2021版高考化学一轮复习课时跟踪检测三十七分子结构与性质含解析新人教版

-1-课时跟踪检测（三十七）分子结构与性质1．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法中不正确的是()A．N2分子与CO分子中都含有三键B．CO分子中有一个π键是配位键C．N2与CO互为等电子体D．N2与CO的化学性质相同解析：选DN2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。2．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是()A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子解析：选CA．SO2是V形分子，CS2、HI是直线形的分子，错误；B.BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子数是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤电子对，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，错误；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形分子，错误。3．现有下列两组命题，②组命题正确，且能用①组命题正确解释的是()选项①组②组AH—I键的键能大于H—Cl键的键能HI比HCl稳定BH—I键的键能小于H—Cl键的键能HI比HCl稳定CHI分子间的范德华力大于HCl的HI的沸点比HCl的高DHI分子间的范德华力小于HCl的HI的沸点比HCl的低解析：选CHCl比HI稳定，是由于H—Cl键键能大于H—I键键能，故A、B两项错误；HI沸点比HCl高，是由于HI的相对分子质量大于HCl的相对分子质量，HI分子间作用力大于HCl分子间作用力，故C正确，D错误。4．CH＋3、—CH3、CH－3都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法错误的是()A．它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化B．CH－3与NH3、H3O＋互为等电子体，几何构型均为三角锥形C．CH＋3中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面-2-D．两个—CH3或一个CH＋3和一个CH－3结合均可得到CH3CH3解析：选ACH＋3、—CH3、CH－3分别具有6个、7个和8个价电子，电子总数分别是：8个、9个和10个，它们不是等电子体，A说法错误；CH－3与NH3、H3O＋均具有8个价电子、4个原子，互为等电子体，几何构型均为三角锥形，B说法正确；根据价层电子对互斥模型，CH＋3中C原子的价电子对数为3，碳原子采取sp2杂化，其空间构型是平面三角形，C说法正确；两个—CH3或一个CH＋3和CH－3结合都能得到CH3CH3,D说法正确。5．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法中正确的是()A．CH4和NH＋4是等电子体，键角均为60°B．NO－3和CO2－3是等电子体，均为平面三角形结构C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道解析：选B甲烷是正四面体形结构，键角是109°28′，A错；NO－3和CO2－3是等电子体，均为平面三角形结构，B对；H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错；苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故B3N3H6分子中也存在，D错。6．某化合物的分子式为AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是()A．AB2分子的立体构型为V形B．A—B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子C．AB2与H2O相比，AB2的熔点、沸点比H2O的低D．AB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键解析：选B根据A、B的电负性值及所处位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。O—F键为极性共价键。因为OF2分子的键角为103.3°，OF2分子中键的极性不能抵消，所以为极性分子。7．(2019·全国卷Ⅰ·节选)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是________、________。乙二胺能与Mg2＋、Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是_____________________________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________(填“Mg2＋”或“Cu2＋”)。解析：乙二胺中N、C原子价层电子对数均为4，均采用sp3方式杂化。乙二胺中氮原子有孤对电子，Mg2＋、Cu2＋存在空轨道，两者易形成配位键。由于半径Cu2＋Mg2＋，Cu2＋的配位数比Mg2＋大，故乙二胺与Cu2＋形成的配合物更稳定。答案：sp3sp3乙二胺的两个N提供孤对电子给金属离子形成配位键Cu2＋8．(2019·全国卷Ⅱ·节选)近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料，其中一类为Fe­Sm­As­F­O组成的化合物。元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构-3-为________，其沸点比NH3的________(填“高”或“低”)，其判断理由是________________________________________________________________________。解析：AsH3和NH3为等电子体，NH3为三角锥形，因此AsH3也为三角锥形。因为NH3分子间存在氢键，所以AsH3的沸点比NH3低。答案：三角锥形低NH3分子间存在氢键9．(2019·全国卷Ⅲ·节选)磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。(1)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3的结构式为________，其中Fe的配位数为________。(2)苯胺()的晶体类型是________。苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(－95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是__________________________________________________________。解析：(1)在蒸汽状态下FeCl3以双聚分子存在，即分子式为Fe2Cl6；每个Fe原子与3个Cl原子形成共价键，还可以提供空轨道与另1个Cl原子提供的孤对电子形成配位键，结构式可表示为；由结构式可知，Fe的配位数为4。(2)苯胺是有机化合物，属于分子晶体。由于苯胺分子中N原子电负性大、原子半径小，易形成分子间氢键N—H…N，导致熔、沸点比相对分子质量相近的甲苯高。答案：(2)分子晶体苯胺分子之间存在氢键10．(2018·全国卷Ⅰ·节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是________、中心原子的杂化形式为________。LiAlH4中，存在______(填标号)。A．离子键B．σ键C．π键D．氢键解析：LiAlH4的阴离子为AlH－4，AlH－4中Al的杂化轨道数为4＋3＋12＝4，Al采取sp3杂化，为正四面体构型。LiAlH4是离子化合物，存在离子键，H和Al间形成的是共价单键，为σ键。答案：正四面体sp3AB-4-11．(2018·江苏高考)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2＋催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO2－4和NO－3，NOx也可在其他条件下被还原为N2。(1)SO2－4中心原子轨道的杂化类型为________；NO－3的空间构型为________________(用文字描述)。(2)Fe2＋基态核外电子排布式为_________________________________________________。(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为________(填化学式)。(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)＝________。(5)[Fe(H2O)6]2＋与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子与Fe2＋形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2＋结构示意图的相应位置补填缺少的配体。解析：(1)SO2－4中S原子的价层电子对数＝6＋22＝4，因此S原子为sp3杂化。NO－3中N原子的价层电子对数＝5＋12＝3，因此N原子为sp2杂化，无孤对电子，因此空间构型为平面(正)三角形。(2)Fe原子核外有26个电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去两个电子后，Fe2＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。(3)因为是阴离子，因此在周期表中可将一个O原子左移一个位置变为N原子，即NO－2为O3的等电子体。(4)N与N可形成叁键，因此有1个σ键和2个π键，即两者数目比为1∶2。(5)[Fe(NO)(H2O)5]2＋中有5个H2O和1个NO，题给图示中缺少1个H2O和1个NO，O和N提供孤对电子，根据题给图示结构可补填缺少的H2O和NO配体。答案：(1)sp3平面(正)三角形(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6(3)NO－2(4)1∶2512．(2017·全国卷Ⅰ·节选)钾和碘的相关化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。X射线衍射测定等发现，I3AsF6中存在I＋3离子。I＋3离子的几何构型为________，中心原子的杂化形式为________。-5-解析：I＋3中I原子为中心原子，则其孤电子对数为12×(7－1－2)＝2，且其形成了2个σ键，中心原子采取sp3杂化，I＋3空间构型为V形结构。答案：V形sp313．(2017·全国卷Ⅱ·节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。(1)从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填标号)A．中心原子的杂化轨道类型B．中心原子的价层电子对数C．立体结构D．共价键类型(2)R中阴离子N－5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Πnm表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π66)，则N－5中的大π键应表示为________。(3)图中虚线代表氢键，其表示式为(NH＋4)N—H…Cl、________、________。解析：(1)结合题图可知：晶体R中两种阳离子为NH＋4和H3O＋，其中心原子均采取sp3杂化；NH＋4中成键电子对数为4，H3O＋中含1个孤电子对和3个成键电子对，即中心原子的价层电子对数均为4；两种阳离子中均存在极性键，不存在非极性键。NH＋4和H3O＋分别为正四面体结构和三角锥形结构，即立体结构不同。(2)从题图可以看出：阴离子N－5呈五元环状结构，其含有的σ键总数为5个；N－5中参与形成大π键的电子数为6，故可将其中的大π键表示为Π65。(3)根据题给表示式可知，除表示出形成氢键的原子外，还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况，因此氢键的表示式还有(H3O＋)O—H…N(N－5)、(NH＋4)N—H…N(N－5)。答案：(1)ABDC(2)5Π65(3)(H3O＋)O—H…N(N－5)(NH＋4)N—H…N(N－5)14．(2017·全国卷Ⅲ·节选)研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2＋3H2===CH3OH＋H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为________和________。(2)在CO2低