2023版高考化學(xué)一輪總復(fù)習(xí)第十二章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第39講分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)限時訓(xùn)練

PAGEPAGE2分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)[選題細(xì)目表]考查知識點根底題中檔題較難題1.共價鍵的相關(guān)判斷1、2112.分子構(gòu)型、雜化軌道的判斷34、93.微粒間作用力的判斷5、4.分子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)知識的綜合應(yīng)用6、7、810一、選擇題(此題包括7個小題，每題6分，共42分，每題僅有一個選項符合題意)1．以下說法中正確的選項是()A．在分子中，兩個成鍵的原子間的距離叫鍵長B．分子中含有共價鍵，那么至少含有一個σ鍵C．含有非極性鍵的分子一定是非極性分子D．鍵能越大，鍵長越長，那么分子越穩(wěn)定解析：鍵長是形成共價鍵的兩個原子之間的核間距，A錯；單鍵一定是σ鍵，雙鍵由1個σ鍵和1個π鍵構(gòu)成，三鍵由1個σ鍵和2個π鍵構(gòu)成，故分子中含有共價鍵，那么至少含1個σ鍵，B正確；含非極性鍵的分子不一定是非極性分子，如H2O2，C錯；鍵能越大，鍵長越短，分子越穩(wěn)定，D錯。答案：B2．以下有關(guān)乙炔分子的說法正確的選項是()A．分子中碳原子采取sp2雜化B．碳原子的雜化軌道只用于形成π鍵C．分子中含3個σ鍵、2個π鍵D．碳碳σ鍵比π鍵重疊程度小，易斷裂解析：乙炔分子中碳原子采取sp雜化，雜化軌道只用于形成σ鍵，未參與雜化的軌道可用于形成π鍵，A、B錯誤；乙炔分子中含2個C—Hσ鍵、1個C—Cσ鍵和2個π鍵，C正確；σ鍵是頭碰頭的重疊，π鍵是肩并肩的重疊，σ鍵比π鍵重疊程度大，σ鍵比π鍵穩(wěn)定，D錯。答案：C3．(2022·衡水模擬)用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預(yù)測許多分子或離子的空間構(gòu)型，有時也能用來推測鍵角大小，以下判斷正確的選項是()A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子解析：A項，SO2是V形分子；CS2、HI是直線型的分子，錯誤；B項，BF3鍵角為120°，是平面三角形結(jié)構(gòu)；而Sn原子價電子是4，在SnBr2中兩個價電子與Br形成共價鍵，還有一對孤對電子，對成鍵電子有排斥作用，使鍵角小于120°，錯誤；C項，CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正確；D項，PCl3、NH3、都是三角錐形的分子，而PCl5是三角雙錐形結(jié)構(gòu)，錯誤。答案：C4．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子與3個羥基相連，其晶體具有與石墨相似的層狀結(jié)構(gòu)。那么分子中B原子雜化軌道的類型及同層分子間的主要作用力分別是()A．sp，范德華力 B．sp2，范德華力C．sp2，氫鍵 D．sp3，氫鍵解析：由石墨的晶體結(jié)構(gòu)知C原子為sp2雜化，故B原子也為sp2雜化，但由于B(OH)3中B原子與3個羥基相連，羥基間能形成氫鍵，故同層分子間的主要作用力為氫鍵。答案：C5．以下說法正確的選項是()A．水很穩(wěn)定(1000℃以上才會局部分解)是因為水中存在大量的氫鍵B．甲烷可與水形成氫鍵C．乙醇分子跟水分子之間只存在范德華力D．氟化氫的沸點比氯化氫的沸點高是由于氟化氫分子間存在氫鍵解析：水很穩(wěn)定是因為水分子內(nèi)的共價鍵較強(qiáng)，與氫鍵無關(guān)，A錯；氫鍵必須是與電負(fù)性很大的原子(N、O、F)形成共價鍵的氫原子和電負(fù)性很強(qiáng)的原子之間才能形成，碳原子電負(fù)性較小，故甲烷與水不能形成氫鍵，B錯；乙醇分子跟水分子之間除存在范德華力外還可形成氫鍵，C錯；氟原子電負(fù)性很大，故HF分子間可形成氫鍵，導(dǎo)致HF沸點大幅升高，D正確。答案：D6．PH3一種無色劇毒氣體，其分子結(jié)構(gòu)和NH3相似，但P－H鍵鍵能比N－H鍵鍵能低。以下判斷錯誤的選項是()A．PH3分子呈三角錐形B．PH3分子是極性分子C．PH3沸點低于NH3沸點，因為P－H鍵鍵能低D．PH3分子穩(wěn)定性低于NH3分子，因為N－H鍵鍵能高解析：PH3同NH3構(gòu)型相同，因中心原子上有一對孤電子對，均為三角錐形，屬于極性分子，故A、B項正確；PH3的沸點低于NH3，是因為NH3分子間存在氫鍵，C項錯誤；PH3的穩(wěn)定性低于NH3，是因為N—H鍵鍵能高，D項正確。答案：C7．某化合物的分子式為AB2，A屬ⅥA族元素，B屬ⅦA族元素，A和B在同一周期，它們的電負(fù)性值分別為3.44和3.98，AB2分子的鍵角為103.3°。以下推斷不正確的選項是()A．AB2分子的空間構(gòu)型為“V〞形B．A－B鍵為極性共價鍵，AB2分子為非極性分子C．AB2與H2O相比，AB2的熔點、沸點比H2O的低D．AB2分子中無氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H2O分子間能形成氫鍵解析：根據(jù)A、B的電負(fù)性值及所處位置關(guān)系，可判斷A元素為O，B元素為F，該分子為OF2。O—F鍵為極性共價鍵。因為OF2分子的鍵角為103.3°，OF2分子中鍵的極性不能抵消，所以為極性分子。答案：B二、非選擇題(此題包括4個小題，共58分)8．(14分)(1)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。①NH3分子的空間構(gòu)型是________；N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是________。②肼可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反響是：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1038.7kJ·mol－1假設(shè)該反響中有4molN—H鍵斷裂，那么形成的π鍵有________mol。③肼能與硫酸反響生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸銨相同，那么N2H6SO4晶體內(nèi)不存在________(填標(biāo)號)。a．離子鍵b．共價鍵c．配位鍵d．范德華力(2)ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。請答復(fù)：①H2Se的酸性比H2S________(填“強(qiáng)〞或“弱〞)。氣態(tài)SeO3分子的立體構(gòu)型為________，SOeq\o\al(2－,3)離子的立體構(gòu)型為________。②H2SeO3的K1和K2分別為2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2×10－2，請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系解釋：H2SeO4比H2SeO3酸性強(qiáng)的原因：_____________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)①NH3分子中氮原子的雜化方式為sp3雜化，其分子的空間構(gòu)型為三角錐形；氨基(—NH2)中氮原子的雜化方式也為sp3雜化，其分子的空間構(gòu)型為V形。N2H4的結(jié)構(gòu)為H2N—NH2，相當(dāng)于2個氨基，所以氮原子的雜化方式也為sp3雜化。②1個N2H4分子含有4個N—H鍵，即4molN—H鍵斷裂同時生成1.5molN2，N2的結(jié)構(gòu)式為N≡N，含1個σ鍵和2個π鍵，所以會形成3molπ鍵；③N2H6SO4和(NH4)2SO4都是離子晶體，N2Heq\o\al(2＋,6)和SOeq\o\al(2－,4)之間存在離子鍵，N2Heq\o\al(2＋,6)中N和H之間形成6個共價鍵(其中2個配位鍵)，N和N之間形成共價鍵，SOeq\o\al(2－,4)中S和O之間形成共價鍵，不含范德華力。(2)①Se的原子半徑大于S的原子半徑，H2Se與H2S相比，H2Se中Se原子對H原子的作用力較弱，H2Se在水中更容易電離出H＋，所以其酸性較強(qiáng)；SeO3中Se原子采取sp2雜化且有3個配位原子，故其立體構(gòu)型為平面三角形；SOeq\o\al(2－,3)中S原子采取sp3雜化且有3個配位原子，故其立體構(gòu)型為三角錐形。②H2SeO3中Se為＋4價，而H2SeO4中Se為＋6價，Se的正電性更高，導(dǎo)致Se—O—H中O原子的電子向Se原子偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H＋，即酸性越強(qiáng)。答案：(1)①三角錐形sp3②3③d(2)①強(qiáng)平面三角形三角錐形②H2SeO3和H2SeO4可表示為(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中的Se為＋4價，而H2SeO4中的Se為＋6價，正電性更高，導(dǎo)致Se—O—H中O的電子更向Se偏移，越易電離出H＋9．(2022·江蘇卷)(14分)[Zn(CN)4]2－在水溶液中與HCHO發(fā)生如下反響：4HCHO＋[Zn(CN)4]2－＋4H＋＋4H2O=[Zn(H2O)4]2＋＋4HOCH2CN(1)Zn2＋基態(tài)核外電子排布式為___________________。(2)1molHCHO分子中含有σ鍵的數(shù)目為____________mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子軌道的雜化類型是____________。HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式(4)與H2O分子互為等電子體的陰離子為________。(5)[Zn(CN)4]2－中Zn2＋與CN－的C原子形成配位鍵。不考慮空間構(gòu)型，[Zn(CN)4]2－的結(jié)構(gòu)可用示意圖表示為____________。解析：(1)Zn為30號元素，其基態(tài)原子的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s2，失去最外層的2個電子即可得到Zn2＋，Zn2＋的核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)HCHO的結(jié)構(gòu)式為，單鍵為σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，1個HCHO分子中含有3個σ鍵，故1molHCHO中含有σ鍵3mol。(3)根據(jù)HOCH2CN的結(jié)構(gòu)簡式可知，“CH2”中的C原子形成4個σ鍵，該碳原子采取sp3雜化；“CN〞中的C原子形成1個σ鍵、2個π鍵，(4)等電子體是指原子總數(shù)相同、價電子總數(shù)相同的微粒，H2O分子中有3個原子、8個價電子，根據(jù)質(zhì)子—電子互換法可知，符合條件的陰離子為NHeq\o\al(－,2)。(5)Zn2＋提供空軌道，CN－中C原子提供孤電子對，兩者形成配位鍵，結(jié)構(gòu)可表示為或。答案：(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)NHeq\o\al(－,2)(5)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(或))10．(2022·福建卷)(15分)科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。(1)以下關(guān)于CH4和CO2的說法正確的選項是________(填序號)。a．固態(tài)CO2屬于分子晶體b．CH4分子中含有極性共價鍵，是極性分子c．因為碳?xì)滏I鍵能小于碳氧鍵鍵能，所以CH4熔點低于CO2d．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp(2)在Ni作用下，CH4和CO2反響可獲得化工原料CO和H2。Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有________molσ鍵。(3)一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如以下圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰〞。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/kJ·mol－1CH40.43616.40CO20.51229.91①“可燃冰〞中分子間存在的2種作用力是______________。②為開采深海海底的“可燃冰〞，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm，根據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是___________________________________________________________________。解析：(1)CO2是由非金屬元素形成的分子晶體，a選項正確；CH4分子是正四面體結(jié)構(gòu)，其為非極性分子，b選項錯誤；CH4和CO2都是分子晶體，分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，故c選項錯誤；CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，故碳原子的雜化類型是sp3，CO2為直線形分子，故碳原子的雜化類型是sp，d選項正確。(2)1個CO分子中存在1個σ鍵，而Ni(CO)4中Ni與CO之間還存在4個σ鍵，故1molNi(CO)4中含有8molσ鍵。(3)①可燃冰中存在分子間作用力即范德華力，另外水分子間還存在氫鍵。②分子與H2O的結(jié)合能越大說明越容易與H2O結(jié)合。答案：(1)ad(2)8(3)①氫鍵、范德華力②CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑，且與H2O的結(jié)合能大于CH411．(2022·泰安模擬)(15分)ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表現(xiàn)出多種氧化態(tài)，含ⅤA族元素的化合物在醫(yī)藥生產(chǎn)中有許多重要用途。請答復(fù)以下問題：(1)基態(tài)氮原子的價電子軌道表示式是____________；基態(tài)砷原子的電子排布式為_________________________________________。(2)砷與同周期第ⅦA族的溴的第一電離能相比，較大的是________。(3)AsH3是無色稍有大蒜味的氣體。AsH3的沸點高于PH3，其主要原因是___________________________________________________________________________________________________。(4)①肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。那么N2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是________。②Na3AsO4可作殺蟲劑。AsOeq\o\al(3－,4)的空間構(gòu)型為__________，與其互為等電子體的一種分子為________。(5)某砷的氧化物俗稱