高中化学 模块复习课3 分子空间结构与物质性质练习 苏教版选修3.doc

模块复习课3 分子空间结构与物质性质典题训练知能夯实区【真题体验练】1.(2015山东高考)氟在自然界中常以caf2的形式存在。(1)下列关于caf2的表述正确的是。a.ca2+与f-间仅存在静电吸引作用b.f-的离子半径小于cl-,则caf2的熔点高于cacl2c.阴阳离子比为21的物质,均与caf2晶体构型相同d.caf2中的化学键为离子键,因此caf2在熔融状态下能导电(2)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alf63-在溶液中可稳定存在。(3)f2通入稀naoh溶液中可生成of2,of2分子构型为,其中氧原子的杂化方式为_。(4)f2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如clf3、brf3等。已知反应cl2(g)+3f2(g)2clf3(g)h=-313 kjmol-1,ff键的键能为159 kjmol-1,clcl键的键能为242 kjmol-1,则clf3中clf键的平均键能为kjmol-1。clf3的熔、沸点比brf3的(填“高”或“低”)。【解析】(1)离子之间不只有静电吸引作用,还有静电排斥作用;由于离子所带的电荷相同,f-的离子半径小于cl-,所以caf2的晶格能大于cacl2,故熔点高;晶体的构型还与离子的大小有关,所以阴阳离子比为21的物质,不一定与caf2晶体构型相同;caf2中的化学键为离子键,熔融状态下可以电离出自由移动的离子,因此caf2在熔融状态下能导电。(2)caf2难溶于水,但可与al3+形成alf63-,反应的离子方程式为al3+3caf23ca2+alf63-。(3)of2分子中1个氧原子与2个氟原子形成2个键,氧原子还有两对孤对电子,所以氧原子的杂化方式为sp3,空间构型为v形。(4)根据焓变的含义可知:242 kjmol-1+3159 kjmol-1-6eclf=-313 kjmol-1,解得eclf=172 kjmol-1;组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,范德华力越大,所以clf3的熔、沸点比brf3的低。答案:(1)b、d(2)al3+3caf23ca2+alf63-(3)v形sp3(4)172低2.(2015海南高考节选)钒(23v)是我国的丰产元素,广泛用于催化及钢铁工业。回答下列问题:(1)钒在元素周期表中的位置为,其价层电子排布图为_。(2)钒的某种氧化物的晶胞结构如图1所示。晶胞中实际拥有的阴、阳离子个数分别为、。(3)v2o5常用作so2转化为so3的催化剂。so2分子中s原子价层电子对数是对,分子的立体构型为;so3气态为单分子,该分子中s原子的杂化轨道类型为;so3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中s原子的杂化轨道类型为;该结构中so键长有两类,一类键长约140 pm,另一类键长约160 pm,较短的键为(填图2中字母),该分子中含有个键。(4)v2o5溶解在naoh溶液中,可得到钒酸钠(na3vo4),该盐阴离子的立体构型为;也可以得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图3所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为。【解析】(1)钒在元素周期表中的位置为第4周期b族,其价层电子排布式为3d34s2,价层电子排布图为。(2)分析钒的某种氧化物的晶胞结构利用切割法计算,晶胞中实际拥有的阴离子数目为41/2+2=4,阳离子个数为81/8+1=2。(3)so2分子中硫原子价电子排布式为3s23p4,价层电子对数是3对,分子的立体构型为v形;so3气态为单分子,该分子中硫原子的杂化轨道类型为sp2杂化;so3的三聚体环状结构如图2所示,该结构中硫原子形成4个键,该结构中硫原子的杂化轨道类型为sp3杂化;该结构中so键长有两类,一类如图中a所示,含有双键的成分键能大,键长较短,另一类为配位键,为单键,键能较小;由题给结构分析该分子中含有12个键。(4)钒酸钠(na3vo4)中阴离子的立体构型为正四面体形;由图3所示的无限链状结构知偏钒酸钠的化学式为navo3。答案:(1)第4周期b族(2)42(3)3v形sp2杂化sp3杂化a12(4)正四面体形navo33.(2014江苏高考节选)含有naoh的cu(oh)2悬浊液可用于检验醛基,也可用于和葡萄糖反应制备纳米cu2o。(1)cu+基态核外电子排布式为_。(2)与oh-互为等电子体的一种分子为(填化学式)。(3)醛基中碳原子的轨道杂化类型是;1 mol乙醛分子中含有的键的数目为。(4)含有naoh的cu(oh)2悬浊液与乙醛反应的化学方程式为_。【解析】(1)cu为29号元素,核外电子排布式为ar3d104s1,cu+为cu失去4s轨道上的一个电子,则为ar3d10。(2)等电子体必须具备原子数相等,价电子数相等,所以oh-与hf互为等电子体。(3)醛基中的c为碳氧双键,属于sp2杂化,ch3cho中单键均为键,co中有一个为键,共有6 mol。(4)醛基在碱性条件下,可被cu(oh)2氧化生成cu2o沉淀。答案:(1)ar3d10或1s22s22p63s23p63d10(2)hf(3)sp26na或66.021023个(4)2cu(oh)2+ch3cho+naohch3coona+cu2o+3h2o4.(2014海南高考节选)碳元素的单质有多种形式,下图依次是c60、石墨和金刚石的结构图:回答下列问题:(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为。(2)金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为、。(3)石墨晶体中,层内cc键的键长为142 pm,而金刚石中cc键的键长为154 pm,其原因是金刚石中只存在cc间的共价键,而石墨层内的cc间不仅存在共价键,还有键。【解析】(1)金刚石、石墨、c60、碳纳米管属于同素异形体。(2)金刚石中碳原子的杂化形式为sp3,石墨烯的杂化方式为sp2。(3)金刚石中只存在cc共价键,石墨中不仅存在cc共价键,还存在混合键。答案:(1)同素异形体(2)sp3sp2(3)【真题备选】1.(2012上海高考)ph3是一种无色剧毒气体,其分子结构和nh3相似,但ph键键能比nh键键能低。下列判断错误的是()a.ph3分子呈三角锥型b.ph3分子是极性分子c.ph3沸点低于nh3沸点,因为ph键键能低d.ph3分子稳定性低于nh3分子,因为nh键键能高【解析】选c。ph3沸点低于nh3沸点,是因为氨气分子中含有氢键。2.(2011安徽高考)科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的n(no2)3(如下图所示)。已知该分子中nnn键角都是108.1,下列有关n(no2)3的说法正确的是()a.分子中n、o间形成的共价键是非极性键b.分子中四个氮原子共平面c.该物质既有氧化性又有还原性d.15.2 g该物质含有6.021022个原子【解析】选c。n和o两种原子属于不同的非金属元素,它们之间形成的共价键应该是极性键,a错误;因为该分子中nnn键角都是108.1,所以该分子不可能是平面形结构,而是三角锥型,b错误;由该分子的化学式n4o6可知分子中氮原子的化合价是+3价,处于中间价态,化合价既可以升高又可以降低,所以该物质既有氧化性又有还原性,c正确;该化合物的摩尔质量是152 gmol-1,因此15.2 g该物质的物质的量为0.1 mol,所以含有的原子数为0.1106.021023=6.021023,d错误。3.(2012海南高考节选)(1)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物,这两种化合物都可用于催化乙炔聚合,其阴离子均为无限长链结构(如下图),a位置上cl原子的杂化轨道类型为。已知其中一种化合物的化学式为kcucl3,另一种化学式为;(2)金属铜单独与氨水或单独与过氧化氢都不能反应,但可与氨水和过氧化氢的混合溶液反应,其原因是_,反应的化学方程式为。【解析】(1)cu有+1、+2两种价态,题中是+2价的,那+1价的化学式当然是k2cucl3;(2)单独不反应,同时作用能反应,即相互促进,一个氧化剂一个能形成配离子。还原剂是铜,氧化剂是过氧化氢,方程式为cu+h2o2+4nh3h2ocu(nh3)42+2oh-+4h2o。答案:(1)sp3k2cucl3(2)过氧化氢为氧化剂,氨与cu2+形成配离子,两者相互促进使反应进行cu+h2o2+4nh3h2ocu(nh3)42+2oh-+4h2o【检测强化练】1.(2015成都高二检测)能溶于浓氨水形成蓝色溶液的白色固体是()a.cuso45h2o b.cu(nh3)4so4c.agcl d.cuso4【解析】选d。cuso45h2o能溶于浓氨水形成蓝色溶液,但它是蓝色固体,不符合题意;cu(nh3)4so4为蓝色固体,不符合题意;agcl是不溶于水的白色固体,且能溶于氨水生成ag(nh3)2+,但溶液无色,也不符合题意;cuso4溶于氨水生成cu(nh3)42+,溶液为蓝色,符合题意。2.(2015宿迁高二检测)三聚氰胺结构式如图所示:它是一种纯白色单斜棱晶体,无味,快速加热至300可升华,可溶于甲醇、甲醛、乙酸等有机溶剂。下列关于三聚氰胺的说法正确的是()a.三聚氰胺中含有三个手性碳原子b.碳原子的杂化方式均为sp3杂化c.三聚氰胺属于分子晶体d.6个氮原子均形成三根键,无孤电子对【解析】选c。从结构式分析,碳原子形成四根键,其中有一个双键,故没有手性,将双键看成单键,可知碳原子为sp2杂化,a、b项错误。从性质看,它加热易升华,且易溶于有机溶剂,则应为分子晶体的特性,c项正确。氮原子最外层有5个电子,而结构中只形成三根键,则还应存在一对孤电子对,d项错。3.(2015常州高二检测)过渡金属配合物的一些特有性质的研究正受到许多研究人员的关注,因为这方面的研究无论是理论上还是工业应用上都具有重要意义。(1)铜离子与氨基酸形成的配合物具有杀菌、消炎和抗肿瘤活性。与铜属于同一周期,且未成对电子数最多的元素基态原子的核外电子排布式为。(2)co可以和很多过渡金属形成配合物,如羰基铁fe(co)5、羰基镍ni(co)4。co分子中碳原子上有一对孤电子对,碳、氧原子都符合8电子的稳定结构,co的结构式为,与co互为等电子体的离子为(填化学式)。(3)氯化铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子的结构如图所示:此配离子中含有的作用力有(填字母)。a.离子键b.金属键 c.极性键d.非极性键e.配位键f.氢键 g.键h.键此配合物中碳原子的杂化轨道类型有。(4)ti3+可形成配位数为6的配合物。现有钛的两种颜色的配合物,一种为紫色,另一种为绿色。相关实验证明,两种物质的组成皆为ticl36h2o。为测定这两种配合物的成键情况,设计了如下实验:分别取等质量的两种物质的样品配成待测溶液;分别往待测溶液中滴入过量的agno3溶液并充分反应,均产生白色沉淀;测定沉淀质量并比较,发现由原绿色物质得到的沉淀质量是由原紫色物质得到的沉淀质量的2/3。则原绿色配合物的内界的化学式为。【解析】(1)铜位于第4周期,该周期中未成对电子数最多的元素中3d轨道上应是半充满状态,4s轨道上也是半充满状态,为铬元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或ar3d54s1。(2)碳原子最外层有4个电子,氧原子最外层有6个电子,当二者都符合8电子的稳定结构时,电子式为,即c与o之间形成共价叁键,结构式为co;co分子共含有14个电子,与其互为等电子体的离子为cn-。(3)在该配离子中含有co、ch等极性键,含有cc非极性键,o与fe3+之间的配位键,cc、co、ch、oh等键,co之间、cc之间含有键。碳碳双键和碳氧双键中的碳原子采用sp2杂化,ch3和ch2中的碳原子采用sp3杂化。(4)两种物质的溶液中加入agno3溶液后都生成白色沉淀,说明外界中都含有cl-,由得到沉淀的量的关系可知,绿色物质中的cl中有2个在外界,而紫色物质中的cl全部在外界,故绿色物质的内界的化学式为ticl(h2o)52+。答案:(1)1s22s22p63s23p63d54s1或ar3d54s1(2)cocn-(3)cdeghsp2、sp3(4)ticl(h2o)52+4.(2015宜昌高二检测).氢能的存储是氢能应用的主要瓶颈,配位氢化物、富氢载体化合物是目前所采用的主要储氢材料。(1)ti(bh4)2是一种过渡元素硼氢化物储氢材料。在基态ti2+中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为。(2)液氨是富氢物质,是氢能的理想载体,利用氮气和氢气反应合成氨气,实现储氢和输氢。下列说法正确的是。a.nh3分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2杂化b.nh4+与ph4+、ch4、bh4-、clo4-互为等电子体c.相同压强时,nh3的沸点比ph3的沸点高d.cu(nh3)42+中氮原子是配位原子(3)已知nf3与nh3的空间构型相同,但nf3不易与cu2+形成配离子,其原因是_。【解析】(1)钛是22号元素,ti2+的核外有20个电子,根据构造原理知其核外电子排布式为1s22s22p63s2