高中化学选修3练习第二章 分子结构与性质答案.docx

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高中化学选修3练习第二章分子结构与性质答案

第二章 分子结构与性质

第一节 共价键

第1课时 共价键

1.C 

2.B [解析]原子核外最外层电子排布式为ns2np4||,有2个未成对电子||,一般可形成2个共价键||。

3.B [解析]当两种元素原子的电负性相差很大时||,形成的将是离子键;当两种元素原子的电负性相差不大时||,形成的将是共价键||,比较各元素电负性大小可知B正确||。

4.B [解析]σ键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠||,A项正确;键能越大||,键长越短||,共价分子越稳定||,B项错误;双键、三键中||,只有一个σ键||,其他为π键||,C项正确;形成共价键时键与键重叠程度越大||,键越稳定||,体系能量越低||,D项正确||。

5.C [解析]p轨道与p轨道若“头碰头”重叠即形成p-pσ键||。

6.B [解析]1个丙烯分子(CH3CH

CH2)中存在6个C—Hσ键和1个C

C键(含1个σ键和1个π键)||,1个C—Cσ键||,则共有8个σ键||,1个π键||,A项正确;甲基中的C为sp3杂化||,

中的C为sp2杂化||,丙烯中只有1个C原子为sp3杂化||,B项错误;C与C之间形成的共价键为非极性键||,则丙烯分子存在非极性键||,C项正确;三点确定一个平面||,则丙烯中三个碳原子一定在同一平面上||,D项正确||。

7.7 3

[解析]除5条单键全是σ键外||,双键中1个是σ键||,另1个是π键||,三键中1个是σ键||,另2个是π键||。

故该有机物分子中σ键总数为7||,π键总数为3||。

8.C [解析]原子轨道以“头碰头”方式相互重叠形成的共价键为σ键;以“肩并肩”方式相互重叠形成的共价键为π键||。

σ键是轴对称||,而π键是镜面对称||。

分子中所有的单键都是σ键||,双键中有一个σ键、一个π键||,三键中有一个σ键||,两个π键||。

9.D [解析]H只有1个未成对电子||,可以形成1个共价键||,C和Si最外层有4个电子||,可以形成4个共价键||,N最外层有5个电子||,可以形成3个共价键||,O、S、Se最外层有6个电子||,可以形成2个共价键||。

逐一分析||,D中的C、Si成键不合理||。

10.C [解析]

11.A [解析]1molS8中有8molσ键||,32gS8中含有σ键数目为

×8=1mol||,A项错误||,D项正确;由SF6的球棍模型知||,其是由S—F极性键构成||,结构对称||,属于非极性分子||,B项正确;单键为σ键||,三键中有2个π键||,1个σ键||,因此1mol乙炔分子中含有3molσ键和2molπ键||,C项正确||。

12.C [解析]SF5—CF3分子中只有σ键||,不存在π键||,A项错误;SF5—CF3中的碳原子为饱和碳原子||,分子中所有原子不能在同一平面内||,B项错误;CF4和CH4的碳原子形成四条单键||,形成正四面体结构||,C项正确;0.1molSF5—CF3分子中电子为9.4mol||,D项错误||。

13.

(1)①s-sσ键 H2 ②s-pσ键 HCl

③p-pσ键 Cl2 ④pz-pzπ键 N2

⑤py-pyπ键 N2

(2)8 2 4 有

(3)NH3:

3H×+·

·

H×·

×·H

CO2:

·

·+·

·+·

·

︰︰C︰︰

14.

(1)DE 

(2)C (3)ABCF (4)F

15.

(1)H Na O C

(2)Na+[×·

··

×·]2-Na+ p-pσ键

O

C

O

(3)H:

H s-pσ键 5 1

[解析]由A2与气体C2按体积比2∶1混合后点燃能发生爆炸||,其产物是一种常温下常见的无色无味的液体||,可知该液体是H2O||,A是H||,C是O;由B与A2C反应生成气体A2知||,B是Na;由B2C2同A2C或DC2反应都生成气体C2知||,D是C||。

16.

(1)1s22s22p63s23p2

(2)CO CO会与血液中的血红蛋白结合||,使血红蛋白丧失输送氧气的能力

(3):

N︙︙N:

 非极性键 N2分子中的共价三键键能很大||,共价键很牢固

(4)H—C≡C—H 3 2 > 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键的重叠程度大||,形成的共价键强

[解析]由题意知||,a是Si||,Si可作半导体材料;b是含两个原子的化合物||,根据其性质:

无色无味气体||,易引起中毒||,推断b为CO||,CO一旦进入肺里||,会与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白丧失输送氧气的能力||,使人中毒;c是双原子单质||,每个原子有7个电子||,故c为N2||,含非极性键||,N2分子中的共价三键键能很大||,所以N2分子很稳定;d是四核化合物||,即4个原子共有14个电子||,只能是烃||,故d为C2H2||,C2H2的结构式为H—C≡C—H||,有两个H—Cσ键||,一个C—Cσ键||,两个π键||。

17.

(1)B 正

(2)

 7 1

第2课时 键参数与等电子原理

1.A [解析]键能越大||,断开该键所需的能量越多||,化学键越牢固||,性质越稳定||,A项错误;B、C、D项正确||。

2.C [解析]键长越短||,键能越大||,共价化合物越稳定||,C项不正确||。

3.D [解析]A项||,取决于分子间作用力的大小||,与分子内共价键的键能无关;B项||,物质的挥发性与分子内键能的大小无关;C项||,稀有气体是单原子分子||,无化学键||,难于发生化学反应的原因是它们的价电子已形成稳定结构;D项||,氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能(946kJ·mol-1)比O2分子中共价键的键能(497.3kJ·mol-1)大||,在化学反应中更难于断裂||。

4.A [解析]过氧化钠中||,两个氧原子之间存在非极性共价键||,但过氧化钠为离子化合物||,A项正确;化学键是指分子或晶体中||,直接相邻的原子之间的强烈相互作用||,分子间作用力是指分子间存在的将分子聚集在一起的作用力||,分子间作用力比化学键弱得多||,化学键影响物质的化学性质和一些物理性质||,分子间作用力影响物质的熔、沸点和溶解性||,B项错误;已知1个C

C键中含有1个σ键和1个π键||,1个C—C键中只含有1个σ键||,π键不稳定||,键能比σ键小||,所以C

C键的键能比C—C键的键能的2倍要小||,C项错误;H2O2中H和O间形成2个s-pσ键||,两个O原子间形成1个p-pσ键||,不含有π键||,D项错误||。

5.A [解析]等电子体要具备两个条件:

一是微粒的原子总数相同||,二是微粒的价电子总数相同||。

分析可知A项正确||,C项中F-和Mg的价电子总数不同||,B、D项中的原子总数不相同||。

6.C [解析]C项中||,CO2与N

具有相同的原子总数||,但最外层电子总数不同||,CO2为16||,而N

为18||,二者不能互称为等电子体||。

7.A [解析]由题中信息可知||,只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断||。

8.C [解析]N≡N键、N

N键中π键比σ键稳定||,难发生加成反应||,C

C键和C≡C键中π键比σ键弱||,较易发生加成反应||。

9.A [解析]分子中N≡C键是极性键||,C—C键是非极性键||,A项正确;成键原子半径越小||,键长越短||,N原子半径小于C原子半径||,故N≡C键比C—C键的键长短||,B项错误;(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键||,C项错误;由于(CN)2与卤素性质相似||,故其可以和氢氧化钠溶液反应||。

10.B [解析]在气体单质分子中||,可能存在σ键(如H2、Cl2)、π键(如N2分子中存在σ键、π键)||,而稀有气体为单原子分子||,不存在化学键||,A项错误;烯烃中含有碳碳双键||,其中一个是π键||,因π键易断裂||,故化学性质较活泼||,B项正确;等电子体的结构相似||,但化学性质不同||,C项错误;共价键的方向性决定分子的立体构型||,饱和性决定分子中各原子的数量关系||,D项错误||。

11.B [解析]观察表中数据发现||,这几种不同物质中的化学键都是O—O键||,因此不存在成键时电子多少的问题||,也不存在电子对偏移的问题||,但是O2和比较||,键能大的对应的键长短||,按此分析

的键长比

的键长长||,所以键能应该小||。

若按照此规律||,键长由短到长的顺序为

<

||,键能的大小顺序为b>a>y>x||,与题意吻合||,所以B项正确||。

12.B [解析]①稀有气体是单原子分子||,分子内不存在化学键||,错误;②原子半径越小||,共价键键长越短||,共价键越稳定||,晶体熔点越高||,正确;③氮气分子内为氮氮三键||,键能比较大||,共价键比较强||,化学性质稳定||,正确;④与键能大小无关||,错误||。

13.C [解析]NH3为极性分子不能说明NH3一定为三角锥形||,A项错误;三个N—H键键能与键长分别相同||,键角相等仍有可能为正三角形||,B项错误;D项事实说明的NH3为平面三角形||。

14.

(1)F 1s2 3s23p5

(2)① ② ④ ⑤ ⑥ (3)π

[解析]

(1)根据非金属性越强电负性越强||,周期表中非金属性最强的为F||,所以F的电负性最大;元素的第一电离能是指气态原子失去1个电子形成气态阳离子克服原子核的引力而消耗的能量||,原子越稳定其第一电离能越大||,He为稀有气体中原子半径最小的||,最难失去1个电子||,所以He的第一电离能最大||,He的电子排布式为1s2;同周期主族元素从左到右原子半径依次减小||,所以第三周期原子半径最小的元素为Cl||,其价电子排布式为3s23p5||。

(2)只含有非极性键的是N2;只含有极性键的是H2O;只含有离子键的是MgCl2;既含有非极性键又含有极性键的是C2H4;含有非极性键的离子化合物是Na2O2||。

(3)根据题给数据可知||,N—N单键即σ键||,其键能为193kJ/mol||,N≡N的键能为946kJ/mol||,其中包含一个σ键和两个π键||,则π键的键能是(946-193)kJ/mol÷2=376.5kJ/mol||,键能越大||,化学键越稳定||,故N2中π键比σ键稳定||。

15.

(1)是 N>S>Si

(2)N2O4 第四周期第ⅦB族 3d54s2

(3)N2、CO、CN- 1 2

[解析]

(1)三种粒子均为四原子24价电子微粒||,属于等电子体||。

(2)寻找C2

的等电子体||,首先想到将C替换为N||,然后凑足价电子总数||,此微粒可以是N2O4||。

(3)两原子14个电子的微粒首先应想到N2||,然后以N2为基础||,尝试替换为C原子和O原子||,使价电子总数相等即可||。

16.

(1)①否 ②否 同主族元素与相同原子结合形成的共价键||,原子半径越小||,共价键越牢固 218kJ·mol-1 

330kJ·mol-1

(2)化学反应的反应热等于反应物的键能之和与生成物的键能之和的差 吸收 4.5

(3)RI>RBr>RCl>RF

17.

(1)σ 大π 

(2)同素异形体 (3)C (4)5

[解析]同种原子之间形成的共价键是非极性键||,特殊共价键是由中间氧原子提供的2个电子||,和旁边两个氧原子各提供的一个电子||,形成的一个三原子四电子的大π键||。

O2与O3是同素异形体||。

等电子体的分子结构相似||,O3与SO2是等电子体||。

O3分子两端的原子各有2对孤电子对||,中间的原子有1对孤电子对||,共有5对孤电子对||。

18.

(1) H︰

·  

 120°

(2)CO2 N2O BeF2

(3)[︰O︙︙O︰]2+ 2NA

(4)三角锥形 109°28'(或109.5°)

[解析]

(1)C中四个原子都是共平面的||,三个键角相等||,则键角应是120°||。

(2)

中的电子数为22||,电子数为22的三原子微粒有CO2、N2O和BeF2||。

(3)

的电子式为[︰C︙︙C︰]2-||,根据

与互为等电子体可知||,的电子式为

[︰O︙︙O︰]2+||。

(4)解答此题时应根据NH3、CH4的相关内容进行分析||,因为NH3与PH3、P与CH4的结构相似||。

第二节 分子的立体构型

第1课时 形形色色的分子 价层电子对互斥理论

1.C [解析]题中的CH4和CCl4为正四面体形分子||,NH3和PH3为三角锥形分子||,这几种分子的所有原子不可能在同一平面上||。

CS2、CO2、C2H2和BeCl2为直线形分子||,C2H4为平面形分子||,C6H6为平面正六边形分子||,这些分子都是平面形结构||,C项正确||。

2.B [解析]CH4、CF4、SiH4分子的空间构型都是正四面体形||,而NH3是三角锥形||,CO2是直线形||,C2H4是平面形分子||。

3.D

4.C [解析]若中心原子A没有未用于成键的孤电子对||,则根据斥力最小的原则||,当n=2时||,分子的立体结构为直线形;n=3时||,分子的立体结构为平面三角形;n=4时||,分子的立体结构为正四面体形||。

5.C [解析]N中N原子的最外层电子全部参与成键||,NH3中N原子上有一对电子对未参与成键||,H2O中O原子上有2对电子对未参与成键||,BCl3的中心原子为B||,其最外层电子全部参与成键||。

6.D [解析]CO2中C原子形成2个σ键||,孤电子对数为0||,为直线形分子;Cl

中Cl原子形成3个σ键||,孤电子对数为=1||,为三角锥形离子;SF6中S原子最外层电子数为6×2=12;SiF4中Si原子形成4个σ键||,孤电子对数为0||,为sp3杂化||,S

中S原子形成3个σ键||,孤电子对数为=1||,为sp3杂化||,D正确||。

7.C [解析]题中四种物质中的中心原子的价层电子对数都是4||,CCl4中不存在孤电子对||,键角为109°28';NH3中存在1对孤电子对||,H2S和H2O中存在2对孤电子对||,由于孤电子对的排斥作用||,导致NH3、H2S和H2O的键角小于109°28'||。

8.B [解析]A、C的原子序数差为8||,结合“A、D两种元素原子核内质子数之和为23”知||,A为7号元素N||,D为16号元素S||,那么C为P||,B为F||。

PH3呈三角锥形||,B项错误||。

9.D

10.C [解析]PCl3中P的成键电子对数为3||,孤电子对数为1||,其电子对的空间构型为四面体形||,分子的空间构型为三角锥形;同理||,H3O+和PH3的成键电子对数和孤电子对数均分别为3和1||,分子的空间构型为三角锥形;HCHO的中心原子的价电子都用来形成共价键||,中心原子周围的原子数为3||,空间构型为平面三角形||,C项正确||。

11.C

12.D [解析]NCl3分子的电子式为||,分子中各原子都满足8电子的稳定结构||,A项错误;P4为正四面体形分子||,但其键角为60°||,B项错误;N为正四面体结构而非平面正方形结构||,C项错误;NH3分子的电子式为

||,有一对未成键电子||,由于未成键电子对成键电子的排斥作用||,使其键角为107°||,呈三角锥形||,D项正确||。

13.中心原子上的价电子都用于形成共价键 中心原子上有孤电子对 B N BF3分子中B原子的3个价电子都与F原子形成共价键而成平面三角形;而NF3分子中N原子的3个价电子与F原子形成共价键||,还有1对未成键的孤电子对||,占据了N原子周围的空间||,形成三角锥形

14.

(1)①直线形 ②平面三角形

③平面三角形 ④正四面体形

(2)C C

 (3)BF3 NF3 CF4

15.

(1)OH- N H3O+

(2)H2S PH3 SiH4 HCl

(3)正四面体形:

N、SiH4 三角锥形:

H3O+、PH3

[解析]第二周期非金属元素的简单气态氢化物具有10个电子||,其分子结合1个H+或失去1个H+||,都不会影响离子的电子数||。

同理第三周期非金属元素的简单气态氢化物具有18个电子||。

16.

(1)三角锥形 σ键和π键

(2)3NO2+H2O

2HNO3+NO

(3)8NH3+3Cl2

N2+6NH4Cl

[解析]由①可知Y元素在A中显负价||,在C、D、E中显正价||,由③可知A为NH3||,E为HNO3||,由②可知D为NO2||,C为NO||,则B为N2||。

(1)NH3的电子式为

||,根据价层电子对互斥理论可知其空间构型为三角锥形;N2的结构式为N≡N||,含有σ键和π键||。

(3)由题给信息可知||,Cl2与NH3反应生成N2和NH4Cl||,其反应的化学方程式为8NH3+3Cl2

6NH4Cl+N2||。

17.

(1)

 1s22s22p6 

(2)NaOH>Mg(OH)2

(3)NH3+H2O

NH3·H2O

N+OH-

三角锥形 107° H:

:

H

(4)OH- H3O+ OH-+H3O+

2H2O

第2课时 杂化轨道理论与配合物理论简介

1.D [解析]参与杂化的原子轨道||,其能量不能相差太大||,1s与2s、2p的能量相差太大||,不能形成杂化轨道||,即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化||,故A、B项正确;杂化轨道的电子云一头大一头小||,成键时利用大的一头||,可使电子云的重叠程度更大||,形成牢固的化学键||,故C项正确;并不是所有的杂化轨道中都会有电子||,也可以是空轨道||,也可以有孤电子对(如NH3、H2O的形成)||,故D项错误||。

2.B [解析]CS2为直线形非极性分子;SiF4与S

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中σ键与π键的数目比为3∶2;水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大||。

3.C [解析]CH4分子中||,碳原子的杂化轨道是由1个2s轨道和3个2p轨道重新组合而成的||,属于sp3杂化;C2H4分子中||,碳原子采取sp2杂化;C2H2分子中||,碳原子采取sp杂化;NH3分子中||,氮原子采取sp3杂化||。

4.C [解析]①N2的结构式为[

]+;⑦H3O+的结构式为[

]+;Fe(CO)5、Fe(SCN)3、[Ag(NH3)2]OH均为配合物||,中心离子(或原子)与配体之间均含配位键||。

5.

(1)形成配位键的一方能够提供孤电子对||,另一方具有能够接受电子对的空轨道 

(2)N B

(3)

6.B [解析]CO2中C的价层电子对数为2||,为sp杂化||,SiO2中Si的价层电子对数为4||,为sp3杂化||,SO2中S的价层电子对数为2+(6-2×2)=3||,为sp2杂化||,A项错误;在物质或离子中中心原子含有空轨道||,和含有孤电子对的原子或离子能形成配位键||,所以H3O+、N、[Cu(NH3)4]2+均含有配位键||,B项正确;S

中S的价层电子对数为3+(6+2-2×3)=4||,含有一个孤电子对||,属于三角锥形分子||,C

中C的价层电子对数为3+(4+2-2×3)=3||,没有孤电子对||,为平面三角形分子||,同理Si

也为平面三角形分子||,C项错误;NH3、CH4中的N、C均为sp3型杂化||,D项错误||。

7.B [解析]Cl

中价层电子对数为4||,其中含有孤电子对数为2||,所以其空间构型为V形||,故A错误;SiF4中价层电子对数=4+(4-4×1)=4||,S

中价层电子对数=3+(6+2-3×2)=4||,所以SiF4和S

的中心原子均为sp3杂化||,故B正确;稀有气体的原子结构是稳定结构||,同周期稀有气体的第一电离能最大||,同族元素自上而下第一电离能逐渐降低||,故氦元素的第一电离能最大||,故C错误;C2H5OH分子中共含有7个极性键||,碳碳之间是非极性键||,没有π键||,故D错误||。

8.D

9.D

10.C [解析][Co(NH3)6]3+呈正八面体结构||,如图:

||,若1个H2O位于①的位置||,则另一个H2O可位于②或③④⑤⑥(等效)||,共两种结构;若1个H2O位于③||,则另一个H2O可位于⑤或④⑥(等效)||,共两种结构||。

综上所述[CO(NH3)4(H2O)2]3+的同分异构体共4种||。

11.C [解析]配位数为6时||,配合物的空间构型一般是八面体||,这样分布可以使电荷分散||,A项正确;[Ag(NH3)2]+和[Cu(NH3)2]2+为直线形结构||,中心原子sp杂化成键||,B、D项正确;配位数为4的配合物||,可能是四面体||,也可能是正方形||,C项错误||。

12.

(1)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5)

(2)K (3)离子键、共价键、配位键

(4)sp2 7NA (5)N2O4

[解析]

(1)Fe是26号元素||,原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2||,故Fe3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5||。

(2)上述元素中属于主族元素的有C、O、Cl、K||,其中K是活泼的金属元素||,其第一电离能最小||。

(3)在K3[Fe(C2O4)3]晶体中||,K+与[Fe(C2O4)3]3-之间存在离子键||,Fe3+与C2

之间存在配位键||,C2

中存在共价键||。

(4)草酸分子的结构式为

||,故C原子采用sp2杂化||,分子中含有7个σ键和2个π键||。

(5)C2

含有6个原子和34个价电子||,故与其互为等电子体的分子为N2O4||。

13.

(1)3d104s1 Cr

(2)先产生蓝色沉淀||,继续滴加氨水||,沉淀溶解||,形成深蓝色溶液 Cu2++2NH3·H2O

Cu(OH)2↓+2N Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4]2++2OH-

(3)共价键、配位键 (4)[Cu(NH3)4]SO4·H2O 降低溶解度||,有利于晶体析出

[解析]

(2)氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀||,当氨水过量时||,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物||,所以难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液||,涉及的离子方程式为Cu2++2NH3·H2O

Cu(OH)2↓+2N、Cu(OH)2+4NH3

[Cu(NH3)4]2++2OH-||。

(3)胆矾溶液与足量氨水形成的深蓝色溶液中的阳离子为四氨合铜络离子||,N、H原子之间以共价键结合||,Cu2+提供空轨道||,N原子提供孤电子对||,则以配位键结合||。

(4)向深蓝色透明溶液加入乙醇||,由于乙醇能降低溶解度||,有利于晶体析出||,所以[Cu(NH3)4]SO4在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度||,故会析出深蓝色的晶体[Cu(NH3)4]SO4·H2O||。

14.

(1)AC 

(2)平面正方形 (3)sp2杂化

[解析][Cu(NH3)4]2+中铜离子与氨分子之间的化学键是配位键||,氨分子内部的化学键是极性键||,[Cu(NH3)4]2+是平面正方形结构||。

HOCH2CH

CH2中的C原子||,有1个采取sp3杂化||,2个采取sp2杂化;CH3CH2CHO中的C原子||,有2个采取sp3杂化||,1个采取sp2杂化||。

15.

(1)①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3

③[··C︙︙N··]-

(2)①sp2 

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