Question

如图是过氧化氢(H₂O₂)分子和O₃分子的空间结构示意图。请回答：

(1) O₃分子中非极性共价键是__________键，特殊的化学键是________键。

(2)臭氧与氧气的关系是________。

(3)下列物质的分子与O₃分子的结构最相似的是________。

A．H₂O      B．CO₂      C．SO₂      D．BeCl₂

(4)分子中某一原子有一对没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对。那么，O₃分子中有________对孤电子对。

(5)下列关于过氧化氢的说法中正确的是________(用序号填空)。

①分子中有极性键　②分子中有非极性键　③氧原子的轨道发生了sp²杂化　④O—O共价键是p­p σ键　⑤分子是非极性分子

(6)过氧化氢易溶于水，主要原因是_______________________________。

(7)指出下列原子的杂化轨道类型及分子的空间构型。

①SiF₄中的Si____杂化，空间构型____；②NO中的N___杂化，空间构型___。

Answer

σ π 同素异形体 C 5 ①② 过氧化氢和水都是极性分子 sp3 正四面体 sp2 V型

【解析】 (1) 根据图示O3分子中非极性共价键是σ键，特殊的化学键是π键，故答案为：σ；π；

(2)臭氧与氧气都是氧元素的单质，互为同素异形体，故答案为：同素异形体；

(3) 根据O3分子的结构，在臭氧O3中，中心的氧原子以sp2杂化，与两旁的配位氧原子键合生成两个σ键，使O3分子呈V形。A．H2O中含有2对σ键，2对孤电子对，O原子sp3杂化，空间结构为V形，故A错误；B．CO2为含有4个σ键，没有孤电子对，为sp杂化，空间结构为直线形，故B错误；C．SO2 中S原子sp2杂化，S原子和两侧的氧原子除以σ键结合以外，还形成一个三中心四电子的大π键，分子呈“V”字形结构，其成键方式与O3类似，故C正确；D．BeCl2含有2个σ键，没有孤电子对，为sp杂化，空间结构为直线形，故D错误；故选C；

(4)每个O原子最外层有6个电子，由臭氧的结构图可知中心O原子有4个电子成键，则还有1对孤电子对，两端的O原子各有2个电子成键，则两端的O原子的各含有2对孤电子对，所以臭氧分子中总共5对孤电子对，故答案为：5；

(5) ①H-O为极性键，故①正确；②O-O为非极性键，故②正确；③由H2O2的结构可知，O原子形成1个O-H键、1个O-O键，含有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化方式为sp3，故③错误；④O的s轨道电子和O的s轨道电子成键，故是s-sσ键，故④正确；⑤过氧化氢中的键的极性不能相互抵消，是极性分子，故⑤错误；故答案为：①②；

(6)H2O2中氧元素的电负性很强，H2O2分子H2O分子之间形成氢键，使H2O2与水任意比互溶，故答案为：过氧化氢和水都是极性分子，H2O2分子与H2O之间可形成氢键；

(7) ①SiF4分子中Si原子和F原子形成四个σ键，其价层电子对个数是4，所以Si原子杂化类型是sp3，空间构型为正四面体，

②NO2-中N原子价层电子对个数=2+×(5+1-2×2)=3，且含有一个孤电子对，其空间构型为V形，N原子杂化方式为sp2，故答案为：sp3；正四面体；sp2；V型。

点睛：本题考查了微粒空间构型的判断等知识点。根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型，知道价层电子对个数的计算方法，知道×(a-xb)中各个字母的含义。