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- 2021-05-13 发布
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选考部分 第十一章 第34讲
一、单项选择题
1.σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或两个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是( )
A.H2 B.HCl
C.Cl2 D.F2
【答案】A
2.下列说法正确的是( )
A.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型都是正四面体形
B.在SCl2中,中心原子S采取sp杂化轨道成键
C.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
【答案】C
3.下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A.在某些分子中,化学键可能只有π键而没有σ键
B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键,配位键都是σ键
C.σ键的特征是轴对称,π键的特征是镜面对称
D.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者
【答案】A
4.下列关于SO2与CO2分子的说法正确的是( )
A.都是直线形结构
B.中心原子都采取sp杂化
C.S原子和C原子上都没有孤对电子
D.SO2为V形结构,CO2为直线形结构
【答案】D
5.关于键长、键能和键角,下列说法不正确的是( )
A.键角是描述分子立体结构的重要参数
B.键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C.键能越大,键长越长,共价化合物越稳定
D.键角的大小与键长、键能的大小无关
【答案】C
6.BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,其化学性质与AlCl3相似。由此可推测BeCl2( )
A.熔融态不导电 B.水溶液呈中性
C.熔点比BeBr2高 D.不与氢氧化钠溶液反应
【答案】A
【解析】BeCl2熔点较低,易升华,溶于醇和醚,说明该化合物形成的晶体是分子晶体,熔融态不导电,A正确;该化合物的化学性质与AlCl3相似,而氯化铝溶液显酸性,因此其水溶液也呈酸性,B不正确;BeCl2与BeBr2形成的晶体均是分子晶体,后者的相对分子质量大,熔点高于BeCl2,C不正确;氯化铝能与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和水,则该化合物也与氢氧化钠溶液反应,D不正确。
7.下列物质:①H3O+、②[Cu(NH3)4]2+、③CH3COO-、④NH3、⑤CH4中存在配位键的是( )
A.①② B.①③
C.④⑤ D.②④
【答案】A
【解析】在H3O+中,中心氧原子中有孤电子对,以配位键与H+相结合,结构式为;在[Cu(NH3)4]2+中,Cu2+与NH3中的氮原子以配位键相结合,结构式为,而在CH3COO-、NH3、CH4中,结构式分别为、、均没有形成配位键。
8.科学家最近研制出可望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如右图所示)。
已知该分子中N—N—N键角都是108.1°,下列有关N(NO2)3的说法正确的是( )
A.分子中N、O原子间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质既有氧化性又有还原性
D.15.2 g该物质含有6.02×1022个原子
【答案】C
【解析】A项,N、O间形成的共价键是极性键,故A项错误;B项,由题意N—N—N键角都是108.1°,可知分子中四个氮原子不在同一平面上,故B项错误;C项,分子中顶角上的N原子为0价,—NO2
原子团中N原子为+4价,该物质既有氧化性又有还原性,故C项正确;D项,15.2 g该物质为0.1 mol,每个分子含10个原子,故应含有6.02×1023个原子。
9.在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与三个羟基相连,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( )
A.sp,范德华力 B.sp2,范德华力
C.sp2,氢键 D.sp3,氢键
【答案】C
【解析】由于该晶体具有和石墨相似的层状结构,所以B原子采取sp2杂化,同层分子间的作用力是范德华力,由于“在硼酸[B(OH)3]分子中,B原子与3个羟基相连”,虽然3个B—O都在一个平面上,但σ单键能够旋转,使O—H键位于两个平面之间,因而能够形成氢键,从而使晶体的能量最低,达到稳定状态。
10.下列说法错误的是( )
A.在NH和[Cu(NH3)4]2+中都存在配位键
B.12 g金刚石中含有的C—C键的个数为2NA
C.配位数为4的配合物均为正四面体结构
D.向含有0.1mol [Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液只能生成0.1 mol AgCl
【答案】C
11.下列描述正确的是( )
A.CS2为V形极性分子
B.SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化
C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
【答案】B
12.下列说法中,不正确的是( )
A.当两种原子的电负性相差很大时,相互之间通常形成离子键
B.不含金属元素的化合物不一定是共价化合物
C.HCl分子中的共价键是由氢原子的1s轨道和氯原子的3s轨道重叠形成的
D.四氯化碳分子中含四个共价单键,为正四面体
【答案】C
【解析】当两种原子的电负性相差很大时,为典型的金属和非金属时,易形成离子键;铵盐不含金属元素,但铵盐中含离子键,为离子化合物;HCl分子中的共价键是由氢原子的1s轨道和氯原子的3p轨道重叠形成的s-p σ键,选C。
二、非项选择题
13.氮是地球上极为丰富的元素。
(1)Li3N中氮以N3-存在,基态N3-的电子排布式为______________。
(2)N≡N键的键能为946 kJ·mol-1,N—N键的键能为193 kJ·mol-1,说明N2中的______键比____键稳定(填“σ”或“π”)。
(3)(CH3)3NH+和AlCl可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成,熔点低于100 ℃,其挥发性一般比有机溶剂大。两种离子中均存在________键。
(4)X+中所有电子正好充满K、L、M三个电子层,则X的元素符号是______,电子排布式为________________________________________________________________________。
【答案】(1)1s22s22p6 (2)π σ (3)共价 (4)Cu
1s22s22p63s23p63d104s1
【解析】(1)基态N3-的核外电子数是10,根据核外电子排布规律可知,其电子排布式为1s22s22p6。
(2)根据题给数据可知,N—N键即σ键的键能为193 kJ·mol-1,N≡N键的键能为946 kJ·mol-1,其中包含一个σ键和两个π键,则π键的键能是(946-193) kJ·mol-1/2=376.5 kJ·mol-1,键能越大,化学键越稳定,由数据可以判断N2中的π键比σ键稳定。
(3)阴、阳离子均为原子团,是由原子通过共价键形成的。
(4)已知X+中所有电子正好充满K(2个)、L(8个)、M(18个)三个电子层,则其电子总数为28,故X原子的核外电子数是29,所以X的核电荷数是29,为铜元素。
14.(1)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。
①NH3分子的空间构型是________;N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是__________。
②肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是N2O4(l)+2N2H4(l)===3N2(g)+4H2O(g)
ΔH=-1038.7 kJ·mol-1
若该反应中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键有______mol。
③肼能与硫酸反应生成N2H6SO4。N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,则N2H6SO4的晶体内不存在________(填字母)。
a.离子键 b.共价键
c.配位键 d.范德华力
(2)图1表示某种含氮有机化合物的结构,其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)。分子内存在空腔,能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中,能被该有机化合物识别的是________(填字母)。
a.CF4 b.CH4 c.NH d.H2O
【答案】(1)①三角锥形 sp3 ②3 ③d (2)c
【解析】(1)①NH3分子中氮原子含有3个共价键和1个孤电子对,所以空间构型是三角锥型;N2H4分子中氮原子的共用电子对是3,含有1个孤电子对,N原子轨道的杂化类型是sp3。
②1 mol氮气分子中含有2 molπ键,若该反应中有4 mol N-H键断裂,即有1 mol 肼参加反应,生成1.5 mol氮气,所以形成的π键有1.5 mol×2=3 mol。
③硫酸铵是离子化合物,硫酸铵中存在离子键和共价键,N2H6SO4晶体类型与硫酸铵相同,所以N2H6SO4的晶体内存在离子键、共价键和配位键,不含范德华力。
(2)要形成氢键,就要掌握形成氢键的条件:一是要有H原子,二是要电负性比较强,半径比较小的原子(如F、O、N等)构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。符合这样的选项就是c和d,但题中要求形成4个氢键,氢键具有饱和性。
15.(1)(2014江苏卷节选)与OH-互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。
(2)(2014新课标Ⅰ卷节选)可用硫氰化钾检验Fe3+,形成配合物的颜色为________。
(3)(2014新课标Ⅱ卷节选)H、N、O、S、Cu这五种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,阳离子呈轴向狭长的八面体结构(如下图所示)。该化合物中阴离子为_________,阳离子中存在的化学键类型有________________;该化合物加热时首先失去的组分是________,判断理由是______________________。
(4)(2014山东卷节选)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。
①图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为______。
②图乙中,1号碳的杂化方式是________,该C与相邻C形成的键角________(填“> ”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。
③若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2
O形成氢键的原子有________(填元素符号)。
【答案】(1)HF (2)血红色
(3)SO 共价键和配位键 H2O H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱
(4)①3 ②sp3 < ③O、H
【解析】(2)Fe3+与SCN-能形成多种配位化合物,它们的颜色都是血红色的,利用这一性质来检验Fe3+。
(2)根据题给信息知,这5种元素形成的一种1∶1型离子化合物中,阴离子呈四面体结构,为硫酸根;阳离子呈轴向狭长的八面体结构合图知,该化合物的化学式为[Cu(NH3)2(H2O)2]SO4。则该化合物中阴离子为SO,阳离子中存在的化学键类型有共价键和配位键;该化合物加热时首先失去的组成是H2O,由于H2O与Cu2+的配位键比NH3与Cu2+的弱。
(4)①图甲中1号C与相邻C形成3个C-C键,形成σ键的个数为3;②图乙中,1号C形成3个C-C及1个C-O键,C原子以sp3杂化,为四面体构型,而石墨烯中的C原子杂化方式均为sp2,为平面结构,则图乙中C与相邻C形成的键角<图甲中1号C与相邻C形成的键角;③水中的O电负性较强,吸引电子的能力强,易与氧化石墨烯中的O-H上的H形成氢键,氧化石墨烯中O与水中的H形成氢键。