1、1课时规范练 36 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)H 2SeO3的中心原子杂化类型是 ;Se 的空间构型是 2-3。与 Se 互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可) 。 2-3H 2Se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)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.H2OC.N D.N+2 -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 键;(
2、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。CuSO 4晶体中 S原子的杂化方式为 。 向 CuSO4溶液中加入过量氨水,可生成Cu(NH 3)4SO4,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)4SO4所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键d.Cu(NH3)4SO4的组成
3、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 键和 键b.既有共价键又有离子键c.该物质的熔点可能高于 NaCld.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 。 2a.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、NH 3、CO 2、SO 2、H 2O、HCl 等物质,这些物质中属于非极性分子的化合物有
4、 。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 ;极性键; 。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
5、、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 EFF(AB)6是一种蓝色晶体,下图表示其晶胞的 (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(H2NCH2CH2NH2)形成配离子:该配离
6、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(H2NCH2CH2NH2)中碳原子的杂化方式分别为 。 34.(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 1c 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
7、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B 族、原子序数为 5771的元素。(1)镝(Dy)的基态原子电子排布式为Xe4f 106s2,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+
8、,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:kJmol -1) 元素 I1 I2 I3 I4Yb(镱) 604 1 217 4 494 5 014Lu(镥) 532 1 390 4 111 4 987La(镧) 538 1 067 1 850 5 419Ce(铈) 527 1 047 1 949 3 547(4)元素铕(Eu)可以形成配合物Eu(NH 3)2(H2O)2Cl2。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.VS
9、EPR 构型 c.键角 d.孤电子对数 e.中心原子的价层电子对数4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)。 元素 Al也有类似成键情况,气态氯化铝分子表示为(AlCl 3)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 gcm-3,Mr(PrO2)=173,则 NA= (用含a、 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
10、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 键数为 NAD.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。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
11、,最外层电子数与铜相同的元素还有 。 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 。 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 gcm -3。(阿伏加德罗常数用 NA表示) 6课时规范练 36 微粒间作用力与分子空间结构1.答案 (1)sp 3 三
12、角锥形 PCl 3(或其他合理答案) 极性分子(2)BD NCCN 4 (CN) 2+2NaOH NaCN+NaCNO+H2O(3)sp 3 c解析 (1)H 2SeO3的中心原子的价层电子对数为(6+2)=4,所以 Se杂化方式为 sp3杂化,Se 的2-3中心原子 Se的价层电子对数为(6+2)=4,离子中有一个孤电子对,所以 Se 的空间构型是三角2-3锥形,等电子体是指价电子和原子数都相等的微粒,与 Se 互为等电子体的分子有 PCl3等。2-3H 2Se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)H 3O+中中心原子 O的
13、价层电子对数为 =4,孤电子对数为 1,所以空间构型是三角6+3-12锥形;H 2O中中心原子 O的价层电子对数为 =4,孤电子对数为 2,所以空间构型是 V形;N 中中6+22 +2心原子 N的价层电子对数为 =2,孤电子对数为 0,所以空间构型是直线形;N 中中心原子 N5-12 -2的价层电子对数为 =3,孤电子对数为 1,所以空间构型是 V形。5+12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 NCCN,碳氮三键中有两个 键,所以 1个分子中含有 4个 键;(CN) 2与 NaOH水溶液反应的化学方程式为(CN) 2+2NaOH NaCN+NaCN
14、O+H2O。(3)S 中 S原子的价层电子对数= =4,孤电子对数为 0,采取 sp3杂化;氨气极易2-4 6+0+22溶于水,是由于氨分子与水分子之间形成氢键,a 错误;NH 3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,H 2O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(NH 3)4SO4所含有的化学键有Cu(NH 3)42+与 S 之间的离子键、氨分子与 Cu2+间的配位键和 S 、NH 3中的极性2-4 2-4共价键,c 正确;Cu(NH 3)4SO4的组成
15、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7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
16、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。NH 3极易溶于水,是因为 NH3和水均为极性分子,NH 3溶于水后,NH 3与水之间可形成氢键,NH 3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;N 2、H 2生成氮原子和氢原子,破坏了非极性键。3.答案 (1)K 17 5 1s 22s22p63s23p63d5(2)NH3与 H2O分子间存在氢键,CH 4、H 2S分子与 H2O分子间不存在氢键(3) -(4)K2Fe(SCN)5 (5)4 (6)abd sp、sp 3解析 A、B、C、D、
17、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
18、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 -。(4)FeCl 3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
19、合物的化学式是 K2Fe(SCN)5。(5)根据图中信息,该晶胞中 Fe2+个数:84=4,Fe 3+个数:84=4,CN-个数:812=24,根据化合物中各元素化合价的代数和为 0知,K +个数:=4。(6)Cu 的二价阳离子能与乙二胺 (H2NCH2CH2NH2)形成配离子,该241-42-431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(H 2NCH2CH2NH2)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 8(2)NOC(3)4 FH
20、F(或 FHO或 OHF或 OHO)(4)SiO2CO2 平面三角形 sp 2 SO 3(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 NOC。(3)c为 F元素,其氢化物水溶液中,H 2O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
21、体、SiO 2为原子晶体,熔点 SiO2CO2;A为 C,价层电子对数为 (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;C2-3 12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。2-35.答案 (1)(2)Ar3d8(或 1s22s22p63s23p63d8)(3)镧 (4)4 be NHO(或 NHN或 OHN或 OHO) sp 3 bd(5)8 mol-1或 mol-14173(10-10)3 6.9210323解析 (1)根据镝(Dy)的基态原子电子排布式Xe4f 106s2可知,镝(Dy)原子外围 4
22、f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Ar3d 104s1,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Ar3d 8(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)配合物Eu(NH 3)2(H2O)2Cl2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
23、的中心原子的配位数为 4;氨气分子中价层电子对个数= 键个数+孤电子对个数=3+ (5-1231)=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= 键个数+孤电子对个数=2+ (6-21)=4,因此 O采取 sp3杂化,VSEPR 构型为四面体形,选项 be符合题意;12N 和 O元素的电负性强,则 NH3的水溶液中存在的氢键有:NHO(或 NHN或 OHN或OHO);9在气态氯化铝(AlCl 3)2中,每个 Al原子与 4个 Cl原子形成 4个 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,
24、氯原子提供电子,铝原子提供空轨道;气态氯化铝(AlCl 3)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 +8 =4,则氧原子个数为 42=8;根据上述分析可知,一个二氧化镨晶胞中含有 4个12 18PrO2,则 = ,则 NA= mol-1= mol-1。 = 4173(10-10)3 4173(10-10)36.92103236.答案 (1)BD (2)3d K、Cr 乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键 ac sp 2 2 Cu 3Au或 AuCu3 12 38921030
25、43解析 (1)金刚石中碳原子之间只存在 键,石墨烯中碳原子之间存在 键和 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;一个碳原子中含有个单键,即个 键,所以 12 g石墨烯含 键数为 NA,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)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 3d54
26、s1,即 K和Cr;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;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;酞菁分子中碳原子含有 3个 键和 1个 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;该晶胞中含 Cu原子个数=6 =3,含有 Au=8 =1,所以其化学式为 Cu3Au或 AuCu3,根据图示,铜12 18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 d pm= d10-10 cm,该晶体的密度=2 2gcm-3。389 (210-10)3=3892103043
