《分子(或離子)空間結(jié)構(gòu)與雜化軌道理論》教案判斷分子或離子的空間構(gòu)型時(shí)，要能夠正確計(jì)算價(jià)層電子對(duì)數(shù)：一是運(yùn)用計(jì)算式推導(dǎo)出價(jià)層電子對(duì)數(shù)。二是看配位原子數(shù)；如下表：價(jià)層電子對(duì)數(shù)雜化類型配位原子數(shù)孤電子對(duì)數(shù)價(jià)電子對(duì)空間構(gòu)型分子空間構(gòu)型實(shí)例2sp20直線形直線形BeCl23sp230三角形三角形BF321V形SnBr24sp340四面體形四面體形CH431三角錐形NH322V形H2O1．下列對(duì)于NH3和CO2的說(shuō)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．NH3為三角錐形結(jié)構(gòu)，CO2為直線形結(jié)構(gòu)D．N原子和C原子上都沒(méi)有孤對(duì)電子答案C解析NH3和CO2分子的中心原子分別采取sp3雜化、sp雜化，但NH3分子的N原子上有1對(duì)孤電子對(duì)未參與成鍵，根據(jù)雜化軌道理論，NH3的空間構(gòu)型為三角錐形，CO2的空間構(gòu)型為直線形。2．下列各組分子的空間結(jié)構(gòu)相同的是()A．SnCl2、BeCl2 B．BF3、NH3C．CCl4、SiF4 D．CS2、OF2答案C解析通過(guò)分子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)、孤電子對(duì)數(shù)確定分子的空間結(jié)構(gòu)，其中A、D項(xiàng)中分子的具體情況如下表：σ鍵電子對(duì)數(shù)中心原子上的孤電子對(duì)數(shù)價(jià)層電子對(duì)數(shù)空間結(jié)構(gòu)SnCl22eq\f(1,2)×(4－2×1)＝13V形BeCl22eq\f(1,2)×(2－2×1)＝02直線形CS22eq\f(1,2)×(4－2×2)＝02直線形OF22eq\f(1,2)×(6－2×1)＝24V形B項(xiàng)中BF3、NH3的空間結(jié)構(gòu)分別為平面三角形、三角錐形；C項(xiàng)中，CCl4與SiF4的空間結(jié)構(gòu)均為正四面體形。3．下列分子或離子中，價(jià)層電子對(duì)互斥模型為正四面體形且分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為V形的是()A．NHeq\o\al(＋,4) B．PH3C．H3O＋ D．OF2答案D解析價(jià)層電子對(duì)互斥模型為正四面體形，且分子或離子的空間結(jié)構(gòu)為V形的只有3個(gè)原子構(gòu)成的分子或離子，OF2符合。A選項(xiàng)NHeq\o\al(＋,4)是三角錐形的NH3結(jié)合了一個(gè)H＋，呈正四面體形，B項(xiàng)中PH3為三角錐形，C中H3O＋是V形的H2O結(jié)合了一個(gè)H＋，呈三角錐形。4．(2020·杭州調(diào)研)下列分子或離子的中心原子采用sp3雜化的是()①NF3②C2H4③C6H6④C2H2⑤NHeq\o\al(＋,4)A．①②④ B．①⑤C．②③ D．③⑤答案B解析①NF3分子中N原子采取sp3雜化；②C2H4分子中C原子采取sp2雜化；③C6H6分子中C原子采取sp2雜化；④C2H2分子中C原子采取sp雜化；⑤NHeq\o\al(＋,4)中N原子采取sp3雜化。5．下列分子或離子中，VSEPR模型與粒子的空間結(jié)構(gòu)一致的是()A．SO2 B．HCHOC．NCl3 D．H3O＋答案B解析當(dāng)中心原子沒(méi)有孤電子對(duì)時(shí)，VSEPR模型與分子的空間結(jié)構(gòu)就是一致的，SO2、NCl3、H3O＋的中心原子均有孤電子對(duì)，A、C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。6．下列說(shuō)法正確的是()A．CH2Cl2分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形B．H2O分子中氧原子的雜化軌道類型為sp2，分子的空間結(jié)構(gòu)為V形C．CO2分子中碳原子的雜化軌道類型為sp，分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形D．SOeq\o\al(2－,3)的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形答案C解析CH4中4個(gè)共價(jià)鍵完全相同，為正四面體形，CH2Cl2分子的4個(gè)共價(jià)鍵不完全相同，所以分子的空間結(jié)構(gòu)不是正四面體形，A錯(cuò)誤；H2O分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(6－1×2)＝4，為sp3雜化，含有2對(duì)孤電子對(duì)，分子的空間結(jié)構(gòu)為V形，B錯(cuò)誤；CO2中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(1,2)×(4－2×2)＝2，為sp雜化，分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形，C正確；SOeq\o\al(2－,3)中S原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(6＋2－3×2)＝4，為sp3雜化，含1對(duì)孤電子對(duì)，分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，D錯(cuò)誤。7．(2020·青島檢測(cè))下列分子中，中心原子雜化類型相同，分子的空間結(jié)構(gòu)也相同的是()A．BeCl2、CO2 B．H2O、SO2C．SO2、CH4 D．NF3、CH2O答案A解析根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥模型可知，H2O中O原子的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(6－2×1,2)＝2，σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，采取sp3雜化，故H2O為V形結(jié)構(gòu)，SO2中S原子的孤電子對(duì)數(shù)＝eq\f(6－2×2,2)＝1，σ鍵電子對(duì)數(shù)為2，采取sp2雜化，故SO2為V形結(jié)構(gòu)，B項(xiàng)不符合題意；同樣分析可知，BeCl2中Be原子采取sp雜化，BeCl2是直線形結(jié)構(gòu)，CO2中C原子采取sp雜化，CO2是直線形結(jié)構(gòu)，A項(xiàng)符合題意；SO2中S原子采取sp2雜化，SO2是V形結(jié)構(gòu)，CH4中C原子采取sp3雜化，CH4是正四面體形結(jié)構(gòu)，C項(xiàng)不符合題意；NF3中N原子采取sp3雜化，NF3是三角錐形結(jié)構(gòu)，CH2O中C原子采取sp2雜化，CH2O是平面三角形結(jié)構(gòu)，D項(xiàng)不符合題意。8．(2020·西安調(diào)研)下列說(shuō)法正確的是()①CS2為V形分子②ClOeq\o\al(－,3)的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形③SF6中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)④SiF4和SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均采取sp3雜化A．①②B．②③C．③④D．①④答案C解析①CS2和CO2分子的空間結(jié)構(gòu)相同，為直線形分子，錯(cuò)誤；②ClOeq\o\al(－,3)中Cl的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(7＋1－2×3)＝4，含有1對(duì)孤電子對(duì)，則ClOeq\o\al(－,3)的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，錯(cuò)誤；③SF6中含有6個(gè)S—F，每個(gè)S—F含有1對(duì)成鍵電子對(duì)，則SF6分子中有6對(duì)完全相同的成鍵電子對(duì)，正確；④SiF4中Si的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝4＋eq\f(1,2)×(4－1×4)＝4，SOeq\o\al(2－,3)中S的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(1,2)×(6＋2－2×3)＝4，則SiF4和SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均采取sp3雜化，正確。9．硼砂是含結(jié)晶水的四硼酸鈉。以硼砂為原料，可以得到BF3、BN和硼酸等重要化合物，請(qǐng)根據(jù)下列信息回答有關(guān)問(wèn)題：(1)硼砂中陰離子X(jué)m－(含B、O、H三種元素)的球棍模型如圖所示，則在Xm－中，2號(hào)硼原子的雜化類型為_(kāi)_________；m＝__________(填數(shù)字)。(2)BN中B的化合價(jià)為_(kāi)_________，請(qǐng)解釋原因：____________________________________________________________________________________________________________________。(3)BF3和過(guò)量NaF作用可生成NaBF4，BFeq\o\al(－,4)的空間結(jié)構(gòu)為_(kāi)___________；NaBF4的電子式為_(kāi)_______。答案(1)sp22(2)＋3N的電負(fù)性大于B的電負(fù)性(3)正四面體形解析(1)根據(jù)圖示可知，2號(hào)B原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，且無(wú)孤電子對(duì)，故采取sp2雜化；根據(jù)圖示可知，該陰離子的化學(xué)式為[H4B4O9]m－，其中H顯＋1價(jià)，B顯＋3價(jià)、O顯－2價(jià)，所以m＝2。(2)由于電負(fù)性：N>B，所以BN中B顯＋3價(jià)。(3)BFeq\o\al(－,4)的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形；NaBF4的電子式為。10．如圖是甲醛分子的模型，根據(jù)該圖和所學(xué)化學(xué)知識(shí)回答下列問(wèn)題：(1)甲醛分子中碳原子的雜化方式是________，作出該判斷的主要理由是______________________________________________________________________。(2)下列是對(duì)甲醛分子中碳氧鍵的判斷，其中正確的是__________(填序號(hào))。①單鍵②雙鍵③σ鍵④π鍵⑤σ鍵和π鍵(3)甲醛分子中C—H與C—H間的夾角________(填“＝”“>”或“<”)120°，出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是___________________________________________________________________。答案(1)sp2雜化甲醛分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形(2)②⑤(3)<碳氧雙鍵中存在π鍵，它對(duì)C—H的排斥作用較強(qiáng)解析(1)原子的雜化軌道類型不同，分子的空間結(jié)構(gòu)也不同。由圖可知，甲醛分子為平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2雜化。(2)醛類分子中都含有C=O，所以甲醛分子中的碳氧鍵是雙鍵。一般來(lái)說(shuō)，雙鍵是σ鍵和π鍵的組合。(3)由于碳氧雙鍵中存在π鍵，它對(duì)C—H的排斥作用較強(qiáng)，所以甲醛分子中C—H與C—H間的夾角小于120°。11．氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為，它是經(jīng)國(guó)家批準(zhǔn)使用的植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑。(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對(duì)電子數(shù)為_(kāi)____________________________________。(2)氯吡苯脲晶體中，氮原子的雜化軌道類型為_(kāi)_____________________________________，羰基()碳原子的雜化軌道類型為_(kāi)_________。(3)查文獻(xiàn)可知，可用2-氯-4-氨基吡啶與異氰酸苯酯反應(yīng)，生成氯吡苯脲，其反應(yīng)方程式為＋，反應(yīng)過(guò)程中，每生成1mol氯吡苯脲，斷裂________個(gè)σ鍵，斷裂______個(gè)π鍵。(4)膨大劑能在動(dòng)物體內(nèi)代謝，其產(chǎn)物較為復(fù)雜，其中有H2O、NH3、CO2等。①請(qǐng)用共價(jià)鍵知識(shí)解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因：____________________________________________________________________________________________________________。②H2O、NH3、CO2分子的空間結(jié)構(gòu)分別是__________________，中心原子的雜化類型分別是__________________________。答案(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)①H—O的鍵能大于H—N的鍵能②V形、三角錐形、直線形sp3、sp3、sp解析根據(jù)構(gòu)造原理可知，氯元素基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成對(duì)電子數(shù)為1。(2)根據(jù)氯吡苯脲的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知，有2個(gè)氮原子均形成3個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，屬于sp3雜化；剩余1個(gè)氮原子形成1個(gè)雙鍵和1個(gè)單鍵，孤電子對(duì)數(shù)為1，是sp2雜化；羰基碳原子形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，為sp2雜化。(3)由于σ鍵比π鍵更穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)方程式可以看出，斷裂的化學(xué)鍵為異氰酸苯酯分子中的N=C中的π鍵和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H。(4)①O、N屬于同周期元素，O的原子半徑小于N，H—O的鍵能大于H—N的鍵能，所以H2O分子比NH3分子穩(wěn)定。②H2O分子中O原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，孤電子對(duì)數(shù)為2，所以為V形結(jié)構(gòu)，O原子采取sp3雜化；NH3分子中N原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，孤電子對(duì)數(shù)為1，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子采取sp3雜化；CO2分子中C原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)＝2＋eq\f(4－2×2,2)＝2，不含孤電子對(duì)，所以是直線形結(jié)構(gòu)，C原子采取sp雜化。課后測(cè)評(píng)可能用到的相對(duì)原子質(zhì)量:H1C12N14O16Cl35.5Br80I127一、選擇題(本題包括10個(gè)小題,每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。每小題2分,共20分)1.下列模型或示意圖正確的是()答案D解析CO2分子中3個(gè)原子共線,為直線形分子,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;B項(xiàng)是p-pπ鍵電子云模型,故錯(cuò)誤;砷原子結(jié)構(gòu)示意圖應(yīng)為,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。2.下列描述正確的是()A.CS2為V形極性分子B.SiF4與SO32-C.C2H2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為1∶1D.水加熱到很高溫度都難分解是因水分子間存在氫鍵答案B解析CS2為直線形非極性分子;SiF4與SO32-的中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)均為4,因此中心原子均為sp3雜化;C2H2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比為3∶2;水加熱到很高溫度都難分解是因O3.下列各組分子中心原子雜化軌道類型相同的是()A.CO2與C6H6 B.CH4與NH3C.BeCl2與BF3 D.C2H2與C2H4答案B解析CO2分子中C原子采取sp雜化,苯分子中C原子采取sp2雜化;CH4和NH3分子中的C、N原子都是采取sp3雜化;BeCl2分子中Be原子采取sp雜化而BF3分子中的B原子采取sp2雜化;C2H2分子中C原子采取sp雜化而C2H4分子中C原子采取sp2雜化。4.下列說(shuō)法正確的是()A.HF、HCl、HBr、HI的沸點(diǎn)依次升高B.H2O的熔、沸點(diǎn)高于H2S,是由于H2O分子之間可以形成氫鍵C.乙醇分子與水分子之間只存在范德華力D.氯的各種含氧酸酸性由強(qiáng)到弱的順序?yàn)镠ClO>HClO2>HClO3>HClO4答案B解析HF分子間可以形成氫鍵,沸點(diǎn)最高,沸點(diǎn)高低順序應(yīng)為HF>HI>HBr>HCl,A錯(cuò)誤;O元素的電負(fù)性較大,水分子間可以形成氫鍵,故H2O的熔、沸點(diǎn)高于H2S,B正確;乙醇分子與水分子之間可以形成氫鍵,C錯(cuò)誤;Cl元素的化合價(jià)越高,對(duì)應(yīng)氧化物的水化物酸性越強(qiáng),酸性由弱到強(qiáng)的順序應(yīng)為HClO<HClO2<HClO3<HClO4,D錯(cuò)誤。5.徐光憲在《分子共和國(guó)》一書中介紹了許多明星分子,如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列說(shuō)法正確的是()A.H2O2分子的空間結(jié)構(gòu)為直線形B.CO2分子為非極性分子C.BF3分子中B原子為sp3雜化,分子為三角錐形D.CH3COOH分子中C原子均為sp2雜化答案B解析H2O2分子不是直線形的,兩個(gè)H原子猶如在半展開(kāi)的書的兩面紙上,A錯(cuò)誤;CO2分子為直線形分子,分子內(nèi)正、負(fù)電荷中心重合,為非極性分子,B正確;BF3分子中B原子為sp2雜化,分子為平面三角形,C錯(cuò)誤;CH3COOH分子中甲基C原子采取sp3雜化,羧基C原子采取sp2雜化,D錯(cuò)誤。6.下列說(shuō)法中正確的是()A.互為手性異構(gòu)體的分子互為鏡像,且分子組成相同,性質(zhì)也相同B.由酸性FCH2COOH>CH3COOH,可知酸性ClCH2COOH>CH3COOHC.共價(jià)鍵都具有飽和性和方向性,都可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn)D.除HF外,其他鹵化氫沸點(diǎn)隨著相對(duì)分子質(zhì)量的增大而升高,是因?yàn)闅滏I的鍵能逐漸增大答案B解析互為手性異構(gòu)體的分子性質(zhì)有所不同,A錯(cuò);由提示可知,B項(xiàng)中F原子的存在使得酸性增強(qiáng),故同族元素的Cl也有類似的作用,B正確;s軌道與s軌道發(fā)生電子云重疊形成的共價(jià)鍵沒(méi)有方向性,σ鍵可以繞鍵軸旋轉(zhuǎn),π鍵不能旋轉(zhuǎn),故C錯(cuò);在鹵素氫化物中,只有HF分子間能形成氫鍵,D錯(cuò)。7.下列有關(guān)共價(jià)鍵的鍵參數(shù)的說(shuō)法不正確的是()A.CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次增大B.HF、HCl、HBr分子中的鍵長(zhǎng)依次增長(zhǎng)C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小D.分子中共價(jià)鍵的鍵能越大,分子的熔、沸點(diǎn)越高答案D解析三者的鍵角分別為109°28'、120°、180°,依次增大,A選項(xiàng)正確;因?yàn)镕、Cl、Br的原子半徑依次增大,故與H形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)依次增長(zhǎng),B選項(xiàng)正確;O、S、Se的原子半徑依次增大,故與H形成共價(jià)鍵的鍵長(zhǎng)依次增長(zhǎng),鍵能依次減小,C選項(xiàng)正確;分子的熔、沸點(diǎn)與分子間作用力有關(guān),與共價(jià)鍵的鍵能無(wú)關(guān),D選項(xiàng)錯(cuò)誤。8.下列描述正確的是()A.NH3為非極性分子B.ClO3C.NH4D.SiF4的中心原子為sp3雜化,SO32-答案C解析NH3空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,屬于極性分子,A錯(cuò)誤;ClO3-中氯原子為sp3雜化,ClO3-的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形結(jié)構(gòu),B錯(cuò)誤;NH4+中N原子采取sp3雜化,空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,4個(gè)共價(jià)鍵完全相同,C正確;SiF4、SO9.圖中每條折線表示元素周期表第ⅣA族~第ⅦA族中的某一族元素氫化物的沸點(diǎn)變化,每個(gè)小黑點(diǎn)代表一種氫化物,其中P點(diǎn)代表的是()A.H2S B.HCl C.PH3 D.SiH4答案D解析因?yàn)榈诙芷诘姆墙饘僭氐臍浠镏?NH3、H2O、HF分子之間可以形成氫鍵,它們的沸點(diǎn)高于同族其他元素氫化物的沸點(diǎn),A、B、C不符合題意,而CH4分子間不能形成氫鍵,所以P點(diǎn)代表的是SiH4。10.PH3是一種無(wú)色劇毒氣體,其分子結(jié)構(gòu)和NH3相似,但P—H鍵能比N—H鍵能小。下列判斷錯(cuò)誤的是()A.PH3分子呈三角錐形B.PH3分子是極性分子C.PH3沸點(diǎn)低于NH3的沸點(diǎn),因?yàn)镻—H鍵能小D.PH3穩(wěn)定性低于NH3,因?yàn)镹—H鍵能大于P—H鍵答案C解析PH3與NH3空間結(jié)構(gòu)相同,因中心原子上有1對(duì)孤電子對(duì),均為三角錐形,屬于極性分子,故A、B項(xiàng)正確;PH3的沸點(diǎn)低于NH3,是因?yàn)镹H3分子間可以形成氫鍵,C項(xiàng)錯(cuò)誤;PH3的穩(wěn)定性弱于NH3,是因?yàn)镹—H鍵能大于P—H,D項(xiàng)正確。二、選擇題(本題包括5個(gè)小題,每小題有1~2個(gè)選項(xiàng)符合題意。每小題4分,共20分)11.下列說(shuō)法中正確的是()A.PCl3分子是三角錐形,這是因?yàn)榱自邮莝p2雜化的結(jié)果B.sp3雜化軌道是由任意的1個(gè)s軌道和3個(gè)p軌道混合形成的4個(gè)sp3雜化軌道C.凡中心原子采取sp3雜化的分子,其VSEPR模型都是四面體形D.AB3型的分子空間結(jié)構(gòu)必為平面三角形答案C解析PCl3分子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,因此PCl3分子中磷原子為sp3雜化,A項(xiàng)錯(cuò)誤;sp3雜化軌道是由原子最外電子層上的s軌道和3個(gè)p軌道重新形成的能量相等、成分相同的4個(gè)軌道,B項(xiàng)錯(cuò)誤;sp3雜化所得到的VSEPR模型為四面體形,C項(xiàng)正確;PCl3分子中1對(duì)孤電子對(duì)占據(jù)了一個(gè)雜化軌道,因此PCl3分子是三角錐形,D項(xiàng)錯(cuò)誤。12.X、Y、Z、Q、E、M六種元素中,基態(tài)X原子的價(jià)層電子排布式為2s2,Y的基態(tài)原子核外有5種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,Z元素的某同位素原子常用于測(cè)定文物的年代,Q是元素周期表中電負(fù)性最大的元素,E的陽(yáng)離子通常存在于硝石、明礬和草木灰中,M的原子序數(shù)比E大1。下列說(shuō)法正確的是()A.EYQ4中陰離子中心原子的雜化方式為sp3雜化B.X、Y元素的第一電離能大小關(guān)系:X<YC.ZO3D.MZ2僅含離子鍵,可用于制備乙炔答案AC解析基態(tài)原子價(jià)層電子排布式為2s2的元素X是Be;Y基態(tài)原子有5種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,則Y為B元素;14C通常用于測(cè)定文物的年代,Z是碳元素;元素周期表中電負(fù)性最大的元素是F;硝石、明礬和草木灰中均含有的陽(yáng)離子是K+,則E、M分別是K、Ca。BF4-離子中B原子有4對(duì)價(jià)層電子,所以B是sp3雜化,A項(xiàng)正確;Be的2s軌道為全充滿,故其第一電離能大于B,B項(xiàng)錯(cuò)誤;CO32-中碳原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)是3,碳原子為sp2雜化,空間結(jié)構(gòu)是平面三角形,C項(xiàng)正確13.如表為元素周期表前四周期的一部分,下列有關(guān)R、W、X、Y、Z五種元素的敘述正確的是()A.W、R元素單質(zhì)分子內(nèi)都存在非極性鍵B.X、Z元素都能形成雙原子分子C.最簡(jiǎn)單氫化物的熔、沸點(diǎn):WH3<XH3D.鍵長(zhǎng):X—H<W—H,鍵能:X—H<W—H答案BC解析由元素在元素周期表中的位置可知,X為N元素、W為P元素、Y為S元素、R為Ar元素、Z為Br元素。白磷單質(zhì)中存在非極性鍵,但稀有氣體分子為單原子分子,分子中沒(méi)有化學(xué)鍵,A錯(cuò)誤;氮?dú)?、溴單質(zhì)都是雙原子分子,B正確;NH3分子間存在氫鍵,C正確;原子半徑:W>X,故鍵長(zhǎng):W—H>X—H,鍵長(zhǎng)越短,鍵能越大,故鍵能W—H<X—H,D錯(cuò)誤。14.下面兩表分別列出了CO和N2的某些性質(zhì)及相關(guān)鍵能,有關(guān)說(shuō)法不正確的是()表1分子熔點(diǎn)/℃沸點(diǎn)/℃常溫時(shí)在水中的溶解度CO-205.05-191.492.3mLN2-210.00-195.811.6mL表2化學(xué)鍵C—OCOC≡O(shè)鍵能/(kJ·mol-1)3517451071.9化學(xué)鍵N—NNNN≡N鍵能/(kJ·mol-1)193418946A.CO與N2的價(jià)層電子總數(shù)相等B.由表2可知,CO的活潑性不及N2C.由表1可知,CO的熔、沸點(diǎn)高于N2,這是因?yàn)镃O分子間作用力小于N2D.由表1可知,室溫時(shí),CO在水中的溶解性大于N2,是因?yàn)镃O分子有弱極性答案BC解析CO與N2的價(jià)層電子總數(shù)均為14,A正確;CO與N2分子結(jié)構(gòu)相似,一個(gè)CO分子中含有2個(gè)π鍵,根據(jù)表中鍵能知,CO中第一個(gè)π鍵的鍵能約為1071.9kJ·mol-1-745kJ·mol-1=326.9kJ·mol-1,N2中第一個(gè)π鍵的鍵能約為946kJ·mol-1-418kJ·mol-1=528kJ·mol-1,CO中第一個(gè)π鍵的鍵能較小,所以CO的第一個(gè)π鍵比N2中第一個(gè)π鍵更容易斷裂,所以一氧化碳比氮?dú)饣顫?B錯(cuò)誤;由表1可知,CO的熔、沸點(diǎn)高于N2,說(shuō)明CO分子間作用力大于N2,C錯(cuò)誤;水是極性溶劑,氮?dú)鉃榉菢O性分子,一氧化碳為極性分子,由表1可知,室溫時(shí),CO在水中的溶解性大于N2,是因?yàn)镃O分子有弱極性,D正確。15.根據(jù)雜化軌道理論和價(jià)層電子對(duì)互斥模型判斷,下列分子或者離子的空間結(jié)構(gòu)的相關(guān)描述正確的是()選項(xiàng)分子式中心原子雜化方式價(jià)層電子對(duì)互斥模型分子或離子的空間結(jié)構(gòu)ASO2sp直線形直線形BHCHOsp2平面三角形三角錐形CNF3sp2四面體形平面三角形DNHsp3正四面體形正四面體形答案D解析SO2分子中的中心原子雜化方式為sp2雜化,價(jià)層電子對(duì)互斥模型呈平面三角形,分子的空間結(jié)構(gòu)為V形,A項(xiàng)錯(cuò)誤;HCHO分子中的中心原子雜化方式為sp2雜化,價(jià)層電子對(duì)互斥模型呈平面三角形,分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,B項(xiàng)錯(cuò)誤;NF3分子中的中心原子雜化方式為sp3雜化,價(jià)層電子對(duì)互斥模型呈四面體形,分子的空間結(jié)構(gòu)為三角錐形,C項(xiàng)錯(cuò)誤。三、非選擇題(本題包括5個(gè)小題,共60分)16.(11分)數(shù)十億年來(lái),地球上的物質(zhì)不斷變化,大氣的成分也發(fā)生了很大的變化。下表是目前空氣和原始大氣的主要成分:目前空氣的主要成分N2、O2、CO2、水蒸氣及稀有氣體(如He、Ne等)原始大氣的主要成分CH4、NH3、CO、CO2等用上表所涉及的分子填寫下列空白:(1)含有10個(gè)電子的分子有(填化學(xué)式,下同)。

(2)由極性鍵構(gòu)成的非極性分子有。

(3)分子間可以形成氫鍵的有。

(4)沸點(diǎn)最高的物質(zhì)是,其沸點(diǎn)最高的原因是

(5)不含孤電子對(duì)的分子(稀有氣體除外)有,它的空間結(jié)構(gòu)為。

(6)極易溶于水且水溶液呈堿性的物質(zhì)是,極易溶于水的原因是。

答案(除有標(biāo)注的外,每空1分)(1)H2O、Ne、CH4、NH3(2分)(2)CH4、CO2(3)NH3、H2O(4)H2O水分子間存在氫鍵,使分子間作用力增大,沸點(diǎn)升高(2分)(5)CH4正四面體形(6)NH3氨分子與水分子間形成氫鍵解析(1)含10電子的分子有H2O、Ne、CH4、NH3。(2)題表中N2、O2、CH4、CO2為非極性分子,其中由極性鍵構(gòu)成的非極性分子只有CH4和CO2。(3)水分子間,氨分子間均存在氫鍵。(4)表中所涉及的物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的。沸點(diǎn)的高低主要看范德華力的強(qiáng)弱,但水分子間還有氫鍵的作用,分子間氫鍵的存在使水的沸點(diǎn)最高。(5)碳原子最外層有4個(gè)電子,在甲烷分子中形成了4個(gè)共價(jià)鍵,不存在孤電子對(duì),最外層電子都參與成鍵,空間結(jié)構(gòu)為正四面體形。(6)極易溶于水且水溶液呈堿性的物質(zhì)只有氨氣。它極易溶于水,是因?yàn)榘狈肿优c水分子間形成氫鍵,增大了氨氣的溶解性。17.(14分)已知A、B、C、D都是元素周期表中前36號(hào)的元素,它們的原子序數(shù)依次增大。A與其他3種元素既不在同一周期又不在同一主族。B原子的L層p能級(jí)中有5個(gè)電子;C是周期表1~18列中的第14列元素;D原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4∶1,其d能級(jí)中有1對(duì)成對(duì)電子。請(qǐng)回答:(1)A與C形成的簡(jiǎn)單共價(jià)化合物的分子式是,中心原子雜化類型是,分子的空間結(jié)構(gòu)是,是分子(填“極性”或“非極性”)。

(2)B與C比較,電負(fù)性較小的是(填元素符號(hào))。

(3)D位于元素周期表中第族,D2+的結(jié)構(gòu)示意圖是,D元素的+3價(jià)離子的電子排布式為。

(4)A與B形成的化合物極易溶于水,其原因是

。

答案(1)SiH4(1分)sp3(1分)正四面體(1分)非極性(1分)(2)Si(2分)(3)Ⅷ(2分)(2分)1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5(2分)(4)HF與H2O都是極性分子,且HF與H2O可形成分子間氫鍵(2分)解析B原子的L層p能級(jí)中有5個(gè)電子,則B為F元素;D原子的L層電子數(shù)與最外層電子數(shù)之比為4∶1,其d能級(jí)中有1對(duì)成對(duì)電子,D為26號(hào)元素Fe;C是元素周期表1~18列中的第14列元素,原子序數(shù)在9~26,所以C為Si元素;A與其他3種元素既不在同一周期又不在同一主族,所以A為H元素。(1)H與Si形成的簡(jiǎn)單共價(jià)化合物的分子式是SiH4;價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,中心原子雜化類型是sp3;無(wú)孤電子對(duì),分子的空間結(jié)構(gòu)是正四面體形,是非極性分子。(2)元素的非金屬性越強(qiáng),電負(fù)性越大,F與Si比較,電負(fù)性較小的是Si。(4)H與F形成的化合物極易溶于水,其原因是HF與H2O都是極性分子,且HF與H2O可形成分子間氫鍵。18.(12分)X、Y、Z、M、Q是中學(xué)化學(xué)常見(jiàn)的五種元素,原子序數(shù)依次增大,其相關(guān)結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息如下表所示。元素結(jié)構(gòu)或性質(zhì)信息X其原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍Y基態(tài)原子最外層電子排布為nsnnpn+1Z非金屬元素,其單質(zhì)為固體,在氧氣中燃燒時(shí)有明亮的藍(lán)紫色火焰M單質(zhì)在常溫、常壓下是氣體,基態(tài)原子的M層上有1個(gè)未成對(duì)的p電子Q其與X形成的合金為目前用量最多的金屬材料(1)Q元素基態(tài)原子的電子排布式是。

(2)比較Y元素與氧元素的第一電離能:>(填元素符號(hào));X和Z形成的化合物XZ2為一種液體溶劑,其分子中的σ鍵和π鍵數(shù)目之比為,該化合物溶于水(填“易”或“難”)。

(3)Y的最簡(jiǎn)單氫化物分子中含有共價(jià)鍵(填“極性”或“非極性”,下同),是分子,該氫化物易液化,其原因是。

(4)M的氣態(tài)氫化物和氟化氫相比(填寫化學(xué)式,并從微粒間作用力的角度分析原因),穩(wěn)定性強(qiáng)的是,其原因是;沸點(diǎn)高的是,其原因是。

答案(除有標(biāo)注的外,每空1分)(1)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)(2)NO(兩空共1分)1∶1(2分)難(3)極性極性氨分子間可以形成氫鍵(4)HFH—F的鍵能大于H—ClHFHF分子間可以形成氫鍵解析根據(jù)題意推知X、Y、Z、M、Q分別是C、N、S、Cl、Fe元素。(1)鐵原子核外有26個(gè)電子,基態(tài)原子的電子排布式是[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2。(2)N原子的2p能級(jí)是半充滿狀態(tài),較穩(wěn)定,因此第一電離能:N>O。X和Z形成的化合物XZ2為CS2,根據(jù)結(jié)構(gòu)式SCS可知,分子中σ鍵和π鍵數(shù)目之比為1∶1,且為非極性分子;根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可判斷CS2難溶于水。(3)Y的最簡(jiǎn)單氫化物為NH3,N—H是極性共價(jià)鍵,分子結(jié)構(gòu)呈三角錐形,結(jié)構(gòu)不對(duì)稱,為極性分子;氨氣易液化的原因是氨分子間可以形成氫鍵。(4)由于H—F的鍵能大于H—Cl,故氫化物的穩(wěn)定性:HF>HCl;由于HF分子間可以形成氫鍵,故其沸點(diǎn)比HCl的高。19.(12分)鹵族元素形成的單質(zhì)和化合物有很多,我們可以利用所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的相關(guān)知識(shí)去認(rèn)識(shí)和理解它們。(1)鹵族元素位于元素周期表的區(qū);溴的價(jià)層電子排布式為。

(2)在一定濃度的溶液中,氫氟酸是以二分子締合(HF)2形式存在