[苏教版]分子空间结构与物质的性质高效课时作业(教师版)

《分子空间结构与物质的性质》高效课时作业一、选择题(本题包括10小题，每小题5分，共50分)1．“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。用甲烷合成乙酸乙酯，欲使原子利用率达到最高，还需要消耗的其他反应物有()A．COB．CO2和H2OC．H2O和O2D．CH3OH和O2解析：乙酸乙酯的化学式为C4H8O2，用C4H8O2减去2分子CH4得C2O2，即2分子CO。答案：A2．2008年9月，中国爆发三鹿婴幼儿奶粉受污染事件，导致食用了受污染奶粉的婴幼儿产生肾结石病症，其原因就是奶粉中含有三聚氰胺。其结构式如图所示：它是一种纯白色单斜棱晶体，无味，快速加热至300℃可升华。可溶于甲醇、甲醛、乙酸等有机溶剂。下列关于三聚氰胺的说法正确的是()A．三聚氰胺中含有三个手性碳原子B．碳原子的杂化方式均为sp3杂化C．三聚氰胺属于分子晶体D．6个氮原子均形成三根键，无孤对电子解析：从结构式分析，碳原子形成四根键，其中有一双键，故没有手性，将双键看成单键，可知C为sp2杂化，A、B项错误。从性质看，它加热易升华，且易溶于有机溶剂，则应为分子晶体的特性，C项正确。N原子最外层有5个电子，而结构中只形成三根键，则还应存在一对孤对电子，D项错。答案：C3．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是()A．两个碳原子采用sp杂化方式B．两个碳原子采用sp2杂化方式C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键D．两个碳原子形成两个π键解析：乙炔分子为直线形结构，碳原子采用sp杂化方式，每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道，形成两个π键。答案：B4．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3D．C2H4与C2H2解析：题中A选项CO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，故二者不相同，A项不正确。B选项中CH4为sp3杂化，NH3也为sp3杂化，二者相同，故B项正确。C选项中BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，不合题意；D选项中C2H4为sp2杂化，C2H2为sp杂化，二者不相同，故D项不正确。答案：B5．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为()A．CCl4与I2分子量相差较小，而H2O与I2分子量相差较大B．CCl4与I2都是直线型分子，而H2O不是直线型分子C．CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素D．CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子解析：根据相似相溶原理解释。答案：D6．(山东青岛2011届高三质检)关于原子轨道的说法不正确的是()A．中心原子采取相同类型的杂化轨道成键的分子，其几何构型不一定相同B．sp杂化轨道是由同一个原子中能量相近的一个s轨道和一个p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道C．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp2杂化轨道成键D．乙烯与氢气反应会变成乙烷，碳原子的杂化类型由sp2杂化变为sp3杂化解析：NH3属于AB3型，但N原子属于sp3杂化轨道成键。答案：C7．下列物质具有对映异构体(或称手性异构体)的是()A．CH3CH2COOHB．CH2===CHCHOD．HOCH2CH(OH)CHO解析：C选项中有一个碳原子分别连接—H、—OH、—CH3和苯环四种不同的原子或原子团；D选项中有一个碳原子分别连—H、—OH、—CHO和—CH2OH四种不同的原子或原子团。答案：CD8．下列说法中错误的是()A．SO2、SO3都是极性分子B．在NH4＋和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键C．元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强D．原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性解析：A选项中，SO3是平面三角形的分子，为非极性分子，明显错误。答案：A9．下列溶液中各含三种阳离子。若在溶液中加入少量氨水时，三种离子皆产生沉淀；加入过量氨水则三种沉淀皆溶解。符合条件的是()A．Na＋、Mg2＋、Al3＋B．Mg2＋、Al3＋、Cu2＋C．Al3＋、Cu2＋、Zn2＋D．Ag＋、Cu2＋、Zn2＋解析：D中各离子均能与NH3形成配离子，故沉淀溶解。答案：D10．下列各配合物的稳定性，判断不正确的是()A．[Fe(CN)6]3－[Fe(SCN)6]3－B．[HgCl4]2－[HgI4]2－C．[AlF6]3－[AlBr6]3－D．[Cu(NH3)4]2＋[Zn(NH3)4]2＋解析：对于Fe3＋，配位原子电负性越小，配合物越稳定；对于Al3＋，配位原子电负性越大，配合物越稳定；对于NH3，中心原子半径越小，配合物越稳定。答案：B二、非选择题(本题包括4小题，共50分)11．(12分)写出符合下列条件的相应分子或离子的化学式：(1)氧原子采用sp3杂化轨道形成两个σ键________，氧原子采用sp3杂化轨道形成三个σ键________；(2)硼原子采用sp2杂化轨道形成三个σ键________，硼原子采用sp3杂化轨道形成四个σ键________；(3)氮原子采用sp3杂化轨道形成四个σ键________，氮原子形成两个π键________。答案：(1)H2OH3O＋(2)BF3(或B(OH)3)BF4－(或B(OH)4－)(3)NH4＋N212．(12分)A、B、C、D四种元素，其中A、B、C为短周期元素，A元素的周期序数、主族序数、原子序数相同，BO3－离子含有32个电子，C元素的原子最外层电子数比次外层电子数少2个，C的阴离子与D的阳离子具有相同的电子层结构，C和D可形成化合物D2C，回答：(1)A、B、C、D四种元素的符号分别是________、________、________、________。(2)A、B两种元素形成化合物的电子式为________，结构式为________，空间构型为________形。(3)A、B、C可形成两种既含离子键又含共价键的化合物，它们的化学式分别是________和________。(4)D2C形成过程的电子式表示为________。解析：A元素的周期序数、主族序数、原子序数相同，只有氢元素符合条件；BO3－离子含有32个电子，根据32－1－8×3＝7得B元素是7号元素氮；C元素的原子最外层电子数比次外层电子数少2个，在短周期中不可能是第1、2周期，所以C只有是第三周期的S元素；至于D元素则可推出为钾元素。答案：(1)HNSK(3)(NH4)2S和NH4HS(4)KS····K―→K＋[··S······]2－K＋13．(14分)(2010年福建理综)(1)中国古代四大发明之一——黑火药，它的爆炸反应为：2KNO3＋3C＋S=====引燃A＋N2↑＋3CO2↑(已配平)①除S外，上列元素的电负性从大到小依次为________。②在生成物中，A的晶体类型为________，含极性共价键的分子的中心原子轨道杂化类型为________。③已知CN－与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为________。(2)原子序数小于36的元素Q和T，在周期表中既处于同一周期又位于同一族，且原子序数T比Q多2。T的基态原子外围电子(价电子)排布式为________，Q2＋的未成对电子数是________。(3)在CrCl3的水溶液中，一定条件下存在组成为[CrCln(H2O)6－n]x＋(n和x均为正整数)的配离子，将其通过氢离子交换树脂(R—H)，可发生离子交换反应：[CrCln(H2O)6－n]x＋＋xR—H―→Rx[CrCln(H2O)6－n]＋xH＋交换出来的H＋经中和滴定，即可求出x和n，确定配离子的组成。将含0.0015mol[CrCln(H2O)6－n]x＋的溶液，与R—H完全交换后，中和生成的H＋需浓度为0.1200mol·L－1NaOH溶液25.00mL，可知该配离子的化学式为________。解析：本题考查元素的性质、化学键的类型、配合物理论等，意在考查考生综合运用物质结构与性质知识的能力。(1)①除S外，上列元素为C、N、O、K，根据元素电负性的递变规律，电负性强的元素主要位于元素周期表的右上方，则电负性大小顺序为：ONCK。②根据原子守恒，知A为K2S，其为离子晶体。生成物中只有CO2含极性共价键，C原子的轨道杂化类型为sp。③HCN的分子结构为，其中C—H键为σ键，键中含1个σ键和2个π键，故σ键和π键数目之比为1∶1。(2)根据Q、T既处于同一周期又处于同一族，则位于Ⅷ族，由于Q、T原子序数小于36，且原子序数T比Q多2，则Q为Fe，T为Ni。Ni的基态原子外围电子排布式为3d84s2，Fe2＋的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d6，只有3d轨道上有4个未成对电子。(3)根据提供数据，该配离子通过离子交换树脂后生成的n(H＋)＝0.1200mol·L－1×0.025L＝0.003mol，则1∶x＝0.0015∶0.003，解得x＝2。则该配离子的化学式为[CrCl(H2O)5]2＋。答案：(1)①ONCK②离子晶体sp③1∶1(2)3d84s24(3)[CrCl(H2O)5]2＋14．(12分)(黑龙江2011届高三适应性练习)A、B、C、D、E、F、G均为前四周期元素，原子序数递增，A、B、C的电负性逐渐增大，基态C原子的s电子数和p电子数相等，基态E原子的s电子数和p电子数也相等，B的电离能大于C的电离能，A的基态原子有2个单电子，G元素的基态原子的未成对电子数为6，E与C形成的离子晶体Z的熔点为2852℃，D与F形成离子晶体X，X的熔点为801℃。请回答下列问题：(1)A的元素符号：________，E元素的名称：________。(2)G元素的基态原子的价层电子的电子排布式为____________________________。(3)B的气态氢化物为Y，Y的中心原子采取________杂化，C的氢化物分子中有10个电子，请根据价层电子对互斥理论推测该分子的空间构型为________________。(4)D与F形成的离子晶体X的密度为ρg/cm3，摩尔质量为Mg/mol，阿伏加德罗常数为NA，其晶胞如右图所示，该晶体中距离最近的两个阳离子的距离为________cm(用含ρ、M、NA的表达式表示)。(5)Z的熔点比X的熔点高，原因是______________________。解析：由C、E的原子序数递增，且基态C原子的s电子数等于p电子数，则C为O元素；基态E原子的s电子数等于p电子数推出E为Mg元素；再由G元素的基态原子的未成对电子数为6，且是前四周期的元素，则推出G为Cr元素；由D与F形成离子晶体X，X的熔点为801℃，则为NaCl，则D为Na元素，F为Cl元素；由A的基态原子有2个单电子，原子序数最小、电负性较小，则A为C元素；B的原子序数小于C，B的电负性小于C，但B的电离能大于C，C为O元素，则B为N元素。(1)(2)(3)见答案。(4)氯化钠的一个晶胞中含有4个Na＋和4个Cl－，一个晶胞的质量为4NA×M，一个晶胞的体积为4MNAρ，晶胞的边长为34MNAρ。氯化钠中两个最近的钠离子距离是22×34MNAρ＝2·3M2ρNA；(5)Z(MgO)的熔点比X(NaCl)的熔点高的原因是MgO的晶格能比NaCl的晶格能大。答案：(1)C镁(2)3d54s1(3)sp3V形(4)2·3M2ρNA(5)Z的晶格能比X的晶格能大