试根据下表回答问题。
某些共价键的键长数据如下所示:
共价键 | 键长(nm) |
C—C | 0.154 |
C===C | 0.134 |
C≡C | 0.120 |
C—O | 0.143 |
C===O | 0.122 |
N—N | 0.146 |
N===N | 0.120 |
N≡N | 0.110 |
根据表中有关数据,你能推断出影响共价键键长的因素主要有哪些?其影响的结果怎样?
答案 原子半径、原子间形成的共用电子对数目。形成相同数目的共用电子对,原子半径越小,共价键的键长越短;原子半径相同,形成共用电子对数目越多,键长越短。
在下列物质中:①HCl、②N2、③NH3、④Na2O2、⑤H2O2、⑥NH4Cl、⑦NaOH、⑧Ar、⑨CO2、⑩C2H4
(1)只存在非极性键的分子是__________;既存在非极性键又存在极性键的分子是__________;只存在极性键的分子是__________。
(2)只存在单键的分子是__________,存在三键的分子是__________,只存在双键的分子是__________,既存在单键又存在双键的分子是__________。
(3)只存在σ键的分子是__________,既存在σ键又存在π键的分子是__________。
(4)不存在化学键的是__________。
(5)既存在离子键又存在极性键的是__________;既存在离子键又存在非极性键的是__________。
答案 (1)② ⑤⑩ ①③⑨ (2)①③⑤ ② ⑨ ⑩
(3)①③⑤ ②⑨⑩ (4)⑧ (5)⑥⑦ ④
结合事实判断CO和N2相对更活泼的是____________,试用下表中的键能数据解释其相对更活泼的原因:____________________。
CO | C—O | C===O | C≡O |
键能(kJ·mol-1) | 357.7 | 798.9 | 1 071.9 |
N2 | N—N | N===N | N≡N |
键能(kJ·mol-1) | 154.8 | 418.4 | 941.7 |
答案 CO 断开CO分子的第一个化学键所需要的能量(273.0 kJ·mol-1)比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量(523.3 kJ·mol-1)小
解析 由断开CO分子的第一个化学键所需要的能量[(1 071.9-798.9) kJ·mol-1=273.0 kJ·mol-1]比断开N2分子的第一个化学键所需要的能量[(941.7-418.4) kJ·mol-1=523.3 kJ·mol-1]小,可知CO相对更活泼。
1919年,Langmuir提出等电子原理:原子数相同、电子总数相同的分子,互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理,仅由第2周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是________和________;________和
________________________。
(2)此后,等电子原理又有所发展。例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。在短周期元素组成的物质中,与NO互为等电子体的分子有________、________。
答案 (1)N2 CO N2O CO2 (2)SO2 O3
解析 (1)仅由第2周期元素组成的共价分子中,即C、N、O、F组成的共价分子,如:N2与CO电子总数均为14个电子,N2O与CO2电子总数均为22个电子。
下列关于杂化轨道的叙述中,不正确的是( )
A.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构
B.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C.H2SO4分子中三种原子均以杂化轨道成键
D.N2分子中N原子没有杂化,分子中有1个σ键、2个π键
答案 C
解析 H2O分子中的中心原子O为sp3杂化,H2O的空间构型为V形;H2SO4分子中氢原子没有发生轨道杂化。
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