原子与分子结构测试与答案

原子与分子结构测试学校：姓名：一、选择题（每题3分，共18分）1、实物微粒具有波粒二象性,一个质量为m速度为v的粒子的德布罗意波长为:A.h/(mv)B.mv/hC.E/h2、下列各组量子数中，错误的是（）。A.n=3，l=2，m=0，ms=1/2B.n=2，l=2，m=－1，ms=－1/2C.n=4，l=1，m=0，ms=－1/2D.n=3，l=1，m=-1，ms=1/23、下列分子中键级等于零的是（）。A.O2B.Be2C.N2D.F24、按照分子轨道理论，下列微粒中最稳定的是()。A.O2B.O2+C.O2-D.O22-5、下列分子中，非线性的是（）。A.CO2B.CS2C.SO2D.C2H26、对于O2,O2-,O22-，何者具有最大的顺磁性（）A．O2B．O2-C．O22-7、下列各组物质中，按沸点降低顺序排列正确的是（）A.CI4,CBr4,CCl4,CF4B.O2,S,Se,TeC.HF,HI,HBr,HClD.F2,Cl2,Br2,I28、下列物质：①H3O＋②[B（OH）4]－③CH3COO－④NH3⑤CH4中存在配位键的是（）A.①②B.①③C.④⑤D.②④9、6、写出Eu（63号）、Te（52号）元素原子的电子排布式。若原子核外出现5g和6h五层，请预测第九、十周期最后一个元素原子序数和它们的电子排布。4、A、B两元素，A原子的M层和N层的电子数分别比B原子的M层和N层的电子数少7个和4个。写出A、B两原子的名称和电子排布式，并说明推理过程。例9、已知某元素在氪前，当此元素的原子失去3个电子后，它的角量子数为2的轨道内电子恰好为半充满，试推断该元素。二、填空题（每空2分，共12分）1、在四个量子数中，决定电子能量（不考虑外加场）的量子数是；描述原子轨道的量子数是；描述电子运动的量子数是；每层的原子轨道数为。2、液体氟化氢是酸性溶剂，具有相当强的的Lewis酸性和较高的相对介电常数。HF是离子型物质的优良溶剂，但其高活性和毒性给操作带来困难。LiF溶于HF产生两种离子；从物质结构作用力考虑能够发生这个反应的原因是。LiF＋HF→Li＋＋[FHF]－，HF与F－之间形成氢键的能力比较强3、试写出下列物种的电子排布式（1）Cr（2）Pd（3）Fe2+4、C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是，原因。5、H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中O原子采用________杂化。H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为___________________________________________________。三、问答题1、（7分）已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4，且都含有18个电子，又知B、C和D由两种元素的原子组成，且D分子中两种原子个数比为1∶1。(1)组成A分子的原子的核外电子排布式是_______________；(2)B和C的分子式分别是________和________；C分子的立体结构呈________形，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)；(3)向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液现象是________________，该反应的化学方程式为_____________________________________________________。2、（16分）NF3是一种三角锥体分子，键角102°，沸点－129℃；可在铜的催化作用下由F2和过量NH3反应得到。（1）写出制备NF3的化学反应方程式（2分）；（2）为什么NF3的键角比NH3的键角（107.3°）小得多？（2分）（3）为什么NF3的沸点比NH3的沸点（－33℃）低得多？（2分）（4）用σ＋和σ－表示出NH3和NF3分子中键的极性，预测这两个分子极性大小，并解释原因。（3分）（5）预测NF3酸碱性情况？（1分）（6）在NF3中N－F键能为280kJ/mol，比在BF3中B－F键能（646kJ/mol）的1/2还小，请解释原因。（2分）（7）NF3不易发生水解，而NCl3却能发生水解。分析NF3不发生水解的3点理由和NCl3的水解反应方程式。（4分）答案：（1）4NH3＋3F2＝NF3＋3NH4F（1分）（2）F电负性大于氢，故NF3中N周围电子密度相对小于NH3中情形（1.5分）（3）NH3中有氢键，NF3只有范德华力（1.5分）（4）（1分）NF3分子的极性比NH3分子的极性小（1分）在NF3中，孤对电子产生的偶极方向和N－F健产生的偶极方向相反而抵消，在NH3中N－H键的净偶极矩和孤对电子的偶极矩方向一致（1分，NF3偶极矩0.78×10－30C·m；NH3偶极矩4.74×10－30C·m）（5）具有弱碱性，且碱性比NH3弱（1分）（6）①B原子半径比N原子小，且B、F电负性差比N、F电负性差大，因此B－F单键比N－F单键键能大（1分）；②在BF3中，由于F和B的p轨道重叠，使B－F健具有双键特征（π64），因此在BF3中的键能更大（1分）。（7）①电负性FN，N为δ＋，不接受H2O的H＋进攻，不能发生亲电水解（1分）；②N只有4个价轨道，均被占据，不能发生亲核水解（1分）；③N－F键能大，难断开。（1分）NCl3＋3H2O＝NH3＋3HClO（1分）2、（9分）已知等电子体间具有相似的空间构型和成键形式，SO3、BF3、NO3－、CO32－互为等电子体。（1）指出上述等电子体的空间构型和成键情况；（3分）（2）为什么上述等电子体不包括SiO32－、O4？（2分）（3）列举与N2为等电子体的分子或离子4种（4分）答案：（1）平面正三角形（1分）除3个σ键外还有1个π64大π键（1分）（2）SiO32－和O4都不是ABn型。SiO32－是化学式（1分），它是SiO44－以2个氧分别和另外2个SiO2相联成长链或环状物质的化学式，不像CO32－等那样是一个单独存在的离子单元（1分）；O4的构型为（1分）。（3）CO、NO＋、CN－、C22－（2分）3、(1)(3分)PCl5气体是分子化合物，其固体是PCl4+、PCl6-的离子化合物。试分析这三种分子或分子离子分别是什么形状？(2)（3分）工业上合成氨要在500ºC和150atm下，用Fe催化剂进行反应。尽管这种条件下的平衡常数Kp远低于室温下的Kp。试从结构化学角度解释，是什么原因使得合成氨如此困难？（1.分别是三角双锥，正四面体，正八面体。2.主要原因是N2的电子组态为KK（1σg）2（1σu）2(1πu)2(1πu)2（2σg）2,有三重键σ+π+π,键解焓很高.）4、（8分）美国和俄罗斯科学家组成的一个研究小组10月16日宣布，他们成功制造出了门捷列夫元素周期表中的118号元素。他们通过设在俄罗斯杜布纳的U400回旋加速器实验设备，两次将许多钙－48离子加速，用来轰击人造元素锎（Cf）－249，从而制造出3颗新原子：每颗新原子的原子核包含118个质子和179个中子。118号元素原子存在时间仅为0.9毫秒。研究人员观察到了118号元素原子的“衰变链”过程，证实了新元素的存在。其衰变过程中依次释放出一种相同的粒子后得到116、114、112号元素，112号元素最终裂变为两颗大小差不多的其他原子。（1）指出118号元素在周期表中的位置；（2分）（2）写出合成118号元素的核反应方程式；（3分）（3）指出衰变过程中112号元素样子的质量数。（3分）答案:1．第七周期0族稀有气体元素（1分）2．48Ca＋249Cf→297118（1.5分）3．285（1.5分）5、（5分）利用结构化学原理，分析并回答下列问题考察共价键的形成和电子云分布时,总是先将原子轨道线形组合形成分子轨道,再计算分子轨道上的电子云,而不直接用原子轨道计算出电子云，然后再叠加来形成分子轨道上的电子云?为什么?根据量子力学的态叠加原理，考察共价键的形成，应当先考虑原子轨道AO按各种位相关系叠加形成的分子轨道MO（同号叠加形成成键分子轨道，异号叠加形成反键分子轨道），然后填充电子并形成电子云。而不应当先求出各原子轨道上的电子云后再叠加,因为电子云叠加只会产生静电排斥。从数学角度讲,就是首先将原子a与b的AO线性组合成MO,然后求MO绝对值的平方,而不能先求出AO绝对值的平方后再进行线性组合!(ψa+ψb)2并不等于ψa2+ψb2,它们之间相差的干涉项反映了量子过程的特点。6、请解释下列现象（1）（3分）长周期的过渡元素平均减少幅度没有短周期主族元素原子半径平均减少幅度大。造成这种不同的原因是什么？（2）（4分）请解释下列半径变化的原因