1、1专题质量检测（三） 分子空间结构与物质性质一、选择题(本题包括 12 小题，每小题 5 分，共 60 分)1下列不属于配位化合物的是( )A六氟合铝酸钠B氢氧化二氨合银(银氨溶液)C六氰合铁酸钾D十二水硫酸铝钾解析：选 D 从四个选项中看，D 选项物质是由 K 、Al 3 、SO 及 H2O 分子组成的离24子化合物，所以 D 不是配位化合物，答案选 D。2下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的一组是( )ACH 4、CCl 4、CO 2、H 2O2 BC 2H4、C 2H2、C 6H6(苯)CCl 2、H 2、N 2 DNH 3、H 2O、SO 2解析：选 B 选项 A 中 H2O2是含
2、极性键、非极性键的极性分子；选项 B 中乙烯是 HC极性键和 C=C 非极性键构成的平面结构的分子，乙炔是 HC 极性键和 CC 非极性键构成的直线形分子，苯分子为有 HC 极性键的平面分子，这些都是非极性分子；选项 C 均为非极性键构成的非极性分子；选项 D 均为极性键构成的极性分子。3根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断 NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为( )A直线形 sp 杂化 B三角形 sp 2杂化C三角锥形 sp 2杂化 D三角锥形 sp 3杂化解析：选 D 在 NF3分子中，N 原子上价层电子对数 (513)4 价层电子对互斥模12型为四面体，孤电子对数 431，则
3、 NF3分子的空间构型为三角锥形；根据杂化轨道数价层电子对数4，则由 1 个 s 轨道和 3 个 p 轨道参与杂化，为 sp3杂化。4氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷分子是正四面体，这是因为( )A两种分子的中心原子的杂化轨道类型不同，NH 3为 sp2型杂化，而 CH4是 sp3型杂化BNH 3分子中氮原子形成 3 个杂化轨道，CH 4分子中碳原子形成 4 个杂化轨道CNH 3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强D氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子解析：选 C NH 3和 CH4的中心原子都是 sp3杂化，故 A、B 错误；分子的空间构型跟分子的极性没有必然联系，故
4、D 错误。5关于 SO2与 CO2说法正确的是( )2A都是直线形结构B中心原子都采取 sp 杂化CS 原子和 C 原子上都没有孤对电子DSO 2为 V 形结构，CO 2为直线形结构解析：选 D SO 2中的 S 采用的是 sp2杂化，三个杂化轨道呈平面三角形，两个杂化轨道与 O 原子形成化学键，另有一个杂化轨道被孤对电子占据，所以分子构型是 V 形；CO 2中的 C 是 sp 杂化，两个杂化轨道呈直线形结构，两个杂化轨道均与 O 原子形成化学键，所以分子构型也是直线形。6在乙烯分子中有 5 个 键、1 个 键，它们分别是( )Asp 2杂化轨道形成 键、未杂化的 2p 轨道形成 键Bsp 2
5、杂化轨道形成 键、未杂化的 2p 轨道形成 键CCH 之间是 sp2形成的 键，CC 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 键DCC 之间是 sp2形成的 键，CH 之间是未参加杂化的 2p 轨道形成的 键解析：选 A 乙烯分子中，每个 C 原子都采用 sp2杂化方式，每个 C 原子上各有 3 个sp2杂化轨道和未杂化的 2p 轨道，其中 3 个 sp2杂化轨道中，1 个用于与另一个 C 原子形成CC 键，2 个用于与 2 个 H 原子形成 CH 键，未参与杂化的 2p 轨道“肩并肩”重叠形成 CC 键。7下列分子价层电子对互斥模型与空间构型不一致的是( )ACO 2 BBF 3CH 2O D
6、CH 4解析：选 C 分子中，若含有孤电子对，价层电子对互斥类型与分子空间构型不一致，若不含孤电子对，则两者一致。H 2O 分子中的氧原子上有 2 对孤电子对，价层电子对互斥模型与水分子的空间构型不一致。8关于原子轨道的说法正确的是( )A凡是中心原子采取 sp3杂化轨道成键的分子，其几何构型都是正四面体BCH 4分子中的 sp3杂化轨道是由 4 个 H 原子的 1s 轨道和 C 原子的 2p 轨道混合起来而形成的Csp 3杂化轨道是由同一个原子中能量最近的 s 轨道和 p 轨道混合起来形成的一组能量相等的新轨道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：选 C
7、 CH 3Cl 是中心原子采取 sp3杂化轨道成键的分子，其几何构型是四面体，但不是正四面体，A 项错误；CH 4分子中的 sp3杂化轨道是由碳原子中能量相近的 s 轨道和p 轨道混合起来形成的一组能量相等的新轨道，B 项错误；AB 3型的共价化合物，其中心原子 A 可采用 sp3杂化轨道成键也可采用 sp2杂化轨道成键，例如 BF3是中心原子采取 sp2杂3化轨道成键的分子，D 项错误。9表中为部分短周期元素的相关数据：元素性质 元素编号 原子半径(nm) a 0.075 b 0.110 c d最高化合价 6 5 5 7最低化合价 2 3 2 3 1 1下列说法正确的是( )A氢化物沸点：元
8、素元素B元素氢化物与元素氢化物之间反应形成的化合物中只有极性键C adbcD元素的氢化物中元素原子采取 sp2杂化解析：选 C 先从化合价角度分析，最高正价为最外层电子数，最低价绝对值为 8 减去最外层电子数。元素和元素同在A 族，由于 O 无最高正价，可确定元素为 S，为 O；元素和元素同在A 族，原子半径ClOF，即 adbc；PH 3中 P 原子采取 sp3杂化。10PH 3是一种无色剧毒气体，其分子结构和 NH3相似。下列判断错误的是( )APH 3分子呈三角锥形BPH 3和 NH3分子中孤电子对数相同CPH 3分子中 H 原子之间是非极性键DPH 3分子稳定性低于 NH3分子，因为
9、NH 键键能高解析：选 C A 项，PH 3分子结构和 NH3相似，都是三角锥形结构，正确；B 项，PH 3分子结构和 NH3相似，中心原子都含有一对孤电子对，正确；C 项，PH 3中 H 原子之间不存在化学键，错误；D 项，NH 键键能比 PH 键键能大，所以 PH3分子稳定性低于 NH3分子，正确。11下列推断正确的是( )ABF 3为三角锥形分子BNH 的电子式为 ，离子呈平面正方形结构 4CCH 4分子中的 4 个 CH 键都是氢原子的 1s 轨道与碳原子的 2p 轨道形成的 sp 键4DCH 4分子中的碳原子以 4 个 sp3杂化轨道分别与 4 个氢原子的 1s 轨道重叠，形成 4个
10、 CH 键解析：选 D BF 3为平面三角形，NH 为正四面体，CH 4分子中碳原子的 2s 轨道与 2p 4轨道形成 4 个 sp3杂化轨道，然后与氢原子的 1s 轨道重叠，形成 4 个 sp3s 键。12下列对分子性质的解释中，不正确的是( )A水很稳定(1 000 以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致B乳酸 有一对手性异构体，因为其分子中含有一个手性碳原子C碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶规则解释D凡中心原子采取 sp3杂化，其杂化轨道的空间构型都是四面体解析：选 A 水稳定是由于 HO 键牢固，而氢键只影响熔、沸点，A 项错误。二、非选择题(本题包括 3 小题，共
11、 40 分)13(14 分)已知 A、B、C、D、E、F 均为周期表中前 36 号元素，且原子序数依次增大。A、B、C 为同一周期的非金属主族元素，B 原子 p 轨道电子总数与 s 轨道电子总数相等。A、F 原子核外未成对电子数是同周期中最多的，且 F 基态原子中电子占据三种不同形状的原子轨道。D 和 E 原子的第一至第四电离能如下表所示：电离能/kJmol1 I1 I2 I3 I4D 738 1 451 7 733 10 540E 578 1 817 2 745 11 578(1)A、B、C 三种元素的电负性最大的是_(填写元素符号)，D、E 两元素中 D 的第一电离能较大的原因是_。(2)
12、F 基态原子的核外电子排布式是_；在一定条件下，F 原子的核外电子从基态跃迁到激发态需要_(填“吸收”或“发射”)能量。(3)根据等电子原理，写出 AB 的电子式_。(4)已知 F3 可形成配位数为 6 的配合物。组成为 FCl36H2O 的配合物有 3 种，分别呈紫色、蓝绿色、绿色，为确定这 3 种配合物的成键情况，分别取等质量的紫色、蓝绿色、绿色 3 种物质的样品配成溶液，分别向其中滴入过量的 AgNO3溶液，均产生白色沉淀，产生沉淀的质量比为 321。则绿色配合物的化学式为_。ACrCl(H 2O)5Cl2H2OBCrCl 2(H2O)4Cl2H2O5CCr(H 2O)6Cl3DCrCl
13、 3(H2O)33H2O解析：A、B、C 为同一周期的非金属主族元素，B 原子 p 轨道电子总数与 s 轨道电子总数相等，可知 B 的 p 轨道电子总数为 4，那么 B 为 O，A 原子未成对电子数是同周期中最多的，故其为 N，A、B、C 为同一周期的主族元素，那么 C 必为 F。F 基态原子中电子占据三种不同形状的原子轨道，结合 F 原子核外未成对电子情况知 F 必为 Cr。D 为 Mg，E 为Al。D、E 两元素中 D 的第一电离能较大的原因是 D 原子最外层电子排布式为 3s2，s 轨道全充满，相对稳定。AB 的电子式与 N2相似。由产生的白色沉淀质量比为 321 知 1 mol 绿色配
14、合物可电离出 1 mol Cl ，即绿色配合物为CrCl 2(H2O)4Cl2H2O。答案：(1)F D 原子最外层电子排布式为 3s2，s 轨道全充满，相对稳定(2)1s22s22p63s23p63d54s1 吸收(3) (4)B14(12 分)为了比较温室效应气体对全球增温现象的影响，科学家以 CO2为相对标准，引入了“温室效应指数”的概念(如表)。物质大气中的含量(体积百分比)温室效应指数CO2 0.03 1H2O 1 0.1CH4 2104 30N2O4 3105 160O3 4106 2 000CCl2F2 4.8108 25 000回答下列问题：(1)6 种气体中，温室效应指数最大
15、的物质属于_(填“极性分子”或“非极性分子”)。(2)在水分子中，O 原子上的价层电子对数为_。(3)N2O4分子的结构式为 ，分子为平面结构。 N2O4分子中 N 原子的杂化方式为_，在 N2O4分子的结构式上，将你认为是配位键的共价键加上箭头：_。(4)根据等电子原理，判断 O3分子的空间构型为_。6解析：CCl 2F2是极性分子，水分子中，O 原子上的价层电子对数为 4，N 2O4分子为平面结构，且分子中 N 原子形成的有双键，杂化方式为 sp2杂化，两上 N 原子之间不能形成配位键，NO 键中，一个 键和一个 键，也不可能形成配位键，因此只有 NO 之间形成配位键，即 NO。根据等电子
16、原理，O 3分子与 SO2分子空间构型相同，为 V 形。答案：(1)极性分子 (2)4 (3)sp 2杂化(4)V 形15(14 分)(2016全国卷)东晋华阳国志南中志卷四中已有关于白铜的记载，云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外，曾主要用于造币，亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题：(1)镍元素基态原子的电子排布式为_，3d 能级上的未成对电子数为_。(2)硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH 3)6SO4蓝色溶液。Ni(NH 3)6SO4中阴离子的立体构型是_。在Ni(NH 3)62 中 Ni2 与 NH3之间形成的化学键称为_，提供孤电子对的成键原子是_。氨的沸点_(填“高于”或“低于”)膦(PH 3
17、)，原因是_；氨是_分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为_。(3)单质铜及镍都是由_键形成的晶体；元素铜与镍的第二电离能分别为：ICu1 958 kJmol 1 、 INi1 753 kJmol 1 ， ICu INi的原因是_。(4)某镍白铜合金的立方晶胞结构如图所示。晶胞中铜原子与镍原子的数量比为_。若合金的密度为 d gcm3 ，晶胞参数 a_nm。解析：(1)Ni 是 28 号元素，根据核外电子的排布规律可知，其基态原子的核外电子排布式为 1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2。根据洪特规则可知，Ni 原子 3d 能级上 8 个电子尽可能分占 5 个
18、不同的轨道，其未成对电子数为 2。7(2)SO 中，S 原子的价层电子对数为 4，成键电子对数为 4，故 SO 的立246 22 24体构型为正四面体。Ni(NH 3)62 中，由于 Ni2 具有空轨道，而 NH3中 N 原子含有孤电子对，两者可通过配位键形成配离子。由于 NH3分子间可形成氢键，故 NH3的沸点高于 PH3。N 3H 分子中，N 原子形成 3 个 键，且有 1 个孤电子对，N 原子的轨道杂化类型为 sp3，立体构型为三角锥形。由于空间结构不对称，NH 3属于极性分子。(3)Cu、Ni 均属于金属晶体，它们均通过金属键形成晶体。因 Cu 元素基态原子的价层电子排布式为 3d10
19、4s1,3d 能级全充满，较稳定，失去第 2 个电子较难，因此 ICu INi。(4)由晶胞结构图可知，Ni 原子处于立方晶胞的顶点，Cu 原子处于立方晶胞的面心，根据均摊法，每个晶胞中含有 Cu 原子的个数为 6 3，含有 Ni 原子的个数为 8 1，12 18故晶胞中 Cu 原子与 Ni 原子的数量比为 31。根据 m V 可得， 1 mol 晶胞的质量为(64359)g a3d gcm3 NA，则a cm 107 nm。2516.021023d13 2516.021023d13答案：(1)1s 2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d8 4s2或Ar3d 8 4s2 2(2)正四面体 配位键 N高于 NH 3分子间可形成氢键 极性 sp 3(3)金属 铜失去的是全充满的 3d10电子，镍失去的是 4s1电子(4)31 1072516.021023d138
