高中化学训练 【分子结构与性质】

分子结构与性质

题组一：共价键

（建议用时：20分钟）

1,共价键有多种分类方法。按成键方式可分为。键和兀键。下列说法正确的是

（）

A.兀键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成

B.通过兀键连接的原子或原子团可绕键轴旋转

C.o键和n键的强度不同

D.乙烷分子中的键全为。键而乙烯分子中含O键和7T键

【解析】选C、D。兀键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成，A项错误；通过兀

键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转，B项错误；°键和兀键因轨道重叠程度

不同，所以强度不同，C项正确：乙烷分子中均为单键，单键均为。键，乙烯

分子中含碳碳双键，双键中有1个。键和1个兀键，D项正确。

教师

专用

下列说法中不正确的是（）

A.。键比兀键重叠程度大，形成的共价键强

B.两个原子之间形成共价键时，最多有一个。键

C.气体单质中,一定有。键，可能有兀键

D.N2分子中有一^键，两个兀键

【解析】选C稀有气体单质中，不存在化学键。

2.由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化。X不稳定,

易分解。下列有关说法正确的是（）

A.T转化为X的过程中，断裂和形成的共价键类型相同

B.图中黑球代表的原子在反应过程中杂化类型发生变化

C.X分子中含有的。键个数是T分子中含有的。键个数的2倍

D.T分子中只含有极性键，X分子中既含有极性键又含有非极性键

【解析】选A。由球棍模型可知，黑球为C,大灰球为O，小白球为H,则T

为HCHO,X不稳定，易分解，则X为H2c03,则Y为氧化剂。T转化为X的

过程中，断裂的是C-H键，形成的是C-O键和O—H键，断裂和形成的均为

。键，故A正确；黑球为C原子，HCHO中C原子为sp2杂化，H2c03中C原

子也为sp2杂化，杂化方式未发生改变，故B错误；X分子中含有的。键个数为

5,T分子中含有的o键个数为3,不是2倍的关系，故C错误；X为H2cCh,

只含有极性键，故D错误。

3.下列说法正确的是（）

A.碳碳双键和碳碳三键中部分键容易断裂

B.烷煌分子中一个碳原子形成的四个键中每两个键的夹角均为109。28'

C.乙快分子的碳碳三键中，两个是。键、一个是兀键

D,乙焕分子中碳碳三键与碳氢键的夹角为180°

【解析】选A、D。碳碳双键和碳碳三键均为不饱和键，其中部分键容易断裂，

A项正确；甲烷分子中的四个碳氢键完全相同，每两个键的夹角均为109。28"

但乙烷等一些烷烧分子中每个碳原子形成的四个键不完全相同，故不是每两个

键的夹角都为109。28,，B项错误；乙焕分子的碳碳三键中，一个是。键、两个

是冗键，C项错误；乙焕分子中碳碳三键与碳氢键的夹角为180。，D项正确。

教师

专用

下列关于O键和7T键的理解不正确的是（）

A.O键一般能单独形成，而K键一般不能单独形成

B.O键可以绕键轴旋转，兀键一定不能绕键轴旋转

C.CH3—CH3、CH2=CH2,CH三CH中碳碳键的键能都相同

D.碳碳双键中有一个。键，一个兀键，碳碳三键中有一个。键，两个兀键

【解析】选C。由于原子轨道先按重叠程度大的“头碰头”方向进行重叠，故先形

成。键，然后才能形成兀键，A正确；。键为单键，可以绕键轴旋转，兀键在双

键、三键中存在，不能绕键轴旋转,B正确键能大小顺序:C三C>C=C>C-C,

C错误；单键均为。键，双键含1个。键和1个兀键，三键含1个。键和2个兀

键，D正确。

4.氧气的化学式为（CN）2,结构式为N三C—C三N，性质与卤素相似。下列关于

氧气的叙述正确的是（）

A.不和氢氧化钠溶液发生反应

B.分子中原子的最外层均达到8电子稳定结构

C.分子中含有2个。键和4个兀键

D.分子中既有极性键，又有非极性键

【解析】选B、Do氯气能与NaOH溶液反应，氧气的性质与卤素相似，则氧气

能和氢氧化钠溶液发生反应，A错误；由氧气的结构式N三C—C三N可知，碳原

子和氮原子的最外层均达到8电子稳定结构，B正确；单键为。键，三键中含1

个。键和两个兀键，则氧气分子中含有3个。键和4个兀键，C错误；氧气分

子中C-C键为非极性键，ON键为极性键，D正确。

5.离子液体是低温或室温熔融盐,某离子液体中的阳离子EMIM+结构如图所

示。下列有关EMIM+的说法错误的是（）

A,与Cl-形成的离子液体可导电

B.该离子中存在大九键

C.离子液体中存在离子键

D.存在4种不同环境氢原子

【解析】选Do该离子液体低温或室温为熔融盐，与C1-形成离子键，为离子化

合物，故可导电，A项正确；由图可知中间环状形成有大兀键，5个原子共用6

个电子，B项正确；低温、室温为熔融盐，有阳离子EMIM+,故离子液体中存

在离子键，C项正确；由图可知，存在6种不同环境下的氢原子，分别为左侧甲

基1种，亚甲基1种，环上3种，右侧甲基1种，D项错误。

6.三硫化四磷用于制造火柴及火柴盒摩擦面，分子结构如图所示。下列有关三

硫化四磷的说法正确的是（）

A.该分子结构中P、S原子最外层均达8电子稳定结构

B.22gP4s3分子中共用电子对数目约为6.02X1023

C.P4s3分子中极性共价键和非极性共价键数目之比为1：2

D.该分子中磷元素的化合价均为+3价

【解析】选A。P原子最外层有5个电子，形成3对共用电子对,达到最外层8

个电子的稳定结构；S原子最外层有6个电子，形成2对共用电子对，也达到最

外层8个电子的稳定结构，A正确；22gP4s3的物质的量是0.1mol,由于在P4s3

分子中含有9个共价键，所以在0.1molP4s3中共价键数目是0.9NA,则其中含

有的共用电子对数目约为0.9x6.02xl023,B错误；同种元素的原子形成的共价

键为非极性键，不同种元素的原子形成的共价键为极性键。根据物质分子结构

可知P4s3分子中极性共价键是6个，非极性共价键是3个，所以极性共价键和

非极性共价键数目之比为2：1,C错误；该物质分子中最上面的P原子形成3

个P—S键，下面的P原子只形成1个P—S键，因此有1个P为+3价，3个P

为+1价，D错误。

7.已知键能、键长部分数据如下表：

共价键键能/(kJ・mol-1)键长/pm

Cl—C1242.7198

Br—Br193.7228

I—I152.7267

H—F568

H—Cl431.8

H—Br366

H—I298.7

H—O462.896

C—C347.7154

C——C615133

C三C812120

C—H413.4109

N—H390.8101

N--O607

0—0142

O--O497.3

（1）下列有关性质的比较正确的是_________（填字母，下同）。

A,稳定性：HF>HCl>HBr>HI

B.氧化性：I2>Br2>C12

C.沸点：H2O>NH3

D.还原性：HI>HBr>HCl>HF

⑵下列有关推断正确的是_________。

A.同种元素形成的共价键稳定性：三键〉双键〉单键

B.同种元素形成的双键键能一定小于单键的2倍

C.键长越短，键能一定越大

D.氢化物的键能越大，其稳定性一定越强

⑶在HX（X为卤素）分子中，键长最短的是___________最长的是__________；

0-0键的键长（填“大于"‘小于”或“等于"）0-0键的键长。

【解析】⑴根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上到下逐渐减小，

稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能和键长看，氯单质、浪单质、碘单质的稳

定性逐渐减弱，由原子结构可知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；H2O在常温

下为液态，N%在常温下为气态，则H2O的沸点比NH3高，C项正确；还原性

与失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF,D项正确。（2）由碳碳键的数据

可知，A项正确；由0—0键、0=0键的键能可知，B项错误；C—H键的键

长大于N-H键的键长，但是N-H键的键能反而较小，C项错误；由C-H键、

N-H键的键能可知，CH4的键能较大，而稳定性CH4比NH3弱，D项错误。⑶

同主族原子半径越大，键长越长：同原子组成的键长：单键〉双键〉三键。

答案：（l）ACD⑵A（3）HFHI大于

题组二：分子的空间结构

（建议用时：20分钟）

1.下列分子所含原子中的碳原子，既有sp3杂化，又有sp2杂化的是（）

()

A.乙醛H—C—C

\C.甲醛C

/\

_IIHLHH」

「H

丙烯懵.I

B.D.丙快II—C—C=C一H

I

LH

【解析】选Ao乙醛中甲基中的碳原子采取sp3杂化，醛基中的碳原子采取sp2

杂化；丙烯睛中双键连接的两个碳原子采取sp2杂化，另一个碳原子采取sp杂

化；甲醛中碳原子采取sp2杂化；丙焕中甲基中的碳原子采取sp3杂化，三键连

接的两个碳原子采取sp杂化。

教师

I备I【加固训练】

下列分子或离子的中心原子为Sp3杂化目杂化轨道容纳1对孤电子对的是（）

A.CH4、NH3、H2OB.82、BBI-3,SO；"

+

C.C2H4、SO2、BeChD.NH3、PCI3、H3O

3

【解析】选DoCH4、NH3、H2O的中心原子价层电子对数都是4,都采用sp

杂化，CH4、NH3、H2O的中心原子上的孤电子对数分别是0、1、2,A不符合

题意；CO2、BBr3xSO?"的中心原子价层电子对数分别是2、3、4,且CCh、

BBESOl-的中心原子上的孤电子对数分别是0、0、1,B不符合题意；C2H4、

SO2、BeCb的中心原子价层电子对数分别是3、3、2,且C2H4、SO2、BeCL的

中心原子上的孤电子对数分别是0、1、0,C不符合题意；NH3、PCb、出0+的

中心原子价层电子对数都是4，采用sp3杂化，中心原子上的孤电子对数都是1,D

符合题意。

2.下列关于价层电子对互斥模型及杂化轨道理论的叙述不正确的是（）

A.价层电子对互斥模型将分子分成两类：中心原子有孤电子对的和无孤电子对

的

B.价层电子对互斥模型既适用于单质分子，也适用于化合物分子

C.sp'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

【解析】选B。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模型与空间结构可能相同(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；sp3杂化轨道是由同一

个原子中能量相近的1个s轨道和3个p轨道通过杂化形成的一组能量相近的新

轨道，故C正确；AB2型共价化合物由于其中心原子具有的孤电子对数可能不

同，则其采取的杂化方式也可能不同，D项正确。

3.下列离子的VSEPR模型与离子的空间结构一致的是()

A.SOi'B.CIO；C.NO2'D.CIO；

【解析】选风当中心原子无孤电子对时，VSEPR模型与空间结构一致。A项,

SO5"的中心原子的孤电子对数二;x(6+2-3x2)=1；B项，CIO］的中心原子

的孤电子对数x(7+1-4x2)=0；C项，NO£的中心原子的孤电子对数=：

x(5+1-2x2)=1；D项，CIO；中心原子的孤电子对数只x(7+1-3x2)=lo

4.下列说法中正确的是()

A.PC13分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果

B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨

道

C.凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体形

D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形

【解析】选C。A项，PCb分子的中心原子P含有3个成键电子对和1对孤电

子对，为sp3杂化，空间结构为三角锥形，错误；B项，能量相近的s轨道和p

轨道才能形成杂化轨道，错误；C项，凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR

模型都是四面体形，而分子的空间结构还与含有的孤电子对数有关，正确；D

项，AB3型的分子空间结构与中心原子的孤电子对数有关，如BF3中B原子没

有孤电子对，为平面三角形，NH3中N原子有1对孤电子对，为三角锥形，错

误。

5.AS2O3（砒霜）是两性氧化物（分子结构如图所示），溶于盐酸生成ASC13,AsCh

用LiAlH4还原生成A1H3下列说法正确的是（）

A.AS2O3分子中As原子的杂化方式为sp3

B.LiAlH4为共价化合物

C.AsCh空间结构为平面正三角形

D.A1H3分子键角大于109.5℃

【解析】选A、DoAS2O3中As原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对,

根据价层电子对互斥模型判断As原子杂化类型为sp3,故A正确；只含共价键

的化合物为共价化合物，含有离子键的化合物为离子化合物，该物质是由Li+

和川山一构成的，为离子化合物，故B错误；AsCh中As原子价层电子对数为

3+；（5-3x1）=3+1=4,含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断其

空间结构为三角锥形故C错误；A1H3中A1原子价层电子对数为3+5（3-1x3）

=3,不含孤电子对，根据价层电子对互斥模型知，为平面正三角形，所以其键

角为120°,故D正确。

6.X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子排布式为2s2,Y

的基态原子核外有5种运动状态不同的电子,Z元素的两种同位素原子通常作为

示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大

的元素,E的阳离子通常存在于硝石、明帆和草木灰中,M的原子序数比E大5。

下列说法正确的是（）

A.EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化

B.X、Y元素的第一电离能大小关系：X<Y

C.Z与氧元素形成的离子zoi-的空间结构为V形

D.M为元素周期表前四周期基态原子未成对电子最多的元素

【解析】选A、DoX、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子

排布式为2s2,X为Be；Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Y的质

子数为5,Y为B；Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反

应和测定文物的年代，Z为C；Q是元素周期表中电负性最大的元素，Q为F；

E的阳离子通常存在于硝石、明矶和草木灰中，E为K；M的原子序数比E大5,

M为Cro由上述分析可知，X为Be、Y为B、Z为C、Q为F、E为K、M为

(3+1-4x1)

CroKBF4中阴离子的中心原子孤电子对数为-----5------=。，价层电子对

数为4+0=4,则阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化，故A正确；Be的最

外层电子排布为全充满稳定结构，第一电离能较大，则X、Y元素的第一电离

能大小关系：X>Y,故B错误；COr中阴离子的中心原子孤电子对数为

(4+2-2x3)

------2------=0,价层电子对数为3+0=3,则中心原子的杂化方式为sp2

杂化，空间结构为平面三角形，故C错误；M即Cr为24号元素，其价电子排

布式为3d54sL为元素周期表前四周期基态原子未成对电子最多的元素，故D

正确。

7.《梦溪笔谈》有记：馆阁新书净本有误书处，以雌黄涂之。在中国古代，雌黄

(As2s3)经常用来修改错字，其结构如图所示。下列说法不正确的是()

A.As、S原子的杂化方式均为sp，

B.ASH3的沸点比NH3的低

C.与As同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素只有V

D.已知AS2F2分子中各原子均满足8电子结构，分子中。键和兀键的个数比为

3：1

【解析】选C。由雌黄的结构图可知，珅和硫原子均形成单键，均为sp3杂化方

式，故A正确；两者均为分子晶体，沸点高低与相对分子质量的大小有关，但

因氨气分子间存在氢键导致其沸点高于ASH3的沸点，故B正确；As基态原子

核外电子排布为Is22s22P63s23P63M04s24P3,未成对电子数为3,与其同周期且

基态原子核外未成对电子数目相同的元素有V：Is22s22P63s23P63d34s2、Co：

Is22s22P63s23P63d74s2,故C错误；AS2F2分子中各原子均满足8电子结构，则其

结构式为F-As=As-F,单键均为。键，双键中有1个。键、1个兀键，分

子中。键和兀键的个数比为3：1,故D正确。

题组三：分子结构与物质性质

（建议用时：20分钟）

1,下列各组物质性质的比较,结论正确的是（）

A.在CS2中的溶解度：CCU<H2O

B.物质的硬度：石墨<金刚石<干冰

C.物质的沸点：HF<HC1

D.分子的极性：BC13<NC13

【解析】选D。CS2是非极性溶剂，CC14是非极性分子，比0是极性分子,故在

CS2中的溶解度：CC14>H2O,A错误。金刚石是共价晶体，其硬度最大；干冰

是分子晶体，其硬度最小，石墨是混合晶体，其硬度比金刚石小，但比干冰大,

B错误。HF能形成分子间氢键，HC1只存在范德华力，则沸点：HF>HC1,C错

误。BCb是平面正三角形的非极性分子，NC13是三角锥形的极性分子，故后者

的极性大，D正确。

2.下列表述正确的是（）

A.键角：H2O>NH3

B.用原子轨道描述氯化氢分子中化学键的形成：◎-二-4；一〔汉：一；〈爵

C.电负性：N>O>C>H

D.冰的密度比水小的性质与氢键无关

【解析】选B。H2O键角为104.5°,NH3键角为107.3°,A错误；氯化氢分子中

化学键的形成用原子轨道描述如图所示，

Q3一二卖一—其内

B正确；电负性：O>N,C错误；冰的密度比水小的性质与氢键有关，冰和水密

度不同主要是由于水分子间存在氢键，水为液态时，一个水分子与四个水分子

相连，而水凝固为冰时，氢键会拉伸水分子使水分子之间的距离增大，体积也

就增大了，故冰密度比水小与氢键有关，D错误。

3.下列关于Si、P、S、Cl及其化合物结构与性质的论述错误的是（）

A.中心原子的半径依次减小是H4SiO4.H3P04、H2s04、HC1O4中羟基的数目

依次减小的原因之一

CH2cH3

II3C—P—CJI-C1

I

B.结构简式为CH?*II的物质中含有不对称原子P,该物质可能有旋

光性

C.SiC14、PC13、SCL中键角最大的是PC13

D.实验测定分子的极性大小可以区别顺-1,2-二氯乙烯和反-1,2-二氯乙烯

【解析】选Co中心原子的半径越小，则R-O-H中R-O键越强，O—H键

越易断裂，所以半径越小，羟基数目越少，A正确；采用类推法，中心P原子

相当于中心C原子，由于P原子所连的4个原子团都不相同，所以P具有手性,

是不对称原子，该物质可能有旋光性，B正确；SiCL、PCb、SCb的中心原子的

价层电子对数都为4,都发生sp3杂化，但由于孤电子对与成键电子对之间的排

斥作用比成键电子对与成键电子对之间的排斥作用强，所以键角SiCl4>PCI3>

SCI2,键角最大的是SiCl4,C错误；顺-1,2-二氯乙烯是轴对称结构，反-1,2-

二氯乙烯是中心对称结构，所以分子极性的大小不同，D正确。

4.下列关于3-MBT的说法错误的

是（）

A.1mol该分子中含有。键数目为\5NA

B.沸点高于（CH3）2C=CHCH20H

C.该分子中C的杂化方式有两种

D.该分子中所有碳原子一定共面

【解析】选Bo单键均为。键,双键中有一个。键，所以1mol3-MBT中含有。

键数目为\5NA,A项正确；（CH3）2C-CHCH20H分子间含有氢键，增大分子

间的作用力，使沸点升高，B项错误；饱和碳原子为sp3杂化，双键中的C原子

为sp?杂化，C项正确；碳碳双键形成的是平面结构，所以该分子中所有C原子

共面，D项正确。

5.化合物Z是合成某种抗结核候选药物的重要中间体，可由下列反应制得。

Z

下列有关化合物X、Y和Z的说法错误的是()

A.物质X的熔点与化学键无关

B.一个Z分子中，形成n键的电子数与形成o键的电子数之比为4:27

C.X分子中C和O的杂化方式不相同

D.Y分子中所有C原子可能共面

【解析】选B、CoX属于分子晶体，X的熔沸点与相对分子质量和氢键有关，

与化学键无关，故A正确；根据图知，一个Z分子中含有苯环中的6个碳原子

形成一个大兀键，具有6个电子，1个C-0兀键，具有2个电子和29个。键，

形成兀键的电子数与形成。键的电子数之比为(6+2)：29x2=4：29,故B错误；

X中C、O原子中价层电子对数都是4,根据价层电子对互斥模型知，C、O原

子杂化类型都是sp，杂化，其杂化方式相同，故C错误；苯分子中所有原子共平

面，单键可以旋转，所以该分子中所有碳原子可能共平面，故D正确。

6.下列对分子性质的解释中，不正确的是()

磷酸

HO()

次氯酸\/

Cl—OHP

/\

HOOH

A.碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶原理解释

2

B.NF3和BF3的杂化方式不同，前者是sp后者是sp，

C.HCHO、CHr、SO3的空间结构相同

D.由图可知酸性：H3PO4>HC1O,因为H3P04分子中有1个非羟基氧原子

【解析】选B、C。四氯化碳、碘、甲烷都是非极性分子，水是极性分子，所以

根据相似相溶原理可知，碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，A正确；NF3中N

原子孤电子对数为:x(5-3x1)=1,价层电子对数为3+1=4,杂化方式是sp\

BF3中B原子孤电子对数为:X(3-3X1)=0,价层电子对数为3+0=3,杂化方

式是sp2,B错误；HCHO中C原子孤电子对数为;x(4-2-2x1)=0,价层电

子对数为3+0=3,VSEPR模型为平面三角形,分子空间结构为平面三角形，

CHF中C原子孤电子对数为:x(4+1-3x1)=1,价层电子对数为3+1=4,

VSEPR模型为正四面体形，离子空间结构为三角锥形，SO3中S原子孤电子对

数为gx(6-3x2)=0，价层电子对数为3+0=3,VSEPR模型为平面三角形，分

子空间结构为平面三角形，所以分子空间结构不完全相同，C错误；含氧酸的酸

性比较：非羟基氧原子数越多酸性越强，由图可知H3P04分子中有1个非羟基

氧原子,HC1O分子中没有非羟基氧原子，所以酸性：H3P04>HC1O,D正确。

7.图中每条折线表示周期表第WA~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NH3H2O-NH/+OH