1、课时跟踪训练 40 第十二章 12.2 物质结构与性质A 级(基础达标)一、选择题1(2015安徽卷)碳酸亚乙烯酯是锂离子电池低温电解液的重要添加剂，其结构如图所示。下列有关该物质的说法正确的是( )A分子式为 C3H2O3B分子中含 6 个 键C分子中只有极性键D8.6 g 该物质完全燃烧得到 6.72 L CO2解析 A 项，由图示可知，该物质的分子式为 C3H2O3。B 项，分子中碳碳双键和碳氧双键中各有一个 键，碳氧单键全部是 键(4 个)，碳氢键也是 键(2 个)，共有 8 个 键。C 项，分子中的碳氧键、碳氢键都是极性键，而碳碳键是非极性键。D 项，8.6 g 该物质的物质的量为
2、0.1 mol，完全燃烧后得到 0.3 mol CO2，只有在标准状况下 0.3 mol CO2的体积才是 6.72 L。答案 A2374 、22.1 MPa 以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H 和 OH ，由此可知超临界水( )A显中性，pH 等于 7B表现出非极性溶剂的特性C显酸性，pH 小于 7D表现出极性溶剂的特性解析 超临界水仍然呈中性，pH 不等于 7，A、C 项错误，根据“相似相溶”原理可以知 B 正确(有机物大多数是非极性分子)，D 错误。答案 B3下列说法中正确的是( )AHCHO 分子中既含 键又含 键BCO 2分子中的化学键为非极性键CNH 3分子中
3、 N 原子的杂化轨道类型是 sp2D沸点：PH 3NH3H2O解析 HCHO 分子中含有碳氧双键，既含 键又含 键，A 项正确；CO 2分子中的化学键是极性键，B 不正确；NH 3分子中 N 原子的杂化轨道类型是 sp3杂化，C 项不正确；氨气分子之间存在氢键，因而氨的沸点反常高，由于水分子之间的氢键强于氨气分子之间的氢键，因此水的沸点高于氨的沸点，D 项不正确。答案 A4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( )Asp，范德华力 Bsp 2，范德华力Csp 2，氢键 Dsp 3，
4、氢键解析 由石墨的晶体结构知 C 原子为 sp2杂化，故 B 原子也为 sp2杂化，但由于B(OH)3中 B 原子与 3 个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。答案 C5PH 3是一种无色剧毒气体，其分子结构和 NH3相似，但 PH 键键能比 NH 键键能低。下列判断错误的是( )APH 3分子呈三角锥形BPH 3分子是极性分子CPH 3沸点低于 NH3沸点，因为 PH 键键能低DPH 3分子稳定性低于 NH3分子，是因为 NH 键键能高解析 PH 3与 NH3构型相同，因中心原子上有一对孤电子对，均为三角锥形，属于极性分子，A、B 项正确；PH 3的沸点低于 NH3，
5、是因为 NH3分子间存在氢键，C 项错误；PH 3的稳定性低于 NH3，是因为 NH 键键能高，D 项正确。答案 C6(2017黄冈调研)已知 O3分子为 V 形结构，关于相同条件下 O3和 O2在水中溶解度的比较，下列说法正确的是( )AO 3在水中的溶解度和 O2一样BO 3在水中的溶解度比 O2小CO 3在水中的溶解度比 O2大D无法比较解析 O 3分子为 V 形结构，不对称为极性分子，而 O2为非极性分子，水是极性溶剂，根据相似相溶原理可知，O 3在水中的溶解度比 O2大。答案 C二、填空题7(1)CS 2分子中，共价键的类型有_，C 原子的杂化轨道类型是_，写出两个与 CS2具有相同
6、空间构型和键合形式的分子或离子_。(2)V2O5常用作 SO2转化为 SO3的催化剂。SO 2分子中 S 原子价层电子对数是_对，分子的立体构型为_；SO 3气态为单分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类型为_；SO 3的三聚体环状结构如图所示，该结构中 S 原子的杂化轨道类型为_；该结构中 SO 键长有两类，一类键长约 140 pm，另一类键长约为 160 pm，较短的键为_(填图中字母)，该分子中含有_个 键。(3)S 的氢化物(H 2S)分子的空间构型为_。(4)与 OH 互为等电子体的一种分子为_(填化学式)。醛基中碳原子的轨道杂化类型是_；1 mol 乙醛分子中含有的 键的数目为_。(
7、5)BCl3和 NCl3中心原子的杂化类型分别为_和_。(6)已知元素 Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子。元素 Z 的原子最外层电子数是其内层的 3 倍，则在 Y 的氢化物(H 2Y)分子中，Y 原子轨道的杂化类型是_，YZ 的空24间构型为_。(7)S 单质的常见形式为 S8，其环状结构如图所示，S 原子采用的轨道杂化方式是_。(8)甲醛(H 2C=O)在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH 3OH)，甲醇分子内 C 原子的杂化方式为_，甲醇分子内的 OCH 键角_(填“大于” 、 “等于”或“小于”)甲醛分子内的 OCH 键角。解析 (1) CS2分子中，存在 键和 键。CS 2
8、分子中，C 原子的价层电子对数为2，杂化轨道类型为 sp。根据等电子理论，与 CS2具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2、COS 和 N2O，离子有 NO 、SCN 。(2)SO 2分子中 S 原子价电子排布式为 3s23p4，价层 2电子对数是 3 对，分子的立体构型为 V 形；SO 3气态为单分子，该分子中 S 原子的杂化轨道类型为 sp2杂化；SO 3的三聚体环状结构如图所示，该结构中 S 原子的杂化轨道类型为 sp3杂化；该结构中 SO 键长有两类，一类键长约 140 pm，另一类键长约为 160 pm，较短的键为 a，该分子中含有 12 个 键。(3)H 2S 的结构类似于 H2
9、O，为 V 形。(4)OH 有 2 个原子，10 个电子，与其互为等电子体的分子是 HF。乙醛中甲基的 C 原子是 sp3杂化，醛基的 C 原子是 sp2杂化，一个乙醛分子中 4 个 CH 键， 1 个 CC 键，1 个 CO 键，共 6 个 键。(5)BCl 3中 B 原子 3 个价电子全部成键，杂化类型为 sp2，NCl 3中 N 原子有一个孤电子对，N 的杂化类型为 sp3。(6)Y 基态原子的 3p 轨道上有 4 个电子，Y 为 S元素，元素 Z 的原子最外层电子数是其内层的 3 倍，Z 是 O 元素。H 2S 中 S 原子的杂化方式为 sp3，SO 的空间构型为正四面体。(7)S 8
10、中每个 S 原子连接 2 个 S 原子，S 原子还有242 个孤电子对，所以 S 的杂化方式为 sp3。(8)甲醇中碳原子形成四个 键，为 sp3杂化，甲醇分子内 OCH 键角接近 10928，甲醛分子的空间构型为平面形，键角接近 120。答案 (1) 键和 键 sp CO 2、SCN (或 COS 等)(2)3 V 形 sp 2 sp 3 a 12 (3)V 形(4)HF sp 2 6 NA (5)sp 2 sp 3(6)sp3 正四面体 (7)sp 3 (8)sp 3 小于8(1)(2015新课标全国卷节选)碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是_。CS 2分子中，共价键的类型有_、
11、C 原子的杂化轨道类型是_，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子_。(2)化合物 Cl2O 的立体构型为_，中心原子的价层电子对数为_，Cl 2与湿润的 Na2CO3反应可制备 Cl2O，其化学方程式为_。(3)1 mol 乙醛分子中含有 键的数目为_，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是_。(4)已知 a 是 H，b 是 N，c 是 O，d 是 S，a 与元素 b、c、d 形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是_(填化学式，写出两种)。答案 (1)C 有 4 个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 键和 键 sp CO 2
12、、SCN (或 COS 等)(2)V 形 42Cl22Na 2CO3H 2O=Cl2O2NaHCO 32NaCl(或 2Cl2Na 2CO3=Cl2OCO 22NaCl)(3)6NA CH 3COOH 分子间存在氢键(4)H2O2 N 2H4B 级(能力提升)一、选择题1下列推论正确的是( )ASiH 4的沸点高于 CH4，可推测 PH3的沸点高于 NH3BNH 为正四面体结构，可推测 PH 也为正四面体结构 4 4CCO 2晶体是分子晶体，可推测 SiO2晶体也是分子晶体DC 2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测 C3H8也是碳链为直线形的非极性分子解析 A 项，NH 3分子间存在氢键，
13、其沸点高于 PH3；B 项，N、P 同主族，PH 与 NH 4结构相似；C 项，SiO 2是原子晶体；D 项，C 3H8中两个 CC 键的夹角不是 180，不是 4直线形的分子。答案 B2(2017襄阳模拟)关于 CS2、SO 2、NH 3三种物质的说法中正确的是( )ACS 2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子BSO 2和 NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子CCS 2为非极性分子，所以在三种物质中熔沸点最低DNH 3在水中溶解度很大只是由于 NH3分子有极性解析 ACS 2与二氧化碳相似，都是直线形分子，为非极性分子，而水是极性溶剂，根据相似相溶原理，则二硫化碳在水中的溶解度
14、不大，错误；B.二氧化硫为 V 形分子，氨气为三角锥形分子，都是极性分子，所以易溶于水，正确；C.二硫化碳为非极性分子，常温下为液体，但二氧化硫、氨气在常温下均为气体，所以二硫化碳的熔沸点最高，错误；D.氨气在水中的溶解度大不仅仅是因为氨气分子有极性，还因为氨气与水分子间能形成氢键，增大氨气的溶解度，错误。答案 B3(2016荆州模拟)下列叙述正确的是( )ANH 3是极性分子，N 原子处在 3 个 H 原子所组成的三角形的中心BCCl 4是非极性分子，C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的正方形的中心CH 2O 是极性分子，O 原子不处在 2 个 H 原子所连成的直线的中央DCO 2是非极
15、性分子，C 原子不处在 2 个 O 原子所连成的直线的中央解析 ANH 3是极性分子，N 原子处在三角锥形的顶点，3 个 H 原子处于锥底，错误。B.CCl4是非极性分子，四个 Cl 原子构成的是正四面体结构，C 原子处在 4 个 Cl 原子所组成的四面体的中心，错误。C.H 2O 是极性分子，是 V 形分子，O 原子不处在 2 个 H 原子所连成的直线的中央，正确。D.CO 2是非极性分子，三个原子在一条直线上，C 原子处在 2 个 O原子所连成的直线的中央，错误。答案 C4配位化合物的数量巨大，组成和结构形形色色，丰富多彩。请指出配合物Cu(NH 3)4(OH)2的中心离子、配体、中心离子
16、的电荷数和配位数( )ACu 2 、NH 3、2、4 BCu 、NH 3、2、4CCu 2 、OH 、2、2 DCu 2 、NH 3、2、2解析 由配合物Cu(NH 3)4(OH)2分析，因外界有两个 OH ，故 Cu 元素显2 价，故中心离子为 Cu2 ，配体为 NH3，配位数为 4。答案 A二、综合题5(2015四川卷)X、Z、Q、R、T、U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素。X和 R 属同族元素；Z 和 U 位于第A 族；X 和 Z 可形成化合物 XZ4；Q 基态原子的 s 轨道和p 轨道的电子总数相等；T 的一种单质在空气中能够自燃。请回答下列问题：(1)R 基态原子的电子排布式是
17、_。(2)利用价层电子对互斥理论判断 TU3的立体构型是_。(3)X 所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是_(填化学式)；Z 和 U 的氢化物中沸点较高的是_(填化学式)；Q、R、U 的单质形成的晶体，熔点由高到低的排列顺序是_(填化学式)。(4)CuSO4溶液能用作 T4中毒的解毒剂，反应可生成 T 的最高价含氧酸和铜，该反应的化学方程式是_。解析 X、Z、Q、R、T、U 分别代表原子序数依次增大的短周期元素。Z 和 U 位于第A 族，故 Z 为 F 元素，U 为 Cl 元素；X 和 Z 可形成化合物 XZ4，则 X 为 C 元素；X 和 R 属同族元素，则 R 为 Si 元
18、素；Q 基态原子的 s 轨道和 p 轨道的电子总数相等，则 Q 为 Mg 元素；T 的一种单质在空气中能够自燃，则 T 为 P 元素。(1)R 为 Si 元素，原子序数为 14，故其基态原子的电子排布式是 1s22s22p63s23p2或Ne3s23p2。(2)TU3为 PCl3，根据价层电子对互斥理论，由中心原子 P 的孤电子对数为 1，成键电子对数为 3，故 PCl3的 VSEPR 模型为四面体形，立体构型为三角锥形。(3)与碳同一周期，非金属性由强到弱依次为 F、O、N，由于 F 没有正价，O 无最高正价，故 X 所在周期元素最高价氧化物对应的水化物中，酸性最强的是 HNO3；HF、HC
19、l 均为分子晶体，但由于 HF 中存在氢键，所以沸点：HFHCl；Si 为原子晶体，Mg 为金属晶体，Cl2为分子晶体，熔点由高到低的顺序为 Si、Mg、Cl 2。(4)CuSO4溶液与 P4反应可生成 P 的最高价含氧酸 H3PO4和铜，故该反应的化学方程式为 10CuSO4P 416H 2O=4H3PO410Cu10H 2SO4。答案 (1)1s 22s22p63s23p2或Ne3s 23p2(2)三角锥形(3)HNO3 HF Si、Mg、Cl 2(4)10CuSO4P 416H 2O=4H3PO410Cu10H 2SO46(1)H 2O 与 CH3CH2OH 可以任意比例互溶，除因为它们
20、都是极性分子外，还因为_。(2)H、N、O、S 元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为 3 的酸是_；酸根呈三角锥结构的酸是_。(填化学式)(3)碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实：化学键 CC CH CO SiSi SiH SiO键能(kJmol 1 ) 356 413 336 226 318 452硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是_。SiH 4的稳定性小于 CH4，更易生成氧化物，原因是_。(4)在乙醇中的溶解度：S(HCHO)S(H 2S)，其原因是_。(5)已知 X 的最高价氧化物对应的水化物化学式为 H2XO3
21、，Y 是地壳中含量最高的元素，则 XY2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是_，氢元素、X、Y 的原子可共同形成多种分子，写出其中一种能形成同种分子间氢键的物质名称_。答案 (1) H 2O 与 CH3CH2OH 之间可以形成氢键(2)HNO2 H 2SO3(3)CC 键和 CH 键的键能较高，所形成的烷烃稳定，而硅烷中 SiSi 键和 SiH 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成 CH 键的键能大于 CO 键，CH键比 CO 键稳定，而 SiH 键的键能却远小于 SiO 键，所以 SiH 键不稳定而倾向于形成稳定性更强的 SiO 键(4)HCHO 在乙醇中的溶解度大于 H2S 在乙醇中的溶解度，是因为乙醇分子与 HCHO 分子之间能形成氢键，而乙醇分子与 H2S 分子之间不能形成氢键(5)分子间作用力 乙酸
