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2024-2025年高中化学选择性必修2物质结构与性质第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构课时练习
1．下列化学用语表示不正确的是( )
A．基态S原子价层电子轨道表示式：
B．的空间结构：(三角锥形)
C．的形成过程：
D．p能级电子云轮廓图：
【答案】B
【详解】
A．基态硫原子最外层有6个电子，其价层电子轨道表示式为，A正确；
B．中，C原子的价层电子对数为3，发生sp2杂化，3个杂化轨道都参与成键，不存在孤电子对，则空间结构呈平面三角形，不是(三角锥形)，B错误；
C．为离子化合物，用电子式表示氯化镁的形成过程中，镁失去电子，弯箭头由镁原子指向氯原子，C正确；
D．p能级电子云为哑铃形，且在x轴上，D正确；
答案选B。
2．下列物质对应的描述中，正确的是( )
A．的VSEPR模型：
B．中心原子杂化方式相同
C．基态Br原子的核外电子排布式：
D．基态的结构示意图：
【答案】B
【详解】A．SO3分子中S原子价层电子对个数为3+，VSEPR模型为平面三角形，A错误；
B．NH3中心原子为N，价层电子对为3+，杂化方式为sp3、 H2O中心原子为O，价层电子对为2+，杂化方式为sp3，杂化方式相同，均为sp3杂化，B正确；
C．基态Br原子的核外电子排布式：，C错误；
D．Fe2+核外有24个电子，Fe原子失去的是4s上电子，结构示意图是，D错误；
答案选B。
3．化合物是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式如图所示。下列说法不正确的是( )
A．描述的是碳氧双键中π键的形成过程
B．分子中σ键和π键个数比为
C．分子中所有原子不可能共平面
D．分子中碳原子的杂化轨道与氮原子的杂化轨道形成σ键
【答案】A
【详解】
A．描述的是头碰头的p—pσ键的形成过程，故A错误；
B．由图可知，M分子中单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键个数比为，故B正确；
C．由图可知，M分子中单键氮原子的杂化方式为杂化，和与其直接相连原子的空间构型为三角锥形，所以分子中所有原子不可能共平面，故C正确；
D．由图可知，M分子中双键碳原子的杂化轨道与氮原子的杂化轨道头碰头形成σ键，故D正确；
故选A。
4．一种洗涤剂中间体的结构式如图所示，X、Q、Z、Y、W为原子序数依次增大的短周期元素，X和W同主族。Q和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：W>Y>Z
B．第一电离能：Z>Y>Q
C．Z元素的氧化物对应的水化物为强酸
D．Y的简单氢化物的中心原子的VSEPR模型为V形
【答案】B
【分析】X、Q、Z、Y、W为原子序数依次增大的短周期元素，Q和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子，电子排布式分别为、，则Q和Y分别为C和O，所以Z是N，由该物质的结构图可知，X原子只形成一个共价键，W的离子带一个正电荷，且X与W同主族，X的原子序数小于C、W的原子序数大于O，则X、W分别为H和Na．W、Y、Z分别为Na、O、N，综上，X为H，Q为C，Z为N，Y为O，W为Na。
【详解】A．由分析可知，Z、Y、W分别为N、O、Na，这三种元素对应的简单离子的电子层结构相同，则核电荷数越大，离子半径越小，即简单离子半径：Z>Y>W，A项错误；
B．由分析可知，Q为C，Z为N，Y为O，同周期主族元素第一电离能从左往右呈增大的趋势，但由于氮原子最外层的2p轨道为半充满，更不易失去电子，所以N的第一电离能比同周期相邻两元素的第一电离能大，即第一电离能：Z>Y>Q，B项正确；
C．Z为N，N的氧化物对应的水化物可以为亚硝酸或硝酸，亚硝酸为弱酸，硝酸为强酸，故N元素的氧化物对应的水化物不一定为强酸，C项错误；
D．Y为O，其简单氢化物为，其中心氧原子的杂化类型为，并且有两个孤电子对，故对应的VSEPR模型为四面体形，D项错误；
答案选B。
5．下列描述正确的是( )
A．CS2为V形的极性分子 B．NO与SO的中心原子均为sp3杂化
C．NF3的键角大于NCl3的键角 D．共价键有方向性和饱和性
【答案】D
【详解】A．CS2的中心原子C的价层电子对数=2+=2，中心原子C无孤电子对，因此CS2为直线形非极性分子，故A错误；
B．的中心原子N的价层电子对数=3+=3，中心原子N采取sp2杂化类型；的中心原子S的价层电子对数=3+=4，中心原子S采取sp3杂化类型；故B错误；
C．在NF3分子中，因为F的电负性最大，吸引电子能力最强，所以成键电子对偏向F，而NCl3中，N的电负性小于Cl，所以成键电子对偏向Cl，但是F的电负性比Cl大，使得成键电子对偏向F的幅度更大一些，NF3分子中的成键电子对的距离更大，彼此之间的排斥作用更小，所以NF3的键角小于NCl3的键角，故C错误；
D．形成共价键的每个原子的未成对电子数是一定的，所以形成共用电子对的数目也就一定，共价键具有饱和性，要形成稳定的共价键，必须尽可能使电子云重叠程度大一些，除了s电子以外，其它电子云都是有空间取向的，共价键也具有方向性，D正确；
答案选D。
6．下列“类比”结果正确的是( )
A．分子中存在键，化学性质稳定，则的化学性质稳定
B．聚乙烯不能使溴水褪色，则聚乙炔也不能使溴水褪色
C．的空间构型为V形，则的空间构型也为V形
D．空间构型为正四面体，键角为109°28′，则正四面体形的白磷分子的键角也为109°28′
【答案】C
【详解】A．氮气分子中存在键能很大的氮氮三键，破坏化学键需要消耗很大的能量，化学性质稳定，而乙炔分子中碳碳三键的2个π键容易断裂，结构不稳定，化学性质活泼，故A错误；
B．聚乙烯分子中不含有碳碳双键，不能与溴水发生加成反应使溶液褪色，而聚乙炔分子中含有碳碳双键，能与水发生加成反应使溶液褪色，故B错误；
C．二氧化硫和臭氧的原子个数都为3、价电子数都为18，两者互为等电子体，等电子体具有相同的空间构型，二氧化硫分子中硫原子的价层电子数为3、孤对电子对数为1，分子的空间构型为V形，所以臭氧的空间构型也为V形，故C正确；
D．甲烷分子的空间构型为正四面体形，键角为109°28′，而正四面体形的白磷分子的键角为键角为60°，故D错误；
故选C。
7．由短周期元素构成的一种对中枢神经有抑制作用的药物R的结构如下图所示。1molR分子中含有66mol质子；W的一种核素无中子，X、Y、Z三种元素位于同一周期。下列说法正确的是( )
A．简单离子的半径：YB．氢化物的沸点：XC．药物R分子中X的杂化方式为、杂化
D．由X、Y、Z、W组成的盐的水溶液一定显碱性
【答案】C
【分析】W的一种核素无中子，W为H元素，X、Y、Z三种元素位于同一周期，Z形成2个共价键，最外层有6个电子，Y形成3个共价键，最外层有5个电子，X形成4个键，最外层有4个电子，且形成的化合物1mol共有66mol质子，可以判断X、Y、Z分别是C、N、O三种元素。
【详解】A．根据“序大径小”，简单离子的半径：N3->O2-，A错误；
B．简单氢化物的沸点：CH4C．药物R分子中C原子周围有四个单键的为杂化，有1个双键和2个单键的为杂化，C正确；
D．由H、C、N、O组成的盐可以是NH4HC2O4，水溶液显酸性，CH3COONH4溶液显中性，D错误；
答案选C。
8．都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法错误的是( )
A．与的空间结构均为三角锥形
B．它们的C均采取杂化
C．与形成的化合物中不含有离子键
D．中的所有原子均共面
【答案】B
【分析】中，C价层电子对数=，不含孤电子对，C为sp2杂化，空间构型为平面三角形；中，价层电子对数=，含1对孤电子对，C采取sp3杂化，空间构型为三角锥形；-CH3中，C为sp3杂化，呈三角锥形，由此判断各选项。
【详解】A．H3O+中，O价层电子对数=，含1对孤电子对，O为sp3杂化，空间构型为三角锥形，由上述分析已知呈三角锥形；故A正确；
B．根据分析，中C为sp2杂化，和-CH3中C均为sp3杂化，故B错误；
C．与OH-形成的化合物为甲醇，属于共价化合物，不含有离子键，故C正确；
D．由分析可知呈平面正三角形，所有原子均共面，故D正确；
故选：B。
9．白磷(，结构如图所示)在潮湿的空气中缓慢地被氧化，在40℃左右即可发生自燃，下列说法错误的是( )
A．白磷呈正四面体结构
B．键角为60°
C．白磷和红磷互为同素异形体
D．白磷中的键键能较大，难断裂，在常温、常压下化学性质很稳定
【答案】D
【详解】A．白磷分子内键长、键角均相等，呈正四面体结构，A正确；
B．白磷分子内键长、键角均相等，键角为60°，B正确；
C．白磷和红磷均为P元素形成的单质，互为同素异形体，C正确；
D．白磷分子中的为60°，键能小，易断裂，在潮湿的空气中缓慢地被氧化，在40℃左右即可发生自燃，即在常温下化学性质不稳定，D错误；
故选D。
10．经射线研究证明，在固体时，由立体构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于的推断正确的是( )
A．固体是分子晶体
B．晶体由和构成，且离子数目之比为
C．晶体具有良好的导电性
D．晶体由和构成，且离子数目之比为
【答案】D
【详解】A．在固体时，由立体构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成，则其为离子晶体，A错误；
B．在杂化轨道理论中，正四面体构型的粒子只有AB4型，正八面体只有AB6型，根据PCl5的化学式可知，PCl5晶体由和构成，且离子数目之比为1：1，B错误；
C．晶体中离子不能自由移动，没有导电性，C错误；
D．结合B分析可知，PCl5晶体由和构成，且离子数目之比为1:1，D正确；
故选D。
11．As2O3(砒霜)是两性氧化物，分子结构如图所示，与盐酸反应能生成AsCl3，AsCl3和LiAlH4反应的产物之一为AsH3。下列说法不正确的是( )
A．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
B．AlH的价层电子对互斥模型是正四面体形
C．AsCl3的空间结构为三角锥形，As原子的杂化方式为sp3
D．AsH3分子的键角为120°
【答案】D
【详解】A．由As2O3的分子结构可知，As与3个O形成三角锥形结构，中心原子As上有1个孤电子对和3个成键电子对，则As原子的杂化方式为sp3，A正确；
B．AlH的中心原子的价层电子对数是4+(3-1×4+1)=4，价层电子对互斥模型是正四面体形，B正确；
C．AsCl3中心原子含1个孤电子对和3个成键电子对，空间结构为三角锥形，C正确；
D．AsH3中含有1个孤电子对和3个成键电子对，空间结构为三角锥形，键角小于109°28′，D错误；
故选D。
12．下列有关分子空间构型的说法中正确的是( )
A．、、分子中所有原子的最外层电子都满足了电子稳定结构
B．和都是正四面体形分子且键角都为
C．分子中键角的大小：
D．分子中，中心原子的价层电子对数等于，成键电子对数等于，没有孤电子对，分子空间构型为直线形
【答案】D
【详解】A．NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构，但HClO、BF3分子中的H原子、B原子最外层电子数分别为2、6，不满足8电子稳定结构，故A错误；
B．P4和CCl4都是正四面体形分子，但P4分子中键角为60°，故B错误；
C．SO3呈平面正三角形结构，键角120°，CCl4呈正四面体结构，键角109°28′，NH3为三角锥形结构，存在孤对电子，所以键角小于109°28′，则分子中键角的大小：SO3＞CCl4＞NH3，故C错误；
D．BeF2分子的结构式为F-Be-F，中心Be原子的价层电子对数为2，由于中心Be原子最外层的2个电子全部参与成键，没有孤电子对，所以其空间结构为直线形，故D正确；
答案选D。
13．分子光开关作为一种新兴领域吸引了广泛的关注。一个重要的分子光开关系统为四环烷(QC)和莽戊烯(NBD)两种异构体在紫外光范围内的光吸收下相互转化，如图所示。下列说法正确的是( )
A．QC与NBD均为极性分子
B．QC与NBD互为同素异形体
C．QC与NBD中的手性碳原子数之比为3：1
D．QC转化为NBD的过程中，碳原子的杂化类型由转化为
【答案】A
【详解】A．QC与NBD结构不对称，均为极性分子，故A正确；
B．QC与NBD均为化合物，不互为同素异形体，故B错误；
C．NBD中不含手性碳原子，故C错误；
D．QC中碳原子杂化方式为，NBD中碳原子杂化方式为、，故D错误；
答案选A。
14．下列化学用语表述不正确的是( )
A．和的价层电子排布图均为：
B．和的电子式分别为：和
C．分子中键的形成：
D．的价层电子对互斥(VSEPR)模型：
【答案】B
【详解】A．和的核外电子排布是一样的，价层电子排布式均为，则价层电子排布图均为，A正确；
B．的电子式为，B错误；
C．在中的共价键是由2个氯原子各提供1个未成对电子的3p原子轨道重叠形成的键，形成的电子云图为：，C正确；
D．的孤电子对为，则价层电子对互斥(VSEPR)模型为平面三角形，即，D正确；
故答案为：B。
15．离子液体在合成化学与催化、电化学、功能材料等领域有广泛应用，一种由短周期主族元素构成的典型离子液体结构如图所示。其中Q、R、T、X、Y和Z原子序数依次增大，基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子，Q、R、X和Z的质子数均为奇数且之和为22。该离子液体的有关说法正确的是( )
A．电负性：R>X
B．氢化物的沸点：TC．R为B元素，采取sp3杂化
D．该物质为离子化合物，固态时可导电
【答案】C
【分析】由成键数目和题干可知，Q为H元素、R为B元素、T为C元素、X为N元素、Y为O元素、Z为F元素
【详解】
A．电负性BB．C的氢化物有很多种，N的氢化物也有很多种，二者的氢化物的沸点无法直接比较，B错误；
C．在中B元素的电子对数为，故B原子采用sp3杂化，C正确；
D．该物质为离子化合物，固态时没有可自由移动的离子，不能导电，D错误；
故选C。
16．若消毒效率以单位质量得到的电子数表示，已知氯的氧化物的中心原子为Cl，中心原子为0，二者均为V形结构，但中存在大π键()。下列说法错误的是( )
A．与中心原子杂化类型不同
B．键角键角
C．因原子轨道重叠的程度不同，中键的键长小于中键的键长
D．消毒效率的是的1.61倍
【答案】B
【详解】A．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()；由ClO2中存在可以推断，其中Cl原子只能提供1对电子，有一个O原子提供1个电子，另一个O原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的p轨道中形成大π键，Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键，与另一个O形成的是普通的共价键(σ键，这个O只提供了一个电子参与形成大π键)，Cl的价层电子对数为3，则Cl原子的轨道杂化方式为sp2；Cl2O中心原子为O，，O的杂化方式为sp3，A正确；
B．sp2杂化的键角一定大于sp3的，因此，虽然ClO2和Cl2O均为V形结构，但O-Cl-O键角大于Cl-O-Cl键角，B错误；
C．ClO2分子中既存在σ键，又存在大π键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中Cl-O键的键长较小，而Cl2O只存在普通的σ键，导致ClO2分子中Cl-O键的键长小于Cl2O中Cl-O键的键长，C正确；
D．消毒效率以单位质量得到的电子数表示，、中氯化合价分别为+4、+1，发生氧化还原过程中均变为-1，消毒效率的是的1.61倍，D正确；
故选B。
17．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示，其中Y元素的原子最外层电子数是电子层数的2倍。下列说法不正确的是( )
W X
Y Z
A．简单离子半径：
B．Z单质能从Y的简单氢化物中置换出Y
C．元素W、X的简单氢化物的VSEPR模型均为四面体形
D．因为X的简单氢化物分子间可以形成氢键，故简单氢化物的稳定性有：
【答案】D
【分析】由图知，W、X属于第二周期元素，Y、Z属于第三周期元素，Y元素的原子最外层电子数是电子层数的2倍，则Y为S元素，故W为N元素、X为O元素、Z为Cl元素。
【详解】A．对应的离子依次为，电子层结构相同的离子，原子序数越大，离子半径越小，离子的电子层数越多，离子半径越大，故简单离子半径，故A正确；
B．Z单质是，Y的简单氢化物是，二者发生氧化还原反应：，因此能从中置换出S，故B正确；
C．W的简单氢化物为，的中心原子N的价层电子对数为，X的简单氢化物为，的中心原子O的价层电子对数为，VSEPR模型均为四面体形，故C正确；
D．简单氢化物的稳定性与共价键的键能有关，非金属性越强则简单氢化物的稳定性越强，非金属性：O>N，可知，故D错误；
故答案选D。
18．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。氯吡苯脲能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有、、等。
(1)基态N原子的价电子轨道表示式为 ，其核外有 种不同空间运动状态的电子。
(2)氯吡苯脲中，属于第二周期的元素，电负性最大的是 (填元素符号，下同)，第一电离能最大的是 。
(3)已知分子中的键角为，则分子中的键角 (选填“>”或“＜”)104.5°，并说明理由 。
(4)热稳定性： (选填“>”或“＜”)，原因是 。
A．第一电离能： B．非金属性：
C．的沸点较高 D．键能：
(5)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化方式为 。
(6)文献表明2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，会生成氯吡苯脲，反应方程式如下：
反应过程中，每生成氯吡苯脲，断裂 个键。
【答案】(1) 5
(2) O N
(3) > 水和NH3分子的中心原子分别是O和N，杂化方式都是sp3杂化，H2O中的O原子上有2个孤电子对，NH3的N原子上有1个孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的斥力大，键角小，因此键角H-N-H>H-O-H
(4) > BD
(5)sp2和sp3
(6)NA
【详解】（1）
N是7号元素，电子排布式为1s22s22p3，价电子轨道表示式为；
核外电子占据5个轨道，有5种不同空间运动状态；
（2）氯吡苯脲中，属于第二周期的元素有C、N、O三种，非金属性越强电负性越大，电负性最大的是O元素，同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势，N原子2p轨道半充满稳定，第一电离能大于O，第一电离能最大的是N元素；
（3）水和NH3分子的中心原子分别是O和N，杂化方式都是sp3杂化，H2O中的O原子上有2个孤电子对，NH3的N原子上有1个孤电子对，孤电子对越多，对成键电子对的斥力大，键角小，因此键角H-N-H>H-O-H；
（4）非金属性O>N，非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，半径ON-H，键能越大分子的热稳定性越强，答案选BD；
（5）单键氮原子价层电子对为4对，杂化方式为sp3杂化，有双键的N原子价层电子对为3对，杂化方式为sp2杂化，故氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化方式有sp2和sp3；
（6）由于单键都是σ键、而双键是由1个σ键和1个π键构成的，所以根据反应的方程式可知，反应过程中每个2-氯-4-氨基吡啶分子断裂一个σ键、每个异氰酸苯酯分子断裂一个π键，每生成1mol氯吡苯脲，需要1mol 2-氯-4-氨基吡啶、1mol异氰酸苯酯，所以每生成1mol氯吡苯脲，断裂1molσ键、断裂1molπ键，即NA个σ键。
19．乙醇和乙酸同样可以用“价电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构。
(1)根据上述图示，结合价层电子对互斥理论，分析判断乙醇分子中的空间构型是 ？
(2)根据上述图示，结合价层电子对互斥模型分析判断乙酸分子结构中的空间构型是 ？
(3)根据上述图示，结合价层电子对互斥理论分析乙醇、乙酸分子中的空间构型是 ？
【答案】(1)V形
(2)平面三角形
(3)四面体结构
【详解】（1）乙醇分子结构中，羟基上的氧原子有2个成键电子对和2对孤电子对(见图中乙醇结构的①②③④)，价层电子对数是4，共有4个空间取向，中心氧原子上的价电子对相互排斥而远离，呈四面体形，略去中心原子(氧原子)上的孤电子对可得呈V形；
（2）
在乙酸分子中，中心原子是羰基()上的碳原子，中心碳原子(羰基碳)上有3个成键电子对(见图中乙酸结构中的①②③)，孤电子对数为0；上的中心碳原子的价电子对共有3个空间取向，相互排斥而远离，因此，呈平面三角形；
（3）
在乙醇、乙酸分子结构中，甲基碳()是中心原子，中心碳原子上的价层电子对数是4，全部是成键电子对，孤电子对数是0，中心碳原子上的4对成键电子对共有4个空间取向，相互排斥而远离，故呈四面体结构；
20．硫代硫酸钠()是一种重要的化工产品，向和混合液中通入可制得，所得产品中常含有少量和。回答下列问题：
(1)基态碳原子的核外电子排布式为 。
(2)离子半径： (填“>”或“<”)。
(3)属于 (填“离子”或“共价”)化合物。
(4)的空间结构为 ，键角： (填“>”或“<”)，其原因为 。
(5)属于 (填“极性”或“非极性”)分子，其在水中的溶解度 (填“小于”或“大于”)在四氯化碳中的溶解度。
【答案】(1)
(2)<
(3)离子
(4) 平面三角形 < 中心原子有孤电子对，中心原子不存在孤电子对
(5) 极性 小于
【详解】（1）碳元素在元素周期表中位于第二周期、第ⅣA族，其基态原子核外电子排布式为；
（2）、核外电子排布相同，前者核电荷数大半径小，故半径＜；
（3）硫化钠中钠离子和硫离子之间以离子键的形式化合，硫化钠属于离子化合物；
（4）中心原子为C，其价层电子对数为，孤电子对数为0，空间结构为平面三角形；中心原子为S，其价层电子对数为，孤电子对数为1，空间结构为三角锥型，因此键角＜；
（5）分子为V形，有1对孤对电子，属于极性分子，但其极性较小，因此在水中的溶解度比在四氯化碳中的溶解度小。
21．A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示，请用化学用语回答下列问题。
A 原子核外有6种不同运动状态的电子
C 基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D 原子半径在同周期元素中最大
E 基态原子最外层电子排布式为
F 基态原子的最外层p轨道有2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G 生活中使用最多的一种金属
(1)写出元素B的基态原子的轨道表示式： 。
(2)C、D、E三种元素的原子半径由大到小的顺序 。由A、B、C三种元素分别与氢元素形成的简单气态氢化物键角由大到小顺序为： （填化学式）
(3)A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
电解D与F形成的化合物的水溶液在工业上有着重要应用，试写出其电解的总的化学反应方程式： 。
(4)元素G位于周期表的 区，该元素可形成、，其中较稳定的是，原因是 。
(5)短周期元素M与元素E在周期表中的位置呈现对角线关系。M的最高价氧化物与D的最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式为 。
(6)已知液态的二氧化硫可以发生类似水的自电离：。中各原子满足8电子结构，则其键和键数目之比为
【答案】(1)
(2) Na＞Al＞O CH4>NH3>H2O
(3) O>N>C 2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑
(4) d Fe3+的价电子排布为3d5为半充满，故较稳定
(5)BeO+2OH-= +H2O
(6)1：2
【分析】A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素。A原子核外有6种不同运动状态的电子，A是C元素；C基态原子中s电子总数与p电子总数相等，C是O元素；B是N元素；D原子半径在同周期元素中最大，D是Na元素；E基态原子最外层电子排布式为，E是Al元素；F基态原子的最外层p轨道有2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反，F是Cl元素；G是生活中使用最多的一种金属，G是Fe元素；
【详解】（1）
B是N元素，基态N原子的轨道表示式为；
（2）电子层数越多半径越大，电子层数相同，质子数越多半径越小，O、Na、Al三种元素的原子半径由大到小的顺序Na＞Al＞O。由C、N、O三种元素分别与氢元素形成的简单气态氢化物为CH4、NH3、H2O，中心原子均采用sp3杂化，CH4中C原子无孤电子对，NH3中N原子有1个孤电子对，H2O中O原子有2个孤电子对，孤电子对对成键电子对具有排斥作用，键角由大到小顺序为CH4>NH3>H2O；
（3）同周期元素从左到右，电负性依次增大，C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C。
电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氢气、氯气，总的化学反应方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑。
（4）Fe是26号元素，位于周期表的d区，该元素可形成Fe2+、Fe3+，其中较稳定的是Fe3+，原因是Fe3+的价电子排布为3d5，为半充满，故较稳定。
（5）短周期元素M与元素E在周期表中的位置呈现对角线关系，M是Be。Be与Al性质相似，BeO与NaOH发生反应的离子方程式为BeO+2OH-=+H2O。
（6）已知液态的二氧化硫可以发生类似水的自电离：。中各原子满足8电子结构，则S和O形成三键，其键和键数目之比为1:2。
22．含氮物质多种多样。回答下列问题：
(1)单质
是氮单质的常见同素异形体。科学家还预测了高压下固态氮的一种新结构，即分子，结构如下(孤对电子已标出)：
①的电子式为 。
②下列预测正确的是 。
a．相同压强下，熔点高于
b．比更稳定
c．由于键不能旋转，中的③④⑤⑥N原子在空间上有两种排列方式
(2)氢化物
①分子的空间结构是 ，易溶于水的原因是 。
②通过配位键与形成。配位键由提供孤电子对，提供空轨道形成，它可看做一种特殊的共价键。
下图是中的部分结构以及键角的测量值。
ⅰ．形成中的配位键时，提供同一能层的空轨道，它们的能级符号是 。
ⅱ．配合物中，键角由单独中的107°变为109.5°的原因是 。
(3)氧化物
熔点明显高于，是因为固态是离子化合物，存在离子键(阴、阳离子均含N且至少由3个原子构成)，其中阳离子中的中心原子N的杂化轨道类型为 杂化。
(4)含氧酸。
已知和均仅含键和键，从结构的角度解释酸性强于的原因： 。
【答案】(1) ac
(2) 三角锥形 分子和水分子均为极性分子，相似相溶，分子与水分子间形成氢键 4s、4p、4d 氨分子与Zn2+形成配合物后，孤对电子与Zn2+成键，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥减弱，故H-N-H键角变大
(3)sp
(4)HNO3中含有非羟基氧多（HNO3中含有2个非羟基氧，HNO2中含有1个非羟基氧；非羟基氧越多中心原子的正电性越高，导致羟基氧中氧的电子向中心原子偏移，O-H极性增强，越容易电离出氢离子，故HNO3的酸性比HNO2强
【详解】（1）
①两个氮原子间形成三个电子对，的电子式为。故答案为：；
②a．相同压强下，的相对分子质量大，熔点高于，故正确；
b．在高压下存在，比稳定性差，故错误；
c．由于键不能旋转，中的③④⑤⑥N原子在空间上有顺反两种排列方式，故正确；
故答案为：ac；
（2）①NH3中氮原子形成3个σ键，有1对未成键的孤电子对，杂化轨道数为4，采取sp3杂化，分子空间构型是三角锥形。易溶于水的原因是分子和水分子均为极性分子，相似相溶，分子与水分子间形成氢键。故答案为：三角锥形；分子和水分子均为极性分子，相似相溶，分子与水分子间形成氢键；
②ⅰ．形成中的配位键时，3d10为全满结构，提供同一能层的6个空轨道，它们的能级符号是4s、4p、4d，分别提供1、3、2个空轨道。故答案为：4s、4p、4d；
ⅱ．配合物中，键角由单独中的107°变为109.5°的原因是氨分子与Zn2+形成配合物后，孤对电子与Zn2+成键，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥减弱，故H-N-H键角变大，故答案为：氨分子与Zn2+形成配合物后，孤对电子与Zn2+成键，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥，排斥减弱，故H-N-H键角变大；
（3）熔点明显高于，是因为固态是离子化合物，存在离子键(阴、阳离子均含N且至少由3个原子构成)，其中阳离子NO中的中心原子N原子价层电子对数为2+=2，中心原子为sp杂化，故答案为：sp；
（4）HNO3中含有非羟基氧多（HNO3中含有2个非羟基氧，HNO2中含有1个非羟基氧；非羟基氧越多中心原子的正电性越高，导致羟基氧中氧的电子向中心原子偏移，O-H极性增强，越容易电离出氢离子，故HNO3的酸性比HNO2强；
故答案为：HNO3中含有非羟基氧多（HNO3中含有2个非羟基氧，HNO2中含有1个非羟基氧；非羟基氧越多中心原子的正电性越高，导致羟基氧中氧的电子向中心原子偏移，O-H极性增强，越容易电离出氢离子，故HNO3的酸性比HNO2强。
23．20世纪初，科学家们才发现原子其实具有复杂的内部结构。而丰富的原子种类也造就了自然界中丰富的物质。
(1)下列化学用语表达正确的是 (单选)。
A．H2O的球棍模型为
B．乙烯分子中形成σ键所用的轨道如右图所示
C．基态Fe3+的简化电子排布式为[Ar]3d34s2
D．氯离子的结构示意图为
(2)硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3等，其中三聚的(SO3)3的结构如图所示(白球为O，黑球为S，黑线表示单键)。下列说法正确的是 (单选)。
A．40g(SO3)3分子中含有2.5molσ键
B．SO中中心原子S的杂化方式是sp3
C．SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
D．S和O的电负性大小比较：S＞O
(3)乙炔分子中σ键和π键数目之比为 。
(4)下列说法正确的是 (不定项)。
A．CCl4中的键角大于CO2中的键角
B．F、Cl、Br、I的第一电离能逐渐减小
C．N原子的最外层电子轨道表示式如图
D．CH4的球棍模型如图
磷酸盐几乎是所有食物的天然成分之一，在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐、钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐。
(5)Mg、K、Na的第一电离能由大到小的顺序为 。
(6)与P元素同主族的基态Sb原子的最外层电子排布式为 。
(7)基态Cu原子的价电子轨道表示式为 。
【答案】(1)A
(2)B
(3)3：2
(4)B
(5)Mg＞Na＞K
(6)5s25p3
(7)
【详解】（1）A． H2O的球棍模型为，A正确；
B．σ键是头碰头，π键是肩并肩，表示的是乙烯分子中形成π键，B错误；
C．基态Fe3+的简化电子排布式为[Ar]3d5，C错误；
D． 表示的是氯原子的结构示意图，D错误；
故答案为欸：A。
（2）A．40g(SO3)3的物质的量为mol，σ键数目为mol×12=2mol，A错误；
B．中中心原子S的价电子对数为4+=4，杂化方式是sp3，B正确；
C．SO2价层电子对数2+=3，杂化方式是sp2，SO3价层电子对数3+=3，杂化方式是sp2，分子的VSEPR模型一样，C错误；
D．同主族元素，核电荷数越大，电负性越小，S和O的电负性大小比较：S故答案为：B。
（3）H―C≡C―H，乙炔分子中有3个σ键和2个π键，数目之比为3：2；
故答案为：3：2。
（4）A．CCl4中的键角109°28′，CO2中的键角180°，A错误；
B．同族主族元素核电荷数越大非金属性越小，第一电离能越小，F、Cl、Br、I的第一电离能逐渐减小，B正确；
C．N原子的最外层电子轨道表示式如图 ，C错误；
D．为CH4的比例模型，D错误；
故答案为：B。
（5）金属活动性越强，第一电离能越小，Mg、K、Na的第一电离能由大到小的顺序为Mg＞Na＞K；
故答案为：Mg＞Na＞K。
（6）Sb为第五周期第V A族元素，最外层电子排布式为5s25p3；
故答案为：5s25p3。
（7）基态Cu原子的价层电子排布为3d104s1，价电子轨道表示式为；
故答案为：。
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2024-2025年高中化学选择性必修2物质结构与性质第二章分子结构与性质第二节分子的空间结构课时练习
1．下列化学用语表示不正确的是( )
A．基态S原子价层电子轨道表示式：
B．的空间结构：(三角锥形)
C．的形成过程：
D．p能级电子云轮廓图：
2．下列物质对应的描述中，正确的是( )
A．的VSEPR模型：
B．中心原子杂化方式相同
C．基态Br原子的核外电子排布式：
D．基态的结构示意图：
3．化合物是一种新型锅炉水除氧剂，其结构式如图所示。下列说法不正确的是( )
A．描述的是碳氧双键中π键的形成过程
B．分子中σ键和π键个数比为
C．分子中所有原子不可能共平面
D．分子中碳原子的杂化轨道与氮原子的杂化轨道形成σ键
4．一种洗涤剂中间体的结构式如图所示，X、Q、Z、Y、W为原子序数依次增大的短周期元素，X和W同主族。Q和Y的基态原子的2p能级上各有两个未成对电子。下列说法正确的是( )
A．简单离子半径：W>Y>Z
B．第一电离能：Z>Y>Q
C．Z元素的氧化物对应的水化物为强酸
D．Y的简单氢化物的中心原子的VSEPR模型为V形
5．下列描述正确的是( )
A．CS2为V形的极性分子 B．NO与SO的中心原子均为sp3杂化
C．NF3的键角大于NCl3的键角 D．共价键有方向性和饱和性
6．下列“类比”结果正确的是( )
A．分子中存在键，化学性质稳定，则的化学性质稳定
B．聚乙烯不能使溴水褪色，则聚乙炔也不能使溴水褪色
C．的空间构型为V形，则的空间构型也为V形
D．空间构型为正四面体，键角为109°28′，则正四面体形的白磷分子的键角也为109°28′
7．由短周期元素构成的一种对中枢神经有抑制作用的药物R的结构如下图所示。1molR分子中含有66mol质子；W的一种核素无中子，X、Y、Z三种元素位于同一周期。下列说法正确的是( )
A．简单离子的半径：YB．氢化物的沸点：XC．药物R分子中X的杂化方式为、杂化
D．由X、Y、Z、W组成的盐的水溶液一定显碱性
8．都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法错误的是( )
A．与的空间结构均为三角锥形
B．它们的C均采取杂化
C．与形成的化合物中不含有离子键
D．中的所有原子均共面
9．白磷(，结构如图所示)在潮湿的空气中缓慢地被氧化，在40℃左右即可发生自燃，下列说法错误的是( )
A．白磷呈正四面体结构
B．键角为60°
C．白磷和红磷互为同素异形体
D．白磷中的键键能较大，难断裂，在常温、常压下化学性质很稳定
10．经射线研究证明，在固体时，由立体构型分别是正四面体和正八面体的两种离子构成，下列关于的推断正确的是( )
A．固体是分子晶体
B．晶体由和构成，且离子数目之比为
C．晶体具有良好的导电性
D．晶体由和构成，且离子数目之比为
11．As2O3(砒霜)是两性氧化物，分子结构如图所示，与盐酸反应能生成AsCl3，AsCl3和LiAlH4反应的产物之一为AsH3。下列说法不正确的是( )
A．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
B．AlH的价层电子对互斥模型是正四面体形
C．AsCl3的空间结构为三角锥形，As原子的杂化方式为sp3
D．AsH3分子的键角为120°
12．下列有关分子空间构型的说法中正确的是( )
A．、、分子中所有原子的最外层电子都满足了电子稳定结构
B．和都是正四面体形分子且键角都为
C．分子中键角的大小：
D．分子中，中心原子的价层电子对数等于，成键电子对数等于，没有孤电子对，分子空间构型为直线形
13．分子光开关作为一种新兴领域吸引了广泛的关注。一个重要的分子光开关系统为四环烷(QC)和莽戊烯(NBD)两种异构体在紫外光范围内的光吸收下相互转化，如图所示。下列说法正确的是( )
A．QC与NBD均为极性分子
B．QC与NBD互为同素异形体
C．QC与NBD中的手性碳原子数之比为3：1
D．QC转化为NBD的过程中，碳原子的杂化类型由转化为
14．下列化学用语表述不正确的是( )
A．和的价层电子排布图均为：
B．和的电子式分别为：和
C．分子中键的形成：
D．的价层电子对互斥(VSEPR)模型：
15．离子液体在合成化学与催化、电化学、功能材料等领域有广泛应用，一种由短周期主族元素构成的典型离子液体结构如图所示。其中Q、R、T、X、Y和Z原子序数依次增大，基态T原子和Y原子的最外层均有两个单电子，Q、R、X和Z的质子数均为奇数且之和为22。该离子液体的有关说法正确的是( )
A．电负性：R>X
B．氢化物的沸点：TC．R为B元素，采取sp3杂化
D．该物质为离子化合物，固态时可导电
16．若消毒效率以单位质量得到的电子数表示，已知氯的氧化物的中心原子为Cl，中心原子为0，二者均为V形结构，但中存在大π键()。下列说法错误的是( )
A．与中心原子杂化类型不同
B．键角键角
C．因原子轨道重叠的程度不同，中键的键长小于中键的键长
D．消毒效率的是的1.61倍
17．短周期元素W、X、Y、Z在元素周期表中的相对位置如图所示，其中Y元素的原子最外层电子数是电子层数的2倍。下列说法不正确的是( )
W X
Y Z
A．简单离子半径：
B．Z单质能从Y的简单氢化物中置换出Y
C．元素W、X的简单氢化物的VSEPR模型均为四面体形
D．因为X的简单氢化物分子间可以形成氢键，故简单氢化物的稳定性有：
18．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。氯吡苯脲能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有、、等。
(1)基态N原子的价电子轨道表示式为 ，其核外有 种不同空间运动状态的电子。
(2)氯吡苯脲中，属于第二周期的元素，电负性最大的是 (填元素符号，下同)，第一电离能最大的是 。
(3)已知分子中的键角为，则分子中的键角 (选填“>”或“＜”)104.5°，并说明理由 。
(4)热稳定性： (选填“>”或“＜”)，原因是 。
A．第一电离能： B．非金属性：
C．的沸点较高 D．键能：
(5)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化方式为 。
(6)文献表明2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，会生成氯吡苯脲，反应方程式如下：
反应过程中，每生成氯吡苯脲，断裂 个键。
19．乙醇和乙酸同样可以用“价电子对相互排斥而尽量远离”的原则快捷地判断它们的分子结构。
(1)根据上述图示，结合价层电子对互斥理论，分析判断乙醇分子中的空间构型是 ？
(2)根据上述图示，结合价层电子对互斥模型分析判断乙酸分子结构中的空间构型是 ？
(3)根据上述图示，结合价层电子对互斥理论分析乙醇、乙酸分子中的空间构型是 ？
20．硫代硫酸钠()是一种重要的化工产品，向和混合液中通入可制得，所得产品中常含有少量和。回答下列问题：
(1)基态碳原子的核外电子排布式为 。
(2)离子半径： (填“>”或“<”)。
(3)属于 (填“离子”或“共价”)化合物。
(4)的空间结构为 ，键角： (填“>”或“<”)，其原因为 。
(5)属于 (填“极性”或“非极性”)分子，其在水中的溶解度 (填“小于”或“大于”)在四氯化碳中的溶解度。
21．A、B、C、D、E、F、G是元素周期表前四周期常见元素，且原子序数依次增大，其相关信息如表所示，请用化学用语回答下列问题。
A 原子核外有6种不同运动状态的电子
C 基态原子中s电子总数与p电子总数相等
D 原子半径在同周期元素中最大
E 基态原子最外层电子排布式为
F 基态原子的最外层p轨道有2个电子的自旋状态与其他电子的自旋状态相反
G 生活中使用最多的一种金属
(1)写出元素B的基态原子的轨道表示式： 。
(2)C、D、E三种元素的原子半径由大到小的顺序 。由A、B、C三种元素分别与氢元素形成的简单气态氢化物键角由大到小顺序为： （填化学式）
(3)A、B、C三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
电解D与F形成的化合物的水溶液在工业上有着重要应用，试写出其电解的总的化学反应方程式： 。
(4)元素G位于周期表的 区，该元素可形成、，其中较稳定的是，原因是 。
(5)短周期元素M与元素E在周期表中的位置呈现对角线关系。M的最高价氧化物与D的最高价氧化物对应水化物发生反应的离子方程式为 。
(6)已知液态的二氧化硫可以发生类似水的自电离：。中各原子满足8电子结构，则其键和键数目之比为
22．含氮物质多种多样。回答下列问题：
(1)单质
是氮单质的常见同素异形体。科学家还预测了高压下固态氮的一种新结构，即分子，结构如下(孤对电子已标出)：
①的电子式为 。
②下列预测正确的是 。
a．相同压强下，熔点高于
b．比更稳定
c．由于键不能旋转，中的③④⑤⑥N原子在空间上有两种排列方式
(2)氢化物
①分子的空间结构是 ，易溶于水的原因是 。
②通过配位键与形成。配位键由提供孤电子对，提供空轨道形成，它可看做一种特殊的共价键。
下图是中的部分结构以及键角的测量值。
ⅰ．形成中的配位键时，提供同一能层的空轨道，它们的能级符号是 。
ⅱ．配合物中，键角由单独中的107°变为109.5°的原因是 。
(3)氧化物
熔点明显高于，是因为固态是离子化合物，存在离子键(阴、阳离子均含N且至少由3个原子构成)，其中阳离子中的中心原子N的杂化轨道类型为 杂化。
(4)含氧酸。
已知和均仅含键和键，从结构的角度解释酸性强于的原因： 。
23．20世纪初，科学家们才发现原子其实具有复杂的内部结构。而丰富的原子种类也造就了自然界中丰富的物质。
(1)下列化学用语表达正确的是 (单选)。
A．H2O的球棍模型为
B．乙烯分子中形成σ键所用的轨道如右图所示
C．基态Fe3+的简化电子排布式为[Ar]3d34s2
D．氯离子的结构示意图为
(2)硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3等，其中三聚的(SO3)3的结构如图所示(白球为O，黑球为S，黑线表示单键)。下列说法正确的是 (单选)。
A．40g(SO3)3分子中含有2.5molσ键
B．SO中中心原子S的杂化方式是sp3
C．SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
D．S和O的电负性大小比较：S＞O
(3)乙炔分子中σ键和π键数目之比为 。
(4)下列说法正确的是 (不定项)。
A．CCl4中的键角大于CO2中的键角
B．F、Cl、Br、I的第一电离能逐渐减小
C．N原子的最外层电子轨道表示式如图
D．CH4的球棍模型如图
磷酸盐几乎是所有食物的天然成分之一，在食品加工中使用的磷酸盐通常为钠盐、钙盐、钾盐以及作为营养强化剂的铁盐和锌盐。
(5)Mg、K、Na的第一电离能由大到小的顺序为 。
(6)与P元素同主族的基态Sb原子的最外层电子排布式为 。
(7)基态Cu原子的价电子轨道表示式为 。
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