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- 2021-07-02 发布
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2.2 分子的立体构型
练基础落实
知识点1 分子的空间结构
1.下列物质分子的几何构型为三角锥形的是( )
A.CO2 B.P4
C.NH3 D.H2O
2.能说明CH4分子的5个原子不在同一平面而为正四面体结构的是( )
①两个键之间夹角为109°28′ ②C—H键为极性共价键 ③4个C—H键的键能、键长相同 ④二氯甲烷没有同分异构体
A.①② B.①③ C.②③ D.①④
3.能说明AB3分子构型是平面正三角形而不是四面体的依据是( )
A.共价键键长相同 B.共价键键能相同
C.共价键键角为120° D.共价键有极性
4.下列分子的空间构型是正四面体形的是( )
①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2
A.①②③ B.①③④ C.②④⑤ D.①③⑤
5.NH3分子空间构型是三角锥形,而CH4是正四面体形,这是因为( )
A.两种分子的中心原子杂化轨道类型不同,NH3为sp2杂化,而CH4是sp3杂化
B.NH3分子中N原子形成3个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C.NH3分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强
D.NH3分子中有3个σ键,而CH4分子中有4个σ键
知识点2 价层电子对互斥理论
6.下列说法中正确的是( )
A.NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B.P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C.NH的电子式为,离子呈平面正方形结构
D.NH3分子中有一对未成键的孤对电子,它对成键电子的排斥作用较强
7.下列分子或离子中,不含有孤对电子的是( )
A.H2O B.H3O+
C.NH3 D.NH
知识点3 杂化轨道理论
8.乙炔分子中碳原子的杂化类型为( )
A.sp杂化 B.sp2杂化
C.sp3杂化 D.都不是
9.甲烷的空间构型为正四面体形,则碳原子的杂化类型为( )
A.sp3杂化 B.sp2杂化
C.sp杂化 D.都不对
10.能正确表示CH4中碳原子成键方式的电子排布图为( )
知识点4 配位键与配合物
11.下列粒子中,与H3O+所含质子数、电子数相等,且化学键类型相同的粒子是( )
A.Na+ B.NH C.Ne D.NH3
12.下列不属于配位化合物的是( )
A.六氟合铝酸钠 B.氢氧化二氨合银
C.六氰合铁酸钾 D.KCl、CuCl2
13.下列现象的变化与配合物的形成无关的是( )
A.向FeCl3溶液中滴加KSCN,出现红色
B.向Cu与Cl2反应的集气瓶中加入少量H2O,呈绿色,再加水,呈蓝色
C.向FeCl2溶液中滴加氯水,溶液颜色变深
D.向AlCl3溶液中逐滴加入NH3·H2O溶液至过量,出现白色沉淀
知识点5 配合物的性质
14.现有两种配合物晶体[Co(NH3)6]Cl3和[Co(NH3)5Cl]Cl2,一种为橙黄色,另一种为紫红色。请设计实验方案将这两种配合物区别开来。
练方法技巧
运用杂化轨道理论判断分子结构的技巧
15.CH4分子是以碳原子为中心的正四面体结构,而不是正方形结构的理由是( )
A.CH3Cl不存在同分异构体
B.CH2Cl2不存在同分异构体
C.CHCl3不存在同分异构体
D.CH4是含极性键的非极性分子
16.三氯化磷分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形。下列关于PCl3分子空间构型理由的叙述,正确的是( )
A.PCl3分子中三个共价键的键能、键长、键角均相等
B.PCl3分子中的P—Cl键都是p—p σ键
C.PCl3分子中三个P—Cl键的键长相等,键角为100.1°
D.PCl3分子中三个P—Cl键都是极性共价键
配位键形成条件的判断方法
17.配位键是一种特殊的共价键,即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。如:NH就是由NH3(氮原子提供电子对)和H+(缺电子)通过配位键形成的。据此,回答下列问题:
(1)下列粒子中可能存在配位键的是________。
A.CO2 B.H3O+
C.CH4 D.H2SO4
(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,试写出其电离方程式:__________________________。
配合物结构性质特点的运用技巧
18.写出[Ag(NH3)2]OH的中心原子、配位原子和配位数并写出它电离的离子方程式。
中心原子(离子):____________,
配位原子(分子):____________,
配位数:____________,
电离的离子方程式:________________________。
19.在Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+、H2O、NH3、F-、CN-、CO中,哪些可以作为中心原子?哪些可以作为配位体?
中心原子:_____________________________________________________________;
配位体:________________________________________________________________。
练综合拓展
20.有A、B、C、D四种元素,其中A、B、C为短周期元素,A元素的周期数、主族数、原子序数均相同,BO离子含有32个电子,C元素的原子最外层电子数比次外层电子数少2个,C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子层结构,C和D可形成化合物D2C,请回答:
(1)A、B、C、D四种元素的符号分别是________、________、________、________。
(2)A、B两种元素形成化合物的电子式为________,杂化类型为________,空间构型为________形。
(3)A、B、C可形成两种既含离子键又含共价键的化合物,它们的化学式分别是
______________和______________。
(4)D2C的形成过程用电子式表示为_________________________________________
____________。
参考答案
1.C
2.D [CH4分子的空间结构由两个键之间的的夹角决定,只有为正四面体结构,C位于正四面体中心,才有键角为109°28′。分子的空间构型与共价键的极性无关;同样二氯甲烷没有同分异构体也说明了CH4分子为正四面体结构,如果为平面结构,则二氯甲烷就存在两种构型:
①,②;C项中因为同为C—H键,不论分子构型如何,它们的键能、键长都相等。]
3.C [在AB3分子中三个A—B键是完全相同的,因此键长、键能和极性键都不能作为AB3分子是平面正三角形的依据。只有当其键角为120°时,AB3中四个原子才能共面,且三个B原子处于正三角形的三个顶点。]
4.B [C原子与Si原子的价电子层都是ns2np2结构,参与成键时都是形成了4个sp3杂化轨道,故它们形成的①CH4、③CF4和④SiH4的空间构型都是正四面体形。而NH3为三角锥形,C2H4为平面形,CO2为直线形。]
5.C [NH3和CH4的中心原子均是sp3杂化,但NH3分子中有一对孤对电子,CH4分子中没有孤对电子,由于孤对电子——成键电子对之间的排斥作用>成键电子对——成键电子对之间的排斥作用,NH3分子进一步被“压缩”成三角锥形,甲烷则呈正四面体形。]
6.D [NCl3分子的电子式为,分子中各原子都满足8电子稳定结构,A错误;P4为正四面体分子,但其键角为60°,B错误;NH为正四面体结构而非平面正方形结构,C错误;NH3分子电子式为,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正确。]
7.D
8.A [在乙炔分子中碳原子没有未成键的孤对电子,且分子中H—C键为σ键,C≡C键中有一个为σ键,另两个为π键,由此可见碳原子可以形成两个σ键,所以碳原子的杂化类型为sp杂化。]
9.A
10.D [碳原子中的2s轨道与2p轨道形成4个等性的杂化轨道,因此碳原子最外层上的4个电子分占在4个sp3杂化轨道并且自旋方向相同。]
11.B [H3O+中质子数为11,电子数为10,含有共价键和配位键,因此只有NH符合要求。]
12.D [KCl、CuCl2为复盐,不存在配位键、配离子,也没有内界外界之分,不是配位化合物。]
13.D [Fe3+、Cu2+、Fe2+、Al3+的外围电子排布分别为3s23p63d5、3s23p63d9、3s23p63d6、2s22p6,Fe3+、Cu2+、Fe2+具有3d空轨道,而Al3+不具有空轨道。A项Fe3+与SCN-形成配合物离子;B项Cu2+与H2O形成配合物离子;C项Fe2+、Fe3+与H2O形成配合物离子而有颜色;D项Al3+与NH3·H2O反应生成Al(OH)3沉淀。]
14.称取相同质量的两种晶体配成溶液,向两种溶液中分别加入足量的硝酸银溶液,静置、过滤、干燥、称量,所得氯化银固体多的是[Co(NH3)6]Cl3,少的是[Co(NH3)5Cl]Cl2
解析 配合物的内界以配位键相结合,很牢固,难以在水溶液中电离,而内界和外界之间以离子键结合,在溶液中能够完全电离。因此,相同质量的两种晶体在溶液中能够电离出的Cl-是不同的,可以利用这一点鉴别。
15.B [如果CH2Cl2有同分异构体则CH4为正方形结构,两个Cl(H)原子分别位于同一条边上或在对角线上。]
16.C [平面正三角形的键角为120°,三角锥形空间结构中键角小于120°,分子的空间构型与键能无关,P—Cl键为sp3—p σ键。故C项正确。]
17.(1)BD (2)H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
解析 (1)由题中信息可导出结论:凡能给出H+的物质中一般含有配位键。(2)硼原子为缺电子的原子,H3BO3的电离是B原子和水中OH-形成配位键,水产生的H+表现出酸性。
18.Ag+ NH3 2
[Ag(NH3)2]OH===[Ag(NH3)2]++OH-
19.Fe3+、Cu2+、Zn2+、Ag+ H2O、NH3、F-、CN-、CO
解析 配合物的中心原子需要有接受孤对电子的空轨道,过渡金属元素的离子存在空轨道,可以作中心原子。配位体要提供孤对电子,所以配位体中必须含有孤对电子的配位原子。
20.(1)H N S K
(2) sp3杂化 三角锥
(3)(NH4)2S NH4HS
(4)
解析 A元素的周期数、主族数、原子序数均相同,则等于1,故A为氢,BO有32个电子,则B原子有7个电子,B为氮,C的最外层电子数为8-2=6,故C为硫,D的阳离子与C的阴离子有相同的电子层结构且C和D可形成化合物D2C,故D为K。