内容正文:
作业验收评价(十六) 分子的性质 配合物与超分子
一、选择题
1.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
2.(2024·重庆卷)下列各分子既含有sp2杂化的原子又能与H2O形成氢键的是 ( )
A.CH3CH3 B.CH2CHBr
C.CH3COOH D.CH3CH2NH2
3.(2025·江苏卷)在溶有15⁃冠⁃5()的有机溶剂中,苄氯()与NaF发生反应:
下列说法正确的是 ( )
A.苄氯是非极性分子
B.电负性:χ(F)<χ(Cl)
C.离子半径:r(F-)>r(Na+)
D.X中15⁃冠⁃5与Na+间存在离子键
4.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
5.H3BO3是一种弱酸,在水中按照如下方式电离:H3BO3+2H2O⇌+H3O+。下列说法错误的是 ( )
A.1个H3BO3分子发生电离的同时形成2个配位键
B.电离过程中B原子由sp3杂化变为sp2杂化
C.中所有的B原子和O原子都达到8电子稳定结构
D.Al(OH)3也能发生与H3BO3类似的电离
6.下列有关物质结构和性质的说法错误的是 ( )
A.(2025·湖北卷)超分子可以由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成
B.(2024·广东卷)某冠醚与Li+能形成超分子,与K+则不能,是因为Li+与K+的离子半径不同
C.(2023·湖南卷)含有手性碳原子的分子叫做手性分子
D.(2023·辽宁卷)某冠醚分子()可识别K+,该冠醚可增加KI在苯中的溶解度
7.在碱性溶液中,Cu2+可与缩二脲形成紫色配离子,其结构如图所示。下列说法错误的是 ( )
A.电负性:O>N>C>H
B.该配离子中能与水分子形成氢键的原子有N、O和H
C.1 mol该配离子中含有6 mol配位键
D.已知缩二脲的分子式为C2H5N3O2,则由尿素[CO(NH2)2]生成缩二脲的反应类型为取代反应
8.已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:
[Co(H2O)6]2++4Cl-⇌[CoCl4]2-+6H2O ΔH
用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是 ( )
A.等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为3∶2
B.由实验①可推知ΔH<0
C.实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D.由实验③可知配离子的稳定性,[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
9.(2024·黑吉辽卷)环六糊精(D⁃吡喃葡萄糖缩合物)具有空腔结构,腔内极性较小,腔外极性较大,可包合某些分子形成超分子。图1、图2和图3分别表示环六糊精结构、超分子示意图及相关应用。下列说法错误的是 ( )
A.环六糊精属于寡糖
B.非极性分子均可被环六糊精包合形成超分子
C.图2中甲氧基对位暴露在反应环境中
D.可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚
二、非选择题
10.(10分)(2026·盐城中学一模)回答下列问题。
(1)NaBH4中组成元素的电负性从大到小的顺序为 (用元素符号表示)。NaBH4中阴离子的空间结构为 。
(2)①H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。的沸点比的沸点低,原因是 。
②中sp2与sp3杂化的碳原子数目之比为 。
③乙二胺(H2NCH2CH2NH2)可以和Mg2+、Cu2+等离子形成稳定的环状离子。如[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+,其结构中有两个
五元环,试画出其结构 。[Cu(H2NCH2CH2NH2)2]2+与NH3相比,H—N—H的键角前者 后者(填“>”“<”或“=”)。
(3)关于化合物,下列叙述正确的有 (填字母)。
a.分子间可形成氢键
b.分子中既有极性键又有非极性键
c.分子中含有7个σ键和1个π键
d.该分子在水中的溶解度大于CH3CHCHCH3
(4)已知硫酸的结构为,K2S2O8中S元素的化合价为+6,画出S2的结构式
。
11.(10分)钴及其化合物有着广泛的应用前景。回答下列问题:
(1)一种具有光催化作用的配合物结构如图(其中为平面结构)。
①基态Co原子的价层电子轨道表示式为 ;
②该配合物中Co的化合价为 ,杂化方式为sp2和sp3的N原子数目之比为 ;
③Cl中O—Cl—O键角小于图中a处C—N—C键角的原因是 。
(2)1 mol八面体配合物CoCl3·3NH3中含有σ键的数目为 ,该配合物的空间结构有 种。
答案
评价(十六) 分子的性质 配合物与超分子
1.选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。
2.选C CH3CH3中两个碳原子的价层电子对数均为4,都是sp3杂化,且不能和H2O形成氢键,A项错误;CH2==CHBr中两个碳原子的价层电子对数均为3,都是sp2杂化,但不能和H2O形成氢键,B项错误;CH3COOH中的—COOH中碳原子价层电子对数为3,为sp2杂化,且能和H2O形成氢键,C项正确;CH3CH2NH2中C、N原子的价层电子对数均为4,都是sp3杂化,D项错误。
3.选C 苄氯分子含有饱和碳原子,且饱和碳原子连有三种不同的基团,分子空间结构不对称,故苄氯为极性分子,A错误;同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故电负性:χ(F)>χ(Cl),B错误;电子层结构相同时,离子半径随原子序数增大而减小,故离子半径:r(F-)>r(Na+),C正确;15⁃冠⁃5是分子,与阳离子Na+之间不存在离子键,D错误。
4.选B [Cr(NH3)3(H2O)2Cl中C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。
5.选B 在H3BO3电离过程中,1个H3BO3分子结合1个H2O电离的OH-形成(B接受O的孤电子对形成1个配位键),同时H2O的H+与另一个H2O结合形成H3O+(O提供孤电子对形成1个配位键),则1个H3BO3分子发生电离的同时形成2个配位键,A正确;H3BO3中B原子为sp2杂化,电离后形成时,B原子变为sp3杂化,即电离过程中B原子由sp2杂化变为sp3杂化,B错误;中所有的B原子形成4个共价键,O原子形成2个共价键,都达到8电子稳定结构,C正确;Al和B为同主族元素,化学性质相似,Al(OH)3也能发生与H3BO3类似的电离:Al(OH)3+2H2O⇌+H3O+,D正确。
6.选C 含有手性碳原子的分子不一定为手性分子,如,C错误。
7.选C 同一周期从左到右主族元素的电负性逐渐变大,故电负性:O>N>C,且三者电负性均大于氢,A正确;由图可知,N、O能与水分子中的H原子形成氢键,H能与水分子中的O原子形成氢键,B正确;由图可知,该配离子中,2个Cu2+与其他原子共形成8个配位键,故1 mol该配离子中含有8 mol配位键,C错误;缩二脲的分子式为C2H5N3O2,结构简式为,结合尿素的结构简式()判断,由尿素生成缩二脲的反应类型为取代反应,D正确。
8.选D 二者σ键数之比为(6+2×6)∶4=9∶2,A错误;将蓝色溶液置于冰水浴中,温度降低,溶液变为粉红色,说明[CoCl4]2-转化为[Co(H2O)6]2+,平衡逆向移动,正向反应是吸热反应,ΔH>0,B错误;实验②中加水稀释,体系中各离子的浓度都减小,平衡朝着增大溶液中总离子浓度的方向(逆向)进行,水是纯液体,无所谓浓度,C错误;加少量ZnCl2固体,蓝色溶液变成粉红色,说明平衡逆向移动,原因是Zn2+结合Cl-生成[ZnCl4]2-,导致c(Cl-)减小,由此可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,D正确。
9.选B 1 mol水解后能产生2~10 mol单糖的糖称为寡糖,由图1环六糊精的结构可知,1 mol环六糊精水解产生6 mol D⁃吡喃葡萄糖,故环六糊精属于寡糖,A正确;只有分子的尺寸大小适配环六糊精的空腔大小时才能被环六糊精包合形成超分子,B错误;由图3加入环六糊精后生成96%的对氯苯甲醚知,甲氧基对位更易反应,即图2中甲氧基对位暴露在反应环境中,C正确;环六糊精腔外极性较大,腔内极性较小,由“相似相溶”及环六糊精含较多羟基,可与水形成氢键而易溶于水知,可用萃取法分离环六糊精和氯代苯甲醚,D正确。
10.解析:(1)非金属性越强,电负性越大,其中Na的电负性最小,NaBH4中H为-1价,B为+3价,说明电负性:H>B,故三种元素电负性大小:H>B>Na;NaBH4中阴离子为B,B的价层电子对数是4+=4,无孤电子对,空间结构为正四面体形。(2)①化学键是相邻两个或多个原子之间强烈的相互作用;分子间的范德华力和氢键均属于分子间作用力的范畴,但氢键强于范德华力,所以它们从强到弱的顺序依次为O—H键、氢键、范德华力;对羟基苯甲醛易形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,分子间氢键使分子间作用力增大,所以对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的高;②苯环、羧基、酯基的碳原子为sp2杂化,共8个,—CH2CH3为饱和碳原子,采取sp3杂化,故sp2与sp3杂化的碳原子数目之比为4∶1;③Cu2+与两个乙二胺分子形成配合物,该配合物含有2个五元环,则配位数为4,配体数为2,结构为;该配离子中Cu2+提供空轨道,NH3提供孤电子对,孤电子对形成了配位键,其对成键电子对斥力大大减弱,其H—N—H的键角大于NH3的。(3)分子中不存在与电负性很强、原子半径小的元素相连的H原子,所以不存在氢键,a错误;分子中碳碳键是非极性键,碳氢键、碳氧键是极性键,b正确;分子中有3个碳碳σ键、2个碳氧σ键、4个碳氢σ键,2个碳氧π键和1个碳碳π键,共有9个σ键和3个π键,c错误;由于醛基中的氧原子与水分子间形成氢键,增大了其在水中的溶解度,d正确。(4)K2S2O8中S元素的化合价为+6,则说明含有2个-1价的氧原子,6个-2价的氧原子,即存在过氧键,S形成6个键,其结构式为或。
答案:(1)H>B>Na 正四面体形 (2)①O—H键>氢键>范德华力 形成的是分子内氢键,而可形成分子间氢键,分子间氢键使分子间的作用力增大 ②4∶1
③ > (3)bd
(4)或
11.解析:(1)①Co为27号元素,根据构造原理,基态Co原子的价层电子排布式为3d74s2,则其价层电子轨道表示式为。②根据配合物的结构,在有机配体中,利用
N原子中的孤电子对形成配位键,配体呈电中性,而右侧的为C,O原子为配位原子;在配合物中,外界为Cl,根据化合价代数和为0,因此该配合物中Co的化合价为+3价。根据已知,为平面结构,则该分子中的N原子均采用sp2杂化;另一种配体中,形成了双键的N原子采取sp2杂化,形成的共价键均为单键的N原子为sp3杂化,则杂化方式为sp2的N原子有4个,sp3的N原子有2个,数目之比为4∶2=2∶1。③Cl的价层电子对数为3+=4,含有一个孤电子对;a处的N原子形成了4个σ键(其中一个为配位键),则中心原子均为sp3杂化,但是Cl原子周围存在一个孤电子对,对成键电子对的排斥力大,使得键角更小。(2)根据信息,该配合物的空间结构为八面体,可知该配合物的配体有6个,即Cl-和NH3均与中心原子Co3+形成了配位键,配位键也属于σ键,除此之外,1个NH3中含有3个H—N键,也为σ键,因此1 mol CoCl3·3NH3共含有σ键(6+3×3)mol=15 mol,其数目为15×6.02×1023。该配合物的空间结构有2种,示意图如图:。
答案:(1)① ②+3 2∶1 ③中心原子均为sp3杂化,Cl原子周围存在一个孤电子对,对成键原子排斥力大,键角减小 (2)15×6.02×1023 2
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