人教版高中化学选修3综合测评二分子结构与性质.docx
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人教版高中化学选修3综合测评二分子结构与性质
章末综合测评
(二) 分子结构与性质
(时间90分钟,满分100分)
一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)
1.无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。
上述中“结合力”实质是( )
A.分子间作用力 B.氢键
C.非极性共价键D.极性共价键
D [解答本题的关键是审清题意,根据题意原溶液为“盐水”,后来却能释放出“氢原子”,氢原子只能来源于H2O,而H2O变为H原子必须破坏H—O键,H—O键为极性共价键,故选D。
]
2.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。
二甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。
下列有关二甘醇的叙述正确的是( )
A.符合通式CnH2nO3
B.分子间能形成氢键
C.分子间不存在范德华力
D.能溶于水,不溶于乙醇
B [二甘醇的分子式为C4H10O3,它符合通式CnH2n+2O3。
二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键,也存在范德华力。
二甘醇能溶于水和乙醇。
]
3.徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子,如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。
下列说法正确的是( )
A.H2O2分子的立体构型为直线形
B.CO2分子为非极性分子
C.BF3分子中B原子为sp3杂化,分子为三角锥形
D.CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化
B [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,A错误;CO2分子为直线形分子,分子内正、负电荷中心重合,为非极性分子,B正确;BF3分子中B原子为sp2杂化,分子为平面三角形,C错误;CH3COOH分子中甲基C原子采取sp3杂化,羧基C原子采用sp2杂化,D错误。
]
4.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构,其中不正确的是( )
A.NH
为正四面体形B.CS2为直线形
C.HCN为V形D.PCl3为三角锥形
C [NH
、CS2、HCN中中心原子上的价电子都用于形成共价键,没有孤电子对,所以其立体构型分别为正四面体形、直线形、直线形;PCl3中中心P原子上有一对孤电子对,未用于形成共价键,其立体构型为三角锥形。
]
5.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3,下列说法正确的是( )
A.NH3与BF3都是三角锥形结构
B.NH3与BF3都是极性分子
C.NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构
D.NH3·BF3中,NH3提供孤电子对,BF3提供空轨道
D [NH3是三角锥形,而BF3是平面三角形结构,B位于中心,因此,NH3是极性分子,BF3是非极性分子,A、B都错误;NH3分子中有1对孤电子对,BF3中B原子最外层只有6个电子,正好有1个空轨道,二者通过配位键结合而使每个原子最外层都达到稳定结构,D正确;H原子核外只有2个电子,C错误。
]
6.下列化合物中含3个手性碳原子的是( )
C [手性碳原子上应连接4个不同的原子或原子团。
A项,中间碳原子是手性碳原子;B项,中间碳原子和右端碳原子是手性碳原子;C项,除左端碳原子之外的碳原子都是手性碳原子;D项,无手性碳原子。
]
7.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.碳铂中所有碳原子杂化方式相同
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
C [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,故B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,故A错误,C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,故D错误。
]
8.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分子的立体构型为V形
B.A—B键为极性共价键,AB2分子为非极性分子
C.AB2分子中A原子的杂化方式是sp3
D.AB2分子中无H原子,分子间不能形成氢键
B [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;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。
]
9.下列叙述正确的是( )
A.NH3是极性分子,分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心
B.CCl4是非极性分子,分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正方形的中心
C.H2O是极性分子,分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央
D.CO2是非极性分子,分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央
C [NH3是极性分子,N与3个H形成3个σ键,孤电子对数为
=1,为三角锥形结构,故A项错误;CCl4是非极性分子,C与4个Cl形成4个σ键,孤电子对数为0,为正四面体形结构,故B项错误;H2O是极性分子,O与2个H形成2个σ键,孤电子对数为
=2,为V形结构,故C项正确;CO2是非极性分子,C与2个O形成2个σ键,孤电子对数为
=0,为直线形结构,故D项错误。
]
10.等电子体是指原子总数相同、价电子总数也相同的微粒。
下列各选项中的两种微粒不互为等电子体的是( )
A.N2O和CO2B.O3和NO
C.CH4和NH
D.OH-和NH
D [A项中的N2O和CO2均含3个原子和16个价电子,B项中的O3和NO
均含3个原子和18个价电子,C项中的CH4和NH
均含5个原子和8个价电子,因此A、B、C三项均符合等电子体的定义。
D项中的OH-和NH
虽然都含有8个价电子,但二者所含原子总数不相同,不符合等电子体的定义。
]
11.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.氢键比分子间作用力强,所以它属于化学键
B.冰中存在氢键,水中不存在氢键
C.分子间形成的氢键使物质的熔点和沸点升高
D.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
C [氢键属于分子间作用力,其大小介于范德华力和化学键之间,不属于化学键,分子间氢键的存在,加强了分子间作用力,使物质的熔、沸点升高,A项错误,C项正确;在冰和水中都存在氢键,而H2O的稳定性主要是由分子内的O—H的键能决定,B、D项错误。
]
12.下列说法中正确的是( )
A.互为手性异构体的分子互为镜像,且分子组成相同,性质也相同
B.由酸性FCH2COOH>CH3COOH,可知酸性ClCH2COOH>CH3COOH
C.由AgCl和AgBr都能溶于氨水中,而AgI不能溶解在氨水中,可知AgI在水中的溶解度最大
D.除HF外,其他卤化氢沸点随着相对分子质量的增大而升高,是因为氢键的键能逐渐增大所致
B [互为手性异构体的分子其结构不同,性质也不同,A错;B项中由提示可知,F原子的存在使得酸性增强,故同族元素的Cl也有类似的作用,B正确;AgCl和AgBr都能溶于氨水中,是因为NH3分子与溶解后的Ag+生成络离子[Ag(NH3)2]+,AgI不能溶解是因为其生成的Ag+浓度太小,C错;在卤素氢化物中,只有HF能形成氢键,D错。
]
13.氧族元素的氢化物的沸点如下表:
H2O
H2S
H2Se
H2Te
100℃
-61.8℃
-41.1℃
-2℃
下列说法中正确的是( )
A.氧族元素氢化物沸点的高低与范德华力的大小无关
B.范德华力一定随相对分子质量的增大而减小
C.水分子间还存在一种特殊的分子间作用力
D.水分子间存在共价键,加热时较难断裂
C [H2S、H2Se、H2Te的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增强,其沸点逐渐升高,H2O与H2S等的结构具有相似性,H2O的相对分子质量最小,但其沸点最高,说明H2O分子间除了存在范德华力外,还存在一种特殊作用力——氢键。
H2O分子极为稳定,加热时分子内的共价键很难断裂。
]
14.用NA表示阿伏加德罗常数的值,则下列说法正确的是( )
A.1molNH3分子中含有3NA个σ键和4NA个sp3杂化轨道
B.1molCO2分子中含有2NA个σ键和2NA个sp2杂化轨道
C.1molC2H2分子中含有2NA个σ键、2NA个π键
D.1molC2H4分子中含有4NA个σ键、2NA个π键
A [CO2分子中碳原子是sp杂化,选项B不正确;碳碳三键是由1个σ键和2个π键构成的,1个乙炔分子中含有1个碳碳三键和2个C—H键,所以选项C不正确;1个碳碳双键是由1个σ键和1个π键构成的,1个乙烯分子中含有1个碳碳双键和4个C—H键,因此选项D不正确,所以正确的答案选A。
]
15.下列说法中正确的是( )
A.存在手性异构体的分子只能含一个手性碳原子
B.配合物[Cu(NH3)4]Cl2的配位数是6
C.已知Zn2+的4s轨道和4p轨道能形成sp3型杂化轨道,则[ZnCl4]2-的立体构型为正四面体形
D.在AgCl、Cu(OH)2、AgOH这三种物质中只有AgCl不能溶于浓氨水
C [手性分子中可以含两个以上手性碳原子,A错;B项中该配合物的配位数是4而不是6,B错;既然是sp3型杂化轨道,[ZnCl4]2-的立体构型与甲烷相似,是正四面体形,C正确;因为Ag+和Cu2+都能与NH3分子形成配合物,故AgCl也能溶于浓氨水,D错。
]
16.氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂,可以作为氯化剂和脱水剂。
下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是( )
A.三角锥形、sp3
B.V形、sp2
C.平面三角形、sp2
D.三角锥形、sp2
A [SOCl2分子中硫原子的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+
(6-2×1-2)=4,故S原子采取sp3杂化,由于孤电子对占据一个杂化轨道,所以分子构型为三角锥形。
]
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(11分)短周期的5种非金属元素,其中A、B、C的特征电子排布可表示为:
A:
asa,B:
bsbbpb,C:
csccp2c;A与B在不同周期,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的氢化物比下一周期同族元素的氢化物沸点还要高,其原因是_________________________。
(3)B、C两元素都能和A元素分别组成一种常见的溶剂,其化学式分别为________、________。
DE4在前者中的溶解度________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。
(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)。
[解析] 由s轨道最多可容纳2个电子可得:
a=1,b=c=2,即A为H,B为C,C为O;由D与B同主族,且为非金属元素得D为Si;由E在C的下一周期且E为同周期元素中电负性最大的元素可知E为Cl。
(1)①、②、③、④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分子间可形成氢键是其沸点较高的主要原因。
(3)B、A两元素组成苯,C、A两元素组成水,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,含氧酸的通式可写为(HO)mClOn(m≥1,n≥0),n值越大,酸性越强,故其酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
[答案]
(1)③
(2)H2O分子间形成氢键
(3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
(5)HClO4>HClO3>HClO2>HClO
18.(10分)亚硝酸盐与钴(Ⅲ)形成的一种配合物[Co(NH3)5NO2]Cl2的制备流程如下:
CoCl2·6H2O
[Co(NH3)5Cl]Cl2
[Co(NH3)5NO2]Cl2
(1)Co2+基态核外电子排布式为___________________。
(2)配合物[Co(NH3)5Cl]Cl2中与Co3+形成配位键的为________(填元素符号);配离子[Co(NH3)5NO2]2+的配体中氮原子的杂化轨道类型为________。
(3)与NO
互为等电子体的单质分子为__________(写化学式)。
(4)H2O2与H2O可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为______________________________。
(5)亚硝酸盐在水体中可转化为强致癌物亚硝胺,亚硝胺NDMA的结构简式如图所示,1molNDMA分子中含有σ键的数目为________mol。
[解析]
(1)Co2+核外有25个电子,基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d7;
(2)氮原子与氯离子提供孤电子对与Co3+形成配位键;[Co(NH3)5NO2]2+的配体中氮原子的杂化轨道类型为sp3杂化;而NO
中氮原子的杂化轨道类型为sp2;(3)NO
的价电子数为18,其等电子体为O3;(4)H2O2与H2O可以形成氢键,溶解度增大,导致二者之间互溶;(5)双键中一个π键,一个σ键;1molNDMA分子中有6molC—H键;2molC—N键;1molN—Nσ键;1molN—Oσ键,共10molσ键。
[答案]
(1)[Ar]3d7(或1s22s22p63s23p63d7)
(2)N和Cl- sp2和sp3 (3)O3
(4)H2O2与H2O之间可以形成氢键
(5)10
19.(8分)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)在一定浓度的溶液中,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________。
(2)已知碘酸(HIO3)和高碘酸(H5IO6)的结构分别如图Ⅰ、Ⅱ所示:
请比较二者酸性强弱:
HIO3________H5IO6(填“>”“<”或“=”)。
(3)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子间通过氢键相连(如下图)。
则1molH3BO3的晶体中有________mol氢键。
硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)3·H2O,它电离生成少量[B(OH)4]-和H+,则[B(OH)4]-含有的化学键类型为________。
[解析]
(1)HF分子之间可以形成氢键,使HF分子缔合。
(2)H5IO6(
)中含有5个羟基氢,为五元酸,含非羟基氧原子1个,HIO3为一元酸,含有1个羟基氢,含非羟基氧原子2个,含非羟基氧原子个数越多,酸性越强,所以酸性:
H5IO6 (3)根据结构可判断,平均1个氧原子形成1个氢键,所以1molH3BO3的晶体中有3mol氢键;[B(OH)4]-含有的化学键类型为共价键、配位键。 [答案] (1)氢键 (2)> (3)3 共价键、配位键 20.(14分)元素A、B、C、D、E、F、G在元素周期表中的位置如下图所示,回答下列问题: (1)G的基态原子核外电子排布式为_________________________。 原子的第一电离能: D________E(填“>”或“<”)。 (2)根据价层电子对互斥理论,价层电子对之间的斥力大小有如下顺序: l-l>l-b>b-b(l为孤电子对,b为键合电子对),则关于A2C中的A—C—A键角可得出的结论是________。 A.180° B.接近120°,但小于120° C.接近120°,但大于120° D.接近109°28′,但小于109°28′ (3)化合物G(BC)5中存在的化学键类型有________,它在空气中燃烧生成红棕色氧化物,反应的化学方程式为____________________。 (4)化合物BCF2的立体构型为________,其中B原子的杂化轨道类型是________,写出两个与BCF2具有相同立体构型的含氧酸根离子________。 [解析] (1)根据元素周期表知G是26号铁元素,Fe基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。 同周期元素第一电离能逐渐增大,原子的第一电离能: D<E。 (2)根据价层电子对互斥理论,价层电子对之间的斥力大小有如下顺序: l-l>l-b>b-b(l为孤电子对,b为键合电子对),A是氢元素、C是氧元素,则H2O中的A—C—A键角接近109°28′,但小于109°28′。 (3)化合物Fe(CO)5中存在的化学键类型有配位键、共价键,它在空气中燃烧生成红棕色氧化物氧化铁,反应的化学方程式为4Fe(CO)5+13O2 2Fe2O3+20CO2。 (4)COCl2分子的结构式为 ,中心碳原子形成2个单键和1个双键,共3个价层电子对,所以为sp2杂化,化合物COCl2的立体构型为平面三角形,与COCl2具有相同立体构型的含氧酸根离子有CO 、NO 等。 [答案] (1)1s22s22p63s23p63d64s2(或[Ar]3d64s2) < (2)D (3)配位键、共价键 4Fe(CO)5+13O2 2Fe2O3+20CO2 (4)平面三角形 sp2杂化 CO 、NO (其他合理答案也可) 21.(9分)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数A 其中A、B、C是同一周期的非金属元素。 化合物DC的晶体为离子晶体,D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。 AC2为非极性分子。 B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。 E的原子序数为24,ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物,且两种配体的物质的量之比为2∶1,三个氯离子位于外界。 请根据以上情况,回答下列问题: (1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为________(用对应元素的符号表示,后同)。 (2)B的氢化物分子的立体构型是________,其中心原子采取________杂化。 (3)写出化合物AC2的电子式: ________;一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体,其化学式为________。 (4)E的核外电子排布式是_______________, ECl3形成的配合物的化学式为________。 [答案] (1)C<O<N (2)三角锥形 sp3 (3) · ·C· · N2O (4)1s22s22p63s23p63d54s1(或[Ar]3d54s1) (Cr(NH3)4(H2O)2)Cl3
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