Question

4．2013 年05 月14 日，深圳市人居環(huán)境委發(fā)布今年首季度的環(huán)境狀況公報，PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、臭氧、甲醛等多項空氣污染指數比去年同期有所上升，空氣質量變差．請回答下列問題：
（1）下列判斷正確的是B．
A．CO₂為V 形結構分子
B．SO₂與O₃屬于等電子體
C．SO₂和SO₃^2-的中心原子均為sp³雜化，其空間構型相同
D．HCHO 分子中只存在σ鍵不存在π鍵
（2）空氣中的O₃含量過高對人體造成傷害，O₃常常通過O₂放電生成．如表所列數據是在相同條件下，不同物質中氧氧之間的鍵長和鍵能的實測數據，其中a和b尚未測出．
①請你根據一個較為可靠的原則可估計出a、b、c、d的大小順序為d＞c＞b＞a（由大到小），該原則可簡述為．

粒子	鍵長（1.0×10-10m）	鍵能（kJ•mol-1）
O22-	1.49	a
O2-	1.28	b
O2	1.21	c=494
O2+	1.12	d=628

②下列判斷正確的是A．
A．O₂比O₂^2-穩(wěn)定
B．O-O 鍵的鍵能為494kJ•mol^-1
C．O₂^2-離子中存在π鍵
D．O₂轉化為O₃時只有σ鍵斷裂
（3）氫氣作為一種清潔能源，使用氫氣可減少SO₂的污染，Si₆₀可用作儲氫材料，Si₆₀分子中每個硅原子只跟相鄰的3個硅原子形成共價鍵，且每個硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構，則Si₆₀分子中π鍵的數目為30．

Answer 1

分析 （1）A．根據價層電子對互斥理論確定分子的空間結構，CO₂為直線形結構分子；
B．原子總數相同、電子總數或價電子總數相同的互為等電子體；
C．SO₂的中心原子sp²雜化，SO₃^2-的中心原子為sp³雜化，兩這空間構型不相同；
D．一個單鍵為一個σ鍵，一個雙鍵中含一個δ鍵，一個π鍵，HCHO中含2個C-H鍵和1個C=O鍵；
（2）①根據表中數據可知：成鍵所用電子數越少，鍵能越小，O₂^2-和O₂成鍵所用電子數分別為2、4個；O₂和O₂⁺電子數分別為16、15；
②A．鍵能越大，微粒越穩(wěn)定；
B．O=O鍵的鍵能為494kJ•mol^-1；
C．O₂^2-離子中無π鍵；
D．O₂轉化為O₃時有σ鍵斷裂、π鍵形成；
（3）利用均攤法計算共價鍵數目，根據每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結構，得出每個硅原子只有$\frac{1}{2}$個π鍵．

解答 解：（1）A．CO₂的價層電子對個數=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，該分子是直線形結構，故A錯誤；
B．SO₂與O₃中原子個數相等，電子總數不相同，但價電子總數相同，所以是等電子體，其空間構型相似，故B正確；
C．SO₂中S原子形成2個δ鍵，孤電子對個數=$\frac{1}{2}$×（6-2×2）=1，價層電子對數為3，為sp²雜化，分子構型為V形，SO₃^2-中孤對電子為$\frac{1}{2}$（6+2-3×2）=1，σ 鍵電子對為3，則S原子采取sp³雜化，空間構型為三角錐形，故C錯誤；
D．HCHO結構式為，含2個C-H鍵和1個C=O鍵，一個單鍵為一個σ鍵，一個雙鍵中含一個σ鍵，一個π鍵，則含3個σ鍵、1個π鍵，故D錯誤；
故答案為：B；
（2）①O₂和O₂⁺電子數分別為16、15，鍵能分別為：494kj/mol、628kj/mol，說明電子數越多鍵能越小，其鍵長分別為1.21×10^-10m、1.12×10^-10m，鍵長越短，鍵能越大，O₂^2-和O₂成鍵所用電子數分別為2、4個，電子數越多鍵能越小，鍵長越短，鍵能越大，其鍵長分別為1.49×10^-10m、1.28×10^-10m，所以b＞a，即d＞c＞b＞a，
故答案為：d＞c＞b＞a；鍵長越長，鍵能越��；
②A．O₂、O₂^2-鍵長分別為：1.21×10^-10m、1.49×10^-10m，鍵長越短，鍵能越大，鍵能越大，微粒越穩(wěn)定，O₂不及O₂^2-穩(wěn)定，故A錯誤；
B．O₂中，O=O鍵的鍵能為494kJ•mol^-1，故B錯誤；
C．O₂^2-中，氧原子之間形成的是非極性共價單鍵，并且有1對共用電子，即為，不存在π鍵，故C錯誤；
D．O₃中含有π鍵，O₂轉化為O₃時既有σ鍵斷裂，也有π鍵形成，故D錯誤；
故答案為：A；   
（3）根據題意，每個硅形成的這3個鍵中，必然有1個雙鍵，這樣每個硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結構．顯然，雙鍵數應該是Si原子數的一半，而每個雙鍵有1個π鍵，顯然π鍵數目為30．
故答案：30．

點評 本題考查化學鍵類型、微�？臻g構型、鍵能、鍵長等知識點，注意判斷中心原子的價層電子對以及孤對電子數的判斷、注意利用均攤法計算共價鍵數目，題目難度中等．