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专练28分子空间结构与物质性质授课提示:对应学生用书55页一、选择题1.[2024·吉林卷]如下反应相关元素中,W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,基态X原子的核外电子有5种空间运动状态,基态Y、Z原子有两个未成对电子,Q是ds区元素,焰色试验呈绿色。下列说法错误的是()Q
ZY4溶液―――――――→逐渐通入XW3至过量QZX4Y4W12溶液A.单质沸点:Z>Y>WB.简单氢化物键角:X>YC.反应过程中有蓝色沉淀产生D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y答案:D解析:常温下,单
质S呈固态,O2、H2均呈气态,且相对分子质量O2>H2,则分子间作用力O2>H2,故单质的沸点:S>O2>H2,A正确;NH3、H2O的中心原子N、O均采取sp3杂化,但N、O上分别有1,2个孤电子对,孤电子对数
越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,故简单氢化物的键角:NH3>H2O,B正确;向CuSO4溶液中逐渐通入NH3,先生成蓝色Cu(OH)2沉淀,当NH3过量时,Cu(OH)2沉淀溶解生成深蓝色的Cu(NH3)4SO4溶液,C
正确;配合物Cu(NH3)4SO4中Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对形成配位键,即其中配位原子是N,D错误。2.[2024·石家庄市质量检测]物质的结构决定其性质,下列事实与解释相符的是()选项事实解释ACF4是非极性分子C原子处在4个F原子所组成的正方形中
心,键的极性的向量和为零BGe原子间难以形成π键Ge的原子半径较大,未杂化的p轨道很难重叠C干冰的熔点低于SiO22个C===O键的键能之和小于4个Si—O键的键能之和D利用杯酚可分离C60和C70超分子具有自组装的特征答案:B
解析:CF4中C与4个F形成4个σ键,孤对电子数为0,所以C原子采用sp3杂化,则CF4为正四面体形结构,该分子正负电荷中心重合,为非极性分子,A项事实与解释不相符;Ge的原子半径较大,未杂化的p轨道很难有效肩并肩重叠形成π键,B项事实与解释相符;干冰(二
氧化碳)为分子晶体、二氧化硅为共价晶体,共价晶体的熔沸点高于分子晶体,C项事实与解释不相符;杯酚可分离C60与C70是由于杯酚能与C60形成超分子,而不能与C70形成超分子,反映出超分子具有分子识别的特性,D项事实与解释不相符。3.[2024·吉林卷]下列化学用语或表述
正确的是()A.中子数为1的氦核素:12HeB.SiO2的晶体类型:分子晶体C.F2的共价键类型:p—pσ键D.PCl3的空间结构:平面三角形答案:C解析:中子数为1的氦元素的质量数为3,表示为32He,A错误;二氧化硅为共价晶体,B错误;F2中的共价键由2个
F原子各提供1个未成对电子的2p原子轨道重叠形成,为ppσ键,C正确;PCl3的中心P原子的价层电子对数为3+5-3×12=4,有1个孤电子对,故PCl3的空间结构为三角锥形,D错误。4.[2024·湖北卷]基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是()A.V
SEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同B.元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律C.泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子D.sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成答案:A解析:中心原子含有孤电子对的分子,其空间结构与VSEPR模型
不同,A错误。5.[2024·安徽卷]下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是()A.键角:NH3>NO-3B.熔点:NH2OH>[NH3OH]ClC.25℃同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4ClD.羟胺分子间氢键的强弱:O—H…
O>N—H…N答案:D解析:NH3中N为sp3杂化,NO-3中N为sp2杂化,则键角:NH3<NO-3,A项错误;NH2OH为分子晶体,[NH3OH]Cl为离子晶体,则熔点:NH2OH<[NH3OH]Cl
,B项错误;由题可知,NH2OH的碱性比NH3·H2O弱,根据“越弱越水解”,知[NH3OH]+的水解程度大于NH+4的水解程度,且二者水解均使溶液显酸性,则同浓度水溶液的pH:[NH3OH]Cl<NH4Cl,
C项错误;O的电负性大于N,则O与H的结合能力更强,故羟胺分子间氢键的强弱:O—H…O>N—H…N,D项正确。6.[2023·湖北卷]价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是()A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B.SO2-3和CO2-3的空间构型均为
平面三角形C.CF4和SF4均为非极性分子D.XeF2与XeO2的键角相等答案:A解析:甲烷分子的中心原子的价层电子对数为4,水分子的中心原子价层电子对数也为4,所以他们的VSEPR模型都是四面体,A正确;SO2-3的孤电子对数为1,CO2-3的孤电子对数为0,所以SO2-3的
空间构型为三角锥形,CO2-3的空间构型为平面三角形,B错误,CF4为正四面体结构,为非极性分子,SF4中心原子有孤电子对,为极性分子,C错误;XeF2和XeO2分子中,孤电子对数不相等,孤电子对数越多,排斥力越大,所以键角不等,D错误
;故选A。7.[2023·新课标卷]“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。下列说法错误的是()A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子B.反应涉及N-H、N-O键断裂和N-N键生成C.催化中心的Fe2+被
氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2答案:D解析:NH2OH、NH3、H2O的电荷分布都不均匀,不对称,为极性分子,A正确;由反应历程可知,有N-H,N-O键断裂,还有N-H键的生成,B正确;由反应历程可知,反应过程中,Fe2+先失去电
子发生氧化反应生成Fe3+,后面又得到电子生成Fe2+,C正确;由反应历程可知,反应过程中,生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3,所以将NH2OH替换为ND2OD,不可能得到ND2ND2,得到ND2NH2和HDO,D错误;故选
D。8.[2024·北京清华附中阶段检测]已知SiCl4与N甲基咪唑()反应可以得到M2+,其结构如图所示,下列说法不正确的是()A.M2+中Si的配位数是6B.1个M2+中含有42个σ键C.SiF4、SiCl
4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高D.气态SiCl4分子的空间结构为正四面体形答案:B解析:由图可知,中心Si原子与Cl之间、与N原子之间均形成配位键,故其配位数是6,A项正确;单键为σ键,双键为1个σ键和一个π键,配位键也为σ键,故1个M2+中含有54个σ键,B项错误;
由于SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4均为分子晶体,结构相似,随着相对分子质量的增大,分子间作用力增大,沸点逐渐升高,故SiF4、SiCl4、SiBr4、SiI4的沸点依次升高,C项正确;SiCl4的中心原子Si原子的价层电
子对数为4+4-1×42=4,无孤电子对,故气态SiCl4分子的空间结构为正四面体形,D项正确。9.[2024·兰州市高三诊断考试]化学用语是表述化学学科知识的专业语言符号。下列说法不正确的是()A.基态Cr原子的价层电子排布式:3d5
4s1B.Cl2O的电子式:Cl∶O····∶ClC.OF2和ClO-2的VSEPR模型均为四面体形D.ICl和NH3均为极性分子答案:B解析:Cr是24号元素,基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1,A项正确;Cl2O中Cl原子的最外层电子数为7,Cl
和O原子之间存在1对共用电子,各原子最外层均满足8电子稳定结构,故其电子式为∶Cl····∶O····∶Cl····∶,B项错误;OF2的中心O原子的价层电子对数为2+12×(6-2×1)=4,ClO-2的中心Cl原子的价层电子对数为2+12×(7+1-2×2)=4,故二者
的VSEPR模型均为四面体形,C项正确;ICl中I原子和Cl原子之间形成1对共用电子,其结构为I—Cl,结构不对称,为极性分子,NH3为三角锥形结构,正负电荷中心不重合,为极性分子,D项正确。10.[2024
·浙江1月]X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,短周期中M电负性最小,Z与Y、Q相邻,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,下列说法不正确的是()A.沸点:X2Z>X2QB.M与Q可形成化合物M2Q、M2Q2C.化学键中离子键成分的百分
数:M2Z>M2QD.YZ-3与QZ2-3离子空间结构均为三角锥形答案:D解析:X、Y、Z、M和Q五种主族元素,原子序数依次增大,X原子半径最小,则X为H,短周期中M电负性最小,则M为Na,基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等,则Z为O,Z与Y、Q相邻,则Y为N,Q为S
。H2O可形成分子间氢键,故沸点:H2O>H2S,A项正确;O与S同主族,其化学性质相似,Na与O可形成Na2O、Na2O2,故Na与S也可形成Na2S、Na2S2,B项正确;电负性差值越大,离子键成分的百分数越大,同主族元素自上而下电负性依次降低,O的电负性大于S,则离子键成分的百分数:Na2
O>Na2S,C项正确;NO-3的中心N原子的孤电子对数=5+1-3×22=0,为sp2杂化,则NO-3的空间构型为平面三角形,D项错误。11.[2022·湖北卷]磷酰三叠氮是一种高能分子,结构简式为O===P(N3)3。下列关于该分子的说法正确的是()A.为非极性分子B
.立体构型为正四面体形C.加热条件下会分解并放出N2D.分解产物NPO的电子式为N⋮⋮P∶O∶····答案:C解析:从结构简式可知该分子正负电荷中心不重合,是极性分子,A项错误;P连接的四个原子或原子团不完全相
同,故立体构型不可能为正四面体形,B项错误;O===P(N3)3的分解产物为NPO(D项中提示),N元素化合价降低,由得失电子守恒知,其分解还会产生N2,C项正确;NPO的电子式是∶N⋮⋮P∶O∶····,D项错误。二、非选择题12.[2022·全国甲卷(
节选)]2008年北京奥运会的“水立方”,在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”,实现了奥运场馆的再利用,其美丽的透光气囊材料由乙烯(CH2===CH2)与四氟乙烯(CF2===CF2)的共聚物(ETFE)制成。回答下列问题
:(1)基态F原子的价电子排布图(轨道表示式)为。(2)图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势(纵坐标的标度不同)。第一电离能的变化图是(填标号),判断的根据是________________________
___________________________________________________________________________________________________________
________________________________;第三电离能的变化图是(填标号)。(3)固态氟化氢中存在(HF)n形式,画出(HF)3的链状结构。(4)CF2===CF2和ETFE分子中C的杂化轨道类
型分别为和;聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,从化学键的角度解释原因。答案:(1)(2)a同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满稳定结构,第一电离能比O原子大b(3
)H—F…H—F…H—F(4)sp2sp3F的电负性比H大,C—F键的键能比C—H键的大解析:(1)基态F原子的价电子排布式为2s22p5,故其价电子排布图(轨道表示式)为(2)C、N、O、F均位于第二周期,原子半径逐渐减小,原子核对最外层电子的吸引能力增强,第一电离
能逐渐增大,但N原子的价电子排布式为2s22p3,2p轨道是半充满稳定结构,第一电离能比O原子大,故选a;C原子失去2个电子后达到2s2全满稳定结构,再失去1个电子较难,故第三电离能比N原子大,故选b。(3)固态氟化
氢分子间存在氢键,故(HF)3的链状结构为H—F…H—F…H—F。(4)CF2===CF2分子中C原子形成碳碳双键,故C原子为sp2杂化;ETFE是乙烯与四氟乙烯的共聚物,可表示为CH2—CH2—CF2—CF2,故在ETFE分子中碳原子为sp
3杂化;由于F的电负性比H大,C—F键的键能比C—H键的大,故聚四氟乙烯比聚乙烯稳定。13.[2024·浙江1月]氮和氧是构建化合物的常见元素。已知:请回答:(1)某化合物的晶胞如图,其化学式是,晶体类型是。(2)下列说法正确的是。A.电负性:B
>N>OB.离子半径:P3-<S2-<Cl-C.第一电离能:Ge<Se<AsD.基态Cr2+的简化电子排布式[Ar]3d4(3)①H2N—NH2+H+―→H2N—NH+3,其中—NH2的N原子杂化方式为,
比较键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2H2N—NH+3中—NH+3(填“>”“<”或“=”),请说明理由__________________________________________________________________
______________________________________________________________________________。②将HNO3与SO3按物质的量之比1∶2发生化合反应生成A,测得A由2种微粒构成,
其中之一是NO+2。比较氧化性强弱:NO+2HNO3(填“>”“<”或“=”);写出A中阴离子的结构式_________________________________________________________
_______________。答案:(1)Cr(H2O)4Cl2或CrCl2·4H2O分子晶体(2)CD(3)①sp3<—NH2中N有孤电子对,对成键电子对的斥力大,键角小解析:(1)由晶胞结构可知,晶胞顶点和面心处原子团是一样的,均为CrCl2·4H
2O,故该化合物的化学式为CrCl2·4H2O,其晶体类型为分子晶体。(2)同一周期主族元素,从左到右,电负性依次增大,故电负性顺序为O>N>B,A项错误;核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,
故离子半径顺序为P3->S2->Cl-,B项错误;同一周期元素从左到右,第一电离能呈增大的趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素例外,故第一电离能:Ge<Se<As,C项正确;基态Cr原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s1,则基态Cr2+的简化电子排布式为[Ar]3d4,D
项正确。(3)①—NH2中N原子的价层电子对数为3+5-1×32=4,故杂化方式为sp3;—NH2的价层电子对数为4,有一对孤对电子,—NH+3的价层电子对数为4+5-1-1×42=4,无孤对电子,由孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对对成键电子对的斥力知,键角—NH2
<—NH+3。②由题给条件及原子守恒可知,该反应为HNO3+2SO3===NO2HS2O7,硝酸失去OH-得到NO+2,则NO+2得电子能力更强,即氧化性更强,故氧化性:NO+2>HNO3;A中阴离子为HS2O-7,根据题给已知信息可知
其结构式为。