- 分子的立体结构
- 共1308题
1996年诺贝尔化学奖授予对发现C60有重大贡献的三位科学家。C60分子是形如球状的多面体,如图,该结构的建立基于以下考虑:C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;C60分子只含有五边形和六边形;碳与碳之间既有单键又有双键,每个碳原子仍然满足四个价键饱和。
多面体的顶点数、面数和棱边数的关系,遵循欧拉定理:顶点数 + 面数 - 棱边数 = 2 。
请回答:
(1)一个C60分子中有多少个五边形和多少个六边形?
(2)一个C60分子中有多少个C=C?
(3)已知C70分子的结构模型也遵循C60的那些规律,请确定C70分子结构中上述几项参数。
正确答案
(1)12个五边形、20个六边形
(2)30
(3)12五边形、20个六边形、双键数是35
请完成下列表格
正确答案
1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家。O3能吸收有害紫外线,保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如图,呈V型,键角116.5℃。三个原子以一个O原子为中心,与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键;中间O原子提供2个电子,旁边两个O原子各提供1个电子,构成一个特殊的化学键--三个O原子均等地享有这4个电子。请回答:
(1)臭氧与氧气的关系是___________。
(2)选出下列分子与O3分子的结构最相似的的是________。
A.H2O B.CO2 C.SO2 D.BeCl2
(3)分子中某原子有1对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子,那么O3分子有___________对孤对电子。
(4)O3分子是否为极性分子___________(是或否)。
正确答案
(1)同素异形体
(2)C
(3)5
(4)是
PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度小,另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大,请回答下列问题:
(1)PtCl2(NH3)2是平面正方形结构,还是四面体结构____。
(2)请在以下空格内画出这两种固体分子的几何构型图.
淡黄色固体:_________ ,黄绿色固体:__________。
(3)淡黄色固体物质是由_______分子组成,黄绿色固体物质是由___________ 分子组成(填“极性分子”或“非 极性分子”)。
(4)黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大,原因是____。
正确答案
(1)平面正方形结构
(2);
(3)非极性;极性
(4)根据相似相溶原理,因为淡黄色固体为非极性分子,较难溶于极性溶剂水;而黄绿色固体为极性分子,易溶于极性溶剂水。
下图表示某种分子结构的电键图,大黑点表示从1~10号的原子实(原子实指原子除去最外层电子后的剩余部分),小黑点代表未用于成键的最外层电子,短线表示成键电子对(如表示O2)现有
(1)据上图写出它们的化学式A___________B___________C____________D____________
(2)写出工业制取C的化学方程式____________________________该反应为____________反应(填“吸热”或“放热”)
正确答案
(1)A:NH3;B:H2O;C:CO2;D:HF
(2)CaCO3CaO+CO2↑;吸热
如图所示是甲烷和白磷(P4)分子空间结构示意图,请你把认为是化学键的改为实线(在图上改即可)。把碳原子涂成实心小圆点。甲烷分子是_______(填“甲”或“乙”)图。从图中可看出,每个甲烷分子中有______对共用电子对,而白磷分子中形成_______个共价键。
正确答案
甲;4;6
硫化氢(H2S)分子中,两个H-S键的夹角接近90°,说明H2S分子的空间构型为___________;二氧化碳(CO2)分子中,两个C=O键的夹角是180°,说明CO2分子的空间构型为___________;甲烷(CH4)分子中,两个相邻C-H键的夹角是109°28′,说明CH4分子的空间构型为___________。
正确答案
折线型;直线型;正四面体型
用VSEPR理论判断
正确答案
硫化氢(H2S)分子中,两个H-S键的夹角接近90°,说明H2S分子的空间构型为__________;二氧化碳(CO2)分子中,两个C=O键的夹角是180°,说明CO2分子的空间构型为___________;甲烷(CH4)分子中,两个相邻C-H键的夹角是109°28′,说明CH4分子的空间构型为____________。
正确答案
V形;直线型;正四面体
二氧化硫和氮氧化物(NOx)对大气污染日趋严重,研究消除大气污染的方法是化学工作者的重要课题,目前有很多种方法消除大气污染.
(1)可利用甲烷催化还原NOx的方法处理NOx,反应如下:
CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-574kJ•mol-1
CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=-1160kJ•mol-1
则CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g);△H=______;
(2)汽车尾气中的主要污染物有CO、NOx、碳氢化合物等,降低汽车尾气的方法之一是在排气管上安装催化转化器,发生如下反应:
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g);△H<0.
生成无毒物质,减少汽车尾气污染.若在一定温度下,将2molNO、1molCO充入1L固定容积的容器中,15分钟后达到平衡,反应过程中各物质的浓度变化如图1所示,则
①前15s内的平均反应速率v (N2)=______(小数点保留3位);
②该反应平衡常数K=______(小数点保留3位);
③若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,平衡将______移动(填“向左”、“向右”或“不”);20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图1所示的变化,则改变的条件可能是______(填序号);
a 加入催化剂 b 降低温度 c 缩小容器体积 d 增加CO2的量
④该可逆反应△S______0(填“>”、“<”或“=”),在______(填“高温”、“低温”或“任何温度”)下能自发进行.
(3)CO分析仪以燃料电池为工作原理,其装置如图2所示,该电池中电解质为氧化钇-氧化钠,其中O2-可以在固体介质NASICON中自由移动.下列说法错误的是______
A.负极的电极反应式为:CO+O2--2e-=CO2
B.工作时电极b作正极,O2-由电极a流向电极b
C.工作时电子由电极a通过传感器流向电极b
D.传感器中通过的电流越大,尾气中CO的含量越高
(4)利用Fe2+、Fe3+的催化作用,常温下将SO2转化为SO42- 而实现对SO2的处理目的.其中Fe3+的最外层电子排布式为______;SO2的VSEPR模型名称为______;与SO2互为等电子体的离子有______.
(5)N2O5是重要的硝化剂和氧化剂,可用电解法制备N2O5,如图3所示,N2O5在电解池的______(填“阳极”或“阴极”)区生成,其电极反应式为______.
正确答案
(1)①CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-574kJ•mol-1;
②CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-1160kJ•mol-1;
依据盖斯定律计算①+②得到:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=-867 kJ/mol;
故答案为:△H=-867 kJ/mol;
(2)①图象分析,前15分钟达到平衡时,氮气浓度增大为0.2mol/L,所以前15s内的平均反应速率v (N2)==0.013 mol/(L•s),
故答案为:0.013 mol/(L•s);
②依据图象分析,15分钟时达到平衡时氮气浓度为0.2mol/L,NO平衡浓度为0.8mol/L,一氧化碳浓度为0.6mol/L,二氧化碳浓度为0.4mol/L,
2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g)△H<0;
平衡常数K==
=0.035,故答案为:0.035;
③若保持温度不变,20min时再向容器中充入CO、N2各0.6mol,浓度分别为c(NO)=1.6mol/L,c(CO)=0.6mol/L+0.6mol/L=1.2mol/L,c(N2)=0.2mol/L+0.6mol/L=0.8mol/L,c(CO2)=0.4mol/L;Qc==
=0.035=K,平衡不动,20min时,若改变反应条件,导致N2浓度发生如图1所示的变化,斜率减小反应速率减小,氮气浓度增大,反应是气体体积减小的放热反应,则改变的条件可能是降温,
故答案为:不移动;b;
④2NO(g)+2CO(g)⇌N2(g)+2CO2(g);△H<0.反应可知△S<0;
依据△H-T△S<0是自发进行的反应;△H<0,△S<0,满足条件△H-T△S<0,应该在低温条件下进行可以自发进行,
故答案为:<;低温;
(3)A.该装置是原电池,通入一氧化碳的电极a是负极,负极上一氧化碳失电子发生氧化反应,电极反应式为:CO+O2--2e-═CO2,故A正确;
B.工作时电极b作正极,O2-由电极b流向电极a,故B错误;
C.该装置是原电池,通入一氧化碳的电极a是负极,通入空气的电极是正极,原电池放电时,电子从负极a通过传感器流向电极b,故C正确;
D.一氧化碳的含量越大,原电池放电时产生的电流越大,故D正确;
故答案为:B;
(4)铁是26号元素,其核外有26个电子,失去三个电子后和铁离子最外层电子排布式:3s23p63d5;SO2中S原子的价层电子对为=3,VSEPR模型为平面三角形;与SO2互为等电子体的离子有 NO2-;
故答案为:3s23p63d5;平面三角形;NO2-;
(5)从电解原理来看,N2O4制备N2O5为氧化反应,则N2O5应在阳极区生成,反应式为N2O4+2HNO3-2e-=2N2O5+2H+,故答案为:阳极;N2O4-2e-+2HNO3=2N2O5+2H+.
扫码查看完整答案与解析