高考化学一轮复习限时规范训练第十一章第2讲分子结构与性质含解析新人教版

分子结构与性质A组(20分钟)1．下列反应中有机物化学键断裂只涉及π键断裂的是()A．CH4的燃烧 B．C2H4与Cl2的加成C．CH4与Cl2的取代 D．C2H4的燃烧解析：选B。CH4不存在π键，只存在σ键，燃烧后四个碳氢σ键全部断裂，A错误；C2H4与Cl2的加成，是碳碳双键中的π键断裂，与氯气中氯氯σ键断裂，但是氯气为无机物，与题意相符，B正确；CH4与Cl2的取代是甲烷中碳氢σ键断裂和氯气中氯氯σ键断裂发生取代反应，不涉及π键断裂，C错误；C2H4的燃烧，4个碳氢σ键、1个碳碳σ键和1个碳碳π键全部断裂，与题意不符，D错误。2．下列说法中正确的是()A．双原子分子中化学键键能越大，分子越稳定B．双原子分子中化学键键长越长，分子越稳定C．双原子分子中化学键键角越大，分子越稳定D．在双键中，σ键的键能要小于π键的解析：选A。双原子分子中化学键键长越短，分子越稳定，B不正确；分子的稳定性和键角没有必然关系，C不正确；在双键中，σ键的键能不一定小于π键的键能，D不正确。3．下列有关σ键和π键的说法错误的是()A．含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者B．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键D．在分子中，化学键可能只有π键而没有σ键解析：选D。A.π键不稳定，易断裂，则含有π键的分子在反应时，π键是化学反应的积极参与者，故A正确；B.原子形成分子，优先头碰头重叠，则先形成σ键，可能形成π键，故B正确；C.单键为σ键，而双键、三键中有σ键和π键，则有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键，如HCl，故C正确；D.共价键中一定含σ键，则在分子中，化学键可能只有σ键，而没有π键，故D错误；故选D。4．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()A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力C．sp2，氢键 D．sp3，氢键解析：选C。在硼酸[B(OH)3]分子中，硼原子最外层只有3个电子，B原子与3个羟基相连，与氧原子形成3对共用电子对，即形成3个σ键，无孤对电子对，杂化轨道数为3，B原子采取sp2杂化；在硼酸[B(OH)3]分子中，氧原子与氢原子形成1对共用电子对，氧元素的电负性很强，不同硼酸分子中的氧原子与氢原子之间形成氢键，硼酸分子之间存在范德华力，氢键比范德华力更强，硼酸分子之间主要是氢键；故选C。5．共价键①H—H键、②H—F键、③H—O键、④N—H键、⑤P—H键中，键的极性由弱到强的顺序正确的是()A．①②③④⑤ B．⑤④③②①C．①⑤④③② D．②③④⑤①解析：选C。在极性共价键中，成键原子吸引电子的能力差别越大，共用电子的偏移程度越大，共价键的极性越强。元素周期表中，同一周期的主族元素原子，从左到右吸引电子的能力逐渐增强，题中涉及的元素原子吸引电子的能力由弱到强的顺序是N、O、F；同一主族中从上到下，原子半径逐渐增大，吸引电子的能力逐渐减弱，氮原子和磷原子吸引电子的能力N＞P；H—H键是由吸引电子能力相同的同种原子形成的非极性键，故选C。6．下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是()①H2O②NH3③F－④CN－⑤COA．①② B．①②③C．①②④ D．①②③④⑤解析：选D。几种粒子的结构式分别为，所以几种粒子都能提供孤对电子与某些金属离子形成配位键，故选D。7．下列事实，不能用氢键知识解释的是()A．水分子高温下也很稳定B．水和乙醇可以完全互溶C．冰的密度比液态水的密度小D．液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式解析：选A。水分子高温稳定是因为H—O键键能大，而与氢键无关，A项符合题意；水分子和乙醇分子之间能够形成氢键，所以二者互溶，B不选；冰中含有氢键，其体积变大，所以冰的密度比液态水的密度小，C不选；氟化氢分子之间能形成氢键，很多HF分子可以缔结在一起，所以液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式，D不选。8．如图所示是甲醛分子的模型。根据该图和所学化学键知识回答下列问题：(1)甲醛分子中碳原子的杂化方式是________，做出该判断的主要理由是________________________________。(2)下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是________(填序号)。①单键；②双键；③σ键；④π键；⑤σ键和π键。(3)甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角________(填“＝”“＞”或“＜”)120°，出现该现象的主要原因是________________________________________________________________________。解析：(1)原子中的杂化轨道类型不同，分子的空间构型也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采取sp2杂化。(2)醛类分子中都含有羰基(C=O)，所以甲醛分子中的碳氧键是双键。一般来说，双键是σ键和π键的组合。(3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角小于120°。答案：(1)sp2杂化甲醛分子的立体结构为平面三角形(2)②⑤(3)＜碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强B组(30分钟)9．某配合物的分子结构如图所示，其分子内不含有()A．离子键 B．共价键C．配位键 D．氢键解析：选A。根据该粒子的结构示意图可知，该配合物中存在的化学键有：非金属元素之间的共价键，镍元素与氮元素之间的配位键，氧原子和氢原子之间的氢键，但不存在离子键，故选A。10．下列物质分子内和分子间均可形成氢键的是()A．NH3 B．C．H2S D．C2H5OH解析：选B。通常能形成氢键的分子中含有：N—H键、H—O键或H—F键。NH3、CH3CH2OH有氢键但只存在于分子间。B项中中的O—H键与另一分子中中的O可在分子间形成氢键，同一分子的O—H键上的H原子与邻位中的O原子可在分子内形成氢键。11．下列推断正确的是()A．BF3为三角锥形分子B．NHeq\o\al(＋,4)的电子式为，离子呈平面正方形结构C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的spσ键D．甲醛分子为平面三角形，有一个π键垂直于三角形平面解析：选D。BF3为平面三角形，A错误；NHeq\o\al(＋,4)为正四面体构型，B错误；甲烷分子中碳原子的2s轨道与2p轨道杂化形成4个sp3杂化轨道，然后与氢的1s轨道重叠，形成4个ssp3σ键，C错误；甲醛分子为平面三角形，为sp2杂化，还有一个未参与杂化的p轨道与O原子形成π键，该π键垂直于杂化轨道的平面，D正确。12．氮、磷、砷是同族元素，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。请回答下列问题：(1)砷原子核外电子排布式为________________________________________________________________________。(2)K3[Fe(CN)6]晶体中Fe3＋与CN－之间的键型为________，该化学键能够形成的原因是________________________________________________________________________。(3)已知：CH4SiH4NH3PH3沸点(K)分解温度(K)8737731073分析上表中四种物质的相关数据，请回答：①CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。②CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，分解温度高低的原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。③综合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时________先液化。解析：(1)砷原子核外33个电子分4层排布，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3。(2)Fe3＋具有空轨道，CN－有孤对电子，二者以配位键结合。(3)①CH4与SiH4的结构相似，液态的CH4、SiH4气化时克服的只有分子间作用力，而相对分子质量越大，分子间作用力越大，物质的沸点越高，所以SiH4的沸点高于CH4，但NH3分子间还存在氢键，而PH3分子间只存在分子间作用力，所以NH3的沸点高于PH3。②CH4、SiH4、NH3、PH3物质的稳定性与共价键强弱有关，非金属性越强，与H化合能力越强，生成的化学键的键能也越大，其分子也越稳定。③由于HF分子间存在氢键，分子和分子间更易结合在一起，所以它优先液化。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)配位键CN－能提供孤对电子，Fe3＋能接受孤对电子(或Fe3＋有空轨道)(3)①结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此SiH4沸点高于CH4；NH3分子间还存在氢键作用，因此NH3的沸点高于PH3②C—H键键能大于Si—H键，因此CH4分解温度高于SiH4；N—H键键能大于P—H键，因此NH3分解温度高于PH3③HF13．配位键是一种特殊的共价键，即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。如NHeq\o\al(＋,4)就是由NH3(氮原子提供电子对)和H＋(缺电子)通过配位键形成的。据此，回答下列问题：(1)下列粒子中可能存在配位键的是________。A．CO2 B．H3O＋C．CH4 D．H2SO4(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性，试写出其电离方程式：________________________________________________________________________。(3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初科学家提出了两种观点：甲：、乙：H—O—O—H，式中O→O表示配位键，在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成了下列实验：a．将C2H5OH与浓硫酸反应生成(C2H5)2SO4和水；b．将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；c．将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)______________。②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案：________________________________________________________________________。解析：本题综合考查配位键的形成和配合物的性质。解题时要注意配位键形成条件中的一方提供电子对，另一方提供空轨道。(1)由题中信息可导出结论：凡能给出H＋的物质中一般含有配位键。(2)硼原子为缺电子原子，H3BO3的电离是B原子和水中的OH－形成配位键，水产生的H＋表现出酸性。(3)由题中所含配位键的物质的反应特点分析。答案：(1)BD(2)H3BO3＋H2OH＋＋[B(OH)4]－(3)①＋H2→C2H5OC2H5＋H2O②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)14．如图所示是过氧化氢(H2O2)分子的空间结构示意图。(1)写出过氧化氢分子的电子式________。(2)下列关于过氧化氢的说法中正确的是(填序号)________。①分子中有极性键②分子中有非极性键③氧原子的轨道发生了sp2杂化④O—O共价键是ppσ键⑤分子是非极性分子(3)过氧化氢分子之间易形成氢键，该氢键的表示式是________。(4)过氧化氢难溶于二硫化碳，主要原因是________________________________________________________________________；过氧化氢易溶于水，主要原因是________________________________________________________________________。(5)过氧乙酸也是一种过氧化物，它可以看做是过氧化氢分子中的一个氢原子被乙酰基()取代的产物，是一种常用的杀菌消毒剂。在酸性条件下过氧乙酸易发生水解反应生成过氧化氢。①写出过氧乙酸发