内容正文:
专题4 专题综合提升
优化探究
专题4 分子空间结构与物质性质
考向一 “两大理论”与微粒空间结构
1.(2023·江苏卷)反应NH4Cl+NaNO2===NaCl+N2↑+2H2O应用于石油开采。下列说法正确的是( )
A.的电子式为H︰︰H
B.中N元素的化合价为+5价
C.N2分子中存在N≡N键
D.H2O为非极性分子
C
N的电子式为[H︰︰H]+,A错误;N中N元素的化合价为+3价,B错误;N2分子中存在N≡N键,C正确;H2O为V形分子,分子中正、负电荷重心不相重合,为极性分子,D错误。
2.(2022·湖北卷)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N︙︙P︰︰
C
磷酰三叠氮分子是不对称结构,分子中的正、负电荷重心不相重合,是极性分子,A项错误;磷酰三叠氮分子含有三个P—N键及一个P==O键,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︰N︙︙P︰︰,
D项错误。
3.(2022·江苏卷)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
B
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键,SiCl4的化学键为Si—Cl键,均为极性键,SiH4、SiCl4均为正四面体结构,正、负电荷重心相重合,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。
4.(2022·广东卷,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:
+ + ―→
(1)关于Ⅰ~Ⅲ三种反应物,下列说法正确的有 (填字母)。
A.Ⅰ中仅有σ键
B.Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键
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
BDE
(1)Ⅰ中有σ键,还有大π键,故A错误;Ⅰ中的Se—Se键为非极性共价键,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。
(2)Ⅳ中具有孤电子对的原子有 。
O、Se
(2)Ⅳ中O、Se都有孤电子对,C、H、S都没有孤电子对。
(3)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。Se的空间结构为 。
正四面体形
(3)Se的价电子对数为=4,Se原子上无孤电子对,其空间结构为正四面体形。
5.(2022·湖南卷,节选)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N,反应过程如图所示:
(1)产物中N原子的杂化轨道类型为 ;
sp3杂化
(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)与N互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
H2O
(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
6.(2023·广东卷)化合物XYZ4ME4可作肥料,所含的5种元素均位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为nsn-1,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是( )
A.元素电负性:E>Y>Z
B.氢化物沸点:M>Y>E
C.第一电离能:X>E>Y
D.YZ3和的空间结构均为三角锥形
A
由题意可知:X、Y、Z、M、E分别表示Mg、N、H、P、O。元素电负性:氧大于氮大于氢,A正确;M、Y、E对应的简单氢化物磷化氢、氨气、水均是分子晶体,氨气、水分子之间都存在氢键,沸点高于磷化氢,且未说明是简单氢化物,还有其他可能,B错误;同周期第一电离能自左向右总趋势逐渐增大,当出现ⅡA族和ⅤA族时比左右两侧元素电离能都要大,所以氮大于氧大于镁,C错误;NH3的价电子对数为3+1=4,中心N原子上有一对孤电子对,NH3的空间结构为三角锥形,N的价电子对数为3+0=3,中心N原子上没有孤电子对,N的空间结构为平面三角形,D错误。
7.(2021·全国乙卷,节选)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元素是 ,中心离子的配位数为 。
N、O、Cl
6
8.(2021·海南卷,节选)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:
(1)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 。
6
(1)由题图可知,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。
(2)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 。
CH3Mn(CO)5+I2===CH3I+MnI(CO)5
(2)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。
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