内容正文:
第四节 分子间作用力
课时1 分子间作用力
分层作业
1.(2025·浙江绍兴·一模)下列物质属于难溶于水的化合物是
A. B.He C. D.
2.氨硼烷水溶液中存在氢键,使得氨硼烷易溶于水,以下能正确表示该键的是
A. B.
C.H3NBH2-H…NH3BH3 D.
3.(2024·广东·高考真题)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则
A.沸点: B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.第一电离能: D.和空间结构均为平面三角形
4.下列事实不能用氢键解释的是
A.稳定性:HF>H2O B.沸点:H2O>H2S
C.溶解性(水中):NH3>CH4 D.密度:H2O(l)>H2O(s)
5.关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性
6.(25-26高三上·山东聊城·期中)法国化学家亨利·莫瓦桑因在无水氢氟酸中电解氟氢化钾()制得单质氟,于1906年荣获诺贝尔化学奖。氟氢化钾易吸收水分而放出氟化氢。下列说法错误的是
A.中存在的作用力有:离子键、共价键、氢键
B.氟氢化钾吸收水分的反应中没有发生电子转移
C.电解过程中涉及非极性共价键的断裂与形成
D.可用内衬聚乙烯塑料袋的铁桶包装
7.(2024·重庆·高考真题)下列各分子既含有杂化的原子又能与形成氢键的是
A. B. C. D.
8.(25-26高三上·湖南长沙·月考)下列化学用语表达正确的是
A.基态的电子排布式: B.分子的球棍模型:
C.H与Cl成键时轨道相互靠拢: D.邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
9.(25-26高三上·河北保定·期中)下列对物质性质的描述及解释正确的是
选项
物质性质
解释
A
碳酸氢铵溶液显碱性
水解程度:铵根离子碳酸氢根离子
B
硫单质易溶于二硫化碳
硫单质和二硫化碳都是非极性分子
C
氯化钠熔点高于氯化铝
离子键强度:氯化钠氯化铝
D
水的沸点高于氟化氢
氢键键能:
A.A B.B C.C D.D
10.(25-26高三上·北京西城·期中)我国科学家分别攻克了两大催化技术,使合成“液态阳光”的两个生产环节效率大幅提高。“液态阳光”的合成过程如图。下列说法不正确的是
A.是含有极性键的非极性分子
B.甲醇的沸点远远高于乙烷,是由于甲醇分子之间存在氢键
C.理论上生成1 mol 时,光催化过程至少转移4 mol电子
D.催化剂通过降低相应反应的活化能使化学反应速率增大
11.回答下列问题:
(1)两种有机物的相关数据如表:
物质
HCON(CH3)2
HCONH2
相对分子质量
73
45
沸点/℃
153
220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是 。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低的顺序为 。
(3)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式,下同),键角由大到小的顺序为 。
(4)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是 。
(5)在常压下,甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高。主要原因是 。
(6)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℃)、沸点(110.6℃),原因是 。
(7)抗坏血酸的分子结构如图所示,推测抗坏血酸在水中的溶解性: (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
12.短周期的5种非金属主族元素,其中A、B、C的外围电子排布可表示为A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c,D与B同主族,E在C的下一周期,且是同周期元素中电负性最大的元素。
请回答下列问题:
(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子,分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4中,属于极性分子的是 (填序号)。
(2)C的氢化物比下一周期同主族元素的氢化物沸点要高,其原因是 。
(3)B、C两元素都能和A元素组成常见的溶剂,其分子式分别为 、 。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为 (用化学式表示)。
1.(25-26高三上·江苏扬州·期中)合成苦杏仁酸涉及反应:。下列说法正确的是
A.电负性:
B.可以形成分子间氢键
C.电离能:
D.只含共价键
2.(25-26高三上·广东·月考)第二周期部分主族元素的第一电离能随原子序数递增的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A.a的价层未成对电子数为1 B.电负性:e>d>c
C.简单离子半径:a>d>e D.简单氢化物的沸点:d>e>c
3.(2025·广东中山·模拟预测)和均可发生水解反应,其中的水解机理示意图如下:
下列说法正确的是
A.的键角大于的键角
B.三种原子的第一电离能O原子的最大
C.和均能与形成氢键
D.的水解产物为和HClO
4.(25-26高三上·重庆·月考)如图为在不同条件下的存在形式,有关说法不正确的是
A.Ⅰ结构中的杂化类型为 B.熔点:Ⅱ<Ⅲ
C.与原子之间的键长: D.键角:
5.(25-26高三上·河北邢台·期中)有A、B、D、E、X、Y、Z七种短周期元素,其中与B处于同一周期的只有 D,Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应,Z的单质在常温下为黄绿色气体,其余元素的信息如图所示。下列说法正确的是
A.金属性:X>Y
B.简单氢化物的沸点:B>D
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:E>Z
D.A、D、Z三种元素所形成的化合物只含有共价键
6.(25-26高三上·吉林四平·期中)、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素。是短周期中原子半径最大的主族元素;和同族,的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与红热的单质反应,生成两种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体。下列说法错误的是
A.简单离子半径: B.的氧化物中可能含有共价键
C.最简单氢化物的沸点: D.元素的含氧酸多于3种
7.(25-26高三上·河南信阳·月考)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
熔点:H2O>HF
分子间氢键的个数为主要影响因素
B
溶解度:
碳酸氢钠<碳酸钠
易与水形成氢键,溶解度降低
C
[Cu(NH3)4]SO4在溶剂中的溶解度:水>乙醇
水的极性比乙醇大
D
配位键的强弱:
[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+
N的电负性小,给电子能力强,配位键强
A.A B.B C.C D.D
8.(25-26高三上·上海·月考)配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是临床使用的第一代铂类抗癌药物。
(1)铂元素的信息如图所示,推测其在元素周期表中的位置是___________。
A.第5周期第1族 B.第5周期第10族
C.第6周期第1族 D.第6周期第10族
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
结构
25℃时溶解度/g
0.2577
0.0366
(2)推测[Pt(NH3)2Cl2]中Pt的杂化轨道类型不是sp3,依据是 。
(3)顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是 。
顺铂的抗癌机理:在铜转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成Pt(NH3)2(OH)Cl与DNA结合,破坏DNA的结构,阻止癌细胞增殖。如:
(4)鸟嘌呤中氮原子的杂化方式有 。
(5)鸟嘌呤中C、N、O元素说法正确的是___________。
A.工业氮气与氢气化合需要苛刻条件,因此N元素非金属性最弱
B.电负性C<N<O
C.第一电离能C<N<O
D.气态氢化物键角
(6)生成物中a、b所示的作用力类型分别是 和 。
1.(2025·江西·高考真题)下列说法正确的是
A.键长: B.沸点: C.键能: D.键角:
2.(2024·贵州·高考真题)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.该化合物中Q和W之间可形成氢键
C.X与Al元素有相似的性质 D.W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
3.(2025·广东·高考真题)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
A.a和g同主族 B.金属性:
C.原子半径: D.最简单氢化物沸点:
4.(2025·重庆·高考真题)三种氮氧化物的结构如下所示:
下列说法正确的是
A.氮氮键的键能: B.熔点:
C.分子的极性: D.的键角:
5.(2025·四川·高考真题)由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物,其结构如图所示。X的核外电子数与电子层数相同,Y、W同族,Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和。下列说法正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.简单氢化物的沸点: D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
6.(2025·浙江·高考真题)能代表化合物的结构片段如图(氢原子未画出),下列有关该化合物的描述不正确的是
A.图中球①代表原子团 B.该化合物易溶于水
C.作还原剂时,该化合物释放 D.氮原子上没有孤电子对,晶体中不存在氢键
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第四节 分子间作用力
课时1 分子间作用力
分层作业
1.(2025·浙江绍兴·一模)下列物质属于难溶于水的化合物是
A. B.He C. D.
【答案】A
【详解】A.为正四面体结构,分子的正负电荷中心重合,为非极性分子,难溶于极性溶剂水(相似相溶原理),A正确;
B.He是单质,不是化合物,He难溶于水,B错误;
C.NH3与水分子可形成氢键且能与水反应,其在水中的溶解度极高,C错误;
D.Na2S属于可溶性钠盐,是易溶于水的化合物,D错误;
故选A。
2.氨硼烷水溶液中存在氢键,使得氨硼烷易溶于水,以下能正确表示该键的是
A. B.
C.H3NBH2-H…NH3BH3 D.
【答案】A
【详解】
氨硼烷水溶液中存在氢键,使得氨硼烷易溶于水,结合氢键只存在于已经和电负性较大的N、O、F原子结合的H原子与其他N、O、F原子之间的静电作用,且氨硼烷中与N原子结合的H带正电性,故该氢键为,故选A。
3.(2024·广东·高考真题)一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则
A.沸点: B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.第一电离能: D.和空间结构均为平面三角形
【答案】D
【分析】Y可形成5个共价键,Z可形成3个共价键,Z和Y同族,Y原子序数比Z大,即Z为N元素,Y为P元素,W可形成4个共价键,原子序数比N小,即W为C元素,R可形成1个共价键,原子序数比C小,即R为H元素,X可形成2个共价键,原子序数在N和P之间,即X为O元素,综上:R为H元素、W为C元素、Z为N元素、X为O元素、Y为P元素。
【详解】A.由于NH3可形成分子间氢键,而PH3不能,因此沸点:NH3>YH3,故A错误;
B.W为C元素、Z为N元素,由于非金属性:C<N,因此最高价氧化物的水化物的酸性:H2CO3<HNO3,故B错误;
C.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族、ⅤA族原子第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能:,故C错误;
D.的中心原子价层电子对数为,属于sp2杂化,为平面三角形, 的中心原子价层电子对数为,属于sp2杂化,为平面三角形,故D正确;
故选D。
4.下列事实不能用氢键解释的是
A.稳定性:HF>H2O B.沸点:H2O>H2S
C.溶解性(水中):NH3>CH4 D.密度:H2O(l)>H2O(s)
【答案】A
【详解】A.稳定性由共价键键能决定,与氢键无关,HF的稳定性强于H2O是因为H-F键能更大,A选;
B.H2O分子间存在氢键,导致其沸点高于H2S,B不选;
C.NH3与水分子间形成氢键,增强溶解性,C不选;
D.冰中氢键使分子排列疏松,密度小于液态水,D不选;
答案选A。
5.关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性
【答案】B
【详解】A.CS2为直线形分子,结构对称,属于非极性分子,水为极性分子,在水中溶解度小是因为其结构与极性水不相似,A错误;
B.SO2和NH3均为极性分子,水为极性分子,根据相似相溶原理,两者易溶于水,这是它们易溶于水的原因之一,B正确;
C.CS2为直线形分子,结构对称,属于非极性分子。摩尔质量CS2>SO2,范德华力CS2>SO2,沸点CS2>SO2,CS2的沸点不是最低的,C错误;
D.NH3的高溶解度不仅因为氨分子为极性分子,还与氨分子和水分子之间能形成氢键有关,D错误;
故选B。
6.(25-26高三上·山东聊城·期中)法国化学家亨利·莫瓦桑因在无水氢氟酸中电解氟氢化钾()制得单质氟,于1906年荣获诺贝尔化学奖。氟氢化钾易吸收水分而放出氟化氢。下列说法错误的是
A.中存在的作用力有:离子键、共价键、氢键
B.氟氢化钾吸收水分的反应中没有发生电子转移
C.电解过程中涉及非极性共价键的断裂与形成
D.可用内衬聚乙烯塑料袋的铁桶包装
【答案】C
【详解】A.由和构成,和之间存在离子键、内部存在H-F共价键,同时内部存在氢键(FHF),A正确;
B.溶于水时产生HF和KF,过程中无元素化合价发生变化,没有发生电子转移,B正确;
C.电解氟氢化钾()制得单质氟的反应为,该过程形成了H-H和F-F非极性共价键,但没有非极性共价键的断裂,C错误;
D.聚乙烯塑料在常规条件下不易与发生反应,故可以用内衬聚乙烯塑料袋的铁桶包装盛放,D正确;
故答案为C。
7.(2024·重庆·高考真题)下列各分子既含有杂化的原子又能与形成氢键的是
A. B. C. D.
【答案】C
【详解】A.CH3CH3中两个碳原子价层电子对数为4都采用sp3杂化,且和H2O不能形成分子间氢键,故A错误;
B.CH2=CHBr中两个碳原子价层电子对数为3采用sp2杂化,但不能和H2O形成分子间氢键,故B错误;
C.CH3COOH的—COOH中碳原子价层电子对数为3采用sp2杂化,且能和H2O形成分子间氢键,故C正确;
D.CH3CH2NH2中C、N原子价层电子对数为4都采用sp3杂化,故D错误;
故选:C。
8.(25-26高三上·湖南长沙·月考)下列化学用语表达正确的是
A.基态的电子排布式: B.分子的球棍模型:
C.H与Cl成键时轨道相互靠拢: D.邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
【答案】B
【详解】A.Co为27号元素,基态Co原子的电子排布式为[Ar],失去2个电子形成时先失去4s电子,故基态的电子排布式为[Ar],A错误;
B.中心氧原子的价层电子对数为3,含有一对孤电子,则分子的空间结构为V形,B正确;
C.H提供未成对电子的轨道为1s(球形),Cl提供未成对电子的轨道为3p(哑铃形),成键时s轨道与p轨道头碰头靠拢重叠形成键,图示不符合轨道成键特征,C错误;
D.邻羟基苯甲醛分子内氢键应由羟基中的H与醛基中的O形成,示意图为,D错误;
故答案选B。
9.(25-26高三上·河北保定·期中)下列对物质性质的描述及解释正确的是
选项
物质性质
解释
A
碳酸氢铵溶液显碱性
水解程度:铵根离子碳酸氢根离子
B
硫单质易溶于二硫化碳
硫单质和二硫化碳都是非极性分子
C
氯化钠熔点高于氯化铝
离子键强度:氯化钠氯化铝
D
水的沸点高于氟化氢
氢键键能:
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.铵根离子水解显酸性,碳酸氢根离子水解显碱性,碳酸氢铵溶液显碱性说明碳酸氢根离子的水解程度大于铵根离子,A错误;
B.根据“相似相溶”原理,非极性分子易溶于非极性溶剂,硫单质和二硫化碳都是非极性分子,所以硫单质易溶于二硫化碳,B正确;
C.氯化铝是共价化合物,不存在离子键,氯化钠是离子晶体,存在离子键,二者晶体类型不同,不能通过离子键强度比较熔点,C错误;
D.1 mol水分子间可形成2 mol氢键,1 molHF分子之间可形成1 mol氢键,故水的沸点高于氟化氢,是因为水分子间形成的氢键数目比氟化氢分子间多,D错误;
故选B。
10.(25-26高三上·北京西城·期中)我国科学家分别攻克了两大催化技术,使合成“液态阳光”的两个生产环节效率大幅提高。“液态阳光”的合成过程如图。下列说法不正确的是
A.是含有极性键的非极性分子
B.甲醇的沸点远远高于乙烷,是由于甲醇分子之间存在氢键
C.理论上生成1 mol 时,光催化过程至少转移4 mol电子
D.催化剂通过降低相应反应的活化能使化学反应速率增大
【答案】C
【详解】A.中的碳氧双键为极性键,分子为直线形结构,正电中心和负电中心重合,所以是含有极性键的非极性分子,A正确;
B.甲醇中存在醇羟基,能够形成氢键,所以甲醇的沸点远远高于乙烷,是由于甲醇分子之间存在氢键,B正确;
C.由示意图可知和在催化剂②催化下生成甲醇,的化合价由+4价降低到甲醇的-2价,理论上生成1 mol 时,光催化过程至少转移6 mol电子,C错误;
D.催化剂可以降低相应反应的活化能,使化学反应速率加快,D正确;
故答案为C。
11.回答下列问题:
(1)两种有机物的相关数据如表:
物质
HCON(CH3)2
HCONH2
相对分子质量
73
45
沸点/℃
153
220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大,但其沸点反而比HCONH2的低,主要原因是 。
(2)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低的顺序为 。
(3)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式,下同),键角由大到小的顺序为 。
(4)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是 。
(5)在常压下,甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高。主要原因是 。
(6)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℃)、沸点(110.6℃),原因是 。
(7)抗坏血酸的分子结构如图所示,推测抗坏血酸在水中的溶解性: (填“难溶于水”或“易溶于水”)。
【答案】(1)含有,可形成分子间氢键,使熔沸点较高,而HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力,所以沸点低
(2)H2O>H2S>CH4
(3) NH3、AsH3、PH3 NH3、PH3、AsH3
(4)乙醇分子与水分子之间形成氢键,而氯乙烷分子与水分子之间不能形成氢键
(5)甲醇分子之间存在氢键
(6)苯胺分子之间存在氢键
(7)易溶于水
【详解】(1)有机物含等官能团,可形成分子间氢键,会导致物质的熔沸点较高,因此的沸点比高;
(2)分子间存在氢键,沸点较高,分子间的范德华力随相对分子质量的增大而增大,则沸点 ,因此沸点由高到低的顺序为;
(3)分子间存在氢键,而均不能形成分子间氢键,导致的沸点比的沸点要高,影响沸点的因素为范德华力,相对分子质量越大,沸点越高,则沸点由高到低的顺序为;同主族元素气态氢化物中,中心原子电负性,成键电子对的排斥力,则键角由大到小的顺序是;
(4)乙醇分子含,能与水分子形成氢键,而氯乙烷与水分子不能形成氢键,氢键增大溶解性,故乙醇在水中溶解度大于氯乙烷;
(5)甲醇分子含,分子间能形成氢键,甲醛分子间不能形成氢键,氢键使甲醇沸点更高;
(6)苯胺中有,分子间可形成氢键,而甲苯分子间不能形成氢键,分子间氢键可明显地提高物质的熔、沸点;
(7)抗坏血酸分子中含有多个,能与水分子形成氢键,增强其在水中的溶解性,故易溶于水。
12.短周期的5种非金属主族元素,其中A、B、C的外围电子排布可表示为A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c,D与B同主族,E在C的下一周期,且是同周期元素中电负性最大的元素。
请回答下列问题:
(1)由A、B、C、E四种元素中的两种元素可形成多种分子,分子①BC2、②BA4、③A2C2、④BE4中,属于极性分子的是 (填序号)。
(2)C的氢化物比下一周期同主族元素的氢化物沸点要高,其原因是 。
(3)B、C两元素都能和A元素组成常见的溶剂,其分子式分别为 、 。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为 (用化学式表示)。
【答案】(1)③
(2)H2O分子间形成氢键
(3) C6H6 H2O
(4)SiCl4>CCl4>CH4
【分析】短周期的5种非金属主族元素,由s轨道最多可容纳2个电子且5种元素都为非金属元素可得:a=1,b=c=2,即A为H,B为C,C为O。由D与B同主族,且为短周期非金属元素得D为Si;由E在C的下一周期且E为同周期中电负性最大的元素可知E为Cl。
【详解】(1)①、②、③、④分别为CO2、CH4、H2O2、CCl4,CO2分子结构呈直线形,CH4、CCl4分子结构呈正四面体形,它们的结构对称,正负电荷的中心重合,都为非极性分子; H2O2的分子结构呈书页形,结构不对称,为极性分子。
(2)C的氢化物为H2O,H2O分子间可形成氢键,而O的下一周期同主族元素为S,其氢化物分子间不能形成氢键,所以H2O的沸点较高,其重要原因是H2O分子间形成氢键。
(3)B、A两元素组成苯,C、A两元素组成水,两者都为常见的溶剂。两溶剂的分子式分别为C6H6、H2O。
(4)BA4、BE4、DE4分别为CH4、CCl4、SiCl4,三者结构相似,相对分子质量逐渐增大,分子间作用力逐渐增强,故它们的沸点从高到低的顺序为SiCl4>CCl4>CH4。
【点睛】组成结构相似的分子,若分子间都不形成氢键,通常相对分子质量越大,熔沸点越高。
1.(25-26高三上·江苏扬州·期中)合成苦杏仁酸涉及反应:。下列说法正确的是
A.电负性:
B.可以形成分子间氢键
C.电离能:
D.只含共价键
【答案】B
【详解】A.同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,S和Cl位于同一周期,且Cl在S的右边,所以电负性χ(Cl)>χ(S),A错误;
B.分子结构中含有−COOH和−OH,可以形成分子间氢键,B正确;
C.基态N原子的价层电子排布式为,其2p轨道为半充满状态,半充满状态比较稳定,其第一电离能大于同周期相邻元素O,即,C错误;
D.该物质属于有机盐类,是离子化合物,既含离子键又含共价键,D错误;
故答案为B。
2.(25-26高三上·广东·月考)第二周期部分主族元素的第一电离能随原子序数递增的变化趋势如图所示。下列说法正确的是
A.a的价层未成对电子数为1 B.电负性:e>d>c
C.简单离子半径:a>d>e D.简单氢化物的沸点:d>e>c
【答案】B
【分析】首先明确第二周期部分主族元素的第一电离能变化规律:同周期元素从左到右,第一电离能总体呈增大趋势,但IIA族(p轨道全空)、VA族(p轨道半充满)元素的第一电离能大于相邻元素。根据图象可知,a为,b为,c为,d为,e为。
【详解】A.a为,其价层电子排布式为,未成对电子数为0,A错误;
B.同周期从左到右电负性逐渐增大,所以电负性,即,B正确;
C.电子层数相同,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径,即,C错误;
D:,分子间存在氢键,沸点较高,且分子间氢键更强,沸点更高,所以简单氢化物的沸点,即,D错误;
故答案选B。
3.(2025·广东中山·模拟预测)和均可发生水解反应,其中的水解机理示意图如下:
下列说法正确的是
A.的键角大于的键角
B.三种原子的第一电离能O原子的最大
C.和均能与形成氢键
D.的水解产物为和HClO
【答案】C
【详解】A.NCl3 为三角锥形(类似NH3),键角约 107°,而 SiCl4 为正四面体结构,键角为 109.5°,故 NCl3 的键角比 SiCl4 的小,故A错误;
B.N、O 同周期且 N 的最外层具有半充满的 p 轨道,第一电离能反而略大于 O,故并非 O 最大,故B错误;
C.NH3 和 NHCl2 分子中均含有 N–H 键,N 上带有孤对电子,能够与水分子形成氢键,故C 正确;
D.SiCl4 水解的主要产物为 Si(OH)4和 HCl,水解机理如图所示:,并不会生成 SiH4 与 HClO,故D错误;
故选C。
4.(25-26高三上·重庆·月考)如图为在不同条件下的存在形式,有关说法不正确的是
A.Ⅰ结构中的杂化类型为 B.熔点:Ⅱ<Ⅲ
C.与原子之间的键长: D.键角:
【答案】D
【详解】A.Ⅰ结构中S原子与3个O原子直接相连,形成3个σ键,S的价电子数为6,与3个O形成σ键时共用了3对电子,因此孤电子对数为0,价层电子对数为3,其中S的杂化类型为sp2,A正确;
B.Ⅱ、Ⅲ均为SO3的聚合结构,分子晶体的熔点随相对分子质量增大而升高,Ⅲ的链状结构相对分子质量更大,因此熔点Ⅱ<Ⅲ,B正确;
C.键长与键的类型相关:双键(或含双键成分)的键长短于单键,a对应的是普通单键,b对应含双键成分的键,因此键长b< a,C正确;
D.Ⅱ中S和Ⅲ中∠2的O都采取sp3杂化,Ⅱ中S上没有孤电子对,Ⅲ中∠2的O上有孤电子对,孤电子对具有较大的斥力,则键角∠2<∠1,D错误;
故选D。
5.(25-26高三上·河北邢台·期中)有A、B、D、E、X、Y、Z七种短周期元素,其中与B处于同一周期的只有 D,Y的最高价氧化物对应的水化物与强酸、强碱均能反应,Z的单质在常温下为黄绿色气体,其余元素的信息如图所示。下列说法正确的是
A.金属性:X>Y
B.简单氢化物的沸点:B>D
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:E>Z
D.A、D、Z三种元素所形成的化合物只含有共价键
【答案】A
【分析】A、B、D、E、X、Y、Z为七种短周期元素。Y的最高价氧化物对应的水化物能与强酸、强碱反应,则Y的最高价氧化物对应的水化物显两性,Y为Be或Al;Z的单质在常温下为黄绿色气体,则Z为Cl;B仅与D位于同一周期,二者的原子半径均小于E,则B、D为第二周期元素,E为第三周期元素,Y为Al,根据最外层电子数可知,B为C,D为N,E为S;A的原子半径最小,最外层电子数为1,则A为H;X的原子半径最大,最外层电子数与H原子相同,则X为Na。
【详解】A.同周期元素从左到右金属性逐渐减弱,Na的金属性强于Al,A正确;
B.B的简单氢化物为CH4,D的简单氢化物为NH3,NH3分子间存在氢键,沸点更高,沸点CH4<NH3,B错误;
C.非金属性Cl>S,则酸性:HClO4>H2SO4,C错误;
D.A、D、Z三种元素所形成的化合物可能为NH4Cl,NH4Cl中含有离子键,D错误;
故答案选A。
6.(25-26高三上·吉林四平·期中)、、、为原子序数依次增大的短周期主族元素。是短周期中原子半径最大的主族元素;和同族,的最高价氧化物对应水化物的浓溶液与红热的单质反应,生成两种能使澄清石灰水变浑浊的无色气体。下列说法错误的是
A.简单离子半径: B.的氧化物中可能含有共价键
C.最简单氢化物的沸点: D.元素的含氧酸多于3种
【答案】A
【分析】根据“是短周期中原子半径最大的主族元素”,可知Y为Na元素;能使澄清石灰水变浑浊的气体有CO2、SO2,红热的W与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应生成SO2和CO2,可知W应为C元素,Z为S元素,X和Z同族,X是O元素,据此分析。
【详解】A.简单离子电子层数:X=Y<Z,原子序数:X<Y,根据电子层数越多,简单离子半径越大,电子层数相同时,原子序数越大,离子半径越小,因此简单离子半径由小到大的顺序应为Na+<O2-<S2-,即Y<X<Z,A错误;
B.Y的氧化物包括Na2O和Na2O2,Na2O中含有离子键,Na2O2中存在离子键和非极性共价键,因此Y的氧化物中可能含有共价键,B正确;
C.X的最简单氢化物是H2O,Z的最简单氢化物是H2S,H2O存在分子间氢键,H2S不存在氢键。因分子间氢键作用,最简单氢化物的沸点:,C正确;
D.W为碳元素,其含氧酸包括碳酸、草酸、甲酸等,若包含有机酸,则种类较多,D正确;
答案选A。
7.(25-26高三上·河南信阳·月考)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
熔点:H2O>HF
分子间氢键的个数为主要影响因素
B
溶解度:
碳酸氢钠<碳酸钠
易与水形成氢键,溶解度降低
C
[Cu(NH3)4]SO4在溶剂中的溶解度:水>乙醇
水的极性比乙醇大
D
配位键的强弱:
[Cu(NH3)4]2+>[Cu(H2O)4]2+
N的电负性小,给电子能力强,配位键强
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】A.水分子间形成的氢键数目多于HF,导致H2O熔点更高,结构因素解释正确,A正确;
B.若与水形成氢键应提高溶解度,但实际碳酸氢钠溶解度更低,原因为易形成离子簇或分子间氢键,结构因素解释错误,B错误;
C.水的极性强于乙醇,离子化合物[Cu(NH3)4]SO4更易溶于水,符合“相似相溶”原理,C正确;
D.N的电负性小于O,给电子能力更强,与Cu2+形成的配位键更稳定,结构因素解释正确,D正确;
答案选B。
8.(25-26高三上·上海·月考)配合物顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是临床使用的第一代铂类抗癌药物。
(1)铂元素的信息如图所示,推测其在元素周期表中的位置是___________。
A.第5周期第1族 B.第5周期第10族
C.第6周期第1族 D.第6周期第10族
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
结构
25℃时溶解度/g
0.2577
0.0366
(2)推测[Pt(NH3)2Cl2]中Pt的杂化轨道类型不是sp3,依据是 。
(3)顺铂在水中的溶解度大于反铂的原因是 。
顺铂的抗癌机理:在铜转运蛋白的作用下,顺铂进入人体细胞发生水解,生成Pt(NH3)2(OH)Cl与DNA结合,破坏DNA的结构,阻止癌细胞增殖。如:
(4)鸟嘌呤中氮原子的杂化方式有 。
(5)鸟嘌呤中C、N、O元素说法正确的是___________。
A.工业氮气与氢气化合需要苛刻条件,因此N元素非金属性最弱
B.电负性C<N<O
C.第一电离能C<N<O
D.气态氢化物键角
(6)生成物中a、b所示的作用力类型分别是 和 。
【答案】(1)D
(2)若Pt的杂化轨道类型为sp3,则Pt(NH3)2Cl2为四面体结构,不存在同分异构现象
(3)顺铂是极性分子,反铂是非极性分子
(4)sp2、sp3
(5)BD
(6) 配位键 氢键
【详解】(1)铂为78号元素,其价电子排布式为5d96s1,价电子数为10,属于第6周期第10族元素,由此推测其在元素周期表中的位置是D。
(2)[Pt(NH3)2Cl2]有顺、反两种结构,其应为平面结构,则Pt的杂化轨道类型不是sp3,依据是:若Pt的杂化轨道类型为sp3,则Pt(NH3)2Cl2为四面体结构,不存在同分异构现象。
(3)依据相似相溶原理,水为极性分子,顺铂在水中的溶解度大于反铂,则顺铂分子的极性大于反铂,而反铂的溶解度很小,则其应为非极性分子,原因是:顺铂是极性分子,反铂是非极性分子。
(4)在鸟嘌呤中,氮原子分别形成2个或3个σ键,由N原子能与Pt原子形成配位键可知,N原子的最外层还有1个孤电子对,价层电子对数分别为2+1=3和3+1=4,所以它的杂化方式有sp2、sp3。
(5)A.工业氮气与氢气化合需要苛刻条件,并不是N元素非金属性最弱(氮的非金属性比碳强),而是氮分子内氮原子间存在共价三键,破坏它需要消耗很大的能量,A不正确;
B.C、N、O为同周期相邻元素,它们的非金属性依次增强,则电负性C<N<O,B正确;
C.非金属性C<N<O,但由于N原子的2p轨道半充满,N的第一电离能比O的第一电离能大,所以第一电离能C<O<N,C不正确;
D.气态氢化物中,CH4、NH3、H2O的中心原子价层电子对数都为4,都发生sp3杂化,但孤电子对数分别为0()、1()、2(),孤电子对数越多,与成键电子对间的排斥作用越大,键角越小,所以键角,D正确;
故选BD。
(6)生成物中a所示的作用力是Pt与N原子间形成配位键,b所示的作用力是H与O原子间形成的氢键,则作用力类型分别是:配位键和氢键。
【点睛】计算价层电子对数时,先确定形成σ键数目,再计算孤电子对数,最后确定杂化方式。如NH3,N原子与3个H原子形成3个σ键,孤电子对数为=1,则价层电子对数为4,发生sp3。
1.(2025·江西·高考真题)下列说法正确的是
A.键长: B.沸点: C.键能: D.键角:
【答案】B
【详解】A.CO中C原子和O原子通过三键相连,CO2中C原子和O原子通过双键相连,三键的键长小于双键,则键长:,A错误;
B.HI分子量大于HCl,范德华力更强,沸点更高,则沸点:,B正确;
C.N2中存在氮氮三键,O2中存在氧氧双键,三键的键能比双键大,则键能:,C错误;
D.中心N原子价层电子对数为4+ =4,N原子为sp3杂化,中心N原子价层电子对数为3+ =3,N原子为sp2杂化,则键角:,D错误;
故选B。
2.(2024·贵州·高考真题)某化合物由原子序数依次增大的短周期主族元素W、X、Y、Z、Q组成(结构如图)。X的最外层电子数等于内层电子数,Y是有机物分子骨架元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物。下列说法错误的是
A.第一电离能: B.该化合物中Q和W之间可形成氢键
C.X与Al元素有相似的性质 D.W、Z、Q三种元素可形成离子化合物
【答案】A
【分析】X的最外层电子数等于内层电子数,则X的核外电子排布式为,X为Be元素,W只能形成一条共价键,结合W的位置可知W为H元素,Y是有机物分子骨架元素,则Y为C元素,Q和W能形成两种室温下常见的液态化合物,则Q为O元素,则Z为N元素,据此解答。
【详解】A.同一周期,从左到右,元素的第一电离能呈增大的趋势,N原子中2p能级上电子为半满结构,较为稳定,第一电离能大于同周期与之相邻的元素,则第一电离能:C<O<N,故A错误;
B.该化合物中O的电负性较大,可以和H之间形成氢键,故B正确;
C.Be和Al处在元素周期表的对角线上,具有相似的化学性质,如都具有两性,故C正确;
D.H、N、O可以形成离子化合物,如,故D正确;
故选A。
3.(2025·广东·高考真题)元素a~i为短周期元素,其第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法正确的是
A.a和g同主族 B.金属性:
C.原子半径: D.最简单氢化物沸点:
【答案】B
【分析】同周期中第一电离能中第IIA族和第VA族比相邻元素的第一电离能大,0族元素的第一电离能在同周期中最大,可以推断a~i分别是B、C、N、O、F、Ne、Na、Mg、Al。
【详解】A.a是B,g是Na,二者不同主族,A错误;
B.Na、Mg、Al属于同周期,从左到右金属性依次减弱,B正确;
C.e、d、c分别是F、O、N,属于同周期元素,同周期主族元素从左到右原子半径依次减小,原子半径c>d>e,C错误;
D.b为C,c为N,NH3分子间存在氢键,沸点高,沸点NH3>CH4,D错误;
答案选B。
4.(2025·重庆·高考真题)三种氮氧化物的结构如下所示:
下列说法正确的是
A.氮氮键的键能: B.熔点:
C.分子的极性: D.的键角:
【答案】A
【详解】A.由图中数据可知,氮氮键的键长:,则氮氮键的键能:,A正确;
B.二者均为分子构成的物质,分子间作用力:,熔点:,B错误;
C.为对称的平面结构,极性较弱,而结构不对称,正负电荷中心不能重合,属于典型的极性分子,故分子极性::,C错误;
D.结构为,中心原子N存在对孤对电子,中心原子N为杂化,受孤对电子影响,键角略小于120°;而中心原子N的孤对电子为,价电子数为3,也是杂化,没有孤对电子的影响,故键角,D错误;
故选A。
5.(2025·四川·高考真题)由原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W组成的化合物,其结构如图所示。X的核外电子数与电子层数相同,Y、W同族,Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和。下列说法正确的是
A.原子半径: B.电负性:
C.简单氢化物的沸点: D.Y的第一电离能高于同周期相邻元素
【答案】B
【分析】原子序数依次增大的短周期主族元素X、Y、Z、W,X的核外电子数与电子层数相同,X可以形成一条共价键,故X为H;Y可以形成两条共价键,则为ⅥA族,Y、W同族,故Y为O,W为S;Z的价电子数等于X与Y的价电子数之和(1+6=7),Z为ⅦA族,且原子序数小于S,故Z为F,据此分析;
【详解】A.H是原子半径最小的元素,同周期元素由左至右原子半径减小,故原子半径:,A错误;
B.同周期元素从左到右电负性逐渐增大,同主族从上到下电负性逐渐减小,电负性:,B正确;
C.H2O分子之间可以形成氢键使沸点升高,而H2S无分子间氢键,简单氢化物的沸点:,C错误;
D.Y是O,同周期元素由左至右第一电离能呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA族元素的第一电离能比相邻元素高,故第一电离能,N>O、F>O,D错误;
故选B。
6.(2025·浙江·高考真题)能代表化合物的结构片段如图(氢原子未画出),下列有关该化合物的描述不正确的是
A.图中球①代表原子团 B.该化合物易溶于水
C.作还原剂时,该化合物释放 D.氮原子上没有孤电子对,晶体中不存在氢键
【答案】D
【分析】由结构片段可知,结合化合物化学式可知,各部分结构如图:;
【详解】A.可表示为,其中①号氮原子要提供孤对电子与形成配位键,而结构中无孤对电子,故①表示,A正确;
B.该化合物属于可溶性盐,且可与水形成氢键,因此易溶于水,B正确;
C.作还原剂时,化合价升高转化为N2和,因此该化合物释放,C正确;
D.中①号氮原子与Zn2+形成配位键,旁边的氮原子与形成配位键,因此氮原子上没有孤电子对,但中含有氧原子,晶体中存在氢键,D错误;
故选D。
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