第2章微粒间相互作用与物质性质单元练习

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第2章微粒间相互作用与物质性质单元练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．以下分子或离子的结构为正四面体形且键与键夹角为109°28′的是①CH4    ②SiCl4    ③CH3Cl    ④P4    ⑤SOA．①②④ B．①②③④⑤ C．①② D．①②⑤2．用价层电子对互斥模型可以判断许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是A．SO中心原子的价层电子对数为3，是平面三角形结构B．BF3键角为120°，SnBr2的键角大于120°C．CH2O是平面三角形的分子D．PCl3、PCl5都是三角锥形的分子3．在水中，水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n=5，每个水分子被4个水分子包围着形成四面体。(H2O)n的n=5时，下列说法中正确的是A．(H2O)n是一种新的水分子B．(H2O)n仍保留着水的化学性质C．1mol(H2O)n中有20NA个氢键D．1mol(H2O)n中有4mol氢键4．下列关于物质结构的说法错误几项是①的空间结构为四面体形②基态氮原子有7种能量不同的电子，电子有5种空间运动状态③表示处于激发态的B的电子排布图④甲醛()和光气()分子中的键角⑤含有非极性键的分子一定是非极性分子⑥氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高⑦、、均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键⑧的沸点高于⑨只要分子的空间结构为平面三角形，中心原子均为杂化⑩分子中的键角A．三项 B．四项 C．五项 D．六项5．类比法是一种学习化学的重要方法。下列说法错误的是A．Na2CO3溶液显碱性，则Na2CS3溶液显碱性B．NF3为三角锥形分子，则PCl3为三角锥形分子C．CaC2与水反应生成乙炔，则Al4C3与水反应生成丙炔D．CCl3COOH酸性强于CH3COOH，则CF3COOH酸性强于CCl3COOH6．科学家近期合成了一种配合物，该物质可以在温和条件下活化H2，将N3-转化为NH，反应过程如图所示。下列说法错误的是A．产物中N原子的杂化轨道类型为sp3B．NH2-的VSEPR模型为四面体形C．电负性大小：N>C>FeD．键角：NH>NH37．含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种原子序数为48的Cd2+配合物的结构如图所示，则下列说法正确的是A．该螯合物中N的杂化方式有2种B．1mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6molC．Cd属于d区元素D．Cd的价电子排布式为4d85s28．南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐，其局部结构如图所示。下列说法错误的是A．1mol该物质中有15molσ键B．全氮阴离子盐两种阳离子中心原子的杂化轨道类型相同C．中所有的氮原子在同一平面内D．的键角比全氮阴离子盐的两种阳离子键角都大9．下列说法不正确的是A．的酸性依次增强B．苹果酸 含有1个手性碳原子C．均易溶于水的原因之一是与均能形成氢键D．以极性键结合的分子不一定是极性分子10．鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构，下列关于粒子的描述正确的是A．A B．B C．C D．D11．一水合甘氨酸锌是一种矿物类饲料添加剂，其结构简式如图所示。下列说法错误的是A．基态Zn原子价电子排布式为B．Cu与Zn相邻，第一电离能：C．该物质中，的配位数为5，配原子为O、ND．电负性由小到大的顺序为12．有一种分子(分子式为)，该分子过去只是在星际空间被探测到，现在一个研究小组在实验室中制造出了这种稳定的分子。该分子也许能帮助研究人员更好地了解含碳的分子如何在太空中形成，刚接触到这个分子时，有人认为是a、b两种结构中的某一种(如图所示)，如果取其样品继续研究，你认为下列推断正确的是①a、b分子属于同分异构体②若用(D即)示踪，燃烧后生成等物质的量的H2O、D2O和HDO，可推测应为b③a、b两物质在一定条件下均能发生加成反应、氧化反应及加聚反应④a、b中的所有原子都应处于同一平面A．①② B．②③ C．①③④ D．②③④13．下列说法错误的是A．在现代化学中，常利用原子光谱中的特征谱线来鉴定元素B．H-Cl中是p-p键C．1mol丙酮()分子中含有键的数目为D．一般来说，分子的极性越大，范德华力越大14．化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂，其结构式如图所示，A能除去锅炉水中溶解的氧气。下列说法正确的是A．A分子中所有原子都在同一平面内B．A分子中所含的σ键与π键个数之比为10：1C．A分子中C、N均为sp2杂化D．A与足量O2反应生成CO2、N2、H2O的物质的量之比为1：2：315．水合硫酸四氨合铜在工业上用途广泛，主要用于印染、纤维、杀虫剂及制备某些含铜的化合物。下列叙述错误的是A．中的空间结构为平面三角形B．的配位数是6C．分子中键的键角大于分子中键的键角D．和与的配位能力：二、实验题16．硫酸亚铁晶体（FeSO4•7H2O）在医药上做补血剂。某课外小组测定该补血剂中铁元素的含量，并检验该补血剂是否变质。实验步骤如图所示：请回答下列问题：（1）向步骤①的滤液中滴加KSCN溶液后，溶液变为红色，则该滤液中含有___（填离子符号），证明该补血剂__（填“已经”或“没有”）变质。（2）步骤②中反应的离子方程式：___。（3）步骤③中反应的离子方程式：___。（4）步骤④中一系列的操作步骤；过滤、__、灼烧、称量。（5）假设实验中的损耗忽略不计，则每片补血剂含铁元素的质量为__g。（用含a的代数式表示）17．配合物(1)概念：通常把金属离子或原子(称为_____________或原子)与某些分子或离子(称为_____________)以_____________结合形成的化合物称为配位化合物，简称配合物。如[Cu(NH3)4]SO4、[Ag(NH3)2]OH等均为配合物。(2)组成：配合物[Cu(NH3)4]SO4的组成如图所示：①中心原子：提供 _____________ 接受_____________的原子。中心原子一般都是带正电荷的阳离子(此时又叫_____________)，最常见的有过渡金属离子：Fe3＋、Ag＋、Cu2＋、Zn2＋等。②配体：提供_____________的阴离子或分子，如Cl－、NH3、H2O等。配体中直接同_____________的原子叫做配位原子。配位原子必须是含有_____________的原子，如NH3中的N原子，H2O中的O原子等。③配位数：直接与中心原子形成的_____________的数目。如[Fe(CN)6]4－中Fe2＋的配位数为_____________。(3)常见配合物的形成实验(4)配合物的形成对性质的影响①对溶解性的影响：一些难溶于水的金属氢氧化物、氯化物、溴化物、碘化物、氰化物，可以溶解于氨水中，或依次溶解于含过量的OH－、Cl－、Br－、I－、CN－的溶液中，形成可溶性的配合物。如Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－。②颜色的改变：当简单离子形成配离子时，其性质往往有很大差异。颜色发生变化就是一种常见的现象，根据颜色的变化就可以判断是否有配离子生成。如Fe3＋与SCN－形成硫氰化铁配离子，其溶液显_____________。③稳定性增强配合物具有一定的稳定性，配合物中的配位键越_____________，配合物越_____________。当作为中心离子的金属离子相同时，配合物的稳定性与配体的性质有关。例如，血红素中的Fe2＋与CO分子形成的配位键比Fe2＋与O2分子形成的配位键强，因此血红素中的Fe2＋与CO分子结合后，就很难再与O2分子结合，血红素失去输送氧气的功能，从而导致人体CO中毒。三、结构与性质18．W、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，其元素性质或原子结构如下表：请按要求填空：(1)Y的基态原子有_______种不同的运动状态的电子，Z的价电子排布图为______。(2)W、R、X的简单氢化物中，键角由大到小排列的是___________(用对应的分子式表示)，原因是___________。(3)已知：羧酸的酸性可用pKa(pKa=−lgKa)的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。由表可见，酸性：三氯乙酸___________三氟乙酸(填“大于”“小于”或“等于”)，从键的极性角度解释原因：___________。19．Ⅰ．艾姆斯实验室已制造出包含钙、钾、铁和砷以及少量镍的新型化合物材料。回答下列问题：(1)基态镍原子的外围电子排布式为___________。(2)在稀氨水介质中，与丁二酮肟(分子式为)反应可生成鲜红色沉淀，其分子结构如图所示，该结构中碳原子的杂化方式为___________；其中碳、氮、氧三种元素第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。(3)的立体构型为___________，其中心原子的杂化轨道类型为___________。Ⅱ．叠氮化合物是一类重要的化合物，其中氢叠氮酸()是一种弱酸，其分子结构可表示为，肼()被亚硝酸氧化时便可得到氢叠氮酸()，发生的反应为。的酸性和醋酸相近，可微弱电离出和。试回答下列问题：(4)下列有关说法正确的是___________(填字母)。A．中含有5个键B．中的三个氮原子均采用杂化C．、、、都是极性分子D．肼()的沸点高达113.5℃，说明肼分子间可形成氢键(5)叠氮酸根能与许多金属离子形成配合物，如，根据价层电子对互斥模型判断的空间构型为___________。选项粒子空间结构解释ASO2V形S原子采取sp2杂化BCO2直线形C原子采取sp2杂化CC2H4平面形C原子采取sp3杂化D四面体形Cl原子采取sp3杂化实验操作实验现象有关离子方程式滴加氨水后，试管中首先出现_____________沉淀，氨水过量后沉淀逐渐_____________，得到深蓝色的透明溶液，滴加乙醇后析出_____________色晶体Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NH、Cu(OH)2＋4NH3= [Cu(NH3)4]2＋＋2OH－、[Cu(NH3)4]2＋＋SO＋H2O [Cu(NH3)4]SO4·H2O↓溶液变为_____________ Fe3＋＋3SCN－=Fe(SCN)3滴加AgNO3溶液后，试管中出现_____________沉淀，再滴加氨水后沉淀_____________，溶液呈_____________Ag＋＋Cl－=AgCl↓、AgCl＋2NH3=[Ag(NH3)2]＋＋Cl－元素元素性质或原子结构W基态原子L能层所有能级上电子数相同R第二周期元素基态原子中未成对电子最多X基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等，且第一电离能低于同周期相邻元素Y次外层电子数是最外层电子数的2倍Z最外层只有1个电子，其他内层各能级所有轨道电子均成对羧酸pKa三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23参考答案：1．D【详解】在CH4和SiCl4中，结构为正四面体形且键与键夹角为109°28′；CH3Cl中氢原子与氯原子间的排斥作用力不同且氢原子与氯原子半径不同，空间结构不是正四面体形；P4是正四面体结构，键角为60°；SO中，S原子价层电子对数为4，没有孤电子对，SO为正四面体形，键角为109°28′。2．C【详解】SO的中心原子的价层电子对数为4，孤电子对数= (6＋2－3×2)=1，是三角锥形结构，A错误；BF3分子中心原子价层电子对数=3＋ (3－3×1)=3，是平面三角形结构，键角为120°，SnBr2是V形结构，键角小于120°，B错误；CH2O是平面三角形的分子，C正确；PCl3是三角锥形的分子，PCl5分子中心原子价层电子对数=5＋ (5－5×1)=5，孤电子对数是0，是三角双锥结构，D错误。3．B【详解】(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的，氢键不属于化学键，因此(H2O)n不是一种新的分子，(H2O)n仍保留着水的化学性质，A错误、B正确；(H2O)n中每个氢原子形成一个氢键，折合每摩尔水有2NA个氢键(NA为阿伏加德罗常数的值)，当n=5时，1mol(H2O)5所含氢键数相当于5molH2O分子含有的氢键数，应为10NA个，C错误、D错误。4．C【详解】①中S的价层电子对数为4+ =4，VSEPR模型为正四面体，相当是中的1个O原子被S取代，二者是等电子体，则的空间构型是四面体，故①正确；②N原子核外电子排布式为1s22s22p3，1s、2s能级各有1个轨道，2p能级有3个轨道，电子有5种空间运动状态，1s、2s、2p能级能量不同，同一能级不同轨道中的电子能量相同，故有3种能量不同的电子，故②错误；③激发态的B原子的2p电子跃迁到3s轨道，2p的三个轨道能量相同，不是激发态，故③错误；④两分子中碳原子均为sp2杂化，均为平面三角形，电负性Cl＞C＞H，光气中C-Cl键中共用电子对偏离C原子，而C-H键中共用电子对偏向C原子，甲醛分子中形成C-H键的共用电子对之间的排斥力大于光气分子中形成C-Cl的共用电子对之间的排斥力，故键角∠H-C-H＞∠Cl-C-Cl，故④正确；⑤含非极性键的分子可能是极性分子，如：O3，故⑤错误；⑥分子晶体中分子间氢键使物质的熔、沸点升高，分子内氢键使物质的熔、沸点降低，故⑥错误；⑦NH3、C2H5OH分别含有易得电子的氧原子和氮原子，NH3、C2H5OH易溶于水的原因之一是与H2O分子间均能形成氢键，HCl与水不能形成氢键，故⑦错误；⑧N2H4分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而偏二甲肼(CH3)2NNH2只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，影响了分子的排列，沸点比N2H4的低，故⑧正确；⑨价层电子对=σ键电子对+中心原子上的孤电子对，微粒立体构型是平面三角形，说明中心原子价层电子对个数是3且不含孤电子对，中心原子是以sp2杂化，如BCl3中价层电子对个数=3+=3，立体构型是平面三角形，中心原子是以sp2杂化，故⑨正确；⑩SnBr2分子中，Sn原子的价电子对数=2+=3，Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，杂化轨道的空间构型为三角形，键角为120°，由于中心Sn原子有一对孤电子对，故SnBr2分子的空间构型为V形，Br-Sn-Br的键角减小，小于120°，故⑩正确；错误的有②③⑤⑥⑦共五项，故选：C。5．C【详解】A．Na2CO3溶液显碱性原因为CO水解，据此可推测CS也会水解，使Na2CS3溶液显碱性，A正确；B．NF3为三角锥形分子，P和N同主族，F和C1同主族，NF3和PCl3构型类似，为三角锥形分子，B正确；C．CaC2和水反应生成乙炔，其中碳元素未变价，则1 mol Al4C3和水反应则生成3molCH4，C错误；D．CCl3COOH酸性强于CH3COOH，观察组成元素推测原因为Cl的电负性大于H，又F的电负性大于Cl，所以推测CF3COOH酸性强于CCl3COOH，D正确；故选C。6．D【详解】A．产物N连接4根键，为杂化，A正确；B．与H2O互为等电子体，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，B正确；C．一般而言，金属元素的电负性小于1.8，非金属元素电负性大于1.8，C、N属于同一周期，从左到右电负性逐渐增大，Fe为金属元素，电负性最小，即得N>C>Fe，C正确；D．与H2O互为等电子体，均存在两对电子对，键角相同，键角：H2OH2O CH4分子中没有孤电子对，NH3分子中有1对孤电子对，H2O分子中有2对孤电子对，孤电子对排斥力比键合电子对排斥力大，所以孤电子对越多，分子的键角越小(3) 小于 F的电负性Cl大，F−C极性大于Cl−C极性，使F3C−C极性大于Cl3C−C极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子【分析】W、R、X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素，W基态原子L能层所有能级上电子数相同，则W为C元素；R为第二周期元素基态原子中未成对电子最多的原子，则R为N元素；X基态原子核外s能级上电子总数与p能级上电子总数相等，且第一电离能低于同周期相邻元素，则X为O元素；Y原子次外层电子数是最外层电子数的2倍，则X为Si元素；Z原子的最外层只有1个电子，其他内层各能级所有轨道电子均成对，则Z为Cu元素，据此分析解题。【详解】（1）由分析可知，Y为Si，硅元素的原子序数为14，核外有14个电子，由泡利不相容原理可知，同种原子的核外没有运动状态完全相同的电子，则基态硅原子核外有14种不同的运动状态的电子；Z为Cu，铜元素的原子序数为29，价电子排布式为3d104s1，价电子排布图为，故答案为：14；；（2）由分析可知，W为C，R为N，X为O，故它们的简单氢化物分别为甲烷、氨气、水，其分子中碳原子、氮原子、氧原子的价层电子对数都为4，孤对电子对数分别为0、1、2，孤电子对排斥力比键合电子对排斥力大，所以孤电子对越多，分子的键角越小，则甲烷、氨气、水分子中键角由大到小排列的顺序为CH4>NH3>H2O，故答案为：CH4>NH3>H2O；CH4分子中没有孤电子对，NH3分子中有1对孤电子对，H2O分子中有2对孤电子对，孤电子对排斥力比键合电子对排斥力大，所以孤电子对越多，分子的键角越小；（3）由题给pKa的数据可知，三氟乙酸的pKa大于三氯乙酸，酸性大于三氯乙酸；氟元素的电负性强于氯元素，三氟乙酸分子中F—C极性大于三氯乙酸中Cl—C极性，导致三氟乙酸分子中F3C—C极性大于三氯乙酸中Cl3C—C极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，酸性更强，故答案为：小于；F的电负性Cl大，F—C极性大于Cl—C极性，使F3C—C极性大于Cl3C—C极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子。19．(1)(2) 、 (3) 三角锥形 (4)CD(5)正四面体形【解析】（1）镍的核电荷数为28，基态镍原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则外围电子排布式为。答案为：；（2）从结构中可以看出，碳原子的价层电子对数分别为4(-CH3)和3()，则碳原子的杂化方式为、；其中碳、氮、氧三种元素的非金属性O＞N＞C，但由于N的最外层电子处于半满状态，其第一电离能比O大，所以第一电离能由大到小的顺序为。答案为：、；；（3）的中心N原子的价层电子对数为4，有一对孤对电子，所以立体构型为三角锥形，其中心原子的杂化轨道类型为。答案为：三角锥形；；（4）A. 的结构式为H-N=N=N，则其中含有3个键，A不正确；B. 中的三个氮原子分别采用sp2、sp、sp2杂化，B不正确；C. 、、、的分子结构都不对称，都是极性分子，C正确；D. 肼()的沸点比水还高，常温下呈液态，说明肼分子间可形成氢键，D正确；故选CD。答案为：CD；（5）的中心S原子，价层电子对数为4，发生sp3杂化，根据价层电子对互斥模型判断的空间构型为：正四面体形。答案为：正四面体形。【点睛】非极性分子的结构对称，正负电荷的中心重合。