专题4分子空间结构与物质性质综合练习
一、单选题
1. 下列说法正确的是( )
A. 中其碳原子的杂化类型有 和,其中有个键,个键
B. 分子的模型是直线形
C. 和互为等电子体,故性质相似
D. 的空间构型为三角锥形
2. 关于、和的结构与性质,下列说法不正确的是
A. 空间结构为平面形 B. 为极性分子
C. 的沸点高于 D. 中、杂化方式均相同
3. 有关甲醛、苯、二氧化碳及水说法不正确的是( )
A. 苯与互为等电子体,且分子中原子共平面
B. 甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用杂化
C. 苯、二氧化碳是非极性分子,水和甲醛是极性分子
D. 水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键,而甲醛分子间不能形成氢键
4. 下列说法正确的是 ( )
A. 有机物中的杂化类型有和,其中有个键,个键
B. 分子和的原子总数相同,价电子总数相等,故性质完全相同
C. 的电子排布式为
D. 已知的轨道和轨道可以形成型杂化轨道,则的空间构型为正四面体形
5. 三氟化氯是极强助燃剂,能发生自耦电离:,其分子的空间构型如图,下列推测合理的是
A. 分子的中心原子杂化轨道类型为 B. 与反应生成和
C. 分子是含有极性键的非极性分子 D. 比更易发生自耦电离
6. 下列对分子性质的解释中,正确的是( )
A. 极易溶于水而难溶于水只是因为是极性分子,是非极性分子
B. 由于乳酸中存在一个手性碳原子,导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体;生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子
C. 水很稳定以上才会部分分解是因为水分子间存在大量的氢键
D. 许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力,因而,只有过渡金属才能形成配合物。
7. 硫的化合物很多,如、、、、三聚的等,三聚的的结构如图所示。下列说法正确的是。
A. 为正四面体结构 B. 、分子的模型不一样
C. 、中原子都是杂化 D. 分子中含有键
8. 用短线“”表示共用电子对,用“”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。分子的路易斯结构式可以表示为。则以下叙述错误的是( )
A. 为三角锥形 B. 可以是 C. 是极性分子 D. 键角小于
9. 配合物中,中心离子的化合价是( )
A. B. C. D. 无法确定
10. Ⅲ的八面体配合物与溶液反应生成沉淀,则、的值是 ( )
A. , B. , C. , D. ,
11. 向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水,首先形成难溶物,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色透明溶液。下列关于此现象的说法正确的是 ( )
A. 反应前后的浓度不变
B. 沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子
C. 中提供孤电子对的是
D. 用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验,不能观察到同样的现象
12. 年某科研团队经多次实验发现一种新型漂白剂结构见下图,可用于漂白蚕丝等织品,其组成元素均为短周期元素,、对应的简单离子核外电子排布相同,且、、的原子最外层电子数之和等于的原子最外层电子数,下列说法错误的是( )
A. 四种元素中的电负性最大 B. 该物质中含有配位键
C. 的最高价氧化物对应的水化物是一元弱酸 D. 离子半径:
13. 钙钛矿光催化剂具有高活性和选择性。带有负电荷的将带正电的固定在其表面,用于可见光驱动还原。下列说法错误的是( )
A. 电负性: B. 中的配位数为
C. 三联呲啶中原子的杂化方式为 D. 还原过程中有极性键、非极性键断裂和形成
14. 利用制备降爆剂结构如图,下列有关说法不正确的是( )
A. 中键数目为
B. 标准状况下,每消耗生成数目为
C. 中含有配位键数目为
D. 完全反应脱去数目为
15. 结构中含有两个或两个以上中心原子离子的配合物称为多核配合物。一种Ⅱ双核配合物的内界结构如图所示,内界中存在、配位,外界为。下列说法正确的是( )
A. 中心离子的配位数为
B. 该内界结构中含有极性键、非极性键和离子键
C. 的一氯代物有种
D. 常温下,向含有该配合物的溶液中加入足量溶液,最终生成沉淀
二、实验题
16. 钒是我国的丰产元素,广泛应用于催化及钢铁工业,有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题:
钒原子的核外电子排布式为______,在元素周期表中的位置为______。
常用作转化为的催化剂。基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓为______形;气态以单分子形式存在,其分子的立体构型为______形;固体的三聚体环状结构如图所示,该结构中键长有、两类,的键长大于的键长的原因为______。
溶解在溶液中,可得到钒酸钠,该盐阴离子中的杂化轨道类型为______;也可得到偏钒酸钠,其阴离子呈如图所示的无限链状结构,则偏钒酸钠的化学式为______。
钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为______,若它的晶胞参数为 ,则晶胞的密度为______。
17. 是一种重要的配合物,在实验室中制备流程如图所示:
总的实验原理: ;中的被取代生成目标产物。
回答下列问题:
结合实验原理可知,浓氨水为制备过程主要提供________填微粒符号,下同,使用为制备过程主要提供________。
加入浓盐酸后,要及时将锥形瓶用胶塞封闭,否则目标产物中将混有大量副产物,试分析用胶塞封闭的目的:________。
的应采用缓慢滴加的方式,若一次性加入产生的不良后果是________。
“抽滤”在如图装置中进行,利用抽气泵将装置内的空气不断抽出,可使装置内的压强小于外界大气压,试分析抽滤较普通过滤的优点有________任写一点。
“沉淀”用温度更低的冷水洗涤的优点是________。
已知水溶液中:;;不考虑。试设计区分晶体和晶体的实验方案:________所用试剂:溶液。
简答题
18. 铂钴合金在磁控、仪表等领域有重要用途。回答下列问题:
基态原子价层电子的轨道表达式为__________________________________;与处于同一周期,且核外最外层电子构型相同,但金属的熔点比金属的高,原因为___________________________________________________。
与、吡啶能形成如图所示两种分子。
吡啶中所含同周期元素的第一电离能由小到大的顺序为________________。
化合物Ⅰ中含有键的数目为________。
相同条件下,两种化合物中在水中溶解度更大的为________填“Ⅰ”或“Ⅱ”,原因为__________________________________。
某合金的晶体堆积模型为面心立方堆积,其中原子处于顶角位置、原子处于面心位置,则该合金的化学式为________。
可用于检验可卡因。其中阴离子的立体构型为________,碳原子的杂化形式为________。
是一种磁性材料,其晶胞结构如图甲所示,俯视图如图乙所示。
原子坐标参数:为;为。则原子的坐标参数为______________。
若阿伏加德罗常数的值为,则晶体密度为____________列出计算表达式。
19. 按要求回答下列问题。
在时升华,其蒸气的相对分子质量约为,蒸气分子的结构式为________________________________标明配位键。
中与的原子形成配位键,不考虑空间结构,的结构可用示意图表示为________________________________________。
有机物丁二酮肟常用于检验:在稀氨水介质中,丁二酮肟与反应可生成鲜红色沉淀,其结构如下图所示。
结构中,碳碳之间的共价键类型是键,碳氮之间的共价键类型是________________,氮镍之间形成的化学键是________________。
该结构中,氧氢之间除共价键外还可存在________。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了杂化类型和微粒空间构型的判断,利用价层电子对互斥理论分析解答即可,难点是孤电子对的计算方法,题目难度一般。
【解答】
A.双键为杂化,甲基上的为杂化,含个键,个键,故A错误;
B.二氧化碳分子中原子的价层电子对数,所以模型是直线形,故B正确;
C.等电子体是研究同价电子同原子数的分子和离子,而二氧化硅是原子晶体,化学式中硅、氧原子个数之比为:,所以两者不能互称为等电子体,性质不同,故C错误;
D.中的价层电子对数,为杂化,无孤电子对,所以的空间构型为正四面体形,故D错误。
故选:。
2.【答案】
【解析】解析 中原子的杂化方式为 , 的空间结构不是平面形,A错误;甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,为四面体结构,是由极性键组成的极性分子,B正确; 分子中连接原子的原子数多,存在氢键的数目多,而偏二甲肼 只有一端可以形成氢键,另一端的两个甲基基团比较大,影响了分子的排列,沸点比 的低,C正确; 中、杂化方式均为 ,D正确。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了等电子体、氢键、化学键、分子的极性等内容,考查的知识点较多,难度不大,注意相关知识的积累.
【解答】
A.苯与价电子总数相等,原子数也相等互为等电子体,且分子中原子共平面,故A正确;
B.甲醛、苯分子中碳原子均含有个键,没有孤对电子,采用杂化,二氧化碳中碳原子含有个键,没有孤对电子,采用杂化,故B错误;
C.苯、结构对称,正负电荷的中心重合,为非极性分子;水和甲醛的正负电荷的中心不重合,为极性分子,故C正确;
D.水的沸点比甲醛高得多,是因为水分子间能形成氢键,故D正确.
故选B.
4.【答案】
【解析】
【分析】本题考查化学键类型以及杂化类型的判断、核外电子排布以及物质的结构的知识,加强理解是解题的关键,题目较为简单。
【解答】项,双键两端的原子均采取杂化,甲基中的采取杂化,中有个键、个键,项错误;
项,和为等电子体,原子总数相同,价电子总数相等,结构相似,但化学性质不同,项错误;
项,的电子排布式为,项错误;
项,联想的空间构型可判断的空间构型为正四面体形,项正确。
5.【答案】
【解析】A.三氟化氯中氯原子的价层电子对数为,杂化方式不可能为杂化,故A错误;
B.由三氟化氯是极强助燃剂可知,三氟化氯与铁反应生成氯化铁和氟化铁,故B错误;
C.由图可知,三氟化氯是结构不对称的三角锥形分子,属于含有极性键的极性分子,故C错误;
D.溴元素的电负性小于氯元素,溴氟键的极性强于氯氟键,则三氟化溴比三氟化氯更易发生自耦电离,故D正确;
故选D。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查分子的性质,涉及分子的极性、手性碳原子、氢键以及配合物等,解答这类问题应熟练掌握分子的相关性质等,试题难度一般。
【解答】
A.极易溶于水而难溶于水的原因是极性分子、氨分子能够与水分子形成氢键、氨分子能够与水反应,是非极性分子,故A错误;
B.手性碳原子指的是同一个碳原子上连接四个不同原子或原子团的碳原子,所以由于乳酸中存在一个手性碳原子,导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体;生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子,故 B正确;
C.水很稳定以上才会部分分解是因为水分子中氢氧键的键能大,不是氢键的影响,故C错误;
D.除了过渡元素能够形成配合物,某些主族金属的离子也能形成配合物,如铝离子能够形成等,故D错误。
故选B。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构与性质,为高频考点,涉及分子空间构型的判断、杂化理论等知识,题目难度不大,侧重基础知识的考查。
【解答】
A.分子中与中心原子形成共价键的、原子半径不同,因此该分子呈四面体结构,但不是正四面体结构,A错误;
B.中原子的价层电子对数,分子原子的价层电子对数,故、分子的模型均为平面三角形,B错误;
C.的中心原子的价层电子对数,的中心原子的价层电子对数,原子都是杂化, C正确;
D.分子中的键为,D错误。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题是一道信息题,考查学生对题干信息的理解和应用能力,侧重于对基础知识的综合运用的考查,难度一般。
【解答】
A、在中含有个单键和个孤电子对,价层电子对数为,而且含有个孤电子对,空间上为三角锥形,故A正确;
B、原子最外层含有个电子,中原子形成个共价键,原子没有孤对电子,所以不是,故B错误;
C、由极性键构成的分子,若结构对称,正负电荷的中心重合,则为非极性分子,分子的结构不对称,是极性分子,故C正确;
D、由于存在孤电子对,斥力增强,键角小于,故D正确。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查配合物的组成,明确配合物中外界、内界等概念即可解答,题目难度不大。
【解答】
配合物中外界硝酸根带一个单位负电荷,内界带一个单位负电荷,不带电荷,所以中心离子是,化合价是。
10.【答案】
【解析】Ⅲ的八面体配合物呈电中性,因为为分子,钴离子的化合价为,所以的值为,而该配合物与溶液反应生成沉淀,则该配合物中外界含有个,又因为该配合物为八面体,所以中心离子的配位数为,则的值为,即该配合物的化学式是,项正确。
11.【答案】
【解析】 该过程中发生反应的化学方程式有、,反应后转变为,浓度降低,项错误,项正确;中提供空轨道,中的提供孤电子对,项错误;用硝酸铜溶液代替硫酸铜溶液进行实验,能观察到同样的现象,项错误。
12.【答案】
【解析】由该物质的结构可知,形成两条共价键,形成价阳离子,、对应的简单离子核外电子排布相同,则为,为,形成一条共价键,、、的原子最外层电子数之和等于的原子最外层电子数,则为,为,据此分析答题。
13.【答案】
【解析】
【分析】
略
【解答】
A.同周期元素电负性从左往右增大,同主族元素电负性长上往下减小,电负性:,则电负性:,选项A正确;
B.根据中与三联吡啶螯合配位成环,配位键数目为,选项B正确;
C.三联吡啶中原子形成键及双键,原子形成三个键,没有孤电子对,其杂化方式为,选项C正确:
D.与还原为和的过程中只有极性键和形成,选项D错误;
答案选D。
14.【答案】
【解析】物质的量为,含有键数目为,即。
B.由方程式可知,生成,消耗,的物质的量为,则标况下每消耗生成数目为,故B正确;
C.中键为配位键,含有个配位键,则中含有配位键数目为,故C正确;
D.中含有个,生成的同时脱去个,则完全反应脱去数目为,故D正确;
15.【答案】
【解析】中心离子与个原子、个或个原子、个形成配位键,则配位数为,故A错误;
该物质中含有、极性键、非极性键,不含有离子键,故B错误;
的一氯代物有种,故C错误;
中心离子为,则该配合物外界有,加入足量溶液,最终生成沉淀,故D正确。
16.【答案】 第四周期第族
哑铃;平面正三角;键含有双键的成分,键能大,键长较短,键为单键,键能较小,键长较长;
; ;
;
【解析】解:原子核外有个电子,核外电子排布式为,在元素周期表中的位置为第四周期第族;
基态原子电子占据最高能级为能级,能级的电子云轮廓为哑铃形;气态分子中原子价层电子对数且不含孤电子对,该分子的立体构型形为平面正三角形;固体中键含有双键的成分,键能大,键长较短,键为单键,键能较小,键长较长;
钒酸钠阴离子中的价层电子对数且不含孤电子对,原子的杂化轨道类型为;根据图知,偏钒酸钠的化学式为;
该晶胞中原子个数、原子个数,则、原子个数之比::,化学式为;晶胞体积,晶体密度。
本题考查物质结构和性质,涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点,综合性较强,明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键,难度一般。
17.【答案】;
减少浓盐酸的挥发,保证溶液中有浓度较高的;
反应放出大量的热,会导致大量分解,从而导致不能充分被氧化;
过滤速度快;
降低因溶解而造成的损失;
分别取和晶体溶于水配成等物质的量浓度的溶液,各取相同体积溶液与足量硝酸银溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,称量所得的质量,生成质量大的为。
【解析】
【分析】
本题考查的实验室制备,难度较大,解题的关键是对基础知识的灵活运用。
【解答】
结合实验原理 可知,浓氨水为制备过程主要提供,使用为制备过程主要提供;
浓盐酸具有挥发性,要及时将锥形瓶用胶塞封闭,否则目标产物中将混有大量副产物,所以用胶塞封闭的目的:减少浓盐酸的挥发,保证溶液中有浓度较高的;
双氧水溶液要缓慢滴加,是为了控制反应温度,若一次性加入产生的不良后果是:反应放出大量的热,会导致大量分解,从而导致不能充分被氧化;
抽滤较普通过滤的优点有过滤速度快;
难溶于水,所以“沉淀”用温度更低的冷水洗涤的优点是降低因溶解而造成的损失;
根据已知信息:水溶液中:;;不考虑。区分晶体和晶体的实验方案:分别取和晶体溶于水配成等物质的量浓度的溶液,各取相同体积溶液与足量硝酸银溶液充分反应,过滤、洗涤、干燥,称量所得的质量,生成质量大的为。
18.【答案】的原子半径小于,价层电子多于,故金属键强于
Ⅱ;Ⅰ为非极性分子,Ⅱ为极性分子
或
直线形;
【解析】
【分析】
本题考查物质结构与性质,涉及核外电子排布、化学键、电离能、溶解度、杂化方式、晶胞计算等,侧重考查学生对信息的获取与迁移运用的能力,对学生的综合能力要求较高。
【解答】
为号元素,其价电子排布为,故它的价电子轨道排布式为:;与同周期且最外层电子数相同,单质钴的熔沸点均比钙大,其原因是钴的原子半径比钙小,价电子数比钙多,钴中金属键比钙中强,
故答案为:;的原子半径小于,价层电子多于,故金属键强于;
同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,元素原子轨道为半充满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素的;故第一电离能,
故答案为:;
共价单键含有一个键,共价双键中含有一个键,每个吡啶分子中每个原子和原子之间形成个键,有个键,键有个、键个,则一共是个键,所以化合物Ⅰ中含有键的数目为
故答案为:
Ⅰ为非极性分子,Ⅱ为极性分子,依据相似相溶原理,Ⅱ在水中溶解度更大,
故答案为:Ⅱ;Ⅰ为非极性分子,Ⅱ为极性分子;
某合金的晶体堆积模型为面心立方堆积,其中原子处于顶角位置、原子处于面心位置,则该合金的化学式为或.
故答案为:或
中,与是等电子体,中心原子碳的价层电子对,没有孤电子对,的立体构型为直线形,碳原子的杂化形式为杂化,
故答案为:直线形;;
从府视图中,原子坐标参数:为为, 在, 轴上的投影分别为、,图中长度等于长度,故 AC点在, 轴上的投影分别为、即: 、则原子的坐标参数为.
故答案为:
若阿伏加德罗常数的值为,,,则晶体密度为
故答案为:。
19.【答案】
个键、个键 配位键 氢键
【解析】略
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