通用版高考化学一轮复习课时突破练24　分子的性质　超分子

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通用版高考化学一轮复习
课时突破练24　分子的性质　超分子
必备知识基础练
1.(2024·山东日照一模)下列属于非极性分子的是(　　)
A.O3 B.H2O2
C.PCl3 D.CS2
2.(2024·天津红桥区一模)氧和硫是元素周期表中第ⅥA族元素。下列说法正确的是(　　)
A.电负性:OB.沸点:H2OC.SO2是极性分子
D.S空间结构为平面三角形
3.(2024·河北承德二模)3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗Ⅱ型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是(　　)
3-氨基-1-金刚烷醇
A.分子中O原子和N原子均为sp3杂化
B.分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角
C.分子中O—H的极性大于N—H的极性
D.分子中含有手性碳原子
4.(2024·河北沧州名校联考)关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是 (　　)
A.CH3OH为极性分子
B.N2H4的空间结构为平面形
C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
5.(2024·广西柳州摸底测试)最近,某大学课题组合成CuO/ZnO纳米材料提高有机硅单体合成反应(Rochow-Muller Process)的选择性和产率,化学反应如下:
下列有关叙述正确的是(　　)
A.甲分子是正四面体形的非极性分子
B.丙分子中含有3种极性键
C.催化剂中元素的第一电离能:Cu>Zn>O
D.物质的沸点:甲>丙
6.(2024·湖南师大附中二模)冠醚是重要的相转移催化剂。18-冠-6是冠醚的一种,其结构如图A,下列说法不正确的是(　　)
图A
图B
A.1 mol 18-冠-6含σ键的数目为42NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
B.18-冠-6分子间不能形成氢键
C.图B中K+与18-冠-6的空腔大小相近,且与氧原子之间通过弱相互作用形成超分子结构,体现超分子的分子识别功能
D.若18-冠-6的部分氢原子被氟原子取代,与K+形成的超分子稳定性将增强
7.(2024·黑龙江大庆中学模拟)甲硫氨酸是构成人体的必需氨基酸之一,结构简式如图所示。下列有关说法不正确的是(　　)
A.基态氧原子的电子有5种不同的空间运动状态
B.甲硫氨酸分子中含有手性碳原子,故存在手性异构体
C.甲硫氨酸分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3
D.甲硫氨酸分子间不能形成氢键
关键能力提升练
8.(2024·湖北七市州协作体联考)超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。某种超分子结构如图所示。下列有关说法正确的是(　　)
A.该超分子中—CH3的键角∠HCH小于—NH2的键角∠HNH
B.该超分子中存在配位键、氢键等化学键
C.该超分子具有自组装的特征
D.该超分子不能发生水解反应
9.(2024·湖北黄冈中学调研)有4个系列同族的物质,101.3 kPa时测定它们的沸点(℃)如下表所示。
① He　-268.8 (a)　-249.5 Ar　-185.8 Kr　-151.7
② F2　-187.0 Cl2　-33.6 (b)　58.7 I2　184.0
③ (c)　19.4 HCl　-84.0 HBr　-67.0 HI　-35.3
④ H2O　100.0 H2S　-60.0 (d)　-42.0 H2Te　-1.8
对应表中内容,下列叙述中正确的是(　　)
A.系列①的(a)物质中没有离子键,应有共价键和范德华力
B.系列③中(c)物质的沸点比HCl高是因为(c)中的共价键更牢固
C.系列②中(b)物质的元素的原子序数应为35,且该物质常温下为液态
D.系列④中H2O沸点变化出现反常,是因为水分子内有氢键的影响
10.(2024·河北沧州二模)现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表。
元素编号 元素性质或原子结构
T 基态原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍
X 基态原子的L层有3个未成对电子
Y 基态原子的L层p电子数比L层s电子数多2个
Z 元素的最高正价为+7价
下列说法正确的是(　　)
A.ZY2分子的空间结构为直线形
B.TX-的中心原子采取sp2杂化
C.XH3在H2Y中的溶解度小于TH4在H2Y中的溶解度
D.XZ3为极性分子,TY2为非极性分子
11.(2024·湖南名校联合体联考)二茂铁()分子式为Fe(C5H5)2,是具有导电性的有机配合物,其衍生物一直是科学研究的前沿。
(1)Fe在元素周期表中的　　　　　　区,受热后Fe的1个4s电子会跃迁至4p轨道,写出Fe的该激发态电子排布式:[Ar]　　　　　　。
(2)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)5等金属酮羰基化合物,已知室温下Fe(CO)5为浅黄色液体,沸点为103 ℃,则1 mol Fe(CO)5分子中含有　　　　　　　　 mol σ键,Fe(CO)5中含有的化学键类型包括　　　　(填字母)。
A.离子键 B.极性共价键
C.配位键 D.金属键
(3)二茂铁的衍生物可和H3O+等微粒产生静电作用,H、O和C的电负性由大到小的顺序为　　　　　　　　　　　　;H3O+中氧原子的杂化方式为　　　　　　　　,H3O+的空间结构为　　　　　　　　。
(4)石墨烯的结构如图甲所示,二维结构内有大量碳六元环并连,每个碳六元环类似于苯环(但无H原子相连),石墨烯的某种氧化物的结构如图乙所示,该物质易溶于水,而石墨烯难溶于水,易溶于非极性溶剂。解释石墨烯及其氧化物的溶解性差异的原因: 　。
(5)石墨烷是石墨烯与H2发生加成反应的产物,完全氢化的石墨烷具有　　　　　　(填“导电性”“绝缘性”或“半导体性”)。
参考答案
1.D　解析 O3为V形,为极性分子,A错误。H2O2为半开书页形,两个O在书轴上,两个H分别与两个O相连,但不在同一平面上,为极性分子,B错误。PCl3为三角锥形,为极性分子,C错误。CS2为直线形,为非极性分子,D正确。
2.C　解析 同族元素,电负性从上到下逐渐减小,即电负性:O>S,A错误。由于H2O能形成分子间氢键,H2S则不能,故沸点:H2O>H2S,B错误。SO2中S的价层电子对数为2+×(6-2×2)=3,有1个孤电子对,其空间结构为V形,正、负电荷中心不重合,属于极性分子,C正确。S中S的价层电子对数为3+×(6+2-2×3)=4,有1个孤电子对,其空间结构为三角锥形,D错误。
3.D　解析 分子中O原子和N原子的价层电子对数均为4,故均为sp3杂化,A正确。电负性O>N>H,C—O—H中的成键电子云比C—N—H中的更偏向中心原子,同时N—C键长比O—C键长大、N—H键长比O—H键长大,因此导致C—N—H中的成键电子对之间的斥力减小,分子中C—O—H的键角大于C—N—H的键角,B正确。电负性:O>N>H,分子中O—H的极性大于N—H的极性,C正确。分析题图分子结构可知,3-氨基-1-金刚烷醇分子中不含有手性碳原子,D错误。
4.B　解析 CH3OH分子只含极性键,且分子结构不对称,故属于极性分子,A正确。N2H4中N原子的杂化方式为sp3,N2H4的空间结构不是平面形,B错误。N2H4分子中连接N原子的H原子数多,存在氢键的数目多,而(CH3)2NNH2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,故N2H4的沸点较(CH3)2NNH2的高,C正确。CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N均采取sp3杂化,D正确。
5.B　解析 甲分子的4个共价键不完全相同,呈四面体形,是极性分子,A错误。丙分子中含有3种极性键,分别为Si—Cl、Si—C、C—H,B正确。铜、锌基态原子价层电子排布式分别为3d104s1、3d104s2,全充满结构比半充满结构更稳定,即锌的第一电离能大于铜,C错误。甲和丙分子之间都存在范德华力,丙的相对分子质量大于甲的,则甲分子间的范德华力大于丙的,故沸点:甲<丙,D错误。
6.D　解析 1 mol 18-冠-6含σ键的数目为42NA(NA为阿伏加德罗常数的值),A正确。18-冠-6分子中不含和N、O、F成键的氢原子,不能形成氢键,B正确。图B中K+与18-冠-6的空腔大小相近,且与氧原子之间通过弱相互作用形成超分子结构,体现超分子的分子识别功能,C正确。F原子比O原子电负性大,吸引电子能力比O原子强,导致O电荷密度减小,配位能力降低,与K+形成的超分子稳定性将减弱,D错误。
7.D　解析 原子核外的电子占有几个轨道就有几种空间运动状态,氧原子核外共占有5个轨道,则基态氧原子的电子有5种空间运动状态,A正确。该分子中连有—NH2的碳原子是手性碳原子,故该分子属于手性分子,存在手性异构体,B正确。该分子中CO上的碳原子是sp2杂化,其他碳原子都是sp3杂化,C正确。甲硫氨酸分子中含有氨基和羧基,分子间能形成氢键,D错误。
8.C　解析 —CH3中的碳原子为sp3杂化,无孤电子对,—NH2中的氮原子为sp3杂化,有1个孤电子对,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,—CH3的键角∠HCH大于—NH2的键角∠HNH,A错误。该分子中无配位键,氢键是较强的分子间作用力,不是化学键,B错误。根据题干信息,超分子具有自组装的特征,C正确。该超分子具有酰胺键,在酸性、碱性条件下都可以发生水解反应,D错误。
9.C　解析 系列①中是稀有气体,(a)物质是Ar,没有化学键,只有范德华力,A错误。系列③是卤化氢,物质(c)是HF,由于HF能形成分子间氢键,故其沸点高于HCl,与共价键无关,B错误。系列②是卤素单质,物质(b)是Br2,Br元素处于Cl的下一周期,其原子序数为17+18=35,常温下Br2是红棕色液体,C正确。系列④为第ⅥA族元素形成的简单氢化物,H2O的沸点反常是由于H2O分子之间形成氢键,D错误。
10.D　解析 T基态原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍,则T是C元素;X基态原子的L层有3个未成对电子,则X原子的核外电子排布为1s22s22p3,X是N元素;Y基态原子的L层p电子数比L层s电子数多2个,则Y的核外电子排布为1s22s22p4,Y是O元素。Z元素的最高正价为+7价,则Z是Cl元素。ZY2为ClO2,ClO2中存在大π键(),中心Cl原子采取sp2杂化,含1个孤电子对,则ClO2为V形结构,A错误。CN-的中心C原子形成2个σ键,不含孤电子对,则C原子采取sp杂化,B错误。NH3与H2O形成分子间氢键,则NH3易溶于水,CH4是非极性分子,不易溶于水,故NH3在水中溶解度更大,C错误。XZ3、TY2分别为NCl3、CO2,其分子结构分别为三角锥形、直线形,故NCl3是极性分子,CO2是非极性分子,D正确。
11.答案 (1)d　3d64s14p1
(2)10　BC
(3)O>C>H　sp3　三角锥形
(4)石墨烯的氧化物中含有大量羟基和羧基,易与水形成分子间氢键,而石墨烯中没有亲水基团且为非极性结构
(5)绝缘性
解析 (1)Fe为26号元素,位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族,为d区元素;该激发态的核外电子排布式为[Ar]3d64s14p1;(2)一个Fe(CO)5分子中Fe原子与5个CO分子形成5个配位键,在每个CO分子中存在一个共价键,1 mol Fe(CO)5分子中含有10 mol σ键;Fe(CO)5沸点较低,为分子晶体,不存在离子键,Fe原子与CO分子之间为配位键,CO分子内含有极性共价键;(3)元素的非金属性越强,其电负性越大,非金属性O>C>H,则电负性O>C>H;H3O+中O原子的价层电子对数=3+=4,O原子的杂化类型为sp3;孤电子对数为1,H3O+的空间结构为三角锥形;(4)根据结构可知,石墨烯的某种氧化物中含有较多的羟基、羧基,羟基、羧基属于亲水基团,易与水形成分子间氢键,使该物质易溶于水;石墨烯中不含亲水基团,且是非极性结构,使石墨烯难溶于水,易溶于非极性溶剂;(5)石墨烯与氢气发生加成反应后,每个碳原子转化成饱和碳原子,没有自由移动的电子,因此加成后产物是绝缘体,即完全氢化的石墨烷具有绝缘性。
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