届高考化学一轮复习讲义 跟踪检测二十六 分子结构与性质.docx

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届高考化学一轮复习讲义跟踪检测二十六分子结构与性质

跟踪检测（二十六）分子结构与性质

一、选择题（本题共10小题，每小题只有一个选项符合题意）

1．在硼酸[B（OH）3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。

则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是（　　）

A．sp，范德华力　　　　　B．sp2，范德华力

C．sp2，氢键D．sp3，氢键

解析：

选C　由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化；由于B（OH）3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。

2．下列分子所含原子中，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是（　　）

解析：

选A　乙醛中甲基中的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2杂化，A正确；丙烯腈中双键连接的两个碳原子采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂化，B错误；甲醛中碳原子采取sp2杂化，C错误；丙炔中甲基中的碳原子采取sp3杂化，三键连接的两个碳原子采取sp杂化，D错误。

3．氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为（　　）

A．直线形　sp杂化B．V形　sp2杂化

C．三角锥形　sp3杂化D．平面三角形　sp2杂化

解析：

选A　氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为＋5和原子组成可知，阴离子为NO

、阳离子为NO

，NO

中N原子形成了2个σ键，孤电子对数目为0，所以立体构型为直线形，杂化类型为sp，故A项正确。

4．N2的结构可以表示为

，CO的结构可以表示为

，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是（　　）

A．N2分子与CO分子中都含有三键

B．CO分子中有一个π键是配位键

C．N2与CO互为等电子体

D．N2与CO的化学性质相同

解析：

选D　N2化学性质相对稳定，CO具有比较强的还原性，两者化学性质不同。

5．Co（Ⅲ）的八面体配合物CoClm·nNH3，若1mol配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀，则m、n的值是（　　）

A．m＝1，n＝5B．m＝3，n＝4

C．m＝5，n＝1D．m＝4，n＝5

解析：

选B　由1mol配合物生成1molAgCl知，1mol配合物电离出1molCl－即配离子显＋1价，外界有一个Cl－，又因Co显＋3价，所以[CoClm－1·nNH3]＋中有两个Cl－，又因为该配合物空间构型为八面体，所以n＝6－2＝4。

6．（2019·海南高考改编）下列各组物质性质的比较，结论正确的是（　　）

A．分子的极性：

BCl3

B．物质的硬度：

NaF＜NaI

C．物质的沸点：

HF

D．在CS2中的溶解度：

CCl4

解析：

选A　A项，BCl3为非极性分子，而NCl3为极性分子，则分子极性：

BCl3

F－

NaI

HF>HCl，错误；D项，CS2为非极性溶剂，CCl4为非极性分子，H2O为极性分子，结合“相似相溶”原理可知，在CS2中的溶解度：

CCl4>H2O，错误。

7．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多“明星分子”，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。

下列说法正确的是（　　）

A．H2O2分子中的O为sp2杂化

B．CO2分子中C原子为sp杂化

C．BF3分子中的B原子为sp3杂化

D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化

解析：

选B　A项，H2O2分子中氧原子形成2个σ键，含有2对孤电子对，采取sp3杂化，错误；B项，CO2分子中C原子形成2个σ键，没有孤电子对，采取sp杂化，正确；C项，BF3分子中的B原子的最外层电子数为3，形成3个σ键，没有孤电子对，采取sp2杂化，错误；D项，CH3COOH分子中有2个碳原子，其中甲基上的碳原子形成4个σ键，没有孤电子对，采取sp3杂化，错误。

8．氨溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键（用“…”表示）结合形成NH3·H2O分子。

根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为（　　）

解析：

选B　根据NH3·H2ONH

＋OH－可知NH3·H2O的结构式为

9.

S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。

其分子结构如图所示。

下列关于S2Cl2的说法中错误的是（　　）

A．S2Cl2为非极性分子

B．分子中既含有极性键又含有非极性键

C．与S2Br2结构相似，熔、沸点：

S2Br2>S2Cl2

D．与水反应的化学方程式可能为

2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl

解析：

选A　根据S2Cl2的分子结构可知，它属于极性分子，故A错误，B正确；由于S2Cl2与S2Br2的结构相似，而相对分子质量：

S2Br2>S2Cl2，故C正确；由少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢挥发，并产生酸性悬浊液，知其与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2＋2H2O===SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D正确。

10．下列关于氢键的说法中正确的是（　　）

A．正是氢键的存在，冰能浮在水面上

B．氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一

C．由于氢键的存在，沸点：

HCl>HBr>HI>HF

D．由于氢键的存在，水分子中氢氧键键角是105°

解析：

选A　B项，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力；C项应为HF>HI>HBr>HCl；D项，由于孤电子对的排斥作用，水分子中的氢氧键键角是105°。

二、选择题（本题共5小题，每小题有一个或两个选项符合题意）

11．（2019·太原模拟）下列分子中中心原子的杂化方式和分子的空间构型均正确的是（　　）

A．C2H2：

sp、直线形B．SO

：

sp3、三角锥形

C．H3O＋：

sp3、V形D．BF3：

sp2、平面三角形

解析：

选AD　乙炔的结构式为H—C≡C—H，每个碳原子价层电子对个数是2且不含孤电子对，所以碳原子采用sp杂化，为直线形结构，A正确；SO

中，价层电子对数等于“σ”键个数＋

（a－xb）＝4＋

[（6＋2）－4×2]＝4，含孤电子对数为0，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，分子形状为正四面体形，B错误；H3O＋中价层电子对＝3＋1＝4，所以中心原子原子轨道为sp3杂化，其VSEPR模型为正四面体，该离子中含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥形，C错误；BF3分子中硼原子价层电子对＝3＋0＝3，杂化轨道数为3，所以采取sp2杂化，含孤电子对数为0，所以其空间构型为平面三角形，D正确。

12．用价层电子对互斥理论（VSEPR）可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是（　　）

A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子

B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°

C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子

D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子

解析：

选C　A项，SO2是V形分子；CS2、HI是直线形的分子，错误；B项，BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子数是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一孤电子对，对成键电子对有排斥作用，使键角小于120°，错误；C项，CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D项，PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，错误。

13．向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。

下列对此现象说法正确的是（　　）

A．反应后溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变

B．在[Cu（NH3）4]2＋离子中，Cu2＋提供空轨道，NH3中N原子提供孤电子对

C．向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生变化

D．沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子[Cu（NH3）4]2＋

解析：

选BD　该反应的反应原理为CuSO4＋2NH3·H2O===Cu（OH）2↓＋（NH4）2SO4，Cu（OH）2＋4NH3===[Cu（NH3）4]（OH）2。

反应结束后无Cu（OH）2沉淀生成，但生成了[Cu（NH3）4]2＋，Cu2＋浓度减小；在[Cu（NH3）4]2＋中，Cu2＋提供空轨道，NH3提供孤电子对；若加入极性较小的乙醇，溶液会析出蓝色沉淀。

14．（2019·蚌埠模拟）PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，下列对PH3和NH3的有关叙述错误的是（　　）

A．PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低

B．PH3分子是极性分子

C．PH3分子呈三角锥形

D．在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键（用“…”表示）结合形成NH3·H2O分子，则NH3·H2O的结构式为

解析：

选A　PH3沸点低于NH3沸点，因为NH3分子之间存在氢键，A错误；PH3分子呈三角锥形，所以是极性分子，B正确；PH3分子与NH3分子构型相同，均呈三角锥形，C正确；在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键（用“…”表示）结合形成NH3·H2O分子，由于氧原子比氮原子半径小、电负性大，使得H—O比H—N极性强，H所带正电荷更多，所以形成的氢键为H—N…H，则NH3·H2O的结构式为

，D正确。

15．胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu（H2O）4]SO4·H2O，其结构示意图如下：

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、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

解析：

选BD　H2O中O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是sp3杂化，非羟基氧不是中心原子，不参与杂化，故A错误；在结构示意图中，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正确；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。

三、非选择题（本题共3小题）

16．已知H和O可以形成H2O和H2O2两种化合物，试根据有关信息完成下列问题：

（1）水是维持生命活动所必需的一种物质。

①1mol冰中有______mol氢键。

②用球棍模型表示的水分子结构是________。

（2）已知H2O2分子的结构如图所示：

H2O2分子不是直线形的，两个氢原子犹如在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为93°52′，而两个O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。

①H2O2分子的电子式是__________________，结构式是__________________________。

②H2O2分子是含有________键和________键的________（填“极性”或“非极性”）分子。

③H2O2难溶于CS2，简要说明理由：

_________________________________________

____________________________。

④H2O2中氧元素的化合价是________，简要说明原因__________________________

________________________________________________________________________。

解析：

（1）①在冰中，每个水分子与周围4个水分子形成4个氢键，按“均摊法”计算，相当于每个水分子有2个氢键；②水分子为V形结构。

（2）②由H2O2的立体构型图可知，H2O2是极性分子，分子内既有极性键，又有非极性键；③CS2为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2。

答案：

（1）①2　②B　

H—O—O—H　②极性　非极性　极性　③H2O2为极性分子，而CS2为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H2O2难溶于CS2　④－1价　因O—O键为非极性键，而O—H键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为－1价

17．（2019·桂林质检）碳、硫和钒的相关化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。

回答下列问题：

（1）基态钒原子的结构示意图为________。

（2）VO

的中心原子上的孤电子对数为________，一个VO

中含有________个σ键。

（3）2巯基烟酸氧钒配合物（图1中W）是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。

①该药物中N原子的杂化方式是________。

②X、Y、Z三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为________，原因是________________________________________________________________________

________________________________________________________________________。

已知：

多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成大π键。

大π键可用Π

表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数，如苯分子中的大π键表示为Π

。

③下列微粒中存在大π键的是________（填字母）。

A．O3B．SO

C．H2SD．NO

④CS2分子中大π键可以表示为________。

（4）偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨、水。

偏矾酸铵的阴离子呈如图2所示的无限链状结构，则偏钒酸铵的化学式为________。

解析：

（1）钒为23号元素，钒的原子结构示意图为

。

（2）VO

的中心原子为V，V上的孤电子对数为0，1个V原子与4个O原子结合形成化学键，所以一个VO

中含有4个σ键。

（3）①该药物中N原子形成2个σ键，1个π键，N原子的价层电子对数＝孤电子对数＋σ键个数＝1＋2＝3，所以N原子采取sp2杂化。

②X中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；Y中含有酯基和苯环，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解，因此X、Y、Z三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为X>Z>Y。

③从已知信息来看，形成大π键的条件是：

原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道。

根据价层电子对互斥理论，O3的立体构型为V形，SO

的立体构型为正四面体，H2S的立体构型为V形，NO

的立体构型为平面三角形。

因此SO

一定不存在大π键，H2S中H原子没有p轨道，也不存在大π键，O3和NO

可以形成大π键。

所以选A、D。

④CS2是直线形分子，又有p轨道，因此可以形成三原子四电子的大π键：

Π

。

（4）由题图2可知每个V与3个O形成阴离子，结合题意可知V的化合价为＋5，则偏钒酸铵的化学式为NH4VO3。

答案：

（1）

（2）0　4　（3）①sp2　②X>Z>Y　X中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；Y中含有酯基和苯环，Z中含有酯基，都不利于其在水中的溶解　③AD　④Π

　（4）NH4VO3

18．元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。

a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。

回答下列问题：

（1）a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是________________（填化学式，写出两种）。

（2）这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________________；酸根呈三角锥结构的酸是________（填化学式）。

（3）这五种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构（如图所示）。

该化合物中，阴离子为__________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________，判断理由是__________________________________________________________________。

解析：

a、b、c、d、e为前四周期元素，a的核外电子总数与其周期数相同，且原子序数最小，a为H元素；c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，内层电子数为2，即

，c为O元素；b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于氧元素，则b为N元素；e的原子序数最大，且最外层只有1个电子，次外层有18个电子，位于第四周期，共有29个电子，推知e为Cu元素；d与c同族，且原子序数比O大比铜小，推知d为S元素。

（1）a为H，与N、O、S可形成二元共价化合物，分别为NH3（三角锥形）、H2O（V形）、H2S（V形），其中呈三角锥形的分子的中心原子的杂化方式为sp3杂化；H与N、O、S形成既含极性共价键，又含非极性共价键的化合物H2O2（H—O—O—H）、N2H4

，H—O、H—N为极性键，O—O、N—N为非极性键。

（2）这些元素可形成含氧酸HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的酸为H2SO3，SO

价层电子对数为3＋

×（6＋2－6）＝3＋1＝4。

（3）含有H、N、O、S、Cu五种元素的化合物，联系配合物有关知识以及题目所给信息，观察阳离子中心为1个Cu2＋，周围为4个NH3分子和2个H2O分子，得到该化合物的化学式为[Cu（NH3）4（H2O）2]SO4，加热时，由于H2O和Cu2＋作用力较弱会先失去。

答案：

（1）sp3　H2O2、N2H4（合理即可）

（2）HNO2、HNO3　H2SO3

（3）SO

　共价键和配位键　H2O　H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱