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第二章 分子结构与性质—高二化学人教版（2019）期末复习知识大盘点
第一部分：学习目标整合
1.认知原子间通过原子轨道重叠形成共价键，了解共价键具有饱和性和方向性。知道根据原子轨道的重叠方式，共价键可分为σ键和π键等类型
知道共价键可分为极性和非极性键
3.能用键参数——键能、键长、键角来描述键的强弱和分子的空间结构
4.认识共价分子结构的多样性和复杂性，结合实例了解共价分子具有特定的空间结构，并可运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论判断简单分子或离子的模型
5.知道分子的空间构型可以通过红外光谱、晶体X射线衍射等技术进行测定
6.结合实例初步认识分子的手性对物质性质的影响及生命科学等方面的应用
7.根据微粒的种类及微粒之间的相互作用，认识物质的性质与微观结构的关系
第二部分：教材习题变式
1.能与过量的反应得到一种固体M和单质H。下列说法正确的是( )
A.M中含离子键、极性共价键、配位键 B.的电子式为
C.H中键与键个数比为1：1 D.和都属于极性分子
2.在有机物分子中，若碳原子连接四个不同的原子或原子团，该碳原子称为手性碳原子，以“*C”表示。具有手性碳原子的有机物具有光学活性。下列分子中，不具有光学活性的是( )
A.
B.
C.
D.
3.下列模型分别表示的结构，其中说法正确的是( )
A.32g分子中含有0.125mol键
B.是由非极性键构成的分子
C.1mol分子中有5mol键和1mol键
D.分子中不含非极性键
4.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”，实现了氢键的空间成像，为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。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>HI
D.由于氢键的存在，影响了蛋白质分子独特的结构
5.用VSEPR模型可以判断许多分子或离子的空间结构，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A.分子中三个共价键的键能、键长、键角都相等
B.键角由大到小的顺序为
C.分子的键角是120°
D.都是三角锥形的分子
6.二氯化二硫是一种广泛用于橡胶工业的硫化剂，常温下是一种橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构与类似，熔点为193K，沸点为411K，遇水很容易水解，产生的气体能使品红溶液褪色。可由干燥的氯气通入熔融的硫中制得。下列有关说法中正确的是( )
A.是非极性分子
B.分子中所有原子在同一平面上
C.与NaOH反应的化学方程式可能为
D.中硫原子轨道杂化类型为杂化
7.在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气中逸散气体，如，它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是( )
A.属于非极性分子
B.分子的极性：
C.是非极性分子，在中的溶解度比在水中大
D.由价层电子对互斥模型可确定分子中N原子是杂化，分子呈平面三角形
8.四氯乙烯是一种衣物干洗剂，聚四氟乙烯是家用不粘锅内侧涂层的主要成分，下列说法正确的是( )
A.它们都能发生加成反应，都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
B.它们的分子中C原子的杂化类型均为杂化
C.四氯乙烯对油脂有较好的溶解作用，聚四氟乙烯的化学性质比较活泼
D.Cl和F为同主族元素，由于电负性F大于Cl，因此C—F键极性大于C—Cl键极性
9.氮的最高价氧化物为无色晶体，它由两种离子构成，已知其阴离子的立体构型为平面三角形，则其阳离子的立体构型和阳离子中氮的杂化方式为( )
A.直线形、sp B.V形、
C.三角锥形、 D.平面三角形、
10.吡咯和卟吩都是平面形分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p轨道，p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的型化学键，称为离域键，表示为，是成键原子数，是成键电子数。下列说法不正确的是( )
A.吡咯的分子式为
B.吡咯中存在离域键为
C.苯分子中也存在离域键
D.吡咯和卟吩中N原子的杂化方式都是杂化
11.如图是甲烷分子中C原子杂化轨道电子云图：
（1）甲烷分子中C—H键的键角为______。
（2）乙烯和乙炔的电子式分别为______，请你比较乙烯和乙炔分子中“”和“”的键长大小：______。乙炔和乙烯一样都能和溴水发生加成反应并使溴水褪色，请你预测在同浓度同体积的溴水中分别通入乙烯和乙炔时，______（选填“乙烯”或“乙炔”）使溴水褪色的时间短；同温同压下，使等体积等浓度的溴水正好褪色，消耗的______（选填“乙烯”或“乙炔”）少。
（3）苯分子中C原子以杂化轨道成键，6个C原子中每个C原子的2s轨道和其中2个2p轨道形成3个杂化轨道，其中1个杂化轨道与1个H原子形成1个键、另外2个杂化轨道分别与另外2个C原子的杂化轨道形成2个键而形成1个六元环，而每个C原子未参与杂化的另1个2p轨道均垂直于这个六元环所处的平面且相互之间“肩并肩”重叠形成1个“大键”，如下图：
请你猜想：
①苯分子中每个碳碳键的键长是否相等？_______；
②苯分子中碳碳键的键长与C—C键、键、键的键长相比，处于_______的键长之间。
12.回答下列问题：
（1）中配体分子以及分子的空间结构和相应的键角如图甲所示。
中P的杂化类型是__________。的沸点比的__________，原因是_________。的键角小于的，分析原因：__________。
（2）磷酸根离子的空间构型为__________，其中P的价层电子对数为__________、杂化轨道类型为__________。
（3）分子中氮原子的轨道杂化类型是__________；C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为__________。
（4）乙二胺是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是__________、__________。
（5）中，电负性最高的元素是__________；P的__________杂化轨道与O的2p轨道形成__________键。
（6）的空间构型为__________（用文字描述）；抗坏血酸的分子结构如图乙所示，分子中碳原子的轨道杂化类型为__________；推测抗坏血酸在水中的溶解性：__________（填“难溶于水”或“易溶于水”）。
第三部分：重难知识易混易错
共价键：原子间通过共用电子对所形成的相互作用。
共价键的特征
(1)饱和性：每个原子所能形成共价键的总数或以单键连接的原子数目是一定的，所以共价键具有饱和性。
(2)方向性：共价键将尽可能沿着电子出现概率最大的方向形成，所以共价键具有方向性。共价键的方向性决定了分子的立体构型，并不是所有共价键都具有方向性，如两个s电子形成共价键时就没有方向性。
共价键的类型(按成键原子的原子轨道重叠方式分类)
(1)σ键
形成 由成键原子的s轨道或p轨道重叠形成
类型 s－s型
s－p型
p－p型
特征 以形成化学键的两原子核的连线为轴做旋转操作，共价键的电子云的图形不变，这种特征称为轴对称
(2)π键
形成 由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成
p－p π键
特征 π键的电子云形状与σ键的电子云形状有明显差别：每个π键的电子云由两块组成，它们互为镜像，这种特征称为镜面对称；π键不能旋转；不如σ键牢固，较易断裂
(3)判断σ键、π键的一般规律
共价单键为σ键；共价双键中有一个σ键，另一个是π键；共价三键由一个σ键和两个π键构成。
键能：气态基态原子形成1 mol化学键释放的最低能量。键能通常取正值，单位是kJ/mol。
键能的应用
①判断共价键的稳定性。共价键的键能越大，共价键越稳定。
②判断分子的稳定性。一般来说，结构相似的分子中，共价键的键能越大，分子越稳定。如：HF>HCl>HBr>HI。
键长：形成共价键的两个原子的原子核间的距离。键长越短，往往键能越大，共价键越稳定。
键角：分子内两个共价键之间的夹角。
分子空间结构 键角 实例
正四面体形 109°28′ CH4、CCl4
平面形 120° 苯、乙烯、BF3
三角锥形 107° NH3
V形(或角形) 105° H2O
直线形 180° CO2、CS2、CH≡CH
键参数对物质性质的影响
红外光谱工作原理
(1)原理：红外线透过分子时，分子会吸收跟它的某些化学键的振动频率相同的红外线，再记录到谱图上呈现吸收峰。通过和已有谱图库比对，或通过量子化学计算，可以得知分子中含有何种化学键或官能团的信息。
(2)红外光谱仪原理示意图
多样的分子空间结构
分子类型 化学式 空间结构 结构式 键角 空间填充模型 球棍模型
三原子 分子 CO2 直线形 O==C==O 180°
H2O V形 105°
四原子 分子 CH2O 平面三角形 120°
NH3 三角锥形 107°
五原子 分子 CH4 四面体形 109°28′
价层电子对互斥模型
（1）内容：价层电子对互斥模型认为，分子的空间结构是中心原子周围的“价层电子对”相互排斥的结果。价层电子对是指分子中的中心原子与结合原子间的σ键电子对和中心原子上的孤电子对。
（2）价层电子对数的确定
σ键电子对数可由化学式确定。而中心原子上的孤电子对数，确定方法如下：
中心原子上的孤电子对数＝(a－xb)；
a为中心原子的价电子数；
x为与中心原子结合的原子数；
b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数。
（3）VSEPR模型与分子或离子的空间结构
σ键电子对数＋孤电子对数＝价层电子对数VSEPR模型分子或离子的空间结构。
分子或离子 孤电子对数 价层电子对数 VSEPR模型名称 分子或离子 的空间结构名称
CO2 0 2 直线形 直线形
SO2 1 3 平面三角形 V形
CO 0 3 平面三角形 平面三角形
H2O 2 4 四面体形 V形
NH3 1 4 四面体形 三角锥形
CH4 0 4 正四面体形 正四面体形
杂化轨道理论的要点
(1)形成分子时，通常存在激发、杂化和轨道重叠等过程。但原子轨道的杂化只有在形成分子的过程中才会发生，孤立的原子是不可能发生杂化的。
(2)原子在成键时，同一原子中能量相近的原子轨道可重新组合成杂化轨道。
(3)一般说来，中心原子有几个轨道参与杂化，就会形成几个能量相同的杂化轨道，就能形成几个共价键，形成对应的分子构型。但如果分子中存在孤对电子，分子构型会发生变化，如H2O、NH3等。
(4)sp1杂化和sp2杂化的两种形式中，原子还有未参与杂化的p轨道，可用于形成π键，而杂化轨道只能用于形成σ键，或者用来容纳未参与成键的孤对电子。
杂化轨道类型
(1)sp3杂化：同一个原子中能量相近的一个ns轨道与三个np轨道进行混合重新组四个新的原子轨道，即sp3杂化轨道。如CH4分子中sp3杂化轨道形成示意图：
(2)sp2杂化：同一个原子中能量相近的一个ns轨道与两个np轨道进行杂化组合成三个新的sp2杂化轨道。如C2H4分子中sp2杂化轨道形成示意图：
　
(3) sp1杂化：同一个原子中能量相近的一个ns轨道与一个np轨道进行杂化组合成两个新的sp1杂化轨道。如C2H2分子中sp1杂化轨道形成示意图：
VSEPR模型与中心原子的杂化轨道类型
杂化轨道类型 VSEPR模型 典型分子 空间结构
sp CO2 直线形
sp2 SO2 V形
sp3 H2O V形
sp2 SO3 平面三角形
sp3 NH3 三角锥形
sp3 CH4 正四面体形
共价键的极性
分类 极性共价键 非极性共价键
成键原子 不同元素的原子 同种元素的原子
电子对 发生偏移 不发生偏移
成键原子的电性 一个原子呈正电性，一个原子呈负电性 电中性
分子的极性
极性分子：正电中心和负电中心不重合
非极性分子：正电中心和负电中心重合
键的极性和分子极性的关系
(1)只含非极性键的分子一定是非极性分子。
(2)含有极性键的分子有没有极性，必须依据分子中极性键的极性的向量和是否等于零而定，等于零时是非极性分子。
分子极性的判断方法
化合价法判断： ABn型分子中，若中心原子A的化合价的绝对值等于该元素所在的主族序数，则为非极性分子，否则为极性分子。
根据键的极性、分子立体构型判断
键的极性对化学性质的影响
三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的，这是由于氟的电负性大于氯的电负性，F—C的极性大于Cl—C的极性，使F3C—的极性大于Cl3C—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大，更容易电离出氢离子。
烃基（符号R—）是推电子基团，烃基越长推电子效应越大，使羧基中的羟基的极性越小，羧酸的酸性越弱。
范德华力：降温加压时气体会液化，降温时液体会凝固，这些事实表明，分子之间存在着相互作用力，称为范德华力。
影响范德华力的因素
① 一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增大，范德华力逐渐增强；
② 相对分子质量相同或相近时，分子的极性越大，范德华力越大。
③ 分子组成相同但结构不同的物质（即为同分异构体），分子的对称性越强，范德华力越小。
范德华力主要影响物质的熔、沸点等物理性质。范德华力越大，物质的熔、沸点越高。
氢键：由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子（如水分子中的氢）与另一个电负性很大的原子（如水分子中的氧）之间形成的作用力。表示方法：A—H…B。
氢键的类型
①分子内氢键；②分子间氢键
氢键对物质性质的影响
① 氢键对物质熔、沸点的影响：分子间存在氢键时，物质在熔化或汽化时，除需破坏范德华力外，还需破坏分子间氢键，消耗更多的能量，所以存在分子间氢键的物质一般具有较高的熔、沸点。
② 氢键对物质溶解度的影响：如果溶质与溶剂之间能形成氢键，则溶质的溶解度增大。
如NH3与H2O间能形成氢键，且都是极性分子，所以NH3极易溶于水。
【拓展】
（1）化学键与范德华力的比较
化学键 范德华力
概 念 分子内相邻的原子间强烈的相互作用叫化学键 分子之间的相互作用力叫范德华力
存 在 分子内原子间 分子间(近距离)
强 弱 较强 比化学键弱得多
对性质的影响 主要影响物质的化学性质 主要影响物质的物理性质
（2）范德华力、氢键、共价键的比较
范德华力 氢键 共价键
概念 物质分子之间普遍存在的一种相互作用力 已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个电负性很大的原子之间的作用力 原子间通过共用电子对所形成的相互作用
作用微粒 分子或原子(稀有气体) 氢原子、电负性很大的原子 原子
特征 无方向性，无饱和性 有方向性，有饱和性 有方向性，有饱和性
强度比较 共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素 ①随着分子极性的增大而增大 ②由分子构成的，组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大 X—H…Y中，X、Y的电负性越大，Y原子的半径越小，作用力越大 成键原子半径越小，键长越短，键能越大
对物质性质的影响 影响物质的熔点、沸点，溶解度等物理性质 影响物质的熔点、沸点、溶解度等物理性质 共价键的键能越大，分子越稳定
溶解性
（1）外界条件对物质溶解性的影响
①影响固体溶解度的主要因素是温度，大多数固体的溶解度随温度的升高而增大。
②影响气体溶解度的主要因素是温度和压强，气体的溶解度随温度的升高而降低，随压强的增大而增大。
（2）相似相溶规律：非极性溶质一般溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。
在极性溶剂里，如果溶剂和溶质之间存在氢键，则溶解性好，且氢键作用力越大，溶解性越好。如果溶质分子不能与水分子形成氢键，在水中溶解度就比较小，如NH3极易溶于水，甲醇、乙醇、甘油、乙酸等能与水互溶，就是因为它们与水形成了分子间氢键。
分子的手性
手性异构体：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像，却在三维空间里叠合，互称手性异构体。
手性分子：有手性异构体的分子。如：乳酸()分子。
手性碳原子：连接四个互不相同的原子或基团的碳原子称为手性碳原子。用*C来标记。具有手性的有机物，是因为其含有手性碳原子。
第四部分：核心素养对接高考
1．[2023年山东高考真题]下列分子属于极性分子的是( )
A. B. C. D.
2．[2023年湖北高考真题]W、X、Y、Z为原子序数依次增加的同一短周期元素，其中X、Y、Z相邻，W的核外电子数与X的价层电子数相等，是氧化性最强的单质，4种元素可形成离子化合物。下列说法正确的是( )
A.分子的极性： B.第一电离能：XC.氧化性： D.键能：
3．[2023年海南高考真题]下列有关元素单质或化合物的叙述正确的是( )
A.分子呈正四面体，键角为
B.NaCl焰色试验为黄色，与Cl电子跃迁有关
C.Cu基态原子核外电子排布符合构造原理
D.是由极性键构成的极性分子
4．[2023年江苏高考真题]反应应用于石油开采。下列说法正确的是( )
A.的电子式为 B.中N元素的化合价为+5
C.分子中存在键 D.为非极性分子
5．[2023年北京高考真题]下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是( )
A.键的键能小于键的键能
B.三氟乙酸的大于三氯乙酸的
C.氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D.气态氟化氢中存在，而气态氯化氢中是分子
6．[2023年山东高考真题]石墨与在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化合物，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是( )
A.与石墨相比，导电性增强 B.与石墨相比，抗氧化性增强
C.中的键长比短 D.1mol中含有2xmol共价单键
7．[2023年新课标综合卷高考真题]“肼合成酶”以其中的配合物为催化中心，可将与转化为肼（），其反应历程如下所示。
下列说法错误的是( )
A.、和均为极性分子
B.反应涉及、键断裂和键生成
C.催化中心的被氧化为，后又被还原为
D.将替换为，反应可得
8．[2022年天津高考真题]一定条件下，石墨转化为金刚石吸收能量。下列关于石墨和金刚石的说法正确的是( )
A.金刚石比石墨稳定
B.两物质的碳碳σ键的键角相同
C.等质量的石墨和金刚石中，碳碳σ键数目之比为4:3
D.可以用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨
9．[2022年北京高考真题]由键能数据大小，不能解释下列事实的是( )
化学键
键能/ 411 318 799 358 452 346 222
A.稳定性： B.键长：
C.熔点： D.硬度：金刚石晶体硅
10．[2022年江苏高考真题]阅读下列材料，完成下列题：
周期表中ⅣA族元素及其化合物应用广泛，甲烷具有较大的燃烧热，是常见燃料；是重要的半导体材料，硅晶体表面能与氢氟酸（，弱酸）反应生成（在水中完全电离为和）；1885年德国化学家将硫化锗与共热制得了门捷列夫预言的类硅——锗；我国古代就掌握了青铜（铜-锡合金）的冶炼、加工技术，制造出许多精美的青铜器；、是铅蓄电池的电极材料，不同铅化合物一般具有不同颜色，历史上曾广泛用作颜料。
（1）下列说法正确的是( )
A.金刚石与石墨烯中的夹角都为
B.、都是由极性键构成的非极性分子
C.锗原子（）基态核外电子排布式为
D.ⅣA族元素单质的晶体类型相同
（2）下列化学反应表示正确的是( )
A.与HF溶液反应：
B.高温下还原：
C.铅蓄电池放电时的正极反应：
D.甲烷的燃烧：
（3）下列物质性质与用途具有对应关系的是( )
A.石墨能导电，可用作润滑剂
B.单晶硅熔点高，可用作半导体材料
C.青铜比纯铜熔点低、硬度大，古代用青铜铸剑
D.含铅化合物颜色丰富，可用作电极材料
参考答案
第二部分：教材习题变式
1.答案：A
解析：能与过量的反应得到一种固体M和单质H，固体M是氯化铵，单质H是氮气，发生的反应为，据此解答。氯化铵中铵根离子和氯离子间存在离子键，氮原子和氢原子间存在极性共价键，其中中存在配位键，所以氯化铵中含离子H键、极性共价键、配位键，故A正确；的电子式为，故B错误；单质H是，分子中含氮氮三键，键与键个数比为1：2，故C错误；的立体构型为三角锥形，结构不对称，正电中心与负电中心不重合，属于极性分子，分子是由非极性键构成的非极性分子，故D错误。
2.答案：B
解析：的中间的碳原子连接了四个不同基团，是手性碳原子，该分子具有光学活性，故A不符合；分子中没有连接四个不同基团的碳原子，无手性碳原子，该分子不具有光学活性，故B符合；分子中，从左数第二个碳原子和第三个碳原子都连接了四个不同基团，这两个碳原子是手性碳原子，该分子具有光学活性，故C不符合；分子中，从左数第二、三、四个碳原子均连接了四个不同基团，这三个碳原子是手性碳原子，该分子具有光学活性，故D不符合。
3.答案：C
解析：1mol中含有8molo键，因此32g分子中所含键的物质的量为，A项错误；根据的结构可知，是由S—F极性键构成的，B项错误；两成键原子之间最多形成1个键，双键中有1个键、1个键，因此1mol乙烯分子中含有5mol键和1mol键，C项正确；分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误。
4.答案：C
解析：冰中水分子排列有序，含有氢键数目较多，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，故A正确；乙醇与水分子间可形成氢键，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，故B正确；卤素的氢化物中只有HF含有分子间氢键，其沸点最高，其他卤素的氢化物的沸点随分子的相对分子质量增大而升高，则卤素的氢化物的沸点：HF>HI>HBr>HCl，故C错误；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，故D正确。
5.答案：A
解析：是三角锥形的分子，其结构类似于氨气，分子中三个共价键的键能、键长、键角都相等，A正确；中中心原子都是杂化，都有1个孤电子对，分子的中心原子N的电负性最大，成键电子对距离中心原子最近，键角最大，键角由大到小的顺序为，B错误；是直线形分子，键角是180°，C错误；是三角锥形的分子，分子中中心原子的价层电子对数，没有孤电子对，是三角双锥形结构，D错误。
6.答案：C
解析：中S—S键为非极性共价键，S—Cl键为极性共价键，分子结构与类似，正电中心和负电中心不重合，为极性分子，A错误；根据分子结构与类似，可知其分子中所有原子不在同一平面上，B错误；遇水易水解，并产生能使品红溶液褪色的气体，该气体为，在反应过程中硫元素的化合价一部分升高到+4价（生成），一部分降低到0价（生成S），同时生成HCl，反应的化学方程式为，生成的和HCl均可与氢氧化钠反应，因此与NaOH反应的化学方程式可能为，C正确；分子中S原子分别与Cl原子、S原子各形成1个键，同时还有两个孤电子对，所以S原子的轨道杂化类型为杂化，D错误。
7.答案：BC
解析：分子中N原子是杂化，分子呈三角锥形，故的结构类似，属于极性分子，A、D错误；是非极性分子，而是极性分子，分子极性：，B正确；的结构类似于丙烷，为非极性分子，为非极性分子，在水中的溶解度小于在中的溶解度，C正确。
8.答案：BD
解析：聚四氟乙烯不含不饱和键，不能发生加成反应，也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故A错误；四氯乙烯中C原子的杂化类型为杂化，故B正确；聚四氟乙烯具有高度的化学稳定性，故C错误；Cl和F为同主族元素，由于电负性F大于Cl，因此C—F键极性大于C—Cl键极性，故D正确。
9.答案：A
解析：氮的最高价氧化物为，由两种离子构成，其中阴离子立体构型为平面三角形，化学式应为，则其阳离子的化学式为，其中心原子N价层电子对数为，则氮原子采取sp杂化，阳离子的立体构型为直线形，故选A。
10.答案：D
解析：由吡咯结构式可知，其分子式为，A正确。吡咯是平面形分子，在吡咯中，由于每个C原子最外层有4个电子，3个电子用于成键，只有一个孤电子，N原子最外层有5个电子，3个电子用于成键，还有2个孤电子，故成键原子数为5，成键电子数为6，则形成离域键为，B正确。苯分子是平面形分子，在苯分子中，由于每个C原子最外层有4个电子，3个电子用于成键，只有一个孤电子，故成键原子数为6，成键电子数为6，则形成离域键为，C正确。在吡咯分子中，N原子形成3个键，还有一个孤电子对形成离域键，故为杂化；卟吩分子中，连接H原子的N原子形成3个键，还有一个孤电子对形成离域键，故为杂化，剩余的2个N原子，形成2个键，还有一个孤电子对形成离域键，故为杂化，D错误。
11、
（1）答案：109°28＇
解析：甲烷分子的空间结构是正四面体形，C—H键的键角为109°28＇。
（2）答案：；；；乙烯；乙炔
解析：1个乙烯分子中含有2个碳原子和4个氢原子，两个碳原子之间通过共用2对电子形成一个碳碳双键，碳碳双键与碳氢键之间的夹角为120°，为平面形结构，其电子式为；乙炔的电子式为；共用电子对越多，两个碳原子的结合力越强，所以。碳碳三键的键能大，使溴水褪色的时间长，故在同浓度同体积的溴水中分别通入乙烯和乙炔时，乙烯使溴水褪色的时间短；发生加成反应时1mol乙烯消耗1mol溴，1mol乙炔消耗2mol溴，故同温同压下，使等体积等浓度的溴水正好褪色，消耗的乙炔少。
（3）答案：①相等；②C—C键和CC键
解析：①苯分子中碳碳键键长相等；②由于C—C键中只含有1个键，碳碳双键中含有1个键和1个仅被2个碳原子共有的键，所以苯分子中碳碳键的键长介于C—C键和CC键之间。
12.答案：（1）杂化；高；分子间存在氢键；中N原子上有一个孤电子对，中O原子上有两个孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥力比成键电子对间的排斥力大
（2）正四面体；4；
（3）；N>O>C
（4）；
（5）O；；
（6）正四面体形；；易溶于水
解析：（1）中中心P原子的价层电子对数为，为杂化；分子间存在氢键，而分子间不存在氢键，故沸点高于；中N原子上有一个孤电子对，中O原子上有两个孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥力比成键电子对间的排斥力大，所以的键角小于的键角。
（2）中中心P原子的价层电子对数为，不含孤电子对，因此其空间构型为正四面体，P原子采取杂化，形成4个杂化轨道。
（3）中中心N原子的孤电子对数为，价层电子对数为3+1=4，杂化类型为杂化。同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势，但基态N原子的2p轨道为半充满稳定结构，N元素的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能，故第一电离能：N>O>C。
（4）乙二胺中N原子形成3个键，1个孤电子对杂化轨道数为4，采取杂化。C原子形成4个键，杂化轨道数为4，采取杂化。
（5）同周期主族元素从左到右，电负性逐渐增大，则电负性：O>N；同主族元素从上到下，电负性逐渐减小，则电负性：N>P；中H元素显正价，P元素显负价，则电负性：P>H。由此可得电负性：O>N>P>H，故中，电负性最高的是氧（O）。P与O原子形成4个键，且无孤电子对，则P采用杂化，P的杂化轨道与O的2p轨道形成键。
（6）的中心S原子的价层电子对数为4，故中的S原子为杂化，空间结构为正四面体形。形成双键的碳原子为杂化，四个键均为单键的碳原子为杂化；抗坏血酸分子中有四个羟基，羟基为亲水性基团，则抗坏血酸易溶于水。
第四部分：核心素养对接高考
1．答案：B
解析：根据价层电子对互斥理论可知，的中心原子C的价层电子对数，无孤电子对，的空间构型为直线形，正、负电荷中心重合，为非极性分子；的中心原子N的价层电子对数，有一个孤电子对，的空间构型为三角锥形，正、负电荷中心不重合，为极性分子；的中心原子S的价层电子对数，无孤电子对，的空间构型为平面正三角形，正、负电荷中心重合，为非极性分子；的中心原子Si的价层电子对数，无孤电子对，的空间构型为正四面体，正、负电荷中心重合，为非极性分子。故本题选B。
2．答案：A
解析：为非极性分子，为极性分子，故分子的极性：，A正确；同周期元素从左到右，元素的第一电离能呈增大趋势，但N的2p能级处于半充满稳定状态，其第一电离能大于O，所以第一电离能：F>N>O，B错误；的氧化性大于，C错误；氮气中为三键，氧气中为双键，氟气中为单键，所以键能：，D错误。
3．答案：D
解析：A.分子呈正四面体，磷原子在正四面体的四个顶点处，键角为60°，A错误；
B.NaCl焰色试验为黄色，与Na电子跃迁有关，B错误；
C.Cu基态原子核外电子排布不符合构造原理，考虑了半满规则和全满规则，价电子排布式为，这样能量更低更稳定，C错误；
D.的构型是V形，因此是由极性键构成的极性分子，D正确；
故选D。
4．答案：C
解析：A项，的电子式为，错误；
B项，中N元素的化合价为+3，错误；
D项，的空间结构为V形，正、负电中心不重合，属于极性分子，错误。
5．答案：A
解析：A.F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强，键不稳定，因此键的键能小于键的键能，与电负性无关，A符合题意；
B.氟的电负性大于氯的电负性。键的极性大于键的极性，使—的极性大于—的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，酸性更强，B不符合题意；
C.氟的电负性大于氯的电负性，键的极性大于键的极性，导致分子极性强于，C不符合题意；
D.氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分子间氢键，因此气态氟化氢中存在，D不符合题意；
故选A。
6．答案：B
解析：石墨导电的原因是石墨层间有自由移动的电子，石墨层间插入F得到层状结构化合物后，可自由移动的电子减少，导电性减弱，A错误；
石墨层间插入F后形成的C—F键极短，键能极大，分子结构稳定性增强，抗氧化性增强，B正确；
随原子序数递增，同周期主族元素的原子半径逐渐减小，因此中C—C的键长比C—F长，C错误；
由题图知，中每个碳原子形成3个C—C键、1个C—F键，其中每个C—C键被2个碳原子共用，则1 mol 中含有共价单键，D错误。
7．答案：D
解析：中正、负电荷中心不重合，为极性分子，为三角锥形结构，为V形结构，分子中正、负电荷中心也不重合，均为极性分子，A正确；图示转化过程共四步，将其依次标号为①②③④，第②步中N—O键断裂，第③步中N—H键断裂，第④步中N—N键生成，B正确；由题意可知，起始时，“肼合成酶”中含有，第②步中失去电子被氧化成，第④步中得电子又生成，C正确；根据反应机理分析，产物肼（）中，一个N原子上的2个H原子来自中“”中的2个H原子，另一个N原子上的2个H原子来自中的2个H原子，所以将替换为，与反应会生成，D错误。
8．答案：D
解析：石墨转化为金刚石吸收能量，则石墨能量低，石墨比金刚石稳定，A项错误；石墨中碳原子为杂化，碳碳σ键的键角为120°，金刚石中碳原子为杂化，碳碳σ键的键角为，B项错误；1 mol石墨中含有1.5 mol碳碳σ键，1 mol金刚石中含有2 mol碳碳σ键，则等质量的石墨和金刚石中碳碳σ键数目之比为3:4，C项错误；鉴别晶体最可靠的方法是X射线衍射，因此可用X射线衍射仪鉴别金刚石和石墨，D项正确。
9．答案：C
解析：键能越大越稳定，A项不符合题意；键长越短键能越大，B项不符合题意；为共价晶体，熔点由共价键决定，为分子晶体，熔点由范德华力决定，C项符合题意；金刚石、晶体硅均为共价晶体，键能C—C>Si—Si，故硬度金刚石>晶体硅，D项不符合题意。
10、
（1）答案：B
解析：A项，金刚石中C原子为杂化，键角为，石墨烯中C原子为杂化，键角为120°，错误；B项，Si—H、Si—Cl均为极性键，都是正四面体结构，正、负电荷中心重合，均属于非极性分子，正确；C项，基态核外电子排布式为，错误；D项，金刚石和晶体硅为共价晶体，石墨为混合型晶体，锗、锡、铅为金属晶体，错误。
（2）答案：A
解析：B项，H原子不守恒，错误；C项，铅蓄电池放电时正极得到电子与结合生成，错误；D项，燃烧为放热反应，，且反应应生成，错误。
（3）答案：C
解析：A项，石墨可作润滑剂是因为石墨为层状结构，其层间容易发生相对滑动，与导电性无关，错误；B项，硅可用作半导体材料是因为其具有导电性，但导电率不及金属，错误；D项，铅、氧化铅具有导电性，故可用作电极材料，与含铅化合物颜色丰富无关，错误。

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