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专题4 分子空间结构与物质性质专题检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题包括14小题，每小题4分，共56分)1物质的下列性质不能用键能来解释的是()A氮气的化学性质没有氯气活泼BHF比HCl稳定C金刚石的熔点比晶体硅高D常温下溴呈液态，碘呈固态答案D解析氮气中含有叁键，键能大，性质稳定，A和键能有关系；分子的稳定性和共价键强弱有关系，B和键能有关；C中都是原子晶体，熔点和键能大小有关系；D中形成的是分子晶体，熔沸点和分子间作用力有关系，和键能无关，答案选D。2下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是()Asp杂化轨道的夹角最大Bsp2杂化轨道的夹角最大Csp3杂化轨道的夹角最大Dsp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等答案A解析sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角依次为109.5、120、180。3下列各组微粒中，都互为等子体的是()ACO、NO、NaH、N2BSO2、NO、N、CNOCCO、NO、BeCl2DSiF4、SiO、SO、PO答案D解析具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子是等电子体。A项，CO的价电子数为4610，NO的价电子数为5611, NaH是离子化合物，不存在分子，N2的价电子数为5510，不符；B项，SO2的价电子数为66218，NO的价电子数为562116，N的价电子数为53116，CNO的价电子数为456116，不符；C项，CO的价电子数为463224，NO的价电子数为563124，BeCl2的价电子数为27216，不符；D项，SiF4的价电子数为47432，SiO的价电子数为464432，SO的价电子数为664232，PO的价电子数为564332，符合。4在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()Asp，范德华力Bsp2，范德华力Csp2，氢键Dsp3，氢键答案C解析石墨晶体为层状结构，则一层上的碳原子形成平面六边形结构，因此C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，则同层分子间的主要作用力为氢键，层间为范德华力。5下列分子中，均为具有极性键的非极性分子组是()AH2、NH3、H2SBCS2、BF3、CO2CCH3Cl、CHCl3、CH4DSO2、NO2、C2H2答案B解析NH3、H2S、CH3Cl、CHCl3、SO2、NO2均为极性分子。6下列说法中正确的是()A烯中C=C的键能是乙烷中CC的键能的2倍B氮气分子中含有1个键和2个键C能够用来衡量化学键强弱的物理量有原子化热、晶格能、键能、范德华力、氢键DNH中4个NH键的键能不相同答案B解析A项，烯中C=C两对共价电子结合的牢固程度不同，因此C=C的键能比乙烷中CC的键能的2倍小，错误；B项，氮气分子中两个N原子通过三对电子结合，其中含有1个键和2个键，正确；C项，能够用来衡量化学键强弱的物理量有原子化热、晶格能、键能，而范德华力、氢键与化学键无关，错误；D项，NH中4个NH键尽管形成过程不同，但是它们的键能相同，错误。7根据实际和经验推知，下列叙述不正确的是( )A卤化氢易溶于水，不易溶于四氯化碳B碘易溶于汽油，微溶于水C氯化钠易溶于水，也易溶于食用油D丁烷易溶于煤油，难溶于水答案C解析根据“相似相溶规则”可以得出结论。C项NaCl为离子化合物，易溶于水，而难溶于有机溶剂。8下列关于CH、CH3、CH三种微粒的说法正确的是()A三种微粒都能独立稳定存在B三种微粒的形状相同C三种微粒中碳原子的杂化方式相同D键角大小关系：CHCH答案D解析A项，CH3为甲基，需要与其它原子或原子团结合，才能稳定存在，错误；B项，CH为平面三角形，CH3、CH为四面体构型，错误；C项，CH中碳原子为sp2杂化，CH3、CH中碳原子为sp3杂化，错误；D项，CH中碳原子为sp2杂化，键角为120，CH中碳原子为sp3杂化，键角为109.5，正确。9下列说法不正确的是()A互为手性异构体的分子互为镜像B利用手性催化剂合成可主要得到一种手性分子C手性异构体分子组成相同D手性异构体性质相同答案D解析A项，手性碳原子是连接四个不同的原子或原子团的碳原子，若两种同分异构体互为手性异构体，则它们含有的各种原子、原子团相同，只是空间位置不同，两种分子互为镜面对称，即为镜像关系，正确；B项，有机反应大多数有副反应发生，反应条件不同，得到的反应产物不同，利用手性催化剂合成得到的物质主要是得到一种手性分子，正确；C项，手性异构体分子是同分异构体的原子，因此二者分子式相同，物质中各元素的含量也相同，正确；D项，手性异构体由于是同分异构体，结构不同，化学性质不同，错误。10氯仿(CHCl3)常因保存不慎而被氧化，产生剧毒物光气(COCl2): 2CHCl3O22HCl2COCl2。下列说法不正确的有()ACHCl3分子的空间构型为正四面体BCOCl2分子中，中心C原子采用sp2杂化CCOCl2分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构D可用硝酸银溶液检验氯仿是否变质答案A解析A项，CHCl3分子中由于CH键、CCl键的键长不相同，因此CHCl3的空间构型为四面体，但是不是正四面体，错误；B项，COCl2分子中，中心C与O形成双键，再与两个Cl形成共价单键，因此C原子采用sp2杂化，正确；C项，COCl2分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构，正确；D项，由于在氯仿中的Cl元素以Cl原子的形式存在，不是Cl，因此可用硝酸银溶液检验氯仿是否变质，正确。11下列叙述不正确的是()AAg(NH3)2的空间构型是直线形，其中Ag采取sp杂化BNi(CN)42和Zn(NH3)42的配位数都是4，它们的空间构型都为正四面体型CPt(NH3)2Cl2有顺式和反式异构体，其中顺式为极性分子，反式为非极性分子D用BaCl2溶液可区别Cu(NH3)4SO4溶液和Cu(NH3)4(NO3)2溶液答案B解析Ni(CN)42的空间构型为平面正方形。12原子数相同、电子总数相同的粒子，互称为等电子体。硼元素可形成三个等电子体阴离子：BO、BC和BN，则m、n值为()A5,3B2,4C3,1D1 ,2答案A解析化学通式相同且价电子总数相等的分子或离子为等电子体，m5、n3时，三种阴离子的价电子总数相等，故A项正确。13B3N3H6与C6H6是等电子体，则下列说法错误的是( )AB3N3H6能发生加成反应和取代反应BB3N3H6具有碱性CB3N3H6各原子在同一平面上DB3N3H6不能使酸性高锰酸钾溶液褪色答案B解析本题考查等电子原理，等电子体具有相似的结构和性质。苯分子中各原子在同一平面内；苯在一定条件下能发生加成反应和取代反应；苯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。14过氧化铬(CrO5)的结构为，由此可以推知CrO5中氧元素的化合价应该是( )A全部是1价B.为1价，为2价C全部是2价D.为2价，为1价答案B解析中有1个2价氧，4个1价氧。二、非选择题(本题包括5小题，共44分)15(6分)D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥型、正四面体、V形、直线形。回答下列问题。(1)D、E、X、Y、Z的氢化物的分子式依次为_、_、_、_、_。(2)上述氢化物的分子中，是极性分子的为_。(3)与E的氢化物是等电子体的分子(短周期元素的原子形成的分子)为_(填化学式)。答案(1)CH4NH3SiH4H2SHCl(2)NH3、H2S、HCl(3)PH3解析该五种元素均能形成氢化物，可确定它们都属于非金属元素，然后依据“原子序数逐渐增大”和“分子的空间构型”，可确定D、E、X、Y、Z最简氢化物依次为CH4、NH3、SiH4、H2S和HCl。16(9分)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层。(1)丁二酮肟常用于检验Ni2：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。该结构中，氮镍之间形成的化学键是_；从原子轨道重叠的方式看，碳碳之间的共价键类型是键，则碳氮之间的共价键类型是_。碳原子的杂化轨道类型有_。氧氢两元素之间除共价键外还可能存在_；(2)甲醛(H2C=O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内的OCH键角_(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的OCH键角。答案(1)配位键键、键sp2、sp3氢键(2)小于解析(1)镍原子有空轨道，氮原子有孤电子对，因此二者形成配位键，双键是由一个键和一个键构成；在该结构中碳原子既有单键又有双键，因此杂化类型是sp2和sp3杂化；氧原子与氢原子之间可以形成氢键；(2)甲醛中C原子形成3个键，为sp2杂化，键角为120，甲醇分子内碳原子形成4个键，杂化方式为sp3杂化，键角小于120。17(10分)在人类文明的历程中，许多物质发挥过重要作用，如铁、硝酸钾、青霉素、聚乙烯、二氧化硅、富勒烯、含铬物质等。(1)Fe3在基态时，外围电子排布式为_。(2)KNO3中NO的空间构型为_，写出与NO互为等电子体的另一种阴离子的化学式：_。(3)6氨基青霉烷酸的结构如图所示。结构中S原子的杂化方式是_；组成中C，N，O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(4)富勒烯(C60)的结构如图所示，该物质能与氯气反应形成C60Cl10分子，1molC60Cl10分子中含有碳碳单键的数目为_。(5)已知配合物CrCl36H2O中心原子Cr3配位数为6，向含0.1molCrCl36H2O的溶液中滴加2molL1AgNO3溶液，反应完全后共消耗AgNO3溶液50mL，则该配离子的化学式为_。答案(1)3d5(2)平面三角形CO(3)sp3NOC(4)65(5)Cr(H2O)4Cl2Cl2H2O18(9分)聚合铁(简称PFS)化学式为Fe2(OH)n(SO4)m，n5，m10。现代污水处理工艺中常利用PFS在水体中形成絮状物，以吸附重金属离子。(1)PFS中对应价态铁离子的外围电子排布式是_。与SO互为等电子体的离子或分子有_、_(各写一例)(2)水在不同的温度和压力条件下可以形成11种不同结构的晶体，密度从比水轻的0.92gcm3到约为水的一倍半。冰是人们迄今已知的由一种简单分子堆积出结构花样最多的化合物。其中冰的晶体结构为如图1所示的立方晶胞，每个水分子可与周围_个水分子以氢键结合，晶体中，1mol水可形成_mol氢键。(3)毒奶粉事件震惊全国，这主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺(结构如图2)。下列关于三聚氰胺分子的说法中正确的是_(填字母)。A所有碳原子采取sp2杂化，所有氮原子采取sp3杂化B一个分子中共含有15个键C属于极性分子，故极易溶于水D形成的晶体熔点较高(4)根据等电子原理，写出NO2结构式_；1molO中含有的键数目为_。答案(1)3d5PO34(或ClO)SiF4(或CCl4)(2)42(3)B(4)O=N=O2NA(或1.2041024)解析(1)絮状物在空气中能稳定存在说明为铁离子，因为亚铁离子在空气中不稳定，故铁的化合价为3价，铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，外围电子排布式为3d5。SO、PO、ClO、SiF4和CCl4，均是五原子32电子的等电子体。(2)从图中可以看出，每个中心的水分子与上方面的2个对角的水分子形成氢键，与下方面的另外角的两个水分子形成氢键，共4个；以中间的水分子为例，1mol水形成了2mol氢键。(3)C=N中，C原子为sp2杂化，C=N中N原子为sp2杂化，NH2中N原子为sp3杂化，杂化类型不同，故A错误；分子中含有6个NH,6个CN,3个C=N，双键中有1个键，共15个键，故B正确；分子结构对称，为非极性分子，则不易溶于水，故C错误；三聚氰胺为分子晶体，熔点较低，故D错误。(4)价电子数和原子数分别都相等的是等电子体，则与NO互为等电子体的是CO2，CO2是含有双键的直线形结构，则NO结构式为O=N=O；与O互为等电子体的是氮气。氮气含有叁键，而叁键是由1个键和2个键构成的，则1molO中含有的键数目为2NA。19(10分)运用物质结构的知识完成下列问题。(1)第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有_(填元素符号)。(2)配离子TiCl(H2O)52的中心离子化合价为_，配体的化学式为_。(3)BF3与一定量水形成(H2O)2BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：晶体Q中不存在的作用力为_(填字母)。A共价键B离子键C配位键D范德华力E氢键R中阳离子的空间构型为_。(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1所示。则m_(填数字)。(5)以四氯化钛、碳化钙、叠氮酸盐(如NaN3)作原料，可以生成碳氮化钛化合物，其结构是用碳原子取代氮化钛晶胞(结构如图2)所有顶点的氮原子，这种碳氮化钛化合物的化学式为_。(6)部分化学键的键能见表：化学键SiOSiClHHHClSiSiSiC键能/kJmol1460360436431176347比较下列两组物质的熔点高低 (填“”或“”)SiC_Si；SiCl4_SiO2工业上高纯硅可通过下列反应制取：SiCl4(g)2H2(g)Si(s)4HCl(g)计算该反应的反应热H_kJmol1。答案(1)Be、C、O(2)3Cl、H2O(3)B三角锥型(4)2(5)Ti4CN3(6)236解析(1)同一周期元素中，元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势，但第A族元素第一电离能大于第A族元素的，第A族的第一电离能大于第A族元素，所以第2周期中第一电离能顺序为LiBBeCON，第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有Be、C、O三种元素。(2)配离子TiCl(H2O)52的中心离子所带的电荷213，故中心离子为Ti3，Cl、H2O是配体。(3)非金属元素原子之间易形成共价键，B原子含有空轨道、O原子含有孤电子对，所以B原子和O原子之间存在配位键，分子之间存在范德华力，水分子中的O原子和其他分子中的H原子易形成氢键，所以不涉及的是离子键，故选B；H3O中O原子价层电子对个数3(6131)4且含有一个孤电子对，所以为三角锥型结构。(4)依据化合价H为1，B为3，O为2，可得m2；(5)该晶胞中C原子个数8，N原子个数6，Ti原子个数112。(6)碳化硅和硅都是原子晶体，晶体类型相同的物质其熔点与键长成正比，键长越长，键能越小，熔点越低，碳化硅的键长小于硅硅键长，所以碳化硅的熔点比硅的高；二氧化硅是原子晶体，氯化硅是分子晶体，原子晶体的熔点高于分子晶体，所以二氧化硅的熔点比氯化硅的高。H360kJmol14436kJmol12176kJmol12431kJmol14236kJmol1。
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