《中学化学竞赛试题资源库-成键理论》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中学化学竞赛试题资源库-成键理论（36页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中学化学竞赛试题资源库成键理论A组B组 A、B下列各结构式中，最有可能的N2O Lewis结构式为A NNO B NNO C NNO D NON B下列各Lewis结构式中，能正确表示出NO3离子的Lewis结构式是A B C D BS2O32合理的共振结构式总数为A 3 B 6 C 11 D 12 BBF3的合理的共振结构式总数有A 2 B 3 C 4 D 6 B下列有关HOCN分子的共振结构中，最稳定的是A HOCN B HOCNC HOCN D HOCN D假定CH3是平面结构，并且在外磁场中处于平衡，不成对电子处在什么原子轨道上？A 2s B 2px C 2py D 2pz A下列各组
2、物质中，都含有两个的是A N2O，CO2，N3 B N2O，NO2，N3C N2O，CO2，NO2 D NO2，CO2，N3 CN2O4中存在着A 一个 B 两个 C 一个 D 两个 （1）C6H2O2N10 （2）是 （3）否 （4）1 9 0 （5）分解能产生大量很稳定的气体N22001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世纪的科学怪杰泡林（Linus Pauling）教授诞辰100周年（19011994）。1994年这位世纪老人谢世，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？它是生命前物质？它能合
3、成吗？它有什么性质？不得而知。这是泡林留给世人的一个谜。也许这是永远无法解开的谜；也许你有朝一日能解开它。不管结果如何，让我们先对这个结构作一番考察：（1）它的分子式是什么？ （2）它的所有原子是否处于同一个平面上？ （3）它是否带有电荷？ （4）该分子中sp杂化的N原子有 个；sp2杂化 个；sp3杂化 个。（5）为什么人们猜它是炸药？ S原子采取sp3杂化 不存在键 有同分异构体：船式；椅式硫有许多同素异形体，在低温下用浓盐酸分解硫代硫酸钠时，在甲苯中结晶，得环状分子S6。S6分子中S原子的杂化类型是什么？分子中是否存在键？S6是否有同分异构体？画出S6分子的结构式。 （1）H2O或醚 （
4、2）O2，O2 （3）BX3，BX4（X为卤族元素） （4）N2，NH4或季铵盐类写出符合下列条件的相应的分子或离子的化学式：（1）氧原子用sp3杂化轨道形成两个键 。（2）氧原子形成一个三电子键 ，氧原子形成两个键 。（3）硼原子用sp3杂化轨道形成三个键 ；硼原子用sp3杂化轨道形成四个键 。（4）氮原子形成两个键 ；氮原子形成四个键 。 （1） （2）NF3分子的极性比NH3分子的极性小。在这两个分子中，都有一个sp3杂化轨道为N原子的一对孤对电子所占据。对NF3来说，NF键的极性较大，而且偶极矩指向F原子，而N原子中由于孤对电子产生的偶极矩是指向孤对电子，方向正好与NF键产生的偶极矩相
5、反，抵消了NF键产生的偶极矩，所以NF分子的极性较小；对于NH3来说，NH键产生的偶极矩指向N原子，与N原子中由孤对电子产生的偶极矩的方向相同，使NH键的极性加强，所以NH3分子的极性大。（1）画出NH3和NF3分子的空间构型，并用和表示出键的极性。（2）比较这两个分子极性大小并说明原因。 （1）CO： CO2： H2CO： HCOOH：（2）COCO2H2COHCOOH（CO）HCOOH（COH）对于下列分子：CO、CO2、H2CO（甲醛）、HCOOH（甲酸）。（1）画出各分子的立体结构，并标明各原子间的成键情况（，nm，m为电子数，n为原子数）。（2）估计分子中CO键的键长变化规律。 丙酮
6、CO2CO 理由：CO中CO键级为3；CO2中CO键级为2；丙酮中碳基与甲基有超共轭效应（或共轭），使羰基电子云离域范围扩大，CO键级小于2。 （2）CH3ClCH2CHClCHCCl 理由：中有两个（p共轭） 中有一个（p共轭） CH3Cl中有相对于p共轭弱得多的p共轭。 （3）H2 rH1119.4kJ/mol 即E（）E（HH）2E（CH）1194（kJ/mol） 若苯分子结构为，则十3H2 预计rH2358.2（kJ/mol） 但事实上，十3H2 rH206（kJ/mol） 与rH2相差甚远。因此苯分子的结构并非含有3个小键。（1）试比较CO2、CO和丙酮中CO键长的大小顺序，并说明理
7、由。（2）试比较CH3Cl、CH2CHCl和CHCCl中CCl键键长的大小顺序，并说明理由。（3）根据下面的实验数据，说明苯分子的结构并非含有3个小键，即并非所示。物 质苯（C6H6）环己烯（C6H10）环己烷标准燃烧热kJ/mol3301.63786.63953.6物 质CO2（气）H2O（液）标准燃烧热kJ/mol393.5285.8 （1）(CH3)3CFSbF5(CH3)3CSbF6 最强的路易斯酸 SbF5中的中心原子有4d空轨道，能接受其它物种的孤电子对。 （2）sp2 sp3 （3）大键（离域键） 参与成键的原子必须处于同一平面，即中心原子只能采取sp或sp2杂化类型；每个参与成
8、键的原子提供一个p轨道，若中心原子采取sp杂化时，有时也可以提供两个p轨道，各产轨道间必须互相平行，以保证这些p轨道最大程度的重叠；参与成键的p轨道所提供的p电子数目必须小于两倍的p轨道数目。1994年10月12日，瑞典皇家科学院宣布授予美国南加利福尼亚大学有机化学家乔治安德鲁欧拉（GeorgeAndrewOlah）教授1994年度诺贝尔化学奖，以表彰他在碳正离子化学研究方面所作的贡献。（1）1962年，欧拉和他的同事们把(CH3)3CF溶于过量的SbF5介质中，获得理想的结果，它们之间反应的化学方程式是 ，SbF5属于 类化合物，其理由是 。（2）欧拉对碳正离子的贡献不仅在于实验方面，更重要
9、的是他在1972年提出系统的碳正离子新概念。CH3、CH5两类碳正离子的结构中，中心碳原子分别采取 、_杂化方式。试分别画出它们的结构式。（5）在(C6H5)3C碳正离子中，除了键外，还存在 键，它可表示为 ，形成此种键型的条件是 。 （1）原子半径小，周围没有足够的空间容纳4个以上的配位原子（2）S和P原子半径够大，周围可以容纳多于4个以上的配位原子（3）两个SF6分子各去掉一个F再把S连起来（4）由于Te原子半径比S原子大，F原子与Te原子配位后留下的空隙比与S原子配位时大，H2O（Lewis碱）更加容易进攻中心原子，故TeF6容易水解。（5）TeF63H2O6HFH6TeO6Lewis结
10、构中至少有一个原子周围多于8个电子的化合物叫超价化合物。出现超价化合物对于第三至第六周期而言是个相当普遍的现象，例如PCl3和SF6结构中的P和S原子。传统的解释认为这些元素的低能级未满d轨道能够容纳额外的电子，如果利用3d轨道，P的价层电子数就能超过8，PCl5中至少必须利用一个3d轨道，第二周期较少出现超价是由于这些元素没有2d轨道。然而，新近的计算表明传统的解释方法过分强调了3d轨道在超价化合物中所起的作用，空轨道并不是形成超价化合物的主要原因，超价SF6分子中的成键作用不必用d轨道扩大S原子的八隅体就能作出解释。（1）试说明第二周期元素很少出现超价化合物的主要原因。（2）用第1问得出的
11、结论解释为什么可以稳定存在SF6和PCl5。（3）S2F10也为超价化合物，试画出其Lewis结构。（4）已知SF6不容易水解，其原因可归结于其结构的稳定性及S已达到最高配位等因素，但TeF6却可在水中明显地水解，说明其原因。（5）写出TeF6水解的反应方程式。 （1）键强SsiO4/41；2；2；八面体（六配位）（2）诸配位键的键价和S5.08，结合钒配位体的构型可确定产物中的钒为5价。（3）用电价规则说明P的电价数为5，P的氧原子配位数为4，因此PO键的键强是5/4，对于公用顶点处的O其键强和为2（5/4）即2.5，显然超出氧的电价2甚多，因此必然导致PO为亚稳键在本世纪20年代末，L.P
12、auling在大量含氧酸盐结构资料的基础上系统总结了关于离子化合物的五个规则。这些结构规则对诸如硅酸盐结构化学规律的总结和研究起了重大的推动作用。电价规则是鲍林五个规则的核心。它可表述为：在一个稳定的离子化合物结构中，每一负离子的电价等于或近似等于从邻近的正离子至该负离子的各静电键强度的总和，即式中：为负离子的电荷；Si是i种正离子至每一配位负离子的静电键强度；Si定义为i/i；i是正离子的电荷数；i为其配位数。这一规则的物理基础在于：如在结构中正电位较高的位置安放电价较高的负离子时，结构会趋于稳定，而某一正离子至该负离子的静电键的强度/正是有关正离子在该处所引起正电位的量度。（1）化学式为B
13、e3Al2Si6O18的绿柱石是含铍的矿物。结构中所的Si4均处于氧离子所组成的四面体空隙之中，键强SsiO 根据电价规则， 个SiO键的键强和恰等于氧离子的电价数，决定了O2可为 个硅氧四面体所公用. 已知绿柱石中硅氧骨干外的Be2分别处于O2（硅氧骨干中的非公用氧离子）所组成的四面体的空隙中。硅氧骨干中每一个非公用的O2各与一个Si4、Be2、Al3相连，根据电价规则诸静电键强之和恰等于O2之电价。则Al3处于O2（硅氧骨干中的非公用氧离子）所组成的 体的空隙中。（2）以4价钒化合物VOSO4与盐酸羟胺为原料，在水溶液中以KOH调节pH4的条件下制得一种七配位的钒化合物VO(NH2O)2(NH3O)H2OCl。由晶体结构分析所得的键长算得诸键的键价如下：键VO(1)VO(2)VN(2)VO(3)VN(3)VO(4)VOH2S1.8110.6390.5810.7070.5960.5260.220产物中的钒为 价（3）腺苷三磷酸（ATP）因其分子含有“高能键”（实为亚稳键）而在生物化学代谢过程中起着特别重要的作用。它可以通过水解反应使“高能”（即亚稳）磷酸键解离而起到能量传递的作用。已知正磷酸根PO43中的PO链长0.15nm，而ATP中的上述PO键，已延伸至0.16nm，有力地佐证了此PO亚稳键的起因。能否
