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高中化学 选择性必修2 物质结构与性质
章末素养提升(二)
分子结构与性质
第二章
1. 下列图形中，表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是(　　)
【解析】 杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180°，共有2个杂化轨道，为sp杂化，A错误；未形成杂化轨道，B错误；杂化轨道的空间结构为正四面体形，共有4个杂化轨道，为sp3杂化，C错误；杂化轨道的空间结构为平面三角形，夹角为120°，共有3个杂化轨道，为sp2杂化，D正确。
D
2. 下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的说法，错误的
是(　　)
A. VSEPR模型可用来预测分子的空间结构
B. 分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构
C. 分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小
D. 中心原子上的孤电子对不参与相互排斥
【解析】 中心原子上的孤电子对参与相互排斥，如H2O中心原子为O，O有2个孤电子对，空间结构为V形，甲烷中心原子为C，无孤电子对，空间结构为正四面体形，D错误。
D
3. 下列关于键长、键能和键角的说法，正确的是(　　)
A. H2分子中的共价键有方向性
B. 键长与成键原子的半径和成键数目有关
C. 碳碳双键的键能等于碳碳单键键能的2倍
D. p电子与p电子不可能形成σ键
B
【解析】 H2分子中的共价键为s－s σ键，s轨道为球形对称，无方向性，A错误；键长与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I的原子半径，Cl—Cl的键长小于I－I的键长，此外，键长还与成键数目有关，如乙烯分子中碳碳双键的键长比乙炔分子中碳碳三键的键长长，B正确；碳碳双键中有一个是σ键，一个是π键，σ键比π键牢固，故碳碳双键键能比碳碳单键键能的两倍小，C错误；两个p电子可以形成p－p σ键，例如，Cl2分子中两个p电子配对形成的共价键为σ键，D错误。
4. 下列说法中，正确的是(　　)
A. σ键比π键的重叠程度大，所以C==C中的σ键强于π键
B. 两个原子间能形成共价键，多个原子间不能形成共价键
C. 气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键
D. HClO分子中有s－p σ键和p－p π键
A
【解析】 σ键的原子轨道采用“头碰头”方式重叠成键，π键的原子轨道采用“肩并肩”方式重叠成键，前者比后者重叠程度大，所以C==C中的σ键强于π键，A正确；苯分子中的六个碳原子间形成大π键，是共价键，B错误；稀有气体单质是单原子分子，没有σ键也没有π键，C错误；HClO分子的结构为H—O—Cl，H—O间为s－p σ键，O—Cl间为p－p σ键，D错误。
5. 下列关于化学键类型的说法，正确的是(　　)
A. 共价分子中一定含非极性键
B. 所有物质中都存在化学键
C. 已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D. 乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
D
【解析】 共价分子中可能含极性键(如H2O)或非极性键(如N2)，还可能同时含极性键和非极性键(如H2O2)，A错误；有的物质中不存在化学键，如稀有气体不含化学键，B错误；乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在3个σ键和2个π键，C错误；乙烷分子中只有单键，所以只存在σ键，不存在π键，D正确。
6. 下列说法中，错误的是(　　)
A. 由核磁共振氢谱图可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目
B. 红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子
C. 质谱法具有快速、微量、精确的特点
D. 通过红外光谱可以推知有机物所含的官能团
B
【解析】 核磁共振氢谱图上吸收峰的数目和面积表示氢原子的种类和数目，A正确； 质谱图是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子，B错误； 质谱法具有快速、微量、精确的特点，C正确； 通过红外光谱可以测知有机物所含的官能团，D正确。
7. 下列有关化学键的比较，错误的是(　　)
A. 键能：C—N＜C==N＜C≡N
B. 键长：I—I＜Br—Br＜Cl—Cl
C. 分子中的键角：H2O＜CO2
D. 碳原子间形成的共价键键能：π键＜σ键
B
【解析】 两种相同元素形成的化学键数目越多，结合力就越强，键能就越大， 氮原子间形成的化学键中，三键键能最大，单键键能最小，键能由小到大的顺序为C—N＜C==N＜C≡N ，A正确； 同一主族元素原子核外电子层数越多，原子半径越大，原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I－I＞Br—Br＞Cl—Cl，B错误；H2O分子中的键角是105°，CO2分子中的键角是180°，所以键角：H2O＜CO2，C正确；C2H2、C2H4分子中碳原子间形成的化学键既有σ键，也有π键，σ键比π键结合得更牢固，物质的稳定性更强，断裂消耗的能量σ键比π键更大，即σ键的键能大于π键的键能，D正确。
8. 下列说法中，正确的是(　　)
A. 已知N—N的键能为193 kJ·mol－1，故N≡N 的键能为3×193 kJ·mol－1
B. H—H的键能为436 kJ·mol－1，F—F的键能为
157 kJ·mol－1，故F2比H2稳定
C. 某元素原子最外层有1个电子，它跟卤素原子相结合时，所形成的化学键为离子键
D. N—H的键能为391 kJ·mol－1，其含义为形成1 mol N—H所释放的能量为391 kJ
D
【解析】 由于N≡N中含有1个σ键和2个π键，σ键与π键的键能不同，所以N≡N的键能不为N—N键能的3倍，A错误；分子中共价键的键能越大，分子越稳定，故H2比F2稳定，B错误；该元素可能为氢元素或碱金属元素，故可形成共价键或离子键，C错误；N—H的键能为391 kJ· mol－1，说明形成1 mol N—H所释放的能量为391 kJ，D正确。
9. 科学家宣称普通盐水在无线电波的作用下可燃烧，这很可能是21世纪人类伟大的发现之一，未来人类的能源危机问题将有望解决。无线电频率可以降低盐水中所含元素原子之间的结合力，释放出氢原子，一旦点燃，氢原子就会在这种频率下持续
燃烧。上述“结合力”的实质是(　　)
A. 离子键 B. s－s σ键
C. s－p σ键 D. p－p π键
【解析】 “释放出氢原子”必须破坏水分子中的氢氧键，这是由氢原子的1s轨道与氧原子的2p轨道重叠形成的一种s－p σ键，C符合题意。
C
10. 已知CN－与N2结构相似，可推算出HCN分子中σ键与π键的
数目之比为(　　)
A. 1∶3 B. 2∶1
C. 1∶1 D. 1∶2
【解析】 CN－与N2结构相似，C与N之间形成三键，则HCN分子的结构式为H—C≡N，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键，故HCN分子中σ键与π键的数目之比为2∶2=1∶1，C正确。
C
11. 白磷燃烧的能量变化(图甲)和白磷及产物的结构(图乙)如图
所示。下列说法中，错误的是(　　)
D
A. 白磷的燃烧热ΔH=E1－E2
B. 1个白磷分子中含6个P—P
C. 1 mol P4O10中σ键的数目为16NA
D. 假设P—P、P—O、O==O的键
能分别为a、b、c，则P==O的键能为
【解析】 反应热等于正反应活化能减逆反应活化能，A正确；白磷分子形成正四面体形结构，故1个白磷分子中含6个P—P，B正确；由图乙可知，P4O10中每个磷原子与4个氧原子形成4个σ键，4个磷原子共形成16个σ键，故1 mol P4O10中σ键的数目为16NA，C正确；白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2
P4O10，1 mol白磷完全燃烧需拆开6 mol P—P和5 mol O==O，形成12 mol P—O和4 mol P═O，即E1－E2=6a＋5c－4E(P═O)－12b，得E(P═O)=，D错误。
12. 价层电子对互斥理论(VSEPR)是关于分子空间结构的经验规律，该理论认为，分子的稳定结构应使中心原子价层电子对之间的斥力最小，且不同价层电子对之间排斥力相对大小满
足：孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对。如H2O分子中H—O—H的键角约为105°。
下列说法中，错误的是(　　)
A. NH3分子中H—N—H的键角小于109°28'
B. H2O中的H—O—H的键角小于H3O＋中的H—O—H的键角
C. 已知P4分子为正四面体，P4O6中的O—P—O的键角小于P4O10中的O—P—O的键角
D. N中H—N—H的键角小于NH3分子中H—N—H的键角
D
【解析】 NH3分子中N的最外层有1个孤电子对，而中N最外层没有孤电子对，所以NH3中H—N—H的键角小于N中H—N—H的键角，即NH3中H—N—H的键角小于109°28'，
A不符合题意，D符合题意； 因为H2O中O的最外层有2个孤电子对，而H3O＋中O最外层只有1个孤电子对，所以H2O中的H—O—H的键角小于H3O＋中的H—O—H的键角，B不符合题
意； 已知P4O6和P4O10的结构式分别为
和
，前者P的最外层有1个孤电子对，所以P4O6
中的O—P—O的键角小于P4O10中的O—P—O的键角，C不符合题意； [Zn(NH3)6]2＋离子中N的最外层孤对电子形成了配位键，对N—H不再产生排斥作用，所以H—N—H的键角大于NH3分子中H—N—H的键角，D符合题意。
13. 下列粒子的中心原子的杂化轨道类型和粒子的空间结构，
错误的是(　　)
A. PCl3中的P原子为sp3杂化，空间结构为三角锥形
B. 中的P原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形
C. OF2中的O原子为sp杂化，空间结构为直线形
D. SO2中的S原子为sp2杂化，空间结构为V形
C
【解析】 PCl3的中心原子P的价层电子对数为3＋×(5－3×1)=3＋1=4，所以磷原子为sp3杂化，空间结构为三角锥形，A正确； 的中心原子P的价层电子对数为4＋×(5－1－4×1)=4＋0=4， 所以磷原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形，B正确； OF2的中心原子O的价层电子对数为2＋×(6－2×1)=2＋2=4，所以氧原子为sp3杂化，空间结构为V形，C错误； SO2的中心原子S的价层电子对数为2＋×(6－2×2)=2＋1=3， 所以硫原子为sp2杂化，空间结构为V形，D正确 。
14. 根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，对下列分子或离子做出的判断，完全正确的是(　　)
选项 化学式 中心原子 杂化方式 价层电子对 互斥模型 分子或离子
的空间结构
A. S sp2 正四面体形 三角锥形
B. H2O sp2 四面体形 V形
C. NH3 sp3 四面体形 平面三角形
D. CH4 sp3 正四面体形 正四面体形
D
【解析】 的中心硫原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，A错误； H2O的中心氧原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，B错误； NH3的中心氮原子价层电子对数为4，由于孤电子对的排斥作用，分子的空间结构呈三角锥形，C错误； CH4的中心碳原子的价层电子对数为4，无孤电子对，发生sp3杂化，所以价层电子对互斥模型、分子或离子的空间结构都呈正四面体形，D正确。
15. a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是共价型粒子。请回答下列问题：
(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，基态a原子核外电子排布式为_______________。
(2)b是双原子化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为__________。人一旦吸入b气体，就易引起中毒，是因为______________________________________________________________________________。
1s22s22p63s23p2
CO
CO一旦被吸入肺里，就会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力
(3)c是双原子单质，写出其电子式： _____________。分子中
所含共价键的类型为__________(填“极性键”或“非极性
键”)。c单质常温下性质稳定，不易发生反应，原因是____________________________________________。
(4)d是四核化合物，其结构式为______________；d分子内所
含共价键中有__________个σ键和__________个π键；其中σ键与π键的强度大小关系为σ键__________(填“＞”“＜”或
“=”)π键，原因是_____________________________________ ________________。
N
非极性键
N2分子中的共价三键的键能很大，共价键很牢固
H—C≡C—H
3
2
＞
形成σ键的原子轨道的重叠程度比形成π键的重叠程度大
【解析】 (1)由题意可知，a是单原子粒子，含14个电子，且a单质可用作半导体材料，则a是Si，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)b是双原子化合物，且含14个电子，根据其物理性质为无色无味气体，推断b为CO；CO一旦进入肺里，会与血液中的血红蛋白结合，而使血红蛋白丧失输送氧气的能力，使人中毒。(3)c是双原子单质，则每个原子有7个电子，故c为N2；N2的电子式为N ； N2分子中的化学键为非极性键；N2分子中的共价三键的键能很大，所以N2分子很稳定。(4)d是四核化合物，即4个原子共有14个电子，只能是烃，故d为C2H2；C2H2的结构式为H—C≡C—H；C2H2分子中有3个σ键和2个π键。
16. (1)在BF3分子中，F—B—F的键角是__________，硼原子的杂化轨道类型为_______，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的空间结构为____________。
(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的1个氢原子被—NH2(氨
基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是__________；N2H4分子中氮原子的杂化轨道类型是_______。
(3)S的空间结构是_____________，其中硫原子的杂化轨道
类型是__________。
120°
sp2
正四面体形
三角锥形
sp3
正四面体形
sp3
【解析】 (1)BF3中硼原子的价层电子对数为3＋×(3－1×3)=3，BF3分子的空间结构为平面三角形，故F—B—F的键角为120°；硼原子的杂化轨道类型为sp2；中硼原子的价层电子对数为4＋×(3＋1－1×4)=4，所以的空间结构为正四面体形。(2)NH3的空间结构为三角锥形；氮原子采取sp3杂化，N2H4分子可视为NH3分子中的1个氢原子被—NH2取代形成的另一种氮的氢化物，所以N2H4中氮原子的杂化方式也为sp3。(3)的中心原子硫的成键电子对数为4，无孤电子对，为正四面体形结构；中心原子采取sp3杂化。
17. 自然界中不存在氟的单质，得到单质氟的过程中，不少科学家为此献出了宝贵的生命。1886年，法国化学家莫瓦桑用电解法成功地制取了单质氟，因此荣获1906年诺贝尔化学奖，
氟及其化合物在生产及生活中有着广泛的用途。请回答下列问题：
(1)氟磷灰石可用于制取磷肥，其中钙原子的L层电子排布为__________；基态磷原子有__________个未成对电子，的中心磷原子的杂化方式为__________。
2s22p6
3
sp3
(2)氟气可以用于制取惰性强于N2的保护气SF6，也可以用于制取聚合反应的催化剂PF3，PF3可以作为工业制取硅单质的中间物质(SiF4)的原料。
①SiF4分子的空间结构为______________。
②S、P、Si的第一电离能由大到小的顺序为__________。
(3)氟气可以用于制取高化学稳定性材料聚四氟乙烯的原料四氟
乙烯，50 g四氟乙烯含有的σ键的数目为__________。
正四面体形
P＞S＞Si
2.5NA
(4)工业上电解Al2O3制取单质铝时，常利用冰晶石NaAlF6来降低Al2O3的熔点，Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为_____________，工业上不用电解AlCl3来制取铝的原因为_____________________________________________________________________________________。
Na＜Al＜F
AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不会电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态不导电
【解析】 (1)基态钙原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，则其L层电子排布为2s22p6；基态磷原子的价层电子排布为
3s23p3，有3个未成对电子；的中心磷原子的价层电子对数为4＋×(5＋3－4×2)=4，没有孤电子对，原子轨道杂化方式为sp3。 (2)①SiF4的中心硅原子的价层电子对数为4＋×(4－4×1) =4，无孤电子对，空间结构为正四面体形；②同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，S、P、Si为同周期元素，由于P的
3p轨道处于半充满的较稳定状态，第一电离能大于同周期的相邻元素，所以第一电离能由大到小的顺序为P＞S＞Si。(3)四氟乙烯分子含4个C—F，一个C==C，故1个四氟乙烯分子中含有5个σ键，则50 g(即0.5 mol)四氟乙烯含有的σ键的数目为2.5NA。(4)元素的电负性随元素的非金属性增强而增大，随元素的金属性减弱而增大，故Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为Na＜Al＜F；工业上不用电解AlCl3制取铝的原因为AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不会电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态不导电。
18. A、B、C是第四周期原子序数依次增大的元素，它们的基态原子都有三个单电子，且4s轨道全部充满。请回答下列问题：
(1)A在第__________族；B的元素符号为__________；C的名称是__________。
(2)A的某种氧化物溶解在NaOH溶液中，可得到盐Na3AO4，该盐阴离子的空间结构为_____________。
(3)C的一种氯化物分子中，各原子都达到了最外层8电子的稳定
结构，该分子的空间结构为__________，其中C原子的杂化轨道类型为__________杂化。
ⅤB
Co
砷
正四面体形
三角锥形
sp3
【解析】 (1)A是V，价层电子排布为3d34s2，在第ⅤB族；B的价层电子排布为3d74s2，B的元素符号为Co；C的价层电子排布为4s24p3，名称是砷。(2) Na3VO4的阴离子为V，孤电子对数为(5＋3－2×4)=0，价层电子对数为4，空间结构为正四面体形。(3)As的一种氯化物分子中，各原子都达到了最外层8电子的稳定结构，是AsCl3，孤电子对数为(5－1×3)=1，价层电子对数为4，该分子的空间结构为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3杂化。第二章 章末素养提升(二)
1. 下列图形中，表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是(　D　)
【解析】 杂化轨道的空间结构为直线形，夹角为180°，共有2个杂化轨道，为sp杂化，A错误；未形成杂化轨道，B错误；杂化轨道的空间结构为正四面体形，共有4个杂化轨道，为sp3杂化，C错误；杂化轨道的空间结构为平面三角形，夹角为120°，共有3个杂化轨道，为sp2杂化，D正确。
2. 下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的说法，错误的是(　D　)
A. VSEPR模型可用来预测分子的空间结构
B. 分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构
C. 分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小
D. 中心原子上的孤电子对不参与相互排斥
【解析】 中心原子上的孤电子对参与相互排斥，如H2O中心原子为O，O有2个孤电子对，空间结构为V形，甲烷中心原子为C，无孤电子对，空间结构为正四面体形，D错误。
3. 下列关于键长、键能和键角的说法，正确的是　(　B　)
A. H2分子中的共价键有方向性
B. 键长与成键原子的半径和成键数目有关
C. 碳碳双键的键能等于碳碳单键键能的2倍
D. p电子与p电子不可能形成σ键
【解析】 H2分子中的共价键为s－s σ键，s轨道为球形对称，无方向性，A错误；键长与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I的原子半径，Cl—Cl的键长小于I－I的键长，此外，键长还与成键数目有关，如乙烯分子中碳碳双键的键长比乙炔分子中碳碳三键的键长长，B正确；碳碳双键中有一个是σ键，一个是π键，σ键比π键牢固，故碳碳双键键能比碳碳单键键能的两倍小，C错误；两个p电子可以形成p－p σ键，例如，Cl2分子中两个p电子配对形成的共价键为σ键，D错误。
4. 下列说法中，正确的是(　A　)
A. σ键比π键的重叠程度大，所以C==C中的σ键强于π键
B. 两个原子间能形成共价键，多个原子间不能形成共价键
C. 气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键
D. HClO分子中有s－p σ键和p－p π键
【解析】 σ键的原子轨道采用“头碰头”方式重叠成键，π键的原子轨道采用“肩并肩”方式重叠成键，前者比后者重叠程度大，所以C==C中的σ键强于π键，A正确；苯分子中的六个碳原子间形成大π键，是共价键，B错误；稀有气体单质是单原子分子，没有σ键也没有π键，C错误；HClO分子的结构为H—O—Cl，H—O间为s－p σ键，O—Cl间为p－p σ键，D错误。
5. 下列关于化学键类型的说法，正确的是(　D　)
A. 共价分子中一定含非极性键
B. 所有物质中都存在化学键
C. 已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D. 乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
【解析】 共价分子中可能含极性键(如H2O)或非极性键(如N2)，还可能同时含极性键和非极性键(如H2O2)，A错误；有的物质中不存在化学键，如稀有气体不含化学键，B错误；乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在3个σ键和2个π键，C错误；乙烷分子中只有单键，所以只存在σ键，不存在π键，D正确。
6. 下列说法中，错误的是(　B　)
A. 由核磁共振氢谱图可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目
B. 红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子
C. 质谱法具有快速、微量、精确的特点
D. 通过红外光谱可以推知有机物所含的官能团
【解析】 核磁共振氢谱图上吸收峰的数目和面积表示氢原子的种类和数目，A正确； 质谱图是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子，B错误； 质谱法具有快速、微量、精确的特点，C正确； 通过红外光谱可以测知有机物所含的官能团，D正确。
7. 下列有关化学键的比较，错误的是(　B　)
A. 键能：C—N＜C==N＜C≡N
B. 键长：I—I＜Br—Br＜Cl—Cl
C. 分子中的键角：H2O＜CO2
D. 碳原子间形成的共价键键能：π键＜σ键
【解析】 两种相同元素形成的化学键数目越多，结合力就越强，键能就越大， 氮原子间形成的化学键中，三键键能最大，单键键能最小，键能由小到大的顺序为C—N＜C==N＜C≡N ，A正确； 同一主族元素原子核外电子层数越多，原子半径越大，原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I－I＞Br—Br＞Cl—Cl，B错误；H2O分子中的键角是105°，CO2分子中的键角是180°，所以键角：H2O＜CO2，C正确；C2H2、C2H4分子中碳原子间形成的化学键既有σ键，也有π键，σ键比π键结合得更牢固，物质的稳定性更强，断裂消耗的能量σ键比π键更大，即σ键的键能大于π键的键能，D正确。
8. 下列说法中，正确的是(　D　)
A. 已知N—N的键能为193 kJ·mol－1，故N≡N 的键能为3×193 kJ·mol－1
B. H—H的键能为436 kJ·mol－1，F—F的键能为157 kJ·mol－1，故F2比H2稳定
C. 某元素原子最外层有1个电子，它跟卤素原子相结合时，所形成的化学键为离子键
D. N—H的键能为391 kJ·mol－1，其含义为形成1 mol N—H所释放的能量为391 kJ
【解析】 由于N≡N中含有1个σ键和2个π键，σ键与π键的键能不同，所以N≡N的键能不为N—N键能的3倍，A错误；分子中共价键的键能越大，分子越稳定，故H2比F2稳定，B错误；该元素可能为氢元素或碱金属元素，故可形成共价键或离子键，C错误；N—H的键能为391 kJ· mol－1，说明形成1 mol N—H所释放的能量为391 kJ，D正确。
9. 科学家宣称普通盐水在无线电波的作用下可燃烧，这很可能是21世纪人类伟大的发现之一，未来人类的能源危机问题将有望解决。无线电频率可以降低盐水中所含元素原子之间的结合力，释放出氢原子，一旦点燃，氢原子就会在这种频率下持续燃烧。上述“结合力”的实质是(　C　)
A. 离子键 B. s－s σ键
C. s－p σ键 D. p－p π键
【解析】 “释放出氢原子”必须破坏水分子中的氢氧键，这是由氢原子的1s轨道与氧原子的2p轨道重叠形成的一种s－p σ键，C符合题意。
10. 已知CN－与N2结构相似，可推算出HCN分子中σ键与π键的数目之比为(　C　)
A. 1∶3 B. 2∶1
C. 1∶1 D. 1∶2
【解析】 CN－与N2结构相似，C与N之间形成三键，则HCN分子的结构式为H—C≡N，三键中含有1个σ键、2个π键，单键属于σ键，故HCN分子中σ键与π键的数目之比为2∶2=1∶1，C正确。
11. 白磷燃烧的能量变化(图甲)和白磷及产物的结构(图乙)如图所示。下列说法中，错误的是　　(　D　)
A. 白磷的燃烧热ΔH=E1－E2
B. 1个白磷分子中含6个P—P
C. 1 mol P4O10中σ键的数目为16NA
D. 假设P—P、P—O、O==O的键能分别为a、b、c，则P==O的键能为
【解析】 反应热等于正反应活化能减逆反应活化能，A正确；白磷分子形成正四面体形结构，故1个白磷分子中含6个P—P，B正确；由图乙可知，P4O10中每个磷原子与4个氧原子形成4个σ键，4个磷原子共形成16个σ键，故1 mol P4O10中σ键的数目为16NA，C正确；白磷燃烧的化学方程式为P4＋5O2P4O10，1 mol白磷完全燃烧需拆开6 mol P—P和5 mol O==O，形成12 mol P—O和4 mol P═O，即E1－E2=6a＋5c－4E(P═O)－12b，得E(P═O)=，D错误。
12. 价层电子对互斥理论(VSEPR)是关于分子空间结构的经验规律，该理论认为，分子的稳定结构应使中心原子价层电子对之间的斥力最小，且不同价层电子对之间排斥力相对大小满足：孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对。如H2O分子中H—O—H的键角约为105°。下列说法中，错误的是(　D　)
A. NH3分子中H—N—H的键角小于109°28'
B. H2O中的H—O—H的键角小于H3O＋中的H—O—H的键角
C. 已知P4分子为正四面体，P4O6中的O—P—O的键角小于P4O10中的O—P—O的键角
D. N中H—N—H的键角小于NH3分子中H—N—H的键角
【解析】 NH3分子中N的最外层有1个孤电子对，而中N最外层没有孤电子对，所以NH3中H—N—H的键角小于N中H—N—H的键角，即NH3中H—N—H的键角小于109°28'，A不符合题意，D符合题意； 因为H2O中O的最外层有2个孤电子对，而H3O＋中O最外层只有1个孤电子对，所以H2O中的H—O—H的键角小于H3O＋中的H—O—H的键角，B不符合题意； 已知P4O6和P4O10的结构式分别为和，前者P的最外层有1个孤电子对，所以P4O6中的O—P—O的键角小于P4O10中的O—P—O的键角，C不符合题意； [Zn(NH3)6]2＋离子中N的最外层孤对电子形成了配位键，对N—H不再产生排斥作用，所以H—N—H的键角大于NH3分子中H—N—H的键角，D符合题意。
13. 下列粒子的中心原子的杂化轨道类型和粒子的空间结构，错误的是(　C　)
A. PCl3中的P原子为sp3杂化，空间结构为三角锥形
B. 中的P原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形
C. OF2中的O原子为sp杂化，空间结构为直线形
D. SO2中的S原子为sp2杂化，空间结构为V形
【解析】 PCl3的中心原子P的价层电子对数为3＋×(5－3×1)=3＋1=4，所以磷原子为sp3杂化，空间结构为三角锥形，A正确； 的中心原子P的价层电子对数为4＋×(5－1－4×1)=4＋0=4， 所以磷原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形，B正确； OF2的中心原子O的价层电子对数为2＋×(6－2×1)=2＋2=4，所以氧原子为sp3杂化，空间结构为V形，C错误； SO2的中心原子S的价层电子对数为2＋×(6－2×2)=2＋1=3， 所以硫原子为sp2杂化，空间结构为V形，D正确 。
14. 根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，对下列分子或离子做出的判断，完全正确的是(　D　)
选项 化学式 中心原子 杂化方式 价层电子对 互斥模型 分子或离子 的空间结构
A. S sp2 正四面体形 三角锥形
B. H2O sp2 四面体形 V形
C. NH3 sp3 四面体形 平面三角形
D. CH4 sp3 正四面体形 正四面体形
【解析】 的中心硫原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，A错误； H2O的中心氧原子的价层电子对数为4，发生sp3杂化，B错误； NH3的中心氮原子价层电子对数为4，由于孤电子对的排斥作用，分子的空间结构呈三角锥形，C错误； CH4的中心碳原子的价层电子对数为4，无孤电子对，发生sp3杂化，所以价层电子对互斥模型、分子或离子的空间结构都呈正四面体形，D正确。
15. a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是共价型粒子。请回答下列问题：
(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，基态a原子核外电子排布式为　1s22s22p63s23p2　。
(2)b是双原子化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为　CO　。人一旦吸入b气体，就易引起中毒，是因为　CO一旦被吸入肺里，就会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力　。
(3)c是双原子单质，写出其电子式： N 　。分子中所含共价键的类型为　非极性键　(填“极性键”或“非极性键”)。c单质常温下性质稳定，不易发生反应，原因是　N2分子中的共价三键的键能很大，共价键很牢固　。
(4)d是四核化合物，其结构式为　H—C≡C—H　；d分子内所含共价键中有　3　个σ键和　2　个π键；其中σ键与π键的强度大小关系为σ键　＞　(填“＞”“＜”或“=”)π键，原因是　形成σ键的原子轨道的重叠程度比形成π键的重叠程度大　。
【解析】 (1)由题意可知，a是单原子粒子，含14个电子，且a单质可用作半导体材料，则a是Si，其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2。(2)b是双原子化合物，且含14个电子，根据其物理性质为无色无味气体，推断b为CO；CO一旦进入肺里，会与血液中的血红蛋白结合，而使血红蛋白丧失输送氧气的能力，使人中毒。(3)c是双原子单质，则每个原子有7个电子，故c为N2；N2的电子式为N ； N2分子中的化学键为非极性键；N2分子中的共价三键的键能很大，所以N2分子很稳定。(4)d是四核化合物，即4个原子共有14个电子，只能是烃，故d为C2H2；C2H2的结构式为H—C≡C—H；C2H2分子中有3个σ键和2个π键。
16. (1)在BF3分子中，F—B—F的键角是　120°　，硼原子的杂化轨道类型为　sp2　，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的空间结构为　正四面体形　。
(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的1个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是　三角锥形　；N2H4分子中氮原子的杂化轨道类型是　sp3　。
(3)S的空间结构是　正四面体形　，其中硫原子的杂化轨道类型是　sp3　。
【解析】 (1)BF3中硼原子的价层电子对数为3＋×(3－1×3)=3，BF3分子的空间结构为平面三角形，故F—B—F的键角为120°；硼原子的杂化轨道类型为sp2；中硼原子的价层电子对数为4＋×(3＋1－1×4)=4，所以的空间结构为正四面体形。(2)NH3的空间结构为三角锥形；氮原子采取sp3杂化，N2H4分子可视为NH3分子中的1个氢原子被—NH2取代形成的另一种氮的氢化物，所以N2H4中氮原子的杂化方式也为sp3。(3)的中心原子硫的成键电子对数为4，无孤电子对，为正四面体形结构；中心原子采取sp3杂化。
17. 自然界中不存在氟的单质，得到单质氟的过程中，不少科学家为此献出了宝贵的生命。1886年，法国化学家莫瓦桑用电解法成功地制取了单质氟，因此荣获1906年诺贝尔化学奖，氟及其化合物在生产及生活中有着广泛的用途。请回答下列问题：
(1)氟磷灰石可用于制取磷肥，其中钙原子的L层电子排布为　2s22p6　；基态磷原子有　3　个未成对电子，的中心磷原子的杂化方式为　sp3　。
(2)氟气可以用于制取惰性强于N2的保护气SF6，也可以用于制取聚合反应的催化剂PF3，PF3可以作为工业制取硅单质的中间物质(SiF4)的原料。
①SiF4分子的空间结构为　正四面体形　。
②S、P、Si的第一电离能由大到小的顺序为　P＞S＞Si　。
(3)氟气可以用于制取高化学稳定性材料聚四氟乙烯的原料四氟乙烯，50 g四氟乙烯含有的σ键的数目为　2.5NA　。
(4)工业上电解Al2O3制取单质铝时，常利用冰晶石NaAlF6来降低Al2O3的熔点，Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为　Na＜Al＜F　，工业上不用电解AlCl3来制取铝的原因为　AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不会电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态不导电　。
【解析】 (1)基态钙原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，则其L层电子排布为2s22p6；基态磷原子的价层电子排布为3s23p3，有3个未成对电子；的中心磷原子的价层电子对数为4＋×(5＋3－4×2)=4，没有孤电子对，原子轨道杂化方式为sp3。 (2)①SiF4的中心硅原子的价层电子对数为4＋×(4－4×1)=4，无孤电子对，空间结构为正四面体形；②同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，S、P、Si为同周期元素，由于P的3p轨道处于半充满的较稳定状态，第一电离能大于同周期的相邻元素，所以第一电离能由大到小的顺序为P＞S＞Si。(3)四氟乙烯分子含4个C—F，一个C==C，故1个四氟乙烯分子中含有5个σ键，则50 g(即0.5 mol)四氟乙烯含有的σ键的数目为2.5NA。(4)元素的电负性随元素的非金属性增强而增大，随元素的金属性减弱而增大，故Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为Na＜Al＜F；工业上不用电解AlCl3制取铝的原因为AlCl3是共价化合物，在熔融状态下不会电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态不导电。
18. A、B、C是第四周期原子序数依次增大的元素，它们的基态原子都有三个单电子，且4s轨道全部充满。请回答下列问题：
(1)A在第　ⅤB　族；B的元素符号为　Co　；C的名称是　砷　。
(2)A的某种氧化物溶解在NaOH溶液中，可得到盐Na3AO4，该盐阴离子的空间结构为　正四面体形　。
(3)C的一种氯化物分子中，各原子都达到了最外层8电子的稳定结构，该分子的空间结构为　三角锥形　，其中C原子的杂化轨道类型为　sp3　杂化。
【解析】 (1)A是V，价层电子排布为3d34s2，在第ⅤB族；B的价层电子排布为3d74s2，B的元素符号为Co；C的价层电子排布为4s24p3，名称是砷。(2) Na3VO4的阴离子为V，孤电子对数为(5＋3－2×4)=0，价层电子对数为4，空间结构为正四面体形。(3)As的一种氯化物分子中，各原子都达到了最外层8电子的稳定结构，是AsCl3，孤电子对数为(5－1×3)=1，价层电子对数为4，该分子的空间结构为三角锥形，其中As的杂化轨道类型为sp3杂化。第二章 章末素养提升(二)
1. 下列图形中，表示sp2杂化轨道的电子云轮廓图的是( )
2. 下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的说法，错误的是( )
A. VSEPR模型可用来预测分子的空间结构
B. 分子中价层电子对相互排斥决定了分子的空间结构
C. 分子中键角越大，价层电子对相互排斥力越小
D. 中心原子上的孤电子对不参与相互排斥
3. 下列关于键长、键能和键角的说法，正确的是　( )
A. H2分子中的共价键有方向性
B. 键长与成键原子的半径和成键数目有关
C. 碳碳双键的键能等于碳碳单键键能的2倍
D. p电子与p电子不可能形成σ键
4. 下列说法中，正确的是( )
A. σ键比π键的重叠程度大，所以C==C中的σ键强于π键
B. 两个原子间能形成共价键，多个原子间不能形成共价键
C. 气体单质分子中，一定有σ键，可能有π键
D. HClO分子中有s－p σ键和p－p π键
5. 下列关于化学键类型的说法，正确的是( )
A. 共价分子中一定含非极性键
B. 所有物质中都存在化学键
C. 已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D. 乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
6. 下列说法中，错误的是( )
A. 由核磁共振氢谱图可以推知有机物分子中有几种不同类型的氢原子及它们的数目
B. 红外光谱是用高能电子流等轰击样品分子，使分子失去电子变成分子离子或碎片离子
C. 质谱法具有快速、微量、精确的特点
D. 通过红外光谱可以推知有机物所含的官能团
7. 下列有关化学键的比较，错误的是( )
A. 键能：C—N＜C==N＜C≡N
B. 键长：I—I＜Br—Br＜Cl—Cl
C. 分子中的键角：H2O＜CO2
D. 碳原子间形成的共价键键能：π键＜σ键
8. 下列说法中，正确的是( )
A. 已知N—N的键能为193 kJ·mol－1，故N≡N 的键能为3×193 kJ·mol－1
B. H—H的键能为436 kJ·mol－1，F—F的键能为157 kJ·mol－1，故F2比H2稳定
C. 某元素原子最外层有1个电子，它跟卤素原子相结合时，所形成的化学键为离子键
D. N—H的键能为391 kJ·mol－1，其含义为形成1 mol N—H所释放的能量为391 kJ
9. 科学家宣称普通盐水在无线电波的作用下可燃烧，这很可能是21世纪人类伟大的发现之一，未来人类的能源危机问题将有望解决。无线电频率可以降低盐水中所含元素原子之间的结合力，释放出氢原子，一旦点燃，氢原子就会在这种频率下持续燃烧。上述“结合力”的实质是( )
A. 离子键 B. s－s σ键
C. s－p σ键 D. p－p π键
10. 已知CN－与N2结构相似，可推算出HCN分子中σ键与π键的数目之比为( )
A. 1∶3 B. 2∶1
C. 1∶1 D. 1∶2
11. 白磷燃烧的能量变化(图甲)和白磷及产物的结构(图乙)如图所示。下列说法中，错误的是　　( )
A. 白磷的燃烧热ΔH=E1－E2
B. 1个白磷分子中含6个P—P
C. 1 mol P4O10中σ键的数目为16NA
D. 假设P—P、P—O、O==O的键能分别为a、b、c，则P==O的键能为
12. 价层电子对互斥理论(VSEPR)是关于分子空间结构的经验规律，该理论认为，分子的稳定结构应使中心原子价层电子对之间的斥力最小，且不同价层电子对之间排斥力相对大小满足：孤电子对—孤电子对＞孤电子对—成键电子对＞成键电子对—成键电子对。如H2O分子中H—O—H的键角约为105°。下列说法中，错误的是( )
A. NH3分子中H—N—H的键角小于109°28'
B. H2O中的H—O—H的键角小于H3O＋中的H—O—H的键角
C. 已知P4分子为正四面体，P4O6中的O—P—O的键角小于P4O10中的O—P—O的键角
D. N中H—N—H的键角小于NH3分子中H—N—H的键角
13. 下列粒子的中心原子的杂化轨道类型和粒子的空间结构，错误的是( )
A. PCl3中的P原子为sp3杂化，空间结构为三角锥形
B. 中的P原子为sp3杂化，空间结构为正四面体形
C. OF2中的O原子为sp杂化，空间结构为直线形
D. SO2中的S原子为sp2杂化，空间结构为V形
14. 根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，对下列分子或离子做出的判断，完全正确的是( )
选项 化学式 中心原子 杂化方式 价层电子对 互斥模型 分子或离子 的空间结构
A. S sp2 正四面体形 三角锥形
B. H2O sp2 四面体形 V形
C. NH3 sp3 四面体形 平面三角形
D. CH4 sp3 正四面体形 正四面体形
15. a、b、c、d为四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是共价型粒子。请回答下列问题：
(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，基态a原子核外电子排布式为 。
(2)b是双原子化合物，常温下为无色无味气体。b的化学式为 。人一旦吸入b气体，就易引起中毒，是因为 。
(3)c是双原子单质，写出其电子式： 。分子中所含共价键的类型为 (填“极性键”或“非极性键”)。c单质常温下性质稳定，不易发生反应，原因是 。
(4)d是四核化合物，其结构式为 ；d分子内所含共价键中有 个σ键和 个π键；其中σ键与π键的强度大小关系为σ键 (填“＞”“＜”或“=”)π键，原因是 。
16. (1)在BF3分子中，F—B—F的键角是 ，硼原子的杂化轨道类型为 ，BF3和过量NaF作用可生成NaBF4，的空间结构为 。
(2)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的1个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。NH3分子的空间结构是 ；N2H4分子中氮原子的杂化轨道类型是 。
(3)S的空间结构是 ，其中硫原子的杂化轨道类型是 。
17. 自然界中不存在氟的单质，得到单质氟的过程中，不少科学家为此献出了宝贵的生命。1886年，法国化学家莫瓦桑用电解法成功地制取了单质氟，因此荣获1906年诺贝尔化学奖，氟及其化合物在生产及生活中有着广泛的用途。请回答下列问题：
(1)氟磷灰石可用于制取磷肥，其中钙原子的L层电子排布为 ；基态磷原子有 个未成对电子，的中心磷原子的杂化方式为 。
(2)氟气可以用于制取惰性强于N2的保护气SF6，也可以用于制取聚合反应的催化剂PF3，PF3可以作为工业制取硅单质的中间物质(SiF4)的原料。
①SiF4分子的空间结构为 。
②S、P、Si的第一电离能由大到小的顺序为 。
(3)氟气可以用于制取高化学稳定性材料聚四氟乙烯的原料四氟乙烯，50 g四氟乙烯含有的σ键的数目为 。
(4)工业上电解Al2O3制取单质铝时，常利用冰晶石NaAlF6来降低Al2O3的熔点，Na、Al、F的电负性由小到大的顺序为 ，工业上不用电解AlCl3来制取铝的原因为 。
18. A、B、C是第四周期原子序数依次增大的元素，它们的基态原子都有三个单电子，且4s轨道全部充满。请回答下列问题：
(1)A在第 族；B的元素符号为 ；C的名称是 。
(2)A的某种氧化物溶解在NaOH溶液中，可得到盐Na3AO4，该盐阴离子的空间结构为 。
(3)C的一种氯化物分子中，各原子都达到了最外层8电子的稳定结构，该分子的空间结构为 ，其中C原子的杂化轨道类型为 杂化。

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