2020届高考化学一轮复习（苏教版）微粒间作用力与分子空间结构作业

2020届高考化学一轮复习（苏教版）微粒间作用力与分子空间结构作业

微粒间作用力与分子空间结构 非选择题(共6小题,共100分)‎ ‎1.(16分)(1)①H2SeO3的中心原子杂化类型是　　　　　　　;SeO‎3‎‎2-‎的空间构型是　　　　　　　。‎ 与SeO‎3‎‎2-‎互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可)　　　　　　　。 ‎ ‎②H2Se属于　　　　　(填“极性”或“非极性”)分子;单质硒的熔点为217 ℃,它属于　　　　晶体。‎ ‎(2)①根据价层电子对互斥理论判断下列分子或离子中空间构型是V形的是　　　　(填字母)。 ‎ A.H3O+ B.H2O C.NO‎2‎‎+‎ D.NO‎2‎‎-‎ ‎②分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为　　　　　　　　　　　　　　,1个分子中含有　　　　　　　个π键;(CN)2称为“拟卤素”,具有类似Cl2的化学性质,则(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)铜是重要的金属,广泛应用于电气、机械制造、国防等领域,铜的化合物在科学研究和工农业生产中有许多用途。‎ ‎①CuSO4晶体中S原子的杂化方式为　　　　　。 ‎ ‎②向CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]SO4,下列说法正确的是　　　　　。 ‎ a.氨气极易溶于水,是因为NH3分子和H2O分子之间形成3种不同的氢键 b.NH3分子和H2O分子,分子立体构型不同,氨分子的键角小于水分子的键角 c.[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键 d.[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的是氮元素 ‎2.(2018山东烟台模拟)(16分)请回答下列问题:‎ ‎(1)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系统的作用,该物质的结构简式如图所示:‎ 以下关于维生素B1的说法正确的是　　　　　　　。 ‎ a.只含σ键和π键 b.既有共价键又有离子键 c.该物质的熔点可能高于NaCl d.既含有极性键又含有非极性键 ‎(2)维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有　　　　　。 ‎ a.离子键、共价键 b.离子键、氢键、共价键 c.氢键、范德华力 d.离子键、氢键、范德华力 ‎(3)维生素B1燃烧可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物质,这些物质中属于非极性分子的化合物有　　　　　　　。氨气极易溶于水,其原因是　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)液氨常被用作制冷剂,若不断地升高温度,实现“液氨→氨气→氮气和氢气→氮原子和氢原子”的变化,在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用是①　　　　　　　;②极性键;③　　　　　　　　。‎ ‎3.(2018黑龙江哈尔滨模拟)(16分)已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大,其中A、B、C、D、E为不同主族的元素。A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍,B的电负性大于C,透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色,F的基态原子中有4个未成对电子,G的+1价阳离子正好充满K、L、M三个电子层。回答下列问题:‎ ‎(1)A、B、C、D、E、F、G中第一电离能最小的是　　　　　(填元素符号);D元素的原子核外有　　　种不同运动状态的电子,有　　　　　种不同能级的电子。基态的F3+核外电子排布式是　。 ‎ ‎(2)B的气态氢化物在水中的溶解度远大于A、C的气态氢化物,原因是　　　　　　　　。‎ ‎(3)化合物ECAB中的阴离子与AC2互为等电子体,该阴离子的电子式是　　　　　　　。 ‎ ‎(4)FD3与ECAB溶液混合,得到含多种配合物的红色溶液,其中配位数为5的配合物的化学式是　　　　　　　。 ‎ ‎(5)化合物EF[F(AB)6]是一种蓝色晶体,下图表示其晶胞的‎1‎‎8‎(E+未画出)。该蓝色晶体的一个晶胞中E+的个数为　　　　　　　。 ‎ ‎(6)G的二价阳离子能与乙二胺 ‎(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子:‎ 该配离子中含有的化学键类型有　　　　。(填字母) ‎ a.配位键 b.极性键 c.离子键 d.非极性键 阴离子CAB-中的A原子与乙二胺 ‎(H2N—CH2—CH2—NH2)中碳原子的杂化方式分别为　　　　　　　。 ‎ ‎4.(2018河北石家庄模拟)(16分)a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素,原子序数依次增大,相关信息如表所示。‎ a 原子核外电子分占3个不同能级,且每个能级上排布的电子数相同 b 基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1‎ c 在周期表所列元素中电负性最大 d 位于周期表中第4纵行 e 基态原子M层全充满,N层只有一个电子 请回答:‎ ‎(1)d属于　　　　　区的元素,其基态原子的价电子排布图为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为　　　　(用元素符号表示)。 ‎ ‎(3)c的氢化物水溶液中存在的氢键有　　　　种,任意画出一种　　　　　　　。 ‎ ‎(4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为　　　　　　(用化学式表示)。若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A,则A的空间构型为　　　　　　　;A的中心原子的轨道杂化类型为　　　　　　　;与A互为等电子体的一种分子为　　　　　　　(填化学式)。 ‎ ‎5.(2019宁夏银川一中高三月考)(18分)镧系为元素周期表中第ⅢB族、原子序数为57~71的元素。‎ ‎(1)镝(Dy)的基态原子电子排布式为[Xe]4f106s2,画出镝(Dy)原子外围电子排布图:　　　　　　　　。‎ ‎(2)高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+,基态时Cu3+的电子排布式为　　　　。 ‎ ‎(3)观察下面四种镧系元素的电离能数据,判断最有可能显示+3价的元素是　　　　　　　　　　(填元素名称)。几种镧系元素的电离能(单位:kJ·mol-1) ‎ 元素 I1‎ I2‎ I3‎ I4‎ Yb(镱)‎ ‎604‎ ‎1 217‎ ‎4 494‎ ‎5 014‎ Lu(镥)‎ ‎532‎ ‎1 390‎ ‎4 111‎ ‎4 987‎ La(镧)‎ ‎538‎ ‎1 067‎ ‎1 850‎ ‎5 419‎ Ce(铈)‎ ‎527‎ ‎1 047‎ ‎1 949‎ ‎3 547‎ ‎(4)元素铕(Eu)可以形成配合物[Eu(NH3)2(H2O)2]Cl2。‎ ‎①配合物的中心原子的配位数为　　　　,配体分子具有相同的　　　　　(从给出选项中用序号表示)。 ‎ a.分子的立体构型　b.VSEPR构型　c.键角　d.孤电子对数　e.中心原子的价层电子对数 ‎②写出氮的最简单气态氢化物水溶液中存在的氢键:　　　　　　　　　(任写一种)。 ‎ ‎③元素Al也有类似成键情况,气态氯化铝分子表示为(AlCl3)2,分子中Al原子杂化方式为　　　　　　,分子中所含化学键类型有　　　　　(填字母)。 ‎ a.离子键 b.极性键 C.非极性键 d.配位键 ‎(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶胞中镨原子位于面心和顶点,则PrO2的晶胞中有　　　　　　　个氧原子;已知晶胞参数为a pm,密度为ρ g·cm-3,Mr(PrO2)=173,则NA=　　　　　　　　(用含a、ρ的代数式表示)。 ‎ ‎6.(2018广东六校高三联考)(18分)英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功获得超薄材料石墨烯而获奖。制备石墨烯的方法有石墨剥离法、化学气相沉积法等。石墨烯的球棍模型示意图如下:‎ ‎(1)下列有关石墨烯说法正确的是　　　　　。 ‎ A.键长:石墨烯>金刚石 B.石墨烯分子中所有原子可以处于同一平面 C.12 g石墨烯含σ键数为NA D.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力 ‎(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。‎ ‎①铜原子在基态时,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为　　　　　　　　;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有　　　　　　　。 ‎ ‎②乙醇的沸点要高于相对分子质量比它还高的丁烷,请解释原因　　　　　　　　　。 ‎ ‎③下列分子属于非极性分子的是　　　　。 ‎ a.甲烷 b.二氯甲烷 c.苯 d.乙醇 ‎④酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中碳原子采用的杂化方式是　　　　;酞菁铜分子中心原子的配位数为　　　　　　　。 ‎ ‎⑤金与铜可形成的金属互化物合金(如图,该晶胞中,Au占据立方体的8个顶点):‎ 它的化学式可表示为　　　　　　;在Au周围最近并距离相等的Cu有　　　　　　个,若2个Cu原子核的最小距离为d pm,该晶体的密度可以表示为　　　　　 g·cm-3。(阿伏加德罗常数用NA表示) ‎ 课时规范练36　微粒间作用力与分子空间结构 ‎1.答案 (1)①sp3　三角锥形　PCl3(或其他合理答案)　②极性 分子 ‎(2)①BD　②N≡C—C≡N　4　(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O ‎(3)①sp3　②c 解析 (1)①H2SeO3的中心原子的价层电子对数为‎1‎‎2‎×(6+2)=4,所以Se杂化方式为sp3杂化,SeO‎3‎‎2-‎的中心原子Se的价层电子对数为‎1‎‎2‎×(6+2)=4,离子中有一个孤电子对,所以SeO‎3‎‎2-‎的空间构型是三角锥形,等电子体是指价电子和原子数都相等的微粒,与SeO‎3‎‎2-‎互为等电子体的分子有PCl3等。‎ ‎②H2Se分子中有孤电子对,所以H2Se属于极性分子,单质硒的熔点为217 ℃,比较低,所以它属于分子晶体。‎ ‎(2)①H3O+中中心原子O的价层电子对数为‎6+3-1‎‎2‎=4,孤电子对数为1,所以空间构型是三角锥形;H2O中中心原子O的价层电子对数为‎6+2‎‎2‎=4,孤电子对数为2,所以空间构型是V形;NO‎2‎‎+‎中中心原子N的价层电子对数为‎5-1‎‎2‎=2,孤电子对数为0,所以空间构型是直线形;NO‎2‎‎-‎中中心原子N的价层电子对数为‎5+1‎‎2‎=3,孤电子对数为1,所以空间构型是V形。‎ ‎②分子(CN)2中碳原子按sp杂化,碳碳之间是单键,碳氮之间是三键,其结构式为N≡C—C≡N,碳氮三键中有两个π键,所以1个分子中含有4个π键;(CN)2与NaOH水溶液反应的化学方程式为(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O。‎ ‎(3)①SO‎4‎‎2-‎中S原子的价层电子对数=‎6+0+2‎‎2‎=4,孤电子对数为0,采取sp3杂化;②氨气极易溶于水,是由于氨分子与水分子之间形成氢键,a错误;NH3分子和H2O分子的中心原子都是采用sp3杂化,但NH3分子内有1对孤电子对,H2O分子内有2对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对的排斥作用力越强,键角被挤压得越小,故氨气分子的键角大于水分子的键角,b错误;[Cu(NH3)4]SO4所含有的化学键有[Cu(NH3)4]2+与SO‎4‎‎2-‎之间的离子键、氨分子与Cu2+间的配位键和SO‎4‎‎2-‎、NH3中的极性共价键,c正确;[Cu(NH3)4]SO4的组成元素中电负性最大的是氧元素,d错误。‎ ‎2.答案 (1)bd　(2)d ‎(3)CO2　氨气分子为极性分子,易溶于极性溶剂水中,氨气分子与水分子间易形成氢键,氨气可与水反应 ‎(4)氢键、范德华力　非极性键 解析 (1)由结构简式知,维生素B1中含有Cl-及另一种有机离子,存在离子键,其他原子之间形成共价键,故a错误、b正确;与氯化钠晶体相比,维生素B1中的阳离子比Na+半径大,晶格能小,熔点不可能高于NaCl,故c错误;维生素B1中碳碳键为非极性键,氮氢键、氧氢键、碳氢键等为极性键,故d正确。‎ ‎(2)晶体溶于水的过程会电离出Cl-等,故需要克服离子键,维生素B1分子间存在氢键、范德华力,故d正确。‎ ‎(3)N2为单质,另外五种化合物中属于非极性分子的是CO2。NH3极易溶于水,是因为NH3和水均为极性分子,NH3溶于水后,NH3与水之间可形成氢键,NH3可与水反应。‎ ‎(4)液氨汽化破坏了分子间作用力,包括氢键和范德华力;氨气分解生成N2和H2,破坏了氮氢极性键;N2、H2生成氮原子和氢原子,破坏了非极性键。‎ ‎3.答案 (1)K　17　5　1s22s22p63s23p63d5‎ ‎(2)NH3与H2O分子间存在氢键,CH4、H2S分子与H2O分子间不存在氢键 ‎(3)[S‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎C‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎N‎··‎‎··‎]-‎ ‎(4)K2Fe(SCN)5　(5)4　(6)abd　sp、sp3‎ 解析 A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中前四周期的元素,它们的核电荷数依次增大,A、B、C、D、E为不同主族的元素,A、C的最外层电子数都是其电子层数的2倍,A为碳元素、C为硫元素;透过蓝色钴玻璃观察E的焰色反应为紫色,则E为钾元素,D的原子序数大于C而小于E且为主族元素,则D是氯元素;B的电负性大于C,且原子序数小于C,且主族元素处于不同主族,则B为氮元素;F的基态原子中有4个未成对电子,且为第4周期元素,则F为铁元素;G的+1价阳离子正好充满K、L、M三个电子层,则G为铜元素。(1)元素的金属性越强,其第一电离能越小,这几种元素中金属性最强的是K,则第一电离能最小的是K;D是氯元素,原子核外有17个电子,电子就有17种运动状态,有5种不同的能级;F是铁元素,失去三个电子生成Fe3+,Fe3+核外有23个电子,则Fe3+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5。(2)B的氢化物是氨气、C的氢化物是硫化氢、A的氢化物是甲烷,硫化氢、甲烷和水分子不能形成氢键,氨气和水分子能形成氢键,氢键的存在促进其溶解度增大,所以氨气的溶解度大于甲烷和硫化氢。(3)SCN-与CS2互为等电子体,因此其电子式为[S‎··‎‎··‎‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎C‎·‎‎·‎‎·‎‎·‎N‎··‎‎··‎]-。(4)FeCl3与KSCN溶液混合得到含多种配合物的红色溶液,生成的配合物为铁氰化钾,其中配位数为5的配合物的化学式是K2Fe(SCN)5。(5)根据图中信息,该晶胞中Fe2+个数:8×4×‎1‎‎8‎=4,Fe3+个数:8×4×‎1‎‎8‎=4,CN-个数:8×12×‎1‎‎4‎=24,根据化合物中各元素化合价的代数和为0知,K+个数:‎24×1-4×2-4×3‎‎1‎=4。(6)Cu的二价阳离子能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子,该配离子中含有的化学键类型有配位键、极性键、非极性键,答案选abd。SCN-中的碳原子价层电子对数是2且不含孤对电子,所以碳原子为sp杂化,乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)中碳原子价层电子对数是4且不含孤对电子,所以碳原子为sp3杂化。‎ ‎4.答案 (1)d　‎ ‎(2)N>O>C ‎(3)4　F—H…F(或F—H…O或O—H…F或O—H…O)‎ ‎(4)SiO2>CO2　平面三角形　sp2　SO3(或BF3)(其他合理答案均可)‎ 解析 由表中信息可知a、b、c、d、e分别为C、N、F、Ti、Cu元素。‎ ‎(1)Ti的基态原子价电子排布式为3d24s2,属于d区元素,其基态原子的价电子排布图为。‎ ‎(2)b为N元素,其3p能级半充满,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能由大到小顺序为N>O>C。‎ ‎(3)c为F元素,其氢化物水溶液中,H2O分子间存在氢键,HF分子间存在氢键,HF与H2O分子间存在两种氢键,,,共4种氢键。‎ ‎(4)a为C元素,同主族相邻元素为Si,CO2为分子晶体、SiO2为原子晶体,熔点SiO2>CO2;A为CO‎3‎‎2-‎,价层电子对数为‎1‎‎2‎(4+2)=3,孤电子对数为3-3=0,故为平面三角形,C原子杂化方式为sp2杂化;CO‎3‎‎2-‎中,原子数为4、价电子数为24,与A互为等电子体的分子为SO3或BF3等。‎ ‎5.答案 (1)‎ ‎(2)[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)‎ ‎(3)镧　(4)①4　be　②N—H…O(或N—H…N或O—H…N或O—H…O)　③sp3　bd ‎(5)8　‎4×173‎ρ×(a×1‎‎0‎‎-10‎‎)‎‎3‎ mol-1或‎6.92×1‎‎0‎‎32‎ρa‎3‎ mol-1‎ 解析 (1)根据镝(Dy)的基态原子电子排布式[Xe]4f106s2可知,镝(Dy)原子外围4f能级上有10个电子,6s能级上有2个电子,则其外围电子排布图为。‎ ‎(2)Cu是29号元素,基态原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,高温超导材料镧钡铜氧化物中含有Cu3+,说明Cu失去3个电子,则基态时Cu3+的电子排布式为[Ar]3d8(或1s22s22p63s23p63d8)。‎ ‎(3)第三电离能与第一电离能、第二电离能相差越小,第三个电子越容易失去,+3价可能性越大,在题述表中,镧的I1、I2和I3最接近,则最有可能显示+3价的元素是镧。‎ ‎(4)①配合物[Eu(NH3)2(H2O)2]Cl2结构中可知,Eu与2个NH3、2个H2O形成4个配位键,因此该配合物的中心原子的配位数为4;氨气分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+‎1‎‎2‎×(5-3×1)=4,因此N采取sp3杂化,VSEPR构型为四面体形;水分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+‎1‎‎2‎(6-2×1)=4,因此O采取sp3杂化,VSEPR构型为四面体形,选项be符合题意;‎ ‎②N和O元素的电负性强,则NH3的水溶液中存在的氢键有:N—H…O(或N—H…N或O—H…N或O—H…O);‎ ‎③在气态氯化铝(AlCl3)2中,每个Al原子与4个Cl原子形成4个σ键,则Al原子的杂化方式为sp3,在该分子中,与Al原子形成极性共价键的两个Cl原子中,有一个是配位键,氯原子提供电子,铝原子提供空轨道;气态氯化铝(AlCl3)2分子中所含化学键类型有:极性键,配位键。‎ ‎(5)PrO2(二氧化镨)的晶体结构与CaF2相似,晶胞中镨原子位于面心和顶点,所以晶胞中镨原子的个数为6×‎1‎‎2‎+8×‎1‎‎8‎=4,则氧原子个数为4×2=8;根据上述分析可知,一个二氧化镨晶胞中含有4个PrO2,则ρ=n×‎MrV‎=‎‎4‎NA‎×173‎‎(a×1‎‎0‎‎-10‎‎)‎‎3‎,则NA=‎4×173‎ρ×(a×1‎‎0‎‎-10‎‎)‎‎3‎ mol-1=‎6.92×1‎‎0‎‎32‎ρa‎3‎ mol-1。‎ ‎6.答案 (1)BD　(2)①3d　K、Cr　②乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键　③ac　④sp2　2　⑤Cu3Au或AuCu3　12　‎‎389×‎2‎×1‎‎0‎‎30‎‎4NA·‎d‎3‎ 解析 (1)金刚石中碳原子之间只存在σ键,石墨烯中碳原子之间存在σ键和π键,因此键长:石墨烯<金刚石,故A项错误;石墨烯是平面形分子,分子中所有原子可以处于同一平面,故B项正确;一个碳原子中含有‎3‎‎2‎个单键,即‎3‎‎2‎个σ键,所以12 g石墨烯含σ键数为‎3‎‎2‎NA,故C项错误;石墨层内是共价键,石墨层与层之间的作用力是范德华力,所以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力,故D项正确。‎ ‎(2)①铜原子在基态时的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,在有电子填充的能级中,能量最高的能级符号为3d;第4周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有3d04s1和3d54s1,即K和Cr;‎ ‎②乙醇分子间存在氢键,使得其沸点升高,而丁烷分子间不存在氢键;‎ ‎③甲烷为正四面体,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故a正确;二氯甲烷为四面体分子,结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故b错误;‎ 苯为平面正六边形,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故c正确;乙醇结构不对称,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,故d错误;‎ ‎④酞菁分子中碳原子含有3个σ键和1个π键,所以采取sp2杂化;酞菁铜分子中能提供孤对电子的氮原子才是配位原子,所以酞菁铜分子中心原子的配位数为2;‎ ‎⑤该晶胞中含Cu原子个数=6×‎1‎‎2‎=3,含有Au=8×‎1‎‎8‎=1,所以其化学式为Cu3Au或AuCu3,根据图示,铜原子周围最近并距离相等的Au原子有4个,根据化学式,在Au周围最近并距离相等的Cu有12个;若2个Cu原子核的最小距离为d pm,则晶胞的棱长为‎2‎d pm=‎2‎d×10-10 cm,该晶体的密度=‎389 gNA‎(‎2‎d×1‎0‎‎-10‎cm‎)‎‎3‎‎=‎‎389×‎2‎×1‎‎0‎‎30‎‎4NA·‎d‎3‎ g·cm-3。‎