1、第 2 节 分子结构和性质课时跟踪练一、选择题1下列说法中不正确的是( )A 键比 键重叠程度大，形成的共价键强B两个原子之间形成共价键时，最多有一个 键C气体单质中，一定有 键，可能有 键DN 2 分子中有一个 键，两个 键答案：C2下列说法中正确的是( )A在分子中，两个成键的原子间的距离叫键长B分子中含有共价键，则至少含有一个 键C含有非极性键的分子一定是非极性分子D键能越大，键长越长，则分子越稳定解析：键长是形成共价键的两个原子之间的核间距，A 错误；单键一定是 键，双键由 1 个 键和 1 个 键构成，三键由 1 个 键和 2 个 键构成，故分子中含有共价键，则至少含 1 个 键，B
2、正确；含非极性键的分子不一定是非极性分子，如 H2O2，C 错误；键能越大，键长越短，分子越稳定，D 错误。答案：B3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，氢键解析：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。答案：C4N 2 的结构可以表示为 ，CO 的结构可以表示为 ，其
3、中椭圆框表示 键，下列说法中不正确的是 ( )AN 2 分子与 CO 分子中都含有三键B CO 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：由题可知 N2 分子中 N 原子之间、CO 分子中 C、O 原子之间通过两个 键，一个 键，即三键结合，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 的原子数和价电子总数相等，互为等电子体，N 2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。答案：D5下列物质的结构或性质与氢键无关的是( )A乙醚的沸点B乙醇在水中的溶解度C
4、HF 的沸点比 HCl 的沸点高DDNA 的双螺旋结构解析：乙醚分子间不存在氢键，乙醚的沸点与氢键无关，A 正确；乙醇和水分子间能形成氢键，乙醇在水中的溶解度与氢键有关，B 错误；HF 分子间存在氢键， C 错误；DNA 的双螺旋结构与氢键有关，D 错误。答案：A6用价层电子对互斥理论(VSEPR) 可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )ASO 2、CS 2、HI 都是直线形的分子B BF3 键角为 120，SnBr 2 键角大于 120CCH 2O、BF 3、SO 3 都是平面三角形的分子DPCl 3、NH 3、PCl 5 都是三角锥形的分子解析：
5、SO 2 是 V 型分子； CS2、HI 是直线形的分子， A 错误；BF3 键角为 120，是平面三角形结构；而 Sn 原子价电子是 4，在SnBr2 中两个价电子与 Br 形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于 120，B 错误； CH2O、BF 3、SO 3 都是平面三角形的分子，C 正确；PCl 3、NH 3 都是三角锥形的分子，而 PCl5 是三角双锥形结构，D 错误。答案：C7下列关于 CH4 和 CO2 的说法不正确的是( )A固态 CO2 属于分子晶体B CH4 分子中含有极性共价键，但属于非极性分子C因为碳氢键键能小于碳氧键，所以 CH4 熔点低于 C
6、O2DCH 4 和 CO2 分子中碳原子的杂化类型分别是 sp3 和 sp解析：CO 2 是由非金属元素形成的分子晶体，A 项正确；CH 4分子是正四面体结构，其为非极性分子，B 项正确；CH 4 和 CO2 都是分子晶体，分子晶体的相对分子质量越大，熔、沸点越高，C 项错误；CH 4 为正四面体结构，故碳原子的杂化类型是 sp3，CO 2 为直线形分子，故碳原子的杂化类型是 sp，D 项正确。答案：C8通常状况下，NCl 3 是一种油状液体，其分子立体构型与氨分子相似，下列对 NCl3 的有关叙述正确的是 ( )ANCl 3 分子中 NCl 键的键长比 CCl4 分子中 CCl 键的键长长B
7、 NCl3 分子是非极性分子C分子中的所有原子均达到 8 电子稳定结构DNBr 3 比 NCl3 易挥发解析：因碳原子半径比氮原子的大，故 NCl 键的键长比CCl 键的键长短；NCl 3 分子立体构型类似 NH3，故 NCl3 是极性分子；NBr 3 与 NCl3 二者结构相似，由于 NBr3 的相对分子质量较大，分子间作用力较大，所以 NBr3 的沸点比 NCl3 高，因此 NBr3 比NCl3 难挥发。答案：C二、非选择题9(2017全国卷) 研究发现，在 CO2 低压合成甲醇反应(CO2 3H2=CH3OHH 2O)中，Co 氧化物负载的 Mn 氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良
8、好的应用前景。回答下列问题：(1)CO2 和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为_和_。(2)在 CO2 低压合成甲醇反应所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为_，原因是_。(3)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO 3)2 中的化学键除了 键外，还存在 _。解析：(1)CO 2 中 C 的价层电子对数为 2，故为 sp 杂化；CH3OH 分子中 C 的价层电子对数为 4，故为 sp3 杂化。(2)水和甲醇均为极性分子，常温常压下两种物质均呈液态；二氧化碳和氢气均为非极性分子，常温常压下两种物质均呈气态，根据四种物质在相同条件下的状态可以判断出水、甲醇的沸点均高于二氧化
9、碳、氢气的沸点。由于水分子中的 2 个氢原子都能参与氢键的形成，而甲醇分子中只有羟基上的氢原子能够形成氢键，所以水中的氢键比甲醇多，则水的沸点高于甲醇的沸点。二氧化碳和氢气都属于分子晶体，但由于二氧化碳的相对分子质量大于氢气，所以二氧化碳的沸点高于氢气的沸点。(3)Mn(NO3)2 是离子化合物，存在离子键；此外在 NO 中，3 3个 O 原子和中心原子 N 之间还形成一个 4 中心 6 电子的大 键(键) ，所以 Mn(NO3)2 中的化学键有 键、 键和离子键。64答案：(1)sp sp 3(2)H2OCH3OHCO2H2 H 2O 与 CH3OH 均为非极性分子，H2O 中氢键比甲醇多，
10、CO 2 分子量较大，范德华力较大(3) 键、离子键10锗(Ge)是典型的半导体元素，在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题：(1)Ge 与 C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、三键，但Ge 原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_。(2)比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因：_。项 目 GeCl4 GeBr4 GeI4熔 点/ 49.5 26 146沸 点/ 83.1 186 约 400(3)Ge 单晶具有金刚石型结构，其中 Ge 原子的杂化方式为_，微粒之间存在的作用力是_。解析：(1) 锗虽然与碳为同族元素，但比碳多了两个电子层，因此锗的原子半径大，
11、原子间形成的 单键较长， pp 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成 键。(2)由锗卤化物的熔、沸点由 Cl 到 I 呈增大的趋势且它们的熔、沸点较低，可判断它们均为分子晶体，而相同类型的分子晶体，其熔、沸点取决于相对分子质量的大小，因为相对分子质量越大，分子间的作用力就越大，熔、沸点就越高。(3)Ge 单晶为金刚石型结构，金刚石中碳原子的杂化方式为sp3，因此 Ge 原子的杂化方式也为 sp3。微粒之间存在的作用力为共价键。答案：(1)Ge 原子半径大，原子间形成的 单键较长，pp 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成 键(2)GeCl4、GeBr 4、GeI 4 的熔、
12、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强(3)sp3 共价键11(1) 肼(N 2H4)分子可视为 NH3 分子中的一个氢原子被NH2(氨基 )取代形成的另一种氮的氢化物。NH 3 分子的空间构型是_；N 2H4 分子中氮原子轨道的杂化类型是_。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应是：N2O4(l)2N 2H4(l)=3N2(g)4H 2O(g) H1 038.7 kJmol1若该反应中有 4 mol NH 键断裂，则形成的 键有_mol。肼能与硫酸反应生成 N2H6SO4。N 2H6SO4 晶体类型与硫酸铵相同，则 N2H6SO4 晶体内不存在_( 填标
13、号)a离子键 b共价键 c配位键 d范德华力(2)第 A 族元素氧、硫、硒 (Se)的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答：H 2Se 的酸性比 H2S_(填“强”或“弱”) 。气态 SeO3分子的立体构型为_，SO 离子的立体构型为_。23H 2SeO3 的 K1 和 K2 分别为 2.7103 和 2.5108 ，H 2SeO4 第一步几乎完全电离，K 2 为 1.2102 ，请根据结构与性质的关系解释H2SeO4 比 H2SeO3 酸性强的原因：_。解析：(1) NH3 分子中氮原子的杂化方式为 sp3 杂化，其分子的空间构型为三角锥形；氨基(NH 2)中氮原子的杂化方式也为 sp
14、3杂化，其分子的空间构型为 V 形。N 2H4 的结构为 H2NNH 2，相当于 2 个氨基，所以氮原子的杂化方式也为 sp3 杂化。1 个 N2H4 分子含有 4 个 NH 键，即 4 mol NH 键断裂同时生成 1.5 mol N2， N2 的结构式为 NN，含 1 个 键和 2 个 键，所以会形成 3 mol 键；N 2H6SO4 和(NH 4)2SO4 都是离子晶体，N 2H 和 SO 之间26 24存在离子键，N 2H 中 N 和 H 之间形成 6 个共价键(其中 2 个配位26键)， N 和 N 之间形成共价键，SO 中 S 和 O 之间形成共价键，24不含范德华力。(2)Se
15、的原子半径大于 S 的原子半径，H 2Se 与 H2S 相比，H2Se 中 Se 原子对 H 原子的作用力较弱，H 2Se 在水中更容易电离出H ，所以其酸性较强；SeO 3 中 Se 原子采取 sp2 杂化且有 3 个配位原子，故其立体构型为平面三角形；SO 中 S 原子采取 sp3 杂化23且有 3 个配位原子，故其立体构型为三角锥形。H 2SeO3 中 Se 为4 价，而 H2SeO4 中 Se 为6 价，Se 的正电性更高，导致SeO H 中 O 原子的电子向 Se 原子偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出 H ，即酸性越强。答案：(1) 三角锥形 sp 3 3 d (2)强
16、平面三角形 三角锥形 H 2SeO3 和 H2SeO4 可表示为(HO) 2SeO 和(HO) 2SeO2，H 2SeO3中的 Se 为4 价，而 H2SeO4 中的 Se 为6 价，正电性更高，导致SeO H 中 O 的电子更向 Se 偏移，越易电离出 H12在人类文明的历程中，许多物质发挥过重要作用，如铁、硝酸钾、青霉素、聚乙烯、二氧化硅、 富勒烯、含铬物质等。(1)Fe3 在基态时，价电子排布式为_。(2)KNO3 中 NO 的立体构型为 _，写出与 3NO 互为等电子体的另一种阴离子的化学式：_。 3(3)6氨基青霉烷酸的结构如图所示。结构中 S 原子的杂化方式是_；组成中 C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是_。(4)富勒烯 (C60)的结构如图所示，该物质能与氯气反应形成C60Cl10 分子，1 mol C60Cl10 分子中含有碳碳单键的数目为_。(5)已知配合物 CrCl36H2O 中心原子 Cr3 配位数为 6，向含0.1 mol CrCl36H2O 的溶液中滴加 2 molL1 AgNO3 溶液，反应完全后共消耗 AgNO3 溶液 50 mL，则该配离子的化学式为_。答案：(1)3d 5 (2)平面三角形 CO (3)sp 3 NOC (4)2365NA (5)CrCl 2(H2O)4
