Question

1994年度諾貝爾化學(xué)獎授予為研究臭氧做出貢獻(xiàn)的化學(xué)家．O₃能吸收有害紫外線，保護人類賴以生存的空間．O₃的分子結(jié)構(gòu)如圖，呈V型，兩個O----O鍵的夾角為116.5°．三個原子以一個O原子為中心，另外兩個O原子分別構(gòu)成一個共價鍵；中間O原子提供2個電子，旁邊兩個O原子各提供一個電子，構(gòu)成一個特殊的化學(xué)鍵---三個O原子均等地享有這個電子．請回答：
（1）臭氧與氧氣的關(guān)系是

 

（2）寫出下列分子與O₃分子的結(jié)構(gòu)最相似的是

 

A．H₂O  B．CO₂   C．SO₂    D． BeCl₂
（3）分子中某原子有一對或幾對沒有跟其他原子共用的價電子叫孤對電子，那么O₃分子有

 

對孤對電子．
（4）O₃分子是否為極性分子．

 

（填是或否）
（5）O₃具有強氧化性，它能氧化PbS為PbSO₄而O₂不能，試配平：PbS+O₃═PbSO₄+O₂，生成1molO₂的轉(zhuǎn)移電子物質(zhì)的量為

 

mol．

Answer 1

考點：判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,同素異形體,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,極性分子和非極性分子

專題：

分析：（1）臭氧是由3個氧原子構(gòu)成的分子；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體；
（2）根據(jù)分子中中心原子的價層電子對數(shù)判斷分子的空間構(gòu)型；
（3）根據(jù)孤對電子的概念及臭氧分子結(jié)構(gòu)分析；
（4）分子中正負(fù)電荷中心不重合，這樣的分子為極性分子；分子中正負(fù)電荷的重心重合，則為非極性分子；
（5）PbS+O₃--PbSO₄+O₂中，S元素的化合價由-2價升高為+6價，O元素的化合價由0降低為-2價，由反應(yīng)中轉(zhuǎn)移的電子計算．

解答： 解：（1）由同種元素形成的不同種單質(zhì)互為同素異形體，1個臭氧分子是由3個氧原子構(gòu)成，化學(xué)式為：O₃；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，
故答案為：同素異形體；
（2）O₃分子的結(jié)構(gòu)如圖，在臭氧O₃中，中心的氧原子以sp²雜化，與兩旁的配位氧原子鍵合生成兩個σ鍵，使O₃分子呈V形；
A．H₂O中含有2對σ鍵，2對孤電子對，O原子sp³雜化，空間結(jié)構(gòu)為V形，故A錯誤；
B．CO₂為含有4個σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故B錯誤；
C．SO₂分子呈“V”字形結(jié)構(gòu)，其成鍵方式與O₃類似，S原子sp²雜化，S原子和兩側(cè)的氧原子除以σ鍵結(jié)合以外，還形成一個三中心四電子的大π鍵，故C正確；
D．BeCl₂含有2個σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故D錯誤；
故答案為：C；
（3）臭氧分子中，中間的氧原子含有1對孤電子對，兩邊的各含有2對孤電子對，所以總共5對孤電子對，故答案為：5；
（4）O₃中的中心O原子為sp²雜化，理想模型為平面三角形，分子構(gòu)型為V型，而且O₃形成的是三中心四電子大π鍵，空間構(gòu)型不對稱．正負(fù)電荷重心不重合，所以是極性分子，故答案為：是；  
（5）PbS+O₃--PbSO₄+O₂中，S元素的化合價由-2價升高為+6價，O元素的化合價由0降低為-2價，則由電子守恒可知反應(yīng)為PbS+4O₃=PbSO₄+4O₂，由反應(yīng)中可知，生成4molO₂轉(zhuǎn)移電子8mol，則1molO₂轉(zhuǎn)移電子為2mol，故答案為：1；4；1；4；2．

點評：本題考查了臭氧分子的空間構(gòu)型的判斷，注意根據(jù)分子的中心原子的價層電子對數(shù)判斷，題目難度中等．