課時規(guī)范練36微粒間作用力與分子空間結(jié)構(gòu)非選擇題(共6小題,共100分)1.(16分)(1)H2SeO3的中心原子雜化類型是;SeO32-的空間構(gòu)型是。與SeO32-互為等電子體的分子有(寫一種物質(zhì)的化學式即可)。H2Se屬于(填“極性”或“非極性”)分子;單質(zhì)硒的熔點為217 ,它屬于晶體。(2)根據(jù)價層電子對互斥理論判斷下列分子或離子中空間構(gòu)型是V形的是(填字母)。A.H3O+B.H2OC.NO2+D.NO2-分子(CN)2中鍵與鍵之間的夾角為180,并有對稱性,分子中每個原子最外層均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)式為,1個分子中含有個鍵;(CN)2稱為“擬鹵素”,具有類似Cl2的化學性質(zhì),則(CN)2與NaOH水溶液反應的化學方程式為。(3)銅是重要的金屬,廣泛應用于電氣、機械制造、國防等領(lǐng)域,銅的化合物在科學研究和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有許多用途。CuSO4晶體中S原子的雜化方式為。向CuSO4溶液中加入過量氨水,可生成Cu(NH3)4SO4,下列說法正確的是。a.氨氣極易溶于水,是因為NH3分子和H2O分子之間形成3種不同的氫鍵b.NH3分子和H2O分子,分子立體構(gòu)型不同,氨分子的鍵角小于水分子的鍵角c.Cu(NH3)4SO4所含有的化學鍵有離子鍵、極性共價鍵和配位鍵d.Cu(NH3)4SO4的組成元素中電負性最大的是氮元素2.(2018山東煙臺模擬)(16分)請回答下列問題:(1)維生素B1可作為輔酶參與糖的代謝,并有保護神經(jīng)系統(tǒng)的作用,該物質(zhì)的結(jié)構(gòu)簡式如圖所示:以下關(guān)于維生素B1的說法正確的是。a.只含鍵和鍵b.既有共價鍵又有離子鍵c.該物質(zhì)的熔點可能高于NaCld.既含有極性鍵又含有非極性鍵(2)維生素B1晶體溶于水的過程中要克服的微粒間的作用力有。a.離子鍵、共價鍵b.離子鍵、氫鍵、共價鍵c.氫鍵、范德華力d.離子鍵、氫鍵、范德華力(3)維生素B1燃燒可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物質(zhì),這些物質(zhì)中屬于非極性分子的化合物有。氨氣極易溶于水,其原因是。(4)液氨常被用作制冷劑,若不斷地升高溫度,實現(xiàn)“液氨氨氣氮氣和氫氣氮原子和氫原子”的變化,在變化的各階段被破壞的粒子間的相互作用是;極性鍵;。3.(2018黑龍江哈爾濱模擬)(16分)已知A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,其中A、B、C、D、E為不同主族的元素。A、C的最外層電子數(shù)都是其電子層數(shù)的2倍,B的電負性大于C,透過藍色鈷玻璃觀察E的焰色反應為紫色,F的基態(tài)原子中有4個未成對電子,G的+1價陽離子正好充滿K、L、M三個電子層?；卮鹣铝袉栴}:(1)A、B、C、D、E、F、G中第一電離能最小的是(填元素符號);D元素的原子核外有種不同運動狀態(tài)的電子,有種不同能級的電子?；鶓B(tài)的F3+核外電子排布式是。(2)B的氣態(tài)氫化物在水中的溶解度遠大于A、C的氣態(tài)氫化物,原因是。(3)化合物ECAB中的陰離子與AC2互為等電子體,該陰離子的電子式是。(4)FD3與ECAB溶液混合,得到含多種配合物的紅色溶液,其中配位數(shù)為5的配合物的化學式是。(5)化合物EFF(AB)6是一種藍色晶體,下圖表示其晶胞的 (E+未畫出)。該藍色晶體的一個晶胞中E+的個數(shù)為。(6)G的二價陽離子能與乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成配離子:該配離子中含有的化學鍵類型有。(填字母)a.配位鍵b.極性鍵c.離子鍵d.非極性鍵陰離子CAB-中的A原子與乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中碳原子的雜化方式分別為。4.(2018河北石家莊模擬)(16分)a、b、c、d、e均為周期表前四周期元素,原子序數(shù)依次增大,相關(guān)信息如表所示。a原子核外電子分占3個不同能級,且每個能級上排布的電子數(shù)相同b基態(tài)原子的p軌道電子數(shù)比s軌道電子數(shù)少1c在周期表所列元素中電負性最大d位于周期表中第4縱行e基態(tài)原子M層全充滿,N層只有一個電子請回答:(1)d屬于區(qū)的元素,其基態(tài)原子的價電子排布圖為。(2)b與其同周期相鄰元素第一電離能由大到小的順序為(用元素符號表示)。(3)c的氫化物水溶液中存在的氫鍵有種,任意畫出一種。(4)a與其相鄰同主族元素的最高價氧化物的熔點高低順序為(用化學式表示)。若將a元素最高價氧化物水化物對應的正鹽酸根離子表示為A,則A的空間構(gòu)型為;A的中心原子的軌道雜化類型為;與A互為等電子體的一種分子為(填化學式)。5.(2019寧夏銀川一中高三月考)(18分)鑭系為元素周期表中第B族、原子序數(shù)為5771的元素。(1)鏑(Dy)的基態(tài)原子電子排布式為Xe4f106s2,畫出鏑(Dy)原子外圍電子排布圖:。(2)高溫超導材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+,基態(tài)時Cu3+的電子排布式為。(3)觀察下面四種鑭系元素的電離能數(shù)據(jù),判斷最有可能顯示+3價的元素是(填元素名稱)。幾種鑭系元素的電離能(單位:kJmol-1)元素I1I2I3I4Yb(鐿)6041 2174 4945 014Lu(镥)5321 3904 1114 987La(鑭)5381 0671 8505 419Ce(鈰)5271 0471 9493 547(4)元素銪(Eu)可以形成配合物Eu(NH3)2(H2O)2Cl2。配合物的中心原子的配位數(shù)為,配體分子具有相同的(從給出選項中用序號表示)。a.分子的立體構(gòu)型b.VSEPR構(gòu)型c.鍵角d.孤電子對數(shù)e.中心原子的價層電子對數(shù)寫出氮的最簡單氣態(tài)氫化物水溶液中存在的氫鍵:(任寫一種)。元素Al也有類似成鍵情況,氣態(tài)氯化鋁分子表示為(AlCl3)2,分子中Al原子雜化方式為,分子中所含化學鍵類型有(填字母)。a.離子鍵b.極性鍵C.非極性鍵d.配位鍵(5)PrO2(二氧化鐠)的晶體結(jié)構(gòu)與CaF2相似,晶胞中鐠原子位于面心和頂點,則PrO2的晶胞中有個氧原子;已知晶胞參數(shù)為a pm,密度為 gcm-3,Mr(PrO2)=173,則NA=(用含a、的代數(shù)式表示)。6.(2018廣東六校高三聯(lián)考)(18分)英國曼徹斯特大學科學家安德烈海姆和康斯坦丁諾沃肖洛夫。共同工作多年的二人因“突破性地”用撕裂的方法成功獲得超薄材料石墨烯而獲獎。制備石墨烯的方法有石墨剝離法、化學氣相沉積法等。石墨烯的球棍模型示意圖如下:(1)下列有關(guān)石墨烯說法正確的是。A.鍵長:石墨烯>金剛石B.石墨烯分子中所有原子可以處于同一平面C.12 g石墨烯含鍵數(shù)為NAD.從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力(2)化學氣相沉積法是獲得大量石墨烯的有效方法之一,催化劑為金、銅、鈷等金屬或合金,含碳源可以是甲烷、乙炔、苯、乙醇或酞菁等中的一種或任意組合。銅原子在基態(tài)時,在有電子填充的能級中,能量最高的能級符號為;第四周期元素中,最外層電子數(shù)與銅相同的元素還有。乙醇的沸點要高于相對分子質(zhì)量比它還高的丁烷,請解釋原因。下列分子屬于非極性分子的是。a.甲烷b.二氯甲烷c.苯d.乙醇酞菁與酞菁銅染料分子結(jié)構(gòu)如圖,酞菁分子中碳原子采用的雜化方式是;酞菁銅分子中心原子的配位數(shù)為。金與銅可形成的金屬互化物合金(如圖,該晶胞中,Au占據(jù)立方體的8個頂點):它的化學式可表示為;在Au周圍最近并距離相等的Cu有個,若2個Cu原子核的最小距離為d pm,該晶體的密度可以表示為 gcm-3。(阿伏加德羅常數(shù)用NA表示)課時規(guī)范練36微粒間作用力與分子空間結(jié)構(gòu)1.答案 (1)sp3三角錐形PCl3(或其他合理答案)極性分子(2)BDNCCN4(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O(3)sp3c解析 (1)H2SeO3的中心原子的價層電子對數(shù)為(6+2)=4,所以Se雜化方式為sp3雜化,SeO32-的中心原子Se的價層電子對數(shù)為(6+2)=4,離子中有一個孤電子對,所以SeO32-的空間構(gòu)型是三角錐形,等電子體是指價電子和原子數(shù)都相等的微粒,與SeO32-互為等電子體的分子有PCl3等。H2Se分子中有孤電子對,所以H2Se屬于極性分子,單質(zhì)硒的熔點為217 ,比較低,所以它屬于分子晶體。(2)H3O+中中心原子O的價層電子對數(shù)為6+3-12=4,孤電子對數(shù)為1,所以空間構(gòu)型是三角錐形;H2O中中心原子O的價層電子對數(shù)為6+22=4,孤電子對數(shù)為2,所以空間構(gòu)型是V形;NO2+中中心原子N的價層電子對數(shù)為5-12=2,孤電子對數(shù)為0,所以空間構(gòu)型是直線形;NO2-中中心原子N的價層電子對數(shù)為5+12=3,孤電子對數(shù)為1,所以空間構(gòu)型是V形。分子(CN)2中碳原子按sp雜化,碳碳之間是單鍵,碳氮之間是三鍵,其結(jié)構(gòu)式為NCCN,碳氮三鍵中有兩個鍵,所以1個分子中含有4個鍵;(CN)2與NaOH水溶液反應的化學方程式為(CN)2+2NaOHNaCN+NaCNO+H2O。(3)SO42-中S原子的價層電子對數(shù)=6+0+22=4,孤電子對數(shù)為0,采取sp3雜化;氨氣極易溶于水,是由于氨分子與水分子之間形成氫鍵,a錯誤;NH3分子和H2O分子的中心原子都是采用sp3雜化,但NH3分子內(nèi)有1對孤電子對,H2O分子內(nèi)有2對孤電子對,孤電子對越多對成鍵電子對的排斥作用力越強,鍵角被擠壓得越小,故氨氣分子的鍵角大于水分子的鍵角,b錯誤;Cu(NH3)4SO4所含有的化學鍵有Cu(NH3)42+與SO42-之間的離子鍵、氨分子與Cu2+間的配位鍵和SO42-、NH3中的極性共價鍵,c正確;Cu(NH3)4SO4的組成元素中電負性最大的是氧元素,d錯誤。2.答案 (1)bd(2)d(3)CO2氨氣分子為極性分子,易溶于極性溶劑水中,氨氣分子與水分子間易形成氫鍵,氨氣可與水反應(4)氫鍵、范德華力非極性鍵解析 (1)由結(jié)構(gòu)簡式知,維生素B1中含有Cl-及另一種有機離子,存在離子鍵,其他原子之間形成共價鍵,故a錯誤、b正確;與氯化鈉晶體相比,維生素B1中的陽離子比Na+半徑大,晶格能小,熔點不可能高于NaCl,故c錯誤;維生素B1中碳碳鍵為非極性鍵,氮氫鍵、氧氫鍵、碳氫鍵等為極性鍵,故d正確。(2)晶體溶于水的過程會電離出Cl-等,故需要克服離子鍵,維生素B1分子間存在氫鍵、范德華力,故d正確。(3)N2為單質(zhì),另外五種化合物中屬于非極性分子的是CO2。NH3極易溶于水,是因為NH3和水均為極性分子,NH3溶于水后,NH3與水之間可形成氫鍵,NH3可與水反應。(4)液氨汽化破壞了分子間作用力,包括氫鍵和范德華力;氨氣分解生成N2和H2,破壞了氮氫極性鍵;N2、H2生成氮原子和氫原子,破壞了非極性鍵。3.答案 (1)K1751s22s22p63s23p63d5(2)NH3與H2O分子間存在氫鍵,CH4、H2S分子與H2O分子間不存在氫鍵(3)SCN-(4)K2Fe(SCN)5(5)4(6)abdsp、sp3解析 A、B、C、D、E、F、G都是元素周期表中前四周期的元素,它們的核電荷數(shù)依次增大,A、B、C、D、E為不同主族的元素,A、C的最外層電子數(shù)都是其電子層數(shù)的2倍,A為碳元素、C為硫元素;透過藍色鈷玻璃觀察E的焰色反應為紫色,則E為鉀元素,D的原子序數(shù)大于C而小于E且為主族元素,則D是氯元素;B的電負性大于C,且原子序數(shù)小于C,且主族元素處于不同主族,則B為氮元素;F的基態(tài)原子中有4個未成對電子,且為第4周期元素,則F為鐵元素;G的+1價陽離子正好充滿K、L、M三個電子層,則G為銅元素。(1)元素的金屬性越強,其第一電離能越小,這幾種元素中金屬性最強的是K,則第一電離能最小的是K;D是氯元素,原子核外有17個電子,電子就有17種運動狀態(tài),有5種不同的能級;F是鐵元素,失去三個電子生成Fe3+,Fe3+核外有23個電子,則Fe3+核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d5。(2)B的氫化物是氨氣、C的氫化物是硫化氫、A的氫化物是甲烷,硫化氫、甲烷和水分子不能形成氫鍵,氨氣和水分子能形成氫鍵,氫鍵的存在促進其溶解度增大,所以氨氣的溶解度大于甲烷和硫化氫。(3)SCN-與CS2互為等電子體,因此其電子式為SCN-。(4)FeCl3與KSCN溶液混合得到含多種配合物的紅色溶液,生成的配合物為鐵氰化鉀,其中配位數(shù)為5的配合物的化學式是K2Fe(SCN)5。(5)根據(jù)圖中信息,該晶胞中Fe2+個數(shù):84=4,Fe3+個數(shù):84=4,CN-個數(shù):812=24,根據(jù)化合物中各元素化合價的代數(shù)和為0知,K+個數(shù):241-42-431=4。(6)Cu的二價陽離子能與乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成配離子,該配離子中含有的化學鍵類型有配位鍵、極性鍵、非極性鍵,答案選abd。SCN-中的碳原子價層電子對數(shù)是2且不含孤對電子,所以碳原子為sp雜化,乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中碳原子價層電子對數(shù)是4且不含孤對電子,所以碳原子為sp3雜化。4.答案 (1)d(2)N>O>C(3)4FHF(或FHO或OHF或OHO)(4)SiO2>CO2平面三角形sp2SO3(或BF3)(其他合理答案均可)解析 由表中信息可知a、b、c、d、e分別為C、N、F、Ti、Cu元素。(1)Ti的基態(tài)原子價電子排布式為3d24s2,屬于d區(qū)元素,其基態(tài)原子的價電子排布圖為。(2)b為N元素,其3p能級半充滿,第一電離能大于同周期相鄰元素,第一電離能由大到小順序為N>O>C。(3)c為F元素,其氫化物水溶液中,H2O分子間存在氫鍵,HF分子間存在氫鍵,HF與H2O分子間存在兩種氫鍵,共4種氫鍵。(4)a為C元素,同主族相鄰元素為Si,CO2為分子晶體、SiO2為原子晶體,熔點SiO2>CO2;A為CO32-,價層電子對數(shù)為12(4+2)=3,孤電子對數(shù)為3-3=0,故為平面三角形,C原子雜化方式為sp2雜化;CO32-中,原子數(shù)為4、價電子數(shù)為24,與A互為等電子體的分子為SO3或BF3等。5.答案 (1)(2)Ar3d8(或1s22s22p63s23p63d8)(3)鑭(4)4beNHO(或NHN或OHN或OHO)sp3bd(5)84173(a10-10)3 mol-1或6.921032a3 mol-1解析 (1)根據(jù)鏑(Dy)的基態(tài)原子電子排布式Xe4f106s2可知,鏑(Dy)原子外圍4f能級上有10個電子,6s能級上有2個電子,則其外圍電子排布圖為。(2)Cu是29號元素,基態(tài)原子的電子排布式為Ar3d104s1,高溫超導材料鑭鋇銅氧化物中含有Cu3+,說明Cu失去3個電子,則基態(tài)時Cu3+的電子排布式為Ar3d8(或1s22s22p63s23p63d8)。(3)第三電離能與第一電離能、第二電離能相差越小,第三個電子越容易失去,+3價可能性越大,在題述表中,鑭的I1、I2和I3最接近,則最有可能顯示+3價的元素是鑭。(4)配合物Eu(NH3)2(H2O)2Cl2結(jié)構(gòu)中可知,Eu與2個NH3、2個H2O形成4個配位鍵,因此該配合物的中心原子的配位數(shù)為4;氨氣分子中價層電子對個數(shù)=鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)=3+12(5-31)=4,因此N采取sp3雜化,VSEPR構(gòu)型為四面體形;水分子中價層電子對個數(shù)=鍵個數(shù)+孤電子對個數(shù)=2+12(6-21)=4,因此O采取sp3雜化,VSEPR構(gòu)型為四面體形,選項be符合題意;N和O元素的電負性強,則NH3的水溶液中存在的氫鍵有:NHO(或NHN或OHN或OHO);在氣態(tài)氯化鋁(AlCl3)2中,每個Al原子與4個Cl原子形成4個鍵,則Al原子的雜化方式為sp3,在該分子中,與Al原子形成極性共價鍵的兩個Cl原子中,有一個是配位鍵,氯原子提供電子,鋁原子提供空軌道;氣態(tài)氯化鋁(AlCl3)2分子中所含化學鍵類型有:極性鍵,配位鍵。(5)PrO2(二氧化鐠)的晶體結(jié)構(gòu)與CaF2相似,晶胞中鐠原子位于面心和頂點,所以晶胞中鐠原子的個數(shù)為612+818=4,則氧原子個數(shù)為42=8;根據(jù)上述分析可知,一個二氧化鐠晶胞中含有4個PrO2,則=nMrV=4NA173(a10-10)3,則NA=4173(a10-10)3 mol-1=6.921032a3 mol-1。6.答案 (1)BD(2)3dK、Cr乙醇分子間可形成氫鍵而丁烷分子間不能形成氫鍵acsp22Cu3Au或AuCu312389210304NAd3解析 (1)金剛石中碳原子之間只存在鍵,石墨烯中碳原子之間存在鍵和鍵,因此鍵長:石墨烯<金剛石,故A項錯誤;石墨烯是平面形分子,分子中所有原子可以處于同一平面,故B項正確;一個碳原子中含有個單鍵,即個鍵,所以12 g石墨烯含鍵數(shù)為NA,故C項錯誤;石墨層內(nèi)是共價鍵,石墨層與層之間的作用力是范德華力,所以從石墨剝離得石墨烯需克服石墨層與層之間的分子間作用力,故D項正確。(2)銅原子在基態(tài)時的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,在有電子填充的能級中,能量最高的能級符號為3d;第4周期元素中,最外層電子數(shù)與銅相同的元素還有3d04s1和3d54s1,即K和Cr;乙醇分子間存在氫鍵,使得其沸點升高,而丁烷分子間不存在氫鍵;甲烷為正四面體,結(jié)構(gòu)對稱,正負電荷的中心重合,屬于非極性分子,故a正確;二氯甲烷為四面體分子,結(jié)構(gòu)不對稱,正負電荷的中心不重合,屬于極性分子,故b錯誤;苯為平面正六邊形,結(jié)構(gòu)對稱,正負電荷的中心重合,屬于非極性分子,故c正確;乙醇結(jié)構(gòu)不對稱,正負電荷的中心不重合,屬于極性分子,故d錯誤;酞菁分子中碳原子含有3個鍵和1個鍵,所以采取sp2雜化;酞菁銅分子中能提供孤對電子的氮原子才是配位原子,所以酞菁銅分子中心原子的配位數(shù)為2;該晶胞中含Cu原子個數(shù)=612=3,含有Au=818=1,所以其化學式為Cu3Au或AuCu3,根據(jù)圖示,銅原子周圍最近并距離相等的Au原子有4個,根據(jù)化學式,在Au周圍最近并距離相等的Cu有12個;若2個Cu原子核的最小距離為d pm,則晶胞的棱長為2d pm=2d10-10 cm,該晶體的密度=389 gNA(2d10-10cm)3=389210304NAd3 gcm-3。