第62讲 分子结构与性质（解析版） 高考化学【一轮 夯实基础】复习精讲精练

这是一份第62讲 分子结构与性质（解析版） 高考化学【一轮 夯实基础】复习精讲精练，共19页。
【复习目标】
1．了解共价键的形成、极性和类型(σ键和π键)。
2．能用键能、键长、键角等说明简单分子的某些性质。
3．了解杂化轨道理论及简单的杂化轨道类型(sp，sp2，sp3)。
4．能用价层电子对互斥模型或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的空间结构。
5．了解范德华力的含义及对物质性质的影响。
6．了解氢键的含义，能列举含有氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。
【知识精讲】
考点一 化学键
1．化学键及其分类
(1)化学键：相邻原子之间强烈的相互作用，其主要分为离子键、共价键和金属键。
化学反应的本质：一个化学反应的过程，本质上就是旧化学键的断裂和新化学键的形成的过程。
(2)共价键：具有饱和性和方向性。
①分类
②σ键和π键判断的一般规律
2．大π键的简介
(1)简介：大π键一般是三个或更多个原子间形成的，是未杂化轨道中原子轨道“肩并肩”重叠形成的π键。
(2)表达式：Πeq \\al(n,m)。其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数。
(3)一般判断：对于多电子的粒子，若中心原子的杂化不是sp3杂化，中心原子与配位原子可能形成大π键。
(4)示例：Πeq \\al(6,6)，CH2===CH—CH===CH2；Πeq \\al(4,4)，NOeq \\al(－,3)：Πeq \\al(6,4)，SO2：Πeq \\al(4,3)，O3：Πeq \\al(4,3)，COeq \\al(2－,3)：Πeq \\al(6,4)。
3．化学键与物质类别的关系
(1)除稀有气体内部无化学键外，其他物质内部都存在化学键。
(2)只含有极性共价键的物质一般是不同种非金属元素形成的共价化合物，如SiO2、HCl、CH4等。
(3)只含有非极性共价键的物质是同种非金属元素形成的单质，如Cl2、P4、金刚石等。
(4)既有极性键又有非极性键的共价化合物一般由多个原子组成，如H2O2、C2H4等。
(5)只含离子键的物质主要是由活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CaCl2、NaCl等。
(6)既有离子键又有极性共价键的物质，如NaOH、K2SO4等；既有离子键又有非极性共价键的物质，如Na2O2等。
(7)仅由非金属元素形成的离子化合物，如NH4Cl、NH4NO3等。
(8)金属元素和非金属元素间可能存在共价键，如AlCl3等。
4．共价键的键参数
(1)概念
(2)键参数对分子性质的影响
①键能越eq \a\vs4\al(大)，键长越eq \a\vs4\al(短)，分子越稳定。
(3)利用键能(E)计算ΔH的公式：ΔH＝E(反应物)－E(生成物)。
4．离子化合物与共价化合物
5．电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子(价电子)的式子。
(2)电子式的书写
a．原子，如Na的电子式为Na×；S的电子式为。
b．离子，如Na＋的电子式为Na＋；S2－的电子式为。
c．化合物，如NaCl的电子式为；MgCl2的电子式为。
用电子式表示离子化合物的形成过程：
(3)电子式书写的四个误区
【例题1】下列关于离子键、共价键的各种叙述中，正确的是( )
A．在离子化合物里，只存在离子键，没有共价键
B．非极性键只存在于双原子的单质分子中
C．在共价化合物分子内，一定不存在离子键
D．由不同元素组成的多原子分子里，一定只存在极性键
【答案】C
【解析】
在复杂的离子化合物如氢氧化钠、过氧化钠中既存在离子键又存在共价键，A项错误；离子化合物如过氧化钠中也存在非极性键，B项错误；C项正确；在H2O2中既存在极性键又存在非极性键，D项错误。
【例题2】下列各组化合物中，化学键的类型相同的是( )
A．CaCl2和Na2S B．Na2O和Na2O2
C．CO2和NH4Cl D．HCl和NaOH
【答案】A
【解析】
A项，CaCl2和Na2S中都只有离子键；B项，Na2O只有离子键，而Na2O2除有离子键外，还有非极性共价键(过氧根离子中)；C项，CO2中只有共价键，NH4Cl中既有离子键又有共价键；D项，HCl只有共价键，而NaOH中除有共价键(氢氧根离子中)外，还有离子键。
【例题3】(2022·长春模拟)一定条件下，氨与氟气发生反应：4NH3＋3F2===NF3＋3NH4F，其中NF3空间结构与NH3相似。下列有关说法错误的是( )
A．除F2单质外，反应物和生成物均为共价化合物
B．NF3中各原子均满足8电子稳定结构
C．NF3中只含极性共价键
D．NH4F中既含有离子键又含有共价键
【答案】A
【解析】
NH3和NF3为共价化合物，NH4F为离子化合物。
考点二 分子的空间结构
1．价层电子对互斥模型(VSEPR模型)
(1)理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)用价层电子对互斥模型推测分子的空间结构

其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。
(3)示例分析
2．杂化轨道理论
(1)理论要点
当原子成键时，原子的价层电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等，方向不同，彼此能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。
(2)杂化轨道的类型
(3)杂化轨道与分子空间结构的关系
【例题4】下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是( )
A．SOeq \\al(2－,3) B．ClOeq \\al(－,4)
C．NOeq \\al(－,2) D．ClOeq \\al(－,3)
【答案】B
【解析】
当中心原子无孤电子对时，VSEPR模型与离子的空间结构一致。A项，SOeq \\al(2－,3)的中心原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(6＋2－3×2)＝1；B项，ClOeq \\al(－,4)的中心原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(7＋1－4×2)＝0；C项，NOeq \\al(－,2)的中心原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(5＋1－2×2)＝1；D项，ClOeq \\al(－,3)的中心原子的孤电子对数＝eq \f(1,2)×(7＋1－3×2)＝1。
【例题5】氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的空间结构为平面三角形，则其阳离子的空间结构和阳离子中氮的杂化方式为( )
A．直线形 sp杂化
B．V形 sp2杂化
C．三角锥形 sp3杂化
D．平面三角形 sp2杂化
【答案】A
【解析】
氮的最高价氧化物为N2O5，根据N元素的化合价为＋5价和原子组成，可知阴离子为NOeq \\al(－,3)、阳离子为NOeq \\al(＋,2)，NOeq \\al(＋,2)中N原子形成了2个σ键，孤电子对数为0，所以杂化类型为sp，阳离子的空间结构为直线形，故A项正确。
【例题6】CHeq \\al(＋,3)、—CH3、CHeq \\al(－,3)都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法不正确的是( )
A．碳原子均采取sp2杂化
B．CHeq \\al(－,3)与NH3、H3O＋空间结构均为三角锥形
C．CHeq \\al(＋,3)中碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面
D．CHeq \\al(＋,3)与OH－形成的化合物中不含有离子键
【答案】A
【解析】
A项，CHeq \\al(＋,3)中C原子采取sp2杂化，—CH3中C原子采取sp3杂化，CHeq \\al(－,3)中C原子采取sp3杂化，错误；B项，三者均为三角锥形结构，正确；C项，CHeq \\al(＋,3)中C的价层电子对数为3，为sp2杂化，微粒空间结构为平面三角形，正确；D项，CH3OH中不含离子键，正确。
【归纳总结】
1、“四方法”判断中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的空间结构
①直线形—sp，②平面三角形—sp2，③四面体形—sp3。
(2)根据杂化轨道间的夹角
①109°28′—sp3，②120°—sp2，③180°—sp。
(3)利用价层电子对数确定三种杂化类型(适用于中心粒子)
2对—sp杂化，3对—sp2杂化，4对—sp3杂化。
(4)根据σ键数与孤电子对数(适用于结构式已知的粒子)
①含C有机化合物：2个σ—sp，3个σ—sp2，4个σ—sp3。
②含N化合物：2个σ—sp2，3个σ—sp3。
③含O(S)化合物：2个σ—sp3。
2、键角比较的三种思维模板
(1)杂化类型不同→sp>sp2>sp3。
(3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。
考点三 分子间作用力与分子的性质
1．分子间作用力
(1) 概念：物质分子之间存在的相互作用力，主要分为范德华力和氢键。
(2)范德华力与物质性质
(3)氢键与物质性质
2．分子的极性
(1)非极性分子与极性分子的判断
(2)键的极性对化学性质的影响
键的极性对物质的化学性质有重要影响。例如，羧酸是一大类含羧基(—COOH)的有机酸，羧基可电离出H＋而呈酸性。羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量，pKa越小，酸性越强。羧酸的酸性大小与其分子的组成和结构有关，如下表所示：
不同羧酸的pKa
3．溶解性
(1)“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。
(2)随着溶质分子中憎水基个数的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水能以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
4．分子的手性
(1)手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。
(2)手性分子：具有手性异构体的分子。
(3)手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如中*C为手性碳原子。
【例题7】下列化合物中，化学键的类型和分子的极性(极性或非极性)皆相同的是( )
A．CO2和SO2 B．CH4和CH2Cl2
C．BF3和NH3 D．HCl和HI
【答案】D
【解析】
A项，CO2为极性键构成的非极性分子，为直线形结构，SO2为V形结构，是极性分子；B项，CH4为极性键构成的非极性分子，是正四面体形结构，CH2Cl2是由极性键构成的极性分子；C项，BF3为极性键构成的非极性分子，是平面正三角形结构，NH3为极性键构成的极性分子，是三角锥形结构；D项，HCl和HI都是极性键构成的极性分子，都为直线形结构。
【例题8】某化合物的分子式为AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是( )
A．AB2分子的空间结构为V形
B．A—B为极性共价键，AB2分子为非极性分子
C．AB2与H2O相比，AB2的熔点、沸点比H2O的低
D．AB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键
【答案】B
【解析】
根据A、B的电负性值及其所处元素周期表中的位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。O—F为极性共价键。因为OF2分子的键角为103.3°，OF2分子中键的极性不能抵消，所以其为极性分子。
【例题9】已知：三氟乙酸(CF3COOH)的酸性强于三氯乙酸(CCl3COOH)的酸性。下列对于该事实的解释不正确的是( )
A．CF3COOH的相对分子质量小于CCl3COOH的
B．氟的电负性强于氯的电负性
C．CF3COOH分子中的羟基更易电离
D．F—C的极性强于Cl—C的极性
【答案】A
【解析】
酸性的强弱与相对分子质量的大小没有直接关系。
【例题10】下列物质变化，只与范德华力有关的是______________(填字母)。
A．干冰熔化 B．乙酸汽化
C．乙醇与丙酮混溶 D．HCON(CH3)2溶于水
E．碘溶于四氯化碳 F．石英熔融
【答案】AE
【解析】
范德华力存在于分子之间，不含氢键的分子晶体符合题目要求。乙酸、乙醇分子间存在氢键，HCON(CH3)2溶于水时与水分子间会形成氢键，石英为共价晶体，熔融时破坏的是共价键。
【归纳总结】
一、范德华力、氢键和共价键的比较
二、分子结构和性质的判断
1．“四方法”判断分子中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的空间结构判断
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为109°28′，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断
如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。
(4)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断
如没有π键为sp3杂化，含1个π键为sp2杂化，含2个π键为sp杂化。
2．键的极性、分子空间结构与分子极性的关系
【例题11】在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8，它们虽是微量的，有些却是强温室气体，下列推测不正确的是( )
A．熔点：NF3>C3F8
B．CHClFCF3不存在手性异构
C．C3F8在CCl4中的溶解度比在水中的大
D．由价层电子对互斥模型可确定NF3中N原子是sp3杂化，分子呈三角锥形
【答案】B
【解析】
C3F8和NF3均为分子晶体，C3F8的相对分子质量大于NF3，故熔点：C3F8>NF3，A项正确；CHClFCF3的结构简式可写为，其中含有一个手性碳原子，存在手性异构，B项错误；根据“相似相溶”规律，C3F8易溶于CCl4，C项正确；NF3中N原子的价层电子对数为4，且含有一个孤电子对，故分子呈三角锥形，D项正确。
【例题12】顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物；碳铂是1，1­环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构简式如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )
A．碳铂中所有碳原子在同一平面上
B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数目之比为2∶1
D．1 ml 1，1­环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA
【答案】C
【解析】
根据碳铂的结构简式可知，有sp3杂化的碳原子，属于四面体形结构，因此所有碳原子不可能在同一平面上，A错误；顺铂分子中N有3个σ键，一个配位键，因此杂化类型为sp3杂化，B错误；碳铂分子中sp3杂化的碳原子有4个，sp2杂化的碳原子有2个，即数目之比为2∶1，C正确；由题中信息可知，1，1­环丁二羧酸的结构简式为，补全碳环上的氢原子，可得1 ml此有机物含有σ键的数目为18NA，D错误。
【例题13】(2021·湖北十堰市高三二模)在电池工业上，碳酸乙烯酯(EC)可作为锂电池电解液的优良溶剂，其结构为，熔点为35 ℃。下列有关说法错误的是( )
A．一个分子中有10个σ键
B．EC分子间能形成氢键
C．分子中至少有4个原子共平面
D．EC由固态变成液态破坏了分子间的作用力
【答案】B
【解析】
该物质分子式是C3H4O3，分子中含有的C—H、C—C、C—O都是σ键，而C===O中一个是σ键，一个是π键，则在一个C3H4O3分子中含有10个σ键和1个π键，A正确；在碳酸乙烯酯的分子中，在O原子上无H原子，C—H键极性较弱，因此不能形成分子间的氢键，B错误；分子中的碳氧双键具有类似乙烯的平面结构，所以与C原子相连的3个O原子与这个C原子在同一个平面上，因此分子中至少有4个原子共平面，C正确；碳酸乙烯酯为分子晶体，因此其由固态变为液态时破坏的是分子间作用力，D正确。
【真题演练】
1．（2022·北京·高考真题）已知：。下列说法不正确的是
A．分子的共价键是键，分子的共价键是键
B．燃烧生成的气体与空气中的水蒸气结合呈雾状
C．停止反应后，用蘸有浓氨水的玻璃棒靠近集气瓶口产生白烟
D．可通过原电池将与反应的化学能转化为电能
【答案】A
【详解】
A．H2分子里的共价键H-H键是由两个s电子重叠形成的，称为s-s σ键，Cl2分子里的共价键Cl-Cl键是由两个p电子重叠形成的，称为p-p σ键，故A错误；
B．HCl气体极易溶于水，遇到空气中的水蒸气后立即形成盐酸小液滴，即白雾，故B正确；
C．浓氨水易挥发，挥发的氨气和HCl气体互相反应，化学方程式NH3+HCl=NH4Cl，生成NH4Cl氯化铵固体小颗粒，固体粉末就是烟，故C正确；
D．与的反应是能够自发进行的氧化还原反应，可通过原电池将与反应的化学能转化为电能，故D正确；
故选A。
2．（2022·北京·高考真题）我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一、一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是
A．分子中N原子有、两种杂化方式
B．分子中含有手性碳原子
C．该物质既有酸性又有碱性
D．该物质可发生取代反应、加成反应
【答案】B
【详解】
A．该有机物中从左往右第一个N原子有一个孤对电子和两个σ键，为杂化；第二个N原子有一个孤对电子和三个σ键，为杂化，A正确；
B．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，该有机物中没有手性碳原子，B错误；
C．该物质中存在羧基，具有酸性；该物质中还含有 ，具有碱性，C正确；
D．该物质中存在苯环可以发生加成反应，含有甲基可以发生取代反应，D正确；
故选B。
3．（2022·北京·高考真题）由键能数据大小，不能解释下列事实的是
A．稳定性：B．键长：
C．熔点：D．硬度：金刚石>晶体硅
【答案】C
【详解】
A．键能越大越稳定，键能大于，所以稳定性：，故不选A；
B．键能越大，键长越短，键能大于，所以键长：，故不选B；
C．CO2是分子晶体，熔点由分子间作用力决定，SiO2是共价晶体，所以熔点，不能用键能解释熔点，故选C；
D．金刚石、晶体硅都是共价晶体，共价晶体中键能越大，晶体的硬度越大，的键能大于，所以硬度：金刚石>晶体硅，故不选D；
选C。
4．（2022·湖北·高考真题）磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为。下列关于该分子的说法正确的是
A．为非极性分子B．立体构型为正四面体形
C．加热条件下会分解并放出D．分解产物的电子式为
【答案】C
【详解】
A．磷酰三叠氮分子不是对称结构，分子中的正负电荷重心是不重合的，是极性分子，A项错误；
B．磷酰三叠氮分子含有三个P-N键及一个P=O双键，则立体构型为四面体构型，B项错误；
C．磷酰三叠氮是一种高能分子，加热条件下会分解并放出，C项正确；
D．为共价化合物，则电子式为，D项错误；
答案选C。
5．（2022·湖北·高考真题）在高温高压下可转变为具有一定导电性、高硬度的非晶态碳玻璃。下列关于该碳玻璃的说法错误的是
A．具有自范性B．与互为同素异形体
C．含有杂化的碳原子D．化学性质与金刚石有差异
【答案】A
【详解】
A．自范性是晶体的性质，碳玻璃为非晶态，所以没有自范性，A错误；
B．碳玻璃和均是由碳元素形成的不同的单质，所以是同素异形体，B正确；
C．碳玻璃具有高硬度，与物理性质金刚石类似，因而结构具有一定的相似性，所以含有杂化的碳原子形成化学键，C正确；
D．金刚石与碳玻璃属于同素异形体，性质差异主要表现在物理性质上，化学性质上也有着活性的差异，D正确；
故选A。
6．（2022·湖北·高考真题）和的电荷与半径之比相近，导致两元素性质相似。下列说法错误的是
A．与都能在水中与氨形成配合物
B．和的熔点都比的低
C．和均可表现出弱酸性
D．和的氢化物都不能在酸中稳定存在
【答案】A
【详解】
A．半径小，不能容纳6个氮原子和它配位，则不能在水中与氨形成配合物，A项错误；
B．和属于分子晶体，而属于离子晶体，则和的熔点都比的低，B项正确；
C．和均为两性氢氧化物，则均可表现出弱酸性，C项正确；
D．和的氢化物与酸反应，生成对应的盐和氢气，则都不能在酸中稳定存在，D项正确；
答案选A。
7．（2022·江苏·高考真题）下列说法正确的是
A．金刚石与石墨烯中的夹角都为
B．、都是由极性键构成的非极性分子
C．锗原子()基态核外电子排布式为
D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【答案】B
【详解】
A．金刚石中的碳原子为正四面体结构，夹角为109°28′，故A错误；
B．的化学键为Si-H，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子；的化学键为Si-Cl，为极性键，为正四面体，正负电荷中心重合，为非极性分子，故B正确；
C．锗原子()基态核外电子排布式为[Ar]3d10，故C错误；
D．ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体，而硅形成的晶体硅为原子晶体，故D错误；
故选B。
8．（2022·江苏·高考真题）少量与反应生成和。下列说法正确的是
A．的电子式为B．的空间构型为直线形
C．中O元素的化合价为-1D．仅含离子键
【答案】C
【详解】
A．过氧化钠是离子化合物，电子式是，A错误；
B．中氧原子的成键电子对是2，孤电子对是2，根据价层电子对为4，根据价层电子对互斥理论，其空间构型为V形，B错误；
C．中H显+1价，根据正负化合价为0，可计算出O的化合价为-1，C正确；
D．中O和H之间是共价键，D错误；
故选C。
9．（2022·辽宁·高考真题）理论化学模拟得到一种离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是
A．所有原子均满足8电子结构B．N原子的杂化方式有2种
C．空间结构为四面体形D．常温下不稳定
【答案】B
【详解】
A．由的结构式可知，所有N原子均满足8电子稳定结构，A正确；
B．中心N原子为杂化，与中心N原子直接相连的N原子为杂化，与端位N原子直接相连的N原子为杂化，端位N原子为杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误；
C．中心N原子为杂化，则其空间结构为四面体形，C正确；
D．中含叠氮结构()，常温下不稳定，D正确；
故答案选B。
10．（2022·山东·高考真题）、属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在键、键。下列说法错误的是
A．的熔点高于B．晶体中所有化学键均为极性键
C．晶体中所有原子均采取杂化D．晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【分析】Al和Ga均为第ⅢA元素，N属于第ⅤA元素，AlN、GaN的成键结构与金刚石相似，则其为共价晶体，且其与金刚石互为等电子体，等电子体之间的结构和性质相似。AlN、GaN晶体中，N原子与其相邻的原子形成3个普通共价键和1个配位键。
【详解】
A．因为AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A说错误；
B．不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键，故两种晶体中所有化学键均为极性键，B说法正确；
C．金刚石中每个C原子形成4个共价键（即C原子的价层电子对数为4），C原子无孤电子对，故C原子均采取sp３杂化；由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子均采取sp3杂化，C说法正确；
D．金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键，即C原子的配位数是4，由于AlN、GaN与金刚石互为等电子体，则其晶体中所有原子的配位数也均为4，D说法正确。
综上所述，本题选A。
11．（2021·江苏·高考真题）N2是合成氨工业的重要原料，NH3不仅可制造化肥，还能通过催化氧化生产HNO3；HNO3能溶解Cu、Ag等金属，也能与许多有机化合物发生反应；在高温或放电条件下，N2与O2反应生成NO，NO进一步氧化生成NO2。2NO(g)+O2(g)=2NO2(g) ΔH=-116.4kJ·ml-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH、NO均是污染物。通过催化还原的方法，可将烟气和机动车尾气中的NO转化为N2，也可将水体中的NO3-转化为N2。下列有关NH3、NH、NO的说法正确的是
A．NH3能形成分子间氢键
B．NO的空间构型为三角锥形
C．NH3与NH中的键角相等
D．NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键
【答案】A
【详解】
A．NH3能形成分子间氢键，氨分子是一个极性分子，氮原子带有部分负电荷,氢原子带有部分正电荷，当氨分子互相靠近时，由于取向力的作用，带有部分正电荷的氢原子与另外一个氨分子中的带有部分负电荷的氮原子发生异性电荷的吸引进一步靠拢，A正确；
B．硝酸根离子的空间构型是个标准的正三角形，N在中间，O位于三角形顶点，N和O都是sp2杂化，B错误；
C．NH3和NH都是sp3杂化，但NH3中存在一个孤电子对，是三角锥结构，而NH为标准的正四面体，所以键角是不一样的，NH3中每两个N—H键之间夹角为107°18＇,正四面体为109°28＇，C错误；
D．N-H为σ键，配位键也为σ键，则[Ag(NH3)2]+中含有8个σ键，2个配位键，D错误；
答案选A。
12．（2021·海南·高考真题）关于性质的解释合理的是
A．AB．BC．CD．D
【答案】C
【详解】
A．和都属于同一主族是氢化物，分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比，但氨气中含有氢键， PH3不含氢键，氢键的存在导致氨气的沸点升高，故A错误；
B．熔点高于，是因为氨气中含有氢键，氢键的存在导致氨气的熔点升高，不是键的键能比大，故B错误；
C．中氮原子有孤电子对，使和以配位键结合形成[Ag(NH3)2]+，故C正确；
D．是共价化合物，是弱碱，在水溶液中部分电离出和OH-，故D错误；
答案选C。
13．（2021·海南·高考真题）SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是
A．是非极性分子B．键角都等于90°
C．与之间共用电子对偏向SD．原子满足8电子稳定结构
【答案】A
【详解】
A．结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子，SF6分子呈正八面体结构，S 原子位于正八面体的中心，该分子结构对称、正负电荷重心重合，所以为非极性分子，A正确；
B．SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子，确切地说角FSF可以是90度，但也有处于对角位置的角FSF为180度，故键角不都等于90°，B错误；
C．由于F的电负性比S的大，S与F之间共用电子对偏向F，C错误；
D．中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构，但氢化物除外，该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12，则S原子不是8电子稳定结构，D错误；
故答案为：A。
14．（2021·湖北·高考真题）下列有关N、P及其化合物的说法错误的是
A．N的电负性比P的大，可推断NCl3分子的极性比PCl3的大
B．N与N的π键比P与P的强，可推断N≡N的稳定性比P≡P的高
C．NH3的成键电子对间排斥力较大，可推断NH3的键角比PH3的大
D．HNO3的分子间作用力较小，可推断HNO3的熔点比H3PO4的低
【答案】A
【详解】
A．P和Cl的电负性差值比N和Cl的电负性差值大，因此PCl3分子的极性比NCl3分子极性大，A项错误；
B．N与N的键比P与P的强，故的稳定性比的高，B项正确；
C．N的电负性比P大，NH3中成键电子对距离N比PH3中成键电子对距离P近，NH3中成键电子对间的斥力大，因此NH3的键角比PH3的大，C项正确；
D．相对分子质量：HNO3一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短
(3)CsCl CsCl为离子晶体，ICl为分子晶体
(4)电解质
【解析】
（1）F的原子序数为9，其基态原子电子排布式为1s22s22p5，
a．1s22s22p43s1，基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上，属于氟原子的激发态，a正确；
b．1s22s22p43d2，核外共10个电子，不是氟原子，b错误；
c．1s22s12p5，核外共8个电子，不是氟原子，c错误；
d．1s22s22p33p2，基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上，属于氟原子的激发态，d正确；
答案选ad；
而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高，因此能量最高的是1s22s22p33p2，答案选d；
（2）
①一氯乙烯的结构式为，碳为双键碳，采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Clσ键；
②C的杂化轨道中s成分越多，形成的C-Cl键越强，C-Cl键的键长越短，一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时p成分少，sp3杂化时p成分多，因此三种物质中C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔，同时Cl参与形成的大π键越多，形成的C-Cl键的键长越短，一氯乙烯中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键( )，一氯乙炔中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成2套3中心4电子的大π键( )，因此三种物质中C-Cl键键长顺序为：一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔；
（3）CsICl2发生非氧化还原反应，各元素化合价不变，生成无色晶体和红棕色液体，则无色晶体为CsCl，红棕色液体为ICl，而CsCl为离子晶体，熔化时，克服的是离子键，ICl为分子晶体，熔化时，克服的是分子间作用力，因此CsCl的熔点比ICl高；
（4）由题意可知，在电场作用下，Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移，因此α-AgI晶体是优良的离子导体，在电池中可作为电解质；每个晶胞中含碘离子的个数为8+1=2个，依据化学式AgI可知，银离子个数也为2个，晶胞的物质的量n=ml=ml，晶胞体积V=a3pm3=(50410-12)3m3，则α-AgI晶体的摩尔体积Vm===m3/ml。
20．（2022·浙江·高考真题）回答下列问题：
(1)两种有机物的相关数据如表：
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：
CF4和SiF4熔点相差较小，BF3和AlF3熔点相差较大，原因是______。
【答案】
(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；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。
【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；BF3通过分子间作用力形成分子晶体，AlF3通过离子键形成离子晶体，破坏离子键需要能量多得多，所以熔点相差较大。
【课后精练】
第I卷（选择题）
1．（2022·广东佛山·一模）钙是构成人体骨骼和牙齿的主要元素之一，下列说法不正确的是
钙钛矿晶胞
A．工业上通过电解法制备Ca
B．可用于海水提镁，其阴离子空间构型为平面三角形
C．钙钛矿晶体中钛离子周围与它最近且距离相等的钛离子个数为8
D．钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数比为3：1：1
【答案】C
【详解】
A．金属钙化学性质非常活泼，用电解熔融氯化钙的方法制备，A项正确；
B．高温分解得到氧化钙，CaO溶于水生成Ca(OH)2，Ca(OH)2可用于沉镁；CO空间构型是平面三角形，B项正确；
C．钙钛矿晶体中钛离子处于顶角位置，周围与它最近且距离相等的钛离子个数为6，C项错误；
D．晶胞中氧原子位于边上，钙原子位于面心，钛原子位于顶角，根据平均原则，钙钛矿晶胞中氧、钙、钛的粒子个数为12×，1,8×，D项正确；
故答案选C 。
2．（2019·新疆兵团第二师华山中学一模）下列叙述中正确的是
A．NH3、CO、CO2都是极性分子
B．CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D．CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
【答案】B
【详解】
A．NH3、CO是极性分子，CO2是非极性分子，A错误；
B．CH4、CCl4均含有极性键，但它们的空间结构对称且无孤电子对，为非极性分子，B正确；
C．元素的非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，F、Cl、Br、I的非金属性依次减弱，HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱，C错误；
D．CS2、C2H2是直线形分子，H2O是V形分子，D错误；
故选B。
【点睛】判断分子极性的一般方法：①双原子分子：同核的是非极性分子，异核的是极性分子；②多原子分子：空间结构对称且无孤电子对的是非极性分子，空间结构不对称或含有孤电子对的是极性分子。
3．（2022·浙江宁波·一模）下列“类比”结果不正确的是
A．受热分解生成和，则受热分解生成和S
B．的分子构型为直线形，则的分子构型也为直线形
C．与溶液反应得到，则与溶液反应也得到
D．溶解度大于，则溶解度大于
【答案】C
【详解】
A．在中，S显-1价，稳定性差，受热易分解生成和S，A正确；
B．与为等电子体，CO2为直线形，则CS2分子构型也为直线形，B正确；
C．具有还原性，溶液能将SO2氧化为，ClO-被还原为Cl-等，C不正确；
D．当卤素离子的半径增大时，卤化亚铜的化学键的共价性越来越明显，键的共价性越大，卤化亚铜的溶解性越小，因而溶解度大于，D正确；
故选C。
4．（2019·湖南株洲·一模）中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法中不正确的是
A．由于氢键的存在，冰能浮在水面上
B．由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水
C．由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HI
D．氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构
【答案】C
【详解】
A．水分子间存在氢键，使水分子之间形成孔穴，造成冰的微观空间存在空隙，宏观上表现在冰的密度比水小，冰能浮在水面上，A项正确；
B．乙醇分子与水分子间能形成氢键，甲醚分子与水分子间不能形成氢键，所以乙醇比甲醚更易溶于水，B项正确；
C．HF分子间存在氢键，HCl、HBr、HI分子间不存在氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越强，沸点越高，则有沸点：HF>HI>HBr>HCl，C项错误；
D．蛋白质上的氨基和羰基之间能形成氢键，从而影响了蛋白质分子独特的结构，D项正确；
答案选C。
5．（2022·湖南·古丈县第一中学二模）(CH3NH3)PbI3具有较高的光电转接效率，在太阳能电池領域具有重要的应用价值(CH3NH3)PbI3的晶体结构如图所示，下列说法错误的是
A．CH3NH中N原子的杂化轨道类型为sp3
B．甲基的供电子能力强于氢原子，则接受质子能力：CH3NH2> (CH3)2NH
C．CH3NH中存在配位键
D．晶胞中B(白色球)代表Pb2+，则每个晶胞中含有I-的数目为3
【答案】B
【详解】
A．CH3NH3+相当于甲基取代NH4+中的1个H原子，NH4+中N原子的价层电子对数是4，则CH3NH3+中N原子的价层电子对数是4，则N原子采用sp3杂化，故A正确；
B．甲基的供电子能力强于氢原子，导致亚氨基中的N原子电负性更大，电负性越大，接受质子能力越强，所以接受质子能力：CH3NH2＜(CH3)2NH，故B错误；
C．N原子中含有孤电子对、连接N原子的其中一个H原子含有空轨道，所以该离子中存在配位键，故C正确；
D．该晶胞中白色球个数是2、大的黑色球个数=8×+4×=2、小的黑色球个数=10×+1=6，则白色球、大的黑色球、小的黑色球个数之比=2：2：6=1：1：3，结合其化学式知，白色球代表Pb2+，小的黑色球表示I-，每个晶胞中含有I-的数目为3，故D正确；
故选：B。
6．（2013·上海市建平中学一模）若不断地升高温度，实现"雪花→水→水蒸气→氧气和氢气"的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是
A．氢键；分子间作用力；非极性键B．氢键；氢键；极性键
C．氢键；极性键；分子间作用力D．分子间作用力；氢键；非极性键
【答案】B
【详解】固态水中和液态水中含有氢键，当雪花→水→水蒸气主要是氢键、分子间作用力被破坏，但属于物理变化，共价键没有破坏；水蒸气→氧气和氢气，为化学变化，破坏的是极性共价键，故在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是氢键、分子间作用力、极性键。
故选B。
7．（2022·四川·盐亭中学一模）下列对分子性质的解释中，不正确的是
A．在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子，则NH3·H2O的结构式如图1
B．和的中心原子杂化方式不同，前者是后者是
C．、、的VSEPR模型相同
D．由如图2可知酸性，因为分子中有1个非羟基氧原子
【答案】B
【详解】
A．NH3与H2O以氢键（用“……”表示）结合形成NH3•H2O分子，氨气中N和水中H形成氢键，则NH3•H2O的结构式为，A正确；
B．NF3中N原子价层电子对数=3+，BF3分子中B原子价层电子对数=3+，中心原子杂化类型：前者为sp3、后者为sp2，B错误；
C．HCHO中C原子价层电子对数=3+且不含孤电子对，中C原子价层电子对数=3+且不含孤电子对，SO3分子中S原子价层电子对数=3+且不含孤电子对，这三种微粒空间构型都是平面三角形，C正确；
D．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，D正确；
故答案选B。
8．（2022·广东深圳·一模）下列关于HF、、的说法不正确的是
A．HF、、都是由极性键形成的极性分子
B．HF、、中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小
C．、的中心原子杂化方式相同
D．比HF的沸点高是由于HF分子间不能形成氢键
【答案】D
【详解】
A．HF、、都是由极性键形成的极性分子，A项正确；
B．半径：N>O>F，HF、、中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小，B项正确；
C．、中心原子的杂化方式都为sp3，C项正确；
D．HF分子中的F原子能形成1个氢键，H2O分子中的O原子能形成两个氢键，故H2O的沸点更高，D项错误；
故答案选D。
9．（2022·广东深圳·一模）已知X、Y、Z、W、M为原子序数依次递增的短周期元素，其中X、Y、Z元素同周期， Y与W元素同主族，它们可以形成一种重要化合物甲。其结构如图所示。下列说法正确的是
A．原子半径：M＞W＞ZB．第一电离能：Y＞Z＞X
C．氢化物的沸点：Z＞Y＞XD．甲中W的杂化方式为sp２
【答案】B
【分析】已知X、Y、Z、W、M为原子序数依次递增的短周期元素，其中X、Y、Z元素同周期，X形成四个共价键，则X特征最外层有4个电子，X是C元素；Y形成3个共价键，Y 原子最外层有5个电子，Y是N元素；Z形成2个共价键，则Z最外层有6个电子，Y与W元素同主族，则W是P元素，M原子序数比P大，可形成1个共价键，则M 最外层有7个电子，M是Cl元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。
【详解】根据上述分析可知：X是C，Y是N，Z是O，W是P，M是Cl元素。
A．同一周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，所以原子半径P＞Cl，不同周期元素，原子核外电子层数越多，原子半径越大，则原子半径大小关系为： W(P)＞M(Cl)＞Z(O)，A错误；
B．一般情况下同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而增强，但当元素处于第ⅡA或第ⅤA时，原子核外电子处于全满、半满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素，由于N的2p轨道处于半满状态，较稳定，所以第一电离能：N＞O＞C，B正确；
C．碳的氢化物种类较多，物质分子中含有的C原子数目多少不同，物质沸点高低不同，因此无法确定X、Y、Z三种元素的氢化物熔沸点高低，C错误；
D．W是P，P原子价层电子对数是3+=4，元素甲中W的杂化方式为sp3杂化，D错误；
故合理选项是B。
10．（2022·湖北·襄阳五中模拟预测）在通常条件下，下列各组物质的性质排列错误的是
A．密度：
B．沸点：
C．熔点：
D．水溶性：
【答案】B
【详解】
A．钾的密度比钠的密度小，故A正确；
B．的分子间氢键比氨气的分子间氢键多，故沸点：，故B错误；
C．饱和一卤代烃的熔沸点随着碳原子数的增多而增大，因此熔点大小顺序CH3CH2CH2Cl＞CH3CH2Cl，故C正确；
D．饱和一元醇的水溶性随着碳原子数的增多而减小，故水溶性是CH3CH2OH＞CH3CH2CH2CH2OH，故D正确；
答案选B。
11．（2022·上海普陀·二模）光气(COCl2)的制备原理：CHCl3＋H2O2→COCl2↑＋HCl＋H2O。下列叙述正确的是
A．CHCl3是非极性分子B．H2O2的电子式：
C．COCl2分子中含碳氧双键D．CHCl3在常温常压下为气态
【答案】C
【详解】
A．三氯甲烷是结构不对称的四面体形，属于极性分子，故A错误；
B．过氧化氢是共价化合物，电子式为，故B错误；
C．光气分子中含有碳氧双键和碳氯单键，故C正确；
D．三氯甲烷在常温常压下为液态，故D错误；
故选C。
12．（2022·山东·德州市教育科学研究院三模）2021年我国科学家在全球范围内首次实现了用人工合成淀粉，其转化过程如图所示，以下说法正确的是
A．过程Ⅰ中利用太阳光解水制，实现了太阳能至化学能的转化
B．过程Ⅱ的转化反应中有非极性键的断裂和极性键的形成
C．过程Ⅲ的产物中碳原子的杂化方式均为：
D．核磁共振氢谱是验证合成淀粉组成、结构的最佳方法
【答案】B
【详解】
A．过程I中为二氧化碳和氢气反应生成甲醇，不是太阳光解水制H2，故A错误；
B．过程Ⅱ的CH3OH→HCHO转化反应中，O=O中非极性键断裂生成极性键H-O，且甲醇生成甲醛时，有C=O键生成，所以该反应中有非极性键的断裂和极性键的性质，故B正确；
C．该分子中连接双键的碳原子价层电子对数是3、饱和碳原子价层电子对数是4，则C原子杂化类型是sp2、sp3，故C错误；
D．核磁共振氢谱判断氢元素种类及各种氢原子个数之比，红外光谱测定化学键，所以红外光谱是验证合成淀粉组成、结构的最佳方法，故D错误；
故选：B。
13．（2022·江苏泰州·模拟预测）催化剂作用下，SO2与Cl2反应生成SO2Cl2；对SO2水溶液的光谱分析可以检测到、和痕量的，三氧化硫在液态时有单分子SO3和三聚的(SO3)3(结构如下图所示)两种形式，在高温时能将HBr氧化为Br2。关于说法正确的是
A．SO2、SO3都是非极性分子
B．SO2Cl2为正四面体结构
C．SO3、中S原子都是sp2杂化
D．1 ml (SO3)3分子中含有12 ml σ键
【答案】D
【详解】
A．SO2分子中正负电荷重心不重合，因此属于极性分子，而SO3分子中正负电荷重心重合，因此该分子属于非极性分子，A错误；
B．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，B错误；
C．SO3分子中的中心S原子价层电子对数为3+=3，则S原子是sp2杂化；中S原子价层电子对数是3+=4，因此S原子杂化类型是sp3杂化，C错误；
D．根据(SO3)3分子结构可知：在1个(SO3)3分子中含有12个σ键，则在1 ml (SO3)3分子中含有12 ml σ键，D正确；
故合理选项是D。
14．（2022·江苏省平潮高级中学模拟预测）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=-92.4kJ·ml-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；侯氏制碱法用氨气、二氧化碳，与饱和食盐水制备纯碱碳酸钠。下列有关NH3、NF3、NH、NO、NO等含氮粒子的说法正确的是
A．NH3中N-H键角比NH中N-H键角大
B．NH3极易溶于水，主要原因是NH3分子间能形成氢键
C．NH3的水溶液能导电，但一水合氨不能完全电离，因此NH3属于弱电解质
D．NH3、NF3的空间构型都是三角锥型，NO、NO中的N都是sp2杂化
【答案】D
【详解】
A．分子中中心原子上的孤电子对数越多，键角越小，故NH3中N-H键角比NH中N-H键角小，故A错误；
B．NH3极易溶于水，主要原因是NH3分子与水分子间能形成氢键，故B错误；
C．NH3自身不能电离，NH3是非电解质，故C错误；
D．NH3、NF3均为sp3杂化，一个孤电子对，故为三角锥形，NO的价层电子对数为2+=3，NO的价层电子对数为3+=3，故N原子都是sp2杂化，故D正确；
故选D。
15．（2022·湖北·模拟预测）一种麻醉剂的分子结构式如图所示。其中，X元素是宇宙中含量最多的元素；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且都与X处于相邻周期；主族元素E的原子序数比W多8。下列说法不正确的是
A．第一电离能：
B．原子半径：
C．气态氢化物的稳定性：
D．分子中含有极性共价键和非极性共价键
【答案】B
【分析】X元素是宇宙中含量最多的元素，X为H；元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，即位于第二周期，由化合物中化学键可知，Y为C、Z为O、W为F；元素E的原子比W原子多8个质子，E的质子数为，E为。由上述分析可知，X为H、Y为C、Z为O、W为F、E为。
【详解】
A．第一电离能：，即，A正确；
B．电子层越多、原子半径越大，同周期，从左向右原子半径减小，则原子半径：，即，B错误；
C．元素非金属性越强，简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性，则简单气态氢化物的稳定性：，C正确；
D．分子即中含有极性共价键和非极性共价键，D正确；
故选B。
16．（2022·湖北·华中师大一附中模拟预测）2021年诺贝尔化学奖授予对有机小分子不对称催化作出重大贡献的科学家，获奖科学家的研究成果中L-脯氨酸催化有机反应的机理如图所示(分别表示向纸面内、向外伸展的共价键)。下列叙述错误的是
A．反应过程中氮原子的杂化方式发生了改变
B．过渡态中“O—H…O”和“O—H…N”可看作初步形成的氢键
C．H2O是该历程的中间产物
D．图中总过程的化学方程式可表示为CH3COCH3+RCHO
【答案】A
【详解】
A．反应过程中，含氨有机物中氨原子的杂化方式均为，A错误；
B．氢键可表示为(X、Y为氟、氧或氮)，过渡态中“”和“”可看作初步形成的氢键，B正确；
C．反应过程中生成了水，后又消耗掉水，水为中间产物，C正确；
D．上述过程可看作与发生加成反应，D正确；
故选A。
第II卷（非选择题）
17．（2022·贵州·模拟预测）翡翠的主要成分为NaAlSi2O6，还含有其他多种金属阳离子，其中Cr3+的含量决定其绿色的深浅，是决定翡翠品质的重要因素之一
(1)基态Cr3+最外电子层的电子排布图(轨道表示式)为_______。
(2)NaAlSi2O6所含元素中，第一电离能最小的是_______，原因是_______
(3)配合物K[Cr(C2O4)2(H2O)]中的配体是_______，H2O的沸点比CO2的高了许多，主要原因是_______。
(4)已知某FeSO4·xH2O的结构如图所示。
粒子内部的键角SO_______H2O(填“>”“N>C>H
(6)
【解析】
（1）基态B原子的电子排布式为1s22s22p1，1s轨道、2s轨道、2p的1个原子轨道上排有电子，则有3种空间运动状态；基态Ni的简化电子排布式为[Ar]3d84s2，最高能层电子排布在4s能级，s电子云轮廓图的形状为球形；故答案为：3；球形。
（2）三者沸点都较低，三者均为分子晶体，BF3、BCl3、BBr3的相对分子质量逐渐增大，分子间作用力逐渐增强，沸点逐渐升高；故答案为：BF3、BCl3、BBr3为组成和结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高。
（3）吡啶与苯的结构相似，5个C原子、1个N原子每个原子提供一个电子形成大π键，故答案为：
（4）P原子最外层有5个电子，P与苯基形成3个P—Cσ键，P上还有1对孤电子对，则P的价层电子对数为4，PPh3的空间构型为三角锥形；在Ni(PPh3)2中Ni与PPh3之间形成配位键，PPh3中P与苯基之间形成P—C极性键，苯基中存在C—H极性键和碳碳之间的非极性键，选BCE；故答案为：三角锥形；BCE。
（5）在鲜红色沉淀中形成C=N键的C、N原子都采取sp2杂化，1个鲜红色沉淀中采取sp2杂化的原子有8个，1ml鲜红色沉淀中含sp2杂化的原子为8ml，数目为8NA；丁二酮肟中含C、H、N、O四种元素，同周期从左到右元素的电负性逐渐增大，元素的非金属性越强、电负性越大，则丁二酮肟中各元素电负性由大到小的顺序为；故答案为：8 NA；。
（6）硼原子形成的正八面体占据顶角位置，结合沿z轴方向的投影图可知，1个晶胞中有83=24个B原子位于棱上，根据均摊法，1个晶胞中含有B原子=6个，Ca位于体心，为1个，1个晶胞的质量为 ，晶胞的体积为（anm）3，晶体的密度为 g/cm3；故答案为：。
20．（2022·宁夏·贺兰县景博中学有限公司二模）铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题：
(1)在元素周期表的分区中，铜属于_______区，与铜处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子共有_______种。
(2)下列现代分析手段中，可用于检验水中痕量铜元素的是_______(填标号)。
A．X射线衍射B．原子光谱C．质谱D．红外光谱
(3)在CO分子中，C与O之间形成_______个σ键、_______个π键，在这些化学键中，O原子共提供了_______个电子，过渡金属与O形成羰基配合物时，每个CO分子向中心原子提供2个电子，最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同，称为有效原子序数规则。根据此规则推断，镍与CO形成的羰基配合物中，_______。
(4)CuCl2可与某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物，其结构简式如图所示。该配合物分子中N原子的杂化类型为_______，1ml该有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键为_______ml。
(5)铜催化烯烃硝化反应时会产生NO。键角：NO_______NO(填“”)，其原因是_______。
(6)近期我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物，其晶胞结构如图所示。该铜硒化合物的化学式为_______，其中Cu元素以Cu+和Cu2+存在，则_______(填“①”或“②”)为Cu2+。
【答案】
(1)ds 2
(2)B
(3)1 2 4 4
(4)sp2、sp3 3
(5)> 根据VSEPR理论，NO为直线型结构，键角为180°，NO为V型结构
(6)Cu3Se2 ①
【解析】
（1）在元素周期表的分区中，铜属于ds区；基态Cu原子核外电子排布为[Ar]3d104s1，最外层电子数为1，与铜处于同一周期且最外层电子数相同的元素的基态原子K、Cr2种。
（2）一般用质谱法测定有机物的相对分子质量，用红外光谱得到分子中含有的化学键或官能团信息，X射线衍射可检测晶体结构；检验水中痕量铜元素可选用原子光谱，故选B；
（3）在CO分子中，C与O之间形成碳氧叁键，存在1个σ键、2个π键，在这些化学键中，π键由氧原子提供孤电子对、碳提供空轨道，O原子共提供了4个电子；镍原子核外电子为28，同周期的稀有气体元素Kr的原子序数为36，每个CO分子向中心原子提供2个电子，最终使中心原子的电子总数与同周期的稀有气体原子相同，，根据此规则推断，镍与CO形成的羰基配合物中，；
（4）根据配合物的结构可知，N原子以单键相连接时，杂化类型为sp3，N原子以双键相连接时，杂化类型为sp2；由结构可知，1个配位体与铜形成的配位键有3条，分别为2条铜氧键、1条铜氮键，故1ml该有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键为3ml。
（5）NO中中心N原子价层电子对数为2+=4，N原子采用sp杂化，为直线形分子，键角为180°；NO中中心N原子价层电子对数为2+=3，N原子采用sp2杂化，为V形分子，键角小于180°；故键角：NO>NO；
（6）晶胞中①位于顶点和面心，一个晶胞中原子数目为；②位于体内，一个晶胞中原子数目为4；铜原子共2+4=6；Se原子位于晶胞内部，一个晶胞中原子数目为4；则化学式为Cu3Se2；Se元素化合价为-2，根据化合价代数和为零，可知①为Cu2+、②为Cu+；
21．（2022·四川巴中·一模）镍具有很好的可塑性、耐腐蚀性和磁性等性能，因此广泛应用于钢铁、镍基合金、电镀及电池等领域。回答下列问题：
(1)基态Ni原子的价电子电子排布式为_______，有_______ 个未成对电子。
(2)已知镍与铜的第二电离能分别为INi= 1753 kJ·ml-1，ICu= 1958 kJ·ml-1，ICu>INi的原因是_______。
(3)Ni2+常与丁二酮肟()形成图A所示的配合物，图B是硫代氧的结果：
①熔点大小： A_______ B (填“>”或“INi的原因是：铜失去一个电子后， 3d轨道全充满，电子的能量低，若再失去一个电子, 所需能量高；而镍失去一个电子后， 3d轨道既不是全满、也不是半满或全空，电子的能量高，若再失去一个电子, 所需能量低，答案为：铜失去一个电子后，3d轨道全充满， 电子的能量低，若再失去一个电子所需能量高；而镍失去一个电子后，3d轨道既不是全满、也不是半满或全空，电子的能量高，若再失去一个电子， 所需能量低；
（3）
①A分子内O与-OH中的H能形成氢键，所以熔点大小：A＜B，其原因是A能形成分子内的氢键，使分子间作用力减小；
②Ni2＋与丁二酮肟之间形成的共价键由N原子单方面提供，所以此化学键称为配位键；
③B中碳原子的价层电子对数为3和4，所以杂化轨道类型是sp2、sp3；
（4）阴离子硫酸根离子的价层电子对数=，不含孤电子对，所以空间构型为正四面体；
（5）NiO、FeO的晶体结构类型均与氯化钠的相同，说明二者都是离子晶体，离子晶体的熔点与离子键的强弱有关，离子所带电荷数越多，离子半径越小，离子键越强，熔点越高。由于Ni2+的离子半径小于Fe2+的离子半径，则熔点是NiO＞FeO；
因为NiO与氯化钠的相同，而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6，所以NiO晶胞中Ni的配位数均为6；
（6）由晶胞结构可知，晶胞中有两个As原子，有2个Ni原子，则晶胞中原子的体积为2×π(r3As +r3Ni) ×10-30，晶胞的体积为，则则该晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率为。
22．（2022·河南·模拟预测）镓()和铟()均是目前世界稀缺战略资源，它们是研制新型太阳能电池的关键材料。
回答下列问题：
(1)基态原子的价电子排布图为___________。
(2)氟化镓的熔点为1000℃，氯化镓的熔点为77.9℃，在270℃左右以二聚体存在。
①画出分子的结构式：___________，其中镓的配位数为___________，与中的杂化方式分别为___________、___________。
②氟化镓的熔点比氯化镓高的原因是___________。
(3)镓可与(甲基麦芽酚)形成配合物()。该配合物中与(Ⅲ)形成配位键的原子是___________(填名称)；每个甲基麦芽酚分子中含有___________个键。
(4)、及组成的某太阳能电池材料的晶胞结构如图所示：
设阿伏加德罗常数的值为，该晶体的密度为___________(用含a、的代数式表示)，与间的最短距离为___________(用含a的代数式表示)。
【答案】
(1)
(2)或 4 是离子晶体，是分子晶体(合理即可)
(3)氧原子 15
(4)
【解析】
（1）镓的原子序数为31，位于元素周期表第四周期第ⅢA族，价电子为3，则基态原子的价电子排布图为；
（2）
①中是缺电子结构，Cl最外层电子数为7， 和结构相似，Cl原子上的孤电子对填入Ga原子的空轨道中，形成了配位键，则分子结构式为或；
每个Ga原子周围有四个Cl原子参与成键，则Ga的配位数为4；
中Ga的键数为3，孤电子对为，则中Ga原子的杂化方式sp2杂化，中Ga的键数为4，孤电子对数为，则中Ga原子的杂化方式为sp3杂化；
②F元素的电负性大，因此与Ga元素间形成的是离子键，氟化镓为离子晶体，氯化镓存在二聚体，Ga元素与Cl元素间形成的是共价键，依次氯化镓为分子晶体，离子晶体的熔点一般高于分子晶体；
（3）
①O原子上存在孤电子对，所以O原子可与Ga形成配位键；
②一般来说，单键都是以键，双键为一个键和一个π键，三键为一个键和两个π键，则甲基麦芽酚分子结构简式： 存在3个双键，12个单键，则每个甲基麦芽酚分子中含有15键；
（4）
①Cu位于顶点、面心、体心，原子数目为 ，In的原子数目为4，Se的原子数目8，晶胞的体积为，晶胞的质量为，晶胞密度为=；
②晶胞可看作上下两个大立方体组成，每个大立方体可分为8个小立方体，小立方体的体对角线长为，与间的最短距离为。化学键
含义
离子键
带相反电荷离子之间的相互作用
共价键
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
金属键
金属阳离子与自由电子之间的强烈的相互作用
共价键
的概念
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
成键粒子
原子
成键元素
同种或不同种非金属元素
存在
①非金属元素的多原子单质，如O2、N2等
②共价化合物，如H2O、CO2等
③某些离子化合物，如NaOH、NH4Cl等
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
eq \a\vs4\al(σ)键
电子云“头碰头”重叠
eq \a\vs4\al(π)键
电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移
极性键
共用电子对发生偏移
非极性键
共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目
eq \a\vs4\al(单)键
原子间有一对共用电子对
eq \a\vs4\al(双)键
原子间有两对共用电子对
eq \a\vs4\al(三)键
原子间有三对共用电子对
由物质的结构式判断
通过物质的结构式可以快速有效地判断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键
由成键轨道类型判断
s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键
项目
离子化合物
共价化合物
定义
由离子键构成的化合物
以共用电子对形成的化合物
构成微粒
阴、阳离子
原子
化学键类型
一定含有离子键，可能含有共价键
只含有共价键
物质类别
①强碱
②绝大多数盐
③金属氧化物
①含氧酸
②弱碱
③气态氢化物
④非金属氧化物
⑤极少数盐，如AlCl3
价层电
子对数
σ键电
子对数
孤电子
对数
VSEPR
模型名称
分子空间
结构名称
实例
2
2
0
直线形
直线形
CO2
3
3
0
平面
三角形
平面三角形
BF3
2
1
V形
SO2
4
4
0
四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V形
H2O
5
5
0
三角双锥
三角双锥
PCl5
2
3
三角双锥
V形
XeF2
6
6
0
正八面体
正八面体
SF6
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
分子空间结构名称
实例
sp
2
180°
直线形
BeCl2
sp2
3
120°
平面三角形
BF3
sp3
4
109°28′
四面体形
CH4
sp3d
5
120°，90°
三角双锥
PCl5
sp3d2
6
180°，90°
正八面体
SF6
实质
范德华力的实质是电性作用，无饱和性和方向性
影响因素
①一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，范德华力逐渐增大；②相对分子质量相近的分子，分子的极性越大，范德华力越大
范德华力与物质性质
范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越大，物质的熔、沸点越高，硬度越大
形成
由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力
表示方法
A—H…B
①A、B为电负性很大的原子，一般为N、O、F三种元素的原子。
②A、B可以相同，也可以不同
特征
具有一定的方向性和饱和性
分类
分子内氢键和分子间氢键
物质性质
分子间氢键使物质的熔、沸点升高，会对电离和溶解度等产生影响
酸性强弱
理论解释
三氟乙酸>三氯乙酸
氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出氢离子
三氯乙酸>二氯乙酸>氯乙酸
Cl3C—的极性>Cl2HC—的极性>ClH2C—的极性，极性越强，羧基中的羟基的极性就越大，就越易电离出氢离子
甲酸>乙酸>丙酸
烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱
羧酸
pKa
丙酸(C2H5COOH)
4.88
乙酸(CH3COOH)
4.76
甲酸(HCOOH)
3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH)
2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH)
1.29
三氯乙酸(CCl3COOH)
0.65
三氟乙酸(CF3COOH)
0.23
范德华力
氢键
共价键
作用粒子
分子
氢原子与氟、氮或氧原子
(分子内，分子间)
原子
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响其强度的因素
①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大
②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大
对于A—H…B，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，作用力越大
成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越牢固
对物质性质的影响
①影响物质的熔、沸点和溶解度等物理性质
②组成和结构相似的物质，随相对分子质量的增大，物质熔、沸点升高，如熔、沸点：F2