1、练案 31 第十一章物质结构与性质 第 31 讲分子结构与性质 A 组基础必做题(40 分) 一、选择题(本题包括 4 小题，每题 4 分，共 16 分) 1(2020山东，7)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大键。下列关于 B3N3H6的说 法错误的是(A) A其熔点主要取决于所含化学键的键能 B形成大键的电子全部由 N 提供 C分子中 B 和 N 的杂化方式相同 D分子中所有原子共平面 解析B3N3H6分子的熔点主要取决于分子间作用力的大小， 所含化学键的键能影响其 稳定性，A 错误；B3N3H6中只有 N 含有孤对电子，故形成大键的电子全部由 N 提供，B 正确；B3N3H6的
2、结构式为，B 和 N 均采取 sp2杂化，C 正确；由无机苯的分 子结构与苯类似，可知分子中所有原子共平面，D 正确。 2(2021宁夏六盘山模拟)下列有关氢键的说法正确的是(D) AHF 溶液中存在三种类型的氢键 B的沸点比的低 CH2O 的性质稳定，是因为水分子间存在氢键 D形成分子内氢键，故比难电离 解析HF 溶液中 HF 与 HF、H2O 与 H2O、HF 与 H2O 之间均存在氢键，氢键类型有 如下 4 种：FHF、FHO、OHF、OHO，A 项错误；形成分 子间氢键， 而形成分子内氢键， 分子间氢键使的沸点比 的高，B 项错误；H2O 的稳定性高，是因为水分子中 HO 键的键能大，
3、而氢键影响物理性 质，C 项错误；相对于，苯环上多了一个COO ，羟基上的氢原子能 与羧酸根上的氧原子形成氢键，使其更难电离出 H ，因此 C 的电离常数比 的电离常数小，D 项正确。 3(2021山东日照一模，5)短周期元素 X、Y、Z 原子序数依次增大，X 元素基态原子 有 2 个未成对电子，Y 元素基态原子的核外 p 电子比 s 电子少 1 个，Z 的一种超原子 Z 13， 具有 40 个价电子，下列说法错误的是(B) AXO 2 3的空间构型为平面三角形 B简单离子半径：YAl3 ，B 选项错误；NO 3中中心原子的价层电子对数为 35132 2 3，不含孤电子对，采 用 sp2杂化，
4、C 选项正确；化合物 ZY 为 AlN，是原子晶体，属于类金刚石结构的氮化物， 与 C 的单质金刚石结构相似，D 选项正确。 4(2021山东烟台高三检测)下列描述中正确的是(D) A键一定比键强度大 BAB3型的分子空间构型一定为平面三角形 C不同元素组成的多原子分子内的化学键一定是极性键 D利用手性催化剂合成可得到一种或主要得到一种手性分子 解析键不一定比键强度大，如氮气中键的强度比键强度小，故 A 错误；NH3 分子的空间构型为三角锥形，故 B 错误；H2O2分子中含有非极性键，故 C 错误；手性催化 剂只能催化或主要催化一种手性分子的合成， 所以可得到一种或主要得到一种手性分子， 故
5、D 正确。 二、非选择题(本题包括 2 小题，共 24 分) 5(2021江西南昌模拟)(1)下列说法正确的是BC(填字母)。 AHOCH2CH(OH)CH2OH 与 CH3CHClCH2CH3都是手性分子 BNH 4和 CH4的空间构型相似 CBF3与都是平面形分子 DCO2和 H2O 都是直线形分子 (2)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料， 石墨烯中部分碳原子 被氧化后，其平面结构会发生改变，转化为氧化石墨烯(图乙)。 图甲中，1 号 C 与相邻 C 形成键的个数为3。 图乙中， 1 号 C 的杂化方式是sp3杂化， 该 C 与相邻 C 形成的键角”“” 或“”)图
6、甲中 1 号 C 与相邻 C 形成的键角。 (3)碳元素的单质有多种形式，下图依次是 C60、石墨和金刚石的结构图： 金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们互为同素异形体。 金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化方式分别为sp3杂化、sp2杂化。 解析(1)A 项，HOCH2CH(OH)CH2OH 分子中没有手性碳原子，不属于手性分子，错 误；B 项，两种微粒均为正四面体结构，正确；C 项，BF3为平面正三角形结构，苯为平面 正六边形结构，两者均属于平面形分子，正确；D 项，CO2分子为直线形结构，H2O 分子为 V 形结构，错误。 (2)石墨烯是层状结构，每一层上每个
7、碳原子都是以键和相邻 3 个碳原子连接。 图乙中 1 号碳形成了 4 个共价键，故其杂化方式为 sp3；图甲中的键角为 120，而图 乙中 1 号碳原子与甲烷中的碳原子类似，其键角接近 109.28。 (3)金刚石、石墨、C60、碳纳米管等都是碳元素的单质形式，它们的组成元素相同， 结构不同，互称为同素异形体。金刚石中碳原子与四个碳原子形成 4 个共价单键(即 C 原 子采取 sp3杂化方式)，构成正四面体；石墨烯中的碳原子采用 sp2杂化方式与相邻的三个碳 原子以键结合，形成正六边形的平面层状结构。 6(2021山东潍坊高三检测)富镍三元层状氧化物 LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(N
8、CM811)作为下 一代锂离子电池的正极材料被广泛关注和深入研究，纳米级 TiO2形成的表面包覆对提高该 材料的性能效果明显。回答下列问题： (1)制备 NCM811 的过程中，残余的 Li2CO3会破坏材料的界面。 .CO 2 3的中心原子的价层电子对数为3，立体构型是平面三角形，其中 C 原 子的杂化方式为sp2。 .Li2CO3属于离子晶体，该晶体中含有的化学键为(填序号：离子 键金属键极性键非极性键键键配位键)，Li2CO3的电子式为 。 (2)该电池初始充电过程中，会有 C2H2等气体产生。C2H2分子中，键和键数目之比为 32，其中 C 原子的杂化方式为sp。试分析 C2H2难溶于
9、水的原因：C2H2为非极性 分子，H2O 为极性分子，据“相似相溶”原理可知 C2H2难溶于水，比较沸点：C3H8 N2H4(填“”)，解释原因：N2H4分子间形成氢键。 解析(1).CO 2 3中 C 原子的价层电子对数是 34232 2 3，没有孤电子对，C 原子的杂化方式为 sp2，CO 2 3的立体构型是平面三角形。.Li2CO3由 Li 和 CO2 3构成，属 于离子晶体； 其中 Li 和 CO2 3之间形成离子键， CO 2 3中 C、 O 原子间形成极性键， 1 个 CO2 3 中有 3 个键、1 个键。 (2)碳碳单键为键， 每个碳碳叁键中有 1 个键、 2 个键， C2H2的
10、结构简式为 CHCH,1 个 CHCH 分子中有 3 个键和 2 个键，键和键数目之比为 32。 B 组能力提升题(60 分) 一、选择题(本题包括 4 小题，每题 6 分，共 24 分) 1(2021海南检测)碳、硫、氧、氮是中学常见元素，下列说法不正确的是(A) ACO2、SO2、NH3都是直线形分子 BCO2、NH3、H2S 的键角依次减小 CH2O2、N2H4分子的中心原子都是 sp3杂化 DC、N、F 元素的电负性依次增大 解析CO2分子中 C 原子价层电子对个数是 2 且不含孤电子对，为直线形分子，SO2 分子中 S 原子价层电子对个数是 3 且含有一对孤电子对，为 V 形分子，N
11、H3分子中 N 原子 价层电子对个数是 4 且含有一对孤电子对，所以为三角锥形，故 A 不正确；二氧化碳是直 线形分子、氨气分子为三角锥形分子且含有一对孤电子对、硫化氢为 V 形分子且含有两对 孤电子对，且孤电子对之间的排斥力大于孤电子对和成键电子对之间的排斥力，所以 CO2、 NH3、H2S 的键角依次减小，故 B 正确；H2O2分子中 O 原子价层电子对个数是 4，N2H4分 子中 N 原子价层电子对个数是 4，根据价层电子对互斥理论知，O、N 原子都采用 sp3杂化， 故 C 正确；同一周期元素，元素电负性随着原子序数增大而增大，所以 C、N、F 元素的电 负性依次增大，故 D 正确。
12、2(2021山东潍坊模拟)下列推断正确的是(D) ABF3为三角锥形分子 BNH 4的电子式为，离子呈平面正方形结构 CCH4分子中的 4 个 CH 键都是氢原子的 1s 轨道与碳原子的 2p 轨道形成的 sp 键 D甲醛分子为平面三角形，有一个键垂直于三角形平面 解析BF3为平面三角形，A 错误；NH 4为正四面体构型，B 错误；甲烷分子中碳原 子的 2s 轨道与 2p 轨道杂化形成 4 个 sp3杂化轨道，然后与氢的 1s 轨道重叠，形成 4 个 s sp3键，C 错误；甲醛分子为平面三角形，为 sp2杂化，还有一个未参与杂化的 p 轨道与 O 原子形成键，该键垂直于杂化轨道的平面，D 正
13、确。 3(2021四川威远中学月考)下列对分子性质的解释中，不正确的是(A) ASO2易溶于水只是因为相似相溶原理 B乳酸()分子中含有一个手性碳原子 CH3PO4分子中 P 原子采取 sp3杂化 D由图知酸性：H3PO4HClO，因为 H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧 原子数 次氯酸 ClOH 磷酸 解析本题考查相似相溶原理、手性碳原子、无机含氧酸的酸性比较。SO2易溶于水， 一是由于相似相溶原理，SO2和 H2O 都是极性分子，二是因为二者会发生反应产生 H2SO3， A 项错误；碳原子连接四个不同的原子或原子团时，该碳原子为手性碳原子，所以乳酸中次 甲基碳原子为手性碳原子，
14、B 项正确；H3PO4分子中中心 P 原子价层电子对数为 4，无孤电 子对，采取 sp3杂化，C 项正确；H3PO4的非羟基氧原子数为 1，次氯酸的非羟基氧原子数 为 0，无机含氧酸分子中非羟基氧原子数越多，酸性越强，所以磷酸的酸性强于次氯酸，D 项正确。 4(2021山东威海一模)下列叙述错误的是(D) AC2H4分子中有键 BCH4的中心原子是 sp3杂化 CHCl 和 HI 中化学键的类型和分子的极性都相同 D 价 电 子 排 布 式 为 3s23p4的 粒 子 其 基 态 原 子 轨 道 表 示 式 为 解析乙烯分子中两个 C 原子之间形成碳碳双键，1 个碳碳双键由 1 个键和 1 个
15、键 组成，故 A 正确；CH4的中心碳原子价层电子对数为 4，为 sp3杂化，故 B 正确；HCl 和 HI 中的共价键均为极性共价键，HCl 和 HI 均为极性分子，故 C 正确；根据洪特规则，电子排 布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋方向相同，所以价电子排 布式为 3s23p4的粒子的基态原子轨道表示式为， 故 D 错误。 二、非选择题(本题包括 2 小题，共 36 分) 5(2021湖北武汉模拟)元素周期表前四周期的元素 a、b、c、d、e，原子序数依次增 大。a 的核外电子总数与其周期数相同，b 的价电子层中的未成对电子有 3 个，c 的最外层 电子数为其内层电
16、子数的 3 倍，d 与 c 同族；e 的最外层只有 1 个电子，但次外层有 18 个电 子。回答下列问题： (1)a 和其他元素形成的二元共价化合物中，分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化 方式为sp3； 分子中既含有极性共价键， 又含有非极性共价键的化合物是H2O2、 N2H4(合 理即可)(填化学式，写出两种)。 (2)这些元素形成的含氧酸中，分子的中心原子的价层电子对数为 3 的酸是HNO2、 HNO3；酸根呈三角锥结构的酸是H2SO3(填化学式)。 (3)这五种元素形成的一种 11 型离子化合物中，阴离子呈四面体结构；阳离子呈轴向 狭长的八面体结构(如图所示)。 该化合物中，阴离子为
17、SO2 4，阳离子中存在的化学键类型有共价键和配位键； 该化合物加热时首先失去的组分是H2O，判断理由是H2O 与 Cu2 的配位键比 NH3与 Cu2 的弱 。 解析a、b、c、d、e 为前四周期元素，a 的核外电子总数与其周期数相同，且原子序 数最小，a 为 H；c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍，内层电子数为 2，即， 为 O 元素；b 的价电子层中的未成对电子有 3 个，且原子序数小于氧元素，则 b 为 N 元素； e 的原子序数最大，且最外层只有 1 个电子，次外层有 18 个电子，位于第四周期，共有 29 个电子，推知 e 为 Cu 元素；d 与 c 同族，且原子序数比 O
18、 大比铜小，推知 d 为 S 元素。(1)a 为 H，与 N、O、S 可形成二元共价化合物，分别为 NH3(三角锥形)、H2O(V 形)、H2S(V 形)， 其中呈三角锥形的分子的中心原子的杂化方式， 可利用价层电子对互斥理论计算价层电子对 数为 31 2(53)4，故为 sp 3杂化；H 与 N、O、S 形成既含极性共价键，又含非极性共 价键的化合物 H2O2(HOOH)、，HO、HN 为极性键，OO、 NN 为非极性键。 (2)这些元素可形成含氧酸 HNO2、HNO3、H2SO3、H2SO4，分子的中心原子的价层电子 对数为 3 的酸是 HNO2、HNO3；酸根呈三角锥结构的酸为 H2SO
19、3，SO 2 3价层电子对数为 3 1 2(626)314。 (3)含有 H、N、O、S、Cu 五种元素的化合物，联系配合物有关知识以及题目所给信息， 观察阳离子中心为 1 个 Cu2 ，周围为 4 个 NH3分子和 2 个 H2O 分子，得到该化合物的化学 式为Cu(NH3)4(H2O)2SO4，加热时，由于 H2O 和 Cu2 作用力较弱会先失去。 6(2021山东潍坊高三检测)X、Y、Z、W 为原子序数递增的短周期主族元素，R 为过 渡元素。Y 的最高价氧化物的水化物是强酸，Z 元素基态原子中有 2 个未成对电子，基态 W 原子的价层电子排布式为 nsn 1npn1，X 与 W 为同主族
20、元素。基态的 R 原子 M 能层全充满， 核外有且仅有 1 个未成对电子。请回答下列问题： (1)基态 R 原子的核外价层电子排布式为3d104s1。 (2)X、Y、Z 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为NOC(填元素符号)。 (3)元素 Y 的简单气态氢化物的沸点高于(填“高于”或“低于”)元素 X 的简单气 态氢化物的沸点，其主要原因是NH3分子间形成氢键；元素 Y 的简单气态氢化物中 Y 原子的杂化类型为sp3，元素 X 的简单气态氢化物分子的空间构型为正四面体。 (4)Y 的气态氢化物在水中可形成氢键，其氢键最可能的形式为B(填字母序号)。 (5)分子中的大键可用符号nm表示，其中
21、m 代表参与形成大键的原子数，n 代表参与 形成大键的电子数，X 的最高价氧化物分子中的大键应表示为43，其中键与键数目 之比为11。 解析(1)基态 Cu 原子的核外有 29 个电子，价层电子排布式为 3d104s1。 (2)同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，但 N 原子 2p 轨道半充满，第一电离 能大于 O，所以 C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 NOC。 (3)NH3分子间有氢键，NH3的沸点高于 CH4的沸点，NH3中 N 原子价电子对数是 4，N 原子的杂化类型为 sp3，CH4分子的空间构型为正四面体。 (4)从 NH3H2ONH 4OH 可以得出，水中 H 原子与 NH3中 N 原子形成氢键，故选 B。 (5)分子中的大键可用符号nm表示，其中 m 代表参与形成大键的原子数，n 代表参与 形成大键的电子数，CO2分子中的大键应表示为43，二氧化碳的结构是 O=C=O，一 个双键中有 1 个键和 1 个键，二氧化碳中键与键数目之比为 11。
