新新高考化学一轮复习分层限时跟踪练34物质结构与性质第2节分子结构与性质

新新高考化学一轮复习分层限时跟踪练34物质结构与性
质第2节分子结构与性质
(限时：45分钟)
[基础练]
扣教材练双基
1．(2015·江苏高考)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：
2Cr2O2－7＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→
4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOH
(1)配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。

(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；
1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。

(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________。

(4)(2015·福建高考)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。

【解析】(1)在配合物[Cr(H2O)6]3＋中，中心原子提供空轨道，而配位原子需提供孤电子对，H2O分子中含有孤电子对的是O原子。

(2)CH3COOH中，甲基中C原子与其他原子形成4个σ键，故C原子采取sp3杂化；而羧基中C原子形成3个σ键和1个π键，故C原子采取的是sp2杂化。

CH3COOH的结构式
为，单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，故1个CH3COOH
分子中含有7个σ键，因此1 mol CH3COOH中含有7×6.02×1023个σ键。

(3)运用电子­电荷互换法，将O原子的1个电子换作1个正电荷，则O原子换为F原子，即可写出与H2O互为等电子体的阳离子H2F＋。

H2O与CH3CH2OH可形成分子间氢键，是导致H2O 与CH3CH2OH可以任意比例互溶的主要原因。

(4)Ni(CO)4中，Ni与CO之间存在4个σ键，CO中碳氧原子间有1个σ键，故1 mol Ni(CO)4中共有8 mol σ键。

【答案】(1)O
(2)sp3和sp27 mol(或7×6.02×1023)
(3)H2F＋H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
(4)8
2．(2015·山东高考节选)(1)CaF2难溶于水，但可溶于含Al3＋的溶液中，原因是
___________________________________(用离子方程式表示)。

已知：AlF 3 － 6 在溶液中可稳定存在。

(2)F 2通入稀NaOH 溶液中可生成OF 2，OF 2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

(3)F 2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF 3、BrF 3等。

已知反应Cl 2(g)＋3F 2(g)===2ClF 3(g) ΔH ＝－313 kJ·mol －1，F —F 键的键能为159 kJ·mol －1，Cl —Cl 键的键能为242 kJ·mol －1，则ClF 3中Cl —F 键的平均键能为________kJ ·m ol －1。

ClF 3的熔、沸点比BrF 3的________(填“高”或“低”)。

【解析】 (1)由信息可知，CaF 2(s)
Ca 2＋(aq)＋2F －(aq)，Al 3＋与F －可形成配离子AlF 3－6，从而促进了CaF 2溶解平衡的正向移动，故反应的离子方程式为3CaF 2＋Al 3＋===3Ca 2＋＋AlF 3－
6。

(2)OF 2分子中，中心原子的价层电子对数为12×(6＋1×2)＝4，成键电子对数为2，因此分子构型为V 形，O 原子的杂化方式为sp 3杂化。

(3)设Cl —F 键的平均键能为x 。

根据反应的焓变＝反应物的键能总和－生成物的键能总和可知，Cl 2(g)＋3F 2(g)===2ClF 3(g)的ΔH ＝242 kJ·mol －1＋159 kJ·mol －1
×3－6x ＝－313 kJ·mol －1，则x ＝172 kJ·mol －1。

ClF 3和BrF 3为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，其熔、沸点越高，因ClF 3的相对分子质量小于BrF 3，故ClF 3的熔、沸点低于BrF 3。

【答案】 (1)3CaF 2＋Al 3＋===3Ca 2＋＋AlF 3
－6 (2)V 形 sp 3 (3)172 低
3．(2015·全国卷Ⅱ节选)A 、B 、C 、D 为原子序数依次增大的四种元素，A 2－和B ＋具有相同的电子构型；C 、D 为同周期元素，C 核外电子总数是最外层电子数的3倍；D 元素最外层有一个未成对电子。

回答下列问题：
(1)四种元素中电负性最大的是________ (填元素符号)，其中C 原子的核外电子排布式为______________________________________________________。

(2)单质A 有两种同素异形体，其中沸点高的是_________________________________________________________
(填分子式)，原因是_______________________________________；
A 和
B 的氢化物所属的晶体类型分别为______________和________________。

(3)C 和D 反应可生成组成比为1∶3的化合物E ，E 的立体构型为______________，中心原子的杂化轨道类型为__________ 。

(4)化合物D 2A 的立体构型为 __________ ，中心原子的价层电子对数为 __________ ，单质D 与湿润的Na 2CO 3反应可制备D 2A ，其化学方程式为_________________________________________________________
_________________________________________________________。

【解析】C核外电子总数是最外层电子数的3倍，则C为P元素。

A、B的原子序数小于C，且A2－和B＋具有相同的电子构型，则A为O元素，B为Na元素。

C、D为同周期元素，且D元素最外层有一个未成对电子，则D为Cl元素。

(1)O、Na、P和Cl四种元素中，O元素的电负性最大。

P原子核外有15个电子，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3或[Ne]3s23p3。

(2)O元素形成O2和O3两种同素异形体，固态时均形成分子晶体，而分子晶体中，相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，故O3的沸点高于O2。

O元素形成的氢化物有H2O和H2O2，二者均能形成分子晶体。

Na元素形成的氢化物为NaH，属于离子晶体。

(3)P和Cl元素形成的组成比为1∶3的化合物E为PCl3，中心原子P形成3个σ键且含有1对未成键的孤电子对，故P原子采取sp3杂化，分子构型为三角锥形。

(4)化合物D2A为Cl2O，其中O原子形成2个σ键且含有2对未成键的孤电子对，则O 原子采取sp3杂化，故Cl2O为V形结构，中心原子O的价层电子对数为4。

Cl2与湿润的Na2CO3反应可生成Cl2O，据氧化还原反应规律可知，还生成还原产物NaCl，反应的化学方程式为2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===2NaCl＋Cl2O＋2NaHCO3。

【答案】(1)O 1s22s22p63s23p3(或[Ne]3s23p3)
(2)O3O3相对分子质量较大，范德华力大分子晶体离子晶体
(3)三角锥形sp3
(4)V形 4 2Cl2＋2Na2CO3＋H2O===Cl2O＋2NaHCO3＋2NaCl(或2Cl2＋Na2CO3===Cl2O＋CO2＋2NaCl)
4．(1)(2013·江苏高考)H2O在乙醇中的溶解度大于H2S，其原因是_________________________________________________________。

(2)(2013·浙江高考)关于化合物下列叙述正确的有________。

A．分子间可形成氢键
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中有7个σ键和1个π键
D．该分子在水中的溶解度大于2­丁烯
(3)(2013·福建高考)已知苯酚()具有弱酸性，其K a＝1.1×10－10；水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。

据此判断，相同温度下电离平衡
常数K a2(水杨酸)________K a(苯酚)(填“>”或“<”)，其原因是_________________________________________________________。

(4)(2011·江苏高考)化合物NH3的沸点比化合物CH4的高，其主要原因是_________________________________________________________。

(5)(2011·山东高考)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为
________。

高，原因是
_________________________________________________________。

【解析】(1)H2O与乙醇分子间可以形成氢键；H2S与乙醇分子之间不能形成氢键，所以H2O在乙醇中的溶解度大于H2S。

(2)没有与活泼非金属元素(O)相连的H，不能形成分子间氢键，A错误；是非极性共价键，C—H、C===O是极性键，B正确；该有机物的结
构式为σ键数为9，π键数为3，C错误；该有机物与H2O能形成分子间氢键，D正确。

(3)氧的电负性较大，则中形成分子内氢键，即O—H…O(或—COO—中双
键氧与羟基氢之间存在氢键)，其大小介于化学键和范德华力之间，使其更难电离出H＋，则水杨酸第二步电离常数小于苯酚的电离常数。

(4)分子间氢键能使物质的熔、沸点升高。

(5)氢键弱于共价键而强于范德华力。

前者形成分子间氢键，后者形成分子内氢键，而分子间氢键主要影响物质的熔沸点(升高)。

【答案】(1)水分子与乙醇分子之间能形成氢键(2)BD
(3)< 中形成分子内氢键，使其更难电离出H＋
(4)NH3分子间存在氢键
(5)O—H键、氢键、范德华力形成分子内氢键，而HOCHO形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大
[能力练]
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5．(2016·山东青岛一模)在元素周期表中，除稀有气体外几乎所有元素都能与氢形成
氢化物。

氢化物晶体的结构有共价型和离子型之分。

(1)氨气是共价型氢化物。

工业常用氨气和醋酸二氨合铜{[Cu(NH3)2]Ac}的混合液来吸收一氧化碳(醋酸根CH3COO－简写为Ac－)。

反应方程式为：[Cu(NH3)2]Ac＋CO＋NH3[Cu(NH3)3CO]Ac。

①请写出基态Cu原子的电子排布式：_________________________________________________________。

②氨水溶液中各元素原子的电负性从大到小排列顺序为____________________。

③醋酸分子中的两个碳原子，甲基(—CH3)碳原子和羧基(—COOH)碳原子的杂化方式分别是________。

④生成物[Cu(NH3)3CO]Ac中所含化学键类型有________。

a．离子键b．配位键c．σ键d．π键
(2)某离子型氢化物化学式为XY2，晶胞结构如下图所示，其中6个Y原子()用阿拉伯数字1～6标注。

①已知1、2、3、4号Y原子在晶胞上、下面上。

则5、6号Y原子均在晶胞________(填“侧面”或“内部”)。

②XY2晶体、硅烷晶体和固态氨3种氢化物熔沸点高低顺序正确的是________。

a．XY2晶体>硅烷晶体>固态氨
b．XY2晶体>固态氨>硅烷晶体
c．固态氨>硅烷晶体>XY2晶体
d．硅烷晶体>固态氨>XY2晶体
【解析】(1)①铜原子序数为29，则其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d104s1。

②氨水溶液中含有N、O、H三种元素，非金属性越强，电负性越大，电负性最大的是O，原子的电负性从大到小排列顺序是：O>N>H。

③醋酸分子中甲基(—CH3)碳原子和羧基(—COOH)碳原子的杂化方式分别是sp3、sp2。

④生成物[Cu(NH3)3CO]Ac中含有离子键、配位键、极性共价键，从共价键类型看含有σ键和π键。

(2)①晶胞中含有X个数：8×1/8＋1＝2，则含有Y 4个，1、2、3、4号Y原子在晶胞上、下面上，占有2个，因此5、6号Y原子均在晶胞内部。

②XY2晶体、硅烷晶体和固态氨3种氢化物中，离子晶体熔沸点最高，硅烷晶体和固态氨对比，由于氨气分子之间存在氢键，故熔沸点固态氨高于硅烷晶体，选择b。

【答案】(1)①[Ar]3d104s1②O>N>H③sp3、sp2④abcd(2)①内部②b
6．有A、B、C、D、E五种原子序数依次增大的元素(原子序数均小于30)。

A的基态原
子的2p能级有3个单电子；C的基态原子的2p能级有1个单电子；E原子的最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子；D与E同周期，价电子数为2。

则：
(1)D的元素符号为________。

A的单质分子中π键的个数为________。

(2)B元素的氢化物的沸点是同族元素的氢化物中最高的，原因是_________________________________________________________。

(3)A、B、C 3种元素的第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。

(4)写出基态E原子的价电子排布式：_________________________________________________________。

(5)A的最简单氢化物分子的立体构型为____________，是________(填“极性”或“非极性”)分子。

【解析】根据题给信息知，A的基态原子的2p能级有3个单电子，则A为氮元素；C 的基态原子的2p能级有1个单电子且原子序数比氮大，则C为氟元素，B为氧元素；E原子的最外层有1个单电子，其次外层有3个能级且均排满电子，则E为铜元素；D与E同周期，价电子数为2，则D为钙元素。

(1)D的元素符号为Ca。

A为氮元素，其单质分子中含有氮氮三键，π键的个数为2。

(2)H2O的沸点是同族元素的氢化物中最高的，原因是H2O分子间存在氢键。

(3)N、O、F 3种元素的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O。

(4)基态铜原子的价电子排布式为3d104s1。

(5)NH3分子的立体构型为三角锥形，为极性分子。

【答案】(1)Ca 2 (2)H2O分子间存在氢键(3)F>N>O (4)3d104s1(5)三角锥形极性
7．(2016·河北衡水中学模拟)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂。

氯吡苯脲是一种西瓜膨大剂(植物生长调节剂)，其组成结构和物理性质见下表。

分子式结构简式外观熔点溶解性
C12H10ClN3O 白色
结晶
粉末
170～
172 ℃
易溶
于水
(2)氯吡苯脲晶体中，微粒间的作用力类型有________。

A．离子键B．金属键C．极性键
D．非极性键E．配位键F．氢键
(3)查文献可知，可用2­氯­4­氨吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲。

反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂________个σ键、断裂________个π键。

(4)波尔多液是果农常用的一种杀菌剂，是由硫酸铜和生石灰制得。

若在波尔多液的蓝色沉淀上，再喷射氨水，会看到沉淀溶解变成蓝色透明溶液，得到配位数为4的配合物。

铜元素基态原子排布式为________。

(5)上述(4)中沉淀溶解过程的离子方程式为_________________________________________________________
_________________________________________________________。

【解析】(1)氮原子在氯吡苯脲中以2种形式出现，一种是N—C，另一种是N===C，前者价层电子对数为4，sp3杂化，后者价层电子对数为3，sp2杂化。

(3)反应过程中，异氰酸苯酯断裂的C===N中1个π键，2­氯­4­氨吡啶断裂的是1个σ键。

(5)溶解过程是Cu(OH)2蓝色沉淀溶解在氨水中生成四氨合铜离子，形成蓝色透明溶液。

【答案】(1)sp2、sp3杂化(2)CDF
(3)N A N A
(4)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(5)Cu(OH)2＋4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－＋4H2O。