第二章 分子结构与性质-2024-2025学年高二化学期末复习系列（十年高考真题同步学与考）

一、共价键 1．共价键的概念和特征 （1）概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 （2）特征： ①饱和性：决定分子的组成 ②方向性：决定了分子的立体构型；并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。 2．共价键的类型 按成键原子的原子轨道重叠方式分类，分为σ键和π键。 （1）σ键 形成 由成键原子的s轨道或p轨道重叠形成 类型 s－s型 s－p型 p－p型 特征 以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称 （2）π键 形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 p－p π键 特征 π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂 （3）判断σ键、π键的一般规律 共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。 3．乙烷、乙烯、乙炔成键情况 名称 乙烷 乙烯 乙炔 分子结构 碳碳键成键方式 1个σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 【特别提示】分子中σ键与π键的判断方法 （1）根据成键原子的价电子数来判断能形成几个共用电子对。 （2）如果只有一个共用电子对，则该共价键一定是σ键；如果形成多个共用电子对时，则先形成1个σ键，另外的原子轨道形成π键。 二、键参数——键能、键长与键角 1．键能 （1）概念：键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的单位是kJ•mol－1。键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值。 （2） 键能的应用 ①表示共价键的强弱：键能越大，断开化学键时需要的能量越多，则化学键越稳定。 ②判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 ③判断化学反应的能量变化：在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和；ΔH＜0时，为放热反应；ΔH＞0时，为吸热反应。 2．键长 （1）概念：键长是构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 （2）键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。 （3）键长的比较方法 ①根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。 ②根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。 3．键角 （1）键角是指在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。在多原子分子中的键角是一定的，这表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。 （2）常见分子的键角与空间结构 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28′ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角锥形 107° NH3 V形(或角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH 【特别提示】 （1）键能越大，键长越短，分子越稳定。 （2）分子的稳定性，由键长和键能决定；分子的空间结构由键长和键角决定。 考点03 多样的分子空间结构 1．三原子分子的立体构型 三原子分子的立体构型有直线形和V形两种。 化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CO2 180° 直线形 H2O 105° V形 2．四原子分子的立体构型 四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型。 化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CH2O 约120° 平面三角形 NH3 107° 三角锥形 3．五原子分子的立体构型 五原子分子的立体构型更多，最常见的是四面体形。 化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CH4 109°28′ 正四面体形 CCl4 109°28′ 正四面体形 四、价层电子对互斥模型 1．价层电子对互斥模型 分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。 2．价层电子对 VSEPR的“价层电子对”是指分子中中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 3．价层电子对确定方法 价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数。其中，σ键电子对数＝B原子的个数(以ABx型分子为例，σ键电子对数＝x)，孤电子对数＝12 (a－xb) （1）a表示中心原子的价电子数。 对于主族元素：a＝原子的最外层电子数。 对于阳离子：a＝中心原子的价电子数－离子的电荷数。 对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)。 （2）x表示与中心原子结合的原子数。 （3）b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。 4．VSEPR模型与分子或离子的空间结构 分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称 CO2 0 2 直线形 直线形 SO2 1 3 平面三角形 V形 CO 0 3 平面三角形 平面三角形 H2O 2 4 四面体形 V形 NH3 1 4 四面体形 三角锥形 CH4 0 4 正四面体形 正四面体形 五、利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构 1．价层电子对互斥模型要点 （1）对于ABx型分子中，几何构型主要取决于中心原子A价层电子对的相互排斥。价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数。 （2）中心原子的价层电子对数和立体构型的关系 价层电子对数 2 3 4 5 6 立体构型 直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥 正八面体 （3）价层电子对之间相互排斥作用大小 孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对 2．用价层电子对互斥模型判断共价分子或离子立体构型 （1）确定中心原子的价层电子对数 ①对于ABx型分子，σ键电子对＝B原子的个数，如H2O的中心原子是O，有2对σ键电子对。 ②中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)，其中a为中心原子的价电子数，x为B原子的个数，b为B最多能接受的电子数。 ③对于阳(或阴)离子来说，a为中心原子的价电子数减去(或加上)离子的电荷数。 ④中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数 （2）根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 （3）略去孤电子对，确定分子构型 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 电子对的排列方式 VSEPR模型 分子或离子的立体构型 实例 2 0 2 直线形 直线形 HgCl2、BeCl2、CO2 3 0 三角形 平面三角形 BF3、AlCl3 2 1 3 V形 SnBr2、PbCl2 4 0 四面体形 正四面体形 CH4、CCl4 3 1 4 三角锥形 NH3、NF3 2 2 V形 H2O 3．价层电子对之间的斥力大小 （1）由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核，因而价层电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。 （2）孤电子对数越多，与成键电子对斥力越大，成键原子所形成的键角越小。例如H3O＋和H2O键角大小，H3O＋中O只有一个孤电子对，而H2O中O有两个孤电子对，所以H3O＋的键角大于H2O分子的键角。 （3）结构相同的物质，元素的电负性越大，吸引电子的能力越强，成键电子对距离中心原子较近，成键电子对之间的斥力越大，键角越大。例如NH3、PH3、AsH3中，中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，NH3分子的中心原子N的电负性大，成键电子对距离中心原子较近，键角越大，所以这三种物质键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3。 六、杂化轨道理论 1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH4分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道发生混杂，得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28′，称为sp3杂化轨道，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—Hσ键，呈现正四面体的空间结构。 2．杂化轨道的形成及其特点 （1）杂化轨道的形成：杂化原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程，杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道。 （2）杂化轨道的特点： ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数。 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向。 ③杂化使原子轨道的成键能力增强。 3．杂化轨道类型及其空间结构 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道及数目 1个s轨道和1个p轨道 1个s轨道和2个p轨道 1个s轨道和3个p轨道 杂化轨道的数目 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 立体构型名称 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 CO2、C2H2 BF3、HCHO CH4、CCl4 （1）sp3杂化轨道 （2）sp2杂化轨道 （3）sp杂化轨道 七、杂化类型及分子空间结构的判断 1．原子轨道的杂化过程 2．杂化类型与分子构型 （1）当杂化轨道全部用于形成σ键时 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道组成 一个ns轨道和一个np轨道 一个ns轨道和两个np轨道 一个ns轨道和三个np轨道 轨道夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道 示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构 示意图 分子构型 直线形 平面三角形 正四面体形 （2）当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。在杂化轨道的基础上，略去孤电子对，即为分子的立体构型。 （3）sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。 3．中心原子轨道杂化类型的判断 （1）利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断成为分子构型的思路： 价层电子对VSEPR模型杂化轨道构型。 （2）根据VSEPR模型判断： VSEPR模型 四面体形 三角形 直线形 杂化类型 sp3 sp2 sp （3）有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。 4．等电子原理 原子总数相同、价电子总数相同的分子，具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。满足等电子原理的分子称为等电子体。例如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体。 八、共价键的极性 1．共价键的极性和分子的极性 （1）共价键的极性 分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 不同元素的原子 同种元素的原子 电子对 发生偏移 不发生偏移 成键原子的电性 一个原子呈正电性(δ+)，一个原子呈负电性(δ-) 呈电中性 （2）极性分子和非极性分子 极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。 非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。 2．化学键极性和分子极性的关系 3．分子极性的判断方法 （1）只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。 （2）含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。 （3）含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。 （4）判断ABn型分子极性的经验规律： ①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。 ②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。 4．键的极性对化学性质的影响 （1）共价键的极性越强，键的活泼性也越强，容易发生断裂，易发生相关的化学反应。 （2）成键元素的原子吸引电子能力越强，电负性越大，共价键的极性就越强，在化学反应中该分子的反应活性越强，在化学反应中越容易断裂。 5．羧酸的酸性比较 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。 （1）三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于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F3—C的极性大于Cl3—C的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更易电离，酸性更强。 （2）烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越小。 【特别提示】 （1）极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。 （2）键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。 （3）分子的极性判断的方法 九、分子间作用力 1．范德华力 （1）概念及实质 范德华力是普遍存在于分子之间的一种作用力，其实质是电性作用。 （2）特征 范德华力很弱，比化学键弱得多。范德华力没有方向性和饱和性。 （3）影响因素 ①分子结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。 ②分子的极性越大，范德华力越大。 （4）对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质，范德华力越强，物质的熔点、沸点越高。 2．氢键 （1）概念：氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间形成的作用力。 （2）表示方法：通常用X—H…Y—表示氢键，其中X、Y为N、O、F，“—”表示的共价键，“…”表示的氢键。例如： （3）氢键的分类及其特征 ①氢键分为分子间氢键和分子内氢键； ②氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级。 （4）氢键对物质性质的影响 当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 十、分子间作用力对物质性质的影响 1．范德华力对物质性质的影响 （1）对物质熔、沸点的影响 ①通常组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。 ②相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2<CO。 （2）对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。 2．氢键对物质性质的影响 （1）氢键对物质熔、沸点的影响 ①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏普通的分子间作用力外，还需要破坏分子间的氢键，消耗更多的能量，所以存在着分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。 例如：ⅤA～ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键，如图所示。 ②有机物能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。 （2）氢键对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子形成氢键有关。 （3）氢键的存在引起密度的变化 由于水分子之间的氢键，水结冰时体积变大而密度变小；冰融化成水时，体积减小而密度变大；在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成“缔合分子”，导致这种水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。 3．物质溶解性的判断与比较 （1）依据“相似相溶”规律 非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂；极性溶质一般易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。 （2）依据溶质与溶剂之间是否存在氢键 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如NH3、HF极易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因为它们与水分子间形成氢键。 （3）依据分子结构的相似性 溶质与溶剂分子结构的相似程度越大，其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。 【特别提示】 （1）范德华力与氢键只影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）氢键：分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大。如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。 （3）影响物质水溶性的因素有氢键、极性相似相溶、结构相似相溶以及反应等。 十一、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，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体。 2．手性分子 有手性异构体的分子叫做手性分子。如：乳酸()分子。 3．手性分子的确定 （1）两个分子具有完全相同的组成和原子排列； （2）两个分子互为镜像； （3）两个分子在三维空间里不能重合。 （4）有机物分子中如果有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，具有手性异构体。 4．手性碳原子的确定 （1）碳原子连接了四个不同的原子或基团，形成的化合物存在手性异构，则该碳原子称为手性原子。如，其中*C即为手性碳原子。 （2）不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子)一定不是手性碳原子。 【特别提示】判断手性碳原子的方法 判断一种有机物是否具有手性碳原子，就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如：，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，中心碳原子即为手性碳原子。 1．（2021·湖北·高考真题）“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是 A．CO2是Ⅴ形的极性分子 B．CO2可催化还原为甲酸 C．CO2晶体可用于人工增雨 D．CO2是侯氏制碱法的原料之一 2．（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 3．（2025·浙江·高考真题）下列属于极性分子的是 A． B． C． D． 4．（2024·湖南·高考真题）通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是 A．P为非极性分子，Q为极性分子 B．第一电离能： C．和所含电子数目相等 D．P和Q分子中C．B和N均为杂化 5．（2007·天津·高考真题）下列关于粒子结构的描述不正确的是 A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子 B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子 C．CH2C12和CCl4均是四面体构型的非极性分子 D．1 mol D216O中含中子、质子、电子各10 NA（NA代表阿伏加德罗常数的值） 6．（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 7．（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 8．（2023·河北·高考真题）下列说法正确的是 A．的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体 B．若型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同 C．干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性 D．和都是既含键又含键的非极性分子 10．（2024·山东·高考真题）由O、F、I组成化学式为的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 A．图中O(白色小球)代表F原子 B．该化合物中存在过氧键 C．该化合物中I原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 11．（2022·辽宁·高考真题）下列符号表征或说法正确的是 A．电离：H2S=HS- + H+ B．位于元素周期表p区 C．空间结构：平面三角形 D．电子式：   12．（2024·河北·高考真题）是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：。下列有关化学用语或表述正确的是 A．的形成过程可表示为 B．中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在、石墨、金刚石中，碳原子有和三种杂化方式 D．和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 13．（2024·湖北·高考真题）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 A．理论认为模型与分子的空间结构相同 B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D．杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 14．（2022·天津·高考真题）下列物质沸点的比较，正确的是 A． B．HF>HCl C． D． 15．（2022·湖北·高考真题）硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备：，下列说法正确的是 A．不能被氧化 B．溶液显碱性 C．该制备反应是熵减过程 D．的热稳定性比的高 16．（2024·湖北·高考真题）在超高压下转化为平行六面体的分子(如图)。下列说法错误的是 A．和互为同素异形体 B．中存在不同的氧氧键 C．转化为是熵减反应 D．常压低温下能稳定存在 17．（2024·江西·高考真题）我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下)，制得的[N=C=N]2﹣离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 15N2+C(石墨)+2LiHLi2[15NC15N]+H2 A．22.4L15N2含有的中子数为16NA B．12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA C．1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NA D．生成1mol H2时，总反应转移的电子数为6NA 18．（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 19．（2024·甘肃·高考真题）温室气体在催化剂作用下可分解为和，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是 A．相同条件下比稳定 B．与的空间构型相同 C．中键比键更易断裂 D．中键和大键的数目不相等 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共54分） 1．（2016·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．HCl属于共价化合物，溶于水能电离出H+和Cl- B．NaOH是离子化合物，该物质中只含离子键 C．HI气体受热分解的过程中，只需克服分子间作用力 D．石英和干冰均为原子晶体 2．（2012·上海·高考真题）PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断错误的是 A．PH3分子呈三角锥形 B．PH3分子是极性分子 C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P-H键键能低 D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N-H键键能高 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 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．稳定性： B．键长： C．熔点： D．硬度：金刚石>晶体硅 4．（2023·北京·高考真题）下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是 A．键的键能小于键的键能 B．三氟乙酸的大于三氯乙酸的 C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D．气态氟化氢中存在，而气态氯化氢中是分子 5．（2024·江西·高考真题）科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是 A．分子的极性：SiH4>NH3 B．键的极性：H—Cl>H—H C．键角：H2O>CH4 D．分子中三键的键长：HC≡N>HC≡CH 6．（2021·山东·高考真题）关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是 A．CH3OH为极性分子 B．N2H4空间结构为平面形 C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C．O、N杂化方式均相同 7．（2023·山东·高考真题）下列分子属于极性分子的是 A． B． C． D． 8．（2023·重庆·高考真题）和均可发生水解反应，其中的水解机理示意图如下： 下列说法正确的是 A．和均为极性分子 B．和中的均为杂化 C．和的水解反应机理相同 D．和均能与形成氢键 9．（2024·重庆·高考真题）下列各分子既含有杂化的原子又能与形成氢键的是 A． B． C． D． 10．（2023·新课标卷·高考真题）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。 下列说法正确的是 A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能： C．基态原子未成对电子数： D．晶体中B．N和O原子轨道的杂化类型相同 11．（2024·浙江·高考真题）X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半径最小，短周期中M电负性最小，Z与Y、Q相邻，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等，下列说法不正确的是 A．沸点： B．M与Q可形成化合物、 C．化学键中离子键成分的百分数： D．与离子空间结构均为三角锥形 12．（2024·海南·高考真题）过氧化脲[]是一种常用的消毒剂，可由过氧化氢()和脲加合而成，代表性结构如图所示。下列关于过氧化脲的说法正确的是 A．所有原子处于同一平面 B．氧的化合价均为-2价 C．杀菌能力源于其氧化性 D．所有共价键均为极性键 13．（2023·天津·高考真题）常温下，二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，具有强氧化性，已被联合国卫生组织(WTO)列为Al级高效安全消毒剂。已知，工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应，其反应的化学方程式：CH3OH+6NaClO3+3H2SO4=CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O，则下列说法正确的是 A．CO2是非极性分子 B．键角：ClO<ClO C．NaClO3在反应中做还原剂 D．ClO2分子空间构型为直线形 14．（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S D．原子满足8电子稳定结构 15．（2023·湖北·高考真题）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．和的VSEPR模型均为四面体 B．和的空间构型均为平面三角形 C．和均为非极性分子 D．与的键角相等 16．（2023·天津·高考真题）下表列出25℃时不同羧酸的(即)。根据表中的数据推测，结论正确的是 羧酸 pKa 4.76 2.59 2.87 2.90 A．酸性强弱： B．对键合电子的吸引能力强弱：F<Cl<Br C．25℃时的pKa大小： D．25℃时0.1mol/L溶液的碱性强弱： 17．（2023·新课标卷·高考真题）“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼()，其反应历程如下所示。 下列说法错误的是 A．、和均为极性分子 B．反应涉及、键断裂和键生成 C．催化中心的被氧化为，后又被还原为 D．将替换为，反应可得 18．（2024·福建·高考真题）我国科学家预测了稳定的氮单质分子(结构如图)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．的键电子数为 B．的(价层)孤电子对数为 C．的杂化N原子数为 D．完全分解，产生的分子数为 二、解答题（共46分） 19．（2024·北京·高考真题）（6分）锡()是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。 （1）位于元素周期表的第5周期第IVA族。写出的基态原子最外层轨道表示式： 。 （2）和是锡的常见氯化物，可被氧化得到。 ①分子的模型名称是 。 ②的键是由锡的 轨道与氯的轨道重叠形成σ键。 20．（2020·全国·高考真题）（12分）氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题： （1）H、B．N中，原子半径最大的是 。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素 的相似。 （2）NH3BH3分子中，N—B化学键称为 键，其电子对由 提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH3++9H2，的结构如图所示：；在该反应中，B原子的杂化轨道类型由 变为 。 （3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ+)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)，电负性大小顺序是 。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式)，其熔点比NH3BH3 (填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在 ，也称“双氢键”。 21．（2016·江苏·高考真题）（10分）[Zn(CN)4]2–在水溶液中与HCHO发生如下反应： 4HCHO+[Zn(CN)4]2–+4H++4H2O=[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN （1）Zn2+基态核外电子排布式为 。 （2）1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为 mol。 （3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是 。 （4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。 （5）[Zn(CN)4]2–中Zn2+与CN–的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2–的结构可用示意图表示为 。 22．（2018·江苏·高考真题）（18分）臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为和，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 （1）中心原子轨道的杂化类型为 ；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。 20 / 22 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$ 一、共价键 1．共价键的概念和特征 （1）概念：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。 （2）特征： ①饱和性：决定分子的组成 ②方向性：决定了分子的立体构型；并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。 2．共价键的类型 按成键原子的原子轨道重叠方式分类，分为σ键和π键。 （1）σ键 形成 由成键原子的s轨道或p轨道重叠形成 类型 s－s型 s－p型 p－p型 特征 以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称 （2）π键 形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成 p－p π键 特征 π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂 （3）判断σ键、π键的一般规律 共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。 3．乙烷、乙烯、乙炔成键情况 名称 乙烷 乙烯 乙炔 分子结构 碳碳键成键方式 1个σ键 1个σ键、1个π键 1个σ键、2个π键 【特别提示】分子中σ键与π键的判断方法 （1）根据成键原子的价电子数来判断能形成几个共用电子对。 （2）如果只有一个共用电子对，则该共价键一定是σ键；如果形成多个共用电子对时，则先形成1个σ键，另外的原子轨道形成π键。 二、键参数——键能、键长与键角 1．键能 （1）概念：键能是指气态分子中1 mol化学键解离成气态原子所吸收的能量。键能的单位是kJ•mol－1。键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值。 （2） 键能的应用 ①表示共价键的强弱：键能越大，断开化学键时需要的能量越多，则化学键越稳定。 ②判断分子的稳定性：结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。 ③判断化学反应的能量变化：在化学反应中，旧化学键的断裂吸收能量，新化学键的形成释放能量，因此反应焓变与键能的关系为ΔH＝反应物键能总和－生成物键能总和；ΔH＜0时，为放热反应；ΔH＞0时，为吸热反应。 2．键长 （1）概念：键长是构成化学键的两个原子的核间距，因此原子半径决定化学键的键长，原子半径越小，共价键的键长越短。 （2）键长与共价键的稳定性之间的关系：共价键的键长越短，往往键能越大，表明共价键越稳定。 （3）键长的比较方法 ①根据原子半径比较，同类型的共价键，成键原子的原子半径越小，键长越短。 ②根据共用电子对数比较，相同的两个原子间形成共价键时，单键键长＞双键键长＞三键键长。 3．键角 （1）键角是指在多原子分子中，两个相邻共价键之间的夹角。在多原子分子中的键角是一定的，这表明共价键具有方向性。键角是描述分子空间结构的重要参数，分子的许多性质都与键角有关。 （2）常见分子的键角与空间结构 分子空间结构 键角 实例 正四面体形 109°28′ CH4、CCl4 平面形 120° 苯、乙烯、BF3 三角锥形 107° NH3 V形(或角形) 105° H2O 直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH 【特别提示】 （1）键能越大，键长越短，分子越稳定。 （2）分子的稳定性，由键长和键能决定；分子的空间结构由键长和键角决定。 考点03 多样的分子空间结构 1．三原子分子的立体构型 三原子分子的立体构型有直线形和V形两种。 化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CO2 180° 直线形 H2O 105° V形 2．四原子分子的立体构型 四原子分子大多数采取平面三角形和三角锥形两种立体构型。 化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CH2O 约120° 平面三角形 NH3 107° 三角锥形 3．五原子分子的立体构型 五原子分子的立体构型更多，最常见的是四面体形。 化学式 电子式 结构式 键角 立体构型 立体构型名称 CH4 109°28′ 正四面体形 CCl4 109°28′ 正四面体形 四、价层电子对互斥模型 1．价层电子对互斥模型 分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。 2．价层电子对 VSEPR的“价层电子对”是指分子中中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。 3．价层电子对确定方法 价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数。其中，σ键电子对数＝B原子的个数(以ABx型分子为例，σ键电子对数＝x)，孤电子对数＝12 (a－xb) （1）a表示中心原子的价电子数。 对于主族元素：a＝原子的最外层电子数。 对于阳离子：a＝中心原子的价电子数－离子的电荷数。 对于阴离子：a＝中心原子的价电子数＋离子的电荷数(绝对值)。 （2）x表示与中心原子结合的原子数。 （3）b表示与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，氢为1，其他原子＝8－该原子的价电子数。 4．VSEPR模型与分子或离子的空间结构 分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子的空间结构名称 CO2 0 2 直线形 直线形 SO2 1 3 平面三角形 V形 CO 0 3 平面三角形 平面三角形 H2O 2 4 四面体形 V形 NH3 1 4 四面体形 三角锥形 CH4 0 4 正四面体形 正四面体形 五、利用价层电子对互斥模型判断分子或离子的空间结构 1．价层电子对互斥模型要点 （1）对于ABx型分子中，几何构型主要取决于中心原子A价层电子对的相互排斥。价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数。 （2）中心原子的价层电子对数和立体构型的关系 价层电子对数 2 3 4 5 6 立体构型 直线形 平面三角形 正四面体 三角双锥 正八面体 （3）价层电子对之间相互排斥作用大小 孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对 2．用价层电子对互斥模型判断共价分子或离子立体构型 （1）确定中心原子的价层电子对数 ①对于ABx型分子，σ键电子对＝B原子的个数，如H2O的中心原子是O，有2对σ键电子对。 ②中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)，其中a为中心原子的价电子数，x为B原子的个数，b为B最多能接受的电子数。 ③对于阳(或阴)离子来说，a为中心原子的价电子数减去(或加上)离子的电荷数。 ④中心原子价层电子对数＝σ键电子对数＋中心原子的孤电子对数 （2）根据中心原子价层电子对数确定VSEPR模型 （3）略去孤电子对，确定分子构型 σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。 σ键电子对数 孤电子对数 价层电子对数 电子对的排列方式 VSEPR模型 分子或离子的立体构型 实例 2 0 2 直线形 直线形 HgCl2、BeCl2、CO2 3 0 三角形 平面三角形 BF3、AlCl3 2 1 3 V形 SnBr2、PbCl2 4 0 四面体形 正四面体形 CH4、CCl4 3 1 4 三角锥形 NH3、NF3 2 2 V形 H2O 3．价层电子对之间的斥力大小 （1）由于孤电子对比成键电子对更靠近中心原子的原子核，因而价层电子对之间的斥力大小顺序：孤电子对与孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对与成键电子对之间的斥力。 （2）孤电子对数越多，与成键电子对斥力越大，成键原子所形成的键角越小。例如H3O＋和H2O键角大小，H3O＋中O只有一个孤电子对，而H2O中O有两个孤电子对，所以H3O＋的键角大于H2O分子的键角。 （3）结构相同的物质，元素的电负性越大，吸引电子的能力越强，成键电子对距离中心原子较近，成键电子对之间的斥力越大，键角越大。例如NH3、PH3、AsH3中，中心原子都是sp3杂化，都有1对孤电子对，NH3分子的中心原子N的电负性大，成键电子对距离中心原子较近，键角越大，所以这三种物质键角由大到小的顺序为NH3＞PH3＞AsH3。 六、杂化轨道理论 1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的形成 在形成CH4分子时，碳原子的2s轨道和3个2p轨道发生混杂，得到4个新的能量相同、方向不同的轨道，各指向正四面体的4个顶角，夹角109°28′，称为sp3杂化轨道，碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个H原子的1s轨道重叠形成4个C—Hσ键，呈现正四面体的空间结构。 2．杂化轨道的形成及其特点 （1）杂化轨道的形成：杂化原子内部能量相近的原子轨道重新组合的过程，杂化后形成的新的能量相同的一组原子轨道。 （2）杂化轨道的特点： ①杂化轨道数等于参与杂化的原子轨道数。 ②杂化改变了原子轨道的形状、方向。 ③杂化使原子轨道的成键能力增强。 3．杂化轨道类型及其空间结构 杂化类型 sp sp2 sp3 参与杂化的原子轨道及数目 1个s轨道和1个p轨道 1个s轨道和2个p轨道 1个s轨道和3个p轨道 杂化轨道的数目 2 3 4 杂化轨道间的夹角 180° 120° 109°28′ 立体构型名称 直线形 平面三角形 正四面体形 实例 CO2、C2H2 BF3、HCHO CH4、CCl4 （1）sp3杂化轨道 （2）sp2杂化轨道 （3）sp杂化轨道 七、杂化类型及分子空间结构的判断 1．原子轨道的杂化过程 2．杂化类型与分子构型 （1）当杂化轨道全部用于形成σ键时 杂化类型 sp sp2 sp3 轨道组成 一个ns轨道和一个np轨道 一个ns轨道和两个np轨道 一个ns轨道和三个np轨道 轨道夹角 180° 120° 109°28′ 杂化轨道 示意图 实例 BeCl2 BF3 CH4 分子结构 示意图 分子构型 直线形 平面三角形 正四面体形 （2）当杂化轨道中有未参与成键的孤电子对时由于孤电子对参与互相排斥，会使分子的构型与杂化轨道的形状有所区别。在杂化轨道的基础上，略去孤电子对，即为分子的立体构型。 （3）sp、sp2两种杂化形式中还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只用于形成σ键或者用来容纳未参与成键的孤电子对。 3．中心原子轨道杂化类型的判断 （1）利用价层电子对互斥理论、杂化轨道理论判断成为分子构型的思路： 价层电子对VSEPR模型杂化轨道构型。 （2）根据VSEPR模型判断： VSEPR模型 四面体形 三角形 直线形 杂化类型 sp3 sp2 sp （3）有机物中碳原子杂化类型的判断：饱和碳原子采取sp3杂化，连接双键的碳原子采取sp2杂化，连接三键的碳原子采取sp杂化。 4．等电子原理 原子总数相同、价电子总数相同的分子，具有相似的化学键特征，它们的许多性质是相近的。满足等电子原理的分子称为等电子体。例如CO和N2具有相同的原子总数和相同的价电子总数，属于等电子体。 八、共价键的极性 1．共价键的极性和分子的极性 （1）共价键的极性 分类 极性共价键 非极性共价键 成键原子 不同元素的原子 同种元素的原子 电子对 发生偏移 不发生偏移 成键原子的电性 一个原子呈正电性(δ+)，一个原子呈负电性(δ-) 呈电中性 （2）极性分子和非极性分子 极性分子：正电中心和负电中心不重合的分子。 非极性分子：正电中心和负电中心重合的分子。 2．化学键极性和分子极性的关系 3．分子极性的判断方法 （1）只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多数是非极性分子。如O2、H2、P4、C60。 （2）含有极性键的双原子分子都是极性分子。如HCl、HF、HBr。 （3）含有极性键的多原子分子，空间结构对称的是非极性分子；空间结构不对称的是极性分子。 （4）判断ABn型分子极性的经验规律： ①若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子；若不等，则为极性分子。 ②若中心原子有孤电子对，则为极性分子；若无孤电子对，则为非极性分子。如CS2、BF3、SO3、CH4为非极性分子；H2S、SO2、NH3、PCl3为极性分子。 4．键的极性对化学性质的影响 （1）共价键的极性越强，键的活泼性也越强，容易发生断裂，易发生相关的化学反应。 （2）成键元素的原子吸引电子能力越强，电负性越大，共价键的极性就越强，在化学反应中该分子的反应活性越强，在化学反应中越容易断裂。 5．羧酸的酸性比较 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。 （1）三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于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F3—C的极性大于Cl3—C的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更易电离，酸性更强。 （2）烃基是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的烃基的极性越小，羧酸的酸性越弱。甲酸的酸性大于乙酸的，乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长，酸性的差异越来越小。 【特别提示】 （1）极性分子中一定有极性键，非极性分子中不一定含有非极性键。例如CH4是非极性分子，只含有极性键。含有非极性键的分子不一定为非极性分子，如H2O2是含有非极性键的极性分子。 （2）键的极性只取决于成键原子的元素种类或电负性的差异，与其他因素无关。 （3）分子的极性判断的方法 九、分子间作用力 1．范德华力 （1）概念及实质 范德华力是普遍存在于分子之间的一种作用力，其实质是电性作用。 （2）特征 范德华力很弱，比化学键弱得多。范德华力没有方向性和饱和性。 （3）影响因素 ①分子结构和组成相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大。 ②分子的极性越大，范德华力越大。 （4）对物质性质的影响 范德华力主要影响物质的物理性质，范德华力越强，物质的熔点、沸点越高。 2．氢键 （1）概念：氢键是由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子(如水分子中的氢)与另一个电负性很大的原子(如水分子中的氧)之间形成的作用力。 （2）表示方法：通常用X—H…Y—表示氢键，其中X、Y为N、O、F，“—”表示的共价键，“…”表示的氢键。例如： （3）氢键的分类及其特征 ①氢键分为分子间氢键和分子内氢键； ②氢键不属于化学键，属于一种较弱的作用力，比化学键的键能小1～2个数量级。 （4）氢键对物质性质的影响 当形成分子间氢键时，物质的熔、沸点将升高。 十、分子间作用力对物质性质的影响 1．范德华力对物质性质的影响 （1）对物质熔、沸点的影响 ①通常组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的熔、沸点通常越高。如熔、沸点：F2<Cl2<Br2<I2；CF4<CCl4<CBr4<CI4。 ②相对分子质量相近的物质，分子的极性越小，范德华力越小，物质的熔、沸点通常越低。如熔、沸点：N2<CO。 （2）对物质溶解性的影响 溶质分子与溶剂分子间的范德华力越大，则溶质分子的溶解度越大。如I2、Br2与苯分子间的范德华力较大，故I2、Br2易溶于苯中，而水与苯分子间的范德华力很小，故水很难溶于苯中。 2．氢键对物质性质的影响 （1）氢键对物质熔、沸点的影响 ①分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除破坏普通的分子间作用力外，还需要破坏分子间的氢键，消耗更多的能量，所以存在着分子间氢键的物质一般具有较高的熔点和沸点。 例如：ⅤA～ⅦA族元素的氢化物中，NH3、H2O和HF的熔、沸点比同主族相邻元素的氢化物的熔、沸点高，这种反常现象是由于它们各自的分子间形成了氢键，如图所示。 ②有机物能形成分子内氢键的，其熔、沸点比能形成分子间氢键的物质的低。如邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键，当对羟基苯甲醛熔化时，需要较多的能量克服分子间氢键，所以对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点。 （2）氢键对物质溶解度的影响 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶解度增大。由于氨分子与水分子间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。低级的醇、醛、酮等可溶于水，都与它们的分子能与水分子形成氢键有关。 （3）氢键的存在引起密度的变化 由于水分子之间的氢键，水结冰时体积变大而密度变小；冰融化成水时，体积减小而密度变大；在接近水的沸点的水蒸气中存在相当量的水分子因氢键而相互“缔合”，形成“缔合分子”，导致这种水蒸气的相对分子质量比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大。 3．物质溶解性的判断与比较 （1）依据“相似相溶”规律 非极性溶质一般易溶于非极性溶剂，难溶于极性溶剂；极性溶质一般易溶于极性溶剂，难溶于非极性溶剂。 （2）依据溶质与溶剂之间是否存在氢键 如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质溶解度增大，且氢键作用力越大，溶解性越好。如NH3、HF极易溶于水；甲醇、乙醇、乙二醇、丙三醇、甲酸、乙酸、甲醛、乙醛、氨基乙酸、乙胺等易溶于水，就是因为它们与水分子间形成氢键。 （3）依据分子结构的相似性 溶质与溶剂分子结构的相似程度越大，其溶解度越大。如烃基越大的醇(羧酸、醛)在水中的溶解度越小。 【特别提示】 （1）范德华力与氢键只影响物质的物理性质，而化学键主要影响物质的化学性质。 （2）氢键：分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大。如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3。 （3）影响物质水溶性的因素有氢键、极性相似相溶、结构相似相溶以及反应等。 十一、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，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里不能叠合，互称手性异构体。 2．手性分子 有手性异构体的分子叫做手性分子。如：乳酸()分子。 3．手性分子的确定 （1）两个分子具有完全相同的组成和原子排列； （2）两个分子互为镜像； （3）两个分子在三维空间里不能重合。 （4）有机物分子中如果有一个手性碳原子，则该有机物分子就是手性分子，具有手性异构体。 4．手性碳原子的确定 （1）碳原子连接了四个不同的原子或基团，形成的化合物存在手性异构，则该碳原子称为手性原子。如，其中*C即为手性碳原子。 （2）不饱和碳原子(如碳碳双键、—C≡C—等中的碳原子)一定不是手性碳原子。 【特别提示】判断手性碳原子的方法 判断一种有机物是否具有手性碳原子，就看该有机物含有的碳原子是否连有四个互不相同的原子或基团。如：，R1、R2、R3、R4是互不相同的原子或基团，中心碳原子即为手性碳原子。 1．（2021·湖北·高考真题）“碳中和”有利于全球气候改善。下列有关CO2的说法错误的是 A．CO2是Ⅴ形的极性分子 B．CO2可催化还原为甲酸 C．CO2晶体可用于人工增雨 D．CO2是侯氏制碱法的原料之一 【答案】A 【解析】A．CO2的中心原子C的价层电子对数为2，无孤电子对，CO2的空间构型为直线形，其正负电荷中心重合，为非极性分子，A项错误；B．CO2可以被H2在催化剂作用下还原为甲酸，B项正确；C．固态二氧化碳(干冰)升华时吸热，可用于人工增雨，C项正确；D．侯氏制碱法中发生反应： NaC1 + H2O + NH3 +CO2= NaHCO3↓+NH4C1，CO2是生产原料之一，D项正确；故选A。 2．（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 【解析】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。 3．（2025·浙江·高考真题）下列属于极性分子的是 A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．HCl是由极性键形成的双原子分子，正负电荷中心不重合，属于极性分子，A符合题意；B．N2是非极性键形成的单质分子，正负电荷中心重合，属于非极性分子，B不符合题意；C．He是单原子分子，正负电荷中心重合，属于非极性分子，C不符合题意；D．CH4是由极性键形成的正四面体结构，正负电荷中心重合，属于非极性分子，D不符合题意；答案选A。 4．（2024·湖南·高考真题）通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是 A．P为非极性分子，Q为极性分子 B．第一电离能： C．和所含电子数目相等 D．P和Q分子中C．B和N均为杂化 【答案】A 【解析】A．由所给分子结构图，P和Q分子都满足对称，正负电荷重心重合，都是非极性分子，A错误；B．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构，第一电离能大于相邻元素，则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N，故B正确；C．由所给分子结构可知，P分子式为C24H12，Q分子式为B12N12H12，P、Q分子都是含156个电子，故1mol P和1mol Q所含电子数目相等，C正确；D．由所给分子结构可知，P和Q分子中C．B和N均与其它三个原子成键，P和Q分子呈平面结构，故P和Q分子中C．B和N均为sp2杂化，D正确；本题选A。 5．（2007·天津·高考真题）下列关于粒子结构的描述不正确的是 A．H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子 B．HS－和HCl均是含一个极性键的18电子粒子 C．CH2C12和CCl4均是四面体构型的非极性分子 D．1 mol D216O中含中子、质子、电子各10 NA（NA代表阿伏加德罗常数的值） 【答案】C 【解析】A．H2S中H、S元素形成的极性键，但结构不对称，属于极性分子，价电子总数为1×2+6=8；NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，正负电荷的中心不重合，属于极性分子，价电子总数为5+1×3=8，A正确；B．HS-和HCl都只含一个极性键，HS-中电子数为1+16+1=18，HCl中电子数为1+17=18，两者都具有18个电子，B正确；C．CH2C12是四面体构型，但是正负电荷的中心不重合，是极性分子，C错误；D．1 个D216O中含中子、质子、电子都为10个，故1 mol D216O中含中子、质子、电子分别为10 NA，D正确；故答案为：C。 6．（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 【解析】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<H3PO4，因此HNO3的分子间作用力比磷酸的分子间作用力小，从而导致HNO3的熔点比H3PO4的低，D项正确；故选A。 7．（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 【解析】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。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。 8．（2023·河北·高考真题）下列说法正确的是 A．的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体 B．若型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同 C．干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性 D．和都是既含键又含键的非极性分子 【答案】A 【解析】A．甲烷分子中心原子形成四个σ键，没有孤电子对，所以价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体，A正确；B．SO2和OF2分子的空间构型均为V形，但前者中心原子为sp2杂化，后者中心原子为sp3杂化，B错误；C．冰的结构是水分子通过氢键结合形成的有空隙的空间结构，表明了氢键通常具有方向性，干冰的结构表现为分子密堆积，范德华力没有方向性，C错误；D．CO2和CCl4都是极性键形成的非极性分子，CO2既含σ键又含π键而CCl4只含σ键不含π键，D错误； 故选A。 10．（2024·山东·高考真题）由O、F、I组成化学式为的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是 A．图中O(白色小球)代表F原子 B．该化合物中存在过氧键 C．该化合物中I原子存在孤对电子 D．该化合物中所有碘氧键键长相等 【答案】C 【解析】由图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，黑色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小（F最大、I最小）及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子。A．图中O（白色的小球）代表O原子，灰色的小球代表F原子，A不正确；B．根据该化合物结构片段可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物化学式为，因此，该化合物中不存在过氧键，B不正确；C．I原子的价电子数为7，该化合物中F元素的化合价为-1，O元素的化合价为-2，则I元素的化合价为+5，据此可以判断每I原子与其他原子形成3个单键和1个双键，I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中I原子存在孤对电子，C正确；D．该化合物中既存在I—O单键，又存在I=O双键，单键和双键的键长是不相等的，因此，该化合物中所有碘氧键键长不相等，D不正确；综上所述，本题选C。 11．（2022·辽宁·高考真题）下列符号表征或说法正确的是 A．电离：H2S=HS- + H+ B．位于元素周期表p区 C．空间结构：平面三角形 D．电子式：   【答案】C 【解析】A．H2S是二元弱酸，电离分步进行，其一级电离方程式为H2S⇌H++HS﹣，弱电解质电离应用可逆符号，故A错误；B．基态Na原子的价电子排布式是3s1，最后一个电子填充在s能级，位于元素周期表s区，故B错误；C．中心碳原子的价层电子对数为3+×（4+2﹣2×3）＝3，故其空间结构为平面三角形，故C正确；D．KOH是离子化合物，电子式为  ，故D错误；故选C。 12．（2024·河北·高考真题）是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：。下列有关化学用语或表述正确的是 A．的形成过程可表示为 B．中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在、石墨、金刚石中，碳原子有和三种杂化方式 D．和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 【答案】B 【解析】A．是共价化合物，其电子式为，的形成过程可表示为，故A错误；B．中的中心N原子孤电子对数为，价层电子对数为4，的中心原子孤电子对数为，价层电子对数为4，则二者的模型和空间结构均为正四面体形，故B正确；C．、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为、、，共有2种杂化方式，故C错误；D．易液化，其汽化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，分子间作用力为氢键和范德华力，分子间仅存在范德华力，故D错误；故选B。 13．（2024·湖北·高考真题）基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是 A．理论认为模型与分子的空间结构相同 B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律 C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子 D．杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成 【答案】A 【解析】A．VSEPR模型是价层电子对的空间结构模型，而分子的空间结构指的是成键电子对的空间结构，不包括孤电子对，当中心原子无孤电子对时，两者空间结构相同，当中心原子有孤电子对时，两者空间结构不同，故A错误；B．元素的性质随着原子序数的递增而呈现周期性的变化，这一规律叫元素周期律，元素性质的周期性的变化是元素原子的核外电子排布周期性变化的必然结果，故B正确；C．在一个原子轨道里，最多只能容纳2个电子，它们的自旋相反，这个原理被称为泡利原理，故C正确；D．1个s轨道和3个p轨道混杂形成4个能量相同、方向不同的轨道，称为sp3杂化轨道，故D正确；故答案为：A。 14．（2022·天津·高考真题）下列物质沸点的比较，正确的是 A． B．HF>HCl C． D． 【答案】B 【解析】A．甲烷和乙烷组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，因此沸点，故A错误；B．HF存在分子间氢键，因此沸点HF＞HCl，故B正确；C．组成结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高，因此沸点，故C错误；D．相同碳原子的烷烃，支链越多，沸点越低，因此，故D错误。综上所述，答案为B。 15．（2022·湖北·高考真题）硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备：，下列说法正确的是 A．不能被氧化 B．溶液显碱性 C．该制备反应是熵减过程 D．的热稳定性比的高 【答案】B 【解析】A． 中硫元素为-2价，还原性比较强，能被氧化，故A错误；B． 类比溶液，O与S同主族，可知溶液显碱性，故B正确；C． 由反应方程式可知，固体与液体反应制备了硫化氢气体，故该制备反应是熵增过程，故C错误；D． S的原子半径比O大，故C=S键长比C=O键长长，键能小，故的热稳定性比的低，故D错误；故选B。 16．（2024·湖北·高考真题）在超高压下转化为平行六面体的分子(如图)。下列说法错误的是 A．和互为同素异形体 B．中存在不同的氧氧键 C．转化为是熵减反应 D．常压低温下能稳定存在 【答案】D 【解析】A．O2和O8是O元素形成的不同单质，两者互为同素异形体，A项正确；B．O8分子为平行六面体，由其结构知，O8中存在两种氧氧键：上下底面中的氧氧键、上下底面间的氧氧键，B项正确；C．O2转化为O8可表示为4O2O8，气体分子数减少，故O2转化为O8是熵减反应，C项正确；D．O2在超高压下转化成O8，则在常压低温下O8会转化成O2，不能稳定存在，D项错误；答案选D。 17．（2024·江西·高考真题）我国学者把游离态氮固定在碳上(示踪反应如下)，制得的[N=C=N]2﹣离子可用于合成核酸的结构单元。阿伏加德罗常数的值为NA，下列说法正确的是 15N2+C(石墨)+2LiHLi2[15NC15N]+H2 A．22.4L15N2含有的中子数为16NA B．12gC(石墨)中sp2杂化轨道含有的电子数为6NA C．1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为4NA D．生成1mol H2时，总反应转移的电子数为6NA 【答案】D 【解析】A．22.4L15N2的温度压强不知，不能计算物质的量，故A错误；B．12gC（石墨）物质的量n1mol，C原子的杂化轨道上3个电子，有一个电子未参与杂化，sp2杂化轨道含有的电子数为3NA，故B错误；C．双键中一个σ键，一个π键，则1mol[N=C=N]2﹣中含有的π键数为2NA，故C错误；D．该反应中氮元素化合价0价降低到﹣3价，碳元素化合价0价升高到+4价，氢元素化合价﹣1价升高到0价，电子转移总数6e﹣，生成1mol H2时，总反应转移的电子数为6NA，故D正确；故选D。 18．（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 【解析】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。 19．（2024·甘肃·高考真题）温室气体在催化剂作用下可分解为和，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是 A．相同条件下比稳定 B．与的空间构型相同 C．中键比键更易断裂 D．中键和大键的数目不相等 【答案】D 【解析】A．分子中存在的，分子中虽然也存在双键，但是其键能小于，因此，相同条件下比稳定，A正确；B．与均为的等电子体，故其均为直线形分子，两者空间构型相同，B正确；C．的中心原子是N，其在催化剂作用下可分解为和，说明中键比键更易断裂，C正确；D．N2O的结构式 N≡N→O，在一氧化二氮分子中，中心的氮原子采取sp轨道杂化，形成在同一条直线上的两个sp杂化轨道，分别与两侧的原子形成O-N和N-N两个σ键，另两个与其垂直的未杂化2p轨道与两侧原子的同位置2p轨道互相“肩并肩”重叠，形成两个互相垂直的三中心大π键：，中键和大键的数目均为2，因此，键和大键的数目相等，D不正确；综上所述，本题选D。 一、选择题（每题只有一个正确答案，每题3分，共54分） 1．（2016·浙江·高考真题）下列说法正确的是 A．HCl属于共价化合物，溶于水能电离出H+和Cl- B．NaOH是离子化合物，该物质中只含离子键 C．HI气体受热分解的过程中，只需克服分子间作用力 D．石英和干冰均为原子晶体 【答案】A 【解析】A．HCl为共价化合物，在水分子的作用下完全电离，为强电解质，故A正确；B．NaOH为离子化合物含有离子键和O-H共价键，故B错误；C．HI不稳定，易分解，分解破坏共价键，故C错误；D．干冰熔沸点较低，为分子晶体，故D错误；故选A。 2．（2012·上海·高考真题）PH3是一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断错误的是 A．PH3分子呈三角锥形 B．PH3分子是极性分子 C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P-H键键能低 D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N-H键键能高 【答案】C 【解析】A．NH3是三角锥形，PH3分子结构和NH3相似，故PH3分子也呈三角锥形，故A正确；B．PH3分子是三角锥形，空间结构不对称，正负电荷重心不重合，为极性分子，故B正确；C．PH3沸点低于NH3沸点，因为NH3分子间存在氢键，沸点高，故C错误；D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为P—H键键能比N—H键键能低，化学键越稳定，分子越稳定，键能越大化学键越稳定，故D正确。故答案为C。 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 化学键 键能/ 411 318 799 358 452 346 222 A．稳定性： B．键长： C．熔点： D．硬度：金刚石>晶体硅 【答案】C 【解析】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．（2023·北京·高考真题）下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是 A．键的键能小于键的键能 B．三氟乙酸的大于三氯乙酸的 C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性 D．气态氟化氢中存在，而气态氯化氢中是分子 【答案】A 【解析】A．F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，键不稳定，因此键的键能小于键的键能，与电负性无关，A符合题意；B．氟的电负性大于氯的电负性。键的极性大于键的极性，使—的极性大于—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B不符合题意；C．氟的电负性大于氯的电负性，键的极性大于键的极性，导致分子极性强于，C不符合题意；D．氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在，D不符合题意；故选A。 5．（2024·江西·高考真题）科学家发现宇宙中存在100多种星际分子。下列关于星际分子说法正确的是 A．分子的极性：SiH4>NH3 B．键的极性：H—Cl>H—H C．键角：H2O>CH4 D．分子中三键的键长：HC≡N>HC≡CH 【答案】B 【解析】A．SiH4中四条Si—H键完全相同，均为极性键，但由于SiH4为正四面体结构，故为非极性分子，NH3为三角锥形结构，3条N—H键的极性不能抵消，故为极性分子，故A错误；B．H—H为非极性键，H—Cl为极性键，则键的极性：H—Cl＞H—H，故B正确；C．水分子为V形结构，含两对孤对电子，甲烷为正四面体结构，不含孤对电子，孤对电子对成键电子对斥力较大，则键角：H2O＜CH4，故C错误；D．原子半径C＞N，分子中三键的键长：HC≡N＜HC≡CH，故D错误；故选B。 6．（2021·山东·高考真题）关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是 A．CH3OH为极性分子 B．N2H4空间结构为平面形 C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2 D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C．O、N杂化方式均相同 【答案】B 【解析】A．甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，A正确；B．N2H4中N原子的杂化方式为sp3，不是平面形，B错误；C．N2H4分子中连接N原子的H原子数多，存在氢键的数目多，而偏二甲肼（(CH3)2NNH2）只有一端可以形成氢键，另一端的两个甲基基团比较大，影响了分子的排列，沸点较N2H4的低，C正确；D．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。 7．（2023·山东·高考真题）下列分子属于极性分子的是 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．CS2中C上的孤电子对数为×(4-2×2)=0，σ键电子对数为2，价层电子对数为2，CS2的空间构型为直线形，分子中正负电中心重合，CS2属于非极性分子，A项不符合题意；B．NF3中N上的孤电子对数为×(5-3×1)=1，σ键电子对数为3，价层电子对数为4，NF3的空间构型为三角锥形，分子中正负电中心不重合，NF3属于极性分子，B项符合题意；C．SO3中S上的孤电子对数为×(6-3×2)=0，σ键电子对数为3，价层电子对数为3，SO3的空间构型为平面正三角形，分子中正负电中心重合，SO3属于非极性分子，C项不符合题意；D．SiF4中Si上的孤电子对数为×(4-4×1)=0，σ键电子对数为4，价层电子对数为4，SiF4的空间构型为正四面体形，分子中正负电中心重合，SiF4属于非极性分子，D项不符合题意；答案选B。 8．（2023·重庆·高考真题）和均可发生水解反应，其中的水解机理示意图如下： 下列说法正确的是 A．和均为极性分子 B．和中的均为杂化 C．和的水解反应机理相同 D．和均能与形成氢键 【答案】D 【解析】A．中中心原子N周围的价层电子对数为：3+=4，故空间构型为三角锥形，其分子中正、负电荷中心不重合，为极性分子，而中中心原子周围的价层电子对数为：4+=4，是正四面体形结构，为非极性分子，A错误；B．和中中心原子N周围的价层电子对数均为：3+=4，故二者均为杂化，B错误；C．由题干NCl3反应历程图可知，NCl3水解时首先H2O中的H原子与NCl3上的孤电子对结合，O与Cl结合形成HClO，而SiCl4上无孤电子对，故SiCl4的水解反应机理与之不相同，C错误；D．和分子中均存在N-H键和孤电子对，故均能与形成氢键，D正确；故答案为：D。 9．（2024·重庆·高考真题）下列各分子既含有杂化的原子又能与形成氢键的是 A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．CH3CH3中两个碳原子价层电子对数为4都采用sp3杂化，且和H2O不能形成分子间氢键，故A错误；B．CH2=CHBr中两个碳原子价层电子对数为3采用sp2杂化，但不能和H2O形成分子间氢键，故B错误；C．CH3COOH的—COOH中碳原子价层电子对数为3采用sp2杂化，且能和H2O形成分子间氢键，故C正确；D．CH3CH2NH2中C．N原子价层电子对数为4都采用sp3杂化，故D错误；故选：C。 10．（2023·新课标卷·高考真题）一种可吸附甲醇的材料，其化学式为，部分晶体结构如下图所示，其中为平面结构。 下列说法正确的是 A．该晶体中存在N-H…O氢键 B．基态原子的第一电离能： C．基态原子未成对电子数： D．晶体中B．N和O原子轨道的杂化类型相同 【答案】A 【解析】A．由晶体结构图可知，中的的与中的形成氢键，因此，该晶体中存在氢键，A说法正确；B．同一周期元素原子的第一电离能呈递增趋势，但是第ⅡA．ⅤA元素的原子结构比较稳定，其第一电离能高于同周期的相邻元素的原子，因此，基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C< O < N，B说法不正确；C．B．C．O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数B<C=O<N，C说法不正确；D．为平面结构，则其中的C和N原子轨道杂化类型均为；中B与4个O形成了4个σ键，B没有孤电子对，则B的原子轨道杂化类型为；中O分别与B和C形成了2个σ键，O原子还有2个孤电子对，则O的原子轨道的杂化类型均为；综上所述，晶体中B．О和N原子轨道的杂化类型不相同，D说法不正确；综上所述，本题选A。 11．（2024·浙江·高考真题）X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半径最小，短周期中M电负性最小，Z与Y、Q相邻，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等，下列说法不正确的是 A．沸点： B．M与Q可形成化合物、 C．化学键中离子键成分的百分数： D．与离子空间结构均为三角锥形 【答案】D 【解析】X半径最小为H，短周期电负性最小则M为Na，Z原子的s能级与p能级的电子数相等，则Z为O，Z与Y、Q相邻，Y为N，Q为S，以此分析；A．H2O中含有氢键，则沸点高于H2S，A正确；B．Na与O形成Na2O、Na2O2，则O与S同族化学性质性质相似，B正确；C．Na2O的电子式为，Na2S的电子式为，离子键百分比 = (电负性差值 / 总电负性差值)，O的电负性大于S，则Na2O离子键成分的百分数大于Na2S，C正确；D．为sp2杂化，孤电子对为0，为平面三角形，为sp3杂化，孤电子对为1，三角锥形，D错误；故选D。 12．（2024·海南·高考真题）过氧化脲[]是一种常用的消毒剂，可由过氧化氢()和脲加合而成，代表性结构如图所示。下列关于过氧化脲的说法正确的是 A．所有原子处于同一平面 B．氧的化合价均为-2价 C．杀菌能力源于其氧化性 D．所有共价键均为极性键 【答案】C 【解析】A．由题干物质结构式可知，过氧化氢为非平面分子，故不可能所有原子处于同一平面，A错误；B．由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，其中O的化合价为-1价，其余氧的化合价为-2价，B错误；C．由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，具有强氧化性，能使蛋白质变质，则杀菌能力源于其氧化性，C正确；D．由题干物质结构式可知，分子中存在过氧键，过氧键为非极性键，其余共价键均为极性键，D错误；故答案为：C。 13．（2023·天津·高考真题）常温下，二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体，具有强氧化性，已被联合国卫生组织(WTO)列为Al级高效安全消毒剂。已知，工业上制备二氧化氯的方法之一是用甲醇在酸性条件下与氯酸钠反应，其反应的化学方程式：CH3OH+6NaClO3+3H2SO4=CO2↑+6ClO2↑+3Na2SO4+5H2O，则下列说法正确的是 A．CO2是非极性分子 B．键角：ClO<ClO C．NaClO3在反应中做还原剂 D．ClO2分子空间构型为直线形 【答案】A 【解析】A．CO2的中心原子C原子的价层电子对数为2，C原子杂化类型为sp，CO2是非极性分子，A正确；B．ClO与ClO中氯原子的价层电子对数均为4，杂化类型均为sp3，ClO中氯原子有一个孤电子对，ClO中氯原子有二个孤电子对，ClO中孤电子对与成键电子对之间的排斥力小于ClO中孤电子对与成键电子对之间的排斥力，导致键角：ClO>ClO，B错误；C．该反应中，碳元素化合价由−2价变为+4价，氯元素化合价由+5价变为+4价，所以氧化剂是NaClO3，还原剂是甲醇，C错误；D．ClO2中Cl原子提供1对电子，有一个O原子提供1个电子，另一个O原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的轨道中形成大π键，Cl提供孤电子对与其中一个O形成配位键，Cl与另一个O形成的是普通的共价键（σ键，这个O只提供了一个电子参与形成大π键），Cl的价层电子对数3，则Cl原子的轨道杂化方式为sp2，ClO2分子空间构型为V形，D错误； 故选A。 14．（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S D．原子满足8电子稳定结构 【答案】A 【解析】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。 15．（2023·湖北·高考真题）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．和的VSEPR模型均为四面体 B．和的空间构型均为平面三角形 C．和均为非极性分子 D．与的键角相等 【答案】A 【解析】A．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．SO的孤电子对为1，CO的孤电子对为0，所以SO的空间构型为三角锥形，CO的空间构型为平面三角形，B错误，C．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．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。 16．（2023·天津·高考真题）下表列出25℃时不同羧酸的(即)。根据表中的数据推测，结论正确的是 羧酸 pKa 4.76 2.59 2.87 2.90 A．酸性强弱： B．对键合电子的吸引能力强弱：F<Cl<Br C．25℃时的pKa大小： D．25℃时0.1mol/L溶液的碱性强弱： 【答案】C 【解析】A．根据电负性F＞Cl＞Br＞I，CH2FCOOH、CH2ClCOOH、CH2BrCOOH的酸性逐渐减弱，则酸性CH2ICOOH＜CH2BrCOOH，A错误；B．电负性越大，对键合电子的吸引能力越强，电负性：F>Cl>Br，对键合电子的吸引能力强弱：F>Cl>Br，B错误；C．F是吸电子基团，F原子个数越多，吸电子能力越强，使得羧基中O—H键极性增强，更易电离，酸性增强，则25℃时的pKa大小：CHF2COOH<CH2FCOOH，C正确；D．根据pKa知，相同浓度下酸性CH3COOH＜CH2ClCOOH，酸性越强，其对应盐的水解程度越弱，碱性越弱，则相同浓度下碱性：CH2ClCOONa＜CH3COONa，D错误；故答案为：C。 17．（2023·新课标卷·高考真题）“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼()，其反应历程如下所示。 下列说法错误的是 A．、和均为极性分子 B．反应涉及、键断裂和键生成 C．催化中心的被氧化为，后又被还原为 D．将替换为，反应可得 【答案】D 【解析】A．NH2OH，NH3，H2O的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确；B．由反应历程可知，有N－H，N－O键断裂，还有N－H键的生成，B正确；C．由反应历程可知，反应过程中，Fe2+先失去电子发生氧化反应生成Fe3+，后面又得到电子生成Fe2+，C正确；D．由反应历程可知，反应过程中，生成的NH2NH2有两个氢来源于NH3，所以将NH2OH替换为ND2OD，不可能得到ND2ND2，得到ND2NH2和HDO，D错误；故选D。 18．（2024·福建·高考真题）我国科学家预测了稳定的氮单质分子(结构如图)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是 A．的键电子数为 B．的(价层)孤电子对数为 C．的杂化N原子数为 D．完全分解，产生的分子数为 【答案】B 【解析】A．1个分子中有8个键，每个键含有2个电子，共16个电子，的键电子数为，A正确；B．分子中所有原子共面可知1个分子1~6处的6个N原子采取sp2杂化，7、8两处N原子采取sp杂化，其中8、1、3、4、5、6六处N原子各有一对孤电子对即1个分子有6对孤电子对，的(价层)孤电子对数为，B错误；C．分子中所有原子共面可知，1个分子有6个N原子采取sp2杂化，的杂化N原子数为，C正确；D．为，含有8molN，根据氮原子守恒，完全分解产生4mol ，产生的N2分子数为4NA，D正确；故答案为：B。 二、解答题（共46分） 19．（2024·北京·高考真题）（6分）锡()是现代“五金”之一，广泛应用于合金、半导体工业等。 （1）位于元素周期表的第5周期第IVA族。写出的基态原子最外层轨道表示式： 。 （2）和是锡的常见氯化物，可被氧化得到。 ①分子的模型名称是 。 ②的键是由锡的 轨道与氯的轨道重叠形成σ键。 【答案】（1） （2） 平面三角形 杂化 【解析】（1）Sn位于元素周期表的第5周期ⅣA族，基态Sn原子的最外层电子排布式为5s25p2，Sn的基态原子最外层轨道表示式为； （2）①SnCl2中Sn的价层电子对数为2+×(4-2×1)=3，故SnCl2分子的VSEPR模型名称是平面三角形； ②SnCl4中Sn的价层电子对数为4+×(4-4×1)=4，有4个σ键、无孤电子对，故Sn采取sp3杂化，则SnCl4的Sn—Cl键是由锡的sp3杂化轨道与氯的3p轨道重叠形成σ键； 20．（2020·全国·高考真题）（12分）氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下列问题： （1）H、B．N中，原子半径最大的是 。根据对角线规则，B的一些化学性质与元素 的相似。 （2）NH3BH3分子中，N—B化学键称为 键，其电子对由 提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH3++9H2，的结构如图所示：；在该反应中，B原子的杂化轨道类型由 变为 。 （3）NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ+)，与B原子相连的H呈负电性(Hδ-)，电负性大小顺序是 。与NH3BH3原子总数相等的等电子体是 (写分子式)，其熔点比NH3BH3 (填“高”或“低”)，原因是在NH3BH3分子之间，存在 ，也称“双氢键”。 【答案】 （1） B Si(硅) （2）配位 N sp3 sp2 （3） N＞H＞B CH3CH3 低 Hδ+与Hδ−的静电引力 【解析】根据元素在周期表中的位置比较和判断元素的相关性质；根据中心原子的价层电子对数确定其杂化轨道的类型；运用等量代换的方法寻找等电子体；根据电负性对化合价的影响比较不同元素的电负性；根据晶胞的质量和体积求晶体的密度。 【解析】（1）在所有元素中，H原子的半径是最小的，同一周期从左到右，原子半径依次减小，所以，H、B．N中原子半径最大是B。B与Si在元素周期表中处于对角张的位置，根据对角线规则，B的一些化学性质与Si元素相似。 （2）B原子最外层有3个电子，其与3个H原子形成共价键后，其价层电子对只有3对，还有一个空轨道；在NH3中，N原子有一对孤对电子，故在NH3BH3分子中，N—B键为配位键，其电子对由N原子提供。NH3BH3分子中，B原子的价层电子对数为4，故其杂化方式为sp3。NH3BH3在催化剂的作用下水解生成氢气和B3O63-，由图中信息可知，B3O63-中每个B原子只形成3个σ键，其中的B原子的杂化方式为sp2，因此，B原子的杂化轨道类型由sp3变为sp2。 （3） NH3BH3分子中，与N原子相连的H呈正电性，说明N的电负性大于H；与B原子相连的H呈负电性，说明H的电负性大于B，因此3种元素电负性由大到小的顺序为N＞H＞B。NH3BH3分子中有8个原子，其价电子总数为14，N和B的价电子数的平均值为4，依据等量代换的原则，可以找到其等电子体为CH3CH3。由于NH3BH3分子属于极性分子，而CH3CH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较大，故CH3CH3熔点比NH3BH3低。NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，说明其分子间存在Hδ+与Hδ-的静电引力。 21．（2016·江苏·高考真题）（10分）[Zn(CN)4]2–在水溶液中与HCHO发生如下反应： 4HCHO+[Zn(CN)4]2–+4H++4H2O=[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN （1）Zn2+基态核外电子排布式为 。 （2）1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为 mol。 （3）HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是 。 （4）与H2O分子互为等电子体的阴离子为 。 （5）[Zn(CN)4]2–中Zn2+与CN–的C原子形成配位键。不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2–的结构可用示意图表示为 。 【答案】 1s22s22p62s23p63d10（或[Ar] 3d10） 3 sp3和sp 或 【解析】（1）Zn是30号元素，Zn2+核外有28个电子，根据原子核外电子排布规律可知基态Zn2+核外电子排布式为1s22s22p62s23p63d10； （2）甲醛的结构式是，由于单键都是σ键，双键中有一个σ键和一个π键，因此在一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键，所以在1 mol HCHO分子中含有σ键的数目为3 mol； （3）根据HOCH2CN的结构简式可知在HOCH2CN分子中，连有羟基－OH的碳原子形成4个单键，因此杂化类型是sp3杂化，—CN中的碳原子与N原子形成三键，则其杂化轨道类型是sp杂化； （4）原子数和价电子数分别都相等的是等电子体，H2O含有10个电子，则与H2O分子互为等电子体的阴离子为； （5）在[Zn(CN)4]2–中Zn2+与CN-的C原子形成配位键，C原子提供一对孤对电子，Zn2+的空轨道接受电子对，因此若不考虑空间构型，[Zn(CN)4]2–的结构可用示意图表示为或。 22．（2018·江苏·高考真题）（18分）臭氧（O3）在[Fe(H2O)6]2+催化下能将烟气中的SO2、NOx分别氧化为和，NOx也可在其他条件下被还原为N2。 （1）中心原子轨道的杂化类型为 ；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】 （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，SO42-中S为sp3杂化。NO3－中中心原子N的孤电子对数为，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NN，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：。 28 / 32 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司zxxk.com 学科网（北京）股份有限公司 $$