2025屆高考化學一輪復習第十一章物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)第31講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)練習含解析新人教版

PAGEPAGE7第31講分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)A組基礎必做題(40分)一、選擇題(本題包括4小題，每題4分，共16分)1．(2024·山東，7)B3N3H6(無機苯)的結(jié)構(gòu)與苯類似，也有大π鍵。下列關于B3N3H6的說法錯誤的是(A)A．其熔點主要取決于所含化學鍵的鍵能B．形成大π鍵的電子全部由N供應C．分子中B和N的雜化方式相同D．分子中全部原子共平面[解析]B3N3H6分子的熔點主要取決于分子間作用力的大小，所含化學鍵的鍵能影響其穩(wěn)定性，A錯誤；B3N3H6中只有N含有孤對電子，故形成大π鍵的電子全部由N供應，B正確；B3N3H6的結(jié)構(gòu)式為，B和N均實行sp2雜化，C正確；由無機苯的分子結(jié)構(gòu)與苯類似，可知分子中全部原子共平面，D正確。2．(2024·寧夏六盤山模擬)下列有關氫鍵的說法正確的是(D)A．HF溶液中存在三種類型的氫鍵B．的沸點比的低C．H2O的性質(zhì)穩(wěn)定，是因為水分子間存在氫鍵D．形成分子內(nèi)氫鍵，故比難電離[解析]HF溶液中HF與HF、H2O與H2O、HF與H2O之間均存在氫鍵，氫鍵類型有如下4種：F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O，A項錯誤；形成分子間氫鍵，而形成分子內(nèi)氫鍵，分子間氫鍵使的沸點比的高，B項錯誤；H2O的穩(wěn)定性高，是因為水分子中H—O鍵的鍵能大，而氫鍵影響物理性質(zhì)，C項錯誤；相對于，苯環(huán)上多了一個—COO－，羥基上的氫原子能與羧酸根上的氧原子形成氫鍵，使其更難電離出H＋，因此C的電離常數(shù)比的電離常數(shù)小，D項正確。3．(2024·山東日照一模，5)短周期元素X、Y、Z原子序數(shù)依次增大，X元素基態(tài)原子有2個未成對電子，Y元素基態(tài)原子的核外p電子比s電子少1個，Z的一種超原子Zeq\o\al(－,13)，具有40個價電子，下列說法錯誤的是(B)A．XOeq\o\al(2－,3)的空間構(gòu)型為平面三角形B．簡潔離子半徑：Y<ZC．YOeq\o\al(－,3)中心原子的雜化方式為sp2雜化D．化合物ZY的結(jié)構(gòu)與X的某種單質(zhì)的結(jié)構(gòu)相像[解析]X、Y、Z是原子序數(shù)依次增大的短周期元素，Y元素基態(tài)原子的核外p電子比s電子少1個，Y為N元素；X元素基態(tài)原子有2個未成對電子，X為C元素；Z的一種超原子Zeq\o\al(－,13)具有40個價電子，則Z的價電子數(shù)為eq\f(40－1,13)＝3，Z為Al元素。COeq\o\al(2－,3)中中心原子價層電子對數(shù)為3＋eq\f(4＋2－3×2,2)＝3，不含孤電子對，采納sp2雜化，空間構(gòu)型為平面三角形，A選項正確；N3－與Al3＋的核外電子排布相同，而N的核電荷數(shù)小于Al，則離子半徑：N3－>Al3＋，B選項錯誤；NOeq\o\al(－,3)中中心原子的價層電子對數(shù)為3＋eq\f(5＋1－3×2,2)＝3，不含孤電子對，采納sp2雜化，C選項正確；化合物ZY為AlN，是原子晶體，屬于類金剛石結(jié)構(gòu)的氮化物，與C的單質(zhì)金剛石結(jié)構(gòu)相像，D選項正確。4．(2024·山東煙臺高三檢測)下列描述中正確的是(D)A．σ鍵肯定比π鍵強度大B．AB3型的分子空間構(gòu)型肯定為平面三角形C．不同元素組成的多原子分子內(nèi)的化學鍵肯定是極性鍵D．利用手性催化劑合成可得到一種或主要得到一種手性分子[解析]σ鍵不肯定比π鍵強度大，如氮氣中σ鍵的強度比π鍵強度小，故A錯誤；NH3分子的空間構(gòu)型為三角錐形，故B錯誤；H2O2分子中含有非極性鍵，故C錯誤；手性催化劑只能催化或主要催化一種手性分子的合成，所以可得到一種或主要得到一種手性分子，故D正確。二、非選擇題(本題包括2小題，共24分)5．(2024·江西南昌模擬)(1)下列說法正確的是BC(填字母)。A．HOCH2CH(OH)CH2OH與CH3CHClCH2CH3都是手性分子B．NHeq\o\al(＋,4)和CH4的空間構(gòu)型相像C．BF3與都是平面形分子D．CO2和H2O都是直線形分子(2)石墨烯(圖甲)是一種由單層碳原子構(gòu)成的平面結(jié)構(gòu)新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面結(jié)構(gòu)會發(fā)生變更，轉(zhuǎn)化為氧化石墨烯(圖乙)。①圖甲中，1號C與相鄰C形成σ鍵的個數(shù)為3。②圖乙中，1號C的雜化方式是sp3雜化，該C與相鄰C形成的鍵角<(填“>”“<”或“＝”)圖甲中1號C與相鄰C形成的鍵角。(3)碳元素的單質(zhì)有多種形式，下圖依次是C60、石墨和金剛石的結(jié)構(gòu)圖：①金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們互為同素異形體。②金剛石、石墨烯(指單層石墨)中碳原子的雜化方式分別為sp3雜化、sp2雜化。[解析](1)A項，HOCH2CH(OH)CH2OH分子中沒有手性碳原子，不屬于手性分子，錯誤；B項，兩種微粒均為正四面體結(jié)構(gòu)，正確；C項，BF3為平面正三角形結(jié)構(gòu)，苯為平面正六邊形結(jié)構(gòu)，兩者均屬于平面形分子，正確；D項，CO2分子為直線形結(jié)構(gòu)，H2O分子為V形結(jié)構(gòu)，錯誤。(2)①石墨烯是層狀結(jié)構(gòu)，每一層上每個碳原子都是以σ鍵和相鄰3個碳原子連接。②圖乙中1號碳形成了4個共價鍵，故其雜化方式為sp3；圖甲中的鍵角為120°，而圖乙中1號碳原子與甲烷中的碳原子類似，其鍵角接近109.28°。(3)①金剛石、石墨、C60、碳納米管等都是碳元素的單質(zhì)形式，它們的組成元素相同，結(jié)構(gòu)不同，互稱為同素異形體。②金剛石中碳原子與四個碳原子形成4個共價單鍵(即C原子實行sp3雜化方式)，構(gòu)成正四面體；石墨烯中的碳原子采納sp2雜化方式與相鄰的三個碳原子以σ鍵結(jié)合，形成正六邊形的平面層狀結(jié)構(gòu)。6．(2024·山東濰坊高三檢測)富鎳三元層狀氧化物LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(NCM811)作為下一代鋰離子電池的正極材料被廣泛關注和深化探討，納米級TiO2形成的表面包覆對提高該材料的性能效果明顯?；卮鹣铝袉栴}：(1)制備NCM811的過程中，殘余的Li2CO3會破壞材料的界面。ⅰ.COeq\o\al(2－,3)的中心原子的價層電子對數(shù)為3，立體構(gòu)型是平面三角形，其中C原子的雜化方式為sp2。ⅱ.Li2CO3屬于離子晶體，該晶體中含有的化學鍵為①③⑤⑥(填序號：①離子鍵②金屬鍵③極性鍵④非極性鍵⑤σ鍵⑥π鍵⑦配位鍵)，Li2CO3的電子式為。(2)該電池初始充電過程中，會有C2H2等氣體產(chǎn)生。C2H2分子中，σ鍵和π鍵數(shù)目之比為3︰2，其中C原子的雜化方式為sp。試分析C2H2難溶于水的緣由：C2H2為非極性分子，H2O為極性分子，據(jù)“相像相溶”原理可知C2H2難溶于水，比較沸點：C3H8<N2H4(填“<”或“>”)，說明緣由：N2H4分子間形成氫鍵。[解析](1)ⅰ.COeq\o\al(2－,3)中C原子的價層電子對數(shù)是3＋eq\f(4＋2－3×2,2)＝3，沒有孤電子對，C原子的雜化方式為sp2，COeq\o\al(2－,3)的立體構(gòu)型是平面三角形。ⅱ.Li2CO3由Li＋和COeq\o\al(2－,3)構(gòu)成，屬于離子晶體；其中Li＋和COeq\o\al(2－,3)之間形成離子鍵，COeq\o\al(2－,3)中C、O原子間形成極性鍵，1個COeq\o\al(2－,3)中有3個σ鍵、1個π鍵。(2)碳碳單鍵為σ鍵，每個碳碳叁鍵中有1個σ鍵、2個π鍵，C2H2的結(jié)構(gòu)簡式為CH≡CH,1個CH≡CH分子中有3個σ鍵和2個π鍵，σ鍵和π鍵數(shù)目之比為3︰2。B組實力提升題(60分)一、選擇題(本題包括4小題，每題6分，共24分)1．(2024·海南檢測)碳、硫、氧、氮是中學常見元素，下列說法不正確的是(A)A．CO2、SO2、NH3都是直線形分子B．CO2、NH3、H2S的鍵角依次減小C．H2O2、N2H4分子的中心原子都是sp3雜化D．C、N、F元素的電負性依次增大[解析]CO2分子中C原子價層電子對個數(shù)是2且不含孤電子對，為直線形分子，SO2分子中S原子價層電子對個數(shù)是3且含有一對孤電子對，為V形分子，NH3分子中N原子價層電子對個數(shù)是4且含有一對孤電子對，所以為三角錐形，故A不正確；二氧化碳是直線形分子、氨氣分子為三角錐形分子且含有一對孤電子對、硫化氫為V形分子且含有兩對孤電子對，且孤電子對之間的排斥力大于孤電子對和成鍵電子對之間的排斥力，所以CO2、NH3、H2S的鍵角依次減小，故B正確；H2O2分子中O原子價層電子對個數(shù)是4，N2H4分子中N原子價層電子對個數(shù)是4，依據(jù)價層電子對互斥理論知，O、N原子都采納sp3雜化，故C正確；同一周期元素，元素電負性隨著原子序數(shù)增大而增大，所以C、N、F元素的電負性依次增大，故D正確。2．(2024·山東濰坊模擬)下列推斷正確的是(D)A．BF3為三角錐形分子B．NHeq\o\al(＋,4)的電子式為，離子呈平面正方形結(jié)構(gòu)C．CH4分子中的4個C—H鍵都是氫原子的1s軌道與碳原子的2p軌道形成的s－pσ鍵D．甲醛分子為平面三角形，有一個π鍵垂直于三角形平面[解析]BF3為平面三角形，A錯誤；NHeq\o\al(＋,4)為正四面體構(gòu)型，B錯誤；甲烷分子中碳原子的2s軌道與2p軌道雜化形成4個sp3雜化軌道，然后與氫的1s軌道重疊，形成4個s－sp3σ鍵，C錯誤；甲醛分子為平面三角形，為sp2雜化，還有一個未參加雜化的p軌道與O原子形成π鍵，該π鍵垂直于雜化軌道的平面，D正確。3．(2024·四川威遠中學月考)下列對分子性質(zhì)的說明中，不正確的是(A)A．SO2易溶于水只是因為相像相溶原理B．乳酸()分子中含有一個手性碳原子C．H3PO4分子中P原子實行sp3雜化D．由圖知酸性：H3PO4>HClO，因為H3PO4中非羥基氧原子數(shù)大于次氯酸中非羥基氧原子數(shù)次氯酸Cl—OH磷酸[解析]本題考查相像相溶原理、手性碳原子、無機含氧酸的酸性比較。SO2易溶于水，一是由于相像相溶原理，SO2和H2O都是極性分子，二是因為二者會發(fā)生反應產(chǎn)生H2SO3，A項錯誤；碳原子連接四個不同的原子或原子團時，該碳原子為手性碳原子，所以乳酸中次甲基碳原子為手性碳原子，B項正確；H3PO4分子中中心P原子價層電子對數(shù)為4，無孤電子對，實行sp3雜化，C項正確；H3PO4的非羥基氧原子數(shù)為1，次氯酸的非羥基氧原子數(shù)為0，無機含氧酸分子中非羥基氧原子數(shù)越多，酸性越強，所以磷酸的酸性強于次氯酸，D項正確。4．(2024·山東威海一模)下列敘述錯誤的是(D)A．C2H4分子中有π鍵B．CH4的中心原子是sp3雜化C．HCl和HI中化學鍵的類型和分子的極性都相同D．價電子排布式為3s23p4的粒子其基態(tài)原子軌道表示式為[解析]乙烯分子中兩個C原子之間形成碳碳雙鍵，1個碳碳雙鍵由1個σ鍵和1個π鍵組成，故A正確；CH4的中心碳原子價層電子對數(shù)為4，為sp3雜化，故B正確；HCl和HI中的共價鍵均為極性共價鍵，HCl和HI均為極性分子，故C正確；依據(jù)洪特規(guī)則，電子排布在同一能級的不同軌道時，總是優(yōu)先單獨占據(jù)一個軌道，且自旋方向相同，所以價電子排布式為3s23p4的粒子的基態(tài)原子軌道表示式為，故D錯誤。二、非選擇題(本題包括2小題，共36分)5．(2024·湖北武漢模擬)元素周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序數(shù)依次增大。a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，b的價電子層中的未成對電子有3個，c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，d與c同族；e的最外層只有1個電子，但次外層有18個電子?；卮鹣铝袉栴}：(1)a和其他元素形成的二元共價化合物中，分子呈三角錐形，該分子的中心原子的雜化方式為sp3；分子中既含有極性共價鍵，又含有非極性共價鍵的化合物是H2O2、N2H4(合理即可)(填化學式，寫出兩種)。(2)這些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸是H2SO3(填化學式)。(3)這五種元素形成的一種1︰1型離子化合物中，陰離子呈四面體結(jié)構(gòu)；陽離子呈軸向狹長的八面體結(jié)構(gòu)(如圖所示)。該化合物中，陰離子為SOeq\o\al(2－,4)，陽離子中存在的化學鍵類型有共價鍵和配位鍵；該化合物加熱時首先失去的組分是H2O，推斷理由是H2O與Cu2＋的配位鍵比NH3與Cu2＋的弱。[解析]a、b、c、d、e為前四周期元素，a的核外電子總數(shù)與其周期數(shù)相同，且原子序數(shù)最小，a為H；c的最外層電子數(shù)為其內(nèi)層電子數(shù)的3倍，內(nèi)層電子數(shù)為2，即，為O元素；b的價電子層中的未成對電子有3個，且原子序數(shù)小于氧元素，則b為N元素；e的原子序數(shù)最大，且最外層只有1個電子，次外層有18個電子，位于第四周期，共有29個電子，推知e為Cu元素；d與c同族，且原子序數(shù)比O大比銅小，推知d為S元素。(1)a為H，與N、O、S可形成二元共價化合物，分別為NH3(三角錐形)、H2O(V形)、H2S(V形)，其中呈三角錐形的分子的中心原子的雜化方式，可利用價層電子對互斥理論計算價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(5－3)＝4，故為sp3雜化；H與N、O、S形成既含極性共價鍵，又含非極性共價鍵的化合物H2O2(H—O—O—H)、，H—O、H—N為極性鍵，O—O、N—N為非極性鍵。(2)這些元素可形成含氧酸HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4，分子的中心原子的價層電子對數(shù)為3的酸是HNO2、HNO3；酸根呈三角錐結(jié)構(gòu)的酸為H2SO3，SOeq\o\al(2－,3)價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)×(6＋2－6)＝3＋1＝4。(3)含有H、N、O、S、Cu五種元素的化合物，聯(lián)系協(xié)作物有關學問以及題目所給信息，視察陽離子中心為1個Cu2＋，四周為4個NH3分子和2個H2O分子，得到該化合物的化學式為[Cu(NH3)4(H2O)2]SO4，加熱時，由于H2O和Cu2＋作用力較弱會先失去。6．(2024·山東濰坊高三檢測)X、Y、Z、W為原子序數(shù)遞增的短周期主族元素，R為過渡元素。Y的最高價氧化物的水化物是強酸，Z元素基態(tài)原子中有2個未成對電子，基態(tài)W原子的價層電子排布式為nsn－1npn－1，X與W為同主族元素?；鶓B(tài)的R原子M能層全充溢，核外有且僅有1個未成對電子。請回答下列問題：(1)基態(tài)R原子的核外價層電子排布式為3d104s1。(2)X、Y、Z三種元素的第一電離能由大到小的依次為N>O>C(填元素符號)。(