2021新高考化学二轮练习题专题限时集训6分子结构（含化学键）与晶体结构及其性质

专题限时集训(六)分子结构(含化学键)与晶体结构及其性质(限时：45分钟)1．下列叙述错误的是()A．C2H4分子中有π键B．CH4的中心原子的杂化方式为sp3杂化C．HCl和HI化学键的类型和分子的极性都相同D．键角：CH4<NH3<H2OD[杂化类型相同时，孤电子对越多，键角越小，D项错误。]2．(2020·济宁模拟)下列说法正确的是()A．甲醛(HCHO)和光气(COCl2)分子中：键角∠H—C—H<∠Cl—C—ClB．基态氮原子的价电子排布图：C．3px所代表的含义是：第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道D．四硼酸根离子Xm－(含B、O、H)的球棍模型如图，配位键存在于4、5和4、6原子之间C[H的电负性比Cl小，HCHO中H—C的共用电子对比COCl2中Cl—C的共用电子对靠近碳原子，H—C中C的两对成键电子对排斥力大，键角大，故键角∠H—C—H>∠Cl—C—Cl，A项错误；B项所示价电子排布图违反了洪特规则，正确的价电子排布图是，B项错误；能级前的数字代表能层，p能级有x、y、z三个不同伸展方向的轨道，C项正确；4号B原子形成4个化学键，其中包括3个共价键和1个配位键，即4、5号原子之间为配位键，其他为共价键，D项错误。]3．下列有关微粒性质的排列顺序错误的是()A．GeX4(X表示Cl、Br或I)为分子晶体，熔沸点：GeCl4<GeBr4<GeI4B．共价键的极性：H2O2>CO2>NOC．还原性：H2O<H2S<H2SeD．中心原子的孤电子对数：BeCl2<H2S<OF2D[A项，GeX4(X表示Cl、Br或I)为分子晶体，GeCl4、GeBr4、GeI4结构相似，随相对分子质量增大，分子间作用力增大，熔沸点为GeI4>GeBr4>GeCl4，正确；B项，两元素电负性差值越大，形成共价键的极性越强，正确；C项，非金属性O>S>Se，还原性H2Se>H2S>H2O，正确；D项，BeCl2、H2S、OF2的中心原子分别为Be、S、O，孤电子对数S与O相等，错误。]4．下列说法不正确的是()A．NH4FB．Na2O是离子晶体，其溶于水生成NaOH的过程中既有离子键的断裂又有共价键的形成C．AlCl3的二聚体Al2Cl6的结构式为，其中Al原子的杂化方式为sp3杂化D．杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对D[NH4F由F－和NHeq\o\al(＋,4)构成，故NH4F中既有离子键又有共价键，A项正确；Na2O是离子化合物，其溶于水生成NaOH的过程中，Na2O中离子键断裂，生成NaOH时有共价键形成，B项正确；AlCl3的二聚体Al2Cl6的结构式为，其中每个铝原子参与形成三个共价键、一个配位键，故Al原子的杂化方式为sp3杂化，C项正确；杂化轨道可用于形成σ键和容纳未参与成键的孤电子对，不能用于形成π键，D项错误。]5．(2020·济南模拟)可利用反应2Cr2Oeq\o\al(2－,7)＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O→4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH检测乙醇。下列说法错误的是()A．基态Cr3＋的核外电子排布式为3d3B．[Cr(H2O)6]3＋中与Cr3＋形成配位键的原子是氧原子C．CH3COOH分子中含有7个σ健D．已知CrOeq\o\al(2－,4)是Cr为中心的四面体结构，则Cr2Oeq\o\al(2－,7)结构中含有两个四面体A[A项，3d3是基态Cr3＋的价电子排布式，基态Cr3＋的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3，A项错误；[Cr(H2O)6]3＋中Cr提供空轨道，H2O中的O原子提供孤电子对，B项正确；CH3COOH中含3个C—H键、1个C—C键、1个C—O键、1个O—H键和1个C=O键，故其中含7个σ键和1个π键，C项正确；Cr2Oeq\o\al(2－,7)中的中心原子Cr有6个价电子，每个Cr分担1个单位负电荷，且2个Cr通过O连接，因此该O原子提供给每个Cr原子1个电子，则中心原子Cr周围为8个(4对)电子，故Cr2Oeq\o\al(2－,7)中含两个四面体结构，D项正确。]6．缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通过共享电子使其价层电子数达到8，H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是()A．NH3、BF3、BFeq\o\al(－,4)中只有BF3是缺电子化合物B．BF3、BFeq\o\al(－,4)中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3C．BF3与NH3反应时有配位键生成D．BFeq\o\al(－,4)的键角小于NH3D[NH3电子式为，符合路易斯结构，BF3电子式为，B原子价层电子数为6，不符合路易斯结构，BFeq\o\al(－,4)电子式为，只有BF3是缺电子化合物，故A正确；BF3中心B原子价层电子对数为3＋eq\f(1,2)×(3－1×3)＝3，为sp2杂化；BFeq\o\al(－,4)中心B原子价层电子对数为4＋eq\f(1,2)×(3＋1－4×1)＝4，为sp3杂化，故B正确；BF3与NH3反应时，NH3中N原子有孤电子对，BF3中B原子有空轨道，可生成配位键，故C正确；BFeq\o\al(－,4)和NH3的中心原子均为sp3杂化，BFeq\o\al(－,4)中心原子无孤电子对，NH3有一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论，孤电子对对成键电子的斥力增大，键角减小，则BFeq\o\al(－,4)的键角大于NH3，故D错误。]7．(双选)(2020·山东六校联考)一种俗称铅试剂的化合物，可用作测定钴、铜、汞、锌和银等的络合指示剂。它由四种原子序数依次增大的短周期元素X、Y、Z、W组成，该化合物的结构式如图所示。已知Z的周期数和族序数都比W的小1，下列说法不正确的是()A．X元素与Z元素组成的一种常见二元化合物极易溶于水B．Z或W形成的含氧酸都是强酸C．由Y、Z、W组成的一种简单离子可用于检验Fe3＋D．化合物中Y和Z的杂化方式均为sp2BD[根据题给信息并结合题图可知，X是H，Y是C，Z是N，W是S。H元素与N元素组成的一种常见二元化合物NH3极易溶于水，A正确；HNO3和H2SO4都是强酸，而HNO2和H2SO3都是弱酸，B错误；C、N、S三种元素组成的一种简单离子可以是SCN－，SCN－可以用于检验Fe3＋，C正确；化合物中Y均为sp2杂化，Z为sp2杂化和sp3杂化，D错误。]8．(双选)2019年是元素周期表诞生的150周年，联合国大会宣布2019年是“国际化学元素周期表年”。一种新型漂白剂由W、X、Y、Z四种元素组成，其结构如图所示，其中W、Y、Z三种元素分别位于不同的短周期且不同主族，W、Y、Z的最外层电子数之和等于X的最外层电子数，W、X对应的简单离子核外电子排布相同。下列叙述错误的是()A．元素的电负性X>Y>WB．该漂白剂中X显－2价C．纯净的W单质在空气中燃烧的产物为纯净物D．该漂白剂中X、Y原子最外层均满足8电子稳定结构BC[通过题给信息可推出W、X、Y、Z四种元素分别为Mg、O、B、H。选项A，元素的电负性O>B>Mg，A正确；选项B，氧元素在该化合物中显－2和－1两个价态，B不正确；选项C，Mg在空气中燃烧除与O2反应生成MgO外，还会与N2、CO2反应生成少量Mg3N2、C等，产物为混合物，C不正确；选项D，由题图可知O、B原子最外层均满足8电子稳定结构，D正确。]9.(双选)如图所示某硅氧离子的空间结构示意图(虚线不表示共价键)。通过观察分析，下列叙述正确的是()A．键角为120°B．化学组成为SiOeq\o\al(2－,3)C．硅原子采用sp3杂化D．化学组成为SiOeq\o\al(4－,4)CD[硅氧离子是以硅原子为中心的正四面体结构，硅氧离子中4个Si—O键完全相同，Si—O键的键角为109°28′，故A错误；硅原子核外最外层为4个电子，根据硅氧离子的空间结构示意图可知：硅氧离子中含有4个Si—O键，其中含1个硅原子和4个氧原子，所以硅的化合价为＋4价，氧为－2价，硅氧离子的组成为SiOeq\o\al(4－,4)，故B错误，D正确；硅原子核外最外层为4个电子，与氧原子形成4个σ键，无孤电子对，价层电子对数＝σ键个数＋孤电子对数＝4＋0＝4，杂化方式为sp3杂化，故C正确。]10．碳及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：(1)基态碳原子的核外电子有________种运动状态，占据的最高能级的电子云轮廓图的形状为________。(2)CH3COOH与HCOOCH3(甲酸甲酯)互为同分异构体，CH3COOH分子中σ键和π键的数目之比为________。乙酸和甲酸甲酯中沸点较高的是________，主要原因是__________________________________________。(3)已知：r(Fe2＋)为61pm，r(Co2＋)为65pm。在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3，分解温度较低的是________，原因是________________________________________________________________。(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子分数坐标。某AB型化合物立方晶体的晶胞参数为apm，如图为沿y轴投影的晶胞中其中一种原子的分布图和原子分数坐标。据此推断该晶胞中此原子的数目为________；若该AB型化合物的相对分子质量为M，设NA为阿伏加德罗常数的值，则该晶体的密度为________g·cm－3。[解析](1)原子核外电子的运动状态各不相同，故基态碳原子的核外电子有6种运动状态。基态碳原子的核外电子占据的最高能级是2p,2p能级的电子云轮廓图的形状为哑铃形。(2)CH3COOH分子中有3个C—H键、1个C—C键、1个C—O键、1个O—H键、1个C=O键，单键为σ键，双键含有1个σ键和1个π键，故CH3COOH分子中σ键和π键的数目之比为7∶1。乙酸与甲酸甲酯中沸点较高的是乙酸，原因是乙酸分子间形成了氢键，导致沸点较高。(3)在隔绝空气条件下分别加热FeCO3和CoCO3，FeCO3分解为FeO和CO2，CoCO3分解为CoO和CO2，因为r(Fe2＋)小于r(Co2＋)，所以FeO中的离子键比CoO中的强，FeO比CoO稳定，所以FeCO3的分解温度低于CoCO3。(4)根据题图中该种原子的原子分数坐标可知，4个原子均位于晶胞内部，故晶胞中含4个该种原子。该晶体的密度ρ＝eq\f(m,V)＝eq\f(\f(4×Mg,NA),a×10－10cm3)＝eq\f(4M,a3·NA)×1030g·cm－3。[答案](1)6哑铃形(2)7∶1乙酸乙酸分子间存在氢键(3)FeCO3Fe2＋的半径小于Co2＋，FeO中的离子键比CoO中的强，FeO比CoO稳定，FeCO3比CoCO3易分解(4)4eq\f(4M,a3·NA)×103011．(2020·邯郸市空中课堂检测)如图是元素周期表的一部分：(1)写出元素①的元素符号________，与①同周期的主族元素中，第一电离能比①大的有________种。(2)基态锑(Sb)原子的价电子排布式为________。[H2F]＋[SbF6]－(氟酸锑)是一种超强酸，则[H2F]＋离子的空间构型为________，写出一种与[H2F(3)下列说法正确的是________a．N2H4分子中含5个σ键和1个π键b．基态P原子中，电子占据的最高能级符号为Mc．Sb位于p区d．升温实现：液氨→氨气→氮气和氢气变化的阶段中，微粒间破坏的主要的作用力依次是氢键、极性共价键(4)GaN、GaP都是很好的半导体材料，晶体类型与晶体硅类似，熔点如下表所示，解释GaN、GaP熔点变化原因__________________________。物质GaNGaP熔点/℃17001480(5)GaN晶胞结构如图1所示，已知六棱柱底边边长为acm。①晶胞中Ga原子采用六方最密堆积方式，每个Ga原子周围距离最近的Ga原子数目为________；②从GaN晶体中分割出的平行六面体如图2。若该平行六面体的体积为eq\r(2)a3cm3，GaN晶体的密度为________g/cm3(用a、NA表示)。图1图2[解析](2)[H2F]＋的价层电子对数为2＋eq\f(1,2)(7－1－2)＝4，离子立体结构为V形。(3)a项，N2H4中无π键，错误；b项，最高能级符号为3p，错误。(5)②平行六面体晶胞含GaN2个，ρ＝eq\f(2×84,NA·\r(2)a3)g/cm3。[答案](1)As1(2)5s25p3V形H2O(3)cd(4)两者属于原子晶体，半径N<P，键长Ga—N<Ga—P，键能Ga—N>Ga—P，故熔点前者高(5)12eq\f(84×\r(2),NAa3)12．钴及其化合物在生产生活中有广泛应用。回答下列问题：(1)基态钴原子价电子排布式为______________________。(2)Co3＋在水中易被还原成Co2＋，而在氨水中可稳定存在，其原因为________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)[Co(NO3)4]2－中Co2＋的配位数为8，配体中N的杂化方式为________，该配离子中各元素I1由小到大的顺序为________(填元素符号)，1mol该配离子中含σ键数目为________NA。(4)八面体配合物CoCl3·3NH3结构有________种，其中极性分子有________种。(5)配合物Co2(CO)8的结构如下图，该配合物中存在的作用力类型有________(填标号)。A．金属键 B．离子键C．共价键 D．配位键E．氢键 F．范德华力(6)钴蓝晶体结构如下图，该立方晶胞由4个Ⅰ型和4个Ⅱ型小立方体构成，其化学式为________，晶体中Al3＋占据O2－形成的________(填“四面体空隙”或“八面体空隙”)。NA为阿伏加德罗常数的值，钴蓝晶体的密度为________g·cm－3(列计算式)。[解析](3)NOeq\o\al(－,3)的价层电子对数为3＋eq\f(1,2)(5＋1－2×3)＝3，NOeq\o\al(－,3)中N采用sp2杂化。(5)Co与Co间形成金属键，Co与C形成配位键，O与C间形成共价键，分子间存在范德华力。(6)该晶胞含Co：(4×eq\f(1,8)＋1)×4＋4×eq\f(1,8)×4＝8Al：4×4＝16，O：8×4＝32，故化学式为CoAl2O4。Al3＋的上、下、左右、前后紧邻6个O2－，Al3＋位于6个O2－形成的八面体空隙。ρ＝eq\f(8×59＋2×27＋4×16,NA2a×10－73)g·cm－3[答案](1)3d74s2(2)Co3＋与NH3形成较稳定的配合物(3)sp2Co<O<N16(4)22(5)ACDF(6)CoAl2O4八面体空隙eq\f(8×59＋2×27＋4×16,NA2a×10－73)13．(CdSe)n小团簇(CdnSen，n＝1～16)为ⅡB－ⅥA族化合物半导体材料，具有独特的光学和电学性质，常应用于发光二极管、生物系统成像与诊断等方面。回答下列问题：(1)基态Se原子的价层电子排布式为________。(2)Cd的第一电离能大于同周期相邻元素，原因是________。(3)CdS、CdSe、CdTe均为重要的ⅡB－ⅥA族化合物半导体材料，熔点分别为1750℃、1350℃、1041________________________________________________________________。(4)利用有机配体PH3、N(CH3)3等修饰(CdSe)2可改善其光致发光效率。其中PH3的空间构型是________。N(CH3)3中参与形成配位键的孤电子对占据的杂化轨道是________。[答案](1)4s24p4(2)Cd的电子排布式为[Kr]4d105s2，原子轨道为全充满状态(3)均为离子化合物，阳离子相同，阴离子的半径S2－<Se2－<Te2－，晶格能CdS>CdSe>CdTe(4)三角锥形sp314．我国科学家成功合成了甲基胺离子导向的钙钛矿类杂化材料(CH3NH3)PbI3，该物质因具有较高的光电转换效率而在太阳能电池领域具有重要的应用价值。回答下列问题：(1)C、N基态原子中，第一电离能较大的是________。(2)CH3NHeq\o\al(＋,3)的电子式为________，C、N原子的杂化轨道类型分别为________、________；CH3NHeq\o\al(＋,3)中，存在________(填代号)。a．σ键b．π键c．配位键d．氢键已知甲基的供电子能力强于氢原子，则CH3NH2、(CH3)2NH中接受质子能力较强的是________。(3)(CH3NH3)PbI3的立方晶格结构如图所示，其中B代表Pb2＋，则________代表I－，每个晶胞中含有I－的数目为________。原子分数坐标可用于表示晶胞内部各原子的相对位置。其中，原子分数坐标A为(0,0,0)，B为eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)，\f(1,2