- 分子的立体结构
- 共1308题
开学初，小源到建设银行营业网点兑换了此前在网上预约的中国高铁纪念币。这枚纪念币由中国人民银行发行，面额10元，每人限兑20枚，且需要提前预约。小源打算与班上同学分享自己的喜悦。他可以向大家这样介绍
①纪念币面额和实际购买力都是由中国人民银行规定的
②纪念币可以直接购买商品，也具有支付手段等货币职能
③纪念币发行量有限，具有一定的收藏价值和升值空间
④纪念币不能与同面额人民币等值流通，必须在规定时间地点使用
正确答案
解析
①错误，国家无权规定纪念币的实际购买力；④错误，纪念币与同面额人民币等值流通，在任何时间地点都可使用；由中国人民银行发行的纪念币属于法定货币，可以直接购买商品，也具有支付手段等货币职能，因其发行量有限，具有一定的收藏价值和升值空间，故②③正确。
知识点
关于原子轨道的说法不正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．凡是中心原子采取相同类型的杂化轨道成键的分子，其几何构型不一定相同，如H2O和CH4都是sp3杂化，但水分子是V型，甲烷分子是正四面体型，故A正确；
B．能量不同的轨道杂化后变成能量相同的轨道，所以sp杂化轨道是由同一个原子中能量相近的一个s轨道和一个p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道，故B正确；
C．AB3型的共价化合物，其中心原子A不一定采用sp2杂化轨道成键，如NH3是采用sp3杂化，故C错误；
D．乙烯与氢气反应会变成乙烷，乙烯分子中碳原子含有3个σ键且不含孤电子对，所以采用sp2 杂化，乙烷分子中碳原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以采用sp3杂化，则碳原子的杂化类型由sp2 变为sp3，故D正确；
故选C．
固氮酶是一种能够将分子氮还原成氨的酶，生化反应中的重要催化剂．固氮酶不仅能将N2催化还原成NH3，还能降乙炔催化还原成乙烯，下列说法正确的有______
a．温度越高，固氮酶的催化性越好，反应速率越快
b．C2H2、C2H4分子中σ键之比为1：2
c．碳负离子CH3-呈三角锥形
d．NH3沸点比N2高，主要是因为前者是极性分子
e．NH3的稳定性大于CH4．
正确答案
bce
解析
解：a．固氮酶为蛋白质，温度过高能使蛋白质发生变性，催化剂失去活性，所以温度越高，固氮酶的催化性不一定好，反应速率也不一定快，故a错误；
b．C2H2的结构式为H-C≡C-H，所以1个分子含有1个σ键和2个π键，C2H4的中氢原子和碳原子之间存在共价单键、碳碳之间存在共价双键，所以1个分子含有2个σ键和1个π键，σ键之比为1：2，故b正确；
c．碳负离子CH3-价层电子对个数=3+
d．NH3中分子间含有氢键、N2中不含氢键，NH3中分子间氢键导致氨气熔沸点较高，故d错误；
e．非金属性N＞C，则气态氢化物的稳定性：NH3＞CH4，故e正确；
故选bce．
下列分子中的中心原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间结构为直线形且分子中有2个π键的是（ ）
正确答案
解析
解：A．乙烯分子中每个C原子价层电子对个数是3，所以C原子采用sp2杂化，故A错误；
B．二氧化碳分子中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，则二氧化碳是直线形结构，且该反应中还含有两个双键，所以有两个π键，其结构式为O=C=O，故B正确；
C．氢气分子结构式为H-H，所以不存在π键，故C错误；
D．三氟化硼分子中中心原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，没有双键，所以没有π键，为平面三角形结构，故D错误；
故选B．
（1）“向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成蓝色沉淀，继续滴加氨水，沉淀溶解，得到深蓝色的透明溶液．”在以上叙述中发生的反应有（写离子方程式）：（可不填满，也可继续添加）①、______②、______③______，④______
（2）现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表：
①元素T的原子核外共有______种不同运动状态的电子．写出X原子的电子排布图______
②元素Y与氢元素形成一种离子YH4+，写出该微粒的结构式（标出其中的配位键）______，其中心原子的原子轨道杂化方式为______杂化，发生水解反应的离子方程式______
③元素Z与元素T相比，非金属性较强的是______（用元素符号表示），下列表述中能证明这一事实的是______．
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同
b．氢化物稳定性 Z＞T
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应
d．氢化物水溶液酸性Z＞T
e．最高价氧化物对应的水化物酸性 Z＞T．
正确答案
Cu2++2NH3•H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+
Cu（OH）2+4NH3•H2O═[Cu（NH3）4]2++2OH-+4H2O
-
-
16
sp3
NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+
Cl
be
解析
解：（1）氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，当氨水过量时，氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物，所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液，涉及的离子方程式为：Cu2++2NH3•H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+、Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-；
故答案为：Cu2++2NH3•H2O═Cu（OH）2↓+2NH4+；Cu（OH）2+4NH3═[Cu（NH3）4]2++2OH-；
（2）短周期元素T的M层上有6个电子，T为S；X的最外层电子数是次外层的2倍，X为C；氢化物水溶液呈碱性的气体为氨气，故Y为N；Z的最高正价为+7，所以Z为Cl，
①T为S，其原子核外有16个电子，每一个电子的运动状态均不同，故其核外共有16种不同运动状态的电子．X为C，其原子的电子排布图为
故答案为：16；
②NH4+中N原子含有3个共价单键和一个配位键，H离子含有空轨道，N原子含有孤电子对，所以二者形成一个配位键，所以结构式为：
N原子的价电子对数=4+
NH4+水解生成一水合氨和氢离子，水解离子方程式为NH4++H2O⇌NH3•H2O+H+；
故答案为：
③Cl的非金属性比S的强，
a．常温下Z的单质和T的单质状态不同，和分子间作用力有关，和元素非金属性无关，故a错误；
b．氢化物稳定性 Z＞T，氢化物稳定性越强，元素非金属性越强，故b正确；
c．一定条件下Z和T的单质都能与氢氧化钠溶液反应，不能证明Cl的非金属性比S的强，故c错误；
d．元素最高价氧化物水化物酸性越强，非金属性越强，氢化物水溶液酸性Z＞T，不能证明Cl的非金属性比S的强，故d错误；
e．元素最高价氧化物水化物酸性越强，非金属性越强，最高价氧化物对应的水化物酸性 Z＞T，故e正确．
故答案为：Cl；be．
氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈，配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料．
（1）Ti（BH4）2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料．在基态Ti2+中，电子占据的最高能层符号为______，该能层具有的原子轨道数为______．
（2）液氨是富氢物质，是氢能的理想载体，利用N2+3H2⇌2NH3，实现储氢和输氢．下列说法正确的是______．
a．NH3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化
b．NH4+与PH4+、CH4、BH4-、ClO4-互为等电子体
c．相同压强时，NH3的沸点比PH3的沸点高
d．[Cu（NH3）4]2+中，N原子是配位原子
（3）已知NF3与NH3的空间构型相同，但NF3不易与Cu2+形成配离子，其原因是______．
（4）用价层电子对互斥理论推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为______，SnBr2分子中Sn-Br的键角______120°（填“＞”“＜”或“=”）．
（5）NiO的晶体结构与氯化钠相同，在晶胞中镍离子的配位数是______．已知晶胞的边长为a nm，NiO的摩尔质量为b g•mol-1，NA为阿伏加德罗常数的值，则NiO晶体的密度为______g•cm-3．
正确答案
解：（1）基态Ti2+价电子排布式为：3d2，最高能层为M层，该能层下含有1个3s轨道、3个3p轨道和5个3d轨道，共有9个原子轨道，
故答案为：M；9；
（2）a．NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，故a错误；
b．等电子体为原子数相等和价电子数相等的原子团，NH+4与PH+4、CH4、BH-4均含有5个原子团，且价电子均为8，为等电子体，而ClO-4价电子数为32，不属于等电子体，故b错误；
c．分子间存在氢键的熔沸点高，相同压强时，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3沸点比PH3高，故c正确；
d．提供孤电子对的原子是配原子，[Cu（NH3）4]2+离子中，N原子提供孤对电子，N原子为配原子，故d正确；
故答案为：cd；
（3）根据配合物结构判断，Cu2+提供空轨道，NH3和NF3中中心原子N原子提供孤电子对，由于N、F、H三种元素的电负性为F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难于与Cu2+形成配位键，
故答案为：N、F、H三种元素的电负性为F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难于与Cu2+形成配位键；
（4）SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数=2+
故答案为：SP2杂化；＜；
（5）与NaCl晶胞类型一致，其配位数也为6；该晶胞的边长为a nm，则晶胞体积=a3 ×10-21cm3，根据均摊法可知，在NiO晶胞中含镍原子数为8×
故答案为：6；
解析
解：（1）基态Ti2+价电子排布式为：3d2，最高能层为M层，该能层下含有1个3s轨道、3个3p轨道和5个3d轨道，共有9个原子轨道，
故答案为：M；9；
（2）a．NH3分子中N原子含有3个共用电子对和一个孤电子对，所以其价层电子对是4，采用sp3杂化，故a错误；
b．等电子体为原子数相等和价电子数相等的原子团，NH+4与PH+4、CH4、BH-4均含有5个原子团，且价电子均为8，为等电子体，而ClO-4价电子数为32，不属于等电子体，故b错误；
c．分子间存在氢键的熔沸点高，相同压强时，氨气中含有氢键，PH3中不含氢键，所以NH3沸点比PH3高，故c正确；
d．提供孤电子对的原子是配原子，[Cu（NH3）4]2+离子中，N原子提供孤对电子，N原子为配原子，故d正确；
故答案为：cd；
（3）根据配合物结构判断，Cu2+提供空轨道，NH3和NF3中中心原子N原子提供孤电子对，由于N、F、H三种元素的电负性为F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难于与Cu2+形成配位键，
故答案为：N、F、H三种元素的电负性为F＞N＞H，在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N原子，使得氮原子上的孤电子对难于与Cu2+形成配位键；
（4）SnBr2分子中Sn原子价层电子对个数=2+
故答案为：SP2杂化；＜；
（5）与NaCl晶胞类型一致，其配位数也为6；该晶胞的边长为a nm，则晶胞体积=a3 ×10-21cm3，根据均摊法可知，在NiO晶胞中含镍原子数为8×
故答案为：6；
甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质．下列关于其结构及性质的分析正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A、HCHO中C原子成2个C-H键、1个C=O双键，杂化轨道数为3，C原子采取sp2杂化，O原子成1个C=O双键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为3，O原子采取sp2杂化，故A错误；
B、甲醛分子中成2个C-H键、1个C=O双键，价层电子对数为2+1=3，不含孤电子对，为平面三角形，故B错误；
C、氧元素电负性很大，水分子中H原子几乎是裸露的质子，甲醛分子中O原子与水分子中H原子之间可以形成氢键，甲醛分子中，H原子与C原子相连，碳元素的电负性相对较小，甲醛分子间不能形成氢键，故C正确；
D、甲醛分子是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，所以极性分子，故D错误．
故选C．
同学们使用的涂改液中含有很多有害的挥发性物质，二氯甲烷就是其中一种，吸入会引起慢性中毒，有关二氯甲烷分子的描述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．二氯甲烷中含有C-H和C-Cl键，键长不等，不是正四面体结构，四个σ键键长不相等，故A错误；
B．CH2Cl2中碳原子价层电子对个数=4+
C．二氯甲烷分子的构型四面体，只有一种结构，没有同分异构体，手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子，二氯甲烷没有手性碳原子，不存在手性异构体，故C错误；
D．CH2Cl2有C、H和C、Cl元素之间形成极性键，但结构不对称，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，故D错误；
故选B．
乙醛（CH3CHO）中碳原子的杂化轨道类型为______，1mol乙醛分子中含有的σ键的数目为______；乙酸（CH3COOH）的沸点明显高于乙醛，其主要原因是：______．
正确答案
解：乙醛中甲基上的C形成4条σ键，无孤电子对，因此采取sp3杂化类型，醛基中的C形成3条σ键和1条π键，无孤电子对，采取sp2杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键，则1mol乙醛含有6molσ键，即6NA个σ键；乙酸分子间可形成氢键，增加了分子之间的作用，乙醛不能形成氢键，所以乙酸的沸点高于乙醛，
故答案为：sp3、sp2；6NA；乙酸的分子间存在氢键，增加了分子之间的作用．
解析
解：乙醛中甲基上的C形成4条σ键，无孤电子对，因此采取sp3杂化类型，醛基中的C形成3条σ键和1条π键，无孤电子对，采取sp2杂化类型；1个乙醛分子含有6个σ键和一个π键，则1mol乙醛含有6molσ键，即6NA个σ键；乙酸分子间可形成氢键，增加了分子之间的作用，乙醛不能形成氢键，所以乙酸的沸点高于乙醛，
故答案为：sp3、sp2；6NA；乙酸的分子间存在氢键，增加了分子之间的作用．
氯化硼BCl3的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，在其分子中键与键之间的夹角为120°，它能水解，有关叙述正确的是（ ）
正确答案
解析
解：A．氯化硼是共价化合物液态时不能导电，故A错误；
B．三氯化硼中的硼为sp2杂化，无孤对电子，故B错误；
C．三氯化硼水解生成的HCl在空气中形成白雾，故C正确；
D．三氯化硼中的硼为sp2杂化，无孤对电子，分子中键与键之间的夹角为120°，是平面三角形结构，故D错误．
故选C．
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