第二章 分子结构与性质 测试题
一、选择题
1．下列有关分子结构与性质的叙述，正确的是
A．BF3与PCl3的VSEPR模型均为正四面体形
B．SO2与BeCl2分子均呈V形
C．乙炔分子中碳原子采取sp杂化，分子中σ键与π键的数目之比为3：2
D．邻羟基苯甲醛()的沸点比对羟基苯甲醛()的高
2．NA为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A．0.1mol L-1HClO4溶液中含有的H+数为0.1NA
B．1molCl2和Fe充分反应，转移电子数为3NA
C．32g环状S8()分子中含有的S—S键数为1NA
D．2molNO与1molO2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
3．与溶液发生的反应为。下列说法正确的是
A．为极性分子
B．第一电离能：
C．的空间构型是三角锥形
D．中中心原子的杂化方式为
4．下列各气体在水中溶解度最大的是
A．H2 B．HCl C．CO2 D．Cl2
5．在相同条件下，SO2在水中的溶解度比CO2在水中的溶解度
A．大 B．小 C．一样 D．无法比较
6．类比是一种重要的学习方法，下列“类比”合理的是
A．的沸点高于的，则的沸点也高于的
B．可以用浓硫酸干燥，则也可以用浓硫酸干燥
C．与反应生成，则S与反应生成
D．和浓硝酸常温下反应制备，则和浓硫酸常温下反应可制备
7．下列化合物中有非极性共价键的是
A．KOH B．SiO2 C．CaCl2 D．Na2O2
8．和的分子空间结构和相应的键角如图所示。下列说法不正确的是
A．N、O、P都是周期表中的p区元素
B．相对分子质量大于，故沸点：
C．的键角小于是因为孤电子对之间的斥力更大
D．上述分子的VSEPR模型均为四面体
9．SiCl4可发生水解反应，机理如图：
下列说法错误的是
A．将用毛皮摩擦过的橡胶棒靠近SiCl4液流，液体流不会发生偏转
B．中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型可能为sp3d杂化
C．SiCl4水解最终可生成H4SiO4
D．中间体SiCl4(H2O)生成的过程中有极性键的断裂与生成
10．如图所示化合物是合成纳米管的原料之一，W、X、Z、Y为原子半径逐渐减小的短周期主族元素，且原子序数均为奇数，Z元素无正化合价，W、Z同周期，下列叙述正确的是
A．与W同主族的短周期元素形成的单质能与溶液反应产生
B．X的氧化物对应的水化物一定为强酸
C．该化合物中含有离子键、极性键、非极性键
D．简单氢化物的稳定性
11．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．2.24 L 所含σ键的数目为
B． 溶液中所含的数目小于
C．10 g质量分数为46%的乙醇溶液中，氧原子总数无法确定
D．1 mol白磷()中含有个共价键
12．根据价层电子对互斥理论及原子轨道的杂化理论推测，SO3分子的空间构型和中心原子的杂化方式是
A．平面三角形，sp2杂化 B．三角形，sp3杂化
C．正四面体形，sp2杂化 D．正方形，sp3杂化
13．短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大，它们形成的一种化合物的结构如图所示，其中所有原子都形成了8电子稳定结构，下列推断正确的是
A．第一电离能：
B．Y的简单氢化物的沸点比X的高
C．Z的最高价氧化物的水化物是一种强酸
D．的空间构型为正四面体
14．下图为“点击化学”的一种反应，下列关I～III三种物质的说法正确的是
A．I中O元素的第一电离能最大 B．1个II分子中含有9个键
C．III中碳氧键的键能均相等 D．基态的价层电子排布式为
15．下列有关化学键的叙述，正确的是
A．仅含有共价键的物质一定是共价化合物
B．单质分子中均存在化学键
C．离子化合物中一定含有离子键，可能含有配位键和共价键
D．由不同种非金属元素的原子形成的共价化合物一定只含极性键
二、填空题
16．磷化铜与水反应产生有毒的磷化氢(PH3)气体，PH3分子的空间构型为________；P、S的第一电离能(I1)的大小为I1(P)________I1(S)(填“＞”“＜”或“=”)；PH3的沸点________(填“高于”或“低于”)NH3的沸点，原因是_________。
17．回答下列问题：
(1)两种有机物的相关数据如表：
物质 HCON(CH3)2 HCONH2
相对分子质量 73 45
沸点/℃ 153 220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是_______。
(2)四种晶体的熔点数据如表：
物质 CF4 SiF4 BF3 AlF3
熔点/℃ -183 -90 -127 >1000
SiF4和CF4熔点相差较小，原因是_______。
(3)乙醇的挥发性比水的强，原因是_______。
18．回答下列问题：
(1)COCl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构，COCl2分子中σ键和π键的个数比为____，中心原子的杂化方式为____。
(2)AlH中，Al原子的轨道杂化方式为____；列举与AlH空间结构相同的一种离子和一种分子：____、____(填化学式)。
(3)用价层电子对互斥模型推断SnBr2分子中，Sn原子的轨道杂化方式为____，SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角____120°(填“＞”“＜”或“=”)。
19．运用价电子对互斥理论，回答下列问题。
(1)预测下列分子或离子的空间结构_________。
、、、
(2)请比较和中键角和键角的大小，并说明理由_________。
20．甲烷呈正四面体形，它的4个C—H键的键能、键长相同，H—C—H的键角109°28′，按照我们已经学过的价键理论，甲烷的4个C- H单键都应该是σ键，然而，碳原子的4个价层原子轨道是3个相互垂直的2p轨道和1个球形的2s轨道，用它们跟4个氢原子的1s原子轨道重叠，不可能得到正四面体形的甲烷分子。请解释原因_______。
21．2021年春节无疑是个热闹的火星年，2月5日，我国航天局发布了由天向一号拍摄的首张火星图象。研究表明，火星中心有个以铁为主要成分的核，并含有硫、镁等轻元素，除此之外还含有磷、氮、氢、氧、碳等元素。
(1)Fe3+的基态核外价电子排布式为___________，从原子结构角度分析Fe2+和Fe3+的稳定性相对强弱：___________。
(2)氮、氧、硫三种元素原子第一电离能由大到小的顺序为___________，硫可以形成SOCl2化合物，则该化合物的立体构型为___________。
(3)除氮的氧化物之外，知还可以形成，请写出氮原子的杂化方式___________，写出一种与该离子互为等电子体的分子是___________。
22．(1)柠檬酸的结构简式如图。1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为_______mol。
(2)分子中σ键与π键的数目比_______。
(3)经X射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。R中阴离子中的σ键总数为_______个。
三、元素或物质推断题
23．心是用来碎的，周期表是用来背的，X、Y、Z、W、E、F是元素周期表中前四周期元素，原子序数依次增大，结合表中所给信息，请回答下列问题。
原子 结构特征
X 原子核外只有一个质子
Y 原子中有三个能级，且电子数目相等
Z 其原子的2p轨道为半充满
W 其单质之一是极性分子
E 价电子层有6个电子且均未成对
F 第29号元素
(1)ZX的空间构型为_______，ZX3的VSEPR模型为_______，ZX3极易溶于水的原因是_______；
(2)X、Y、Z、W四种元素中第一电离能最大的是_______，电负性最大的是_______(填元素符号)；
(3)YW和Z2的结构相似，在YW分子中，Y与W之间形成_______个σ键_______个π键；
(4)E元素位于周期表的_______ 区，原子的价层电子排布式为_______；
(5)F2+在水溶液中呈蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为_______，提供孤电子对的是_______；
【参考答案】
一、选择题
1．C
解析：A．BF3分子中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3， VSEPR模型呈平面三角形，故A错误；
B．BeCl2分子中心原子孤电子对数=、价层电子对数=2+0=2，则中心Be原子发生sp杂化，分子呈直线形，故B错误；
C．乙炔分子结构式为H－C≡C－H，C原子为sp杂化，σ键与π键数目之比为3：2，故C正确；
D．邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，则邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的低，故D错误；
故选C。
2．C
解析：A．溶液体积未知，无法计算氢离子数目，A错误；
B．1mol氯气与铁充分反应生成氯化铁，转移2mol电子，转移电子数为2NA，B错误；
C．32g环状S8分子的物质的量为mol，而一个环状S8分子中含8个S-S键，因此32g环状S8分子中含有S—S键的物质的量为1mol，数目为1NA，C正确；
D．2molNO与1molO2在密闭容器中充分反应生成2mol二氧化氮，但因存在反应2NO2 N2O4，所以分子数小于2NA，D错误；
答案选C。
3．D
解析：A．空间结构是平面三角形，为非极性分子，A错误；
B．氟原子的第一电离在主族元素中最大，氮原子第一电离能大于氧原子，所以第一电离能：，B错误；
C．中心原子的价层电子对数是3，空间构型是平面三角形，C错误；
D．中中心原子价层有4对电子对，其杂化方式为，D正确；
故选D。
4．B
解析：H2、CO2、Cl2都为非极性分子，水为极性分子，HCl为极性分子，根据相似相溶原理，HCl在水中溶解度最大，故B符合题意；
综上所述，答案为B。
5．A
解析：水为极性溶剂，SO2为极性分子，而CO2为非极性分子，根据“相似相溶原理”，可知相同条件下，SO2在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度，故A符合题意。
综上所述，答案为A。
6．A
解析：A．液态H2O 、液态NH3中都存在分子间氢键，它们的沸点在同主族氢化物中最高，A项“类比”合理；
B．SO2不与浓硫酸发生反应，可用浓硫酸干燥，H2S具有较强还原性，会与浓硫酸发生反应，不可用浓硫酸干燥 ，B项“类比”不合理；
C．S的氧化性弱于Cl2，Fe与S反应生成FeS，C项“类比”不合理；
D．铜和浓硫酸需要在加热条件下才能反应，D项“类比”不合理。
答案选A。
7．D
【分析】两个相同原子形成的共价键为非极性键。
解析：A． KOH中含有H-O极性键，故A不选；
B． SiO2中含有Si-O极性键，故B不选；
C． CaCl2中不含共价键，故C不选；
D． Na2O2中含有O-O非极性键，故D选；
故选D。
8．B
解析：A．N、O、P最后填入的能级为p，故都是周期表中的p区元素，A正确；
B．氨气分子间存在氢键，故氨气的沸点高于磷化氢，B错误；
C．水分子中氧原子有2对孤电子对，氨气分子中氮原子有1对孤电子对，因为孤电子对之间的斥力较大，故水分子中键角小于氨气，C正确；
D．从图分析，分子中中心原子都以SP3杂化，故VSEPR模型均为四面体，D正确；
故选B。
9．D
解析：A．SiCl4是非极性分子，用毛皮摩擦过的橡胶棒带电，靠近SiCl4液流，液体流不会发生偏转，A正确；
B．由杂化轨道理论，中间体SiCl4(H2O)有5个杂化轨道，推测中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型可能为sp3d杂化，B正确；
C．由SiCl4发生水解反应的机理图可推知最终可生成H4SiO4，C正确；
D．中间体SiCl4(H2O)生成的过程中有极性键的生成，无断裂过程，D错误；
故选D。
10．A
【分析】W、X、Z、Y为原子半径逐渐减小的短周期主族元素，且原子序数均为奇数，Z元素无正化合价，W、Z同周期，由化合物中阴阳离子的结构可知，W、X、Z、Y分别为H元素、X为N元素、Z为F元素、Y为H元素。
解析：A．与硼元素同主族的短周期元素为铝元素，铝与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气，故A正确；
B．氮元素的氧化物对应的水化物亚硝酸为弱酸，故B错误；
C．由化合物中阴阳离子的结构可知，化合物中不含有非极性键，故C错误；
D．同周期元素，从左到右元素的非金属性依次增强，简单氢化物的稳定性依次增强，则氟化氢的稳定性强于氨气，故D错误；
故选A。
11．D
解析：A．未指明为标准状况，无法利用22.4L/mol进行计算，故A错误；
B．没有溶液体积不能计算铁离子的数目，故B错误；
C．10g质量分数为46%的乙醇溶液中：乙醇4.6g、水5.4g，氧原子总物质的量为0.4mol，故C错误；
D．1分子中含有6个共价键，则1 mol白磷()中含有个共价键，故D正确；
故选D。
12．A
解析：根据价层电子对互斥理论可知，SO3分子中硫原子含有的孤对电子对数=(6-2×3)=0，所以SO3是平面三角形结构，硫原子是sp2杂化，答案选A。
13．D
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子半径依次增大，X能形成2个共价键；X是O元素，W形成1个共价键，W是Cl元素；Y形成3个共价键，Y是N元素；Z形成4个共价键，Z是C元素。
解析：A．N原子2p能级半充满，结构稳定，N原子第一电离能大于同周期相邻元素，第一电离能：，故A错误；
B．NH3的沸点比H2O的低，故B错误；
C．C的最高价氧化物的水化物H2CO3是一种弱酸，故C错误；
D．中C原子价电子对数为4，无孤电子对，空间构型为正四面体，故D正确；
选D。
14．D
解析：A．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故I中N元素的第一电离能最大，A错误；
B．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，叁键含有1个σ键2个π键；I个II分子中含有14个键，B错误；
C．III中存在碳氧双键、碳氧单键，两种碳氧键的键能不相等，C错误；
D．铜为29号元素，失去一个电子形成，故基态的价层电子排布式为，D正确；
故选D。
15．C
解析：A．仅含有共价键的物质可能是单质，也可能是化合物，所以不一定是化合物，故A错误；
B．稀有气体分子中不存任何化学键，所以单质分子中不一定存在化学键，故B错误；
C．含有离子键的化合物是离子化合物，所以离子化合物中一定存在离子键，如离子化合物氯化铵中含有离子键、配位键和共价键，故C正确；
D．氢和氧两种不同的非金属元素，形成的化合物过氧化氢分子中既含极性键氧氢键，也含非极性氧氧键，所以不一定只含极性键，故D错误；
故选C。
二、填空题
16．三角锥形 ＞ 低于 NH3分子间能形成氢键，而PH3不能
解析：N、P为同主族元素，PH3和NH3的分子构型相同，NH3为三角锥形，则PH3为三角锥形；在同一周期元素中，元素的第一电离能随原子序数的递增，呈增大的趋势，但核外电子排布满足全充满或半充满状态时，第一电离能大于其后面的元素的第一电离能，故I1 (P)＞I1(S)；
NH3、PH3都是由分子通过分子间作用力构成的分子晶体，NH3分子间存在氢键，PH3分子之间无氢键，使NH3分子之间的吸引力增强。氢键为分子间的作用力，对物质的熔沸点影响较大，则PH3的沸点低于NH3。
17．(1)HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以沸点低
(2)CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以熔点相差较小
(3)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少，分子间作用力小
解析：（1）HCON(CH3)2分子间只有一般的分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏一般的分子间作用力更容易，所以HCON(CH3)2的沸点反而比HCONH2的低；
（2）CF4和SiF4都是分子晶体，结构相似，分子间作用力相差较小，所以SiF4和CF4熔点相差较小；
（3）乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少，分子间作用力小，故乙醇的挥发性比水的强。
18．(1) 3:1 sp2
(2) sp3 NH CH4
(3) sp2 ＜
解析：(1)COCl2分子中有1个C=O和2个C-Cl，所以COCl2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，个数比3:1，中心原子C的价层电子对数为3+=3，故中心原子的杂化方式为sp2，故答案为：3:1；sp2。
(2)AlH 中Al原子上的孤电子对数==0，杂化轨道数目为4+0=4，Al原子的杂化方式为sp3，与AlH空间结构相同的离子，可以用C原子替换Al原子则不带电荷：CH4，可以用N原子与1个单位正电荷替换Al原子：NH，故答案为：sp3；NH；CH4。
(3)SnBr2分子中Sn原子价层电子对数为2+×(4-2×1)=3，所以Sn原子的轨道杂化方式为sp2杂化，且含有一个孤电子对，所以该分子为V形分子，孤电子对对成键电子对有排斥作用，所以其键角小于120°，故答案为：sp2；＜。
19． 直线形、V形、平面三角形、正四面体形 中的键角大于中的键角：VSEPR模型和空间结构为平面三角形，的键角为120°；VSEPR模型为四面体形，中心原子有一对孤电子对，空间结构为三角锥形，由于孤电子对排斥力大于成键电子，所以的键角小于。
解析：（1）CO2中C原子的孤电子对数，价电子对数为2+0=2，分子的空间结构为直线形；SO2中S原子价电子对数为，VSEPR模型为平面三角形，S原子的孤电子对数为1，空间结构为V形；中C形成3个σ键，孤电子对数为，VSEPR模型和空间结构为平面三角形；中N原子的孤电子对数为，没有孤电子对，价电子对数为4+0=4，空间结构为正四面体形；.
（2）中的键角大于中的键角。中C原子形成3个σ键，孤电子对数为，VSEPR模型和空间结构为平面三角形，的键角为120°；中S原子形成3个σ键，孤电子对数为，价电子对数为3+1=4，VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，由于孤电子对排斥力大于成键电子，所以的键角小于。
20．当碳原子与4个氢原子形成甲烷分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生混杂，混杂时保持轨道总数不变，却得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28'，称为sp3杂化轨道，表示这4个轨道是由1个s轨道和3个p轨道杂化形成的。当碳原子跟4个氢原子结合时，碳原子以4个sp杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C-H σ键，因此呈正四面体形的空间结构。
解析：略
21． 1s22s22p63s23p63d5 Fe3+>Fe2+ N>O>S 三角锥形 sp2 SO2和O3
解析：(1) Fe是26号元素，位于周期表中第4周期第VIII族，Fe价电子排布式为：3d64s2，先失去4s能级2个电子变成3d6形成Fe2+、再失去3d能级1个电子形成Fe3+，所以Fe3+的核外价电子排布式为1s22s22p63s23p63d5，最外层3d5为半充满状态，所以Fe3+比Fe2+稳定，故为：1s22s22p63s23p63d5； Fe3+>Fe2+。
(2)同周期主族元素随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但N原子2p轨道为半充满状态，所以第一电离能N>O；同一主族从上到下随着原子序数增大，第一电离能呈减小的趋势，O、S位于同一主族，所以第一电离能O>S，则氮、氧、硫三种元素原子第一电离能由大到小顺序为： N>O>S。SOCl2的等电子体为SO，二者结构相似，根据V SEPR理论，SOCl2的中心原子S孤电子对数== 1，价层电子对数=1+3=4，空间构型为三角锥形。故为：N>O>S；三角锥形。
(3)对于，价层电子对数= =3，根据杂化理论可知，中心N原子的杂化方式sp2。中有3个原子18个电子，SO2和O3也有3个原子18个电子，所以它们互为等电子体。故为：sp2 ；SO2和O3。
22．1:2 5
解析：（1）单键都是σ键，双键中有一个σ键，则1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成7molσ键。
（2）1个分子中含有1个σ键和2个π键。
（3）由题图可知，呈五元环状结构，其含有5个σ键。
三、元素或物质推断题
23．(1)正四面体 四面体 氨气和水分子之间可以形成氢键，氨气可以与水反应
(2) N O
(3) 1 2
(4) d
(5)
解析：X、Y、Z、W、E、F是元素周期表中前四周期元素，原子序数依次增大，根据X原子核外只有一个质子，可知X为H，根据Y原子中有三个能级，且电子数目相等，可知其电子排布为1s22s22p2，则Y为C，Z原子的2p轨道为半充满，可知可知其电子排布为1s22s22p3，则Z为N，W单质之一是极性分子是臭氧，则W是O，E价电子层有6个电子且均未成对，可知其价电子为，则E为Cr，F是第29号元素Cu。
(1)ZX为，价层电子对是，没有孤电子对，故其空间构型为正四面体，ZX3为NH3，价层电子对是，VSEPR模型为四面体型，ZX3是氨气，极易溶于水的原因是氨气和水分子之间可以形成氢键，氨气可以与水反应，故答案为：正四面体；四面体；氨气和水分子之间可以形成氢键，氨气可以与水反应；
(2)X、Y、Z、W四种元素是H、C、N、O，同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但IIA>IIIA，VA>VIA，所以四种元素中第一电离能最大的是N，同周期元素从左到右电负性逐渐增强，四种元素中电负性最强的是O，故答案为：N；O；
(3)N2的结构式为，分子中存在1个σ键和2个π键，CO和N2的结构相似，所以在CO分子中，C与O之间形成1个σ键和2个π键，故答案为：1；2；
(4)E是Cr，是24号元素，属于VIB族，位于周期表的d区，原子的价层电子排布式为，故答案为：d；；
(5)铜离子在水溶液中呈蓝色是因为形成了水合铜离子，其化学式为，在中铜离子和水分子之间形成的配位键，是由水分子提供孤电子对给予铜离子，铜离子接受水分子的孤电子对形成的，所以提供孤电子对的是水，故答案为：；；
