新教材高中化学专题综合测评4分子空间结构与物质性质苏教版选择性必修2

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D．OF2D[二氧化硫分子中价层电子对＝σ键个数＋孤电子对个数＝2＋1/2(6－2×2)＝3，所以中心原子原子轨道为sp2杂化，其VSEPR模型为平面三角形，该离子中含有一个孤电子对，所以其空间结构为V形，故A错误；H3O＋离子中价层电子对＝σ键个数＋孤电子对个数＝3＋1/2(6－1－1×3)＝4，所以中心原子原子轨道为sp3杂化，其VSEPR模型为正四面体，该离子中含有一个孤电子对，所以其空间结构为三角锥型，故B错误；BeCl2分子中价层电子对＝σ键个数＋孤电子对个数＝2＋1/2(2－1×2)＝2，，所以中心原子原子轨道为sp杂化，其VSEPR模型为直线形，该分子中不含孤电子对，所以其空间结构为直线形，故C错误；OF2分子中价层电子对＝σ键个数＋孤电子对个数＝2＋1/2(6－1×2)＝4，所以其价层电子对几何构型为正四面体，该分子中含有2个孤电子对，所以其空间结构为V形，D项正确。]3．“氢原子失去电子后，剩余由1个质子构成的核，即氢离子。氢离子是‘裸露’的质子，半径很小，易被水分子吸引生成水合氢离子，通常用H3O＋表示”，下列是某同学对这段文字的理解，其中不正确的是()A．eq\o\al(1,1)H失去电子变成裸露的质子B．1molH3O＋含10×6.02×l023个电子C．H3O＋含极性共价键，不含非极性共价键D．根据等电子原理，H3O＋正三角形D[A．氢原子包括氕、氘、氚，只有氕原子(没有中子)失去电子后变成裸露的质子，正确；B．1molH3O＋含电子为3＋8－1＝10mol，数目为10×6.02×l023个电子，正确；C．H3O＋呈三角锥型，H3O＋中3个氢与氧形成极性共价键，没有非极性共价键，正确；D．H3O＋与NH3的原子数和电子数都相等，互为等电子体，所以H3O＋呈三角锥型，错误。]4．配合物在许多方面有着广泛的应用。下列叙述不正确的是()A．CuSO4溶液呈天蓝色是因为含有[Cu(H2O)4]2＋B．魔术表演中常用一种含硫氰化铁配离子的溶液来代替血液C．[Ag(NH3)2]＋是化学镀银的有效成分D．除去硝酸银溶液中的Ag＋，可向其中逐滴加入氨水D[A．四水合铜配离子呈天蓝色，正确；B．硫氰化铁配离子是配合物，Fe3＋是中心离子、SCN－是配体，正确；C．银氨离子中Ag＋是中心离子，NH3是配体，正确；D．Ag＋与少量氨水生成氢氧化银沉淀、与过量氨水生成[Ag(NH3)2]＋，错误。]5．下列说法中正确的是()A．NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足8电子稳定结构B．P4和CH4都是正四面体型分子且键角都为109.5°C．NHeq\o\al(＋,4)的电子式为，离子呈平面正方形结构D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D[NCl3分子原子的最外层电子都满足8电子稳定结构，故A错误；P4的键角是60°，故B错误；NHeq\o\al(＋,4)中心原子N采取sp3杂化，呈正四面体型结构，故C错误；分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，所以NH3分子中有对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，故D正确。]6．甲醛分子结构式如图，用2个Cl取代甲醛中的H可得到碳酰氯，下列描述正确的是()A．甲醛分子和碳酰氯分子是等电子体B．碳酰氯分子中的C原子为手性碳原子C．甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl相等D．碳酰氯分子为平面三角形，分子中存在有3个σ键、1个π键D[原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体，H原子价电子数为1，Cl原子价电子数为7，所以甲醛中H原子被Cl原子取代后原子总数不变，价电子数改变，不是等电子体，故A错误；碳酰氯中的碳原子为sp2杂化，为不饱和碳原子，不是手性碳原子，故B错误；氯原子非金属性强于氢，所以甲醛分子中的H—C—H键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl不相等，故C错误；C是sp2杂化，所以碳酰氯分子为平面三角形，两个C—Cl为σ键，碳氧双键中有一个σ键和一个π键，故D正确。]7．[Zn(CN)4]2－在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2＋和HOCH2CN，下列说法错误的是()A．Zn2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d10B．1molHCHO分子中含有σ键的数目为3molC．HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3D．[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，结构可表示为C[Zn原子序数为30，位于ⅡB族，所以，Zn2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d10，A项正确；1分子HCHO含2个C—H键和1个C=O键，共有3个σ键，所以，1molHCHO分子中含有σ键的数目为3mol，B项正确；HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化，—CN(—C≡N)中的C为sp杂化，C项错误；[Zn(CN)4]2－中Zn2＋与CN－的C原子形成配位键，Zn为sp3杂化，配位原子形成正四面体，所以，[Zn(CN)4]2－结构可表示为，D项正确。]8．对于共价分子相关性质的叙述中，正确的是()A．CO2、H2O、C2H2都是直线型分子B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C．H2O、H2S、H2Se的熔沸点依次升高D．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强B[H2O是V型分子，A错误；CH4中含有C—H极性键，CCl4中含有C—Cl极性键，都是含有极性键的非极性分子，B正确；H2O分子间存在氢键，熔沸点反常的高，熔沸点：H2O>H2Se>H2S，C错误；同一主族，从上到下，气态氢化物稳定性减弱，HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，D错误。]9．液氨、液氯、清洗剂、萃取剂等重点品种使用企业和白酒企业，应加强储罐区、危化品库房、危化品输送等的管理，确保化工生产安全。下列说法正确的是()A．液氨没有味道B．液氨分子间作用力强，所以其稳定性大于PH3C．液氯挥发导致人体吸入后中毒，是因为液氯分子中的共价键键能较小D．萃取剂CCl4的沸点高于CH4的D[氨气为无色具有刺激性气味的气体，故A错误；分子间作用力只影响物质的物理性质，与其稳定性无关，B项错误；由于液氯中Cl2分子间的作用力弱，液氯沸点低，极易挥发而被人体吸入，引起中毒，与共价键键能无关，C项错误；由于CCl4与CH4结构相似，且均为共价化合物，CCl4的相对分子质量大于CH4的，其沸点也高于CH4的，D项正确。]10．下列有关甲醛(HCHO)、苯、二氧化碳及水的说法不正确的是()A．苯分子中所有原子共平面B．甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用sp2杂化C．苯、二氧化碳均是非极性分子，水和甲醛是极性分子D．水的沸点比甲醛高，是因为水分子间能形成氢键，而甲醛分子间不能形成氢键B[苯是平面结构，所有原子共平面，A正确；甲醛、苯分子中碳原子均含有3个σ键，没有孤电子对，采用sp2杂化，二氧化碳中碳原子含有2个σ键，没有孤电子对，采用sp杂化，B错误；苯、CO2结构对称，正、负电荷的中心重合，均为非极性分子，水和甲醛的正、负电荷的中心不重合，均为极性分子，C正确；水的沸点比甲醛的高，是因为水分子间能形成氢键，D正确。]11．肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查阅资料得知，肼是一种良好的极性溶剂，沿肼分子球棍模型的氮、氮键方向观察，看到的平面图如图所示。下列说法不正确的是()A．肼分子中的氮原子采用sp3杂化B．肼分子中既有极性键又有非极性键C．肼分子是非极性分子D．肼与偏二甲肼互称同系物C[肼分子中的每个氮原子都有三个δ键，还有一对孤电子对，因此电子对有四对，因此采用sp3杂化，A正确；肼分子中既有N—H极性键又有N—N非极性键，B正确；肼分子不是中心对称，因此是极性分子，C错误；肼与偏二甲肼结构相似，组成相差两个—CH2—结构，因此互称同系物，D正确。]12．二氯化二硫(S2Cl2)，非平面结构，常温下是一种黄红色液体，有刺激性恶臭，熔点80℃，沸点135.6℃，对于二氯化二硫叙述正确的是()A．二氯化二硫的电子式为B．分子中既有极性键又有非极性键C．二氯化二硫属于非极性分子D．分子中S—Cl键能小于S—S键的键能B[S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对，结合分子结构可知S2Cl2的结构式为Cl—S—S—Cl，电子式为，故A错误；S2Cl2中Cl—S属于极性键，S—S键属于非极性键，不对称的结构，为极性分子，故B正确；分子的结构不对称，为极性分子，而不是非极性分子，故C错误；同周期从左往右原子半径逐渐减小，所以氯原子半径小于硫原子半径，键长越短键能越大，所以分子中S—Cl键能大于S—S键的键能，故D错误。]13．学习化学要懂得结构决定性质，性质也可以预测结构；已知稀有气体氟化物XeF2是非极性分子，下列有关说法正确的是()A．二氟化氙的各原子最外层均达到8电子的稳定结构B．XeF2的沸点比KrF2的高C．二氟化氙的空间结构为V形D．二氟化氙是由非极性键构成的非极性分子B[二氟化氙的氙原子原有8个电子，故其与氟成键后最外层一定超过8电子，A错误；XeF2、KrF2均为分子晶体，分子量越大，沸点越高，XeF2的沸点比KrF2的高，B正确；二氟化氙为非极性分子，则其分子结构一定是对称的，故分子的空间结构为直线型，C错误；二氟化氙为直线构型，则由极性键构成的非极性分子，D错误。]14．下列叙述正确的是()A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，分子中O原子不在2个H原子所连直线的中点处D．CO2是非极性分子，分子中C原子不在2个O原子所连直线的中点处C[氨气分子中N与3个H原子形成σ键，孤电子对数为(5－3)/2＝1，为三角锥型分子，故A错误；CCl4中C与4个Cl形成4个σ键，孤电子对数为0，为正四面体结构，非极性分子，故B错误；H2O中O与2个H形成σ键，孤电子对数为(6－2)/2＝2，为V形分子，所以C选项是正确的；CO2是非极性分子，C与2个O形成σ键，孤电子对数为(4－2×2)/2＝0，为直线形分子，故D错误。]15．X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大的元素，E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，M的原子序数比E大1。下列说法正确的是()A．EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化B．X、Y元素的第一电离能大小关系：X<YC．ZOeq\o\al(2－,3)的空间结构为V形D．MZ2含离子键和非极性共价键，阴阳离子之比为1∶2A[X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子排布式为2s2，X为Be；Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Y的质子数为5，Y为B；Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Z为C；Q是元素周期表中电负性最大的元素，Q为F；E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，E为K；M的原子序数比E大1，M为Ca。由上述分析可知，X为Be、Y为B、Z为C、Q为F、E为K、M为Ca。KBF4中阴离子的中心原子价层电子对个数为4＋(3＋1－4×1)/2＝4，且不含孤电子对，则阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化，故A正确；Be的最外层电子数全满为稳定结构，第一电离能较大，则X、Y元素的第一电离能大小关系：X＞Y，故B错误；COeq\o\al(2－,3)中阴离子的中心原子价层电子对个数为3＋(4＋2－2×3)/2＝3，且不含孤电子对，中心原子的杂化方式为sp2杂化，空间结构为平面三角形，故C错误；CaC2含离子键、非极性共价键，阴阳离子之比为1∶1，故D错误。]二、非选择题16．有下列粒子：①CH4②CH2=CH2③CH≡CH④NH3⑤NHeq\o\al(＋,4)⑥BF3⑦H2O填写下列空白(填序号)：(1)呈正四面体的是________。(2)中心原子轨道为sp3杂化的是________，为sp2杂化的是________，为sp杂化的是________。(3)所有原子共平面的是________，共线的是________。(4)粒子存在配位键的是________。(5)含有极性键的极性分子的是________。[解析]①CH4中C原子杂化轨道数＝δ键数＋孤电子对对数＝4＋0＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体结构；②CH2=CH2中C原子杂化轨道数＝δ键数＋孤电子对对数＝3＋0＝3，所以采取sp2杂化，空间结构为平面形分子；③CH≡CH中C原子杂化轨道数＝δ键数＋孤电子对对数＝2＋0＝2，所以采取sp杂化，空间结构为直线形；④NH3中氮原子杂化轨道数＝δ键数＋孤电子对对数＝3＋1＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为三角锥型；⑤NHeq\o\al(＋,4)中氮原子杂化轨道数＝δ键数＋孤电子对对数＝4＋0＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为正四面体结构；⑥BF3中B原子杂化轨道数＝δ键数＋孤电子对对数＝3＋0＝3，所以采取sp2杂化，空间结构为平面三角形；⑦H2O中O原子杂化轨道数＝δ键数＋孤电子对对数＝2＋2＝4，所以采取sp3杂化，空间结构为V形。[答案](1)①⑤(2)①④⑤⑦②⑥③(3)②③⑥③(4)⑤(5)④⑦17．(2021·全国乙卷)过渡金属元素铬(Cr)是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：(1)对于基态Cr原子，下列叙述正确的是________(填标号)。A．轨道处于半充满时体系总能量低，核外电子排布应为[Ar]3d54s1B．4s电子能量较高，总是在比3s电子离核更远的地方运动C．电负性比钾高，原子对键合电子的吸引力比钾大(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供电子对形成配位键的原子是________，中心离子的配位数为________。(3)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示。PH3中P的杂化类型是________。NH3的沸点比PH3的________，原因是________。H2O的键角小于NH3的，分析原因___________________________________。(4)在金属材料中添加AlCr2颗粒，可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr2具有体心四方结构，如图所示。处于顶角位置的是________原子。设Cr和Al原子半径分别为rCr和rAl，则金属原子空间占有率为____________________%(列出计算表达式)。解析：(1)轨道处于半充满状态时体系总能量低，基态Cr原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1，A正确；由量子力学的基本理论可知，4s轨道的电子也会出现在离核较近的位置，B错误；铬的电负性比钾的大，对键合电子的吸引力比钾的大，C正确。(2)当共价键中共用的电子对是由其中一个原子(离子)独自提供，另一个原子(离子)提供空轨道时，就形成配位键，观察该物质的化学式可知，该配合物中提供电子对形成配位键的原子为N、O、Cl，中心离子的配位数为6。(3)由题图可知，PH3的中心原子P形成3个σ键电子对和1个孤电子对，则其杂化方式为sp3。NH3、PH3均为分子晶体，但NH3分子间存在氢键，故NH3沸点更高。H2O、NH3均为sp3杂化，其中心原子的孤电子对数分别为2、1，由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小。(4)由题图可知，1个晶胞中所含黑球的个数为8×eq\f(1,8)＋1＝2(个)，白球的个数为8×eq\f(1,4)＋2＝4(个)，已知该物质的化学式为AlCr2，故黑球代表铝原子，位于顶角和体心，白球代表铬原子，位于棱上和晶胞内。由题给晶胞图可知，该晶胞的体积a2c，则金属原子空间占有率＝eq\f(晶胞内微粒总体积,晶胞体积)×100%，即eq\f(2×\f(4,3)πr\o\al(3,Al)＋4×\f(4,3)πr\o\al(3,Cr),a2c)×100%。[答案](1)AC(2)N、O、Cl6(3)sp3高NH3分子间存在氢键H2O、NH3均为sp3杂化，其中心原子的孤电子对数分别为2、1，由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小(4)铝eq\f(2×\f(4,3)πr\o\al(3,Al)＋4×\f(4,3)πr\o\al(3,Cr),a2c)×10018．部分等电子体类型、代表物质及对应的空间结构如表所示：等电子体类型代表物质空间结构四原子24电子等电子体SO3平面三角形四原子26电子等电子体SOeq\o\al(2－,3)三角锥型五原子32电子等电子体CCl4四面体型六原子40电子等电子体PCl5三角双锥型七原子48电子等电子体SF6八面体型请回答下列问题。(1)请写出下列离子的空间结构：BrOeq\o\al(－,3)________________________，COeq\o\al(2－,3)________________，ClOeq\o\al(－,4)____________________。(2)由第2周期元素原子构成，与F2互为等电子体的离子是________。(3)SF6的空间结构如图1所示，请再按照图1的表示方法在图2中表示出OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。图1图2[解析](1)判断离子的空间结构时，需寻找等电子体：BrOeq\o\al(－,3)价电子数为26，与SOeq\o\al(2－,3)互为等电子体，所以空间结构为三角锥型；COeq\o\al(2－,3)的价电子数为24，与SO3互为等电子体，所以空间结构为平面三角形；ClOeq\o\al(－,4)的价电子数为32，与CCl4互为等电子体，所以空间结构为四面体形。(2)由第2周期元素原子构成，与F2互为等电子体的离子，可从C、N、O进行分析，如O元素，构成Oeq\o\al(2－,2)。(3)已知OSF4分子中O、S间为共价双键，S、F间为共价单键。OSF4含有6个原子，价电子数为40，与PCl5互为等电子体，则结构为三角双锥型，4个S—F键的键长相同，另含1个S=O键，则应为PCl5分子中位于同一平面内的2个S—F键被S=O键所替代，从而得出PCl5的空间结构为。[答案](1)三角锥型平面三角形四面体形(2)Oeq\o\al(2－,2)(3)19．目前，全世界镍的消费量仅次于铜、铝、铅、锌，居有色金属第五位。镍行业发展蕴藏着巨大潜力。Ⅰ.(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①基态Ni2＋的核外电子排布式为________________。②在[Ni(NH3)6]2＋中存在的化学键有(_________________________________)A．离子键 B．共价键C．配位键 D．氢键E．σ键 F．π键Ⅱ.丁二酮肟是检验Ni2＋的灵敏试剂。(2)丁二酮肟分子中C原子轨道杂化类型为________________，1mol丁二酮肟分子所含σ键的数目为________________。(3)配合物[Ni(CO)4]常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂。①[Ni(CO)4]固态时属于________晶体(填晶体类型)。②[Ni(CO)4]中Ni与CO的C原子形成配位键。不考虑空间结构，[Ni(CO)4]的结构可用示意图表示为____________(用“→”表示出配位键)。[解析]Ⅰ.(1)①Ni是28号元素，根据原子核外电子排布规律可知，Ni2＋的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8；②[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3之间形成配位键、NH3中N、H之间N—H单键，属于共价键，也是σ键。Ⅱ.(2)丁二酮肟分子中甲基上碳原子价层电子对个数是4，且不含孤电子对，为sp3杂化，连接甲基的碳原子含有3个价层电子对，且不含孤电子对，为sp2杂化；已知丁二酮肟的结构式为，分子中含有13个单键，和2个双键，则共含有15个σ键，所以1mol丁二酮肟含有σ键数目为15NA。(3)①因为Ni(CO)4常温下为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，根据相似相溶原理知，固态Ni(CO)4属于分子晶体；②Ni(CO)4中Ni与CO的C原子形成配位键，形成四面体结构，其结构图为。[答案](1)①1s22s22p63s23p63d8或[Ar]3d8②BCE(2)sp3和sp215NA(3)①分子②20．峨眉金顶摄身崖又称舍身崖，因常现佛光而得名。“佛光”因摄人身之影像于其中，遂称“摄身光”，为峨眉胜景之一。摄身崖下土壤中富含磷矿，所以在无月的黑夜可见到崖下荧光无数。(1)“荧光”主要成分是PH3(膦)，其结构式为________，下列有关PH3的说法错误的是________。a．PH3分子是极性分子b．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键键能高c．一个PH3分子中，P原子核外无孤电子对d．PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低(2)PH3的沸点比NH3________(填“高”或“低”)，NH3的水溶液碱性________PH3的水溶液碱性(填“大于”或“小于”)；氯化鏻(PH4Cl)与碱反应生成膦的离子方程式为________________________。(3)PH3是一种还原剂，其还原能力比NH3强，通常情况下能从Cu2＋、Ag＋、Hg2＋等盐溶液中还原出金属，而本身被氧化为最高氧化态。PH3与CuSO4溶液反应的化学方程式为________________。(4)“荧光”产生的原理是Ca3P2在潮湿的空气中剧烈反应，写出该反应的化学方程式：_____