Question

1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧做出贡献的化学家．O₃能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间．O₃的分子结构如图，呈V型，两个O----O键的夹角为116.5°．三个原子以一个O原子为中心，另外两个O原子分别构成一个共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供一个电子，构成一个特殊的化学键---三个O原子均等地享有这个电子．请回答：
（1）臭氧与氧气的关系是

 

（2）写出下列分子与O₃分子的结构最相似的是

 

A．H₂O  B．CO₂   C．SO₂    D． BeCl₂
（3）分子中某原子有一对或几对没有跟其他原子共用的价电子叫孤对电子，那么O₃分子有

 

对孤对电子．
（4）O₃分子是否为极性分子．

 

（填是或否）
（5）O₃具有强氧化性，它能氧化PbS为PbSO₄而O₂不能，试配平：PbS+O₃═PbSO₄+O₂，生成1molO₂的转移电子物质的量为

 

mol．

Answer 1

考点：判断简单分子或离子的构型,同素异形体,化学方程式的有关计算,极性分子和非极性分子

专题：

分析：（1）臭氧是由3个氧原子构成的分子；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同单质，互为同素异形体；
（2）根据分子中中心原子的价层电子对数判断分子的空间构型；
（3）根据孤对电子的概念及臭氧分子结构分析；
（4）分子中正负电荷中心不重合，这样的分子为极性分子；分子中正负电荷的重心重合，则为非极性分子；
（5）PbS+O₃--PbSO₄+O₂中，S元素的化合价由-2价升高为+6价，O元素的化合价由0降低为-2价，由反应中转移的电子计算．

解答： 解：（1）由同种元素形成的不同种单质互为同素异形体，1个臭氧分子是由3个氧原子构成，化学式为：O₃；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同单质，互为同素异形体，
故答案为：同素异形体；
（2）O₃分子的结构如图，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分子呈“V”字形结构，其成键方式与O₃类似，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，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；
故答案为：C；
（3）臭氧分子中，中间的氧原子含有1对孤电子对，两边的各含有2对孤电子对，所以总共5对孤电子对，故答案为：5；
（4）O₃中的中心O原子为sp²杂化，理想模型为平面三角形，分子构型为V型，而且O₃形成的是三中心四电子大π键，空间构型不对称．正负电荷重心不重合，所以是极性分子，故答案为：是；  
（5）PbS+O₃--PbSO₄+O₂中，S元素的化合价由-2价升高为+6价，O元素的化合价由0降低为-2价，则由电子守恒可知反应为PbS+4O₃=PbSO₄+4O₂，由反应中可知，生成4molO₂转移电子8mol，则1molO₂转移电子为2mol，故答案为：1；4；1；4；2．

点评：本题考查了臭氧分子的空间构型的判断，注意根据分子的中心原子的价层电子对数判断，题目难度中等．