专题4分子空间结构与物质性质综合练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
单选题
1. 下列说法中正确的是( )
A. 超分子是由两个或多个分子相互“组合”在一起形成具有特定结构和功能的聚集体，能表现出不同于单个分子的性质
B. 干冰晶体中，一个分子周围有个分子紧邻；和晶体中阴、阳离子的配位数都为
C. 若将基态原子的核外电子排布式写成，则违背了泡利原理
D. 位于区、区、区的元素都是金属元素
2. 分子中的键角为。如图是的部分结构以及的键角的测量值。形成配离子后的键角变大的原因是 ( )
A. 分子中原子上的孤电子对进入的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥作用，排斥作用减弱
B. 分子中原子上的孤电子对进入的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥作用，排斥作用增强
C. 对分子的吸引作用
D. 原子的杂化类型改变
3. 下列有关过氧化氢的叙述中不正确的是( )
A. 氧原子采取的是杂化 B. 分子中有个键
C. 过氧化氢是极性分子 D. 每个氧原子上有两个孤对电子对
4. 在水溶液中可与发生反应生成和，下列说法错误的是。( )
A. 基态核外电子排布式为
B. 分子中含有键的数目约为
C. 分子中碳原子轨道的杂化类型是
D. 中与的原子形成配位键，结构可表示为
5. 甲醛分子式为，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A. 原子采取杂化，原子采取杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有个键和个键
D. 甲醛分子为非极性分子
6. 甲醛分子式为，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A. 原子采取杂化，原子采取杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有个键和个键
D. 甲醛分子为非极性分子
7. 下列说法正确的是( )
A. 次氯酸分子的结构式为，其分子为直线形的极性分子
B. 乳酸 分子中含有一个手性碳原子
C. 和分子中心原子分别为和杂化，空间构型分别为形、平面三角形
D. 配位键常用表示，其中原子可以提供接受孤电子对的空轨道
8. 甲醛分子式为，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是( )
A. 原子采取杂化，原子采取杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有个键和个键
D. 甲醛分子为非极性分子
9. 下列对分子性质的解释中，正确的是( )
A. 极易溶于水而难溶于水只是因为是极性分子，是非极性分子
B. 由于乳酸中存在一个手性碳原子，导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体；生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子
C. 水很稳定以上才会部分分解是因为水分子间存在大量的氢键
D. 许多过渡金属离子对多种配体具有很强的结合力，因而，只有过渡金属才能形成配合物。
10. 下列叙述中正确的是
A. 和均是四面体形的非极性分子
B. 的空间结构为平面三角形
C. 所有的分子中都存在共价键，有共价键就一定有键
D. 和的中心原子均为杂化，且的键角大于
11. 氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 ( )
A. 两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，为型杂化，而是型杂化
B. 分子中原子形成个杂化轨道，分子中原子形成个杂化轨道
C. 分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
D. 氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
12. 钙钛矿光催化剂具有高活性和选择性。带有负电荷的将带正电的固定在其表面，用于可见光驱动还原。下列说法错误的是( )
A. 电负性： B. 中的配位数为
C. 三联呲啶中原子的杂化方式为 D. 还原过程中有极性键、非极性键断裂和形成
13. 下列有关说法中不正确的是( )
A. 水合铜离子的模型如图所示，个水合铜离子中有个配位键
B. 晶体的晶胞如图所示，每个晶胞平均占有个
C. 原子的电子云图如图所示，原子核外电子在原子核附近做圆周运动
D. 金属中原子堆积模型如图所示，该晶胞中原子数目为
14. 硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子含、、三种元素的球棍模型如图所示图中球的相对大小可代表原子半径的相对大小。下列有关叙述正确的是 ( )
A. 可表示为 B. 硼原子的轨道杂化类型有、
C. 配位键存在于、原子之间 D. 硼砂晶体中有离子键、配位键两种化学键
15. 有机化学中常用的强氧化剂五氧化铬中的可以提供杂化空轨道与吡啶形成配合物，结构如图所示，下列说法不正确的是。( )
A. 该配合物中只存在一种杂化方式
B. 吡啶中的是配位原子
C. 该配合物中铬为价，五氧化铬化学式可写作
D. 可能存在离子，性质比五氧化铬更不稳定
二、填空题
16. 顺铂的结构简式为，具有抗癌作用；反铂的结构简式为，无抗癌作用；碳铂的结构简式为。顺铂进入人体后，一个氯原子缓慢被水分子取代，形成。请回答下列问题：
下列说法正确的是__________填序号。
A.碳铂分子中有一个手性碳原子
B.顺铂的同分异构体无抗癌活性，属于极性分子
C.碳铂的中心原子铂Ⅱ的配位数为
D.中的原子与形成配位键
根据碳铂的结构简式推断，，环丁二羧酸中含有键的数目为______________用计算式表示即可。
顺铂和反铂的物理性质有很大差异，其中只有___________易溶于水，原因是______________________________________________。
还能与很多化合物通过配位键发生相互作用。一种可作储氢材料的化合物是与第二周期另一种元素的氢化物相互作用的产物，是乙烷的等电子体；加热化合物会缓慢释放出，并转化成化合物，是乙烯的等电子体。
化合物的结构式为___________________必须标明配位键。
化合物、中原子分别采取_____________和__________杂化。
17. 、、、、五种元素的单质及其化合物在现代工业生产中有着广泛应用。请回答下列问题：
第一电离能：________填“”或“”，下同，电负性：________。
的沸点比高的原因是________；属于________填“极性”或“非极性”分子，含有的键为________。
的空间构型是________，的中心原子的杂化方式为________。
与互为等电子体的微粒有________任写两种。
与形成化合物的晶胞如图所示。
该晶体的化学式为________。已知该晶体中原子和原子之间的最短距离为，且恰好为体对角线的，阿伏加德罗常数为，则该晶体的密度为________只写计算式。
18. 铁被称为“第一金属”，铁及其化合物在生产、生活中有广泛用途。
铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用 摄取铁元素的原子光谱。
的熔点为，沸点为。由此可知属于 晶体。常作补铁剂，的立体构型是 。
铁氰化钾是检验的重要试剂。
基态原子的轨道表达式为 。
写出一种与铁氰化钾中配体互为等电子体的极性分子的化学式 。
铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
铁氰化钾中，不存在 填标号。
A.离子键 键 键 氢键 金属键
有机金属配位化合物二茂铁是汽油中的抗震剂。分子中的大键可用符号表示，其中代表参与形成大键的原子数，代表参与形成大键的电子数如苯分子中的大键可表示为，则中的大键应表示为 ，其中号碳原子的杂化方式为 。
羰基铁可用作催化剂、汽油抗爆剂等。分子中含 配位键。
某种磁性氮化铁的结构如图所示，随机排列在构成的正四面体空隙中。其中铁原子周围距离最近的铁原子个数为 ；六棱柱底边边长为 ，高为 ，阿伏加德罗常数的值为，则该磁性氮化铁的晶体密度为 列出计算式。
三、简答题
19. 过渡金属元素铬是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：
三价铬离子能形成多种配位化合物。中提供电子对形成配位键的原子是________，中心离子的配位数为________。
中配体分子、以及分子的空间结构和相应的键角如下图所示。
中的杂化类型是________，的键角小于，分析原因___________________。
20. 过渡金属元素铬是不锈钢的重要成分，在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题：
中配体分子、以及分子的空间结构和相应的键角如图所示。
中的杂化类型是_________。的沸点比的_________，原因是_____________________________。的键角小于的，分析原因：__________________。
磷酸根离子的空间构型为________，其中的价层电子对数为________、杂化轨道类型为________。
乙二胺是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是________、________。乙二胺能与、等金属离子形成稳定环状离子，其原因是______________________________________________________________________________，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是________填“”或“”。
中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的的结构式为________，其中的配位数为________。中，电负性最高的元素是________；的________杂化轨道与的轨道形成________键。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
略
【解答】
A.超分子能表现出不同于单个分子的性质，其原因是两个或多个分子相互“组合在一起，形成具有特定结构和功能的聚集体，选项A正确；
B.干冰晶体中，一个分子周围有个分子紧邻，晶体中阴阳离子配位数是、晶体中阴、阳离子的配位数是，选项B错误；
C.原子能级上有个轨道，能级上有个电子，个电子应该排在个不同的轨道上，且自旋方向相同，若将原子的电子排布式写成，它违背了洪特规则，选项C错误；
D.氢元素位于区，氢元素属于非金属元素，所以区的元素不全是金属元素，区、区都是金属元素，选项D错误；
答案选A。
2.【答案】
【解析】分子中原子上的孤电子对进入的空轨道形成配位键后，原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥作用，排斥作用减弱，的键角变大，故选A。
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题以过氧化氢为载体综合考查化学键的形成方式及键的极性和分子的极性判断等知识，为高频考点，侧重考查学生的分析能力，要注意基础知识的积累，难度不大。
过氧化氢分子的空间结构示意图为，由的结构可知，原子形成个键、个键，含有对孤对电子，杂化轨道数为，杂化方式为，且分子结构不对称，为极性分子，以此解答该题。
【解答】
A.原子形成个键、个键，含有对孤对电子，杂化轨道数为，杂化方式为，故A错误；
B.分子中含有个键、个键，则分子中有个键，故B正确；
C.分子结构不对称，正负电荷重心不重叠，为极性分子，故C正确；
D.过氧化氢的电子式为，可知每个氧原子上有两个孤对电子对，故D正确。
故选A。
4.【答案】
【解析】的原子序数为，位于第Ⅱ族，所以基态核外电子排布式为，项正确；
分子含个键和个键，共有个键，所以分子中含有键的物质的量为，数目约为，项正确；
分子中与羟基相连的为杂化，中的为杂化，项错误；
中与的原子形成配位键，为杂化，配位原子形成正四面体，所以的结构可表示为，项正确。
5.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查杂化轨道、价层电子对互斥理论、化学键、分子极性等，题目难度中等，注意理解杂化轨道理论与价层电子对互斥理论，注意根据分子构型进行分子极性的判断。
【解答】
A.中原子成个键、个双键，杂化轨道数为，原子采取杂化，原子成个双键，含有对孤电子对，杂化轨道数为，原子采取杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成个键、个双键，价层电子对数为，不含孤电子对，为平面三角形结构，故B错误；
C.甲醛的结构简式为，结构式为，含有个键，个键，故C正确；
D.甲醛分子是平面三角形结构，碳原子位于三角形内部，正负电荷中心不重合，所以是极性分子，故D错误；
故选：。
6.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查杂化轨道、价层电子对互斥理论、化学键、分子极性等，题目难度较易，注意理解杂化轨道理论与价层电子对互斥理论，注意根据分子构型进行分子极性的判断。
【解答】
A.中原子成个键、个双键，杂化轨道数为，原子采取杂化，原子成个双键，含有对孤电子对，杂化轨道数为，原子采取杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成个键、个双键，中心原子价层电子对数为，不含孤电子对，为平面三角形，故B错误；
C.甲醛的结构简式为，结构式为，甲醛中，含有碳氧双键以及两个碳氢单键，故其中个键，个键，故C正确；
D.甲醛分子是平面三角形，碳原子位于三角形内部，结构不对称，所以极性分子，故D错误。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了手性碳原子、杂化类型的判断和分子空间构型的判断，题目难度中等，注意掌握价层电子对互斥理论，侧重于考查学生对基础知识的应用能力。
【解答】
A.中价层电子对数为，孤电子对数为，空间构型为型，故A错误；
B.原子连有四个不同的原子和原子团时属于手性碳原子，乳酸 分子中中间的属于手性碳原子，故B正确；
C.由价层电子对互斥理论可知和中原子的价层电子对数分别为、，均为杂化，空间构型分别为形、平面三角形，故C错误；
D.配位键常用表示，其中原子可以提供孤电子对，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查杂化轨道、价层电子对互斥理论、化学键、分子极性等，题目难度中等，注意理解杂化轨道理论与价层电子对互斥理论，注意根据分子构型进行分子极性的判断。
【解答】
A.中原子成个键、个双键，杂化轨道数为，原子采取杂化，原子成个双键，含有对孤电子对，杂化轨道数为，原子采取杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成个键、个双键，价层电子对数为，不含孤电子对，为平面三角形结构，故B错误；
C.甲醛的结构简式为，结构式为，含有个键，个键，故C正确；
D.甲醛分子是平面三角形结构，碳原子位于三角形内部，正负电荷中心不重合，所以是极性分子，故D错误；
故选：。
9.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查分子的性质，涉及分子的极性、手性碳原子、氢键以及配合物等，解答这类问题应熟练掌握分子的相关性质等，试题难度一般。
【解答】
A.极易溶于水而难溶于水的原因是极性分子、氨分子能够与水分子形成氢键、氨分子能够与水反应，是非极性分子，故A错误；
B.手性碳原子指的是同一个碳原子上连接四个不同原子或原子团的碳原子，所以由于乳酸中存在一个手性碳原子，导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体；生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子，故 B正确；
C.水很稳定以上才会部分分解是因为水分子中氢氧键的键能大，不是氢键的影响，故C错误；
D.除了过渡元素能够形成配合物，某些主族金属的离子也能形成配合物，如铝离子能够形成等，故D错误。
故选B。
10.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构和杂化理论，难度一般，掌握分子极性和空间构型以及杂化理论即可解答。
【解答】
A.和均是四面体形，前者为极性分子，后者为非极性分子，故A错误；
B.的原子形成个键和个孤电子对，空间结构为三角锥形，故B错误；
C.稀有气体分子为单原子分子，不存在共价键，故C错误；
D.中硫原子形成个键，无孤电子对，的中心原子形成个键和一个孤电子对，均为杂化，且的键角大于，故D正确。
11.【答案】
【解析】
【分析】
该题是基础性试题的考查，试题注重基础知识的巩固和训练。该题的关键是利用好价层电子对互斥理论，准确判断出中心原子含有的孤对电子对数，难度不大，有利于培养学生的逻辑推理和抽象思维能力。
【解答】
A.中原子成个键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为，采取型杂化，中原子采取型杂化，故A错误；
B.中原子成个键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为，分子中原子形成个杂化轨道，故B错误；
C.分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强，故C正确；
D.根据价层电子对互斥理论可知，氨气和甲烷分子中中心原子含有的孤对电子对数分别是、，所以氨气是三角锥形结构，结构不对称，是极性分子，而甲烷是正四面体型结构，结构对称，为非极性分子，故D错误。
12.【答案】
【解析】
【分析】
略
【解答】
A.同周期元素电负性从左往右增大，同主族元素电负性长上往下减小，电负性：，则电负性：，选项A正确；
B.根据中与三联吡啶螯合配位成环，配位键数目为，选项B正确；
C.三联吡啶中原子形成键及双键，原子形成三个键，没有孤电子对，其杂化方式为，选项C正确：
D.与还原为和的过程中只有极性键和形成，选项D错误；
答案选D。
13.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了配合物、晶胞计算、电子云等知识，难度不大，解题关键是对图要仔细观察，同时正确理解基本概念。
【解答】
A.中心与配体间形成配位键，则铜离子与水分子的氧原子形成个配位键，故A正确；
B.占据面心和顶点，则个晶胞中含有的数目为个，故B正确；
C.原子核外电子在原子核附近做非规则运动，不是圆周运动，故C错误；
D.个晶胞中含有的数目为个，故D正确。
14.【答案】
【解析】观察模型及原子半径可知，模型中、、、号球代表原子，、号球代表原子，可表示为，为价，为价，为价，根据化合价规则可得，则可表示为，项错误；
号原子形成个化学键，价电子对数键个数，则号原子为杂化，号原子形成个化学键，其中个键是配位键，价电子对数为，则号原子为杂化，项正确；
原子含有空轨道，原子含有孤对电子，号原子连接的是原子，孤电子对更易提供出来，则、号原子之间形成配位键，项错误；
硼砂晶体中有离子键、共价键、配位键，项错误。
15.【答案】
【解析】略
16.【答案】
顺铂；顺铂是极性分子，易溶于极性溶剂
；
【解析】
【分析】本题综合考查了物质结构与性质，涉及配合物的结构、中心原子杂化类型的判断、等电子体、相似相溶原理等。判断键与键的数目，要根据物质的结构；判断中心原子杂化方式，要正确计算中心原子价电子数。
【解答】
项，根据碳铂的结构简式可知，碳铂分子中不存在手性碳原子，错误；
项，顺铂的同分异构体为，其结构对称，属于非极性分子，错误；
项，碳铂的中心原子的配位原子为个和个，其配位数为，正确；
项，中的原子上有孤电子对，故原子与形成配位键，错误。
单键都是键，双键中有个键和个键，故，环丁二羧酸中含有键，所含键的数目为。
顺铂易溶于水，因为它是极性分子，易溶于极性溶剂。
是与第二周期另一种元素的氢化物相互作用的产物，且是乙烷的等电子体，则中应含有个价电子，故为；是乙烯的等电子体，则为。
中提供空轨道，含有孤电子对，可形成配位键，则的结构式为。
中原子形成个键，个配位键，采取杂化，中原子形成个键，采取杂化。
17.【答案】；
分子间存在氢键，而分子间没有氢键；极性；
平面正三角形；
、其他合理答案均可
；
【解析】
【分析】
本题考查物质结构与性质，涉及电离能、电负性、空间构型、杂化方式、等电子体、晶体类型与性质、晶胞计算等，注意氢键对物质性质的影响，能用氢键解释一些问题，掌握均摊法进行晶胞有关计算。
【解答】
同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，Ⅱ、Ⅴ族大于相邻主族元素的第一电离能，第一电离能，同周期元素从左到右电负性逐渐增大，则电负性：，故答案为：；；
分子间存在氢键，而分子间没有氢键，所以的沸点比高；属于极性分子，中为价，为价，则为价，结构为所以与两个原子形成两个键，所以含有的键为，
故答案为：分子间存在氢键，而分子间没有氢键；极性；；
的中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，所以空间构型是平面正三角形，的中心原子的价层电子对数为，杂化方式为杂化，故答案为：平面正三角形；；
与互为等电子体的微粒有、等，故答案为：、其他合理答案均可；
原子位于晶胞内部，有个，原子位于顶点和面心，所以含有原子的个数为，所以晶体的化学式为，该晶体中原子和原子之间的最短距离为，且恰好为体对角线的，则体对角线为，又体对角线为边长的，则边长为，则晶体的密度为，故答案为：；。
18.【答案】光谱仪
分子
正四面体
【解析】可以用光谱仪摄取铁元素的原子光谱。
的熔沸点不高，属于分子晶体，中心原子价层电子对数为，且不含孤电子对，故其立体构型是正四面体形。
为号元素，基态原子的轨道表达式为。
等电子体是指价电子数和原子数相同的分子、离子或原子团，铁氰化钾中的配体为，其价电子数为，原子数为，与互为等电子体的极性分子的化学式为。
铁氰化钾中，所涉及的元素的第一电离能由大到小的顺序为。
铁氰化钾中，钾离子和铁氰根离子间是离子键，和之间存在键和键，不存在氢键和金属键，故本题选DE。
中的大键存在于个原子之间，共有个电子参与形成大键，故表示为，其中号原子形成个键，杂化方式为。
羧基铁中，碳原子和铁原子之间、氧原子和碳原子之间均存在配位键，故 分子中含配位键。
可以根据题图正六棱柱，想象两个六棱柱上下摞在一起，结合构成正四面体知，距离重叠面面心的铁原子最近的铁原子有重叠面顶点的个铁原子和分别处于上、下两个六棱柱中的个铁原子，共个。该结构中铁原子数为，氦原子数为，则该磁性氮化铁的晶体密度。
19.【答案】、、
含有对孤电子对，而含有对孤电子对，中的孤电子对对成键电子对的排斥作用较大
【解析】略
20.【答案】杂化 高 分子间存在氢键 中原子上有一个孤电子对，中原子上有两个孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥力比成键电子对间的排斥力大
正四面体
乙二胺的两个提供孤对电子给金属离子形成配位键
【解析】中心原子原子的杂化轨道数为，根据杂化轨道理论，为杂化；分子间存在氢键，而分子间不存在氢键，故沸点高于；中原子上有一个孤电子对，中原子上有两个孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥力比成键电子对间的排斥力大，所以的键角小于的键角。
中中心原子的价电子对数为，不含孤电子对，因此其空间构型为正四面体，原子采取杂化方式，形成个杂化轨道。
乙二胺中原子形成个键，有个孤电子对，杂化轨道数为，采取杂化。原子形成个键，杂化轨道数为，采取杂化。乙二胺的个可以提供孤对电子给金属离子形成配位键，为过渡金属，与乙二胺具有很强的结合力，故C与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高。
蒸汽状态下双聚分子的结构式为，铁原子的配位数为。同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，则电负性：；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则电负性：；中元素显正价，元素显负价，则电负性：。由此可得电负性：，故中，电负性最高的是氧。与原子形成个键，且无孤电子对，则采用杂化，的杂化轨道与的轨道形成键。
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