题型十一 分子结构与性质【题型突破】-2026届高三化学二轮复习●精讲精练(新高考通用)
2026-03-10
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内容正文:
题型十一 分子结构与性质
【考情分析●明考向】
考点频次总结
2026命题预测
考点
2025年
2024年
2023年
属于高考化学高频考点,选择题与非选择题均有考查,分值2-15 分。2026年将延续 “结构决定性质”的核心考查逻辑,选择题侧重杂化轨道类型、分子空间构型、键参数及分子极性判断;非选择题将深度结合物质结构与性质综合题,考查配位化合物结构、手性碳分析、晶体性质与分子结构关联,突出对微观结构与宏观性质关系的理解。
分子结构与性质
全国甲卷T10,6 分;
全国乙卷T10,6 分;
新课标卷T11,6 分;
山东卷 T9,2 分;
广东卷 T9,2 分;
湖南卷 T10,3 分;
江苏卷 T10,2 分
新课标卷T10,6 分;
山东卷 T9,2 分;
广东卷 T9,2 分;
湖南卷T10,3 分;
江苏卷T10,2 分;
北京卷 T8,3 分
新课标Ⅰ卷T10,6 分;
新课标Ⅱ卷T11,6 分;
山东卷 T9,2 分;
广东卷 T9,2 分;
湖南卷 T10,3 分;
江苏卷 T10,2 分
【核心梳理●明考点】
1.微粒中的共价键
非极性键
和极性键
同种原子间形成非极性键,如Cl2;不同种原子间形成极性键,如HCl
σ键和π键
σ键“头碰头”形成,电子云呈轴对称如s-p σ键;π键“肩并肩”形成,电子云呈镜面对称,如p-p π键
单键、双
键和三键
单键都是σ键,双键中1个σ键、1个π键,三键中1个σ键、2个π键
大π键
用表示,m代表形成大π键的原子数,n代表形成大π键的电子数。一些常见物质中的大π键如下所示,苯::::::
配位键
2.微粒中原子杂化方式的判断
(1)公式计算法
①
注意:对于阳离子,a=中心原子价电子数-离子电荷数;对于阴离子,a=中心原子价电子数+|离子电荷数|。
②判断:价层电子对数为2,为sp杂化;价层电子对数为3,为sp2杂化;价层电子对数为4,为sp3杂化。
(2)根据有机物的成键特点判断
键的类型
杂化方式
单键C、N、O(—O—)
sp3
双键C、N、O(
sp2
三键C、N(—C≡C—、—C≡N)
sp
(3)根据微粒构型判断
微粒
构型
四面
体形
三角
锥形
平面形
V形
直线形
杂化
方式
sp3
sp3
sp2
sp3或
sp2
sp
3.常见微粒的VSEPR模型、空间结构
常见
微粒
中心原子的杂
化方式
VSEPR模型
中心原子上的
孤电子对数
空间结构
CH4
sp3
四面体形
0
正四面体形
H2O
sp3
四面体形
2
V形
NH3
sp3
四面体形
1
三角锥形
sp3
四面体形
0
正四面体形
BF3
sp2
平面三角形
0
平面三角形
SO2
sp2
平面三角形
1
V形
CO2
sp
直线形
0
直线形
4.分子的性质
(1)分子结构与分子极性的关系
(2)键的极性对化学性质的影响
①酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH,其原因是Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性,导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+。
②酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH,其原因是烷基是推电子基因,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。
(3)物质的溶解性
①“相似相溶”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。
②氢键对溶解性的影响
与水形成分子间氢键有利于溶质在水中溶解,溶质分子内形成氢键时不利于溶质在水中溶解。
【真题再现●明方向】
1.(2025·黑吉辽内蒙古卷,3)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O===2HClO。下列说法正确的是( )
A.反应中各分子的σ键均为p-p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O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
2.(2025·安徽卷,5)氟气通过碎冰表面,发生反应①F2+H2OHOF+HF,生成的HOF遇水发生反应②HOF+H2O===HF+H2O2。下列说法正确的是( )
A.HOF的电子式为
B.H2O2为非极性分子
C.反应①中有非极性键的断裂和形成
D.反应②中HF为还原产物
3.(2025·湖北卷,13)N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是( )
A.KNO3的熔点比K3PO4的低,因为KNO3的离子键更强
B.磷单质通常不以P2形式存在,因为磷磷之间难以形成三键
C.次磷酸比硝酸的酸性弱,因为前者的H—O键极性小
D.P形成PF5而N形成NF3,因为P的价层电子轨道更多且半径更大
4.(2025·重庆卷,7)三种氮氧化合物的结构式如图所示:
有关说法正确的是( )
A.氮氮键的键能:N2O>N2O3
B.熔点:N2O3>N2O4
C.分子的极性:N2O4>N2O
D.N—N—O的键角:a>b
5.(2025·甘肃卷,9)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是( )
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比S===O小
D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
6.(2025·山东卷,8)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是( )
选项
性质差异
主要原因
A
沸点:H2O>H2S
电离能:O>S
B
酸性:HClO>HBrO
电负性:Cl>Br
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:Si>C
D
熔点:MgO>NaF
离子电荷:Mg2+>
Na+,O2->F-
7.(2025·河北卷,8)化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是( )
选项
宏观现象
微观解释
A
氮气稳定存在于自然界中
氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B
苯不能使溴的CCl4溶液褪色
苯分子中碳原子形成了稳定的大π键
C
天然水晶呈现多面体外形
原子在三维空间里呈周期性有序排列
D
氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体
离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
8.(2024·山东卷,9)由O、F、I组成化学式为IO2F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
【限时训练】
(建议用时:30分钟 满分:45分)
选择题:每小题3分,共45分。
1.(2025·泸州一模)胍的结构如图所示,其衍生物可作为肠道消炎药。胍得到质子后转化为具有平面结构的胍阳离子[C(NH2)3]+。下列有关说法中正确的是( )
A.胍为非极性分子且难溶于水
B.胍分子中最多有4个原子共平面
C.1个胍阳离子中有9个σ键
D.胍阳离子中N的杂化类型为sp3
2.(2025·河南部分高中二模)BF3与一定量的水可形成物质R(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.R中阴、阳离子均含有配位键
B.阳离子的空间结构为三角锥形
C.BF3形成R后,B的杂化方式未发生改变
D.R中的阴、阳离子与水分子之间均可形成氢键
3.(2025·甘肃卷,7)物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的是( )
选项
事实
结构因素
A
K与Na产生的焰色不同
能量量子化
B
SiH4的沸点高于CH4
分子间作用力
C
金属有良好的延展性
离子键
D
刚玉(Al2O3)的硬度大,熔点高
共价晶体
4.(2025·甘肃卷,10)我国科学家制备了具有优良双折射性能的C3H8N6I6·3H2O材料。下列说法正确的是( )
A.电负性:N<C<O
B.原子半径:C<N<O
中所有I的孤电子对数相同
中所有N—H极性相同
5.(2025·萍乡一模)现有甲、乙、丙三种吡啶()的衍生物,其结构如图所示。
下列说法正确的是( )
A.第一电离能:O>N>S
B.共价键的极性:丙中C—S>乙中C—Cl
C.—COOH的电离常数Ka:甲>乙
D.丙中O—C===O键角大于C—S—H键角
6.(2025·陕晋宁青卷,6)下列对物质性质的解释错误的是( )
选项
物质性质
解释
A
氯化钠熔点高于氯化铯
氯化钠离子键强于氯化铯
B
碘易溶于四氯化碳
碘和四氯化碳都是非极性分子
C
草酸氢钠溶液显酸性
草酸氢根离子水解程度大于电离程度
D
离子液体导电性良好
离子液体中有可移动的阴、阳离子
7.(2025·日照一模)由H、C、N、O四种元素组成的化合物的成键结构如图所示,分子中五元环上原子共平面。下列说法错误的是( )
A.图中代表N原子
B.五元环中存在的大π键为
C.该化合物中所有碳氧键键长相等
D.五元环上原子的孤电子对位于sp2杂化轨道
8.(2025·湖北新八校协作体三模)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
邻硝基苯酚沸点低于对硝基苯酚
邻硝基苯酚能形成分子内氢键
B
F—F键的键能>Cl—Cl键的键能
F—F键键长小于Cl—Cl键键长
C
CH3COOH的pKa大于HCOOH的pKa
前者羟基的极性强
D
CH4的稳定性强于H2S
C的电负性大于S
9.(2025·亳州高三段考)顺铂(结构如图1所示)因在治疗癌症中被广泛使用而被称为“癌症青霉素”。单纯的顺铂活性较低,并不能很好地发挥其作用,因此顺铂在进入细胞后会发生部分水解,细胞内的水分子会进攻氯配位体,得到[Pt(NH3)2(H2O)Cl]Cl。反铂(结构如图2所示)虽然也能发生水解反应,但不能治疗癌症。
下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.顺铂和反铂分子均为平面四边形结构
B.分子的极性:顺铂>反铂
C.H—N—H的键角:顺铂>NH3
D.顺铂治疗癌症时,对人体无毒副作用
10.(2025·南宁二模)下列对一些实验事实的理论解释,错误的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
键角:NH3>NF3
氟的电负性大于氢,N—F的成键电子对更偏向氟,氮周围电子云密度较小,斥力较小,键角较小
B
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
氟的电负性大于氯,导致CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+
C
沸点:
前者形成分子间氢键,后者形成分子内氢键
D
用杯酚分离C60和C70
超分子具有自组装特征
11.(2025·宝鸡一模)联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.H—N—H键角:[Cu(NH3)4]2+<NH3
B.含铜的氧化物中,Cu+比Cu2+稳定
C.1 mol N2H4可处理水中1 mol O2
D.[Cu(NH3)4]2+中配体为NH3,配位数为4
12.(2025·石家庄一模)结构决定性质是基本的化学学科思想。下列实例与解释不相符的是( )
选项
实例
解释
A
H2O的热稳定性强于H2S
H2O分子间可形成氢键
B
HF分子的极性强于HCl分子
F比Cl电负性强,H—F键中共用电子对更偏向F
C
正戊烷的沸点高于异戊烷
异戊烷分子支链多,分子间距大,分子间作用力弱
D
钠原子的核外电子排布由[Ne]3s1变为[Ne]3p1时,形成吸收光谱
钠原子由基态变为激发态时会吸收能量
13.(2025·长沙一模)若配合物中心离子含有单电子,则配合物为顺磁性物质,将顺磁性物质置于外磁场中,会使磁场强度增大。某金属发光配合物的结构如下(—Ph代表苯环)。下列叙述错误的是( )
A.苯分子中有12个σ键
B.该配合物不属于顺磁性物质
C.苯中碳的未杂化的2p轨道形成6中心6电子的大π键
D.该配合物中含有的化学键有配位键、氢键、共价键
14.(2025·郑州二模)Ca2+一般不形成配位化合物,但可与乙二胺四乙酸(EDTA)通过配位键形成稳定的螯合离子,其结构如图所示。NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A.螯合离子中含5个五元环
B.0.5 mol螯合离子中含π键数为4NA
C.乙二胺四乙酸分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
D.螯合离子中与Ca2+形成配位键的原子在空间上构成八面体形
15.(2025·江西名校联考)星际分子XY11Z中,X、Y和Z是原子序数依次增大的不同族短周期元素。研究发现XY11Z为直线形分子,燃烧产物中含有气体Z2。下列有关说法正确的是( )
A.XY11Z分子中Y、Z最外层达到8电子稳定结构
B.XY11Z分子中Y原子杂化方式为sp2、sp
C.XY11Z分子含有11中心11电子的大π键
D.Z2分子不稳定,易转化为Z4
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题型十一 分子结构与性质
【考情分析●明考向】
考点频次总结
2026命题预测
考点
2025年
2024年
2023年
属于高考化学高频考点,选择题与非选择题均有考查,分值2-15 分。2026年将延续 “结构决定性质”的核心考查逻辑,选择题侧重杂化轨道类型、分子空间构型、键参数及分子极性判断;非选择题将深度结合物质结构与性质综合题,考查配位化合物结构、手性碳分析、晶体性质与分子结构关联,突出对微观结构与宏观性质关系的理解。
分子结构与性质
全国甲卷T10,6 分;
全国乙卷T10,6 分;
新课标卷T11,6 分;
山东卷 T9,2 分;
广东卷 T9,2 分;
湖南卷 T10,3 分;
江苏卷 T10,2 分
新课标卷T10,6 分;
山东卷 T9,2 分;
广东卷 T9,2 分;
湖南卷T10,3 分;
江苏卷T10,2 分;
北京卷 T8,3 分
新课标Ⅰ卷T10,6 分;
新课标Ⅱ卷T11,6 分;
山东卷 T9,2 分;
广东卷 T9,2 分;
湖南卷 T10,3 分;
江苏卷 T10,2 分
【核心梳理●明考点】
1.微粒中的共价键
非极性键
和极性键
同种原子间形成非极性键,如Cl2;不同种原子间形成极性键,如HCl
σ键和π键
σ键“头碰头”形成,电子云呈轴对称如s-p σ键;π键“肩并肩”形成,电子云呈镜面对称,如p-p π键
单键、双
键和三键
单键都是σ键,双键中1个σ键、1个π键,三键中1个σ键、2个π键
大π键
用表示,m代表形成大π键的原子数,n代表形成大π键的电子数。一些常见物质中的大π键如下所示,苯::::::
配位键
2.微粒中原子杂化方式的判断
(1)公式计算法
①
注意:对于阳离子,a=中心原子价电子数-离子电荷数;对于阴离子,a=中心原子价电子数+|离子电荷数|。
②判断:价层电子对数为2,为sp杂化;价层电子对数为3,为sp2杂化;价层电子对数为4,为sp3杂化。
(2)根据有机物的成键特点判断
键的类型
杂化方式
单键C、N、O(—O—)
sp3
双键C、N、O(
sp2
三键C、N(—C≡C—、—C≡N)
sp
(3)根据微粒构型判断
微粒
构型
四面
体形
三角
锥形
平面形
V形
直线形
杂化
方式
sp3
sp3
sp2
sp3或
sp2
sp
3.常见微粒的VSEPR模型、空间结构
常见
微粒
中心原子的杂
化方式
VSEPR模型
中心原子上的
孤电子对数
空间结构
CH4
sp3
四面体形
0
正四面体形
H2O
sp3
四面体形
2
V形
NH3
sp3
四面体形
1
三角锥形
sp3
四面体形
0
正四面体形
BF3
sp2
平面三角形
0
平面三角形
SO2
sp2
平面三角形
1
V形
CO2
sp
直线形
0
直线形
4.分子的性质
(1)分子结构与分子极性的关系
(2)键的极性对化学性质的影响
①酸性:CCl3COOH>CHCl2COOH,其原因是Cl3C—的极性大于Cl2HC—的极性,导致CCl3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+。
②酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH,其原因是烷基是推电子基因,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱。
(3)物质的溶解性
①“相似相溶”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。
②氢键对溶解性的影响
与水形成分子间氢键有利于溶质在水中溶解,溶质分子内形成氢键时不利于溶质在水中溶解。
【真题再现●明方向】
1.(2025·黑吉辽内蒙古卷,3)Cl2O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl2O+H2O===2HClO。下列说法正确的是( )
A.反应中各分子的σ键均为p-p σ键
B.反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C.Cl—O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
【解析】H的唯一电子位于1s轨道,H原子与其他原子形成的σ键只能是s-s σ键或s-p σ键,A错误;Cl2O、H2O和HClO的中心原子O均为sp3杂化,分子的VSEPR模型均为四面体形,B正确;原子半径:Cl>H,则键长:Cl—O键>H—O键,C错误;HClO分子的结构式为H—O—Cl,Cl原子只形成一个共用电子对,故其有3个孤电子对,D错误。
2.(2025·安徽卷,5)氟气通过碎冰表面,发生反应①F2+H2OHOF+HF,生成的HOF遇水发生反应②HOF+H2O===HF+H2O2。下列说法正确的是( )
A.HOF的电子式为
B.H2O2为非极性分子
C.反应①中有非极性键的断裂和形成
D.反应②中HF为还原产物
【答案】A
【解析】 H︰︰中各原子均达到稳定结构,A正确;H2O2的结构为,其正、负电中心不重合,是极性分子,B错误;反应①中有F—F非极性键的断裂,但生成物中只含极性键,故没有非极性键的形成,C错误;F的非金属性非常强,在HOF中F为-1价,H为+1价、O为0价,故在反应②中,H、F元素的化合价均没有发生变化,HF既不是还原产物也不是氧化产物,D错误。
3.(2025·湖北卷,13)N和P为同主族相邻元素。下列关于物质性质或现象的解释错误的是( )
A.KNO3的熔点比K3PO4的低,因为KNO3的离子键更强
B.磷单质通常不以P2形式存在,因为磷磷之间难以形成三键
C.次磷酸比硝酸的酸性弱,因为前者的H—O键极性小
D.P形成PF5而N形成NF3,因为P的价层电子轨道更多且半径更大
【答案】A
【解析】KNO3中硝酸根离子带1个单位负电荷,K3PO4中磷酸根离子带3个单位负电荷,K3PO4的离子键更强,熔点更高,A项错误;磷原子半径较大,原子间形成三键时,原子轨道重叠程度较小,键能较小,不稳定,所以磷单质通常不以P2形式存在,B项正确;次磷酸结构中,H—O键极性小,H原子不容易电离出来,硝酸中H—O键极性相对较大,H原子易电离,所以次磷酸比硝酸的酸性弱,C项正确;P的原子半径比N大,价层电子轨道更多,有更多的空间和轨道来容纳电子,所以P可以形成PF5,而N由于半径小,价层电子轨道少,只能形成NF3,D项正确。
4.(2025·重庆卷,7)三种氮氧化合物的结构式如图所示:
有关说法正确的是( )
A.氮氮键的键能:N2O>N2O3
B.熔点:N2O3>N2O4
C.分子的极性:N2O4>N2O
D.N—N—O的键角:a>b
【答案】A
【解析】由图中数据可知,氮氮键的键长:N2O<N2O3,则氮氮键的键能:N2O>N2O3,A正确;N2O3、N2O4均为分子构成的物质,分子间作用力:N2O3<N2O4,熔点:N2O3<N2O4,B错误;N2O4为对称的平面结构,极性较弱,而N2O结构不对称,正负电荷中心不重合,属于典型的极性分子,故分子极性:N2O4<N2O,C错误;N2O3结构为O===N—NO2,中心原子N存在1个孤电子对,中心原子N为sp2杂化,受孤电子对影响,键角略小于120°;而N2O4中心原子N的孤电子对数为=0,价层电子对数为3,也是sp2杂化,没有孤电子对的影响,故键角a<b,D错误。
5.(2025·甘肃卷,9)我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该分子和客体分子(CH3)4NCl可形成主客体包合物:(CH3)4N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是( )
A.主体分子存在分子内氢键
B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比S===O小
D.(CH3)4N+和(CH3)3N中N均采用sp3杂化
【答案】B
【解析】根据主体分子的结构可知,其中含有的—SO3H和—OH可形成分子内氢键,A正确;主客体分子之间形成的包合物属于超分子,二者之间的作用力不是共价键,主客体分子之间没有形成化学键,B错误;S===O电子云重叠程度比S—O大,S===O键长更短,故磺酸基中S—O键能比S===O小,C正确;(CH3)4N+中N形成4个σ键,且N上无孤电子对,故N采取sp3杂化,(CH3)3N中N形成3个σ键,且N上含有1个孤电子对,故N采取sp3杂化,D正确。
6.(2025·山东卷,8)物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是( )
选项
性质差异
主要原因
A
沸点:H2O>H2S
电离能:O>S
B
酸性:HClO>HBrO
电负性:Cl>Br
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:Si>C
D
熔点:MgO>NaF
离子电荷:Mg2+>
Na+,O2->F-
【答案】A
【解析】H2O可形成分子间氢键,故沸点H2O>H2S,A错误;元素电负性:Cl>Br,故HClO中O—H键极性大,更易断裂,故酸性:HClO>HBrO,B正确;原子半径:Si>C,则键长:Si—Si键>C—C键,键能:Si—Si键<C—C键,根据共价晶体中键能越大,形成的晶体硬度越大可知,硬度:金刚石>晶体硅,C正确;离子晶体的熔点大小与离子键强弱有关,离子所带电荷数越多、离子半径越小,离子键越强,物质熔点越高,离子电荷:Mg2+>Na+、O2->F-,故熔点:MgO>NaF,D正确。
7.(2025·河北卷,8)化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是( )
选项
宏观现象
微观解释
A
氮气稳定存在于自然界中
氮分子中存在氮氮三键,断开该共价键需要较多的能量
B
苯不能使溴的CCl4溶液褪色
苯分子中碳原子形成了稳定的大π键
C
天然水晶呈现多面体外形
原子在三维空间里呈周期性有序排列
D
氯化钠晶体熔点高于氯化铝晶体
离子晶体中离子所带电荷数越少,离子半径越大,离子晶体熔点越低
【答案】D
【解析】由于N2分子中存在氮氮三键,该共价键键能较大,断键需要较多能量,所以常温下很难与其他物质反应,可稳定存在于自然界中,A正确;苯分子中不存在单双键交替的结构,而是形成了稳定的大π键,所以不能与溴发生加成反应而使溴的CCl4溶液褪色,B正确;水晶为SiO2晶体,为共价晶体,由Si原子和O原子通过共价键在三维空间里周期性有序排列而成,呈现规则的多面体外形,C正确;NaCl属于离子晶体,微粒间作用力为离子键,而AlCl3属于分子晶体,相邻分子间只存在范德华力,分子晶体有低熔点的特性,AlCl3熔点低于NaCl,D错误。
8.(2024·山东卷,9)由O、F、I组成化学式为IO2F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不正确;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其中必须有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IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B不正确;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,据此可以判断每个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;该化合物中既存在I—O键,又存在I===O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完全相等,D不正确。
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(建议用时:30分钟 满分:45分)
选择题:每小题3分,共45分。
1.(2025·泸州一模)胍的结构如图所示,其衍生物可作为肠道消炎药。胍得到质子后转化为具有平面结构的胍阳离子[C(NH2)3]+。下列有关说法中正确的是( )
A.胍为非极性分子且难溶于水
B.胍分子中最多有4个原子共平面
C.1个胍阳离子中有9个σ键
D.胍阳离子中N的杂化类型为sp3
【答案】C
【解析】胍的结构简式为,正负电荷中心不重合,为极性分子,A错误;由结构简式可知,胍分子中C===N为平面结构,则最多共面的原子个数为7,B错误;胍阳离子+中H原子只形成σ键,C原子分别与N原子之间形成1个σ键,则1个该离子中含9个σ键,C正确;[C(NH2)3]+为平面结构,则N原子的杂化方式为sp2,D错误。
2.(2025·河南部分高中二模)BF3与一定量的水可形成物质R(如图所示)。下列说法错误的是( )
A.R中阴、阳离子均含有配位键
B.阳离子的空间结构为三角锥形
C.BF3形成R后,B的杂化方式未发生改变
D.R中的阴、阳离子与水分子之间均可形成氢键
【答案】C
【解析】R中的阳离子(H3O+),是由H+提供空轨道,H2O中O原子提供孤电子对形成配位键;阴离子中是B原子提供空轨道,O原子提供孤电子对形成配位键,A正确;H3O+的中心原子为sp3杂化,故空间结构为三角锥形,B正确;BF3中,B是sp2杂化,R中B形成了4个σ键,杂化方式为sp3,C错误;H3O+中的H可以与H2O中的O形成氢键,H2O中的H也可以与H3O+中的O形成氢键,R中的H可以与H2O中的O形成氢键,R中的F也可以与H2O中的H形成氢键,D正确。
3.(2025·甘肃卷,7)物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的是( )
选项
事实
结构因素
A
K与Na产生的焰色不同
能量量子化
B
SiH4的沸点高于CH4
分子间作用力
C
金属有良好的延展性
离子键
D
刚玉(Al2O3)的硬度大,熔点高
共价晶体
【答案】C
【解析】K和Na产生的焰色不同,是因为能量是量子化的,二者核外电子从高能级跃迁回低能级的能量差不同,发出的光的波长不同,A正确;SiH4和CH4均为分子晶体,SiH4的相对分子质量更大,分子间作用力更强,故SiH4的沸点高于CH4,B正确;当金属受到外力作用时,晶体中的原子层间会发生相对滑动,但不会改变原来的排列方式,所以金属有良好的延展性,金属中不存在离子键,C错误;刚玉(Al2O3)为共价晶体,原子间以共价键连接,形成共价键三维骨架结构,故其硬度大、熔点高,D正确。
4.(2025·甘肃卷,10)我国科学家制备了具有优良双折射性能的C3H8N6I6·3H2O材料。下列说法正确的是( )
A.电负性:N<C<O
B.原子半径:C<N<O
中所有I的孤电子对数相同
中所有N—H极性相同
【答案】C
【解析】同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,故电负性:C<N<O,A错误;电子层数相同的原子,核电荷数越大,半径越小,故原子半径:C>N>O,B错误;中中心I原子的孤电子对数=×(7+1-2×1)=3,两侧I原子各提供1个电子形成σ键,剩余6个电子构成3个孤电子对,故中每个I的孤电子对数均为3,C正确;带正电荷的N原子吸电子能力更强,所形成的N—H极性更大,故中N—H极性不全部相同,D错误。
5.(2025·萍乡一模)现有甲、乙、丙三种吡啶()的衍生物,其结构如图所示。
下列说法正确的是( )
A.第一电离能:O>N>S
B.共价键的极性:丙中C—S>乙中C—Cl
C.—COOH的电离常数Ka:甲>乙
D.丙中O—C===O键角大于C—S—H键角
【答案】D
【解析】N原子2p轨道半充满,结构稳定,难失电子,O、S同主族,所以第一电离能:N>O>S,A错误;同周期元素从左到右电负性增大,即S<Cl,丙中C—S电负性差值小于乙中C—Cl电负性差值,则共价键的极性:丙中C—S小于乙中C—Cl,B错误;乙比甲在羧基的邻位上多了一个氯原子,氯原子具有很强的吸电子能力,会使乙中羧酸容易电离出氢离子,酸性更强,所以Ka:甲<乙,C错误;O—C===O中C是sp2杂化,C—S—H中S是sp3杂化,所以丙中O—C===O键角大于C—S—H键角,D正确。
6.(2025·陕晋宁青卷,6)下列对物质性质的解释错误的是( )
选项
物质性质
解释
A
氯化钠熔点高于氯化铯
氯化钠离子键强于氯化铯
B
碘易溶于四氯化碳
碘和四氯化碳都是非极性分子
C
草酸氢钠溶液显酸性
草酸氢根离子水解程度大于电离程度
D
离子液体导电性良好
离子液体中有可移动的阴、阳离子
【答案】C
【解析】NaCl和CsCl均为离子晶体,Na+半径小于Cs+半径,在与Cl-结合后,Na+与Cl-的核间距更小,离子间静电引力更强,形成的离子键更强,故NaCl熔点更高,A正确;I2和CCl4均是非极性分子,根据“相似相溶”原理,I2易溶于CCl4,B正确;既能水解又能电离,其水解方程式为+H2O⥫⥬H2C2O4+OH-,其电离方程式为⥫⥬H++,NaHC2O4溶液显酸性,是因为的电离程度大于水解程度,C错误;离子液体在室温下或稍高于室温时呈液态,其中有可移动的阴、阳离子,在电场作用下,阴、阳离子能够定向移动形成电流,故离子液体具有良好的导电性,D正确。
7.(2025·日照一模)由H、C、N、O四种元素组成的化合物的成键结构如图所示,分子中五元环上原子共平面。下列说法错误的是( )
A.图中代表N原子
B.五元环中存在的大π键为
C.该化合物中所有碳氧键键长相等
D.五元环上原子的孤电子对位于sp2杂化轨道
【答案】C
【解析】由图可知形成3个共价键,满足稳定结构,则该球最外层电子数为5,代表N原子,A正确;五元环中每个C原子提供1个电子、O原子提供2个电子参与形成5中心6电子的大π键,表示为正确;五元环中碳氧键(非单键)与羟基氧与碳形成的碳氧键(单键)的键长不相等,C错误;五元环上原子采用sp2杂化,孤电子对位于sp2杂化轨道,D正确。
8.(2025·湖北新八校协作体三模)下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是( )
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
邻硝基苯酚沸点低于对硝基苯酚
邻硝基苯酚能形成分子内氢键
B
F—F键的键能>Cl—Cl键的键能
F—F键键长小于Cl—Cl键键长
C
CH3COOH的pKa大于HCOOH的pKa
前者羟基的极性强
D
CH4的稳定性强于H2S
C的电负性大于S
【答案】A
【解析】邻硝基苯酚能形成分子内氢键,使邻硝基苯酚沸点低于对硝基苯酚,A正确;氟原子半径小于氯原子半径,故F—F键键长小于Cl—Cl键键长,但由于氟原子半径过小,导致原子间的排斥力较大,因此F—F键的键能小于Cl—Cl键的键能,B错误;羧酸的酸性可用pKa的大小来衡量,pKa越小,酸性越强,CH3COOH的pKa大于HCOOH的pKa,甲基为推电子基团,使CH3COOH中羟基的极性更小,使CH3COOH较HCOOH不易电离出H+,C错误;CH4的稳定性强于H2S,但电负性S大于C,电负性只是影响化学键性质的因素之一,还需综合考虑键能、键长、分子结构等因素,D错误。
9.(2025·亳州高三段考)顺铂(结构如图1所示)因在治疗癌症中被广泛使用而被称为“癌症青霉素”。单纯的顺铂活性较低,并不能很好地发挥其作用,因此顺铂在进入细胞后会发生部分水解,细胞内的水分子会进攻氯配位体,得到[Pt(NH3)2(H2O)Cl]Cl。反铂(结构如图2所示)虽然也能发生水解反应,但不能治疗癌症。
下列有关物质结构和性质的说法错误的是( )
A.顺铂和反铂分子均为平面四边形结构
B.分子的极性:顺铂>反铂
C.H—N—H的键角:顺铂>NH3
D.顺铂治疗癌症时,对人体无毒副作用
【答案】D
【解析】由题给信息知,顺铂和反铂互为同分异构体,故顺铂和反铂分子均为平面四边形结构,A正确;顺铂的正、负电荷中心不重合,为极性分子,反铂的正、负电荷中心重合,为非极性分子,故极性:顺铂>反铂,B正确;顺铂和NH3中的N均为sp3杂化,NH3的中心原子N有1个孤电子对,而顺铂中N上的孤电子对进入Pt的空轨道中形成配位键,则顺铂中的N无孤电子对,故H—N—H键角:顺铂>NH3,C正确;Pt属于重金属,故顺铂对人体有毒副作用,D错误。
10.(2025·南宁二模)下列对一些实验事实的理论解释,错误的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
键角:NH3>NF3
氟的电负性大于氢,N—F的成键电子对更偏向氟,氮周围电子云密度较小,斥力较小,键角较小
B
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
氟的电负性大于氯,导致CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+
C
沸点:
前者形成分子间氢键,后者形成分子内氢键
D
用杯酚分离C60和C70
超分子具有自组装特征
【答案】D
【解析】NH3、NF3中心原子均为sp3杂化,且都有一个孤电子对,中心原子相同,配位原子H的电负性小于F,N—F的成键电子对更偏向氟,氮周围电子云密度较小,斥力较小,键角较小,A正确;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—CF3的极性大于—CCl3的极性,导致CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,故酸性:CF3COOH>CCl3COOH,B正确;对羟基苯甲酸形成分子间氢键,邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,分子间氢键能使物质的熔、沸点升高,分子内氢键能使物质的熔、沸点降低,则沸点:对羟基苯甲酸>邻羟基苯甲酸,C正确;用杯酚分离C60和C70体现了超分子具有分子识别的特征,不是体现了具有自组装特征,D错误。
11.(2025·宝鸡一模)联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种反应机理如图所示。下列叙述错误的是( )
A.H—N—H键角:[Cu(NH3)4]2+<NH3
B.含铜的氧化物中,Cu+比Cu2+稳定
C.1 mol N2H4可处理水中1 mol O2
D.[Cu(NH3)4]2+中配体为NH3,配位数为4
【答案】A
【解析】氨分子中存在一个孤电子对,在配合物[Cu(NH3)4]2+中,由于氮的孤电子对与金属离子配位,氮上孤电子对对成键电子对的排斥力减弱,反而使 H—N—H 键角大于氨气中H—N—H键角,A错误;Cu2+价层电子排布式为3d9,Cu+价层电子排布式为3d10,因此Cu+比Cu2+稳定,B正确;由方程式 N2H4+O2===N2+2H2O可知,1 mol N2H4恰好与1 mol O2反应,C正确;[Cu(NH3)4]2+的配体为NH3,配位数为4,D正确。
12.(2025·石家庄一模)结构决定性质是基本的化学学科思想。下列实例与解释不相符的是( )
选项
实例
解释
A
H2O的热稳定性强于H2S
H2O分子间可形成氢键
B
HF分子的极性强于HCl分子
F比Cl电负性强,H—F键中共用电子对更偏向F
C
正戊烷的沸点高于异戊烷
异戊烷分子支链多,分子间距大,分子间作用力弱
D
钠原子的核外电子排布由[Ne]3s1变为[Ne]3p1时,形成吸收光谱
钠原子由基态变为激发态时会吸收能量
【答案】A
【解析】热稳定性取决于共价键的强弱,H2O的热稳定性强于H2S是因为H—O键的键能大于H—S键,A错误;氟的电负性大于氯的电负性,H—F键中共用电子对更偏向F,F—H键的极性大于Cl—H键的极性,导致HF分子极性强于HCl,B正确;分子间距大,分子间作用力弱,支链数目越多,熔、沸点越低,沸点:正戊烷>异戊烷,C正确;3p轨道的能量高于3s的,钠原子的核外电子排布由[Ne]3s1变为[Ne]3p1时,钠原子由基态变为激发态,会吸收能量,形成吸收光谱,D正确。
13.(2025·长沙一模)若配合物中心离子含有单电子,则配合物为顺磁性物质,将顺磁性物质置于外磁场中,会使磁场强度增大。某金属发光配合物的结构如下(—Ph代表苯环)。下列叙述错误的是( )
A.苯分子中有12个σ键
B.该配合物不属于顺磁性物质
C.苯中碳的未杂化的2p轨道形成6中心6电子的大π键
D.该配合物中含有的化学键有配位键、氢键、共价键
【答案】D
【解析】苯分子中有12个σ键,其中有6个C—H σ键,6个C—C σ键,A正确;观察结构,配合物中的铜元素显+1价,Cu+的价电子排布式为3d10,不含有单电子,不属于顺磁性物质,B正确;苯中环上的每个碳原子存在一个未杂化的2p轨道,每个轨道中含1个电子,苯中碳的未杂化的2p轨道形成6中心6电子的大π键,C正确;氢键不属于化学键,D错误。
14.(2025·郑州二模)Ca2+一般不形成配位化合物,但可与乙二胺四乙酸(EDTA)通过配位键形成稳定的螯合离子,其结构如图所示。NA为阿伏加德罗常数的值。
下列说法错误的是( )
A.螯合离子中含5个五元环
B.0.5 mol螯合离子中含π键数为4NA
C.乙二胺四乙酸分子中碳原子的杂化类型有sp2、sp3两种
D.螯合离子中与Ca2+形成配位键的原子在空间上构成八面体形
【答案】B
【解析】根据图示,每个螯合离子中含有5个五元环:,A正确;一个Ca2+与一个乙二胺四乙酸(EDTA)形成螯合离子,每个乙二胺四乙酸中有4个C===O即4个π键,故0.5 mol螯合离子中含π键数为2NA,B错误;乙二胺四乙酸分子中形成双键的碳原子,采用sp2杂化,单键碳原子,采用sp3杂化,C正确;根据图知,螯合离子中与Ca2+形成配位键的原子为N原子和连接单键的O原子,共6个配位原子,与Ca2+在空间上构成八面体形,D正确。
15.(2025·江西名校联考)星际分子XY11Z中,X、Y和Z是原子序数依次增大的不同族短周期元素。研究发现XY11Z为直线形分子,燃烧产物中含有气体Z2。下列有关说法正确的是( )
A.XY11Z分子中Y、Z最外层达到8电子稳定结构
B.XY11Z分子中Y原子杂化方式为sp2、sp
C.XY11Z分子含有11中心11电子的大π键
D.Z2分子不稳定,易转化为Z4
【答案】A
【解析】根据XY11Z为直线形分子可知,11个Y原子均是sp杂化,形成—Y≡Y—Y≡Y—Y≡Y—Y≡Y—Y≡Y—Y≡,则Y为C,又因为X、Y和Z是原子序数依次增大的不同族短周期元素,且XY11Z的燃烧产物中含有气体Z2,则Z为N、X为H,XY11Z结构为H—C≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡C—C≡N。由上述分析可知,C、N最外层均达到8电子稳定结构,A正确;HC11N中的C原子均为sp杂化,B错误;HC11N分子含有12中心12电子的大π键,C错误;N2中含有氮氮三键,N2分子很稳定,不易转化,D错误。
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