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1、第五章 第3课时分子结构与性质题号知识易中难分子结构、化学键1,2,36,109分子性质4,57,811一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)1.下列关于键和键的说法不正确的是(D)A.键能单独形成,键不能单独形成B.键可以绕键轴旋转,键不能绕键轴旋转C.双键中一定有一个键,一个键,三键中一定有一个键,两个键D.CH3CH3、CH2CH2、CHCH中的键都是CC键,所以键能都相同解析:单键都是键,双键中有1个键、1个键,三键中有1个键、2个键,所以键能单独形成、键不能单独形成,故A、C正确;键通过“头碰头”形成,而键通过“肩并肩”形成,键可以绕键轴旋转,键不能绕键轴旋转,故B正确;CH3CH
2、3、CH2CH2、CHCH中的CH键、CC键都是键,故D错误。2.(2021湖北黄石模拟)下列说法中错误的是(C)A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与化学键强弱有关B.三硫化磷(P4S3)分子结构如图,1 mol P4S3分子中含有9 mol共价键C.丙烯腈分子中,碳原子的杂化方式有sp3、sp2D.BF3和NO3-空间结构相同,都是平面三角形解析:键能大小为HFHClHBrHI,其热稳定性为HFHClHBrHI,A项正确;由题图可知,1个P4S3分子中有6个PS、3个PP共价键,则1 mol P4S3分子中含有9 mol共价键,B项正确;由丙烯腈结构可知,碳原子的杂化方式有sp
3、、sp2,C项错误;BF3和NO3-中B和N均为sp2杂化,分子空间结构相同,都是平面三角形,D项正确。3.梦溪笔谈有记:“馆阁新书净本有误书处,以雌黄涂之。”在中国古代,雌黄(As2S3)经常用来修改错字,其结构如图所示。下列说法不正确的是(C)A.As、S原子的杂化方式均为sp3B.AsH3的沸点比NH3的低C.与As同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素只有VD.已知As2F2分子中各原子均满足8电子结构,分子中键和键的个数比为31解析:As2S3分子中,As形成3个单键,含有1对未成键电子对,杂化轨道数为4,杂化方式为sp3;S原子形成2个单键,含有2对未成键电子对,杂化轨道数为
4、4,杂化方式也是sp3,故A正确;NH3分子间存在氢键,导致其沸点较高,即AsH3的沸点比NH3的低,故B正确;基态As原子未成对电子数是3,第四周期元素中,与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素有V、Co,故C错误;As2F2分子中各原子均满足8电子结构,其结构式为 FAsAsF,1个单键是1个键,1个双键中含有1个键,1个键,所以As2F2分子中键的数目为3,键的数目为1,键和键的个数比为 31,故D正确。4.下列说法正确的是(B)A.甘油(CH2OHCHOHCH2OH)分子中含有1个手性碳原子B.互为手性异构体的化合物,所含化学键的种类和数目完全相同C.互为手性异构体的化合物,在三维
5、空间不能重合,但物理、化学性质却几乎完全相同D.互为手性异构体的化合物,分子组成不同,所以物理、化学性质也不同解析:CH2OHCHOHCH2OH分子中不存在手性碳原子,故A错误;手性异构体为具有完全相同的组成和原子排列的一对分子,所含化学键的种类和数目完全相同,故B正确、D错误;互为手性异构体的化合物,物理性质不同,光学活性不同,故C错误。5.(2022山东诸城联考)硝基胍是固体火箭推进剂的重要组分,其结构如图所示。下列说法正确的是(D)A.硝基胍分子中不含非极性键B.硝基胍分子中所有碳、氮原子均为sp2杂化C.硝基胍分子中键与键的个数比是31D.硝基胍分子中所有原子不可能共平面解析:分子中N
6、N键为非极性键,故A错误;最左端N原子价层电子对数为3+12(5-31)=4,则杂化类型为sp3杂化,故B错误;分子中含有4个NH键、1个CN键、1个NO键、2个CN键、1个NN键和1个NO键,键与键的个数比是51,故C错误;硝基胍分子中左边N原子为sp3杂化,空间结构为三角锥形,则所有原子不可能共平面,故D正确。6.短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素,W2X是维持生命过程的必需物质,WY可用于玻璃的刻蚀,ZX2是酸雨的主要形成原因之一,室温下化合物ZY4是气体。下列说法错误的是(D)A.Y的第一电离能在四种元素中最大B.W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和s
7、p2杂化C.W2X的沸点高于W2Z的沸点D.ZY4分子中原子均为8电子结构解析:WY是HF,则W2X是H2O,ZX2是SO2,即W是H,X是O,Y是F,Z是S。A.在H、O、F、S中,F的第一电离能最大,正确;B.H2O中O的价层电子对数为4,O是sp3杂化,SO2中S的价层电子对数是3,S原子采用sp2杂化,正确;C.由于H2O可以形成氢键,所以H2O的沸点高于H2S的沸点,正确;D.SF4的结构式为,F达到8电子结构,S最外层有10个e-,错误。二、选择题(每小题有一个或两个选项符合题意)7.(2021广东揭阳模拟)下列关于气态SO3和SO2的说法中,正确的是(AD)A.中心原子的价层电子
8、对数目相等B.都是极性分子C.中心原子的孤对电子数目相等D.都含有极性键解析:三氧化硫中心S原子的价层电子对数为3+6-232=3,二氧化硫中心S原子的价层电子对数为2+6-222=3,两者价层电子对数相同,A正确;由价层电子对数可知三氧化硫为平面三角形结构,正、负电荷中心重合,为非极性分子,B错误;三氧化硫中心原子不存在孤电子对,二氧化硫中心原子存在1对孤电子对,C错误;两者均含极性键,D正确。8.“类推”是一种重要的学习方法,但有时会产生错误的结论,下列类推结论中正确的是(A)A.第二周期元素氢化物的稳定性顺序是HFH2ONH3,则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是HClH2SPH3B.第
9、A族元素氢化物的沸点顺序是GeH4SiH4CH4,则第A族元素氢化物的沸点顺序也是AsH3PH3NH3C.根据“相似相溶”原理,乙醇能与水以任意比互溶,则戊醇也能与水以任意比互溶D.C2H6是碳链为直线形的非极性分子,可推测C3H8也是碳链为直线形的非极性分子解析:元素的非金属性越强,氢化物越稳定,故A正确;组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,沸点越高,但N元素的电负性很强,氨气分子间存在氢键,同族氢化物中氨气的沸点最高,故沸点是NH3AsH3PH3,故B错误;乙醇与水之间形成氢键,乙醇与水以任意比互溶,戊醇中烷基对整个分子的影响很大,不能与水以任意比互溶,可部分溶于水,故C错误;C2H6
10、中两个CH3对称,是非极性分子,而C3H8是锯齿形结构,是极性分子,故D错误。9.(2021山东德州一模)离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂,其中的EMIM+离子结构如图所示,下列有关EMIM+的说法正确的是(BC)A.该离子中碳原子杂化类型均为sp3B.该离子中存在类似苯环中的大键,5元环上的5个原子共用6个电子C.该离子可与Cl-结合形成有19个键的离子化合物D.该离子的核磁共振氢谱共有11个峰解析:五元环中的C为sp2杂化,A错误;该离子中形成五元环的原子采用sp2杂化,3个C、2个N经过sp2杂化后各有一条p轨道平行形成五中心大键,共用电子数为3+22-1=6,B正确;该
11、阳离子与氯离子形成离子化合物,每个阳离子含有19个键,C正确;该离子中共有6种空间位置关系的氢,因此核磁共振氢谱有6个峰,D错误。三、非选择题10.第四周期元素单质及其化合物在生活、生产中有广泛应用。回答下列问题:(1)(2021天津三模)Fe3+常用KSCN溶液检验,SCN-的空间构型为。(2)过渡金属单质及其化合物是有机合成反应的重要催化剂。例如,苯甲醇苯甲醛苯甲醇分子中C原子的杂化类型是 。苯甲醇、苯甲醛的沸点依次为205.7 、179 ,造成两者沸点差异的主要原因是 。(3)传统中药的砷剂俗称“砒霜”,其分子结构如图所示,该化合物中As、O原子的杂化方式分别为、。(4)(2021广东珠
12、海二模)SeO3是一种无色晶状物,空气中易吸潮。请问Se原子的杂化方式为,SeO3的空间构型为 。解析:(1)SCN-,分子内N形成碳氮双键,价层电子数为2,故其没有孤电子对,空间构型为直线形。(2)苯甲醇中碳原子均没有孤电子对,苯环上碳原子形成3个键,侧链中碳原子形成4个键,则碳原子杂化方式分别为sp2、sp3。苯甲醇分子间除范德华力外,还存在氢键,苯甲醛分子间只存在范德华力,氢键比范德华力更强,故苯甲醇的沸点更高。(3)该化合物中As有一个孤电子对,杂化类型为sp3杂化,O有两个孤电子对,杂化类型为sp3杂化。(4)SeO3分子中键电子对数为3,孤电子对数为12(6-23)=0,所以杂化方
13、式为sp2杂化;价层电子对数为3+0=3,空间构型为平面三角形。答案:(1)直线形(2)sp2、sp3苯甲醇分子间除范德华力外,还存在氢键,苯甲醛分子间只存在范德华力(3)sp3杂化sp3杂化(4)sp2杂化平面三角形11.已知A、B、C、D为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素,其中A的一种核素原子中无中子,B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,C与D同主族,且D的原子序数是C的2倍。试回答下列问题:(1)关于B2A2的下列说法中正确的是(填序号)。B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子每个B2A2分子中键和键数目比为11B2A2
14、分子中的AB键属于s-sp 键(2)A和C形成的二元化合物分子中既含极性键又含非极性键的化合物是(填化学式),该分子是(填“极性”或“非极性”)分子。(3)A2D分子中心原子的杂化类型为 。比较A2C与A2D分子的沸点,其中沸点较高的原因为 。元素C可形成两种同素异形体,其中在水中溶解度更大的是(填分子式)。(4)已知ClO2-为角形,中心氯原子周围有四对价层电子。ClO2-中心氯原子的杂化轨道类型为。解析:A的一种核素原子中无中子,则A为氢元素;B的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,则B为碳元素;C与D同主族,且D的原子序数是C的2倍,则C为氧元素、D为硫元素。(1)H原子核外不满足8电子稳定结构,错误;C2H2分子的结构式为HCCH,一个分子中有3个键、2个键,错误;C2H2分子中C原子采取sp杂化,所以H、C之间形成的是s-sp 键,正确。(2)H、O组成的二元化合物有H2O、H2O2,既含极性键又含非极性键的是H2O2,其分子正负电荷中心不重合,为极性分子。(3)H2S中S形成2个键,孤电子对数为6-22=2,为sp3杂化;O3分子为V形结构,与水相似,易溶于水。(4)由中心氯原子周围有四对价层电子可知为sp3杂化。答案:(1)(2)H2O2极性(3)sp3H2O分子之间存在氢键O3(4)sp3