专题4 分子空间结构与物质性质体系构建 体验高考-【步步高】2023-2024学年高二化学选择性必修2 （苏教版2019，闽苏桂蒙陕冀）

体系构建　体验高考 考向一　“两大理论”与微粒空间结构 1．(2022·湖北，11)磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O==P(N3)3。下列关于该分子的说法正确的是(　　) A．为非极性分子 B．空间结构为正四面体形 C．加热条件下会分解并放出N2 D．分解产物NPO的电子式为 答案　C 解析　磷酰三叠氮分子是不对称结构，分子中的正负电荷重心不重合，是极性分子，A项错误；磷酰三叠氮分子含有三个P—N及一个P==O，则空间结构为四面体形，B项错误；磷酰三叠氮是一种高能分子，加热条件下会分解并放出N2，C项正确；NPO为共价化合物，则电子式为，D项错误。 2．(2022·江苏，5)下列说法正确的是(　　) A．金刚石与石墨烯中的C—C—C夹角都为120° B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子 C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2 D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同 答案　B 解析　金刚石中的碳原子为正四面体结构，C—C—C夹角为109°28′，故A错误；SiH4的化学键为Si—H，SiCl4的化学键为Si—Cl，均为极性键，均为正四面体，正负电荷重心重合，均为非极性分子，故B正确；锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，故C错误；ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合型晶体，而硅形成的晶体硅为共价晶体，故D错误。 3．(2022·山东，5)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al、N—Ga。下列说法错误的是(　　) A．GaN的熔点高于AlN B．晶体中所有化学键均为极性键 C．晶体中所有原子均采取sp3杂化 D．晶体中所有原子的配位数均相同 答案　A 解析　Al和Ga均为ⅢA族元素，N属于ⅤA族元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其均为共价晶体。因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的键长，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说法错误；不同元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；金刚石中每个C原子形成4个共价键，C原子无孤电子对，故C原子均采取sp3杂化，C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石结构相似，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，所有原子的配位数也均为4，C、D说法正确。 4．(1)[2022·全国乙卷，35(2)]①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个____________杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl__________键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(Π)。 ②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是_______________________________________，理由：(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强；(ⅱ)_______________________________。 (2)[2022·全国甲卷，35(4)改编] CF2==CF2和ETFE(乙烯与四氟乙烯的共聚物)分子中C的杂化轨道类型分别为__________和________；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因____________________________________________________________。 答案　(1)①sp2　σ　②一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔　Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl越强　(2)sp2　sp3　C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定 解析　(1)①一氯乙烯的结构式为，碳原子采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。②C的杂化轨道中s成分越多，形成的C—Cl越强，C—Cl的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时s成分多，sp3杂化时s成分少，同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl的键长越短，一氯乙烯中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成3中心4电子的大π键(Π)，一氯乙炔中Cl的3p轨道与C的2p轨道形成2个3中心4电子的大π键(Π)，因此三种物质中C—Cl键长的顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。(2)由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结合过程中形成的C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。 5．[2022·海南，19(3)(4)节选]以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。回答问题： (3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如下图，分子中所有原子共平面，所有N原子的杂化轨道类型相同，均采取__________杂化。 (4)金属Zn能溶于氨水，生成以氨为配体，配位数为4的配离子，Zn与氨水反应的离子方程式为___________________________________________________________________________。 答案　(3)sp2　(4)Zn＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－＋H2↑ 解析　(3)根据结构式可知，N原子的杂化方式均为sp2。(4)金属Zn与氨水反应可生成[Zn(NH3)4](OH)2和H2，反应的离子方程式为Zn＋4NH3＋2H2O===[Zn(NH3)4]2＋＋2OH－＋H2↑。 6．[2022·广东，20(3)(4)(5)节选]硒(Se)是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光(AIE)效应以来，AIE在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含Se的新型AIE分子Ⅳ的合成路线如下： (3)关于Ⅰ～Ⅲ三种反应物，下列说法正确的有__________。 A．Ⅰ中仅有σ键 B．Ⅰ中的Se—Se为非极性共价键 C．Ⅱ易溶于水 D．Ⅱ中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2 E．Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大 (4)Ⅳ中具有孤电子对的原子有__________。 (5)研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠(Na2SeO4)可减轻重金属铊引起的中毒。SeO的空间结构为________。 答案　(3)BDE　(4)O、Se　(5)正四面体形 解析　(3)Ⅰ中有σ键，还有大π键，故A错误；Ⅰ中的Se—Se为非极性共价键，故B正确；烃都难溶于水，因此Ⅱ难溶于水，故C错误；Ⅱ中苯环上的碳原子和碳碳双键上的碳原子杂化类型为sp2，碳碳三键上的碳原子杂化类型为sp，故D正确；根据同周期元素从左到右电负性逐渐增大，同主族元素从上到下电负性逐渐减小，因此Ⅰ～Ⅲ含有的元素中，O电负性最大，故E正确。(4)分子Ⅳ中O、Se都有孤电子对，C、H、S都没有孤电子对。(5)SeO中Se的价电子对数为＝4，其空间结构为正四面体形。 7．[2022·湖南，18(3)]科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化H2，将N3－转化为NH，反应过程如图所示： ①产物中N原子的杂化轨道类型为__________。 ②与NH互为等电子体的一种分子为__________(填化学式)。 答案　①sp3杂化　②H2O 解析　①由结构简式可知，产物中氮原子的价电子对数为4，原子的杂化方式为sp3杂化。 ②水分子和氨基阴离子的原子个数都为3、价电子数都为8，互为等电子体。 考向二　配合物理论 8．[2021·全国乙卷，35(2)]三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中提供电子对形成配位键的原子是__________________，中心离子的配位数为____________。 答案　N、O、Cl　6 解析　[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2＋中三价铬离子提供空轨道，N、O、Cl提供孤电子对与三价铬离子形成配位键，中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和，即3＋2＋1＝6。 9．[2021·海南，19(2)(5)]金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。HMn(CO)5是锰的一种简单羰基配位化合物，其结构示意图如下。 回答问题： (2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。HMn(CO)5中锰原子的配位数为________。 (5)CH3Mn(CO)5可看作是HMn(CO)5中的氢原子被甲基取代的产物。CH3Mn(CO)5与I2反应可用于制备CH3I，反应前后锰的配位数不变，CH3Mn(CO)5与I2反应的化学方程式为_____________________________________________________________________________。 答案　(2)6　(5)CH3Mn(CO)5＋I2―→CH3I＋MnI(CO)5 解析　(2)由题干图例所示，HMn(CO)5中Mn原子以配位键连接5个C原子、1个H原子，所以锰原子的配位数为6。(5)根据题目描述，CH3Mn(CO)5与I2交换原子(或原子团)形成新物质，故反应的化学方程式为CH3Mn(CO)5＋I2―→CH3I＋MnI(CO)5。 学科网（北京）股份有限公司 $$