1、课时作业(四十二)分子结构与性质(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)1下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是()解析：H、Se、N、C、Si形成的共用电子对分别是1、2、3、4、4。答案：D2下表所列的是不同物质中氧氧键的键长和键能的数据，其中a和b未测出，根据一个原则可估计键能大小顺序为dcba，该原则是()OOO2O键长(nm)149128121112键能(kJ/mol)abc494d628A.成键电子数越多，键能越大B成键电子数越少，键能越大C键长越短的键，键能越大D以上都不是解析：可以根据键长判断键能的大小。答案：C3氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这
2、是因为()A两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3中的N为sp2型杂化， 而CH4中的C是sp3型杂化BNH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道CNH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子解析：根据价层电子对互斥理论、轨道杂化理论可知，NH3、CH4中的中心原子都采取sp3杂化形式，二者的不同在于NH3杂化后的4个轨道中有3个成键，而有1个容纳孤电子对，CH4杂化后的4个轨道全部用于成键，这样会导致二者的空间构型有所不同。答案：C4配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。请指出配合物Cu(N
3、H3)4(OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数()ACu2、NH3、2、4 BCu、NH3、1、4CCu2、OH、2、2 DCu2、NH3、2、2解析：由配合物Cu(NH3)4(OH)2分析，因外界有两个OH，故Cu元素显2价，故中心离子为Cu2，配体为NH3，配位数为4。答案：A5下列分子中，属于非极性分子的是(双选)()ASO2 BBeCl2CBBr3 DCOCl2解析：SO2、COCl2属于极性分子，BBr3为平面三角形结构，BeCl2为直线形结构，均属于非极性分子。答案：BC6下列各组微粒中不属于等电子体的是()ACH4、NH BH2S、HClCCO2、N2O DCO、N
4、O答案：B7下列物质中不存在手性异构体的是()ABrCH2CHOHCH2OH CCH3CHOHCOOH DCH3COCH2CH3答案：D8下列描述正确的是()ACS2为V形极性分子BSiF4与SO的中心原子均为sp3杂化CC2H2分子中键与键的数目比为11D水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键解析：CS2为直线形非极性分子；SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4，因此中心原子均为sp3杂化；C2H2分子中键与键的数目比为32；水加热到很高温度都难分解是因OH键的键能较大。答案：B9下列说法中错误的是(双选)()A卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键B邻羟基苯甲醛的熔
5、、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低CH2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大D氢键XHY的三个原子总在一条直线上解析：本题考查了氢键对物质性质的影响以及氢键的存在。因HF存在氢键，所以沸点HFHBrHCl，A正确；邻羟基苯甲醛的分子内羟基与醛基之间存在氢键，而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高，B正确；据F原子半径小于O原子半径，可知(HF)n中氢键键长比水中氢键键长短，键能大，但由于一个HF分子只能与两个相邻的HF分子形成氢键，而一个H2O分子可与四个相邻的H2O分子形成氢键，故水的沸点比HF的沸点高，C项不正确；氢键有方向性，但氢键的形成不像共价键对方向的
6、要求那么高，故XHY不一定总在一条直线上，D不正确。答案：CD10O3能吸附有害紫外线，保护人类赖以生存的空间。O3分子的结构如下图所示：呈型，键角116.5。三个O原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键：中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子分别各提供1个电子，构成一个特殊的化学键三个O原子均等地享有这4个电子。请回答：(1)题中非极性共价键是_键，特殊的化学键是_键(填“”或“”)。(2)1919年，Langmuir提出等电子体的概念：由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相等，各原子外层电子数之和相等，也可互称为等电子体。等电子体的结构相似，物理性质相近，根据等电
7、子原理：下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是 _(填字母序号)。AH2O BCO2CSO2DBeCl2(3)原子中没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对，那么O3分子有_对孤电子对。(4)下列有关说法中正确的是 _(填字母序号)。A臭氧和氧气互为同素异形体，它们在水中的溶解度相近B臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定C臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均需要吸收能量D向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解解析：(1)特殊的化学键为键，而相邻的氧之间的非极性共价键为键。(2)O3、SO2是3原子，价 电子数均为18的等电子体。(3)在O3中，根据图示，形成共价键的电子共有
8、8个，所以孤电子对为5。(4)O2与O3互为同素异形体，O2为非极性分子，O3为极性分子，所以在水中的溶解度O3的较大。答案：(1)(2)C(3)5(4)BD11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(NH)。NH3分子中N原子的杂化类型是_。NH3分子中与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bN原子的杂化类型cHNH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)62Cu(OH)2
9、Cu(NH3)42。Cu(H2O)62和Cu(NH3)42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_kJmol1(已知冰的升华热是51 kJmol1，水分子间范德华力的能量为11 kJmol1)；水变成冰晶体时，密度减小的主要原因是_。解析：(1)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，未成对电子数为3，成对电子数为4。(2)NH3分子中N的成键电子对为3，弧电子对为1，为sp3杂化。NH3的立体结构为三角锥形，NH为正四面体形，键角也不相等，但N的杂化类型均为sp3杂化。(4)1个水分子平均形成2个氢键，冰升华时克服氢
10、键和分子间作用力，故冰中氢键的键能为20 (kJmol1)。氢键具有方向性，水结冰时分子间距离增大，密度减小。答案：(1)34(2)sp3b(3)极性键、配位键(4)20氢键具有方向性，水结冰时分子间距离增大，密度减小12已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与p电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。(1)基态E原子的价电子排布式为_。(2)AB的立体构型是_，其中A原子的杂化轨道类型是_。(
11、3)A与B互为等电子体，B的电子式可表示为_，1 mol B中含有的键数目为_NA。(4)用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键_。解析：A原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为C；B原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为O；C在周期表中电负性最大，为F，D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，为Ca；E在同周期元素中未成对电子数最多，为Cr。(1)基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1。(2)CO的立体构型为平面三角形，C原子的杂化类型为sp2。(3)O含10个电子，电子式为OO2。1个三键中含有1个键、2个键，则1 mol OO2含2 mol
12、键。(4)HF溶液中存在的氢键有FHF、FHO、OHF、OHO。答案：(1)3d54s1(2)平面三角形sp2(3)OO22(4)FHF、FHO、OHF、OHO13一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得CuMn2O4。Mn2基态的电子排布式可表示为_。NO的空间构型是_(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO2，HCHO被氧化为CO2和H2O。根据等电子体原理，CO分子的结构式为_。H2O分子中O
13、原子轨道的杂化类型为_。1 mol CO2中含有的键数目为_。(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成Cu(OH)42。不考虑空间构型，Cu(OH)42的结构可用示意图表示为_。解析：本题考查物质结构与性质，涉及原子核外电子排布式，空间构型，原子轨道杂化方式，化学键的数目以及配位键的表示等，意在考查考生对物质结构中基础知识的掌握情况。(1)Mn的原子序数为25，价电子排布式为3d54s2，先失去4s2轨道上的两个电子，即得Mn2。根据价电子对互斥理论，NO中N原子采用sp2杂化，所以NO的空间构型为平面三角形。(2)CO与N2互为等电子体，根据氮气分子的结构式可以写出CO的结构式为C
14、O。H2O分子中O原子存在两对孤对电子，配位原子个数为2，价电子对数目为4，所以O原子采用sp3杂化。二氧化碳分子内含有两个碳氧双键，一个双键中含有一个键，一个键，则1 mol CO2中含有2 mol 键。(3)Cu2中存在空轨道，而OH中O原子上有孤对电子，故O与Cu之间以配位键结合。答案：(1)1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)平面三角形(2)COsp326.021023个(3)14X、Y、Z、V、W为五种前四周期元素，其中X是短周期(除稀有气体外)原子半径最大的元素；Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子；V原子的核外电
15、子排布式为1s22s22p63s2；W的原子序数为29，W的离子能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成配离子：回答下列问题：(1)W原子的核外电子排布式为_，上述配离子中含有的化学键类型有_(填字母)。a配位键 b极性键c离子键 d非极性键(2)元素X、Y、V第一电离能由大到小的顺序是_(用元素符号表示)。(3)Z的氢化物的空间构型是_；该氢化物的沸点比甲烷的高，其主要原因是_。(4)一定压强，将HF和HCl混合气体降温时，首先液化的物质是_。(5)已知XeO3分子中氙原子上有1对弧对电子，则XeO3为_分子(填“极性”或“非极性”)；XeO3分子中中心原子的杂化类型为_；XeO3分子的空
16、间构型为_。解析：在短周期中，除稀有气体外，X的原子半径最大，为Na；Y的最高价氧化物的水化物具有两性，为Al；Z原子的核外电子排布式为1s22s22p3，为N；V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，为Mg；W的原子序数为29，为Cu。(1)Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，但A族、VA族元素反常，故第一电离能：MgAlNa。(3)NH3中N有一对弧对电子，空间构型为三角锥形。NH3分子间能形成氢键，沸点比CH4的高。(4)HF的沸点比HCl的沸点高，容易液化。(5)XeO3的成键电子对数为3，弧电子对数为1，Xe的杂化类型为sp3杂化，空间构型为三角锥形，属于极性分子。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1abd(2)MgAlNa(3)三角锥形氨分子间存在氢键(4)HF(5)极性sp3三角锥形
