2.2 分子的空间结构 课后练习（含解析） 2023-2024学年下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

2.2 分子的空间结构 课后练习
一、单选题
1．化学家维勒发现无机化合物氰酸铵NH4CNO通过加热可以转变为有机化合物尿素CO（NH2）2，使有机化学进入合成时代。其中尿素CO（NH2）2最低能量构型的分子所有原子共平面。下列说法错误的是（　　）
A．CO（NH2）2易溶于水
B．最低能量构型的CO（NH2）2中C和N都采取sp2杂化
C．NH4CNO和CO（NH2）2中所含化学键类型完全相同
D．元素第一电离能N＞O＞C
2．下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是：（　　）
A．2，2，3，3-四甲基丁烷 B．2，3，4-三甲基戊烷
C．3，4-二甲基己烷 D．2，5-二甲基己烷
3．铬钾矾[]在纺织工业有广泛用途，下列有关说法正确的是（　　）
A．基态价电子排布式为
B．中S的杂化类型为杂化
C．离子半径：
D．元素K在周期表中位于第3周期IA族
4．核磁共振(NMR)氢谱图上有3个吸收峰的是（　　）
A．正丁烷 B．甲苯
C． D．
5．某有机物的质谱图如图所示，该有机物的结构简式可能是（　　）
A． B．
C． D．
6．“类推”是一种重要的学习方法，但有时会产生错误，下列“类推”得到的结论正确的是（　　）
A．第二周期元素氢化物的稳定性顺序是：HF>H2O>NH3；则第三周期元素氢化物的稳定性顺序也是：HCl>H2S>PH3
B．氢化物沸点顺序是：GeH4>SH4>CH4；则VA族元素氢化物沸点顺序也是：AsH3>PH3>NH3
C．C=C的键能小于两倍的C-C，则N=N的键能小于两倍的N-N
D．SO和P4都为正四面体形，SO中键角为109°28′，P4中键角也为109°28′
7．三硝酸六尿素合铁[Fe(H2NCONH2)6](NO3)3]是常见的有机铁肥，一定条件下可由Fe(NO3)3和尿素(H2NCONH2)合成。下列说法正确的是
A．NO的空间构型为V形
B．第一电离能：O>N>C>Fe
C．尿素分子中碳为手性碳原子
D．尿素水溶液中存在尿素分子与水分子形成的氢键
8．下列粒子的VSEPR模型为四面体、且其空间结构为V型的是（　　）
A． B． C． D．
9．下列说法错误的是（　　）
A．1 mol HCl分子和1 mol HF分子断键需要的能量前者小于后者
B．I3+离子的几何构型为 v形，中心原子的杂化形式为 sp2
C．在NH4+和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键
D．向含有0.1 mol [Co(NH3)4Cl2]Cl的水溶液中加入足量AgNO3溶液只能生成0.1 mol AgCl
10．含SO2的工业烟气脱硫往往使用较为廉价的碱性物质如生石灰、浓氨水等吸收。近年来一些近海的煤电厂，利用海水的微碱性(8.0≤pH≤8.3)开发海水脱硫新工艺。主要原理是：SO2与海水生成H2SO3，H2SO3电离得到和进一步氧化得到。脱硫后海水酸性增强，与新鲜海水中的碳酸盐(和)发生中和反应，最终烟气中的SO2大部分以硫酸盐的形式排入大海。下列有关、、的说法正确的是（　　）
A．的空间构型为正四面体
B．中碳原子的杂化轨道类型为sp
C．与中的键角相等
D．氧化为，体现的氧化性
11．如图所示某硅氧离子的空间结构示意图（虚线不表示共价键）。下列叙述错误的是（　　）
A．键角为 120° B．电负性：O ＞ Si
C．硅原子采用 sp3 轨道杂化方式 D．化学组成为
12．钴(Co)在化学上称为铁系元素，其化合物在生产生活中应用广泛。以甲醇为溶剂，Co2+可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示)，下列说法错误的是
A．色胺酮分子中所含元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C
B．色胺酮分子中N原子均为sp3杂化
C．色胺酮钴配合物中钴的配位数为4
D．X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个CH3OH分子，CH3OH是通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合
13．我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局都结构如下图所示，从结构角度分析R中两种阳离子的不同之处是
A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数
C．空间结构 D．共价键类型
14．三氟化氯是极强氧化剂，能发生自耦电离：，其分子结构如图所示，下列推测不合理的是（　　）
A．分子的中心原子有5对价层电子对
B．离子空间构型为正四面体
C．与反应生成和
D．比更易发生自耦电离
15．在酸性或者接近中性的条件下，易发生歧化反应，将通入溶液中，其反应为。下列有关说法错误的是（　　）
A．的空间结构为平面三角形
B．中心原子的杂化方式是
C．基态钾原子的价电子排布式：
D．基态的价电子轨道表示式：
16．下列“类比”合理的是（　　）
A．CH4是正四面体型分子，则 CCl4也是正四面体型分子
B．Cl2和H2O反应是氧化还原反应，则 BrCl和H2O反应生成 HBrO和 HCl也是氧化还原反应
C．Cl2O 中Cl 的化合价为+1价，则 OF2中F的化合价为+1价
D．Na在空气中燃烧生成 Na2O2，则 Li 在空气中燃烧生成 Li2O2
17．下列说法中正确的是（　　）
A．PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果
B．sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道
C．中心原子采取sp3杂化的分子，其几何构型可能是四面体形或三角锥形或V形
D．AB3型的分子空间构型必为平面三角形
18．氯化亚硕( SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硕分子的空间结构和中心原子(S)采取何种杂化方式的说法正确的是（　　）
A．三角锥形、sp3 B．角形、sp2
C．平面三角形、sp2 D．三角锥形、sp2
19．对含氧有机物A进行波谱分析：红外光谱显示有甲基、羟基等基团；质谱图显示相对分子质量为60；核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为6：1：1，则该化合物的结构简式为（　　）
A．CH3CH2CH2OH B．(CH3)2CHCHO
C．CH3COOH D．CH3CH(OH)CH3
20．下列推断正确的是（　　）
A．BF3是三角锥形分子
B．NH4+的电子式：，离子呈平面形结构
C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s p σ键
D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C- σ键
二、综合题
21．最近，科学家发现对LiTFSI(一种亲水有机盐，结构如下图所示)进行掺杂和改进，能显著提高锂离子电池传输电荷的能力。
请回答下列问题：
（1）若同学将基态氮原子的电子排布图画为 ，该排布图违背的规则有　 　。
（2）LiTFSI中所含元素中，电负性最大的三种元素电负性由小到大的顺序为　 　(填元素符号，下同)；LiTFSI中的第二周期非金属元素第一电离能由小到大的顺序为　 　。
（3）LiTFSI中存在的化学键有　 　。
a．离子键 b．极性键 c．金属键 d．氢键
（4） 中氮原子的杂化类型为　 　。
（5）常见的含硫微粒有：、、、、等，其中的空间构型为　 　；、中键角较大的是　 　。
22．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同；基态b原子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态；c的最外层电子数是内层电子数的3倍；d的原子序数是c的两倍；基态e原子3d轨道上有4个单电子。
回答下列问题：
（1）d在元素周期表中的位置为　 　，最高能级电子的电子云形状　 　。
（2）b单质分子中σ键与π键的个数比为　 　。b、c第一电离能更大的是　 　(填元素符号)
（3）a与c可形成一种不稳定的二元化合物分子，可分解产生c的单质，该化合物分子中的c原子的杂化方式为　 　。
（4）这些元素形成的含氧酸中，分子内中心原子的价层电子对数为4的所有酸是　 　(填化学式，下同)；酸根呈平面正三角形结构的酸是　 　。
（5）元素e在周期表中的位置是　 　区；e的一种常见氯化物中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在，结构式为 ，请补写e的元素符号并用“→”表示出其中的配位键　 　。
（6）写出由a、b、c三种元素组成的离子化合物与稀的NaOH溶液加热反应的离子方程式为　 　。
23．砷化镓(GaAs)灯泡寿命是普通灯泡的100倍，而耗能即为10%，推广砷化镓(GaAs)、 氮化镓(GaN)等发光二极管（LED）照明，是节能减排的有效举措。请回答下列问题：
（1）基态N原子核外电子排布图为 　 　
；Ga与Al同主族，且位于Al的下一周期，则基态Ga原子的价电子排布式为 　 　。
（2）Ga的电负性比As　 　（填“大”或“小”）；Ga逐级失去电子的电离能 （单位：kJ·mol-1）的数值依次为577、1985、2962、6192，由此可推知Ga的主要化合价为　 　和+3。
（3）比较下列Ga的卤化物的熔点和沸点， GaCl3、GaBr3、GaI3的熔、沸点依次升高， 分析其变化的原因是：　 　。
镓的卤化物 GaCl3 GaBr3 GaI3
熔点/℃ 77.75 122.3 211.5
沸点/℃ 201.2 279 346
GaF3的熔点超过1000℃，可能的原因是　 　。
（4）GaAs是将(CH3)3Ga和AsH3用金属有机物化学气相淀积方法制备得到，该反应在700℃下进行
①则该反应的化学方程式为：　 　。
②反应物AsH3分子的几何构型为　 　，(CH3)3Ga中镓原子杂化方式为　 　。
24．氮及其化合物与人类生产、生活息息相关。
（1）在现代化学中，常利用　 　上的特征谱线来鉴定元素，称为光谱分析。
（2）基态N原子的价电子占据的能量最高的能级是　 　，价电子在该能级上的排布遵循的原则是　 　。
（3）NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1mol NH4BF4含有　 　mol配位键。
（4）化肥(NH4)2SO4中会含有N4H4(SO4)2，该物质在水中电离出SO42-和N4H44+，N4H44+遇到碱性溶液会生成一种形似白磷(P4)的N4分子。N4比P4的沸点　 　，原因为　 　。
（5）尿素(H2NCONH2)也是一种常用的化肥，其分子中原子的杂化轨道类型有　 　，σ键和π键数目之比为　 　。
（6）Cu3N具有良好的电学和光学性能，其晶胞结构如图。
Cu+半径为a pm，N3-半径为b pm，Cu+和N3-都是紧密接触的刚性小球，则N3-的配位数为　 　，Cu3N 的密度为　 　 g·cm-3。(阿伏加德罗常数用NA表示)
25．
（1）NH3分子的立体结构为　 　,H2O分子的立体结构为　 　.
（2）碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔三种分子中，碳原子采取sp2杂化的分子是　 　.
答案解析部分
1．【答案】C
【解析】【解答】A、分子中含有氨基，可以和水形成氢键，易溶于水，A错误；
B、C孤对电子为0，周围连接原子数为3，为sp2杂化，尿素CO（NH2）2最低能量构型的分子所有原子共平面，N孤对电子为0，周围连接原子数为3，为sp2杂化，B错误；
C、 NH4CNO为铵盐，属于离子化合物，含有离子键， CO（NH2）2 不是离子化合物，不含离子键，C错误；
D、同周期元素，从左到右第一电离能增大，N的佳电子层处于半充满状态，其第一电离能比O大，则第一电离能N>O>C，D错误；
故答案为：C
【分析】A、N、O、F三种原子可以和H形成氢键；
B、杂化轨道数=周围原子数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
C、铵根离子或金属离子与非金属离子或酸根离子的结合是离子键，非金属原子和非金属原子的结合是共价键；
D、同周期元素，从左到右第一电离能增大，若原子最外层能级电子为半充满或全充满则出现反常。
2．【答案】D
【解析】【解答】A. 该分子的结构简式为： ，只含一种H原子，其核磁共振氢谱中只显示一组峰，A不符合题意；
B. 该分子的结构简式为： ，含四种H原子，其核磁共振氢谱中只显示四组峰，B不符合题意；
C. 该分子的结构简式为： ，含四种H原子，其核磁共振氢谱中只显示四组峰，C不符合题意；
D. 该分子的结构简式为： ，含三种H原子，其核磁共振氢谱中只显示三组峰，D符合题意；
故答案为：D
【分析】核磁共振氢谱中出现三组峰，则该有机物分子结构中应含有三种不同化学环境的氢原子，结合选项所给有机物结构的对称性分析其所含的氢原子种类，从而得出答案。
3．【答案】C
【解析】【解答】A．基态Cr原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1，其价电子排布式为3d54s1，故A不符合题意；
B．中S原子的价层电子对数=4+=4，因此S原子的杂化方式为sp3，故B不符合题意；
C．S2-、K+核外电子层数均为3，核外电子数均为18，O2-核外有2个电子层，核外电子层数越多，粒子半径越大，核外电子数相同时，核内质子数越多，半径越小，因此离子半径：，故C符合题意；
D．K元素位于元素周期表中第4周期IA族，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.Cr核外有24个电子，根据构造原理书写电子排布式；
B.中S原子的价层电子对数为4；
C.电子层数越多，原子半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，原子半径越小；
D.K位于第4周期IA族。
4．【答案】C
【解析】【解答】A．CH3CH2CH2CH3中有2种氢原子，核磁共振氢谱中有2个吸收峰，A不符合题意；
B．中有4种氢原子，核磁共振氢谱中有4个吸收峰，B不符合题意；
C．中有3种氢原子，核磁共振氢谱中有3个吸收峰，C符合题意；
D．中有2种氢原子，核磁共振氢谱中有2个吸收峰，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】依据“等效氢”的数目判断。
5．【答案】A
【解析】【解答】由质谱图可知相对分子质量为78，78÷12=6 6，分子式为C6H6，为苯，
故答案为：A。
【分析】由质谱图可知相对分子质量为78。
6．【答案】A
【解析】【解答】A．气态氢化物的稳定性与元素的非金属性有关，因同周期元素从左到右其非金属性依次增强，所以上述类推合理，A符合题意；
B．NH3分子间存在氢键，其沸点在同族中最高，B不符合题意；
C．C=C中的π键不稳定，因此其键能小于两倍的C-C的键能，但氮气分子含的是氮氮三键，就比较稳定，键能较大，所以根据类推法不能得出N=N的键能小于两倍的N-N的结论，事实上，N=N的键能为418kJ/mol，N-N的键能为193kJ/mol，C不符合题意；
D．P4分子的结构如图：，P-P键键角为60°，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】B.分子间存在氢键的沸点较高；
C.碳碳双键不稳定，而氮氮双键很稳定，键能越大，键越稳定；
D.P4分子中P-P键键角为60°。
7．【答案】D
【解析】【解答】A． NO的N原子价层电子对数为3+=3，且不含孤电子对，该离子为平面三角形，故A不符合题意；
B． C、N、O元素同一周期，且分别位于第ⅣA族、第ⅤA族、第ⅥA族，N的2p能级是半充满状态结构稳定，第一电离能较大，N＞O＞C，铁是金属，易失去最外层电子，所以第一电离能由大到小顺序是N＞O＞C>Fe，故B不符合题意；
C． 连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，尿素分子中没有手性碳原子，故C不符合题意；
D． 尿素中氨基中的氢与水分子中的氧、尿素中氨基中的氮与水分子中的氢形成分子间氢键，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型；
B．同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素；
C． 连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子；
D． 分子间氢键会增大物质的溶解度。
8．【答案】D
【解析】【解答】A．SO2分子中S原子价层电子对数为，且含有一个孤电子对，VSEPR模型为平面三角形、空间结构为V形，故A不符合题意；
B．CH4的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，故B不符合题意；
C．中O原子价层电子对数为，且含有一个孤电子对，V SEPR模型为四面体形、空间结构为三角锥形，故C不符合题意；
D． H2O中O价层电子对数为，且O含有2个孤电子对，水分子的VSEPR模型是正四面体形，空间构型为V形，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】粒子的VSEPR模型为四面体形、空间结构为V型，则该粒子中心原子为sp3杂化，且含有2对孤电子对。
9．【答案】B
【解析】【解答】A.键长H-F＜H-Cl，故H-F键键能更大，则断开1molH-F需要的能量更多，故A不符合题意；
B.I3+中心原子的价层电子对数为(7+1×2 1)/2=4，则为sp3杂化，价层电子对为正四面体，中心I原子的孤电子对数为(7 1×2 1)/2=2，为V形，故B符合题意；
C.NH4+中氮原子提供孤电子对，氢原子提供空轨道，从而形成配位键，[Cu（NH3）4]2+中铜原子提供空轨道，氮原子提供孤电子对，所以形成配位键，故C不符合题意；
D.Ag++Cl-=AgCl↓，0.1mol[Co（NH3）4Cl2]Cl电离产生0.1mol氯离子，加入足量的AgNO3溶液，生成氯化银沉的物质的量是0.1mol，内界氯离子未沉淀，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】A、根据键长与键能的关系分析；
B、根据中心原子的价电子对数、孤电子对数分析；
C、根据配位键的特点分析；
D、根据银离子与氯离子反应生成氯化银来分析解答。
10．【答案】A
【解析】【解答】A．根据价层电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键+孤电子对个数，中中心原子S的价层电子对为=4，孤电子对数为=0，不含孤电子对，所以空间构型是正四面体结构，选项A符合题意；
B．中C原子的价层电子数为3+=3，C原子孤对电子对数=0，C原子采用sp2杂化，选项B不符合题意；
C．对于，根据VSEPR理论，中心C原子的配位原子数为BP=3，孤电子对数为LP==0，则其价电子对数为VP=BP+LP=3+0=3，根据杂化轨道理论，中心C原子为sp2杂化，键角为120°；对于，根据VSEPR理论，中心S原子的配位原子数为BP=3，孤电子对数为LP==1，则其价电子对数为VP=BP+LP=3+1=4，根据杂化轨道理论，中心S原子为sp3杂化，受孤电子对影响，键角小于109°28′，选项C不符合题意；
D．氧化为，S元素化合价升高被氧化，体现的还原性，选项D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A. 根据价层电子对互斥理论进行分析。
B. 根据杂化轨道理论进行分析。
C. 根据价层电子对互斥理论和杂化轨道理论进行分析。
D.根据反应前后SO32-、SO42-中硫元素化合价的变化进行分析。
11．【答案】A
【解析】【解答】A．根据某硅氧离子的空间结构示意图，Si与4个O原子形成正四面体构型，则键角为 109.5°，A叙述符合题意；
B．同主族元素，原子序数越大，电负性越小，同周期元素，原子序数越大电负性越大，则电负性：O＞S＞Si，B叙述不符合题意；
C．硅原子价层电子对数目为4，则采用sp3轨道杂化方式，C叙述不符合题意；
D．某硅氧离子中，Si电负性弱于O，为+4价，O为-2价，则化学组成为 ，D叙述不符合题意；
故答案为A。
【分析】根据结构示意图即可判断硅氧离子的空间结构示意图即可判断出其离子为 化学组成为 ，其为正四面体结构。其中的硅原子的杂化为sp3杂化，氧原子的非金属性强于硅原子，因此电负性氧元素强于硅元素
12．【答案】B
【解析】【解答】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，元素的第一电离能大于O，则第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C，氢原子的原子半径小，核外电子受到原子核的引力大于碳原子，失去1个电子消耗的能量大于碳，第一电离能大于大于碳，则元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞H＞C，故A不符合题意；
B．由结构简式可知，色胺酮分子中形成双键的氮原子的杂化方式为sp2杂化，故B符合题意；
C．由结构简式可知，色胺酮钴配合物中钴离子与2个氮原子和2个氧原子形成配位键，的配位数为4，故C不符合题意；
D．甲醇分子中的羟基可以形成氢键，则X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个甲醇分子说明甲醇通过氢键作用与色胺酮钴配合物相结合，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A．同一周期的主族元素中，从左至右，元素的第一电离能呈“锯齿状”增大，其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素；
B．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
C．依据结构简式判断；
D．甲醇分子中的羟基可以形成氢键。
13．【答案】C
【解析】【解答】A．由上述分析可知，和中心原子的杂化轨道类型均为sp3杂化，故A不符合题意；
B．由上述分析可知，和中心原子的价层电子对数均为4，故B不符合题意；
C．的空间构型为正四面体，的空间构型为三角锥形，故C符合题意；
D．和中含有的共价键均为σ键，故D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定杂化类型；
B．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数；
C．依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数，由价层电子对数确定VSEPR模型，再确定空间立体构型
D．依据单键是σ键，双键一个σ键和一个π键，三键是一个σ键和两个π键。
14．【答案】B
【解析】【解答】A、由图可知，Cl原子与3个F原子形成3个共价键，再加上2对孤电子对，所以Cl原子的价层电子对数为5，A不符合题意。
B、ClF4－相比较ClF3多了一个Cl原子和一个负电荷，F原子与Cl原子之间形成一个共价键，但剩余2对孤电子仍存在于Cl原子周围，价层电子对数为6。同时由结构图可以看出Cl－F键的键长不同，所以不可能是正四面体结构，B符合题意。
C、ClF3与Fe之间发生氧化还原反应，生成FeCl3和FeF3，C不符合题意。
D、原子半径Br＞Cl，所以BrF3比ClF3更容易发生自耦电离，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】A、ClF3中Cl原子价层能电子对数为5，且含有2个孤电子对。
B、根据结构和Cl－F的键长分析。
C、ClF3能与Fe发生氧化还原反应，生成FeCl3和FeF3。
D、结合原子半径分析。
15．【答案】B
【解析】【解答】A. 的价层电子对数为3+(4+2-2x3)/2=3，不含孤对电子对，为平面三角形，故A不符合题意；
B. 中心原子价层电子对数为2+(4-2x2)/2=2，不含孤对电子对，杂化方式是，故B符合题意；
C. 基态钾原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p64s1价电子排布式：，故C不符合题意；
D.基态锰原子核外电子排布为1s22s22p63s23p62d54s2，因此其失去电子的价电子轨道式表示式为： ，故D不符合题意；
故答案为：B
【分析】A.计算出中心原子的价层电子对以及判断是否含有孤对电子；
B.计算出中心原子的价层电子对以及判断是否含有孤对电子；
C.写出基态钾原子的核外电子排布式即可；
D.写出原子的价层电子轨道式即可。
16．【答案】A
【解析】【解答】A.CH4中心原子C四个σ键，无孤电子对，是正四面体型分子， CCl4中心原子C也是四个σ键，无孤电子对，也是正四面体型分子，A选项是正确的；
B. Cl2和H2O反应是氧化还原反应， 但是 BrCl和H2O反应生成 HBrO和 HCl 无元素化合价的变化，不属于氧化还原反应，B选项是错误的；
C. Cl2O 中Cl 的化合价为 +1价，但是 OF2中F的化合价为 -1价，C选项是错误的；
D. Na在空气中燃烧生成 Na2O2， 但Li在空气中燃烧的产物是Li2O，D选项是错误的。
故答案为：A。
【分析】A.CH4中心原子C四个σ键，无孤电子对，是正四面体型分子， CCl4中心原子C也是四个σ键，无孤电子对，也是正四面体型分子；
B.Cl2和H2O反应是氧化还原反应， 但是 BrCl和H2O反应生成 HBrO和 HCl 无元素化合价的变化，不属于氧化还原反应；
C.在OF2中F的电负性更强，所以F显负价，O显正价；
D.Na在空气中燃烧生成 Na2O2， 但Li在空气中燃烧的产物是Li2O。
17．【答案】C
【解析】【解答】A.PCl3中P原子形成3个σ键，P上还有一对孤电子对，P为sp3杂化，PCl3分子是三角锥形，A项不符合题意；
B.sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道，B项不符合题意；
C.中心原子采取sp3杂化的分子，其几何构型可能是四面体形（如CH3Cl）或三角锥形（如NH3）或V形（如H2O），C项符合题意；
D.AB3型的分子空间构型可能为平面三角形（如BF3）或三角锥形（如NH3），D项不符合题意；
故答案为：C。
【分析】本题考查杂化轨道的形成、杂化类型的判断、分子空间构型的判断。注意：（1）只有能量相近的原子轨道能发生杂化，能量相差较大的原子轨道间不能发生杂化；（2）杂化轨道只能用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对；（3）分子中中心原子的杂化方式相同，分子的几何构型不一定相同，分子的几何构型必须略去中心原子上的孤电子对（如题中C项）。
18．【答案】A
【解析】【解答】SOCl2中心硫原子核外有6个电子，氧原子核外有6个电子，氯原子有7个电子，因此硫和氧需要形成2个共用电子对到8个电子稳定结构，而氯原子需要形成1个电子达到稳定结构，因此根据计算价层电子对= （6+0+2）/2=4，是sp3杂化，为三角锥型。故A符合题意
故答案为：A
【分析】计算出价层电子对以及孤对电子即可判断杂化方式以及构型
19．【答案】B
【解析】【解答】A．CH3CH2CH2OH有四种等效氢，不合题意，A不符合题意；
B．(CH3)2CHCHO有甲基、羟基等基团；质谱图显示相对分子质量为60；核磁共振氢谱有三组峰，峰面积之比为6：1：1，B符合题意；
C．CH3COOH有两种等效氢，不合题意，C不符合题意；
D．CH3CH(OH)CH3有四种等效氢，不合题意，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】该有机物相对分子质量为60，含有甲基、羟基，核磁共振氢谱有三组峰且峰面积之比为6：1：1。
20．【答案】D
【解析】【解答】A. BF3是 平面三角形，A选项是错误的；
B. NH4+的 空间构型是正四面体，B选项是错误的；
C. CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的 sp3杂化轨道形成的 σ键 ，C选项是错误的；
D.根据C，可知D是错误的。
故答案为：D。
【分析】A.BF3的中心原子有3个 σ键 ，没有孤电子对，所以BF3的空间构型是 平面三角形；
B. NH4+的 中心原子最外层电子是8个，有4个σ键，没有孤电子对，所以NH4+的 空间构型是正四面体；
C.D.CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的 sp3杂化轨道形成的 s- sp3σ键。
21．【答案】（1）能量最低原理、洪特规则
（2）N（3）ab
（4）
（5）三角锥形；
【解析】【解答】（1）根据所画的N原子电子排布图，该排布图违背的规则有能量最低原理、洪特规则；
（2）元素非金属性越强，电负性越强，故LiTFSI中所含元素C、S、N、O、F、Li中，电负性最大的三种元素电负性由小到大的顺序为N结构中存在的第二周期非金属元素有C、N、O、F四种元素，同周期元素随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，N原子2p轨道是半满结构，比较稳定，第一电离能比O原子大，第一电离能由小到大顺序为C（3）根据LiTFSI的离子结构可知，LiTFSI中存在的化学键有离子键及阴离子中各非金属原子之间形成的极性共价键
（4）图中氮原子均为单键，杂化类型为sp3
SO32-中S形成3个共价单键键，一对孤电子，故为sp3杂化，空间构型为三角锥形；二氧化硫中S形成2个单键，一对孤电子，故为sp2杂化，为V形，三氧化硫中S形成3个共价单键键，无孤电子，也是sp2杂化，中S原子上有孤对电子，对成键电子排斥力更大，故键角较大的是三氧化硫
【分析】易错分析：（2）同周期元素，从左往右，电负性逐渐增大，电离能呈现增大趋势，但是Be和N元素反常。
（3）切记氢键不是化学键，是分子间作用力。
（4）对于氮原子，一般来说，形成单键，为sp3杂化，双键为sp2杂化，三键为sp杂化。
（5）孤对电子数计算公式为：孤电子数=1/2*(a-xb) ，其中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数，再确定共用电子对数，从而确定价层电子对数，确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ，实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
22．【答案】（1）第三周期VIA族；哑铃形（或纺锤形）
（2）1∶2；N
（3）sp3
（4） 、 ；
（5）d；
（6）
【解析】【解答】根据分析可知，a为H，b为N，c为O，d为S，e为Fe，
(1)d是S，在元素周期表中的位置为第三周期VIA族，最高能级是d，电子的电子云形状是哑铃形(或纺锤形)；
(2)氮气分子中含有1个氮氮三键，三键中含有1个σ键、2个π键，则氮气分子中含有σ键与π键的个数比为1：2，b为N，c为O，同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，则第一电离能更大的是N；
(3)H、O形成的化合物为H2O、H2O2，两种化合物可任意比互溶，H2O2分子中含有2个单键和2个未成键电子对，其分子中的c原子的杂化方式为sp3；
(4)这些元素形成的常见无机含氧酸有H2SO4、H2SO3、HNO3等，酸根离子的中心原子的价层电子对数为4的酸为H2SO4或H2SO3；酸根离子呈平面三角形结构的酸为HNO3；
(5)Fe的价电子排布式为3d64s2，最后填充d能级，属于周期表的d区元素；根据其结构式及氯原子满足8电子稳定结构，可画出配位键的位置如图所示： ，
(6)a、b、c三种元素组成的离子化合物与稀的NaOH溶液加热反应的离子方程式为： 。
【分析】周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，原子序数依次增大。a的核外电子总数与其周期数相同，则a为H元素；基态b原子的核外电子占据3个能级，且最高能级轨道为半充满状态，其核外电子排布式为1s22s2n2p3，则b为N；c的最外层电子数是内层电子数的3倍，则c为O元素；d的原子序数是c的两倍，则d为S元素；基态e原子3d轨道上有4个单电子，e的价电子排布式为3d64s2，则e为Fe，据此解答。
23．【答案】（1）；4s24p1
（2）小；+1
（3）GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强；GaF3为离子晶体
（4）(CH3)3Ga + AsH3 GaAs + 3CH4；三角锥形；sp2
【解析】【解答】（1）N原子核外有7个电子，核外电子排布式为1s22s22p3，则核外电子排布图为 ；同主族元素最外层电子数相同，Ga与Al同主族，Al的价电子排布式为3s23p1，则下一周期Ga原子的价电子排布式为4s24p1，故答案为： ；4s24p1；（2）同周期元素，从左到右元素非金属性依次增大，电负性依次增大，则Ga的电负性比As小；由题给四个电离能的数据可知，第一和第二、第三和第四电离能差别较大，则Ga的主要化合价为+1和+3，故答案为：小；+1； （3）结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点和沸点越高，依据题给卤化物的熔点和沸点可知，GaCl3、GaBr3、GaI3为结构相似的分子晶体，则GaBr3、GaI3的相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强，熔点和沸点依次升高；离子晶体具有较高的熔点和沸点，由GaF3的熔点超过1000℃可知，GaF3为离子晶体，故答案为：GaCl3、GaBr3、GaI3均为分子晶体，结构相似，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增强；GaF3为离子晶体；（4）①在700℃时，（CH3）3Ga和AsH3反应生成GaAs和甲烷，反应的化学方程式为(CH3)3Ga + AsH3 GaAs + 3CH4，故答案为：(CH3)3Ga + AsH3 GaAs + 3CH4；
②AsH3分子中含有3个σ键和1个孤电子对，空间构型为三角锥形；（CH3）3Ga中Ga原子形成3个σ键，没有孤电子对，杂化方式为sp2杂化，故答案为：三角锥形；sp2。
【分析】（1）N原子核外有7个电子，核外电子排布式为1s22s22p3；同主族元素最外层电子数相同；（2）同周期元素，从左到右元素非金属性依次增大，电负性依次增大；由题给四个电离能的数据可知，第一和第二、第三和第四电离能差别较大；（3）结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点和沸点越高；离子晶体具有较高的熔点和沸点；（4）①在700℃时，（CH3）3Ga和AsH3反应生成GaAs和甲烷；②AsH3分子中含有3个σ键和1个孤电子对；（CH3）3Ga中Ga原子形成3个σ键，没有孤电子对。
24．【答案】（1）原子光谱
（2）2p；洪特规则
（3）2
（4）低；N4和P4都为非极性分子，N4的相对分子质量低于P4，分子间作用力比P4弱
（5）sp2、sp3；7：1
（6）6；
【解析】【解答】（1）根据原子光谱来鉴别物质及确定它的化学组成和相对含量的方法叫光谱分析，其优点是灵敏迅速，历史上曾通过光谱分析发现了许多新元素，如铷，铯，氦等，故答案为：原子光谱；（2）基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，电子占据的最高能级符号为2p；2p轨道是电子为半充满，则价电子在该能级上的排布遵循的原则是洪特规则，故答案为：2p；洪特规则；（3）NH4BF4为离子化合物，NH4+离子中含有1个N→H配位键，BF4—离子中含有1个F→B配位键，则1molNH4BF4含有2mol配位键，故答案为：2；（4）结构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，溶沸点越高，N4和P4都为正四面体结构，都为非极性分子，N4的相对分子质量低于P4，分子间作用力比P4弱，N4比P4的沸点低，故答案为：低；都为非极性分子，N4的相对分子质量低于P4，分子间作用力比P4弱；（5）H2NCONH2分子中，羰基C原子的杂化方式为sp2杂化，氨基中N原子的杂化方式为sp3杂化；σ键的数目为7，π键的数目为1，σ键和π键数目之比为7：1，故答案为：sp2、sp3；7：1；（6）由Cu3N的晶胞结构可知，大球表示Cu原子、小球表示N原子，Cu原子个数=12×1/4=3，N原子个数=8×1/8=1，中间面上N的周围有4个Cu，上下面上各有1个Cu，则N3-的配位数4+2=6； 晶胞的体积=[（2a+2b）×10-10cm]3，Cu3N的密度= ，故答案为： 。
【分析】（1）原子光谱，是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱。原子吸收光源中部分波长的光形成吸收光谱，为暗淡条纹；发射光子时则形成发射光谱，为明亮彩色条纹。两种光谱都不是连续的，且吸收光谱条纹可与发射光谱一一对应；
（2）原子核外电子排布规律是指介绍原子核外电子的排布规律，主要有泡利不相容原理、能量最低原理、洪特定则等；
（3）配位键，又称配位共价键，是一种特殊的共价键。当共价键中共用的电子对是由其中一原子独自供应，另一原子提供空轨道时，就形成配位键；
（4）分子之间的作用力大小与其相对分子质量大小有关，相对分子质量越大，分子之间的作用力就越大；
（5）在成键过程中，由于原子间的相互影响，同一原子中几个能量相近的不同类型的原子轨道（即波函数），可以进行线性组合，重新分配能量和确定空间方向，组成数目相等的新的原子轨道，这种轨道重新组合的过程称为杂化，杂化后形成的新轨道称为 杂化轨道；
（6）在晶体结构中某质点周围与该质点直接联系的质点数，称为该质点的配位数。在离子晶格中，与某离子联系的异号离子或分子数，即该离子的配位数。
25．【答案】（1）三角锥形；V型
（2）CH2=CH2
【解析】【解答】（1）NH3分子中的N原子采取sp3杂化，其中一个杂化轨道中存在一对孤电子对，所以其分子的立体结构为三角锥形；H2O分子中的O原子采取sp3杂化，有两个杂化轨道被两对孤电子对占据，所以其分子的空间构型是V型，故答案为：三角锥形；V型。（2）乙烷分子中的碳原子采取sp3杂化，乙烯分子中的碳原子均采取sp2杂化，乙炔分子中的碳原子采取sp杂化，故答案为：CH2=CH2。
【分析】
（1）根据杂化类型进行判断空间构型。或者根据共价键+孤对电子数判断杂化轨道数。
（2）根据成键特点进行判断杂化，单键sp3，双键sp2