第2讲分子结构与性质.doc
!-第2讲分子结构与性质课时训练 练知能、提成绩 限时测评(时间:40分钟)测控导航表考点易中共价键1分子构型与性质2,3,68,9综合应用4,5,710一、选择题1.(2014甘肃张掖二中月考)下列说法正确的是(C)A.键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成的B.键是镜像对称的,而键是轴对称的C.乙烷分子中的键全为键,而乙烯分子中含键和键D.H2分子中含键,而Cl2分子中含键解析:键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成的,A项错误;键是轴对称的,而键是镜像对称的,B项错误;乙烷分子中全部是单键,所以都是键,乙烯分子中含有一个碳碳双键,双键是一个键和一个键,C项正确;H2和Cl2都只含有单键,所以都是键,D项错误。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.NH4+为正四面体结构,可推测PH4+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:NH4+和PH4+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D(12H)中含1个质子、1个电子、1个中子,故1 mol D2 16O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ClO3-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SO32-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ClO3-中中心原子的价层电子数=3+12(7+1-23)=4,孤电子对数为1,所以ClO3-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SO32-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.CH3-C.BF3D.H3O+解析:中心原子的价层电子对数目,NF3、CH3-、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。二、非选择题7.(2014河北唐山一中调研)已知A、B、C、D和E 5种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4和6,且都含有18个电子。又知B、C和D是由两种元素的原子组成。请回答:(1)组成A分子的原子的核外电子排布式是 。(2)B和C的分子式分别是和;C分子中心原子的杂化轨道类型是,C分子的立体结构呈形,该分子属于分子(填“极性”或“非极性”)。(3)若向D的稀溶液中加入少量二氧化锰,有无色气体生成。则D的分子式是,该反应的化学方程式是 。(4)若将1 mol E在氧气中完全燃烧,只生成1 mol CO2和2 mol H2O,则E的分子式是。解析:A是一个原子分子,且有18个电子,是Ar;B是两种元素双原子18电子分子,是HCl;C是两种元素3原子18电子分子,是H2S;D是两种元素4原子18电子分子,是H2O2或PH3,E不是由两种元素组成,燃烧只生成CO2、H2O,则是由C、H、O组成,且n(E)n(C)n(H)=114,则E是CH4O。(1)Ar核外电子排布1s22s22p63s23p6。(2)B、C分别是HCl、H2S,S价层电子对为4,故采取了sp3杂化,两个杂化轨道分别容有一对孤电子对,两个杂化轨道与H成键,是V形极性分子。(3)D是H2O2,2H2O22H2O+O2。答案:(1)1s22s22p63s23p6(2)HClH2Ssp3V(或“角”)极性(3)H2O22H2O22H2O+O2(4)CH4O8.(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,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: 。磷的三种含氧酸H3PO2、H3PO3、H3PO4的酸性强弱顺序为H3PO2<H3PO3<H3PO4,其原因是 。(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H3PO2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+H2OH3PO2、H3PO3、H3PO4中磷元素的化合价依次为+1、+3和+5价,中心磷原子的正电荷依次升高,导致POH中氧原子的电子更易向P原子偏移,因而H3PO2H3PO3H3PO4越易电离出氢离子,酸性越来越强(4)BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr平面三角形三角锥形9.(2012年福建理综)(1)元素的第一电离能: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Al<Si。(2)Mn是25号元素,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,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)2ADE10.(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(SiH4)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/(kJ/mol)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,SiO44-四面体如下图(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。(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12,所以每个四面体共占有这两个氧原子为:212=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SiO32-或SiO3n2n-。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)sp313SiO3n2n-(或SiO32-)
