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專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)
學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________
一、單選題
1．向由0.1 mol CrCl3·6H2O配成的溶液中加入足量AgNO3溶液，產(chǎn)生0.2 mol沉淀。配合物CrCl3·6H2O的配位數(shù)為6，下列說法錯誤的是
A．該配合物的中心離子是Cr3+
B．該配合物的配體是H2O和Cl
C．每1 mol配離子[Cr(H2O)5Cl]2+中含有6NA個(gè)共價(jià)鍵
D．該配合物中存在的化學(xué)鍵有：共價(jià)鍵、配位鍵、離子鍵
2．下列敘述不正確的是
A．鹵化氫易溶于水，不易溶于四氯化碳 B．碘易溶于苯，微溶于水
C．氯化鈉易溶于水，也易溶于食用油 D．甲烷易溶于汽油，難溶于水
3．可發(fā)生水解反應(yīng)。下列說法錯誤的是
A．、分子中鍵角較大的是 B．是由極性鍵構(gòu)成的極性分子
C．質(zhì)量數(shù)為35的Cl原子可表示為 D．HClO的電子式為
4．磷化氫(PH3)是一種無色劇毒，有類似大蒜氣味的氣體，微溶于冷水。下列關(guān)于PH3的敘述錯誤的是
A．PH3分子中有未成鍵的電子對
B．PH3是極性分子
C．PH3分子結(jié)構(gòu)為三角錐形
D．PH3中共價(jià)鍵的鍵長比NH3的短
5．關(guān)于三種物質(zhì)的說法中正確的是
A．在水中的溶解度很小，是由于其屬于極性分子
B．和均易溶于水，原因之一是它們都是極性分子
C．為非極性分子，所以在三種物質(zhì)中熔、沸點(diǎn)最低
D．在水中溶解度很大只是由于是極性分子
6．在水溶液中可與發(fā)生反應(yīng)生成和，設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值，下列說法錯誤的是
A．分子中，碳原子軌道的雜化類型是，分子的空間構(gòu)型為平面三角形
B．1mol分子中含有σ鍵的數(shù)目為
C．分子中碳原子軌道的雜化類型只有
D．中與的C原子形成配位鍵，結(jié)構(gòu)可表示為
7．下列說法不正確的是
A．不是所有的共價(jià)鍵(σ鍵)都具有方向性
B．N≡N的鍵能比N=N與N—N的鍵能和大，所以N≡N不易發(fā)生加成反應(yīng)
C．根據(jù)電負(fù)性及價(jià)層電子對互斥理論可知，OF2分子的構(gòu)型與H2O分子的構(gòu)型相同
D．基態(tài)Na原子核外電子占有3個(gè)能層、4個(gè)能級、6個(gè)原子軌道，有6種運(yùn)動狀態(tài)不同的電子
8．超分子@18-冠-6的合成過程如圖所示。
已知：18-冠-6的空腔直徑為的直徑為。
下列說法錯誤的是
A．水中溶解性：化合物Ⅰ化合物Ⅱ
B．18-冠-6的空穴與鉀離子尺寸適配，二者通過弱作用力形成超分子
C．18-冠-6亦可與形成穩(wěn)定的超分子
D．超分子可以是分子，也可以是離子
二、填空題
9．乙烯、乙炔為什么比乙烷活潑？
10．完成下列問題。
(1)BF3分子的立體結(jié)構(gòu)為 ，NF3分子的立體結(jié)構(gòu)為 。
(2)碳原子有4個(gè)價(jià)電子，在形成化合物時(shí)價(jià)電子均參與成鍵，但雜化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四種分子中，碳原子采取sp雜化的分子是 (寫結(jié)構(gòu)簡式，下同)，采取sp2雜化的分子是 ，采取sp3雜化的分子是 。試寫出一種有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡式，要求同時(shí)含有三種不同雜化方式的碳原子： 。
11．價(jià)電子對互斥理論與分子的空間構(gòu)型。
(1)中心原子中的價(jià)電子全部參與形成共價(jià)鍵的分子的空間構(gòu)型。
ABn 空間構(gòu)型 范例
n=2 CO2、BeCl2
n=3 CH2O、BF3
n=4 CH4、CCl4
n=5 PCl5
n=6 SF6
(2)中心原子上有孤電子對(價(jià)電子中未參與形成共價(jià)鍵的電子對)的分子的空間構(gòu)型：中心原子上的 占據(jù)中心原子周圍的空間，與 互相排斥，使分子的空間構(gòu)型發(fā)生變化。
①H2O為AB2型分子，氧原子上的 參與互相排斥，所以H2O分子的空間構(gòu)型為V形而不是直線形。
②NH3分子中氮原子上有 參與互相排斥，故NH3的空間構(gòu)型不能為平面三角形。
③常見分子的價(jià)電子對互斥模型和空間構(gòu)型。
σ鍵成鍵電子對數(shù) 孤電子對數(shù) 價(jià)電子對數(shù)目 電子對的排列方式 價(jià)電子對空間構(gòu)型 分子或離子的空間構(gòu)型 實(shí)例
2 0 2 BeCl2、CO2
3 0 3 BF3、BCl3
2 1 PbCl2
4 0 4 CH4、CCl4
3 1 NH3
2 2 H2O
12．氯吡苯脲是一種常用的膨大劑，其結(jié)構(gòu)簡式為 ，它是經(jīng)國家批準(zhǔn)使用的植物生長調(diào)節(jié)劑。
(1)氯元素基態(tài)原子核外電子的未成對電子數(shù)為 。
(2)氯吡苯脲晶體中，氮原子的雜化軌道類型為 ，羰基碳原子的雜化軌道類型為 。
(3)查文獻(xiàn)可知，可用2-氯-4-氨基吡啶與異氰酸苯酯反應(yīng)，生成氯吡苯脲，其反應(yīng)方程式如下：
反應(yīng)過程中，每生成1mol氯吡苯脲，斷裂 個(gè)σ鍵，斷裂 個(gè)π鍵。
(4)膨大劑能在動物體內(nèi)代謝，其產(chǎn)物較為復(fù)雜，其中有H2O、NH3、CO2等。
①請用共價(jià)鍵知識解釋H2O分子比NH3分子穩(wěn)定的原因?yàn)? 。
②H2O、NH3、CO2分子的空間結(jié)構(gòu)分別是 ，中心原子的雜化類型分別是 。
三、計(jì)算題
13．(1)Li2O具有反螢石結(jié)構(gòu)，晶胞如圖所示。已知晶胞參數(shù)為0.4665nm，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，則Li2O的密度為 g·cm-3(列出計(jì)算式)。
(2)FeS2晶體的晶胞如圖所示。晶胞邊長為a nm，F(xiàn)eS2摩爾質(zhì)量為M，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA，其晶體密度的計(jì)算表達(dá)式為 g·cm-3；晶胞中Fe2+位于S所形成的正八面體的體心，該正八面體的邊長為 nm。
四、解答題
14．銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域有重要用途，如金屬銅用來制造電線電纜，五水硫酸銅可用作殺菌劑。
(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外電子排布式為 。
(2)如圖是銅的某種氧化物的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖，可確定該晶胞中陰離子的個(gè)數(shù)為 。
(3)往硫酸銅溶液中加入過量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三角錐形，但NF3不易與Cu2＋形成配離子，其原因是 。
(4)Cu2O的熔點(diǎn)比Cu2S的 (填“高”或“低”)，請解釋原因 。
15．A、B、C、D、E是短周期的5種非金屬元素，其中A、B、C的外圍電子排布式可表示為A：，B：，C：，A與B在不同周期，且A的原子半徑是元素周期表中最小的；D與B同主族，E在C的下一周期，且E是同周期元素中電負(fù)性最大的元素。回答下列問題：
(1)由A、B、C、E四種元素中的兩種元素可形成多種分子，下列分子①、②、③、④中屬于極性分子的是 (填序號)。
(2)C的簡單氫化物比下一周期同主族元素的簡單氫化物的沸點(diǎn)高，其原因是 。
(3)B、C兩種元素都能和A元素組成兩種常見溶劑，其分子式分別為 、 ；在前者中的溶解度 (填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。
(4)、和的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)? (填化學(xué)式)。
《專題4分子空間結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)》參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C A D B C D C
1．C
【分析】向0.1 mol CrCl3·6H2O配成的溶液中加入足量AgNO3溶液，產(chǎn)生0.2 mol沉淀，則0.1 mol CrCl3·6H2O可產(chǎn)生0.2 molCl ，該配合物可表示為[Cr(H2O)5Cl]Cl2。
【詳解】A．由分析可知，該配合物的中心離子是Cr3+，A正確；
B．該配合物CrCl3·6H2O的配位數(shù)為6，配體是H2O和Cl ，B正確；
C．每1 mol配離子[Cr(H2O)5Cl]2+中含有16NA個(gè)共價(jià)鍵，C錯誤；
D．該配合物中存在的化學(xué)鍵有：共價(jià)鍵、配位鍵、離子鍵，D正確；
故選C。
2．C
【詳解】A．HX(X為鹵素) 為極性分子，H2O為極性分子，CCl4為非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知，鹵化氫易溶于水，不易溶于四氯化碳，故A正確；
B．H2O為極性分子，I2為非極性分子，苯的主要成分的極性很弱，通常視為非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知，碘易溶于苯，微溶于水，故B正確；
C．NaCl為離子化合物，易溶于水，不易溶于有機(jī)溶劑，故C錯誤；
D．CH4為非極性分子，H2O為極性分子，汽油的主要成分的極性很弱，通常視為非極性溶劑，根據(jù)“相似相溶”規(guī)律可知，甲烷易溶于汽油，難溶于水，故D正確；
故選C。
3．A
【詳解】A．NCl3、NH3中中心N原子都采取sp3雜化，N上都有1對孤電子對，空間結(jié)構(gòu)都為三角錐形，由于電負(fù)性H＜Cl，故NCl3、NH3分子中鍵角較大的是NH3，A項(xiàng)錯誤；
B．H2O中只含H—O極性鍵，H2O的空間結(jié)構(gòu)為V形，分子中正負(fù)電中心不重合，H2O是極性分子，B項(xiàng)正確；
C．質(zhì)量數(shù)為35的Cl原子的核素符號為，C項(xiàng)正確；
D．HClO中含H—O鍵和O—Cl鍵，電子式為，D項(xiàng)正確；
答案選A。
4．D
【詳解】A．PH3中有一個(gè)未成鍵電子對， A正確；
B．PH3中心原子孤電子對數(shù)=、價(jià)層電子對數(shù)=3+1=4，故為sp3雜化，空間構(gòu)型為三角錐形，或者說PH3與NH3是等電子體，分子內(nèi)的正、負(fù)電荷中心不重疊，故其為極性分子，B正確；
C．結(jié)合選項(xiàng)B可知PH3分子結(jié)構(gòu)為三角錐形，C正確；
D．元素周期表中P位于N的下方，其原子半徑比N大，PH3中共價(jià)鍵的鍵長比NH3的長，D不正確。
故選D。
5．B
【詳解】A．二硫化碳的空間構(gòu)型是結(jié)構(gòu)對稱的直線形分子，屬于非極性分子，故A錯誤；
B．二氧化硫和氨分子都是結(jié)構(gòu)不對稱的極性分子，由相似相溶原理可知，二氧化硫和氨分子都易溶于水的極性分子，故B正確；
C．二硫化碳是非極性分子，常溫下為液態(tài)，熔沸點(diǎn)高于常溫下為氣態(tài)的二氧化硫和氨氣，故C錯誤；
D．氨氣極易溶于水是因?yàn)榘狈肿邮菢O性分子，且能與水分子能形成分子間氫鍵，故D錯誤；
故選B。
6．C
【詳解】A．分子中C原子為雜化，空間構(gòu)型為平面三角形，A正確；
B．一分子中含2個(gè)鍵和1個(gè)鍵，共有3個(gè)鍵，所以1mol分子中含有鍵的數(shù)目為，B正確；
C．分子中與羥基相連的C為雜化，中的C為sp雜化，C錯誤；
D．中與的C原子形成配位鍵，所以結(jié)構(gòu)可表示為，D正確；
故答案選C。
7．D
【詳解】A．因?yàn)閟軌道是球?qū)ΨQ圖形，所以s軌道和s軌道形成的共價(jià)鍵沒有方向性，A正確；
B．鍵能越大，其共價(jià)鍵越穩(wěn)定，所以N≡N鍵能比N=N與N-N的鍵能和大，N≡N不易發(fā)生加成反應(yīng)，B正確；
C．O元素和F元素電負(fù)性相差較小，O元素和H元素電負(fù)性相差較大，所以O(shè)F2分子的極性小于H2O分子的極性，C正確；
D．每一種電子有1種移動狀態(tài)，鈉原子有11個(gè)電子，所以該原子有11種運(yùn)動狀態(tài)，D錯誤；
故選D。
8．C
【詳解】A．化合物I中存在羥基，在水溶液中能形成氫鍵，因此水中溶解性：化合物Ⅰ化合物Ⅱ，A正確；
B．的粒子直徑在18-冠-6空腔直徑范圍內(nèi)，因此18-冠-6可以識別鉀離子，K+與氧原子之間通過弱相互作用形成超分子，B正確；
C．電子層數(shù)越多，離子半徑越大，Li+、Na+的半徑均小于鉀離子的半徑，導(dǎo)致Li+、Na+的直徑不在18-冠-6空腔直徑范圍內(nèi)，因此18-冠-6不能識別Li+、Na+而形成穩(wěn)定的超分子，C錯誤；
D．超分子是指由兩種或兩種以上的分子通過分子間相互作用形成的分子聚集體，超分子的定義是廣義的，包括離子，D正確；
故選C。
9．雖然鍵長C≡C＜C=C＜C-C，鍵能C≡C>C=C>C-C，但乙烯、乙炔在發(fā)生加成反應(yīng)時(shí)，只有π鍵斷裂(π鍵的鍵能一般小于σ鍵的鍵能)，即共價(jià)鍵部分?jǐn)嗔选?br/>【解析】略
10．(1) 平面三角形 三角錐形
(2) CH≡CH CH2=CH2、C6H6 CH3CH3 HC≡CCH=CHCH3
【詳解】（1）BF3分子中的B原子無孤電子對、價(jià)層電子對數(shù)為3，則B采取sp2雜化，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為平面三角形；NF3分子中的N原子有1對孤電子對、價(jià)層電子對數(shù)為1+3=4，則N采取sp3雜化，所以其分子的立體結(jié)構(gòu)為三角錐形。
（2）碳原子采取sp雜化的分子是CH≡CH，采取sp2雜化的分子是CH2=CH2、C6H6，采取sp3雜化的分子是CH3CH3。試寫出一種有機(jī)物分子的結(jié)構(gòu)簡式，要求同時(shí)含有三種不同雜化方式的碳原子，則該有機(jī)物分子中應(yīng)該同時(shí)含有烷基(或環(huán)烷基)、碳碳雙鍵(或苯環(huán))和碳碳三鍵，故可以為HC≡CCH=CHCH3。
11．(1) 直線形 平面三角形 正四面體形 三角雙錐形 正八面體形
(2) 孤電子對 成鍵電子對 兩對孤電子對 一對孤電子對 直線形 直線形 三角形 平面三角形 V形 四面體形 正四面體形 三角錐形 V形
【解析】略
12．(1)1
(2) sp2、sp3 sp2
(3) NA NA
(4) H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能 V形、三角錐形、直線形 sp3、sp3、sp
【詳解】（1）根據(jù)構(gòu)造原理可知，氯元素基態(tài)原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成對電子數(shù)為1；
（2）根據(jù)氯吡苯脲的結(jié)構(gòu)簡式可知，有2個(gè)氮原子均形成3個(gè)單鍵，孤電子對數(shù)為1，屬于sp3雜化；剩余1個(gè)氮原子形成1個(gè)雙鍵和1個(gè)單鍵，孤電子對數(shù)為1，是sp2雜化；羰基碳原子形成2個(gè)單鍵和1個(gè)雙鍵，為sp2雜化。
（3）由于σ鍵比π鍵更穩(wěn)定，根據(jù)反應(yīng)方程式可以看出，斷裂的化學(xué)鍵為異氰酸苯酯分子中的N=C鍵中的π鍵和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H鍵；故每生成1mol氯吡苯脲，斷裂1mol σ鍵，斷裂1mol π鍵，則斷裂NA個(gè)σ鍵，斷裂NA個(gè)π鍵。
（4）①O、N屬于同周期元素，O的原子半徑小于N，H—O鍵的鍵能大于H—N鍵的鍵能，所以H2O分子比NH3分子穩(wěn)定。
②H2O分子中O原子的價(jià)層電子對數(shù)=2＋=4，孤電子對數(shù)為2，所以為V形結(jié)構(gòu)，O原子采用sp3雜化；
NH3分子中N原子的價(jià)層電子對數(shù)=3＋=4，孤電子對數(shù)為1，所以為三角錐形結(jié)構(gòu)，N原子采用sp3雜化；
CO2分子中C原子的價(jià)層電子對數(shù)=2＋=2，不含孤電子對，所以是直線形結(jié)構(gòu)，C原子采用sp雜化。
13．
【詳解】(1)1個(gè)氧化鋰晶胞含O的個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4，含Li的個(gè)數(shù)為8，1 cm＝107 nm，代入密度公式計(jì)算可得Li2O的密度為。
(2)該晶胞中Fe2+位于棱上和體心，個(gè)數(shù)為12×＋1＝4，位于頂點(diǎn)和面心，個(gè)數(shù)為8×＋6×＝4，故晶體密度為。根據(jù)晶胞結(jié)構(gòu)，所形成的正八面體的邊長為該晶胞中相鄰面的面心之間的連線之長，即為晶胞邊長的，故該正八面體的邊長為nm。
14．(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(2)4
(3)F的電負(fù)性比N大，N—F成鍵電子對向F偏移，導(dǎo)致NF3中氮原子核對其孤對電子的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故NF3不易與Cu2＋形成配離子
(4) 高 Cu2O與Cu2S相比，陽離子相同，陰離子所帶電荷也相同，但O2-的半徑比S2-小，所以Cu2O中的離子鍵更強(qiáng)，熔點(diǎn)更高
【詳解】（1）基態(tài)Cu(電子排布式為[Ar]3d104s1)變?yōu)镃u2+的過程中，失去的兩個(gè)電子是最外層的4s軌道和3d軌道上各一個(gè)電子，故Cu2+的電子排布式為[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；
（2）從圖中可以看出，陰離子在晶胞中的位置有四類：頂點(diǎn)(8個(gè))、棱上(4個(gè))、面上(2個(gè))、體心(1個(gè))，根據(jù)晶胞中微粒個(gè)數(shù)計(jì)算方法——均攤法，可知該晶胞中有=4個(gè)陰離子；
（3）N、F、H三種元素的電負(fù)性：F>N>H，所以NH3中共用電子對偏向N，而在NF3中，共用電子對偏向F，偏離N，導(dǎo)致N對其孤對電子的吸引能力增強(qiáng)，難以形成配位鍵，故但NF3不易與Cu2+形成配離子；
（4）Cu2O與Cu2S相比，Cu2O、Cu2S都是離子晶體，熔化克服離子鍵，陽離子一樣，陰離子半徑：O2-＜S2-，Cu2O中的離子鍵比Cu2S中的強(qiáng)，故Cu2O的熔點(diǎn)高。
15． ③ 分子間可形成氫鍵 大于
【分析】由s軌道最多可容納2個(gè)電子及A的原子半徑在元素周期表中最小，且A與B在不同周期可得，，即A為H元素，B為C元素，C為O元素；由D與B同主族，且D為短周期元素，得D為元素；由E在C的下一周期且E為同一周期電負(fù)性最大的元素可知E為元素。
【詳解】(1)①、②、③、④分別為、、、，其中為極性分子，其他均為非極性分子；
(2)C的簡單氫化物為，分子間可形成氫鍵，使其沸點(diǎn)比下一周期同主族元素的簡單氫化物()的沸點(diǎn)高。
(3)B、A兩種元素組成的常見溶劑為苯()，C、A兩種元素組成的常見溶劑為水()；為非極性分子，易溶于非極性溶劑苯中；
(4)、、分別為、、，三者結(jié)構(gòu)相似，相對分子質(zhì)量逐漸增大，分子間作用力逐漸增強(qiáng)，故它們的沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)椤?br/>21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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