2023人教版化学-选择性必修2 第二章 分子结构与性质 综合拔高练

综合拔高练

五年高考练

考点1　共价键的类型

1.(高考组合)按要求填空:

(1)(2020江苏单科,21A节选)柠檬酸的结构简式见下图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为　　　mol。 

(2)(2021全国甲,35节选)CO2分子中存在　　　　个σ键和　　　　个π键。 

(3)(2018江苏单科,21A节选)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=　　　　。 

考点2　键参数

2.(2020山东,17节选)NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　　　。 

考点3　杂化轨道类型和分子的空间结构

3.(2021全国甲,35节选)SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为　　　。SiCl4可发生水解反应,机理如下: 

含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为　　　　(填标号)。 

4.(高考组合)(1)(2020课标Ⅰ,35节选)磷酸根离子的空间构型为　　　　　　,其中P的价层电子对数为　　　、杂化轨道类型为　　　。 

(2)(2020课标Ⅲ,35节选)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:

3NH3BH3+6H2O 3N+9H2

B3的结构为。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由　　　　变为　　　　　　。 

(3)(2020江苏单科,21A节选)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是　　　　。 

(4)(2020山东,17节选)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为　　　　　。 

考点4　分子间作用力对物质性质的影响

5.(高考组合)(1)(2021全国甲,35节选)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(2)(2021全国乙,35节选)NH3的沸点比PH3的　　　　,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)(2021广东,20节选)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为　　　　　　　　　　　　。 

6.(2020山东,17节选)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为　　　　　　　　　　  　　(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为　　　　　　　　。 

7.(2019课标Ⅱ,35节选)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为　　　　　,其沸点比NH3的　　　(填“高”或“低”),其判断理由是　　　　　　　　　　　　　。 

8.(2019课标Ⅲ,35节选)NH4H2PO4和LiFePO4属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示:

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为　　　　　(用n代表P原子数)。 

应用实践

1.(2022山东德州期中)德国科学家使用远古地球上存在的O2、N2、CH4、NH3、H2O和HCN,再使用硫醇和铁盐等物质合成了RNA的四种基本碱基。下列说法正确的是(　　)

A.基态Fe3+价层电子排布式为3d6

B.O2、N2、HCN中均存在σ键和π键

C.CH4、NH3、H2O分子间均存在氢键

D.沸点:C2H5SH(乙硫醇)>C2H5OH

2.(2021天津耀华中学模拟)下列说法正确的是　(　　)

A.正四面体分子中键角一定是109°28'

B.在分子中,两个成键的原子间的距离叫做键长

C.HCl的键能比HI的键能大,说明HCl比HI稳定

D.含有极性键的分子一定是极性分子

3.(2021山东济南莱芜第一中学检测)下列说法中正确的是(　　)

A.原子价层电子排布式为3d104s1的元素位于第四周期第ⅠA族,是s区元素

B.SO2分子和O3分子的空间结构均为V形

C.1个CH2CH—CH3分子中有1个π键、2个σ键

D.由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解

4.(2021山东高密联考)硝基胍是固体火箭推进剂的重要组分,其结构如图所示。下列说法正确的是(　　)

A.硝基胍分子中不含非极性键

B.硝基胍分子中所有碳、氮原子均为sp2杂化

C.硝基胍分子中σ键与π键的个数比是3∶1

D.硝基胍分子中所有原子不可能共平面

5.(2021山东日照校级联考)下列关于链状葡萄糖(结构如图)的叙述错误的是(　　)

A.分子中含有σ键和π键两种共价键

B.分子间存在氢键,使其熔、沸点较高

C.2~6号碳原子价层电子对空间结构为四面体形

D.每个分子中有5个手性碳原子

6.(2021河南洛阳第一高级中学检测)顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属化合物;碳铂是顺式-1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构简式如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(　　)

A.碳铂分子中所有碳原子在同一个平面内

B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2

C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1

D.1个1,1-环丁二羧酸()分子中含有σ键的数目为12

7.(2020安徽蚌埠测试)磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染,其结构如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.基态Cl原子的核外电子有17种运动状态

B.C、N、O、P四种元素中电负性最大的是O

C.H3PO4分子中磷原子的价层电子对数为4

D.该有机物中N的杂化方式只有一种

迁移创新

8.(2021山东泰安模拟)氧化石墨烯和还原石墨烯是两种新型材料,由氧化石墨烯制备还原石墨烯的原理如图所示。下列说法错误的是(　　)

A.1个N2H4分子中含有σ键的数目为5

B.氧化石墨烯中碳原子均为sp2杂化

C.还原石墨烯中有三种不同的含氧官能团

D.在水中的溶解度:还原石墨烯<氧化石墨烯

答案全解全析

五年高考练

1.答案　(1)7　(2)2　2　(3)1∶2

解析　(1)1个柠檬酸分子中有4个C—O键和3个C O键,则1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键共7 mol。(2)二氧化碳的结构式为OCO,1个CO2分子中存在2个σ键和2个π键。(3)N2的结构式为,故n(σ)∶n(π)=1∶2。

2.答案　NH3、PH3、AsH3

解析　由于电负性N>P>As,则键长N—H<P—H<As—H,键的极性As—H<P—H<N—H,导致成键电子对之间的斥力NH3>PH3>AsH3,孤电子对对成键电子对的斥力AsH3>PH3>NH3,故键角NH3>PH3> AsH3。

3.答案　sp3　②

解析　根据SiCl4的结构式可知,Si的价层电子对数为4,故Si采取sp3杂化;根据SiCl4(H2O)的结构式可知Si的价层电子对数为5,采取sp3d杂化。

4.答案　(1)正四面体　4　sp3　(2)sp3　sp2

(3)sp3　(4)正四面体形

解析　(1)P的中心原子P的价层电子对数为4+×(5+3-4×2)=4,故P原子采取sp3杂化,不含孤电子对,P的空间构型为正四面体。(2)NH3BH3中B原子的价层电子对数=σ键个数=4(孤电子对数为0),故NH3BH3中B原子采取sp3杂化;由B3的结构式可知B原子的价层电子对数=σ键个数=3(孤电子对数为0),故B3中B原子采取sp2杂化。(3)NH3分子中,氮原子与三个氢原子形成三个共用电子对,氮原子还有一个孤电子对,所以N为sp3杂化。(4)常温常压下SnCl4为无色液体,说明其沸点很低,类比CCl4,可知SnCl4分子中Sn原子的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4,则其杂化轨道数为4,Sn原子采取sp3杂化,Sn原子的孤电子对数为0,故SnCl4分子的空间构型为正四面体形。

5.答案　(1)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多　(2)高　NH3存在分子间氢键　(3)H2O>H2S>CH4

解析　(1)水和甲醇均能形成分子间氢键,沸点较高,且1 mol H2O能形成2 mol氢键,1 mol CH3OH只能形成1 mol氢键,物质的量相等时,水比甲醇的氢键多,故水的沸点比甲醇高,甲硫醇不能形成分子间氢键,其沸点较低。(2)由于NH3存在分子间氢键,故NH3的沸点高于PH3。(3)H2O分子间有氢键,沸点最高,H2S的相对分子质量大于CH4,故沸点H2O>H2S>CH4。

6.答案　NH3、AsH3、PH3　AsH3、PH3、NH3

解析　NH3分子间存在氢键,PH3、AsH3分子间只存在范德华力,且相对分子质量PH3<AsH3,故沸点NH3>AsH3>PH3;非金属性N>P>As,元素非金属性越强,其对应气态氢化物的稳定性越强、还原性越弱,故还原性AsH3>PH3>NH3。

7.答案　三角锥形　低　NH3分子间存在氢键

解析　AsH3中As原子价层电子对数为4,其中有一个孤电子对,故AsH3立体结构为三角锥形。NH3分子间可以形成氢键,导致NH3沸点高于AsH3。

8.答案　(PnO3n+1)(n+2)-

解析　磷酸根离子为P,焦磷酸根离子为P2,三磷酸根离子为P3。结合图示可知,每增加1个P原子,O原子数增加3,离子所带负电荷数增加1,故可推出离子通式为(PnO3n+1)(n+2)-。

三年模拟练

1.B　Fe为26号元素,原子核外有26个电子,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去3个电子形成Fe3+,所以基态Fe3+价层电子排布式为3d5,故A错误;O2分子中存在双键,N2分子中存在三键,HCN分子中存在三键,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,故B正确;C元素的电负性较弱,CH4分子间不存在氢键,故C错误;乙醇分子中含有—OH,分子间存在氢键,所以沸点高于乙硫醇,故D错误。

2.C　正四面体分子中,白磷分子的键角是60°,故A错误;两个成键原子的核间距为键长,故B错误;键能越大,化学键越稳定,HCl的键能大,所以HCl分子比HI分子稳定,故C正确;含有极性键的分子也可能是非极性分子,如CO2就是由极性键构成的非极性分子,故D错误。

3.B　原子价层电子排布式为3d104s1的元素为Cu,位于第四周期第ⅠB族,是ds区元素,故A错误;SO2分子和O3分子的价层电子对数均为3,中心原子S、O均为sp2杂化,均有一个孤电子对,空间结构均为V形,故B正确;1个CH2CH—CH3分子中有1个π键、8个σ键,故C错误;氢键的存在,使水的熔、沸点升高,与水分子的稳定性无关,故D错误。

4.D　分子中N—N键为非极性键,故A错误;最左端N原子价层电子对数=3+×(5-2×1-1×1)=4,则杂化类型为sp3,故B错误;1个该分子中含有4个N—H键、1个CN键、1个NO键、2个C—N键、1个N—N键和1个N—O键,σ键与π键的个数比是5∶1,故C错误;硝基胍分子中左边N原子为sp3杂化,—NH2及与其相连的碳原子的空间结构为三角锥形,则所有原子不可能共平面,故D正确。

5.D　单键都是σ键,双键中一个是σ键、一个是π键,故链状葡萄糖的分子中含有σ键和π键两种共价键,A不符合题意;链状葡萄糖的分子中含有羟基,可形成分子间氢键,使其熔、沸点较高,故B不符合题意;2~6号碳原子的价层电子对数都为4且无孤电子对,价层电子对空间结构为四面体形,C不符合题意;2~5号碳原子均连4个不同原子或原子团,为手性碳原子,但6号碳原子连两个氢原子,连有相同原子,不是手性碳原子,1号碳原子连有三个原子或原子团,也不是手性碳原子,故每个分子中有4个手性碳原子,D符合题意。

6.C　碳铂中含饱和碳原子,6个碳原子不可能共平面,A错误;顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp3,B错误;碳铂分子中CO键中的碳原子为sp2杂化,而其他4个碳原子为sp3杂化,C正确;1个1,1-环丁二羧酸分子中含有18个σ键,D错误。

7.D　基态Cl原子的核外有17个电子,每个电子运动状态均不相同,则核外电子有17种运动状态,故A正确;一般,同周期元素从左到右,元素的电负性逐渐变大,同族元素从上到下,元素的电负性逐渐变小,则四种元素中电负性最大的是O,故B正确;H3PO4分子中磷原子的价层电子对数为4+×(5+3-2×4)=4,故C正确;1个该分子中有2个N原子形成的均是单键,1个N原子形成1个双键和一个单键,且有一个孤电子对,因此含有2个sp3杂化的氮原子和1个sp2杂化的氮原子,故D错误。

8.B　N2H4的结构式是,1个N2H4分子中含有σ键的数目为5,故A正确;氧化石墨烯中,碳原子杂化方式为sp2、sp3杂化,故B错误;还原石墨烯中含有—OH、—COOH、三种不同的含氧官能团,故C正确;氧化石墨烯分子中含有的羟基、羧基数大于还原石墨烯分子,在水中的溶解度:还原石墨烯<氧化石墨烯,故D正确。