2024–2025学年高二化学下学期期末考点大串讲猜想02 分子结构与性质（9大题型）（解析版）

猜想02分子结构与性质考点一共价键【题型1】共价键的判断【题型2】共价键的应用【题型3】共价键的键参数考点二分子的空间结构【题型1】价层电子对互斥模型的理解【题型2】杂化轨道的理解【题型3】杂化类型的判断考点三分子结构与物质的性质【题型1】键的极性与极性分子、非极性分子的判断【题型2】分子间作用力的理解及应用【题型3】手性碳原子及手性异构考点一共价键01共价键的判断【例1】（23-24高二上·浙江绍兴·期末）下列说法不正确的是A．H只能形成键，O可以形成键和键B．氧原子可以形成、，也可以形成C．共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子D．键和键的电子云形状的对称性相同【答案】B【解析】A．氢原子只有一个s轨道，只能形成键，O有s轨道和p轨道，可以形成键和键，故A正确；B．氧原子可以形成H2O、H2O2，也可以形成H3O+，但不能形成H3O，故B错误；C．共价键的成键原子可以是非金属原子也可以是金属原子，如AlCl3中Al原子与Cl原子之间形成的是共价键，故C正确；D．σ键有方向性，两个成键原子必须沿着对称轴方向接近才能达到最大重叠，故s-sσ键与s-pσ键的电子云形状对称性相同，故D正确；故答案为：B。【变式1-1】（23-24高二上·辽宁沈阳·期末）下列说法中错误的是①键与键的对称性不同；②电子排布式违反了洪特规则；③原子最外层电子排布为的元素一定是s区元素；④霓虹灯光、激光、荧光都与原子核外电子跃迁吸收能量有关；⑤和分子中心原子的杂化轨道类型相同；⑥1个N原子最多只能与3个H原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的A．3个 B．4个 C．5个 D．6个【答案】C【解析】①键与键的都是轴对称，对称性相同，①错误；②电子排布式违反了能量最低原理，不是洪特规则，②错误；③原子最外层电子排布为的元素不一定是s区元素，如是d区元素，是ds区元素，③错误；④霓虹灯光、激光、荧光都与原子核外电子跃迁释放能量有关，④错误；⑤分子中心原子的杂化轨道类型为杂化，分子中心原子的杂化轨道类型为杂化，杂化轨道类型不相同，⑤错误；⑥N原子最外层有5个电子，有3个未成对电子，1个N原子最多只能与3个H原子结合形成分子，是由共价键的饱和性决定的，⑥正确；说法错误的是①②③④⑤共5个，C正确；答案选C。【变式1-2】（23-24高二下·宁夏吴忠·期末）下列关于共价键的描述正确的是A．键与键的对称性相同B．HCl分子中的共价键是键C．CH2=CHCN分子中σ键与π键数目之比为6∶1D．气体单质中一定存在σ键，可能存在π键【答案】B【解析】A．键是“头对头”重叠，属于轴对称，键是“肩并肩”重叠，属于镜面对称，二者的对称性不相同，A不正确；B．HCl分子中的共价键是由H原子的1s电子与Cl原子的3p电子形成的σ键，是键，B正确；C．CH2=CHC≡N分子中含有6个σ键和3个π键，σ键与π键数目之比为2∶1，C不正确；D．稀有气体为单原子分子，不存在共价键，所以没有σ键、π键，D不正确；故选B。【变式1-3】（23-24高二下·北京·期中）下列过程中，共价键被破坏的是①碘升华②溴蒸气被木炭吸附③乙醇溶于水④HCl气体溶于水⑤冰融化⑥受热⑦氢氧化钠熔化⑧溶于水A．①④⑥⑦ B．④⑥⑧ C．①②④⑤ D．④⑥【答案】D【解析】①碘升华是固体变为气体，破坏范德华力；②溴蒸气被木炭吸附，破坏范德华力；③乙醇溶于水形成乙醇水溶液，破坏范德华力和分子间氢键；④HCl气体溶于水后变为盐酸，电离出氢离子和氯离子，破坏共价键；⑤冰融化破坏分子间氢键和范德华力；⑥受热分解生成氨气和氯化氢，破坏离子键和共价键；⑦氢氧化钠熔化破坏离子键；⑧溶于水破坏离子键；因此共价键被破坏的是④⑥，故D符合题意。综上所述，答案为D。02共价键的应用【例2】（23-24高二上·辽宁朝阳·期末）联氨(N2H4)可用于处理锅炉水中的溶解氧，防止锅炉被腐蚀。其中一种反应机理如图所示。下列叙述正确的是A．N2H4分子中σ键与π键的数目之比为5：1B．1molN2H4可处理水中2molO2C．O2和O3都是非极性共价键形成的非极性分子D．氨水中NH3与H2O间存在氢键【答案】D【解析】A．联氨分子中含有4个N-H键和1个N-N键，只含有单键，即只含有σ键，不含有π键，A错误；B．1molN2H4失去电子生成氮气，转移4mol电子，而1molO2得到4mol电子，根据得失电子守恒可知，1molN2H4可处理水中1molO2，B错误；C．O3中心原子阶层电子对数：，含1对孤电子对，分子构型为V形，正负电荷中心不重合，属于极性分子，C错误；D．N、O元素电负性都较大，能和另一分子中的H原子形成氢键，所以氨水中NH3与H2O间存在氢键，D正确；答案选D。【变式2-1】（23-24高二上·山东青岛·期末）P元素的价电子排布为3s23p3，P与Cl形成的化合物有PCl3、PCl5，对此判断正确的是()A．磷原子最外层有三个未成对电子，故只能结合三个氯原子形成PCl3B．PCl3分子中的P—Cl键含有π键C．PCl5分子中的P—Cl键都是π键D．磷原子最外层有三个未成对电子，但是能形成PCl5，说明传统的价键理论存在缺陷【答案】D【解析】PCl3的电子式为，P—Cl键都是σ键。PCl5分子中有5个P—Clσ键，这违背了传统价键理论饱和性原则，说明传统价键理论不能解释PCl5的结构，即传统价键理论存在缺陷。【变式2-2】（23-24高二上·黑龙江绥化·期末）回答下列问题：(1)中含有的键数目为，键数目为。(2)已知CO和与结构相似，CO分子内键与键个数之比为。分子中键与键数目之比为。(3)肼分子可视为分子中的一个氢原子被(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应：

，若该反应中有键断裂，则形成的键有mol。(4)Co基态原子核外电子排布式为；的价电子轨道表示式为；核外电子未成对电子数为。(5)、、、分子中共价键的极性由强到弱的顺序是。【答案】(1)(2)(3)3(4)(或)4(5)【解析】（1）①CO2的结构式为O=C=O，双键中1个σ键，一个π键，所以σ键数目为2NA，π键数目为2NA；（2）①根据CO的结构式可知，CO分子内σ键与π键个数之比为1:2；CH2=CHCN分子的结构式是，，分子中有6个σ键和3个π键，σ键与π键数目之比为2:1；（3）N2的结构式是NN，三键中1个σ键和2个π键，产物中只有N2含有π键，肼(N2H4)分子中含有4个N-H键，燃烧时发生的反应：N2O4(l)＋2N2H4(l)=3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1038.7kJ·mol-1，若该反应中有4molN—H键断裂，则消耗1molN2H4，生成1.5molN2，形成的π键有3mol；（4）①Co是27号元素，核外有27个电子，根据能量最低原理，其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2；②Zn是30号元素，Zn价电子排布式是3d104s2，Zn2+的价电子排布式是3d10，Zn2+价电子轨道表示式为；③Co3+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6，Co3+的价电子排布图是，Co3+核外电子未成对电子数为4；（5）同周期元素从左到右电负性增强，原子吸引电子能力增强，所以CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是HF＞H2O＞NH3＞CH4。03共价键的键参数【例3】（23-24高二下·河南郑州·期中）关于键长、键能和键角，下列说法错误的是()A．键角是描述分子空间结构的重要参数B．键长是形成共价键的两原子间的核间距C．键能越大，键长越长，共价化合物越稳定D．键角的大小与键长、键能的大小无关【答案】C【解析】键角是描述分子空间结构的重要参数，如CO2中的2个C=O的键角为180°，故分子为直线形分子，A正确；键长是形成共价键的两个原子间的核间距，B正确；键能越大，键长越短，共价键越强，共价化合物越稳定，故C错误；键角的大小取决于成键原子轨道的夹角，D正确。【变式3-1】（23-24高二下·广东广州·期中）下列说法正确的是A．沸点：正戊烷＞异戊烷＞异丁烷、对羟基苯甲酸()＞邻羟基苯甲酸()、氯化氢＞氟化氢B．已知：B元素和Cl元素的电负性差值大于N元素和Cl元素的电负性差值，故：BCl3分子的极性大于NCl3C．键角大小比较：NH3＞H2O、NH3＞PH3、[Cu(NH3)4]2+的配体NH3＞NH3分子D．医学上研究发现具有抗癌作用，而没有抗癌作用，说明这两种分子与和一样，均互为同分异构体，分别是以Pt原子、C原子为中心的平面结构【答案】C【解析】A．碳原子个数越多，沸点越高，支链越多，沸点越低，故沸点：正戊烷＞异戊烷＞异丁烷，对羟基苯甲酸()形成分子间氢键，而邻羟基苯甲酸()形成分子内氢键，形成分子内氢键使得物质沸点降低，故沸点：对羟基苯甲酸()＞邻羟基苯甲酸()，氟化氢(HF)分子间可形成氢键，因此沸点：HF＞HCl，A错误；B．元素电负性越大，原子对键合电子吸引力越大，所成键的极性也越大，但分子极性与电负性无关，BCl3为非极性分子，分子的极性小于NCl3，B错误；C．NH3中N周围有1对孤电子对，H2O中O周围有2对孤电子对，由于孤电子对对孤电子对的排斥作用大于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，导致键角：NH3＞H2O；NH3、PH3的中心原子都是sp3杂化，均形成3对共用电子对和一对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，且原子半径：P＞N，键长：P-H＞N-H，则成键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为NH3＞PH3，所以这三种物质的键角由大到小的顺序为NH3＞PH3，同理，[Cu(NH3)4]2+的配体NH3不含有孤电子对，故键角：[Cu(NH3)4]2+的配体NH3＞＞NH3分子，C正确；D．和属于同一种物质，D错误；答案选C。【变式3-2】已知某些共价键的键能、键长数据如表所示：共价键Cl—ClBr—BrI—IH—FH—ClH—BrH—IH—O键能/(kJ·mol－1)242.7193.7152.7568431.8366298.7462.8键长/pm19822826796共价键C—CC=CC≡CC—HN—HN=OO—OO=O键能/(kJ·mol－1)347.7615812413.4390.8607142497.3键长/pm154133120109101(1)下列推断正确的是________(填字母，下同)。A．热稳定性：HF>HCl>HBr>HIB．氧化性：I2>Br2>Cl2C．沸点：H2O>NH3D．还原性：HI>HBr>HCl>HF(2)在HX(X＝F、Cl、Br、I)分子中，键长最短的是______，最长的是________；O—O的键长________(填“大于”“小于”或“等于”)O=O的键长。【答案】(1)ACD(2)HFHI大于【解析】(1)根据表中数据知，同主族元素从上至下气态氢化物的键能逐渐减小，热稳定性逐渐减弱，A项正确；从键能看，氯气、溴单质、碘单质的热稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B项错误；H2O在常温下为液态，NH3在常温下为气态，则H2O的沸点比NH3的高，C项正确；还原性与得失电子能力有关，还原性：HI>HBr>HCl>HF，D项正确。考点二分子的空间结构01价层电子对互斥模型的理解【例1】（23-24高二上·四川德阳·期末）下列分子或离子的空间结构模型正确的是A．： B．：C．： D．：【答案】D【解析】A．中心原子价电子对数为，无孤电子对，空间结构为平面三角形，A错误；B．中心原子价电子对数为，有1对孤电子对，空间结构为V形，B错误；C．．中心原子价电子对数为，有1对孤电子对，空间结构为三角锥形，C错误；D．的中心原子S原子的价层电子对数为，为sp3杂化，空间构型为正四面体形，D正确；故选D。【变式1-1】（23-24高二上·江西南昌·期末）比较、、和的键角大小，下列排序正确的是A． B．C． D．【答案】B【解析】二氧化硫、三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数均为3，孤对电子对数分别为1、0，分子的空间构型分别为V形和平面正三角形，硫酸根离子和亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数均为4，孤对电子对数分别为0、1，分子的空间构型分别为正四面体形和三角锥形，则四种微粒的键角大小顺序为，故选B。【变式1-2】（23-24高二上·辽宁·期末）用价层电子对互斥模型预测和的空间结构，两个结论都正确的是A．直线形；正四面体形 B．V形；平面正方形C．直线形；平面正方形 D．V形；正四面体形【答案】D【解析】中S原子的孤电子对数为，键电子对数为2，S原子的价层电子对数为4，的空间结构为V形；中N的孤电子对数为，键电子对数为4，N原子的价层电子对数为4，的空间结构为正四面体形；故答案为：D。02杂化轨道的理解【例2】（23-24高二上·浙江嘉兴·期末）根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列说法不正确的是选项粒子中心原子杂化方式VSEPR模型空间结构A直线形直线形B四面体形三角锥形C四面体形平面三角形D四面体形三角锥形【答案】C【解析】A．孤对电子数为，成键电子对数为2，中心原子杂化方式，VSEPR模型为直线形，空间结构直线形，故A正确；B．孤对电子数为，成键电子对数为3，中心原子杂化方式，VSEPR模型为四面体形，空间结构三角锥形，故B正确；C．孤对电子数为，成键电子对数为3，中心原子杂化方式，VSEPR模型为平面三角形，空间结构平面三角形，故C错误；D．孤对电子数为，成键电子对数为3，中心原子杂化方式，VSEPR模型为四面体形，空间结构三角锥形，故B正确；故选：C。【变式2-1】（23-24高二上·山东菏泽·期末）都是重要的有机反应中间体，有关说法正确的是A．CH中的所有原子共平面B．CH空间结构为正四面体形C．碳原子均采取sp3杂化D．CH与CH形成的化合物中含有离子键【答案】A【解析】A．CH中碳原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，离子的空间结构为平面三角形，所以离子中的所有原子共平面，故A正确；B．CH中碳原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为1，离子的空间结构为三角锥形，故B错误；C．CH中碳原子的价层电子对数为3，碳原子的杂化方式取sp2杂化，故C错误；D．CH与CH形成的化合物为只含有共价键的共价化合物乙烷，故D错误；故选A。【变式2-2】（23-24高二下·广东惠州·期末）如图在乙烯分子中有5个σ键、一个π键，它们分别是()A．sp2杂化轨道形成σ键、未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键C．C—H之间是sp2形成的σ键，C—C之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键D．C—C之间是sp2形成的σ键，C—H之间是未参加杂化的2p轨道形成的π键【答案】A【解析】CH2=CH2中含有5个σ键：其中4个是在C—H之间，另一个是在C—C之间；且在C—C之间还有一个未杂化的2p轨道形成π键。03杂化类型的判断【例3】（23-24高二下·云南楚雄·期末）下列分子或离子中心原子的杂化方式和空间结构均判断错误的是A．、直线形 B．、V形C．、三角锥形 D．、平面形【答案】C【解析】A．HCN的中心原子为碳原子，碳原子的杂化方式为sp杂化，分子呈直线形，A项正确；B．的中心原子为氧原子，氧原子的杂化方式为杂化，分子呈V形，B项正确；C．的中心原子为硅原子，硅原子的杂化方式为杂化，离子呈平面三角形，C项错误；D．的中心原子为碳原子，碳原子的杂化方式为杂化，分子呈平面形，D项正确；故选：C。【变式3-1】（23-24高二上·湖南·期末）在分子中，羰基()碳原子与甲基碳原子成键时所采取的杂化方式分别为()A．sp2杂化；sp2杂化B．sp3杂化；sp3杂化C．sp2杂化；sp3杂化D．sp杂化；sp3杂化【答案】C【解析】羰基上的碳原子共形成3个σ键，为sp2杂化，两侧甲基中的碳原子共形成4个σ键，为sp3杂化。【变式3-2】（23-24高二上·河北石家庄·期末）下列说法中正确的是()A．PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化的结果B．sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道C．中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形或三角锥形或V形D．AB3型的分子空间结构必为平面三角形【答案】C【解析】PCl3中P原子形成3个σ键，P上还有一对孤电子对，P为sp3杂化，PCl3分子是三角锥形，A项错误；sp3杂化轨道是由能量相近的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道，B项错误；中心原子采取sp3杂化的分子，其空间结构可能是四面体形(如CH3Cl)或三角锥形(如NH3)或V形(如H2O)，C项正确；AB3型的分子空间结构可能为平面三角形(如BF3)或三角锥形(如NH3)，D项错误。考点三分子结构与物质的性质01键的极性与极性分子、非极性分子的判断【例1】（23-24高二上·四川德阳·期末）下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是A．、 B．、 C．、 D．、【答案】C【解析】A．O3为含有非极性键的极性分子，SO3属于含有极性键的非极性分子，A不符合题意；B．HCl为具有极性键的极性分子，H2S为含有极性键的极性分子，B不符合题意；C．CO2为含有极性键的非极性分子，CH4为含有极性键的非极性分子，C符合题意；D．P4为含有非极性键的非极性分子，C2H4为含有极性和非极性键的非极性分子，D不符合题意；故答案为：C。【变式1-1】（23-24高二上·广东深圳·期末）下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是A．PCl3和NCl3 B．BeCl2（g）和HCl C．NH3和BH3 D．CO2和SO2【答案】A【解析】A．PCl3中只存在P-Cl极性键、NCl3中只存在N-Cl极性键，二者中心原子价层电子对个数都是3+=4且含有1个孤电子对，二者都是三角锥形结构，正负电荷重心不重合，为极性分子，故A符合题意；B．BeCl2中只存在Be-Cl极性键，HCl中存在H-Cl极性键，BeCl2中Be原子价层电子对个数=2+=2且不含孤电子对，为直线形分子，正负电荷重心重合，为非极性分子；HCl正负电荷重心不重合，为极性分子，故B不符合题意；C．NH3中N原子价层电子对个数=3+=4且含有1个孤电子对，为三角锥形结构，正负电荷重心不重合为极性分子，只存在N-H极性键；BH3中B原子价层电子对个数=3+=3且不含孤电子对，为平面正三角形结构，正负电荷重心重合，为非极性分子，只存在B-H极性键，故C不符合题意；D．CO2中碳原子价层电子对个数=2+=2且不含孤电子对，为直线形分子，正负电荷重心重合，为非极性分子，只存在O=C极性键；SO2中S原子价层电子对个数=2+=3且含有1个孤电子对，为V形结构，正负电荷重心不重合，为极性分子，只存在极性键，故D不符合题意。答案选A。【变式1-2】（23-24高二上·吉林通化·期末）下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是A．CH4和CCl4 B．CO2和CS2 C．NH3和CH4 D．H2O和HBr【答案】D【解析】A．CH4和CCl4中的C-H键和C-Cl键均为极性键，CH4和CCl4分子均为正四面体构型，高度对称，分子中正负电荷的中心重合，均为非极性分子，故A不符合题意；B．CO2含有C=O极性键，空间结构为直线形，正负电荷的中心重合，是非极性分子；CS2含有C=S极性键，空间结构为直线形，正负电荷的中心重合，是非极性分子，故B不符合题意；C．NH3含有N-H极性键，分子空间结构为三角锥形，正负电荷中心不重合，为极性分子；CH4含有C-H极性键，为正四面体构型，高度对称，分子中正负电荷的中心重合，为非极性分子，故C不符合题意；D．H2O含有H-O极性键，分子空间结构为V形，正负电荷的中心不重合，是极性分子；HCl含有H-Cl极性键，正负电荷的中心不重合，是极性分子，故D符合题意；答案选D。【变式1-3】（23-24高二下·江苏南通·期末）利用将电催化还原为甲酸()是实现“碳中和”的有效途径之一、下列说法正确的是A．是极性分子 B．中子数为6的碳原子可表示为C．中含键 D．反应前后碳原子的杂化轨道类型由变为【答案】D【解析】A．CO2直线型，是非极性分子，故A错误；B．核素符号左上角是质量数，应为12，中子数为6的碳原子可表示为，故B错误；C．中含键，故C错误；D．反应前后碳原子的杂化轨道类型由变为，故D正确；故选D。02分子间作用力的理解及应用【例2】（23-24高二上·黑龙江哈尔滨·期末）下列关于分子的结构和性质的描述错误的是A．乳酸()分子中含有一个手性碳原子B．是平面三角形的非极性分子，故在水中的溶解度很小C．冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”D．甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释【答案】B【解析】A．由结构简式可知，乳酸分子中含有如图*所示的1个手性碳原子：，故A正确；B．三氧化硫能与水反应生成硫酸，所以三氧化硫在水中的溶解度很大，故B错误；C．冠醚是皇冠状的分子，可由不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子，从而能对碱金属离子进行“分子识别”，故C正确；D．甲烷是非极性分子，水是极性分子，因此甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释，故D正确；故选B。【变式2-1】（23-24高二上·浙江绍兴·期末）下列说法不正确的是A．臭氧（）是极性分子B．表面活性剂中的亲水基团有极性C．在相同条件下，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性D．可燃冰（）中甲烷分子