高考化學一輪復習第十一章第2講分子結構與性質教案新人教版.docx

第2講分子結構與性質【2020備考】最新考綱：1.理解離子鍵的形成，能根據(jù)離子化合物的結構特征解釋其物理性質。2.了解共價鍵的形成、極性、類型(鍵和鍵)，了解配位鍵的含義。3.能用鍵能、鍵長、鍵角等說明簡單分子的某些性質。4.了解雜化軌道理論及簡單的雜化軌道類型(sp、sp2、sp3)。5.能用價層電子對互斥理論或者雜化軌道理論推測簡單分子或離子的空間結構。6.了解范德華力的含義及對物質性質的影響。7.了解氫鍵的含義，能列舉存在氫鍵的物質，并能解釋氫鍵對物質性質的影響。核心素養(yǎng)：1.宏觀辨識與微觀探析：能從不同層次認識分子的構型，并對共價鍵進行分類，能從宏觀和微觀相結合的視角分析與解決實際問題。2.證據(jù)推理與模型認知：能運用價層電子對互斥模型和雜化軌道理論等，解釋分子的立體結構及性質，揭示現(xiàn)象的本質與規(guī)律?？键c一共價鍵(頻數(shù)：難度：)名師課堂導語 本考點主要考查共價鍵的不同類型，特別是鍵和鍵的判斷，是高考重點，要重點掌握。1.本質共價鍵的本質是在原子之間形成共用電子對(電子云的重疊)。2.特征具有飽和性和方向性。3.類型1.通過物質的結構式可以快速有效地判斷共價鍵的種類及數(shù)目。共價單鍵全為鍵，共價雙鍵中有一個鍵和一個鍵，共價三鍵中有一個鍵和兩個鍵。2.由成鍵軌道類型也可判斷共價鍵類型。s軌道形成的共價鍵全部是鍵；雜化軌道形成的共價鍵全部為鍵。4.鍵參數(shù)(1)概念(2)鍵參數(shù)對分子性質的影響鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定。5.等電子原理(1)等電子體：原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的粒子互稱為等電子體。如：N2和CO、O3與SO2是等電子體，但N2與C2H2不是等電子體。(2)等電子原理：等電子體具有相似的化學鍵特征，它們的許多性質相近，此原理稱為等電子原理，例如CO和N2的熔、沸點、溶解性等都非常相近。常見的等電子體：N2與CO，CO2與N2O，O3、NO與SO2，CO、NO與SO3，PO、SO與ClO，與B3N3H6(硼氮苯)等。速查速測1.(易混點排查)正確的打“”，錯誤的打“”(1)鍵可以繞鍵軸旋轉，鍵不能繞鍵軸旋轉()(2)氣體單質中一定存在鍵，可能存在鍵()(3)鍵比鍵的電子云重疊程度大，形成的共價鍵強()(4)鍵能單獨形成，而鍵一定不能單獨形成()(5)碳碳三鍵和碳碳雙鍵的鍵能分別是碳碳單鍵鍵能的3倍和2倍()2.(教材改編題)(RJ選修3P344改編)已知NN、NN和NN鍵能之比為1.002.174.90，而CC、CC、CC鍵能之比為1.001.772.34。下列說法正確的是()A.鍵一定比鍵穩(wěn)定B.N2較易發(fā)生加成C.乙烯、乙炔較易發(fā)生加成D.乙烯、乙炔中的鍵比鍵穩(wěn)定答案C3.(思維探究題)(1)根據(jù)價鍵理論分析氮氣分子中的成鍵情況。_。答案氮原子各自用三個p軌道分別跟另一個氮原子形成一個鍵和兩個鍵(2)已知CO2為直線形結構，SO3為平面正三角形結構，NF3為三角錐形結構，請推測COS、CO、PCl3的空間結構答案COS為直線形結構；CO為平面正三角形結構；PCl3為三角錐形結構A組基礎知識鞏固1.(2018河南信陽一高月考)下列事實不能用鍵能的大小來解釋的是()A.氮元素的電負性較大，但N2的化學性質很穩(wěn)定B.稀有氣體一般難發(fā)生反應C.HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性逐漸減弱D.F2比O2更容易與H2反應解析由于N2分子中存在氮氮三鍵，鍵能很大，破壞共價鍵需要很大的能量，所以N2的化學性質很穩(wěn)定，A不符合題意。稀有氣體都為單原子分子，分子內(nèi)部沒有化學鍵，其化學性質穩(wěn)定與鍵能無關，B符合題意。鹵族元素從上到下原子半徑逐漸增大，其氫化物中所含鍵的鍵長逐漸變長，鍵能逐漸變小，所以穩(wěn)定性逐漸減弱，C不符合題。由于HF鍵的鍵能大于HO鍵的鍵能，所以HF更容易生成，D不符合題意。答案B2.碳酸亞乙酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑，其結構如圖所示。下列有關該物質的說法正確的是()A.分子式為C3H2O3B.分子中含6個鍵C.分子中只有極性鍵D.8.6 g該物質完全燃燒得到6.72 L CO2解析A項，觀察圖形根據(jù)碳四鍵可知分子式正確；B項，根據(jù)圖示可知分子中含8個鍵；C項，觀察圖形可知分子中含有碳碳雙鍵屬于非極性鍵；D項，沒有指明條件，無法進行氣體體積計算。答案A3.有以下物質：HF，Cl2，H2O，N2，C2H4，C2H6，H2，H2O2，HCN()。只有鍵的是_(填序號，下同)；既有鍵，又有鍵的是_；含有由兩個原子的s軌道重疊形成的鍵的是_；含有由一個原子的s軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的鍵的是_；含有由一個原子的p軌道與另一個原子的p軌道重疊形成的鍵的是_。答案【歸納總結】1.在分子中，有的只存在極性鍵，如HCl、NH3等，有的只存在非極性鍵，如N2、H2等，有的既存在極性鍵又存在非極性鍵，如H2O2、C2H4等；有的不存在化學鍵，如稀有氣體分子。2.在離子化合物中，一定存在離子鍵，有的存在極性共價鍵，如NaOH、Na2SO4等；有的存在非極性鍵，如Na2O2、CaC2等。3.通過物質的結構式，可以快速有效地判斷鍵的種類及數(shù)目；判斷成鍵方式時，需掌握：共價單鍵全為鍵，雙鍵中有一個鍵和一個鍵，三鍵中有一個鍵和兩個鍵。B組考試能力過關4.按要求完成以下試題(1)(2018課標全國)LiAlH4中，存在_(填標號)。A.離子鍵 B.鍵C.鍵 D.氫鍵答案AB(2)(2018課標全國)氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其中共價鍵的類型有_種。解析氣態(tài)SO3為單分子，分子中S無孤電子對，其分子的立體構型為平面三角形，S和O之間形成雙鍵，故共價鍵有鍵和鍵兩種。答案2(3)(2018課標全國)ZnF2具有較高的熔點(872 )，其化學鍵類型是_。答案離子鍵(4)(2017全國卷)經(jīng)X射線衍射測得化合物R的晶體結構，其局部結構如圖所示，R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl中陰離子N中的鍵總數(shù)為_個。分子中的大鍵可用符號表示，其中m代表參與形成大鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大鍵可表示為)，則N中的大鍵應表示為_。答案5(5)(2017全國卷)硝酸錳中的化學鍵除了鍵外，還存在_。答案離子鍵和鍵(鍵)(6)(2017江蘇卷)1 mol丙酮()分子中含有鍵的數(shù)目為_。答案9NA(7)(2016全國卷)Ge與C是同族元素，C原子之間可以形成雙鍵、三鍵，但Ge原子之間難以形成雙鍵或三鍵。從原子結構角度分析，原因是_。Ge單晶具有金剛石型結構，微粒之間存在的作用力是_。答案Ge的原子半徑大，原子間形成的單鍵較長，pp軌道肩并肩重疊程度很小或幾乎不能重疊，難以形成鍵共價鍵(8)(2016全國卷)GaAs 晶體中Ga與As以_鍵鍵合。答案共價考點二分子的立體結構(頻數(shù)：難度：)名師課堂導語 本考點主要考查分子的空間構型以及分子的雜化類型，特別是雜化類型的判斷是高考重點，復習時加以關注。1.價層電子對互斥理論(1)理論要點價層電子對在空間上彼此相距越遠時，排斥力越小，體系的能量越低。孤電子對的排斥力較大，孤電子對越多，排斥力越強，鍵角越小。(2)價層電子對互斥理論與分子構型。價電子對數(shù)成鍵數(shù)孤電子對數(shù)電子對空間構型分子空間構型實例220直線形直線形CO2330三角形三角形BF321V形SO2440四面體形正四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O價層電子對互斥理論說明的是價層電子對的立體構型，而分子的立體構型指的是成鍵電子對的立體構型，不包括孤電子對。2.雜化軌道理論(1)當原子成鍵時，原子的價電子軌道相互混雜，形成與原軌道數(shù)相等且能量相同的雜化軌道。雜化軌道數(shù)不同，軌道間的夾角不同，形成分子的空間結構不同。(2)雜化軌道的三種類型與分子空間結構雜化類型雜化軌道數(shù)目雜化軌道間夾角空間構型實例sp2180直線形BeCl2sp23120平面三角形BF3sp34109.5正四面體形CH4中心原子采取sp3雜化的，其價層電子對模型為四面體形，其分子構型可以為四面體形(如CH4)，也可以為三角錐形(NH3)，也可以為形(H2O)。3.配位鍵和配合物(1)配位鍵：由一個原子提供一對電子與另一個接受電子的原子形成的共價鍵。(2)配位鍵的表示方法：如AB：A表示提供孤對電子的原子，B表示接受孤對電子的原子。(3)配位化合物組成。形成條件。速查速測1.(易混點排查)正確的打“”，錯誤的打“”(1)雜化軌道只用于形成鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對()(2)分子中中心原子若通過sp3雜化軌道成鍵，則該分子一定為正四面體結構()(3)NH3分子為三角錐形，N原子發(fā)生sp2雜化()(4)只要分子構型為平面三角形，中心原子均為sp2雜化()(5)中心原子是sp雜化的，其分子構型不一定為直線形()2.(教材改編題)(RJ選修3P576改編)填表孤電子對數(shù)雜化類型分子構型CCl4NH3H2O答案0sp3正四面體1sp3三角錐形2sp3角形或V形3.(思維探究題)已知H2O、NH3、CH4三種分子中，鍵角由大到小的順序是CH4NH3H2O，請分析可能的原因是_。答案CH4分子中的C原子沒有孤電子對，NH3分子中N原子上有1對孤電子對，H2O分子中O原子上有2對孤電子對，隨著孤電子對的增多，對成鍵電子對的排斥作用增大，故鍵角減小A組基礎知識鞏固1.下列中心原子的雜化軌道類型和分子幾何構型不正確的是()A.PCl3中P原子sp3雜化，為三角錐形B.BCl3中B原子sp2雜化，為平面三角形C.CS2中C原子sp雜化，為直線形D.H2S分子中，S為sp雜化，為直線形解析PCl3分子中P原子形成3個鍵，孤對電子數(shù)為31，為sp3雜化，三角錐形，A正確；BCl3分子中B原子形成3個鍵，孤對電子數(shù)為30，為sp2雜化，平面三角形，B正確；CS2分子中C原子形成2個鍵，孤對電子數(shù)為20，為sp雜化，直線形，C正確；H2S分子中，S原子形成2個鍵，孤對電子數(shù)為22，為sp3雜化，V形，D錯誤。答案D2.(2018甘肅蘭州模擬)關于原子軌道的說法正確的是()A.凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構型都是正四面體B.CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s 軌道和C原子的2p軌道混合形成C.sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s 軌道和p軌道混合起來形成的一組新軌道D.凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵解析A.中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子其幾何構型不都是正四面體，例如氨氣是三角錐形的。B.甲烷分子碳原子的2s軌道和2p軌道通過sp3雜化，形成4個雜化軌道，和4個氫原子的1s軌道形成4個CH單鍵。C.sp3雜化軌道是由同一個原子中能量相近的s 軌道和p軌道混合起來形成的一組新軌道，它們的能量完全相同，是能量等同的軌道，正確。D.AB3型的共價化合物，其中心原子A不都采用sp3雜化軌道成鍵，例如BF3中的B原子是sp2雜化，是平面三角形結構。答案C3.銅單質及其化合物在很多領域有重要的用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。(1)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成Cu(NH3)42配離子。已知NF3與NH3的空間構型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2形成配離子，其原因是_。(2)向CuSO4溶液中加入過量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考慮空間構型，Cu(OH)42的結構可用示意圖表示為_。解析(1)N、F、H三種元素的電負性：FNH，所以NH3中共用電子對偏向N原子，而在NF3中，共用電子對偏向F原子，偏離N原子。(2)Cu2中存在空軌道，而OH中O原子有孤對電子，故O與Cu之間以配位鍵結合。答案(1)N、F、H三種元素的電負性：FNH，在NF3中，共用電子對偏向F原子，偏離N原子，使得氮原子上的孤電子對難與Cu2形成配位鍵(2)【方法技巧】“五方法”判斷分子中心原子的雜化類型1.根據(jù)雜化軌道的空間分布構型判斷若雜化軌道在空間的分布為正四面體形或三角錐形，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化。若雜化軌道在空間的分布呈平面三角形，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化。若雜化軌道在空間的分布呈直線形，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。2.根據(jù)雜化軌道之間的夾角判斷若雜化軌道之間的夾角為10928，則分子的中心原子發(fā)生sp3雜化；若雜化軌道之間的夾角為120，則分子的中心原子發(fā)生sp2雜化；若雜化軌道之間的夾角為180，則分子的中心原子發(fā)生sp雜化。3.根據(jù)等電子原理進行判斷如CO2是直線形分子，CNS、N與CO2是等電子體，所以分子構型均為直線形，中心原子均采用sp雜化。4.根據(jù)中心原子的電子對數(shù)判斷如中心原子的電子對數(shù)為4，是sp3雜化，為3是sp2雜化，為2是sp雜化。5.根據(jù)分子或離子中有無鍵及鍵數(shù)目判斷如沒有鍵為sp3雜化，含一個鍵為sp2雜化，含兩個鍵為sp雜化。B組考試能力過關4.按要求完成以下試題(1)(2018課標全國)LiAlH4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH4中的陰離子空間構型是_、中心原子的雜化形式為_。答案正四面體sp3(2)(2018課標全國)根據(jù)價層電子對互斥理論，H2S、SO2、SO3的氣態(tài)分子中，中心原子價層電子對數(shù)不同于其他分子的是_。氣態(tài)三氧化硫以單分子形式存在，其分子的立體構型為_形，固體三氧化硫中存在如圖(b)所示的三聚分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為_。答案H2S平面三角sp3(3) (2018課標全國)中華本草等中醫(yī)典籍中，記載了爐甘石(ZnCO3)入藥，可用于治療皮膚炎癥或表面創(chuàng)傷。ZnCO3中，陰離子空間構型為_，C原子的雜化形式為_。答案平面三角形sp2(4)(2017全國卷)X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3AsF6中存在I離子。I離子的幾何構型為_，中心原子的雜化形式為_。答案V形sp3(5)(2017全國卷)經(jīng)X射線衍射測得化合物R(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl的晶體結構，其局部結構如圖所示。從結構角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為_，不同之處為_。(填標號)A.中心原子的雜化軌道類型B.中心原子的價層電子對數(shù)C.立體結構D.共價鍵類型答案ABDC(6)(2017全國卷)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為_和_。答案spsp3(7)(2016全國卷)Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構型是_。在Ni(NH3)62中Ni2與NH3之間形成的化學鍵稱為_，提供孤電子對的成鍵原子是_。答案正四面體形配位鍵N(8)(2016全國卷)Ge單晶具有金剛石型結構，其中Ge原子的雜化方式為_。答案sp3(9)(2016全國卷)AsCl3分子的立體構型為_，其中As的雜化軌道類型為_。答案三角錐形sp3(10)(2015課標，37節(jié)選)CS2分子中C原子的雜化軌道類型是_，寫出兩個與CS2具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子_。答案spCO2、SCN等考點三分子間作用力與分子的性質(頻數(shù)：難度：)名師課堂導語 本考點在高考中考查力度不大，主要涉及：(1)分子間作用力對物質物理性質的影響。(2)通過氫鍵解釋一些有關的反常物理性質。1.分子間作用力(1)概念：物質分子之間普遍存在的相互作用力，稱為分子間作用力。(2)分類：分子間作用力最常見的是范德華力和氫鍵。(3)強弱：范德華力氫鍵CH3OHCO2H2H2O與CH3OH均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2相對分子質量較大，范德華力較大(5)(2016全國卷)氨的沸點_(填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是_；氨是_分子(填“極性”或“非極性”)。答案高于氨分子間可形成氫鍵極性(6)(2016全國卷)比較下列鍺鹵化物的熔點和沸點，分析其變化規(guī)律及原因_。GeCl4GeBr4GeI4熔點/49.526146沸點/83.1186約400答案GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸點依次增高。原因是分子結構相似，相對分子質量依次增大，分子間相互作用力逐漸增強A級全員必做題1.(2019綿陽模擬)下列描述正確的是()A.CS2為V形極性分子B.SiF4與SO的中心原子均為sp3雜化C.C2H2分子中鍵與鍵的數(shù)目比為11D.水加熱到很高溫度都難分解是因水分子間存在氫鍵解析CS2為直線形非極性分子；SiF4與SO的中心原子的價層電子對數(shù)均為4，因此中心原子均為sp3雜化；C2H2分子中鍵與鍵的數(shù)目比為32；水加熱到很高溫度都難分解是因OH鍵的鍵能較大。答案B2.在硼酸B(OH)3分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結構。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是()A.sp，范德華力 B.sp2，范德華力C.sp2，氫鍵 D.sp3，氫鍵解析石墨晶體中C原子為sp2雜化，層與層之間以范德華力結合，硼酸B(OH)3分子中，B原子也為sp2雜化，但由于B(OH)3中B原子與3個羥基相連，羥基間能形成氫鍵，故同層分子間的主要作用力為氫鍵。答案C3.下列有關分子的結構和性質的說法正確的是()A.H2O2和C2H2均為直線形的非極性分子B.NF3和PCl3均為三角錐形分子，中心原子均為sp3雜化C.H3BO3和H3PO3均為三元酸，結構式均為D.CH4和白磷(P4)分子均為正四面體形分子，鍵角均為10928解析C2H2中4個原子在同一直線上，為直線形的非極性分子，但H2O2中4個原子不在同一直線上，為空間結構的極性分子，A項錯誤；NF3和PCl3中N、P均有一個孤電子對，雜化軌道數(shù)均為4，故均為三角錐形分子，中心原子均為sp3雜化，B項正確；H3BO3的結構式為，其溶液呈酸性是因為H3BO3與水電離出的OH結合為B(OH)4：H3BO3H2OB(OH)4H，因此H3BO3為一元酸，H3PO3的結構式為，為二元酸，C項錯誤；CH4和白磷(P4)分子均為正四面體形分子，但鍵角分別為10928和60，D項錯誤。答案B4.下列說法中正確的是()A.鹵化氫中，以HF沸點最高，是由于HF分子間存在氫鍵B.鄰羥基苯甲醛的熔、沸點比對羥基苯甲醛的熔、沸點高C.H2O的沸點比HF的沸點高，是由于水中氫鍵鍵能大D.氫鍵XHY的三個原子總在一條直線上解析B項，分子內(nèi)氫鍵使熔、沸點降低，分子間氫鍵使熔、沸點升高，鄰羥基苯甲醛形成的是分子內(nèi)氫鍵；C項，水中氫鍵鍵能比HF中氫鍵鍵能小，但由于1個HF分子只能與兩個相鄰的HF分子形成氫鍵，而一個水分子可與四個相鄰的水分子形成氫鍵，故水的沸點比HF的沸點高；D項，XHY的三原子不一定在一條直線上。答案A5.下列有關氫鍵的說法正確的是()A.HF溶液中存在三種類型的氫鍵B. C.H2O的穩(wěn)定性高，是因為水分子間存在氫鍵D. 形成分子內(nèi)氫鍵，故比難電離解析HF溶液中HF與HF、H2O與H2O、HF與H2O之間均存在氫鍵，氫鍵類型有如下4種：FHF、FHO、OHF、OHO，A項錯誤；形成分子間氫鍵，而形成分子內(nèi)氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大，故的沸點比的高，B項錯誤；H2O的穩(wěn)定性高，是因為水分子中HO鍵的鍵能大，而氫鍵影響物理性質，C項錯誤；相對于，苯環(huán)上多了一個COO，羥基上與氧結合的氫原子能與羧基上氧原子形成氫鍵，使其更難電離出H，因此的電離常數(shù)比的電離常數(shù)小，D項正確。答案D6.根據(jù)等電子原理判斷，下列說法中錯誤的是()A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B.B3N3H6分子中存在雙鍵，可發(fā)生加成反應C.H3O和NH3是等電子體，均為三角錐形D.CH4和NH是等電子體，均為正四面體形解析B3N3H6和苯是等電子體，其結構相似；C項，H3O和NH3是等電子體，根據(jù)氨氣分子的立體構型判斷水合氫離子的立體構型；D項，CH4和NH是等電子體，根據(jù)甲烷的立體構型判斷銨根離子的立體構型。答案B7.關于化學式為TiCl(H2O)5Cl2H2O的配合物，下列說法中正確的是()A.配體是Cl和H2O，配位數(shù)是9B.中心離子是Ti4，配離子是TiCl(H2O)52C.內(nèi)界和外界中Cl的數(shù)目比是12D.加入足量AgNO3溶液，所有Cl均被完全沉淀解析TiCl(H2O)5Cl2H2O，配體是Cl、H2O，提供孤電子對；中心離子是Ti3，配合物中配位離子Cl不與Ag反應，外界中的Cl與Ag反應，據(jù)此分析解答。答案C8.膽礬CuSO45H2O可寫成Cu(H2O)4SO4H2O，其結構示意圖如下：下列說法正確的是()A.在上述結構示意圖中，所有氧原子都采用sp2雜化B.在上述結構示意圖中，存在配位鍵、共價鍵，不存在離子鍵C.膽礬是分子晶體，分子間存在氫鍵D.膽礬中的兩種結晶水在不同的溫度下會分步失去解析H2O中O原子形成2個鍵，有2個孤電子對，為sp3雜化，硫酸根離子中羥基氧是sp3雜化，非羥基氧不是中心原子，不參與雜化，故A錯誤；在題述結構示意圖中，存在OCu配位鍵，HO、SO共價鍵和配離子與硫酸根離子之間形成離子鍵，故B錯誤；膽礬是五水硫酸銅，膽礬是由水合銅離子及硫酸根離子構成的，屬于離子晶體，故C錯誤；由于膽礬晶體中有兩類結晶水，一類是形成配體的水分子，一類是形成氫鍵的水分子，結合方式不同，因此受熱時也會因溫度不同而得到不同的產(chǎn)物，故D正確。答案D9.氮元素及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題：(1)基態(tài)氮原子的核外共有_種不同運動狀態(tài)的電子，N2O的空間構型為_，NH4NO3中N的雜化方式為_。(2)氮元素的第一電離能在同周期中從大到小排第_位，寫出與NO互為等電子體的一種非極性分子的化學式_。(3)已知NH3分子的鍵角約為107，而PH3分子的鍵角約為94，試用價層電子對互斥理論解釋NH3的鍵角比PH3的鍵角大的原因_。(4)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中氮原子軌道的雜化類型為_，乙二胺和三甲胺N(CH3)3均屬于胺，但乙二胺比三甲胺的沸點高很多，原因是_。(5)N元素可以形成兩種含氧酸HNO2和HNO3，酸性是HNO3_HNO2(填“強于”或“弱于”)，原因是_。解析(1)基態(tài)氮原子核外有7個電子，每個電子的能量各不相同；N2O與CO2互為等電子體，空間構型與CO2的空間構型相同，均為直線形；NH4NO3中的兩個氮原子均無孤電子對，NH中N為sp3雜化，NO中N為sp2雜化。(2)第二周期元素，第一電離能從左到右逐漸增大，但Be由于2p軌道全空，故其第一電離能比B大，N由于2p軌道半滿，其第一電離能比O大，即第二周期元素第一電離能：NeFNOCBeBLi，故氮元素在第二周期元素中第一電離能排第3位；與NO互為等電子體的非極性分子為SO3或BF3。(3)N原子半徑比P原子半徑小，NH3分子中成鍵電子對間的距離較近，斥力更大，故NH3的鍵角比PH3的鍵角大。(4)乙二胺分子中氮原子有一個孤電子對，N的雜化軌道數(shù)為4，故雜化類型為sp3雜化。乙二胺中氮原子上有氫原子，分子間可以形成氫鍵，而三甲胺中氮原子上沒有氫原子，分子間不能形成氫鍵，故乙二胺比三甲胺的沸點高很多。(5)HNO3中含有更多的非羥基氧，N的正電性較高，導致NOH中的電子向N偏移，因而在水分子的作用下就越容易電離出H，即酸性越強。答案(1)7直線形sp3、sp2(2)3SO3或BF3(3)N原子半徑比P原子半徑小，NH3分子中成鍵電子對間的距離較近，斥力更大(4)sp3雜化乙二胺分子間可形成氫鍵，三甲胺分子間不能形成氫鍵(5)強于HNO3中含有更多的非羥基氧，N的正電性較高，導致NOH中的電子向N偏移，因而在水分子的作用下就越容易電離出H，即酸性越強10.砷(As)元素及其化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請回答下列問題：(1)基態(tài)As原子的核外電子排布式為_，砷與硒的第一電離能較大的是_。(2)傳統(tǒng)中藥的砷劑俗稱“砒霜”，其分子結構如圖所示，該化合物中As、O原子的雜化方式分別為_、_。(3)Na3AsO4可作殺蟲劑。AsO的立體構型為_，與其互為等電子體的分子的化學式為_(任寫一種)。(4)H3AsO4和H3AsO3是砷的兩種含氧酸，請根據(jù)物質結構與性質的關系，解釋H3AsO4比H3AsO3酸性強的原因_。解析(1)基態(tài)As原子的核外有33個電子，根據(jù)構造原理知電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3。砷由于4p軌道為半充滿狀態(tài)，結構穩(wěn)定，第一電離能比Se大。(2)該化合物中As有一個孤電子對，雜化類型為sp3雜化，O有兩個孤電子對，雜化類型為sp3雜化。(3)AsO中As無孤電子對，立體構型為正四面體形，與AsO互為等電子體的分子有CF4、SiF4、CCl4、SiCl4等。(4)兩種含氧酸H3AsO4和H3AsO3可分別表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中As為3價，而H3AsO4中As為5價，正電性更高，導致AsOH中O的電子向As偏移，更易電離出H，所以H3AsO4比H3AsO3酸性強。答案(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或Ar3d104s24p3As或砷(2)sp3雜化sp3雜化(3)正四面體形CF4(或SiF4、CCl4、SiCl4，合理即可)(4)H3AsO4和H3AsO3可分別表示為(HO)3AsO和(HO)3As，H3AsO3中As為3價，而H3AsO4中As為5價，正電性更高，導致AsOH中O的電子向As偏移，更易電離出H11.鋰