2020届高考化学总复习——第十一章 课时跟踪练(三十六)

课时跟踪练(三十六)　分子结构与性质

1．下列说法不正确的是(　　)

A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强

B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键

C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键

D．N2分子中有一个σ键，两个π键

解析：单键均为σ键，双键和三键中各存在一个σ键，其余均为π键。稀有气体单质中，不存在化学键。

答案：C

2．(2019·安徽师大附中模拟)现有下列两组命题，②组命题正确，且能用①组命题正确解释的是(　　)

解析：HCl比HI稳定，是由于H—Cl键键能大于H—I键键能，故A、B错误；HI沸点比HCl高，是由于HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量，HI分子间作用力大于HCl分子间作用力，故C正确、D错误。

答案：C

3．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：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。

答案：D

4．CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法错误的是(　　)

A．它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化

B．CH与NH3、H3O＋互为等电子体，几何构型均为三角锥形

C．CH中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面

D．2个—CH3或1个CH和1个CH结合均可得到CH3CH3

解析：CH、—CH3、CH分别具有6个、7个和8个价电子，电子总数分别是8个、9个和10个，它们不是等电子体，A选项说法错误；CH与NH3、H3O＋均具有8个价电子、4个原子，互为等电子体，几何构型均为三角锥形，B选项说法正确；根据价层电子对互斥模型，CH中C原子的价电子对数为3 ，碳原子采取sp2杂化，其空间构型是平面三角形，C选项说法正确；2个—CH3或1个CH和1个CH结合都能得到CH3CH3, D选项说法正确。

答案：A

5．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是(　　)

A．CH4和NH是等电子体，键角均为60°

B．NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构

C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构

D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道

解析：甲烷是正四面体形结构，键角是109°28′，A错；NO和CO是等电子体，均为平面三角形结构，B对；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错；苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6分子中也存在，D错。

答案：B

6．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：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，还有一对孤电子对，对成键电子有排斥作用，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是三角双锥形分子，错误。

答案：C

7．(2019·广州模拟)通常状况下，NCl3是一种油状液体，其分子立体构型与氨分子相似，下列对NCl3的有关叙述正确的是(　　)

A．NCl3分子中N—Cl键的键长比CCl4分子中C—Cl键的键长长

B．NCl3分子是非极性分子

C．NCl3分子中的所有原子均达到8电子稳定结构

D．NBr3比NCl3易挥发

解析：因碳原子半径比氮原子的大，故N—Cl键的键长比C—Cl键的键长短；NCl3分子立体构型类似NH3，故NCl3是极性分子；NBr3与NCl3二者结构相似，由于NBr3的相对分子质量较大，分子间作用力较大，所以NBr3的沸点比NCl3高，因此NBr3比NCl3难挥发。

答案：C

8．(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。

①NH3分子的立体构型是______________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是____________。

②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：

N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)　ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1

若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有________mol。

③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在________(填序号)

a．离子键 b．共价键

c．配位键   d．范德华力

(2)ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。回答下列问题：

①H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为________，SO离子的立体构型为________。

②H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－3，请根据结构与性质的关系解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：______________________________

____________________________________________________。

解析：(1)①NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化，其分子的立体构型为三角锥形；氨基(—NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化，其分子的空间构型为V形。N2H4的结构为H2N—NH2，相当于2个氨基，所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。②1个N2H4分子含有4个N—H键，即4 mol N—H键断裂同时生成1.5 mol N2，N2的结构式为N≡N，含1个σ键和2个π键，所以会形成3 mol π键；③N2H6SO4和(NH4)2SO4都是离子晶体，N2H和SO之间存在离子键，N2H中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键)，N和N之间形成共价键，SO中S和O之间形成共价键，不含范德华力。

(2)①Se的原子半径大于S的原子半径，H2Se与H2S相比，H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱，H2Se在水中更容易电离出H＋，所以其酸性较强；SeO3中Se原子采取sp2杂化，故其立体构型为平面三角形；SO中S原子采取sp3杂化，故其立体构型为三角锥形。②H2SeO3中Se为＋4价，而H2SeO4中Se为＋6价，Se的正电性更高，导致Se—O—H中O原子的电子向Se原子偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H＋，即酸性越强。

答案：(1)①三角锥形　sp3　②3　③d　(2)①强　平面三角形　三角锥形　②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更易向Se偏移，越易电离出H＋

9．科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。

(1)下列关于CH4和CO2的说法正确的是___________________

(填序号)。

a．固态CO2属于分子晶体

b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子

c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2

d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp

(2)在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。

Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有________mol σ键。

(3)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。

①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是__________________

____________________________________________________。

②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是_________________

_____________________________________________________。

解析：(1)CO2是由非金属元素形成的分子晶体，a选项正确；CH4分子是正四面体结构，其为非极性分子，b选项错误；CH4和CO2都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高，c选项错误；CH4为正四面体结构，故碳原子的杂化类型是sp3，CO2为直线形分子，故碳原子的杂化类型是sp，d选项正确。

(2)1个CO分子中存在1个σ键，而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个σ键，故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。

(3)①“可燃冰”中存在范德华力，另外水分子间还存在氢键。②分子与H2O的结合能越大表明越容易与H2O结合，且CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径。

答案：(1)ad　(2)8　(3)①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状结构的空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4

10．在人类文明的历程中，许多物质发挥过重要作用，如铁、硝酸钾、青霉素、聚乙烯、二氧化硅、 富勒烯、含铬物质等。

(1)Fe3＋在基态时，价电子排布式为________________________。

(2)KNO3中NO的立体构型为_________________________，

写出与NO互为等电子体的另一种阴离子的化学式：________。

(3)6­氨基青霉烷酸的结构如图所示。结构中S原子的杂化方式是__________；组成中C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是______________________________________________。

(4)富勒烯(C60)的结构如图所示，该物质能与氯气反应形成C60Cl10分子，1 mol C60Cl10分子中含有碳碳单键的数目为________。

(5)已知配合物CrCl3·6H2O中心原子Cr3＋配位数为6，向含0.1 mol CrCl3·6H2O的溶液中滴加2 mol·L－1 AgNO3溶液，反应完全后共消耗AgNO3溶液50 mL，则该配离子的化学式为________________。

答案：(1)3d5　(2)平面三角形　CO

(3)sp3　N>O>C

(4)65NA　(5)[CrCl2(H2O)4]＋

11．(2019·衡水模拟)第四周期的元素，如：铁(26Fe)、砷、硒等及其相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题：

(1)SCN－离子可用于Fe3＋的检验，其对应的酸有两种，分别为硫氰酸(H—S—C≡N)和异硫氰酸(H—N===C===S)。

①写出与SCN－互为等电子体的一种微粒_______(分子或离子)；

②硫氰酸分子中π键和σ键的个数之比为_________________；

③异硫氰酸的沸点比硫氰酸沸点高的原因是_________________

_____________________________________________________。

(2)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3，分子结构如图，As原子的杂化方式为________，雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雌黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体，写出该反应方程式___________

_____________________________________________________。

SnCl4分子的空间构型为_______________________________。

(3)离子化合物CaC2的一种晶体结构如图所示。该物质的电子式________________。一个晶胞含有的π键平均有____________个。

解析：(3)①与SCN－互为等电子体的一种微粒是：N2O(或CO2、CS2、OCN－)；②硫氰酸(H—S—C≡N)中π键和σ键的个数之比为2∶3；③异硫氰酸分子间可以形成氢键，故其沸点比硫氰酸沸点高。

(2)雌黄分子式为As2S3，As有四对价层电子对，As原子的杂化方式为sp3杂化；雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体，故其反应方程式为2As2S3＋2SnCl2＋4HCl===As4S4＋2SnCl4＋2H2S↑；SnCl4分子的空间构型为正四面体。

(3)CaC2为离子化合物，电子式为Ca2＋[∶C∶·∶·C∶]2－；1个晶胞含有4个Ca2＋，4个C，1个C中有2个π键，则1个晶胞含有的π键平均有8个。

答案：(1)①N2O(或CO2、CS2、OCN－等其他答案合理即可)

②2∶3　③异硫氰酸分子间含有氢键

(2)①sp3杂化　②2As2S3＋2SnCl2＋4HCl===As4S4＋2SnCl2＋2H2S↑　③正四面体形

(3)Ca2＋[∶C∶·∶·C∶]2－　8