2022届高中化学一轮复习 课时训练35　分子结构与性质

这是一份2022届高中化学一轮复习 课时训练35　分子结构与性质，共14页。试卷主要包含了请回答下列问题，氮、磷是植物生长所需的重要元素等内容，欢迎下载使用。
课时训练35　分子结构与性质
基础巩固
1.(2020安徽安庆质检)氮元素及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)基态氮原子的核外共有　　　　　种不同运动状态的电子,N2O的立体构型为　　　　　,NH4NO3中N的杂化方式为　　　　　。 
(2)氮元素的第一电离能在同周期中从大到小排第　　　　　位,写出与NO3-互为等电子体的一种非极性分子的化学式:　　　　　。 
(3)已知NH3分子的键角约为107°,而PH3分子的键角约为94°,试用价层电子对互斥理论解释NH3的键角比PH3的键角大的原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(4)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)分子中氮原子的杂化轨道类型为　　　　　,乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)氮元素可以形成两种含氧酸HNO2和HNO3,酸性是HNO3　　　　　(填“强于”或“弱于”)HNO2,原因是　。 
2.(2020江苏徐州月考)砷(As)元素及其化合物在研究和生产中有许多重要的用途。请回答下列问题:
(1)基态砷原子的核外电子排布式为　　　　　,砷与硒的第一电离能较大的是　　　　　。 
(2)传统中药的砷剂俗称“砒霜”,其分子结构如图所示,该化合物中As、O两种原子的杂化轨道类型分别为　　　　　、　　　　　。 

(3)Na3AsO4可用作杀虫剂。AsO43-的立体构型为　　　　　,与其互为等电子体的分子的化学式为　　　　　　　　(任写一种)。 
(4)H3AsO4和H3AsO3是砷的两种含氧酸,请根据物质结构与性质的关系,解释H3AsO4比H3AsO3酸性强的原因:　。 
3.(2020吉林长春调研)锂-磷酸氧铜电池正极的活性物质是Cu4O(PO4)2,可通过下列反应制备:
2Na3PO4+4CuSO4+2NH3·H2OCu4O(PO4)2↓+3Na2SO4+(NH4)2SO4+H2O
请回答下列问题:
(1)上述化学方程式中涉及的N、O、P元素的电负性由小到大的顺序是　　　　　。 
(2)基态硫原子的价电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)(NH4)2SO4中含有化学键的类型为　　　　　。 
(4)PO43-的立体构型是　　　　　,其中磷原子的杂化方式为　　　　　。 
(5)在硫酸铜溶液中加入过量KCN溶液,生成配合物[Cu(CN)4]2-,则1 mol CN-中含有的π键数目为　　　　　,1 mol [Cu(CN)4]2-中含有的σ键数目为　　　　　。 
4.(1)①H2SeO3的中心原子杂化轨道类型是　　　　　;SeO32-的立体构型是　　　　　。 
写出一种与SeO32-互为等电子体的分子的化学式:　　　　　。 
②H2Se属于　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子;单质硒的熔点为217 ℃,它属于　　　　　晶体。 
(2)①根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中立体构型是V形的是　　　　(填字母)。 
A.H3O+ B.H2O C.NO2+ D.NO2-
②(CN)2分子中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为　　　　　　　　　,1个分子中含有　　　　　个π键;(CN)2也称为“拟卤素”,具有类似Cl2的化学性质,则(CN)2与NaOH的水溶液反应的化学方程式为　 　。 
(3)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。
①CuSO4晶体中硫原子的杂化方式为　　　　　。 
②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　　　　　。 
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分子的立体构型不同,氨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
5.请回答下列问题:
(1)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用,该物质的结构简式如图所示:

以下关于维生素B1的说法正确的是　　　　　。 
a.只含σ键和π键
b.既有共价键又有离子键
c.该物质的熔点可能高于NaCl
d.既含有极性键又含有非极性键
(2)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有　　　　　。 
a.离子键、共价键
b.离子键、氢键、共价键
c.氢键、范德华力
d.离子键、氢键、范德华力
(3)维生素B1燃烧可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物质,这些物质中属于非极性分子的化合物有　　　　　。氨气极易溶于水,其原因是　 　。 
(4)液氨常被用作制冷剂,若不断地升高温度,实现“液氨氨气氮气和氢气氮原子和氢原子”的变化,在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用分别是:①　　　　　;②极性键;③　　　　　。 
能力提升
6.镧系是位于元素周期表中第ⅢB族、原子序数为57~71的元素。
(1)镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2,画出镝(Dy)原子价电子排布图:　　　　　　　　　　　　　。 
(2)高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+,基态时Cu3+的电子排布式为　　　　　。 
(3)观察下面四种镧系元素的电离能数据,判断最有可能显示+3价的元素是　　　　　　(填元素名称)。几种镧系元素的电离能(单位:kJ·mol-1): 
元素
I1
I2
I3
I4
Yb(镱)
604
1 217
4 494
5 014
Lu(镥)
532
1 390
4 111
4 987
La(镧)
538
1 067
1 850
5 419
Ce(铈)
527
1 047
1 949
3 547
(4)元素铕(Eu)可以形成配合物[Eu(NH3)2(H2O)2]Cl2。
①该配合物的中心原子的配位数为　　　　　,配体分子具有相同的　　　　　　(填序号)。 
a.分子的立体构型　b.VSEPR构型　c.键角　d.孤电子对数　e.中心原子的价层电子对数
②写出氮的最简单气态氢化物水溶液中存在的氢键:　　　　　　　　　　　　　(任写一种)。 
③元素Al也有类似成键情况,气态氯化铝分子可表示为(AlCl3)2,分子中铝原子杂化轨道方式为　　　　　　　　,分子中所含化学键类型有　　　　(填字母)。 
a.离子键 b.极性键
c.非极性键 d.配位键
(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶胞中镨原子位于面心和顶点,则一个PrO2的晶胞中有　　　　　个氧原子;已知晶胞参数为a pm,密度为ρ g·cm-3,Mr(PrO2)=173,则NA=　　　　　　　(用含a、ρ的代数式表示)。 
7.(2020安徽江南十校联考)(1)纳米氧化铜、纳米氧化锌均可作为合成氨的催化剂,Cu2+的价层电子的电子排布图为　　　　　　　　。 
(2)2-巯基烟酸()水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物()的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)如果一个分子中各原子在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,从而形成“离域π键”,下列物质中存在“离域π键”的是　　　。 
A.SO2　B.SO42-　C.H2S　D.CS2
(4)尿素(H2NCONH2)分子中,原子杂化轨道类型有　　　　　　　　,σ键与π键数目之比为　　　　　　。 
(5)氮化硼(BN)是一种性能优异、潜力巨大的新型材料,主要结构有立方氮化硼(如图甲)和六方氮化硼(如图乙),前者类似于金刚石,后者与石墨相似。

①晶胞中的原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。图甲中原子坐标参数A为(0,0,0),D为(12,12,0),则E原子的坐标参数为　　　　　　　。X-射线衍射实验测得立方氮化硼晶胞边长为361.5 pm,则立方氮化硼晶体中N与B的最近距离为　　　　pm (已知3=1.732)。 
②已知六方氮化硼同层中B—N距离为a cm,密度为d g·cm-3,则层与层之间距离的计算表达式为　　　pm。(已知正六边形面积为332a2 cm2) 
8.X、Y、Z、W为原子序数依次递增的短周期主族元素,R为过渡元素。Y的最高价氧化物的水化物是强酸,Z元素基态原子中有2个未成对电子,基态W原子的价层电子排布式为nsn-1npn-1,X与W为同主族元素。基态的R原子M能层全充满,核外有且仅有1个未成对电子。请回答下列问题:
(1)基态R原子的核外价层电子排布式为　　　　　　。 
(2)X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　　(填元素符号)。 
(3)元素Y的简单气态氢化物的沸点　　　　　　(填“高于”或“低于”)元素X的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　,元素Y的简单气态氢化物中Y原子的杂化类型为　　　　,元素X的最简单气态氢化物分子的立体构型为　　　　　。 
(4)Y的气态氢化物在水中可形成氢键,其氢键最可能的形式为　　　　　　(填字母序号)。 
　　　

(5)分子中的大π键可用符号Πnm表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,X的最高价氧化物分子中的大π键应表示为　　　　　　　,其中σ键与π键数目之比为　。 
拓展深化
9.(2020四川成都调研)氮、磷是植物生长所需的重要元素。回答下列问题:
(1)下列氮原子电子排布图表示的状态中,能量由低到高的顺序是　　　　　(填标号)。 

(2)羟氨(NH2OH)可看成是氨分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物,分子中N的杂化轨道类型是　　　　　　　。羟氨易溶于水,其主要原因是　。 
(3)第一电离能I1(N)　　　　(填“>”“F>N>O>C>Be>B>Li,故氮元素在第二周期元素中第一电离能排第3位;与NO3-互为等电子体的非极性分子为SO3或BF3。(3)氮原子半径比磷原子半径小,NH3分子中成键电子对间的距离较近,斥力更大,故NH3的键角比PH3的键角大。(4)乙二胺分子中氮原子有一对孤电子对,氮原子的杂化轨道数为4,故杂化轨道类型为sp3。乙二胺中氮原子连接氢原子,分子间可以形成氢键,而三甲胺中氮原子没有连接氢原子,分子间不能形成氢键,故乙二胺比三甲胺的沸点高很多。(5)与HNO2相比,HNO3中含有更多的非羟基氧,HNO3中N的正电性较高,导致N—O—H中的电子向N偏移,因而在水分子的作用下就越容易电离出H+,即酸性越强。
2.答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3　As(或砷)
(2)sp3　sp3
(3)正四面体形　CF4(或SiF4、CCl4、SiCl4,合理即可)
(4)H3AsO4和H3AsO3可分别表示为(HO)3AsO和(HO)3As,H3AsO3中As为+3价,而H3AsO4中As为+5价,正电性更高,导致As—O—H中O的电子向As偏移,更易电离出H+
解析 (1)基态砷原子的核外有33个电子,根据构造原理知其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。砷由于4p轨道为半充满状态,结构稳定,其第一电离能比Se大。(2)该化合物中As有一对孤电子对,杂化轨道类型为sp3杂化,O有两对孤电子对,杂化轨道类型为sp3杂化。(3)AsO43-中As无孤电子对,立体构型为正四面体形,与AsO43-互为等电子体的分子有CF4、SiF4、CCl4、SiCl4等。(4)两种含氧酸H3AsO4和H3AsO3可分别表示为(HO)3AsO和(HO)3As,H3AsO3中As为+3价,而H3AsO4中As为+5价,正电性更高,导致As—O—H中O的电子向As偏移,更易电离出H+,所以H3AsO4比H3AsO3的酸性强。
3.答案 (1)PC。
(3)NH3分子间有氢键,NH3的沸点高于CH4的沸点,NH3中氮原子价电子对数是4,氮原子的杂化类型为sp3,CH4分子的立体构型为正四面体。
(4)从NH3·H2ONH4++OH-可以得出,水中氢原子与NH3中氮原子形成氢键,故选B。
(5)分子中的大π键可用符号Πnm表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,CO2分子中的大π键应表示为Π34,二氧化碳的结构是OCO,一个双键中有1个σ键和1个π键,二氧化碳中σ键与π键数目之比为1∶1。
9.答案 (1)A