2025版高考化学一轮总复习第5章物质结构与性质元素周期律第18讲化学键分子结构与性质提能训练

第18讲化学键分子结构与性质一、选择题：本题共10小题，每小题只有一个选项符合题目要求。1．(2024·山东滨州模拟)“天空课堂”中太空“冰雪”试验带来奇异现象。小苏打和白醋混合可得乙酸钠溶液，过饱和乙酸钠溶液只要遇到一点的结晶或颗粒，就会析出CH3COONa·3H2O晶体，从而在太空“点水成冰”。下列说法错误的是(A)A．Na2CO3的俗称是小苏打B．纯净的乙酸又称冰醋酸C．结晶析出为放热熵减过程D．CH3COONa·3H2O中含有离子键、极性键和非极性键[解析]碳酸钠俗称纯碱、苏打，碳酸氢钠俗称小苏打，A项错误；纯净的乙酸又被称为冰醋酸，B项正确；结晶过程中自由离子由相对无序状态通过成键作用转化为化合态相对有序状态，混乱程度下降，同时释放能量，C项正确；CH3COONa·3H2O中醋酸根离子与钠离子间存在离子键，碳原子与氢原子、氧原子间存在极性键，碳原子与碳原子间存在非极性键，D项正确。2．(2024·河北衡水高三检测)科研团队研发了一种国际先进的二氧化碳(R744)跨临界直冷制冰技术，满足不同项目对冰面的要求，被誉为“最快的冰”。下列有关说法正确的是(C)A．CO2跨临界制冰过程破坏了碳氧共价键B．H2O的空间结构为直线形C．冰属于分子晶体D．1个CO2分子中存在1个σ键和1个π键[解析]CO2跨临界制冰过程中发生物理变更，没有破坏碳氧共价键，故A错误；H2O中O原子实行sp3杂化，有2个孤电子对，H2O的空间结构为V形，故B错误；冰是水分子主要通过氢键形成的晶体，属于分子晶体，故C正确；CO2分子内每个氧原子和碳原子共用两对电子，1个碳氧双键中含有1个σ键和1个π键，则1个CO2分子中含有2个σ键和2个π键，故D错误。3．(2024·河北高三大数据应用调研联合测评)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星，探测发觉火星上存在大量橄榄石矿物(MgxFe2－xSiO4)，已知晶体硅的晶胞如图，下列说法错误的是(D)A．Fe2＋价电子排布式为3d6，未成对电子数是4B．橄榄石中各元素第一电离能和电负性大小依次均为O>Si>Fe>MgC．硅的氯化物SiCl4分子是非极性分子，Si的杂化方式是sp3D．若单晶硅晶胞参数是anm，则Si原子的原子半径为eq\f(\r(3),4)anm[解析]铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的价电子排布式为3d6,3d轨道中含有4个未成对电子，A正确；金属元素的第一电离能和电负性小于非金属元素，同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势、电负性依次增大，同主族元素，从上到下元素的第一电离能和电负性依次减小，则O元素的第一电离能和电负性大于硅元素；元素的金属性越强，第一电离能和电负性越小，则四种元素的第一电离能和电负性大小依次均为O>Si>Fe>Mg，B正确；四氯化硅分子中硅原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为0，则分子中硅原子的杂化方式是sp3杂化，分子的空间构型为结构对称的正四面体形，属于非极性分子，C正确；由晶胞结构可知，晶胞中位于顶点的硅原子与位于体对角线eq\f(1,4)处的硅原子的距离最近，则硅原子的原子半径为eq\f(\r(3),8)anm，D错误，故选D。4．(2024·上海嘉定二模)能说明HBr是共价化合物的事实是(B)A．仅由非金属元素组成B．液态条件不导电C．水溶液具有腐蚀性D．受热易分解[解析]仅由非金属元素组成的可能是离子化合物，如NH4NO3，A项错误；离子化合物熔融状态(液态)时能导电，共价化合物液态时不能导电，B项正确；HBr的水溶液具有腐蚀性，与其是共价化合物没有关系，如NaOH是离子化合物，其水溶液也具有腐蚀性，C项错误；HBr受热易分解，说明其稳定性差，与其是共价化合物没有关系，如NH4Cl是离子化合物，受热也易分解，D项错误。5．(2024·山东青岛高三检测)六氟化硫在高电压下仍有良好的绝缘性，性质稳定，分子结构如图所示。下列有关六氟化硫的推想正确的是(D)A．六氟化硫分子存在的S—F、F—F都是σ键B．六氟化硫分子中含有极性键和非极性键C．从原子半径看，F—F的键长大于S—FD．六氟化硫分子中6个S—F键长、键能都相等[解析]F原子最外层只有1个未成键电子，只能形成1个共价键，SF6分子中不存在F—F，A错误；SF6分子只含S—F，只存在极性键，B错误；F原子半径小于S，则F—F的键长小于S—F，C错误；SF6分子中6个S—F完全相同，故其键长、键能都相等，D正确。6．碳和硅的有关化学键的键能如表所示：化学键C—CC—HC—OSi—SiSi—HSi—Oeq\f(键能,kJ·mol－1)347.7413.4351235318452下列说法不正确的是(C)A．C—C的键能大于Si—Si，推想C—C的键长小于Si—SiB．Si—H的键能小于C—H，故SiH4的稳定性比CH4弱C．C—O的键能小于Si—O的键能，则CH4比SiH4更易生成氧化物D．由上表推想，键能：E(C—Si)<E(C—C)[解析]一般来说，成键原子半径越小，键长越短，键能越大，推想C—C的键长小于Si—Si，A正确；键能越小，物质的稳定性越弱，Si—H的键能小于C—H，故SiH4的稳定性比CH4弱，B正确；C—O的键能小于Si—O的键能，说明Si的氧化物更稳定，SiH4比CH4更易生成氧化物，C错误；由于原子半径：Si>C，则键长：Si—Si>Si—C>C—C，故键能：E(C—Si)<E(C—C)，D正确。7．(2024·重庆统考样卷)ClO2是国际公认的绿色消毒剂，在光照下发生反应：6ClO2＋3H2O=5HClO3＋HCl。下列说法正确的是(A)A．HClO3是极性分子B．ClO2是直线形分子C．H2O中的O实行sp2杂化D．HCl气体分子之间存在氢键[解析]HClO3为四面体形分子，正负电中心不重合，是极性分子，A项正确；ClO2中氯原子的价层电子对数为2＋eq\f(7－2×2,2)＝3.5,1个电子占据一个轨道，则价层电子对数为4，接受sp3杂化，则ClO2为V形分子，B项错误；H2O中氧原子的价层电子对数为2＋eq\f(6－1×2,2)＝4，实行sp3杂化，C项错误；HCl分子间不能形成氢键，D项错误。8．(2024·辽宁鞍山一模)三聚氰胺的分子结构如图所示，下列有关说法中正确的是(B) \A．分子中N原子均实行sp3杂化B．1个三聚氰胺分子中共含有15个σ键C．分子中全部原子均位于同一平面上D．三聚氰胺分子属于极性分子，故极易溶于水[解析]三聚氰胺分子中单键N实行sp3杂化，双键N实行sp2杂化，A项错误；分子中的单键为σ键，1个双键中有1个σ键和1个π键，则1个三聚氰胺分子中共含有15个σ键，B项正确；三聚氰胺分子中有sp3杂化的N原子，分子中全部原子不行能共平面，C项错误；三聚氰胺分子结构对称，正负电中心重合，是不易溶于水的非极性分子，D项错误。9．(2024·河北邢台一模)用α粒子(eq\o\al(4,2)He)分别轰击eq\o\al(11,a)X和eq\o\al(d,c)Y，发生核反应：eq\o\al(11,a)X＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(m,n)Z和eq\o\al(d,c)Y＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(22,10)Ne，其中基态eq\o\al(m,n)Z原子的能级数与未成对电子数相等。下列说法正确的是(B)A．与X同周期的元素中，第一电离能比X小的元素有两种B．X和Z在其最高价氧化物的水化物中均接受sp2杂化C．ZY3的键角大于ZH3的键角D．X、Y、Z的单质均为分子晶体[解析]由核反应方程式与质量数守恒可得11＋4＝1＋m，m＝14，基态eq\o\al(m,n)Z原子的能级数与未成对电子数相等，则Z为N，n＝7，依据质子数守恒可得a＝5，X为B；c＋2＝1＋10，c＝9，则Y为F。同一周期元素随着原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但是Be原子核外2s2全满稳定状态，电离能较大，故与B同周期的元素中，第一电离能比B小的元素只有1种，A项错误；X和Z的最高价氧化物的水化物分别为H3BO3、HNO3，B、N均形成3个共价键且无孤电子对，故均接受sp2杂化，B项正确；F的电负性大于N，导致N—F键中电子对偏向F，而N—H键中电子对偏向N，使得成键电子对之间的斥力NH3>NF3，故NH3的键角大于NF3的键角，C项错误；晶体硼为共价晶体，D项错误。10．(2024·湖南隆回第一中学模拟)路易斯碱是指能作为电子对赐予体的原子、分子、离子或原子团。CO2、CO、NH3、CH3OH和CN－均为常见路易斯碱。下列说法正确的是(C)A．CO2、CO都是由极性键形成的非极性分子B．NH3的VSEPR模型为三角锥形C．CH3OH中C与NH3中N的杂化方式相同D．CH3OH比HCHO的沸点高是由于范德华力大[解析]CO是含有极性键和配位键的极性分子，A错误；NH3中N原子价层电子对数＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，且含有1个孤电子对，VSEPR模型为四面体型，B错误；CH3OH中C与NH3中N的杂化方式都是sp3杂化，C正确；CH3OH比HCHO的沸点高是由于CH3OH分子间有氢键，D错误。二、非选择题：本题共4小题。11．人类对其次周期的元素及化合物相识最早。(1)其次周期的元素中，I1(第一电离能)从大到小排前三位的是Ne、F、N。(2)人类合成的第一个稀有气体化合物是XeF＋PtFeq\o\al(－,6)，PtFeq\o\al(－,6)中的键角有90°和180°两种。下列关于该化合物的说法正确的是BC(填字母)。A．熔化状态下不能导电B．XeF＋中全部原子都满足8电子稳定结构C．用两个Cl替换F后，所得PtF4Cl2有两种结构D．含有离子键、极性键、非极性键和配位键(3)XeF＋PtFeq\o\al(－,6)溶于水可生成Xe和HPtF6，写出反应的化学方程式：2XeF＋PtFeq\o\al(－,6)＋2H2O=2Xe↑＋O2↑＋2HF＋2HPtF6。(4)SCN－中C原子的杂化类型为sp，其中含有两个相同的大π键，其形式为πeq\o\al(4,3)(用πeq\o\al(m,n)表示，n为原子数，m为电子数)，检验Fe3＋时，SCN－以S原子配位而不以N原子配位的缘由是S元素的电负性小，离子中S原子易给出孤电子对。[解析](1)其次周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，稀有气体氖原子的2p轨道为稳定的全充溢结构，第一电离能最大，氮原子的2p轨道为较稳定的半充溢结构，其第一电离能大于相邻元素，则第一电离能从大到小排前三位的是Ne、F、N。(2)XeF＋PtFeq\o\al(－,6)是离子化合物，熔化状态下能电离出自由移动的离子，能导电，故A错误；XeF＋中氟原子和氙原子都满足8电子稳定结构，故B正确；由PtFeq\o\al(－,6)中的键角有90°和180°两种可知，离子的空间结构为正八面体形，铂原子位于八面体的体心，氟原子位于八面体的顶点，则用两个氯原子替换氟原子后，所得PtF4Cl2有两种结构，故C正确；由化学式可知，稀有气体化合物是离子化合物，化合物中含有离子键、极性键和配位键，不含非极性键，故D错误。(3)由题意可知，XeF＋PtFeq\o\al(－,6)与水反应生成氙、氧气、氢氟酸和六氟合铂酸，反应的化学方程式为2XeF＋PtFeq\o\al(－,6)＋2H2O=2Xe↑＋O2↑＋2HF＋2HPtF6。(4)硫氰根离子与二氧化碳分子中的原子个数都为3、价电子数目都为16，互为等电子体，等电子体具有相同的空间结构，则硫氰酸根离子与二氧化碳分子的空间结构相同，都为直线形，所以碳原子的杂化方式为sp；离子中碳原子未参与杂化的2个p电子与硫原子和氮原子的p电子形成大π键，其形式为πeq\o\al(4,3)；硫氰根离子中硫元素的电负性小于氮元素，相对于氮原子，硫原子易给出孤电子对，所以检验铁离子时，SCN－以硫原子配位而不以氮原子配位。12．(1)请用以下物质的序号填空：①NaCl②Na2O2③NaOH④AlCl3⑤H2O2⑥N2⑦NH4Cl⑧CO2⑨He⑩P4其中只含有共价键的化合物有④⑤⑧，含有非极性共价键的离子化合物有②，含有极性共价键的离子化合物有③⑦，不含共价键的化合物有①。(2)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物，已知XY2中共有38个电子，若XY2为常见元素形成的离子化合物，其电子式为；若XY2为共价化合物，其结构式为S=C=S(答案合理即可)。(3)现有a～g7种短周期元素，它们在元素周期表中的位置如图所示。请据此回答下列问题。①元素的原子间反应最简洁形成离子键的是B(填字母，下同)，简洁形成共价键的是C。A．c和f B.b和gC．d和g D.b和e②写出由a～g中元素组成的，全部原子都满足最外层为8电子结构的随意一种分子的分子式：CCl4(答案合理即可)。③a与e能形成化合物ea5，它的全部原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外电子层结构，其电子式为，其中所含化学键类型为极性共价键、离子键，该物质能与水猛烈反应生成两种气体，这两种气体的化学式是NH3、H2。(4)氯化铝的物理性质特殊特殊，如：氯化铝的熔点为190℃(2.02×103Pa)，但在180℃就起先升华。据此推断，氯化铝是共价化合物(填“共价化合物”或“离子化合物”)，可以证明你的推断正确的试验依据是氯化铝在熔融状态下不导电。13．(2024·山东济南历城二中期末)卤族元素及其化合物种类繁多，有着特殊重要的用途。回答下列问题：(1)基态Br原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p5。(2)HF分子的极性大于(填“大于”“等于”或“小于”，下同)HCl，同一条件下，HF在水中的溶解度大于HCl，HF的沸点大于HCl。SOCl2的VSEPR模型为四面体形。1mol氟硼酸铵(NH4BF4)中含有2mol配位键。(3)下列对IF3分子的空间结构推断最合理的是C(填序号)(已知：电子对之间的最小夹角为90°时，排斥力最小的更稳定)。[解析](1)Br原子核外共35个电子，基态Br原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p5，即[Ar]3d104s24p5。(2)F原子的电负性大于Cl，则HF分子的极性大于HCl；HF与H2O分子间能形成氢键，则HF在水中的溶解度大于HCl；HF分子间能形成氢键，则HF的沸点大于HCl；SOCl2中，S原子孤电子对数为eq\f(1,2)×(6－1×2－2×1)＝1，连接原子数为3，价层电子对数为4，VSEPR模型为四面体形；NHeq\o\al(＋,4)中含1个配位键(N原子供应孤电子对给H＋)，BFeq\o\al(－,4)中含1个配位键(F－供应孤电子对给B原子)，则1molNH4BF4中含有2mol配位键。(3)孤电子对之间的夹角为90°时，排斥力较大，则IF3的空间结构不行能为B；A、C构型中，孤电子对与成键电子对之间的夹角为90°，A中90°孤电子对与3个成键电子对相互排斥，C中90°孤电子对与2个成键电子对相互排斥，则C中的排斥力更小，IF3分子的空间结构最合理的为C。14．(2024·黑龙江大庆二模)硒-钴-镧(La)三元整流剂在导电玻璃中应用广泛，且三种元素形成的单质及其化合物均有重要的应用。请回答下列问题：(1)钴位于元素周期表中d(填“s”“p”“d”或“ds”)区，与钴位于同一周期且含有相同未成对电子数的元素为V、As(填元素符号)。(2)“依布硒”是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式如图1所示。“依布硒”中碳原子的杂化类型为sp2，元素Se、O、N的第一电离能由大到小的依次为N>O>Se。(3)硒的某种氧化物为链状聚合结构(如图2所示)，该氧化物的化学式为SeO2。SeO3的空间结构为平面三角形。(4)二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用图表示。已知光的波长与键能成反比，则图中实现光响应的波长：λ1<(填“>”“<”或“＝”)λ2，其缘由是Se的原子半径比S的原子半径大，Se—Se的键能比S—S的键能小，断裂Se—Se所须要的最低能量小，对应的光波的波长较长。(5)[Co(15