2020届高考化学一轮复习苏教版微粒间作用力和分子结构作业

2020届高考化学一轮复习苏教版微粒间作用力和分子结构作业

课时规范练32　微粒间作用力和分子结构 ‎(时间:45分钟　满分:100分)‎ 非选择题(共7小题,共100分)‎ ‎1.(14分)ⅤA族的氮、磷、砷(As)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含ⅤA族元素的化合物在医药生产中有许多重要用途。请回答下列问题:‎ ‎(1)基态氮原子的价电子排布图(或轨道表示式)是　　　　　　　　;基态砷原子的电子排布式为　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)砷与同周期ⅦA族的溴的第一电离能相比,较大的是　　　　。 ‎ ‎(3)AsH3是无色稍有大蒜味的气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)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。则N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是　　　　　。 ‎ ‎②Na3AsO4可作杀虫剂。AsO‎4‎‎3-‎的空间构型为　　　　　　　　　　,与其互为等电子体的一种分子为　　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎2.(2018江苏)(14分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO‎4‎‎2-‎和NO‎3‎‎-‎,NOx也可在其他条件下被还原为N2。‎ ‎(1)SO‎4‎‎2-‎中心原子轨道的杂化类型为　　　　　　;NO‎3‎‎-‎的空间构型为　　　　　　　　(用文字描述)。 ‎ ‎(2)Fe2+基态核外电子排布式为　。 ‎ ‎(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为　　　　　(填化学式)。 ‎ ‎(4)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=　　　　。 ‎ ‎(5)[Fe(H2O)6]2+与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2+中,NO以N原子与Fe2+形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图的相应位置补填缺少的配体。‎ ‎[Fe(NO)(H2O)5]2+结构示意图 ‎3.(14分)磷(P)是组成生命物质的重要元素,请回答:‎ ‎(1)基态磷原子外围电子的轨道表示式为　　　　　　　　　　。与氮(N)相比,第一电离能P　　　　(填“=”“>”或“<”)N。每个白磷分子中有　　　　个σ键。 ‎ ‎(2)PH3的分子构型与NH3的分子构型相似。下列关于PH3和NH3的说法正确的是　　　　。 ‎ A.P—H键的极性大于N—H键的极性,PH3和NH3均为极性分子 B.PH3的沸点高于NH3的沸点 C.PH3可形成分子晶体 D.PH3中,P—H键的键长大于N—H键的键长,其键角小于BF3分子中的键角 ‎(3)磷脂的结构简式为 在水中,磷脂可能更倾向于形成下列图　　　 　(填“A”或“B”)所示的双分子层结构,试说明理由:　 　 。 ‎ ‎4.(2019广西南宁高三月考)(14分)含卤族元素的化合物在科研和生产中有许多重要用途。如:2 mol Sb(CH3)3、2 mol Sb(CH3)2Br和2 mol Sb(CH3)Br2进行重组反应可生成空间位阻最小的离子化合物:[Sb2(CH3)5]2[Sb2(CH3)2Br6],已知Sb与N同主族。请回答:‎ ‎(1)中,H、C、Br的电负性由小到大的顺序为　　　　　　　,溴原子的价电子排布式为　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)[Sb2(CH3)5]+的结构式为,Sb原子的杂化轨道类型为　　　　　　。写出一种与CH‎3‎‎-‎互为等电子体的分子　　　　　。 ‎ ‎(3)X射线衍射测定发现,I3AsF6中存在I‎3‎‎+‎‎。‎I‎3‎‎+‎的几何构型为　　　　。 ‎ ‎(4)一定条件下SbCl3与GaCl3以物质的量之比为1∶1混合得到一种固态离子化合物,其结构组成可能为:a.[GaCl‎2‎‎+‎][SbCl‎4‎‎-‎]或b.[SbCl‎2‎‎+‎][GaCl‎4‎‎-‎],该离子化合物最可能的结构组成为　　　　(填“a”或“b”),理由是　   　 。 ‎ ‎(5)固态PCl5结构中存在PCl‎4‎‎+‎和PCl‎6‎‎-‎两种离子,其晶胞如图所示。‎ 已知晶胞的边长为a pm,阿伏加德罗常数值用NA表示。则PCl‎4‎‎+‎和PCl‎6‎‎-‎之间的最短距离为　　　　 pm,固态PCl5的密度为　　　　　　 g·cm-3。 ‎ ‎5.(14分)引起雾霾的PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有机颗粒物及扬尘等。通过测定雾霾中锌等重金属的含量,可知交通污染是目前造成我国雾霾天气的主要原因之一。‎ ‎(1)Zn2+在基态时核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(2)SO‎4‎‎2-‎的空间构型是　　　　　　　　　　　。 ‎ ‎(3)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾污染,光化学烟雾中含有NOx、O3、CH2CH—CHO、HCOOH、CH3COOONO2(PAN)等二次污染物。‎ ‎①下列说法正确的是　　　(填序号)。 ‎ A.N2O为直线形分子 B.C、N、O的第一电离能依次增大 C.CH2CH—CHO分子中碳原子均采用sp2杂化 D.相同压强下,HCOOH沸点比CH3OCH3高,说明前者是极性分子,后者是非极性分子 ‎②1 mol HCOOH中含σ键数目为　 。 ‎ ‎③NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物 ‎[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中心离子的配体为　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)测定大气中PM2.5浓度的方法之一是β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr,已知Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体的晶胞中含Kr原子数为m,与每个氪原子紧邻的氪原子有n个,则mn=　　　(填数字)。 ‎ ‎6.(14分)能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈,越来越多的国家开始实行“阳光计划”,开发太阳能资源,寻求经济发展的新动力。‎ ‎(1)太阳能热水器中常使用一种以镍或镍合金空心球为吸收剂的太阳能吸热涂层,基态镍原子的外围电子排布式为　　　　　　　,它位于周期表　　　　　区。 ‎ 甲 ‎(2)富勒烯衍生物由于具有良好的光电性能,在太阳能电池的应用上具有非常光明的前途。富勒烯(C60)的结构如图甲,分子中碳原子轨道的杂化类型为　　　;1 mol C60分子中σ键的数目为　　　　个。 ‎ ‎(3)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐,其主要包括砷化镓(GaAs)、硫化镉(CdS)薄膜电池等。‎ ‎①第一电离能:As　　　　(填“>”“<”或“=”)Ga。 ‎ ‎②SeO2分子的空间构型为　　　　　　。 ‎ ‎(4)三氟化氮(NF3)是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体,在太阳能电池制造中得到广泛应用。它可在铜的催化作用下由F2和过量的NH3反应得到,该反应的化学方程式为3F2+4NH3NF3+3NH4F,该反应中NH3的沸点　　　　　(填“>”“<”或“=”)HF的沸点,NH4F晶体属于　　　　　晶体。往硫酸铜溶液中加入过量氨水,可生成[Cu(NH3)4]2+配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形,但NF3不易与Cu2+形成配离子,其原因是　    　 。 ‎ 乙 图乙为金属铜的一个晶胞,此晶胞立方体的边长为a pm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g·cm-3,则阿伏加德罗常数可表示为　　　　　 mol-1(用含a、ρ的代数式表示)。 ‎ ‎7.(16分)原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识,请回答下列问题:‎ ‎(1)请按要求任意写一个相应物质(填化学式)。含有非极性键的离子化合物:　　　　　,既含有非极性键又含极性键的非极性分子:　　　　　,既含有非极性键又含极性键的极性分子:　　　　　,全部由非金属元素组成的离子化合物:　　　　　,由金属元素和非金属元素组成的共价化合物:　　　　　。 ‎ ‎(2)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四种类型,苏丹红Ⅰ的分子结构如图甲所示。‎ 甲　苏丹红Ⅰ的分子结构 乙　修饰后的分子结构 苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在对位形成图乙所示的结构,则其在水中的溶解度会　　　　(填“增大”或“减小”),原因是　   　 。 ‎ ‎(3)已知Ti3+可形成配位数为6、颜色不同的两种配合物晶体,一种为紫色,另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:‎ a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;‎ b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;‎ c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的沉淀质量的‎2‎‎3‎。则绿色晶体配合物的化学式为　　　　　　　,由Cl-所形成的化学键类型是　　　　　　　　　。 ‎ ‎(4)丙图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的氢化物的沸点,其中表示第ⅦA族元素氢化物沸点的曲线是　　　;表示第ⅣA族元素氢化物沸点的曲线是　　　;同一族中第3、4、5周期元素的氢化物沸点依次升高,其原因是　  　 ; A、B、C曲线中第2周期元素的氢化物的沸点显著高于第3周期元素的氢化物的沸点,其原因是 　 。 ‎ 丙 课时规范练32　微粒间作用力和分子结构 ‎1.答案 (1)　1s22s22p63s23p63d104s24p3或 ‎[Ar]3d104s24p3‎ ‎(2)溴 ‎(3)AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量,故AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力 ‎(4)①sp3　②正四面体形　CCl4(或其他合理答案)‎ 解析 (1)氮原子的最外层有5个电子,其价电子轨道表示式为。砷为33号元素,其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3或[Ar]3d104s24p3。(2)同周期元素,从左到右,第一电离能呈现增大趋势,砷与溴的第一电离能相比,较大的是溴。(3)AsH3与PH3均为分子晶体,分子间不存在氢键,AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量,AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力,故AsH3的沸点高于PH3的沸点。(4)①NH3分子中氮原子的杂化方式为sp3杂化,氨基(—NH2)中氮原子的杂化方式也为sp3杂化,N2H4的结构简式为H2N—NH2,相当于两个氨基相结合,所以氮原子的杂化方式也为sp3杂化。②根据价层电子对互斥理论知,AsO‎4‎‎3-‎的空间构型为正四面体形,与其互为等电子体的分子有CCl4、SiCl4等。‎ ‎2.答案 (1)sp3　平面(正)三角形 ‎(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6‎ ‎(3)NO‎2‎‎-‎ ‎(4)1∶2‎ ‎(5)‎ 解析 (1)SO‎4‎‎2-‎中中心原子的价层电子对数为4,则中心原子的杂化类型为sp3;NO‎3‎‎-‎的中心原子杂化类型为sp2,且配位原子数与杂化轨道数相等,故NO‎3‎‎-‎的空间构型为平面(正)三角形。‎ ‎(2)Fe2+基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。‎ ‎(3)等电子体具有相同的原子数和价电子数,与O3分子互为等电子体的一种阴离子为NO‎2‎‎-‎。‎ ‎(4)N2的结构式为,故n(σ)∶n(π)=1∶2。‎ ‎(5)H2O中的O原子、NO中的N原子与Fe2+形成配位键,故结构示意图为。‎ ‎3.答案 (1)　<　6‎ ‎(2)CD ‎(3)A　在水中,磷脂分子的弱极性部分(Ⅰ端)易相互靠近,而其亲水部分(Ⅱ端)与水分子极性相近,因而朝向水 解析 (1)磷原子为第15号元素,位于元素周期表第3周期第ⅤA族,外围电子数为5,外围电子的轨道表示式为;P的非金属性弱于N,所以第一电离能较小;白磷分子的分子式为P4,分子构型为正四面体形,4个磷原子位于四面体的顶点,有6个P—P键。(2)N的非金属性强于P,则N—H键的极性大于P—H键,A项错误;NH3分子间易形成氢键,沸点反常,B项错误;固态PH3为分子晶体,C项正确;P原子半径比N原子半径大,则P—H键的键长大于N—H键的键长,键角小于109.5°,BF3为平面形分子,键角为120°,D项正确。‎ ‎4.答案 (1)HO>C,错误;C项,CH2CH—CHO分子中三个碳原子均形成了一个双键和两个单键,呈平面结构,故都是采用sp2杂化,正确;D项,相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3的高,是因为HCOOH分子间存在氢键,而CH3OCH3分子间不存在氢键,错误。②共价单键是σ键,共价双键中含有一个σ键和一个π键,根据HCOOH的结构式,可知1 mol HCOOH中含σ键的数目为4NA。③配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4的中心离子的配体为NO和H2O。(4)由氪晶体的晶胞结构可知一个晶胞中含氪原子的个数是8×‎1‎‎8‎+6×‎1‎‎2‎=4,与每个氪原子紧邻的Kr原子有12个,则mn‎=‎‎1‎‎3‎。‎ ‎6.答案 (1)3d84s2　d ‎(2)sp2　90NA ‎(3)①>　②V形 ‎(4)<　离子　F的电负性比N大,N—F成键电子对向F偏移,导致NF3中氮原子核对其孤电子对的吸引能力增强,难以形成配位键,故NF3不易与Cu2+形成配离子　‎‎256×1‎‎0‎‎30‎ρa‎3‎ 解析 (1)镍元素的原子序数为28,结合原子核外电子排布规律可得其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,则其外围电子排布式为3d84s2;镍元素位于元素周期表中第4周期第Ⅷ族,属于d区元素。‎ ‎(2)富勒烯分子中每个碳原子形成3个σ键,没有孤电子对,因此碳原子杂化方式为sp2;由均摊法知每个碳原子占有1.5个σ键,1 mol C60分子中σ键的数目为90NA。‎ ‎(3)砷原子最外层s轨道电子全充满,p轨道电子为半充满的稳定结构,镓原子最外层p轨道只有一个电子,因此比As易失去一个p电子,第一电离能:As>Ga;由同类化合物结构相似知SeO2分子空间结构和二氧化硫类似,为V形。‎ ‎(4)由于HF分子间氢键比NH3分子间氢键强得多(由于F的电负性大于N),所以氨的沸点比氟化氢低;NH4F是由NH‎4‎‎+‎和F-形成的盐,是离子晶体;NF3与NH3的差别在于前者氮元素呈+3价,后者氮元素呈-3价,分子中共用电子对偏向不同,因此氨作配体能力比NF3强得多,故NF3不易与Cu2+形成配离子;由均摊法知每个铜晶胞中有4个铜原子,由晶胞立方体的边长为a pm,Cu的相对原子质量为64,金属铜的密度为ρ g·cm-3,可得‎4‎NAmol‎-1‎×64 g·mol-1=ρ g·cm-3×(a×10-10 cm)3,则可得NA=‎256×1‎‎0‎‎30‎ρa‎3‎。‎ ‎7.答案 (1)Na2O2　C2H2　H2O2　NH4Cl　AlCl3(答案合理即可)‎ ‎(2)增大　苏丹红Ⅰ形成分子内氢键而使其在水中的溶解度很小,而修饰后的分子可形成分子间氢键,与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度 ‎(3)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O　离子键、配位键(或共价键)‎ ‎(4)B　D　组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高　H2O、NH3、HF分子之间存在氢键,沸点较高 解析 (1)含有非极性键的离子化合物可以是Na2O2、CaC2等;既含极性键又含非极性键的非极性分子可以是C2H6、C2H4等;既含有非极性键又含极性键的极性分子是H2O2;全部由非金属元素组成的离子化合物是铵盐,如NH4Cl、(NH4)2SO4等;由金属元素和非金属元素组成的共价化合物是AlCl3等。‎ ‎(2)苏丹红Ⅰ可形成分子内氢键,羟基取代对位后,则易形成分子间氢键,与H2O之间形成氢键后会增大其溶解度。‎ ‎(3)根据实验步骤c可知,绿色配合物外界有2个Cl-,紫色配合物外界有3个Cl-,其化学式分别为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O、[Ti(H2O)6]Cl3,由Cl-形成的化学键是离子键、配位键。‎ ‎(4)因为沸点:H2O>HF>NH3>CH4,所以A、B、C、D分别代表第ⅥA、ⅦA、ⅤA、ⅣA族元素氢化物的沸点变化趋势;形成分子间氢键的氢化物的沸点高于不能形成分子间氢键的氢化物;对于组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高。‎