高考化学一轮复习：分子结构与性质（练习）（解析版）

第19讲分子结构与性质

（模拟精练+真题演练）

完卷时间：50分钟

一、选择题（每小题只有一个正确选项，共12X5分）

1.（2023・湖北•校联考模拟预测）三氟化氯（C1B,）是极强助燃剂，能发生自耦电离：2C1F,UC1K+C1F；,

其分子的空间构型如图所示。下列推测合理的是

-J]l59£pm

A.。耳与Fe反应生成FeCk和Fe居B.C吗分子是含有极性键的非极性分子

C.BrF,比CF,更难发生自耦电离D.熔沸点：Br^<Cl^

【答案】A

【解析】A.三氟化氯具有强氧化性，能将Fe氧化为+3,因此C1F,与Fe反应生成FeCl3和FeE,,故A正确；

B.由结构可知三氟化氯正负电荷重心不能重合，为极性分子，故B错误；C.Br的电负性比C1弱，贝UBr-F

键比CLF键弱，Br耳更易发生自耦电离，故C错误；D.BrE,.C1F,为组成结构相似的分子，Br耳的相对分

子质量大于C1F,,则BrE,分子间作用力大，熔沸点高于C吗，故D错误；故选：A。

2.（2023・湖北•校联考模拟预测）下列各组微粒的中心原子杂化类型相同但微粒的空间结构不同的是

A.H2O,CO2B.CCI4、SnCl4C.NH3,NO-D.PCI3、SO：

【答案】D

【解析】A.凡0分子中O原子为sp3杂化，CO?分子中C原子为sp杂化，A项错误；B.CC14,SnCl”两

种分子的中心原子均为sp3杂化，空间结构均为正四面体形，B项错误；C.NH3,NO；两微粒的中心原子

分别为sp'、sp?杂化，C项错误；D.PC13>S。：中两微粒的中心原子均为sp'杂化，空间结构分别为三角

锥形与正四面体形，D项正确；故选D。

3.（2023•河北沧州•沧县中学校考模拟预测）已知化合物X（）是合成某抗肿瘤药物的中

间体。下列说法正确的是

A.1个X分子中采取sp3杂化的原子有5个

B.X不能使酸性高镒酸钾溶液褪色

C.1moiX与NaOH溶液反应，最多可消耗2moiNaOH

D.X分子与足量H?加成后的产物中含有6个手性碳原子

【答案】D

【解析】A.X分子中的饱和碳原子和形成碳氧单键的氧原子采取sp3杂化，即1个X分子中采取sp3杂化的

原子有6个，A错误；B.X分子的苯环上连有甲基，能使酸性高锌酸钾溶液褪色，B错误；C.X分子中

只有一个酯基能与NaOH溶液反应，且水解后生成醇羟基，所以ImolX与NaOH溶液反应，最多可消耗

ImolNaOH,C错误；D.X分子与足量加成后的产物的结构简式为,含有6个手

性碳原子，如图中带*的碳原子，D正确；故选：D。

4.（2023•浙江•校联考二模）毗咤（[|J）含有与苯环类似的大兀键，下列说法或实验操作不正确的是

A.此咤中N原子的价层孤电子对占据了一个未参与杂化的p轨道

B.此咤是极性分子且能与水形成氢键，故此咤在水中的溶解度比苯大

C.除去苯中含有的少量毗咤：用盐酸洗涤、分液、干燥有机层

D.[fJ、[T'|的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，故/'[碱性较强。

【答案】A

【解析】A.口比咤（）含有与苯环类似的大兀键，则毗咤中N原子也发生sp2杂化，所以价层孤电

子对占据了一个参与杂化的P轨道，A不正确；B.口比咤是极性分子且N原子存在孤电子对，能与水分子间

形成氢键，而苯为非极性分子，故毗咤在水中的溶解度比苯大，B正确；C.因为此咤呈碱性，能与盐酸反

应生成水溶性物质，所以除去苯中含有的少量吐咤，可用盐酸洗涤、分液、干燥有机层，C正确；D.甲基

N原子电子云密度的增大而增强，故碱性较强，D正确；故选A。

N:-N、

5.（2023・山东•校联考模拟预测）四氮嗖（/N）和吠喃（）都是典型芳香杂环有机物，均含

HN4/

有兀;大兀键。下列有关说法错误的是

A.四氮嗖在乙醇中溶解度小于在CC14中的

B.四氮嗖中N原子和吠喃中。原子均采用sp2杂化

C.键角：Z1>Z2

D.四氮噗与吠喃中含。键数目比为7:9

【答案】A

【解析】A.四氮口坐中氮原子可以与乙醇形成氢键增大溶解度，而与四氯化碳不能形成氢键，因此在乙醇中

溶解度大于四氯化碳中的，故A错误；B.四氮嗖和吹喃中都含有只大兀键，环上的原子都是采用sp,杂化,

故B正确；C.N1和N2的中心原子均为sp2杂化，但是N2的中心原子0有一对孤电子，排斥力强，键角

小，故C正确；D.1个四氮H坐分子中含。键数目为7,1个吠喃分子中b键数目为9,二者所含。键数目比

为7:9,故D正确；故选A。

6.(2023•辽宁•校联考三模)下列证据和推理结论均合理的是

证据推理结论

键角：氏、相等

A键角：CH4,SiH,相等0H2s

酸性：

BC^COOH>CH3COOH0-H键极性：CBCOOH>CH3COOH

高温

C2C+SiO2^2CO+Si非金属性C>Si

D含碳量：钢〉纯铁耐腐蚀性：钢〉纯铁

【答案】B

【解析】A.氧的原子半径比硫小，电负性比硫大，水分子中成键电子对更靠近中心原子，相互排斥作用大,

键角大，则键角：H2O>H2S,故A错误；B.F电负性大于H,导致C-F的极性大于C-H的极性，导致羟基

电子云更偏向O,而使CF3coOH的竣基中的羟基的极性更大，更易电离出H+,因此酸性：

CF,C00H>CH3C00H,故B正确；C.2C+SiO2^Si+2cOf中体现失去电子能力C>Si,不能得出C的非

金属性比Si强，故C错误；D.钢的含碳量为：0.03%〜2%,含碳量越高其硬度越大，与耐腐蚀性无关，

故D错误；故选：B。

7.(2023•江苏扬州•统考三模)Cu2s可用于钾离子电池的负极材料。冶炼铜时可使Cu2s在高温下与反

应转化为Cu2。，生成的C%。与Cu2s进一步反应得到Cu。Cu20在酸性溶液中会转化为Cu和CP；Cu2s

能被浓硝酸氧化为CU(NC>3)2。CU在存在下能与氨水反应生成[CU(NH3)J+；Cu(OH)2能与NaOH反

应生成Na2[Cu(OH)J。3、O?的沸点分别为Tll℃、-182℃O下列说法正确的是

A.$。2的键角比SO3的大B.H—0的键长比H—S的长

C.CM+吸引电子的能力比Cu+的强D.。2分子间作用力比。3的大

【答案】C

【分析】本题考查了价层电子对互斥理论、键长、价层电子排布式和分子间作用力。

【解析】A.SO2的构型为V型键角为107.5。，SO3的构型为平面三角形，键角为120。大，A错误；B.H—O

的键长比H—S的短，B错误；C.C?+的半经小于CJ,且C4+的价层电子排布式为3dx而CJ的价层电

子排布式为3d10,CJ+再吸引一个电子就能达到3d10的稳定结构，而CJ是3d"全充满的稳定结构，因此Cu?+

吸引电子的能力比Cu+的强，C正确；D.分子间作用力受相对分子质量影响，相对分子质量越大，分子间

作用力越大，MO2<MO3,D错误；故选C。

8.（2023•浙江杭州•浙江省临安中学校联考一模）氯化亚飒（SOC1?）又称亚硫酰氯，常温下为黄色的液体，

熔点-104.5℃,沸点78.8℃,常用作有机合成工业中的氯化剂，遇水立即水解。下列说法不E螂的是

A.SOC1?与A1CL6H2。混合共热，可得无水A1CL

B.SOC"的空间结构为平面三角形

C.SOC12与足量NaOH溶液反应生成Na2SO3和NaCl

D.SOBr?熔沸点比SO。高

【答案】B

【解析】A.A1CL6HQ加热生成氯化铝和水，氯化铝水溶液在加热时发生水解生成HC1和A1（OH）3,而

SOQ遇到水，水解生成HC1和SO”其中HC1抑制了氯化铝的水解，最后SO"与A1CL《HQ混合共热，

可得无水A1CL，A正确；B.中心原子S的价层电子对数=3+：（6-2-lx2）=3+l=4,分子结构为三角锥

形，B错误；C.SOC1?遇到水，水解生成HC1和SO2,均与NaOH反应，生成物为Na2sO3和NaCl,C正

确；D.SOBr?和SOCU均为分子晶体，范德华力越大，熔沸点越高，前者的相对分子质量大于后者，故SOBr?

熔沸点比SOCU高，D正确；故答案选B。

9.（2023・重庆・重庆南开中学校考三模）CC1’是一种重要的有机溶剂，其工业制备原理为：

催化剂

CS2+3C12^=CC14+S2C12,下列说法正确的是

A.CS?和CC1,中的C原子杂化方式均为sp'

B.CS?和CC：分子的空间结构分别是V形和正四面体

C.CS?为非极性分子，SzCl?为极性分子

D.液态CL挥发时主要破坏共价键

【答案】C

【解析】A.CS2和CC14中的C原子的价层电子对数分别为2+g（4-2x2）=2、4+1（4-lx4）=4,杂化方

式分别为sp、sp3,故A错误；B.根据CS2和CC14中的C原子的价层电子对数分别为2+g(4-2x2)=2、

4+1(4-lx4)=4,空间结构分别是直线形和正四面体形，故B错误；C.CS2中的C原子的价层电子对数

为2+g(4-2x2)=2,为直线形结构，正负电荷中心重合，为非极性分子；S2cb中S原子的价层电子对数

为2+:(6-2义1)=2+2,正负电荷中心不重合，为极性分子，故C正确；D.液态Cb挥发时克服的是分子

间作用力，化学键没有断裂，故D错误；故答案选C。

10.(2023・重庆•统考三模)我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现，月壤中存在一种含“水”矿物

Ca5(PO4)3(OH)。下列化学用语或图示不正确的是

A.Ca?+的电子式：Ca2+B.P原子的结构示意图：⑨

C.PO：一的空间结构模型：D.凡。的VSEPR模型：

【答案】C

【解析】A.Ca原子失去最外层两个电子变成Ca2+,Ca?+的电子式为Ca?+,A项正确；B.P为15号元素,

核外电子层上电子数分别为2、8、5,B项正确；C.P。：的中心原子上孤电子对数为§-2；4+3=0,则2。：一

的空间结构为正四面体形，C项错误；D.H2O的中心原子上孤电子对数为殳，=2,则H2。的VSEPR

模型为正四面体形，D项正确。

答案选C。

11.(2023•广东•校联考模拟预测)在人类提出水合氢离子概念一百多年来，我们首次在实空间里观测到水

合氢离子的微观结构(两种构型的水合氢离子的结构模型如图)，并发现了一种室温下保持在常压状态具有氢

原子对称化构型的二维冰新物态。下列有关说法正确的是

(a)(b)

A.(a)(b)中O原子均为sp'杂化

B.(a)(b)均可表示为H3O+

C.(a)中存在的化学键有共价键、配位键、氢键

D.水合氢离子组装形成的二维冰相和干冰均为共价晶体

【答案】A

【解析】A.因为(a)(b)中O原子价层电子对数为4,即均为sp3杂化，故A正确；B.(a)结构中，1个水合

氢离子通过氢键和3个水分子作用，(b)结构中，1个氢离子通过氢键和2个水分子作用，不可表示为H3O+,

故B错误；C.(a)中水分子中含有共价键，氧原子上的孤电子对与氢离子通过配位键形成水合氢离子，水

合氢离子通过氢键和3个水分子作用，但氢键不属于化学键，故C错误；D.共价晶体中全部原子间只靠共

价键结合形成空间网状结构，水合氢离子组装形成的二维冰相和干冰均属于分子晶体，故D错误；故选A。

12.(2023•山东•沂水县第一中学校联考模拟预测)石灰氮(CaCN”其中C、N原子间成键方式相同)是一

种氮肥，可与土壤中的H?O反应生成氟胺(HzN-C三N),氟胺可进一步转化为尿素[CO(NH2)2]。下列说法

正确的是

A.cac$的电子式为ca"[:而：：C::N:『-

B.H2O的空间构型与SO?的空间构型相同且两者键角相等

C.鼠胺分子中氮原子的杂化方式为sp2和sp两种

D.CO(NH?)2分子中各元素的电负性大小关系为O>N>H>C

【答案】A

【解析】A.CaCN?是离子化合物，由Ca2+和CN；构成，CN；中C、N原子间共用2对电子、原子外围达

到稳定结构，其电子式为Ca2+[:N::C::N:]2+，A正确；B.凡0中O为sp3杂化，SO?中S为sp?杂化，两分

子均为角形，但键角：H2O<SO2,B错误；C.富胺分子(H2N-C三N)中氨基氮原子杂化方式为sp',C^N

中氮原子杂化方式为SP,C错误；D.非金属性越强电负性越大，CO(NHz)2分子中各元素的电负性大小关

系应为O>N>C>H,D错误；故选：Ao

二、主观题(共3小题，共40分)

13.1985年，Rousssin研究发现了第一个金属原子簇类配位化合物[Fe4s3(NO)7「，其结构如图1,金属原子

簇类化合物与金属原子表面性质相似，具有良好的催化活性等功能。请回答下列问题：

(l)Fe3+的基态核外价电子排布式为。

(2)上述化合物中含有三种非金属元素，试比较三种元素第一电离能由大到小顺序为；

硫可以形成SOCb化合物，则该化合物的空间结构为=

(3)除了氮的氧化物之外，氮还可以形成NO上请写出氮原子杂化方式________o

(4)上述原子簇类配合物，中心原子铁的配位原子是0

(5)配合物Fe(CO)5的熔点一20℃,沸点103℃□可用于制备纯铁。Fe(CO)5的结构如图2所示。下列关于

Fe(CO)5说法正确的是=

A.Fe(CO)5是非极性分子，CO是极性分子

B.Fe(CO)5中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键

C.1molFe(CO)5含有10mol配位键

D.Fe(CO)5=Fe+5co反应中没有新化学键生成

【答案】(每空2分)(l)3d5(2)N>0>S三角锥形⑶sp(4)S、N(5)AC

【解析】(l)Fe位于周期表中第四周期第VID族，Fe3+的基态核外价电子排布式为3d5；(2)化合物中三种非金

属元素为N、0、S,同周期主族元素随着原子序数增大，第一电离能呈增大的趋势，但第HA族和第VA

族元素反常，则三种元素第一电离能由大到小顺序为N>O>S,对于SOCb，其等电子体为SOl，二者结构

相似，根据VSEPR模型，价层电子对数为3+(6—2x3+2)/2=4,则其空间结构为三角锥形；(3)对于N。！，

根据VSEPR模型，价层电子对数为2+(5—2x2—1)/2=2,根据杂化轨道理论，则中心N原子为sp杂化；

(4)直接与中心原子成键的为配位原子，所以中心原子铁的配位原子是N、S；(5)A.看正负电荷中心是否重

叠，Fe(CO)5对称是非极性分子，CO不对称是极性分子，故A正确；B.Fe(CO)5中Fe原子不是以sp3杂化

方式与CO成键，故B错误；C.碳与氧、铁与碳之间形成配位键，111101尸690)5含有1011101配位键，故C

正确；D.化学反应的实质是旧化学键的断裂，新化学键的生成，故D错误。故选AC。

14.(12分)(l)Cu2+处于[Cu(NH3)4]2+的中心,若将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN,则有2种结构，

则C/+是否为Sp3杂化？(填“是”或“否”)，理由为。

(2)用价层电子对互斥理论推断甲醛中H—C—H的键角120。(填或“=")。

⑶SO2cL和SChF?都属于AX4E0型分子，S=O之间以双键结合，S—ChS—F之间以单键结合。请你预测SO2cL

和SO2F2分子的立体构型为oSO2cL分子中/C1-S—C1SO2F2分子中/F—S—F(填

“<”">"或“=")。

(4)抗坏血酸的分子结构如图所示，该分子中碳原子的杂化轨道类型为o

OH

HOOH

【答案】(每空2分)(1)否若是sp3杂化，[Cu(NH3)4]2+的立体构型为正四面体形，将配离子[CU(NH3)4]2

+中的2个NH3换为CN,则只有1种结构

(3)四面体形>

(4)sp2、sp3

【解析】⑴由于将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,有2种结构，说明[Cu(NH3)4]2+形成是平面正

方形结构，012+在平面正方形对角线的交点上；若是Cu2+采用sp3杂化，由于正四面体任何两个顶点都处于

相邻位置，那么[Cu(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形，将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,则只

有1种结构，所以Cu2+不是采用sp3杂化；

(2)甲醛分子中，碳氧之间为双键，根据价层电子对互斥理论可知双键与单键之间的斥力大于单键与单键之

间的斥力，所以H—C—H的键角小于120°.

(3)当中心原子的价层电子对数为4时，VSEPR模型为四面体形，硫原子无孤电子对，所以立体构型为四面

体形；X原子得电子能力越弱，A—X形成的共用电子对之间的斥力越强，F原子的得电子能力大于氯原子，

所以SO2c12分子中ZC1—S—Cl>SO2F2分子中ZF—S—Fo

(4)该分子中亚甲基、次亚甲基上C原子价层电子对个数都是4,连接碳碳双键和碳氧双键的C原子价层电

子对个数是3,根据价层电子对互斥理论，该分子中碳原子的轨道杂化类型，前者为sp3杂化、后者为sp2

杂化；

13.(16分)铁是一种常见的金属，在生产生活中用途广泛。

(1)铁在元素周期表中的位置是，其基态原子的电子排布式为;铁原子核外电子发生跃迁时

会吸收或释放不同的光，可以用摄取铁元素的原子光谱。

(2)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(FesN),NH3分子的立体构型为；Imol

Fe(CO)5分子中含有0键为_______mole

⑶把氯气通人黄血盐｛K4[Fe(CN)6"溶液中，得到赤血盐｛K3[Fe(CN)m，该反应的化学方程式为；

CN-中碳原子的杂化轨道类型为oC、N、。元素的第一电离能的大小顺序为o

【答案】(每空2分)⑴第四周期第VIH族Is22s22P63s23P63d64s2光谱仪

(2)三角锥形10

(3)C12+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6]spN>O>C

【解析】(1)铁原子核外电子数为26,各电子层电子数为2、8、14、2,原子基态时的核外电子排布式为

Is22s22P63s23P63d64s2,所以位于第四周期第VIII族，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，

可以用光谱仪摄取铁元素的原子光；故答案为：第四周期皿族；光谱仪；Is22s22P63s23P63d64s2;

⑵NH3的孤电子对数=y=1,价层电子对数为4,则N为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，由于含有

OmCCmO

一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥形；Fe(CO)5的结构式为。=心：二c=o,其中三键中有一个0键，

CmO

配位键全部为O键，所以ImolFe(CO)5分子中含有◎键为lOmol；

(3)把氯气通人黄血盐｛K4[Fe(CN)6]｝溶液中，得到赤血盐｛K31Fe(CN)6]｝,同时生成氯化钾，反应的化学方程

式为Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6];CN-中C原子价层电子对个数=1+2丁@=2,所以采取sp

杂化；C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次减小，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大

而增大，但第VA族的大于第VIA族的，所以其第一电离能大小顺序是N>O>C；

真题实战演练

1.(2023・浙江•高考真题)下列化学用语表示正确的是

A.中子数为18的氯原子C1

一Is2s2p

B.碳的基态原子轨道表水式：区]及j国|||

F

——

c.BF,的空间结构:B（平面三角形）

八

FF

D.HCI的形成过程：H-Z+^ci：——>H+［：ci：］-

【答案】c

【解析】A.质量数=质子数+中子数，质量数标注于元素符号左上角，质子数标注于左下角，中子数为18

的氯原子的质量数为17+18=35,核素符号为:;C1,故A错误；B.基态碳原子的核外电子排布式为Is22s22P2,

根据洪特规则，2P轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上，且自旋方向相同，轨道表示式：

3S皿川HL故B错误；C.BF3的中心原子B原子孤电子对数=亭=0,价层电子对数=3,空

Is2s2p2

F

I

B

间构型为平面三角形，空间结构模型为:Z故C正确；D.HC1是共价化合物，不存在电子得失,

F

其形成过程应为H•+-Cl：——》H：Cl：，故D错误；故选：Co

•,.・

2.（2023•浙江・高考真题）共价化合物Al2c入中所有原子均满足8电子稳定结构，一定条件下可发生反应:

A12C16+2NH3=2A1（NH3）C13,下列说法不亚做的是

CK/CK/C1

A.Al2cIf的结构式为二Al[二Al：B.AbCL为非极性分子

CK、C1/、C1

C.该反应中NH3的配位能力大于氯D.ALBq比A^CL更难与NHj发生反应

【答案】D

【解析】A.由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子的结构式为

C]QiQ

二AI；二A1，，故A正确；B.由双聚氯化铝分子中所有原子均满足8电子稳定结构可知，分子

CK、C1

Cl\/Cl、/Cl

的结构式为]A1[,则双聚氯化铝分子为结构对称的非极性分子，故B正确；C.由反应

CK、C1

方程式可知，氨分子更易与具有空轨道的铝原子形成配位键，配位能力大于氯原子，故C正确；D.澳元素

的电负性小于氯元素，原子的原子半径大于氯原子，则铝澳键弱于铝氯键，所以双聚澳化铝的铝澳键更易

断裂，比双聚氯化铝更易与氨气反应，故D错误；故选D。

3.（2023•浙江・统考高考真题）下列化学用语表示正确的是

A.H2s分子的球棍模型：O—O~©

B.A1CL的价层电子对互斥模型:

C.KI的电子式：K:1

D.CH3cH（CH2cH的名称：3-甲基戊烷

【答案】D

【解析】A.H2s分子是“V”形结构，因此该图不是H2s分子的球棍模型，故A错误；B.A1CL中心原子价

层电子对数为3+；（3-1义3）=3+0=3,其价层电子对互斥模型为平面三角形，故B错误；C.KI是离子化

.._CH.CH.CHCH.CH,

合物，其电子式：K+［：.1：］，故C错误；D.CH3cH（CH2cH3）2的结构简式为2|23,其

CH3

名称为3-甲基戊烷，故D正确。综上所述，答案为D。

4.（2023・湖南・统考高考真题）下列化学用语表述错误的是

A.HC1O的电子式：H：O：C1：

B.中子数为10的氧原子：［0

C.NH3分子的VSEPR模型:

2s

D.基态N原子的价层电子排布图:El

【答案】C

【解析】A.HC1O中。元素呈负化合价，在结构中得到H和C1共用的电子，因此HC1O的电子式为

H：O：CEA正确；B.中子数为10,质子数为8的O原子其相对原子质量为10+8=18,其原子表

示为tO,B正确；C.根据VSEPR模型计算，NH3分子中有1对孤电子对，N还连接有3和H原子，因此

NE的VSEPR模型为四面体型，C错误；D.基态N原子的价层电子排布为2s22P3,其电子排布图为

2s2p

血王王王’D正确；故答案选C。

5.（2023・湖南•统考高考真题）下列有关物质结构和性质的说法错误的是

A.含有手性碳原子的分子叫做手性分子

B.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点

C.酰