章末质量检测（二） 分子结构与性质
（分值：100分）
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求）
1.（2024·邯郸高二检测）下列化学用语或图示表达正确的是（ ）
A.基态Cu2＋价层电子的轨道表示式：
B.基态Si原子的价层电子排布式：3s23p2
C.SO2的VSEPR模型：
D.HClO的电子式：H︰︰︰
2.（2024·西宁高二检测）下列说法正确的是（ ）
A.分子中只有极性键
B.CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
C.CO2分子中的化学键为极性键
D.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp2
3.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与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.NF3在CCl4中的溶解度比在水中的大
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
4.（2024·东莞高二检测）用价层电子对互斥模型（VSEPR）可以预测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是（ ）
A.SO2、CO2都是直线形的分子
B.H2O键角为120°，O3键角为180°
C.PCl3、NH3、GaCl3都是三角锥形的分子
D.AlCl3、SO3都是平面三角形的粒子
5.（2024·北京大兴区高二检测）下列粒子的VSEPR模型为四面体形且空间结构为V形的是（ ）
A.SO2 B.N
C.NO2 D.OF2
6.（2024·济宁高二检测）下列每组分子的中心原子杂化方式相同的是（ ）
A.XeF2、PCl5 B.C2H2、H2O2
C.BF3、NCl3 D.SO2、H2O
7.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.NH4CNO和CO（NH2）2中所含化学键类型完全相同
C.最低能量构型的CO（NH2）2中C和N都采取sp2杂化
D.元素的电负性：O＞N＞C＞H
8.（2024·沧州高二检测）某教授团队研究发现，稀土铈基低温耐硫脱硝催化剂的反应历程如图所示（“□”代表空位）。下列叙述错误的是（ ）
A.上述循环中S的化合价始终不变
B.上述循环中Ce、Ti形成的共价键数目都发生了变化
C.该历程的总反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D.NH3的VSEPR模型为四面体形
9.下列说法正确的是（ ）
A.N与H3O＋的中心原子的价层电子对数不相同
B.BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型不同
C.SO2和O3互为等电子体，故二者具有相同的化学性质
D.碘易溶于四氯化碳而不易溶于水，可用“相似相溶”规律解释
10.（2024·烟台高二检测）我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R代表）。经X射线衍射测得化合物R的晶体局部结构如图所示（已知是平面结构）。下列说法不正确的是（ ）
A.化合物R中存在极性键和非极性键
B.化合物R中存在氢键
C.H3O＋中氧原子采取sp2杂化，N中氮原子采取sp3杂化
D.阴离子中氮原子是sp2杂化
11.5-氨基四唑硝酸盐受热迅速生成以N2为主的环境友好型气体，并放出大量的热，是制造HTPB火箭推进剂的重要原料。该盐结构简式如图，其中五元环为平面结构，下列说法正确的是（ ）
A.阴离子的空间结构为三角锥形
B.该化合物难溶于水
C.该化合物中五元环上的5个原子的杂化方式不同
D.该化合物存在类似于苯分子的大π键，化学性质比较稳定
12.（2024·烟台高二检测）A、B、C、D、E、F、G、H均为18电子分子。A和E为双原子分子，E为浅黄绿色气体；C和F为四原子分子，F的水溶液常用于医用消毒；B有臭鸡蛋气味；D与甲烷分子结构相同：G为火箭推进器常用燃料；H为烃。下列判断错误的是（ ）
A.B分子中的化学键为sp3-s σ键，有轴对称性，可以旋转
B.F和H中均含有极性键和非极性键，但是前者为极性分子，后者为非极性分子
C.G可以和氢离子结合形成阳离子，反应前后中心原子杂化方式不变
D.C分子中原子序数较大的元素可形成正四面体形结构的单质分子，键角为109°28'
13.路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）分离手性酒石酸盐实验（1848年）被评为十大最美实验之首，左旋和右旋酒石酸铵钠盐的结构简式分别为、。酒石酸的制备方法之一是乙二醛与氢氰酸（HCN）反应再酸性水解：OHC—CHO＋HCN。下列说法正确的是（ ）
A.左旋和右旋酒石酸铵钠盐中含有的化学键类型不同
B.氢氰酸溶液所含元素中第一电离能最大的是O
C.一个酒石酸（）分子中含有2个手性碳原子
D.乙二醛（OHC—CHO）分子中σ键和π键的数目之比为3∶2
14.（2024·海口高二检测）下列对有关事实的解释正确的是（ ）
事实 解释
A 某些金属盐灼烧呈现不同焰色 电子从高能轨道跃迁至低能轨道时释放光的波长不同
B H2O与NH3分子的空间结构不同 二者中心原子杂化轨道类型不同
C HF的沸点比HCl高 H—F比H—Cl的键能大
D O3在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度 O3和CCl4均为非极性分子
15.（2024·沧州高二检测）下列说法错误的是（ ）
A.甲基碳正离子（H3C＋）的空间结构为三角锥形
B.H3C＋和H3C－中C原子杂化方式不同
C.乙二醇分子间可形成氢键
D.1个（乙酰胆碱）分子中有8个sp3杂化的原子
二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16.（10分）回答下列问题。
（1）CS2是一种常用的溶剂，CS2的分子中存在 个σ键。在H—S、H—Cl两种共价键中，键的极性较强的是 ，键长较长的是 。
（2）SO2与CO2分子的空间结构分别是 和 ，相同条件下二者在水中的溶解度较大的是 （写分子式），理由是 。
（3）醋酸的球棍模型如图甲所示。
①在醋酸中，碳原子的杂化轨道类型有 。
②Cu的水合醋酸盐晶体局部结构如图乙所示，该晶体中含有的化学键有 （填字母）。
A.极性键 B.非极性键
C.π键 D.氢键
17.（11分）（2024·深圳高二检测）氨基乙酸铜被广泛应用于染料、涂料、塑料和电池等领域，其化学式为（H2N—CH2—COO）2Cu，结构如图所示。
（1）基态Cu原子的电子排布式为 ，Cu位于元素周期表中 （填“s”“p”“d”“ds”或“f”）区。
（2）氨基乙酸铜中碳原子的杂化方式有 、 ，该分子中有 个π键。
（3）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用＋表示，与之相反的用－表示，称为电子的自旋磁量子数。对于基态C原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为 。
（4）N原子的第一电离能比O原子的 （填“大”或“小”），其原因是 。
（5）氨基乙酸铜可由碳酸铜、氯乙酸、乙二胺等制得，碳酸铜中C的VSEPR模型名称为 ，氯乙酸的酸性大于乙酸的原因是 。
18.（10分）按要求回答下列问题：
（1）1 mol CO2分子中含有 NA的π键，其中碳原子的杂化类型是 ，CO2分子的价层电子对互斥模型（VSEPR模型）是 。
（2）HF分子中含有的化学键是 （填字母）。
A.非极性共价键 B.极性共价键
C.s-p σ键 D.p-p σ键
（3）已知磷酸的结构式为，P原子的价层电子排布式是 ，在磷酸分子中P原子的价层电子对数是 ，杂化轨道类型为 ，P的空间结构是 。
（4）分子中的大π键可用表示，其中m表示形成大π键的原子个数，n表示参与形成大π键的电子个数，吡啶（）类似于苯，则吡啶中的大π键表示为 。
19.（12分）（2024·锦州高二检测）卤素单质及其化合物在生产、生活、化工、医药、材料等领域中有着非常广泛的应用。回答下列问题：
（1）基态Br原子的价层电子轨道表示式为 。
（2）下列现象中，不能用“相似相溶”规律解释的是 （填字母）。
A.HCl易溶于H2O
B.Cl2易溶于NaOH溶液
C.Br2易溶于CCl4
D.I2易溶于CS2
（3）卤族元素除F元素外，Cl、Br、I均可形成多种含氧酸根离子，①Cl、②Br、③I中键角最大的是 （填序号）。
（4）光气（COCl2）在有机合成中常作氯化剂，分子中所有原子均满足最外层8电子稳定结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为 。
（5）请在如图含溴有机物的结构简式中，用星号（*）标出含有的手性碳原子。
（6）已知：羧酸的酸性可用pKa（pKa＝－lg Ka）的数值来衡量。室温下，pKa（CF3COOH）＝0.23；pKa（CCl3COOH）＝0.65，依据数据分析，酸性：CF3COOH （填“＞”“＜”或“＝”）CCl3COOH，请从键的极性角度解释原因： 。
20.（12分）X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的2p轨道为半充满状态，Y、Z位于同主族，常温下，Z的单质为淡黄色固体，Z和R相邻，R、W的原子序数之和为44。请用相关知识回答下列问题：
（1）W在元素周期表中的位置为 ，其基态原子中成对电子数与未成对电子数之比为 。
（2）X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 （用元素符号表示）。
（3）X的最简单氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式为 ，产物的阴、阳离子的空间结构分别为 、 。
（4）最简单氢化物的键角：Y （填“＞”或“＜”）Z，原因是 。
（5）H、C、O三种元素可以组成很多种物质。
①CH3OH、CH4、H2O2、O3、CO2中属于非极性分子的有 （填化学式）。
②的沸点 （填“大于”“小于”或“等于”）的沸点。
章末质量检测（二） 分子结构与性质
1.B 铜为29号元素，铜原子失去2个电子形成铜离子，则基态Cu2＋价层电子的轨道表示式：
A错误； 硅为14号元素，基态Si原子的价层电子排布式：3s23p2，B正确；SO2中心原子S原子的价层电子对数为2＋＝3，孤电子对数为1，采用sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，C错误；HClO的电子式：H︰︰︰，D错误。
2.C 同种元素的原子间形成的共价键是非极性键，即CC是非极性键，A错误；在CH4分子中含有C—H极性共价键，由于该分子中各个共价键空间排列对称，是正四面体形的分子，正、负电中心重合，所以该分子是非极性分子，B错误；二氧化碳结构为OCO，含有的化学键为极性键，C正确；CH4分子中碳原子形成的都是σ键，碳原子的杂化类型是sp3杂化，而CO2分子中碳原子与两个氧原子分别形成了两个共价键，一个σ键、一个π键，碳原子的杂化类型是sp杂化，D错误。
3.B NF3分子中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形，故NF3的结构类似NH3，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；NF3为极性分子，CCl4为非极性分子，H2O分子为极性分子，且NF3能与H2O分子形成氢键，NF3在水中的溶解度大于在CCl4中的溶解度，C错误。
4.D 二氧化硫分子中心原子的价层电子对数为3且含有1个孤电子对，所以二氧化硫为V形结构，CO2分子中C原子的价层电子对数为2＋＝2，不含孤电子对，所以CO2分子是直线形结构， A错误；H2O分子中中心O原子的价层电子对数为2＋＝4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2个孤电子对，所以H2O分子是V形分子，键角不是120°，O3中价层电子对数为3且含有1个孤电子对，所以为V形结构，键角不是180°，B错误；PCl3、NH3分子的中心原子的价层电子对数为4且含有1个孤电子对，都是三角锥形的分子；GaCl3分子中心原子的价层电子对数为3且不含孤电子对，为平面三角形结构，C错误；AlCl3、SO3分子中心原子的价层电子对数为3且不含孤电子对，都是平面三角形的粒子，D正确。
5.D SO2分子中S原子的价层电子对数为2＋＝3，VSEPR模型为平面三角形，含有1个孤电子对，其空间结构为V形；N中N原子的价层电子对数为4＋＝4，无孤电子对，其VSEPR模型和空间结构均为正四面体形；NO2分子中N原子的价层电子对数为2＋＝2.5，含有1个孤电子，1个孤电子需要占据1条轨道，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形；OF2分子中O原子的价层电子对数为2＋＝4，含有2个孤电子对，VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，D符合题意。
6.A XeF2分子中心原子属于sp3d杂化，PCl5分子中心原子属于sp3d杂化，A符合题意；C2H2分子中心原子属于sp杂化，H2O2分子中心原子属于sp3杂化，B不符合题意；BF3分子中心原子属于sp2杂化，NCl3分子中心原子属于sp3杂化，C不符合题意；SO2分子中心原子属于sp2杂化，H2O分子中心原子属于sp3杂化，D不符合题意。
7.B CO（NH2）2为极性分子，与水分子间能形成氢键，所以其易溶于水，A正确；NH4CNO为离子化合物，含有离子键，CO（NH2）2为共价化合物，分子中不含有离子键，B错误；尿素[CO（NH2）2]最低能量构型的分子所有原子共平面，则表明N原子的最外层孤电子对没有参与杂化，最低能量构型的CO（NH2）2中C和N的价层电子对数都为3，都采取sp2杂化，C正确；元素的非金属性：O＞N＞C＞H，则电负性：O＞N＞C＞H，D正确。
8.C 由题图可知，题述循环中S原子都形成4个共价键，所以S的化合价始终不变，A正确；上述循环中“□”代表空位，故Ce、Ti形成的共价键数目都发生了变化，B正确；该历程的总反应为4NH3＋4NO＋O24N2＋6H2O，氮气一部分是氧化产物，一部分是还原产物，部分水是还原产物，氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，C错误；NH3分子的中心原子有3个σ键，1个孤电子对，价层电子对数为4，分子的VSEPR模型为四面体形，D正确。
9.D N中中心原子N的孤电子对数为＝0、价层电子对数为0＋4＝4，H3O＋中中心原子O的孤电子对数为＝1，价层电子对数为1＋3＝4，A不选；BF3中中心原子B上没有孤电子对、价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化，苯分子中碳原子上无孤电子对，价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化，B不选；SO2和O3互为等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但二者化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭氧具有氧化性，C不选；碘单质为非极性分子，四氯化碳也为非极性分子，水为极性分子，故根据“相似相溶”规律，碘易溶于四氯化碳而不易溶于水，D选。
10.C 化合物R中存在N—H极性共价键，N—N非极性共价键，A项正确；化合物R中含有O和N元素，存在氢键，B项正确；H3O＋中中心原子氧原子的价层电子对数为3＋1＝4，采取sp3杂化，N中N原子的价层电子对数为4＋0＝4，采取sp3杂化，C项错误；从题图中结构可知每个N形成两个N—N，是利用px、py轨道形成的σ键，5个N上pz轨道共有5个电子，加上的一个负电荷，共6个电子占据5个轨道形成大π键，则中氮原子是sp2杂化，D项正确。
11.D 硝酸根离子中，价层电子对数为3，孤电子对数为（5＋1－3×2）＝0，因此其空间结构为平面三角形，A错误；硝酸盐易溶于水，B错误；该化合物存在类似于苯分子的大π键，化学性质比较稳定，该化合物五元环上的C、N原子均为sp2杂化，C错误，D正确。
12.D A、B、C、D、E、F、G、H均为18电子分子。A和E为双原子分子，E为浅黄绿色气体，E为F2，则A为HCl；C和F为四原子分子，F的水溶液常用于医用消毒，F为H2O2，则C为PH3；B有臭鸡蛋味，为H2S；D与甲烷分子结构相同，为SiH4；G为火箭推进器常用燃料，为N2H4；H为烃，为C2H6。B为H2S，与水为等电子体，分子中的化学键为sp3-s σ键，有轴对称性，可以旋转，A正确；F为H2O2、H为C2H6，均含有极性键和非极性键，但是前者为极性分子，后者为非极性分子，B正确；N2H4可以和氢离子结合形成阳离子，反应前后中心原子杂化方式不变，均为sp3，C正确；C分子即PH3分子中，原子序数较大的元素可形成正四面体形结构的单质分子P4，键角为60°，D错误。
13.C 左旋和右旋酒石酸铵钠盐中都是含有共价键和离子键，A错误；氢氰酸溶液中所含的元素有H、N、C、O，其中N原子的价层电子排布式为2s22p3，为半充满的稳定结构，其第一电离能大于O，故第一电离能最大的是N，B错误；酒石酸（）中标有“*”的碳原子为手性碳原子，一共有2个手性碳原子，C正确；1个乙二醛（OHC—CHO）分子中，σ键为5个，π键为2个，则σ键和π键的数目之比为5∶2，D错误。
14.A 金属的焰色试验是金属在加热时电子由低能轨道跃迁到高能轨道后，又从高能轨道向低能轨道跃迁，释放出不同波长的光，A正确；H2O与NH3分子的空间结构不同，但是二者中心原子杂化轨道类型都是sp3杂化，B错误；HF的沸点比HCl高是因为HF分子间形成氢键，C错误；O3分子的结构为V形，且O3分子中正电中心和负电中心不重合，O3是极性分子，且极性微弱，CCl4是非极性分子，O3在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度，D错误。
15.A 甲基碳正离子（H3C＋）中心原子价层电子对数为3＋（4－1－3×1）＝3，且没有孤电子对，则空间结构为平面正三角形，A错误；H3C＋中C原子采用sp2杂化，H3C－中C原子价层电子对数为3＋＝4，有1个孤电子对，C原子采用sp3杂化，B正确；乙二醇含有羟基，分子间可形成氢键，C正确；中除羰基中的C、O原子外，其余C、N、O原子均为sp3杂化，故sp3杂化的原子有8个，D正确。
16.（1）2 H—Cl H—S （2）V形 直线形 SO2 CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”规律，SO2在水中的溶解度较大 （3）①sp3、sp2 ②ABC
解析：（1）CS2的结构式为SCS，分子中存在2个σ键，2个π键。电负性：Cl＞S，则H—S、H—Cl中键的极性较强的是H—Cl，原子半径：S＞Cl，则键长：H—S＞H—Cl。（2）SO2分子的中心原子的价层电子对数＝2＋（6－2×2）＝3，分子的空间结构为V形，属于极性分子，易溶于水，CO2分子的中心原子的价层电子对数＝2＋（4－2×2）＝2，分子的空间结构为直线形，属于非极性分子，在水中的溶解度小于SO2在水中的溶解度。（3）①醋酸的结构式为，C原子的杂化方式为sp3、sp2。②由图乙中醋酸盐的结构可知，该晶体中存在的化学键有极性键（C—H、C—O）、非极性键（C—C）、π键（CO），氢键不属于化学键。
17.（1）1s22s22p63s23p63d104s1（或[Ar]3d104s1） ds
（2）sp3 sp2 2 （3）＋1或者－1
（4）大 N原子2p轨道上的电子处于半充满状态，较稳定，比O原子难失去电子
（5）平面三角形 Cl是吸电子基团，使羧基中羟基的极性变大，更容易电离出H＋
解析：（1）基态Cu原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，其价层电子排布式为3d104s1，Cu元素位于ds区。（2）亚甲基上C周围有4个σ键，采取sp3杂化，—COO—上C周围有3个σ键，采取sp2杂化，CO由1个σ键和1个π键组成，该分子中有2个π键。（3）基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p2，其价层电子中2p轨道上有2个电子未成对，自旋磁量子数的代数和为＋1或者－1。（4）O原子的价层电子排布式为2s22p4，N原子的价层电子排布式为2s22p3，N原子的2p轨道半充满，比
较稳定，氮原子比氧原子难以失去电子，故氮元素的第一电离能大于氧元素的。（5）C中心C原子的价层电子对数为3＋＝3，VSEPR模型名称为平面三角形；氯乙酸的酸性大于乙酸的原因是：Cl是吸电子基团，使羧基中羟基的极性变大，更容易电离出H＋。
18.（1）2 sp 直线形 （2）BC （3）3s23p3 4 sp3
正四面体形 （4）
解析：（1）CO2的结构式为OCO，1个双键含有1个σ键和1个π键，所以1 mol CO2中含2 mol π 键；二氧化碳分子中C原子的价层电子对数＝2＋＝2且不含孤电子对，采用sp杂化，所以其价层电子对互斥模型为直线形。（2）不同种元素之间形成的共价键是极性共价键；H原子提供的未成对电子1s的原子轨道与F原子提供的未成对电子2p原子轨道重叠形成 s-p σ键，选B、C。（3）P是15号元素，P原子的价层电子排布式是3s23p3；根据磷酸的结构式， 磷原子形成σ键的个数为4，无孤电子对，磷酸分子中P原子的价层电子对数是4，杂化轨道类型为sp3；P中P原子的价层电子对数＝4＋（5＋3－4×2）＝4，空间结构为正四面体形。（4）中的碳和氮原子采用sp2杂化，各有一个垂直杂化轨道平面的p轨道填充1个电子，参与形成大π键，由此可知形成的大π键的电子数为6，而形成大π键的原子数为6，该分子中的大π键表示为。
19.（1） （2）B （3）② （4）3∶1
（5） （6）＞ F的电负性比Cl大，F—C的极性大于Cl—C的极性，导致F3C—的极性大于Cl3C—的极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子
解析：（1）Br元素位于第四周期第ⅦA族，其基态原子价层电子轨道表示式为。（2）A项，HCl为极性分子，H2O为极性分子，故HCl易溶于H2O符合“相似相溶”规律；B项，Cl2易溶于NaOH溶液是因为氯气和氢氧化钠溶液反应，不能用“相似相溶”规律解释；C项，Br2为非极性分子，CCl4为非极性分子，Br2易溶于CCl4，符合“相似相溶”规律；D项，I2为非极性分子，CS2为非极性分子，I2易溶于CS2，符合“相似相溶”规律。（3）孤电子对之间的排斥作用＞孤电子对和成键电子对的排斥作用＞成键电子对之
间的排斥作用，孤电子对数越多键角越小，Cl的孤电子对数为×（7＋1－2×2）＝2、I的孤电子对数为×（7＋1－3×2）＝1、Br的孤电子对数为×（7＋1－4×2）＝0，故键角：Cl＜I＜Br，键角最大的为②。（4）COCl2分子中有1个CO和2个C—Cl，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3∶1。（5）手性碳原子为连有4个不同的原子或原子团的碳原子，故为。（6）F的电负性比Cl大，F—C的极性大于Cl—C的极性，导致F3C—的极性大于Cl3C—的极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，故CF3COOH的酸性大于CCl3COOH。
20.（1）第四周期第Ⅷ族 8∶1 （2）N＞O＞S
（3）NH3＋HNO3NH4NO3 平面三角形 正四面体形 （4）＞ O的电负性强于S，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的斥力越大，键角越大 （5）①CH4、CO2
②小于
解析：X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的2p轨道为半充满状态，则X为N；Y、Z位于同主族，常温下，Z的单质为淡黄色固体，Z为S，Y为O；Z和R相邻，R为Cl；R、W的原子序数之和为44，则W为Co。（1）Co为27号元素，位于第四周期第Ⅷ族，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，成对电子数为24，未成对电子数为3，故基态原子中成对电子数与未成对电子数之比为8∶1。（2）一般元素的非金属性越强，第一电离能越大，但是N原子3p能级上电子排布为2p3，较稳定，不易失电子，故其第一电离能大于O，故第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S。（3）NH3和HNO3反应的化学方程式为NH3＋HNO3NH4NO3，阴离子N中心N原子的价层电子对数为3＋＝3，空间结构为平面三角形，阳离子N中心N原子的价层电子对数为4＋＝4，空间结构为正四面体形。（4）O的电负性强于S，中心原子的电负性越大，成键电子对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对之间的斥力越大，键角越大，故键角：H2O＞H2S。（5）①甲醇、过氧化氢和臭氧的分子结构不对称，属于极性分子，甲烷和二氧化碳的分子结构对称，属于非极性分子；②邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲酸的分子间作用力小于对羟基苯甲酸，其沸点小于对羟基苯甲酸。
6 / 6(共60张PPT)
章末质量检测（二）分子结构与性质
（分值：100分）
一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个
选项符合题目要求）
1. （2024·邯郸高二检测）下列化学用语或图示表达正确的是（ ）
A. 基态Cu2＋价层电子的轨道表示式：
B. 基态Si原子的价层电子排布式：3s23p2
C. SO2的VSEPR模型：
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解析： 铜为29号元素，铜原子失去2个电子形成铜离子，则基
态Cu2＋价层电子的轨道表示式： A错误； 硅为14
号元素，基态Si原子的价层电子排布式：3s23p2，B正确；SO2中心
原子S原子的价层电子对数为2＋ ＝3，孤电子对数为1，采用
sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，C错误；HClO的电子式：H
︰ ︰ ︰，D错误。
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2. （2024·西宁高二检测）下列说法正确的是（ ）
A. 分子中只有极性键
B. CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
C. CO2分子中的化学键为极性键
D. CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp2
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解析： 同种元素的原子间形成的共价键是非极性键，即C
C是非极性键，A错误；在CH4分子中含有C—H极性共价键，由于
该分子中各个共价键空间排列对称，是正四面体形的分子，正、负
电中心重合，所以该分子是非极性分子，B错误；二氧化碳结构为
O C O，含有的化学键为极性键，C正确；CH4分子中碳原
子形成的都是σ键，碳原子的杂化类型是sp3杂化，而CO2分子中碳
原子与两个氧原子分别形成了两个共价键，一个σ键、一个π键，碳
原子的杂化类型是sp杂化，D错误。
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3. 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与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. NF3在CCl4中的溶解度比在水中的大
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
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解析： NF3分子中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形，故NF3的
结构类似NH3，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；NF3为极性分子，CCl4为非极
性分子，H2O分子为极性分子，且NF3能与H2O分子形成氢键，NF3
在水中的溶解度大于在CCl4中的溶解度，C错误。
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4. （2024·东莞高二检测）用价层电子对互斥模型（VSEPR）可以预
测许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列
判断正确的是（ ）
A. SO2、CO2都是直线形的分子
B. H2O键角为120°，O3键角为180°
C. PCl3、NH3、GaCl3都是三角锥形的分子
D. AlCl3、SO3都是平面三角形的粒子
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解析： 二氧化硫分子中心原子的价层电子对数为3且含有1个孤
电子对，所以二氧化硫为V形结构，CO2分子中C原子的价层电子
对数为2＋ ＝2，不含孤电子对，所以CO2分子是直线形结
构， A错误；H2O分子中中心O原子的价层电子对数为2＋ ＝
4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2个孤电子对，所以H2O分子
是V形分子，键角不是120°，O3中价层电子对数为3且含有1个孤
电子对，所以为V形结构，键角不是180°，B错误；PCl3、NH3分
子的中心原子的价层电子对数为4且含有1个孤电子对，都是三角锥
形的分子；GaCl3分子中心原子的价层电子对数为3且不含孤电子对，为平面三角形结构，C错误；AlCl3、SO3分子中心原子的价层电子对数为3且不含孤电子对，都是平面三角形的粒子，D正确。
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5. （2024·北京大兴区高二检测）下列粒子的VSEPR模型为四面体形
且空间结构为V形的是（ ）
A. SO2 C. NO2 D. OF2
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解析： SO2分子中S原子的价层电子对数为2＋ ＝3，
VSEPR模型为平面三角形，含有1个孤电子对，其空间结构为V
形；N 中N原子的价层电子对数为4＋ ＝4，无孤电子对，
其VSEPR模型和空间结构均为正四面体形；NO2分子中N原子的价
层电子对数为2＋ ＝2.5，含有1个孤电子，1个孤电子需要占
据1条轨道，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形；OF2分子
中O原子的价层电子对数为2＋ ＝4，含有2个孤电子对，
VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形，D符合题意。
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6. （2024·济宁高二检测）下列每组分子的中心原子杂化方式相同的
是（ ）
A. XeF2、PCl5 B. C2H2、H2O2
C. BF3、NCl3 D. SO2、H2O
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解析： XeF2分子中心原子属于sp3d杂化，PCl5分子中心原子
属于sp3d杂化，A符合题意；C2H2分子中心原子属于sp杂化，
H2O2分子中心原子属于sp3杂化，B不符合题意；BF3分子中心
原子属于sp2杂化，NCl3分子中心原子属于sp3杂化，C不符合题
意；SO2分子中心原子属于sp2杂化，H2O分子中心原子属于sp3
杂化，D不符合题意。
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7. 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. NH4CNO和CO（NH2）2中所含化学键类型完全相同
C. 最低能量构型的CO（NH2）2中C和N都采取sp2杂化
D. 元素的电负性：O＞N＞C＞H
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解析： CO（NH2）2为极性分子，与水分子间能形成氢键，所
以其易溶于水，A正确；NH4CNO为离子化合物，含有离子键，CO
（NH2）2为共价化合物，分子中不含有离子键，B错误；尿素[CO
（NH2）2]最低能量构型的分子所有原子共平面，则表明N原子的
最外层孤电子对没有参与杂化，最低能量构型的CO（NH2）2中C
和N的价层电子对数都为3，都采取sp2杂化，C正确；元素的非金
属性：O＞N＞C＞H，则电负性：O＞N＞C＞H，D正确。
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8. （2024·沧州高二检测）某教授团队研究发现，稀土铈基低温耐硫
脱硝催化剂的反应历程如图所示（“□”代表空位）。下列叙述错
误的是（ ）
A. 上述循环中S的化合价始终不变
B. 上述循环中Ce、Ti形成的共价键数目都发生了变化
C. 该历程的总反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶1
D. NH3的VSEPR模型为四面体形
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解析： 由题图可知，题述循环中S原子都形成4个共价键，
所以S的化合价始终不变，A正确；上述循环中“□”代表空
位，故Ce、Ti形成的共价键数目都发生了变化，B正确；该历
程的总反应为4NH3＋4NO＋O2 4N2＋6H2O，氮气一
部分是氧化产物，一部分是还原产物，部分水是还原产物，氧
化产物与还原产物的物质的量之比为1∶2，C错误；NH3分子的
中心原子有3个σ键，1个孤电子对，价层电子对数为4，分子的
VSEPR模型为四面体形，D正确。
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9. 下列说法正确的是（ ）
B. BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型不同
C. SO2和O3互为等电子体，故二者具有相同的化学性质
D. 碘易溶于四氯化碳而不易溶于水，可用“相似相溶”规律解释
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解析： N 中中心原子N的孤电子对数为 ＝0、价层
电子对数为0＋4＝4，H3O＋中中心原子O的孤电子对数为
＝1，价层电子对数为1＋3＝4，A不选；BF3中中心原子B上没有孤
电子对、价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化，苯分子中碳原子
上无孤电子对，价层电子对数为0＋3＝3，属于sp2杂化，B不选；
SO2和O3互为等电子体，价电子数都为18，具有相似的结构，但二
者化学性质不同，二氧化硫以还原性为主，而臭氧具有氧化性，C
不选；碘单质为非极性分子，四氯化碳也为非极性分子，水为极性分子，故根据“相似相溶”规律，碘易溶于四氯化碳而不易溶于水，D选。
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10. （2024·烟台高二检测）我国科学家成功合成了世界上首个五氮阴
离子盐（N5）6（H3O）3（NH4）4Cl（用R代表）。经X射线衍射
测得化合物R的晶体局部结构如图所示（已知 是平面结构）。
下列说法不正确的是（ ）
A. 化合物R中存在极性键和非极性键
B. 化合物R中存在氢键
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解析： 化合物R中存在N—H极性共价键，N—N非极性共价
键，A项正确；化合物R中含有O和N元素，存在氢键，B项正确；
H3O＋中中心原子氧原子的价层电子对数为3＋1＝4，采取sp3杂
化，N 中N原子的价层电子对数为4＋0＝4，采取sp3杂化，C
项错误；从题图中结构可知每个N形成两个N—N，是利用p x 、p y
轨道形成的σ键，5个N上p z 轨道共有5个电子，加上 的一个负
电荷，共6个电子占据5个轨道形成大π键，则 中氮原子是sp2杂
化，D项正确。
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11. 5-氨基四唑硝酸盐受热迅速生成以N2为主的环境友好型气体，并
放出大量的热，是制造HTPB火箭推进剂的重要原料。该盐结构简
式如图，其中五元环为平面结构，下列说法正确的是（ ）
A. 阴离子的空间结构为三角锥形
B. 该化合物难溶于水
C. 该化合物中五元环上的5个原子的杂化方式不同
D. 该化合物存在类似于苯分子的大π键，化学性质
比较稳定
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解析： 硝酸根离子中，价层电子对数为3，孤电子对数为 （5
＋1－3×2）＝0，因此其空间结构为平面三角形，A错误；硝酸盐
易溶于水，B错误；该化合物存在类似于苯分子的大π键，化学性
质比较稳定，该化合物五元环上的C、N原子均为sp2杂化，C错
误，D正确。
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12. （2024·烟台高二检测）A、B、C、D、E、F、G、H均为18电子分子。A和E为双原子分子，E为浅黄绿色气体；C和F为四原子分子，F的水溶液常用于医用消毒；B有臭鸡蛋气味；D与甲烷分子结构相同：G为火箭推进器常用燃料；H为烃。下列判断错误的是（ ）
A. B分子中的化学键为sp3-s σ键，有轴对称性，可以旋转
B. F和H中均含有极性键和非极性键，但是前者为极性分子，后者为
非极性分子
C. G可以和氢离子结合形成阳离子，反应前后中心原子杂化方式不变
D. C分子中原子序数较大的元素可形成正四面体形结构的单质分子，
键角为109°28'
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解析： A、B、C、D、E、F、G、H均为18电子分子。A和E为
双原子分子，E为浅黄绿色气体，E为F2，则A为HCl；C和F为四
原子分子，F的水溶液常用于医用消毒，F为H2O2，则C为PH3；B
有臭鸡蛋味，为H2S；D与甲烷分子结构相同，为SiH4；G为火箭
推进器常用燃料，为N2H4；H为烃，为C2H6。B为H2S，与水为等
电子体，分子中的化学键为sp3-s σ键，有轴对称性，可以旋转，A
正确；F为H2O2、H为C2H6，均含有极性键和非极性键，但是前者
为极性分子，后者为非极性分子，B正确；N2H4可以和氢离子结合形成阳离子，反应前后中心原子杂化方式不变，均为sp3，C正确；C分子即PH3分子中，原子序数较大的元素可形成正四面体形结构的单质分子P4，键角为60°，D错误。
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13. 路易斯·巴斯德（Louis Pasteur）分离手性酒石酸盐实验（1848
年）被评为十大最美实验之首，左旋和右旋酒石酸铵钠盐的结构
简式分别为 、 。酒石酸的制备
方法之一是乙二醛与氢氰酸（HCN）反应再酸性水解：OHC—
CHO＋HCN 。下列说法正确的是（ ）
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A. 左旋和右旋酒石酸铵钠盐中含有的化学键类型不同
B. 氢氰酸溶液所含元素中第一电离能最大的是O
C. 一个酒石酸（ ）分子中含有2个手性碳原子
D. 乙二醛（OHC—CHO）分子中σ键和π键的数目之比为3∶2
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解析： 左旋和右旋酒石酸铵钠盐中都是含有共价键和离子
键，A错误；氢氰酸溶液中所含的元素有H、N、C、O，其中N原
子的价层电子排布式为2s22p3，为半充满的稳定结构，其第一电
离能大于O，故第一电离能最大的是N，B错误；酒石酸
（ ）中标有“*”的碳原子为手性碳原子，一共有2个手
性碳原子，C正确；1个乙二醛（OHC—CHO）分子中，σ键为5
个，π键为2个，则σ键和π键的数目之比为5∶2，D错误。
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14. （2024·海口高二检测）下列对有关事实的解释正确的是（ ）
事实 解释
A 某些金属盐灼烧呈现不同焰色 电子从高能轨道跃迁至低能轨道
时释放光的波长不同
B H2O与NH3分子的空间结构不同 二者中心原子杂化轨道类型不同
C HF的沸点比HCl高 H—F比H—Cl的键能大
D O3在CCl4中的溶解度大于在水
中的溶解度 O3和CCl4均为非极性分子
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解析： 金属的焰色试验是金属在加热时电子由低能轨道跃
迁到高能轨道后，又从高能轨道向低能轨道跃迁，释放出不同
波长的光，A正确；H2O与NH3分子的空间结构不同，但是二
者中心原子杂化轨道类型都是sp3杂化，B错误；HF的沸点比
HCl高是因为HF分子间形成氢键，C错误；O3分子的结构为V
形，且O3分子中正电中心和负电中心不重合，O3是极性分子，
且极性微弱，CCl4是非极性分子，O3在CCl4中的溶解度高于在
水中的溶解度，D错误。
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15. （2024·沧州高二检测）下列说法错误的是（ ）
A. 甲基碳正离子（H3C＋）的空间结构为三角锥形
B. H3C＋和H3C－中C原子杂化方式不同
C. 乙二醇分子间可形成氢键
D. 1个 （乙酰胆碱）分子中有8个sp3杂化的原子
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解析： 甲基碳正离子（H3C＋）中心原子价层电子对数为3＋
（4－1－3×1）＝3，且没有孤电子对，则空间结构为平面正三角
形，A错误；H3C＋中C原子采用sp2杂化，H3C－中C原子价层电子
对数为3＋ ＝4，有1个孤电子对，C原子采用sp3杂化，B
正确；乙二醇含有羟基，分子间可形成氢键，C正
确； 中除羰基中的C、O原子外，其余C、N、O原
子均为sp3杂化，故sp3杂化的原子有8个，D正确。
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二、非选择题（本题共5小题，共55分）
16. （10分）回答下列问题。
（1）CS2是一种常用的溶剂，CS2的分子中存在 个σ键。在H—
S、H—Cl两种共价键中，键的极性较强的是 ，键长
较长的是 。
2
H—Cl
H—S
解析：CS2的结构式为S C S，分子中存在2个σ键，2个π键。电负性：Cl＞S，则H—S、H—Cl中键的极性较强的是H—Cl，原子半径：S＞Cl，则键长：H—S＞H—Cl。
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解析：SO2分子的中心原子的价层电子对数＝2＋ （6－2×2）＝3，分子的空间结构为V形，属于极性分子，易溶于水，CO2分子的中心原子的价层电子对数＝2＋ （4－2×2）＝2，分子的空间结构为直线形，属于非极性分子，在水中的溶解度小于SO2在水中的溶解度。
（2）SO2与CO2分子的空间结构分别是 和 ，相同条
件下二者在水中的溶解度较大的是 （写分子式），理
由是
。
V形
直线形
SO2
CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据
“相似相溶”规律，SO2在水中的溶解度较大
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（3）醋酸的球棍模型如图甲所示。
①在醋酸中，碳原子的杂化轨道类型有 。
②Cu的水合醋酸盐晶体局部结构如图乙所示，该晶体中含
有的化学键有 （填字母）。
sp3、sp2
A. 极性键 B. 非极性键
C. π键 D. 氢键
ABC
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解析： ①醋酸的结构式为 ，C原子的杂化方式为sp3、
sp2。②由图乙中醋酸盐的结构可知，该晶体中存在的化学键有极性键
（C—H、C—O）、非极性键（C—C）、π键（C O），氢键不属
于化学键。
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17. （11分）（2024·深圳高二检测）氨基乙酸铜被广泛应用于染料、
涂料、塑料和电池等领域，其化学式为（H2N—CH2—COO）
2Cu，结构如图所示。
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（1）基态Cu原子的电子排布式为
，Cu位于元素周期表中 （填
“s”“p”“d”“ds”或“f”）区。
解析：基态Cu原子的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1，其价层电子排布式为3d104s1，Cu元素位于ds区。
1s22s22p63s23p63d104s1（或
[Ar]3d104s1）
ds
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（2）氨基乙酸铜中碳原子的杂化方式有 、 ，该分子中
有 个π键。
解析：亚甲基上C周围有4个σ键，采取sp3杂化，—COO—上C周围有3个σ键，采取sp2杂化，C O由1个σ键和1个π键组成，该分子中有2个π键。
sp3
sp2
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（3）原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态
用＋ 表示，与之相反的用－ 表示，称为电子的自旋磁量
子数。对于基态C原子，其价电子自旋磁量子数的代数和
为 。
解析：基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p2，其价层电子中2p轨道上有2个电子未成对，自旋磁量子数的代数和为＋1或者－1。
＋1或者－1
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（4）N原子的第一电离能比O原子的 （填“大”或
“小”），其原因是
。
解析：O原子的价层电子排布式为2s22p4，N原子的价层电子排布式为2s22p3，N原子的2p轨道半充满，比较稳定，氮原子比氧原子难以失去电子，故氮元素的第一电离能大于氧元素的。
大
N原子2p轨道上的电子处于半充满状
态，较稳定，比O原子难失去电子
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（5）氨基乙酸铜可由碳酸铜、氯乙酸、乙二胺等制得，碳酸铜中
C 的VSEPR模型名称为 ，氯乙酸的酸性大
于乙酸的原因是
。
解析：C 中心C原子的价层电子对数为3＋ ＝3，VSEPR模型名称为平面三角形；氯乙酸的酸性大于乙酸的原因是：Cl是吸电子基团，使羧基中羟基的极性变大，更容易电离出H＋。
平面三角形
Cl是吸电子基团，使羧基中羟基的极性变
大，更容易电离出H＋
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18. （10分）按要求回答下列问题：
（1）1 mol CO2分子中含有 NA的π键，其中碳原子的杂化类型
是 ，CO2分子的价层电子对互斥模型（VSEPR模型）
是 。
解析：CO2的结构式为O C O，1个双键含有1个σ键和1个π键，所以1 mol CO2中含2 mol π 键；二氧化碳分子中C原子的价层电子对数＝2＋ ＝2且不含孤电子对，采用sp杂化，所以其价层电子对互斥模型为直线形。
2
sp
直线形
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（2）HF分子中含有的化学键是 （填字母）。
A. 非极性共价键 B. 极性共价键
C. s-p σ键 D. p-p σ键
解析：不同种元素之间形成的共价键是极性共价键；H原子提供的未成对电子1s的原子轨道与F原子提供的未成对电子2p原子轨道重叠形成 s-p σ键，选B、C。
BC
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（3）已知磷酸的结构式为 ，P原子的价层电子排布
式是 ，在磷酸分子中P原子的价层电子对数是 ，杂
化轨道类型为 ，P 的空间结构是 。
3s23p3
4
sp3
正四面体形
解析：P是15号元素，P原子的价层电子排布式是3s23p3；根据磷酸的结构式， 磷原子形成σ键的个数为4，无孤电子对，磷酸分子中P原子的价层电子对数是4，杂化轨道类型为sp3；P 中P原子的价层电子对数＝4＋ （5＋3－4×2）＝4，空间结构为正四面体形。
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（4）分子中的大π键可用 表示，其中 m 表示形成大π键的原
子个数， n 表示参与形成大π键的电子个数，吡啶（ ）类
似于苯，则吡啶中的大π键表示为 。
解析： 中的碳和氮原子采用sp2杂化，各有一个垂直杂化轨道平面的p轨道填充1个电子，参与形成大π键，由此可知形成的大π键的电子数为6，而形成大π键的原子数为6，该分子中的大π键表示为 。
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19. （12分）（2024·锦州高二检测）卤素单质及其化合物在生产、生
活、化工、医药、材料等领域中有着非常广泛的应用。回答下列
问题：
（1）基态Br原子的价层电子轨道表示式为 。
解析：Br元素位于第四周期第ⅦA族，其基态原子价层电子轨道表示式为 。
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（2）下列现象中，不能用“相似相溶”规律解释的是 （填字
母）。
A. HCl易溶于H2O
B. Cl2易溶于NaOH溶液
C. Br2易溶于CCl4
D. I2易溶于CS2
B
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解析：A项，HCl为极性分子，H2O为极性分子，故HCl易溶于H2O符合“相似相溶”规律；B项，Cl2易溶于NaOH溶液是因为氯气和氢氧化钠溶液反应，不能用“相似相溶”规律解释；C项，Br2为非极性分子，CCl4为非极性分子，Br2易溶于CCl4，符合“相似相溶”规律；D项，I2为非极性分子，CS2为非极性分子，I2易溶于CS2，符合“相似相溶”规律。
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（3）卤族元素除F元素外，Cl、Br、I均可形成多种含氧酸根离子，①Cl 、②Br 、③I 中键角最大的是 （填序号）。
②
解析：孤电子对之间的排斥作用＞孤电子对和成键电子对的排斥作用＞成键电子对之间的排斥作用，孤电子对数越多键角越小，Cl 的孤电子对数为 ×（7＋1－2×2）＝2、I 的孤电子对数为 ×（7＋1－3×2）＝1、Br 的孤电子对数为 ×（7＋1－4×2）＝0，故键角：Cl ＜I ＜Br ，键角最大的为②。
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（4）光气（COCl2）在有机合成中常作氯化剂，分子中所有原子
均满足最外层8电子稳定结构，COCl2分子中σ键和π键的个
数比为 。
解析：COCl2分子中有1个C O和2个C—Cl，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3∶1。
3∶1
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（5）请在如图含溴有机物的结构简式中，用星号（*）标出含有
的手性碳原子。
答案：
解析：手性碳原子为连有4个不同的原子或
原子团的碳原子，故为 。
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（6）已知：羧酸的酸性可用p Ka（p Ka＝－lg Ka）的数值来衡量。
室温下，p Ka（CF3COOH）＝0.23；p Ka（CCl3COOH）＝0.65，依据数据分析，酸性：CF3COOH （填“＞”“＜”或“＝”）CCl3COOH，请从键的极性角度解
释原因：
。
＞
F的电负性比Cl大，F—C的极性大于Cl—C的极
性，导致F3C—的极性大于Cl3C—的极性，使得三氟乙酸的
羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子
解析：F的电负性比Cl大，F—C的极性大于Cl—C的极性，导致F3C—的极性大于Cl3C—的极性，使得三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子，故CF3COOH的酸性大于CCl3COOH。
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20. （12分）X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的前四周期元
素，X的2p轨道为半充满状态，Y、Z位于同主族，常温下，Z的
单质为淡黄色固体，Z和R相邻，R、W的原子序数之和为44。请
用相关知识回答下列问题：
（1）W在元素周期表中的位置为 ，其基态原
子中成对电子数与未成对电子数之比为 。
第四周期第Ⅷ族
8∶1
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解析：X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的前四周期元素，X的2p轨道为半充满状态，则X为N；Y、Z位于同主族，常温下，Z的单质为淡黄色固体，Z为S，Y为O；Z和R相邻，R为Cl；R、W的原子序数之和为44，则W为Co。
（1）Co为27号元素，位于第四周期第Ⅷ族，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，成对电子数为24，未成对电子数为3，故基态原子中成对电子数与未成对电子数之比为8∶1。
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（2）X、Y、Z三种元素的第一电离能由大到小的顺序是
（用元素符号表示）。
解析：一般元素的非金属性越强，第一电离能越大，但是N
原子3p能级上电子排布为2p3，较稳定，不易失电子，故其
第一电离能大于O，故第一电离能由大到小的顺序为N＞O
＞S。
N＞O＞
S
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（3）X的最简单氢化物与其最高价氧化物对应的水化物反应的化
学方程式为 ，产物的阴、阳离子
的空间结构分别为 、 。
NH3＋HNO3 NH4NO3
平面三角形
正四面体形
解析：NH3和HNO3反应的化学方程式为NH3＋HNO3
NH4NO3，阴离子N 中心N原子的价层电子对数为3＋ ＝3，空间结构为平面三角形，阳离子N 中心N
原子的价层电子对数为4＋ ＝4，空间结构为正四面
体形。
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（4）最简单氢化物的键角：Y （填“＞”或“＜”）Z，原因
是
。
＞
O的电负性强于S，中心原子的电负性越大，成键电子对
离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子对
之间的斥力越大，键角越大
解析：O的电负性强于S，中心原子的电负性越大，成键电子
对离中心原子越近，成键电子对之间的距离越小，成键电子
对之间的斥力越大，键角越大，故键角：H2O＞H2S。
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（5）H、C、O三种元素可以组成很多种物质。
①CH3OH、CH4、H2O2、O3、CO2中属于非极性分子的
有 （填化学式）。
② 的沸点 （填“大于”“小于”或
“等于”） 的沸点。
CH4、CO2
小于
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2
3
4
5
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解析：①甲醇、过氧化氢和臭氧的分子结构不对称，属于极
性分子，甲烷和二氧化碳的分子结构对称，属于非极性分
子；②邻羟基苯甲酸能形成分子内氢键，对羟基苯甲酸能形
成分子间氢键，所以邻羟基苯甲酸的分子间作用力小于对羟
基苯甲酸，其沸点小于对羟基苯甲酸。
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