2021高考化学一轮复习 课后限时集训38 分子结构与性质 新人教版

1课后限时集训38分子结构与性质(建议用时：35分钟)1．(2019·绵阳模拟)下列描述正确的是()A．CS2为V形极性分子B．SiF4与SO2－3的中心原子均为sp3杂化C．C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1D．水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键[答案]B2．下列有关分子的结构和性质的说法正确的是()A．H2O2和C2H2均为直线形的非极性分子B．NF3和PCl3均为三角锥形分子，中心原子均为sp3杂化C．H3BO3和H3PO3均一定为三元酸，结构式均为(X＝B，P)D．CH4和白磷(P4)分子均为正四面体形分子，键角均为109°28′[答案]B3．下列说法中正确的是()A．卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高C．H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大D．X—H…Y的三个原子总在一条直线上A[B项，分子内氢键使熔、沸点降低，分子间氢键使熔、沸点升高；C项，水中氢键键能比HF中氢键键能小；D项，X—H…Y的三个原子不一定在一条直线上。]4．关于化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物，下列说法中正确的是()A．配体是Cl－和H2O，配位数是9B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O)5]2＋C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀C[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O配体是Cl－、H2O，提供孤电子对；中心离子是Ti3＋，配合物中配位离子Cl－不与Ag＋反应，外界中的Cl－与Ag＋反应，据此分析解答。]5．胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：2下列说法正确的是()A．在上述结构示意图中，所有氧原子都采用sp2杂化B．在上述结构示意图中，存在配位键、共价键，不存在离子键C．胆矾是分子晶体，分子间存在氢键D．胆矾中的两种结晶水在不同的温度下会分步失去D[H2O中氧原子形成2个σ键，有2个孤电子对，为sp3杂化，硫酸根离子中羟基氧原子是sp3杂化，非羟基氧原子不是中心原子，不参与杂化，故A错误；在题述结构示意图中，存在O→Cu配位键，H—O、S—O共价键和配离子与硫酸根离子之间形成离子键，故B错误；胆矾是五水硫酸铜，胆矾是由水合铜离子及硫酸根离子构成的，属于离子晶体，故C错误；由于胆矾晶体中有两类结晶水，一类是形成配体的水分子，一类是形成氢键的水分子，结合方式不同，因此受热时也会因温度不同而得到不同的产物，故D正确。]6．经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：(1)若所得Fe3＋和SCN－的配合物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1配合所得离子显红色。该离子的离子符号是________，配体中的配位原子是________。(2)若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为________________________________________________________________________________________________________________。[答案](1)[Fe(SCN)]2＋S(2)FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl7．(1)(2017·全国卷Ⅰ)X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I＋3。I＋3的几何构型为________________________，中心原子的杂化形式为____________________。(2)(2017·全国卷Ⅲ)①CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。②Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在_________________________。(3)①V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。SO2分子中S原子价层电子对数是________对，分子的立体构型为________；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为______；SO3的三聚体环状结构如图1所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为________；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约160pm，较短的键为________3(填图1中字母)，该分子中含有________个σ键。图1图2②V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为________；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图2所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为________。(4)①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是________________________________________________________________________________________________________________________________。②CS2分子中，共价键的类型有________，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子____________________________________________________________________________________。[解析](1)I＋3的价层电子对数为2＋12(7－1－2×1)＝4。(3)①SO2分子中S原子价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；SO3的三聚体环状结构如图1所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，其中a为硫氧双键，b为硫氧单键，较短的键为a，该分子中含有12个σ键。②VO3－4中，V形成4个σ键，孤电子对数为5＋3－4×22＝0，为正四面体结构；由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为＋5，则形成的化合物的化学式为NaVO3。(4)①碳原子核外最外层有4个电子，在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子，也很难得到4个电子形成阴离子。因此，碳在形成化合物时，主要通过共用电子对形成共价键。②CS2分子中，存在σ键和π键。CS2分子中，C原子的价层电子对数为2，杂化轨道类型为sp。根据等电子理论，与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2、COS和N2O，离子有NO＋2、SCN－。[答案](1)V形sp3(2)①spsp3②离子键和π键(3)①3V形sp2杂化sp3杂化a12②正四面体形NaVO34(4)①C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构②σ键和π键spCO2、SCN－(或COS等)8．(2019·云南七校联考，节选)很多物质含有B、C、N三种元素中的一种或几种，回答下列问题：(1)碳元素有12C、13C和14C等同位素，14C原子核外存在________对自旋相反的电子。B、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序是________。(2)硼酸(H3BO3)能够吸收中子，屏蔽核辐射。①硼酸晶体中，B的杂化轨道类型是________。②硼酸是一元弱酸，其呈酸性的机理是：硼酸与水作用时，硼原子与水电离产生的OH－以配位键结合形成Y－，导致溶液中c(H＋)c(OH－)。Y－的结构简式是__________；硼酸与水作用时，每生成一个Y－，断裂________个σ键。(3)三溴化硼、三氯化硼的分子结构与三氟化硼相似，如果把B—X(X为卤素原子)键都视为单键来计算键长，计算值与实测值结果如表。硼卤键键长实测值比计算值要小得多，可能的原因是_________________________________________。B—FB—ClB—Br键长计算值/pm152187199键长实测值/pm130175187(4)NH3可用于合成尿素、硫酸铵等氮肥。某化肥厂从生产的硫酸铵中检出一种组成为N4H4(SO4)2的物质。该物质在水溶液中以SO2－4和N4H4＋4两种正四面体构型的离子存在。N4H4＋4遇碱生成一种形似白磷的N4分子，白磷(P4)分子的结构如图所示，写出N4H4＋4的结构(标明其中的配位键)___________________________。白磷(P4)分子[解析](1)C原子核外电子排布式为1s22s22p2，则14C原子核外存在2对自旋相反的电子。同周期主族元素从左到右元素的电负性逐渐增大，则B、C、N三种元素的电负性由大到小的顺序是N＞C＞B。(2)①B的杂化轨道类型是sp2杂化。②硼酸与水作用时，硼原子与水电离产生的OH－以配位键结合形成Y－，则Y－为，因此形成Y－时要破坏水中的O—H键，每生成一个Y－，断裂1个σ键。(3)硼卤键键长实测值比计算值要小得多，可能的原因是B原子上有一个空的2p轨道，还可以和卤素原子形成π键。(4)N4H4＋4中每个N原子与另外3个N原子形成共价键，同时与1个氢离子形成配位键，则N4H4＋4的结构5为。[答案](1)2N＞C＞B(2)①sp2杂化②(或)1(3)B与X原子间还有π键形成(4)9．(2019·各地模拟题精选)(1)依据VSEPR理论推测S2O2－3的立体构型为________，中心原子S的杂化方式为________，[Ag(S2O3)2]3－中存在的化学键有________(填字母序号)。A．离子键B．极性键C．非极性键D．金属键E．配位键(2)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2，ClO－3中心原子的杂化形式为________、立体构型是________。(3)甲醇(CH3OH)在Cu催化作用下被氧化成甲醛(HCHO)。甲醛分子内σ键与π键个数之比为______。甲醇分子内的O—C—H键角____________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角，理由是_________________________________________________________________________________。(4)呋喃()分子中，碳原子和氧原子的杂化方式分别为________、________；1mol吡咯()分子中含有________molσ键，分子中N采用杂化方式为________。[解析](1)硫代硫酸根离子中一个硫原子相当于氧原子，中心硫原子孤电子对数为6＋2－2×42＝0，价层电子数为0＋4＝4；[Ag(S2O3)2]3－中Ag＋与S2O2－3之间形成配位键，硫原子之间形成非极性键，硫与氧原子之间形成极性键。(3)甲醛中C原子形成3个σ键，为sp2杂化，是平面三角形结构，键角为120°，甲醇分子内碳原子形成4个σ键，无孤电子对，杂化方式为sp3杂化，是四面体结构，O—C—H键角约为109°28′，键角小于120°，所以甲醇分子内O—C—H键角比甲醛分子内O—C—H键角小。[答案](1)四面体形sp3BCE6(2)sp3三角锥形(3)3∶1小于甲醇分子中碳采用sp3杂化，键角约为109°28′，而甲醛分子中碳采用sp2杂化，键角约为120°(4)sp2sp310sp310．(2019·模拟题精选)(1)①VCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[V(En)2]2＋(En是乙二胺的简写)，该配离子中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是________(用元素符号表示)。乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为________，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，且相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是____________________________________________________________________________________________