考点19 分子结构与性质、化学键-备战2025年高考化学一轮复习考点帮（江苏专用）

考点19 分子结构与性质、化学键 目 录 1 1．高考真题考点分布 1 2．命题规律及备考策略 1 考法01 共价键及键参数 考法02 分子的空间结构 考法03 分子间作用力与分子的性质 考法04 化学键与物质类别 1.高考真题考点分布 考点内容 考题统计 共价键及键参数 2024·江苏卷，7，3分；2021·江苏卷，6，3分；(2020·江苏卷，21，12分(4)；2018·江苏卷，21(3)(4)； 杂化与分子的空间结构 2023•江苏卷，5，3分；2022·江苏卷，2，3分；2020·江苏卷，21(2)(3)；2019·江苏卷，21(2)；2019·江苏卷，21(3)；2018·江苏卷，21(1)； 微粒间作用力 2024·江苏卷，2，3分；2024·江苏卷，4，3分；2023•江苏卷，2，3分；2023•江苏卷，7，3分；2021·江苏卷，2，3分； 2.命题规律及备考策略 【命题规律】 从近三年高考试题来看，试题以非选择题为主，以新的情境载体考查分子的空间构型以及分子的杂化类型、σ键和π键的判断、微粒间作用力等，题目难度一般适中。共价键类型、杂化类型、分子的空间结构等在近几年热点。 【备考策略】 1．了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。 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理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的立体构型。 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，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。 【命题预测】 预测2025年继续重点考查共价键的不同类型，特别是σ键和π键的判断，考查分子的空间构型以及分子的杂化类型，特别是杂化类型的判断是高考重点，通过氢键解释一些有关的反常物理性质，复习时加以关注。 考法01 共价键及键参数 1.本质：在原子之间形成________________。 2.特征：具有________和________。 3.分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 ________ 电子云“头碰头”重叠 ________ 电子云“肩并肩”重叠 形成共价键的电子对是否偏移 ________ 共用电子对________________ ________ 共用电子对________________ 原子间共用电子对的数目 ________ 原子间有一对共用电子对 ________ 原子间有两对共用电子对 ________ 原子间有三对共用电子对 4.键参数 (1)概念 ①键能：________分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，键能________，化学键越________。 ②键长：构成化学键的两个原子之间的核间距，键长________，共价键越________。 ③键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 (2)键参数对分子性质的影响 5．等电子原理 (1)等电子体：________________相同、________________相同的粒子互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。 (2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。 【易错提醒】 常见等电子体 粒子 通式 价电子总数 立体构型 CO2、SCN－、NO、N、N2O、COS、CS2 AX2 16e－ ________ CO、NO、SO3 AX3 24e－ ________ SO2、O3、NO AX2 18e－ ________ SO、PO AX4 32e－ ________ PO、SO、ClO AX3 26e－ ________ CO、N2、C AX 10e－ ________ CH4、NH AX4 8e－ ________ 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)共价键的成键原子只能是非金属原子( ) (2)σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转( ) (3)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强( ) (4)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( ) (5)在任何情况下，都是σ键比π键强度大( ) (6)s­s σ键与s­p σ键的电子云形状对称性相同( ) (7)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( ) (8)键长等于成键两原子的半径之和( ) (9)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键( ) (10)物质中有σ键不一定有π键，有π键一定有σ键 考向1 化学键判断 【例1】下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是( ) A．N2分子中的π键为p-pπ键，π键不能绕键轴旋转 B．HCl分子中的σ键为s-sσ键 C．乙烯分子中σ键与π键的个数比为5：1 D．p轨道和p轨道之间既能形成π键，又能形成σ键 考向02 大π键 【例2】(2024·江苏省南通市高三模拟)苯分子中含有大π键，可记为Π(右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)。已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，该分子中的大π键可表示为________，Se的杂化方式为________。 【思维建模】 大π键及其判断 1.概念 在一个具有平面结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键，或共轭大π键，简称大π键。 2.形成条件 这些原子多数处于同一平面上，且具有相互平行的p轨道，p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。 3.表示符号 Π，m表示相互平行的p轨道的数目，n表示相互平行的p轨道里的电子数。理论计算证明n<2m时可形成大π键，解题时可作为验证大π键书写正误的方法。 4.大π键中电子数的计算 ①确定分子中价电子总数。 ②找出分子中的σ键以及不与π键p轨道平行的孤电子对的轨道。 ③用价电子总数减去这些σ键中的电子数和孤电子对中的电子数，剩余的就是填入大π键的电子数。 5.常见的大π键 分子(离子) C6H6(苯) O3 NO N NO CO 吡咯 大π键 Π Π Π Π Π Π Π 【对点01】 化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是(　　) A．KOH中既含有离子键也含有共价键，属于离子化合物 B．N2属于单质，不存在化学键 C．MgCl2中既含有离子键，又含有共价键 D．NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物 【对点02】下列说法中正确的是( ) A．π键比σ键重叠程度大，形成的共价键稳定 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．CO2分子中有一个σ键，二个π键 【对点03】下列关于共价键的说法正确的是( ) A．H2O和H2O2分子内的共价键均是s-pσ键 B．N2分子内的共价键电子云形状均是镜面对称 C．H2、Cl2、HCl分子内的σ键均无方向性 D．共价化合物一定含σ键，可能含π键 【对点04】Na3[Co(NO2)6]常用作检验K＋的试剂，配体NO的中心原子的杂化方式为________，立体构型为________。大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则NO中大π键应表示为________。 考法02 分子的空间结构 1．价层电子对互斥(VSEPR)理论 (1)理论要点 ①价层电子对在空间上彼此相距________时，排斥力________，体系的能量________。 ②孤电子对的排斥力较大，孤电子对________，排斥力________，键角________。 (2)用价层电子对互斥理论推测分子的空间结构的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。 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。 2.杂化轨道理论 (1)理论要点 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且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 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 空间结构 sp ________ 180° ________ sp2 ________ 120° ________ sp3 ________ 109°28′ ________ (3)杂化轨道数和杂化类型的判断 ①杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对； ②杂化轨道的数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)＝中心原子的价层电子对数。 (4)分子(ABn型)、离子(AB型)的空间结构示例(填表) 实例 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数(杂化轨道数) 中心原子的杂化类型 VSEPR模型 微粒的空间结构 BeCl2 ____ ____ ____ ____ ________ ________ CO2 BF3 ____ ____ ____ ____ ________ ________ SO2 ____ ____ ________ CH4 ____ ____ ____ ____ ________ ________ NH3 ____ ____ ________ H2O ____ ____ ________ CO ____ ____ ____ ____ ________ ________ NH ____ ____ ____ ____ ________ ________ 【方法技巧】 “五方法”判断分子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间构型判断。 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sp1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109.5°，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sp1杂化。 (3)根据等电子原理进行判断 如CO2是直形线分子，CNS－、N与CO2互为等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp1杂化。 (4)根据中心原子的价电子对数判断 如中心原子的价电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp1杂化。 (5)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sp1杂化。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　　) (2)中心原子是sp1杂化的，其分子构型不一定为直线形(　　) (3)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(　　) (4)PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果(　　) (5)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(　　) (6)凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体(　　) (7)AB3型的分子空间构型必为平面三角形(　　) (8)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(　　) (9)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(　　) (10)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(　　) 考向1 价层电子对互斥模型与杂化轨道理论 【例1】价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体 B．SO32-和CO32-的空间构型均为平面三角形 C．CF4和SF4均为非极性分子 D．XeF2和XeO2的键角相等 考向2 杂化轨道类型与分子空间结构 【例2】有几种阴离子的信息如下： 阴离子 ClO4- ClO3- M ClO- 中心元素化合价 +5 +3 +1 中心原子杂化类型 sp3 sp3 下列推断不正确的是(　　) A．ClO3-和CO32-的价电子总数相同 B．M的化学式为ClO2- C．ClO3-、ClO-中氯原子的杂化类型都为sp3 D．M的空间结构为V形 【思维建模】 1．三原子分子空间结构 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CO2 O==C==O 180° 直线形 H2O 105° V形 2．四原子分子空间结构 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CH2O 约120° 平面三角形 NH3 107° 三角锥形 3．五原子分子空间结构 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CH4 109°28′ 正四面体形 CCl4 109°28′ 正四面体形 4．其他多原子分子的空间结构 【对点01】氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型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 【对点02】下列离子的VSEPR模型与离子的立体构型一致的是(　　) A．SO B．ClO C．NO D．ClO 【对点03】下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是(　　) A．PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形 B．BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形 C．CS2中C原子sp杂化，为直线形 D．H2S分子中，S为sp杂化，为直线形 【对点04】根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间结构正确的是(　　) 选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构 A SO2 sp 直线形 直线形 B HCHO sp2 平面三角形 三角锥形 C NF3 sp2 四面体形 平面三角形 D N sp3 正四面体形 正四面体形 考法03 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，称为分子间作用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是________________和________。 (3)强弱：范德华力____氢键____化学键。 (4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，________________相似的物质，随着________________的增加，范德华力逐渐________。 (5)氢键 ①形成：已经与________________的原子(N、O、F)形成共价键的________ (该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中________________的原子(N、O、F)之间的作用力，称为氢键。 ②表示方法：A—H…B ③特征：具有一定的________和________性。 ④分类：氢键包括________氢键和________氢键两种。 ⑤分子间氢键对物质性质的影响：使物质的熔、沸点________，对电离和溶解度等产生影响。 2．分子的性质 (1)分子的极性 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电中心和负电中心_______的分子 正电中心和负电中心_______的分子 存在的共价键 ________________ ________________ 分子内原子排列 ________ ________ (2)分子的溶解性 ①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于________溶剂，极性溶质一般能溶于________。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度________。 ②随着溶质分子中憎水基的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 (3)分子的手性 ①手性异构：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________，却在三维空间里________________的现象。 ②手性分子：具有_____________的分子。 ③手性碳原子：在有机物分子中，连有________________的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子， 如 (*所标碳原子为手性碳原子)。 (4)无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同(　　) (2)任何分子间在任意情况下都会产生范德华力(　　) (3)范德华力是决定由分子构成的物质的熔点、沸点高低的唯一因素(　　) (4)范德华力与氢键可同时存在于分子之间(　　) (5)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(　　) (6)乙醇分子和水分子间只存在范德华力(　　) (7)氢键具有方向性和饱和性(　　) (8)氢键的存在，使水凝结为冰时密度减小，体积增大(　　) (9)H2O2分子间存在氢键(　　) (10)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(　　) 考向1 键的极性和分子的极性 【例1】下列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子的是(　　) A．CS2 B．CH4 C．H2O2 D．CH2===CH2 【思维建模】 键的极性、分子空间结构与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 空间结构 分子极性 X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子 XY2 (X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子 SO2 极性键 V形 极性分子 H2O、H2S 极性键 V形 极性分子 XY3 BF3 极性键 平面正三角形 非极性分子 NH3 极性键 三角锥形 极性分子 XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子 考向2 分子间作用力对物质性质的影响 【例2】下列现象与氢键有关的是(　　) ①乙醇、乙酸可以和水以任意比互溶 ②NH3的熔沸点比PH3的熔、沸点高 ③稳定性：HF＞HCl ④冰的密度比液态水的密度小 ⑤水分子高温下也很稳定 A．①②③④⑤ B．①②⑤ C．①②④ D．①③④⑤ 【对点01】下列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子的是(　　) A．CS2 B．CH4 C．H2O2 D．CH2===CH2 【对点02】关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是(　　) A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性 【对点03】 下列现象不能用“相似相溶”解释的是(　　) A．氯化氢易溶于水 B．用CCl4 萃取碘水中的碘 C．氯气易溶于NaOH溶液 D．苯与水混合静置后分层 考法04 化学键与物质类别 1．化学键 (1)化学键的定义及分类 (2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。 2．离子键、共价键的比较 离子键 共价键 非极性键 极性键 概念 带相反电荷离子之间的相互作用 原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的相互作用 成键粒子 ________________ 原子 成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方原子 共用电子对偏向一方原子 形成条件 活泼金属与活泼非金属经电子得失，形成离子键；或者铵根离子与酸根离子之间 ________原子之间成键 ________________原子之间成键 形成的物质 ________化合物 非金属单质(稀有气体除外)； 某些________化合物或________化合物 共价化合物或某些离子化合物 3．离子化合物与共价化合物 项目 离子化合物 共价化合物 定义 含有________的化合物 只含有________的化合物 构成微粒 ________________ ________ 化学键类型 一定含有________，可能含有________ 只含有________ 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 4．化学键与物质类别 (1)只含有共价键的物质 ①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 ②不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 (2)只含有离子键的物质 活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。 (3)既含有离子键又含有共价键的物质 如Na2O2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。 (4)无化学键的物质 稀有气体，如氩气、氦气等。 【思维建模】 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1) 只含共价键的物质一定是共价化合物(　　) (2)由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物(　　) (3)非极性键只存在于双原子单质分子里(　　) (4)不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键(　　) (5)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力(　　) (6)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键(×) (7)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键(　　) (8)离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含离子键(　　) (9)NaOH和Na2O2中均含共价键和离子键(　　) (10)分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物(　　) 考向1 物质与化学键 对点2 下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是(　　) A．NaOH　H2SO4　(NH4)2SO4 B．MgO　Na2SO4　HNO3 C．Na2O2　KOH　Na3PO4 D．HCl　Al2O3　MgCl2 【思维建模】 判断离子化合物和共价化合物的三种方法 考向2 化学键与物质结构 【例1】活泼金属氢化物是火箭燃料的重要供氢剂，如氢化钠、氢化钙等。例如，氢化钙的供氢原理是CaH2+2H2O= Ca(OH)2+2H2↑，下列有关分析中正确的是( ) A．氢化钙中含共价键，水分子中含有极性键 B．水分子和氢分子中都存在非极性共价键 C．氢氧化钙只存在离子键 D．该反应过程中断裂离子键和共价键，形成离子键和共价键 【对点01】下列物质中，属于含非极性键的共价化合物是( ) A．CH3OH B．NH4Cl C．C2H4 D．Na2O2 【对点02】在下列化学反应中，既有离子键、共价键断裂，又有离子键、共价键形成的是( ) A．2Na +2H2O = 2NaOH + H2↑ B．SO2+2H2S = 3S↓+2H2O C．Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ D．AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 题型一 化学键种类及键参数 1．下列分子中既含σ键，又含π键的是 (　　) A B C D 水 乙醇 氨 乙醛 2．石灰氮(CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N-C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是 (　　) A．H2O的电子式为 B．1个H2N-C≡N分子中含3个σ键 C． H2N-C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1 D．已知CO(NH2)2中含有C=O键，1个CO(NH2)2分子中含有2个π键 3．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是(　　) A．键角是描述分子空间构型的重要参数 B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180° D．H—O键的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ 4．已知氢分子键能436 kJ·mol－1，氧分子键能498 kJ·mol－1，氯分子键能243 kJ·mol－1，氮分子键能946 kJ·mol－1。参考以上数据判断以下说法中正确的是(　　) A．N—N键键能为×946 kJ·mol－1＝315.3 kJ·mol－1 B．氮分子中的共价键比氢分子中共价键键长短 C．氧分子中氧原子间是以共价单键结合的 D．氮分子比氯分子稳定 题型二 杂化与分子空间结构 5．下列粒子的空间构型不同于其他三个的是( ) A．气态SeO3 B．气态SO3 C．SO32- D．NO3- 6．血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯的结构为。已知吡咯分子中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为(　　) A．sp B．sp2 C．sp3 D．没有杂化轨道 7．推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是(　　) A．SO2中硫原子采取sp2杂化，则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B．NH3分子的空间结构是三角锥形，则NCl3分子的空间结构也是三角锥形 C．H2O分子的键角是105°，则H2S分子的键角也是105° D．PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构 题型三 分子间作用力与性质 8．下列叙述与分子间作用力无关的是(　　) A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．干冰易升华 C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高 D．氯化钠的熔点较高 9．S2Cl2的分子结构与H2O2相似，如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．S2Cl2是极性分子 B．S2Cl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构 C．S2Cl2分子中既含有极性键又含有非极性键 D．S2Cl2的相对分子质量比H2O2大，熔、沸点高 10．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　) 题型四 化学键类型 11．(2024·江苏省扬州市高三模拟)下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是(　　) A．Na2O2 B．H2SO4 C．CH2Cl2 D．SiC 12．下列物质中含非极性键的盐是( ) A．NH4Cl B．Na2C2O4 C．Mg3N2 D．Na2O2 13．下列关于NaHSO4的说法中正确的是(　　) A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电 B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1 C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键 D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键 14．下列反应中既有离子键、极性共价键、非极性共价键的断裂又有其形成的反应是(　　) A．NH4ClNH3↑+HCl B．2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑ C．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ D．2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 15．NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可通过电解熔融氟化氢铵(NH4HF2 )制得。下列有关说法错误的是(　　) A．NF3的空间构型为平面三角形 B．相关元素电负性由大到小的顺序为F＞N＞H C．NF3和NH4HF2中N原子的杂化方式均为sp3 D．NH4HF2晶体中微粒间的作用有离子键、共价键、配位键、氢键 16．一定条件下发生反应：Fe＋6HCN＋2K2CO3=K4[Fe(CN)6]＋H2↑＋2CO2↑＋2H2O。下列说法正确的是( ) A．K4[Fe(CN)6]的中心原子的核外电子排布式为[Ar]3d5 B．该反应中只存在离子键和共价键的断裂和形成 C．HCN、CO2、CO32-中碳的杂化方式和空间构型均相同 D．HCN 水溶液中存在 4 种氢键 17．甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味，甲醛在常温下是气态，已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 18．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2均为常见的燃料，关于这三者的结构与性质，下列说法错误的是( ) A．CH3OH的电子式为 B．N2H4空间结构为平面形 C．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都易溶于水 D．CH3OH和(CH3)2NNH中C、O、N杂化方式均相同 19．嘌呤类是含有氮的杂环结构的一类化合物，一种结构如图所示，关于这个平面分子描述错误的是(　　) A．分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2 B．分子中含有极性共价键和非极性共价键 C．轨道之间的夹角∠1比∠2小 D．分子间可以形成氢键 20．SO3及其三聚体环状结构如图所示。下列说法不正确的是( ) A．SO3与CO32-、NO3-互为等电子体，空间结构都为平面三角形 B．SO3为非极性分子，中心原子杂化类型sp3 C．三聚体环状结构中S与O形成的共价键的键长有a、b两类 D．该三聚体环状结构中含有12个σ键 21．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·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；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、NH4+、NO2-、NO3-等含氮粒子的说法正确的是( ) A．NH3中N-H键角比NH4+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，NO2-、NO3-中的N都是sp2杂化 22．铜有Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)两种离子，铜的离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。铜的离子可与多种配体形成配位化合物，有一种配离子结构如图。下列有关说法中错误的是( ) A．该配离子中所含基态铜离子的价层电子排布图为 B．该离子的配体中，N原子采用了sp2和sp3两种杂化方式 C．该配离子中铜的配位数和所含配位键的数目均为4 D．从核外电子排布角度分析，稳定性：Cu(Ⅰ)＜Cu(Ⅱ) 23．某种硫化橡胶的部分结构如图所示。下列说法错误的是( ) A．图中元素位于s区和p区的种数之比为1：2 B．基态硫原子和碳原子最高能级电子云轮廓图均为哑铃形 C．图中的硫原子和碳原子共有两种杂化方式 D．图示结构中含有σ键、π键和氢键等作用力 24．已知运送卫星的火箭所需燃料除液态H2O2外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该化合物分子中只有单键。 (1)该氮氢化合物的电子式为　　　　，其中N原子采取　　　　杂化，该分子是　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。  (2)若该物质与液态H2O2反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是　　　　　　　(填化学式，下同)，只含有非极性键的是　　　　，只含有极性键的是　　　　。  (3)已知NH3分子中的N原子有一对孤电子对，能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出将上述液态氮氢化合物加入足量盐酸中时，发生反应的化学方程式:　　　　　　　　。  25．硅及其化合物在生产生活中有广泛应用。根据所学知识，回答下列问题： (1)三甲基卤硅烷【(CH3)3SiX，X为Cl、Br、I】是重要的化工原料。 ①氯元素基态原子的价电子排布式为___；按照核外电子排布对元素周期表分区，溴元素位于___区；基态硅原子中有____种运动状态不同的电子。 ②Br、I的第一电离能的大小关系：I1(Br)____I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。 ③常温下，(CH3)3SiI中Si—I键比(CH3)3SiCl中Si—Cl键易断裂的原因是____。 (2)(CH3)3SiCl可作为下列有机合成反应的催化剂。 ①1个有机物A分子中采取sp2杂化的碳原子有____个。 ②有机物B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点，其原因是____。 ③CH3CN中σ键与π键的个数比为____。 26．回答下列问题： (1)四种有机物的相关数据如下表： 物质 相对分子质量 72 72 114 114 熔点/°C - 129.8 - 16.8 - 56.8 97 ①总结烷烃同分异构体熔点高低的规律 ___________； ②根据上述规律预测熔点___________ (填“＞”或“＜”)。 (2)两种无机物的相关数据如下表： 物质 (HF)n 冰 氢键形式 F—H…F O—H…O 氢键键能/kJ·mol-1 28 19 沸点/°C 20 100 (HF)n中氢键键能大于冰，但(HF)n 沸点却低于冰，原因是 ___________。 27．卤化钠(NaX)和四卤化钛(TiX4)的熔点如图所示。 (1)TiX4熔点变化趋势的原因_______。 (2)多重氢键在生命体、分子自组装和响应型功能材料领域都有重要应用。三聚氰酸和三聚氰胺(1∶1)可以通过多重氢键自组装构成二维片状结构，被形象地称为“分子饼”。请用虚线在下图中直接画出两个分子间存在的氢键_______。 28．黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题： (1)基态Cu原子的价电子排布式为________。 (2)从原子结构角度分析，第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是：I1(Fe)________(填“>”“<”或“＝”)I1(Cu)。 (3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如下图： ①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为________。 ②1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为________个。分子中的大π键可用Π表示，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，则吡咯环中的大π键应表示为________。 ③C、N、O三种元素的简单氢化物中，沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。 ④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过________键相结合的。 (4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2→SO3→H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是________________________________。 29．有机金属化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一、二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。二茂铁分子是一种金属有机配合物，熔点173℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂。环戊二烯和二茂铁的结构如图所示。回答下列问题。 (1)环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为___________。 (2)下列关于环戊二烯和二茂铁的说法不正确的是___________ (填字母序号)。 A．环戊二烯分子中五个碳原子均发生sp2杂化 B．在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷 C．二茂铁晶体是分子晶体 D．环戊二烯的同分异构体可能是含两个碳碳三键的炔烃 (3)环戊二烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。写出环戊二烯与足量的溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式 ___________。 (4)已知环戊二烯阴离子(C5H)的结构与苯分子相似，具有芳香性。二茂铁[(C5H5)2Fe]晶体中存在的微粒间的作用力有___________(填字母序号)。 a．离子键 b．σ键 c．π键 d．氢键 e．配位键 (5)钴的一种配位聚合物的化学式为{[Co(bte)2(H2O)2](NO3)2}n。其中bte的分子式为C6H8N6，其结构简式为。 ①[Co(bte)2(H2O)2]2+中，与Co2+形成配位键的原子是____和____(填元素符号)。 ②C、H、N的电负性从大到小顺序为____。 ③bte分子中碳原子轨道杂化类型为____和____。 ④1mol bte分子中含键的数目为____mol。 1．(2024·江苏卷，2，3分)反应PbS+4H2O2= PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是( ) A．S2-的结构示意图为 B．H2O2中既含离子键又含共价键 C．SO42-中S元素的化合价为 D．H2O的空间构型为直线形 2．(2024·江苏卷，4，3分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( ) A．半径： B．电负性： C．沸点：H2S＞H2O D．碱性：Al(OH)3＞KOH 3．(2024·江苏卷，7，3分)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见倠化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。倠化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5倠化氧化SO2等。催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成CH3CHO。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中NO3-电倠化生成N2、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列有关反应描述正确的是( ) A．CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C-O键 B．氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程 C．丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂键和键 D．石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2 4．(2023•江苏卷，2，3分)反应NH4Cl+NaNO2= NaCl +N2↑+2H2OCl应用于石油开采。下列说法正确的是( ) A．NH4+的电子式为 B．NO2-中N元素的化合价为+5 C．N2分子中存在N≡N键 D．H2O为非极性分子 5．(2023•江苏卷，5，3分)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。11H、21H、31H是氢元素的3种核素，基态H原子1s1的核外电子排布，使得H既可以形成H+又可以形成H-，还能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢反应中，H2O(g)与足量C(s)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO3-在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO-。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列说法正确的是( ) A．11H、21H、31H都属于氢元素 B．NH4+和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2 C．H2O2分子中的化学键均为极性共价键 D．CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用 6．(2023•江苏卷，7，3分)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。11H、21H、31H是氢元素的3种核素，基态H原子1s1的核外电子排布，使得H既可以形成H+又可以形成H-，还能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢反应中，H2O(g)与足量C(s)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO3-在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO-。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是( ) A．H2具有还原性，可作为氢氧燃料电池的燃料 B．氨极易溶于水，液氨可用作制冷剂 C．H2O分子之间形成氢键，H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高 D．N2H4中的N原子与形成配位键，N2H4具有还原性 7．(2022·江苏卷，2，3分)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是( ) A．Na2O2的电子式为 B．H2O的空间构型为直线形 C．H2O2中O元素的化合价为-1 D．NaOH仅含离子键 8．(2022·江苏卷，5，3分)下列说法正确的是( ) A．金刚石与石墨烯中的C-C-C夹角都为 B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子 C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2 D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同 9．(2021·江苏卷，2，3分)反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O可用于制备含氯消毒剂。下列说法正确的是( ) A．Cl2是极性分子 B．NaOH的电子式为 C．NaClO既含离子键又含共价键 D．Cl-与Na+具有相同的电子层结构 10．(2021·江苏卷，6，3分)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·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH4+、NO3-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、NH4+、NO3-的说法正确的是( ) A．NH3能形成分子间氢键 B．NO3-的空间构型为三角锥形 C．NH3与NH4+中的键角相等 D．NH3与Ag+形成的[Ag(NH3)2]+中有6个配位键 11．(2020·江苏卷，2，2分)反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( ) A．中子数为9的氮原子： B．N2分子的电子式： C．Cl2分子的结构式：Cl—Cl D．Cl-的结构示意图： 12．(2020·江苏卷，21，12分)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵((NH4)3Fe(C6H5O7)2)。 (1)Fe基态核外电子排布式为___________；[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是________(填元素符号)。 (2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是____________；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_______________。 (3)与NH4+互为等电子体的一种分子为_______________(填化学式)。 (4)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为_________mol。 13．(2019·江苏卷，21，12分)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为____。 (2)的空间构型为____(用文字描述)；Cu2+与OH−反应能生成[Cu(OH)4]2−，[Cu(OH)4]2−中的配位原子为____(填元素符号)。 (3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为____；推测抗坏血酸在水中的溶解性：____(填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)一个Cu2O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为____。 14．(2018·江苏卷，21，12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 (1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为___________；NO3-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)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。 (5)[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。 15．(2017·江苏卷，21，12分)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)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。 (2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。 (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____________________。 (5)某FexNy的晶胞如题21图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图-2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 考点19 分子结构与性质、化学键 目 录 1 1．高考真题考点分布 1 2．命题规律及备考策略 1 考法01 共价键及键参数 考法02 分子的空间结构 考法03 分子间作用力与分子的性质 考法04 化学键与物质类别 1.高考真题考点分布 考点内容 考题统计 共价键及键参数 2024·江苏卷，7，3分；2021·江苏卷，6，3分；(2020·江苏卷，21，12分(4)；2018·江苏卷，21(3)(4)； 杂化与分子的空间结构 2023•江苏卷，5，3分；2022·江苏卷，2，3分；2020·江苏卷，21(2)(3)；2019·江苏卷，21(2)；2019·江苏卷，21(3)；2018·江苏卷，21(1)； 微粒间作用力 2024·江苏卷，2，3分；2024·江苏卷，4，3分；2023•江苏卷，2，3分；2023•江苏卷，7，3分；2021·江苏卷，2，3分； 2.命题规律及备考策略 【命题规律】 从近三年高考试题来看，试题以非选择题为主，以新的情境载体考查分子的空间构型以及分子的杂化类型、σ键和π键的判断、微粒间作用力等，题目难度一般适中。共价键类型、杂化类型、分子的空间结构等在近几年热点。 【备考策略】 1．了解共价键的形成、极性、类型(σ键和π键)，了解配位键的含义。 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理论或者杂化轨道理论推测简单分子或离子的立体构型。 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，能列举存在氢键的物质，并能解释氢键对物质性质的影响。 【命题预测】 预测2025年继续重点考查共价键的不同类型，特别是σ键和π键的判断，考查分子的空间构型以及分子的杂化类型，特别是杂化类型的判断是高考重点，通过氢键解释一些有关的反常物理性质，复习时加以关注。 考法01 共价键及键参数 1.本质：在原子之间形成共用电子对。 2.特征：具有饱和性和方向性。 3.分类 分类依据 类型 形成共价键的原子轨道重叠方式 σ键 电子云“头碰头”重叠 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 单键 原子间有一对共用电子对 双键 原子间有两对共用电子对 三键 原子间有三对共用电子对 4.键参数 (1)概念 ①键能：气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量，键能越大，化学键越稳定。 ②键长：构成化学键的两个原子之间的核间距，键长越短，共价键越稳定。 ③键角：在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。 (2)键参数对分子性质的影响 5．等电子原理 (1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。 (2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。 【易错提醒】 常见等电子体 粒子 通式 价电子总数 立体构型 CO2、SCN－、NO、N、N2O、COS、CS2 AX2 16e－ 直线形 CO、NO、SO3 AX3 24e－ 平面三角形 SO2、O3、NO AX2 18e－ V形 SO、PO AX4 32e－ 正四面体形 PO、SO、ClO AX3 26e－ 三角锥形 CO、N2、C AX 10e－ 直线形 CH4、NH AX4 8e－ 正四面体形 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)共价键的成键原子只能是非金属原子( ) (2)σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转( ) (3)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强( ) (4)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( ) (5)在任何情况下，都是σ键比π键强度大( ) (6)s­s σ键与s­p σ键的电子云形状对称性相同( ) (7)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( ) (8)键长等于成键两原子的半径之和( ) (9)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键( ) (10)物质中有σ键不一定有π键，有π键一定有σ键 【答案】(1)×　(2)√　(3)√　(4)√　(5)× (6)√　(7)× (8)×　(9)×　(10)√ 考向1 化学键判断 【例1】下列关于σ键和π键的说法中，不正确的是( ) A．N2分子中的π键为p-pπ键，π键不能绕键轴旋转 B．HCl分子中的σ键为s-sσ键 C．乙烯分子中σ键与π键的个数比为5：1 D．p轨道和p轨道之间既能形成π键，又能形成σ键 【答案】B 【解析】A项，氮气的结构式为N≡N，分子中含有三键含有1个σ键和2个π键，π键为p-p π键，π键不能绕键轴旋转，A正确；B项，H只有1s电子，Cl的3p轨道上的电子与H的1s轨道电子以“头碰头”方式重叠构建s-pσ键，B错误；C项，乙烯分子中含有一个碳碳双键，故π键的个数为1，σ键为5，σ键与π键的个数比为5：1，C正确；D项，p和p轨道头对头能形成σ键、肩并肩能形成π键，所以p和p轨道既能形成σ键又能形成π键，D正确；故选B。 考向02 大π键 【例2】(2024·江苏省南通市高三模拟)苯分子中含有大π键，可记为Π(右下角“6”表示6个原子，右上角“6”表示6个共用电子)。已知某化合物的结构简式为，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，该分子中的大π键可表示为________，Se的杂化方式为________。 【答案】Π　sp2 【解析】该化合物不能使溴的Br2/CCl4溶液褪色，说明分子结构中不存在碳碳双键，而是存在大π键；分子中的碳原子均为sp2杂化，每个碳原子都有一个垂直于该平面的p轨道(该轨道上有一个单电子)参与形成大π键，Se原子σ键数为2，还有2个孤电子对，其中有一个垂直于该平面的p轨道(该轨道上有2个电子)参与形成大π键，故参与形成大π键的电子总数为4×1＋2＝6，表示为Π；Se的价层电子对数为2＋1＝3，为sp2杂化。 【思维建模】 大π键及其判断 1.概念 在一个具有平面结构的多原子分子中，如果彼此相邻的3个或多个原子中有垂直于分子平面的、对称性一致的、未参与杂化的原子轨道，那么这些轨道可以相互重叠，形成多中心π键。这种不局限在两个原子之间的π键称为离域π键，或共轭大π键，简称大π键。 2.形成条件 这些原子多数处于同一平面上，且具有相互平行的p轨道，p轨道上的电子总数小于p轨道数的2倍。 3.表示符号 Π，m表示相互平行的p轨道的数目，n表示相互平行的p轨道里的电子数。理论计算证明n<2m时可形成大π键，解题时可作为验证大π键书写正误的方法。 4.大π键中电子数的计算 ①确定分子中价电子总数。 ②找出分子中的σ键以及不与π键p轨道平行的孤电子对的轨道。 ③用价电子总数减去这些σ键中的电子数和孤电子对中的电子数，剩余的就是填入大π键的电子数。 5.常见的大π键 分子(离子) C6H6(苯) O3 NO N NO CO 吡咯 大π键 Π Π Π Π Π Π Π 【对点01】 化学键是相邻原子之间强烈的相互作用。下列有关化学键的说法正确的是(　　) A．KOH中既含有离子键也含有共价键，属于离子化合物 B．N2属于单质，不存在化学键 C．MgCl2中既含有离子键，又含有共价键 D．NH4Cl中含有共价键，又全部由非金属元素组成，属于共价化合物 【答案】A 【解析】N2中存在共价键；MgCl2中只含有离子键；NH4Cl中虽然含有共价键，又全部由非金属元素组成，但也含有离子键，属于离子化合物。 【对点02】下列说法中正确的是( ) A．π键比σ键重叠程度大，形成的共价键稳定 B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键 C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键 D．CO2分子中有一个σ键，二个π键 【答案】B 【解析】A项，σ键是头碰头的重叠，π键是肩并肩的重叠，一般σ键比π键重叠程度大，σ键比π键稳定，A 错误；B项，两个原子间形成单键时，只能形成1个σ键，两个原子之间形成双键时，含有一个σ键和一个π键，两个原子之间形成三键时，含有一个σ键和2个π键，B正确；C项，单原子分子中没有共价键，如稀有气体分子中不存在共价键，C错误；D项，CO2分子中含有两个碳氧双键，即有2个σ键，2个π键，D错误；故选B。 【对点03】下列关于共价键的说法正确的是( ) A．H2O和H2O2分子内的共价键均是s-pσ键 B．N2分子内的共价键电子云形状均是镜面对称 C．H2、Cl2、HCl分子内的σ键均无方向性 D．共价化合物一定含σ键，可能含π键 【答案】D 【解析】A项，H2O2分子内的共价键还有p-p σ键，故A错误；B项，N2分子内的共价键包括σ键和π键，所以其电子云形状既有镜面对称也有轴对称，故B错误；C项，Cl2、HCl分子内的σ键均有方向性，故C错误；D项，共价化合物一定含σ键，可能含π键，比如氢气只有含σ键，而氧气、氮气含有σ键，也含有π键，故D正确。故选D。 【对点04】Na3[Co(NO2)6]常用作检验K＋的试剂，配体NO的中心原子的杂化方式为________，立体构型为________。大π键可用符号Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n为各原子的单电子数(形成σ键的电子除外)和得电子数的总和(如苯分子中的大π键可表示为Π)，则NO中大π键应表示为________。 【答案】sp2　V形　Π 【解析】配体NO的中心N原子的价层电子对数为2＋(6－2×2)＝3，且含有一对孤电子对，故NO中N原子的杂化方式是sp2杂化，立体构型是V形，NO中参与形成大π键的原子数为3，中心原子采取sp2杂化，所以中心原子中有1对孤电子对没有参与形成大π键，则参与形成大π键的电子数为6×3－2×2－2－4×2＝4，故NO中大π键可表示为Π。 考法02 分子的空间结构 1．价层电子对互斥(VSEPR)理论 (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)用价层电子对互斥理论推测分子的空间结构的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。 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。 2.杂化轨道理论 (1)理论要点 当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且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 杂化类型 杂化轨道数目 杂化轨道间夹角 空间结构 sp 2 180° 直线形 sp2 3 120° 平面三角形 sp3 4 109°28′ 正四面体形 (3)杂化轨道数和杂化类型的判断 ①杂化轨道用来形成σ键和容纳孤电子对； ②杂化轨道的数目＝中心原子上的孤电子对数＋中心原子的σ键电子对数(与中心原子直接相连的原子个数)＝中心原子的价层电子对数。 (4)分子(ABn型)、离子(AB型)的空间结构示例(填表) 实例 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数(杂化轨道数) 中心原子的杂化类型 VSEPR模型 微粒的空间结构 BeCl2 2 0 2 sp 直线形 直线形 CO2 BF3 3 0 3 sp2 平面三角形 平面三角形 SO2 2 1 V形 CH4 4 0 4 sp3 四面体形 正四面体形 NH3 3 1 三角锥形 H2O 2 2 V形 CO 3 0 3 sp2 平面三角形 平面三角形 NH 4 0 4 sp3 四面体形 正四面体形 【方法技巧】 “五方法”判断分子中心原子的杂化类型 (1)根据杂化轨道的空间构型判断。 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sp1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109.5°，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sp1杂化。 (3)根据等电子原理进行判断 如CO2是直形线分子，CNS－、N与CO2互为等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp1杂化。 (4)根据中心原子的价电子对数判断 如中心原子的价电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp1杂化。 (5)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sp1杂化。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　　) (2)中心原子是sp1杂化的，其分子构型不一定为直线形(　　) (3)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(　　) (4)PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果(　　) (5)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(　　) (6)凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体(　　) (7)AB3型的分子空间构型必为平面三角形(　　) (8)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(　　) (9)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(　　) (10)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(　　) 【答案】(1)√　(2)×　(3)√ (4)×　(5)× 　(6)√　(7)×　(8)√　(9)√　(10)√　 考向1 价层电子对互斥模型与杂化轨道理论 【例1】价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是 A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体 B．SO32-和CO32-的空间构型均为平面三角形 C．CF4和SF4均为非极性分子 D．XeF2和XeO2的键角相等 【答案】A 【解析】A项，甲烷分子的中心原子的价层电子对为4，水分子的中心原子价层电子对也为4，所以他们的VSEPR模型都是四面体，A正确；B项，SO32-的孤电子对为1，CO32-的孤电子对为0，所以SO32-的空间构型为三角锥形，CO32-的空间构型为平面三角形，B错误，C项，CH4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；D项，XeF2和XeO2分子中，孤电子对不相等，孤电子对越多，排斥力越大，所以键角不等，D错误；故选A。 考向2 杂化轨道类型与分子空间结构 【例2】有几种阴离子的信息如下： 阴离子 ClO4- ClO3- M ClO- 中心元素化合价 +5 +3 +1 中心原子杂化类型 sp3 sp3 下列推断不正确的是(　　) A．ClO3-和CO32-的价电子总数相同 B．M的化学式为ClO2- C．ClO3-、ClO-中氯原子的杂化类型都为sp3 D．M的空间结构为V形 【答案】A 【解析】A项，ClO3-和CO32-的价电子总数分别为7+3×6+1＝26、4+3×6+2＝24，不相同，A项错误；B项，M中Cl元素的化合价是+3价，杂化轨道类型是sp3，因此M的化学式为ClO2-，B项正确；C项，ClO3-中价层电子对数是＝4，ClO-中价层电子对数是＝4，因此氯原子的杂化类型都为sp3，C项正确；D项，M中价层电子对数是＝4，含有2对孤对电子，所以空间结构为V形，D项正确；故选A。 【思维建模】 1．三原子分子空间结构 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CO2 O==C==O 180° 直线形 H2O 105° V形 2．四原子分子空间结构 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CH2O 约120° 平面三角形 NH3 107° 三角锥形 3．五原子分子空间结构 化学式 电子式 结构式 键角 空间结构 空间结构名称 CH4 109°28′ 正四面体形 CCl4 109°28′ 正四面体形 4．其他多原子分子的空间结构 【对点01】氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型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和原子组成，可知阴离子为NO、阳离子为NO，NO中N原子形成了2个σ键，孤电子对数目为0，所以杂化类型为sp，阳离子的立体构型为直线形，故A项正确。 【对点02】下列离子的VSEPR模型与离子的立体构型一致的是(　　) A．SO B．ClO C．NO D．ClO 【答案】B 【解析】当中心原子无孤电子对时，VSEPR模型与离子的立体构型一致。A项，SO的中心原子的孤电子对数＝×(6＋2－3×2)＝1；B项，ClO的中心原子的孤电子对数＝×(7＋1－4×2)＝0；C项，NO的中心原子的孤电子对数＝×(5＋1－2×2)＝1；D项，ClO的中心原子的孤电子对数＝×(7＋1－3×2)＝1。所以只有B项符合题意。 【对点03】下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是(　　) A．PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形 B．BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形 C．CS2中C原子sp杂化，为直线形 D．H2S分子中，S为sp杂化，为直线形 【答案】D 【解析】PCl3分子中P原子形成3个σ键，孤对电子数为－3＝1，为sp3杂化，三角锥形，A正确；BCl3分子中B原子形成3个σ键，孤对电子数为－3＝0，为sp2杂化，平面三角形，B正确；CS2分子中C原子形成2个σ键，孤对电子数为－2＝0，为sp杂化，直线形，C正确；H2S分子中，S原子形成2个σ键，孤对电子数为－2＝2，为sp3杂化，V形，D错误。 【对点04】根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间结构正确的是(　　) 选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构 A SO2 sp 直线形 直线形 B HCHO sp2 平面三角形 三角锥形 C NF3 sp2 四面体形 平面三角形 D N sp3 正四面体形 正四面体形 【答案】B 【解析】SO2分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，含有一对孤电子对，分子的空间结构为V形，A错误；HCHO分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤电子对，分子的空间结构为平面三角形，B错误；NF3分子中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，含有一对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，C错误；N的中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为正四面体形，没有孤电子对，离子的空间结构为正四面体形，D正确。故选B。 考法03 分子间作用力与分子的性质 1．分子间作用力 (1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。 (2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。 (3)强弱：范德华力<氢键<化学键。 (4)范德华力：范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。 (5)氢键 ①形成：已经与电负性很强的原子(N、O、F)形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子(N、O、F)之间的作用力，称为氢键。 ②表示方法：A—H…B ③特征：具有一定的方向性和饱和性。 ④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。 ⑤分子间氢键对物质性质的影响：使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。 2．分子的性质 (1)分子的极性 类型 非极性分子 极性分子 形成原因 正电中心和负电中心重合的分子 正电中心和负电中心不重合的分子 存在的共价键 非极性键或极性键 非极性键或极性键 分子内原子排列 对称 不对称 (2)分子的溶解性 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的增大，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。 (3)分子的手性 ①手性异构：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叠合的现象。 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 (*所标碳原子为手性碳原子)。 (4)无机含氧酸分子的酸性 无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO<HClO2<HClO3<HClO4。 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同(　　) (2)任何分子间在任意情况下都会产生范德华力(　　) (3)范德华力是决定由分子构成的物质的熔点、沸点高低的唯一因素(　　) (4)范德华力与氢键可同时存在于分子之间(　　) (5)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(　　) (6)乙醇分子和水分子间只存在范德华力(　　) (7)氢键具有方向性和饱和性(　　) (8)氢键的存在，使水凝结为冰时密度减小，体积增大(　　) (9)H2O2分子间存在氢键(　　) (10)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(　　) 【答案】(1)√　(2)×　(3)×　(4)√　(5)×　(6)　(7)√　(8)√　(9)√ 　(10)× 　 考向1 键的极性和分子的极性 【例1】下列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子的是(　　) A．CS2 B．CH4 C．H2O2 D．CH2===CH2 【答案】C 【解析】CS2分子结构式为S===C===S，分子中共价键为碳硫极性键，不存在非极性键，故A错误；CH4分子中共价键为碳氢极性键，不存在非极性键，故B错误；H2O2分子结构式为H—O—O—H，分子中含有氢氧极性共价键和氧氧非极性共价键，但是分子结构不对称，属于极性分子，故C正确；CH2===CH2中含有碳氢极性键和碳碳非极性键，由于CH2===CH2分子结构对称，CH2===CH2 分子为非极性分子，故D错误。 【思维建模】 键的极性、分子空间结构与分子极性的关系 类型 实例 键的极性 空间结构 分子极性 X2 H2、N2 非极性键 直线形 非极性分子 XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子 XY2 (X2Y) CO2、CS2 极性键 直线形 非极性分子 SO2 极性键 V形 极性分子 H2O、H2S 极性键 V形 极性分子 XY3 BF3 极性键 平面正三角形 非极性分子 NH3 极性键 三角锥形 极性分子 XY4 CH4、CCl4 极性键 正四面体形 非极性分子 考向2 分子间作用力对物质性质的影响 【例2】下列现象与氢键有关的是(　　) ①乙醇、乙酸可以和水以任意比互溶 ②NH3的熔沸点比PH3的熔、沸点高 ③稳定性：HF＞HCl ④冰的密度比液态水的密度小 ⑤水分子高温下也很稳定 A．①②③④⑤ B．①②⑤ C．①②④ D．①③④⑤ 【答案】C 【解析】①乙醇、乙酸与水分子之间能形成氢键，则可以和水以任意比互溶，故①选；②氨气和磷化氢的结构相似，但氨气分子中存在氢键，磷化氢中只含分子间作用力，氢键的存在导致物质的熔、沸点升高，故②选；③HF、HCl的热稳定性依次减弱，是因为H—X共价键稳定性依次减弱，与氢键无关，故③不选；④冰中存在氢键，其体积变大，则相同质量时冰的密度比液态水的密度小，故④选；⑤水分子高温下也很稳定，其稳定性与化学键有关，而与氢键无关，故⑤不选。 【对点01】下列物质中既有极性键又有非极性键的极性分子的是(　　) A．CS2 B．CH4 C．H2O2 D．CH2===CH2 【答案】C 【解析】CS2分子结构式为S===C===S，分子中共价键为碳硫极性键，不存在非极性键，故A错误；CH4分子中共价键为碳氢极性键，不存在非极性键，故B错误；H2O2分子结构式为H—O—O—H，分子中含有氢氧极性共价键和氧氧非极性共价键，但是分子结构不对称，属于极性分子，故C正确；CH2===CH2中含有碳氢极性键和碳碳非极性键，由于CH2===CH2分子结构对称，CH2===CH2 分子为非极性分子，故D错误。 【对点02】关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是(　　) A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于极性分子 B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子 C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔沸点最低 D．NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性 【答案】B 【解析】根据“相似相溶”原理，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A项错误、B项正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。故选B。 【对点03】 下列现象不能用“相似相溶”解释的是(　　) A．氯化氢易溶于水 B．用CCl4 萃取碘水中的碘 C．氯气易溶于NaOH溶液 D．苯与水混合静置后分层 【答案】C 【解析】氯化氢和水分子均是极性分子，根据“相似相溶”原理知，极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂可以判断，故A不选；碘和四氯化碳都是非极性分子，根据“相似相溶”原理知，碘易溶于四氯化碳，故B不选；氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液，不符合“相似相溶”原理，故C选；溶液分层，说明苯不溶于水，故D不选。 考法04 化学键与物质类别 1．化学键 (1)化学键的定义及分类 (2)化学反应的本质：反应物的旧化学键断裂与生成物的新化学键形成。 2．离子键、共价键的比较 离子键 共价键 非极性键 极性键 概念 带相反电荷离子之间的相互作用 原子间通过共用电子对(电子云重叠)所形成的相互作用 成键粒子 阴、阳离子 原子 成键实质 阴、阳离子的静电作用 共用电子对不偏向任何一方原子 共用电子对偏向一方原子 形成条件 活泼金属与活泼非金属经电子得失，形成离子键；或者铵根离子与酸根离子之间 同种元素原子之间成键 不同种元素原子之间成键 形成的物质 离子化合物 非金属单质(稀有气体除外)； 某些共价化合物或离子化合物 共价化合物或某些离子化合物 3．离子化合物与共价化合物 项目 离子化合物 共价化合物 定义 含有离子键的化合物 只含有共价键的化合物 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 4．化学键与物质类别 (1)只含有共价键的物质 ①同种非金属元素构成的单质，如I2、N2、P4、金刚石、晶体硅等。 ②不同种非金属元素构成的共价化合物，如HCl、NH3、SiO2、CS2等。 (2)只含有离子键的物质 活泼非金属元素与活泼金属元素形成的化合物，如Na2S、CsCl、K2O、NaH等。 (3)既含有离子键又含有共价键的物质 如Na2O2、NH4Cl、NaOH、Na2SO4等。 (4)无化学键的物质 稀有气体，如氩气、氦气等。 【思维建模】 请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1) 只含共价键的物质一定是共价化合物(　　) (2)由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物(　　) (3)非极性键只存在于双原子单质分子里(　　) (4)不同元素组成的多原子分子里的化学键一定是极性键(　　) (5)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括静电排斥力(　　) (6)原子最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一定是离子键(×) (7)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，但多个原子间也可能形成离子键(　　) (8)离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含离子键(　　) (9)NaOH和Na2O2中均含共价键和离子键(　　) (10)分子中只有共价键的化合物一定是共价化合物(　　) 【答案】(1)×　(2) √　(3)×　(4)×　(5) √　 (6)×　(7) √　(8)√　(9)√　(10)×　 考向1 物质与化学键 对点2 下列各组中每种物质都既有离子键又有共价键的一组是(　　) A．NaOH　H2SO4　(NH4)2SO4 B．MgO　Na2SO4　HNO3 C．Na2O2　KOH　Na3PO4 D．HCl　Al2O3　MgCl2 【答案】C 【解析】H2SO4中只含共价键，A错误；MgO中只含离子键，HNO3中只含共价键，B错误；各物质均只含一种化学键，分别是共价键、离子键和离子键，D错误。 【思维建模】 判断离子化合物和共价化合物的三种方法 考向2 化学键与物质结构 【例1】活泼金属氢化物是火箭燃料的重要供氢剂，如氢化钠、氢化钙等。例如，氢化钙的供氢原理是CaH2+2H2O= Ca(OH)2+2H2↑，下列有关分析中正确的是( ) A．氢化钙中含共价键，水分子中含有极性键 B．水分子和氢分子中都存在非极性共价键 C．氢氧化钙只存在离子键 D．该反应过程中断裂离子键和共价键，形成离子键和共价键 【答案】D 【解析】A项，氢化钙是由Ca2+和H-构成的，不含共价键，A错误；B项，H2O结构式为H-O-H，不存在非极性共价键，B错误；C项，Ca(OH)2是由Ca2+和OH-构成，其中OH-含有O-H极性共价键，C错误；D项，该反应过程中，有离子键Ca2+和H-的断裂、Ca2+和OH-的形成，有共价键O-H键断裂和H-H键的形成，D正确； 故选D。 【对点01】下列物质中，属于含非极性键的共价化合物是( ) A．CH3OH B．NH4Cl C．C2H4 D．Na2O2 【答案】C 【解析】A项，CH3OH中存在C-H、C-O、O-H键均为极性共价键，该分子为共价化合物，A项不符合题意；B项，NH4Cl中含有离子键和极性共价键，它为离子化合物，B项不符合题意；C项，C2H4含有C=C非极性键和C-H的极性键，它为共价化合物，C项符合题意；D项，Na2O2中有离子键和O-O的非极性键，它为离子化合物，D项不符合题意；故选C。 【对点02】在下列化学反应中，既有离子键、共价键断裂，又有离子键、共价键形成的是( ) A．2Na +2H2O = 2NaOH + H2↑ B．SO2+2H2S = 3S↓+2H2O C．Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑ D．AgNO3+NaCl=AgCl↓+NaNO3 【答案】C 【解析】A项，2Na +2H2O = 2NaOH + H2↑，反应中只断裂了共价键，A错误；B项，SO2+2H2S = 3S↓+2H2O，反应中断裂了共价键，也只形成了共价键，B错误；C项，Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑，反应中即断裂了离子键又断裂了共价键，同时有离子键和共价键形成，C正确；D项，反应中只断裂和形成了离子键，D错误。 题型一 化学键种类及键参数 1．下列分子中既含σ键，又含π键的是 (　　) A B C D 水 乙醇 氨 乙醛 【答案】D 【解析】水分子中只有单键，全部是σ键，A不符合题意；乙醇分子中只有单键，全部是σ键，B不符合题意；氨气分子中只有单键，全部是σ键，C不符合题意；乙醛分子中含有单键和碳氧双键，既含σ键，又含π键，D符合题意。 2．石灰氮(CaCN2)是一种氮肥，与土壤中的H2O反应生成氰胺(H2N-C≡N)，氰胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列有关说法正确的是 (　　) A．H2O的电子式为 B．1个H2N-C≡N分子中含3个σ键 C． H2N-C≡N分子中σ键与π键的个数之比为2∶1 D．已知CO(NH2)2中含有C=O键，1个CO(NH2)2分子中含有2个π键 【答案】C 【解析】H2O是共价化合物，电子式为，A错误；单键都是σ键，三键中含有1个σ键，则1个H2N-C≡N分子中含4个σ键，B错误；1个H2N-C≡N分子中含4个σ键，2个π键，故σ键与π键的个数之比为2∶1，C正确；1个CO(NH2)2分子中只有1个双键，其余为单键，故1个CO(NH2)2分子中含有1个π键，D错误。 3．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是(　　) A．键角是描述分子空间构型的重要参数 B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐减弱 C．水分子可表示为H—O—H，分子中的键角为180° D．H—O键的键能为463 kJ·mol－1，即18 g H2O分解成H2和O2时，消耗能量为2×463 kJ 【答案】A 【解析】H—O键、H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，B项错误；水分子呈V形，键角为104.5°，C项错误；D项中H—O键的键能为463 kJ·mol－1，指的是断开1 mol H—O键形成气态氢原子和气态氧原子所需吸收的能量为463 kJ，18 g H2O即1 mol H2O中含2 mol H—O键，断开时需吸收2×463 kJ的能量形成气态氢原子和气态氧原子，再进一步形成H2和O2时，还需释放出一部分能量，故D项错误。 4．已知氢分子键能436 kJ·mol－1，氧分子键能498 kJ·mol－1，氯分子键能243 kJ·mol－1，氮分子键能946 kJ·mol－1。参考以上数据判断以下说法中正确的是(　　) A．N—N键键能为×946 kJ·mol－1＝315.3 kJ·mol－1 B．氮分子中的共价键比氢分子中共价键键长短 C．氧分子中氧原子间是以共价单键结合的 D．氮分子比氯分子稳定 【答案】D 【解析】氮分子的N≡N中的三个键不是等同的，A错；虽然氮分子中N≡N键键能>H—H键键能，但氢的原子半径远小于氮原子，键长是成键两原子的核间距，H—H键的键长<N≡N键的键长，B错；氧气中氧原子间以共价双键结合，C错；氮分子键能比氯分子的大，D正确。 题型二 杂化与分子空间结构 5．下列粒子的空间构型不同于其他三个的是( ) A．气态SeO3 B．气态SO3 C．SO32- D．NO3- 【答案】C 【解析】A项，SeO3中Se是sp2杂化，形成3个等价sp2轨道，键角120O，与氧形成一个σ键，并且和氧原子p轨道p-π共轭形成4中心6电子的离域大π键，为平面三角形结构；B项，三氧化硫中硫是sp2杂化，形成3个等价sp2轨道，键角 120O，与氧形成一个σ键，并且和氧原子p轨道p-π共轭形成4中心6电子的离域大π键，为平面三角形结构；C项，亚硫酸根离子中的硫采用的是sp3杂化，空间构型为三角锥形；D项，硝酸根离子中N和O都是sp2杂化，N在中间，O位于三角形顶点，为平面三角形；空间构型不同于其他三个的是SO32-，故选C。 6．血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯的结构为。已知吡咯分子中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为(　　) A．sp B．sp2 C．sp3 D．没有杂化轨道 【答案】B 【解析】已知吡咯分子中氮原子与其相连的原子均在同一平面内，则氮原子的杂化类型为sp2杂化。 7．推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是(　　) A．SO2中硫原子采取sp2杂化，则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B．NH3分子的空间结构是三角锥形，则NCl3分子的空间结构也是三角锥形 C．H2O分子的键角是105°，则H2S分子的键角也是105° D．PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构，则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构 【答案】B 【解析】一个二氧化碳分子中含有2个σ键且中心原子不含孤电子对，所以碳原子采取sp杂化而不是sp2杂化，A项错误；NH3、NCl3中N原子都采取sp3杂化，有1对孤电子对，所以分子的空间结构都是三角锥形，B项正确；S的电负性比O小，而且原子半径大，所以S—H键上的电子对偏向S并没有H2O中O—H键上的电子对偏向O那么严重，所以排斥力也相应比较小，键角也稍小，C项错误；BF3分子中B元素化合价为+3价，B原子最外层未达8电子结构，D项错误。 题型三 分子间作用力与性质 8．下列叙述与分子间作用力无关的是(　　) A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固 B．干冰易升华 C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高 D．氯化钠的熔点较高 【答案】D 【解析】一般来讲，由分子构成的物质，其物理性质通常与分子间作用力的大小密切相关。A、B、C三个选项中涉及的物质都是分子，故其表现的物理性质与分子间作用力的大小有关。只有D选项中的NaCl不是由分子构成的，而是由离子构成的，不存在分子，其物理性质与分子间作用力无关。 9．S2Cl2的分子结构与H2O2相似，如图所示。下列有关说法错误的是(　　) A．S2Cl2是极性分子 B．S2Cl2分子中所有原子均满足8电子稳定结构 C．S2Cl2分子中既含有极性键又含有非极性键 D．S2Cl2的相对分子质量比H2O2大，熔、沸点高 【答案】D 【解析】该分子中，电荷的分布是不均匀的，不对称的，正负电荷中心不重合，所以是极性分子，故A正确；硫原子形成了2对共用电子对，最外层有6个电子，故硫原子满足8电子稳定结构，氯原子形成了一个共用电子对，氯原子最外层有7个电子，所以氯原子满足8电子稳定结构，故B正确；S2Cl2分子中S—S键为非极性键，S—Cl 键为极性键，故C正确；H2O2分子间可以形成氢键，其熔、沸点高于S2Cl2，故D错误。 10．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　) 【答案】B 【解析】从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨气分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以，以B项中的方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONH＋OH－，可知答案是B。 题型四 化学键类型 11．(2024·江苏省扬州市高三模拟)下列物质中属于含有共价键的离子化合物的是(　　) A．Na2O2 B．H2SO4 C．CH2Cl2 D．SiC 【答案】A 【解析】过氧化钠是由Na＋和O22-构成的离子化合物，O22-中两个氧原子间存在共价键，A正确。H2SO4、CH2Cl2、SiC均属于共价化合物，B、C、D错误。 12．下列物质中含非极性键的盐是( ) A．NH4Cl B．Na2C2O4 C．Mg3N2 D．Na2O2 【答案】B 【解析】A项，氯化铵的铵根离子中含有氮氢极性共价键，A不合题意；B项，Na2C2O4为草酸盐，草酸根离子中含有碳碳非极性共价键，B符合题意；C项，氮化镁不属于盐，C不合题意；D项，过氧化钠为氧化物，不属于盐，D不合题意；故选B。 13．下列关于NaHSO4的说法中正确的是(　　) A．因为NaHSO4是离子化合物，所以NaHSO4固体能够导电 B．NaHSO4固体中阳离子和阴离子的个数比是2∶1 C．NaHSO4固体熔化时破坏的是离子键和共价键 D．NaHSO4固体溶于水时破坏的是离子键和共价键 【答案】D 【解析】虽然NaHSO4是离子化合物，但其固体中不存在能自由移动的阴、阳离子，因而不能导电；NaHSO4固体中阳离子和阴离子(HSO)的个数比是1∶1；NaHSO4固体熔化时破坏的只是离子键，而溶于水时电离出Na＋、H＋和SO，破坏的是离子键和共价键。 14．下列反应中既有离子键、极性共价键、非极性共价键的断裂又有其形成的反应是(　　) A．NH4ClNH3↑+HCl B．2Na2O2+2H2O = 4NaOH+O2↑ C．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑ D．2NaOH+Cl2=NaCl+NaClO+H2O 【答案】B 【解析】A项，该反应中没有非极性共价键的断裂，A项不符合题意；B项，该反应中钠离子和过氧根之间的离子键断裂，钠离子和氢氧根之间的离子键形成，过氧根中非极性键断裂，氧气中非极性键形成，水中极性键断裂，氢氧根中极性键形成，B项符合题意；C项，该反应中没有非极性共价键的断裂，C项不符合题意；D项，该反应中没有非极性共价键的形成，D项不符合题意；故选B。 15．NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可通过电解熔融氟化氢铵(NH4HF2 )制得。下列有关说法错误的是(　　) A．NF3的空间构型为平面三角形 B．相关元素电负性由大到小的顺序为F＞N＞H C．NF3和NH4HF2中N原子的杂化方式均为sp3 D．NH4HF2晶体中微粒间的作用有离子键、共价键、配位键、氢键 【答案】A 【解析】A项，NF3分子中N的周围形成3个σ键，孤电子对数=，故其价层电子对为4，故其的空间构型为三角锥形，A项错误；B项，同一周期从左往右元素的电负性依次增大，同一主族从上往下依次减小，故相关元素电负性由大到小的顺序为，B项正确；C项，NF3分子中N的周围形成3个σ键，孤电子对数=，故其价层电子对为4，NH4HF2中NH4+周围有4个σ键，孤电子对数=，故其价层电子对为4，NF3和NH4HF2中N原子的杂化方式均为sp3，C项正确；D项，NH4HF2晶体中NH4+与HF2-微粒内存在共价键和配位键，微粒间存在离子键，且HF2-与HF2-微粒间存在氢键，D项正确；故选A。 16．一定条件下发生反应：Fe＋6HCN＋2K2CO3=K4[Fe(CN)6]＋H2↑＋2CO2↑＋2H2O。下列说法正确的是( ) A．K4[Fe(CN)6]的中心原子的核外电子排布式为[Ar]3d5 B．该反应中只存在离子键和共价键的断裂和形成 C．HCN、CO2、CO32-中碳的杂化方式和空间构型均相同 D．HCN 水溶液中存在 4 种氢键 【答案】D 【解析】A项，K4[Fe(CN)6]的中心原子为Fe，核外电子排布式为[Ar]3d64S2，A错误；B项，反应存在离子键、共价键的断裂和形成，还有配位键的形成，B错误；C项，HCN为 sp杂化，CO2为 sp杂化，碳酸根离子中心原子属于sp2杂化，C错误；D项，HCN 水溶液中存在 4 种氢键，H-CN······H-CN、H2O········H-CN、H-CN·········H-O-H、H2O·······H-O-H ，D正确；故选D。 17．甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味，甲醛在常温下是气态，已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 【答案】C 【解析】一个甲醛分子中含有两个碳氢键，一个碳氧双键，C原子采取sp2杂化，氧原子形成一个碳氧双键，含有2对孤电子对，O原子采取sp2杂化，A项错误；甲醛分子中中心原子价层电子对数为3，不含孤电子对，是平面三角形结构，B项错误；一个甲醛分子中含有两个碳氢键、一个碳氧双键，双键含有一个σ键和一个π键，所以共含有3个σ键和1个π键，C项正确；甲醛分子为平面三角形结构，碳原子位于三角形内部，空间结构不对称，所以为极性分子，D项错误。故选C。 18．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2均为常见的燃料，关于这三者的结构与性质，下列说法错误的是( ) A．CH3OH的电子式为 B．N2H4空间结构为平面形 C．CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都易溶于水 D．CH3OH和(CH3)2NNH中C、O、N杂化方式均相同 【答案】B 【解析】A项，甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，CH3OH的电子式为，A正确；B项，N2H4中N原子的杂化方式为sp3，不是平面形，B错误；C项，CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2都能和水分子形成氢键，都易溶于水，C正确；D项，CH3OH为四面体结构，-OH结构类似于水的结构，(CH3)2NNH2的结构简式为，两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3，D正确；故选B。 19．嘌呤类是含有氮的杂环结构的一类化合物，一种结构如图所示，关于这个平面分子描述错误的是(　　) A．分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2 B．分子中含有极性共价键和非极性共价键 C．轨道之间的夹角∠1比∠2小 D．分子间可以形成氢键 【答案】C 【解析】A项，分子中所有原子在一个平面上，所以分子结构中C和N原子的杂化方式均为sp2，故A正确；B项，分子中有碳碳键为非极性键，有碳氮键、碳氢键、氮氢键均为极性键，故B正确；C项，孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，斥力越大键角越大，故嘌呤中轨道之间的夹角∠1比∠2大，故C错误；D项，分子中有电负性较强的N原子，存在氮氢键，分子间可以形成氢键，故D正确。 20．SO3及其三聚体环状结构如图所示。下列说法不正确的是( ) A．SO3与CO32-、NO3-互为等电子体，空间结构都为平面三角形 B．SO3为非极性分子，中心原子杂化类型sp3 C．三聚体环状结构中S与O形成的共价键的键长有a、b两类 D．该三聚体环状结构中含有12个σ键 【答案】B 【解析】A项，具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子是等电子体，则SO3与CO32-、NO3-互为等电子体，等电子体具有相同的结构特征，它们的中心原子孤电子对数=0、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化、空间结构都为平面三角形，A正确；B项，结合选项A可知SO3中心原子杂化类型sp2，B不正确；C项，由图知：三聚体环状结构中S与O形成的共价键的键长有a、b两类，C正确；D项，该三聚体环状结构中每个S原子形成4个σ键，则分子内含有12个σ键，D正确；故选B。 21．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·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；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、NH4+、NO2-、NO3-等含氮粒子的说法正确的是( ) A．NH3中N-H键角比NH4+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，NO2-、NO3-中的N都是sp2杂化 【答案】D 【解析】A项，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NH4+中N-H键角小，故A错误；B项，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项，NH3自身不能电离，NH3是非电解质，故C错误；D项，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，NO3-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。 22．铜有Cu(Ⅰ)和Cu(Ⅱ)两种离子，铜的离子是人体内多种酶的辅因子，人工模拟酶是当前研究的热点。铜的离子可与多种配体形成配位化合物，有一种配离子结构如图。下列有关说法中错误的是( ) A．该配离子中所含基态铜离子的价层电子排布图为 B．该离子的配体中，N原子采用了sp2和sp3两种杂化方式 C．该配离子中铜的配位数和所含配位键的数目均为4 D．从核外电子排布角度分析，稳定性：Cu(Ⅰ)＜Cu(Ⅱ) 【答案】D 【解析】A项，该配离子中铜离子为+1价，所以价层电子排布图为，A正确；B项，该离子的配体中，N原子采用了sp2和sp3两种杂化方式，B正确；C项，由图可知铜离子配位数和每个离子所含配位键数均为4，C正确；D项，由于Cu(Ⅰ)的3d轨道全充满，所以更稳定，故D错误。故选D。 23．某种硫化橡胶的部分结构如图所示。下列说法错误的是( ) A．图中元素位于s区和p区的种数之比为1：2 B．基态硫原子和碳原子最高能级电子云轮廓图均为哑铃形 C．图中的硫原子和碳原子共有两种杂化方式 D．图示结构中含有σ键、π键和氢键等作用力 【答案】D 【解析】A项，位于s区的元素有H元素，位于p区的元素有C、S元素，则图中元素位于s区和p区的种数之比为1：2，A正确；B项，p能级的电子电子云轮廓图为哑铃形，s能级的电子电子云轮廓图为球形，基态S原子最高能级为3p能级、基态C原子最高能级为2p能级，所以电子云轮廓图都是哑铃形，B正确；C项，连接双键的碳原子采用sp2杂化，价层电子对数是4的碳原子、硫原子采用sp3杂化，所以C、S原子共有两种杂化方式，C正确；D项，图中不存在氢键，存在σ键、π键，D错误；故选D。 24．已知运送卫星的火箭所需燃料除液态H2O2外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该化合物分子中只有单键。 (1)该氮氢化合物的电子式为　　　　，其中N原子采取　　　　杂化，该分子是　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。  (2)若该物质与液态H2O2反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是　　　　　　　(填化学式，下同)，只含有非极性键的是　　　　，只含有极性键的是　　　　。  (3)已知NH3分子中的N原子有一对孤电子对，能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出将上述液态氮氢化合物加入足量盐酸中时，发生反应的化学方程式:　　　　　　　　。  【答案】(1)H······H　sp3　极性 (2)N2H4和H2O2　N2　H2O (3)N2H4+2HCl= N2H6Cl2 【解析】(1)由该物质的相对分子质量和氢元素的质量分数可知其分子式为N2H4，分子中的键全部是单键，它的结构可看作是NH3分子中的一个H原子被—NH2取代后所得，故N原子的杂化方式与NH3分子中的N原子杂化方式相同，是sp3杂化，该分子为极性分子。(2)N2H4与H2O2反应后得到N2和H2O，两种反应物中都含有极性键和非极性键，在生成物H2O中只含有极性键，N2中只含有非极性键。(3)因为在N2H4分子的每个N原子上各有一对孤电子对，故一分子N2H4能与两分子HCl反应。 25．硅及其化合物在生产生活中有广泛应用。根据所学知识，回答下列问题： (1)三甲基卤硅烷【(CH3)3SiX，X为Cl、Br、I】是重要的化工原料。 ①氯元素基态原子的价电子排布式为___；按照核外电子排布对元素周期表分区，溴元素位于___区；基态硅原子中有____种运动状态不同的电子。 ②Br、I的第一电离能的大小关系：I1(Br)____I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。 ③常温下，(CH3)3SiI中Si—I键比(CH3)3SiCl中Si—Cl键易断裂的原因是____。 (2)(CH3)3SiCl可作为下列有机合成反应的催化剂。 ①1个有机物A分子中采取sp2杂化的碳原子有____个。 ②有机物B的沸点低于对羟基苯甲醛()的沸点，其原因是____。 ③CH3CN中σ键与π键的个数比为____。 【答案】(1) 3s23p5     p     14     大于     I原子半径比Cl的原子半径大，导致Si-I键键能较小，较易断裂；而Si-Cl键键能较大，较不易断裂 (2)  7     邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛只能形成分子间氢键，所以后者的熔点高于前者     5：2 【解析】(1)①Cl原子核外有17个电子，核外电子排布式为[Ne] 3s23p5，价电子为3s23p5；溴原子的价电子为4s24p5，属于p区；硅原子核外有14个电子，每个电子的运动状态各不相同，即有14种运动状态不同的电子；②同主族自上而下第一电离能减小，所以I1(Br)大于I1(I)；③I原子半径比Cl的原子半径大，导致Si-I键键能较小，较易断裂；而Si-Cl键键能较大，较不易断裂；(2)①苯环上的碳原子以及碳氧双键中的碳原子为sp2杂化，共有7个；②B为邻羟基苯甲醛，羟基与醛基距离较近，主要形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛只能形成分子间氢键，分子间氢键可以增大熔点，所以后者的熔点高于前者；③单键均为σ键，碳氮三键中有一个σ键、两个π键，所以σ键与π键的个数比为5：2。 26．回答下列问题： (1)四种有机物的相关数据如下表： 物质 相对分子质量 72 72 114 114 熔点/°C - 129.8 - 16.8 - 56.8 97 ①总结烷烃同分异构体熔点高低的规律 ___________； ②根据上述规律预测熔点___________ (填“＞”或“＜”)。 (2)两种无机物的相关数据如下表： 物质 (HF)n 冰 氢键形式 F—H…F O—H…O 氢键键能/kJ·mol-1 28 19 沸点/°C 20 100 (HF)n中氢键键能大于冰，但(HF)n 沸点却低于冰，原因是 ___________。 【答案】(1) 分子对称性越高，熔点越高     小于 (2)冰中氢键数目比(HF)n中多 【解析】(1)①根据题中表格数据，同分异构体分子对称性越高，熔点越高；②的对称性比差，分子对称性越高，熔点越高，所以熔点：小于；(2)1molHF只能形成1mol氢键，1molH2O能形成2mol氢键，由于冰中氢键数目比(HF)n中多，所以 (HF)n沸点低于冰。 27．卤化钠(NaX)和四卤化钛(TiX4)的熔点如图所示。 (1)TiX4熔点变化趋势的原因_______。 (2)多重氢键在生命体、分子自组装和响应型功能材料领域都有重要应用。三聚氰酸和三聚氰胺(1∶1)可以通过多重氢键自组装构成二维片状结构，被形象地称为“分子饼”。请用虚线在下图中直接画出两个分子间存在的氢键_______。 【答案】(1)TiF4离子晶体，离子键强于分子间作用力；TiCl4、TiBr4、TiI4分子晶体，随相对分子质量增加，分子间作用力增加，熔点升高 (2) 【解析】(1)若TiX4都为离子晶体，则X从F到I，晶格能依次减小，熔点依次降低；若TiX4都为分子晶体，则随相对分子质量的不断增大，分子间作用力不断增大，熔点不断升高。分析图象，可确定TiF4为离子晶体，TiCl4、TiBr4、TiI4为分子晶体。TiX4熔点变化趋势的原因：TiF4离子晶体，离子键强于分子间作用力；TiCl4、TiBr4、TiI4分子晶体，随相对分子质量增加，分子间作用力增加，熔点升高；(2)氢键通常由N、O、F与H之间形成，表示为X—H……Y， 与分子中O、N与另一分子中H原子间可形成氢键，从而表示为 。 28．黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题： (1)基态Cu原子的价电子排布式为________。 (2)从原子结构角度分析，第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是：I1(Fe)________(填“>”“<”或“＝”)I1(Cu)。 (3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如下图： ①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为________。 ②1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为________个。分子中的大π键可用Π表示，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，则吡咯环中的大π键应表示为________。 ③C、N、O三种元素的简单氢化物中，沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。 ④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过________键相结合的。 (4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2→SO3→H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是________________________________。 【答案】(1)3d104s1　(2)>　 (3)①sp2　②10NA　Π　③CH4<NH3<H2O　④配位　 (4)V形　SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合价为＋6，S的正电性强于SO(OH)2(或H2SO3)中的S，使羧基中O、H间的共用电子对更易偏向O原子，羟基更容易电离出H＋ 【解析】(1)Cu原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，基态Cu原子的价电子排布式为3d104s1。(2)Cu原子失去1个电子后，3d10为全充满状态，结构稳定，所以铜原子易失去1个电子，第一电离能较小；而铁原子价电子排布式为3d64s2，失去1个电子后，不是稳定结构，所以，铁原子不易失去1个电子，第一电离能较大，所以I1(Fe)>I1(Cu)。(3)①已知吡咯中的氮原子及与其相连的原子均在同一平面内且为平面三角形，则吡咯分子中N原子的杂化类型为sp2。②根据分子结构可知1 mol吡咯分子中有8 mol单键、2 mol 双键，所以所含的σ键总数为10NA；吡咯环分子中形成大π键的原子数为5个；氮原子中未参与成键的电子为1对，碳碳原子间除了形成σ键外，还有4个碳分别提供1个电子形成π键，共有电子数为6，所以吡咯环中的大π键应表示为Π。③CH4分子间无氢键，沸点最低，而NH3、H2O分子间均含氢键，由于氧原子的电负性大于氮原子，所以H2O分子间氢键较强，水的沸点最高；因此，三种氢化物的沸点由低到高的顺序为CH4<NH3<H2O。④Fe2＋提供空轨道，O2提供孤电子对，通过配位键相结合。(4)SO2中S原子的价层电子对数＝2＋(6－2×2)＝3，孤电子对数为1，则SO2的空间构型为V形；SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合价为＋6，S的正电性强于SO(OH)2(或H2SO3)中的S，使羟基中O、H间的共用电子对更易偏向O原子，羟基更容易电离出H＋，故酸性H2SO4强于H2SO3。 29．有机金属化合物的应用研究是目前科学研究的前沿之一、二茂铁[(C5H5)2Fe]的发现是有机金属化合物研究中具有里程碑意义的事件，它开辟了有机金属化合物研究的新领域。二茂铁分子是一种金属有机配合物，熔点173℃，沸点249℃，100℃以上能升华；不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂。环戊二烯和二茂铁的结构如图所示。回答下列问题。 (1)环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为___________。 (2)下列关于环戊二烯和二茂铁的说法不正确的是___________ (填字母序号)。 A．环戊二烯分子中五个碳原子均发生sp2杂化 B．在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷 C．二茂铁晶体是分子晶体 D．环戊二烯的同分异构体可能是含两个碳碳三键的炔烃 (3)环戊二烯能使溴的四氯化碳溶液褪色。写出环戊二烯与足量的溴的四氯化碳溶液反应的化学方程式 ___________。 (4)已知环戊二烯阴离子(C5H)的结构与苯分子相似，具有芳香性。二茂铁[(C5H5)2Fe]晶体中存在的微粒间的作用力有___________(填字母序号)。 a．离子键 b．σ键 c．π键 d．氢键 e．配位键 (5)钴的一种配位聚合物的化学式为{[Co(bte)2(H2O)2](NO3)2}n。其中bte的分子式为C6H8N6，其结构简式为。 ①[Co(bte)2(H2O)2]2+中，与Co2+形成配位键的原子是____和____(填元素符号)。 ②C、H、N的电负性从大到小顺序为____。 ③bte分子中碳原子轨道杂化类型为____和____。 ④1mol bte分子中含键的数目为____mol。 【答案】(1)11：2 (2)AD (3)+2Br2→ (4)bce (5)①N O ②N、C、H ③sp2 sp3 ④21 【解析】(1)环戊二烯分子中含有6个碳氢单键、3个碳碳单键，2个碳碳双键，单键全为σ键，一个碳碳双键含有1个σ键和1个π键，因此环戊二烯分子中σ键和π键的个数比为11：2；(2)A．环戊二烯中有4个碳原子形成碳碳双键，这4个碳原子的杂化方式为sp2，有1个碳原子为饱和碳原子，该碳原子的杂化方式为sp3，A错误；B．环戊二烯中含有碳碳双键，在一定的条件下，环戊二烯能与氢气发生加成反应生成环戊烷，B正确；C．二茂铁的熔沸点比较低，易升华，不溶于水，易溶于苯、乙醚、汽油等有机溶剂，属于分子晶体，C正确；D．环戊二烯共有3个不饱和度，而1个碳碳三键就有2个不饱和度，因此环戊二烯的同分异构体不可能是含两个碳碳三键的炔烃，D错误；故选AD；(3)环戊二烯中含有碳碳双键，可与Br2发生加成反应，环戊二烯与足量的溴的四氯化碳溶液反应的化学反应方程式为+2Br2→；(4)由题干信息，二茂铁分子中含有两个环戊二烯阴离子，环戊二烯阴离子的结构与苯分子相似，所以含有σ键和π键，环戊二烯阴离子和Fe2+形成配位键，故选bce；(5) ①bte的分子中只有N原子有孤电子对，H2O中只有O原子有孤电子对，所以与Co2+形成配位键的原子是N原子和O原子；②C、N元素位于同一周期，同一周期元素从左往右，电负性增大，所以电负性C<N， H元素位于第一周期，电负性值为2.1，小于C的2.5，N的3.0，所以 C、H、N的电负性从大到小顺序为：N、C、H；③从bte分子的结构简式中，可以看出C原子和C原子之间是以sp3轨道方式杂化的， C原子和N原子之间以sp2轨道方式杂化的；④1个 bte分子中含键的数目为，加起来3ⅹ4+7+1ⅹ2=21，因为C原子和C原子之间是以sp3轨道方式杂化，C原子和N原子之间以sp2轨道方式杂化，结构中的N和N原子之间还存在一个σ键，故1mol bte分子中含σ键的数目为21 mol。 1．(2024·江苏卷，2，3分)反应PbS+4H2O2= PbSO4+4H2O可用于壁画修复。下列说法正确的是( ) A．S2-的结构示意图为 B．H2O2中既含离子键又含共价键 C．SO42-中S元素的化合价为 D．H2O的空间构型为直线形 【答案】C 【解析】A项，S2-核外有18个电子，其结构示意图为，A错误；B项，H2O2是共价化合物，其中只含共价键，B错误；C项，SO42-中O元素化合价为-2，S元素的化合价为+6，C正确；D项，H2O中的O的杂化类型为sp3，O有2个孤电子对，因此H2O的空间构型为V形，D错误；故选C。 2．(2024·江苏卷，4，3分)明矾[KAl(SO4)2·12H2O]可用作净水剂。下列说法正确的是( ) A．半径： B．电负性： C．沸点：H2S＞H2O D．碱性：Al(OH)3＞KOH 【答案】B 【解析】A项，Al3+有2个电子层，而K+有3个电子层，因此，K+的半径较大，A错误；B项，同一主族的元素，其电负性从上到下依次减小，O和S都是ⅥA的元素，O元素的电负性较大，B正确；C项，虽然H2S的相对分子质量较大，但是H2O分子间可形成氢键，因此H2O的沸点较高，C错误；D项，元素的金属性越强，其最高价的氧化物的水化物的碱性越强，K的金属性强于Al，因此KOH的碱性较强，D错误；故选 B。 3．(2024·江苏卷，7，3分)催化剂能改变化学反应速率而不改变反应的焓变，常见倠化剂有金属及其氧化物、酸和碱等。倠化反应广泛存在，如豆科植物固氮、石墨制金刚石、CO2和H2制CH3OCH3(二甲醚)、V2O5倠化氧化SO2等。催化剂有选择性，如C2H4与O2反应用Ag催化生成(环氧乙烷)、用催化生成CH3CHO。催化作用能消除污染和影响环境，如汽车尾气处理、废水中NO3-电倠化生成N2、氯自由基催化O3分解形成臭氧空洞。我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列有关反应描述正确的是( ) A．CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C-O键 B．氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程 C．丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂键和键 D．石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2 【答案】B 【解析】A项， CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C-H键和O-H生成C=O，A错误；B项，根据题意，氯自由基催化O3分解氟氯烃破坏臭氧层，则氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程，B正确；C项，丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂键，丁烷是饱和烷烃，没有键，C错误；D项，石墨碳原子轨道的杂化类型为转化为sp2，金刚石碳原子轨道的杂化类型为sp3，石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp2转变为sp3，D错误；故选B。 4．(2023•江苏卷，2，3分)反应NH4Cl+NaNO2= NaCl +N2↑+2H2OCl应用于石油开采。下列说法正确的是( ) A．NH4+的电子式为 B．NO2-中N元素的化合价为+5 C．N2分子中存在N≡N键 D．H2O为非极性分子 【答案】C 【解析】A项，NH4+的电子式为[]+，A错误；B项，NO2-中N元素的化合价为+3，B错误；C项，N2分子中存在N≡N键，C正确；D项，H2O为V形分子，分子中正负电荷中心未重合，为极性分子，D错误。故选C。 5．(2023•江苏卷，5，3分)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。11H、21H、31H是氢元素的3种核素，基态H原子1s1的核外电子排布，使得H既可以形成H+又可以形成H-，还能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢反应中，H2O(g)与足量C(s)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO3-在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO-。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列说法正确的是( ) A．11H、21H、31H都属于氢元素 B．NH4+和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2 C．H2O2分子中的化学键均为极性共价键 D．CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用 【答案】A 【解析】A项，11H、21H、31H都属于氢元素，三者互为同位素，统称为氢元素，A正确；B项，NH4+和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp3，B错误；C项，H2O2分子中的化学键既存在O-H极性共价键，也存在O-O非极性共价键，C错误；D项，CaH2晶体中存在Ca2+与H-之间的离子键，为强烈相互作用，D错误。故选A。 6．(2023•江苏卷，7，3分)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。11H、21H、31H是氢元素的3种核素，基态H原子1s1的核外电子排布，使得H既可以形成H+又可以形成H-，还能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢反应中，H2O(g)与足量C(s)反应生成1mol H2(g)和1mol CO(g)吸收131.3kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCO3-在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO-。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是( ) A．H2具有还原性，可作为氢氧燃料电池的燃料 B．氨极易溶于水，液氨可用作制冷剂 C．H2O分子之间形成氢键，H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高 D．N2H4中的N原子与形成配位键，N2H4具有还原性 【答案】A 【解析】A项，H2具有还原性，可与氧气反应，作为氢氧燃料电池的燃料，A正确；B项，液氨可用作制冷剂主要原因是液氨汽化吸热，和氨极易溶于水无关，B错误；C项，H2O(g)的热稳定性比H2S(g)的高主要原因为氧氢键的键能高于硫氢键，和H2O分子之间形成氢键无关，C错误；D项，N2H4具有还原性在于N本身可以失电子，且N2H4中无配位键，D错误。故选A。 7．(2022·江苏卷，2，3分)少量Na2O2与H2O反应生成H2O2和NaOH。下列说法正确的是( ) A．Na2O2的电子式为 B．H2O的空间构型为直线形 C．H2O2中O元素的化合价为-1 D．NaOH仅含离子键 【答案】C 【解析】A项，过氧化钠是离子化合物，电子式是，A错误；B项，H2O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项，H2O2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项，NaOH中O和H之间是共价键，D错误；故选C。 8．(2022·江苏卷，5，3分)下列说法正确的是( ) A．金刚石与石墨烯中的C-C-C夹角都为 B．SiH4、SiCl4都是由极性键构成的非极性分子 C．锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为4s24p2 D．ⅣA族元素单质的晶体类型相同 【答案】B 【解析】A项，金刚石中的碳原子为正四面体结构，C-C-C夹角为109°28′，故A错误；B项，SiH4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；SiCl4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项，锗原子(32Ge)基态核外电子排布式为[Ar] 4s24p2，故C错误；D项，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。 9．(2021·江苏卷，2，3分)反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O可用于制备含氯消毒剂。下列说法正确的是( ) A．Cl2是极性分子 B．NaOH的电子式为 C．NaClO既含离子键又含共价键 D．Cl-与Na+具有相同的电子层结构 【答案】C 【解析】A项，氯气分子结构对称，正负电荷中心重合，为非极性分子，A错误；B项，NaOH为离子化合物，电子式为，B错误；C项，NaClO含有钠离子和次氯酸根形成的离子键，含有O原子和Cl原子形成的共价键，C正确；D项，Cl-有3层电子，Na+有2层电子，D错误；故选C。 10．(2021·江苏卷，6，3分)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·mol-1。大气中过量的NOx和水体中过量的NH4+、NO3-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、NH4+、NO3-的说法正确的是( ) A．NH3能形成分子间氢键 B．NO3-的空间构型为三角锥形 C．NH3与NH4+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 【解析】A项，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项，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项，NH3和NH4+都是sp3杂化，但NH3中存在一个孤电子对，是三角锥结构，而NH4+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项，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；故选A。 11．(2020·江苏卷，2，2分)反应8NH3+3Cl2=6NH4Cl+N2可用于氯气管道的检漏。下列表示相关微粒的化学用语正确的是( ) A．中子数为9的氮原子： B．N2分子的电子式： C．Cl2分子的结构式：Cl—Cl D．Cl-的结构示意图： 【答案】C 【解析】A项，N原子的质子数为7，中子数为9的氮原子的质量数为7+9=16，该氮原子表示为，A错误；B项，N2分子中两个N原子间形成3对共用电子对，N2分子的电子式为，B错误；C项，Cl2分子中两个Cl原子间形成1对共用电子对，Cl2分子的结构式为Cl—Cl，C正确；D项，Cl-的核电荷数为17，核外有18个电子，Cl-的结构示意图为，D错误；故选C。 12．(2020·江苏卷，21，12分)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵((NH4)3Fe(C6H5O7)2)。 (1)Fe基态核外电子排布式为___________；[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是________(填元素符号)。 (2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是____________；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为_______________。 (3)与NH4+互为等电子体的一种分子为_______________(填化学式)。 (4)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为_________mol。 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 O (2)sp3 N＞O＞C (3)CH4或SiH4 (4)7 【解析】(1)Fe核外有26个电子，其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2；由于H2O中O原子有孤对电子，因此[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是O；(2)NH3分子中氮原子价层电子对数为，因此氮杂化类型为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元素的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞C；(3)根据价电子数Si＝C＝N+，得出NH4+互为等电子体的分子是CH4或SiH4；(4)羧基的结构是，一个羧基中有碳原子与氧原子分别形成两个σ键，三个羧基有6个，还有一个羟基与碳原子相连形成一个σ键，因此1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为7mol。 13．(2019·江苏卷，21，12分)Cu2O广泛应用于太阳能电池领域。以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu₂O。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为____。 (2)的空间构型为____(用文字描述)；Cu2+与OH−反应能生成[Cu(OH)4]2−，[Cu(OH)4]2−中的配位原子为____(填元素符号)。 (3)抗坏血酸的分子结构如图1所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为____；推测抗坏血酸在水中的溶解性：____(填“难溶于水”或“易溶于水”)。 (4)一个Cu2O晶胞(见图2)中，Cu原子的数目为____。 【答案】(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2)正四面体 O (3)sp3、sp2 易溶于水 (4)4 【解析】(1)Cu位于第四周期IB族，其价电子排布式为3d104s1，因此Cu2＋基态核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9；(2)SO42－中S有4个σ键，孤电子对数为(6＋2－2－4×2)/2=0，因此SO42－空间构型为正四面体形；[Cu(OH)4]2－中Cu2＋提供空轨道，OH－提供孤电子对，OH－只有O有孤电子对，因此[Cu(OH)4]2－中的配位原子为O；(3)根据抗坏血酸的分子结构，该结构中有两种碳原子，单键的碳原子和双键的碳原子，单键碳原子以sp3杂化，双键的碳原子以sp2杂化；根据抗环血酸分子结构，其中含有－OH，能与水形成分子间氢键，增加在水中的溶解度，因此抗坏血酸易溶于水；(4)白球位于顶点和内部，属于该晶胞的个数为8×1/8+1=2，黑球全部位于晶胞内部，属于该晶胞的个数为4，化学式为Cu2O，因此白球为O原子，黑球为Cu原子，即Cu原子的数目为4。 14．(2018·江苏卷，21，12分)臭氧(O3)在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为SO42-和NO3-，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 (1)SO42-中心原子轨道的杂化类型为___________；NO3-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)N2分子中σ键与π键的数目比n(σ)∶n(π)=__________________。 (5)[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。 【答案】[物质结构与性质] (1)sp3 平面(正)三角形 (2)[Ar]3d6或1s22s22p63s23p63d6 (3)NO2− (4)1∶2 (5) 【解析】(1)SO42-中中心原子S的价层电子对数为(6+2-4×2)+4=4，SO42-中S为sp3杂化。NO3-中中心原子N的孤电子对数为(5+1-3×2)=0，成键电子对数为3，价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形，由于N原子上没有孤电子对，NO3-的空间构型为平面(正)三角形。(2)Fe原子核外有26个电子，根据构造原理，基态Fe的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，基态Fe2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。(3)用替代法，与O3互为等电子体的一种阴离子为NO2-。(4)N2的结构式为N≡N，三键中含1个σ键和2个π键，N2分子中σ键与π键的数目比为n(σ)：n(π)=1:2。(5)根据化学式，缺少的配体是NO和H2O，NO中N为配位原子，H2O中O上有孤电子对，O为配位原子，答案为：。 15．(2017·江苏卷，21，12分)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)Fe3+基态核外电子排布式为____________________。 (2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______________，1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为______________。 (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____________________。 (5)某FexNy的晶胞如题21图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如题21图-2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 【答案】(1)[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5 (2)sp2和sp3 9 mol (3)H<C<O (4)乙醇分子间存在氢键 (5)Fe3CuN 【解析】(1)铁是26号，Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5；(2)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个σC―H键，1个σC―C键，为sp3 杂化，羰基中的C形成3个σC―C键，一个π键，故C的杂化方式为sp2；据以上分析1 mol 丙酮分子中含有σ键的数目为9 mol；(3)C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H<C<O；(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为乙醇分子间存在氢键；丙酮分子中无与电负性较大的O原子相连的H原子，不能形成氢键；(5)a位置Fe：8×1/8=1，b位置Fe，6×1/2=3，N为1个，从题21图-2看出：Cu替代a位置Fe型产物的能量更低，将化学式由Fe3FeN用铜替换为Fe3CuN。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！20 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$