高考化学专题复习 跟踪检测（六十三） 分子结构与性质（含解析）

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跟踪检测（六十三） 分子结构与性质
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
解析：选C　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(　　)

解析：选A　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．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为(　　)
A．直线形　sp杂化 B．V形　sp2杂化
C．三角锥形　sp3杂化 D．平面三角形　sp2杂化
解析：选A　氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为＋5和原子组成可知，阴离子为NO、阳离子为NO，NO中N原子形成了2个σ键，孤电子对数目为0，所以立体构型为直线形，杂化类型为sp，故A项正确。
4．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是(　　)
A．N2分子与CO分子中都含有三键
B．CO分子中有一个π键是配位键
C．N2与CO互为等电子体
D．N2与CO的化学性质相同
解析：选D　N2化学性质相对稳定，CO具有比较强的还原性，两者化学性质不同。
5．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＝4
C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝5
解析：选B　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构型为八面体，所以n＝6－2＝4。
6．(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：BCl3Y。③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的立体构型为V形，SO的立体构型为正四面体，H2S的立体构型为V形，NO的立体构型为平面三角形。因此SO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NO可以形成大π键。所以选A、D。④CS2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：Π。(4)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 　③AD　④Π　(4)NH4VO3
15．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的价电子层中的未成对电子有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的价电子层中的未成对电子有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)、，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，SO价层电子对数为3＋×(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)SO　共价键和配位键　H2O　H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱
16．(2020·河南郑州二模)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题：
(1)基态Cu原子的价电子排布式为________。
(2)从原子结构角度分析，第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是：I1(Fe)________I1(Cu)(填“>”“I1(Cu)。(3)①已知吡咯中的氮原子与其相连的原子均在同一平面内且为平面三角形结构，则吡咯分子中N原子的杂化类型为sp2。②根据分子结构可知1 mol吡咯分子中有8 mol单键、2 mol双键，所以所含σ键总数为10NA；吡咯环分子中形成大π键的原子数为5；氮原子中未参与成键的电子为1对，碳碳原子间除了形成σ键外，还有4个碳分别提供1个电子形成π键，共有电子数为6，所以吡咯环中的大π键应表示为Π。③CH4分子间无氢键，沸点最低，而NH3、H2O分子中均含氢键，由于氧原子的电负性大于氮原子，所以H2O分子间氢键较大，水的沸点最高；因此，三种氢化物的沸点由低到高的顺序为CH4