人教版高考化学一轮复习限时集训18化学键与分子结构及性质含答案

化学键与分子结构及性质

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1．(2020·浙江7月选考，T5)下列表示不正确的是(　　)

A．乙烯的结构式：

B．甲酸甲酯的结构简式：C2H4O2

B　[甲酸甲酯的结构简式为HCOOCH3，B项错误。]

2．(2021·南京二模)用化学用语表示SiO2＋4HF===SiF4↑＋2H2O中的相关微粒，其中正确的是(　　)

A．中子数为15的硅原子：Si

D．水分子的比例模型：

[答案]　B

3．(2020·青岛模拟)我国科研人员发现了一种新型超导体Bi3O2S2Cl，由[Bi2O2]2＋和[BiS2Cl]2－交替堆叠构成。已知Bi位于第六周期ⅤA族，下列有关说法错误的是 (　　)

A．Bi的价电子排布式为5d106s26p3

B．有关元素的电负性：O>Cl>S

C．Bi3O2S2Cl属于含共价键的离子化合物

D．该新型超导体的组成元素全部位于元素周期表p区

A　[Bi的价电子排布式为6s26p3，A项错误；电负性大小为O>Cl>S，B项正确；Bi3O2S2Cl中含有阳离子[Bi2O2]2＋和阴离子[BiS2Cl]2－，这两种离子中含共价键，故Bi3O2S2Cl属于含有共价键的离子化合物，C项正确；O、S、Cl、Bi均位于元素周期表p区，D项正确。]

4．下列说法不正确的是    (　　)

A．氢氧化钠晶体熔化时只破坏了离子键

B．HCl、HBr、HI均是强酸

C．BF3分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构

D．碘升华只克服了分子间作用力

C　[氢氧化钠晶体在熔化时只破坏离子键，不破坏共价键，A正确；HCl、HBr、HI均是强酸，B正确；BF3分子中B的最外层未达到8电子稳定结构，C不正确；碘升华只克服了分子间作用力，化学键没有断裂，D正确。]

5．(2020·德州模拟)NH3分子可以与H＋结合生成NH，这个过程发生改变的是(　　)

A．N原子价层电子对数

B．N原子的杂化类型

C．H—N—H键角

D．微粒的电子数

C　[NH3与NH中N原子价层电子对数都是4，A项不符合题意；NH3分子中N原子形成3个N—H键，含有1对孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，NH中N原子形成4个N—H键，无孤电子对，杂化轨道数目为4，采取sp3杂化，故N原子的杂化类型相同，H—N—H键角不同，B项不符合题意，C项符合题意；NH3分子和NH都含有10个电子，D项不符合题意。]

6．最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构。下列叙述错误的是(　　)

A．元素的第一电离能：O>C

B．3p轨道上有1对成对电子的基态X原子与基态O原子的性质相似

C．C3O2中C原子的杂化方式为sp3

D．C3O2分子中σ键和π键的个数比为1∶1

C　[同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势，第一电离能O>C，A项正确；3p轨道上有1对成对电子的基态X原子，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p4，X为S，S与O同主族，性质相似，B项正确；根据C3O2分子中不含环状结构且每个原子均满足8电子稳定结构，可知C3O2的结构式为O===C===C===C===O，故C原子的杂化类型为sp，C项错误；根据双键含有1个σ键、1个π键，可知C3O2分子中σ键、π键的个数比为1∶1，D项正确。 ]

7．下列有关物质结构的说法正确的是    (　　)

A．78 g Na2O2晶体中所含阴、阳离子个数均为4NA

B．NH5的电子式为

C．3.4 g氨气中含有0.6NA个N—H键

D．PCl3和BCl3分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构

C　[A项，阴、阳离子个数分别为NA和2NA，错误；B项，NH5应为NH4H，为离子化合物，电子式为，错误；D项，BCl3分子中硼原子最外层为6电子结构，错误。]

8．(2021·江苏模拟)下列化学用语表示正确的是(　　)

[答案]　D

9．(1)(2018·全国卷Ⅰ，节选)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4中的阴离子空间构型是        、中心原子的杂化形式为        。LiAlH4中，存在      (填标号)。

A．离子键　　B．σ键　　　C．π键　　　D．氢键

(2)(2018·全国卷Ⅱ，节选)①根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是        。

②气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间构型为        形，其中共价键的类型有        种；固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为        。

(3)(2018·全国卷Ⅲ，节选)①ZnF2具有较高的熔点(872 ℃)，其化学键类型是        ；ZnF2不溶于有机溶剂而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂，原因是                      。

②《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3中，阴离子空间构型为        ，C原子的杂化形式为        。

[解析]　(1)[AlH4]－中Al采用sp3杂化，呈正四面体构型。四氢铝锂中存在离子键、配位键和共价键，配位键也是σ键。

(2)①价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，H2S中S的成键电子对数为2，孤电子对数为＝2，故价层电子对数为4(或价层电子对数为＝4)，同理，SO2中S的价层电子对数为＝3，SO3中S的价层电子对数为＝3，H2S中S的价层电子对数不同于SO2、SO3。②气态SO3为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的立体构型为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有σ键和π键两种。固态SO3为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故原子的杂化轨道类型为sp3。

(3)①根据ZnF2晶体的熔点较高可知，ZnF2为离子晶体，含有离子键，而ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小，故能够溶解在有机溶剂中。②CO中碳原子的价层电子对数为3，中心碳原子采取sp2杂化，故CO的空间构型为平面三角形。

[答案]　(1)正四面体　sp3　AB　(2)①H2S　②平面三角　2　sp3　(3)①离子键　ZnF2为离子化合物，ZnCl2、ZnBr2、ZnI2的化学键以共价键为主、极性较小　②平面三角形　sp2

10．(1)依据VSEPR理论推测S2O的立体构型为                ，中心原子S的杂化方式为        ，[Ag(S2O3)2]3－中存在的化学键有        (填字母序号)。

A．离子键　B．极性键　C．非极性键　D．金属键　

E．配位键

(2)氯气与熟石灰反应制漂白粉时会生成副产物Ca(ClO3)2，ClO中心原子的杂化方式为        、空间构型是        。

(3)镍和苯基硼酸共催化剂实现了丙烯醇(CH2===CH—CH2OH)的绿色高效合成。丙烯醇中碳原子的杂化类型有            ；丙醛(CH3CH2CHO)与丙烯醇(CH2===CH—CH2OH)的相对分子质量相等，但丙醛比丙烯醇的沸点低得多，其主要原因是            。

(4)呋喃()分子中，碳原子和氧原子的杂化方式分别为          、          ；1 mol 吡咯()分子中含有

        mol σ键，分子中N采用杂化方式为        。

(5)VCl2溶液与乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)可形成配离子[V(En)2]2＋(En是乙二胺的简写)，该配离子中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是

      (用元素符号表示)。乙二胺分子中氮原子的杂化轨道类型为        ，乙二胺和三甲胺[N(CH3)3]均属于胺，且相对分子质量相近，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是                        。

(6)HF的水溶液中存在的氢键有        (用A—H…B形式表示)。

[解析]　(1)硫代硫酸根离子中一个硫原子相当于氧原子，中心硫原子孤电子对数为＝0，价层电子数为0＋4＝4；[Ag(S2O3)2]3－中Ag＋与S2O之间形成配位键，硫原子之间形成非极性键，硫与氧原子之间形成极性键。

(3)丙烯醇中碳原子形成了一个碳碳双键，其余为碳氧、碳氢单键，所以C原子的杂化类型有sp2和sp3杂化，丙醛(CH3CH2CHO)与丙烯醇(CH2===CH—CH2OH)相对分子质量相等，但丙醛比丙烯醇的沸点低得多，是因为丙烯醇分子间存在氢键。

[答案]　(1)四面体形　sp3　BCE

(2)sp3　三角锥型

(3)sp2、sp3　丙烯醇分子间存在氢键　

(4)sp2　sp3　10　sp3

(5)N>C>H　sp3　乙二胺分子间形成氢键

(6)F—H…O　F—H…F　O—H…F　O—H…O

11.S2Cl2是橙黄色液体，少量泄漏会产生窒息性气体，喷水雾可减慢其挥发，并产生酸性悬浊液。其分子结构如图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是(　　)

A．分子中既含有极性键又含有非极性键

B．S2Cl2为非极性分子

C．与S2Br2结构相似，熔、沸点：S2Br2>S2Cl2

D．S2Cl2中S采取sp3杂化

B　[S2Cl2分子不对称，正、负电荷重心不重合，为极性分子，B项错误。]

12．五氧化二氮分子的电子式如下，分子中存在离域π键Π，在固体状态下，由两种离子构成：NO(硝酰阳离子)和NO。下列有关说法正确的是(　　)

A．N、O元素的第一电离能：O<N，电负性：N>O

B．阳离子NO呈平面三角形，阴离子NO呈三角锥型

C．N2O5分子中σ键与π键数目之比为3∶1

D．根据N2O5分子结构的对称性可知为非极性分子

C　[同一周期主族元素中电负性从左到右逐渐增大，N、O元素的电负性N＜O，N的2p轨道上是半充满状态，第一电离能较大，即N>O，选项A错误；NO与CO2为等电子体，应为直线形，NO的中心原子价层电子对数＝3＋＝3，应为平面三角形，选项B错误；根据N2O5的结构看出分子中σ键数为6，π键数为2，比值为3∶1，选项C正确；N2O5分子结构中存在N—O—N键，O为sp3杂化，O原子周围还有两对孤电子对，应为V形，正、负电中心不重合，为极性分子，选项D错误。]

13．某物质可溶于水、乙醇，熔点为209.5 ℃，其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是(　　)

A．该分子中含有极性共价键

B．1 mol该物质中σ键和π键的个数比为5∶3

C．该分子中原子最外层均达到8电子稳定结构的为C、N

D．该分子中C原子的杂化方式有2种

B　[该分子中含有极性共价键，A项正确；该物质中σ键和π键的个数比为3∶1，B项错误；该分子中只有氢原子最外层未达到8电子稳定结构，C项正确；该分子中C原子采取sp、sp2杂化，D项正确。]

14．化合物Y能用于高性能光学树脂的合成，可由化合物X与2­甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得：

下列有关化合物X、Y的说法正确的是(　　)

A．X分子中所有原子一定在同一平面上

B．Y与Br2的加成产物分子中含有手性碳原子

C．X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色

D．Y分子中的碳原子杂化类型均为sp2

B　[羟基上的O原子一定与苯环共平面，但是羟基上的H原子不一定与苯环共平面，A项错误；Y与Br2加成后的产物中，与甲基相连的碳原子为手性碳原子，B项正确；X中的酚羟基、Y中的碳碳双键均可以被酸性KMnO4溶液氧化，从而使KMnO4溶液颜色褪去，C项错误；Y分子中的碳原子杂化类型有sp2和sp3，D项错误。]

15．(2020·厦门模拟)科学家合成出了一种高效电解质(如图所示)，其中W、Y、X、Z、Q均为短周期元素，且原子序数依次增大，X和Q位于同一主族，Y和Z的原子序数之和与Q相等。下列说法正确的是(　　)

A．Q的氧化物对应水化物为强酸

B．阴离子中所有原子均满足8电子稳定结构

C．元素非金属性的顺序为Z>Y>X

D．W和X形成的化合物溶于水呈碱性

D　[根据如图中化合价和成键特点可推知W为Li，Y为N，X为O，Z为F，Q为S。SO2对应的酸为H2SO3为弱酸，A错误；阴离子中Q不是8e－稳定结构，B错误；非金属性Z>X>Y，错误；Li2O溶于水生成碱LiOH，D正确。]

16．(1)实验测得AlCl3的蒸气以二聚分子Al2Cl6的形式存在，已知Al2Cl6为非极性分子，分子中Al与Cl交替排列，Al与Cl均满足8电子稳定结构，则Al2Cl6分子中Al原子采取        杂化，Al2Cl6分子的结构式为        。

(2)钛铁矿经过H2SO4、HNO3等多种物质处理后会生成硫酸氧钛等中间产物。

①硫酸氧钛晶体中阳离子为如图所示链状聚合形式的离子，该晶体的化学式为        ，晶体中存在的微粒间作用力有离子键、

        和        。

②查阅资料知H2SO4和HNO3的沸点分别为338 ℃和83 ℃，试分析二者沸点差异大的主要原因                                                      

                                                    。

(3)Mg2C3与水反应可生成H2C===C===CH2，

H2C===C===CH2中中间碳原子的杂化轨道类型是        ，反应所涉及的元素中电负性最大的是        (填元素符号)，Mg2C3和H2C===C===CH2中均存在        (填标号)。

A．配位键 　　B．σ键 　　C．π键 　　D．氢键

(4)8­羟基喹啉铝(分子式为C27H18AlN3O3)可用作发光材料及电子传输材料，可由LiAlH4与(8­羟基喹啉)合成。LiAlH4中阴离子的空间构型为                           ；8­羟基喹啉所含元素中电负性最大的是

        (填元素符号)，C、N、O的杂化方式依次为        、       

和        。

[解析]　(1)Al2Cl6为非极性的二聚分子，Al与Cl均满足8电子稳定结构，则每个Al原子的价电子对数为4，根据价层电子对互斥理论知Al原子的杂化类型为sp3杂化；Al2Cl6为共价化合物，分子中氯原子提供孤对电子，铝原子提供空轨道，有配位键形成，使所有原子均达到8电子稳定结构，Al2Cl6分子的结构式为。

(2)①由题图1可知，该晶体的阳离子中Ti原子个数与O原子个数之比为1∶1，故阳离子为TiO2＋，该晶体的化学式为TiOSO4。硫酸氧钛晶体中TiO2＋、SO之间存在离子键，TiO2＋中Ti原子和O原子之间存在共价键，SO中S原子和O原子之间存在共价键、配位键。②H2SO4和HNO3都可以形成氢键，但二者沸点相差较大，主要原因是H2SO4只能形成分子间氢键，HNO3能形成分子内氢键。

(3)Mg2C3与水反应可生成H2C===C===CH2，所以Mg2C3的组成为Mg2＋和[C===C===C]4－，H2C===C===CH2中中间的碳原子形成2个σ键和2个π键，杂化轨道类型是sp；反应所涉及的元素有O、H、Mg、C，电负性从大到小的顺序为O>C>H>Mg，电负性最大的是O；Mg2C3中的[C===C===C]4－和H2C===C===CH2中均存在σ键和π键。

(4)LiAlH4中阴离子为AlH，Al的价层电子对数＝4＋＝4，孤电子对数为0，故AlH的空间构型为正四面体型；8­羟基喹啉的组成元素有H、C、N、O，电负性最大的是O；根据8­羟基喹啉的结构可以看出，C、N均形成2个σ键，且含有1对孤电子对，为sp2杂化，O形成2个σ键，且含有2对孤电子对，为sp3杂化。

[答案]　(1)sp3　

(2)①TiOSO4　共价键　配位键

②H2SO4形成分子间氢键而HNO3形成分子内氢键

(3)sp　O　BC

(4)正四面体型　O　sp2　sp2　sp3