2023届新高考化学选考一轮总复习训练-第17讲　分子结构与性质

第17讲分子结构与性质课时训练选题表知识点题号共价键及其参数3,5分子的空间结构6,11,12分子结构与物质的性质1,4,7,8,10综合2,9,13,14,15,161.下列叙述中正确的是(B)A.以极性键结合起来的分子一定是极性分子B.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子C.非极性分子只能是双原子单质分子D.非极性分子中,一定含有非极性共价键解析:以极性键结合起来的分子可能为非极性分子,如甲烷、二氧化碳等,故A项错误;由非极性键结合的双原子分子为非极性分子,如氧气、氮气、氯气等,故B项正确;非极性分子可能为多原子分子,如甲烷、二氧化碳等,故C项错误;非极性分子中,可能不含非极性键,如甲烷等,故D项错误。2.下列关于化学键类型和分子结构的说法正确的是(A)A.I3AsF6晶体中存在的I3B.H2O分子间存在氢键,故H2O的熔、沸点及稳定性均大于H2SC.P4和CH4的分子结构相同,键角相等D.尿素[CO(NH2)2]分子中σ键和π键数目之比为5∶1解析:A.I3+价层电子对数为4,为sp3杂化,孤电子对数为2,空间结构为V形,与水分子相同,正确;B.水分子间存在氢键,故水的熔、沸点大于硫化氢,但是简单氢化物的稳定性与氢键无关,H—O的键能大于H—S,故水比硫化氢稳定,错误;C.P4和CH4的分子结构均为正四面体,P4分子中4个P占据正四面体的四个顶点,键角为60°,甲烷键角为109°28′,错误;D.CO(NH2)2分子中σ键和π键数目之比为7∶1,3.六氟化硫(SF6)分子为正八面体结构,难溶于水,在高温下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面具有广泛用途。下列有关SF6的推测正确的是(D)A.SF6中心原子的价层电子对数为4B.SF6中各原子均达到最外层8电子稳定结构C.SF6分子是由极性键形成的极性分子D.SF6分子中的S—F都是σ键,且键长、键能都相等解析:A.SF6中心硫原子的价层电子对数=6+6-1×62=6,错误;B.S原子的最外层有6个电子,在这个分子中,S形成了6个共价键,最外层不是8电子稳定结构,错误:C.S和F属于不同原子,形成的是极性键,但分子是正八面体结构,正负电荷中心重合,是非极性分子,错误;D.SF4.某化合物的分子式为AB2,A属第ⅥA族元素,B属第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(B)A.AB2分子的空间结构为“V”形B.A—B为极性共价键,AB2分子为非极性分子C.AB2与H2O相比,AB2的熔点、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分子间能形成氢键解析:根据A、B的电负性值及所处位置关系,可判断A为O元素,B为F元素,该分子为OF2。O—F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。5.二茂铁[(C5H5)2Fe]是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。二茂铁的结构简式如图所示,下列说法不正确的是(A)A.二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5H5B.1mol环戊二烯()中含有σ键的数目为11NAC.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6D.二茂铁分子中存在π键解析:含有孤电子对和空轨道的原子之间存在配位键,所以二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5H5-)之间为配位键,故A错误;1个环戊二烯中含3个C—C和2个CC、6个C—H,则1mol环戊二烯中含有σ键的数目为11NA,故B正确;铁原子核外有26个电子,铁原子失去最外层两个电子变为Fe2+,根据构造原理知,Fe2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d66.已知HNO3、H2SO4的结构如图所示,下列说法不正确的是(C)A.NO3-、SB.HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3C.等物质的量的NO3-、SD.HNO3、H2SO4都能与水形成分子间氢键解析:NO3-中的氮原子的价层电子对数为3+12×(5+1-2×3)=3,采用的是sp2杂化,无孤电子对,则NO3-空间结构为平面三角形,SO42-中的硫原子的价层电子对数为4+12×(6+2-2×4)=4,采用的是sp3杂化,则SO42-的空间结构为正四面体形,故A、B正确;根据HNO3、H2SO7.下列说法正确的是(C)A.极性溶质一定易溶于极性溶剂,非极性溶质一定易溶于非极性溶剂B.Br2和H2O均是极性分子,CCl4是非极性分子,所以Br2难溶于H2O而易溶于CCl4C.CS2和白磷均是非极性分子,H2O是极性分子,所以白磷难溶于H2O,而易溶于CS2D.H2O是极性分子,CO2可溶于H2O,因此CO2是极性分子解析:A.“相似相溶”规律是经验规律,存在特殊情况,部分有机物分子是极性分子,但因为极性很弱,所以大部分难溶于水,不正确;B.Br2是非极性分子,H2O是极性分子,CCl4是非极性分子,根据“相似相溶”,Br2难溶于H2O而易溶于CCl4,不正确;C.CS2和白磷均是非极性分子,H2O是极性分子,所以白磷难溶于H2O,而易溶于CS2,正确;D.CO2是非极性分子,CO2溶于H2O时,部分与H2O反应生成H2CO3,不正确。8.通常情况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间结构与NH3相似,下列对NCl3和NH3的有关叙述正确的是(B)A.NCl3分子中N—Cl键长与CCl4分子中C—Cl键长相等B.在氨水中,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子,则NH3·H2O的结构式可表示为…C.NCl3分子是非极性分子D.NBr3比NCl3易挥发解析:因氮原子的半径小于碳原子的半径,所以C—Cl键长大于N—Cl,A项错误;根据题意,NCl3的空间结构与NH3相似,也应为三角锥形,故为极性分子,C项错误;NBr3的结构与NCl3相似,因NBr3的相对分子质量大于NCl3的相对分子质量,故NBr3不如NCl3易挥发,D项错误。9.短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍,Y与X同主族,Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1。下列说法错误的是(D)A.XW4为非极性分子B.Y、Z、W最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y<Z<WC.ZW2分子是由极性键构成的极性分子D.XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp杂化解析:短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大,X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍,则X是C元素;Y与X同主族,则Y是Si元素;Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1,且两者原子序数都大于Y,则Z是S元素、W是Cl元素。CCl4分子为非极性分子,A正确;非金属性Si<S<Cl元素,则Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y<Z<W,B正确;ZW2是SCl2,由于分子中硫原子上有两对孤电子对,故SCl2为V形极性分子,C正确;CCl4、SiCl4、SCl2分子中的中心原子价层电子对数都是4,所以均为sp3杂化,D错误。10.科学家对金(111)表面生长的二维双层冰的边缘结构实现了成像观察,二维冰层的AFM表征细节(图1)及其结构模型(图2)如下。下列说法正确的是(A)A.受到能量激发时,“准液体”水分子与下层固态水分子脱离,使冰面变滑B.固态水分子之间的化学键较强,“准液体”水分子之间的化学键较弱C.由于水分子间的氢键比较牢固,使水分子很稳定,高温下也难分解D.气相水分子、“准液体”水分子和固态水分子属于三种不同的化合物解析:A.当受到能量激发时,“准液体”水分子与下层固态水分子连接的氢键断裂,产生“流动性水分子”,易于滑动,使冰面变滑,正确;B.水分子之间存在的作用力是氢键而不是化学键,错误;C.水分子内部的共价键使其很稳定,高温也难分解,水分子之间存在氢键使其熔、沸点变高,错误;D.无论是哪种水分子,其化学组成、分子式相同,属于同种化合物,错误。11.瑞德西韦的结构如图所示,下列说法正确的是(D)A.瑞德西韦中N、O、P元素的电负性:N>O>PB.瑞德西韦中的N—H的键能大于O—H的键能C.瑞德西韦中所有N都为sp3杂化D.瑞德西韦结构中存在σ键、π键和大π键解析:一般情况下,元素非金属性越强,电负性越强,所以电负性O>N>P,故A错误;O原子半径小于N原子半径,电负性强于N,所以O—H的键能大于N—H键能,故B错误;形成NC的N原子为sp2杂化,形成C≡N的N原子为sp杂化,故C错误;该分子中单键均为σ键,双键和三键中含有π键,苯环中含有大π键,故D正确。12.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是具有抗癌活性的金属配合物,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液也不产生沉淀;碳铂是1,1环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构简式如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(D)A.顺铂中心离子的电荷数和配位数均为2B.顺铂可能是四面体形结构C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子之比为1∶2D.1mol1,1环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA解析:由题意知,顺铂中心离子的电荷数为2,配位数为4,若顺铂是四面体形结构,则不存在顺、反结构,所以不可能是四面体形结构,A、B错误;碳铂分子中有4个C,形成4个σ键,为sp3杂化,2个C形成3个σ键,为sp2杂化,则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1,C错误;C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键,CO中有1个σ键,则1mol1,1环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA,D正确。13.X、Y、Z、Q、E、M六种元素中,X原子的基态价层电子排布式为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5。下列说法正确的是(D)A.EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp2杂化B.X、Y元素的第一电离能大小关系:X<YC.Z与氧元素形成的离子ZO3D.M为元素周期表前四周期基态原子未成对电子最多的元素解析:X、Y、Z、Q、E、M六种元素中,X原子的基态价层电子排布式为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5,M为Cr,由上述分析可知,X为Be、Y为B、Z为C、Q为F、E为K、M为Cr。A.KBF4中阴离子的中心原子孤电子对数为(3+1-4×1)2=0,价层电子对个数为4+0=4,则阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化,错误;B.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为X>Y,错误;C.CO32-中阴离子的中心原子孤电子对数为(14.完成下列填空。(1)(2020·全国Ⅰ卷)磷酸根离子的空间结构为,其中P的价层电子对数为,杂化轨道类型为。(2)(2019·全国Ⅲ卷)FeCl3中的化学键具有明显的共价性,蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为,其中Fe的配位数为。

(3)(2019·全国Ⅲ卷)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是

。

(4)在常压下,KCl的熔点高于KI,写出其主要原因:。

(5)在常压下,CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。主要原因是

。

解析:(1)经过计算,PO43-(2)氯化铁的双聚体,就是两个氯化铁相连接在一起,已知氯化铁中的化学键具有明显的共价性,所以仿照共价键的形式将两个氯化铁连接在一起。根据其分子结构可知配位数是4。(3)苯胺比甲苯的熔、沸点都高,同是分子晶体,熔、沸点不同,首先要考虑的就是是否有氢键,苯胺中存在电负性较强的N,所以可以形成分子间氢键,因此比甲苯的熔、沸点高。(4)KCl和KI均为离子晶体,其熔点高低取决于离子键强弱,Cl-半径更小,与K+形成的离子键更强,熔点更高。(5)CBr4和CCl4均为分子晶体,CBr4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量,所以CBr4的分子间作用力大于CCl4的分子间作用力,导致CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高。答案:(1)正四面体4sp3(2)4(3)苯胺分子之间存在氢键(4)Cl-半径比I-小,与K+形成的离子键更强,故熔点更高(5)CBr4和CCl4均为分子晶体,CBr4的相对分子质量大于CCl4的相对分子质量,所以CBr4的分子间作用力大于CCl4的分子间作用力,导致CBr4的沸点(190℃)比CCl4的沸点(76.8℃)高15.氮、磷是同族元素,该族元素单质及其化合物在农药、化肥合成等方面有重要应用。试根据有关信息完成下列问题。(1)已知:CH4SiH4NH3PH3沸点/K101.7161.2239.7185.4分解温度/K8737731073713.2分析上表中四种物质的相关数据,请回答:①CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,沸点高低的原因是

。

②CH4和SiH4比较,NH3和PH3比较,分解温度高低的原因是

。

(2)液氨常被用作制冷剂,若不断地升高温度,实现“液氨氨气氮气和氢气氮原子和氢原子”的变化,在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用是①;②极性键;③。

(3)综合上述数据和规律判断,一定压强下HF和HCl的混合气体降温时先液化。

(4)氨气在水中的溶解度远大于甲烷,其原因有

。

答案:(1)①结构相似时,相对分子质量越大,分子间作用力越大,因此SiH4沸点高于CH4;NH3分子间还存在氢键,因此NH3的沸点高于PH3②C—H键能大于Si—H,因此CH4分解温度高于SiH4;N—H键能大于P—H,因此NH3分解温度高于PH3(2)氢键、范德华力非极性键(3)HF(4)氨气分子为极性分子,易溶于极性溶剂水中,甲烷为非极性分子,氨气分子