2024届人教版高考化学一轮复习专题八化学键分子和晶体的结构与性质专题作业含答案

这是一份2024届人教版高考化学一轮复习专题八化学键分子和晶体的结构与性质专题作业含答案，共22页。试卷主要包含了下列有关化学用语正确的是，下列有关说法正确的是等内容，欢迎下载使用。
专题八　化学键 分子和晶体的结构与性质
1.下列关于HF、H2O、NH3的说法不正确的是(　　)
A.HF、H2O、NH3都是由极性键形成的极性分子
B.HF、H2O、NH3中共价键键长逐渐增大,键能逐渐减小
C.H2O、NH3的中心原子杂化方式相同
D.H2O比HF的沸点高是由于HF分子间不能形成氢键
答案　D　A项,HF、H2O、NH3都是由极性键形成的极性分子,正确;B项,F、O、N的原子半径逐渐增大,HF、H2O、NH3中共价键键长逐渐增大,键能逐渐减小,正确;C项,H2O、NH3的中心原子杂化方式都为sp3杂化,正确;D项,1个水分子最多可与4个水分子形成氢键,但1个HF分子最多与2个HF分子形成氢键,故H2O的沸点比HF高,错误。

2.中国空间站天和核心舱的主要能量来源是砷化镓(GaAs)太阳电池阵,其中Ga与Al同主族,As与N同主族,GaAs的熔点为1 238 ℃。下列说法错误的是(　　)
A.砷化镓属于金属材料
B.GaAs晶体类型为共价晶体
C.原子半径:Ga>As
D.第一电离能:GaSi
C.Si3N4属于共价晶体
D.SiH4为非极性分子
答案　B　NH3与SiH4的中心原子都是sp3杂化,NH3的中心原子杂化轨道中存在一对孤电子对,SiH4的中心原子杂化轨道中不存在孤电子对,故键角:SiH4>NH3,A正确;SiH4的还原性是-1价H体现,不可证明非金属性N>Si,B错误;Si3N4熔点高,具有高强度、高韧性,属于共价晶体,C正确;SiH4呈正四面体结构,为非极性分子,D正确。

5.下列有关化学用语正确的是(　　)
A.I4O9(碘酸碘)中碘的化合价为+3、+5
B.用电子式表示氧化钠的形成过程:
C.HF分子间的氢键:
D.砷原子结构示意图:
答案　A　碘酸碘I4O9可以写成I(IO3)3的形式,其中碘元素的化合价为+3和+5,A正确;Na2O为离子化合物,电子式为Na+[··O······]2-Na+,B错误;HF分子间的氢键可表示为,C错误;砷为33号元素,位于元素周期表第四周期第ⅤA族,其原子结构示意图为,D错误。


6.三氟化氮(NF3)和六氟化硫(SF6)都是微电子工业中的优良蚀刻剂,随着纳米技术及电子工业的发展,它们的需求量日益增加。下列说法正确的是(　　)
A.NF3和SF6都是含有极性键的非极性分子
B.六氟化硫分子的空间构型为平面正六边形
C.三氟化氮的沸点高于三氟化磷
D.三氟化氮中的N和甲烷中的C杂化方式相同
答案　D　NF3的中心原子N的价层电子对数是4,孤电子对数是1,空间结构为三角锥形,NF3为极性分子,A错误;六氟化硫价层电子对数是6,为正八面体结构,是非极性分子,B错误;NF3和三氟化磷都是分子晶体,相对分子质量更大的三氟化磷的沸点更高,C错误;三氟化氮中的N和甲烷中的C杂化方式都是sp3,D正确。

7.石灰氮(CaCN2)是一种氮肥,与土壤中的H2O反应生成氰胺(),氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列说法正确的是(　　)
A.CaCN2的电子式:
B.H2O的空间填充模型:
C.CO(NH2)2中含有的化学键为共价键和氢键
D.1个分子中含3个σ键
答案　A　CaCN2属于离子化合物,根据Ca、C、N原子结构特点,要达到8电子稳定结构,可知CaCN2的电子式为,A正确;氧原子的半径比氢原子大,且水分子的空间结构为V形,B错误;CO(NH2)2的结构式为,属于分子晶体,含有的化学键为共价键,分子间存在氢键,但是氢键不是化学键,C错误;1个分子中含2个氮氢键、1个碳氮单键和1个碳氮三键,碳氮三键中含有1个σ键和2个π键,单键均是σ键,则1个分子中含4个σ键,D错误。
知识归纳　共价单键是σ键,共价双键中有1个σ键和1个π键,共价三键中有1个σ键和2个π键。





8.工业上利用NH3和CO2生产尿素的原理可表示为:
2NH3+CO2 H2NCOONH4(氨基甲酸铵)
H2NCOONH4 H2NCONH2(尿素)+H2O
下列对涉及的有关物质的说法错误的是(　　)
A.NH3和尿素中的N的杂化方式相同
B.氨基甲酸铵的稳定性比尿素强
C.尿素中碳原子和氧原子的1个2p轨道重叠形成π键
D.1个尿素分子中最多有6个原子位于同一平面
答案　B　NH3和尿素中的N原子的杂化方式都是sp3,A正确;氨基甲酸铵在加热条件下分解为尿素和H2O,可知尿素的稳定性比氨基甲酸铵强,故B错误;尿素中的C原子采用sp2杂化,碳原子的1个未参与杂化的2p轨道和氧原子的1个2p轨道重叠形成π键,故C正确;尿素中的C原子采用sp2杂化,除每个氨基上的1个H原子外,其他原子可能共平面,所以1个尿素分子中最多有6个原子位于同一平面,故D正确。
9.工业上利用MgCl2·6H2O+6SOCl2 MgCl2+6SO2↑+12HCl↑制备无水MgCl2。下列说法正确的是　(　　)
A.SO2为非极性分子
B.MgCl2中既含离子键又含共价键
C.H2O的电子式为
D.基态O原子的价层电子排布式为2s22p4
答案　D　由ABm型分子极性的判断方法可知,中心硫原子化合价的绝对值不等于其最外层电子数,SO2为极性分子,A错误;MgCl2的电子式为[Cl····]-Mg2+[Cl····]-,则MgCl2中只含离子键,B错误;H2O的电子式为HO····H,C错误;O为8号元素,基态O原子的价层电子排布式为2s22p4,D正确。
解题技巧　一般情况下中心原子若存在孤电子对,该分子为极性分子,如NH3、H2O、SO2等。

10.下列有关说法正确的是(　　)
A.CO32-的空间结构为三角锥形
B.SO2与SO3中硫原子的杂化轨道类型均是sp2
C.SO2的键角比SO3的大
D.1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有8 mol σ键
答案　B　CO32-中C原子的价电子对数为4+2+0×32=3,空间结构为平面三角形,A项错误;SO2中S原子的价电子对数为6+0×22=3,杂化轨道类型为sp2,SO3中S原子的价电子对数为6+0×32=3,杂化轨道类型为sp2,B项正确;SO2和SO3均为sp2杂化,SO2中含有1对孤电子对,SO3中不含孤电子对,孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力,则SO2的键角比SO3的小,C项错误;1个[Cu(H2O)4]2+中含有4个配位键,配位键属于σ键,4个水分子中含有8个σ键,则1 mol [Cu(H2O)4]2+中含有12 mol σ键,D项错误。
易错易混　SO2与SO3中硫原子的杂化轨道类型均为sp2,但是分子的空间结构分别为V形和平面三角形,且SO2为极性分子,SO3为非极性分子。

11.下列说法正确的是(　　)
A.CO2与SiO2的晶体类型相同
B.SiCl4与SiHCl3分子中的键角相等
C.1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键
D.CO2分子中碳原子轨道杂化类型为sp2
答案　C　A项,CO2为分子晶体,SiO2为共价晶体,错误;B项,SiCl4为正四面体形,SiHCl3中Si—H键与Si—Cl键键长不等,所以SiHCl3为不规则的四面体,两者的键角不同,错误;C项,晶体Si中每个Si连有4个Si原子,所以1 mol晶体硅中含有Si—Si键为4 mol×12=2 mol,正确;D项,CO2中碳原子价电子对数为4+0×22=2,所以碳原子为sp杂化,错误。
易错易混　1 mol晶体硅中含有2 mol Si—Si键,而1 mol二氧化硅中含有4 mol Si—O键。

12.某中德联合研究小组设计制造了一种“水瓶”,用富勒烯(C60)的球形笼子作“瓶体”(C60结构如图所示),一种磷酸盐作“瓶盖”,恰好可将一个水分子关在里面。下列说法中不正确的是(　　)

A.Na3PO4为强电解质,其阴离子的VSEPR模型与离子的空间结构不一致
B.富勒烯(C60)结构中碳原子均采用sp2杂化
C.碳、氧、磷三种元素分别形成的简单氢化物中H2O的沸点最高
D.一定条件下石墨转化为C60的反应为非氧化还原反应
答案　A　PO43-中P的价层电子对数为4+12×(5+3-2×4)=4,且不存在孤电子对,VSEPR模型与离子的空间结构均为正四面体形,A错误;富勒烯中的碳原子与石墨中的碳原子类似,均采取sp2杂化,B正确;H2O分子间存在氢键,导致H2O的沸点在CH4、H2O、PH3三者中最高,C正确;石墨转化为C60的反应中,碳元素的化合价未发生变化,为非氧化还原反应,D正确。

13.固体界面上的吸附和离解是多相化学在环境、催化等科学领域研究的重要课题。如图为气流中的CO2被捕获到固体界面催化加氢合成重要的化工原料甲酸的过程示意图,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述不正确的是(　　)

A.在固体界面因发生反应活化能降低,使H2迅速参与反应
B.1 mol甲酸(HCOOH)中所含的σ键数目为4NA
C.N(C2H5)3分子中N—C键间的键角小于NH4+中N—H键间的键角
D.若22.4 L CO2参与反应,则断开CO2分子中1 mol共价键
答案　D　催化剂可降低反应活化能,反应速率加快,使H2迅速参与反应,A正确;甲酸(HCOOH)结构式为,1 mol甲酸中所含的σ键数目为4NA,B正确;N(C2H5)3可视为NH3中H被—C2H5取代,所以N(C2H5)3中N原子采用sp3杂化,且其中氮原子上存在一对孤电子对,NH4+中N原子采用sp3杂化且无孤电子对,则N(C2H5)3分子中N—C键间的键角小于NH4+中N—H键间的键角,C正确;未指明是否为标准状况,无法计算22.4 L CO2的物质的量,D错误。

14.2021年9月24日《科学》杂志发表了我国科学家的原创性重大突破,首次在实验室实现从CO2到淀粉的全合成。其合成路线如下:

下列说法错误的是(　　)
A.电负性:O>C>H>Zn
B.甲醇分子中H—C—O键角小于甲醛分子中H—CO键角
C.DHA分子间存在氢键
D.Zn溶于氨水形成配合物[Zn(NH3)4](OH)2,Zn2+的配位数为6
答案　D　C、O的氢化物中H显正价,同周期主族元素自左至右,电负性逐渐增大,所以电负性:O>C>H,锌为金属元素,其电负性小于非金属元素,故A正确;甲醇分子中C原子为sp3杂化,甲醛分子中C原子为sp2杂化,所以甲醇分子中H—C—O键角小于甲醛分子中H—CO键角,故B正确;DHA分子中含有2个羟基,可以形成分子间氢键,故C正确;Zn溶于氨水形成配合物[Zn(NH3)4](OH)2,Zn2+的配位数为4, 故D错误。

15.下列说法正确的是(　　)
A.NCl3分子的极性比PCl3的大
B.CH3—①CHCH—②CHCH2中,①②键长不相同
C.NO3-的空间构型为三角锥形
D.基态原子中,4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
答案　B　NCl3分子的极性比PCl3的小,故A错误;①是sp3杂化轨道和sp2杂化轨道重叠形成的,而②是两个sp2杂化轨道重叠形成的,电子云重叠程度不同,①②键长不相同,B正确;NO3-中心原子的价层电子对数为3+5+1-2×32=3,空间构型为平面三角形,C错误;4s电子在4s区域出现的几率多,但不总是在比3s电子离核更远的区域运动,故D错误;故选B。

16.NH3和BF3可以反应生成氨硼烷(NH3·BF3)。下列说法错误的是(　　)
A.NH3的沸点高于BF3
B.NH3和BF3中N、B的杂化方式相同
C.1 mol NH3·BF3中,含有的σ键数为7NA(令NA为阿伏加德罗常数的值)
D.基态B原子的核外电子空间运动状态有3种
答案　B　NH3分子间存在氢键,沸点高于BF3,A正确;NH3的中心原子N采取sp3杂化,BF3的中心原子B采取sp2杂化,N、B的杂化方式不同,B错误;氨硼烷(NH3·BF3)分子中存在3个N—H键、3个B—F键和1个N→B键,均为σ键,则1 mol NH3·BF3中含有的σ键数为7NA,C正确;基态B原子的电子排布式为1s22s22p1,则空间运动状态有3种,D正确。


17.下列有关NH3、NH2-、NO3-、NO2-的说法正确的是(　　)
A.NH3和NH2-中的H—N—H键角前者大
B.NH3和NO3-的空间构型相同
C.NH2-和NO2-中N原子的杂化方式相同
D.NH3与Cu2+形成的[Cu(NH3)4]2+中,提供孤电子对形成配位键的是Cu2+
答案　A　NH3与NH2-中N原子的价层电子对数都是4,NH3中N含有1对孤电子对,NH2-中N含有2对孤电子对,前者键角大,A正确;NH3的空间构型为三角锥形,NO3-的空间构型为平面三角形,B错误;NH2-中N原子为sp3杂化,NO2-中N原子为sp2杂化,C错误;铜离子提供空轨道、N原子提供孤电子对,形成配位键,D错误;选A。

18.某离子液体的部分结构如下。短周期主族元素R、X、Y、Z、W中Y的原子半径最小,X、Z同主族,且Z的电子数等于Y、W电子数之和,X与R、W形成的二原子化合物均为常见的城市空气污染物。以下说法正确的是(　　)

A.RW-做配体时,W提供孤电子对
B.RZ2、WY3、RY4分子中的键角依次减小
C.第一电离能:Y>W>X>R
D.氢化物的熔、沸点大小顺序一定为R”或“
(4)Sn与C同主族,Sn原子半径大,Sn—Sn键的键长长,键能小
解析　(1)Co为27号元素,根据价电子排布规则可知Co原子的价电子排布式为3d74s2。
(2)[Ni(NH3)6]2+中NH3与Ni之间以配位键结合,NH3中存在N—H共价键,N—H键为σ键,氢键不属于化学键,故选BCE。
(3)铜为29号元素,价电子排布式为3d104s1,锌为30号元素,价电子排布式为3d104s2,铜原子失去一个电子后,价电子排布式为3d10,处于全满状态,失去第二个电子比较难,锌失去一个电子后价电子排布式为3d104s1,比较容易失去第二个电子,所以I2(Cu)>I2(Zn)。
(4)Sn与C同主族,灰锡结构与金刚石相似,故其稳定性取决于共价键的强弱,锡原子半径远大于碳原子,则Sn—Sn键的键长长,键能小,故灰锡不如金刚石稳定。

27.碳及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)画出基态碳原子的价电子排布图:　　　　　　　　　　。 
(2)1个H2CO3分子中含有　　　　个σ键;CO32-的空间结构为　　　　　　。 
(3)CO易与人体的血红蛋白结合,导致人体供氧不足而出现中毒症状。血红蛋白的局部结构如图所示。该结构中碳原子的杂化类型为　　　　,配位原子为　　　　(填原子符号)。第一电离能:I1(C)　　　　I1(O)(填“>”或“