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(bào)，PM2.5、PM10、二氧化硫、二氧化氮、二氧化碳、臭氧、甲醛等多項(xiàng)空氣污染指數(shù)比去年同期有所上升，空氣質(zhì)量變差．請(qǐng)回答下列問題：
（1）下列判斷正確的是B．
A．CO₂為V 形結(jié)構(gòu)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(gòu)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(duì)人體造成傷害，O₃常常通過O₂放電生成．如表所列數(shù)據(jù)是在相同條件下，不同物質(zhì)中氧氧之間的鍵長(zhǎng)和鍵能的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，其中a和b尚未測(cè)出．
①請(qǐng)你根據(jù)一個(gè)較為可靠的原則可估計(jì)出a、b、c、d的大小順序?yàn)閐＞c＞b＞a（由大到小），該原則可簡(jiǎn)述為．

粒子	鍵長(zhǎng)（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(zhuǎn)化為O₃時(shí)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(chǔ)氫材料，Si₆₀分子中每個(gè)硅原子只跟相鄰的3個(gè)硅原子形成共價(jià)鍵，且每個(gè)硅原子最外層都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，則Si₆₀分子中π鍵的數(shù)目為30．

Answer 1

分析 （1）A．根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論確定分子的空間結(jié)構(gòu)，CO₂為直線形結(jié)構(gòu)分子；
B．原子總數(shù)相同、電子總數(shù)或價(jià)電子總數(shù)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(gòu)型不相同；
D．一個(gè)單鍵為一個(gè)σ鍵，一個(gè)雙鍵中含一個(gè)δ鍵，一個(gè)π鍵，HCHO中含2個(gè)C-H鍵和1個(gè)C=O鍵；
（2）①根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知：成鍵所用電子數(shù)越少，鍵能越小，O₂^2-和O₂成鍵所用電子數(shù)分別為2、4個(gè)；O₂和O₂⁺電子數(shù)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(zhuǎn)化為O₃時(shí)有σ鍵斷裂、π鍵形成；
（3）利用均攤法計(jì)算共價(jià)鍵數(shù)目，根據(jù)每個(gè)硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，得出每個(gè)硅原子只有$\frac{1}{2}$個(gè)π鍵．

解答 解：（1）A．CO₂的價(jià)層電子對(duì)個(gè)數(shù)=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，該分子是直線形結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；
B．SO₂與O₃中原子個(gè)數(shù)相等，電子總數(shù)不相同，但價(jià)電子總數(shù)相同，所以是等電子體，其空間構(gòu)型相似，故B正確；
C．SO₂中S原子形成2個(gè)δ鍵，孤電子對(duì)個(gè)數(shù)=$\frac{1}{2}$×（6-2×2）=1，價(jià)層電子對(duì)數(shù)為3，為sp²雜化，分子構(gòu)型為V形，SO₃^2-中孤對(duì)電子為$\frac{1}{2}$（6+2-3×2）=1，σ 鍵電子對(duì)為3，則S原子采取sp³雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，故C錯(cuò)誤；
D．HCHO結(jié)構(gòu)式為，含2個(gè)C-H鍵和1個(gè)C=O鍵，一個(gè)單鍵為一個(gè)σ鍵，一個(gè)雙鍵中含一個(gè)σ鍵，一個(gè)π鍵，則含3個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵，故D錯(cuò)誤；
故答案為：B；
（2）①O₂和O₂⁺電子數(shù)分別為16、15，鍵能分別為：494kj/mol、628kj/mol，說明電子數(shù)越多鍵能越小，其鍵長(zhǎng)分別為1.21×10^-10m、1.12×10^-10m，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，O₂^2-和O₂成鍵所用電子數(shù)分別為2、4個(gè)，電子數(shù)越多鍵能越小，鍵長(zhǎng)越短，鍵能越大，其鍵長(zhǎng)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(zhǎng)越長(zhǎng)，鍵能越�。�
②A．O₂、O₂^2-鍵長(zhǎng)分別為：1.21×10^-10m、1.49×10^-10m，鍵長(zhǎng)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(cuò)誤；
B．O₂中，O=O鍵的鍵能為494kJ•mol^-1，故B錯(cuò)誤；
C．O₂^2-中，氧原子之間形成的是非極性共價(jià)單鍵，并且有1對(duì)共用電子，即為，不存在π鍵，故C錯(cuò)誤；
D．O₃中含有π鍵，O₂轉(zhuǎn)化為O₃時(shí)既有σ鍵斷裂，也有π鍵形成，故D錯(cuò)誤；
故答案為：A；   
（3）根據(jù)題意，每個(gè)硅形成的這3個(gè)鍵中，必然有1個(gè)雙鍵，這樣每個(gè)硅原子最外層才滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)．顯然，雙鍵數(shù)應(yīng)該是Si原子數(shù)的一半，而每個(gè)雙鍵有1個(gè)π鍵，顯然π鍵數(shù)目為30．
故答案：30．

點(diǎn)評(píng) 本題考查化學(xué)鍵類型、微�？臻g構(gòu)型、鍵能、鍵長(zhǎng)等知識(shí)點(diǎn)，注意判斷中心原子的價(jià)層電子對(duì)以及孤對(duì)電子數(shù)的判斷、注意利用均攤法計(jì)算共價(jià)鍵數(shù)目，題目難度中等．