- 分子的立体结构
- 共1308题
A-N是中学化学中常见的单质及化合物，A、B、F每个分子中电子总数相同，A、C、D均为可燃性气体，B通常为无色液体，D、E、G、J、M为单质，其中J为黑色粉末，M为中学常见的金属，N可用作耐高温材料。各物质间存在下列转化关系（部分产物略去）
请回答下列问题：
(1)A的分子空间构型为_________
(2)写出M与L反应的化学方程式_____________。
(3)写出加热条件下J与K的热的浓溶液反应的化学方程式_________________。
(4)简述实验室保存K的浓溶液的方法_______________
正确答案
(1)正四面体形
(2)2Mg+CO2
(3)C+4HNO3(浓)
(4)密封保存在棕色试剂瓶，并置于阴凉处
已知A、B、C、D、E 和F这6种分子所含原子数目依次为1、2、3、4、6、6，且都含有18个电子。又知B、C、 D和F是由两种元素的原子组成。请回答：
（1）B和C的分子式分别是________ 和___________ ；C分子的立体结构呈__________ 形，该分子属于 分子____________（填“极性”或“非极性”）；
（2）若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰，有无色气体生成。则D的分子式是___________ ，结合该物质的性质，推测D分子的极性_____________ （填“极性”或“非极性”）；
（3）若将1mol E在氧气中完全燃烧，只生成1mol CO2和2molH2O，则E的分子式是___________ 。
（4）我国神州8号使用的燃料就有F，F完全燃烧，生成一种空气中主要气体和另外一种常见液体。试写出F在纯氧中燃烧的化学方程式_____________。
正确答案
(1) HCl； H2S； V ；极性
(2) H2O2； 极性
(3)CH4
(4) N2H4 + O2 ===== N2 + 2H2O
CS2和S2Cl2都是硫的重要化合物，在工业上有广泛的用途。二者的部分性质如下：
（1）①在 CS2＋3Cl2＝CCl4(g)＋S2Cl2反应中，化合价没发生变化的元素是 。
②在CS2和S2Cl2中，含有非极性键的是 。
（2）以CS2或单质硫做原料与氯气反应都可以制得S2Cl2。下图是实验室里通过在熔融的单质硫中通入少量氯气的方法制取S2Cl2的装置（夹持装置、加热装置均已略去）。
①装置a中的试剂是 ，其作用是 ；
装置d的名称是 ，其作用是 。
②该实验的操作顺序应是 （用序号表示）。
A.加热装置c B．通入Cl2 C．通冷凝水 D．停止通入Cl2
E．停止加热装置c
③f装置中的试剂是 ，其作用是 。
正确答案
（1）①C（或碳）（2分）。②S2Cl2
（2）①浓硫酸，干燥剂（或除去Cl2中的水蒸气）；冷凝器（管），将S2Cl2气体液化。
②BCAED或CBAED。③碱石灰；防止空气中的水蒸气进入e，吸收Cl2（2分，只要有这两个要点即给2分，多答不扣分，答对一个要点给1分。）。
试题分析：（1）CS2中S是-2价，C是+4价，CCl4中C是+4价，Cl是-1价，S2Cl2中S是+1价，Cl是-1价，可知化合价没发生变化的元素是C；根据化合价推出它们的结构式为S=C=S和Cl-S-S-Cl，S2Cl2中含有非极性键；
（2）①因为S2Cl2能与水发生水解反应，整个制取装置不能有水，因此氯气通入前要干燥，装置a中的试剂为浓硫酸起干燥剂作用；生成物S2Cl2常温下是液体，需要冷凝处理，装置d的名称是冷凝管，将S2Cl2气体液化；
②实验操作注意，在开始反应之前一定要先通入氯气排尽装置中的空气，再进行加热，以免副反应发生，当反应结束停止加热后，还需继续通入氯气，排除装置中残留的S2Cl2气体；
③尾气吸收可以用碱石灰来吸收氯气，同时还可以防止空气中的水分进入e装置与S2Cl2发生水解。
（12分）A、B、C、D、E分别代表五种短周期元素，且原子序数依次增大，已知：B的最外层电子排布是nsnnpn＋1；C的p能级上未成对的电子比B少一个；D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构；E与D同周期且E在该周期中原子半径最小；B与A的单质能生成具有刺激性气味的气体，该气体极易溶于水。
(1)B原子核外电子排布式为____________________________。
(2)A与E化合时原子间以_____________键相结合，D与C化合时原子间以_____________键相结合。
(3)写出A、C的单质直接化合形成的化合物与E单质反应的离子方程式：________________________________。
(4)A与B形成化合物时，中心原子采取________杂化成键，其立体结构为________，属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
(5) 将白色的无水CuSO4溶解于A2C中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配合离子。请写出生成此配合离子的离子方程式： 。
（6）五种元素中电负性最大的是 （填元素名称）。
正确答案
（共12分，除方程式2分，其余每空1分）
(1)1s22s22p3 2分 (2)共价 离子 2分
(3)Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO 2分 (4)sp3 三角锥形 极性 3分
（5）Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+ 2分 （6）氧 1分
根据元素的结构及有关性质可知，A、B、C、D、E分别是H、N、O、Mg、Cl。
（1）根据构造原理可知，氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3。
（2）H和Cl原子都是非金属，所以二者的形成的化学键是极性键；氧元素是活泼的非金属，镁是活泼的金属，二者形成的化学键是离子键。
（3）A、C的单质直接化合形成的化合物是水，所以和氯气反应的离子方程式是Cl2＋H2O===H＋＋Cl－＋HClO。
（4）根据价层电子对互斥理论可知，在氨气分子中氮元素含有的孤对电子对数是（5－1×3）÷2＝1，所以氨气是三角锥形结构，氮原子是sp3杂化，由于正负电荷不能重合，所以氨气属于极性分子。
（5）硫酸铜中电离出的铁离子能和水分子形成配位键，其中水是配体，配位数是4，所以反应的离子方程式是Cu2++4H2O=[Cu(H2O)4]2+ 。
（6）非金属性越强，电负性越大。由于氧元素的非金属性最强，所以氧元素的电负性最大。
A、B、C、D、E是原子序数递增的五种短周期元素，其中A元素组成的一种粒于不含电子；B元素的最高价氧化物的水化物甲能与其氢化物生成一种盐乙；D的单质能与酸、碱反应均生成氢气；A、B、D三种元素都能与C元素形成常见化舍物；D、E两种元素组成DE3型化合物，
（1）写出由以上某些元素构成的既含极性共价键，又含非极性共价键的化台物的电子式：______（写出一种即可）
（2）B的常见氢化物的空间构型是______．
（3）常温下1克A单质在足量C单质中燃烧生成稳定的液态物质释放出142.9kJ热量，写出表示A单质燃烧热的热化学方程式：______；
（4）A单质和C单质在浓KOH溶液做电解质溶液时可形成原电池，写出该电池中正极的电极反应方程式：______；
（5）常温下，甲、乙的水溶液的pH均为5．则两溶液中由水电离出的H+浓度之比是______；
（6）由上述元素所形成的常见物质X、Y、Z、W、M、N可发生以下反应：
①X溶液与Y溶液反应的离子方程式为______；
②M→N的化学反应方程式为______．
正确答案
A元素组成的一种粒于不含电子，只有H+符合，则A为H元素；B元素的最高价氧化物的水化物甲能与其氢化物生成一种盐乙，则乙应为NH4NO3，B为N元素，D的单质能与酸、碱反应均生成氢气，应为Al元素；D、E两种元素组成DE3型化合物，则E应为Cl元素，A、B、D三种元素都能与C元素形成常见化舍物，结合原子序数可知C为O元素，则
（1）由以上某些元素构成的既含极性共价键，又含非极性共价键的化台物为H2O2，电子式为
，
故答案为：
；
（2）B为N元素，对应的氢化物为NH3，空间结构为三角锥形，故答案为：三角锥形；
（3）n（H2）=
反应的热化学方程式为H2（g）+
故答案为：H2（g）+
（4）碱性氢氧燃料电池中，O2在正极上得电子生成0H-，电极反应式为O2+2H2O+4e-=40H-，
故答案为：O2+2H2O+4e-=40H-；
（5）甲为HNO3，抑制水的电离，乙为NH4NO3，NH4+水解促进水的电离，甲、乙的水溶液的pH均为5．则两溶液中由水电离出的H+浓度之比是10-9：10-5=10-4：1，
故答案为：10-4：1；
（6）上述元素对应的金属元素只有Al，则N为Al，M为Al2O3，Z为Al（OH）3，W应为铵盐，为AlCl3或Al（NO3）3与氨水的反应，反应的离子方程式为Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+，工业常用电解Al2O3的方法冶炼Al，反应的化学方程式为2Al2O3
故答案为：①Al3++3NH3•H2O=Al（OH）3↓+3NH4+；②2Al2O3
X、Y、Z、W四种元素的原子序数依次增大，且均为短周期元素．X原子最外层电子数是次外层电子数的2倍；Y有两种常见的同素异形体，其中一种是很好的脱色剂和消毒剂．Z、W原子最外层电子数之和是X原子最外层电子数的2倍，且Y与W同族．请填空：
（1）固态的XY2属于______晶体．X的氢化物中含氢的质量分数最高的分子的空间构型为______．
（2）W与X可形成化合物XW2．①XW2为______（填“极性”或“非极性”）分子；②Z的单质在XY2气体中燃烧的现象为______．
（3）工业制Z的方法为______．
（4）WY2→WY3的工业反应条件是______其方程式为______．
正确答案
X、Y、Z、W四种元素的原子序数依次增大，且均为短周期元素．X原子最外层电子数是次外层电子数的2倍，则X为碳元素；Y有两种常见的同素异形体，其中一种是很好的脱色剂和消毒剂，则Y为氧元素；Y与W同族，则W为硫元素；Z、W原子最外层电子数之和是X原子最外层电子数的2倍，则Z原子最外层电子数为4×2-6=2，原子序数Z＜W，则Z为镁元素．
即X为碳元素；Y为氧元素；Z为镁元素；W为硫元素．
（1）XY2是CO2，固体CO2是分子晶体；X的氢化物中含氢的质量分数最高的分子为CH4，是正四面体空间结构．
故答案为：分子；正四面体．
（2）W与X可形成化合物XW2是CS2．
①CS2与CO2的相似，为直线构型，是非极性分子．
故答案为：非极性．
②镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，发生反应：2Mg+CO2
故答案为：镁条在二氧化碳中剧烈燃烧，生成白色粉末，在瓶的内壁有黑色固体附着．
（3）镁是金属性非常强的活泼金属，通常采取电解法冶炼．
故答案为：电解法．
（4）WY2是SO2，WY3的是SO3，二氧化硫在高温常压催化剂条件下与氧气反应生成三氧化硫，反应方程式为
2SO2+O2
故答案为：高温常压催化剂；2SO2+O2
现有前20号的A、B、C、D、E五种元素，相关信息于下表：
（1）B的核外电子排布式为______，CB3的晶体类型为______．
（2）B、C、D三元素的电负性大小顺序为______＞______＞______（填元素符号）．
（3）C的氢化物的空间构型为______，其氢化物在同族元素所形成的氢化物中沸点最高的原因是______．
（4）E2D的水溶液呈______（填“酸性”、“碱性”或“中性”），用离子方程式解释理由：______．
（5）已知：12.8g液态C2A4与足量A2O2反应生成C2和气态A2O，放出256.65kJ的热量．
A2O （l）═A2O （g）△H=+44kJ•mol-1．
2A2O2 （l）═2A2O （l）+O2（g）△H=-196.4kJ•mol-1．
则液态C2A4与足量O2反应生成C2和液态A2O的热化学方程式为：______．
正确答案
A元素的核外电子数和电子层数相等，也是宇宙中最丰富的元素，A是氢元素；B的2p轨道差一个电子为全满，则B为F元素； C的p轨道有三个未成对电子，即为np3排布，又其氢化物溶解性为同族中最大，则C为N元素；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，则最高化合价为+6，最低化合价为-2价，其最高价氧化物的化学式为DO3，最高价氧化物中含D的质量分数为40%，令D的质子数为x，核内质子数等于其中子数，所以
即A是氢元素；B为F元素；C为N元素；D为S元素；E为Na元素．
（1）B为F元素，原子核外有7个电子，核外电子排布式为1s22s22p5．C为N元素，CB3为NF3属于分子晶体，
故答案为：1s22s22p5；分子晶体；
（2）B为F元素；C为N元素；D为S元素；电负性也指非金属性，非金属性越强电负性越大，非金属性F＞N＞S，所以B、C、D三元素的电负性大小顺序为F＞N＞S，
故答案为：F；N；S；
（3）C的氢化物为NH3，空间构型是三角锥形，由于其分子间能形成氢键，因而在同族元素所形成的氢化物中沸点最高，
故答案为：三角锥形；氨分子间形成氢键；
（4）E2D为Na2S，Na2S为强碱弱酸盐，Na2S的水溶液中S2-离子水解S2-+H20⇌HS-+OH-，水溶液呈碱性，
故答案为：碱性； S2-+H2O⇌HS-+OH-；
（5）已知：12.8g液态N2H4与足量H2O2反应生成N2和气态H2O，放出256.65kJ的热量，12.8g液态N2H4的物质的量为
该反应热化学反应方程式为：①N2H4（l）+2H2O2（l）═N2（g）+4H2O（g），△H=-641.625kJ/mol，
由于②H2O （l）═H2O （g）△H=+44kJ•mol-1，
③2H2O2 （l）═2H2O （l）+O2（g）△H=-196.4kJ•mol-1，
则液态N2H4与足量O2反应生成N2和液态H2O的热化学方程式为：①-4×②-③得：
N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（l）△H=-662.025 kJ•mol-1，
故答案为：N2H4（l）+O2（g）═N2（g）+2H2O（l）△H=-662.025 kJ•mol-1．
I下列描述中正确的是______
A、CS2为V形的极性分子
B、Cl03- 的空间构型为平面三角形
C、SF6中有6对完全相同的成键电子对
D、SiF4和SO32- 的中心原子均为sp3杂化
Ⅱ金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛．请回答下列问题：
（1）Ni原子的核外电子排布式为______；
（2）Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm，则熔点NiO______ FeO（填“＜”或“＞”）；
（3）Ni0晶胞中Ni和O的配位数分别为______、______；
（4）金属镍与镧（La）形成的合金是一种良好的储氢材料，其晶胞结构示意图如左下图所示．该合金的化学式为______；
（5）丁二酮肟常用于检验Ni2+：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示．
①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是______，氮镍之间形成的化学键是______；
②该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在______；
③该结构中，碳原子的杂化轨道类型有______．
正确答案
Ⅰ、
A、依据价层电子对互斥理论可知CS2为直线形的非极性分子，故A错误；
B、由价层电子对互斥理论可知Cl03-中中心原子的孤电子对数是
C、硫原子最外层有6个电子，和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对，故C正确；
D、SiF4和SO32- 的空间构型分别为正四面体和三角锥形，但中心原子均采用的是sp3杂化，故D正确．
故选C、D．
Ⅱ、（1）镍属于28号元素，根据构造原理可以写出该原子的核外电子排布式，Ni的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d 84s2故答案为：1s22s22p63s23p63d 84s2；
（2）Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高．由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，属于熔点是NiO＞FeO．故答案为：＞；
（3）因为Ni0、Fe0的晶体结构类型均与氯化钠的相同，而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6，所以Ni0晶胞中Ni和O的配位数也均为6．故答案为：6；6；
（4）晶胞中镧原子数=8×
（5）①双键是由一个σ键和一个π键构成；镍原子有空轨道，氮原子有孤电子对，因此二者形成配位键．②氧原子与氢原子之间可以形成氢键．③在该结构中碳原子既有单键又有双键，因此杂化类型是sp2和sp3杂化，故答案为：①一个σ键、一个π键；配位键；②氢键；③sp2、sp3．
四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知他们的核电荷数依次增强，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中电子数与最外层电子数之比为5：1．
（1）Y与Z可分别与X形层只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是______、______；杂化轨道分别是______、______；a分子的立体结构是______．
（2）在X和Y的氧化物中，属于非极性分子的是（填分子式）______；其结构式为______，属于含有非极性键的极性分子的是（填分子式）______．
（3）Y与Z比较，电负性较大的是______．
（4）W的元素符号是______，其+2价离子的核外电子排布式是______．
正确答案
Y原子的L层p轨道中有2个电子，所以其核外电子排布式为1s22s22p2，为6号元素碳；Z与Y原子的价电子数相同：最外层为四个电子且均位于元素周期表的前四周期，为14号元素硅；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为4：1，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为5：1，所以其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，为30号锌元素；电荷数之和为，X为51-30-6-14=1，1号元素氢．
（1）C与Si可分别与H形成只含一个中心原子的共价化合物CH4、SiH4，甲烷、硅烷分子中都分别含有4个σ键不含孤电子对，所以都是采取sp3杂化，甲烷分子是正四面体构型，
故答案为：CH4，SiH4，sp3，sp3，正四面体；
（2）C、Si形成的氧化物中，属于非极性分子的是CO2，其结构式为O=C=O，属于含有非极性键的极性分子的是H2O2，故答案为：CO2，O=C=O，H2O2；
（3）碳和硅是同一主族元素，同一主族元素中元素的电负性随着原子序数的增大而减小，所以电负性较大的是Y，故答案为Y；
（4）通过以上分析知，W是Zn元素，锌原子失去最外层2个电子变成+2价阳离子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，故答案为：1s22s22p63s23p63d10．
配位键是一种特殊的共价键，即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。如NH4＋就是由NH3（氮原子提供电子对）和H＋（缺电子）通过配位键形成的。据此，回答下列问题：
（1）下列粒子中可能存在配位键的是________。
（2）硼酸（H3BO3）溶液呈酸性，试写出其电离方程式：___________________。
（3）科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初，科学家提出了种观点：
甲：
①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中化学反应方程式为（A写结构简式）_____________________________________________________________。
②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案：____________________________________________________________。
正确答案
（1）BD
（2）H3BO3＋H2O
（3） 
②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水（或其他合理答案）
本题综合考查配位键的形成和配合物的性质。解题时要注意配位键形成条件中的一方提供孤对电子，另一方提供空轨道。
（1）由题中信息可导出结论：凡能给出H＋的物质中一般含有配位键。
（2）硼原子为缺电子原子，H3BO3的电离实质是B原子和水中的OH－形成配位键，水产生的H＋表现出酸性。
（3）由题中所含配位键的物质的反应特点分析。
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