第7章 分子结构.docx
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第7章分子结构
第七章分子结构习题
一.选择题
1.最早指出共价键理论的是（）A.美国的路易斯;B.英国的海特勒;C.德国的伦敦;D.法国的洪特.
2.NH4+形成后，关于四个N-H键，下列说法正确的是（）
A.键长相等;B.键长不相等;C.键角相等;
D.配位键的键长大于其他三键;
E.配位键的键长小于其他三键.
3.下列说法中不正确的是（）
A.键的一对成键电子的电子密度分布对键轴方向呈园柱型对称;
B.键电子云分布是对通过键轴的平面呈镜面对称;
C.键比键活泼性高，易参与化学反应;
D.配位键只能在分子内原子之间形成，不可以在分子间形成;
E.成键电子的原子轨道重叠程度越大，所形成的共价键越牢固.
4.CO和N2的键级都是3，两者相比CO的（）
A.键能较小，较易氧化;B.键能较小，较难氧化;
C.键能较大，较难氧化;D.键能较大，较易氧化.
5.下列分子或离子中，键角最小的是（）
A.HgCl2B.H2OC.NH3D.PH3
6.下列说法正确的是（）
A.原子形成的共价键数等于游离气态原子中不成对电子数;
B.同种原子双键的键能为单键键能的两倍;
C.键长是指成键原子的核间距离;
D.线性分子如A-B-C是非极性的;
E.共价键的极性是由成键元素的电负性差造成的.
7.关于原子轨道的说法正确的是（）
A.凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其几何构型都是正四面体.
B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的;
C.sp3杂化轨道是由同一原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相等的新轨道;
D.凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键.
8.下列化合物中氢键最强的是（）
A.CH3OHB.HFC.H2OD.NH3
9.对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛的熔沸点高的原因是（）
A.前者不能形成氢键，后者能形成氢键;
B.前者能形成氢键，后者不能形成氢键;
C.前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键;
D.前者形成分子内氢键，后者形成分子间氢键.
10.下列各组物质沸点高低顺序中正确的是（）
A.HI>HBr>HCl>HF
B.H2Te>H2Se>H2S>H2O
C.NH3>AsH3>PH3
D.CH4>GeH4>SiH4
11.I2的CCl4溶液中分子间主要存在的作用力是（）
A.色散力B.取向力
C.取向力.诱导力.色散力D.氢键.诱导力.色散力
12.下列分子中有最大偶极矩的是（）
A.HIB.HClC.HBrD.HF
13.下列分子中偶极矩为零的是（）
A.NF3B.NO2C.PCl3D.BCl3
14.下列分子是极性分子的是（）
A.BCl3B.SiCl4C.CHCl3
D.PCl3E.BeCl2
15.下列离子或分子有顺磁性的是（）
A.O2B.O22-C.N2D.NOE.NO+
16.加热熔化时需要打开共价键的物质是（）
A.MgCl2B.CO2（s）C.SiO2D.H2O
17.某元素E具有（Ar）3d24s2电子排布，它和溴生成符合族数的溴化物分子式是（）
A.EBr3B.EBr2C.EBr4D.EBr
18.关于共价键的说法，下述说法正确的是（）
A.一般来说键键能小于键键能;
B.原子形成共价键的数目等于基态原子的未成对电子数;
C.相同原子间的双键键能是单键键能的两倍;
D.所有不同原子间的键至少具有弱极性.
19.CO和N2相比，CO的（）
A.键能较小，较易氧化;B.键能较小，较难氧化;
C.键能较大，较难氧化;D.键能较大，较易氧化.
20.下列分子中心原子是sp2杂化的是（）
A.PBr3B.CH4C.BF3D.H2O
21.SO42-离子的空间构型是（）
A.平面正方形B.三角锥形C.四面体D.八面体
22.下列各物质分子其中心原子以sp2杂化的是（）
A.H2OB.NO2C.SCl2D.CS2
23.用价键法和分子轨道法处理O2分子结构，其结果是（）
A.键能不同B.磁性不同C.极性不同D.结果不同
24.下列关于O22-和O2-的性质的说法，哪组不正确（）
A.两种离子都比O2分子稳定性小;
B.O2-的键长比O22-的键长长;
C.键级次序是O2>O2->O22-;
D.O2-是反磁性的，但O22-是顺磁性的.
25.下列关于化学键正确的说法是（）
A.原子与原子之间的作用;B.分子之间的一种相互作用;
C.相邻原子之间的强烈相互作用;
D.非直接相邻的原子之间的相互作用.
26.下列各题说法不正确的是（）
A.两个原子的P电子只能沿P轨道对称轴平行方式重叠形成键;
B.极性键只能形成极性分子;
C.非极性键形成非极性分子;
D.形成配位键的条件是一方有空轨道，另一方有孤对电子;
E.共价键形成的条件是欲成键原子必须有未成对电子.
27.下列说法正确的是（）
A.极性分子间仅存在取向力;
B.取向力只存在于极性分子之间;
C.HF.HCl.HBr.HI熔沸点依次升高;
D.氨易溶于水，是因为氨与水分子间可形成氢键;
E.色散力仅存在于非极性分子间.
28.下列关于分子间力的说法正确的是（）
A.分子型物质的沸点总是随分子量的增大而增加的;
B.大多数含氢化合物中都存在氢键;
C.极性分子间仅存在取向力;
D.色散力存在于所有相邻分子间.
29.原子间成键时，同一原子中能量相近的某些原子轨道要先杂化，其原因是（）
A.保持共价键的方向性;B.进行电子重排;
C.增加成键能力;D.使不能成键的原子轨道能够成键.
30.在酒精的水溶液中，分子间主要存在的作用力为（）
A.取向力B.诱导力
C.色散力和诱导力.取向力D.取向力.诱导力.色散力.氢键
31.下列物质中键级最小的是（）
A.O2B.N2C.F2D.O2+
二．填空题
1.<1>.离子键是指_____________________________所成的化学键.
<2>.离子键主要存在于______________________中.
2.<1>.三十年代以来共价键的两大主要理论为__________________.
<2>.共价键的特征是________________________________
3.下列物质的变化各主要需打破或克服什么结合力?
<1>.冰熔化_____<2>.单质硅熔化_____
4.同周期元素离子电子层构型相同时，随离子电荷数增加，阳离子半径____，阴离子半径________.
5.下列热化学方程式的能量变化各表示什么含义?
△Hø（KJ/mol）
例Na（s）+½Cl2（g）=NaCl（s）-410.9（生成焓）
<1>.HCl（g）=H（g）+Cl（g）428（）
<2>.Na+（g）+Cl-（g）=NaCl（s）-770.8（）
6.<1>.对于双原子分子，键能与键的离解能的关系是______________.
<2>.对于多原子分子，键能与键的离解能的关系是_______________
7.一般来说，键能越大，键越________，由该键构成的分子越_______.
8.MO法中成键电子数与反键电子数之差的一半就是分子的键级.键级
的大小表示两个相邻原子之间成键的_________，键级越大，键越___________.
9.等性sp2、sp3杂化轨道的夹角分别为_______._____.
10.分子间力按产生的原因和特性一般分为取向力、诱导力、色散力.
<1>.取向力存在于__________________________________之间;
<2>.诱导力存在于___________________________________之间。
11.分子的磁性主要是由______________________________所引起的.
由极性键组成的多原子分子的极性是由__________________决定的.
12.共价键按成键电子对来源不同分为________________和________.
13.共价键形成的主要条件是:
<1>.____________________________
<2>.____________________________________________________.
14.共价键按两原子间共用电子对数可分为__________和_________.
15.共价键的强度一般用___________和__________表示.
16.在核间距相等时，键稳定性比键稳定性___，故电子比电子___.
17.共价键按共用电子对来源不同分为_____________和___________;
共价键按轨道重叠方式不同分为_______________和_____________.
18.SO32-和SO42-的空间构型分别为___________和____________，
19.碳原子在下列各式中，杂化形式分别是:
（1）CH3Cl_____________，
（2）CO32-_________
20.氢键键能和分子间力的数量级相近，它与一般分子间力的不同点是
具有_____________和___________.
21.顺磁性物质的磁矩大小除可由实验间接测定外还可依公式_______
计算，该磁矩的单位是___________________.
22.偶极矩是衡量_________________的物理量，偶极矩（u）的数学表达
式为___________
23.VB法成键三原理是:
<1>.电子配对原理;<2>.__________;
<3>.__________.
24.共价键具有饱和性的原因是______________________________.
共价键具有方向性的原因是__________________________________.
25.F原子中2s和2p原子轨道能差较大，故F2分子的分子轨道能级
E（2p）______E（2p）；B原子中2s和2p原子轨道能差较小，故B2分子的
分子轨道能级E（2p）______E（2p）.
26.2s与2s原子轨道可组成两个分子轨道，用符号______________表示，分别称__________________轨道.
27.原子轨道用_____________等符号表示轨道名称，而分子轨道用________等符号表示轨道名称.
28.原子轨道组成分子轨道的原则是<1>.对称性原则，<2>._____________，<3>________________.
三.问答题
1.sp型杂化可分为哪几种?
各种的杂化轨道数及所含s成分p成分各多少?
2.试述共价键的形成条件.本质和特点.
3.什么叫键，什么叫键，二者有何区别?
4.什么是杂化和杂化轨道?
杂化轨道的数目与什么有关?
5.以NH3分子为例，说明不等性杂化的特点.
6.BF3分子构型是平面三角形，而NF3分子构型是三角锥形，试用杂化轨道理论解释.
7.用杂化理论描述CCl4的生成和分子构型.
8.为什么H2O分子的键角既不是90°也不是109°28′而是104.5°?
9.CH4、H2O、NH3中心原子杂化态皆是sp3，其键角大小是否相同?
为什么?
其空间构型各为何?
10.N2的键能比N2+键能大，而O2的键能比O2+键能小，试用分子轨道法解释.
11.用VB法和MO法说明H2稳定存在，He2不能稳定存在的原因.
12.用VB法和MO法说明O2的分子结构.
13.用分子轨道法讨论N2、N2+的稳定性和磁性.
14.写出N2、O2分子轨道表示式.并比较二者稳定性大小.
15.CH4和NH3分子中心原子都采取sp3杂化，但二者的分子构型不同，为什么?
四.计算题
1.已知锂的升华热（S）为159kJ·mol-1，锂的第一电离势（I）为520.2kJ·mol-1，F2的离解势（D）为155.5kJ·mol-1，F的电子亲合势（E）为-349.3kJ·mol-1，氟化锂的生成热（△Hø）为-612kJ·mol-1，.求LiF（s）的晶格能（U）是多少?
2.已知:
Na（s）+½F2（g）=NaF（s）△Hø=-576kJ·mol-1
Na+（g）+F-（g）=NaF（s）△Hø=-920kJ·mol-1
Na（s）=Na（g）△Hø=102kJ·mol-1
F2（g）=2F（g）△Hø=159kJ·mol-1
F（g）+e=F-（g）△Hø=-340kJ·mol-1
求Na的电离能.
3.已知甲烷的生成热为-74.9kJ·mol-1，原子氢的生成热为218kJ·mol-1，碳的升华热为718kJ·mol-1，试求C-H的键能（提示:
CH4分子中C-H的键能为CH4分子离解能的）.
4.已知:
H2的键能D（H-H）=436kJ·mol-1
Cl2的键能D（Cl-Cl）=247kJ·mol-1
HCl的生成热△H0f（H-Cl）=-92.5kJ·mol-1
求HCl的键能.
第七章分子结构习题答案
一、选择题
1.A
2A.C
3.C.D
4.D
5.D
6.C.E
7.C
8.B
9.C
10.C
11.A
12.D
13.D
14.C.D
15.A.D
16.C
17.C
18.D
19.D
20.C
21.C
22.B
23.B
24.D
25.C
26.A.B
27.B.D
28.D
29.C
30.D
31.C
二．填空题
1.<1>.阴.阳离子间通过静电作用<2>.离子晶体（或离子化合物）
2.<1>.现代价键理论（VB法）和分子轨道理论（MO法）
<2>.既有饱和性又有方向性。
3.<1>.氢键<2>.共价键
4.减小增大
5.<1>.键能<2>.晶格能的负值
6.<1>.大小相等.<2>.键能等于键的离解能的平均值.
7.牢固稳定
8.强度稳定
9.120°109°28′
10.<1>.极性分子与极性分子;<2>.极性分子与非极性分子，极性与极性分子.
11.分子中未成对电子产生的磁场分子的空间构型
12.正常共价键配位键
13.<1>成键两原子中有自旋相反的单电子<2>成键的两原子的原子轨道能最大程度重叠
14.单键多重键
15.键能键级
16.大活泼
17.正常共价键和配位键键和键
18.三角锥形正四面体形
19.<1>.sp3<2>.sp2
20.饱和性和方向性
21.u=
玻尔磁子
22.分子极性大小U=q·d
23.<2>.轨道最大重叠<3>.共价键最小排斥原理
24.一个原子有几个未成对电子只可和几个自旋相反的电子配对成键.
为满足最大重叠，成键电子的轨道只有沿着轨道伸展的方向进行重叠才能成键（除S轨道），所以共价键具有方向性.
25.<，>
26.2s和2s*成键和反键
27.s.p.d.f…、…
28.<2>.最大重叠原则<3>.能量近似原则
三.问答题
1.sp杂化可分为三种:
sp、sp2、sp3。
各种杂化的成分如下：
sp:
s+
p
sp2:
s+
p
sp3:
s+
p
2.成键两原子内有自旋相反的成单电子，两原子原子轨道有最大程度重叠;共价键的本质是电性的;共价键的特点是具方向性.饱和性.
3.原子轨道沿键轴方向按头碰头方式重叠，形成键;
原子轨道沿键轴方向按肩并肩方式重叠，形成键;
键沿键轴呈圆柱形对称，重叠程度大，键能大，不易参加反应;
键沿键轴的节面呈平面对称，重叠程度小，键能小，易参加反应.
4.答:
同一原子中能量相近的某些原子轨道，在成键过程中重新组合成一系列能量相等的新轨道而改变了原有轨道的状态.这一过程称为杂化.所形成的新轨道叫做杂化轨道。
杂化轨道的数目等于参与杂化的原子轨道的总数.
5.答:
NH3分子中中心原子N与H成键时采取sp3不等性杂化，即由于一条杂化轨道被孤电子对占据，因而所形成的杂化轨道中含的s成分就不完全一样.被孤电子对占据的那条sp3杂化轨道s成分就大，这种不完全等同的杂化轨道的形成过程即不等性杂化.
6.答:
BF3中B原子成键时呈等性sp2杂化，得到三条能量相等的sp2杂化轨道对称分布在B原子周围互成120°角.它们与三个F原子的2p轨道形成三条sp2-p键.所以BF3为平面三角形.NF3中N原子成键时呈不等性的sp3杂化，生成的四条杂化轨道中一条被成对电子占有，其它三条与三个F原子的2p轨道形成sp3-p键，孤电子对对成键电子对有排斥作用.所以空间构型是三角锥形.
7.答:
在CCl4分子中，C:
2s22p2，用sp3杂化，和四个Cl的p轨道形成四个等同的p-sp3键，分子构型为正四面体.
8.答:
因中心原子“O”不是用单纯的2P、2P轨道与H原子轨道成键，所以键角不是90°.中心原子“O”在成键的同时进行了sp3不等性杂化.用其中含未成对电子的杂化轨道与H原子的1S轨道成键.两个含孤电子对的杂化轨道对成键电子对排斥的结果使键角也不是109°28′，而是104.5°.
9.（略，请参考上题的解答）
10.（略，请参考第16题的解答）
11.答:
按VB法，2个H的各一个电子若自旋相反，则可配对形成H2，按MO法，2个H的1s轨道组成两个分子轨道，1s，*1s.2个电子按1s轨道形成H2（H-H），故H2稳定存在.按VB法，He中无单电子，不能配对成键.按MO法，He2中四个电子在分子轨道中的电子排布为〔（1s）2（*1s）2〕，键有为0，净成键效应为0，故He2不能稳定存在.
12.答：
按VB法，O原子有两个成单电子，两个O原子组成O2分子时，各自提供一个自旋相反的电子形成一个键，同时，另外的一个成单电子则按肩并肩的方式重叠形成一个键，因此VB法不能解释O2分子的磁性；按MO法，O2分子的电子排布为：
KK（2s）2（*2s）2（2p）2（2p）4（*2p）2〕，由（2p）2电子形成一个键，由（2p）4（*2p）2〕电子形成两个三电子键，由于分子中存在成单电子，所以O2具有磁性。
13.N2:
〔KK（2s）2（*2s）2（2p）4（2p）2〕键级为3，无单电子，反磁性.
N2+:
〔KK（2s）2（*2s）2（2p）4（2p）1〕
键级为2.5，有单电子，顺磁性.
∴N2比N2+键级高，所以稳定.
14.N2:
〔KK（2s）2（2s*）2（2p）4（2p）2〕键级为3
O2:
〔KK（2s）2（2s*）2（2p）2（2p）4（*2p）2〕
键级为2，由于N2比O2键级高，所以稳定.
15.CH4中C采取sp3等性杂化.∴是正面体构型.
NH3中N采取sp3不等性杂化.因有一孤对电子，三个键.∴为三角锥形.
四．计算题
1.解：
U=612+159+
+520.2-349.3=1019.2（kJ·mol-1）
2.解:
INa=-576-（-920）-102-
×159-（-340）=502.5（kJ·mol-1）
3.解:
C-H的键能DC-H=（74.9+718+4×218）÷4=416.2（kJ·mol-1）
4.解:
DHCl=92.5+
×436+
×247=434（kJ·mol-1）
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