高考化学热点试题热点17分子结构与性质含解析答案
展开分子结构与性质是高中化学的重要内容,也是每年高考的热点之一,命题侧重结合新科技,新能源等社会热点为背景,该部分主要考点是:
(1)杂化轨道理论和价层电子对互斥模型的应用,杂化类型及解释分子的空间构型;
(2)化学键的判断、σ键或π键数目的计算、配合物等内容;
(3)等电子原理的应用;
(3)极性分子和非极性分子的性质差异;
(4)分子间作用力和氢键对物质性质的影响等。
分子的立体结构和分子之间的作用力也是理解分子结构与性质关系的重要内容,常见题型为选择题和填空题,本部分考查内容的规律性强,命题空间广阔,考查方式会向多方位、多层次发展。
1.分子之间可通过空间结构和作用力协同产生某种选择性,从而实现分子识别。下图是一种分子梭,在链状分子A上有两个不同的识别位点。下列说法错误的是
A.分子B含有醚键,属于冠醚,可以与分子A形成超分子
B.在碱性情况下,环状分子B与带有正电荷的位点1的相互作用较强
C.在分子B上引入某些基团后可携带其他离子,通过识别位点实现离子转运
D.通过加入酸、碱或盐,均能实现分子梭在两个不同状态之间的切换
2.物质的结构决定物质的性质,下列性质差异与结构因素匹配正确的是
A.AB.BC.CD.D
3.价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法错误的是
A.SO2和SO3的VSEPR模型均为平面三角形
B.PCl3、NCl3的空间构型都是三角锥形
C.BF3和NF3均为非极性分子
D.CO2与N的键角相等
4.氟康唑是一种抗真菌药物,用于治疗真菌感染。其结构如图所示,其中五元环中所有原子都在同一个平面上。关于氟康唑的说法正确的是
A.氟康唑分子中所有原子共平面
B.氟康唑分子中有1个手性碳原子
C.氟康唑分子中C原子的杂化方式为sp2、sp3
D.氟康唑分子所有原子都满足8电子稳定结构
5.钴(C)在化学上称为铁系元素,其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂,C2+可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),下列说法错误的是
A.色胺酮分子中所含元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>H>C
B.色胺酮分子中N原子均为sp3杂化
C.色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D.X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子,CH3OH是通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合
6.硫代碳酸钠(Na2CS3)可用于处理工业废水中的重金属离子,可通过如下反应制备:。下列说法正确的是
A.NaHS中仅存在离子键B.CS2的空间构型为直线形
C.中C原子为sp3杂化D.H2S的电子式为
7.检验微量砷的原理为。常温下为无色气体。下列说法正确的是
A.As的基态核外电子排布式为B.的空间构型为平面三角形
C.固态属于共价晶体D.既含离子键又含共价键
8.(俗称铵铁蓝)是一种蓝色的无机颜料。下列有关该物质的说法错误的是
A.电负性:
B.铵铁蓝中铁元素有两种化合价
C.中的键角比中的的键角大
D.铵铁蓝中的配体是,该配体中键与键的数目之比是
9.下列说法中错误的是
A.根据水的沸点高于氟化氢,推断分子间氢键数目:
B.根据推电子基团种类不同,推断酸性:
C.根据核外电子数不同,推断核外电子空间运动状态种类:
D.根据中心原子电负性不同,推断键角:
10.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。有关的说法错误的是
A.是非极性分子B.键角并不都等于
C.S和F之间共用电子对偏向FD.中心原子S采取杂化
性质差异
结构因素
A
溶解度(20℃):Na2CO3(29g)大于NaHCO3(9g)
阴离子电荷数
B
酸性:CH3COOH>C2H5OH
羟基的极性
C
键角:CH4()大于NH3()
中心原子的杂化方式
D
熔点:低于
晶体类型
参考答案:
1.D
【分析】由题可知,在酸性条件下,A分子中位点2的烷胺基结合H+而带正电荷,与环状分子B的作用力增强;在碱性条件下,环状分子B与带有正电荷的位点1的相互作用较强。因此,通过加入酸或碱,可以实现分子梭在两个不同状态之间的切换。
【详解】A.分子B含有醚键,根据B的结构可知B属于冠醚,可以与分子A形成超分子,A正确;
B.根据分析,在碱性条件下,环状分子B与带有正电荷的位点1的相互作用较强,B正确;
C.B属于冠醚,在分子B上引入某些基团后可携带其他离子,通过识别位点实现离子转运,C正确;
D.根据分析,通过加入酸、碱,能实现分子梭在两个不同状态之间的切换,加入盐不一定能使实现分子梭在两个不同状态之间的切换,D错误;
故选D。
2.B
【详解】A.碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中间存在氢键,与阴离子电荷数无关,A不正确;
B.乙酸中羟基与羰基相连,乙醇中羟基与乙基相连,羰基的吸电子能力强于乙基,因此乙酸中的羟基极性更强,更易电离,B正确;
C.甲烷和氨气的中心原子的杂化方式均为sp3,其键角差异是:氨气的中心原子N原子上有孤电子对,根据价层电子对互斥理论,孤电子对与σ键的斥力大于σ键之间的斥力,因此氨气的键角略小于109.5°,C不正确;
D.与NaBF4均为离子化合物,判断离子化合物的熔点高低通常用晶格能,晶格能与离子的电荷、离子的半径和离子的电子层结构有关,离子的电荷越高,半径越小,晶格能越大,熔点越高,与NaBF4离子电荷相同,但的阳离子半径大于Na+,因此晶格能小,熔点低,D不正确;
故选B。
3.C
【详解】A.SO2和SO3中硫原子的价层电子对数均为3,则SO2和SO3的VSEPR模型均为平面三角形,A正确;
B.PCl3、NCl3中心原子孤电子对数都是=×(5−3×1)=1,价层电子对数为4,所以PCl3、NH3均为三角锥形,B正确;
C.BF3中心原子B原子孤电子对数=×(3−3×1)=0,价层电子对数为3,是平面正三角形结构,为非极性分子,NF3中心原子孤电子对数都是=×(5−3×1)=1,为三角锥形结构,为极性分子,C错误;
D.CO2分子中的中心C原子价层电子对数是2+=2,故C原子采用sp杂化,分子呈直线形,键角是180°,N3−与CO2互为等电子体,N3−也呈直线形,键角是180°,即CO2与N3−的键角相等,D正确。
答案选C。
4.C
【详解】A.氟康唑分子中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,A错误;
B.氟康唑分子中不存在手性碳原子,B错误;
C.氟康唑分子中环上的C原子的杂化方式为sp2,饱和碳原子是sp3,C正确;
D.氟康唑分子氢原子满足2电子稳定结构,D错误;
答案选C。
5.B
【详解】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于O,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C,氢原子的原子半径小,核外电子受到原子核的引力大于碳原子,失去1个电子消耗的能量大于碳,第一电离能大于大于碳,则元素第一电离能由大到小的顺序为N>O>H>C,故A正确;
B.由结构简式可知,色胺酮分子中形成双键的氮原子的杂化方式为sp2杂化,故B错误;
C.由结构简式可知,色胺酮钴配合物中钴离子与2个氮原子和2个氧原子形成配位键,的配位数为4,故C正确;
D.甲醇分子中的羟基可以形成氢键,则X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个甲醇分子说明甲醇通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合,故D正确;
故选B。
6.B
【详解】A.NaHS是酸式盐,其中存在离子键和共价键,A错误;
B.CS2分子结构与CO2相似,C原子与2个S原子形成2个C=S共价键,三个原子在同一直线上,其空间构型为直线形,B正确;
C.中C原子的价层电子对数是3+=3,故C原子为sp2杂化,C错误;
D.S原子最外层有6个电子,S原子与2个H原子形成2对共用电子对,使分子中各个原子都达到稳定结构,故H2S的电子式为,D错误;
故合理选项是B。
7.B
【详解】A.As的基态核外电子排布式为,A错误;
B.的中心原子N的价层电子对数为3,没有孤电子对,中心原子N的杂化类型为sp2,空间构型为平面三角形,B正确;
C.固态属于分子晶体,C错误;
D.只含共价键,D错误;
故选B。
8.D
【详解】A.同周期从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,则电负性:,故A正确;
B.由化合物中正、负化合价的代数和为0可知,铵铁蓝中铁元素有和两种化合价,故B正确;
C.根据价层电子对互斥理论可知,的空间结构为正四面体形, 的空间结构为三角锥形,中的键角比中的的键角大,故C正确;
D.中C和N之间是三键,与氮气互为等电子体,1个中有1个键和2个键,则该配体中键与键的数目之比是,故D错误。
综上所述,答案为D。
9.C
【详解】A.水分子之间和HF分子之间都存在氢键,水常温下为液体,HF常温下为气体,则分子间氢键数目:,A正确;
B.乙基的推电子能力比甲基大,则正丙酸中的羧基较难电离出氢离子,其酸性较弱,B正确;
C. S的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,两者的核外电子空间运动状态种类都为1+1+3+1+3=9,C错误;
D.N的电负性大于P,则N—H键中的共用电子对都更加偏向于N原子,相互之间斥力较大,键角大,D正确;
故选C。
10.D
【详解】A.结构对称、正负电荷重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、正负电荷重心重合,所以为非极性分子,故A正确;
B.SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子,确切地说角FSF可以是90度,但也有处于对角位置的角FSF为180度,故键角∠FSF不都等于90°,故B正确;
C.由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,故C正确;
D.中心原子S的价层电子对数为6,不采取杂化,采取杂化,故D错误;
故选D。
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