2024人教版高中化学选择性必修2同步
综合拔高练
五年高考练
考点1 共价键的类型及数目
1.(高考组合)按要求填空:
(1)(2022湖南,18节选)富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示,富马酸分子中σ键与π键的数目比为 。
(2)(2020江苏单科,21A节选)柠檬酸的结构简式见下图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为 mol。
(3)(2021全国甲,35节选)CO2分子中存在 个σ键和 个π键。
考点2 键参数
2.(高考组合)(1)(2022全国乙,35节选)一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中,C—Cl键长的顺序是 ,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强;(ⅱ) 。
(2)(2022湖南,18节选)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如图:
比较键角大小:气态SeO3分子 Se离子(填“>”“<”或“=”),原因是
。
(3)(2023山东,16节选)ClO2中心原子为Cl,Cl2O中心原子为O,二者均为V形结构,但ClO2中存在大π键()。ClO2中Cl原子的轨道杂化方式为 ;O—Cl—O键角 Cl—O—Cl键角(填“>”“<”或“=”)。比较ClO2与Cl2O中Cl—O键的键长并说明原因 。
考点3 杂化轨道类型和粒子的空间结构
3.(2023湖北,9)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 ( )
A.CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体
B.S和C的空间构型均为平面三角形
C.CF4和SF4均为非极性分子
D.XeF2与XeO2的键角相等
4.(高考组合)按要求回答下列问题:
(1)(2023全国甲,35节选)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,其空间结构如图所示,二聚体中Al的轨道杂化类型为 。
(2)(2023全国乙,35节选)SiCl4的空间结构为 ,其中Si的轨道杂化形式为 。
(3)(2022全国甲,35节选)CF2 CF2和ETFE(CH2 CH2与CF2 CF2的共聚物)分子中C的杂化轨道类型分别为 和 。
(4)(2022湖南,18节选)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物,该物质可以在温和条件下直接活化H2,将N3-转化为N,反应过程如图所示:
产物中N原子的杂化轨道类型为 。
(5)(2022河北,17节选)SnC的几何构型为 ,其中心离子杂化方式为 。
(6)(2022山东,16节选)已知吡啶()中含有与苯类似的大π键,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据 (填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道
C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
5.(2021全国甲,35节选)SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为 。SiCl4可发生水解反应,机理如下:
含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2、②sp3d、③sp3d2,中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为 (填标号)。
6.(高考组合)(1)(2020课标Ⅰ,35节选)磷酸根离子的空间构型为 ,其中P的价层电子对数为 、杂化轨道类型为 。
(2)(2020课标Ⅲ,35节选)氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气:
3NH3BH3+6H2O 3N+B3+9H2
B3的结构为。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由 变为 。
(3)(2020江苏单科,21A节选)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是 。
(4)(2020山东,17节选)Sn为ⅣA族元素,单质Sn与干燥Cl2反应生成SnCl4。常温常压下SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为 。
考点4 键的极性与分子的极性
7.(2023山东,3)下列分子属于极性分子的是 ( )
A.CS2 B.NF3 C.SO3 D.SiF4
8.(2023辽宁,2)下列化学用语或表述正确的是( )
A.BeCl2的空间结构:V形
B.P4中的共价键类型:非极性键
C.基态Ni原子价电子排布式:3d10
D.顺-2-丁烯的结构简式:
考点5 分子间作用力对物质性质的影响
9.(2022山东,16节选)在水中的溶解度,吡啶()远大于苯,主要原因是① ,② 。
、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
10.(高考组合)(1)(2021全国甲,35节选)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH,7.6 ℃)之间,其原因是 。
(2)(2021广东,20节选)H2S、CH4、H2O的沸点由高到低顺序为 。
11.(2020山东,17节选)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为 (填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为 。
三年模拟练
应用实践
1.(2023湖北武汉六中月考)在催化剂作用下,SO2与Cl2反应生成SO2Cl2;对SO2水溶液的光谱分析可以检测到HS、S2和痕量的S;三氧化硫在液态时有单分子SO3和三聚的(SO3)3(结构如图所示)两种形式,在高温时能将HBr氧化为Br2。下列有关说法正确的是( )
A.SO2、SO3都是非极性分子
B.SO2Cl2为正四面体结构
C.SO3、S中S原子都是sp2杂化
D.1 mol (SO3)3分子中含有12 mol σ键
2.(2023四川绵阳期末)中国疾控中心研发出两种含氯低温消毒剂配方,解决了低温消毒难的问题,配方中含有二氯异氰尿酸钠,其制备流程如下所示,下列说法正确的是( )
A.尿素属于非极性分子
B.氯化铵的阳离子VSEPR模型为正四面体形
C.三聚氰酸中的N原子为sp2杂化
D.二氯异氰尿酸钠中部分元素的电负性:Cl>O
3.(2023山东济南历城二中期末)咪唑是分子结构中含有两个间位氮原子的五元芳杂环化合物,该类化合物在医学上有着重要的用途。如:咪唑()和N-甲基咪唑()都是合成医药中间体的重要原料。下列有关说法错误的是( )
A.基态N原子的价层电子轨道表示式为
B.中C、N原子均在同一平面上
C.与中σ键个数比为3∶2
D.与中的N原子均采取sp2杂化
4.(2023吉林长春第二实验中学期末)下列叙述中错误的是( )
A.CS2的熔、沸点比CO2的高,与分子间的范德华力有关
B.I2易溶于CS2,可用相似相溶规律解释
C.分子中σ键与π键个数比为4∶1
D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形
5.(2022山东德州期中)下列说法正确的是( )
A.基态Fe3+价层电子排布式为3d6
B.O2、N2、HCN中均存在σ键和π键
C.CH4、NH3、H2O分子间均存在氢键
D.沸点:C2H5SH(乙硫醇)>C2H5OH
6.下列关于链状葡萄糖(结构如图)的叙述错误的是( )
A.分子中含有σ键和π键两种共价键
B.分子间存在氢键,使其熔、沸点较高
C.2~6号碳原子价层电子对空间结构为四面体形
D.每个分子中有5个手性碳原子
7.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属化合物;碳铂是顺式-1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,结构简式如图所示,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )
A.碳铂分子中所有碳原子在同一个平面内
B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D.1个1,1-环丁二羧酸()分子中含有σ键的数目为12
8.(2023湖北武汉部分重点中学期末联考)环糊精在环保、农药、食品领域具有良好的发展前景。α-环糊精的结构如图所示,结构形似圆筒。下列说法错误的是( )
A.α-环糊精能溶于水,且环糊精分子间可以形成氢键
B.圆筒空腔能容纳一定大小的油性分子
C.α-环糊精中的O原子均为sp3杂化
D.圈出的六元环为平面六边形结构
迁移创新
9.(2023山东枣庄一调)2022年诺贝尔化学奖授予了对“点击化学”和“生物正交化学”做出贡献的三位科学家。点击化学的代表反应为叠氮—炔基Husigen成环反应,其反应原理如图所示:
下列说法正确的是( )
A.[Cu]和H+是反应的催化剂
B.转化过程中N的杂化方式没变
C.反应过程Ⅰ中有极性键断裂和非极性键形成
D.总反应为R2—N3+
答案与分层梯度式解析
综合拔高练
五年高考练
1.答案 (1)11∶3 (2)7 (3)2 2
解析 (1)富马酸的结构式为,单键是σ键,1个双键中含有1个σ键和1个π键,所以1个富马酸分子中有11个σ键、3个π键,二者数目比为11∶3。(2)1个柠檬酸分子中有4个C—O键和3个C O键,则1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键共7 mol。(3)二氧化碳的结构式为OCO,1个CO2分子中存在2个σ键和2个π键。
2.答案 (1)C2HCl
(3)sp2 > ClO2中存在大π键,Cl2O中仅存在Cl—O σ键,所以ClO2中Cl—O键的键长更短
解析 (1)C的杂化轨道中s成分越多,形成的C—Cl键越强,C—Cl键的键长越短,一氯乙烷中C采取sp3杂化,一氯乙烯中C采取sp2杂化,一氯乙炔中C采取sp杂化,sp杂化时s成分多,sp3杂化时s成分少,因此三种物质中C—Cl键键长顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔;同时键越强键能越大,键长越短,因此三种物质中C—Cl键键长顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。
(2)SeO3中Se采取sp2杂化,空间结构为平面三角形,键角为120°,Se中Se采取sp3杂化,且有一个孤电子对,键角小于109°28',所以键角:SeO3>Se。
(3)由于ClO2中存在大π键,故Cl原子必须有垂直于分子所在平面的未杂化的p轨道,因此Cl原子的轨道杂化方式为sp2;ClO2 中Cl原子为sp2杂化,Cl2O中Cl原子为sp3杂化,因此O—Cl—O键角更大。
3.A A项,CH4、H2O的中心原子的价层电子对数均为4,VSEPR模型均为四面体,正确。B项,S中心原子的价层电子对数为4,空间构型为三角锥形,错误。C项,CF4空间结构为正四面体形,属于非极性分子,SF4中心原子的价层电子对数为5,有1个孤电子对,正、负电中心不重合,属于极性分子,错误。D项,XeF2、XeO2中心原子的价层电子对数分别为5、4,前者为直线形结构,后者为V形结构,键角不同,错误。
4.答案 (1)sp3
(2)正四面体形 sp3
(3)sp2 sp3
(4)sp3
(5)三角锥形 sp3
(6)D
解析 (1)题图中Al位于4个Cl形成的四面体的中心,空间结构为四面体形,故Al的杂化轨道类型为sp3。
(2)SiCl4中Si的价层电子对数为4+=4,为sp3杂化,空间结构为正四面体形。
(3)CF2 CF2分子中1个C原子形成三个σ键、一个π键,采取sp2杂化,ETFE分子中C原子形成四个σ键,采取sp3杂化。
(4)由题图可知产物中N原子形成4个共价键,价层电子对数为4,采取sp3杂化。
(5)Sn是第ⅣA族元素,SnC的中心离子Sn2+价层电子对数为3+=4,有1个孤电子对,中心离子是sp3杂化,SnC的几何构型是三角锥形。
(6)吡啶中含有与苯类似的大π键,苯中C原子采取sp2杂化,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道。
5.答案 sp3 ②
解析 根据SiCl4的结构式可知,Si的价层电子对数为4,故Si采取sp3杂化;根据SiCl4(H2O)的结构式可知Si的价层电子对数为5,采取sp3d杂化。
6.答案 (1)正四面体 4 sp3 (2)sp3 sp2
(3)sp3 (4)正四面体形
解析 (1)P的中心原子P的价层电子对数为4+×(5+3-4×2)=4,故P原子采取sp3杂化,不含孤电子对,P的空间构型为正四面体。(2)NH3BH3中B原子的价层电子对数=σ键个数=4(孤电子对数为0),故NH3BH3中B原子采取sp3杂化;由B3的结构式可知B原子的价层电子对数=σ键个数=3(孤电子对数为0),故B3中B原子采取sp2杂化。(3)NH3分子中,氮原子与三个氢原子形成三个共用电子对,氮原子还有一个孤电子对,所以N为sp3杂化。(4)常温常压下SnCl4为无色液体,说明其沸点很低,SnCl4分子中Sn原子的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4,则其杂化轨道数为4,Sn原子采取sp3杂化,Sn原子的孤电子对数为0,故SnCl4分子的空间构型为正四面体形。
7.B CS2、SO3、SiF4的空间结构分别为直线形、平面三角形、正四面体形,均为对称结构,属于非极性分子;NF3的空间结构为三角锥形,正、负电中心不重合,为极性分子,B正确。
8.B A项,BeCl2的空间结构为直线形,错误;B项,P4分子中的共价键为非极性共价键,正确;C项,基态Ni原子价电子排布式为3d84s2,错误;D项,题目所给结构简式为反-2-丁烯,顺-2-丁烯分子中甲基和氢原子应该在双键同侧,错误。
9.答案 吡啶与水分子间形成氢键 吡啶是极性分子
解析 吡啶与水分子间能够形成氢键,吡啶是极性分子,苯为非极性分子,故吡啶更易溶于水。电负性越大,原子在形成化学键时吸引电子能力越强,C和H的电负性均小于N,Cl的电负性大于N,故分子中的N原子电子云密度最小,其碱性最弱。
10.答案 (1)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多 (2)H2O>H2S>CH4
解析 (1)水和甲醇均能形成分子间氢键,沸点较高,且1 mol H2O平均能形成2 mol氢键,1 mol CH3OH平均只能形成1 mol氢键,物质的量相等时,水比甲醇的氢键多,故水的沸点比甲醇高,甲硫醇不能形成分子间氢键,其沸点较低。(2)H2O分子间有氢键,沸点最高,H2S的相对分子质量大于CH4,故沸点:H2O>H2S>CH4。
11.答案 NH3、AsH3、PH3 AsH3、PH3、NH3
解析 NH3分子间存在氢键,PH3、AsH3分子间只存在范德华力,且相对分子质量PH3
三年模拟练
1.D 2.B 3.C 4.D 5.B 6.D 7.C 8.D
9.D
1.D SO2分子中正电中心和负电中心不重合,因此属于极性分子,而SO3分子中正电中心和负电中心重合,因此该分子属于非极性分子,A错误;SO2Cl2分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半径不同,因此该分子呈四面体结构,但不是正四面体结构,B错误;SO3分子中的中心S原子价层电子对数为3+=3,则S原子是sp2杂化,S中S原子价层电子对数是3+=4,因此S原子是sp3杂化,C错误;根据(SO3)3分子结构可知,在1个(SO3)3分子中含有12个σ键,则在1 mol (SO3)3分子中含有12 mol σ键,D正确。
2.B 根据尿素的分子结构,可知正电中心和负电中心不重合,属于极性分子,A项错误;氯化铵的阳离子为N,中心原子N原子为sp3杂化,没有孤电子对,VSEPR模型为正四面体形,B项正确;三聚氰酸中的N原子均形成3个单键,且含一个孤电子对,为sp3杂化,C项错误;电负性:O>Cl,D项错误。
3.C N为7号元素,其核外电子排布式为1s22s22p3,则其价层电子轨道表示式为 ,A正确;咪唑是分子结构中含有两个间位氮原子的五元芳杂环化合物,这个五元环是一个平面结构,故C、N原子均在同一平面上,B正确;1个N-甲基咪唑分子中含有12个σ键,1个咪唑分子中含有9个σ键,故二者中σ键的个数比为4∶3,C错误;N-甲基咪唑分子和咪唑分子中都有大π键,N原子均采取sp2杂化,D正确。
4.D CS2的相对分子质量比CO2大,范德华力大,故CS2的熔、沸点比CO2的高,A正确;I2和CS2均为非极性分子,根据相似相溶规律可知I2易溶于CS2,B正确;1个分子中σ键个数为8,π键个数为2,故σ键与π键个数比为4∶1,C正确;AB3型的分子空间结构不一定为平面三角形,如NH3为三角锥形,D错误。
5.B Fe为26号元素,原子核外有26个电子,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去3个电子形成Fe3+,所以基态Fe3+价层电子排布式为3d5,故A错误;O2分子中存在双键,N2分子中存在三键,HCN分子中存在三键,双键中有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键,故B正确;C元素的电负性较弱,CH4分子间不存在氢键,故C错误;乙醇分子中含有—OH,分子间存在氢键,所以沸点高于乙硫醇,故D错误。
6.D 单键都是σ键,双键中一个是σ键、一个是π键,故链状葡萄糖的分子中含有σ键和π键两种共价键,A不符合题意;链状葡萄糖的分子中含有羟基,可形成分子间氢键,使其熔、沸点较高,B不符合题意;2~6号碳原子的价层电子对数都为4且无孤电子对,价层电子对空间结构为四面体形,C不符合题意;2~5号碳原子均连有4个不同原子或原子团,为手性碳原子,但6号碳原子连有两个氢原子,不是手性碳原子,1号碳原子连有三个原子或原子团,也不是手性碳原子,故每个分子中有4个手性碳原子,D符合题意。
7.C 碳铂中含连接4个碳原子的饱和碳原子,6个碳原子不可能共平面,A错误;顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp3,B错误;碳铂分子中CO键中的碳原子为sp2杂化,而其他4个碳原子为sp3杂化,C正确;1个1,1-环丁二羧酸分子中含有18个σ键,D错误。
8.D α-环糊精中含有大量的羟基,具有亲水性,能溶于水,且环糊精分子间可以形成氢键,A正确;α-环糊精圆筒空腔内壁没有亲水基,具有亲油性,能容纳一定大小的油性分子,B正确;α-环糊精中的O原子均形成两个共价单键,有两个孤电子对,其价层电子对数为2+2=4,采用sp3杂化,C正确;题图中圈出的六元环中的碳原子、氧原子均采取sp3杂化,所以该结构不可能为平面六边形结构,D错误。
9.D 根据流程可知,该反应中[Cu]为催化剂,H+是中间产物,故A错误;根据流程可知,转化过程中N的杂化方式改变,故B错误;反应过程Ⅰ中有极性键断裂,但没有非极性键形成,故C错误;据题图可知,总的化学方程式为R2—N3+ ,故D正确。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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