高考化學(xué)一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)規(guī)范練32 微粒間作用力和分子結(jié)構(gòu)（含解析）蘇教版-蘇教版高三化學(xué)試題

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1、課時(shí)規(guī)范練32　微粒間作用力和分子結(jié)構(gòu) (時(shí)間:45分鐘　滿分:100分) 非選擇題(共7小題,共100分) 1.(2019江蘇)(14分)Cu2O廣泛應(yīng)用于太陽能電池領(lǐng)域。以CuSO4、NaOH和抗壞血酸為原料,可制備Cu2O。 (1)Cu2+基態(tài)核外電子排布式為　 。? (2)SO42-的空間構(gòu)型為　　　　(用文字描述);Cu2+與OH-反應(yīng)能生成[Cu(OH)4]2-,[Cu(OH)4]2-中的配位原子為　　　　(填元素符號(hào))。? (3)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu)如圖1所示,分子中碳原子的軌道雜化類型為　　　　;推測抗壞血酸在水中的溶解性:　　　　　　　(填“難溶于水”或“易溶于水

2、”)。? 圖1 圖2 (4)一個(gè)Cu2O晶胞(如圖2)中,Cu原子的數(shù)目為　。? 答案:(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2)正四面體　O (3)sp3、sp2　易溶于水 (4)4 解析:(2)SO42-中S有4個(gè)σ鍵,孤電子對(duì)數(shù)為(6+2-2-4×2)÷2=0,因此SO42-空間構(gòu)型為正四面體形;[Cu(OH)4]2-中Cu2+提供空軌道,OH-提供孤電子對(duì),OH-只有O有孤電子對(duì),因此[Cu(OH)4]2-中的配位原子為O; (3)考查雜化類型和溶解性,根據(jù)抗壞血酸的分子結(jié)構(gòu),該結(jié)構(gòu)中有兩種碳原子,單鍵的碳原子和雙鍵的碳原子,單鍵碳原子

3、以sp3雜化,雙鍵的碳原子以sp2雜化;根據(jù)抗壞血酸分子結(jié)構(gòu),其中含有—OH,能與水形成分子間氫鍵,增加在水中的溶解度,因此抗壞血酸易溶于水; (4)考查晶胞的計(jì)算,白球位于頂點(diǎn)和內(nèi)部,屬于該晶胞的個(gè)數(shù)為8×18+1=2,灰球全部位于晶胞內(nèi)部,屬于該晶胞的個(gè)數(shù)為4,化學(xué)式為Cu2O,因此白球?yàn)镺原子,灰球?yàn)镃u原子,即Cu原子的數(shù)目為4。 2.(2018江蘇)(14分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能將煙氣中的SO2、NOx分別氧化為SO42-和NO3-,NOx也可在其他條件下被還原為N2。 (1)SO42-中心原子軌道的雜化類型為　　　　　　;NO3-的空間構(gòu)型為　　　　

4、　　　　(用文字描述)。? (2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為　 。? (3)與O3分子互為等電子體的一種陰離子為　　　　　　(填化學(xué)式)。? (4)N2分子中σ鍵與π鍵的數(shù)目比n(σ)∶n(π)=　　　　。? (5)[Fe(H2O)6]2+與NO反應(yīng)生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子與Fe2+形成配位鍵。請(qǐng)?jiān)赱Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖的相應(yīng)位置補(bǔ)填缺少的配體。 [Fe(NO)(H2O)5]2+結(jié)構(gòu)示意圖 答案:(1)sp3　平面(正)三角形 (2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 (3)NO2- (4)1∶2

5、(5) 解析:(1)SO42-中中心原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,則中心原子的雜化類型為sp3;NO3-的中心原子雜化類型為sp2,且配位原子數(shù)與雜化軌道數(shù)相等,故NO3-的空間構(gòu)型為平面(正)三角形。 (2)Fe2+基態(tài)核外電子排布式為[Ar]3d6或 1s22s22p63s23p63d6。 (3)等電子體具有相同的原子數(shù)和價(jià)電子數(shù),與O3分子互為等電子體的一種陰離子為NO2-。 (4)N2的結(jié)構(gòu)式為,故n(σ)∶n(π)=1∶2。 (5)H2O中的O原子、NO中的N原子與Fe2+形成配位鍵,故結(jié)構(gòu)示意圖為。 3.(2019全國Ⅲ)(14分)磷酸亞鐵鋰(LiFePO4)可用作鋰離子電

6、池正極材料,具有熱穩(wěn)定性好、循環(huán)性能優(yōu)良、安全性高等特點(diǎn),文獻(xiàn)報(bào)道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作為原料制備?；卮鹣铝袉栴}: (1)在周期表中,與Li的化學(xué)性質(zhì)最相似的鄰族元素是　　　　　,該元素基態(tài)原子核外M層電子的自旋狀態(tài)　　　　　(填“相同”或“相反”)。? (2)FeCl3中的化學(xué)鍵具有明顯的共價(jià)性,蒸汽狀態(tài)下以雙聚分子存在的FeCl3的結(jié)構(gòu)式為　　　　　　　,其中Fe的配位數(shù)為　　　　　。? (3)苯胺()的晶體類型是　　　　　。苯胺與甲苯()的相對(duì)分子質(zhì)量相近,但苯胺的熔點(diǎn)(-5.9 ℃)、沸點(diǎn)(184.4 ℃)分別高于甲苯的熔點(diǎn)(-95.0 ℃)、沸點(diǎn)

7、(110.6 ℃),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。? (4)NH4H2PO4中,電負(fù)性最高的元素是　　　　　;P的　　　　　雜化軌道與O的2p軌道形成　　　　　鍵。? (5)NH4H2PO4和LiFePO4屬于簡單磷酸鹽,而直鏈的多磷酸鹽則是一種復(fù)雜磷酸鹽,如:焦磷酸鈉、三磷酸鈉等。焦磷酸根離子、三磷酸根離子如下圖所示: 這類磷酸根離子的化學(xué)式可用通式表示為　　　　　(用n代表P原子數(shù))。? 答案:(1)Mg　相反 (2)　4 (3)分子晶體　苯胺分子之間可以形成氫鍵 (4)O　sp3　σ (5)(PnO3n+1)(n+2)- 解析:(1)根據(jù)元

8、素周期律可知,與Li元素處于“對(duì)角線”位置的元素為Mg,兩者的化學(xué)性質(zhì)相似?；鶓B(tài)Mg原子的M層電子排布式為3s2,根據(jù)泡利原理可知,這兩個(gè)電子的自旋狀態(tài)相反。 (2)根據(jù)信息可知,雙聚分子為Fe2Cl6,其結(jié)構(gòu)式應(yīng)為。Fe原子與周圍4個(gè)氯原子成鍵,即Fe的配位數(shù)為4。 (3)苯胺是由分子構(gòu)成的物質(zhì),其晶體屬于分子晶體。由于苯胺分子中的N原子可與相鄰苯胺分子中的氨基上的氫原子間形成氫鍵,而甲苯分子間只存在分子間作用力,導(dǎo)致苯胺的熔、沸點(diǎn)高于甲苯的熔、沸點(diǎn)。 (4)根據(jù)元素周期律可知,H、N、P、O四種元素的電負(fù)性大小順序?yàn)镺>N>P>H。由于磷酸分子的結(jié)構(gòu)(或)可推知NH4H2PO4中的P

9、的雜化類型為sp3雜化,磷原子與氧原子形成的是σ鍵。 (5)根據(jù)題干中焦磷酸根離子和三磷酸根離子的模型可推知兩者的化學(xué)式分別為P2O74-、P3O105-,兩化學(xué)式差值為PO3-,由此得到PnO3nn-,再由P2O74-與(PO3-)2(即P2O62-)的差值(O2-)可得這類磷酸根離子的化學(xué)式通式為PnO3nn-+O2-=(PnO3n+1)(n+2)-。 4.(2019廣西南寧高三月考)(14分)含鹵族元素的化合物在科研和生產(chǎn)中有許多重要用途。如:2 mol Sb(CH3)3、2 mol Sb(CH3)2Br和2 mol Sb(CH3)Br2進(jìn)行重組反應(yīng)可生成空間位阻最小的離子化合物:[

10、Sb2(CH3)5]2[Sb2(CH3)2Br6],已知Sb與N同主族。請(qǐng)回答: (1)中,H、C、Br的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)椤　　　　　　?溴原子的價(jià)電子排布式為　　　　　　　　　　。? (2)[Sb2(CH3)5]+的結(jié)構(gòu)式為,Sb原子的雜化軌道類型為　　　　　　。寫出一種與CH3-互為等電子體的分子　　　　　。? (3)X射線衍射測定發(fā)現(xiàn),I3AsF6中存在I3+。I3+的幾何構(gòu)型為　　　　。? (4)一定條件下SbCl3與GaCl3以物質(zhì)的量之比為1∶1混合得到一種固態(tài)離子化合物,其結(jié)構(gòu)組成可能為:a.[GaCl2+][SbCl4-]或b.[SbCl2+][GaCl4-],該

11、離子化合物最可能的結(jié)構(gòu)組成為　　　　(填“a”或“b”),理由是　???　 。? (5)固態(tài)PCl5結(jié)構(gòu)中存在PCl4+和PCl6-兩種離子,其晶胞如圖所示。 已知晶胞的邊長為a pm,阿伏加德羅常數(shù)值用NA表示。則PCl4+和PCl6-之間的最短距離為　　　　 pm,固態(tài)PCl5的密度為　　　　　　 g·cm-3。? 答案:(1)H

12、aCl4-] (5)3a2　4.17×1032NAa3 解析:(1)非金屬性越強(qiáng)電負(fù)性越大,所以H、C、Br的電負(fù)性由小到大的順序?yàn)镠

13、構(gòu)型是V形。 (4)[SbCl2+][GaCl4-]的陽離子中Sb為+3價(jià),符合N族元素的價(jià)鍵規(guī)律,陰離子中Ga核外3個(gè)電子與3個(gè)Cl原子形成共用電子對(duì)后,含有1個(gè)空的p軌道,可以結(jié)合1個(gè)氯離子形成8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),所以該離子化合物最可能的結(jié)構(gòu)組成為b。 (5)PCl4+和PCl6-之間的最短距離為晶胞中心到頂點(diǎn)的距離,晶胞邊長為apm,所以PCl4+和PCl6-之間的最短距離為3a2pm;根據(jù)均攤原則,1個(gè)晶胞含有1個(gè)PCl4+、1個(gè)PCl6-,晶胞的化學(xué)式是P2Cl10,晶胞的摩爾質(zhì)量是417g·mol-1;1個(gè)晶胞的體積是a3×10-30cm3;晶體密度是417gNAa3×10-30c

14、m3=4.17×1032NAa3g·cm-3。 5.(14分)引起霧霾的PM2.5微細(xì)粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有機(jī)顆粒物及揚(yáng)塵等。通過測定霧霾中鋅等重金屬的含量,可知交通污染是目前造成我國霧霾天氣的主要原因之一。 (1)Zn2+在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為　 。? (2)SO42-的空間構(gòu)型是　　　　　　　　　　　。? (3)PM2.5富含大量的有毒、有害物質(zhì),易引發(fā)二次光化學(xué)煙霧污染,光化學(xué)煙霧中含有NOx、O3、CH2CH—CHO、HCOOH、CH3COOONO2(PAN)等二次污染物。 ①下列說法正確的是　　　。? A.N2O為直線形分子 B.C、N、O的第

15、一電離能依次增大 C.CH2CH—CHO分子中碳原子均采用sp2雜化 D.相同壓強(qiáng)下,HCOOH沸點(diǎn)比CH3OCH3高,說明前者是極性分子,后者是非極性分子 ②1 mol HCOOH中含σ鍵數(shù)目為　 。? ③NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 [Fe(NO)(H2O)5]SO4,該配合物中心離子的配體為　　　　　　　　　　　。? (4)測定大氣中PM2.5濃度的方法之一是β-射線吸收法,β-射線放射源可用85Kr,已知Kr晶體的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,設(shè)晶體的晶胞中含Kr原子數(shù)為m,與每個(gè)氪原子緊鄰的氪原子有n個(gè),則mn=　　　(填數(shù)字)。? 答案:(1)1s22s22p63

16、s23p63d10或[Ar]3d10 (2)正四面體形 (3)①AC?、?×6.02×1023或4NA　③H2O、NO (4)13 解析:(1)鋅是30號(hào)元素,根據(jù)核外電子的排布規(guī)律可寫出Zn2+在基態(tài)時(shí)核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。(2)SO42-中的硫原子的價(jià)層電子對(duì)數(shù)為4,與氧原子形成四個(gè)共價(jià)鍵,沒有孤電子對(duì),根據(jù)價(jià)層電子對(duì)互斥理論可知SO42-的空間構(gòu)型為正四面體形。(3)①A項(xiàng),等電子體結(jié)構(gòu)相似,N2O與CO2是等電子體,CO2是直線形分子,則N2O也是直線形分子,正確;B項(xiàng),同周期的元素隨著原子序數(shù)的增大,第一電離能呈增大趨勢,但

17、氮原子的2p軌道容納3個(gè)電子,為半滿穩(wěn)定狀態(tài),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,其第一電離能高于同周期相鄰元素,故第一電離能:N>O>C,錯(cuò)誤;C項(xiàng),CH2CH—CHO分子中三個(gè)碳原子均形成了一個(gè)雙鍵和兩個(gè)單鍵,呈平面結(jié)構(gòu),故都是采用sp2雜化,正確;D項(xiàng),相同壓強(qiáng)下,HCOOH的沸點(diǎn)比CH3OCH3的高,是因?yàn)镠COOH分子間存在氫鍵,而CH3OCH3分子間不存在氫鍵,錯(cuò)誤。②共價(jià)單鍵是σ鍵,共價(jià)雙鍵中含有一個(gè)σ鍵和一個(gè)π鍵,根據(jù)HCOOH的結(jié)構(gòu)式,可知1molHCOOH中含σ鍵的數(shù)目為4NA。③配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4的中心離子的配體為NO和H2O。(4)由氪晶體的晶胞結(jié)構(gòu)可知一個(gè)晶胞中含氪原子的

18、個(gè)數(shù)是8×18+6×12=4,與每個(gè)氪原子緊鄰的Kr原子有12個(gè),則mn=13。 6.(14分)能源問題日益成為制約國際社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的瓶頸,越來越多的國家開始實(shí)行“陽光計(jì)劃”,開發(fā)太陽能資源,尋求經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新動(dòng)力。 (1)太陽能熱水器中常使用一種以鎳或鎳合金空心球?yàn)槲談┑奶柲芪鼰嵬繉?基態(tài)鎳原子的外圍電子排布式為　　　　　　　,它位于周期表　　　　　區(qū)。? 甲 (2)富勒烯衍生物由于具有良好的光電性能,在太陽能電池的應(yīng)用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的結(jié)構(gòu)如圖甲,分子中碳原子軌道的雜化類型為　　　　　;1 mol C60分子中σ鍵的數(shù)目為　　　　個(gè)。? (3)多元化合

19、物薄膜太陽能電池材料為無機(jī)鹽,其主要包括砷化鎵(GaAs)、硫化鎘(CdS)薄膜電池等。 ①第一電離能:As　　　　(填“>”“<”或“=”)Ga。? ②SeO2分子的空間構(gòu)型為　　　　　　。? (4)三氟化氮(NF3)是一種無色、無味、無毒且不可燃的氣體,在太陽能電池制造中得到廣泛應(yīng)用。它可在銅的催化作用下由F2和過量的NH3反應(yīng)得到,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為3F2+4NH3NF3+3NH4F,該反應(yīng)中NH3的沸點(diǎn)　　　　　(填“>”“<”或“=”)HF的沸點(diǎn),NH4F晶體屬于　　　　晶體。往硫酸銅溶液中加入過量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配離子。已知NF3與NH3的空間構(gòu)型都是三

20、角錐形,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是　?　 。? 乙 圖乙為金屬銅的一個(gè)晶胞,此晶胞立方體的邊長為a pm,Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為ρ g·cm-3,則阿伏加德羅常數(shù)可表示為　　　　　 mol-1(用含a、ρ的代數(shù)式表示)。? 答案:(1)3d84s2　d (2)sp2　90NA (3)①>?、赩形 (4)<　離子　F的電負(fù)性比N大,N—F成鍵電子對(duì)向F偏移,導(dǎo)致NF3中氮原子核對(duì)其孤電子對(duì)的吸引能力增強(qiáng),難以形成配位鍵,故NF3不易與Cu2+形成配離子　256×1030ρa(bǔ)3 解析:(1)鎳元素的原子序數(shù)為28,結(jié)合原子核外電子排布規(guī)律可得

21、其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d84s2,則其外圍電子排布式為3d84s2;鎳元素位于元素周期表中第4周期第Ⅷ族,屬于d區(qū)元素。 (2)富勒烯分子中每個(gè)碳原子形成3個(gè)σ鍵,沒有孤電子對(duì),因此碳原子雜化方式為sp2;由均攤法知每個(gè)碳原子占有1.5個(gè)σ鍵,1molC60分子中σ鍵的數(shù)目為90NA。 (3)砷原子最外層s軌道電子全充滿,p軌道電子為半充滿的穩(wěn)定結(jié)構(gòu),鎵原子最外層p軌道只有一個(gè)電子,因此比As易失去一個(gè)p電子,第一電離能:As>Ga;由同類化合物結(jié)構(gòu)相似知SeO2分子空間結(jié)構(gòu)和二氧化硫類似,為V形。 (4)由于HF分子間氫鍵比NH3分子間氫鍵強(qiáng)得多(由于F的電

22、負(fù)性大于N),所以氨的沸點(diǎn)比氟化氫低;NH4F是由NH4+和F-形成的鹽,是離子晶體;NF3與NH3的差別在于前者氮元素呈+3價(jià),后者氮元素呈-3價(jià),分子中共用電子對(duì)偏向不同,因此氨作配體能力比NF3強(qiáng)得多,故NF3不易與Cu2+形成配離子;由均攤法知每個(gè)銅晶胞中有4個(gè)銅原子,由晶胞立方體的邊長為apm,Cu的相對(duì)原子質(zhì)量為64,金屬銅的密度為ρg·cm-3,可得4NAmol-1×64g·mol-1=ρg·cm-3×(a×10-10cm)3,則可得NA=256×1030ρa(bǔ)3。 7.(16分)原子結(jié)構(gòu)與元素周期表存在著內(nèi)在聯(lián)系。根據(jù)所學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)知識(shí),請(qǐng)回答下列問題: (1)請(qǐng)按要求任意寫一

23、個(gè)相應(yīng)物質(zhì)(填化學(xué)式)。含有非極性鍵的離子化合物:　　　　　,既含有非極性鍵又含極性鍵的非極性分子:　　　　　,既含有非極性鍵又含極性鍵的極性分子:　　　　　,全部由非金屬元素組成的離子化合物:　　　　　,由金屬元素和非金屬元素組成的共價(jià)化合物:　　　　　。? (2)蘇丹紅顏色鮮艷、價(jià)格低廉,常被一些企業(yè)非法作為食品和化妝品等的染色劑,嚴(yán)重危害人們健康。蘇丹紅常見有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四種類型,蘇丹紅Ⅰ的分子結(jié)構(gòu)如圖甲所示。 甲　蘇丹紅Ⅰ的分子結(jié)構(gòu) 乙　修飾后的分子結(jié)構(gòu) 蘇丹紅Ⅰ在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羥基取代在對(duì)位形成圖乙所示的結(jié)構(gòu),則其在水中的溶解度會(huì)　　　　(

24、填“增大”或“減小”),原因是　?　 。? (3)已知Ti3+可形成配位數(shù)為6、顏色不同的兩種配合物晶體,一種為紫色,另一種為綠色。兩種晶體的組成皆為TiCl3·6H2O。為測定這兩種晶體的化學(xué)式,設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn): a.分別取等質(zhì)量的兩種配合物晶體的樣品配成待測溶液; b.分別往待測溶液中滴入AgNO3溶液,均產(chǎn)生白色沉淀; c.沉淀完全后分別過濾得兩份沉淀,經(jīng)洗滌干燥后稱量,發(fā)現(xiàn)原綠色晶體的水溶液得到的白色沉淀質(zhì)量為原紫色晶體的水溶液得到的沉淀質(zhì)量的23。則綠色晶體配合物的化學(xué)式為　　　　　　　,由Cl-所形成的化學(xué)鍵類型是　　　　　　　　　。? (4)丙圖中A、B、C、D四條

25、曲線分別表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氫化物的沸點(diǎn),其中表示第ⅦA族元素氫化物沸點(diǎn)的曲線是　　　;表示第ⅣA族元素氫化物沸點(diǎn)的曲線是　　　;同一族中第3、4、5周期元素的氫化物沸點(diǎn)依次升高,其原因是　?　 ;A、B、C曲線中第2周期元素的氫化物的沸點(diǎn)顯著高于第3周期元素的氫化物的沸點(diǎn),其原因是?　 。? 丙 答案:(1)Na2O2　C2H2　H2O2　NH4Cl　AlCl3(答案合理即可) (2)增大　蘇丹紅Ⅰ形成分子內(nèi)氫鍵而使其在水中的溶解度很小,而修飾后的分子可形成分子間氫鍵,與水分子間形成氫鍵后有利于增大化合物在水中的溶解度 (3)[TiCl(H2O)

26、5]Cl2·H2O　離子鍵、配位鍵(或共價(jià)鍵) (4)B　D　組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高　H2O、NH3、HF分子之間存在氫鍵,沸點(diǎn)較高 解析:(1)含有非極性鍵的離子化合物可以是Na2O2、CaC2等;既含極性鍵又含非極性鍵的非極性分子可以是C2H6、C2H4等;既含有非極性鍵又含極性鍵的極性分子是H2O2;全部由非金屬元素組成的離子化合物是銨鹽,如NH4Cl、(NH4)2SO4等;由金屬元素和非金屬元素組成的共價(jià)化合物是AlCl3等。 (2)蘇丹紅Ⅰ可形成分子內(nèi)氫鍵,羥基取代對(duì)位后,則易形成分子間氫鍵,與H2O之間形成氫鍵后會(huì)增大其溶解度。 (3)根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟c可知,綠色配合物外界有2個(gè)Cl-,紫色配合物外界有3個(gè)Cl-,其化學(xué)式分別為[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O、[Ti(H2O)6]Cl3,由Cl-形成的化學(xué)鍵是離子鍵、配位鍵。 (4)因?yàn)榉悬c(diǎn):H2O>HF>NH3>CH4,所以A、B、C、D分別代表第ⅥA、ⅦA、ⅤA、ⅣA族元素氫化物的沸點(diǎn)變化趨勢;形成分子間氫鍵的氫化物的沸點(diǎn)高于不能形成分子間氫鍵的氫化物;對(duì)于組成和結(jié)構(gòu)相似的物質(zhì),相對(duì)分子質(zhì)量越大,范德華力越大,沸點(diǎn)越高。