人教版高中化学选择性必修2第二章分子结构与性质章末综合提升学案
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选择性必修2第二章分子结构与性质章末综合提升学案 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 899.9KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2025-03-10 17:34:57 | ||
图片预览
文档简介
章末综合提升
一 、共价键类型的判断
1．共价键的分类
2．共价键类型的判断
(1)根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同种元素的原子之间形成的是极性键。
(2)根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。
(3)根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。
下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是( )
A．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B．SF6是由非极性键构成的分子
C．1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D．C2H2分子中不含非极性键
答案：C
解析：1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol ，A项错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B项错误；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误。
对点练1.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A．①②③ B．③④⑤⑥
C．①③⑥ D．③⑤⑥
答案：D
解析：当两个原子间能形成多个共用电子对时，先形成一个σ键，另外的原子轨道只能形成π键。①HCl中只有一个H—Cl σ键；②H2O含有两个H—O σ键；④H2O2含有两个H—O σ键和一个O—O σ键；③N2中含有三键：一个为σ键，两个为π键；⑤C2H4中碳原子与碳原子之间有双键，一个为σ键，一个为π键，另外有四个C—H σ键；⑥C2H2中碳原子与碳原子之间有三键，一个为σ键，两个为π键，另外有两个C—H σ键。
对点练2.完成下列各小题。
(1)1 mol丙酮()分子中含有σ键的数目为________。
(2)甘氨酸(NH2CH2COOH)分子中σ键与π键的个数之比为________。
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2＋：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。
该结构中，碳碳之间的共价键类型是________键，碳氮之间的共价键类型是________________________________________________________________________。
(按重叠方式)
答案：(1)9NA (2)9∶1 (3)σ 一个σ键，一个π键
解析：(1)单键全为σ键，1个双键中含有1个π键和1个σ键，故1 mol丙酮分子中含有9 mol σ键。
(2)分子中σ键：2个C—H；2个N—H；1个C—N；1个C—C；1个C—O；1个O—H；C===O中有1个σ键，1个π键，σ键与π键的个数之比为9∶1。
(3)单键为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，所以碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键是1个σ键和1个π键。
二、杂化轨道类型的判断
1．根据杂化轨道数目判断
杂化轨道数目＝σ键电子对数目＋中心原子的孤电子对数目。杂化轨道数目为2、3、4对应的杂化类型分别为sp、sp2、sp3。
2．根据杂化轨道的空间结构判断
空间结构 正四面体或三角锥形 平面三角形 直线形
杂化类型 sp3 sp2 sp
3．有机物中碳原子杂化类型的判断
饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。
完成下列各小题。
(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为__________、________。
(2)甲醛(HCHO)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醛、甲醇分子内C原子的杂化方式分别为________、________。
(3)Na3AsO3中As原子的杂化方式为________。
(4)HOCH2CN的结构式为，HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型分别为________、________。
(5)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别为________、________。
(6)抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为________、________。
(7)甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的氨基酸，甘氨酸中N原子的杂化轨道类型为________，C原子的杂化轨道类型为________、________。
(8)铁能与三氮唑(Bipy，结构如图)形成多种配合物。Bipy中碳原子杂化方式为________。
答案：(1)sp3 sp2 (2)sp2 sp3 (3)sp3
(4)sp3 sp (5)sp3 sp3 (6)sp3 sp2
(7)sp3 sp3 sp2 (8)sp2
解析：(1)CH3COOH分子中，—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。
(2)甲醛分子内C原子的杂化方式为sp2杂化，甲醇分子内C原子的价层电子对数为4，所以C原子的杂化方式为sp3杂化。
(5)乙二胺中N形成3个单键，含有1个孤电子对，属于sp3杂化；C形成4个单键，不存在孤电子对，也是sp3杂化。
(6)形成四个单键的碳原子为sp3杂化，形成双键的碳原子为sp2杂化。
(7)H2NCH2COOH分子中羧基中的碳原子形成两个单键和一个双键，故其杂化类型为sp2；另一个C原子结合的原子数为4，无孤电子对，则其杂化轨道数为4，故采用的杂化类型为sp3。
(8)碳原子有3个σ键，无孤电子对，碳原子杂化类型为sp2。
对点练3.已知下列微粒：①CH4 ②CH2===CH2
③CH≡CH ④NH3 ⑤NH ⑥BF3 ⑦H2O
⑧H2O2。
试回答下列问题。
中心原子为sp3杂化的是____________，中心原子为sp2杂化的是____________，中心原子为sp杂化的是____________。(填序号)
答案：①④⑤⑦⑧ ②⑥ ③
解析：①CH4中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以C原子采取sp3杂化；②CH2===CH2中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以C原子采取sp2杂化；③CH≡CH中C原子采取sp杂化；④NH3中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以N原子采取sp3杂化；⑤NH中N原子采取sp3杂化；⑥BF3中B原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以B原子采取sp2杂化；⑦H2O中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子采取sp3杂化；⑧H2O2中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子采取sp3杂化。
三、ABn型分子或离子空间结构的判断方法
1．根据价层电子对互斥模型判断
孤电子对数 0 0 1 0 1 2
成键电子对数 2 3 2 4 3 2
空间结构 直线形 平面 三角形 V形 正四面 体形 三角 锥形 V形
2.根据中心原子的杂化方式判断
杂化方式 sp sp2 sp3
空间结构 直线形 孤电子对数
0 1 0 1 2
平面三角形 V形 正四面体 三角锥形 V形
完成下列各小题。
(1)NH3的VSEPR模型为________，分子的空间结构为________。
(2)CO的空间结构是________；NO的空间结构是________；SO的空间结构是________。
(3)麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，其分子空间结构是________形。另一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被氧化，产生剧毒的光气(COCl2)，光气(COCl2)分子的空间结构是________。
(4)分析下列分子或离子的空间结构，将序号填入表格中：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O＋，⑥NH，⑦BF3，⑧SO2。
直线形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形
______ ______ ______ ______ ______
答案：(1)四面体 三角锥形 (2)平面三角形 平面三角形 正四面体形 (3)直线 平面三角形 (4)① ③⑧ ④⑦ ②⑤ ⑥
解析：(2)NO中心原子的价层电子对数为3，无孤电子对，为平面三角形；SO的中心原子S的成键电子对数为4，无孤电子对，为正四面体结构。
(3)中间氮原子价层电子对数为2，孤电子对数为0，故N2O为直线形；COCl2的结构式为，碳原子形成1个π键和3个σ键，故碳原子采取sp2杂化，COCl2为平面三角形分子。
(4)①CS2，σ键电子对数为2，孤电子对数为0，空间结构为直线形；②PCl3，σ键电子对数为3，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形；③H2S，σ键电子对数为2，孤电子对数为2，空间结构为V形；④CH2O，σ键电子对数为3，孤电子对数为0，空间结构为平面三角形；⑤H3O＋，σ键电子对数为3，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形；⑥NH，σ键电子对数为4，孤电子对数为0，空间结构为正四面体形；⑦BF3，σ键电子对数为3，孤电子对数为0，空间结构为平面三角形；⑧SO2，σ键电子对数为2，孤电子对数为1，空间结构为V形。
对点练4.下列各组分子的空间结构相同的是( )
A．SnCl2、BeCl2 B．BF3、NH3
C．CCl4、SiF4 D．CS2、OF2
答案：C
解析：通过分子的价层电子对数、孤电子对数确定分子的空间结构，其中A、D两项分子的具体情况如下表：
σ键电 子对数 中心原子上的 孤电子对数 价层电 子对数 空间结构
SnCl2 2 ×(4－2×1)＝1 3 V形
BeCl2 2 ×(2－2×1)＝0 2 直线形
CS2 2 ×(4－2×2)＝0 2 直线形
OF2 2 ×(6－2×1)＝2 4 V形
B项中BF3、NH3的空间结构分别为平面三角形、三角锥形；C项中，CCl4与SiF4的空间结构均为正四面体形。
1．(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]＋为平面结构。
下列说法正确的是( )
A．该晶体中存在N—H…O氢键
B．基态原子的第一电离能：CC．基态原子未成对电子数：BD．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
答案：A
解析：根据题图分析，为C(NH2)3，为B(OCH3)4，故为N—H…O氢键，A正确；同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但由于N原子的价层电子排布式为2s 22p 3，2p轨道为半充满的稳定结构，第一电离能大于C和O，故第一电离能C2．(2023·湖南卷，改编)下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A．含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C．AsCl3的中心原子的杂化方式为sp3
D．碘易溶于CS2
答案：A
解析：有手性异构体的分子被称为手性分子，当分子中存在两个或两个以上的手性碳原子时会出现内消旋体，这种含有内消旋体的分子不是手性分子，A错误；邻羟基苯甲醛存在分子内氢键，而对羟基苯甲醛存在分子间氢键，故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点，B项正确。
3．(2023·辽宁卷，改编)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原子价层电子排布式：3d10
D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子和水分子之间形成了氢键
答案：B
解析：BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为直线形分子，A错误；P4分子中相邻两P原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B正确；Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价层电子排布为3d84s2，C错误；甲烷分子与水分子之间不存在氢键，D错误。
单元检测卷(二) 分子结构与性质
时间：75分钟 分值：100分
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分；每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是( )
A．CH3CH3 B．CH2===CH2
C．CH≡CH D．CH4
答案：C
解析：CH3CH3中有7个σ键，没有π键，故A不符合题意；CH2===CH2中有5个σ键，1个π键，故B不符合题意；CH≡CH中有3个σ键，2个π键，故C符合题意；CH4中有4个σ键，没有π键，故D不符合题意。综上所述，答案为C。
2．将氢氧化钠加热至熔融后进行电解，可得到金属钠、氧气和水，此过程中不存在( )
A．离子键破坏 B．共价键断裂
C．离子键形成 D．共价键形成
答案：C
解析：将氢氧化钠加热至熔融后进行电解，可得到金属钠、氧气和水，该反应方程式为4NaOH4Na＋2H2O＋O2↑，在这个过程中有离子键、共价键的破坏，同时在生成的水、氧气中有共价键的形成，在金属钠中有金属键的形成，而没有离子键的形成，故合理选项是C。
3．下列微粒的空间结构与BF3相同的是( )
A．PCl3 B．H3O＋
C．CO D．SO
答案：C
解析：三氯化磷分子中，价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，采取sp3杂化，因含有一个孤电子对，所以微粒的空间结构是三角锥形，A项错误；H3O＋中O原子孤电子对数＝＝1，价层电子对数＝1＋3＝4，空间结构为三角锥形，B项错误；CO中碳原子的价层电子数＝3＋×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，所以C采取sp2杂化，空间结构为平面正三角形，C项正确；SO中S原子形成3个σ键，孤电子对数＝＝1，为sp3杂化，空间结构为三角锥形，D项错误。
4．经过X射线衍射实验等发现，I3AsF6中存在I，下列粒子的VSEPR模型与空间结构都与I相同的是( )
A．SO2 B．O3
C．OF2 D．NH3
答案：C
解析：I可以看作I·I，价层电子对数为2＋＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，据此分析；SO2的价层电子对数为2＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，与I不符，故A不符合题意；O3可以看作O·O2，价层电子对数为2＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，与I不符，故B不符合题意；OF2的价层电子对数为2＋＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，与I相符，故C符合题意；NH3的价层电子对数为3＋＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，与I不符，故D不符合题意；答案为C。
5．BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在，三者结构简式依次如图所示。其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为( )
A．sp3、sp2、sp B．sp2、 sp、sp3
C．sp2、sp3 、sp D．sp、sp2、sp3
答案：D
解析：Cl—Be—Cl中Be原子形成2个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，杂化轨道类型为sp杂化；中Be原子形成3个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，杂化轨道类型为sp2杂化； 中Be原子形成4个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，杂化轨道类型为sp3杂化；故选D。
6．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A．CO2、H2S B．CO2、CH4
C．C60、C2H4 D．NH3、HCl
答案：B
解析：H2S分子为V形，S原子有孤电子对，正、负电荷中心不重合，为极性分子，A不符合题意；CO2为直线形，C原子没有孤电子对，正、负电荷中心重合，为非极性分子，含有极性键，CH4为正四面体形，C原子没有孤电子对，正、负电荷中心重合，为非极性分子，含有极性键，B符合题意；C60中不含极性键，C不符合题意；NH3、HCl的中心原子均含有孤电子对，正、负电荷中心均不重合，都是极性分子，D不符合题意；综上所述答案为B。
7．下列说法中不正确的是( )
A．乙烯分子中σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强
B．s s σ键与s p σ键的电子云形状对称性相同
C．丙烯(CH3—CH===CH2)分子有8个σ键，1个π键
D．N2分子中有1个σ键，2个π键； NH中4个N—H键的键能不相同
答案：D
解析：σ键是电子云“头碰头”的方式重叠，π键是电子云“肩并肩”的方式重叠，σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强，选项A正确；s s σ键与s p σ键都是轴对称的，所以s s σ键与s p σ键的电子云形状对称性相同，选项B正确；丙烯(CH3—CH===CH2)分子有8个σ键，1个π键，选项C正确；N2分子的结构式为N≡N，有1个σ键，2个π键，NH中N原子为sp3杂化，4个N—H键的键能完全相同，选项D错误；答案选D。
8．下列表达方式正确的是( )
A．基态Br原子价层电子排布式为：4s24p5
B．CO2的空间结构模型：
C．用原子轨道描述氢气分子中化学键的形成：
D．S2－的结构示意图：
答案：A
解析：溴元素的原子序数为35，价层电子排布式为4s24p5，故A正确；二氧化碳的空间结构为直线形，空间结构模型为，故B错误；氢原子的价层电子排布式为1s1，s电子云为球形，则用原子轨道描述氢气分子中化学键的形成为，故C错误；硫离子的核电荷数为16，核外3个电子层，最外层电子数为8，离子的结构示意图为，故D错误；故选A。
9．下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是( )
A．AsH3 平面三角形 sp3杂化
B．H3O＋ 平面三角形 sp2杂化
C．H2Se V形 sp3杂化
D．CO 三角锥形 sp3杂化
答案：C
解析：AsH3中心原子的价层电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，As的杂化方式为sp3，含有一个孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，选项A错误；H3O＋的中心原子的价层电子对数＝3＋(6－1－3×1)＝4，O的杂化方式为sp3，含有一个孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，选项B错误；H2Se中心原子的价层电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，Se的杂化方式为sp3，含有两个孤电子对，分子的空间结构为V形，选项C正确；CO中心原子的价层电子对数＝3＋(4＋2－3×2)＝3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的空间结构为平面三角形，选项D错误；答案选C。
10．CH、·CH3、CH都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法正确的是( )
A．·CH3中的碳原子杂化方式为sp2
B．CH空间结构为正四面体
C．CH中的键角大于NH3
D．CH与OH－形成的化合物中含有离子键
答案：C
解析：·CH3中的碳原子价层电子对数是4，根据价层电子对互斥模型知碳原子杂化方式为sp3，故A错误；CH中碳原子价层电子对数是3＋＝4，碳原子采取sp3杂化，含一个孤电子对，为三角锥形结构，故B错误；CH中碳原子价层电子对数是3＋＝3，碳原子采取sp2杂化，且不含孤电子对，为平面三角形，键角为120°，NH3为三角锥形，键角为107°，所以CH中的键角大于NH3，故C正确；CH与OH－形成的化合物为CH3OH，甲醇中只含共价键，为共价化合物，故D错误。
11．三硝酸六尿素合铁[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的空间结构为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
答案：D
解析：NO的N原子价层电子对数为3＋＝3，且不含孤电子对，该离子的空间结构为平面三角形，故A错误；C、N、O元素在同一周期，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错误；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错误；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正确；故选D。
12．解释下列现象的原因正确的是( )
选项 现象 原因
A HF的稳定性强于HCl HF分子之间除范德华力外还存在氢键
B 用皮毛摩擦的橡胶棒分别靠近水和CCl4的液流，水流发生偏转，CCl4流不偏转 H2O分子中有孤电子对，可与橡胶棒产生静电作用；CCl4中没有孤电子对
C 对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键
D 可用CCl4萃取碘水中的I2 I2与CCl4均含有非极性键
答案：C
解析：元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，与范德华力和氢键无关，故A错误；水是结构不对称的极性分子，四氯化碳是结构对称的非极性分子，所以用皮毛摩擦的橡胶棒分别靠近水和四氯化碳的液流，水流发生偏转，四氯化碳流不偏转，故B错误；对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的分子间作用力强于邻羟基苯甲醛，熔、沸点比邻羟基苯甲醛的高，故C正确；四氯化碳是含有极性键的非极性分子，故D错误；故选C。
13．下列各组化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
A．CO2和SO2 B．CH4和PH3
C．BF3和NH3 D．HCl和HI
答案：D
解析：选项中各分子中共价键都是不同元素之间形成的，均为极性键，其中CO2为直线形分子，CH4为正四面体形分子，BF3为平面三角形分子，结构均对称，故为非极性分子；HCl和HI是由不同元素形成的双原子分子，属于极性分子；SO2为V形分子，PH3和NH3为三角锥形分子，结构不对称，是极性分子，综上分析，选D。
14．下列有机物分子中有3个手性碳原子的是( )
A．乳酸 CH3—CHOH—COOH
B．甘油 CH2OH—CHOH—CH2OH
C．脱氧核糖
CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
D．核糖
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
答案：D
解析：乳酸(CH3—CHOH—COOH)中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故只有1个手性碳原子，A项错误；甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)中没有手性碳原子，B项错误；脱氧核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故含有2个手性碳原子，C项错误；核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO)中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故有3个手性碳原子，D项正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
15．(13分)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价层电子排布为____________。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采取的杂化轨道类型为________(填序号)。
(2)CO2分子中存在________个σ键和________个π键。
(3)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)3s23p2 sp3 ② (2)2 2
(3)甲醇和水均能形成分子间氢键，而甲硫醇不能，且水中氢键比甲醇的多
解析：(1)基态硅原子M层有4个电子，分别填充于3s和3p能级轨道中，则基态硅原子价层电子排布为3s23p2；SiCl4的中心原子硅原子周围有4个成键电子对，则Si采取sp3杂化；由中间体SiCl4(H2O)的结构可知，Si原子周围有5个成键电子对，故该杂化轨道由1个s轨道、3个p轨道和1个d轨道杂化而成，则Si采取的杂化轨道类型为sp3d。(2)CO2分子的结构式为O===C===O，则1个CO2分子中含2个σ键和2个π键。(3)甲醇的结构简式是CH3OH，1个甲醇分子可形成1个分子间氢键，而1个H2O分子可形成2个分子间氢键，水中氢键比甲醇多，故水的沸点比甲醇高，甲硫醇中不存在氢键，其沸点最低。
16．(13分)如图表示不同类型共价键形成时电子云重叠情况：
(1)其中形成的化学键属于轴对称的有________(填序号)。
(2)下列物质中，通过方式①化学键形成的是____________(填字母，下同)；通过方式②化学键形成的是__________；只通过方式③化学键形成的是________；同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是________。
A．Cl2 B．HCl
C．N2 D．H2
(3)甲、乙、丙三种有机物的结构如下：
甲：
乙：CH2===CH2
丙：CH2=== CHCN
①甲分子中有________个σ键，________个π键。
②乙分子中________(填“有”或“没有”)极性键，________(填“是”或“不是”)极性分子。
③丙分子中σ键与π键的数目之比为________。
答案：(1)①②③
(2)D B A C
(3)①8 2 ②有 不是 ③2∶1
解析：(1)以形成共价键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的电子云的图形不变。这种共价键称为σ键，这种特征称为轴对称。σ键的种类有s s σ键、s p σ键、p p σ键三种。形成的化学键属于轴对称的有①2个s轨道以“头碰头”方式发生重叠，形成稳定的σ键，②1个s轨道和1个p轨道，③2个p轨道以“头碰头”方式发生重叠，形成稳定的σ键；
(2)方式①为s s σ键，故为氢气，两个H原子通过1s轨道形成σ键，方式②为s p σ键，故为HCl，H原子通过1s轨道与S原子的3p轨道形成σ键，只通过方式③的为p p σ键，故为氯气，两个氯原子的3p轨道形成σ键，同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是氮气，两个N原子通过2p轨道形成σ键，同时另外2个p轨道以“肩并肩”的方式形成2个π键；
(3)①单键由1个σ键形成，双键由1个σ键和1个π键形成，甲分子中有8个σ键，C===C、C===O键上共有2个π键；
②乙分子中含有C—H极性键，乙烯分子的正、负电荷中心重合，不是极性分子；
③丙分子—CN键为—C≡N，三键含有1个σ键和2个π键，分子中σ键与π键的数目之比为6∶3＝2∶1。
17．(16分)Ⅰ.回答下列问题：
(1)利用价层电子对互斥模型推测分子或离子的空间结构。
ClO：__________；
AlBr3(共价分子)：__________。
(2)有两种活性反应中间体，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的结构，写出相应的化学式。
__________；
__________。
(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子：____________，三角锥形分子：________，正四面体形分子：________。
Ⅱ.Cu4O是锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质，它可通过下列反应制备：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O。
(4)写出基态Cu的电子排布式：__________。
(5)PO的空间结构是__________。
(6)P、S、N元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(7)氨基乙酸铜分子结构如下，其中碳原子的杂化方式为______________，基态碳原子核外电子有__________种运动状态。
答案：(1)正四面体形 平面三角形
(2)CH CH
(3)BF3 NF3 CF4
(4)[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)
(5)正四面体
(6)N>P>S
(7)sp3、sp2 6
解析：(1)ClO中价电子对数是4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形。AlBr3是AB3型分子，价电子对数是3，没有孤电子对，空间结构是平面三角形。
(2)AB3型分子中，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一个孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH、CH。
(3)由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子中，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈正四面体形的是CF4。
(4)Cu是29号元素，基态Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1。
(5)PO中心原子P的价电子对数为4＋＝4，无孤电子对，则为sp3杂化，PO的空间结构是正四面体。
(6)同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，又因为P原子核外3p轨道处于半充满结构，更为稳定，所以P的第一电离能大于S，元素第一电离能由大到小的顺序为N>P>S。
(7)题给分子中只形成单键的碳原子为sp3杂化，形成碳氧双键的碳原子为sp2杂化；碳原子的6个电子的运动状态互不相同，一共有6种运动状态。
18．(16分)磷元素在生产和生活中有广泛的应用。
(1)P原子价层电子的轨道表示式为________________________________。
(2)四(三苯基膦)钯分子结构如下：
P原子以正四面体的形态围绕在钯原子周围，判断该物质在水中溶解性并加以解释________________________________________________________________________。
该物质可用于如图所示物质A的合成，物质A中碳原子杂化轨道类型为______________；一个A分子中手性碳原子数目为________。
(3)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148 ℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正六面体形阴离子，熔体中P—Cl的键长有198 nm和206 nm两种，这两种离子的化学式为____________________；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)PBr5气态分子的结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，经测定知其中只存在一种P—Br的键长，试用电离方程式解释PBr5熔体能导电的原因：_____________________。
答案：(1)
(2)难溶于水，水为极性分子，四(三苯基膦)钯分子为非极性分子，分子极性不相似，故不相溶 sp、sp2、sp3 3
(3)PCl和PCl 两种粒子中P原子均为sp3杂化，PCl3分子中P原子有一个孤电子对，PCl中P原子没有孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力
(4)PBr5===PBr＋Br－
解析：(1)磷是15号元素，其原子核外有15个电子，P元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，则P原子的价层电子的轨道表示式为。
(2)水为极性分子，四(三苯基膦)钯分子为非极性分子，分子极性不相似，故不相溶，所以四(三苯基膦)钯分子在水中难溶；物质A中甲基上的碳原子采取sp3杂化，C≡N中的碳原子为sp杂化，碳碳双键中的碳原子为sp2杂化；连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，如图中标*的碳原子：，所以一个A分子中手性碳原子数目为3。
(3)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148 ℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴、阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl，一种正六面体形阴离子是PCl，即发生反应2PCl5===PCl＋PCl，PCl3中价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，所以P原子杂化方式是sp3，PCl中价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝4＋×(5－4×1－1)＝4，所以P原子杂化方式是sp3，PCl3分子中P原子有一个孤电子对，PCl中P没有孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力，所以PCl键角大于PCl3的键角。
(4)PBr5气态分子的结构与PCl5相似，说明PBr5也能电离出能自由移动的阴、阳离子，而产物中只存在一种P—Br的键长，所以发生电离：PBr5===PBr＋Br－。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
一 、共价键类型的判断
1．共价键的分类
2．共价键类型的判断
(1)根据成键元素判断：同种元素的原子之间形成的是非极性键，不同种元素的原子之间形成的是极性键。
(2)根据原子间共用电子对数目判断单键、双键或三键。
(3)根据共价键规律判断σ键、π键及其个数；原子间形成单键，则为σ键；形成双键，则含有一个σ键和一个π键；形成三键，则含有一个σ键和两个π键。
下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是( )
A．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B．SF6是由非极性键构成的分子
C．1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D．C2H2分子中不含非极性键
答案：C
解析：1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol ，A项错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B项错误；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误。
对点练1.下列物质的分子中既有σ键又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A．①②③ B．③④⑤⑥
C．①③⑥ D．③⑤⑥
答案：D
解析：当两个原子间能形成多个共用电子对时，先形成一个σ键，另外的原子轨道只能形成π键。①HCl中只有一个H—Cl σ键；②H2O含有两个H—O σ键；④H2O2含有两个H—O σ键和一个O—O σ键；③N2中含有三键：一个为σ键，两个为π键；⑤C2H4中碳原子与碳原子之间有双键，一个为σ键，一个为π键，另外有四个C—H σ键；⑥C2H2中碳原子与碳原子之间有三键，一个为σ键，两个为π键，另外有两个C—H σ键。
对点练2.完成下列各小题。
(1)1 mol丙酮()分子中含有σ键的数目为________。
(2)甘氨酸(NH2CH2COOH)分子中σ键与π键的个数之比为________。
(3)丁二酮肟常用于检验Ni2＋：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2＋反应可生成鲜红色沉淀，其结构如图所示。
该结构中，碳碳之间的共价键类型是________键，碳氮之间的共价键类型是________________________________________________________________________。
(按重叠方式)
答案：(1)9NA (2)9∶1 (3)σ 一个σ键，一个π键
解析：(1)单键全为σ键，1个双键中含有1个π键和1个σ键，故1 mol丙酮分子中含有9 mol σ键。
(2)分子中σ键：2个C—H；2个N—H；1个C—N；1个C—C；1个C—O；1个O—H；C===O中有1个σ键，1个π键，σ键与π键的个数之比为9∶1。
(3)单键为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，所以碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键是1个σ键和1个π键。
二、杂化轨道类型的判断
1．根据杂化轨道数目判断
杂化轨道数目＝σ键电子对数目＋中心原子的孤电子对数目。杂化轨道数目为2、3、4对应的杂化类型分别为sp、sp2、sp3。
2．根据杂化轨道的空间结构判断
空间结构 正四面体或三角锥形 平面三角形 直线形
杂化类型 sp3 sp2 sp
3．有机物中碳原子杂化类型的判断
饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。
完成下列各小题。
(1)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为__________、________。
(2)甲醛(HCHO)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醛、甲醇分子内C原子的杂化方式分别为________、________。
(3)Na3AsO3中As原子的杂化方式为________。
(4)HOCH2CN的结构式为，HOCH2CN分子中碳原子的杂化轨道类型分别为________、________。
(5)乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别为________、________。
(6)抗坏血酸的分子结构如图所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为________、________。
(7)甘氨酸(H2NCH2COOH)是最简单的氨基酸，甘氨酸中N原子的杂化轨道类型为________，C原子的杂化轨道类型为________、________。
(8)铁能与三氮唑(Bipy，结构如图)形成多种配合物。Bipy中碳原子杂化方式为________。
答案：(1)sp3 sp2 (2)sp2 sp3 (3)sp3
(4)sp3 sp (5)sp3 sp3 (6)sp3 sp2
(7)sp3 sp3 sp2 (8)sp2
解析：(1)CH3COOH分子中，—CH3和—COOH上的碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp2。
(2)甲醛分子内C原子的杂化方式为sp2杂化，甲醇分子内C原子的价层电子对数为4，所以C原子的杂化方式为sp3杂化。
(5)乙二胺中N形成3个单键，含有1个孤电子对，属于sp3杂化；C形成4个单键，不存在孤电子对，也是sp3杂化。
(6)形成四个单键的碳原子为sp3杂化，形成双键的碳原子为sp2杂化。
(7)H2NCH2COOH分子中羧基中的碳原子形成两个单键和一个双键，故其杂化类型为sp2；另一个C原子结合的原子数为4，无孤电子对，则其杂化轨道数为4，故采用的杂化类型为sp3。
(8)碳原子有3个σ键，无孤电子对，碳原子杂化类型为sp2。
对点练3.已知下列微粒：①CH4 ②CH2===CH2
③CH≡CH ④NH3 ⑤NH ⑥BF3 ⑦H2O
⑧H2O2。
试回答下列问题。
中心原子为sp3杂化的是____________，中心原子为sp2杂化的是____________，中心原子为sp杂化的是____________。(填序号)
答案：①④⑤⑦⑧ ②⑥ ③
解析：①CH4中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以C原子采取sp3杂化；②CH2===CH2中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以C原子采取sp2杂化；③CH≡CH中C原子采取sp杂化；④NH3中N原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋1＝4，所以N原子采取sp3杂化；⑤NH中N原子采取sp3杂化；⑥BF3中B原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋0＝3，所以B原子采取sp2杂化；⑦H2O中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子采取sp3杂化；⑧H2O2中O原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋2＝4，所以O原子采取sp3杂化。
三、ABn型分子或离子空间结构的判断方法
1．根据价层电子对互斥模型判断
孤电子对数 0 0 1 0 1 2
成键电子对数 2 3 2 4 3 2
空间结构 直线形 平面 三角形 V形 正四面 体形 三角 锥形 V形
2.根据中心原子的杂化方式判断
杂化方式 sp sp2 sp3
空间结构 直线形 孤电子对数
0 1 0 1 2
平面三角形 V形 正四面体 三角锥形 V形
完成下列各小题。
(1)NH3的VSEPR模型为________，分子的空间结构为________。
(2)CO的空间结构是________；NO的空间结构是________；SO的空间结构是________。
(3)麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。已知N2O分子中氧原子只与一个氮原子相连，其分子空间结构是________形。另一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被氧化，产生剧毒的光气(COCl2)，光气(COCl2)分子的空间结构是________。
(4)分析下列分子或离子的空间结构，将序号填入表格中：①CS2，②PCl3，③H2S，④CH2O，⑤H3O＋，⑥NH，⑦BF3，⑧SO2。
直线形 V形 平面三角形 三角锥形 正四面体形
______ ______ ______ ______ ______
答案：(1)四面体 三角锥形 (2)平面三角形 平面三角形 正四面体形 (3)直线 平面三角形 (4)① ③⑧ ④⑦ ②⑤ ⑥
解析：(2)NO中心原子的价层电子对数为3，无孤电子对，为平面三角形；SO的中心原子S的成键电子对数为4，无孤电子对，为正四面体结构。
(3)中间氮原子价层电子对数为2，孤电子对数为0，故N2O为直线形；COCl2的结构式为，碳原子形成1个π键和3个σ键，故碳原子采取sp2杂化，COCl2为平面三角形分子。
(4)①CS2，σ键电子对数为2，孤电子对数为0，空间结构为直线形；②PCl3，σ键电子对数为3，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形；③H2S，σ键电子对数为2，孤电子对数为2，空间结构为V形；④CH2O，σ键电子对数为3，孤电子对数为0，空间结构为平面三角形；⑤H3O＋，σ键电子对数为3，孤电子对数为1，空间结构为三角锥形；⑥NH，σ键电子对数为4，孤电子对数为0，空间结构为正四面体形；⑦BF3，σ键电子对数为3，孤电子对数为0，空间结构为平面三角形；⑧SO2，σ键电子对数为2，孤电子对数为1，空间结构为V形。
对点练4.下列各组分子的空间结构相同的是( )
A．SnCl2、BeCl2 B．BF3、NH3
C．CCl4、SiF4 D．CS2、OF2
答案：C
解析：通过分子的价层电子对数、孤电子对数确定分子的空间结构，其中A、D两项分子的具体情况如下表：
σ键电 子对数 中心原子上的 孤电子对数 价层电 子对数 空间结构
SnCl2 2 ×(4－2×1)＝1 3 V形
BeCl2 2 ×(2－2×1)＝0 2 直线形
CS2 2 ×(4－2×2)＝0 2 直线形
OF2 2 ×(6－2×1)＝2 4 V形
B项中BF3、NH3的空间结构分别为平面三角形、三角锥形；C项中，CCl4与SiF4的空间结构均为正四面体形。
1．(2023·全国新课标卷)一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]＋为平面结构。
下列说法正确的是( )
A．该晶体中存在N—H…O氢键
B．基态原子的第一电离能：C
答案：A
解析：根据题图分析，为C(NH2)3，为B(OCH3)4，故为N—H…O氢键，A正确；同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势，但由于N原子的价层电子排布式为2s 22p 3，2p轨道为半充满的稳定结构，第一电离能大于C和O，故第一电离能C
A．含有手性碳原子的分子叫做手性分子
B．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C．AsCl3的中心原子的杂化方式为sp3
D．碘易溶于CS2
答案：A
解析：有手性异构体的分子被称为手性分子，当分子中存在两个或两个以上的手性碳原子时会出现内消旋体，这种含有内消旋体的分子不是手性分子，A错误；邻羟基苯甲醛存在分子内氢键，而对羟基苯甲醛存在分子间氢键，故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点，B项正确。
3．(2023·辽宁卷，改编)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原子价层电子排布式：3d10
D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子和水分子之间形成了氢键
答案：B
解析：BeCl2的中心原子为Be，根据VSEPR模型可以计算，BeCl2中不含有孤电子对，因此BeCl2为直线形分子，A错误；P4分子中相邻两P原子之间形成共价键，同种原子之间形成的共价键为非极性共价键，P4分子中的共价键类型为非极性共价键，B正确；Ni原子的原子序数为28，其基态原子的价层电子排布为3d84s2，C错误；甲烷分子与水分子之间不存在氢键，D错误。
单元检测卷(二) 分子结构与性质
时间：75分钟 分值：100分
(本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！)
一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分；每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列有机化合物中σ键与π键个数比为3∶2的是( )
A．CH3CH3 B．CH2===CH2
C．CH≡CH D．CH4
答案：C
解析：CH3CH3中有7个σ键，没有π键，故A不符合题意；CH2===CH2中有5个σ键，1个π键，故B不符合题意；CH≡CH中有3个σ键，2个π键，故C符合题意；CH4中有4个σ键，没有π键，故D不符合题意。综上所述，答案为C。
2．将氢氧化钠加热至熔融后进行电解，可得到金属钠、氧气和水，此过程中不存在( )
A．离子键破坏 B．共价键断裂
C．离子键形成 D．共价键形成
答案：C
解析：将氢氧化钠加热至熔融后进行电解，可得到金属钠、氧气和水，该反应方程式为4NaOH4Na＋2H2O＋O2↑，在这个过程中有离子键、共价键的破坏，同时在生成的水、氧气中有共价键的形成，在金属钠中有金属键的形成，而没有离子键的形成，故合理选项是C。
3．下列微粒的空间结构与BF3相同的是( )
A．PCl3 B．H3O＋
C．CO D．SO
答案：C
解析：三氯化磷分子中，价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，采取sp3杂化，因含有一个孤电子对，所以微粒的空间结构是三角锥形，A项错误；H3O＋中O原子孤电子对数＝＝1，价层电子对数＝1＋3＝4，空间结构为三角锥形，B项错误；CO中碳原子的价层电子数＝3＋×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，所以C采取sp2杂化，空间结构为平面正三角形，C项正确；SO中S原子形成3个σ键，孤电子对数＝＝1，为sp3杂化，空间结构为三角锥形，D项错误。
4．经过X射线衍射实验等发现，I3AsF6中存在I，下列粒子的VSEPR模型与空间结构都与I相同的是( )
A．SO2 B．O3
C．OF2 D．NH3
答案：C
解析：I可以看作I·I，价层电子对数为2＋＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，据此分析；SO2的价层电子对数为2＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，与I不符，故A不符合题意；O3可以看作O·O2，价层电子对数为2＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，与I不符，故B不符合题意；OF2的价层电子对数为2＋＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，与I相符，故C符合题意；NH3的价层电子对数为3＋＝4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，与I不符，故D不符合题意；答案为C。
5．BeCl2是共价分子，可以以单体、二聚体和多聚体形式存在，三者结构简式依次如图所示。其单体、二聚体和多聚体中Be的杂化轨道类型依次为( )
A．sp3、sp2、sp B．sp2、 sp、sp3
C．sp2、sp3 、sp D．sp、sp2、sp3
答案：D
解析：Cl—Be—Cl中Be原子形成2个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为2，杂化轨道类型为sp杂化；中Be原子形成3个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为3，杂化轨道类型为sp2杂化； 中Be原子形成4个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，杂化轨道类型为sp3杂化；故选D。
6．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A．CO2、H2S B．CO2、CH4
C．C60、C2H4 D．NH3、HCl
答案：B
解析：H2S分子为V形，S原子有孤电子对，正、负电荷中心不重合，为极性分子，A不符合题意；CO2为直线形，C原子没有孤电子对，正、负电荷中心重合，为非极性分子，含有极性键，CH4为正四面体形，C原子没有孤电子对，正、负电荷中心重合，为非极性分子，含有极性键，B符合题意；C60中不含极性键，C不符合题意；NH3、HCl的中心原子均含有孤电子对，正、负电荷中心均不重合，都是极性分子，D不符合题意；综上所述答案为B。
7．下列说法中不正确的是( )
A．乙烯分子中σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强
B．s s σ键与s p σ键的电子云形状对称性相同
C．丙烯(CH3—CH===CH2)分子有8个σ键，1个π键
D．N2分子中有1个σ键，2个π键； NH中4个N—H键的键能不相同
答案：D
解析：σ键是电子云“头碰头”的方式重叠，π键是电子云“肩并肩”的方式重叠，σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强，选项A正确；s s σ键与s p σ键都是轴对称的，所以s s σ键与s p σ键的电子云形状对称性相同，选项B正确；丙烯(CH3—CH===CH2)分子有8个σ键，1个π键，选项C正确；N2分子的结构式为N≡N，有1个σ键，2个π键，NH中N原子为sp3杂化，4个N—H键的键能完全相同，选项D错误；答案选D。
8．下列表达方式正确的是( )
A．基态Br原子价层电子排布式为：4s24p5
B．CO2的空间结构模型：
C．用原子轨道描述氢气分子中化学键的形成：
D．S2－的结构示意图：
答案：A
解析：溴元素的原子序数为35，价层电子排布式为4s24p5，故A正确；二氧化碳的空间结构为直线形，空间结构模型为，故B错误；氢原子的价层电子排布式为1s1，s电子云为球形，则用原子轨道描述氢气分子中化学键的形成为，故C错误；硫离子的核电荷数为16，核外3个电子层，最外层电子数为8，离子的结构示意图为，故D错误；故选A。
9．下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是( )
A．AsH3 平面三角形 sp3杂化
B．H3O＋ 平面三角形 sp2杂化
C．H2Se V形 sp3杂化
D．CO 三角锥形 sp3杂化
答案：C
解析：AsH3中心原子的价层电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，As的杂化方式为sp3，含有一个孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，选项A错误；H3O＋的中心原子的价层电子对数＝3＋(6－1－3×1)＝4，O的杂化方式为sp3，含有一个孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，选项B错误；H2Se中心原子的价层电子对数＝2＋(6－2×1)＝4，Se的杂化方式为sp3，含有两个孤电子对，分子的空间结构为V形，选项C正确；CO中心原子的价层电子对数＝3＋(4＋2－3×2)＝3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的空间结构为平面三角形，选项D错误；答案选C。
10．CH、·CH3、CH都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法正确的是( )
A．·CH3中的碳原子杂化方式为sp2
B．CH空间结构为正四面体
C．CH中的键角大于NH3
D．CH与OH－形成的化合物中含有离子键
答案：C
解析：·CH3中的碳原子价层电子对数是4，根据价层电子对互斥模型知碳原子杂化方式为sp3，故A错误；CH中碳原子价层电子对数是3＋＝4，碳原子采取sp3杂化，含一个孤电子对，为三角锥形结构，故B错误；CH中碳原子价层电子对数是3＋＝3，碳原子采取sp2杂化，且不含孤电子对，为平面三角形，键角为120°，NH3为三角锥形，键角为107°，所以CH中的键角大于NH3，故C正确；CH与OH－形成的化合物为CH3OH，甲醇中只含共价键，为共价化合物，故D错误。
11．三硝酸六尿素合铁[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的空间结构为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
答案：D
解析：NO的N原子价层电子对数为3＋＝3，且不含孤电子对，该离子的空间结构为平面三角形，故A错误；C、N、O元素在同一周期，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错误；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错误；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正确；故选D。
12．解释下列现象的原因正确的是( )
选项 现象 原因
A HF的稳定性强于HCl HF分子之间除范德华力外还存在氢键
B 用皮毛摩擦的橡胶棒分别靠近水和CCl4的液流，水流发生偏转，CCl4流不偏转 H2O分子中有孤电子对，可与橡胶棒产生静电作用；CCl4中没有孤电子对
C 对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键
D 可用CCl4萃取碘水中的I2 I2与CCl4均含有非极性键
答案：C
解析：元素的非金属性越强，氢化物的稳定性越强，与范德华力和氢键无关，故A错误；水是结构不对称的极性分子，四氯化碳是结构对称的非极性分子，所以用皮毛摩擦的橡胶棒分别靠近水和四氯化碳的液流，水流发生偏转，四氯化碳流不偏转，故B错误；对羟基苯甲醛形成分子间氢键，而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，所以对羟基苯甲醛的分子间作用力强于邻羟基苯甲醛，熔、沸点比邻羟基苯甲醛的高，故C正确；四氯化碳是含有极性键的非极性分子，故D错误；故选C。
13．下列各组化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
A．CO2和SO2 B．CH4和PH3
C．BF3和NH3 D．HCl和HI
答案：D
解析：选项中各分子中共价键都是不同元素之间形成的，均为极性键，其中CO2为直线形分子，CH4为正四面体形分子，BF3为平面三角形分子，结构均对称，故为非极性分子；HCl和HI是由不同元素形成的双原子分子，属于极性分子；SO2为V形分子，PH3和NH3为三角锥形分子，结构不对称，是极性分子，综上分析，选D。
14．下列有机物分子中有3个手性碳原子的是( )
A．乳酸 CH3—CHOH—COOH
B．甘油 CH2OH—CHOH—CH2OH
C．脱氧核糖
CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
D．核糖
CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
答案：D
解析：乳酸(CH3—CHOH—COOH)中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故只有1个手性碳原子，A项错误；甘油(CH2OH—CHOH—CH2OH)中没有手性碳原子，B项错误；脱氧核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO)中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故含有2个手性碳原子，C项错误；核糖(CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO)中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故有3个手性碳原子，D项正确。
二、非选择题(本题包括4小题，共58分)
15．(13分)我国科学家研发的全球首套千吨级太阳能燃料合成项目被形象地称为“液态阳光”计划。该项目通过太阳能发电电解水制氢，再采用高选择性催化剂将二氧化碳加氢合成甲醇。回答下列问题：
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的价层电子排布为____________。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采取的杂化轨道类型为________(填序号)。
(2)CO2分子中存在________个σ键和________个π键。
(3)甲醇的沸点(64.7 ℃)介于水(100 ℃)和甲硫醇(CH3SH，7.6 ℃)之间，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案：(1)3s23p2 sp3 ② (2)2 2
(3)甲醇和水均能形成分子间氢键，而甲硫醇不能，且水中氢键比甲醇的多
解析：(1)基态硅原子M层有4个电子，分别填充于3s和3p能级轨道中，则基态硅原子价层电子排布为3s23p2；SiCl4的中心原子硅原子周围有4个成键电子对，则Si采取sp3杂化；由中间体SiCl4(H2O)的结构可知，Si原子周围有5个成键电子对，故该杂化轨道由1个s轨道、3个p轨道和1个d轨道杂化而成，则Si采取的杂化轨道类型为sp3d。(2)CO2分子的结构式为O===C===O，则1个CO2分子中含2个σ键和2个π键。(3)甲醇的结构简式是CH3OH，1个甲醇分子可形成1个分子间氢键，而1个H2O分子可形成2个分子间氢键，水中氢键比甲醇多，故水的沸点比甲醇高，甲硫醇中不存在氢键，其沸点最低。
16．(13分)如图表示不同类型共价键形成时电子云重叠情况：
(1)其中形成的化学键属于轴对称的有________(填序号)。
(2)下列物质中，通过方式①化学键形成的是____________(填字母，下同)；通过方式②化学键形成的是__________；只通过方式③化学键形成的是________；同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是________。
A．Cl2 B．HCl
C．N2 D．H2
(3)甲、乙、丙三种有机物的结构如下：
甲：
乙：CH2===CH2
丙：CH2=== CHCN
①甲分子中有________个σ键，________个π键。
②乙分子中________(填“有”或“没有”)极性键，________(填“是”或“不是”)极性分子。
③丙分子中σ键与π键的数目之比为________。
答案：(1)①②③
(2)D B A C
(3)①8 2 ②有 不是 ③2∶1
解析：(1)以形成共价键的两原子核的连线为轴作旋转操作，共价键的电子云的图形不变。这种共价键称为σ键，这种特征称为轴对称。σ键的种类有s s σ键、s p σ键、p p σ键三种。形成的化学键属于轴对称的有①2个s轨道以“头碰头”方式发生重叠，形成稳定的σ键，②1个s轨道和1个p轨道，③2个p轨道以“头碰头”方式发生重叠，形成稳定的σ键；
(2)方式①为s s σ键，故为氢气，两个H原子通过1s轨道形成σ键，方式②为s p σ键，故为HCl，H原子通过1s轨道与S原子的3p轨道形成σ键，只通过方式③的为p p σ键，故为氯气，两个氯原子的3p轨道形成σ键，同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是氮气，两个N原子通过2p轨道形成σ键，同时另外2个p轨道以“肩并肩”的方式形成2个π键；
(3)①单键由1个σ键形成，双键由1个σ键和1个π键形成，甲分子中有8个σ键，C===C、C===O键上共有2个π键；
②乙分子中含有C—H极性键，乙烯分子的正、负电荷中心重合，不是极性分子；
③丙分子—CN键为—C≡N，三键含有1个σ键和2个π键，分子中σ键与π键的数目之比为6∶3＝2∶1。
17．(16分)Ⅰ.回答下列问题：
(1)利用价层电子对互斥模型推测分子或离子的空间结构。
ClO：__________；
AlBr3(共价分子)：__________。
(2)有两种活性反应中间体，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的结构，写出相应的化学式。
__________；
__________。
(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子：____________，三角锥形分子：________，正四面体形分子：________。
Ⅱ.Cu4O是锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质，它可通过下列反应制备：2Na3PO4＋4CuSO4＋2NH3·H2O===Cu4O(PO4)2↓＋3Na2SO4＋(NH4)2SO4＋H2O。
(4)写出基态Cu的电子排布式：__________。
(5)PO的空间结构是__________。
(6)P、S、N元素第一电离能由大到小的顺序为__________。
(7)氨基乙酸铜分子结构如下，其中碳原子的杂化方式为______________，基态碳原子核外电子有__________种运动状态。
答案：(1)正四面体形 平面三角形
(2)CH CH
(3)BF3 NF3 CF4
(4)[Ar]3d104s1(或1s22s22p63s23p63d104s1)
(5)正四面体
(6)N>P>S
(7)sp3、sp2 6
解析：(1)ClO中价电子对数是4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形。AlBr3是AB3型分子，价电子对数是3，没有孤电子对，空间结构是平面三角形。
(2)AB3型分子中，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一个孤电子对的呈三角锥形，所以分别是CH、CH。
(3)由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子中，呈三角锥形的是NF3，呈平面三角形的是BF3，呈正四面体形的是CF4。
(4)Cu是29号元素，基态Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1或1s22s22p63s23p63d104s1。
(5)PO中心原子P的价电子对数为4＋＝4，无孤电子对，则为sp3杂化，PO的空间结构是正四面体。
(6)同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，又因为P原子核外3p轨道处于半充满结构，更为稳定，所以P的第一电离能大于S，元素第一电离能由大到小的顺序为N>P>S。
(7)题给分子中只形成单键的碳原子为sp3杂化，形成碳氧双键的碳原子为sp2杂化；碳原子的6个电子的运动状态互不相同，一共有6种运动状态。
18．(16分)磷元素在生产和生活中有广泛的应用。
(1)P原子价层电子的轨道表示式为________________________________。
(2)四(三苯基膦)钯分子结构如下：
P原子以正四面体的形态围绕在钯原子周围，判断该物质在水中溶解性并加以解释________________________________________________________________________。
该物质可用于如图所示物质A的合成，物质A中碳原子杂化轨道类型为______________；一个A分子中手性碳原子数目为________。
(3)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148 ℃液化，形成一种能导电的熔体，测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正六面体形阴离子，熔体中P—Cl的键长有198 nm和206 nm两种，这两种离子的化学式为____________________；正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)PBr5气态分子的结构与PCl5相似，它的熔体也能导电，经测定知其中只存在一种P—Br的键长，试用电离方程式解释PBr5熔体能导电的原因：_____________________。
答案：(1)
(2)难溶于水，水为极性分子，四(三苯基膦)钯分子为非极性分子，分子极性不相似，故不相溶 sp、sp2、sp3 3
(3)PCl和PCl 两种粒子中P原子均为sp3杂化，PCl3分子中P原子有一个孤电子对，PCl中P原子没有孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力
(4)PBr5===PBr＋Br－
解析：(1)磷是15号元素，其原子核外有15个电子，P元素基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，则P原子的价层电子的轨道表示式为。
(2)水为极性分子，四(三苯基膦)钯分子为非极性分子，分子极性不相似，故不相溶，所以四(三苯基膦)钯分子在水中难溶；物质A中甲基上的碳原子采取sp3杂化，C≡N中的碳原子为sp杂化，碳碳双键中的碳原子为sp2杂化；连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子，如图中标*的碳原子：，所以一个A分子中手性碳原子数目为3。
(3)PCl5是一种白色晶体，在恒容密闭容器中加热可在148 ℃液化，形成一种能导电的熔体，说明生成自由移动的阴、阳离子，一种正四面体形阳离子是PCl，一种正六面体形阴离子是PCl，即发生反应2PCl5===PCl＋PCl，PCl3中价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，所以P原子杂化方式是sp3，PCl中价层电子对数＝σ键电子对数＋孤电子对数＝4＋×(5－4×1－1)＝4，所以P原子杂化方式是sp3，PCl3分子中P原子有一个孤电子对，PCl中P没有孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对间的排斥力，所以PCl键角大于PCl3的键角。
(4)PBr5气态分子的结构与PCl5相似，说明PBr5也能电离出能自由移动的阴、阳离子，而产物中只存在一种P—Br的键长，所以发生电离：PBr5===PBr＋Br－。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)