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跟蹤檢測（三十七） 分子結構與性質 1．有關乙炔分子中的化學鍵描述不正確的是(　　) A．兩個碳原子采用sp雜化方式 B．兩個碳原子采用sp2雜化方式 C．每個碳原子都有兩個未參與雜化的2p軌道形成π鍵 D．兩個碳原子間形成兩個π鍵和一個σ鍵 解析：選B　乙炔的結構式為HCCH，乙炔中每個碳原子價層電子對個數(shù)是2且不含孤電子對，所以碳原子采用sp雜化，故A正確，B錯誤；每個碳原子中兩個未雜化的2p軌道肩并肩重疊形成π鍵，故C正確；兩個碳原子之間形成1個σ鍵2個π鍵，故D正確。 2．已知含氧酸可用通式XOm(OH)n來表示，如X是S，則m＝2，n＝2，則這個式子就表示H2SO4。一般而言，該式中m大的是強酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最強的是(　　) A．H2SeO3　　　　　　　　 B．HMnO4 C．H3BO3 D．H3PO4 解析：選B　A項，H2SeO3可改寫成SeO(OH)2，非羥基氧原子數(shù)目為1；B項，HMnO4可改寫為MnO3(OH)1，非羥基氧原子數(shù)目為3；C項，H3BO3可改寫成B(OH)3，非羥基氧原子數(shù)目為0；D項，H3PO4可改寫為PO(OH)3非羥基氧原子數(shù)目為1；HMnO4中非羥基氧原子數(shù)最多，酸性最強。 3．化學學習中常用類推方法，下列類推正確的是(　　) A．CO2為直線形分子，SO2也為直線形分子 B．固態(tài)CS2是分子晶體，固態(tài)SiO2也是分子晶體 C．NCl3中N原子是sp3雜化，BCl3中B原子也是sp3雜化 D．Al(OH)3能溶于NaOH溶液，Be(OH)2也能溶于NaOH溶液 解析：選D　A項，CO2中中心原子C上的孤電子對數(shù)為(4－22)＝0，σ鍵電子對數(shù)為2，價層電子對數(shù)為0＋2＝2，VSEPR模型為直線形，由于C上沒有孤電子對，CO2為直線形分子，SO2中中心原子S上的孤電子對數(shù)為(6－22)＝1，σ鍵電子對數(shù)為2，價層電子對數(shù)為1＋2＝3，VSEPR模型為平面三角形，由于S原子上有一對孤電子對，SO2為V形分子，錯誤；B項，固體CS2是分子晶體，固體SiO2屬于原子晶體，錯誤；C項，NCl3中中心原子N上的孤電子對數(shù)為(5－31)＝1，σ鍵電子對數(shù)為3，價層電子對數(shù)為1＋3＝4，NCl3中N為sp3雜化，BCl3中中心原子B上的孤電子對數(shù)為(3－31)＝0，σ鍵電子對數(shù)為3，價層電子對數(shù)為0＋3＝3，BCl3中B為sp2雜化，錯誤；D項，Be和Al在元素周期表中處于對角線位置，根據(jù)“對角線規(guī)則”，Be(OH)2與Al(OH)3性質相似，兩者都屬于兩性氫氧化物，都能溶于NaOH溶液，Al(OH)3、Be(OH)2與NaOH溶液反應的化學方程式分別為Al(OH)3＋NaOH===NaAlO2＋2H2O、Be(OH)2＋2NaOH===Na2BeO2＋2H2O，正確。 4．觀察下列模型并結合有關信息進行判斷，下列說法錯誤的是(　　) HCN S8 SF6 B12結構單元 結構模型示意圖 備注 — 易溶于CS2 — 熔點1 873 K A.HCN的結構式為H—C≡N，分子中“C≡N”鍵含有1個σ鍵和2個π鍵 B．固態(tài)硫S8屬于原子晶體，分子中S原子采用sp3雜化 C．SF6是由極性鍵構成的非極性分子，分子構型為八面體型 D．單質硼屬于原子晶體 解析：選B　由比例模型可以看出分子中有1個碳原子、1個氮原子和1個氫原子，原子半徑：C>N>H，所以該比例模型中最左端的是氫原子，中間的是碳原子，最右邊的是氮原子，其結構式為H—C≡N，分子中“C≡N”鍵含有1個σ鍵和2個π鍵，故A正確；固態(tài)S是由S8構成的，根據(jù)其溶解性可知，該晶體中存在的微粒是分子，屬于分子晶體，故B錯誤；SF6空間構型為對稱結構，分子的極性抵消，正負電荷的重心重合，電荷分布均勻，SF6為非極性分子，根據(jù)圖示，分子構型為八面體型，故C正確；根據(jù)B12 的熔點1 873 K，該晶體熔點較高，屬于原子晶體，故D正確。 5．根據(jù)價層電子對互斥模型，判斷下列分子或者離子的空間構型不是三角錐形的是(　　) A．PCl3 B．HCHO C．H3O＋ D．PH3 解析：選B　PCl3分子中，價層電子對數(shù)＝3＋(5－31)＝4，且含有一個孤電子對，所以其空間構型是三角錐形，故A不符合；HCHO分子中，價層電子對數(shù)＝3＋(4－21－12)＝3，且不含孤電子對，所以其空間構型是平面三角形，故B符合；H3O＋中，價層電子對數(shù)＝3＋(6－1－31)＝4，且含有一個孤電子對，所以其空間構型是三角錐形，故C不符合；PH3分子中，價層電子對數(shù)＝3＋(5－31)＝4，且含有一個孤電子對，所以其空間構型是三角錐形，故D不符合。 6．下列物質：①H3O＋　②[Cu(NH3)4]2＋?、跜H3COO－　④NH3?、軨H4中存在配位鍵的是(　　) A．①② B．①③ C．④⑤ D．②④ 解析：選A?、貶3O＋中O提供孤電子對，H＋提供空軌道，二者形成配位鍵；②Cu2＋有空軌道，NH3中的氮原子上有孤電子對，可以形成配位鍵；③CH3COO－中碳和氧最外層有8個電子達到穩(wěn)定結構，氫滿足2電子穩(wěn)定結構，無空軌道，電子式為不含有配位鍵；④NH3為共價化合物，氮原子中最外層有8個電子達到穩(wěn)定結構，分子中存在三個H—N鍵，氫滿足2電子穩(wěn)定結構，無空軌道；⑤甲烷中碳原子滿足8電子穩(wěn)定結構，氫原子滿足2電子穩(wěn)定結構，電子式為無空軌道，無孤電子對。 7．(2019黑龍江實驗中學模擬)氯仿(CHCl3)常因保存不慎而被氧化，產生劇毒物光氣(COCl2)：2CHCl3＋O2―→2HCl＋2COCl2，光氣的結構式為下列說法不正確的有(　　) A．CHCl3分子為含極性鍵的非極性分子 B．COCl2分子中含有3個σ鍵、1個π鍵，中心C原子采用sp2雜化 C．COCl2分子中所有原子的最外層電子都滿足8電子穩(wěn)定結構 D．使用前可用硝酸銀稀溶液檢驗氯仿是否變質 解析：選A　A項，CHCl3中含C—H鍵和C—Cl鍵，C—H鍵和C—Cl鍵都是極性鍵，CHCl3為四面體形分子，分子中正電中心和負電中心不重合，CHCl3為極性分子，錯誤；B項，單鍵是σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，根據(jù)COCl2的結構式知，COCl2分子中含有3個σ鍵、1個π鍵，中心原子C采用sp2雜化，正確；C項，COCl2的電子式為所有原子的最外層都滿足8電子穩(wěn)定結構，正確；D項，CHCl3不會電離出Cl－，HCl在水溶液中會電離出H＋和Cl－，使用前向氯仿中加入AgNO3稀溶液，若產生白色沉淀表明氯仿變質，若無明顯現(xiàn)象表明氯仿沒有變質，正確。 8．(2019銀川一中模擬)美國科學家合成了含有N的鹽類，含有該離子的鹽是高能爆炸物質，該離子的結構呈“V”形，如圖所示。以下有關該物質的說法中不正確的是(　　) A．每個N中含有35個質子和34個電子 B．該離子中有非極性鍵和配位鍵 C．該離子中含有4個π鍵 D．與PCl互為等電子體 解析：選D　A項，一個氮原子含有7個質子，7個電子，則一個N粒子中有35個質子，34個電子，正確；B項，N中氮氮三鍵是非極性共價鍵，中心的氮原子有空軌道，兩邊的兩個氮原子提供孤電子對形成配位鍵，正確；C項，1個氮氮三鍵中含有2個π鍵，所以該粒子中含有4個π鍵，正確；D項，N與PCl具有相同原子數(shù)，但價電子數(shù)分別為24、32，故不是等電子體，錯誤。 9．(1)NH3H2O的電離方程式為NH3H2ONH＋OH－，試判斷溶于水后，形成的合理結構是____________________________________________________。(填標號) (2)把CoCl2溶于水后加氨水直到先生成的Co(OH)2沉淀又溶解后，再加氨水，使生成[Co(NH3)6]2＋，此時向溶液中通入空氣，得到的產物中有一種其組成可用CoCl35NH3表示，Co的配位數(shù)是6。把分離出的CoCl35NH3溶于水后立即加硝酸銀溶液，則析出AgCl沉淀。經測定，每1 mol CoCl35NH3只生成2 mol AgCl，CoCl35NH3中Co化合價為______________，請寫出表示此配合物結構的化學式：____________________。 (3)H2O、H2S、H2Se熔沸點由低到高的順序：_____________________________________。 (4)HF比HCl熱穩(wěn)定性________(填“強”或“弱”)，原因是 ________________________________________________________________________。 解析：(1)氨水的電離生成NH、OH－，說明NH3H2O中O—H鍵發(fā)生斷裂，由此可確定氨水的結構和成鍵情況如圖b所示。(2)根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0，Cl－的化合價為－1價，配體NH3不帶電荷，所以Co元素化合價為＋3價，1 mol CoCl35NH3只生成2 mol AgCl，說明一個CoCl35NH3中含有兩個Cl－，一個Cl－為配離子，鈷的配位數(shù)為6，除了一個Cl－為配體外，還含有5個NH3為配體，所以其化學式為[Co(NH3)5Cl]Cl2。(3)從兩個角度考慮，水中存在氫鍵，沸點最高，H2S和H2Se結構相似，分子間只存在范德華力，相對分子質量越大，沸點越高，故熔沸點由低到高的順序為H2S、H2Se、H2O。(4)它們都是分子晶體，結構相似，H—F鍵長短，鍵能大，所以HF的熱穩(wěn)定性強。 答案：(1)b　(2)＋3　[Co(NH3)5Cl]Cl2 (3)H2S、H2Se、H2O　(4)強　都是分子晶體，結構相似，H—F鍵長短，鍵能大，所以HF的熱穩(wěn)定性強 10．(2019漳州模擬)常見的太陽能電池有單晶硅太陽能電池、多晶硅太陽能電池、GaAs太陽能電池及銅銦鎵硒薄膜太陽能電池等。 (1)基態(tài)亞銅離子(Cu＋)的價層電子排布式為_____________________________________； 高溫下CuO容易轉化為Cu2O，試從原子結構角度解釋原因：______________________。 (2)H2O的沸點高于H2Se的沸點(－42℃)，其原因是______________________________。 (3)GaCl3和AsF3的立體構型分別是________________、________________。 (4)硼酸(H3BO3)本身不能電離出H＋，在水中易結合一個OH－生成[B(OH)4]－，而體現(xiàn)弱酸性。 ①[B(OH)4]－中B原子的雜化類型為__________。 ②[B(OH)4]－的結構式為________________。 解析：(1)Cu原子失去1個電子生成Cu＋，Cu＋核外有28個電子，根據(jù)構造原理知Cu＋基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，則基態(tài)亞銅離子(Cu＋)的價層電子排布式為3d10；原子軌道處于全空、半滿或全滿時最穩(wěn)定，結構上Cu2＋為3d9，而Cu＋為3d10全充滿更穩(wěn)定，故高溫下CuO容易轉化為Cu2O。(2)H2O和H2Se都是極性分子，但由于H2O的分子間還有氫鍵存在，所以H2O沸點比H2Se沸點高。(3)GaCl3中價層電子對個數(shù)＝3＋(3－31)＝3，且沒有孤電子對，所以其空間構型是平面三角形結構；AsF3中價電子對個數(shù)＝3＋(5－31)＝4，有一個孤電子對，所以其空間構型是三角錐形。(4)①在[B(OH)4]－中，硼原子最外層只有3個電子，與氧原子形成3對共用電子對，B原子與4個羥基相連，一對孤電子對，為sp3雜化。②[B(OH)4]－離子中的配位鍵，氧元素提供孤對電子給硼元素O→B，可表示為或。 答案：(1)3d10　Cu2O中Cu＋的價層電子排布處于穩(wěn)定的全充滿狀態(tài) (2)H2O分子間存在氫鍵，H2Se分子間無氫鍵 (3)平面三角形　三角錐形 (4)①sp3　②或 11．(2019廣東七校聯(lián)考)我國部分城市灰霾天比較多，引起灰霾的PM2.5微細粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有機顆粒物及揚塵等。通過測定灰霾中鋅等重金屬的含量，可知目前造成我國灰霾天氣的原因主要是交通污染。 (1)Zn2＋在基態(tài)時核外電子排布式為_________________________________________。 (2)NO的立體構型是______________。 (3)PM2.5含有大量的有毒、有害物質，易引發(fā)二次光化學煙霧污染，光化學煙霧中含有NOx、O3、CH2===CH—CHO、HCOOH、CH3COOONO2(PAN)等二次污染物。 ①下列說法正確的是__________。 A．N2O結構式可表示為N===N===O B．O3分子呈直線形 C．CH2===CH—CHO分子中碳原子均采用sp2雜化 D．相同壓強下，HCOOH沸點比CH3OCH3高，說明前者是極性分子，后者是非極性分子 ②1 mol PAN中含σ鍵數(shù)目為____________(用含NA的式子表示)。 ③NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4，該配合物中心離子的配位數(shù)為__________(填數(shù)字)。 (4)水分子的立體結構是__________，水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有_______________________________________________。 解析：(1)Zn為30號元素，所以Zn2＋在基態(tài)時核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)根據(jù)VSEPR理論，NO中心N原子的配位原子數(shù)為3，孤電子對數(shù)為0，則價電子對數(shù)為3＋0＝3，根據(jù)雜化軌道理論，中心N原子為sp2雜化，則其空間構型為平面三角形。(3)①A項，N2O與CO2互為等電子體，二者形成的化學鍵相似，故N2O結構式可表示為N===N===O，正確；B項，O3與SO2互為等電子體，為V形分子，錯誤；C項，CH2===CH—CHO中每個碳原子均形成兩個單鍵和一個雙鍵，故均為sp2雜化，正確；D項，HCOOH分子間可以形成氫鍵，CH3OCH3分子間只有范德華力，氫鍵的作用強于范德華力，所以HCOOH沸點比CH3OCH3高，與分子的極性無關，錯誤。②PAN中所有單鍵均為σ鍵，雙鍵中有一個為σ鍵，—NO2的結構為所以PAN(CH3COOONO2)分子中含有10個σ鍵，則1 mol PAN含σ鍵數(shù)目為10NA(或106.021023或6.021024)。③配體位于方括號中，由1個NO和5個H2O構成，則配位數(shù)為6。(4)水分子中含有2個σ鍵，孤電子對數(shù)＝＝2，所以水分子的立體構型為V型，水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有孤電子對，金屬離子有空軌道，能形成配位鍵。 答案：(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10) (2)平面三角形 (3)①AC　②10NA?、?　(4)V形　孤電子對 12．世界上最早發(fā)現(xiàn)并使用鋅的是中國，明朝末年《天工開物》一書中有世界上最早的關于煉鋅技術的記載?；卮鹣铝袉栴}： (1)基態(tài)Zn原子的核外電子所占據(jù)的最高能層符號為________。 (2)硫酸鋅溶于過量的氨水可形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。 ①[Zn(NH3)4]SO4中陰離子的空間構型為________________________________________。 ②SO中，中心原子的軌道雜化類型為____________________________________。 ③寫出一種與SO互為等電子體的分子的化學式：____________________________。 ④NH3極易溶于水，除因為它們都是極性分子外，還因為 ________________________________________________________________________。 解析：(1)Zn的原子序數(shù)是30，Zn在周期表中的位置是第四周期第ⅡB族，含有四個能層，分別是K、L、M、N，所以最高能層符號為N。(2)①根據(jù)價層電子對互斥模型，SO中價電子對數(shù)為4＋(6＋2－42)＝4，價電子對全是成鍵電子對，所以SO的空間構型是正四面體。②SO的空間構型是正四面體，根據(jù)雜化軌道理論，中心原子S的雜化類型為sp3。③等電子體是指原子數(shù)和價電子數(shù)都相同的粒子，通常采用元素上下左右平移法，同時調整電子數(shù)來確定等電子體粒子，與SO互為等電子體的有PO、ClO、CCl4、SiCl4、SiF4等，符合題干要求是分子的有CCl4、SiCl4、SiF4。④NH3極易溶于水，除因為它們都是極性分子，NH3容易與水分子形成分子間氫鍵，同時還發(fā)生化學反應，其方程式為NH3＋H2ONH3H2O。 答案：(1)N (2)①正四面體?、趕p3?、跜Cl4(或SiCl4、SiF4)?、躈H3與H2O之間可形成分子間氫鍵，NH3與H2O發(fā)生反應 13．(2019豫南七校聯(lián)考)據(jù)科技日報網報道，南開大學科研團隊借助鎳和苯基硼酸共催化劑，首次實現(xiàn)烯丙醇高效、綠色合成。烯丙醇及其化合物可合成甘油、醫(yī)藥、農藥香料，合成維生素E和天然抗癌藥物紫杉醇中都含有關鍵的烯丙醇結構。丙烯醇的結構簡式為CH2===CH—CH2OH。請回答下列問題： (1)基態(tài)鎳原子的價電子排布式為________________________________________。 (2)1 mol CH2===CH—CH2OH含____________mol σ鍵，烯丙醇分子中碳原子的雜化類型為_______________。 (3)丙醛(CH3CH2CHO)的沸點為49 ℃，丙烯醇(CH2===CHCH2OH)的沸點為91 ℃，二者相對分子質量相等，沸點相差較大的主要原因是__________________________________。 (4)羰基鎳[Ni(CO)4]用于制備高純度鎳粉，它的熔點為－25 ℃，沸點為43 ℃。羰基鎳晶體類型是___________________________________________。 (5)Ni2＋能形成多種配離子，如[Ni(NH3)6]2＋、[Ni(CN)4]2－和[Ni(SCN)4]2－等。NH3的空間構型是__________，與SCN－互為等電子體的分子為__________。 解析：(1)鎳是28號元素，基態(tài)鎳原子的價電子排布式為3d84s2。(2)單鍵是σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵，1個是π鍵，1 mol CH2===CH—CH2OH 含9 mol σ鍵；烯丙醇分子中碳原子的雜化類型有2種，其中碳碳雙鍵兩端的碳原子采用sp2雜化，—CH2—中碳原子采用sp3雜化。(3)丙醛分子之間只存在范德華力，丙烯醇分子之間除范德華力外，還存在氫鍵，氫鍵比范德華力強，使丙烯醇的沸點比丙醛高。(4)羰基鎳晶體的熔沸點較低，屬于分子晶體。(5)NH3中的N原子的價層電子對數(shù)＝3＋(5－31)＝4，采用sp3雜化，N原子最外層有1個孤電子對，空間構型為三角錐形；采取元素上下平移法，同時調整電子數(shù)來確定等電子體。 答案：(1)3d84s2　(2)9　sp2、sp3 (3)丙烯醇分子間存在氫鍵　(4)分子晶體 (5)三角錐形　N2O(或CO2、BeCl2等合理答案)