2025高考化学高三化学大二轮专项专题小题各个击破题型6化学键、杂化轨道与分子空间结构含答案及解析 - 副本

1．(2024·湖北卷)基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是()A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子D．sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成答案：A2．(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是()A．图中eq\a\vs4\al\co1(○)代表F原子B．该化合物中存在过氧键C．该化合物中I原子存在孤电子对D．该化合物中所有碘氧键键长相等答案：C解析：由题图中信息可知，白色的小球可形成2个共价键，灰色的小球只形成1个共价键，黑色的大球形成了4个共价键，根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断，白色的小球代表O原子，灰色的小球代表F原子，黑色的大球代表I原子。图中eq\a\vs4\al\co1(○)(白色的小球)代表O原子，A不正确；根据该化合物结构片断可知，每个I原子与3个O原子形成共价键，根据均摊法可以判断其中必须有2个O原子分别与2个I原子成键，才能确定该化合物化学式为IO2F，因此，该化合物中不存在过氧键，B不正确；I原子的价电子数为7，该化合物中F元素的化合价为－1，O元素的化合价为－2，则I元素的化合价为＋5，据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键，I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目，因此，该化合物中I原子存在孤电子对，C正确；该化合物中既存在I—O单键，又存在I=O双键，单键和双键的键长不相等，D不正确。3．(2024·江苏卷)我国在石油催化领域领先世界，高效、经济、绿色是未来催化剂研究的发展方向。下列有关反应描述正确的是()A．CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—O键B．氟氯烃破坏臭氧层，氟氯烃产生的氯自由基改变O3分解的历程C．丁烷催化裂化为乙烷和乙烯，丁烷断裂σ键和π键D．石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp3转变为sp2答案：B解析：CH3CH2OH催化氧化为CH3CHO，CH3CH2OH断裂C—H键和O—H键，生成C=O键，A错误；丁烷是饱和烃，没有π键，C错误；石墨碳原子轨道的杂化类型为sp2，金刚石碳原子轨道的杂化类型为sp3，石墨转化为金刚石，碳原子轨道的杂化类型由sp2转变为sp3，D错误。4．(2024·甘肃卷)温室气体N2O在催化剂作用下可分解为O2和N2，也可作为氧化剂氧化苯制苯酚。下列说法错误的是()A．相同条件下N2比O2稳定B．N2O与NOeq\o\al(＋,2)的空间构型相同C．N2O中N—O键比N—N键更易断裂D．N2O中σ键和大π键的数目不相等答案：D解析：N2O中σ键和大π键的数目均为2，D不正确。5．(2024·河北卷)从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是()选项实例解释A原子光谱是不连续的线状谱线原子的能级是量子化的BCO2、CH2O、CCl4键角依次减小孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力CCsCl晶体中Cs＋与8个Cl－配位，而NaCl晶体中Na＋与6个Cl－配位Cs＋比Na＋的半径大D逐个断开CH4中的C—H键，每步所需能量不同各步中的C—H键所处化学环境不同答案：B解析：CO2中C原子为sp杂化，键角为180°，CH2O中C原子为sp2杂化，键角大约为120°，CCl4中C原子为sp3杂化，键角为109°28′，三种物质中C原子都没有孤电子对，三者键角大小与孤电子对无关，B错误。6．(2024·河北卷)NH4ClO4是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：NH4ClO4＋2C=NH3↑＋2CO2↑＋HCl↑。下列有关化学用语或表述正确的是()A．HCl的形成过程可表示为Heq\a\vs4\al\co1(·)＋eq\a\vs4\al\co1(·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)→H＋[eq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)]－B．NH4ClO4中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构C．在C60、石墨、金刚石中，碳原子有sp、sp2和sp3三种杂化方式D．NH3和CO2都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力答案：B解析：HCl是共价化合物，其电子式为Heq\o\al(·,·)eq\o(Cl,\s\up6(··),\s\do4(··))eq\o\al(·,·)，A错误；NH4ClO4中NHeq\o\al(＋,4)的中心N原子孤电子对数为eq\f(1,2)×(5－1－4)＝0，价层电子对数为4，ClOeq\o\al(－,4)的中心Cl原子孤电子对数为eq\f(1,2)×(7＋1－2×4)＝0，价层电子对数为4，则二者的VSEPR模型和空间结构均为正四面体形，B正确；C60、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为sp2、sp2、sp3，共有两种杂化方式，C错误；NH3易液化，其汽化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，NH3分子间作用力为氢键和范德华力，CO2分子间仅存在范德华力，D错误。7．(2024·安徽卷)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是()A．该物质中Ni为＋2价B．基态原子的第一电离能：Cl>PC．该物质中C和P均采取sp2杂化D．基态Ni原子价电子排布式为3d84s2答案：C解析：该物质中，C原子均存在于苯环上，采取sp2杂化，每个P原子与苯环形成3对共用电子对，剩余的一对孤电子对与Ni形成配位键，价层电子对数为4，采取sp3杂化，C错误。8．(2024·湖南卷)通过理论计算方法优化了P和Q的分子结构，P和Q呈平面六元并环结构，原子的连接方式如图所示，下列说法错误的是()A．P为非极性分子，Q为极性分子B．第一电离能：B<C<NC．1molP和1molQ所含电子数目相等D．P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化答案：A解析：由所给分子结构图可知，P和Q分子都为对称结构，正、负电荷中心重合，都是非极性分子，A错误；同周期主族元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，则第一电离能由小到大的顺序为B<C<N，B正确；由所给分子结构可知，P分子式为C24H12，Q分子式为B12N12H12，P、Q分子都含156个电子，故1molP和1molQ所含电子数目相等，C正确；由所给分子结构可知，P和Q分子中C、B和N均与其他三个原子成键，P和Q分子呈平面结构，故P和Q分子中C、B和N均为sp2杂化，D正确。9．(2023·江苏卷)氢元素及其化合物在自然界广泛存在且具有重要应用。eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H是氢元素的3种核素，基态H原子1s1的核外电子排布，使得H既可以形成H＋又可以形成H－，还能形成H2O、H2O2、NH3、N2H4、CaH2等重要化合物；水煤气法、电解水、光催化分解水都能获得H2，如水煤气法制氢反应中，H2O(g)与足量C(s)反应生成1molH2(g)和1molCO(g)吸收131.3kJ的热量。H2在金属冶炼、新能源开发、碳中和等方面具有重要应用，如HCOeq\o\al(－,3)在催化剂作用下与H2反应可得到HCOO－。我国科学家在氢气的制备和应用等方面都取得了重大成果。下列说法正确的是()A.eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H都属于氢元素B．NHeq\o\al(＋,4)和H2O的中心原子轨道杂化类型均为sp2C．H2O2分子中的化学键均为极性共价键D．CaH2晶体中存在Ca与H2之间的强烈相互作用答案：A10．(2023·重庆卷)NCl3和SiCl4均可发生水解反应，其中NCl3的水解机理示意图如下：下列说法正确的是()A．NCl3和SiCl4均为极性分子B．NCl3和NH3中的N均为sp2杂化C．NCl3和SiCl4的水解反应机理相同D．NHCl2和NH3均能与H2O形成氢键答案：D11．(2023·新课标卷)一种可吸附甲醇的材料，其化学式为[C(NH2)3]4[B(OCH3)4]3Cl，部分晶体结构如下图所示，其中[C(NH2)3]＋为平面结构。下列说法正确的是()A．该晶体中存在N—H…O氢键B．基态原子的第一电离能：C<N<OC．基态原子未成对电子数：B<C<O<ND．晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同答案：A解析：基态原子的第一电离能从小到大的顺序为C<O<N，B不正确；B、C、O、N的未成对电子数分别为1、2、2、3，因此，基态原子未成对电子数：B<C＝O<N，C不正确；晶体中B、O和N原子轨道的杂化类型不相同，D不正确。12．(2023·湖北卷)价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是()A．CH4和H2O的VSEPR模型均为四面体B．SOeq\o\al(2－,3)和COeq\o\al(2－,3)的空间构型均为平面三角形C．CF4和SF4均为非极性分子D．XeF2与XeO2的键角相等答案：A解析：SOeq\o\al(2－,3)中中心原子S的孤电子对数为1，价层电子对数为4，COeq\o\al(2－,3)中中心原子C的孤电子对数为0，价层电子对数为3，所以SOeq\o\al(2－,3)的空间构型为三角锥形，COeq\o\al(2－,3)的空间构型为平面三角形，B错误；CF4为正四面体结构，为非极性分子，SF4中中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；XeF2和XeO2分子中，价层电子对数不相等，孤电子对数不相等，孤电子对数越多，排斥力越大，所以键角不相等，D错误。13．(2023·北京卷)中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔，是碳材料科学的一大进步。下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是()A．三种物质中均有碳碳原子间的σ键B．三种物质中的碳原子都是sp3杂化C．三种物质的晶体类型相同D．三种物质均能导电答案：A解析：金刚石中所有碳原子均采用sp3杂化，石墨中所有碳原子均采用sp2杂化，石墨炔中苯环上的碳原子采用sp2杂化，碳碳三键上的碳原子采用sp杂化，B错误；金刚石为共价晶体，石墨炔为分子晶体，石墨为混合型晶体，C错误；金刚石中没有自由移动的电子，不能导电，D错误。14．(2023·河北卷)下列说法正确的是()A．CH4的价层电子对互斥模型和空间构型均为正四面体B．若AB2型分子的空间构型相同，其中心原子的杂化方式也相同C．干冰和冰的结构表明范德华力和氢键通常都具有方向性D．CO2和CCl4都是既含σ键又含π键的非极性分子答案：A解析：CH4中中心原子C的价层电子对数为4＋eq\f(4－4×1,2)＝4，无孤电子对，CH4的价层电子对互斥模型为正四面体形，空间构型也是正四面体形，A正确；H2O中O的价层电子对数为2＋eq\f(6－2×1,2)＝4，孤电子对数为2，H2O的空间构型为V形，SO2中S的价层电子对数为2＋eq\f(6－2×2,2)＝3，孤电子对数为1，SO2的空间构型为V形，但H2O中O的杂化方式为sp3，SO2中S的杂化方式为sp2，B错误；范德华力不具有方向性和饱和性，C错误；CO2的结构式为O=C=O，每个双键含1个σ键和1个π键，CCl4中只存在σ键，不存在π键，D错误。15．(2023·河北卷)物质的结构决定其性质。下列实例与解释不相符的是()选项实例解释A用He替代H2填充探空气球更安全He的电子构型稳定，不易得失电子BBF3与NH3形成配合物[H3N→BF3]BF3中的B有空轨道接受NH3中N的孤电子对C碱金属中Li的熔点最高碱金属中Li的价电子数最少，金属键最强D不存在稳定的NF5分子N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个N—F键答案：C16．(2022·天津高考)利用反应2NH3＋NaClO=N2H4＋NaCl＋H2O可制备N2H4。下列叙述正确的是()A．NH3分子有孤电子对，可作配体B．NaCl晶体可以导电C．一个N2H4分子中有4个σ键D．NaClO和NaCl均为离子化合物，它们所含的化学键类型相同答案：A解析：NH3分子中氮原子含有一个孤电子对，可作配体，A正确；NaCl晶体中含有Na＋、Cl－，但Na＋和Cl－不能自由移动，因此NaCl晶体不导电，B错误；N2H4的结构式为HNHNHH，1个N2H4含有4个N—Hσ键，1个N—Nσ键，C错误；NaClO含有离子键和共价键，NaCl只含离子键，D错误。17.(2022·辽宁高考)理论化学模拟得到一种Neq\o\al(＋,13)离子，结构如图。下列关于该离子的说法错误的是()A．所有原子均满足8电子结构B．N原子的杂化方式有2种C．空间结构为四面体形D．常温下不稳定答案：B解析：中心N原子为sp3杂化，与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化，与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化，端位N原子为sp2杂化，则N原子的杂化方式有3种，B错误。18．(2022·山东高考)AlN、GaN属于第三代半导体材料，二者成键结构与金刚石相似，晶体中只存在N—Al键、N—Ga键。下列说法错误的是()A．GaN的熔点高于AlNB．晶体中所有化学键均为极性键C．晶体中所有原子均采取sp3杂化D．晶体中所有原子的配位数均相同答案：A解析：Al和Ga均为第ⅢA族元素，N属于第ⅤA族元素，AlN、GaN为结构相似的共价晶体，由于Al原子的半径小于Ga的，N—Al的键长小于N—Ga的，则N—Al的键能较大，键能越大则其对应的共价晶体的熔点越高，故GaN的熔点低于AlN，A错误。1．(2024·南宁市高三一模)下列说法错误的是()A．化学键包括离子键、共价键、金属键和氢键B．p­pσ键电子云轮廓图：C．O3和H2O均为极性分子D．在NHeq\o\al(＋,4)和[Cu(NH3)4]2＋中都存在配位键答案：A解析：氢键不属于化学键，A错误。2．(2024·贵阳市高三年级摸底考试)配合物K3[Fe(CN)6]可用于检验Fe2＋。下列说法正确的是()A．铁原子的2p和3p轨道的形状、能量均相同B．基态Fe2＋的未成对电子数为5C．K3[Fe(CN)6]中提供孤电子对的是CN－D．1mol配合物K3[Fe(CN)6]中所含的π键数目为6NA(NA表示阿伏加德罗常数的值)答案：C解析：铁原子的2p和3p轨道的形状相同(均为哑铃形)、能量不同(能量：3p>2p)，A错误；基态Fe2＋的价层电子排布式为3d6，故未成对电子数为4，B错误；K3[Fe(CN)6]中Fe3＋提供空轨道，CN－提供孤电子对，C正确；CN－中C、N以碳氮三键结合，一个三键含1个σ键、2个π键，故1mol配合物K3[Fe(CN)6]中所含的π键数目为2×6NA＝12NA，D错误。3．(2024·湖北十一校高三联考)镍为新材料的主角之一，鉴定Ni2＋的特征反应为下列说法错误的是()A．基态Ni原子核外占据最高能层的电子的电子云轮廓图形状为球形B．氮原子的杂化方式均为sp2C．鲜红色沉淀中存在的作用力主要有共价键、配位键、氢键D．丁二酮肟中所有原子可能共平面答案：D解析：丁二酮肟中含有甲基，所有原子不可能共平面，D错误。4．(2024·南京市高三年级学情调研)下列说法正确的是()A．O3是由极性键构成的极性分子B．C2Heq\o\al(18,5)OH与C2Heq\o\al(16,5)OH互为同素异形体C．SO2和CO2的中心原子杂化轨道类型均为sp2D．CaO晶体中Ca2＋与O2－的相互作用具有饱和性和方向性答案：A解析：同素异形体是指由同种元素形成的结构不同的单质，故B错误；SO2中S的价层电子对数为2＋eq\f(6－2×2,2)＝3，故SO2中S原子的杂化轨道类型为sp2，CO2分子中碳原子形成2个σ键，无孤电子对，所以CO2中C原子的杂化轨道类型为sp，C错误；CaO为离子晶体，Ca2＋和O2－之间为离子键，离子键没有方向性和饱和性，D错误。5．(2024·北京市海淀区高三期中练习)BeCl2可以以单体、二聚体和多聚体的形式存在。下列关于BeCl2的说法不正确的是()A．单体是非极性分子B．二聚体的沸点比单体更高C．多聚体是平面结构D．二聚体和多聚体中均存在配位键答案：C解析：BeCl2单体分子结构对称，正电荷中心与负电荷中心重合，所以BeCl2单体属于非极性分子，A正确；分子组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，范德华力越大，物质的沸点越高，故二聚体沸点比单体沸点高，B正确；多聚体中Be原子形成4个Be—Cl键，没有孤电子对，杂化轨道数目为4，杂化轨道类型为sp3，所以多聚体不是平面结构，C错误；二聚体中Be形成3个Be—Cl键，由Be的价层电子排布式为2s2及各原子成键规律知，其中存在Be提供空轨道，Cl提供孤电子对形成的配位键，同理，多聚体中也存在配位键，D正确。6．(2024·武汉市高三年级调研考试)我国科学家利用黑磷实现了高速场效应晶体管的应用尝试，黑磷的结构如图所示。下列说法错误的是()A．黑磷与白磷互为同素异形体B．1mol黑磷中含有3molP—P键C．黑磷中P的杂化方式为sp3D．黑磷层间作用为范德华力答案：B解析：黑磷与白磷为磷元素的不同单质，互为同素异形体，A正确；黑磷中1个P形成3个P—P键，每个P—P键被2个P共有，则1mol黑磷中含有1.5molP—P键，B错误；黑磷中每个P形成3个P—P键，孤电子对数为1，则P的价层电子对数为4，杂化方式为sp3，C正确；黑磷层间作用为范德华力，D正确。7．(2024·南京六校高三联合调研)第ⅤA族元素及其化合物应用广泛，已知雌黄(As2S3)和SnCl2在盐酸中反应可转化为雄黄(As4S4)和SnCl4(沸点114℃)并放出H2S气体。砷化镓(GaAs)是第三代半导体材料，熔点高，硬度大。氨硼烷(H3NBH3)是最具潜力的储氢材料之一，与乙烷的相对分子质量相近，但沸点却比乙烷高得多。下列说法不正确的是()A．H3NBH3分子间存在氢键B．PF3是由极性键构成的极性分子C．1mol[Cu(NH3)4]2＋中含有16mol共价键D．固态SnCl4和砷化镓晶体都是分子晶体答案：D解析：氨硼烷分子中含有N—H键，能形成分子间氢键，故H3NBH3的分子间作用力大于乙烷，所以H3NBH3的沸点比乙烷高得多，A正确；三氟化磷分子中磷原子的价层电子对数为4、孤电子对数为1，PF3分子的空间结构为三角锥形，分子中正、负电荷中心不重合，所以PF3是由极性键构成的极性分子，B正确；[Cu(NH3)4]2＋中1个Cu2＋与4个氨分子形成4个配位键(属于共价键)，1个氨分子中含有3个氮氢共价键，所以1mol[Cu(NH3)4]2＋中含有16mol共价键，C正确