综合拔高练-《精讲精练》26版高中同步新教材化学人教A版（2019）选必修2

综合拔高练
高考真题练
考点1　共价键的类型及数目
1.(高考组合)按要求填空:
(1)(2024新课标,29节选)Ni(CO)4结构如图所示,其中含有σ键的数目为　　　　。
(2)(2022湖南,18节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示,富马酸分子中σ键与π键的数目比为　　　。
(3)(2021全国甲,35节选)CO2分子中存在　　　　个σ键和　　　　个π键。
考点2　键参数
2.(高考组编)回答下列问题:
(1)(2023山东,16节选)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为　　　　　;O—Cl—O键角　　　　Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因　　　　　　　　　　。
(2)(2022湖南,18节选)比较键角大小:气态SeO3分子　　　　Se(填“>”“<”或“=”),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
考点3　杂化轨道类型和粒子的空间结构
3.(2023湖北,9)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是(　　)
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
4.(2023新课标,9)一种可吸附甲醇的材料,其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl,部分晶体结构如下图所示,其中[C(NH2)3]+为平面结构。
下列说法正确的是(　　)
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
5.(高考组合)按要求回答下列问题:
(1)(2024浙江1月选考,17节选)H2N—NH2+H+H2N—N,其中—NH2的N原子杂化方式为　　　　;比较键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2　　　　H2N—N中的—N(填“>”“<”或“=”),请说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2024全国甲,35节选)一种光刻胶薄膜成分为聚甲基硅烷,其中电负性最大的元素是　　　,硅原子的杂化轨道类型为　　　　。
(3)(2024山东,16节选)[BMIM]+B(见右图)是MnOx晶型转变的诱导剂。B的空间构型为　　　;[BMIM]+中咪唑环存在大π键,则N原子采取的轨道杂化方式为　　　　。
(4)(2023全国甲,35节选)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为　　　　。
(5)(2023全国乙,35节选)SiCl4的空间结构为　　　　　　,其中Si的轨道杂化形式为　　　　。
(6)(2022全国甲,35节选)CF2CF2和ETFE(CH2CH2与CF2CF2的共聚物)分子中C的杂化轨道类型分别为　　　　和　　　　。
考点4　键的极性与分子的极性
6.(2023北京,10)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是(　　)
A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能
B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是 HCl分子
7.(2023辽宁,2)下列化学用语或表述正确的是(　　)
A.BeCl2的空间结构:V形
B.P4中的共价键类型:非极性键
C.基态Ni原子价电子排布式:3d10
D.顺-2-丁烯的结构简式:
考点5　分子极性、分子间作用力对物质性质的影响
8.(高考组合)回答下列问题:
(1)(2024山东,16节选)MnOx可作HMF转化为FDCA的催化剂(如图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2024浙江6月选考,17节选)化合物HA、HB、HC和HD的结构如图。
HA　　　　HB
HC　　　　HD
①HA、HB和HC中羟基与水均可形成氢键(—O—H…OH2),按照氢键由强到弱对三种酸排序　　　　,请说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
②已知HC、HD钠盐的碱性NaC>NaD,请从结构角度说明理由　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
9.(2022山东,16节选)在水中的溶解度,吡啶()远大于苯,主要原因是①　　　　　　　　　　　　,②　　　　　　　　　　。
、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是　　　　　。
10.(高考组合)(1)(2021全国甲,35节选)甲醇的沸点(64.7℃)介于水(100℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6℃)之间,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
(2)(2021广东,20节选)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。
高考模拟练
应用实践
1.化学研究物质的变化实际上就是研究“键”的断裂和形成,物质是否稳定也取决于“键”的稳定性。关于化学键的相关内容,你认为以下描述符合事实的是(　　)
A.“头碰头”重叠形成的键一定比“肩并肩”重叠形成的键稳定
B.只含非极性键的分子一定是非极性分子,因此O3是非极性分子
C.C是平面三角形结构,是因为该粒子中键角为120°且所有共价键的键长相等
D.所有共价键都和氢键一样有方向性和饱和性
2.中国疾控中心研发出两种含氯低温消毒剂配方,解决了低温消毒难的问题,配方中含有二氯异氰尿酸钠,其制备流程如下所示,下列说法正确的是(　　)
A.尿素属于非极性分子
B.氯化铵的阳离子VSEPR模型为正四面体形
C.三聚氰酸中的N原子为sp2杂化
D.二氯异氰尿酸钠中部分元素的电负性:Cl>O
3.某物质M是制造染料的中间体,它的球棍模型如图所示,由短周期X、Y、Z、W四种元素组成,X元素原子半径最小,W的3p轨道有一个未成对电子,Y、Z同主族。下列说法正确的是(　　)
A.XWY是直线形分子
B.最简单氢化物沸点:YC.X2Y2是极性分子
D.Z的氧化物对应的水化物为强酸
4.下列有关物质结构与性质的说法正确的是(　　)
A.CO2和SO2均为非极性分子
B.XeF2与XeO2的中心原子杂化类型相同
C.H2O、NH3中心原子均采取sp3杂化
D.C和Se的空间结构均为三角锥形
5.3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列关于该分子说法不正确的是(　　)
A.O原子和N原子均为sp3杂化
B.键角:∠C—N—H<109°28'
C.有手性碳原子
D.O—H键的极性小于N—H键的极性
6.三氟化氯(ClF3)是极强助燃剂,能自耦电离:2ClF3Cl,其分子空间结构如图。下列推测合理的是(　　)
A.ClF3分子是含有极性键的非极性分子
B.BrF3比ClF3更易发生自耦电离
C.ClF3空间结构为平面三角形
D.Cl与H2O、Cl与CCl4的空间结构分别相同
7.在半导体生产或灭火剂的使用中,会向空气逸散气体,如:NF3、CHClFCF3、C3F8,它们虽是微量的,有些却是强温室气体,下列推测不正确的是(　　)
A.熔点:NF3>C3F8
B.NF3分子中N原子是sp3杂化,分子呈三角锥形
C.CHClFCF3存在手性异构
D.C3F8分子中既含极性键又含非极性键,其中C原子为sp3杂化
8.COCl2又称为光气,是一种重要的有机试剂,其结构如图,下列关于COCl2的说法不正确的是(　　)
A.它是一个非极性分子
B.碳原子的杂化方式为sp2
C.CO与C—Cl间的斥力大于两个C—Cl间的斥力
D.C—Cl键长更长与Cl原子半径较大、C—Cl键是单键有关
9.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属化合物;碳铂是顺式-1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构简式如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(　　)
A.碳铂分子中所有碳原子在同一个平面内
B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D.1个1,1-环丁二羧酸()分子中含有σ键的数目为12
10.环糊精在环保、农药、食品领域具有良好的发展前景。α-环糊精的结构如图所示,结构形似圆筒。下列说法错误的是(　　)
A.α-环糊精能溶于水,且环糊精分子间可以形成氢键
B.圆筒空腔能容纳一定大小的油性分子
C.α-环糊精中的O原子均为sp3杂化
D.圈出的六元环为平面六边形结构
迁移创新
11.P和某有机物分子能通过氢键作用形成一种配合物。已知该有机物分子结构如图。下列说法错误的是(　　)
A.P的空间构型为正四面体
B.该有机物分子中N—H中的H和P中的O能形成氢键
C.1mol该有机物分子中含5molπ键
D.该有机物分子中C、N原子的杂化方式不完全相同
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
高考真题练
1.答案　(1)8　(2)11∶3　(3)2　2
解析　(1)每个CO分子与Ni配位时,形成配位键,配位键属于σ键,因此1个Ni(CO)4分子中有8个σ键。
(2)
1个富马酸分子中有11个σ键,3个π键,二者数目之比为11∶3。
(3)CO2的结构式为OCO,1个CO2分子中存在2个σ键和2个π键。
2.答案　(1)sp2　>　ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存在Cl—Oσ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短
(2)>　SeO3空间结构为平面三角形,Se空间结构为三角锥形
解析　(1)由于ClO2中存在大π键,故Cl原子必须有垂直于分子所在平面的未杂化的p轨道,因此Cl原子的轨道杂化方式为sp2;ClO2 中Cl原子为sp2杂化,Cl2O中O原子为sp3杂化,因此O—Cl—O键角更大。(2)SeO3中Se采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,键角为120°,Se中Se采取sp3杂化,且有一个孤电子对,键角小于109°28',所以键角:SeO3>Se。
3.A　CH4、H2O的中心原子的价层电子对数均为4,VSEPR模型均为四面体,A正确;S中心原子的价层电子对数为4,有1个孤电子对,空间构型为三角锥形,B错误;CF4空间结构为正四面体形,属于非极性分子,SF4中心原子的价层电子对数为5,有1个孤电子对,正、负电中心不重合,属于极性分子,C错误;XeF2、XeO2中心原子的价层电子对数分别为5、4,键角不同,D错误。
4.A　
第一电离能:C5.答案　(1)sp3　<　—NH2和—N中N原子均采取sp3杂化,—NH2中N原子上有1个孤电子对,而—N中N原子上没有孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力　(2)C　sp3　(3)正四面体　sp2　(4)sp3　(5)正四面体形　sp3　(6)sp2　sp3
解析　(1)根据H2N—NH2的分子结构可知,N原子价层电子对数为3+1=4,有1个孤电子对,N原子的杂化方式为sp3,—N中N原子价层电子对数为4+0=4,无孤电子对,N原子的杂化方式为sp3,因为孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力,故键角∠HNH:H2N—NH2中的—NH2(2)聚甲基硅烷中涉及元素的电负性从大到小的顺序为C>H>Si;聚甲基硅烷中Si形成4个σ键,没有孤电子对,采取sp3杂化。
(3)B中B原子的轨道杂化方式为sp3,其空间构型为正四面体形。[BMIM]+中存在大π键,所以咪唑环是平面结构,N原子的轨道杂化方式为sp2。
(4)题图中Al位于4个Cl形成的四面体的中心,故Al的杂化轨道类型为sp3。
(5)SiCl4中Si的价层电子对数为4+=4,为sp3杂化,空间结构为正四面体形。
(6)CF2CF2分子中1个C原子形成三个σ键、一个π键,采取sp2杂化,ETFE分子中C原子形成四个σ键,采取sp3杂化。
6.A　F原子半径较小,孤电子对间的斥力大,F—F键不稳定,因此F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能,与电负性无关,A项符合题意;F的电负性大于Cl的电负性,F—C键的极性大于Cl—C键的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致CF3COOH中—OH的极性更大,更容易电离出H+,故三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka,B项不符合题意;F的电负性大于Cl的电负性,H—F键的极性大于H—Cl键的极性,故氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性,C项不符合题意;F的电负性很大,使HF分子间形成氢键,导致气态HF中存在二聚分子(HF)2,而Cl的电负性较小,气态HCl中只有HCl分子,D项不符合题意。
7.B　BeCl2的空间结构为直线形,A错误;P4分子中的共价键为非极性共价键,B正确;基态Ni原子价电子排布式为3d84s2,C错误;所给结构简式为反-2-丁烯,D错误。
8.答案　(1)FDCA形成的分子间氢键数比HMF形成的分子间氢键数多
(2)①HC、HB、HA　电负性:O>S>Se,HC、HB、HA中羟基上H的正电性依次减弱,与水分子中O形成的氢键依次减弱　②原子半径:S>O,S与H电子云的重叠程度比O与H电子云重叠程度小,S—H易断裂,酸性:HD>HC,酸越弱,对应的钠盐水解程度越大,碱性越强
解析　(1)羧基、羟基之间能形成分子间氢键,但醛基上的氢不能形成分子间氢键,等物质的量的FDCA形成的分子间氢键数比HMF形成的分子间氢键数多,所以熔点更高。
(2)①氢键是由HA、HB和HC分子中羟基上的H与水分子中的O形成的,羟基上的H的正电性越强,与水分子中的O形成的氢键越强。电负性:O>S>Se,吸引电子能力:O>S>Se,故HC、HB、HA中羟基上H的正电性依次减弱,与水分子中O形成的氢键依次减弱。
9.答案　吡啶与水分子间形成氢键　吡啶是极性分子比非极性分子苯更易溶于水　
解析　吡啶与水分子间能够形成氢键,吡啶是极性分子,苯为非极性分子,故吡啶更易溶于水。甲基为推电子基团,—Cl为吸电子基团,当吡啶中N的间位C上的H被—CH3取代时,N的电子云密度增大,碱性增强,当被—Cl取代后,N的电子云密度减小,碱性减弱,因此碱性最弱的是。
10.答案　(1)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多　(2)H2O>H2S>CH4
解析　(1)水和甲醇均能形成分子间氢键,沸点较高,且1molH2O平均能形成2mol氢键,1molCH3OH平均只能形成1mol氢键,物质的量相等时,水比甲醇的氢键多,故水的沸点比甲醇高,甲硫醇不能形成分子间氢键,其沸点较低。(2)H2O分子间有氢键,沸点最高,H2S的相对分子质量大于CH4,故沸点:H2O>H2S>CH4。
高考模拟练
1.C　σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的,π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的,1个N2分子中含有1个σ键和2个π键,σ键稳定性弱于π键,A错误;O3是极性键构成的极性分子,B错误;C中心原子C采取sp2杂化,空间构型为平面三角形,键角为120°,所有共价键键长相等,C正确;若为s-sσ键,在空间中没有方向性,D错误。
特别提醒
　　由于氮原子半径小,氮气分子中两原子p轨道重叠程度大,所以导致N2分子中π键比σ键稳定。
2.B　根据尿素的分子结构,可知正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,A项错误;氯化铵的阳离子为N,中心原子N原子为sp3杂化,没有孤电子对,VSEPR模型为正四面体形,B项正确;三聚氰酸中的N原子均形成3个单键,且含一个孤电子对,为sp3杂化,C项错误;电负性:O>Cl,D项错误。
3.C　X元素原子半径最小,根据题图中的成键情况,可知X为H;W的3p轨道有一个未成对电子,结合题图成键情况,可知W为Cl;Y、Z同主族,根据成键情况,可知Y为O,Z为S。HClO的结构式为H—O—Cl,中心原子O是sp3杂化,HClO是V形分子,A错误;H2O分子间形成氢键,沸点:H2O>H2S,B错误;H2O2中正电中心和负电中心不重合,是极性分子,C正确;S的氧化物对应的水化物可能是H2SO3,为弱酸,D错误。
4.C　CO2为非极性分子,SO2为极性分子,A错误;XeF2中Xe的价层电子对数=2+(8-2×1)=5,XeO2中Xe的价层电子对数=2+(8-2×2)=4,XeF2与XeO2中Xe的价层电子对数不同,中心原子杂化类型不同,B错误;H2O、NH3中心原子价层电子对数都为4,中心原子均采取sp3杂化,C正确;C的中心原子价层电子对数为3,无孤电子对,空间结构为平面三角形,Se的中心原子价层电子对数为4,有一个孤电子对,空间结构为三角锥形,D错误。
5.D　
孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,键角:∠C—N—H<109°28',B正确;电负性O>N,分子中O—H键的极性大于N—H键的极性,D错误。
6.B　ClF3是极性分子,A、C错误;原子半径:ClBr—F,故Br—F键更易断裂,BrF3比ClF3更易发生自耦电离,B正确;Cl与H2O的空间结构都是V形,Cl与CCl4中心原子的价层电子对数分别是6、4,孤电子对数分别是2、0,二者空间结构不同,D错误。
7.A　NF3、C3F8中不存在氢键,相对分子质量越大熔点越高,熔点:NF38.A　COCl2的空间结构是平面三角形,正电中心与负电中心不重合,属于极性分子,A错误;碳原子为sp2杂化,B正确;双键和单键之间的斥力大于单键与单键之间的斥力,C正确;原子半径r(O)9.C　碳铂中含连接4个碳原子的饱和碳原子,6个碳原子不可能共平面,A错误;顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp3,B错误;碳铂分子中CO键中的碳原子为sp2杂化,而其他4个碳原子为sp3杂化,C正确;1个1,1-环丁二羧酸分子中含有18个σ键,D错误。
10.D　α-环糊精中含有大量的羟基,具有亲水性,能溶于水,且环糊精分子间可以形成氢键,A正确;α-环糊精圆筒空腔内壁没有亲水基,具有亲油性,能容纳一定大小的油性分子,B正确;α-环糊精中的O原子均形成两个共价单键,有两个孤电子对,其价层电子对数为2+2=4,采用sp3杂化,C正确;题图中圈出的六元环中的碳原子、氧原子均采取sp3杂化,所以该结构不可能为平面六边形结构,D错误。
11.C　P中心原子P的价层电子对数为4,无孤电子对,空间构型为正四面体,A正确;N、O元素的电负性大,N—H间共用电子对偏向N原子,使得H原子带正电,该有机物分子中N—H中的H和P中的O能形成氢键,B正确;1个该有机物分子中有两个酮羰基,苯环不是单、双键交替结构,故1mol该有机物分子中含有的π键不是5mol,C错误;该有机物分子中形成双键的C、苯环上的C均为sp2杂化,形成四个单键的C为sp3杂化,形成单键的N原子为sp3杂化,C、N原子的杂化方式不完全相同,D正确。