【名师一号】2021高考化学(苏教版)一轮复习课时训练：12-3分子空间构型与物质的性质

第三单元分子空间构型与物质的性质(计时：45分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分)1．(2021·安徽)我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反应如下：HCHO＋O2eq\o(→,\s\up17(催化剂))CO2＋H2O。下列有关说法正确的是()A．该反应为吸热反应B．CO2分子中的化学键为非极性键C．HCHO分子中既含σ键又含π键D．每生成1.8gH2O消耗2.24LO2解析氧化反应一般为放热反应，A项错；CO2分子中含有极性键，B项错；HCHO分子中既有σ键，又有π键，C项正确；D项，不肯定是标准状况下，即产生的O2不肯定为2.24L。答案C2．(2022·安徽名校联考)羰基硫(OCS)是一种有臭鸡蛋气味的无色气体，分子结构与CO2相像，高温下可分解为CO和S。下列有关说法正确的是()A．OCS、CO、CO2、S四种物质的晶体类型相同B．OCS在高温下分解时，碳元素化合价上升C．OCS分子中含有2个σ键和2个π键，它们均属于非极性键D．22.4LOCS中约含有3×6.02×1023个原子解析A项中四种物质的晶体都是分子晶体，A项正确。OCS中C的化合价为＋4，生成CO时，C的化合价由＋4降至＋2，B项错误。OCS的结构式为S=C=O，含有的2个σ键和2个π键都是极性键，C项错误。D项未指明温度和压强，D项错误。答案A3．(2022·上海)PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相像，但P—H键键能比N—H键键能低。下列推断错误的是()A．PH3分子呈三角锥形B．PH3分子是极性分子C．PH3沸点低于NH3沸点，由于P—H键键能低D．PH3分子稳定性低于NH3分子，由于N—H键键能高解析NH3分子是三角锥形，故PH3分子也为三角锥形，选项A正确。PH3分子为三角锥形，而不是平面结构，故PH3为极性分子，选项B正确。PH3、NH3的沸点与分子间作用力及氢键有关，与化学键键能无关，选项C错误。键能越高，键越不简洁断裂，分子越稳定，选项D正确。答案C4．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像的层状结构。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，氢键解析石墨具有平面正六边形结构，可推断其中C原子是sp2杂化，由于“在硼酸〔B(OH)3〕分子中，B原子与3个羟基相连”虽然三个B—O都在一个平面上，但σ单键能够旋转，使O—H键位于两个平面之间，因而能够形成氢键，从而使晶体的能量最低，达到稳定状态。答案C5．下列说法正确的是()A．其次周期元素的第一电离能随原子序数递增依次增大B．卤族元素中氟的电负性最大C．CO2、SO2都是直线形的非极性分子D．CH2=CH2分子中共有四个σ键和一个π键解析A项错误，其次周期元素的第一电离能随原子序数递增并不是依次增大，如第一电离能：Be>B，N>O；B项正确；C项错误，SO2是极性分子；D项错误，C—H之间形成4个σ键，中有一个是σ键，一个是π键，共有5个σ键和1个π键。答案B6．三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体，测得其分子具有三角锥形结构。则下面对于NCl3的描述不正确的是()A．它是一种极性分子B．它的挥发性比NBr3要大C．它还能再以配位键与Cl－结合D．已知NBr3对光敏感，所以NCl3对光也敏感解析NCl3的电子式为eq\o\al(·,·)，由此可见，N原子，Cl原子的最外层均无空轨道，所以无法再与Cl－形成配位键，C选项不正确；因NCl3为三角锥形结构，不对称，分子中各个键的极性的向量和不为零，属于极性分子，A选项正确；NCl3和NBr3都属于分子晶体，结构都为三角锥形，但相对分子质量Mr(NCl3)<Mr(NBr3)，所以NCl3沸点低，易挥发，B选项正确；据同族元素化学性质的相像性，可知D项也正确。答案C7．能说明BF3分子的4个原子是同一平面的理由是()A．两个键之间夹角为120°B．B—F键为非极性共价键C．3个B—F键的键能相同D．3个B—F键的键长相等解析当F—B—F键角为120°时，BF3分子中的4个原子共面且构成平面三角形。分子的空间构型由分子化学键的键角打算。答案A8．Co(Ⅲ)的八面体协作物CoClm·nNH3，若1mol协作物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是()A．m＝1，n＝5 B．m＝3，n＝4C．m＝5，n＝1 D．m＝4，n＝5解析由1mol协作物生成1molAgCl，知道1mol协作物电离出1molCl－即配离子显＋1价，外界有一个Cl－。又由于Co显＋3价，所以[CoClm－1·nNH3]＋中有两个Cl－，又由于是正八面体，所以n＝6－2＝4。答案B9．下列现象与氢键有关的是()①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的熔、沸点高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④尿素的熔、沸点比醋酸的高⑤邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的低⑥水分子在较高温度下也很稳定A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤C．①②③④ D．①②③解析氢键存在于电负性较大的N、O、F原子与另外含氢的分子之间，而水的稳定性与分子内的O—H共价键的强度有关。答案B10．下列关于粒子结构的描述不正确的是()A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子C．CH2Cl2和CCl4均是四周体构型的非极性分子D．1molDeq\o\al(16,2)O中含中子、质子、电子各10NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)解析A项中H2S和NH3都是价电子总数为8的极性分子，正确；B项中HS－和HCl都只含一个极性键，且都具有18个电子，正确；C项中CH2Cl2是极性分子，四周体构型，CCl4是非极性分子，正四周体构型，不正确；D项中1个氘原子D(eq\o\al(2,1)H)中含1个质子、1个电子、1个中子，故1molDeq\o\al(16,2)O中含中子、质子、电子各10NA，正确。答案C二、非选择题(本大题共5小题，共50分)11．(10分)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与p电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部布满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。(1)基态E原子的价电子排布式为________。(2)ABeq\o\al(2－,3)的立体构型是________，其中A原子的杂化轨道类型是________。(3)Aeq\o\al(2－,2)与Beq\o\al(2＋,2)互为等电子体，Beq\o\al(2＋,2)的电子式可表示为________，1molBeq\o\al(2＋,2)中含有的π键数目为________NA。(4)用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的全部氢键________。解析A原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为C；B原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为O；C在周期表中电负性最大；为F；D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，为Ca；E在同周期元素中未成对电子数最多，为Cr。(1)基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1。(2)COeq\o\al(2－,3)的立体构型为平面三角形，C原子的杂化类型为sp2。(3)Oeq\o\al(2＋,2)含10个价电子，电子式为[:O⋮⋮O:]2＋。1个叁键中含有1个σ键、2个π键，则1mol[:O⋮⋮O:]2＋含2molπ键。(4)HF溶液中存在的氢键有F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。答案(1)3d54s1(2)平面三角形sp2(3)[:O⋮⋮O:]2＋2(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O12．(10分)(2021·山东)卤族元素包括F、Cl、Br等。(1)下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势，正确的是________。(2)利用“卤化硼法”可合成含B和N两种元素的功能陶瓷，右图为其晶胞结构示意图，则每个晶胞中含有B原子的个数为________，该功能陶瓷的化学式为________。(3)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。第一电离能价于B、N之间的其次周期元素有________种。(4)若BCl3与XYn通过B原子与X原子间的配位键结合形成协作物，则该协作物中供应孤对电子的原子是____________。解析(1)同主族元素从上到下元素的电负性渐渐减小，a对；氟无正价，b错；HF分子间存在氢键，所以熔沸点在同族元素气态氢化物中最高，c错；F2、Cl2、Br2三种物质的晶体均是分子晶体，组成相像，则相对分子质量越大分子间作用力越大，熔点越高，d错。(2)由晶胞结构示意图，依据均摊法，可得B原子为8×eq\f(1,8)＋1＝2个，N原子为4×eq\f(1,4)＋1＝2个，则该功能陶瓷的化学式为BN。(3)BCl3中价层电子对数为：(3＋3)/2＝3，B原子为sp2杂化；NCl3中价层电子对数为：(5＋3)/2＝4，N原子为sp3杂化。同周期元素的第一电离能从左到右渐渐增大，但是由于氮原子的2p轨道处于半布满状态，较稳定，其第一电离能比氧的大，铍原子的2s轨道处于全满状态，铍的第一电离能比硼的大，所以第一电离能介于硼和氮之间的其次周期元素有铍、碳、氧3种。(4)B原子最外层有3个电了，与Cl形成3个单键后，仍缺少2个电子达到8电子稳定结构，所以在B原子与X形成的配位键中，X供应孤对电子。答案(1)a(2)2BN(3)sp2sp33(4)X13．(10分)(2022·湖南十二校联考)A、B、C、D、E、F六种元素的原子序数依次增大。已知：①F的原子序数为25，其余均为短周期元素②元素A与元素B同周期，元素A与元素E同主族，且A、B、E三原子p轨道上均有2个未成对电子③元素C、D、E在同一周期，且C原子中没有未成对电子。请回答下列问题：(1)元素A与元素B的电负性大小比较为________>________，元素C与元素D的第一电离能的大小比较为________>________(填入相应的元素符号)。(2)F的核外电子排布式为________。(3)元素B与元素E形成的晶体所属的晶体类型为________晶体，在该晶体中原子间形成的共价键属于________(填选项字母)。A．σ键 B．π键C．既有σ键，又有π键(4)由氢元素与A、B两元素共同构成的相对分子质量为30的分子里中心原子的杂化轨道类型为________，分子的空间构型为________。(5)依据等电子原理，写出由元素A与元素B构成的一种双原子极性分子的结构式：____________。答案(1)OCMgAl(2)[Ar]3d54s2或1s22s22p63s23p63d54s2(3)原子A(4)sp2平面三角形(5)C≡O(或C≡O)14．(10分)(2022·厦门质检)Ⅰ.双氰胺的结构简式如图所示。(1)双氰胺的晶体类型为________。(2)双氰胺所含元素中，________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。(3)双氰胺分子中σ键和π键数目之比为________。Ⅱ.硼的最简洁氢化物——乙硼烷的球棍模型如图所示，由它抽取硼氢化锂的反应为2LiH＋B2H6=2LiBH4。(4)乙硼烷分子中硼原子的杂化轨道类型为________。(5)BHeq\o\al(－,4)为正四周体结构，LiBH4中硼原子和氢原子之间的化学键有________。A．离子键 B．金属键C．氢键 D．配位键E．极性键 F．非极性键(6)依据以上反应推断，反应中涉及的元素的电负性从小到大的挨次为________(用元素符号表示)。(7)碳的最简洁氢化物是CH4，而硼的最简洁氢化物不是BH3，其缘由为________________。答案(1)分子晶体(2)氮(3)31(4)sp3(5)DE(6)Li<B<H(7)CH4中碳原子形成8电子稳定结构，而BH3中硼原子核外只有6个电子，不能达到稳定状态15．(10分)(2022·江西高三七校联考)元素N和B在化学中有很重要的地位。(1)写出与N同主族的As的基态原子核外电子排布式________。从原子结构的角度分析，B、N和O的第一电离能由大到小的挨次为________________。(2)N的氟化物与B的氟化物化学式相像，均为AB3型，但分子的空间结构有很大不同，其缘由是__________________________，其中BF3的分子构型为________________________________________。(3)立方氮化硼可利用人工方法在高温高压条件下合成，其硬度仅次于金刚石，因此它与金刚石统称为超硬材料。BN的晶体结构与金刚石相像，其中B原子的杂化方式