分子结构与性质练习题

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 课时跟踪检测三十五　分子结构与性质(时间：45分钟　满分：100分)一、选择题(每小题6分，共36分)1．下列说法正确的是(　　)A．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，沸点却依次升高B．熔融状态下能导电的化合物一定含离子键C．H2O2分子中所有的原子均为8电子稳定结构D．NaHSO4晶体中阴、阳离子的个数是1∶2且熔化时破坏的是离子键和共价键解析：非金属性越强，气态氢化物越稳定，且HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，HF分子间有氢键，沸点为HF、HI、HBr、HCl依次降低，A项错误；熔融状态下能导电的化合物属于离子化合物，离子化合物一定含离子键，B项正确；H2O2分子中H元素是2电子稳定结构，C项错误；NaHSO4晶体中存在钠离子和硫酸氢根离子，其个数比为1∶1，NaHSO4熔化时破坏的是离子键，D项错误。答案：B2．下列描述正确的是(　　)A．CS2为V形极性分子B．SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化C．C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1D．水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键解析：CS2为直线形非极性分子；SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4，因此中心原子均为sp3杂化；C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2；水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。答案：B3．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是(　　)A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力C．sp2，氢键  D．sp3，氢键解析：由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。答案：C4．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是(　　)A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变B．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2＋C．向反应后的溶液中加入乙醇，溶液没有发生变化D．在[Cu(NH3)4]2＋离子中，Cu2＋提供孤电子对，NH3提供空轨道解析：CuSO4溶液中加入氨水，先生成Cu(OH)2沉淀，继续加入氨水有[Cu(NH3)4]2＋生成，沉淀溶解，反应后溶液中Cu2＋减小，A项错误，B项正确；向反应后的溶液中加入乙醇，将析出深蓝色晶体，C项错误；在[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤对电子，D项错误。答案：B5．有关C2H6、C2H4、C2H2的叙述正确的是(　　)A．C原子的轨道杂化类型分别为sp、sp2、sp3B．π键总数：C2H6>C2H4>C2H2C．σ键总数：C2H6>C2H4>C2H2D．碳碳键间的键能：C2H6>C2H4>C2H2解析：乙烷是烷烃，碳原子采取sp3杂化，乙烯含有碳碳双键，碳原子是sp2杂化，乙炔分子中含有碳碳三键，碳原子是sp杂化，A项错误；单键都是σ键，双键中一个是σ键，另一个是π键，碳碳三键是由1个σ键和2个π键组成，故π键总数C2H6<C2H4<C2H2，B项错误；由B项分析可知σ键总数C2H6>C2H4>C2H2，C项正确；碳碳三键的键能大于碳碳双键的键能，碳碳双键的键能大于碳碳单键的键能，则碳碳键间的键能C2H6<C2H4<C2H2，D项错误。答案：C6．下列说法中正确的是(　　)A．卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高C．H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大D．氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上解析：HF分子间存在氢键，故在卤化氢中HF的沸点最高，A项正确；邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，使熔、沸点升高，故对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛高，B项错误；H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水分子间形成的氢键比HF形成的氢键多，C项错误；氢键具有饱和性和方向性，故X—H…Y三个原子不一定在一条直线上，D项错误。答案：A二、非选择题(共64分)7．(12分)[Zn(CN)4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O===[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CNHOCH2CN的结构简式(1)Zn2＋基态核外电子排布式为________。(2)1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为________mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2－的结构可用示意图表示为________。解析：(1)Zn是30号元素，Zn2＋核外有28个电子，根据原子核外电子排布规律可知基态Zn2＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10(或 [Ar]3d10)。(2)甲醛的结构式是CHOH，在一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键，所以在1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3 mol。(3)在HOCH2CN分子中，连有羟基—OH的碳原子的杂化类型是sp3杂化，—CN中的碳原子杂化轨道类型是sp杂化。(4)H2O含有10个电子，则与H2O分子互为等电子体的阴离子为NH。(5)在[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，C原子提供电子对，Zn2＋的空轨道接受电子对。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)　(2)3(3)sp3和sp　(4)NH(5)8．(12分)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期，短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3，它们形成化合物的分子式是XY4。试回答：(1)X元素的原子基态电子排布式为____________，Y元素原子最外层电子的轨道表示式为________________________________________________________________________。(2)若X、Y两元素电负性分别为2.1和2.85，试判断XY4中X与Y之间的化学键为______________(填“共价键”或“离子键”)。(3)该化合物的空间结构为____________形，中心原子的轨道杂化类型为____________，分子为______________(填“极性分子”或“非极性分子”)。(4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是____________________。(5)该化合物的沸点与SiCl4比较：__________________(填化学式)的高，原因是__________________。解析：由题知X位于第4周期ⅣA族，X为Ge，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2，Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3，且Y为短周期元素，则Y为Cl，其最外层电子的轨道表示式为，GeCl4中Ge与Cl电负性相差较小，Ge与Cl形成的是共价键，中心原子为Ge，为sp3杂化，空间构型为正四面体形，为非极性分子，GeCl4常温下为液体，熔点较低，说明其为分子晶体，微粒间的作用力为分子间作用力。GeCl4与SiCl4结构相似，GeCl4的相对分子质量较大，分子间作用力较强，GeCl4的沸点较高。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2　(2)共价键　(3)正四面体　sp3杂化　非极性分子(4)范德华力　(5)GeCl4　组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高9．(14分)X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大。XY2是红棕色气体；X与氢元素可形成XH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等；R2＋离子的3d轨道中有9个电子。请回答下列问题：(1)Y基态原子的电子排布式是______________；Z所在周期中第一电离能最大的主族元素是________。(2)XY离子的立体构型是________；R2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是________。(3)Z与某元素形成的化合物的晶胞如下图所示，晶胞中阴离子与阳离子的个数比是________。(4)将R单质的粉末加入XH3的浓溶液中，通入Y2，充分反应后溶液呈深蓝色，该反应的离子方程式是________________________。解析：X、Y、Z、R为前四周期元素，且原子序数依次增大，XY2是红棕色气体，应是NO2，则X为N元素、Y为O元素；X与氢元素可形成NH3；Z基态原子的M层与K层电子数相等，则M层电子数为2，故Z为Mg；R2＋离子的3d轨道中有9个电子，R原子核外电子数＝2＋8＋8＋9＋2＝29，则R为Cu元素。(1)Y为O元素，基态原子的电子排布式是1s22s22p4。Z为Mg元素，所在周期中第一电离能最大的主族元素是Cl元素。(2)NO离子中心N原子孤电子对＝(5＋1－2×2)÷2＝1，价层电子对数＝2＋1＝3，故NO离子的立体构型是V形。Cu2＋的水合离子中，提供孤电子对的原子是H2O中的O原子。(3)晶胞中阳离子处于体心与顶点，晶胞中阳离子数目＝1＋8×1/8＝2，阴离子处于体内及面上，晶胞中阴离子数目＝2＋4×1/2＝4，故晶胞中阴离子与阳离子的个数比是4∶2＝2∶1。(4)将Cu单质的粉末加入NH3的浓溶液中，通入O2，充分反应后溶液呈深蓝色，说明得到四氨合铜络离子，还应生成氢氧根离子与水，该反应的离子方程式是2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O。答案：(1)1s22s22p4　Cl　(2)V形　O　(3)2∶1(4)2Cu＋8NH3·H2O＋O2===2[Cu(NH3)4]2＋＋4OH－＋6H2O10．(10分)Ⅰ.双氰胺结构简式如下图。(1)双氰胺所含元素中，________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。(2)双氰胺分子中σ键和π键数目之比为________。Ⅱ.硼的最简单氢化物——乙硼烷球棍模型如图，由它制取硼氢化锂的反应为2LiH＋B2H6===2LiBH4。(3)乙硼烷分子中硼原子的杂化轨道类型为________。(4)BH为正四面体结构，LiBH4中硼原子和氢原子之间的化学键为________(填序号)。A．离子键 B．金属键　　　C．氢键 D．配位键　　　　E．极性键　　　　 F．非极性键(5)根据以上反应判断，其中涉及元素的电负性从小到大的顺序为________(填元素符号)。解析：(1)H、C、N基态原子核外未成对电子数分别为1、2、3，氮元素原子核外未成对电子数量多。(2)双氰胺分子中σ键数为9，π键数为3，二者之比为3∶1。(3)硼原子以4条σ键与氢原子成键，其杂化方式为sp3。(4)LiBH4含有BH，故其含有离子键，硼原子最外层有3个电子，且BH为正四面体结构，可知其含有极性键和配位键，故选D、E。(5)LiBH4中Li为＋1价，B为＋3价，H为－1价，故三者的电负性从小到大的顺序为Li＜B＜H。答案：(1)氮　(2)3∶1　(3)sp3　(4)DE　(5)Li＜B＜H11．(16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<B<C<D<E。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：(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为______________；A、B、C的电负性由大到小的顺序为______________。(均用“<”或“>”连接)(2)B的氢化物的分子空间构型是________。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的价层电子排布式是________，在形成化合物时它的最高化合价为________，ECl3形成的配合物的化学式为________。(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是__________________________________。解析：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<B<C<D<E。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，则D位于下一周期，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，说明其分子间存在氢键，则C为氧元素，D为镁元素，核电荷数B<C，则B为氮元素。A、B、C是位于同一周期的非金属元素，AC2为非极性分子，则A为碳元素。E的原子序数为24，则E为Cr元素。(1)同一周期从左向右第一电离能是增大的趋势，氮元素原子2p轨道为半充满状态，电子能量低，氮的第一电离能高于氧，故第一电离能由小到大的顺序为C<O<N。非金属性越强，电负性越大，A、B、C的电负性由大到小的顺序为O>N>C。(2)氮的氢化物为NH3，分子中含有3个N—H键，N原子有1对孤对电子对，杂化轨道数为4，N原子采取sp3杂化，其空间构型为三角锥形。(3)化合物AC2(即CO2)的电子式为C，一种由N、O元素组成的化合物与CO2互为等电子体，其化学式为N2O。(4)E为Cr元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，价层电子排布式为3d54s1，由其价层电子排布式可知，Cr在形成化合物时的最高化合价为＋6价。CrCl3能与NH3、H2O形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，则配体中有4个NH3、2个H2O，三个氯离子位于外界，该配合物为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。(5)B的最高价氧化物对应的水化物为HNO3，D的单质为Mg，HNO3稀溶液与Mg反应时，N元素被还原到最低价，则生成NH4NO3，根据电子守恒及质量守恒配平反应的化学方程式为4Mg＋10HNO3===4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O。答案：(1)C<O<N　O>N>C(2)三角锥形　sp3(3)C　N2O(4)3d54s1　＋6　[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3(5)4Mg＋10HNO3===4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O