2024届高考化学一轮总复习课时跟踪练17分子结构与性质

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课时跟踪练17一、选择题1．(2022·黄石有色第一中学月考)下列关于C、Si及其化合物结构与性质的论述错误的是(　　)A．键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，因此C2H6稳定性大于Si2H6B．立方形SiC是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体，因此具有很高的硬度C．SiH4中Si的化合价为＋4，CH4中C的化合价为－4，因此SiH4还原性小于CH4D．Si原子间难形成双键而C原子间可以，是因为Si的原子半径大于C，难形成pp π键解析：化合物中键能越大，该物质越稳定，由于键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H，故可判断稳定性：C2H6>Si2H6，A项正确；SiC与金刚石均为共价晶体，二者成键和结构均相似，均具有很高的硬度，B项正确；根据非金属性：C>Si可知，还原性：SiH4>CH4，C项错误；由于原子半径：Si>C，Si原子间难形成pp π键，故决定了Si原子间很难形成双键，D项正确。答案：C2．(2022·长春第二实验中学月考)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是(　　)A．其熔点主要取决于所含化学键的键能B．形成大π键的电子全部由N提供C．分子中B和N的杂化方式相同D．分子中所有原子共平面解析：B3N3H6与苯的结构相似，属于分子晶体，分子晶体的熔点与分子间作用力有关，与化学键的键能无关，A项错误；B3N3H6中形成大π键的电子全部由N提供，B项正确；由于B3N3H6和苯的结构类似，则该分子中B和N均为sp2杂化，C项正确；由于B3N3H6和苯分子结构相似，则B3N3H6分子中12个原子共面，D项正确。答案：A3.(2022·石家庄二中月考)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是(　　)A．是非极性分子B．键角∠FSF都等于90°C．S与F之间共用电子对偏向SD．S原子满足8电子稳定结构解析：结构对称、正负电荷中心重合的分子为非极性分子，SF6分子呈正八面体结构，S原子位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷中心重合，所以为非极性分子，A项正确；SF6是结构对称、正负电荷中心重合的分子，故键角∠FSF不都等于90°，B项错误；由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C项错误；中心原子价电子数＋化合价的绝对值＝8时，该分子中所有原子都达到8电子稳定结构，但氢化物除外，该化合物中S原子价电子数＋|化合价|＝6＋6＝12，则S原子不是8电子稳定结构，D项错误。答案：A4．(2022·怀仁县大地学校月考)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是(　　)A．CH3OH为极性分子B．N2H4空间结构为平面形C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同解析：甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，A项正确；N2H4中N原子的杂化方式为sp3，不是平面形结构，B项错误；N2H4分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而(CH3)2NNH2分子只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，影响了分子的排列，沸点比N2H4的低，C项正确；CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均为sp3，D项正确。答案：B5．(2022·随州曾都二中月考)下列有关N、P及其化合物的说法错误的是(　　)A．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大B．N与N的π键比P与P的强，可推断N≡N的稳定性比P≡P的高C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低解析：P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大，因此PCl3分子的极性比NCl3分子的极性大，A项错误；N与N的π键比P与P的强，故N≡N的稳定性比P≡P的高，B项正确；N的电负性比P大，NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近，NH3中成键电子对间的斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，C项正确；相对分子质量：HNO3<H3PO4，因此HNO3的分子间作用力比H3PO4的小，从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低，D项正确。答案：A6．(2022·苏州实验中学月考)利用超分子可分离C60和C70。将C60、C70混合物加入一种空腔大小适配C60的“杯酚”中进行分离的流程如图。下列说法错误的是(　　)A．第一电离能：C<OB．“杯酚”分子中存在大π键C．“杯酚”与C60形成氢键D．C60与金刚石晶体类型不同解析：同周期从左到右，元素的第一电离能总体上呈增大趋势，所以第一电离能：C<O，A项正确；“杯酚”分子中含有苯环结构，存在大π键，B项正确；氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力，所以“杯酚”与C60不能形成氢键，C项错误；金刚石是共价晶体，C60是分子晶体，二者晶体类型不同，D项正确。答案：C7．(2022·兰州一中月考)根据杂化轨道理论和价电子对互斥理论模型判断，下列分子或离子的中心原子杂化方式及空间构型正确的是(　　)选项分子或离子　中心原子杂化方式价电子对互斥理论模型分子或离子的空间构型AH2Osp直线形直线形BBBr3sp2平面三角形三角锥形CPCl3sp2四面体形平面三角形DCOsp2平面三角形平面三角形解析：H2O中心原子O原子成2个σ键、含有孤电子对数为＝2，则杂化轨道数为4，采取sp3杂化，价电子对互斥理论模型为正四面体，而分子的空间结构为V形，故A项错误；BBr3中心原子B原子成3个σ键、含有孤电子对数为＝0，则杂化轨道数为3，采取sp2杂化，价电子对互斥理论模型为平面三角形，而分子的空间结构为平面三角形，故B项错误；PCl3中心原子P原子成3个σ键、含有孤电子对数为＝1，则杂化轨道数为4，采取sp3杂化，价电子对互斥理论模型为正四面体，而分子的空间结构为三角锥形，故C项错误；CO中心原子O原子成3个σ键、含有孤电子对数为＝0，则杂化轨道数为3，采取sp2杂化，价电子对互斥理论模型为平面三角形，而离子的空间结构为平面三角形，故D项正确。答案：D8．(2022·正中实验中学月考)已知N—N、N===N、N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90，而C—C、C===C、C≡C的键能之比为1.00∶1.17∶2.34。下列叙述不正确的是(　　)A．乙烯分子中σ键、π键的电子云形状对称性不同B．乙炔分子中π键重叠程度比σ键小，易发生加成反应C．氮分子中的N≡N非常牢固，不易发生加成反应D．氮气和乙炔都易在空气中点燃燃烧解析：σ键的电子云形状呈轴对称，π键的电子云形状呈镜面对称，A项正确。由题意知，N≡N的键能大于N—N的键能的三倍，N===N的键能大于N—N的键能的两倍；而C≡C的键能小于C—C的键能的三倍，C===C的键能小于C—C的键能的两倍。由键能知，乙炔分子和乙烯分子中的π键不牢固，易发生加成反应，也易发生氧化反应；而氮分子中的N≡N非常牢固，化学性质稳定，不易发生加成反应及氧化反应，B、C项正确，D项错误。答案：D9.(2022·确山县第一高级中学月考)普伐他汀是一种调节血脂的药物，其结构如图所示。下列有关该有机物的说法正确的是(　　)A．其熔点主要取决于所含化学键的键能B．分子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3杂化C．分子中存在的化学键有σ键、π键和氢键D．分子中所含元素的基态原子的第一电离能大小顺序为C>O>H解析：普伐他汀是有机物，其晶体属于分子晶体，其熔点取决于分子间作用力，与化学键的键能无关，故A项错误；分子中碳原子的成键方式有单键和双键，全部是单键的碳原子采用的是sp3杂化，成碳碳双键或碳氧双键的碳原子采取的是sp2杂化，故B项正确；氢键不属于化学键，故C项错误；同周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，分子中所含元素的基态原子的第一电离能大小顺序为O>H>C，故D项错误。答案：B10.(2022·临沂第三十九中学月考)一种由短周期主族元素组成的化合物(如图所示)，具有良好的储氢性能，其中元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且总和为24，下列叙述错误的是(　　)A．该化合物中，W、X、Y之间均为共价键B．X的氟化物XF3中心原子的杂化方式为sp3杂化C．X在周期表中的位置为第二周期第ⅢA族，且电负性X<YD．Z＋核外电子空间运动状态有5种解析：元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且总和为24，结合化合物的结构分析，W为H元素，X为B元素，Y为C元素，Z为Na元素。在化合物中，H、B、N之间形成共价键，故A项正确；BF3的中心原子是B，其价层电子对是3＋(3－3×1)＝3，所以中心原子的杂化方式为sp2杂化，故B项错误；B有2个电子层，且最外层电子数为3，所以在周期表中的位置为第二周期第ⅢA族，同周期从左向右，元素的电负性逐渐增强，所以B<N，故C项正确；Na＋的核外电子排布式是1s22s22p6，共有5个运动轨道，就有5种空间运动状态，故D项正确。答案：B二、非选择题11．(2022·黄石有色第一中学月考)(1)非金属氟化物在生产、生活和科研中应用广泛。①OF2分子的空间结构为________；OF2的熔、沸点________(填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为________，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是________(填字母)。A．sp   B．sp2C．sp3 D．sp3d(2)很多含巯基(—SH)的有机化合物是重金属元素汞的解毒剂。例如，解毒剂化合物Ⅰ可与氧化汞生成化合物Ⅱ。①H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为__________________________。②化合物Ⅲ也是一种汞解毒剂。化合物Ⅳ是一种强酸。下列说法正确的有________(填字母)。A．在Ⅰ中S原子采取sp3杂化B．在Ⅱ中S元素的电负性最大C．在Ⅲ中C—C—C键角是180°D．在Ⅲ中存在离子键与共价键E．在Ⅳ中硫氧键的键能均相等③汞解毒剂的水溶性好，有利于体内重金属元素汞的解毒。化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比，水溶性较好的是________________。(3)硅和卤素单质反应可以得到SiX4。SiX4的熔、沸点如下表。物质SiF4SiCl4SiBr4SiI4熔点/K183.0203.2278.6393.7沸点/K187.2330.8427.2560.7①0 ℃时，SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4呈液态的是______(填化学式)，沸点依次升高的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________，气态SiX4分子的空间结构是________________。②SiCl4与N甲基咪唑()反应可以得到M2＋(其结构如图所示)：N甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为________，H、C、N的电负性由大到小的顺序为________，1个M2＋中含有________个σ键。解析：(1)①OF2的中心原子O的价层电子对数为2＋＝4，含有2个孤电子对，则OF2分子的空间结构是V形；OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，范德华力大，故Cl2O的熔、沸点高。②XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为2＋＝5，其中心原子的杂化方式应为sp3d。(2)①H2O分子间能形成氢键，H2S、CH4分子间均不存在氢键，H2O的沸点大于H2S、CH4；随着相对分子质量增大，氢化物的沸点逐渐增大，则沸点：H2S>CH4，所以三者的沸点由高到低的顺序为H2O>H2S>CH4。②化合物Ⅰ中S原子价层电子对数均为4，采用sp3杂化，A项正确；化合物Ⅱ中含C、H、O、S、Hg五种元素，其中非金属性最强的是O元素，故化合物Ⅱ中O元素的电负性最大，B项错误；化合物Ⅲ中C原子价层电子对数均为4，采用sp3杂化，C—C—C的键角约为109°28′，C项错误；化合物Ⅲ为有机钠盐，故Ⅲ中存在离子键和共价键，D项正确；化合物Ⅳ中的S===O和S—O是两种不同的化学键，二者键能不相等，E项错误。③化合物Ⅰ与化合物Ⅲ相比，化合物Ⅰ中有—OH，而化合物Ⅲ中有—SO3Na，—OH的亲水性没有—SO3Na强，故水溶性较好的是化合物Ⅲ。(3)①0 ℃≈273 K，由题表中的数据可知，只有SiCl4的熔点低于273 K，沸点高于273 K，则SiCl4在0 ℃时为液态。SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增大，沸点依次升高。SiX4的中心原子Si的价层电子对数＝4＋×(4－1×4)＝4，无孤电子对，则空间结构为正四面体形。②中甲基碳原子为饱和碳原子，是sp3杂化，碳碳双键中的碳原子为sp2杂化。同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，且H的电负性比C小，故电负性由大到小的顺序是N>C>H。中1个基团有1个N—Si、4个N—C、1个N===C、1个C===C、6个C—H，共有13个σ键，则4个基团含有13×4＝52(个)σ键，另外还含有2个Si—Cl，故1个中含有54个σ键。答案：(1)①V形　低于　OF2和Cl2O都是分子晶体，结构相似，Cl2O的相对分子质量大，范德华力大，故Cl2O的熔、沸点高　②5　D(2)①H2O>H2S>CH4　②AD　③Ⅲ(3)①SiCl4　SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，范德华力依次增大　正四面体形　②sp2、sp3　N>C>H　5412．(2022·石家庄二中月考)已知：X、Y和Z三种元素的原子序数之和为42，基态X原子的4p轨道上有3个未成对电子，基态Y原子的2p轨道上有2个未成对电子，X与Y可形成化合物X2Y3，Z元素可形成－1价离子。回答下列问题：(1)X的元素符号为________。(2)Y原子的L层电子的电子排布图为_______________________________________。(3)X、Y、Z三种元素之间可形成多种化合物。①化合物Z2Y的沸点________(填“高于”“低于”或“等于”)XZ3，原因是________________________________________________________________________。②化合物XZ3的空间构型为__________。③X、Y、Z三种元素可形成化合物Z3XY4，该化合物在水溶液中呈酸性，则该物质为__________(填“强酸”或“弱酸”)，属于__________(填“一元”“二元”或“三元”)酸，Z3XY4分子中σ键与π键的数目之比为__________。(4)法医在鉴定X2Y3中毒时，常用马氏法。取试样(含X2Y3)与锌、盐酸混合，反应生成氯化锌、水和XZ3，然后将生成的XZ3气体导入玻璃管中隔绝空气加热，如果试样中含有X的化合物，那么生成的XZ3在管内受热分解生成亮黑色的单质X，称为“X镜”。写出X2Y3与锌、盐酸反应的化学方程式：______________________________________________________________________________________________________________________。解析：已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，基态X元素原子的4p轨道上有3个未成对电子，基态X元素原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，处于第四周期第ⅤA族，故X为As元素；Y元素原子的最外层2p轨道上有2个未成对电子，Y的2p轨道上有2个电子或4个电子，所以Y为碳元素或氧元素，X跟Y可形成化合物X2Y3，故Y为O元素；X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于42，则Z的质子数为42－33－8＝1，则Z为H元素，氢原子可以形成正一价离子，符合题意。(1)由上述分析可知，X为As元素。(2)Y元素为O元素，原子序数为8，核内8个质子，核外8个电子，其电子排布式为1s22s22p4，L层电子的电子排布图为。(3)①X为As元素，Y为O元素，Z为H元素，则Z2Y为H2O，XZ3为AsH3，H2O和AsH3均为分子晶体，H2O分子之间存在氢键和分子间作用力，而AsH3只存在分子间作用力，故H2O的沸点高于AsH3的沸点。②化合物XZ3为AsH3，AsH3中As原子的价层电子对数＝3＋＝3＋1＝4，As原子采取sp3杂化且有一对孤电子对，由VSEPR理论可知，其空间构型为四面体，AsH3的空间构型为三角锥形。③化合物Z3XY4为H3AsO4，根据N、P、As属于同主族元素，从上往下，非金属性减弱，最高价氧化物对应水化物酸性减弱，酸性HNO3＞H3PO4＞H3AsO4，由HNO3为强酸，H3PO4为中强酸知，H3AsO4为弱酸；由H3AsO4的结构式可知，该结构中有3个羟基，为三元酸；且单键全是σ键，双键中有一根σ键和一根π键，即H3AsO4中σ键与π键的数目之比为7∶1。(4)X为As元素，Y为O元素，化合物X2Y3为As2O3，与锌、盐酸混合，发生氧化还原反应生成氯化锌、水和AsH3，其化学方程式为As2O3＋12HCl＋6Zn===6ZnCl2＋2AsH3↑＋3H2O。答案：(1)As　 (3)①高于　H2O和AsH3均为分子晶体，H2O分子之间存在氢键和分子间作用力，而AsH3只存在分子间作用力，故H2O的沸点高于AsH3的沸点　②三角锥形　③弱酸　三元　7∶1　(4)As2O3＋12HCl＋6Zn===6ZnCl2＋2AsH3↑＋3H2O