专题质量检测（四）（含解析） 分子空间结构与物质性质 （学生版+教师版）2025年高中化学 选择性必修2 （苏教版2019）
文档属性
| 名称 | 专题质量检测（四）（含解析） 分子空间结构与物质性质 （学生版+教师版）2025年高中化学 选择性必修2 （苏教版2019） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 545.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-02-12 16:28:01 | ||
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文档简介
专题质量检测（四） 分子空间结构与物质性质
（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·盐城高二检测）高效“绿色”消毒剂二氧化氯通常为气体，实验室制备ClO2气体的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH。下列说法正确的是（ ）
A.NH3的键角小于H2O的键角 B.NCl3中所有原子均满足8电子结构
C.中Cl的杂化类型为sp2 D.NaClO2和NaOH含有的化学键类型不同
2.（2024·南京高二检测）实验室可由Ca（OH）2与NH4Cl反应制备NH3，同时生成CaCl2和H2O。下列说法正确的是（ ）
A.NH4Cl的电子式为［H︰︰H］＋Cl－ B.H2O的空间结构为直线形
C.CaCl2中只含有离子键 D.键角大小：＜NH3
3.（2024·连云港高二检测）下列说法正确的是（ ）
A.含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形
B.分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形
C.在S中硫原子的杂化方式为sp2，S是正四面体形结构
D.C中心碳原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
4.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列说法不正确的是（ ）
选项 粒子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 空间结构
A CO2 sp 直线形 直线形
B NH3 sp3 四面体形 三角锥形
C sp2 四面体形 平面三角形
D H3O＋ sp3 四面体形 三角锥形
5.配合物离子[Zn（CN）4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn（CN）4]2－＋4H＋＋4H2O[Zn（H2O）4]2＋＋4HOCH2CN，下列说法错误的是（ ）
A.HOCH2CN的沸点高于HCHO
B.1 mol HCHO分子中含有σ键数目为4NA
C.[Zn（CN）4]2－和[Zn（H2O）4]2＋的中心原子配位数均为4
D.[Zn（CN）4]2－的空间结构为正四面体形
6.一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.Cu与Zn两者晶体内金属原子的配位数均为12
B.该物质中，Zn2＋的配位数为5，配位原子为O、N
C.基态Zn2＋外围电子排布式为3d84s2
D.电负性大小顺序为O＞N＞C＞H＞Zn
7.（2024·泰州高二检测）从微粒结构角度分析，下列说法错误的是（ ）
A.晶体和非晶体的本质差别是内部构成粒子在三维空间是否呈周期性有序排列
B.ZnCO3中阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2
C.根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，H2S的中心原子价电子对数与其他分子不同
D.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
8.已知HNO3、H2SO4的结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.N、S的空间结构分别为平面三角形、正四面体形
B.HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3
C.等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为2∶3
D.HNO3、H2SO4都能与水形成分子间氢键
9.下列说法正确的是（ ）
A.二氧化碳按原子轨道重叠的方式分，其共价键的类型有1种
B.NH3·BH3中，B的杂化方式为sp3杂化
C.NH3·BH3中，NH3与BH3通过氢键结合
D.Se和Se中心原子轨道杂化都为sp3，空间结构都是正四面体形
10.在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是（ ）
A.NF3属于非极性分子
B.CHClFCF3属于手性分子
C.C3F8在CCl4中的溶解度比在水中小
D.由价层电子对互斥模型可确定NF3分子中N原子是sp2杂化，分子呈平面三角形
11.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所示）。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关 N（NO2）3 的说法正确的是（ ）
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质的分子是极性分子
D.该物质分子中氮原子之间的共价键为π键
12.（2024·盐城高二检测）观察下列模型并结合有关信息，判断有关说法不正确的是（ ）
B12结构单元 SF6分子 S8分子 HCN
结构模型示意图
备注 熔点1 873 K / 易溶于CS2 /
A.单质B12属于共价晶体，含有30个B—B键，结构单元中含15个正三角形
B.SF6分子是一种含极性键的非极性分子
C.S8中的共价键为非极性键
D.HCN分子中含有2个σ键，2个π键
13.胆矾（CuSO4·5H2O）结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.中S是sp3杂化，H2O中O也是sp3杂化，因此，两者的空间结构也一样
B.Cu2＋的外围电子排布式为3d84s1
C.氧原子参与形成离子键、共价键、配位键和氢键共四种化学键
D.由结构图可知，胆矾化学式应写成[Cu]SO4·H2O
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（12分）（1）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中阴离子的空间结构是 ，
中心原子的杂化类型为 。
（2）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为 ，C原子的杂化方式为 。
（3）化合物 （填“是”或“不是”）手性分子，碳原子的杂化类型有 。
（4）1 mol吡咯（）分子中含有 mol σ键。
15.（15分）碳及其化合物在我们日常生活中应用广泛，回答下列问题：
冠醚（皇冠状分子）因具有分子识别能力，成为超分子化学中重要一员。18-冠-6的结构如图。
（1）该分子 （填“是”或“不是”）手性分子。
（2）石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
①图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为 。
②图乙中，1号C的杂化方式是 ，该C与相邻C形成的键角 （填“＞”“＜”或“＝”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为 。
②金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为 、 。
16.（18分）W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素，其元素性质或原子结构如表。
元素 元素性质或原子结构
W 原子核外s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素
X 在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小
Y 电离能（单位：kJ·mol－1）数据：I1＝740；I2＝1 500；I3＝7 700；I4＝10 500…
Z 其外围电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N 只有一个不成对电子
回答下列问题。
（1）Z、N的最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是 （填化学式）；该化合物中心原子杂化轨道类型为 ，其酸根离子空间结构为 。W、X和N可以形成多种化合物，其中水溶液的pH＞7的是 （填化学式）。
（2）W的简单氢化物和Z同主族短周期元素的简单氢化物，键角更大的是 （填化学式），原因是
。
（3）从原子结构的角度解释元素Y的第一电离能高于同周期相邻元素的原因： 。
（4）W的简单氢化物的沸点比同主族相邻元素的简单氢化物的沸点 （填“高”或“低”），原因是
。
17.（16分）（2024·盐城高二检测）根据要求回答以下问题。
（1）BF3与一定量的水形成·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
[H3O]＋
Q R
晶体Q中存在的化学键有 （填字母）。
a.离子键 b.共价键
c.配位键 d.氢键
（2）硫代硫酸根离子（S2）可看作是中的O原子被S原子取代的产物。S2的空间结构为 。
（3）第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有 种。
S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是 。
（4）氯化铬酰（CrO2Cl2）熔点：―96.5 ℃，沸点：117 ℃，能与CS2等互溶。则固态CrO2Cl2属于 晶体。已知与CS2互为等电子体，则1 mol 中含有π键的物质的量为 mol。
（5）铁和氨在640 ℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式为
。
专题质量检测（四） 分子空间结构与物质性质
（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·盐城高二检测）高效“绿色”消毒剂二氧化氯通常为气体，实验室制备ClO2气体的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH。下列说法正确的是（ ）
A.NH3的键角小于H2O的键角
B.NCl3中所有原子均满足8电子结构
C.中Cl的杂化类型为sp2
D.NaClO2和NaOH含有的化学键类型不同
解析：B NH3的中心原子含有1对孤电子对，H2O的中心原子含有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，使得键角变小，则NH3的键角大于H2O的键角，A错误；NCl3中氮原子与每个氯原子形成一对共用电子对，N原子上还有1对孤电子对，故每个原子均满足8电子稳定结构，B正确；中价电子对数为（7＋1＋2×0）＝4，杂化类型为sp3，C错误；NaClO2和NaOH含有的化学键类型相同，都为离子键和极性共价键，D错误。
2.（2024·南京高二检测）实验室可由Ca（OH）2与NH4Cl反应制备NH3，同时生成CaCl2和H2O。下列说法正确的是（ ）
A.NH4Cl的电子式为［H︰︰H］＋Cl－
B.H2O的空间结构为直线形
C.CaCl2中只含有离子键
D.键角大小：＜NH3
解析：C NH4Cl为离子化合物，故其电子式为［H︰︰H］＋[︰︰]－，A错误；水分子是V形结构，B错误；CaCl2晶体为离子晶体，存在Ca2＋与Cl－之间的离子键，C正确；孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，铵根离子和氨分子的孤电子对数分别为0和1，则键角大小：＞NH3，D错误。
3.（2024·连云港高二检测）下列说法正确的是（ ）
A.含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形
B.分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形
C.在S中硫原子的杂化方式为sp2，S是正四面体形结构
D.C中心碳原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
解析：D P4分子的空间结构是正四面体形，A错误；BeCl2分子是直线形，B错误；在S中价电子对数＝（6＋2）＝4，孤电子对数＝4－4＝0，可知硫原子为sp3杂化，S的空间结构是正四面体形，C错误；C中价电子对数＝（4＋2）＝3，孤电子对数＝3－3＝0，该离子是平面三角形结构，D正确。
4.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列说法不正确的是（ ）
选项 粒子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 空间结构
A CO2 sp 直线形 直线形
B NH3 sp3 四面体形 三角锥形
C sp2 四面体形 平面三角形
D H3O＋ sp3 四面体形 三角锥形
解析：C CO2中中心原子杂化方式为sp，价层电子对互斥模型为直线形，空间结构为直线形，A正确；NH3中中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，空间结构为三角锥形，B正确；的价电子对数＝（7＋1）＝4，孤电子对数为4－3＝1，中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，空间结构为三角锥形，C错误；H3O＋中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，空间结构为三角锥形，D正确。
5.配合物离子[Zn（CN）4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn（CN）4]2－＋4H＋＋4H2O[Zn（H2O）4]2＋＋4HOCH2CN，下列说法错误的是（ ）
A.HOCH2CN的沸点高于HCHO
B.1 mol HCHO分子中含有σ键数目为4NA
C.[Zn（CN）4]2－和[Zn（H2O）4]2＋的中心原子配位数均为4
D.[Zn（CN）4]2－的空间结构为正四面体形
解析：B 因HOCH2CN存在分子间氢键，故沸点高于HCHO，A正确；1个甲醛分子有3个σ键，1 mol甲醛应有3NA个σ键，B错误；两种物质的中心原子配位数均为4，C正确；[Zn（CN）4]2－中Zn原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形，D正确。
6.一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.Cu与Zn两者晶体内金属原子的配位数均为12
B.该物质中，Zn2＋的配位数为5，配位原子为O、N
C.基态Zn2＋外围电子排布式为3d84s2
D.电负性大小顺序为O＞N＞C＞H＞Zn
解析：C Cu的晶体为面心立方堆积，配位数为12，Zn晶体为六方堆积，配位数为12，A正确；由题图知，该物质中，Zn2＋的配位数为5，配位原子为O、N，B正确；基态Zn原子外围电子排布式为3d104s2，基态Zn2＋外围电子排布式为3d10，C错误；同周期从左向右元素电负性增大，同主族从上到下元素电负性减小，电负性大小顺序为O＞N＞C＞H＞Zn，D正确。
7.（2024·泰州高二检测）从微粒结构角度分析，下列说法错误的是（ ）
A.晶体和非晶体的本质差别是内部构成粒子在三维空间是否呈周期性有序排列
B.ZnCO3中阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2
C.根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，H2S的中心原子价电子对数与其他分子不同
D.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
解析：D 晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，各向异性、有一定的几何外形、有固定熔点是晶体性质的表现形式，A正确；CO中C原子的价电子对数＝（4＋2）＝3，孤电子对数＝3－3＝0，空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2，B正确；H2S、SO2、SO3的气态分子中，价电子对数分别是（6＋2）＝4、（6＋0）＝3、（6＋0）＝3，中心原子价电子对数不同于其他分子的是H2S，C正确；SO3中价电子对数为3，其杂化方式为sp2，属于平面结构，三聚分子固体根据分子结构式可知，其S原子轨道杂化方式为sp3，D错误。
8.已知HNO3、H2SO4的结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.N、S的空间结构分别为平面三角形、正四面体形
B.HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3
C.等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为2∶3
D.HNO3、H2SO4都能与水形成分子间氢键
解析：C N中N原子的价电子对数为（5＋1）＝3，N原子采用的是sp2杂化，无孤电子对，则N为平面三角形，S中硫原子采用的是sp3杂化，S的空间结构为正四面体形，A、B正确；根据N中氧原子个数，可知其含有σ键的个数为3，根据S中氧原子个数，可知其含有σ键的个数为4，则两种离子中σ键的个数之比为3∶4，C错误；HNO3分子结构中的羟基与水分子能形成分子间氢键，H2SO4分子结构中也存在羟基，与水分子也能形成氢键，D正确。
9.下列说法正确的是（ ）
A.二氧化碳按原子轨道重叠的方式分，其共价键的类型有1种
B.NH3·BH3中，B的杂化方式为sp3杂化
C.NH3·BH3中，NH3与BH3通过氢键结合
D.Se和Se中心原子轨道杂化都为sp3，空间结构都是正四面体形
解析：B CO2分子中含有两个碳氧双键，共价双键中含有一个σ键和一个π键，共价键的类型有2种，A错误；NH3·BH3中B的价电子对数为4，B的杂化轨道类型为sp3，B正确；NH3中N原子上有孤电子对，BH3中B上有空轨道，NH3与BH3通过配位键N→B形成NH3·BH3，C错误；Se中Se原子含有价电子对数＝（6＋2）＝4，孤电子对数＝4－4＝0，所以是正四面体形结构，Se原子属于sp3杂化，Se中Se原子的价电子对数（6＋2）＝4，孤电子对数＝4－3＝1，其空间结构为三角锥形，D错误。
10.在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是（ ）
A.NF3属于非极性分子
B.CHClFCF3属于手性分子
C.C3F8在CCl4中的溶解度比在水中小
D.由价层电子对互斥模型可确定NF3分子中N原子是sp2杂化，分子呈平面三角形
解析：B NF3分子中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形，属于极性分子，A、D错误；CHClFCF3中存在手性碳原子，其属于手性分子，B正确；C3F8的结构类似于丙烷，CCl4为有机溶剂，C3F8在CCl4中的溶解度大于在水中，C错误。
11.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所示）。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关 N（NO2）3 的说法正确的是（ ）
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质的分子是极性分子
D.该物质分子中氮原子之间的共价键为π键
解析：C N和O两种原子之间形成的共价键是极性键，A错误；该分子中四个氮原子不可能共平面，B错误；由该分子的结构式可知，分子的空间结构不对称，是极性分子，C正确；该物质分子中氮原子之间的共价键为σ键，D错误。
12.（2024·盐城高二检测）观察下列模型并结合有关信息，判断有关说法不正确的是（ ）
B12结构单元 SF6分子 S8分子 HCN
结构模型示意图
备注 熔点1 873 K / 易溶于CS2 /
A.单质B12属于共价晶体，含有30个B—B键，结构单元中含15个正三角形
B.SF6分子是一种含极性键的非极性分子
C.S8中的共价键为非极性键
D.HCN分子中含有2个σ键，2个π键
解析：A 由题图知，每个B原子具有×5个共价键，每个三角形中含有×3个共价键，12个B原子共含有12××5＝30个共价键，结构单元中含30÷＝20个正三角形，A错误；SF6的空间结构为对称结构，正、负电荷重心重合，SF6为非极性分子，B正确；S8中的共价键为硫硫非极性共价键，C正确；由空间填充模型可以看出分子中有1个碳原子、1个氮原子和1个氢原子，则结构式为H—C≡N，分子中含有2个σ键和2个π键，D正确。
13.胆矾（CuSO4·5H2O）结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.中S是sp3杂化，H2O中O也是sp3杂化，因此，两者的空间结构也一样
B.Cu2＋的外围电子排布式为3d84s1
C.氧原子参与形成离子键、共价键、配位键和氢键共四种化学键
D.由结构图可知，胆矾化学式应写成
[Cu]SO4·H2O
解析：D 中S没有孤电子对，是正四面体形结构，H2O分子中O有2个孤电子对，是V形结构，空间结构不一样，A错误；Cu2＋的外围电子排布式为3d9，B错误；氢键不属于化学键，C错误；胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，其中1个Cu2＋与4个H2O分子通过配位键形成[Cu（H2O）4]2＋，[Cu（H2O）4]2＋与通过离子键结合，则胆矾的化学式可以表示为[Cu]SO4·H2O，D正确。
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（12分）（1）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中阴离子的空间结构是正四面体形，中心原子的杂化类型为sp3。
（2）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2。
（3）化合物是（填“是”或“不是”）手性分子，碳原子的杂化类型有sp3、sp2。
（4）1 mol吡咯（）分子中含有10mol σ键。
解析：（1）LiAlH4中的阴离子是Al，中心原子铝原子的价电子对数＝（3＋4＋1）＝4，孤电子对数＝4－4＝0，所以空间结构是正四面体形，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化。（2）碳酸锌中的阴离子为C，其中心原子C的价电子对数为（4＋2）＝3，孤电子对数＝3－3＝0，所以空间结构为平面三角形，中心C原子为sp2杂化。（3）题给化合物分子含有1个手性碳原子，故属于手性分子；碳碳双键中碳原子为sp2杂化，其他碳原子为sp3杂化。（4）1 mol吡咯（）分子中含有10 mol σ键。
15.（15分）碳及其化合物在我们日常生活中应用广泛，回答下列问题：
冠醚（皇冠状分子）因具有分子识别能力，成为超分子化学中重要一员。18-冠-6的结构如图。
（1）该分子不是（填“是”或“不是”）手性分子。
（2）石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
①图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为3。
②图乙中，1号C的杂化方式是sp3，该C与相邻C形成的键角＜（填“＞”“＜”或“＝”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为同素异形体。
②金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为sp3、sp2。
解析：（1）18-冠-6分子中不含手性碳原子。（2）①石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以σ键和相邻3个碳原子连接。②图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109°28'。（3）①金刚石、石墨、C60等都是碳元素的不同单质，互称为同素异形体。②金刚石中碳原子与4个碳原子形成4个共价单键（即C原子采取sp3杂化方式），构成正四面体形；石墨烯中的碳原子采用sp2杂化的方式与相邻的3个碳原子以σ键结合，形成正六边形的平面层状结构。
16.（18分）W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素，其元素性质或原子结构如表。
元素 元素性质或原子结构
W 原子核外s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素
X 在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小
Y 电离能（单位：kJ·mol－1）数据：I1＝740；I2＝1 500；I3＝7 700；I4＝10 500…
Z 其外围电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N 只有一个不成对电子
回答下列问题。
（1）Z、N的最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是HClO4（填化学式）；该化合物中心原子杂化轨道类型为sp3，其酸根离子空间结构为正四面体形。W、X和N可以形成多种化合物，其中水溶液的pH＞7的是NaClO（填化学式）。
（2）W的简单氢化物和Z同主族短周期元素的简单氢化物，键角更大的是CH4（填化学式），原因是孤电子对与成键电子对的排斥力更大。
（3）从原子结构的角度解释元素Y的第一电离能高于同周期相邻元素的原因：镁的外围电子排布式为3s2，s轨道处于全充满状态，与相邻原子比较，Mg原子相对稳定，不易失电子，第一电离能较大。
（4）W的简单氢化物的沸点比同主族相邻元素的简单氢化物的沸点高（填“高”或“低”），原因是水分子间形成氢键。
解析：W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素，W的原子核外s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p63s2或1s22s22p4，W为O或Mg，由于W的第一电离能低于同周期相邻元素，则W为O元素；X在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小，X属于碱金属，原子序数比O大，则X为Na元素；由Y的第一至第四电离能可知，第三电离能剧增，说明最外层有2个电子，容易失去2个电子，为ⅡA族元素，原子序数比Na大，则Y为Mg元素；Z的原子序数比Mg大，其外围电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等，则Z的外围电子排布为3s23p2，则Z为Si元素；N的原子序数比Si大，其电子排布中只有一个不成对电子，则N为Cl元素。（1）Z为Si元素，N为Cl元素，其中最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是HClO4；在高氯酸中氯原子的价电子对数为4，故其杂化方式为sp3杂化，其酸根离子的空间结构为正四面体形。W为O元素，X为Na元素，N为Cl元素，它们可以形成多种化合物，其中水溶液的pH＞7的是强碱弱酸盐，如NaClO。（2）W的简单氢化物为H2O，Z为Si元素，和Z同主族短周期元素的简单氢化物为CH4，由于孤电子对的排斥力较大，故键角更大的是CH4。（3）Y为Mg元素，其外围电子排布式为3s2，s轨道处于全充满状态，与相邻原子比较，Mg原子相对稳定，不易失电子，第一电离能较大。（4）W为O元素，其简单氢化物为H2O，可形成分子间氢键，沸点较高。
17.（16分）（2024·盐城高二检测）根据要求回答以下问题。
（1）BF3与一定量的水形成·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
[H3O]＋
Q R
晶体Q中存在的化学键有bc（填字母）。
a.离子键 b.共价键
c.配位键 d.氢键
（2）硫代硫酸根离子（S2）可看作是中的O原子被S原子取代的产物。S2的空间结构为四面体形。
（3）第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有3种。
S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是sp3。
（4）氯化铬酰（CrO2Cl2）熔点：―96.5 ℃，沸点：117 ℃，能与CS2等互溶。则固态CrO2Cl2属于分子晶体。已知与CS2互为等电子体，则1 mol 中含有π键的物质的量为2mol。
（5）铁和氨在640 ℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式为8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2。
解析：（1）晶体Q中含有的化学键为共价键、配位键，故选b、c。（2）与S2互为等电子体，结构相似，中无孤电子对，空间结构为正四面体形，则S2的空间结构为四面体形。（3）同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，ⅡA族的Be原子2s轨道处于全充满稳定结构，第一电离能大于相邻原子，ⅤA族的N原子2p轨道处于半充满稳定结构，第一电离能大于相邻原子，第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有Be、C、O，共3种；由S8分子结构可知，在S8分子中S原子的成键电子对数为2，孤电子对数为2，即价电子对数为4，S原子杂化方式是sp3杂化。（4）氯化铬酰（CrO2Cl2）熔点：―96.5 ℃，沸点：117 ℃，熔、沸点较低，属于分子晶体；与CS2互为等电子体，结构相似，CS2中C与每个S间均形成两对共用电子对，即含2个π键，则1 mol 中含有π键的物质的量为2 mol。（5）根据晶胞结构，Fe位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4；N位于体心，个数为1，其化学式为Fe4N；该反应化学方程式为8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2。
（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·盐城高二检测）高效“绿色”消毒剂二氧化氯通常为气体，实验室制备ClO2气体的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH。下列说法正确的是（ ）
A.NH3的键角小于H2O的键角 B.NCl3中所有原子均满足8电子结构
C.中Cl的杂化类型为sp2 D.NaClO2和NaOH含有的化学键类型不同
2.（2024·南京高二检测）实验室可由Ca（OH）2与NH4Cl反应制备NH3，同时生成CaCl2和H2O。下列说法正确的是（ ）
A.NH4Cl的电子式为［H︰︰H］＋Cl－ B.H2O的空间结构为直线形
C.CaCl2中只含有离子键 D.键角大小：＜NH3
3.（2024·连云港高二检测）下列说法正确的是（ ）
A.含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形
B.分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形
C.在S中硫原子的杂化方式为sp2，S是正四面体形结构
D.C中心碳原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
4.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列说法不正确的是（ ）
选项 粒子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 空间结构
A CO2 sp 直线形 直线形
B NH3 sp3 四面体形 三角锥形
C sp2 四面体形 平面三角形
D H3O＋ sp3 四面体形 三角锥形
5.配合物离子[Zn（CN）4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn（CN）4]2－＋4H＋＋4H2O[Zn（H2O）4]2＋＋4HOCH2CN，下列说法错误的是（ ）
A.HOCH2CN的沸点高于HCHO
B.1 mol HCHO分子中含有σ键数目为4NA
C.[Zn（CN）4]2－和[Zn（H2O）4]2＋的中心原子配位数均为4
D.[Zn（CN）4]2－的空间结构为正四面体形
6.一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.Cu与Zn两者晶体内金属原子的配位数均为12
B.该物质中，Zn2＋的配位数为5，配位原子为O、N
C.基态Zn2＋外围电子排布式为3d84s2
D.电负性大小顺序为O＞N＞C＞H＞Zn
7.（2024·泰州高二检测）从微粒结构角度分析，下列说法错误的是（ ）
A.晶体和非晶体的本质差别是内部构成粒子在三维空间是否呈周期性有序排列
B.ZnCO3中阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2
C.根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，H2S的中心原子价电子对数与其他分子不同
D.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
8.已知HNO3、H2SO4的结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.N、S的空间结构分别为平面三角形、正四面体形
B.HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3
C.等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为2∶3
D.HNO3、H2SO4都能与水形成分子间氢键
9.下列说法正确的是（ ）
A.二氧化碳按原子轨道重叠的方式分，其共价键的类型有1种
B.NH3·BH3中，B的杂化方式为sp3杂化
C.NH3·BH3中，NH3与BH3通过氢键结合
D.Se和Se中心原子轨道杂化都为sp3，空间结构都是正四面体形
10.在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是（ ）
A.NF3属于非极性分子
B.CHClFCF3属于手性分子
C.C3F8在CCl4中的溶解度比在水中小
D.由价层电子对互斥模型可确定NF3分子中N原子是sp2杂化，分子呈平面三角形
11.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所示）。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关 N（NO2）3 的说法正确的是（ ）
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质的分子是极性分子
D.该物质分子中氮原子之间的共价键为π键
12.（2024·盐城高二检测）观察下列模型并结合有关信息，判断有关说法不正确的是（ ）
B12结构单元 SF6分子 S8分子 HCN
结构模型示意图
备注 熔点1 873 K / 易溶于CS2 /
A.单质B12属于共价晶体，含有30个B—B键，结构单元中含15个正三角形
B.SF6分子是一种含极性键的非极性分子
C.S8中的共价键为非极性键
D.HCN分子中含有2个σ键，2个π键
13.胆矾（CuSO4·5H2O）结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.中S是sp3杂化，H2O中O也是sp3杂化，因此，两者的空间结构也一样
B.Cu2＋的外围电子排布式为3d84s1
C.氧原子参与形成离子键、共价键、配位键和氢键共四种化学键
D.由结构图可知，胆矾化学式应写成[Cu]SO4·H2O
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（12分）（1）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中阴离子的空间结构是 ，
中心原子的杂化类型为 。
（2）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为 ，C原子的杂化方式为 。
（3）化合物 （填“是”或“不是”）手性分子，碳原子的杂化类型有 。
（4）1 mol吡咯（）分子中含有 mol σ键。
15.（15分）碳及其化合物在我们日常生活中应用广泛，回答下列问题：
冠醚（皇冠状分子）因具有分子识别能力，成为超分子化学中重要一员。18-冠-6的结构如图。
（1）该分子 （填“是”或“不是”）手性分子。
（2）石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
①图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为 。
②图乙中，1号C的杂化方式是 ，该C与相邻C形成的键角 （填“＞”“＜”或“＝”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为 。
②金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为 、 。
16.（18分）W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素，其元素性质或原子结构如表。
元素 元素性质或原子结构
W 原子核外s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素
X 在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小
Y 电离能（单位：kJ·mol－1）数据：I1＝740；I2＝1 500；I3＝7 700；I4＝10 500…
Z 其外围电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N 只有一个不成对电子
回答下列问题。
（1）Z、N的最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是 （填化学式）；该化合物中心原子杂化轨道类型为 ，其酸根离子空间结构为 。W、X和N可以形成多种化合物，其中水溶液的pH＞7的是 （填化学式）。
（2）W的简单氢化物和Z同主族短周期元素的简单氢化物，键角更大的是 （填化学式），原因是
。
（3）从原子结构的角度解释元素Y的第一电离能高于同周期相邻元素的原因： 。
（4）W的简单氢化物的沸点比同主族相邻元素的简单氢化物的沸点 （填“高”或“低”），原因是
。
17.（16分）（2024·盐城高二检测）根据要求回答以下问题。
（1）BF3与一定量的水形成·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
[H3O]＋
Q R
晶体Q中存在的化学键有 （填字母）。
a.离子键 b.共价键
c.配位键 d.氢键
（2）硫代硫酸根离子（S2）可看作是中的O原子被S原子取代的产物。S2的空间结构为 。
（3）第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有 种。
S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是 。
（4）氯化铬酰（CrO2Cl2）熔点：―96.5 ℃，沸点：117 ℃，能与CS2等互溶。则固态CrO2Cl2属于 晶体。已知与CS2互为等电子体，则1 mol 中含有π键的物质的量为 mol。
（5）铁和氨在640 ℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式为
。
专题质量检测（四） 分子空间结构与物质性质
（时间：75分钟 分值：100分）
一、选择题（本题共13小题，每小题3分，共39分。每小题只有一个选项符合题意）
1.（2024·盐城高二检测）高效“绿色”消毒剂二氧化氯通常为气体，实验室制备ClO2气体的化学方程式为6NaClO2＋NCl3＋3H2O6ClO2↑＋NH3↑＋3NaCl＋3NaOH。下列说法正确的是（ ）
A.NH3的键角小于H2O的键角
B.NCl3中所有原子均满足8电子结构
C.中Cl的杂化类型为sp2
D.NaClO2和NaOH含有的化学键类型不同
解析：B NH3的中心原子含有1对孤电子对，H2O的中心原子含有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，使得键角变小，则NH3的键角大于H2O的键角，A错误；NCl3中氮原子与每个氯原子形成一对共用电子对，N原子上还有1对孤电子对，故每个原子均满足8电子稳定结构，B正确；中价电子对数为（7＋1＋2×0）＝4，杂化类型为sp3，C错误；NaClO2和NaOH含有的化学键类型相同，都为离子键和极性共价键，D错误。
2.（2024·南京高二检测）实验室可由Ca（OH）2与NH4Cl反应制备NH3，同时生成CaCl2和H2O。下列说法正确的是（ ）
A.NH4Cl的电子式为［H︰︰H］＋Cl－
B.H2O的空间结构为直线形
C.CaCl2中只含有离子键
D.键角大小：＜NH3
解析：C NH4Cl为离子化合物，故其电子式为［H︰︰H］＋[︰︰]－，A错误；水分子是V形结构，B错误；CaCl2晶体为离子晶体，存在Ca2＋与Cl－之间的离子键，C正确；孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，铵根离子和氨分子的孤电子对数分别为0和1，则键角大小：＞NH3，D错误。
3.（2024·连云港高二检测）下列说法正确的是（ ）
A.含有四个原子的分子的空间结构不可能为正四面体形
B.分子式为AB2的分子的空间结构一定为V形
C.在S中硫原子的杂化方式为sp2，S是正四面体形结构
D.C中心碳原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
解析：D P4分子的空间结构是正四面体形，A错误；BeCl2分子是直线形，B错误；在S中价电子对数＝（6＋2）＝4，孤电子对数＝4－4＝0，可知硫原子为sp3杂化，S的空间结构是正四面体形，C错误；C中价电子对数＝（4＋2）＝3，孤电子对数＝3－3＝0，该离子是平面三角形结构，D正确。
4.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列说法不正确的是（ ）
选项 粒子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 空间结构
A CO2 sp 直线形 直线形
B NH3 sp3 四面体形 三角锥形
C sp2 四面体形 平面三角形
D H3O＋ sp3 四面体形 三角锥形
解析：C CO2中中心原子杂化方式为sp，价层电子对互斥模型为直线形，空间结构为直线形，A正确；NH3中中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，空间结构为三角锥形，B正确；的价电子对数＝（7＋1）＝4，孤电子对数为4－3＝1，中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，空间结构为三角锥形，C错误；H3O＋中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，空间结构为三角锥形，D正确。
5.配合物离子[Zn（CN）4]2－在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO＋[Zn（CN）4]2－＋4H＋＋4H2O[Zn（H2O）4]2＋＋4HOCH2CN，下列说法错误的是（ ）
A.HOCH2CN的沸点高于HCHO
B.1 mol HCHO分子中含有σ键数目为4NA
C.[Zn（CN）4]2－和[Zn（H2O）4]2＋的中心原子配位数均为4
D.[Zn（CN）4]2－的空间结构为正四面体形
解析：B 因HOCH2CN存在分子间氢键，故沸点高于HCHO，A正确；1个甲醛分子有3个σ键，1 mol甲醛应有3NA个σ键，B错误；两种物质的中心原子配位数均为4，C正确；[Zn（CN）4]2－中Zn原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形，D正确。
6.一水合甘氨酸锌结构简式如图所示。下列说法错误的是（ ）
A.Cu与Zn两者晶体内金属原子的配位数均为12
B.该物质中，Zn2＋的配位数为5，配位原子为O、N
C.基态Zn2＋外围电子排布式为3d84s2
D.电负性大小顺序为O＞N＞C＞H＞Zn
解析：C Cu的晶体为面心立方堆积，配位数为12，Zn晶体为六方堆积，配位数为12，A正确；由题图知，该物质中，Zn2＋的配位数为5，配位原子为O、N，B正确；基态Zn原子外围电子排布式为3d104s2，基态Zn2＋外围电子排布式为3d10，C错误；同周期从左向右元素电负性增大，同主族从上到下元素电负性减小，电负性大小顺序为O＞N＞C＞H＞Zn，D正确。
7.（2024·泰州高二检测）从微粒结构角度分析，下列说法错误的是（ ）
A.晶体和非晶体的本质差别是内部构成粒子在三维空间是否呈周期性有序排列
B.ZnCO3中阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2
C.根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，H2S的中心原子价电子对数与其他分子不同
D.三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体（）两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
解析：D 晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，各向异性、有一定的几何外形、有固定熔点是晶体性质的表现形式，A正确；CO中C原子的价电子对数＝（4＋2）＝3，孤电子对数＝3－3＝0，空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2，B正确；H2S、SO2、SO3的气态分子中，价电子对数分别是（6＋2）＝4、（6＋0）＝3、（6＋0）＝3，中心原子价电子对数不同于其他分子的是H2S，C正确；SO3中价电子对数为3，其杂化方式为sp2，属于平面结构，三聚分子固体根据分子结构式可知，其S原子轨道杂化方式为sp3，D错误。
8.已知HNO3、H2SO4的结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A.N、S的空间结构分别为平面三角形、正四面体形
B.HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3
C.等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为2∶3
D.HNO3、H2SO4都能与水形成分子间氢键
解析：C N中N原子的价电子对数为（5＋1）＝3，N原子采用的是sp2杂化，无孤电子对，则N为平面三角形，S中硫原子采用的是sp3杂化，S的空间结构为正四面体形，A、B正确；根据N中氧原子个数，可知其含有σ键的个数为3，根据S中氧原子个数，可知其含有σ键的个数为4，则两种离子中σ键的个数之比为3∶4，C错误；HNO3分子结构中的羟基与水分子能形成分子间氢键，H2SO4分子结构中也存在羟基，与水分子也能形成氢键，D正确。
9.下列说法正确的是（ ）
A.二氧化碳按原子轨道重叠的方式分，其共价键的类型有1种
B.NH3·BH3中，B的杂化方式为sp3杂化
C.NH3·BH3中，NH3与BH3通过氢键结合
D.Se和Se中心原子轨道杂化都为sp3，空间结构都是正四面体形
解析：B CO2分子中含有两个碳氧双键，共价双键中含有一个σ键和一个π键，共价键的类型有2种，A错误；NH3·BH3中B的价电子对数为4，B的杂化轨道类型为sp3，B正确；NH3中N原子上有孤电子对，BH3中B上有空轨道，NH3与BH3通过配位键N→B形成NH3·BH3，C错误；Se中Se原子含有价电子对数＝（6＋2）＝4，孤电子对数＝4－4＝0，所以是正四面体形结构，Se原子属于sp3杂化，Se中Se原子的价电子对数（6＋2）＝4，孤电子对数＝4－3＝1，其空间结构为三角锥形，D错误。
10.在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是（ ）
A.NF3属于非极性分子
B.CHClFCF3属于手性分子
C.C3F8在CCl4中的溶解度比在水中小
D.由价层电子对互斥模型可确定NF3分子中N原子是sp2杂化，分子呈平面三角形
解析：B NF3分子中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形，属于极性分子，A、D错误；CHClFCF3中存在手性碳原子，其属于手性分子，B正确；C3F8的结构类似于丙烷，CCl4为有机溶剂，C3F8在CCl4中的溶解度大于在水中，C错误。
11.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N（NO2）3（如图所示）。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关 N（NO2）3 的说法正确的是（ ）
A.分子中N、O间形成的共价键是非极性键
B.分子中四个氮原子共平面
C.该物质的分子是极性分子
D.该物质分子中氮原子之间的共价键为π键
解析：C N和O两种原子之间形成的共价键是极性键，A错误；该分子中四个氮原子不可能共平面，B错误；由该分子的结构式可知，分子的空间结构不对称，是极性分子，C正确；该物质分子中氮原子之间的共价键为σ键，D错误。
12.（2024·盐城高二检测）观察下列模型并结合有关信息，判断有关说法不正确的是（ ）
B12结构单元 SF6分子 S8分子 HCN
结构模型示意图
备注 熔点1 873 K / 易溶于CS2 /
A.单质B12属于共价晶体，含有30个B—B键，结构单元中含15个正三角形
B.SF6分子是一种含极性键的非极性分子
C.S8中的共价键为非极性键
D.HCN分子中含有2个σ键，2个π键
解析：A 由题图知，每个B原子具有×5个共价键，每个三角形中含有×3个共价键，12个B原子共含有12××5＝30个共价键，结构单元中含30÷＝20个正三角形，A错误；SF6的空间结构为对称结构，正、负电荷重心重合，SF6为非极性分子，B正确；S8中的共价键为硫硫非极性共价键，C正确；由空间填充模型可以看出分子中有1个碳原子、1个氮原子和1个氢原子，则结构式为H—C≡N，分子中含有2个σ键和2个π键，D正确。
13.胆矾（CuSO4·5H2O）结构如图所示。下列说法正确的是（ ）
A.中S是sp3杂化，H2O中O也是sp3杂化，因此，两者的空间结构也一样
B.Cu2＋的外围电子排布式为3d84s1
C.氧原子参与形成离子键、共价键、配位键和氢键共四种化学键
D.由结构图可知，胆矾化学式应写成
[Cu]SO4·H2O
解析：D 中S没有孤电子对，是正四面体形结构，H2O分子中O有2个孤电子对，是V形结构，空间结构不一样，A错误；Cu2＋的外围电子排布式为3d9，B错误；氢键不属于化学键，C错误；胆矾的化学式为CuSO4·5H2O，其中1个Cu2＋与4个H2O分子通过配位键形成[Cu（H2O）4]2＋，[Cu（H2O）4]2＋与通过离子键结合，则胆矾的化学式可以表示为[Cu]SO4·H2O，D正确。
二、非选择题（本题共4小题，共61分）
14.（12分）（1）LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中阴离子的空间结构是正四面体形，中心原子的杂化类型为sp3。
（2）《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石（ZnCO3）入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间结构为平面三角形，C原子的杂化方式为sp2。
（3）化合物是（填“是”或“不是”）手性分子，碳原子的杂化类型有sp3、sp2。
（4）1 mol吡咯（）分子中含有10mol σ键。
解析：（1）LiAlH4中的阴离子是Al，中心原子铝原子的价电子对数＝（3＋4＋1）＝4，孤电子对数＝4－4＝0，所以空间结构是正四面体形，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化。（2）碳酸锌中的阴离子为C，其中心原子C的价电子对数为（4＋2）＝3，孤电子对数＝3－3＝0，所以空间结构为平面三角形，中心C原子为sp2杂化。（3）题给化合物分子含有1个手性碳原子，故属于手性分子；碳碳双键中碳原子为sp2杂化，其他碳原子为sp3杂化。（4）1 mol吡咯（）分子中含有10 mol σ键。
15.（15分）碳及其化合物在我们日常生活中应用广泛，回答下列问题：
冠醚（皇冠状分子）因具有分子识别能力，成为超分子化学中重要一员。18-冠-6的结构如图。
（1）该分子不是（填“是”或“不是”）手性分子。
（2）石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
①图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为3。
②图乙中，1号C的杂化方式是sp3，该C与相邻C形成的键角＜（填“＞”“＜”或“＝”）图甲中1号C与相邻C形成的键角。
（3）碳元素的单质有多种形式，如图依次是C60、石墨和金刚石的结构图：
①金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为同素异形体。
②金刚石、石墨烯（指单层石墨）中碳原子的杂化形式分别为sp3、sp2。
解析：（1）18-冠-6分子中不含手性碳原子。（2）①石墨烯是层状结构，每一层上每个碳原子都是以σ键和相邻3个碳原子连接。②图乙中1号碳形成了4个共价键，故其杂化方式为sp3；图甲中的键角为120°，而图乙中1号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近109°28'。（3）①金刚石、石墨、C60等都是碳元素的不同单质，互称为同素异形体。②金刚石中碳原子与4个碳原子形成4个共价单键（即C原子采取sp3杂化方式），构成正四面体形；石墨烯中的碳原子采用sp2杂化的方式与相邻的3个碳原子以σ键结合，形成正六边形的平面层状结构。
16.（18分）W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素，其元素性质或原子结构如表。
元素 元素性质或原子结构
W 原子核外s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，但第一电离能低于同周期相邻元素
X 在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小
Y 电离能（单位：kJ·mol－1）数据：I1＝740；I2＝1 500；I3＝7 700；I4＝10 500…
Z 其外围电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等
N 只有一个不成对电子
回答下列问题。
（1）Z、N的最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是HClO4（填化学式）；该化合物中心原子杂化轨道类型为sp3，其酸根离子空间结构为正四面体形。W、X和N可以形成多种化合物，其中水溶液的pH＞7的是NaClO（填化学式）。
（2）W的简单氢化物和Z同主族短周期元素的简单氢化物，键角更大的是CH4（填化学式），原因是孤电子对与成键电子对的排斥力更大。
（3）从原子结构的角度解释元素Y的第一电离能高于同周期相邻元素的原因：镁的外围电子排布式为3s2，s轨道处于全充满状态，与相邻原子比较，Mg原子相对稳定，不易失电子，第一电离能较大。
（4）W的简单氢化物的沸点比同主族相邻元素的简单氢化物的沸点高（填“高”或“低”），原因是水分子间形成氢键。
解析：W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素，W的原子核外s轨道上的电子总数与p轨道上的电子总数相等，原子核外电子排布式为1s22s22p63s2或1s22s22p4，W为O或Mg，由于W的第一电离能低于同周期相邻元素，则W为O元素；X在同周期元素中，原子半径最大、第一电离能最小，X属于碱金属，原子序数比O大，则X为Na元素；由Y的第一至第四电离能可知，第三电离能剧增，说明最外层有2个电子，容易失去2个电子，为ⅡA族元素，原子序数比Na大，则Y为Mg元素；Z的原子序数比Mg大，其外围电子中，在不同形状的原子轨道中运动的电子数相等，则Z的外围电子排布为3s23p2，则Z为Si元素；N的原子序数比Si大，其电子排布中只有一个不成对电子，则N为Cl元素。（1）Z为Si元素，N为Cl元素，其中最高价氧化物对应的水化物酸性更强的是HClO4；在高氯酸中氯原子的价电子对数为4，故其杂化方式为sp3杂化，其酸根离子的空间结构为正四面体形。W为O元素，X为Na元素，N为Cl元素，它们可以形成多种化合物，其中水溶液的pH＞7的是强碱弱酸盐，如NaClO。（2）W的简单氢化物为H2O，Z为Si元素，和Z同主族短周期元素的简单氢化物为CH4，由于孤电子对的排斥力较大，故键角更大的是CH4。（3）Y为Mg元素，其外围电子排布式为3s2，s轨道处于全充满状态，与相邻原子比较，Mg原子相对稳定，不易失电子，第一电离能较大。（4）W为O元素，其简单氢化物为H2O，可形成分子间氢键，沸点较高。
17.（16分）（2024·盐城高二检测）根据要求回答以下问题。
（1）BF3与一定量的水形成·BF3晶体Q，Q在一定条件下可转化为R：
[H3O]＋
Q R
晶体Q中存在的化学键有bc（填字母）。
a.离子键 b.共价键
c.配位键 d.氢键
（2）硫代硫酸根离子（S2）可看作是中的O原子被S原子取代的产物。S2的空间结构为四面体形。
（3）第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有3种。
S单质的常见形式为S8，其环状结构如图所示，S原子采用的轨道杂化方式是sp3。
（4）氯化铬酰（CrO2Cl2）熔点：―96.5 ℃，沸点：117 ℃，能与CS2等互溶。则固态CrO2Cl2属于分子晶体。已知与CS2互为等电子体，则1 mol 中含有π键的物质的量为2mol。
（5）铁和氨在640 ℃可发生置换反应，产物之一的晶胞结构如图所示，写出该反应的化学方程式为8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2。
解析：（1）晶体Q中含有的化学键为共价键、配位键，故选b、c。（2）与S2互为等电子体，结构相似，中无孤电子对，空间结构为正四面体形，则S2的空间结构为四面体形。（3）同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，ⅡA族的Be原子2s轨道处于全充满稳定结构，第一电离能大于相邻原子，ⅤA族的N原子2p轨道处于半充满稳定结构，第一电离能大于相邻原子，第一电离能介于B、N之间的第2周期元素有Be、C、O，共3种；由S8分子结构可知，在S8分子中S原子的成键电子对数为2，孤电子对数为2，即价电子对数为4，S原子杂化方式是sp3杂化。（4）氯化铬酰（CrO2Cl2）熔点：―96.5 ℃，沸点：117 ℃，熔、沸点较低，属于分子晶体；与CS2互为等电子体，结构相似，CS2中C与每个S间均形成两对共用电子对，即含2个π键，则1 mol 中含有π键的物质的量为2 mol。（5）根据晶胞结构，Fe位于顶点和面心，个数为8×＋6×＝4；N位于体心，个数为1，其化学式为Fe4N；该反应化学方程式为8Fe＋2NH32Fe4N＋3H2。