1、课时作业(四十一)分子结构与性质1.在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()Asp，范德华力 Bsp2，范德华力Csp2，氢键 Dsp3，氢键答案：C解析：由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。2下列说法中正确的是()AHCHO分子中既含键又含键BCO2分子中的化学键为非极性键CNH3分子中N原子的杂化轨道类型是sp2D沸点：PH3NH3H2O答案：A解析：HCHO分子中含有碳氧
2、双键，既含键又含键，A项正确；CO2分子中的化学键是极性键，B项错误；NH3分子中N原子的杂化轨道类型是sp3杂化，C项错误；氨气分子之间存在氢键，因而氨的沸点反常高，由于水分子之间的氢键强于氨气分子之间的氢键，因此水的沸点高于氨的沸点，D项错误。3CH、CH3、CH都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是()A它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化BCH与NH3、H3O互为等电子体，立体构型均为正四面体形CCH中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面DCH与OH形成的化合物中含有离子键答案：C解析：A项，CH为8e，CH3为9e，CH为10e；B项，三者均为三角锥形；C项，CH中C
3、的价电子对数为3，为sp2杂化，平面三角形；D项，CH3OH中不含离子键。4下列推论正确的是()ASiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3BNH为正四面体结构，可推测出PH也为正四面体结构CCO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体DC2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子答案：B解析：氨气分子之间存在氢键，沸点高于PH3的沸点；NH与PH为等电子体，结构类似；SiO2晶体是原子晶体；C3H8不是直线形的，碳链呈锯齿形且为极性分子。5化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3BF3，下列说法正确的是()ANH3与BF3都是三角锥形
4、BNH3与BF3都是极性分子CNH3BF3中各原子都达到8电子稳定结构DNH3BF3中，NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道答案：D解析：NH3是三角锥形，而BF3是平面三角形结构，B位于中心，因此，NH3是极性分子，但BF3是非极性分子，A、B都错误；NH3分子中有1对孤电子对，BF3中B原子最外层只有6个电子，正好有1个空轨道，二者通过配位键结合而使它们都达到稳定结构，D正确；但H原子核外只有2个电子，C错误。6(2016绵阳模拟)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
5、氢键答案：B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。7下列无机含氧酸分子中酸性最强的是()AHNO2 BH2SO3 CHClO3 DHClO4答案：D解析：对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如HO2H O3；H2O3H2O4；HO3HO4。观察A、B、C、D四个选项，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，其酸性不够强，只有D选项中的HClO4中的Cl元素为7价，是Cl元素的最高价，使
6、HOClO3中O原子的电子向Cl原子偏移，在水分子作用下，容易电离出H，酸性最强。8O3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V形，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，各原子最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，
7、物理性质相近，根据等电子原理：下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是_(填字母)。AH2O BCO2 CSO2 DBeCl2(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)。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答案：(1)(2)C(3)5(4)BD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原子个数是3，价电子数均为18的等
8、电子体。(3)在O3中，根据图示，形成共价键的电子共有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。9元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p轨道上有4个电子。元素Z的原子最外层电子数是其内层电子数的3倍。(1)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是_。(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是_。(3)Y与Z可形成YZYZ的空间构型为_(用文字描述)。写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式：_。(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合
9、物X(NH3)4Cl2,1 mol该配合物中含有键的数目为_。答案：(1)sp3(2)水分子与乙醇分子之间形成氢键(3)正四面体CCl4或SiCl4等(4)16NA解析：X为第四周期元素，且内层轨道全部排满电子，最外层电子数为2，则其基态电子排布式应为Ar3d104s2，为Zn元素。Y的3p轨道上电子有4个电子，则Y为S元素。Z的最外层电子数是内层电子数的3倍，为O元素。(1)H2S分子中，S上有两对孤对电子，价层电子对数为224，所以S为sp3杂化。(2)水与乙醇分子间形成氢键，增大了水在乙醇中的溶解度。(3)SO中S无孤对电子，S的价层电子对为4，则S为sp3杂化，SO为正四面体。等电子体
10、的原子数相等，价电子数相等，SO的原子数为5，价电子数为32。(4)NH3分子中的键数为3，它与Zn形成的配位键也属于键，故1 mol Zn(NH3)4Cl2中的键为16 mol。10(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间构型是_；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是_。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1 038.7 kJ mol1。若该反应中有4 mol NH键断裂，则形成的键有_ mol。肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸
11、铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在_(填标号)。a离子键 b共价键 c配位键 d范德华力(2)(2012全国卷节选)A族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：H2Se的酸性比H2S_(填“强”或“弱”)，气态SeO3分子的立体构型为_，SO离子的立体构型为_。H2SeO3的K1和K2分别为2.7103和2.5108，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2102，请根据结构与性质的关系解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：_。答案：(1)三角锥形sp33d(2)强平面三角形三角锥形H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2S
12、eO2，H2SeO3中的Se为4价，而H2SeO4中的Se为6价，正电性更高，导致SeOH中O的电子更向Se偏移，更易电离出H解析：(1)NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形；氨基(NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化，其分子的空间构型为V形。N2H4的结构为H2NNH2，为2个氨基相连，所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。1个N2H4分子含有4个NH键，即4 mol NH键断裂的同时生成1.5 mol N2，N2分子中，含1个键和2个键，所以会形成3 mol 键；N2H6SO4和(NH4)2SO4都是离子晶体，N2H和SO之间存在离子键，N2H中N和H之间
13、形成6个共价键(其中2个配位键)，N和N之间形成共价键，SO中S和O之间形成共价键，不含范德华力。(2)Se的原子半径大于S的原子半径，H2Se与H2S相比，H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱，H2Se在水中更容易电离出H，所以其酸性较强；SeO3中Se原子采取sp2杂化且有3个配位原子，故其立体构型为平面三角形；SO中S原子采取sp3杂化且有3个配位原子，故其立体构型为三角锥形。H2SeO3中Se为4价，而H2SeO4中Se为6价，正电性更高，导致SeOH中O原子的电子向Se原子偏移，因而在水分子的作用下，更容易电离出H，即酸性更强。11波尔多液是果农常用的一种杀菌剂。氯吡苯脲是一种西瓜
14、膨大剂(植物生长调节剂)，其组成结构和物理性质见下表。分子式结构简式外观熔点溶解性C12H10ClN3O白色结晶粉末170172 易溶于水回答下列问题：(1)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为_。(2)氯吡苯脲晶体中，微粒间的作用力类型有_。A离子键 B金属键C极性键 D非极性键E配位键 F氢键(3)查文献可知，可用2氯4氨吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲。反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂_个键，断裂_个键。(4)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂，是由硫酸铜和生石灰制得。若在波尔多液的蓝色沉淀上，再喷射氨水，会看到沉淀溶解变成蓝色透明溶液，得到配位数为4的配合物。铜元素基态原子电子排布式为_。(5)上述沉淀溶解过程的离子方程式_。答案：(1)sp2、sp3杂化(2)C、D(3)NANA(4)1s22s22p63s23p63d104s1或Ar3d104s1(5)Cu(OH)24NH3H2O=Cu(NH3)422OH4H2O解析：(1)氮原子在氯吡苯脲中以两种形式出现，一是NC，另一是N=C，前者134，sp3杂化，后者123，sp2杂化。(3)反应过程中，异氰酸苯酯断裂N=C中1个键，2氯4氨吡啶断裂NH中1个键。(5)溶解过程是Cu(OH)2蓝色沉淀溶解在氨水中生成四氨合铜离子，形成蓝色透明溶液。
