2023版高考化学微专题小练习专练55分子结构与性质含答案

这是一份2023版高考化学微专题小练习专练55分子结构与性质含答案，共10页。试卷主要包含了单项选择题，不定项选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
1．[2021·山东卷]关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是( )
A．CH3OH为极性分子
B．N2H4空间结构为平面形
C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
2．[2022·湖北腾云联盟联考]关于NH3性质的解释合理的是( )
3.[2022·河北冀州中学月考]下列说法不正确的是( )
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，只能形成一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2 分子中一个σ键，两个π键
4．关于原子轨道的说法正确的是( )
A．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的
B．sp3杂化轨道是由同一原子中能量最近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道
C．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其几何构型都是正四面体
D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
5．氢键广泛地存在于自然界中，可以说，正是氢键的存在才孕育了地球上的生命，下列有关氢键的叙述中正确的是( )
①氢键的存在才使得水为液态，否则地球生命何以生存 ②冰中的氧原子周围是四个氢原子，其中两个形成的是氢键，所以冰内部是以氧原子为中心原子形成的无数的四面体结构，这种分子构型使得同质量的冰的体积比液态水大，所以冰浮在水面上，如果冰的密度比液态水的密度大，地球生命将不堪设想 ③DNA双链间存在着氢键
④蛋白质分子中存在氢键
A．①②③④ B．①③④
C．②③④D．③④
6．[2022·郑州一中月考]下列叙述正确的是( )
A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8e－稳定结构
B．CCl4和NH3都是以极性键结合的极性分子，P4和NO2都是共价化合物
C．在CaO和SiO2晶体中，都不存在单个小分子
D．π键是由两个p电子“头碰头”重叠形成，σ键是镜面对称、而π键是轴对称
7．S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是( )
A．分子中既含有极性键又含有非极性键
B．S2Cl2为非极性分子
C．与S2Br2结构相似，熔、沸点S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
8．[2022·北京清华附中阶段检测]已知SiCl4与N­甲基咪唑()反应可以得到M2＋，其结构如图所示，下列说法不正确的是( )
A．M2＋中Si的配位数是6
B．1个M2＋中含有42个σ键
C．SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高
D．气态SiCl4分子的空间结构为正四面体形
二、不定项选择题
9．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
下列说法正确的是( )
A．沸点A2D＞A2X
B．CA3分子是非极性分子
C．B、C、D形成的气态氢化物互为等电子体
D．C形成的单质中σ键与π键个数之比为1∶2
10．用价层电子对互斥理论可以预测许多分子或离子的立体构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形分子
B．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子
C．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子
D．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
11．[2022·怀宁中学六校联考]二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。已知二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华)，沸点是249 ℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法不正确的是( )
A．二茂铁属于分子晶体
B．在二茂铁结构中，C5H5−与Fe2＋之间形成的化学键类型是离子键
C．已知：环戊二烯的结构式为：，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化
D.C5H5−中一定含π键
三、非选择题
12．[2022·全国甲卷(节选)]
2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题：
(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为________。
(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是________(填标号)，判断的根据是________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；
第三电离能的变化图是________(填标号)。
(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构________。
(4)CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为________和________；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因________。
13．[2022·河南开封一模]硼是一种用途广泛的化工原料，主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。
(1)基态硼原子的核外电子排布式为________________，硼与同周期相邻两元素的第一电离能由大到小的顺序是________________。
(2)硼酸[B(OH)3]的晶体具有与石墨相似的层状结构，同层分子间相互作用如图1所示。则分子中B原子的杂化轨道类型为______，同层分子间的主要作用力是________________________________________________________________________。
(3)在BF3分子中，F—B—F的键角是______，该分子为________(填“极性分子”或“非极性分子”)，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4−的空间构型为________。
(4)一种硼酸盐的阴离子为B3O6n−，其结构中只有一个六元环，B的空间化学环境相同，O有两种空间化学环境，画出B3O6n−的结构图(注明所带电荷数)________。
(5)
六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似(如图2所示)，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5 pm，立方氮化硼的密度是________ g·cm－3(只要求列算式，不必计算出数值，阿伏加德罗常数的值为NA)。
专练55 分子结构与性质
1．B CH3OH的正负电荷中心不重合，因此CH3OH为极性分子，A项正确；N2H4中每个N原子形成3个单键，还有1对孤对电子，N为sp3杂化，因此N2H4的空间结构不可能为平面形，B项错误；N2H4分子中两个N原子上均连有氢原子，而（CH3）2NNH2分子中只有1个N原子上连有氢原子，因此N2H4分子间形成的氢键数目多，沸点高，C项正确；CH3OH中C形成4个单键，无孤对电子，杂化轨道数为4，杂化方式为sp3，O形成2个单键，有2对孤对电子，杂化轨道数为4，杂化方式为sp3，（CH3）2NNH2中C的杂化方式为sp3，N的杂化方式为sp3，故D项正确。
2．C NH3能形成分子间氢键，所以NH3沸点比PH3沸点高，容易液化，且NH3熔点高于PH3，故A、B错误；NH3中氮原子有孤电子对，所以能与Ag＋以配位键结合，故C正确；NH3的成键电子对间排斥力较大，所以NH3键角比PH3的大，故D错误。
3．C σ键头碰头重叠， π键肩并肩重叠， σ键重叠程度大，形成的共价键强， A正确； 两个原子之间形成共价键，最多有一个σ键，B正确；稀有气体的单质中不存在化学键，则不含σ键、π键，故C错误；氮气中存在N≡N，有一个σ键，两个π键， D正确。
4．B CH4分子中的 sp3杂化轨道是由碳原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道，A错，B正确；凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其几何构型是四面体，不一定都是正四面体，如CH3Cl不是正四面体，C错；AB3型的共价化合物，其中心原子可采用sp3杂化轨道成键，也可采用sp2杂化轨道成键，D错。
5．A 水中氢键的存在使水具有特殊的物理性质，从而适合地球生命的存在，另外，生命体内的许多大分子中存在着氢键，所以氢键对维持生物大分子的空间构型和生理活性具有重要的意义。
6．C NCl3中N和 Cl都满足8e－稳定结构，A错误；CCl4是以极性键结合的非极性分子，P4是单质，不属于化合物，B错误；CaO是离子晶体，SiO2是共价晶体，二者都不存在单个小分子，C正确；π键为两个或多个电子以“肩并肩”方式重叠形成，σ键是轴对称，π键是镜面对称，故D项错误。
7．B 根据S2Cl2的分子结构可知，该分子中既含有极性键又含有非极性键，属于极性分子，A正确，B错；S2Cl2与S2Br2的结构相似，相对分子质量S2Br2>S2Cl2，熔、沸点S2Br2>S2Cl2，C正确；根据题意可知，其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，D正确。
8．B 由图可知，中心Si原子与Cl之间、与N原子之间均形成配位键，故其配位数是6，A项正确；单键为σ键，双键为1个σ键和一个π键，配位键也为σ键，故1个M2＋中含有54个σ键，B项错误；由于SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，结构相似，随着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，沸点逐渐升高，故SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高，C项正确；SiCl4的中心原子Si原子的价层电子对数为4＋ eq \f(4－1×4,2) ＝4，无孤电子对，故气态SiCl4分子的空间结构为正四面体形，D项正确。
9．AD 根据各元素在周期表中的位置可知，A为H、B为C、C为N、D为O、X为S、Y为Cl。A2D是H2O、A2X是H2S，H2O分子间能形成氢键，沸点H2O>H2S，A正确；CA3是NH3是极性分子，B错；B、C、D的氢化物分别是CH4、NH3、H2O，微粒中原子数不同，不互为等电子体，C错；N2中有1个σ键，2个π键，D正确。
10．B SO2分子的中心原子中含有孤电子对，是V形分子，A错；COCl2、BF3、SO3是平面三角形分子，B正确；NH3、PCl3中价层电子对个数＝3＋ eq \f(1,2) ×（5－3×1）＝4且含有一个孤电子对，均为三角锥形结构，PCl5中价层电子对个数＝5＋ eq \f(1,2) ×（5－5×1）＝5且不含孤电子对，为三角双锥形结构，C错；BF3中价层电子对个数＝3＋ eq \f(1,2) ×（3－3×1）＝3，为平面三角形结构，键角为120°，SnBr2中价层电子对个数＝2＋ eq \f(1,2) ×（4－2×1）＝3且含有一个孤电子对，为V形结构， SnBr2键角小于120°，D错。
11．B 根据二茂铁的物理性质，熔点低，易升华，易溶于有机溶剂，说明二茂铁为分子晶体，A正确；碳原子含有孤电子对，铁原子含有空轨道，两者形成配位键，B错误； 1号碳原子含有4个σ键无孤电子对，杂化类型为sp3，2、3、4、5碳原子有3个σ键无孤电子对，杂化类型为sp2，因此仅有1个碳原子采取sp3杂化，C正确； C5H eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(5)) 中，碳原子没有达到饱和，存在碳碳双键，成键原子间只能形成一个σ键，另一个键必然形成π键，D正确。
12．答案：（1）
（2）a 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大 b
（3）H—F…H—F…H—F
（4）sp2 sp3 F的电负性比H大，C—F键的键能比C—H键的大
解析：（1）基态F原子的价电子排布式为2s22p5，故其价电子排布图（轨道表示式）为
（2）C、N、O、F均位于第二周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引能力增强，第一电离能逐渐增大，但N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大，故选a；C原子失去2个电子后达到2s2全满稳定结构，再失去1个电子较难，故第三电离能比N原子大，故选b。（3）固态氟化氢分子间存在氢键，故（HF）3的链状结构为H—F…H—F…H—F。（4） CF2===CF2分子中C原子形成碳碳双键，故C原子为sp2杂化；ETFE是乙烯与四氟乙烯的共聚物，可表示为CH2—CH2—CF2—CF2，故在ETFE分子中碳原子为sp3杂化；由于F的电负性比H大，C—F键的键能比C—H键的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯稳定。
13．答案：（1）1s22s22p1 C>Be>B
（2）sp2 氢键
（3）120° 非极性分子 正四面体
（4）
（5） eq \f(25×4,（361.5×10－10）3×NA)
解析：（1）B是5号元素，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p1；同周期主族元素第一电离能有逐渐增大的趋势，但Be的2s轨道全充满，处于较稳定状态，第一电离能较B大，故Be、B、C的第一电离能由大到小的顺序为C> Be>B。（2）由图可知，B原子形成3个B—O σ键，没有孤电子对，则B原子的杂化轨道数为3，采取sp2杂化；由硼酸的晶体结构可知，同层分子间的主要作用力为氢键。（3） BF3中B原子的孤电子对数为 eq \f(1,2) ×（3－3×1）＝0，B原子形成3个σ键，所以BF3分子为平面正三角形，键角为120°，该分子为极性键形成的非极性分子，BF eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(4)) 的中心原子B的孤电子对数为 eq \f(1,2) ×（3＋1－4×1）＝0，B原子形成4个σ键，所以BF eq \\al(\s\up11(－),\s\d4(4)) 的空间构型为正四面体。（4）B为＋3价，O为－2价，故B3O eq \\al(\s\up11(n－),\s\d4(6)) 中n＝3，结构中只有一个六元环，B的空间化学环境相同，O有两种空间化学环境，故六元环中有3个B原子、3个O原子，B、O原子依次间隔连接，且每个B原子还连接1个不在六元环上的O原子，故结构图为。（5）同周期主族元素以左到右原子半径逐渐减小，故图中大球表示B原子，小球表示N原子，则晶胞中N原子个数是4，B原子个数为8× eq \f(1,8) ＋6× eq \f(1,2) ＝4，晶胞体积为（361.5×10－10 cm）3，则晶体密度为 eq \f(25×4,（361.5×10－10）3×NA) g·cm－3。选项
性质
解释
A
比PH3容易液化
分子间的范德华力更大
B
熔点高于PH3
N—H键的键能比P—H大
C
能与Ag＋以配位键结合
NH3中氮原子有孤电子对
D
键角比PH3的大
NH3的成键电子对间排斥力较小