第二章 分子结构与性质单元练习题(含答案)

第二章分子结构与性质
一、单选题
1.下列有关共价键的叙述中，不正确的是( )
A．某原子跟其他原子形成共价键时，其共价键数一定等于该元素原子的价电子数。

B．水分子内氧原子结合的电子数已经达到饱和，故不能再结合其他氢原子。

C．非金属元素原子之间形成的化合物也可能是离子化合物
D．所有简单离子的核电荷数与其核外电子数一定不相等。

2.下列分子和离子中，中心原子价层电子对的空间构型为四面体形且分子或离子的空间构型为V形的是（）
A． NH
B． PH3
C． H3O＋
D． OF2
3.下列微粒中，含有孤电子对的是（）
A． SiH4
B． H2O
C． CH4
D． NH
4.下列既有离子键又有共价键的化合物是()
A． Na2O
B． NaOH
C． CaBr2
D． HF
5.下列各组物质两种含氧酸中，前者比后者酸性弱的是()
A． H2SO4和H2SO3
B． (HO)2RO2和(HO)2RO3
C． HNO3和HNO2
D． H2SiO3和H4SiO4
6.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是 ( )
A． BeCl2与BF3
B． CO2与SO2
C． CCl4与NH3
D． C2H2和C2H4
7.1919年，Langmuir提出等电子体的概念，由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体。

等电子体的结构相似，物理性质相近。

据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是()
A． SO2和O3
B． CO2和NO2
C． CS2和NO2
D． PCl3和BF3
8.根据价层电子对互斥理论及原子的杂化理论判断NF3分子的空间构型和中心原子的杂化方式为（）
A．直线形sp杂化
B．三角形sp2杂化
C．三角锥形sp2杂化
D．三角锥形sp3杂化
9.下列变化过程中，原物质分子内共价键被破坏，同时有离子键形成的是()
A．盐酸和NaOH溶液反应
B．氯化氢溶于水
C．溴化氢与氨反应
D．锌和稀H2SO4反应
10.下列物质的分子中，都属于含极性键的非极性分子的是()
A． CO2，H2S
B． C2H4，CH4
C． Cl2，C2H2
D． NH3，HCl
11.下列关于杂化轨道的说法错误的是 ()
A．所有原子轨道都参与杂化
B．同一原子中能量相近的原子轨道参与杂化
C．杂化轨道能量集中，有利于牢固成键
D．杂化轨道中不一定有一个电子
12.氨分子立体构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为()
A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化B． NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C． NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D．氨分子是极性分子而甲烷是非极性分子
13.有机物具有手性，发生下列反应后，分子仍有手性的是()
①与H2发生加成反应②与乙酸发生酯化反应③发生水解反应④发生消去反应
A．①②
B．②③
C．①④
D．②④
14.下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是（）
A．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构
B．杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对
C．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变
D． sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°
15.氨分子立体构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为()
A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B． NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C． NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D．氨分子是极性分子而甲烷是非极性分子
二、双选题
16.（多选）下列关于共价键的说法，正确的是()
A．分子内部一定会存在共价键
B．由非金属元素组成的化合物内部不一定全是共价键
C．非极性键只存在于双原子单质分子中
D．离子化合物的内部可能存在共价键
17.（多选）下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是()
A． F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
B． HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
D． NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
18.（多选）在有机物分子中，当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子被称为“手性碳原子”，凡具有一个手性碳原子的化合物一定具有光学活性，常在某些物理性质、化学变化
或生化反应中表现出奇特的现象。

例如下图：其中带*号的碳原子即是手性碳原子，现欲使该物质因不含手性碳原子而失去光学活性，下列反应中不可能实现的是()
A．加成反应
B．消去反应
C．水解反应
D．氧化反应
19.（多选）下列物质的沸点，从高到低的顺序正确的是（）
A． HI＞HBr＞HCl＞HF
B． CI4＞CBr4＞CCl4＞CF4
C． NaCl＞ NaBr＞KBr
D． Na＞Mg＞Al
三、填空题
20.一般认为：如果两个成键元素间的电负性差值大于1.7，它们之间通常形成离子键；如果两个成键元素间的电负性差值小于1.7，它们之间通常形成共价键。

请查阅下列化合物中元素的电负性数值，判断它们哪些是共价化合物，哪些是离子化合物。

(1)NaF(2)AlCl3(3)NO(4)MgO(5)BeCl2(6)CO2
共价化合物_____________________________________________________________。

离子化合物______________________________________________________________。

21.无水CoCl2为深蓝色，吸水后变为粉红色的水合物，水合物受热后又变成无水CoCl2，故常在实
验室中用作吸湿剂和空气湿度指示剂。

CoCl2CoCl2·x H2O
深蓝色粉红色
现有65 g无水CoCl2，吸水后变成CoCl2·x H2O 119 g。

(1)水合物中x＝______。

(2)若该化合物中Co2＋配位数为6，而且经定量测定得知内界和外界占有Cl－的个数比为1∶1，则其化学式可表示为____________。

22.由N2和H2每生成1 mol NH3放热46 kJ，而每生成1 mol NH2—NH2却吸收96.1 kJ。

又知H—H键键能为436.0 kJ·mol－1，N≡N三键键能为940. 0 kJ·mol－1。

试求：
(1)N—H键的键能；
(2)N—N单键的键能。

23.叠氮化钠（NaN3）是一种无色晶体，广泛用于汽车安全气囊及化工合成等．常见的两种制备方法为：
2NaNH2+N2O═NaN3+NaOH+NH3↑
3NaNH2+NaNO3═NaN3+3NaOH+NH3↑
（1）①氮原子的L层电子排布图．
②氮所在的周期中，第一电离能最大的元素为（填元素符号）．
③与N3互为等电子体的粒子为（写出一种）．
④氨气的电子式．
（2）NH3沸点（﹣33.34℃）比N2O沸点（﹣88.49℃）高，其主要原因是
（3）依据价层电子对互斥理论，NO﹣3间构型呈形．
（4）汽车安全气囊的设计是基于反应6NaN3+Fe2O3═3Na2O+2Fe+9N2↑，生成物中的铁是一种常见物质，而铁的晶体有三种堆积方式，其中两种的堆积方式如图所示，下列有关铁及晶体的说法中正确的是．
A．金属铁的导电性是由于通电时产生的自由电子作定向移动
B．α﹣Fe、γ﹣Fe的堆积方式分别与钾和铜相同
C．空间利用率α﹣Fe大于γ﹣Fe
D．金属铁内部存在金属键
（5）铁的上述两种晶体（α﹣Fe：γ﹣Fe）的密度比值为．（写成小数，保留2位有效数字）
24.在化学实验和科学研究中，水是一种常用的试剂。

(1)水分子中的氧原子在基态时的价电子排布式为__________________。

(2)水分子在特定条件下容易得到一个H＋而形成水合氢离子(H3O＋)。

对上述过程的下列描述不合理的是________。

A．氧原子的杂化类型发生了改变
B．微粒的形状发生了改变
C．微粒的化学性质发生了改变
D．微粒中的键角发生了改变
(3)在冰晶体中，每个水分子与相邻的4个水分子形成________键，水分子间还存在________，1mol H2O中含________mol氢键。

(4)将白色的无水CuSO4溶解于水中，溶液呈蓝色，是因为生成了一种呈蓝色的配位离子。

请写出生成此配位离子的离子方程式：__________________。

四、推断题
25.M、N、X、Y四种主族元素在周期表里的相对位置如下图所示，已知它们的原子序数总和为46。

(1)M与Y形成的化合物中含________键，属______分子。

(填“极性”或“非极性”)
(2)N元素形成的单质分子中的化学键类型及数目是______(填“σ键”或“π键”)。

在化学反应中________易断裂。

(3)由N、Y的氢化物相互作用所生成的物质的电子式为________。

其中的化学键有________。

(4)写出M单质与X元素最高价氧化物对应的水化物反应的化学方程式______________________________。

(5)核电荷数比X元素少8的元素可形成多种粒子，按要求填入空格中：
答案解析
1.【答案】A
【解析】非金属元素的原子形成的共价键数目取决于该原子最外层的不成对电子数，一般最外层有几个不成对电子就能形成几个共价键，故A说法不正确。

一个原子的未成对电子一旦与另一个自旋相反的未成对电子成键后，就不能再与第三个电子再配对成键，因此，一个原子有几个不成对电子，就会与几个自旋相反的未成对电子成键，这就是共价键的饱和性，故一个氧原子只能与两个氢原子结合生成H2O，B正确。

非金属元素原子之间形成的化合物也可能是离子化合物，如NH4Cl等铵盐。

不管是阴离子还是阳离子，核内质子数与核外电子数必定存在差别。

此差值就是离子所带的电荷数。

2.【答案】D
【解析】四个选项中的分子或离子中心原子的价层电子对数都为4且价层电子对空间构型都为四面体型，NH的空间构型为正四面体型，PH3和H3O＋的空间构型均为三角锥型，只有OF2中心原子结合两个F原子，分子的空间构型为V形。

分子的空间构型与分子中中心原子的价层电子对的空间构型不是一回事，利用中心原子的价层电子对分析分子空间构型时，应扣除未成键的孤电子对之后判断各成键原子形成的空间构型。

3.【答案】B
【解析】SiH4、H2O，CH4，NH的电子式分别为，只有H2O分子中的O原子上有2对孤电子对。

4.【答案】B
【解析】典型的非金属元素O与H之间形成的是共价键，Na＋与OH－之间形成的是离子键。

5.【答案】B
【解析】(HO)2RO2和(HO)2RO3比较，前者的非羟基氧原子数少，酸性比后者弱。

6.【答案】C
【解析】BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化类型分别为sp、sp2；CO2分子中含有2个π键，SO2分子中杂化轨道数为3，杂化类型分别为sp、sp2；C项中杂化类型均为sp3；D项中杂化类型分别为sp、sp2。

7.【答案】A
【解析】由题中信息可知，只要算出分子中各原子的最外层电子数之和即可判断。

B的最外层电子数为3；C的最外层电子数为4；N、P的最外层电子数为5；O、S的最外层电子数为6； F、Cl 的最外层电子数为7。

8.【答案】D
【解析】NF3分子中N原子的价层电子对个数=3+×（5﹣3×1）=4，且含有一个孤电子对，所以该分子是三角锥形结构，中心原子采用sp3杂化
9.【答案】C
【解析】原物质为共价分子的只有B、C，但HCl溶于水共价键被破坏而发生电离，并没有形成离子键；而HBr＋NH3===NH4Br过程中，破坏了H—Br共价键，形成了离子键。

10.【答案】B
【解析】由两种不同元素形成的共价键才会有极性，因此C项中Cl2中无极性键。

之后根据结构可以判断A项中H2S，D项中NH3、HCl分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子。

11.【答案】A
【解析】参与杂化的原子轨道，其能量不能相差太大，如1s轨道与2s、2p轨道能量相差太大，不能形成杂化轨道，即只有能量相近的原子轨道才能参与杂化，所以，A项错误，B项正确；杂化轨道的电子云一头大一头小，成键时利用大的一头，可使电子云重叠程度更大，形成牢固的化学键，生成的分子更稳定，C项正确；并不是所有的杂化轨道中都会有电子，也可以是空轨道，也可以有一个孤电子对(如NH3、H2O的形成)，D项正确。

12.【答案】C
【解析】根据杂化轨道理论可知，NH3、CH4分子中的中心原子都采取sp3杂化形式，二者不同在于NH3分子中N原子杂化后的四个轨道中有3个形成σ键，而有1个容纳孤电子对，CH4分子中C原子杂化后的四个轨道全部用于形成σ键，这样会导致二者的立体构型有所不同。

13.【答案】B
【解析】原有机物中与—OH相连的碳原子为手性碳，与H2加成后，连有两个乙基，不再具有手性；与乙酸发生酯化反应，所连四个取代基不同，仍具有手性；发生水解反应后，所连四个取代基也不同，该碳原子仍具有手性；当发生消去反应时，原手性碳生成双键后不再具有手性。

14.【答案】B
【解析】A．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构，可能是三角锥形或V形，如NH3是三角锥形、H2O是V形，故A正确；
B．杂化轨道用来形成σ键或容纳孤对电子，未杂化的轨道与杂化轨道所在平面垂直，可用来形成π键，故B错误；
C．杂化轨道中，原子轨道数目：不变，杂化前是几个，杂化后还是几个，形状：发生改变，空间伸展方向：杂化后，各个轨道尽可能分散、对称分布，故C正确；
D．sp3、sp2、sp杂化轨道分别是正四面体、平面三角形、直线形结构，其夹角分别是109°28′、120°、180°，故D正确
15.【答案】C
【解析】根据杂化轨道理论可知，NH3、CH4分子中的中心原子都采取sp3杂化形式，二者不同在于NH3分子中N原子杂化后的四个轨道中有3个形成σ键，而有1个容纳孤电子对，CH4分子中C原子杂化后的四个轨道全部用于形成σ键，这样会导致二者的立体构型有所不同。

16.【答案】BD
【解析】本题可用举例法去做。

惰性气体为单原子分子，分子内部没有共价键；铵盐是全部含有非金属元素的化合物，但属于离子化合物，既存在离子键，也存在共价键；乙烯、过氧化氢分子中存在非极性键；在强碱中存在共价键如NaOH。

17.【答案】BC
【解析】F2、Cl2、Br2、I2形成晶体时属分子晶体，它们的熔、沸点高低决定于分子间的作用力，与共价键的键能无关，A错；HF、HCl、HBr、HI的分子内存在共价键，它们的热稳定性与它们内部存在的共价键的强弱有关，B正确；金刚石和晶体硅都是原子间通过共价键结合而成的原子晶体，其熔、沸点高低决定于共价键的键能，C正确；NaF、NaCl、NaBr、NaI都是由离子键形成的离子晶体，其内无共价键，D错。

18.【答案】BC
【解析】手性碳原子要求中心碳原子连接四个不同原子或者原子团。

可以联系有机化学反应来进行有关手性碳原子的考查，找到让手性碳原子消失时所进行的有关化学反应类型。

19.【答案】BC
【解析】HI、HBr、HCl三个分子结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，熔、沸点依次变小，而HF中还存在氢键，故HF的熔、沸点反常，为最大，则沸点大小顺序为HF＞HI ＞HBr＞HCl;而CI4、CBr4、CCl4、CF4结构相似，相对分子质量依次减小，范德华力依次减弱，熔、沸点依次变小;NaCl、NaBr、KBr中存在离子键，离子所带电荷相同，离子间距依次变大，故离子键的作用力依次变小，沸点依次变小;Na、Mg、Al是金属，它们的原子最外层价电子数依次为1、2、3，Na+、Mg2+、Al3+半径依次变小，故金属键的作用力依次增大，沸点依次变大。

20.【答案】(2)(3)(5)(6)(1)(4)
【解析】依据题目信息，元素间的电负性差值大于1.7，通常形成离子键，形成离子化合物；电负性差值小于1.7，通常形成共价键，形成共价化合物。

21.【答案】(1)6(2)[Co(H2O)5Cl]Cl·H2O
【解析】(1)65 g CoCl2的物质的量为＝0.5 mol，则x值为。

(2)根据该化合物中Co2＋配位数为6及其相对分子质量为119×2＝238可知，配体有1个Cl－和5个H2O；外界有1个Cl－，1个H2O，其化学式可表示为[Co(H2O)5Cl]Cl·H2O。

22.【答案】(1)382.3 kJ·mol－1(2)186.7 kJ·mol－1
【解析】N2＋3H2===2NH3ΔH＝(E N≡N＋3E H—H)－6×E N—H
即－46 kJ＝(940.0 kJ·mol－1＋3×436.0 kJ·mol－1)－6×E N—H
∴E N—H＝382.3 kJ·mol－1，即N—H键的键能为382.3 kJ·mol－1。

N2＋2H2===NH2—NH2
ΔH＝E N≡N＋2E H—H－(4E N—H＋E N—N)
96.1 kJ＝(940.0 kJ·mol－1＋2×436.0 kJ·mol－1)－(4×382.3 kJ·mol－1＋E N—N)
∴E N—N＝186.7 kJ·mol－1，即N—N单键的键能为186.7 kJ·mol－1。

23.【答案】（1）①
；
②Ne；③CO2等；
④
；
（2）氨气分子间存在氢键；
（3）平面三角；
（4）BD；
（5）0.92
【解析】（1）①氮原子的L层上，2s能级上有2个电子、2p能级上有3个电子，根据能量最低原理、洪特规则、保里不相容原理知，其L层电子排布图为；
②同一周期中，元素第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势，但第IIA族、第V A族元素大
于相邻元素，所以第二周期元素中第一电离能最大的是Ne；
③价电子数相等、原子个数相等的微粒互斥等电子体，与N3互为等电子体的粒子有CO2等；
④氨气分子中氮原子和每个氢原子之间都存在一个共用电子对，氨气分子的电子式为
；
（2）NH3中存在氢键，N2O中不存在氢键，氢键的存在导致NH3沸点（﹣33.34℃）比N2O沸点（﹣88.49℃）高；
（3）NO﹣3中价层电子对个数=3+（5+1﹣3×2）=3且不含孤电子对，所以其空间构型为平面三角形；
（4）A．金属铁的导电性是由于通电时自由电子作定向移动，电子不是通电才产生的，故错误；B．α﹣Fe、γ﹣Fe的堆积方式分别与钾和铜相同，α﹣Fe为体心立方堆积，γ﹣Fe为面心立方堆积，故正确；
C．空间利用率α﹣Fe小于γ﹣Fe，故错误；
D．金属晶体中存在金属键，所以金属铁内部存在金属键，故正确；
（5）α﹣Fe中Fe原子个数=1+8×=2，γ﹣Fe中Fe原子个数=8×=4，设Fe原子半径为r，
α﹣Fe中晶胞边长=，γ﹣Fe中晶胞的边长=，α﹣Fe密度=，γ﹣Fe密度=，其密度之比=：=0.92
24.【答案】(1)2s22p4(2)A(3)氢范德华力2
(4)Cu2＋＋4H2O===[Cu(H2O)4]2＋
【解析】H2O分子的O原子采取sp3杂化，呈V形，H3O＋中的O原子也是采取sp3杂化，呈三角锥形。

水分子之间既有氢键也有范德华力。

每个水分子与相邻的4个水分子形成4个氢键，1个氢
键被2个水分子共用，平均1mol H2O中含2mol氢键。

25.【答案】(1)极性非极性 (2)一个σ键、两个π键π键
(3)离子键、共价键、配位键
(4)C＋2H2SO4(浓)CO2↑＋2SO2↑＋2H2O
(5)O2O O
【解析】设M的质子数是x，则N的质子数是x＋1，X的质子数是x＋10，Y的质子数是x＋11,4x＋22＝46，x＝6，四种元素分别是C、N、S、Cl。

M与Y形成的化合物为CCl4，分子中化学键是极性键，是非极性分子。

N2分子中有一个σ键、两个π键，其中π键不稳定易断裂。

碳与浓硫酸反应生成CO2、SO2和H2O。

质子数、电子数均为16的是O2，质子数是16，电子数是17的是O，质子数为16、电子数是18的是O。