高二化学(鲁科版选修3)同步测试:第二章化学键与分子间作用力(4份)

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名称 高二化学(鲁科版选修3)同步测试:第二章化学键与分子间作用力(4份)
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资源类型 教案
版本资源 鲁科版
科目 化学
更新时间 2011-11-14 15:56:47

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高二化学(鲁科版选修3)同步测试:2.3离子键、配位键与金属键
1.下列有关金属键的叙述错误的是(  )
A.金属键没有饱和性,没有方向性
B.金属键是金属阳离子和自由电子之间存在的强烈的静电吸引作用
C.金属键中的电子属于整块金属
D.金属的物理性质和金属固体的形成都与金属键有关
解析:选B。金属键的实质是电性作用,包括阳离子与自由电子间的吸引,也包括同种电荷之间的排斥,是两种作用平衡的结果。
2.下列各组元素的原子之间形成的化学键与物质对应关系不正确的是(  )
原子 a b c d e f g
M层电子数 1 2 3 4 5 6 7
A. a与f——离子键——离子化合物
B.c与g——离子键——离子化合物
C.d与f——共价键——共价化合物
D.b与c——金属键——合金
解析:选B。由原子a~g的M层电子数可知,M层即为原子的最外层,元素a~g均为第3周期元素,分别为Na、Mg、Al、Si、P、S、Cl。a、b均为活泼的金属元素,f、g均为活泼的非金属元素,Na与S形成的化学键为离子键,Al与Cl形成共价键,Si与S形成共价键,Mg与Al形成铝合金,故选B。
3.下列关于配位化合物的叙述中,不正确的是(  )
A.配位化合物中必定存在配位键
B.配位化合物中只有配位键
C.[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的氧原子提供孤对电子形成配位键
D.配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
解析:选B。配位化合物中一定含有配位键,但也可能含有其他化学键,Cu2+有空轨道,H2O中氧原子有孤对电子,可以形成配位键,配位化合物应用领域特别广泛,D选项中提到的几个领域都在其中。
4.(2011年陕西榆林高二月考)下列物质中,存在的化学键的种类最多的是(  )
A.NaOH B.HClO
C.MgCl2 D.NH4Cl
解析:选D。NaOH中存在离子键和极性共价键,HClO中只存在极性共价键,MgCl2中只存在离子键,NH4Cl中存在离子键、极性共价键和配位键三种。
5.(2011年山东泰安一中高二质检)配位键是一种特殊的共价键,即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。如NH就是由NH3(氮原子提供电子对)和H+(缺电子)通过配位键形成的。据此,回答下列问题:
(1)下列粒子中可能存在配位键的是________,
A.CO2 B.H3O+
C.CH4 D.H2SO4
(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性,试写出其电离方程式:
________________________________________________________________________。
(3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程,最初,科学家提出了两种观点:
甲:、乙:H—O—O—H,式中O→O表示配位键,在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构,设计并完成了下列实验:
a.将C2H5OH与浓H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水;b.将制得的(C2H5)2SO4与H2O2反应,只生成A和H2SO4;
c.将生成的A与H2反应(已知该反应中H2做还原剂)。
①如果H2O2的结构如甲所示,实验c中化学反应方程式为(A写结构简式)________________________________________________________________________。
②为了进一步确定H2O2的结构,还需要在实验c后添加一步实验d,请设计d的实验方案:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:本题综合考查配位键的形成和配合物的性质。解题时要注意配位键形成条件中的一方提供孤对电子,另一方提供空轨道。
(1)由题中信息可导出结论:凡能给出H+的物质中一般含有配位键。
(2)硼原子为缺电子原子,H3BO3的电离实质是B原子和水中的OH-形成配位键,水产生的H+表现出酸性。
(3)由题中所含配位键的物质的反应特点分析。
答案:(1)BD
(2)H3BO3+H2OH++[B(OH)4]-
(3)①+H2―→C2H5OC2H5+H2O
②用无水硫酸铜检验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)
1.下列说法正确的是(  )
A.只有活泼金属与活泼非金属之间才能存在离子键
B.含有阳离子的物质中一定含有离子键
C.具有离子键的化合物是离子化合物
D.化学键是分子中多个原子之间强烈的相互作用
解析:选C。在NH4Cl中,NH与Cl-形成离子键,A错;离子化合物及金属中都存在阳离子,离子化合物中有离子键,而金属中有金属键无离子键,故B错;化学键是原子之间强烈的相互作用,不一定只在分子中存在,D错,故选C。
2.以下叙述中错误的是(  )
A.钠原子和氯原子作用生成NaCl后,其结构的稳定性增强
B.在氯化钠中,除氯离子和钠离子的静电吸引作用外,还存在电子与电子、原子核与原子核之间的排斥作用
C.任何离子键在形成的过程中必定有电子的得失
D.钠与氯反应生成氯化钠后,体系能量降低
解析:选C。本题考查氯原子与钠原子结合成氯化钠的成键情况。活泼金属原子和活泼的非金属原子之间形成离子化合物,阳离子和阴离子均达到稳定结构,这样体系的能量降低,其结构的稳定性增强,故A、D正确;B也正确。C错误,如Na+与OH-结合。
3.(2011年福建南平一中高二质检)下列物质中,不含离子键的是(  )
①NH4HCO3 ②NH3 ③BaSO4 ④CuSO4·5H2O
⑤Ba(OH)2 ⑥H2SO4
A.①④⑥        B.②③⑤
C.④⑤ D.②⑥
解析:选D。NH4HCO3、BaSO4、CuSO4·5H2O属于盐类,Ba(OH)2是一种强碱,而H2SO4和NH3是由非金属元素原子构成的分子,不含离子键。
4.由下列各组的三种元素共同组成的化合物中,既可能有离子化合物,又可能有共价化合物的是(  )
A.H、O、C B.Na、S、O
C.H、N、O D.H、S、O
解析:选C。要形成离子键,必须形成阴、阳离子。B中三种元素可形成的Na2SO3、Na2SO4、Na2S2O3等,都是离子化合物;C中三种元素可形成HNO3、HNO2、NH4NO3等,既有离子化合物,又有共价化合物;A、D中三种非金属元素只能形成共价化合物。
5.在[Cu(NH3)4]2+离子中NH3与中心离子Cu2+结合的化学键是(  )
A.离子键 B.非极性键
C.极性键 D.配位键
解析:选D。本题考查配离子成键情况。在[Cu(NH3)4]2+配离子中,NH3分子提供孤对电子与中心离子Cu2+的空轨道形成配位键,选D。
6.以下微粒含配位键的是(  )
①N2H ②CH4 ③OH- ④NH ⑤Fe(CO)3
⑥Fe(SCN)3 ⑦H3O+ ⑧Ag(NH3)2OH
A.①②④⑦⑧ B.③④⑤⑥⑦
C.①④⑤⑥⑦⑧ D.全部
解析:选C。形成配位键的条件是一方(原子或离子)有孤对电子,另一方(原子或离子)有空轨道。在②CH4和③OH-中,只有共价键。
7.(2011年河南周口高二质检)下列配合物的水溶液中加入硝酸银不能生成沉淀的是(  )
A.[Co(NH3)4Cl2]Cl B.[Co(NH3)3Cl3]
C.[Co(NH3)6]Cl3 D.[Cu(NH3)4]Cl2
解析:选B。A、C、D中均有Cl-处于外界可被电离,而B项中的Cl-与Co3+形成配位键,不能电离出来。
8.下列关于金属的叙述中,不正确的是(  )
A.金属键是金属阳离子和自由电子这两种带异性电荷的微粒间的强烈相互作用,其实质与离子键类似,也是一种电性作用
B.金属键可以看作是许多原子共用许多电子所形成的强烈的相互作用,所以与共价键类似,也有方向性和饱和性
C.金属键是带异性电荷的金属阳离子和自由电子间的相互作用,故金属键无饱和性和方向性
D.构成金属的自由电子在整个金属内部的三维空间中做自由运动
解析:选B。从基本构成微粒的性质看,金属键与离子键的实质类似,都属于电性作用,特征都是无方向性和饱和性,自由电子是由金属原子提供的,并且在整个金属内部的三维空间内运动,为整个金属的所有阳离子所共有,从这个角度看,金属键与共价键有类似之处,但两者又有明显的不同,如金属键无方向性和饱和性。
9.下列各数值表示有关元素的原子序数,其所表示的原子既能形成离子键,又能形成金属键的是(  )
A.17 B.12
C.8 D.18
解析:选B。能形成离子键的元素为活泼金属或活泼非金属元素,形成金属键的为金属元素。
10.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的透明溶液,下列对此现象说法正确的是(  )
A.反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B.沉淀溶解后,生成深蓝色的配离子[Cu(NH3)4]2+
C.向反应后的溶液中加入乙醇,溶液将不会发生变化,因为[Cu(NH3)4]2+不会与乙醇发生反应
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
解析:选B。CuSO4溶液中通入过量NH3发生的变化:CuSO4+2NH3·H2O===Cu(OH)2↓+(NH4)2SO4;Cu(OH)2+2NH3·H2O+(NH4)2SO4===Cu(NH3)4SO4+4H2O,反应的总离子方程式为:Cu2++4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++4H2O,故A错,B对;由于硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于水中的溶解度,故加入乙醇会产生沉淀,C错;在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+提供空轨道,NH3给出孤对电子,D错。
11.氮化钠(Na3N)是科学家制备的一种重要的化合物,它与水作用可产生NH3。请回答下列问题:
(1)Na3N的电子式为,该化合物由________键形成。
(2)Na3N与盐酸反应生成两种盐,这两种盐的分子式分别是__________________、________________________________________________________________________。
(3)Na3N与水的反应属于________(填基本反应类型)。
(4)比较Na3N中两种粒子的半径:r(Na+)________r(N3-)(填“>”、“=”或“<”)。
解析:(1)根据Na3N的电子式可知,Na3N是由Na+和N3-以离子键结合而成的。
(2)Na3N与盐酸反应生成NaCl和NH4Cl。
(3)Na3N与水反应生成NaOH和NH3,该反应属于复分解反应。
(4)Na+和N3-的核外电子层结构相同,但Na+的质子数大于N3-故r(N3-)>r(Na+)。
答案:(1)离子 (2)NaCl NH4Cl (3)复分解反应 (4)<
12.(1)写出以下反应的离子方程式:
①[Ag(NH3)2]OH溶液中,加入足量盐酸:________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②氢氧化铜溶于氨水:________________________________________________________________________。
(2)H2O与H+以配位键结合成H3O+的立体结构为________。
(3)在硫酸铜溶液中通入过量的氨气,小心蒸发,最终得到的[Cu(NH3)4]SO4晶体中含有的化学键除了普通共价键外,还有________和________。
解析:(1)要注意对[Ag(NH3)2]OH、[Cu(NH3)4](OH)2的改写。(2)H2O与H+以配位键结合成H3O+,氧原子的杂化方式(sp3杂化)没有改变,因此H3O+的立体结构应该与NH3分子相似,为三角锥形。(3)配合物[Cu(NH3)4]SO4晶体中含有的化学键除了普通共价键外,还有[Cu(NH3)4]2+与SO之间的离子键以及Cu2+与NH3分子之间的配位键。
答案:(1)①[Ag(NH3)2]++OH-+3H++Cl-===AgCl↓+2NH+H2O
②Cu(OH)2+4NH3·H2O===[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O
(2)三角锥形
(3)离子键 配位键
13.(2011年安徽蚌埠高二质检)(1)在配合物[Fe(SCN)]2+中,提供空轨道接受孤对电子的微粒是________,画出配合物离子[Cu(NH3)4]2+中的配位键________________________________________________________________________。
(2)根据所学知识,BCl3的空间结构为:________。
(3)按要求写出由第2周期元素为中心原子,通过sp3杂化形成中性分子的化学式(各写一种):正四面体分子________,三角锥形分子________,V形分子________。
解析:(1)高中化学中涉及的配位键和配合物非常有限,学习过程中要记住常见的配位键和配合物。(2)BCl3中包含有三个成键电子对,不含有孤对电子,三个电子对之间的排斥作用相同,故BCl3分子呈平面三角形。
答案:(1)Fe3+ 
(2)平面三角形 (3)CH4(或CF4) NH3(或NF3) H2O
14.元素A~D是元素周期表中短周期的四种元素,请根据表中信息回答下列问题。
元素 A B C D
性质或结构信息 单质制成的高压灯,发出的黄光、透雾力强、射程远。 工业上通过分离液态空气获得其单质。原子的最外层未达到稳定结构。 单质常温、常压下是气体,原子的L层有一个未成对的p电子。 +2价阳离子的核外电子排布与氖原子相同。
(1)上表中与A属于同一周期的元素是________,写出D离子的电子排布式________________________________________________________________________。
(2)D和C形成的化合物中含有________键。写出C单质与水反应的化学方程式________________________________________________________________________。
(3)对元素B的单质或化合物描述正确的是________。
a.B元素的最高正价为+6
b.常温、常压下单质难溶于水
c.单质分子中含有18个电子
d.在一定条件下镁条能与单质B反应
(4)A和D两元素金属性较强的是(写元素符号)
________________________________________________________________________。
写出能证明该结论的一个实验事实________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:由短周期元素知,A、B、C、D的原子序数均≤18。由A单质的用途知,A为Na元素;由B单质的工业制法及原子结构知,B为N或O元素;由C原子的电子排布可知C可能为B或F,又由其物理性质推断C为F;由D的原子结构知,D为Mg元素。(3)由于B单质为N2或O2:O元素及N元素均无+6价,故a错误;O2、N2常温常压下均难溶于水,故b正确;O2分子中含有16个电子,N2分子中含有14个电子,故c错误;2Mg+O22MgO、3Mg+N2Mg3N2,故d正确。
(4)比较金属性强弱的依据有:①与水(或酸)反应的剧烈程度;②最高价氧化物对应水化物的碱性;③金属间的置换反应等。
答案:(1)Mg 1s22s22p6
(2)离子 2F2+2H2O===4HF+O2
(3)bd
(4)Na 钠与水反应比镁与水反应剧烈或氢氧化钠的碱性比氢氧化镁的强(合理即可)高二化学(鲁科版选修3)同步测试:2.4分子间作用力与物质性质
1.(2011年烟台高二质检)下列物质中不存在氢键的是(  )
A.冰醋酸中醋酸分子之间
B.液态氟化氢中氟化氢分子之间
C.一水合氨分子中的氨分子与水分子之间
D.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间
解析:选D。只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键(如N、O、F),C—H不是强极性共价键,故选D。
2.下列物质中,分子内和分子间均可形成氢键的是(  )
A.NH3          B.
C.H2O D.C2H5OH
解析:选B。形成氢键的分子含有:N—H、H—O或H—F键。NH3、H2O、CH3CH2OH有氢键但只存在于分子间。B中的O—H间可在分子间形成氢键,O—H键与 可在分子内形成氢键。
3.在解释下列物质性质的变化规律与物质结构间的因果关系时,与化学键的强弱无关的变化规律是(  )
A.H2O、H2S、H2Se、H2Te的热稳定性依次减弱
B.熔点:Al>Mg>Na>K
C.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
D.CF4、CCl4、CBr4、CI4的熔、沸点逐渐升高
解析:选D。D项中四种物质熔、沸点逐渐升高,是由于四种物质的相对分子质量依次增大,范德华力依次增大造成的。
4.在水中,水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着形成四面体。(H2O)n的n=5时,下列说法中正确的是(  )
A.(H2O)n是一种新的水分子
B.(H2O)n仍保留着水的化学性质
C.1 mol(H2O)n中有2个氢键
D.1 mol(H2O)n中有4 mol氢键
解析:选B。(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的,氢键不属于化学键,因此(H2O)n不是一种新的分子,(H2O)n仍保留着水的化学性质。(H2O)n中每个氢原子分享到一个氢键,折合每摩尔水有2NA个氢键(NA为阿伏加德罗常数的值),当n=5时,1 mol(H2O)5所含氢键数相当于10 mol H2O分子含有的氢键数,应为20 NA个。
5.判断下列说法是否正确并给予解释。
(1)化学键的极性越大,键就越强。
(2)凡能形成氢键的物质,其熔点、沸点比同类物质的熔、沸点高。
(3)CFH3分子中,既有H原子,又有电负性大、半径小的F原子,因此,CFH3分子间可以形成氢键。
(4)稀有气体能在温度充分降低时液化,而且随相对分子质量的增大熔点升高。
解析:(1)影响化学键强度的因素很多,键的极性只是其中之一,如F—F键无极性,键能却较大。
(2)分子内氢键与分子间氢键对物质性质的影响不同。
(3)分子中电负性较强的原子与氢原子形成化学键时,分子间才有可能形成氢键。
(4)组成和结构相似的物质随着相对分子质量的增加,范德华力逐渐增强。
答案:(1)说法错误,影响键强度的因素很多,键的极性只是其中之一。
(2)说法错误,分子内氢键使化合物的熔、沸点降低。
(3)说法错误,因为在CFH3分子中,是C—F和C—H间形成共价键,而在H与F之间并没有形成共价键,不符合形成氢键的条件,所以CFH3分子间不能形成氢键。
(4)说法正确,稀有气体是非极性的单原子分子,分子间存在范德华力,所以在温度充分降低时液化,而且范德华力随着相对分子质量的增大而增大,所以熔点依次升高。
1.(2011年安徽宿州高二检测)下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用属同种类型的是(  )
A.金属钠与晶体硅分别受热熔化
B.氯化铵与苯分别受热变为气体
C.氯化钠与氯化氢分别溶解在水中
D.碘与干冰分别受热变为气体
解析:选D。
选项 各种粒子变化时克服的作用力
A 钠 金属键 硅 共价键
B NH4Cl 离子键 苯 范德华力
C NaCl 离子键 HCl 共价键
D I2 范德华力 干冰 范德华力
2.下列叙述正确的是(  )
A.NH3是极性分子,分子中氮原子处在3个氢原子所组成的三角形的中心
B.CCl4是非极性分子,分子中碳原子处在4个氯原子所组成的正方形的中心
C.H2O是极性分子,分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中央
D.CO2是非极性分子,分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中央
解析:选C。NH3的氮原子以sp3杂化,形成三角锥形结构,电荷分布不对称是极性分子。CCl4分子中C—Cl键为极性键,碳原子采取sp3杂化,且无孤电子对,分子构型为正四面体形,碳原子位于正四面体的中心。H2O分子中H—O键为极性键,氧采取sp3杂化,且有两对孤电子对,分子构型为V形,整个分子电荷分布不对称,为极性分子。CO2分子中碳采取sp1杂化,分子构型为直线形,分子为非极性分子,碳原子位于2个氧原子所连成的直线的中央。
3.下列各组物质中,按熔点由低到高排列的是(双选)(  )
A.O2、I2、Hg B.CO2、KCl、Al2O3
C.Na、K、Rb D.H2S、H2Se、H2O
解析:选BD。A项可联系三种物质在常温下的状态判断,O2为气体,I2为固体,Hg为液体,熔点应为O2Al3+,Cl->O2-且后者电荷数高于前者,可知Al2O3的熔点高于KCl。C项碱金属的熔、沸点随核电荷数增大而降低。D项中三种物质为氧族元素的氢化物,因H2O分子之间存在氢键,故熔点最高,H2Se的相对分子质量大于H2S,故分子间作用力H2Se>H2S,熔点H2Se>H2S。
4.已知磷酸分子中三个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中D原子发生氢交换,又知次磷酸(H3PO2)也能跟D2O进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能再跟D2O发生氢交换,由此可推断出次磷酸分子的结构是(  )
解析:选B。根据题给信息,含氧酸中—O—H原子团上的氢原子可以与D2O发生氢交换,H3PO2能发生氢交换,说明分子结构中含有—O—H原子团,但其钠盐NaH2PO2不能发生氢交换,说明NaH2PO2中不含有—O—H原子团,也即H3PO2分子中只含有一个—O—H 原子团。
5.下列几种氢键:①O—H…O;②N—H…N;③F—H…F;④O—H…N。氢键从强到弱的顺序正确的是(  )
A.③>①>④>② B.①>②>③>④
C.③>②>①>④ D.①>④>③>②
解析:选A。F、O、N的电负性依次降低,F—H、O—H、N—H键的极性依次降低,故F—H…F中的氢键最强,其次是O—H…O,再次是O—H…N,最弱是N—H…N。
6.下列事实,不能用氢键知识解释的是(  )
A.水和乙醇可以完全互溶
B.氨容易液化
C.干冰易升华
D.液态氟化氢化学式有时写成(HF)n的形式
解析:选C。水和乙醇分子间可形成氢键,所以二者可互溶;氨分子间易形成氢键,所以氨易液化;液态HF分子间存在氢键,故有时写成(HF)n;只有C不存在氢键。
7.下列说法中错误的是(  )
A.卤化氢中,HF沸点较高,是由于HF分子间存在氢键
B.H2O的沸点比HF的高,是由于水分子中氢键键能大
C.氨水中有分子间氢键
D.氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
解析:选D。氢键具有一定的方向性,所以X—H…Y的三个原子尽可能在一条直线上,但不是一定在一条直线上,如形成的分子内氢键三个原子就不在一直线上,故D不正确。
8.下列说法正确的是(  )
A.HF、HCl、HBr、HI的熔沸点依次升高
B.H2O的熔点、沸点大于H2S是由于H2O分子之间存在氢键
C.乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D.氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为HClO>HClO2>HClO3>HClO4
解析:选B。HF中含有氢键,其沸点反常高,A错;乙醇分子与水分子之间不只存在范德华力,还存在氢键,C错D的顺序反了。
9.经验规律表明(相似相溶原理):一般来说,由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂,非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。以下事实中不能用相似相溶原理解释的是(  )
A.HCl易溶于水 B.I2易溶于CCl4
C.Cl2可溶于水 D.NH3易溶于水
解析:选C。Cl2溶于水是与水反应的结果。HCl和NH3易溶于水是它们与H2O同为极性分子的结果,I2易溶于CCl4是I2与CCl4同为非极性分子的结果。
10.(2011年山东枣庄高二诊断性考试)由解放军总装备部军事医学院研究所研制的小分子团水,解决了医务人员工作时的如厕难题。新型小分子团水,具有饮用量少、渗透力强、生物利用率高、在人体内储存时间长、排放量少的特点。一次饮用125 mL小分子团水,可维持人体6小时正常需水量。下列关于小分子团水的说法正确的是(  )
A.水分子的化学性质改变
B.水分子中氢氧键缩短
C.水分子间的作用力减小
D.水分子间结构、物理性质改变
解析:选D。小分子团水仍是以水分子为基本单元构成的聚集状,故分子结构没有改变,分子中的氢氧键没有缩短,化学性质更不改变。而改变的是分子间的结构,物理性质改变。
11.已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素,N在第2周期,P在第3周期。NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H键间的夹角是107.3°。
(1)PH3分子与NH3分子的构型关系________(填“相同”、“相似”或“不相似”),P—H________(填“有”或“无”)极性,PH3分子________(填“有”或“无”)极性。
(2)NH3与PH3相比,热稳定性更强的是________________________________________________________________________。
(3)NH3、PH3在常温、常压下都是气体,但NH3比PH3易液化,其主要原因是________________________________________________________________________。
A.键的极性N—H比P—H强
B.分子的极性NH3比PH3强
C.相对分子质量PH3比NH3大
D.NH3分子之间存在特殊的分子间作用力
解析:(1)N原子与P原子结构相似,NH3分子与PH3分子结构也相似,P—H键为不同种元素原子之间形成的共价键,为极性键。
(2)由N、P在元素周期表中的位置关系和元素周期律知,元素的非金属性N比P强。由元素的非金属性与氢化物之间的热稳定性关系知,NH3比PH3热稳定性强。
(3)“易液化”属于物质的物理性质,NH3与PH3都是共价型分子,其物理性质与化学键无关。按照相对分子质量与范德华力的关系,范德华力与物质的物理性质的关系分析,应该是PH3比NH3沸点高,PH3比NH3易液化。现实是NH3比PH3易液化,这种反常现象是由于NH3分子之间存在特殊的分子间作用力——氢键。
答案:(1)相似 有 有 (2)NH3 (3)D
12.(2011年广东惠州高二检测)稀有气体的熔点、沸点和在水中的溶解度等信息(部分)如下表:
氦(He) 氖(Ne) 氩(Ar) 氪(Kr) 氙(Xe)
熔点/K 83.95 116.55 161.15
沸点/K 4.24 27.25 87.45
溶解度/(mL·L-1) (H2O,20 ℃) 13.8 14.7 73 110.9
(1)表中的稀有气体,熔点最低的是________,沸点最高的是________,氩在水中的溶解度大于________而小于________。
(2)下列说法中错误的是(用序号填空)________。
①稀有气体的范德华力随着熔点的升高而增大;
②稀有气体的范德华力随着沸点的升高而增大;
③稀有气体的范德华力随着溶解度的增大而增大;
④稀有气体的范德华力随着相对原子质量的增大而增大。
解析:表中稀有气体熔、沸点和在水中溶解度的数据变化呈现了一定的规律,这种规律反映了稀有气体中范德华力的变化规律。
答案:(1)氦(He) 氙(Xe) 14.7 mL·L-1 73 mL·L-1 (2)①②③
13.A、B、C、D四种元素处于同一短周期,在同族元素中,A的气态氢化物的沸点最高,B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的,C的电负性介于A、B之间,D与B相邻。
请填空:
(1)在B的单质分子中存在________个π键,________个σ键。
(2)已知B的气态氢化物很容易与H+结合,B原子与H+间形成的键叫________,形成的离子立体构型为________,其中B原子采取的杂化方式是________。
(3)在A、B、C、D四种元素形成的电子数相同的四种氢化物中,沸点最低的是________(写分子式),其沸点显著低于其他三种氢化物的原因是:________________________________________________________________________。
(4)A的氢化物易溶于水,而D的氢化物难溶于水,原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
解析:解答该题,首先根据题给各元素的原子结构和性质正确推导各元素;然后根据各小题所考查的知识分析作答。
根据题给信息,A为短周期元素,其气态氢化物的相对分子质量在同族元素氢化物中不是最大的,而沸点最高,说明A的氢化物可形成氢键,故A可能是N、O、F中的一种,则A、B、C、D为第2周期元素,B的最高价氧化物对应的水化物的酸性在同周期中是最强的,则B为N,C的电负性介于A、B之间,则C为O,A为F;D与B相邻则为碳。
(1)B单质即N2,其结构式为N≡N,叁键中有一个σ键,2个π键。
(2)NH3分子中N原子上有一对孤对电子,可与H+以配位键结合成NH,据价电子对互斥理论知,该微粒为正四面体形,其中N的杂化方式为sp3杂化。
(3)F的氢化物只有一种HF,电子数为10,其他有10个电子的氢化物分别是NH3、H2O、CH4,其中CH4沸点最低,因为只有CH4分子间不能形成氢键,其他三种分子间均形成氢键,故它们的氢化物沸点显著高于CH4。
(4)根据相似相溶原理作答。
答案:(1)2 1 (2)配位键 正四面体形 sp3杂化 (3)CH4 CH4分子间只有范德华力没有氢键,而NH3、H2O、HF分子间还存在氢键 (4)HF和H2O均为极性分子,CH4为非极性分子
14.短周期的5种非金属元素,其中A、B、C的特征电子排布可表示为:A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c,D与B同主族,E在C的下一周期,且是同周期元素中电负性最大的元素。
回答下列问题:
(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子,下列分子①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4,其中属于极性分子的是________(填序号)。
(2)C的氢化物比下周期同族元素的氢化物沸点还要高,其原因是__________________。
(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂,其分子式为________、________。DE4在前者中的溶解性________(填“大于”或“小于”)在后者中的溶解性。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为________(填化学式)。
解析:由s轨道最多可容纳2个电子可得:a=1,b=c=2,即A为H,B为C,C为O。由D与B同主族,且为非金属元素得D为Si;由E在C的下一周期且E为同周期电负性最大的元素可知E为Cl。
(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4,其中H2O2为极性分子,其他为非极性分子。
(2)C的氢化物为H2O,H2O分子间可形成氢键是其沸点较高的重要原因。
(3)B、A两元素组成苯,C、A两元素组成水,两者都为常见的溶剂,SiCl4为非极性分子,易溶于非极性溶剂苯中。
(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4,三者结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,故它们的沸点顺序为SiCl4>CCl4>CH4。
答案:(1)③ (2)H2O分子间形成氢键
(3)C6H6 H2O 大于 (4)SiCl4>CCl4>CH4高二化学(鲁科版选修3)同步测试:2.1共价键模型
1.下列各项中表述正确的是(  )
A.F-的离子结构示意图:
B.CO2的分子模型示意图:
C.CO2的电子式:
D.N2的结构式:N≡N
解析:选A。CO2应为直线形分子,三个原子在一条直线上,故B错;C中碳原子与每个氧原子形成两对共用电子对,即正确的表示应为,故C错;D中每个氮原子有两个电子未成键,在书写结构式时不用画出,即正确的书写方法应为N≡N,故D错。
2.(2011年山东滨州高二月考)下列物质的分子中既有σ键又有π键的是(  )
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A.①②③ B.③④⑤⑥
C.①③⑤ D.③⑤⑥
解析:选D。当两个原子间能形成多个共用电子对时先形成一个σ键,另外的原子轨道只能形成π键,N2中有三个共价键:一个σ键、两个π键,C2H4中碳碳原子之间有两个共价键,一个σ键、一个π键,C2H2中碳碳原子之间有三个共价键,一个σ键、两个π键。
3.下列说法正确的是(  )
A.键角决定了分子的结构
B.共价键的键能越大,共价键越牢固,含有该键的分子越稳定
C.CH4、CCl4中键长相等,键角不同
D.C===C中的键能是C—C中的键能的两倍
解析:选B。分子结构是由键角和键长共同决定的,A项错。CH4、CCl4分子均为正四面体型,它们的键角相同,键长不等,C错。C===C中的双键由一条σ键和一条π键构成,通常而言σ键键能大于π键键能,故C===C中的键能应小于C—C键键能的两倍,D错。
4.日常生活中的防晒霜的主要成分有氨基苯甲酸、羟基丙酮等,它们之所以能“防晒”是因为(  )
A.它们是有机物,涂用后形成了一层“保护层”
B.它们挥发时吸热降低皮肤温度
C.它们含π键,能够有效吸收紫外线
D.它们能与皮肤形成一层“隔热层”,阻碍照射
解析:选C。氨基苯甲酸、羟基丙酮等是含有π键的物质,能够有效地吸收紫外线,故可使人免受伤害。
5.(2011年福建宁德高二检测)已知下表中的数据是破坏1 mol物质中的化学键所消耗的能量(kJ)。
物质 Cl2 Br2 I2 H2 HF HCl HBr HI
能量(kJ) 243 193 151 436 565 431 363 297
根据表中数据回答问题:
(1)下列物质本身具有的能量最低的是________。
A.H2 B.Cl2
C.Br2 D.I2
(2)下列氢化物中,最稳定的是________。
A.HF B.HCl
C.HBr D.HI
(3)X2+H2===2HX(X代表F、Cl、Br、I,下同)的反应是吸热反应还是放热反应?________。相同条件下,X2分别与H2反应,当消耗等物质的量的氢气时,放出或吸收的热量最多的是____________。2 mol Cl2在一定条件下与等物质的量的H2反应,放出或吸收的热量是__________ kJ。
(4)若无上表中的数据,你能正确回答出问题(3)的第二问吗?________;你的理由是________________________________________________________________________。
解析:能量越低越稳定,破坏其中的化学键需要的能量就越多,形成其中的键时放出的能量也越多。
答案:(1)A (2)A (3)放热反应 F2 366 (4)能 生成物越稳定,放出的热量就越多,在HX中,HF最稳定
1.下列关于极性键的叙述不正确的是(  )
A.是由不同元素原子形成的共价键
B.共价化合物中必定存在极性键
C.极性键中电负性大的原子显正电性
D.共用电子对必然偏向吸引电子能力强的原子一方
解析:选C。共价化合物中必定存在极性键,可能存在非极性键;极性键中,共用电子对偏向电负性大的原子一方,使之显负电性。
2.N—H键键能的含义是(  )
A.由N和H形成1 mol NH3所放出的能量
B.把1 mol NH3中的共价键全部拆开所吸收的能量
C.拆开约6.02×1023 个N—H键所吸收的能量
D.形成1个N—H键所放出的能量
解析:选C。N—H键的键能是指形成1 mol N—H键放出的能量或拆开1 mol N—H键吸收的能量,不是形成1个N—H键释放的能量。1 mol NH3分子中含有3 mol N—H键,拆开1 mol NH3或形成1 mol NH3中的共价键吸收或放出的能量应是N—H键键能的3倍。
3.下列说法中,错误的是(  )
A.非金属元素可能形成离子化合物
B.共价键具有方向性,饱和性
C.共价键的键长和键角决定分子的形状
D.键长愈长,化学键愈牢固
解析:选D。共价键键长愈长,键能越小,化学键越不牢固。
4.(2011年安徽蚌埠高二月考)最近,中国科学技术大学的科学家们将C60分子组装在一单层分子膜表面,在-268 ℃时冻结分子的热振荡,并利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间共价键的分子图象。下列化合物分子中一定既含σ键又含π键的是(  )
A.HClO B.C2H6O
C.COCl2 D.H2O2
解析:选C。至少含有双键才能同时存在σ键和π键。A的结构式为,B的结构简式为CH3OCH3或CH3CH2OH,C的结构式为,D的结构式为。
5.膦(PH3)又称磷化氢,在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含有磷化氢。以下关于PH3的叙述正确的是(  )
A.PH3分子中有未成键的孤对电子
B.PH3的分子构型为正四面体形
C.PH3是一种强氧化剂
D.PH3分子的P—H键是非极性键
解析:选A。PH3的电子式为,有孤对电子。PH3为三角锥形。PH3中P元素化合价为-3价,具有强还原性。P—H键为极性键。
6.下列说法中正确的是(  )
A.双原子分子中化学键键能越大,分子越稳定
B.双原子分子中化学键键长越长,分子越稳定
C.双原子分子中化学键键角越大,分子越稳定
D.在双键中,σ键的键能要小于π键的键能
解析:选A。在双原子分子中没有键角,故C项错;当其键能越大,键长越短时,分子越稳定,故A项对,B项错;D项中σ键的重叠程度要大于π键,故σ键的键能要大于π键的键能。
7.下列说法中不正确的是(  )
A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键键能大
B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键
C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键
D.N2分子中有一个σ键,两个π键
解析:选C。从原子轨道的重叠程度看,π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小,故π键稳定性低于σ键,A项正确;在单质分子中有的存在σ键,如H2,有的存在σ键和π键,如N2,还有的不存在化学键,如稀有气体,故B、D正确,C项错误。
8.氰气的化学式为(CN)2,结构式为N≡C—C≡N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是(  )
A.分子中既有极性键,又有非极性键
B.分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C.分子中含有2个σ键和4个π键
D.不和氢氧化钠溶液发生反应
解析:选A。分子中N≡C键是极性键,C—C键是非极性键;成键原子半径越小,键长越短,N原子半径小于C原子半径,故N≡C键比C—C键的键长短;(CN)2分子中含有3个σ键和4个π键;由于与卤素性质相似,故可以和氢氧化钠溶液反应。
9.下列说法中正确的是(  )
A.分子中键能越大,键长越长,则分子越稳定
B.元素周期表中的第ⅠA族(除H外)和第ⅦA族元素的原子间可能形成共价键
C.水分子可表示为HO—H,分子中键角为180°
D.H—O键键能为463 kJ·mol-1,即18 g H2O分解成H2和O2时,消耗能量为2×463 kJ
解析:选B。本题主要考查共价键的三个键参数,要理解它们的概念及相互关系,掌握它们对键强弱的影响。
D项中H—O键键能为463 kJ·mol-1,指的是气态基态氢原子和氧原子形成1 mol H—O键时释放的最低能量,则拆开1 mol H—O键形成气态氢原子和氧原子所需吸收的能量也为463 kJ,18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键,断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和氧原子,再进一步形成H2和O2时,还需释放出一部分能量,故D项错误;Li的电负性为1.0,I的电负性为2.5,其差值为1.5<1.7,所以LiI以共价键成分为主,B项正确。
10.(2011年广东惠州高二月考)下图为元素周期表前4周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z 5种元素的叙述中,正确的是(  )
A.W、R元素单质分子内的化学键都是非极性键
B.X、Z元素都能够形成双原子分子
C.键能W—H>Y—H,键的极性Y—H>W—H
D.键长X—H解析:选B。X、W、Y、R、Z对应的元素如下图:
11.(2010年高考山东卷改编题)氮是地球上极为丰富的元素。
(1)Li3N晶体中氮以N3-存在,基态N3-的电子排布式为________________________。
(2)N≡N的键能为942 kJ·mol-1,N—N单键的键能为247 kJ·mol-1。计算说明N2中的________键比________键稳定(填“σ”或 “π”)。
解析:(1)N3-电子排布式为1s22s22p6。
(2)N—N单键为σ键,N≡N中有2个π键和一个σ键,减去一个σ键键能后剩余2个π键键能,π键键能为 kJ/mol=347.5 kJ/mol,故N2中π键比σ键稳定。
答案:(1)1s22s22p6 (2)π σ
12.分析下列化学式中画有横线的元素,选出符合要求的物质,填空。
A.NH3 B.H2O C.HCl D.CH4 E.C2H6 F.N2
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是________________________________________________________________________
(填编号,下同);
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是________________________________________________________________________;
(3)最外层有未参与成键的电子对的是________;
(4)既有σ键又有π键的是________。
解析:NH3中N原子与3个H原子形成3个σ键,还有一对不成键电子;H2O中O原子与2个H原子形成2个σ键,还有两对不成键电子;HCl中Cl原子与1个H原子形成1个σ键,还有三对不成键电子;CH4中C原子与4个H原子形成4个σ键,所有价电子都参与成键;C2H6中C原子分别与3个H原子及另1个C原子形成4个σ键,所有电子都参与成键;N2中N原子与另1个N原子形成1个σ键,2个π键,还有一对不成键电子。
答案:(1)DE (2)C (3)ABCF (4)F
13.(2011年山东青岛高二检测)有A、B、C、D、E、F六种元素,已知:
①它们位于三个不同短周期,核电荷数依次增大。
②E元素的电离能数据见下表(kJ·mol-1):
I1 I2 I3 I4 …
496 4562 6912 9540 …
③B与F同主族。
④A、E分别都能与D按原子个数比1?1或2?1形成化合物。
⑤B、C分别都能与D按原子个数比1?1或1?2形成化合物。
(1)写出只含有A、B、D、E四种元素的两种无水盐的化学式________、________。
(2)B2A2分子中存在________个σ键,________个π键。
解析:由题意可知,E为碱金属,能与D形成1∶1或2∶1的化合物,说明D为O,E为Na,A为H。B、C与O形成1∶1或1∶2的化合物则B为C,C为N。B与F同主族,F为Si。
(1)H、C、O、Na四种元素可组成NaHCO3或CH3COONa等盐。
(2)一个C2H2分子中含有一个叁键和两个单键,有3个σ键和2个π键。
答案:(1)NaHCO3 CH3COONa(或其他有机酸的盐)
(2)3 2 
14.下表为前20号元素中的某些元素性质的一些数据:
元素性质  A B C D E F G M I J K
原子半径(10-10 m) 1.02 1.86 0.74 1.43 0.77 1.10 0.99 1.54 0.75 1.17 1.34
最高价态 +6 +1 - +3 +4 +5 +7 +1 +5 +4 +1
最低价态 -2 - -2 - -4 -3 -1 - -3 -4 -
试回答下列问题:
(1)以上11种元素中第一电离能最小的是________(填编号)。
(2)写出下列反应的化学方程式:
M2C2与EC2反应________________________________________________________________________。
(3)上述E、F、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中,每一个原子都满足8电子稳定结构的是________(写分子式)。比元素B原子序数大5的元素基态原子电子排布式是________。
(4)元素E与氢元素可形成分子式为E2H4的分子,分子中共形成________个σ键。
(5)C和I相比较,非金属性较弱的是________(填元素名称),可以验证你的结论的是下列中的________(填编号)。
a.气态氢化物的稳定性和挥发性
b.单质分子中的键能
c.两元素的电负性
d.含氧酸的酸性
解析:(1)同一周期元素从左→右第一电离能有增大的趋势,故第一电离能最小的元素在第ⅠA族,第ⅠA族有B、M、K三种元素,且从上到下第一电离能减小,故第一电离能最小的为B。(2)由化合价和原子半径可判断A为S,B为K,C为O,D为Al,E为C,F为P,G为Cl,M为Na,I为N,J为Si,K为Li,故M2C2与EC2的反应为Na2O2与CO2的反应。(3)比B原子序数大5的元素为24号元素Cr,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。
(4)E2H4为C2H4,其结构式为故有5个σ键。(5)本题为判断非金属性强弱的方法,其中a项中气态氢化物的挥发性不能判断非金属性强弱,d项应为最高价氧化物对应水化物的酸性。
答案:(1)B
(2)2Na2O2+2CO2===2Na2CO3+O2
(3)CCl4、PCl3 1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1 (4)5 (5)氮 c高二化学(鲁科版选修3)同步测试:2.2共价键与分子的空间构型
1.已知次氯酸分子的结构式为H—O—Cl,下列有关说法正确的是(  )
A.O原子发生sp1杂化
B.O原子与H、Cl都形成σ键
C.该分子为直线形分子
D.该分子电子式是:
解析:选B。HClO分子的结构式为H—O—Cl,O原子应为sp3杂化,形成4个杂化轨道,其中有2个孤对电子,另2个杂化轨道分别与H原子和Cl原子各形成1个σ键。因为O原子是sp3杂化,所以分子构型为V形,其电子式为:故B项正确。
2.(2011年安徽亳州高二四校联考)下列各组分子中都属于含极性键的非极性分子的是(  )
A.CO2、H2S        B.C2H4、CH4
C.Cl2、C2H2 D.NH3、HCl
解析:选B。此题考查键的极性和分子的极性。A中CO2结构为O===C===O,H2S为,所以都含极性键,但H2S是极性分子;B中C2H4为,CH4为,都含极性键,都属于非极性分子;C中Cl2不含极性键;D中NH3、HCl为极性分子,都不符合题意。
3.(2011年山东济南第九中学高二月考)如下图中两分子的关系是(  )
A.互为同分异构体 B.是同一种物质
C.是手性分子 D.互为同系物
解析:选B。本题很容易看成为镜面对称结构而选择手性分子,但根据手性分子的判断方法,根本找不到手性碳原子,所以不是手性分子;分子相同,构型相同,是同一种物质。
4.根据价电子对互斥理论,判断下列分子或者离子的空间构型不是三角锥形的是(  )
A.PCl3 B.H3O+
C.HCHO D.PH3
解析:选C。PCl3分子中P原子的成键电子对数为3,孤对电子对数为1,其电子对的空间构型为四面体形,分子的空间构型为三角锥形;同理,H3O+和PH3分子的成键电子对数和孤对电子数分别为3和1,分子的空间构型为三角锥形;HCHO分子的中心原子中的价电子都用来形成共价键,中心原子周围的原子数为3,空间构型为平面三角形。
5.已知A、B、C、D和E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6,且都含有18个电子,又知B、C和D是由两种元素的原子组成,且D分子中两种原子个数比为1∶1。
请回答:
(1)组成A分子的原子的核外电子排布式是________________________________________________________________________;
(2)B和C的分子式分别是________和________;C分子的立体结构呈________形,该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”);
(3)向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液现象是________________________________________________________________________
________________,该反应的化学方程式为________________________________________________________________________
________________________________________________________________________;
(4)若将1 mol E在氧气中完全燃烧,只生成1 mol CO2和2 mol H2O,则E的分子式是______________________。
解析:(1)A分子为单原子分子且含18个电子,则其为Ar分子,Ar原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p6。
(2)B、C分别为含2个、3个原子的分子且由两种元素的原子组成,不难想到HCl、H2S,H2S属于角形分子且为极性分子。
(3)D分子含4个原子,且由两种元素的原子构成,其个数比为1∶1,可推知其为H2O2。FeCl3溶液可催化H2O2分解释放出O2,即2H2O22H2O+O2↑。
(4)E分子是6原子18e-的分子,再结合质量守恒,可推知E的分子式为CH4O。
答案:(1)1s22s22p63s23p6
(2)HCl H2S V(或角) 极性
(3)有无色气体产生 2H2O22H2O+O2↑
(4)CH4O
1.(2011年宁夏石嘴山高二检测)如图在乙烯分子中有5个σ键、一个π键,它们分别是(  )
A.sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键
B.sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C.C—H之间是sp2形成的σ键,C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
D.C—C之间是sp2形成的σ键,C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键
解析:选A。乙烯分子中每个碳原子均采取sp2杂化,其中杂化轨道形成5个σ键,未杂化的2p轨道形成π键。
2.NF3分子中的中心原子采取sp3杂化,下列有关叙述正确的是(  )
A.NF3分子的空间构型为三角锥形
B.NF3分子的空间构型为平面三角形
C.NF3分子的N—F键夹角与CH4分子中的C—H键的夹角相等
D.NF3分子是非极性分子
解析:选A。N原子以sp3杂化形成四个杂化轨道,其中一个轨道已填入孤电子对,另外三个则与F原子的p电子形成共价键,所以NF3为三角锥形,由于孤电子对对成键电子的排斥作用导致N—F键的键角小于CH4分子中的键角。
3.下列化合物中含有手性碳原子的是(  )
解析:选B。手性碳原子上应连接4个不同的原子或原子团。A项中同一个C原子上连接了2个Cl原子和2个F原子,不满足手性的定义;C项中与—OH 直接相连的C原子连接了2个相同的H原子;D项中间的C原子连接了2个—CH2OH,不满足手性的定义;B项中与—OH直接相连的C原子分别与1个H原子、1个—COOH、1个—CH3、1个—OH相连,为手性碳原子。
4.下列推断正确的是(  )
A.BF3为三角锥形分子
B.NH的电子式为,离子呈平面正方形结构
C.CH4中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道形成的s—p σ键
D.CH4中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠,形成4个C—H σ键
解析:选D。BF3为平面三角形,NH为正四面体形,CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道杂化形成4个sp3杂化轨道,然后与氢的1s轨道重叠,形成4个s—sp3 σ键。
5.有关苯分子中的化学键描述不正确的是(  )
A.每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B.每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C.碳原子的三个sp2杂化轨道与其他原子形成三个σ键
D.苯分子中六个碳碳键完全相同,键角均为120°
解析:选A。苯分子中每个碳原子中的三个sp2杂化轨道分别与两个碳原子和一个氢原子形成σ键。同时每个碳原子还有一个未参加杂化的2p轨道,它们均有一个未成对电子。这些2p轨道相互平行,以“肩并肩”方式相互重叠,形成一个多电子的大π键。所以苯分子中6个碳原子和6个氢原子都在同一平面内,6个碳碳键完全相同,键角皆为120°。
6.毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺()。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是(  )
A.所有氮原子均采取sp3杂化
B.一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键
C.属于极性分子
D.三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键
解析:选B。三聚氰胺分子中,处于环上的氮原子采取sp2杂化,A选项错误;由三聚氰胺分子的结构知,它是对称结构,为非极性分子,C选项错误;三聚氰胺分子中不存在由同种元素的原子形成的共价键,故不存在非极性键,D选项错误。
7.(2011年河南郑州一中高二质检)NH3、H2S等是极性分子,CO2、BF3、CCl4等是极性键形成的非极性分子。根据上述事实可推出ABn型分子是非极性分子的经验规律是(  )
A.分子中不能含有氢原子
B.在ABn分子中A原子的所有价电子都参与成键
C.在ABn分子中每个共价键都相同
D.在ABn分子中A的相对原子质量应小于B的相对原子质量
解析:选B。A.如CH4为非极性分子却含有氢原子。
B.电子式:,价电子中有孤对电子,而种中心原子所有价电子都参与成键,故B正确。
C.如:NH3、H2S每个共价键都相同却为极性分子。
D.如:CH4中C的相对原子质量大于H的却为非极性分子。
8.使用微波炉加热,具有使物质受热均匀、表里一致、速度快、热效率高等优点。其工作原理是炉内的微波场以几亿次的高频改变外电场的方向,水分子因而能高频振动,产生热效应,这是因为(  )
A.水分子具有极性共价键
B.水分子中有共用电子对
C.水由氢、氧两元素组成
D.水分子是极性分子
解析:选D。只有极性分子才能在电场中定向移动,非极性分子几乎不发生定向移动。水分子是由极性键构成的极性分子,故选D。
9.同学们使用的涂改液中含有很多有害的挥发性物质,二氯甲烷就是其中的一种,吸入会引起慢性中毒,有关二氯甲烷的说法正确的是(  )
A.含有非极性共价键 B.键角均为109.5°
C.有两种同分异构体 D.分子属于极性分子
解析:选D。二氯甲烷为甲烷的取代产物,故二氯甲烷中C原子以sp3杂化,形成四面体结构,由于空间结构不对称,故为含有极性键的极性分子。分子中两个Cl原子始终处于相邻的位置,故无同分异构体。
10.六氟化硫分子呈正八面体(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,性质稳定,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起强温室效应,下列有关六氟化硫的推测正确的是(  )
A.六氟化硫易燃烧生成二氧化硫
B.六氟化硫中各原子均为8电子稳定结构
C.S—F键是σ键,且键长、键能都相等
D.六氟化硫分子中含极性键、非极性键
解析:选C。SF6中F为-1价,S为+6价,SF6中的S不可能被O2氧化为SO2, 故A错误;B项,S最外层6个电子,结合2个电子达到8电子稳定结构,故SF6不可能所有原子均为8电子稳定结构,D项SF6中无非极性键。
11.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中:
(1)以非极性键结合的非极性分子是________________;
(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是________________;
(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是______________;
(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是______________;
(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是____________________;
(6)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是____________________。
解析:HF是含有极性键的双原子分子,为极性分子;H2O中氧原子采取sp3杂化方式,与氢原子形成极性键,为极性分子;NH3中有极性键,氮原子采取sp3杂化,三角锥形结构;CS2与CO2相似,极性键、直线形非极性分子;CH4中碳原子采取sp3杂化方式与H形成极性键,正四面体构型,非极性分子;N2是由非极性键结合的非极性分子;BF3中B原子采取sp2方式杂化,与F形成极性键,分子为非极性。
答案:(1)N2 (2)CS2 (3)CH4 (4)NH3
(5)NH3、H2O、CH4 (6)BF3
12.(1)有A、B、C三种物质,每个分子中都各有14个电子,其中A的分子属于非极性分子,且只有非极性键;B的分子也属于非极性分子,但既有非极性键,又有极性键;C的分子属于极性分子。则A的电子式是________________________________________________________________________;
B的结构式是________________________;C的名称是__________。
(2)1,2 二氯乙烯存在两种同分异构体:,其中属于极性分子的结构式是________________________________________________________________________
(填字母,下同),属于非极性分子的结构式是__________。
解析:(1)14个电子,且只有非极性键,只能为单质N2。14个电子,既有非极性键,又有极性键,则必然有两种以上的元素,且有一种元素有2个以上的原子,由等电子体想到C2H2,由C分子中有14个电子且属于极性分子知C为CO。
(2)正负电荷重心完全重合的为非极性分子,否则为极性分子。
答案:(1)  H—C≡C—H 一氧化碳
(2)B A
13.A、B、C、D四种元素位于短周期内,它们的原子序数依次增大。A原子核内仅有1个质子,B原子的电子总数与D原子最外层电子数相等,A原子与B原子最外层电子数之和与C原子的最外层电子数相等,D原子与B原子电子总数之和是C原子电子总数的2倍,D原子最外层电子数是其电子层数的3倍,由此推断:
(1)A与D形成的化合物中,含有非极性键的是________________________________________________________________________;
(2)B与D形成的化合物中非极性分子的结构式是________________________________________________________________________
__________________;
(3)A与C形成的化合物(只含1个C)的分子空间构型为________________________________________________________________________。
解析:因为A原子核内仅有1个质子,所以A为氢原子:1s1;D原子最外层电子数是电子层数的3倍,只能为氧原子:1s22s22p4;B原子的电子总数与D原子最外层电子数相等,B为碳原子:1s22s22p2;A原子与B原子最外层电子数之和与C最外层电子数相等,C为氮原子:1s22s22p3。
A与D形成的化合物为H2O和H2O2,含有非极性键的是H2O2;B与D形成的化合物有CO2和CO,属于非极性分子的结构式是O===C===O;A与C形成的化合物(只含1个C)为NH3,空间构型为三角锥形。
答案:(1)H2O2 (2)O===C===O (3)三角锥形
14.(2011年北京西城区高二质检)等电子体的结构相似、物理性质相近,称为等电子原理。如N2和CO为等电子体。下表为部分元素等电子体分类、空间构型表。
等电子体类型 代表物质 空间构型
四原子24电子等电子体 SO3 平面三角形
四原子26电子等电子体 SO 三角锥形
五原子32电子等电子体 CCl4 四面体形
六原子40电子等电子体 PCl5 三角双锥形
七原子48电子等电子体 SF6 八面体形
试回答:
(1)下面物质分子或离子的空间构型:BrO________,CO________,ClO________。
(2)由第一、二周期元素组成,与F2互为等电子体的离子有________。
(3)SF6的空间构型如图1所示,请再按照图1的表示方法在图2中表示OSF4分子中O、S、F原子的空间位置。已知OSF4分子中O、S间为共价双键,S、F间为共价单键。
解析:解决本题的关键是互为等电子体的物质结构相似、物理性质相近。
(1)BrO为四原子26电子体,所以其结构与SO一样为三角锥形;CO为四原子24电子体,与SO3的结构相同,同理可知ClO为四面体形。
(2)F2为双原子14电子体,所以一、二周期中与F2互为等电子体的离子有O。
(3)SF6为七原子48电子体,空间构型为八面体形,如图1;OSF4为六原子40电子体,其空间构型为三角双锥形。
答案:(1)三角锥形 平面三角形 四面体形
(2)O