1、训练(五十二)分子结构与性质 1(2021山东青岛期初调研)下列关于物质的组成、结构或性质的叙述正确的是() A第三周期主族元素中，第一电离能和电负性最大的都是氯 BHF 的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 C基态原子价电子排布式为(n1)d6 8ns2的元素属于第B 族 D金刚石、金刚砂(SiC)、单晶硅为共价晶体，共价键依次增强，熔点依次升高 A同周期主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，电负性逐渐增强，最大的都 是 Cl 元素，A 正确；HF 的稳定性很强与共价键有关，与分子间氢键无关，B 错误；基态原 子价电子排布为(n1)d6 8ns2元素属于第族， C 错误； Si 原子半径
2、大于 C 原子半径， 键长： CCCSiCSiSiSi，故熔点：金刚石金刚砂单晶硅，D 错 误。 2(2021天津和平区检测)关于氢键，下列说法正确的是() A分子中有 N、O、F 原子，分子间就存在氢键 B因为氢键的缘故，比熔沸点高 CNH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键 D “可燃冰”甲烷水合物(8CH446H2O)中 CH4与 H2O 之间存在氢键 B分子中含有 N、O、F 原子，分子间不一定存在氢键，还与分子结构有关，A 错误； 对羟基苯甲醛形成分子间氢键， 邻羟基苯甲醛形成分子内氢键， 故前者的熔、 沸点高于后者， B 正确；NH3的稳定性与 NH 键有关，与分子间氢键无关，
3、C 错误；甲烷水合物中，H2O 分子之间形成氢键，CH4与 H2O 分子之间不存在氢键，D 错误。 3(2018全国卷，35 题节选)(1)根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分 子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_。 (2)图(a)为 S8的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为 _。 (3)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为_形，其中共价键的 类型有_种；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中 S 原子的杂化 轨道类型为_。 解析(1)根据价层电子对互斥理论可知，H2S、SO2、SO3三种分子中 S 原子的价层电
4、子对数分别为 4、3、3，因此 H2S 中 S 原子价层电子对数不同于其他两种分子。 (2)S8和 SO2均为分子晶体，S8的相对分子质量大于 SO2，因此 S8的分子间作用力大， 熔沸点比 SO2的高。 (3)SO3的中心原子为 S，中心原子的孤对电子数(623)/20，中心原子结合 3 个 氧原子，结合每个 O 原子有且只能有一个键，所以 S 形成 3 个键，S 的价层电子对数为 0 33，S 为 sp2杂化，根据 sp2杂化轨道构型可知，SO3为平面形分子，符合形成大键条 件，可形成 4 中心 6 电子大键，因此有两种共价键类型。如图(b)所示的三聚分子中每个 S 原子与 4 个 O 原
5、子结合，形成正四面体结构，S 原子的杂化轨道类型为 sp3。 答案(1)H2S(2)S8相对分子质量大，分子间范德华力强(3)平面三角2sp3 4(2018江苏卷，21(A)题节选)臭氧(O3)在Fe(H2O)62 催化下能将烟气中的 SO2、NOx 分别氧化为 SO 2 4 和 NO 3 ，NOx也可在其他条件下被还原为 N2。 (1)SO 2 4 中心原子轨道的杂化类型为_； NO 3 的空间构型为_(用文字描 述)。 (2)N2分子中键与键的数目比 n()n()_。 解析(1)硫酸根离子中 S 原子的价层电子对数(62)/24，因此 S 原子为 sp3杂化。 硝酸根离子中 N 原子的价层
6、电子对数(51)/23，因此 N 原子为 sp2杂化，无孤对电子， 因此空间构型为平面(正)三角形。 (2)N 与 N 可形成三键，因此有 1 个键和 2 个键，即两者数目比为 12。 答案(1)sp3平面(正)三角形(2)12 5(2020山东日照模拟)氮是一种典型的非金属元素，其单质及化合物在生活和生产中 具有广泛的用途。回答下列问题： (1)磷元素与氮元素同主族，基态磷原子有_个未成对电子，白磷的分子式为 P4， 其结构如图甲所示。科学家目前合成了 N4分子，N4分子中氮原子的杂化轨道类型是 _，NNN 键角为_；N4分解后能产生 N2并释放出大量能量，推测其用 途可为_。 (2)NH3
7、与 Zn2 可形成Zn(NH3)62，其部分结构如图乙所示。 NH3的立体构型为_。 Zn(NH3)62 中存在的化学键类型有_；NH3 分子中 HNH 键角为 107， 判断Zn(NH3)62 离子中 HNH 键角_(填“”“CH3OH(或 CH3SH 等) 6(2019广西柳州二模)碳、硫和钒的相关化合物在药物化学及催化化学等领域应用广 泛。回答下列问题： (1)基态钒原子的结构示意图为_。 (2)VO 3 4 的中心原子上的孤电子对数为_，一个 VO 3 4 中含有_个键。 (3)2巯基烟酸氧钒配合物(图 1 中 W)是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。 该药物中 N 原子的杂化方式是
8、_。 X、Y、Z 三种物质在水中的溶解性由大到小的顺序为_，原因是 _。 已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的 p 轨道，则 p 电子可在多个原子间运动，形成大键。大键可用错误错误!表示，其中 m、n 分别代表参与形成 大键的原子个数和电子数，如苯分子中的大键表示为错误错误!。 下列微粒中存在大键的是_(填字母)。 AO3BSO2 4 CH2SDNO 3 CS2分子中大键可以表示为_。 (4)偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨、水。偏钒酸铵的阴离子呈如图 2 所示的无 限链状结构，则偏钒酸铵的化学式为_。 解析(2)VO 3 4 的中心原子为 V，V 上的孤电子对数为
9、 0，1 个 V 原子与 4 个 O 原子 结合形成化学键，所以一个 VO 3 4 中含有 4 个键。(3)该药物中 N 原子形成 2 个键，1 个键，N 原子的价层电子对数孤电子对数键个数123，所以 N 原子采取 sp2杂 化。X 中含有羧基，可以与水分子形成氢键，增强水溶性；Y 中含有酯基和苯环，Z 中含 有酯基，都不利于其在水中的溶解，因此 X、Y、Z 三种物质在水中的溶解性由大到小的顺 序为 XZY。从已知信息来看，形成大键的条件是：原子都在同一平面上且这些原子有 相互平行的 p 轨道。根据价层电子对互斥理论，O3的立体构型为 V 形，SO 2 4 的立体构型 为正四面体，H2S 的
10、立体构型为 V 形，NO 3 的立体构型为平面三角形。因此 SO 2 4 一定不 存在大键，H2S 中 H 原子没有 p 轨道，也不存在大键，O3和 NO 3 可以形成大键。所以 选 A、D。CS2是直线形分子，又有 p 轨道，因此可以形成三原子四电子的大键：错误错误!。 (4)由题图 2 可知每个 V 与 3 个 O 形成阴离子，结合题意可知 V 的化合价为5，则偏钒酸 铵的化学式为 NH4VO3。 答案(1)(2)04(3)sp2XZYX 中含有羧基，可以与水分子形成 氢键，增强水溶性；Y 中含有酯基和苯环，Z 中含有酯基，都不利于其在水中的溶解AD 错误错误!(4)NH4VO3 7(20
11、21江苏南通调研)在普通铝中加入少量 Cu 和 Mg 后，形成一种称为拉维斯相的 微小晶粒，其分散在 Al 中可使得铝材的硬度增加、延展性减小，形成所谓“坚铝” ，是制造 飞机的主要材料。回答下列问题： (1)Cu 基态核外电子排布式为_。 (2)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)能与 Mg2 、Cu2等金属离子形成稳定环状离子，乙二胺分 子中碳原子的杂化类型是_。乙二胺的沸点大于正丁烷(C4H10)，原因是 _。 (3)Cu(CH3CN)4 是 非 常 稳 定 的 络 合 离 子 ， 配 体 中 键 和 键 个 数 之 比 为 _。 (4)与 NO 3 互为等电子体的分子为_(写化学式)。
12、(5)下图是拉维斯微小晶粒的结构，其化学式为_。 解析(1)基态 Cu 原子核外有 29 个电子，其价电子排布式为 3d104s1，失去 4s 轨道 1 个 电子变成 Cu ，故基态 Cu核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。 (2)乙二胺中碳原子形成 4 个键，其杂化类型为 sp3。乙二胺能形成分子间氢键，正丁 烷存在范德华力，故乙二胺的沸点高于正丁烷。 (3)Cu(CH3CN)4 的中心离子是 Cu，配体是 CH3CN，其结构简式为 CH3CN，则键 和键个数之比为 52。 (4)与 NO 3 互为等电子体的分子符合要求：分子含有 4 个原子；价电子总数为 5 63124，符合条件的分子是 SO3、BF3、SeO3等。 (5)拉维斯微小晶粒的结构中，含有 Mg 原子数为 81 8 61 2 48 个，16 个 Cu 原 子都位于晶粒内部，则 Mg、Cu 原子个数比为 81612，其化学式为 MgCu2。 答案(1)1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10 (2)sp3乙二胺能形成分子间氢键，正丁烷存在范德华力 (3)52(4)SO3、BF3(其他合理答案均可)(5)MgCu2
