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课时作业三十九
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课时作业(三十九) 分子结构与性质
一、选择题(本题包括12小题，每小题4分，共48分)
1．下列化学式对应的结构式从成键情况看不合理的是( )
2．在乙烯分子中有5个σ键和1个π键，它们分别是( )
A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键
C．C—H之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—C之间是未杂化的2p轨道形成π键
D．C—C之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—H之间是未杂化的2p轨道形成π键
3．下列说法中不正确的是( )
A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键
D．N2分子中有一个σ键，两个π键
4．下表所列的是不同物质中氧氧键的键长和键能的数据，其中a和b未测出，根据一个原则可估计键能大小顺序为d>c>b>a，该原则是( )
O
O
O2
O
键长(nm)
149
128
121
112
键能(kJ/mol)
a
b
c＝494
d＝628
A.成键电子数越多，键能越大
B．成键电子数越少，键能越大
C．键长越短的键，键能越大
D．以上都不是
5．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为( )
A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3中的N为sp2型杂化， 而CH4中的C是sp3型杂化
B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
6．下列分子和离子中中心原子价层电子对几何构型为四面体且分子或离子空间构型为V形的是( )
A．NH B．PH3
C．H3O＋ D．OF2
7．下列分子中，属于含有极性键的非极性分子的是( )
A．H2O B．Cl2
C．NH3 D．CCl4
8．下列有关分子结构与性质的叙述中正确的是( )
A．CS2、H2O、C2H4都是直线形分子
B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中
C．CH2===CH2和CHCH分子中含有的π键个数相等
D．CH4、CCl4、SiH4都是含有极性键的非极性分子
9．已知O3分子为V形结构，关于相同条件下O3和O2在水中溶解度的比较，下列说法正确的是( )
A．O3在水中的溶解度和O2一样
B．O3在水中的溶解度比O2小
C．O3在水中的溶解度比O2大
D．无法比较
10．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为( )
11．下列事实与氢键有关的是( )
A．水加热到很高的温度都难以分解
B．水结成冰体积膨胀
C．CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高
D．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
12．下列说法中错误的是(双选)( )
A．卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C．H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大
D．氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
二、非选择题(本题包括5小题，共52分)
13．(10分)(2013·江苏赣榆质检)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与p电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。
(1)基态E原子的价电子排布式为__________。
(2)AB的立体构型是__________，其中A原子的杂化轨道类型是__________。
(3)A与B互为等电子体，B的电子式可表示为__________，1 mol B中含有的π键数目为________________NA。
(4)用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键__________。[来源:]
14．(10分)氯是一种非常重要的非金属元素。
(1)氯元素的基态原子的价电子排布式是________。
(2)氯化氢的沸点远低于氟化氢，液态氟化氢的化学式有时写成(HF)n，其原因是____________________。
(3)光气(COCl2)中C原子采取________杂化成键，其碳氧原子间的共价键含有______________(填“σ”或“π”键及个数)。
(4)元素Cu的一种氯化物的晶胞结构如图所示(黑球表示铜原子，白球表示氯原子)，该氯化物的化学式为________，它可与浓氨水反应生成无色溶液，在空气中放置一段时间，最终溶液变成深蓝色，则深蓝色溶液中生成的配合物为________(填化学式)。
15．(12分)配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
(1)现有Ti3＋的配合物[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O。该配合物的配体是________，配位数是________。
(2)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有
[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在________。
a．共价键 b．非极性键
c．配位键 d．σ键
e．π键
(3)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行如下实验：在第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，在第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象，则第一种配合物的结构式为______________，第二种配合物的结构式为______________，如果在第二种配合物溶液中滴加AgNO3溶液时，产生的现象是______________。
(4)金属酞菁配合物在硅太阳能电池中有重要作用，一种金属镁酞菁配合物的结构如图所示，请在图中用箭头表示出配位键。
16．(10分)X、Y、Z、V、W为五种前四周期元素，其中X是短周期(除稀有气体外)原子半径最大的元素；Y与X同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性；Z原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子；V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2；W的原子序数为29，W的离子能与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)形成配离子：[来源:]
回答下列问题：
(1)W原子的核外电子排布式为__________，上述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
(2)元素X、Y、V第一电离能由大到小的顺序是__________(用元素符号表示)。
(3)Z的氢化物的空间构型是__________；该氢化物的沸点比甲烷的高，其主要原因是__________。
(4)一定压强，将HF和HCl混合气体降温时，首先液化的物质是__________。
(5)已知XeO3分子中氙原子上有1对弧对电子，则XeO3为__________分子(填“极性”或“非极性”)；XeO3分子中中心原子的杂化类型为__________；XeO3分子的空间构型为__________。
17．(10分)氨和水都是常用的试剂。请回答下列问题：
(1)氮元素基态原子的核外电子中，未成对电子数与成对电子数之比为________。
(2)NH3分子可结合一个H＋形成铵根离子(NH)。
①NH3分子中N原子的杂化类型是________。
②NH3分子中与H＋结合的过程中未发生改变的是________(填序号)。
a．微粒的空间构型
b．N原子的杂化类型
c．H—N—H的键角
(3)将氨气通入CuSO4溶液中，产生蓝色沉淀，继续通过量氨气，沉淀溶解，得到蓝色透明溶液。该过程中微粒的变化是[Cu(H2O)6]2＋―→Cu(OH)2―→
[Cu(NH3)4]2＋。[Cu(H2O)6]2＋和[Cu(NH3)4]2＋中共同含有的化学键类型是________。
(4)在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成氢键，则冰晶体中氢键的“键能”是______________kJ·mol－1(已知冰的升华热是51 kJ·mol－1，水分子间范德华力的能量为11 kJ·mol－1)；水变成冰晶体时，密度减小的主要原因是____________________。
课时作业(三十九)
1．D H、Se、N、C、Si形成的共用电子对分别是1、2、3、4、4。
2．A
3．C 从原子轨道的重叠程度看，π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，A项正确；根据电子云的形状和成键时的重叠原则，两个原子形成的共价键最多只有一个σ键，可能没有π键，也可能有1个或2个π键，B、D正确；稀有气体为单原子分子，不存在化学键，故C项错误。
4．C 可以根据键长判断键能的大小。
5．C 根据价层电子对互斥理论、轨道杂化理论可知，NH3、CH4中的中心原子都采取sp3杂化形式，二者的不同在于NH3杂化后的4个轨道中有3个成键，而有1个容纳孤电子对，CH4杂化后的4个轨道全部用于成键，这样会导致二者的空间构型有所不同。
6．D 中心原子价层电子对构型为四面体，所以应该是sp3杂化，V形结构只有3个原子组成，所以答案D对；A选项三角锥形的NH3结合一个H＋变为四面体；PH3为三角锥形；C项H2O为V形，H2O结合一个H＋变为三角锥形结构。
7．D H2O分子中O—H键为极性键，两个O—H键之间的夹角约为105°，整个分子的电荷分布不对称，是极性分子；Cl2是双原子单质分子，Cl—Cl键是非极性键，是含非极性键的非极性分子；NH3分子中N—H键是极性键，分子构型是三角锥形，N原子位于顶端，电荷分布不对称，是极性分子；CCl4分子中C—Cl键是极性键，分子构型呈正四面体形，C原子位于正四面体中心，四个Cl原子分别位于正四面体的四个顶点，电荷分布对称，是非极性分子。
8．D H2O是V形分子；H2O2中氧原子间为非极性键；1个CH2===CH2分子中有1个π键，1个CH CH分子中有2个π键；CH4、CCl4、SiH4都是正四面体形分子，是含有极性键的非极性分子。
9．C O3分子为V形结构，分子结构是不对称的，O3为极性分子，而O2为非极性分子，水是极性溶剂，根据相似相溶原理，可知O3在水中的溶解度比O2大。
10．B 从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤对电子，所以，以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2O NH＋OH－，可知答案是B。
11．B 水加热到很高的温度都难以分解，是因为H—O键比较牢固，A错；CH4、SiH4、GeH4、SnH4熔点随相对分子质量增大而升高，是因为分子间作用力依次增大，C错；HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱，是因为氢卤键键能依次减小，D错。
12．CD 本题考查了氢键对物质性质的影响以及氢键的存在。因HF存在氢键，所以沸点HF＞HBr＞HCl，A正确；邻羟基苯甲醛的分子内羟基与醛基之间存在氢键，而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高，B正确；据F原子半径小于O原子半径，可知(HF)n中氢键键长比水中氢键键长短，键能大，但由于一个HF分子只能与两个相邻的HF分子形成氢键，而一个H2O分子可与四个相邻的H2O分子形成氢键，故水的沸点比HF的沸点高，C项不正确；氢键有方向性，但氢键的形成不像共价键对方向的要求那么高，故X—H…Y不一定总在一条直线上，D不正确。
13．解析： A原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为C；B原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为O；C在周期表中电负性最大，为F，D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，为Ca；E在同周期元素中未成对电子数最多，为Cr。(1)基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1。(2)CO的立体构型为平面三角形，C原子的杂化类型为sp2。(3)O含10个电子，电子式为[O??O]2＋。1个叁键中含有1个σ键、2个π键，则1 mol [O??O]2＋含2 mol π键。(4)HF溶液中存在的氢键有F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。
答案： (1)3d54s1 (2)平面三角形 sp2
(3)[O??O]2＋ 2
(4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O
14．解析： (1)Cl的原子核外有17个电子，价电子排布式为3s23p5。(2)HF的分子间存在氢键，沸点比HCl高。
(3)COCl2的结构式为，C的成键电子对为3，无弧电子对，为sp2杂化，碳氧之间为双键，含有1个σ键，1个π键。(4)该晶胞中铜原子的个数为4，氯原子的个数为8×＋6×＝4，故该氯化物的化学式为CuCl。深蓝色的配合物为[Cu(NH3)4]Cl2。
答案： (1)3s23p5 (2)HF分子之间存在氢键作用
(3)sp2 1个σ键，1个π键 (4)CuCl [Cu(NH3)4]Cl2
15．解析： 配合物中，内界和外界之间依靠离子键结合，可以电离；内界里面中心原子和配体之间依靠配位键结合，不能电离。(4)中的配合物里，N原子以一个单键和一个双键与其他原子结合时，则还存在一对孤对电子，以配位键与Mg2＋结合。
答案： (1)H2O、Cl－ 6 (2)acd
(3)[Co(NH3)5Br]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br 淡黄色沉淀
(4)如图
16．解析： 在短周期中，除稀有气体外，X的原子半径最大，为Na；Y的最高价氧化物的水化物具有两性，为Al；Z原子的核外电子排布式为1s22s22p3，为N；V原子的核外电子排布式为1s22s22p63s2，为Mg；W的原子序数为29，为Cu。(1)Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。(2)同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，但ⅡA族、VA族元素反常，故第一电离能：Mg>Al>Na。(3)NH3中N有一对弧对电子，空间构型为三角锥形。NH3分子间能形成氢键，沸点比CH4的高。(4)HF的沸点比HCl的沸点高，容易液化。(5)XeO3的成键电子对数为3，弧电子对数为1，Xe的杂化类型为sp3杂化，空间构型为三角锥形，属于极性分子。
答案： (1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1 abd
(2)Mg>Al>Na (3)三角锥形 氨分子间存在氢键
(4)HF (5)极性 sp3 三角锥形
17．解析： (1)N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，未成对电子数为3，成对电子数为4。(2)①NH3分子中N的成键电子对为3，弧电子对为1，为sp3杂化。②NH3的立体结构为三角锥形，NH为正四面体形，键角也不相等，但N的杂化类型均为sp3杂化。(4)1个水分子平均形成2个氢键，冰升华时克服氢键和分子间作用力，故冰中氢键的键能为＝20 (kJ·mol－1)。氢键具有方向性，水结冰时分子间距离增大，密度减小。[来源:]
答案： (1)3∶4 (2)①sp3 ②b (3)共价键、配位键
(4)20 氢键具有方向性，水结冰时分子间距离增大，密度减小
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