2019-2020年高考化學一輪復習 專題十二 第3講 分子空間結構與物質性質 蘇教版.doc

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2019-2020年高考化學一輪復習 專題十二 第3講 分子空間結構與物質性質 蘇教版 一、選擇題 1．N2的結構可以表示為，CO的結構可以表示為，其中橢圓框表示π鍵，下列說法中不正確的是 (　　)。 A．N2分子與CO分子中都含有叁鍵 B．CO分子中有一個π鍵是配位鍵 C．N2與CO互為等電子體 D．N2與CO的化學性質相同 解析　由題可知N2分子中N原子之間、CO分子中C、O原子之間通過2個π鍵，一個σ鍵，即叁鍵結合，其中，CO分子中1個π鍵由O原子單方面提供孤電子對，C原子提供空軌道通過配位鍵形成；N2與CO兩分子的原子數(shù)和價電子總數(shù)相等，互為等電子體，N2化學性質相對穩(wěn)定，CO具有比較強的還原性，兩者化學性質不同。 答案　D 2．下列說法不正確的是 (　　)。 A．σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強 B．兩個原子之間形成共價鍵時，最多有一個σ鍵 C．氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵 D．N2分子中有一個σ鍵，2個π鍵 解析　氣體單質分子中，可能只有σ鍵，如Cl2；也可能既有σ鍵又有π鍵，如N2；但也可能沒有化學鍵，如稀有氣體。 答案　C 3．下列說法正確的是 (　　)。 A．凡是中心原子采取sp3雜化的分子，其立體構型都是正四面體型 B．在SCl2中，中心原子S采取sp雜化軌道成鍵 C．雜化軌道只用于形成σ鍵或用于容納未參與成鍵的孤電子對 D．凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵 解析　A項，中心原子采取sp3雜化的分子，其分子構型可以是正四面體型，也可以是三角錐型或Ⅴ形，A錯誤；B項，SCl2中S原子采取sp3雜化軌道成鍵，B錯誤；D項，AB3型共價化合物，中心原子可采取sp2雜化，如SO3等，D錯誤。 答案　C 4．下列敘述中正確的是 (　　)。 A．NH3、CO、CO2都是極性分子 B．CH4、CCl4都是含有極性鍵的非極性分子 C．HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次增強 D．CS2、H2O、C2H2都是直線形分子 解析　A中CO2為非極性分子；B說法正確。D中水為極性分子，空間結構不是直線形，屬于V形結構。選項C中HF、HCl、HBr、HI的穩(wěn)定性依次減弱。 答案　B 5．下列現(xiàn)象與氫鍵有關的是 (　　)。 ①NH3的熔、沸點比ⅤA族其他元素氫化物的高?、谛》肿拥拇?、羧酸可以和水以任意比互溶　③冰的密度比液態(tài)水的密度小?、苣蛩氐娜?、沸點比醋酸的高　⑤鄰羥基苯甲酸的熔、沸點比對羥基苯甲酸的低　⑥水分子高溫下很穩(wěn)定 A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤ C．①②③④ D．①②③ 解析　水分子高溫下很穩(wěn)定是因為分子中O—H鍵的鍵能大。 答案　B 6．氯化亞砜(SOCl2)是一種很重要的化學試劑，可以作為氯化劑和脫水劑。下列關于氯化亞砜分子的幾何構型是和中心原子(S)采取雜化方式的說法正確的是 (　　)。 A．三角錐型、sp3 B．V形、sp2 C．平面三角形、sp2 D．三角錐型、sp2 解析　SOCl2分子中S原子的雜化軌道數(shù)為1＋3＝4，S原子采取sp3雜化，由于孤電子對占據(jù)一個雜化軌道，分子構型為三角錐型。 答案　A 7．二茂鐵[(C5H5)2Fe]是由一個二價鐵離子和2個環(huán)戊烯基負離子構成，它的發(fā)現(xiàn)可以說是有機金屬化合物研究中具有里程碑意義的事件，它開辟了金屬有機化合物研究的新領域。已知：二茂鐵熔點是173 ℃(在100 ℃時開始升華)，沸點是249 ℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非極性溶劑。下列說法正確的是 (　　)。 A．二茂鐵屬于離子晶體 B．在二茂鐵結構中，C5H與Fe2＋之間形成的化學鍵類型是離子鍵 C．已知：環(huán)戊二烯的結構式為：，則其中僅有1個碳原子采取sp3雜化 D．二價鐵離子的基態(tài)電子排布式為：[Ar]3d44s2 解析　根據(jù)題給信息知，二茂鐵易升華，易溶于有機溶劑，可以推斷它應為分子晶體，則C5H與Fe2＋之間不可能為離子鍵，而應為配位鍵，A、B項均錯誤。由環(huán)戊二烯的結構式知，僅1號碳原子形成四個單鍵，為sp3雜化，其余四個碳為sp2雜化，C項正確。D項，鐵原子失去4s上的電子即為Fe2＋的基態(tài)，應為[Ar]3d6。 答案　C 二、非選擇題 8．元素X和Y屬于同一主族。負二價的元素X和氫的化合物在通常狀況下是一種液體，其中X的質量分數(shù)為88.9%；元素X和元素Y可以形成兩種化合物，在這兩種化合物中，X的質量分數(shù)分別為50%和60%。 (1)確定X、Y兩種元素在周期表中的位置。 (2)在元素X和元素Y兩種元素形成的化合物中，寫出X質量分數(shù)為50%的化合物的化學式________；該分子的中心原子以sp2雜化，是________分子，分子構型為________。 (3)寫出X的質量分數(shù)為60%的化合物的化學式_______________________； 該分子的中心原子以sp2雜化，是________分子，分子構型為________。 (4)由元素氫、X、Y三種元素形成的化合物常見的有兩種，其水溶液均呈酸性，試分別寫出其分子式________、________，并比較酸性強弱：________。 (5)由氫元素與X元素形成的化合物中，含有非極性鍵的是________(寫分子式)，分子構型為V形的是________(寫分子式)。 解析　根據(jù)氫化物化學式H2X知100%＝88.9%，M(X)＝16?？赏浦?，X為O，則Y為S，則其氧化物分別為SO2、SO3，根據(jù)雜化軌道理論易確定其分子構型、極性。三種元素組成的化合物為H2SO3、H2SO4，其酸性：H2SO4>H2SO3。X元素為O，與H元素形成兩種化合物H2O和H2O2，其中H2O的分子構型為V形，H2O2分子中含有非極性鍵“—O—O—”。 答案　(1)X：第二周期，ⅥA族；Y：第三周期，ⅥA族 (2)SO2　極性　V形 (3)SO3　非極性　平面三角形 (4)H2SO3　H2SO4　H2SO4>H2SO3 (5)H2O2　H2O 9．為了比較溫室效應氣體對目前全球增溫現(xiàn)象的影響，科學家通常引用“溫室效應指數(shù)”，以二氧化碳為相對標準。表中有(A)至(I)共9種氣體在大氣中的體積百分比及其溫室效應指數(shù)。 選項 物質 大氣中的含量(體積百分比) 溫室效應指數(shù) A N2 78 0 B O2 21 0 C H2O 1 0.1 D CO2 0.03 1 E CH4 210－4 30 F N2O 310－5 160 G O3 410－5 2 000 H CCl3F 2.810－5 21 000 I CCl2F2 4.810－5 25 000 (1)下列由極性鍵形成的極性分子是 (　　)。 A．N2　　 B．O2　　 C．H2O　　 D．CO2　　 E．CH4 (2)下列說法不正確的是 (　　)。 A．CCl3F與CCl2F2互為等電子體 B．CCl2F2無同分異構體，說明其中碳原子采用sp3方式雜化 C．CH4是目前引起溫室效應的主要原因 D．H2O的沸點是九種物質中最高的，是因為水分子間能形成氫鍵 (3)在半導體生產或滅火劑的使用中，會向空氣逸出氣體如：NF3、CHClFCF3、C3F8，它們雖是微量的，有些確是強溫室氣體。下列推測不正確的是 (　　)。 A．由價層電子對互斥理論可確定NF3分子呈三角錐型 B．C3F8在CCl4中的溶解度比水中大 C．CHClFCF3存在手性異構 D．第一電離能：N＜O＜F (4)水能與多種過渡金屬離子形成絡合物，已知某紅紫色絡合物的組成為CoCl35NH3H2O。其水溶液顯弱酸性，加入強堿并加熱至沸騰有氨放出，同時產生Co2O3沉淀；加入AgNO3于該化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，過濾后再加AgNO3溶液于濾液中無變化，但加熱至沸騰有AgCl沉淀生成，且其質量為第一次沉淀量的二分之一。則該配合物的化學式最可能為(　　)。 A．[CoCl2(NH3)4]ClNH3H2O B．[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 C．[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl2NH3 D．[CoCl(NH3)5]Cl2H2O (5)在上題中鈷離子的核外電子排布式為__________________。 (6)表格中與CO2互為等電子體的是________。根據(jù)等電子原理，寫出CO分子結構式________________________________________________________________________。 解析　(1)N2、O2是由非極性鍵構成的非極性分子，H2O為V形結構，由H—O極性鍵構成的極性分子，CO2為直線形結構，由極性鍵構成的非極性分子，CH4為正四面體結構，由極性鍵構成的非極性分子。(2)由表可知，雖然其他物質溫室效應指數(shù)高，但CO2含量大，是引起溫室效應的主要原因。(3)N原子2p軌道半充滿，穩(wěn)定，第一電離能N＞O。(4)溶液呈弱酸性，說明NH3均在內界中，由第二次沉淀只有第一次一半可知，3份Cl－，2份在外界，1份在內界，選D。(5)鈷離子的核外電子排布，先寫出鈷原子的核外電子排布，再失去3個電子。 答案　(1)C　(2)C　(3)D　(4)D (5)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6　(6)N2O　CO 10．美國《科學》雜志評出的十大科學突破之一是石墨烯的研究和應用方面的突破。石墨烯具有原子級的厚度、優(yōu)異的電學性能、出色的化學穩(wěn)定性和熱力學穩(wěn)定性。制備石墨烯的方法有石墨剝離法、化學氣相沉積法等。石墨烯的結構示意圖如圖所示： (1)下列有關石墨烯說法正確的是________。 A．石墨烯的結構與金剛石相似 B．石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面 C．12 g石墨烯含碳原子數(shù)為NA D．從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用 (2)化學氣相沉積法是獲得大量石墨烯的有效方法之一，催化劑為金、銅、鈷等金屬或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一種或任意組合。 ①鈷原子在基態(tài)時，核外電子排布式為：________________________________________________________________________。 ②乙醇沸點比氯乙烷高，主要原因是________________________________________________________________________。 ③下圖是金與銅形成的金屬互化物合金，它的化學式可表示為：________。 ④含碳源中屬于非極性分子的是________。 a．甲烷 b．乙炔 c．苯 d．乙醇 ⑤酞菁與酞菁銅染料分子結構如下圖，酞菁分子中氮原子采用的雜化方式有：______________；酞菁銅分子中心離子的配位數(shù)為：________________________________________________________________________。 解析　(1)石墨烯中的碳原子均為sp2雜化，故為平面形，而金剛石為四面體型，A項錯誤，B項正確。石墨層與層之間為分子間作用力，D項正確。 (2)①Co為27號元素。②乙醇含有羥基，可形成分子間的氫鍵，故沸點高。③Au的個數(shù)為：8＝1，Cu的個數(shù)為：6＝3，則化學式為AuCu3。④甲烷為正四面體，乙炔為直線形，苯為中心對稱，均為非極性分子。⑤酞菁分子中N有兩種形式，一是，此N為sp3雜化；一是NC，此N為sp2雜化。酞菁銅中，左右的N與銅形成一般共價鍵，上下的氮形成配位鍵，所以Cu2＋的配位數(shù)為2。 答案　(1)BCD　(2)①[Ar]3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2?、谝掖挤肿娱g可形成氫鍵，而氯乙烷分子間無氫鍵?、跜u3Au或AuCu3?、躠、b、c?、輘p3和sp2　2 11．過渡元素在生活、生產和科技等方面有廣泛的用途。 (1)過渡金屬離子與水分子形成的配合物是否有顏色，與其d軌道電子排布有關。一般而言，為d0或d10排布時，無顏色；為d1～d9排布時，有顏色，如[Co(H2O)6]2＋顯粉紅色，據(jù)此判斷，[Mn(H2O)6]2＋________(填“有”或“無”)顏色。 (2)現(xiàn)代污水處理工藝中常利用聚合鐵{簡稱PFS，化學式為：[Fe2(OH)n(SO4)3－n/2]m，n＜5，m＜10}在水體中形成絮狀物，以吸附重金屬離子。下列說法中不正確的是________。(填序號) A．PFS中鐵顯＋3價 B．鐵原子的外圍電子排布式是3d64s2 C．由FeSO4溶液制PFS需經(jīng)過氧化、水解和聚合的過程 D．由下表可知氣態(tài)Fe2＋再失去一個電子比氣態(tài)Mn2＋再失去一個電子難 元素 Mn Fe 電離能 I1 717 759 (kJmol－1) I2 1 509 1 561 I3 3 248 2 957 (3)鉻的配合物在藥物應用、設計合成新磁材料領域和聚乙烯催化劑方面都有重要應用?，F(xiàn)有鉻(Ⅲ)與甲基丙烯酸根的配合物為： ①該化合物中存在的化學鍵類型有________________________________________________________________________。 ②該化合物中一個Cr的配位數(shù)為________。 ③甲基丙烯酸分子中C原子的雜化方式有________。 ④等電子體是具有相同的價電子數(shù)和原子數(shù)的分子或離子，與H2O分子互為等電子體的微粒是________(填一種即可)。 ⑤與鉻同周期的所有元素中基態(tài)原子最外層電子數(shù)與鉻原子相同的元素是________(填元素符號)。 解析　(1)Mn2＋的3d軌道上有5個電子，由題中信息知[Mn(H2O)6]2＋有顏色。 (2)I3：Mn＞Fe，所以氣態(tài)Fe2＋再失去一個電子比氣態(tài)Mn2＋再失去一個電子容易。 (3)①該化合物中存在配位鍵、共價鍵、離子鍵。②2個Cr共有12個配體，則一個Cr的配位數(shù)為6。③形成單鍵時，C原子以sp3形式雜化；形成雙鍵時，C原子以sp2形式雜化。④注意等電子體的要點，與H2O分子互為等電子體的微粒是H2S或NH。⑤基態(tài)鉻原子的最外層電子排布是4s1,3d軌道比4s軌道能量高，當3d軌道全空(K)、半滿(Cr)、全滿(Cu)時，原子結構穩(wěn)定。 答案　(1)有　(2)D　(3)①配位鍵、共價鍵、離子鍵 ②6?、踫p3和sp2?、蹾2S或NH　⑤K、Cu