2017届江苏省高考化学一轮复习专题8《物质结构与性质》34《分子结构与性质》(苏教版)Word版含解析详解

课时34 分子结构与性质

1(1) (2015·江苏高考)1 mol CH3COOH分子中含有σ键的数目为。

(2) (2014·江苏高考)1 mol乙醛分子中含有σ键的数目为。

(3) (2013·江苏高考)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2，1 mol该配合物中含有σ键的数目为。

(4) (2012·江苏高考)1 mol CO2中含有的σ键数目为。

(5) (2011·江苏高考)1 mol C2H2中含有σ键的数目为。

【答案】(1) 7 mol(2) 6 mol(3) 16 mol(4) 2 mol(5) 3 mol

【解析】(3) [Zn(NH3)4]Cl2中Zn与N原子、N原子与H原子之间均为σ键，则1 mol [Zn(NH3)4]Cl2中σ键的数目为16 mol。(4) CO2分子结构是，所以1 mol CO2中含有的σ键数目为2 mol。

(5) C2H2分子(≡)中含有2个σ键、1个C≡C键，所以1 mol C2H2含有σ键的数目为3 mol。

2含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族，请填写下列空格。

(1) CH4中的化学键从形成过程来看，属于(填“σ”或“π”)键，从其极性来看属于键。

(2) 已知CN-与N2结构相似，推算HCN分子中σ键与π键数目之比为。

(3) C60分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成共价键，且每个碳原子最外层都满足8电子稳定结构，则C60分子中π键的数目为。

(4) 利用CO可以合成化工原料COCl2、配合物Fe(CO)5等。

①COCl2分子的结构式为，每个COCl2分子内含有的σ键、π键数目为()

A. 4个σ键

B. 2个σ键、2个π键

C. 2个σ键、1个π键

D. 3个σ键、1个π键

②Fe(CO)5在一定条件下能合成：Fe(s)+5CO Fe(CO)5，反应过程中，形成的化学键是。

(5) 有机物丁二酮肟常用于检验Ni2+：在稀氨水介质中，丁二酮肟与Ni2+反应可生成鲜红色沉淀，其结构如右图所示。

①该结构中，碳碳之间的共价键类型是σ键，碳氮之间的共价键类型是，氮镍之间形成的化学键是。

1该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在。

【答案】(1) σ极性(2) 1∶1(3) 30(4) ①D②配位键(5) ①1个σ键、1个π键配位键②氢键

【解析】(2) HCN分子结构是，共有2个σ键和2个π键，所以σ键与π键数目之比为1∶1。(3) 根据题意，每个碳形成的这3个键中，必然有1个双键，这样每个碳原子最外层才满足8电子稳定结构，显然，双键数应该是C原子数的一半，而每个双键有1个π键，故π键数目为30。(4) ①COCl2分子中有2个单键(σ键)，1个双键(1个σ键、1个π键)。②Fe(CO)5中Fe与CO形成配位键。(5) ①在该结构中，碳氮双键中1个是σ键、1个是π键；氮镍之间的键是由N原子提供孤对电子、Ni提供空轨道形成的配位键。②由于氧的电负性强，因此该结构中，氧氢之间除形成共价键外，还可以形成氢键。

3(1) (2015·江苏高考)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为，与H2O互为等电子体的一种阳离子为(填离子符号)。

(2) (2014·江苏高考)醛基中碳原子的轨道杂化类型是；与OH-互为等电子体的一种分子为(填化学式)。

(3) (2013·江苏高考)在硫的氢化物(H2S)分子中，S原子轨道的杂化类型是；S

2-

4

O

的

空间构型为(用文字描述)，写出一种与S

2-

4

O

互为等电子体的分子的化学

式：。

(4) (2012·江苏高考)N

-

3

O

的空间构型是(用文字描述)；根据等电子体原理，CO

分子的结构式为；H2O分子中O原子轨道的杂化类型为。

(5) (2011·江苏高考)C2H2分子中，中心原子轨道的杂化类型为；元素C的一种氧化物与元素N的一种氧化物互为等电子体，元素N的这种氧化物的分子式为。【答案】(1) sp3和sp2H2F+(2) sp2HF(3) sp3正四面体CCl4 (或SiCl4等)(4) 平面三角形C≡O sp3杂化(5) sp杂化N2O

【解析】(1) CH3COOH中甲基C原子采用sp3杂化，羧基C原子采用sp2杂化；与H2O互为等电

子体的阳离子应含有3个原子、且价电子总数为8，应为H2F+。(2) 醛基中碳原子形成碳氧双键，轨道杂化类型是sp2；等电子体原子个数相同，价电子总数也相同，所以与OH-互为等电子体的一种分子是HF。(3) 在H2S分子中形成两个共价键，还有两对孤对电子，所以S原子杂化类型是

sp3(与水分子相似)；S

2-

4

O

中没有孤对电子，形成四个共价键，所以S原子采用sp3杂化，形成正

四面体结构；等电子体是指原子总数和价电子总数相同的粒子，故与S

2-

4

O

互为等电子体的分

子有CCl4或SiCl4等。(4) N

-

3

O

与SO3、BF3互为等电子体，所以N

-

3

O

的空间构型为平面三角形；

CO分子与氮气互为等电子体，氮气分子中含有三键，所以CO分子的结构式为C≡O；H2O分子含有两个σ键、两对孤电子对，所以中心O原子杂化类型是sp3。(5) C2H2分子(≡)中含有三键，所以中心碳原子为sp杂化；CO2和N2O原子个数相同、价电子总数也相同，互为等电子体。

4(1) (2015·新课标Ⅰ卷)CS2分子中，共价键的类型有，C原子的杂化轨道类型是，写出两个与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子：。

(2) (2015·新课标Ⅱ卷)P和Cl反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的立体构型为，中心原子的杂化轨道类型为。

(3) (2015·山东高考)F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2，OF2分子构型为，其中氧原子的杂化方式为。

(4) (2015·海南高考)SO2分子的立体构型为；气态SO3 为单分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为；SO3的三聚体环状结构如右图所示，该结构中S原子的杂化轨道类型为。

【答案】(1) σ键和π键sp CO2、SCN-(或COS、N2O等)(2) 三角锥形sp3(3) V形sp3 (4) V形sp2杂化sp3杂化

【解析】(1) CS2分子的结构式为S C S，含有σ键和π键，CS2分子中C原子形成2个σ键，孤

对电子数为4-22

2

=0，则为sp杂化，与CS2具有相同空间构型和键合形式的分子或离子为等电

子体，应含有3个原子，价电子总数为16，常见的有CO2、SCN-、N2O、COS等。(2) P和Cl反应

可生成组成比为1∶3的化合物为PCl 3，P 形成3个σ键，孤电子对数为5-31

2?=1，则为sp 3杂化，

立体构型为三角锥形。(3) OF 2分子中O 原子的价层电子对数=2+6-21

2?=4，则O 原子的杂化类型为sp 3杂化，含有2个孤电子对，所以分子的空间构型为V 形。(4) SO 2分子中S 原子形成2个σ键，孤电子对数为6-22

2?=1，SO 2分子为V 形结构；气态SO 3为单分子，该分子中S 原子形成3个σ键，没有孤对电子，则为sp 2杂化；SO 3的三聚体中S 原子形成4个σ键，为sp 3杂化。

5 (1) (2013·江苏高考)Z 的氢化物(H 2O)在乙醇中的溶解度大于H 2S ，其原因是 。

(2) (2011·江苏高考)化合物NH 3的沸点比化合物CH 4的高，其主要原因为 。

(3) (2015·江苏高考)H 2O 与CH 3CH 2OH 可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为 。

【答案】 (1) 水分子与乙醇分子之间形成氢键 (2) NH 3分子间存在氢键 (3) H 2O 与CH 3CH 2OH 之间可以形成氢键

6 (1) (2014·新课标Ⅰ卷)乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是 。

(2) (2013·安徽高考)CO 2由固态变为气态所需克服的微粒间作用力是 ；H 、C 、O 的原子可共同形成多种分子，写出一种能形成同种分子间氢键的物质名称： 。

(3) (2013·福建高考)已知苯酚(

)具有弱酸性，其K a =1.1 ×10-10；水杨酸一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断，相同温度下电离平衡常数a2K (水杨酸) (填“>”或“<”)K a (苯酚)，其原因是 。

(4) (2015·福建高考)一定条件下，CH 4和CO 2都能与H 2O 形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，CH 4与H 2O 形成的水合物俗称“可燃冰”。“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是 。

【答案】 (1) 乙酸分子间形成了氢键，造成沸点升高

(2) 分子间作用力(或范德华力)甲醇(或甲酸等)(3) < 水杨酸一级电离形成的离子能形成分子内氢键，致使H+更难电离(4) 氢键、范德华力

【解析】(2) CO2由固态变为气态为物理变化，发生变化时克服分子间作用力；形成氢键的条件是存在电负性较大的F、O、N原子，甲醇或甲酸等符合条件。

7. (1) (2015·福建高考)Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有mol σ键。

(2) (2014·新课标Ⅱ卷)氢元素和O、N、C元素形成的二元共价化合物中，分子中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是(填化学式，写两种)。

(3) (2015·海南高考)SO3的三聚体环状结构如右图所示，该结构中S—O键有两类，一类键长约140 pm，另一类键长约160 pm，较短的键为(填图中字母)，该分子中含有个σ键。

(4) (2014·福建高考)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4含有mol配位键。

(5) (2014·海南高考)碳元素的单质有多种形式，下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图。

C60 石墨金

刚石晶胞

石墨晶体中，层内C—C键的键长为142 pm，而金刚石中键的键长为154 pm。其原因是金

刚石中只存在间的共价键，而石墨层内的间不仅存在共价键，还有键。

【答案】(1) 8(2) H2O2、N2H4、C2H6等(任写两种)(3) a12(4) 2(5) σσπ

【解析】(1) 该配合物中Ni原子和C原子之间有4个σ键，CO分子中C和O之间存在1个σ键，故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。(2) 分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4、C2H6等。(3) SO3的三聚体中每个S形成4个共价键，存在S O键和S—O键，S O

键键长较短，即a 较短，该分子中含有σ键数目为3×4=12。(4) 铵根中含有1 mol 配位键，B -4F 含有1 mol 配位键，共2 mol 。(5) 金刚石中C 为sp 3杂化，形成四条杂化轨道，全部形成σ键；而石墨层为平面结构，C 为sp 2杂化，形成三条杂化轨道，还有一条未杂化的p 轨道，三条杂化轨道形成σ键，而未杂化的p 轨道形成π键。

8. (1) CNS -、N 2O 含3个原子，它们的价电子总数都是16，因此它们的结构与由第2周期两元素组成的 分子的结构相同，微粒呈 形，中心原子都采取 杂化。

(2) C 2-3O 、N -3O 等微粒具有相同的通式： ，它们的价电子总数都是 ，因此它们与由ⅥA 族两元素组成的 分子的结构相同，呈 形，中心原子都采取 杂化。

(3) N 2O(笑气)可用作麻醉剂，其与 CO 2互为等电子体，已知N 2O 分子中氧原子只与一个氮原子相连，则N 2O 的空间构型为 。

【答案】 (1) CO 2 直线 sp (2) A

-3X n 24 SO 3

平面三角 sp 2 (3) 直线形

【解析】 (3) N 2O 与CO 2互为等电子体，结构式为N N O ，空间构型为直线形。

9. (2013·福建高考)BF 3与一定量的水形成(H 2O)2·BF 3晶体Q ，Q 在一定条件下可转化为R ：

H 2O… [H 3O]+

Q R

(1) 晶体Q 中各种微粒间的作用力不涉及 (填字母)。

a. 离子键

b. 共价键

c. 配位键

d. 金属键

e. 氢键

f. 范德华力

(2) R 中阳离子的空间构型为 ，阴离子的中心原子轨道采用 杂化。

【答案】 (1) ad (2) 三角锥形 sp 3

【解析】 (1) 由Q 的结构知，H 2O 与BF 3·H 2O 分子间存在氢键，BF 3·H 2O 分子内有共价键和配位键，其分子间有分子间作用力(范德华力)。(2) H 3O +中有孤对电子，由价层电子对互斥理论知，其空间构型为三角锥形，阴离子的中心原子B 有4个σ键，故采用sp 3杂化。

10. (2016·宿迁模拟)原子序数依次增大的X 、Y 、Z 、Q 四种元素中，X 元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，Z 是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Q 原子核外的M 层中只有两对成对电子。请用元素符号或化学式回答下列问题：

(1) X 、Y 、Z 的第一电离能由小到大的顺序为 。

(2) 已知Y 2Z +

与XQ 2互为等电子体，则1 mol Y 2Z +

中含有π键数目为 。

(3) Z 的气态氢化物沸点比Q 的气态氢化物高得多，其原因是 。

(4) X 、Z 与氢元素可形成化合物H 2X 2Z 4，常用作工业除锈剂。H 2X 2Z 4分子中X 的杂化方式为 。

【答案】 (1) C

【解析】 X 元素原子核外有三种不同的能级且各个能级所填充的电子数相同，其电子排布式是1s 22s 22p 2，X 为碳元素；Z 是地壳内含量(质量分数)最高的元素，Z 为氧元素；因为X 、Y 、Z 原子序数依次增大，所以Y 是氮元素；Q 原子核外的M 层中只有两对成对电子，其电子排布式是1s 22s 22p 63s 23p 4，Q 为硫元素。(1) 由于N 原子结构中p

轨道为半充满结构，比较稳定，所以第一电离能大小为C

2NO +与CS 2互为等电子体，CS 2结构式为，1 mol N 2O +

中含有π键数目为2 mol 。(3) H 2O 的沸点比H 2S 的高得多，原

因是H 2O 分子间存在氢键。(4) H 2C 2O 4分子结构是HOOC —COOH ，含有碳氧双键，所以碳的杂化方式为sp 2。

11. (2015·苏州调研)已知：硫酸铜溶液中滴入氨基乙酸钠(H 2N —CH 2—COONa)即可得到配合物A 。其结构如右图所示。

(1)元素C 、N 、O 的第一电离能由大到小的排列顺序为 。

(2)配合物A 中碳原子的轨道杂化类型为 。

(3)1 mol 氨基乙酸钠

(H 2N —CH 2—COONa)含有σ键的数目为 。

(4)氨基乙酸钠分解产物之一为二氧化碳。写出二氧化碳的一种等电子体： (填化学式)。

【答案】(1) N>O>C(2) sp3、sp2(3) 8 mol(4) N2O(或SCN-、

-

3

N

等)

【解析】(2) 配合物A分子中C O键上的碳采用sp2杂化，其余碳为sp3杂化。(3) 共价单键为σ键，共价双键中一个是σ键一个是π键，H2N—CH2—COONa中含有8个σ键。(4) 一个二氧化碳分子中原子个数为3个，价电子数为16，原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体，则CO2

的等电子体为N2O或SCN-、

-

3

N

等。

12. 能源问题日益成为制约经济发展的瓶颈，越来越多的国家开始实行“阳光计划”，开发太阳能资源，寻求经济发展的新动力。

图1 图2

(1)富勒烯衍生物具有良好的光电性能。富勒烯(C60)的结构如图1，分子中碳原子轨道的杂化类型为；1 mol C60分子中σ键的数目为。

(2)多元化合物薄膜太阳能电池材料为无机盐，其主要包括砷化镓、硫化镉、碲化镉及铜铟硒薄膜电池等。

①第一电离能：As(填“>”、“<”或“=”)Se。

②二氧化硒分子的空间构型为。

(3)金属酞菁配合物可应用于硅太阳能电池中，一种金属镁酞菁配合物的结构如图2，请在图中用箭头表示出配位键的位置。

【答案】(1) sp290 mol(2) ①> ②V形

(3)

【解析】(1) 根据富勒烯(C60)的结构可知，碳原子形成了两个碳碳单键和一个碳碳双键，没

有孤对电子，所以碳原子的杂化类型为sp2；1 mol C60分子中σ键的数目60 mol×3÷2=90 mol。(2) As与Se同周期，由于As原子结构中p轨道为半充满结构，比较稳定，所以第一电离能As大于Se；二氧化硒分子与二氧化硫互为等电子体，二氧化硫为V形分子，所以二氧化硒分子的空间构型也为V形。(3) 金属镁酞菁配合物存在两种形式的氮原子，一种氮原子形成氮碳双键，含有孤对电子与镁形成配位键，另一种氮原子形成氮碳单键，与镁形成共价键。

13. 硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子X m-(含B、O、H三种元素)的球棍模型如右图所示。

(1)在X m-中，硼原子轨道的杂化类型有；配位键存在于原子之间(填原子的数字标号)；m=。

(2)硼砂晶体由Na+、X m-和H2O构成，它们之间存在的作用力有(填字母)。

A. 离子键

B. 共价键

C. 金属键

D. 范德华力

E. 氢键

【答案】(1) sp2、sp34、52(2) ADE

【解析】(1) 由图看出，阴离子中B原子的价键有平面形和四面体形，则硼原子轨道的杂化类型有sp2、sp3；4号硼原子为sp3杂化，有空轨道，5号羟基氧原子有孤电子对，二者可形成配位

键；数图中各原子个数写出其化学式为H4B4

-

9

m

O，H为+1价，B为+3价，O为-2价，根据正、负

化合价代数和为0可得m=2。(2)硼砂晶体由Na+、X m-和H2O构成，则它们之间有离子键、范德华力和氢键。

14. 用Cr3+掺杂的氮化铝是理想的LED用荧光粉基质材料，氮化铝可由氯化铝与氨经气相反应制得。

(1)氯化铝易升华，其双聚物Al2Cl6结构如右图所示。在Al2Cl6中存在的化学键有(填字母)。

a. 离子键

b. 共价键

c. 配位键

d. 金属键

(2)一定条件下用Al

2

O3和CCl4反应制备AlCl3的反应为Al2O3+3CCl42AlCl3+3COCl2。其中，

COCl 2分子的空间构型为 。一种与CCl 4互为等电子体的离子为 (填离子符号)。

(3)AlCl 3在下述反应中作催化剂。分子③中碳原子的杂化类型为 。

【答案】(1) bc (2) 平面三角形 S 2-4O (或P 3-4O 或Cl -4O 或Si 4-4O ) (3) sp 2和sp 3

【解析】 (1) Al 2Cl 6中含有共价键和配位键。(2) COCl 2分子中碳氧之间形成双键，碳氯之间形成单键，所以中心碳原子采取sp 2杂化，空间构型是平面三角形；CCl 4分子中原子个数是5，价电子数是32，与CCl 4互为等电子体的离子有S 2-4O 或P 3-4O 或Cl -4O 或Si 4-4O 。(3) 分子③中有碳氧双键、碳碳双键，中心碳原子杂化类型为sp 2，还有碳碳单键，中心碳原子杂化类型为sp 3。

15. 具有光、电、磁等特殊功能的新型材料是目前化学研究的热点之一，二硫醇烯与锌的配合物(C)的一种合成途径如下。

(1)锌原子基态时核外电子排布式为 。

(2)化合物B 中C 2-3S 的空间构型是 (用文字描述)。

(3)配合物C 中Zn 2+的配位数是 ，N 原子杂化方式是 。

(4)1mol 化合物A 中含有σ键的数目为 。

【答案】(1) 1s 22s 22p 63s 23p 63d 104s 2(或[Ar]3d 104s 2)

(2) 平面三角形 (3) 4 sp 3 (4) 8 mol

【解析】 (2)C 2-3S 与C 2-3O 互为等电子体，而C 2-3O 中的碳原子无孤对电子，杂化轨道类型为sp 2，空间构型是平面三角形。(3)配合物C 中Zn 与四个硫形成配位键；氮元素没有孤对电子，形成四个共价键，为sp 3杂化。(4)化合物A 中有6个碳硫共价单键、1个碳碳双键和1个碳硫双键，所以1 mol 化合物A 中含有σ键的数目为8 mol 。

16. (2015·盐城期中)磷化硼是一种高折射率红棕色晶体，可通过单质B 与Zn 3P 2(或PH 3)反应，也可热解PCl 3·BCl 3制得。

(1)PH 3中磷原子的杂化轨道类型为 ，BCl 3空间形状为 (用文字描述)。

(2)PCl 3能够与配合物Ni(CO)4发生配体置换反应：Ni(CO)4+4PCl 3Ni(PCl 3)4+4CO 。 ①与CO 互为等电子体且带1个单位负电荷的阴离子的化学式为 。

②1 mol Ni(PCl 3)4中含σ键数目为 。

【答案】 (1) sp 3 平面三角形 (2) ①CN - ②16 mol

【解析】 (1) PH 3分子中价层电子对数=3+5-31

2?=4，所以磷原子采用sp 3杂化；BCl 3分子的中

心原子B 的价层电子对数=3+3-31

2?=3，孤电子对数为0，因此空间构型为平面三角形。(2) ①与CO 互为等电子体的阴离子为CN -。②Ni(PCl 3)4中P 和Cl 间存在σ键，Ni 和P 间存在σ键，1 mol Ni(PCl 3)4中含σ键数目为3×4+4=16 mol 。

17. 工业上用CO 2和NH 3为原料合成尿素，尿素的化学式为CO(NH 2)2。尿素可用于制有机铁肥，主要代表物有三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)，化学式为[Fe(H 2NCONH 2)6](NO 3)3。

(1)C 、N 、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 。

(2)尿素分子中C 和N 原子的杂化方式分别是 。

(3)N 4H +

中H —N —H 键角比NH 3中H —N —H 键角大，原因为 。

【答案】(1) N>O>C (2) sp 2、sp 3 (3) NH 3中N 原子含有1对孤对电子，对N —H 键有排斥作用，而N 4H +中N 原子没有孤对电子

【解析】 (2) 由尿素分子的结构式可知，尿素分子中C 原子成2个C —N 键、1个C O 键，没有孤对电子，杂化轨道数目为3，C 原子采取sp 2杂化，N 原子成3个单键，含有1对孤对电子，杂化轨道数为4，N 原子采取sp 3杂化。

18. 波尔多液是果农常用的一种杀菌剂。氯吡苯脲是一种西瓜膨大剂(植物生长调节剂)，其组成

结构和物理性质见下表。

回答下列问题：

(1)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为。

(2)查文献可知，可用2-氯-4-氨吡啶与异氰酸苯酯反应生成氯吡苯脲。

反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂个σ键、断裂个π键。

【答案】(1) sp2、sp3(2) N A N A

【解析】(1) 形成C—N键的N原子采用sp3杂化，形成N C键的N原子采用sp2杂化。(2) 反应过程中，异氰酸苯酯断裂N C键中的π键，2-氯-4-氨吡啶断裂N—H键。