1、第二节 分子结构 1.(2010试题调研，福建三校3月)键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道或两个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的键是由两个原子的s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是()AH2 BHCl CCl2 DF2解析：A项中H2是由两个1s轨道形成的键；B项中是由H的1s轨道与Cl的3p轨道形成的键；C项中是由两个3p轨道形成的键；D项中是两个2p轨道形成的键。答案：A 2下列叙述正确的是()ANH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心BCCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心CH2O
2、是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央DCO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央解析：本题主要考查常见物质的结构和空间构型。NH3是三角锥形的立体极性分子，A错；CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构，B错；CO2是C原子在2个O原子中央的直线形分子，D错；而水分子是O在两个H中间的“V”形分子，即，故选C。答案：C3. 在硼酸B(OH)3分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是()Asp，范德华力 Bsp2，范德华力 Csp2，氢键 Dsp3，氢键解析：由石墨的晶体
3、结构知C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，故同层分子间的主要作用力为氢键。答案：C4(2010试题调研，广东东莞4月)下列说法中错误的是()ASO2、SO3都是极性分子B在NH和Cu(NH3)42中都存在配位键C元素电负性越大的原子，吸引电子的能力越强D原子晶体中原子以共价键结合，具有键能大、熔点高、硬度大的特性解析：SO3是非极性分子。答案：A5(2010试题调研，山东莱阳一中5月)下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。(1)T3的核外电子排布式是_。(2)Q、R、M的第一电离能由大到小的顺序是_(
4、用元素符号表示)。(3)下列有关上述元素的说法中，正确的是_(填序号)。G单质的熔点高于J单质是因为G单质的金属键较强J比X活泼，所以J可以在溶液中置换出X将J2M2溶于水要破坏离子键和共价键RE3沸点高于QE4主要是因为前者相对分子质量较大一个Q2E4分子中含有五个键和一个键(4)加拿大天文台在太空发现了EQ9R，已知分子中所有原子均形成8电子或2电子稳定结构，是直线形分子，不存在配位键。写出其结构式：_。(5)G与R单质直接化合生成一种离子化合物G3R。该晶体具有类似石墨的层状结构。每层中G原子构成平面六边形，每个六边形的中心有一个R原子，层与层之间还夹杂一定数量的原子。请问这些夹杂的原子
5、应该是_(填G或R的元素符号)。解析：(1)T元素位于周期表中第四周期第8纵行，应为Fe，因此Fe3的核外电子排布式为Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5。(2)由表可知Q、R、M分别为C、N、O三种元素，同一周期电离能从左向右，有增大的趋势，但因N原子的2p轨道为半充满状态，比O原子稳定故第一电离能比O大，因此第一电离能大小顺序为NOC。(3)同样由表中位置可确定E、G、J、X分别为H、Li、Na、Cu。Li与Na为金属晶体，金属晶体的溶沸点高低取决于金属键的强弱，因Li半径小于Na，金属键强，故其熔点高于Na；Na的金属性尽管比Cu强，但Na不能从盐溶液中置换出Cu；Na2O2
6、溶于水发生反应2Na2O22H2O=4NaOHO2，因此离子键和共价键均被破坏；NH3的沸点高于CH4，是因为NH3之间存在比范德华力更强的氢键的缘故；C2H4的结构为，分子内单键均为键，双键中有一个键，一个键，因此一个分子内含有五个键和一个键，综上所述，正确的选项为。(4)EQ9R即HC9N，由题给信息可推出其结构只能为。(5)由Li3N晶体结构可看出在一个六边形内含有Li原子个数为：62，而N原子则为1个，因此夹杂在层与层之间的原子应为Li。答案：(1)Ar3d5或1s22s22p63s23p63d5(2)NOC(3)(4)(5)Li6(2010试题调研，广东广州4月)氮、磷、砷是同族元素
7、，该族元素单质及其化合物在农药、化肥等方面有重要应用。请回答下列问题。(1)砷原子核外电子排布式为_。(2)K3Fe(CN)6晶体中Fe3与CN之间的键型为_，该化学键能够形成的原因是_。(3)已知：CH4SiH4NH3PH3沸点(K)101.7161.2239.7185.4分解温度(K)8737731 073713.2分析上表中四种物质的相关数据，请回答：CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较，沸点高低的原因是_。CH4和SiH4比较，NH3和PH3比较分解温度高低的原因是_。结合上述数据和规律判断，一定压强下HF和HCl的混合气体降温时_先液化。解析：(1)根据构造原理书写核外电子排布式
8、。(2)K3Fe(CN)6晶体中Fe3与CN之间为配位键，根据配位键形成的条件、孤对电子和空轨道分析形成原因。(3)CH4和SiH4均为分子晶体，结构相似，相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高；NH3和PH3均为分子晶体，但NH3分子间存在氢键，沸点比PH3高。HF分子间存在氢键，沸点高。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s24p3(2)配位键CN能提供孤对电子，Fe3能接受孤对电子(或Fe3有空轨道)(3)结构相似时，相对分子质量越大，分子间作用力越大，因此SiH4沸点高于CH4；NH3分子间还存在氢键作用，因此NH3的沸点高于PH3CH键键能大于SiH键，因此CH
9、4分解温度高于SiH4NH键键能大于PH键，因此NH3分解温度高于PH3HF 一、选择题1 (2010原创)下列对HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4一组分子中，共价键形成方式分析正 确的是()A都是键，没有键 B都是键，没有键C既有键，又有键 D除CH4外，都是键解析：题中各分子的结构式分别为HCl、ClCl、HOH、，分子中各原子之间均为单键，则都是键，没有键。答案：A2 固体乙醇晶体中不存在的作用力是()A离子键 B氢键 C非极性键 D范德华力解析：本题主要考查微粒间相互作用力的类型。固体乙醇不存在离子键，乙醇的分子内存在CC、CH、CO、OH等极性键和非极性键，分子间存在范德华力和氢
10、键。答案：A3 关于氢键的下列说法中正确的是()A每个水分子内含有四个氢键B在水蒸气、水和冰中都含有氢键C物质分子间形成的氢键使其熔点和沸点升高DHF的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键解析：每个水分子最多可形成四个氢键，但水分子内不会形成氢键，A不正确；在水蒸气中，水分子相距较远，水分子间不存在氢键，B不正确；分子间形成氢键，使分子间作用力增强，熔、沸点会升高，C正确；HF的稳定性很强，是因为HF键的键能大，键长短，D不正确。答案：C4 下列分子中划横线的原子的杂化轨道类型属于sp杂化的是()ACH4 BC2H4 CC2H2 DNH3解析：本题考查了杂化轨道理论的有关知识。CH4分子中碳原
11、子的杂化轨道是由一个2s轨道和三个2p轨道重新组合而成属sp3杂化；C2H4分子中碳原子的杂化属sp2杂化；C2H2分子中的碳原子的原子轨道发生的是sp杂化；NH3分子中的N原子的原子轨道发生的是sp3杂化。答案：C5. (2010模拟精选，广东韶关4月)氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“”表示)结合形成NH3H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3H2O的结构式为()A BC D解析：从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤对电子，所以，以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3H2ONHOH，可知答案是B。答案：B6
12、下列化合物中，按沸点由高到低顺序排列正确的是()A B C D解析：邻羟基苯甲酸分子内可以形成氢键，使分子间形成氢键减少，熔、沸点降低；对羟基苯甲酸分子内不能形成氢键，主要是在分子间形成氢键，熔、沸点最高。答案：C7 (2010试题调研，海南三亚调研)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、物理性质相似。根据上述原理，下列各对粒子中，空间结构相似的是()ASO2与O3 BCO2与NO2 CCS2与NO2 DPCl3与BF3解析：由题中信息可知，只要算出分子中各原子最外层电子数之
13、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。答案：A8下列说法不正确的是()A双键、三键都有键B成键原子间原子轨道重叠愈多，共价键愈牢固C因每个原子未成对电子数是一定的，故配对原子个数也一定D所有原子轨道在空间都具有自己的方向性解析：对D选项可举反例。如：s轨道的形状是球形对称。答案：D9(2010试题调研，河南郑州质检)三氟化硼是平面正三角形因此是非极性分子，推断三氯甲烷(碳原子位于分子结构中心)的结构和分子的极性情况是()A正四面体，非极性分子 B平面三角形，非极性分子C四面体，极性分子 D平面三角形，极性分子解析：甲烷是正四
14、面体结构是由于四个碳氢键完全相同且互相排斥；而三氯甲烷(CHCl3)中由于氯原子有较强的吸引电子能力，故CCl键中的共用电子对偏向于Cl，使整个分子结构成为变形的四面体结构，因而正负电荷中心不能重合，是极性分子。答案：C10下列有关物质性质、结构的表述均正确，且存在因果关系的是()表述1表述2A在水中，NaCl的溶解度比I2的溶解度大NaCl晶体中Cl与Na间的作用力大于碘晶体中分子间的作用力B通常条件下，CH4分子比PbH4分子稳定性高Pb的原子半径比C的大，Pb与H之间的键能比C与H间的小C在形成化合物时，同一主族元素的化合价相同同一主族元素原子的最外层电子数相同DP4O10、C6H12O
15、6溶于水后均不导电P4O10、C6H12O6均属于共价化合物解析：A项I2是非极性分子，在水中的溶解度小；C项氧族元素中的氧元素，卤素中的氟元素与同族的其他元素的化合价不完全相同；D项，P4O10溶于水后和水反应生成H3PO4，其溶液导电。答案：B二、非选择题11(2010试题调研，湖南长沙质检)氮是地球上极为丰富的元素。(1)Li3N晶体中氮以N3存在，基态N3的电子排布式为_。(2)NN的键能为942 kJmol1，NN单键的键能为247 kJmol1，计算说明N2中的_键比_键稳定(填“”或“”)。(3)(CH3)3NH和AlCl可形成离子液体。离子液体由阴、阳离子组成，熔点低于100，
16、其挥发性一般比有机溶剂_(填“大”或“小”)，可用作_(填代号)。a助燃剂 b“绿色”溶剂c复合材料 d绝热材料(4)X中所有电子正好充满K、L、M三个电子层，它与N3形成的晶体结构如右图所示。X的元素符号是_，与同一个N3相连的X有_个。解析：(1)基态N3有10个电子，根据核外电子排布的规律得1s22s22p6。(2)3 mol NN单键的键能之和为3 mol247 kJmol1741 kJ，小于1 mol NN的键能942 kJ。(3)离子液体由阴、阳离子组成，挥发性小且能溶解许多极性物质。(4)X电子充满K、L、M三个电子层，由此得出核外有281828个电子，则X有29个电子是Cu元素
17、。由图可以看出，从每个N3出来，可以延伸出6条棱，每条棱上都有一个Cu。答案：(1)1s22s22p6(2)(3)小b(4)Cu612(2010试题调研，江西九江3月)四种元素X、Y、Z、W位于元素周期表的前四周期，已知它们的核电荷数依次增加 ，且核电荷数之和为51；Y原子的L层p 轨道中有2个电子；Z与Y原子的价层电子数相同；W原子的L层电子数与最外层电子数之比为41，其d轨道中的电子数与最外层电子数之比为51。(1)Y、Z可分别与X形成只含一个中心原子的共价化合物a、b，它们的分子式分别是_、_；杂化轨道分别是_、_；a分子的立体结构是_；(2)Y的最高价氧化物和Z的最高价氧化物的晶体类型
18、分别是_晶体、_晶体；(3)X的氧化物与Y的氧化物中，分子极性较小的是(填分子式)_；(4)Y与Z比较，电负性较大的是(填元素符号)_；(5)W的元素符号是_，其2价离子的核外电子排布式是_。解析：由Y原子的L层p轨道中有2个电子，可推出Y为C；由Z与Y原子的价层电子数相同，可知Z为14Si或32Ge；再由W原子的L层电子数与最外层电子数之比为41，其d轨道中的电子数与最外层电子数比为51，且只能位于第4周期等条件能得出W的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2，故为30Zn。而X、Y、Z、W的核电荷数之和为51，所以Z只能是14Si、X只能是1H。最后根据价层电子对互斥模型
19、得出它们的构型及对应的杂化类型。答案：(1)CH4SiH4sp3sp3正四面体(2)分子原子(3)CO2(4)C(5)Zn1s22s22p63s23p63d1013已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数ABCDE。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC的晶体为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高。E的原子序数为24，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比21，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：(答题时，A、B、C、
20、D、E用所对应的元素符号表示)(1)A、B、C的第一电离能由小到大的顺序为_。(2)B的氢化物分子的空间构型是_，其中心原子采取_杂化。(3)写出化合物AC2的电子式_；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为_。(4)E的核外电子排布式是_，ECl3形成的配合物的化学式为_。(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学反应方程式是_。解析：本题是一道考查元素推断和物质结构、性质的综合题。根据D、C形成DC离子晶体，且D、C都为二价离子，A、B、C为同周期的非金属，所以D可能为Mg或Ca，C可能为O或S；又因为B、C的氢化物比同族相
21、邻周期元素氢化物沸点高，即B、C的氢化物一定能形成氢键，且核电荷数ABCDE，所以B为N，C为O，D为Mg；E原子序数为24，所以E为Cr；AC2为非极性分子，所以A为C。(1)非金属性越强，越难失去电子，第一电离能越大，但N是P轨道半充满，所以I1：CON；(2)B的氢化物为NH3，空间构型为三角锥形，中心原子是sp3杂化；(3)AC2为CO2，其电子式为C，N与O形成和CO2的等电子体物质应为N2O；(4)Cr的电子排布为Ar3d54s1，根据信息，ECl3形成配位化合物的化学式为Cr(NH3)4(H2O)2Cl3；(5)反应式为：4Mg10HNO3=4Mg(NO3)2NH4NO33H2O
22、。答案：(1)CON(2)三角锥形sp3(3)CN2O(4)1s22s22p63s23p63d54s1(或Ar3d54s1)Cr(NH3)4(H2O)2Cl3(5)4Mg10HNO3=4Mg(NO3)2NH4NO33H2O14(2009江苏化学，21)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式_。(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式_。(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。甲醇的
23、沸点比甲醛的高，其主要原因是_；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为_。甲醛分子的空间构型是_；1 mol甲醛分子中键的数目为_。在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示)，所包含的Cu原子数目为_。解析：(1)Zn为30号元素，根据核外电子排布规律即可得出。(2)根据CO与N2互为等电子体，具有相似结构推断CO的结构式为CO(或C O)。(3)CH3OH与HCHO均为分子晶体，相对分子质量非常接近，而沸点相差较大，是因为CH3OH分子间存在氢键。形成氢键的条件是有N、O、F原子，并且N、O、F上存在孤对电子。有连接在N、O、F上的H原子。根据有机物中碳氧双键为sp2杂化，空间构型为平面三角形。甲醛中CH键均为键，碳氧双键中有一个键，故有3个键。弄清晶胞中位于顶点与体心的空心圆为O，则O原子数812,4个位于体心的黑点为Cu，Cu原子数为4，满足CuO21。答案：(1)1s22s22p63s23p63d104s2或Ar3d104s2(2)CO(或CO)(3)甲醇分子之间形成氢键sp2杂化平面三角形3NA4w.w.w.k.&s.5*u.c.#om高.考.资.源.网高考资源网w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
