(统考版)2023版高考化学一轮复习课时作业35分子结构与性质

课时作业35分子结构与性质一、选择题1．下列分子中，立体构型是平面三角形的是（）A．CH4B．NH3C．BF3D．CO22．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是（）A．HNO2B．H2SO3C．HClO3D．HClO43．下列说法中正确的是（）A．HCHO分子中既含σ键又含π键B．CO2分子中的化学键为非极性键C．NH3分子中N原子的杂化轨道类型是sp2D．沸点：PH3>NH3>H2O4．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5．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6．下列有关分子的结构和性质的说法正确的是（）A．H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子B．NF3和PCl3均为三角锥形分子，中心原子均为sp3杂化C．H3BO3和H3PO3均为三元酸，结构式均为（X＝B，P）D．CH4和白磷（P4）分子均为正四面体形分子，键角均为109°28′7．某一化合物的分子式为AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是（）A．AB2分子的空间构型为V形B．A—B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子C．AB2与H2O相比，AB2的熔、沸点比H2O的低D．AB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键8．关于化学式为[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O的配合物，下列说法中正确的是（）A．配位体是Cl－和H2O，配位数是9B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl（H2O）5]2＋C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀9．已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示，如图所示，下列有关H2O2结构的说法正确的是（）A．H2O2中有3个σ键、1个π键B．H2O2为非极性分子C．H2O2中氧原子为sp杂化D．H2O2沸点高达158℃，可推测H2O2分子间可形成氢键10．胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu（H2O）4]SO4·H2O，其结构示意图如下：下列说法正确的是（）A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp2杂化B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键，不存在离子键C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键D．胆矾中的两种结晶水在不同的温度下会分步失去11．下列对分子的性质的解释，不正确的是（）A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释B．酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多C．SiCl4分子中硅氯键的极性比CCl4中碳氯键的弱D．青蒿素分子式为C15H22O5，结构如图，该分子中包含7个手性碳原子二、非选择题12.Ⅰ我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R代表）。回答下列问题：（1）经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图（b）所示。①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为，不同之处为。（填标号）A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数C．立体结构D．共价键类型②R中阴离子Neq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(5))中的σ键总数为个。分子中的大π键可用符号∏nm表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数（如苯分子中的大π键可表示为eq\i\pr\in(6,6,)），则Neq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(5))中的大π键应表示为。③图（b）中虚线代表氢键，其表示式为（NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))）N—H…Cl、、。Ⅱ研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2＋3H2=CH3OH＋H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。（3）在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn（NO3）2中的化学键除了σ键外，还存在。13.1985年，Rousssin研究发现了第一个金属原子簇类配位化合物，其结构如图所示，金属原子簇类化合物与金属原子表面性质相似，具有良好的催化活性等功能。请回答下列问题：（1）Fe3＋的基态核外价电子排布式为。（2）上述化合物中含有三种非金属元素，试比较三种元素原子第一电离能由大到小顺序为；硫可以形成SOCl2化合物，则该化合物的立体构型为。（3）除了氮的氧化物之外，氮还可以形成NOeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(2))。请写出氮原子的杂化方式。（4）上述原子簇类配合物，中心原子铁的配位原子是。（5）配合物Fe（CO）5的熔点为－20℃，沸点为103℃。可用于制备纯铁。Fe（CO）5的结构如图所示。下列关于Fe（CO）5说法正确的是（填字母）。A．Fe（CO）5是非极性分子，CO是极性分子B．Fe（CO）5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键C．1molFe（CO）5含有10mol配位键D．Fe（CO）5=Fe＋5CO反应中没有新化学键生成14．金属镍、铜及其化合物在合金材料以及催化等方面应用广泛。根据要求回答下列问题：（1）基态Ni的价电子构型（电子排布式）为。（2）Ni（CO）4常温为液态，易溶于CCl4、苯等有机溶剂，则Ni（CO）4属于晶体，与Ni（CO）4中CO互为等电子体的离子是（写出一种即可）。（3）Ni2＋可与丁二酮肟（）作用生成腥红色配合物沉淀A。①丁二酮肟分子中碳原子的杂化轨道类型有1mol该分子中含有的碳碳σ键和碳氮σ键的总数为。②氨气在水中的溶解度远大于甲烷，其原因是________________________________________________________________________。③腥红色配合物沉淀A（结构如图）中除含有一般的价键外，还含有配位键和氢键，请在图中标出配位键和氢键。（提示：A的配位数为4，配位键用“→”表示，氢键用“…”表示）课时作业35分子结构与性质1．答案：C2．解析：对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强，如Heq\o(N,\s\up6(＋3))O2<Heq\o(N,\s\up6(＋5))O3；H2eq\o(S,\s\up6(＋4))O3<H2eq\o(S,\s\up6(＋6))O4；Heq\o(Cl,\s\up6(＋5))O3<Heq\o(Cl,\s\up6(＋7))O4。观察A、B、C、D四个选项，HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S、Cl都未达到其最高价，其酸性不够强，只有D选项中的HClO4中的Cl元素为＋7价，是Cl元素的最高价，使H—O—ClO3中O原子的电子向Cl原子偏移，在水分子作用下，容易电离出H＋，酸性最强。答案：D3．解析：HCHO分子中含有碳氧双键，既含σ键又含π键，A项正确；CO2分子中的化学键是极性键，B不正确；NH3分子中N原子的杂化轨道类型是sp3杂化，C项不正确；氨气分子之间存在氢键，因而氨的沸点反常高，由于水分子之间的氢键强于氨气分子之间的氢键，因此水的沸点高于氨的沸点，D项不正确。答案：A4．解析：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，但由于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。答案：C5．解析：由题意可知N2分子中N原子之间、CO分子中C、O原子之间均通过2个π键，一个σ键，即三键结合，其中，CO分子中1个π键由O原子单方面提供孤电子对，C原子提供空轨道通过配位键形成。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。答案：D6．解析：C2H2中4个原子在同一直线上，为直线形的非极性分子，但H2O2中4个原子不在同一直线上，为空间结构的极性分子，A项错误；NF3和PCl3中N、P均有一个孤电子对，杂化轨道数均为4，故均为三角锥形分子，中心原子均为sp3杂化，B项正确；H3BO3的结构式为，其溶液呈酸性是因为H3BO3与水电离出的OH－结合为[B（OH）4]－：H3BO3＋H2O⇌[B（OH）4]－＋H＋，因此H3BO3为一元酸，H3PO3的结构式为，为二元酸，C项错误；CH4和白磷（P4）分子均为正四面体形，但键角分别为109°28′和60°，D项错误。答案：B7．解析：根据A、B的电负性值及所处位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。O—F键为极性共价键。因为OF2分子的键角为103.3°，OF2分子中键的极性不能抵消，所以为极性分子。答案：B8．解析：[TiCl（H2O）5]Cl2·H2O，配位体是Cl－、H2O，提供孤电子对；中心离子是Ti3＋，配合物中配位离子Cl－不与Ag＋反应，外界中的Cl－与Ag＋反应。答案：C9．答案：D10．解析：H2O中O原子形成2个σ键，有2个孤电子对，为sp3杂化，硫酸根离子中羟基氧是sp3杂化，非羟基氧不是中心原子，不参与杂化，故A错误；在题述结构示意图中，存在O→Cu配位键，H—O、S—O共价键和配离子与硫酸根离子之间形成离子键，故B错误；胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；由于胆矾晶体中有两类结晶水，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合方式不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确。答案：D11．解析：碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷属于非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用相似相溶原理解释，所以A正确；H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多，含氧酸中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，所以B正确；碳元素的电负性大于硅元素，因此Si、Cl间的电负性差别较大，Si—Cl的极性强，故C错误；手性碳原子是指碳原子周围相连的4个原子或原子团都不相同。根据青蒿素的结构简式图知，该分子中包含7个手性碳原子，故D正确。答案：C12．解析：Ⅰ.（1）①结合图（b）可知：晶体R中两种阳离子为NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))和H3O＋，两种阳离子的中心原子均采取sp3杂化；NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))中成键电子对数为4，H3O＋中含1个孤电子对和3个成键电子对，即中心原子的价层电子对数均为4；两种阳离子中均存在极性键，不存在非极性键。NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))和H3O＋分别为正四面体结构和三角锥形结构，即立体结构不同。②从图（b）可以看出：阴离子Neq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(5))呈五元环状结构，其含有的σ键总数为5个；Neq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(5))中参与形成大π键的电子数为6，故可将其中的大π键表示为eq\i\pr\in(5,6,)。③根据图（b）还有的氢键是：（H3O＋）O—H…N（NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))）N—H…N。Ⅱ.（2）根据价层电子对互斥理论，CO2中C原子价层电子对数为2，为sp杂化，而CH3OH中C原子的价层电子对数为4，为sp3杂化；（3）影响分子晶体沸点的因素有范德华力和氢键，H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，故H2O的沸点高，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大，范德华力大，沸点更高。（4）Mn（NO3）2为离子化合物，Mn2＋与NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))之间是离子键，根据NOeq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(3))的结构式，N与O之间存在双键，故除了σ键还存在离子键和π键。答案：Ⅰ.（1）①ABDC②5eq\i\pr\in(5,6,)③（H3O＋）O—H…N（Neq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(5))）（NHeq\o\al(\s\up11(＋),\s\do4(4))）N—H…N（Neq\o\al(\s\up11(－),\s\do4(5))）Ⅱ.（2）spsp3（3）H2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2