- 分子的立体结构
- 共1308题
（8分）氮可以形成多种离子，如N3－，NH2－，N3－，NH4+，N2H5+，N2H62+等，已知N2H5+与N2H62+是由中性分子结合质子形成的，类似于NH4+，因此有类似于 NH4+的性质。
（1）NH4+的电子式为 ，N采用 杂化方式，NH4+粒子空间构型为 ，键角为 。
（2）写出二种由多个原子组成的含有与N3－价电子数相同的物质的化学式 。
（3）等电子体的微粒往往具有相似的结构，试预测N3－的构型 。
正确答案
（1）
（1）NH4+中含有共价键，所以电子式为
（2）N3－价电子数是5×3＋1＝16个，所以与N3－价电子数相同的物质的化学式是 CO2和N2O。
（3）由于N3－于CO2互为等电子体，而CO2是直线型结构，所以N3－的构型也是直线型结构。
某些化学键的键能如下表所示（kJ·mol－1）：
（1）把1mol Cl2分解为气态原子时，需要_______（填“吸收”或“放出”） ________能量
（2）1mol H2在2mol Cl2中燃烧，放出的热量_______KJ。
（3）由表中所列化学键形成的单质分子中，最稳定的是________，最不稳定的是________，形成的化合物分子中，最稳定的是__________，最不稳定的是__________.
（4）在一定条件下，1mol H2与足量的Cl2、Br2、I2分别反应，放出热量由多到少的是____。
A．Cl2 > Br2 > I2 B．I2 > Br2 > Cl2
（5）预测1mol H2在足量F2中燃烧比在Cl2中放热 。
（6）在液态HCl、HBr、HI中沸点最高的是 。
正确答案
（1）吸收 247kJ （2）179kJ （3）H2 I2 HCl HI （4）A
（5）多 （6）HI
试题分析：（1）分子分解为气态原子时，需要断键，根据Cl－Cl键能可知吸收247kJ的能量。
（2）反应物键能之和与产物键能之和的差值就是反应热，ΔH=436kJ+247kJ-2×431kJ=-179kJ。所以放出热量179kJ。
（3）键能越大，形成的分子越稳定，所以单质中最稳定的是H2，最不稳定的是I2，化合物中最稳定的是HCl，最不稳定的是HI。
（4）形成的化合物键能越大，分子越稳定，放出的热量越多，所以A正确。
（5）形成的化合物键能越大，分子越稳定，放出的热量越多，所以H2在F2中燃烧放出的热量比在Cl2中燃烧放出的热量多。
（6）含有氢键的物质沸点比不含有氢键的物质的沸点高。如果不存在氢键，则相对分子质量越大的物质沸点越高。所以HCl、HBr、HI三种氢化物中HI的沸点最高。
点评：这类习题是综合性很强的习题，不仅要了解化共价键的强弱可以决定分子的哪些性质，还要了解分子间作用力对镜分子的哪些性质。化学键主要决定分子的稳定性、反应热的大小等。而分子间作用力决定分子溶沸点的高低。分子间作用力包括范德华力和氢键，形成氢键的条件有两个，一是分子中要有N、O、F这些电负性强的元素，二是分子中要有活泼H（连在N、O、F上的H）。
氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
(1)基态氮原子的电子排布式是____________。
(2)C、N、O三种元素第一电离能从小到大的顺序是______________。
(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的氢化物。
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：
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g) ΔH＝－1038.7 kJ·mol－1
若该反应中有2 mol N—H键断裂，则形成的π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．范德华力 b．共价键 c．配位键 d．离子键
正确答案
(1)1s22s22p3 (2)C O N
(3)①三角锥型 sp3 ②1.5 ③a 2b3:a3（2分）；3:2（2分）
（1）根据构造原理可写出基态氮原子的价电子排布式是2s22p3。
（2）非金属性越强，第一电离能越大。但由于N中的2p是半充满，稳定性强，所以第一电离能大于O的，顺序为N＞O＞C。
（3）①NH3分子中中心原子含有1对孤对电子，所以是三角锥形结构。NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3，而肼(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，所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3，这个与H2O，H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。②根据反应式可知，当反应中有2mol N－H键断裂时，必然会生成0.75mol氮气。由于三键中含有2个π键，所以形成的π键有1.5mol。
③硫酸铵是离子化合物，含有离子键、极性键、配位键。但没有范德华力。所以答案选a。
Ⅰ.（1）写出下列电子云的界面图表示的形成的键的类型：
①
_________________________________________________________________。
②
_________________________________________________________________。
③
_________________________________________________________________。
④
_________________________________________________________________。
（2）下列分子中，没有光学活性的是____________，含有两个手性碳原子的是
____________。
Ⅱ.回答下列问题：
在乙烷（CH3—CH3）、乙烯（CH2＝CH2）、乙炔（CH≡CH）分子中的碳碳键键长大小顺序为__________________________________。BCl3分子中Cl—B—Cl键角为__________，HgCl2分子中的键角为____________。
（3）金属键可以看成是由许多原子共用许多电子形成的，所以有人将金属键视为一种特殊形式的共价键。金属键与共价键的明显区别是①________________、②________________。
正确答案
Ⅰ.（1）①s—p σ键 ②p—p π键 ③s—sp1σ键④p—p σ键
（2）B C
Ⅱ.（1）CH3—CH3>CH2=CH2>CH≡CH（C—C>C=C>C≡C）
（2）120° 180°
（3）金属键没有饱和性和方向性 金属键中的电子属于整块金属
甘油分子中无手性碳原子，脱氧核糖分子中有两个手性碳原子：CH2OH—*CHOH—*CHOH—CH2—CHO
在下列变化中：①I2升华，②烧碱熔化，③NaCl溶于水，④Cl2溶于水，⑤O2溶于水，⑥Na2O2溶于水，以上物质化学键未被破坏的是___________；仅离子键被破坏的是___________；仅共价键被破坏的是___________；离子键被破坏，共价键也被破坏的是___________。
正确答案
①⑤ ②③ ④ ⑥
离子键被破坏，不一定发生化学变化。如，离子化合物三态（固、液、气）的转化中，阴、阳离子的距离发生了改变，离子键受到了破坏，但没有生成新的物质，属物理变化。共价键被破坏一般要发生化学变化，产生新的物质。有化学反应发生的，一定有化学键的破坏。
有以下物质：
①NaOH ②Na2O2 ③HClO ④MgCl2 ⑤K2SO4 ⑥Ne（用序号做答）
（1）只含有离子键的是 ；
（2）只含有共价键的是 ；
（3）没有化学键的是 ；
（4）既有离子键，又有非极性共价键的是 ；
（5）属于共价化合物的是 ；
（6）属于离子化合物且阴阳离子个数比为2：1的是 。
正确答案
④， ③， ⑥， ②， ③， ④
略
有H、C、O、Cl、Na五种元素。
（1）在由两种元素组成的化合物里，其中离子化合物有(写2种)______________________，共价化合物有(写2种)______________________。
（2）在由三种元素组成的化合物里，其中离子化合物有(写2种)______________________，共价化合物有(写2种)______________________。
正确答案
（1）Na2O、NaCl、Na2O2；CO2、CO、CH4、H2O(任写2种) （2）Na2CO3、NaClO；H2CO3、HClO
试题分析：含有离子键的化合物是离子化合物，全部由共价键形成的化合物是共价化合物，所以由H、C、O、Cl、Na五种元素中：
（1）由两种元素组成的化合物里，其中离子化合物有Na2O、NaCl、Na2O2等，共价化合物有CO2、CO、CH4、H2O等。
（2）由三种元素组成的化合物里，其中离子化合物有Na2CO3、NaClO等，共价化合物有H2CO3、HClO、HClO2、HClO3、HClO4等。
点评：该题是基础性试题的考查，难度不大。明确离子化合物和共价化合物的含义以及与化学键关系是答题的关键，有利于培养学生的逻辑推理能力和发散思维能力。
（4分）下面是你熟悉的物质：
①O2② 金刚石 ③ NaBr ④ H2SO4⑤ Na2CO3⑥ K2S ⑦NaHSO4
小题1:这些物质中，只含共价键的是_______________；只含离子键的是___________；既含共价键又含离子键的是_______________。
小题2:将NaHSO4溶于水，写出其电离方程式______________________________。
正确答案
小题1:①②④ ③⑥ ⑦⑤
小题2:NaHSO4==Na++H++SO42－
(1)考查化学键的判断。一般活泼的金属和活泼的非金属容易形成离子键，非金属元素的原子间形成共价键。所以①～⑦中含有的化学键分别为非极性键、非极性键、离子键、极性键、离子键和极性键、离子键、离子键和极性键。
（2）磷酸氢钠是电解质溶于水完全电离，电离方程式为NaHSO4==Na++H++SO42－。
以下列出了四种物质的分子结构示意图，其中圆圈表示原子核以及包含除价电子以外电子的示意图。黑点表示未形成共价键的最外层电子，直线表示共价键，且图中各分子仅由一、二周期元素的原子构成。在括号内填写四种物质化学式。
（1）∶O≡O∶( ）
（4）O—O≡O∶( )
正确答案
（1）N2 （2）HF （3）H2O2 （4）HCN
图中各分子仅由一、二周期元素的原子构成，分析判断的切入点是最外层电子数目。如（1）中每个原子提供3个电子共用，尚余2个电子，说明该原子最外层有5个电子，故为N。同理可判断（2）为HF，（3）为H2O2，（4）为HCN。
（12分）
A.原子数相同、电子总数相同的分子，互称为等电子体。
Ⅰ.已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、6和6，且都含有18个电子，又知B、C和D是由两种元素的原子组成，且D分子中两种原子个数比为1 :2。
请回答：
（1）组成A分子的原子的元素符号是 ；已知E是有毒的有机物，E的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是____________________________________。
（2）C的立体结构呈 ____ 形，该分子属于 分子（填“极性”或“非极性”）；
（3）火箭中可充入四氧化二氮和D作为燃料反应生成氮气和水，该反应的化学方程式为_______ __________________。（不需要写反应条件）
Ⅱ.CO与N2互为等电子体。
（4）CO的总键能大于N2的总键能，但CO比N2容易参加化学反应。
根据下表数据，说明CO比N2活泼的原因是____________________________________。
（5）它们的分子中都包含___________个σ键，______________个π键。
（6）Fe、Co、Ni等金属能与CO反应的原因与这些金属原子的电子层结构有关。
Ni原子的价电子排布式为 _____ 。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，据此可判断Fe(CO)5晶体属于 ____（填晶体类型）；Fe(CO)5是配合物，配体是__________ 。
B．茶中含有多种有益于人体健康的成分，据测定茶叶中含有450种以上的有机成分与15种以上的元素。某化学研究小组欲探究茶叶中钙元素的含量，设计了探究实验方案如下：（已知茶叶中的铝、铁元素对钙离子的测定有影响）
步骤1：称取500g干燥的茶叶，置于通风橱中，充分灼烧使茶叶灰化，再用研钵磨细后移入烧杯中，然后将200mL 1 mol·L-1盐酸加入灰中搅拌、过滤、洗涤。
步骤2：向步骤1所得滤液中逐滴加入稀氢氧化钠溶液，调节溶液的pH至6～7左右，使铝、铁元素以氢氧化物的形式完全沉淀，再加热煮沸30 min，加入7.95g无水碳酸钠，充分搅拌，待沉淀完全后，过滤，洗涤，过滤后得到滤液和沉淀。
步骤3：将步骤2所得的滤液稀释至500 mL，取其中的20.00 mL溶液以甲基橙作指示剂，用0.100mol·L-1的HCl标准溶液滴定，终点时消耗盐酸的体积为20.00mL，计算结果。
请回答下列问题：
步骤 1中，使茶叶灰化时需要用到三角架、泥三角、酒精喷灯、 ___、 ____ 等仪器。
步骤2中，改用试剂 _______ (写试剂名称)来调节pH将更为方便；判断沉淀已经洗净的方法是 。
步骤3中，滴定过程中，眼睛应注视 ____________________，被滴定的20 mL滤液中含CO32－的物质的量为 __ mol，试计算原500g茶叶中钙离子的质量分数为 _______ ，计算过程如下：
正确答案
A.（1）Ar （1分） E是CH3OH，CH3OH形成分子间氢键（1分）
（2）V形（或角形或其他合理答案），（1分）极性分子。（1分）
（3）N2O4 + 2N2H4 = 3N2 + 4H2O（2分）
（4）CO中第一个π键的键能比N2的小很多，CO的第一个键容易断。（1分）
（5）1，2（2分）
（6）3d84s2（1分），分子晶体（1分），CO（1分）。
B．步骤1：坩埚、坩埚钳（每空1分,共2分）
步骤2：氨水（2分）
取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加CaCl2溶液（其他合理的答案等均可），若无沉淀产生，则已洗净。（2分，其他合理答案均给分）
步骤3：锥形瓶内溶液颜色变化和滴定管内液体流出速率。（2分，只答前者也给分）
0.001 （1分） 0.4%（或0.004）（1分）
计算过程：（2分）
步骤2所得的滤液中含CO32－的物质的量为0.001mol×500÷20=0.025mol
7.95g无水碳酸钠的物质的量为7.95g÷106g/mol=0.075mol
原500g茶叶中钙离子(实验中转化为CaCO3) 的物质的量
=转化为CaCO3的CO32－的物质的量=0.075mol-0.025mol=0.050mol
原500g茶叶中钙离子的质量分数=0.050mol×40g/mol÷500g=0.004
略
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