新高考化学一轮复习考点过关练习专题 14分子结构与性质（含解析）

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专题14 分子结构与性质
1．在下列化学反应中，所断裂的共价键中，仅仅断裂σ键的是(　　)
A．N2＋3H22NH3
B．2C2H2＋5O22H2O＋4CO2
C．Cl2＋H22HCl
D．C2H4＋H2C2H6
【答案】C
【解析】A项，N2：N≡N，分子中含1个σ键和2个π键；B项，C2H2：CH≡CH，分子中含1个σ键和2个π键；D项，C2H4：CH2===CH2，分子中含1个σ键和1个π键。
2．下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是(　　)
A．二氧化硫 B．四氯化碳
C．二氧化碳 D．乙炔
【答案】D
【解析】分子中既有极性键又有非极性键，则分子中必须既有同种元素原子间所成的键，又有不同种元素原子间所成的键，而在A、B选项中同种原子间没有成键，也就没有非极性键。要求分子为非极性分子，则分子中原子的排列一定是对称的，只有这样才能使分子中正、负电荷的中心重合，使分子无极性。
3．下列关于价层电子对互斥理论及杂化轨道理论的叙述不正确的是(　　)
A．价层电子对互斥理论将分子分成两类：中心原子有孤电子对的和无孤电子对的
B．价层电子对互斥理论既适用于单质分子，也适用于化合物分子
C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道通过杂化形成的一组能量相近的新轨道
D．AB2型共价化合物的中心原子A采取的杂化方式可能不同
【答案】B
【解析】在VSEPR理论中，将分子分成了中心原子含孤电子对与不含孤电子对两种情况，显然分子的VSEPR模型与立体构型可能相同(不含孤电子对的情况下)，也可能不同(含孤电子对的情况下)，A项正确；VSEPR模型的研究对象仅限于化合物分子，不适用于单质分子，B项错误；AB2型共价化合物由于其中心原子具有的孤电子对数和σ键电子对数可能不同，则其采取的杂化方式也可能不同，D项正确。
4．下列说法中正确的是(　　)
A．卤化氢中，以HF沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点高
C．H2O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大
D．氢键X—H…Y的三个原子总在一条直线上
【答案】A
【解析】B项，分子内氢键使熔、沸点降低，分子间氢键使熔、沸点升高；C项，水中氢键键能比HF中氢键键能小；D项，X—H…Y的三原子不一定在一条直线上。
5．使用微波炉加热，具有使物质受热均匀，表里一致、速度快、热效率高等优点，其工作原理是通电炉内的微波场以几亿的高频改变电场的方向，水分子因而能迅速摆动，产生热效应，这是因为(　　)
A．水分子具有极性共价键　 B．水分子中有共用电子对
C．水由氢、氧两元素组成 D．水分子是极性分子
【答案】D
【解析】只有极性分子才能在电场中定向移动，非极性分子几乎不发生定向移动。水分子是由极性键构成的极性分子。
6．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是(　　)
A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
【答案】C
【解析】B原子最外层的3个电子都参与成键，故B原子可以形成sp2杂化轨道；B(OH)3分子中的—OH可以与相邻分子中的H原子形成氢键。
7．下列说法中正确的是(　　)
A．乙烷分子中，既有σ键，又有π键
B．σ键是镜像对称的，而π键是轴对称的
C．由分子构成的物质中一定含有σ键
D．有些原子在与其他原子形成分子时，只能形成σ键，不能形成π键
【答案】D
【解析】A中，乙烷的分子结构式为，只有σ键，无π键；B中，σ键关于轴对称，π键关于镜像对称；C中，单原子分子(如He、Ne等稀有气体)中不含有化学键；D中，只有当原子之间p电子与p电子之间以“肩并肩”形式重叠时，才能形成π键。
8．SF6是一种无色气体，且具有很强的稳定性，可用于灭火。下列有关说法中正确的是(　　)
A．电负性：S>F
B．SF6分子是正四面体结构
C．SF6分子中硫原子周围无孤对电子
D．氟原子的电子排布图(轨道表示式)为
【答案】C
【解析】F电负性最大，A项错误；SF6分子中硫原子有6对价层电子对，不是正四面体形结构，B项错误；D项违背泡利原理，错误。
9．据报道，大气中存在一些潜在的温室气体SF5－CF3，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。关于SF5－CF3的说法正确的是(　　)
A．分子中有σ键也有π键 B．所有原子在同一平面内
C．CF4与CH4都是正四面体结构 D．0.1 mol SF5－CF3分子中电子数为8 mol
【答案】C
【解析】A项，分子中都是σ键，无π键；B项，碳原子与其相连的四个原子形成四面体结构，不可能所有原子共平面；D项，一个分子中有94个电子。
10．用价层电子对互斥理论预测H2S和BF3的立体构型，两个结论都正确的是(　　)
A．直线形　三角锥形 B．V形　三角锥形
C．直线形　平面三角形 D．V形　平面三角形
【答案】D
【解析】H2S分子中心原子S有未用于形成共价键的孤电子对，占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥使H2S分子呈V形；而BF3分子中心原子B的价电子都用于形成共价键，故BF3是平面三角形。故选D。
11．下列物质中，化学键类型和分子空间构型皆相同的是(　　)
A．CO2和SO2 B．CH4和SiH4
C．BF3和PH3 D．HCl和NH4Cl
【答案】B
【解析】A项，两种分子内均为共价键，CO2为直线形，SO2为V形，A项错误；B项，两种分子内均为共价键，CH4和SiH4为正四面体形，B项正确；C项，两种分子内均为共价键，BF3为平面三角形，PH3为三角锥形，C项错误；D项，NH4Cl中存在离子键和共价键，HCl分子内只有共价键，D项错误；故选B。
12．下列物质分子内和分子间均可形成氢键的是(　　)
A．NH3　　　　　　　 B．
C．H2S D．C2H5OH
【答案】B
【解析】通常能形成氢键的分子中含有：N—H键、H—O键或H—F键。NH3、CH3CH2OH有氢键但只存在于分子间。B项中的O—H键与另一分子中中的O可在分子间形成氢键，同一分子中的O—H键与邻位中的O可在分子内形成氢键。
13．下列几种氢键：①O—H…O；②N—H…N；③F—H…F；④O—H…N。氢键从强到弱的顺序排列正确的是(　　)
A．③＞①＞④＞② B．①＞②＞③＞④
C．③＞②＞①＞④ D．①＞④＞③＞②
【答案】A
【解析】F、O、N的电负性依次降低，F—H、O—H、N—H键的极性依次降低，故F—H…F中的氢键最强，其次是O—H…O，再次是O—H…N，最弱的是N—H…N。
14．下列物质的性质或数据与氢键无关的是(　　)
A．氨气极易溶于水
B．邻羟基苯甲酸()的熔点为159 ℃，对羟基苯甲酸()的熔点为213 ℃
C．乙醚微溶于水，而乙醇可与水以任意比互溶
D．HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多
【答案】D
【解析】NH3与H2O分子之间可以形成氢键，增大了NH3在水中的溶解度；邻羟基苯甲酸形成分子内氢键，而对羟基苯甲酸形成分子间氢键，分子间氢键增大了分子间作用力，使对羟基苯甲酸的熔、沸点比邻羟基苯甲酸的高；乙醇分子结构中含有羟基，可以与水分子形成分子间氢键，从而增大了乙醇在水中的溶解度，使其能与水以任意比互溶，而乙醚分子结构中无羟基，不能与水分子形成氢键，在水中的溶解度比乙醇小得多；HF分解时吸收的热量比HCl分解时吸收的热量多的原因是H—F键的键能比H—Cl键的大，与氢键无关。
15．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是(　　)
A．氢键　范德华力　非极性键 B．氢键　氢键　极性键
C．氢键　极性键　范德华力 D．范德华力　氢键　非极性键
【答案】B
【解析】因为O的电负性较大，在雪花、水、水蒸气中存在O—H…O氢键，故在实现“雪花→水→水蒸气”的变化阶段主要破坏了水分子间的氢键，而实现“水蒸气→氧气和氢气”的变化则破坏了O—H极性共价键。故选B。
16．关于乙烯分子中的σ键和π键，下列说法不正确的是(　　)
A．中心原子采用sp2杂化
B．乙烯分子中有4个σ键和2个π键
C．杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
D．乙烯分子在发生化学反应时，π键更易断裂
【答案】B
【解析】A项，乙烯中心原子碳原子含有3个σ键，没有孤对电子，即价层电子对数为3，采用sp2杂化，故A项正确；B项，乙烯分子中有5个σ键和1个π键，故B项错误；C项，乙烯中碳原子经过杂化，杂化轨道与氢原子和另外的碳原子形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键，故C项正确；D项，π键比σ键活泼，因此乙烯分子在发生化学反应时，π键更易断裂，故D项正确。故选B。
17．P元素的外围电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是(　　)
A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3
B．PCl3分子中的P—Cl键含有π键
C．PCl5分子中的P—Cl键都是π键
D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷
【答案】D
【解析】PCl3的电子式为，P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Cl σ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。
18．电影《泰坦尼克号》讲述了一个凄婉的爱情故事，导致这一爱情悲剧的罪魁祸首就是冰山。以下对冰的描述中不正确的是(　　)
A．冰形成后，密度小于水，故冰山浮在水面上，导致游轮被撞沉
B．在冰中存在分子间氢键，导致冰山硬度大，能撞沉游轮
C．在冰中每个水分子能形成四个氢键
D．在冰中含有的作用力只有共价键和氢键
【答案】D
【解析】水在形成冰时，由于氢键的存在，使得密度减小，故冰浮在水面上；在冰中每个水分子形成四个氢键，水分子中每个O原子能与两个氢原子形成两个氢键，而分子中的两个氢原子分别与另外的水分子中的氧原子形成氢键；在水分子内含有O—H共价键，水分子间存在氢键，同时也存在范德华力等分子间作用力。故选D。
19．下列有关性质的比较中，正确的是(　　)
A．微粒半径：O2－＜F－＜Na＋＜Li＋
B．第一电离能：He＜Ne＜Ar
C．分子中的键角：CH4＞H2O＞CO2
D．共价键的键能：C—C＜C===C＜C≡C
【答案】D
【解析】Li＋的电子层数最少，所以离子半径最小，其余三种离子的电子层结构相同，核电荷数越大，离子半径越小，所以O2－＞F－＞Na＋＞Li＋，A错误；稀有气体元素的第一电离能随电子层数的增多而减小，所以He＞Ne＞Ar，B错误；甲烷分子为正四面体形，键角是109°28′，水为V形分子，键角是105°，二氧化碳为直线形分子，键角为180°，所以二氧化碳分子中的键角最大，C错误；键长：C—C＞C===C＞C≡C，所以键能：C—C＜C===C＜C≡C，D正确。故选D。
20．下列有关化学键类型的说法错误的是(　　)
A．已知丙炔的结构简式为CH3CCH，则丙炔分子中存在5个σ键和3个π键
B．乙烯分子中σ键、π键的电子云的对称性不同
C．物质中有σ键不一定有π键，有π键一定有σ键
D．乙烷分子中只存在σ键，即C-H和C-C均为σ键
【答案】A
【解析】A项，单键都是σ键，而三键是由1个σ键和2个π键构成的，所以丙炔分子中存在6个σ键和2个π键，A项错误；B项，乙烯分子中σ键的电子云呈轴对称、π键的电子云呈镜面对称，对称性不同，B项正确；C项，H原子、Cl原子中只有一个未成对电子，因而只能形成σ键，即有σ键不一定有π键；若形成π键一定是原子间已形成σ键，即有π键一定有σ键，C项正确；D项，共价单键为σ键，乙烷分子的结构式为，其所含的6个C-H和1个C-C均为σ键，D项正确；故选A。
21．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。
22．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。
23．LiAlH4是重要的还原剂与储氢材料，在120℃下的干燥空气中相对稳定，其合成方法为：NaAlH4+LiCl=LiAlH4+NaCl。下列说法正确的是( )
A．基态铝原子核外有7种不同空间运动状态的电子
B．该反应可以在水溶液中进行
C．AlH4-与AlCl3中Al原子杂化方式相同
D．AlH4-与PH4+互为等电子体，其空间构型均为正方形
【答案】A
【解析】A项，基态铝原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p1，共占据7个轨道，所以有7种不同空间运动状态的电子，A项正确；B项，LiAlH4会和水反应，该反应不能在水溶液中进行，B项错误；C项，AlH4-中Al原子价层电子对数为=4，为sp3杂化，AlCl3中Al原子价层电子对数为3，为sp2杂化，C项错误；D项，AlH4-和PH4+中心原子的价层电子对数为4，不含孤电子对，为正四面体构型，D项错误；故选A。
24．最新发现C3O2是金星大气的成分之一，化学性质与CO相似。C3O2分子中结构如下：O=C=C=C=O，下列说法中不正确的是(　　)
A．一个C3O2分子价电子总数为24 B．CO分子中键和键的个数比为
C．C3O2分子中原子的杂化方式均为sp D．C3O2与CO2分子空间结构相同
【答案】B
【解析】A项，对于主族元素的价电子数等于主族序数等于最外层电子数，故C3O2的价电子总数为24，故A项正确；B项，CO中含有叁键，故σ键和π键的个数比为1：2，故B项不正确；C项，根据C3O2的结构式利用杂化方式的基本判断方法为sp杂化，故C项正确；D项，根据根据碳原子的杂化方式判断，C3O2和CO2的杂化方式相同，故分子的空间结构相同，故D项正确；故选B。
25．二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是(　　)
A．符合通式CnH2nO3 B．分子间能形成氢键
C．分子间不存在范德华力 D．能溶于水，不溶于乙醇
【答案】B
【解析】二甘醇的分子式为C4H10O3，不符合通式CnH2nO3；二甘醇分子之间能形成O—H…O—，也存在范德华力；由“相似相溶”原理可知，二甘醇能溶于水和乙醇。
26．下表为元素周期表前4周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中，正确的是(　　)

A．W、R元素单质分子内都存在非极性键
B．X、Z元素都能形成双原子分子
C．键长W—HW—H
D．键长X—H 【答案】B
【解析】由元素在周期表中的位置可知，X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。白磷单质中存在非极性键，但稀有气体分子为单原子分子，分子中没有化学键，A错误；氮气、溴单质都是双原子分子，B正确；原子半径W>Y，故键长W—H>Y—H，电负性WW—H，C错误；原子半径W>X，故键长W—H>X—H，键长越短，键能越大，故键能W—H 27．短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大，X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，Y与X同主族，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1。下列说法错误的是(　　)
A．XW4为非极性分子
B．Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W
C．X、Y的氢化物由固态转化为气态时，克服相同的作用力
D．XW4、YW4、ZW2分子中的中心原子均为sp杂化
【答案】D
【解析】短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大，X原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2倍，则X是C元素，Y与X同主族，则Y是Si元素，Z和W原子中未成对电子数之比为2∶1，且二者原子序数都大于Y，则Z是S元素、W是Cl元素。CCl4为正四面体结构，正负电荷重心重合，为非极性分子， A正确；元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应水化物的酸性越强，非金属性Si＜S＜Cl元素，所以Y、Z、W的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱顺序是Y＜Z＜W， B正确； X、Y的氢化物分别是CH4、SiH4，二者都是分子晶体，所以由固态转化为气态时，克服相同的作用力，都是分子间作用力， C正确； CCl4、SiCl4、SCl2分子中的中心原子价层电子对个数都是4，所以均为sp3杂化，D错误。
28．下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是(　　)

A．32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B．SF6是由非极性键构成的分子
C．1 mol C2H4分子中有5 mol σ键和1 mol π键
D．C2H2分子中不含非极性键
【答案】C
【解析】1 mol S8分子中含有8 mol σ键，因此32 g S8分子中所含σ键为×8＝1 mol，A项错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的，B项错误；成键原子之间最多形成1个σ键，双键中有1个π键，因此1 mol乙烯中含有5 mol σ键和1 mol π键，C项正确；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误。