Question

1994年度諾貝爾化學(xué)獎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5，呈V型，鍵角116.5℃．三個原子以一個O原子為中心，與另外兩個O原子分別構(gòu)成一個非極性共價鍵；中間O原子提供2個電子，旁邊兩個O原子各提供1個電子，構(gòu)成一個特殊的化學(xué)鍵--三個O原子均等地享有這4個電子．請回答：
（1）臭氧與氧氣的關(guān)系是

 

．
（2）選出下列分子與O₃分子的結(jié)構(gòu)最相似的是．
A．H₂O     B．CO₂      C．SO₂     D．BeCl ₂
（3）分子中某原子有1對沒有跟其他原子共用的價電子叫孤對電子，那么O₃分子有

 

對孤對電子．
（4）O₃分子是否為極性分子

 

（是或否）．
（5）O₃與O₂間的轉(zhuǎn)化是否為氧化還原反應(yīng)

 

（若否，請回答A小題；若是，請回答B(yǎng)小題）
A．O₃具有強氧化性，它能氧化PbS為PbSO₄而O₂不能，試配平：

 

PbS+

 

O₃--

 

PbSO₄+

 

O₂
B．O₃在催化劑作用下生成1molO₂轉(zhuǎn)移電子數(shù)

 

mol．

Answer 1

考點：判斷簡單分子或離子的構(gòu)型,同素異形體,化學(xué)方程式的有關(guān)計算,氧化還原反應(yīng)方程式的配平

專題：

分析：（1）臭氧是由3個氧原子構(gòu)成的分子；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體；
（2）根據(jù)分子中中心原子的價層電子對數(shù)判斷分子的空間構(gòu)型；
（3）根據(jù)孤對電子的概念及臭氧分子結(jié)構(gòu)分析；
（4）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；
（5）根據(jù)是否有化合價的變化判斷；
A．PbS+O₃--PbSO₄+O₂中，S元素的化合價由-2價升高為+6價，O元素的化合價由0降低為-2價，據(jù)此配平；
B．根據(jù)O₂與轉(zhuǎn)移的電子數(shù)間的關(guān)系計算．

解答： 解：（1）由同種元素形成的不同種單質(zhì)互為同素異形體，1個臭氧分子是由3個氧原子構(gòu)成，化學(xué)式為：O₃；O₂和O₃都是由氧元素形成的不同單質(zhì)，互為同素異形體，
故答案為：同素異形體；
（2）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σ鍵，使O₃分子呈V形；
A．H₂O中含有2對σ鍵，2對孤電子對，O原子sp³雜化，空間結(jié)構(gòu)為V形，故A錯誤；
B．CO₂為含有4個σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故B錯誤；
C．SO₂分子呈“V”字形結(jié)構(gòu)，其成鍵方式與O₃類似，S原子sp²雜化，S原子和兩側(cè)的氧原子除以σ鍵結(jié)合以外，還形成一個三中心四電子的大π鍵，故C正確；
D．BeCl₂含有2個σ鍵，沒有孤電子對，為sp雜化，空間結(jié)構(gòu)為直線形，故D錯誤；
故答案為：C；
（3）臭氧分子中，中間的氧原子含有1對孤電子對，兩邊的各含有2對孤電子對，所以總共5對孤電子對，
故答案為：5；
（4）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)型不對稱．正負(fù)電荷重心不重合，所以是極性分子；
故答案為：是；
（5）由于O₃與O₂間的轉(zhuǎn)化沒有化合價的變化，所以不是氧化還原反應(yīng)，故答案為：否；
A．PbS+O₃--PbSO₄+O₂中，S元素的化合價由-2價升高為+6價，O元素的化合價由0降低為-2價，則由電子守恒可知反應(yīng)為PbS+4O₃=PbSO₄+4O₂，
故答案為：1；4；1；4；
B．由反應(yīng)中可知，生成4molO₂轉(zhuǎn)移電子8mol，則1molO₂轉(zhuǎn)移電子為2mol，故答案為：2．

點評：本題考查了臭氧分子的空間構(gòu)型的判斷，注意根據(jù)分子的中心原子的價層電子對數(shù)判斷，注意極性分子、同素異形體的判斷，題目難度中等．