高中化学鲁科版选修3课后练习：2-2-1 一些典型分子的空间构型

高中化学鲁科版选修3课后练习：2-2-1 一些典型分子的空间构型

www.ks5u.com 第2节　共价键与分子的空间构型 第1课时　一些典型分子的空间构型 一、非标准 ‎1.下列推断正确的是(　　)‎ A.BF3为三角锥形分子 B.NH‎4‎‎+‎的电子式为[H∶N‎··‎H‎··‎H∶H]+,离子呈平面正方形结构 C.CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的sp σ键 D.CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠,形成4个C—H σ键 解析:BF3为平面三角形,NH‎4‎‎+‎为正四面体形,CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道形成4个sp3杂化轨道,然后与氢的1s轨道重叠,形成4个ssp3 σ键。‎ 答案:D ‎2.在乙烯分子中有5个σ键和一个π键,它们分别是(　　)‎ A.sp2杂化轨道形成σ键,未杂化的2p轨道形成π键 B.sp2杂化轨道形成π键,未杂化的2p轨道形成σ键 C.C—H之间是sp2形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 D.C—C之间是sp2形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键 解析:乙烯分子结构式为,六个原子位于同一平面,键角为120°,分子的中心原子C形成的都是sp2杂化轨道。每个C原子都用1个sp2杂化轨道与H原子形成σ键,两个C原子间用各自的另一个sp2杂化轨道形成C—C σ键,C原子中未用于杂化的一个2p轨道分别与另一个C原子的2p轨道形成一个π键。‎ 答案:A ‎3.下列有关键角与分子空间构型的说法不正确的是(　　)‎ A.键角为180°的分子,空间构型是直线形 B.键角为120°的分子,空间构型是平面三角形 C.键角为109.5°的分子,空间构型是正四面体形 D.键角为90°~109.5°之间的分子,空间构型可能是V形 解析:乙烯分子的键角为120°,但它的空间构型并不是平面三角形。‎ 答案:B ‎4.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(　　)‎ A.CO2与SO2 B.CH4与NH3‎ C.BeCl2与BF3 D.C2H4与C2H2‎ 解析:本题考查常见分子中中心原子的原子杂化轨道类型。CO2、BeCl2、C2H2属于sp1杂化;CH4、NH3属于sp3杂化;SO2、BF3、C2H4属于sp2杂化。B正确。‎ 答案:B ‎5.关于苯分子结构的研究经历了很长时间,著名科学家凯库勒最先提出了凯库勒结构式,并较好地解释了苯的一些性质。但随着理论研究的不断深入,杂化轨道理论可以更好地来解释苯分子的结构和性质。以下有关苯分子结构的说法,错误的是(　　)‎ A.苯分子中每个碳原子的原子轨道都发生了sp2杂化,形成夹角为120°的三个sp2杂化轨道 B.每个碳原子的一个sp2杂化轨道采用“肩并肩”的方式重叠,形成一个大π键 C.苯分子中存在6个C—C σ键和6个C—H σ键 D.乙烷、乙烯、乙炔分子中,碳原子轨道杂化方式和苯相同的只有乙烯 解析:苯分子中每个碳原子采取sp2杂化,两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子上的电子配对成σ键,另一个sp2杂化轨道上的电子与H形成σ键。剩下一个未参与杂化的2p轨道上的电子共同组成了6个电子的大π键,使结构更加稳定,sp2杂化键角为120°,故A项正确、B项错误。每个碳原子形成3个σ键,碳碳之间共6个,碳氢之间共6个,故C项正确。乙烯分子中碳原子采用sp2杂化,故D项正确。‎ 答案:B ‎6.在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是(　　)‎ A.NF3 B.CH‎3‎‎-‎ C.BF3 D.H3O+‎ 答案:C ‎7.已知次氯酸分子的结构式为H—O—Cl,下列有关说法正确的是(　　)‎ A.O原子发生sp1杂化 B.O原子与H、Cl都形成σ键 C.该分子为直线形分子 D.该分子电子式是H∶O‎··‎‎··‎∶Cl 解析:HClO分子的结构式为H—O—Cl,O原子应为sp3杂化,形成4个杂化轨道,其中有2个孤对电子,另2个杂化轨道分别与H原子和Cl原子各形成1个σ键。因为O原子是sp3杂化,所以分子构型为V形,其电子式为H∶O‎··‎‎··‎‎∶‎Cl‎··‎‎··‎∶,故B项正确。‎ 答案:B ‎8.据报道,近来发现了一种新的星际分子氰基辛炔,其结构简式为HC≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡N。对该物质的判断不正确的是(　　)‎ A.其分子中的原子都在一条直线上 B.能使酸性高锰酸钾溶液退色 C.能发生加成反应 D.分子中碳原子采用sp2杂化方式 解析:分子中C原子全部以sp1杂化,所以分子中的原子全部在同一直线上,A正确;根据碳碳叁键的性质,B、C正确。‎ 答案:D ‎9.CH‎3‎‎+‎、·CH3、CH‎3‎‎-‎都是重要的有机物反应的中间体,CH‎3‎‎+‎中四个原子是共平面的,则C原子是　　　杂化,键角应是　　　。 ‎ 解析:根据杂化轨道类型中sp2杂化轨道的空间构型特点,可得答案。‎ 答案:sp2　120°‎ ‎10.如图所示是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题:‎ 甲醛分子的比例模型　　　甲醛分子的球棍模型 ‎(1)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断,其中正确的是　　　　(填序号)。 ‎ ‎①单键　②双键　③σ键　④π键　⑤σ键和π键 ‎(2)甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角　　　　(填“=”“>”或“<”)120°,出现该现象的主要原因是　　　　　　　　　　。 ‎ 解析:(1)醛类分子中都含有羰基(CO),所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说,双键是σ键和π键的组合。‎ ‎(2)由于碳氧双键中存在π键,它对C—H键的排斥作用较强,所以甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角小于120°。‎ 答案:(1)②⑤　(2)<　碳氧双键中存在π键,它对C—H键的排斥作用较强 ‎11.2001年是伟大的化学家、1954年诺贝尔化学奖得主、著名的化学结构大师、20世纪的科学怪杰鲍林(L.Pauling)教授的100周年诞辰。这位老人谢世后,人们打开他的办公室,发现里面有一块黑板,画得满满的,其中一个结构式如图所示。老人为什么画这个结构式?它能合成吗?它有什么性质?不得而知。这是鲍林留给世人的一个谜,也许这是永远无法解开的谜,也许有朝一日你就能解开它。不管结果如何,让我们先对这个结构作一番了解:‎ ‎(1)它的分子式是什么?　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)它的所有原子是否可能处于同一个平面上?　　　　　(填“可能”或“不可能”)。 ‎ ‎(3)它是否带有电荷?　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)该分子中sp1杂化的氮原子有　　　　个;sp2杂化的氮原子有　　　　个;sp3杂化的氮原子有　　　　个。 ‎ ‎(5)为什么人们推测它是炸药?　　　　　　　　。 ‎ 解析:(1)根据有机物分子结构简式的书写规则,不难确定,每个环上除3个氮原子外还有3个碳原子,由此可以确定其分子式;(2)碳原子和氮原子均相当于有3个价电子对,根据价电子对互斥理论,可知它们为平面三角形结 构,由此推出由碳原子和氮原子构成的环为平面结构,氧原子有4对电子对,它们的排列方式为四面体结构,故与氧原子连接的氢原子可能在平面内,与环不直接连接的2个氮原子也在平面内;(3)由电子数可以确定,该分子不带电荷;(4)根据氮原子的成键特征和结构(或价电子对互斥理论)可以确定,采用sp2杂化方式的氮原子数为9个,采用sp1杂化方式的氮原子数为1个,无sp3杂化方式;(5)物质越稳定,能量越低,反应放出的能量越多。‎ 答案:(1)C6H2O2N10　(2)可能　(3)否　(4)1　9　0　(5)它分解能放出大量的热生成大量稳定气体——N2‎ ‎12.氮可以形成多种离子,如N3-、NH‎2‎‎-‎‎、‎N‎3‎‎-‎、NH‎4‎‎+‎、N2H‎5‎‎+‎、N2H‎6‎‎2+‎等,已知N2H‎5‎‎+‎与N2H‎6‎‎2+‎是由中性分子结合质子形成的,类似于NH‎4‎‎+‎,因此有类似于NH‎4‎‎+‎的性质。‎ ‎(1)写出N2H‎6‎‎2+‎在强碱性溶液中反应的离子方程式　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)NH‎2‎‎-‎的电子式为　　　　　。 ‎ ‎(3)N‎3‎‎-‎有　　　个电子。 ‎ ‎(4)写出两种由多个原子组成的含有与N‎3‎‎-‎电子数相同的物质的化学式　　　。 ‎ ‎(5)互为等电子体的微粒往往具有相似的结构,试预测N‎3‎‎-‎的构型　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(6)据报道,美国科学家卡尔·克里斯特合成了一种名为“N5”的物质,由于其具有极强的爆炸性,又称为“盐粒炸弹”。迄今为止,人们对它的结构尚不清楚,只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片,其结构是对称的,5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构,且含有2个N≡N键。则“N5”分子碎片所带电荷是　　　　。 ‎ 答案:(1)N2H‎6‎‎2+‎+2OH-N2H4+2H2O ‎(2)[H‎·‎‎·‎N‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎H]-　(3)22　(4)N2O、CO2、CNO-、C3H4等　(5)直线形　(6)一个单位正电荷