内容正文:
课时跟踪检测(十六)
1.A 【解析】 O3空间结构与水分子相似,均为极性分子,而O2为非极性分子,根据”相似相溶”,O3在水中的溶解性大于O2,A正确;NCl3中心原子N价层电子对数为3+(5-3×1)=4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,选项中为球棍模型(而不是空间填充模型),且氯原子半径应比N原子半径大,正确空间填充模型为,B错误;NH3分子只含有N—H极性键,不含有非极性键,C错误;HCl中H的1s能级的单电子与Cl的3p能级的未成对电子形成s-p σ键,而非p-p σ键,D错误。
2.B 【解析】 12-冠-4与18-冠-6含醚键数目不同,不属于同系物,A错误;利用分子识别原理,用18-冠-6将KCN代入有机物中,增大KCN在有机物中的溶解度,B正确; 超分子是两种或两种以上的分子通过分子间作用力形成的分子聚集体,不属于高分子化合物,C错误;超分子“分子识别”的特征可以用于分离Li+与K+,D错误。
3.A 【解析】 HCl分子中的σ键由氢原子提供的未成对电子的1s原子轨道和氯原子提供的未成对电子的3p原子轨道“头碰头”重叠形成,故A错误;N2分子中p轨道与p轨道通过“肩并肩”重叠形成p-p π键,π键为镜面对称,不能绕键轴旋转,故B正确;CH4中的碳原子为sp3杂化,碳原子的4个sp3杂化轨道分别与氢原子的1s轨道重叠,形成C—H σ键,故C正确;CH2CH2中碳碳之间形成双键,双键中有1个σ键和1个π键,故D正确。
4.D
5.C 【解析】 CC由一个σ键和一个π键构成,C—C为σ键,二者键能不是2倍的关系,C项错误;原子半径:O>F,键长:O—H>H—F,键能:O—H<H—F,形成化学键时放出的能量:O—H<H—F,H—F更稳定,F2跟H2反应的能力更强,D项正确。
6.C 【解析】 乙二胺的结构式为,所以1 mol乙二胺分子中含有11NA个σ键,A正确;乙二胺分子中氮原子有3个σ键,还有一个孤电子对,轨道的杂化类型为sp3,B正确;Cu2+与乙二胺形成的配离子内部含有H—N等极性键、C—C非极性键、配位键,但不含有离子键,C错误。乙二胺和三甲胺[分子式为N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因乙二胺分子间可形成氢键,氢键使乙二胺沸点更高,三甲胺分子间不能形成氢键,所以沸点低于乙二胺,D正确。
7.C 【解析】 Zn原子序数为30,位于第ⅡB族,所以,Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10,A正确;1个HCHO分子含2个C—H键和1个CO键,共有3个σ键,所以1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为1.806×1024,B正确;HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化,—CN(—C≡N)中的C为sp杂化,C错误。
8.C 【解析】 NCl3为三角锥形(类似NH3),键角约 107°,而 SiC14为正四面体结构,键角为 109.5°,故NCl3的键角比 SiCl4的小,A错误;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,B错误;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,C正确;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,D错误。
9.D 【解析】 硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的总反应方程式为NaBH4+4H2ONaB(OH)4+4H2↑。NaBH4为离子化合物,阳离子和阴离子之间为离子键,B—H之间为极性共价键,A错误;B原子半径大于O原子,半径越大,键长越长,故BH3中B—H键长大于H2O中O—H键长,B错误;B→BH3的过程中只有化学键的断裂,没有化学键的生成,C错误;由图可知,①是两个B各提供1个H原子形成H2,②和③是含硼微粒和H2O各提供1个H原子形成H2,④是两个H2O各提供1个H原子形成H2,所以D2O与NaBH4反应时,生成的氢气分子有H2、HD和D2,D正确。
10.【答案】 (1)①[Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)4Cl2]Cl ②6 (2)①空轨道 孤电子对 ②[Fe(SCN)]Cl2
【解析】 (1)①每个CoCl3·6NH3分子中有3个Cl-为外界离子,配体为6个NH3,化学式为[Co(NH3)6]Cl3;每个CoCl3·4NH3(绿色和紫色)分子中有1个Cl-为外界离子,配体为4个NH3和2个Cl-,化学式均为[Co(NH3)4Cl2]Cl。
②这几种配合物的化学式分别是[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl,其配位数都是6。
(2)②Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子为[Fe(SCN)]2+,故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe(SCN)]Cl2与KCl。
11.【答案】 (1)+2或-2 (2)大于 a
(3)N>O>H>C 平面三角形 都能形成分子间氢键,尿素形成的氢键数目更多
【解析】 (1)基态Fe原子核外价层电子排布式为:3d64s2;3d轨道有4个单电子,自旋方向相同,则自旋磁量子数的代数和为+2或-2;
(2)由结构简式可知中心Fe3+与H2O之间形成配位键,因此该离子中H2O的孤电子对数为1,而H2O的孤电子对数为2,价层电子对数相同时,孤电子对数越多键角越小,则该双核阳离子中H—O—H键角大于H2O中的H—O—H键角;水分子不带电,OH-带负电,与Fe3+成键时,OH-与Fe3+距离更近,键能更大,所以b键的键能大于a键,若对水溶液进行加热,该双核阳离子内部首先断开的是a;
(3)同一周期元素,第一电离能从左到右有增大趋势,但第Ⅱ、ⅤA族反常,且C的第一电离能小于H,则所含非金属元素的第一电离能由大到小的顺序是N>O>H>C;N中N原子价层电子对数=3,不含孤电子对,其空间构型为平面三角形;尿素晶体、乙酸晶体均为分子晶体,都能形成分子间氢键,但尿素晶体的熔点高,是因为尿素分子之间存在更多的氢键。
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课时跟踪检测(十六) 分子结构与性质、化学键
(限时训练:45分钟)
1.[科学探究与创新意识](2026·四川南充月考)一种制备消毒剂NCl3的方法为NH3+3Cl2NCl3+3HCl,NCl3对呼吸道、眼睛和皮肤有强烈刺激性,可用O 3作为其替代品。下列说法正确的是 ( )
A.O3在水中的溶解性大于O2
B.NCl3的空间填充模型:
C.NH3分子只含有非极性键
D.HCl中含有p-p σ键
2.[宏观辨识与微观探析](2026·广东肇庆期末)冠醚能识别碱金属离子。12冠4与Ll+作用而不与K+作用,18冠6与K+作用而不与Li+作用。下列说法正确的是 ( )
A.12冠4与18冠6属于同系物
B.18冠6可增大KCN在溴乙烷中的溶解度
C.超分子属于高分子,具有很大的相对分子质量
D.超分子“自组装”的特征可以用于分离Li+与K+
3.关于σ键和π键的形成过程,下列说法不正确的是 ( )
A.HCl分子中的σ键为两个s轨道“头碰头”重叠形成
B.N2分子中的π键为p-p π键,π键不能绕键轴旋转
C.CH4中的碳原子为sp3杂化,4个sp3杂化轨道分别与氢原子s轨道形成σ键
D.乙烯(CH2CH2)中的碳碳之间形成了1个σ键和1个π键
4.下列有关化学键类型的叙述正确的是 ( )
A.化合物NH5所有原子最外层均满足2个或8个电子的稳定结构,则1 mol NH5中含有5NA个N—H σ键(NA表示阿伏加德罗常数的值)
B.乙烯酮的结构简式为CH2CO,其分子中含有极性共价键和非极性共价键,且σ键与π键数目之比为1∶1
C.已知乙炔的结构式为H—C≡C—H,则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D.乙烷分子中只存在σ键,不存在π键
5.关于键长、键能和键角,下列说法错误的是 ( )
A.键角是描述分子空间结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.CC键能等于C—C键能的2倍
D.因为O—H的键能小于H—F的键能,所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
6.铜是重要过渡元素,能形成多种配合物,如Cu2+与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成如图所示配离子。下列说法不正确的是 ( )
A.1 mol 乙二胺分子中含有11NA个σ键
B.乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为sp3
C.Cu2+与乙二胺形成的配离子内部含有极性键、非极性键、配位键和离子键
D.乙二胺和三甲胺[分子式为N(CH3)3]均属于胺,但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因为乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键
7.[Zn(CN)4]2-在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN,下列说法错误的是 ( )
A.Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B.1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为1.806×1024
C.HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D.[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,结构可表示为
8.(2026·广东中山模拟)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的键角大于SiCl4的键角
B.N、Si、O三种原子的第一电离能O原子的最大
C.NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键
D.SiCl4的水解产物为SiH4和HClO
9.[宏观辨识与微观探析]硼氢化钠(NaBH4)与水在催化剂作用下获得氢气的微观过程如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.NaBH4中含有离子键和非极性共价键
B.BH3中B—H键长小于H2O中O—H键长
C.B→BH3的过程中既有化学键的断裂,又有化学键的生成
D.若用D2O代替H2O,反应后生成的气体有H2、HD、D2
10.[科学探究与创新意识](1)配位化学创始人维尔纳发现,取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol,分别溶于水,加入足量硝酸银溶液,立即产生氯化银,沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3 ,
CoCl3·4NH3(绿色和紫色) 。
②上述配合物中,中心离子的配位数都是
。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液,溶液变成红色,该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl表示。经研究表明,Fe(SCN)3是配合物,Fe3+与SCN-不仅能以1∶3的个数比配合,还可以以其他个数比配合,请按要求填空:
①Fe3+与SCN-反应时,Fe3+提供 ,SCN-提供 ,二者通过配位键结合。
②所得Fe3+与SCN-的配合物中,主要是Fe3+与SCN-以个数比1∶1配合所得离子显红色,含该离子的配合物的化学式是 。
11.(2026·四川眉山模拟)铁元素在地壳中含量丰富,应用广泛。回答下列问题:
(1)原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态,若有一种自旋状态用+1/2,则与之相反的用-1/2,称为电子的自旋磁量子数,基态Fe原子核外电子自旋磁量子数的代数和为 。
(2)FeCl3水溶液中Fe3+可水解生成双核阳离子[Fe2(H2O)8(OH)2]+,结构如图所示。该双核阳离子中H—O—H键角 (填“大于”“小于”或“等于”)H2O中的H—O—H键角;若对FeCl3水溶液进行加热,该双核阳离子内部首先断开的是 键(填“a”或“b”)。
(3)三硝酸六尿素合铁是一种重要的配合物,用作有机铁肥,简称铁氮肥。该配合物中所含非金属元素的第一电离能从大到小的顺序为 ,N的空间构型是 ;尿素晶体的熔点为132.7 ℃,比相同摩尔质量的乙酸熔点(16.7 ℃)高116 ℃,主要原因是
。
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