人教版高考化学一轮复习第12章物质结构与性质第2讲分子结构与性质含答案

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课时跟踪练39一、选择题1．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体结构，两个结论都正确的是(　　)A．直线形；三角锥形B．V形；三角锥形C．直线形；平面三角形D．V形；平面三角形解析：H2S中S的孤电子对数为eq \f(1,2)×(6－2×1)＝2，σ键电子对数为2，S的价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形，去掉孤电子对，H2S的立体构型为V形；BF3中B的孤电子对数为eq \f(1,2)×(3－3×1)＝0，σ键电子对数为3，B的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于B上没有孤电子对，BF3的立体构型为平面三角形；答案选D。答案：D2．(2020·上海市闵行区第二次模拟)只需克服分子间作用力的是(　　)A．NaCl熔化　　　　 B．HCl溶于水C．氨液气化 D．铜导电解析：NaCl是离子化合物，NaCl熔化克服离子键，故A项不符合题意；HCl是共价化合物，HCl溶于水电离出氢离子、氯离子，克服共价键，故B项不符合题意；液氨是共价分子，气化破坏的是分子间作用力，故C项符合题意；铜是金属晶体，存在金属键，铜导电是自由电子的定向移动，故D项不符合题意。答案：C3．根据表中部分短周期元素的原子半径和主要化合价信息，判断以下叙述正确的是(　　)A．氢化物的沸点：H2T＜H2RB．L和Q形成的化合物中，两种微粒最外层均达到8电子稳定结构C．单质的还原性：L＜MD．简单离子半径的大小顺序为r(L＋)＞r(T2－)＞r(M3＋) 解析：由表中信息可知，T最低价为－2价、无正合价，则T为O元素；R的最低价也是－2价，其原子半径大于T，所以R为S元素；Q的最低价为－1价、最高价为＋7价，其原子半径比O原子大、比S原子小，所以Q为Cl元素；由L、M的化合价可以判断它们分别位于第ⅠA、第ⅢA族，由同周期元素原子半径的变化规律可知，L为Na元素，M为Al元素；据此分析解答。水分子之间可以形成氢键，所以水的沸点高于硫化氢，A项不正确；L和Q形成的化合物是氯化钠，其中两种离子最外层均达到8电子稳定结构，B项正确；钠的还原性强于铝，C项不正确；简单离子半径的大小顺序为r(O2－)＞r(Na＋)＞r(Al3＋)，D项不正确。答案：B4．“类推”是常用的学习方法，但有时会产生错误结论。下列类推的结论正确的是(　　)A．第ⅣA族元素氢化物沸点顺序是GeH4>SiH4>CH4；则第ⅤA族元素氢化物沸点顺序也是AsH3>PH3>NH3B．第二周期元素氢化物稳定性顺序是HF>H2O>NH3；则第三周期元素氢化物稳定性顺序也是HCl>H2S>PH3C．非金属元素均具有较强的氧化性，故非金属元素组成的化合物中只含共价键D．铊(Tl)是铝的同族元素，原子核外有6个电子层，推测Tl(OH)3是两性氢氧化物解析：第ⅣA族元素氢化物不含氢键，分子的相对分子质量越大，沸点越高，则沸点顺序是GeH4＞SiH4＞CH4，而第ⅤA族元素氢化物中，NH3含有氢键，沸点最高，应为NH3＞AsH3＞PH3，故A项错误；元素的非金属性越强，氢化物稳定性越强，同周期元素从左到右元素的非金属性逐渐增强，则对应的氢化物的稳定性逐渐增强，故B项正确；例如铵盐是由非金属元素组成的离子化合物，含有离子键，故C项错误；铊(Tl)是铝的同族元素，原子核外有6个电子层，同主族元素从上到下金属性依次增强，最高价氧化物对应水化物的碱性逐渐增强，Tl(OH)3不是两性氢氧化物而属于一种强碱，故D项错误。答案：B5．能证明BF3为平面三角形而不是三角锥形分子的事实是(　　)A．BF2Cl只有一种结构B．三根B—F键间键角都为120°C．BFCl2只有一种结构D．三根B—F键键长都为130 pm解析：BF2Cl只有一种结构，可能为三角锥形，可能为平面三角形，故A项错误；BF3中B的价电子对数为3，杂化类型为sp2，三根B—F键间键角都为120°，为平面三角形，故B项正确；BFCl2只有一种结构，可能为三角锥形，可能为平面三角形，故C项错误；三根B—F键键长都为130 pm，可能为三角锥形，可能为平面三角形，故D项错误。答案：B6．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：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与石墨中的碳原子相似，同为sp2杂化，同层分子间的主要作用力为氢键，层与层之间的作用力是范德华力，答案选C。答案：C7．CHeq \o\al(＋,3)、—CH3、CHeq \o\al(－,3)都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法错误的是(　　)A．它们的碳原子均采取sp2杂化B．CHeq \o\al(－,3)与NH3、H3O＋几何构型均为三角锥形C．CHeq \o\al(＋,3)中的所有原子均共面D．CHeq \o\al(＋,3)与OH－形成的化合物中不含离子键解析：CHeq \o\al(＋,3)、—CH3、CHeq \o\al(－,3)价电子对数不同，碳原子采取的杂化方式不同，故A项错误；CHeq \o\al(－,3)与NH3、H3O＋中心原子价电子对数都是4，都有1个孤电子对，几何构型均为三角锥形，故B项正确；CHeq \o\al(＋,3)中心碳原子的价电子对数是3，无孤电子对，为平面结构，所有原子均共面，故C项正确；CHeq \o\al(＋,3)与OH－形成的化合物是CH3OH，属于共价化合物，不含离子键，故D项正确。答案：A8．(2020·山东潍坊第二次模拟)最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述错误的是(　　)A．元素的第一电离能：O＞CB．3p轨道上有1对成对电子的基态X原子与基态O原子的性质相似C．C3O2中C原子的杂化方式为sp3D．C3O2分子中σ键和π键的个数比为1∶1解析：元素的第一电离能，同周期从左到右第一电离能呈现增大的趋势，第一电离能：O＞C，故A项正确；3p轨道上有1对成对电子的基态X原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，是16号元素S，硫和氧位于同一主族，最外层电子数相同，都是6个，基态S原子与基态O原子的性质相似，故B项正确；C3O2化学性质与CO相似，CO的分子中应为直线形，C3O2中C原子采用sp杂化，故C项错误；C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构，故结构为O===C===C===C===O，双键中1个是σ键，另1个是π键，分子中σ键和π键的个数比为4∶4，最简比为1∶1，故D项正确。答案：C二、非选择题9．(1)乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是___________________________________________________________________________________________________________________________。(2) 中沸点较高的是________，理由是_______________________________________________________________________________________________。(3)H2O在乙醇中的溶解度大于在H2S中的溶解度，其原因是_____________________________________________________________________________________________________________。(4)有一类组成最简单的有机硅化合物叫硅烷。硅烷的沸点与相对分子质量的关系如图所示，呈现这种变化的原因是_________________________________________________________________________________________________________________________。(5)已知苯酚具有弱酸性，其Ka＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)________Ka(苯酚)(填“＞”或“＜”)，其原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________________________。答案：(1)乙酸分子间存在氢键，分子间作用力大(2) 该分子之间可形成分子间氢键，分子间作用力较大(3)H2O与乙醇形成分子间氢键(4)硅烷为分子晶体，随相对分子质量增大，分子间作用力增强，熔、沸点升高(5)＜　中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋10．(2020·广东珠海第三次模拟节选)目前我国研制的稀土催化剂催化转化汽车尾气示意图如下：(1)Zr原子序数为40，价电子排布式为4d25s2，它在周期表中的位置是________________。(2)图中互为等电子体的两种气体分子是________。(3)C3H8中所有碳原子的杂化方式是________杂化。(4)图中属于非极性的气体分子是_______________________。(5)Fe、Mn元素的部分电离能数据如下表：从上表两元素部分电离能数据比较的可知，气态Mn2＋再失去一个电子比气态Fe2＋再失去一个电子难，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________。(6)CO与Ni可生成羰基镍[Ni(CO)4]，已知其中镍的化合价为0，镍原子在基态时核外电子排式为________，[Ni(CO)4]的配体是________，配位原子是________。解析：(1)Zr原子序数为40，价电子排布式为4d25s2，最高能层为5，位于周期表第五周期，价电子数为4，位于第4纵列，所以位于第ⅣB族，即Zr位于周期表第五周期第ⅣB族。(2)N2和CO原子总数相同，价电子总数均为10，二者互为等电子体。(3)C3H8分子中每个C原子含有4个σ键，所以每个C原子价层电子对数是4，则C原子采用sp3杂化。(4)O2和N2是以非极性键结合的双原子分子一定为非极性分子；CO2中含有极性键，空间构型为直线形，结构对称，分子中正、负电荷中心重叠，为非极性分子。(5)由Mn2＋转化为Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋到Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少。(6)镍元素为28号元素，根据核外电子排布规律可知基态Ni原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2；[Ni(CO)4]的配体是CO，虽然C和O原子都有孤电子对，但C的电负性较小更容易给出电子，所以配位原子为C。答案：(1)第五周期第ⅣB族　(2)N2、CO　(3)sp3(4)N2、O2、CO2　(5)Mn2＋转为化Mn3＋时，3d能级由较稳定的3d5半充满状态转变为不稳定的3d4状态需要的能量较多；而Fe2＋到Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少(6)1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2　CO　C11．硒(Se)是一种有抗癌、抗氧化作用的元素，可以形成多种化合物。(1)基态硒原子的价层电子排布式为________。(2)锗、砷、硒的第一电离能大小排序为________。H2SeO4的酸性比H2SeO3的强，其原因是_____________________________________________________________________________________。(3)H2SeO3的中心原子杂化类型是________杂化；SeOeq \o\al(2－,3)的立体构型________；与SeOeq \o\al(2－,3)互为等电子体的分子有________(任写一种)。(4)H2Se属于________(填“极性”或“非极性”)分子；单质Se的熔点为217 ℃，它属于________晶体。解析：(1)硒为34号元素，有6个价电子，所以硒的价层电子排布式为4s24p4。(2)同一周期中，元素的第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅤA族元素第一电离能大于相邻元素，所以Ge、As、Se三种元素的第一电离能的大小顺序是：As＞Se＞Ge，含氧酸分子中非羟基氧越多，酸性越强，H2SeO4分子中非羟基氧数大于H2SeO3，所以H2SeO4的酸性比H2SeO3的强。(3)H2SeO3的中心原子的价层电子对数为eq \f(6＋2,2)＝4，所以Se杂化方式为sp3杂化，SeOeq \o\al(2－,3)的中心原子Se的价层电子对数为eq \f(6＋2,2)＝4，离子中有一个孤电子对，所以SeOeq \o\al(2－,3)的立体构型是三角锥形，等电子体是指价电子和原子数都相等的微粒，与SeOeq \o\al(2－,4)互为等电子体的分子有CCl4(或SiF4)。(4)H2Se分子中有孤电子对，所以H2Se属于极性分子，单质硒的熔点为217 ℃，比较低，所以它属于分子晶体。答案：(1)4s24p4　(2)As＞Se＞Ge　含氧酸分子中非羟基氧越多，酸性越强，H2SeO4分子中非羟基氧数大于H2SeO3，所以H2SeO4的酸性比H2SeO3的强　(3)sp3　三角锥形　CCl4(或SiF4)　(4)极性分子　分子12．(2020·广东深圳第一次调研节选)含Ni、As元素的物质在生产生活中有重要的用途。回答下列问题：(1)基态Ni2＋核外电子排布式为________________。(2)AsCl3分子的立体构型为________________。(3)某个Ni(Ⅱ)有机配合物的结构如图所示：①该分子中N原子的杂化方式为______杂化、______杂化；②请在图中用“→”标出Ni2＋的配位键。(4)Ge，As，Se元素处于同一周期，三种元素原子的第一电离能由大到小的顺序为________________。(5)H3AsO4的酸性强于H3AsO3的原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________，AsH3的键角小于NH3的原因是______________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)28号元素是镍，核外电子排布式为1s22s22p6 3s23p63d84s2，基态Ni2＋失去最外层的2个电子，核外电子排布式为[Ar]3d8或1s22s22p63s23p63d8。(2)AsCl3的中心原子为砷，最外层有5个电子，与3个氯原子形成3对共价键，剩余1对孤电子对需要的能量较多；而Fe2＋到Fe3＋时，3d能级由不稳定的3d6到稳定的3d5半充满状态，需要的能量相对要少，价层电子对数为4，分子的立体构型为三角锥形。(3)①氮原子形成1对双键和2对单键时，价层电子对数为3对，杂化方式为sp2杂化；氮原子形成3对单键时，形成的σ键数为3对，孤电子对数为1对，价层电子对数为4，杂化方式为sp3杂化；②镍原子正上方的氮原子，有1对孤电子对，下方水分子提供孤电子对，镍原子提供空轨道，形成2对配位键，表示为。(4)Ge、As、Se元素处于同一周期，同周期第一电离能呈现增大的趋势，As的最外层4p轨道为半充满状态，第一电离能高于Se和Ge，故第一电离能由大到小为As＞Se＞Ge。(5)H3AsO4分子结构中非羟基氧原子数比H3AsO3多，所以H3AsO4的酸性强。砷原子电负性小于氮原子，所以其共用电子对离砷原子核距离较远，成键电子间的斥力较小，导致键角较小，AsH3的键角小于NH3。答案：(1)[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)　(2)三角锥形　(3)①sp2　sp3　②　(4)As＞Se＞Ge　(5)H3AsO4分子结构中非羟基氧原子数比H3AsO3多，所以H3AsO4的酸性强　砷原子电负性小于氮原子，所以其共用电子对离砷原子核距离较远，成键电子间的斥力较小，导致键角较小元素代号LMQRT原子半径/nm0.1540.1180.0990.1020.073主要化合价＋1＋3＋7、－1＋6、－2－2元素FeMn电离能/(kJ·mol－1)I1759717I21 5611 509I32 9573 248