Question

14．1994年度诺贝尔化学奖授予为研究臭氧作出特殊贡献的化学家．O₃能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的空间．O₃分子的结构如图，呈V型，键角116.5℃．三个原子以一个O原子为中心，与另外两个O原子分别构成一个非极性共价键；中间O原子提供2个电子，旁边两个O原子各提供1个电子，构成一个特殊的化学键--三个O原子均等地享有这4个电子．请回答：
（1）选出下列分子与O₃分子的结构最相似的是C．
A．H₂OB．CO₂C．SO₂D．BeCl₂
（2）分子中某原子有1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5对孤对电子．
（3）O₃分子是极性分子（填极性或非极性）．
（4）O₃能使淀粉碘化钾试纸变蓝2KI+O₃+H₂O═2KOH+I₂+O₂则氧化产物和还原产物的物质的量之比为1：2．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）根据孤对电子的概念及臭氧分子结构分析；
（3）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；
（4）氧化产物是碘，还原产物是氢氧化钾，由反应2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂计算．

解答 解：（1）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、H₃O⁺中含有3对σ键，1对孤电子对，O原子sp³杂化，空间结构为三角锥形，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、NO₂^-中O含有2个σ键，1对孤电子对，为sp²杂化，空间结构为V形，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；
（2）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；
（3）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：极性；
（4）氧化产物是碘，还原产物是氢氧化钾，由反应2KI+O₃+H₂O=2KOH+I₂+O₂可知，物质的量之比为1：2，
故答案为：1：2．

点评 本题考查了分子的结构及极性分子、同素异形体的判断，注重了基础知识的考查，难度中等．