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第二章　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
注意事項(xiàng)
1.全卷滿分100分?？荚囉脮r(shí)75分鐘。
2.可能用到的相對原子質(zhì)量:H 1　C 12　N 14　O 16　Na 23　Si 28　S 32　Cl 35.5　K 39　Mn 55　Fe 56。
一、選擇題(本題共15小題,每小題3分,共45分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意)
1.下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是(　　)
A.利用手性催化劑生產(chǎn)手性藥物可只得到一種或主要得到一種手性分子
B.氫鍵是一種特殊化學(xué)鍵,它廣泛存在于自然界中
C.互為手性異構(gòu)體的分子互為鏡像,且分子組成相同,物理性質(zhì)不同,化學(xué)性質(zhì)也有一定的差異
D.由酸性ClCH2COOH>CH3COOH,可知酸性FCH2COOH>CH3COOH
2.鍵長、鍵角和鍵能是描述共價(jià)鍵的三個(gè)重要參數(shù),下列有關(guān)說法中錯(cuò)誤的是(　　)
A.鍵長:Si—H>P—H>S—H>Cl—H
B.鍵能:H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小
C.鍵角:CO2>CH4>H2O>NH3
D.乙烯分子中碳碳鍵的鍵能:σ鍵>π鍵
3.下列分子或離子中,VSEPR模型名稱與分子或離子的空間結(jié)構(gòu)名稱不一致的是(　　)
A.CO2　　B.H2S　　C.C　　D.CF4
4.咪唑()具有類似于苯的平面結(jié)構(gòu),易溶于水。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.咪唑的水溶液中存在氫鍵
B.分子中涉及元素的電負(fù)性:N>C>H
C.分子中C—H鍵的鍵長比N—H鍵的鍵長長
D.咪唑中N原子電負(fù)性最小
5.下列與分子性質(zhì)有關(guān)的說法正確的是(　　)
A.I2受熱易升華,是因?yàn)榉肿觾?nèi)共價(jià)鍵的鍵能較小
B.尿素[CO(NH2)2]不溶于水,易溶于有機(jī)溶劑
C.C的電負(fù)性強(qiáng)于Si,所以CH4的熔、沸點(diǎn)高于SiH4
D.HOOC—CF2—COOH的酸性強(qiáng)于HOOC—CH2—COOH是因?yàn)镕的電負(fù)性大,使—COOH中O—H極性強(qiáng)
6.用價(jià)層電子對互斥模型可以預(yù)測許多分子或離子的空間結(jié)構(gòu),也可推測鍵角大小,下列判斷正確的是(　　)
A.CS2是角形分子　　　　B.SnI2鍵角大于120°
C.HCHO是三角錐形分子　　　　D.S鍵角等于109°28'
7.磷酰氯(POCl3)是有機(jī)合成的催化劑,可用以下方法制取:2PCl3+O2 2POCl3或P4O10+6PCl5 10POCl3,P4O10分子的空間結(jié)構(gòu)模型如圖所示。下列說法不正確的是(　　)
A.P4O10是非極性分子　　　　B.PCl3的空間構(gòu)型是三角錐形
C.P4O10分子中所有的鍵角都相等　　　　D.POCl3中心原子P是sp3雜化
8.下列關(guān)于BeF2和SF2的說法正確的是(　　)
A.BeF2分子中,中心原子Be的價(jià)層電子對數(shù)為2,成鍵電子對數(shù)為2,其空間結(jié)構(gòu)為直線形
B.SF2分子中,中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)為4,成鍵電子對數(shù)為2,其空間結(jié)構(gòu)為四面體形
C.BeF2和SF2分子的VSEPR模型分別為直線形和V形
D.SF2的鍵角比BeF2的大
9.下列判斷正確的是(　　)
A.SO2、CS2、HCN分子的鍵角都是180°
B.H2O的鍵角為120°,HgCl2的鍵角為180°
C.PCl3、NH3、GaCl3都是三角錐形分子
D.HCHO(甲醛)、BCl3、SO3的空間結(jié)構(gòu)都是平面三角形
10.X、Y為同周期主族元素,Y有8種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,二者形成的一種化合物固態(tài)時(shí)以[XY2]+[XY3]-的形式存在。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.Y形成的單質(zhì)可能是極性分子
B.[XY3]-中心原子雜化方式為sp2
C.[XY2]+空間結(jié)構(gòu)為直線形
D.X、Y形成的簡單氫化物穩(wěn)定性:X>Y
11.已知HNO3、H2SO4的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法不正確的是(　　)
　　
A.N、的空間結(jié)構(gòu)分別為平面三角形、正四面體形
B.HNO3、H2SO4分子中N、S的雜化軌道類型分別為sp2、sp3
C.等物質(zhì)的量的N、S中含σ鍵的個(gè)數(shù)之比為2∶3
D.HNO3、H2SO4都能與水分子形成分子間氫鍵
12.下列對事實(shí)的分析正確的是(　　)
選項(xiàng) 事實(shí) 分析
A 鍵角:CH4>NH3>H2O 電負(fù)性:CB 溶解度:O3>O2 O3的相對分子質(zhì)量大于O2
C 沸點(diǎn):CO>N2 CO為極性分子,N2為非極性分子
D 熱穩(wěn)定性:HF>HCl HF中存在氫鍵,HCl中不存在氫鍵
13.下列關(guān)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的說法,不正確的是(　　)
A.I3AsF6中存在,的空間結(jié)構(gòu)為V形
B.ABn(n≥2)型分子中,若中心原子沒有孤電子對,則ABn分子空間結(jié)構(gòu)對稱,屬于非極性分子
C.水分子間存在氫鍵,故H2O的熔、沸點(diǎn)及穩(wěn)定性均大于H2S
D.DNA分子的兩條鏈中的堿基以氫鍵結(jié)合形成雙螺旋結(jié)構(gòu)
14.一種物質(zhì)結(jié)構(gòu)如圖所示,其中X、Y、Z、Q、W為1~20號元素,原子序數(shù)依次增大,Z與Q同主族,Q和W的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.原子半徑:W>Q
B.Z的簡單氫化物的熔點(diǎn)低于Q的簡單氫化物的熔點(diǎn)
C.陰離子Q的VSEPR模型與其空間結(jié)構(gòu)一致
D.W2Q2Z3溶液與Q的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物的稀溶液反應(yīng)有黃色渾濁和無色氣體產(chǎn)生
15.S4N4具有很好的導(dǎo)電性,在光學(xué)、電學(xué)等行業(yè)有著重要的用途。將干燥的氨氣通入S2Cl2的CCl4溶液中,可制得該物質(zhì):6S2Cl2+16NH3 S4N4+S8+12NH4Cl(已知S8的結(jié)構(gòu)為,S2Cl2的結(jié)構(gòu)為,S4N4的結(jié)構(gòu)為)。下列說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.1 mol S4N4中含有8 mol極性鍵
B.S8中S采取sp3雜化
C.S8分子中S—S—S的鍵角為109°28'
D.S2Cl2分子中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
二、非選擇題(本題共4小題,共55分)
16.(14分)研究發(fā)現(xiàn),在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)(CO2+3H2 CH3OH+H2O)中,Co氧化物負(fù)載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性,顯示出良好的應(yīng)用前景?；卮鹣铝袉栴}:
(1)元素Mn與O中,基態(tài)原子核外未成對電子數(shù)較多的是　　　　。
(2)在CO2低壓合成甲醇反應(yīng)所涉及的4種物質(zhì)中,沸點(diǎn)從高到低的順序?yàn)椤　　　　　　　　　?原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)①H2O分子內(nèi)O—H鍵、②分子間的范德華力、③氫鍵,從強(qiáng)到弱依次為　　　　　　(填序號)。
(4)H2O2是一種無色液體,其結(jié)構(gòu)如圖所示。根據(jù)“相似相溶”規(guī)律,H2O2在水中的溶解度　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)其在CCl4中的溶解度。
(5)基態(tài)Co原子的核外電子占據(jù)的最高能層符號為　　　　,CO2分子中σ鍵與π鍵數(shù)目之比為　　　　。
17.(14分)碳、氮、硼元素有著種類繁多的化合物。
(1)一種常用麻醉劑氯仿常因保存不慎而被氧化,產(chǎn)生劇毒光氣(COCl2):2CHCl3+O2 2HCl+2COCl2,光氣(COCl2)分子的立體構(gòu)型是　　　　　形。
(2)某有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式為,該有機(jī)物是　　　　　(填“極性”或“非極性”)分子。
(3)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)分子中氮原子雜化類型為　　　　　,乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均屬于胺,但乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高很多,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)疊氮化合物是一類重要的化合物,其中氫疊氮酸(HN3)是一種弱酸,其分子結(jié)構(gòu)可表示為,肼(N2H4)被亞硝酸氧化時(shí)便可得到氫疊氮酸,發(fā)生的反應(yīng)為N2H4+HNO2 2H2O+HN3;HN3的酸性和醋酸相近,可微弱電離出H+和。下列有關(guān)說法正確的是
　　　　　　(填字母)。
A.1個(gè)HN3分子中含有5個(gè)σ鍵
B.HN3中的三個(gè)氮原子均采用sp2雜化
C.HN3、HNO2、H2O、N2H4都是極性分子
D.肼(N2H4)的沸點(diǎn)高達(dá)113.5 ℃,說明肼分子間可形成氫鍵
(5)分子式為B4COCl6的化合物的結(jié)構(gòu)如圖,其中B原子的雜化類型是　　　　　,B—B—B鍵的鍵角　　　　Cl—B—Cl鍵的鍵角(填“>”“<”或“=”)。
18.(13分)按要求回答下列問題。
(1)H2O和S的中心原子的雜化軌道類型分別為　　　　,試判斷H2O和S的鍵角大小關(guān)系并說明原因:　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)成語“信口雌黃”中的雌黃分子式為As2S3,分子結(jié)構(gòu)如圖,As原子的雜化方式為　　　　,雌黃和SnCl2在鹽酸中反應(yīng)轉(zhuǎn)化為雄黃(As4S4)和SnCl4并放出H2S氣體,SnCl4分子的空間結(jié)構(gòu)為　　　　。
(3)某物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式如圖,回答下列問題:
分子中編號為①的碳原子和與其成鍵的另外幾個(gè)原子構(gòu)成的空間結(jié)構(gòu)為　　　　;CSe2首次是由H2Se和CCl4反應(yīng)制取的,試比較CSe2、H2Se、CCl4三種分子的鍵角:　　　　　　　(按由大到小順序排列)。
(4)S8與熱的濃NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物之一為Na2S3,的空間結(jié)構(gòu)為　　　　。
(5)[H2F]+[SbF6]-是一種超強(qiáng)酸,則[H2F]+的空間結(jié)構(gòu)為　　　　。
(6)Na3AsO4中含有的化學(xué)鍵類型包括　　　　　　　　;As的空間結(jié)構(gòu)為　　　　。
19.(14分)A、B、C、D、E為短周期元素且它們的原子序數(shù)依次增大,A的核外電子總數(shù)與其所在周期序數(shù)相同;D原子的L層中,成對電子與未成對電子占據(jù)的軌道數(shù)相同,并且無空軌道;B原子的L層中未成對電子數(shù)與D相同,但有空軌道;D與E同族。請回答下列問題:
(1)A與B、C、D、E元素形成的二元共價(jià)化合物中,一種化合物分子呈三角錐形,該分子的化學(xué)式為　　　　,其中心原子的雜化方式為　　　　;A分別與B、C、D形成的共價(jià)化合物中既含有極性鍵,又含有非極性鍵的是　　　　　　　　　　(填化學(xué)式,任意寫出三種)。
(2)這些元素形成的含氧酸根離子中,中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3的是　　　　　　　　(寫兩種即可);含氧酸根離子呈三角錐形的是　　　　　　。
(3)BA4分子的空間結(jié)構(gòu)為　　　　　　;根據(jù)原子軌道重疊方式的不同,該分子中共價(jià)鍵的類型為　　　　。
(4)B的一種氫化物的相對分子質(zhì)量是26,其分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為　　　　。
附加題
1.下列說法中正確的是(　　)
A.NO2、BF3、NCl3分子中各原子的最外層都不滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)
B.P4和CH4都是正四面體形分子且鍵角都為109°28'
C.N的電子式為[H····H]+,離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)
D.NH3分子中有一個(gè)未成鍵的孤電子對,它對成鍵電子對的排斥作用較強(qiáng)
2.我國科學(xué)家首次實(shí)現(xiàn)從二氧化碳到淀粉的全合成。部分流程如圖(部分產(chǎn)物略去):
CO2 CH3OH HCHO→……→(C6H10O5)n(淀粉)
下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是(　　)
A.1個(gè)CO2分子中存在1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵
B.CH3OH和HCHO均為極性分子
C.CO2、CH3OH和HCHO分子中的碳原子雜化方式各不相同
D.相同壓強(qiáng)下,CH3OH的沸點(diǎn)比CO2高,因?yàn)榍罢吣苄纬煞肿娱g氫鍵
3.下列事實(shí)的解釋不正確的是(　　)
事實(shí) 解釋
A 氣態(tài)Mn2+再失去一個(gè)電子比氣態(tài)Fe2+再失去一個(gè)電子更難 Mn2+的價(jià)層電子排布式為3d5,3d軌道為半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定;Fe2+的價(jià)層電子排布式為3d6,再失去一個(gè)電子可達(dá)到3d軌道半充滿的穩(wěn)定狀態(tài)
B H3O+中H—O—H鍵角比H2O中的大 H3O+的中心原子的孤電子對數(shù)為1,H2O的中心原子的孤電子對數(shù)為2,孤電子對之間的斥力<孤電子對與成鍵電子對之間的斥力<成鍵電子對之間的斥力
C 熔點(diǎn):HF>HCl HF分子間能形成氫鍵
D 酸性:CF3COOH>CCl3COOH 氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,F—C鍵的極性大于Cl—C鍵的極性,使CF3—的極性大于CCl3—的極性,導(dǎo)致CF3COOH的羧基中的羥基的極性更大,更易電離出H+
4.H與O可以形成H2O和H2O2兩種化合物。請回答下列問題:
(1)H+可與H2O形成H3O+,H3O+的空間結(jié)構(gòu)名稱為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)H2O2是　　　　(填“極性”或“非極性”)分子。H2O2晶體中有:①O—O鍵、②O—H鍵、
③范德華力、④氫鍵,則作用力由強(qiáng)到弱依次為　　　　　　　(用序號表示)。
(3)某些金屬離子可以催化H2O2分解的原因是:其最外層未排滿的d軌道可以存儲(chǔ)電子,降低活化能,使分解反應(yīng)容易發(fā)生。根據(jù)以上原理,下列金屬離子不能催化H2O2分解的是　　　　。
A.Al3+　　　B.Mg2+　　　C.Cu2+　　　D.Mn2+　　　E.Fe2+
(4)SF6分子的空間結(jié)構(gòu)為正八面體形,如圖所示。1 mol SF6中含有　　　　mol S—F鍵。
答案與解析
1.B　利用手性催化劑生產(chǎn)藥物時(shí)可只得到一種或主要得到一種手性分子,故A正確;氫鍵不是化學(xué)鍵,是一種比較強(qiáng)的分子間作用力,故B錯(cuò)誤;互為手性異構(gòu)體的分子互為鏡像,且分子組成和原子排列都完全相同,物理性質(zhì)不同,化學(xué)性質(zhì)也有一定的差異,故C正確;—F和—Cl都是吸電子基,使得FCH2COOH和ClCH2COOH中羧基中的羥基的極性更大,所以酸性FCH2COOH>CH3COOH,ClCH2COOH>CH3COOH,故D正確。
2.C　原子半徑:Si>P>S>Cl,鍵長:Si—H>P—H>S—H>Cl—H,A正確;原子半徑:OCH4>NH3>H2O,C錯(cuò)誤;乙烯分子碳碳雙鍵中有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,σ鍵為p軌道頭碰頭重疊形成的,π鍵為p軌道肩并肩重疊形成的,鍵長:σ鍵<π鍵,鍵能:σ鍵>π鍵,D正確。
3.B　中心原子不存在孤電子對時(shí),分子或離子的VSEPR模型名稱與空間結(jié)構(gòu)名稱一致。CO2、C、CF4中心原子的孤電子對數(shù)均為0,H2S中心原子的孤電子對數(shù)為2,其空間結(jié)構(gòu)是V形,VSEPR模型為四面體形。
4.D　咪唑的水溶液中存在氫鍵,A正確;電負(fù)性:N>C>H,B正確;氮原子半徑小于碳原子,則分子中C—H鍵的鍵長比N—H鍵的鍵長長,C正確;咪唑中N的電負(fù)性最大,D錯(cuò)誤。
5.D　I2受熱易升華,是因?yàn)榉肿娱g作用力較小,A錯(cuò)誤;尿素是極性分子,易溶于水,B錯(cuò)誤;CH4和SiH4組成和結(jié)構(gòu)相似,SiH4的相對分子質(zhì)量大,熔、沸點(diǎn):CH46.D　根據(jù)孤電子對與成鍵電子對間的排斥作用大于成鍵電子對間的排斥作用,分析:
分子或 離子 孤電子 對數(shù) 價(jià)層電子 對數(shù) 價(jià)層電子對 互斥模型 分子或離子 空間結(jié)構(gòu) 鍵角
CS2 0 0+2=2 直線形 直線形 180°
SnI2 1 2+1=3 平面三角形 V形 小于120°
HCHO 0 3+0=3 平面三角形 平面三角形 120°
S 0 0+4=4 正四面體形 正四面體形 109°28'
7.C　P4O10為空間結(jié)構(gòu)對稱的非極性分子,A正確;PCl3的中心原子P的價(jià)層電子對數(shù)為4,有一個(gè)孤電子對,空間構(gòu)型是三角錐形,B正確;P4O10中存在P—O鍵和PO鍵,鍵角不全相等,C錯(cuò)誤;POCl3的中心原子P的價(jià)層電子對數(shù)為3+1+=4,中心原子P是sp3雜化,D正確。
8.A　BeF2分子的中心原子Be的價(jià)層電子對數(shù)是×(2-2×1)+2=2,成鍵電子對數(shù)為2,無孤電子對,因此BeF2分子的VSEPR模型和空間結(jié)構(gòu)均為直線形,A正確;SF2分子中,中心原子S的價(jià)層電子對數(shù)是×(6-2×1)+2=4,成鍵電子對數(shù)為2,孤電子對數(shù)為2,因此SF2分子的VSEPR模型為四面體形,空間結(jié)構(gòu)為V形,B錯(cuò)誤;由上述分析知,BeF2分子的VSEPR模型為直線形,SF2分子的VSEPR模型為四面體形,C錯(cuò)誤;BeF2為直線形,SF2為V形,BeF2的鍵角比SF2的大,D錯(cuò)誤。
9.D　SO2分子的空間構(gòu)型為V形,鍵角小于180°,A錯(cuò)誤;H2O分子的空間構(gòu)型為V形,鍵角為105°,B錯(cuò)誤;GaCl3分子中鎵原子的價(jià)層電子對數(shù)為3、孤電子對數(shù)為0,分子的空間構(gòu)型為平面三角形,C錯(cuò)誤;HCHO、BCl3、SO3中心原子的價(jià)層電子對數(shù)都為3、孤電子對數(shù)都為0,分子的空間構(gòu)型都為平面三角形,D正確。
10.D　Y有8種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的電子,則Y為O,二者形成的一種化合物固態(tài)時(shí)以[XY2]+[XY3]-的形式存在,X、Y為同周期主族元素,則X為N。Y(O)形成的單質(zhì)O3是V形結(jié)構(gòu),是極性分子,故A正確;[XY3]-為N,中心原子氮原子價(jià)層電子對數(shù)為3+(5+1-2×3)=3,則雜化方式為sp2,故B正確;[XY2]+即N,中心原子氮原子價(jià)層電子對數(shù)為2+(5-1-2×2)=2,則空間結(jié)構(gòu)為直線形,故C正確;非金屬性:O>N,因此O、N形成的簡單氫化物穩(wěn)定性:H2O>NH3,故D錯(cuò)誤。
11.C　N中氮原子的價(jià)層電子對數(shù)=3+=3,氮原子采用的是sp2雜化,無孤電子對,則N空間結(jié)構(gòu)為平面三角形,中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)=4+=4,采用的是sp3雜化,無孤電子對,則的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形,故A、B正確;根據(jù)N中氧原子個(gè)數(shù),可知1個(gè)N中含有σ鍵的個(gè)數(shù)為3,根據(jù)S中氧原子個(gè)數(shù),可知1個(gè)S中含有σ鍵的個(gè)數(shù)為4,則等物質(zhì)的量的兩種離子中σ鍵的個(gè)數(shù)之比為3∶4,故C錯(cuò)誤;HNO3、H2SO4分子結(jié)構(gòu)中都存在羥基,HNO3、H2SO4都能與水分子形成氫鍵,故D正確。
12.C　CH4、NH3、H2O中心原子的價(jià)層電子對數(shù)均為4,孤電子對數(shù)分別為0、1、2,鍵角:CH4>NH3>H2O,A錯(cuò)誤;O3是極性分子,O2是非極性分子,根據(jù)相似相溶規(guī)律,溶解度:O3>O2,B錯(cuò)誤;CO和N2結(jié)構(gòu)相似,相對分子質(zhì)量相等,但CO為極性分子,N2為非極性分子,因此CO的沸點(diǎn)高于N2的沸點(diǎn),C正確;鍵能:H—F>H—Cl,熱穩(wěn)定性:HF>HCl,D錯(cuò)誤。
13.C　的價(jià)層電子對數(shù)=2+×(7-1-2×1)=4,含有2個(gè)孤電子對,故空間結(jié)構(gòu)為V形,A項(xiàng)正確;若中心原子沒有孤電子對,則ABn(n≥2)型分子屬于非極性分子,B項(xiàng)正確;非金屬元素的簡單氫化物的熔、沸點(diǎn)與氫鍵和范德華力有關(guān),而穩(wěn)定性與共價(jià)鍵鍵能有關(guān),H2O的穩(wěn)定性大于H2S是因?yàn)镺—H鍵的鍵能大于S—H鍵的鍵能,C項(xiàng)錯(cuò)誤;DNA分子的兩條鏈中的堿基以氫鍵結(jié)合形成雙螺旋結(jié)構(gòu),D項(xiàng)正確。
14.B　X、Y、Z、Q、W為1~20號元素,原子序數(shù)依次增大,由題圖可知,X、Y、Z形成的共價(jià)鍵數(shù)目分別為1、4、2,Z與Q同主族,則X為H元素、Y為C元素、Z為O元素、Q為S元素;Q和W的簡單離子具有相同的電子層結(jié)構(gòu),則W為K元素。K的原子半徑大于S,故A正確;水分子能形成分子間氫鍵,硫化氫不能形成分子間氫鍵,所以水的熔點(diǎn)高于硫化氫,故B錯(cuò)誤;S中硫原子的價(jià)層電子對數(shù)為4、孤電子對數(shù)為0,則S的VSEPR模型和離子的空間構(gòu)型都為正四面體形,故C正確;硫代硫酸鉀溶液與稀硫酸反應(yīng)生成硫酸鉀、硫和二氧化硫氣體,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為有黃色渾濁和無色氣體生成,故D正確。
15.C　1個(gè)S4N4分子中含有8個(gè)極性鍵,則1 mol S4N4中含有8 mol極性鍵,A正確;S8是一個(gè)環(huán)形分子,每個(gè)S有兩個(gè)孤電子對,是sp3雜化,存在孤電子對,鍵角小于109°28',B正確、C錯(cuò)誤;S2Cl2分子中每個(gè)S原子形成2個(gè)共價(jià)鍵,每個(gè)Cl原子形成1個(gè)共價(jià)鍵,S2Cl2分子中所有原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),D正確。
16.答案　(每空2分)
(1)Mn
(2)H2O>CH3OH>CO2>H2　H2O與CH3OH均為極性分子,H2O中氫鍵比CH3OH中多;CO2與H2均為非極性分子,CO2相對分子質(zhì)量較大,范德華力較大
(3)①、③、②
(4)大于
(5)N　1∶1
解析　(1)基態(tài)O原子價(jià)層電子排布式為2s22p4,所以其核外未成對電子數(shù)是2,而基態(tài)Mn原子價(jià)層電子排布式為3d54s2,所以其核外未成對電子數(shù)是5,因此核外未成對電子數(shù)較多的是Mn。
(2)H2O與CH3OH均為極性分子,常溫常壓下均呈液態(tài),H2O中氫鍵比CH3OH中多;CO2與H2均為非極性分子,常溫常壓下均呈氣態(tài),CO2相對分子質(zhì)量較大,范德華力較大,則CO2的沸點(diǎn)高于H2的沸點(diǎn),所以沸點(diǎn):H2O>CH3OH>CO2>H2。
(3)共價(jià)鍵的鍵能大于氫鍵的作用力,H2O分子間氫鍵的作用力大于范德華力,故H2O分子內(nèi)的O—H鍵、分子間的范德華力和氫鍵從強(qiáng)到弱依次為O—H鍵、氫鍵、分子間的范德華力。
(4)由題圖可知過氧化氫是極性分子,水分子也是極性分子,而CCl4是正四面體結(jié)構(gòu),是非極性分子,故H2O2在水中的溶解度大于其在CCl4中的溶解度。
(5)Co為27號元素,原子核外電子數(shù)為27,其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2,基態(tài)Co原子的核外電子占據(jù)的最高能層符號為N;CO2分子結(jié)構(gòu)式為OCO,1個(gè)雙鍵中含1個(gè)σ鍵、1個(gè)π鍵,所以1個(gè)CO2分子中含有2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵,則σ鍵與π鍵數(shù)目之比為1∶1。
17.答案　(每空2分)
(1)平面三角
(2)極性
(3)sp3　乙二胺分子中存在N—H鍵,分子間能形成氫鍵,三甲胺分子間不能形成氫鍵,所以乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高很多
(4)CD
(5)sp2和sp3　<
解析　(1)COCl2的結(jié)構(gòu)式為,碳原子采取sp2雜化,COCl2為平面三角形分子。
(2)該有機(jī)物正電中心與負(fù)電中心不重合,屬于極性分子。
(3)乙二胺分子中每個(gè)N原子形成3個(gè)共價(jià)單鍵,孤電子對數(shù)為1,是sp3雜化;乙二胺分子中存在N—H鍵,乙二胺分子間能形成氫鍵,三甲胺分子間不能形成氫鍵,所以乙二胺比三甲胺的沸點(diǎn)高很多。
(4)HN3分子結(jié)構(gòu)中有單鍵、雙鍵、三鍵,1個(gè)HN3分子中含有3個(gè)σ鍵,A錯(cuò)誤;HN3分子結(jié)構(gòu)式為,最右側(cè)N原子采用sp雜化,B錯(cuò)誤;HN3、HNO2、H2O、N2H4的正電中心與負(fù)電中心不重合,都是極性分子,C正確;肼(N2H4)的沸點(diǎn)高達(dá)113.5 ℃,說明肼分子間可形成氫鍵,D正確。
(5)從B4COCl6的結(jié)構(gòu)圖可以看出:與C相連的B原子參與形成4個(gè)σ鍵,其雜化類型是sp3,B—B—B鍵的鍵角約為109°28',與Cl相連的B原子的雜化類型是sp2,Cl—B—Cl鍵的鍵角約為120°,所以B—B—B鍵的鍵角小于Cl—B—Cl鍵的鍵角。
18.答案　(除標(biāo)注外,每空1分)
(1)sp3、sp3(2分)　H2O、S中的中心原子價(jià)層電子對數(shù)均為4,H2O分子鍵角小于S的鍵角,因?yàn)镠2O中的O存在2個(gè)孤電子對,S中的S不存在孤電子對,孤電子對對成鍵電子對的斥力大于成鍵電子對之間的斥力(2分)
(2)sp3　正四面體形
(3)四面體形　CSe2>CCl4>H2Se(2分)
(4)V形
(5)V形
(6)離子鍵、共價(jià)鍵　正四面體形
解析　(4)中心S原子價(jià)層電子對數(shù)為2+×(6+2-2×2)=4,含有兩個(gè)孤電子對,所以該離子的空間結(jié)構(gòu)為V形。(5)[H2F]+的中心原子為F,它的孤電子對數(shù)為×(7-1-1×2)=2,成鍵電子對數(shù)為2,價(jià)層電子對數(shù)為2+2=4,故離子的空間結(jié)構(gòu)為V形。
19.答案　(除標(biāo)注外,每空2分)
(1)NH3　sp3(1分)　C2H4、N2H4、H2O2(其他答案合理也可)
(2)N、C(其他答案合理也可)　S
(3)正四面體形　σ鍵(1分)
(4)3∶2
解析　A的核外電子總數(shù)與其所在周期序數(shù)相同,可知A是H元素;D原子的L層中,成對電子與未成對電子占據(jù)的軌道數(shù)相同,并且無空軌道,可知D是O元素;B原子的L層中未成對電子數(shù)與D相同,但有空軌道,可知B是C元素;由A、B、C、D、E的原子序數(shù)依次增大可知C是N元素;由A、B、C、D、E為短周期元素和D與E同族可知E是S元素。
(1)H與C、N、O、S元素形成的二元共價(jià)化合物中,一種化合物分子呈三角錐形,該分子的化學(xué)式為NH3,其中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為4,所以中心原子的雜化方式為sp3,H分別與C、N、O形成的共價(jià)化合物中既含有極性鍵,又含有非極性鍵的是C2H4、N2H4、H2O2等。
(2)這些元素形成的含氧酸根離子中,中心原子的價(jià)層電子對數(shù)為3的是N、N、C等;含氧酸根離子呈三角錐形的是S。
(3)CH4分子的空間結(jié)構(gòu)為正四面體形;根據(jù)原子軌道重疊方式的不同,該分子中共價(jià)鍵的類型為σ鍵。
(4)B的一種氫化物的相對分子質(zhì)量是26,該氫化物的分子式為C2H2,結(jié)構(gòu)式為,分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目之比為3∶2。
附加題
1.D　NCl3分子的電子式為,分子中各原子都滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),A錯(cuò)誤;P4為正四面體形分子,但其鍵角為60°,B錯(cuò)誤;N有4個(gè)價(jià)層電子對,無孤電子對,則其為正四面體結(jié)構(gòu)而非平面正方形結(jié)構(gòu),C錯(cuò)誤;NH3分子電子式為,有一個(gè)孤電子對,由于孤電子對對成鍵電子對的排斥作用強(qiáng),使其鍵角為107°,呈三角錐形,D正確。
2.A　雙鍵中含有1個(gè)σ鍵和1個(gè)π鍵,1個(gè)二氧化碳分子中含有2個(gè)雙鍵,則1個(gè)CO2分子中存在2個(gè)σ鍵、2個(gè)π鍵,故A錯(cuò)誤;CH3OH和HCHO分子中正電中心與負(fù)電中心不重合,均為極性分子,故B正確;CO2、CH3OH和HCHO分子中的碳原子雜化方式各不相同,分別是sp、sp3和sp2,故C正確;相同壓強(qiáng)下,CH3OH的沸點(diǎn)比CO2高,是因?yàn)榍罢吣苄纬煞肿娱g氫鍵,故D正確。
3.B　H3O+中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大,因?yàn)镠2O中氧原子有2個(gè)孤電子對,H3O+中氧原子只有1個(gè)孤電子對,成鍵電子對之間的斥力<孤電子對與成鍵電子對之間的斥力<孤電子對之間的斥力,B錯(cuò)誤。
4.答案　(1)三角錐形
(2)極性　②、①、④、③
(3)AB
(4)6
解析　(1)H3O+中心原子價(jià)層電子對數(shù)為3+×(6-1-3×1)=4,中心O原子為sp3雜化,有一個(gè)孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為三角錐形。
(2)根據(jù)H2O2分子結(jié)構(gòu)示意圖可知,該分子空間結(jié)構(gòu)不對稱,為極性分子;O—O鍵鍵能小于O—H鍵,共價(jià)鍵的鍵能大于氫鍵的作用力,氫鍵的作用力大于范德華力,綜上所述,作用力由強(qiáng)到弱依次為②、①、④、③。
(3)根據(jù)題意,若金屬離子最外層d軌道未排滿電子,則可催化H2O2分解,Cu2+價(jià)層電子排布式為3d9,Mn2+價(jià)層電子排布式為3d5,Fe2+價(jià)層電子排布式為3d6,最外層d軌道上均未排滿電子,能催化H2O2分解,綜上所述,AB符合題意。
(4)1個(gè)SF6分子中含有6個(gè)F原子,形成6個(gè)S—F鍵,所以1 mol SF6中含有6 mol S—F鍵。

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