山东省2024年高考化学一轮复习专题4.3原子分子结构与性质考点扫描含解析

PAGEPAGE1专题3原子、分子结构与性质【名师预料】本专题在高考中的主要考查内容有：核外电子排布式、电子排布图、电离能和电负性、σ键和π键、分子间作用力、氢键、化学键数目的计算、通过各种理论——杂化轨道理论、价电子对互斥理论、协作物理论推想分子的空间构型、轨道杂化方式；sp、sp2、sp3的推断、等电子原理。分子结构与性质多在部分新课标省市的第Ⅱ卷中以选考试题即非选择题的形式考查。【学问精讲】一、原子核外电子排布原理1.能层、能级与原子轨道(1)能层(n)在多电子原子中，核外电子的能量是不同的，依据电子的能量差异将其分成不同能层。通常用K、L、M、N……表示，能量依次上升。(2)能级同一能层里电子的能量也可能不同，又将其分成不同的能级，通常用s、p、d、f等表示，同一能层里，各能级的能量按s、p、d、f的依次依次上升，即：E(s)＜E(p)＜E(d)＜E(f)。(3)原子轨道电子云轮廓图给出了电子在核外常常出现的区域。这种电子云轮廓图称为原子轨道。原子轨道轨道形态轨道个数s球形1p哑铃形3特殊提示第一能层(K)，只有s能级；其次能层(L)，有s、p两种能级，p能级上有三个原子轨道px、py、pz，它们具有相同的能量；第三能层(M)，有s、p、d三种能级。2.基态原子的核外电子排布(1)能量最低原理：即电子尽可能地先占有能量低的轨道，然后进入能量高的轨道，使整个原子的能量处于最低状态。如图为构造原理示意图，即基态原子核外电子在原子轨道上的排布依次图：留意全部电子排布规则都须要满意能量最低原理。(2)泡利原理每个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋状态相反。如2s轨道上的电子排布为，不能表示为。(3)洪特规则当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同。如2p3的电子排布为，不能表示为或。洪特规则特例：当能量相同的原子轨道在全满(p6、d10、f14)、半满(p3、d5、f7)和全空(p0、d0、f0)状态时，体系的能量最低，如：24Cr的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar]3d54s1。3.基态、激发态及光谱示意图二、原子结构与周期表、元素性质的关系1.原子结构与周期表的关系(1)原子结构与周期表的关系(完成下列表格)周期能层数每周期第一个元素每周期最终一个元素原子序数基态原子的简化电子排布式原子序数基态原子的电子排布式二23[He]2s1101s22s22p6三311[Ne]3s1181s22s22p63s23p6四419[Ar]4s1361s22s22p63s23p63d104s24p6五537[Kr]5s1541s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p6六655[Xe]6s1861s22s22p63s23p63d104s24p64d104f145s25p65d106s26p6(2)每族元素的价层电子排布特点①主族主族ⅠAⅡAⅢAⅣA排布特点ns1ns2ns2np1ns2np2主族ⅤAⅥAⅦA排布特点ns2np3ns2np4ns2np5②0族：He：1s2；其他ns2np6。③过渡元素(副族和第Ⅷ族)：(n－1)d1～10ns1～2。(3)元素周期表的分区与价层电子排布的关系①周期表的分区②各区价层电子排布特点分区价层电子排布s区ns1～2p区ns2np1～6(除He外)d区(n－1)d1～9ns1～2(除钯外)ds区(n－1)d10ns1～2f区(n－2)f0～14(n－1)d0～2ns22.原子半径(1)影响因素eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(能层数：能层数越多，原子半径越大,核电荷数：能层数相同，核电荷数越大，,原子半径越小))(2)改变规律元素周期表中的同周期主族元素从左到右，原子半径渐渐减小；同主族元素从上到下，原子半径渐渐增大。3.电离能(1)第一电离能：气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所须要的最低能量，符号：I1，单位：kJ·mol－1。(2)规律①同周期：第一种元素的第一电离能最小，最终一种元素的第一电离能最大，总体呈现从左至右渐渐增大的改变趋势。②同族元素：从上至下第一电离能渐渐减小。③同种原子：逐级电离能越来越大(即I1＜I2＜I3…)。4.电负性(1)含义：元素的原子在化合物中吸引键合电子实力的标度。元素的电负性越大，表示其原子在化合物中吸引键合电子的实力越强。(2)标准：以最活泼的非金属氟的电负性为4.0作为相对标准，计算得出其他元素的电负性(稀有气体未计)。(3)改变规律金属元素的电负性一般小于1.8，非金属元素的电负性一般大于1.8，而位于非金属三角区边界的“类金属”(如锗、锑等)的电负性则在1.8左右。在元素周期表中，同周期从左至右，元素的电负性渐渐增大，同主族从上至下，元素的电负性渐渐减小。5.对角线规则在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相像的，如。三、共价键及其参数1.本质在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。2.特征具有饱和性和方向性。3.分类分类依据类型形成共价键的原子轨道重叠方式σ键电子云“头碰头”重叠π键电子云“肩并肩”重叠形成共价键的电子对是否偏移极性键共用电子对发生偏移非极性键共用电子对不发生偏移原子间共用电子对的数目单键原子间有一对共用电子对双键原子间有两对共用电子对三键原子间有三对共用电子对特殊提示(1)只有两原子的电负性相差不大时，才能形成共用电子对，形成共价键，当两原子的电负性相差很大(大于1.7)时，不会形成共用电子对，而形成离子键。(2)同种元素原子间形成的共价键为非极性键，不同种元素原子间形成的共价键为极性键。4.键参数(1)概念(2)键参数对分子性质的影响①键能越大，键长越短，分子越稳定。②5.等电子原理原子总数相同，价电子总数相同的分子具有相像的化学键特征和立体结构，很多性质相像，如N2与CO、O3与SO2、N2O与CO2、CH4与NHeq\o\al(＋,4)等。四、分子的立体构型1.价层电子对互斥理论(1)理论要点①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。(2)用价层电子对互斥理论推想分子的立体构型的关键是推断分子中的中心原子上的价层电子对数。其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。(3)示例分析电子σ键电子对数孤电子对数电子对立体构型分子立体构型实例220直线形直线形CO2330三角形平面三角形BF321V形SO2440四面体形正四面体形CH431三角锥形NH322V形H2O2.杂化轨道理论(1)理论要点当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。(2)杂化轨道与分子立体构型的关系杂化类型杂化轨道数目杂化轨道间夹角立体构型实例sp2180°直线形BeCl2sp23120°平面三角形BF3sp34109°28′四面体形CH43.配位键(1)孤电子对分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。(2)配位键①配位键的形成：成键原子一方供应孤电子对，另一方供应空轨道形成共价键。②配位键的表示：常用“→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NHeq\o\al(＋,4)可表示为，在NHeq\o\al(＋,4)中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。(3)协作物如[Cu(NH3)4]SO4配体有孤电子对，如H2O、NH3、CO、F－、Cl－、CN－等。中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。五、分子间作用力与分子的性质1.分子间作用力(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。(3)强弱：范德华力＜氢键＜化学键。(4)范德华力范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相像的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力渐渐增大。(5)氢键①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为袒露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。②表示方法：A—H…B③特征：具有肯定的方向性和饱和性。④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。⑤分子间氢键对物质性质的影响主要表现为使物质的熔、沸点上升，对电离和溶解度等产生影响。2.分子的性质(1)分子的极性类型非极性分子极性分子形成缘由正电中心和负电中心重合的分子正电中心和负电中心不重合的分子存在的共价键非极性键或极性键非极性键或极性键分子内原子排列对称不对称(2)分子的溶解性①“相像相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。②随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以随意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。(3)分子的手性①手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，犹如左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。②手性分子：具有手性异构体的分子。③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。(4)无机含氧酸分子的酸性无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，假如成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。【典题精练】考点1、考查核外电子排布的表示方法例1．下列电子排布图所表示的元素原子中，其能量处于最低状态的是()A.B.C.D.解析：电子的排布遵循能量最低原理、泡利原理、洪特规则等。A.2p能级未排满，则排布3s轨道，违反能量最低原理，错误；B.2p能级的3个电子应单独占据3个轨道，违反洪特规则，错误；C.2p能级未排满，违反能量最低原理，错误；D.符合电子的排布原理，能量处于最低状态，正确。答案：D易错提示：1．应用能量最低原理时，要留意原子轨道能量的凹凸，如能量E3d>E4s。所以电子先排4s轨道，再排3d轨道，而失电子时，都先失4s轨道上的电子。2．当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的依次填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。3．书写轨道表示式时，空轨道不能省略。如C的轨道表示式为，而不是。4．留意比较原子核外电子排布式、简化电子排布式、原子外围电子排布式的区分与联系。如Cu的电子排布式：1s22s22p63s23p63d104s1；简化电子排布式：[Ar]3d104s1；外围电子排布式：3d104s1。考点2、依据基态原子核外电子排布推断元素例2.6.下列各组表述中，两个原子不属于同种元素原子的是()A.3p能级有一个空轨道的基态原子和核外电子的排布式为1s22s22p63s23p2的原子B.2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子和原子的最外层电子排布式为2s22p5的原子C.M层全充溢而N层为4s2的原子和核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2的原子D.最外层电子数是核外电子总数eq\f(1,5)的原子和最外层电子排布式为4s24p5的原子解析：A项，3p能级有一个空轨道的基态原子，按洪特规则可得其3p轨道上只能有两个电子，所以两个原子是同种元素的原子；B项，2p能级无空轨道，且有一个未成对电子的基态原子，它的2p能级上只能是5个电子，所以两原子是同种元素的原子；C项，M层全充溢而N层为4s2的原子，其M层应为18个电子，而后者的M层上只有8个电子，所以两原子不是同种元素的原子；D项，最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)的原子中，最外层电子数要小于或等于8个电子，且电子总数为5的倍数，所以可得该原子可能是原子序数为5、10、15、20、25、30、35、40，其中满意最外层电子数是核外电子总数的eq\f(1,5)且符合核外电子排布规则的只能是35号元素，该元素原子的外围电子排布式为4s24p5，所以两原子是同种元素的原子。答案：C误区警示：(1)在写基态原子的电子排布图时，常出现以下错误：(2)当出现d轨道时，虽然电子按ns、(n－1)d、np的依次填充，但在书写电子排布式时，仍把(n－1)d放在ns前，如Fe：1s22s22p63s23p63d64s2正确，Fe：1s22s22p63s23p64s23d6错误。考点3、考查电离能的推断及其应用例3．已知X、Y是主族元素，I为电离能，单位是kJ/mol。请依据下表所列数据推断，错误的是()元素I1I2I3I4X500460069009500Y5801820275011600A.元素X的常见化合价是＋1B．元素Y是第ⅢA族元素C．元素X与氯形成化合物时，化学式可能是XClD．若元素Y处于第3周期，它可与冷水猛烈反应解析：对于X元素，I1≪I2，X应为ⅠA族；对于Y元素，I3≪I4，Y应为ⅢA族，若处于第3周期则为铝元素，金属铝与水反应缓慢。答案：D规律总结：电离能的应用规律(1)推断元素金属性的强弱：电离能越小，金属越简洁失去电子，金属性越强；反之越弱。(2)推断元素的化合价(I1、I2……表示各级电离能)：假如某元素的In＋1≫In，则该元素的常见化合价为＋n。如钠元素I2≫I1，所以钠元素的化合价为＋1。(3)推断核外电子的分层排布状况：多电子原子中，元素的各级电离能逐级增大，有肯定的规律性。当电离能的改变出现突变时，电子层数就可能发生改变。(4)反映元素原子的核外电子排布特点：同周期元素从左向右，元素的第一电离能并不是渐渐增大的，当元素的核外电子排布是全空、半充溢和全充溢状态时，第一电离能就会反常的大。考点4、考查电负性的推断及其应用例4．如表：元素LiBeBCOFNaAlSiPSCl电负性值0.981.572.042.553.443.980.931.611.902.192.583.16(1)通过分析电负性值改变规律，确定Mg元素电负性值的最小范围____________。(2)请归纳元素的电负性和金属、非金属性的关系是__________________________________。(3)从电负性角度，推断AlCl3是离子化合物还是共价化合物____________，理由是________________。解析：(1)依据同周期和同主族的电负性的改变规律Mg的电负性范围为0.93～1.57。(2)电负性是原子对电子对的吸引力，非金属性越强，电负性越大。(3)可依据Al与Cl的电负性差值确定。答案：(1)0.93～1.57(2)非金属性越强，电负性越大；金属性越强，电负性越小(3)共价化合物Al元素和Cl元素的电负性差值为1.55<1.7，所以形成共价键，为共价化合物规律总结：电负性的应用规律考点5、考查共价键类型的推断例5．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是()①HCl②H2O③N2④H2O2⑤C2H4⑥C2H2A．①②③B．③④⑤⑥C．①③⑥D．③⑤⑥解析：单键均为σ键，双键和三键中各存在一个σ键，其余均为π键。答案：D规律总结：推断共价键类型的方法(1)σ键与π键的推断①由轨道重叠方式推断：“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。②由物质的结构式推断：通过物质的结构式可以快速有效地推断共价键的种类及数目。共价单键全为σ键，双键中有一个σ键和一个π键，三键中有一个σ键和两个π键。③由成键轨道类型推断：s轨道形成的共价键全部是σ键；杂化轨道形成的共价键全部为σ键。(2)极性键与非极性键的推断：看形成共价键的两原子，不同种元素的原子之间形成的是极性共价键，同种元素的原子之间形成的是非极性共价键。考点6、考查键参数及其应用例6．能够用键能的大小说明的是()A．常温常压下，氯气呈气态而溴单质呈液态B．硝酸是挥发性酸，硫酸是难挥发性的酸C．稀有气体一般难发生化学反应D．氮气在常温下很稳定，化学性质不活泼解析：共价分子构成物质的状态与分子内共价键的键能无关，A错误；物质的挥发性与分子内键能的大小无关，B错误；稀有气体是单原子分子，无化学键，C错误；氮气分子稳定是由于氮气分子中含有三键，键能很大的原因，D正确。答案：D考点7、考查等电子体的推断及其应用例7．下列粒子属于等电子体的是()A．COeq\o\al(2－,3)和SO3B．NO和O2C．NO2和O3 D．HCl和H2O解析：只要原子个数和最外层电子数相等的两种微粒，即为等电子体。答案：A考点8、考查价层电子对互斥理论及其应用例8．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预料很多分子或离子的空间构型，有时也能用来推想键角大小，下列推断正确的是()A．SO2、CS2、HI都是直线形的分子B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子解析：A．SO2是V形分子；CS2、HI是直线型的分子，错误；B.BF3键角为120°，是平面三角形结构；而Sn原子价电子是4，在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键，还有一对孤对电子，对成键电子有排斥作用，使键角小于120°，错误；C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子，正确；D.PCl3、NH3都是三角锥形的分子，而PCl5是三角双锥形结构，错误。答案：C规律总结：推断分子或离子立体构型“三步曲”第一步：确定中心原子上的价层电子对数a为中心原子的价电子数减去离子的电荷数，b为电荷数，x为非中心原子的原子个数。如NHeq\o\al(＋,4)的中心原子为N，a＝5－1，b＝1，x＝4，所以中心原子孤电子对数＝eq\f(1,2)(a－xb)＝eq\f(1,2)×(4－4×1)＝0。其次步：确定价层电子对的立体构型：由于价层电子对之间的相互排斥作用，它们趋向于尽可能的相互远离，这样已知价层电子对的数目，就可以确定它们的立体构型。第三步：分子立体构型的确定：价层电子对有成键电子对和孤电子对之分，价层电子对的总数减去成键电子对数，得孤电子对数。依据成键电子对数和孤电子对数，可以确定相应的较稳定的分子立体构型。考点9、考查杂化轨道理论及其应用例9．下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是()A．CO2与SO2B．CH4与NH3C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4解析：A项中CO2为sp杂化，SO2为sp2杂化，A项错；B项中均为sp3杂化，B项正确；C项中BeCl2为sp杂化，BF3为sp2杂化，C项错；D项中C2H2为sp杂化，C2H4为sp2杂化，D项错。答案：B规律总结：“五方法”推断分子中心原子的杂化类型(1)依据杂化轨道的空间分布构型推断①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp杂化。(2)依据杂化轨道之间的夹角推断：若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp杂化。(3)依据等电子原理进行推断：如CO2是直线形分子，CNS－、Neq\o\al(－,3)与CO2是等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采纳sp杂化。(4)依据中心原子的电子对数推断：如中心原子的电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化。(5)依据分子或离子中有无π键及π键数目推断：如没有π键为sp3杂化，含一个π键为sp2杂化，含二个π键为sp杂化。考点10、考查配价键和协作物例10．Ⅰ.铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。(1)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为________。(2)胆矾CuSO4·5H2O可写[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图如下：下列有关胆矾的说法正确的是________。A．全部氧原子都实行sp3杂化B．氧原子存在配位键和氢键两种化学键C．Cu2＋的价电子排布式为3d84s1D．胆矾中的水在不同温度下会分步失去Ⅱ.经探讨表明，Fe(SCN)3是协作物，Fe3＋与SCN－不仅能以1∶3的个数比协作，还可以其他个数比协作。请按要求填空：(1)若所得Fe3＋和SCN－的协作物中，主要是Fe3＋与SCN－以个数比1∶1协作所得离子显血红色。该离子的离子符号是________。(2)若Fe3＋与SCN－以个数比1∶5协作，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_____________。解析：Ⅰ.(1)Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子有孤电子对，故O与Cu之间以配位键结合。(2)A项，与S相连的氧原子没有杂化；B项，氢键不是化学键；C项，Cu2＋的价电子排布式为3d9；D项，由图可知，胆矾中有1个H2O与其他微粒靠氢键结合，易失去，有4个H2O与Cu2＋以配位键结合，较难失去。Ⅱ.（1）Fe3+与SCN－以个数比1：1协作所得协作物的离子是Fe(SCN)]2+；（2）Fe3+与SCN－以个数比1：5协作，所得协作离子为[Fe(SCN)5]2-，则反应的化学方程式为FeCl3+5KSCN=K2[Fe(SCN)5]+3KCl；答案：Ⅰ.(1)(2)DⅡ.(1)[Fe(SCN)]2＋(2)FeCl3＋5KSCN=K2[Fe(SCN)5]＋3KCl考点11、考查分子间作用力对物质性质的影响例11．若不断地上升温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的改变。在改变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；极性键B．氢键；氢键；非极性键C．氢键；极性键；范德华力D．范德华力；氢键；非极性键解析：从“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的改变看，各阶段主要被破坏的是氢键、范德华力、极性共价键。答案：A名师归纳：范德华力、氢键和共价键的比较范德华力氢键共价键作用粒子分子或原子(稀有气体分子)氢原子，氟、氮、氧原子(分子内，分子间)原子强度比较共价键>氢键>范德华力影响其强度的因素①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大②组成和结构相像的物质，相对分子质量越大，范德华力越大对于A—H…B—，A、B的电负性越大，B原子的半径越小，氢键键能越大成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定对物质性质的影响①影响物质的熔沸点、溶解度等物理性质②组成和结构相像的物质，随相对分子质量的增大，物质的熔、沸点上升，如F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4①分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点上升，在水中的溶解度增大，如熔沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3②分子内氢键使物质的熔、沸点降低①影响分子的稳定性，共价键键能越大，分子稳定性越强②对于原子晶体，共价键键能越大，晶体的熔点越高考点12、考查分子极性的推断例12．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是()A．CO2H2O2B．C2H2CH4C．P4C2H4 D．NH3HCl解析：CO2中含有极性键，直线形分子，结构对称，为非极性分子，H2O2中含有极性键和非极性键，结构不对称，属于极性分子；C2H2中含有极性键和非极性键，直线形分子，结构对称，为非极性分子，CH4中含有极性键，正四面体结构，结构对称，为非极性分子；P4中含有非极性键，为非极性分子，C2H4中含有极性键和非极性键，是平面形分子，结构对称，为非极性分子；NH3中含有极性键，空间结构为三角锥形，属于极性分子，HCl中含有极性键，属于极性分子。答案：B名师点睛：同种元素之间形成非极性共价键，不同元素之间形成极性共价键，分子中正负电荷中心不重合，从整个分子来看，电荷的分布是不匀称的，不对称的，这样的分子为极性分子，以极性键结合的双原子肯定为极性分子，以极性键结合的多原子分子如结构对称，正负电荷的重心重合，电荷分布匀称，则为非极性分子，推断ABn型分子极性的阅历规律：若中心原子A的化合价的肯定值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，若不等则为极性分子。考点13、无机含氧酸分子的酸性例13．下列无机含氧酸分子中酸性最强的是()A．HNO2B．H2SO3C．HClO3 D．HClO4解析：HNO2和H2SO3在水中部分电离属弱酸；对于同一种元素的含氧酸，该元素的化合价越高其含氧酸的酸性越强，eq\o(HClO3,\s\up14(＋5))<eq\o(HClO4,\s\up14(＋7))，故HClO4的酸性最强。答案：D名师总结：含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系【名校新题】1．（2024·上海高考模拟）下列有关氮元素的化学用语中正确的是A．氮分子的结构式：N≡NB．氮原子最外层的电子云图：C．NH3的球棍模型：D．氮原子的轨道表示式：【答案】A【解析】A.结构式是利用短线代表共价键，氮气的结构式为：N≡N，A项正确；B.氮原子最外层为p能级，氮原子的最外层应当是pz，不是px，B项错误；C.球棍模型是用球表示原子和用棍表示化学键的模型，该图不是NH3的球棍模型，且氨气是三角锥形，C项错误；D.洪特规则指出当电子排布在同一能级的不同轨道时，基态原子中的电子总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，氮原子最外层p能级有3个电子，其轨道表示式明显不遵循洪特规则，D项错误；答案选A。2．（2024·上海高考模拟）原子核外电子的运动状态用四个方面进行描述，磷原子核外最外层上能量高的电子有相同的运动状态A．一个 B．二个 C．三个 D．四个【答案】C【解析】磷原子的电子排布式为1s22s22p63s23p3，能量最高的能层为3p，依据洪特规则3p能层上的3个电子分占不同轨道，且自旋状态相同，具有相同的运动状态，所以磷原子核外最外层上能量高的电子有3种相同的运动状态，故答案选C。3．（2024·阜阳市第三中学高考模拟）具有下列电子层结构的原子，其对应元素肯定属于同一周期的是A．两种原子的电子层上全部都是s电子B．3p能级上只有一个空轨道的原子和3p能级上只有一个未成对电子的原子C．最外层电子排布为2s22p6的原子和最外层电子排布为2s22p6的离子D．原子核外M层上的s能级和p能级都填满了电子，而d轨道上尚未有电子的两种原子【答案】B【解析】A．两种原子的电子层上全部都是s电子，均为1s或均为1s、2s电子，则为短周期一或二，不肯定为同周期元素，如H与Li不同周期，故A不选；B．3p能级上只有一个空轨道的原子，为Si元素，3p能级上有一个未成对电子的原子为Na、Cl，均为第三周期元素，故B选；C．最外层电子排布式为2s22p6的原子为Ne，最外层电子排布式为2s22p6的离子为O或Na等，不肯定为同周期元素，故C不选；D．原子核外M层上的s、p轨道都充溢电子，而d轨道上没有电子，符合条件的原子的核外电子排布式有1s22s22p63s23p6为氩原子，1s22s22p63s23p64s1为钾原子，1s22s22p63s23p64s2为钙原子，不肯定处于同一周期，故D不选；故答案为B。4．（2024·湖南高考模拟）探讨表明：三硫化四磷分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了八电子的稳定结

构。在一个三硫化四磷分子中含有的P-S共价键个数是()A．6

个 B．7

个 C．8

个 D．9

个【答案】A【解析】三硫化四磷分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8个电子的结构，P元素可形成3个共价键，S元素可形成2个共价键，因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为个，其中一个硫形成二个P-S共价键，则三个硫形成6个P-S共价键。故合理选项是A。5．（2024·湖南高考模拟）中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”，实现了氢键的实空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争辩了80多年的问题供应了直观证据。下列有关氢键说法中不正确的是()A．由于氢键的存在，冰能浮在水面上B．由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水C．由于氢键的存在，沸点：HF>HCl>HBr>HID．由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构【答案】C【解析】A.冰中水分子排列有序，含有氢键数目增多，使体积膨胀，密度减小，因此冰能浮在水面上，是分子间存在氢键所致，A正确；B.乙醇与水分子间存在氢键，增加乙醇在水中的溶解度，所以由于氢键的存在，乙醇比甲醚更易溶于水，B正确；C.卤素的氢化物中只有HF含有氢键，卤素的氢化物的沸点：HF>HI>HBr>HCl，C错误；D.氢键具有方向性和饱和性，所以氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构，D正确；故合理选项是C。6．（2024·上海高考模拟）下列双原子分子中，热稳定性最好的是分子I2HFF2HI键能(kJ/mol)151569153297ABCDA．A B．B C．C D．D【答案】B【解析】双原子分子中，共价键的键能越大，分子的热稳定性越好，由表可知HF分子中共价键键能最大，则HF的热稳定性最好，故选B。7．（2024·华东师范高校附属天山学校高三月考）乙炔在某条件下能与NaNH2反应生成NaHC2，其水溶液能导电，则该生成物中不存在A.离子键 B.极性共价键 C.非极性共价键 D.分子间作用力【答案】D【解析】乙炔在某条件下能与NaNH2反应生成NaHC2，其水溶液能导电，由此可知，该生成物是由Na+和[H—C≡C]-构成的，因此，该物质中存在离子键、极性共价键、非极性共价键，不存在分子间作用力，故选D。8．（2024·乌什县阿克托海乡中学高三月考）向盛有硫酸铜水溶液的试管里滴加氨水，首先形成蓝色难溶物，接着滴加氨水，难溶物溶解得到深蓝色的透亮溶液。下列对此现象的说法不正确的是（）A.起先滴加氨水时形成的难溶物为Cu(OH)2B.沉淀溶解后，将生成深蓝色的协作离子[Cu(NH3)4]2＋，配位数为4C.反应后的溶液中不存在任何沉淀，所以反应前后Cu2＋的浓度不变D.在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋供应空轨道，NH3供应孤电子对【答案】C【解析】氨水呈碱性，向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水，首先二者发生复分解反应，形成难溶物氢氧化铜沉淀，离子方程式为Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+，接着滴加氨水，难溶物Cu(OH)2溶解得到深蓝色的透亮溶液，缘由是氢氧化铜和氨水反应生成了铜氨络合物，反应为：Cu(OH)2+4NH3•H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。A.硫酸铜和氨水发生复分解反应，生成氢氧化铜蓝色沉淀，反应的离子方程式为：Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+，A正确；B.沉淀溶解后，将生成深蓝色的协作离子[Cu(NH3)4]2+中，Cu2+为中心离子，电荷数为+2，NH3为配体，配位数为4，B正确；C.硫酸铜和氨水反应生成氢氧化铜蓝色沉淀，接着加氨水时，氢氧化铜和氨水接着反应生成络合物而使溶液澄清，铜离子转化到络合物离子中，因此溶液中铜离子浓度减小，C错误；D.在[Cu(NH3)4]2+离子中，Cu2+中含有空轨道，氨气分子的N原子上含有孤电子对，所以Cu2+供应空轨道，NH3给出孤电子对，D正确；故合理选项是C。9．（2024·上海高考模拟）三氯化氮(NCl3)的分子结构类似于NH3，具有三角锥型结构。下列有关说法错误的是A．N—Cl键是极性键 B．NCl3分子为极性分子C．氨气是电解质 D．Al(OH)3难溶于氨水【答案】C【解析】A.不同非金属元素之间形成极性共价键，则分子中N—Cl键是极性（共价）键，A项错误；B.三氯化氮(NCl3)中N原子最外层有5个电子，与3个Cl原子形成三个共用电子对，还有1个孤电子对，具有三角锥型结构，所以极性键的极性向量和不为0，为极性分子，B项正确；C.电解质是在水溶液或熔融状态下能够导电的化合物，本身能电离出自由移动的离子，而氨气溶于水或熔融状态下本身不能电离出自由移动的离子，为电解质，C项错误；D.Al(OH)3易溶于强酸强碱，难溶于弱酸弱碱，氨水的溶质一水合氨为弱碱，D项正确；答案选C。10．（2024·福建三明一中高三开学考试）下列分子或离子中,VSEPR模型名称与分子或离子的立体构型名称不一样的是A．CO2B．CO32-C．H2OD．CCl4【答案】C【解析】VSEPR模型是价层电子对互斥模型的简称，依据价层电子对互斥理论，价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数，σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=×（a﹣xb），a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构须要的电子个数。分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布，不包括中心原子未成键的孤对电子；实际空间构型要去掉孤电子对，略去孤电子对就是该分子的空间构型。价层电子对个数为4，不含孤电子对，为正四面体结构，含有一个孤电子对，为三角锥形，含有两个孤电子对，为V型；价层电子对个数为3，不含孤电子对，为平面三角形；含有一个孤电子对，为V形结构；价层电子对个数是2且不含孤电子对，为直线形结构，以此进行推断。A项，CO2分子中每个O原子和C原子形成两个共用电子对，所以C原子价层电子对个数是2，VSEPR模型为直线形，且中心原子不含孤电子对，分子构型为直线形结构，VSEPR模型与分子立体结构模型一样，故A不符合题意；B项，CO32﹣的中心原子C原子上含有3个σ键，中心原子孤电子对数=（4+2﹣2×3）=0，所以C原子价层电子对个数是3，VSEPR模型为平面三角形，且不含孤电子对，CO32﹣的分子构型为平面三角形，VSEPR模型与分子立体结构模型一样，故B不符合题意；C项，水分子中价层电子对个数=2+×（6﹣2×1）=4，VSEPR模型为正四面体结构，含有2个孤电子对，略去孤电子对后，实际空间构型是V型，VSEPR模型与分子立体结构模型不一样，故C符合题意；D项，CCl4分子中，中心原子C原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+（4﹣1×4）=4，VSEPR模型为正四面体结构，中心原子不含孤电子对，分子构型为正四面体结构，VSEPR模型与分子立体结构模型一样，故D不符合题意。综上所述，符合题意的选项为C。11．（2024·新疆兵团其次师华山中学高三开学考试）下列说法错误的是A．在NH4+和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键B．σ键和π键比例为7:1C．与互为等电子体，1mol中含有的π键数目为2NAD．已知反应N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(l)，若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的π键数目为3NA【答案】B【解析】A.在NH4+和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键，故A说法正确；B.分子中含有16个单键和2个双键，则σ键和π键比例应为9:1，故B说法错误；C.C22-和O22+是等电子体，所以1molO22+中含有2NAπ键，故C正确；D.若该反应中有4

mol

N-H键断裂，则生成1.5mol氮气，形成π键的数目是3NA，故D错误；答案选B。12．（2024·海口市第四中学高三开学考试）下列说法中正确的是()A．极性分子组成的溶质肯定易溶于极性分子组成的溶剂之中，非极性分子组成的溶质肯定易溶于非极性分子组成的溶剂中B．溴分子和水分子是极性分子，四氯化碳分子是非极性分子，所以溴难溶于水而易溶于四氯化碳C．白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳D．水分子是极性分子，二氧化碳可溶于水，因此二氧化碳是极性分子【答案】C【解析】A、很多有机物分子都是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，而有机物之间的溶解度却很大，选项A错误；B、溴分子是非极性分子，选项B错误；C、白磷分子是非极性分子，水分子是极性分子，而二硫化碳是非极性分子，所以白磷难溶于水而易溶于二硫化碳，选项C正确；D、二氧化碳是非极性分子，选项D错误；答案选C。13．（2024·阜阳市第三中学高考模拟）现有部分短周期元素的性质或原子结构如下表:元素编号元素性质或原子结构W单质能与水猛烈反应,所得溶液呈弱酸性XX基态原子的s轨道电子与P轨道电子数相等Y第三周期元素的简洁离子中半径最小ZL层有三个未成对电子T该元素的正三价离子的3d能级为半充溢（1）W、X、Y三种元素的离子半径由大到小的依次是____________（用离子符号表示）；化合物ZW3的电子式是____________。（2）在W、X的气态氢化物中，较稳定的是______________（用化学式表示,下同）沸点较高的是__________，沸点高的缘由____________________________（3）Y的价电子轨道表示式为________________________，写出Y元素最高价氧化物的水化物与NaOH溶液反应的离子方程式_____________________（4）T在周期表中的位置_____________________，T2+的电子排布式为__________________；T的单质在高温下与X的氢化物反应，其化学方程式为_____________________________________（5）基态Z原子中，核外电子占据的最高能层的符号是___________，占据最高能级的电子的电子云轮廓图形态为___________。【答案】（1）O2->F->Al3+（2）HFH2O水分子间存在氢键（3）Al(OH)3+OH-AlO2-+2H2O.（4）第四周期，第VⅢ族3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2（5）L哑铃形【解析】在短周期元素中，单质能与水猛烈反应，所得溶液呈弱酸性，则W为F元素，X基态原子的s轨道电子与P轨道电子数相等，核外电子排布为1s22s22p4，则X为O元素，第三周期元素的简洁离子中半径最小的离子为Al3+，则Y为Al元素，Z的L层有三个未成对电子，核外电子排布为1s22s22p3，则Z为N元素，T元素的正三价离子的3d能级为全充溢,T原子外围电子排布为3d64s2，则T为Fe，以此解答该题。（1）F、O、Al三种元素的离子具有相同的电子层结构，核电荷数越大半径越小，故半径由大到小的依次是O2->F->Al3+；NF3的电子式是，因此，本题正确答案为：O2