2019高考化学一轮复习检测：选修3 物质结构与性质选3-2a (含解析)
展开板块三 限时规范特训
时间：45分钟 满分：100分
一、选择题(每题6分，共54分)
1．下列化学粒子的中心原子是以sp2杂化的是( )
A．BCl3 B．NH3
C．CH4 D．BeCl2
答案 A
解析 NH3分子中N原子采用sp3杂化，CH4分子中C原子采用sp3杂化；BeCl2分子中Be原子采用sp杂化。
2．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是( )
A．HNO2 B．H2SO3
C．HClO3 D．HClO4
答案 D
解析 HNO2、H2SO3、HClO3和HClO4分子中非羟基氧原子数目分别为1,1,2,3，HClO4非羟基氧数目最多，酸性最强。
3．在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是( )
A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
答案 A
解析 乙烯分子中存在4个C—H键和1个C===C双键，没有孤对电子，C原子采取sp2杂化，C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间有1个是sp2形成的σ键，另1个是未参加杂化的2p轨道形成的π键。
4．下列推论正确的是( )
A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3
B．NH为正四面体结构，可推测PH也为正四面体结构
C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
D．C2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子
答案 B
解析 NH3分子间存在氢键，沸点反常偏高，大于PH3，A项错误；N、P是同主族元素，形成的离子：NH和PH结构类似，都是正四面体构型，B项正确；CO2是分子晶体，而SiO2是原子晶体，C项错误；C2H6中两个—CH3对称，是非极性分子，而C3H8是锯齿形结构，D项错误。
5．下列推断正确的是( )
A．BF3是三角锥形分子
B．NH的电子式：[，离子呈平面形结构
C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的sp σ键
D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键
答案 D
解析 BF3中B原子无孤电子对，因此采取sp2杂化，BF3为平面三角形，A错误；NH中N原子采取sp3杂化，NH为正四面体结构，B错误；CH4中C原子采取sp3杂化，C错误，D正确。
6．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
答案 C
解析 A项，SO2是V形分子；CS2、HI是直线形的分子，错误；B项，BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，错误；C项，CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D项，PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，错误。
7．通常情况下，NCl3是一种油状液体，其分子空间构型与NH3相似，下列对NCl3和NH3的有关叙述正确的是( )
A．分子中N—Cl键键长与CCl4分子中C—Cl键键长相等
B．在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子，则NH3·H2O的结构式为
C．NCl3分子是非极性分子
D．NBr3比NCl3易挥发
答案 B
解析 根据题意，NCl3的空间结构与NH3相似，也应为三角锥形，故为极性分子，故C项错误；根据NH3·H2ONH＋OH－，故B正确；NBr3的结构与NCl3相似，因NBr3的相对分子质量大于NCl3的相对分子质量，故NBr3不如NCl3易挥发，故D项错误；因N原子的半径小于C原子的半径，所以C—Cl键键长大于N—Cl键，故A项错误。
8．S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法中错误的是( )
A．S2Cl2为非极性分子
B．分子中既含有极性键又含有非极性键
C．与S2Br2结构相似，熔、沸点S2Br2>S2Cl2
D．与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl
答案 A
解析 根据S2Cl2的分子结构可知，它属于极性分子，故A错误，B正确；由于S2Cl2与S2Br2的结构相似，而相对分子质量S2Br2>S2Cl2，故C正确；由少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D正确。
9．下列常见分子中σ键、π键判断正确的是( )
A．CN－与N2结构相似，CH2===CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C．C与O互为等电子体，1 mol O中含有的π键数目为2NA
D．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键数目为6NA
答案 C
解析 因为CN－与N2结构相似，可知CH2===CHCN分子中有3个π键、6个σ键，所以CH2===CHCN分子中σ键与π键数目之比为2∶1，A项错误；CO与N2结构相似，所以CO分子中σ键与π键数目之比为1∶2，B项错误；由于C与O互为等电子体，故1 mol O中含有的π键数目为2NA，C项正确；在D项的反应方程式中，产物中只有N2中有π键，依据4 mol N—H键断裂时消耗1 mol N2H4，可推知生成1.5 mol N2，则形成的π键数目为3NA，D项错误。
二、非选择题(共46分)
10．[2017·石家庄模拟](11分)W、X、Y、Z为元素周期表中前四周期元素，且原子序数依次增大。W的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为3，X2＋与W3－具有相同的电子层结构；W与X的最外层电子数之和等于Y的最外层电子数；Z元素位于元素周期表的第11列。
请回答：
(1)Z的基态原子M层的电子排布式为________。
(2)W的简单氢化物分子中W原子的________轨道与H原子的________轨道重叠形成H—W σ键(填轨道名称)。
(3)比较Y的含氧酸的酸性：HYO2________HYO(填“>”或“<”)，原因为____________________________________________________
__________________________________________________________。
(4)关于Z的化合物[Z(EDTA)]SO4(EDTA的结构简式如图)的说法正确的是________(填选项字母)。
A．[Z(EDTA)]SO4中所含的化学键有离子键、共价键、配位键和氢键
B．EDTA中碳原子的杂化轨道类型为sp2、sp3
C．[Z(EDTA)]SO4的组成元素的第一电离能顺序为O>S>N>C>H>Z
D．SO与PO互为等电子体，空间构型均为正四面体
答案 (1)3s23p63d10
(2)sp3杂化 s
(3)> HClO2和HClO可分别表示为(HO)ClO和(HO)Cl，HClO中的Cl为＋1价，而HClO2中的Cl为＋3价，正电性更高，导致Cl—O—H中O的电子更向Cl偏移，更易电离出H＋
(4)BD
解析 根据W的基态原子中占据哑铃形原子轨道的电子数为3，确定W为N元素，根据X2＋与W3－具有相同的电子层结构，确定X为Mg元素，W与X的最外层电子数之和为7，且Y的原子序数小于Z，确定Y为Cl元素，Z位于元素周期表的第11列，则Z为Cu元素。
(1)Cu的基态原子M层的电子排布式为3s23p63d10；
(2)NH3分子中，N原子采取sp3杂化，四个sp3杂化轨道中有1个孤电子对，另外3个sp3杂化轨道与H原子的s轨道重叠形成σ键；
(4)氢键不是化学键，A错误；—CH2—结构中碳原子采取sp3杂化，—COOH结构中碳原子采取sp2杂化，B正确；第一电离能：N>O，C错；SO与PO互为等电子体，空间构型相同，均为正四面体形，D正确。
11．(10分)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr2O＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→
4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH
(1)配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为______________________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为______________________。
答案 (1)O
(2)sp3和sp2'7NA(或7×6.02×1023)
(3)H2F＋'H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
解析 (1)H2O中的O含有孤对电子，所以O为配位原子。
(2)甲基中的C原子为sp3杂化，羧基中的C原子为sp2杂化。单键全部为σ键，1个双键中有1个π键、1个σ键，所以1 mol CH3COOH中含有7 mol σ键。
12．(10分)人类文明的发展历程，也是化学物质的认识和发现的历程。
(1)铜原子在基态时，价电子(外围电子)排布式为__________。已知高温下Cu2O比CuO更稳定，试从核外电子结构变化角度解释：________________________。
(2)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1 mol (SCN)2中含有π键的数目为________NA。类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N===C===S)的沸点，其原因是______________________________________________。
(3)硝酸钾中NO的空间构型为____________，写出与NO互为等电子体的一种非极性分子的化学式：________。
(4)下列说法正确的有________(填序号)。
a．乙醇分子间可形成氢键，导致其沸点比氯乙烷高
b．钨的配合物离子[W(CO)5OH]－能催化固定CO2，该配离子中钨显－1价
答案 (1)3d104s1 Cu＋价电子排布式为3d10，Cu＋核外电子处于稳定的全充满状态
(2)4 异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸不能形成氢键
(3)平面正三角形 SO3(或BF3、BBr3等)
(4)a
解析 (1)Cu为29号元素，基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，价电子排布式为3d104s1。Cu＋的最外层电子排布式为3d10，而Cu2＋的最外层电子排布式为3d9，Cu＋价电子3d排布达到全满，所以固态Cu2O稳定性强于CuO。
(2)(SCN)2分子结构式为NCSSCN,1个NC键中有1个σ键和2个π键，1 mol (SCN)2分子中含有σ键的数目为5NA，含有π键的数目为4NA；异硫氰酸(HNCS)分子中N原子上连接有H原子，分子间能形成氢键，而硫氰酸不能形成氢键，故异硫氰酸的沸点高。
(3)NO中N原子价层电子对数为3＋×(5＋1－3×2)＝3，且不含孤电子对，所以是平面三角形结构；原子总数相同、价电子总数也相同的粒子互为等电子体，与NO互为等电子体的非极性分子有BF3、SO3、BBr3等。
(4)乙醇分子间可形成氢键，氯乙烷中不含氢键，所以乙醇的沸点比氯乙烷高，故a正确；根据化合物中各元素化合价的代数和为0知，钨的配合物离子[W(CO)5OH]－中钨显0价，故b错误。
13．[2017·黑龙江模拟](15分)硅、铜、硒等化学物质可作为制造太阳能电池板的材料。
(1)SeO3分子的立体构型为__________________。
(2)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是______________________________________。
(3)铜能与类卤素(CN)2反应生成Cu(CN)2,1 mol (CN)2分子中含有π键的数目为________。
(4)Cu2＋能与NH3、H2O、Cl－等形成配位数为4的配合物。
①[Cu(NH3)4]SO4中，N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为________。
②[Cu(NH3)4]SO4中，存在的化学键的类型有______(填选项)。
A．离子键 B．金属键
C．配位键 D．非极性键
E．极性键
③NH3中N原子的杂化轨道类型是________，写出一种与SO互为等电子体的分子的化学式________。
④[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为___________。
答案 (1)平面三角形
(2)硅烷为分子晶体，随硅烷相对分子质量的增大，分子间作用力增强，沸点升高
(3)4NA (4)①N>O>S ②ACE ③sp3 CCl4(其他合理答案也可) ④平面正方形
解析 (1)SeO3分子中价电子对数为3，没有孤电子对，故分子构型为平面三角形。
(3)(CN)2分子的结构式为N≡C—C≡N,1个N≡C键中有1个σ键，2个π键，1 mol (CN)2分子中含有π键的数目为4NA。
(4)①N、O属于同一周期，由于N原子的2p轨道处于半充满状态，故第一电离能N>O，而O、S在同一主族，同主族元素的第一电离能从上到下依次减小，故第一电离能O>S，则N>O>S。②[Cu(NH3)4]SO4中，SO和[Cu(NH3)4]2＋间存在离子键，N原子和Cu原子间存在配位键，N—H键、S—O键为极性键，选A、C、E。③NH3中N原子的价层电子对数＝(5－1×3)＋3＝4，故采取sp3杂化方式，与SO互为等电子体的分子的化学式为CCl4、SiCl4等。④[Cu(NH3)4]2＋具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2＋中的两个NH3被两个Cl－取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2＋的空间构型为平面正方形。
