1、1跟踪检测（三十五） 分子结构及其性质1下列分子或离子中，立体构型是平面三角形的是( )ACH 4 BNH 4CCO DCO 223解析：选 C A 项，CH 4中 C 原子为 sp3杂化，分子为正四面体结构；B 项，NH 中 N 4原子为 sp3杂化，离子为正四面体结构；C 项，CO 中，C 原子上价层电子对数 (42)23123，孤电子对数 330，为平面三角形；D 项，CO 2中 C 原子为 sp 杂化，分子呈直线形。2下列说法中正确的是( )AHCHO 分子中既含 键又含 键BCO 2分子中的化学键为非极性键CNH 3分子中 N 原子的杂化轨道类型是 sp2D沸点：PH 3NH 3H
2、2O解析：选 A HCHO 分子中含有碳氧双键，既含 键又含 键，A 项正确；CO 2分子中的化学键为极性键，B 项不正确；NH 3分子中 N 原子的杂化轨道类型是 sp3杂化，C 项不正确；氨气分子之间存在氢键，因而沸点反常高，水在通常状况下为液体，氨为气体，故沸点：H 2ONH3，D 项不正确。3关于化合物 ，下列叙述不正确的是( )A分子间不能形成氢键B分子中既有极性键又有非极性键C分子中有 7 个 键和 1 个 键D该分子在水中的溶解度大于 2丁烯解析：选 C 分子间不能形成氢键，A 正确；分子中含有碳碳非极性键，碳氢、碳氧极性键，B 正确；分子中含有 9 个 键、3 个 键，C 不正
3、确；分子中含有醛基，在水中的溶解度大于 2丁烯，D 正确。4在硼酸B(OH) 3分子中，B 原子与 3 个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中 B 原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )Asp，范德华力 Bsp 2，范德华力Csp 2，氢键 Dsp 3，氢键2解析：选 C 由石墨的晶体结构知 C 原子为 sp2杂化，故 B 原子也为 sp2杂化，但由于B(OH)3中 B 原子与 3 个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。5PH 3是一种无色剧毒气体，其分子结构和 NH3相似，但 PH 键键能比 NH 键键能低。下列判断错误的是( )APH
4、3分子呈三角锥形BPH 3分子是极性分子CPH 3沸点低于 NH3沸点，因为 PH 键键能低DPH 3分子稳定性低于 NH3分子，因为 NH 键键能高解析：选 C PH 3分子结构和 NH3相似，NH 3是三角锥形，故 PH3也是三角锥形，A 正确；PH3分子结构不对称为极性分子，B 正确；NH 3分子之间存在氢键，NH 3沸点比 PH3高，C 错误；PH 键键能比 NH 键键能低，故 NH 更稳定，化学键越稳定，分子越稳定，D 正确。6下列事实与氢键有关的是( )A水加热到很高的温度都难以分解B水结成冰体积膨胀，密度变小CCH 4、SiH 4、GeH 4、SnH 4熔点随着相对分子质量的增加
5、而升高DHF、HCl、HBr、HI 的热稳定性依次减弱解析：选 B A 项，水分解破坏的是化学键，不是氢键；B 项，氢键具有方向性，氢键的存在迫使四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的 4 个相邻水分子相互吸引，所以水结成冰时，体积增大，密度变小；C 项，CH 4、SiH 4、GeH 4、SnH 4的熔点随相对分子质量的增大而升高与范德华力有关，与氢键无关；D 项，HF、HCl、HBr、HI 的热稳定性与分子中化学键的键能大小有关，与氢键无关。7CH 、CH 3、CH 都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是( ) 3 3A它们互为等电子体，碳原子均采取 sp2杂化BCH 与 NH3
6、、H 3O 互为等电子体，几何构型均为正四面体 3CCH 中的碳原子采取 sp2杂化，所有原子均共面 3DCH 与 OH 形成的化合物中含有离子键 3解析：选 C CH 与 CH 及CH 3分子中所含电子总数不相等，故它们不是等电子体， 3 3A 项错误；CH 、NH 3、H 3O 互为等电子体，几何构型为三角锥形，B 项错误；CH 与 BH3 3 3互为等电子体，碳原子采用 sp2杂化，C 项正确；CH 与 OH 形成的化合物为有机物 3醇，分子中只含共价键，D 项错误。8N 2的结构可以表示为 ，CO 的结构可以表示为 ，其中椭圆框表示 键，3下列说法中不正确的是( )AN 2分子与 CO
7、 分子中都含有叁键BCO 分子中有一个 键是配位键CN 2与 CO 互为等电子体DN 2与 CO 的化学性质相同解析：选 D 由题可知 N2分子中 N 原子之间、CO 分子中 C、O 原子之间通过 2 个 键、1 个 键，即叁键结合，其中，CO 分子中 1 个 键由 O 原子单方面提供孤电子对，C 原子提供空轨道通过配位键形成；N 2与 CO 两分子的原子数和价电子总数相等，互为等电子体，N2化学性质相对稳定，CO 具有比较强的还原性，两者化学性质不同。9向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先形成难溶物，继续添加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是( )A反应后溶液
8、中不存在任何沉淀，所以反应前后 Cu2 的浓度不变B在Cu(NH 3)42 中，Cu 2 给出孤电子对，NH 3提供空轨道C向反应后的溶液加入乙醇，溶液没有发生变化D沉淀溶解后，将生成深蓝色的配合离子Cu(NH 3)42解析：选 D 该反应的反应原理为 CuSO42NH 3H2O=Cu(OH)2(NH 4)2SO4，Cu(OH)24NH 3=Cu(NH3)4(OH)2。反应结束后无 Cu(OH)2沉淀生成，但生成了Cu(NH 3)42 ，Cu 2 浓度减小；在Cu(NH 3)42 中，Cu 2 提供空轨道，NH 3提供孤电子对；若加入极性较小的乙醇，溶液会析出蓝色沉淀。10短周期主族元素 W、
9、X、Y、Z 的原子序数依次增大，W、X 原子的最外电子层电子数之比为 43，Z 原子比 X 原子的核外电子数多 4。下列说法正确的是( )AW、Y、Z 的电负性大小顺序一定是 ZYWBW、X、Y、Z 的原子半径大小顺序可能是 WXYZCY、Z 形成的分子的空间构型可能是正四面体DWY 2分子中 键与 键的数目之比是 11解析：选 CD 根据题给信息，W、X、Y、Z 为短周期主族元素，且 W、X 原子的最外层电子数之比为 43，W、X、Y、Z 的原子序数依次增大，所以 W 为 C，X 为 Al，再根据 Z 原子比 X 原子核外多 4 个电子，所以 Z 为 Cl，则 Y 为 Si、P、S 中的一种
10、，A 项错误；W、X、Y、Z 中 W 的原子半径最小，B 项错误；如果 Y 是 Si，则 Y 和 Z 可形成 SiCl4，空间构型为正四面体，C 项正确；WY 2分子只能为 CS2，分子中含有两个 键和两个 键，个数比为 11，D 项正确。11B、C、N 是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然界中广泛存在。4(1)基态硼原子的电子排布式为_；C、N 元素的第一电离能由大到小的顺序为_。(2)BF3与一定量的水可形成如图 1 的晶体 R。晶体 R 中各种微粒间的作用力涉及_(填字母)；a离子键 b共价键 c配位键 d金属键R 中阴离子的空间构型为_。(3)乙二胺(H 2NCH2CH2N
11、H2)与 CaCl2溶液可形成配离子(结构如图 2)，乙二胺分子中氮原子的杂化类型为_；乙二胺和三甲胺N(CH 3)3均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是_。(4)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相，其结构与石墨相似，具有层状结构，可作高温润滑剂；它的晶体结构如图 3 所示，六方相氮化硼质地软的原因是_。解析：(1)硼原子核外有 5 个电子，其核外电子排布式为 1s22s22p1，C、N 两种元素的第一电离能由大到小的顺序为 NC。(2)晶体 R 中各种微粒间的作用力涉及离子键、共价键、配位键；阴离子中中心原子 B原子含有 4 个 键且不含孤电子对，所以
12、B 原子采用 sp3杂化方式，为四面体构型。(3)乙二胺中 N 原子形成 3 个 键，含有 1 对孤对电子，杂化轨道数为 4，采取 sp3杂化；乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高。(4)六方相氮化硼中，每一个 B 原子与 3 个 N 原子相连，每 1 个 N 原子与 3 个 B 原子相连，形成平面三角形，向空间发展成层状结构。六方相氮化硼不含 键，只含 键，层与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软。答案：(1)1s 22s22p1 NC (2)abc 四面体(3)sp3杂化 乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 (4)层
13、与层之间通过范德华力结合在一起，作用力小，导致其质地软12CaC 2可用于固氮：CaC 2N 2 CaCN2C，CaCN 2(氰氨化钙)和水反应= = = = =1 100 可生成 NH3。(1)写出与 Ca 在同一周期且最外层电子数相同、内层排满电子的基态原子的电子排布5式：_。(2)NH3中 N 原子的杂化方式为_；根据价层电子对互斥理论推测 CO 的空间23构型为_。(3)CaCN2中阴离子为 CN ，与 CN 互为等电子体的分子有_(填写一种化学22 22式即可)；写出 CaCN2水解反应的化学方程式_。解析：(1)符合条件的原子 3d 和 4s 全部排满。(2)NH 3分子中 N 原
14、子的杂化轨道数是4，所以采取 sp3杂化；CO 离子中 C 原子的杂化轨道数是(42)/23，为 sp2杂化，CO23为平面正三角形。(3)等电子体的寻找方法是利用同主族元素原子替换或相邻元素替换23的方法，如 CO2；CaCN 2(氰氨化钙)和水反应可生成 NH3，再由化合价可推知 C 元素化合价为4 价，所以另一种产物是 CaCO3。答案：(1)1s 22s22p63s23p63d104s2或Ar3d 104s2(2)sp3 平面正三角形(3)CO2、N 2O CaCN 23H 2O=CaCO32NH 313(2017盐城模拟)元素 X 的基态原子中的电子共有 7 个能级，且最外层只有 1
15、 个未成对电子，X 原子的内层轨道全部排满电子。在气体分析中，常用 XCl 的盐酸溶液吸收并定量测定 CO 的含量，其化学反应如下：2XCl2CO2H 2O=X2Cl22CO2H2O。(1)X 基态核外电子排布式为_。(2)X2Cl22CO2H2O 是一种配合物，其结构如图所示：与 CO 互为等电子体的阴离子是_。该配合物中碳原子的杂化方式为_。在 X2Cl22CO2H2O 中，每个 X 原子能与其他原子形成 3 个配位键，在图中用“”标出相应的配位键_。解析：(1)X 电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1，是铜元素。(2)为 C 或 CN ；根据图示观察，每个碳原子与铜
16、原子形成配位键，与氧形成223 个共用电子对，故为 sp 杂化。答案：(1)1s 22s22p63s23p63d10或Ar 3d 10(2)C 或 CN sp 2214A、B、C、D、E、F 为原子序数依次增大的短周期主族元素。A、C、D 可形成常见的气态单质，A、E 最外层电子数与其电子层数相等。B、F 同主族，B 元素基态原子的核外电子平均分布在 3 个不同的能级上。C 元素原子的最高能级上有 3 个未成对电子。F 的一种6单质与 FD2晶体类型相同。(1)A 分别与 B、F 形成的最简单化合物相比较，影响沸点高低的主要作用力是_。(2)写出 D 的基态原子的核外电子排布式：_。(3)BD
17、2在高温、高压下所形成的晶胞如图所示，该晶体中 B 原子的杂化方式为_。(4)由上述 5 种元素中的 1 种或几种形成的、与 C 的单质互为等电子体的物质是_(填化学式)。(5)在 E 的化合物 E2Cl6中存在的化学键有_(填字母)。a极性键 b非极性键 c配位键 d 键 e 键解析：由题意可知，A、B、C、D、E、F 分别为 H、C、N、O、Al、Si 元素。(1)H 和C、Si 元素形成的简单化合物分别为 CH4、SiH 4，两种物质的分子间只存在范德华力，影响相应物质的沸点高低。(2)基态 O 原子核外有 8 个电子，分布在 1s、2s、2p 轨道上，则其核外电子排布式为 1s22s2
18、2p4。(3)由 CO2在高温、高压下形成晶体的结构可知，每个 C 原子与周围 4 个 O 原子形成 CO 键，故 C 原子采取 sp3杂化。(4)与 N2互为等电子体的分子(或离子)符合条件：含有 2 个原子、价电子总数为 10，符合条件的分子(或离子)有CO、NO 、CN 等。(5)Al 2Cl6分子中含有 AlCl 键，属于极性共价键，也属于 键。每个 Al 原子只能形成 3 个 AlCl 键，故 Al 与 Cl 原子之间还存在配位键。答案：(1)范德华力 (2)1s 22s22p4 (3)sp 3杂化(4)CO(答案合理即可) (5)acd15(1)X、Y、Z、R 为前四周期元素，且原
19、子序数依次增大。XY 2是红棕色气体；X 与氢元素可形成 XH3；Z 基态原子的 M 层与 K 层电子数相等；R 2 离子的 3d 轨道中有 9 个电子。XY 离子的立体构型是_；R 2 的水合离子中，提供孤电子对的原子是_。 2(2)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)。图甲中，1 号 C 与相邻 C 形成 键的个数为_。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 1 号 C 与相邻 C 形成的键角。若将图乙所示的氧化石墨烯分散在 H2O 中，
20、则氧化石墨烯中可与 H2O 形成氢键的原子有_(填元素符号)。7(3)BCl3和 NCl3中心原子的杂化方式分别为_和_。解析：(1)NO 的立体构型为 V 形。Cu 2 的水合离子中，H 2O 分子中氧原子提供孤电子 2对。(2)图甲中，1 号 C 与相邻的 3 个 C 形成 1 个碳碳双键和 2 个碳碳单键，即形成 3 个 键和 1 个 键。图乙中，1 号 C 除与 3 个 C 形成化学键外，还与羟基氧原子形成化学键，故该 C 采取 sp3杂化。氧化石墨烯中含有羟基，羟基氧原子可与水分子中的氢原子形成氢键，羟基氢原子可与水分子中的氧原子形成氢键。(3)杂化轨道用于形成 键和容纳孤对电子。BCl 3分子中 B 原子形成 3 个 键，无孤对电子，则 B 原子采取 sp2杂化。NCl3中 N 原子形成 3 个 键，且有 1 对孤对电子，则 N 原子采用 sp3杂化。答案：(1)V 形 O (2)3 sp 3 O、H (3)sp 2 sp 3
