- 分子的立体结构
- 共1308题
[化学-物质结构与性质]
氨和水都是常用的试剂．请回答下列问题：
（1）氮元素基态原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为______．
（2）NH3分子可结合一个H+形成铵根离子(N
①NH3分子中N原子的杂化类型是______．
②NH3分子与H+结合的过程中未发生改变的是______．（填序号）
a．微粒的空间构型 b．N原子的杂化类型 c．H-N-H的键角
（3）将氨气通入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液．该过程中微粒的变化是：[Cu（H2O）6]2+→Cu（OH）2→[Cu（NH3）4]2+．[Cu（H2O）6]2+和[Cu（NH3）4]2+中共同含有的化学键类型是______．
（4）在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则冰晶体中氢键的“键能”是______kJ•mol-1（已知冰的升华热是51kJ•mol-1，水分子间范德华力的能量为11kJ•mol-1）；水变成冰晶体时，密度减小的主要原因是______．
正确答案
（1）N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，s能级有1个轨道，1s、2s电子为成对电子，2p能级有3个轨道，3个电子各占据1个轨道，是未成对电子，故未成对电子数与成对电子数之比为3：4，故答案为：3：4；
（2）①NH3分子中N原子呈3个N-H，含有1对孤对电子，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故答案为：sp3；
②NH3分子是三角锥型，NH4+是正四面体型，键角不变，NH4+中N原子呈4个N-H，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，都采取sp3杂化，故答案为：b；
（3）铜离子与水分子、氨气分子之间形成配位键，水分子中O-H键、氨分子中N-H键都是共价键，
故答案为：共价键、配位键；
（4）每个氢键为1个水分子提供
2E kJ/mol+11kJ/mol=51kJ/mol，解得E=20，
由于氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙，故冰的密度小于水，
故答案为：20；氢键具有方向性，水结冰时分子间距增大，晶体内部有很大的间隙．
原子序数依次递增的X、Y、Z、W是周期表中前30号元素，其中只有X、Y同周期。已知X的最外层电子数是其内层电子数的2倍；X与Y形成的常见化合物之一常被用于高炉炼铁；Z与X同主族，其单质在同周期元素形成的单质中熔点最高；W原子M能层为全充满状态，且核外的未成对电子只有一个。回答下列问题：
(1)X能形成多种常见单质，其熔点最低的单质为___晶体；在熔点最高的两种单质中，X的杂化方式分别为 ____、____。
(2)X、Y分别与氢元素形成的化学键的极性大小为X-H____Y-H，键能大小为X-H____Y-H（填“<”、 “>”或“=”）。
(3)+1价气态基态阳离子再失去一个电子形成+2价气态基态阳离子所需要的能量称为第二电离能I2，依次还有 I3、I4、I5…，推测Z元素的电离能突增应出现在第___电离能。
(4)W原子的电子排布式为___；W基态原子有___种不同形状的原子轨道；W晶体的配位数为____；下图___表示的是W晶体中原子的堆积方式（填“甲”、“乙”或“丙”）。
(5)向W的硫酸盐溶液中逐滴滴加氨水至过量，最终形成的化合物中含___键（填化学键 类型）。
正确答案
(1)分子；sp2；sp3
(2)<； <
(3)五
(4)[ Ar]3d104s1；3； 12；丙
(5)共价键、离子键、配位键
有A、B、C、D四种元素，其中A元素和B元素的原子都有1个未成对电子，A+比B-少一个电子层，B原子得一个电子后3p轨道全满；C原子的p轨道中有3个未成对电子，其气态氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大；D的最高化合价和最低化合价的代数和为4，其最高价氧化物中含D的质量分数为40%，且其核内质子数等于中子数。R是由A、D两元素形成的离子化合物，其中 A与D离子数之比为2:1。 请回答下列问题：
(1)A单质、B单质、化合物R的熔点大小顺序为下列的____（填序号）：
①A单质>B单质>R
②R>A单质>B单质
③B单质>R>A单质
④A单质>R>B单质。
(2)在CB3分子中C元素原子的原子轨道发生的是____杂化，其固体时的晶体类型为____。
(3)写出D原子的核外电子排布式____，C的氢化物比D的氢化物在水中溶解度大得多的可能原因____。
(4)下图是D和Fe形成的晶体FeD2最小单元“晶胞”，FeD2晶体中阴、阳离子数之比为____，FeD2物质中具有的化学键类型为____。
正确答案
(1)②
(2)sp3 ；分子晶体
(3) 1s22s22p63s23p4；NH3与水分子形成氢键且更易发生化学反应
(4)1：1；离子键、（非极性）共价键
氮元素可形成卤化物、叠氮化物及络合物等。
(1)NF3的空间构型为三角锥形，沸点-129℃。NF3属于___________晶体。
(2)叠氮酸(HN3)是一种弱酸，它的酸性类似于醋酸，微弱电离出H+和N3-。
①与N3-互为等电子体的分子、离子有：________、_______（各举1例），N3-的空间构型是______ 形。
②叠氮化物、氰化物能与Fe3+、Cu2+、Co3+等形成络合物，如：Co[(N3)(NH3)5]SO4、Fe(CN)64-。写出钴原子在基态时的价电子排布式：_______________。Co[(N3)(NH3)5]SO4中钴的配位数为_______，CN-中C原子的杂化类型是_______。
(3)化学式为Pt(NH3)2Cl2的化合物有两种异构体，其中一种异构体可溶于水，则该异构体是_______（填“极性”或“非极性”）分子。
(4)由叠氮化钠(NaN3)热分解可得纯N2：2NaN3(s)=2Na(l)+3N2(g)，有关说法正确的是_______（选填序号）。
A．NaN3与KN3结构类似，前者晶格能较小
B．第一电离能(I1)：N>P>S
C．钠的晶胞结构如上图，该晶胞分摊2个钠原子
D．氮气常温下很稳定，是因为氮的电负性小
正确答案
(2)分子
(2)①N2O或CO2或CS2或BeCl2；SCN-或OCN-或CNO-；直线；②3d74s2；6；sp杂化
(3)极性
(4) BC
零排放、太阳能、绿色光源等高科技点亮2010上海世博会。
（1）世博园区外围设置生态化停车场，有害尾气被纳米光触媒涂料分解为无毒物质，汽车尾气中下列物质属于由极性键构成的非极性分子为_____________。
a. CO b. NO c. NO2 d. CO2（2）“一轴四馆”中安装了高亮度节能的陶瓷金卤灯，金卤灯中填充物通常包含Na、81Tl、49In、Sc、N等元素的单质及化合物。下列说法正确的是_____________。
a. 第ⅢA元素铊和铟，第一电离能铊小于铟
b. 元素Sc 位于周期表s区
c. 钠的熔点低，是因为金属键较弱
d. 纯净的N2（光谱纯）可由叠氮化钠（NaN3）加热分解而得到，由等电子体理论可推知N3-呈直线型 （3）世博馆广泛采用了冰蓄冷空调。冰蓄冷空调采用液态化合物乙二醇（HOCH2CH2OH）介质，乙二醇沸点高，是由于_____________。
（4）上海地区大规模集中使用“21世纪绿色光源”LED半导体照明， LED晶片采用砷化镓（GaAs）等材料组成。其中Ga原子在基态时，核外电子排布式为_____________。GaAs的晶胞结构如图，晶胞中含砷原子数为_____________。砷化镓是将(CH3)3Ga和AsH3用MOCVD方法在700℃时制备得到。AsH3的空间形状为_____________，(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为_____________。
（5）“东方之冠”（中国馆）表面装有7000多块红色铝板，红色铝板为新型氟碳喷涂型材，一种氟碳涂层聚酯（FEP），它的单体为CF3-CF=CF2，该分子中碳原子的杂化方式有_____________ 。
正确答案
（1）d
（2）acd
（3）乙二醇分子间存在氢键
（4）1s22s22p63s23p63d104s24p1；4；三角锥形；sp2（5）sp2、sp3
下表为长式周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素．
试填空．
（1）写出上表中元素⑨原子的外围电子排布式______．
（2）元素③与⑧形成的化合物中元素③的杂化方式为：______杂化，其形成的化合物的晶体类型是：______．
（3）元素④、⑤的第一电离能大小顺序是：______＞______（用元素符号表示）；元素④与元素①形成的X分子的空间构型为：______．请写出与N3-互为等电子体的分子、离子的化学式______，______（各写一种）．
（4）在测定①与⑥形成的化合物的相对分子质量时，实验测得的值一般高于理论值的主要原因是：______．
（5）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑦与元素②的氢氧化物有相似的性质，写出元素②的氢氧化物与NaOH溶液反应后盐的化学式______．
（6）元素⑩在一定条件下形成的晶体的基本结构单元如下图1和图2所示，则在图1和图2的结构中与该元素一个原子等距离且最近的原子数之比为______．
正确答案
由元素在周期表中的位置可知，①为H，②为Be，③为C，④为N，⑤为O，⑥为F，⑦为Al，⑧为Cl，⑨为Cr，⑩为Co，
（1）Cr的原子序数为24，注意外围电子的半满为稳定状态，则外围电子排布为3d54s1，故答案为：3d54s1；
（2）元素③与⑧形成的化合物为CCl4，存在4个共价单键，没有孤对电子，则C原子为sp3杂化，构成微粒为分子，属于分子晶体，故答案为：sp3；分子晶体；
（3）④为N，⑤为O，N原子的2p电子半满为稳定结构，则第一电离能大，即N＞O；X分子为NH3，空间构型为三角锥形；与N3-互为等电子体的分子、离子，应具有3个原子和16个价电子，则有CO2（或CS2、N2O、BeCl2）、CNO-等微粒，故答案为：N；O；三角锥形；CO2；CNO-；
（4）因HF分子之间含有氢键，能形成缔合分子（HF）n，则测定的相对分子质量较大，故答案为：HF分子之间有氢键，能形成缔合分子（HF）n；
（5）Al与Be位于对角线位置，性质相似，则Be与NaOH溶液反应生成Na2BeO2，故答案为：Na2BeO2；
（6）由图1可知，与体心原子距离最近的原子位于顶点，则有8个；由图2可知，与顶点原子距离最近的原子位于面心，1个晶胞中有3个，空间有8个晶胞无隙并置，且1个面被2个晶胞共用，则晶体中有
氧气是化工生产的重要原料，很多金属和非金属都能和氧气直接作用．
（1）第二周期某种元素形成的氧化物分子中，既含有σ键又含有π键且二者数目相同的物质的结构式为______，其中心原子杂化方式为______．氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为______．氮元素的电负性______（填“＞”、“=”或“＜”）氧，主要原因是______．
（2）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如Cr2O3、Fe2O3、V2O5．基态铬原子外围电子排布式为______．核电荷数比Fe大1的元素在元素周期表中的位置为第______周期______族．
（3）四种同主族元素的氧化物晶体的晶格能数据如下表：
四种氧化物的共熔物冷却时，首先析出的是______．根据表中数据，说明影响上表中晶格能大小的主要因素______．
（4）某种由氧和钾元素形成的化合物，其晶胞结构如右图所示，该晶体的化学式为______．
正确答案
（1）第二周期元素形成的氧化物分子有：CO，CO2，NO、NO2、SO2、SO3等、满足要求的是：O=C=O，有2个σ键和2个π键，由于CO2 是直线型分子，故C原子采取sp 杂化；由于OF2的分子构型与H2O相似，H2O的分子构型为V形，所以OF2的分子构型V形，由于同一周期，从左到右，元素的电负性逐渐增大，所以氮的电负性＜氧的电负性，由于氧原子半径比氮原子小，吸S电子能力较强，故氧的电负性大；
故答案为：O=C=O；sp；V形＜氧原子半径比氮原子小，吸电子能力较强，
（2）24号元素铬的电子排布式为：1S22S22P63S23P63d54s1，外围电子排布式：3d54s1；在元素周期表中第四周期，第Ⅷ族包括Fe、Co、Ni三种元素，故核电荷数比Fe大1的元素Co在元素周期表中仍处于第四周期，第Ⅷ族，
故答案为：3d54s1；四；Ⅷ，
（3）从共熔物冷却时，首先析出的为熔点高的氧化物，而离子晶体中晶格能越大，熔点越高，所以先首先析出的是
MgO，Mg2+、Ca2+、Sr2+、Ba2+为同主族元素的离子，从上到下，离子半径逐渐增大，对应氧化物的晶格能在逐渐减少，因此同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
故答案为：MgO；同主族元素的离子所带电荷数相同，离子半径越小，离子键越强，晶格能越大，
（4）每个晶胞中：K+=8×
下列分子结构图中的
表示氢原子，
表示短周期的相邻的三种元素原子．小黑点表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键
（1）以上分子中，中心原子采用sp2杂化的是______（填化学式）；
（2）在③的分子中有______个σ键．在③与溴的四氯化碳溶液反应中，断裂的是③分子中的______键（填“σ”或“π”），形成的是______键（填“σ”或“π”）．
（3）4种分子中，属于极性分子的是______（填序号，下同）．键角由大到小的顺序是______，能结合质子（即H+）形成稳定离子的是______，形成______键（按电子对提供方式分类）．
（4）已知液态①和④相似，也可发生微弱的电离，电离出含有相同电子数的微粒，则①的电离方程式为：______．
正确答案
由结构模型可知①为NH3，②为CH4，③为C2H4，④为H2O或H2S，
（1）①为sp3杂化，②为sp3杂化，③为sp2杂化，④为sp3杂化，故答案为：C2H4；
（2）③为C2H4，含有5个δ键，C=C中有1个δ键，1个π键，π键不稳定，加成反应时易断裂，重新生成δ键，
故答案为：5；π；δ；
（3）①④结构部对称，属于极性分子，键角由大到小的顺序是③②①④，①④含有孤对电子，可形成配位键，
故答案为：①④；③②①④；①④；配位；
（4）①为NH3，可水的电离相似，则应存在2NH3⇌NH4++NH2-，故答案为：2NH3⇌NH4++NH2-．
用价层电子对互斥理论和杂化轨道理论完成下表。
正确答案
已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A
（1）A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_____________。
（2）B的氢化物分子的空间构型是___________，其中心原子采取___________杂化。
（3）写出化合物AC2的电子式____________；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为____________。
（4）E的核外电子排布式是_____________，ECl3形成的配合物的化学式为_________________
（5）B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学式方程式是_______________________
正确答案
（1）C
（2）三角锥形；sp3
（3）
（4）
（5）4Mg+10HNO3=4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
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