1、1专题 4 分子空间结构与物质性质专题检测(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本题包括 14 小题，每小题 4 分，共 56 分)1物质的下列性质不能用键能来解释的是( )A氮气的化学性质没有氯气活泼BHF 比 HCl 稳定C金刚石的熔点比晶体硅高D常温下溴呈液态，碘呈固态答案 D解析 氮气中含有叁键，键能大，性质稳定，A 和键能有关系；分子的稳定性和共价键强弱有关系，B 和键能有关；C 中都是原子晶体，熔点和键能大小有关系；D 中形成的是分子晶体，熔沸点和分子间作用力有关系，和键能无关，答案选 D。2下列对 sp3、sp 2、sp 杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是( )A
2、sp 杂化轨道的夹角最大Bsp 2杂化轨道的夹角最大Csp 3杂化轨道的夹角最大Dsp 3、sp 2、sp 杂化轨道的夹角相等答案 A解析 sp 3、sp 2、sp 杂化轨道的夹角依次为 109.5、120、180。3下列各组微粒中，都互为等子体的是( )ACO、NO、NaH、N 2BSO 2、NO 、N 、CNO 2 3CCO 、NO 、BeCl 223 3DSiF 4、SiO 、SO 、PO44 24 34答案 D解析 具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子是等电子体。A 项，CO 的价电子数为4610，NO 的价电子数为 5611, NaH 是离子化合物，不存在分子，N 2的价电子数为
3、5510，不符；B 项，SO 2的价电子数为 66218，NO 的价电子数为 2562116，N 的价电子数为 53116，CNO 的价电子数为 456116，不 3符；C 项，CO 的价电子数为 463224，NO 的价电子数为23 32563124，BeCl 2的价电子数为 27216，不符；D 项，SiF 4的价电子数为47432，SiO 的价电子数为 464432，SO 的价电子数为44 24664232，PO 的价电子数为 564332，符合。344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
4、要作用力分别是( )Asp，范德华力 Bsp 2，范德华力Csp 2，氢键 Dsp 3，氢键答案 C解析 石墨晶体为层状结构，则一层上的碳原子形成平面六边形结构，因此 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，则同层分子间的主要作用力为氢键，层间为范德华力。5下列分子中，均为具有极性键的非极性分子组是( )AH 2、NH 3、H 2S BCS 2、BF 3、CO 2CCH 3Cl、CHCl 3、CH 4 DSO 2、NO 2、C 2H2答案 B解析 NH 3、H 2S、CH 3Cl、CHCl 3、SO 2、NO
5、2均为极性分子。6下列说法中正确的是( )A烯中 C=C 的键能是乙烷中 CC 的键能的 2 倍B氮气分子中含有 1 个 键和 2 个 键C能够用来衡量化学键强弱的物理量有原子化热、晶格能、键能、范德华力、氢键DNH 中 4 个 NH 键的键能不相同 4答案 B解析 A 项，烯中 C=C 两对共价电子结合的牢固程度不同，因此 C=C 的键能比乙烷中CC 的键能的 2 倍小，错误；B 项，氮气分子中两个 N 原子通过三对电子结合，其中含有 1个 键和 2 个 键，正确；C 项，能够用来衡量化学键强弱的物理量有原子化热、晶格能、键能，而范德华力、氢键与化学键无关，错误；D 项，NH 中 4 个 N
6、H 键尽管形成过程不 4同，但是它们的键能相同，错误。7根据实际和经验推知，下列叙述不正确的是( )A卤化氢易溶于水，不易溶于四氯化碳B碘易溶于汽油，微溶于水C氯化钠易溶于水，也易溶于食用油D丁烷易溶于煤油，难溶于水答案 C解析 根据“相似相溶规则”可以得出结论。C 项 NaCl 为离子化合物，易溶于水，而难溶3于有机溶剂。8下列关于 CH 、CH 3、CH 三种微粒的说法正确的是( ) 3 3A三种微粒都能独立稳定存在B三种微粒的形状相同C三种微粒中碳原子的杂化方式相同D键角大小关系：CH CH 3 3答案 D解析 A 项，CH 3为甲基，需要与其它原子或原子团结合，才能稳定存在，错误；B
7、项，CH为平面三角形，CH 3、CH 为四面体构型，错误；C 项，CH 中碳原子为 sp2杂化， 3 3 3CH3、CH 中碳原子为 sp3杂化，错误；D 项，CH 中碳原子为 sp2杂化，键角为 120，CH 3 3中碳原子为 sp3杂化，键角为 109.5，正确。 39下列说法不正确的是( )A互为手性异构体的分子互为镜像B利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子C手性异构体分子组成相同D手性异构体性质相同答案 D解析 A 项，手性碳原子是连接四个不同的原子或原子团的碳原子，若两种同分异构体互为手性异构体，则它们含有的各种原子、原子团相同，只是空间位置不同，两种分子互为镜面对称，即为镜像关
8、系，正确；B 项，有机反应大多数有副反应发生，反应条件不同，得到的反应产物不同，利用手性催化剂合成得到的物质主要是得到一种手性分子，正确；C 项，手性异构体分子是同分异构体的原子，因此二者分子式相同，物质中各元素的含量也相同，正确；D 项，手性异构体由于是同分异构体，结构不同，化学性质不同，错误。10氯仿(CHCl 3)常因保存不慎而被氧化，产生剧毒物光气(COCl 2): 2CHCl3O 2 2HCl2COCl 2。下列说法不正确的有( )ACHCl 3分子的空间构型为正四面体BCOCl 2分子中，中心 C 原子采用 sp2杂化CCOCl 2分子中所有原子的最外层都满足 8 电子稳定结构D可
9、用硝酸银溶液检验氯仿是否变质答案 A解析 A 项，CHCl 3分子中由于 CH 键、CCl 键的键长不相同，因此 CHCl3的空间构型为四面体，但是不是正四面体，错误；B 项，COCl 2分子中，中心 C 与 O 形成双键，再与两个Cl 形成共价单键，因此 C 原子采用 sp2杂化，正确；C 项，COCl 2分子中所有原子的最外层都满足 8 电子稳定结构，正确；D 项，由于在氯仿中的 Cl 元素以 Cl 原子的形式存在，不是4Cl ，因此可用硝酸银溶液检验氯仿是否变质，正确。11下列叙述不正确的是( )AAg(NH 3)2 的空间构型是直线形，其中 Ag 采取 sp 杂化BNi(CN) 42
10、和Zn(NH 3)42 的配位数都是 4，它们的空间构型都为正四面体型CPt(NH 3)2Cl2有顺式和反式异构体，其中顺式为极性分子，反式为非极性分子D用 BaCl2溶液可区别Cu(NH 3)4SO4溶液和Cu(NH 3)4(NO3)2溶液答案 B解析 Ni(CN) 42 的空间构型为平面正方形。12原子数相同、电子总数相同的粒子，互称为等电子体。硼元素可形成三个等电子体阴离子：BO 、BC 和 BN ，则 m、 n 值为( ) 2 m2 n2A5,3B2,4C3,1D1 ,2答案 A解析 化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子为等电子体， m5、 n3 时，三种阴离子的价电子总数相等，故
11、 A 项正确。13B 3N3H6与 C6H6是等电子体，则下列说法错误的是( )AB 3N3H6能发生加成反应和取代反应BB 3N3H6具有碱性CB 3N3H6各原子在同一平面上DB 3N3H6不能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案 B解析 本题考查等电子原理，等电子体具有相似的结构和性质。苯分子中各原子在同一平面内；苯在一定条件下能发生加成反应和取代反应；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。14过氧化铬(CrO 5)的结构为 ，由此可以推知 CrO5中氧元素的化合价应该是( )A全部是1 价B. 为1 价， 为2 价45 15C全部是2 价D. 为2 价， 为1 价45 15答案 B5解析 中有 1 个2
12、 价氧，4 个1 价氧。二、非选择题(本题包括 5 小题，共 44 分)15(6 分)D、E、X、Y、Z 是周期表中的前 20 号元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥型、正四面体、V 形、直线形。回答下列问题。(1)D、E、X、Y、Z 的氢化物的分子式依次为_、_、_、_、_。(2)上述氢化物的分子中，是极性分子的为_。(3)与 E 的氢化物是等电子体的分子(短周期元素的原子形成的分子)为_(填化学式)。答案 (1)CH 4 NH 3 SiH 4 H 2S HCl (2)NH 3、H 2S、HCl (3)PH 3解析 该五种元素均能形成氢化物，可确定它
13、们都属于非金属元素，然后依据“原子序数逐渐增大”和“分子的空间构型” ，可确定 D、E、X、Y、Z 最简氢化物依次为CH4、NH 3、SiH 4、H 2S 和 HCl。16(9 分)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层。(1)丁二酮肟常用于检验 Ni2 ：在稀氨水介质中，丁二酮肟与 Ni2 反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。该结构中，氮镍之间形成的化学键是_；从原子轨道重叠的方式看，碳碳之间的共价键类型是 键，则碳氮之间的共价键类型是_。碳原子的杂化轨道类型有_。氧氢两元素之间除共价键外还可能存在_；(2)甲醛(H 2C=O)在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(
14、CH 3OH)。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。答案 (1)配位键 键、 键 sp 2、sp 3 氢键 (2)小于解析 (1)镍原子有空轨道，氮原子有孤电子对，因此二者形成配位键，双键是由一个 键和一个 键构成；在该结构中碳原子既有单键又有双键，因此杂化类型是 sp2和 sp3杂化；6氧原子与氢原子之间可以形成氢键；(2)甲醛中 C 原子形成 3 个 键，为 sp2杂化，键角为 120，甲醇分子内碳原子形成 4 个 键，杂化方式为 sp3杂化，键角小于 120。17(10 分)在人类文明的历程中，许多物质发挥过重要作用，如铁、硝酸钾
15、、青霉素、聚乙烯、二氧化硅、富勒烯、含铬物质等。(1)Fe3 在基态时，外围电子排布式为_。(2)KNO3中 NO 的空间构型为_，写出与 NO 互为等电子体的另一种阴离子的化学 3 3式：_。(3)6氨基青霉烷酸的结构如图所示。结构中 S 原子的杂化方式是_；组成中C，N，O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(4)富勒烯(C 60)的结构如图所示，该物质能与氯气反应形成 C60Cl10分子，1molC 60Cl10分子中含有碳碳单键的数目为_。(5)已知配合物 CrCl36H2O 中心原子 Cr3 配位数为 6，向含 0.1molCrCl36H2O 的溶液中滴加 2molL1 AgN
16、O3溶液，反应完全后共消耗 AgNO3溶液 50mL，则该配离子的化学式为_。答案 (1)3d 5 (2)平面三角形 CO (3)sp 3 NOC (4)65 (5)Cr(H 2O)4Cl223Cl2H2O18(9 分)聚合铁(简称 PFS)化学式为Fe 2(OH)n(SO4) 32nm， n5， m10。现代污水处理工艺中常利用 PFS 在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。(1)PFS 中对应价态铁离子的外围电子排布式是_。与 SO 互为等电子体的离子或分子有_、_(各写一例)24(2)水在不同的温度和压力条件下可以形成 11 种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92gcm3 到约为水的一
17、倍半。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中冰的晶体结构为如图 1 所示的立方晶胞，每个水分子可与周围_个水分子以氢键结合，晶体中，1mol 水可形成_mol 氢键。7(3)毒奶粉事件震惊全国，这主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺(结构如图 2)。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是_(填字母)。A所有碳原子采取 sp2杂化，所有氮原子采取 sp3杂化B一个分子中共含有 15 个 键C属于极性分子，故极易溶于水D形成的晶体熔点较高(4)根据等电子原理，写出 NO2 结构式_；1molO 中含有的 键数目为22_。答案 (1)3d 5 PO34(或 ClO ) SiF 4(
18、或 CCl4) 4(2)4 2 (3)B (4)O= =N=O 2 NA(或 1.2041024)解析 (1)絮状物在空气中能稳定存在说明为铁离子，因为亚铁离子在空气中不稳定，故铁的化合价为3 价，铁离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d5，外围电子排布式为 3d5。SO 、PO 、ClO 、SiF 4和 CCl4，均是五原子 32 电子的等电子体。24 34 4(2)从图中可以看出，每个中心的水分子与上方面的 2 个对角的水分子形成氢键，与下方面的另外角的两个水分子形成氢键，共 4 个；以中间的水分子为例，1mol 水形成了 2mol 氢键。(3)C=N 中，C 原子为 sp
19、2杂化，C= =N 中 N 原子为 sp2杂化，NH 2中 N 原子为 sp3杂化，杂化类型不同，故 A 错误；分子中含有 6 个 NH,6 个 CN,3 个 C=N，双键中有 1 个 键，共 15 个 键，故 B 正确；分子结构对称，为非极性分子，则不易溶于水，故 C 错误；三聚氰胺为分子晶体，熔点较低，故 D 错误。(4)价电子数和原子数分别都相等的是等电子体，则与 NO 互为等电子体的是 CO2，CO 2是 2含有双键的直线形结构，则 NO 结构式为O= =N=O ；与 O 互为等电子体的是氮气。 2 22氮气含有叁键，而叁键是由 1 个 键和 2 个 键构成的，则 1molO 中含有的
20、 键数目22为 2NA。19(10 分)运用物质结构的知识完成下列问题。(1)第一电离能介于 B、N 之间的第 2 周期元素有_(填元素符号)。(2)配离子TiCl(H 2O)52 的中心离子化合价为_，配体的化学式为_。(3)BF3与一定量水形成(H 2O)2BF3晶体 Q，Q 在一定条件下可转化为 R：8晶体 Q 中不存在的作用力为_(填字母)。A共价键 B离子键 C配位键 D范德华力E氢键R 中阳离子的空间构型为_。(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子 Xm (含 B、O、H 三种元素)的球棍模型如图 1 所示。则 m_(填数字)。(5)以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐(如 NaN3)作
21、原料，可以生成碳氮化钛化合物，其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图 2)所有顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为_。(6)部分化学键的键能见表：化学键 SiO SiCl HH HCl SiSi SiC键能/kJmol1460 360 436 431 176 347比较下列两组物质的熔点高低 (填“”或“”)SiC_Si；SiCl 4_SiO2工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl 4(g)2H 2(g) Si(s)4HCl(g)= = = = =高 温 计算该反应的反应热 H_kJmol 1 。答案 (1)Be、C、O (2)3 Cl 、H 2O (3)B 三角锥型 (4)2 (5
22、)Ti 4CN3 (6) 2369解析 (1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第A 族元素第一电离能大于第A 族元素的，第A 族的第一电离能大于第A 族元素，所以第 2 周期中第一电离能顺序为 LiBBeCON，第一电离能介于 B、N 之间的第 2 周期元素有 Be、C、O 三种元素。(2)配离子TiCl(H 2O)52 的中心离子所带的电荷 213，故中心离子为 Ti3 ，Cl 、H 2O是配体。(3)非金属元素原子之间易形成共价键，B 原子含有空轨道、O 原子含有孤电子对，所以 B原子和 O 原子之间存在配位键，分子之间存在范德华力，水分子中的 O 原子
23、和其他分子中的H 原子易形成氢键，所以不涉及的是离子键，故选 B；H 3O 中 O 原子价层电子对个数3 (6131)4 且含有一个孤电子对，所以为三角12锥型结构。(4)依据化合价 H 为1，B 为3，O 为2，可得 m2；(5)该晶胞中 C 原子个数8 ，N 原子个数6 ，Ti 原子个数112 。18 12 14(6)碳化硅和硅都是原子晶体，晶体类型相同的物质其熔点与键长成正比，键长越长，键能越小，熔点越低，碳化硅的键长小于硅硅键长，所以碳化硅的熔点比硅的高；二氧化硅是原子晶体，氯化硅是分子晶体，原子晶体的熔点高于分子晶体，所以二氧化硅的熔点比氯化硅的高。 H360kJmol 1 4436kJmol 1 2176kJmol 1 2431kJmol 1 4236kJmol1 。
