2019版高考化学一轮优化探究练习：第12章 第38讲　分子结构与性质 (含解析)

课时作业1．关于化合物，下列叙述正确的是(　　)A．分子间可形成氢键B．分子中既有极性键又有非极性键C．分子中有7个σ键和1个π键D．该分子在水中的溶解度小于2­丁烯解析：分子间不可形成氢键，A项错误；分子中含有碳碳非极性键，碳氢、碳氧极性键，B项正确；分子中含有9个σ键和3个π键，C项错误；分子中含有醛基，溶解度大于2­丁烯，D项错误。答案：B2．下表所列的是不同物质中氧氧键的键长和键能的数据，其中a和b未测出，根据一个原则可估计键能大小顺序为d>c>b>a，该原则是(　　) OOO2O键长/nm149128121112键能/(kJ/mol)abc＝494d＝628A.成键电子数越多，键能越大B．成键电子数越少，键能越大C．键长越短的键，键能越大D．以上都不是解析：可以根据键长判断键能的大小。答案：C3．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法不正确的是(　　)A．N2分子与CO分子中都含有三键B．CO分子中有一个π键是配位键C．N2与CO互为等电子体D．N2与CO的化学性质相同答案：D4．下列各组粒子中不属于等电子体的是(　　)A．CH4、NH　　　　　 B．H2O、HClC．CO2、N2O  D．CO、NO答案：B5．配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。请指出配合物[Cu(NH3)4](OH)2的中心离子、配体、中心离子的电荷数和配位数(　　)A．Cu2＋、NH3、2＋、4　　 B．Cu＋、NH3、2＋、4C．Cu2＋、OH－、2＋、2  D．Cu2＋、NH3、2＋、2解析：由配合物[Cu(NH3)4](OH)2分析， 因外界有两个OH－，故Cu元素显＋2价，故中心离子为Cu2＋，配体为NH3，配位数为4。答案：A6．PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是(　　)A．PH3分子呈三角锥形B．PH3分子是极性分子C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键键能高答案：C7．(2017·西安模拟)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法错误的是(　　)A．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键B．SF6是由极性键构成的非极性分子C．1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键D．1 mol S8中含有8 mol S—S键答案：A8．下列描述正确的是(　　)A．CS2为V形极性分子B．SiF4与SO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∶1D．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SO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：B9．通常状况下，NCl3是一种油状液体，其分子立体构型与氨分子相似，下列对NCl3的有关叙述正确的是(　　)A．NCl3分子中N—Cl键的键长比CCl4分子中C—Cl键的键长长B．NCl3分子是非极性分子C．分子中的所有原子均达到8电子稳定结构D．NBr3比NCl3易挥发解析：因碳原子半径比氮原子的大，故N—Cl键的键长比C—Cl键的键长短；NCl3分子立体构型类似NH3，故NCl3是极性分子；NBr3与NCl3二者结构相似，由于NBr3的相对分子质量较大，分子间作用力较大，所以NBr3的沸点比NCl3高，因此NBr3比NCl3难挥发。答案：C10．下列说法错误的是(　　)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、沸点低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的三个原子不一定在一条直线上解析：本题考查了氢键对物质性质的影响以及氢键的存在。因HF存在氢键，所以沸点：HF>HBr>HCl，A正确；邻羟基苯甲醛的分子内羟基与醛基之间存在氢键，而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高，B正确；据F原子半径小于O原子半径，可知(HF)n中氢键键长比水中氢键键长短，键能大，但由于一个HF分子只能与两个相邻的HF分子形成氢键，而一个H2O分子可与四个相邻的H2O分子形成氢键，故水的沸点比HF的沸点高，C项不正确；氢键有方向性，但氢键的形成不像共价键对方向的要求那么高，故X—H…Y不一定总在一条直线上，D正确。答案：C11．(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________________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)Cr3＋的核外电子排布为[Ar]3d3。H2O中的O含有孤电子对，所以O为配位原子。(2)甲基中碳为sp3杂化，羧基中的碳为sp2杂化。单键全部为σ键，双键中有一个π键和一个σ键，所以1 mol CH3COOH中含有7 mol σ键。(3)H2O中O的价电子数与F＋相等，所以H2O和H2F＋互为等电子体。H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键，故两者可以任意比例互溶。答案：(1)O(2)sp3、sp2　7 mol(或7NA)(3)H2F＋　H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键12．元素周期表中第二周期元素包括B、C、N、O、F等非金属元素。(1)硼元素、氮元素均可与氟元素形成AB3型的分子，这两种分子的立体构型分别为________。(2)实验室中常用CaC2与水反应制备C2H2，CaC2为离子化合物，其阴离子为C，C的电子式为________，与C互为等电子体的分子为________。C2H2中碳原子的杂化方式为________，分子中σ键与π键数目之比为________，C2H2为________(填“极性”或“非极性”)分子。(3)三种分子CH4、NH3、H2O的键角由大到小的顺序为________，NH3极易溶于水，而CH4不溶于水，其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)水分子和氟化氢分子间均存在氢键，氟化氢中的氢键比水中的氢键强，但为什么水的沸点高于氟化氢？________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)平面三角形、三角锥形(2)[∶C⋮⋮C∶]2－　N2、CO等sp　3∶2　非极性(3)CH4>NH3>H2O　NH3为极性分子，与水分子间可形成氢键，因此极易溶于极性溶剂水；CH4为非极性分子，不溶于极性溶剂水中(4)水分子间形成的氢键多于氟化氢分子间的氢键，导致水分子间的作用力大于HF分子间的作用力，因此水的沸点高于氟化氢13．铜是重要的金属，广泛应用于电气、机械制造、国防等领域，铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题：(1)Cu原子的价层电子排布式为________。(2)CuSO4晶体中S原子的杂化方式为________，SO的立体构型为________。(3)向CuSO4溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]SO4，下列说法正确的是________。(填字母序号)a．氨气极易溶于水，是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键b．NH3分子和H2O分子，分子空间构型不同，氨气分子的键角小于水分子的键角c．[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键d．[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的是氮元素解析：(1)Cu元素的原子序数为29，未成对电子数是1，价层电子排布式为3d104s1；(2)SO中S原子的价层电子对数＝＝4，孤电子对数为0，采取sp3杂化，立体构型为正四面体；(3)氨气极易溶于水是由于氨分子中N原子与水分子的H原子形成氢键，a错误；NH3分子和H2O分子的中心原子都是采用sp3杂化，但NH3分子内有1对孤对电子，H2O分子内有2对孤对电子，孤对电子越多对成键电子对的排斥作用越强，键角被挤压得越小，故氨气分子的键角大于水分子的键角，b错误；[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有[Cu(NH3)4]2＋与SO之间的离子键、氨分子与Cu2＋间的配位键和SO、NH3中的极性共价键，c正确；[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的是氧元素，d错误。答案：(1)3d104s1　(2)sp3　正四面体　(3)c14．卤族元素的单质和化合物很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。(1)溴的基态原子的价电子排布图为________。(2)在不太稀的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的。使氢氟酸分子缔合的作用力是________。(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断：最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是________。元素名称氟氯溴碘第一电离能/(kJ·mol－1)1 6811 2511 1401 008(4)已知高碘酸有两种形式，化学式分别为H5IO6和HIO4，前者为五元酸，后者为一元酸。请比较二者酸性强弱：H5IO6________HIO4。(填“>”“<”或“＝”)(5)写出一个ClO的等电子体：________________。答案：(1) (2)氢键　(3)碘(I)(4)<　(5)Cl2O(或OF2或BrO)15．构成物质的微粒种类及相互间的作用力是决定物质表现出何种物理性质的主要因素。(1)三氯化铁常温下为固体，熔点282 ℃，沸点315 ℃，在300 ℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体中存在的微粒间作用力有________________________________________________________________________。(2)氢键作用常表示为“A—H…B”，其中A、B为电负性很强的一类原子，如________________(列举三种)。X、Y两种物质的分子结构和部分物理性质如下表，两者物理性质有差异的主要原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。代号结构简式水中溶解度/g(25 ℃)熔点/℃沸点/℃X0.245100Y1.7114295(3)钙是人体所需的重要元素之一，有一种补钙剂——抗坏血酸钙的组成为Ca(C6H7O6)2·4H2O，其结构示意图如下：该物质中存在的化学键类型包括________(填字母序号)。A．极性共价键  B．离子键C．非极性共价键  D．配位键答案：(1)极性共价键、范德华力　(2)N、O、F　X物质形成分子内氢键，Y物质形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大(3)ABCD16．钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰的含量，反应原理为2Mn2＋＋5S2O＋8H2O2MnO＋10SO＋16H＋。(1)已知H2S2O8的结构如图：①H2S2O8中硫原子的轨道杂化方式为________。②上述反应中被还原的元素为________。③上述反应每生成1 mol MnO，S2O断裂的共价键类型及其数目为________。(2)一定条件下，水分子间可通过O—H…O氢键将H2O分子结合成三维骨架结构，其中的多面体孔穴中可包容气体小分子，形成笼形水合包合物晶体。①如图是一种由水分子构成的正十二面体骨架(“○”表示水分子)，其包含的氢键数为________。②实验测得冰中氢键的作用能为18.8 kJ·mol－1，而冰的熔化热为5.0 kJ·mol－1，其原因可能是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)①sp3　②S　③非极性键、2.5 NA(2)①30　②液态水中仍然存在大量氢键