- 分子的立体结构
- 共1308题
(6分)已知硼酸(分子式为H3BO3)对人体的受伤组织有缓和和防腐作用,故可以用于医药和食品防腐等方面。试回答下列问题:
(1)已知硼酸分子中H只与O成键,则其分子结构式为 ,由其结构可推知硼酸应属于 酸(选填“弱”或“强”)。
(2)已知硼酸晶体呈片状,具有类似石墨那样的片层结构,片层之间作用较弱,有滑腻感,可做润滑剂。则层内H3BO3分子之间的作用力是 ,层与层间的作用力是 。
(3)已知0.01mol硼酸可以被20mL 0.5mol·L-1NaOH溶液恰好完全中和,据此推知硼酸属 元酸。研究表明:在大多数情况下,元素的原子在形成分子或离子时,其最外层有达到8电子稳定结构的趋向,如。写出硼酸与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
正确答案
(1)(1分); 弱(1分)
(2)氢键(1分); 范德华力(或分子间作用力)(1分)
(3)一(1分); (1分)
略
氮元素可以形成多种化合物。
回答以下问题:
(1)基态氮原子的价电子排布式是__________________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺许昌是_________________。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮化物。
①NH3分子的空间构型是____________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是____________________。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是:
若该反应中有4mol N—H键断裂,则形成的键有___________mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在________(填标号)
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力
(4)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体得4个顶点(见图2),分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。下列分子或离子中,能被该有机化合物是别的是________________(填标号)。
a.CF4 b. CH4 c. NH4+ d.H2O
正确答案
略
I.根据价层电子对互斥理论(VSEPR)可以判断分子或离子的空间构型。
请回答下列问题:
①解释CO2为直线型分子的原因 ;
② PbCl2分子的立体构型为 ,该分子属于 分子(填“极性”或“非极性” ),其中Pb原子的杂化轨道类型为 。
II.铜在我国有色金属材料的消费中仅次于铝,广泛地应用于电气、机械制造、国防等领域。回答下列问题:
(1)铜原子基态电子排布式为 ;
(2)用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏伽德罗常数。对金属铜的测定得到以下结果:晶胞为面心立方最密堆积,边长为361pm。又知铜的密度为9.00g/cm3,则铜晶胞的体积是
cm3,晶胞的质量是 克,阿伏伽德罗常数为
(列式计算,已知Ar(Cu)=63.6)。
正确答案
I. (1) ①CO2属n+m=2,SP杂化,故为直线形 (每空2分)
②折线形(或V形) 极性分子 SP2 (每空1分)
II.(1)1s22s22p63s23p63d104s1 (2)4.70×10-23 4.23×10-22
I. (1)CO2中中心原子碳原子的孤对电子对数是(4-2×2)÷2=0,即碳原子是sp杂化,所以是直线型结构。
②PbCl2中中心原子Pb原子的孤对电子对数是(4-1×2)÷2=1,即Pb原子是sp2杂化,所以是V型结构。
II.(1)根据构造原理可知,基态铜原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1 。
(2)边长是361pm,所以体积是。根据密度可知晶胞的质量是
。由于铜晶胞中含有的铜原子数是8×1/8+6×1/2=4,所以有
,因此
。
[选修—物质结构与性质](5分)
羰基铁[Fe(CO)5]会使合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂中素。请回答下列问题:
(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0,写出铁原子的基态电子排布式 。
(2)CO分子中C原子上有一对孤对电子,C、O原子都符合8电子稳定结构,CO分子中C原子的杂化类型为 杂化。与CO分子互为等电子体的分子和离子各写出1种,分别为 和 (填化学式),CO分子的结构式可表示为 。
(3)Fe(CO)5常温下呈液态,熔点为—20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂。据此可以判断Fe(CO)5晶体为 。
(4)科学家通过X射线探明,FeO、MgO、CaO的晶体结构与NaCl的晶体结构相似(如23所示)①比较晶体熔点的高低MgO CaO(填“高于”或“低于”)
②若在FeO晶体中阴阳离子间最近距离为a cm,晶体密度为dg/cm3。则阿伏伽德罗常数NA表达式为 mol-1。
正确答案
(1)3d64s2 (2分 )(2)sp (2分) N2 (1分) CN- (1分)(其它合理答案均给分) (2分) (3)分子晶体 (2分)(4)MgO 高于CaO(2分) NA =36/(da3 ) (3分)
略
目前世界各国都在抗击甲型H1N1流感,达菲(Tamiflu)被世界卫生组织推荐作为治疗和预防甲型H1N1流感的有效药物之一,它是以我国特有中药材八角的提取物—莽草酸(shikimicacid)为原料经过十多步反应合成的。已知莽草酸和达菲的结构简式如下:
请完成下列问题:
(1)写出莽草酸的分子式___________。
(2)写出莽草酸分子中官能团的名称___________________________
(3)达菲可能发生的反应类型有_________________
(4)1 mol莽草酸最多能与_______ mol金属钠反应,最多可与______ mol碳酸氢钠反应。
(5)请写出莽草酸与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应的化学方程式
(有机物用结构简式表示):_________________________________________________
(6)莽草酸通过消去反应可以得到B(B的结构简式为:),B在浓硫酸加热作用下可得到缩聚物C,C的结构简式是______________;水杨酸是一种与B具有相同官能团的同分异构体,且苯环上的取代基相邻,请写出水杨酸与乙酸酐合成阿司匹林(乙酰水杨酸)的化学方程式(有机物用结构简式表示):______________________________________;B的同分异构体中既含有酚羟基又含有酯基的共有三种,写出其中一种同分异构体的结构简式 _________________________。
正确答案
(I)C7H10O5 。 (2)羧基、羟基、碳碳双键。(3)A、B、C 。(4)4 1
(5)
(6)
( (邻、间、对三种写出任意一种即可)
由已知的莽草酸的结构简式可知其分子式为C7H10O5。莽草酸共有羧基、羟基、碳碳双键三种官能团。达菲分子中的碳碳双键可发生氧化反应和加成反应,酯基和肽键可以发生水解反应。莽草酸中3个羟基和1个羧基均能与金属钠反应,所以1 mol莽草酸最多消耗4 mol金属钠。因为醇羟基不与碳酸氢钠溶液反应,只有羧基与碳酸氢钠溶液反应,所以1 mol莽草酸最多与1 mol碳酸氢钠反应。莽草酸中的羧基与乙醇中的羟基发生酯化反应,很容易写出其反应的化学方程式。B发生缩聚反应生成高分子。水杨酸是与B具有相同官能团的B的同分异构体,且两个官能团为邻位,即为。B的同分异构体中既含有酚羟基又含有酯基的共有三种,
。
1919年,langmuir提出等电子原理:原子数相同、最外层电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理,仅由第二周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是:________和________;________和________。
(2)此后,等电子原理又有发展。例如:由短周期元素组成的物质中,与NO2-互为等电子体的分子有:__________、__________。
正确答案
(1)N2O CO2 N2 CO (2)SO2 O3
(1)仅由第二周期元素组成的共价分子中,即C、N、O、F组成的共价分子,N2与CO均为10个价电子,N2O与CO2均为16个价电子,符合题意。
(2)依据等电子原理的发展,只要原子数相同,各原子最外层电子数之和也相同,即可互称为等电子体。NO2-是三原子组成的离子,最外层电子数(即价电子)之和为5+6×2+1=18,SO2、O3也是三原子,价电子总数分别也为6+6×2=18、6×3=18。
有下列几种晶体,完成下列各小题。
A干冰;B氯化钠;C冰;D水晶;E氯化铵;F晶体氖;G铝;HC60;I金刚石
(1)属于分子晶体的是 ,属于离子晶体的是 。
(2)晶体中有氢键的是 ,受热熔化只需克服共价键的是________。
正确答案
(1)ACFH(2分) BE(2分) (2) C(2分) DI(2分)
试题分析:(1)分子晶体的构成微粒为分子,但稀有气体形成的分子晶体由原子构成的分子;其中 A C F H为分子晶体;原子晶体的构成微粒为原子;离子晶体的构成微粒为阴阳离子;其中 B E为离子晶体。
(2)晶体中有氢键常见有HF、H2O、NH3、含羟基的某些有机物如醇类(乙醇、甘油等,一般碳原子数比较少,多了影响相对比较小)、羟基酸等。热融化只需要克服共价键的有 D I 。
【物质结构与性质】(15分)
(1)已知X、Y、Z为同一短周期的三种元素,其原子的部分电离能(kJ/mol)如下表所示:
①三种元素电负性大小关系为_______________
②写出Y原子的电子排布式_____________ Y的第一电离能大于Z的第一电离能的原因_______________________
③X晶体采用下列_________(填字母)堆积方式。
A B C D
(2)N2O的等电子体为:①分子______________,②阴离子______________;由此可知N2O的中心原子的杂化类型为_____________。根据价层电子对互斥模型确定NO2的分子构型为:_____________________________________。
(3)已知铜能形成多种化合物,如硫酸铜的结构如下图所示,
请在图中标出水合铜离子中的配位键.
正确答案
(1)①Z>Y>X ②1s22s22p63s2 ;Y元素原子最外层s轨道上的电子为全满③A
(2)①CO2 ②SCN-或N3- ;SP 。V型
(3)
(1)①根据元素的电离能可知X是第IA,Y是第ⅡA,Z是第ⅢA。所以金属性是X>Y>Z。金属性越强,电负性越小,所以三种元素电负性大小关系为Z>Y>X。
②Y是镁,电子排布式为1s22s22p63s2。镁元素中3s轨道是全充满状态,稳定性强。
③X是钠,采用体心立方堆积,A正确,B是简单立方堆积,C是面心立方堆积,D是六方最密堆积,答案选A。
(2)电子数和原子数分别都相等的是等电子体,所以和N2O互为等电子体的是CO2、SCN-或N3-。N2O中心氧原子含有的孤对电子是(6-3×2)÷2=0,所以氧原子是sp杂化。NO2分子中的N以两个sp2杂化轨道与氧原子成键,形成V字型的空间构型,此外分子中还形成一个三中心三电子大∏键.
(3)水合铜离子中的配位键是由水分子提供孤对电子,铜离子提供空轨道,所以结构如图所示
(每空2分,共12分)键能的大小可以衡量化学键的强弱,也可以用于估算化学反应的反应热(△H),化学反应的△H等于反应中断裂旧化学键的键能之和与反应中形成新化学键的键能之和的差。参考以下表格的键能数据,回答下列问题:
(1)比较下列两组物质的熔点高低(填“>”或“<”)
SiC Si; SiCl4 SiO2
(2)能不能根据键能的数据判断单质Si 和化合物SiCl4的熔点高低? (填“能”或“不能”),原因是 。
(3)如图立方体中心的“· ”表示金刚石晶体中的一个原子,请在立方体的顶点用“· ”表示出与之紧邻的碳原子
(4)工业上高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g) + 2H2(g) 高温 Si(s)+4HCl(g)
计算该反应的反应热△H为__________________。
正确答案
(1)>,<
(2)不能,物质熔点高低由构成物质的微粒间作用力决定,单质Si属于原子晶体,原子间作用力是共价键;SiCl4属于分子晶体,分子间作用力是范德华力,比共价键弱得多。因此不能都根据键能来判断物质的熔点高低。
(3)
(4)+236 kJ/mol )
(1)碳化硅和硅都是原子晶体,其熔点大小和共价键强弱有关系。形成共价键的原子半径越小,共价键越强,碳原子半径小于硅原子的,所以碳化硅的熔点高于硅放的。四氯化硅是分子晶体,二氧化硅是原子晶体,所以四氯化硅的熔点小于二氧化硅的。
(2)由于物质熔点高低由构成物质的微粒间作用力决定,单质Si属于原子晶体,原子间作用力是共价键;SiCl4属于分子晶体,分子间作用力是范德华力,比共价键弱得多。因此不能都根据键能来判断物质的熔点高低。
(3)金刚石中每一个碳原子与周围的4个碳原子连接,构成正四面体,所以结构如图。
(4)反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,因此反应热是360 kJ/mol×4+436 kJ/mol×2-176 kJ/mol×2-431 kJ/mol×4=+236 kJ/mol。
(11分)
2-1 画出2,4-戊二酮的钠盐与Mn3+形成的电中性配合物的结构式(配体用表示)。
2-2 已知该配合物的磁矩为4.9玻尔磁子,配合物中Mn的未成对电子数为 。
2-3 回答:该化合物有无手性?为什么?
2-4 画出2,4戊二酮负离子的结构简式(必须明确其共轭部分),写出其中离域π键的表示符号。
2-5 橙黄色固体配合物A的名称是三氯化六氨合钴(Ⅲ),是将二氯化钴、浓氨水、氯化铵和过氧化氢混合,以活性炭为催化剂合成的。机理研究发现,反应过程中首先得到Co(NH3)62+离子,随后发生配体取代反应,得到以新配体为桥键的双核离子B4+,接着发生桥键断裂,同时2个中心原子分别将1个电子传递到均裂后的新配体上,得到2个C2+离子,最后C2+离子在活性炭表面上发生配体取代反应,并与氯离子结合形成固体配合物A。写出合成配合物A的总反应方程式;画出B4+和C2+离子的结构式。
总反应方程式:
B4+和C2+离子的结构式:
正确答案
(11分)2-1
2-2 4
2-3 有。该化合物只有旋转轴(第1类对称元素)。
2-4
2-5 2CoCl2 + 10NH3 + 2NH4Cl + H2O2→ 2Co(NH3)6Cl3 + 2H2O
略
扫码查看完整答案与解析