【通用版】2023届高考化学一轮复习物质结构与性质专练（4）分子结构与性质

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（4）分子结构与性质1.关于与反应制备纳米铁粉的实验，下列说法正确的是(   )A.具有正方形结构B.转化为Fe得到的2个电子基态时填充在3d轨道上C.反应中和都是氧化剂D.降低反应液的pH有利于提高纳米铁粉的产率2.下列关于C、N、S、Cl及其化合物结构与性质的论述错误的是(   )A.中，沸点最高B.和具有相同的成键方式C.简单阴离子中还原性最强的是D.中键角最大的是3.化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由下列反应制得。下列有关化合物X、Y和Z的说法错误的是(   )A.物质X的熔点与化学键无关B.1个Z分子中，形成键的电子数与形成键的电子数之比为4:27C.X分子中C和O的杂化方式相同D.Y分子中所有C原子可能共面4.碳酸亚乙酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构为。下列有关该分子的说法错误的是(   )A.分子式为B.分子中键与键个数之比为6:1C.分子中既有极性键也有非极性键D.分子中碳原子的杂化方式为5.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述错误的是(   )A.金属键是金属离子与自由电子之间的相互作用，金属键无方向性和饱和性B.共价键是原子之间通过共用电子对形成的化学键，共价键有方向性和饱和性C.范德华力是分子间存在的一种作用力，相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大D.氢键不是化学键而是分子间的一种作用力，只存在于分子与分子之间6.由四种短周期主族元素形成的某有机物甲的结构如图所示，X、Y、Z、W的原子序数依次增大，Y、Z、W、X的原子半径依次减小。下列说法错误的是(   )A.通常状况下，由于甲分子间形成氢键使甲呈固态B.为直线形分子，分子中存在极性键和非极性键C.甲分子中Z的杂化方式为D.简单离子半径Z>W，第一电离能Y>Z>W7.下列说法正确的是(   )A.和都是正四面体形分子，且键角都为109°28′B.乙烯分子中，碳原子的杂化轨道形成键，未杂化的2p轨道形成键C.键长，因此稳定性D.分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱8.研究发现是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。分子的结构为，下列说法错误的是(   )A.元素的电负性和第一电离能O>CB.CO分子中键和键的个数比为1:2C.分子中C原子的杂化方式为spD.是一个具有极性共价键和非极性共价键的极性分子9.在碱性溶液中，可以与缩二脲形成紫色配离子，其结构如图所示。下列说法错误的是(   )A.该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和OB.该配离子中铜离子的配位数是4C.基态Cu原子的价电子排布式是D.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H10.离子液体是全部由离子组成的液体，某离子液体中的阳离子结构如图所示。下列有关的说法错误的是(   )A.与形成的离子液体可导电B.该离子中存在大键C.离子液体中存在离子键D.存在4种不同环境的氢原子11.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大，基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z可与X形成淡黄色化合物，Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是(   )A.第一电离能：W>X>Y>ZB.简单离子的还原性：Y>X>WC.简单离子的半径：W>X>Y>ZD.氢化物水溶液的酸性：Y>W12.回答下列问题：（1）乙二胺是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是________、_________。乙二胺能与等金属离子形成稳定环状离子，其原因是其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_________（填“”或“”）。（2）气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有_________种。（3）中的化学键除了键外，还存在_________。（4）Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_________。13.（无机苯）的结构与苯类似，也有大键。下列关于的说法错误的是(   )A.其熔点主要取决于所含化学键的键能B.形成大键的电子全部由N提供C.分子中B和N的杂化方式相同D.分子中所有原子共平面14.回答下列问题：（1）气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体结构为______形。（2）硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液。①中阴离子的立体结构是______。②在中与之间形成的化学键称为______，提供孤电子对的成键原子是______。（3）分子的立体结构为______，其中As的杂化轨道类型为______。15.回答下列问题：（1）有机碱中，N原子的杂化轨道类型是________。（2），电负性最高的元素是________；P的________杂化轨道与O的2p轨道形成________键。（3）固体三氧化硫中存在如图所示的二聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为________。（4）中，阴离子空间结构为________，C原子的杂化形式为________。（5）丙酮（）分子中碳原子轨道的杂化类型是________。（6）的几何结构为V形，中心原子的杂化形式为________。（7）和分子中C原子的杂化形式分别为________和________。16.回答下列问题：（1）Ti的四卤化物熔点如表所示，熔点高于其他三种卤化物，自至熔点依次升高，原因是__________。化合物熔点/℃377-24.1238.3155（2）如图为的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为__________。（3）氨的沸点_______（填“高于”或“低于”）膦（），原因是_______；氨是_______分子（填“极性”或“非极性”），中心原子的轨道杂化类型为_______。17.根据元素在体内含量不同，可将体内元素分为常量元素和微量元素。其中H、C、O、N、S、P等为常量元素，Fe、Zn等为微量元素。回答下列问题：(1)锌的氨合离子[Zn(NH3)4]2+中存在的化学键有________________。A．离子键    B．共价键     C．配位键     D．氢键     E．键     F．键(2)数据表明，S的第一电离能小于P的第一电离能，其原因可能有两种：一种原因是S失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，电离能较低，另一种是原因是______________。(3)氧与氮可形成正离子，其空间构型为________________。 (4)原子的电子亲和能是指在-273℃下的气相中，原子获得电子变成负离子时所释放的能量。氧原子的第二电子亲和能(的能量)不能直接在气相中测定，但可通过如图的born-Haber循环计算得到。由图可知，Mg原子的第一电离能为__________kJ·mol-1，O=O键键能为__________kJ·mol-1，氧原子的第二电子亲和能为_____________kJ·mol-1。18.Fe、Co、Ni是三种重要的金属元素。回答下列问题：（1）Fe、Co、Ni在周期表中的位置为_______，基态Fe原子的电子排布式为_______。（2）CoO的面心立方晶胞如图1所示。设阿伏加德罗常数的值为，则Co晶体的密度为______；三种元素二价氧化物的晶胞类型相同其熔点由高到低的顺序为_______。（3）Fe、Co、Ni能与反应，其中Co和Ni均生成二氯化物，由此推断和的氧化性由强到弱的顺序为____________，与盐酸反应有黄绿色气体生成，写出反应的离子方程式：____________。（4）95℃时，将Ni片浸在不同质量分数的硫酸中，经4小时腐蚀后的质量损失情况如图2所示，当大于63%时，Ni被腐蚀的速率逐渐降低的可能原因为________。由于Ni与反应很慢，而与稀硝酸反应很快，工业上选用和的混酸与Ni反应制备。为了提高产物的纯度，在硫酸中添加的方式为________（填“一次过量”或“少量多次”），此法制备的化学方程式为________。

 

答案以及解析1.答案：C解析：根据价层电子对互斥理论可得的价层电子对数为4，中心原子B的孤电子对数为0，故的空间结构为正四面体形，A项错误；（价层电子排布式为）转化为Fe（价层电子排布式为）得到的2个电子基态时填充在4s轨道上，B项错误；根据可知，该反应中和都是氧化剂，C项正确；由于在水溶液中的稳定性随着溶液pH升高而增大，因此降低反应液的pH，的稳定性减弱，相当于减小了反应物浓度，故不利于提高纳米铁粉的产率，D项错误。2.答案：B解析：中，氨气分子间存在氢键，分子间只有范德华力，故沸点最高，A项正确；S与O位于同一主族，的结构与相似，故结构式为S=C=S，含有键和键，的结构式为Cl—S—Cl，只含有键，B项错误；C最外层有4个电子，既难失去电子，又难得到电子，放C不形成简单阴离子，元素的非金属性越强，得电子能力越高，则得到电子后形成的阴离子越不易失去电子，即还原性越弱，故中还原性最强的是，C项正确；的中心原子的价层电子对数均为4，但的中心原子C没有孤电子对，的中心原子N有一个孤电子对，的中心原子S有两个孤电子对，根据孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力，知的键角最大，的键角最小，D项正确。3.答案：B解析：物质X为分子晶体，分子中含有羟基，分子间能形成氢键，则X的熔点与氢键有关，与化学键无关，A项正确；1个Z分子中，苯环中6个碳原子参与形成一个大键，表示为I6，双键中含有1个键和1个键，单键均为键，根据Z的结构简式，可知1个Z分子中共有29个键、1个和1个键，则形成键的电子数与形成键的电子数之比为（6+2）：（292）=4:29，B项错误；X分子中C原子形成4个单键，为杂化，O原子成键电子对数为2孤电子对数为2，为杂化因此二者的杂化方式相同，C项正确；Y分子中，苯环上的所有碳原子共面，与苯环直接相连的碳原子与苯环共面，单键可绕轴旋转，则与O原子相连的甲基上的碳原子通过旋转可与苯环共面，因此Y分子中所有C原子可能共面，D项正确。4.答案：B解析：根据题给结构知，其分子式为，A正确。共价双键中有1个键和1个键，共价单键是键，所以该分子中含有10个键（不要忽略C—H键）、1个键，B错误。同种非金属元素之间形成非极性键，不同种非金属元素之间形成极性键，C正确。中碳原子价层电子对数是4且不含孤电子对，碳原子为杂化；中碳原子价层电子对数是3且不含孤电子对，碳原子为杂化，D正确。5.答案：D解析：氢键是一种分子间作用力，既可以存在于分子间，又可以存在于分子内，D错误。6.答案：D解析：有机物中含有C，C能形成1个双键和2个单键，则Y是C；Z能形成3个单键且原子序数大于C原子半径小于C，可推出Z是N；W形成1个双键且原子序数大于N、原子半径小于N，可推知W是O；X形成1个单键且原子序数原子半径都最小，可推知X是H。有机物甲是尿素，尿素分子间形成氢键使其熔点增大，通常状况下呈固态，A正确。的结构式为N≡C—C≡N，为直线形分子，氮碳三键是极性键，碳碳单键是非极性键，B正确。甲分子中N形成3个单键，且孤电子对数为，则N的杂化方式为，C正确。当简单离子核外电子排布相同时，核电荷数越大，对应离子半径越小，则简单离子半径；同周期主族元素从左到右第一电离能整体呈增大趋势，但是第ⅤA族元素原子核外电子排布呈半充满状态，其第一电离能大于相邻的第ⅥA族元素，则第一电离能N>O>C，D错误。7.答案：B解析：的空间结构为正四面体形，键角是60°，A项错误；乙烯分子中碳原子采用杂化，2个碳原子各以2个杂化轨道与氢原子形成2个碳氢共价键，2个碳原子之间各以1个杂化轨道形成1个碳碳共价键，2个碳原子中未参与杂化的2p轨道上都有1个未成对电子，它们以“肩并肩”的方式重叠，形成1个π键，B项正确；键长越短，往往键能越大，化合物越稳定，故稳定性HF>HCl>HBr>H，C项错误；孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强，D项错误。8.答案：D解析：同周期主族元素自左至右第一电离能呈增大趋势，电负性逐渐增大，所以电负性和第一电离能O>C，A项正确；CO与互为等电子体，根据的分子结构，可知1个CO分子中含有1个键和2个键，B项正确；根据的结构可推出分子的空间结构应为直线形，C原子为sp杂化，C项正确；分子的空间结构为直线形，结构对称，正负电荷中心重合，为非极性分子，D项错误。9.答案：A解析：根据其结构可知，该配离子中的N和O可与水分子中的H形成氢键，而水分子中的O也可与该配离子中的H形成氢键，因此该配离子与水分子形成氢键的原子除N和O外，还有H，A项错误；由该配离子的结构可知，该配离子中铜离子的配位数是4，B项正确；Cu原子的核外电子数为29，Cu位于周期表中第四周期第ⅠB族，其基态原子的价电子排布式为，C项正确；元素非金属性越强，其电负性越大，同一周期主族元素的电负性从左到右逐渐增大，结合中H为+1价知，该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H，D项正确。10.答案：D解析：与形成的离子液体中有能自由移动的离子，可导电，A项正确；由图示结构可推知中环上的C、N均为杂化，它们各有1个未参与杂化的2p轨道，相互平行重叠形成大键，B项正确；离子液体中阴阳离子之间的作用力为离子键，C项正确；该离子中存在6种类型的氢原子，D项错误。11.答案：C解析：根据基态X原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍，Z与X可形成淡黄色化合物，即该化合物为，结合原子序数关系可知，X为O元素，Z为Na元素；由原子序数关系可知Y为F元素，则与其同主族的W为Cl元素。根据同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，可知其相对大小顺序为F>O>Cl>Na，A项错误；根据非金属性F>O>Cl，可知简单离子的还原性，B项错误；电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时，核电荷数越小离子半径越大，则简单离子半径，C项正确；氢化物水溶液的酸性HF<HCl，D项错误。12.答案：（1）sp；；乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键；（2）2（3）离子键和键（键）（4）Ge原子半径大，原子间形成的单键较长，p—p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成键解析：（1）乙二胺分子中，1个N原子形成3个单键，还有一对孤电子对，故N原子价层电子对数为4，N原子采取杂化；1个C原子形成4个单键，没有孤电子对，价层电子对数为4，采取杂化。乙二胺中2个N原子提供孤电子对与金属镁离子或铜离子形成稳定的配位键，故能形成稳定环状离子。由于铜离子半径大于镁离子，形成配位键时头碰头重叠程度较大，其与乙二胺形成的化合物较稳定。（2）气态中S和O之间形成双键，故共价键有键和键两种。（3）是离子化合物，存在离子键；此外在中，3个氧原子和中心原子N之间还形成一个4中心6电子的大键（键），所以中的化学键有键、键和离子键。（4）双键、三键中都含有键，难以形成双键、三键，实质是难以形成键，因为锗原子半径较大，形成单键的键长较长，p—p轨道肩并肩重叠程度很小。13.答案：A解析：与苯的结构相似，属于共价化合物，共价化合物的熔点与分子间作用力有关，与化学键的键能无关，A项错误。中形成大键的电子全部由N提供，B项正确。由于和苯的结构类似，则该分子中B和N均为杂化，C项正确。由于和苯分子结构相似，则分子中12个原子共面，D项正确。14.答案：（1）平面三角（2）①正四面体；②配位键；N（3）三角锥形；解析：（1）气态为单分子，分子中S无孤电子对，价层电子对数为3，其分子的立体结构为平面三角形。（2）①中S原子的孤电子对数为，价层电子对数为4+0=4，离子空间结构为正四面体。②中提供空轨道，中N原子含有孤电子对，二者之间形成配位键。（3）分子中As的价层电子对数为，杂化形式为，有1对孤电子对，分子空间结构为三角锥形。15.答案：（1）（2）O；；（3）（4）平面三角形；（5）和（6）（7）sp；解析：（1）中N原子与2个H原子、1个C原子形成3个共价键，与形成1个配位键，故N原子的杂化轨道类型为。（2）同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故O的电负性大于N，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故N的电负性大于P，又H的电负性小于O，因此中电负性最高的元素是O。中中心原子P的价层电子对数为4，故P为杂化，P的杂化轨道与O的2p轨道形成键。（3）固态为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故硫原子的杂化轨道类型为。（4）中碳原子的价层电子对数为3，中心碳原子采取杂化，故的空间结构为平面三角形。（5）甲基上的碳原子为杂化，羰基上的碳原子为杂化。（6）中I原子为中心原子，则其孤电子对数为，且其形成了2个键，中心原子采取杂化。（7）中C的价层电子对数为2，故为即sp杂化；分子中C的价层电子对数为4，故为杂化。16.答案：（1）为离子化合物，熔点高，其他三种均为共价化合物，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高（2）相对分子质量大，分子间范德华力强（3）高于；分子间可形成氢键极性；解析：（1）为离子化合物，熔点高，为共价化合物，为分子晶体，其结构相似，随相对分子质量的增大分子间作用力增大，熔点逐渐升高，故熔点由高到低的顺序为。（2）和均为分子晶体，分子间存在的作用力均为范德华力，的相对分子质量大，分子间范德华力强，故熔点和沸点高。（3）分子间存在氢键，故沸点比的高。中N有一对孤电子对，立体结构为三角锥形，因此为极性分子，N的杂化轨道数为3+1=4，杂化类型为。17.答案：(1) BCE  (2) 磷原子的3p轨道电子排布为半充满稳定结构,第一电离能较高   (3) 直线形  (4) 737.7  ；   498.4 ；  -899.7解析：（1）锌的氨合离子中存在的化学键有共价键与配位键，其中共价键只存在中，为σ键；所以答案为：BCE。（2）S的第一电离能小于P的第一电离能，其原因可能有两种：一种是s失去的是已经配对的电子，配对电子相互排斥，电离能较低，另一种是磷原子的3轨道电子排布为半充满稳定结构第一电离能较高，故答案为∶磷原子的3轨道电子排布为半充满稳定结构第一电离能较高；（3）氧与氮形成的正离子中氮原子的价层电子对数为其空间构型为直线形，故答案为：直线形；（4）镁原子的第一电离能是气态的镁原子失去个电子吸收的能量，由图可知，镁原子的第一电离能为，O=O键的键能是断开形成2个氧原子吸收的能量，由图可知，O=O键键能为；设释放的能量为，根据盖斯定律，有，解得：x=899.7，因此氧原子的第二电子亲和能为，故答案为：737.7；498.4；899.7；18.答案：（1）第四周期第Ⅷ族；或（2）；（3）；（4）随质量分数增加，Ni表面逐渐形成致密氧化膜；少量多次；或解析：（1）在元素周期表中Fe、Co、Ni都是第四周期第Ⅷ族的元素；Fe为26号元素，其基态原子的电子排布式是或。（2）根据CoO晶胞的结构，利用均摊法得出，1个CoO晶胞中有4个和4个，故CoO晶体的密度为。因为Fe、Co、Ni的二价氧化物是离子化合物，半径依次减小，晶体的晶格能依次增大，熔点依次升高，故熔点顺序是。（3）Fe、Co、Ni与反应时分别生成，故氧化性强弱顺序是；可以氧化生成，故有。（4）当大于63%时，Ni被腐蚀的速率随浓度增大而逐渐降低，说明Ni表面生成了致密的氧化膜，阻止了内部的Ni被进一步氧化（是一种钝化现象）；Ni与硫酸反应较慢，加入稀硝酸可以使Ni的氧化速率加快（生成NiO后被稀硫酸溶解生成），但硝酸过量会使产物中存在而导致纯度降低，为此，加入稀硝酸应采用少量多次的操作方法，反应的化学方程式是或。