第二节-分子结构与性质-课时作业(实战演练)(解析版)

第二节分子结构与性质课时作业一、选择题1．（山东省2021届高三下学期4月高考预测猜题卷）氢氟酸是芯片加工的重要试剂。常见制备反应为：CaF2+2H3PO4Ca（H2PO4）2+2HF↑，已知Ca（H2PO4）2溶液显酸性，NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法不正确的是（）。A．Ca（H2PO4）2溶液中微粒浓度大小顺序：c（H2PO4－）＞c（H+）＞c（HPO42－）＞c（H3PO4）B．PO43－的空间构型为正四面体形C．已知CaF2晶胞中每个Ca2+被8个F－包围，则F－的配位数是8D．由于HF分子间能形成氢键，所以熔沸点HF＞HCl【答案】C【解析】A项：Ca（H2PO4）2溶液显酸性，故H2PO4－的电离程度大于水解程度，所以溶液中c（H2PO4－）＞c（H+）＞c（HPO42－）＞c（H3PO4），A正确；B项：PO43－的中心原子P原子的价层电子对数为4，所以采取sp3杂化，空间构型为正四面体形，B正确；C项：CaF2晶胞中每个Ca2+被8个F－包围，根据化学式可知每个F－被4个Ca2+包围，即F－的配位数是4，C错误；D项：分子的熔沸点与分子间氢键有关，D正确；2．（江苏省如皋市2022届高三11月期中调研）乙醛发生银镜反应的化学方程式为CH3CHO+2Ag（NH3）2OH2Ag↓+CH3COONH4+3NH3↑+H2O。下列说法正确的是（）。A．CH3CHO分子中σ键与π键的比例为6∶1B．配离子［Ag（NH3）2］+中提供孤电子对形成配位键的是Ag+C．NH3的电子式为D．CH3COONH4中碳原子的轨道杂化方式均为sp3杂化【答案】A【解析】A项：CH3CHO分子的结构式为，含6个σ键和1个π键，A选项正确；B项：配离子［Ag（NH3）2］+中提供孤电子对的是N原子，提供空轨道的是Ag+，B选项错误；C项：NH3分子中N原子上还有1对孤对电子，C选项错误；D项：CH3COONH4中，甲基上的碳原子采用sp3杂化，羧基上的碳原子采用sp2杂化，D选项错误。3．（2022·湖北黄石高三一模）酞菁钴近年来被广泛应用于光电材料、非线性光学材料、催化剂等方面，其结构如图所示（Co参与形成的均为单键，部分化学键未画明）下列说法正确的（）。A．酞菁钴中三种非金属元素的电负性大小顺序为N＞H＞CB．酞菁钴中碳原子的杂化方式有sp2杂化和sp3杂化两种C．与Co（Ⅱ）通过配位键结合的是2号和4号N原子D．1号和3号N原子分别与周围3个原子形成的空间结构为平面三角形【答案】C【解析】A项：电负性大小顺序为＞＞，项错误；B项：酞菁钴中碳原子均采取sp2杂化，项错误；C项：原子与其他原子形成3对共用电子即可达到8电子稳定结构，所以2号和4号原子与（）通过配位键结合，项正确；D项：1号和3号原子均形成3个共价单键，均有1对孤电子对，则形成的空间结构为三角锥形，项错误。4．（2022年4月山东省淄博市模拟）NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可以通过电解熔融的氟氢化铵（NH4HF2）制得。下列有关说法错误的是（）。A．NF3的空间构型为平面三角形B．相关元素的电负性由大到小的顺序为F＞N＞HC．NF3和NH4HF2中N原子的杂化方式均为sp3D．NH4HF2晶体中微粒间的作用有离子键、共价键、配位键和氢键【答案】A【解析】A项：NF3分子中N原子形成3个键，并且有1对孤对电子，价层电子对数为4，采用sp3杂化，配位数为3，则其空间构型为三角锥形，A选项错误；B项：同一周期元素原子序数越大，电负性越大，同一主族元素，原子序数越大，电负性越小，故相关元素的电负性由大到小的顺序为F＞N＞H，B选项正确；C项：NH4HF2中含NH4+，NH4+中N原子形成4个键，无孤对电子，价层电子对数为4，采用sp3杂化，C选项正确；D项：NH4HF2中NH4+与HF2－之间存在离子键，NH4+中N和H之间存在3个普通的共价键和1个配位键，HF2－中F和H之间存在1个氢键和1个普通的共价键，D选项正确。5．（2022届高三湖北十一校第二次联考）下列说法错误的是（）。A．水汽化和水分解的变化过程中，都需要破坏共价键B．CaC2、Na2O2晶体中的阴、阳离子个数比分别为1∶1、1∶2C．基态碳原子核外有三种能量不同的电子D．区分晶体Ni和非晶体Ni最可靠的科学方法是X－射线衍射法【答案】A【解析】A项：水汽化破坏的是氢键和范德华力，水分解则需破坏共价键，A项错误；B项：CaC2、Na2O2晶体中的阴、阳离子个数比分别为1∶1、1∶2，B项正确；C项：基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2，占据1s、2s、2p三个能级，所以有三种能量不同的电子，C项正确；D项：区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X－射线衍射法，D项正确。6．（江苏省2021年普通高中学业水平选择性考试）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g)ΔH=-116.4kJ·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是A.NH3能形成分子间氢键B.NO的空间构型为三角锥形C.NH3与NH中的键角相等D.NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键【答案】A【解析】A项：NH3能形成分子间氢键，氨分子是一个极性分子，氮原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正电荷，当氨分子互相靠近时，由于取向力的作用，带有部分正电荷的氢原子与另外一个氨分子中的带有部分负电荷的氮原子发生异性电荷的吸引进一步靠拢，A正确；B项：硝酸根离子的空间构型是个标准的正三角形，N在中间，O位于三角形顶点，N和O都是sp2杂化，B错误；C项：NH3和NH都是sp3杂化，但NH3中存在一个孤电子对，是三角锥结构，而NH为标准的正四面体，所以键角是不一样的，NH3中每两个N—H键之间夹角为107°18＇,正四面体为109°28＇，C错误；D项：N-H为σ键，配位键也为σ键，则[Ag(NH3)2]+中含有8个σ键，2个配位键，D错误；答案选A。7．（2022·无锡高三4月模拟）可利用反应2Cr2O72－+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键D．已知CrO42－QUOTE是以Cr为中心的四面体结构，则Cr2O72－结构中含有两个四面体【答案】A【解析】A项：Cr是第24号元素，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，基态Cr3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，A错误；B项：［Cr（H2O）6］3+中Cr3+提供空轨道，氧原子提供孤电子对，所以与Cr3+形成配位键的原子是氧原子，B正确；C项：CH3COOH分子的结构式中含有7个σ键、1个π键，C正确；D项：CrO42－的结构为，是以Cr为中心的四面体结构；Cr2O72－结构为，含有两个四面体，D正确。8．（2022年新高考第三次适应性考试）SiH4（Si为+4价）可制取LED基质材料Si3N4（超硬物质）：3SiH4+4NH3＝Si3N4+12H2下列分析正确的是（）。A．Si3N4晶体中，Si位于正八面体的两个顶点，N位于八面体中间平面的4个点B．Si3N4和SiH4均为共价晶体，其Si原子均采取sp3杂化C．反应中每转移0.8mole－，还原0.2molSiH4，生成17.92LH2（标准状况）D．电负性：Si＞N＞H【答案】A【解析】A项：Si3N4是一种超硬物质，属于共价晶体，其空间结构是立体网状结构，在氮化硅晶体中每个硅原子与4个氮原子相连，每个氮原子与3个硅原子相连，Si3N4晶体中，Si位于正八面体的两个顶点，N位于八面体中间平面的4个点，故A正确；B项：Si3N4晶体为共价晶体，SiH4为分子晶体，Si原子均采取sp3杂化，故B错误；C项：3SiH4+4NH3＝Si3N4+12H2，反应中氢元素化合价+1价和－1价生成0价氢气，电子每转移12mol电子，被还原的物质是4molNH3，被氧化的物质是3molSiH4，生成氢气12mol，则反应中每转移0.8mole－，氧化0.2molSiH4，生成标准状况下0.8mol×22.4L/mol＝17.92LH2，故C错误；D项：非金属性越强，非金属元素的电负性越大，所以电负性：N＞Si＞H，故D错误。9．（2021~2022天津宝坻区高三上学期期中）HCHO与［Zn（CN）4］2－在水溶液中发生反应：4HCHO+［Zn（CN）4］2－+4H++4H2O＝［Zn（H2O）4］2++HOCH2CN，下列有关说法正确的是（）。A．［Zn（CN）4］2－中存在共价健和离子键B．HCHO中碳原子以sp2的形式杂化C．CN－中的σ键和π键数目相同D．Zn原子的3d能级中有空轨道【答案】 B【解析】A项：［Zn（CN）4］2－中存在共价键和配位键，没有离子键，故A错误；B项：HCHO中心原子C的价层电子对数＝3+＝3是平面三角形分子，碳原子以sp2的形式杂化，故B正确；C项：CN－中C、N原子间形成三键，一个三键中含有1个σ键和2个π键，故C错误；D项：Zn原子的价层电子排布式为3d104s2，3d能级没有空轨道，故D错误。10．（2022届山东省新高三12月联合调研检测）在分析化学中，常用丁二酮肟镍重量法来测定样品中Ni2+的含量，产物结构如图所示。下列关于该物质的说法，正确的是（）。A．含有是化学键类型为共价键、配位键和氢键B．Ni2+利用其空轨道与丁二酮肟形成了配合物C．该化合物中C的杂化方式只有sp2D．难溶于水的原因是形成了分子内氢键，也很容易再与水形成氢键【答案】B【解析】A项：该物质含有共价键、配位键和氢键，其中共价键和配位键是化学键，氢键不是化学键，故A错误；B项：过渡金属离子Ni2+利用其空轨道与丁二酮肟中的氮原子上的孤电子对形成了配位键，从而形成了配合物，故B正确；C项：该化合物中甲基上的碳原子的杂化方式为sp3，和氮原子相连的碳原子的价层电子对数为3，杂化方式为sp2，故C错误；D项：该化合物难溶于水，是因为形成了分子内氢键，很难再与水形成氢键，故D错误；11．（河北省保定市2022年高三4月模拟）肼（N2H4）是一种火箭燃料，其结构可以看作是NH3中的一个H原子被NH2代替，下列关的说法正确的是（）。A．可能存在分子间氢键B．其中N原子的杂化轨道类型为sp2C．分子的空间结构与CH2＝CH2相似，6个原子共平面D．分子中相邻两化学键的键角大于109°28'小于120°【答案】A【解析】A项：H2N－NH2中的氮原子电负性较大，可以与分子中另一个氢原子形成分子间氢键，故A正确；B项：H2N－NH2中的N原子成了3个共价键，还剩一对孤对电子，故它的杂化轨道类型为sp3，故B错误；C项：H2N－NH2中的N原子分子的空间结构与CH2＝CH2不相似，氮原子的杂化轨道类型为sp3，6个原子不可能共平面，故C错误；D项：由于肼分子中孤对电子对单键的挤压，导致键角小于109°28'，分子中相邻两化学键的键角为108°，故D错误。12．（山东省2022届高三上学期12月百校联考）已知硼砂的构成为Na2［B4O5（OH）4］·8H2O，其阴离子的结构如图所示。下列说法错误的是（）。A．硼砂中含有氢键B．硼砂中B原子均采用sp2杂化C．硼砂中存在离子键和共价键D．硼砂中存在配位键【答案】B【解析】A项：硼砂中含有氢键，A正确；B项：本题主要考查分子的结构，侧重考查学生对基础知识的认知能力。由阴离子的结构可知，有2个B原子与O原子以四根单键相连（O提供电子对，B提供空轨道），这两个B原子均采用sp3杂化，B项错误。C项：硼砂中存在离子键和共价键,C正确；D项：O提供电子对，B提供空轨道,形成配位键，D正确。13．（山东省百师联盟2021~2022学年高三上学期12月联考）嘌呤类是含有氮的杂环结构的一类化合物，一种结构如图所示，关于这个平面分子描述错误的是（）。A．分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2B．分子中含有极性共价键和非极性共价键C．轨道之间的夹角∠1比∠2小D．分子间可以形成氢键【答案】C【解析】A项：嘌呤为平面分子，C和N原子的杂化方式均为sp2，A正确；B项：嘌呤分子中含有C―N、C―H、N―H极性共价键和C―C非极性共价键，B正确；C项：孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，斥力越大，键角越大，故∠1比∠2大，C错误；D项：嘌呤分子中含有N―H键，可以形成分子间氢键，D正确。14．（辽宁丹东2021~2022学年高三上学期期中）第ⅤA族元素的原子（以R表示）与A原子结合形成RA3气态分子，其空间构型呈三角锥形。PCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于PCl5分子的说法中不正确的是（）。A．每个原子都达到8电子稳定结构，且为非极性分子B．键角（∠Cl－P－Cl）有120°、90°、180°几种C．PCl5受热后会分解生成分子立体构型呈三角锥形的PCl3D．分子中5个P－Cl键键能不都相同【答案】A【解析】A项：P原子最外层有5个电子，形成5个共用电子对，所以PCl5中P的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故A不正确；B项：上下两个顶点与中心P原子形成的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，所以键角（∠Cl－P－Cl）有90°、120°、180°几种，故B正确；C项：三氯化磷分子中，P原子价层电子对数＝3+QUOTE×（5－3×1）＝4，且含有一个孤电子对，所以其空间构型是三角锥形，PCl5PCl3+Cl2↑，则PCl5受热后会分解生成分子立体构型呈三角锥形的PCl3，故C正确；D项：键长越短，键能越大，键长不同，所以键能不同，故D正确。二、主观题3．（安徽省合肥市2022届高三三模）碱土金属（ⅡA族）元素单质及其相关化合物的性质、合成一直以来是化学界研究的重点。回答下列问题：（1）对于碱土金属元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba，随着原子序数的增加，以下性质呈单调递减变化的是_________。A．原子半径B．单质的硬度C．第一电离能（2）①铍与相邻主族的_________元素性质相似。下列有关铍和该元素的叙述正确的有______填标号。A．都属于p区主族元素B．电负性都比镁大C．第一电离能都比镁大D．氯化物的水溶液pH均小于7②（NH4）2BeF4是工业制备金属铍过程中的重要中间产物，其阳离子含有的化学键类型为______________，阴离子中心原子杂化方式为____________。（3）Sr是人体必需的微量元素，SrCO3是其重要的化合物之一。Sr2+的电子排布式为_________。判断SrCO3的热分解温度____________（填“大于”、“小于”）CaCO3的热分解温度，理由是___________________。（4）MgH2和金属Ni在一定条件下用球磨机研磨，可制得化学式为Mg2NiH4的储氢化合物，其立方晶胞结构如图所示：①Mg原子周围距离最近且相等的Ni原子有______个，若晶胞边长为646pm，则Mg－Ni核间距为______pm（结果保留小数点后两位，取1.73）。②若以晶胞中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力，则该化合物的储氢能力为____________（列出计算式即可。假定该化合物中所有的H可以全部放出，液氢密度为dg/cm3；设NA代表阿伏伽德罗常数的值）。【答案】（1）BC（2）①铝；BD②共价键、配位键；sp3（3）［Kr］或［Ar］3d104s24p6；大于；Sr2+的半径大于Ca2+，因此夺取CO32－中的O形成氧化物的能力较弱，需要更高的温度（4）①4；279.40②【解析】（1）对于碱土金属元素Be、Mg、Ca、Sr、Ba，同主族元素，随着原子序数的增加，原子半径增大；金属键键能减小，单质的硬度减小；原子半径增大，核对电子的引力减小，第一电离能减小。（2）①铍属于s区，铝属于p区主族元素，故A不符；铍位于镁的上一周期，铝位于镁同一周期的右侧，电负性都比镁大，故B符合；铍位于镁的上一周期，原子半径小，第一电离能大；铝位于镁同一周期的右侧，镁的3s处于全满状态，铝的第一电离能比镁小，故C不符；阳离子水解，溶液呈酸性，水溶液pH均小于7，故D符合；②（NH4）2BeF4是工业制备金属铍过程中的重要中间产物，其阳离子NH4+，铵根有4个氮氢共价键，其中一个是配位键，属于共价键，NH4+含有的化学键类型为共价键、配位键；阴离子BeF42－中心原子是Be，其价层电子对＝4+＝4，杂化方式为sp3。（3）锶是第五周期第ⅡA族元素，Sr2+的电子排布式为［Kr］或［Ar］3d104s24p6；SrCO3的热分解温度大于CaCO3的热分解温度，理由是Sr2+的半径大于Ca2+，因此夺取CO32－中的O形成氧化物的能力较弱，需要更高的温度。4）①图中Mg位于4个Ni围成的正四面体的中心，Mg原子周围距离最近且相等的Ni原子有4个，若晶胞边长为646pm，体对角线为646pm×，体对角线为Mg－Ni核间距的4倍，则Mg－Ni核间距为×646pm＝279.40pm；②晶胞中Mg有8个，Ni为8×+6×＝4，H原子为4×4＝16个，晶中氢的密度为：＝＝g·cm－3＝g·cm－3，液氢密度为dg/cm3，若以晶胞中氢的密度与液态氢密度之比定义储氢材料的储氢能力，则该化合物的储氢能力为；4．（辽宁省阜新市2022年4月高三模拟）据《自然·通讯》（NatureCommunications）报道，我国科学家发现了硒化铜纳米催化剂在二氧化碳电化学还原法生产甲醇过程中催化效率高。铜和硒等元素化合物在生产、生活中应用广泛。请回答下列问题：（1）基态硒原子的价电子排布式为______________；硒所在主族元素的简单氢化物中沸点最低的是________。（2）电还原法制备甲醇的原理为2CO2+4H2O2CH3OH+3O2。①写出该反应中由极性键构成的非极性分子的结构式________。②标准状况下，VLCO2气体含有________个π键。（3）苯分子中6个C原子，每个C原子有一个2p轨道参与形成大π键，可记为（Π右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子）。已知某化合物的结构简