1、第三单元分子空间结构与物质性质课时训练 练知能、提成绩 限时测评 (时间:40分钟)测控导航表考点易中配合物110分子空间构型与性质2,3,6,78,11综合应用4,59,12基础过关1.下列过程与配合物的形成无关的是(A)A.除去铁粉中的SiO2可用强碱溶液B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失C.向Fe3+溶液中加入KSCN溶液D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失解析:A项,除去铁粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质,与配合物的形成无关;B项,AgNO3与氨水反应先生成AgOH沉淀,再生成Ag(NH3)2+;C项,Fe3+与KSCN反应生成Fe(SCN)
2、n3-n;D项,CuSO4与氨水反应先生成Cu(OH)2沉淀,再生成Cu(NH3)42+。2.下列推论正确的是(B)A.SiH4的沸点高于CH4,可推测PH3的沸点高于NH3B.N为正四面体结构,可推测P也为正四面体结构C.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体D.C2H6是碳链为直线形的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子解析:NH3分子间存在氢键,沸点反常偏高,大于PH3,A项错误。N、P是同主族元素,形成的离子:N和P结构类似,都是正四面体构型,B项正确。CO2是分子晶体,而SiO2是原子晶体,C项错误。C2H6中两个CH3对称,是非极性分子,而C3H8是
3、锯齿形结构,是极性分子,D项错误。3.下列关于粒子结构的描述不正确的是(C)A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子粒子C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子D.1 mol D2 16O中含中子、质子、电子各10NA个(NA代表阿伏加德罗常数)解析:A项中H2S和NH3都是价电子总数为8的极性分子,正确;B项中HS-和HCl都只含一个极性键,且都具有18个电子,正确;C项中CH2Cl2是极性分子,四面体构型,CCl4是非极性分子,正四面体构型,不正确;D项中1个氘原子DH)中含1个质子、1个电子、1个中子,故1 mol D2 16
4、O中含中子、质子、电子各10NA个,正确。4.下列描述中正确的是(C)CS2为V形的极性分子Cl的空间构型为平面三角形SF6中有6对完全相同的成键电子对SiF4和S的中心原子均为sp3杂化A.B.C.D.解析:CS2与CO2结构类似,为直线形非极性分子,错误;由价层电子对互斥理论可知Cl中中心原子的价层电子数=(7+1)=4,孤电子对数为1,所以Cl是三角锥形,错误;硫原子最外层有6个电子,和氟原子之间有6对完全相同的成键电子对,正确;SiF4和S的空间构型分别为正四面体和三角锥形,但中心原子均采用的是sp3杂化,正确。5.(2014山西沂州实验中学模拟)下列判断正确的是(D)A.元素周期表中
5、查得的相对原子质量为同位素的相对原子质量B.化学键的变化一定会引起化学反应的变化C.只含有共价键的物质一定是共价化合物D.全部由极性键构成的分子不一定是极性分子解析:元素周期表中查得的相对原子质量为元素的相对原子质量,A项错误;化学键的变化不一定生成新物质,所以不一定是化学反应的变化,B项错误;只含有共价键的物质还有可能是单质,C项错误。6.(2013山东潍坊模拟)在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是(C)A.NF3B.CC.BF3D.H3O+解析:中心原子的价层电子对数目,NF3、C、H3O+均为4,键电子对均为3,孤电子对均为1,所以分子构型为三角锥形;只有BF3中的价
6、层电子对数=键电子对数=3,无孤电子对,所以形成平面正三角形分子。7.(2013福建师大附中三模)(1)铬的外围电子排布式是,与铬同周期,最外层有3个未成对电子数的元素名称是,该元素对应的最低价氢化物分子的中心原子采取了杂化方式,分子的空间构型是。(2)富勒烯(C60)的结构如图,1 mol C60分子中键的数目为。继C60后,科学家又合成了Si60、N60。请解释如下现象:熔点:Si60N60C60,而破坏分子所需要的能量:N60C60Si60,其原因是 。(3)氟化氢水溶液中存在氢键有种。(4)2011年诺贝尔化学奖授予了因发现准晶体材料的以色列科学家。某准晶体是锰与另一个短周期元素X形成
7、的凝固态。已知:金属的电负性一般小于1.8。元素X与同周期相邻元素Y、Z的性质如下表:YXZ与H+反应放出H2与H+、OH-反应放出H2与OH-反应放出H2则X元素符号是,锰与X在准晶体中的结合力为。解析:(1)24Cr元素原子的外围电子排布式遵从构造原理和洪特规则特例为3d54s1,第四周期元素中原子最外层有3个未成对电子的是砷(As)元素,该元素氢化物AsH3分子结构与NH3分子相似,As原子以sp3方式杂化,分子的空间构型是三角锥形。(2)富勒烯(C60)中每个C原子与另外 3个 C原子形成3个键,平均每个C原子所有3=1.5个,故1个C60分子中有601.5=90个,1 mol C60
8、分子中有90NA个键,组成和结构相似的分子相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔、沸点越高,而共价分子的价键越短,键越牢固,分子越稳定,因为相对分子质量Si60N60C60,而原子半径r(N)r(C)N60C60;由于成键原子半径越小,形成的共价键越强,断键所需能量越多,故破坏分子需要的能量顺序为N60C60Si60(合理答案均可)(3)4(4)Al金属键8.(2013武汉二中模拟)试依次回答下列相关问题:(1)写出磷原子M能层的电子排布式: 。(2)磷有两种氧化物P4O6和P4O10,其球棍模型结构如图所示。其中磷元素的杂化类型分别是。(3)磷有三种含氧酸H3PO2、H3PO3、H3PO4,
9、其中磷元素均以sp3杂化与相邻原子形成四个键,则H3PO3的结构式是,写出H3PO2与足量氢氧化钠溶液反应的化学方程式:。(4)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢气中高温反应合成。写出合成磷化硼的化学反应方程式: 。三溴化硼分子和三溴化磷分子的立体构型分别是、。解析:(1)是3s23p3。(2)P4O6中每个P与其周围三个O形成三角锥形,故P采取sp3杂化,P4O10中每个P与其周围4个O形成正四面体形,故P也采取sp3杂化。(3)4个sp3杂化轨道全部参与成键,说明有4个原子直接与P相连,有两种情况:、(不稳定),只能是,同理可知H
10、3PO2为,只有1个羟基氢显酸性,可被NaOH中和。(4)三溴化硼中硼原子采取sp2杂化,是平面三角形,而三溴化磷中磷原子是sp3杂化,有一个杂化轨道被孤电子对占据,是三角锥形。答案:(1)3s23p3(2)sp3、sp3(3)NaOH+H3PO2NaH2PO2+H2O(4)BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr平面三角形三角锥形能力提升9.下列叙述中正确的是(C)A.P4和NO2都是共价化合物B.CCl4和NH3都是以极性键结合的极性分子C.在CaO和SiO2晶体中,都不存在单个小分子D.甲烷的结构式:,是对称的平面结构,所以是非极性分子解析:A中P4属于单质;B中的NH3属于以极性键结合
11、的极性分子,而CCl4是非极性分子;D中CH4属于正四面体结构,是非极性分子;原子晶体和离子晶体中均无小分子,C正确。10.Co()的八面体配合物CoClmnNH3。若1 mol配合物与AgNO3作用生成1 mol AgCl沉淀,则m、n的值是(B)A.m=1n=5B.m=3n=4C.m=5n=1D.m=4n=5解析:由1 mol配合物生成1 mol AgCl知,1 mol配合物电离出1 mol Cl-,即配离子显+1价,外界有一个Cl-,又因Co显+3价,故CoClm-1nNH3+中有两个Cl-,又因为是八面体,配位数为6,所以n=6-2=4。11.(2012年福建理综)(1)元素的第一电离
12、能:AlSi(填“”或“”)。(2)基态Mn2+的核外电子排布式为。(3)硅烷(SinH2n+2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示,呈现这种变化关系的原因是 。(4)硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子Xm-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如图所示:在Xm-中,硼原子轨道的杂化类型有;配位键存在于原子之间(填原子的数字标号);m=(填数字)。硼砂晶体由Na+、Xm-和H2O构成,它们之间存在的作用力有(填序号)。A.离子键B.共价键C.金属键D.范德华力E.氢键解析:(1)同一周期元素自左向右第一电离能有增大趋势,故第一电离能AlSi。(2)Mn是25号元素,其核外电子排布式为1s22
13、s22p63s23p63d54s2,故Mn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(3)硅烷形成的晶体是分子晶体,相对分子质量越大,分子间范德华力越强,沸点越高。(4)由球棍模型可以看出,大黑球为B原子,灰球为O原子,小黑球为H原子。2号B原子形成3个键,采取sp2杂化,4号B原子形成4个键,采取sp3杂化;4号B原子三个sp3杂化轨道与除5号O原子外的三个O原子形成键后还有一个空轨道,而5号O原子能提供孤电子对而形成配位键;由图示可以看出该结构可以表示为B4H4O9m-,其中B为+3价,O为-2价,H为+1价,可知m=2。在晶体中Na+与Xm-之间为离子键,H2O分子间存
14、在范德华力,而该阴离子能与水分子形成氢键。答案:(1)(2)1s22s22p63s23p63d5(或Ar3d5)(3)硅烷的相对分子质量越大,分子间范德华力越强(或其他合理答案)(4)sp2、sp34,5(或5,4)2ADE12.(2013年新课标全国理综)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。回答下列问题:(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为,该能层具有的原子轨道数为、电子数为。(2)硅主要以硅酸盐、等化合物的形式存在于地壳中。(3)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献个原子。(4)单质硅可通过甲硅烷(Si
15、H4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该反应的化学方程式为。(5)碳和硅的有关化学键键能如下所示,简要分析和解释下列有关事实:化学键CCCHCOSiSiSiHSiO键能/(kJmol-1)356413336226318452硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。(6)在硅酸盐中,Si四面体如下图(a)通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根;其中Si原子的杂化形式为,Si与O的原子数之比为,化学式
16、为。解析:(1)基态硅原子有三个电子层,最外层能量最高,其符号为M,3s轨道数为1,3p为3,3d为5,合计轨道数为9,电子数为4。(2)硅主要以SiO2、硅酸盐形式存在于地壳中。(3)在硅晶体中,硅原子间以共价键结合,晶胞的6个面中各有一个硅原子,依据均摊法知,面心位置贡献了3个硅原子。(4)由题干信息知:Mg2Si与NH4Cl反应,其产物应有SiH4、MgCl2,再结合原子守恒分析知还有NH3,则其反应式为:Mg2Si+4NH4Cl4NH3+2MgCl2+SiH4。(5)物质内化学键的强弱影响物质的稳定性,进而影响物质构成种类数。SiH键的键能小,稳定性差,SiH4易生成稳定性强的氧化物。
17、(6)因Si与O形成四面体结构,则其杂化形式为sp3杂化,图(b)中每个四面体中有两个氧原子是与其他四面体共用的,则每个四面体占有该氧原子的,所以每个四面体共占有这两个氧原子为:2=1,另1个氧原子为该四面体所有,还含有1个SiO键属于该四面体,综上所述,一个四面体中,含1个Si原子,氧原子:1+1+1=3,所以,硅与氧原子数之比为13,其化学式为Si或SiO3。答案:(1)M94(2)二氧化硅(3)共价键3(4)Mg2Si+4NH4ClSiH4+4NH3+2MgCl2(5)CC键和CH键较强,所形成的烷烃稳定,而硅烷中SiSi键和SiH键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成CH键的键能大于CO键,CH键比CO键稳定,而SiH键的键能却远小于SiO键,所以SiH键不稳定而倾向于形成稳定性更强的SiO键(6)sp313SiO3(或Si)