专题02 杂化轨道理论与分子空间构型推断(重难点训练)化学鲁科版选择性必修2
2025-11-19
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学鲁科版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 第2节 共价键与分子的空间结构 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 分子的构型及相关理论 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.82 MB |
| 发布时间 | 2025-11-19 |
| 更新时间 | 2025-11-26 |
| 作者 | 慕白舒然 |
| 品牌系列 | 上好课·上好课 |
| 审核时间 | 2025-11-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55007140.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
专题02 杂化轨道理论与分子空间构型推断
建议时间:20分钟
突破一 原子杂化轨道类型的判断
1.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)下列物质对应的描述中,正确的是
A.的VSEPR模型:
B.中心原子杂化方式相同
C.基态Br原子的核外电子排布式:
D.基态的结构示意图:
2.(24-25高二下·山东聊城·期末)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸具有独特的环系结构(下图所示)。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是
A.该有机物的分子式为
B.其中碳原子的杂化方式有和
C.能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1mol该物质一定条件下与足量的加成反应,消耗
3.(24-25高二下·山东泰安·期中)硅及其化合物广泛应用于光电材料领域,其中与N-甲基咪唑()反应可以得到,其结构如图所示。下列叙述错误的是
A.1个中含有42个键
B.反应过程中,Si的杂化类型发生改变
C.H、C、N的电负性由大到小的顺序为
D.N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为
4.(24-25高二下·山东青岛·期中)氰基异丙基巴豆酸甲酯是一种重要的有机合成中间体,结构如图。下列说法正确的是
A.分子中共含有2种官能团
B.分子中碳原子的杂化方式共有2种
C.分子中可能共平面的碳原子最多为6个
D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子
5.(24-25高二下·山东济宁·阶段练习)关于分子的结构与性质,下列说法正确的是
A.和均为非极性分子
B.都是平面三角形的分子
C.四氟乙烯分子中C的杂化方式为
D.等物质的量的与中所含的σ键数之比为3:2
突破二 价层电子对数和孤对电子对的计算
6.下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是
A.H2O B.HCl C. D.PCl3
7.乙醇分子中氧原子的价层电子对数为
A.1 B.2 C.3 D.4
8.关于CO2和CO32-的下列说法正确的是
A.两种微粒的中心原子均无孤电子对 B.两种微粒价层电子对数相同
C.键角:CO32-> CO2 D.两种微粒的中心原子杂化方式相同
9.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.12g石墨中含有C-C键的数目为
B.4.6g乙醇完全氧化为乙醛,转移电子数为
C.0.5mol中P的价层电子对数为
D.11.2L和22.4L(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为
10.一种含四种元素的催化剂能提高析氢的催化活性(如图所示)。下列叙述正确的是
A.该催化剂中电负性最大的元素是硫
B.的中心原子价层有4个电子对
C.该催化剂中的硼原子与相邻的3个碳原子构成平面结构
D.b反应中生成时失去电子
突破三 预测物质的空间构型
11.下列分子或离子中,中心原子的价电子对的空间结构为正四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是
A.NH B.PH3 C.H3O+ D.OF2
12.关于下表所列四种微粒的各项描述完全正确的一项是
A
B
C
D
分子或离子的化学式
H2F+
PCl3
NO
BH
中心原子的杂化轨道类型
sp
sp3
sp2
sp3
VSEPR模型名称
直线形
四面体形
平面三角形
正四面体形
分子或离子的空间结构名称
直线形
四面体形
V形
三角锥形
A.A B.B C.C D.D
13.下列描述中正确的是
A.BeCl2的空间结构为V形
B.的空间结构为三角锥形
C.BF3和PCl3的中心原子均为sp2杂化
D.SnCl2的空间结构为直线形
14.回答下列问题:
(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间结构。 ;CS2 ;AlBr3(共价分子) 。
(2)按要求写出第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子 ,三角锥形分子 ,四面体形分子 。
15.中国炼丹家约在唐代或五代时期掌握了以炉甘石点化鍮石(即鍮石金)的技艺:将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(主要成分Cu2O)和木炭粉混合加热至800℃左右可制得与黄金相似的鍮石金。回答下列问题:
(1)锌元素基态原子的价电子排布式为 ,铜元素基态原子中的未成对电子数为 。
(2)硫酸锌溶于过量氨水形成[ Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中,阴离子的立体构型是 。
②NH3分子中,中心原子的轨道杂化类型为 ,NH3在H2O中的溶解度 (填“大”或“小”),原因是 。
(3)铜的第一电离能为I1Cu=745.5kJ·mol-1,第二电离能为I2Cu=1957.9kJ·mol-1,锌的第一电离能为I1Zn=906.4kJ·mol-1,第二电离能为I2Zn=1733.3kJ·mol-1,I2Cu>I2Zn的原因是 。
突破四 价层电子对互斥理论和杂化轨道理论综合应用
16.(24-25高二上·山东菏泽·期末)下列化学图示正确的是
A.NaCl溶液中的水合离子:
B.BF3中B的杂化轨道模型:
C.CO2分子的空间填充模型:
D.H2O的VSEPR模型:
17.(24-25高二下·山东泰安·阶段练习)下面关于微粒的空间构型判断正确的是
A.CH三角锥形 B.BF3平面三角形
C.P4三角锥形 D.H3O+平面三角形
18.H2O2的结构式为H—O—O—H,下列有关H2O2的说法正确的是
A.是直线形分子 B.是三角锥形分子
C.氧原子有1对孤电子对 D.氧原子的价层电子对数为4
19.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)下列描述正确的是
A.CS2为V形的极性分子 B.NO与SO的中心原子均为sp3杂化
C.NF3的键角大于NCl3的键角 D.共价键有方向性和饱和性
20.高氯酸三碳酰肼合镍是一种新型的起爆药。设为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题:
(1)基态的电子排布式为 。
(2)基态碳原子核外电子有 种不同运动状态。
(3)的中心原子的价层电子对数为 ,的VSEPR模型是 。
(4)上述化学式中的为碳酰肼,其结构为,是一种新型的环保锅炉水除氧剂。
①中氮原子的杂化轨道类型为 。
②中含有的键数目为 (为阿伏加德罗常数的值)。
③键角: (填“>”“<”或“=”)。
建议时间:25分钟
1.(24-25高二下·山东枣庄·阶段练习)下列物质的化学用语表示正确的是
A.甲醛的电子式:
B.的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C.HF分子间的氢键:
D.基态As原子价电子排布式:3d104s24p3
2.(24-25高二下·山东·期中)我国科学家在寻找“点击反应”的砌块过程中,发现一种新的化合物,其结构如图所示,其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Z是同一主族元素。下列说法正确的是
A.简单离子半径: B.X、Y、Z和W形成的简单氢化物中,X沸点最高
C.含有一对孤对电子 D.Z原子的杂化方式为
3.下列化学用语正确的是
A.的结构示意图:
B.的VSEPR模型:
C.基态氧原子的价电子轨道表示式:
D.用原子轨道描述氯气分子中化学键的形成:
4.(25-26高二上·山东日照·开学考试)烷烃M的一种裂化反应如下,其中N能使溴的四氯化碳溶液褪色。
下列化学用语或图示正确的是
A.M的空间结构:直线形
B.N的球棍模型:
C.P的二氯代物的电子式:
D.N的加聚产物的结构简式:
5.在光照下,螺吡喃因发生开、闭环转换而变色的过程如下,下列说法错误的是
A.闭环螺吡喃有手性碳原子,开环螺吡喃没有
B.第二电离能:N<O
C.二者采取杂化的碳原子数相同
D.闭环螺吡喃所含元素的原子未成对电子最多的是N
6.下列化学用语表达错误的是
A.PCl3分子的结构模型为:
B.基态Se的简化电子排布式为:
C.CH3OH分子中碳原子与氧原子之间形成的键类型为:键
D.基态S原子的价层电子轨道表示式为:
7.(24-25高二下·山东枣庄·期中)W、X、Y、Z是原子半径依次增大的前两周期主族元素,Z原子基态电子排布中无单电子。四种元素可以组成A2B型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形。下列说法正确的是
A.阴阳离子的VSEPR模型不同 B.第一电离能:X<Y
C.X与Y可形成非极性分子 D.电负性:X>Y
8.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是
A.价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
B.分子的稳定性:HF<HCl<HBr<HI
C.第二电离能:Cu<Ni
D.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
9.(24-25高二下·山东·阶段练习)环己醇可与浓硝酸发生反应:(未配平)。下列说法错误的是
A.的系统命名:2-乙基丁二酸
B.的球棍模型为
C.的VSEPR模型为
D.1mol乙二酸中含有键的数目为(为阿伏加德罗常数的值)
10.(24-25高二上·山东潍坊·期末)茶叶中含有少量的咖啡因,它是一种简单有机物,其组成元素W、X、Y、Z为短周期元素,原子半径依次递增,X、Y、Z在同一周期,其结构如下图所示,下列说法错误的是
A.第一电离能:
B.分子中元素的杂化方式有两种
C.分子和键角,前者大于后者
D.咖啡因是极性分子可溶于水
11.前四周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X和Z同主族,基态Y原子核外电子的运动状态有9种,基态Z原子4p能级上有三个单电子,常温下W2是一种深红棕色液体。回答下列问题:
(1)基态W原子的价电子排布式为 ,基态X、Z原子核外电子的空间运动状态数之比为 。
(2)同周期第一电离能小于X的元素有 种。
(3)键角大小:XY3 ZY3(填“>”“=”或“<”,下同),原子半径大小:W Z。
(4)ZY5中Z的价层电子对数为 。
12.春晚节目《只此青绿》取材于宋代名画《千里江山图》,该画描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu3(CO3)2(OH)2]。请回答下列问题:
(1)从原子结构角度分析,第二电离能I2(Fe)与I2(Cu)的关系是I2(Fe) I2(Cu)(填“>”“<”或“=”)
(2)的空间构型为 。
(3)我国科学家制取了一种铜的配合物如图所示,该配合物中四种非金属元素电负性由大到小的顺序是 (填元素符号),该配合物中采用sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为 。
13.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)有机物种类繁多,应用广泛。
(1)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,能溶于水的原因是 。
(2)鸟嘌呤和吡咯的结构如下图所示。
①鸟嘌呤中N原子的杂化方式为 ,夹角 (填“>”或“<”)。
②分子中的大键可以用符号表示,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,比咯中的大键可表示为 。
(3)基态Mn原子核外未成对电子数为 ,KSCN溶液是检验的常用试剂,中含有的键与键的数目之比为 。
(4)分子的空间构型为 。
建议时间:20分钟
1.(2025·江西·高考真题)下列说法正确的是
A.键长: B.沸点: C.键能: D.键角:
2.(2025·北京·高考真题)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.乙醇的分子模型: B.的模型:
C.S的原子结构示意图: D.基态原子的价层电子排布式:
3.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:。下列说法正确的是
A.反应中各分子的键均为键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
4.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)侯氏制碱法突破西方技术垄断,推动了世界制碱技术的发展,其主要反应为NaCl+。下列有关化学用语或说法正确的是
A.的电子式: B.的空间结构:直线形
C.的晶体类型:离子晶体 D.溶解度:
(2025·广西·高考真题)阅读材料:硅胶可由原硅酸脱水缩合制得,如图。硅胶添加无水,呈蓝色;吸水后,因转化为配合物而呈粉红色。据此完成下列小题。
5.下列说法正确的是
A.的电子式为 B.的中子数为27
C.硅胶中O采取杂化 D.的空间结构为正四面体
6.(2025·福建·高考真题)分子有超长碳碳—键(C1-C2键长180.6 pm),被氧化过程如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.的杂化碳原子数为
B.的未成对电子数为
C.的杂化碳原子数为
D.完全氧化为,生成的阴离子数为
7.(2025·江西·高考真题)是一种钠离子电池电解质的主要成分。X、Y、Z、W均为短周期元素,价层电子数总和为23,原子半径,X、Z不同周期,Z、W同主族。下列说法正确的是
A.电负性: B.是直线形分子
C.与中Z的杂化轨道类型不同 D.易燃
8.(2025·江西·高考真题)乙烯是植物激素,可以催熟果实。植物体内乙烯的生物合成反应为:
阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.中键的数目为 B.中π电子的数目为
C.中孤电子对的数目为 D.消耗,产物中杂化C原子数目为
9.(2025·广东·高考真题)由结构不能推测出对应性质的是
选项
结构
性质
A
的VSEPR模型为平面三角形
具有氧化性
B
钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同
钾和钠的焰色不同
C
乙烯和乙炔分子均含有键
两者均可发生加聚反应
D
石墨层中未参与杂化的p轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运动
石墨具有类似金属的导电性
A.A B.B C.C D.D
10.(2025·甘肃·高考真题)我国科学家制备了具有优良双折射性能的材料。下列说法正确的是
A.电负性 B.原子半径
C.中所有I的孤电子对数相同 D.中所有N—H极性相同
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专题02 杂化轨道理论与分子空间构型推断
建议时间:20分钟
突破一 原子杂化轨道类型的判断
1.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)下列物质对应的描述中,正确的是
A.的VSEPR模型:
B.中心原子杂化方式相同
C.基态Br原子的核外电子排布式:
D.基态的结构示意图:
【答案】B
【详解】A.SO3分子中S原子价层电子对个数为3+,VSEPR模型为平面三角形,A错误;
B.NH3中心原子为N,价层电子对为3+,杂化方式为sp3、 H2O中心原子为O,价层电子对为2+,杂化方式为sp3,杂化方式相同,均为sp3杂化,B正确;
C.基态Br原子的核外电子排布式:,C错误;
D.Fe2+核外有24个电子,Fe原子失去的是4s上电子,结构示意图是,D错误;
答案选B。
2.(24-25高二下·山东聊城·期末)从我国南海的柳珊瑚中分离得到的柳珊瑚酸具有独特的环系结构(下图所示)。下列关于柳珊瑚酸的说法不正确的是
A.该有机物的分子式为
B.其中碳原子的杂化方式有和
C.能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色
D.1mol该物质一定条件下与足量的加成反应,消耗
【答案】A
【详解】A.该有机物分子中有15个碳原子,不饱和度为6,其分子中氢原子个数为15×2+2-6×2=20,分子式为C15H20O3,A错误;
B.该物质饱和的碳原子为sp3杂化,形成双键的碳原子为sp2杂化,B正确;
C.柳珊瑚酸结构中有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液和酸性高锰酸钾溶液褪色,C正确;
D.柳珊瑚酸结构中能与氢气加成的结构有碳碳双键和酮羰基,因此1mol柳珊瑚酸与足量氢气反应最多消耗2molH2,D正确;
故选A。
3.(24-25高二下·山东泰安·期中)硅及其化合物广泛应用于光电材料领域,其中与N-甲基咪唑()反应可以得到,其结构如图所示。下列叙述错误的是
A.1个中含有42个键
B.反应过程中,Si的杂化类型发生改变
C.H、C、N的电负性由大到小的顺序为
D.N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为
【答案】A
【详解】
A.共价单键为键、共价双键中含有1个键、1个键,配位键为键,则中含有12个键,所以1个中含有12×4+6=54个键,则1mol该物质中含有54mol键,A错误;
B.中Si为杂化,中Si配位数为6,有6个键,杂化类型为,故杂化类型发生改变,B正确;
C.根据同一周期从左往右元素的电负性依次增强,同一主族从上往下依次减弱,故H、C、N的电负性由大到小的顺序为N>C>H,C正确;
D.由题干信息可知,N-甲基咪唑分子中存在甲基和碳碳双键,故碳原子的杂化轨道类型为,D正确;
故选A。
4.(24-25高二下·山东青岛·期中)氰基异丙基巴豆酸甲酯是一种重要的有机合成中间体,结构如图。下列说法正确的是
A.分子中共含有2种官能团
B.分子中碳原子的杂化方式共有2种
C.分子中可能共平面的碳原子最多为6个
D.其任一含苯环的同分异构体中至少有4种不同化学环境的氢原子
【答案】D
【详解】A.含有酯基、碳碳双键、氰基(-CN)共3种官能团,A错误;
B.该分子中含(氰基)、碳碳双键以及碳碳单键,它们采用的杂化类型分别是sp杂化、sp2杂化和sp3杂化共3种杂化方式,B错误;
C.碳碳双键、碳氧双键中碳原子共平面、(氰基)共直线,O原子采用sp3杂化,为V型结构,链状的碳碳单键中最多有两个C原子共平面,则该分子中可能共平面的C原子可表示为:,C错误;
D.该分子中的不饱和度为4,含苯环的同分异构体中,苯环上侧链为含-NH2、-CHOHCH2OH、或氨基、甲基、-OH等,可为一个侧链、两个侧链或多个侧链,苯环连5个取代基()时含H种类最少,为4种,D正确;
故选D。
5.(24-25高二下·山东济宁·阶段练习)关于分子的结构与性质,下列说法正确的是
A.和均为非极性分子
B.都是平面三角形的分子
C.四氟乙烯分子中C的杂化方式为
D.等物质的量的与中所含的σ键数之比为3:2
【答案】D
【详解】A.中Si原子的价层电子对数为,采取杂化,无孤电子对,分子空间构型为正四面体,分子中正负电荷中心重合,是非极性分子,中N原子的价层电子对数为,采取杂化,有1个孤电子对,分子空间构型为三角锥形,分子中正负电荷中心不重合,是极性分子,A错误;
B.中C原子的价层电子对数为,采取杂化,分子空间构型为平面三角形,中B原子的价层电子对数为,采取杂化,分子空间构型为平面三角形,中S原子的价层电子对数为,采取杂化,有1个孤电子对,分子空间构型为 V 形,不是平面三角形,B错误;
C.四氟乙烯分子中C原子形成1个双键和2个单键,C原子采取杂化,不是杂化,C错误;
D.在中,与4个形成配位键(属于键),中键是键,1个中键数为,在中,与2个形成配位键(属于键),中N - H键是键,1个中键数为,等物质的量的与中所含的键数之比为12:8 = 3:2,D正确;
故选D。
突破二 价层电子对数和孤对电子对的计算
6.下列分子或离子的中心原子上未用于成键的价电子对最多的是
A.H2O B.HCl C. D.PCl3
【答案】A
【详解】A.氧原子未成键的价电子对=2,氧原子有两对未成键的价电子对;
B.HCl分子属于AB型分子,没有中心原子;
C.氮原子未成键的价电子对=0,的中心原子的价电子全部参与成键;
D.磷原子未成键的价电子对=1,磷原子有一对未成键的价电子对;
未用于成键的价电子对最多的是A,故答案选A。
7.乙醇分子中氧原子的价层电子对数为
A.1 B.2 C.3 D.4
【答案】D
【详解】乙醇的结构简式为,氧与氢原子、碳原子成键,即氧原子有2对键电子对。由于碳原子只拿出一个电子与氧原子成键,故氧原子的孤电子对数,价层电子对数为4,故选D。
8.关于CO2和CO32-的下列说法正确的是
A.两种微粒的中心原子均无孤电子对 B.两种微粒价层电子对数相同
C.键角:CO32-> CO2 D.两种微粒的中心原子杂化方式相同
【答案】A
【详解】价层电子对数为,无孤对电子对,空间构型为直线型;的层电子对数为,无孤对电子对,空间构型为平面三角形。
A.根据分析,和均为孤对电子对,A正确;
B.的价层电子对数为2,而的价层电子数为3,价层电子对数不同,B错误;
C.为直线型分子,键角为180°,为平面三角形,键角为120°,C错误;
D.中的C的杂化类型为sp,中C的杂化类型为sp2,D错误。
答案选A。
9.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.12g石墨中含有C-C键的数目为
B.4.6g乙醇完全氧化为乙醛,转移电子数为
C.0.5mol中P的价层电子对数为
D.11.2L和22.4L(均为标准状况)在光照下充分反应后的分子数为
【答案】B
【详解】A.根据石墨的结构,每个碳原子与周围的3个碳原子形成C-C键,故12g 石墨含C-C键数目为,A正确;
B.4.6g乙醇物质的量为0.1mol,完全氧化变成乙醛,碳元素由乙醇中的-2价升高乙醛中的-1价,故转移电子数为0.2NA,B错误;
C.PCl5中P的价层电子对数为,0.5molPCl5中P的价层电子对数为2.5NA,C正确;
D.标况下11.2L CH4的物质的量为,22.4L Cl2的物质的量为,由于甲烷与氯气的反应前后分子数始终不变,则反应后分子的总物质的量仍然为0.5mol+1mol=1.5mol,反应后的分子数为1.5NA,D正确;
故选B。
10.一种含四种元素的催化剂能提高析氢的催化活性(如图所示)。下列叙述正确的是
A.该催化剂中电负性最大的元素是硫
B.的中心原子价层有4个电子对
C.该催化剂中的硼原子与相邻的3个碳原子构成平面结构
D.b反应中生成时失去电子
【答案】C
【详解】A.同一周期从左到右元素的电负性逐渐增大,同一主族从上到下元素的电负性逐渐减小,该催化剂中电负性最大的元素是氮,故A错误;
B.可看成一个碘原子为中心原子,另外两个是配位原子,中心原子价层电子对数为:2+=5,故B错误;
C.硼原子与相邻的3个碳原子形成3个σ键,硼原子为sp2杂化,则该催化剂中的硼原子与相邻的3个碳原子构成平面结构,故C正确;
D.b反应为+2e-=3I-,因此b反应中生成3molI-的得到2mol电子,故D错误。
答案选C。
突破三 预测物质的空间构型
11.下列分子或离子中,中心原子的价电子对的空间结构为正四面体形且分子或离子的空间结构为V形的是
A.NH B.PH3 C.H3O+ D.OF2
【答案】D
【详解】A.的中心原子N原子无孤电子对,价层电子对数为4,价层电子对的空间结构为四面体形,离子空间结构为正四面体形,A错误;
B.的中心原子P原子有一对孤电子对,价层电子对数为4,价层电子对的空间结构为四面体形,分子空间结构为三角锥形,B错误;
C.的中心原子O原子有一对孤电子对,价层电子对数为4,价层电子对的空间结构为四面体形,离子空间结构为三角锥形,C错误;
D.OF2的中心原子O原子有两对孤电子对,价层电子对数为4,价层电子对的空间结构为四面体形,分子空间结构为V形,D正确;
故答案为:D。
12.关于下表所列四种微粒的各项描述完全正确的一项是
A
B
C
D
分子或离子的化学式
H2F+
PCl3
NO
BH
中心原子的杂化轨道类型
sp
sp3
sp2
sp3
VSEPR模型名称
直线形
四面体形
平面三角形
正四面体形
分子或离子的空间结构名称
直线形
四面体形
V形
三角锥形
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】A.中心原子F的价层电子对数为4,采用sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,孤对电子2对,离子空间结构为V形,A错误;
B.PCl3中心原子P的价层电子对数为4,采用sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,孤对电子1对,分子空间结构为三角锥形,B错误;
C.中心原子N的价层电子对数为3,采用sp2杂化,VSEPR模型为平面三角形,孤对电子1对,离子空间结构为V形,C正确;
D.中心原子B的价层电子对数为4,采用sp3杂化,VSEPR模型为正四面体形,无孤对电子,离子空间结构为正四面体形,D错误;
故答案为:C。
13.下列描述中正确的是
A.BeCl2的空间结构为V形
B.的空间结构为三角锥形
C.BF3和PCl3的中心原子均为sp2杂化
D.SnCl2的空间结构为直线形
【答案】B
【详解】A.Be的价层电子对数目为2,形成直线形结构,而非V形,A错误;
B.中S的价层电子对数目为4(3对成键,1对孤对),空间结构为三角锥形,B正确;
C.BF3中B为sp2杂化,而PCl3中P为sp3杂化,杂化方式不同,C错误;
D.SnCl2中Sn的价层电子对数目为3(2对成键,1对孤对),空间结构为V形,而非直线形,D错误;
答案选B。
14.回答下列问题:
(1)利用VSEPR推断分子或离子的空间结构。 ;CS2 ;AlBr3(共价分子) 。
(2)按要求写出第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子 ,三角锥形分子 ,四面体形分子 。
【答案】(1) 四面体形 直线形 平面三角形
(2) BF3 NF3 CF4
【详解】(1)中心原子价层电子对数,是正四面体;CS2是AB2型,成键电子对是2,C原子孤对电子为0,是直线形,AlBr3中心原子价层电子对数,成键电子对是3,是平面三角形;
(2)第二周期非金属元素构成的中性分子的化学式,呈平面三角形的是,呈三角锥形的是,呈四面体形的是。
15.中国炼丹家约在唐代或五代时期掌握了以炉甘石点化鍮石(即鍮石金)的技艺:将炉甘石(ZnCO3)、赤铜矿(主要成分Cu2O)和木炭粉混合加热至800℃左右可制得与黄金相似的鍮石金。回答下列问题:
(1)锌元素基态原子的价电子排布式为 ,铜元素基态原子中的未成对电子数为 。
(2)硫酸锌溶于过量氨水形成[ Zn(NH3)4]SO4溶液。
①[Zn(NH3)4]SO4中,阴离子的立体构型是 。
②NH3分子中,中心原子的轨道杂化类型为 ,NH3在H2O中的溶解度 (填“大”或“小”),原因是 。
(3)铜的第一电离能为I1Cu=745.5kJ·mol-1,第二电离能为I2Cu=1957.9kJ·mol-1,锌的第一电离能为I1Zn=906.4kJ·mol-1,第二电离能为I2Zn=1733.3kJ·mol-1,I2Cu>I2Zn的原因是 。
【答案】(1) 3d104s2 1
(2) 正四面体 sp3 大 NH3分子和H2O分子之间能形成氢键
(3)Cu+失去的是全充满的3d10电子,结构稳定,而Zn+失去的是4s1电子 ,容易失去形成3d10稳定结构
【详解】(1)Zn是30号元素,价层电子排布式为3d104s2;
铜是29号元素,核外电子排布式为:[Ar]3d104s1,基态原子中的未成对电子数为1。
(2)①Zn(NH3)4]SO4中阴离子为,中心原子硫原子的价层电子对数为,无孤电子对,因此立体构型是正四面体;
②NH3分子的中心原子N原子的价层电子对数为,中心原子的轨道杂化类型为sp3;
NH3在H2O中的溶解度大,原因是:NH3分子和H2O分子之间能形成氢键。
(3)铜的价电子排布式为3d104s1,锌的价电子排布式为3d104s2,I2(Cu)失去的是3d10全满状态的1个电子,I2(Zn)失去的是4s1上的电子,所以I2(Cu)>I2(Zn),故答案为:Cu+失去的是全充满的3d10电子,结构稳定,而Zn+失去的是4s1电子 ,容易失去形成3d10稳定结构。
突破四 价层电子对互斥理论和杂化轨道理论综合应用
16.(24-25高二上·山东菏泽·期末)下列化学图示正确的是
A.NaCl溶液中的水合离子:
B.BF3中B的杂化轨道模型:
C.CO2分子的空间填充模型:
D.H2O的VSEPR模型:
【答案】B
【详解】
A.Na+半径小于Cl-,且Na+吸引带负电性的氧原子,Cl-吸引带正电性的氢原子,则NaCl溶液中的水合离子:,A错误;
B.中B的价层电子对数为3,为sp2杂化,故杂化轨道模型为:,B正确;
C.分子中C为sp杂化(分子空间构形为直线形),其空间填充模型为:,C错误;
D.H2O中中心原子O周围的价层电子对数为:2+=4,其VSEPR模型为四面体形,D错误;
故选B。
17.(24-25高二下·山东泰安·阶段练习)下面关于微粒的空间构型判断正确的是
A.CH三角锥形 B.BF3平面三角形
C.P4三角锥形 D.H3O+平面三角形
【答案】B
【详解】A.中心原子C价层电子对数:,无孤电子对,空间结构为平面三角形,A错误;
B.BF3中心原子价层电子对数为3+ =3,无孤对电子,空间结构为平面三角形,B正确;
C.分子中每个磷原子处于四面体的顶点,其空间构型为正四面体,C错误;
D.中心原子O价层电子对数:,有1对孤电子对,空间结构为三角锥形,D错误;
故选B。
18.H2O2的结构式为H—O—O—H,下列有关H2O2的说法正确的是
A.是直线形分子 B.是三角锥形分子
C.氧原子有1对孤电子对 D.氧原子的价层电子对数为4
【答案】D
【详解】H2O2中的每个氧原子有6个价电子,形成了2个σ键,故还有4个电子没有成键,孤电子对数为2,价层电子对数为4,C项错误,D项正确;以氧为中心的三个原子呈V形结构,H2O2中相当于有两个V形结构,故不可能是直线形或三角锥形分子,A、B项错误。
综上所述,D项符合题意。
19.(24-25高二上·山东菏泽·阶段练习)下列描述正确的是
A.CS2为V形的极性分子 B.NO与SO的中心原子均为sp3杂化
C.NF3的键角大于NCl3的键角 D.共价键有方向性和饱和性
【答案】D
【详解】A.CS2的中心原子C的价层电子对数=2+=2,中心原子C无孤电子对,因此CS2为直线形非极性分子,故A错误;
B.的中心原子N的价层电子对数=3+=3,中心原子N采取sp2杂化类型;的中心原子S的价层电子对数=3+=4,中心原子S采取sp3杂化类型;故B错误;
C.在NF3分子中,因为F的电负性最大,吸引电子能力最强,所以成键电子对偏向F,而NCl3中,N的电负性小于Cl,所以成键电子对偏向Cl,但是F的电负性比Cl大,使得成键电子对偏向F的幅度更大一些,NF3分子中的成键电子对的距离更大,彼此之间的排斥作用更小,所以NF3的键角小于NCl3的键角,故C错误;
D.形成共价键的每个原子的未成对电子数是一定的,所以形成共用电子对的数目也就一定,共价键具有饱和性,要形成稳定的共价键,必须尽可能使电子云重叠程度大一些,除了s电子以外,其它电子云都是有空间取向的,共价键也具有方向性,D正确;
答案选D。
20.高氯酸三碳酰肼合镍是一种新型的起爆药。设为阿伏加德罗常数的值。回答下列问题:
(1)基态的电子排布式为 。
(2)基态碳原子核外电子有 种不同运动状态。
(3)的中心原子的价层电子对数为 ,的VSEPR模型是 。
(4)上述化学式中的为碳酰肼,其结构为,是一种新型的环保锅炉水除氧剂。
①中氮原子的杂化轨道类型为 。
②中含有的键数目为 (为阿伏加德罗常数的值)。
③键角: (填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1)(或)
(2)6
(3) 4 正四面体形
(4) 11 =
【详解】(1)镍为28号元素,基态Ni的核外电子排布式为(或),故答案为:(或);
(2)在同一原子轨道中最多可以有两个自旋方向不同的电子,自旋方向不同,运动状态也就不相同,即运动状态个数等于电子数,所以基态碳原子核外电子有6种不同运动状态,故答案为:6;
(3)的中心原子的价层电子对数为,为杂化,故答案为:;
②的中心原子的价层电子对数为,没有孤电子对,VSEPR模型为正四面体形,故答案为:正四面体形;
(4)①碳酰肼中氮原子有1个孤电子对,每个氮原子形成3个键,属于杂化,故答案为:;
②单键均为键,双键中含有1个键和1个键,中含有的键数目为,故答案为:;
③中心原子均为杂化,且无孤电子对,键角均为,键角相等,故答案为:。
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1.(24-25高二下·山东枣庄·阶段练习)下列物质的化学用语表示正确的是
A.甲醛的电子式:
B.的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
C.HF分子间的氢键:
D.基态As原子价电子排布式:3d104s24p3
【答案】B
【详解】
A.甲醛为共价化合物,分子中存在2个碳氢共用电子对,碳原子和氧原子形成2对共用电子对,甲醛分子的电子式为:,A错误;
B.中心原子价层电子对数为3+=3且不含孤电子对,的价层电子对互斥(VSEPR)模型为,B正确;
C.图中“···”代表分子间氢键,C错误;
D.基态As原子价电子排布式:4s24p3,D错误;
答案选B。
2.(24-25高二下·山东·期中)我国科学家在寻找“点击反应”的砌块过程中,发现一种新的化合物,其结构如图所示,其中X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Z是同一主族元素。下列说法正确的是
A.简单离子半径: B.X、Y、Z和W形成的简单氢化物中,X沸点最高
C.含有一对孤对电子 D.Z原子的杂化方式为
【答案】D
【分析】Y与Z是同一主族元素,由结构知Z形成6根共价键,Y形成2根共价键,则Y为O元素,Z为S元素,X、Y、Z和W是原子序数依次增大的短周期主族元素,则W为Cl元素,X形成3根共价键,X为N元素,据此分析。
【详解】A.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同,原子序数越大半径越小,则简单离子半径:S2->Cl->N3->O2-,Z>W>X>Y,A错误;
B.NH3、H2O、H2S、HCl中H2O沸点最高,B错误;
C.N+的中心原子形成2个双键,无孤电子对,C错误;
D.硫原子形成6根共价键,无孤电子对,形成四根键,S的杂化方式为sp3,D正确;
故答案选D。
3.下列化学用语正确的是
A.的结构示意图:
B.的VSEPR模型:
C.基态氧原子的价电子轨道表示式:
D.用原子轨道描述氯气分子中化学键的形成:
【答案】C
【详解】
A.的结构示意图,故A错误;
B.中B原子价电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,故B错误;
C.基态氧原子的价电子轨道表示式为 ,故C正确;
D.氯气分子中两个Cl原子以p轨道形成一个σ键 ,故D错误;
选C。
4.(25-26高二上·山东日照·开学考试)烷烃M的一种裂化反应如下,其中N能使溴的四氯化碳溶液褪色。
下列化学用语或图示正确的是
A.M的空间结构:直线形
B.N的球棍模型:
C.P的二氯代物的电子式:
D.N的加聚产物的结构简式:
【答案】D
【详解】A.M为正丁烷(CH3CH2CH2CH3),烷烃分子中碳原子为sp3杂化,碳链呈锯齿形,空间结构不是直线形,A错误;
B.N能使溴的四氯化碳溶液褪色,N为丙烯(CH2=CH-CH3),其球棍模型应是,而图中表示的是丙烷的球棍模型,B错误;
C.P为甲烷(CH4),其二氯代物为CH2Cl2,电子式需体现所有原子最外层电子(包括Cl的3对孤对电子),题目中未写出Cl的孤对电子,正确的电子式为:,C错误;
D.N为丙烯(CH2=CH-CH3),加聚时双键断裂,生成聚丙烯,结构简式:,D正确;
故选D。
5.在光照下,螺吡喃因发生开、闭环转换而变色的过程如下,下列说法错误的是
A.闭环螺吡喃有手性碳原子,开环螺吡喃没有
B.第二电离能:N<O
C.二者采取杂化的碳原子数相同
D.闭环螺吡喃所含元素的原子未成对电子最多的是N
【答案】C
【详解】
A.闭环螺吡喃有手性碳原子: (数字1为手性碳原子),开环螺吡喃没有,A正确;
B.N+离子的核外价电子排布为2s22p2,O+离子的核外价电子排布为2s22p3,半满,较稳定,故O的第二电离能大,B正确;
C.闭环螺吡喃中苯环和碳碳双键碳原子均为sp2杂化,共14个,开环螺吡喃中苯环、碳碳双键、碳氮双键中碳原子均为sp2杂化,共15个,杂化的碳原子数目不同,C错误;
D.闭环螺吡喃所含元素为C、H、O、N,未成对电子数分别为2、1、2、3,未成对电子最多的是N,D正确;
故选C。
6.下列化学用语表达错误的是
A.PCl3分子的结构模型为:
B.基态Se的简化电子排布式为:
C.CH3OH分子中碳原子与氧原子之间形成的键类型为:键
D.基态S原子的价层电子轨道表示式为:
【答案】B
【详解】
A.PCl3分子中心原子P周围的价层电子对数为:3+=4,有一对孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知,其的结构模型为:,A正确;
B.已知Se是34号元素,根据能级构造原理可知,基态Se的简化电子排布式为:,B错误;
C.已知CH3OH中C原子周围形成4个σ键,无孤电子对,而O周围形成2个σ键,有2对孤电子对,故CH3OH分子中碳原子与氧原子之间形成的键类型为:键,C正确;
D.已知S为16号元素,根据能级构造原理和洪特规则可知,基态S原子的价层电子轨道表示式为:,D正确;
故答案为:B。
7.(24-25高二下·山东枣庄·期中)W、X、Y、Z是原子半径依次增大的前两周期主族元素,Z原子基态电子排布中无单电子。四种元素可以组成A2B型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形。下列说法正确的是
A.阴阳离子的VSEPR模型不同 B.第一电离能:X<Y
C.X与Y可形成非极性分子 D.电负性:X>Y
【答案】D
【分析】W、X、Y、Z是原子半径依次增大的前两周期主族元素,Z原子基态电子排布中无单电子,Z是Be元素。四种元素可以组成A2B型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形,则阳离子为、阴离子为,所以W是H元素、X是F元素、Y是N元素,据此回答。
【详解】A.、中N、Be原子价电子对数都是4,VSEPR模型都是正四面体,A错误;
B.F的第一电离能(1681 kJ/mol)高于N(1402 kJ/mol),B错误;
C.F与N形成的分子(如NF3)为极性分子,无对称结构,C错误;
D.F的电负性(4.0)大于N(3.0),D正确;
故选D。
8.下列元素或化合物的性质变化顺序正确的是
A.价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
B.分子的稳定性:HF<HCl<HBr<HI
C.第二电离能:Cu<Ni
D.第四周期元素中,锰原子价电子层中未成对电子数最多
【答案】A
【详解】A.价层电子对互斥理论中,价层电子对包括σ键电子对和孤电子对,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数,A正确;
B.元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性就越强。F、Cl、Br、I是同一主族元素,元素的非金属性:F>Cl>Br>I,所以分子的稳定性:HF>HCl>HBr>HI,B错误;
C.Cu是29号元素,根据构造原理,可知基态Cu原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d104s1,其第二电离能是从Cu+的1s22s22p63s23p63d10的稳定结构再失去一个电子变为不稳定的结构,故第二电离能很大;而Ni是28号元素,根据构造原理,可知基态Ni原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,Ni的第二电离能是从Ni+的1s22s22p63s23p63d84s1的结构再失去一个4s电子变为1s22s22p63s23p63d8的结构,相对于Cu来说,比较容易失去,故第二电离能:Cu>Ni,C错误;
D.第四周期元素中,当价电子的各个能级处于半充满时,含有的未成对电子数目最多,即外围电子排布式是3d54s1时含有的未成对电子数目是6,是最多的,该元素是24号Cr元素;锰是25号元素,基态Mn原子外围电子排布式是3d54s2,价电子层中未成对电子数是5个,不是最多,D错误;
故合理选项是A。
9.(24-25高二下·山东·阶段练习)环己醇可与浓硝酸发生反应:(未配平)。下列说法错误的是
A.的系统命名:2-乙基丁二酸
B.的球棍模型为
C.的VSEPR模型为
D.1mol乙二酸中含有键的数目为(为阿伏加德罗常数的值)
【答案】B
【详解】
A.含两个羧基,属于二元羧酸,包含两个羧基在内的最长碳链含4个碳原子,且2号碳原子上连有一个乙基,则该结构的系统命名:2-乙基丁二酸,A正确;
B.中O的价层电子对数为,则的空间结构为直线型,其球棍模型中的三个原子应共直线,B错误;
C.中O的价层电子对数为,O有两个孤电子对,其VSEPR模型为四面体形:,C正确;
D.乙二酸的结构简式为HOOC-COOH,一个乙二酸分子中含2个H-O、2个C-O、1个C-C、还有两个碳氧双键,共价单键均属于键,而双键中含一个键、一个键,则1mol乙二酸中含有键的数目为,D正确;
故选B。
10.(24-25高二上·山东潍坊·期末)茶叶中含有少量的咖啡因,它是一种简单有机物,其组成元素W、X、Y、Z为短周期元素,原子半径依次递增,X、Y、Z在同一周期,其结构如下图所示,下列说法错误的是
A.第一电离能:
B.分子中元素的杂化方式有两种
C.分子和键角,前者大于后者
D.咖啡因是极性分子可溶于水
【答案】C
【分析】W、X、Y、Z为短周期元素,原子半径依次递增,同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,X、Y、Z在同一周期,则X、Y、Z原子序数依次减小,Z形成4个共价键,可知Z为C;Y形成3个共价键,X形成2个共价键,则Y、X分别是N和O;W只能形成1个共价键,且原子序数小于C,则W为H;
【详解】A.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:,A正确;
B.分子中形成单键的N原子为sp3杂化,形成双键的N原子为sp2杂化,故分子中元素N的杂化方式有两种,B正确;
C.分子和分别为CO2、N2O,两者互为等电子体,均为直线形分子,则键角相等,C错误;
D.咖啡因结构不对称,是极性分子,分子O、N电负性较大,可以和水分子形成氢键,其可溶于水,D正确;
故选C。
11.前四周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,X和Z同主族,基态Y原子核外电子的运动状态有9种,基态Z原子4p能级上有三个单电子,常温下W2是一种深红棕色液体。回答下列问题:
(1)基态W原子的价电子排布式为 ,基态X、Z原子核外电子的空间运动状态数之比为 。
(2)同周期第一电离能小于X的元素有 种。
(3)键角大小:XY3 ZY3(填“>”“=”或“<”,下同),原子半径大小:W Z。
(4)ZY5中Z的价层电子对数为 。
【答案】(1) 4s24p5 5:18
(2)5
(3) > <
(4)5
【分析】前四周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,基态Y原子核外电子的运动状态有9种,则Y核外有9个电子,Y为F;基态Z原子4p能级上有三个单电子,则Z的价电子排布式为4s24p3,Z为As,X和Z同主族,则X为N;常温下W2是一种深红棕色液体,则W为Br。
【详解】(1)Br为第四周期第ⅦA族元素,则其价电子排布式为4s24p5;核外电子空间运动状态数即核外电子填充的轨道数,则基态N原子和As的核外电子空间运动状态分别为5和18,所以N和As核外电子空间运动状态数之比为5:18。
(2)同周期第一电离能从左到右呈增大趋势,但由于N的2p轨道半充满,其第一电离能比其后 的O大,所以同周期第一电离能比N小的元素有Li、Be、B、C、O五种。
(3)NF3和AsF3的中心原子均为sp3杂化,N的电负性比As大,N周围的电子云密度比As周围的大,排斥力大,所以键角NF3>AsF3;同周期从左到右,原子半径逐渐减小,所以原子半径Br<As。
(4)AsF5中As的价层电子对数=5+(5-5×1)=5。
12.春晚节目《只此青绿》取材于宋代名画《千里江山图》,该画描绘了山清水秀的美丽景色,历经千年色彩依然,其中青色来自蓝铜矿颜料[主要成分为Cu3(CO3)2(OH)2]。请回答下列问题:
(1)从原子结构角度分析,第二电离能I2(Fe)与I2(Cu)的关系是I2(Fe) I2(Cu)(填“>”“<”或“=”)
(2)的空间构型为 。
(3)我国科学家制取了一种铜的配合物如图所示,该配合物中四种非金属元素电负性由大到小的顺序是 (填元素符号),该配合物中采用sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为 。
【答案】(1)<
(2)平面三角形
(3) O>N>C>H 7∶6
【详解】(1)铜元素的原子序数为29,基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1,铜原子失去一个电子后价层电子排布式为结构稳定的全充满3d10结构,较难失去电子;基态Fe原子的价层电子排布式为3d64s2,铁原子失去一个电子后价层电子排布式为3d64s1,再失去电子相对较易,所以I2(Fe) <I2(Cu);
(2)中碳原子的价层电子对数为3+×(4+2-3×2)=3,孤电子对数为0,的空间构型为平面三角形;
(3)元素的非金属性越强,电负性越大,配合物中氢、碳、氮、氧四种元素的非金属性由强到弱顺序为O>N>C>H,则四种元素的电负性由大到小顺序为O>N>C>H;配合物中单键碳原子为sp3杂化,双键碳原子和苯环中的碳原子为sp2杂化,则采用sp2杂化的碳原子与sp3杂化的碳原子个数比为14∶12=7∶6。
13.(24-25高二上·山东济宁·阶段练习)有机物种类繁多,应用广泛。
(1)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,能溶于水的原因是 。
(2)鸟嘌呤和吡咯的结构如下图所示。
①鸟嘌呤中N原子的杂化方式为 ,夹角 (填“>”或“<”)。
②分子中的大键可以用符号表示,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,比咯中的大键可表示为 。
(3)基态Mn原子核外未成对电子数为 ,KSCN溶液是检验的常用试剂,中含有的键与键的数目之比为 。
(4)分子的空间构型为 。
【答案】(1)邻氨基吡啶与水形成氢键
(2) >
(3) 5 1:1
(4)三角锥形
【详解】(1)
由于邻氨基吡啶存在-NH2,能与水形成氢键,所以邻氨基吡啶能溶于水;
(2)①鸟嘌呤中N原子有单键N原子和带双键的N原子,单键N原子价层电子对为4,sp3杂化,带双键的N原子价层电子对为3对,杂化方式为sp2;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,排斥力越大键角越大,故鸟嘌呤中轨道之间的夹角∠1>∠2,故答案为:sp2、sp3;>;
②根据吡咯的结构可知,其大π键由4个C原子和1个N原子5个原子、每个C提供1个电子,N原子提供2个电子,共6个电子构成,则该吡咯中的大π键可表示为;
(3)基态Mn原子电子排布式为[Ar]3d54s2,核外未成对电子数为5个;与CO2互为等电子体,结构简式为[S=C=N]-,含有2个键与2个键,键与键的数目之比为1:1;
(4)NF3中心原子为N,价层电子对为3+,有1个孤电子对,VSEPR模型为四面体形,分子的空间构型为三角锥形。
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1.(2025·江西·高考真题)下列说法正确的是
A.键长: B.沸点: C.键能: D.键角:
【答案】B
【详解】A.CO中C原子和O原子通过三键相连,CO2中C原子和O原子通过双键相连,三键的键长小于双键,则键长:,A错误;
B.HI分子量大于HCl,范德华力更强,沸点更高,则沸点:,B正确;
C.N2中存在氮氮三键,O2中存在氧氧双键,三键的键能比双键大,则键能:,C错误;
D.中心N原子价层电子对数为4+ =4,N原子为sp3杂化,中心N原子价层电子对数为3+ =3,N原子为sp2杂化,则键角:,D错误;
故选B。
2.(2025·北京·高考真题)下列化学用语或图示表达不正确的是
A.乙醇的分子模型: B.的模型:
C.S的原子结构示意图: D.基态原子的价层电子排布式:
【答案】C
【详解】
A.乙醇的结构简式为,分子模型为:,A正确;
B.BF3分子中B原子的价层电子对数为3+(3-1×3)=3,无孤电子对,其空间构型和VSEPR模型均为平面三角形,B正确;
C.S的原子有16个电子,结构示意图,C错误;
D.锌是30号元素,基态原子的电子排布式为[Ar] 3d104s2,价电子排布式为3d104s2,D正确;
故选C。
3.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:。下列说法正确的是
A.反应中各分子的键均为键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.键长小于H—O键长
D.HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
【答案】B
【详解】A.H2O中的H-O键是s-sp3 σ键,而非p-pσ键,A错误;
B.根据价层电子对互斥理论,Cl2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;H2O中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;HClO中O原子周围的孤电子对数为(6-2×1)=2,还含有2个成键电子对,因此其VSEPR模型为四面体形;反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形,B正确;
C.Cl的原子半径大于H,Cl-O键长应大于H-O键长,因此C错误;
D.HClO中Cl的最外层电子数为7,其1个价电子与O形成共价键,剩余6个价电子形成3对孤电子对,D错误;
故答案选B。
4.(2025·黑吉辽蒙卷·高考真题)侯氏制碱法突破西方技术垄断,推动了世界制碱技术的发展,其主要反应为NaCl+。下列有关化学用语或说法正确的是
A.的电子式: B.的空间结构:直线形
C.的晶体类型:离子晶体 D.溶解度:
【答案】C
【详解】
A.CO2中C和O之间有两对共用电子,其结构为,A错误;
B.H2O的中心原子为O,根据价层电子对互斥理论,其外层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,O原子与H原子形成共价键,剩余两对孤电子对,因此,H2O为V形分子,B错误;
C.NH4Cl由NH和Cl-组成为离子化合物,晶体类型为离子晶体,C正确;
D.NH4HCO3溶液中含有NH和HCO,NH可以与水分子形成氢键,增大了NH在水中的溶解度,D错误;
故答案选C。
(2025·广西·高考真题)阅读材料:硅胶可由原硅酸脱水缩合制得,如图。硅胶添加无水,呈蓝色;吸水后,因转化为配合物而呈粉红色。据此完成下列小题。
5.下列说法正确的是
A.的电子式为 B.的中子数为27
C.硅胶中O采取杂化 D.的空间结构为正四面体
【答案】5.D
【解析】5.
A.Cl-核外含有18个电子,电子式应为,A错误;
B.的中子数=质量数-质子数=59-27=32,B错误;
C.硅胶中O与Si形成Si-O键,O原子形成2个单键,且含有2对孤对电子,O的价层电子对数为4,杂化方式为sp3,C错误;
D.中Si的价层电子对数为=4,且不含孤电子对,空间结构为正四面体,D正确;
故选D。
6.(2025·福建·高考真题)分子有超长碳碳—键(C1-C2键长180.6 pm),被氧化过程如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.的杂化碳原子数为
B.的未成对电子数为
C.的杂化碳原子数为
D.完全氧化为,生成的阴离子数为
【答案】C
【详解】A.Z的分子结构中,只有C1和C2两个碳原子是sp3杂化,则的杂化碳原子数为,A正确;
B.中C1和C2两个碳原子之间的键电子对失去一个电子,剩余一个单电子,其他的共价键均未被破坏,即1个的未成对电子数为1,则的未成对电子数为,B正确;
C.结构中,所有碳原子(包括C1和C2)均采取sp2杂化,故的杂化碳原子数为,C错误;
D.该反应式可表示为:,即1个完全氧化为,生成的阴离子数为2,则完全氧化为,生成的阴离子数为,D正确;
故选C。
7.(2025·江西·高考真题)是一种钠离子电池电解质的主要成分。X、Y、Z、W均为短周期元素,价层电子数总和为23,原子半径,X、Z不同周期,Z、W同主族。下列说法正确的是
A.电负性: B.是直线形分子
C.与中Z的杂化轨道类型不同 D.易燃
【答案】B
【分析】是一种钠离子电池电解质的主要成分,且X、Y、Z、W均为短周期元素,Z和W同主族,结合原子半径顺序Y<W<X<Z,则原子序数:X<W<Y<Z;又由于价层电子数总和为23,则X、Y、Z、W四种元素应分别为IVA族、VIIA族、VIA族、VIA族,则推测X为C(IVA族)、Y为F(VIIA族)、Z为S(VIA族)、W为O(VIA族),价层电子数总和:C(4)+ F(7)+ S(6)+ O(6)= 23,符合条件。
【详解】A.X为C(IVA族)、Y为F(VIIA族)、W为O(VIA族);同周期元素,原子序数越大,电负性越大;则电负性顺序为F > O > C,即Y > W > X,A错误;
B.C3O2(O=C=C=C=O)为直线形分子,B正确;
C.SO2中S的价层电子对数为,为sp2杂化,SO3中S的价层电子对数为,为sp2杂化,杂化类型相同,C错误;
D.HCF3SO3含磺酸基(-SO3H),性质稳定不易燃,D错误;
故选B。
8.(2025·江西·高考真题)乙烯是植物激素,可以催熟果实。植物体内乙烯的生物合成反应为:
阿伏加德罗常数的值为,下列说法正确的是
A.中键的数目为 B.中π电子的数目为
C.中孤电子对的数目为 D.消耗,产物中杂化C原子数目为
【答案】D
【详解】A.未指明标准状况,无法确定其物质的量,A错误;
B.HCN结构式为H-C≡N,C≡N三键含2个π键,每个π键2电子,故每个HCN分子含4个π电子,0.1 mol HCN含0.4 NAπ电子,B错误;
C.H2O中心原子孤电子对数为=2,9 g H2O为=0.5 mol,0.5 mol水含1 NA孤电子对,C错误;
D.该反应中消耗1 mol O2生成2 mol HCN和2 mol CO2。HCN中C为sp杂化(2个σ键),CO2中C为sp杂化(2个σ键),共4 mol sp杂化C原子,数目为4 NA,D正确;
故选D。
9.(2025·广东·高考真题)由结构不能推测出对应性质的是
选项
结构
性质
A
的VSEPR模型为平面三角形
具有氧化性
B
钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同
钾和钠的焰色不同
C
乙烯和乙炔分子均含有键
两者均可发生加聚反应
D
石墨层中未参与杂化的p轨道中的电子,可在整个碳原子平面中运动
石墨具有类似金属的导电性
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】A.SO3的VSEPR模型为平面三角形,反映其分子几何结构,但氧化性由硫的高价态(+6)决定,与结构无直接关联,A符合题意;
B.钾和钠原子结构差异导致电子跃迁能量不同,焰色不同,结构与性质对应合理,B不符合题意;
C.乙烯和乙炔均含π键,π键断裂是加聚反应的基础,结构与性质对应合理,C不符合题意;
D.石墨层中离域p电子使其导电,结构与性质对应合理,D不符合题意;
答案选A。
10.(2025·甘肃·高考真题)我国科学家制备了具有优良双折射性能的材料。下列说法正确的是
A.电负性 B.原子半径
C.中所有I的孤电子对数相同 D.中所有N—H极性相同
【答案】C
【详解】A.非金属性越强,电负性越大,故电负性:C<N<O,A错误;
B.同周期从左到右,原子半径递减,故原子半径:C>N>O,B错误;
C.碘的价电子数为7,中心原子I与两个碘通过共用电子对形成共价键,则两边的碘存在3对孤对电子,中心原子I的孤对电子是,C正确;
D.六元环内存在大π键,大π键具有吸电子效应,离大π键比较近,N-H键极性更大,D错误;
故选C。
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