2022年高三化学寒假课时训练：15分子结构与性质 Word版含答案

这是一份2022年高三化学寒假课时训练：15分子结构与性质 Word版含答案，共51页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题包括17个小题，每小题3分，共51分)
1．只有在化合物中才能存在的化学键是( )
A．离子键 B．共价键 C．极性键 D．非极性键
2．下列化学键中，键的极性最强的是( )
A．C—F B．C—O C．C—N D．C—C
3．下列一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子或离子的键角不相等的是( )
A．CCl4、SiCl4、SiH4B．H2S、NF3、CH4
C．BCl3、CH2==CHCl、环己烷D．SO3、C6H6(苯)、CH3C≡CH
4．下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是( )
A．氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠
B．硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵
C．硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡
D．氯化铵、氢氧化钠、双氧水、过氧化钙
5．下列有关键角与分子空间构型的说法不正确的是( )
A．键角为180°的分子，空间构型是直线形
B．键角为120°的分子，空间构型是平面三角形
C．键角为109.5°的分子，空间构型是正四面体形
D．键角为90°～109.5°之间的分子，空间构型可能是V形
6．在化学中，常用一条短线表示一个化学键，如下图所示的物质结构中，虚线不表示化学键或分子间作用力的是( )
7．下列分子的立体构型用sp2杂化轨道来解释的是( )
①BF3 ②CH2===CH2
③ ④CH≡CH
⑤NH3⑥CH4
A．①②③ B．①⑤⑥ C．①②⑤ D．②③⑥
8．C(Ⅲ)的八面体配合物CClm·nNH3，若1 ml该配合物与AgNO3作用生成1 ml AgCl沉淀，则m、n的值是( )
A．m＝1，n＝5 B．m＝3，n＝4 C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝5
9.科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B．分子中四个氮原子共平面
C．该物质既有氧化性又有还原性
D．15.2g该物质含有的原子数为6.02×1024
10．已知键能EN≡N＝945 kJ·ml－1，EH—H＝436 kJ·ml－1，EN—H＝391 kJ·ml－1。在合成氨时，那么每反应1 ml N2和3 ml H2能量变化为( )
A．吸收208 kJ的热量B．放出208 kJ的热量
C．吸收93 kJ的热量D．放出93 kJ的热量
11．2008年北京残奥会吉祥物是以牛为形象设计的“福牛乐乐”(Funiulele)，如图甲。有一种有机物的键线式也酷似牛，故称为牛式二烯炔醇(cwenynenynl)，如图乙。已知连有四个不同的原子或原子团的碳原子，称为手性碳原子。下列有关说法不正确的是( )
A．牛式二烯炔醇含有三种官能团 B．牛式二烯炔醇含有三个手性碳原子
C．1 ml 牛式二烯炔醇最多可与6 ml Br2发生加成反应 D．牛式二烯炔醇分子内能发生消去反应
12．下列结构图中，●代表前二周期元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表价键。示例：
根据各图表示的结构特点，下列有关叙述正确的是( )
A．上述结构图中共出现6种元素 B．甲、乙、丙为非极性分子，丁为极性分子
C．甲与丁可以发生化合反应生成离子化合物 D．向CaCl2溶液中加入(或通入)丙有白色沉淀产生
13．有关苯分子中的化学键描述正确的是( )
A．每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C．碳原子的三个sp2杂化轨道与其他形成两个σ键
D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他形成σ键
14．下列说法中正确的是( )
A．ABn型分子中，若中心原子没有孤对电子，则ABn为空间对称结构，属于非极性分子
B．水很稳定是因为水中含有大量的氢键所致
C．H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C分别形成2个、3个、4个键，故O、N、C原子分别采取sp、sp2、sp3杂化
D．配合物[Cu(H2O)4]SO4中，中心离子是Cu2＋，配位体是SOeq \\al(2－,4)，配位数是1
15．有五种元素X、Y、Z、Q、T。X元素为主族元素，X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的L电子层的p亚层上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p亚层上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是( )
A．元素Y和Q可形成一种化合物Y2Q3
B．X与T的最高价氧化物对应的水化物，前者的酸性比后者强，是因为前者的非羟基氧原子数目大于后者
C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D．ZQ2是极性键构成的非极性分子
16．下列说法中，不正确的是( )
A．N2O与CO2、CCl3F与CCl2F2互为等电子体
B．CCl2F2无同分异构体，说明其中碳原子采用sp3方式杂化
C．H2CO3与H3PO4的非羟基氧原子数均为1，二者的酸性(强度)非常相近
D．由ⅠA族和ⅥA族元素形成的原子个数比为1 ：1、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物
17．某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是( )
A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6 B．该配合物可能是平面正方形结构
C．Cl－和NH3分子均为Pt4＋配体 D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位
二、非选择题(本题包括5小题，共49分)
18．(7分)氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为__________。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为__________。
(2)根据等电子体原理，在NOeq \\al(＋,2)中氮原子轨道杂化类型是__________；1 ml Oeq \\al(2＋,2)中含有的π键数目为__________个。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3＋基态核外电子排布式为__________。
(4)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是__________。
A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2
(5)O3分子是否为极性分子？__________。
19．(12分)回答下列问题。
(1)CS2是一种常用的溶剂，CS2的分子中存在________个σ键。在H—S、H—Cl两种共价键中，键的极性较强的是________，键长较长的是________。
(2)氢的氧化物与碳的氧化物中，分子极性较小的是________(填分子式)。
(3)SO2与CO2分子的立体结构分别是________和________，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是______(写分子式)，理由是____________________________。
(4)醋酸的球棍模型如图1所示。
①在醋酸中，碳原子的轨道杂化类型有________；
②Cu的水合醋酸盐晶体局部结构如图2所示，该晶体中含有的化学键是________(填选项字母)。
A．极性键 B．非极性键 C．配位键 D．金属键
20．(10分)四种元素A、B、C、D，其中A元素原子的原子核内只有一个质子；B的基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1；C元素的原子最外层电子数是次外层的3倍；D是形成化合物种类最多的元素。
(1)A、D形成的某种化合物甲是一种重要的化工产品，可用作水果和蔬菜的催熟剂，甲分子中σ键和π键数目之比为________；写出由甲制高聚物的反应方程式：
________________________________________________________________________。
(2)A、C形成的某种化合物乙分子中含非极性共价键，乙分子属于________(填“极性分子”或“非极性分子”)；其电子式为________；将乙加入浅绿色氯化亚铜溶液中，溶液变为棕黄色，写出该反应的离子方程式：_____________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)B的基态原子电子排布图为________。与PH3相比，BA3易液化的主要原因是________；
(4)笑气(B2C)是一种麻醉剂，有关理论认为B2C与DC2分子具有相似的结构，故B2C的空间构型是________，其为________(填“极性”或“非极性”)分子。
21．(10分)X、Y、Z、W是元素周期表中原子序数依次增大的四种短周期元素，其相关信息如下表：
(1)W位于元素周期表第________周期第________族；W的原子半径比X的________(填“大”或“小”)。
(2)Z的第一电离能比W的________(填“大”或“小”)；XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是____________；氢元素、X、Y的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称________。
(3)振荡下，向Z单质与盐酸反应后的无色溶液中滴加NaOH溶液直至过量，能观察到的现象是________________________；W的单质与氢氟酸反应生成两种无色气体，该反应的化学方程式是________________。
(4)在25℃、101kPa下，已知13.5g的Z固体单质在Y2气体中完全燃烧后恢复至原状态，放热419kJ，该反应的热化学方程式是____________________。
22．(10分)(1)依据第2周期元素第一电离能的变化规律，参照下图中B、F元素的位置，用小黑点标出C、N、O三种元素的相对位置。
(2)NF3可由NH3和F2在Cu催化剂存在下反应直接得到：4NH3＋3F2eq \(=====,\s\up7(Cu))NF3＋3NH4F基态铜原子的核外电子排布式为________。
(3)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填序号)。
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．金属键 e．氢键 f．范德华力
②R中阳离子的空间构型为________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。
(4)已知苯酚具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酸)(填“>”或“O>N>C，故选A。
3答案：B
解析：A项，中心原子都是sp3杂化，其键角相同；B项，中心原子都是sp3杂化，孤电子对数不同，分子的键角不相同；C项，三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化，环已烷中碳原子为sp3杂化；D项，三氧化硫和苯的中心原子为sp2杂化，而丙炔中碳原子为sp和sp3杂化。
4答案：B
解析：铵离子中存在极性共价键和配位键，氨分子中氮原子上有孤电子对，H＋、Cu2＋、Ag＋有空轨道，能形成配位键。A项，只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键，A项错误；C项和D项中都不含配位键，C和D项错误。
5答案：B
解析：乙烯分子的键角为120°，但它的空间构型并不是平面三角形。
6答案：C
解析：A选项中的虚线表示石墨结构中层与层之间存在的范德华力。C选项中的实线表示CCl4分子中实际存在的C—Cl共价键，虚线表示四个成键的氯原子相连时在空间形成的正四面体。B、D两项中的虚线表示共价键。
7答案：A
解析：sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，¢ÙBF3为平面三角形且B—F键角为120°；¢ÚCH2===CH2中的碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成ð键；¢Û同¢Ú相似；¢Ü乙炔中的碳原子为sp杂化；¢ÝNH3中的氮原子为sp3杂化；¢ÞCH4中的碳原子为sp3杂化。
8答案：B
解析：由1 ml配合物生成1 ml AgCl，知道1 ml配合物电离出1 ml Cl－即配离子显＋1价，故外界有一个Cl－。又因为C显＋3价，所以[CClm－1·nNH3]＋中有两个Cl－，所以m＝3，又因为＋3价C需要6个配体，n＝6－2＝4。
9答案：C
解析：N和O两种原子属于不同的非金属元素，它们之间形成的共价键应该是极性键，A项错误；因为该分子中N—N—N键角都是108.1°，所以该分子不可能是平面型结构，而是三角锥形，B项错误；由该分子的化学式N4O6可知分子中氮原子的化合价是＋3价，处于中间价态，化合价既可以升高又可以降低，所以该物质既有氧化性又有还原性，C项正确；该化合物的摩尔质量是152 g·ml－1，因此15.2g该物质的物质的量为0.1 ml，所以含有的原子数为0.1×10×6.02×1023＝6.02×1023，D项错误。
10答案：D
解析：在化学反应中断开化学键吸收能量，形成化学键放出能量。发生反应N2＋3H22NH3时，ÄH＝EN¡ÔN＋3EH—H－6EN—H＝945 kJ·ml－1＋3×436 kJ·ml－1－6×391 kJ·ml－1＝－93 kJ·ml－1，故反应放出的热量为93 kJ。
11答案：D
解析：牛式二烯炔醇含有三种官能团，分别是碳碳双键、碳碳三键和羟基。牛式二烯炔醇分子中与连羟基的碳相邻的碳上没有氢原子，分子内不能发生消去反应。
12答案：C
解析：从示例和题给信息可确定：甲—HF，乙—N2，丙—CO2，丁—NH3。A中，上述结构图中共出现：H、F、N、C、O 五种元素；B中，乙、丙为非极性分子，甲、丁为极性分子；C中，HF＋NH3===NH4F，属于离子化合物；D中，CO2通入CaCl2溶液中不能生成CaCO3沉淀。
13答案：B
解析：根据必修¢Ú所学知识，知道苯分子是平面结构，则可推测：中心碳原子以sp2杂化形成三个杂化轨道，还有一个未杂化的p轨道。所以，其结合形式为：每个碳原子分别以三个sp2杂化轨道与其他两个C和一个H原子形成ó键，未杂化的p轨道上电子与其他五个碳原子上的p电子形成大ð键。
14答案：A
解析：依据判断极性分子和非极性分子的经验规律可知A项正确；H2O很稳定是因为H—O键键能大，B项错误；在NH3、H2O、CH4中N、O、C均采取sp3杂化，只不过NH3、H2O分子中孤电子对占据着杂化轨道，C项错误；[Cu(H2O)4]SO4中配位体是H2O，配位数是4，D项错误。
15答案：C
解析：X的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为S元素；Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为Fe元素；Z的电子排布式为1s22s22p2，为C元素；Q的电子排布式为1s22s22p4，为O元素；T的电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。C项中，X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物，故C项不正确。
16答案：C
解析：N2O与CO2的原子数相同，电子数相同，CCl3F与CCl2F2的原子数相同，原子的最外层电子数之和相同，它们都是等电子体；CCl2F2无同分异构体，说明它是立体结构而不是平面结构，则碳原子采用sp3杂化方式；由于CO2与H2O的化合程度小，H2CO3的酸性比H3PO4弱得多，C错；D项中的物质指的是Na2O2，它是含有(非极性)共价键的离子化合物
17答案：C
解析：PtCl4·2NH3水溶液不导电，说明配合物溶于水不会产生自由移动的离子；加入AgNO3溶液反应不产生沉淀并且以强碱处理并没有NH3放出，说明Cl－和NH3都参与配位，配位数是6；配位数是6的配合物不可能是平面结构，可能是正八面体或变形的八面体。
18答案：(1)F>N>O V形 (2)sp 2NA (3)1s22s22p63s23p63d3 (4)C (5)是
解析：(1)由洪特规则的特例可知，氮元素的第一电离能大于氧元素(大于氮元素的“左邻右舍”)，小于氟元素；由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型是V形。(2)根据等电子体原理，NOeq \\al(＋,2)与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NOeq \\al(＋,2)中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；Oeq \\al(2＋,2)与N2(其中有一个σ键和两个π键)互为等电子体，因此Oeq \\al(2＋,2)中有2个ð键。(4)(5)可根据价层电子对互斥理论分析，SO2与O3分子的结构最相似，且都是极性分子。
19答案：(1)2 H—Cl H—S (2)CO2
(3)V形 直线形 SO2 因为CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大 (4)①sp3、sp2 ②A、B、C
20答案：(1)51 nCH2===CH2eq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热))CH2—CH2
(2)极性分子 Heq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)H
2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O
(3) NH3中存在氢键
(4)直线形 非极性
解析：4种元素A、B、C、D，其中A元素原子的原子核内只有一个质子，则A是H；B的基态原子s能级的总电子数比p能级的总电子数多1，这说明B的原子序数是7，则是N；C元素的原子最外层电子数是次外层的3倍，则C是O，D是形成化合物种类最多的元素，则D是碳元素。
(1)乙烯可用作水果和蔬菜的催熟剂，即甲是乙烯。由于单键都是ó键，而双键是由1个ó键和1个π键构成的，则根据乙烯的结构式可知，分子中σ键和π键数目之比为5 ：1。乙烯含有碳碳双键，可发生加聚反应，则制高聚物的反应方程式为
nCH2===CH2eq \(――→,\s\up7(催化剂),\s\d5(加热))CH2—CH2。
(2)A、C形成的某种化合物乙分子中含非极性共价键，则乙是H2O2，H2O2不是直线形结构，则乙分子属于极性分子，其电子式为Heq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)eq \(O,\s\up6(··),\s\d4(··))eq \\al(·,·)H；过氧化氢具有氧化性，能氧化亚铁离子，反应的化学方程式为2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O。
(3)根据核外电子排布规律可知，B的基态原子电子排布图为由于NH3中存在氢键，与PH3相比，氨气易液化。
(4)N2O与CO2分子具有相似的结构，CO2是直线形结构，则N2O的空间构型是直线形，其为非极性分子。
21答案：(1)三 ⅣA 大
(2)小 分子间作用力 乙酸(其他合理答案均可)
(3)先生成白色沉淀，后沉淀逐渐溶解，最后变成无色溶液Si＋4HF===SiF4↑＋2H2↑
(4)4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ΔH＝－3352 kJ·ml－1(其他合理答案均可)
解析：(1)根据题给信息，可以初步判断X为第ⅣA族元素，当判断出Y为O元素时，即可确定X为C元素；Z的最外层电子数为3，共有三个电子层，所以Z为Al元素；由质子数＝质量数－中子数，可以确定W的质子数为14，所以W为Si元素。由此可以判断W位于元素周期表第三周期第¢ôA族；W和X是同一主族元素，且W在X的下一周期，所以W的原子半径大于X的原子半径。(2)Z和W属于同周期元素，同周期元素的第一电离能从左向右呈逐渐增大趋势，所以Z的第一电离能小于W的；XY2为CO2，由固态变为气态时克服的作用力为分子间作用力；H、C、O三种元素可组成多种能形成同种分子间氢键的化合物，比如乙酸等。(3)Z单质即为铝，铝和盐酸反应生成氯化铝，向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液，发生的反应分为两个阶段。第一阶段：先生成氢氧化铝沉淀；第二阶段：氢氧化钠过量时，氢氧化铝沉淀溶解。W单质即为硅，硅和氢氟酸反应生成SiF4和H2两种气体。(4)13.5g铝的物质的量为0.5ml，所以该反应的热化学方程式为4Al(s)＋3O2(g)===2Al2O3(s) ÄH＝－3352 kJ·ml－1。
22答案：(1)
(2)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(3)①a、d ②三角锥形 sp3 (4)< 中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋
解析：(1)第2周期从左向右元素的第一电离能呈增大趋势，但氮元素因为p能级电子为半充满状态，其第一电离能大于氧。(2)基态铜原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。(3)¢Ù由Q可知，H2O和BF3·H2O之间有氢键，BF3·H2O分子内有共价键和配位键，分子之间存在范德华力，故Q中不存在离子键和金属键。¢ÚR为离子晶体，阳离子[H3O]＋的空间构型为三角锥形，阴离子的空间构型为三角锥形，B原子采用sp3杂化。(4)由于能形成分子内氢键，所以水杨酸的第二级电离更困难，故Ka2(水杨酸)