人教版高中化学选修3教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：06《分子结构与性质》全章复习与巩固(提高)
文档属性
| 名称 | 人教版高中化学选修3教学讲义，复习补习资料（含典例分析，巩固练习）：06《分子结构与性质》全章复习与巩固(提高) |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 528.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2019-12-31 09:00:03 | ||
图片预览
文档简介
电解原理的应用
【学习目标】
1、了解物质中存在的作用及强弱判断；
2、学会用价键理论预测和判断分子的空间构型；
3、掌握配合物的结构和组成判断；
4、理解分子性质的预测和判断方法。
【知识网络】
/
【典型例题】
类型一、共价键类型的判断
例1、1 mol CO2中含有的σ键数目为________。
【思路点拨】
1个单键
1个双键
1个三键
σ键数目
1
1
1
π键数目
0
1
2
【答案】2×6.02×1023个（或2 mo1）
【解析】1个CO2分子内含有2个碳氧双键，1个双键中含有1个σ键和1个π键，则1 mol CO2中含有2 molσ键。
【总结升华】关于共价键的判断，首先要分析成键两原子电负性。当成键两原子电负性较大时，开成的键为离子键；当成键两种非金属原子电负性相同时，成键为非极性共价键；只有两原子电负性差别不大时才会形成极性共价键。
举一反三：
【变式1】关于化合物/，下列叙述正确的有________。
A．分子间可形成氢键
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中有7个σ键和1个π键
D．该分子在水中的溶解度大于2—丁烯
【答案】BD
【解析】该分子间不能形成氢键；该分子中有9个σ键和3个π键，C项错误；该分子中含有醛基，其中的氧原子与H2O中的氢原子间可形成氢键，所以其溶解度大于2—丁烯。
类型二、判断分子或离子的空间构型和中心原子的杂化轨道类型
例2、（1）H2Se的酸性比H2S________（填“强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型为________，SO32－离子的立体构型为________。
（2）NO3－的空间构型是________（用文字描述）。
（3）在BF3分子中，F—B—F的键角是______，B原子的杂化轨道类型为______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立体构型为________。
【思路点拨】
/
【答案】（1）强 平面三角形 三角锥形
（2）平面三角形
（3）120° sp2 正四面体
【解析】（1）SeO3中Se上的价层电子对数=(6－3×2)+3=3（σ键电子对数为3，孤电子对数为0），SO32－中S上的价层电子对数=(6+2－3×2)+3=4（σ键电子对数为3，孤电子对数为1），由价层电子对互斥理论可判断出SeO3、SO32－的立体构型分别为平面三角形和三角锥形。
（2）NO3－中N原子上的价层电子对数=(5+1－3×2)+3=3，与NO3－中σ键电子对数相等，说明NO3－中N原子上无孤电子对，因此NO3－的空间构型为平面三角形。
（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数=(3－3×1)=0，所以BF3分子为平面正三角形结构，F—B—F的键角是120°，B原子的杂化轨道类型为sp2杂化；在BF4－中心原子上的孤电子对数=(3+1－4×1)=0，所以BF4－的立体构型为正四面体。
【总结升华】判断分子的立体结构，经常用到价层电子对互斥理论以及杂化轨道理论。在本题中，需要准确求算出分子或离子中的中心原子价层电子数，这是解答这一类题目的关键。然后再根据几个模型就能以解答微粒的构型。
例3、石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
/
（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________（填“＞”“＜”或“＝”）图甲中l号C与相邻C形成的键角。
（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________（填元素符号）。
（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。（该问涉及知识点将在第三章第一节学习）
【答案】（1）3 （2）sp3 ＜ （3）O、H （4）12 M3C60
【解析】（1）由题图甲中l号C原子采取sp2杂化，形成平面正六边形结构可知，1号C与相邻C形成3个σ键。
（2）题图乙中1号C原子除结合原来的三个C原子外，还与一个O形成共价键，故以sp3方式杂化，其键角小于sp2杂化时的120°。
（3）氧化石墨烯中的H、O原子可分别与H2O形成氢键。
（4）根据“均摊法”计算。晶胞中M的个数：；C60的个数：，所以其化学式可表示为M3C60。
举一反三：
【变式1】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4∶3，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是（ ）
A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z＞Y＞W
B．W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W＞X＞Y＞Z
C．Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D．WY2分子中盯键与百键的数目之比是2∶1
【答案】C
【解析】本题考查元素周期表、元素周期律、分子结构以及学生的分析推理能力。由题意可知：W为碳，X为铝，Z为氯，Y为硅、磷或硫。A项，若Y为硅，因同主族从上到下电负性依次减小，故电负性Y（硅）＜W（碳）；B项，原子半径大小顺序为X＞Y＞Z＞W；C项，若Y为硅，与Z形成四氯化硅，其空间构型为正四面体，正确；D项，若Y为硫，与W形成CS2，则分子中σ键与π键的数目之比为1∶1。
举一反三：
【变式2】氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。
（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为________。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为________。
（2）根据等电子体原理，在NO2+中氮原子轨道杂化类型是________；1 mol O22+中含有的π键数目为________个。
（3）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基态核外电子排布式为________。
（4）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是________。
A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2
（5）O2分子是否为极性分子？________。
【答案】（1）F＞N＞O V形 （2）sp 2NA （3）1s22s22p63s23p63d3 （4）C （5）是
【解析】（1）由洪特规则的特例可知，氮元素的第一电离能大于氧元素（大于氮元素的“左邻右舍”），小于氟元素；由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型是V形。（2）根据等电子体原理，NO2+与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO2+中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O22+与M（其中有一个σ键和两个π键）互为等电子体，因此O22+中有2个π键。（5）（6）可根据价层电子对互斥理论分析，SO2与O3分子的结构最相似，且都是极性分子。
举一反三：
【变式3】（高考组合题）（1）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－（含B、O、H三种元素）的球棍模型如图所示：
/
在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于原子之间（填原子的数字标号）；m=________（填数字）。
（2）过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。
（3）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为________。
【答案】（1）sp2、sp3 4，5（或5，4） 2
（2）4 1∶2
（3）/
【解析】（1）该离子中硼原子成键情况有两种，形成三个σ键的硼原子采取sp2杂化，形成四个键的硼原子采取的是sp3杂化。图中有两个硼原子分别与四个氧原子形成四个键，四个键中有一个为配位键，进而分析知4号硼原子与5号氧原子间为配位键。
（2）Ni有10个价电子，即配体CO提供8个电子（或4对孤电子对），故n=4。CO与N2互为等电子体，故CO中存在三键，一个三键包含一个σ键、两个π键。
（3）Cu2+与OH－以配位键结合，[Cu(OH)4]2－的结构为：/
类型三、分子的性质
例4、氧是地壳中含量最多的元素。
（1）H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________。/的沸点比/高，原因是________。
（2）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用________杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为________。
【思路点拨】掌握常见的极性分子和非极性分子；清楚氢键是一种较强的分子间作用力，影响物质的熔点、沸点和溶解性等物理性质。
【答案】（1）O—H键、氢键、范德华力 /形成分子内氢键，而/形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大
（2）sp3 H2O中O原子有2对孤对电子，H3O+中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小
【解析】（1）O—H键为化学键，是相邻原子间强烈的相互作用，而范德华力为分子间微弱的作用力，氢键稍强于范德华力，但远远弱于化学键。/中存在分子间氢键。而/中存在分子内氢键，导致前者沸点较高。
（2）H3O+的电子式为/，其中O原子采用sp3杂化，中心原子O只有一对孤对电子，而H2O分子中的O原子有两对孤对电子，从而导致H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。
【总结升华】A、共价键对物质性质的影响：主要影响物质的化学性质。共价键越强，分子越稳定，化学性质越不活泼。
B、分子间作用力（包含范德华力及氢键）对物质性质的影响：影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质；作用力越强、熔沸点越高。
C、对于同一种元素的不同含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强；将含氧酸的化学式写成(HO)mROn的形式，则n越大，含氧酸的酸性越强。
举一反三：
【变式1】（2019·成都诊断）已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2，且都含有18个电子。B、C是由两种元素的原子组成的，且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D元素的氢化物能刻蚀玻璃。
（1）A的分子式是________，写出A原子的价电子排布式________。
（2）B分子的中心原子的杂化轨道类型是________，分子空间构型是________，该分子属于________分子（填“极性”或“非极性”）。
（3）C的化学式是________，分子中含有的化学键类型是________。
（4）D元素氢化物的沸点比HCl的沸点高，其主要原因是________。
【答案】（1）Ar 3s23p6 （2）sp3 V形 极性
（3）N2H4 极性键、非极性键 （4）HF分子之间能形成氢键
【解析】（1）A是由含18个电子的原子构成的分子，则A为Ar分子，其价电子排布式为：3s23p6。（2）B是两种元素（两种元素原子个数比为1∶2）组成的18电子分子，可以判断B为H2S，根据H2S的成键特点，可以判断中心原子S采取sp3杂化，分子为V形结构；分子正、负电荷中心不重合，属于极性分子。（3）C为两种元素（两种元素原子个数比为1∶2）组成的18电子分子，C为N2H4。分子中含有4个N—H极性键和1个N—N非极性键。（4）能刻蚀玻璃的氢化物为HF，故D为F2。HF分子间存在氢键，HCl分子间无氢键，氢键的作用力较范德华力大，故HF的沸点高于HCl。
举一反三：
【变式2】（2019·焦作模拟）元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期
元素略有不同，因此第四周期过渡元素具有和短周期元素不同的明显特征。
请回答下列问题：
（1）CO可以和很多过渡金属离子形成配合物，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO分子里的共价键的类型按原子轨道的重叠方向分有________。
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，但31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，其原因是________。
（3）已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种晶体样品配成待测溶液；
b．分别向待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的。
则绿色晶体配合物的化学式为________。
【答案】（1）σ键、π键
（2）31Ga失去一个电子后内层各能级达到全满的稳定状态（或Zn的4s轨道全满，为稳定结构，难失电子）
（3）[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O
【解析】（1）CO与N2互为等电子体，故CO分子内存在三键：/，三键中有一个是σ，一个是普通π键，一个是配位形成的π键。（2）Zn的各能级均处于全满状态，为稳定结构；而Ga的价电子排布式为4s24p1，故其第一电离能较Zn的低。（3）自由的Cl－能够与AgNO3反应生成沉淀，配离子中的Cl－不能形成沉淀。从形成沉淀的比例可以判断：绿色晶体中有1／3的Cl一形成配离子，则另外的配位体是水，其化学式为：[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O；紫色晶体中配位体只有水，其化学式为：[Ti(H2O)6]Cl3。
【巩固练习】
一、选择题
1．对CO2与SO2的说法正确的是（ ）。
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化
C．C原子和S原子上都没有孤电子对
D．CO2为直线形结构，SO2为V形结构
2．（2019·苏州模拟）下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是（ ）。
A．配位化合物中必定存在配位键
B．配位化合物中只有配位键
C．[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键
D．配位化合物在医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
3．下列关于双原子分子的叙述中，错误的是（ ）。
A．都是直线形分子
B．如果是极性键构成的分子，则一定是极性分子
C．如果是非极性键构成的分子，则一定是非极性分子
D．分子间不可能形成氢键
4．实现下列变化时，破坏的作用力类型完全相同的是（ ）。
A．碘升华和硫酸溶于水能导电
B．硫熔化和干冰升华
C．冰变为水和干冰升华
D．HCl溶于水和H2分解为两个氢原子
5．（2019·黄石期中）关于共价键的说法正确的是（ ）。
A．金属原子在发生化学反应时只能失去电子，因而不能形成共价键
B．由共价键形成的分子可以是单质分子，也可以是化合物分子
C．离子化合物中不可能存在共价键
D．共价键只能在不同原子之间形成
6．（2019·福州质检）下面关于氢化物的叙述正确的是（ ）。
A．D2O分子中氧原子为sp2杂化
B．NH3的结构式为/
C．HCl的电子式为/
D．热稳定性：H2S＞HF
7．（2019·黄冈调考）据Science报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3（如右下图所示），虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。关于SF5—CF3的说法正确的是（ ）。
A．分子中有σ键也有π键
B．所有原子在同—平面内
C．CF4与CH4都是正四面体结构
D．0.1 mol SF5—CF3分子中电子数为8 mol
8．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是（ ）。
A．在一定条件下可发生加成反应
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个σ键和4个π键
D．不和氢氧化钠溶液发生反应
9．（2019·泰州检测）由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相似。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是（ ）。
A．SO2与O3 B．CO2与NO2 C．CS2与NO2 D．PCl3与BF3
10．下列分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构且为非极性分子的是（ ）。
A．PCl5 B．SiH4 C．NF3 D．CO2
11．下列有关表述正确的是（ ）。
A．位于短周期的X元素的阳离子与Y元素的阴离子具有相同的电子层结构，则两种元素的最高化合价一定是X＜Y
B．在NH3、CCl4中各原子最外层均能达到8电子的稳定结构
C．NH4Cl中既有离子键，又有共价键
D．最外层电子数较少的金属元素，一定比最外层电子数较多的金属元素活泼性强
12．有五种元素X、Y、Z、Q、T。X元素为主族元素，X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的L电子层的p亚层上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p亚层上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是（ ）。
A．元素Y和Q可形成一种化合物Y2Q3
B．T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形
C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D．ZO2是极性键构成的非极性分子
二、非选择题
1．（2019·重庆检测）麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。
（1）“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，则N2O的电子式可表示为________，其分子空间构型是________形。
（2）另一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被氧化，产生剧毒物光气（COCl2）：2CHCl3+O2==2HCl+2COCl2，光气（COCl2）分子的空间构型是________形。为防止中毒事故的发生，使用前可用于检验氯仿是否变质的试剂是________。
A．酚酞试液 B．淀粉碘化钾溶液 C．NaOH溶液 D．硝酸银稀溶液
（3）作为麻醉剂，氙气（Xe）在医学上备受重视。氙气能溶于细胞质的油脂，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾把体积分数为80％的氙气和体积分数为20％的氧气组成的混合气体作为麻醉剂。
①已知氙为第五周期的稀有气体元素，氙的外围电子排布式为________。
②氙气的化学性质不活泼，但它在一定条件下可与其他物质反应生成化合物。现取1 mol氙气和3.5 mol氟气放于密闭容器中，在一定条件下使反应完毕，剩余1.5 mol氟气，同时有1 mol白色固体生成，此白色固体的化学式为________。
2．（一）下列是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质：
元素
A
B
C
D
E
化合价
－4
－2
－1
－2
－1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
（1）E原子的外围电子排布图为________。
（2）与AD2互为等电子体的分子化学式为________（写出一种）。
（3）BD2分子中B原子的杂化方式为________杂化，分子的立体构型________。
（二）下列是部分金属元素的电离能：
金属元素
X
Y
Z
第一电离能（kJ／mol）
520.2
495.8
418.8
（4）已知X、Y、Z的价层电子构型均为ns1，则三种金属的氯化物（RCl）的熔点由低到高的顺序为________。
3．（2019·石家庄测试）图表法、图像法是常用的科学研究方法。
下表列出了前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
元素
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
原子半径（10－10 m）
1.02
2.27
0.74
1.43
0.77
1.10
0.99
1.86
0.75
1.17
最高价态
+6
+1
—
+3
+4
+5
+7
+1
+5
+4
最低价态
－2
—
－2
—
－4
－3
－1
—
－3
－4
试回答下列问题：
（1）以上10种元素中第一电离能最小的是________（填编号）。比元素B原子序数大10的元素基态原子的核外电子排布式是________。
（2）由上述C、E、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每个原子的最外层都满足8电子稳定结构的可能是________（写分子式，写出两种即可）。
（3）元素E与C及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子。其分子中共形成________个σ键，________个π键。
（4）短周期某主族元素K的电离能情况如图1所示。则K元素位于周期表的第________族。
/
图2是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像，折线c可以表达出第________族元素氢化物的沸点的变化规律。
两位同学对某主族元素的氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b，你认为正确的是________，理由是________。
4．元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同，因此第四周期过渡元素具有和短周期元素不同的明显特征。
请回答下列问题：
（1）CO可以和很多过渡金属离子形成配合物，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO分子里的共价键的类型按原子轨道的重叠方向分为________。
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，但31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，其原因是________。
（3）已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为。TiCl3·6H2O为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种晶体样品配成待测溶液；
b．分别向待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的。则绿色晶体配合物的化学式为________。
（4）二氧化钛可作光催化剂，能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水。有关甲醛、苯、二氧化碳及水的说法正确的是________。
A．苯与B3N3H6互为等电子体
B．甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用sp2杂化
C．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间形成了氢键
【答案与解析】
一、选择题
1．D
【解析】CO2的中心原子C原子采取的是sp杂化，C原子上没有孤电子对，CO2为直线形分子；SO2的中心原子s原子采取的是sp2杂化，其中有1个杂化轨道被孤电子对占据，所以SO2是V形分子，故A、B、C错。
2．B
【解析】配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键；C项，Cu2+有空轨道，H2O中氧原子有孤电子对，两者可以形成配位键。
3．D
【解析】双原子分子中只有2个原子，一定是直线形。若是极性键构成，可表示为A—B或A＝B或A≡B。是极性分子；若是非极性键构成，可表示为A—A或A＝A或A≡A，是非极性分子。HF分子间可形成氢键，D项错误。
4．B
【解析】碘升华是破坏范德华力；硫酸是共价化合物，本身不导电，溶于水时在水分子的作用下，破坏了共价键，电离出自由移动的H+和SO42－而导电。S熔化时破坏范德华力；干冰（CO2）为共价化合物，干冰升华时破坏范德华力，符合题意。冰变为水破坏的是氢键和范德华力，干冰升华破坏的是范德华力。HCl溶于水，破坏的是H—Cl极性共价键，而H2→2H破坏的是H—H非极性共价键。
5．B
【解析】AlCl3中存在共价键，A项错误；离子化合物中的铵盐（如NH4Cl）、含氧酸盐（如Na2SO4）等均含有共价键，C项错误；非金属单质如H2、O2、N2中存在由同种元素原子形成的共价键，D项错误。
6．B
【解析】A中氧原子为sp3杂化；C中HCl为共价化合物，电子式为/；D中热稳定性H2S＜HF。
7．C
【解析】SF5—CF3的结构为/，所以分子中有硫氟、碳氟、硫碳σ键，无π键；由于含有饱和碳原子的结构，所有原子不可能在同一平面内；0.1 mol SF5—CF3分子中电子数为9.4 mol。
8．A
【解析】成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C原子，故N≡C键比C—C键的键长短；(CN)2分子中应含有3个σ键和4个π键；由于性质与卤素相似，可以和NaOH溶液反应；由(CN)2的结构式知，可发生加成反应。
9．A
【解析】由题中信息可知，只要算出分子中各原子最外层电子数之和即可判断。B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数均为5；O、S的最外层电子数均为6；F、Cl的最外层电子数为7。
10．D
【解析】题中PCl3分子中P原子最外层电子数为10；SiH4中H原子最外层电子数为2；NF3和CO2分子中所有原子都满足最外层为8电子结构，但NF3分子构型为三角锥形，各键为不时称排列，属于极性分子，CO2分子构型为直线形，各键对称排列，属于非极性分子，符合题意。
11．C
【解析】A项，如H－和Li+，故A错误。NH3中的氢原子最外层为2电子的稳定结构，故B错误。NH4Cl中NH4+和Cl－通过离子键结合，而NH4+中氢和氮通过共价键结合，故C正确。金属的活泼性不仅与最外层电子数有关，还与电子层数有关，故D错误。
12．C
【解析】X的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为S元素；Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为Fe元素；Z的电子排布式为1s22s22p2，为C元素；Q的电子排布式为1s22s22p4，为O元素；T的电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。C项中X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物，故C项不正确。
二、非选择题
1．（1）/（正确写出大π键也对） 直线
（2）平面三角 D
（3）①5s25p6 ②XeF4
【解析】（1）因氧原子只与一个氮原子相连，利用每个原子最外层均达到8e－稳定结构可写出其电子式。中间N原子为sp杂化，分子为直线形。（2）COCl2的结构式为：/，分子为平面三角形。氯仿变质会产生HCl，故可利用AgNO3溶液检验氯仿是否变质。（3）①氙原子的最外层为8e－稳定结构。②利用所给物质的物质的量可知反应方程式为：Xe+2F XeF4
2．（一）（1）/ （2）N2O （3）sp2 V形
（二）（4）ZCl＜YCl＜XCl
【解析】根据A、B、C、D、E五种短周期元素的化合价知，C、E为卤素，B、D为氧族元素，A为碳族元素，由于在同周期中，从左到右元素的电负性由小到大（稀有气体除外），同主族，从上到下，元素的电负性由大到小，故A、B、C、D、E分别为C、S、Cl、O、F。（3）SO2分子中S原子的杂化方式为sp2杂化，分子中有2个π键，2个σ键，还有一对孤电子对，故分子的立体构型为V形。（4）由X、Y、Z三种金属元素的电离能知，金属性：Z＞Y＞X，原子半径：Z＞Y＞X，离子半径：Z+＞Y+＞X+，故三种金属的氯化物的熔点由低到高的顺序为：ZCl＜YCl＜XCl。
3．（1）B 1s22s22p63s23p63d104s1
（2）CO2、CCl4（写出两种即可）
（3）7 1
（4）ⅢA ⅣA b A点所示氢化物为水，其沸点在第ⅥA族元素的氢化物中最高是由于在水分子间存在氢键，其强度远大于范德华力
【解析】准确确定表中10种元素是解题关键，先由最高价态及最低可初步确定元素在周期表中所在的族，再结合原子半径数据可确定10种元素依次为S、K、O、Al、C、P、Cl、Na、N、Si。
4．（1）σ键、π键
（2）31Ga失去一个电子后内层各能级达到全满的稳定状态（或Zn的4s轨道全满，为稳定结构，难失电子）
（3）[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O
（4）ACD
【解析】（1）CO与N2互为等电子体，故CO分子内存在三键：/或/，三键中有一个是σ键，一个是普通π键，一个是配位形成的π键。（2）Zn的各能级均处于全满状态，为稳定结构；而Ga的价电子排布式为4s24p1，故其第一电离能较Zn的低。（3）自由移动的Cl－能够与AgNO3反应生成沉淀，配离子中的Cl－不能形成沉淀。从形成沉淀的比例可以判断：绿色晶体中有1／3的Cl－形成配离子，则另外的配体是水，其化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O；紫色晶体中配体只有水，其化学式为[Ti(H2O)5]Cl3。（4）苯的分子式为C6H6，价电子总数为4×6+6=30，B3N3H6的价电子总数为3×3+5×3+6=30，苯分子与B3N3H6分子均由12个原子构成，故二者互为等电子体，A项正确。甲醛和苯分子中碳原子均是sp2杂化，而CO2中碳原子是sp杂化，B项错误。苯分子是平面正六边形分子，二氧化碳是直线形分子，二者的正、负电荷中心均重合，故二者均为非极性分子；水分子为V形，甲醛分子为平面三角形，二者的正、负电荷中心均不重合，故二者为极性分子，C项正确。水分子之间能够形成氢键，甲醛分子间无氢键，故水的沸点比甲醛高得多，D项正确。
【学习目标】
1、了解物质中存在的作用及强弱判断；
2、学会用价键理论预测和判断分子的空间构型；
3、掌握配合物的结构和组成判断；
4、理解分子性质的预测和判断方法。
【知识网络】
/
【典型例题】
类型一、共价键类型的判断
例1、1 mol CO2中含有的σ键数目为________。
【思路点拨】
1个单键
1个双键
1个三键
σ键数目
1
1
1
π键数目
0
1
2
【答案】2×6.02×1023个（或2 mo1）
【解析】1个CO2分子内含有2个碳氧双键，1个双键中含有1个σ键和1个π键，则1 mol CO2中含有2 molσ键。
【总结升华】关于共价键的判断，首先要分析成键两原子电负性。当成键两原子电负性较大时，开成的键为离子键；当成键两种非金属原子电负性相同时，成键为非极性共价键；只有两原子电负性差别不大时才会形成极性共价键。
举一反三：
【变式1】关于化合物/，下列叙述正确的有________。
A．分子间可形成氢键
B．分子中既有极性键又有非极性键
C．分子中有7个σ键和1个π键
D．该分子在水中的溶解度大于2—丁烯
【答案】BD
【解析】该分子间不能形成氢键；该分子中有9个σ键和3个π键，C项错误；该分子中含有醛基，其中的氧原子与H2O中的氢原子间可形成氢键，所以其溶解度大于2—丁烯。
类型二、判断分子或离子的空间构型和中心原子的杂化轨道类型
例2、（1）H2Se的酸性比H2S________（填“强”或“弱”）。气态SeO3分子的立体构型为________，SO32－离子的立体构型为________。
（2）NO3－的空间构型是________（用文字描述）。
（3）在BF3分子中，F—B—F的键角是______，B原子的杂化轨道类型为______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF4－的立体构型为________。
【思路点拨】
/
【答案】（1）强 平面三角形 三角锥形
（2）平面三角形
（3）120° sp2 正四面体
【解析】（1）SeO3中Se上的价层电子对数=(6－3×2)+3=3（σ键电子对数为3，孤电子对数为0），SO32－中S上的价层电子对数=(6+2－3×2)+3=4（σ键电子对数为3，孤电子对数为1），由价层电子对互斥理论可判断出SeO3、SO32－的立体构型分别为平面三角形和三角锥形。
（2）NO3－中N原子上的价层电子对数=(5+1－3×2)+3=3，与NO3－中σ键电子对数相等，说明NO3－中N原子上无孤电子对，因此NO3－的空间构型为平面三角形。
（3）依据价层电子对互斥理论可计算出中心原子的孤电子对数=(3－3×1)=0，所以BF3分子为平面正三角形结构，F—B—F的键角是120°，B原子的杂化轨道类型为sp2杂化；在BF4－中心原子上的孤电子对数=(3+1－4×1)=0，所以BF4－的立体构型为正四面体。
【总结升华】判断分子的立体结构，经常用到价层电子对互斥理论以及杂化轨道理论。在本题中，需要准确求算出分子或离子中的中心原子价层电子数，这是解答这一类题目的关键。然后再根据几个模型就能以解答微粒的构型。
例3、石墨烯（图甲）是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料，石墨烯中部分碳原子被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯（图乙）。
/
（1）图甲中，1号C与相邻C形成σ键的个数为________。
（2）图乙中，1号C的杂化方式是________，该C与相邻C形成的键角________（填“＞”“＜”或“＝”）图甲中l号C与相邻C形成的键角。
（3）若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中，则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________（填元素符号）。
（4）石墨烯可转化为富勒烯（C60），某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M原子位于晶胞的棱上与内部。该晶胞中M原子的个数为________，该材料的化学式为________。（该问涉及知识点将在第三章第一节学习）
【答案】（1）3 （2）sp3 ＜ （3）O、H （4）12 M3C60
【解析】（1）由题图甲中l号C原子采取sp2杂化，形成平面正六边形结构可知，1号C与相邻C形成3个σ键。
（2）题图乙中1号C原子除结合原来的三个C原子外，还与一个O形成共价键，故以sp3方式杂化，其键角小于sp2杂化时的120°。
（3）氧化石墨烯中的H、O原子可分别与H2O形成氢键。
（4）根据“均摊法”计算。晶胞中M的个数：；C60的个数：，所以其化学式可表示为M3C60。
举一反三：
【变式1】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4∶3，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是（ ）
A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z＞Y＞W
B．W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W＞X＞Y＞Z
C．Y、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体
D．WY2分子中盯键与百键的数目之比是2∶1
【答案】C
【解析】本题考查元素周期表、元素周期律、分子结构以及学生的分析推理能力。由题意可知：W为碳，X为铝，Z为氯，Y为硅、磷或硫。A项，若Y为硅，因同主族从上到下电负性依次减小，故电负性Y（硅）＜W（碳）；B项，原子半径大小顺序为X＞Y＞Z＞W；C项，若Y为硅，与Z形成四氯化硅，其空间构型为正四面体，正确；D项，若Y为硫，与W形成CS2，则分子中σ键与π键的数目之比为1∶1。
举一反三：
【变式2】氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。
（1）氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为________。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间构型为________。
（2）根据等电子体原理，在NO2+中氮原子轨道杂化类型是________；1 mol O22+中含有的π键数目为________个。
（3）氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。Cr3+基态核外电子排布式为________。
（4）下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是________。
A．H2O B．CO2 C．SO2 D．BeCl2
（5）O2分子是否为极性分子？________。
【答案】（1）F＞N＞O V形 （2）sp 2NA （3）1s22s22p63s23p63d3 （4）C （5）是
【解析】（1）由洪特规则的特例可知，氮元素的第一电离能大于氧元素（大于氮元素的“左邻右舍”），小于氟元素；由价层电子对互斥理论可知，OF2分子的空间构型是V形。（2）根据等电子体原理，NO2+与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO2+中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O22+与M（其中有一个σ键和两个π键）互为等电子体，因此O22+中有2个π键。（5）（6）可根据价层电子对互斥理论分析，SO2与O3分子的结构最相似，且都是极性分子。
举一反三：
【变式3】（高考组合题）（1）硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm－（含B、O、H三种元素）的球棍模型如图所示：
/
在Xm－中，硼原子轨道的杂化类型有________；配位键存在于原子之间（填原子的数字标号）；m=________（填数字）。
（2）过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n=________。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为________。
（3）向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为________。
【答案】（1）sp2、sp3 4，5（或5，4） 2
（2）4 1∶2
（3）/
【解析】（1）该离子中硼原子成键情况有两种，形成三个σ键的硼原子采取sp2杂化，形成四个键的硼原子采取的是sp3杂化。图中有两个硼原子分别与四个氧原子形成四个键，四个键中有一个为配位键，进而分析知4号硼原子与5号氧原子间为配位键。
（2）Ni有10个价电子，即配体CO提供8个电子（或4对孤电子对），故n=4。CO与N2互为等电子体，故CO中存在三键，一个三键包含一个σ键、两个π键。
（3）Cu2+与OH－以配位键结合，[Cu(OH)4]2－的结构为：/
类型三、分子的性质
例4、氧是地壳中含量最多的元素。
（1）H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为________。/的沸点比/高，原因是________。
（2）H+可与H2O形成H3O+，H3O+中O原子采用________杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，原因为________。
【思路点拨】掌握常见的极性分子和非极性分子；清楚氢键是一种较强的分子间作用力，影响物质的熔点、沸点和溶解性等物理性质。
【答案】（1）O—H键、氢键、范德华力 /形成分子内氢键，而/形成分子间氢键，分子间氢键使分子间作用力增大
（2）sp3 H2O中O原子有2对孤对电子，H3O+中O原子只有1对孤对电子，排斥力较小
【解析】（1）O—H键为化学键，是相邻原子间强烈的相互作用，而范德华力为分子间微弱的作用力，氢键稍强于范德华力，但远远弱于化学键。/中存在分子间氢键。而/中存在分子内氢键，导致前者沸点较高。
（2）H3O+的电子式为/，其中O原子采用sp3杂化，中心原子O只有一对孤对电子，而H2O分子中的O原子有两对孤对电子，从而导致H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大。
【总结升华】A、共价键对物质性质的影响：主要影响物质的化学性质。共价键越强，分子越稳定，化学性质越不活泼。
B、分子间作用力（包含范德华力及氢键）对物质性质的影响：影响物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质；作用力越强、熔沸点越高。
C、对于同一种元素的不同含氧酸，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性越强；将含氧酸的化学式写成(HO)mROn的形式，则n越大，含氧酸的酸性越强。
举一反三：
【变式1】（2019·成都诊断）已知A、B、C、D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2，且都含有18个电子。B、C是由两种元素的原子组成的，且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D元素的氢化物能刻蚀玻璃。
（1）A的分子式是________，写出A原子的价电子排布式________。
（2）B分子的中心原子的杂化轨道类型是________，分子空间构型是________，该分子属于________分子（填“极性”或“非极性”）。
（3）C的化学式是________，分子中含有的化学键类型是________。
（4）D元素氢化物的沸点比HCl的沸点高，其主要原因是________。
【答案】（1）Ar 3s23p6 （2）sp3 V形 极性
（3）N2H4 极性键、非极性键 （4）HF分子之间能形成氢键
【解析】（1）A是由含18个电子的原子构成的分子，则A为Ar分子，其价电子排布式为：3s23p6。（2）B是两种元素（两种元素原子个数比为1∶2）组成的18电子分子，可以判断B为H2S，根据H2S的成键特点，可以判断中心原子S采取sp3杂化，分子为V形结构；分子正、负电荷中心不重合，属于极性分子。（3）C为两种元素（两种元素原子个数比为1∶2）组成的18电子分子，C为N2H4。分子中含有4个N—H极性键和1个N—N非极性键。（4）能刻蚀玻璃的氢化物为HF，故D为F2。HF分子间存在氢键，HCl分子间无氢键，氢键的作用力较范德华力大，故HF的沸点高于HCl。
举一反三：
【变式2】（2019·焦作模拟）元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期
元素略有不同，因此第四周期过渡元素具有和短周期元素不同的明显特征。
请回答下列问题：
（1）CO可以和很多过渡金属离子形成配合物，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO分子里的共价键的类型按原子轨道的重叠方向分有________。
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，但31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，其原因是________。
（3）已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种晶体样品配成待测溶液；
b．分别向待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的。
则绿色晶体配合物的化学式为________。
【答案】（1）σ键、π键
（2）31Ga失去一个电子后内层各能级达到全满的稳定状态（或Zn的4s轨道全满，为稳定结构，难失电子）
（3）[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O
【解析】（1）CO与N2互为等电子体，故CO分子内存在三键：/，三键中有一个是σ，一个是普通π键，一个是配位形成的π键。（2）Zn的各能级均处于全满状态，为稳定结构；而Ga的价电子排布式为4s24p1，故其第一电离能较Zn的低。（3）自由的Cl－能够与AgNO3反应生成沉淀，配离子中的Cl－不能形成沉淀。从形成沉淀的比例可以判断：绿色晶体中有1／3的Cl一形成配离子，则另外的配位体是水，其化学式为：[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O；紫色晶体中配位体只有水，其化学式为：[Ti(H2O)6]Cl3。
【巩固练习】
一、选择题
1．对CO2与SO2的说法正确的是（ ）。
A．都是直线形结构
B．中心原子都采取sp杂化
C．C原子和S原子上都没有孤电子对
D．CO2为直线形结构，SO2为V形结构
2．（2019·苏州模拟）下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是（ ）。
A．配位化合物中必定存在配位键
B．配位化合物中只有配位键
C．[Cu(H2O)6]2+中的Cu2+提供空轨道，H2O中的氧原子提供孤电子对形成配位键
D．配位化合物在医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用
3．下列关于双原子分子的叙述中，错误的是（ ）。
A．都是直线形分子
B．如果是极性键构成的分子，则一定是极性分子
C．如果是非极性键构成的分子，则一定是非极性分子
D．分子间不可能形成氢键
4．实现下列变化时，破坏的作用力类型完全相同的是（ ）。
A．碘升华和硫酸溶于水能导电
B．硫熔化和干冰升华
C．冰变为水和干冰升华
D．HCl溶于水和H2分解为两个氢原子
5．（2019·黄石期中）关于共价键的说法正确的是（ ）。
A．金属原子在发生化学反应时只能失去电子，因而不能形成共价键
B．由共价键形成的分子可以是单质分子，也可以是化合物分子
C．离子化合物中不可能存在共价键
D．共价键只能在不同原子之间形成
6．（2019·福州质检）下面关于氢化物的叙述正确的是（ ）。
A．D2O分子中氧原子为sp2杂化
B．NH3的结构式为/
C．HCl的电子式为/
D．热稳定性：H2S＞HF
7．（2019·黄冈调考）据Science报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3（如右下图所示），虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。关于SF5—CF3的说法正确的是（ ）。
A．分子中有σ键也有π键
B．所有原子在同—平面内
C．CF4与CH4都是正四面体结构
D．0.1 mol SF5—CF3分子中电子数为8 mol
8．氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C—C≡N，性质与卤素相似，下列叙述正确的是（ ）。
A．在一定条件下可发生加成反应
B．分子中N≡C键的键长大于C—C键的键长
C．分子中含有2个σ键和4个π键
D．不和氢氧化钠溶液发生反应
9．（2019·泰州检测）由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，可互称为等电子体。等电子体的结构相似、物理性质相似。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是（ ）。
A．SO2与O3 B．CO2与NO2 C．CS2与NO2 D．PCl3与BF3
10．下列分子中，所有原子都满足最外层为8电子结构且为非极性分子的是（ ）。
A．PCl5 B．SiH4 C．NF3 D．CO2
11．下列有关表述正确的是（ ）。
A．位于短周期的X元素的阳离子与Y元素的阴离子具有相同的电子层结构，则两种元素的最高化合价一定是X＜Y
B．在NH3、CCl4中各原子最外层均能达到8电子的稳定结构
C．NH4Cl中既有离子键，又有共价键
D．最外层电子数较少的金属元素，一定比最外层电子数较多的金属元素活泼性强
12．有五种元素X、Y、Z、Q、T。X元素为主族元素，X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的L电子层的p亚层上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p亚层上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是（ ）。
A．元素Y和Q可形成一种化合物Y2Q3
B．T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形
C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D．ZO2是极性键构成的非极性分子
二、非选择题
1．（2019·重庆检测）麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。
（1）“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，则N2O的电子式可表示为________，其分子空间构型是________形。
（2）另一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被氧化，产生剧毒物光气（COCl2）：2CHCl3+O2==2HCl+2COCl2，光气（COCl2）分子的空间构型是________形。为防止中毒事故的发生，使用前可用于检验氯仿是否变质的试剂是________。
A．酚酞试液 B．淀粉碘化钾溶液 C．NaOH溶液 D．硝酸银稀溶液
（3）作为麻醉剂，氙气（Xe）在医学上备受重视。氙气能溶于细胞质的油脂，引起细胞的麻醉和膨胀，从而使神经末梢作用暂时停止。人们曾把体积分数为80％的氙气和体积分数为20％的氧气组成的混合气体作为麻醉剂。
①已知氙为第五周期的稀有气体元素，氙的外围电子排布式为________。
②氙气的化学性质不活泼，但它在一定条件下可与其他物质反应生成化合物。现取1 mol氙气和3.5 mol氟气放于密闭容器中，在一定条件下使反应完毕，剩余1.5 mol氟气，同时有1 mol白色固体生成，此白色固体的化学式为________。
2．（一）下列是A、B、C、D、E五种短周期元素的某些性质：
元素
A
B
C
D
E
化合价
－4
－2
－1
－2
－1
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
（1）E原子的外围电子排布图为________。
（2）与AD2互为等电子体的分子化学式为________（写出一种）。
（3）BD2分子中B原子的杂化方式为________杂化，分子的立体构型________。
（二）下列是部分金属元素的电离能：
金属元素
X
Y
Z
第一电离能（kJ／mol）
520.2
495.8
418.8
（4）已知X、Y、Z的价层电子构型均为ns1，则三种金属的氯化物（RCl）的熔点由低到高的顺序为________。
3．（2019·石家庄测试）图表法、图像法是常用的科学研究方法。
下表列出了前20号元素中的某些元素性质的一些数据：
元素
A
B
C
D
E
F
G
H
I
J
原子半径（10－10 m）
1.02
2.27
0.74
1.43
0.77
1.10
0.99
1.86
0.75
1.17
最高价态
+6
+1
—
+3
+4
+5
+7
+1
+5
+4
最低价态
－2
—
－2
—
－4
－3
－1
—
－3
－4
试回答下列问题：
（1）以上10种元素中第一电离能最小的是________（填编号）。比元素B原子序数大10的元素基态原子的核外电子排布式是________。
（2）由上述C、E、G三种元素中的某两种元素形成的化合物中，每个原子的最外层都满足8电子稳定结构的可能是________（写分子式，写出两种即可）。
（3）元素E与C及氢元素可形成一种相对分子质量为60的一元羧酸分子。其分子中共形成________个σ键，________个π键。
（4）短周期某主族元素K的电离能情况如图1所示。则K元素位于周期表的第________族。
/
图2是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像，折线c可以表达出第________族元素氢化物的沸点的变化规律。
两位同学对某主族元素的氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线——折线a和折线b，你认为正确的是________，理由是________。
4．元素周期表中第四周期元素由于受3d电子的影响，性质的递变规律与短周期元素略有不同，因此第四周期过渡元素具有和短周期元素不同的明显特征。
请回答下列问题：
（1）CO可以和很多过渡金属离子形成配合物，CO分子中C原子上有一对孤电子对，C、O原子都符合8电子稳定结构，CO分子里的共价键的类型按原子轨道的重叠方向分为________。
（2）第四周期元素的第一电离能随原子序数的增大，总趋势是逐渐增大的，但31Ga的第一电离能却明显低于30Zn，其原因是________。
（3）已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为。TiCl3·6H2O为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验：
a．分别取等质量的两种晶体样品配成待测溶液；
b．分别向待测溶液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤干燥后称量，发现绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的。则绿色晶体配合物的化学式为________。
（4）二氧化钛可作光催化剂，能将居室污染物甲醛、苯等有害气体转化为二氧化碳和水。有关甲醛、苯、二氧化碳及水的说法正确的是________。
A．苯与B3N3H6互为等电子体
B．甲醛、苯和二氧化碳中碳原子均采用sp2杂化
C．苯、二氧化碳是非极性分子，水和甲醛是极性分子
D．水的沸点比甲醛高得多，是因为水分子间形成了氢键
【答案与解析】
一、选择题
1．D
【解析】CO2的中心原子C原子采取的是sp杂化，C原子上没有孤电子对，CO2为直线形分子；SO2的中心原子s原子采取的是sp2杂化，其中有1个杂化轨道被孤电子对占据，所以SO2是V形分子，故A、B、C错。
2．B
【解析】配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键；C项，Cu2+有空轨道，H2O中氧原子有孤电子对，两者可以形成配位键。
3．D
【解析】双原子分子中只有2个原子，一定是直线形。若是极性键构成，可表示为A—B或A＝B或A≡B。是极性分子；若是非极性键构成，可表示为A—A或A＝A或A≡A，是非极性分子。HF分子间可形成氢键，D项错误。
4．B
【解析】碘升华是破坏范德华力；硫酸是共价化合物，本身不导电，溶于水时在水分子的作用下，破坏了共价键，电离出自由移动的H+和SO42－而导电。S熔化时破坏范德华力；干冰（CO2）为共价化合物，干冰升华时破坏范德华力，符合题意。冰变为水破坏的是氢键和范德华力，干冰升华破坏的是范德华力。HCl溶于水，破坏的是H—Cl极性共价键，而H2→2H破坏的是H—H非极性共价键。
5．B
【解析】AlCl3中存在共价键，A项错误；离子化合物中的铵盐（如NH4Cl）、含氧酸盐（如Na2SO4）等均含有共价键，C项错误；非金属单质如H2、O2、N2中存在由同种元素原子形成的共价键，D项错误。
6．B
【解析】A中氧原子为sp3杂化；C中HCl为共价化合物，电子式为/；D中热稳定性H2S＜HF。
7．C
【解析】SF5—CF3的结构为/，所以分子中有硫氟、碳氟、硫碳σ键，无π键；由于含有饱和碳原子的结构，所有原子不可能在同一平面内；0.1 mol SF5—CF3分子中电子数为9.4 mol。
8．A
【解析】成键原子半径越大，键长越长，N原子半径小于C原子，故N≡C键比C—C键的键长短；(CN)2分子中应含有3个σ键和4个π键；由于性质与卤素相似，可以和NaOH溶液反应；由(CN)2的结构式知，可发生加成反应。
9．A
【解析】由题中信息可知，只要算出分子中各原子最外层电子数之和即可判断。B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数均为5；O、S的最外层电子数均为6；F、Cl的最外层电子数为7。
10．D
【解析】题中PCl3分子中P原子最外层电子数为10；SiH4中H原子最外层电子数为2；NF3和CO2分子中所有原子都满足最外层为8电子结构，但NF3分子构型为三角锥形，各键为不时称排列，属于极性分子，CO2分子构型为直线形，各键对称排列，属于非极性分子，符合题意。
11．C
【解析】A项，如H－和Li+，故A错误。NH3中的氢原子最外层为2电子的稳定结构，故B错误。NH4Cl中NH4+和Cl－通过离子键结合，而NH4+中氢和氮通过共价键结合，故C正确。金属的活泼性不仅与最外层电子数有关，还与电子层数有关，故D错误。
12．C
【解析】X的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为S元素；Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为Fe元素；Z的电子排布式为1s22s22p2，为C元素；Q的电子排布式为1s22s22p4，为O元素；T的电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。C项中X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物，故C项不正确。
二、非选择题
1．（1）/（正确写出大π键也对） 直线
（2）平面三角 D
（3）①5s25p6 ②XeF4
【解析】（1）因氧原子只与一个氮原子相连，利用每个原子最外层均达到8e－稳定结构可写出其电子式。中间N原子为sp杂化，分子为直线形。（2）COCl2的结构式为：/，分子为平面三角形。氯仿变质会产生HCl，故可利用AgNO3溶液检验氯仿是否变质。（3）①氙原子的最外层为8e－稳定结构。②利用所给物质的物质的量可知反应方程式为：Xe+2F XeF4
2．（一）（1）/ （2）N2O （3）sp2 V形
（二）（4）ZCl＜YCl＜XCl
【解析】根据A、B、C、D、E五种短周期元素的化合价知，C、E为卤素，B、D为氧族元素，A为碳族元素，由于在同周期中，从左到右元素的电负性由小到大（稀有气体除外），同主族，从上到下，元素的电负性由大到小，故A、B、C、D、E分别为C、S、Cl、O、F。（3）SO2分子中S原子的杂化方式为sp2杂化，分子中有2个π键，2个σ键，还有一对孤电子对，故分子的立体构型为V形。（4）由X、Y、Z三种金属元素的电离能知，金属性：Z＞Y＞X，原子半径：Z＞Y＞X，离子半径：Z+＞Y+＞X+，故三种金属的氯化物的熔点由低到高的顺序为：ZCl＜YCl＜XCl。
3．（1）B 1s22s22p63s23p63d104s1
（2）CO2、CCl4（写出两种即可）
（3）7 1
（4）ⅢA ⅣA b A点所示氢化物为水，其沸点在第ⅥA族元素的氢化物中最高是由于在水分子间存在氢键，其强度远大于范德华力
【解析】准确确定表中10种元素是解题关键，先由最高价态及最低可初步确定元素在周期表中所在的族，再结合原子半径数据可确定10种元素依次为S、K、O、Al、C、P、Cl、Na、N、Si。
4．（1）σ键、π键
（2）31Ga失去一个电子后内层各能级达到全满的稳定状态（或Zn的4s轨道全满，为稳定结构，难失电子）
（3）[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O
（4）ACD
【解析】（1）CO与N2互为等电子体，故CO分子内存在三键：/或/，三键中有一个是σ键，一个是普通π键，一个是配位形成的π键。（2）Zn的各能级均处于全满状态，为稳定结构；而Ga的价电子排布式为4s24p1，故其第一电离能较Zn的低。（3）自由移动的Cl－能够与AgNO3反应生成沉淀，配离子中的Cl－不能形成沉淀。从形成沉淀的比例可以判断：绿色晶体中有1／3的Cl－形成配离子，则另外的配体是水，其化学式为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O；紫色晶体中配体只有水，其化学式为[Ti(H2O)5]Cl3。（4）苯的分子式为C6H6，价电子总数为4×6+6=30，B3N3H6的价电子总数为3×3+5×3+6=30，苯分子与B3N3H6分子均由12个原子构成，故二者互为等电子体，A项正确。甲醛和苯分子中碳原子均是sp2杂化，而CO2中碳原子是sp杂化，B项错误。苯分子是平面正六边形分子，二氧化碳是直线形分子，二者的正、负电荷中心均重合，故二者均为非极性分子；水分子为V形，甲醛分子为平面三角形，二者的正、负电荷中心均不重合，故二者为极性分子，C项正确。水分子之间能够形成氢键，甲醛分子间无氢键，故水的沸点比甲醛高得多，D项正确。