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第30讲 分子结构与性质
教材习题回扣
1．(选修3 P48－2)下列物质中，含离子键的物质是( )，由极性键形成的极性分子是( )，由极性键形成的非极性分子是( )，由非极性键形成的非极性分子是( )。
A．CO2 B．Br2
C．CaCl2 D．H2O
2．(选修3 P48－1)下列说法正确的是( )。
A．在分子中，两个成键的原子间的距离叫做键长
B．H—Cl的键能为431.8 kJ·mol－1 ，H—I 的键能为298.7 kJ·mol－1 ，这可以说明HCl分子比HI分子稳定
C．含有极性键的分子一定是极性分子
D．键能越大，表示该分子越容易受热分解
能力提升训练
一、单项选择题
1．已知O3分子为V形结构，关于相同条件下O3和O2在水中溶解度的比较，下列说法正确的是( )。
A．O3在水中的溶解度和O2一样
B．O3在水中的溶解度比O2小
C．O3在水中的溶解度比O2大
D．无法比较
2．关于CS2 、SO2 、NH3 三种物质的说法中正确的是( )。
A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子
B．SO2 和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子
C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔沸点最低
D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性
3．用价层电子对互斥理论(VSEPR)预测H2S和COCl2的立体结构，两个结论都正确的是( )。
A．直线形；三角锥形 B．V形；三角锥形
C．直线形；平面三角形 D．V形；平面三角形
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4．(2016届辽宁抚顺模拟)短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代，工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质，而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述，下列说法中正确的是( )。
A．W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物
B．以上四种元素的原子半径大小为W＜X＜Y＜Z
C．W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20
D．由W与X组成的化合物的沸点总高于由W与Y组成的化合物的沸点
5．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )。
A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°
C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
6．(2016年上海卷)下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是( )。
A．CaO与CO2 B．NaCl与HCl
C．SiC与SiO2 D．Cl2与I2
7．(2016年上海卷，双选)类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是( )。
A．CO2是直线型分子，推测CS2也是直线型分子
B．SiH4的沸点高于CH4，推测H2Se的沸点高于H2S
C．Fe与Cl2反应生成FeCl3，推测Fe与I2反应生成FeI3
D．NaCl与浓H2SO4加热可制HCl，推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr
二、非选择题
8．(2015年江苏卷)下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶：2Cr2O＋3CH3CH2OH＋
16H＋＋13H2O―→43＋＋3CH3COOH。
(1)Cr3＋基态核外电子排布式为________________；配合物3＋中，与Cr3＋形成配位键的原子是________(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子中含有σ键的数目为______。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为________________________________。
9．(2016届宁夏银川唐徕回民中学一模)已知A、B、R、D都是周期表中前四周期的元素，它们的原子序数依次增大。其中A元素基态原子第一电离能比B元素基态原子的第一电离能大，B的基态原子的L层、R基态原子的M层均有2个单电子，D是第Ⅷ族中原子序数最小的元素。
(1)写出基态D原子的电子排布式_____________。
(2)已知高纯度R的单质在现代信息技术与新能源开发中具有极为重要的地位。工业上生产高纯度R的单质过程如下：
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写出③的反应方程式________________________，已知RHCl3的沸点是31.5 ℃，则该物质的晶体类型是____________，组成微粒的中心原子的轨道杂化类型为____________，空间构型是__________。
(3) A的第一电离能比B的第一电离能大的原因是_________________________________
_________，A、B两元素分别与R形成的共价键中，极性较强的是__________。A、B两元素间能形成多种二元化合物，其中与A互为等电子体的物质的化学式为__________。
(4)已知D单质的晶胞如图所示，则晶体中D原子的配位数为________，一个D的晶胞质量为____________。
10．(2015年福建漳州市质检)物质中铁含量的测定方法是多种多样的。
Ⅰ.土壤中铁含量的测定是先将Fe3＋还原为Fe2＋，然后使Fe2＋与邻啡罗啉()结合显橙红色，再用比色法测定。其中涉及以下反应：4FeCl3＋2NH2OH·HCl === 4FeCl2＋N2O↑＋6HCl＋H2O。
(1)基态Fe2＋的核外电子排布式为____________________。
(2)羟胺(NH2OH)中采用sp3杂化的原子是______；羟胺极易溶于水，主要原因是______________________________________。
(3)羟胺的各组成元素中，元素的第一电离能(I1)由大到小的顺序为__________________(用元素符号表示)。
(4)吡啶和邻啡罗啉都是含氮的有机物，1 mol吡啶中含有σ键的物质的量为_______mol。
Ⅱ.奶粉中铁含量的测定是在酸性介质中使Fe3＋与K4Fe(CN)6生成普鲁士蓝(Ⅱ){化学式为Fe43}，再用光度法测定铁的含量。反应原理如下：3K4Fe(CN)6＋4FeCl3===Fe43↓＋12KCl。
(5)Fe43是一种配合物，其中含有的化学键有________。
a．共价键 b．氢键 c．配位键 d．金属键
e．离子键
(6)若K4Fe(CN)6和FeCl3的物质的量按某种比例发生反应，可生成普鲁士蓝(Ⅰ)，其晶胞结构如下图所示，据此判断普鲁士蓝(Ⅰ)中，n(K＋)∶n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)∶n(CN—)＝________。
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11．(2015年江西六校联考)前四周期元素A、B、C、D、E、F，原子序数依次增大，其中A和B同周期，固态的AB2能升华；C和E原子都有一个未成对电子，C＋比E－少一个电子层，E原子得到一个电子后3p轨道全充满；D最高价氧化物中D的质量分数为40%，且核内质子数等于中子数；F为红色单质，有F＋和F2＋两种离子。回答下列问题：
(1)元素电负性：D______E(填“＞”“＜”或“＝”)。
(2)A、C单质熔点A______C(填“＞”“＜”或“＝”)。
(3)AE4中A原子杂化轨道方式为：________杂化；其固态晶体类型为____________。
(4)F的核外电子排布式为__________________；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，后沉淀溶解为深蓝色溶液，加入乙醇会析出蓝色晶体，该晶体中F与NH3之间的化学键为________。
(5)氢化物的沸点：B比D高的原因_________________________________________
_______________________________________________________________________________________________________；
(6)元素X的某价态阴离子Xn－中所有电子正好充满K和L电子层，CnX晶体的最小结构单元如图所示。该晶体中阳离子和阴离子个数比为______，晶体中每个Xn－被______个等距离的C＋离子包围。
第30讲 分子结构与性质
【教材习题回扣】
1．C D A B
2．B
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【能力提升训练】
1．C 解析：O3分子为V形结构，不对称为极性分子，而O2为非极性分子，水是极性溶剂，根据相似相溶原理可知，O3在水中的溶解度比O2大。
2．B 解析：CS2与二氧化碳相似，都是直线形分子，为非极性分子，而水是极性溶剂，根据相似相溶原理，则二硫化碳在水中的溶解度不大，A错误；二氧化硫为V形分子，氨气为三角锥形分子，都是极性分子，所以易溶于水，B正确；二硫化碳为非极性分子，常温下为液体，但二氧化硫、氨气在常温下均为气体，所以二硫化碳的熔沸点最高，C错误；氨气在水中的溶解度大不仅仅是因为氨气分子有极性，还因为氨气与水分子间能形成氢键，增大氨气的溶解度，D错误。
3．D 解析：H2S分子中的中心原子S原子上的孤对电子对数是×(6－1×2)＝2，则说明H2S分子中中心原子有4对电子对，其中2对是孤对电子因此空间结构是V形；而COCl2中中心原子的孤对电子对数是×(4－2×1－1×2)＝0，因此COCl2中的中心原子电子对数是3对，是平面三角形结构。
4．A 解析：根据提示可以判断出X为碳，Y为氧，Z为氖(或氩)，W为氢。H与O可以形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物如H2O2，A正确；原子半径大小的顺序是WO>H。(4)单键和双键中的一个键是σ键，所以环上有6个σ键，5个C—H也是σ键，所以1 mol吡啶中含有σ键的物质的量为11 mol。(5)阴、阳离子间可形成离子键，Fe2＋与CN－之间形成配位键，C、N之间可形成共价键。(6)根据晶胞结构，Fe2＋、
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Fe3＋分别位于晶胞的4个顶点上，由均摊法可知一个晶胞分别含Fe2＋、Fe3＋：4×＝0.5，
CN－位于棱的中心，则一个晶胞含CN－：12×＝3，因为物质呈中性，所以含K＋数目为：3－0.5×2－0.5×3＝0.5，故n(K＋)∶n(Fe3＋)∶n(Fe2＋)∶n(CN－)＝1∶1∶1∶6。
11．(1) (3)sp3 分子晶体 (4)3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1) 配位键 (5)水分子间存在氢键，增大分子间作用力 (6)3∶1 6
解析：由题意可知A是碳元素，B是氧元素，C是钠元素，E是氯元素，D是S元素；F为红色单质，有F＋和F2＋两种离子，所以F是铜元素。(1)硫元素的非金属性弱于氯元素，则元素电负性：D＜E。(2)金刚石是原子晶体，而钠形成的是金属晶体，则A、C单质熔点A＞C。(3)CCl4中碳原子的价层电子对数是4，且不含有孤对电子，所以碳原子杂化轨道方式为sp3杂化；其固态晶体类型为分子晶体。(4)根据核外电子排布规律可知铜的核外电子排布式为3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)；向F的硫酸盐中逐滴加入氨水先产生沉淀，沉淀是氢氧化铜。氢氧化铜能溶解在氨水中生成络合物，因此该晶体中铜与NH3之间的化学键为配位健。(6)根据晶胞结构可知阳离子个数是12×＝3，阴离子个数是8×＝1，所以该晶体中阳离子和阴离子个数比为3∶1，晶体中每个Xn－被6个等距离的C＋离子包围，即上下左右前后各1个。
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