高中化学选修3物质结构与性质步步高全套学案课件第二章 第二节 第2课时

9.有机物CH3CH===CH—C≡CH中标有“·”的碳原子的杂化方式依次为( )

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A.sp、sp2、sp3 B.sp2、sp、sp3 C.sp3、sp2、sp D.sp3、sp、sp2 答案 C [能力提升]

10.如图是甲醛分子的模型,根据该图和所学化学知识回答下列问题：

(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是__________,作出该判断的主要理由是________________________________________________________________________。 (2)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

(3)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______________________________________________。 答案 (1)sp2杂化 甲醛分子的立体构型为平面三角形

(2)②⑤ (3)< 碳氧双键中存在π键,它对C—H键的排斥作用较强

解析 (1)原子的杂化轨道类型不同,分子的立体构型也不同。由图可知,甲醛分子为平面三角形,所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。

(2)醛类分子中都含有C===O键,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。

(3)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°。

11.已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、6,且都含有18个电子,B、C由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D是假酒中一种有毒的有机物。

(1)组成A分子的原子的元素符号是____________。

(2)已知B分子的键角为105°,判断该分子构型为____________；中心原子杂化类型为__________。

(3)C分子为__________。

(4)D分子中共有______个σ键,______个π键。 答案 (1)Ar (2)V形 sp3杂化 (3)N2H4 (4)5 0

解析 本题以18电子分子为突破点,考查了键角、共价键的类型、轨道杂化等知识。根据题目所给信息可以判断出A、B、C、D四种分子分别为Ar、H2S、N2H4、CH3OH。H2S中心原子S原子的杂化轨道类型为sp3杂化,且有两个孤电子对,所以H—S—H键角为105°,立体构型

为V形。假酒中含有毒的物质甲醇(CH3OH),在CH3OH中有5个共价键均为σ键,没有π键。 12.有A、B、C、D、E五种短周期元素,其中A、B、C属于同一周期,A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数；B原子最外层中有两个不成对的电子；D、E原子核内各自的质子数与中子数相等；B元素可分别与A、C、D、E生成RB2型化合物,并知在DB2和EB2中,D与B的质量比为 7∶8,E与B的质量比为1∶1。试回答： (1)写出D元素基态原子的电子排布式：__________________________。

(2)写出AB2的结构式：___________________________________________________。 (3)B、C两元素的第一电离能大小关系为______>______(填元素符号),原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (4)根据VSEPR模型预测C的氢化物的立体构型为____________,中心原子C的杂化轨道类型为________。

(5)C的单质分子中π键的数目为______,B、D两元素的气态氢化物的稳定性大小关系为________>________(填化学式)。 答案 (1)1s22s22p63s23p2 (2)O===C===O

(3)N O N原子最外层的p能级电子处于半充满状态,比较稳定 (4)三角锥形 sp3杂化 (5)2 H2O SiH4

解析 阅读题干寻找突破口,如A原子最外层p能级的电子数等于次外层的电子总数,可知A原子的核外电子排布式为1s22s22p2,A为碳元素；然后顺藤摸瓜,如A、B、C属于同一周期,B原子最外层中有两个不成对的电子,可知B为氧元素；C能与B形成CB2型化合物且位于第

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二周期,可知C为氮元素；DB2中∶＝1∶2,可知M(D)＝28,D中质子数等于中子数,可

M?D?16知D为硅元素,同理可知E为硫元素。

13.磷与氯气在一定条件下反应,可以生成PCl3、PCl5。

(1)写出磷原子的电子排布式：______________________________________________。 (2)PCl3分子中磷原子采用的杂化方式是__________,分子的空间构型为________________。 (3)磷原子在形成PCl5分子时,除最外层s、p轨道参与杂化外,其3d轨道也有1个参加了杂化,称为sp3d杂化。成键电子对数与孤电子对数总和为5的原子常采用sp3d杂化。PCl5分子中5个杂化轨道分别与氯原子配对成键,PCl5的空间构型为三角双锥形(如下图所示)。下列关于PCl5分子的说法正确的有________。

A.PCl5分子中磷原子没有孤对电子 B.PCl5分子中没有形成π键

C.PCl5分子中所有的Cl—P—Cl键角都相等 D.SF4分子中S原子也采用sp3d杂化

(4)N、P是同一族元素,P能形成PCl3、PCl5两种氯化物,而N只能形成一种氯化物NCl3,而不能形成NCl5,原因是________________________________________________________ _________________。

答案 (1)1s22s22p63s23p3 (2)sp3杂化 三角锥形

(3)ABD (4)N原子最外层无d轨道,不能发生sp3d杂化,故无NCl5 [拓展探究]

14.2001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)教授的诞辰100周年。1994年这位老人谢世后,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__________________________________________________________。 (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？________(填“是”或“否”)。

(4)该分子中sp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？______________________________________________。 答案 (1)C6H2O2N10 (2)可能 (3)否 (4)1 9 0 (5)它分解能产生大量很稳定的气体N2

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,根据价层电子对互斥理论,可知它们为平面三角形结构,由此推出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(或价层电子对互斥模型)可以确定,采用sp2杂化方式的氮原子数为9个,采用sp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。