分子结构与性质

1、第39讲分子结构与性质基础题组1.(1)比较下列错的卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：OGeCl4GeBr4GeI4熔点/C-49.526146沸点/C83.1186约400(2)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是疝宓疝loirija和刑办既呈(3) V1A族元素O、S、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"J气态SeO3分子的立体构型为$。3一的立体构型为。H2SeO3的Ki和K2分别为2.7M0-3和2.5M0-8,H2SeO4第一步几乎完全电离此为1.2M0-2

2、,请根据结构与性质的关系解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：(4)试比较H2O和H2s的沸点高低：，解释原因2 .Zn(CN)4在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO+Zn(CN)42'+4H+4H2O=Zn(H2O)42+4HOCH2CNHICIHHOCH2CN的结构简式1(1)Zn2+基态核外电子排布式为。(2)1molHCHO分子中含有键的数目为mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为。Zn(CN)4广中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,Zn(CN)4广的结构可用示意图表示为。3 .下列反应曾

3、用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O：+3CH3CH2OH+16H+13H2OT4Cr(H2O)63+3CH3COOH(1)Cr3+基态核外电子排布式为；配合物Cr(H2O)63+中，与Cr3+形成配位键的原子是_(填元素符号)。(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为;1molCH3COOH分子含有键的数目为。与H2O互为等电子体的一种阳离子为(填化学式);H2O与CH3CH20H可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为。4 .(2017广东茂名二模)铁是一种重要白过渡元素，能形成多种化合物，如可作染料的普鲁士蓝，其化学式为KFeFe(CN)6。(1)Fe2+基态核外电子排布式为

4、。(2)在普鲁士蓝中，存在的化学键有离子键、和。(3)一定条件下，CN-可被氧化为OCN-。OCN-中三种元素的电负性由大到小的顺序为;碳原子采取sp杂化，1mol该物质中含有的兀键数目为。(4)与CN-互为等电子体的一种分子为(填化学式)。5 .短周期元素X和Y处于同一主族。负二价的元素X和氢元素的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。(1)确定X、Y两种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，写出X质量分数为50%的化合物的化学式：;该分子中中心原子采取sp2杂

5、化，是分子，分子空间构型为。(3)写出X和Y形成的X的质量分数为60%的化合物的化学式：;该分子中中心'原子采取sp2杂化，是分子，分子空间构型为。(4)由H、X、Y三种元素形成的常见化合物有两种，它们的水溶液均呈酸性，试分别写出它们的分子式:、，并比较酸性强弱：。提升题组6 .铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。(1)Fe3+基态核外电子排布式为。OI(2)丙酮(HaCY-CHj)分子中碳原子轨道的杂化类型是,1mol丙酮分子中含有键的数目(3)C、H、。三种元素的电负性由小到大的顺序为(4)乙醇的沸点高于丙酮，这

6、是因为某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示淇中更稳定的Cu替代型产物的化学式为。H位置降Oh位置1rAN图1FexNy晶胞结构示意图,_/u棒低MW用能时可，幄他过疝图2转化过程的能量变化7 .(2017课标m,35,15分)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2CH3OH+H2。)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：(1)Co基态原子核外电子排布式为。元素Mn与。中,第一电离能较大的是基

7、态原子核外未成对电子数较多的是。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和(3)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中沸点从高到低的顺序为原因(4)硝酸镒是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了b键外，还存在MgO具有NaCl型结构(如图)淇中阴离子采用面心立方最密堆积方式，X射线衍射实验测得MgO的晶胞参数为a=0.420nm,则r(O2-)为nm°MnO也属于NaCl型结构，晶胞参数为a'=0,448nm,则r(Mn2+)为nm。8 .(2016课标n,37,15分)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南馍白铜(铜馍合金)闻名中

8、外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(1)馍元素基态原子的电子排布式为,3d能级上的未成对电子数为。(2)硫酸馍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH3)6SO4中阴离子的立体构型是。在Ni(NH3)6中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为，提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点(填高于”或低于"瞬(PH3),原因是;氨是分子(填极性”或非极性”加心原子的轨道杂化类型为。(3)单质铜及馍都是由键形成白晶体；元素铜与馍的第二电离能分别为：Icu=1958kJmol-1、Mi=1753kJmol-1,Icu>INi的原因是o(4)某馍白铜合金的立方

9、晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与馍原子的数量比为。若合金的密度为dgcm-3,晶胞参数a=nm。答案精解精析基础题组1.答案(1)GeCl4、GeB4、GeL的熔、沸点依次升高。原因是分子组成和结构相似的物质，相对分子质量依次增大，则分子间相互作用力逐渐增强(2)硅烷的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高(3)强平面三角形三角锥形“SeO3和H2SeO4可分别表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价，而“SeC中的Se为+6价，正电性更高，导致SeOH中O的电子更向Se偏移，从而更易电离出H+(4)H2O>H2sH2O分子间存在氢键，H2s分子间只

10、存在范德华力，强度:氢键>范德华力，故H2O的沸点比H2s的高62-解析(3)SeO3中心原子的价电子对数为2=3(艇电子又寸数为3,孤电子对数为0),SO3中心原子的价电子对数为等=4(。键电子又寸数为3,孤电子对数为1),由价层电子对互斥理论可判断出SeO3、SO；-的立体构型分别为平面三角形和三角锥形。2 .答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)N%解析(1)基态Zn原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2,Zn原子失去4s轨道上的2个电子形成Zn2+,由此可写出Zn2+基态核

11、外电子排布式。O(2)HCHO的结构式为H-CH，则1molHCHO分子中含有3mol键。HIH0C一I一3一(3)HOCH2CN的结构式为H,-CHS中的C原子米取sp3杂化，一CN中的C原子米取sp杂化。(4)等电子体具有相同的原子数和相同的价电子数，与H2O分子互为等电子体的阴离子为NH2。3 .答案(1)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3O(2)sp3和sp27mol(或76.02X023)H2F+H2O与CH3CH20H之间可以形成氢键解析(1)Cr为24号元素，铭原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cr3+基态核外电子排布式为1s22s2

12、2p63s23p63d3(或内加3);与Cr3+形成配位键的应为含孤对电子的氧原子。(2)甲基(一CH3)中的碳原子轨道杂化类型为sp3,竣基(一COOH)中的碳原子轨道杂化类型为sp2;一个CH3COOH分子中有六个单键均为b键，还含有一个碳氧双键，碳氧双键中含一个b键、一个兀键，共含7个(T键。(3)等电子体必须满足原子个数和电子个数均相等；H2O与CH3CH20H中均含羟基(一OH),可形成氢键。4 .答案(1)1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6(2)共价键配位键O>N>C2Na(4)CO或N2解析(1)Fe原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p

13、63d64s2,所以Fe2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6。(2)KFeFe(CN)6属于离子化合物，是一种复盐，也是一种配合物，阳离子是K+、Fe3;阴离子是配离子Fe(CN)64-(其中Fe为+2价)淇中K+、Fe3+和Fe(CN)6广以离子键相结合，Fe(CN)6广中Fe2+和CN-以配位键相Z合，CN-内C和N以共价键相结合。(3)OCN冲的C原子采取sp杂化，则其空间构型为直线形，结合OCN-与CO2互为等电子体，可知OCN-的结构式是O-CN-,则1molOCN-中含有的兀键数目是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极性V形(3)SO3非极性平面三角形(4)H2SO3H2SO4H2SO4>H2SO3解析根据氢化物化学式H2X,知三X100%=88.9%,得M(X)=16,从而推知X为O,则Y为S,二者形成的?(X)+2化合物分别为SO2、SO3,根据杂化轨道理论可确定其分子空间构型和极性。(4)H、O、S三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4,H2SO3可写成(HO)2SO、H2SO4可写成(HO)2SO2,由(HO)mROn中n值越大酸性越强，可知酸性：H2SO4>H2SO3。提升题组6 .答案（1）1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5(2)sp2和sp3

15、9molH<C<O(4)乙醇分子间存在氢键Fe3CuN解析本题考查核外电子排布式的书写、杂化类型的判断、化学键、电负性的比较及晶胞的相关计算等知识。(1)Fe3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或Ar3d5。(2)丙酮分子中有两种碳原子，其中一CH3中碳原子为sp3杂化，:一中碳原子为sp2杂化;单键均是b键，一个双键中有一个(T键和一个兀键，故1mol丙酮分子中含有9mol(T键。(3)依据同周期元素电负性变化规律可知，电负性：C<O;再结合元素非金属性强弱关系可知，电负性：H<C。(4)乙醇分子间存在氢键，使得乙醇沸点较高。(5)由图2可知更

16、稳定的Cu替代型产物为Cu替彳弋a位置Fe型，利用均摊法可得晶胞中各原子个数Cu:8x=1,Fe:6卜3,N:1,故化学式为FesCuN。827 .答案(1)Ar3d74s2OMn3(2)spspH2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH30H均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子,C02分子量较大、范德华力较大(4)离子键和兀键(口4键)(5)0.1480.076解析本题考查基态原子核外电子排布式、第一电离能、中心原子杂化方式、物质沸点高低比较、晶体相关计算等。(1)Co的原子序数为27,其基态原子核外电子排布式为Ar3d74s2;根据第一电离能的

17、变化规律可知，O元素第一电离能较大;Mn基态原子价电子排布式为3d54s2,O基态原子价电子排布式为2s22p4,Mn基态原子核外未成对电子数较多。(2)CO2分子中C原子采取sp杂化,CH30H分子中C原子采取sp3杂化。(4)Mn(NO3)2属于离子化合物，含有离子键，NO3中既有键又有兀键。(5)由晶胞结构可知r(O2")=y-a=0.148nm,r(Mn2+)=2()=0.076nm。8 .答案1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s22(2)正四面体配位键N高于NH3分子间可形成氢键极性sp3金属铜失去的是全充满的3d10电子，馍失去的是4s1电子(4)3：1解析(2)SO：中S原子的价层电子对数=咚=4,采取sp3杂化,立体构型为正四面体：刈