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基础课时10　共价键的极性
(分值:70分)
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(1~12题,每题4分,共48分)
(一)键的极性和分子的极性
1.下列各组分子中,都是由极性键构成的极性分子的一组是 (　　)
C3H6和CO2 CCl4和H2S
H2O和NH3 H2O2和CS2
2.下列说法正确的是 (　　)
如果某化合物只含共价键,则其一定是共价化合物
H2O2是由极性共价键和非极性共价键构成的非极性分子
两种酸溶液充分反应后的体系不可能为中性
碳、氮形成的氢化物常温下都是气态
3.下列反应中,同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是 (　　)
2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2
Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3
2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O
NH4ClNH3↑+HCl↑
4.SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是 (　　)
分子中只含极性键
SF6是极性分子
S与F之间共用电子对偏向S
S原子满足8电子稳定结构
5.一种抗病毒药物的结构简式如图所示。下列说法正确的是 (　　)
该分子属于极性分子
该分子中C—F的极性小于C—N的极性
该分子中所有C原子都为sp3杂化
该分子中σ键与π键数目之比为11∶4
(二)键的极性对化学性质的影响
6.下列羧酸的酸性最弱的是 (　　)
CF3COOH CHCl2COOH
CH3CH2COOH CH2BrCOOH
7.从深海鱼油中提取的被称作“脑黄金”的DHA(C21H31COOH)就是一种不饱和度很高的脂肪酸。下列说法正确的是 (　　)
CH3CH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH==CHCH2CH2COOH
DHA的结构简式
酸性:C21H31COOHDHA中含有的元素中电负性最大的是碳元素
DHA中碳原子存在三种杂化方式
DHA中所有原子共面
B级　素养培优练
8.下列有关分子的结构与性质的说法正确的是 (　　)
BBr3、NCl3分子的空间结构均为平面三角形
SO2与CO2分子的空间结构均为直线形
CH4和NH3中的分子的极性和共价键的极性均相同
乙酸酸性大于丙酸,是因为乙基的推电子效应大于甲基
9.意大利科学家使用普通氧分子和带正电荷的氧离子制造出了由4个氧原子构成的氧分子,并用质谱仪探测到了它存在的证据。理论计算表明O4分子可能有两种不同的空间对称结构(如图所示):
下列关于该氧分子的说法正确的是 (　　)
与O2互为同位素
不可能含有极性键
该分子为极性分子
该物质为一种新型的氧化物
10.S2Cl2是橙黄色液体,少量泄漏会产生有窒息性的气体,喷水雾可减慢挥发,并产生酸性悬浊液,其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是 (　　)
为非极性分子
分子中既含有极性键,又含有非极性键
与S2Br2结构相似
分子中S—Cl键能大于S—S键能
11.用一带静电的玻璃棒分别靠近A、B两种纯液体流,现象如图所示,下列关于A、B两种液体分子的极性判断正确的是 (　　)
A是极性分子,B是非极性分子
A是非极性分子,B是极性分子
A、B都是极性分子
A、B都是非极性分子
12.有一种AB2C2型分子,在该分子中A为中心原子。下列关于该分子的空间结构和极性的说法中,正确的是 (　　)
假设为平面四边形,则该分子一定为非极性分子
假设为四面体,则该分子一定为非极性分子
假设为平面四边形,则该分子可能为非极性分子
假设为四面体,则该分子可能为非极性分子
13.(7分)在极性分子中,正电中心同负电中心间的距离称为偶极长,常用d表示。极性分子的极性强弱同偶极长和正(或负)电中心的电量(q)有关,一般用偶极矩(μ)来衡量。分子的偶极矩定义为偶极长和偶极上一端电荷电量的乘积,即μ=d·q。
试回答下列问题:
(1)(1分)HCl、CS2、H2S、SO2四种分子中μ=0的是　　　　　　　　　　　　。
(2)(1分)对硝基氯苯、邻硝基氯苯、间硝基氯苯,三种分子的偶极矩由大到小的排列顺序是　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)实验测得:μ(PF3)=1.03;μ(BCl3)=0。由此可知,PF3分子是　　　　　　结构;BCl3分子是　　　　　　结构。
(4)(3分)GeCl4化合物的空间结构为　　　　　　形,中心原子采取　　　　　　　　杂化,分子为　　　　　　(填“极性分子”或“非极性分子”)。
14.(15分)已知N、P同属于元素周期表的第ⅤA族元素,N在第二周期,P在第三周期。NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H间的夹角是107°。
(1)(3分)PH3分子与NH3分子的构型关系　　　　　　　　　　　
(填“相似”或“不相似”),P—H　　　　(填“有”或“无”)极性,PH3分子　　　　　　　　　　　　(填“有”或“无”)极性。
(2)(2分)NCl3是一种淡黄色油状液体,下列对NCl3的有关描述不正确的是　　　　(填字母)。
A.该分子呈平面三角形
B.该分子中的化学键为极性键
C.该分子为极性分子
D.因N—Cl的键能大,故NCl3稳定
(3)(4分)CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获CO2生成重要化工产品三聚氰酸的反应:
NH3+CO2+H2O
三聚氰酸的分子式为　　　　　　,三聚氰酸分子中C原子采取　　　　　　杂化,分子中碳原子形成的是　　　　　　(填“极性”“非极性”)键,三聚氰酸属于　　　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)(2分)氰(CN)2为无色可燃气体、剧毒、有苦杏仁味,和卤素单质的结构相似,已知氰分子键之间夹角为180°并有对称性,(CN)2的结构式为　　　　　　,(CN)2分子为　　　　　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
(5)(3分)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,溴化碘的电子式是　　　　　　　　　　　　,它是由 　　　　　　键形成的　　　　　　分子。
(6)(1分)O3分子是否为极性分子 　　　　　　(填“是”或“否”)。
基础课时10　共价键的极性
1.C　[C3H6可能是丙烯也可能是环丙烷,环丙烷为非极性分子,丙烯是含有极性键的极性分子;CO2中含有极性键,但结构对称,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,故A不符合题意。CCl4中含有极性键,但结构对称,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子;H2S中含有极性键,空间结构为V形,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,故B不符合题意。H2O中含有极性键,空间结构为V形,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子;NH3中含有极性键,空间结构为三角锥形,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,故C符合题意。H2O2中含有极性键和非极性键,正电中心和负电中心不重合,属于极性分子;CS2中含有极性键但结构对称,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,故D不符合题意。]
2.A　[只含有共价键的化合物是共价化合物,所以如果某化合物只含共价键,则其一定是共价化合物,故A正确;H2O2是由极性共价键和非极性共价键构成,分子结构不对称,正电中心和负电中心不重叠,属于极性分子,故B错误;由反应2H2S+H2SO33H2O+3S↓可以知道:氢硫酸和亚硫酸溶液充分反应后的溶液体系为中性,所以两种酸溶液充分反应后的体系可能为中性,故C错误;分子量较大的烃常温下为液体,如辛烷常温下为液体,所以碳、氮形成的氢化物常温下不一定是气态,故D错误。]
3.A　[ 2Na2O2+2CO22Na2CO3+O2,Na2O2为含有非极性键的离子化合物,CO2中含有极性键,O2中含有非极性键,该反应中同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成,故A正确; Na2CO3+CO2+H2O2NaHCO3该反应中没有非极性键的断裂和形成,故B错误; 2NaOH+Cl2NaCl+NaClO+H2O反应物中有离子键和极性键的断裂、非极性键的断裂,生成物中有离子键、极性键形成,没有非极性键的形成,故C错误;NH4ClNH3↑+HCl↑该反应中有离子键和极性键的断裂,有极性键的形成,但没有离子键和非极性键的形成,故D错误。]
4.A　[SF6中的键为6条S—F,为极性键,此分子中只含极性键,故A正确;SF6是结构对称、正电中心和负电中心重合的分子,为非极性分子,故B错误;由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,故C错误;中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12,则S原子不是8电子稳定结构,故D错误。]
5.A　[由该分子的结构简式可知,该分子结构不对称,正电中心和负电中心不重合,且含有氨基、酰胺基等极性基团,故该分子属于极性分子,A正确;F的非金属性强于N,故该分子中C—F的极性大于C—N的极性,B错误;由该分子的结构简式可知,该分子中所有的碳原子都只形成了3个σ键,且无孤电子对,故该分子中所有C原子都为sp2杂化,C错误;单键都是σ键,双键为1个σ键和1个π键,由该分子的结构简式可知,该分子中含有15个σ键,4个π键,故σ键与π键数目之比为15∶4,D错误。]
6.C　[CH3CH2—是推电子基团,导致羧酸的酸性减弱。]
7.A　[推电子效应:—C21H31>—CH3,故酸性:C21H31COOH8.D　[BBr3中心原子的价层电子对数为3+=3,故空间结构为平面正三角形,NCl3中心原子的价层电子对数为3+=4,空间结构为三角锥形,A错误;CO2中心原子的价层电子对数为2+=2,空间结构为直线形,SO2中心原子的价层电子对数为2+=3,含有1个孤电子对,则SO2的空间结构为V形,B错误;甲烷为正四面体形结构,分子结构对称,属于非极性分子,氨气为三角锥形结构,分子结构不对称,属于极性分子,两者分子的极性不同,C错误;烷基属于推电子基团,烷基越长,推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱,D正确。]
9.B　[同位素是针对元素而言的,该物质为一种分子,与O2互为同素异形体,A错误。根据题目信息知,该物质为O4,是氧元素的一种新的单质,在O4中,同种元素之间只能形成非极性键,且空间结构对称,因此该分子为非极性分子,C、D错误,B正确。]
10.A　[从S2Cl2分子的空间结构可知,该分子空间结构不对称,为极性分子,A错误;S2Cl2中Cl—S属于极性键,S—S属于非极性键,B正确;同主族元素Cl、Br与S形成的化合物S2Cl2、S2Br2的结构相似,C正确;氯原子半径小于硫原子半径,键长越短键能越大,所以分子中S—Cl键能大于S—S键能,D正确。]
11.B　[带静电的玻璃棒靠近纯液体流后,只有B液体流发生偏离,说明液体A的分子没有极性,液体B的分子有极性,故A是非极性分子,B是极性分子。]
12.C　[
]
13.(1)CS2　(2)邻硝基氯苯>间硝基氯苯>对硝基氯苯　(3)三角锥形　平面三角形　(4)正四面体　sp3　非极性分子
解析　由题信息可知:μ=0,表示分子构型对称,正、负电荷中心重合,是非极性分子;μ≠0,表示分子构型不对称,正、负电荷中心不重合,是极性分子。(1)中只能选CS2,它是一个对称的直线形分子。(2)中从对称性角度看,对位>间位>邻位,故μ由大到小的顺序为邻>间>对。(3)中AB3型分子的结构只有两种可能,故前者为不对称的三角锥形(极性分子),后者为高度对称的平面三角形(非极性分子)。(4)GeCl4化合物的空间结构和CCl4相似。
14.(1)相似　有　有　(2)A　(3)C3H3N3O3　sp2　极性　非极性
(4)N≡C—C≡N　非极性　(5)︰︰　极性　极性
(6)是
解析　(1)NH3分子与PH3分子结构相似,P—H为不同元素原子之间形成的共价键,为极性键,PH3分子空间结构为三角锥形,正、负电荷中心不重合,PH3为极性分子。(2)NCl3中N原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,该分子为三角锥形,A错误;N、Cl之间形成的键应为极性键,B正确;NCl3分子中正、负电荷中心不重合,该分子为极性分子,C正确;共价键的键能越大,含有该键的物质越稳定,D正确。(3)三聚氰酸的分子式为C3H3N3O3,该分子中C与N形成类似于苯环的结构,则应采取sp2杂化,C原子与氧、氮原子间形成极性键。三聚氰酸分子各键排列对称,为非极性分子。(4)(CN)2的结构式为N≡C—C≡N,是非极性分子。(5)I和Br的电负性相差不大,形成的化学键是极性共价键,电子式为︰︰,IBr中正电荷中心与负电荷中心不重合,属于极性分子。(6)可以把O3看成一个O原子是中心原子,其他2个O原子为配原子,看成三原子分子,类似SO2分子,其价电子对数是3,有一个孤电子对,分子构型为V形,所以O3分子是极性分子。基础课时11　分子间的作用力　分子的手性
(分值:70分)
A级　合格过关练
选择题只有1个选项符合题意
(1~13题,每题4分,共52分)
(一)分子间的作用力
1.下列说法中正确的是 (　　)
分子间作用力越大,分子越稳定
分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高
相对分子质量越大,其分子间作用力越大
分子间只存在范德华力
2.2022年北京冬奥会首次使用CO2跨临界直冷新型环保制冰技术。下列有关说法不正确的是 (　　)
CO2是由极性键构成的非极性分子
干冰中CO2分子间只存在范德华力
冰中H2O分子之间的主要作用力是氢键
此技术制冰的过程中发生的是化学变化
3.下列有关物质性质判断正确且可以用范德华力来解释的是 (　　)
沸点:HBr>HCl
沸点:CH3CH2Br稳定性:HF>HCl
—OH上氢原子的活泼性:
H—O—H>C2H5—O—H
4.冰面光滑与冰层表面的结构有关,下列有关说法正确的是 (　　)
由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解
第一层固态冰中,水分子间形成共价键
当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性的水分子”,使冰面变滑
第一层固态冰中,水分子间形成共价键
5.关于氢键,下列说法正确的是 (　　)
由于冰中的水分子间存在氢键,所以其密度大于液态水
可以用氢键解释接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大
分子间氢键和分子内氢键都会使熔、沸点升高
水加热到很高的温度都难以分解,这是由于氢键所致
6.利用相似相溶这一经验规律可说明的事实是 (　　)
①HCl易溶于水　②NH3易溶于H2O　③N2难溶于水　④HClO4是强酸　⑤盐酸是强酸
⑥氢氟酸是弱酸　⑦HF很稳定
①②③　④⑤⑥　⑥⑦　④⑤
7.下列说法错误的是 (　　)
卤族元素的氢化物中HF的沸点最高,是由于HF分子间存在氢键
邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
H2O的沸点比HF的沸点高,是由于水中氢键的键能大
氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
(二)分子的手性
8.下列分子中含有手性碳原子的是 (　　)
CH2Cl2
CH3CH2OH
CH3CH(CH3)2
CH3CH(CH3)CHClCOOH
9.下列化合物中含有2个手性碳原子的是 (　　)
10.下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是 (　　)
苹果酸HOOC—H2—CHOH—COOH
丙氨酸
葡萄糖
甘油醛
B级　素养培优练
11.胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
下列说法不正确的是 (　　)
Cu2+的价层电子排布式为3d9
在上述结构示意图中,可观察到极性键
胆矾中的水分子间均存在氢键
胆矾中的结晶水,加热时会分步失去
12.下列关于Si、P、S、Cl及其化合物结构与性质的论述错误的是 (　　)
中心原子的半径依次减小是H4SiO4、H3PO4、H2SO4、HClO4中羟基的数目依次减小的原因之一
结构简式为的物质中含有不对称原子P,该物质可能有手性
SiCl4、PCl3、SCl2中键角最大的是PCl3
实验测定分子的极性大小可以区别顺 1,2 二氯乙烯和反 1,2 二氯乙烯
13.已知各种硝基苯酚的性质如下表:
名称 结构式 25 ℃水中溶解度/g 熔点/℃ 沸点/℃
邻硝基苯酚 0.2 45 100
间硝基苯酚 1.4 96 194
对硝基苯酚 1.7 114 295
下列关于各种硝基苯酚的叙述不正确的是 (　　)
邻硝基苯酚分子内形成氢键,使其熔、沸点低于另外两种硝基苯酚
间硝基苯酚不仅分子间能形成氢键,也能与水分子形成氢键
对硝基苯酚分子间能形成氢键,使其熔、沸点较高
三种硝基苯酚都能形成分子内氢键
14.(9分)PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,一种为淡黄色,在水中的溶解度较小,另一种为黄绿色,在水中的溶解度较大。请回答下列问题:
(1)(1分)PtCl2(NH3)2是　　　　　　(填“平面四边形”或“四面体形”)结构。
(2)(4分)请在以下横线上画出这两种固体分子的空间结构图。
淡黄色固体　　　　　　　　　　　　,黄绿色固体　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)淡黄色固体物质由　　　　　　(填“极性分子”或“非极性分子”,下同)组成,黄绿色固体物质由　　　　　　组成。
(4)(2分)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大,原因是　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　。
15.(9分)水是地球上最常见的物质之一,是所有生命生存的重要资源。
(1)(6分)科学家发现在特殊条件下,水能表现出许多种有趣的结构和性质。
①一定条件下给水施加一个弱电场,常温常压下水结成冰,俗称“热冰”,其计算机模拟图如图:
使水结成“热冰”采用弱电场的条件,说明水分子是　　　　　　分子(填“极性”或“非极性”)。
②用高能射线照射液态水时,一个水分子能释放出一个电子,同时产生一种阳离子。产生的阳离子具有较强的氧化性试写出该阳离子与SO2的水溶液反应的离子方程式:　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　; 该阳离子还能与水作用生成羟基,经测定此时的水具有酸性,写出该过程的离子方程式:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(3分)水的性质中的一些特殊现象对于生命的存在意义非凡,请解释水的分解温度远高于其沸点的原因:　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
基础课时11　分子间的作用力　分子的手性
1.B　[分子间作用力主要影响物质的物理性质,化学键主要影响物质的化学性质,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高,A不正确、B正确;分子的组成和结构相似时,相对分子质量越大,其分子间作用力越大,C不正确;分子间不只有范德华力还有氢键,D不正确。]
2.D　[CO2的结构为OCO,该分子中只存在极性键,为直线形分子,正电中心和负电中心重合,为非极性分子,故A正确;干冰为分子晶体,分子间只存在范德华力,故B正确;冰中水分子间存在氢键和范德华力,但氢键作用力比范德华力强,故C正确;该过程中无新物质生成,为物理变化,故D错误。]
3.A　[HBr与HCl结构相似,HBr的相对分子质量比HCl大,HBr分子间的范德华力比HCl大,所以其沸点比HCl高;C2H5Br的沸点比C2H5OH低是由于C2H5OH分子间形成氢键而增大了分子间的作用力;HF比HCl稳定是由于H—F的键能比H—Cl的键能大;H2O分子中—OH的氢原子比C2H5OH中—OH的氢原子更活泼是由于—C2H5是推电子基团,使O—H极性减弱。]
4.C　[水分子的稳定性好,是由水分子内氢氧共价键的键能决定的,与分子间的氢键无关,故A错误;分子间不存在共价键,是通过氢键形成空间网状结构,故B错误;当温度达到一定数值时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏,使一部分水分子能够自由流动,从而产生“流动性的水分子”,使冰面变滑,故C正确;第一层固态冰中,水分子间有氢键的形成,但不是化学键连接,故D错误。]
5.B　[A项,由于冰中的水分子间存在氢键,增大了分子之间的距离,所以其密度小于液态水,错误;B项,由于水分子之间存在氢键,使水分子通常以几个分子缔合的形式存在,所以接近沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式(H2O)计算出来的相对分子质量大,正确;C项,分子间氢键使熔、沸点升高,而分子内氢键则会使熔、沸点降低,错误;D项,水加热到很高的温度都难以分解,这是由于分子内的H—O共价键强的缘故,与分子间的氢键无关,错误。]
6.A　[相似相溶原理是指非极性溶质一般能溶于非极性溶剂,极性溶质一般能溶于极性溶剂。HCl、NH3均为极性溶质,H2O为极性溶剂,因此二者均易溶于水,而N2是非极性溶质,故难溶于水;酸性强弱与相似相溶原理没有关系,稳定性与键能有关,故只能选A。]
7.C　[HF分子间存在氢键,故沸点相对较高,A项正确;能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低,B项正确;H2O分子中的O可与周围H2O分子中的两个H原子形成两个氢键,而HF分子中的F原子只能形成一个氢键,氢键越多,沸点越高,所以H2O的沸点高,C项错误;氨气分子和水分子间形成氢键,导致氨气极易溶于水,D项正确。]
8.D　[CH3CH(CH3)CHClCOOH分子中,有一个碳原子所连的四个基团分别是羧基、异丙基、氢原子和氯原子,该碳原子具有手性,选项D正确。]
9.C　[A、B、D三项中化合物均只含有1个手性碳原子,C项中标*的为化合物中含有的手性碳原子。]
10.A　[HOOC—H2—CHOH—COOH中连接了2个氢原子,不是手性碳原子,A错误。]
11.C　[Cu2+的价层电子排布式为3d9,A项正确;在题述结构示意图中,存在极性键,B项正确;胆矾中的水分为两类,一类是形成氢键的水分子,一类是与铜离子结合的水分子,受热时会分步失去,C错误,D正确。]
12.C　[中心原子的半径越小,则R—O—H中R—O越强,O—H越易断裂,所以半径越小,羟基数目越少,A正确; 采用类推法,中心P+原子相当于中心C原子,由于P+原子所连的4个原子团都不相同,所以P+具有手性,是不对称原子,该物质有手性,B正确;SiCl4、PCl3、SCl2的中心原子的价层电子对数都为4,都发生sp3杂化,但由于孤电子对对成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强,所以键角SiCl4>PCl3>SCl2,键角最大的是SiCl4,C错误;顺 1,2 二氯乙烯是轴对称结构,反 1,2 二氯乙烯是中心对称结构,所以分子极性的大小不同,D正确。]
13.D　[当分子形成分子内氢键时,熔、沸点降低,A正确;间硝基苯酚中与N原子相连的O原子易与水分子中的H原子形成氢键,B正确、D错误;对硝基苯酚能形成分子间氢键,使其熔、沸点升高,C正确。]
14.(1)平面四边形　(2)　　(3)非极性分子　极性分子　(4)黄绿色固体是由极性分子构成的,而淡黄色固体是由非极性分子构成的,根据“相似相溶”原理可知,前者在水中的溶解度大于后者
解析　(1)根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体,即其分子有两种结构,可知其结构应为平面四边形结构,若为四面体形结构则只有一种结构。(2)PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为①;②。由于淡黄色固体在水中的溶解度较小,因此其分子无极性,其结构为①,则黄绿色固体为极性分子,其结构为②。(3)根据“相似相溶”原理可知:黄绿色固体是由极性分子构成的,故其在水中的溶解度要大于由非极性分子构成的淡黄色固体。
15.(1)①极性　②2H2O++SO24H++SH2O++H2OH3O++—OH
(2)水分解需要破坏分子内部的极性键,水的气化只需破坏分子间的范德华力与氢键,而极性键比分子间的范德华力和氢键强得多
解析　(1)①在电场作用下凝结、且水分子非常有序地排列,说明水分子是极性分子。②水分子释放出电子时产生的阳离子可以表示成H2O+,因为其具有较强的氧化性,可将SO2氧化为硫酸根离子,发生反应:2H2O++SO24H++S;该阳离子还能与水作用生成羟基,经测定此时的水具有酸性,则按元素守恒、电荷守恒可得离子方程式:H2O++H2OH3O++—OH。(2)水的分解温度远高于其沸点,是因为水的分解是化学变化、沸腾是物理变化,二者克服的粒子间的作用力不同,水分解需要破坏分子内部的共价键,水的气化只需破坏范德华力和氢键,而共价键比范德华力和氢键强得多,所以水的分解温度远高于其沸点。提升课时2　分子的空间结构与杂化轨道
(分值:70分)
选择题有1个选项符合题意
(1~12题,每题4分,共48分)
1.已知某XY2分子属于V形分子,下列说法正确的是 (　　)
X原子一定是sp2杂化
X原子一定为sp3杂化
X原子上一定存在孤电子对
VSEPR模型一定是平面三角形
2.了解有机物分子中化学键特征以及成键方式是研究有机物性质的基础。下列关于有机物分子的成键方式的描述不正确的是 (　　)
烷烃分子中碳原子均采用sp3杂化轨道成键
炔烃分子中碳碳三键由1个σ键、2个π键组成
甲苯分子中所有碳原子均采用sp2杂化轨道成键
苯环中存在6个碳原子共有的大π键
3.在分子中,羰基()碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为 (　　)
sp2杂化;sp2杂化 sp3杂化;sp3杂化
sp2杂化;sp3杂化 sp杂化;sp3杂化
4.(2023·上海建平中学高二月考)下列关于杂化轨道的叙述,不正确的是 (　　)
CH2==CH—CH==CH2分子中所有碳原子均采取sp2杂化成键
杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳的未参与成键的孤电子对
SO2和C2H4分子中的中心原子S和C是通过sp2杂化轨道成键
中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子一定为四面体结构
5.(2023·四川内江六中高二期中)下列说法正确的是 (　　)
二氧化碳按电子云重叠的方式分,其共价键的类型有1种
NH3·BH3中,B的杂化方式为sp3杂化
硒的两种含氧酸的酸性强弱为H2SeO4Se中心原子轨道杂化都为sp3,空间结构都是正四面体形
6.下列分子所含碳原子中,既有sp3杂化,又有sp2杂化的是 (　　)
乙醛
丙烯腈
甲醛
丙炔
7.下列分子中,中心原子采取sp3杂化并形成正四面体形空间结构的是 (　　)
①CH4　②NH3　③CF4　④SiH4　⑤C2H4 ⑥CO2　⑦CH2Cl2
①②③⑥ ①③④
②④⑤⑦ ①③⑤
8.有X、Y两种活性反应中间体微粒,均含有1个碳原子和3个氢原子,其球棍模型如图所示:
下列说法错误的是 (　　)
X的组成为C
Y的组成为C
X的价层电子对数为4
Y中键角小于120°
9.六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起温室效应。下列有关六氟化硫的推测正确的是 (　　)
六氟化硫易燃烧生成二氧化硫
六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构
六氟化硫分子中的S—F都是σ键,且键长、键能都相等
若将六氟化硫分子中的2个F原子换成Cl原子,可以得到3种可能结构
10.短周期元素X、Y、Z、M原子序数依次增大,Z的基态原子2p轨道半充满,M的最高正价与最低负价绝对值之差为4,它们组成的一种分子结构如图所示。下列说法正确的是 (　　)
电负性:X>Y>Z
原子半径:Y>Z>X
分子中Z原子的杂化方式均为sp2
Y、Z、M的最高价氧化物的水化物均为强酸
11.有一种化合物是很多表面涂层的重要成分,其结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,只有X、Y在同一周期,Y无最高正价,Z的含氧酸均具有氧化性,下列有关说法错误的是 (　　)
X、—XW3、X是重要的有机反应中间体,X中所有原子共平面
X与W3Y+的空间结构相同
Y原子最外层电子的轨道表示式为
Z的两种酸反应可制得Z的单质
12.元素周期表中第ⅥA族元素单质及其化合物有着广泛应用。O2可用作氢氧燃料电池的氧化剂;O3具有杀菌、消毒、漂白等作用。硫有多种单质,如S2、S4、S6、S8等,用硫黄熏蒸中药材的传统由来已久。硫与氧气反应制得的SO2可用来生产H2SO4,硫酸及硫酸盐是重要化工原料;H2S是一种易燃的有毒气体(燃烧热为562.2 kJ·mol-1),是制取多种硫化物的原料;用SO2与SeO2(白色晶体)的水溶液反应可制备硒,硒(34Se)是一种半导体材料。碲(52Te)的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景,工业上以电解强碱性Na2TeO3溶液制备Te。下列说法正确的是 (　　)
S2、S4、S6、S8互为同位素
SO2中S原子杂化轨道类型为sp2
34Se核外电子排布式为[Ar]4s24p4
H2S和H2O的空间结构相同,且均为非极性分子
13.(10分)能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。
(1)(2分)钛铁合金具有吸氢特性,在制造以氢为能源的热泵和蓄电池等方面有广阔的应用前景,基态Ti原子核外有　　　个运动状态不同的电子,在基态Fe2+中,电子占据的能量最高的轨道为　　　　。
(2)(3分)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)薄膜电池等。镉(Cd)在周期表中位于第五周期,与Zn同族,则Cd的价层电子排布式为　　　　,第一电离能:Ga　　　　(填“大于”“小于”或“等于”)As;H2S分子的VSEPR模型为　　　　　　　　　　　　。
(3)(2分)三氟化氮(NF3)是一种无色、无臭、无毒且不可燃的气体,在太阳能电池制造中得到广泛应用。NF3的沸点比NH3的沸点更低,原因是　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(4)(3分)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能,在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的结构如图所示,分子中碳原子轨道的杂化类型为　　　　(1分);1个C60分子中σ键的数目为　　　　(2分)个。
14.(12分)磷是人体含量较多的元素之一,磷的化合物在药物生产和农药制造等方面用途非常广泛。请回答下列问题。
(1)(4分)酸性关系:H3PO4　　　　H2SO4(填“>”“<”或“=”) ,请利用元素周期律解释该酸性关系:P和S原子的能层数相同,　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　。
(2)(4分)P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图所示。
①电负性:磷　　　　硫(填“>”“<” 或“=”)。
②P4S3分子中硫原子的杂化轨道类型为　　　　。
③1 mol P4S3分子中孤电子对的数目为　　　　。
④∠S—P—S　　　　109°28'(填“>”“<”或“=”)。
(3)(4分)在BF3分子中,F—B—F的键角度数是　　　　, BF3与过量NaF反应可生成NaBF4,B的空间结构为　　　　　　　　　　　　。
提升课时2　分子的空间结构与杂化轨道
1.C　[若X原子无孤电子对,则它一定是直线形分子,若X有一个孤电子对或两个孤电子对,则XY2一定为V形分子,此种情况下X的原子轨道可能为sp2杂化,也可能是sp3杂化,A、B项错误,C项正确;若X有两个孤电子对,则该分子的VSEPR模型为正四面体形,D项错误。]
2.C　[烷烃分子中碳原子均形成4个键,杂化轨道数为4,均采用sp3杂化轨道成键。碳碳三键由1个σ 键、2个π键组成;苯环中碳原子采用sp2杂化轨道成键,6个碳原子上未参与成键的p电子形成一个大π键;甲苯分子中—CH3中的C采用sp3杂化。]
3.C　[羰基上的碳原子共形成3个σ键和1个π键,为sp2杂化,两侧甲基中的碳原子共形成4个σ键无π键,为sp3杂化。]
4.D　[CH2CH—CHCH2分子中所有碳原子的价层电子对数为3,均采取sp2杂化成键,A正确;杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对,例如NH3中,N的杂化方式为sp3,形成4个杂化轨道,其中有3个用来形成σ键,1个用于容纳未参与成键的孤电子对,B正确;SO2和C2H4分子中的中心原子S和C价层电子对数都是3,都是通过sp2杂化轨道成键,C正确;中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为四面体结构,还需要考虑未成键电子对,例加NH3中N的杂化方式为sp3,但NH3的空间结构为三角锥形,D错误。]
5.B　[CO2分子中含有两个碳氧双键,共价键中含有一个σ键一个π键,共价键的类型有2种,故A错误;NH3·BH3中B的价层电子对数为4,B的杂化轨道类型为sp3,故B正确;同一种元素形成的含氧酸中,非羟基O原子个数越多,其酸性越强,H2SeO4与H2SeO3可写成(OH)2SeO2、(OH)2SeO,则酸性:H2SeO4>H2SeO3,故C错误;Se=0,所以是正四面体形,属于sp3杂化,和VSEPR模型一致,Se=4,其VSEPR模型为正四面体形,但中心原子的孤电子对数为1,其空间结构为三角锥形,故D错误。]
6.A　[乙醛中甲基的碳原子采取sp3杂化,醛基的碳原子采取sp2杂化;丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子采取sp2杂化,另一个碳原子采取sp杂化;甲醛中碳原子采取sp2杂化;丙炔中甲基的碳原子采取sp3杂化,碳碳三键中两个碳原子采取sp杂化。]
7.B　[CH4、NH3、CF4、SiH4、CH2Cl2分子的中心原子均采取sp3杂化,但只有CH4、CF4、SiH4分子中的四个sp3杂化轨道分别结合一个相同的原子,形成正四面体形结构;CH2Cl2分子是变形的四面体形;NH3分子则是三角锥形结构;C2H4分子是平面结构;CO2分子是直线形结构。]
8.C　[由图可知,X为平面三角形结构,其碳原子应该有三个价层电子对,其组成为C,A项正确,C项错误;Y为三角锥形结构,其碳原子有四个价层电子对,故其组成为C,键角比120°小,B、D项正确。]
9.C　[SF6分子中,S和F的化合价分别是+6和-1,S的化合价已达到最高价,不会再升高,而F的氧化性比O强,所以六氟化硫不易燃烧,A错误;SF6分子中的硫原子并不是8电子稳定结构,氟原子满足8电子稳定结构,B错误;SF6分子中只有S—F极性共价单键,均为σ键,C正确;若将六氟化硫分子中的2个F原子换成Cl原子,只有2种可能的结构,D错误。]
10.B　[已知X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期元素,Z的基态原子2p轨道半充满,则Z为N元素,M的最高正价与最低负价绝对值之差为4,则M为S元素,根据题图中共价键数目可推知,X为H元素,Y为C元素。因此,电负性:N>C>H,A项错误;H原子核外有1个电子层,而C、N原子核外均有2个电子层,电子层数越多,半径越大,电子层数相同,核电荷数越大,半径越小,则原子半径:C>N>H,B项正确;分子中N原子均形成共价单键,为sp3杂化,C项错误;C元素的最高价氧化物的水化物为H2CO3,H2CO3为弱酸,D项错误。]
11. C　[Y无最高正价,且能形成2个共价键,则Y是O元素;四种元素的原子序数依次增大,只有X、Y在同一周期,则W是H元素;X形成4个共价键,且原子序数小于Y(O),则X是C元素;Z形成1个共价键,与X、Y不在同一周期,Z的含氧酸均具有氧化性,则Z是Cl元素。X是C,中心C原子的价层电子对数为3+(4-1-3×1)=3,不含孤电子对,则C是平面三角形,所有原子共平面,A正确;X和W3Y+分别为C、H3O+,中心原子C和O的价层电子对数均为4,且均含1个孤电子对,故二者的空间结构都是三角锥形,B正确;根据洪特规则和泡利原理可知,基态O原子的最外层电子的轨道表示式为,C错误;HClO和HCl溶液反应可生成Cl2和H2O,D正确。]
12.B　[S2、S4、S6、S8为硫元素形成的不同单质,应互为同素异形体,A错误;SO2中S的价层电子对数为2+(6-2×2)=3,故原子杂化轨道类型为sp2,B正确;34Se位于第四周期第ⅥA族,核外电子排布式为[Ar]3d104s24p4,C错误;H2S和H2O的中心原子均为sp3杂化,空间结构均为V形,故均为极性分子,D错误。]
13.(1)22　3d　(2)4d105s2　小于　正四面体形
(3)NH3存在分子间氢键,分子间作用力大,沸点高
(4)sp2　90
解析　(1)Ti为22号元素,一个电子就是一种运动状态,因此基态Ti原子核外有22个运动状态不同的电子;Fe为26号元素,其基态原子价层电子排布式为[Ar]3d64s2,其基态Fe2+的价层电子排布式为3d6,电子占据的能量最高的轨道为3d。(2)Zn的价电子排布式为3d104s2,镉(Cd)在周期表中位于第五周期,与Zn同族,则Cd的价电子排布式为4d105s2;同周期从左到右,第一电离能呈增大趋势,但第ⅡA族大于第ⅢA族,第ⅤA族大于第ⅥA族,因此第一电离能:Ga小于As;H2S分子中心原子价层电子对数为2+(6-1×2)=2+2=4,其VSEPR模型为正四面体形。(4)根据结构分析,分子中每个碳原子形成3个σ键,不含孤电子对,因此碳原子轨道的杂化类型为sp2;由于分子中每个碳原子形成3个σ键,每个碳原子占有个σ键,则1个C60分子中σ键的数目为×60=90个。]
14.(1)<　硫原子的最外层电子数比磷原子多,原子半径更小,更容易获得电子,非金属性比磷强,最高价氧化物对应的水化物的酸性更强　(2)①<　②sp3　③10NA　④<
(3)120°　正四面体形
解析　(2)①同周期元素的电负性从左到右逐渐增强,故电负性:磷<硫。②从P4S3分子结构图可知,硫原子有2个σ键和2个孤电子对,其杂化轨道类型为sp3杂化。③从P4S3分子结构图得知,每个S原子有2个孤电子对,每个P原子有1个孤电子对,则1 mol P4S3分子中孤电子对的数目为10NA。④从P4S3分子结构图可知,P原子有1个孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力,故∠S—P—S小于正四面体的夹角,即∠S—P—S<109°28'。(3)在BF3分子中,中心原子B原子价层电子对数为3,是sp2杂化,分子呈平面三角形结构,F—B—F的键角度数是120°;B中,中心原子B原子价层电子对数为4,是sp3杂化,其空间结构为正四面体形。

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