分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)檢測題及解析

1、分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)檢測題及解析一、選擇題1 . N2的結(jié)構(gòu)可以表示為 匚5一CO的結(jié)構(gòu)可以表示為 之二乂 其中橢圓框表示 兀鍵，下列 說法中不正確的是（）A. N2分子與CO分子中都含有三鍵B. CO分子中有一個 兀鍵是配位鍵C. N2與CO互為等電子體D. N2與CO的化學性質(zhì)相同解析：選D N2化學性質(zhì)相對穩(wěn)定， CO具有比較強的還原性，兩者化學性質(zhì)不同。2 .用價層電子對互斥理論 （VSEPR）可以預測許多分子或離子的空間構(gòu)型，有時也能用來推 測鍵角大小，下列判斷正確的是（）A . SO2、CS2、HI都是直線形的分子B. BF3鍵角為120°, SnBr2鍵角大于120°

2、;C. CH2。、BF3、SO3都是平面三角形的分子D. PC13、NH3、PC15都是三角錐形的分子解析：選C A. SO2是V形分子，CS2、HI是直線形的分子，錯誤；B.BF3鍵角為120°, 是平面三角形結(jié)構(gòu)；而 Sn原子價電子數(shù)是4,在SnBr2中兩個價電子與 Br形成共價鍵， 還有一對孤電子對，對成鍵電子有排斥作用，使鍵角小于 120°,錯誤；C.CH2。、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正確；D.PC13、NH3都是三角錐形的分子，而 PC15是三角雙錐形分子，錯誤。3 .現(xiàn)有下列兩組命題，組命題正確，且能用組命題正確解釋的是（）選項組組AH I鍵的鍵能大

3、于 H-Cl鍵的鍵能HI比HCl穩(wěn)定BH I鍵的鍵能小于 H-Cl鍵的鍵能HI比HCl穩(wěn)定CHI分子間的范德華力大于 HCl的HI的沸點比HCl的高DHI分子間的范德華力小于 HCl的HI的沸點比HCl的低解析：選C HCl比HI穩(wěn)定，是由于 H-Cl鍵鍵能大于H-I鍵鍵能，故 A、B兩項錯 誤；HI沸點比HCl高，是由于HI的相對分子質(zhì)量大于 HCl的相對分子質(zhì)量，HI分子間 作用力大于HCl分子間作用力，故 C正確，D錯誤。4 . CH3、一CH3、CH3都是重要的有機反應中間體，有關它們的說法錯誤的是 （）A.它們互為等電子體，碳原子均采取sp2雜化B . CH3與NH3、H3O卡互為等

4、電子體，幾何構(gòu)型均為三角錐形C. CH3中的碳原子采取sp2雜化，所有原子均共面D.兩個一CH3或一個CH3和一個CH3結(jié)合均可得到 CH3CH3解析：選A CH3、一CH3、CH3分別具有6個、7個和8個價電子，電子總數(shù)分別是：8個、9個和10個，它們不是等電子體， A說法錯誤；CH3與NH3、H3O卡均具有8個價電子、 4 個原子，互為等電子體，幾何構(gòu)型均為三角錐形，B 說法正確；根據(jù)價層電子對互斥模型，CH3中C原子的價電子對數(shù)為 3 ,碳原子采取sp2雜化，其空間構(gòu)型是平面三角形，C說法正確；兩個一CH3或一個CH3和CH3結(jié)合都能得到CH3CH3,D說法正確。5通常把原子總數(shù)和價電子

5、總數(shù)相同的分子或離子稱為等電子體。人們發(fā)現(xiàn)等電子體的空間結(jié)構(gòu)相同，則下列有關說法中正確的是()A . CH4和NH4是等電子體，鍵角均為 60°B NO3 和 CO23 是等電子體，均為平面三角形結(jié)構(gòu)C. H3O+和PC13是等電子體，均為三角錐形結(jié)構(gòu)D . B3N3H6和苯是等電子體，B3N3H 6分子中不存在“肩并肩”式重疊的軌道解析：選B 甲烷是正四面體形結(jié)構(gòu)，鍵角是109°28' , A錯；NO3和CO3一是等電子體，均為平面三角形結(jié)構(gòu)，B對；H3O +和PC13的價電子總數(shù)不相等，不互為等電子體，C錯；苯分子中存在“肩并肩”式重疊的軌道，故 B3N3H6分

6、子中也存在，D錯。6.某化合物的分子式為 AB2, A屬V! A族元素，B屬口 A族元素，A和B在同一周期，它們的電負性值分別為3.44 和 3.98，已知AB 2分子的鍵角為103.3 。下列推斷不正確的是°()A AB 2 分子的立體構(gòu)型為V 形B A B 鍵為極性共價鍵，AB 2 分子為非極性分子C. AB2與H2O相比，AB2的熔點、沸點比 H2O的低D AB 2 分子中無氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H 2O 分子間能形成氫鍵解析： 選 B 根據(jù) A、 B 的電負性值及所處位置關系，可判斷A 元素為O， B 元素為F，該分子為OF2。O-F鍵為極性共價鍵。因為 OF2分子的

7、鍵角為103.3 ； OF2分子中鍵的 極性不能抵消，所以為極性分子。二、綜合題7. (2019全國卷I節(jié)選)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一種有機化合物，分子中氮、碳的雜化類型分別是、 。 乙二胺能與Mg2 、 Cu2 等金屬離子形成穩(wěn)定環(huán)狀離子，其原因是 ，其中與乙二胺形成的化合物穩(wěn)定性相對較高的是(填“Mg2 ”或“Cu2 ” )。解析： 乙二胺中N 、 C 原子價層電子對數(shù)均為4，均采用sp3 方式雜化。乙二胺中氮原子有孤對電子，Mg2 、 Cu2 存在空軌道，兩者易形成配位鍵。由于半徑Cu2 >Mg 2 ， Cu2的配位數(shù)比Mg2 大，故乙二胺與Cu2 形成的配合物更穩(wěn)定

8、。答案：sp3 sp3乙二胺的兩個 N提供孤對電子給金屬離子形成配位鍵Cu2+8. （2019全國卷n節(jié)選）近年來我國科學家發(fā)現(xiàn)了一系列意義重大的鐵系超導材料，其中一類為Fe-Sm-As-F-O組成的化合物。元素 As與N同族。預測 As的氫化物分子的立體結(jié) 構(gòu)為,其沸點比NH 3的（填“高”或“低”），其判斷理由是解析：AsH3和NH3為等電子體，NH3為三角錐形，因此 AsH3也為三角錐形。因為 NH3 分子間存在氫鍵，所以 AsH3的沸點比NH3低。答案：三角錐形低 NH3分子間存在氫鍵9. （2019全國卷出節(jié)選）磷酸亞鐵鋰（LiFePO。可用作鋰離子電池正極材料，具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)

9、性能優(yōu)良、安全性高等特點，文獻報道可采用FeCl3、NH 4H2P。4、LiCl和苯胺等作為原料制備。（1）FeCl3中的化學鍵具有明顯的共價性，蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為,其中Fe的配位數(shù)為。（2）聚月堂 Q ”）的晶體類型是 。苯胺與甲苯（）的相對分子質(zhì)量相 近，但苯胺的熔點（一5.9 C）、沸點（184.4 C）分別高于甲苯的熔點 （一95.0 C）、沸點(110.6 ),原因是解析：（1）在蒸汽X態(tài)下FeCl3以雙聚分子存在，即分子式為Fe2c同 每個Fe原子與3個Cl原子形成共價鍵，還可以提供空軌道與另 1個Cl原子提供的孤對電子形成配位鍵，結(jié)數(shù)為4。Fe的配位（

10、2）苯胺是有機化合物，屬于分子晶體。由于苯胺分子中 N原子電負性大、原子半徑小,易形成分子間氫鍵 N-H - N,導致熔、沸點比相對分子質(zhì)量相近的甲苯高。Cl Cl Cl Cl Cl C1/（1） Fe Fc 或 Fe Fc 4/ / / / 答案： CI 。 Cl Cl C C1 （2）分子晶體苯胺分子之間存在氫鍵10. （2018全國卷I節(jié)選）LiAlH 4是有機合成中常用的還原劑，LiAlH 4中的陰離子空間構(gòu)型是、中心原子的雜化形式為 。 LiAlH 4中，存在 （填標號）。A .離子鍵B. b鍵C.冗鍵D.氫鍵解析：LiAlH 4的陰離子為 AlH 4, AlH 4中Al的雜化軌道數(shù)

11、為4.3+ 1 = 4, Al采取sp3雜化，為正四面體構(gòu)型。LiAlH 4是離子化合物，存在離子鍵，H和Al間形成的是共價單鍵, 為0鍵。答案：正四面體sp3 AB11. (2018江蘇高考)臭氧(03)在Fe(H2O)62+催化下能將煙氣中的 SO2、NOx分別氧化為SO2 和NO 3, NOx也可在其他條件下被還原為N2。(1)SO-中心原子軌道的雜化類型為 ;NO3的空間構(gòu)型為 (用文 字描述)。(2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為 。(3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為 (填化學式)。(4)N2分子中b鍵與 兀鍵的數(shù)目比n(»n(兀。(5)Fe(H2O)62+與NO反應

12、生成的Fe(NO)(H2O)52+中，NO以N原子與Fe形成配位鍵。請在Fe(NO)(H2O)52+結(jié)構(gòu)示意圖的相應位置補填缺少的配體。峰(NCKHa蠢聲精的不意圖解析：(i)so4一中S原子的價層電子對數(shù)=6-2= 4,因此S原子為sp3雜化。NO3中N 5+1 原子的價層電子對數(shù)= -2-=3,因此N原子為sp2雜化，無孤對電子，因此空間構(gòu)型為平面(正)三角形。(2)Fe原子核外有26個電子，其核外電子排布式為 1s22s22p63s23p63d64s2, 失去兩個電子后，F(xiàn)e2+基態(tài)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d6。(3)因為是陰離子，因此在周期表中可將一個。原子左移

13、一個位置變?yōu)?N原子，即NO2為O3的等電子體。(4)N與N可形成叁鍵，因此有1個b鍵和2個兀鍵，即兩者數(shù)目比為1 : 2。(5)Fe(NO)(H2O)52 +中有5個H2O和1個NO,題給圖示中缺少1個H2O和1個NO ,O和N提供孤對電子，根據(jù)題給圖示結(jié)構(gòu)可補填缺少的H2O和NO配體。答案：(1)sp3平面(正)三角形(2)Ar3d6 或 1s22s22p63s23p63d6(3)NO2(4)1 ： 2ONfY* 一門12. (2017全國卷I節(jié)選)鉀和碘的相關化合物在化工、醫(yī)藥、材料等領域有著廣泛的應用。X射線衍射測定等發(fā)現(xiàn)，I3ASF6中存在I3離子。I3離子的幾何構(gòu)型為 ,中心原 子

14、的雜化形式為。上 1_. 一 一 一 一，、一 一.解析：I3中I原子為中心原子，則其孤電子對數(shù)為2X(71 2)=2,且其形成了 2個b鍵，中心原子采取 sp3雜化，I3空間構(gòu)型為V形結(jié)構(gòu)。答案：V形 sp313. (2017全國卷H 節(jié)選)我國科學家最近成功合成了世界上首個五氮陰離子鹽 (N5)6(H3O)3(NH4)4C1(用R代表)。經(jīng)X射線衍射測得化合物 R的晶體結(jié)構(gòu)，其局部結(jié)構(gòu) 如圖所示。(1)從結(jié)構(gòu)角度分析，R中兩種陽離子的相同之處為 ，不 6/*同之處為 。(填標號)A.中心原子的雜化軌道類型即B.中心原子的價層電子對數(shù)C.立體結(jié)構(gòu)D.共價鍵類型(2)R中陰離子N5中的b鍵總數(shù)

15、為 個。分子中的大 兀鍵可用符號 由表示，其中 m代表參與形成大 兀鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大 兀鍵的電子數(shù)(如果分子中的大 兀鍵 可表示為n6),則N5中的大兀鍵應表示為。(3)圖中虛線代表氫鍵，其表示式為(NH 4)N HCl、。解析：(1)結(jié)合題圖可知：晶體 R中兩種陽離子為 NH 4和H3O+ ,其中心原子均采取 sp3 雜化；NH 4中成鍵電子對數(shù)為 4, H3O卡中含1個孤電子對和3個成鍵電子對，即中心原 子的價層電子對數(shù)均為 4;兩種陽離子中均存在極性鍵，不存在非極性鍵。NH 4和H3O +分別為正四面體結(jié)構(gòu)和三角錐形結(jié)構(gòu)，即立體結(jié)構(gòu)不同。(2)從題圖可以看出： 陰離子N5呈五

16、元環(huán)狀結(jié)構(gòu)，其含有的b鍵總數(shù)為5個；N5中參與形成大 兀鍵的電子數(shù)為6,故可將其中的大 兀鍵表示為n5o (3)根據(jù)題給表示式可知，除表示出形成氫鍵的原子外，還要 表示出形成氫鍵的原子所在的原子團和該原子在原子團中的成鍵情況，因此氫鍵的表示 式還有(H3O+)OH N(N5)、(NH 4)NH-N(N 5)o答案：(1)ABD C (2)5 rf5_ + _ + (H3O )O H - N(N 5) (NH4)NH - N(N5)14. (2017全國卷m節(jié)選)研究發(fā)現(xiàn)，在CO2低壓合成甲醇反應(CO2+3H2=CH3OH + H2O) 中，Co氧化物負載的Mn氧化物納米粒子催化劑具有高活性，

17、顯示出良好的應用前景。(1)CO2和CH30H分子中C原子的雜化形式分別為 和。(2)在CO 2低壓合成甲醇反應所涉及的4種物質(zhì)中，沸點從高到低的順序為 ,原因是。（3）硝酸錳是制備上述反應催化劑的原料，Mn（NO 3）2中的化學鍵除了 （T鍵外，還存在解析：（1）CO2中C的價層電子對數(shù)為 2,故為sp雜化；CH3OH分子中C的價層電子對 數(shù)為4,故為sp3雜化。（2）水和甲醇均為極性分子，常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈液態(tài)；二氧 化碳和氫氣均為非極性分子，常溫常壓下兩種物質(zhì)均呈氣態(tài)，根據(jù)四種物質(zhì)在相同條件下的狀態(tài)可以判斷出水、甲醇的沸點均高于二氧化碳、氫氣的沸點。由于水分子中的2個氫原子都能參與氫

18、鍵的形成，而甲醇分子中只有羥基上的氫原子能夠形成氫鍵，所以水中的氫鍵比甲醇多，則水的沸點高于甲醇的沸點。二氧化碳和氫氣都屬于分子晶體，但由于二氧化碳的相對分子質(zhì)量大于氫氣，所以二氧化碳的沸點高于氫氣的沸點。（3）Mn（NO 3）2是離子化合物，存在離子鍵；此外在NO3 中，3 個 O 原子和中心原子N 之間還形成一個4中心6電子的大 兀鍵（n6鍵），所以Mn（NO 3）2中的化學鍵有鍵、兀鍵和離子鍵。答案：（1）sp sp3 （2）H2O > CH3OH > CO2 > H2 H2O 與 CH3OH 均為極性分子，H2O 中氫鍵比甲醇多；CO2與H2均為非極性分子，CO2分子

19、量較大，范德華力較大（3）離子鍵和兀鍵（由鍵）15. （1）腫（N2H4）分子可視為NH 3分子中的一個氫原子被 一NH2（氨基）取代形成的另一種氮的 氫化物。NH 3分子的立體構(gòu)型是 ； N 2H4分子中氮原子軌道的雜化類型是 。腫可用作火箭燃料，燃燒時發(fā)生的反應是N2O4（l） + 2N2H4（l）=3N2（g）+4H2O（g）AH = 1 038.7 kJ mol 1若該反應中有4 mol N H鍵斷裂，則形成的兀鍵有 mol。腫能與硫酸反應生成N2H6SO4。N2H6SO4晶體類型與硫酸鏤相同，則N2H6SO4晶體內(nèi)不存在 （填標號）。a.離子鍵b.共價鍵c.配位鍵d.范德華力（2）

20、VIA族元素氧、硫、硒（Se）的化合物在研究和生產(chǎn)中有許多重要用途。 H2Se 的酸性比H2S（填“強”或“弱”）。氣態(tài)SeO3 分子的立體構(gòu)型為， SO23 離子的立體構(gòu)型為。H2SeO3的Ki和K2分別為2.7X 10-3和2.5X108, H2SeO4第一步幾乎完全電離，K2為1.2X 103,請根據(jù)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關系解釋H2SeO4比H2SeO3酸性強的原因：解析：（1）NH3分子中氮原子的雜化方式為 sp3雜化，其分子的立體構(gòu)型為三角錐形； 氨 基（一NH 2）中氮原子的雜化方式也為 sp3雜化，其分子的立體構(gòu)型為 V形。N2H4的結(jié)構(gòu)為 H2N-NH2,相當于2個氨基，所以氮原子的雜

21、化方式也為 sp3雜化。1個N2H4分子含有4個NH鍵，即4 mol NH鍵斷裂同時生成 1.5 mol N2,N2的結(jié)構(gòu)式為 N三N,含1 個b鍵和2個兀鍵，所以會形成3 mol解。N2H6SO4和(NH4)2SO4者B是離子晶體，N2H2+ 和SO4一之間存在離子鍵，N2H2+中N和H之間形成6個共價鍵(其中2個配位鍵),N和 N之間形成共價鍵，SO4一中S和O之間形成共價鍵，不含范德華力。(2)Se的原子半徑大于 S的原子半徑，H2Se與H2s相比，H2Se中Se原子對H原子的 作用力較弱，H2Se在水中更容易電離出 h + ,所以其酸性較強；SeO3中Se原子采取sp2雜化，故其立體構(gòu)

22、型為平面三角形；SO3一中S原子采取sp3雜化，含有一對孤電子對，故其立體構(gòu)型為三角錐形。H2SeO3中Se為+ 4價，而H2SeO4中Se為+6價，Se的正電性更高，導致 Se-O-H 中。原子的電子更易向 Se原子偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易電離出H + ,即酸性越強。答案：(1)三角奉B形 sp33d(2)強平面三角形 三角錐形H2SeO3和 H2SeO4 可表示為(HO) 2SeO和(HO) 2SeO2, H2SeO3 中的 Se為+ 4價，而 H2SeO4 中的Se為+6價，正電性更高，導致 Se O-H中O的電子更易向Se偏移，越易電離 出H +16.科學家正在研究溫室氣

23、體 CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。下列關于CH4和CO2的說法正確的是(填字母序號)。a.固態(tài)CO2屬于分子晶體b. CH4分子中含有極性共價鍵，是極性分子c.因為碳氫鍵鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點低于CO2d. CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是 sp3和sp(2)在Ni催化劑作用下，CH4和CO2反應可獲得化工原料 CO和H2ONi能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO) 4,1 mol Ni(CO) 4中含有 mol 鍵。(3)一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如圖所示)的水合物晶體，其相關可增添C出水分物參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。參數(shù)分；、分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能 E/(kJ mol 1)CH40.43616.40CO20.51229.91X甲烷分子/二如化碳分子L水分子“可燃冰”中分子間存在的兩種作用力是為開采深海海底的“可燃冰”，有科學家提出用CO2置換CH4的設想。已知圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為 0.586 nm ,