2022备考--物质结构--返璞归“真”之化学键、杂化轨道、分子构型

1、结构化学 探秘寻真47. 1 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东1【2010 江苏】乙炔与氢氰酸反应可得丙烯腈(H2CCHCN)。丙烯腈分子中碳原子轨道杂化类型是 ；分子中处于同一直线上的原子数目最多为 。【答案】sp 杂化 sp2 杂化 ， 32【2011 全国 I】在 BF3 分子中，F-B-F 的键角是 ，B 原子的杂化轨道类型为 ，BF3 和过量 NaF作用可生成 NaBF4，BF4的立体结构为 。【答案】120º，sp2，正四面体3【2011 全国 I】在与石墨结构相似的六方氮化硼晶体中，层内 B 原子与 N 原子之间的化学键为

2、 ，层间作用力为 。【答案】极性共价键，分子间作用力4【2011 山东】 H2O 分子内的 OH 键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。的沸点比 高，原因是 。【答案】OH 键、氢键、范德华力； 形成的是分子内的氢键，而 可形成分子间的氢键，分子间氢键使分子间的作用力增大。5【2011 山东】H+可与 H2O 形成 H3O+，H3O+原子采用 杂化。H3O+中 H-O-H 键角比 H2O 中 H-O-H 键角大，原因为 。【答案】sp3，H2O 中 O 原子有两对孤对电子，H3O+中 O 原子只有一对，排斥力较小6【2012 全国 I】H2Se 的酸性比 H2S (填“强”或“弱”)。气

3、态 SeO3 分子的立体构型为 ，SO32离子的立体构型为 。【答案】强、平面三角形、 三角锥形7【2012 山东】Ni 是元素周期表中第 28 号元素，第二周期基态原子未成对电子数与 Ni 相同且电负性最小的元素是 。CO 与 N2 结构相似，CO 分子内 键与 键个数之比为 。【答案】C、1:28【2012 山东】甲醛(H2C=O)在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH )。甲醇分子内 C 原子的杂化方式为 ，甲醇分子内的 O-C-H 键角 (填“大于”“等于”或“小于”）甲醛分子内的 O-C-H 键角。【答案】sp3 小于9【2013 山东】若 BCl3 与 XYn 通过 B 原子

4、与 X 原子间的配位键结合形成配合物，则该配合物提供孤对电子的原子是 。【答案】X10【2013 全国 II】F、K+和 Fe3+三种离子组成的化合物 K3FeF6，其中化学键的类型有 ；该化合物中存在一个复杂离子，该离子的化学式为 ，配位体是 。【答案】离子键、配位键 FeF63F1结构化学 探秘寻真47. 2 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东11【2013 全国 I】碳和硅的有关化学键键能如表所示，简要分析和解释下列有关事实:化学键 C-C C-H C-O Si-Si Si-H Si-O键能/kJ·mol-1 356 413 336

5、 226 318 452 硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是 ，SiH4 的稳定性小于 CH4，更易生成氧化物，原因是 。【答案】 C-C 键和 C-H 键的键能较高，所形成的烷烃稳定，而硅烷中的 Si-Si 键和 Si-H 键的键能较低，易断裂，导致长链硅烷难以生成。 C-H 键的键能大于 C-O 键，C-H 键比 C-O 键稳定；而 Si-H 键的键能小于 Si-O 键，所以 Si-H 键不稳定而倾向于形成稳定性更强的 Si-O 键。12【2014 江苏】醛基中碳原子的轨道杂化类型是 。【答案】sp213【2014 全国 I】乙醛中碳原子的杂化类型为 。

6、【答案】sp3、sp214【2014 福建】NH4BF4 是合成氮化硼纳米管的原料之一。1 mol NH4BF4 含有 mol 配位键。【答案】215【2014 海南】金刚石、石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式分别为 、 。石墨晶体中，层内 C­C 键的键长为 142 pm，而金刚石中 C­C 键的键长为 154 pm。其原因是金刚石中只存在 C­C 间的 共价键，而石墨层内的 C­C 间不仅存在 共价键，还有 键。【答案】sp3、sp2、(或大 键或 p-p 键)16【2015 全国 I】CS2 分子中 C 原子的杂化轨道类型是 ，写出两个与 CS

7、2 具有相同空间构型和键合形式的分子或离子 。【答案】sp、CO2 或 SCN等17【2015 江苏】下列反应曾用于检测酒驾：2Cr2O27 + 3CH3CH2OH + 16H+ + 13H2O4Cr(H2O)63+ + 3CH3COOHCH3COOH 中 C 原子轨道杂化类型为 ；1 mol CH3COOH 分子含有 键的数目为 。与 H2O 互为等电子体的一种阳离子为 (填化学式)；H2O 与 CH3CH2OH 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】sp3 和 sp2 7NA(7×6.02×1023) H2F+H2O 与 CH3CH2OH 之间可

8、以形成氢键2结构化学 探秘寻真47. 3 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东18【2015 山东】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 。【答案】V 形sp319【2015 全国 I】碳在形成化合物时，其键型以共价键为主，原因是 。【答案】C 有 4 个价电子且半径较小，难以通过得到或失去电子达到稳定结构20【2016 全国 I】比较下列锗卤化物的熔点和沸点，分析其变化规律及原因 。 GeCl4 GeBr4 GeI4熔点/ -49.5 26 146沸点/ 83.1 186 约 400【答案】Ge

9、Cl4、GeBr4、GeI4 的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似，相对分子质量依次增大，分子间相互作用力逐渐增强21【2016 全国 II】氨的沸点 (填“高于”或“低于”)膦(PH3)，原因是 ；氨是 分子(填“极性”或“非极性”)，中心原子的轨道杂化类型为 。【答案】高于 NH3 分子间可形成氢键 极性 sp322【2016 全国 II】硫酸镍溶于氨水形成Ni(NH3)6SO4 蓝色溶液。单质铜及镍都是由 键形成的晶体，Ni(NH3)6SO4 中阴离子的立体构型是 ，Ni2+与 NH3 之间形成的化学键称为 ，提供孤电子对的成键原子是 。【答案】金属 正四面体配位键 N23【2016

10、全国 I】Ge 单晶具有金刚石型结构，其中 Ge 原子的杂化方式为 ，微粒之间存在的作用力是 。Ge 与 C 是同族元素，C 原子之间可以形成双键、叁键，但 Ge 原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析，原因是 。【答案】sp3共价键 Ge 原子半径大，原子间形成的 单键较长，p-p 轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成 键24【2016 全国 III】AsCl3 分子的立体构型为 ，其中 As 的杂化轨道类型为 。【答案】三角锥形 sp33结构化学 探秘寻真47. 4 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东25【2017 全国 I】

11、CO2 和 CH3OH 分子中 C 原子的杂化形式分别为 和 ，在 CO2 低压合成甲醇反应(CO2 + 3H2=CH3OH + H2O)所涉及的 4 种物质中，沸点从高到低的顺序为 ，原因是【答案】spsp3 H2O>CH3OH>CO2>H2H2O 与 CH3OH 均为极性分子，H2O 中氢键比甲醇多；CO2 与 H2 均为非极性分子，CO2 相对分子质量较大，范德华力较大 离子键和 键(46 键)26【2017 全国 I】K 和 Cr 属于同一周期，且核外最外层电子构型相同，但金属 K 的熔点、沸点等都比金属 Cr 低，原因是 。【答案】K 的原子半径较大且价电子数较少，

12、金属键较弱27【2017 全国 I】X射线衍射测定发现，I3AsF6 中存在 I3+离子。I3+离子的几何构型为 ，中心原子的杂化形式为 。【答案】V 形sp328【2017 海南】碳的一种单质的结构如图(b)所示。该单质的晶体类型为 ，原子间存在的共价键类型有 ，碳原子的杂化轨道类型为 。四卤化硅 SiX4 的沸点和二卤化铅 PbX2 的熔点如图(c)所示。SiX4 的沸点依 F、Cl、Br、I 次序升高的原因是_。结合 SiX4 的沸点和 PbX2 的熔点的变化规律，可推断：依 F、Cl、Br、I次序，PbX2 中的化学键的离子性_、共价性_。(填“增强”“不变”或“减弱”)【答案】混合型

13、晶体 键、 键sp2SiX4 均属于分子晶体，相对分子质量越大沸点越高减弱增强29【2017 江苏】丙酮( )分子中碳原子轨道的杂化类型是 ，1 mol 丙酮分子中含有 键的数目为 。乙醇的沸点高于丙酮，这是因为 。【答案】sp2、sp3 9NA 乙醇分子间存在氢键4结构化学 探秘寻真47. 5 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东30【2017 全国 III】Mn(NO3)2 中的化学键除了 键外，还存在 。【答案】离子键和 键(46 键)31【2018 全国 I】LiAlH4 是有机合成中常用的还原剂，LiAlH4 中的阴离子空间构型是 ，中心原

14、子的杂化形式为 。LiAlH4 中，存在 (填标号)。【答案】正四面体sp3ABA离子键 B 键 C 键 D氢键32【2018 全国 II】硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：H2S S8 FeS2 SO2 SO3 H2SO4熔点/ 85.5 115.2 75.5 16.8 10.3 >600(分解)沸点/ 60.3 444.6 10.0 45.0 337.0图(a)为 S8 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为 ，气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的立体构型为 形，其中共价键的类型有 种；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中

15、 S 原子的杂化轨道类型为 。图(a) 图(b)【答案】 S8 相对分子质量大，分子间范德华力强， 平面三角 2 sp333【2018 全国 II】根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3 的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其它分子的是_。【答案】H2S34【2018 江苏】SO42中心原子轨道的杂化类型为 ，NO3的空间构型为 (用文字描述)。与 O3 分子互为等电子体的一种阴离子为 (填化学式)。N2 分子中 键与 键的数目比 n()n() 。【答案】sp3平面三角形，NO2 ，1:235【2018 全国 III】ZnF2 具有较高的熔点(872)，其化学键类型是_。中华本草等

16、中医典籍中，记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。ZnCO3 中阴离子空间构型为 ，C 原子的杂化形式为 。【答案】离子键 平面三角形，sp236【2019 全国 II】元素 As 与 N 同族。预测 As 的氢化物分子的立体结构为 ，其沸点比 NH3 的(填“高”或“低”)，其判断理由是 。【答案】三角锥形 低 NH3 分子间存在氢键5结构化学 探秘寻真47. 6 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东37【2019 全国 I】乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，分子中氮、碳的杂化类型分别是 、 。乙二胺能与

17、Mg2+、Cu2+等金属离子形成稳定环状离子，其原因是 ，其中与乙二胺形成的化合物稳定性相对较高的是_(填“Mg2+”或“Cu2+”)。【答案】sp3sp3 乙二胺的两个 N 提供孤对电子给金属离子形成配位键 Cu2+38【2019 全国 III】FeCl3 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的 FeCl3 的结构式为 ，其中 Fe 的配位数为 。 苯胺( )与甲苯( )的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(5.9 )、沸点(184.4 )分别高于甲苯的熔点(95.0 )、沸点(110.6 )，原因是_。 NH4H2PO4 中，P 的 杂化轨道与 O 的 2p 轨道形成 键。【答

18、案】 4苯胺分子之间存在氢键 sp339【2019 江苏】SO 24 的空间构型为 ， Cu(OH)42中的配位原子为_(填元素符号)。抗坏血酸的分子结构如下图所示，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”)。【答案】正四面体O sp3、sp2易溶于水40【2020 全国 III】NH3BH3 分子中，NB 化学键称为 键，其电子对由 提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3 + 6H2O=3NH4+ + B3O63 + 9H2B3O63的结构为 。在该反应中，B 原子的杂化轨道类型由 变为 。 NH3BH3 分子中，与 N 原子

19、相连的 H 呈正电性（H+），与 B 原子相连的 H 呈负电性（H-），电负性大小顺序是 。与 NH3BH3 原子总数相等的等电子体是 (写分子式)，其熔点比 NH3BH3（填“高”或“低”），原因是在 NH3BH3 分子之间，存在 ，也称“双氢键”。【答案】 配位 N sp3 sp2 N>H>B CH3CH3 低 H+与 H的静电引力6结构化学 探秘寻真47. 7 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东41【2019 海南】MnCl2 可与 NH3 反应生成Mn(NH3)6Cl2，新生成的化学键为 键。NH3 分子的空间构型为 ，其中 N

20、 原子的杂化轨道类型为 。【答案】配位三角锥形sp3 杂化42【2019 江苏卷】SO42的空间构型为 (用文字描述)；Cu2+与 OH-反应能生成Cu(OH)42，Cu(OH)42中的配位原子为 (填元素符号)。抗坏血酸的分子结构如图所示，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”)。【答案】正四面体O sp3、sp2易溶于水43【2020 全国 I】 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 。【答案】正四面体形 4 sp344【2020 山东】CdSnAs2 是一种高迁移率的新型热电材料，回答下列问题： Sn

21、为A 族元素，单质 Sn 与干燥 Cl2 反应生成 SnCl4。常温常压下 SnCl4 为无色液体，SnCl4 空间构型为 ，其固体的晶体类型为 。 NH3、PH3、AsH3 的沸点由高到低的顺序为 （填化学式，下同），还原性由强到弱的顺序为 ，键角由大到小的顺序为 。 含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种 Cd2+配合物的结构如图所示，1 mol 该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 mol，该螯合物中 N 的杂化方式有 种。【答案】 正四面体形；分子晶体 NH3、AsH3、PH3； AsH3、PH3、NH3； NH3、PH3、AsH3

22、6145【2020 海南】水分了中氧原子的杂化轨道类型 ，键能是衡量共价键稳定性的参数之一。CH3OH 键参数中有 种键能数据。CH3OH 可以与水以任意比例互溶的原因是 。【答案】sp3 三 水与醇均具有羟基，彼此可以形成氢键，根据相似相溶原理，甲醇可与水以任意比例混溶。7结构化学 探秘寻真47. 8 期º课题»：“返璞归真”化学键、杂化轨道、分子构型编写孙向东46【2020 江苏】 Fe(H2O)62+中与 Fe2+配位的原子是 (填元素符号)。 NH3 分子中氮原子的轨道杂化类型是 。 与 NH4+互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。 柠檬酸的结构简式见图。1 m

23、ol 柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的 键的数目为 mol。【答案】O sp3 CH4 或 SiH4 747【2021 全国 I】 三价铬离子能形成多种配位化合物。Cr(NH3)3(H2O)2Cl2+中提供电子对形成配位键的原子是 ，中心离子的配位数为 。 Cr(NH3)3(H2O)2Cl2+中配体分子 NH3、H2O 以及分子 PH3 的空间结构和相应的键角如下图所示：PH3 中 P 的杂化类型是 ，NH3 的沸点比 PH3 的 ，原因是 。H2O 的键角小于 NH3 的，分析原因 。【答案】 N、O、Cl，6 sp3、高、NH3 存在分子间氢键；NH3 分子中含有一对孤电子对，而 H2O分

24、子中含有两对孤电子对，H2O 中的孤电子对对键合电子的斥力较大。48【2021 全国 III】太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si 的价电子层的电子排布式为 ；单质硅的晶体类型为 。SiCl4 是生产高纯硅的前驱体，其中 Si 采取的杂化类型为 。SiCl4 可发生水解反应，机理如下：含 s、p、d 轨道的杂化类型有：dsp2、sp3d、sp3d2，中间体 SiCl4(H2O)中 Si 采取的杂化类型为 （填标号）。 CO2 分子中存在 个 键和 个 键。【答案】 3s23p2；共价晶体；sp3； 2、28结构化学 探秘寻真47. 9 期º课题»：“返璞归真”化学键、

25、杂化轨道、分子构型编写孙向东49【2021 河北】已知 KH2PO4 是次磷酸的正盐，H3PO2 的结构式为 ，其中 P 采取 杂化方式。与 PO43电子总数相同的等电子体的分子式为 。【答案】 、sp3 SiF4、SO2F2 等50【2021 湖南】 硅和卤素单质反应可以得到 SiX4。 SiX4 的熔沸点如下表：SiF4 SiCl4 SiBr4 SiI4 熔点/K 183.0 203.2 278.6 393.7 沸点/K 187.2 330.8 427.2 560.70时，SiF4、SiCl4、SiBr4，SiI4 呈液态的是 (填化学式)，沸点依次升高的原因是 ，气态 SiX4 分子的空

26、间构型是 。【答案】SiCl4 SiX4 都是结构相似的分子晶体，相对分子质量依次增大，分子间作用力依次增大正四面体形51【2021 湖南】SiCl4 与 N-甲基咪唑( )反应可以得到 M2+，其结构如图所示：N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为 ，H、C、N 的电负性由大到小的顺序为 ，1 个 M2+中含有 个 键；【答案】sp2、sp3； N>C>H 5452【2021 山东】 O、F、Cl 电负性由大到小的顺序为 ；OF2 分子的空间构型为 ；OF2 的熔、沸点 (填“高于”或“低于”)Cl2O，原因是 。 Xe 是第五周期的稀有气体元素，与 F 形成的 XeF2 室温下易升华。XeF2 中心原子的价层电子对数为 ，下列对 XeF2