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考点37 分子结构与性质
1.下列描述正确的是( )
A.CS2为V形极性分子
B.SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化
C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
答案 B
解析 CS2为直线形非极性分子;SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化;C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2;水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。
2.甲醛在酸性催化剂存在下三分子聚合可以生成性质相对稳定、毒性小、易于运输的三聚甲醛,反应如图所示。下列说法正确的是( )
3HCHO
A.甲醛水溶液可作为食物防腐剂
B.该反应为缩聚反应
C.三聚甲醛分子中既含σ键又含π键
D.常温下,9 g三聚甲醛中含1.806×1023个碳原子
答案 D
解析 甲醛水溶液可作为防腐剂,但不能作为食物防腐剂,A错误;缩聚反应生成的是高分子化合物,而三聚甲醛是小分子物质,B错误;三聚甲醛分子中没有不饱和键,故不含π键,C错误;9 g三聚甲醛为0.1 mol,含0.3 mol碳原子,即1.806×1023
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个碳原子,D正确。
3.据报道,大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3,下列关于SF5—CF3的说法正确的是( )
A.分子中既有σ键又有π键
B.所有原子在同一平面内
C.CF4与CH4都是正四面体结构
D.0.1 mol SF5—CF3分子中含8 mol电子
答案 C
解析 由分子的组成和结构可知各原子均形成单键,即σ键,A错误;S和C原子形成的杂化轨道构型均为立体结构,不是所有的原子都共面,B错误;1个SF5—CF3分子所含电子数为94,则0.1 mol SF5—CF3分子中含9.4 mol电子,D错误。
4.CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体,有关它们的说法正确的是( )
A.它们互为等电子体,碳原子均采取sp2杂化
B.CH与NH3、H3O+互为等电子体,立体构型均为正四面体形
C.CH中的碳原子采取sp2杂化,所有原子均共面
D.CH与OH-形成的化合物中含有离子键
答案 C
解析 A项,CH含8e-,—CH3含9e-,CH含10e-;B项,三者均为三角锥形;C项,CH中C的价电子对数为3,为sp2杂化,平面三角形;D项,CH3OH中不含离子键。
5.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是( )
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供孤对电子,NH3提供空轨道
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C.向反应后的溶液加入乙醇,溶液没有发生变化
D.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+
答案 D
解析 该反应的反应原理为CuSO4+2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4,Cu(OH)2+4NH3===
[Cu(NH3)4](OH)2。反应结束后无Cu(OH)2沉淀生成,但生成了[Cu(NH3)4]2+,Cu2+浓度减小;在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3提供孤对电子;若加入极性较小的乙醇,溶液中会析出蓝色沉淀。
6.下列说法不正确的是( )
A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强
B.两个原子间形成共价键时,最多有一个σ键
C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
D.N2分子中有一个σ键,2个π键
答案 C
解析 稀有气体单质中,没有化学键,所以C项错误。
7.由实验测得不同物质中的键长和键能的数据如表:
其中X、Y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导键能的大小顺序为W>Z>Y>X。该规律是( )
A.成键时电子数越多,键能越大
B.键长越长,键能越小
C.成键时所用电子数越少,键能越大
D.成键时电子对越偏移,键能越大
答案 B
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解析 根据表格中提供的数据,可以判断出键长越长,键能越小。
8.下列关于分子结构的说法正确的是( )
A.凡几何构型为正四面体形的分子其键角均为109°28′
B.凡中心原子有孤对电子的ABn型分子均为极性分子
C.凡中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型都是正四面体
D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采取sp3杂化轨道成键
答案 B
解析 P4分子为正四面体形,键角为60°,A错误;H2O、NH3中O、N均为sp3杂化,但空间构型分别为V形、三角锥形,C错误;BF3中B原子采用sp2杂化,D错误。
9.下列推断正确的是( )
A.BF3是三角锥形分子
B.NH的电子式:,离子呈平面形结构
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p轨道形成的s—p 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
答案 D
解析 BF3中B原子无孤电子对,因此采取sp2杂化,BF3为平面三角形,A错误;NH中N原子采取sp3杂化,NH为正四面体结构,B错误;CH4中C原子采取sp3杂化,C错误,D正确。
10.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ
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)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构简式如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )
A.碳铂中所有碳原子在同一个平面中
B.顺铂中Pt提供空轨道,N、Cl提供孤对电子
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子之比为2∶1
D.1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA
答案 C
解析 左边组成环状结构的四个碳原子为sp3杂化,故碳铂分子中的6个碳原子不可能共平面,A错误;顺铂中Pt提供空轨道,只有N提供孤对电子,B错误;碳铂中羰基碳原子的杂化方式为sp2,而其他4个碳原子则为sp3杂化,C正确;1个1,1环丁二羧酸分子()中含有18个σ键,D错误。
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[题组一 基础大题]
11.物质结构的多样性使人类使用的材料精彩纷呈。
(1)如图是第二周期前七种元素的第一电离能示意图。其中硼元素是________(填图中元素代号)。
(2)乙二酸俗名草酸,是最简单的有机二元酸之一,结构简式为。草酸钠晶体中存在________(填选项代号)。
A.金属键 B.非极性键
C.π键 D.范德华力
E.氢键 F.离子键
(3)氧化锆(ZrO2)材料具有高硬度,高强度,高韧性,极高的耐磨性及耐化学腐蚀性,氧化锆陶瓷在许多领域获得广泛应用。锆是与钛同族的第五周期元素,则锆原子的价电子排布式为________。
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(4)含氧酸可电离的氢原子来自羟基,碳酸的结构式可表示为__________________________;若碳酸中的碳氧原子都在同一平面,则碳原子的杂化类型是________。
(5)PtCl4和氨水反应可获得PtCl4·4NH3,PtCl4·4NH3是一种配合物。向100 mL 0.1 mol·L-1 PtCl4·4NH3溶液中滴加足量AgNO3溶液可产生2.87 g白色沉淀。该配合物溶于水的电离方程式为______________________________。
答案 (1)⑤ (2)BCF (3)4d25s2
(4) sp2
(5)[PtCl2(NH3)4]Cl2===[PtCl2(NH3)4]2++2Cl-
解析 (1)第二周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但Be>B,N>O,则⑤为B,⑥为Be。
(2)草酸钠晶体为离子晶体,不含金属键、范德华力、氢键,C—C键为非极性键,C===O键中含有1个σ键、1个π键,草酸根离子和Na+之间为离子键。
(3)锆元素和钛元素同族,且锆元素在第五周期,锆原子的最外层有两个电子,故价电子排布式为4d25s2。
(4)碳酸的结构式为,碳酸中碳原子无孤对电子,杂化类型为sp2。
(5)该配合物的物质的量为0.1 L×0.1 mol·L-1=0.01 mol,Cl-的物质的量为=0.02 mol,则该配合物中只有2个Cl-,其余Cl在配离子中,因此电离方程式为[PtCl2(NH3)4]Cl2===[PtCl2(NH3)4]2++2Cl-。
[题组二 高考大题]
12.[2015·福建高考]科学家正在研究温室气体CH4和CO2
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的转化和利用。
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________。
(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。
a.固态CO2属于分子晶体
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4熔点低于CO2
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
(3)在Ni基催化剂作用下,CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni原子的电子排布式为________,该元素位于元素周期表中的第________族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4,1 mol Ni(CO)4中含有________mol σ键。
(4)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
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①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是__________________________________________。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是________________________________________________________________________。
答案 (1)H、C、O (2)ad
(3)①1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2) Ⅷ ②8
(4)①氢键、范德华力 ②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4
解析 (2)CH4是正四面体分子,属于只含极性共价键的非极性分子;分子中化学键的强弱决定分子的稳定性,不影响其熔、沸点。
(3)②1 mol Ni(CO)4中共有8 mol σ键,4 mol存在于Ni和配体CO之间,4 mol存在于配体CO中的C和O之间。
13.[2015·全国卷Ⅱ]A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素,A2-和B+具有相同的电子构型;C、D为同周期元素,C核外电子总数是最外层电子数的3倍;D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题:
(1)四种元素中电负性最大的是________(填元素符号),其中C原子的核外电子排布式为__________________。
(2)单质A有两种同素异形体,其中沸点高的是________(填分子式),原因是________________________;A和B的氢化物所属的晶体类型分别为________和________。
(3)C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E,E的立体构型为________,中心原子的杂化轨道类型为________。
(4)化合物D2A的立体构型为________,中心原子的价层电子对数为________,单质D与湿润的Na2CO3反应可制备D2A,其化学方程式为_____________________________________________________
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_________________。
答案 (1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(2)O3 O3相对分子质量较大,范德华力大 分子晶体
离子晶体 (3)三角锥形 sp3 (4)V形 4 2Cl2+2Na2CO3+H2O===Cl2O+2NaHCO3+2NaCl(或2Cl2+Na2CO3===Cl2O+CO2+2NaCl)
解析 由题意可知A为O,B为Na,C为P,D为Cl。
(1)四种元素中O的非金属性最强,电负性最大;P的原子序数为15,核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3。
(2)氧元素的两种同素异形体为O2和O3,沸点较高的是O3,因为O3的相对分子质量较大,范德华力大。O的氢化物可以是H2O、H2O2,二者所属晶体类型均为分子晶体;Na的氢化物为NaH,属于离子晶体。
(3)PCl3中中心原子的价层电子对数是4,其中 σ键数是3,孤电子对数为1,故PCl3中中心原子采用sp3杂化方式,分子构型为三角锥形。
(4)Cl2O中中心原子为O,分子中σ键数为2,中心原子孤电子对数为2,故中心原子的价层电子对数为4,分子空间构型为V形。Cl2与湿润的Na2CO3反应生成Cl2O的同时还应该生成NaCl和NaHCO3。
14.[2015·四川高考]X、Z、Q、R、T、U分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和R属同族元素;Z和U位于第ⅦA族;X和Z可形成化合物XZ4;Q基态原子的s轨道和p轨道的电子总数相等;T的一种单质在空气中能够自燃。
请回答下列问题:
(1)R基态原子的电子排布式是________________________ ________________________________________________。
(2)利用价层电子对互斥理论判断TU3的立体构型是________。
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(3)X所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中,酸性最强的是________(填化学式);Z和U的氢化物中沸点较高的是________(填化学式);Q、R、U的单质形成的晶体,熔点由高到低的排列顺序是________(填化学式)。
(4)CuSO4溶液能用作T4中毒的解毒剂,反应可生成T的最高价含氧酸和铜,该反应的化学方程式是______________________________________。
答案 (1)1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)
(2)三角锥形
(3)HNO3 HF Si、Mg、Cl2
(4)P4+10CuSO4+16H2O===10Cu+4H3PO4+10H2SO4
解析 短周期元素X、Z、Q、R、T、U原子序数依次增大,Z和U位于第ⅦA族,则可知Z为F,U为Cl;X与Z可形成XZ4,则X为C;R与X同族,则R为Si;Q的基态原子的电子排布式应为1s22s22p63s2,Q为Mg;T的一种单质在空气中能自燃,则T为P。
(1)R基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)。
(2)在PCl3分子中磷原子与氯原子形成三个σ键,磷原子还有一对孤电子对,由价层电子对互斥理论可知PCl3的立体构型为三角锥形。
(3)X位于第二周期,该周期元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HNO3;Z和U的氢化物分别为HF和HCl,而HF分子之间存在氢键,所以沸点HF>HCl;Q、R、U形成的单质分别为Mg、Si和Cl2,Mg为金属晶体,Si为原子晶体,Cl2为分子晶体,三种晶体熔点高低顺序为Si>Mg>Cl2。
(4)由题中提示信息及原子守恒和得失电子守恒可写出该反应的化学方程式为10CuSO4+P4+16H2O===4H3PO4+10Cu+10H2SO4。
15.[2015·江苏高考]下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:
2Cr2O+3CH3CH2OH+16H++13H2O―→
4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH
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(1)Cr3+基态核外电子排布式为________;配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是________ (填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________;1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为______________________(填化学式);H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为______________________。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3) O
(2)sp3和sp2 7NA(或7×6.02×1023)
(3)H2F+ H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
解析 (1)Cr为24号元素,铬原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,Cr3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3(或[Ar]3d3);与Cr3+形成配位键的应为含孤对电子的氧原子。
(2)甲基(—CH3)中的碳原子轨道杂化类型为sp3,羧基(—COOH)中的碳原子轨道杂化类型为sp2;一个CH3COOH分子中有六个单键均为σ键,还含有一个碳氧双键,碳氧双键中含一个σ键、一个π键,共含7个σ键。
(3)等电子体必须满足原子个数和电子个数均相等;H2O与CH3CH2OH中均含羟基(—OH),可形成氢键。
16.完成16年高考组合题。
Ⅰ.[2016·全国卷Ⅱ]东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)镍元素基态原子的电子排布式为________________,3d能级上的未成对电子数为________。
(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。
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②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为________,提供孤电子对的成键原子是________。
③氨的沸点________(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是________;氨是________分子(填“极性”或“非极性”),中心原子的轨道杂化类型为________。
Ⅱ.[2016·江苏高考][Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:
4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O===
[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
(1)Zn2+基态核外电子排布式为__________________。
(2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为________mol。
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________________。
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为__________________________。
Ⅲ.[2016·四川高考]M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z是一种过渡元素。M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,R是同周期元素中最活泼的金属元素,X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,Z的基态原子4s和3d轨道半充满。请回答下列问题:
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(1)R基态原子的电子排布式是________,X和Y中电负性较大的是________(填元素符号)。
(2)X的氢化物的沸点低于与其组成相似的M的氢化物,其原因是______________________。
(3)X与M形成的XM3分子的空间构型是________。
答案 Ⅰ.(1)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 2
(2)①正四面体 ②配位键 N ③高于 NH3分子间可形成氢键 极性 sp3
Ⅱ.(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (2)3
(3)sp3和sp (4)NH
(5)
Ⅲ.(1)[Ne]3s1(或1s22s22p63s1) Cl
(2)H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键
(3)平面三角形
解析 Ⅰ.(1)镍是28号元素,位于第四周期第Ⅷ族,根据核外电子排布规则,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2,3d能级有5个轨道,3对自旋方向不同的电子占满3个轨道,2个自旋方向相同的单电子分别占据2个轨道,所以未成对的电子数为2。
(2)①根据价层电子对互斥理论,SO的成键电子对数等于4,孤电子对数(6+2-2×4)×=0,则阴离子的立体构型是正四面体形。②根据配位键的特点,在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为配位键,提供孤电子对的成键原子是N。③氨气分子间存在氢键,所以氨的沸点高于膦(PH3
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);根据价层电子对互斥理论,氨气中心原子N的成键电子对数等于3,孤电子对数(5-3)×=1,则N是sp3杂化,分子成三角锥形,正负电荷重心不重叠,氨气是极性分子。
Ⅱ.(1)Zn是30号元素,Zn2+核外有28个电子,根据原子核外电子排布规律可知基态Zn2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)。
(2)甲醛的结构式是,在一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键,所以在1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3 mol。
(3)在HOCH2CN分子中,连有羟基—OH的碳原子的杂化类型是sp3杂化,连有—CN的碳原子杂化轨道类型是sp杂化。
(4)H2O含有10个电子,则与H2O分子互为等电子体的阴离子为NH。
(5)在[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,C原子提供电子对,Zn2+的空轨道接受电子对。
Ⅲ.首先推断元素,M、R、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,M基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,M是O;R是同周期元素中最活泼的金属元素,R是Na;X和M形成的一种化合物是引起酸雨的主要大气污染物,X是S,则Y是Cl;Z是一种过渡元素,基态原子4s和3d轨道半充满,即价电子构型为3d54s1,Z是Cr。
(1)R是Na,位于周期表第三周期ⅠA族,其基态原子的电子排布式是[Ne]3s1或1s22s22p63s1;S和Cl中,非金属性强的电负性大,故电负性较大的是Cl。
(2)由于氧原子电负性大,H2O分子能形成氢键,而H2S不能,故H2O的沸点远远高于H2S。
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(3)SO3中硫原子的价层电子对数是3+(6-3×2)×=3,没有孤电子对,分子的空间构型是平面三角形。
[题组三 模拟大题]
17.[2017·郑州模拟]氯吡苯脲是一种西瓜膨大剂(植物生长调节剂),其组成结构和物理性质见下表。
回答下列问题:
(1)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为________。
(2)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有________。
A.离子键 B.金属键
C.极性键 D.非极性键
E.配位键 F.氢键
(3)查文献可知,可用2氯4氨吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲。
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反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂________个σ键、断裂________个π键。
(4)①波尔多液是果农常用的一种杀菌剂,是由硫酸铜和生石灰制得的。若在波尔多液的蓝色沉淀上,再喷射氨水,会看到沉淀溶解变成蓝色透明溶液,得到配位数为4的配合物。铜元素基态原子电子排布式为__________________________________。
②上述沉淀溶解过程的离子方程式为____________________________。
答案 (1)sp2、sp3 (2)CDF (3)NA NA
(4)①1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1)
②Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
解析 (1)氮原子在氯吡苯脲中以两种形式存在,一是N—C键,另一是N===C键,前者为sp3杂化,后者为sp2杂化。
(3)反应过程中,异氰酸苯酯断裂的是N===C键中的π键,2氯4氨吡啶断裂的是N—H σ键。
(4)溶解过程是Cu(OH)2蓝色沉淀溶解在氨水中生成四氨合铜配离子,形成蓝色透明溶液。
18.[2017·广州联考]过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注,因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都有重要意义。
(1)铜离子与氨基酸形成的配合物具有杀菌、消炎和抗肿瘤活性。与铜属于同一周期,且未成对电子数最多的元素基态原子核外电子排布式为____________________________________________。
(2)CO可以和很多过渡金属形成配合物,如羰基铁[Fe(CO)5]、羰基镍[Ni(CO)4]。与CO互为等电子体的离子为______________(填化学式),C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______________。
(3)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示。
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①此配离子中含有的作用力有________(填字母)。
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键
E.配位键 F.氢键 G.σ键 H.π键
②此配合物中碳原子的杂化轨道类型有________。
(4)Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有钛的两种颜色的配合物,一种为紫色,另一种为绿色,相关实验证明,两种物质的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种配合物的成键情况,设计了如下实验:分别取等质量的两种物质的样品配成待测溶液;分别往待测溶液中滴入过量的AgNO3溶液并充分反应,均产生白色沉淀;测定沉淀质量并比较,发现由原绿色配合物得到沉淀的质量是由原紫色配合物得到沉淀质量的2/3。则原绿色配合物的内界的化学式为________________。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1)
(2)CN- N>O>C
(3)①CDEGH ②sp2、sp3
(4)[TiCl(H2O)5]2+
解析 (1)铜位于第四周期,该周期中未成对电子数最多的元素中3d轨道上应是半满,4s轨道上也是半满状态,为Cr元素,电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
(2)CO分子共含有14个电子,与其互为等电子体的离子为CN-;同周期元素自左到右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族元素和第ⅤA族元素由于处于全满(第ⅡA族)或半满(第Ⅴ
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A族)的稳定结构,故第一电离能要高于相邻主族元素,故三者的第一电离能大小顺序为N>O>C。
(3)①在该配离子中含有C—O、C—H等极性键,含有C—C非极性键,O与Fe3+之间的配位键,C—C、C—O、C—H、O—H等σ键,C===O键、C===C键中含有π键;②碳碳双键和碳氧双键中的碳原子采用sp2杂化,—CH3和—CH2—中的碳原子采用sp3杂化。
(4)向两种物质的溶液中加入AgNO3溶液后都生成白色沉淀,说明外界中都含有Cl-,由得到沉淀的量的关系可知,绿色配合物中有2个Cl-在外界,而紫色配合物中的Cl-全部在外界,故绿色配合物的内界的化学式为[TiCl(H2O)5]2+。
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