内容正文:
2025届高三高考化学一轮复习
假期作业30 配合物与超分子 分子的性质
一、单项选择题
1.偶极矩是电荷量与正、负电荷中心间的距离的乘积。用偶极矩可判断分子的极性:一般来说极性分子的偶极矩不为零;非极性分子的偶极矩为零。下列分子中偶极矩不为零的是( )
A.BeCl2 B.BF3
C.PCl3 D.CH4
2.下列化合物中含有2个手性碳原子的是( )
3.下列微粒中含有配位键的是( )
①H3O+ ②NH ③[Cu(H2O)4]2+
④[Fe(SCN)6]3- ⑤CuCl ⑥CH4
⑦NH3
A.①②③④⑤ B.①③⑥
C.④⑤⑦ D.②④⑥
4.[2023·浙江1月]共价化合物Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,一定条件下可发生反应:Al2Cl6+2NH3===2Al(NH3)Cl3,下列说法不正确的是( )
A.Al2Cl6的结构式为
B.Al2Cl6为非极性分子
C.该反应中NH3的配位能力大于氯
D.Al2Br6比Al2Cl6更难与NH3发生反应
5.下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是( )
A.利用超分子的分子识别特征,可以分离C60和C70
B.配合物中只含配位键
C.[Cu(H2O)6]2+中Cu2+提供空轨道,H2O中氧原子提供孤电子对,从而形成配位键
D.配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广泛应用
6.硼砂阴离子[B4O5(OH)4]2-的球棍模型如图所示,下列说法正确的是( )
A.B原子的杂化方式均为sp2
B.该阴离子中所存在的化学键类型有配位键、极性共价键、氢键
C.硼砂阴离子呈链状结构,则阴离子间以氢键结合
D.1、3原子之间的化学键为配位键
7.下列几种有机羧酸中,按酸性由强到弱的顺序排列正确的是( )
①乙酸(CH3COOH) ②氯乙酸(CH2ClCOOH)
③三氯乙酸(CCl3COOH) ④三氟乙酸(CF3COOH)
A.②①④③ B.①②③④
C.④③②① D.③②④①
8.[2024·九省联考安徽卷,6]研究发现:乳酸和乙醇胺(HOCH2CH2NH2)作用得到的离子液体——乙醇胺乳酸盐([MEA]L),既可脱硫,也可吸收CO2。下列说法错误的是( )
A.液态时的导电性:[MEA]L>乳酸
B.乳酸和乙醇胺中均含有σ键、π键和氢键
C.CO2是直线形非极性分子,SO2是V形极性分子
D.相同条件下,[MEA]L能吸收气体的体积:SO2>CO2
9.检验Ni2+的反应原理如图:
下列说法不正确的是( )
A.甲中σ键与π键的个数比是7∶1
B.乙中Ni2+的配位数是4
C.乙分子内存在氢键
D.C、N、O的第一电离能大小顺序为N>O>C
10.检验Ni2+反应的一种生成物为丁二酮肟镍,是一种鲜红色沉淀,其分子结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.Ni2+核外有14种运动状态不同的电子
B.该分子内微粒之间存在的作用力有共价键、配位键、离子键、氢键
C.基态N原子的价层电子轨道表示式为
D.H2O中有2个由s轨道与sp3杂化轨道形成的σ键
二、不定项选择题
11.铜是重要过渡元素,能形成多种配合物,如Cu2+与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成如图所示配离子。下列说法不正确的是( )
A.1 mol 乙二胺分子中含有11NA个σ键
B.乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 sp2
C.Cu2+与乙二胺形成的配离子内部含有极性键、非极性键、配位键和离子键
D.乙二胺和三甲胺[分子式为 N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因为乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键
12.[2023·湖北卷,11]物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是( )
选项
性质差异
结构因素
A
沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃)
分子间
作用力
B
熔点:AlF3(1 040 ℃)远高于AlCl3(178 ℃升华)
晶体类型
C
酸性:CF3COOH(pKa=0.23)远强于CH3COOH(pKa=4.76)
羟基极性
D
溶解度(20 ℃):Na2CO3(29 g)大于NaHCO3(8 g)
阴离子电荷
13.B2O3的气态分子结构如图1所示,硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图2所示。下列说法错误的是( )
A.两分子中B原子分别采用sp杂化、sp2杂化
B.硼酸晶体中层与层之间存在范德华力
C.1 mol H3BO3晶体中含有6 mol氢键
D.硼原子可提供空轨道,硼酸电离的方程式为H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]-+H+
三、非选择题
14.冠醚是由多个二元醇分子之间失水形成的环状化合物。X、Y、Z是常见的三种冠醚,其结构如图所示。它们能与碱金属离子作用,并随着环的大小不同而与不同金属离子作用。
(1)Li+的体积与X的空腔大小相近,恰好能进入X的环内,且Li+与氧原子的一对孤电子对作用形成稳定结构W(如图)。
①基态锂离子核外能量最高的电子所处电子层符号为________。
②W中Li+与孤电子对之间的作用属于________(填字母)。
A.离子键 B.共价键
C.配位键 D.氢键
E.以上都不是
(2)冠醚Y能与K+形成稳定结构,但不能与Li+形成稳定结构。理由是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)烯烃难溶于水,被KMnO4水溶液氧化的效果较差。若烯烃中溶入冠醚Z,氧化效果明显提升。
①水分子中键角________(填“>”“<”或“=”)109°28′。
②已知:冠醚Z与KMnO4可以发生如图所示的变化。加入冠醚Z后,烯烃的氧化效果明显提升的原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
15.(1)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________。
②GaCl3·xNH3含有的化学键类型有________(填标号)。
A.极性共价键 B.离子键
C.配位键 D.金属键
E.氢键
③能准确表示GaCl3·xNH3结构的化学式为____________________________。
(2)与镓同主族的B具有缺电子性,硼砂(四硼酸钠Na2B4O7·10H2O)中B4O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,则该离子存在的作用力含有________(填标号),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
参考答案
1.解析:在题给四种分子中,只有PCl3 (结构与NH3相似)是极性分子。
答案:C
2.解析:中,只有次甲基上的碳原子为手性碳原子,A不符合题意;中,除醛基外的碳原子都为手性碳原子,B符合题意;中,除羧基外的碳原子都为手性碳原子,C不符合题意;中,与苯环相连的碳原子为手性碳原子,D不符合题意。
答案:B
3.解析:①H2O+H+===H3O+,H2O中O与H+之间存在配位键;②NH3+H+===NH,NH3中N与H+之间形成配位键;③Cu2+ +4H2O===[Cu(H2O)4]2+ ,Cu2+ 与H2O中O之间形成配位键;④Fe3++6SCN-===[Fe(SCN)6]3-,Fe3+与SCN-之间形成配位键;⑤Cu2++4Cl-===CuCl,Cu2+与Cl-之间形成配位键;⑥CH4不含配位键;⑦NH3不含配位键。
答案:A
4.解析:Al2Cl6中所有原子均满足8电子稳定结构,则Al2Cl6的结构式为,→表示配位键,也可用短线代替,A项正确;Al2Cl6为对称结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,B项正确;该反应中NH3取代Cl与Al形成配位键,说明NH3的配位能力大于氯,C项正确;Al—Br的稳定性弱于Al—Cl,Al2Br6更易与NH3反应,D项错误。
答案:D
5.解析:配位化合物中不一定只含有配位键,可能含有共价键,如[Cu(H2O)4]SO4,B项错误;配离子中心原子或离子提供空轨道,配体提供孤电子对,所以[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道,H2O中的O原子提供孤电子对,两者结合形成配位键,C项正确;配合物的应用:①生命体中,许多酶与金属离子的配合物有关;②科学研究和生产实践:通过溶解、沉淀或萃取等操作来达到分离提纯、分析检测等目的,D项正确。
答案:B
6.解析:形成4个B—O键的B原子杂化方式均为sp3,形成3个B—O键的B原子杂化方式均为sp2,A错误;氢键不是化学键,B错误;硼砂阴离子中含有O—H键,可以形成氢键,硼砂阴离子呈链状结构,阴离子间以氢键结合,C正确;B原子一般形成3个共价键,1号B原子形成4个共价键,1、2原子之间的化学键为配位键,D错误。
答案:C
7.解析:由于电负性:F>Cl>H,则键极性:C—F键>C—Cl键>C—H键,故三氟乙酸中羧基中的羟基的极性最大,最易电离出氢离子,酸性最强;乙酸中羧基中的羟基的极性最小,酸性最弱,则酸性强弱顺序:CF3COOH>CCl3COOH>CH2ClCOOH>CH3COOH,C正确。
答案:C
8.答案:B
9.解析:由题干中甲的结构示意图可知,甲中σ键数目为15,π键数目为2,故σ键与π键的个数比是15∶2,A错误;乙中Ni2+与N形成了4个配位键,故Ni2+的配位数是4,B正确;乙分子内存在O—H…O氢键,C正确;C、N、O为同一周期元素,同一周期从左往右元素第一电离能呈增大趋势,ⅡA与ⅢA、ⅤA与ⅥA反常,故C、N、O的第一电离能大小顺序为N>O>C,D正确。
答案:A
10.解析:Ni2+价层电子排布式为3d8,能级、轨道中的电子运动状态不同,核外有26种运动状态不同的电子,A说法错误;该分子不是离子化合物,不含离子键,B说法错误;基态N原子的价层电子排布式为2s22p3,轨道表示式为,C说法错误;H2O中心氧原子s能级与p能级3个轨道杂化,含有2个σ键,2个孤电子对,D说法正确。
答案:D
11.解析:乙二胺的结构式为,所以1 mol 乙二胺分子中含有11NA个σ键,A正确;乙二胺分子中氮原子有3个σ键,还有一个孤电子对,轨道的杂化类型为sp3,B错误;Cu2+与乙二胺形成的配离子内部含有H—N等极性键、C—C非极性键、配位键,但不含有离子键,C错误。
答案:BC
12.解析:正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体,由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作用力小,所以沸点较低,故A正确;AlF3为离子化合物,形成的晶体为离子晶体,熔点较高,AlCl3为共价化合物,形成的晶体为分子晶体,熔点较低,则AlF3熔点远高于AlCl3,故B正确;由于电负性F>H,C—F键极性大于C—H键,使得羧基上的羟基极性增强,氢原子更容易电离,酸性增强,故C正确;碳酸氢钠在水中的溶解度比碳酸钠小的原因是碳酸氢钠晶体中HCO间存在氢键,与阴离子电荷无关,故D错误。
答案:D
13.解析:B原子最外层有3个电子,在图1分子中每个B原子只形成了2个σ键,且没有孤电子对,故采用sp杂化,在图2分子中每个B原子形成了3个σ键,且没有孤电子对,故采用sp2杂化,A正确;由题中信息可知,硼酸晶体为层状结构,类比石墨的晶体结构可知其层与层之间存在范德华力,故B正确;由图中信息可知,每个硼酸分子有3个羟基,其O原子和H原子均可与邻近的硼酸分子形成氢键,平均每个硼酸分子形成了3个氢键,因此,1 mol H3BO3晶体中含有3 mol氢键,故C错误;硼原子的2p轨道有空轨道,水电离的OH-中氧原子有2个孤电子对,两者可形成配位键并破坏了水的电离平衡使溶液显酸性,其电离方程式为H3BO3+H2O⇌[B(OH)4]-+H+,故D正确。
答案:C
14.解析:(1)①基态锂离子核外只有1s能级上有电子,为K层上的电子,所以其电子层符号为K。②Li+提供空轨道、O原子提供孤电子对,二者形成配位键。(2)冠醚Y空腔较大,Li+半径较小,导致该离子不易与氧原子的孤电子对形成配位键,所以得不到稳定结构。(3)①水分子中氧原子的价电子对数是4,根据价层电子对互斥模型判断水分子价电子对空间结构为四面体。由于水分子中O原子含有2对孤电子对,孤电子对之间的排斥力较强,导致水分子中键角小于109°28′。②根据相似相溶原理知,冠醚Z可溶于烯烃,加入冠醚Z中的K+因静电作用将MnO带入烯烃中,增大反应物的接触面积,提高了氧化效果。
答案:(1)①K ②C (2)Li+半径比Y的空腔小很多,不易与空腔内O原子的孤电子对作用形成稳定结构 (3)①< ②冠醚Z可溶于烯烃,加入冠醚之中的K+,因静电作用将MnO带入烯烃中,增大反应物的接触面积,提高了氧化效果
15.解析:(1)①NH3的中心原子的价层电子对数为+3=4,因此其VSEPR模型为四面体形;
②GaCl3·xNH3中Ga3+和Cl-形成离子键,NH3分子中N和H形成极性共价键,Ga和N之间有配位键;
③根据题意,Cl-与Ag+生成沉淀,两次沉淀的物质的量之比为1∶2,则有配位键的Cl-与没有配位键的Cl-的个数比为2∶1,Ga3+配位数为6,则该溶液中溶质的化学式为[Ga(NH3)4Cl2]Cl。
(2)根据[B4O5(OH)4]2-的结构可知,该离子存在的作用力有极性键和配位键,没有离子键、氢键、范德华力,故选BE;由结构图可知B原子的杂化方式为sp2、sp3。
答案:(1)①四面体形 ②ABC ③[Ga(NH3)4Cl2]Cl
(2)BE sp2、sp3
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