人教版高考一轮复习课时练习14化学键与分子结构及性质含答案

这是一份人教版高考一轮复习课时练习14化学键与分子结构及性质含答案
化学键与分子结构及性质(建议用时：40分钟)一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1．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C　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；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。2．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是(　　)A．乙醛B．丙烯腈C．甲醛D．丙炔A　解析：乙醛中甲基中的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2杂化，A正确；丙烯腈中双键连接的两个碳原子采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化，B错误；甲醛中碳原子采取sp2杂化，C错误；丙炔中甲基中的碳原子采取sp3杂化，三键连接的两个碳原子采取sp杂化，D错误。3．Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3，若1 mol配合物与AgNO3作用生成1 mol AgCl沉淀，则m、n的值是(　　)A．m＝1，n＝5 B．m＝3，n＝4C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝5B　解析：由1 mol配合物生成1 mol AgCl知，1 mol配合物电离出1 mol Cl－即配离子显＋1价，外界有一个Cl－，又因Co显＋3价，所以[CoClm－1·nNH3]＋中有两个Cl－，又因为该配合物空间结构为八面体，所以n＝6－2＝4。4．(2019·海南高考改编)下列各组物质性质的比较，结论正确的是(　　)A．分子的极性：BCl3HI>HFD．由于氢键的存在，水分子中氢氧键键角是105°A　解析：B项，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力；C项应为HF>HI>HBr>HCl；D项，由于孤电子对的排斥作用，水分子中的氢氧键键角是105°。二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)8．(2020·太原模拟)下列分子中中心原子的杂化方式和分子的空间结构均正确的是(　　)A．C2H2：sp、直线形B．SOeq \o\al(2－,4)：sp3、三角锥形C．H3O＋：sp3、V形D．BF3：sp2、平面三角形AD　解析：乙炔的结构式为H—C≡C—H，每个碳原子价层电子对数是2且不含孤电子对，所以碳原子采用sp杂化，为直线形结构，A正确；SOeq \o\al(2－,4)中，价层电子对数等于σ键个数＋eq \f(1,2)(a－xb)＝4＋eq \f(1,2)[(6＋2)－4×2]＝4，孤电子对数为0，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，分子结构为正四面体形，B错误；H3O＋中价层电子对数＝3＋1＝4，所以中心原子原子轨道为sp3杂化，其VSEPR模型为正四面体，该离子中含有一个孤电子对，所以其空间结构为三角锥形，C错误；BF3分子中硼原子价层电子对数＝3＋0＝3，杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，孤电子对数为0，所以其空间结构为平面三角形，D正确。9．用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是(　　)A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子C　解析：A项，SO2是V形分子，CS2、HI是直线形的分子，错误；B项，BF3键角为120°，是平面三角形结构，而Sn原子价层电子数是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一个孤电子对，对成键电子对有排斥作用，使键角小于120°，错误；C项，CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D项，PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，错误。10．胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：下列说法正确的是(　　)A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp2杂化B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键、离子键C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键D．胆矾中的两种结晶水在不同的温度下会分步失去BD　解析：H2O中O原子形成2个σ键，有2个孤电子对，为sp3杂化，硫酸根离子中羟基氧是sp3杂化，非羟基氧不是中心原子，不参与杂化，故A错误；在结构示意图中，存在O→Cu配位键，H—O、S—O共价键和配离子与硫酸根离子之间形成离子键，故B正确；胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；由于胆矾晶体中有两类结晶水，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合方式不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确。三、非选择题11．(2020·桂林模拟)碳、硫和钒的相关化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题：(1)基态钒原子的结构示意图为________。(2)VOeq \o\al(3－,4)的中心原子上的孤电子对数为________，一个VOeq \o\al(3－,4)中含有________个σ键。(3)2­巯基烟酸氧钒配合物(图1中W)是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。①该药物中N原子的杂化方式是________。②X、Y、Z三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为________，原因是_______________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成大π键。大π键可用Πeq \o\al(n,m)表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数，如苯分子中的大π键表示为Πeq \o\al(6,6)。①下列粒子中存在大π键的是________(填标号)。A．O3 B．SOeq \o\al(2－,4)C．H2S D．NOeq \o\al(－,3)②CS2分子中大π键可以表示为________。(5)偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨、水。偏矾酸铵的阴离子呈如图2所示的无限链状结构，则偏钒酸铵的化学式为________。解析：(1)钒为23号元素，钒的原子结构示意图为。(2)VOeq \o\al(3－,4)的中心原子为V，V上的孤电子对数为0,1个V原子与4个O原子结合形成化学键，所以一个VOeq \o\al(3－,4)中含有4个σ键。(3)①该药物中N原子形成2个σ键，1个π键，N原子的价层电子对数＝孤电子对数＋σ键个数＝1＋2＝3，所以N原子采取sp2杂化。②X中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；Y中含有酯基和苯环，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解，因此X、Y、Z三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为X>Z>Y。(4)①从已知信息来看，形成大π键的条件是：原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥理论，O3的空间结构为V形，SOeq \o\al(2－,4)的空间结构为正四面体，H2S的空间结构为V形，NOeq \o\al(－,3)的空间结构为平面三角形。因此SOeq \o\al(2－,4)一定不存在大π键，H2S中H原子没有p轨道，也不存在大π键，O3和NOeq \o\al(－,3)可以形成大π键。所以选A、D。②CS2是直线形分子，又有p轨道，因此可以形成三原子四电子的大π键：Πeq \o\al(4,3)。(5)由题图2可知每个V与3个O形成阴离子，结合题意可知V的化合价为＋5，则偏钒酸铵的化学式为NH4VO3。答案：(1)　(2)0　4　(3)①sp2　②X>Z>Y　X中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；Y中含有酯基和苯环，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解　(4)①AD　②Πeq \o\al(4,3)　(5)NH4VO312．元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价层电子中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：(1)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是________________(填化学式，写出两种)。(2)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________(填化学式)。(3)这五种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图所示)。该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是______________________________________________。解析：a、b、c、d、e为前四周期元素，a的核外电子总数与其周期数相同，且原子序数最小，a为H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，内层电子数为2，即，c为O元素；b的价层电子中的未成对电子有3个，且原子序数小于氧元素，则b为N元素；e的原子序数最大，且最外层只有1个电子，次外层有18个电子，位于第四周期，共有29个电子，推知e为Cu元素；d与c同族，且原子序数比O大比铜小，推知d为S元素。(1)a为H，与N、O、S可形成二元共价化合物，分别为NH3(三角锥形)、H2O(V形)、H2S(V形)，其中呈三角锥形的分子的中心原子的杂化方式为sp3杂化；H与N、O、S形成既含极性共价键，又含非极性共价键的化合物H2O2(H—O—O—H)、N2H4，H—O、H—N为极性键，O—O、N—N为非极性键。(2)这些元素可形成含氧酸HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的酸为H2SO3，SOeq \o\al(2－,3)价层电子对数为3＋eq \f(1,2)×(6＋2－6)＝3＋1＝4。(3)含有H、N、O、S、Cu五种元素的化合物，联系配合物有关知识以及题目所给信息，观察阳离子中心为1个Cu2＋，周围为4个NH3分子和2个H2O分子，得到该化合物的化学式为[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4，加热时，由于H2O和Cu2＋作用力较弱会先失去。答案：(1)sp3　H2O2、N2H4(合理即可)(2)HNO2、HNO3　H2SO3(3)SOeq \o\al(2－,4)　共价键和配位键　H2O　H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱