高中化學 專題4 分子空間結構與物質性質 4.1.1 分子的空間構型同步訓練 蘇教版選修3

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1、專題4 分子空間結構與物質性質第一單元 分子構型與物質的性質第1課時 分子的空間構型(時間：30分鐘)考查點一雜化軌道理論1在硼酸B(OH)3分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結構。則分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是 ()。Asp，范德華力 Bsp2，范德華力Csp2，氫鍵 Dsp3，氫鍵答案C2OF2分子的中心原子采取的雜化軌道是 ()。Asp2 Bsp Csp3 D無法確定解析根據(jù)價層電子對互斥模型可知中心O原子的孤電子對數(shù)為2，相連的原子數(shù)為2，所以O原子的雜化方式為sp3，其雜化方式和分子的空間結構都與H2O相似。答案C3下列分子中的中心原

2、子雜化軌道的類型相同的是 ()。ACO2與SO2 BCH4與NH3CBeCl2與BF3 DC2H4與C2H2解析題中A選項CO2為sp雜化，SO2為sp2雜化，故二者不相同，A項不正確；B選項中CH4為sp3雜化，NH3為sp3雜化，二者相同，故B項正確；C選項中BeCl2為sp雜化，BF3為sp2雜化，不合題意；D選項中C2H4為sp2雜化，C2H2為sp雜化，二者不同，故D項不正確。答案B4根據(jù)價層電子對互斥模型及原子的雜化理論判斷NF3分子的空間構型和中心原子的雜化方式為 ()。A直線形sp雜化B三角形sp2雜化C三角錐型sp2雜化D三角錐型sp3雜化解析判斷分子的雜化方式要根據(jù)中心原子

3、的孤電子對數(shù)以及與中心原子相連的原子個數(shù)。在NF3分子中N原子的孤電子對數(shù)為1，與其相連的原子數(shù)為3，所以根據(jù)理論可推知中心原子的雜化方式為sp3雜化，空間構型為三角錐型，類似NH3。答案D5為什么CH4、NH3、H2O分子中中心原子的雜化軌道的類型都為sp3雜化，但三者的空間構型卻大不相同？答案CH4分子中sp3雜化，每個H原子占據(jù)四面體一個頂點，分子為正四面體型。NH3分子中雖是sp3雜化，三個H原子占據(jù)四面體三個頂點，一個孤電子對占據(jù)一個頂點，故N原子與三個氫原子構成三角錐型。H2O分子中也是sp3雜化，兩個H原子占據(jù)四面體兩個頂點，另兩個頂點被兩個孤電子對占據(jù)，故O原子與兩個氫原子呈V

4、形，即H2O分子呈V形。6說明在下列分子中是由哪些軌道或雜化軌道重疊成鍵的。ICl，NI3，CH3Cl，CO2答案ICl：Cl以一個3p軌道與I以一個5p軌道重合形成一對共價鍵；NI3：N原子不等性sp3雜化，除一個孤電子對外的三個雜化軌道分別與三個I原子的各一個5p軌道雜化成鍵；CH3Cl：C原子sp3雜化形成四個雜化軌道，其中三個與三個H原子的1s軌道重疊形成三個sp3s 共價鍵，另一雜化軌道與Cl原子的含單電子的3p軌道重疊，形成一個sp3p 共價鍵；CO2：C原子的一個2s軌道與一個2p軌道實行sp雜化，形成兩個成分相同，能量相等的sp雜化軌道，再與兩個O原子中各一個含單電子的2p軌道

5、重疊，形成spp 鍵；C原子中余下的兩個2p軌道(各含一個電子)再分別與一個O原子(共兩個)中的另一個2p軌道重疊形成pp 鍵。因此每一對碳氧組合間含有一個鍵和一個鍵，為雙鍵結構?？疾辄c二分子的空間構型7下列物質分子中的氫原子不在同一平面上的有 ()。AC2H2 BC2H4CC2H6 DC6H6解析CHCH中，C原子以sp雜化為直線形共面；CH2=CH2中，C原子以sp2雜化為平面形共面；C2H6中，C原子以sp3雜化為四面體形，不共面；C6H6中，C原子以sp2雜化為平面形共面。答案C8下列分子中，空間結構為平面三角形的是 ()。AHgCl2 BBCl3 CSiCl4 DSF6解析B原子以s

6、p2雜化，形成3個sp2雜化軌道，所以BCl3是平面三角形。答案B9(1)寫出具有10個電子，兩個或兩個以上原子核的離子的符號_、_、_、_。(2)寫出具有18個電子的無機化合物的化學式_、_、_、_。(3)在(1)(2)題涉及的粒子中，空間構型為正四面體的有_；為三角錐型的有_。解析(1)第2周期非金屬元素的氫化物具有10個電子，其分子結合一個H或電離出一個H后，形成的陰、陽離子所具有的電子數(shù)不變。(2)第3周期元素的氫化物分子具有18個電子，第二周期非金屬元素形成R2Hx的化合物，如C2H6、H2O2等，也具有18個電子。答案(1)OHNH4H3ONH2(2)H2SPH3SiH4HCl(3

7、)NH4、SiH4H3O、PH310PH3在常溫下是一種無色、劇毒、易自燃的氣體，分子結構和NH3相似。在常溫下1體積的水能溶解0.26體積的PH3，PH3和鹵化氫HX作用生成相應的化合物PH4X，PH4X在水溶液中完全水解(PH4的結構類似于CH4)。(1)PH3分子結構的形狀是_，和H的結合能力較NH3_(填“強”或“弱”)；在PH4里，PH鍵之間的夾角是_。(2)用化學方程式表示PH3在空氣中自燃的反應_。解析PH3與NH3結構相似，為三角錐型，因N原子的電負性大于P，所以結合H的能力NH3大于PH3，PH4為正四面體型，鍵角為109.5。答案(1)三角錐型弱109.5 (2)2PH34

8、O2=P2O53H2O11氮元素可以形成多種化合物。回答以下問題：(1)基態(tài)氮原子的價電子排布式是_。(2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是_。(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。NH3分子的空間構型是_；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是_。肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應是：N2O4(l)2N2H4(l)=3N2(g)4H2O(g)H1 038.7 kJmol1若該反應中有4 mol NH鍵斷裂，則形成的鍵有_mol。肼能與硫酸反應生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，則N2H6SO4的晶體內不

9、存在_(填標號)a離子鍵 b共價鍵 c配位鍵 d范德華力(4)圖1表示某種含氮有機化合物的結構，其分子內4個氮原子分別位于正四面體的4個頂點(見圖2)，分子內存在空腔，能嵌入某離子或分子并形成4個氫鍵予以識別。下列分子或離子中，能被該有機化合物識別的是_(填標號)。aCF4 bCH4 cNH4 dH2O解析(1)基態(tài)氮原子的價電子排布式是2s22p3，要注意到是價電子排布式。(2)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是NOC(3)NH3分子的空間構型是三角錐型，NH3中氮原子軌道的雜化類型是sp3，而肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被NH2(氨基)取代形成的，所以N2H4

10、分子中氮原子軌道的雜化類型是sp3，這個與H2O，H2O2中O的雜化類型都是sp3的道理是一樣的。反應中有4 mol NH鍵斷裂，即有1 mol N2H4參加反應，生成1.5 mol N2，則形成的鍵有3 mol。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，可見它是離子晶體，晶體內肯定不存在范德華力。(4)要形成氫鍵，就要掌握形成氫鍵的條件：一是要有H原子，二是要電負性比較強，半徑比較小的原子比如F、O、N等構成的分子間形成的特殊的分子間作用力。符合這樣的選項就是c和d，但題中要求形成4個氫鍵，氫鍵具有飽和性，這樣只有選c。答案(1)2s22p3(2)NOC(3)三角錐型sp33d(4)c考查點三價層

11、電子對互斥模型12ClO、ClO2、ClO3、ClO4中，Cl都是按以sp3雜化軌道方式與O原子成鍵，則ClO空間的構型是_；ClO2空間的構型是_；ClO3空間的構型是_；ClO4空間的構型是_。解析ClO的組成決定其空間構型為直線形。其他3種離子的中心原子的雜化方式都為sp3，那么從離子的組成上看其空間結構依次類似于H2O、NH3、CH4(NH4)。答案直線形V形三角錐型正四面體13用價層電子對互斥模型預測下列微粒的立體結構。(1)H2Se(2)CF4(3)BCl3(4)SO2(5)PH3(6)SO42解析根據(jù)中心原子A的價電子對數(shù)(中心原子A的價電子結合原子B提供的電子)/2。幾種分子中

12、心原子的價電子對分別是4、4、3、3、4、4，但H2Se中有2個孤電子對，PH3中有一個孤電子對，所以分別為：V形、正四面體型、平面三角型、V形、三角錐型、正四面體型。 答案(1)V形(2)正四面體型(3)平面正三角形(4)V形(5)三角錐型 (6)正四面體型6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375