高中化学4.1.3单元整合同步练习(苏教版选修3)

第1页共8页第3课时单元整合(时间：30分钟)1.同一族的组成相同的化合物的结构具有相似性，如H2O和H2S，CO2和CS2，据此可以推断CS2的键角和分子的空间构型为（）。A.90°V形B.90°直线形C.180°直线形D.107.5°V形答案C2.原子轨道的杂化不但出现在分子中，原子团中同样存在。在SO42－中S原子的杂化方式为（）。A.spB.sp2C.sp3D.无法判断答案C3.下列各分子中，所有原子都满足最外层为8个电子结构的是（）。A.H2OB.BF3C.CCl4D.PCl5解析对于水分子来讲，H原子核外只能满足2个电子的相对稳定结构；BF3中的B元素最外层只有3个电子，与3个F共用3对共用电子对，最外层只有6个电子；对于PCl5来讲，P元素最外层有5个电子，与5个Cl原子形成共价键，则P最外层电子数会超过8个电子。只能选择C。答案C4.N2F2存在顺式和反式两种分子，据此判断N2F2分子中两个N原子之间化学键的组成为（）。A.仅有一个σ键B.仅有一个π键C.一个σ键和一个π键D.一个σ键和两个π键解析可以和C2H4分子相比较。N原子最外层电子排布为2s22px12py12pz1，在形成N2F2分子时，N原子发生sp2杂化形成三个平面三角形的sp2杂化轨第2页共8页道，其中的一个sp2杂化轨道被孤电子对占有。N原子之间以sp2杂化轨道重叠形成一个sp2­sp2型σ键，同时垂直于sp2杂化轨道平面并有一个未成对电子的p轨道“肩并肩”重叠形成一个π键，故N原子之间以N===N结合。然后，每个N原子以一个sp2杂化轨道与F原子的p轨道重叠形成sp2­p型σ键，形成如下两种分子：NFNF（顺式）NFNF（反式）答案C5.乙炔分子中的碳原子采取的杂化轨道是（）。A.sp杂化B.sp2杂化C.sp3杂化D.dsp杂化解析乙炔的结构式为H—C≡C—H，将碳碳叁键中的叁键看做一对成键电子，由价层电子对互斥模型知，两个碳原子均采取了sp杂化。答案A6.苯分子不能使酸性高锰酸钾褪色的原因是（）。A.分子中不存在π键B.分子中存在6电子大π键，结构稳定C.分子是平面结构D.分子中只存在σ键解析苯分子中既有σ键，又有π键，不能使KMnO4褪色的原因，一定是其结构稳定，而结构稳定的原因是存在大π键。答案B7.根据等电子原理，下列各组分子或离子的空间构型不相似的是（）。A.NH4＋和CH4B.H3O＋和NH3C.NO3－和CO32－D.CO2和H2O解析根据等电子原理，CO2和H2O二者原子数相等，但价电子数不等，不是等电子体。第3页共8页答案D8.下列分子中，空间结构为平面三角形的是（）。A.HgCl2B.BF3C.SiCl4D.SF6解析B原子以sp2杂化，形成3个sp2杂化轨道，所以BF3是平面三角形。答案B9.下列分子中，键角最大的是（）。A.H2SB.H2OC.CCl4D.NH3解析H2S、H2O的键角：104.5°，CCl4键角：109.5°，NH3键角：107°18′。答案C10.下列叙述中不正确的是（）。A.卤化氢分子中，卤素的非金属性越强，共价键的极性越强，稳定性也越强B.以极性键结合的分子不一定是极性分子C.判断A2B或AB2型分子是极性分子的依据是具有极性键且分子构型不对称、键角小于180°的非直线形结构D.非极性分子中，各原子间都应以非极性键结合解析卤素从F到I电负性逐渐减小，原子半径逐渐增大，与H原子形成的共价键的稳定性减弱，极性减小，A正确；以极性键结合的分子，如果正负电荷重心重合，应是非极性分子，非极性分子中也可能含极性键，B正确、D错误；C项中分子不对称，正负电荷重心不重合，C正确。答案D11.许多单质或化合物，易溶于含该元素的盐溶液、酸溶液或熔融液中，如I2易溶于KI溶液中，S易溶于K2S溶液中，KF易溶于HF中。下列工业生产中应用了上述相似相溶规则的是（）。A.炼铁B.制硝酸C.制发烟硫酸D.合成氨解析利用题给信息可知SO3应易溶于SO3对应的酸，即H2SO4溶液中，故C项符合题意；其他选项都是利用化学反应原理制备，与相似相溶规则无关。答案C第4页共8页12.据报道，美国科学家卡尔·克里斯特于1998年11月2日合成了一种名为“N5”的物质，由于其极强的爆炸性，又称为“盐粒炸弹”。迄今为止，人们对它的结构尚不清楚，只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片，其结构是对称的，5个N排列成V形。如果5个N结合后都达到8个电子结构，且含有2个氮氮叁键，则“N5”分子碎片所带电荷是，写出它的电子式：。解析由于5个N结合，都达到8电子结构，且含有两个N≡N叁键，故N≡N只能在链端，其结构为N≡N—N—N≡N，两个N—N单键为配位键（电子对由靠近叁键的N提供，故中间的N原子需失去一个电子达到稳定结构）。答案＋113.从第3周期中找出符合下列要求的元素的正确组合填空（还可用上H、C元素）。（1）三核18电子，sp3杂化，空间构型呈折线形的电子式为。（2）五核18电子，sp3杂化，空间构型呈正四面体形的化学式为。（3）五核18电子阳离子的符号为，其杂化类型是，离子结构为。（4）三核38电子，sp杂化，空间呈直线形的结构式为___________________。解析第3周期元素形成的三核18电子的H2S分子中的S原子为sp3杂化，呈V形，与H2O相似。五核18电子的正四面体形分子为SiH4，分子中Si原子为sp3杂化，与CH4分子相似。五核18电子的阳离子为PH4＋，其中P原子为sp3杂化，与NH4＋相似。三核38电子的直线形分子为CS2分子，其中C原子为sp杂化，与CO2相似。答案（1）（2）SiH4（3）PH4＋sp3正四面体（4）S===C===S14.下列粒子：N2、CO2、NH3、N2O、NO2、NO2－、NO和CO。（1）互为等电子体的粒子有。第5页共8页（2）过量Mg可以在N2O中燃烧，写出反应的化学方程式。解析（1）根据等电子体的概念：等原子数，等价电子数进行判断。（2）据①问中N2O和CO2为等电子体，利用等电子原理推出其结构和性质相似，再联想Mg在CO2中燃烧的反应原理，即可得出结构，还要注意“过量”二字。答案（1）N2和CO；CO2和N2O（2）4Mg＋N2OMg3N2＋MgO15.指出下列分子中，中心原子可能采用的杂化轨道类型，并预测分子的几何构型。分子式杂化轨道类型分子的几何构型PCl3BCl3CS2Cl2O解析（1）PCl3中P原子为sp3杂化，与NH3、NCl3中的N原子相似，分子构型为三角锥形。（2）BCl3与BF3相似，B原子为sp2杂化，分子构型为平面正三角形。（3）CS2和CO2相似，C原子呈sp杂化，分子为直线形。（4）Cl2O中O原子为sp3杂化，与H2O相似，V形分子。答案分子式杂化轨道类型分子的几何构型PCl3sp3三角锥形BCl3sp2平面三角形CS2sp直线形Cl2Osp3V形第6页共8页16.氮化硼（BN）是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物，经过一系列反应可以得到BF3和BN，如下图所示：请回答下列问题：（1）由B2O3制备BF3、BN的化学方程式依次是、；（2）基态B原子的电子排布式为；B和N相比，电负性较大的是，BN中B元素的化合价为；（3）在BF3分子中，F－B－F的键角是，B原子的杂化轨道类型为，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立体结构为；（4）在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内B原子与N原子之间的化学键为，层间作用力为；（5）六方氮化硼在高温高压下，可以转化为立方氮化硼，其结构与金刚石相似，硬度与金刚石相当，晶胞边长为361.5pm，立方氮化硼晶胞中含有个氮原子、个硼原子，立方氮化硼的密度是g·cm－3（只要求列算式，不必计算出数值，阿伏伽德罗常数为NA）。解析（1）由图可知B2O3与CaF2和H2SO4反应即生成BF3，同时还应该产生硫酸钙和水，方程式为B2O3＋3CaF2＋3H2SO4=====△2BF3↑＋3CaSO4＋3H2O；B2O3与氨气在高温下反应即生成BN，方程式为B2O3＋2NH3=====高温2BN＋3H2O；（2）B的原子序数是5，所以基态B原子的电子排布式为1s22s22p1；B和N都属于第2周期，同周期自左向右电负性逐渐增大，所以B和N相比，电负性较大的是N，B最外层有3个电子，所以化合价是＋3价；第7页共8页（3）依据价层电子对互斥模型可计算出中心原子的孤电子对数＝12（a－xb）＝12×（3－3×1）＝0，所以BF3分子为平面正三角形结构，F－B－F的键角是120°，杂化轨道类型为sp2；在BF4－中中心原子的孤电子对数＝12（a－xb）＝12×（4－4×1）＝0，所以BF4－的结构为正四面体。（4）B、N均属于非金属元素，二者形成的化学键是极性共价键；而层与层之间靠分子间作用力结合。（5）描述晶体结构的基本单元叫做晶胞，金刚石晶胞是立方体，其中8个顶点有8个碳原子，6个面各有6个碳原子，立方体内部还有4个碳原子，如图所示。所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数＝8×18＋6×12＋4＝8，因此立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子。由于立方氮化硼的一个晶胞中含有4个N和4个B原子，其质量是46.02×1023×25g，立方体的体积是（361.5pm）3，因此立方氮化硼的密度是25×4（361.5×10－10）3×NAg·cm－3。答案（1）B2O3＋3CaF2＋3H2SO4=====△2BF3↑＋3CaSO4＋3H2OB2O3＋2NH3=====高温2BN＋3H2O（2）1s22s22p1N＋3（3）120°sp2正四面体（4）共价键（或极性共价键）分子间作用力（5）4425×4（361.5×10－10）3×NA17.PtCl2（NH3）2可以形成两种固体，一种为淡黄色，在水中的溶解度小，另一种为黄绿色，在水中的溶解度大，请完成下列问题：第8页共8页（1）PtCl2（NH3）2是平面正方形结构，还是四面体结构？________________________________________________________________。（2）请在以下横线上画出这两种固体分子的几何构型图，淡黄色固体：______________________________________________________，黄绿色固体：_____________________________________________________。（3）淡黄色固体物质是由分子组成，黄绿色固体物质是由分子组成（填“极性”或“非极性”）。（4）黄绿色固体在水中溶解度比淡黄色固体大，原因是___________________________________________________________________________________。解析解本题的突破口是根据“相似相溶规则”，因为淡黄色固体在水中溶解度小，而黄绿色固体在水中溶解度大，所以淡黄色固体由非极性分子组成，而黄绿色固体由极性分子组成，PtCl2（NH3）2存在两种分子，则PtCl2（NH3）2是平面正方形结构，其几何构型分别是：淡黄色固体为黄绿色固体为答案（1）平面正方形结构（3）非极性极性（4）极性分子溶质易溶于极性分子溶剂