2021高考化学一轮复习 5.3 化学键与物质构成 分子结构与性质练习（含解析）苏教版

化学键与物质构成 分子结构与性质在海洋深处的低氧环境中,细菌会分解有机物产生甲烷。由于海洋深处的温度很低并且压力很高,甲烷以及其他碳氢化合物就会与水结合成水合物,这就是可燃冰。正因为如此,可燃冰拥有相当高的能量密度,1立方米的可燃冰燃烧所释放出的能量相当于164立方米的天然气燃烧所能产生的能量。2019年,我国在南海首次成功实现了可燃冰的开采,这个事件具有里程碑的意义。未来如果能够大规模开采,这种储量丰富、高能量密度的能源将有助于缓解能源危机。既然叫可燃冰,它是可燃的,因为其主要成分为甲烷,这也是天然气的主要成分。可燃冰中的冰指的是水分子和甲烷在低温高压下结合成固体。因此,可燃冰又称甲烷水合物,其外形看起来像冰,并且能在空气中燃烧。问题1.可燃冰是甲烷的结晶水合物,那么甲烷与水分子之间存在氢键吗?(素养角度宏观辨识与微观探析)提示:不存在。甲烷中是ch键,水中是ho键,不符合氢键的定义:xhx(x指n、o、f)。问题2.开采可燃冰有什么实际意义?(素养角度科学态度与社会责任)提示:可以作为新能源,甲烷燃烧的产物为无污染的水和二氧化碳。问题3.甲烷和水分别属于什么分子?含有什么类型的化学键?(素养角度证据推理与模型认知)提示:甲烷为非极性分子,水为极性分子。ch、oh键均为极性键。问题4.判断甲烷和水分子的分子构型,并指出中心原子的杂化方式。(素养角度证据推理与模型认知)提示:ch4分子中含有4个键,中心碳原子的孤电子对数为12(4-41)=0,因此甲烷分子为正四面体形,中心原子的杂化方式为sp3。h2o分子中含有2个键,中心氧原子的孤电子对数为12(6-21)=2,因此水分子为v形,中心原子的杂化方式为sp3。1.二茂铁(c5h5)2fe是由一个二价铁离子和2个c5h5-构成,它的发现可以说是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件,它开辟了金属有机化合物研究的新领域。已知:二茂铁熔点是173 (在100 时开始升华),沸点是249 ,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法正确的是()a.二茂铁属于离子晶体b.在二茂铁结构中,c5h5-与fe2+之间形成的化学键类型是离子键c.已知:环戊二烯的结构式为:,则其中碳环上有2个键和5个键d.二价铁离子的基态电子排布式为ar3d44s2【解析】选c。依据题意,二茂铁熔点是173 (在100 时开始升华),沸点是249 ,不溶于水,易溶于苯、乙醚等非极性溶剂,熔沸点较低的晶体一般为分子晶体,所以可推断二茂铁晶体为分子晶体,a项错误;碳原子含有孤电子对,铁含有空轨道,所以碳原子和铁原子之间形成配位键,b项错误; 共价双键中含1个键和1个键,共价单键中含1个键,则根据环戊二烯的结构式可知,碳环上有2个键和5个键,c项正确;铁的原子序数是26,其核外电子数是26,铁原子失2个电子生成亚铁离子,根据构造原理知亚铁离子的核外电子排布式为ar3d6,d项错误。2.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(如图),已知其中一种化合物的化学式为kcucl3,下列有关说法中错误的是()a.a位置上cl原子的杂化轨道类型为sp3b.另一种化合物的化学式为k2cucl3c.铜元素在周期表中位于d区d.该物质中存在配位键【解析】选c。由图可知a位置上的氯原子形成了键,同时含有两对孤电子对,所以其杂化轨道数为4,故为sp3杂化,故a正确;kcucl3中铜的化合价为+2价,而另一种化合物中铜元素的化合价为+1价,则阴离子为cucl32-,故另一种化合物的化学式为k2cucl3,故b正确;铜元素在周期表中的ds区,故c错误;氯原子含有孤电子对,可以形成配位键,故d正确。【加固训练】1.s2cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂;其分子结构如图所示。常温下,s2cl2是一种橙黄色的液体,遇水易水解,并产生能使品红褪色的气体。下列说法中错误的是()a.s2cl2的电子式为: b.s2cl2为含有极性键和非极性键的非极性分子c.s2br2与s2cl2结构相似,熔沸点:s2br2s2cl2d.s2cl2与h2o反应的化学方程式可能为2s2cl2+2h2oso2+3s+4hcl【解析】选b。根据结构式知,该分子中每个cl原子和s原子之间形成一个共用电子对,两个s原子之间形成一个共用电子对,每个原子都达到8电子稳定结构,该分子电子式为,a正确;scl键是极性键、ss键是非极性键,该分子结构不对称,是极性分子,b错误;s2br2、s2cl2都是分子晶体,且相对分子质量s2br2s2cl2,所以熔沸点s2br2s2cl2,c正确;s2cl2易水解,并产生能使品红褪色的气体,说明生成so2,s2cl2中硫呈+1价,在反应过程中硫元素一部分升高到+4价(生成so2),s2cl2中cl元素化合价为-1价,不能发生还原反应,只能是一部分s元素化合价降低到0价(生成s),所以化学方程式为2s2cl2+2h2oso2+3s+4hcl,d正确。2.中科院国家纳米科学中心的科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,为“氢键的本质”这一化学界争论了多年的问题提供了直观证据。这不仅将人类对微观世界的认识向前推进了一大步,也为在分子、原子尺度上的研究提供了更精确的方法。下列说法中正确的是()a.氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一b.由于氢键的存在,冰能浮在水面上c.由于氢键的存在,沸点:hclhbrhihfd.由于氢键的存在,水分子变得更稳定了【解析】选b。氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故a错误;冰中分子排列有序,含有氢键数目增多,使体积膨胀,密度减小,所以冰能浮在水面上,是氢键的原因,故b正确;卤素的氢化物中只有hf含有氢键,卤素的氢化物的沸点:hfhihbrhcl,故c错误;水分子的稳定性与化学键的强弱有关,与氢键无关,故d错误。3.下列关于丙烯(ch3chch2)的说法正确的是()a.丙烯分子有7个键,1个键b.丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化c.丙烯分子中既存在极性键又存在非极性键d.丙烯分子中所有原子在同一平面上【解析】选c。cc、ch键均为键,cc中一个键,一个键,则丙烯分子有8个键,1个键,选项a错误;甲基中的c原子为sp3杂化,cc中的c原子为sp2杂化,则丙烯分子中1个碳原子是sp3杂化,2个碳原子是sp2杂化,选项b错误;不同种非金属元素之间形成极性键,则丙烯中存在ch极性共价键;同种非金属元素之间形成非极性键,则丙烯中存在cc非极性共价键,选项c正确;由cc双键为平面结构、甲基为四面体结构可知,丙烯分子中所有原子不可能在同一平面上,选项d错误。4.我国科学家卢嘉锡与法裔加拿大科学家gignere巧妙地利用尿素(h2nconh2)和h2o2形成化合物h2nconh2h2o2,不但使h2o2稳定下来,而且其结构也没有发生改变,得到了可供衍射实验的单晶体。下列说法中不正确的是()a.h2nconh2与h2o2是通过氢键结合的b.h2o2分子中只含键,不含键c.h2nconh2中键与键的数目之比为71d.h2nconh2h2o2属于离子化合物【解析】选d。根据题意,h2o2稳定下来,而且其结构也没有发生改变,因此h2nconh2与h2o2是通过氢键结合的,a项正确;h2o2的结构式hooh,单键为键,只含键,不含键,b项正确;尿素