2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题（含解析）--第2章 微粒间相互作用与物质性质复习提升

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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
本章复习提升
易混易错练
易错点1　　对键参数的理解不透彻导致判断错误
1.(2022湖南长沙第十二中学月考)已知某些共价键的键能、键长部分数据如下表:
共价键 键能/(kJ·mol-1) 键长(pm)
C—C 347.7 154
C C 615 133
812 120
C—H 413.4 109
N—H 390.8 101
N O 607
O—O 142
O O 497.3
下列推断正确的是(　　)
A.同种元素原子形成的共价键稳定性:三键>双键>单键
B.同种元素原子形成的双键键能一定小于单键键能的2倍
C.键长越短,键能一定越大
D.O O键的键能比N—H键大,氧气的沸点比NH3高
2.(2022山东师范大学附属中学开学测试)下列分子中,最难分裂成原子的是(　　)
A.HF　　B.HCl　　C.HBr　　D.HI
易错点2　　不能正确理解价电子对之间相互排
斥作用导致比较键角时出错
3.(2022北京西城期末)根据价电子对互斥理论分析,下列键角比较不正确的是(　　)
A.BeCl2>SO3>CH4　　B.HCN>H2O
C.N>NH3>N　　 D.NH34.(2023福建龙岩一中月考)用价电子对互斥理论可以判断许多分子或离子的空间结构,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是(　　)
A.NH3、PH3、AsH3的键角由大到小的顺序为AsH3>PH3>NH3
B.BF3的键角为120°,SnBr2的键角大于120°
C.PCl3分子中三个共价键的键能、键长、键角都相等
D.SO2分子的键角为120°
易错点3　　不能正确理解配合物的构成
5.(2023湖南攸县一中期末)某化合物的结构示意图如图,下列关于该化合物的叙述中不正确的是(　　)
A.该化合物含有5种元素
B.该化合物属于配合物,中心离子的配位数是4,配位原子是氮原子
C.1 mol该化合物中含有σ键的数目为18NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
D.该化合物中含有极性键、非极性键、配位键和氢键
6.(2022山东烟台第二中学检测)请回答下列问题:
(1)在浓的TiCl3的HCl溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的绿色晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为1∶5,则该配合物中配离子的化学式为　　　　　　　　。
(2)铁强化酱油中加有NaFeEDTA,其配离子结构如图所示,则Fe3+的配位数为　　　。
思想方法练
抽象问题具体化思想在分子空间结构与杂化轨道类型中的应用
方法概述
　　价电子对互斥理论和杂化轨道理论可用于预测大多数分子或离子的空间结构,也可判断中心原子的杂化轨道类型,二者皆为纯理论,如果利用“抽象问题具体化”思想将二者与真实存在的粒子相结合进行分析,可以达到事半功倍的效果,既可以充分理解理论又可以快速解决实际问题。
1.(2022山东菏泽开学考试)下列粒子中中心原子的杂化方式和粒子的空间结构均正确的是(　　)
A.C2H2:sp2、四面体形
B.HClO:sp、直线形
C.H3O+:sp3、V形
D.BF3:sp2、平面三角形
2.(2023湖南长沙长郡中学期末)美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力,只要给他物质的分子式,他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型。多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致,根据VSEPR理论,下列各组离子中所有原子都在同一平面上的是(　　)
A.N和N　　B.H3O+和Cl
C.N和C　　D.P和S
3.杂化轨道理论和VSEPR理论是推测分子空间结构的重要依据,下列说法正确的是(　　)
A.杂化轨道可用于形成σ键、π键
B.中心原子为sp杂化的分子,其空间结构不一定为直线形
C.只要分子的空间结构为平面三角形,其中心原子就为sp2杂化
D.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构都是正四面体形
4.(2023山东威海银滩高级中学月考)化合物A的结构式为,下列说法正确的是(　　)
A.碳、氮原子的杂化类型相同
B.氮原子与碳原子分别为sp3杂化与sp2杂化
C.1 mol A分子中所含σ键为10 mol
D.编号为a的氮原子和与其成键的另外三个原子在同一平面内
5.(2022浙江绍兴月考)进入冬季,雾霾天气的加重严重影响人们的生产生活。科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程如图:
下列说法正确的是(　　)
A.N、S和SO3中N原子和S原子的杂化方式相同
B.第一电离能:N>O>S
C.S、SO3和HNO2中所有原子均共平面
D.该过程没有硫氧键形成
6.元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢形成的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数约为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。
(1)在X和Y两种元素形成的化合物中:
①X的质量分数为50%的化合物的化学式为　　　　;该分子的中心原子发生　　　　杂化,分子的空间结构为　　　　　。
②X的质量分数为60%的化合物的化学式为　　　;该分子的中心原子发生　　　杂化,分子的空间结构为　　　　　。
(2)由X、Y和氢三种元素形成的化合物常见的有两种,其水溶液均呈酸性,试分别写出其分子式:　　　　、　　　　,两种化合物的阴离子分别为　　　　和　　　　,其空间结构分别为　　　　和　　　　。
(3)在由氢元素与X元素形成的化合物中,含有三个σ键的是　　　(写分子式,下同),分子空间结构为V形的是　　　。
7.(2023山东青岛二中期初考试)氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)材料是最成熟的第三代半导体的代表,GaN通常以GaCl3为镓源、NH3为氮源制备,具有出色的抗击穿能力,能耐受更高的电子密度。
(1)Ga、N和O的电负性由大到小的顺序为　　　　;N2O5由N和N构成,N的空间结构为　　　　;N、N、N的键角由大到小的顺序是　　　　　　。
(2)GaCl3·xNH3(x=3,4,5,6)是一系列化合物,向含1 mol GaCl3·xNH3的溶液中加入足量AgNO3溶液,有难溶于硝酸的白色沉淀生成;过滤后,充分加热滤液,有4 mol氨气逸出,且又有上述沉淀生成,两次沉淀的物质的量之比为1∶2。
①NH3的VSEPR模型名称为　　　　。
②能准确表示GaCl3·xNH3结构的化学式为　　　　。
(3)与镓同主族的B具有缺电子性,硼砂(四硼酸钠,化学式为Na2B4O7·10H2O)中B4是由两个H3BO3和两个[B(OH)4]-缩合而成的双六元环,应写成[B4O5(OH)4]2-的形式,结构如图所示,则该离子中存在的作用力有　　　　(填字母),B原子的杂化方式为　　　　。
A.离子键　　　B.极性键　　C.氢键
D.范德华力　　E.配位键
(4)GaN也可采用MOCVD(金属有机物化学气相淀积)技术制得,以合成的Ga(CH3)3为原料,使其与NH3发生系列反应得到GaN和另一种气态产物,该反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
8.X、Y、Z、M、R五种元素的原子序数依次增大,只有X、Y、Z为短周期元素,相关信息如表:
元素 相关信息
X 基态原子核外有3个能级,且各能级电子数目相等
Y 常见化合价只有0、-1、-2
Z 单质为黄绿色有毒气体
M 第四周期d区元素,基态原子的核外有6个未成对电子
R 第五周期元素,与X处于同一主族
(1)元素X、Y电负性的大小顺序是　　　　　　　(用元素符号表示)。
(2)XYZ2分子中所有原子最外层均满足8电子结构,分子中σ键与π键的数目比为　　　。
(3)元素Y可形成一种氢化物的空间结构如图所示,中心原子Y的杂化方式是　　　,该分子为　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)元素M基态原子的价电子排布式为　　　　　,MO5中M的化合价为+6,则该分子中含有过氧键的数目为　　　。
(5)元素R与Z可形成化合物RZ2,用价电子对互斥理论推断该分子的空间结构:　　　　　　　,分子中Z—R—Z的键角　　　(填“>”“=”或“<”)120°。
本章复习提升
易混易错练
1.A 2.A 3.D 4.C 5.C
1.A　由碳碳键的数据知,键能:>CC>C—C,键能越大,共价键越牢固,A正确;由O—O键、OO键的键能知,同种元素原子形成的双键键能可能大于单键键能的2倍,B错误;C—H键的键长大于N—H键的键长,但是C—H键的键能大于N—H键的键能,C错误;分子的熔、沸点与键能无关,D错误。
易错分析　(1)一般键长越短,键能越大,共价键越牢固,分子越稳定。
(2)键长的比较方法
①根据原子半径比较,同类型的共价键,成键原子的半径越小,键长越短。
②根据共用电子对数比较,相同的两个原子间形成共价键时,单键键长>双键键长>三键键长。
A　一般来说,原子半径越小,其形成的共价键键长越短,键能越大,就越难断裂。原子半径:FE(H—Cl)>
E(H—Br)>E(H—I),即HF最难分裂成氟原子和氢原子。
3.D　BeCl2、SO3、CH4三种分子的中心原子分别采取sp、sp2、sp3杂化,键角分别是180°、120°、109°28',键角:BeCl2>SO3>CH4,A正确;HCN中C原子采取sp杂化,键角为180°,H2O中O原子的价电子对数为4,采取sp3杂化,含有两对孤电子对,分子为V形,键角为104.5°,键角:HCN>H2O,B正确;N、NH3、N中中心原子的价电子对数均为4,N中的N不含孤电子对,NH3中的N含1对孤电子对,N中的N含2对孤电子对,含有的孤电子对数越多,键角越小,所以键角:N>NH3>N,C正确;NH3、PH3、AsH3中中心原子的价电子对数均为4,均含一对孤电子对,电负性N>P>As,键角NH3>PH3>AsH3,D错误。
易错分析　比较键角的方法
(1)中心原子杂化类型不同时,一般键角按sp、sp2、sp3顺序减小。
(2)中心原子杂化类型相同时,孤电子对数越多,键角越小。
(3)中心原子杂化类型相同、孤电子对数也相同时,中心原子的电负性越大,键角越大。
4.C　NH3、PH3、AsH3分子中中心原子都是sp3杂化,均含一对孤电子对,N、P、As的电负性依次减小,所以键角:NH3>PH3>AsH3,故A错误;BF3和SnBr2中中心原子的价电子对数都为3,孤电子对数分别为0、1,分子的空间构型分别为平面三角形、V形,孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所以BF3的键角为120°,SnBr2的键角小于120°,故B错误;PCl3分子中P的价电子对数为4,孤电子对数为1,分子的空间构型为三角锥形,分子中三个共价键的键能、键长、键角都相等,故C正确;SO2中中心原子S的价电子对数为2+=3,S含有1对孤电子对,则SO2分子的空间构型为V形,键角小于120°,故D错误。
5.C　由该化合物的结构可知,该化合物含有C、H、N、O、Ni五种元素,故A正确;该化合物中,Ni提供空轨道,N提供孤电子对,从而形成配位键,所以该化合物属于配合物,中心离子的配位数是4,配位原子是氮原子,故B正确;该配合物中C—H、C—C、N—O、O—H键为σ键,1个CN键中有一个σ键,配位键也是σ键,则1 mol该化合物中含有σ键的数目为34NA,故C不正确;由该化合物的结构可知,该化合物中含有极性键、非极性键、配位键和氢键,故D正确。
易错分析　该化合物中N—O、O—H、C—C、C—H、N→Ni键为σ键,1个CN键中含有1个σ键和1个π键,其中4个配位键和12个—CH3中的σ键容易遗漏。
6.答案　(1)[Ti(H2O)5Cl]2+　(2)6
解析　(1)由题意知,该配合物的配体只能为1个Cl-与5个H2O。又Ti为+3价,而Cl为-1价,则该配合物的配离子为[Ti(H2O)5Cl]2+。
(2)与铁相连的原子有N和O,其中N已形成三个共价键,故N与Fe之间为配位键,O-与Fe相连,只能为配位键,故Fe3+的配位数为6。
思想方法练
1.D 2.C 3.C 4.B 5.B
1.D　乙炔的结构式为,C原子采取sp杂化,为直线形结构,A错误;HClO分子的结构式为H—O—Cl,氧原子为sp3杂化,分子空间结构为V形,B错误;H3O+中氧原子的价电子对数是4,中心原子为sp3杂化,有一对孤电子对,空间结构为三角锥形,C错误;BF3分子中硼原子的价电子对数是3,中心原子为sp2杂化,孤电子对数为0,所以其空间结构为平面三角形,D正确。
2.C　
选 项 离子 孤电子 对数 中心原子的 价电子对数 空间 结构 是否在同 一平面上
A N (5+1-2× 2)×=1 2+1=3 V形 是
N (5-1-4× 1)×=0 4 正四面 体形 否
B H3O+ (6-1-3× 1)×=1 3+1=4 三角 锥形 否
Cl (7+1-3× 2)×=1 3+1=4 三角 锥形 否
C N (5+1-3× 2)×=0 3 平面 三角形 是
C (4+2-2× 3)×=0 3 平面 三角形 是
D P (5+3-4× 2)×=0 4 正四面 体形 否
S (6+2-4× 2)×=0 4 正四面 体形 否
离子中所有原子都在同一平面上,则离子的空间构型为直线形、V形或平面三角形,根据上面分析可知选C。
3.C　杂化轨道可用于形成σ键或者容纳未参与成键的孤电子对,不能用于形成π键,A错误;若中心原子为sp杂化,则分子的空间结构一定为直线形,B错误;分子的空间结构为平面三角形,说明中心原子价电子对数为3且不含孤电子对,则中心原子为sp2杂化,C正确;中心原子采取sp3杂化的分子,其空间结构不一定是正四面体形,如H2O、NH3等,D错误。
4.B　化合物A中氮原子采取sp3杂化而碳原子采取sp2杂化,A项错误,B项正确;每个A分子中含有11个σ键,则1 mol A分子中所含σ键为11 mol,C项错误;编号为a的氮原子采取sp3杂化,该氮原子和与其成键的另外三个原子不可能共平面,D项错误。
5.B　N中中心原子N的价电子对数=2+=3,故N为sp2杂化,S中中心原子S的价电子对数=3+=4,故S为sp3杂化,SO3中中心原子S的价电子对数=3+=3,故S为sp2杂化,A错误;第一电离能:N>O>S,B正确;由A项分析知,S中S的价电子对数为4,含1对孤电子对,故其空间结构为三角锥形,其所有原子不可能共平面,C错误;题给过程最后一步涉及硫氧键的形成,D错误。
方法点津　对于ABm型分子,中心原子价电子对数的计算公式:价电子对数=m+(A原子的价电子数-m×B原子的未成对电子数)。当B为H时,未成对电子数为1;当B为S、O、Cl等时,未成对电子数=8-B的价电子数。
6.答案　(1)①SO2　sp2　V形　②SO3　sp2　平面三角形
(2)H2SO3　H2SO4　S　S　三角锥形　正四面体形
(3)H2O2　H2O
解析　根据题意知氢化物的化学式为H2X,则×100%≈88.9%,可推知X的相对原子质量为16,则X为O,Y为S,元素X和Y形成的两种化合物分别为SO2、SO3,由X、Y和氢形成的常见化合物分别为H2SO3和H2SO4,对应的阴离子分别为S和S。各种微粒的空间结构可判断如下:
SO2 SO3 S S
价电子对数 3 3 4 4
σ键数 2 3 3 4
孤电子对数 1 0 1 0
杂化轨道数 3 3 4 4
空间结构 V形 平面 三角形 三角 锥形 正四面 体形
氧元素与氢元素形成的化合物可能为H2O或H2O2,其中H2O分子为V形,1个分子中含有三个σ键的是H2O2。
7.答案　(1)O>N>Ga　直线形　N>N>N　(2)①四面体形　②[Ga(NH3)4Cl2]Cl　(3)BE　sp2、sp3　(4)Ga(CH3)3+NH3 3CH4+GaN
解析　(1)同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,O的电负性大于N,同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,N的电负性大于Ga,所以电负性O>N>Ga;N中N原子的价电子对数是2,N原子采用sp杂化,空间结构为直线形;N中N的价电子对数为3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,键角为120°,N中N的价电子对数为3,有1对孤电子对,空间结构为V形,键角小于120°,N的空间结构为直线形,键角为180°,键角由大到小的顺序是N>N>N。(2)①NH3中中心原子N的价电子对数为3+=4,所以NH3的VSEPR模型名称为四面体形;②向含1 mol GaCl3·xNH3的溶液中加入足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,说明外界含有氯离子;过滤后,充分加热滤液,使配位键断裂,产生NH3和Cl-,有4 mol氨气逸出,则x=4,Cl-与Ag+反应生成沉淀,两次沉淀的物质的量之比为1∶2,所以有配位键的Cl-与没有配位键的Cl-的个数比为2∶1,故GaCl3·xNH3的化学式为[Ga(NH3)4Cl2]Cl。(3)根据[B4O5(OH)4]2-的结构可知,该离子中存在的作用力有极性共价键和配位键,故选B、E;B原子的杂化方式为sp2、sp3。(4)Ga(CH3)3与NH3发生反应得到GaN和另一种气态产物,根据原子守恒可知会生成甲烷,该反应的化学方程式为Ga(CH3)3+NH3 3CH4+GaN。
8.答案　(1)O>C　(2)3∶1　(3)sp3　极性　(4)3d54s1　2　(5)V形　<
解析　X的基态原子核外有3个能级,且各能级电子数目相等,则其核外电子排布式为1s22s22p2,X为C元素;Y的常见化合价只有0、
-1、-2,则Y为O元素;Z的单质为黄绿色有毒气体,则Z为Cl元素;M为第四周期d区元素,其基态原子的核外有6个未成对电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,M为Cr元素;R位于第五周期,与X处于同一主族,则R为Sn元素。
(1)同一周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,所以电负性:O>C。
(2)XYZ2为COCl2,COCl2分子中所有原子最外层均满足8电子结构,每个COCl2分子中含有1个CO键和两个C—Cl键,每个碳氧双键中含有1个σ键和1个π键,则COCl2分子中σ键与π键数目之比为(1+2)∶1=3∶1。
(3)Y为O元素,根据图示可知该氢化物为H2O2,该分子空间结构不对称,正、负电荷重心不重合,属于极性分子;H2O2中O原子采取sp3杂化。
(4)基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,其价电子排布式为3d54s1;CrO5中Cr元素的化合价为+6,设过氧键的数目为x,由化合物中元素的正、负化合价代数和为0可知,x×(-2)+(5-2x)×(-2)+6=0,解得x=2。
(5)SnCl2分子中Sn原子的价电子对数为2+=3,且含有一对孤电子对,则Sn原子采取sp2杂化,SnCl2分子的空间结构为V形;由于孤电子对之间的排斥力>孤电子对和成键电子对之间的排斥力>成键电子对之间的排斥力,所以Cl—Sn—Cl的键角<120°。
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