内容正文:
题型01分子的空间构型及杂化类型的判断
1.(23-24高二下·天津河东·期中)下列离子的模型与其空间结构一致的是
A. B. C. D.
2.(23-24高二下·天津北辰·期中)下列分子或离子的VSFPR模型与其空间结构不一致的是
A. B. C. D.
3.(24-25高二上·天津南开·期中)在半导体生产工业中有着重要的应用,用化学用语表示反应中的相关粒子,其中正确的是
A.的结构示意图: B.水分子的空间结构模型:
C.的电子式: D.中子数为15的Si原子:
4.(23-24高二下·天津河东·期中)下列化学用语表达正确的是
A.顺-2-丁烯的结构简式:
B.聚丙烯的结构简式:
C.分子的VSEPR模型:
D.基态Al原子最高能级的电子云轮廓图为:
5.(23-24高二下·天津红桥·期中)Sb2O3可用作白色颜料和阻燃剂等,在实验室中可利用SbCl3的水解反应制取,总反应可表示为。下列化学用语表示正确的是
A.HCl的电子式为:
B.基态O原子核外电子排布图:
C.和互为同位素
D.的VSEPR模型是
6.(23-24高二下·天津河西·期中)PO、NH这两种离子中各原子的空间排列情况和CH4分子相似。关于几种微粒的说法中,不正确的是
A.离子半径N3->O2-
B.NH离子中四个N-H键键长完全相同
C.相同物质的量的PO、NH、CH4、P4(白磷)四种微粒所含的σ键个数相同
D.PO、NH的空间结构为四面体形
7.(23-24高二下·天津津南·期中)下列说法错误的是
A.的模型: B.键电子云模型:
C.溴乙烷的分子结构模型: D.的结构模型:
8.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的VSEPR模型:
B.键电子云轮廓图:
C.的空间结构示意图为
D.氨气分子中氮原子的杂化轨道表示式:
9.(23-24高二下·天津武清·期中)下列有关化学用语表示不正确的是
A.钠原子2Px电子云图: B.的VSEPR模型:
C.乙酸甲酯的结构简式 D.HCHO的电子式:
10.(24-25高二下·天津蓟州·期中)回答下列问题:
(1)羰基硫(COS)与的结构相似,羰基硫(COS)分子的电子式为 ,写出基态O的轨道表示式: 。
(2)的空间构型是 ,的空间构型为 ,
(3)已知 Sn是50号元素,请用价层电子对互斥模型推断 分子中 Sn—Br键的键角 (填“>”“<”或“=”)。
(4)分子的氧原子的杂化轨道类型为: ; 和H2O能以任意比例互溶的原因是(回答一点原因即可) 。
11.(24-25高二上·天津河东·期中)下列有关分子空间构型的说法中正确的是
A.、、分子中所有原子的最外层电子都满足了电子稳定结构
B.和都是正四面体形分子且键角都为
C.分子中键角的大小:
D.分子中,中心原子的价层电子对数等于,成键电子对数等于,没有孤电子对,分子空间构型为直线形
12.(22-23高二上·天津宝坻·期中)下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是
A. 平面三角形 杂化 B. 平面三角形 杂化
C. V形 杂化 D. 三角锥形 杂化
13.(23-24高二下·天津南开·期中)人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构如图所示,关于该化合物的说法正确的是
A.σ键与π键数目之比是6∶1 B.碳原子的杂化方式有sp、、
C.存在2个手性碳原子 D.含有3种官能团
14.(23-24高二上·天津蓟州·期中)《中华本草》中记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症等。下列叙述正确的是
A.Zn的核外电子排布式为3d104s2
B.ZnCO3中阴离子空间结构为平面正三角形
C.ZnCO3中C的杂化方式为sp3
D.电负性:Zn>C>O
15.(23-24高二下·天津滨海·期中)鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构,下列关于粒子的描述正确的是
选项
粒子
空间结构
解释
A
V形
S原子采取杂化
B
直线形
C原子采取杂化
C
平面形
C原子采取杂化
D
四面体形
Cl原子采取杂化
A.A B.B C.C D.D
16.(23-24高二下·天津北辰·期中)CH4、NH3、H2O和HF均为含10e-的分子。
(1)NH3中H-N-H的键角比NH的键角 (写“大”或“小”),是因为NH3中N原子上含有 ,NH中N原子上没有,成键电子对与孤电子对之间的斥力 (写“大于”或“小于”)成键电子对之间的斥力。
(2)CH4、NH3和H2O分子中,从原子轨道的重叠方向来说,三种分子均含有共价键类型为 ,其中三种分子的中心原子的杂化轨道类型均为 。
(3)CO2、H2O和NH3反应生成(NH4)2CO3,根据电子对互斥理论知CO的空间构型为 。
(4)CH4、NH3、H2O和HF四种物质中沸点最高的是 (填化学式)。
17.(24-25高二上·天津南开·期中)按要求回答下列问题。
(1)和的空间结构分别为 ,试判断和的键角大小关系并说明原因: 。
(2)成语“信口雌黄”中的雌黄化学式为,分子结构如图所示,As原子的杂化方式为 ,雌黄和在盐酸中反应转化为雄黄()和并放出气体,分子的VSEPR模型为 。
(3)某绿色农药结构简式如图,回答下列问题。
分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的空间结构为 。
18.(22-23高二下·天津南开·期中)一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)在配合物K4[Fe(CN)6]中,配位体是 ,配位数是 。
(2)新制备的Cu(OH)2可氧化乙醛,而自身还原成Cu2O,写出该反应的化学方程式: ,乙醛分子中碳原子的杂化轨道类型为 。1mol乙醛分子中含有键的数目约为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有1个氧原子,其余氧原子均位于顶点,则该晶胞有 个铜原子。
(3)Al晶体结构如图所示,晶体中每个Al周围等距且紧邻的Al有 个。晶胞棱长为anm,密度为 gcm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
19.(24-25高二上·耀华中学·期中)物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。回答下列问题:
(1)基态氮原子核外未成对电子数为 。
(2)在元素周期表中,N、O、F位于同周期且相邻,第一电离能最大的元素和最小的元素组成一种只含极性键的化合物M,M分子的空间构型是 ,中心原子的杂化类型是 。
(3)能与多种金属离子形成配合物。例如,工业冶炼金的原理:,中含 mol键。
(4)钛酸钙晶胞结构如图所示。钛酸钙的化学式为 ;1个钛离子与 个氧离子等距离且最近,连接这些氧离子构成正八面体,钛离子位于该正八面体的体心。
(5)在元素周期中,钡位于第六周期Ⅱ A族。钛酸钡、钛酸钙的熔点分别为1610℃、1975℃,解释其熔点差异的原因: 。
20.(23-24高二下·天津武清·期中)(三氟化硼)熔点-127℃,沸点-100℃,水解生成(硼酸,结构如图)和(氟硼酸),与氨气相遇立即生成白色的(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是
A.和中心硼原子杂化方式不同
B.晶体含有6 mol氢键
C.酸性:<H2CO3<HNO3
D.结构式为
21.(23-24高二下·天津南开·期中)我国科学家从中国特有的喜树中分离得到具有肿瘤抑制作用的喜树碱,结构如图。下列关于喜树碱的说法不正确的是
A.分子中N原子有、两种杂化方式
B.羟基中的极性强于乙基中的极性
C.带*的氮原子有孤电子对,能与含空轨道的以配位键结合
D.分子中含有2个手性碳原子
A.“碘易溶于四氯化碳”、“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释
B.分子的结构如图所示,可知为极性分子
C.水很稳定(1000℃以上才会部分分解),是因为水中含有大量的氢键
D.H2O和中心原子均为杂化,前者空间结构为形,后者为正四面体形
23.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列说法中不正确的是
A.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2
B.热稳定性:H2O>H2S说明水分子间存在氢键作用
C.CCl2F2无同分异构体,说明其中碳原子采取sp3杂化
D.由于甲基(-CH3)是推电子基团,甲酸的pKa小于乙酸的pKa。
24.(23-24高二下·天津河东·期中)下列说法正确的是
A. P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为
B.C-C键的键能大于C-Si键,所以C60熔点高于金刚砂SiC
C.凡是中心原子采取sp3杂化方式成键的分子其空间结构都是正四面体形
D.若ABn型分子的中心原子A上没有孤电子对,则ABn为非极性分子
25.(23-24高二下·天津红桥·期中)关于乙酸(),下列有关说法不正确的是
A.分子中两个C原子的杂化方式相同
B.乙酸、乙醇均可任意比溶于水,与分子间氢键有关
C.羟基的极性:
D.分子中含有键和键
26.(23-24高二下·天津蓟州·期中)某医用胶水的结构如图,下列说法正确的是
A.第一电离能: B.分子中含键数目为4
C.所含C原子杂化方式有2种 D.元素电负性:
27.(23-24高二下·天津北辰·期中)下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键的影响
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P-P键间的夹角是109.5°
C
SO2、H2O分子空间结构均为V形
SO2、H2O中心原子均为sp3杂化
D
HF的沸点高于HCl
H-F的键长比H-Cl的键长短
A.A B.B C.C D.D
28.(23-24高二下·天津河北·期中)下有关、和的说法正确的是
A.的键角大于的键角
B.的空间结构为直线形
C.中的N原子杂化类型为
D.与形成的中有6个配位键
29.(23-24高二下·天津静海·期中)下列说法不正确的是
A.等离子体具有良好的导电性,冠醚能识别碱金属离子
B.杂化轨道只能用来形成σ键或容纳未成键的孤电子对
C.某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ•mol﹣1)分别为 738、1451、7733、10540、13630、17995、21703, 当它与氯气反应时可能生成的阳离子是 X3+
D.金属具有良好导电性,是因为金属晶体中“电子气”在电场作用下作定向移动
30.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列说法不正确的是
A.酸性:甲酸()乙酸
B.酸性
C.以极性键结合的分子不一定是极性分子
D.键角:
31.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列说法不正确的是
A.氢键属于化学键
B.已知乙烯的分子结构中存在,其含有1个键和1个键
C.杂化轨道只用于形成共价键
D.粒子的VSEPR模型与离子的空间结构不一致
32.(2024·天津东丽·期中)一种镍磷化合物催化氨硼烷()水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是
A.氨硼烷中不含 键
B.氨硼烷水解的最终产物为和
C.固态氨硼烷为分子晶体
D.用代替作反应物,有生成
33.(2022·天津静海·期中)下列说法正确的是
A.HCl和Cl2分子中均含有s-pσ键
B.NH3和NH的VSEPR模型模型和空间结构均一致
C.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
D.酸性:CH3COOH>CHCl2COOH>CCl3COOH
34.(23-24高二上·天津西青·期中)下列有关分子的结构和性质的说法正确的是
A.和均为直线形的非极性分子
B.和的空间结构均为平面三角形
C.的沸点比的沸点高
D.和均是极性分子,的键角小于的
35.(23-24高二上·天津北辰·期中)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法不正确的是
A.SO2和SO3的VSEPR模型均为平面三角形
B.PCl3、NCl3的空间构型都是三角锥形
C.BF3和NF3均为sp2杂化
D.CO2与的键角相等
36.(23-24高二下·天津红桥·期中)回答下列问题:
(1)在分子中,F―B―F的键角是 。
(2)羰基硫(COS)与的结构相似,羰基硫(COS)分子的电子式为 。
(3)的空间构型是 ,的空间构型为 ,写出与结构相同的一种阴离子的化学式 。
(4)已知Sn是50号元素,请用价层电子对互斥模型推断分子中Sn―Br键的键角 120°(填“>”“<”或“=”)。
(5)分子的氧原子的杂化轨道类型为: ;和能以任意比例互溶的原因是(回答两点原因) 、 。
37.(23-24高二下·天津滨海·期中)按要求填空。
(1)的系统命名为 。
(2)苯的二氯取代物有 种,其中核磁共振氢谱只有一组峰的为 (写结构简式)。
(3)相对分子质量为114,一氯代物只有一种的链烃的结构简式为 。
(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石()入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。中,阴离子空间结构为 ,C原子的杂化形式为 。
(5)①硫酸铜水溶液呈蓝色是因为存在,此配离子的中心离子是 ,配体是 ,配位数为 ,中含有 个键(用表示阿伏加德罗常数的值),向硫酸铜溶液中滴加过量氨水先生成蓝色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液。沉淀溶解的离子方程式 ,再向深蓝色透明溶液中加入乙醇,析出深蓝色的晶体。
②根据以上实验,判断和与的配位能力: (填“>”、“=”或“<”)。
③比较和产中中键角的大小: (填“>”“<”或“=”)
38.(23-24高二下·天津一中·期中)氮是地球上极为丰富的元素。回答下列问题:
(1)氮化锂()晶体中氮以存在,基态核外电子排布式为 ,基态核外电子占据的最高能级电子的电子云轮廓图形状为 。
(2)胸腺嘧啶是构成DNA的一种含氮碱基,结构简式如图所示。
①胸腺嘧啶的分子式为 。
②其分子中σ键和π键的数目之比为 。
③该胸腺嘧啶中含有官能团的名称 。
(3)和可形成离子液体,熔点低于100℃其挥发性一般比有机溶剂 (填“大”或“小”),的空间结构为 。
(4)与形成化合物的晶胞如图所示,与同一个最近且等距的有 个。
39.(23-24高二下·天津和平·期中)请回答以下问题:
(1)基态碳原子的价电子排布不能表示为,原因是违背 。
(2)下列有关乙烷(C2H6)和乙烯(C2H4)的描述正确的是_______(填字母)。
A.分子中均含有键和键 B.分子中的所有原子均处于同一平面上
C.分子中的碳碳键键长:乙烯>乙烷 D.乙烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2
(3)分子中Cl-C-Cl的键角 (填“>”、“<”或“=”)甲醛分子中H-C-H的键角。
(4)通常情况下,和乙烯的沸点(-103.7℃)比,氯乙烯(CH2=CHCl)的沸点更高(-13.9℃),其原因是 。
(5)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。则该晶体的类型属于 晶体;该晶体的熔点比SiO2晶体 (填“高”或“低”)
(6)如图是碳化硅的晶胞结构。若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碳化硅晶体的密度为 g/cm3(列出计算式即可)。
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题型01分子的空间构型及杂化类型的判断
内容概览
考向1 分子的空间构型
考向2 杂化类型的判断
考向1 分子的空间构型
1.(20-21高二下·天津河东·期中)下列离子的模型与其空间结构一致的是
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.中心Cl原子孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4,模型为正四面体、空间构型为正四面体形,A符合题意;
B.中心S原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4,模型为四面体、空间构型为三角锥形,B不符合题意;
C.中心N原子价层电子对数为2+=3,有一对孤电子对,模型为平面三角形,空间构型为V形,C不符合题意;
D.中心Cl原子的价层电子对数为,有一对孤电子对,模型为四面体形,空间结构为三角锥形,D不符合题意;
故选A。
2.(23-24高二下·天津北辰·期中)下列分子或离子的VSFPR模型与其空间结构不一致的是
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.的中心C原子的价层电子对数为2,发生sp杂化,C原子的最外层不存在孤电子对,VSFPR模型与其空间结构一致,A不符合题意;
B.的中心S原子的价层电子对数为3,发生sp2杂化,S原子的最外层还有1个孤电子对,VSFPR模型与其空间结构不一致,B符合题意;
C.的中心S原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,S原子的最外层不存在孤电子对,VSFPR模型与其空间结构一致,C不符合题意;
D.的中心C原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,C原子的最外层不存在孤电子对,VSFPR模型与其空间结构一致,D不符合题意;
故选B。
3.(24-25高二上·天津南开·期末)在半导体生产工业中有着重要的应用,用化学用语表示反应中的相关粒子,其中正确的是
A.的结构示意图: B.水分子的空间结构模型:
C.的电子式: D.中子数为15的Si原子:
【答案】D
【详解】
A.F原子序数为9,得到1个电子形成最外层8个电子的稳定结构,离子结构示意图为: ,A错误;
B.水分子是V形,比例模型能够体现出原子的相对体积大小,其正确的比例模型为:,B错误;
C.SiF4中Si、F均满足最外层8电子稳定结构,则F周围应有8个电子,漏写了F原子上的孤电子对,其正确的电子式为,C错误;
D.质量数=质子数+中子数,故中子数为15的硅原子的质量数为29,符号为,D正确;
故选D;
4.(23-24高二下·天津河东·期中)下列化学用语表达正确的是
A.顺-2-丁烯的结构简式:
B.聚丙烯的结构简式:
C.分子的VSEPR模型:
D.基态Al原子最高能级的电子云轮廓图为:
【答案】D
【详解】
A.顺-2-丁烯分子中两个甲基位于同一侧,结构简式为:,A错误;
B.丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,结构简式为:,B错误;
C.分子中中心原子价层电子对数为3+=4,含有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形:,C错误;
D.基态Al原子价层电子排布式为3s23p1,其所处最高能级为3p能级,电子云轮廓为哑铃形,D正确;
故选D。
5.(23-24高二下·天津红桥·期中)Sb2O3可用作白色颜料和阻燃剂等,在实验室中可利用SbCl3的水解反应制取,总反应可表示为。下列化学用语表示正确的是
A.HCl的电子式为:
B.基态O原子核外电子排布图:
C.和互为同位素
D.的VSEPR模型是
【答案】C
【详解】
A.HCl为共价化合物,H原子与Cl原子间形成1对共用电子,另外Cl原子的最外层还有3个孤电子对,电子式为,A不正确;
B.依据洪特规则,基态O原子核外电子排布图应为,B不正确;
C.和的质子数相同、质量数不同,二者互为同位素,C正确;
D.分子中,O原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,则VSEPR模型是,D不正确;
故选C。
6.(23-24高二下·天津河西·期中)PO、NH这两种离子中各原子的空间排列情况和CH4分子相似。关于几种微粒的说法中,不正确的是
A.离子半径N3->O2-
B.NH离子中四个N-H键键长完全相同
C.相同物质的量的PO、NH、CH4、P4(白磷)四种微粒所含的σ键个数相同
D.PO、NH的空间结构为四面体形
【答案】C
【详解】A.N3-和O2-电子结构相同,N3-的核电荷数小,半径大,故A正确;
B.NH中存在四个N-H共价键,四个N-H键完全相同,故B正确;
C.PO、NH、CH4的空间构型为正四面体形,均含有中心原子,P4的空间构型也为正四面体形,但无中心原子,含有6个P-Pσ键,即PO、NH、CH4所含的σ键个数均为4,P4 (白磷)所含的σ键个数为6,故C错误;
D.PO的中心原子是P,价层电子对数为4+=4,不含孤电子对,NH的中心原子是N,价层电子对数为4+=4,无孤电子对,它们的空间构型均为正四面体,故D正确;
答案选C。
7.(23-24高二下·天津津南·期末)下列说法错误的是
A.的模型: B.键电子云模型:
C.溴乙烷的分子结构模型: D.的结构模型:
【答案】A
【详解】A.的中心原子S原子的孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4,故为sp3杂化、VSEPR模型为正四面体,故A错误;
B.键为p轨道以肩并肩方式重叠形成共价键,所给电子云模型正确,故B正确;
C.从结构上看,溴乙烷是乙烷中一个氢原子被溴原子替代所得,饱和碳原子呈四面体,原子半径:Br>C>H,则所给分子结构模型正确,故C正确;
D.四氨合铜离子中具有空轨道的铜离子为中心离子,具有孤对电子的氨分子为配体,离子的空间构型为平面正方形,则所给结构示模型正确,故D正确;
选A。
8.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列化学用语或图示表达正确的是
A.的VSEPR模型:
B.键电子云轮廓图:
C.的空间结构示意图为
D.氨气分子中氮原子的杂化轨道表示式:
【答案】D
【详解】A.中S原子价电子对数为4, VSEPR模型正四面体,故A错误;
B.为键电子云轮廓图,故B错误;
C.中S原子价电子对数为3,有1个孤电子对,空间结构V形,故C错误;
D.氨气气分子中氮原子采用sp3杂化,有1个孤电子对,杂化轨道表示式:,故D正确;
选D。
9.(23-24高二下·天津武清·期中)下列有关化学用语表示不正确的是
A.钠原子2Px电子云图: B.的VSEPR模型:
C.乙酸甲酯的结构简式 D.HCHO的电子式:
【答案】D
【详解】
A.钠原子2Px电子云图是哑铃型:,故A正确;
B.NH3中心原子价层电子对数为3+=4,含有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,VSEPR模型为,故B正确;
C.乙酸甲酯的结构简式:CH3COOCH3和CH3OOCCH3是同种结构,故C正确;
D.HCHO分子中C原子和每个H原子形成一个共用电子对,和O原子形成两个共用电子对,甲醛的电子式为:,故D错误;
故选:D。
10.(24-25高二下·天津蓟州·期中)回答下列问题:
(1)羰基硫(COS)与的结构相似,羰基硫(COS)分子的电子式为 ,写出基态O的轨道表示式: 。
(2)的空间构型是 ,的空间构型为 ,
(3)已知 Sn是50号元素,请用价层电子对互斥模型推断 分子中 Sn—Br键的键角 (填“>”“<”或“=”)。
(4)分子的氧原子的杂化轨道类型为: ; 和H2O能以任意比例互溶的原因是(回答一点原因即可) 。
【答案】(1)
(2) V形 平面正三角形
(3)<
(4) sp3 和H2O能形成分子间氢键
【详解】(1)
CO2的结构式为O=C=O,COS的结构与CO2的结构相似,因此COS的结构式为O=C=S,其电子式为;基态O的核外电子排布式为1s22s2p4,其轨道表示式为;
(2)中N的价层电子对数为2+=3,有1个孤电子对,其空间构型为V形,NO中N的价层电子对数为3+=3,无孤电子对,其空间构型为平面正三角形;
(3) Sn是50号元素,位于元素周期表第五周期第IVA族,最外层电子数为4,SnBr2中Sn的价层电子对数为2+=3,有1个孤电子对,其空间构型为V形,由于孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对与成键电子对之间的斥力,所以Sn-Br键的键角<120°;
(4)过氧化氢的结构式为H-O-O-H,氧原子价层电子对数为4,杂化轨道类型为sp3杂化,水分子和过氧化氢分子均为极性分子,和H2O可以形成分子间氢键,所以和H2O能以任意比例互溶。
考向2 杂化类型的判断
11.(24-25高二上·天津河东·期中)下列有关分子空间构型的说法中正确的是
A.、、分子中所有原子的最外层电子都满足了电子稳定结构
B.和都是正四面体形分子且键角都为
C.分子中键角的大小:
D.分子中,中心原子的价层电子对数等于,成键电子对数等于,没有孤电子对,分子空间构型为直线形
【答案】D
【详解】A.NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构,但HClO、BF3分子中的H原子、B原子最外层电子数分别为2、6,不满足8电子稳定结构,故A错误;
B.P4和CCl4都是正四面体形分子,但P4分子中键角为60°,故B错误;
C.SO3呈平面正三角形结构,键角120°,CCl4呈正四面体结构,键角109°28′,NH3为三角锥形结构,存在孤对电子,所以键角小于109°28′,则分子中键角的大小:SO3>CCl4>NH3,故C错误;
D.BeF2分子的结构式为F-Be-F,中心Be原子的价层电子对数为2,由于中心Be原子最外层的2个电子全部参与成键,没有孤电子对,所以其空间结构为直线形,故D正确;
答案选D。
12.(22-23高二上·天津宝坻·期中)下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是
A. 平面三角形 杂化 B. 平面三角形 杂化
C. V形 杂化 D. 三角锥形 杂化
【答案】C
【详解】A.AsH3中心原子的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,为sp3,有一对孤电子对,立体构型为三角锥形,A错误;
B.H3O+的中心原子的价层电子对数=3+(6-1-3×1)=4,为sp3,有一对孤电子对,立体构型为三角锥形,B错误;
C.H2Se中心原子的价层电子对数=2+(6-2×1)=4,为sp3,有两对孤电子对,立体构型为V形,C正确;
D.中心原子的价层电子对数=3+(4+2-3×2)=3,为sp2,没有孤电子对,立体构型为平面三角形,D错误;
故答案为:C。
13.(23-24高二下·天津南开·期中)人工合成信息素可用于诱捕害虫、测报虫情等。一种信息素的分子结构如图所示,关于该化合物的说法正确的是
A.σ键与π键数目之比是6∶1 B.碳原子的杂化方式有sp、、
C.存在2个手性碳原子 D.含有3种官能团
【答案】C
【详解】A.共价单键为σ键、共价双键中含有1个σ键和1个π键,该分子中有1个C=O键,2个C-O键、10个C-C键及1个C=C键、20个C-Hσ键,σ键、π键个数比为17:1,故A错误;
B.由结构简式知,有的碳原子形成了4个σ键,有的形成了3个σ键、一个π键,杂化类型分别为sp3、sp2,故B错误;
C.分子()中①、②号碳原子连接4个不同的原子或原子团,所以①、②号碳原子是手性碳原子,该分子中含有2个手性碳原子,故C正确;
D.含有酯基和碳碳双键两种官能团,故D错误;
故选C。
14.(23-24高二上·山东菏泽·期末)《中华本草》中记载了炉甘石(ZnCO3)入药,可用于治疗皮肤炎症等。下列叙述正确的是
A.Zn的核外电子排布式为3d104s2
B.ZnCO3中阴离子空间结构为平面正三角形
C.ZnCO3中C的杂化方式为sp3
D.电负性:Zn>C>O
【答案】B
【详解】A.锌元素的原子序数为30,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,故A错误;
B.碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,离子的空间结构为平面正三角形,故B正确;
C.碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3,则碳原子的杂化方式sp2为杂化,故C错误;
D.金属元素的电负性小于非金属元素,非金属元素的金属性越强,电负性越大,则三种元素的电负性大小顺序为O >C> Zn,故D错误;
故选B。
15.(23-24高二下·天津滨海·期中)鲍林提出杂化轨道理论能解释分子的空间结构,下列关于粒子的描述正确的是
选项
粒子
空间结构
解释
A
V形
S原子采取杂化
B
直线形
C原子采取杂化
C
平面形
C原子采取杂化
D
四面体形
Cl原子采取杂化
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.二氧化硫分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+=3,含有一个孤电子对,所以硫原子采用sp2杂化,为V形结构,A正确;
B.CO2中C原子价层电子对数=2+=2,且C原子不含孤电子对,则C原子采用sp杂化,CO2为直线形,B错误;
C.SO3中S原子价层电子对数=3+=3,为sp2杂化,SO3是平面三角形,C错误;
D.中Cl原子价层电子对数=3+=4,且Cl原子含有1对孤电子对,则离子中Cl原子采用sp3杂化,为三角锥形结构,D错误;
故答案为:A。
16.(23-24高二下·天津北辰·期中)CH4、NH3、H2O和HF均为含10e-的分子。
(1)NH3中H-N-H的键角比NH的键角 (写“大”或“小”),是因为NH3中N原子上含有 ,NH中N原子上没有,成键电子对与孤电子对之间的斥力 (写“大于”或“小于”)成键电子对之间的斥力。
(2)CH4、NH3和H2O分子中,从原子轨道的重叠方向来说,三种分子均含有共价键类型为 ,其中三种分子的中心原子的杂化轨道类型均为 。
(3)CO2、H2O和NH3反应生成(NH4)2CO3,根据电子对互斥理论知CO的空间构型为 。
(4)CH4、NH3、H2O和HF四种物质中沸点最高的是 (填化学式)。
【答案】(1) 小 一对孤电子对 大于
(2) σ键 sp3
(3)平面三角形
(4)H2O
【详解】(1)氨分子中H-N-H的键角比铵根离子小是因为氨分子中氮原子含有1对孤电子对,铵根离子中氮原子不含有孤电子对,成键电子对与孤电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故答案为:小于;一对孤电子对;大于;
(2)甲烷分子中的碳原子、氨分子中的氮原子、水分子的氧原子的价层电子对数都为4,,原子的杂化轨道类型均为sp3杂化,分子中都含有s—sp3σ键,故答案为:σ键;sp3;
(3)碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,离子的空间构型为平面三角形,故答案为:平面三角形;
(4)四种氢化物中甲烷不能形成分子间氢键,沸点最低,水分子形成的分子间氢键的数目多于氨分子和氟化氢,沸点最高,故答案为:H2O。
17.(24-25高二上·天津南开·期末)按要求回答下列问题。
(1)和的空间结构分别为 ,试判断和的键角大小关系并说明原因: 。
(2)成语“信口雌黄”中的雌黄化学式为,分子结构如图所示,As原子的杂化方式为 ,雌黄和在盐酸中反应转化为雄黄()和并放出气体,分子的VSEPR模型为 。
(3)某绿色农药结构简式如图,回答下列问题。
分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的空间结构为 。
【答案】(1) V形、平面三角形 SO2的键角小于的键角,二者的中心原子均为sp2杂化,SO2中S存在1个孤电子对,中N不存在孤电子对,孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(2) sp3杂化 正四面体形
(3)四面体形
【详解】(1)分子中,中心S原子的价层电子对数为=3,发生sp2杂化,但S原子的最外层有1个孤电子对,则分子结构呈V形,的中心N原子的价层电子对数为=3,发生sp2杂化,中心N原子的最外层无孤电子对,则分子呈平面三角形,所以空间结构分别为V形、平面三角形;和的中心S、N原子都发生sp2杂化,VSEPR模型都呈平面三角形,但SO2的中心原子的最外层的孤电子对与成键电子对间的排斥作用比成键电子间的大,所以SO2键角小于的键角,原因:二者的中心原子均为sp2杂化,SO2中S存在1个孤电子对,中N不存在孤电子对,孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力。
(2)从As2S3的分子结构看,1个As原子形成3个共价键,且还有1个孤电子对,则杂化方式为sp3杂化;SnCl4分子中,中心Sn原子的价层电子对数为=4,发生sp3杂化,则VSEPR模型为正四面体形。
(3)从图中可以看出,分子中编号为①的碳原子,与1个C原子、1个N原子、2个H原子各形成1个共价键(σ键),则①号碳原子发生sp3杂化,构成的空间结构为四面体形。
【点睛】孤电子对与孤电子对间的排斥作用>孤电子对与成键电子对间的排斥作用>成键电子对与成键电子对间的排斥作用。
18.(22-23高二下·天津南开·期末)一种天然二十面体准晶颗粒由Al、Cu、Fe三种金属元素组成。回答下列问题:
(1)在配合物K4[Fe(CN)6]中,配位体是 ,配位数是 。
(2)新制备的Cu(OH)2可氧化乙醛,而自身还原成Cu2O,写出该反应的化学方程式: ,乙醛分子中碳原子的杂化轨道类型为 。1mol乙醛分子中含有键的数目约为 。乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是 。Cu2O为半导体材料,在其立方晶胞内部有1个氧原子,其余氧原子均位于顶点,则该晶胞有 个铜原子。
(3)Al晶体结构如图所示,晶体中每个Al周围等距且紧邻的Al有 个。晶胞棱长为anm,密度为 gcm-3(NA表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) CN− 6
(2) CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O sp3、sp2 3.612×1024 乙酸分子间存在氢键 4
(3) 12
【详解】(1)根据配合物K4[Fe(CN)6]结构分析,含有空轨道的金属阳离子为中心离子,所以中心离子为Fe2+、有孤对电子的原子或离子为配体,所以配体为CN-,配位数为6。
(2)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化,而自身被还原成氧化亚铜,反应的方程式为CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O↓+3H2O,在乙醛中甲基碳原子的杂化轨道类型为sp3杂化;而醛基上碳原子杂化轨道类型为sp2杂化;单键形成键,双键形成一个和一个π键,每个乙醛分子中存在5个单键和一个碳氧双键,故1mol乙醛分子中含有的π键的数目为6NA或3.612×1024;乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是:乙酸的相对分子质量比乙醛大,而且存在分子间氢键,增加了分子之间的相互作用,所以沸点比乙醛高;在Cu2O的一个晶胞中含有的O原子的个数是:1+8=2,由于Cu2O中铜原子与氧原子个数比为2:1,故在一个晶胞中含有的Cu原子的个数为4个;
(3)以顶点的Al为基准,Al原子距离最近的为面心的Al原子,晶体中每个Al周围等距且紧邻的Al有12个。晶胞棱长为anm,该晶胞含有Al原子个数为8+6=4,密度为=g/cm3。
19.(24-25高二上·耀华中学·期中)物质的组成与结构决定了物质的性质与变化。回答下列问题:
(1)基态氮原子核外未成对电子数为 。
(2)在元素周期表中,N、O、F位于同周期且相邻,第一电离能最大的元素和最小的元素组成一种只含极性键的化合物M,M分子的空间构型是 ,中心原子的杂化类型是 。
(3)能与多种金属离子形成配合物。例如,工业冶炼金的原理:,中含 mol键。
(4)钛酸钙晶胞结构如图所示。钛酸钙的化学式为 ;1个钛离子与 个氧离子等距离且最近,连接这些氧离子构成正八面体,钛离子位于该正八面体的体心。
(5)在元素周期中,钡位于第六周期Ⅱ A族。钛酸钡、钛酸钙的熔点分别为1610℃、1975℃,解释其熔点差异的原因: 。
【答案】(1)3
(2) V形 sp3
(3)8
(4) 6
(5)钛酸钡、钛酸钙都是离子晶体,半径小于,钛酸钙的晶格能大于钛酸钡
【详解】(1)氮元素的原子序数为7,价电子排布式为2s22p3,p轨道上有3个未成对电子;
(2)同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序:F>N>O,氟元素和氧元素形成的化合物OF2分子中氧原子的价层电子对数:,含2对孤电子对,分子的空间构型为V形,原子的杂化方式为sp3杂化;
(3)配离子中配位键属于键,氰酸根离子的结构中有碳氮三键,碳氮三键中含有1个键和2个π键,所以配离子中含有8 mol键;
(4)根据均摊法计算:Ti位于8顶点,共有,Ca位于晶胞内部,共有1个,O位于棱上,共有,化学式:;由晶胞结构可知,1个位于顶点的钛离子与6个位于棱上的氧离子等距离且最近,连接这些氧离子构成正八面体,钛离子位于该正八面体的体心;
(5)钛酸钡、钛酸钙都是离子晶体,钙离子的离子半径小于钡离子,钛酸钙的晶格能大于钛酸钡,熔点高于钛酸钡。
20.(23-24高二下·天津武清·期中)(三氟化硼)熔点-127℃,沸点-100℃,水解生成(硼酸,结构如图)和(氟硼酸),与氨气相遇立即生成白色的(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是
A.和中心硼原子杂化方式不同
B.晶体含有6 mol氢键
C.酸性:<H2CO3<HNO3
D.结构式为
【答案】B
【详解】A.中心原子价层电子对数为3+=3,中心原子价层电子对数为4+=4,二者中心硼原子杂化方式不同,故A正确;
B.1个参与6个氢键的形成,每个氢键形成于两个硼酸分子之间,则1mol晶体中含有6mol=3mol氢键,故B错误;
C.非金属性是氮大于碳,碳大于硼,所以最高价含氧酸的酸性是HNO3>H2CO3>H3BO3,故C正确;
D.NH3中N原子为sp3杂化,N原子上有一对孤电子对,BF3中B原子为sp2杂化,杂化轨道与F原子形成3个共价键,故有一个2p空轨道,与NH3形成配位键,结构式为,故D正确;
故选B。
21.(23-24高二下·天津南开·期中)我国科学家从中国特有的喜树中分离得到具有肿瘤抑制作用的喜树碱,结构如图。下列关于喜树碱的说法不正确的是
A.分子中N原子有、两种杂化方式
B.羟基中的极性强于乙基中的极性
C.带*的氮原子有孤电子对,能与含空轨道的以配位键结合
D.分子中含有2个手性碳原子
【答案】D
【详解】A.由题干有机物结构简式可知,分子中双键上的N原子采用sp2杂化,而单键上的N原子采用sp3杂化,A正确;
B.已知电负性O>C,故羟基中的极性强于乙基中的极性,B正确;
C.氮原子最外层电子数5个,带*的氮原子有一对孤电子对,能与含空轨道的H+以配位键结合,C正确;
D.已知同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故分子中连接羟基和乙基的碳为手性碳原子,即分子中只含有1个手性碳原子,D错误;
故答案为:D。
22.(23-24高二下·天津河北·期中)下列对分子的性质的解释中,不正确的是
A.“碘易溶于四氯化碳”、“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释
B.分子的结构如图所示,可知为极性分子
C.水很稳定(1000℃以上才会部分分解),是因为水中含有大量的氢键
D.H2O和中心原子均为杂化,前者空间结构为形,后者为正四面体形
【答案】C
【详解】A.碘、四氯化碳为非极性分子,甲烷为非极性分子,水为极性分子,“碘易溶于四氯化碳”“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释,A正确;
B.由过氧化氢的结构可知,过氧化氢正负电荷重心不重合,为极性分子,B正确;
C.水很稳定,是因为氧的非金属性强,而不是因为水中有大量氢键,氢键影响的是水的熔沸点,C错误;
D.H2O的中心原子价层电子对数为2+ (6-2×1)=4,采取杂化,有2对孤对电子,空间结构为V形,的中心原子价层电子对数为4+ (5+3-2×4)=4,采取杂化,无孤对电子,空间结构为正四面体形,D正确;
故选C。
23.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列说法中不正确的是
A.硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于CS2,说明分子极性:H2O>C2H5OH>CS2
B.热稳定性:H2O>H2S说明水分子间存在氢键作用
C.CCl2F2无同分异构体,说明其中碳原子采取sp3杂化
D.由于甲基(-CH3)是推电子基团,甲酸的pKa小于乙酸的pKa。
【答案】B
【详解】A.硫是非极性分子,水是极性分子,硫难溶于水,微溶于酒精,易溶于,根据相似相溶原理可知,分子极性:H2O>C2H5OH>CS2,A正确;
B.从化学键角度看,H2O和H2S共价化合物,由于氧原子半径小于硫原子半径,则氧氢键长小于硫氢键长,氧氢键能大于硫氢键能,热稳定性H2O>H2S,B错误;
C.CCl2F2无同分异构体说明甲烷的空间构型为正四面体形,分子中碳原子和CCl2F2分子中的碳原子的杂化方式相同,都是sp3杂化, ,C错误/不符合题意;
D.乙酸的羧基与甲基相连,由于甲基推电子,乙酸的羧基更不容易电离出氢离子,所以乙酸酸性小于甲酸,则甲酸的pKa小于乙酸的pKa,D正确;
故选B。
24.(23-24高二下·天津河东·期中)下列说法正确的是
A. P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为
B.C-C键的键能大于C-Si键,所以C60熔点高于金刚砂SiC
C.凡是中心原子采取sp3杂化方式成键的分子其空间结构都是正四面体形
D.若ABn型分子的中心原子A上没有孤电子对,则ABn为非极性分子
【答案】D
【详解】A.P4和CH4都是正四面体形分子,但白磷分子的键角为60°,甲烷的键角为,A错误;
B.已知C的原子半径小于Si,故C-C键的键能大于C-Si键,但C60是分子晶体,而SiC为共价晶体,故C60熔点低于金刚砂SiC,B错误;
C.凡是中心原子采取sp3杂化方式成键的分子其价层电子对互斥模型均为四面体形,但其实际空间结构还与其是否含孤电子对有关,若不含则为四面体形,若含1对孤电子对则为三角锥形,若含2对则为V形,C错误;
D.若ABn型分子的中心原子A上没有孤电子对,则该分子高度对称,正负电荷中心重合,则ABn为非极性分子,D正确;
故答案为:D。
25.(23-24高二下·天津红桥·期中)关于乙酸(),下列有关说法不正确的是
A.分子中两个C原子的杂化方式相同
B.乙酸、乙醇均可任意比溶于水,与分子间氢键有关
C.羟基的极性:
D.分子中含有键和键
【答案】A
【详解】A.甲基中C为sp3杂化,羧基中C为sp2杂化,故A错误;
B.乙酸、乙醇均可任意比溶于水,都含有羟基,能和水形成氢键,故B正确;
C.乙酸中羟基与羰基相连,乙醇中羟基与乙基相连,羰基吸电子基团强于乙基,羟基的极性:CH3COOH>C2H5OH,故C正确;
D.分子中含有键和键(碳氧双键中),故D正确;
答案选A。
26.(23-24高二下·天津蓟州·期中)某医用胶水的结构如图,下列说法正确的是
A.第一电离能: B.分子中含键数目为4
C.所含C原子杂化方式有2种 D.元素电负性:
【答案】B
【详解】A.同一周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,由于氮元素的2p轨道电子处于半充满稳定状态,第一电离能大于相邻元素,则第一电离能是N>O>C,A错误;
B.双键中含有1个键,三键中含有2个键,则分子中含键数目为4,B正确;
C.所含C原子杂化方式有3种,-CN中碳原子是sp杂化,形成双键的碳原子是sp2杂化,饱和碳原子是sp3杂化,C错误;
D.非金属性越强,电负性越大,则元素电负性N>C>H,D错误;
答案选B。
27.(23-24高二下·天津北辰·期中)下列对一些实验事实的理论解释正确的是
选项
实验事实
理论解释
A
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键的影响
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P-P键间的夹角是109.5°
C
SO2、H2O分子空间结构均为V形
SO2、H2O中心原子均为sp3杂化
D
HF的沸点高于HCl
H-F的键长比H-Cl的键长短
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.氨气和水分子都是极性分子且氨气和水能形成分子间氢键,所以氨气极易溶于水,A正确;
B.白磷为正四面体分子,4个P原子位于4个顶点上,所以白磷分子中P-P键间的夹角是60°,B错误;
C.SO2、H2O中心原子价层电子对个数分别为2+=3、2+=4,根据价层电子对互斥理论知,二者都为V形分子,但SO2、H2O中心原子杂化类型依次为sp2、sp3杂化,C错误;
D.HF能形成分子间氢键而HCl不能形成分子间氢键,所以HF的沸点高于HCl,与H-F的键长比H-Cl的键长短无关,D错误;
故答案为:A。
28.(23-24高二下·天津河北·期中)下有关、和的说法正确的是
A.的键角大于的键角
B.的空间结构为直线形
C.中的N原子杂化类型为
D.与形成的中有6个配位键
【答案】A
【详解】A.中N的孤电子对数为,价层电子对数为0+3=3,为平面三角形,键角120°,中N的孤电子对数为,价层电子对数为1+3=4,为三角锥形,键角107°,前者键角大,A正确;
B.中N的孤电子对数为,价层电子对数为1+2=3,的空间结构为V形,B错误;
C.的价层电子对数为4,N为sp3杂化,C错误;
D.中1个与2个之间形成2个配位键,D错误;
答案选A。
29.(23-24高二下·天津静海·期中)下列说法不正确的是
A.等离子体具有良好的导电性,冠醚能识别碱金属离子
B.杂化轨道只能用来形成σ键或容纳未成键的孤电子对
C.某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ•mol﹣1)分别为 738、1451、7733、10540、13630、17995、21703, 当它与氯气反应时可能生成的阳离子是 X3+
D.金属具有良好导电性,是因为金属晶体中“电子气”在电场作用下作定向移动
【答案】C
【详解】A.等离子体包含大量的自由电子和自由离子,具有良好的导电性,冠醚可以和碱金属形成配位键,A项正确;
B.杂化轨道只用于形成σ键或用来容纳未参与成键的孤电子对,不能用来形成π键,B项正确;
C.该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+,C项错误;
D.金属内部有自由电子,当有外加电压时电子定向移动,因此金属可以导电,D项正确;
故选C。
30.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列说法不正确的是
A.酸性:甲酸()乙酸
B.酸性
C.以极性键结合的分子不一定是极性分子
D.键角:
【答案】B
【详解】A.饱和一元羧酸中,随着碳原子个数的增加,酸性逐渐减弱,则酸性:甲酸>乙酸,故A正确;
B.F的电负性大于Cl,则CF3COOH中O-H键极性大,可知酸性:CF3COOH>CCl3COOH,故B错误;
C.以极性键结合的分子可能是非极性分子,如:CH4为非极性分子,该分子中只含极性键,故C正确;
D.CO2是直线形,键角为180°,H2O是V形,键角小于120°,故D正确。
答案选B。
31.(23-24高二下·天津滨海·期中)下列说法不正确的是
A.氢键属于化学键
B.已知乙烯的分子结构中存在,其含有1个键和1个键
C.杂化轨道只用于形成共价键
D.粒子的VSEPR模型与离子的空间结构不一致
【答案】AC
【详解】A.氢键是特殊的分子间作用力,不属于化学键,比普通的分子间作用力强,比化学键弱的多,故A错误;
B.中含有1个键和1个键,故B正确;
C.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子,故C错误;
D.的价层电子对数为3+=4,含有1个孤电子对,故VSEPR模型为四面体形,离子的空间结构为三角锥形,故D正确。
答案选AC。
32.(2024·天津东丽·一模)一种镍磷化合物催化氨硼烷()水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是
A.氨硼烷中不含 键
B.氨硼烷水解的最终产物为和
C.固态氨硼烷为分子晶体
D.用代替作反应物,有生成
【答案】D
【详解】A.氨硼烷中N和B原子的价层电子对数都是4,都是sp3杂化,只含键,不含 键,A正确;
B.由反应原理可知,水解过程中B原子所连的H原子被-OH取代,最终得到和,B正确;
C.固态氨硼烷中只存在范德华力,属于分子晶体,C正确;
D.由反应原理可知,水解过程中B原子所连的H原子被-OH取代,用代替作反应物,有生成,D错误;
故选D。
33.(2022·天津静海·一模)下列说法正确的是
A.HCl和Cl2分子中均含有s-pσ键
B.NH3和NH的VSEPR模型模型和空间结构均一致
C.熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
D.酸性:CH3COOH>CHCl2COOH>CCl3COOH
【答案】C
【详解】A.HCl分子中含有s-pσ键,Cl2分子中含有p-pσ键,故A错误;
B.NH3和NH的VSEPR模型为四面体,NH3空间结构为三角锥,NH空间结构为正四面体,故B错误;
C.Si原子半径大于C原子,键长越短键能越大,键长Si—Si>C—Si>C—C,所以沸点:晶体硅<碳化硅<金刚石,故C正确;
D.氯原子是吸电子基,甲基是推电子基,所以酸性:CH3COOH<CHCl2COOH<CCl3COOH,故D错误;
选C。
34.(23-24高二上·天津西青·期末)下列有关分子的结构和性质的说法正确的是
A.和均为直线形的非极性分子
B.和的空间结构均为平面三角形
C.的沸点比的沸点高
D.和均是极性分子,的键角小于的
【答案】D
【详解】A.中4个原子在同一直线上,正负电荷中心重合,为直线形的非极性分子,但中4个原子不在同一直线上,正负电荷中心不重合,是极性分子,A错误;
B.和中C、S成键电子对均为3,C无孤电子对,S有一对孤电子对,中心原子C为杂化,中心原子S为杂化,空间结构为平面三角形,空间结构为三角锥形,B错误;
C.存在分子内氢键,存在分子间氢键,分子内氢键使物质熔沸点降低,分子间氢键使物质熔沸点升高,C错误;
D.和均是极性分子,中心原子均采杂化,中有一对孤对电子,而中有两对孤对电子,故分子的键角较小,D正确;
故选D。
35.(23-24高二上·天津北辰·期末)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法不正确的是
A.SO2和SO3的VSEPR模型均为平面三角形
B.PCl3、NCl3的空间构型都是三角锥形
C.BF3和NF3均为sp2杂化
D.CO2与的键角相等
【答案】C
【详解】A.SO2分子中S原子价层电子对数为2+=3,SO3分子中S原子价层电子对个数为3+=3,VSEPR模型均为平面三角形,选项A正确;
B.PCl3分子中P原子价层电子对数为3+=4且含有1个孤电子对,NCl3中N原子价层电子对个数为3+=4且含有1个孤电子对,空间构型两者都是三角锥形,选项B正确;
C.BF3分子中B原子价层电子对数为3+=3,NF3中N原子价层电子对个数为3+=4,B原子采用sp2杂化、N原子采用sp3杂化,选项C错误;
D.CO2和互为等电子体,结构相似,所以键角相等,选项D正确;
答案选C。
36.(23-24高二下·天津红桥·期中)回答下列问题:
(1)在分子中,F―B―F的键角是 。
(2)羰基硫(COS)与的结构相似,羰基硫(COS)分子的电子式为 。
(3)的空间构型是 ,的空间构型为 ,写出与结构相同的一种阴离子的化学式 。
(4)已知Sn是50号元素,请用价层电子对互斥模型推断分子中Sn―Br键的键角 120°(填“>”“<”或“=”)。
(5)分子的氧原子的杂化轨道类型为: ;和能以任意比例互溶的原因是(回答两点原因) 、 。
【答案】(1)120°
(2)
(3) V形 平面三角形
(4)<
(5) sp3 二者都为极性分子,符合相似相溶原理 能形成分子间氢键
【详解】(1)在分子中,B原子的价层电子对数为3,发生sp2杂化,且B原子的最外层无孤电子对,则BF3呈平面正三角形结构,F―B―F的键角是120°。
(2)
羰基硫(COS)与的结构相似,CO2的电子式为,则羰基硫(COS)分子的电子式为。
(3)的中心N原子的价层电子对数为3,N原子发生sp2杂化,且N原子的最外层有1个孤电子对,则空间构型是V形;的中心N原子的价层电子对数为3,N原子发生sp2杂化,但N原子的最外层没有孤电子对,空间构型为平面三角形,与结构相同的一种阴离子的化学式为。
(4)已知Sn是50号元素,其价层电子对数为5s25p2,在分子中,Sn发生sp2杂化,分子呈平面三角形,但Sn原子的最外层有1个孤电子对,对成键电子有排斥作用,所以Sn―Br键的键角<120°。
(5)H2O2分子的氧原子有2个键和两个孤电子对,价层电子对数为4,杂化轨道类型为:sp3;H2O2为书页形结构,H2O为V形结构,二者都是极性分子,且O的非金属性强、原子半径小,能形成分子间的氢键,所以H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是:二者都为极性分子,符合相似相溶原理、能形成分子间氢键。
【点睛】孤电子对与成键电子对间的排斥力大于成键电子对与成键电子对间的排斥力。
37.(23-24高二下·天津滨海·期末)按要求填空。
(1)的系统命名为 。
(2)苯的二氯取代物有 种,其中核磁共振氢谱只有一组峰的为 (写结构简式)。
(3)相对分子质量为114,一氯代物只有一种的链烃的结构简式为 。
(4)《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石()入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。中,阴离子空间结构为 ,C原子的杂化形式为 。
(5)①硫酸铜水溶液呈蓝色是因为存在,此配离子的中心离子是 ,配体是 ,配位数为 ,中含有 个键(用表示阿伏加德罗常数的值),向硫酸铜溶液中滴加过量氨水先生成蓝色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,得到深蓝色透明溶液。沉淀溶解的离子方程式 ,再向深蓝色透明溶液中加入乙醇,析出深蓝色的晶体。
②根据以上实验,判断和与的配位能力: (填“>”、“=”或“<”)。
③比较和产中中键角的大小: (填“>”“<”或“=”)
【答案】(1)2,3,5-三甲基-庚烷
(2) 3
(3)(CH3)3CC(CH3)3
(4) sp2 平面三角形
(5) Cu2+ H2O 4 12 NA Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O > <
【详解】(1)
中,主链有7个碳原子,甲基分别在2、3、5号碳原子上,故命名为:2,3,5-三甲基-庚烷,故答案为:2,3,5-三甲基-庚烷;
(2)①苯的二氯取代物有邻二氯甲苯、间二氯甲苯、对二氯甲苯共3种,故答案为:3;
②其中核磁共振氢谱只有一组峰的为对二氯甲苯,结构简式为:,故答案为:;
(3)相对分子质量为 114,常见的链烃有烷烃、烯烃和炔烃等,根据可知,该有机物为烷烃,其分子式为C8H18,一氯代物只有一种的链烃,说明该有机物分子中的氢原子位置只有 1 种,满足该条件的结构简式为:(CH3)3CC(CH3)3,该有机物主链为丁烷,在 2、3 号 C 各含有 2 个甲基,该有机物的名称为:2,2,3,3- 四甲基丁烷,故答案为:(CH3)3CC(CH3)3;
(4)①ZnCO3是离子化合物,存在离子键,中碳原子的价电子对数为,中心碳原子采取sp2杂化,故答案为:sp2;
②中心碳原子采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,故答案为:平面三角形;
(5)①将白色的无水CuSO4溶解于H2O中,溶液呈蓝色,是因为生成了一种呈蓝色的配合离子,中心离子是Cu2+,配体为H2O,配位数为4,故答案为:Cu2+;
②由①可知,配体为H2O,故答案为:H2O;
③由①可知,配位数为4,故答案为:4;
④Cu2+含有空轨道,H2O含有孤对电子,可形成配位键,铜离子配体数为4,配离子[Cu(H2O)4]2+中1个Cu2+与4个H2O形成配位键,1个H2O含2个O-H键,所以1mol水合铜离子中含有σ键数目为12NA,故答案为:12 NA;
⑤向溶液中滴入氨水,有氢氧化铜沉淀生成,故现象是:有蓝色沉淀生成,继续滴加氨水至过量,沉淀溶解的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O,故答案为:Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;
⑥配合物向生成更稳定的配合物转化,所以判断NH3和H2O与Cu2+的配位能力:H2O<NH3,故答案为:>;
⑦由于NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键后, H— N—H成键电子对受到的排斥力减小,所以H—N—H键角增大,故NH3<[Cu(NH3)4]2,故答案为:<;
38.(23-24高二下·天津一中·期中)氮是地球上极为丰富的元素。回答下列问题:
(1)氮化锂()晶体中氮以存在,基态核外电子排布式为 ,基态核外电子占据的最高能级电子的电子云轮廓图形状为 。
(2)胸腺嘧啶是构成DNA的一种含氮碱基,结构简式如图所示。
①胸腺嘧啶的分子式为 。
②其分子中σ键和π键的数目之比为 。
③该胸腺嘧啶中含有官能团的名称 。
(3)和可形成离子液体,熔点低于100℃其挥发性一般比有机溶剂 (填“大”或“小”),的空间结构为 。
(4)与形成化合物的晶胞如图所示,与同一个最近且等距的有 个。
【答案】(1) 1s22s22p6 球形
(2) C5H6N2O2 5:1 碳碳双键、酰胺基
(3) 小 正四面体
(4)6
【详解】(1)基态N电子排布式为1s22s22p3,得到3个电子变为基态N3-,则基态N3-电子排布式为:1s22s22p6,Li是3号元素,基态电子排布式为1s2,核外电子占据的最高能级电子是1s,s能级的电子云轮廓图形状为球形;
(2)①胸腺嘧啶的分子式为C5H6N2O2;
②单键由1个σ键形成,双键由1个σ键和1个π键形成,则胸腺嘧啶分子中σ键和π键的比值为5:1;
③该胸腺嘧啶中含有官能团的名称:碳碳双键、酰胺基
(3)离子液体中微观粒子相互作用力为离子间相互作用力,比分子间相互作用力大,故其挥发性一般比有机溶剂小,中心原子的价层电子对数为4,故其空间构型为正四面体,故答案为:小;正四面体;
(4)根据晶体的化学式为Cu3N,棱上为Cu+,顶点为N3-,N3-处于Cu+形成的正八面体空隙中,故与同一个N3−最近且等距的Cu+有6个。
39.(23-24高二下·天津和平·期中)请回答以下问题:
(1)基态碳原子的价电子排布不能表示为,原因是违背 。
(2)下列有关乙烷(C2H6)和乙烯(C2H4)的描述正确的是_______(填字母)。
A.分子中均含有键和键 B.分子中的所有原子均处于同一平面上
C.分子中的碳碳键键长:乙烯>乙烷 D.乙烯中碳原子的杂化轨道类型为sp2
(3)分子中Cl-C-Cl的键角 (填“>”、“<”或“=”)甲醛分子中H-C-H的键角。
(4)通常情况下,和乙烯的沸点(-103.7℃)比,氯乙烯(CH2=CHCl)的沸点更高(-13.9℃),其原因是 。
(5)CO2在高温高压下所形成的晶体其晶胞如图所示。则该晶体的类型属于 晶体;该晶体的熔点比SiO2晶体 (填“高”或“低”)
(6)如图是碳化硅的晶胞结构。若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碳化硅晶体的密度为 g/cm3(列出计算式即可)。
【答案】(1)洪特规则
(2)D
(3)小于
(4)乙烯与CH2=CHCl均属分子晶体且结构相似,但后者的相对分子质量更大,范德华力更大
(5) 共价 高
(6)
【详解】(1)基态碳原子的价电子排布表示为,不能表示为,原因是违背洪特规则;
(2)A.乙烷分子中只含有键,故A错误;
B.乙烷分子中C的杂化为sp3,不可能所有原子均处于同一平面上,故B错误;
C.乙烯分子中含有碳碳双键,乙烷分子中含有碳碳单键,分子中的碳碳键键长:乙烯<乙烷,故C错误;
D.乙烯中含有碳碳双键,乙烯为平面结构,碳原子的杂化轨道类型为sp2,故D正确;
选D。
(3)氯原子的电负性强于氢原子的,对电子的吸引能力更强,所以甲醛分子中的H-C-H键角更大;
(4)通常情况下,和乙烯的沸点(-103.7℃)比,氯乙烯(CH2=CHCl)的沸点更高(-13.9℃),其原因是乙烯与CH2=CHCl均属分子晶体且结构相似,但后者的相对分子质量更大,范德华力更大。
(5)根据图示,该CO2晶体属于原子晶体;SiO2晶体的共价晶体,硅原子半径大于C原子,所以该CO2晶体的熔点比SiO2晶体高;
(6)根据碳化硅的晶胞结构。晶胞中C原子数为4,Si原子数为,若碳化硅晶胞边长为apm,阿伏加德罗常数的值为NA,则碳化硅晶体的密度为g/cm3。
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