《高中化學(xué)》第27講分子的性質(zhì)、配合物和超分子

PAGE第27講分子的性質(zhì)、配合物和超分子層次1基礎(chǔ)性1.(2023·湖南卷)下列有關(guān)物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子B.鄰羥基苯甲醛的沸點(diǎn)低于對(duì)羥基苯甲醛的沸點(diǎn)C.酰胺在酸或堿存在并加熱的條件下可發(fā)生水解反應(yīng)D.冠醚(18-冠-6)的空穴與K+尺寸適配,兩者能通過(guò)弱相互作用形成超分子2.(2023·廣東華僑中學(xué)期末)許多過(guò)渡金屬離子對(duì)多種配體有很強(qiáng)結(jié)合力,能形成種類(lèi)繁多的配合物,下列說(shuō)法正確的是()A.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O不能與AgNO3溶液反應(yīng)產(chǎn)生白色沉淀B.一般而言,過(guò)渡金屬離子與水分子形成的配合物是否有顏色,與其d軌道電子排布有關(guān):為d0或d10時(shí)無(wú)顏色,為d1~d9時(shí)有顏色。據(jù)此判斷[Mn(H2O)6]2+無(wú)顏色C.1mol[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中共有19molσ鍵D.配合物[Ag(NH3)2]OH的配位數(shù)為63.(2023·廣東六校第三次聯(lián)考)數(shù)據(jù)是科學(xué)推理中的重要證據(jù),根據(jù)下表中的數(shù)據(jù),所得推論正確的是()羧酸pKa=-lgKa丙酸(C2H5COOH)4.88乙酸(CH3COOH)4.76甲酸(HCOOH)3.75氯乙酸(CH2ClCOOH)2.86二氯乙酸(CHCl2COOH)1.29三氯乙酸(CCl3COOH)0.65三氟乙酸(CF3COOH)0.23A.相同濃度下,乙酸的酸性一定強(qiáng)于氯乙酸B.烴基是吸電子基團(tuán),烴基越長(zhǎng),吸電子效應(yīng)越大,使羧基中的羥基的極性越小,羧酸的酸性越弱C.鹵素原子是推電子基團(tuán),鹵素原子使得羧基中羥基的極性變小,導(dǎo)致二氯乙酸的酸性強(qiáng)于一氯乙酸D.氟原子的電負(fù)性大于氯原子,使F3C—的極性大于Cl3C—的極性,使三氟乙酸羧基中羥基的極性增大,導(dǎo)致三氟乙酸容易電離出氫離子4.丙氨酸(C3H7NO2)分子為手性分子,它存在手性異構(gòu)體,如圖所示:下列關(guān)于丙氨酸的兩種手性異構(gòu)體(Ⅰ和Ⅱ)的說(shuō)法正確的是()A.Ⅰ和Ⅱ分子中均存在2個(gè)手性碳原子B.Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對(duì)稱(chēng),具有相同的分子極性C.Ⅰ和Ⅱ分子都是只含有極性鍵,不含非極性鍵D.Ⅰ和Ⅱ的化學(xué)鍵相同,分子的性質(zhì)也相同5.(教材改編題)第ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素氫化物的沸點(diǎn)變化趨勢(shì)與第ⅣA族元素氫化物的沸點(diǎn)變化趨勢(shì)不同,如圖所示。下列說(shuō)法不正確的是()A.第ⅣA族元素氫化物的沸點(diǎn)隨范德華力的增大而逐漸升高B.H2O、HF和NH3分子間均形成氫鍵,其沸點(diǎn)在同族元素氫化物中最高C.NH3、HF和H2O中H2O的沸點(diǎn)最高,其原因是H2O分子形成的氫鍵最多D.H2O、HF和NH3的沸點(diǎn)較高,主要原因是三種分子的極性在同族元素氫化物中最大6.(2023·廣東梅州二模)下列事實(shí)與解釋不相符的是()選項(xiàng)事實(shí)解釋A甲苯能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,而烷烴不能苯環(huán)活化了甲基BH2O比H2S穩(wěn)定水分子間可以形成氫鍵CI2易溶于CCl4而微溶于H2OI2和CCl4為非極性分子,而H2O為極性分子DCH3COOH酸性弱于HCOOH甲基為推電子基團(tuán),使乙酸羧基中的羥基的極性變小,電離程度比甲酸弱層次2綜合性7.(2023·北京卷)下列事實(shí)不能通過(guò)比較氟元素和氯元素的電負(fù)性進(jìn)行解釋的是()A.F—F的鍵能小于Cl—Cl的鍵能B.三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的KaC.氟化氫分子的極性強(qiáng)于氯化氫分子的極性D.氣態(tài)氟化氫中存在(HF)2,而氣態(tài)氯化氫中是HCl分子8.(2023·廣東肇慶期末)下列對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的解釋不正確的是()選項(xiàng)實(shí)驗(yàn)事實(shí)解釋A石英的熔點(diǎn)高于干冰石英是共價(jià)晶體,干冰是分子晶體,共價(jià)鍵比分子間作用力強(qiáng)BHF的穩(wěn)定性強(qiáng)于HClH—F的鍵長(zhǎng)比H—Cl短,鍵能較大,分子更穩(wěn)定C對(duì)羥基苯甲酸的沸點(diǎn)高于鄰羥基苯甲酸對(duì)羥基苯甲酸分子間存在氫鍵DI2的熔點(diǎn)高于Br2碘原子的電負(fù)性大于溴原子9.(2023·廣東珠海模擬)科學(xué)家提出用CO2轉(zhuǎn)換可燃冰(mCH4·nH2O)中CH4的設(shè)想,轉(zhuǎn)換過(guò)程如圖所示,下列說(shuō)法正確的是()A.籠狀結(jié)構(gòu)中水分子間主要靠氫鍵結(jié)合B.E代表CO2,F代表CH4C.CO2置換出CH4的過(guò)程涉及化學(xué)鍵的斷裂及形成D.CO2可置換可燃冰中所有的CH4分子10.礦物藥M具有補(bǔ)血功效,其結(jié)構(gòu)如圖所示,X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的元素,原子序數(shù)之和為51,Y和Z同主族,四種元素中只有W為金屬元素,W3+的價(jià)層p軌道電子排布為半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()MA.簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn)及穩(wěn)定性:Y>ZB.該物質(zhì)易被氧化,需密封保存C.與W同周期且單電子數(shù)與W3+相同的元素只有1種D.X2Y的鍵角大于ZY411.(2024·廣東中山七校聯(lián)合體聯(lián)考)前四周期元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)依次增大?；鶓B(tài)W原子中有7個(gè)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同的電子,基態(tài)X原子最高能級(jí)中自旋狀態(tài)不同的電子數(shù)之比為1∶3,基態(tài)Y原子的價(jià)層電子排布式為ns2np4,基態(tài)Z原子次外層全充滿(mǎn),最外層電子數(shù)為1,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A.電負(fù)性:X>W>YB.Z的常見(jiàn)離子能與X的簡(jiǎn)單氫化物之間形成配位鍵C.簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性:W<XD.X、Y形成的化合物一定為極性分子層次3創(chuàng)新性12.過(guò)渡元素銅的配合物在物質(zhì)制備、尖端技術(shù)、醫(yī)藥科學(xué)、催化反應(yīng)、材料化學(xué)等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)科學(xué)家推測(cè)膽礬(CuSO4·5H2O)的結(jié)構(gòu)示意圖可簡(jiǎn)單表示如下:用配合物的形式表示膽礬的化學(xué)式為;SO42-的空間結(jié)構(gòu)為,其中硫原子的軌道雜化方式為(2)Cu能與(SCN)2反應(yīng)生成Cu(SCN)2。設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,1mol(SCN)2中含有的π鍵數(shù)目為;(SCN)2對(duì)應(yīng)的酸有兩種,分別為硫氰酸(H—S—C≡N)和異硫氰酸(H—NCS),其中異硫氰酸的沸點(diǎn)較高,原因是。(3)向硫酸銅溶液中加入NaCl固體,溶液由藍(lán)色變?yōu)辄S綠色,則溶液中銅元素的主要存在形式是(寫(xiě)微粒符號(hào));向上述溶液中繼續(xù)滴加濃氨水,先有藍(lán)色沉淀生成,繼續(xù)滴加濃氨水后,沉淀溶解,溶液變?yōu)樯钏{(lán)色。沉淀溶解的原因是(用離子方程式表示)。(4)Cu單獨(dú)與氨水、過(guò)氧化氫都不反應(yīng),但能與氨水和過(guò)氧化氫的混合溶液反應(yīng),發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為。第27講分子的性質(zhì)、配合物和超分子1.A解析含有多個(gè)手性碳原子的分子,若分子內(nèi)存在對(duì)稱(chēng)因素,可使分子失去旋光性,所以含有手性碳原子的分子不一定是手性分子,A錯(cuò)誤;鄰羥基苯甲醛主要存在分子內(nèi)氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)降低,而對(duì)羥基苯甲醛主要存在分子間氫鍵,使其熔、沸點(diǎn)升高,B正確;酰胺在通常情況下較難水解,但在強(qiáng)酸或強(qiáng)堿存在下,長(zhǎng)時(shí)間加熱可水解生成羧酸(或羧酸鹽)和氨(或胺),C正確;冠醚(18-冠-6)的空穴與K+尺寸適配,兩者形成的超分子內(nèi)部冠醚分子與金屬離子可以通過(guò)弱配位鍵結(jié)合,D正確。2.C解析配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O會(huì)電解出氯離子,能與硝酸銀反應(yīng),A錯(cuò)誤;配離子[Mn(H2O)6]2+中Mn的價(jià)電子排布式為3d34s2,故有顏色,B錯(cuò)誤;每個(gè)NH3中有3個(gè)σ鍵,3個(gè)NH3就是9個(gè)σ鍵,每個(gè)H2O中有2個(gè)σ鍵,2個(gè)H2O就是4個(gè)σ鍵,一共有6個(gè)配位鍵,故σ鍵一共有9+4+6=19個(gè),C正確;配合物[Ag(NH3)2]OH的配位數(shù)為2,不是6,D錯(cuò)誤。3.D解析由表可知電離平衡常數(shù)Ka(CH3COOH)=10-4.76,Ka(CH2ClCOOH)=10-2.86,電離平衡常數(shù)越大電離程度越大,則相同濃度下,氯乙酸的酸性強(qiáng)于乙酸,A錯(cuò)誤;烴基為推電子基團(tuán),碳原子數(shù)越多,推電子能力越強(qiáng),則酸性越弱,故酸性:甲酸>乙酸>丙酸,B錯(cuò)誤;鹵素原子為吸電子基團(tuán),鹵族元素電負(fù)性越大,吸電子能力越強(qiáng),故酸性:二氯乙酸>一氯乙酸,C錯(cuò)誤;電負(fù)性越大吸引電子能力越強(qiáng),F的電負(fù)性大于Cl,則F—C極性大于Cl—C的極性,F元素吸引電子能力較大導(dǎo)致F3C—極性大于Cl3C—的極性,則三氟乙酸的羧基中的羥基的極性更大,更易電離出氫離子,所以三氟乙酸的酸性較強(qiáng),D正確。4.B解析Ⅰ和Ⅱ分子中連有—COOH的碳原子是手性碳原子,都只含1個(gè)手性碳原子,A錯(cuò)誤;由圖可知,Ⅰ和Ⅱ呈鏡面對(duì)稱(chēng)關(guān)系,互為手性異構(gòu)體,二者都是極性分子,B正確;Ⅰ和Ⅱ分子中都含有極性鍵和非極性鍵(C—C),C錯(cuò)誤;Ⅰ和Ⅱ互為手性異構(gòu)體,含有的化學(xué)鍵相同,但具有不同的性質(zhì),D錯(cuò)誤。5.D解析第ⅣA族元素氫化物分子間只存在范德華力,隨相對(duì)分子質(zhì)量增大,范德華力增大,其沸點(diǎn)逐漸升高,A正確;H2O、HF和NH3分子間均形成氫鍵,同族其他元素氫化物分子之間只存在范德華力,故三者的沸點(diǎn)在同族元素氫化物中最高,受分子的極性大小影響較小,B正確,D錯(cuò)誤;NH3、HF和H2O中H2O分子形成的氫鍵最多,故其沸點(diǎn)最高,C正確。6.B解析甲苯能與酸性高錳酸鉀溶液反應(yīng)從而使其褪色,烷烴不與酸性高錳酸鉀反應(yīng),原因是苯環(huán)活化了甲基,A正確;H2O比H2S穩(wěn)定的原因在于O的非金屬性強(qiáng)于S,而不是因?yàn)樗肿娱g存在氫鍵,B錯(cuò)誤;I2和CCl4都是非極性分子,H2O為極性分子,根據(jù)“相似相溶”原理,I2易溶于CCl4而微溶于H2O,C正確;甲基為推電子基團(tuán),因?yàn)榧谆拇嬖?乙酸羧基中羥基的極性變小,導(dǎo)致乙酸電離程度比甲酸弱,故乙酸酸性弱于甲酸,D正確。7.A解析F原子半徑小,電子云密度大,兩個(gè)原子間的斥力較強(qiáng),F—F不穩(wěn)定,因此F—F的鍵能小于Cl—Cl的鍵能,與電負(fù)性無(wú)關(guān),A符合題意;氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,F—C的極性大于Cl—C的極性,使F3C—的極性大于Cl3C—的極性,導(dǎo)致三氟乙酸的羧基中的羥基極性更大,更容易電離出氫離子,酸性更強(qiáng),B不符合題意;氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,F—H的極性大于Cl—H的極性,導(dǎo)致HF分子極性強(qiáng)于HCl,C不符合題意;氟的電負(fù)性大于氯的電負(fù)性,與氟原子相連的氫原子可以與另外的氟原子形成分子間氫鍵,故氣態(tài)氟化氫中存在(HF)2,D不符合題意。8.D解析石英是共價(jià)晶體,熔化時(shí)克服共價(jià)鍵,干冰是分子晶體,熔化時(shí)克服分子間作用力,由于共價(jià)鍵比分子間作用力強(qiáng),則熔點(diǎn):石英>干冰,A正確;H—F的鍵長(zhǎng)比H—Cl短,鍵能較大,分子更穩(wěn)定,B正確;對(duì)羥基苯甲酸分子間存在氫鍵,沸點(diǎn)升高,鄰羥基苯甲酸存在分子內(nèi)氫鍵,沸點(diǎn)降低,C正確;碘和溴都是分子晶體,熔、沸點(diǎn)的高低與分子間作用力有關(guān),相對(duì)分子質(zhì)量越大分子間作用力越大,故碘單質(zhì)的熔點(diǎn)高于溴單質(zhì),D錯(cuò)誤。9.A解析水分子中氧電負(fù)性較大,能形成氫鍵,籠狀結(jié)構(gòu)中水分子間主要靠氫鍵結(jié)合,A正確;CO2置換可燃冰(mCH4·nH2O)中CH4,由題圖可知E代表CH4,F代表CO2,B錯(cuò)誤;由圖可知CO2置換出CH4的過(guò)程沒(méi)有形成新的化學(xué)鍵,沒(méi)有生成新物質(zhì),CO2置換出CH4的過(guò)程是物理變化,C錯(cuò)誤;由圖可知小籠中的CH4沒(méi)有被置換出來(lái),則CO2不可置換可燃冰中所有的CH4分子,D錯(cuò)誤。10.D解析四種元素中只有W為金屬元素,W3+的價(jià)層p軌道電子排布為半充滿(mǎn)結(jié)構(gòu),則W為Fe;X可以形成一個(gè)單鍵,且可以形成氫鍵,則X為H;X、Y、Z和W為原子序數(shù)依次增大的元素,且原子序數(shù)之和為51,則Y、Z原子序數(shù)之和為51-26-1=24,Y和Z同主族,且Y可以形成氫鍵,則Y為O、Z為S。Y為O、Z為S,其簡(jiǎn)單氫化物H2O能形成分子間氫鍵,H2S不能形成分子間氫鍵,則沸點(diǎn):H2O>H2S,且O的非金屬性強(qiáng)于S,則簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性:H2O>H2S,A正確;由M的結(jié)構(gòu)可知該物質(zhì)為[Fe(H2O)6]SO4·H2O,M中Fe為+2價(jià),易被氧化,需密封保存,B正確;Fe3+電子排布式為[Ar]3d5,含5個(gè)單電子,則與Fe同周期且單電子數(shù)與W3+相同的元素只有Mn,C正確;X2Y為H2O,ZY42-為SO42-,H2O和SO42-中心原子均為sp3雜化,H2O中心O原子有2個(gè)孤電子對(duì),SO42-中心S原子無(wú)孤電子對(duì),孤電子對(duì)數(shù)越多,孤電子對(duì)與成鍵電子對(duì)間的斥力越大,使得成鍵電子對(duì)間的鍵角越小11.D解析根據(jù)題意可知,W的核外電子數(shù)為7,則W為N元素;X的核外電子排布為1s22s22p4,X為O元素;Y的價(jià)層電子排布式為3s23p4,為S元素;Z的核外電子數(shù)為2+8+18+1=29,為Cu元素。電負(fù)性:O>N>S,A正確;Cu2+與H2O之間可形成配位鍵,B正確;同周期從左到右,主族元素非金屬性逐漸增強(qiáng),氣態(tài)氫化物穩(wěn)定性增強(qiáng),故簡(jiǎn)單氫化物的穩(wěn)定性:W<X,C正確;三氧化硫?yàn)槠矫嬲切谓Y(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng),為非極性分子,D錯(cuò)誤。12.答案(1)[Cu(H2O)4]SO4·H2O正四面體形sp3雜化(2)4NA異硫氰酸分子之間能形成氫鍵(3)[CuCl4]2-Cu(OH)2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O(4)Cu+H2O2+4NH3·H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O解析(1)圖中虛線(xiàn)代表氫鍵,從氫鍵處斷裂,可得[Cu(H2O)4]2+、H2O、SO42-,故用配合物的形式表示膽礬的化學(xué)式為[Cu(H2O)4]SO4·H2O。SO42-的中心原子價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,不含孤電子對(duì),則S原子采取sp(2)(SCN)2的結(jié)構(gòu)式為N≡C—S—S—