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专题4分子空间结构与物质性质
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．向由0.1 mol CrCl3·6H2O配成的溶液中加入足量AgNO3溶液，产生0.2 mol沉淀。配合物CrCl3·6H2O的配位数为6，下列说法错误的是
A．该配合物的中心离子是Cr3+
B．该配合物的配体是H2O和Cl
C．每1 mol配离子[Cr(H2O)5Cl]2+中含有6NA个共价键
D．该配合物中存在的化学键有：共价键、配位键、离子键
2．下列叙述不正确的是
A．卤化氢易溶于水，不易溶于四氯化碳 B．碘易溶于苯，微溶于水
C．氯化钠易溶于水，也易溶于食用油 D．甲烷易溶于汽油，难溶于水
3．可发生水解反应。下列说法错误的是
A．、分子中键角较大的是 B．是由极性键构成的极性分子
C．质量数为35的Cl原子可表示为 D．HClO的电子式为
4．磷化氢(PH3)是一种无色剧毒，有类似大蒜气味的气体，微溶于冷水。下列关于PH3的叙述错误的是
A．PH3分子中有未成键的电子对
B．PH3是极性分子
C．PH3分子结构为三角锥形
D．PH3中共价键的键长比NH3的短
5．关于三种物质的说法中正确的是
A．在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子
B．和均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子
C．为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低
D．在水中溶解度很大只是由于是极性分子
6．在水溶液中可与发生反应生成和，设为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．分子中，碳原子轨道的杂化类型是，分子的空间构型为平面三角形
B．1mol分子中含有σ键的数目为
C．分子中碳原子轨道的杂化类型只有
D．中与的C原子形成配位键，结构可表示为
7．下列说法不正确的是
A．不是所有的共价键(σ键)都具有方向性
B．N≡N的键能比N=N与N—N的键能和大，所以N≡N不易发生加成反应
C．根据电负性及价层电子对互斥理论可知，OF2分子的构型与H2O分子的构型相同
D．基态Na原子核外电子占有3个能层、4个能级、6个原子轨道，有6种运动状态不同的电子
8．超分子@18-冠-6的合成过程如图所示。
已知：18-冠-6的空腔直径为的直径为。
下列说法错误的是
A．水中溶解性：化合物Ⅰ化合物Ⅱ
B．18-冠-6的空穴与钾离子尺寸适配，二者通过弱作用力形成超分子
C．18-冠-6亦可与形成稳定的超分子
D．超分子可以是分子，也可以是离子
二、填空题
9．乙烯、乙炔为什么比乙烷活泼？
10．完成下列问题。
(1)BF3分子的立体结构为 ，NF3分子的立体结构为 。
(2)碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的分子是 (写结构简式，下同)，采取sp2杂化的分子是 ，采取sp3杂化的分子是 。试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子： 。
11．价电子对互斥理论与分子的空间构型。
(1)中心原子中的价电子全部参与形成共价键的分子的空间构型。
ABn 空间构型 范例
n=2 CO2、BeCl2
n=3 CH2O、BF3
n=4 CH4、CCl4
n=5 PCl5
n=6 SF6
(2)中心原子上有孤电子对(价电子中未参与形成共价键的电子对)的分子的空间构型：中心原子上的 占据中心原子周围的空间，与 互相排斥，使分子的空间构型发生变化。
①H2O为AB2型分子，氧原子上的 参与互相排斥，所以H2O分子的空间构型为V形而不是直线形。
②NH3分子中氮原子上有 参与互相排斥，故NH3的空间构型不能为平面三角形。
③常见分子的价电子对互斥模型和空间构型。
σ键成键电子对数 孤电子对数 价电子对数目 电子对的排列方式 价电子对空间构型 分子或离子的空间构型 实例
2 0 2 BeCl2、CO2
3 0 3 BF3、BCl3
2 1 PbCl2
4 0 4 CH4、CCl4
3 1 NH3
2 2 H2O
12．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为 ，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为 。
(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为 ，羰基碳原子的杂化轨道类型为 。
(3)查文献可知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲，其反应方程式如下：
反应过程中，每生成1mol氯吡苯脲，断裂 个σ键，断裂 个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因为 。
②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是 ，中心原子的杂化类型分别是 。
三、计算题
13．(1)Li2O具有反萤石结构，晶胞如图所示。已知晶胞参数为0.4665nm，阿伏加德罗常数的值为NA，则Li2O的密度为 g·cm-3(列出计算式)。
(2)FeS2晶体的晶胞如图所示。晶胞边长为a nm，FeS2摩尔质量为M，阿伏加德罗常数的值为NA，其晶体密度的计算表达式为 g·cm-3；晶胞中Fe2+位于S所形成的正八面体的体心，该正八面体的边长为 nm。
四、解答题
14．铜单质及其化合物在很多领域有重要用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)Cu位于元素周期表第ⅠB族。Cu2＋的核外电子排布式为 。
(2)如图是铜的某种氧化物的晶胞结构示意图，可确定该晶胞中阴离子的个数为 。
(3)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是 。
(4)Cu2O的熔点比Cu2S的 (填“高”或“低”)，请解释原因 。
15．A、B、C、D、E是短周期的5种非金属元素，其中A、B、C的外围电子排布式可表示为A：，B：，C：，A与B在不同周期，且A的原子半径是元素周期表中最小的；D与B同主族，E在C的下一周期，且E是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题：
(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子，下列分子①、②、③、④中属于极性分子的是 (填序号)。
(2)C的简单氢化物比下一周期同主族元素的简单氢化物的沸点高，其原因是 。
(3)B、C两种元素都能和A元素组成两种常见溶剂，其分子式分别为 、 ；在前者中的溶解度 (填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。
(4)、和的沸点从高到低的顺序为 (填化学式)。
《专题4分子空间结构与物质性质》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8
答案 C C A D B C D C
1．C
【分析】向0.1 mol CrCl3·6H2O配成的溶液中加入足量AgNO3溶液，产生0.2 mol沉淀，则0.1 mol CrCl3·6H2O可产生0.2 molCl ，该配合物可表示为[Cr(H2O)5Cl]Cl2。
【详解】A．由分析可知，该配合物的中心离子是Cr3+，A正确；
B．该配合物CrCl3·6H2O的配位数为6，配体是H2O和Cl ，B正确；
C．每1 mol配离子[Cr(H2O)5Cl]2+中含有16NA个共价键，C错误；
D．该配合物中存在的化学键有：共价键、配位键、离子键，D正确；
故选C。
2．C
【详解】A．HX(X为卤素) 为极性分子，H2O为极性分子，CCl4为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律可知，卤化氢易溶于水，不易溶于四氯化碳，故A正确；
B．H2O为极性分子，I2为非极性分子，苯的主要成分的极性很弱，通常视为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律可知，碘易溶于苯，微溶于水，故B正确；
C．NaCl为离子化合物，易溶于水，不易溶于有机溶剂，故C错误；
D．CH4为非极性分子，H2O为极性分子，汽油的主要成分的极性很弱，通常视为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律可知，甲烷易溶于汽油，难溶于水，故D正确；
故选C。
3．A
【详解】A．NCl3、NH3中中心N原子都采取sp3杂化，N上都有1对孤电子对，空间结构都为三角锥形，由于电负性H＜Cl，故NCl3、NH3分子中键角较大的是NH3，A项错误；
B．H2O中只含H—O极性键，H2O的空间结构为V形，分子中正负电中心不重合，H2O是极性分子，B项正确；
C．质量数为35的Cl原子的核素符号为，C项正确；
D．HClO中含H—O键和O—Cl键，电子式为，D项正确；
答案选A。
4．D
【详解】A．PH3中有一个未成键电子对， A正确；
B．PH3中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4，故为sp3杂化，空间构型为三角锥形，或者说PH3与NH3是等电子体，分子内的正、负电荷中心不重叠，故其为极性分子，B正确；
C．结合选项B可知PH3分子结构为三角锥形，C正确；
D．元素周期表中P位于N的下方，其原子半径比N大，PH3中共价键的键长比NH3的长，D不正确。
故选D。
5．B
【详解】A．二硫化碳的空间构型是结构对称的直线形分子，属于非极性分子，故A错误；
B．二氧化硫和氨分子都是结构不对称的极性分子，由相似相溶原理可知，二氧化硫和氨分子都易溶于水的极性分子，故B正确；
C．二硫化碳是非极性分子，常温下为液态，熔沸点高于常温下为气态的二氧化硫和氨气，故C错误；
D．氨气极易溶于水是因为氨分子是极性分子，且能与水分子能形成分子间氢键，故D错误；
故选B。
6．C
【详解】A．分子中C原子为杂化，空间构型为平面三角形，A正确；
B．一分子中含2个键和1个键，共有3个键，所以1mol分子中含有键的数目为，B正确；
C．分子中与羟基相连的C为杂化，中的C为sp杂化，C错误；
D．中与的C原子形成配位键，所以结构可表示为，D正确；
故答案选C。
7．D
【详解】A．因为s轨道是球对称图形，所以s轨道和s轨道形成的共价键没有方向性，A正确；
B．键能越大，其共价键越稳定，所以N≡N键能比N=N与N-N的键能和大，N≡N不易发生加成反应，B正确；
C．O元素和F元素电负性相差较小，O元素和H元素电负性相差较大，所以OF2分子的极性小于H2O分子的极性，C正确；
D．每一种电子有1种移动状态，钠原子有11个电子，所以该原子有11种运动状态，D错误；
故选D。
8．C
【详解】A．化合物I中存在羟基，在水溶液中能形成氢键，因此水中溶解性：化合物Ⅰ化合物Ⅱ，A正确；
B．的粒子直径在18-冠-6空腔直径范围内，因此18-冠-6可以识别钾离子，K+与氧原子之间通过弱相互作用形成超分子，B正确；
C．电子层数越多，离子半径越大，Li+、Na+的半径均小于钾离子的半径，导致Li+、Na+的直径不在18-冠-6空腔直径范围内，因此18-冠-6不能识别Li+、Na+而形成稳定的超分子，C错误；
D．超分子是指由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体，超分子的定义是广义的，包括离子，D正确；
故选C。
9．虽然键长C≡C＜C=C＜C-C，键能C≡C>C=C>C-C，但乙烯、乙炔在发生加成反应时，只有π键断裂(π键的键能一般小于σ键的键能)，即共价键部分断裂。
【解析】略
10．(1) 平面三角形 三角锥形
(2) CH≡CH CH2=CH2、C6H6 CH3CH3 HC≡CCH=CHCH3
【详解】（1）BF3分子中的B原子无孤电子对、价层电子对数为3，则B采取sp2杂化，所以其分子的立体结构为平面三角形；NF3分子中的N原子有1对孤电子对、价层电子对数为1+3=4，则N采取sp3杂化，所以其分子的立体结构为三角锥形。
（2）碳原子采取sp杂化的分子是CH≡CH，采取sp2杂化的分子是CH2=CH2、C6H6，采取sp3杂化的分子是CH3CH3。试写出一种有机物分子的结构简式，要求同时含有三种不同杂化方式的碳原子，则该有机物分子中应该同时含有烷基(或环烷基)、碳碳双键(或苯环)和碳碳三键，故可以为HC≡CCH=CHCH3。
11．(1) 直线形 平面三角形 正四面体形 三角双锥形 正八面体形
(2) 孤电子对 成键电子对 两对孤电子对 一对孤电子对 直线形 直线形 三角形 平面三角形 V形 四面体形 正四面体形 三角锥形 V形
【解析】略
12．(1)1
(2) sp2、sp3 sp2
(3) NA NA
(4) H—O键的键能大于H—N键的键能 V形、三角锥形、直线形 sp3、sp3、sp
【详解】（1）根据构造原理可知，氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1；
（2）根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，属于sp3杂化；剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，是sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，为sp2杂化。
（3）由于σ键比π键更稳定，根据反应方程式可以看出，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N=C键中的π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H键；故每生成1mol氯吡苯脲，断裂1mol σ键，断裂1mol π键，则断裂NA个σ键，断裂NA个π键。
（4）①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，H—O键的键能大于H—N键的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。
②H2O分子中O原子的价层电子对数=2＋=4，孤电子对数为2，所以为V形结构，O原子采用sp3杂化；
NH3分子中N原子的价层电子对数=3＋=4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构，N原子采用sp3杂化；
CO2分子中C原子的价层电子对数=2＋=2，不含孤电子对，所以是直线形结构，C原子采用sp杂化。
13．
【详解】(1)1个氧化锂晶胞含O的个数为8×＋6×＝4，含Li的个数为8，1 cm＝107 nm，代入密度公式计算可得Li2O的密度为。
(2)该晶胞中Fe2+位于棱上和体心，个数为12×＋1＝4，位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4，故晶体密度为。根据晶胞结构，所形成的正八面体的边长为该晶胞中相邻面的面心之间的连线之长，即为晶胞边长的，故该正八面体的边长为nm。
14．(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9
(2)4
(3)F的电负性比N大，N—F成键电子对向F偏移，导致NF3中氮原子核对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故NF3不易与Cu2＋形成配离子
(4) 高 Cu2O与Cu2S相比，阳离子相同，阴离子所带电荷也相同，但O2-的半径比S2-小，所以Cu2O中的离子键更强，熔点更高
【详解】（1）基态Cu(电子排布式为[Ar]3d104s1)变为Cu2+的过程中，失去的两个电子是最外层的4s轨道和3d轨道上各一个电子，故Cu2+的电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；
（2）从图中可以看出，阴离子在晶胞中的位置有四类：顶点(8个)、棱上(4个)、面上(2个)、体心(1个)，根据晶胞中微粒个数计算方法——均摊法，可知该晶胞中有=4个阴离子；
（3）N、F、H三种元素的电负性：F>N>H，所以NH3中共用电子对偏向N，而在NF3中，共用电子对偏向F，偏离N，导致N对其孤对电子的吸引能力增强，难以形成配位键，故但NF3不易与Cu2+形成配离子；
（4）Cu2O与Cu2S相比，Cu2O、Cu2S都是离子晶体，熔化克服离子键，阳离子一样，阴离子半径：O2-＜S2-，Cu2O中的离子键比Cu2S中的强，故Cu2O的熔点高。
15． ③ 分子间可形成氢键 大于
【分析】由s轨道最多可容纳2个电子及A的原子半径在元素周期表中最小，且A与B在不同周期可得，，即A为H元素，B为C元素，C为O元素；由D与B同主族，且D为短周期元素，得D为元素；由E在C的下一周期且E为同一周期电负性最大的元素可知E为元素。
【详解】(1)①、②、③、④分别为、、、，其中为极性分子，其他均为非极性分子；
(2)C的简单氢化物为，分子间可形成氢键，使其沸点比下一周期同主族元素的简单氢化物()的沸点高。
(3)B、A两种元素组成的常见溶剂为苯()，C、A两种元素组成的常见溶剂为水()；为非极性分子，易溶于非极性溶剂苯中；
(4)、、分别为、、，三者结构相似，相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，故它们的沸点从高到低的顺序为。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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