高中 | 杂化轨道理论 题目答案及解析

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选修三

第二章 分子结构与性质

第二节 分子的立体结构

杂化轨道理论

卤族元素可以与很多元素形成多种具有不同组成、结构、性质的物质。请回答下列问题:

基态氟原子价电子的轨道表示式为                

[["

"]]

氟为$\rm 9$号元素,基态氟原子价电子排布式为$\rm 2s^{2}2p^{5}$,价电子的轨道表示式为

亚硝酰氯$\rm (NOCl)$是有机合成中的重要试剂,其中中心原子的杂化形式为                。等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团,写出与$\rm (NOCl)$互为等电子体的一种分子                $\rm ($填化学式$\rm )$

[["

$\\rm sp^{2}$ $\\rm O_{3}$$\\rm SO_{2}$

"]]

$\rm NOCl$$\rm N$原子的价层电子对数为$\rm 2 + \dfrac{5 - 2 - 1}{2} = 3$,孤电子对数为$\rm 1$$\rm N$原子采用$\rm sp^{2}$杂化;等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团,与$\rm NOCl$互为等电子体的一种分子可为$\rm O_{3}$$\rm SO_{2}$

东南大学某课题组合成了一种新型具有平面分子结构的醌类聚合物$\rm PPPA$$\rm PPPA$可作为有机锌离子电池的正极材料。

$\rm NaCl$的熔点为$\rm 801\;\rm ^\circ\rm C$,远高于$\rm AlCl_{3}$$\rm 192\;\rm ^\circ\rm C$,原因是                

$\rm NaCl$溶液中存在水合钠离子,其示意图如图$\rm 1$所示。从电负性角度来解释这一现象                

[["

$\\rm NaCl$为离子晶体,$\\rm AlCl_{3}$为分子晶体,离子键作用力强于范德华力 氧元素的电负性大于氢元素,水分子中共用电子对偏向氧原子一方,氧原子带负电荷、氢原子带正电荷,则水合钠离子中钠离子带正电,与氧原子一侧结合

"]]

$\rm NaCl$为离子晶体,熔化时克服离子键,$\rm AlCl_{3}$为分子晶体,熔化时克服范德华力,离子键作用力强于范德华力,$\rm NaCl$熔点远高于$\rm AlCl_{3}$

②氧元素的电负性大于氢元素,水分子中共用电子对偏向氧原子一方,氧原子带负电荷、氢原子带正电荷,则水合钠离子中钠离子带正电,与氧原子一侧结合;

磷和硫均能形成多种卤化物。下列说法正确的是$\rm (\quad\ \ \ \ )\rm ($填标号$\rm )$

["

$\\rm SCl_{2}$$\\rm PCl_{5}$均属于非极性分子

","

$\\rm PCl_{3}$$\\rm S_{2}Cl_{2}$的空间构型分别为三角锥形、直线形

","

$\\rm NF_{3}$$\\rm S_{2}Br_{2}$分子中各原子最外层均满足$\\rm 8$电子稳定结构

"]
[["C"]]

$\rm A$$\rm SCl_{2}$$\rm S$$\rm sp^{3}$杂化,为$\rm V$形结构,正负电荷中心不重合,为极性分子;$\rm PCl_{5}$为三角双锥结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,$\rm A$错误;

$\rm B$$\rm PCl_{3}$$\rm P$$\rm sp^{3}$杂化且存在$\rm 1$对孤电子对,为三角锥形结构;$\rm S_{2}Cl_{2}$中中心硫原子为$\rm sp^{3}$杂化且存在$\rm 1$对孤电子对,构型不会是直线形,$\rm B$错误;

$\rm C$$\rm NF_{3}$电子式为$\rm S_{2}Br_{2}$电子式为$\rm : \overset{\cdot \text{  } \cdot}{\underset{\cdot \text{  } \cdot}{\text{Br}}} : \overset{\cdot \text{  } \cdot}{\underset{\cdot \text{  } \cdot}{\text{S}}} : \overset{\cdot \text{  } \cdot}{\underset{\cdot \text{  } \cdot}{\text{S}}} : \overset{\cdot \text{  } \cdot}{\underset{\cdot \text{  } \cdot}{\text{Br}}} :$,分子中各原子最外层均满足$\rm 8$电子稳定结构,$\rm C$正确;

故选:$\rm C$

$\rm \gamma-AgI$晶胞为立方结构,晶胞中$\rm I^{-}$采取面心立方堆积方式$\rm ($如图$\rm 3)$$\rm \gamma-AgI$晶胞沿$\rm x$$\rm y$$\rm z$轴方向的投影均如图$\rm 4$所示。

$\rm Ag^{+}$填充在$\rm I^{-}$构成的                $\rm ($填“正四面体”或“正八面体”$\rm )$空隙,其填充率为                

$\rm \gamma-AgI$晶胞的密度为$\rm \rho g\cdot cm^{-3}$,则晶胞中两个最近的$\rm Ag^{+}$之间的距离为                $\rm \;\rm nm(N_{A}$表示阿伏加德罗常数的值$\rm )$

[["

正四面体 $\\rm 50\\%$ $\\rm \\dfrac{\\sqrt{\\text{2}}}{\\text{2}}\\rm \\times \\sqrt[\\text{3}]{\\dfrac{\\text{940}}{\\rho N_{\\text{A}}}}\\rm \\times 10^{7}$

"]]

由图$\rm 1$可知,根据“均推法”,$\rm 4$$\rm I^{−}$,结合化学式可知,晶胞中含$\rm 4$$\rm Ag^{+}$,结合图$\rm 2$可知,$\rm Ag^{+}$填充在晶胞平分切割成的$\rm 8$个小立方体的体心且交错分布在其中$\rm 4$个小立方体的体心,故$\rm Ag^{+}$填充在$\rm I^{−}$构成的正四面体空隙,其填充率为$\rm 50\%$

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