化學(xué)大一輪復(fù)習(xí) 38分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)配餐作業(yè)

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE1學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE配餐作業(yè)(三十八）分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)1．原子序數(shù)小于36的X、Y、Z三種元素，其中X是形成化合物種類最多的元素，Y原子基態(tài)時最外層電子數(shù)是其內(nèi)層電子總數(shù)的2倍，Z原子基態(tài)時2p原子軌道上有3個未成對的電子.回答下列問題：(1）Y2X2分子中Y原子軌道的雜化類型為________,1molY2X2含有σ鍵的數(shù)目為________________________________________________________________________。（2）化合物ZX3的沸點比化合物YX4的高，其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（3）元素Y的一種氧化物與元素Z的一種氧化物互為等電子體,元素Z的這種氧化物的分子式是______。解析根據(jù)題給信息可推知X、Y、Z分別為氫、碳、氮三種元素.（1)Y2X2為乙炔，乙炔含有一個碳碳三鍵，乙炔中的碳原子軌道的雜化類型為sp雜化，一個乙炔分子中含有3個σ鍵，1mol乙炔中σ鍵為3mol；（2）ZX3為氨氣,YX4為甲烷，氨氣分子間能形成氫鍵，使沸點升高；(3)Y(碳）的氧化物有CO、CO2，Z(氮）的氧化物有N2O、NO、N2O3、N2O4、N2O5，CO2與N2O互為等電子體.答案(1)sp雜化3×6。02×1023(2)NH3分子間存在氫鍵(3）N2O2．某催化劑中含有的活性組分為Ni、Cu和Zn的化合物，可用于二氧化碳加氫制取甲醚。甲醚是乙醇的同分異構(gòu)體,其熔點為－141.5℃，沸點為－24.9℃，在加熱條件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。（1）乙醇的沸點比甲醚高，其主要原因是________________________________________________________________________。（2）甲醛分子中碳原子軌道的雜化類型為________。（3)儲氫材料化合物A是乙烷的等電子體,其相對分子質(zhì)量為30。8,且A是由第二周期兩種氫化物形成的化合物。加熱A會緩慢釋放氫氣，同時A轉(zhuǎn)化為化合物B，B是乙烯的等電子體.化合物A的結(jié)構(gòu)式為________(若含有配位鍵，要求用箭頭表示），1mol化合物B中σ鍵的數(shù)目是________。解析答案（1)乙醇分子間有氫鍵(2)sp2（3)5NA3．(1)下列物質(zhì)變化，只與分子間作用力有關(guān)的是________(填選項字母)。A．干冰熔化B．乙酸汽化C．乙醇與丙酮混溶E．碘溶于四氯化碳F．石英熔融(2)下列物質(zhì)中,只含有極性鍵的分子是__________,既含離子鍵又含共價鍵的化合物是__________;只存在σ鍵的分子是__________,同時存在σ鍵和π鍵的分子是__________（均填選項字母）。A.N2B.CO2C.CH2Cl2D。C2H4E.C2H6F.CaCl2G。NH4Cl解析答案(1）AE(2）BCGCEABD4．科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用.(1）CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序為________。(2)下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是________(填選項字母).a．固態(tài)CO2屬于分子晶體b．CH4分子中含有極性共價鍵，是極性分子c．因為碳?xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點低于CO2d．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp（3）在Ni基催化劑作用下，CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2。①基態(tài)Ni原子的電子排布式為________,該元素位于元素周期表中的第________族.②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni（CO）4,1molNi(CO)4中含有________molσ鍵。（4)一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)（如下圖所示)的水合物晶體,其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是____________________.②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想.已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0。586nm，根據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是__________________________。解析本題主要考查電負(fù)性、分子的極性、雜化類型、核外電子排布式、共價鍵的類型、分子間作用力、氫鍵等。（1）元素的非金屬性越強，電負(fù)性越大，故H、C、O的電負(fù)性依次增大；（2）固態(tài)CO2是分子晶體,a項正確;CH4分子是正四面體對稱結(jié)構(gòu)，其為含有極性鍵的非極性分子，b選項錯誤；CH4和CO2都是分子晶體，分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，分子間作用力越大，熔沸點越高，與鍵能無關(guān),C選項錯誤；CH4為正四面體結(jié)構(gòu),碳原子的雜化類型是sp3雜化，CO2為直線形分子，碳原子的雜化類型是sp雜化,d選項正確;（3）①Ni的原子序數(shù)為28，故其基態(tài)原子核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2;Ni排在Fe的后面，屬于第四周期，第Ⅷ族；②CO分子的電子式為：∶C??O∶,分子中存在1個σ鍵,而Ni（CO）4中Ni與CO之間還存在4個σ鍵，故1molNi(CO）4中含有8molσ鍵。（4）①可燃冰中存在分子間作用力即分子間作用力，另外水分子間還存在氫鍵；②根據(jù)表格數(shù)據(jù)，二氧化碳分子與水分子的結(jié)合能更大，表明CO2更易與水分子結(jié)合.答案(1）H、C、O（2)ad(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或［Ar］3d84s2Ⅷ②8（4）①氫鍵、分子間作用力②CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑，且與H2O的結(jié)合能大于CH45．隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注.以天然氣(主要成分是CH4)為原料經(jīng)合成氣（主要成分為CO、H2)制化學(xué)品,是目前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣,常因含羰基鐵［Fe（CO）5]等而導(dǎo)致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒.請回答下列問題：(1)［Fe(CO)5］中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式：________________________________________________________________________.(2）與CO互為等電子體的分子和離子分別為________和________(各舉一種即可，填化學(xué)式)，CO分子的電子式為________，CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成________。（3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有________，CH3OH的熔、沸點比CH4高，其主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析（1）Fe原子的基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d64s2。（2)N2、CN－與CO互為等電子體；因為N2的電子式為N??N,所以CO的電子式為C??O,其結(jié)構(gòu)式為CO(有一個配位鍵)。(3）CH4、CH3OH均為四面體結(jié)構(gòu)，碳原子采取sp3雜化；由于CH3OH是極性分子，且存在分子間氫鍵,所以CH3OH的熔、沸點較高。答案（1)1s22s22p63s23p63d64s2或［Ar]3d64s2（2）N2CN－∶C??O∶CO(3）CH4、CH3OHCH3OH分子有極性，同時分子之間還存在著氫鍵6．用Cr3＋摻雜的氮化鋁是理想的LED用熒光粉基質(zhì)材料,氮化鋁［其晶胞如圖（1）所示]可由氯化鋁與氨經(jīng)氣相反應(yīng)制得。圖(1)圖（2）(1)Cr3＋基態(tài)的核外電子排布式可表示為________。（2)氮化鋁的化學(xué)式為__________。（3)氯化鋁易升華，其雙聚物Al2Cl6結(jié)構(gòu)如圖（2)所示。在Al2Cl6中存在的化學(xué)鍵有__________（填選項字母）。a．離子鍵 b．共價鍵c．配位鍵 d．金屬鍵(4)一定條件下用Al2O3和CCl4反應(yīng)制備AlCl3的反應(yīng)為Al2O3＋3CCl4=2AlCl3＋3COCl2。其中，COCl2分子的空間構(gòu)型為________。一種與CCl4互為等電子體的離子的化學(xué)式為________。(5）AlCl3在下述反應(yīng)中作催化劑.分子③中碳原子的雜化類型為________。解析（1)從K數(shù)到Cr為6,所以Cr的核外電子排布式為［Ar]3d54s1，則Cr3＋為[Ar］3d3；(2)晶胞中，N原子個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，Al原子個數(shù)為4×eq\f(1,4）＋1＝2;(3）Al2Cl6不屬于離子化合物，所以無離子鍵，不屬于金屬晶體，無金屬鍵；AlCl3中，1個Al與3個Cl之間形成3個共價鍵后Al最外層有6個電子，還差2個達到8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),另一個AlCl3中一個氯原子提供一對電子與鋁原子共用形成配位鍵，從而結(jié)合成Al2Cl6;(4)COCl2中,碳原子周圍有3個σ鍵,孤電子對數(shù)＝eq\f(4－2×1－1×2，2)＝0，碳原子采取sp2雜化，COCl2分子的空間構(gòu)型為平面三角形。答案（1)1s22s22p63s23p63d3或［Ar］3d3（2）AlN(3)bc（4）平面三角形SOeq\o\al(2－，4）（或POeq\o\al（3－,4)、ClOeq\o\al(－,4）、SiOeq\o\al（4－，4）、PCleq\o\al(＋，4）等合理答案）（5）sp2和sp37．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大.a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子?；卮鹣铝袉栴}:(1）b、c、d中第一電離能最大的是__________(填元素符號），e的價層電子軌道示意圖為__________。（2）a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為__________；分子中既含有極性共價鍵、又含有非極性共價鍵的化合物是______________（填化學(xué)式，寫出兩種)。（3)這些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是______________；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是______________.(填化學(xué)式）(4）e和c形成的一種離子化合物的晶體結(jié)構(gòu)如圖1,則e離子的電荷為__________.(5)這5種元素形成的一種1∶1型離子化合物中,陰離子呈四面體結(jié)構(gòu);陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖2所示）。該化合物中，陰離子為__________，陽離子中存在的化學(xué)鍵類型有________；該化合物加熱時首先失去的組分是__________，判斷理由是__________________________________________。解析根據(jù)“a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同”可知a為H元素;根據(jù)“c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍”可知c為O元素；根據(jù)“b的價電子層中的未成對電子有3個"且原子序數(shù)：b＜c,可知b為N元素；根據(jù)“d與c同族”可知d為S元素；根據(jù)“e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子”可知e為Cu元素。(1)由于O的非金屬性比S強，故第一電離能O＞S；由于N的2p軌道處于半充滿的較穩(wěn)定狀態(tài)，故其第一電離能大于O，故N、O、S三種元素中，第一電離能最大的是N元素；Cu的價層電子軌道示意圖為.（2）H元素可以和N元素形成三角錐形分子NH3，在NH3中,中心原子N原子的雜化方式為sp3雜化；H元素與N元素形成的N2H4，H元素與O元素形成的H2O2,都是既含有極性鍵又含有非極性鍵的化合物。（3)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子價層電子對數(shù)為3的是HNO2、HNO3;酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的是H2SO3。（4）由圖1可知該晶體結(jié)構(gòu)中Cu的個數(shù)為4，O的個數(shù)為8×eq\f(1,8)＋1＝2，化學(xué)式為Cu2O即Cu的化合價為＋1價.（5)根據(jù)陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)可知陰離子是SOeq\o\al(2－,4）；陽離子中存在的化學(xué)鍵有共價鍵和配位鍵；該化合物加熱時首先失去的組分是H2O,因為H2O與Cu2＋形成的配位鍵比NH3與Cu2＋形成的配位鍵弱。答案(1）N(2）sp3H2O2、N2H4（3）HNO2、HNO3H2SO3(4)＋1（5)SOeq\o\al（2－,4)共價鍵和配位鍵H2OH2O與Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱8．石墨烯（圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯（圖乙).圖甲石墨烯結(jié)構(gòu)圖乙氧化石墨烯結(jié)構(gòu)(1）圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個數(shù)為__________。（2)圖乙中，1號C的雜化方式是__________,該C與相鄰C形成的鍵角__________(填“＞"“＜”或“＝”)圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角.（3)若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有________________(填元素符號)。（4)石墨烯可轉(zhuǎn)化為富勒烯（C60），某金屬M與C60可制備一種低溫超導(dǎo)材料，晶胞如圖丙所示，M原子位于晶胞的棱上與內(nèi)部。該晶胞中M原子的個數(shù)為________，該材料的化學(xué)式為______________.解析(1)兩個成鍵原子間有且只有一個σ鍵，1號C與周圍3個碳原子形成3個σ鍵。(2）圖乙中，1號C形成了4個σ鍵,雜化方式為sp3，形成四面體結(jié)構(gòu)，1號C與相鄰C形成的鍵角為109.5°；而甲中1號C形成平面三角形結(jié)構(gòu)，1號C與相鄰C形成的鍵角為120°，因此圖乙中的鍵角小.(3）氧化石墨烯中的氧原子與H2O中的氫原子，氧化石墨烯中的氫原子與H2O中的氧原子都可以形成氫鍵。(4)棱上有12個M原子，內(nèi)部有9個，晶胞中M原子的個數(shù)為12×eq\f(1,4）＋9＝12，C60位于晶胞的頂點和面心上，其個數(shù)為8×eq\f（1，8)＋6×eq\f（1，2）＝4,化學(xué)式為M3C60。答案(1）3(2)sp3＜（3）O、H(4)12M3C609．氮化硼(BN)晶體有多種相結(jié)構(gòu).六方相氮化硼是通常存在的穩(wěn)定相,與石墨相似，具有層狀結(jié)構(gòu)，可作高溫潤滑劑.立方相氮化硼是超硬材料,有優(yōu)異的耐磨性.它們的晶體結(jié)構(gòu)如圖所示.（1)基態(tài)硼原子的電子排布式為__________.（2）關(guān)于這兩種晶體的說法，正確的是__________（填選項字母).a．立方相氮化硼含有σ鍵和π鍵，所以