Question

14．1994年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予為研究臭氧作出特殊貢獻(xiàn)的化學(xué)家．O₃能吸收有害紫外線，保護(hù)人類賴以生存的空間．O₃分子的結(jié)構(gòu)如圖，呈V型，鍵角116.5℃．三個(gè)原子以一個(gè)O原子為中心，與另外兩個(gè)O原子分別構(gòu)成一個(gè)非極性共價(jià)鍵；中間O原子提供2個(gè)電子，旁邊兩個(gè)O原子各提供1個(gè)電子，構(gòu)成一個(gè)特殊的化學(xué)鍵--三個(gè)O原子均等地享有這4個(gè)電子．請(qǐng)回答：
（1）選出下列分子與O₃分子的結(jié)構(gòu)最相似的是C．
A．H₂OB．CO₂C．SO₂D．BeCl₂
（2）分子中某原子有1對(duì)沒(méi)有跟其他原子共用的價(jià)電子叫孤對(duì)電子，那么O₃分子有5對(duì)孤對(duì)電子．
（3）O₃分子是極性分子（填極性或非極性）．
（4）O₃能使淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)2KI+O₃+H₂O═2KOH+I₂+O₂則氧化產(chǎn)物和還原產(chǎn)物的物質(zhì)的量之比為1：2．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)分子中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)判斷分子的空間構(gòu)型；
（2）根據(jù)孤對(duì)電子的概念及臭氧分子結(jié)構(gòu)分析；
（3）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；
（4）氧化產(chǎn)物是碘，還原產(chǎn)物是氫氧化鉀，由反應(yīng)2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂計(jì)算．

解答 解：（1）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(gè)σ鍵，使O₃分子呈V形；
A、H₃O⁺中含有3對(duì)σ鍵，1對(duì)孤電子對(duì)，O原子sp³雜化，空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，故A錯(cuò)誤；
B、CO₂為含有4個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故B錯(cuò)誤；
C、NO₂^-中O含有2個(gè)σ鍵，1對(duì)孤電子對(duì)，為sp²雜化，空間結(jié)構(gòu)為V形，故C正確；
D、BeCl₂含有2個(gè)σ鍵，沒(méi)有孤電子對(duì)，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故D錯(cuò)誤；
故答案為：C；
（2）中間的氧原子含有1對(duì)孤電子對(duì)，兩邊的各含有2對(duì)孤電子對(duì)，所以總共5對(duì)孤電子對(duì)，
故答案為：5；
（3）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(duì)稱．正負(fù)電荷重心不重合，所以是極性分子，故答案為：極性；
（4）氧化產(chǎn)物是碘，還原產(chǎn)物是氫氧化鉀，由反應(yīng)2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂可知，物質(zhì)的量之比為1：2，
故答案為：1：2．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了分子的結(jié)構(gòu)及極性分子、同素異形體的判斷，注重了基礎(chǔ)知識(shí)的考查，難度中等．