Question

14．回答下列问题
（1）CH₄、CO₂、COCl₂和CH₂=CHCOOH四种分子中，碳原子sp²杂化的分子是COCl₂、CH₂=CHCOOH；
（2）NH₃分子的立体构型是三角锥形，联氨（N₂H₄）可视为是NH₃分子中的一个氢原子被（-NH₂）取代所形成的物质，写出联氨加入足量盐酸反应的化学方程式N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（3）H₂O、H₂O₂、OF₂和SCl₂四种分子中各原子均达到8电子结构的分子是OF₂、SCl₂；
（4）N₂H₄与H₂O₂反应：N₂H₄（l）+2H₂O₂=N₂（g）+4H₂O（g），若该反应中有4molN-H键断裂，则形成σ键有9mol和形成π键有2mol．
（5）H₂O熔沸点都比H₂S高，其原因是水分子间存在氢键．

Answer 1

分析 （1）根据杂化轨道数判断杂化类型，杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数，据此判断杂质类型；
（2）根据价层电子对互斥理论确定分子空间构型，根据氨气与氯化氢反应的方程式类比书写联氨加入足量盐酸反应的化学方程式；
（3）分子中原子的最外层电子数可以根据每种元素原子的最外层电子数与化合价的绝对值之和来判断，如果等于8就达到8电子稳定结构；
（4）单键都是σ键，双键和三键中均只有一个σ键，其余的是π键；
（5）分子间有氢键的存在的分子，使熔沸点升高，据此解答．

解答 解：（1）CH₄中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp³杂化；二氧化碳分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+$\frac{1}{2}$（4-2×2）=2，所以碳原子采取sp杂化；COCl₂的结构为$\underset{\stackrel{\;}{\underset{\stackrel{\;}{Cl}}{\;}-}}{\;}\underset{\stackrel{\underset{O}{∥}}{C}}{\;}\underset{\stackrel{\;}{-\underset{\stackrel{\;}{Cl}}{\;}}}{\;}$，其价层电子对数为3，不含有孤电子对，中心原子以采取sp²杂化，CH₂=CHCOOH分子中，每个碳原子杂化轨道数为3，所以采取sp²杂化，
故答案为：COCl₂、CH₂=CHCOOH；
（2）NH₃分子中价层电子对个数=3+$\frac{1}{2}$（5-3×1）=4，中心原子杂化类型分别为sp³，中心原子含有1个孤电子对，空间构型为三角锥，氨气与氯化氢气体化合反应生成氯化铵，NH₃+HCl=NH₄Cl，联氨（N₂H₄）可视为是NH₃分子中的一个氢原子被（-NH₂）取代所形成的物质，所以联氨加入足量盐酸反应的化学方程式为：N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂，
故答案为：三角锥；N₂H₄+2HCl=N₂H₆Cl₂；
（3）H₂O、H₂O₂中的氢是2个电子；OF₂中，O元素化合价为-2价，O原子最外层电子数为6，所以2+6=8，O原子满足8电子结构；Cl元素化合价为-1，Cl原子最外层电子数为7，所以1+7=8，Cl原子满足8电子结构，SCl₂中，S元素位于第ⅥA族，则6+2=8，满足分子中所有原子都满足最外层8电子结构，两种分子中各原子均达到8电子结构，
故答案为：OF₂、SCl₂；
（4）反应N₂H₄（l）+2H₂O₂=N₂（g）+4H₂O（g）中，若该反应中有4mol N-H键断裂，则有1molN₂H₄参加反应，生成1molN₂，4molH₂O，则形成σ键有9mol和形成π键有2mol，
故答案为：9；2；
（5）水分子中氧原子的电负性大，所以在水分子间存在氢键，氢键的存在使水分子沸点显著提高，而H₂S没有氢键，所以H₂O熔沸点都比H₂S高，
故答案为：水分子间存在氢键．

点评 本题是对物质结构的考查，涉及杂化、空间构型、原子核外电子排布规律、化学键等，注意价层电子对互斥理论的熟练应用，为高频考点，题目难度中等．