高三年级化学一轮复习同步训练选修三分子的性质.docx
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高三年级化学一轮复习同步训练选修三分子的性质
2019年高三年级化学一轮复习同步训练(选修三)
第二章第三节分子的性质
一、单选题
1.下列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子的是( )
A.CS2B.CH4C.CH3CH2ClD.CH≡CH
2.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.H2O是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
B.氯化钠易溶于水是因为形成了氢键
C.氨易液化与氨分子间存在氢键无关
D.甲硫醇(CH3SH)比甲醇的熔点低的原因是甲醇分子间易形成氢键
3.下列各组微粒的空间构型相同的是( )
①NH3和H2O ②NH4+和H3O+ ③NH3和H3O+ ④O3和SO2⑤CO2和BeCl2 ⑥SiO44-和SO42- ⑦BF3和Al2Cl6.
A.全部B.除④⑥⑦以外C.③④⑤⑥D.②⑤⑥
4.比较下列各组物质的沸点 ①乙醇>丙烷 ②正丁烷>异丁烷 ③1-丁烯>1-庚烯,其中正确的是( )
A.①②B.①③C.②③D.①②③
5.下列变化或事实与范德华力无关的是( )
A.气体物质加压或降温时能凝结或凝固
B.碘溶于四氯化碳
C.氟、氯、溴、碘单质的熔沸点依次升高
D.食盐熔化
6.某同学在所收到的信封上发现有收藏价值的邮票,便将邮票剪下来浸入水中,以去掉邮票背面的黏合剂.根据“相似相溶”原理,该黏合剂的成分可能是( )
A.
B.
C.
D.
7.关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是( )
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2 和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,所以在四种物质中熔沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性
8.S2Cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂,常温下S2Cl2是一种橙黄色的液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体,其结构与H2O2类似.下列说法错误的是( )
A.S2Cl2分子中的两个S原子均是sp3杂化
B.S2Cl2与H2O反应的化学方程式可能为:
2S2Cl2+2H2O=SO2↑+3S↓+4HCl
C.S2Br2与S2Cl2结构相似,熔沸点S2Br2>S2Cl2
D.S2Cl2分子中的S为+1价,是含有极性键和非极性键的非极性分子
9.下列说法正确的是( )
A.Zn2+的4s轨道和4p轨道可以形成sp3杂化轨道,那么[ZnCl4]的空间构型为正四面体形
B.NaOH中既有离子键又有共价键和配位键
C.电解饱和食盐水的实验中阳极产生NaOH
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供孤对电子对,NH3提供空轨道
10.氮元素可形成卤化物,叠氮化物及配合物等许多化合物.下列说法不正确的是( )
A.NF3分子的空间构型为三角锥形
B.叠氮酸(HN3)是一种弱酸,可部分电离出H+和N3-,则N2O与N3-互为等电子体
C.叠氮化物与Co3+等形成配合物,如:
[Co(N3)(NH3)5]SO4,则其中钴的配位数为8
D.NaN3与KN3的结构类似,则NaN3的晶格能大于KN3的晶格能
二、填空题
11.图一是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体.
(1)请写出图中d单质对应元素原子的电子排布式______.
(2)单质a、f对应的元素以原子个数比1:
1形成的分子(相同条件下对H2的相对密度为13)中含______个δ键和______个π键.
(3)a与b的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为______;将X溶于水后的溶液滴入到AgNO3溶液中至过量,得到络离子的化学式为______,其中X与Ag+之间以______键结合.
(4)图二是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构:
请简要说明该物质易溶于水的两个数原因______.
12.
氟是电负性最大的非金属元素,又因其半径较小,极易和金属元素反应,并将它们氧化到最高价态,生成MnF7、VF5、CaF2等.氟还可以和氧形成一系列的氟化物,如OF2、O2F2、O4F2等.请回答下列问题:
(1)V原子的核外电子排布式为______.如右图所示为一个完整的CaF2晶胞,则图中白球表示______ (填“F-”或“Ca2+”).设晶胞边长为a,则Ca2+与F-之间的最近距离为______.
(2)OF2分子中氧原子的轨道杂化类型为______,OF2被称为氟化物而不被称为氧化物的原因是______.
(3)O2F2是一种强氧化剂,由O2和F2在低温下合成,运用VSEPR模型给出,O2F2是______(填“极性”或“非极性”)分子.
(4)氢氟酸是一种弱酸,其原因是______.
13.
Ⅰ.氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如右图所示.
(1)此配合物中,铁离子的价电子排布式为______.
(2)此配离子中含有的作用力有______(填序号).
A.离子键 B.金属键 C.极性键 D.非极性键
E.配位键 F.氢键 G.σ键 H.π键
(3)此配合物中碳原子的杂化轨道类型有______.
Ⅱ.元素A的基态原子占据纺锤形原子轨道的电子总数为2,元素B与A同周期,其基态原子占据s轨道的电子数与p轨道相同;C是A的同族相邻元素,电负性小于A;D是B的同族相邻元素,第一电离能小于B.则:
(4)化合物CA和DB2的晶体熔点较高的是______(填化学式).
(5)AD2分子的空间构型为______.
(6)A、B和C的成键情况如下:
A-B
A=B
C-B
C=B
键能/kJ•mol-1
360
803
464
640
A和B之间易形成含有双键的AB2分子晶体,而C和B之间则易形成含有单键的CB2原子晶体,请结合数据分析其原因为______.
14.人类文明的发展历程,也是化学物质的认识和发现的历程,其中铁、硝酸钾、青霉素、氨、乙醇、二氧化、聚乙烯、二氧化硅等17种“分子”改变过人类的世界.
(1)Fe单质为体心立方晶体,晶胞中铁原子的配位数为______,基态铁原子有______个未成对电子,Fe3+的电子排布式为______.
(2)硝酸钾中NO3-的空间构型为______,写出与NO3-互为等电子体的一种非极性分子化学式______.
(3)6氨基青霉烷酸的结构如图1所示,其中采用sp3杂化的原子有______.
(4)下列说法正确的有______(填字母序号).
a.乙醇分子间可形成氢键,导致其沸点比氯乙烷高
b.钨的配合物离子[W(CO)5OH]-能催化固定CO2,该配离子中钨显-1价
c.聚乙烯(
)分子中有5n个σ键
d.由下表中数据可确定在反应Si(s)+O2(g)=SiO2(s)中,每生成60g SiO2放出的能量为(2c-a-b) kJ
化学键
Si-Si
O=O
Si-O
键能(kJ•mol-1)
a
b
c
5)铁和氨气在640℃可发生置换反应,产物之一的晶胞结构如图2所示,写出该反应的化学方程式______,若两个最近的Fe原子间的距离为s cm,则该晶体的密度是______g•mol-1.
答案和解析
【答案】
1.C2.D3.C4.A5.D6.B7.B
8.D9.A10.C
11.1s22s22p63s23p63d104s1;3;2;三角锥形;[Ag(NH3)2]+;配位;HNO3是极性分子,易溶于极性的水中;HNO3分子中的-OH易与水分子之间形成氢键
12.1s22s22p63s23p63d34s2;Ca2+;
;sp3;氧化物中氧元素的化合价为-2,而在OF2中氧元素的化合价为+2价;极性;HF分子之间以氢键的方式结合
13.3d5;CDEGH;sp2、sp3;SiC;直线形;C和O之间形成含有双键的分子放出的能量大于形成含单键的原子晶体放出的能量,所以二氧化碳易形成含有双键的分子;氧和硅之间形成含有双键的分子放出的能量小于析出含单键的原子晶体放出的能量,所以二氧化硅易形成含有单键的原子晶体
14.8;4;1s22s22p63s23p63d6;;平面正三角形;BF3[SO3(g)、BBr3等];C、N、O、S;a;8Fe+2NH3
2Fe4N+3H2;
【解析】
1.解:
A.CS2分子中共价键为碳硫极性键,不存在非极性键,故A错误;
B.CH4分子中共价键为碳氢极性键,不存在非极性键,故B错误;
C.CH3CH2Cl分子中含有碳氢极性共价键和碳碳非极性共价键,但是分子结构不对称,属于极性分子,故C正确;
D.CH≡CH中含有碳氢极性键和碳碳非极性键,由于CH≡CH分子结构对称,CH≡CH分子为非极性分子,故D错误;
故选:
C.
同种元素之间形成非极性共价键,不同元素之间形成极性共价键,分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的,不对称的,这样的分子为极性分子,以极性键结合的双原子一定为极性分子,以极性键结合的多原子分子如结构对称,正负电荷的重心重合,电荷分布均匀,则为非极性分子.
本题考查化学键的极性、分子极性,题目难度不大,明确化学键、分子极性判断的方法是解答本题的关键,注意熟悉常见分子的构型,试题培养了学生灵活应用所学知识解决实际问题的能力.
2.解:
A.H2O较稳定是由于H-O键键能较大,与氢键无关,故A错误;
B.氯化钠不可能形成氢键,溶于水与氢键无关,故B错误;
C.氨气中存在氢键,沸点较高,易液化,故C错误;
D.由于O的电负性较大,甲醇中含有氢键,导致甲醇的熔点比甲硫醇的高,故D正确;
故选D.
氢键是某些氢化物(NH3、H2O、HF)分子间存在的比分子间作用力稍强的作用力,它的存在使氢化物的熔点、沸点相对较高,因此,氨气、甲醇的沸点高是由氢键所致,H2O较稳定是由于H-O键键能较大,与氢键无关.
本题考查氢键知识,题目难度不大,注意氢键与化学键的区别,把握能形成氢键的物质.
3.解:
①NH3中价层电子对个数=3+
×(5-3)=4且含有一个孤电子对,所以为三角锥形,H2O中价层电子对个数=2+
×(6-2)=4且含有两个孤电子对,所以为V形结构,二者空间构型不同,故①错误;
②NH4+中价层电子对个数是4且不含孤电子对,为正四面体形结构;H3O+中O原子价层电子对个数=3+
(6-1-3×1)=4且含有一个孤电子对,所以为三角锥形结构,二者空间构型不同,故②错误;
③NH3为三角锥形结构、H3O+中O原子价层电子对个数=3+
(6-1-3×1)=4且含有一个孤电子对,所以为三角锥形结构,所以二者空间构型相同,故③正确;
④O3、SO2中价层电子对个数都是3且都含有一对孤电子对,所以分子空间构型都是V形,故④正确;
⑤CO2分子中价层电子对=σ键电子对+中心原子上的孤电子对=2+
(4-2×2)=2,所以二氧化碳是直线型结构,BeCl2中Be价层电子对=σ键电子对+中心原子上的孤电子对=2+
(2-2)=2,是sp杂化,是直线型结构,二者空间构型相同,故⑤正确;
⑥SiO44-和SO42-中价层电子对个数都是4且不含孤电子对,所以空间构型都是正四面体结构,所以空间构型相同,故⑥正确;
⑦BF3中B原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=3+0=3,所以分子构型为平面正三角形,气态氯化铝通常以二聚分子形式存在,Al2Cl6结构
,Al采用sp3杂化轨道成键,为正四面体结构,二者空间构型不同,故⑦错误;
故选:
C。
根据价层电子对互斥理论确定微粒空间构型,价层电子对个数=σ键+孤电子对个数,孤电子对个数=
×(a-xb),a为中心原子的价电子数,x为与中心原子结合的原子个数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,据此判断.
本题考查了微粒空间构型的判断,根据价层电子对理论解答,注意孤电子对个数=
×(a-xb)中各个字母的含义,气态氯化铝通常以二聚分子形式存在Al采用sp3杂化轨道成键为正四面体结构,为易错点,题目难度中等.
4.解:
①乙醇与丙烷相等的相对分子质量相等,但乙醇分子间含有氢键,物质的沸点就大,所以物质的沸点:
乙醇>丙烷,故①正确;
②同分异构体中支链越多,沸点越低,所以物质的沸点:
正丁烷>异丁烷,故②正确;
③由烯烃中碳原子个数越多,沸点越大,所以物质的沸点:
1-丁烯<1-庚烯,故③错误;
故选A.
①相对分子质量相近,分子间含有氢键,物质的沸点大;
②同分异构体中支链越多,沸点越低;
③由烯烃中碳原子个数越多,沸点越大.
本题考查物质沸点的比较,明确比较沸点的方法即可解答,难度不大,注意①为学生解答中的易错点.
5.解:
A.分子晶体中存在范德华力,则分子晶体的三态变化与范德华力有关,故A不选;
B.碘单质分子间存在范德华力,所以碘溶于四氯化碳破坏范德华力,故B不选;
C.卤素单质的相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高,则氟、氯、溴、碘单质的熔沸点依次升高,故C不选;
D.食盐属于离子晶体,熔化时破坏离子键,与范德华力无关,故D选.
故选D.
A.分子晶体的三态变化与范德华力有关;
B.碘单质分子间存在范德华力;
C.卤素单质的相对分子质量越大,范德华力越大,熔沸点越高;
D.食盐属于离子晶体.
本题考查了范德华力、离子键,题目难度不大,注意把握范德华力属于分子间作用力以及对物质性质的影响.
6.解:
根据选项中物质的结构可以知道,四种物质的中只有
中含有亲水基团羟基-OH,故与水相溶.
故选B.
水分子是羟基和氢原子之间形成的物质,羟基是亲水基,根据物质结构的相似性知识来回答.
本题考查学生相似相溶的原理知识,可以根据教材知识来回答,难度不大.
7.解:
A、根据“相似相溶”原理,水是极性分子,CS2是非极性分子,故A错误;
B、由于SO2和NH3都是极性分子,根据“相似相溶”原理,二者均易溶于水,故B正确;
C、由于CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体,故C错误;
D、NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子有极性外,还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键,故D错误;
故选B.
A、二硫化碳属于非极性分子,水是极性分子;
B、关键相似相容原理进行判断;
C、CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体;
D、NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子有极性外,还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键.
本题考查了相似相容原理的应用,注意正确判断分子的极性,本题难度中等.
8.解:
A、S2Cl2分子中每个S原子价层电子对数=2+2=4,所以采取sp3杂化,故A正确.
B、S2Cl2中的硫元素为中间价态(+1价),在反应过程中一部分升高到+4价(生成SO2),一部分降低到0价(生成S),符合氧化还原反应原理,故B正确.
C、S2Br2与S2Cl2均属于分子晶体,分子晶体中,分子量越大则熔沸点越高,所以熔沸点:
S2Br2>S2Cl2,故C正确.
D、S2Cl2的结构类似于H2O2的结构,为Cl-S-S-Cl,其中的S-S为非极性键,S-Cl键为极性键,但正负电荷中心不重合,所以是极性分子,故D错误.
故选D.
A、价层电子对数=σ键个数+孤电子对数,根据价层电子对数确定其杂化类型.
B、S2Cl2遇水易水解,并产生能使品红溶液褪色的气体,该气体为二氧化硫,在反应过程中硫元素一部分升高到+4价(生成SO2),一部分降低到0价(生成S),符合氧化还原反应原理.
C、分子晶体的沸点与相对分子质量成正比.
D、如果分子中正负电荷中心重合的分子为非极性分子,否则为极性分子,先判断其分子空间构型,然后确定是否是非极性分子.
本题考查了分子空间构型的判断、杂化方式的判断等知识点,分子空间构型的判断及杂化方式的判断是高考的热点,是学习的重点.
9.解:
A、此配离子的中心原子采取sp3杂化,配位数为4,故空间构型为正四面体型,故A正确;
B、氢氧化钠中钠离子和氢氧根离子之间存在离子键,氧原子和氢原子之间存在共价键,不含配位键,故B错误;
C、电解饱和食盐水,阴极生成NaOH和氢气,故C错误;
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对,故D错误;
故选A.
A、Zn2+的4s轨道和4p轨道可以形成sp3型杂化轨道,[ZnCl4]2-中的配位数是4,据此判断其空间结构;
B、氢氧化钠中存在离子键和共价键;
C、电解饱和食盐水,NaOH在阴极区域产生;
D.配合物中,配位体提供孤电子对,中心原子提供空轨道形成配位键.
本题考查较为综合,涉及离子空间构型的判断、化学键的判断、配位键以及电解等知识,题目难度较大,注意把握电解原理.
10.解:
A.NF3分子N原子的价层电子对数为3+
×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,所以分子空间构型为三角锥形,故A正确;
B.原子数和价电子数都相同的微粒互为等电子体,N2O与N3-互为等电子体,故B正确;
C.叠氮化物与Co3+等形成配合物,如:
[Co(N3)(NH3)5]SO4,配体为N3-和NH3,所以钴的配位数为6,故C错误;
D.离子半径越大,晶格能越小,钾离子半径大于钠离子,所以NaN3的晶格能大,即NaN3的晶格能大于KN3的晶格能,故D正确.
故选C.
A.根据中心原子的价层电子对数和孤电子对数判断;
B.原子数和价电子数都相同的微粒互为等电子体;
C.根据配体的数目判断;
D.离子半径越大,晶格能越小.
本题考查了分子空间构型的判断、等电子体的判断、配合物的结构、晶格能的判断,题目难度中等,侧重于考查学生对基础知识的综合应用能力,注意把握杂化理论的应用.
11.解:
(1)d为Cu,是29号元素,原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1.
故答案为:
1s22s22p63s23p63d104s1.
(2)由图一单质的熔点高低的顺序可知a为氢气,f为碳单质.对应的元素以原子个数比1:
1形成的分子为乙炔.
乙炔分子中含有2个C-H键和1个-C≡C-,C-H键为δ键,-C≡C-中有1个δ键,2个π键,所以乙炔分子含有3个δ键,2个π键.
故答案为:
3; 2
(3)X为氨气,空间构型为三角锥型.氨气与AgNO3溶液生成[Ag(NH3)2]+.Ag+提供空轨道,氨气分子提供孤对对子,通过配位键形成[Ag(NH3)2]+.
故答案为:
三角锥形;[Ag(NH3)2]+,配位
(4)该酸为HNO3,HNO3是极性分子,易溶于极性的水中;
并且HNO3分子中的-OH易与水分子之间形成氢键,易溶于水.
故答案为:
HNO3是极性分子,易溶于极性的水中;HNO3分子中的-OH易与水分子之间形成氢键.
(1)在给出的元素中,c、d均是热和电的良导体,二者为金属,再结合图一,d的熔点比c的高,可知d为Cu,c为Na,在根据核外电子排布规律写出Cu的电子排布式.
(2)由图一单质的熔点高低的顺序可知a为氢气,f为碳单质.对应的元素以原子个数比1:
1形成的分子为乙炔.
(3)由图一单质的熔点高低的顺序可知a为氢气,b为氮气,对应元素形成的10电子中性分子X为氨气,氨气与AgNO3溶液生成[Ag(NH3)2]+.
(4)根据图二可知该酸为HNO3,再根据其结构回答.
考查电子排布、化学键、分子结构与性质,难度中等,旨在考查对知识的综合运用和掌握.
12.解:
(1)V原子是23号,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2);CaF2晶胞中,白球的数目为8×
+6×
=4,黑球全部在晶胞内部,数目为8,则图中白球是钙离子;把晶胞分成8个小的立方体如图
,则F-位于小立方体的中心,即小红球,则Ca2+与F-之间的最近距离为小立方体的体对角线的一半,已知晶胞边长为a,则小立方体的边长为
,设Ca2+与F-之间的最近距离为x,
则(
)2+(
)2+(
)2=x2,解得x=
;
故答案为:
1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2);Ca2+;
;
(2)OF2分子中氧原子为2+
(6-2×1)=4,属于sp3杂化;OF2中F元素为-1价,O元素的化合价为+2价,而氧化物中O元素的化合价为-2价,所以OF2被称为氟化物;
故答案为:
sp3;氧化物中氧元素的化合价为-2,而在OF2中氧元素的化合价为+2价;
(3)O2F2中O原子的价层电子对数为4,其中含有2个孤电子对,为V形结构,分子结构不对称,正负电荷中心不重叠,属于极性分子;
故答案为:
极性;
(4)氢氟酸分子之间形成氢键,电离程度较小,即HF在溶液中不能完全电离,所以HF为弱酸;
故答案为:
HF分子之间以氢键的方式结合.
(1)V原子是23号,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2(或[Ar]3d34s2);利用均摊法计算钙离子和氟离子的个数,然后判断;把晶胞分成8个小的立方体如图
,则F-位于小立方体的中心,即小红球,则Ca2+与F-之间的最近距离为小立方体的体对角线的一半;
(2)根据O原子的价层电子对数判断;根据OF2中O元素的化合价分析;
(3)O2F2中O原子的价层电子对数为4,其中含有2个孤电子对,为V形结构;
(4)氢氟酸分子之间形成氢键,电离程度较小.
本题考查了电子排布式、晶胞的分析与计算、杂化理论的应用、分子极性的判断、氢键等,题目涉及的知识点较多,侧重于考查学生的分析能力和对基础知识的综合应用能力,注意把握晶胞的计算方法.
13.解:
I
(1)铁元素是26号元素,铁原子核外有26个电子,根据构造原理知其基态原子核外电子排布式,铁原子失去3个电子变为铁离子,铁离子核外有23个电子,3d电子为其价电子,铁离子3d能级上有5个电子,4s能级上没有电子,所以其价电子排布式为:
3d5,故答案为:
3d5;
(2)同种非金属元素之间存在非极性键,不同非金属元素之间存在极性键,含有孤电子对和含有空轨道的原子之间存在配位键,共价单键为σ键,共价双键中含有一个σ键一个π键,所以该化合物中碳碳原子之间存在非极性共价键,碳和氧原子或氢原子之间存在极性共价键,铁离子和氧原子之间存在配位键,则该化合物中含有配位键、极性键、非极性键、σ键和π键,故选CDEGH;
(3)该化合物中连接双键的碳原子含有3个σ键,为sp2杂化,连接4个σ键的碳原子采用sp3杂化,故答案为:
sp2、sp3;
II元素A的基态原子占据纺锤形原子轨道的电子总数为2,则A元素中S能级电子为4,所以A是C元素,元素B与A同周期,其基态原子占据s轨道的电子数与p轨道相同,s能级电子是4,则p能级电子也是4,所以B是O元素;C是A的同族相邻元素,电负性小于A,则C是Si元素,D是B的同族相邻元素,第一电离能小于B,则D是S元素,
(4)化合物CA是SiC,DB2是SO2,碳化硅是原子晶体,二氧化硫晶体是
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