第二章 分子结构与性4-3 高二化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．关于σ键和π键的说法中正确的是
A．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
B．所有σ键的强度都比π键的强度大
C．HCl和Cl2中的共价键类型均为s-sσ键
D．杂化轨道只用于形成σ键
2．下列说法不正确的是
A．H只能形成键，O可以形成键和键
B．氧原子可以形成、，也可以形成
C．共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子
D．键和键的电子云形状的对称性相同
3．下列表述正确的是
A．不存在，因为违背了共价键的方向性
B．p-pσ键电子云轮廓图
C．基态碳原子的价电子的轨道表示式为
D．的电子式
4．下列说法不正确的是
A．一般σ键比π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σ键
C．水分子中含有π键
D．N2分子中有一个σ键，2个π键
5．下列分子中中心原子的杂化方式和分子的空间构型均正确的是
A．BF3：sp2、平面三角形 B．CO：sp2、三角锥形
C．C2H2：sp2、直线形 D．H2O：sp2、V形
6．下列分子的空间结构是平面三角形的是
A．CO2 B．BF3 C．NH3 D．SO2
7．下列粒子的VSEPR模型为四面体且空间结构为V形的是
A．SO2 B． C．NO2 D．OF2
8．易被氧化，与反应放出，需在保护下储存。下列说法正确的是
A．中N元素的化合价为-2 B．键能大小：
C．分子的VSEPR模型为 D．键角大小：
9．短周期主族元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大，其中，X存在不含中子的核素，基态Y原子2p能级含2个空轨道，Z与T位于同一主族，二者可形成三原子、四原子的二元化合物，W存在两种常见单质，其中一种在空气中易发生自燃。下列说法错误的是
A．YF3分子的空间结构为平面三角形
B．简单离子半径：W>T>Z
C．电负性：Z>W>T
D．可发生自燃的W单质中，键角为60°
10．X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，X可分别与Y、Z形成化合物、ZX，X与W原子核外电子数相差9，下列说法正确的是
A．简单离子半径：W>X>Y>Z B．，ZX均是共价化合物
C．X的简单氢化物的空间结构为平面三角形 D．W的氧化物对应的水化物一定是强酸
11．下列说法中错误的是
A．邻羟基苯甲酸因存在分子内氢键而使得其沸点低于对羟基苯甲酸的沸点
B．根据推电子基团种类不同，推断酸性：
C．根据核外电子数不同，推断核外电子空间运动状态种类：s>p
D．NH3和PH3的VSEPR模型均为四面体形
12．二氯化二硫(S2Cl2)可用作橡胶工业的硫化剂，它的分子结构与H2O2相似，下列说法错误的是
A．S2Cl2是含有极性键的非极性分子
B．SO2中S的VSEPR模型为平面三角形
C．键角：H2O
13．氨溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。NH3·H2O在溶液中发生部分电离产生和OH-，根据上述信息可推知NH3·H2O的结构式为
A． B． C． D．
二、填空题
14．有以下物质：①HF，②Cl2，③H2O，④N2，⑤C2H4，⑥C2H6，⑦H2O2，⑧HCN(H-C≡N)。
(1)只含有极性键的是 。
(2)只含有非极性键的是 。
(3)既有极性键，又有非极性键的是 。
(4)只有σ键的是 。
(5)既有σ键，又有π键的是 。
15．回答下列问题：
(1)1molCO2中含有的σ键数目为 。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为 。HCN分子中σ键与π键数目之比为 。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的—个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH=-1038.7kJ·mol-1，若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键有 mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数比为 。
(5)1mol乙醛分子中含σ键的数目为 个，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为 。
(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是 。
16．回答下列问题
(1)指出下列粒子的空间结构
①OF2 ；
②BeF2 ；
③PF3 ；
④SO3 。
(2)在BF3分子中，F-B-F的键角是 ，硼原子的杂化轨道类型为 ，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，BF的空间构型为 。
(3)肼(N2H4)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。NH3分子的空间构型是 ；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是 。
(4)H＋可与H2O形成H3O＋，H3O＋中氧原子采用 杂化。H3O＋中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大，原因为 。
(5)SO的空间构型是 ，其中硫原子的杂化轨道类型是 。
17．根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构，试根据相关知识填空：
(1)AsCl3分子的空间结构为 ，其中As的杂化轨道类型为 。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为 。
(3)一种有机化合物的结构简式为：
①该分子中有 个sp2杂化碳原子； 个sp3杂化碳原子；
②该分子中有 个sp2－sp3σ键； 个sp3－sp3σ键。
(4)SCN-与NO的结构相同，微粒呈 形，中心原子都采取 杂化。
(5)CO、NO等微粒具有相同的原子个数，它们的价电子总数都是 ，空间结构呈 形，中心原子都采取 杂化。
18．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe原子价电子排布图为 。
(2)丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，C、N、O第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为 。
(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A2．B3．C4．C5．A6．B7．D8．B9．C10．A11．C12．A13．B
14． ①③⑧ ②④ ⑤⑥⑦ ①②③⑥⑦ ④⑤⑧
15． 2NA(或1.204×1024) 1∶2 1∶1 3 5∶1 6NA(或3.612×1024) 7 HF＞H2O＞NH3＞CH4
16．(1) V形 直线形 三角锥形 平面三角形(2) 120° sp2 正四面体形
(3) 三角锥形 sp3
(4) sp3 H2O中氧原子有2对孤电子对，H3O＋中氧原子只有1对孤电子对，排斥力较小
(5) 正四面体形 sp3
17．(1) 三角锥形 sp3(2)sp3、sp2(3) 2 6 3 3(4) 直线 sp
(5) 24 平面三角 sp2
18． sp2和sp3 N＞O＞C H＜C＜O 乙醇分子间存在氢键
参考答案：
1．A
【详解】A．σ键为轴对称，π键为镜面对称，所以σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，A正确；
B．σ键不一定比π键强度大，如氮气中σ键的强度比π键强度小，B错误；
C．H-Cl是氢原子1s轨道与氯原子3p轨道“头碰头”形成的，是s-pσ键，C错误；
D．杂化轨道可用于形成σ键和π键，D错误；
答案选A。
2．B
【详解】A．氢原子只有一个s轨道，只能形成键，O有s轨道和p轨道，可以形成键和键，故A正确；
B．氧原子可以形成H2O、H2O2，也可以形成H3O+，但不能形成H3O，故B错误；
C．共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子，如AlCl3中Al原子与Cl原子之间形成的是共价键，故C正确；
D．σ键有方向性，两个成键原子必须沿着对称轴方向接近才能达到最大重叠，故s-sσ键与s-pσ键的电子云形状对称性相同，故D正确；
故答案为：B。
3．C
【详解】A．Cl最外层有7个电子，只能结合1个H，H2Cl不存在，因为违背了共价键的饱和性，故A错误；
B．为π键电子云轮廓图，故B错误；
C．基态碳原子的价电子排布式为2s22p2，轨道表示式为，故C正确；
D．氮气中N原子上有一对孤电子对，其电子式为，故D错误。
答案选C。
4．C
【详解】
5．A
【详解】A．BF3中硼原子价层电子对数=3+0=3，杂化轨道数为3，所以中心原子采取 sp2杂化，含孤电子对数为0，所以分子的空间构型为平面三角形，A正确；
B．CO中碳原子价层电子对数=3+0=3，杂化轨道数为3，所以中心原子采取 sp2杂化，含孤电子对数为0，所以分子的空间构型为平面三角形，B错误；
C．乙炔的结构为CH≡CH，每个碳原子价层电子对数是2且不含孤电子对，所以C原子采用sp杂化，分子空间构型为直线形，C错误；
D．H2O中O价层电子对数=2+2=4，中心原子采取杂化，其VSEPR 模型为正四面体形，中心原子O有两对孤电子对，所以其空间构型为V形，D错误；
故选A。
6．B
【详解】A．CO2分子中C原子的价层电子对数，无孤电子对，为直线形，A错误；
B．，BF3分子中B原子的价层电子对数，没有孤电子对，为平面三角形，B正确；
C．NH3分子中N原子的价层电子对数，含有1对孤电子，为三角锥形，C错误；
D．SO2分子中S原子的价层电子对数，含有1对孤电子，空间构型为V形， D错误；
故选B。
7．D
【详解】A．SO2分子中S原子的价层电子对数为2+=3，VSEPR模型为平面三角形，含有1对孤电子对，其空间结构为V形，但VSEPR模型不为四面体，故A不符合；
B．中N原子的价层电子对数为4+=4，无孤电子对，其VSEPR模型和空间构型均为正四面体，故B不符合；
C．NO2分子中N原子的价层电子对数为2+=2.5≈3，VSEPR模型为平面三角形，含有1对孤电子对，其空间结构为V形，但VSEPR模型不为四面体，故C不符合；
D．OF2分子中O原子的价层电子对数为2+=4，含有2对孤电子对，VSEPR模型为四面体，空间构型为V形，故D符合题意。
答案选D。
8．B
【详解】A．中N元素的化合价为-3，故A错误；
B．氮气比氧气更稳定，因此键能，故B正确；
C．分子的VSEPR模型为正四面体，图示是氨气的分子空间构型，故C错误；
D．和中心原子的杂化方式都是sp3，但前者比后者多一对孤对电子，键角更小，故D错误；
故选B。
9．C
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大，X存在不含中子的核素，则X为H；基态Y原子2p能级含2个空轨道，则Y为B；Z与T位于同一主族，二者可形成三原子、四原子的二元化合物，则Z为O、T为S，形成的三原子、四原子的二元化合物分别为二氧化硫、三氧化硫；W存在两种常见单质，其中一种在空气中易发生自燃，则两种单质分别为白磷和红磷，W为P；
【详解】A．YF3分子为BF3分子，其中心原子B价层电子对数：，不含孤电子对，为平面三角形，故A正确；
B．离子核外电子层结构不同时，电子层数越多，离子半径越大；离子核外电子层结构相同时，原子序数越小，离子半径越大，则简单离子半径：，故B正确；
C．元素的非金属性越强，电负性越大，非金属性：，则电负性：，故C错误；
D．白磷为正四面体结构，键角为60°，故D正确；
答案选C。
10．A
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期主族元素，X可分别与Y、Z形成化合物Y3X、ZX，可知X元素的化合价为负价，则化合价为-3价，则为N或P元素，X与W原子核外电子数相差9，则X只能为N元素，Y为Na元素，Z为Al元素，W为S元素。
【详解】A．简单离子为N3-、Na+、Al3+、S2-，电子层数越多，离子半径越大，核外电子数相等，核电荷数越大半径越小，则简单离子半径：W>X>Y>Z，A正确；
B．Y3X，ZX分别为Na3N、AlN，前者为离子化合物，后者是共价化合物，B错误；
C．X的简单氢化物为NH3，有3个σ键，1对孤对电子，价电子对数为4，为sp3杂化，空间结构为三角锥型，C错误；
D．W的最高价氧化物对应的水化物一定是强酸，D错误；
故答案为：A。
11．C
【详解】A．分子内氢键使物质熔沸点降低，分子间氢键使物质熔沸点升高，邻羟基苯甲酸存在分子内氢键，对羟基苯甲酸存在分子间氢键，则邻羟基苯甲酸沸点比对羟基苯甲酸沸点低，故A正确；
B．乙基的推电子能力比甲基大，则正丙酸中的羧基较难电离出氢离子，其酸性较弱，故B正确；
C． S的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，P的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3，两者的核外电子空间运动状态种类都为1+1+3+1+3=9，故C错误；
D．NH3的中心原子N原子的价层电子对数为3+=4，PH3的中心原子P原子的价层电子对数为3+=4，所以NH3和PH3的VSEPR模型均为四面体形，故D正确；
故选C。
12．A
【详解】A．由结构可知，S2Cl2分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与原子之间形成1对共用电子对，分子中S-S为非极性键， S-Cl键为极性键， S2Cl2是展开书页型结构，Cl-S位于两个书页面内，该物质结构不对称，正负电荷重心不重合，为极性分子，A错误；
B．SO2中S原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，B正确；
C．H2O为sp3杂化，SO2为sp2杂化，故SO2的键角大于H2O，C正确；
D．H2O存在分子间氢键，故沸点高于HCl，D正确；
故选A。
13．B
【详解】氢键是指与电负性较大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性较大的原子间形成的作用力，则C、D错误；根据NH3·H2O在溶液中发生部分电离产生和OH-，可知水分子中的氢原子与氨分子中氮原子间形成氢键，A错误，B正确，答案选B。
14． ①③⑧ ②④ ⑤⑥⑦ ①②③⑥⑦ ④⑤⑧
【分析】根据同种原子形成的共价键是非极性键，不同种原子形成的共价键是极性键，共价单键是σ键，双键中一个是σ键、另一个是π键，共价三键由一个σ键、两个π键组成，分析、判断。
【详解】①HF，只含极性键且为σ键，②Cl2，只含非极性键，且为σ键，③H2O只含极性键，且为σ键，④N2，只含非极性键，且由一个σ键、两个π键组成，⑤C2H4，含有极性键和非极性键，碳碳双键中含有一个σ键、两个π键，⑥C2H6，含有极性键和非极性键，且均为σ键，⑦H2O2，含有极性键和非极性键，且为σ键，⑧HCN(H-C≡N)含有极性键和非极性键，三键由一个σ键、两个π键。
(1)只含有极性键的为：①③⑧，故答案为：①③⑧；
(2)只含有非极性键的是：②④，故答案为：②④；
(3)既有极性键，又有非极性键的是：⑤⑥⑦，故答案为：⑤⑥⑦；
(4)只有σ键的是：①②③⑥⑦，故答案为：①②③⑥⑦；
(5)既有σ键，又有π键的是：④⑤⑧，故答案为：④⑤⑧；
15． 2NA(或1.204×1024) 1∶2 1∶1 3 5∶1 6NA(或3.612×1024) 7 HF＞H2O＞NH3＞CH4
【详解】(1)CO2分子内含有碳氧双键，双键中一个是σ键，另一个是π键，则1 molCO2中含有的σ键个数为2NA；
(2)N2的结构式为N≡N，推知CO结构式为C≡O，含有1个σ键、2个π键，故此处填1：2；CN-结构式为[C≡N]-，HCN分子结构式为H—C≡N，HCN分子中σ键与π键均为2个，故此处填1：1；
(3)反应中有4mol N—H键断裂，即有1mol N2H4参加反应，则生成N2 1.5mol，1个N2中含2个π键，故形成的π键有3mol；
(4)设分子式为CmHn，则6m＋n=16，结合n≤2m+2，讨论得m=2，n=4，即C2H4，结构式为，单键为σ键，双键有1个σ键和1个π键，所以一个C2H4分子中共含有5个σ键和1个π键，故此处填5：1；
(5)乙醛的结构简式为，1个乙醛中含6个σ键，故1 mol乙醛中含有σ键6 mol，即6NA个，CO(NH2)2的结构简式为，1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键；
(6)两个成键原子的电负性差别越大，它们形成共价键的极性就越大(或从非金属性强弱上来判断)，由于电负性：F＞O＞N＞C，因此四种分子中共价键的极性：HF＞H2O＞NH3＞CH4。
16．(1) V形 直线形 三角锥形 平面三角形
(2) 120° sp2 正四面体形
(3) 三角锥形 sp3
(4) sp3 H2O中氧原子有2对孤电子对，H3O＋中氧原子只有1对孤电子对，排斥力较小
(5) 正四面体形 sp3
【详解】（1）1）OF2中中心原子为O，F为配位原子，价层电子对数=（6+1×2 ）/2=4，成键电子对数为2，孤电子对数为4-2=2，电子对构型为正四面体，孤电子对越多，排斥力越大，所以OF2分子构型为V型；
（2）BeF2中中心原子为Be，F为配位原子，价层电子对数=（2+1×2 ）/2=2，成键电子对数为2，孤电子对数为2-2=0，电子对构型为直线型，由于无孤电子对的排斥，所以BeF2分子构型与电子对构型相同，为直线型；
（3）PF3中中心原子为P，F为配位原子，价层电子对数=（5+1×3 ）/2=4，成键电子对数为3，孤电子对数为4-3=1，电子对构型为正四面体，由于有一个孤电子对对成键电子对的排斥，所以PF3分子构型为三角锥型。
（4）SO3中中心原子为S，O为配位原子，价层电子对数=6/2=3，成键电子对数为3，孤电子对数为3-3=0，电子对构型为平面三角形，所以SO3分子构型为平面三角形。
（2）BF3的价层电子对数为3，B原子采用sp2杂化，又因为B原子上没有孤电子对，则BF3的立体构型为平面三角形，F-B-F的键角为120°，BF中B原子价层电子对数为4，B原子采用sp3杂化，没有孤电子对，则BF为正四面体。
（3）NH3分子数为3，故孤电子对为1，价层电子对数为4，N原子采用sp3杂化，分子立体构型为三角锥形，N2H4中氮原子与NH3中氮原子杂化类型相同，均为sp3 杂化。
（4）H3O+中氧原子数为3，故孤电子对为1，价层电子对数为4，O采用sp3杂化。H2O氧原子数为2，故孤电子对为2，价层电子对数为4，O采用sp3杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大，因为H2O中氧原子有2对孤电子对，H3O+中氧原子只有1对孤电子对，排斥力较小。
（5）SO的中心原子S的成键电子对数为4，无孤电子对，为正四面体结构，中心原子采用sp3 杂化；
17．(1) 三角锥形 sp3
(2)sp3、sp2
(3) 2 6 3 3
(4) 直线 sp
(5) 24 平面三角 sp2
【详解】(1)AsCl3中As元素价电子对数为4，As的杂化方式为sp3杂化，AsCl3分子的空间结构为三角锥形。(2)CH3COOH的结构式为 ，分子中甲基上的碳原子采取sp3杂化，羧基中碳原子采取sp2杂化。(3)有机物中饱和碳原子采取sp3杂化，双键上的碳原子采取sp2杂化，三键上的碳原子是采取sp杂化。①该分子中有2个sp2杂化碳原子；6个sp3杂化碳原子；②该分子中有3个sp2－sp3σ键；3个sp3－sp3σ键。(4)SCN－与NO的中心原子采取sp杂化，形成直线形分子。(5)CO、NO与SO3为等电子体，SO3中S采取sp2杂化形成平面三角形分子。
18． sp2和sp3 N＞O＞C H＜C＜O 乙醇分子间存在氢键
【详解】(1)Fe原子价电子为3d64s2，其价电子排布图为；故答案为：。
(2)丙酮( )分子中第一个和第三个碳原子有4个σ键，其杂化类型为sp3，第二个碳原子有3个σ键，无孤电子对，因此其杂化类型为sp2，碳原子轨道的杂化类型是sp2和sp3；同周期从左到右第一电离能呈增大的趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，因此C、N、O第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；故答案为：sp2和sp3；N＞O＞C。
(3)同周期从左到右电负性逐渐增大，因此C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为H＜C＜O；故答案为：H＜C＜O。
(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为丙酮不存在分子间氢键，而乙醇分子间存在氢键；故答案为：乙醇分子间存在氢键。
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