【状元之路】2020高考化学大一轮复习 12.38 分子结构与性质题组训练
递进题组 提升素养 最有价值 备考训练
双 基 题 组
题组一 共价键
1．前中国科学院院长卢嘉锡与法裔加拿大科学家Gignere巧妙地利用尿素(H2NCONH2)和H2O2形成化合物H2NCONH2·H2O2，不但使H2O2稳定下来，而且其结构也没有发生改变，得到了可供衍射实验的单晶体。已知H2O2的结构式为H—O—O—H，下列说法中不正确的是( )
A．H2NCONH2与H2O2是通过氢键结合的 B．H2O2分子中只含σ键，不含π键 C．H2O2既有氧化性又有还原性 D．H2NCONH2·H2O2属于离子化合物 解析：D项属于共价化合物。 答案：D
2．[2020·唐山模拟]下列物质中，既有共价键又有分子间作用力的是( ) A．氧化镁 C．铜
解析：A、B、C均无共价键。 答案：D
3．下列分子中存在π键的是( ) A．H2 C．N2
B．Cl2 D．HCl B．氦 D．液氨
解析：在N2中，两个N原子的2pz形成一个σ键，2px形成一个π键，两个2py也形成一个π键。H2、Cl2、HCl分子中都只有一个单键，属于σ键 。
答案：C
4．通常，电负性差值小的两种非金属元素形成化合物时，两种元素的原子通过共用电子对形成共价键。已知Cl、O、N三种原子的价电子排布分别为：
a．Cl：3s3p b．O：2s2p c．N：2s2p
(1)写出上述a、c两种元素与氢元素化合形成化合物的化学式：__________、__________。它们所形成的共价键类型分别为__________、__________(填“极性键”或“非极性键”)。
(2)写出氧与氢元素形成化合物的化学式__________，分子的极性为__________(填“极性分子”或“非极性分子”)。
(3)通常情况下N2化学性质不活泼的原因是______________________________。 答案：(1)HCl NH3 极性键 极性键 (2)H2O、H2O2 极性分子
(3)氮分子中，两个氮原子之间形成氮氮三键，键能很大 题组二 分子的立体结构
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3
5．已知A、B、C、D、E代表五种元素。A元素的三价离子3d能级处于半充满；B元素原子的最外层电子数是内层电子总数的2倍；C的原子轨道中有2个未成对的电子，且与B可形成两种常见的气体；D的原子序数小于A，D与C可形成DC2和DC3两种分子，且DC2是极性分子，DC3是非极性分子；E是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素。试回答下列问题：
(1)写出A元素基态原子的电子排布式_________________________；
(2)B、C、D三种元素的电负性由大到小的顺序为____________________________(写元素符号)； (3)E与C以1∶1形成的物质的电子式为______________________________； (4)用VSEPR理论判断DC3分子的空间立体结构为______________________； (5)元素周期表中第一电离能最大的元素是____________(填元素符号)。
解析：A元素的三价离子3d能级处于半充满，即为3d，则它的原子价电子构型为3d4s，故为Fe元素；由“B元素原子的最外层电子数是内层电子总数的2倍”推出，B为C元素；由“C的原子轨道中有2个未成对的电子，且与B可形成两种常见的气体”推出，C为O元素；由“D的原子序数小于A，D与C可形成DC2和DC3两种分子，且DC2是极性分子，DC3是非极性分子”推出，D为S元素；由“E是短周期元素中除了稀有气体外原子半径最大的元素”推出，E为Na元素。(1)A元素基态原子的电子排布式为：1s2s2p3s3p3d4s；(2)B、C、D分别对应的是C、O、S元素，它们的电负性由大到小的顺序为O＞S＞
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C；(3)E与C以1∶1形成的物质Na2O2，电子式为Na
＋2－
Na；(4)根据VSEPR
＋
6
理论＝3，故SO3的空间立体结构为正三角形；(5)在元素周期表中第一电离能最大的元素是He。
2
答案：(1)1s2s2p3s3p3d4s (2)O＞S＞C
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2
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6
6
2
(3)Na
＋2－
Na
＋
(4)正三角形 (5)He
6．D、E、、Y、是周期表中的前20号元素中的5种元素，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、三角锥形、正四面体、角形(V形)、直线形。回答下列问题：
(1)Y的最高价氧化物的化学式为__________；
(2)上述5种元素中，能形成酸性最强的含氧酸的元素是__________，写出该元素的任意3种含氧酸的化学式： __________________；
(3)D和Y形成的化合物，其分子的空间构型为____________________________； (4)D和形成的化合物，其化学键类型属__________，其晶体类型属__________；
(5)金属镁和E的单质在高温下反应得到的产物是______________，此产物与水反应生成两种碱，该反应的化学方程式是______________________________；
(6)试比较
D
和的最高价氧化物熔点的高低并说明理由：
______________________________________________。
解析：本题主要利用元素周期律来考查物质结构、物质的性质、晶体结构、化学键等知识。前20号元素的氢化物分子为正四面体形的有CH4和SiH4，三角锥形的有NH3和PH3，角形的有H2O和H2S，直线形的
有HF和HCl。由于原子序数是D、E、、Y、的5种元素依次增加，这样就可以确定D为C、E为N、为Si、Y为S、为Cl。Y的最高价氧化物为三氧化硫。5种元素最高价氧化物对应的水化物酸性最强的是HClO4，该元素可以形成多种含氧酸：HClO、HClO2、HClO3、HClO4。D和Y形成CS2，由二氧化碳的结构迁移，确定其结构为直线形。D和形成的SiC是由共价键形成的原子晶体。镁条在氮气中能燃烧生成Mg3N2，Mg3N2极易与水反应生成氢氧化镁和氨气。二氧化碳与二氧化硅的熔点不同主要是由于晶体的类型不同，二氧化碳是分子晶体，二氧化硅是原子晶体。由于分子间作用力和共价键的强度差距较大，造成熔点前者低后者高。
答案：(1)SO3
(2)Cl HClO、HClO2、HClO3、HClO4(任写三种酸) (3)直线形 (4)共价键 原子晶体
(5)Mg3N2 Mg3N2＋8H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3·H2O(或Mg3N2＋6H2O===3Mg(OH)2↓＋2NH3↑)
(6)D的最高价氧化物是CO2，的最高价氧化物是SiO2，前者比后者的熔点低，因为前者为分子晶体，由分子间作用力结合，而后者为原子晶体，由共价键结合；共价键强度大于分子间作用力
题组三 分子的性质
7．、Y、、V、W为五种前四周期元素，其中是短周期(除稀有气体外)原子半径最大的元素；Y与同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性；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1s2s2p3s；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：
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 c．离子键
b．极性键 d．非极性键
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(2)元素、Y、V第一电离能由大到小的顺序是________________(用元素符号表示)。
(3)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eO3分子中氙原子上有1对孤对电子，则eO3为________分子(填“极性”或“非极性”)；eO3
分子中中心原子的杂化类型为________；eO3分子的空间构型为________。
解析：在短周期中，除稀有气体外，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；原子的核外电子排布式为1s2s2p，为N；V原子的核外电子排布式为1s2s2p3s，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1s2s2p3s3p3d4s。
(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有一对孤对电子，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)eO3的成键电子对数为3，孤电子对数为1，e的杂化类型为sp杂化，空间构型为三角锥形，属于极性分子。
答案：(1)1s2s2p3s3p3d4s或[Ar]3d4s abd (2)Mg>Al>Na
(3)三角锥形 氨分子间存在氢键 (4)HF
(5)极性 sp 三角锥形
高 考 题 组
1．[2020·山东卷]卤族元素包括F、Cl、Br等。
(1)BCl3和NCl3中心原子的杂化方式分别为________和________。第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有________种。
(2)若BCl3与Yn通过B原子与原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物提供孤对电子的原子是________。
解析：(1)BCl3中价层电子对数为：(3＋3)/2＝3，B原子为sp杂化；NCl3中价层电子对数为：(5＋3)/2＝4，N原子为sp杂化。同周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大，但是由于氮原子的2p轨道处于半充满状态，较稳定，其第一电离能比氧的大，铍原子的2s轨道处于全满状态，铍的第一电离能比硼的大，所以第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有铍、碳、氧3种。(2)B原子最外层有3个电子，与Cl形成3个单键后，仍缺少2个电子达到8电子稳定结构，所以在B原子与形成的配位键中，提供孤对电子。
答案：(1)sp sp 3 (2)
2．[2020·新课标Ⅰ卷]硅是重要的半导体材料，构成了现代电子工业的基础。回答下列问题： (1)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4，该反应的化学方程式为__________________________________。
(2)碳和硅的有关化学键键能如下所示，简要分析和解释下列有关事实：
化学键 键能/(kJ·mol) －12
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C—C 356 C—H 413 C—O 336 Si—Si 226 Si—H 318 Si—O 452 ①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是________________________。
②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是________________________________。
解析：(1)可先写出：Mg2Si＋NH4Cl―→SiH4，由原子守恒知还应该有MgCl2生成，配平镁、氯、硅元素后得Mg2Si＋4NH4Cl―→SiH4＋2MgCl2，再进一步分析知还应该有NH3生成，最终结果为Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋2MgCl2＋4NH3。(2)某类物质数量的多少与物质内化学键的稳定性强弱有关，由表中数据知C—C键、C—H键分别比Si—Si键、Si—H键稳定，故烷烃数量较多。同理因键能C—H＞C—O、Si—O＞Si—H，故SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物。
答案：(1)Mg2Si＋4NH4Cl===SiH4＋4NH3＋2MgCl2
(2)①C—C键和C—H键较强，所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成 ②C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定。而Si—H键的键能却远小于Si—O键，所以Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键
3．[2020·福建卷]
(1)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
①晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及________(填序号)。
a．离子键 b．共价键 c．配位键 d．金属键 e．氢键 f．范德华力 ②R中阳离子的空间构型为________，阴离子的中心原子轨道采用________杂化。
(2)已知苯酚()具有弱酸性，其a＝1.1×10
－10
；水杨酸第一级电离形成的离子
能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数
酚)(填“＞”或“＜”)，其原因是____________________________________。
a2
(水杨酸)________a(苯
解析：(1)①晶体Q中不存在阴、阳离子和金属元素，所以不存在离子键和金属键，B原子与O原子
间存在配位键，H2O与之间存在氢键，Q中还存在共价键、范德华力。②H3O中O原子
3
＋
存在一对孤对电子，其空间为三角锥形；阴离子的中心原子为B，采用sp杂化。(2)由于
【附20套精选模拟试卷】2020届高考化学大一轮复习【38】《分子结构与性质》题组训练(含答案)
