课时跟踪检测(三十八) 分子结构与性质
1．(2013·上海高考)374 ℃、22.1 MPa以上的超临界水具有很强的溶解有机物的能力，并含有较多的H＋和OH－，由此可知超临界水( )
A．显中性，pH等于7
B．表现出非极性溶剂的特性
C．显酸性，pH小于7
D．表现出极性溶剂的特性
2．下列说法中正确的是( )
A．(2013·安徽高考)HCHO分子中既含σ键又含π键
B．(2013·安徽高考)CO2分子中的化学键为非极性键
C．(2013·四川高考)NH3分子中N原子的杂化轨道类型是sp2
D．(2013·重庆高考)沸点：PH3＞NH3＞H2O
3．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
4．(2012·上海高考)PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N—H键键能低。下列判断错误的是( )
A．PH3分子呈三角锥形
B．PH3分子是极性分子
C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低
D．PH3分子稳定性低于NH3分子，是因为N—H键键能高
5．下列推论正确的是( )
A．SiH4的沸点高于CH4，可推测PH3的沸点高于NH3
B．NH为正四面体结构，可推测出PH也为正四面体结构
C．CO2晶体是分子晶体，可推测SiO2晶体也是分子晶体
D．C2H6是碳链为直线形的非极性分子，可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子
6．(2013·江苏高考)元素X位于第四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为2。元素Y基态原子的3p 轨道上有4个电子。元素Z 的原子最外层电子数是其内层的3倍。
(1)在Y的氢化物(H2Y)分子中，Y原子轨道的杂化类型是__________。
(2)Z的氢化物(H2Z)在乙醇中的溶解度大于H2Y，其原因是____________________。
(3)Y 与Z 可形成YZ
①YZ的空间构型为________(用文字描述)。
②写出一种与YZ互为等电子体的分子的化学式：______________。
(4)X的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为________________。
7．(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。
②肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)
ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1。
若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有________ mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同，则N2H6SO4晶体内不存在________(填标号)。
a．离子键 B．共价键 c．配位键 d．范德华力
(2)(2012·全国卷节选)ⅥA族元素氧、硫、硒(Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题：
①H2Se的酸性比H2S________(填“强”或“弱”)，气态SeO3分子的立体构型为________，SO离子的立体构型为________。
②H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－3和2.5×10－8，H2SeO4第一步几乎完全电离，K2为1.2×10－2，请根据结构与性质的关系解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
8．X、Y、Z、Q、E五种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，E在元素周期表的各元素中电负性最大。请回答下列问题：
(1)X、Y的元素符号依次为________。
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是______________和____________，相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(写分子式)，理由是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)Q的元素符号是________，它的基态原子的核外电子排布式为________________，在形成化合物时它的最高化合价为________。
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键____________________。
9．(1)(2012·福建高考节选)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是_____________________________________________________________
____________________________________________________________。
(2)(2012·福建高考节选)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示：
①在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于________原子之间(填原子的数字标号)；m＝________(填数字)。
②硼砂晶体由Na＋、Xm－和H2O构成，它们之间存在的作用力有________(填序号)。
A．离子键 B．共价键 C．金属键
D．范德华力 E．氢键
(3)(2012·山东高考节选)金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。
①过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。
②甲醛(H2CO)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。
10．(2014·全国卷Ⅱ)周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子。回答下列问题：
(1)b、c、d中第一电离能最大的是________(填元素符号)，e的价层电子轨道示意图为________________________________________________________________________。
(2)a和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为________；分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是________(填化学式，写出两种)。
(3)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为3的酸是________；酸根呈三角锥结构的酸是________。(填化学式)
(4)e和c形成的一种离子化合物的晶体结构如图1，则e离子的电荷为________。
(5)这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如图2所示)。该化合物中，阴离子为________，阳离子中存在的化学键类型有________；该化合物加热时首先失去的组分是________________，判断理由是________________________________________。
答 案
1．选B 超临界水仍然呈中性，A、C项错误，根据“相似相溶”原理可以知B正确(有机物大多数是非极性分子)，D错误。
2．选A HCHO分子中含有碳氧双键，既含σ键又含π键，A项正确。
3．选C 由石墨的晶体结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。
4．选C PH3的沸点低于NH3，是因为NH3分子间存在氢键，C项错误。
5．选B 氨气分子之间存在氢键，沸点高于PH3的；NH与PH等电子体，结构类似；SiO2晶体是原子晶体；C3H8不是直线形的，碳链呈锯齿形且为极性分子。
6．解析：X为第四周期元素，且内层轨道全部排满电子，最外层电子数为2，则其基态电子排布式应为[Ar]3d104s2，为Zn元素。Y的3p轨道上有4个电子，则Y为S元素。Z的最外层电子数是内层数的3倍，为O元素。
答案：(1)sp3 (2)水分子与乙醇分子之间形成氢键
(3)①正四面体 ②CCl4 或SiCl4 等 (4)16NA个
7．解析：(1)①NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化，其分子的空间构型为三角锥形；氨基(—NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化，其分子的空间构型为V形。N2H4的结构为H2N—NH2，为2个氨基相连，所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。
②1个N2H4分子含有4个N—H键，即4 mol N—H键断裂的同时生成1.5 mol N2，N2分子中，含1个σ键和2个π键，所以会形成3 mol π键；
③N2H6SO4和(NH4)2SO4都是离子晶体，N2H和SO之间存在离子键，N2H中N和H之间形成6个共价键(其中2个配位键)，N和N之间形成共价键，SO中S和O之间形成共价键，不含范德华力。
(2)①Se的原子半径大于S的原子半径，H2Se与H2S相比，H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱，H2Se在水中更容易电离出H＋，所以其酸性较强；SeO3中Se原子采取sp2杂化且有3个配位原子，故其立体构型为平面三角形；SO中S原子采取sp3杂化且有3个配位原子，故其立体构型为三角锥形。②H2SeO3中Se为＋4价，而H2SeO4中Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O原子的电子向Se原子偏移，因而在水分子的作用下，更容易电离出H＋，即酸性更强。
答案：(1)①三角锥形 sp3 ②3 ③d (2)①强 平面三角形 三角锥形 ②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移，更易电离出H＋
8．解析：(1)X原子核外的M层中只有两对成对电子，则M层的电子排布图为
，X为S元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，则Y原子的核外电子排布式为1s22s22p2，故Y为C元素。
答案：(1)S、C
(2)V形 直线形 SO2 CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度较大
(3)Cr 1s22s22p63s23p63d54s1 ＋6
(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O
9．解析：(3)①配合物Ni(CO)n中由CO提供孤电子对，Ni的价电子数为10，则由CO提供的电子数为8，而每个CO提供电子数为2，故n＝4。N2与CO互为等电子体，故CO的分子内存在三键，一个σ键，两个π键。
②甲醇中碳原子形成四个σ键，碳原子采取sp3杂化，甲醇中O—C—H的键角接近109°28′，甲醛中碳原子为sp2杂化，键角为120°。
答案：(1)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越大，沸点越高(或其他合理答案)
(2)①sp2、sp3 4,5(或5,4) 2 ②ADE
(3)①4 1∶2 ②sp3 小于
10．解析：由题意推出元素a、b、c、d、e依次是H、N、O、S、Cu。
答案：(1)N
(2)sp3 H2O2、N2H4
(3)HNO2、HNO3 H2SO3 (4)＋1
(5)SO 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2＋的配位键比NH3与Cu2＋的弱
2015年