第2節分子結構與性質時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(每題6分，共54分)1．(2019·榆林高三模擬)下列分子中的中心原子雜化軌道的類型相同的是()A．BeCl2與BF3 B．CO2與SO2C．CCl4與NH3 D．C2H2與C2H4答案C解析BeCl2、BF3分子中的中心原子雜化類型分別為sp、sp2；CO2、SO2分子中的中心原子雜化類型分別為sp、sp2；C2H2、C2H4分子中的中心原子雜化類型分別為sp、sp2。2．(2019·綿陽模擬)下列描述正確的是()A．CS2為V形極性分子B．SiF4與SOeq\o\al(2－,3)的中心原子均為sp3雜化C．C2H2分子中σ鍵與π鍵的數目比為1∶1D．水加熱到很高溫度都難分解是因水分子間存在氫鍵答案B解析CS2為直線形非極性分子；SiF4與SOeq\o\al(2－,3)的中心原子的價層電子對數均為4，因此中心原子均為sp3雜化；C2H2中σ鍵與π鍵的數目比為3∶2；水加熱到很高溫度都難分解是因為O—H鍵的鍵能較大。3．(2019·天津高三模擬)關于氫鍵，下列說法正確的是()A．所有含氫元素的化合物中都存在氫鍵，氫鍵比范德華力強B．H2O是一種非常穩定的化合物，就是由于水分子間形成氫鍵所致C．氫原子和非金屬性很強的元素原子(F、O、N)形成的共價鍵，稱為氫鍵D．分子間形成的氫鍵使相應物質的熔點和沸點升高，氫鍵也可存在于分子內答案D4．下列推論正確的是()A．SiH4的沸點高于CH4，可推測PH3的沸點高于NH3B．NHeq\o\al(＋,4)為正四面體結構，可推測PHeq\o\al(＋,4)也為正四面體結構C．CO2晶體是分子晶體，可推測SiO2晶體也是分子晶體D．C2H6是碳鏈為直線形的非極性分子，可推測C3H8也是碳鏈為直線形的非極性分子答案B5．下列推斷正確的是()A．BF3是三角錐形分子B．NHeq\o\al(＋,4)的電子式：，離子呈平面形結構C．CH4分子中的4個C—H鍵都是氫原子的1s軌道與碳原子的p軌道形成的s-pσ鍵D．CH4分子中的碳原子以4個sp3雜化軌道分別與4個氫原子的1s軌道重疊，形成4個C—Hσ鍵答案D6．用價層電子對互斥理論(VSEPR)可以預測許多分子或離子的空間構型，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是()A．SO2、CS2、HI都是直線形的分子B．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形的分子答案C解析A項，SO2是V形分子；CS2、HI是直線形的分子，錯誤；B項，BF3鍵角為120°，是平面三角形結構；而Sn原子價電子是4，在SnBr2中兩個價電子與Br形成共價鍵，還有一對孤對電子，對成鍵電子有排斥作用，使鍵角小于120°，錯誤；C項，CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正確；D項，PCl3、NH3都是三角錐形的分子，而PCl5是三角雙錐形結構，錯誤。7．(2019·黑龍江實驗中學模擬)氯仿(CHCl3)常因保存不慎而被氧化，產生劇毒物光氣(COCl2)：2CHCl3＋O2→2HCl＋2COCl2，光氣的結構式為，下列說法不正確的有()A．CHCl3分子為含極性鍵的非極性分子B．COCl2分子中含有3個σ鍵、1個π鍵，中心C原子采用sp2雜化C．COCl2分子中所有原子的最外層電子都滿足8電子穩定結構D．使用前可用硝酸銀稀溶液檢驗氯仿是否變質答案A解析CHCl3中含C—H鍵和C—Cl鍵，C—H鍵和C—Cl鍵都是極性鍵，CHCl3為四面體形分子，分子中正電中心和負電中心不重合，CHCl3為極性分子，A錯誤；單鍵是σ鍵，雙鍵中有1個σ鍵和1個π鍵，根據COCl2的結構式知，COCl2分子中含有3個σ鍵、1個π鍵，中心原子C采用sp2雜化，B正確；COCl2的電子式為，所有原子的最外層都滿足8電子穩定結構，C正確；CHCl3不會電離出Cl－，HCl在水溶液中會電離出H＋和Cl－，使用前向氯仿中加入AgNO3稀溶液，若產生白色沉淀表明氯仿變質，若無明顯現象表明氯仿沒有變質，D正確。8．S2Cl2是橙黃色液體，少量泄漏會產生窒息性氣體，噴水霧可減慢其揮發，并產生酸性懸濁液。其分子結構如圖所示。下列關于S2Cl2的說法中錯誤的是()A．S2Cl2為非極性分子B．分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵C．與S2Br2結構相似，熔、沸點S2Br2>S2Cl2D．與水反應的化學方程式可能為2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl答案A解析根據S2Cl2的分子結構可知，它屬于極性分子，故A錯誤，B正確；由于S2Cl2與S2Br2的結構相似，而相對分子質量S2Br2>S2Cl2，故C正確；由少量泄漏會產生窒息性氣體，噴水霧可減慢揮發，并產生酸性懸濁液，知其與水反應的化學方程式可能為2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl，故D正確。9.(2020·銀川一中模擬)美國科學家合成了含有Neq\o\al(＋,5)的鹽類，含有該離子的鹽是高能爆炸物質，該離子的結構呈“V”形，如圖所示。以下有關該物質的說法中不正確的是()A．每個Neq\o\al(＋,5)中含有35個質子和34個電子B．該離子中有非極性鍵和配位鍵C．該離子中含有4個π鍵D．與PCleq\o\al(＋,4)互為等電子體答案D解析一個氮原子含有7個質子，7個電子，則一個Neq\o\al(＋,5)粒子中有35個質子，34個電子，A正確；Neq\o\al(＋,5)中氮氮三鍵是非極性共價鍵，中心的氮原子有空軌道，兩邊的兩個氮原子提供孤電子對形成配位鍵，B正確；1個氮氮三鍵中含有2個π鍵，所以該粒子中含有4個π鍵，C正確；Neq\o\al(＋,5)與PCleq\o\al(＋,4)具有相同原子數，但價電子數分別為24、32，故不是等電子體，D錯誤。二、非選擇題(共46分)10．(11分)W、X、Y、Z為元素周期表中前四周期元素，且原子序數依次增大。W的基態原子中占據啞鈴形原子軌道的電子數為3，X2＋與W3－具有相同的電子層結構；W與X的最外層電子數之和等于Y的最外層電子數；Z元素位于元素周期表的第11列。請回答：(1)Z的基態原子M層的電子排布式為________。(2)W的簡單氫化物分子中W原子的________軌道與H原子的________軌道重疊形成H—Wσ鍵(填軌道名稱)。(3)比較Y的含氧酸的酸性：HYO2________HYO(填“>”或“<”)，原因為________________________________________________________________________。(4)關于Z的化合物[Z(EDTA)]SO4(EDTA的結構簡式如圖)的說法正確的是________(填選項字母)。A．[Z(EDTA)]SO4中所含的化學鍵有離子鍵、共價鍵、配位鍵和氫鍵B．EDTA中碳原子的雜化軌道類型為sp2、sp3C．[Z(EDTA)]SO4的組成元素的第一電離能順序為O>S>N>C>H>ZD．SOeq\o\al(2－,4)與POeq\o\al(3－,4)互為等電子體，空間構型均為正四面體答案(1)3s23p63d10(2)sp3雜化s(3)>HClO2和HClO可分別表示為(HO)ClO和(HO)Cl，HClO中的Cl為＋1價，而HClO2中的Cl為＋3價，正電性更高，導致Cl—O—H中O的電子更向Cl偏移，更易電離出H＋(4)BD解析根據W的基態原子中占據啞鈴形原子軌道的電子數為3，確定W為N元素，根據X2＋與W3－具有相同的電子層結構，確定X為Mg元素，W與X的最外層電子數之和為7，且Y的原子序數小于Z，確定Y為Cl元素，Z位于元素周期表的第11列，則Z為Cu元素。(1)Cu的基態原子M層的電子排布式為3s23p63d10；(2)NH3分子中，N原子采取sp3雜化，四個sp3雜化軌道中有1個孤電子對，另外3個sp3雜化軌道與H原子的s軌道重疊形成σ鍵；(4)氫鍵不是化學鍵，A錯誤；—CH2—結構中碳原子采取sp3雜化，—COOH結構中碳原子采取sp2雜化，B正確；第一電離能：N>O，C錯誤；SOeq\o\al(2－,4)與POeq\o\al(3－,4)互為等電子體，空間構型相同，均為正四面體形，D正確。11．(2015·高考題組)(10分)(1)(全國卷Ⅰ)碳在形成化合物時，其鍵型以共價鍵為主，原因是______________________________________。CS2分子中，共價鍵的類型有________，C原子的雜化軌道類型是________，寫出兩個與CS2具有相同空間構型和鍵合形式的分子或離子________________。(2)(山東高考)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子構型為________，其中氧原子的雜化方式為________。F2與其他鹵素單質反應可以形成鹵素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反應Cl2(g)＋3F2(g)=2ClF3(g)ΔH＝－313kJ·mol－1，F—F鍵的鍵能為159kJ·mol－1，Cl—Cl鍵的鍵能為242kJ·mol－1，則ClF3中Cl—F鍵的平均鍵能為________kJ·mol－1。ClF3的熔、沸點比BrF3的________(填“高”或“低”)。(3)(海南高考)V2O5常用作SO2轉化為SO3的催化劑。SO2分子中S原子價層電子對數是________對，分子的立體構型為________；SO3氣態為單分子，該分子中S原子的雜化軌道類型為________；SO3的三聚體環狀結構如圖所示，該結構中S原子的雜化軌道類型為________；該結構中S—O鍵長有兩類，一類鍵長約140pm，另一類鍵長約160pm，較短的鍵為______(填圖中字母)，該分子中含有______個σ鍵。答案(1)C有4個價電子且半徑較小，難以通過得失電子達到穩定電子結構σ鍵和π鍵spCO2、SCN－(或COS等)(2)V形sp3172低(3)3V形sp2sp3a12解析(2)OF2的價層電子對數為2＋eq\f(1,2)×(6－2×1)＝4，孤電子對數為2，所以OF2的分子構型為V形，氧原子的雜化方式為sp3雜化。破壞化學鍵吸收的鍵能為242kJ·mol－1＋3×159kJ·mol－1＝719kJ·mol－1，設Cl—F的鍵能為xkJ·mol－1，形成化學鍵時所放出的鍵能為6xkJ·mol－1，則有719kJ·mol－1－6xkJ·mol－1＝－313kJ·mol－1，所以x＝172kJ·mol－1;ClF3和BrF3均為分子晶體，其熔、沸點與相對分子質量有關，相對分子質量越大，熔、沸點越高，所以ClF3的熔、沸點比BrF3低。(3)根據價層電子對互斥理論可確定SO2中孤電子對數為(6－2×2)÷2＝1，成鍵電子對數為2，即價層電子對數為3，SO2的立體構型為V形。氣態SO3中沒有孤電子對，只有3個成鍵電子對，即中心原子S為sp2雜化。圖中b鍵是硫氧單鍵，a鍵是硫氧雙鍵，故a鍵較短。12．(2020·廣東七校聯考)(10分)我國部分城市灰霾天比較多，引起灰霾的PM2.5微細粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3、有機顆粒物及揚塵等。通過測定灰霾中鋅等重金屬的含量，可知目前造成我國灰霾天氣的原因主要是交通污染。(1)Zn2＋在基態時核外電子排布式為______________。(2)NOeq\o\al(－,3)的立體構型是____________________。(3)PM2.5含有大量的有毒、有害物質，易引發二次光化學煙霧污染，光化學煙霧中含有NOx、O3等二次污染物。NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4，該配合物中心離子的配位數為________(填數字)。(4)水分子的立體結構是________，水分子能與很多金屬離子形成配合物，其原因是在氧原子上有________。答案(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)(2)平面三角形(3)6(4)V形孤電子對解析(2)根據VSEPR理論，NOeq\o\al(－,3)中心N原子的配位原子數為3，孤電子對數為0，則價電子對數為3＋0＝3，根據雜化軌道理論，中心N原子為sp2雜化，則其空間構型為平面三角形。13．(15分)硅、銅、硒等化學物質可作為制造太陽能電池板的材料。(1)SeO3分子的立體構型為__________________。(2)硅烷(SinH2n＋2)的沸點與其相對分子質量的關系如圖所示，呈現這種變化的原因是________________________________________________________________。(3)銅能與類鹵素(CN)2反應生成Cu(CN)2,1mol(CN)2分子中含有π鍵的數目為________。(4)Cu2＋能與NH3、H2O、Cl－等形成配位數為4的配合物。①[Cu(NH3)4]SO4中，N、O、S三種元素的第一電離能從大到小的順序為________。②[Cu(NH3)4]SO4中，存在的化學鍵的類型有______(填選項)。A．離子鍵 B．金屬鍵C．配位鍵 D．非極性鍵E．極性鍵③NH3中N原子的雜化軌道類型是________，寫出一種與SOeq\o\al(2－,4)互為等電子體的分子的化學式________。④[Cu(NH3)4]2＋具有對稱的空間構型