【步步高】全国高考化学一轮复习 专题十二 第3讲 分子空间结构与物质性质 苏教版

第三单元 分子空间结构与物质性质 一、选择题

1．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是 ( )。 A．N2分子与CO分子中都含有叁键 B．CO分子中有一个π键是配位键 C．N2与CO互为等电子体 D．N2与CO的化学性质相同 解析 由题可知N2分子中N原子之间、CO分子中C、O原子之间通过2个π键，一个σ键，即叁键结合，其中，CO分子中1个π键由O原子单方面提供孤电子对，C原子提供空轨道通过配位键形成；N2与CO两分子的原子数和价电子总数相等，互为等电子体，N2化学性质相对稳定，CO具有比较强的还原性，两者化学性质不同。 答案 D 2．下列说法不正确的是 ( )。 A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．N2分子中有一个σ键，2个π键 解析 气体单质分子中，可能只有σ键，如Cl2；也可能既有σ键又有π键，如N2；但也可能没有化学键，如稀有气体。 答案 C 3．下列说法正确的是 ( )。 A．凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型都是正四面体型 B．在SCl2中，中心原子S采取sp杂化轨道成键 C．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对 D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键 解析 A项，中心原子采取sp3杂化的分子，其分子构型可以是正四面体型，也可以是三角锥型或Ⅴ形，A错误；B项，SCl2中S原子采取sp3杂化轨道成键，B错误；D项，AB3型共价化合物，中心原子可采取sp2杂化，如SO3等，D错误。 答案 C 4．下列叙述中正确的是 ( )。 A．NH3、CO、CO2都是极性分子 B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子 C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强 D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子 解析 A中CO2为非极性分子；B说法正确。D中水为极性分子，空间结构不是直线形，属于V形结构。选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱。 答案 B 5．下列现象与氢键有关的是 ( )。 ①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素氢化物的高 ②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶 ③冰的密度比液态水的密度小 ④尿素的熔、沸点比醋酸的高 ⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低 ⑥水分子高温下很稳定 A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤ C．①②③④ D．①②③ 解析 水分子高温下很稳定是因为分子中O—H键的键能大。 答案 B 6．氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型是和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是 ( )。 A．三角锥型、sp3 B．V形、sp2 C．平面三角形、sp2 D．三角锥型、sp2 解析 SOCl2分子中S原子的杂化轨道数为1＋3＝4，S原子采取sp3杂化，由于孤电子对占据一个杂化轨道，分子构型为三角锥型。 答案 A 7．二茂铁[(C5H5)2Fe]是由一个二价铁离子和2个环戊烯基负离子构成，它的发现可以说是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了金属有机化合物研究的新领域。已知：二茂铁熔点是173 ℃(在100 ℃时开始升华)，沸点是249 ℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法正确的是 ( )。 A．二茂铁属于离子晶体 B．在二茂铁结构中，C5H－5与Fe2＋之间形成的化学键类型是离子键

C．已知：环戊二烯的结构式为：，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化 D．二价铁离子的基态电子排布式为：[Ar]3d44s2 解析 根据题给信息知，二茂铁易升华，易溶于有机溶剂，可以推断它应为分子晶体，则C5H－5与Fe2＋之间不可能为离子键，而应为配位键，A、B项均错误。由环戊二烯的结构式知，仅1号碳原子形成四个单键，为sp3杂化，其余四个碳为sp2杂化，C项正确。D项，铁原子失去4s上的电子即为Fe2＋的基态，应为[Ar]3d6。 答案 C 二、非选择题 8．元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。 (1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置。 (2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中，写出X质量分数为50%的化合物的化学式________；该分子的中心原子以sp2杂化，是________分子，分子构型为________。 (3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式_______________________； 该分子的中心原子以sp2杂化，是________分子，分子构型为________。 (4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式________、________，并比较酸性强弱：________。 (5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是________(写分子式)，分子构型为V形的是________(写分子式)。

解析 根据氢化物化学式H2X知MM＋2×100%＝88.9%，M(X)＝16。可推知，X为O，则Y为S，则其氧化物分别为SO2、SO3，根据杂化轨道理论易确定其分子构型、极性。三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4，其酸性：H2SO4>H2SO3。X元素为O，与H元素形成两种化合物H2O和H2O2，其中H2O的分子构型为V形，H2O2分子中含有非极性键“—O—O—”。 答案 (1)X：第二周期，ⅥA族；Y：第三周期，ⅥA族 (2)SO2 极性 V形 (3)SO3 非极性 平面三角形 (4)H2SO3 H2SO4 H2SO4>H2SO3 (5)H2O2 H2O 9．为了比较温室效应气体对目前全球增温现象的影响，科学家通常引用“温室效应指数”，以二氧化碳为相对标准。表中有(A)至(I)共9种气体在大气中的体积百分比及其温室效应指数。

选项 物质 大气中的含量(体积百分比) 温室效应指数 (1)下列由极性键形成的极性分子是 ( )。 A．N2 B．O2 C．H2O D．CO2 E．CH4 (2)下列说法不正确的是 ( )。 A．CCl3F与CCl2F2互为等电子体 B．CCl2F2无同分异构体，说明其中碳原子采用sp3方式杂化 C．CH4是目前引起温室效应的主要原因 D．H2O的沸点是九种物质中最高的，是因为水分子间能形成氢键 (3)在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸出气体如：NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些确是强温室气体。下列推测不正确的是 ( )。 A．由价层电子对互斥理论可确定NF3分子呈三角锥型 B．C3F8在CCl4中的溶解度比水中大 C．CHClFCF3存在手性异构 D．第一电离能：N＜O＜F (4)水能与多种过渡金属离子形成络合物，已知某红紫色络合物的组成为CoCl3·5NH3·H2O。其水溶液显弱酸性，加入强碱并加热至沸腾有氨放出，同时产生Co2O3

沉淀；加入AgNO3于该化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，过滤后再加AgNO3溶液于滤液

中无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为( )。 A．[CoCl2(NH3)4]Cl·NH3·H2O B．[Co(NH3)5(H2O)]Cl3 C．[CoCl2(NH3)3(H2O)]Cl·2NH3

A N2 78 0 B O2 21 0 C H2O 1 0.1 D CO2 0.03 1 E CH4 2×10－4 30 F N2O 3×10－5 160 G O3 4×10－5 2 000 H CCl3F 2.8×10－5 21 000 I CCl2F2 4.8×10－5 25 000 D．[CoCl(NH3)5]Cl2·H2O (5)在上题中钴离子的核外电子排布式为__________________。 (6)表格中与CO2互为等电子体的是________。根据等电子原理，写出CO分子结构式________________________________________________________________________。 解析 (1)N2、O2是由非极性键构成的非极性分子，H2O为V形结构，由H—O极性键构成的极性分子，CO2为直线形结构，由极性键构成的非极性分子，CH4为正四面体结构，由极性键构成的非极性分子。(2)由表可知，虽然其他物质温室效应指数高，但CO2含量大，是引起温室效应的主要原因。(3)N原子2p轨道半充满，稳定，第一电离能N＞O。(4)溶液呈弱酸性，说明NH3均在内界中，由第二次沉淀只有第一次一半可知，3份Cl－，2份在外界，1份在内界，选D。(5)钴离子的核外电子排布，先写出钴原子的核外电子排布，再失去3个电子。 答案 (1)C (2)C (3)D (4)D (5)1s22s22p63s23p63d6或[Ar]3d6 (6)N2O CO 10．美国《科学》杂志评出的十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的突破。石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯的方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的结构示意图如图所示：

(1)下列有关石墨烯说法正确的是________。 A．石墨烯的结构与金刚石相似 B．石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面 C．12 g石墨烯含碳原子数为NA D．从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用 (2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。 ①钴原子在基态时，核外电子排布式为：________________________________________________________________________。 ②乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是________________________________________________________________________。 ③下图是金与铜形成的金属互化物合金，它的化学式可表示为：________。