高三化学总复习练习第十二章物质结构与性质（选修3）1240

1240[A层基础练]1．(2018·西安模拟)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法错误的是()A．32gS8分子中含有0.125molσ键B．SF6是由极性键构成的非极性分子C．1molC2H2分子中有3molσ键和2molπ键D．1molS8中含有8molS—S键【解析】A项，1molS8中有8molσ键，32gS8中含有σ键eq\f(32,32×8)×8＝1mol，错误；B项，由SF6的球棍模型知，其是由S—F极性键构成，结构对称，属于非极性分子，正确；C项，单键为σ键，三键中有2个π键，因此1mol乙炔中含有3molσ键和2molπ键，正确；D项，根据选项A分析，正确。【答案】A2．(2018·奎屯模拟)下列关于丙烯(CH3—CHCH2)的说法错误的是()A．丙烯分子有8个σ键，1个π键B．丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化C．丙烯分子存在非极性键D．丙烯分子中3个碳原子在同一平面上【解析】丙烯(CH3—CHCH2)中存在6个C—Hσ键和2个C—Cσ键，还有1个π键，则共有8个σ键，1个π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。【答案】B3．(2018·洛阳模拟)下列说法中不正确的是()A．σ键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠B．共价化合物分子的键能越大，键长越长，则分子越稳定C．2个原子形成多个共价键中，只有一个σ键，而π键可以是一个或多个D．形成共价键时键与键重叠程度越大，体系能量越低，键越稳定【解析】σ键是原子轨道以“头碰头”的方式相互重叠，A正确；键能越大，键长越短，共价分子越稳定，B错误；如2个N形成的N2分子中，只有一个σ键，有2个π键，C正确；形成共价键时键与键重叠程度越大，键越稳定，体系能量越低，D正确。【答案】B4．(2018·贵阳模拟)PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是()A．PH3分子呈三角锥形B．PH3分子是极性分子C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键键能高【解析】PH3分子结构和NH3相似，NH3是三角锥形，故PH3也是三角锥形，A正确；PH3分子结构不对称为极性分子，B正确；NH3分子之间存在氢键，NH3沸点比PH3高，C错误；P—H键键能比N—H键键能低，故N—H更稳定，化学键越稳定，分子越稳定，D正确。【答案】C5．(2018·松原模拟)关于化学式[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的配合物的下列说法中正确的是()A．配位体是Cl－和H2O，配位数是9B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H2O5)]2＋C．内界和外界中的Cl－的数目比是1∶2D．加入足量AgNO3溶液，所有Cl－均被完全沉淀【解析】配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O，配位体是Cl－和H2O，配位数是6，A错误；中心离子是Ti3＋，配离子(内界)是[TiCl(H2O)5]2＋，外界是Cl－，B错误；内界[TiCl(H2O)5]2＋和外界Cl－的数目比是1∶2，C正确；加入足量AgNO3溶液，外界离子Cl－与Ag＋反应，内界中的Cl－不与Ag＋反应，D错误。【答案】C6．(2018·太原模拟)下列事实与氢键有关的是()A．水加热到很高的温度都难以分解B．水结成冰体积膨胀，密度变小C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随着相对分子质量的增加而升高D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱【解析】A项，水分解破坏的是化学键，不是氢键，错误；B项，氢键具有方向性，氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子相互吸引，所以水结成冰时，体积增大，密度变小，正确；C项，CH4、SiH4、GeH4、SnH4的熔点随相对分子质量的增大而升高与范德华力有关，与氢键无关，错误；D项，HF、HCl、HBr、HI的热稳定性与分子中化学键的键能大小有关，与氢键无关，错误。【答案】B7．(2016·全国丙卷)砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料，可用于制作微型激光器或太阳能电池的材料等。回答下列问题：(1)写出基态As原子的核外电子排布式________。(2)根据元素周期律，原子半径Ga________As，第一电离能Ga________As。(填“大于”或“小于”)(3)AsCl3分子的立体构型为________，其中As的杂化轨道类型为________。【解析】(1)As元素在周期表中处于第ⅤA族，位于P元素的下一周期，则基态As原子核外有33个电子，根据核外电子排布规律写出其核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同周期主族元素的原子半径随原子序数的递增而逐渐减小，Ga与As在周期表中同位于第四周期，Ga位于第ⅢA族，则原子半径：Ga>As。Ga、As原子的价电子排布式分别为4s24p1、4s24p3，其中As原子的4p轨道处于半充满的稳定状态，其第一电离能较大，则第一电离能：Ga<As。(3)As原子的价电子排布式为4s24p3，最外层有5个电子，则AsCl3分子中As原子形成3个As—Cl键，且含有1对未成键的孤对电子，则As的杂化轨道类型为sp3杂化，AsCl3分子的立体构型为三角锥形。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3(2)大于小于(3)三角锥形sp38．(2015·江苏高考)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：(1)Cr3＋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)。(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1molCH3COOH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__________________________。【解析】(1)Cr是24号元素，Cr原子基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，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1s22s22p63s23p63d3。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。(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1molCH3COOH中含有7×6.02×1023个σ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]3d3O(2)sp3和sp27NA(或7×6.02×1023)(3)H2F＋H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键[B层提升练]9．(2018·郑州高三上学期期末)中科院国家纳米科学中心2013年11月22日宣布，该中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80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．正是氢键的存在，冰能浮在水面上B．氢键是自然界中最重要、存在最广泛的化学键之一C．由于氢键的存在，沸点：HCl>HBr>HI>HFD．由于氢键的存在，水分子中氢氧键角是105°【解析】B项，氢键不是化学键，而是一种分子间作用力；C项应为HF＞HI>HBr>HCl；D项，由于孤电子对的排斥作用，水分子中的氢氧键角是105°。【答案】A10．(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在周期表所列元素中电负性最大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：(1)d属于________区的元素，其基态原子的价电子排布图为______________________。(2)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)。(3)c的氢化物水溶液中存在的氢键有________种，任意画出一种________。(4)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分别是C、N、F、Ti、Cu元素。(1)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(2)b为N元素，其3p能级半充满，第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能由大到小顺序为N>O>C。(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H2O分子间存在两种氢键，，共4种氢键。(4)a为C元素，同主族相邻元素为Si，CO2为分子晶体、SiO2为原子晶体，熔点SiO2>CO2；A为COeq\o\al(2－,3)，价层电子对数为eq\f(1,2)(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；COeq\o\al(2－,3)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。【答案】(1)d(2)N>O>C(3)4F—H…F(或F—H…O或O—H…F或O—H…O)(4)SiO2>CO2平面三角形sp2SO3(或BF3)(其他合理答案均可)[C层真题练]11．(2017·课标全国Ⅲ，35)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2CH3OH＋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)Co基态原子核外电子排布式为______________________________________________。元素Mn与O中，第一电离能较大的是________，基态原子核外未成对电子数较多的是________。(2)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。(3)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________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(4)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)Co是27号元素，其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2。一般元素的非金属性越强，第一电离能越大，金属性越强，第一电离能越小，故第一电离能O>Mn。氧原子价电子排布式为2s22p4，其核外未成对电子数是2，锰原子价电子排布式为3d54s2，其核外未成对电子数是5，故基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。(2)CO2和CH3OH中的中心原子碳原子的价层电子对数分别是2和4，故碳原子的杂化方式分别为sp和sp3。(3)四种物质固态时均为分子晶体，H2O、CH3OH都可以形成分子间氢键，一个水分子中两个H都可以参与形成氢键，而一个甲醇分子中只有羟基上的H可用于形成氢键，所以水的沸点高于甲醇。CO2的相对分子质量大于H2的，所以CO2分子间范德华力大于H2分子间的，则沸点CO2高于H2，故沸点H2O>CH3OH>CO2>H2。(4)硝酸锰是离子化合物，一定存在离子键。NOeq\o\al(－,3)中氮原子与3个氧原子形成3个σ键，氮原子剩余的2个价电子、3个氧原子各自的1个价电子及得到的1个电子形成4原子6电子的大π键。【答案】(1)1s22s22p63s23p63d74s2或[Ar]3d74s2OMn(2)spsp3(3)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相对分子质量较大，范德华力较大(4)离子和π键(Πeq\o\al(6,4)键)12．(2016·全国甲，37节选)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。回答下列问题：(1)镍元素基态原子的电子排布式为________，3d能级上的未成对电子数为________。(2)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是________。②在[Ni(NH3)6]2＋中Ni2＋与NH3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(PH3)，原因是____