分子结构与性质
分子结构与物质的性质
共价键的极性
下列物质中，含有极性共价键的是（ ）。
A. B. C. D.
中美学者携手发现了全硼富勒烯团簇——B40。B40团簇的结构，酷似中国的红灯笼(如图)。该材料可用于组装分子器件，在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重要应用前景。下列有关说法正确的是（ ）。
A. B40与石墨烯的结构相同，二者互为同素异形体
B. 43.2 g该物质含有2.408×1024个原子
C. B40中既含有极性键又含有非极性键
D. 全硼富勒烯团簇是一种新型的高分子材料
下列元素或化合物的性质变化顺序不正确的是（ ）。
A. 共价键的极性：
B. 元素的第一电离能：
C. 卤素单质的还原性：
D. 羧酸的酸性：
是一种无色无味的气体，结构式如图所示，可溶于水生成草酸：。下列说法正确的是（ ）。
A. 电负性大小：χ(C)＜χ(H)
B. 是非极性分子
C. 1 mol 中含有1 mol非极性共价键
D. 、和HOOCCOOH分子中碳原子的杂化方式均相同
下列叙述正确的是（ ）。
A. NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
B. CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C. H2O是极性分子，分子中O原子处在2个H原子所连成的直线的中央
D. CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中央
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）。
A. 46 g C2H5OH中含有极性键的数目为7NA
B. 1 mol N2H4中含有孤电子对数为5NA
C. 8.5 g 15NH3中含有的中子数为4NA
D. 标准状况下，22.4 L C2H4中含有电子数为12NA
臭氧(O3)能吸收紫外线，保护人类赖以生存的环境。O3分子的结构如图所示，呈V形，键角为116.5°，请回答：
（1）O3中的O-O键是________(填“非极性键”或“极性键”)，O3中O的杂化方式是________。
（2）分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则O3中的大π键应表示为____。
（3）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是____(填字母)。
A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2
（4）分子中某一原子上没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对，O3分子中有____个孤电子对。
（5）臭氧在水中的溶解度比在四氯化碳中的溶解度______（填“大”或“小”）。
真题链接
8.（2023·辽宁）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原子价电子排布式：3d10
D. 顺-2-丁烯的结构简式：下列物质中，含有极性共价键的是（ ）。
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】只含离子键，A错误；只含离子键，B错误；含有离子键和非极性共价键，C错误；含有离子键和极性共价键，D正确。
中美学者携手发现了全硼富勒烯团簇——B40。B40团簇的结构，酷似中国的红灯笼(如图)。该材料可用于组装分子器件，在储氢储锂、半导体、超导、绿色催化等领域具有重要应用前景。下列有关说法正确的是（ ）。
A. B40与石墨烯的结构相同，二者互为同素异形体
B. 43.2 g该物质含有2.408×1024个原子
C. B40中既含有极性键又含有非极性键
D. 全硼富勒烯团簇是一种新型的高分子材料
【答案】B
【解析】B40与石墨烯是由不同元素组成的单质，不互为同素异形体，A错误；43.2 g B40的物质的量为0.1 mol，1 mol B40含有40 mol B原子，故0.1 mol B40含有4 mol B原子，即2.408×1024个原子，B正确；不同非金属元素之间形成极性共价键，故B40中不含极性键，只含有非极性键，C错误；全硼富勒烯是一种单质，不是高分子化合物，D错误。
下列元素或化合物的性质变化顺序不正确的是（ ）。
A. 共价键的极性：
B. 元素的第一电离能：
C. 卤素单质的还原性：
D. 羧酸的酸性：
【答案】B
【解析】由于F、Cl、Br、I的电负性依次减弱，故共价键的极性：HF＞HCl＞HBr＞HI，A正确；同一周期随着原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，P的3p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，则元素的第一电离能：Cl＞P＞S＞Si，B错误；同主族元素从上到下元素的非金属性依次减弱，单质的还原性依次增强，故卤素单质的还原性：I2＞Br2＞Cl2＞F2，C正确；饱和一元羧酸中，烃基是推电子基，烃基越大，羧基中H－O键极性越小，越难电离，其酸性越弱，即酸性：CH3CH2COOH＜CH3COOH＜HCOOH，D正确。
是一种无色无味的气体，结构式如图所示，可溶于水生成草酸：。下列说法正确的是（ ）。
A. 电负性大小：χ(C)＜χ(H)
B. 是非极性分子
C. 1 mol 中含有1 mol非极性共价键
D. 、和HOOCCOOH分子中碳原子的杂化方式均相同
【答案】C
【解析】甲烷中C为-4价，H为+1价，可知电负性大小：χ(C)＞χ(H)，A错误；由题图可知，正电中心和负电中心不重合，是极性分子，B错误；由题图可知，中含有C—C非极性共价键，则1 mol 中含有1 mol非极性共价键，C正确；中碳原子的杂化方式为，中碳原子的杂化方式为，中碳原子的杂化方式为，杂化方式不完全相同，D错误。
下列叙述正确的是（ ）。
A. NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
B. CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C. H2O是极性分子，分子中O原子处在2个H原子所连成的直线的中央
D. CO2是非极性分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中央
【答案】D
【解析】根据价层电子对互斥，价层电子对个数=σ键个数+(a-xb)，确定微粒空间构型和中心原子杂化方式，再根据正负电荷中心是否重合判断分子的极性。N与3个H原子形成σ键，孤对电子数为=1，所以N原子采用sp3杂化，为三角锥形分子，N原子没有处在3个H原子所组成的三角形的中心，分子中正负电荷中心不重合，是极性分子，A错误；CCl4中C与4个Cl形成4个σ键，孤对电子数为0，所以C原子采用sp3杂化，为正四面体结构，C原子处于正四面体中心，该分子正负电荷中心重合，为非极性分子，B错误；H2O中O与2个H形成σ键，孤对电子数为=2，所以O原子采用sp3杂化，为V形分子，分子中O原子和2个H原子不在一条直线上，分子中正负电荷中心不重合，为极性分子，C错误；CO2中C与2个O形成σ键，孤对电子数为=0，所以C原子采用sp杂化，为直线形分子，分子中C原子和2个O原子在一条直线上，且C原子处在2个O原子所连成的直线的中央，分子中正负电荷中心重合，为非极性分子，D正确。
设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是（ ）。
A. 46 g C2H5OH中含有极性键的数目为7NA
B. 1 mol N2H4中含有孤电子对数为5NA
C. 8.5 g 15NH3中含有的中子数为4NA
D. 标准状况下，22.4 L C2H4中含有电子数为12NA
【答案】A
【解析】C2H5OH分子中C—H键、O—H键、C—O键均为极性键，所以一个C2H5OH分子中含有7个极性键，46 g C2H5OH的物质的量为1 mol，含有极性键的数目为7NA，A正确；N2H4分子中每个N原子各有一个孤电子对，所以1 mol N2H4中含有孤电子对数为2NA，B错误；一个15NH3中含有15-7=8个中子，8.5 g 15NH3的物质的量为=mol，含有的中子数为NA，C错误；一个C2H4分子中含6×2+4=16个电子，标准状况下22.4 L C2H4为1 mol，含有电子数为16NA，D错误。
臭氧(O3)能吸收紫外线，保护人类赖以生存的环境。O3分子的结构如图所示，呈V形，键角为116.5°，请回答：
（1）O3中的O—O键是________(填“非极性键”或“极性键”)，O3中O的杂化方式是________。
（2）分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则O3中的大π键应表示为____。
（3）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是____(填字母)。
A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2
（4）分子中某一原子上没有跟其他原子共用的电子对叫孤电子对，O3分子中有____个孤电子对。
（5）臭氧在水中的溶解度比在四氯化碳中的溶解度______（填“大”或“小”）。
【答案】（1）极性键 sp2杂化 （2）Π （3）C （4）5 （5）小
【解析】（1）由O3分子的结构可知，整个分子正负电荷中心不重合，属于极性分子，氧原子之间的键属于单键与双键之间的特殊键，也形成大π键，根据价键理论可知，为极性共价键；在O3中，中心的O原子采取sp2杂化。（2）O3分子呈V形，在3个原子之间还存在着1个分子平面的大π键，分子中的大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则O3中的大π键应表示为Π。
（3）在O3分子中，中心的氧原子以sp2杂化，与两端的配位氧原子键合生成2个键，有1个孤电子对，使O3分子呈V形。H2O分子中含有2个键，2个孤电子对，O原子采取sp3杂化，空间结构为V形；CO2分子中含有2个键，没有孤电子对，C原子采取sp杂化，空间结构为直线形；SO2分子中含有2个键，1个孤电子对，S原子采取sp2杂化，空间结构为V形；BeCl2分子中含有2个键，没有孤电子对，Be原子采取sp杂化，空间结构为直线形；
故与O3分子的结构最相似的是SO2。（4）O3分子中，中间的氧原子含有1个孤电子对，两边的氧原子各含有2个孤电子对，所以共有5个孤电子对。（5）臭氧的极性微弱，所以其在水中的溶解度比在四氯化碳中的溶解度小。
真题链接
8.（2023·辽宁）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原子价电子排布式：3d10
D. 顺-2-丁烯的结构简式：
【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，其基态原子的价电子排布为3d84s2，C错误；顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧，其结构简式为，D错误。
