高中化学 一轮复习 物质结构与性质 分子结构与性质

#⑴亚磷酸h3po3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，h3po3是中强酸,H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是：TOC\o"1-5"\h\z①，②。在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：，写出化学方程式：。1lO^P^O110^As—Oil\o"CurrentDocument"答案：(1)1111①H3PO3+2NaOH===Na,HPO3+2H2O②H3AsO3+3NaOH===Na,AsO3+3H2OH3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应H3AsO3+3HCl===AsCl3+3H2O［综合演练提能］［课堂巩固练］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同层分子间的主要作用力分别是()sp，范德华力B.sp2，范德华力C.sp2，氢键D.sp3，氢键3＋3解析：选CB(OH)3分子中，B原子价层电子对数为〒二3,B原子为SP2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。三氟化硼是平面正三角形，因此是非极性分子，推断三氯甲烷(碳原子位于分子结构中心)的结构和分子的极性情况是()正四面体，非极性分子B.四面体，极性分子C.平面三角形，非极性分子D.平面三角形，极性分子解析：选B三氯甲烷化学式为CHCl3，中心原子C原子的价层电子对数为2(4+1+

3x1)二4,C原子采取sps杂化，分子结构为四面体，由于C—H与C—C1键长不相等，结构不对称，是极性分子。下列物质沸点的比较，正确的是()乙烷〉丙烷B.正戊烷＞异戊烷C.丙烷〉乙醇D.乙醇〉乙二醇解析：选BA项，烷烃的相对分子质量越大，沸点越高，则丙烷〉乙烷，错误；B项，戊烷的同分异构体有正戊烷、异戊烷和新戊烷，正戊烷、异戊烷、新戊烷支链逐渐增多，有机物同分异构体中，支链越多，沸点越低，则正戊烷〉异戊烷〉新戊烷，正确;C项，含有氢键的比不含氢键的物质的沸点高，乙醇分子间存在氢键，丙烷分子间不形成氢键，则乙醇＞丙烷，错误；D项，氢键数目：乙二醇〉乙醇，故沸点：乙醇＜乙二醇，错误。下列关于配合物的说法中正确的是()A.配位体是C1-和H2O,配位数是8B•中心离子是Ti4+,配离子是[TiCKH^h#+内界和外界中的C1-的数目之比是1：2向1mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到3molAgCl沉淀解析：选CA项，配合物[TiCldOMdO的配位体是C1-和h2O,Ti3+的配位数为6，错误；B项，配离子是[TiCl(H2O)5]2+，中心离子是Ti3+,错误；C项，配合物[TiCl(H2O)5]Cl2^H2O中，内界有1个Cl-,外界有2个Cl-,内界和外界中的Cl-的数目之比是1：2,正确；D项，内界Cl-不与Ag+反应，外界Cl-与Ag+反应，在1mol该配合物中加入足量AgNO3溶液，可以得到2molAgCl沉淀，错误。H3CCHqII(1)丁二酮肟(丨"\「匚FJ)是检验Ni2+的灵敏试剂。丁二酮肟分子中C原子的轨道杂化类型为,1mol丁二酮肟分子中所含o键的数目为(2)向硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa)即可得到配合物A,其结构如图所示：A中碳原子的杂化类型为。1mol氨基乙酸钠中含有o键的数目为解析：(1)碳原子的杂化方式有两种，连有一个双键的碳原子周围连接有3个G键和1个n键，无孤电子对，所以采用SP2杂化，而甲基碳原子周围连接有4个G键，无孤电子对，故采用sp3杂化。(2)①根据A的结构简式可知，A中有两种碳原子，酯基中的碳原子周围有一个双键和两个单键，另一种碳原子周围有四个单键，所以碳原子的杂化方式为SP2、SP3。②1个氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa)分子中含有两个H—N键、两个C—H键、—个C—C键、一个C—N键、一个C—O键和一个C===O键，其中一个C===O键中含有一个g键和一个n键，所以1mol氨基乙酸钠中含有g键的数目为8Na。答案：(1)sp2、sp315NA(2)①sp2、sp3②8NA［课下提能练］1.下列物质的分子中既有g键，又有n键的是()①hci②h2o③n2④h2o2⑤c2h4⑥c2h2A.①②③B.③④⑤⑥C.①③⑥D.③⑤⑥解析：选D单键均为g键，双键和三键中各存在一个g键，其余均为n键。2．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是()两个碳原子采用sp杂化方式两个碳原子采用sp2杂化方式每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成n键两个碳原子形成两个n键解析：选B乙炔分子(CH三CH)中每个碳原子形成2个n键，碳原子采用sp杂化，A、D正确，B错误；每个碳原子中两个未杂化的2p轨道肩并肩重叠形成n键，C正确。3.(2018・奎屯模拟)下列关于丙烯(CH3—CH===C巧)的说法错误的是()丙烯分子有8个g键，1个n键丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化丙烯分子存在非极性键丙烯分子中3个碳原子在同一平面上解析：选B丙烯(CH3—CH===C巧)中存在6个C—Hg键和2个C—Cg键，还有1\/cC个n键，则共有8个g键，1个n键，A项正确；甲基中的C为sp3杂化，中的C为SP2杂化，丙烯中只有1个C原子为SP3杂化，B项错误；C与C之间形成的共价键为非\/极性键，则丙烯分子存在非极性键，C项正确；为平面结构，甲基中的C与双键碳原子直接相连，则三个碳原子在同一平面上，D项正确。(2018・荆州模拟)下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是()PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形BC13中B原子sp2杂化，为平面三角形CS2中C原子sp杂化，为直线形H2S分子中，S为sp杂化，为直线形5+3x1解析：选DPC13分子中P原子形成3个o键，孤对电子数为亍-3二1,为sp3杂化，三角锥形，A正确；BC13分子中B原子形成3个o键，孤对电子数为-3二0,为sp?杂化，平面三角形，B正确；CS2分子中C原子形成2个o键，孤对电子数为扌-2二6+2x10,为sp杂化，直线形，C正确；H2S分子中，S原子形成2个o键，孤对电子数为-2=2,为sp3杂化，V形，D错误。(2018・海南校际联考)下列分子或离子中，立体构型是平面三角形的是()A.CH4B.NH4＋C.NO3－D.CO2解析：选CA项,CH4中C原子为sp3杂化，分子为正四面体结构；B项,NH+中N原子为sp3杂化，离子为正四面体结构；C项，NO-中N原子上价层电子对数女5+1)=3,孤电子对数3-3=0,为平面三角形；D项,CO2中C原子为sp杂化，分子呈直线形。液氨是富氢物质，是氢能的理想载体。下列说法不正确的是()NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化[Cu(NH3)4]2+中，NH3分子是配体NH扌与PH扌、CH4、BHy互为等电子体相同压强下，NH3的沸点比PH3的沸点低解析：选DA项，氨气分子中氮原子的价层电子对数二3+\(5-3x1)=4,所以N原子采用sp3杂化，不符合题意；B项，在[Cu(NH3)』2+中，Cu2+提供空轨道，N原子提供孤

电子对，所以N原子是配位原子，NH3分子是配体，不符合题意；C项，等电子体为原子数相等和价电子数相等的分子、离子或原子团,NH+与PH+SCH4、BH4-均含有5个原子，且价电子数均为8，互为等电子体，不符合题意；D项，NH3和PH3的结构相似且都属于分子晶体，分子晶体的熔沸点随其相对分子质量的增大而增大，但nh3的分子间存在氢键，所以相同压强下，nh3和ph3相比，nh3的沸点较高，符合题意。肼(H2N—NH2)和偏二甲肼［H2N—N(CH3)2］均可用作火箭燃料。查阅资料得知，肼是一种良好的极性溶剂，沿肼分子球棍模型的N—N键方向观察，看到的平面图如图所示。下列说法不正确的是()A.肼分子中的氮原子采用sp3杂化B•肼分子中既有极性键又有非极性键肼分子是非极性分子肼与偏二甲肼互称同系物解析：选C肼分子中每个N原子含有3个o键和1个孤电子对，所以其价层电子对个数是4,则N原子采用sp3杂化，A项正确；肼分子中N原子之间存在非极性键，N原子和H原子之间存在极性键，B项正确；肼分子结构不对称，则正负电荷中心不重合，是极性分子，C项错误；肼和偏二甲肼结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，属于同系物，D正确。8•已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示，如图所示,有关h2o2结构的说法正确的是()H2O2中有3个o键、1个n键H2O2为非极性分子D.H2O2中氧原子为spD.H2O2沸点高达158□，可推测H2O2分子间可形成氢键解析：选D解析：选DH2O2中有3个o键，无n键，A项错误；根据图示，H2O2中正负电荷中心不重合，为极性分子，B项错误；H2O2中氧原子为sp3杂化，C项错误；H2O2沸点较高，可推测分子间形成了氢键，D项正确。9.(2017・全国卷口)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：

经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。TOC\o"1-5"\h\zH00N从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为，不同之处为。(填标号)中心原子的杂化轨道类型中心原子的价层电子对数立体结构共价键类型R中阴离子叫中的o键总数为个。分子中的大n键可用符号也表示，其中TOC\o"1-5"\h\zm代表参与形成大n键的原子数，〃代表参与形成大n键的电子数(如苯分子中的大n键可表示为也)，则中的大n键应表示为。图中虚线代表氢键，其表示式为(NH+)N—H...C1、、R的晶体密度为dg・cm-3，其立方晶胞参数为anm，晶胞中含有y个［(N5)6(H3O)3(NH4)4C1］单元,该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为。解析：(1)①结合题图可知：晶体R中两种阳离子为NHf和H3O+，两种阳离子的中心原子均采取sp3杂化；NH+中成键电子对数为4,H3O+中含1个孤电子对和3个成键电子对，即中心原子的价层电子对数均为4；两种阳离子中均存在极性键，不存在非极性键。NH+4和h3o+分别为正四面体结构和三角锥形结构，即立体结构不同。②从题图可以看出：阴离子N5-呈五元环状结构，其含有的o键总数为5个；N5-中参与形成大n键的电子数为6，故可将其中的大n键表示为口％③根据题给表示式可知，除表示出形成氢键的原子外，还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况因此氢键的表示式还-(ax10-7)3d，可求出y二602a3dM'a3dNx…\

或X10-21丿。-(ax10-7)3d，可求出y二602a3dM'a3dNx…\

或X10-21丿。答案：⑴①ABDC②5出3(H3O+)O—H...N(N-)(NH扌)N—H...N(N-)⑵晋严(或^纠］0-21下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:

2Cr2O2-+3CH3CH2OH+16H++13H2O―->4[Cr(H2O)6]3＋＋3CH3COOHCr3+基态核外电子排布式为；配合物[Cr(H2O)6]3+中，与Cr3+形成配位键的原子是(填元素符号)。CH3COOH中C原子轨道杂化类型为；1molCH3COOH分子含有g键的数目为。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，还因为解析：(l)Cr是24号元素，Cr原子基态核外电子排布式为Is22s22p63s23p63d54si,Cr原子由外向里失去3个电子后变为Cr3+,故Cr3+基态核外电子排布式为Is22s22p63s23p63d3。在配合物[Cr(H2O)6]3+中，中心原子提供空轨道，而配位原子提供孤对电子，H2O分子中含有孤对电子的是O原子。HICIH(2)CH3COOH中，甲基中C原子与其他原子形成4个g键，故C原子采取sps杂化；而羧基中C原子形成3个g键和1个n键，故C原子采取的是sp2杂化。CH3COOHHICIH:0H*单键均为g键，双键中有1个g键和1个n键，故1个CH3COOH分子中含有7个g键，因此1molCH3COOH中含有7x6.02x1023个g键。(3)运用电子-电荷互换法，电子数不变，带一个正电荷即增加一个质子，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。答案：(1)1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3Osp3和sp27NA(或7x6.02x1023)h2f+h2o与ch3ch2oh之间可以形成氢键(2018・石家庄模拟)a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如表所示。a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同b基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1c在周期表所列兀素中电负性最大

d位于周期表中第4纵行e基态原子M层全充满，N层只有一个电子请回答：d属于区的元素，其基态原子的价电子排布图为b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为(用元素符号表示)。c的氢化物水溶液中存在的氢键有种，任意画出一种。a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为(用化学式表示)若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A,则A的空间构型为；A的中心原子的轨道杂化类型为；与A互为等电子体的一种分子为(填化学式)。解析：由表中信息可知a、b、c、d、e分别C、N、F、Ti、Cu元素。(l)Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2，属于d区元素，其基态原子的价电子排布图为4s(2)b为N元素，其3p能级半充满，第一电离能大于同周期相(3)c为F元素，其氢化物水溶液中，(3)c为F元素，其氢化物水溶液中，H2O分子间存在氢键，HF分子间存在氢键，HF与H—F…H—OT——

\\HH共4种氢键。H2O分子间存在两种氢键，a为C元素，同主族相邻元素为Si，CO2为分子晶体、iO2为原子晶体，熔点SiO2>CO2；A为CO2-，价层电子对数为!(4+2)=3,孤电子对数为3-3=0，故为平面三角形，C原子杂化方式为sp2杂化；CO2-中，原子数为4、价电子数为24,与A互为等电子体的分子为so3或bf3等。4s一I—(2)N>O>C3d4s一I—(2)N>O>C答案：(1)d上——4F—H...F(或F—H...O或O—H...F或O—H...O)SiO2>CO2平面三角形sp2SO3(或BF3)(其他合理答案均可)(2018•临汾模拟)B、C、N是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然界中广泛存在。

即］诚—严丁I即］诚—严丁I斗硼冗二也方相就此硼图1HH2图色基态硼原子的电子排布式为；C、N元素的第一电离能由大到小的顺序为BF3与一定量的水可形成如图1的晶体R。①晶体R中各种微粒间的作用力涉及(填字母)；a.离子键B.共价键c.配位键d.金属键②R中阴离子的空间构型为乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2溶液可形成配离子(结构如图2)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为;乙二胺和三甲胺［N(CH3)3］均属于铵，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，其结构与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；它的晶体结构如图3所示，六方相氮化硼质地软的原因是。解析：(1)硼原子核外有5个电子，其核外电子排布式为1s22s22pi,C、N两种元素的第电离能由大到小的顺序为N>C。晶体R中各种微粒间的作用力涉及离子键、共价键、配位键；阴离子中中心原子B原子含有4个G键且不含孤电子对，所以B原子采用SP3杂化方式，为四面体构型。乙二胺中N原子形成3个o键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3杂化；乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高。六方相氮化硼中，每一个B原子与3个N原子相连，每1个N原子与3个B原子相连，形成平面三角形，向空间发展成层状结构。六方相氮化硼不含i键，只含o键，层与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软。答案：(1)1s22s22p1N>C⑵①abc②四面体⑶sp3杂化乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键(4)层与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软(1)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂oSO2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；O3的三聚体环状结构如图甲所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为；该结构中S—O键键长有两类，一类键长约140pm，另一类键长约为160pm，较短的键为(填图甲中字母)，该分子中含有个o键。(2)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，其阴离子呈如图乙所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学^式^为。解析：(1)根据价层电子对互斥理论可确定SO2中孤电子对数为(6-2x2)x1二1，成键电子对数为2，即价层电子对数为3,SO2的立体构型为V形。气态SO3中没有孤电子对，只有3对成键电子对，即中心原子S采取sp2杂化。题图甲中与b键相连的O原子被2个S原子共用，键长较长，即a键较短。三聚体中每个共价键都为o键，则该分子共有12个o键。(2)VO4-中含有4对成键电子对，中心原子为sp3杂化，其立体构型为正四面