1、第三单元分子空间结构与物质性质一、选择题1N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示键，下列说法中不正确的是()。AN2分子与CO分子中都含有叁键BCO分子中有一个键是配位键CN2与CO互为等电子体DN2与CO的化学性质相同解析由题可知N2分子中N原子之间、CO分子中C、O原子之间通过2个键，一个键，即叁键结合，其中，CO分子中1个键由O原子单方面提供孤电子对，C原子提供空轨道通过配位键形成；N2与CO两分子的原子数和价电子总数相等，互为等电子体，N2化学性质相对稳定，CO具有比较强的还原性，两者化学性质不同。答案D2下列说法不正确的是()。A键比键重叠程度大，形成的共价键强B
2、两个原子之间形成共价键时，最多有一个键C气体单质中，一定有键，可能有键DN2分子中有一个键，2个键解析气体单质分子中，可能只有键，如Cl2；也可能既有键又有键，如N2；但也可能没有化学键，如稀有气体。答案C3下列说法正确的是 ()。A凡是中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型都是正四面体型B在SCl2中，中心原子S采取sp杂化轨道成键C杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对D凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键解析A项，中心原子采取sp3杂化的分子，其分子构型可以是正四面体型，也可以是三角锥型或形，A错误；B项，SCl2中S原子采取sp3杂化轨道成键，B错
3、误；D项，AB3型共价化合物，中心原子可采取sp2杂化，如SO3等，D错误。答案C4下列叙述中正确的是 ()。ANH3、CO、CO2都是极性分子BCH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子CHF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强DCS2、H2O、C2H2都是直线形分子解析A中CO2为非极性分子；B说法正确。D中水为极性分子，空间结构不是直线形，属于V形结构。选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱。答案B5下列现象与氢键有关的是()。NH3的熔、沸点比A族其他元素氢化物的高小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶冰的密度比液态水的密度小尿素的熔、沸点比醋酸的高邻羟基苯甲酸的熔、沸点比
4、对羟基苯甲酸的低水分子高温下很稳定A BC D解析水分子高温下很稳定是因为分子中OH键的键能大。答案B6氯化亚砜(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型是和中心原子(S)采取杂化方式的说法正确的是 ()。A三角锥型、sp3 BV形、sp2C平面三角形、sp2 D三角锥型、sp2解析SOCl2分子中S原子的杂化轨道数为134，S原子采取sp3杂化，由于孤电子对占据一个杂化轨道，分子构型为三角锥型。答案A7二茂铁(C5H5)2Fe是由一个二价铁离子和2个环戊烯基负离子构成，它的发现可以说是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了金属有机
5、化合物研究的新领域。已知：二茂铁熔点是173 (在100 时开始升华)，沸点是249 ，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非极性溶剂。下列说法正确的是 ()。A二茂铁属于离子晶体B在二茂铁结构中，C5H与Fe2之间形成的化学键类型是离子键C已知：环戊二烯的结构式为：，则其中仅有1个碳原子采取sp3杂化D二价铁离子的基态电子排布式为：Ar3d44s2解析根据题给信息知，二茂铁易升华，易溶于有机溶剂，可以推断它应为分子晶体，则C5H与Fe2之间不可能为离子键，而应为配位键，A、B项均错误。由环戊二烯的结构式知，仅1号碳原子形成四个单键，为sp3杂化，其余四个碳为sp2杂化，C项正确。D项，铁原子失去4s上
6、的电子即为Fe2的基态，应为Ar3d6。答案C二、非选择题8元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88.9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。(1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置。(2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中，写出X质量分数为50%的化合物的化学式_；该分子的中心原子以sp2杂化，是_分子，分子构型为_。(3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式_；该分子的中心原子以sp2杂化，是_分子，分子构型为_。(4)由元素氢、X、Y三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶
7、液均呈酸性，试分别写出其分子式_、_，并比较酸性强弱：_。(5)由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是_(写分子式)，分子构型为V形的是_(写分子式)。解析根据氢化物化学式H2X知100%88.9%，M(X)16。可推知，X为O，则Y为S，则其氧化物分别为SO2、SO3，根据杂化轨道理论易确定其分子构型、极性。三种元素组成的化合物为H2SO3、H2SO4，其酸性：H2SO4H2SO3。X元素为O，与H元素形成两种化合物H2O和H2O2，其中H2O的分子构型为V形，H2O2分子中含有非极性键“OO”。答案(1)X：第二周期，A族；Y：第三周期，A族(2)SO2极性V形 (3)SO3非极
8、性平面三角形(4)H2SO3H2SO4H2SO4H2SO3 (5)H2O2H2O9为了比较温室效应气体对目前全球增温现象的影响，科学家通常引用“温室效应指数”，以二氧化碳为相对标准。表中有(A)至(I)共9种气体在大气中的体积百分比及其温室效应指数。选项物质 大气中的含量(体积百分比) 温室效应指数AN2780BO2210CH2O10.1DCO20.031ECH4210430FN2O3105160GO341052 000HCCl3F2.810521 000ICCl2F24.810525 000(1)下列由极性键形成的极性分子是 ()。AN2BO2CH2ODCO2ECH4 (2)下列说法不正确的
9、是()。ACCl3F与CCl2F2互为等电子体BCCl2F2无同分异构体，说明其中碳原子采用sp3方式杂化CCH4是目前引起温室效应的主要原因DH2O的沸点是九种物质中最高的，是因为水分子间能形成氢键(3)在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸出气体如：NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些确是强温室气体。下列推测不正确的是 ()。A由价层电子对互斥理论可确定NF3分子呈三角锥型BC3F8在CCl4中的溶解度比水中大CCHClFCF3存在手性异构D第一电离能：NOF(4)水能与多种过渡金属离子形成络合物，已知某红紫色络合物的组成为CoCl35NH3H2O。其水溶液显弱酸性，
10、加入强碱并加热至沸腾有氨放出，同时产生Co2O3沉淀；加入AgNO3于该化合物溶液中，有AgCl沉淀生成，过滤后再加AgNO3溶液于滤液中无变化，但加热至沸腾有AgCl沉淀生成，且其质量为第一次沉淀量的二分之一。则该配合物的化学式最可能为()。ACoCl2(NH3)4ClNH3H2OBCo(NH3)5(H2O)Cl3CCoCl2(NH3)3(H2O)Cl2NH3DCoCl(NH3)5Cl2H2O(5)在上题中钴离子的核外电子排布式为_。(6)表格中与CO2互为等电子体的是_。根据等电子原理，写出CO分子结构式_。解析(1)N2、O2是由非极性键构成的非极性分子，H2O为V形结构，由HO极性键构
11、成的极性分子，CO2为直线形结构，由极性键构成的非极性分子，CH4为正四面体结构，由极性键构成的非极性分子。(2)由表可知，虽然其他物质温室效应指数高，但CO2含量大，是引起温室效应的主要原因。(3)N原子2p轨道半充满，稳定，第一电离能NO。(4)溶液呈弱酸性，说明NH3均在内界中，由第二次沉淀只有第一次一半可知，3份Cl，2份在外界，1份在内界，选D。(5)钴离子的核外电子排布，先写出钴原子的核外电子排布，再失去3个电子。答案(1)C(2)C(3)D(4)D(5)1s22s22p63s23p63d6或Ar3d6(6)N2OCO10美国科学杂志评出的十大科学突破之一是石墨烯的研究和应用方面的
12、突破。石墨烯具有原子级的厚度、优异的电学性能、出色的化学稳定性和热力学稳定性。制备石墨烯的方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的结构示意图如图所示：(1)下列有关石墨烯说法正确的是_。A石墨烯的结构与金刚石相似B石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面C12 g石墨烯含碳原子数为NAD从石墨剥离得石墨烯需克服石墨层与层之间的分子间作用(2)化学气相沉积法是获得大量石墨烯的有效方法之一，催化剂为金、铜、钴等金属或合金，含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一种或任意组合。钴原子在基态时，核外电子排布式为：_。乙醇沸点比氯乙烷高，主要原因是_。下图是金与铜形成的金属互化物合金，它的化学式可
13、表示为：_。含碳源中属于非极性分子的是_。a甲烷 b乙炔 c苯 d乙醇酞菁与酞菁铜染料分子结构如下图，酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有：_；酞菁铜分子中心离子的配位数为：_。解析(1)石墨烯中的碳原子均为sp2杂化，故为平面形，而金刚石为四面体型，A项错误，B项正确。石墨层与层之间为分子间作用力，D项正确。(2)Co为27号元素。乙醇含有羟基，可形成分子间的氢键，故沸点高。Au的个数为：81，Cu的个数为：63，则化学式为AuCu3。甲烷为正四面体，乙炔为直线形，苯为中心对称，均为非极性分子。酞菁分子中N有两种形式，一是，此N为sp3杂化；一是NC，此N为sp2杂化。酞菁铜中，左右的N与铜形成
14、一般共价键，上下的氮形成配位键，所以Cu2的配位数为2。答案(1)BCD(2)Ar3d74s2或1s22s22p63s23p63d74s2乙醇分子间可形成氢键，而氯乙烷分子间无氢键Cu3Au或AuCu3a、b、csp3和sp2211过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。(1)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色，与其d轨道电子排布有关。一般而言，为d0或d10排布时，无颜色；为d1d9排布时，有颜色，如Co(H2O)62显粉红色，据此判断，Mn(H2O)62_(填“有”或“无”)颜色。(2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁简称PFS，化学式为：Fe2(OH)n(SO4)3n/2m，
15、n5，m10在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是_。(填序号)APFS中铁显3价B铁原子的外围电子排布式是3d64s2C由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程D由下表可知气态Fe2再失去一个电子比气态Mn2再失去一个电子难元素MnFe电离能I1717759(kJmol1)I21 5091 561I33 2482 957(3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬()与甲基丙烯酸根的配合物为：该化合物中存在的化学键类型有_。该化合物中一个Cr的配位数为_。甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式有_。等电子体是具有相同的价电子
16、数和原子数的分子或离子，与H2O分子互为等电子体的微粒是_(填一种即可)。与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是_(填元素符号)。解析(1)Mn2的3d轨道上有5个电子，由题中信息知Mn(H2O)62有颜色。(2)I3：MnFe，所以气态Fe2再失去一个电子比气态Mn2再失去一个电子容易。(3)该化合物中存在配位键、共价键、离子键。2个Cr共有12个配体，则一个Cr的配位数为6。形成单键时，C原子以sp3形式杂化；形成双键时，C原子以sp2形式杂化。注意等电子体的要点，与H2O分子互为等电子体的微粒是H2S或NH。基态铬原子的最外层电子排布是4s1,3d轨道比4s轨道能量高，当3d轨道全空(K)、半满(Cr)、全满(Cu)时，原子结构稳定。答案(1)有(2)D(3)配位键、共价键、离子键6sp3和sp2H2S或NHK、Cu