河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-32分子结构与性质（1）

这是一份河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-32分子结构与性质（1），共40页。试卷主要包含了单选题，元素或物质推断题，结构与性质，工业流程题等内容，欢迎下载使用。
河南高考化学三年（2021-2023）模拟题汇编-32分子结构与性质（1）

一、单选题
1．（2023·河南·校联考模拟预测）在铜催化下，以末端炔烃为原料合成有机金属试剂的反应历程如下：
  
注明：Et代表乙基，OAc代表CH3COO，B2pin2代表联硼酸频那醇酯，R代表烃基。
与四个互不相同原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子，含手性碳原子的分子叫手性分子。下列叙述正确的是
A．合成“X”总反应的原子利用率小于100%
B．(L)Cu-Bpin是合成中间产物“X”的催化剂
C．上述转化中断裂和形成了极性键和非极性键
D．若R、Bpin都不含手性碳，则“Y”是手性分子
2．（2022·河南开封·校联考模拟预测）固体电解质的化学式为W6XY5Z，其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，w为金属，且最外层电子数是次外层的一半，X、Y、Z为第三周期的非金属元素。下列说法正确的是
A．单质W不能与水反应
B．X的单质有多种同素异形体
C．简单离子半径：X11时，Zn( OH)2能溶于NaOH溶液；
ii．下表是常温下几种离子生成氢氧化物沉淀的pH：

Zn2+
Fe2+
Fe3+
Cu2+
开始沉淀的pH
5.4
7.0
2.3
4.7
完全沉淀的pH
8.0
9.0
3.1
6.7
若以钢铁厂烟灰为原料制备活性ZnO的实验方案设计如下：

①向滤液1中加入适量双氧水的作用是 (用离子方程式表示) ，调pH加入的固体可以是 。 (填化学式)。
②向滤液2中加入足量锌粉的目的是 ；向滤液3中加入1.0mol·L－1NaOH溶液调节的pH范围为 。

参考答案：
1．B
【详解】A．由反应历程可知，合成“X”总反应中产物只有“X”，原子利用率等于100%，故A错误；
B．由反应历程可知，(L)Cu-Bpin参与第一步反应，先消耗后续又生成，说明(L)Cu-Bpin是合成中间产物“X”的催化剂，故B正确；
C．由反应历程可知，上述转化中断裂了C-H极性键，生成了C-R极性键，断裂了碳碳三键非极性键，但没有非极性键的生成，故C错误；
D．与四个互不相同原子或基团连接的碳原子叫手性碳原子，由Y的结构简式可知，Y中没有手性碳原子，不是手性分子，故D错误；
故选B。
2．B
【分析】W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，w为金属，且最外层电子数是次外层的一半，W是Li元素；X、Y、Z为第三周期的非金属元素，根据Li6XY5Z元素化合价代数和等于0，可知X是P元素、Y是S元素、Z是Cl元素。
【详解】A．W是Li，单质Li能与水反应生成LiOH和H2，故A错误；
B．X是P元素，有白磷、红磷等多种同素异形体，故B正确；
C．电子层数相同，质子数越多半径越小，简单离子半径：Cl-N>C，故答案为O>N>C；CH3CH2OH可以形成分子间氢键，沸点大于CH3OCH3，故答案为CH3CH2OH可以形成分子间氢键。
（3）①C除了与两个O形成σ键之外还与两个H形成σ键，故杂化类型为sp3。
②A．含有该超分子的物质为离子晶体，A错误；
B．冠醚可以分离不同的碱金属离子，B正确；
C．中心碱金属离子的配位数随着冠醚分子的结构变化而变化，C错误；
D．冠醚和碱金属离子之间为共价键，D错误；
故选B。
（4）①；
②该晶胞中含有6个K和2个Bi，故密度为。
6．(1)    F>N>C>B N 正四面体形
(2) 原子 X－射线衍射实验
(3) 3       
(4) (，，) 1：6：2：26

【详解】（1）N元素基态原子的电子排布图(轨道表示式)是  ；B、C、N、F处于同一周期，同一周期元素第一电离能从左往右呈增大趋势，四种元素的第一电离能由大到小的顺序是F>N>C>B；配合物[Cu(CH3C≡N)4]BF4中与Cu( I )形成配位键的原子是N；阴离子中心原子B形成4个共价键，无孤对电子，电子对数为4，故空间构型为正四面体形。
答案为：  ；F>N>C>B；正四面体形。
（2）晶体硼的熔点为2300°C，沸点为2550°C，硬度大，判断该晶体硼为原子晶体；无定形硼为非晶体，区分晶体硼和非晶体最可靠的科学方法为对固体进行X－射线衍射实验。
答案为：原子；X－射线衍射实验。
（3）结合图示，每个硼酸分子周边形成6个氢键，每个氢键被两个硼酸分子均摊，故6=3； [B(OH)4]－中心原子是B,形成3个共价键，且B是缺电子结构，氢氧根中O提供孤对电子与B形成配位键，则[B(OH)4]－中的配位键为  。
答案为：3；  。
（4）某种硼氢化镁氨合物的晶胞结构如图所示，属于立方晶系，晶胞棱边夹角均为90°，图中
  
已知，则c点的坐标为___________。该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) =___________。
根据题干信息可知，a点位于晶胞面心，由a点的坐标为(，0，)，可知晶胞棱长为1，c处于体对角线的1/4处，故c的坐标为(，，)；每个黑球代表一个八面体，其中心为金属镁原子，顶点为氨分子，根据均摊法可算出Mg的个数为，镁原子与氨分子形成八面体，氨分子位于定点，则N的个数为，氨分子中的H的合数为；每个白球代表一个四面体，其中心为硼原子，顶点为氢原子，则B的个数为8，四面体中H的个数为，则H的总个数为72+32=104，故该晶胞中n(Mg)：n(N)：n(B)：n(H) =1：6：2：26。
答案为：(，，)；1：6：2：26。
7．(1) 3s23p5 18
(2)Li+质子数多，对核外电子的引力更大(合理即给分)
(3)D
(4) 三角锥形 PH3 N没有2d轨道且2s、2p与3d轨道之间能量相差较大，不能参与杂化(其他合理答案可酌情给分) Li2O
(5)(合理即给分)
(6)2 (合理即给分)

【详解】（1）基态氯原子为17号元素原子，价层电子排布式为3s23p5。把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，因而空间运动状态个数等于轨道数，溴为35号元素，原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s24p5，则基态溴原子核外电子有18种不同的空间运动状态；
（2）H-、Li+的核外电子排布相同，但Li+质子数多，对核外电子的引力更大，导致H-半径大于Li+；
（3）1s2为锂离子，1s12s1为锂离子，锂离子再失去1个电子所需的能量为第二电离能，能量较大；1s22s1为基态锂原子， 1s23s1为激发态锂原子，激发态锂原子更容易失去1个电子，故选D；
（4）①PBr3中P原子的价层电子对数为3＋=4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构；在H2O、HCl、HBr、PH3中，P原子半径最大，形成磷氢键键长更大，键能更小，故共价键极性最弱的是PH3；
②N没有2d轨道且2s、2p与3d轨道之间能量相差较大，不能参与杂化，导致氮不存在sp3d杂化，不存在NCl5分子；
③由图表可知，氧的电负性最大，则在LiH、Li2O、LiCl、LiBr中，离子键百分率最高的是Li2O；
（5）根据“均摊法”， 1个图b(Li2OHCl)晶胞中含个Li，结合化学式Li2OHCl可知，1个晶胞中相当于存在8个Li2OHCl，则1个图b(Li2OHCl)晶胞的质量为g；
（6）结合（5）分析可知，Li3OBr相当于1个Li、1个Br代替了Li2OHCl中的1个H、1个Cl，则Li3OBr晶体密度为。
8．(1) d
(2) +5 Mn²⁺的价电子排布式为3d⁵，V²⁺的价电子排布式为3d³，Mn²⁺的3d轨道处于半充满状态，能量更低更稳定，使得Mn失去第3个电子所需能量更高
(3) HH 4 大于
(6) YFeO3

【详解】（1）硅元素的原子序数为14，基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2，则1s22s22p63s13p3为硅原子激发态的电子排布式，故选B；
（2）铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，则离子中成对电子数与未成对电子数之比为20：4=5：1，故答案为：5：1；
（3）铍和铝都是金属晶体，铍的原子半径小于铝原子，则铍晶体中的金属键强于铝晶体，熔点高于铝晶体，故答案为：铍和铝都是金属晶体，铍的半径小，金属键强，所以熔点高；
（4）由氯化铍的二聚分子中所有原子都在同一平面上可知，二聚分子中具有孤对电子的氯原子与具有空轨道的铍原子形成了2个配位键，则二聚分子Be2Cl4的结构式为  ，故答案为：  ；
（5）①非金属元素的非金属性越强，电负性越大，配离子所含非金属元素的非金属性强弱顺序为O>N>C>H，则电负性由大到小的顺序为O>N>C>H，故答案为：O>N>C>H；
②由图可知，配离子中氮原子形成4个σ键，说明配离子中氮原子的价层电子对数为4；配离子中水分子中的氧原子与铜离子形成配位键，氧原子的孤对电子对数由2变为1，孤对电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则配离子中H—O—H的键角大于水分子，故答案为：4；大于；
（6）①由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点和棱上的钇原子个数为8×+4×=2，位于体内的铁原子个数为2，位于棱上和体内的氧原子个数为8×+4=6，则单相多铁性材料的化学式为YFeO3，故答案为：YFeO3；
②设晶体的密度为dg/cm3，由晶胞的质量公式可得：=10—30abcd，解得d=，故答案为：。
10．(1) C Ni(CO)4为非极性分子，CCl4、苯等为非极性溶剂，根据相似相溶可知，Ni(CO)4易溶CCl4、苯等有机溶剂。
(2) N＞C＞Fe＞K 12mol
(3) CO2、N2 bde
(4) LiC6

【详解】（1）①基态B原子的价电子排布式为2s22p1，激发时，2s能级的一个电子跃迁至2p能级的一个轨道，故杂化前，处于激发态的B原子的价电子轨道表示式为，故选C。
②Ni(CO)4常温下呈液态，其分子空间构型为正四面体形，可知Ni(CO)4为非极性分子，其易溶CCl4、苯等有机溶剂的原因是Ni(CO)4为非极性分子，CCl4、苯等为非极性溶剂，根据相似相溶可知，Ni(CO)4易溶CCl4、苯等有机溶剂。
（2）同周期元素从左至右电负性逐渐增大，同主族元素从上往下电负性逐渐减小，故K4[Fe(CN)6]所含元素电负性由大到小的顺序为N＞C＞Fe＞K，CN-含有1个σ键，CN-与Fe2+之间形成6个配位键，故lmolK4[Fe(CN)6]含有σ键的物质的量为12mol。
（3）NH3、H2O均只含有极性键，分别为三角锥形、角形分子，正电中心和负电中心不重合，故为极性分子，CO2只含有极性键，为直线形分子，正电中心和负电中心重合，故为非极性分子，N2只含有非极性键，为非极性分子，故反应所得的气态产物中属于非极性分子的有CO2、N2；与[UO2(CO3)3]4-之间存在离子键，中N原子与H+之间存在配位键，N原子与H原子之间存在极性键，[UO2(CO3)3]4-中原子之间存在极性键，故反应中断裂的化学键有极性键、离子键、配位键，故选bde。
（4）由图可知，Li原子位于顶点，个数为，C原子位于面上和体内，个数为，则化学式为LiC6；该晶体中最近的两个碳原子核间距离为142pm，则底边边长为3´142pm，石墨烯层间距离为335pm，又底边为平行四边形，顶角为60°，设晶胞的密度为dg/cm3，晶胞质量为，晶胞体积为，结合密度公式，解得。
11．(1)
(2) 或 4 是离子晶体，是分子晶体(合理即可)
(3) 氧原子 15
(4)

【详解】（1）镓的原子序数为31，位于元素周期表第四周期第ⅢA族，价电子为3，则基态原子的价电子排布图为；
（2）①中是缺电子结构，Cl最外层电子数为7， 和结构相似，Cl原子上的孤电子对填入Ga原子的空轨道中，形成了配位键，则分子结构式为或；
每个Ga原子周围有四个Cl原子参与成键，则Ga的配位数为4；
中Ga的键数为3，孤电子对为，则中Ga原子的杂化方式sp2杂化，中Ga的键数为4，孤电子对数为，则中Ga原子的杂化方式为sp3杂化；
②F元素的电负性大，因此与Ga元素间形成的是离子键，氟化镓为离子晶体，氯化镓存在二聚体，Ga元素与Cl元素间形成的是共价键，依次氯化镓为分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体；
（3）①O原子上存在孤电子对，所以O原子可与Ga形成配位键；
②一般来说，单键都是以键，双键为一个键和一个π键，三键为一个键和两个π键，则甲基麦芽酚分子结构简式： 存在3个双键，12个单键，则每个甲基麦芽酚分子中含有15键；
（4）①Cu位于顶点、面心、体心，原子数目为 ，In的原子数目为4，Se的原子数目8，晶胞的体积为，晶胞的质量为，晶胞密度为=；
②晶胞可看作上下两个大立方体组成，每个大立方体可分为8个小立方体，小立方体的体对角线长为，与间的最短距离为。
12．(1)
(2) S、O、N、F 平面三角形 NSF3、COF2两者均为分子晶体，前者的相对分子质量较大，分子间作用力大
(3) sp2 CO(NH2)2中氨基数目为2个，可以形成更多的氢键 BCD
(4)

【详解】（1）基态氟原子为9号元素原子，价层电子排布图为；
（2）①同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故F、O、N、S的第一电离能从小到大的顺序是S、O、N、F；
②COF2分子中C原子的孤电子对数为，不含孤电子对为sp2杂化，空间构型为平面三角形。
③NSF3、COF2两者均为分子晶体，前者的相对分子质量较大，分子间作用力大，沸点较高；
（3）①CO(NH2)2中C形成3个σ键1个π键，无孤电子对，故杂化方式是sp2杂化；
②CO(NH2)2的熔沸点比CH3CONH2的高，其原因是CO(NH2)2中氨基数目为2个，可以形成更多的氢键，导致熔沸点升高；
③A． CO2为对称分子结构，是非极性分子，A错误；
B．等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，CO2与互为等电子体，B正确；
C．H2O与NHF2中心原子分别为O、N，两者的价层电子数分别为、，C正确；
D．NH与HF形成离子键，HF中F与H原子之间存在氢键，NH中含有配位键，NH4HF2中存在离子键、配位键和氢键，D正确；
故选BCD；
（4）由图可知，AD距离为底面对角线的四分之一，为；已知AC=BE，则AC距离为；则CD(Cs与F)间的距离为pm；
晶胞中Cs原子位于棱上和晶胞内，一个晶胞中原子数目为；Ag原子位于棱上和面心，一个晶胞中原子数目为；F原子位于面上和晶胞内，一个晶胞中原子数目为；一个晶胞的符号为Cs4Ag4 F12，故晶胞质量为；晶胞体积为，所以密度为g/cm3。
13．(1) 原子光谱 1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2 3
(2)O＞N＞H＞V
(3) sp2、sp SCN-
(4) 4 bd
(5) 4

【详解】（1）常利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素；V是23号元素，位于第四周期ⅤB，V元素的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2，d能级有5个轨道，按照洪特规则，V元素核外有3个未成对电子；故答案为原子光谱；1s22s22p63s23p63d34s2或[Ar]3d34s2；3；
（2）V为金属元素，其余为非金属元素，一般非金属性越强，电负性越强，同周期从左向右电负性逐渐增大，因此电负性由大到小的顺序是O＞N＞H＞V；故答案为O＞N＞H＞V；
（3）H2C2O4的结构简式为HOOC-COOH，C原子有3个σ键，无孤电子对，杂化类型为sp2，CO2的结构式为O=C=O，空间构型为直线形，即C原子杂化类型为sp；根据等电子体的定义，与CO2互为等电子体的阴离子是SCN-等；故答案为sp2、sp；SCN-等；
（4）①1个双键中有1个σ键和1个π键，根据五氧化二钒的结构简式，1个五氧化二钒中含有4个π键，故答案为4；
②a．氨气空间构型为三角锥形，水的空间构型为V形，故a错误；
b．氨气中N的杂化类型为sp3，水中O的杂化类型为sp3，故b正确；
c．氨气中心原子N有1对孤对电子，水中心原子O有2对孤对电子，孤对电子对数越多，键角越小，故c错误；
d．NH3、H2O均能形成分子间氢键，故d正确；
答案为bd；
（5）根据晶胞图，As的配位数为4，故答案为4；
根据晶胞图，该晶胞中有4个“VAs”结构单元，晶胞质量为g，砷钒最近的距离是体对角线的，则晶胞的边长为cm，晶胞的密度为g/cm3；故答案为。
14．(1)BD
(2) < < < >
(3) +3 sp3 极性键、配位键 正四面体形
(4) 6

【详解】（1）若能量最低，应满足构造原理，即电子优先填充在能量低的能级，在相同能级上优先占据空轨道且自旋方向相同，所以能量最低的为，即B选项，能量最高的排布图应为电子在高能级上排布多的，应该为，即为D选项，故答案为BD；
（2）同周期元素，非金属性依次增强，电负性依次增强，所以，电负性：B < C，N < O；对于第一电离能而言，一般非金属性越强，越难失去第一个电子，第一电离能越大，所以，B < C，但由于N的价电子排布式为2s22p3，处于半充满状态，稳定，所以N > O；故答案为：11时，Zn( OH)2能溶于NaOH溶液，结合图表可知锌离子完全沉淀时pH=8.0，故滤液3中加入1.0mol·L－1NaOH溶液调节的pH范围为8.0≤pH≤11。