2024届高考化学一轮复习课件 第五章 物质结构与性质、元素周期律 第3讲 分子结构与性质

第3讲　分子结构与性质

(40分钟)

选题表

1.(2022·山东德州教育科学研究院三模)羰基硫(COS)的结构与CO2类似,可作粮食熏蒸剂,防治虫类、真菌对粮食的危害。下列说法错误的是(　D　)

A.COS属于极性分子

B.COS沸点高于CO2的沸点

C.COS空间结构为直线形

D.COS热稳定性大于CO2

解析:COS的结构式为OCS,CO2的结构式为OCO,键长CS>CO,键能 CS<CO,故COS的热稳定性小于CO2,D项错误。

2.(2022·湖南永州第一中学二模)X、Y、Z为同一周期的短周期非金属元素,由X、Y、Z及碳、氢元素组成的离子液体能很好地溶解纤维素,其结构如图所示。下列说法正确的是(　C　)

A.原子半径:X>Y>Z

B.简单氢化物的键角:X>Y

C.该离子液体能溶解纤维素与氢键有关

D.同周期中第一电离能大于Y的元素有5种

解析:X、Y、Z为同一周期的短周期非金属元素,由结构图可知,Y得一个电子后能形成4个共价键,Y为B;X能形成3个共价键,失去一个电子后能形成4个共价键,X为N;Z能形成一个共价键,Z为F。X为N,氢化物为NH3,中心原子为sp3杂化,Y为B,氢化物为BH3,中心原子为sp2杂化,简单氢化物的键角Y>X,B错误;纤维素的分子式为(C6H10O5)n,分子中含羟基,N、O、F的电负性强,该离子液体能溶解纤维素与氢键有关,C正确;同一周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族和第ⅤA族最外层电子分别处于全满和半满状态,较稳定,第一电离能比同周期相邻元素第一电离能大,因此同周期中第一电离能大于B的元素有Be、C、N、O、F、Ne,共6种,D错误。

3.有机化合物M的结构简式如图所示,其组成元素X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素。只有Y、Z、W为同周期相邻元素,Z的原子序数与Q的最外层电子数相同。下列说法正确的是(　D　)

A.简单氢化物的沸点由高到低顺序为Q>W

B.含氧酸的酸性强弱顺序为Q>Z>Y

C.元素第一电离能由小到大的顺序为Y<Z<W

D.元素X、Z、W形成的离子化合物中含有正四面体结构

解析:Z的原子序数与Q的最外层电子数相同,说明Z为第二周期,Q为第三周期元素,依据有机物结构简式可知,元素Y形成四个键,应为C元素,则Z、W依次为N、O元素,Q则为Cl元素,X为H元素。未指明是最高价含氧酸,无法确定,如HClO酸性弱于H2CO3,B错误。

4.(1)请用以下物质的序号填空:①NaCl　②Na2O2    ③NaOH　④AlCl3　⑤H2O2　⑥N2　⑦NH4Cl  ⑧CO2　⑨He　⑩P4

其中只含有共价键的化合物有　　　　　　　,含有非极性共价键的离子化合物有　　　　　　 　　　,含有极性共价键的离子化合物有　　　　　　　　,不含共价键的化合物有　            。

(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子,若XY2为常见元素形成的离子化合物,其电子式为　　　　　　;若XY2为共价化合物,其结构式为　　　　　　　　　　　　　　　。 

(3)现有a～g 7种短周期元素,它们在元素周期表中的位置如图所示。请据此回答下列问题。

①元素的原子间反应最容易形成离子键的是　　 　(填字母,下同),容易形成共价键的是　     　　。 

A.c和f B.b和g

C.d和g D.b和e

②写出由a～g中元素组成的,所有原子都满足最外层为8电子结构的任意一种分子的分子式:　　　　　　　　　　　　　。 

③a与e能形成化合物ea5,它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构,其电子式为　　　　　　,其中所含化学键类型为　　　　　　　　　　　　,该物质能与水剧烈反应生成两种气体,这两种气体的化学式是　　　　　　　　　　　。 

(4)氯化铝的物理性质非常特殊,如:氯化铝的熔点为190 ℃(2.02×103Pa),但在180 ℃就开始升华。据此判断,氯化铝是　　　　(填“共价化合物”或“离子化合物”),可以证明你的判断正确的实验依据是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 

答案:(1)④⑤⑧　②　③⑦　①

(2)]-Ca2+]-　SCS(答案合理即可)

(3)①B　C　②CCl4(答案合理即可)

③[H]+H]-　极性共价键、离子键　NH3、H2

(4)共价化合物　氯化铝在熔融状态下不导电

5.(2022·山东师范大学附中模拟)关于甲醇、甲醛和甲酸的结构与性质,下列说法正确的是(　C　)

A.甲醛是非极性分子,甲醇和甲酸是极性分子

B.分子内H—C—H键角:甲醇>甲醛

C.一定条件下,可用新制Cu(OH)2鉴别三种物质

D.上述3个分子内共有4种化学环境不同的氢原子

解析:甲醛中C原子为sp2杂化,H—C—H键角接近120°,甲醇中C原子为sp3杂化,H—C—H键角接近109°28',分子内H—C—H键角:甲醇<甲醛,B错误;甲醇与新制氢氧化铜不反应,甲醛与新制氢氧化铜加热可生成砖红色沉淀,甲酸可使新制氢氧化铜溶解,故新制氢氧化铜可以鉴别三者,C正确;甲醛中有1种氢原子,甲酸中有2种不同环境的氢原子,甲醇中有2种不同化学环境的氢原子,共5种,D错误。

6.(2022·河北张家口三模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,且原子序数之和为32,四种元素组成的一种物质的结构式如图所示,该物质是一种常见的化工原料,可用于合成除草剂、防火剂、甜味剂、防腐剂、金属清洗剂等。下列说法错误的是(　A　)

A.原子半径:Z>Y>X>W

B.X、Z的最高价氧化物的水化物均为强酸

C.简单氢化物的沸点:Y>X>Z

D.四种元素能形成既含离子键又含共价键的化合物

解析:W、X、Y、Z为短周期主族元素,且原子序数依次增大,结合原子序数之和为32及原子的成键特点可知,这四种元素分别为H、N、

O、S。

7.(2022·湖南隆回第一中学模拟)路易斯碱是指能作为电子对给予体的原子、分子、离子或原子团。CO2、CO、NH3、CH3OH和CN-均为常见路易斯碱。下列说法正确的是(　C　)

A.CO2、CO都是由极性键形成的非极性分子

B.NH3的VSEPR模型为三角锥形

C.CH3OH中C与NH3中N的杂化方式相同

D.CH3OH比HCHO的沸点高是由于范德华力大

解析:CO是含有极性键和配位键的极性分子,A错误;CH3OH比HCHO的沸点高是由于CH3OH分子间有氢键,D错误。

8.(不定项)(2022·山东聊城三模)乙腈(CH3CN)在酸性条件水解,CH3CN+H++2H2OCH3COOH+N。下列说法错误的是(　B　)

A.CH3CN、CH3COOH都是极性分子

B.键角:N<NH3<N

C.CH3COOH的酸性比ClCH2COOH的弱

D.反应中部分碳原子的杂化方式发生了改变

解析:N中,含0个孤电子对,氨气分子中含 1个孤电子对,N含2个孤电子对,含有孤电子对越多,分子中的键角越小,所以键角大小关系N>NH3>N,B错误;CH3CN中甲基上的碳原子形成4个单键,是sp3杂化,—CN形成一个单键和一个碳氮三键,是sp杂化,CH3COOH中甲基上的碳原子形成4个单键,是sp3杂化,羧基上的碳原子形成1个碳氧双键、2个单键,是sp2杂化,反应中碳原子的sp杂化变成sp2杂化,D正确。

9.缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价层电子数达到8,H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是(　D　)

A.NH3、BF3、B中只有BF3是缺电子化合物

B.BF3、B中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3

C.BF3与NH3反应时有配位键生成

D.B的键角小于NH3的

解析:NH3的电子式为H,BF3的电子式为,B的电

子式为,只有BF3是缺电子化合物,故A正确;BF3中心原子B的价层电子对数为3+×(3-1×3)=3,则杂化方式为sp2;B中心原子B的价层电子对数为4+×(3+1-4×1)=4,则杂化方式为sp3,故B正确;BF3与NH3反应时,NH3中N原子有孤电子对,BF3中B有空轨道,可生成配位键,故C正确;B和NH3均为sp3杂化,B中心原子无孤电子对,NH3有1个孤电子对,根据价层电子对互斥模型,孤电子对数增多,对成键电子的斥力增大,键角减小,则B的键角大于NH3的,故D错误。

10.(2022·福建晋江模拟)(1)Cu2+处于[Cu(NH3)4]2+的中心,若将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,则有 2种结构,则Cu2+是否为sp3杂化?　　　　(填“是”或“否”),理由为　      　。 

(2)用价层电子对互斥模型推断甲醛中H—C—H的键角　　　　(填“>”“<”或“=”)120°。 

(3)SO2Cl2和SO2F2都属于AX4E0型分子,S与O之间以双键结合,S与Cl、S与F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间结构为　　　　　　　。SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl　　　　　(填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中 ∠F—S—F。 

(4)抗坏血酸的分子结构如图所示,该分子中碳原子的杂化轨道类型为　　　       　。 

解析:(2)甲醛分子中,碳氧之间为双键,根据价层电子对互斥模型可知双键与单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力,所以H—C—H的键角小于120°。(3)当中心原子的价层电子对数为4时,VSEPR模型为四面体形,硫原子无孤电子对,所以空间结构为四面体形;X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强,F原子的得电子能力大于氯原子,所以SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl>SO2F2分子中∠F—S—F。

答案:(1)否　若是sp3杂化,[Cu(NH3)4]2+的空间结构为正四面体形,将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,则只有1种结构

(2)<

(3)四面体形　>

(4)sp2、sp3

11.(2022·山东模拟)活门囚笼超分子可囚禁二茂铁(由一个Fe2+和2个环戊二烯基负离子构成)结构如图所示。下列说法错误的是(　A　)

A.该物质以共价键形成的网状结构,有极高的熔点、沸点

B.二茂铁的两种构象可发生转化　ΔH=-

(3.8±1.3)kJ·mol-1,交错型构象更稳定

C.已知二茂铁中用π电子与中心Fe2+配位,则二茂铁中铁原子核外有36个电子

D.囚笼超分子中碳原子至少有sp2和sp3两种杂化方式

解析:该物质为分子晶体,影响熔点、沸点的主要因素为分子间作用力,该物质以共价键和分子间作用力形成的网状结构,超分子的熔点、沸点不会很高,A项错误;“重叠型”转化为“交错型”的过程中放热,能量越低越稳定,说明交错型构象能量更低,更稳定,B项正确;中含有的大 π键,Fe2+的价电子包括3d6和两个环戊二烯负离子提供的π电子数,即6+6×2=18,则二茂铁中铁原子核外有18+18=36(个)电子,C项正确;囚笼超分子中含有碳碳单键和碳碳双键,碳碳双键为sp2杂化,碳碳单键为sp3杂化,D项正确。