(共33张PPT)
第二章 分子结构与性质
章末总结
体系构建·理清脉络
1．共价键和分子的空间结构
2．分子结构与物质的性质
体验高考·素养提升
1．(2024·6月浙江卷)X、Y、Z、M四种主族元素，原子序数依次增大，分别位于三个不同短周期，Y与M同主族，Y与Z核电荷数相差2，Z的原子最外层电子数是内层电子数的3倍。下列说法不正确的是( )
B．分子的极性：Y2X2>X2Z2
C．共价晶体熔点：Y>M
D．热稳定性：YX4>MX4
答案：B
正负电荷的重心是不重合的，故其为极性分子，因此，两者极性的大小关系为Y2X22．(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是( )
A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同
B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D．sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
答案：A
解析：VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对，当中心原子无孤电子对时，两者空间结构相同，当中心原子有孤电子对时，两者空间结构不同，A项错误；元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这一规律叫元素周期律，元素性质的周期性变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果，B项正确；在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理，C项正确；1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道，称为sp3杂化轨道，D项正确。
3．(2024·湖北卷)结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是( )
选项 事实 解释
A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强
B 王水溶解铂 浓盐酸增强了浓硝酸的氧化性
C 冰的密度小于干冰 冰晶体中水分子的空间利用率相对较低
D 石墨能导电 未杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面内运动
答案：B
解析：甘油分子中有3个羟基，分子间可以形成更多的氢键，且O元素的电负性较大，故其分子间形成的氢键较强，因此甘油是黏稠液体，A正确；王水溶解铂，是因为浓盐酸提供的Cl－能与被硝酸氧化产生的高价态的铂离子形成稳定的配合物从而促进铂的溶解，在这个过程中浓盐酸没有表现氧化性，B不正确；冰晶体中水分子间形成较多的氢键，由于氢键具有方向性，因此，水分子间形成氢键后空隙变大，冰晶体中水分子的空间利用率相对较低，冰的密度小于干冰，C正确；石墨属于混合型晶体，在石墨的二维结构平面内，每个碳原子以C—C键与相邻的3个碳原子结合，形成六元环层。碳原子有4个价电子，而每个碳原子仅用3个价电子通过sp2杂化轨道与相邻的碳原子形成共价键，还有1个电子处于碳原子的未杂化的2p轨道上，层内碳原子的这些p轨道相互平行，相邻碳原子p轨道相互重叠形成大π键，这些p轨道的电子可以在整个层内运动，因此石墨能导电，D正确。
4．(2024·甘肃卷)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是( )
A．相同条件下N2比O2稳定
答案：D
解析：N2分子中存在的N≡N，O2分子中，但是其键能小于N≡N，因此，相同条件下N2比O2稳定，A正确；N2O与NO均为CO2的等电子体，故其均为直线形分子，两者空间构型相同，B正确；N2O的中心原子是N，其在催化剂作用下可分解为O2和N2，说明N2O中N—O键比N—N键更易断裂，C正确；N2O中σ键和大π键的数目均为2，因此，σ键和大π键的数目相等，D不正确。
5．(2024·河北卷)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是( )
选项 实例 解释
A 原子光谱是不连续的线状谱线 原子的能级是量子化的
B CO2 、CH2O 、CCl4键角依次减小 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
C CsCl晶体中Cs＋与8个Cl－配位，而NaCl晶体中Na＋与6个Cl－配位 Cs＋比Na＋的半径大
D 逐个断开CH4中的C—H键，每步所需能量不同 各步中的C—H键所处化学环境不同
答案：B
解析：原子光谱是不连续的线状谱线，说明原子的能级是不连续的，即原子能级是量子化的，A项正确；CO2中心C原子为sp杂化，键角为180°，CH2O中心C原子为sp2杂化，键角大约为120°，CH4中心C原子为sp3杂化，键角为109°28′，三种物质中心C原子都没有孤电子对，三者键角大小与孤电子对无关，B项错误；离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小，离子半径比越大，配位数越大，Cs＋周围最多能排布8个Cl－，Na＋周围最多能排布6个Cl－，说明Cs＋比Na＋半径大，C项正确；断开第一个键时，碳原子周围的共用电子对多，原子核对共用电子对的吸引力较弱，需要能量较小，断开C—H键越多，碳原子周围共用电子对越少，原子核对共用电子对的吸引力越大，需要的能量变大，所以各步中的C—H键所处化学环境不同，每步所需能量不同，D项正确。
6．(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4＋2C===NH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是( )
A．HCl的形成过程可表示为
B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构
C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp 、sp2和sp3三种杂化方式
D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力
答案：B
答案：A
解析：W、X 、Y、Z的原子序数依次增加，且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍，则W为C元素；每个周期的ⅡA和ⅤA族的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高，由于配合物Y3[Z(WX)6]2中Y在外界，Y可形成简单阳离子，则Y属于金属元素，故X和Y分别为N和Mg；Z的M层未成对电子数为4，则其3d轨道上有4个未成对电子，其价电子排布式为3d64s2，Z为Fe元素，Y3[Z(WX)6]2为Mg3[Fe(CN)6]2。W、X、 Y、Z四种元素的单质中，N元素的单质形成分子晶体，Mg和Fe均形成金属晶体，C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨，石墨的熔点最高，A项错误；X的简单氢化物是
A．CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—O键
B．氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程
C．丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂σ键和π键
D．石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2
答案：B
解析：A项，CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO的原理是羟基中O—H键及与羟基相连碳上一个C—H键断裂，形成碳氧双键，错误；B项，催化剂能够改变反应历程，加快反应速率，正确；C项，丁烷分子中不存在π键，错误；D项，石墨中碳原子为sp2杂化，金刚石中碳原子为sp3杂化，杂化类型应从sp2转变为sp3，错误。
答案：D
10．(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是( )
A．图中 代表F原子
B．该化合物中存在过氧键
C．该化合物中I原子存在孤对电子
D．该化合物中所有碘氧键键长相等
答案：C
解析：由图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，黑色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子。图中 (白色的小球)代表O原子，灰色的小球代表F原子，A项错误；根据该化合物结构片断可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物化学式为IO2F，因此，该化合物中不存在过氧键，B项错误；I原子的价电子数为7，该化合物中F元素的化合价为－1，O元素的化合价为－2，则I元素的化合价为＋5，据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键，I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中I原子存在孤对电子，C项正确；该化合物中既存在I—O单键，又存在I===O双键，单键和双键的键长是不相等的，因此，该化合物中所有碘氧键键长不相等，D项错误。
11．(2024·1月浙江卷)X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半径最小，短周期中M电负性最小，Z与Y、Q相邻，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等，下列说法不正确的是( )
A．沸点：X2Z>X2Q
B．M与Q可形成化合物M2Q、M2Q2
C．化学键中离子键成分的百分数：M2Z>M2Q
答案：D
分析：X半径最小为H，短周期电负性最小则M为Na，Z原子的s能级与p能级的电子数相等，则Z为O，Z与Y、Q相邻，Y为N，Q为S，以此分析；
12．(2024·湖南卷)下列有关化学概念或性质的判断错误的是( )
A．CH4分子是正四面体结构，则CH2Cl2没有同分异构体
B．环己烷与苯分子中C—H键的键能相等
答案：B第二章 学业质量标准检测
(时间：75分钟 满分：100分)
一、选择题(本题共14小题，每题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1．下列有关化学用语表示正确的是( C )
A．空间填充模型可以表示二氧化碳分子，也可以表示水分子
B．用电子式表示MgCl2的形成过程：
C．Cl—Cl的p－p σ键电子云图形：
D．基态Cr原子的价层电子轨道表示式：
答案：C
解析：二氧化碳分子为直线形，不能表示其分子结构，可以表示水分子，A错误；用电子式表示MgCl2的形成过程中，Mg原子失去电子，Cl得电子，箭头从Mg指向Cl，B错误；Cl—Cl的p－p σ键电子云图形：，C正确；基态Cr原子的价层电子轨道表示式为
，D错误。故选C。
2．下列关于共价键的叙述，正确的是( C )
A．σ键键能一定比π键键能大，且σ键与π键电子云均为镜面对称
B．C—C键的键长比C===C键长，C===C键的键能是C—C键的两倍
C．分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键
D．根据等电子体原理判断，1 mol NO＋离子含有π键的数目为1NA
答案：C
解析：σ键为“头碰头”方式重叠形成的，为轴对称，π键为“肩并肩”方式重叠形成的，为镜面对称，A错误；C—C键的键长比C===C键长，C===C键的键能大于C—C键的键能且小于其两倍，B错误；σ键能单独存在，而π键不能单独存在；分子中有σ键不一定有π键，有π键则一定有σ键，C正确；NO＋离子与N2为等电子体，根据等电子体原理判断，则1个离子中含有2个π键，1 mol NO＋离子含有π键的数目为2NA，D错误。故选C。
3．下列实验事实与描述不相符的是( A )
选项 实验事实 描述
A 发射光谱
B p－p σ键
C 分子的空间结构模型
D sp3杂化轨道电子云模型
答案：A
解析：图示为吸收光谱，而非发射光谱，吸收光谱和发射光谱都是线谱，区别在于前者显示黑色线条，而发射光谱显示的是彩色线条，故A项选；p轨道的空间形状为哑铃型，2个p轨道头碰头重叠时形成p－p σ键，故B项不选；分子的空间构型是指分子中各种基团或原子在空间分布的几何形状。分子中的原子不是杂乱无章地堆积在一起，而是按照一定规律结合的整体，使分子在空间呈现出一定的几何形状(即空间构型)，故C项不选；sp3杂化轨道电子云呈正四面体型，故D项不选。故选A。
4．科学家利用原子序数依次增大的相邻周期同主族元素V、W、Y、Z制造出了“糖葫芦”分子，结构简式如图所示，其中W、X位于同一短周期，且X是所在周期中原子半径最小的元素。下列说法错误的是( C )
A．1个“糖葫芦”分子中含有89个σ键
B．原子半径：W＜Y＜Z
C．最简单氢化物的沸点：V＜W＜Y
D．最高价含氧酸酸性：W＜V＜X
答案：C
解析：单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键；甲基中碳氢键均为σ键，由结构可知，1个“糖葫芦”分子中含有89个σ键，A正确；电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；原子半径：W＜Y＜Z，B正确；三者均为分子晶体，相对分子质量大，则分子间作用力大，简单氢化物沸点高，由于氨分子可以形成氢键导致其沸点高于同族其他元素的最简单氢化物的沸点，C错误；同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；同主族由上而下，金属性增强，非金属性变弱；根据非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，最高价含氧酸酸性：W＜V＜X，D正确。故选C。
5．下列说法正确的是( B )
A．SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同
B．H2S、NF3、CH4这一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子或离子的键角不相等
C．NH的电子式为，离子呈平面正方形结构，SF6分子是正八面体形
D．SO中心S原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
答案：B
解析：SO2中S原子的价层电子对数＝2＋＝3，含一对孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，故A错误；H2S中S原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋＝4，所以采取sp3杂化，分子构型为V型，NF3中氮原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝3＋＝4，所以采取sp3杂化，分子构型为三角锥形，CH4中C原子杂化轨道数＝σ键数＋孤电子对数＝4＋0＝4，所以采取sp3杂化，分子构型为正四面体形，中心原子都是sp3杂化，孤电子对数不同，分子的键角不相同，故B正确；铵根离子与甲烷分子结构相似，都是正四面体结构，故C错误；SO中S原子孤电子对数＝1，价层电子对数＝1＋3＝4，空间构型为三角锥形，故D错误。故选B。
6．钒(V)固氮酶种类众多，其中一种结构如图所示。说法错误的是( A )
A．CH3CN中所含σ键与π键数目之比为5∶1
B．CH3CN中碳的杂化类型为sp3和sp
C．根据价电子排布可推测V的化合价可能有＋5
D．可通过向硫化钠溶液中通入少量氯气来证明非金属性Cl>S
答案：A
解析：CH3CN中所含σ键(3C—H、1C—C、1C—N)与碳氮三键中有2个π键数目之比为5∶2，故A错误；CH3CN中—CH3、—CN中碳的杂化类型为sp3和sp，故B正确；根据电子排布1s22s22p63s23p63d34s2，价电子为3d34s2，可推测V的化合价可能有＋5，故C正确；可通过向硫化钠溶液中通入少量氯气发生Cl2＋S2－===S↓＋2Cl－，氯气的氧化性大于硫，可证明非金属性Cl>S，故D正确。故选A。
7．下列叙述正确的个数是( B )
①稀有气体原子与同周期ⅠA、ⅡA族元素的简单阳离子具有相同的核外电子排布
②第n主族元素其最高价氧化物分子式为R2On，氢化物分子式为RHn(n≥4)
③若R2－和M＋的电子层结构相同，则原子序数：R>M
④含有共价键的化合物一定是共价化合物
⑤共价化合物中不可能含有离子键
⑥键角大小SO3>SO2>SO>SO
⑦由于非金属性：F>Cl>Br>I，所以酸性：HF>HCl>HBr>HI
⑧HF分子很稳定是由于HF分子之间能形成氢键
⑨分子极性HF>HCl>HBr>HI
⑩熔沸点HF＜HCl＜HBr＜HI
A．1 B．2
C．3 D．4
答案：B
解析：稀有气体原子与下一周期ⅠA、ⅡA族元素的简单阳离子具有相同的核外电子排布，①错误；第n主族元素其最高价氧化物分子式为R2On或RO，氢化物分子式为RH(8－n)(n≥4)，②错误；若R2－和M＋的电子层结构相同，R在上一周期的ⅥA族，M在下一周期第ⅠA族，则原子序数：M>R，③错误；含有共价键的化合物可能是共价化合物也可能是离子化合物，④错误；共价化合物中不可能含有离子键，含离子键的化合物一定是离子化合物，⑤正确；SO3、SO2中心原子为sp2杂化，SO3中心原子无孤电子对，SO2中心原子有1对孤电子对，键角SO3>SO2，SO、SO中心原子为sp3杂化，SO中心原子1对孤电子对，SO中心原子无孤电子对，键角SO>SO，所以键角大小SO3>SO2>SO>SO，⑥错误；酸性：HFCl>Br>I，分子极性HF>HCl>HBr>HI，⑨正确；HF能形成分子间氢键，熔沸点较高，HCl、HBr、HI分子组成和结构相似，相对分子质量越大熔沸点越高，HF>HI>HBr>HCl，⑩错误。
8．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判断正确的是( A )
A．C与O结构相似，1 mol O中含有的π键数目为2NA
B．CO与N2结构相似，CO分子中σ键与π键数目之比为2∶1
C．CN－与N2结构相似，CH2===CHCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1
D．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键数目为6NA
答案：A
解析：三键含有1个σ键2个π键；C与O结构相似，所以一个O中含有一个三键，因此1 mol O中含有2NA个π键，A正确；CO与N2结构相似，则一个CO分子中含有一个三键，分子中σ键与π键数目之比为1∶2，B错误；CN－与N2结构相似，1个CH2===CHCN分子中含有一个C===C键和一个C≡N键，因此1个CH2===CHCN分子中含有6个σ键和3个π键，σ键与π键的数目之比为2∶1，C错误；若该反应中有4 mol N—H键断裂，即1 mol N2H4参与反应，则生成1.5 mol N2，N2中含有N≡N键，故形成π键的数目是3NA，D错误。故选A。
9．推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是( B )
A．SO2中硫原子采取sp2杂化，则CO2中碳原子也采取sp2杂化
B．NH3分子的空间结构是三角锥形，则NCl3分子的空间结构也是三角锥形
C．H2O分子的键角是105°，则H2S分子的键角也是105°
D．PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构
答案：B
解析：CO2分子中C原子与2个O原子形成4个共价键，结构式是O===C===O，一个CO2分子中含有2个σ键且中心C原子不含孤电子对，所以C原子是采取sp杂化，而不是sp2杂化，A错误；NH3、NCl3中N原子的价层电子对数都是4，含有一个孤电子对，所以N原子都采取sp3杂化，两种分子的空间结构都是三角锥形，B正确；O、S是同一主族元素，S的电负性比O小，而且原子半径大，所以S—H键上的电子对偏向S并没有H2O中O—H键上的电子对偏向O那么严重，所以排斥力也相应比较小，键角也比H2O小，C错误；B原子最外层有3个电子，在BF3分子中，B原子与3个F形成3对共用电子对，使B原子最外层有6个电子，而未达到最外层8个电子的稳定结构，D错误。故选B。
10．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列各项正确的是( C )
选项 分子或离子 中心原子的杂化方式 价电子对分布的几何构型 分子或离子的空间结构
A NO sp3 四面体形 V形
B BF3 sp2 平面三角形 三角锥形
C SOCl2 sp3 四面体形 三角锥形
D ClO sp2 平面三角形 平面三角形
答案：C
解析：NO中N原子的价电子对数是3，采用sp2杂化，价电子对分布的几何构型为平面三角形，有1对孤电子对，离子的空间结构是V形，A项错误；BF3中B原子的价电子对数是3，采用sp2杂化，价电子对分布的几何构型为平面三角形，无孤电子对，分子的空间结构是平面三角形，B项错误；SOCl2中S原子的价电子对数是4，采用sp3杂化，价电子对分布的几何构型为四面体形，有1对孤电子对，分子的空间结构是三角锥形，C项正确；ClO中Cl原子的价电子对数是4，采用sp3杂化，价电子对分布的几何构型为四面体形，有1对孤电子对，离子的空间结构是三角锥形，D项错误。故选C。
11．下列描述正确的是( C )
①CS2为V形的极性分子
②ClO的空间构型为平面三角形
③SF6中有6对完全相同的成键电子对
④SiF4和SO的中心原子均为sp3杂化
⑤HCHO分子中既含σ键又含π键
A．①②③④ B．②③④
C．③④⑤ D．①④⑤
答案：C
解析：CS2与CO2分子构型相同，二氧化碳的分子结构为O===C===O，则CS2的结构为S===C===S，属于直线形分子，是非极性分子，故①错误；ClO中Cl的价层电子对数＝3＋×(7＋1－2×3)＝4，含有一对孤电子对，则离子的空间构型为三角锥形，故②错误；SF6中S—F含有一对成键电子对，所以SF6中含有6个S—F键，则分子中有6对完全相同的成键电子对，故③正确；SiF4中Si的价层电子对数＝4＋×(4－1×4)＝4，SO中S的价层电子对数＝3＋×(6＋2－2×3)＝4，所以中心原子均为sp3杂化，故④正确；所有的共价双键中有一个是σ键一个是π键，HCHO分子中有碳氧双键，故HCHO分子中既含σ键又含π键，故⑤正确。故选C。
12．甲硫醇(CH3SH)是一种重要的化工原料，硫化氢与甲醇合成甲硫醇的催化过程如图所示。下列说法正确的是( D )
A．相同温度下，在水中溶解度CH3SH比CH3OH大
B．该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
C．该过程中断裂O—H键、S—H键和C—S键
D．该过程的总反应式为H2S＋CH3OH催化剂,CH3SH＋H2O
答案：D
解析：CH3OH能形成分子间氢键，而CH3SH不能，分子间氢键会增大其在水中的溶解度，则相同温度下，在水中溶解度CH3SH比CH3OH小，A错误；催化剂不能使平衡发生移动，则该催化剂不能有效提高反应物的平衡转化率，B错误；由题图知，该过程中断裂O—H键、S—H键，形成C—S键，C错误；由题图知，该过程的总反应的反应物为H2S、CH3OH，生成物为CH3SH、H2O，则该过程的总反应式为H2S＋CH3OH催化剂,CH3SH＋H2O，D正确。故选D。
13．解释下列现象的原因正确的是( C )
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。
14．下列与分子性质有关的说法正确的是( B )
A．邻硝基苯酚()的沸点高于对硝基苯酚()是因为后者形成了分子间氢键
B．氟代丙二酸(HOOC—CF2—COOH)的酸性强于丙二酸(HOOC—CH2—COOH)是因为—CF2—的极性大于—CH2—的极性，导致氟代丙二酸羧基中—OH的极性更大更易电离出H＋
C．C的电负性强于Si，所以CH4的熔沸点高于SiH4
D．I2受热易升华，是因为分子内共价键键能较小所致
答案：B
解析：邻硝基苯酚的分子内形成了氢键()，对硝基苯酚分子间形成了氢键()，因此对硝基苯酚的沸点高于邻硝基苯酚，故A项错误；因电负性：F>H，因此F—C的极性大于H—C的极性，使得—CF2—的极性大于—CH2—的极性，导致氟代丙二酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，故B项正确；简单氢化物的熔沸点是由分子间作用力决定，与元素的电负性无关，故C项错误；I2受热升华过程中只破坏分子间作用力，I2分子内共价键不发生断裂，因此易升华的性质与键能无关，故D项错误。故选B。
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
15．(14分)2022年9月，中国科学家首次在嫦娥五号带回的月壤中发现新矿物，并命名为“嫦娥石”。“嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族，其中一种物质的化学式为Ca9NaMg7。请回答下列问题：
(1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种 (填字母)。
a．吸收光谱 B．发射光谱
(2)某同学把O原子价电子的轨道表示式写成了以下形式：，这种写法违背了 。
(3)P原子最高能级电子的电子云轮廓形状为 ，其价电子排布式为 ，电负性P O(填“＞”或“＜”)。
(4)PCl3分子空间结构为 ，PCl3与Cl2反应生成PCl5，PCl5结构为，PCl5是 分子(填“极性”或“非极性”)，其中P原子的杂化类型是 (填字母序号)。
a．sp B．sp2
C．sp3 D．sp3d
答案：(1)b (2)泡利原理 (3)哑铃形 3s23p3 ＜ (4)三角锥形 非极性 d
解析：(1)钠在火焰上灼烧的黄光是由于钠灼烧时电子吸收能量，由能量低的基态跃迁到能量高的激发态，处于能量高状态的电子不稳定，会再回到能量低的基态，多余的能量以黄色的光的形式释放出来，因此属于发射光谱，故合理选项是b。
(2)由于在一个原子轨道上不可能存在自旋方向相同的两个电子，因此该图示违背了泡利原理。
(3)P是15号元素，根据构造原理可知基态P原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p3，其价电子排布式为3s23p3；可见P原子最高能级是3p能级，该能级的电子的电子云轮廓形状为哑铃形；同一周期元素，原子序数越大，元素的电负性就越大；同一主族元素，原子核外电子层数越少，元素的电负性就越大，所以元素的电负性：O＞N＞P，故电负性：P＜O。
(4)PCl3分子中的中心P原子价层电子对数是3＋＝4，有1对孤电子对，所以PCl3分子空间结构为三角锥形；根据图示可知PCl5分子是对称结构，分子中正负电荷中心重合，因此PCl5结构为非极性分子；其中P原子形成5个σ共价键，其P原子的杂化类型是sp3d杂化，故合理选项是d。
16．(15分)A～H元素在周期表中的位置如图所示，回答下列问题：
(1)G是地壳中含量第5的元素，在地壳中全部以化合态存在，其化合物的焰色试验为砖红色，这与G原子核外电子发生跃迁 (填“吸收”或“释放”)能量有关。
(2)第一电离能介于C、D之间的第二周期元素有 种。
(3)H被称为“人类的第三金属”，与H同周期且其基态原子的未成对电子数与H原子相同的元素另有 种。
(4)D的某种氢化物(D2H4)可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：2D2H4＋D2O4===3D2＋4H2O，若该反应中有4 mol电子转移，则形成的π键有 mol。
(5)BEA4是有机合成中常用的还原剂，EA中E元素基态原子的价层电子轨道表示式为 ；离子半径：r(B＋) r(A－)(填“>”或“<”)；BEA4中不存在 (填字母)。
A．离子键 B．共价键
C．σ键 D．π键 E．氢键
(6)F元素能形成多种含氧酸及盐，其中NaFO2是常用的消毒剂，其酸根离子FO的价层电子对数为 ，空间构型为 。
答案：(1)释放 (2)3 (3)3 (4)3
(5) < DE (6)4 V形
解析：(1)当金属及其盐在火焰上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出，因此焰色试验与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。
(2)C为B原子，D为N原子，同周期从左至右原子的第一电离能有增大的趋势，因此I1(N)>I1(C)>I1(B)，Be原子核外电子排布中2s能级全充满，能量相对较低，难以失去电子，因此I1(Be)>I1(B)，N原子核外电子排布中2p能级半充满，能量相对较低，难以失去电子，因此I1(N)>I1(O)，故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O共3种。
(3)H为Ti，核外电子排布式为[Ar]3d24s2，外围电子轨道排布式为，含2个未成对电子，与Ti同周期且其基态原子的未成对电子数为2的原子外围电子轨道排布式有共3种。
(4)在2N2H4＋N2O4===3N2＋4H2O中，每生成3 mol N2转移8 mol电子，因此每转移4 mol电子，生成1.5 mol N2，N2的结构简式为N≡N,1个三键中含有2个π键，即每转移4 mol电子时形成的π键有1.5 mol×2＝3 mol。
(5)AlH中Al元素基态原子的价层电子排布式为3s23p1，轨道表示式为；Li＋与H－核外电子数均为2，Li＋核内质子数为3，H－核内质子数为1，Li＋核内质子对核外电子的吸引力更大，离子半径更小，即r(Li＋)(6)F为Cl，ClO中Cl原子形成2个σ键，Cl原子孤电子对数为＝2，因此ClO的价层电子对数为2＋2＝4；ClO的空间构型为V形。
17．(15分)氯吡脲()属苯脲类细胞分裂素，可用作植物生长调节剂，广泛用于农业上促进果实肥大，提高产量，保鲜等。可用2,4-二氯吡啶与苯基脲反应合成氯吡脲：
(1)苯基脲分子中除H外，第一电离能最大的元素为 (填元素符号)，上述反应的反应类型是 。
(2)氯吡脲分子中，碳原子与氯原子形成的化学键为 (填化学键类型)σ键，氮原子的杂化轨道类型有 。
(3)氯吡脲能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。
①H2O分子中的H—O—H键角为105°，则NH3分子中的H—N—H键角 (填“＞”“＜”或“＝”)105°。
②(NH4)2CO3中，阴、阳离子的空间结构分别为 、 。
答案：(1)N 取代反应 (2)sp2－p sp2、sp3 (3)①＞ ②平面三角形 ③正四面体形
解析：(1)在苯基脲中含有C、H、O、N四种元素，除H外，C、O、N是同一周期元素，同一周期，原子序数越大，元素的第一电离能就越大，但由于N原子核外电子排布处于半充满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻的O元素，故第一电离能最大的元素是N元素；由2,4-二氯吡啶与苯基脲的反应可知，该反应为取代反应。
(2)在氯吡脲分子中，碳原子采用sp2杂化，Cl原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，C原子与氯原子的3p电子形成σ键，故氯吡脲分子中，碳原子与氯原子形成的化学键为sp2－p σ键；在氯吡脲分子中含有2种N原子，六元环上的N原子为sp2杂化，亚氨基的N原子采用sp3杂化，氮原子的杂化轨道类型有sp2、sp3。
(3)①H2O中的O原子采用sp3杂化，O原子上有2对孤电子对；NH3分子中的N原子采用sp3杂化，N原子上只有1对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用，孤电子对数越多，排斥作用越大，键角就越小，由于H2O分子中O原子上的孤电子对数多于NH3分子中N原子上的孤电子对数，导致H2O键角比NH3的键角小，H2O的键角是105°，所以NH3的键角大于105°。
②阴离子CO的中心C原子价层电子对数为3＋＝3，采取sp2杂化，无孤电子对，空间结构为平面三角形，阳离子NH的中心N原子价层电子对数为4＋＝4，采取sp3杂化，无孤电子对，空间结构为正四面体形。
18．(14分)Ⅰ.艾姆斯实验室已制造出包含钙、钾、铁和砷以及少量镍的CaK4As4新型化合物材料。回答下列问题：
(1)基态镍原子的外围电子排布式为 。
(2)在稀氨水介质中，Ni2＋与丁二酮肟(分子式为C4H8N2O2)反应可生成鲜红色沉淀，其分子结构如图所示，该结构中碳原子的杂化方式为 ；其中碳、氮、氧三种元素第一电离能由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)NCl3的立体构型为 ，其中心原子的杂化轨道类型为 。
Ⅱ.叠氮化合物是一类重要的化合物，其中氢叠氮酸(HN3)是一种弱酸，其分子结构可表示为H－N＝N≡N，肼(N2H4)被亚硝酸氧化时便可得到氢叠氮酸(HN3)，发生的反应为N2H4＋HNO2===2H2O＋HN3。HN3的酸性和醋酸相近，可微弱电离出H＋和N。试回答下列问题：
(4)下列有关说法正确的是 (填字母)。
A．HN3中含有5个σ键
B．HN3中的三个氮原子均采用sp2杂化
C．HN3、HNO2、H2O、N2H4都是极性分子
D．肼(N2H4)的沸点高达113.5 ℃，说明肼分子间可形成氢键
(5)叠氮酸根能与许多金属离子形成配合物，如SO4，根据价层电子对互斥模型判断SO的空间构型为 。
答案：(1)3d84s2 (2)sp3、sp2 N>O>C (3)三角锥形 sp3 (4)CD (5)正四面体形
解析：(1)镍的核电荷数为28，基态镍原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2，则外围电子排布式为3d84s2。
(2)从结构中可以看出，碳原子的价层电子对数分别为4(—CH3)和3()，则碳原子的杂化方式为sp3、sp2；其中碳、氮、氧三种元素的非金属性O＞N＞C，但由于N的最外层电子处于半满状态，其第一电离能比O大，所以第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
(3)NCl3的中心N原子的价层电子对数为4，有一对孤对电子，所以立体构型为三角锥形，其中心原子的杂化轨道类型为sp3。
(4)HN3的结构式为H－N＝N≡N，则其中含有3个σ键，A不正确；HN3中氮原子存在sp2、sp杂化，B不正确；HN3、HNO2、H2O、N2H4的分子结构都不对称，都是极性分子，C正确；肼(N2H4)的沸点比水还高，常温下呈液态，说明肼分子间可形成氢键，D正确。故选CD。
(5)SO的中心S原子，价层电子对数为4，发生sp3杂化，根据价层电子对互斥模型判断SO的空间构型为正四面体形。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
