【创新设计】（四川专用）2022高考化学一轮复习 第5章 第3讲 分子结构与性质

第三讲　分子结构与性质(时间：45分钟　满分：100分)考　点题　号化学键与分子立体构型1、2、3、4、6、7、9分子间力、氢键与物质性质5、8、10、11一、选择题(本题共7个小题，每题6分，共42分。每个小题只有一个选项符合题意)1．(2022·成都检测)下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是(　　)。　　　　　　　　　　　　　　　　　　①HCl　②H2O　③N2　④H2O2　⑤C2H4　⑥C2H2A．①②③B．③④⑤⑥C．①③⑥D．③⑤⑥解析　单键一定是σ键，双键或三键中有一个σ键，其余均是π键。答案　D2．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是(　　)。A．SO3与SO2B．BF3与NH3C．BeCl2与SCl2D．H2O与SO2解析　SO3、SO2中心原子都是sp2杂化，A正确；BF3、NH3中心原子一个是sp2杂化，一个是sp3杂化，B错误；BeCl2中，Be原子采取sp杂化，而SCl2中S原子采取sp3杂化，C错误；H2O中氧原子采取sp3杂化，而SO2中S原子采取sp2杂化。答案　A3．下列有关σ键和π键的说法错误的是(　　)。A．在某些分子中，化学键可能只有π键而没有σ键B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键，配位键都是σ键C．σ键的特征是轴对称，π键的特征是镜面对称D．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者解析　在某些分子中，可能只有σ键，而没有π键，A错误；由于π键的键能小于σ键的键能，所以在化学反应中容易断裂。答案　A4．(2022·绵阳统考)关于键长、键能和键角，下列说法不正确的是(　　)。A．键角是描述分子立体结构的重要参数7\nB．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关解析　键能越大，键长越短，共价化合物越稳定。答案　C5．(2022·四川理综，7)下列推论正确的是(　　)。A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3B．NH为正确四面体结构，可推测PH也为正四面体结构C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体D．C2H6是碳键为直线型的非极性分子，可推测C3H6也是碳链为直线型的非极性分子解析　由于氨分子之间存在氢键，故其沸点比磷化氢的高；CO2是分子晶体，SiO2为原子晶体；丙烷不是直线型分子，而是锯齿型。答案　B6．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不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　由于该晶体具有和石墨相似的层状结构，所以B原子采取sp2杂化，同层分子间的作用力是范德华力，由于“在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连”虽然三个B—O都在一个平面上，但σ单键能够旋转，使O—H键位于两个平面之间，因而能够形成氢键，从而使晶体的能量最低，达到稳定状态。答案　C7．下列物质：①H3O＋　②[Cu(NH3)4]2＋　③CH3COO－　④NH3　⑤CH4中存在配位键的是(　　)。A．①②B．①③C．④⑤D．②④解析　在H3O＋中，中心氧原子中有孤电子对，以配位键与H＋相结合，结构式为[OHHH]＋；在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋与NH3中的氮原子以配位键相结合，结构式为，而在CH3COO－、NH3、CH4中，结构式分别为7\n、，没有形成配位键。答案　A二、非选择题(本题共4个小题，共58分)8．(14分)已知A、B、C、D、E五种元素的原子序数依次递增，A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同；B的基态原子中电子占据三种能量不同的原子轨道，且每种轨道中的电子总数相同；D原子的核外成对电子数是未成对电子数的3倍。A、B、D三种元素组成的一种化合物M是新装修居室中常含有的一种有害气体，A、B两种元素组成的原子个数之比为1∶1的化合物N是常见的有机溶剂。E有“生物金属”之称，E4＋和氩原子的核外电子排布相同。请回答下列问题(答题时，A、B、C、D、E用所对应的元素符号表示)：(1)E的基态原子的外围电子排布式为________。(2)由A、B、C形成的ABC分子中，含有______个σ键，______个π键。(3)下列叙述正确的是________(填序号)。a．M易溶于水，是因为M与水分子之间能形成氢键，且M是极性分子；N不溶于水，是因为N是非极性分子b．M和二氧化碳分子中的中心原子均采用sp2杂化c．N分子中含有6个σ键和1个π键d．BD2晶体的熔点、沸点都比二氧化硅晶体的低(4)B、C、D三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____________。解析　根据原子的构造原理可知B、D分别是碳和氧，所以C必然是氮，由A位于周期表的s区，其原子中电子层数和未成对电子数相同可知A是氢，新装修居室中常含有的有害气体M是HCHO，N是苯。E是钛，原子序数是22。(1)根据构造原理知钛的基态原子的外围电子排布式为3d24s2。(2)HCN的结构式为H—CN，所以分子中含2个σ键，2个π键。(3)HCHO是极性分子，N是苯，其是非极性分子，a正确。HCHO中的碳原子是sp2杂化，CO2中的碳原子是sp杂化，b错。苯分子中12个σ键(6个碳碳σ键，6个碳氢σ键)，一个大π键，c错。CO2是分子晶体，SiO2是原子晶体，d正确。(4)N原子2p轨道处于半充满状态，使其第一电离能略高于O，碳的非金属性比氧弱，第一电离能也较小，故三者的第一电离能大小顺序为C<O<N。答案　(1)3d24s2　(2)2　2　(3)ad　(4)C<O<N9．(15分)(2022·南充联考)(1)CH、—CH3(甲基)、CH都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是________。7\nA．它们均由甲烷去掉一个氢原子所得B．它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化C．CH与NH3、H3O＋互为等电子体，几何构型均为三角锥形D．CH中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面E．两个—CH3(甲基)或一个CH和一个CH结合均可得到CH3CH3(2)锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。①指出锌在周期表中的位置：第________周期第________族，属于________区。②葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH)4COO]2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出Zn2＋基态电子排布式________________________________________________________________________；葡萄糖分子[CH2OHCHOH(CHOH)3CHO]中碳原子杂化方式有________。③Zn2＋能与NH3形成配离子[Zn(NH3)4]2＋。配位体NH3分子属于________(填“极性分子”或“非极性分子”)；在[Zn(NH3)4]2＋中，Zn2＋位于正四面体中心，N位于正四面体的顶点，试在图中表示出[Zn(NH3)4]2＋中Zn2＋与N之间的化学键。解析　(1)由于CH、—CH3、CH中原子数相同，而价电子数不同，所以它们不是等电子体，中心原子采取的也不全是sp2杂化，CH采取sp2杂化，所有原子共平面而—CH3、CH均采取sp3杂化，CH、NH3、H3O＋原子数均为4，价电子数均为8，所以它们互为等电子体，中心原子采取sp3杂化，但形成三个共价键，所以几何构型均为三角锥形，C、D正确；E也正确。(2)Zn为30号元素，位于第四周期，第ⅡB族，ds区，其Zn2＋的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，在CHCH2OHOHCHOHCHOHCHOHCHO中与—OH相连的碳原子采取sp3杂化，而—CHO上的碳原子采取sp2杂化；在[Zn(NH3)4]2＋中配位体NH3属于极性分子，Zn2＋与NH3中N原子以配位键相结合。答案　(1)CDE　(2)①四　ⅡB　ds②1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10　sp2杂化、sp3杂化7\n③极性分子　10．(14分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知：①Z的原子序数为29，其余的均为短周期主族元素；②Y原子价电子(外围电子)排布为msnmpn；③R原子核外L层电子数为奇数；④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。请回答下列问题：(1)Z2＋的核外电子排布式是____________________。(2)在[Z(NH3)4]2＋离子中，Z2＋的空轨道接受NH3分子提供的________形成配位键。(3)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙，下列判断正确的是________。a．稳定性：甲>乙，沸点：甲>乙b．稳定性：甲>乙，沸点：甲<乙c．稳定性：甲<乙，沸点：甲<乙d．稳定性：甲<乙，沸点：甲>乙(4)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小至大的顺序为________(用元素符号作答)。(5)Q的一种氢化物相对分子质量为26，其分子中σ键与π键的键数之比为________。(6)五种元素中，电负性最大与最小的两种非金属元素形成的晶体属于________(填晶体类型)。解析　Z原子序数为29，则Z是Cu。Y原子价电子排布为msnmpn，则n为2，Y是第ⅣA族短周期元素，且Q、R、X、Y原子序数依次递增，由③知R、Q在第二周期，由④知Q为C，X在第ⅥA族，原子序数X<Y，则X为O，Y为Si，R为N。(1)Cu2＋核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9。(2)在[Cu(NH3)4]2＋中Cu2＋的空轨道是接受NH3分子提供的孤电子对形成配位键。(3)稳定性是CH4>SiH4，因为C非金属性比Si强：沸点是SiH4>CH4，因为组成和结构相似的分子，其相对分子质量越大，分子间作用力越强，其沸点越高，故选b。(4)C、N、Si元素中N非金属性最强，其第一电离能数值最大。(5)C的相对分子质量为26的氢化物是C2H27\n，乙炔分子中碳原子与碳原子间形成了一个σ键和两个π键，碳原子与氢原子间形成两个σ键，则乙炔分子中σ键与π键键数之比是3∶2。(6)五种元素中电负性最大的非金属元素是O，最小的非金属元素是Si，两者构成的SiO2是原子晶体。答案　(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9(2)孤电子对(3)b　(4)Si<C<N　(5)3∶2　(6)原子晶体11．(15分)(2022·广安模拟)构成物质的微粒种类及相互间的作用力是决定物质表现出何种物理性质的主要因素。(1)三氯化铁常温下为固体，熔点282℃，沸点315℃，在300℃以上易升华。易溶于水，也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体中存在的微粒间作用力有_____________________________________________________________。(2)氢键作用常表示为“A—H…B”，其中A、B为电负性很强的一类原子，如_____________________________________________________(列举三种)。X、Y两种物质的分子结构和部分物理性质如下表，两者物理性质有差异的主要原因是_________________________________________________________________________________________________________________________________。代号结构简式水中溶解度/g(25℃)熔点/℃沸点/℃X0.245100Y1.7114295(3)钙是人体所需的重要元素之一，有一种补钙剂——抗坏血酸钙的组成为Ca(C6H7O6)2·4H2O，其结构示意图如下：7\n该物质中存在的化学键类型包括________(填字母)。A．极性共价键B．离子键C．非极性共价键D．配位键(4)①CH2===CH2、②CH≡CH、③、④HCHO四种分子均能与H2发生加成反应，加成时这些分子中发生断裂的共价键的类型是________。这四种分子中碳原子采取sp2杂化的是________(填序号)。解析　(1)由三氯化铁的性质可知其为分子晶体，微粒间作用力有共价键和范德华力。(2)能形成氢键的原子主要有N、O、F。分子间氢键使物质的熔沸点升高，溶解度增大；分子内氢键使物质熔沸点降低，溶解度减小。(3)由图可知其中含有离子键、极性共价键、非极性共价键和配位键，虚线表示配位键。(4)发生加成反应时破坏的均是π键。四种分子的碳原子杂化类型分别为：sp2、sp、sp2、sp2。答案　(1)极性共价键、范德华力　(2)N、O、F　X物质形成分子内氢键，Y物质形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大　(3)ABCD　(4)π键　①③④7