人教版新高考化学一轮复习训练-分子结构与物质的性质

考点规范练28　分子结构与物质的性质

一、选择题

1.某有机化合物由碳、氢、氧三种元素组成,其红外光谱图只有C—H、O—H、C—O的振动吸收,该有机化合物的相对分子质量是60,则该有机化合物的结构简式是(　　)。

A.CH3CH2OCH3

B.CH3CH(OH)CH3

C.CH3CH2OH

D.CH3COOH

2.已知H2O2分子的空间结构如图所示,下列有关H2O2的说法正确的是(　　)。

A.1个H2O2分子中有3个σ键、1个π键

B.H2O2为非极性分子

C.H2O2中氧原子为sp杂化

D.H2O2沸点高达150.2 ℃,可推测H2O2分子间可形成氢键

3.下列分子的空间结构可用sp2杂化轨道来解释的是(　　)。

①BF3　②　③　④C2H2　⑤N2H4　⑥苯分子

A.①②⑥

B.①③⑥

C.②④⑤

D.③④⑥

4.下列粒子的VSEPR模型和粒子的空间结构不相同的是(　　)。

A.PCl3

B.BCl3

C.C

D.N

5.(双选)短周期主族元素A、B可形成AB3分子,下列有关叙述正确的是(　　)。

A.若A、B为同一周期元素,则AB3分子一定为平面三角形

B.若AB3分子中的价电子数为24,则AB3分子可能为平面三角形

C.若A、B为同一主族元素,则AB3分子一定为三角锥形

D.若AB3分子为三角锥形,则AB3分子可能为NH3

6.下列关于杂化轨道的叙述中,不正确的是(　　)。

A.杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对

B.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为四面体结构

C.杂化前后的轨道数目不变,但轨道的形状发生了改变

D.sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28'、120°、180°

7.下列有关物质结构与性质的说法中合理的是(　　)。

A.CO与CN-结构相似,含有的σ键与π键个数比均为1∶2

B.根据VSEPR模型可知H2O、NH3、CH4分子内键角依次减小

C.铜元素的电负性为1.9,氯元素的电负性为3.0,氯化铜为离子化合物,溶于水能完全电离

D.HF比HCl稳定是因为HF分子间可以形成氢键

8.四种短周期主族元素W、X、Y、Z,W元素的原子在短周期中原子半径最大,X元素原子的L层的p能级上有一个空轨道,Y元素原子L层的p能级上只有一对成对电子,Y和Z在周期表中处于同一主族。下列有关叙述不正确的是(　　)。

A.原子半径:W>X>Y

B.XY2是由极性共价键构成的非极性分子

C.W、Y、Z三种元素组成的化合物多于2种

D.化合物W2Y2中的阴、阳离子个数比为1∶1

9.已知有机化合物X的结构如图所示。下列说法正确的是(　　)。

A.X中N、O、P元素的电负性N>O>P

B.X中的N—H的键能大于O—H的键能

C.X中所有N都为sp3杂化

D.X结构中存在5个手性碳原子

二、非选择题

10.回答下列问题:

(1)下列粒子中按键角由大到小的顺序排列为　　　　　　(填序号)。  

①HCN　②SiF4　③SCl2　④C　⑤H3O+

(2)ClO-、Cl、Cl、Cl中Cl都是以sp3杂化轨道与O原子成键,将它们的空间结构填入表格中:

(3)S单质的常见形式为S8,其结构如图所示,S原子采取的杂化方式是　　　　。  

(4)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。N2H4分子中氮原子的杂化轨道类型是　　　 　,N2H4分子中的六个原子　　　　(填“在”或“不在”)同一个平面上。 

(5)HCHO分子的空间结构为　　　　　　　　形,它与H2加成后,加成产物的熔点、沸点比CH4的熔点、沸点高,其主要原因是(须指明加成产物是何物质)　　　　　　。

(6)S位于周期表中第　　　　族,该族元素氢化物中,H2Te比H2S沸点高的原因是　  　　　　　　　　　　　　,H2O比H2Te沸点高的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

11.已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增加。其中A与B、A与D在元素周期表中位置相邻,A原子核外有两个未成对电子,B元素的第一电离能比同周期相邻两种元素都大,C原子在同周期原子中半径最大(稀有气体除外);E与C位于不同周期,E原子核外最外层电子数与C相同,其余各电子层均充满。请根据以上信息,回答下列问题:(答题时A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)

(1)A、B、C、D四种元素电负性由大到小排列顺序为　　　　　　　　　。 

(2)B的氢化物的电子式为　　　　　　　　。 

(3)E的某种化合物的结构如图所示。

粒子间的相互作用包括化学键和分子间作用力,此化合物中各种粒子间的相互作用力有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

(4)A与B的气态氢化物的沸点　　　　更高,A与D的气态氢化物的沸点　　　　更高。 

(5)A的稳定氧化物中,中心原子的杂化类型为　　　　　,空间结构为　　　　　　。

12.已知与碳元素同主族的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元素的基态原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　,Y元素原子的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1.8和3.0,试判断XY4中X与Y之间的化学键为　　　　(填“共价键”或“离子键”)。  

(3)该化合物分子的空间结构为　　　　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”)。  

13.甲醛是一种重要的工业原料。

(1)甲醛分子中碳原子的杂化类型为　　　　,其分子内的O—C—H键角　　　　(填“大于”“等于”或“小于”)甲醇分子内的O—C—H键角。 

(2)甲醛分子是　　　　　　　　(填“极性分子”或“非极性分子”),它可由CO与H2在一定条件下反应合成。CO与N2的结构相似,一个CO分子内π键的个数为　　　　,基态氧原子的价电子排布式是　　　　　　　　。 

14.短周期的5种主族非金属元素,其中A、B、C的价电子排布可表示为:A.asa,B.bsbbpb,C.csccp2c,D与B同主族,E在C的下一周期,且是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题:

(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子,下列分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4,其中属于极性分子的是　　　　(填序号)。 

(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高,其原因是　　　　　　　　　。

(3)B、C两元素分别与A元素组成的常见溶剂,分子式为　　　　、　　　　。DE4在前者中的溶解性　　　　(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。 

(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　(填化学式)。 

(5)A、C、E三种元素可形成多种含氧酸,如AEC、AEC2、AEC3、AEC4等,以上列举的四种酸其酸性由强到弱的顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　　(填化学式)。 

答案：

1.B　解析:A中不存在O—H;C中有机化合物相对分子质量不是60;D中还存在。

2.D　解析:H2O2分子的电子式为H,该物质中不含π键,故A项错误。根据题中结构可知,该分子正电中心与负电中心不重合,为极性分子,故B项错误。H2O2中氧原子为sp3杂化,故C项错误。H2O2的沸点较高,可推测H2O2分子间可形成氢键,故D项正确。

3.B　解析:①BF3分子中硼原子杂化轨道数为3,采取sp2杂化,故正确。②分子中硫原子杂化轨道数为4,采取sp3杂化,故错误。③分子中碳原子杂化轨道数为3,采取sp2杂化,故正确。④分子中每个碳原子杂化轨道数为2,采取sp杂化,故错误。⑤N2H4分子中每个氮原子杂化轨道数为4,采取sp3杂化,故错误。⑥苯分子中每个碳原子杂化轨道数为3,采取sp2杂化,故正确。

4.A　解析:A项,PCl3的VSEPR模型是四面体形,分子的空间结构是三角锥形。B项,BCl3的VSEPR模型是平面三角形,分子的空间结构是平面三角形。C项,C的VSEPR模型是平面三角形,离子的空间结构是平面三角形。D项,N的VSEPR模型是平面三角形,离子的空间结构是平面三角形。

5.BD　解析:A项,若为PCl3,则分子空间结构为三角锥形,错误。B项,BCl3符合要求,其分子空间结构为平面三角形,正确。C项,若为SO3,则分子空间结构为平面三角形,错误。D项,可能为NH3,也可能为NF3等,正确。

6.A　解析:杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对,不能用于形成π键,A项错误。

7.A　解析:CO与CN-结构相似,原子间均以三键相连,含有的σ键与π键个数比均为1∶2,A项正确。根据VSEPR模型可知H2O、NH3、CH4分子内孤电子对数依次减少,键角依次增大,B项错误。氯元素和铜元素的电负性差值为1.1,两者形成极性共价键,故氯化铜为共价化合物,C项错误。HF比HCl稳定是因为HF中H—F的键能更大,D项错误。

8.D　解析:W元素的原子在短周期中原子半径最大,W是Na元素;X元素原子的L层的p能级上有一个空轨道,则X是C元素;Y元素原子L层的p能级上只有一对成对电子,则Y是O元素;Y和Z在周期表中处于同一主族,则Z是S元素。电子层数越多,原子半径越大,同周期元素从左到右原子半径减小,原子半径Na>C>O,故A项正确。CO2为直线形分子,CO2是由极性共价键构成的非极性分子,故B项正确。W、Y、Z三种元素组成的化合物有Na2SO4、Na2SO3、Na2S2O3等,故C项正确。化合物Na2O2中的阴、阳离子个数比为1∶2,故D项错误。

9.D

10.答案:(1)①④②⑤③

(2)直线形　V形　三角锥形　正四面体形

(3)sp3

(4)sp3　不在

(5)平面三角　加成产物CH3OH分子之间能形成氢键

(6)ⅥA　两者均为分子晶体且结构相似,H2Te相对分子质量比H2S大,分子间作用力更强　两者均为分子晶体,H2O分子之间能形成氢键

解析:(1)①HCN中的C原子采取sp杂化,键角为180°;②SiF4中Si原子杂化轨道数为4,采取sp3杂化,键角为109°28';③SCl2中S原子杂化轨道数为4,采取sp3杂化,含有2对孤电子对,分子为V形结构,键角约为105°;④C中C原子的杂化轨道数为3,所以C原子采取sp2杂化,分子为平面三角形结构,键角为120°;⑤H3O+中O原子的杂化轨道数为4,所以O原子采取sp3杂化,O原子上含有1对孤电子对,分子为三角锥形结构,键角约为107°。所以各粒子按键角由大到小的顺序排列为①④②⑤③。

(2)ClO-中两原子构成直线形结构,Cl、Cl、Cl中Cl采取sp3杂化,孤电子对数分别为2、1、0,所以空间结构分别为V形、三角锥形、正四面体形。

(3)由题图结构可知,每个硫原子形成2个共价键,且含孤电子对数为2,S原子的杂化轨道数为4,故硫原子采取sp3杂化。

(4)N2H4分子中,每个N原子形成3个σ键,N原子上有孤电子对数为1,故N原子采取sp3杂化;1个N原子和与其相连的2个H原子及另外1个N原子形成类似NH3的三角锥形结构,故六个原子不可能共面。

(5)HCHO分子的中心原子为C,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,与氢气加成后产物为CH3OH,甲醇分子之间能形成氢键,因此熔、沸点升高。

(6)S位于周期表中第ⅥA族,H2Te与H2S结构相似,H2Te相对分子质量比H2S大,分子间作用力更强,因此H2Te比H2S的沸点高;而H2O分子间可以形成氢键,因此H2O比H2Te沸点高。

11.答案:(1)N>C>Si>Na　(2)H　(3)离子键、极性共价键、配位键、氢键　(4)NH3　SiH4　(5)sp　直线形

解析:由题意可推知A为碳、B为氮、C为钠、D为硅,由(3)中化合物可知E为铜。

12.答案:(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2　

(2)共价键

(3)正四面体　sp3杂化　非极性分子

解析:依题意,X为第四周期第ⅣA族元素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,则Y是Cl元素,Cl元素原子最外层电子的轨道表示式为。GeCl4分子中Ge与Cl形成的是极性共价键,分子的空间结构为正四面体形,中心原子为sp3杂化,为非极性分子。

13.答案:(1)sp2　大于

(2)极性分子　2　2s22p4

解析:(1)甲醇分子内C原子的杂化方式为sp3杂化,所以O—C—H键角约为109°28';甲醛分子内的C原子的杂化方式为sp2杂化,空间结构为平面三角形,O—C—H键角约为120°,所以甲醇分子内的O—C—H键角小于甲醛分子内的O—C—H键角。

14.答案:(1)③

(2)H2O分子间可形成氢键

(3)C6H6　H2O　大于(答案合理即可)

(4)SiCl4>CCl4>CH4

(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO

解析:由五种元素为短周期主族非金属元素,以及s轨道最多可容纳2个电子可得:a=1,b=c=2,即A为H元素,B为C元素,C为O元素。由D与B同主族,且为非金属元素可知D为Si元素;由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl元素。

(1)①②③④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4,其中H2O2为极性分子,其他为非极性分子。(2)C的氢化物为H2O,H2O分子间可形成氢键。(3)B、A两元素可组成苯,C、A两元素可组成水,两者都为常见的溶剂,SiCl4为非极性分子,易溶于非极性溶剂苯中。(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4,三者组成和结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。(5)这四种酸分别为HClO、HClO2、HClO3、HClO4,其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。