内容正文:
第27讲 分子的性质 配合物与超分子
1.B 根据价层电子对互斥模型可知,CS2的中心原子C的价层电子对数=2+×(4-2×2)=2,无孤电子对,CS2的空间结构为直线形,正、负电荷中心重合,为非极性分子;NF3的中心原子N的价层电子对数=3+×(5-3×1)=4,有一个孤电子对,NF3的空间结构为三角锥形,正、负电荷中心不重合,为极性分子;SO3的中心原子S的价层电子对数=3+×(6-3×2)=3,无孤电子对,SO3的空间结构为平面三角形,正、负电荷中心重合,为非极性分子;SiF4的中心原子Si的价层电子对数=4+×(4-4×1)=4,无孤电子对,SiF4的空间结构为正四面体形,正、负电荷中心重合,为非极性分子。
2.C 冰中的水分子间主要以氢键结合,而氢键具有方向性和饱和性,故1个水分子周围只有4个紧邻分子,A不符合题意;互为同分异构体的乙醇与甲醚的状态不同,前者为液态,后者为气态,因为乙醇分子间形成了氢键而甲醚分子间没有形成氢键,B不符合题意;氨气和甲烷的稳定性分别与N—H和C—H的键能有关,跟氢键无关,C符合题意;由于HF分子间能形成氢键,使得其在水中不能完全电离,其为弱酸,D不符合题意。
3.B 向CuSO4溶液中滴加氨水至过量,先生成氢氧化铜蓝色沉淀,后沉淀溶解形成铜氨溶液,为深蓝色溶液,A错误;Cu2+提供空轨道,NH3中的氮原子提供孤电子对,形成配位键,C错误;NH3分子为三角锥形,∠HNH为107°,D错误。
4.A F原子半径小,电子云密度大,两个原子间的斥力较强,F—F键不稳定,因此F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能,与电负性无关,A符合题意;氟的电负性大于氯的电负性。F—C键的极性大于Cl—C键的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性更强,B不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,F—H键的极性大于Cl—H键的极性,导致HF分子极性强于HCl,C不符合题意;氟的电负性大于氯的电负性,与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键,因此气态氟化氢中存在(HF)2,D不符合题意。
5.B [Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中Cr3+具有空轨道,N、O、Cl具有孤电子对,能够形成配位键,其中心离子的配位数为6,A正确;加入足量AgNO3溶液,配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中外界离子Cl-与Ag+反应,内界中配位离子Cl-不与Ag+反应,B错误;超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,包括离子,C正确;人体细胞和细胞器的双分子膜体现了超分子的自组装的特征,D正确。
6.C 甲烷为非极性分子,水为极性分子,甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释,碘是非极性分子,碘易溶于浓碘化钾溶液与反应I2+I-有关,不可用“相似相溶”原理解释,C错误。
7.C SF6分子中只含S—F,—CF3中只含C—F,1个—F被—CF3取代变成SF5—CF3,推测SF5—CF3分子中只含σ键,不含π键,A错误;SF5—CF3分子存在S—F、C—F和S—C,只有极性键,不含非极性键,B错误;SF6分子中只含S—F,分子呈正八面体形,正、负电荷中心重合,故属于非极性分子,C正确;SF6、CCl4是非极性分子,H2O是极性分子,根据“相似相溶”规律推测,SF6难溶于水,易溶于四氯化碳,D错误。
8.C 冰晶体中每个水分子周围有4个紧邻的水分子,A错误;冰融化是物理变化,破坏了分子间氢键,没有破坏分子中的O—H,B错误;由题图知,杯酚中的官能团只有羟基,C正确;超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,超分子定义中的分子是广义的,包括离子,杯酚是一种纯净物,不属于超分子,D错误。
9.C CH2CH2中C原子杂化方式为sp2,杂化轨道中s成分占比为,CH≡CH中C原子的杂化方式为sp,杂化轨道中s成分占比为,前者小于后者,A错误;—Cl为吸电子基团,使羧基中羟基极性更大,更易电离出H+,甲基为推电子基团,使羧基中羟基的极性减小,不易电离出H+,因此ClCH2COOH的酸性强于CH3COOH,B错误;苯环为吸电子基团,乙基为推电子基团,因此羟基的活性:苯甲醇>乙醇,C正确;甲基为推电子基团,因此中六元环的电子云密度增大,碱性增强,D错误。
10.A 含有手性碳原子的分子不一定为手性分子,如,A项错误;邻羟基苯甲醛存在分子内氢键,而对羟基苯甲醛存在分子间氢键,故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,B项正确;酰胺中的酰胺基在酸或碱存在并加热时可发生水解反应,C项正确;冠醚(18-冠-6)的空腔直径与K+尺寸适配,二者可通过弱相互作用形成超分子,D项正确。
11.B BF3中心原子价层电子对数为3+×(3-3×1)=3,采取sp2杂化,B中心原子价层电子对数为4+×(3+1-4×1)=4,采取sp3杂化,二者中心硼原子杂化方式不同,A正确;1个H3BO3参与6个氢键的形成,每个氢键形成于两个硼酸分子之间,则1 mol H3BO3晶体中含有6 mol×=3 mol氢键,B错误;H3BO3是一元弱酸,在水溶液中电离产生H+使溶液呈酸性,电离方程式为H3BO3+H2OB(OH+H+,C正确;BF3·NH3中N原子为sp3杂化,N原子上有一个孤电子对,B原子为sp3杂化,提供一个空轨道,与NH3形成配位键,BF3·NH3结构式为,D正确。
12.D NCl3中中心原子N周围的价层电子对数为3+(5-3×1)=4,故空间结构为三角锥形,其分子中正、负电荷中心不重合,为极性分子,而SiCl4中中心原子Si周围的价层电子对数为4+(4-4×1)=4,是正四面体形结构,为非极性分子,A错误;NCl3和NH3中中心原子N周围的价层电子对数均为4,故二者N均为sp3杂化,B错误;由题图可知,NCl3水解时首先H2O中的H原子与NCl3上的孤电子对结合,O与Cl结合形成HClO,而SiCl4上无孤电子对,故SiCl4的水解反应机理与之不相同,C错误;NHCl2和NH3分子中均存在N—H和孤电子对,故均能与H2O形成氢键,D正确。
13.(1)④>②>③>① (2)苯胺分子之间存在氢键 (3)小 +2NaOH+CH3OH+H2O (4)①平面四边形 ②顺铂为极性分子,而反铂是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性大的顺铂在水中溶解度更大
解析:(1)电负性:F>Cl,电负性越大,吸引电子能力越强,所以酸性由强到弱顺序是CHF2COOH>CH2FCOOH>CH2ClCOOH>CH3COOH。(2)苯胺()分子中含有N—H,形成分子间氢键,导致其熔、沸点比相对分子质量相近的甲苯高。(3)由于酚羟基能与水形成分子间氢键,所以前者的水溶性更小。—SH与—OH性质相似,因此与NaOH溶液反应的化学方程式为+2NaOH+CH3OH+H2O。(4)①若为四面体结构,Pt(NH3)2Cl2只有一种,而Pt(NH3)2Cl2有两种同分异构体,故为平面四边形结构。②顺铂为极性分子,而反铂是非极性分子,水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性大的顺铂在水中溶解度更大。
14.(1)①O>N>C ②4 ③ACD (2)ACD
(3)[CoBr(NH3)5]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀
解析:(1)①由题意知,组成该配合物的第二周期元素有C、N、O,则电负性:O>N>C。②由题图结构可知,Ni2+周围有4个氮原子与其形成配位键,故其配位数为4。③由题图结构可知,该配合物中存在配位键、分子内氢键、范德华力,不含离子键。(2)[Al(OH)4]-中OH-和Al3+之间存在配位键,属于共价键,H、O之间形成共价键,也是极性键、σ键。(3)由题意知,在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀,说明S在外界;在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,则无明显现象,说明S在内界,则第一种配合物可表示为[CoBr(NH3)5]SO4,第二种配合物可表示为[Co(SO4)(NH3)5]Br。第二种配合物中Br-在外界,若向其溶液中滴加AgNO3溶液,会生成淡黄色沉淀。
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第27讲 分子的性质 配合物与超分子
一、选择题(本题包括12小题,每小题只有一个选项符合题意)
1.(2023·山东高考3题)下列分子属于极性分子的是( )
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
2.下列事实与氢键无关的是( )
A.冰中1个水分子周围只有4个紧邻分子
B.常温下,互为同分异构体的乙醇与甲醚的状态不同
C.NH3的稳定性比CH4的强
D.HF、HCl、HBr、HI各自的水溶液中,只有HF的水溶液为弱酸
3.向CuSO4溶液中滴加氨水至过量,下列叙述正确的是( )
A.先出现沉淀,后沉淀溶解变为无色溶液
B.离子方程式为Cu2++4NH3·H2O
[Cu(NH3)4]2++4H2O
C.Cu2+与NH3中的氮原子以π键结合
D.NH3分子中∠HNH为109°28'
4.(2023·北京高考)下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是( )
A.F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能
B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在(HF)2,而气态氯化氢中是HCl分子
5.(2024·金丽衢十二校联考)下列关于超分子和配合物的叙述不正确的是( )
A.[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,其中心离子的配位数为6
B.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O中存在离子键、共价键、配位键,若加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀
C.超分子是两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体,包括离子
D.人体细胞和细胞器的双分子膜体现了超分子的自组装的特征
6.下列关于分子的结构和性质的描述中,错误的是( )
A.冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”
B.乳酸()分子中含有一个手性碳原子
C.碘易溶于浓碘化钾溶液,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.氟元素的电负性大于氯元素的电负性,导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
7.(2024·南平质检)如图所示,六氟化硫分子呈正八面体形。若分子中有一个—F被—CF3取代,则会变成温室气体SF5—CF3。下列说法正确的是( )
A.SF5—CF3分子中有σ键也有π键
B.SF5—CF3分子中存在极性键和非极性键
C.SF6分子是非极性分子
D.SF6易溶于水,难溶于四氯化碳
8.(2024·广州模拟)冰和杯酚的结构如图所示,下列说法正确的是( )
A.冰晶体中每个水分子周围只有2个紧邻的水分子
B.冰融化时破坏了分子中O—H
C.杯酚中的官能团只有羟基
D.杯酚属于超分子,具有分子识别功能
9.已知在有机化合物中,吸电子基团(吸引电子云靠近)能力:—Cl>—C≡CH>—C6H5>—CHCH2>—H,推电子基团(排斥电子云偏离)能力:—C(CH3)3>—CH(CH3)2>—CH2CH3>—CH3>—H,一般来说,体系越缺电子,酸性越强;体系越富电子,碱性越强。下列说法正确的是( )
A.碳原子杂化轨道中s成分占比:CH2CH2>CH≡CH
B.酸性:CH3COOH>ClCH2COOH
C.羟基的活性:>CH3CH2OH
D.碱性:>
10.(2023·湖南高考4题)下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C.酰胺在酸或碱存在并加热的条件下可发生水解反应
D.冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
11.BF3(三氟化硼)熔点-127 ℃,沸点-100 ℃,水解生成H3BO3(硼酸,结构如图)和HBF4(氟硼酸),与氨气相遇立即生成白色的BF3·NH3(氨合三氟化硼)固体。下列说法不正确的是( )
A.BF3和B中心硼原子杂化方式不同
B.1 mol H3BO3晶体含有6 mol氢键
C.H3BO3显酸性原因:H3BO3+H2OB(OH+H+
D.BF3·NH3结构式为
12.(2023·重庆高考10题)NCl3和SiCl4均可发生水解反应,其中NCl3的水解机理示意图如下:
下列说法正确的是( )
A.NCl3和SiCl4均为极性分子
B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化
C.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同
D.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键
二、非选择题(本题包括2小题)
13.(1)键的极性对物质化学性质有影响,据此比较:①CH3COOH、②CH2FCOOH、③CH2ClCOOH、④CHF2COOH酸性由强到弱顺序是 (用序号表示)。
(2)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃),原因是 。
(3)与相比,前者的水溶性更 (填“大”或“小”)。
—SH与—OH性质相似,写出与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
(4)顺铂和反铂互为同分异构体,两者的结构和性质如下。
顺铂
反铂
空间结构
25 ℃时溶
解度/g
0.257 7
0.036 6
①推测Pt(NH3)2Cl2的结构是 (填“平面四边形”或“四面体形”)。
②顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是 。
14.配位化合物在生产生活中有重要应用,请根据要求回答下列问题:
(1)一种Ni2+配合物的结构如图所示。
①组成该配合物的第二周期元素的电负性由大到小的顺序是 (填元素符号)。
②该配合物中Ni2+的配位数为 。
③该配合物中存在的作用力有 (填字母,下同)。
A.配位键 B.离子键 C.氢键 D.范德华力
(2)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]-生成,则[Al(OH)4]-中存在 。
A.共价键 B.非极性键 C.配位键 D.σ键 E.π键
(3)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物,已知Co3+的配位数是6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行了如下实验:在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,产生白色沉淀,在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时,无明显现象。则第一种配合物可表示为 ,第二种配合物可表示为 。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液,则产生的现象是 。
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