2019-2020学年高二化学苏教版选修3同步练习卷：专题4分子空间结构与物质性质第一单元分子构型与物质的性质

第一单元分子构型与物质的性质一、选择题（共10题，每题4分，共40分）1．下列现象中，不能用“相似相溶规则”解释的是()A．酒精与水以任意比互溶B．用纯碱洗涤油脂C．氨易溶于水D．用苯将溴水中的溴萃取出来解析：选B。

酒精与水均为极性分子，且二者之间能形成氢键，酒精易溶于水，A正确；用纯碱洗涤油脂利用的是水解原理，B错误；NH3与H2O均是极性分子，相似相溶，且二者还能形成氢键，增大了其溶解性，C正确；苯与Br2均为非极性分子，互相溶解，D正确。

2．下列有关苯分子中的化学键描述正确的是()A．每个碳原子的一个sp2杂化轨道参与形成大π键B．每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键C．碳原子的3个sp2杂化轨道与其他碳原子形成2个σ键和1个π键D．碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他碳原子的2p轨道形成σ键解析：选B。

杂化轨道只能形成σ键，而不能形成π键。

每个碳原子的两个sp2杂化轨道上的电子分别与邻近的两个碳原子的sp2杂化轨道上的电子配对形成σ键；每个碳原子的另一个sp2杂化轨道上的电子分别与一个氢原子的1s电子配对形成σ键；未参与杂化的2p 轨道形成大π键。

3．下列物质中，既有极性键，又有非极性键的非极性分子是()A．二硫化碳B．甲烷C．一氯乙烷D．乙炔解析：选D。

A、B、D三项分子均为非极性分子，但A、B两项分子中不含有非极性键。

4．下列关于SO2与CO2的说法正确的是()A．都是直线形结构B．中心原子都采取sp杂化C．硫原子和碳原子上都没有孤电子对D．SO2为V形结构，CO2为直线形结构解析：选D。

CO2中碳原子是sp杂化，是直线形结构，SO2中硫原子是sp2杂化，是V 形结构，有一对孤电子对。

5．下列分子中，不含手性碳原子的是()解析：选B。

如果一个碳原子连接四个不同的原子或基团，这样的碳原子叫手性碳原子，B选项中的物质不含这样的碳原子。

6．关于结构如图所示的有机物的叙述中正确的是()A．1 mol此有机物与足量Na发生反应，生成3 mol H2B．分子中有3个手性碳原子C．分子中sp2、sp3杂化的原子个数比为1∶1D．1 mol此有机物与足量H2发生加成反应，有2 mol π键断裂解析：选D。

1 mol此有机物含3 mol —OH，与足量钠反应生成1．5 mol H2；该分子中只有六元环中两个连羟基的碳原子为手性碳原子；连有双键的4个碳原子为sp2杂化，其余3个碳原子及3个氧原子为sp3杂化；与H2加成时碳碳双键中的π键断裂。

7．NH3、H2O、CH4三分子中键角的大小顺序正确的是()A．NH3>H2O>CH4B．CH4>NH3>H2OC．H2O>CH4>NH3D．H2O>NH3>CH4解析：选B。

NH3、H2O、CH4分子的价层电子对模型均为正四面体形，价电子对间的夹角按理应为109．5°，由于NH3分子有一对孤电子对，H2O分子有两对孤电子对，孤电子对对成键电子对有较大的斥力，使成键电子对之间的夹角减小。

所以三个分子的键角从大到小的顺序是CH4>NH3>H2O。

8．下列说法不正确的是()A．HCHO分子中的C原子有两个未参与杂化的2p轨道形成π键B．H2O分子的键角不是90°C．SiH4是正四面体形分子，NCl3是三角锥形分子D．BCl3的空间构型是平面三角形解析：选A。

HCHO中的C原子和O原子各以1个未杂化的2p轨道形成π键，A项错误。

H2O分子的键角为104．5°；SiH4中Si原子和NCl3中的N原子均为sp3杂化，在SiH4中没有孤电子对，其分子构型为正四面体形；NCl3的中心原子N有1个sp3杂化轨道为孤电子对占有，另外3个杂化轨道与Cl原子的3p轨道上的电子成键，故NCl3分子的构型为三角锥形；BCl3中B原子为sp2杂化，BCl3为平面三角形分子，故B、C、D三项均正确。

9．下列叙述正确的是()A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心B．CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心C．H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央D．CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央解析：选C。

本题主要考查常见物质的结构和空间构型。

NH3是三角锥形的立体极性分子，A错；CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构，B错；CO2是C原子在2个O原子中间的直线形分子，D错；水分子是O原子在2个H原子中间的V形分子，即，故选C。

10．下列关于等电子体的说法中，正确的是()A．N2与CO不属于等电子体，故它们的熔、沸点和溶解度相差较大B．PO3－4与SO2－4不属于等电子体，故结构不相似C．NO－2与O3属于等电子体，故NO－2为O2的同素异形体D．苯与硼氮苯(如图)属于等电子体，故硼氮苯中含有大π键解析：选D。

选项A、B中的CO与N2、PO3－4与SO2－4均属于等电子体。

选项C中NO－2与O3属于等电子体，但NO－2与O2不是同素异形体。

二、非选择题（共5题，每题12分，共60分）11．指出下列原子的杂化轨道类型及分子的结构式、空间构型。

(1)CO2分子中的C采取________杂化，分子的结构式为________________，空间构型是________。

(2)CH4分子中的C采取__________杂化，分子的结构式为________________，空间构型是________。

(3)H2S分子中的S采取__________杂化，分子的结构式为________________，空间构型是________。

解析：杂化轨道所用原子轨道的能量相近，且杂化轨道只能用于形成σ键和容纳孤电子对，剩余的p轨道还可以形成π键。

杂化轨道类型决定了分子(或离子)的空间构型，如sp3杂化轨道间的夹角为109．5°，空间构型为四面体形，分子的空间构型为四面体形、三角锥形或V形。

因此，也可根据分子的空间构型确定分子(或离子)中杂化轨道的类型，如CO2为直线形分子，因此分子中杂化轨道类型为sp杂化。

答案：(1)sp O==C==O直线形(2)sp3正四面体形(3)sp3V形12．1919年，Langmuir提出等电子原理：原子数相同、电子数相同的分子，互称为等电子体。

等电子体的结构相似、物理性质相近。

(1)根据上述原理，仅由第2周期元素组成的共价分子中，互为等电子体的是________和________；________和________。

(2)此后，等电子原理又有所发展。

例如：由短周期元素组成的微粒，只要其原子数相同，各原子最外层电子数之和相同，也可互称为等电子体，它们也具有相似的结构特征。

在短周期元素组成的物质中，与NO－2互为等电子体的分子有________、________；这些等电子体的空间构型为________形。

(3)CS2、BeCl2(g)、NO＋2具有相同的通式：AX2，它们的价电子总数都是16，因此，它们的结构与由第2周期两元素组成的________分子的结构相同，微粒呈________形，中心原子采取________杂化。

(4)CO2－3、NO－3等微粒具有相同的通式：________，它们的总价电子数都等于________，因此，它们与由第ⅥA 族两元素组成的________分子结构相同，呈________形，中心原子都采取________杂化。

答案：(1)N2CO CO2N2O(2)O3SO2V(3)CO2(或N2O)直线sp(4)AX324SO3平面三角sp213．元素X和Y属于同一主族。

负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体，其中X的质量分数为88．9%；元素X和元素Y可以形成两种化合物，在这两种化合物中，X的质量分数分别为50%和60%。

(1)在X和Y两种元素形成的化合物中：①X的质量分数为50%的化合物的化学式为________；该分子的中心原子发生________杂化，分子构型为________。

②X的质量分数为60%的化合物的化学式为________；该分子的中心原子发生________杂化，分子构型为________。

(2)由元素X、Y和氢三种元素形成的化合物常见的有两种，其水溶液均呈酸性，试分别写出其分子式：________、________，两种酸的酸根阴离子分别为________和________，其空间构型分别为________和________。

(3)在由氢元素与X元素形成的化合物中，含有非极性键的是________(写分子式)，分子构型为V形的是________(写分子式)。

解析：本题综合考查元素推断、轨道杂化以及分子构型和物质性质。

根据氢化物化学式H2X，知M（X）M（X）＋2×100%＝88．9%。

可推知，X的相对原子质量为16，则X为O，Y为S，则其氧化物为SO2、SO3，形成的酸分别为H2SO3和H2SO4，对应的酸根阴离子分别为SO2－3和SO2－4。

对于各种微粒的空间构型，如SO2、SO3、SO2－3和SO2－4，可依据步骤依次判断如下：2222H2O2分子中存在非极性键“—O—O—”。

答案：(1)①SO2sp2V形②SO3sp2平面三角形(2)H2SO3H2SO4SO2－3SO2－4三角锥形正四面体形(3)H2O2H2O14．有A、B、C、D、E五种元素，它们的原子序数依次增大，且都小于20。

其中D、E是金属元素；A与E属同一主族，且最外层只有1个电子，其中A的原子核内没有中子，E单质与水剧烈反应并伴有一定的燃烧现象；D原子的电子层数与最外层电子数相同，且次外层具有8个电子；C原子最外层电子数是次外层电子数的3倍；B原子的最外层电子数是奇数，其单质在常温下为难以液化的气体。

请推断并回答：(1)A～E的元素符号分别为A________、B________、C________、D________、E________。

(2)B单质的电子式为________。

(3)在这五种元素之中，A与C组成的具有共价键的三原子分子是________，A与B形成的具有极性键的四原子分子是________，这两种分子组成的物质互相________(填“溶解”或“不溶解”)，原因是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________。

解析：A最外层有1个电子且核内没有中子，知为氢元素；E与A同主族，且原子序数小于20，知为钠、钾中的一种，又因E单质与水剧烈反应并伴有燃烧现象，知为钾元素；D原子次外层有8个电子，即D核外至少有3个电子层，又因电子层数等于最外层电子数，加之原子序数又小于20，故D为铝元素；C最外层电子数是次外层电子数的3倍，C只能是氧元素；B的原子序数小于C的，最外层电子数是奇数且形成气体，故为氮元素，氮气难液化符合题意。