Question

[化學(xué)──選修物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]為了比較溫室效應(yīng)氣體對(duì)目前全球增溫現(xiàn)象的影響，科學(xué)家通常引用“溫室效應(yīng)指數(shù)”，以二氧化碳為相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)．表1有（A）至（I）共九種氣體在大氣中的體積百分比及其溫室效應(yīng)指數(shù)．結(jié)合表中列出的九種氣體，試參與回答下列各題：

序號(hào)	物質(zhì)	大氣中的含量 （體積百分比）	溫室效應(yīng)指數(shù)
（A）	H2	2	0
（B）	O2	21	0
（C）	H2O	1	0.1
（D）	CO2	0.03	1
（E）	CH4	2×10-4	30
（F）	H2O	3×10-3	160
（G）	O3	4×10-5	2000
（H）	CCl3F	2.8×10-8	21000
（I）	CCl2F2	4.8×10-4	25000

（1）下列由極性鍵形成的極性分子是

 

A．N₂    B．O₂    C．H₂O    D．CO₂E．CH₄
（2）下列說法不正確的是

 

A．N₂O與CO₂，CCl₃F與CCl₂F₂互為等電子體
B．CCl₂F₂無同分異構(gòu)體，說明其中碳原子采用sp³方式雜化
C．CH₄是目前引起溫室效應(yīng)的主要原因
D．H₂O沸點(diǎn)是九種物質(zhì)中最高的，是因?yàn)樗�分子間能形成氫鍵
（3）在半導(dǎo)體生產(chǎn)或滅火劑的使用中，會(huì)向空氣逸散氣體如：NF₃、CHClFCF₃、C₃F₈，它們雖是微量的，有些確是強(qiáng)溫室氣體，下列推測不正確的是

 

A．由價(jià)層電子對(duì)互斥理論可確定NF₃分子呈三角錐形
B．C₃F₈在CCl₄中的溶解度比水中大
C．CHClFCF₃存在手性異構(gòu)
D．第一電離能：N＜O＜F
（4）甲烷晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖，下列有關(guān)說法正確的是

 

A．甲烷在常溫下呈氣態(tài)，說明甲烷晶體屬于分子晶體
B．晶體中1個(gè)CH₄分子有12個(gè)緊鄰的甲烷分子
C． CH₄晶體熔化時(shí)需克服共價(jià)鍵
D．可燃冰（8CH₄?46H₂O）是在低溫高壓下形成的晶體
（5）水能與多種過渡金屬離子形成絡(luò)合物，已知某紅紫色絡(luò)合物的組成為CoCl₃?5NH₃?H₂O．其水溶液顯弱酸性，加入強(qiáng)堿并加熱至沸騰有氨放出，同時(shí)產(chǎn)生Co₂O₃沉淀；加AgNO₃于該化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，過濾后再加AgNO₃溶液于濾液中無變化，但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成，且其質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一．則該配合物的化學(xué)式最可能為

 

A．[CoCl₂（NH₃）₄]Cl?NH₃?H₂O         B．[Co（NH₃）₅（H₂O）]Cl₃
C．[CoCl₂（NH₃）₃（H₂O）]Cl?2NH₃     D．[CoCl（NH₃）₅]Cl₂?H₂O
（6）題（5）中鈷離子在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為：

 

．

Answer 1

考點(diǎn)：晶胞的計(jì)算,元素電離能、電負(fù)性的含義及應(yīng)用,判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,配合物的成鍵情況,極性鍵和非極性鍵,原子軌道雜化方式及雜化類型判斷,氫鍵的存在對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響

專題：元素周期律與元素周期表專題,化學(xué)鍵與晶體結(jié)構(gòu)

分析：（1）不同元素原子之間形成極性鍵，根據(jù)分子空間構(gòu)型判斷分子極性；
（2）A．原子總數(shù)相等，價(jià)電子總數(shù)或電子總數(shù)相等的微粒為等電子體；
B．CCl₂F₂無同分異構(gòu)體，說明分子為四面體結(jié)構(gòu)，據(jù)此判斷；
C．目前引起溫室效應(yīng)的主要原因是二氧化碳；
D．都屬于分子晶體，H₂O分子之間存在氫鍵，沸點(diǎn)最高；
（3）A．計(jì)算N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)與孤對(duì)電子判斷NF₃分子空間構(gòu)型；
B．有機(jī)物易溶于有機(jī)溶解；
C．存在手性碳原子分子有手性異構(gòu)，連接4個(gè)不同基團(tuán)或原子的碳原子為手性碳原子；
D．同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，結(jié)合N元素2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu)分析；
（4）A．甲烷在常溫下呈氣態(tài)，說明甲烷沸點(diǎn)很低，晶體屬于分子晶體；
B．以頂點(diǎn)甲烷分子為研究對(duì)象，與之最近的甲烷分子位于面心，每個(gè)甲烷分子為12個(gè)面共用；
C． CH₄晶體屬于分子晶體；
D．常溫下甲烷為氣態(tài)、水為液態(tài)，形成可燃冰（8CH₄?46H₂O）晶體的條件應(yīng)是低溫高壓；
（5）CoCl₃?5NH₃?H₂O水溶液加AgNO₃于該化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，說明外界離子有Cl^-，過濾后再加AgNO₃溶液于濾液中無變化，但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成，說明配體中含有Cl^-，且其質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一，說明外界離子有Cl^-與配體Cl^-之比為2：1，據(jù)此判斷；
（6）上述（5）中鈷離子為Co³⁺，離子核外電子數(shù)為24，根據(jù)構(gòu)造原理書寫．

解答： 解：（1）N₂、O₂ 不含極性鍵，為非極性分子，H₂O、CO₂、CH₄都含有極性鍵，H₂O為V型，分子不對(duì)稱，為極性分子，CO₂為直線型、CH₄為正四面體型，為對(duì)稱結(jié)構(gòu)，屬于非金屬性分子，
故答案為：C；
（2）A．N₂O與CO₂原子總數(shù)相等且電子總數(shù)相等，二者為等電子體，CCl₃F與CCl₂F₂原子總數(shù)相等且價(jià)電子總數(shù)，二者互為等電子體，故A正確；
B．CCl₂F₂無同分異構(gòu)體，說明分子為四面體結(jié)構(gòu)，碳原子采用sp³方式雜化，故B正確；
C．目前引起溫室效應(yīng)的主要原因是二氧化碳，不是甲烷，故C錯(cuò)誤；
D.9種物質(zhì)都屬于分子晶體，H₂O分子之間存在氫鍵，9種物質(zhì)中水沸點(diǎn)最高，故D正確，
故答案為：C；
（3）A．NF₃分子中N原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)=3+

5-1×3

2

=4、有1對(duì)孤電子對(duì)，故其為三角錐型空間構(gòu)型，故A正確；
B．C₃F₈屬于有機(jī)物，易溶于有機(jī)溶劑，C₃F₈在CCl₄中的溶解度比水中大，故B正確；
C．CHClFCF₃分子中存在手性碳原子（連接H原子的碳原子），故存在手性異構(gòu)，故D正確；
D．同周期自左而右元素第一電離能呈增大趨勢，但N元素2p能級(jí)為半滿穩(wěn)定狀態(tài)，能量較低，第一電離能高于同周期相鄰元素，故第一電離能O＜N＜F，故D錯(cuò)誤，
故答案為：D；
（4）A．甲烷在常溫下呈氣態(tài)，說明甲烷沸點(diǎn)很低，晶體屬于分子晶體，故A正確；
B．以頂點(diǎn)甲烷分子為研究對(duì)象，與之最近的甲烷分子位于面心，每個(gè)甲烷分子為12個(gè)面共用，故晶體中1個(gè)CH₄分子有12個(gè)緊鄰的甲烷分子，故B正確；
C．CH₄晶體屬于分子晶體，熔化時(shí)需克服分子間作用力，故C錯(cuò)誤；
D．常溫下甲烷為氣態(tài)、水為液態(tài)，形成可燃冰（8CH₄?46H₂O）晶體的條件應(yīng)是低溫高壓，故D正確，
故答案為：ABD；
（5）CoCl₃?5NH₃?H₂O水溶液加AgNO₃于該化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，說明外界離子有Cl^-，過濾后再加AgNO₃溶液于濾液中無變化，但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成，說明配體中含有Cl^-，且其質(zhì)量為第一次沉淀量的二分之一，說明外界離子有Cl^-與配體Cl^-之比為2：1，選項(xiàng)中只有D符合，
故答案為：D；
（6）上述（5）中鈷離子為Co³⁺，離子核外電子數(shù)為24，其核外電子排布為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶，
故答案為：1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁶．

點(diǎn)評(píng)：本題為物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)綜合題目，涉及分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、等電子體、價(jià)層電子對(duì)互斥理論、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶胞結(jié)構(gòu)、電離能、配合物、核外電子排布等，考查知識(shí)全面、覆蓋廣，難度中等，有利于考查學(xué)生對(duì)該模塊主干知識(shí)的掌握情況．