2018版高考化学（人教版）一轮复习文档：选修3 物质结构与性质 第2节 课时分层训练35 Word版含答案

课时分层训练(三十五) 分子结构与性质

A组 专项基础达标 (建议用时：30分钟)

1．(1)下列物质的分子中①HCl ②H2O ③O2 ④H2O2

⑤C2H2，既有σ键，又有π键的是________(填序号，下同)，属于非极性分子的为________。

22

(2)CaC2中的C22与O2互为等电子体，O2的电子式可表示为

－

＋

＋

＋

________________；1 mol O22中含有的π键数目为________。

(3)某有机物分子结构为H2C===C===CH—C≡N，其分子中碳原子杂化轨道类型是____________；分子中处于同一直线上的原子数目最多为________，分子中处于同一平面的原子数目最多为________。

(4)下列分子中若有手性分子，请用“*”标出其手性碳原子。

的沸点________(填“高”或

“低”)，其理由是：________________________。

2－

(6)下列分子或离子①NH3 ②NH＋4 ③CH4 ④SO4

－3⑤CHCl3 ⑥AsO34，其中中心原子是sp杂化的正四面体形粒子有

________(填序号)。

[答案] (1)③⑤ ③⑤

(3)sp2、sp 3 8

(6)②③④⑥

2．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：

【导学号：95812292】

含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系

(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构式分别为①________，②________。

(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是： ①____________________________________________________________， ②____________________________________________________________。 (3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：_________________________________________________________________，

写出化学方程式：_____________________________________________。 [解析] 根据题意：非羟基氧越多，酸性越强。

[答案] (1)①

(2)①H3PO3＋2NaOH===Na2HPO3＋2H2O ②H3AsO3＋3NaOH===Na3AsO3＋3H2O

(3)H3PO3为中强酸，不与盐酸反应，H3AsO3可与盐酸反应 H3AsO3＋3HCl===AsCl3＋3H2O

3．(1)(2015·山东高考节选)OF2分子构型为________，其中氧原子的杂化方式为________。

【导学号：95812293】

(2)(2015·海南高考节选)①V2O5常用作SO2 转化为SO3的催化剂。SO2 分子中S原子价层电子对数是________对，分子的立体构型为________；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为______ ；SO3的三聚体环状结构如图1所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为________ ；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约160 pm，较短的键为________ (填图1中字母)，该分子中含有________个σ键。

图1

图2

②V2O5 溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子的立体构型为________；也可以得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图2所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为________。

(3)(2015·全国卷Ⅰ)①碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 ______________________________________________________________。

②CS2分子中，共价键的类型有________，C原子的杂化轨道类型是________，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子

_________________________________________________________________。

(4)(2015·江苏高考)①配合物[Cr(H2O)6]3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。

②H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为______________________________________________________________。

(5)(2015·福建高考)Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有________ mol σ键。

1

[解析] (1)OF2分子中，中心原子的价层电子对数为2×(6＋1×2)＝4，成键电子对数为2，因此分子构型为V形，O原子的杂化方式为sp3杂化。

(2)①SO2 分子中S原子价层电子对数是3对，分子的立体构型为V形；SO3气态为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为sp2杂化；SO3的三聚体环状结构如图1所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为sp3杂化；该结构中S—O键长有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约为160 pm，其中a为硫氧双键，b为硫氧单键，较短的键为a，该分子中含有12个σ键。

3－

②VO4中，V

5＋3－4×2

形成4个σ键，孤电子对数为＝0，为正四面体结构；

2

由链状结构可知每个V与3个O形成阴离子，且V的化合价为＋5价，则形成的化合物的化学式为NaVO3。

(3)①碳原子核外最外层有4个电子，在化学反应中很难失去4个电子形成阳离子，也很难得到4个电子形成阴离子。因此，碳在形成化合物时，主要通过共用电子对形成共价键。

②CS2分子中，存在σ键和π键。CS2分子中，C原子的价层电子对数为2，杂化轨道类型为sp。根据等电子理论，与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子有CO2、COS和N2O，离子有NO2、SCN。

(4)①在配合物[Cr(H2O)6]3＋中，中心原子提供空轨道，而配位原子需提供孤对电子，H2O分子中含有孤电子对的是O原子。

②H2O与CH3CH2OH可形成分子间氢键，是导致H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶的主要原因。

(5)1个CO分子中存在1个σ键，而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个σ键，故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。

＋

－

[答案] (1)V形 sp3杂化

(2)①3 V形 sp2杂化 sp3杂化 a 12 ②正四面体形 NaVO3

(3)①C有4个价电子且半径小，难以通过得或失电子达到稳定电子结构 ②σ键和π键 sp CO2、SCN－(或COS等)

(4)①O ②H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键 (5)8

4．(2017·广东重点高中一模)(1)用Cr2O3作原料，铝粉作还原剂的铝热法是生产金属铬的主要方法之一，该反应是一个自发放热反应，由此可判断Cr—O键和Al—O键中________键更强。研究发现气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物，可溶于非极性溶剂，分子中原子间成键的关系如下图所示。由此可知该分子是________(填“极性”或“非极性”)分子 。请在图中是配位键的斜线上加上箭头。

(2)V2O5是一种常见的催化剂，在合成硫酸、硝酸、邻苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中，均使用五氧化二钒作催化剂。

①五氧化二钒的结构式如图所示，则V2O5分子中含有________个σ键和________个π键。

②丙烯(CH3CH===CH2)分子中碳原子的杂化方式为________和________。 [解析] (1)Cr2O3与铝粉反应生成铬和氧化铝，而且该反应是一个自发放热反应，由此可判断Cr—O键比Al—O键弱。根据气态氯化铝的结构与性质(可溶于非极性溶剂)知其是非极性分子，该分子中Cl提供孤电子对，Al提供空轨道，形成1个配位键，配位键用“→”表示，箭头指向有空轨道的原子。(2)①根据V2O5分子的结构式，可以看出分子中含有4个双键，2个单键；每个双键中含有1个σ键和1个π键，单键全部是σ键；故V2O5分子中含有6个σ键，4个π键。②在丙烯

(CH3CH===CH2)分子中，双键碳原子为sp2杂化，甲基中的碳原子为sp3杂化。

[答案] (1)Al—O 非极性

(2)①6 4 ②sp3 sp2

B组 专项能力提升 (建议用时：15分钟)

5．(2016·湖北八校联考)E、G、M、Q、T是五种原子序数依次增大的前四周期元素。E、G、M是位于p区的同一周期的元素，M的价层电子排布为nsnnp2n，E与M原子核外的未成对电子数相等；QM2与GM－2为等电子体；T为过渡元素，其原子核外没有未成对电子。请回答下列问题：

【导学号：95812294】

(1)与T同区、同周期元素原子的价电子排布式是__________________。 (2)E、G、M均可与氢元素形成氢化物，它们的最简单氢化物在固态时都形成分子晶体，其中晶胞结构与干冰不一样的是__________________(填分子式)。

(3)E、G、M的最简单氢化物中，键角由大到小的顺序为____________(用分子式表示)，其中G的最简单氢化物的VSEPR模型名称为________，M的最简单氢化物的分子立体构型名称为________。

(4)EM、G2互为等电子体，EM的结构式为________(若有配位键，请用“→”表示)。E、M电负性相差1.0，由此可以判断EM应该为极性较强的分子，但实际上EM分子的极性极弱，请解释其原因_____________________________。

[解析] M的价层电子排布为nsnnp2n，则n＝2，M为O。O有两个未成对电子，E与O原子核外的未成对电子数相等，E的原子序数小于O且与O同周期，则E为C，故G为N。QO2与NO－2为等电子体，则Q为S。第四周期的过渡元素中，原子核外没有未成对电子的元素为Zn，故T为Zn。(1)Zn与Cu同周期，且均位于ds区，Cu的价电子排布式为3d104s1。(2)C、N、O的最简单氢化物分别为CH4、NH3和H2O，在固态时都形成分子晶体，由于干冰和甲烷晶体中只有范德华

力，故其晶胞结构一样，而NH3晶体和H2O晶体中存在范德华力和氢键，故其晶胞结构与干冰不一样。(3)CH4、NH3和H2O的中心原子均采取sp3杂化，VSEPR模型均为四面体形，CH4分子中没有孤电子对，分子结构为正四面体形，NH3分子中有一个孤电子对，分子构型为三角锥形，H2O分子中有两个孤电子对，分子构型为V形，含孤电子对数越多，排斥作用越强，键角越小。(4)互为等电子体的分子结构相似，由N2的结构式为N≡N知，CO的结构式为CO。

[答案] (1)3d104s1 (2)NH3、H2O

(3)CH4>NH3>H2O 四面体形 V形

(4)CO 从电负性分析，CO中的共用电子对偏向氧原子，但分子中形成配位键的电子对是由氧原子单方面提供的，抵消了共用电子对偏向O而产生的极性

6．(2017·太原模拟)2013年诺贝尔化学奖授予三位美国科学家，以表彰他们在开发多尺度复杂化学系统模型方面所做的贡献。这种模型可以用量子化学计算小区间内(如生物固氮时固氮酶中)的化学反应。

【导学号：95812295】

(1)固氮酶有铁蛋白和钼铁蛋白两种，它们不仅能够催化N2还原成NH3，还能将环境底物乙炔(HCCH)催化还原成乙烯。

①乙炔是________(填“非极性”或“极性”)分子。 ②碳负离子CH－3的空间构型为________。 ③根据等电子原理，NO＋的电子式为________。

(2)钒可用于合成电池电极，也可用于人工合成二价的钒固氮酶(结构如图①)。

①V2＋基态时核外电子排布式为__________________________________。 ②钒固氮酶中钒的配位原子有________(填元素符号)。

(3)烟酰胺(结构如图②)可用于合成光合辅酶NADPH，烟酰胺分子中氮原子的杂化轨道类型有________，1 mol该分子中含σ键的数目为________。

(4)12 g石墨烯(结构如图3)中含有的正六边形数目约为________；请你预测硅是否容易形成类似石墨烯的结构，并说明理由：_____________________。

[解析] (1)①乙炔的结构简式为性分子。

1－

②CH－的价层电子对数为3＋(4＋1－3×1)＝4，故CH33的分子为三角锥形。 2③NO＋与N2为等电子体，故电子式为(2)根据图①可知V的配位原子为N和S。

。

，为四原子直线对称结构，为非极

(4)石墨烯中形成大π键成正六边形结构，而Si的原子半径较大，难形成π键，故不易形成石墨烯结构。

[答案] (1)①非极性 ②三角锥形 (2)①1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 ②S、N

(3)sp2、sp3 15NA

(4)0.5NA 不容易，硅原子半径大，3p轨道不易形成π键

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