高考化学总复习 课时跟踪检测 三十五 分子结构与性质 Word版含答案
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一、选择题(每小题6分,共36分)
1.(2017届宁波市柴桥中学月考)下列说法正确的是( )
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,沸点却依次升高
B.熔融状态下能导电的化合物一定含离子键
C.H2O2分子中所有的原子均为8电子稳定结构
D.NaHSO4晶体中阴、阳离子的个数是1∶2且熔化时破坏的是离子键和共价键
解析:非金属性越强,气态氢化物越稳定,且HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱,HF分子间有氢键,沸点为HF、HI、HBr、HCl依次降低,A项错误;熔融状态下能导电的化合物属于离子化合物,离子化合物一定含离子键,B项正确;H2O2分子中H元素是2电子稳定结构,C项错误;NaHSO4晶体中存在钠离子和硫酸氢根离子,其个数比为1∶1,NaHSO4熔化时破坏的是离子键,D项错误。
答案:B
2.下列描述正确的是( )
A.CS2为V形极性分子
B.SiF4与SOeq \\al(2-,3)的中心原子均为sp3杂化
C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
解析:CS2为直线形非极性分子;SiF4与SOeq \\al(2-,3)的中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化;C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2;水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。
答案:B
3.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连,其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A.sp,范德华力B.sp2,范德华力
C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
解析:由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化,故B原子也为sp2杂化,但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连,羟基间能形成氢键,故同层分子间的主要作用力为氢键。
答案:C
4.向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是( )
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+
C.向反应后的溶液中加入乙醇,溶液没有发生变化
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供孤电子对,NH3提供空轨道
解析:CuSO4溶液中加入氨水,先生成Cu(OH)2沉淀,继续加入氨水有[Cu(NH3)4]2+生成,沉淀溶解,反应后溶液中Cu2+减小,A项错误,B项正确;向反应后的溶液中加入乙醇,将析出深蓝色晶体,C项错误;在[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空轨道,NH3提供孤对电子,D项错误。
答案:B
5.(2017届四川雅安中学月考)有关C2H6、C2H4、C2H2的叙述正确的是( )
A.C原子的轨道杂化类型分别为sp、sp2、sp3
B.π键总数:C2H6>C2H4>C2H2
C.σ键总数:C2H6>C2H4>C2H2
D.碳碳键间的键能:C2H6>C2H4>C2H2
解析:乙烷是烷烃,碳原子采取sp3杂化,乙烯含有碳碳双键,碳原子是sp2杂化,乙炔分子中含有碳碳三键,碳原子是sp杂化,A项错误;单键都是σ键,双键中一个是σ键,另一个是π键,碳碳三键是由1个σ键和2个π键组成,故π键总数C2H6
6.下列说法中正确的是( )
A.卤化氢中,以HF沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C.H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键键能大
D.氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
解析:HF分子间存在氢键,故在卤化氢中HF的沸点最高,A项正确;邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,使熔、沸点升高,故对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛高,B项错误;H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水分子间形成的氢键比HF形成的氢键多,C项错误;氢键具有饱和性和方向性,故X—H…Y三个原子不一定在一条直线上,D项错误。
答案:A
二、非选择题(共64分)
7.(12分)(2016年江苏卷)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:
4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O===[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
HOCH2CN的结构简式
(1)Zn2+基态核外电子排布式为________。
(2)1 ml HCHO分子中含有σ键的数目为________ml。
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为________。
解析:(1)Zn是30号元素,Zn2+核外有28个电子,根据原子核外电子排布规律可知基态Zn2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10(或 [Ar]3d10)。(2)甲醛的结构式是CHOH,在一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键,所以在1 ml HCHO分子中含有σ键的数目为3 ml。(3)在HOCH2CN分子中,连有羟基—OH的碳原子的杂化类型是sp3杂化,—CN中的碳原子杂化轨道类型是sp杂化。(4)H2O含有10个电子,则与H2O分子互为等电子体的阴离子为NHeq \\al(-,2)。(5)在[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,C原子提供电子对,Zn2+的空轨道接受电子对。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (2)3
(3)sp3和sp (4)NHeq \\al(-,2)
(5)
8.(12分)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成化合物的分子式是XY4。试回答:
(1)X元素的原子基态电子排布式为____________,Y元素原子最外层电子的轨道表示式为________________________________________________________________________。
(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85,试判断XY4中X与Y之间的化学键为______________(填“共价键”或“离子键”)。
(3)该化合物的空间结构为____________形,中心原子的轨道杂化类型为____________,分子为______________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(4)该化合物在常温下为液体,该液体微粒间的作用力是____________________。
(5)该化合物的沸点与SiCl4比较:__________________(填化学式)的高,原因是__________________。
解析:由题知X位于第4周期ⅣA族,X为Ge,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2,Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3,且Y为短周期元素,则Y为Cl,其最外层电子的轨道表示式为,GeCl4中Ge与Cl电负性相差较小,Ge与Cl形成的是共价键,中心原子为Ge,为sp3杂化,空间构型为正四面体形,为非极性分子,GeCl4常温下为液体,熔点较低,说明其为分子晶体,微粒间的作用力为分子间作用力。GeCl4与SiCl4结构相似,GeCl4的相对分子质量较大,分子间作用力较强, GeCl4的沸点较高。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2
(2)共价键 (3)正四面体 sp3杂化 非极性分子
(4)范德华力 (5)GeCl4 组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高
9.(14分)X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体;X与氢元素可形成XH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等;R2+离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题:
(1)Y基态原子的电子排布式是______________;Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。
(2)XYeq \\al(-,2)离子的立体构型是________;R2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是________。
(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示,晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。
(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中,通入Y2,充分反应后溶液呈深蓝色,该反应的离子方程式是________________________。
解析:X、Y、Z、R为前四周期元素,且原子序数依次增大,XY2是红棕色气体,应是NO2,则X为N元素、Y为O元素;X与氢元素可形成NH3;Z基态原子的M层与K层电子数相等,则M层电子数为2,故Z为Mg;R2+离子的3d轨道中有9个电子,R原子核外电子数=2+8+8+9+2=29,则R为Cu元素。
(1)Y为O元素,基态原子的电子排布式是1s22s22p4。Z为Mg元素,所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素。
(2)NOeq \\al(-,2)离子中心N原子孤电子对=(5+1-2×2)÷2=1,价层电子对数=2+1=3,故NOeq \\al(-,2)离子的立体构型是V形。Cu2+的水合离子中,提供孤电子对的原子是H2O中的O原子。
(3)晶胞中阳离子处于体心与顶点,晶胞中阳离子数目=1+8×1/8=2,阴离子处于体内及面上,晶胞中阴离子数目=2+4×1/2=4,故晶胞中阴离子与阳离子的个数比是4∶2=2∶1。
(4)将Cu单质的粉末加入NH3的浓溶液中,通入O2,充分反应后溶液呈深蓝色,说明得到四氨合铜络离子,还应生成氢氧根离子与水,该反应的离子方程式是2Cu+8NH3·H2O+O2===2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O。
答案:(1)1s22s22p4 Cl (2)V形 O (3)2∶1
(4)2Cu+8NH3·H2O+O2===2[Cu(NH3)4]2++4OH-+6H2O
10.(10分)Ⅰ.双氰胺结构简式如下图。
(1)双氰胺所含元素中,________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
(2)双氰胺分子中σ键和π键数目之比为________。
Ⅱ.硼的最简单氢化物——乙硼烷球棍模型如图,由它制取硼氢化锂的反应为2LiH+B2H6===2LiBH4。
(3)乙硼烷分子中硼原子的杂化轨道类型为________。
(4)BHeq \\al(-,4)为正四面体结构,LiBH4中硼原子和氢原子之间的化学键为________(填序号)。
A.离子键B.金属键
C.氢键D.配位键
E.极性键 F.非极性键
(5)根据以上反应判断,其中涉及元素的电负性从小到大的顺序为________(填元素符号)。
解析:(1)H、C、N基态原子核外未成对电子数分别为1、2、3,氮元素原子核外未成对电子数量多。(2)双氰胺分子中σ键数为9,π键数为3,二者之比为3∶1。(3)硼原子以4条σ键与氢原子成键,其杂化方式为sp3。(4)LiBH4含有BHeq \\al(-,4),故其含有离子键,硼原子最外层有3个电子,且BHeq \\al(-,4)为正四面体结构,可知其含有极性键和配位键,故选D、E。(5)LiBH4中Li为+1价,B为+3价,H为-1价,故三者的电负性从小到大的顺序为Li<B<H。
答案:(1)氮 (2)3∶1 (3)sp3 (4)DE (5)Li<B<H
11.(16分)(2017届贵阳一中月考)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为______________;A、B、C的电负性由大到小的顺序为______________。(均用“<”或“>”连接)
(2)B的氢化物的分子空间构型是________。其中心原子采取________杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式____________;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为________________。
(4)E的价层电子排布式是________,在形成化合物时它的最高化合价为________,ECl3形成的配合物的化学式为________。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时,B被还原到最低价,该反应的化学方程式是__________________________________。
解析:A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数AN>C。(2)氮的氢化物为NH3,分子中含有3个N—H键,N原子有1对孤对电子对,杂化轨道数为4,N原子采取sp3杂化,其空间构型为三角锥形。(3)化合物AC2(即CO2)的电子式为eq \(O,\s\up6())Ceq \(O,\s\up6()),一种由N、O元素组成的化合物与CO2互为等电子体,其化学式为N2O。(4)E为Cr元素,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,价层电子排布式为3d54s1,由其价层电子排布式可知,Cr在形成化合物时的最高化合价为+6价。CrCl3能与NH3、H2O形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2∶1,则配体中有4个NH3、2个H2O,三个氯离子位于外界,该配合物为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。(5)B的最高价氧化物对应的水化物为HNO3,D的单质为Mg,HNO3稀溶液与Mg反应时,N元素被还原到最低价,则生成NH4NO3,根据电子守恒及质量守恒配平反应的化学方程式为4Mg+10HNO3===4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O。
答案:(1)C
(2)三角锥形 sp3
(3)eq \(O,\s\up6())Ceq \(O,\s\up6()) N2O
(4)3d54s1 +6 [Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
(5)4Mg+10HNO3===4Mg(NO3)2+NH4NO3+3H2O
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