高中化學練習【化學鍵與分子間作用力】

化學鍵與分子間作用力

1.氧是地殼中含量最多的元素。

(1)氧元素基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)為個。

(2)H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強到弱依次為

OH

H(HOHO

的沸點比\=/高，原因是

+

⑶H+可與H2O形成H3O,H3O+中O原子采用雜化。10+中

H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，原因為

解析(1)依據(jù)基態(tài)原子核外電子排布原則可畫出氧元素基態(tài)原子的軌道表示

式：

??

Is2s2p,所以未成對電子數(shù)為2o(2)沸點高說明分子間作

^^CHO

用力大，因此結(jié)合氫鍵的形成方式可以得出形成的是

二^OH

分子間氫鍵，而CHO形成的是分子內(nèi)氫鍵的結(jié)論。

OH

答案(1)2(2)0—H鍵、氫鍵、范德華力\=/

》CH()

形成分子內(nèi)氫鍵，而、=/形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使

分子間作用力增大

⑶sp3H20中0原子有2對孤對電子，出。+中0原子只有1對孤對電子，排

斥力較小

2.W、M、X、Y、Z是周期表前36號元素中的四種常見元素，其原子序數(shù)依

次增大。W的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代；M的氧化物是導

致酸雨的主要物質(zhì)之一。X的某一種單質(zhì)在高空大氣層中保護人類免遭太陽光

中紫外線的強烈侵襲；Y的基態(tài)原子核外有6個原子軌道處于半充滿狀態(tài)；Z能

形成紅色的Z20和黑色的Z0兩種氧化物。

(1)丫3+基態(tài)電子排布式可表示為=

(2)MXs的空間構(gòu)型是(用文字描述)。

⑶M可形成多種氫化物，其中MH3的堿性強于M2H4的原因是

(4)根據(jù)等電子原理，WX分子的結(jié)構(gòu)式為o

(5)1molWX2中含有的鍵數(shù)目為o

(6)H2X分子中X原子軌道的雜化類型為o

解析W的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，故W為C元素；M

的氧化物是導致酸雨的主要物質(zhì)之一，則M為N元素或S元素；X的某一種單

質(zhì)在高空大氣層中保護人類免遭太陽光中紫外線的強烈侵襲，則X是O元素，

故M為N元素；Y的基態(tài)原子核外有6個原子軌道處于半充滿狀態(tài)，則Y的價

電子排布為3d54sl故Y為Cr元素，Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧

化物，故Z為Cu元素。

⑴由上述推斷可知，丫3+為Cr3+,基態(tài)電子排布式可表示為Is22s22P63s23P63d3

或[Ar]3d3.

(2)NO3中，N是鍵數(shù)為3,孤對電子數(shù)為(5+1—3X2)/2=0,所以其空間構(gòu)型

為平面正三角形。

⑶從化合價角度分析：N2H4分子中N為一2價，而NH3分子中N為一3價，電

負性更大，導致N原子的孤對電子更易提供出來與H+結(jié)合，故堿性更強。

(4)C0與N2是等電子體，化學結(jié)構(gòu)相似，所以CO的結(jié)構(gòu)式類似于N2,存在三

鍵結(jié)構(gòu)，故為c=o。

(5)CO2分子中存在2個碳氧雙鍵，每個雙鍵都有1個鍵，故ImolCCh分子中

存在2NA個鍵。

(6)出0分子中，。的鍵數(shù)為2,孤對電子數(shù)為(6—2)/2=2,故H2X分子中X

原子軌道的雜化類型為sp3雜化。

答案(l)ls22s22P63s23P63d3或［Ar］3d3⑵平面正三角形(3)N2H4分子中N為一

2價,而NH3分子中N為一3價，電負性更大，導致N原子的孤對電子更易提

供出來與H'結(jié)合(4)C=()(5)2NA(6)sp3雜化

3.隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關(guān)注。以

天然氣(主要成分是CH4)為原料經(jīng)合成氣(主要成分為CO、H明制化學品，是目

前天然氣轉(zhuǎn)化利用的主要技術(shù)路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，

常因含黑基鐵［Fe(CO)5］等而導致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程

中的催化劑產(chǎn)生中毒。請回答下列問題：

(l)［Fe(CO)5］中鐵的化合價為0,寫出鐵原子的基態(tài)電子排布式：

⑵與CO互為等電子體的分子和離子分別為和(各舉一種即

可，填化學式)，CO分子的電子式為，CO分子的結(jié)構(gòu)式可表示成

⑶在CPU、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有,CH3OH的

熔、沸點比CH4高，其主要原因是

(4)CH3CHO分子中，一CH3中的碳原子采取雜化方式，一CHO中的碳

原子采取雜化方式。

解析(l)Fe原子的基態(tài)核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d64s2或［Ar］3d64s2。

(2)N2、C?r與CO互為等電子體；因為N2的電子式為：N「N：,所以CO的電

子式為：C-O：,其結(jié)構(gòu)式為有一個配位鍵)。

(3)CH4、CH3OH中的碳原子均為四面體結(jié)構(gòu)碳原子，采取sp3雜化；由于

CH3OH是極性分子，且存在分子間氫鍵，所以CH3OH的熔、沸點較高。

IIO

III

H—C—T——H

I

(4)CH3CHO的結(jié)構(gòu)式為H,甲基碳原子采取sp3雜化，醛基碳原子

采取sp2雜化。

答案(l)ls22s22P63s23P63d64s2或[Ar]3d64s2

(2)N2CN一：C-0：C=0

(3)CH4、CH3OHCH3OH分子有極性，同時分子之間還存在著氫鍵的作用

(4)sp3sp2

4.分子式Pt(NH3)2C12的配位化合物有順伯和反祐兩種同分異構(gòu)體。順伯的結(jié)構(gòu)

C1

簡式為：NH3,具有抗癌作用，反粕的結(jié)構(gòu)簡式為ClNHS,無

抗癌作用。

(1)C、N、0三種元素的電負性由大到小的順序是；Ni元素與Pt

元素位于同一族，寫出Ni元素基態(tài)原子的電子排布式：o

⑵順粕和反伯的物理性質(zhì)有很大差異，其中只有一種易溶于水，請你通過所學

知識判斷哪一種易溶于水，并說明理由：

⑶金屬伯的原子堆積方式為銅型(面心立方堆積)，一個金屬伯的晶胞中含有

個粕原子。

(4)NH3還能與很多化合物通過配位鍵發(fā)生相互作用。例如：科學家潛心研究的

一種可作儲氫材料的化合物X是NH3與第二周期中的另一種元素的氫化物相互

作用的產(chǎn)物，X是乙烷的等電子體；加熱化合物X會緩慢釋放H2,轉(zhuǎn)變?yōu)榛?/p>

物Y,Y是乙烯的等電子體。

①化合物X的結(jié)構(gòu)式為(必須標明配位鍵)。

②化合物X、Y分子中N原子分別發(fā)生了雜化。

解析(1)非金屬性越強，電負性越大；結(jié)合元素的原子序數(shù)、元素在周期表中

的位置等可以很快確定其外圍電子排布，進而書寫原子核外電子排布式。(2)水

為極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”原理可知，兩者中的極性分子易溶于水，從空

間結(jié)構(gòu)看，順粕為極性分子，反箱為非極性分子。(3)金屬箱的晶胞中含有的粕

原子數(shù)為8X：+6X；=4。(4)由兩個碳原子聯(lián)想到一個氮原子和一個硼原子組

O乙

成與乙烷相似的氫化物，其中B原子提供空軌道，N原子提供孤對電子；根據(jù)

等電子體的結(jié)構(gòu)相似，X、Y中氮原子的軌道雜化方式分別與乙烷、乙烯中的碳

原子的雜化方式相同，說明Y的結(jié)構(gòu)簡式為H2B=NH2。

答案(1)O>N>CIs22s22P63s23P63d84s2

⑵順伯易溶于水，因為它是極性分子，易溶于極性溶劑

(3)4

HH

II

H—B*-N—II

II_、

(4)①HH②sp3和sp2

3

5.K2Cr2O7是一種常見的強氧化劑，酸性條件下會被還原劑還原成Cr\

33-

⑴Cr+能與OH，CPC形成配合物［Cr(OH)4］、［Cr(CN)6］o

①C/的電子排布式可表示為O

②不考慮空間構(gòu)型，［Cr(OH)4「的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為(若有配位

鍵，用箭頭表示)。

③CV與N2互為等電子體，寫出CW的電子式：o

⑵KzCnCh能將乙醇氧化為乙醛，直至乙酸。

①乙醛中碳原子的雜化方式有、o

②乙酸的沸點是117.9°C,甲酸甲酯的沸點是31.5℃,乙酸的沸點高于甲酸甲

酯的沸點的主要原因是o

解析⑴①格為24號元素，鉛元素失去3個電子變成CN+,所以C/核外有21

個電子，根據(jù)構(gòu)造原理知，該離子核外電子排布式為Is22s22P63s23P63d3。

-HO./OH一

/

r

②［Cr(OH)4r中的CN+與4個OIF形成配位鍵，可表示為Lho/\()hJ。③根

據(jù)氮氣分子的電子式寫出CPT的電子式，且CN一是離子，符合離子電子式的書

寫規(guī)則，所以其電子式為[:CrN：「。

(2)①乙醛中甲基上的碳原子含有四個共價單鍵，所以甲基上碳原子采用sp3雜

化，醛基上碳原子含有3個共價單鍵，所以醛基上碳原子采用sp2雜化。

答案⑴①Is22s22P63s23P63d3或[Ar]3d3

②[HO/、OH_

③[:C3N：「

⑵①sp2sp3②乙酸分子間存在氫鍵

6.波爾多液是果農(nóng)常用的一種殺菌劑。氯口比苯版是一種西瓜膨大劑(植物生長

調(diào)節(jié)劑)，其組成結(jié)構(gòu)和物理性質(zhì)見下表。

分子式結(jié)構(gòu)簡式外觀熔點溶解性

CiiHio白色結(jié)

170―172℃易溶于水

C1N3O/NNJC1晶粉末

HH

回答下列問題：

(1)氯毗苯麻晶體中，氮原子的雜化軌道類型為。

(2)氯毗苯版晶體中，微粒間的作用力類型有o

A.離子鍵B.金屬鍵

C.極性鍵D.非極性鍵

E.配位鍵F.氫鍵

(3)查文獻可知，可用2氯4氨毗咤與異氟酸苯酯反應(yīng)，生成氯毗胭。

反應(yīng)過程中，每生成1mol氯毗苯胭，斷裂個。鍵、斷裂個兀

鍵。

(4)波爾多液是果農(nóng)常用的一種殺菌劑，是由硫酸銅和生石灰制得。若在波爾多

液的藍色沉淀上，再噴射氨水，會看到沉淀溶解變成藍色透明溶液，得到配位

數(shù)為4的配合物。銅元素基態(tài)原子排布式為

⑸上述沉淀溶解過程的離子方程式

解析(1)氮原子在氯此苯服中以2種形式出現(xiàn)，一是N—N,另一是N=N,

前者1+3=4,sp3雜化，后者1+2=3,sp2雜化。(3)反應(yīng)過程中，異氨酸苯酯

斷裂的N==N中1根兀鍵，2氯4氨毗唳斷裂的是1根。鍵。(5)溶解過程

是Cu(OH)2藍色沉淀溶解在氨水中生成四氨合銅離子，形成藍色透明溶液。

答案(l)sp2、sp3雜化(2)CD⑶NANA

2+

(4)Is22s22P63s23P63di°4sl或[Ar]3d4sl(5)Cu(OH)2+4NH3-H2O=[Cu(NH3)4]

+2OEF+4H2O

7.構(gòu)成物質(zhì)的微粒種類及相互間的作用力是決定物質(zhì)表現(xiàn)出何種物理性質(zhì)的主

要因素。

(1)三氯化鐵常溫下為固體，熔點282°C,沸點315C,在300c以上易升華。

易溶于水，也易溶于乙酸、丙酮等有機溶劑。據(jù)此判斷三氯化鐵晶體中存在的

微粒間作用力有

(2)氫鍵作用常表示為“A—H…B"，其中A、B為電負性很強的一類原子，如

__________________________________________________________________(列

舉三種)。

X、Y兩種物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)和部分物理性質(zhì)如下表，兩者物理性質(zhì)有差異的主要

原因是______________________________________________________________

代號結(jié)構(gòu)簡式水中溶解度熔點/℃沸點

該物質(zhì)中存在的化學鍵類型包括（填字母）。

A.金屬鍵B.離子鍵

C.非極性共價鍵D.配位鍵

A

（4）①CH2=CH2、②CH三CH、③'/、④HCHO四種分子均能與出發(fā)生加

成反應(yīng)，加成時這些分子中發(fā)生斷裂的共價鍵的類型是o這四種分子

中碳原子采取sp?雜化的是（填序號）。

解析（1）由三氯化鐵的性質(zhì)可知其為分子晶體，微粒間作用力有共價鍵和范德

華力。（2）能形成氫鍵的原子主要有N、0、Fo分子間氫鍵使物質(zhì)的熔沸點升

高，溶解度增大；分子內(nèi)氫鍵使物質(zhì)熔沸點降低，溶解度減小。（3）由圖可知其

中含有離子鍵、極性共價鍵、非極性共價鍵和配位鍵，虛線表示配位鍵。（4）發(fā)

生加成反應(yīng)時破壞的均是兀鍵。四種分子的碳原子雜化類型分別為：Sp?、Sp、

叩2、Sp2o

答案（1）極性共價鍵、范德華力（2）N、0、FX物質(zhì)形成分子內(nèi)氫鍵，Y物

質(zhì)形成分子間氫鍵，分子間氫鍵使分子間作用力增大（3）BCD（4）71鍵

①③④

8.（2015?福建理綜，31節(jié)選）（1）下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是

（填序號）。

a.固態(tài)CO2屬于分子晶體

b.CH4分子中含有極性共價鍵，是極性分子

c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點低于CO2

d.CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp

⑵Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni（CO）4，1molNi（CO）4中含有

mol0鍵。

⑶一定條件下，CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)（如下圖所示）的水合物晶

體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物俗稱“可燃冰”。

參數(shù)分子與H2O的結(jié)合能

分子直徑/nm

分子E/kJ?mo「

0.43616.40

CH4

CO20.51229.91

就甲烷分子

Z二氧化碳分子

3"二'二T\—水分子

可燃冰co?水合物

①“可燃冰”中分子間