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专题4复习提升-2022版化学选择性必修2 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份专题4复习提升-2022版化学选择性必修2 苏教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共11页。
专题4 分子空间结构与物质性质
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 判断粒子的空间结构及其中心原子的杂化方式时出错
1.()下列关于NH4+、NH3、NH2-三种微粒的说法不正确的是 ( )
A.三种微粒所含有的电子数相等
B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同
C.三种微粒的空间结构相同
D.键角大小关系:NH4+>NH3>NH2-
2.(2020天津静海一中高二下月考,)(1)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是 。
(2)将F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子空间结构为 ,其中氧原子的杂化方式为 。
(3)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为 。
易错点2 混淆分子的极性和化学键的极性
3.()下列各组都是由极性键构成的极性分子的是 ( )
A.丙烯和CO2 B.CCl4和H2S
C.H2O和NH3 D.H2O2和CS2
4.(2020山西运城高二下期末,)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫和真菌的危害。可通过反应6CO+3S22COS+2CO2+2CS2 制备。下列说法错误的是 ( )
A.CO分子中存在配位键
B.CO2分子为非极性分子
C.基态 Ni2+ 有2个未成对电子
D.沸点:COS>CO2>CS2
易错点3 不能正确理解配合物的组成
5.(2020山西省实验中学高二下月考,)配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 ( )
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B.[Fe(CN)6]3-的中心离子为Fe3+,配位数为6
C.1 mol配合物中σ键数目为12NA
D.该配合物为离子化合物,易电离,1 mol配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA
思想方法练
从证据推理的角度运用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型
方法概述
1.利用价层电子对互斥模型、杂化轨道理论判断杂化轨道空间结构
价层电子对数杂化轨道数杂化轨道类型杂化轨道空间结构
2.利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
分子或离子的空间结构
1.(2021四川绵阳江油中学高二上期中,)下列说法不正确的是 (深度解析)
A.不是所有的共价键都具有方向性
B.键的键能比NN键与N—N键的键能之和大,所以键不易发生加成反应
C.根据价层电子对互斥模型可知,OF2分子的空间结构与H2O分子的空间结构相同
D.基态Na原子核外电子占有3个电子层、4个能级、6个原子轨道,有6种运动状态不同的电子
2.(2021天津部分区高三下质量调查,)短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,X元素基态原子有2个未成对电子,Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个,Z的一种“超原子”(Z13-)具有40个价电子,下列说法错误的是 (深度解析)
A.简单离子半径:Y
C.YO3-中心原子的杂化方式为sp2杂化
D.X、Y、Z的电负性:Y>X>Z
3.(2021山东高三上大联考,)某学校实验小组发现,可用如下两种方法制备MnO4-:
①NaBiO3(铋酸钠)和稀硫酸酸化的MnSO4溶液:5NaBiO3+2Mn2++14H+5Na++5Bi3++2MnO4-+7H2O;
②PbO2与稀硫酸酸化的MnSO4溶液:5PbO2+2Mn2++4H++5SO42-2MnO4-+5PbSO4+2H2O。
下列有关说法正确的是 ( )
A.NaBiO3中Bi原子采用sp3杂化
B.NaBiO3可与浓盐酸发生反应:NaBiO3+HClHBiO3+NaCl
C.PbO2可与硫酸酸化的FeSO4溶液发生反应:PbO2+2Fe2++4H+Pb2++2H2O+2Fe3+
D.均制备1 mol MnO4-,两种方法转移的电子数和消耗氧化剂的物质的量均相同
4.(2021江苏宿迁高二上期末,)下列说法不正确的是( )
A.用价层电子对互斥模型预测H2S、BF3的空间结构分别为V形、平面三角形
B.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
C.1 mol晶体硅中含有4 mol Si—Si键
D.仅含极性共价键的分子可以是极性分子,也可以是非极性分子
5.(2021山东高三上一轮复习联考,)嘌呤是含有氮的杂环结构的一类化合物,其一种结构如图所示:
下列关于这个平面分子描述错误的是 ( )
A.分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2
B.分子中含有极性共价键和非极性共价键
C.∠1比∠2小
D.分子间可以形成氢键
6.(2021辽宁沈阳郊联体高三上期中,)类推的思维方法在化学学习与研究中可能会产生错误的结论。因此类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是 ( )
A.从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构,可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构
B.H2O常温下为液态,H2S常温下也为液态
C.金刚石中C—C键的键长为154.45 pm,C60中C—C键的键长为140~145 pm,所以C60的熔点高于金刚石
D.MgCl2熔点较高,AlCl3熔点也较高
7.(2021吉林长春东北师范大学附属中学高二上期末,)硫代硫酸钠Na2S2O3(S2O32-相当于SO42-中一个氧原子被硫原子替代)可作为照相业的定影剂,反应的化学方程式为AgBr+2Na2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。下列说法正确的是 ( )
A.基态Br原子中电子的空间运动状态有35种
B.[Ag(S2O3)2]3-中含有离子键、共价键、配位键
C.S2O32-中心原子S的杂化方式为sp3
D.非金属元素S、O、Br中电负性最大的是S
8.(2021山东师范大学附属中学高二下学分认定考试,)下表表示周期表的一部分,下列说法不正确的是 ( )
A
B
C
E
D
A.C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为D>C
B.A、B、C对应的简单氢化物的还原性C
D.ED4分子中各原子均达8电子稳定结构,与四氯化碳互为等电子体
9.(2020山西省实验中学高二下月考,)下列叙述正确的是 ( )
A.BeCl2为共价化合物,两个Be—Cl键间的夹角为180°,BeCl2是由极性键构成的非极性分子
B.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于水分子间存在氢键
C.PCl3分子中三个共价键的键长、它们之间的夹角都相等,故为非极性分子
D.NH3分子中N原子形成三个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
10.(2020江苏南通高二上期末,)乙炔(C2H2)和丙烯腈(CH2CHCN)是有机合成工业的重要原料。工业上曾用CaC2和H2O反应制取乙炔,用乙炔和氢氰酸(HCN)在氯化亚铜等催化作用下生产丙烯腈。
(1)Cu+的基态核外电子排布式为 。Cu元素在周期表中的位置为 。无水CuSO4晶体是白色的,溶于水得蓝色溶液,显蓝色的离子的化学式为 。
(2)C22-的电子式为 。
(3)与CN-互为等电子体的分子是 (填常见稳定物质的化学式)。
(4)丙烯腈分子中碳原子的杂化轨道类型是 。
(5)1 mol丙烯腈分子中含π键的物质的量为
mol。
(6)丙烯腈(CH2CHCN)分子中共面的原子数目最多为 。
(7)H2O分子的价电子对分布的几何构型是 ,分子的空间结构是 。水凝结成冰,冰中水分子的配位数是 ,冰的密度比水小,原因是 。
答案全解全析
专题4 分子空间结构与物质性质
本专题复习提升
易混易错练
1.C 每个NH4+、NH3、NH2-所含有的电子数都为10,故A正确;NH4+中氮原子的价电子对数=5-1+1×42=4,采用sp3杂化,NH3分子中氮原子的价电子对数=5+1×32=4,采用sp3杂化,NH2-中氮原子的价电子对数=5+1+1×22=4,采用sp3杂化,故B正确;NH4+的空间结构为正四面体结构,NH3的空间结构为三角锥形,NH2-的空间结构为V形,故C错误;NH4+中的N不含孤电子对,NH3中的N含1对孤电子对,NH2-中的N含2对孤电子对,含有的孤电子对数越多,键角越小,所以键角大小关系:NH4+>NH3>NH2-,D正确。
易错提示
价电子对的空间结构与分子或离子的空间结构不一定一致,分子或离子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对时,两者的空间结构一致;当中心原子上有孤电子对时,两者的空间结构不一致。
2.答案 (1)sp
(2)V形 sp3
(3)sp3、sp2
解析 (1)CS2分子中,C原子价电子对数为4+0×22=2,中心原子没有孤电子对,故其杂化轨道类型是sp。
(2)OF2分子的中心原子的价电子对数为6+1×22=4,中心原子有2对孤电子对,故分子的空间结构为V形,氧原子的杂化方式为sp3。
(3)CH3COOH中C原子有两种,甲基中的碳原子与相邻原子形成4对共用电子对,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp3;羧基中的碳原子与氧原子形成双键,还分别与甲基上的碳原子、羟基中的氧原子各形成1对共用电子对,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp2。
易错提示
作为配位原子,卤素原子和H原子提供1个价电子,氧族元素的原子不提供价电子;作为中心原子,卤素原子按提供7个价电子计算,氧族元素的原子按提供6个价电子计算。
3.C A项,丙烯中存在碳碳非极性键和碳氢极性键,属于极性分子,CO2中只存在碳氧极性键,属于非极性分子;B项,CCl4中只存在碳氯极性键,属于非极性分子,H2S中只存在氢硫极性键,属于极性分子;C项,H2O中只存在氢氧极性键,属于极性分子,NH3中只存在氮氢极性键,属于极性分子;D项,H2O2中存在氧氧非极性键和氢氧极性键,属于极性分子,CS2中只存在碳硫极性键,属于非极性分子。故选C。
易错提示
以极性键结合的双原子分子一定为极性分子;以极性键结合的多原子分子可能是极性分子,也可能是非极性分子,若空间结构对称,正、负电荷的重心重合,则为非极性分子,反之则为极性分子。
4.D CO分子中碳原子和氧原子之间除了有2个普通共价键外、还存在1个配位键,该配位键形成是因为碳原子有空轨道、氧原子有孤电子对,A项正确;CO2分子中正、负电荷重心重合,为非极性分子,B项正确;基态 Ni2+ 有26个电子,价电子排布式为3d8,有2个未成对电子,C项正确;COS、CO2和CS2对应的晶体为分子晶体,沸点的高低取决于分子间作用力的大小,由于组成和结构相似,分子间作用力的大小取决于相对分子质量的大小,则沸点:CS2>COS>CO2,D项错误。
易错提示
含有极性键的分子不一定是极性分子。
5.A Na+与[Fe(CN)6]3-之间存在离子键,CN-与Fe3+之间存在配位键,CN-中碳原子与氮原子之间存在极性键,不存在非极性键,A错误;配合物Na3[Fe(CN)6]中,[Fe(CN)6]3-的中心离子为Fe3+,配位数为6,B正确;1 mol配合物Na3[Fe(CN)6]中σ键数目为12NA,C正确;该配合物为离子化合物,易电离,其电离方程式为Na3[Fe(CN)6] 3Na++[Fe(CN)6]3-,1 mol配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA,D正确。
思想方法练
1.D 因为s轨道是球形的,所以s轨道和s轨道形成的共价键没有方向性,A项正确;键能越大,共价键越稳定,键键能比NN键与N—N键的键能之和大,所以键不易发生加成反应,B项正确;由价层电子对互斥模型知OF2和H2O均为V形,C项正确;每种电子有1种运动状态,钠原子有11个电子,所以该原子有11种运动状态不同的电子,D项错误。
方法解读
当中心原子上没有孤电子对时,分子或离子的空间结构与价电子对的空间结构一致;当中心原子上有孤电子对时,分子或离子的空间结构与价电子对的空间结构不一致。
2.A 短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,Z的一种超原子Z13-具有40个价电子,则Z的价电子数为40-113=3,Z为Al元素;Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个,则Y为N元素;X元素基态原子有2个未成对电子,X为C元素。N3-和Al3+的核外电子排布相同,而N的核电荷数小于Al,则离子半径:N3->Al3+,A项错误。CO32-的中心原子的价电子对数为12(4+2+3×0)=3,不含孤电子对,采用sp2杂化,空间结构为平面三角形,B项正确。NO3- 的中心原子的价电子对数为12(5+1+3×0)=3,不含孤电子对,采用sp2杂化,C项正确。元素的非金属性越强,电负性越大,故电负性:N>C>Al,D项正确。
方法解读
对于复杂离子,在计算价电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。如PO43-中P原子价电子数应加上3,而NH4+中N原子的价电子数应减去1。
3.D Bi元素在第六周期ⅤA族,价电子数为5,所以NaBiO3中Bi原子的价电子对数为5+1+3×02=3,所以为sp2杂化,A项错误;根据反应①可知酸性环境中BiO3-的氧化性强于MnO4-,根据所学知识可知酸性环境中MnO4-可以氧化氯离子,所以NaBiO3与浓盐酸反应时会将氯离子氧化,B项错误;PbO2被Fe2+还原成Pb2+后会结合硫酸根离子生成硫酸铅沉淀,在离子方程式中沉淀不能拆成离子形式,C项错误;两个反应中MnO4-均为唯一的氧化产物,且氧化剂与MnO4-的化学计量数之比均为5∶2,所以制备相同物质的量的MnO4-,两种方法转移的电子数和消耗氧化剂的物质的量均相同,D项正确。
4.C 在H2S分子中,中心S原子的价电子对数=6+1×22=4,有2对孤电子对,实际分子空间结构为V形;BF3分子的中心B原子的价电子对数=3+1×32=3,B原子上无孤电子对,所以其空间结构为平面三角形,A项正确。分子晶体的构成微粒是分子,分子间以分子间作用力结合形成晶体,因此分子晶体中一定存在分子间作用力;但构成物质的分子可以是单原子分子,也可以是双原子分子或多原子分子,若分子是单原子分子,则晶体中就不存在共价键,因此分子晶体中不一定存在共价键,B项正确。在晶体Si中,每个Si原子与相邻的4个Si原子形成Si—Si键,由于共价键是相邻的两个Si原子形成的,则1 mol晶体Si中含有的Si—Si键的物质的量为4 mol×12=2 mol,C项错误。仅由极性键构成的分子可能是极性分子,也可能是非极性分子,D项正确。
5.C 分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2,A项正确;分子中碳碳键为非极性键,碳氮键和碳氢键为极性键,B项正确;孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,斥力越大键角越大,故嘌呤中∠1比∠2大,C项错误;分子中有电负性较大的N原子,存在氮氢键,分子间可以形成氢键,D项正确。
6.A PH4+、PO43-中P原子价电子对数都是4,且不含孤电子对,所以空间结构为正四面体形,A项正确;H2O常温下为液态,是因为水分子间存在氢键,而硫化氢分子间不能形成氢键,H2S常温下为气态,B项错误;金刚石属于共价晶体,熔化时需要破坏共价键,而C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,而分子间作用力比共价键弱,所需能量较低,故C60熔点低于金刚石,C项错误;MgCl2属于离子晶体,熔点较高,AlCl3属于分子晶体,熔点较低,D项错误。
7.C Br为35号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,所以共有18种空间运动状态的电子,A项错误;[Ag(S2O3)2]3-中存在着Ag+和 S2O32-之间的配位键,S原子和O原子间的共价键,但不存在离子键,B项错误;S2O32-与硫酸根离子原子总数相同,价电子数相同,所以中心硫原子的杂化方式相同,硫酸根离子中心硫原子的价电子对数为4,属于sp3杂化,所以S2O32-中心原子S的杂化方式为sp3,C正确;电负性最大的是O,D项错误。
8.A 由题表知,A为N元素、B为O元素、C为F元素、D为Cl元素、E为Si元素。同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则C、D气态氢化物稳定性D
10.答案 (1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 第四周期ⅠB族 [Cu(H2O)4]2+ (2)[··C︙︙C··]2- (3)N2或CO (4)sp和sp2 (5)3 (6)7 (7)四面体形 V形 4 氢键具有方向性
解析 (1)基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,Cu失去最外层1个电子形成Cu+,所以Cu+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族;CuSO4溶液呈蓝色是由于形成了水合铜离子[Cu(H2O)4]2+。
(2)C22-中C与C之间共用3对电子,每个C原子外围含有一对孤电子对,电子式为[··C︙︙C··]2-。
(3)等电子体的原子总数相同、价电子总数相等,所以与CN-互为等电子体的分子有N2、CO。
(4)丙烯腈分子的结构简式为,键上的两个C原子的杂化方式为sp2,键上的C原子的杂化方式为sp。
(5)根据丙烯腈分子结构简式可知,一个分子中含有1个键、1个键,一个碳碳双键含有1个π键,一个碳氮三键含有2个π键,所以1 mol丙烯腈分子中含π键的物质的量为3 mol。
(6)在丙烯腈分子结构中,键上及与之相连的原子共6个原子共平面,键上及与之相连的原子共3个原子共直线,所以丙烯腈分子中共面的原子最多为7个。
(7)H2O分子的中心原子O上有2对成键电子对、2对孤电子对,价电子对分布的几何构型是四面体形,分子的空间结构为V形;在冰的结构中,一个水分子与周围四个水分子形成氢键,即冰中水分子的配位数是4;水分子间存在氢键,氢键具有方向性,一个水分子与周围四个水分子形成氢键,这四个水分子围成正四面体,这种规律排列导致冰比水的密度小。
专题4 分子空间结构与物质性质
本专题复习提升
易混易错练
易错点1 判断粒子的空间结构及其中心原子的杂化方式时出错
1.()下列关于NH4+、NH3、NH2-三种微粒的说法不正确的是 ( )
A.三种微粒所含有的电子数相等
B.三种微粒中氮原子的杂化方式相同
C.三种微粒的空间结构相同
D.键角大小关系:NH4+>NH3>NH2-
2.(2020天津静海一中高二下月考,)(1)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是 。
(2)将F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子空间结构为 ,其中氧原子的杂化方式为 。
(3)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为 。
易错点2 混淆分子的极性和化学键的极性
3.()下列各组都是由极性键构成的极性分子的是 ( )
A.丙烯和CO2 B.CCl4和H2S
C.H2O和NH3 D.H2O2和CS2
4.(2020山西运城高二下期末,)羰基硫(COS)可作为一种粮食熏蒸剂,能防止某些昆虫和真菌的危害。可通过反应6CO+3S22COS+2CO2+2CS2 制备。下列说法错误的是 ( )
A.CO分子中存在配位键
B.CO2分子为非极性分子
C.基态 Ni2+ 有2个未成对电子
D.沸点:COS>CO2>CS2
易错点3 不能正确理解配合物的组成
5.(2020山西省实验中学高二下月考,)配合物Na3[Fe(CN)6]可用于离子检验,设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是 ( )
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B.[Fe(CN)6]3-的中心离子为Fe3+,配位数为6
C.1 mol配合物中σ键数目为12NA
D.该配合物为离子化合物,易电离,1 mol配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA
思想方法练
从证据推理的角度运用杂化轨道理论、价层电子对互斥模型
方法概述
1.利用价层电子对互斥模型、杂化轨道理论判断杂化轨道空间结构
价层电子对数杂化轨道数杂化轨道类型杂化轨道空间结构
2.利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构
分子或离子的空间结构
1.(2021四川绵阳江油中学高二上期中,)下列说法不正确的是 (深度解析)
A.不是所有的共价键都具有方向性
B.键的键能比NN键与N—N键的键能之和大,所以键不易发生加成反应
C.根据价层电子对互斥模型可知,OF2分子的空间结构与H2O分子的空间结构相同
D.基态Na原子核外电子占有3个电子层、4个能级、6个原子轨道,有6种运动状态不同的电子
2.(2021天津部分区高三下质量调查,)短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,X元素基态原子有2个未成对电子,Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个,Z的一种“超原子”(Z13-)具有40个价电子,下列说法错误的是 (深度解析)
A.简单离子半径:Y
C.YO3-中心原子的杂化方式为sp2杂化
D.X、Y、Z的电负性:Y>X>Z
3.(2021山东高三上大联考,)某学校实验小组发现,可用如下两种方法制备MnO4-:
①NaBiO3(铋酸钠)和稀硫酸酸化的MnSO4溶液:5NaBiO3+2Mn2++14H+5Na++5Bi3++2MnO4-+7H2O;
②PbO2与稀硫酸酸化的MnSO4溶液:5PbO2+2Mn2++4H++5SO42-2MnO4-+5PbSO4+2H2O。
下列有关说法正确的是 ( )
A.NaBiO3中Bi原子采用sp3杂化
B.NaBiO3可与浓盐酸发生反应:NaBiO3+HClHBiO3+NaCl
C.PbO2可与硫酸酸化的FeSO4溶液发生反应:PbO2+2Fe2++4H+Pb2++2H2O+2Fe3+
D.均制备1 mol MnO4-,两种方法转移的电子数和消耗氧化剂的物质的量均相同
4.(2021江苏宿迁高二上期末,)下列说法不正确的是( )
A.用价层电子对互斥模型预测H2S、BF3的空间结构分别为V形、平面三角形
B.分子晶体中一定存在分子间作用力,不一定存在共价键
C.1 mol晶体硅中含有4 mol Si—Si键
D.仅含极性共价键的分子可以是极性分子,也可以是非极性分子
5.(2021山东高三上一轮复习联考,)嘌呤是含有氮的杂环结构的一类化合物,其一种结构如图所示:
下列关于这个平面分子描述错误的是 ( )
A.分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2
B.分子中含有极性共价键和非极性共价键
C.∠1比∠2小
D.分子间可以形成氢键
6.(2021辽宁沈阳郊联体高三上期中,)类推的思维方法在化学学习与研究中可能会产生错误的结论。因此类推出的结论需经过实践的检验才能确定其正确与否。下列几种类推结论正确的是 ( )
A.从CH4、NH4+、SO42-为正四面体结构,可推测PH4+、PO43-也为正四面体结构
B.H2O常温下为液态,H2S常温下也为液态
C.金刚石中C—C键的键长为154.45 pm,C60中C—C键的键长为140~145 pm,所以C60的熔点高于金刚石
D.MgCl2熔点较高,AlCl3熔点也较高
7.(2021吉林长春东北师范大学附属中学高二上期末,)硫代硫酸钠Na2S2O3(S2O32-相当于SO42-中一个氧原子被硫原子替代)可作为照相业的定影剂,反应的化学方程式为AgBr+2Na2S2O3 Na3[Ag(S2O3)2]+NaBr。下列说法正确的是 ( )
A.基态Br原子中电子的空间运动状态有35种
B.[Ag(S2O3)2]3-中含有离子键、共价键、配位键
C.S2O32-中心原子S的杂化方式为sp3
D.非金属元素S、O、Br中电负性最大的是S
8.(2021山东师范大学附属中学高二下学分认定考试,)下表表示周期表的一部分,下列说法不正确的是 ( )
A
B
C
E
D
A.C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为D>C
B.A、B、C对应的简单氢化物的还原性C
D.ED4分子中各原子均达8电子稳定结构,与四氯化碳互为等电子体
9.(2020山西省实验中学高二下月考,)下列叙述正确的是 ( )
A.BeCl2为共价化合物,两个Be—Cl键间的夹角为180°,BeCl2是由极性键构成的非极性分子
B.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于水分子间存在氢键
C.PCl3分子中三个共价键的键长、它们之间的夹角都相等,故为非极性分子
D.NH3分子中N原子形成三个杂化轨道,CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
10.(2020江苏南通高二上期末,)乙炔(C2H2)和丙烯腈(CH2CHCN)是有机合成工业的重要原料。工业上曾用CaC2和H2O反应制取乙炔,用乙炔和氢氰酸(HCN)在氯化亚铜等催化作用下生产丙烯腈。
(1)Cu+的基态核外电子排布式为 。Cu元素在周期表中的位置为 。无水CuSO4晶体是白色的,溶于水得蓝色溶液,显蓝色的离子的化学式为 。
(2)C22-的电子式为 。
(3)与CN-互为等电子体的分子是 (填常见稳定物质的化学式)。
(4)丙烯腈分子中碳原子的杂化轨道类型是 。
(5)1 mol丙烯腈分子中含π键的物质的量为
mol。
(6)丙烯腈(CH2CHCN)分子中共面的原子数目最多为 。
(7)H2O分子的价电子对分布的几何构型是 ,分子的空间结构是 。水凝结成冰,冰中水分子的配位数是 ,冰的密度比水小,原因是 。
答案全解全析
专题4 分子空间结构与物质性质
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易混易错练
1.C 每个NH4+、NH3、NH2-所含有的电子数都为10,故A正确;NH4+中氮原子的价电子对数=5-1+1×42=4,采用sp3杂化,NH3分子中氮原子的价电子对数=5+1×32=4,采用sp3杂化,NH2-中氮原子的价电子对数=5+1+1×22=4,采用sp3杂化,故B正确;NH4+的空间结构为正四面体结构,NH3的空间结构为三角锥形,NH2-的空间结构为V形,故C错误;NH4+中的N不含孤电子对,NH3中的N含1对孤电子对,NH2-中的N含2对孤电子对,含有的孤电子对数越多,键角越小,所以键角大小关系:NH4+>NH3>NH2-,D正确。
易错提示
价电子对的空间结构与分子或离子的空间结构不一定一致,分子或离子的空间结构指的是成键电子对的空间结构,不包括孤电子对(未用于形成共价键的电子对)。两者是否一致取决于中心原子上有无孤电子对,当中心原子上无孤电子对时,两者的空间结构一致;当中心原子上有孤电子对时,两者的空间结构不一致。
2.答案 (1)sp
(2)V形 sp3
(3)sp3、sp2
解析 (1)CS2分子中,C原子价电子对数为4+0×22=2,中心原子没有孤电子对,故其杂化轨道类型是sp。
(2)OF2分子的中心原子的价电子对数为6+1×22=4,中心原子有2对孤电子对,故分子的空间结构为V形,氧原子的杂化方式为sp3。
(3)CH3COOH中C原子有两种,甲基中的碳原子与相邻原子形成4对共用电子对,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp3;羧基中的碳原子与氧原子形成双键,还分别与甲基上的碳原子、羟基中的氧原子各形成1对共用电子对,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp2。
易错提示
作为配位原子,卤素原子和H原子提供1个价电子,氧族元素的原子不提供价电子;作为中心原子,卤素原子按提供7个价电子计算,氧族元素的原子按提供6个价电子计算。
3.C A项,丙烯中存在碳碳非极性键和碳氢极性键,属于极性分子,CO2中只存在碳氧极性键,属于非极性分子;B项,CCl4中只存在碳氯极性键,属于非极性分子,H2S中只存在氢硫极性键,属于极性分子;C项,H2O中只存在氢氧极性键,属于极性分子,NH3中只存在氮氢极性键,属于极性分子;D项,H2O2中存在氧氧非极性键和氢氧极性键,属于极性分子,CS2中只存在碳硫极性键,属于非极性分子。故选C。
易错提示
以极性键结合的双原子分子一定为极性分子;以极性键结合的多原子分子可能是极性分子,也可能是非极性分子,若空间结构对称,正、负电荷的重心重合,则为非极性分子,反之则为极性分子。
4.D CO分子中碳原子和氧原子之间除了有2个普通共价键外、还存在1个配位键,该配位键形成是因为碳原子有空轨道、氧原子有孤电子对,A项正确;CO2分子中正、负电荷重心重合,为非极性分子,B项正确;基态 Ni2+ 有26个电子,价电子排布式为3d8,有2个未成对电子,C项正确;COS、CO2和CS2对应的晶体为分子晶体,沸点的高低取决于分子间作用力的大小,由于组成和结构相似,分子间作用力的大小取决于相对分子质量的大小,则沸点:CS2>COS>CO2,D项错误。
易错提示
含有极性键的分子不一定是极性分子。
5.A Na+与[Fe(CN)6]3-之间存在离子键,CN-与Fe3+之间存在配位键,CN-中碳原子与氮原子之间存在极性键,不存在非极性键,A错误;配合物Na3[Fe(CN)6]中,[Fe(CN)6]3-的中心离子为Fe3+,配位数为6,B正确;1 mol配合物Na3[Fe(CN)6]中σ键数目为12NA,C正确;该配合物为离子化合物,易电离,其电离方程式为Na3[Fe(CN)6] 3Na++[Fe(CN)6]3-,1 mol配合物电离得到阴、阳离子的数目共4NA,D正确。
思想方法练
1.D 因为s轨道是球形的,所以s轨道和s轨道形成的共价键没有方向性,A项正确;键能越大,共价键越稳定,键键能比NN键与N—N键的键能之和大,所以键不易发生加成反应,B项正确;由价层电子对互斥模型知OF2和H2O均为V形,C项正确;每种电子有1种运动状态,钠原子有11个电子,所以该原子有11种运动状态不同的电子,D项错误。
方法解读
当中心原子上没有孤电子对时,分子或离子的空间结构与价电子对的空间结构一致;当中心原子上有孤电子对时,分子或离子的空间结构与价电子对的空间结构不一致。
2.A 短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大,Z的一种超原子Z13-具有40个价电子,则Z的价电子数为40-113=3,Z为Al元素;Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个,则Y为N元素;X元素基态原子有2个未成对电子,X为C元素。N3-和Al3+的核外电子排布相同,而N的核电荷数小于Al,则离子半径:N3->Al3+,A项错误。CO32-的中心原子的价电子对数为12(4+2+3×0)=3,不含孤电子对,采用sp2杂化,空间结构为平面三角形,B项正确。NO3- 的中心原子的价电子对数为12(5+1+3×0)=3,不含孤电子对,采用sp2杂化,C项正确。元素的非金属性越强,电负性越大,故电负性:N>C>Al,D项正确。
方法解读
对于复杂离子,在计算价电子对数时,还应加上负离子的电荷数或减去正离子的电荷数。如PO43-中P原子价电子数应加上3,而NH4+中N原子的价电子数应减去1。
3.D Bi元素在第六周期ⅤA族,价电子数为5,所以NaBiO3中Bi原子的价电子对数为5+1+3×02=3,所以为sp2杂化,A项错误;根据反应①可知酸性环境中BiO3-的氧化性强于MnO4-,根据所学知识可知酸性环境中MnO4-可以氧化氯离子,所以NaBiO3与浓盐酸反应时会将氯离子氧化,B项错误;PbO2被Fe2+还原成Pb2+后会结合硫酸根离子生成硫酸铅沉淀,在离子方程式中沉淀不能拆成离子形式,C项错误;两个反应中MnO4-均为唯一的氧化产物,且氧化剂与MnO4-的化学计量数之比均为5∶2,所以制备相同物质的量的MnO4-,两种方法转移的电子数和消耗氧化剂的物质的量均相同,D项正确。
4.C 在H2S分子中,中心S原子的价电子对数=6+1×22=4,有2对孤电子对,实际分子空间结构为V形;BF3分子的中心B原子的价电子对数=3+1×32=3,B原子上无孤电子对,所以其空间结构为平面三角形,A项正确。分子晶体的构成微粒是分子,分子间以分子间作用力结合形成晶体,因此分子晶体中一定存在分子间作用力;但构成物质的分子可以是单原子分子,也可以是双原子分子或多原子分子,若分子是单原子分子,则晶体中就不存在共价键,因此分子晶体中不一定存在共价键,B项正确。在晶体Si中,每个Si原子与相邻的4个Si原子形成Si—Si键,由于共价键是相邻的两个Si原子形成的,则1 mol晶体Si中含有的Si—Si键的物质的量为4 mol×12=2 mol,C项错误。仅由极性键构成的分子可能是极性分子,也可能是非极性分子,D项正确。
5.C 分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2,A项正确;分子中碳碳键为非极性键,碳氮键和碳氢键为极性键,B项正确;孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,斥力越大键角越大,故嘌呤中∠1比∠2大,C项错误;分子中有电负性较大的N原子,存在氮氢键,分子间可以形成氢键,D项正确。
6.A PH4+、PO43-中P原子价电子对数都是4,且不含孤电子对,所以空间结构为正四面体形,A项正确;H2O常温下为液态,是因为水分子间存在氢键,而硫化氢分子间不能形成氢键,H2S常温下为气态,B项错误;金刚石属于共价晶体,熔化时需要破坏共价键,而C60为分子晶体,熔化时破坏的是分子间作用力,而分子间作用力比共价键弱,所需能量较低,故C60熔点低于金刚石,C项错误;MgCl2属于离子晶体,熔点较高,AlCl3属于分子晶体,熔点较低,D项错误。
7.C Br为35号元素,其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5,所以共有18种空间运动状态的电子,A项错误;[Ag(S2O3)2]3-中存在着Ag+和 S2O32-之间的配位键,S原子和O原子间的共价键,但不存在离子键,B项错误;S2O32-与硫酸根离子原子总数相同,价电子数相同,所以中心硫原子的杂化方式相同,硫酸根离子中心硫原子的价电子对数为4,属于sp3杂化,所以S2O32-中心原子S的杂化方式为sp3,C正确;电负性最大的是O,D项错误。
8.A 由题表知,A为N元素、B为O元素、C为F元素、D为Cl元素、E为Si元素。同主族从上到下元素非金属性递减,非金属性越强,简单氢化物越稳定,则C、D气态氢化物稳定性D
10.答案 (1)1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10 第四周期ⅠB族 [Cu(H2O)4]2+ (2)[··C︙︙C··]2- (3)N2或CO (4)sp和sp2 (5)3 (6)7 (7)四面体形 V形 4 氢键具有方向性
解析 (1)基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1,Cu失去最外层1个电子形成Cu+,所以Cu+的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10;Cu在元素周期表中位于第四周期第ⅠB族;CuSO4溶液呈蓝色是由于形成了水合铜离子[Cu(H2O)4]2+。
(2)C22-中C与C之间共用3对电子,每个C原子外围含有一对孤电子对,电子式为[··C︙︙C··]2-。
(3)等电子体的原子总数相同、价电子总数相等,所以与CN-互为等电子体的分子有N2、CO。
(4)丙烯腈分子的结构简式为,键上的两个C原子的杂化方式为sp2,键上的C原子的杂化方式为sp。
(5)根据丙烯腈分子结构简式可知,一个分子中含有1个键、1个键,一个碳碳双键含有1个π键,一个碳氮三键含有2个π键,所以1 mol丙烯腈分子中含π键的物质的量为3 mol。
(6)在丙烯腈分子结构中,键上及与之相连的原子共6个原子共平面,键上及与之相连的原子共3个原子共直线,所以丙烯腈分子中共面的原子最多为7个。
(7)H2O分子的中心原子O上有2对成键电子对、2对孤电子对,价电子对分布的几何构型是四面体形,分子的空间结构为V形;在冰的结构中,一个水分子与周围四个水分子形成氢键,即冰中水分子的配位数是4;水分子间存在氢键,氢键具有方向性,一个水分子与周围四个水分子形成氢键,这四个水分子围成正四面体,这种规律排列导致冰比水的密度小。
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