高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题5 大题题空逐空突破(四) 物质结构与性质（含解析）

这是一份高考化学二轮复习(新高考版) 第1部分 专题5 大题题空逐空突破(四) 物质结构与性质（含解析），共6页。试卷主要包含了比较Mn和Fe的电离能数据可知，下表是两者的键能数据表等内容，欢迎下载使用。


类型一　原子结构与性质
1．尿素[CO(NH2)2]分子中N、O元素的第一电离能：N>O，原因是_____________。
答案　N元素的2p能级为半充满状态，是较稳定的结构，失去1个电子需要的能量更多，所以第一电离能：N>O
2．比较Mn和Fe的电离能数据可知：气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难。对此，你的解释是__________________________________________。
答案　Mn2＋的3d轨道电子排布为半充满状态，较稳定；而Fe2＋的3d轨道电子数为6，不是较稳定的状态
3．从原子结构角度分析Fe2＋和Fe3＋的稳定性相对强弱：
________________________________________________________________________。
答案　Fe2＋：[Ar]3d6，Fe3＋：[Ar]3d5，Fe3＋的3d能级电子为半充满的稳定状态，故稳定性：Fe3＋>Fe2＋
4．检验K元素的方法是焰色反应，请用原子结构的知识解释产生此现象的原因：________________________________________________________________________。
答案　当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高的能级，变成激发态电子，电子从能量较高的激发态跃迁到较低能量的激发态或基态时，将以光的形式释放能量
5．FeCl3和LiFePO4中的铁元素分别显＋3、＋2价，请从原子结构角度解释Fe为何能显＋3、＋2价：________________________________________________________________________。
答案　Fe的价电子排布为3d64s2，其4s上的两个电子易失去而显＋2价，3d上再失去1个电子后成较稳定的半充满状态，所以可显＋3价
类型二　共价键问题
6．Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是____________________________________。
答案　Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键，不易形成双键或三键
7．碳及其化合物广泛存在于自然界中，碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是________________________________________________________________________。
答案　C有4个价电子且半径较小，难以通过得失电子达到稳定结构
8．硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键
C—C
C—H
C—O
Si—Si
Si—H
Si—O
键能/ (kJ·mol－1)
365
413
336
226
318
452

(1)硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是________________________________________________________________________。
(2)SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是_________________________________
________________________________________________________________________。
答案　(1)C—C和C—H键能较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成
(2)C—H的键能大于C—O，C—H比C—O稳定。而Si—H的键能却小于Si—O，所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
9．下表是两者的键能数据表：(单位：kJ·mol－1)

A—B
A==B
A≡B
CO
351
745
1 071.9
N2
139
418
946

结合数据说明CO比N2活泼的原因：_______________________________________________。
答案　CO中第一个π键的键能是326.9 kJ·mol－1，N2中第一个π键的键能是528 kJ·mol－1，所以CO的第一个π键比N2更容易断裂，所以CO比N2活泼
10．CH4的键角大于NH3的原因为______________________________________。
答案　CH4都是C—H单键，键与键之间的排斥力一样，所以是正四面体形，键角为109˚28′，而NH3有未成键的孤电子对，孤电子对间的排斥力>孤电子对对化学键的排斥力>化学键间的排斥力，所以由于孤电子对的排斥，键角要小于没有孤电子对排斥的CH4的键角，且孤电子对越多，排斥力越大
11．高温陶瓷材料Si3N4晶体中键角N—Si—N______Si—N—Si(填“>”“<”或“＝”)，原因是________________________________________________________________________。
答案　>　N原子上有孤电子对，由于孤电子对与成键电子对的排斥力更大，使得Si—N—Si键角较小
12．两种三角锥形气态氧化物膦(PH3)和氨(NH3)的键角分别为93.6°和107°，试分析PH3的键角小于NH3的原因：_________________________________________________。
答案　电负性N强于P，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的斥力增大，键角变大
13．已知H2O、NH3、CH4三种分子中，键角由大到小的顺序是CH4>NH3>H2O，请分析可能的原因：________________________________________________________________________。
答案　CH4分子中无孤电子对，NH3分子中含有1对孤电子对，H2O分子中含有2对孤电子对，对成键电子对的排斥作用依次增大，故键角依次减小
14．NF3的键角______NH3的键角(填“>”“<”“＝”)，理由是______________________。
答案　<　F的电负性比H大，NF3中N周围电子云密度减小，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小15.H3O＋中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因是__________。
答案　H2O中的氧原子有2对孤电子对，H3O＋中氧原子有1对孤电子对，排斥力较小
16．NH中H—N—H的键角比NH3中H—N—H的键角______(填“大”或“小”)，原因是________________________________________________________________________。
答案　大　NH中氮原子上均为成键电子，而NH3分子中的氮原子上有一对孤电子对，孤电子对和成键电子对之间的排斥力强于成键电子对和成键电子对之间的排斥力，导致NH中H—N—H的键角比NH3中大
17．CH4、NH3、H2O的VSEPR模型都是________，键角分别是______、______、______；分析它们键角差异的原因：_______________________________________。
答案　四面体形　109˚28′　107°　105°　CH4中键与键之间的排斥力一样，是正四面体，键角为109˚25′。而其他两个分子均有未成键的孤电子对，孤电子对间的排斥力>孤电子对与σ键电子对间的排斥力>σ键电子对间的排斥力。由于孤电子对对成键电子的排斥作用，使得成键电子间夹角变小，H2O中有两对孤电子对，NH3中有一对孤电子对，故H2O中键角比NH3更小
18．H2S键角比H2Se大的原因：________________________________________。
答案　电负性S大于Se，共用电子对离S近，共用电子对间的排斥力大
19．比较NH3和[Cu(NH3)4]2＋中H—N—H键角的大小：NH3______[Cu(NH3)4]2＋(填“>”或“<”)，并说明理由：________________________________________________。
答案　<　由于NH3提供孤电子对与Cu2＋形成配位键后，N—H成键电子对受到的排斥力减小，所以H—N—H键角增大
20．SeO中Se—O的键角比SeO3的键角______(填“大”或“小”)，原因是_____________。
答案　小　SeO的立体构型为正四面体，键角为109°28′，SeO3的立体构型为平面正三角形，键角为120°
类型三　和氢键有关的问题
21．H2S的熔点为－85.5 ℃，而与其具有类似结构的H2O的熔点为0 ℃，极易结冰成固体，二者物理性质出现差异的原因是_________________________________________________。
答案　H2O分子之间极易形成氢键，而H2S分子之间只存在较弱的范德华力
22．乙二胺分子(H2N—CH2—CH2—NH2)中氮原子杂化类型为sp3，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得多，原因是_________________________________。
答案　乙二胺分子间可以形成氢键，三甲胺分子间不能形成氢键
23．丙酸钠(CH3CH2COONa)和氨基乙酸钠均能水解，水解产物有丙酸(CH3CH2COOH)和氨基乙酸(H2NCH2COOH)，常温下丙酸为液体，而氨基乙酸为固体，主要原因是_________________
___________________________________________________。
答案　羧基的存在使丙酸形成分子间氢键，而氨基乙酸分子中，羧基和氨基均能形成分子间氢键
24．NH3常用作制冷剂，原因是___________________________________________。
答案　NH3分子间能形成氢键，沸点高，易液化，汽化时吸收大量的热，所以能够作制冷剂
25．硝酸和尿素的相对分子质量接近，但常温下硝酸为挥发性液体，尿素为固体，请解释原因：________________________________________________________________________。
答案　尿素分子间存在氢键，使其熔、沸点升高，而硝酸分子内存在氢键，使其熔、沸点降低
26．硝酸易溶于水的原因：_______________________________________________。
答案　硝酸分子是极性分子，易溶于极性溶剂的水中，硝酸分子存在H—O键，易与水分子间形成氢键
27．氨(NH3)的熔、沸点比联氨(N2H4)低的主要原因：__________________________。
答案　联氨分子间形成的氢键数目多于氨分子间形成的氢键数目
28．苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是
________________________________________________________________________。
答案　苯胺分子之间存在氢键
29．氨气极易溶于水的原因为__________________________________________________。
答案　氨气和水都是极性分子，依据相似相溶原理，且氨气分子与水分子间能形成氢键
类型四　配位键、配合物
30．Co2＋在水溶液中以[Co(H2O)6]2＋存在。向含Co2＋的溶液中加入过量氨水可生成更稳定的[Co(NH3)6]2＋，其原因是_________________________________________________。
答案　N元素的电负性比O元素的电负性小，N原子提供孤电子对的倾向更大，与Co2＋形成的配位键更强
31．NH3容易与Cu2＋形成配离子，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是________________。
答案　F的电负性比N大，NF键的成键电子对向F偏移，导致NF3中N原子核对其孤电子对的吸引力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子
32．氟硼酸(HBF4，属于强酸)常用于替代浓硫酸作铅蓄电池的电解质溶液，可由HF和BF3合成，从化学键形成角度分析HF与BF3能化合的原因：______________________。
答案　HF分子中F原子有孤电子对，而BF3分子中B原子有空轨道，二者可形成配位键
33．乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是________________________________________________，
其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是______(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。
答案　乙二胺的两个N提供孤电子对给金属离子形成配位键　Cu2＋
34．金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不反应，但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应，其原因是______________________________________________。
答案　过氧化氢为氧化剂，可氧化金属铜为Cu2＋，氨与Cu2＋形成配离子，两者相互促进使反应进行
35．在实验室不适宜用可溶性锌盐与氨水反应制备氢氧化锌的原因：_______________。
答案　可溶性锌盐与氨水反应产生的氢氧化锌会溶于过量的氨水中，生成[Zn(NH3)4]2＋，氨水的量不易控制
36．已知硼酸(H3BO3)是一元酸，解释其原因：__________________________________。
答案　H3BO3与一个水分子可形成配位键，产生[B(OH)4]－和一个H＋
37．CO为配合物中常见的配体。CO作配体时，提供孤电子对的通常是C原子而不是O原子，其原因是_____________________________________。
答案　C元素电负性比O元素小，C原子提供孤电子对的倾向更大，更易形成配位键
类型五　晶体类型与溶沸点关系
38．氯化铝的熔点为190 ℃，而氟化铝的熔点为1 290 ℃，导致这种差异的原因为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案　AlCl3是分子晶体，而AlF3是离子晶体
39．CuO的熔点比CuS的高，原因是_____________________________________。
答案　氧离子半径小于硫离子半径，所以CuO的离子键强，熔点较高
40．邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低，原因是
________________________________________________________________________。
答案　邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力更大
41．硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。

答案　同是分子晶体，硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越强(或其他合理答案)
42．砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。GaF3的熔点高于1 000 ℃，GaCl3的熔点为77.9 ℃，其原因是_________________________。
答案　GaF3是离子晶体，GaCl3是分子晶体，离子键比范德华力强
43．C2H6和N2H4分子中均含有18个电子，它们的沸点相差较大，主要原因是________。
答案　N2H4分子之间存在氢键
44．一些氧化物的熔点如下表所示：
氧化物
Li2O
MgO
P4O6
SO2
熔点/℃
1 570
2 800
23.8
－75.5

解释表中氧化物之间熔点差异的原因：______________________________。
答案　Li2O、MgO为离子晶体，P4O6、SO2为分子晶体。离子键强度：MgO>Li2O，分子间作用力：P4O6>SO2