高中化学练习【化学键与分子间作用力】

化学键与分子间作用力

1.氧是地壳中含量最多的元素。

(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为个。

(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为

OH

H(HOHO

的沸点比\=/高，原因是

+

⑶H+可与H2O形成H3O,H3O+中O原子采用杂化。10+中

H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为

解析(1)依据基态原子核外电子排布原则可画出氧元素基态原子的轨道表示

式：

⑪⑪

Is2s2p,所以未成对电子数为2o(2)沸点高说明分子间作

^^CHO

用力大，因此结合氢键的形成方式可以得出形成的是

二^OH

分子间氢键，而CHO形成的是分子内氢键的结论。

OH

答案(1)2(2)0—H键、氢键、范德华力\=/

》CH()

形成分子内氢键，而、=/形成分子间氢键，分子间氢键使

分子间作用力增大

⑶sp3H20中0原子有2对孤对电子，出。+中0原子只有1对孤对电子，排

斥力较小

2.W、M、X、Y、Z是周期表前36号元素中的四种常见元素，其原子序数依

次增大。W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代；M的氧化物是导

致酸雨的主要物质之一。X的某一种单质在高空大气层中保护人类免遭太阳光

中紫外线的强烈侵袭；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态；Z能

形成红色的Z20和黑色的Z0两种氧化物。

(1)丫3+基态电子排布式可表示为=

(2)MXs的空间构型是(用文字描述)。

⑶M可形成多种氢化物，其中MH3的碱性强于M2H4的原因是

(4)根据等电子原理，WX分子的结构式为o

(5)1molWX2中含有的键数目为o

(6)H2X分子中X原子轨道的杂化类型为o

解析W的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，故W为C元素；M

的氧化物是导致酸雨的主要物质之一，则M为N元素或S元素；X的某一种单

质在高空大气层中保护人类免遭太阳光中紫外线的强烈侵袭，则X是O元素，

故M为N元素；Y的基态原子核外有6个原子轨道处于半充满状态，则Y的价

电子排布为3d54sl故Y为Cr元素，Z能形成红色的Z2O和黑色的ZO两种氧

化物，故Z为Cu元素。

⑴由上述推断可知，丫3+为Cr3+,基态电子排布式可表示为Is22s22P63s23P63d3

或[Ar]3d3.

(2)NO3中，N是键数为3,孤对电子数为(5+1—3X2)/2=0,所以其空间构型

为平面正三角形。

⑶从化合价角度分析：N2H4分子中N为一2价，而NH3分子中N为一3价，电

负性更大，导致N原子的孤对电子更易提供出来与H+结合，故碱性更强。

(4)C0与N2是等电子体，化学结构相似，所以CO的结构式类似于N2,存在三

键结构，故为c=o。

(5)CO2分子中存在2个碳氧双键，每个双键都有1个键，故ImolCCh分子中

存在2NA个键。

(6)出0分子中，。的键数为2,孤对电子数为(6—2)/2=2,故H2X分子中X

原子轨道的杂化类型为sp3杂化。

答案(l)ls22s22P63s23P63d3或［Ar］3d3⑵平面正三角形(3)N2H4分子中N为一

2价,而NH3分子中N为一3价，电负性更大，导致N原子的孤对电子更易提

供出来与H'结合(4)C=()(5)2NA(6)sp3杂化

3.随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以

天然气(主要成分是CH4)为原料经合成气(主要成分为CO、H明制化学品，是目

前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，

常因含黑基铁［Fe(CO)5］等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程

中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：

(l)［Fe(CO)5］中铁的化合价为0,写出铁原子的基态电子排布式：

⑵与CO互为等电子体的分子和离子分别为和(各举一种即

可，填化学式)，CO分子的电子式为，CO分子的结构式可表示成

⑶在CPU、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有,CH3OH的

熔、沸点比CH4高，其主要原因是

(4)CH3CHO分子中，一CH3中的碳原子采取杂化方式，一CHO中的碳

原子采取杂化方式。

解析(l)Fe原子的基态核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d64s2或［Ar］3d64s2。

(2)N2、C?r与CO互为等电子体；因为N2的电子式为：N「N：,所以CO的电

子式为：C-O：,其结构式为有一个配位键)。

(3)CH4、CH3OH中的碳原子均为四面体结构碳原子，采取sp3杂化；由于

CH3OH是极性分子，且存在分子间氢键，所以CH3OH的熔、沸点较高。

IIO

III

H—C—T——H

I

(4)CH3CHO的结构式为H,甲基碳原子采取sp3杂化，醛基碳原子

采取sp2杂化。

答案(l)ls22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2

(2)N2CN一：C-0：C=0

(3)CH4、CH3OHCH3OH分子有极性，同时分子之间还存在着氢键的作用

(4)sp3sp2

4.分子式Pt(NH3)2C12的配位化合物有顺伯和反祐两种同分异构体。顺伯的结构

C1

简式为：NH3,具有抗癌作用，反粕的结构简式为ClNHS,无

抗癌作用。

(1)C、N、0三种元素的电负性由大到小的顺序是；Ni元素与Pt

元素位于同一族，写出Ni元素基态原子的电子排布式：o

⑵顺粕和反伯的物理性质有很大差异，其中只有一种易溶于水，请你通过所学

知识判断哪一种易溶于水，并说明理由：

⑶金属伯的原子堆积方式为铜型(面心立方堆积)，一个金属伯的晶胞中含有

个粕原子。

(4)NH3还能与很多化合物通过配位键发生相互作用。例如：科学家潜心研究的

一种可作储氢材料的化合物X是NH3与第二周期中的另一种元素的氢化物相互

作用的产物，X是乙烷的等电子体；加热化合物X会缓慢释放H2,转变为化合

物Y,Y是乙烯的等电子体。

①化合物X的结构式为(必须标明配位键)。

②化合物X、Y分子中N原子分别发生了杂化。

解析(1)非金属性越强，电负性越大；结合元素的原子序数、元素在周期表中

的位置等可以很快确定其外围电子排布，进而书写原子核外电子排布式。(2)水

为极性溶剂，根据“相似相溶”原理可知，两者中的极性分子易溶于水，从空

间结构看，顺粕为极性分子，反箱为非极性分子。(3)金属箱的晶胞中含有的粕

原子数为8X：+6X；=4。(4)由两个碳原子联想到一个氮原子和一个硼原子组

O乙

成与乙烷相似的氢化物，其中B原子提供空轨道，N原子提供孤对电子；根据

等电子体的结构相似，X、Y中氮原子的轨道杂化方式分别与乙烷、乙烯中的碳

原子的杂化方式相同，说明Y的结构简式为H2B=NH2。

答案(1)O>N>CIs22s22P63s23P63d84s2

⑵顺伯易溶于水，因为它是极性分子，易溶于极性溶剂

(3)4

HH

II

H—B*-N—II

II_、

(4)①HH②sp3和sp2

3

5.K2Cr2O7是一种常见的强氧化剂，酸性条件下会被还原剂还原成Cr\

33-

⑴Cr+能与OH，CPC形成配合物［Cr(OH)4］、［Cr(CN)6］o

①C/的电子排布式可表示为O

②不考虑空间构型，［Cr(OH)4「的结构可用示意图表示为(若有配位

键，用箭头表示)。

③CV与N2互为等电子体，写出CW的电子式：o

⑵KzCnCh能将乙醇氧化为乙醛，直至乙酸。

①乙醛中碳原子的杂化方式有、o

②乙酸的沸点是117.9°C,甲酸甲酯的沸点是31.5℃,乙酸的沸点高于甲酸甲

酯的沸点的主要原因是o

解析⑴①格为24号元素，铅元素失去3个电子变成CN+,所以C/核外有21

个电子，根据构造原理知，该离子核外电子排布式为Is22s22P63s23P63d3。

-HO./OH一

/

r

②［Cr(OH)4r中的CN+与4个OIF形成配位键，可表示为Lho/\()hJ。③根

据氮气分子的电子式写出CPT的电子式，且CN一是离子，符合离子电子式的书

写规则，所以其电子式为[:CrN：「。

(2)①乙醛中甲基上的碳原子含有四个共价单键，所以甲基上碳原子采用sp3杂

化，醛基上碳原子含有3个共价单键，所以醛基上碳原子采用sp2杂化。

答案⑴①Is22s22P63s23P63d3或[Ar]3d3

②[HO/、OH_

③[:C3N：「

⑵①sp2sp3②乙酸分子间存在氢键

6.波尔多液是果农常用的一种杀菌剂。氯口比苯版是一种西瓜膨大剂(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

CiiHio白色结

170―172℃易溶于水

C1N3O/NNJC1晶粉末

HH

回答下列问题：

(1)氯毗苯麻晶体中，氮原子的杂化轨道类型为。

(2)氯毗苯版晶体中，微粒间的作用力类型有o

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氨毗咤与异氟酸苯酯反应，生成氯毗胭。

反应过程中，每生成1mol氯毗苯胭，断裂个。键、断裂个兀

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。铜元素基态原子排布式为

⑸上述沉淀溶解过程的离子方程式

解析(1)氮原子在氯此苯服中以2种形式出现，一是N—N,另一是N=N,

前者1+3=4,sp3杂化，后者1+2=3,sp2杂化。(3)反应过程中，异氨酸苯酯

断裂的N==N中1根兀键，2氯4氨毗唳断裂的是1根。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。

答案(l)sp2、sp3杂化(2)CD⑶NANA

2+

(4)Is22s22P63s23P63di°4sl或[Ar]3d4sl(5)Cu(OH)2+4NH3-H2O=[Cu(NH3)4]

+2OEF+4H2O

7.构成物质的微粒种类及相互间的作用力是决定物质表现出何种物理性质的主

要因素。

(1)三氯化铁常温下为固体，熔点282°C,沸点315C,在300c以上易升华。

易溶于水，也易溶于乙酸、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体中存在的

微粒间作用力有

(2)氢键作用常表示为“A—H…B"，其中A、B为电负性很强的一类原子，如

__________________________________________________________________(列

举三种)。

X、Y两种物质的分子结构和部分物理性质如下表，两者物理性质有差异的主要

原因是______________________________________________________________

代号结构简式水中溶解度熔点/℃沸点

该物质中存在的化学键类型包括（填字母）。

A.金属键B.离子键

C.非极性共价键D.配位键

A

（4）①CH2=CH2、②CH三CH、③'/、④HCHO四种分子均能与出发生加

成反应，加成时这些分子中发生断裂的共价键的类型是o这四种分子

中碳原子采取sp?杂化的是（填序号）。

解析（1）由三氯化铁的性质可知其为分子晶体，微粒间作用力有共价键和范德

华力。（2）能形成氢键的原子主要有N、0、Fo分子间氢键使物质的熔沸点升

高，溶解度增大；分子内氢键使物质熔沸点降低，溶解度减小。（3）由图可知其

中含有离子键、极性共价键、非极性共价键和配位键，虚线表示配位键。（4）发

生加成反应时破坏的均是兀键。四种分子的碳原子杂化类型分别为：Sp?、Sp、

叩2、Sp2o

答案（1）极性共价键、范德华力（2）N、0、FX物质形成分子内氢键，Y物

质形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大（3）BCD（4）71键

①③④

8.（2015•福建理综，31节选）（1）下列关于CH4和CO2的说法正确的是

（填序号）。

a.固态CO2属于分子晶体

b.CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c.因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

⑵Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni（CO）4，1molNi（CO）4中含有

mol0键。

⑶一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构（如下图所示）的水合物晶

体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。

参数分子与H2O的结合能

分子直径/nm

分子E/kJ・mo「

0.43616.40

CH4

CO20.51229.91

就甲烷分子

Z二氧化碳分子

3"二'二T\—水分子

可燃冰co?水合物

①“可燃冰”中分子间