十八化学键与物质构成分子结构与性质 高考化学一轮复习课时作业含解析新人教版

化学键与物质构成　分子结构与性质

(建议用时40分钟)

1．(2021·泉州模拟)下列说法中正确的是       (　　)

A．CH4和BCl3分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构

B．Na2O2、NaOH中所含化学键类型不完全相同

C．Li在氧气中燃烧主要生成Li2O2

D．氯气与NaOH反应的过程中，同时有离子键、极性键和非极性键的断裂和形成

【解析】选B。CH4中的氢原子不满足8e－的稳定结构，BCl3中B元素化合价为＋3价，B原子最外层电子数是3，3＋3＝6，则B原子不满足8电子稳定结构，Cl元素化合价绝对值为1，其最外层电子数是7，1＋7＝8，则Cl原子满足8电子稳定结构，故A错误；过氧化钠是离子化合物，由钠离子与过氧根离子构成，含离子键和O—O非极性共价键，NaOH是离子化合物，由Na＋和OH－构成，含离子键和极性共价键，所以Na2O2、NaOH中所含化学键类型不完全相同，故B正确；Li在氧气中燃烧主要生成Li2O，故C错误；2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O反应物中有离子键和非极性键的断裂，生成物有离子键、极性键生成，没有极性键的断裂，没有非极性键的形成，故D错误。

2．(2021·银川模拟)下列叙述正确的是         (　　)

A．NaHCO3、CH4均含有离子键和共价键

B．晶体氦He中既无化学键又无分子间作用力

C．只含有共价键的物质是共价化合物

D．原子最外层电子数为5的元素一定是ⅤA族的元素

【解析】选D。NaHCO3中氢、碳、氧之间是以共价键结合，而钠离子与碳酸氢根离子以离子键结合，CH4分子中C—H原子之间只存在共价键，故A错误；晶体氦为稀有气体形成的晶体，是单原子分子，不含化学键，有分子间作用力，故B错误；H2、Cl2只含共价键，属于单质，故C错误；原子最外层电子数为5的元素，其最外层电子排布为ns2np3，一定是ⅤA族的元素，故D正确。

3．CH4与NH3反应生成HCN，常见的三种途径如图所示。下列说法正确的是                                                                                                                                                                                                                                    (　　)

A.由图可知途径Ⅱ能耗最低

B．第一电离能：C＜N＜O

C．键角：CH4＞HCN＞NH3

D．物质在水中的溶解度：NH3＞CH4＞HCN

【解析】选A。A.在压强相同的条件下，途径Ⅱ需要的温度最低，故A正确；B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第ⅤA族元素原子最外层为半充满状态，第一电离能大于相邻主族元素，则应为C＜O＜N，故B错误；C.NH3分子键角为107°，CH4分子键角为109°28′，HCN分子键角为180°，所以键角：HCN＞CH4＞NH3，故C错误；D.NH3在水中和水分子间可形成氢键，溶解度大于CH4的，HCN与水互溶，溶解度大于CH4的，故D错误。

4．(2021·武汉模拟)下列不能形成配位键的组合是      (　　)

A．CH4、Ag＋　　　　　　B．BF3、NH3

C．Cu2＋、NH3       D．Co3＋、CO

【解析】选A。根据配位键形成的条件，一方要提供空轨道，另一方提供孤电子对，Ag＋有空轨道，但CH4不存在孤电子对，不能形成配位键，故A选；BF3中B原子有空轨道，NH3中的氮原子上有孤电子对，可以形成配位键，故B不选；Cu2＋提供空轨道，NH3中的N原子提供孤电子对，能形成配位键，故C不选；Co3＋有空轨道，CO中的氧原子上有孤电子对，可以形成配位键，故D不选。

5．(2021·东营模拟)下列说法正确的是           (　　)

①极性分子一定含有极性键，非极性分子一定含有非极性键

②丙酮的沸点为57℃高于丁烷(沸点为－0.5℃)是由于丙酮分子间有氢键

③N2O和CO2互为等电子体，因此每个分子均含有2个π键，且中心原子均为sp杂化

④极性分子中一定不含有非极性键，非极性分子中可能含有极性键

⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，与氢键有关

A．③⑤　　　　　　　　 B．②④⑤

C．②③④⑤       D．①②③④⑤

【解析】选A。①极性分子一定含有极性键，非极性分子不一定含有非极性键，如二氧化碳中只含有极性键，结构对称是非极性分子，故错误；②丙酮分子间没有氢键，丙酮分子的相对分子质量大于丁烷，所以丙酮的沸点高于丁烷，与氢键无关，故错误；③等电子体的结构相似，N2O和CO2互为等电子体，二氧化碳的结构式为O===C===O，则N2O的结构式为N===N===O，因此每个分子均含有2个π 键，CO2的中心原子的价层电子对数为2，为sp杂化，N2O的杂化类型与CO2相同为sp杂化，故正确；④极性分子中可能含有非极性键，如过氧化氢中含有O—O非极性键，属于极性分子，非极性分子中可能含有极性键，如二氧化碳中只含有极性键，结构对称是非极性分子，故错误；⑤对羟基苯甲酸易形成分子间氢键，而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低，故正确。

6．(2021·长沙模拟)根据杂化轨道理论和价层电子对互斥理论模型判断，下列分子或离子的中心原子杂化方式及空间构型正确的是                                                                      (　　)

【解析】选D。H2O分子中O的价层电子对数＝2＋＝4，含有2对孤电子对，VSEPR模型为四面体，中心原子杂化方式为sp3，略去2对孤电子对，分子的立体构型为V形，故A错误；BBr3分子中B的价层电子对数＝3＋＝3，无孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，中心原子杂化方式为sp2，分子的立体构型为平面三角形，故B错误；PCl3分子中P的价层电子对数＝3＋＝4，含有1对孤电子对，VSEPR模型为四面体，中心原子杂化方式为sp3，略去1对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，故C错误；CO中碳原子价层电子对数＝3＋(4＋2－3×2)＝3，且不含孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，所以C原子采用sp2杂化，空间构型为平面三角形，故D正确。

【加固训练—拔高】

(2021·西安模拟)下列微粒中中心原子的杂化方式和微粒的立体构型均正确的是                                                                                                                                                                                                                                                 (　　)

A．NO：sp2、平面三角形

B．PO：sp3、三角锥形

C．C2H4：sp、平面形

D．ClO：sp2、V形

【解析】选A。NO中N原子价层电子对数是3且不含孤电子对，所以N原子采用sp2杂化，且该离子为平面三角形结构，故A正确；PO中P原子价层电子对数是4且不含孤电子对，所以P原子采用sp3杂化，且该离子为正四面体形结构，故B错误；C2H4结构式为，每个碳原子价层电子对数是3且不含孤电子对，所以C原子采取sp2杂化，其空间构型为平面形，故C错误；ClO价层电子对数为4，含孤电子对数为2，采取sp3杂化，其空间构型为V形，故D错误。

7．(2021·洛阳模拟)下列对分子结构及其性质的解释中，不正确的是  (　　)

A．ClO与ClO中心原子的价层电子对数相同

B．液态氟化氢的化学式有时写成(HF)n的形式与氢键有关

C．碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释

D．酸性：H3PO4＞HClO，是因为H3PO4分子中氢原子数比HClO的多

【解析】选D。ClO的中心原子价层电子对数为3＋＝4，ClO中心原子价层电子对数为4＋＝4，则中心原子的价层电子对数相同，故A正确；F的非金属性较强，HF分子间存在氢键，可形成(HF)n的形式，故B正确；碘、四氯化碳、甲烷都为非极性分子，水为极性分子，分子极性相似的分子易溶，故C正确；H3PO4的非羟基氧原子数大于次氯酸的非羟基氧原子数，所以磷酸的酸性大于次氯酸，故D错误。

8．共价键的键能是指气态基态原子形成1 mol共价键时释放的最低能量。如表所示是一些键能数据：

(1)有同学认为：半径越小的原子形成的共价键越牢固(即键能越大)，由表中数据能否得出这样的结论：________(填“能”或“不能”)

(2)试预测C—Br键的键能范围：________kJ·mol－1＜C—Br键能＜____________kJ·mol－1。

(3)根据H—Cl、H—F的键能数据，无法得出的结论有__________。(填标号)

A．溶于水时，HCl分子比HF更容易电离，所以盐酸酸性强于氢氟酸的酸性

B．H—F键的键能比H—Cl键的键能大，所以HF难分解

C．H—F键的键能比H—Cl键的键能大，所以HCl更稳定

【解析】(1)由表中数据可知，原子半径F＞H，但键能：H—F＞H—H，则不能得出半径越小的原子形成的共价键越牢固的结论；

(2)Br的原子半径介于Cl与I之间，C—Br的键能介于C—Cl与C—I之间，即

216 kJ·mol－1～339 kJ·mol－1之间；

(3)因HCl键能较小，则溶于水时，HCl分子比HF更容易电离，所以盐酸酸性强于氢氟酸，故A正确；键能越大，越稳定，则HF比HCl的键能大，所以难分解，故B正确；HF分子比HCl具有更高的键能，能量越低越稳定，所以HF分子更稳定，故C错误。

答案：(1)不能　(2)216　339　(3)C

9．有下列物质：①干冰、②KCl、③硅单质、④O2、⑤NH4Cl、⑥Ca(OH)2、⑦H2SO4、⑧HBr、⑨H2O2、⑩Na2O2、⑪氩单质。[填写编号，(1)～(7)问同]

(1)只有非极性键的是____________。

(2)只有极性键的是______________。

(3)只有离子键的是______________。

(4)既有离子键，又有非极性键的是______________________________。

(5)既有离子键，又有极性键的是________________________________。

(6)既有非极性键，又有极性键的是__________。

(7)不含有化学键的是____________。

(8)物质①升华、物质②熔化、物质③熔化，需克服的微粒间的相互作用分别是______________、______________、______________。

(9)物质⑨发生分解反应断裂的化学键是______________，形成的化学键是________________。

【解析】①CO2中只含C===O极性键，属于共价化合物，升华时，只破坏分子间作用力；②KCl只含有离子键，属于离子化合物，熔化时破坏离子键；③硅单质是只含非极性键的单质，熔化时破坏共价键；④O2中只含非极性键，属于单质；⑤NH4Cl中含有离子键和极性键；⑥Ca(OH)2中含有离子键和极性键；⑦H2SO4中只含极性键；⑧HBr只含极性键；⑨H2O2含有H—O极性键和O—O非极性键；分解时，生成水和氧气，所以断裂H—O键和O—O键，生成H—O键和O===O键；⑩Na2O2中含有离子键和非极性键；⑪氩单质是不含任何化学键的单质。只有非极性键的是③④；只含有极性键的是①⑦⑧，只有离子键的是②，既有离子键，又有非极性键的是⑩，既有离子键，又有极性键的是⑤⑥，既有非极性键，又有极性键的是⑨，不含有化学键的是⑪，物质①升华只破坏分子间作用力，物质②熔化破坏离子键，物质③熔化破坏共价键；物质⑨发生分解反应断裂的化学键是H—O键和O—O键，形成的化学键是H—O键和O===O键。

答案：(1)③④　(2)①⑦⑧　(3)②　(4)⑩　

(5)⑤⑥　(6)⑨　(7)⑪　(8)分子间作用力　离子键　共价键　(9)H—O键和O—O键　H—O键和O===O键

10．(2021年辽宁适应性测试)下列说法错误的是       (　　)

A．CH4分子球棍模型：

B．基态Si原子价电子排布图：

C．第一电离能：N>O>C

D．石墨质软的原因是其层间作用力微弱

【解析】选A。C原子的半径大于H原子，因此CH4分子的球棍模型为，A错误；基态Si原子价电子排布式为3s23p2，排布图为，B正确；N原子的2p轨道处于半充满状态，因此其第一电离能最大，则第一电离能：N>O>C，C正确；在石墨中，同层的C原子以共价键结合，而每层之间以范德华力结合，其层间作用力微弱，层与层之间可以滑动，因此较为松软，D正确。

11.《梦溪笔谈》有记：馆阁新书净本有误书处，以雌黄涂之。在中国古代，雌黄(As2S3)经常用来修改错字，其结构如图所示。下列说法不正确的是                            (　　)

A．As、S原子的杂化方式均为sp3

B．AsH3的沸点比NH3的低

C．与As同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素只有V

D．已知As2F2分子中各原子均满足8电子结构，分子中σ键和π键的个数比为3∶1

【解析】选C。A.As2S3分子中，As形成3个单键，含有1对未成键电子对，杂化轨道数为4，杂化方式为sp3；S原子形成2个单键，含有2对未成键电子对，杂化轨道数为4，杂化方式也是sp3，故A正确；B.NH3分子间存在氢键，导致其沸点较高，即AsH3的沸点比NH3的低，故B正确；C.基态As原子未成对电子数是3，第四周期元素中，与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素有V、Co，故C错误；D.As2F2分子中各原子均满足8电子结构，其结构式为F—As===As—F，1个单键是1个σ键、1个双键中含有1个σ键、1个π键，所以1个As2F2分子中σ键的数目为3，π键的数目为1，σ键和π键的个数比为3∶1，故D正确。

12．可利用反应2Cr2O＋3CH3CH2OH＋16H＋＋13H2O―→4[Cr(H2O)6]3＋＋

3CH3COOH检测乙醇。下列说法错误的是        (　　)

A．基态Cr3＋的核外电子排布式为3d3

B．[Cr(H2O)6]3＋中与Cr3＋形成配位键的原子是氧原子

C．CH3COOH分子中含有7个σ键

D．已知CrO是以Cr为中心的四面体结构，则Cr2O结构中含有两个四面体

【解析】选A。A.Cr原子核外电子数为24，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1，原子失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cr3＋，Cr3＋电子排布式为1s22s22p63s23p63d3，故A错误；B.配合物[Cr(H2O)6]3＋中Cr3＋为中心离子，H2O为配体，O原子提供孤电子对，与Cr3＋形成配位键，故B正确；C.CH3COOH分子中含有3个C—H，1个C—C，1个C===O，1个O—H，1个C—O，共7个σ键，故C正确；D.Cr2O由两个CrO四面体组成，这两个CrO四面体通过共用一个顶角氧原子彼此相连，即两个四面体共用1个氧原子，故D正确。

13．科学家利用原子序数依次增大的相邻周期同主族元素V、W、Y、Z制造出了“糖葫芦”分子，结构简式如图所示，其中W、X位于同一短周期，且X是所在周期中原子半径最小的元素。下列说法错误的是                                                                                    (　　)

A.1个“糖葫芦”分子中含有89个σ键

B．原子半径：W＜Y＜Z

C．最简单氢化物的沸点：V＜W＜Y

D．最高价含氧酸酸性：W＜V＜X

【解析】选C。科学家利用原子序数依次增大的相邻周期同主族元素V、W、Y、Z制造出了“糖葫芦”分子，结构简式如图所示，四种元素都形成3个共价键，说明位于ⅤA族，结合原子序数可知，V为N，W为P，Y为As，Z为Sb；其中W、X位于同一短周期，且X是所在周期中原子半径最小的元素，则X为Cl元素，据此分析解答。A.双键中含有1个σ键，每个苯环中含有6个碳碳σ键，结合图示可知，每个“糖葫芦”分子中含有89个σ键，故A正确；B.同一主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径：W＜Y＜Z，故B正确；C.氨气分子间存在氢键，导致氨气的沸点最高，则最简单氢化物的沸点：W＜Y＜V，则C错误；D.非金属性越强，最高价含氧酸的酸性越强，非金属性P＜N＜Cl，则最高价含氧酸酸性：W＜V＜X，故D正确。

【加固训练—拔高】

(2021·福州模拟)化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂，其结构简式如图，A能除去锅炉水中溶解的氧气，下列对A分子说法正确的是                                                        (　　)

A．所有原子都在同一平面内

B．所含的σ键与π键个数之比为10∶1

C．N的杂化方式均为sp3杂化

D．N的化合价均为－3价

【解析】选C。因氨气分子构型为三角锥形，即氮原子与所连的三个原子不在同一平面，所以A分子中所有原子不可能共平面，故A错误；一个单键就是1个σ键，一个双键含有1个σ键和1个π键，所以A分子中含有11个σ键和1个π键，故B错误；分子中氮原子均形成单键，且含有1对孤电子对，所以N的杂化方式均为sp3杂化，故C正确；因N原子的电负性大于氢，与氮原子所连的氨基中的氮的化合价为－2价，故D错误。

14．(2021年江苏适应性测试)氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；合成氨反应为N2(g)＋3H2(g) 2NH3(g)　ΔH＝－92.4 kJ·mol－1。实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气。下列有关氨的说法正确的是                                                                      (　　)

A．NH3的空间构型为平面三角形

B．NH3与H2O能形成分子间氢键

C．NH3的水溶液不能导电

D．氨催化氧化制硝酸是利用了NH3的氧化性

【解析】选B。A.NH3的孤电子对数为1，价层电子对数为4，空间构型为三角锥形，故A错误；B.N和O的电负性比较大，半径比较小，NH3与H2O之间存在分子间氢键，也存在同种分子间氢键，故B正确；C.NH3溶于水得到氨水，氨水中存在自由移动的铵根离子和氢氧根离子，即可导电，故C错误；D.氨催化氧化制硝酸，NH3中N元素的化合价为－3，硝酸中N元素化合价为＋5，化合价升高，作还原剂，利用的是NH3的还原性，故D错误。

15．2019年，牛津大学研究人员发现，一种铝的配位物能将苯环转换成直链烃类。由于苯可以从石油中获取，这一发现有望拓展石油化工的产品范围，其工作原理如图：下列说法错误的是                                                                                                                                                          (　　)

A.上述涉及非金属元素电负性由大到小的顺序是O＞N＞C＞H

B．配离子c中Al3＋配位数是5

C．d化合物共平面的碳原子数最多8个

D．Al2O3、AlN、AlCl3分属不同晶体类型，熔点依次增大

【解析】选D。A.同周期元素从左到右元素的电负性逐渐增强，则电负性：O＞N＞C，非金属性越强，电负性越大，故电负性O＞N＞C＞H，故A正确；B.配离子c中Al3＋配体个数为5，则配位数是5，故B正确；C.乙烯为平面形结构，与乙烯直接相连的原子在同一个平面上，结合三点确定一个平面判断，可知d化合物共平面的碳原子数最多8个，故C正确；D.一般熔、沸点为原子晶体＞离子晶体＞分子晶体，Al2O3、AlN、AlCl3分属离子晶体、原子晶体、分子晶体，AlCl3、Al2O3、AlN熔点依次增大，故D错误。

16．臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2＋催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO和NO，NOx也可在其他条件下被还原为N2。

(1)SO中心原子轨道的杂化类型为________；NO的空间构型为

________________________(用文字描述)。

(2)Fe2＋基态核外电子排布式为________________________________________。

(3)与O3分子互为等电子体的一种阴离子为______________(填化学式)。

(4)[Fe(H2O)6]2＋与NO反应生成的[Fe(NO)(H2O)5]2＋中，NO以N原子与Fe2＋形成配位键。请在[Fe(NO)(H2O)5]2＋结构示意图的相应位置补填缺少的配体。

【解析】(1)对于SO，根据VSEPR理论，其价电子对数为4＋＝

4，根据杂化轨道理论，中心S原子杂化方式为sp3，对于NO，根据VSEPR理论，其价电子对数为3＋＝3，则其空间构型为平面(正)三角形。(2)Fe位于周期表中第4周期第Ⅷ族，Fe2＋为Fe失去4s2电子所得，所以Fe2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6。(3)等电子体是指原子总数相同，价电子总数相同的粒子，与O3分子互为等电子体的一种阴离子，可考虑将其中一个O替换为N－，则等电子体为NO。(4)NO以N原子与Fe2＋形成配位

键，H2O以O原子与Fe2＋形成配位键，所以[Fe(NO)(H2O)5]2＋的结构应为

。

答案：(1)sp3　平面(正)三角形

(2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6　(3)NO　

(4)