PAGE專練55分子結構與性質一、單項選擇題1．[2021·河北冀州中學月考]下列說法不正確的是()A．σ鍵比π鍵重疊程度大，形成的共價鍵強B．兩個原子之間形成共價鍵時，只能形成一個σ鍵C．氣體單質中，一定有σ鍵，可能有π鍵D．N2分子中一個σ鍵，兩個π鍵2．固體界面上強酸的吸附和離解是多相化學在環境、催化、材料科學等領域研究的重要課題。下圖為少量HCl氣體分子在253K冰表面吸附和溶解過程的示意圖。下列敘述錯誤的是()A．冰表面第一層中，HCl以分子形式存在B．冰表面第二層中，H＋濃度為5×10－3mol·L－1(設冰的密度為0.9g·cm－3)C．冰表面第三層中，冰的氫鍵網絡結構保持不變D．冰表面各層之間，均存在可逆反應HClH＋＋Cl－3．關于原子軌道的說法正確的是()A．CH4分子中的sp3雜化軌道是由4個H原子的1s軌道和C原子的2p軌道混合起來而形成的B．sp3雜化軌道是由同一原子中能量最近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相同的新軌道C．凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子，其幾何構型都是正四面體D．凡AB3型的共價化合物，其中心原子A均采用sp3雜化軌道成鍵4．氫鍵廣泛地存在于自然界中，可以說，正是氫鍵的存在才孕育了地球上的生命，下列有關氫鍵的敘述中正確的是()①氫鍵的存在才使得水為液態，否則地球生命何以生存②冰中的氧原子周圍是四個氫原子，其中兩個形成的是氫鍵，所以冰內部是以氧原子為中心原子形成的無數的四面體結構，這種分子構型使得同質量的冰的體積比液態水大，所以冰浮在水面上，如果冰的密度比液態水的密度大，地球生命將不堪設想③DNA雙鏈間存在著氫鍵④蛋白質分子中存在氫鍵A．①②③④B．①③④C．②③④D．③④5．[2021·高陽中學高三月考]碳酸亞乙烯酯是鋰離子電池低溫電解液的重要添加劑，其結構如圖所示。下列有關該物質的說法正確的是()A．分子式為C3H2O3B．分子中含6個σ鍵C．分子中只有極性鍵D．8.6g該物質完全燃燒得到6.72LCO26．PH3是一種無色劇毒氣體，其分子結構和NH3相似，但P—H鍵鍵能比N—H鍵鍵能低。下列判斷錯誤的是()A．PH3分子是極性分子B．PH3分子呈三角錐形C．PH3沸點低于NH3沸點，因為P—H鍵鍵能低D．PH3分子穩定性低于NH3分子，是因為N—H鍵鍵能高7．下列各組微粒的空間構型相同的是()①NH3和H2O②NHeq\o\al(＋,4)和H3O＋③NH3和H3O＋④O3和SO2⑤CO2和BeCl2⑥SiOeq\o\al(4－,4)和SOeq\o\al(2－,4)⑦BF3和Al2Cl6A．全部B．除④⑥⑦以外C．③④⑤⑥D．②⑤⑥8．[2021·鄭州一中月考]下列敘述正確的是()A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中沒有一個分子中原子的最外層電子都滿足了8e－穩定結構B．CCl4和NH3都是以極性鍵結合的極性分子，P4和NO2都是共價化合物C．在CaO和SiO2晶體中，都不存在單個小分子D．π鍵是由兩個P電子“頭碰頭”重疊形成，σ鍵是鏡面對稱、而π鍵是軸對稱9．S2Cl2是橙黃色液體，少量泄漏會產生窒息性氣體，噴水霧可減慢其揮發，并產生酸性懸濁液。其分子結構如圖所示。下列關于S2Cl2的說法中錯誤的是()A．分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵B．S2Cl2為非極性分子C．與S2Br2結構相似，熔、沸點S2Br2>S2Cl2D．與水反應的化學方程式可能為2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl10．向盛有硫酸銅溶液的試管中滴加氨水，先生成難溶物，繼續滴加氨水，難溶物溶解，得到深藍色透明溶液。下列對此現象的說法正確的是()A．反應后溶液中不存在任何沉淀，所以反應前后Cu2＋的濃度不變B．沉淀溶解后，生成深藍色的配離子[Cu(NH3)4]2＋C．配位化合物中只有配位鍵D．在[Cu(NH3)4]2＋中，Cu2＋給出孤對電子，NH3提供空軌道二、不定項選擇題11．下列分子中指定的碳原子(用*標記)不屬于手性碳原子的是()A．蘋果酸HOOC－*CH2—CHOH－COOHB．丙氨酸C．葡萄糖D．甘油醛12．[2021·河北武邑高三專項測試]第ⅤA族元素的原子R與A原子結合形成RA3氣態分子，其立體結構呈三角錐形。RCl5在氣態和液態時，分子結構如下圖所示，下列關于RCl5分子的說法中不正確的是()A．每個原子都達到8電子穩定結構B．鍵角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°幾種C．分子中5個R—Cl鍵鍵能都相同D．RCl5受熱后會分解生成分子立體結構呈三角錐形的RCl313．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分別代表某一種化學元素。下列說法正確的是()A．沸點A2D＞A2XB．CA3分子是非極性分子C．B、C、D形成的氣態氫化物互為等電子體D．C形成的單質中σ鍵與π鍵個數之比為1:214．化合物NH3與BF3可以通過配位鍵形成NH3·BF3，下列說法正確的是()A．NH3與BF3都是極性分子B．NH3與BF3都是三角錐形結構C．NH3·BF3中各原子都達到8電子穩定結構D．NH3·BF3中，NH3提供孤對電子，BF3提供空軌道15．用價層電子對互斥理論可以預測許多分子或離子的立體構型，有時也能用來推測鍵角大小，下列判斷正確的是()A．SO2、CS2、HI都是直線形分子B．COCl2、BF3、SO3都是平面三角形分子C．PCl3、NH3、PCl5都是三角錐形分子D．BF3鍵角為120°，SnBr2鍵角大于120°16．[2021·懷寧中學六校聯考]二茂鐵[(C5H5)2Fe]的發現是有機金屬化合物研究中具有里程碑意義的事件，它開辟了有機金屬化合物研究的新領域。已知二茂鐵熔點是173℃(在100℃時開始升華)，沸點是249℃，不溶于水，易溶于苯、乙醚等非極性溶劑。下列說法不正確的是()A．二茂鐵屬于分子晶體B．在二茂鐵結構中，C5Heq\o\al(－,5)與Fe2＋之間形成的化學鍵類型是離子鍵C．已知：環戊二烯的結構式為：，則其中僅有1個碳原子采取sp3雜化D．C5Heq\o\al(－,5)中一定含π鍵三、非選擇題17．[2021·唐山高三模塊測試]W、M、X、Y、Z是周期表前36號元素中的四種常見元素，其原子序數依次增大，W的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代；M的氧化物是導致酸雨的主要物質之一，X的某一種單質在高空大氣層中保護人類免遭太陽光中紫外線的強烈侵襲；Y的基態原子核外有6個原子軌道處于半充滿狀態；Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物。(1)Y3＋基態電子排布式可表示為________。(2)MXeq\o\al(－,3)的空間構型是________。(用文字描述)(3)M可形成多種氫化物，其中MH3的堿性強于M2H4的原因是______________。(4)根據等電子原理，WX分子的結構式為________。(5)1molWX2中含有的σ鍵數目為________。(6)H2X分子中X原子軌道的雜化類型為________。18．[2021·河南開封一模]硼是一種用途廣泛的化工原料，主要用于生產硼砂、硼酸和硼的各種化合物。(1)基態硼原子的核外電子排布式為________________，硼與同周期相鄰兩元素的第一電離能由大到小的順序是________________。(2)硼酸[B(OH)3]的晶體具有與石墨相似的層狀結構，同層分子間相互作用如圖1所示。則分子中B原子的雜化軌道類型為________，同層分子間的主要作用力是________。(3)在BF3分子中，F—B—F的鍵角是________，該分子為________(填“極性分子”或“非極性分子”)，BF3和過量NaF作用可生成NaBF4，BFeq\o\al(－,4)的空間構型為________。(4)一種硼酸鹽的陰離子為B3Oeq\o\al(n－,6)，其結構中只有一個六元環，B的空間化學環境相同，O有兩種空間化學環境，畫出B3Oeq\o\al(n－,6)的結構圖(注明所帶電荷數)________。(5)六方氮化硼在高溫高壓下，可以轉化為立方氮化硼，其結構與金剛石相似(如圖2所示)，硬度與金剛石相當，晶胞邊長為361.5pm，立方氮化硼的密度是________g·cm－3(只要求列算式，不必計算出數值，阿伏加德羅常數的值為NA)。專練55分子結構與性質1．Cσ鍵頭碰頭重疊，π鍵肩并肩重疊，σ鍵重疊程度大，形成的共價鍵強，A正確；兩個原子之間形成共價鍵，最多有一個σ鍵，B正確；稀有氣體的單質中不存在化學鍵，則不含σ鍵、π鍵，故C錯誤；氮氣中存在N≡N，有一個σ鍵，兩個π鍵，D正確。2．D本題涉及的考點有HCl的電離、H＋濃度計算和水分子間氫鍵等。根據題目提供的新信息，準確提取實質性內容，考查了學生接受、吸收、整合化學信息的能力。從原子、分子水平認識物質的結構和變化，體現了宏觀辨識與微觀探析的學科核心素養。由圖可知，在冰表面第一層氯化氫以分子形式存在，在第二層氯化氫以離子形式存在，而第三層只有水分子，則在第一、二層之間存在可逆反應：HClH＋＋Cl－，A、C項正確，D項錯誤：1L冰中水的物質的量為eq\f(0.9g·cm－3×1000mL,18g·mol－1)＝50mol，第二層中，n(Cl－):n(H2O)＝10－4:1，n(Cl－)＝5×10－3mol，則c(H＋)＝c(Cl－)＝eq\f(nCl－,V)＝eq\f(5×10－3mol,1L)＝5×10－3mol·L－1，B項正確。3．BCH4分子中的sp3雜化軌道是由碳原子中能量相近的s軌道和p軌道混合起來形成的一組能量相同的新軌道，A錯，B正確；凡是中心原子采取sp3雜化軌道成鍵的分子，其幾何構型是四面體，不一定都是正四面體，如CH3Cl不是正四面體，C錯；AB3型的共價化合物，其中心原子可采用sp3雜化軌道成鍵，也可采用sp2雜化軌道成鍵，D錯。4．A水中氫鍵的存在使水具有特殊的物理性質，從而適合地球生命的存在，另外，生命體內的許多大分子中存在著氫鍵，所以氫鍵對維持生物大分子的空間構型和生理活性具有重要的意義。5．A雙鍵兩端的碳原子上各有一個氫原子，分別數出C、H、O的原子個數，可得分子式為C3H2O3，A正確；分子中碳碳雙鍵和碳氧雙鍵中各有1個σ鍵，碳氧單鍵全部是σ鍵(4個)，碳氫單鍵也是σ鍵(2個)，共有8個σ鍵，B錯誤；該分子中的碳氧鍵、碳氫鍵都是極性鍵，而碳碳雙鍵屬于非極性鍵，C錯誤；此選項沒有說明溫度和壓強，以及二氧化碳的狀態，所以所得二氧化碳的體積是不確定的，只有在標準狀況下，0.3molCO2氣體的體積才是6.72L，故D錯誤。6．CPH3分子中心原子以sp3雜化且含有1個孤電子對，分子呈三角錐形，是極性分子，A、B正確；PH3的沸點低于NH3，是因為NH3分子間存在氫鍵，C錯；分子的穩定性與鍵能的大小有關，D正確。7．C①NH3中價層電子對個數＝3＋eq\f(1,2)×(5－3)＝4且含有一個孤電子對，所以為三角錐形，H2O中價層電子對個數＝2＋eq\f(1,2)×(6－2)＝4且含有兩個孤電子對，所以為V形結構，二者空間構型不同，故①錯誤；②NHeq\o\al(＋,4)中價層電子對個數是4且不含孤電子對，為正四面體形結構；H3O＋中O原子價層電子對個數＝3＋eq\f(1,2)(6－1－3×1)＝4且含有一個孤電子對，所以為三角錐形結構，二者空間構型不同，故②錯誤；③NH3為三角錐形結構、H3O＋也為三角錐形結構，所以二者空間構型相同，故③正確；④O3、SO2中價層電子對個數都是3，且都含有一對孤電子對，所以分子空間構型都是V形，故④正確；⑤CO2分子中價層電子對＝σ鍵電子對＋中心原子上的孤電子對＝2＋eq\f(1,2)(4－2×2)＝2，所以二氧化碳是直線型結構，BeCl2中Be價層電子對＝σ鍵電子對＋中心原子上的孤電子對＝2＋eq\f(1,2)(2－2)＝2，也是直線型結構，二者空間構型相同，故⑤正確；⑥SiOeq\o\al(4－,4)和SOeq\o\al(2－,4)中價層電子對個數都是4且不含孤電子對，所以空間構型都是正四面體結構，所以空間構型相同，故⑥正確；⑦BF3中B價層電子對＝σ鍵數＋孤對電子對數＝3＋0＝3，所以分子構型為平面正三角形，氣態氯化鋁通常以二聚分子形式存在，Al2Cl6結構，Al采用sp3雜化軌道成鍵，為正四面體結構，二者空間構型不同，故⑦錯誤；所以C選項是正確的。8．CNCl3中N和Cl都滿足8e－穩定結構，A錯誤；CCl4是以極性鍵結合的非極性分子，P4是單質，不屬于化合物，B錯誤；CaO是離子晶體，SiO2是原子晶體，二者都不存在單個小分子，C正確；π鍵為兩個或多個電子以“肩并肩”方式重疊形成，σ鍵是軸對稱，π鍵是鏡面對稱，故D項錯誤。9．B根據S2Cl2的分子結構可知，該分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵，屬于極性分子，A正確，B錯；S2Cl2與S2Br2的結構相似，相對分子質量S2Br2>S2Cl2，熔、沸點S2Br2>S2Cl2，C正確；根據題意可知，其與水反應的化學方程式可能為2S2Cl2＋2H2O=SO2↑＋3S↓＋4HCl，D正確。10．B發生的反應為Cu2＋＋2NH3·H2O=Cu(OH)2↓＋2NHeq\o\al(＋,4)、Cu(OH)2＋4NH3=[Cu(NH3)4]2＋＋2OH－，[Cu(NH3)4]2＋是深藍色的，A錯，B正確；配位化合物中一定含有配位鍵，也可能含有其他化學鍵，C錯；Cu2＋提供空軌道，而NH3提供孤對電子，D錯。11．A中*號碳原子上連有兩個一樣的氫原子，不是手性碳原子，A正確；中*號碳原子上連有四個不一樣的基團：氫原子、甲基、羧基和氨基，是手性碳原子，B錯誤；中*號碳原子上連有四個不一樣的基團：氫原子、－CH2OH、羥基以及剩余的大取代基，是手性碳原子，C錯誤；中*號碳原子上連有四個不一樣的基團：氫原子、－CH2OH、羥基以及醛基，是手性碳原子，D錯誤。12．ACRCl5中R的最外層電子數為10，A錯誤；頂點與平面形成的夾角為90°，中間是平面三角形，鍵角為120°，兩頂點與中心R形成的夾角為180°，B正確；分子結構示意圖顯示R—Cl有兩類鍵長，則鍵能不完全相同，C錯誤；RCl5分解得到的產物RCl3是三角錐形，D正確。13．AD根據各元素在周期表中的位置可知，A為H、B為C、C為N、D為O、X為S、Y為Cl。A2D是H2O、A2X是H2S，H2O分子間能形成氫鍵，沸點H2O>H2S，A正確；CA3是NH3是極性分子，B錯；B、C、D的氫化物分別是CH4、NH3、H2O，微粒中原子數不同，不互為等電子體，C錯；N2中有1個σ鍵，2個π鍵，D正確。14．DNH3是三角錐形，是極性分子，BF3是平面三角形，是非極性分子，A、B錯；H原子核外只有2個電子，C錯；NH3分子中有1對孤對電子，BF3中B原子最外層只有6個電子，正好有1個空軌道，二者通過配位鍵結合而使每個原子最外層都達到穩定結構，D正確。15．BSO2分子的中心原子中含有孤電子對，是V形分子，A錯；COCl2、BF3、SO3是平面三角形分子，B正確；NH3、PCl3中價層電子對個數＝3＋eq\f(1,2)×(5－3×1)＝4且含有一個孤電子對，均為三角錐形結構，PCl5中價層電子對個數＝5＋eq\f(1,2)×(5－5×1)＝5且不含孤電子對，為三角雙錐形結構，C錯；BF3中價層電子對個數＝3＋eq\f(1,2)×(3－3×1)＝3，為平面三角形結構，鍵角為120°，SnBr2中價層電子對個數＝2＋eq\f(1,2)×(4－2×1)＝3且含有一個孤電子對，為V形結構，SnBr2鍵角小于120°，D錯。16．B根據二茂鐵的物理性質，熔點低，易升華，易溶于有機溶劑，說明二茂鐵為分子晶體，A正確；碳原子含有孤電子對，鐵原子含有空軌道，兩者形成配位鍵，B錯誤；1號碳原子含有4個σ鍵無孤電子對，雜化類型為sp3,2、3、4、5碳原子有3個σ鍵無孤電子對，雜化類型為sp2，因此僅有1個碳原子采取sp3雜化，C正確；C5Heq\o\al(－,5)中，碳原子沒有達到飽和，存在碳碳雙鍵，成鍵原子間只能形成一個σ鍵，另一個鍵必然形成π鍵，D正確。17．(1)1s22s22p63s23p63d3(2)平面三角形(3)N2H4中分子N為－2價，而NH3分子中N為－3價，負電性更高，導致N原子的孤對電子更易提供出來與H＋結合，故堿性更強(4)C≡O(5)2NA(6)sp3解析：W、M、X、Y、Z是周期表前36號元素中的四種常見元素，其原子序數依次增大。W的一種核素在考古時常用來鑒定一些文物的年代，則W為C元素；X的某一種單質在高空大氣層中保護人類免遭太陽光中紫外線強烈侵襲，則X為O元素；M的氧化物是導致酸雨的主要物質之一，原子序數小于O，故M為N元素；Z能形成紅色的Z2O和黑色的ZO兩種氧化物，則Z為Cu；Y的基態原子核外有6個原子軌道處于半充滿狀態，原子序數小于Cu，其核外電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s1，則Y為Cr元素。(1)Y3＋為Cr3＋，Cr3＋基態的電子排布式為1s22s22p63s23p63d3；(2)NOeq\o\al(－,3)中N原子價層電子對數為：3＋eq\f(5＋1－2×3,2)＝3，N原子沒有孤對電子，故其空間構型為平面三角形；(3)M2H4為N2H4，N2H4中分子N為－2價，而NH3分子中N為－3價，負電性更高，導致N原子的孤對電子更易提供出來與H＋結合，故MH3的堿性強于N2H4；(4)CO與N2互為等電子體，根據等電子原理，二者結構相似，氮氣的結構式為N≡N，故