分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

1、第39講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)基礎(chǔ)題組1.(1)比較下列錯的鹵化物的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)，分析其變化規(guī)律及原因：OGeCl4GeBr4GeI4熔點(diǎn)/C-49.526146沸點(diǎn)/C83.1186約400(2)硅烷(SinH2n+2)的沸點(diǎn)與其相對分子質(zhì)量的變化關(guān)系如圖所示，呈現(xiàn)這種變化關(guān)系的原因是疝宓疝loirija和刑辦既呈(3) V1A族元素O、S、Se的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H2Se的酸性比H2s(填強(qiáng)”或弱"J氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為$。3一的立體構(gòu)型為。H2SeO3的Ki和K2分別為2.7M0-3和2.5M0-8,H2SeO4第一步幾乎完全電離此為1.2M0-2

2、,請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因：(4)試比較H2O和H2s的沸點(diǎn)高低：，解釋原因2 .Zn(CN)4在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反應(yīng)：4HCHO+Zn(CN)42'+4H+4H2O=Zn(H2O)42+4HOCH2CNHICIHHOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式1(1)Zn2+基態(tài)核外電子排布式為。(2)1molHCHO分子中含有鍵的數(shù)目為mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是(4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為。Zn(CN)4廣中Zn2+與CN-的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型,Zn(CN)4廣的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為。3 .下列反應(yīng)曾

3、用于檢測司機(jī)是否酒后駕駛：2Cr2O：+3CH3CH2OH+16H+13H2OT4Cr(H2O)63+3CH3COOH(1)Cr3+基態(tài)核外電子排布式為；配合物Cr(H2O)63+中，與Cr3+形成配位鍵的原子是_(填元素符號)。(2)CH3COOH中C原子軌道雜化類型為;1molCH3COOH分子含有鍵的數(shù)目為。與H2O互為等電子體的一種陽離子為(填化學(xué)式);H2O與CH3CH20H可以任意比例互溶，除因?yàn)樗鼈兌际菢O性分子外，還因?yàn)椤? .(2017廣東茂名二模)鐵是一種重要白過渡元素，能形成多種化合物，如可作染料的普魯士藍(lán)，其化學(xué)式為KFeFe(CN)6。(1)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為

4、。(2)在普魯士藍(lán)中，存在的化學(xué)鍵有離子鍵、和。(3)一定條件下，CN-可被氧化為OCN-。OCN-中三種元素的電負(fù)性由大到小的順序?yàn)?碳原子采取sp雜化，1mol該物質(zhì)中含有的兀鍵數(shù)目為。(4)與CN-互為等電子體的一種分子為(填化學(xué)式)。5 .短周期元素X和Y處于同一主族。負(fù)二價的元素X和氫元素的化合物在通常狀況下是一種液體，其中X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為88.9%;元素X和元素Y可以形成兩種化合物，在這兩種化合物中，X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為50%和60%。(1)確定X、Y兩種元素在周期表中的位置：。(2)在元素X和元素Y形成的化合物中，寫出X質(zhì)量分?jǐn)?shù)為50%的化合物的化學(xué)式：;該分子中中心原子采取sp2雜

5、化，是分子，分子空間構(gòu)型為。(3)寫出X和Y形成的X的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為60%的化合物的化學(xué)式：;該分子中中心'原子采取sp2雜化，是分子，分子空間構(gòu)型為。(4)由H、X、Y三種元素形成的常見化合物有兩種，它們的水溶液均呈酸性，試分別寫出它們的分子式:、，并比較酸性強(qiáng)弱：。提升題組6 .鐵氮化合物(FexNy)在磁記錄材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。某FexNy的制備需鐵、氮?dú)?、丙酮和乙醇參與。(1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為。OI(2)丙酮(HaCY-CHj)分子中碳原子軌道的雜化類型是,1mol丙酮分子中含有鍵的數(shù)目(3)C、H、。三種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)?4)乙醇的沸點(diǎn)高于丙酮，這

6、是因?yàn)槟矲exNy的晶胞如圖1所示,Cu可以完全替代該晶體中a位置Fe或者b位置Fe形成Cu替代型產(chǎn)物Fe(x-n)CunNy。FexNy轉(zhuǎn)化為兩種Cu替代型產(chǎn)物的能量變化如圖2所示淇中更穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物的化學(xué)式為。H位置降Oh位置1rAN圖1FexNy晶胞結(jié)構(gòu)示意圖,_/u棒低MW用能時可，幄他過疝圖2轉(zhuǎn)化過程的能量變化7 .(2017課標(biāo)m,35,15分)研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2CH3OH+H2。)中,Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}：(1)Co基態(tài)原子核外電子排布式為。元素Mn與。中,第一電離能較大的是基

7、態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的雜化形式分別為和(3)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)樵?4)硝酸鎰是制備上述反應(yīng)催化劑的原料,Mn(NO3)2中的化學(xué)鍵除了b鍵外，還存在MgO具有NaCl型結(jié)構(gòu)(如圖)淇中陰離子采用面心立方最密堆積方式，X射線衍射實(shí)驗(yàn)測得MgO的晶胞參數(shù)為a=0.420nm,則r(O2-)為nm°MnO也屬于NaCl型結(jié)構(gòu)，晶胞參數(shù)為a'=0,448nm,則r(Mn2+)為nm。8 .(2016課標(biāo)n,37,15分)東晉華陽國志南中志卷四中已有關(guān)于白銅的記載，云南饃白銅(銅饃合金)聞名中

8、外，曾主要用于造幣，亦可用于制作仿銀飾品。回答下列問題：(1)饃元素基態(tài)原子的電子排布式為,3d能級上的未成對電子數(shù)為。(2)硫酸饃溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4藍(lán)色溶液。Ni(NH3)6SO4中陰離子的立體構(gòu)型是。在Ni(NH3)6中Ni2+與NH3之間形成的化學(xué)鍵稱為，提供孤電子對的成鍵原子是_。氨的沸點(diǎn)(填高于”或低于"瞬(PH3),原因是;氨是分子(填極性”或非極性”加心原子的軌道雜化類型為。(3)單質(zhì)銅及饃都是由鍵形成白晶體；元素銅與饃的第二電離能分別為：Icu=1958kJmol-1、Mi=1753kJmol-1,Icu>INi的原因是o(4)某饃白銅合金的立方

9、晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。晶胞中銅原子與饃原子的數(shù)量比為。若合金的密度為dgcm-3,晶胞參數(shù)a=nm。答案精解精析基礎(chǔ)題組1.答案(1)GeCl4、GeB4、GeL的熔、沸點(diǎn)依次升高。原因是分子組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì)，相對分子質(zhì)量依次增大，則分子間相互作用力逐漸增強(qiáng)(2)硅烷的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，沸點(diǎn)越高(3)強(qiáng)平面三角形三角錐形“SeO3和H2SeO4可分別表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se為+4價，而“SeC中的Se為+6價，正電性更高，導(dǎo)致SeOH中O的電子更向Se偏移，從而更易電離出H+(4)H2O>H2sH2O分子間存在氫鍵，H2s分子間只

10、存在范德華力，強(qiáng)度:氫鍵>范德華力，故H2O的沸點(diǎn)比H2s的高62-解析(3)SeO3中心原子的價電子對數(shù)為2=3(艇電子又寸數(shù)為3,孤電子對數(shù)為0),SO3中心原子的價電子對數(shù)為等=4(。鍵電子又寸數(shù)為3,孤電子對數(shù)為1),由價層電子對互斥理論可判斷出SeO3、SO；-的立體構(gòu)型分別為平面三角形和三角錐形。2 .答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)N%解析(1)基態(tài)Zn原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2,Zn原子失去4s軌道上的2個電子形成Zn2+,由此可寫出Zn2+基態(tài)核

11、外電子排布式。O(2)HCHO的結(jié)構(gòu)式為H-CH，則1molHCHO分子中含有3mol鍵。HIH0C一I一3一(3)HOCH2CN的結(jié)構(gòu)式為H,-CHS中的C原子米取sp3雜化，一CN中的C原子米取sp雜化。(4)等電子體具有相同的原子數(shù)和相同的價電子數(shù)，與H2O分子互為等電子體的陰離子為NH2。3 .答案(1)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3O(2)sp3和sp27mol(或76.02X023)H2F+H2O與CH3CH20H之間可以形成氫鍵解析(1)Cr為24號元素，銘原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1,Cr3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s2

12、2p63s23p63d3(或內(nèi)加3);與Cr3+形成配位鍵的應(yīng)為含孤對電子的氧原子。(2)甲基(一CH3)中的碳原子軌道雜化類型為sp3,竣基(一COOH)中的碳原子軌道雜化類型為sp2;一個CH3COOH分子中有六個單鍵均為b鍵，還含有一個碳氧雙鍵，碳氧雙鍵中含一個b鍵、一個兀鍵，共含7個(T鍵。(3)等電子體必須滿足原子個數(shù)和電子個數(shù)均相等；H2O與CH3CH20H中均含羥基(一OH),可形成氫鍵。4 .答案(1)1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6(2)共價鍵配位鍵O>N>C2Na(4)CO或N2解析(1)Fe原子的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p

13、63d64s2,所以Fe2+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。(2)KFeFe(CN)6屬于離子化合物，是一種復(fù)鹽，也是一種配合物，陽離子是K+、Fe3;陰離子是配離子Fe(CN)64-(其中Fe為+2價)淇中K+、Fe3+和Fe(CN)6廣以離子鍵相結(jié)合，F(xiàn)e(CN)6廣中Fe2+和CN-以配位鍵相Z合，CN-內(nèi)C和N以共價鍵相結(jié)合。(3)OCN沖的C原子采取sp雜化，則其空間構(gòu)型為直線形，結(jié)合OCN-與CO2互為等電子體，可知OCN-的結(jié)構(gòu)式是O-CN-,則1molOCN-中含有的兀鍵數(shù)目是2Na。5 .答案(1)X在第二周期第V!A族;丫在第三周期第V

14、!A族(2)SO2極性V形(3)SO3非極性平面三角形(4)H2SO3H2SO4H2SO4>H2SO3解析根據(jù)氫化物化學(xué)式H2X,知三X100%=88.9%,得M(X)=16,從而推知X為O,則Y為S,二者形成的?(X)+2化合物分別為SO2、SO3,根據(jù)雜化軌道理論可確定其分子空間構(gòu)型和極性。(4)H、O、S三種元素組成的化合物為H2SO3、H2SO4,H2SO3可寫成(HO)2SO、H2SO4可寫成(HO)2SO2,由(HO)mROn中n值越大酸性越強(qiáng)，可知酸性：H2SO4>H2SO3。提升題組6 .答案（1）1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(2)sp2和sp3

15、9molH<C<O(4)乙醇分子間存在氫鍵Fe3CuN解析本題考查核外電子排布式的書寫、雜化類型的判斷、化學(xué)鍵、電負(fù)性的比較及晶胞的相關(guān)計(jì)算等知識。(1)Fe3+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)丙酮分子中有兩種碳原子，其中一CH3中碳原子為sp3雜化，:一中碳原子為sp2雜化;單鍵均是b鍵，一個雙鍵中有一個(T鍵和一個兀鍵，故1mol丙酮分子中含有9mol(T鍵。(3)依據(jù)同周期元素電負(fù)性變化規(guī)律可知，電負(fù)性：C<O;再結(jié)合元素非金屬性強(qiáng)弱關(guān)系可知，電負(fù)性：H<C。(4)乙醇分子間存在氫鍵，使得乙醇沸點(diǎn)較高。(5)由圖2可知更

16、穩(wěn)定的Cu替代型產(chǎn)物為Cu替彳弋a(chǎn)位置Fe型，利用均攤法可得晶胞中各原子個數(shù)Cu:8x=1,Fe:6卜3,N:1,故化學(xué)式為FesCuN。827 .答案(1)Ar3d74s2OMn3(2)spspH2O>CH3OH>CO2>H2H2O與CH30H均為極性分子，H2O中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子,C02分子量較大、范德華力較大(4)離子鍵和兀鍵(口4鍵)(5)0.1480.076解析本題考查基態(tài)原子核外電子排布式、第一電離能、中心原子雜化方式、物質(zhì)沸點(diǎn)高低比較、晶體相關(guān)計(jì)算等。(1)Co的原子序數(shù)為27,其基態(tài)原子核外電子排布式為Ar3d74s2;根據(jù)第一電離能的

17、變化規(guī)律可知，O元素第一電離能較大;Mn基態(tài)原子價電子排布式為3d54s2,O基態(tài)原子價電子排布式為2s22p4,Mn基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多。(2)CO2分子中C原子采取sp雜化,CH30H分子中C原子采取sp3雜化。(4)Mn(NO3)2屬于離子化合物，含有離子鍵，NO3中既有鍵又有兀鍵。(5)由晶胞結(jié)構(gòu)可知r(O2")=y-a=0.148nm,r(Mn2+)=2()=0.076nm。8 .答案1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面體配位鍵N高于NH3分子間可形成氫鍵極性sp3金屬銅失去的是全充滿的3d10電子，饃失去的是4s1電子(4)3：1解析(2)SO：中S原子的價層電子對數(shù)=咚=4,采取sp3雜化,立體構(gòu)型為正四面體：刈