第2章 分子结构与性质B卷提升篇解析版.docx
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第2章分子结构与性质B卷提升篇解析版
选修3第二章分子结构与性质
(B卷提升篇)
一、单选题(54分)
1.(3分)下列关于丙烯(CH3—CH=CH2)的说法正确的是()
A.丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
B.丙烯分子有7个σ键,1个π键
C.丙烯分子存在非极性键
D.丙烯分子中3个碳原子在同一直线上
【答案】C
【解析】
A.甲基中的碳为SP3杂化,碳碳双键中的碳为SP2杂化,A项错误;
B.共价单键为
键,双键中1个是
键,1个是
键,丙烯(CH3—CH=CH2)结构中含有8个
键,1个
键,B项错误;
C.共用电子对不发生偏移的是非极性键,丙烯结构当中,既有极性键,又有非极性键,C项正确;
D.与碳碳双键直接相连的原子在同一平面上,丙烯分子中3个碳原子在同一平面上,D项错误;
答案选C
2.(3分)电子数相等的微粒叫等电子体,下列各组微粒属于等电子体的是
A.NO和NO2B.C2H4和N2
C.NH4+和OH﹣D.NO和CO2
【答案】C
【解析】
A.NO的电子数为7+8=15,NO2的电子数为7+8×2=23,二者电子数不相同,不属于等电子体,故A错误;
B.C2H4的电子数为6×2+4=16,N2的电子数为14,二者电子数不相同,不属于等电子体,故B错误;
C.NH4+的电子数为7+4-1=10,OH﹣的电子数为8+1+1=10,二者电子数相同,属于等电子体,故C正确;
D.NO的电子数为7+8=15,CO2的电子数为6+8×2=22,二者电子数不相同,不属于等电子体,故D错误;
综上所述,本题选C。
3.(3分)下面是从实验中测得的不同物质中氧氧键的键长和键能的数据:
O—O键
O22-
O2-
O2
O2+
键长/10-12m
149
128
121
112
键能/kJ·mol-1
x
y
z=494
w=628
其中x、y的键能数据尚未测定,但可根据规律推导出键能的大小顺序为w>z>y>x。
则该规律是( )
A.键长越长,键能越小
B.成键所用的电子数越多,键能越大
C.成键所用的电子数越少,键能越大
D.成键时共用电子越偏移,键能越大
【答案】A
【解析】
A、根据表中数据以及键能大小的顺序是w>z>y>x,可知键长越长,键能越小,故A正确;
B、O2和O2+成键所用电子数均为4个,但键能不同,分别为:
494kJ/mol、628kJ/mol,键能与成键所用的电子数无关,故B错误;
C、O2和O2+成键所用电子数均为4个,但键能不同,分别为:
494kJ/mol、628kJ/mol,键能与成键所用的电子数无关,故C错误;
D、这些微粒都是由相同的原子组成,电子对无偏移,且电子对偏移程度与键能无关,而是与原子吸引电子能力的相对大小有关,故D错误;
答案选A。
4.(3分)下列分子中的共价键是s-pσ键的是
A.H2B.HClC.NaClD.F2
【答案】B
【解析】A.H2分子中是s-sσ键;B.HCl的共价键是s-pσ键;C.NaCl中只有离子键,σ键是共价键;D.F2的共价键是p-pσ键。
本题选B。
点睛:
σ键就是原子间的原子轨道通过“头碰头”的方式形成的共价键,其电子云重叠较大,通常比以“肩并肩”方式形成的π键牢固。
以s轨道和p轨道形成的共价键就是s-pσ键。
5.(3分)下列常见分子中σ键、π键判断正确的是( )
A.CN-与N2结构相似,CH2===CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
B.CO与N2结构相似,CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C.C22-与O22+互为等电子体,1molO22+中含有的π键数目为2NA
D.已知反应N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(l),若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的π键数目为6NA
【答案】C
【解析】
HCN分子的结构可以表示为CH2=CHC≡N,其中含有6个σ键和3个π键,所以σ键与π键数目之比为2∶1,故A错误;
B.CO与N2结构相似,CO分子的结构可以表示为C≡O,其中σ键与π键数目之比为1∶2,故B错误;
C.C22-和O22+是等电子体,O22+的结构为[O≡O]2+,所以1molO22+中含有的π键数目为2NA,故C正确;
D.若该反应中有4molN-H键断裂,则生成1.5mol氮气,形成π键的数目是3NA,故D错误;
故选C。
6.(3分)下列说法中正确的是( )
A.分子中键能越大,键长越短,则分子越稳定
B.只有非金属原子之间才能形成共价键
C.水分子可表示为H—O—H,分子中键角为180°
D.H—O键键能为463kJ·mol-1,即18g水分子生成H2和O2时,放出的能量为(2×463)kJ
【答案】A
【解析】
A.分子中键能越大、键长越短,则分子越稳定,键长越长、键能越小时分子越不稳定,故A正确;
B.有些金属元素也可以形成共价键,如AlCl3、BeCl2等,故B错误;
C.水分子可表示为H-O-H,其空间构型为V形,水分子中键角104.5°,故C错误;
D.18g水是1mol,则断裂1mol水中的共价键需要消耗926kJ的能量,由于形成化学键还需要放出能量,所以18gH2O分解成H2和O2时,消耗能量要小于926kJ,故D错误。
故选A。
7.(3分)徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子,如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。
下列说法正确的是()
A.H2O2分子中的O为sp2杂化B.CO2分子中C原子为sp杂化
C.BF3分子中的B原子sp3杂化D.CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化
【答案】B
【解析】
A、H2O2分子中氧原子形成2个σ键,含有2对孤电子对,采取sp3杂化,故A错误;
B、CO2分子中C原子形成2个σ键,没有孤电子对,采取sp杂化,故B正确;
C、BF3分子中的B原子的最外层电子数3,形成3个σ键,没有孤电子对,采取sp2杂化,故C错误;
D、CH3COOH分子中有2个碳原子,其中甲基上的碳原子形成4个σ键,没有孤对电子,采取sp3杂化,故D错误;
故选B。
8.(3分)用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是( )
A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B.BF3键角为120°,SnBr2键角大于120°
C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
【答案】C
【解析】
A.SO2是V形分子;CS2、HI是直线形的分子,A错误;
B.BF3键角为120°,BF3分子是平面三角形结构,而Sn原子价电子是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,含有孤对电子,对成键电子有排斥作用,使键角小于120°,B错误;
C.CH2O、BF3、SO3中心原子价电子对数均为3,无孤电子对,都是平面三角形的分子,C正确;
D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子,而PCl5是三角双锥形结构,D错误;
故合理选项是C。
9.(3分)下列关于杂化轨道的叙述正确的是()
A.杂化轨道可用于形成σ键,也可用于形成π键
B.杂化轨道可用来容纳未参与成键的孤电子对
C.NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的3个p轨道与H原子的s轨道杂化而成的
D.在乙烯分子中,1个碳原子的3个sp2杂化轨道与3个氢原子的s轨道重叠形成3个C—Hσ键
【答案】B
【解析】
A、杂化轨道只用于形成σ键,或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成π键,A项不正确;
B、根据A中分析可知B项正确;
C、NH3中N原子的sp3杂化轨道是由N原子的1个s轨道和3个p轨道杂化而成的,C项不正确;
D、乙烯分子中的C原子采用sp2杂化,1个碳原子中的2个sp2杂化轨道与2个氢原子的s轨道重叠形成2个C—Hσ键,剩下的1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道重叠形成1个C—Cσ键,D项不正确。
答案选B。
10.(3分)关于配合物[Zn(NH3)4]Cl2的说法正确的是
A.配位数为6B.配体为NH3和Cl-
C.[Zn(NH3)4]2+为内界D.Zn2+和NH3以离子键结合
【答案】C
【解析】
配合物也叫络合物,为一类具有特征化学结构的化合物,由中心原子或离子(统称中心原子)和围绕它的称为配位体(简称配体)的分子或离子,完全或部分由配位键结合形成。
配合物中,配离子是含有配位键的离子,可以是阳离子或阴离子;配位体是提供孤电子对的分子或离子;配位原子是配体中提供电子对的原子;中心原子一般指接受电子对的原子;配位数是中心原子周围的配位原子个数。
配合物[Zn(NH3)4]Cl2中外界是Cl-,內界是[Zn(NH3)4]2+,Cl-和[Zn(NH3)4]2+以离子键结合,[Zn(NH3)4]2+离子中Zn2+是配离子,NH3是配位体,Zn2+和NH3以配位键结合,配位数为4,故选C。
11.(3分)以NA代表阿伏加德罗常数,则下列说法正确的是()
A.1molNH3分子中含有3NA个σ键和4NA个sp3杂化轨道
B.1molCO2分子中含有2NA个σ键和2NA个sp2杂化轨道
C.1molC2H2分子中含有2NA个σ键2NA个π键
D.1molC2H4分子中含有4NA个σ键2NA个π键
【答案】A
【解析】
A项,NH3分子中N原子采取sp3杂化,1个NH3分子中含3个σ键,1molNH3分子中含有3molσ键和4molsp3杂化轨道,A项正确;
B项,CO2分子中碳原子是sp杂化,B项错误;
C项,1个C2H2中含3个σ键和2个π键,1molC2H2分子中含3molσ键和2molπ键,C项错误;
D项,1个C2H4分子中含5个σ键和1个π键,1molC2H4分子中含有5molσ键和1molπ键,D项错误;
答案选A。
12.(3分)氢元素与其他元素形成的化合物称为氢化物,下列有关氢化物的叙述不正确的是
A.D2O分子的空间构型为直线形B.NH3的结构式为
C.HCl分子中含有3个孤电子对D.H2S和H2O分子的中心原子都采用sp3杂化
【答案】A
【解析】
A.D2O为重水分子,水分子的空间构型不是直线形,为V形结构,故A错误;
B.NH3为共价化合物,其分子中存在3个氮氢键,其结构式为
,故B正确;
C.氯化氢为共价化合物,分子中存在1个共价键,氯化氢的电子式为
,含有3个孤电子对,故C正确;
D.H2S分子中S原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对,所以S原子采用sp3杂化,H2O分子中的O原子价层电子对个数是4且含有2个孤电子对,所以O原子采用sp3杂化,故D正确;
答案选A。
13.(3分)Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3,若1mol该配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀,则m、n的值是
A.m=1,n=5B.m=3,n=4
C.m=5,n=1D.m=4,n=5
【答案】B
【解析】
Co(Ⅲ)的八面体配合物CoClm·nNH3,CoClm·nNH3呈电中性,因为NH3为中性分子,所以故m的值为3,而1mol该配合物与AgNO3作用生成1molAgCl沉淀,则其内界中只含2个氯离子,又因为该配合物为八面体,则中心原子的配位数为6,所以n的值为4,即该配合物的结构是:
[CoCl2(NH3)4]Cl,所以本题选择B。
14.(3分)氮气可以作食品包装、灯泡等的填充气,也是合成纤维、合成橡胶的重要原料。
实验室制备氮气的反应式:
NH4Cl+NaNO2
NaCl+N2↑+2H2O。
下列说法正确的是()
A.元素的电负性:
N>O>H
B.氮气分子的电子式:
C.钠电离最外层一个电子所需要的能量:
①>②
D.水中的氢键可以表示为:
O—H…O,其中H…O之间的距离即为该氢键的键长
【答案】C
【解析】
A.同周期元素,原子序数越大,电负性越大,则元素的电负性:
O>N>H,与题意不符,A错误;
B.氮气分子的电子式:
,与题意不符,B错误;
C.②时,最外层电子跃迁到3p能级,具有较高的能量,则钠电离最外层一个电子所需要的能量:
①>②,符合题意,C正确;
D.水中的氢键可以表示为:
O—H…O,其中H…O之间的距离即为分子间的作用力,与题意不符,D错误;
答案为C。
15.(3分)下列有关物质的结构和性质的叙述中,错误的是()
A.水分子之间氢键的方向性导致冰中水分子的堆积方式不属于分子密堆积
B.由极性键构成的分子可能是非极性分子
C.水蒸气、水、冰中都含氢键
D.分子晶体中一定存在分子间作用力,可能不存在共价键
【答案】C
【解析】
A.分子晶体的堆积,不一定是分子密堆积,如冰晶体中存在氢键,不是分子密堆积,A正确;
B.由极性键构成的分子有可能是极性分子,也有可能是非极性分子,如CH4就是由极性键构成的非极性分子,B项正确;
C.水蒸气中,由于分子间距离过大,不存在氢键,C项错误;
D.分子晶体中一定存在分子间作用力,但是其中可能含有共价键,也可能没有,例如H2O中含有共价键,稀有气体中不存在共价键;D项正确;
答案选C。
16.(3分)下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A.CCl4和SiCl4的熔点
B.对羟基苯甲醛(
)和邻羟基苯甲醛(
)的沸点
C.I2在水中的溶解度和I2在CCl4溶液中的溶解度
D.H2SO3和H2SO4的酸性
【答案】B
【解析】
A.分子组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,物质的熔点越高,所以SiCl4的沸点比CCl4的高,故A错误;
B.邻羟基苯甲醛的两个基团靠的很近,能形成分子内氢键,使熔沸点降低;而对羟基苯甲醛能够形成分子间氢键,使熔沸点升高,所以对羟基苯甲醛比邻羟基苯甲醛的沸点高,故B正确;
C.I2是非极性分子,水是极性分子,CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理,I2在水中的溶解度小于I2在CCl4溶液中的溶解度,故C错误;
D.H2SO3是二元中强酸,H2SO4是二元强酸,亚硫酸酸性比硫酸弱,故D错误;
答案选B。
17.(3分)有关HF和HCl判断正确的是
A.键长:
HF>HClB.键能:
HF>HCl
C.稳定性:
HCl>HFD.共用电子对偏移程度:
HCl>HF
【答案】B
【解析】
A.F的原子半径比Cl原子小,则键长:
HF<HCl,故A错误;
B.键长越短,键能越大,则键能:
HF>HC1,故B正确;
C.非金属性越强,氢化物越稳定,F的非金属性比Cl强,则稳定性:
HCl<HF,故C错误;
D.电负性差异越大,共用电子对偏移程度越大,F的电负性最大,则共用电子对偏移程度:
HCl<HF,故D错误;
答案为B。
18.(3分)原子间形成分子时,决定各原子相互结合的数量关系的是( )
A.共价键的方向性B.共价键的饱和性
C.共价键原子的大小D.共价键的稳定性
【答案】B
【解析】
原子间形成分子时,形成了共价键,共价键具有饱和性和方向性,方向性决定分子的立体构型,饱和性则决定原子形成分子时相互结合的数量关系,B正确;正确选项B。
二、填空题(34分)
19.(6分)在下列分子中,①HF②Br2③H2O④N2⑤CO2⑥H2⑦H2O2⑧HCN
分子中只有σ键的是________(填序号,下同),分子中含有π键的是________,分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是________,分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是________,分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________,分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________。
【答案】①②③⑥⑦④⑤⑧!
②④⑤⑥①③⑦⑧②④⑤⑦⑧。
【解析】本题主要考查分子结构。
分子中只有σ键即只形成单键的是①②③⑥⑦。
双键、三键中含有π键,所以分子中含有π键的是④⑤⑧。
分子中所有原子都满足最外层为8个电子结构的是②④⑤。
只有⑥H2分子中含有由两个氢原子的1s轨道形成的σ键,所以分子中含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是⑥。
①HF中H的1s轨道与F的2p轨道重叠形成σ键,③H2O中H的1s轨道与O的2p轨道重叠形成σ键,⑦H2O2中H的1s轨道与O的2p轨道重叠形成σ键,⑧HCN中H的1s轨道与C的2p轨道重叠形成σ键,所以分子中含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是①③⑦⑧。
②Br2分子中含有两个Br的4p轨道重叠形成的σ键,④N2分子中含有两个N的2p轨道重叠形成的σ键,⑤CO2分子中含有C的2p轨道与O的2p轨道重叠形成的σ键,⑦H2O2分子中含有两个O的2p轨道重叠形成的σ键,⑧HCN分子中含有C的2p轨道与N的2p轨道重叠形成的σ键,所以分子中含有由一个原子的p轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是②④⑤⑦⑧。
20.(8分)已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6,且都含有18个电子,又知B、C和D是由两种元素的原子组成,且D分子中两种原子个数比为1∶1。
请回答:
(1)组成A分子的原子的核外电子排布式是________ ;
(2)B和C的分子式分别是________和________;C分子的立体结构呈________形,该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”);
(3)向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液现象是 ________, 该反应的化学方程式为 ________;
(4)若将1moLE在氧气中完全燃烧,只生成1molCO2和2molH2O,则E分子的结构简式是________。
【答案】1s22s22p63s23p6HClH2SV极性有无色气体产生2H2O2===2H2O+O2↑(反应条件:
FeCl3)CH3OH。
【解析】本题主要考查分子结构。
(1)A是氩,组成A分子的原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p6。
(2)B和C的分子式分别是HCl和H2S;C分子的立体结构呈V形,该分子属于极性分子。
(3)D是H2O2,向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液现象是有无色气体产生,该反应的化学方程式为 2H2O2
2H2O+O2↑。
(4)若将1moLE在氧气中完全燃烧,只生成1molCO2和2molH2O,则E是甲醇,E分子的结构简式是CH3OH。
21.(7分)[化学——选修3:
物质结构与性质]
原子序数依次增大的A、B、C、D、E、F六种元素。
其中A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等;C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同;D为它所在周期中原子半径最大的主族元素;E和C位于同一主族,F的原子序数为29。
(1)F基态原子的核外电子排布式为______________________。
(2)在A、B、C三种元素中,第一电离能由小到大的顺序是___________(用元素符号回答)。
(3)元素B的简单气态氢化物的沸点___________(填“高于”或“低于”)元素A的简单气态氢化物的沸点,其主要原因是______________________。
(4)由A、B、C形成的离子CAB−与AC2互为等电子体,则CAB−的结构式为___________。
(5)在元素A与E所形成的常见化合物中,A原子轨道的杂化类型为___________。
(6)FC在加热条件下容易转化为F2C,从原子结构的角度解释原因______________________。
【答案】1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1C 【解析】A的基态原子有3个不同的能级,各能级中的电子数相等,因此A的核外电子排布式为1s22s22p2,即A为C,C的基态原子2p能级上的未成对电子数与A原子的相同,则C为O,则B为N,E和C位于同一主族,则E为S,D为所在周期中原子半径最大的主族元素,即D为Na,F的原子序数为29,则F为Cu, (1)F为ds区,因此核外电子排布式为: 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1; (2)同周期从左向右第一电离能增大,但IIA>IIIA、VA>VIA,第一电离能大小顺序是N>O>C;(3)B的氢化物是NH3,A的简单氢化物是CH4,NH3分子之间存在氢键,而CH4分子间的作用是范德华力,氢键比范德华力更强;(4)CAB-的化学式为OCN-,AC2的化学式为CO2,两者为等电子体,它们的结构相似,因此OCN-的结构式为: [N=C=O]−;(5)形成的化合物是CS2,结构式为S=C=S,杂化轨道数等于价层电子对数,即C的杂化类型为sp;(6)FC为CuO,F2C为Cu2O,Cu的核外电子排布式1s22s22p63s23p63d104s1,Cu2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d9,Cu+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10,根据洪特规则,处于半满、全满、全空,相对稳定,原因是Cu+外围电子3d10轨道全充满稳定,Cu2+外围电子3d9轨道电子非全充满状态不稳定。 22.(5分)下表是某些共价键的键能(kJ/mol): 键 键能 键 键能 键 键能 键 键能 H—H 436 Cl—Cl 243 H—Cl 432 H—O 463 S=S 255 H—S 339 C—F 427 C—O 351 C—Cl 330 C—I 218 H—F 568 (1)由表中数据能否得出这样的结论: 半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)。 ________(填“能”或“不能”)。 非金属性越强的原子形成的共价键越牢固。 _______(填“能”或“不能”)。 (2)能否从这些数据中找出一些规律,请写出一条: ___________________________________。 (3)试预测C—Br键的键能范围: __________ 【答案】不能不能同主族元素与相同原子结合形成共价键时,原子半径越小,共价键键能越大218kJ/mol330kJ/mol 【解析】 (1)通过表格数据可知: 原子半径S>Cl,且硫元素的非金属性较氯元素的非金属性弱,但S=S的键能大于Cl—Cl的键能,所以不能说半径越小的原子形成的共价键越牢固也不能说非金属性越强的原子形成的共价键越牢固; (2)通过表格数据可知: 卤族元素与C元素形成的化合物分子C—X中,卤素原子半径越小,形成的共价键就越强。 即规律为同主族元素与相同原子结合形成共价键时,原子半径越小,共价键越强; (3)卤素原子与C原子形成共价键,由于卤素原子半径大小关系为: Cl 根据此规律可知C—Br键的键能介于C—Cl键的键能和C—I键的键能之间,即218kJ/mol 23.(7分) (1)利用VSEPR模型推断分子或
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