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人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构达标测试
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这是一份人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构达标测试，共10页。试卷主要包含了单选题，实验题，简答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1. 关于CO2和SO2的说法中，正确的是( )
A. C和S上都没有孤电子对
B. C和S都是sp3杂化
C. 都是AB2型，所以空间结构都是直线形
D. CO2的空间结构是直线形，SO2的空间结构是V形
2. 硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的SO33等，三聚的SO33的结构如图所示。下列说法正确的是。
A. SO2Cl2为正四面体结构B. SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
C. SO42−、SO32−中S原子都是sp3杂化D. 40gSO33分子中含有2.5mlσ键
3. 磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A. 第一电离能：O>N>CB. 该有机物中碳原子采取sp、sp2杂化
C. 基态氢原子电子云轮廓图为哑铃形D. PO 43−的空间结构与VSEPR模型相同
4. 下列描述正确的是( )
A. ClO3−的空间构型为平面三角形B. SF6中有6对相同的成键电子对
C. 含π键的物质不如只含σ键的物质稳定D. SiF4和SO32−的中心原子均为sp2杂化
5. 甲醛分子式为CH2O，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. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，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3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
6. 我国科学家最近成功合成了世界首个五氮阴离子盐R，其化学式为N56H3O3NH44Cl。从结构角度分析，R中两种阳离子的不同之处为( )
A. 中心原子的杂化轨道类型B. 中心原子的价层电子对数
C. 空间结构D. 共价键类型
7. 下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是
A. AB. BC. CD. D
8. 通常状况下，NCl3是一种油状液体，下列对NCl3的有关叙述正确的是 ( )
A. CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长短
B. 分子中的N原子无孤电子对
C. NCl3分子的空间构型为三角锥型
D. NCl3稳定性弱于NF3，因为N—Cl的键能比N—F的键能大
9. 从微粒结构角度分析，下列说法正确的是
A. I 3+的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
B. ZnCO3中，阴离子空间构型为平面三角形，C原子的杂化形式为sp3
C. 根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3三种分子中，中心原子价电子对数相等
D. 三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
10. 下列叙述正确的是
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是2。
B. I 3+离子的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
C. CO、CN−等与N2互为等电子体，则CO和CN−的结构式分别为C≡O、C≡N−
D. HNO3分子的中心原子的价层电子对数为4，该分子的VSEPR模型是正四面体形
11. 下列说法中正确的是( )
A. PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果
B. sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道
C. 凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体
D. AB3型的分子立体构型必为平面三角形
12. 下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是( )
A. 分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构
B. 杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C. NH3和CH4两个分子中，中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键
D. 用杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子空间结构的结果常常相互矛盾
13. 下列关于NH4+、NH3、NH2−三种粒子的说法不正确的是 ( )
A. 三种粒子所含有的电子数相等B. 三种粒子中氮原子的杂化方式相同
C. 三种粒子的空间结构相同D. 键角大小关系：NH4+>NH3>NH2−
14. 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，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B. NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C. NH3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
15. 硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的(SO3)3等，三聚的(SO3)3的结构如图所示。下列说法正确的是
A. SO2Cl2为正四面体结构B. SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
C. SO42−、SO32−中S原子都是sp3杂化D. 40 g (SO3)3分子中含有2.5 ml σ键
二、实验题
16. 钒(23V)是我国的丰产元素，广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题：
(1)钒原子的核外电子排布式为______，在元素周期表中的位置为______。
(2)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为______形；气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为______形；固体SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S−O键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子中V的杂化轨道类型为______；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为______。
(4)钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为______，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为______g/cm3。
17. Ⅰ第VA族元素被称为“氮族元素”，主要有氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等元素，回答下列问题：
(1)基态铋(Bi)的价层电子的轨道表示式为：_______________________。
(2)苯胺()中C与N原子的杂化类型分别为___________________。
(3)磷元素可以形成多种含氧酸，已知次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，其结构式为：__________________。
Ⅱ 某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案：在酸性溶液中，KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2，生成的I2可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
回答下列问题：
(1)KIO3的名称_____________________________，其中I元素的化合价________________；
(2)碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为________________________________；
(3)实验①③中V1=__________，V2=___________；
(4)出现蓝色的时间由大到小的顺序_____________________________________；
(5)探究浓度对化学反应速率的影响应该选择实验__________(填序号)；
(6)资料显示序号①的反应进行至10 s时，测得Na2SO3溶液的浓度为0.005 ml·L−1，则10 s内生成I2的平均速率v(I2)=___________。
18. 氯化氰(CNCl，熔点−6.5℃、沸点13.1℃，可溶于水并缓慢与水反应)，在有机合成中有一定应用。一种实验室制取CNCl的装置如图(夹持装置已略)：
回答下列问题：
(1)若实验所需Cl2由高锰酸钾与浓盐酸反应制得，则该反应中，被氧化与未被氧化HCl的物质的量之比为________(写最简比)。
(2)N2可用如图装置A制备。写出该反应的化学方程式：________________________。
(3)装置B的作用是________________________。
(4)实验开始时先打开N2阀，通入N2的目的是________________________；一段时间后打开Cl2阀，向装置C的三口烧瓶中缓慢通入Cl2，实验中必须保持温度在−10～−5℃，若高于−5℃，CNCl与NaCN反应产生NaCl和与卤素性质相似的气体________(写结构式)；当E中出现________(填现象)时，可停止通Cl2。
(5)向盛有少量Na2S溶液的试管中通入CNCl，然后向其中滴入一滴FeCl3溶液，溶液显红色，其原因是________________________________(第一步反应用离子方程式说明)。
三、简答题
19. K、Al、Si、Cu、N i均为重要的合金材料，在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途，请回答下列问题：
(1)K元素处于元素同期表的_____ 区。
(2)下列状态的铝中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_____(填标号)。
A.[Ne]◯↑↓ B. [Ne]◯↑↓◯↑ C. [Ne]◯↑◯↑ D.[Ne]◯↑◯↑◯↑
3s 3s3p 3s3p 3s3p 3p
(3)从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因是____________。
(4)一些化合物的熔点如下表所示：
解释表中化合物之间熔点差异的原因____________。
(5)NiSO4 溶于氨水形成[Ni (NH3)6]SO4。
①N、O、S三种元素中电负性最大的是________。
②写出一种与[Ni (NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式_________。
③1ml[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目为___________。
④NH3 的VSEPR模型为____ ；NH3、SO42−的中心原子的杂化类型分别为_________、___________。
(6)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ=______g·cm−3(用代数式表示)。
20. 按要求填空：
(1)在下列物质中：①NH3、②HC≡CH、③NaOH、④O2、⑤NH4Br(用序号填空)
其中只含有非极性键的是___________；只含有极性键的是___________；含有离子键、共价键的是___________；
(2)某原子的2p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，写出该原子价电子的轨道表示式：___________；前四周期中未成对电子数最多的原子是________(填元素符号)。
(3)N≡N的键能为942 kJ⋅ml−1，N−N单键的键能为247 kJ⋅ml−1，通过计算说明N2中的______键更稳定(填“σ”或“π”)。CH4、H2O、CO2的键角由大到小的顺序是_______。
(4)在①苯；②CH3OH；③HCHO；④CS2；⑤CCl4五种溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有___________(填序号)，CO2与CS2相比，___________(填化学式)的熔点较高。
(5)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：
甲：_______；乙：_______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查CO2和SO2的分子空间构型和中心原子的杂化方式，题目难度一般。
【解答】
A. CO2中C的孤电子对数为12(4−2×2)=0，SO2中S的孤电子对数为=12(6−2×2)=1，故A错误；
B. CO2中C的价层电子对数为2+12(4−2×2)=2，SO2中S的价层电子对数为2+12(6−2×2)=3，则C和S分别是sp杂化、sp2杂化，故B错误；
C. CO2中C的价层电子对数为2，孤电子对数为0，则CO2的空间结构是直线形；SO2中S的价层电子对数为3，S的孤电子对数为1，则SO2的空间结构是V形，故C错误；
D. CO2中C的价层电子对数为2，孤电子对数为0，则CO2的空间结构是直线形；SO2中S的价层电子对数为3，S的孤电子对数为1，则SO2的空间结构是V形，故D正确；
故选：D。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构与性质，为高频考点，涉及分子空间构型的判断、杂化理论等知识，题目难度不大，侧重基础知识的考查。
【解答】
A.SO2Cl2分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半径不同，因此该分子呈四面体结构，但不是正四面体结构，A错误；
B.SO2中S原子的价层电子对数=2+6−2×22=3，SO3分子S原子的价层电子对数=3+6−2×32=3，故SO2、SO3分子的VSEPR模型均为平面三角形，B错误；
C.SO32−的中心原子S的价层电子对数=12(6+2−2×3)+3=4，SO42−的中心原子S的价层电子对数=4+6+2−4×22=4，S原子都是sp3杂化， C正确；
D.40g(SO3)3分子中的σ键为40240ml×12=2ml，D错误。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题以有机物结构简式为依据，考查第一电离能、原子杂化方式、空间构型等，难度不大，侧重基础知识的考查。
【解析】
A.N原子2p层为半满结构，比较稳定，第一电离能：N>O>C，A项错误；
B.该有机物分子中苯环上碳原子采取sp2杂化，侧链上碳原子采取sp3杂化，B项错误；
C.基态氢原子电子排布式为1s1，电子云轮廓图为球形，C项错误；
D.PO43−中P价层有4个电子对，没有孤电子对，空间结构和VSEPR模型都是正四面体形，D项正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查分子的构型、原子杂化方式判断等知识点，侧重考查基本理论，难点是判断原子杂化方式，知道孤电子对个数的计算方法，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.ClO3−中Cl的价层电子对数=3+12×(7+1−2×3)=4，含有一对孤电子对，则离子的空间构型为三角锥形，故A错误；
B.SF6中价层电子对数=6+12×(6−6×1)=6，且不含孤电子对，所以有6对完全相同的成键电子对，故B正确；
C.如氮气中含有π键，氯气中只含σ键，但是氮气比氯气稳定，故C错误；
D.SiF4中硅原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以硅原子采用sp3杂化，SO32−中价层电子对数=3+12×(6+2−3×2)=4，所以硫原子为sp3杂化，故D错误。
故选B。
5.【答案】C
【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.HCHO中C原子成2个C−H键、1个C=O双键，杂化轨道数为3，C原子采取sp2杂化，O原子成1个C=O双键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为3，O原子采取sp2杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成2个C−H键、1个C=O双键，价层电子对数为3，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HCHO，结构式为，含有3个σ键，1个π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：C。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本题综合考查中心原子的杂化轨道类型、价层电子对数、立体结构和共价键类型等问题，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目难度中等。
【解答】
A.阳离子为H3O+和NH4+，NH4+中心原子N含有4个σ键，孤电子对数为5−1−4×12=0，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，H3O+中心原子是O，含有3个σ键，孤电子对数为6−1−32=1，价层电子对数为4，为sp3杂化，杂化类型相同，故A错误；
B.由以上分析可知H3O+和NH4+中心原子的价层电子对数都为4，故B错误；
C.NH4+空间构型为正四面体，H3O+空间构型为三角锥形，所以空间结构不同，故C正确；
D.H3O+和NH4+中都为极性键、σ键，所以共价键类型相同，故D错误。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查价层电子对互斥理论、杂化理论和分子构型的判定，难度一般，掌握物质的结构和价层电子对互斥理论为解题关键。
【解答】
A.H2F+中心原子F形成2个σ键，孤电子对数为127−1−1×2=2，杂化方式为sp3，VSEPR模型为四面体，分子构型为V形，故A错误；
B.中心原子P形成3个σ键，孤电子对数为125−1×3=1，杂化方式为sp3，VSEPR模型为四面体，分子构型为三角锥形，故B错误；
C.中心原子N形成2个σ键，孤电子对数为125+1−2×2=1，杂化方式为sp2，VSEPR模型平面三角形，分子构型为V形，故C正确；
D.中心原子B形成4个σ键，孤电子对数为123+1−1×4=0，杂化方式为sp3，VSEPR模型为正四面体，分子构型为正四面体，故D错误。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查NCl3分子空间结构，注意由价层电子对数和孤对电子数判断空间构型，掌握键能和键长对共价键强弱的影响关系是解答关键。
【解答】
A.CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长长，故A错误；
B.N原子最外层有5个电子，NCl3分子中N原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，故B错误；
C.NCl3分子中N原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，空间构型为三角锥型，故C正确；
D.因为N—Cl的键能比N—F的键能小，NCl3稳定性弱于NF3，故D错误。
故选C。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查价层电子互斥理论的应用，涉及杂化方式的判断、空间构型的判断等知识，把握判断常见离子或分子构型的方法、中心原子价层电子对数的计算是解题关键，试题培养了学生的分析能力及综合运用能力，题目难度中等。
【解答】
A.I 3+ 中心碘原子由4对价层电子对，其中2对成键电子对，2对孤电子对，空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，A正确；
B.CO 32− 中心原子碳原子的孤电子对数为0，价层电子对数是3，空间构型是平面三角形，碳原子杂化方式是sp2，B项错误；
C.H2S中心原子是S，价层电子对数是4；SO2中心原子是S，价层电子对数是3、SO3中中心原子的价层电子对数是3，C项错误；
D.SO3空间构型是平面三角形，硫原子杂化方式是sp2，而三聚分子固体中硫原子价层电子对数为4，是sp3，D项错误。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查物质的结构与性质，涉及配合物的配体和配位数判断，原子杂化方式判断、等电子原理、价层电子对互斥理论等，意在考查学生的理解能力和知识应用能力。
【解答】
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是4，故A错误；
B. I 3+离子的σ键数目为2，孤电子对数为2，故其空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，故B正确；
C. CN−的结构式应该写作[C≡N]−，故C错误；
D. HNO3分子中N原子σ键为3，孤电子对数为0，即中心原子的价层电子对数为3，VSEPR模型是平面三角形，故D错误。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了杂化轨道的形成、杂化类型的判断，题目难度不大，注意对杂化理论的掌握，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．
【解答】
A.PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对，属于sp3杂化，含有1个孤电子对，属于空间构型为三角锥形，故A错误；
B.能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道，则sp3杂化轨道是能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道，故B错误；
C.凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体，而分子的几何构型还与含有的孤电子对数有关，故C正确；
D.AB3型的分子空间构型与中心原子的孤电子对数也有关，如BF3中B原子没有孤电子对，为平面三角形，NH3中N原子有1个孤电子对，为三角锥形，故D错误。
故选：C。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查对杂化轨道理论的基本认知，难度较小。
【解答】
A.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若有孤对电子，则分子不是正四面体结构，如氨气为三角锥形、水为V形，故A正确；
B.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，故B正确；
C.NH3和CH4两个分子中，中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键，故C正确；
D.用杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子空间结构的结果是一致的，故D错误。
故选：D。
13.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了粒子的电子数、原子的杂化方式、空间构型的判断、键角大小比较等知识，解题的关键是掌握价层电子对互斥理论，题目难度一般。
【解答】
A.每个NH4+、NH3、NH2−所含有的电子数都为10，故A正确；
B.铵根离子中氮原子的价层电子对数=4+１2(5−1−4×1)=4，所以其采用sp3杂化；氨气分子中氮原子的价层电子对数=3+12(5−3×1)=4，所以氮原子杂化方式是sp3，NH2−中氮原子的价层电子对数=2+12(5+1−2×1)=4，所以其采用sp3杂化，则三种粒子中氮原子的杂化方式相同，故B正确；
C.铵根离子中氮原子形成4个σ键，孤电子对数为0，价层电子对数为4，所以NH4+空间构型为正四面体形；氨气分子中氮原子形成3个σ键，孤电子对数为1，价层电子对数为4，所以NH3空间构型为三角锥形；NH2−中氮原子形成2个σ键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，所以NH2−空间构型为V形，三种粒子的空间结构不同 故C错误；
D.由于孤对电子对成键电子的排斥力大，导致H−N−H的键角减小，中心原子孤电子对越多，斥力越大，键角越小，所以键角大小关系为：NH4+>NH3>NH2−，故D正确。
故选：Ｃ。
14.【答案】C
【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.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，CH4中C原子采取sp3型杂化，故A错误；
B.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道，故B错误；
C.NH3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(5−3×1)÷2=1、(4−4×1)÷2=0，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。
15.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构与性质，为高频考点，涉及分子空间构型的判断、杂化理论等知识，题目难度不大，侧重基础知识的考查。
【解答】
A.SO2Cl2分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半径不同，因此该分子呈四面体结构，但不是正四面体结构，A错误；
B.SO2中S原子的价层电子对数=2+6−2×22=3，SO3分子S原子的价层电子对数=3+6−2×32=3，故SO2、SO3分子的VSEPR模型均为平面三角形，B错误；
C.SO32−的中心原子S的价层电子对数=12(6+2−2×3)+3=4，SO42−的中心原子S的价层电子对数=4+6+2−4×22=4，S原子都是sp3杂化， C正确；
D.40g(SO3)3分子中的σ键为40240ml×12=2ml，D错误。
16.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d34s2 ; 第四周期第VB族;
(2)哑铃；平面正三角；a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)sp3； NaVO3；
(4)VO2 ；166×1021NAx3
【解析】解：(1)V原子核外有23个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，在元素周期表中的位置为第四周期第VB族；
(2)基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p能级的电子云轮廓为哑铃形；气态SO3分子中S原子价层电子对数=3+6−3×22=3且不含孤电子对，该分子的立体构型形为平面正三角形；固体SO3中a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)钒酸钠(Na3VO4)阴离子中V的价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，V原子的杂化轨道类型为sp3；根据图知，偏钒酸钠的化学式为NaVO3；
(4)该晶胞中V原子个数=1+8×18=2、O原子个数=2+4×12=4，则V、O原子个数之比=2：4=1：2，化学式为VO2；晶胞体积=(x×10−7cm)3，晶体密度=mV=83NA×2(x×10−7)3g/cm3=166×1021NAx3g/cm3。
本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点，综合性较强，明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键，难度一般。
17.【答案】Ⅰ(1) ；
(2) sp2、sp3 ；
(3)或
Ⅱ(1) 碘酸钾 ； +5
(2)2IO3−+5SO32−+2H+=I2+5SO42−+H2O
(3) 40 ； 10
(4)t1>t2>t3
(5)②③
(6)0.0001 ml·L−1·s−1
【解析】
【分析】
I.本题考查物质结构及性质，涉及电子排布、杂化轨道、结构式等，侧重基础知识的考查，难度一般。
II.本题考查实验探究温度和浓度对反应速率的影响，涉及物质名称、化合价、速率计算，实验的分析评价等等，综合性强，难度一般，侧重基础知识的灵活运用。
【解答】
Ⅰ(1)铋(Bi)为第六周期，第VA族元素，故基态铋(Bi)的价层电子的轨道表示式为： ；
(2)C形成3个σ键和大π键，没有孤电子对，N原子形成3个σ键和一个孤电子对，故杂化类型分别为sp2、sp3 ；
(3)已知次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，则分子中含有一个−OH，其结构式为：或；
Ⅱ(1)KIO3中I为+5价，名称为：碘酸钾；其中I元素的化合价 +5 ；
(2)在酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸钠反应，生成碘单质和硫酸根，离子方程式为：2IO3−+5SO32−+2H+=I2+5SO42−+H2O；
(3)根据②实验数据，溶液总体积为50mL，实验①③中V1=40 ；V2=10 ；
(4)温度越高，速率越快，时间越短，故t1最大，浓度越大，速率越快，时间越短，故t2>t3，出现蓝色的时间由大到小的顺序：t1>t2>t3 ；
(5)控制变量，研究浓度对化学反应速率的影响应该选择实验②③ ；
(6)离子方程式为：2IO3−+5SO32−+2H+=I2+5SO42−+H2O，v(Na2SO3)=0.005ml/L10s=0.0005 ml·L−1·s−1，v(Na2SO3)=5v(I2)，故v(I2)=0.0001 ml·L−1·s−1；
18.【答案】(1)5:3
(2)NH4Cl+NaNO2=ΔNaCl+2H2O+N2↑
(3)干燥N2和氯气，同时观察气泡以调节气流速率
(4)排出装置内的空气；N≡C—C≡N；硫酸中开始产生气泡(或开始冒黄绿色的气体)
(5)S2−+CNCl=Cl−+SCN−
【解析】
【分析】
本题考查CNC的制取实验，意在考查学生的实验分析能力和评价能力，解题的关键是对题干信息的解读和理解实验的原理。
【解答】
(1)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成Cl2的是被氧化的HCl，而生成的Cl−的是未被氧化的，则氧化与未被氧化的HCl为10:6，即5:3；
(2)A中，氯化铵和亚硝酸钠发生归中反应生成氮气，反应的化学方程式：NH4Cl+NaNO2=ΔNaCl+2H2O+N2↑。
(3)装置B的作用是干燥N2和氯气，同时观察气泡以调节气流速率；
(4)通入N2是为了排尽容器内的空气，N2不和空气中的物质反应，排放到空气无污染，故化学中我们常常用N2先排尽容器内的空气；
根据原子守恒，CNCl与NaCN反应产生NaCl和与卤素性质相似的气体N≡C—C≡N；当E中出现：硫酸中开始产生气泡(或开始冒黄绿色的气体)时，可停止通Cl2;
(5)向盛有少量Na2S溶液的试管中通入CNCl，然后向其中滴入一滴FeCl3溶液，溶液显红色，说明生成SCN−，故其原因是：S2−+CNCl=Cl−+SCN−。
19.【答案】(1)s ；
(2)A；
(3)基态Cu+的价电子排布式为3d10，为全充满状态，更稳定(或“Cu+离子核外电子处于稳定的全充满状态”)；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体， K+半径大于Na+半径，晶格能NaCl>KCl；
(5)①O ②CX4、SiX4(X表示卤素原子，任写一种) ③28NA ④四面体形 sp3、 sp3
(6)4.26×1023a2bNA；
【解析】
【分析】
本题主要考查晶体类型，杂化轨道，电离能，电负性、晶胞计算，难度一般，注意掌握相应知识是解题关键；
【解答】
(1)K位于第IA族，位于s区；
(2)AC微粒都是Al原子失去一个电子后得到的，但是C微粒能量高于A，稳定性A>C，所以失电子能量A>C；
BD都是原子，但是B是基态、D是激发态，能量：BD，所以失去一个电子能量：B>D。A微粒是B失去一个电子得到的，且A轨道中电子处于全满状态，较稳定，所以失去一个电子能量B通过以上分析知，电离最外层一个电子所需能量最大的是A。故选：A。
(3)轨道中电子排布达到全满、半满、全空时原子最稳定，Cu+的最外层电子排布为3d10，而Cu2+的最外层电子排布为3d9，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu2O稳定性强于CuO；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体，所以二氧化硅的熔点比前两者高； K+半径大于Na+半径，氯化钠离子键键能更大，晶格能NaCl>KCl；
(5)①同周期从左往右电负性逐渐增强，故有N②[Ni (NH3)6]SO4中的阴离子为硫酸根，根据等电子体的定义可知有CCl4、CF4等；
③[Ni (NH3)6]SO4中每个氨分中含有3个δ键，每个氨分子与镍离子之间形成一个配位键也是δ键，每个硫酸根含有4个δ键，所以[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目是28NA；
④氨气中价层电子对个数=3+12(5−3×1)=4且含有1个孤电子对，所以N原子采用sp3杂化，VSEPR模型为四面体形；SO42−离子中价层电子对个数=4+12×(6+2−4×2)=4，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp3杂化；
(6)根据均摊法可知该晶胞中F原子个数=16×14+12×4+2=8，K原子个数=8× 14 +2=4，Ni原子个数=8×18+1=2，晶胞体积=a2b×10−21cm3，晶胞密度=mV=39×4+19×8+59×2NAa2b×10−21g/cm3=426a2b×10−21NAg/cm3=4.26×1023a2bNAg·cm−3;
20.【答案】(1)④；①；③⑤；
(2)；Cr
(3)π；CO2>CH4>H2O；
(4)①③；CS2
(5)CH 3+ ； CH 3−
【解析】
【分析】
本题主要考查物质结构与性质的相关知识，具体涉及化学键类型的判断、轨道表示式的书写，键能的计算，氢键对熔沸点的影响等，属于基本知识的考查，难度中等。
【解答】
(1)根据分析可知，在下列物质中：①NH3、②HC≡CH、③NaOH、④O2、⑤溴化铵，其中只含有非极性键的是④，只含有极性键的是①，含有离子键、共价键是③⑤；
(2)某原子的2p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，该原子价电子的轨道表示式为；前四周期中未成对电子数最多的原子是Cr，其价电子排布为3d44s1，有5个未成对电子；
(3)N≡N的键能为942kJ⋅ml−1，N−N单键的键能为247kJ⋅ml−1，则氮气中π键的键能为942−2472kJ⋅ml−1=347.5kJ⋅ml−1，说明N2中的π键更稳定；CH4、H2O、CO2的空间结构分别为正四面体、V形和直线形，键角分别为109°28′、104.5°、180°，则键角由大到小的顺序是CO2>CH4>H2O；
(4)双键碳原子采取sp2杂化，所以在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4中，碳原子采取sp2杂化的分子有①③，CO2与CS2相比，两者均为分子晶体，CS2分子量大，分子间作用力更大，所以CS2的熔沸点更高；
(5)甲是平面三角形，无孤对电子，化学式为CH3+，乙是三角锥形，含有1对孤对电子，化学式为CH3−。 选项
A
B
C
D
分子或离子的化学式
H2F+
PCl3
NO2−
BH4−
中心原子的杂化轨道类型
sp
sp3
sp2
sp3
VSEPR模型名称
直线形
四面体形
平面三角形
正四面体形
分子或离子的空间结构
直线形
正四面体形
V形
三角锥形
实验序号
0.1 ml·L−1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.1 ml·L−1Na2SO3溶液的体积/mL
水的体积/mL
实验温度/℃
出现蓝色的时间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
化合物
NaCl
KCl
SiO2
熔点/°C
801
770
1723
一、单选题
1. 关于CO2和SO2的说法中，正确的是( )
A. C和S上都没有孤电子对
B. C和S都是sp3杂化
C. 都是AB2型，所以空间结构都是直线形
D. CO2的空间结构是直线形，SO2的空间结构是V形
2. 硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的SO33等，三聚的SO33的结构如图所示。下列说法正确的是。
A. SO2Cl2为正四面体结构B. SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
C. SO42−、SO32−中S原子都是sp3杂化D. 40gSO33分子中含有2.5mlσ键
3. 磷酸氯喹在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒的感染，其结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A. 第一电离能：O>N>CB. 该有机物中碳原子采取sp、sp2杂化
C. 基态氢原子电子云轮廓图为哑铃形D. PO 43−的空间结构与VSEPR模型相同
4. 下列描述正确的是( )
A. ClO3−的空间构型为平面三角形B. SF6中有6对相同的成键电子对
C. 含π键的物质不如只含σ键的物质稳定D. SiF4和SO32−的中心原子均为sp2杂化
5. 甲醛分子式为CH2O，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. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，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3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
6. 我国科学家最近成功合成了世界首个五氮阴离子盐R，其化学式为N56H3O3NH44Cl。从结构角度分析，R中两种阳离子的不同之处为( )
A. 中心原子的杂化轨道类型B. 中心原子的价层电子对数
C. 空间结构D. 共价键类型
7. 下表中关于各微粒的描述完全正确的一项是
A. AB. BC. CD. D
8. 通常状况下，NCl3是一种油状液体，下列对NCl3的有关叙述正确的是 ( )
A. CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长短
B. 分子中的N原子无孤电子对
C. NCl3分子的空间构型为三角锥型
D. NCl3稳定性弱于NF3，因为N—Cl的键能比N—F的键能大
9. 从微粒结构角度分析，下列说法正确的是
A. I 3+的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
B. ZnCO3中，阴离子空间构型为平面三角形，C原子的杂化形式为sp3
C. 根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3三种分子中，中心原子价电子对数相等
D. 三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
10. 下列叙述正确的是
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是2。
B. I 3+离子的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
C. CO、CN−等与N2互为等电子体，则CO和CN−的结构式分别为C≡O、C≡N−
D. HNO3分子的中心原子的价层电子对数为4，该分子的VSEPR模型是正四面体形
11. 下列说法中正确的是( )
A. PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果
B. sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道
C. 凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体
D. AB3型的分子立体构型必为平面三角形
12. 下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是( )
A. 分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构
B. 杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C. NH3和CH4两个分子中，中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键
D. 用杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子空间结构的结果常常相互矛盾
13. 下列关于NH4+、NH3、NH2−三种粒子的说法不正确的是 ( )
A. 三种粒子所含有的电子数相等B. 三种粒子中氮原子的杂化方式相同
C. 三种粒子的空间结构相同D. 键角大小关系：NH4+>NH3>NH2−
14. 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，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B. NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C. NH3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
15. 硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的(SO3)3等，三聚的(SO3)3的结构如图所示。下列说法正确的是
A. SO2Cl2为正四面体结构B. SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
C. SO42−、SO32−中S原子都是sp3杂化D. 40 g (SO3)3分子中含有2.5 ml σ键
二、实验题
16. 钒(23V)是我国的丰产元素，广泛应用于催化及钢铁工业，有“化学面包”、金属“维生素”之称。回答下列问题：
(1)钒原子的核外电子排布式为______，在元素周期表中的位置为______。
(2)V2O5常用作SO2转化为SO3的催化剂。基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓为______形；气态SO3以单分子形式存在，其分子的立体构型为______形；固体SO3的三聚体环状结构如图所示，该结构中S−O键长有a、b两类，b的键长大于a的键长的原因为______。
(3)V2O5溶解在NaOH溶液中，可得到钒酸钠(Na3VO4)，该盐阴离子中V的杂化轨道类型为______；也可得到偏钒酸钠，其阴离子呈如图所示的无限链状结构，则偏钒酸钠的化学式为______。
(4)钒的某种氧化物晶胞结构如图所示。该氧化物的化学式为______，若它的晶胞参数为x nm，则晶胞的密度为______g/cm3。
17. Ⅰ第VA族元素被称为“氮族元素”，主要有氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)等元素，回答下列问题：
(1)基态铋(Bi)的价层电子的轨道表示式为：_______________________。
(2)苯胺()中C与N原子的杂化类型分别为___________________。
(3)磷元素可以形成多种含氧酸，已知次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，其结构式为：__________________。
Ⅱ 某化学课外小组的同学通过实验探究温度和浓度对反应速率的影响。实验原理及方案：在酸性溶液中，KIO3和Na2SO3可发生反应生成I2，生成的I2可用淀粉溶液检验，根据出现蓝色所需的时间来衡量该反应的速率。
回答下列问题：
(1)KIO3的名称_____________________________，其中I元素的化合价________________；
(2)碘酸钾和亚硫酸钠反应的离子方程式为________________________________；
(3)实验①③中V1=__________，V2=___________；
(4)出现蓝色的时间由大到小的顺序_____________________________________；
(5)探究浓度对化学反应速率的影响应该选择实验__________(填序号)；
(6)资料显示序号①的反应进行至10 s时，测得Na2SO3溶液的浓度为0.005 ml·L−1，则10 s内生成I2的平均速率v(I2)=___________。
18. 氯化氰(CNCl，熔点−6.5℃、沸点13.1℃，可溶于水并缓慢与水反应)，在有机合成中有一定应用。一种实验室制取CNCl的装置如图(夹持装置已略)：
回答下列问题：
(1)若实验所需Cl2由高锰酸钾与浓盐酸反应制得，则该反应中，被氧化与未被氧化HCl的物质的量之比为________(写最简比)。
(2)N2可用如图装置A制备。写出该反应的化学方程式：________________________。
(3)装置B的作用是________________________。
(4)实验开始时先打开N2阀，通入N2的目的是________________________；一段时间后打开Cl2阀，向装置C的三口烧瓶中缓慢通入Cl2，实验中必须保持温度在−10～−5℃，若高于−5℃，CNCl与NaCN反应产生NaCl和与卤素性质相似的气体________(写结构式)；当E中出现________(填现象)时，可停止通Cl2。
(5)向盛有少量Na2S溶液的试管中通入CNCl，然后向其中滴入一滴FeCl3溶液，溶液显红色，其原因是________________________________(第一步反应用离子方程式说明)。
三、简答题
19. K、Al、Si、Cu、N i均为重要的合金材料，在工业生产、科技、国防领域有着广泛的用途，请回答下列问题：
(1)K元素处于元素同期表的_____ 区。
(2)下列状态的铝中，电离最外层一个电子所需能量最大的是_____(填标号)。
A.[Ne]◯↑↓ B. [Ne]◯↑↓◯↑ C. [Ne]◯↑◯↑ D.[Ne]◯↑◯↑◯↑
3s 3s3p 3s3p 3s3p 3p
(3)从核外电子排布角度解释高温下Cu2O比CuO更稳定的原因是____________。
(4)一些化合物的熔点如下表所示：
解释表中化合物之间熔点差异的原因____________。
(5)NiSO4 溶于氨水形成[Ni (NH3)6]SO4。
①N、O、S三种元素中电负性最大的是________。
②写出一种与[Ni (NH3)6]SO4中的阴离子互为等电子体的分子的分子式_________。
③1ml[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目为___________。
④NH3 的VSEPR模型为____ ；NH3、SO42−的中心原子的杂化类型分别为_________、___________。
(6)K、Ni、F三种元素组成的一种晶体的长方体晶胞结构如图所示。若NA为阿伏加德罗常数的值，该晶体的密度ρ=______g·cm−3(用代数式表示)。
20. 按要求填空：
(1)在下列物质中：①NH3、②HC≡CH、③NaOH、④O2、⑤NH4Br(用序号填空)
其中只含有非极性键的是___________；只含有极性键的是___________；含有离子键、共价键的是___________；
(2)某原子的2p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，写出该原子价电子的轨道表示式：___________；前四周期中未成对电子数最多的原子是________(填元素符号)。
(3)N≡N的键能为942 kJ⋅ml−1，N−N单键的键能为247 kJ⋅ml−1，通过计算说明N2中的______键更稳定(填“σ”或“π”)。CH4、H2O、CO2的键角由大到小的顺序是_______。
(4)在①苯；②CH3OH；③HCHO；④CS2；⑤CCl4五种溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有___________(填序号)，CO2与CS2相比，___________(填化学式)的熔点较高。
(5)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：
甲：_______；乙：_______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查CO2和SO2的分子空间构型和中心原子的杂化方式，题目难度一般。
【解答】
A. CO2中C的孤电子对数为12(4−2×2)=0，SO2中S的孤电子对数为=12(6−2×2)=1，故A错误；
B. CO2中C的价层电子对数为2+12(4−2×2)=2，SO2中S的价层电子对数为2+12(6−2×2)=3，则C和S分别是sp杂化、sp2杂化，故B错误；
C. CO2中C的价层电子对数为2，孤电子对数为0，则CO2的空间结构是直线形；SO2中S的价层电子对数为3，S的孤电子对数为1，则SO2的空间结构是V形，故C错误；
D. CO2中C的价层电子对数为2，孤电子对数为0，则CO2的空间结构是直线形；SO2中S的价层电子对数为3，S的孤电子对数为1，则SO2的空间结构是V形，故D正确；
故选：D。
2.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构与性质，为高频考点，涉及分子空间构型的判断、杂化理论等知识，题目难度不大，侧重基础知识的考查。
【解答】
A.SO2Cl2分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半径不同，因此该分子呈四面体结构，但不是正四面体结构，A错误；
B.SO2中S原子的价层电子对数=2+6−2×22=3，SO3分子S原子的价层电子对数=3+6−2×32=3，故SO2、SO3分子的VSEPR模型均为平面三角形，B错误；
C.SO32−的中心原子S的价层电子对数=12(6+2−2×3)+3=4，SO42−的中心原子S的价层电子对数=4+6+2−4×22=4，S原子都是sp3杂化， C正确；
D.40g(SO3)3分子中的σ键为40240ml×12=2ml，D错误。
3.【答案】D
【解析】
【分析】
本题以有机物结构简式为依据，考查第一电离能、原子杂化方式、空间构型等，难度不大，侧重基础知识的考查。
【解析】
A.N原子2p层为半满结构，比较稳定，第一电离能：N>O>C，A项错误；
B.该有机物分子中苯环上碳原子采取sp2杂化，侧链上碳原子采取sp3杂化，B项错误；
C.基态氢原子电子排布式为1s1，电子云轮廓图为球形，C项错误；
D.PO43−中P价层有4个电子对，没有孤电子对，空间结构和VSEPR模型都是正四面体形，D项正确。
4.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查分子的构型、原子杂化方式判断等知识点，侧重考查基本理论，难点是判断原子杂化方式，知道孤电子对个数的计算方法，为易错点，题目难度中等。
【解答】
A.ClO3−中Cl的价层电子对数=3+12×(7+1−2×3)=4，含有一对孤电子对，则离子的空间构型为三角锥形，故A错误；
B.SF6中价层电子对数=6+12×(6−6×1)=6，且不含孤电子对，所以有6对完全相同的成键电子对，故B正确；
C.如氮气中含有π键，氯气中只含σ键，但是氮气比氯气稳定，故C错误；
D.SiF4中硅原子含有4个σ键且不含孤电子对，所以硅原子采用sp3杂化，SO32−中价层电子对数=3+12×(6+2−3×2)=4，所以硫原子为sp3杂化，故D错误。
故选B。
5.【答案】C
【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.HCHO中C原子成2个C−H键、1个C=O双键，杂化轨道数为3，C原子采取sp2杂化，O原子成1个C=O双键，含有2对孤电子对，杂化轨道数为3，O原子采取sp2杂化，故A错误；
B.甲醛分子中成2个C−H键、1个C=O双键，价层电子对数为3，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HCHO，结构式为，含有3个σ键，1个π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：C。
6.【答案】C
【解析】
【分析】
本题综合考查中心原子的杂化轨道类型、价层电子对数、立体结构和共价键类型等问题，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目难度中等。
【解答】
A.阳离子为H3O+和NH4+，NH4+中心原子N含有4个σ键，孤电子对数为5−1−4×12=0，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，H3O+中心原子是O，含有3个σ键，孤电子对数为6−1−32=1，价层电子对数为4，为sp3杂化，杂化类型相同，故A错误；
B.由以上分析可知H3O+和NH4+中心原子的价层电子对数都为4，故B错误；
C.NH4+空间构型为正四面体，H3O+空间构型为三角锥形，所以空间结构不同，故C正确；
D.H3O+和NH4+中都为极性键、σ键，所以共价键类型相同，故D错误。
7.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查价层电子对互斥理论、杂化理论和分子构型的判定，难度一般，掌握物质的结构和价层电子对互斥理论为解题关键。
【解答】
A.H2F+中心原子F形成2个σ键，孤电子对数为127−1−1×2=2，杂化方式为sp3，VSEPR模型为四面体，分子构型为V形，故A错误；
B.中心原子P形成3个σ键，孤电子对数为125−1×3=1，杂化方式为sp3，VSEPR模型为四面体，分子构型为三角锥形，故B错误；
C.中心原子N形成2个σ键，孤电子对数为125+1−2×2=1，杂化方式为sp2，VSEPR模型平面三角形，分子构型为V形，故C正确；
D.中心原子B形成4个σ键，孤电子对数为123+1−1×4=0，杂化方式为sp3，VSEPR模型为正四面体，分子构型为正四面体，故D错误。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查NCl3分子空间结构，注意由价层电子对数和孤对电子数判断空间构型，掌握键能和键长对共价键强弱的影响关系是解答关键。
【解答】
A.CCl4中C—Cl键键长比NCl3中N—Cl键键长长，故A错误；
B.N原子最外层有5个电子，NCl3分子中N原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，故B错误；
C.NCl3分子中N原子的价层电子对数为4，孤对电子数为1，空间构型为三角锥型，故C正确；
D.因为N—Cl的键能比N—F的键能小，NCl3稳定性弱于NF3，故D错误。
故选C。
9.【答案】A
【解析】
【分析】
本题考查价层电子互斥理论的应用，涉及杂化方式的判断、空间构型的判断等知识，把握判断常见离子或分子构型的方法、中心原子价层电子对数的计算是解题关键，试题培养了学生的分析能力及综合运用能力，题目难度中等。
【解答】
A.I 3+ 中心碘原子由4对价层电子对，其中2对成键电子对，2对孤电子对，空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，A正确；
B.CO 32− 中心原子碳原子的孤电子对数为0，价层电子对数是3，空间构型是平面三角形，碳原子杂化方式是sp2，B项错误；
C.H2S中心原子是S，价层电子对数是4；SO2中心原子是S，价层电子对数是3、SO3中中心原子的价层电子对数是3，C项错误；
D.SO3空间构型是平面三角形，硫原子杂化方式是sp2，而三聚分子固体中硫原子价层电子对数为4，是sp3，D项错误。
10.【答案】B
【解析】
【分析】
本题综合考查物质的结构与性质，涉及配合物的配体和配位数判断，原子杂化方式判断、等电子原理、价层电子对互斥理论等，意在考查学生的理解能力和知识应用能力。
【解答】
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是4，故A错误；
B. I 3+离子的σ键数目为2，孤电子对数为2，故其空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3，故B正确；
C. CN−的结构式应该写作[C≡N]−，故C错误；
D. HNO3分子中N原子σ键为3，孤电子对数为0，即中心原子的价层电子对数为3，VSEPR模型是平面三角形，故D错误。
11.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了杂化轨道的形成、杂化类型的判断，题目难度不大，注意对杂化理论的掌握，侧重于考查学生对基础知识的应用能力．
【解答】
A.PCl3分子的中心原子P含有3个成键电子对和1个孤电子对，属于sp3杂化，含有1个孤电子对，属于空间构型为三角锥形，故A错误；
B.能量相近的s轨道和p轨道形成杂化轨道，则sp3杂化轨道是能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道，故B错误；
C.凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体，而分子的几何构型还与含有的孤电子对数有关，故C正确；
D.AB3型的分子空间构型与中心原子的孤电子对数也有关，如BF3中B原子没有孤电子对，为平面三角形，NH3中N原子有1个孤电子对，为三角锥形，故D错误。
故选：C。
12.【答案】D
【解析】
【分析】
本题考查对杂化轨道理论的基本认知，难度较小。
【解答】
A.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若有孤对电子，则分子不是正四面体结构，如氨气为三角锥形、水为V形，故A正确；
B.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对，故B正确；
C.NH3和CH4两个分子中，中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键，故C正确；
D.用杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子空间结构的结果是一致的，故D错误。
故选：D。
13.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查了粒子的电子数、原子的杂化方式、空间构型的判断、键角大小比较等知识，解题的关键是掌握价层电子对互斥理论，题目难度一般。
【解答】
A.每个NH4+、NH3、NH2−所含有的电子数都为10，故A正确；
B.铵根离子中氮原子的价层电子对数=4+１2(5−1−4×1)=4，所以其采用sp3杂化；氨气分子中氮原子的价层电子对数=3+12(5−3×1)=4，所以氮原子杂化方式是sp3，NH2−中氮原子的价层电子对数=2+12(5+1−2×1)=4，所以其采用sp3杂化，则三种粒子中氮原子的杂化方式相同，故B正确；
C.铵根离子中氮原子形成4个σ键，孤电子对数为0，价层电子对数为4，所以NH4+空间构型为正四面体形；氨气分子中氮原子形成3个σ键，孤电子对数为1，价层电子对数为4，所以NH3空间构型为三角锥形；NH2−中氮原子形成2个σ键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，所以NH2−空间构型为V形，三种粒子的空间结构不同 故C错误；
D.由于孤对电子对成键电子的排斥力大，导致H−N−H的键角减小，中心原子孤电子对越多，斥力越大，键角越小，所以键角大小关系为：NH4+>NH3>NH2−，故D正确。
故选：Ｃ。
14.【答案】C
【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.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化，CH4中C原子采取sp3型杂化，故A错误；
B.NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道，故B错误；
C.NH3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(5−3×1)÷2=1、(4−4×1)÷2=0，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。
15.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查物质的结构与性质，为高频考点，涉及分子空间构型的判断、杂化理论等知识，题目难度不大，侧重基础知识的考查。
【解答】
A.SO2Cl2分子中与中心S原子形成共价键的O、Cl原子半径不同，因此该分子呈四面体结构，但不是正四面体结构，A错误；
B.SO2中S原子的价层电子对数=2+6−2×22=3，SO3分子S原子的价层电子对数=3+6−2×32=3，故SO2、SO3分子的VSEPR模型均为平面三角形，B错误；
C.SO32−的中心原子S的价层电子对数=12(6+2−2×3)+3=4，SO42−的中心原子S的价层电子对数=4+6+2−4×22=4，S原子都是sp3杂化， C正确；
D.40g(SO3)3分子中的σ键为40240ml×12=2ml，D错误。
16.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d34s2 ; 第四周期第VB族;
(2)哑铃；平面正三角；a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)sp3； NaVO3；
(4)VO2 ；166×1021NAx3
【解析】解：(1)V原子核外有23个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，在元素周期表中的位置为第四周期第VB族；
(2)基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p能级的电子云轮廓为哑铃形；气态SO3分子中S原子价层电子对数=3+6−3×22=3且不含孤电子对，该分子的立体构型形为平面正三角形；固体SO3中a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)钒酸钠(Na3VO4)阴离子中V的价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，V原子的杂化轨道类型为sp3；根据图知，偏钒酸钠的化学式为NaVO3；
(4)该晶胞中V原子个数=1+8×18=2、O原子个数=2+4×12=4，则V、O原子个数之比=2：4=1：2，化学式为VO2；晶胞体积=(x×10−7cm)3，晶体密度=mV=83NA×2(x×10−7)3g/cm3=166×1021NAx3g/cm3。
本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点，综合性较强，明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键，难度一般。
17.【答案】Ⅰ(1) ；
(2) sp2、sp3 ；
(3)或
Ⅱ(1) 碘酸钾 ； +5
(2)2IO3−+5SO32−+2H+=I2+5SO42−+H2O
(3) 40 ； 10
(4)t1>t2>t3
(5)②③
(6)0.0001 ml·L−1·s−1
【解析】
【分析】
I.本题考查物质结构及性质，涉及电子排布、杂化轨道、结构式等，侧重基础知识的考查，难度一般。
II.本题考查实验探究温度和浓度对反应速率的影响，涉及物质名称、化合价、速率计算，实验的分析评价等等，综合性强，难度一般，侧重基础知识的灵活运用。
【解答】
Ⅰ(1)铋(Bi)为第六周期，第VA族元素，故基态铋(Bi)的价层电子的轨道表示式为： ；
(2)C形成3个σ键和大π键，没有孤电子对，N原子形成3个σ键和一个孤电子对，故杂化类型分别为sp2、sp3 ；
(3)已知次磷酸(H3PO2)为一元弱酸，则分子中含有一个−OH，其结构式为：或；
Ⅱ(1)KIO3中I为+5价，名称为：碘酸钾；其中I元素的化合价 +5 ；
(2)在酸性溶液中，碘酸钾和亚硫酸钠反应，生成碘单质和硫酸根，离子方程式为：2IO3−+5SO32−+2H+=I2+5SO42−+H2O；
(3)根据②实验数据，溶液总体积为50mL，实验①③中V1=40 ；V2=10 ；
(4)温度越高，速率越快，时间越短，故t1最大，浓度越大，速率越快，时间越短，故t2>t3，出现蓝色的时间由大到小的顺序：t1>t2>t3 ；
(5)控制变量，研究浓度对化学反应速率的影响应该选择实验②③ ；
(6)离子方程式为：2IO3−+5SO32−+2H+=I2+5SO42−+H2O，v(Na2SO3)=0.005ml/L10s=0.0005 ml·L−1·s−1，v(Na2SO3)=5v(I2)，故v(I2)=0.0001 ml·L−1·s−1；
18.【答案】(1)5:3
(2)NH4Cl+NaNO2=ΔNaCl+2H2O+N2↑
(3)干燥N2和氯气，同时观察气泡以调节气流速率
(4)排出装置内的空气；N≡C—C≡N；硫酸中开始产生气泡(或开始冒黄绿色的气体)
(5)S2−+CNCl=Cl−+SCN−
【解析】
【分析】
本题考查CNC的制取实验，意在考查学生的实验分析能力和评价能力，解题的关键是对题干信息的解读和理解实验的原理。
【解答】
(1)2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O，生成Cl2的是被氧化的HCl，而生成的Cl−的是未被氧化的，则氧化与未被氧化的HCl为10:6，即5:3；
(2)A中，氯化铵和亚硝酸钠发生归中反应生成氮气，反应的化学方程式：NH4Cl+NaNO2=ΔNaCl+2H2O+N2↑。
(3)装置B的作用是干燥N2和氯气，同时观察气泡以调节气流速率；
(4)通入N2是为了排尽容器内的空气，N2不和空气中的物质反应，排放到空气无污染，故化学中我们常常用N2先排尽容器内的空气；
根据原子守恒，CNCl与NaCN反应产生NaCl和与卤素性质相似的气体N≡C—C≡N；当E中出现：硫酸中开始产生气泡(或开始冒黄绿色的气体)时，可停止通Cl2;
(5)向盛有少量Na2S溶液的试管中通入CNCl，然后向其中滴入一滴FeCl3溶液，溶液显红色，说明生成SCN−，故其原因是：S2−+CNCl=Cl−+SCN−。
19.【答案】(1)s ；
(2)A；
(3)基态Cu+的价电子排布式为3d10，为全充满状态，更稳定(或“Cu+离子核外电子处于稳定的全充满状态”)；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体， K+半径大于Na+半径，晶格能NaCl>KCl；
(5)①O ②CX4、SiX4(X表示卤素原子，任写一种) ③28NA ④四面体形 sp3、 sp3
(6)4.26×1023a2bNA；
【解析】
【分析】
本题主要考查晶体类型，杂化轨道，电离能，电负性、晶胞计算，难度一般，注意掌握相应知识是解题关键；
【解答】
(1)K位于第IA族，位于s区；
(2)AC微粒都是Al原子失去一个电子后得到的，但是C微粒能量高于A，稳定性A>C，所以失电子能量A>C；
BD都是原子，但是B是基态、D是激发态，能量：B
(3)轨道中电子排布达到全满、半满、全空时原子最稳定，Cu+的最外层电子排布为3d10，而Cu2+的最外层电子排布为3d9，因最外层电子排布达到全满时稳定，所以固态Cu2O稳定性强于CuO；
(4)NaCl、KCl为离子晶体，SiO2为原子晶体，所以二氧化硅的熔点比前两者高； K+半径大于Na+半径，氯化钠离子键键能更大，晶格能NaCl>KCl；
(5)①同周期从左往右电负性逐渐增强，故有N
③[Ni (NH3)6]SO4中每个氨分中含有3个δ键，每个氨分子与镍离子之间形成一个配位键也是δ键，每个硫酸根含有4个δ键，所以[Ni (NH3)6]SO4中含有δ键的数目是28NA；
④氨气中价层电子对个数=3+12(5−3×1)=4且含有1个孤电子对，所以N原子采用sp3杂化，VSEPR模型为四面体形；SO42−离子中价层电子对个数=4+12×(6+2−4×2)=4，没有孤电子对，所以其立体构型是正四面体，硫原子采取sp3杂化；
(6)根据均摊法可知该晶胞中F原子个数=16×14+12×4+2=8，K原子个数=8× 14 +2=4，Ni原子个数=8×18+1=2，晶胞体积=a2b×10−21cm3，晶胞密度=mV=39×4+19×8+59×2NAa2b×10−21g/cm3=426a2b×10−21NAg/cm3=4.26×1023a2bNAg·cm−3;
20.【答案】(1)④；①；③⑤；
(2)；Cr
(3)π；CO2>CH4>H2O；
(4)①③；CS2
(5)CH 3+ ； CH 3−
【解析】
【分析】
本题主要考查物质结构与性质的相关知识，具体涉及化学键类型的判断、轨道表示式的书写，键能的计算，氢键对熔沸点的影响等，属于基本知识的考查，难度中等。
【解答】
(1)根据分析可知，在下列物质中：①NH3、②HC≡CH、③NaOH、④O2、⑤溴化铵，其中只含有非极性键的是④，只含有极性键的是①，含有离子键、共价键是③⑤；
(2)某原子的2p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反，该原子价电子的轨道表示式为；前四周期中未成对电子数最多的原子是Cr，其价电子排布为3d44s1，有5个未成对电子；
(3)N≡N的键能为942kJ⋅ml−1，N−N单键的键能为247kJ⋅ml−1，则氮气中π键的键能为942−2472kJ⋅ml−1=347.5kJ⋅ml−1，说明N2中的π键更稳定；CH4、H2O、CO2的空间结构分别为正四面体、V形和直线形，键角分别为109°28′、104.5°、180°，则键角由大到小的顺序是CO2>CH4>H2O；
(4)双键碳原子采取sp2杂化，所以在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4中，碳原子采取sp2杂化的分子有①③，CO2与CS2相比，两者均为分子晶体，CS2分子量大，分子间作用力更大，所以CS2的熔沸点更高；
(5)甲是平面三角形，无孤对电子，化学式为CH3+，乙是三角锥形，含有1对孤对电子，化学式为CH3−。 选项
A
B
C
D
分子或离子的化学式
H2F+
PCl3
NO2−
BH4−
中心原子的杂化轨道类型
sp
sp3
sp2
sp3
VSEPR模型名称
直线形
四面体形
平面三角形
正四面体形
分子或离子的空间结构
直线形
正四面体形
V形
三角锥形
实验序号
0.1 ml·L−1KIO3酸性溶液(含淀粉)的体积/mL
0.1 ml·L−1Na2SO3溶液的体积/mL
水的体积/mL
实验温度/℃
出现蓝色的时间/s
①
5
5
V1
5
t1
②
5
5
40
25
t2
③
5
V2
35
25
t3
化合物
NaCl
KCl
SiO2
熔点/°C
801
770
1723
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