新高考化学二轮复习学案第3部分 考前特训 特色练5　原子、分子的结构与性质（含解析）

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特色练5　原子、分子的结构与性质1．2022年北京冬奥会已经成功落下帷幕，它的成功举办离不开各种科技力量的支撑。下列说法正确的是(　　)A．跨临界直接制冰使用的CO2分子中含有非极性键B．滑冰场上的冰中水分子的稳定性低于甲烷C．颁奖礼服内胆中添加了石墨烯(结构如图)，其中C原子的杂化方式是sp3杂化D．闭幕式中，鸟巢上空绽放的璀璨焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关答案　D解析　CO2是由极性键构成的非极性分子，A错误；O的非金属性大于C，所以对应简单氢化物水的稳定性也高于甲烷，B错误；根据图示结构可知，石墨烯中C原子的杂化方式为sp2杂化，C错误；焰火属于焰色试验，是原子核外电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时主要以光能的形式释放能量的过程，D正确。2．已知NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4。下列说法正确的是(　　)A．该配合物中阴离子为平面正方形B．该配合物的配体为NO，配位数为1C．Fe2＋的价层电子排布式为3d54s1，易被氧化为Fe3＋D．H2O的VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形答案　D解析　该配合物的阴离子为SO，SO中S原子价层电子对数为4＋＝4且不含孤电子对，所以该离子为正四面体形，A错误；[Fe(NO)(H2O)5]SO4中的配体为NO、H2O，所以该配离子中配位数为6，B错误；Fe2＋的价层电子排布式为3d6，易失去电子被氧化为Fe3＋，C错误；水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，则分子的VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，D正确。3．100多年来，人类首次合成了甲二醇，它的化学式为CH2(OH)2，这种有机分子是形成气溶胶和大气臭氧层反应的关键中间物。关于甲二醇的说法错误的是(　　)A．甲二醇分子中有3个sp3杂化的原子B．甲二醇是非极性分子C．甲二醇的沸点高于甲醇D．相同物质的量的甲二醇和甲醇完全燃烧，甲二醇的耗氧量低答案　B解析　甲二醇分子中，C、O均为sp3杂化，故分子中有3个sp3杂化的原子，A正确；甲二醇分子中原子的正负电荷中心不重合，是极性分子，B错误；相比于甲醇(CH3OH)，甲二醇可形成2个分子间氢键，沸点更高，C正确；相同物质的量的甲二醇和甲醇完全燃烧，假设物质的量均为1 mol，甲二醇的耗氧量为1 mol，甲醇的耗氧量为1.5 mol，故甲二醇的耗氧量低，D正确。4．离子液体常被用作电化学研究的电解质、有机合成的溶剂和催化剂。如图是离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的结构简式。下列说法正确的是(　　)A．该物质含有的化学键类型是共价键B．PF的空间结构为三角双锥形C．该物质中N有2种杂化轨道类型D．离子液体的沸点较低，容易挥发答案　C解析　该物质属于盐，含有的化学键类型是离子键、共价键，A错误；PF中中心原子的价层电子对数为＋6＝6，不含有孤电子对，则空间结构为正八面体形，B错误；该物质中N原子一个形成双键，一个全部为单键，因此有sp2、sp3两种杂化轨道类型，C正确；该离子液体为离子化合物，属于离子晶体，熔、沸点较高，不易挥发，D错误。5．物质结构决定物质的性质。下列说法错误的是(　　)A．由于钙离子半径大于镁离子半径，可推测碳酸钙的分解温度高于碳酸镁B．由于氢键的存在，可推测邻羟基苯甲醛沸点高于对羟基苯甲醛C．由于N的电负性小于F，可推测NH3具有碱性(可与H＋结合)而NF3没有碱性D．由于孤电子对排斥作用较大，可推测单个水分子中∠H—O—H小于[Ti(H2O)6]2＋中∠H—O—H答案　B解析　MgCO3和CaCO3都为离子晶体，Mg2＋与Ca2＋所带电荷相等，由于Mg2＋半径小于Ca2＋半径，所以MgO的离子键强于CaO，所以Mg2＋比Ca2＋更易与碳酸根离子中的氧离子结合，使碳酸根离子分解为CO2，A正确；两者均能形成氢键，只是氢键的种类不同，邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛只形成分子间氢键，由于分子内氢键使物质的熔、沸点降低，分子间氢键使物质的熔、沸点升高，故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点，B错误；NH3具有碱性(可与H＋结合)而NF3没有碱性，原因是NF3中F元素电负性强，使得N原子呈正电性(δ＋)，难与H＋结合，C正确；单个水分子中，O的2个孤电子对排斥O—H，使得∠H—O—H变小，而在[Ti(H2O)6]2＋中，O的孤电子对和Ti2＋的空轨道配位，减弱了O的孤电子对对O—H的排斥作用，因此[Ti(H2O)6]2＋中∠H—O—H大于单个水分子中∠H—O—H，D正确。6．下列关于O、S及其化合物的说法错误的是(　　)A．O的电负性比S的大，可推断H2O分子的极性比H2S的极性大B．电子云重叠程度O—H比S—H的大，可推断O—H比S—H更稳定C．H2O的相对分子质量比H2S的小，可推断H2O的沸点比H2S的低D．H2O的成键电子对排斥力大，可推测H2O的键角比H2S的大答案　C解析　H2O和H2S的结构一样，O的电负性比S的大，可推断H2O分子的极性比H2S的极性大，A正确；O原子半径小于S，O—H电子云重叠程度比S—H的大，O—H键长更短、键能更大，可推断O—H比S—H更稳定，B正确；H2O分子间存在范德华力和氢键，H2S分子间只有范德华力，可推断H2O的沸点比H2S的高，C错误；H2O和H2S中心原子中所含孤电子对数均为2，O的原子半径小于S，H2O的成键电子对间的排斥力大于H2S，可推断H2O键角比H2S的大，D正确。7．下列说法正确的是(　　)A．HCl和Cl2分子中均含有s-p σ键B．甲醛(HCHO)中H—C—H的键角小于光气(COCl2)中Cl—C—Cl的键角；NF3键角大于NH3键角C．NH4Cl中阳离子的键角大于NH3的键角D．酸性：HCOOH>CH3COOH>CHCl2COOH>CCl3COOH答案　C解析　HCl中H的1s电子与Cl的3p电子形成共价键，为s-p σ键，但Cl2分子中只有Cl—Cl共价键，Cl的3p电子之间形成共用电子对，为p-p σ键，A错误；两分子中碳原子均为sp2杂化，分子结构均为平面三角形，电负性：Cl>C>H，光气中C—Cl中共用电子对偏离C原子，而C—H中共用电子对偏向C原子，甲醛分子中形成C—H的共用电子对之间的排斥力大于光气分子中形成C—Cl的共用电子对之间的排斥力，故键角：∠H—C—H>∠Cl—C—Cl，F的电负性强于H，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更远，成键电子对之间排斥力更小，致使NF3的键角小于NH3，B错误；羧基连接的氢原子和甲基相比，甲基是斥电子基会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，酸性：HCOOH>CH3COOH；Cl的非金属性较强，吸引电子对的能力强，Cl原子为吸电子基，使得羟基O—H极性增强，易电离出H＋，则酸性：CH3COOH<CHCl2COOH<CCl3COOH，D错误。8．下列关于卤素及其化合物的说法错误的是(　　)A．I的空间结构为直线形B．顺-1,2-二氯乙烯分子的极性大于反-1,2-二氯乙烯C．HClO4、HClO3、HClO2、HClO酸性依次减小的主要原因是中心原子的正电性依次减小D．固态PCl5中含有[PCl4]＋[PCl6]－，而PBr5中含有[PBr4]＋Br－，存在差异的原因是Br－的半径较大答案　A解析　I的中心原子周围σ键电子对数为2，孤电子对数为×(7－1－2×1)＝2，根据价层电子对互斥模型知，该微粒中心原子采取sp3杂化，所以其空间结构为V形，A错误；顺-1,2-二氯乙烯是极性分子，反-1,2-二氯乙烯是非极性分子，B正确；从HClO到HClO4，Cl的氧化性增强，同时半径减小，所以与O原子的结合能力增强，将O原子的电子云拉向Cl原子的程度增加，这就导致了O与H的结合力减弱，从HClO到HClO4酸性增强，C正确；Br－半径较Cl－大，所以P周围可以容纳6个Cl－形成[PCl6]－，而无法容纳6个Br－形成[PBr6]－，D正确。9．下列有关物质结构与性质的说法正确的是(　　)A．碳正离子CH呈平面三角形B．Mn是第四周期未成对电子数最多的元素C．物质的熔、沸点：MgO>C(金刚石)>O2D．冰分子中的化学键即氢键可以表示为O—H…O答案　A解析　CH中C的价层电子对数为3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，故A正确；第四周期未成对电子数最多的元素的基态原子电子排布式为[Ar]3d54s1，是Cr元素，故B错误；金刚石为共价晶体，MgO为离子晶体，氧气为分子晶体，一般熔、沸点高低顺序是共价晶体＞离子晶体＞分子晶体，即C(金刚石)＞MgO＞O2，故C错误；氢键不是化学键，故D错误。10．“液态阳光”由中国科学院液态阳光研究组命名，指的是利用太阳能、风能等可再生能源分解水制氢，再将空气中的CO2加氢制成CH3OH等液体燃料。该过程零污染、零排放，并且可形成循环，是迄今为止人类制备CH3OH最清洁环保的方式之一，下列说法错误的是(　　)A．即使使用高效催化剂，改变反应历程，CO2和H2O合成CH3OH和O2也为吸热反应B．SiO2的熔点比CO2的高，原因是SiO2的分子间作用力更大C．CO2是直线形分子D．甲醇的沸点介于水和甲硫醇(CH3SH)之间答案　B解析　改变反应历程不能改变反应的焓变，所以加入催化剂，CO2和H2O合成CH3OH和O2也为吸热反应，A项正确；SiO2为共价晶体，CO2为分子晶体，两者晶体类型不同，SiO2的熔点比CO2的高，B项错误；CO2的结构式为O==C==O，为直线形分子，C项正确；甲醇分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，而水和甲醇分子数目相等时含有的氢键数目水比甲醇多，因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间，D项正确。11．尿素[CO(NH2)2]可用于制有机铁肥，主要代表物有三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)，化学式为[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3。下列说法错误的是(　　)A．电负性：O>N>C>HB．基态Fe3＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5C．NO与尿素分子中的N原子杂化方式相同D．C、N原子中电子占据能量最高的轨道形状相同答案　C解析　一般来说非金属性越强，电负性越大，四种元素的电负性大小顺序是O＞N＞C＞H，故A正确；基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，基态Fe3＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，故B正确；NO中N原子有3个σ键，无孤电子对，N原子杂化类型为sp2，尿素中N原子杂化类型为sp3，故C错误；C、N原子中电子占据能量最高的能级均为2p，电子云形状均为哑铃形，故D正确。12．实验室中利用CoCl2制取配合物[Co(NH3)6]Cl3的反应为2CoCl2＋10NH3＋2NH4Cl＋H2O2===2[Co(NH3)6]Cl3＋2H2O。下列叙述正确的是(　　)A．Co2＋的价层电子轨道表示式为B．1 mol [Co(NH3)6]3＋中含σ键为18 molC．H2O2中氧原子采取sp3杂化D．氨分子间存在氢键，因而NH3易溶于水答案　C解析　Co原子核外有27个电子，基态Co原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，Co2＋的价层电子排布式为3d7，价层电子轨道表示式为，A项错误；1个[Co(NH3)6]3＋中1个Co3＋与6个N原子形成6个配位键，配位键属于σ键，每个NH3中含3个N—H σ键，1 mol [Co(NH3)6]3＋中含有(6＋6×3) mol＝24 mol σ键，B项错误；H2O2的结构式为H—O—O—H，每个O形成2个σ键，每个O还有2个孤电子对，即O原子的价层电子对数为4，O原子采取sp3杂化，C项正确；NH3易溶于水是由于NH3与H2O分子间存在氢键，NH3分子和H2O分子都是极性分子，NH3能与H2O反应，不是由于氨分子间存在氢键，D项错误。13．燃煤燃烧过程中易产生CO2、SO2气体，下列关于CO2、SO2说法正确的是(　　)A．均为含有极性键的极性分子B．空间结构相同C．CO2分子中键角大于SO2D．C与S杂化类型相同答案　C解析　CO2与SO2均含极性键，SO2分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子，CO2分子中正负电荷中心重合，属于非极性分子，A项错误；CO2分子为直线形结构，其分子键角为180°，SO2分子为V形结构，CO2分子中键角大于SO2，B项错误、C项正确；CO2分子的中心原子C原子采取sp杂化，SO2分子的中心原子S原子采取sp2杂化，C与S杂化类型不相同，D项错误。14．石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源和生物医学等方面具有广阔的应用前景，石墨烯可采用化学方法制备，如以六氯苯、六溴苯为原料可制备石墨烯。下表是六氯苯、六溴苯、苯六酸的熔点和水溶性：物质六氯苯六溴苯苯六酸熔点/℃231325287水溶性不溶不溶易溶 下列说法正确的是(　　)A．苯六酸所含元素的电负性：C>O>HB．从结构上看，六氯苯、六溴苯和苯六酸均为极性分子C．六氯苯、六溴苯和苯六酸分子中C的杂化方式均为sp2杂化D．苯六酸与六氯苯、六溴苯的水溶性存在明显的差异是因为其分子结构庞大答案　C解析　一般来说，非金属性越强，电负性越强，所以电负性：O＞C＞H，A错误；六氯苯、六溴苯结构高度对称，正负电荷中心重合，为非极性分子，B错误；六氯苯、六溴苯中C原子均位于苯环上，为sp2杂化，苯六酸中苯环上的碳和碳氧双键中的碳也为sp2杂化，C正确；苯六酸与六氯苯、六溴苯的水溶性存在明显的差异是因为苯六酸中含有羧基，可以和水分子形成分子间氢键，D错误。