資源簡介

綜合拔高練
高考真題練
考點1　雜化軌道理論、價電子對互斥理論的應用
1.(2024湖北,5)基本概念和理論是化學思維的基石。下列敘述錯誤的是(　　)
A.VSEPR理論認為VSEPR模型與分子的空間結構相同
B.元素性質隨著原子序數遞增而呈周期性變化的規律稱為元素周期律
C.泡利原理認為一個原子軌道內最多只能容納兩個自旋相反的電子
D.sp3雜化軌道由1個s軌道和3個p軌道混雜而成
2.(2024江蘇,7)下列有關反應描述正確的是(　　)
A.CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO,CH3CH2OH斷裂C—O鍵
B.氟氯烴破壞臭氧層,氟氯烴產生的氯自由基改變O3分解的歷程
C.丁烷催化裂化為乙烷和乙烯,丁烷斷裂σ鍵和π鍵
D.石墨轉化為金剛石,碳原子軌道的雜化類型由sp3轉變為sp2
3.(2024河北,9)NH4ClO4是火箭固體燃料重要的氧載體,與某些易燃物作用可全部生成氣態產物,如:NH4ClO4+2C NH3↑+2CO2↑+HCl↑。下列有關化學用語或表述正確的是(　　)
A.HCl的形成過程可表示為H·+··· H+[····]-
B.NH4ClO4中的陰、陽離子有相同的VSEPR模型和空間結構
C.在C60、石墨、金剛石中,碳原子有sp、sp2和sp3三種雜化方式
D.NH3和CO2都能作制冷劑是因為它們有相同類型的分子間作用力
4.(2023湖北,9)價層電子對互斥理論可以預測某些微粒的空間結構。下列說法正確的是　　(　　)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均為四面體
B.S和C的空間構型均為平面三角形
C.CF4和SF4均為非極性分子
D.XeF2與XeO2的鍵角相等
5.(高考組合)回答下列問題:
(1)(2023浙江1月選考,17節選)Si(NH2)4分子的空間結構(以Si為中心)名稱為　　　　,分子中氮原子的雜化軌道類型是　　　　。Si(NH2)4受熱分解生成Si3N4和NH3,其受熱不穩定的原因是　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 　　　　　　　　　　　　　　　
(2)(2023山東,16節選)ClO2中心原子為Cl,Cl2O中心原子為O,二者均為V形結構,但ClO2中存在大π鍵()。ClO2中Cl原子的軌道雜化方式為　　　　;O—Cl—O鍵角　　　　Cl—O—Cl鍵角(填“>”“<”或“=”)。比較ClO2與Cl2O中Cl—O鍵的鍵長并說明原因　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(3)(2023全國甲,35節選)氣態AlCl3通常以二聚體Al2Cl6的形式存在,其空間結構如圖所示,二聚體中Al的軌道雜化類型為　　　　。
(4)(2022山東,16節選)吡啶()替代苯也可形成類似的籠形包合物。已知吡啶中含有與苯類似的 大π鍵,則吡啶中N原子的價層孤電子對占據　　　　(填標號)。
A.2s軌道 B.2p軌道
C.sp雜化軌道 D.sp2雜化軌道
6.(高考組合)按要求回答下列問題:
(1)(2024山東,16節選)[BMIM]+B(如圖)是MnOx晶型轉變的誘導劑。B的空間構型為　　　　　;[BMIM]+中咪唑環存在大π鍵,則N原子采取的軌道雜化方式為　　　　。
(2)(2024全國甲,35節選)一種光刻膠薄膜成分為聚甲基硅烷,其中電負性最大的元素是　　　,硅原子的雜化軌道類型為　　　　。
考點2　配位鍵的實質與配合物的組成
7.(2024安徽,8)某催化劑結構簡式如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.該物質中Ni為+2價
B.基態原子的第一電離能:Cl>P
C.該物質中C和P均采取sp2雜化
D.基態Ni原子價電子排布式為3d84s2
8.(2023浙江1月選考,12)共價化合物Al2Cl6中所有原子均滿足8電子穩定結構,一定條件下可發生反應:Al2Cl6+2NH3 2Al(NH3)Cl3,下列說法不正確的是(　　)
A.Al2Cl6的結構式為
B.Al2Cl6為非極性分子
C.該反應中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更難與NH3發生反應
9.(不定項)(2024山東,14)鈞瓷是宋代五大名瓷之一,其中紅色鈞瓷的發色劑為Cu2O。為探究Cu2O的性質,取等量少許Cu2O分別加入甲、乙兩支試管,進行如下實驗。下列說法正確的是(　　)
實驗操作及現象
試管甲 滴加過量0.3 mol·L-1 HNO3溶液并充分振蕩,磚紅色沉淀轉化為另一顏色沉淀,溶液顯淺藍色;傾掉溶液,滴加濃硝酸,沉淀逐漸消失
試管乙 滴加過量6 mol·L-1氨水并充分振蕩,沉淀逐漸溶解,溶液顏色為無色;靜置一段時間后,溶液顏色變為深藍色
A.試管甲中新生成的沉淀為金屬Cu
B.試管甲中沉淀的變化均體現了HNO3的氧化性
C.試管乙實驗可證明Cu(Ⅰ)與NH3形成無色配合物
D.上述兩個實驗表明Cu2O為兩性氧化物
10.(2024新課標,11)我國科學家最近研究的一種無機鹽Y3[Z(WX)6]2納米藥物,具有高效的細胞內亞鐵離子捕獲和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序數依次增加,且W、X、Y屬于不同族的短周期元素。W的外層電子數是其內層電子數的2倍,X和Y的第一電離能都比左右相鄰元素的高。Z的M層未成對電子數為4。下列敘述錯誤的是(　　)
A.W、X、Y、Z四種元素的單質中,Z的熔點最高
B.在X的簡單氫化物中,X原子軌道雜化類型為sp3
C.Y的氫氧化物難溶于NaCl溶液,可溶于NH4Cl溶液
D.Y3[Z(WX)6]2中,WX-提供電子對與Z3+形成配位鍵
考點3　范德華力、氫鍵對物質性質的影響
(2024安徽,7)已知25 ℃時,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,Kb(NH2OH)
=8.7×10-9。下列有關物質結構或性質的比較中,正確的是(　　)
A.鍵角:NH3>N
B.熔點:NH2OH>[NH3OH]Cl
C.25 ℃同濃度水溶液的pH:[NH3OH]Cl>NH4Cl
D.羥胺分子間氫鍵的強弱:O—H…O>N—H…N
12.(高考組合)回答下列問題:
(1)(2023遼寧,17節選)噻吩()沸點低于吡咯()的原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2021全國甲,35節選)甲醇的沸點(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之間,其原因是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(3)(2021廣東,20節選)很多含巰基(—SH)的有機化合物是重金屬元素汞的解毒劑。例如,解毒劑化合物 Ⅰ 可與氧化汞生成化合物 Ⅱ。
Ⅰ　 　Ⅱ
　?、蟆? Ⅳ
①H2S、CH4、H2O的沸點由高到低順序為　　　　。
②汞解毒劑的水溶性好,有利于體內重金屬元素汞的解毒。化合物Ⅰ與化合物Ⅲ相比,水溶性較好的是　　　　。
(4)(2020山東,17節選)NH3、PH3、AsH3的沸點由高到低的順序為　　　　　　　　　　　(填化學式,下同),還原性由強到弱的順序為　　　　　　　　　　,鍵角由大到小的順序為　　　　　　　　　　　。
考點4　鍵參數　共價鍵的極性和分子的極性
13.(2023山東,3)下列分子屬于極性分子的是(　　)
A.CS2 B.NF3　　　
C.SO3 D.SiF4
14.(2024山東,9)由O、F、I組成化學式為IO2F的化合物,能體現其成鍵結構的片段如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.圖中○代表F原子
B.該化合物中存在過氧鍵
C.該化合物中I原子存在孤對電子
D.該化合物中所有碘氧鍵鍵長相等
15.(2024黑、吉、遼,11)如下反應相關元素中,W、X、Y、Z為原子序數依次增大的短周期元素,基態X原子的核外電子有5種空間運動狀態,基態Y、Z原子有兩個未成對電子,Q是ds區元素,焰色試驗呈綠色。下列說法錯誤的是(　　)
QZY4溶液 QZX4Y4W12溶液
A.單質沸點:Z>Y>W
B.簡單氫化物鍵角:X>Y
C.反應過程中有藍色沉淀產生
D.QZX4Y4W12是配合物,配位原子是Y
高考模擬練
應用實踐
1.(不定項)遇到久旱不雨,人民空軍用飛機在天上播撒干冰,不到20分鐘就下雨。下列分子或離子與CO2具有相同類型化學鍵和空間結構的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　
A.SO2 B.OCN-
C.BF3 D.N
2.我國科學家利用高分辨原子力顯微鏡技術,首次拍攝到質子在水層中的原子級分辨圖像,發現兩種結構的水合質子,其中一種結構如圖所示。下列有關該水合質子的說法正確的是(　　)
A.化學式為H9
B.氫、氧原子都處于同一平面
C.氫、氧原子間均以氫鍵結合
D.圖中所有H—O—H鍵角都相同
3.下列描述中正確的是(　　)
A.O3是空間構型為V形的極性分子
B.PCl3、C和S的中心原子均為sp3雜化
C.在一個基態多電子原子中,N層上的電子能量比M層上的電子能量高
D.共價鍵理論可以解釋氮分子中共價三鍵的形成、甲烷的空間結構等
4.設NA為阿伏加德羅常數的值。下列說法錯誤的是(　　)
A.1 mol [Ni(NH3)4]2+中配位鍵的個數為4NA
B.0.5 mol CO2中碳原子的價電子對數為NA
C.4.4 g CH3CHO中sp3雜化的碳原子數為0.2NA
D.1 mol PCl3中中心原子的孤電子對數為NA
5.用示意圖或圖示的方法能夠直觀形象地描述化學知識,下列示意圖或圖示正確的是(　　)
A.砷原子的結構示意圖:
B.B的結構式:
C.HF分子間的氫鍵:
D.丙氨酸的對映異構體:
6.在堿性溶液中,Cu2+可以與縮二脲形成紫色配離子,其結構如圖所示。下列說法錯誤的是(　　)
A.該配離子中與水分子形成氫鍵的原子有H、N和O
B.該配離子中銅離子的配位數是4
C.基態Cu原子的價電子排布式是3d104s1
D.該配離子中非金屬元素的第一電離能由大到小的順序為O>N>C>H
7.(經典題)下列描述正確的是　(　　)
①CS2為V形的極性分子
②Cl的空間構型為平面三角形
③SF6中有6對完全相同的成鍵電子對
④SiF4和S的中心原子均為sp3雜化
⑤HCHO分子中既含σ鍵又含π鍵
⑥熔、沸點:鄰羥基苯甲酸>對羥基苯甲酸
⑦SiF4和S8()的中心原子均為sp3雜化
A.①②③④⑥ B.②③④⑥
C.③④⑤⑦ D.①④⑤⑦
8.(不定項)許多過渡金屬離子能形成種類繁多的配合物。下列說法正確的是(　　)
A.二乙二胺合銅配離子[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+的結構如圖所示,可知Cu2+的價電子排布式為3d9,配位數為4,配體數也為4
B.1 mol Fe(CO)5配合物中含有5 mol配位鍵
C.配合物K4[Fe(CN)6]中的配位原子是C
D.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的中心離子為Ti3+,1 mol該配合物與AgNO3溶液作用,生成3 mol AgCl
9.(不定項)“點擊化學”研究獲得2022年諾貝爾化學獎,用該原理可制得如圖含大π鍵的產物。已知雜化軌道中s成分越多,所形成的化學鍵越穩定。下列說法錯誤的是(　　)
A.銅離子增大了反應的活化能
B.反應物中黑球代表的元素的電負性強于N
C.產物中α、β兩位置的N原子中,α位置的N原子更容易形成配位鍵
D.反應物中氮氮鍵比產物中氮氮鍵的鍵長短
10.(1)反應2Cr2+3CH3CH2OH+16H++
13H2O 4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH可用于檢測司機是否酒后駕駛。
①配離子[Cr(H2O)6]3+中,與Cr3+形成配位鍵的原子是　　　(填元素符號)。
②CH3COOH中C原子雜化軌道類型為　　　,1 mol CH3COOH分子中含有σ鍵的數目為　　　　　。
(2)CS2分子中,C原子的雜化軌道類型為　　　,寫出兩個與CS2具有相同空間結構和相同化學鍵類型的離子:　　　　　　。
(3)石墨烯是一種由單層碳原子構成的平面結構新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面結構會發生改變,轉化為氧化石墨烯,二者結構如圖所示。
氧化石墨烯中,1號C的雜化方式是　　　　,該C與相鄰C形成的C—C鍵間的夾角　　　　(填“>”“<”或“=”)石墨烯中1號C與相鄰C形成的C—C鍵間的夾角。若將圖乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,則氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有　　　(填元素符號)。
11.如圖所示的轉化關系中(具體反應條件已略去),a、b、c和d分別為四種短周期主族元素的常見單質,其余均為它們的化合物。a中元素原子的2p軌道只有2個未成對的電子,i的溶液為常見的酸。
回答下列問題:
寫出a+H2Ob+f的化學方程式:　　　　　　　　　　
　　　　　　。
d中元素原子的價電子軌道表示式為　　　　　　　
　　　　。
(3)圖中由兩種元素組成的物質中,沸點最高的是　　　　(寫化學式),原因是　　　　　　　　　　　　,該物質的空間結構為　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(4)圖中的雙原子分子中,極性最大的分子是　　　(寫化學式)。
(5)f與d發生化合反應生成k,k的分子中各原子均達到8電子穩定結構,則k的分子式為　　　　,中心原子的雜化軌道類型為　　　,屬于　　　　(填“極性”或“非極性”)分子。
遷移創新
12.回答下列問題:
(1)“棕色環”現象是檢驗溶液中N的一種方法。向含有N溶液的試管中加入FeSO4,隨后沿試管內壁加入濃硫酸,在溶液界面上出現“棕色環”,研究發現棕色物質化學式為[Fe(NO)(H2O)5]SO4。
①N中N采取　　　　雜化,其空間結構為　　　　　　(填名稱)。
②[Fe(NO)(H2O)5]SO4中一種配體實際上是NO+,則其中Fe元素的化合價為　　　　;寫出NO+的一種等電子體的化學式　　　　。
③[Fe(NO)(H2O)5]SO4中微粒間不存在的作用力有　　　　。
a.極性鍵　b.非極性鍵　c.σ鍵　d.π鍵
e.配位鍵　f.離子鍵
④SCN-與Fe3+等金屬離子形成的配合物中配位原子一般是S而不是N,其原因是　　　　　　　　　　　　。
(2)太陽能電池板主要材料為單晶硅或多晶硅。Si的價電子軌道表示式為　　　　;SiCl4可發生水解反應,機理如下。含s、p、d軌道的雜化類型有dsp2、sp3d、sp3d2,中間體SiCl4(H2O)中Si采取的雜化類型為　　　　。
(3)碳可以形成多種有機化合物,如圖是噻吩的結構,其分子中所有原子都在同一個平面上。
①噻吩分子中C原子的雜化方式為　　　　。
②分子中的大π鍵可以用符號表示,其中m代表參與形成大π鍵的原子數,n代表參與形成大π鍵的電子數(如苯分子中的大π鍵可表示為)。噻吩中的大π鍵表示為　　　　。
(4)硅酸鹽中的硅酸根離子通常以[SiO4]四面體(如圖1所示)的方式形成鏈狀、環狀或網狀復雜陰離子,圖2所示為一種環狀硅酸根離子,其鈉鹽的化學式為　　　　　　　　　。
(5)PCl5熔融時形成一種能導電的液體,測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子。則PCl5熔融的電離方程式為　　　　　　　　　　　　。
答案與分層梯度式解析
綜合拔高練
高考真題練
1.A　當分子中中心原子沒有孤電子對時,VSEPR模型與分子的空間結構相同;當中心原子有孤電子對時,VSEPR模型與分子的空間結構不相同,A錯誤。
2.B　CH3CH2OH催化氧化為CH3CHO,CH3CH2OH斷裂C—H鍵和O—H鍵,A錯誤;氟氯烴破壞臭氧層,氟氯烴產生的氯自由基改變O3分解的歷程,B正確;丁烷催化裂化為乙烷和乙烯,丁烷斷裂σ鍵,丁烷是飽和烷烴,沒有π鍵,C錯誤;石墨中碳原子的雜化軌道類型為sp2,金剛石中碳原子的雜化軌道類型為sp3,石墨轉化為金剛石,碳原子軌道的雜化類型由sp2轉變為sp3,D錯誤。
3.B　HCl是共價化合物,其電子式為H····,HCl的形成過程可表示為H×+··· H·×··,故A錯誤;NH4ClO4中N的中心原子N的孤電子對數為×(5-1-4)=0,價電子對數為4,Cl的中心原子Cl的孤電子對數為×(7+1-2×4)=0,價電子對數為4,則二者的VSEPR模型和空間結構均為正四面體形,故B正確;C60、石墨、金剛石中碳原子的雜化方式分別為sp2、sp2、sp3,共有2種雜化方式,故C錯誤;NH3易液化,其汽化時吸收熱量,可作制冷劑,干冰易升華,升華時吸收熱量,也可作制冷劑,NH3分子間作用力為氫鍵和范德華力,CO2分子間僅存在范德華力,故D錯誤。
4.A　甲烷分子的中心原子的價電子對數為4,水分子的中心原子的價電子對數也為4,所以二者的VSEPR模型都是四面體,故A正確;S中S的孤電子對數為1,空間構型為三角錐形,C中C的孤電子對數為0,空間構型為平面三角形,故B錯誤;CF4為正四面體結構,為非極性分子,SF4的中心原子有孤電子對,為極性分子,故C錯誤;XeF2和XeO2分子中中心原子含有的孤電子對數不相等,孤電子對數越多,排斥力越大,所以鍵角不相等,故D錯誤。
5.答案　(1)四面體　sp3　Si周圍的NH2基團體積較大,受熱時斥力較強[Si(NH2)4中Si—N鍵鍵能相對較小];產物中氣態分子數顯著增多(熵增)
(2)sp2　>　ClO2中存在大π鍵,Cl2O中僅存在Cl—O σ鍵,所以ClO2中Cl—O鍵的鍵長更短
(3)sp3
(4)D
解析　(1)由Si(NH2)4的結構可知Si原子的σ鍵電子對數為4,孤電子對數為0,因此中心原子Si的價層電子對數為4,雜化軌道類型為sp3,Si(NH2)4分子的空間結構名稱為四面體;Si(NH2)4分子中N原子形成3個σ鍵,有1對孤電子對,N原子的價層電子對數為4,雜化軌道類型是sp3。(2)由于ClO2中存在大π鍵,故Cl原子必須有垂直于分子所在平面的未雜化的p軌道以參與形成大π鍵,因此Cl原子的軌道雜化方式為sp2;ClO2 中Cl原子為sp2雜化,Cl2O中O原子為sp3雜化,因此O—Cl—O鍵角更大。(3)題圖中Al位于4個Cl形成的四面體的中心,空間結構為四面體形,故Al的雜化軌道類型為sp3。(4)吡啶中含有與苯類似的大π鍵,則吡啶中N原子也是采用sp2雜化,雜化軌道只用于形成σ鍵和容納孤電子對,則吡啶中N原子的價層孤電子對占據sp2雜化軌道。
6.答案　(1)正四面體形　sp2　(2)C　sp3
解析　(1)B中B原子的軌道雜化方式為sp3,其空間構型為正四面體形。[BMIM]+中咪唑環存在大π鍵,所以咪唑環是平面結構,N原子的軌道雜化方式為sp2。
(2)聚甲基硅烷中涉及元素的電負性從大到小的順序為C>H>Si;聚甲基硅烷中Si形成4個σ鍵,沒有孤電子對,采取sp3雜化。
7.C　三苯基膦是分子配體,Cl元素顯-1價,根據整個分子呈電中性,所以Ni顯+2價,A正確;同周期元素從左往右第一電離能呈增大趨勢,但第ⅡA族元素的第一電離能比第ⅢA族元素的大,第ⅤA族元素的第一電離能比第ⅥA族元素的大,基態原子的第一電離能:Cl>P,B正確;苯環為平面結構,C采取sp2雜化,P形成4個共價鍵,無孤電子對,采取sp3雜化,C錯誤;基態Ni原子價電子排布式為3d84s2,D正確。
8.D　Al原子的最外層電子數為3,Al2Cl6中所有原子均滿足8電子穩定結構,則分子中Al、Cl原子間存在配位鍵,導致每個Al與4個Cl原子形成4個共價鍵,A正確;由Al2Cl6的結構式可知,Al2Cl6為結構對稱的非極性分子,B正確;由反應方程式可知,氨分子更易與鋁原子形成配位鍵,配位能力大于氯原子,C正確;溴原子的原子半徑大于氯原子,鍵能:Al—Br9.AC　根據試管甲中加入0.3 mol·L-1 HNO3溶液后的實驗現象可知,Cu2O在酸性條件下發生歧化反應:Cu2O+2HNO3 Cu(NO3)2+H2O+Cu,硝酸僅體現酸性,傾掉溶液,再加濃硝酸后銅被濃硝酸氧化而逐漸消失,A正確,B錯誤;試管乙中加入氨水后發生反應:Cu2O+4NH3·H2O 2[Cu(NH3)2]OH+3H2O,C正確;試管甲中氧化亞銅在酸性條件下發生歧化反應,試管乙中氧化亞銅與氨水反應生成配合物,兩反應中Cu2O均未體現酸性氧化物、堿性氧化物的性質,D錯誤。
10.A　由題意可知,W、X、Y、Z的原子序數依次增加,且W、X、Y屬于不同族的短周期元素,W的外層電子數是內層電子數的2倍,則W為C元素;X、Y的第一電離能都比左右相鄰元素的高,可知X、Y在第ⅡA族或第ⅤA族,W、X、Y屬于不同族的短周期元素,根據無機鹽的化學式可知,Y為金屬元素,則X為N元素,Y為Mg元素;Z的M層(第三層)未成對電子數為4,可推出Z元素原子的價電子排布式為3d64s2,則Z為Fe元素。N元素形成的單質為N2,Mg元素和Fe元素形成的單質為金屬,C元素形成的單質可為金剛石、石墨等,石墨、金剛石的熔點均比鐵的熔點高,A錯誤;X的簡單氫化物為NH3,其中N原子的軌道雜化類型為sp3,B正確;Y的氫氧化物為Mg(OH)2,是中強堿,難溶于NaCl溶液,NH4Cl水解使溶液顯酸性,Mg(OH)2可溶于NH4Cl溶液,C正確;Mg3[Fe(CN)6]2中CN-為配體,提供孤電子對,Fe3+有空軌道,CN-和Fe3+可形成配位鍵,D正確。
11.D　NH3中中心原子N的成鍵電子對數為3,孤電子對數為1,N為sp3雜化,N中中心原子N的成鍵電子對數為3,無孤電子對,N為sp2雜化,又孤電子對對成鍵電子對的排斥力大,故NH3鍵角小于N,A錯誤;[NH3OH]Cl為離子化合物,[NH3OH]Cl的熔點大于NH2OH,B錯誤;[NH3OH]Cl為羥胺的鹽酸鹽,已知Kb(NH2OH)=8.7×10-9,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5,堿性:NH2OHN,羥胺分子間氫鍵強弱:O—H…O>N—H…N,D正確。
12.答案　(1)吡咯可以形成分子間氫鍵,而噻吩不能形成分子間氫鍵
(2)甲硫醇不能形成分子間氫鍵,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氫鍵多
(3)①H2O>H2S>CH4?、诨衔铫?br/>(4)NH3、AsH3、PH3　AsH3、PH3、NH3　NH3、PH3、AsH3
解析　(1)噻吩分子中不含電負性大的N、O、F原子,不能形成分子間氫鍵,而吡咯分子中含有N原子,且存在N—H鍵,可以形成分子間氫鍵,分子間作用力:吡咯>噻吩,故沸點:吡咯>噻吩。(2)水和甲醇均能形成分子間氫鍵,沸點較高,且1 mol H2O平均能形成2 mol氫鍵,1 mol CH3OH平均只能形成1 mol氫鍵,等物質的量的水比甲醇的氫鍵多,故水的沸點比甲醇高,甲硫醇不能形成分子間氫鍵,其沸點較低。(3)①H2S、CH4分子間只存在范德華力,H2O分子間存在氫鍵,沸點最高,H2S的相對分子質量大于CH4,則H2S分子間范德華力較強,沸點較高,故沸點H2O>H2S>CH4。②化合物Ⅲ是一種鈉鹽,比有機化合物Ⅰ更易溶于水。(4)NH3分子間存在氫鍵,PH3、AsH3分子間只存在范德華力,且相對分子質量PH3AsH3>PH3,故沸點NH3>AsH3>PH3;非金屬性N>P>As,元素非金屬性越強,其對應氣態氫化物的穩定性越強、還原性越弱,故還原性AsH3>PH3>NH3;由于電負性N>P>As,鍵長N—H鍵PH3>AsH3,故鍵角NH3>PH3>AsH3。
13.B　CS2中中心原子C的價電子對數為2+=2,孤電子對數為0,空間結構為直線形,正、負電荷重心重合,為非極性分子;NF3中中心原子N的價電子對數為3+=4,孤電子對數為1,空間結構為三角錐形,正、負電荷重心不重合,為極性分子;SO3中中心原子S的價電子對數為3+=3,孤電子對數為0,空間結構為平面三角形,正、負電荷重心重合,為非極性分子;SiF4中中心原子Si的價電子對數為4+=4,孤電子對數為0,空間結構為正四面體形,正、負電荷重心重合,為非極性分子;故選B。
解題關鍵　先計算中心原子的價電子對數,再判斷分子空間結構,最后根據正、負電荷重心是否重合進一步判斷分子的極性。
14.C　取結構片段中的最小重復單元,可得白球有2個,再由化學式IO2F可推測白球為O原子;由題圖可知黑球半徑大于灰球半徑,則黑球為I原子,灰球為F原子。白球為O原子,灰球為F原子,該化合物中不存在過氧鍵,A、B錯誤;I原子提供兩個電子分別與兩個O原子形成單鍵,提供一對電子與O原子形成配位鍵,提供一個電子與F原子形成單鍵,還有一對電子未成鍵,該化合物中I原子存在孤對電子,C正確;該化合物中一類O原子與1個I原子成鍵,另一類O原子與2個I原子成鍵,電子云密度不同,故該化合物中碘氧鍵鍵長不相等,D錯誤。
15.D　Q是ds區元素,且焰色試驗呈綠色,則Q為銅元素;Cu與Z、Y元素可形成化合物CuZY4,基態Y、Z原子有兩個未成對電子,且原子序數依次增大,則Y、Z分別是氧元素和硫元素;X原子的核外電子有5種空間運動狀態,說明X原子的核外電子占據五個原子軌道,原子序數小于O,則X為N元素;W可與N形成化合物NW3,且W原子序數小于N,則W為H元素。常溫下,硫單質為固體,O2、H2為氣體,硫的沸點最大,O2、H2的相對分子質量依次減小,分子間作用力依次減小,所以沸點:O2>H2,A正確;X、Y的簡單氫化物分別為NH3和H2O,兩物質中心原子的雜化方式相同,NH3中心原子含有的孤電子對數為1,H2O中心原子含有的孤電子對數為2,孤電子對數越多,對成鍵電子對排斥力越大,所以NH3鍵角大于H2O,B正確;向硫酸銅溶液中持續通入氨氣,會先生成藍色沉淀Cu(OH)2,后藍色沉淀逐漸溶解生成[Cu(NH3)4]SO4,C正確;[Cu(NH3)4]SO4是配合物,配位原子為氮原子,D錯誤。
高考模擬練
1.BD　CO2只含有極性共價鍵,空間結構為直線形。SO2只含有極性鍵,但空間結構為V形,A錯誤;OCN-只含有極性鍵,與CO2空間結構相同,B正確;BF3為平面三角形,與CO2空間結構不同,C錯誤;N只含有極性鍵,與CO2互為等電子體,空間結構相同,D正確。
2.A　由題圖可知,該水合質子帶正電荷,化學式為H9,A正確;H2O的中心原子O為sp3雜化,存在孤電子對,結合質子的水分子的空間結構為三角錐形,水分子的空間結構為V形,氫、氧原子不可能都處于同一平面,B錯誤;水分子之間的氫、氧原子間均以氫鍵結合,但是水分子內的氫、氧原子間均以共價鍵結合,C錯誤;水分子的空間結構為V形,結合質子的水分子的空間結構為三角錐形,空間結構不同,鍵角不同,D錯誤。
3.A　O3中中心原子O的價電子對數為2+=3,中心原子O采取sp2雜化,含1對孤電子對,分子中正、負電荷重心不重合,是極性分子,A正確;C中C原子的價電子對數為3+=3,不含孤電子對,C原子采取sp2雜化,B錯誤;原子中4s和3d軌道存在能級交錯現象,故在一個基態多電子原子中,N層上的電子能量不一定比M層上的電子能量高,C錯誤;共價鍵理論不能解釋甲烷的空間結構,甲烷的空間結構可以用雜化軌道理論解釋,D錯誤。
4.C　[Ni(NH3)4]2+中中心離子鎳離子的配位數為4,所以1 mol[Ni(NH3)4]2+中配位鍵的個數為4NA,故A正確;CO2中碳原子無孤電子對,碳原子的價電子對數為2,所以0.5 mol CO2中碳原子的價電子對數為NA,故B正確;4.4 g CH3CHO的物質的量為0.1 mol,甲基中的碳原子采取sp3雜化,醛基中的C原子采取sp2雜化,所以4.4 g CH3CHO中sp3雜化的碳原子數為0.1NA,故C錯誤;PCl3中中心原子P有一對孤電子對,所以1 mol PCl3中中心原子的孤電子對數為NA,故D正確。
5.D　砷原子的結構示意圖應為,故A錯誤;每個B中形成一個配位鍵,氟原子提供孤電子對,箭頭指向B,故B錯誤;題圖中箭頭所指為共價鍵,不是氫鍵,故C錯誤;丙氨酸分子中含有一個手性碳原子,存在對映異構體,故D正確。
6.D　該配離子中與水分子形成氫鍵的原子有H、N和O,故A正確;根據配離子的結構可知,銅離子為中心離子,N和O為配位原子,銅離子的配位數為4,故B正確;Cu為29號元素,基態Cu原子的價電子排布式是3d104s1,故C正確;第一電離能由大到小的順序為N>O>C>H,故D錯誤。
7.C　CS2中C原子的價電子對數=2+=2,故CS2為直線形的非極性分子,①錯誤;Cl中Cl原子的價電子對數=3+=4,有一對孤電子對,空間構型為三角錐形,②錯誤;SF6中S原子最外層的6個電子與6個F原子形成6個共價鍵,6對成鍵電子對完全相同,③正確;SiF4和S的中心原子的價電子對數分別為4+=4、3+=4,中心原子均為sp3雜化,④正確;HCHO分子中含有鍵,既含σ鍵又含π鍵,⑤正確;對羥基苯甲酸易形成分子間氫鍵,而鄰羥基苯甲酸形成分子內氫鍵,所以鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低,⑥錯誤;SiF4中Si原子的價電子對數是4,為sp3雜化,S8分子中S原子的價電子對數是4,也是sp3雜化,⑦正確;故選C。
8.C　Cu2+的價電子排布式為3d9,Cu2+與4個N原子形成配位鍵,Cu2+的配位數為4,一個乙二胺分子中有2個N原子,Cu2+與2個乙二胺分子配位,配體數為2,A錯誤;Fe與CO形成5個配位鍵,CO分子中氧原子提供1對孤電子對與C原子形成1個配位鍵,則1個Fe(CO)5中含有10個配位鍵,1 mol Fe(CO)5中含有10 mol配位鍵,B錯誤;配合物K4[Fe(CN)6]中的配體是CN-,CN-中的C原子提供孤電子對與亞鐵離子形成配位鍵,則配位原子是C,C正確;內界配體Cl-不與Ag+反應,外界Cl-與Ag+反應,則1 mol該配合物與AgNO3溶液反應生成2 mol AgCl沉淀,D錯誤。
9.AB　銅離子在該反應中作催化劑,能降低反應的活化能,加快反應速率,A錯誤;由可知,α位置的N原子顯正電性,則與黑球直接連接的N應該顯負電性,黑球代表的元素原子應顯正電性,故黑球代表的元素的電負性弱于N,B錯誤;產物中α位置的N原子的孤電子對沒有參與形成大π鍵,β位置的N原子的孤電子對參與形成大π鍵,因此α位置的N原子更容易形成配位鍵,C正確;已知雜化軌道中s成分越多,所形成的化學鍵越穩定,反應物中氮氮鍵更穩定,鍵長更短,D正確。
10.答案　(1)①O?、趕p3、sp2　7×6.02×1023
(2)sp　SCN-、OCN-(合理即可)
(3)sp3　<　O、H
解析　(1)①配離子[Cr(H2O)6]3+中Cr3+為中心離子,H2O為配體,O原子提供孤電子對,與Cr3+形成配位鍵。②CH3COOH中C原子的雜化軌道類型為sp3、sp2,1 mol CH3COOH分子中含有σ鍵的數目為7×6.02×1023。
(2)CS2分子中C原子形成2個σ鍵,孤電子對數為0,則C為sp雜化;與CS2具有相同空間結構和相同化學鍵類型的離子常見的有SCN-、OCN-等。
(3)氧化石墨烯中,1號C形成3個C—C鍵及1個C—O鍵,C原子為sp3雜化,而石墨烯中1號C形成3個σ鍵,C原子為sp2雜化,則氧化石墨烯中1號C與相鄰C形成的C—C鍵間的夾角<石墨烯中1號C與相鄰C形成的C—C鍵間的夾角。氧化石墨烯中可與H2O形成氫鍵的原子有O、H。
11.答案　(1)C+H2O(g) CO+H2
(2)
(3)H2O　分子間形成氫鍵　V形
(4)HCl
(5)COCl2　sp2　極性
解析　a中元素原子的2p軌道只有2個未成對的電子,價電子排布式為2s22p2,則a為C單質;C與水反應生成b和f,b與c反應生成H2O,則b為H2,c為O2,f與c反應生成g,則f為CO,g為CO2;H2與d單質反應生成的i的溶液為常見的酸,則i為HCl,d為Cl2。(1)a為C單質,b為H2,f為CO,C與H2O反應生成CO和H2的化學方程式為C+H2O(g) CO+H2。(2)d為Cl2,Cl的價電子排布式為3s23p5,軌道表示式為。(3)題圖中由兩種元素組成的物質為CO、CO2、HCl、H2O,常溫下CO、CO2、HCl呈氣態,H2O呈液態,所以沸點最高的是H2O,原因是水分子間可形成氫鍵;H2O中中心原子O的價電子對數為4,含有2對孤電子對,則H2O的空間結構為V形。(4)題圖中的雙原子分子有H2、O2、Cl2、HCl、CO,其中H、Cl的電負性差值最大,所以極性最大的分子是HCl。(5)CO與Cl2發生化合反應生成k,k的分子中各原子均達到8電子穩定結構,推知k的分子式為COCl2,中心原子C的價電子對數為3,C原子采取sp2雜化,該分子的結構不對稱,正、負電荷重心不重合,屬于極性分子。
12.答案　(1)①sp2　平面三角形　②+1　CO(或N2,合理即可)?、踒?、躍元素的電負性小于N
(2)　sp3d
(3)①sp2雜化?、?br/>(4)Na12Si6O18
(5)2PCl5(熔融) PC+PC
解析　(1)①N中N原子的價電子對數為3+(5+1-3×2)=3,不含孤電子對,故N采取sp2雜化,N的空間結構為平面三角形。②[Fe(NO)(H2O)5]SO4中一種配體實際上是NO+,H2O不帶電,1個S帶2個單位負電荷,則Fe元素的化合價為+1;等電子體是指化學通式相同且價電子總數相等的微粒,故NO+的等電子體有CO、N2等。③[Fe(NO)(H2O)5]2+與S之間存在離子鍵,[Fe(NO)(H2O)5]2+中Fe+與NO+、H2O之間存在配位鍵,NO+中N和O之間以及S中S和O之間存在σ鍵和π鍵,H2O中H和O之間存在極性鍵,沒有非極性鍵,故選b。④由于電負性S(2)Si的原子序數為14,其價電子排布式為3s23p2,價電子軌道表示式為;中間體SiCl4(H2O)中Si和4個Cl、1個O結合,價電子對數是5,所以Si采取的雜化類型為sp3d。
(3)①噻吩分子中所有原子都在同一個平面上,所以C原子采取sp2雜化。②噻吩是平面結構,所以C原子和S原子均采取sp2雜化,C的價電子數為4,sp2雜化后,未雜化的p軌道上有1個電子,S的價電子數為6,sp2雜化后,未雜化的p軌道上有2個電子,所以共有6個電子參與形成大π鍵,表示為。
(4)由題圖2可知環狀硅酸根離子含有6個[SiO4]四面體結構,含有6個硅原子、18個O原子,Si的化合價為+4、O的化合價為-2,則環狀硅酸根離子帶12個單位負電荷,所以其鈉鹽的化學式為Na12Si6O18。
(5)PCl5熔融時形成一種能導電的液體,測得其中含有一種正四面體形陽離子和一種正八面體形陰離子,則正四面體形的陽離子為PC,正八面體形的陰離子為PC,所以PCl5熔融的電離方程式為2PCl5(熔融) PC+PC。
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