人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质本章综合与测试综合训练题

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第二章 分子结构与性质本章综合与测试综合训练题，共23页。试卷主要包含了全卷满分100分，可能用到的相对原子质量，下列说法正确的是，下列叙述中正确的有等内容，欢迎下载使用。

第二章　分子结构与性质(提升卷)
注意事项
1.全卷满分100分。考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1　C-12　N-14　O-16　S-32　Fe-56。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.(2021海南儋州鑫源中学高二月考)膦(PH3)又称磷化氢,在常温下是一种无色有大蒜臭味的有毒气体,电石气的杂质中常含有磷化氢。以下关于PH3的叙述正确的是 (　　)
A.PH3分子中无未成键的孤电子对
B.PH3是非极性分子
C.它的分子构型是三角锥形
D.磷原子采用sp2杂化
2.(2021福建莆田一中高二期中)下列说法中正确的是 (　　)
A.CH4、C2H2、HCN都是含有极性键的非极性分子
B.CO2与SO2的中心原子杂化类型相同,立体构型相同
C.分子中含有1个手性碳原子
D.可以通过红外光谱仪来测定分子的相对分子质量
3.(2021辽宁朝阳一中高二期末)下列物质的性质递变正确且与氢键有关的是 (　　)
A.熔点:CI4>CBr4>CCl4>CF4
B.沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛
C.溶解度(水中):NH3>HBr>CS2>SO2
D.密度:冰>水>水蒸气
4.(2021山东威海高二期末)下列分子或离子空间结构和中心原子的杂化方式有错误的是 (　　)
选项
分子或离子
空间结构
中心原子的杂化方式
A
C6H6(苯)
平面正六边形
sp2
B
SO42-
正四面体形
sp3
C
CO32-
平面三角形
sp2
D
SO2
直线形
sp
5.(2021湖北鄂西北六校高二期中)有机化学试剂氨基氰(结构如下图所示)常用于制备磺胺类药物、抗癌药等。下列有关氨基氰说法不正确的是　 (　　)

A.键长:C—N键大于键
B.分子中所有原子不共面
C.氨基氰的水溶性较好
D.碳为sp杂化,氨基氮为sp2杂化
6.(2021山东泰安高二期中)下列说法正确的是 (　　)
A.若ABn型分子的中心原子A上没有孤电子对,则ABn为非极性分子
B.白磷分子和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28'
C.凡是中心原子采取sp3杂化的分子,其立体构型都是正四面体形
D.NH3和PH3分子的VSEPR模型为四面体形,PH3中P—H的键角大于NH3中N—H的键角
7.(2021山东济宁高二月考)氨基乙酸铜是一种有机原料,其分子结构如图所示。下列关于该物质的说法正确的是 (　　)

A.其熔点高低主要取决于所含化学键键能的大小
B.分子中O和N的杂化方式完全相同
C.其组成元素的基态原子中,含有未成对电子数最多的是N
D.分子中所有原子共平面
8.(2021天津一中高二期中)下列叙述中正确的有 (　　)
①沸点:HI>HBr>HCl
②COCl2、BF3中各原子均达到8电子稳定结构
③一般分子的极性越大,范德华力越大
④氢键是一种分子间作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间
⑤CH3CHCH2分子中,σ键与π键数目之比为6∶1
⑥平面三角形分子一定是非极性分子
A.2个　　　　B.3个　　　　C.4个　　　　D.5个
9.(2021江苏高三模拟)乙烯是重要的有机化工原料,广泛用于合成乙醇、乙醛、乙酸等;乙烯直接氧化制乙酸的反应为+O2(g)CH3COOH(g)。实验室可用加热乙醇和浓硫酸混合物至170 ℃时反应制取乙烯。下列有关乙烯和乙酸的说法不正确的是 (　　)
A.CH2CH2的空间构型为平面形
B.CH3COOH与H2O能形成分子间氢键
C.CH3COOH的水溶液不能导电
D.乙烯直接氧化制乙酸是利用了乙烯的还原性
10.(2021福建宁德高二期中)S2Cl2的分子结构与H2O2相似,如图所示。下列有关说法错误的是 (　　)

A.S2Cl2是极性分子
B.S2Cl2分子中,S为+1价,Cl为-1价
C.S2Cl2分子中既含有极性键又含有非极性键
D.S2Cl2的相对分子质量比H2O2大,熔、沸点高

二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.(2021山东德州高二期中)下列说法正确的是 (　　)
A.基态Fe3+价层电子排布式为3d5
B.O2、N2、HCN中均存在σ键和π键
C.CH4、NH3、H2O分子间均存在氢键
D.沸点:C2H5SH(乙硫醇)>C2H5OH
12.(2021山东新泰一中高二月考)科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的新物质三硝基胺[N(NO2)3],其结构如图所示。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°,下列有关说法不正确的是 (　　)

A.分子中N、N间形成的共价键是非极性键
B.该分子易溶于水,是因为分子中N、O均能与水分子形成氢键
C.分子中非硝基氮原子采取sp3杂化
D.分子中非硝基氮原子上有1个孤对电子
13.(2021山东泰安高二期中)图中每条折线表示周期表ⅣA~ⅦA族中的某一族元素简单氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物。下列说法正确的是 (　　)

A.d代表的是CH4
B.沸点的高低顺序是HF>H2O>NH3
C.NH3的沸点是第ⅤA族元素形成的氢化物中沸点最高的
D.根据NH3·H2O NH4++OH-可知,氨分子和水分子之间最主要存在的氢键形式为O—H…N
14.(2021河北保定高二月考)焦性没食子酸在气体分析中可用作氧的吸收剂,其结构简式为,下列关于焦性没食子酸的说法错误的是　 (　　)
A.所有原子可能共平面
B.含有三种极性共价键
C.熔点高于苯的原因为其键能总和更大
D.相同条件下,在乙醇中的溶解度大于在二硫化碳中的溶解度
15.(2021山东师大附中高二月考)下表表示周期表中的几种短周期元素,下列说法不正确的是 (　　)

A.C、D气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为D>C
B.A、B、C对应的简单氢化物的还原性C>B>A
C.AD3和ED4两分子的中心原子均为sp3杂化,但两者的键角大小不同
D.ED4分子中各原子均达8电子稳定结构,与四氯化碳的价层电子数相同
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)(2021山东威海高二期末)X、Y、Z、W、R、Q为元素周期表中前四周期的六种元素。

X
元素的非金属性最强
Y
核外有三个能级,每个能级的电子数相等
Z
原子2p轨道上成对电子数等于未成对电子数
W
第二周期中单电子数最多
R
核外电子占据9个轨道,有2个未成对电子
Q
原子序数等于Z与R两种元素原子序数之和
回答下列问题:
(1)R在周期表中的位置为　　　　　　　,基态Q原子价层电子的轨道表示式为　　　　　　　　　。 
(2)WX3的电子式为　　　　　　　,其中W的轨道杂化方式为　　　　,分子的空间构型为　　　　　　　　。 
(3)X、Y、Z、W的电负性由大到小顺序为　　　　　　　(用元素符号表示)。 
(4)Y、Z、W三者简单氢化物的键角由大到小的顺序为　　　　　　　　　(用化学式表示)。 
(5)W的简单氢化物极易溶于水,原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
17.(11分)(2021河北石家庄高二月考)镓、硅、锗、硒的单质及某些化合物如砷化镓、磷化镓等都是常用的半导体材料。
(1)基态锗原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　。其属于元素周期表中的　　　　区元素。 
(2)锗、砷、硒三种元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　,P与Cl能形成PCl3和PCl5两种化合物,但N与Cl只能形成NCl3一种化合物的原因为
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)硅能与氢元素形成丁硅烯(Si4H8),该分子中σ键与π键个数之比为　　　　。 
(4)GaCl3分子中Ga原子的杂化轨道类型为　　　　,GeCl4分子的空间构型为　　　　　　　　。 
18.(10分)(2021辽宁阜新二中高二月考)已知A、B、C、D、E、F为周期表前四周期原子序数依次增大的六种元素。其中A是元素周期表中原子半径最小的元素,B原子最外层电子数是内层电子数的2倍。D、E为同主族元素,且E的原子序数为D的2倍。F是前四周期未成对电子最多的原子。试回答下列问题:
(1)F元素基态原子价层电子排布式为　　　　　　。 
(2)下列关于B2A2的说法中正确的是　　　　(填字母)。 
A.B2A2中的所有原子都满足8电子稳定结构
B.B2A2分子中σ键和π键数目比为1∶1
C.B2A2是由极性键和非极性键形成的非极性分子
D.B2A2分子中的B—A键属于s-sp σ键
(3)E的最高价氧化物的VSEPR模型名称为　　　　　,其属于　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 
(4)A与C可形成一种原子个数比为2∶1的六原子分子,其中　　　(填“含”或“不含”)π键,C原子的杂化类型为　　　　。 
(5)BD2的沸点比BE2的沸点低,其主要原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
19.(13分)(2021辽宁锦州高二期末)氢、碳、氮、氧、铁等元素及其化合物在工业生产和生活中有重要用途。请根据物质结构与性质的相关知识,回答下列问题:
(1)下列氮原子的轨道表示式表示的状态中,能量最低的是　　　　(填字母)。 
A.
B.
C.
D.
(2)写出基态铁原子价层电子的电子排布式:　　　　　　;通常情况下,铁的+2价化合物没有+3价化合物稳定,从核外电子排布的角度解释其原因 　　　　　　。 
(3)如表是第三周期某种元素的各级电离能数据。由此可判断该元素名称是　　　　。 
电离能/(kJ·mol-1)
I1
I2
I3
I4
I5
578
1 817
2 745
11 575
14 830
(4)C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为　　　　　;HCN分子中C和N原子满足8电子稳定结构,则HCN分子中σ键和π键的个数比为　　　　;CO32-的空间结构为　　　　　。 
(5)H3O+的中心原子O采用　　　　杂化;比较H3O+中H—O—H键角和H2O中H—O—H键角大小,H3O+　　　　H2O(填“>”“<”或“=”)。 
(6)NH3在水中极易溶解,其原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
20.(14分)(2021甘肃兰州一中高二月考)Ⅰ.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态Fe2+与Fe3+中未成对的电子数之比为　　　　。 
(2)I1(Li)>I1(Na),原因是　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(3)磷酸根离子的空间构型为　　　　　　　,其中P的价层电子对数为　　　　,杂化轨道类型为　　　　。 
Ⅱ.近年来我国科学家发现了一系列意义重大的铁系超导材料,其中一类为Fe-Sm-As-F-O组成的化合物。回答下列问题:
(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为　　　　　　　　,其沸点比NH3的　　　　(填“高”或“低”),其判断理由是
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(5)Sm的价层电子排布式为4f66s2,Sm3+的价层电子排布式为　　　　。 
Ⅲ.以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵。
(6)27 g NH4+中含电子的物质的量为　　　　mol。 
(7)柠檬酸的结构简式为。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为　　　　NA。 

答案全解全析
1.C　PH3分子中的孤电子对数为12×(5-3×1)=1,即PH3中含1个孤电子对,A错误;NH3为极性分子,由于N、P为同主族元素,故PH3也是极性分子,B错误;PH3中P原子周围形成了3个σ键,有1个孤电子对,即分子的构型是三角锥形,C正确;磷原子周围的价层电子对数为4,即P采用sp3杂化,D错误。
2.C　CH4是含极性键的非极性分子,C2H2是既含极性键又含非极性键的非极性分子,HCN为含极性键的极性分子,A错误;SO2为V形分子,S为sp2杂化,CO2为直线形分子,C为sp杂化,B错误;该分子中有1个手性碳原子,C正确;红外光谱仪用于测分子的结构和基团,质谱仪可测分子的相对分子质量,D错误。
3.B　四种物质的熔点高低只与范德华力大小有关,与氢键无关,A错误;邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,前者沸点低于后者,B正确;SO2的溶解度大于CS2,C错误;冰的密度小于水,D错误。
4.D　SO2中S原子的价层电子对数是3,S原子为sp2杂化,有1个孤电子对,空间构型为V形,D错误。
5.D　C—N为单键,为三键,三键结合更加牢固,键长则更短,故键长:C—N键大于键,A正确;氨基氰分子中氨基氮原子与周围2个H原子和1个C原子,构成三角锥形,故分子中所有原子不共面,B正确;氨基氰中含氨基,氨基是亲水基团,水溶性较好,C正确;氨基氰中碳原子价层电子对数为2+12×(4-1×1-1×3)=2,为sp杂化,氨基氮中氮原子价层电子对数为3+12×(5-1×1-1×1-1×1)=4,为sp3杂化,D错误。
6.A　若ABn型分子的中心原子A上没有孤对电子,说明该分子为非极性分子,是判断分子极性的重要规律,A正确;P4为正四面体结构,键角是60°,B错误;通过sp3杂化形成的中性分子,分子中价层电子对数是4,若不含孤电子对,分子为正四面体结构,若含孤电子对,分子可能呈三角锥形或V形结构,C错误;中心原子的电负性越大,成键电子对离中心原子越近,成键电子对之间的排斥力越大,即键角变大,故PH3中P—H的键角小于NH3中N—H的键角,D错误。
7.C　该物质的熔点主要取决于分子间作用力大小,与分子内所含化学键键能大小无关,A错误;分子中O杂化类型有sp3杂化、sp2杂化,而N的杂化类型只有sp3杂化,即O、N的杂化类型不完全相同,B错误;该物质中含有H、C、N、O、Cu五种元素,基态原子中未成对电子数分别为1、2、3、2、1,故含未成对电子数最多的原子是N,C正确;分子中含2个氨基,可看作是NH3中有1个H被1个基团代替得到的,故分子中所有原子不可能共平面,D错误。
8.A　结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间的范德华力越大,其沸点越高,①正确;BF3中B原子形成3个共用电子对,最外层为6个电子,2个分子中其他原子均达到了8电子稳定结构,②错误;一般分子的极性越大,其范德华力越大,③正确;氢键可能存在于分子与分子间,也可能存在于分子内,④错误;该分子中C—H键、C—C键均为σ键,CC键中含1个σ键和1个π键,即该分子中σ键与π键数目比之为8∶1,⑤错误;平面三角形分子不一定是非极性分子,如HCHO是不对称型分子,⑥错误;故选A。
9.C　中碳原子采取sp2杂化,所有原子共平面,A正确;羧基中含O—H键,水中也含O—H键,氧原子半径小、电负性大,故CH3COOH与H2O可形成分子间氢键,B正确;CH3COOH属于弱电解质,在水溶液中存在电离平衡,其水溶液可以导电,C错误;该反应中O2作氧化剂,乙烯作还原剂体现了还原性,D正确。
10.D　该分子中电荷分布不均匀且不对称,属于极性分子,A正确;S2Cl2分子中,结合化合价代数和为0,可知S为+1价,Cl为-1价,B正确;Cl—S—S—Cl中S和S原子间存在非极性键,S和Cl原子间存在极性键,C正确;H2O2中存在氢键,其熔、沸点高于S2Cl2,D错误。
11.AB　基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,失去4s能级上的2个电子和3d能级上的1个电子形成Fe3+,故基态Fe3+价层电子排布式为3d5,A正确;O2中存在双键,N2中存在三键,HCN中存在三键,双键和三键中均含σ键和π键,B正确;C元素电负性较弱,CH4分子间不存在氢键,C错误;乙醇分子中含—OH,分子间存在氢键,沸点高于乙硫醇,D错误。
12.B　同种非金属原子间一般形成非极性键,即该分子中N、N间形成的共价键为非极性键,A正确;分子中的氮、氧原子上没有连接氢原子,故不能与水分子形成氢键,B错误;该分子中非硝基氮原子含3个σ键和1个孤电子对,采取sp3杂化,C正确;分子中非硝基氮原子上有1个孤对电子,D正确。
13.AD　据图可知d点所在主族元素的氢化物沸点随着原子序数的增大而递增,符合第ⅣA族元素的性质,即d代表的是CH4,A正确;NH3、HF常温下为气态,H2O在常温下为液态,电负性:F>N,HF分子间更易形成氢键,则沸点的高低顺序是:H2O>HF>NH3,B错误;对于第ⅤA族元素,NH3因存在氢键,其沸点较高,但不是最高的,C错误;水分子中的氢原子和氨分子中的氮原子间易形成氢键,其存在形式为O—H…N,D正确。
14.C　苯环上的所有原子都共面,因为单键可以旋转,所以所有原子可能共平面,A正确;焦性没食子酸分子中含有C—O、O—H、C—H三种极性共价键,B正确;1个分子中含有3个—OH,能形成分子间氢键,因此熔点高于苯,C错误;1个分子中含有3个—OH,极性较大,因此在乙醇中的溶解度大于在二硫化碳中的溶解度,D正确。
15.AB　根据元素在周期表中的位置可判断A、B、C均为第二周期元素,D、E为第三周期元素,则A、B、C、D、E分别为N、O、F、Cl、Si元素。由非金属性:F>Cl,可知气态氢化物稳定性:HF>HCl,且HF分子间存在氢键,则沸点:HF>HCl,A错误;非金属性越强,对应阴离子的还原性越弱,由非金属性:NH2O>HF,B错误;NCl3和SiCl4的中心原子价层电子对数分别为3+12×(5-1×3)=4和4+12×(4-1×4)=4,两分子的中心原子均为sp3杂化,但NCl3中有1个孤电子对,两者的键角大小不同,C正确;由SiCl4的结构式可知各原子均达8电子稳定结构,SiCl4和CCl4的价层电子数均为4+7×4=32,D正确。
16.答案　(1)第三周期第ⅥA族　
(2) 　sp3　三角锥形　(3)F>O>N>C　(4)CH4>NH3>H2O
(5)氨气分子能与水分子形成氢键,且氨气和水都是极性分子
解析　根据X元素的非金属性最强,可知X为F元素;由Y原子核外有三个能级且每个能级的电子数相等可知,Y原子核外电子排布式为1s22s22p2,Y为C元素;由Z原子2p轨道上成对电子数等于未成对电子数可知,其核外电子排布式为1s22s22p4,则Z为O元素;W是第二周期中单电子数最多的原子,则W为N元素;根据R原子的核外电子占据9个轨道,有2个未成对电子可知,则核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,为S元素;根据Q的原子序数等于Z与R原子序数之和可知,Q原子序数为24,是Cr元素。(1)S元素位于元素周期表中第三周期第ⅥA族;基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1,结合泡利原理和洪特规则可写出价层电子的轨道表示式为 。(2)共价化合物NF3,各原子均达到8电子稳定结构,其电子式为;分子中N原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,则N原子采取sp3杂化,分子的空间构型为三角锥形。(3)元素非金属性越强,则电负性越大,非金属性强弱的顺序为F>O>N>C,则电负性大小顺序为F>O>N>C。(4)CH4、NH3、H2O分子的空间构型分别为正四面体形、三角锥形和V形,键角依次减小,故三种分子中键角的大小顺序为CH4>NH3>H2O。(5)NH3为极性分子,且N原子非金属性强、原子半径小,能与水分子形成氢键,故NH3极易溶于水。
17.答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2　p
(2)As>Se>Ge　N原子半径较小,且核外只有2s和2p轨道,最多只能形成4个杂化轨道,而P有空的3d轨道可以参与杂化而形成5个杂化轨道
(3)11∶1　(4)sp2　正四面体形
解析　(1)锗为第32号元素,由构造原理可写出基态锗原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2;属于元素周期表中的p区元素。(2)同周期元素从左到右第一电离能有增大的趋势,As的4p能级有3个电子,为半满稳定状态,第一电离能较高,则第一电离能As>Se>Ge。N原子半径较小,且核外只有2s和2p轨道,最多只能形成4个杂化轨道,而P有空的3d轨道可以参与杂化而形成5个杂化轨道,故As能形成化合物AsCl3和AsCl5,而N只能形成NCl3。(3)丁硅烯(Si4H8)结构与丁烯类似,1个该分子中含有8个Si—H键,1个SiSi键和2个Si—Si键,故分子中σ键与π键个数之比为11∶1。(4)GaCl3分子中Ga原子没有孤电子对,价层电子对数为3,则杂化轨道类型为sp2,GeCl4分子中中心原子的价层电子对数为4,则GeCl4分子的空间构型为正四面体形。
18.答案　(1)3d54s1　(2)CD　(3)平面三角形　非极性　(4)不含　sp3
(5)CS2的相对分子质量大于CO2,则CS2分子间的范德华力大
解析　根据A是元素周期表中原子半径最小的元素可知A为H元素;B原子最外层电子数是内层电子数的2倍,则B为C元素。由D、E为同主族元素,且E的原子序数为D的2倍,可知D、E分别为O和S元素。根据原子序数递增,可知C为N元素。F是前四周期中未成对电子最多的原子,结合核外电子排布规律可知F为Cr元素。(1)根据构造原理可写出基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,则原子的价层电子排布式为3d54s1。(2)B2A2为C2H2,其中H原子不满足8电子稳定结构,A错误;C2H2分子的结构式为,1个分子中含3个σ键和2个π键,二者数目比为3∶2,B错误;C2H2是直线形分子,结构对称,是由C—H极性键和非极性键形成的非极性分子,C正确;C2H2分子中,C原子采取sp杂化,C—H键属于s-sp σ键,D正确。(3)S的最高价氧化物为SO3,中心原子的价层电子对数为3,采取sp2杂化,VSEPR模型为平面三角形,其正电中心和负电中心重合,属于非极性分子。(4)H、N形成原子个数比为2∶1的六原子分子为N2H4,其结构式为,其中不含π键,N原子的杂化类型为sp3。(5)CO2、CS2分子间只有范德华力,相对分子质量越大,范德华力越大,熔、沸点越高,所以CO2的沸点比CS2的沸点低。
19.答案　(1)A　(2)3d64s2　铁的+3价离子3d能级半满,更稳定,不易失去电子
(3)铝　(4)O>N>C　1∶1　平面三角形
(5)sp3　>　(6)符合相似相溶原理,且氨分子与水分子间形成氢键
解析　(1)原子的电子排布遵循能量最低原理,4种氮原子的轨道表示式中,A为基态原子,B、C、D均为激发态原子,其中能量最低的是A。(2)基态铁原子价层电子的电子排布式为3d64s2;通常情况下,铁的+2价化合物没有+3价化合物稳定,是因为铁离子的价层电子的电子排布式为3d5,较稳定,不易失去电子。(3)根据表格中信息可知,该元素的第四电离能明显比第三电离能大,由此可判断该元素的原子最外层有3个电子,故该元素是铝。(4)根据元素的非金属性:O>N>C,可确定三种元素的电负性的大小顺序:O>N>C。HCN分子中C和N原子满足8电子稳定结构,则HCN的结构式为,该分子中σ键和π键的个数比为1∶1;CO32-中中心原子碳的价层电子对数为3,故CO32-的空间结构为平面三角形。(5)H3O+的中心原子O的价层电子对数为3+12×(6-1-1×3)=4,H3O+的中心原子O采取sp3杂化;H3O+中含1个孤电子对,H2O中含2个孤电子对,故H3O+中H—O—H键角大于H2O中H—O—H键角。(6)NH3和H2O均为极性分子,符合相似相溶原理;且氨分子与水分子间形成氢键,故NH3在水中极易溶解。
20.答案　(1)4∶5
(2)Na与Li同主族,Na的原子半径更大,最外层电子更容易失去,第一电离能更小
(3)正四面体形　4　sp3
(4)三角锥形　低　NH3分子间存在氢键,使沸点升高,使得AsH3的沸点比NH3低
(5)4f5　(6)15　(7)7
解析　(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe失去最外层2个电子得到Fe2+,价层电子排布式为3d6;基态Fe失去3个电子得到Fe3+,价层电子排布式为3d5,由洪特规则可知Fe2+和Fe3+的未成对电子数分别为4和5,故Fe2+和Fe3+的未成对电子数之比为4∶5。(2)Li与Na同主族,Na的电子层比Li多,原子半径比Li大,比Li更易失电子,因此I1(Li)>I1(Na)。(3)根据价层电子对互斥模型可知,PO43-的价层电子对数为4+12(5+3-4×2)=4,则VSEPR模型和空间构型均为正四面体形;其中心原子P采取sp3杂化。(4)N和As同主族,则AsH3和NH3结构相似,NH3分子为三角锥形,则AsH3也为三角锥形。NH3分子间形成氢键,使其氢化物的熔、沸点较高,而AsH3分子间不能形成氢键,故沸点:NH3>AsH3。(5)Sm的价层电子排布式为4f66s2,该原子失去电子得到阳离子时应先失去6s能级上的2个电子,再失去4f能级上的1个电子,故Sm3+的价层电子排布式为4f5。(6)NH4+的电子数为10,M(NH4+)=18 g/mol,27 g NH4+的物质的量为27 g÷18 g/mol=1.5 mol,则含电子的物质的量为1.5 mol×10=15 mol。(7)1个柠檬酸分子中有3个羧基,且有1个C原子与羟基相连,故1 mol柠檬酸分子中C原子与O原子形成的σ键的物质的量为3×2 mol+
1 mol=7 mol,即含σ键的数目为7NA。