高考化学总复习 选考部分 物质结构与性质 第2节 分子结构与性质高考真题实践 新人教版

第2节分子结构与性质

1．[2017·高考全国卷Ⅲ，35(2)(3)(4)]研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：

(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为和。

(2)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为，原因是。

(3)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在。

解析：(1)CO2中C的价层电子对数为2，故为sp杂化；CH3OH分子中C的价层电子对数为4，故为sp3杂化。(2)水和甲醇均为极性分子，常温常压下两种物质均呈液态；二氧化碳和氢气均为非极性分子，常温常压下两种物质均呈气态，根据四种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化碳、氢气的沸点。由于水分子中的2个氢原子都能参与氢键的形成，而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键，所以水中的氢键比甲醇多，则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体，但由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气，所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。(3)Mn(NO3)2是离子化合物，存在离子键；此外在NO－3中，3个O原子和中心原子N之间还形成一个4中心6电子的大π键(Π64键)，所以Mn(NO3)2中的化学键有σ键、π键和离子键。

答案：(1)sp sp3

(2)H2O>CH3OH>CO2>H2H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多；CO2与H2均为非极性分子，CO2分子量较大，范德华力较大

(3)离子键和π键(Π64键)

2．[2016·高考全国卷Ⅰ，37(2)(5)]锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：

(1)Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是。

(2)Ge单晶具有金刚石型结构，其中Ge原子的杂化方式为，微粒之间存在的作用力是。

答案：(1)Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p­p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键

(2)sp3共价键

3．[2016·高考全国卷Ⅱ，37(2)]东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。硫酸镍溶

于氨水形成[Ni(NH 3)6]SO 4蓝色溶液。

(1)[Ni(NH 3)6]SO 4中阴离子的立体构型是 。

(2)在[Ni(NH 3)6]2＋中Ni 2＋与NH 3之间形成的化学键称为 ，提供孤电子对的成键原子是 。

(3)氨的沸点 (填“高于”或“低于”)膦(PH 3)，原因是 ； 氨是 分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为 。

解析：(1)SO 2－4中S 无孤电子对，立体构型为正四面体。(2)[Ni(NH 3)6]2＋为配离子，Ni 2＋与NH 3之间形成的化学键为配位键。配体NH 3中提供孤电子对的为N 。(3)NH 3 分子间存在氢键，故沸点比PH 3高。NH 3中N 有一对孤电子对，立体构型为三角锥形，因此NH 3为极性分子，N 的杂化轨道数为3＋1＝4，杂化类型为sp 3

。

答案：(1)正四面体 (2)配位键 N (3)高于 NH 3分子间可形成氢键 极性 sp 3

4．[2015·高考全国卷Ⅰ，37(2)(3)](1)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。

(2)CS 2分子中，共价键的类型有 ，C 原子的杂化轨道类型是 ，写出两个与CS 2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子： 。

答案：(1)C 有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构

(2)σ键和π键 sp CO 2、SCN －(或COS 等)

5．(2015·高考海南卷)(1)下列物质的结构或性质与氢键无关的是 。

A ．乙醚的沸点

B ．乙醇在水中的溶解度

C ．氢化镁的晶格能

D ．DNA 的双螺旋结构 (2)

V 2O 5常用作SO 2 转化为SO 3的催化剂。SO 2分子中S 原子价层电子对数是 对，分子的立体构型为 ；SO 3气态为单分子，该分子中S 原子的杂化轨道类型为 ；SO 3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S 原子的杂化轨道类型为 ；该结构中S —O 键长有两类，一类键长约140 pm ，另一类键长约为160 pm ，较短的键为 (填图中字母)，该分子中含有 个σ键。

解析：(1)A.乙醚分子间不存在氢键，乙醚的沸点与氢键无关；B.乙醇和水分子间能形成氢键，乙醇在水中的溶解度与氢键有关；C.氢化镁为离子化合物，氢化镁的晶格能与氢键无关；D.DNA 的双螺旋结构涉及碱基配对，与氢键有关。

(2)SO 2 分子中S 原子价层电子对数是2＋12

×(6－2×2)＝3对，分子的立体构型为V 形；

SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；SO3的三聚体环状结构如题图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约为160 pm，较短的键为a，该分子中含有12个σ键。

答案：(1)AC

(2)3 V形sp2杂化 sp3杂化 a 12