高中化學 專題4 分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì) 4.1 分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)練習 蘇教版選修3

1、4.1分子構(gòu)型與物質(zhì)的性質(zhì)一、選擇題1.下列關(guān)于雜化軌道的說法錯誤的是()a.所有原子軌道都參與雜化b.同一原子中能量相近的原子軌道參與雜化c.雜化軌道能量集中,有利于牢固成鍵d.雜化軌道中不一定有電子【解析】選a。參與雜化的原子軌道,其能量不能相差太大,如1s與2s、2p能量相差太大,不能形成雜化軌道,即只有能量相近的原子軌道才能參與雜化,故a項錯誤,b項正確;雜化軌道的電子云一頭大一頭小,成鍵時利用大的一頭,可使電子云重疊程度更大,形成牢固的化學鍵,故c項正確;并不是所有的雜化軌道中都會有電子,也可以是空軌道,也可以有一對孤電子對(如nh3、h2o的形成),故d項正確。2.(2015

2、83;淮陰高二檢測)下列關(guān)于雜化軌道的敘述正確的是()a.雜化軌道可用于形成鍵,也可用于形成鍵b.雜化軌道可用來容納未參與成鍵的孤電子對c.nh3中氮原子的sp3雜化軌道是由氮原子的3個p軌道與氫原子的s軌道雜化而成的d.在乙烯分子中1個碳原子的3個sp2雜化軌道與3個氫原子的s軌道重疊形成3個ch鍵【解析】選b。雜化軌道只用于形成鍵,或用來容納未參與成鍵的孤電子對,不能用來形成鍵,故b正確,a不正確;nh3中氮原子的sp3雜化軌道是由氮原子的1個s軌道和3個p軌道雜化而成的,c不正確;在乙烯分子中,1個碳原子的3個sp2雜化軌道中的2個sp2雜化軌道與2個氫原子的s軌道重疊形成2個ch鍵,剩

3、下的1個sp2雜化軌道與另一個碳原子的sp2雜化軌道重疊形成1個cc鍵,d不正確?！狙a償訓練】在中,中間的碳原子和兩邊的碳原子分別采用的雜化方式是()a.sp2sp2b.sp3sp3c.sp2sp3d.spsp3【解析】選c。ch3中c的雜化軌道數(shù)為4,采用sp3雜化;中間c的雜化軌道數(shù)為3,采用sp2雜化。3.用價層電子對互斥理論判斷so3的分子構(gòu)型為()a.正四面體型 b.v形c.三角錐型 d.平面三角形【解析】選d。so3分子中s的價電子對數(shù)=3,由于結(jié)合3個o,故成鍵電子對數(shù)為3,孤電子對數(shù)是0,其分子為平面三角形構(gòu)型?！狙a償訓練】下列分子或離子的空間構(gòu)型為平面三角形的是()a.no3

4、- b.nh3c.h3o+ d.co2【解析】選a。no3-中n的孤電子對數(shù)=(5+1-32)/2=0,所以no3-中無孤電子對,n通過三對電子與o成鍵,空間構(gòu)型為平面三角形;nh3中n的孤電子對數(shù)為(5-3)/2=1,h3o+中o的孤電子對數(shù)為(6-3-1)/2=1,在nh3和h3o+中都有1對孤電子對,還有3對電子成鍵,所以nh3、h3o+的空間構(gòu)型都為三角錐型;在co2中c的孤電子對數(shù)為(4-22)/2=0,沒有孤電子對,只有2對鍵電子對,故co2分子為直線形。4.(2015·梅州高二檢測)下列關(guān)于nh3和co2的說法中正確的是()a.都是直線形結(jié)構(gòu)b.中心原子都采取sp雜化c

5、.nh3為三角錐型結(jié)構(gòu),co2為直線形結(jié)構(gòu)d.氮原子和碳原子上都沒有孤電子對【解析】選c。nh3和co2分子的中心原子分別采取sp3雜化和sp雜化的方式成鍵,但nh3分子中氮原子上有1對孤電子對未參與成鍵,根據(jù)價電子對互斥理論,nh3的分子構(gòu)型應為三角錐型,co2的分子構(gòu)型為直線形。5.下列敘述中正確的是()a.以非極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是非極性分子b.以極性鍵結(jié)合的分子一定是極性分子c.非極性分子只能是雙原子單質(zhì)分子d.非極性分子中一定含有非極性鍵【解析】選a。a項是正確的,如o2、h2、n2等;b項錯誤,以極性鍵結(jié)合的分子不一定是極性分子,若分子構(gòu)型對稱,正、負電荷重心重合,就是非極性

6、分子,如ch4、co2、ccl4、cs2等;c項錯誤,非極性鍵也存在于某些共價化合物中,如h2o2、c2h4、c2h5oh,某些離子化合物中也存在非極性鍵,如na2o2;d項錯誤,非極性分子中不一定含有非極性鍵,如ch4、co2等?！痉椒ㄒ?guī)律】分子的極性是分子中化學鍵的極性向量和。只含有非極性鍵的分子一定是非極性分子;而含極性鍵的分子,如果分子的空間結(jié)構(gòu)是對稱的,則鍵的極性相互抵消,各個鍵的極性的向量和為零,整個分子就是非極性分子;反之,則是極性分子。6.下列化合物中含有手性碳原子的是()a.ccl2f2 b.c.ch3ch2oh d.【解析】選d。根據(jù)手性碳原子的定義可知,手性碳原子是一個碳

7、原子上連接4個不同的原子或基團,只有d中物質(zhì)的分子含有連接了4個不同原子和基團的碳原子。7.下列敘述中不正確的是()a.鹵化氫分子中,鹵素的非金屬性越強,共價鍵的極性越強,穩(wěn)定性也越強b.以極性鍵結(jié)合的分子,一定是極性分子c.判斷a2b或ab2型分子為極性分子必須具有極性鍵且空間構(gòu)型不對稱d.非極性分子中,各原子間可能既有極性鍵又有非極性鍵【解析】選b。在hf、hcl、hbr、hi分子中,鹵素的非金屬性越強,hx鍵的極性越強;以極性鍵結(jié)合的雙原子分子一定是極性分子,但以極性鍵結(jié)合的多原子分子也可能是非極性分子,如co2是非極性分子;a2b型分子如h2o、h2s等,ab2型分子如so2等,判斷其

8、是極性分子的根據(jù)是必有極性鍵,且空間構(gòu)型不對稱。【易錯提醒】co2、cs2等多原子分子,其空間構(gòu)型對稱,這樣的非極性分子中可以含有極性鍵。8.(雙選)下列分子中,屬于非極性分子的是()a.so2 b.becl2 c.bbr3 d.cocl2【解析】選b、c。a、b、c三項利用“化合價法”判斷:so2中s的化合價為+4,價電子數(shù)為6,so2為極性分子;becl2中be的化合價為+2,價電子數(shù)為2,該分子為非極性分子;bbr3中b的化合價為+3,價電子數(shù)為3,該分子為非極性分子;d項結(jié)構(gòu)為,此結(jié)構(gòu)為非對稱結(jié)構(gòu),故為極性分子。9.(2015·杭州高二檢測)氯化硼的熔點為-107,沸點為12

9、.5,在其分子中鍵與鍵之間的夾角為120°,它能水解,下列有關(guān)敘述正確的是()a.氯化硼分子間含有氫鍵b.氯化硼中心原子采用sp雜化c.氯化硼分子呈正三角形,屬非極性分子d.其分子空間結(jié)構(gòu)類似h2o【解析】選c。根據(jù)氫鍵含義氯化硼分子間不含氫鍵,由于氯化硼分子中鍵與鍵之間的夾角為120°,說明氯化硼分子是平面三角形,中心原子采用sp2雜化,為極性鍵形成的非極性分子。10.(2015·天津高二檢測)2015年韓國首爾大學的科學家將水置于一個足夠強的電場中,在20時,水分子瞬間凝固形成“暖冰”。下列關(guān)于“暖冰”的說法正確的是()a.暖冰中水分子是直線形分子b.水凝固形

10、成20時的“暖冰”所發(fā)生的變化是化學變化c.暖冰中水分子的各原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)d.在電場作用下,水分子間更易形成氫鍵,因而可以制得“暖冰”【解析】選d。暖冰中水分子的組成不會改變,所發(fā)生的變化是物理變化,水分子的氧原子滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),而氫原子是2電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。11.(雙選)(2015·浙江高考節(jié)選)下列說法正確的是()a.hoch2ch(oh)ch2oh與ch3chclch2ch3都是手性分子b.nh4+和ch4的空間構(gòu)型相似c.bf3與都是平面形分子d.co2和h2o都是直線形分子【解析】選b、c。手性分子是化學中結(jié)構(gòu)上鏡像對稱而又不能完全重合的分子,連有四個不同原子或基

11、團的碳原子稱為手性碳原子,hoch2ch(oh)ch2oh不是手性分子,a項錯誤,nh4+和ch4的空間構(gòu)型都是正四面體,b項正確;bf3是平面三角形,苯是平面結(jié)構(gòu),c項正確;co2是直線形分子,而h2o是v形分子,d項錯誤。二、非選擇題12.有下列微粒:ch4ch2ch2chchnh3nh4+bf3p4h2oh2o2填寫下列空白(填序號):(1)呈正四面體的是。(2)中心原子軌道為sp3雜化的是,為sp2雜化的是,為sp雜化的是。(3)所有原子共平面的是,共線的是。(4)含有極性鍵的極性分子是。【解析】ch4、nh3、nh4+、p4、h2o、h2o2中心原子各有四對價層電子對,為sp3雜化,

12、這些微?？臻g構(gòu)型分別為正四面體型、三角錐型、正四面體型、正四面體型、v形、二面角形。bf3、ch2ch2的中心原子為sp2雜化,分別為平面三角形、平面形。chch中心原子為sp雜化,為直線形。答案:(1)(2)(3)(4)【補償訓練】(2015·臺州高二檢測)若abn的中心原子上有一對孤電子對未能成鍵,當n=2時,其分子結(jié)構(gòu)為;當n=3時,其分子結(jié)構(gòu)為。【解析】若中心原子上有未成鍵的孤電子對,根據(jù)價層電子對互斥模型,其與成鍵電子對之間存在斥力,ab2型分子為v形(如so2)。ab3型分子為三角錐型(如nh3)。答案:v形三角錐型【方法規(guī)律】若中心原子上有孤電子對,則它對成鍵電子對的排

13、斥作用較強,導致鍵角減小。13.(2015·蘇州高二檢測)已知a、b、c三種分子所含原子的數(shù)目依次為1、3、6,且都含有18個電子,c是一種有毒的有機物。(1)組成a分子的原子的元素符號是;(2)從b分子的立體結(jié)構(gòu)判斷,該分子屬于分子(填“極性”或“非極性”);(3)c的熔、沸點比ch4的熔、沸點高,其主要原因是(須指明c是何物質(zhì))_?！窘馕觥亢?8個電子的微粒中,由單個原子組成的分子為氬,元素符號是ar;b分子中含有3個原子,應該是h2s,空間構(gòu)型為v形,屬于極性分子;在分析由6個原子組成的c分子時,應該注意從三種9電子基(ch3、nh2、oh)入手,結(jié)合c是一種有毒的有機物即可

14、判斷c為ch3oh,ch3oh的熔、沸點比ch4的熔、沸點高,其主要原因是ch3oh分子之間能形成氫鍵。答案:(1)ar(2)極性(3)c是ch3oh,分子之間能形成氫鍵14.(2015·南京高二檢測)(1)bcl3和ncl3中心原子的雜化方式分別為和。(2)元素y基態(tài)原子的3p軌道上有4個電子。在y的氫化物(h2y)分子中,y原子軌道的雜化類型是?！窘馕觥?1)雜化軌道用于形成鍵和容納孤電子對。bcl3分子中硼原子形成3個鍵,無孤電子對,則硼原子采取sp2雜化。ncl3中氮原子形成3個鍵,且有1對孤電子對,則氮原子采取sp3雜化。(2)h2s中s采取sp3雜化。答案:(1)sp2s

15、p3(2)sp315.(2015·南京高二檢測)s與o可形成so42-。(1)so42-的空間構(gòu)型為(用文字描述)。(2)寫出一種與so42-互為等電子體的分子的化學式:_?！窘馕觥?1)so42-中硫原子采用sp3雜化,so42-為正四面體型結(jié)構(gòu)。(2)與so42-互為等電子體的分子可以是ccl4或sicl4等。答案:(1)正四面體(2)ccl4或sicl4等【方法規(guī)律】推斷分子或離子空間構(gòu)型的三個步驟確定中心原子的價電子對數(shù)目:中心原子a的價電子數(shù)與配位原子x提供共用的電子數(shù)之和的一半,即為中心原子a的價電子對數(shù)目。計算時注意:(1)氧族元素原子作為配位原子時,可認為不提供電子,

16、但作為中心原子時可認為它提供所有的6個價電子。(2)如果討論的是離子,則應加上或減去與離子電荷相應的電子數(shù)。如po43-中磷原子價電子數(shù)應加上3,而nh4+中氮原子的價電子數(shù)應減去1。(3)如果價電子數(shù)出現(xiàn)奇數(shù),可把這個單電子當作電子對看待。16.指出下列分子或離子中的雜化軌道類型及分子或離子的空間構(gòu)型。(1)hcn中的c:,。(2)so3中的s:,。(3)clo4-中的cl:,。(4)nh3中的n:,?！窘馕觥吭趆cn中,碳原子價電子對數(shù)為2,發(fā)生sp雜化,空間構(gòu)型為直線形。so3中的硫原子價電子對數(shù)為3,發(fā)生sp2雜化,空間構(gòu)型為平面三角形;clo4-中的氯原子價電子對數(shù)為4,發(fā)生sp3雜

17、化,空間構(gòu)型為正四面體型;nh3中的氮原子價電子對數(shù)為4,發(fā)生sp3雜化,氮原子上有1對孤電子對,空間構(gòu)型為三角錐型。答案:(1)sp直線形(2)sp2平面三角形(3)sp3正四面體型(4)sp3三角錐型17.氧元素與多種元素具有親和力,所形成化合物的種類很多。(1)氮、氧、氟元素的第一電離能從大到小的順序為_。氧元素與氟元素能形成of2分子,該分子的空間構(gòu)型為。(2)根據(jù)等電子原理,在1 molo22+中含有的鍵數(shù)目為。(3)氧元素和過渡元素可形成多種價態(tài)的金屬氧化物,如和鉻可生成cr2o3、cro3、cro5等。cr3+基態(tài)核外電子排布式為。(4)鈣在氧氣中燃燒時得到一種鈣的氧化物晶體,其晶體結(jié)構(gòu)如圖所示,則該鈣的氧化物的化學式為_。【解析】(1)氮原子中2p軌道半充滿,因此第一電離能大于氧;of2分子中心原子價電子數(shù)為n=6+22=4,采用sp3雜化,孤電子對對成鍵電子對產(chǎn)生排斥,故其空間構(gòu)型為v形。(2)o22+與n2互為等電子體,結(jié)構(gòu)相似,為,故1 molo22+中含有2 mol鍵。(3)cr基態(tài)原子有24個電子,失去3個電子后變?yōu)閍r3d3。(4)根據(jù)晶體結(jié)構(gòu)可知,黑球表示鈣離子,其個數(shù)=8+6=4,陰離子是由2個氧原子構(gòu)成的,o22-