高考化学一轮复习题组训练5.3化学键与物质构成分子结构与性质3含解析

这是一份高考化学一轮复习题组训练5.3化学键与物质构成分子结构与性质3含解析，共7页。试卷主要包含了下列说法中不正确的是，能用共价键键能大小来解释的是，下列说法中正确的是，已知键能、键长部分数据如下表，以下微粒含配位键的是等内容，欢迎下载使用。

1.(2020·石家庄模拟)下列说法中不正确的是( )
A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强
B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键
C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
D.N2分子中有一个σ键,两个π键
【解析】选C。单键均为σ键,双键和三键中各存在一个σ键,其余均为π键。稀有气体单质中,不存在化学键。
2.(改编)实验室中可用乙醇在P2O5作用下脱水制备乙烯。
(1)乙烯分子中碳原子为____________杂化,分子中σ键和π键个数比为____________。
(2)乙醇分子中共价键的类型有___,
1 ml C2H5OH含有σ键数目为____________。
【解析】(1)乙烯的结构式为,碳原子为sp2杂化,分子中含有5个σ键和1个π键,因此σ键和π键个数比为5∶1。(2)乙醇分子中的碳碳键为非极性键,碳氢键、碳氧键、氧氢键均为极性键。1 ml C2H5OH含有8 ml σ键。
答案:(1)sp2 5∶1 (2)非极性键、极性键 8NA
3.(2017·全国卷Ⅱ节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题:
经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。
(1)从结构角度分析,R中两种阳离子的相同之处为____________,不同之处为____________。(填标号)
A.中心原子的杂化轨道类型
B.中心原子的价层电子对数
C.立体结构
D.共价键类型
(2)R中阴离子中的σ键总数为____________个。分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为 ),则中的大π键应表示为____________________________________。
【解析】(1)结合题图可知:晶体R中两种阳离子为N和H3O+,两种阳离子的中心原子均采取sp3杂化;N中成键电子对数为4,H3O+中含1对孤电子对和3对成键电子对,即中心原子的价层电子对数均为4;两种阳离子中均存在极性键,不存在非极性键。N和H3O+分别为正四面体结构和三角锥形结构,即立体结构不同。(2)从图中可以看出:阴离子呈五元环状结构,其含有的σ键总数为5个;中参与形成大π键的电子数为6,故可将其中的大π键表示为。
答案:(1)ABD C (2)5
【归纳提升】
σ键与π键的判断
(1)由轨道重叠方式判断。“头碰头”重叠为σ键,“肩并肩”重叠为π键。
(2)由物质的结构式判断。通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键,双键中有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键。
(3)由成键轨道类型判断。s轨道形成的共价键全部是σ键;杂化轨道形成的共价键全部为σ键。
共价键的键参数
4.(2020·烟台模拟)能用共价键键能大小来解释的是( )
A.通常情况下,Br2呈液态,碘呈固态
B.CH4分子是正四面体空间构型
C.NH3分子内3个N—H键的键长、键角都相等
D.N2稳定性强于O2
【解析】选D。单质通常情况下的状态与键能大小无关;CH4分子是正四面体空间构型,与键角键长有关,与键能无关;NH3分子内的3个N—H键的键长、键角都相等与键能无因果关系;N2稳定性强于O2,是因为氮气分子中的键能大于氧气分子中的键能,D正确。
5.(2020·邵阳模拟)下列说法中正确的是( )
A.分子的键长越长,键能越高,分子越稳定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间易形成离子键
C.水分子可表示为H—O—H,分子的键角为180°
D.H—O键键能为462.8 kJ·ml-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为2×462.8 kJ
【解析】选B。键长越长,键能越小,分子越不稳定,A错误;共价键一般形成于非金属元素之间,而第ⅠA族元素(H除外)均是活泼金属元素,第ⅦA族元素均是活泼非金属元素,二者易形成离子键,B正确;水分子立体构型为V形,两个H—O键的键角约为105°,C错误;断裂2 ml H—O键吸收2×462.8 kJ能量,而不是H2O分解成H2和O2时消耗的能量,D错误。
6.(改编)已知键能、键长部分数据如下表:
(1)下列推断正确的是____________(填字母,下同)。
A.稳定性:HF>HCl>HBr>HI
B.氧化性:I2>Br2>Cl2
C.沸点:H2O>NH3
D.还原性:HI>HBr>HCl>HF
(2)下列有关推断正确的是____________。
A.同种元素形成的共价键,稳定性:三键>双键>单键
B.同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍
C.键长越短,键能一定越大
D.氢化物的键能越大,其稳定性一定越强
(3)在HX分子中,键长最短的是____________,最长的是____________;O—O键的键长____________(填“大于”“小于”或“等于”)OO键的键长。
【解析】(1)根据表中数据,同主族气态氢化物的键能从上至下逐渐减小,稳定性逐渐减弱,A项正确;从键能看,氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱,由原子结构知,氧化性也逐渐减弱,B项错误;由表格数据知,EH—O>EN—H,又因为rOHBr>HCl>HF,D项正确。(2)由碳碳键的数据知A项正确;由O—O键、OO键的键能知,B项错误;C—H键的键长大于N—H键的键长,但是N—H键的键能反而较小,C项错误;由C—H、N—H的键能知,CH4的键能较大,而稳定性较弱,D项错误。
答案:(1)ACD (2)A (3)HF HI 大于
配位键及配位化合物
7.(双选)(2020·德州模拟改编)关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物,下列说法中正确的是( )
A.配体是Cl-和H2O,配位数是6
B.中心离子是Ti4+,配离子是[TiCl(H2O)5]2+
C.内界和外界中Cl-的数目比是1∶2
D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀
【解析】选A、C。在[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中,中心离子是Ti3+,配体是Cl-、H2O,配位数为6,内界和外界的Cl-数目比是1∶2,配合物中,内界Cl-不与Ag+反应,外界中的Cl-与Ag+反应,B、D错误。
8.(改编)以下微粒含配位键的是( )
①N2 ②CH4 ③OH- ④N ⑤Fe(CO)5
⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O+ ⑧Ag(NH3)2OH ⑨[B(OH)4]-
A.①②④⑦⑧⑨ B.③④⑤⑥⑦⑨
C.①④⑤⑥⑦⑧⑨D.全部
【解析】选C。①H+与N2H4中的1个N原子形成配位键;②CH4中只含共价键;③OH-中含极性共价键;④N中H+与NH3中的N原子形成配位键;⑤Fe原子与CO形成配位键;⑥Fe3+与SCN-形成配位键;⑦H3O+中H+与H2O中的O原子形成配位键;⑧Ag+与NH3分子形成配位键;⑨[B(OH)4]-是3个OH-与B原子形成共价键,还有1个OH-中的O与B原子形成配位键。
9.(2020·黄冈模拟节选)(1)向盛有CuSO4水溶液的试管里加入氨水,首先形成蓝色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色的透明溶液,加入乙醇时,析出深蓝色的晶体。
则:①“首先形成蓝色沉淀”对应的离子方程式为 ____________。
②实验过程中出现的“深蓝色的透明溶液”和“深蓝色的晶体”都是因为存在配离子____________(填离子符号)。该配离子中存在的化学键有___________;
其配体的中心原子的杂化类型为______________。
(2)Cu2+可形成多种配合物,与Cu2+形成配合物的分子或离子应具备的结构特征是__________________。
(3)已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是___________________。
【解析】(1)硫酸铜溶液中加入氨水,先发生复分解反应,生成硫酸铵和氢氧化铜沉淀,然后过量的氨水和氢氧化铜反应生成四氨合铜配离子,配离子中氨和铜之间是配位键,氨中氮和氢原子间是极性共价键;配体氨中氮原子为sp3杂化。(2)Cu2+具有空轨道,需要其他原子提供孤电子对形成配位键。(3)NF3与NH3的差别在于前者氮元素呈+3价,后者氮元素呈-3价,分子中共用电子对偏向不同,因此NH3作配体能力比NF3强得多,NF3不易与Cu2+形成配离子。
答案:(1)①Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2N ②[Cu(NH3)4]2+ 共价键(或极性键)、配位键 sp3 (2)具有孤电子对 (3)F的电负性比N大,N—F成键电子对向F偏移,导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子
【加固训练】
1.(2020·丹阳模拟)在乙烯分子中有5个σ键、一个π键,它们分别是( )
A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.C—H之间是sp2形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C—C之间是sp2形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
【解析】选A。乙烯分子中存在4个C—H键和1个CC双键,没有孤电子对,C原子采取sp2杂化,C—H之间是sp2形成的σ键,CC之间有1个是sp2形成的σ键,另1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键。
2.(2020·聊城模拟)下列反应中有机物化学键断裂只涉及π键断裂的是( )
A.CH4的燃烧 B.C2H4与Cl2的加成
C.CH4与Cl2的取代D.C2H4的燃烧
【解析】选B。CH4不存在π键,只存在σ键,燃烧后四个碳氢σ键全部断裂,A错误;C2H4与Cl2的加成,是碳碳双键中的π键断裂,与氯气中氯氯σ键断裂,与题意相符,B正确;CH4与Cl2的取代是甲烷中碳氢σ键断裂和氯气中氯氯σ键断裂发生取代反应,不涉及π键断裂,C错误;C2H4的燃烧,4个碳氢σ键、1个碳碳σ键和1个碳碳π键全部断裂,与题意不符,D错误。
3.(2020·西安模拟)下列说法中正确的是( )
A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定
B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定
C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定
D.在双键中,σ键的键能要小于π键的
【解析】选A。双原子分子中化学键键长越短,分子越稳定,B不正确;分子的稳定性和键角没有必然关系,C不正确;在双键中,σ键的键能不一定小于π键的键能,D不正确。
【归纳提升】
配合物的形成条件
共价键
Cl—Cl
Br—Br
I—I
H—F
H—Cl
H—Br
H—I
H—O
键能
(kJ·ml-1)
242.7
193.7
152.7
568
431.8
366
298.7
462.8
键长(pm)
198
228
267
96
共价键
C—C
CC
C≡C
C—H
N—H
NO
O—O
OO
键能
(kJ·ml-1)
347.7
615
812
413.4
390.8
607
142
497.3
键长(pm)
154
133
120
109
101