高中化学分子结构专项竞赛试卷

高中化学分子结构专项竞赛试卷考试时间：120分钟 总分：100分 年级/班级：高一化学竞赛班

高中化学分子结构专项竞赛试卷

一、选择题

1.下列分子中，属于极性分子的是

A.CO2

B.BF3

C.CH4

D.NH3

2.在SP3杂化的碳原子中，其杂化轨道之间的夹角约为

A.90°

B.109°28′

C.120°

D.180°

3.下列关于分子构型的叙述，正确的是

A.BeCl2分子呈直线形

B.H2O分子呈平面三角形

C.PCl5分子呈正四面体形

D.SF4分子呈八面体形

4.下列分子中，中心原子采用SP2杂化的是

A.BeCl2

B.BF3

C.CH4

D.CO2

5.下列分子中，具有手性的是

A.CH4

B.CH3CH3

C.CH3CH2OH

D.CH3COOH

6.下列关于VSEPR理论的叙述，正确的是

A.VSEPR理论可以预测分子的立体构型

B.VSEPR理论只能预测分子的平面构型

C.VSEPR理论不考虑孤对电子的影响

D.VSEPR理论适用于所有分子

7.下列分子中，属于非极性分子的是

A.H2O

B.HCl

C.CO2

D.NH3

8.下列关于杂化轨道的叙述，正确的是

A.杂化轨道是原子轨道的线性组合

B.杂化轨道不能用于形成化学键

C.杂化轨道的形状和能量与原子轨道相同

D.杂化轨道只能用于形成σ键

9.下列分子中，中心原子采用SP3d杂化的是

A.BF3

B.PCl5

C.SO3

D.CO2

10.下列关于分子极性的叙述，正确的是

A.分子极性只与分子的形状有关

B.分子极性只与分子的键极性有关

C.分子极性是分子键极性的矢量和

D.分子极性只与分子的组成有关

11.下列分子中，属于线性分子的是

A.H2O

B.CO2

C.BF3

D.CH4

12.下列关于分子间作用力的叙述，正确的是

A.分子间作用力只存在于极性分子之间

B.分子间作用力只存在于非极性分子之间

C.分子间作用力包括范德华力和氢键

D.分子间作用力不影响分子的物理性质

13.下列分子中，中心原子采用SP3d2杂化的是

A.SiCl4

B.SF4

C.Fe(CN)6

D.CO3^2-

14.下列关于手性的叙述，正确的是

A.手性分子是指没有对称中心的分子

B.手性分子是指具有镜像异构体的分子

C.手性分子是指具有旋光性的分子

D.手性分子是指具有平面对称性的分子

15.下列分子中，属于平面三角形分子的是

A.CH4

B.BF3

C.H2O

D.NH3

二、填空题

1.根据VSEPR理论，ABn型分子中，若中心原子A没有孤对电子，且n=2，则其分子构型为______；若n=3，则其分子构型为______。

2.分子构型为正四面体的分子中，中心原子采用______杂化；分子构型为平面三角形的分子中，中心原子采用______杂化。

3.下列分子中，属于极性分子的是______（填序号），属于非极性分子的是______（填序号）：CO2、BF3、CH4、H2O、NH3。

4.分子间作用力包括______和______。

5.手性分子是指______的分子，其对应的异构体称为______。

6.下列分子中，中心原子采用SP3杂化的是______（填序号），采用SP2杂化的是______（填序号）：BeCl2、BF3、CH4、CO2、C2H4。

7.分子极性是分子键极性的______，分子极性的大小取决于分子中键的极性和分子的______。

8.VSEPR理论可以预测分子的______和______。

9.下列分子中，具有手性的是______（填序号），不具有手性的是______（填序号）：CH4、CH3CH3、CH3CH2OH、CH3COOH。

10.分子间作用力会影响分子的______和______等物理性质。

三、多选题

1.下列分子中，属于极性分子的是

A.CO2

B.BF3

C.CH4

D.NH3

2.下列关于杂化轨道的叙述，正确的是

A.杂化轨道是原子轨道的线性组合

B.杂化轨道不能用于形成化学键

C.杂化轨道的形状和能量与原子轨道相同

D.杂化轨道只能用于形成σ键

3.下列分子中，中心原子采用SP3d杂化的是

A.BF3

B.PCl5

C.SO3

D.CO2

4.下列关于分子极性的叙述，正确的是

A.分子极性只与分子的形状有关

B.分子极性只与分子的键极性有关

C.分子极性是分子键极性的矢量和

D.分子极性只与分子的组成有关

5.下列分子中，属于线性分子的是

A.H2O

B.CO2

C.BF3

D.CH4

6.下列关于分子间作用力的叙述，正确的是

A.分子间作用力只存在于极性分子之间

B.分子间作用力只存在于非极性分子之间

C.分子间作用力包括范德华力和氢键

D.分子间作用力不影响分子的物理性质

7.下列分子中，中心原子采用SP3d2杂化的是

A.SiCl4

B.SF4

C.Fe(CN)6

D.CO3^2-

8.下列关于手性的叙述，正确的是

A.手性分子是指没有对称中心的分子

B.手性分子是指具有镜像异构体的分子

C.手性分子是指具有旋光性的分子

D.手性分子是指具有平面对称性的分子

9.下列分子中，属于平面三角形分子的是

A.CH4

B.BF3

C.H2O

D.NH3

10.下列分子中，属于极性分子的是

A.H2O

B.HCl

C.CO2

D.NH3

四、判断题

1.下列说法正确的是：二氧化碳分子是极性分子。

2.中心原子采用SP3杂化的分子，其分子构型一定是正四面体形。

3.水分子(H2O)是极性分子，因为其分子构型不对称。

4.氮气分子(N2)是非极性分子，因为它是双原子分子。

5.任何含有孤对电子的分子都不是非极性分子。

6.手性分子一定含有手性碳原子。

7.苯分子(Benzene)是平面正六边形结构，所有碳碳键键长相等，因此它不是极性分子。

8.分子间作用力比化学键强。

9.VSEPR理论可以解释所有分子的立体构型。

10.分子极性越大，其熔沸点一定越高。

五、问答题

1.请简述杂化轨道理论的要点，并说明SP3、SP2、SP杂化轨道的特点及对应的分子构型。

2.什么是手性分子？请举例说明手性分子在生活中的应用。

3.解释分子间作用力对分子物理性质的影响，并比较氢键和范德华力的区别。

试卷答案

一、选择题

1.D

解析：NH3分子中，氮原子有孤对电子，分子构型为三角锥形，电荷分布不均匀，因此是极性分子。CO2分子构型为直线形，对称性导致极性抵消，为非极性分子。BF3分子构型为平面三角形，对称性导致极性抵消，为非极性分子。CH4分子构型为正四面体形，对称性导致极性抵消，为非极性分子。

2.B

解析：SP3杂化的碳原子形成四个杂化轨道，每个轨道之间的夹角为109°28′，呈正四面体结构。

3.A

解析：BeCl2分子中，铍原子采用SP杂化，分子构型为直线形。H2O分子中，氧原子采用SP3杂化，但有两个孤对电子，分子构型为V形。PCl5分子中，磷原子采用SP3d杂化，分子构型为三角双锥形。SF4分子中，硫原子采用SP3d杂化，但有一个孤对电子，分子构型为seesaw形。

4.B

解析：BF3分子中，硼原子采用SP2杂化，分子构型为平面三角形。BeCl2分子中，铍原子采用SP杂化。CH4分子中，碳原子采用SP3杂化。CO2分子中，碳原子采用SP杂化。

5.C

解析：CH4分子对称性高，无手性。CH3CH3分子对称性高，无手性。CH3CH2OH分子中，碳原子连接了四个不同的基团，具有手性。CH3COOH分子对称性高，无手性。

6.A

解析：VSEPR理论基于电子对（包括成键电子对和孤对电子）的空间排斥，预测分子的立体构型。它不能预测分子的平面构型，且考虑了孤对电子的影响，适用于大多数分子。

7.C

解析：H2O分子构型为V形，极性。HCl分子构型为直线形，极性。CO2分子构型为直线形，对称性导致极性抵消，非极性。NH3分子构型为三角锥形，极性。

8.A

解析：杂化轨道是原子轨道的线性组合，形成新的能量和形状更稳定的轨道，用于形成化学键。杂化轨道的形状和能量与原子轨道不同，可以形成σ键和π键。

9.B

解析：BF3分子中，硼原子采用SP2杂化。PCl5分子中，磷原子采用SP3d杂化。SO3分子中，硫原子采用SP2杂化。CO2分子中，碳原子采用SP杂化。

10.C

解析：分子极性是分子键极性的矢量和，取决于分子中键的极性和分子的构型。分子极性不仅与分子的形状有关，还与分子的键极性有关，且与分子的组成有关。

11.B

解析：H2O分子构型为V形。CO2分子构型为直线形。BF3分子构型为平面三角形。CH4分子构型为正四面体形。

12.C

解析：分子间作用力存在于所有分子之间，包括极性分子和非极性分子。分子间作用力包括范德华力和氢键。分子间作用力会影响分子的物理性质，如熔沸点、沸点等。

13.B

解析：SiCl4分子中，硅原子采用SP3杂化。SF4分子中，硫原子采用SP3d杂化。Fe(CN)6分子中，铁原子采用SP3d2杂化。CO3^2-离子中，碳原子采用SP2杂化。

14.A

解析：手性分子是指没有对称中心的分子，其对应的异构体称为镜像异构体。手性分子不一定具有旋光性，也不一定具有平面对称性。

15.B

解析：CH4分子构型为正四面体形。BF3分子构型为平面三角形。H2O分子构型为V形。NH3分子构型为三角锥形。

二、填空题

1.直线形，平面三角形

解析：根据VSEPR理论，AB2型分子中，若中心原子A没有孤对电子，且n=2，则其分子构型为直线形；若n=3，则其分子构型为平面三角形。

2.SP3，SP2

解析：分子构型为正四面体的分子中，中心原子采用SP3杂化；分子构型为平面三角形的分子中，中心原子采用SP2杂化。

3.H2O，NH3，BF3，CO2

解析：CO2分子构型为直线形，对称性导致极性抵消，非极性。BF3分子构型为平面三角形，对称性导致极性抵消，非极性。CH4分子构型为正四面体形，对称性导致极性抵消，非极性。H2O分子构型为V形，极性。NH3分子构型为三角锥形，极性。

4.范德华力，氢键

解析：分子间作用力包括范德华力和氢键。

5.没有对称中心的，镜像异构体

解析：手性分子是指没有对称中心的分子，其对应的异构体称为镜像异构体。

6.CH4，BeCl2，CO2，BF3

解析：CH4分子中，碳原子采用SP3杂化。BeCl2分子中，铍原子采用SP杂化。CO2分子中，碳原子采用SP杂化。BF3分子中，硼原子采用SP2杂化。C2H4分子中，碳原子采用SP2杂化。

7.矢量和，构型

解析：分子极性是分子键极性的矢量和，分子极性的大小取决于分子中键的极性和分子的构型。

8.立体构型，极性

解析：VSEPR理论可以预测分子的立体构型和极性。

9.CH3CH2OH，CH3COOH，CH4，CH3CH3

解析：CH3CH2OH分子中，碳原子连接了四个不同的基团，具有手性。CH3COOH分子对称性高，无手性。CH4分子对称性高，无手性。CH3CH3分子对称性高，无手性。

10.熔沸点，沸点

解析：分子间作用力会影响分子的熔沸点和沸点等物理性质。

三、多选题

1.D

解析：NH3分子构型为三角锥形，极性。CO2分子构型为直线形，非极性。BF3分子构型为平面三角形，非极性。CH4分子构型为正四面体形，非极性。

2.A

解析：杂化轨道是原子轨道的线性组合，用于形成化学键。杂化轨道的形状和能量与原子轨道不同，可以形成σ键和π键。

3.B

解析：BF3分子中，硼原子采用SP2杂化。PCl5分子中，磷原子采用SP3d杂化。SO3分子中，硫原子采用SP2杂化。CO2分子中，碳原子采用SP杂化。

4.C

解析：分子极性是分子键极性的矢量和，不仅与分子的形状有关，还与分子的键极性有关，且与分子的组成有关。

5.B

解析：H2O分子构型为V形。CO2分子构型为直线形。BF3分子构型为平面三角形。CH4分子构型为正四面体形。

6.C

解析：分子间作用力存在于所有分子之间，包括极性分子和非极性分子。分子间作用力包括范德华力和氢键。分子间作用力会影响分子的物理性质，如熔沸点、沸点等。

7.C

解析：SiCl4分子中，硅原子采用SP3杂化。SF4分子中，硫原子采用SP3d杂化。Fe(CN)6分子中，铁原子采用SP3d2杂化。CO3^2-离子中，碳原子采用SP2杂化。

8.A

解析：手性分子是指没有对称中心的分子，其对应的异构体称为镜像异构体。

9.B

解析：CH4分子构型为正四面体形。BF3分子构型为平面三角形。H2O分子构型为V形。NH3分子构型为三角锥形。

10.A

解析：H2O分子构型为V形，极性。HCl分子构型为直线形，极性。CO2分子构型为直线形，非极性。NH3分子构型为三角锥形，极性。

四、判断题

1.错误

解析：二氧化碳分子构型为直线形，对称性导致极性抵消，为非极性分子。

2.错误

解析：中心原子采用SP3杂化的分子，其分子构型不一定是正四面体形，例如H2O分子中，氧原子采用SP3杂化，但有两个孤对电子，分子构型为V形。

3.正确

解析：水分子(H2O)构型为V形，不对称，极性。

4.正确

解析：氮气分子(N2)是双原子分子，对称性高，非极性。

5.错误

解析：任何含有孤对电子的分子不一定不是非极性分子，例如CO2分子中含有孤对电子，但为非极性分子。

6.正确

解析：手性分子一定含有手性碳原子，即连接了四个不同基团的碳原子。

7.正确

解析：苯分子(Benzene)是平面正六边形结构，所有碳碳键键长相等，对称性高，非极性。

8.错误

解析：分子间作用力比化学键弱。

9.错误

解析：VSEPR理论不能解释