届二轮复习 分子结构和性质 专题卷全国通用Word格式.docx
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A.每一个水分子内含有两个氢键
B.冰、水和水蒸气中都存在氢键
C.DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由氢键所致
解析 氢键是分子之间的作用,不属于化学键,水分子内部只存在化学键。
氢键一般影响物质的溶、沸点。
6.氯化硼的熔点为-107℃,沸点为12.5℃,在其分子中键与键之间的夹角为120°
,它能水解,下列有关叙述不正确的是( )
A.氯化硼液态时能导电而固态时不导电
B.氯化硼中心原子采用sp2杂化
C.氯化硼分子呈正三角形,属非极性分子
D.其分子空间结构类似CH2O
答案 A
解析 由氯化硼的熔点和沸点可知氯化硼的晶体类型为分子晶体,由于分子中键与键之间的夹角为120°
,说明氯化硼平面三角形中心原子采用sp2杂化,为极性键形成的非极性分子。
7.PCl3分子的空间构型是三角锥形而不是平面正三角形。
下列关于PCl3分子空间构型的理由正确的是( )
A.PCl3分子中三个共价键的键角都相等
B.PCl3分子中三个共价键的键能都相等
C.PCl3分子中三个共价键的键长相等,键角为100.1°
D.PCl3分子中三个共价键都是p-pσ键
解析 分子的空间构型与键能无关;
平面三角形的键角为120°
,三角锥形空间结构中的键角小于120°
。
8.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构,其中正确的是( )
A.H2O与BeCl2为V形
B.CS2与SO2为直线形
C.BF3与PCl3为三角锥形
D.SO3与CO32-为平面三角形
解析 H2O为V形,而BeCl2为直线形,A项错误;
CS2为直线形,而SO2为V形,B项错误;
BF3为平面三角形,PCl3为三角锥形,C项错误;
SO3与CO32-均为平面三角形,D项正确。
9.有关物质在下列变化过程中克服的粒子之间的作用,说法正确的是( )
A.酒精挥发克服了C2H5—OH分子内的O—H键
B.甲烷在高温下受热分解生成炭黑和氢气克服了氢键
C.氯化镁晶体熔化克服了共价键
D.干冰升华克服了分子间作用力
解析 酒精挥发,乙醇分子的结构没有受到破坏,只是分子间距离变大,克服的作用力是分子间作用力;
甲烷在高温下受热分解,需要克服CH4中的C—H键才能生成炭黑和氢气;
氯化镁晶体受热熔化,克服的是离子键;
干冰升华成二氧化碳气体,二氧化碳分子的结构没有受到破坏,分子间距离变大,克服的是分子间作用力。
10.在乙炔分子中有三个σ键,两个π键,它们分别是( )
A.sp杂化轨道形成σ键;
未杂化的两个2p轨道形成π键
B.sp杂化轨道形成π键;
未杂化的两个2p轨道形成σ键
C.C—H之间是sp形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C—C之间是sp形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
解析 乙炔的结构简式为HC≡CH,π键只能存在于C≡C中,由于乙炔的空间结构为直线形,所以为sp杂化,杂化轨道只能用于形成σ键。
二、选择题(本题包括8小题,每小题3分,共24分。
每小题有1~2个选项符合题意,不选、多选、错选均不得分;
有2个选项符合题意只选1个且正确的得1分)
11.下列各组粒子的中心原子杂化类型相同,其键角不相等的是( )
A.CCl4、SiCl4、SiH4
B.H2S、NF3、CH4
C.BCl3、CH2===CHCl、环己烷
D.SO3、C6H6(苯)、CH3C≡CH
答案 B
解析 A项,中心原子都采用sp3杂化,空间构型均为正四面体形,其键角相等;
B项,中心原子都是sp3杂化,但空间构型不同,H2S为V形,NF3为三角锥形,CH4为正四面体形,分子的键角不相等;
C项,三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化,环己烷中碳原子为sp3杂化;
D项,SO3和苯的中心原子都是sp2杂化,而丙炔中碳原子为sp和sp3杂化。
12.某化合物的分子式为AB2,A属于ⅥA族元素,B属于ⅦA族元素,A和B在同一周期,它们的电负性分别为3.44和3.98,已知AB2分子的键角为103.3°
下列推断不正确的是( )
A.AB2分子的空间构型为V形
B.A—B键为极性共价键,AB2分子为非极性分子
C.AB2的熔、沸点比H2O的低
D.AB2分子中无H原子,分子间不能形成氢键
解析 A项,AB2分子中有两个A—B单键,含有2对孤电子对,为V形结构,正确;
B项,由电负性可知,B元素的非金属性更强,A—B键为极性共价键,且分子构型为V形,正负电荷中心不重合,故AB2分子为极性分子,错误;
C项,H2O分子之间存在氢键,其熔、沸点高于同主族其他元素氢化物,正确;
D项,A属于ⅥA族元素,B属于ⅦA族元素,AB2分子中不可能含有H原子,分子间不能形成氢键,正确。
13.
顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是具有抗癌活性的金属配合物;
碳铂是1,1环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构简式如图所示,其毒副作用低于顺铂。
下列说法正确的是( )
A.碳铂中所有碳原子在同一个平面上
B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子之比为2∶1
D.1mol1,1环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA
解析 碳铂分子中含有多个饱和碳原子,则所有碳原子不可能在同一个平面上,A项错误;
N原子形成3个N—H键和1个配位键,则N原子的杂化方式是sp3,B项错误;
碳铂分子中有4个C形成4个σ键,为sp3杂化,2个C形成3个σ键,为sp2杂化,则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1,C项正确;
C—H、C—C、C—O、O—H键均为σ键,C===O键中有1个σ键,则1mol1,1环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA,D项错误。
14.有五种元素X、Y、Z、Q、T。
X元素为主族元素,X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道;
Y原子的特征电子构型为3d64s2;
Z原子的L电子层的p层上有一个空轨道;
Q原子的L电子层的p层上只有一对成对电子;
T原子的M电子层上p轨道半充满。
下列叙述不正确的是( )
A.元素Y和Q可形成一种化合物Y2Q3
B.X与T的最高价氧化物对应的水化物,前者的酸性比后者强,是因为前者的非羟基氧原子数目大于后者
C.X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D.ZQ2是极性键构成的非极性分子
解析 X原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4,X为S元素;
Y原子的特征电子构型为3d64s2,Y为Fe元素;
Z原子核外电子排布为1s22s22p2,Z为C元素;
Q原子核外电子排布为1s22s22p4,Q为O元素;
T原子核外电子排布为1s22s22p63s23p3,T为P元素。
X和Q结合生成的化合物为二氧化硫、三氧化硫,均为共价化合物,C项错误。
15.BF3与一定量水形成(H2O)2·
BF3晶体Q,如下图所示,晶体Q中各种粒子的作用力可能涉及:
①配位键 ②氢键 ③范德华力 ④极性共价键 ⑤非极性共价键
其中正确的是( )
A.①②③④ B.①②④
C.①②③④⑤D.②③④
解析 氢和氧原子之间形成极性共价键;
B原子含有空轨道、O原子含有孤电子对,所以B原子和O原子之间存在配位键;
分子之间存在范德华力;
水分子中的O原子和其他分子中的H原子易形成氢键;
所以不涉及的是非极性共价键。
16.下列化合物中含2个手性碳原子的是( )
解析 A含1个手性碳原子;
B含2个手性碳原子;
C含3个手性碳原子;
D不含手性碳原子。
17.下列关于杂化轨道的叙述中,不正确的是( )
A.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构
B.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
C.杂化前后的轨道数不变,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°
解析 分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构,可能是三角锥形或V形,如NH3是三角锥形、H2O是V形,A项正确;
杂化轨道用来形成σ键或容纳孤电子对,未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直,可用来形成π键,B项错误;
杂化轨道中,原子轨道数目不变,杂化前是几个,杂化后还是几个,形状发生改变,杂化后,各个轨道尽可能分散、对称分布,C项正确;
sp3、sp2、sp杂化轨道分别是正四面体形、平面三角形、直线形结构,其夹角分别是109°
,D项正确。
18.下列说法错误的是( )
A.在NH4+和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
B.H2O是极性分子,分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中心位置
C.SO2、SO3、BF3、NCl3都是极性分子
D.向含有0.1mol[Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液只能生成0.1molAgCl
解析 NH4+中N原子提供孤对电子,H+提供空轨道,形成配位键,[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空轨道,NH3中的N原子提供孤对电子,形成配位键,A项正确;
H2O是极性分子,中心原子O有2对孤对电子,O的杂化方式为sp3杂化,H2O分子的空间构型为V形,B项正确;
SO3、BF3的中心原子无孤对电子,属于非极性分子,C项错误;
只有外界的Cl-能够电离出来,故0.1mol配合物中只有0.1molCl-能与硝酸银发生反应,生成0.1molAgCl,D项正确。
卷Ⅱ (非选择题,共56分)
19.(11分)数十亿年来,地球上的物质不断变化,大气的成分也发生了很大的变化。
下表是目前空气和原始大气的主要成分:
目前空气的主要成分
N2、O2、CO2、H2O及稀有气体(如He、Ne等)
原始大气的主要成分
CH4、NH3、CO、CO2等
用上表所涉及的分子填写下列空白。
(1)含有10个电子的分子有________________________(填化学式,下同)。
(2)由极性键构成的非极性分子有______________。
(3)与H+可直接形成配位键的分子有______________。
(4)分子中不含孤电子对的分子(稀有气体除外)有________,它的立体构型为______________。
(5)极易溶于水且水溶液呈碱性的物质的分子是________,它之所以极易溶于水是因为它的分子和水分子之间形成了________。
(6)CO的结构可表示为O
C,与CO结构最相似的分子是__________,这两种结构相似的分子的极性________(填“相同”或“不相同”),CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同,它叫________。
答案
(1)H2O、Ne、CH4、NH3
(2)CH4、CO2 (3)NH3、H2O (4)CH4 正四面体形 (5)NH3 氢键(6)N2 不相同 配位键
解析
(1)含10个电子的分子有H2O、Ne、CH4、NH3。
(2)具有对称结构的分子是非极性分子,如N2、O2、CH4、CO2,其中由极性键构成的非极性分子只有CH4和CO2,N2和O2是由非极性键构成的。
(3)H2O可与H+直接形成配位键,形成H3O+(水合氢离子),NH3与H+以配位键结合成NH4+。
(4)碳原子最外层有4个电子,在甲烷分子中碳原子形成了4个共价键,不存在孤电子对,最外层电子都参与成键,立体构型为正四面体形。
(5)表中极易溶于水且水溶液呈现碱性的物质只有氨气。
它极易溶于水,是因为氨分子与水分子间形成氢键,增大了氨气的溶解性。
(6)由一氧化碳的结构式可知,碳原子和氧原子之间存在三个共价键,氮气分子中两个氮原子之间也存在三个共价键,结构相似。
CO分子中的三键是由两个不同的原子形成的,是极性共价键,则CO是极性分子;
而N2分子中的三键是由两个相同的氮原子形成的,是非极性共价键,N2是非极性分子。
CO中带箭头的键与其他的共价键不同,它是配位键。
20.(8分)三种常见元素原子的结构信息如表所示,试回答下列问题。
元素
A
B
C
结构信息
原子核外有2个电子层,最外层有3个未成对电子
原子核外M层有1对成对的p电子
原子核外M层充满电子,N层有1个未成对s电子
(1)C元素位于元素周期表中________区,C元素原子的外围电子排布式为__________________。
(2)写出A的简单氢化物的水溶液中存在的所有氢键:
________________________________;
A的简单氢化物分子结合一个H+形成阳离子后,其键角________(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)向C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的简单氢化物的水溶液,生成的配合物的化学式为________________。
(4)胆矾的结构可表示如下:
则胆矾晶体中含有________(填序号)。
A.配位键B.离子键
C.极性共价键D.金属键
E.氢键F.非极性共价键
(5)下列分子结构图中“●”表示某种元素的原子,①中“●”表示A元素的原子,②③中“●”表示的原子其元素与A元素同周期,④中“●”表示的原子其元素与B元素同主族且与A元素同周期,“○”均表示氢原子,小黑点“·
”均表示没有参与形成共价键的电子,短线均表示共价键。
上述四种物质的分子式分别为________、________、________、________,中心原子采取sp3杂化的是________(填序号)。
答案
(1)ds 3d104s1
(2)N—H…N、N—H…O、O—H…N、O—H…O 变大
(3)[Cu(NH3)4]SO4
(4)ABCE
(5)NH3 C2H2 CH4 H2O ①③④
解析 A元素原子核外有2个电子层,最外层有3个未成对电子,则A元素原子的外围电子排布式为2s22p3,A为N元素;
B元素原子核外M层有1对成对的p电子,则B元素原子的外围电子排布式为3s23p4,B为S元素;
C元素原子核外M层充满电子,N层有1个未成对s电子,则C元素原子核外电子数为2+8+18+1=29,C为Cu元素。
(1)C为Cu,位于第四周期第ⅠB族,属于ds区元素,外围电子排布式为3d104s1。
(2)A的简单氢化物为NH3,在氨水中由于N和O的电负性较大,可形成氢键,故氨水中存在的氢键有N—H…N、N—H…O、O—H…N、O—H…O;
氨气分子为三角锥形,结合一个H+形成NH4+,NH4+为正四面体形,故键角变大。
(3)向硫酸铜溶液中逐滴加入过量氨水,生成的配合物为[Cu(NH3)4]SO4。
(4)由胆矾晶体的结构可知,水分子与铜离子之间形成配位键,硫酸根离子和配离子之间形成离子键,水分子与水分子或硫酸根离子间形成氢键,水分子中氢原子和氧原子之间形成极性共价键,硫酸根离子中氧原子与硫原子之间形成极性共价键。
(5)①为NH3,中心原子N有3对σ键电子对,含有1对孤电子对,则杂化轨道数为4,采取sp3杂化;
②为CH≡CH,中心原子C有2对σ键电子对,没有孤电子对,杂化轨道数为2,采取sp杂化;
③为CH4,中心原子C有4对σ键电子对,没有孤电子对,则杂化轨道数为4,采取sp3杂化;
④为H2O,中心原子O有2对σ键电子对,含有2对孤电子对,则杂化轨道数为4,采取sp3杂化。
21.(12分)已知H2O2的结构如下图:
H2O2分子不是直线形的,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上,书页角为93°
52′,而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°
52′,试回答:
(1)写出H2O2分子的电子式和结构式。
(2)写出分子内的键型。
(3)估计它难溶于CS2,简要说明原因。
(4)指出氧元素的化合价,简要说明原因。
答案
(2)分子内既有极性键,又有非极性键
(3)因H2O2为极性分子,而CS2为非极性溶剂,根据相似相溶规律,H2O2难溶于CS2中
(4)氧为-1价。
因O—O键非极性键,而O—H键为极性键,共用电子对偏向氧,故氧为-1价
解析 由H2O2的空间构型图可知,H2O2是极性分子,分子内既有极性键,又有非极性键,根据相似相溶规律,H2O2难溶于CS2中。
22.(13分)有A、B、C、D、E五种短周期元素,它们的核电荷数按C、A、B、D、E的顺序依次增大。
C、D都能分别与A按原子个数比为1∶1或2∶1形成化合物。
CB可与EA2反应生成C2A和气态物质EB4。
E的M层电子数是K层电子数的2倍。
(1)写出五种元素的名称A________;
B________;
C________;
D________;
E________。
(2)画出E的原子结构示意图________,写出电子式D2A2________;
EB4________。
(3)比较EA2与EB4的熔点高低(填化学式)。
________>
________
(4)写出D单质与CuSO4溶液反应的离子方程式。
________________________________________________________________________
(5)C2A是由________键形成的________分子;
EB4是由________键形成的________分子(填“极性”或“非极性”,上同)。
答案
(1)氧 氟 氢 钠 硅
(3)SiO2 SiF4
(4)2Na+Cu2++2H2O===2Na++Cu(OH)2↓+H2↑
(5)极性 极性 极性 非极性
解析 本题突破点为E,M层电子数是K层电子数的2倍,故E应为Si,且可知EA2为SiO2,气态EB4为SiF4,则有4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O,C为H,A为O,C、D分别与A形成原子个数比为1∶1或2∶1的化合物,可判断D为Na。
23.(12分)目前工业上制备丙烯腈(CH2===CHC≡N)有乙炔法、丙烯氨氧化法等。
乙炔法:
H—C≡C—H+HCN
CH2===CHCN
丙烯氨氧化法:
CH2===CHCH3+NH3+
O2
CH2===CHCN+3H2O
(1)下列说法正确的是________(填序号)。
a.NH4+空间构型呈正四面体形
b.CH2===CHCN分子中只有碳、氢原子位于同一平面
c.C2H2、HCN分子中所有原子均位于同一直线
(2)与NH3互为等电子体的阳离子为________(写化学式)。
(3)1mol丙烯腈分子中含有σ键的数目为________。
(4)铜能与浓盐酸缓慢发生置换反应产生氢气,有配合物H[CuCl2]生成。
①该反应的化学方程式为_________________________________________________。
②H[CuCl2]在空气中久置会生成含[Cu(H2O)4]2+的蓝色溶液,[Cu(H2O)4]2+的结构示意图可表示为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案
(1)ac
(2)H3O+ (3)6NA(或6×
6.02×
1023)
(4)①2Cu+4HCl(浓)===2H[CuCl2]+H2↑
解析
(1)NH4+中N原子的价层电子对数=σ键数+孤对电子数=4+0=4,采取sp3杂化,NH4+空间构型呈正四面体形,a正确;
CH2===CH—C≡N分子相当于一个碳碳双键和一个碳氮三键通过一个碳碳单键相连,所有原子都处在同一平面上,b错误;
C2H2、HCN分子中都含有一个三键,碳原子均为sp杂化,则分子中所有原子均位于同一直线,c正确。
(2)NH3分子中含有4个原子,价电子总数为8,则与其互为等电子体的阳离子为H3O+。
(3)每个单键、双键、三键都含有1个σ键,所以1mol丙烯腈分子中含有σ键的物质的量为6mol。
(4)①铜能与浓盐酸缓慢发生置换反应产生氢气,有配合物H[CuCl2]生成,因此该反应的化学方程式为2Cu+4HCl(浓)===2H[CuCl2]+H2↑。
②由于水分子中的氧原子含有孤对电子,铜离子含有空轨道,因此铜离子能与水分子形成配位键,则[Cu(H2O)4]2+的结构示意图可表示为
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