2020届一轮复习鲁科版第12章第38讲化学键与分子间作用力作业

2020届一轮复习鲁科版第12章第38讲化学键与分子间作用力作业

‎1．(2018·福建三明5月质检)福州大学王心晨课题组以氨基氰(CH2N2)为原料制得类石墨相氮化碳(g－C3N4)，其单层结构如图所示。‎ ‎(1)氨基氰(CH2N2)分子中碳、氮原子均满足8电子稳定结构，则该分子的结构式为________；该分子为________(填“极性”或“非极性”)分子。‎ ‎(2)氨基氰易溶于水或乙醇，其主要原因是_____________________________________。‎ ‎(3)关于g－C3N4的叙述正确的是________(填字母)。‎ A．电负性：C>N B．该物质的熔点比石墨的高 C．该物质属于原子晶体 D．该物质中碳原子和氮原子均采取sp2杂化 答案　(1)　极性　(2)氨基氰分子与水或乙醇分子间易形成氢键　(3)BD 解析　(1)氨基氰(CH2N2)分子中的碳、氮原子均满足8电子稳定结构，则该分子的结构式为，为极性分子。(2)氨基氰分子与水或乙醇分子间易形成氢键，故氨基氰易溶于水或乙醇。(3)元素的非金属性越强，其电负性越强，则电负性：N>C，选项A错误；碳氮键键长小于碳碳键键长，形成共价键的键能较高，故g－C3N4 的熔点比石墨的高，选项B正确；该物质属于分子晶体，选项C错误；该物质中碳、氮原子两两相连且成环，碳原子和氮原子均采取sp2杂化，选项D正确。‎ ‎2．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________，N—N—N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与Zn2＋可形成[Zn(NH3)6]2＋，其部分结构如图乙所示。‎ ‎①NH3的空间构型为________。‎ ‎②[Zn(NH3)6]2＋中存在的化学键类型有________；NH3分子中H—N—H键角为107°，判断[Zn(NH3)6]2＋离子中H—N—H键角________(填“>”“<”或“＝”)107°。‎ ‎③肼(N2H4)可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2取代形成的另一种氮的氢化物。与N2H4互为等电子体的分子有________(写出一种即可)。‎ 答案　(1)3　sp3　60°　用于制造火箭推进剂或炸药(其他合理答案也可)　(2)①三角锥形　②配位键、共价键　>　③CH3OH(或CH3SH等)‎ 解析　(1)磷原子的价电子排布式为3s23p3，基态原子有3个未成对电子；N4分子与P4分子的结构相似，为正四面体形，N4分子中每个氮原子形成3个σ键、含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，氮原子采取sp3杂化；正四面体中的每个面为正三角形，则N—N—N键角为60°；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，可以用于制造火箭推进剂或炸药。(2)①NH3中氮原子形成3个σ键，有1对未成键的孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，分子空间构型是三角锥形。②[Zn(NH3)6]2＋中存在的化学键类型有配位键、共价键，受配位键的影响，[Zn(NH3)6]2＋中H—N—H键角大于107°。③等电子体是指原子总数相同、价电子总数相同的分子或离子。与N2H4互为等电子体的分子有CH3OH、CH3SH等。‎ ‎3．(2018·南昌县莲塘一中月考)(1)下列说法正确的是________(填字母)。‎ A．HOCH2CH(OH)CH2OH与CH3CHClCH2CH3都是手性分子 B．NH和CH4的空间构型相似 C．BF3与都是平面形分子 D．CO2和H2O都是直线形分子 ‎(2)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，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C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)碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：‎ ‎①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为____________。‎ ‎②金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为________、________。‎ 答案　(1)BC ‎(2)①3　②sp3杂化　<‎ ‎(3)①同素异形体　②sp3杂化　 sp2杂化 解析　(1)A项，HOCH2CH(OH)CH2OH分子中没有手性碳原子，不属于手性分子，错误；B项，两种微粒均为正四面体结构，正确；C项，BF3为平面正三角形结构，苯为平面正六边形结构，两者均属于平面形分子，正确；D项，CO2分子为直线形结构，H2O分子为“V”形结构，错误。‎ ‎(2)①石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以σ键和相邻3个碳原子连接。‎ ‎②图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109.5°。‎ ‎(3)①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成相同，结构不同、性质不同，互称为同素异形体。②金刚石中碳原子与四个碳原子形成4个共价单键(即C原子采取sp3杂化方式)，构成正四面体；石墨烯中的碳原子采用sp2杂化方式与相邻的三个碳原子以σ键结合，形成正六边形的平面层状结构。‎ ‎4．(2018·福建龙岩质检)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的中心原子上的孤电子对数为________，一个VO中含有________个σ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。‎ ‎①该药物中N原子的杂化方式是________。‎ ‎②X、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π键。大π键可用Π表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数，如苯分子中的大π键表示为Π。‎ ‎③下列微粒中存在大π键的是________(填字母)。‎ A．O3 B．SO C．H2S D．NO ‎④CS2分子中大π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________。‎ ‎(5)某六方硫钒化合物晶体的晶胞结构如图4所示(○表示V，●表示S)，该晶胞的化学式为VS。图3为该晶胞的俯视图。‎ ‎①请在图4中用○标出V原子的位置。‎ ‎②已知晶胞的密度为d g·cm－3，计算晶胞参数h＝____________________ cm。(列出计算式即可)‎ 答案　(1)　(2)0　4　(3)①sp2　②X>Z>Y 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　③AD　④Π　(4)NH4VO3‎ ‎(5)①　② 解析　(1)钒为23号元素，钒的原子结构示意图为：。(2)VO的中心原子为V，V上的孤电子对数为0,1个V原子与4个O原子结合形成化学键，所以一个VO中含有4个σ键。(3)①该药物中N原子形成2个σ键，1个π键，N原子的价层电子对数＝孤电子对数＋σ键个数＝1＋2＝3，所以N原子采取sp2杂化。②X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X>Z>Y。③从已知信息来看，形成大π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的空间构型为V形，SO的空间构型为正四面体，H2S的空间构型为V形，NO的空间构型为平面三角形。因此SO一定不存在大π键，H2S中H原子没有p轨道，也不存在大π键，O3和NO可以形成大π键。所以选AD。④CS2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π键：Π。(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。(5)①该晶胞的化学式为VS，结合题图4可知，一个该晶胞含有2个V原子和2个S原子，结合该晶胞的俯视图，可知V原子位于晶胞中八个顶点和竖直方向的四条棱上。②因为一个该晶胞中有2个VS，所以一个晶胞的质量为 g，根据题图3得到晶胞底面积为：a×a nm2，所以晶胞的体积为a×a×(10－7 cm)2×h，则d g·cm－3＝，所以h＝ cm。‎ ‎5．(2018·济南历城二中模拟)硒是一种非金属，可以用作光敏材料、电解锰行业的催化剂。‎ ‎(1)Se是元素周期表中第34号元素，其基态原子的核外电子排布式为________________，其价电子的轨道表示式为________________。‎ ‎(2)根据价层电子对互斥理论，可以推知SeO的空间构型为____________，其中Se原子采用的轨道杂化方式为________。‎ ‎(3)已知CSe2与CO2结构相似，①CSe2分子内的键角Se—C—Se、②H2Se分子内的键角H—Se—H、③SeO3分子内的键角O—Se—O，三种键角由大到小的顺序为________(填序号)。H2Se、SeO3、Na2Se的沸点由大到小的顺序为________。‎ ‎(4)铜的某种硒化物的晶胞结构如图所示，则该化合物的化学式为__________。若其晶体密度为d g·cm－3，NA为阿伏加德罗常数的值，则晶胞参数a＝________ pm(用含d和NA的式子表示)。‎ 答案　(1)[Ar]3d104s24p4(或1s22s22p63s23p63d104s24p4)　　(2)正四面体　sp3　(3)‎ ‎①>③>②　Na2Se>SeO3>H2Se　(4)Cu2Se　×1010‎ 解析　(2)SeO中Se的价层电子对数为4，Se原子采用sp3杂化，空间构型为正四面体。(3)由CSe2与CO2结构相似可推知，CSe2的结构式为Se==C==Se，CSe2为直线形分子，键角为180°，H2Se中Se采用sp3杂化，SeO3中Se原子采用sp2杂化，故键角：①>③>②。Na2Se为离子晶体，SeO3和H2Se为分子晶体，由微粒间相互作用力的大小可推知沸点：Na2Se>SeO3>H2Se。(4)由晶胞结构可知，一个晶胞中含有4个铜原子和2个硒原子。一个晶胞的质量m＝(64×4＋79×2)/NA g，晶体的密度为d g·cm－3，则d g·cm－3＝，因此晶胞参数a＝×1010 pm。‎ ‎6．(2018·大庆实验中学考试)乙烯酮是最简单的烯酮，其结构简式为CH2==C==O，是一种重要的有机中间体，可由乙酸分子内脱水得到，也可通过下列反应制备：‎ ‎2HC≡CH＋O22CH2==C==O。‎ ‎(1)基态钙原子的核外电子排布式为________________；Zn在元素周期表中的位置是________________。‎ ‎(2)乙炔分子的空间构型为____________，乙炔分子属于____________(填“极性”或“非极性”)分子。‎ ‎(3)乙烯酮分子的碳原子的杂化轨道类型为________；乙烯酮在室温下可聚合成二聚乙烯酮(结构简式为)，二聚乙烯酮分子中含有的σ键和π键的数目之比为________。‎ ‎(4)乙酸分子间也可形成二聚体(含八元环)，画出该二聚体的结构简式：________________。‎ ‎(5)上述制备乙烯酮的反应中，催化剂Ag的氧化物的晶胞结构如图所示，晶胞中所含的氧原子数为________。‎ 答案　(1)1s22s22p63s23p64s2　第4周期ⅡB族 ‎(2)直线形　非极性　(3)sp1杂化和sp2杂化　5∶1‎ ‎(4) 　(5)4‎ 解析　(1)钙为20号元素，位于第4周期ⅡA族，故其核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2。Zn为30号元素，位于元素周期表第4周期ⅡB族。(2)乙炔分子中含碳碳叁键，为直线形结构，该结构决定了其为非极性分子。(3)乙烯酮的结构简式为CH2==C==O ‎，其中含碳碳双键和碳氧双键，故乙烯酮中碳原子的杂化类型为sp2和sp1杂化。中含2个碳氧σ键、4个碳碳σ键、4个碳氢σ键，还有2个π键，故二聚乙烯酮分子中含有的σ键和π键的数目之比为10∶2，即5∶1。(4)两个乙酸分子间能形成氢键，从而构成二聚体，其结构简式为。(5)由晶胞结构可知，该Ag的氧化物晶胞结构中，氧原子位于四种位置：①顶点，共8个，属于该晶胞的是8×＝1；②棱上，共4个，属于该晶胞的是4×＝1；③面上，共2个，属于该晶胞的是2×＝1；④晶胞内，共1个，故该Ag的氧化物晶胞中所含的氧原子数为4。‎ ‎7．碳、氧、氮、镁、铬、铁、铜是几种重要的元素，请回答下列问题：‎ ‎(1)查阅相关资料发现MgO的熔点比CuO的熔点高得多，其原因是____________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎(2)Fe与CO能形成一种重要的催化剂Fe(CO)5，该分子中σ键与π键个数比为________。请写出一个与CO互为等电子体的离子：________。‎ ‎(3)金属铬是一种银白色、耐腐蚀的金属，铬元素的化合物种类繁多，如：Cr2(SO4)3、K2Cr2O7以及配离子[Cr(H2O)3(NH3)3]3＋等。‎ ‎①K2Cr2O7具有很强的氧化性，能直接将CH3CH2OH氧化成CH3COOH，CH3COOH分子中碳原子的杂化类型为________；乙醇和丙烷的相对分子质量相近，但乙醇的熔、沸点比丙烷高很多，试解释其主要原因：_____________________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ ‎②[Cr(H2O)3(NH3)3]3＋中，中心离子的配位数为____，NH3的VSEPR模型为________。‎ 答案　(1)Mg2＋半径比Cu2＋半径小，MgO的晶格能比CuO的晶格能高　(2)1∶1　C(或CN－等)‎ ‎(3)①sp3、sp2　乙醇和丙烷均为分子晶体，但乙醇分子间能形成氢键，因此熔、沸点比丙烷高　②6　四面体 解析　(1)Mg2＋的半径比Cu2＋的半径小，MgO的晶格能比CuO的晶格能高，因此MgO的熔点比CuO的熔点高。(2)1个Fe(CO)5分子中存在5个配位键和5个CO，σ键与π键个数比为(5＋5)∶(5×2)＝1∶1。与CO互为等电子体的离子有C或CN－等。‎ ‎(3)①CH3COOH分子中有2种碳原子，其中甲基中的碳原子采取sp3杂化，羧基中的碳原子采取sp2杂化；乙醇和丙烷的相对分子质量相近，但乙醇的熔、沸点比丙烷高很多，是因为乙醇分子间能形成氢键。②[Cr(H2O)3(NH3)3]3＋的中心离子的配位数为3＋3＝6，NH3中的氮原子的价层电子对数＝3＋(5－1×3)＝4，故NH3的VSEPR模型为四面体。‎ ‎8．(2018·河南郑州二模)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题：‎ ‎(1)基态Cu原子的价电子排布式为________。‎ ‎(2)从原子结构角度分析，第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是：I1(Fe)________(填“>”“<”或“＝”)I1(Cu)。‎ ‎(3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如下图：‎ ‎①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为________。‎ ‎②1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为________个。分子中的大π键可用Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则吡咯环中的大π键应表示为________。‎ ‎③C、N、O三种元素的简单氢化物中，沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。‎ ‎④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过________键相结合的。‎ ‎(4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2→SO3→H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是____________________________________‎ ‎________________________________________________________________________。‎ 答案　(1)3d104s1　(2)>　(3)①sp2　②10NA　Π　③CH4I1(Cu)。‎ ‎(3)①已知吡咯中的氮原子及与其相连的原子均在同一平面内且为平面三角形，则吡咯分子中N原子的杂化类型为sp2。‎ ‎②根据分子结构可知1 mol吡咯分子中有8 mol单键、2 mol 双键，所以所含的σ键总数为 ‎10NA；吡咯环分子中 形成大π键的原子数为5个；氮原子中未参与成键的电子为1对，碳碳原子间除了形成σ键外，还有4个碳分别提供1个电子形成π键，共有电子数为6，所以吡咯环中的大π键应表示为Π。‎ ‎③CH4分子间无氢键，沸点最低，而NH3、H2O分子间均含氢键，由于氧原子的电负性大于氮原子，所以H2O分子间氢键较强，水的沸点最高；因此，三种氢化物的沸点由低到高的顺序为CH4

查看更多