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考点规范练39化学键与分子间作用力非选择题(共6小题,共100分)1.(16分)(1)H2SeO3的中心原子杂化类型是;SeO32-的立体构型是。与SeO32-互为等电子体的分子有(写一种物质的化学式即可)。H2Se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.NO2+D.NO2-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;(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。CuSO4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(NH3)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。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;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、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。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轨道表示式为。(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Xe4f106s2,画出镝(Dy)原子外围电子轨道表示式:。(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:kJmol-1)元素I1I2I3I4Yb(镱)6041 2174 4945 014Lu(镥)5321 3904 1114 987La(镧)5381 0671 8505 419Ce(铈)5271 0471 9493 547(4)元素铕(Eu)可以形成配合物Eu(NH3)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.VSEPR构型c.键角d.孤电子对数e.中心原子的价层电子对数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(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 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,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。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)课时规范练39化学键与分子间作用力1.答案 (1)sp3三角锥形PCl3(或其他合理答案)极性分子(2)BDNCCN4(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O(3)sp3c解析 (1)H2SeO3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,SeO32-的中心原子Se的价层电子对数为(6+2)=4,离子中有一个孤电子对,所以SeO32-的立体构型是三角锥形,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。H2Se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)H3O+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。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+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O。(3)SO42-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;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)4SO4所含有的化学键有Cu(NH3)42+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)4SO4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)K1751s22s22p63s23p63d5(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)SCN-(4)K2Fe(SCN)5(5)4(6)abdsp、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,且为第四周期元素,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SCN-。(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:84=4,Fe3+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:241-42-431=4。(6)Cu的二价阳离子能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)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(H2NCH2CH2NH2)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)NOC(3)4FHF(或FHO或OHF或OHO)(4)SiO2CO2平面三角形sp2SO3(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轨道表示式为。(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,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SiO2CO2;A为CO32-,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;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)Ar3d8(或1s22s22p63s23p63d8)(3)镧(4)4beNHO(或NHN或OHN或OHO)sp3bd(5)84173(a10-10)3 mol-1或6.921032a3 mol-1解析 (1)根据镝(Dy)的基态原子电子排布式Xe4f106s2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,则其外围电子轨道表示式为。(2)Cu是29号元素,基态原子的电子排布式为Ar3d104s1,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Ar3d8(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(NH3)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+(5-31)=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;N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);在气态氯化铝(AlCl3)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,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+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PrO2,则=nMrV=4NA173(a10-10)3,则NA=4173(a10-10)3 mol-1=6.921032a3 mol-1。6.答案 (1)BD(2)3dK、Cr乙醇分子间可形成氢键而丁烷分子间不能形成氢键acsp22Cu3Au或AuCu312389210304NAd3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;第四周期元素中,最外层电子数与铜相同的元素还有3d04s1和3d54s1,即K和Cr;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=2d10-10 cm,该晶体的密度=389 gNA(2d10-10cm)3=389210304NAd3 gcm-3。
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