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1、配餐作业(三十八)分子结构与性质1原子序数小于36的X、Y、Z三种元素，其中X是形成化合物种类最多的元素，Y原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子。回答下列问题：(1)Y2X2分子中Y原子轨道的杂化类型为_，1 mol Y2X2含有键的数目为_。(2)化合物ZX3的沸点比化合物YX4的高，其主要原因是_。(3)元素Y的一种氧化物与元素Z的一种氧化物互为等电子体，元素Z的这种氧化物的分子式是_。解读根据题给信息可推知X、Y、Z分别为氢、碳、氮三种元素。(1)Y2X2为乙炔，乙炔含有一个碳碳三键，乙炔中的碳原子轨道的杂化类型为sp杂化，一个乙炔分
2、子中含有3个键，1 mol乙炔中键为3 mol；(2)ZX3为氨气，YX4为甲烷，氨气分子间能形成氢键，使沸点升高；(3)Y(碳)的氧化物有CO、CO2，Z(氮)的氧化物有N2O、NO、N2O3、N2O4、N2O5，CO2与N2O互为等电子体。答案(1)sp杂化36.021023(2)NH3分子间存在氢键(3)N2O2某催化剂中含有的活性组分为Ni、Cu和Zn的化合物，可用于二氧化碳加氢制取甲醚。甲醚是乙醇的同分异构体，其熔点为141.5 ，沸点为24.9 ，在加热条件下可分解成甲烷、乙烷、甲醛等。(1)乙醇的沸点比甲醚高，其主要原因是_。(2)甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_。(3)储氢材
3、料化合物A是乙烷的等电子体，其相对分子质量为30.8，且A是由第二周期两种氢化物形成的化合物。加热A会缓慢释放氢气，同时A转化为化合物B，B是乙烯的等电子体。化合物A的结构式为_(若含有配位键，要求用箭头表示)，1 mol化合物B中键的数目是_。解读答案(1)乙醇分子间有氢键(2)sp2(3)5NA3(1)下列物质变化，只与分子间作用力有关的是_(填选项字母)。A干冰熔化B乙酸汽化C乙醇与丙酮混溶E碘溶于四氯化碳F石英熔融(2)下列物质中，只含有极性键的分子是_，既含离子键又含共价键的化合物是_；只存在键的分子是_，同时存在键和键的分子是_(均填选项字母)。A. N2B. CO2C. CH2C
4、l2D. C2H4E. C2H6F. CaCl2G. NH4Cl解读答案(1)AE(2)BCGCEABD4科学家正在研究温室气体CH4和CO2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_(填选项字母)。a固态CO2属于分子晶体bCH4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CO2dCH4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。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。Ni能与CO形成正
5、四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有_ mol 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”。“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是_。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_。解读本题主要考查电负性、分子的极性、杂化类型、核外电子排布式、共价键的类型、分子间作用力、氢键等。(1)元素的非金属性越强，电负性越大，故H、C、O的电负性依
6、次增大；(2)固态CO2是分子晶体，a项正确；CH4分子是正四面体对称结构，其为含有极性键的非极性分子，b选项错误；CH4和CO2都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，与键能无关，C选项错误；CH4为正四面体结构，碳原子的杂化类型是sp3杂化，CO2为直线形分子，碳原子的杂化类型是sp杂化，d选项正确；(3)Ni的原子序数为28，故其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；Ni排在Fe的后面，属于第四周期，第族；CO分子的电子式为：CO，分子中存在1个键，而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个键，故1 mol Ni(CO)4中含
7、有8 mol 键。(4)可燃冰中存在分子间作用力即分子间作用力，另外水分子间还存在氢键；根据表格数据，二氧化碳分子与水分子的结合能更大，表明CO2更易与水分子结合。答案(1)H、C、O(2)ad(3)1s22s22p63s23p63d84s2或Ar3d84s28(4)氢键、分子间作用力CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH45随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成分是CH4)为原料经合成气(主要成分为CO、H2)制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁Fe(CO)5等而导致
8、以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式：_。(2)与CO互为等电子体的分子和离子分别为_和_(各举一种即可，填化学式)，CO分子的电子式为_，CO分子的结构式可表示成_。(3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有_，CH3OH的熔、沸点比CH4高，其主要原因是_。解读(1)Fe原子的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2。(2)N2、CN与CO互为等电子体；因为N2的电子式为NN，所以CO的电子式为CO，其结构式为CO(有一个配位键)。(3)CH4
9、、CH3OH均为四面体结构，碳原子采取sp3杂化；由于CH3OH是极性分子，且存在分子间氢键，所以CH3OH的熔、沸点较高。答案(1)1s22s22p63s23p63d64s2或Ar3d64s2(2)N2CNCOCO(3)CH4、CH3OHCH3OH分子有极性，同时分子之间还存在着氢键6用Cr3掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料，氮化铝其晶胞如图(1)所示可由氯化铝与氨经气相反应制得。图(1)图(2)(1)Cr3基态的核外电子排布式可表示为_。(2)氮化铝的化学式为_。(3)氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如图(2)所示。在Al2Cl6中存在的化学键有_(填选项字母)。a离子键b
10、共价键c配位键 d金属键(4)一定条件下用Al2O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为Al2O33CCl4=2AlCl33COCl2。其中，COCl2分子的空间构型为_。一种与CCl4互为等电子体的离子的化学式为_。(5)AlCl3在下述反应中作催化剂。分子中碳原子的杂化类型为_。解读(1)从K数到Cr为6，所以Cr的核外电子排布式为Ar3d54s1，则Cr3为Ar3d3；(2)晶胞中，N原子个数为812，Al原子个数为412；(3)Al2Cl6不属于离子化合物，所以无离子键，不属于金属晶体，无金属键；AlCl3中，1个Al与3个Cl之间形成3个共价键后Al最外层有6个电子，还差2个达到8电
11、子稳定结构，另一个AlCl3中一个氯原子提供一对电子与铝原子共用形成配位键，从而结合成Al2Cl6；(4)COCl2中，碳原子周围有3个键，孤电子对数0，碳原子采取sp2杂化，COCl2分子的空间构型为平面三角形。答案(1)1s22s22p63s23p63d3或Ar3d3(2)AlN(3)bc(4)平面三角形SO(或PO、ClO、SiO、PCl等合理答案)(5)sp2和sp37周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。
12、回答下列问题：(1)b、c、d中第一电离能最大的是_(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为_。(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为_；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是_；酸根呈三角锥结构的酸是_。(填化学式)(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为_。(5)这5种元素形成的一种11型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为_，阳离子中存在的化学键类型有_；该化合物加热时首先失去的组分是_，判断理由是_。解读根据“a的核外电子总数与其周期数相同”可知a为H元素；根据“c的最外层电子数为其内层电子数的3倍”可知c为O元素；根据“b的价电子层中的未成对电子有3个”且原子序数：bc，可知b为N元素；根据“d与c同族”可知d为S元素；根据“e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子”可知e为Cu元素。(1)由于O
