2023屆新高考新教材化學(xué)人教版一輪訓(xùn)練-第五章第3講　化學(xué)鍵　分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

第五章第3講化學(xué)鍵分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)一、選擇題(每小題只有一個選項符合題意)1．下列物質(zhì)中含有相同的化學(xué)鍵類型的是()A．NaCl、HCl、H2O、NaOHB．Cl2、Na2S、HCl、SO2C．Na2O2、H2O2、H2O、O3D．HBr、CO2、H2O、CS2解析：DA．四種物質(zhì)分別含有離子鍵、共價鍵、共價鍵、離子鍵和共價鍵，錯誤；B.四種物質(zhì)分別含有共價鍵、離子鍵、共價鍵、共價鍵，錯誤；C.四種物質(zhì)分別含有離子鍵和共價鍵、共價鍵、共價鍵、共價鍵，錯誤；D.四種物質(zhì)均含有共價鍵，正確。2．下列說法正確的是()①S8分子中S原子采用的軌道雜化方式為sp3②C2H4分子中只有以s軌道與sp2雜化軌道“頭碰頭”方式重疊而成的σ鍵③SnBr2分子中Br—Sn—Br的鍵角<120°④H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大A．①② B．③④C．①②③ D．①③④解析：D①S8是一個環(huán)形分子，每個S與兩個其他S原子相連，S原子形成兩個孤電子對，兩個σ鍵，所以S是sp3雜化，故正確；②碳碳雙鍵中一個是σ鍵，還有一個是π鍵，所以除了碳?xì)洇益I(s-sp2σ鍵)，還有sp2-sp2σ鍵，故錯誤；③SnBr2分子中，Sn原子的價層電子數(shù)目是eq\f(4＋2,2)＝3，配位原子數(shù)為2，故Sn含有1個孤電子對，SnBr2空間結(jié)構(gòu)為V形，根據(jù)價層電子對互斥理論可以判斷其鍵角小于120°，故正確；④H3O＋價層電子互斥模型為四面體形，氧原子采取sp3雜化，H2O中O原子有兩個孤電子對，H3O＋中O原子有一個孤電子對，因為孤電子對間的排斥力>孤電子對與成鍵電子對間的排斥力>成鍵電子對間的排斥力，導(dǎo)致H3O＋中H—O—H鍵角比H2O中H—O—H鍵角大，故正確。3．某一化合物的分子式為AB2，A屬第ⅥA族元素，B屬第ⅦA族元素，A和B在同一周期，它們的電負(fù)性值分別為3.44和3.98，已知AB2分子的鍵角為103.3°。下列推斷不正確的是()A．AB2分子的空間結(jié)構(gòu)為V形B．A－B鍵為極性共價鍵，AB2分子為非極性分子C．AB2與H2O相比，AB2的熔、沸點比H2O的低D．AB2分子中無氫原子，分子間不能形成氫鍵，而H2O分子間能形成氫鍵解析：B根據(jù)A、B的電負(fù)性值及所處位置關(guān)系，可判斷A元素為O，B元素為F，該分子為OF2。O—F鍵為極性共價鍵。因為OF2分子的鍵角為103.3°，OF2分子中鍵的極性不能抵消，所以為極性分子。4．毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺。下列關(guān)于三聚氰胺分子的說法中正確的是()A．所有氮原子均采取sp3雜化B．一個三聚氰胺分子中共含有15個σ鍵C．屬于極性分子D．三聚氰胺分子中同時含有極性鍵和非極性鍵解析：BC=N鍵中N原子采取sp2雜化，—NH2中N原子采取sp3雜化，A錯誤；1個三聚氰胺分子中含有6個N—H鍵、6個C—N鍵和3個C=N鍵，每個雙鍵中含有1個σ鍵，故1個三聚氰胺分子中含有15個σ鍵，B正確；由三聚氰胺的結(jié)構(gòu)簡式可知，該分子結(jié)構(gòu)對稱，是非極性分子，C錯誤；三聚氰胺分子中只含有極性鍵，不含非極性鍵，D錯誤。5．(2021·原創(chuàng))下列關(guān)于N、P、S及其化合物結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的論述錯誤的是()A．[Zn(NH3)6]2＋中H—N—H的鍵角大于NH3分子中H—N—H的鍵角B．P可形成分子PF3和PF5，它們的幾何構(gòu)型分別為三角錐形和三角雙錐形C．若氨晶體中每個氫原子都形成氫鍵，則每個NH3與周圍4個NH3通過氫鍵相結(jié)合D．SO2分子中的大π鍵可以表示為Πeq\o\al(4,3)解析：CA項，孤電子對與成鍵電子對之間的排斥力大于成鍵電子對之間的排斥力，氨分子中含有孤電子對，而[Zn(NH3)6]2＋中N原子上的孤電子對與鋅離子形成配位鍵，所以[Zn(NH3)6]2＋中H—N—H鍵角>NH3分子中H—N—H的鍵角，正確；B項，PF3中P的價層電子對數(shù)＝3＋eq\f(5－3×1,2)＝4，有一個孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為三角錐形，PF5中P的價層電子對數(shù)＝5＋eq\f(5－5×1,2)＝5，無孤電子對，所以空間結(jié)構(gòu)為三角雙錐形，正確；C項，若氨晶體中每個氫原子都形成氫鍵，則1個NH3中3個H原子與其他的NH3分子的N原子形成3個氫鍵，1個N原子與其他NH3分子的H原子形成3個氫鍵，則每個NH3與周圍6個NH3通過氫鍵相結(jié)合，錯誤；D項，雜化軌道只用于形成單鍵或用來容納未參與成鍵的孤對電子，未參與雜化的p軌道，可用于形成π鍵。SO2分子中的S、O都采用sp2雜化，S和2個O之間各有一對共用電子，這樣2個O各自還有5個未用價電子，S還有4個未用價電子。2個O各有4個價電子形成2對孤對電子，S有2個價電子形成1對孤對電子，這樣，2個O還剩余2個價電子，S還剩余2個價電子，這4個價電子形成一個大π鍵Πeq\o\al(4,3)，正確。6．(2021·平陰一中月考)連花清瘟膠囊用于治療流行性感冒，其主要成分的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示。下列關(guān)于該有機(jī)化合物的說法錯誤的是()A．分子中只有1個手性碳原子B．1mol該有機(jī)化合物消耗Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶2C．鍵角α>βD．分子中共平面的碳原子最多有7個解析：D手性碳原子是指與四個各不相同原子或基團(tuán)相連的碳原子，該有機(jī)化合物中只有虛線圈內(nèi)的碳原子為手性碳原子，只有一個，A正確；該有機(jī)化合物能與Na反應(yīng)的基團(tuán)有酚羥基、醇羥基和羧基，能與NaOH反應(yīng)的基團(tuán)有酚羥基和羧基，所以1mol該有機(jī)化合物消耗Na與NaOH的物質(zhì)的量之比為3∶2，B正確；氧原子上有孤對電子，導(dǎo)致β鍵角更小，C正確；與苯環(huán)相連的碳原子與苯環(huán)在同一平面上，與羧基相連的碳原子可以通過單鍵旋轉(zhuǎn)到苯環(huán)平面，故分子中最多共平面的碳原子不止7個，D錯誤。7．(2021·青島期末)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序數(shù)依次增大，最外層電子數(shù)滿足Z＝X＋Y；化合物Y2X4的電子總數(shù)為18個；基態(tài)Z原子的電子總數(shù)是其最高能級電子數(shù)的2倍，且最高能級有兩個未成對電子；W的氫化物水溶液及最高價氧化物對應(yīng)水化物均為強(qiáng)酸。下列敘述錯誤的是()A．X、Y、W三種元素能形成離子化合物B．X2Y—YX2的水溶液呈堿性C．元素的電負(fù)性：Y<ZD．Y2Z分子中只含σ鍵，不含π鍵解析：DY2X4型常見化合物有N2O4、C2H4、N2H4，根據(jù)電子總數(shù)為18，推測Y2X4為N2H4，即X為H，Y為N；Z的最外層電子數(shù)＝X最外層電子數(shù)＋Y最外層電子數(shù)＝6，故Z可能為O或S，又Z電子總數(shù)是最高能級電子數(shù)的2倍，O和S最高能級均為4個電子，即np4，故Z的電子總數(shù)為8，Z為O；W的氫化物為強(qiáng)酸，短周期滿足此要求的只有HCl，故W為Cl。X為H，Y為N，W為Cl，三者可形成離子化合物NH4Cl，A正確；該化合物為兩個氨基相連，即N2H4(肼)，肼溶于水能發(fā)生類似NH3與水的反應(yīng)，且生成物能電離出OH－，故溶液顯堿性，B正確；Y為N，Z為O，電負(fù)性：O>N，C正確；Y2Z即N2O，其等電子體為CO2，故兩者結(jié)構(gòu)相同，根據(jù)CO2結(jié)構(gòu)式O=C=O可知，雙鍵中有一條為σ鍵，另一條為π鍵，D錯誤。8．離子液體是在室溫或接近室溫時呈液態(tài)的鹽類物質(zhì)，應(yīng)用廣泛。1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽離子液體結(jié)構(gòu)如圖所示，下列相關(guān)敘述錯誤的是()A．該離子液體中C、N雜化方式均有sp2和sp3兩種B．陰離子呈正四面體形，存在共價鍵和配位鍵C．陽離子中σ鍵數(shù)目是π鍵數(shù)目的10倍D．該離子液體與水能夠形成氫鍵解析：C該離子液體中根據(jù)C原子連接的化學(xué)鍵有1個雙鍵判斷應(yīng)采用的是sp2雜化，還有碳原子連接的是四個單鍵，判斷采用的是sp3雜化。N原子連接的有1個雙鍵判斷是sp2雜化，另一個N原子連接的都是單鍵判斷是sp3雜化，故A正確；陰離子BFeq\o\al(－,4)中的B原子采用sp3雜化，根據(jù)VSEPR模型判斷空間結(jié)構(gòu)是正四面體，根據(jù)雜化理論判斷B原子中有空軌道，F(xiàn)－有孤對電子，故還含有配位鍵，B正確；根據(jù)單鍵是σ鍵，雙鍵是一個σ鍵和一個π鍵判斷該物質(zhì)中含有σ鍵是19個，π鍵2個，σ鍵數(shù)目不是π鍵數(shù)目的10倍，故C錯誤；該物質(zhì)中含有電負(fù)性大的N和F原子故能與水中的氫原子形成氫鍵，D正確。二、選擇題(每小題有一個或兩個選項符合題意)9．下列有關(guān)共價鍵和鍵參數(shù)的說法不正確的是()A．一個丙烯(C3H6)分子中含有7個σ鍵和1個π鍵B．碳碳雙鍵比碳碳單鍵鍵能更大，故碳碳雙鍵更穩(wěn)定C．C－H鍵比Si－H鍵鍵長更短，故CH4比SiH4更穩(wěn)定D．由于孤電子對的存在，H2O分子的鍵角小于109°28′解析：ABA．丙烯的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCH3，成鍵原子之間只能形成一個σ鍵，因此丙烯中含有8個σ鍵和1個π鍵，故A說法錯誤；B.碳碳雙鍵中有一個σ鍵和一個π鍵，π鍵不穩(wěn)定，容易斷裂，故B說法錯誤；C.C的原子半徑小于Si，因此C－H鍵長比Si－H鍵長短，因此CH4比SiH4穩(wěn)定，故C說法正確；D.中心原子O含有孤電子對數(shù)為(6－2)/2＝2，孤電子對之間的斥力>孤電子對與成鍵電子對之間的斥力>成鍵電子對之間的斥力，因此H2O分子中鍵角小于109°28′，故D說法正確。10．下列對分子的性質(zhì)的解釋，不正確的是()A．碘易溶于四氯化碳，甲烷難溶于水都可用相似相溶原理解釋B．酸性：H3PO4>HClO，因為H3PO4的非羥基氧原子數(shù)比HClO的多C．SiCl4分子中硅氯鍵的極性比CCl4中碳氯鍵的弱D．青蒿素分子式為C15H22O5，結(jié)構(gòu)如圖，該分子中包含7個手性碳原子解析：C碘是非極性分子，易溶于非極性溶劑四氯化碳，甲烷屬于非極性分子，難溶于極性溶劑水，所以都可用相似相溶原理解釋，所以A正確；H3PO4的非羥基氧原子數(shù)比HClO的多，含氧酸中非羥基氧原子數(shù)越多，酸性越強(qiáng)，所以磷酸的酸性強(qiáng)于次氯酸，所以B正確；碳元素的電負(fù)性大于硅元素，因此Si、Cl間的電負(fù)性差別較大，Si—Cl的極性強(qiáng)，故C錯誤；手性碳原子是指碳原子周圍相連的4個原子或原子團(tuán)都不相同。根據(jù)青蒿素的結(jié)構(gòu)簡式圖知，該分子中包含7個手性碳原子，故D正確。11．(2021·武漢模擬)曾經(jīng)有一種“本寶寶福祿雙全”的有機(jī)化合物刷爆朋友圈，其結(jié)構(gòu)簡式為。下列關(guān)于該有機(jī)化合物的說法錯誤的是()A．基態(tài)Cl原子的核外電子有17種運(yùn)動狀態(tài)B．分子中存在大π鍵Πeq\o\al(6,6)C．HClO4中Cl的價層電子對數(shù)為4D．與足量H2發(fā)生加成反應(yīng)后，該分子中有3個手性碳原子解析：D基態(tài)Cl原子的核外有17個電子，每個電子的運(yùn)動狀態(tài)均不相同，則電子有17種運(yùn)動狀態(tài)，A正確；分子中存在苯環(huán)，存在Πeq\o\al(6,6)大π鍵，B正確；HClO4分子中Cl原子的價層電子對數(shù)＝4＋eq\f(1,2)×(7＋1－2×4)＝4，C正確；與足量H2發(fā)生加成反應(yīng)后，該分子中含有4個手性碳原子，如圖中(*)所示，D錯誤。12.(2021·泰安一模)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序數(shù)逐漸增大，四種元素形成的化合物甲的結(jié)構(gòu)如圖所示。且W與X、Y、Z均可形成電子數(shù)相等的分子，W2Z常溫常壓下為液體。下列說法正確的是()A．YW3分子中的鍵角為120°B．W2Z的穩(wěn)定性大于YW3C．物質(zhì)甲分子中存在7個σ鍵D．Y元素的氧化物對應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸解析：BCW為H元素，X為C元素，Y為N元素，Z為O元素。A.YW3為NH3，NH3的構(gòu)型為三角錐形，鍵角為107°，故A錯誤；B.非金屬性：O>N，則H2O的穩(wěn)定性大于NH3，故B正確；C.雙鍵中含有1個σ鍵和1個π鍵，根據(jù)圖示可知，物質(zhì)甲分子中存在7個σ鍵，故C正確；D.N的氧化物對應(yīng)水化物不一定為強(qiáng)酸，如亞硝酸為弱酸，故D錯誤。三、非選擇題13．城市為保持街道整潔、濕潤，在路面或廣場上噴灑含化學(xué)式為XY2的溶液作保濕劑。X原子的結(jié)構(gòu)示意圖為，X的陽離子與Y的陰離子的電子層結(jié)構(gòu)相同。元素Z、W均為短周期元素，它們原子的最外層電子數(shù)均是其電子層數(shù)的2倍，Z與Y相鄰且Z、W能形成一種WZ2型分子。(1)m＝________，該保濕劑的化學(xué)式為________。(2)Z、W元素的名稱為________、________。(3)下列說法正確的是________(填選項字母)。A．XY2和WZ2都為離子化合物B．XY2中僅含離子鍵，WZ2中僅含共價鍵C．H2Z比HY的穩(wěn)定性強(qiáng)D．X的陽離子比Y的陰離子半徑大(4)下列化學(xué)用語表達(dá)正確的是________(填選項字母)。A．XY2的電子式：B．WZ2的結(jié)構(gòu)式：Z=W=ZC．Y元素的單質(zhì)與H2Z水溶液反應(yīng)的離子方程式為Y2＋Z2－=2Y－＋Z↓D．用電子式表示XY2的形成過程為解析：(1)由X原子的結(jié)構(gòu)示意圖可知，a為2，b為8，m為20，該元素為Ca，根據(jù)CaY2可知Y為－1價，又因Y－與Ca2＋的電子層結(jié)構(gòu)相同，可知Y為Cl，該保濕劑的化學(xué)式為CaCl2。(2)Z、W原子的最外層電子數(shù)是其電子層數(shù)的2倍，且Z、W能形成一種ZW2型分子，則Z、W是C或S。Z與Y相鄰，則Z是S，W是C。(3)A項，CS2是共價化合物，錯誤；B項，CaCl2中只含離子鍵，CS2中只含共價鍵，且是極性共價鍵，正確；C項，氯的非金屬性強(qiáng)于硫，因此穩(wěn)定性：HCl>H2S，錯誤；D項，核外電子排布相同的離子，原子序數(shù)越小，離子半徑越大，因此半徑：Ca2＋<Cl－，錯誤。(4)A項，CaCl2為離子化合物，電子式為，錯誤；B項，CS2是直線形分子，結(jié)構(gòu)式為S=C=S，正確；C項，Cl2與H2S水溶液反應(yīng)的離子方程式為Cl2＋H2S=2H＋＋2Cl－＋S↓，錯誤；D項，用電子式表示XY2的形成過程，正確。答案：(1)20CaCl2(2)硫碳(3)B(4)BD14．科學(xué)家正在研究溫室氣體CH4和CO2的轉(zhuǎn)化和利用。(1)CH4和CO2所含的三種元素電負(fù)性從小到大的順序為________________。(2)下列關(guān)于CH4和CO2的說法正確的是__________(填序號)。a．固態(tài)CO2屬于分子晶體b．CH4分子中含有極性共價鍵，是極性分子c．因為碳?xì)滏I鍵能小于碳氧鍵，所以CH4熔點低于CO2d．CH4和CO2分子中碳原子的雜化類型分別是sp3和sp(3)在Ni基催化劑作用下，CH4和CO2反應(yīng)可獲得化工原料CO和H2。①基態(tài)Ni原子的電子排布式為__________，該元素位于元素周期表中的第__________族。②Ni能與CO形成正四面體形的配合物Ni(CO)4，1molNi(CO)4中含有__________molσ鍵。(4)一定條件下，CH4、CO2都能與H2O形成籠狀結(jié)構(gòu)(如圖所示)的水合物晶體，其相關(guān)參數(shù)見下表。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。參數(shù)分子分子直徑/nm分子與H2O的結(jié)合能E/(kJ·mol－1)CH40.43616.40CO20.51229.91①“可燃冰”中分子間存在的2種作用力是__________。②為開采深海海底的“可燃冰”，有科學(xué)家提出用CO2置換CH4的設(shè)想。已知上圖中籠狀結(jié)構(gòu)的空腔直徑為0.586nm，根據(jù)上述圖表，從物質(zhì)結(jié)構(gòu)及性質(zhì)的角度分析，該設(shè)想的依據(jù)是__________。解析：(1)非金屬性越強(qiáng)，則電負(fù)性越大，故H、C、O的電負(fù)性依次增大。(2)CO2是由非金屬元素形成的分子晶體，a選項正確；CH4分子是正四面體結(jié)構(gòu)，其為非極性分子，b選項錯誤；CH4和CO2都是分子晶體，分子晶體的相對分子質(zhì)量越大，熔、沸點越高，c選項錯誤；CH4為正四面體結(jié)構(gòu)，故碳原子的雜化類型是sp3，CO2為直線形分子，故碳原子的雜化類型是sp，d選項正確。(3)①Ni的原子序數(shù)為28，故基態(tài)Ni原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2；在元素周期表中，Ni位于第四周期第Ⅷ族。②1個CO分子中存在1個σ鍵，而Ni(CO)4中Ni與CO之間還存在4個σ鍵，故1molNi(CO)4中含有8molσ鍵。(4)①可燃冰中存在分子間作用力即范德華力，另外水分子間還存在氫鍵。②分子與H2O的結(jié)合能越大表明越容易與H2O結(jié)合。答案：(1)H＜C＜O(2)a、d(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2Ⅷ②8(4)①氫鍵、范德華力②CO2的分子直徑小于籠狀結(jié)構(gòu)空腔直徑，且與H2O的結(jié)合能大于CH415．(2021·太原模擬)根據(jù)原子結(jié)構(gòu)，分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)相關(guān)知識，回答下列問題：(1)基態(tài)硅原子的價電子軌道表示式是________________，核外有________種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。(2)NH3分子的VSEPR模型為________；SO3分子的空間結(jié)構(gòu)為________。(3)根據(jù)等電子原理，寫出CN－的電子式________；SCN－中心原子的雜化方式為________。(4)沸點比較：SiH4________CH4(填“大于”“小于”或“等于”)，原因是___________。(5)在下列物質(zhì)①P4②NH3③HCN④BF3⑤H2O⑥SO3⑦CH3Cl⑧H2O2中，屬于含有極性鍵的極性分子的是(填序號)________。(6)碳可以形成多種有機(jī)化合物，右圖所示是噻吩的結(jié)構(gòu)，分子中所有原子都在一個平面上。①噻吩中所有元素的電負(fù)性由大到小的順序________。②噻吩結(jié)構(gòu)中C原子的雜化方式為__________________________________。③分子中的大π鍵可以用符號Πeq\o\al(n,m)表示，其中m代表參與形成大π鍵的原子數(shù)，n代表參與形成大π鍵的電子數(shù)(如苯分子中的大π鍵可表示為Πeq\o\al(6,6))。請問噻吩中的大π鍵表示為_______。(7)鍵能的大小可以衡量化學(xué)鍵的強(qiáng)弱，也可以用于計算化學(xué)反應(yīng)的反應(yīng)熱，回答下列問題：已知H—H鍵能為436kJ·mol－1，N—H鍵能為391kJ·mol－1，N≡N鍵能為946kJ·mol－1，合成氨反應(yīng)中，反應(yīng)前充入N2和H2各6mol，達(dá)到平衡時，N2的轉(zhuǎn)化率為15%，試計算這種情況下，反應(yīng)________能量(填“吸收”或“放出”)________kJ。解析：(1)硅是14號元素，核外電子排布式為1s22s22p63s23p2，價電子軌道表示式是;Si的14個電子的運(yùn)動狀態(tài)均不同，故有14種不同運(yùn)動狀態(tài)的電子。(2)NH3分子的價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)(5－3×1)＝4，故VSEPR模型為四面體形；SO3分子的價層電子對數(shù)為3＋eq\f(1,2)(6－3×2)＝3，沒有孤電子對，故SO3分子的空間結(jié)構(gòu)為平面三角形。(3)CN－由2個原子組成，價電子數(shù)為10，是N2的等電子體，