Question

8．自從1985年發(fā)現(xiàn)了富勒烯以來，由于其具有獨(dú)特的物理和化學(xué)性質(zhì)，越來越受到人們的關(guān)注．
（1）富勒烯（C₆₀）在液相中用FeCl₃催化可生成二聚體，過程見圖．

①Fe³⁺基態(tài)時(shí)M能層電子排布式為3s²3p⁶3d⁵．
②富勒烯二聚體中碳原子雜化軌道類型有sp²、sp³．
（2）下列有關(guān)說法正確的是AC．
A．C₃H₈中碳原子都采用的是sp³雜化
B．O₂、CO₂、NH₃都是非極性分子
C．每個(gè)N₂中，含有2個(gè)π鍵
（3）CO的一種等電子體為NO⁺，NO⁺的電子式為
（4）ClO₂^-的立體構(gòu)型是V型，該離子中兩種元素的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镃l＜O．
（5）Zr原子序數(shù)為40，價(jià)電子排布式為4d²5s²，它在周期表中的位置是第5周期第ⅣB族．
（6）關(guān)于化合物，下列敘述正確的有AD．
A．該分子在水中的溶解度大于2-丁烯
B．分子中只有極性鍵
C．分子中有7個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵
D．該化合物既能發(fā)生還原反應(yīng)又能發(fā)生氧化反應(yīng)
E．分子間可形成氫鍵．

Answer 1

分析 （1）①鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去3個(gè)電子變成鐵離子，根據(jù)構(gòu)造原理書寫鐵離子的核外電子排布式；
②根據(jù)富勒烯二聚體中可以看出大多數(shù)碳原子每個(gè)C原子和其它三個(gè)C原子成鍵，為三個(gè)δ鍵和一個(gè)π鍵以及有4個(gè)碳原子每個(gè)C原子和其它四個(gè)C原子成鍵，為四個(gè)δ鍵，由此判斷雜化類型；
（2）A．C₃H₈分子中，價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=4+0=4，C原子采用sp³雜化；
B．同種元素之間形成非極性共價(jià)鍵，不同元素之間形成極性共價(jià)鍵，分子中正負(fù)電荷中心不重合，從整個(gè)分子來看，電荷的分布是不均勻的，不對(duì)稱的，這樣的分子為極性分子，以極性鍵結(jié)合的雙原子一定為極性分子，以極性鍵結(jié)合的多原子分子如結(jié)構(gòu)對(duì)稱，正負(fù)電荷的重心重合，電荷分布均勻，則為非極性分子；
C．根據(jù)單鍵為σ鍵，雙鍵含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，三鍵含有1個(gè)σ鍵和2個(gè)π鍵分析；
（3）根據(jù)等電子體的定義，只要原子數(shù)目和電子總數(shù)（或價(jià)電子總數(shù)）相同就是等電子體，等電子體結(jié)構(gòu)相似；
（4）根據(jù)中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越強(qiáng)；
（5）根據(jù)電子層數(shù)和最外層電子數(shù)判斷在周期表中的位置；
（6）A．2-丁烯不溶于水，而該物質(zhì)屬于烯醛類物質(zhì)；
B．C、H與C、O之間形成極性鍵，而C、C之間形成非極性鍵；
C．雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，單鍵均為σ鍵；
D．含-CHO，C=C雙鍵，既能被氧化，又能被還原；
E．含-CHO，沒有O-H鍵．

解答 解：（1）①鐵是26號(hào)元素，鐵原子核外有26個(gè)電子，鐵原子失去3個(gè)電子變成鐵離子，根據(jù)構(gòu)造原理可知鐵離子核外電子排布式為1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵ 或[Ar]3d⁵；
故答案為：3s²3p⁶3d⁵；
②從富勒烯二聚體中可以看出大多數(shù)碳原子每個(gè)C原子和其它三個(gè)C原子成鍵，為三個(gè)δ鍵和一個(gè)π鍵，故雜化類型為sp²雜化，有4個(gè)碳原子每個(gè)C原子和其它四個(gè)C原子成鍵，為四個(gè)δ鍵，故雜化類型為sp³雜化；
故答案為：sp²、sp³；
（2）A．C₃H₈分子中每個(gè)C原子含有4個(gè)σ鍵，所以每個(gè)C原子價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)是4，則C原子采用sp³雜化，故A正確；
B．O₂是以非極性鍵結(jié)合的雙原子一定為非極性分子，CO₂中含有極性鍵，為直線形分子，結(jié)構(gòu)對(duì)稱，分子中正負(fù)電荷重心重疊，為非極性分子，NH₃的立體構(gòu)型為三角錐型，結(jié)構(gòu)不對(duì)稱，分子中正負(fù)電荷重心不重疊，為極性分子，故B錯(cuò)誤；
C．1個(gè)氮氮三鍵中含有2個(gè)π鍵，故C正確；
故答案為：AC；
（3）CO的一種等電子體為NO⁺，CO的結(jié)構(gòu)為C≡O(shè)，則NO⁺的電子式為，
故答案為：；
（4）ClO₂^-中價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（7+1-2×2）=2，且含有2個(gè)孤電子對(duì)，所以是V型；元素的非金屬性越強(qiáng)，其電負(fù)性越強(qiáng)，則電負(fù)性：Cl＜O；
故答案為：Cl＜O；
（5）Zr原子序數(shù)為40，價(jià)電子排布式為4d²5s²，含有5個(gè)電子層，在第五周期，價(jià)電子數(shù)為4，為第IVB族；
故答案為：第5周期第ⅣB族；
（6）A．2-丁烯不溶于水，而該物質(zhì)屬于烯醛類物質(zhì)，可溶于水，則該分子在水中的溶解度大于2-丁烯，故A正確；
B．C、H與C、O之間形成極性鍵，而C、C之間形成非極性鍵，則分子中既有極性鍵又有非極性鍵，故B錯(cuò)誤；
C．雙鍵中含1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵，單鍵均為σ鍵，則分子中有9個(gè)σ鍵和3個(gè)π鍵，故C錯(cuò)誤；
D．-CHO能被氧化成羧基、被還原成羥基，碳碳雙鍵，既能被酸性高錳酸鉀等氧化劑氧化，又能加氫被還原，故D正確；
E．含-CHO，沒有O-H鍵，則不能形成氫鍵，故E錯(cuò)誤；
故答案為：AD．

點(diǎn)評(píng) 本題是對(duì)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的考查，涉及雜化、分子極性、等電子體、電子式、核外電子排布、電負(fù)性等，掌握相關(guān)知識(shí)是解答關(guān)鍵，題目難度中等，側(cè)重于考查學(xué)生的分析能力和對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．