2.1共价分子的空间结构同步练习
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．下列分子的中心原子形成杂化轨道的是
A． B． C． D．
2．下列关于原子杂化类型的说法中，正确的是
A．晶体硅和石英()晶体中的硅原子均采用杂化
B．中的两个碳原子与中的硼原子均采用杂化
C．中的铍原子与中的氧原子均采用杂化
D．中的碳原子与中的两个碳原子均采用杂化
3．下列物质中，既含有离子键又含有非极性共价键的是
A． B． C． D．
4．六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，性质稳定，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起强温室效应，下列有关六氟化硫的推测正确的是
A．各原子均为8电子稳定结构 B．S原子轨道杂化方式与中的S一样
C．六氟化硫分子中只含极性键 D．键是键，键长可能不相等
5．下列说法正确的是
A．SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同
B．H2S、NF3、CH4这一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子或离子的键角不相等
C．的电子式为，离子呈平面正方形结构，SF6分子是正八面体形
D．SO中心S原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形
6．下列有关分子空间结构的说法正确的是
A．HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CCl4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C．分子中键角的大小：BeCl2>SO3>NH3>CCl4
D．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间结构为直线形，成键电子对数等于2，没有孤电子对
7．下列说法中正确的是
A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中每原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C．NH的电子式为，离子呈平面正方形结构
D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
8．下列模型分别表示、、的结构，其中说法正确的是
A．分子中含有键
B．是由非极性键构成的分子
C．分子中有键和键
D．分子中不含非极性键
9．反应可用于实验室制备CO2气体。下列有关该反应中各物质的说法正确的是
A．和均为三原子分子，二者空间结构相同
B．中阴离子的模型为四面体
C．键角由大到小的顺序为
D．根据模型可知，CaCl2的空间结构为直线形
10．下列关于σ 键和π键的说法不正确的是
A．σ 键能单独形成，π键不能单独形成
B．σ 键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ 键，一个π键，三键中一定有一个σ 键，两个π键
D．CH3-CH3、CH2=CH2、CH≡CH中的σ 键都是C-C键，所以键能都相同
11．美国科学家合成了含有的盐类，含有该离子的盐是高能爆炸物质，该离子的结构呈“V”形，如图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该离子的说法中正确的是
A．每个中含有35个质子和36个电子 B．该离子中只含有非极性键
C．1个该离子中含有2个π键 D．与所含电子数相同
12．下列各组分子中的共价键按极性由强至弱排序的是
A．、、、 B．、、、
C．、、、 D．、、、
13．科学家获得了极具理论研究意义的气态分子，其分子结构如图所示。已知断裂键吸收热量，形成键放出热量，根据以上信息判断，下列说法正确的是
A．转变成将放出热量
B．键比键稳定
C．比的总能量低
D．是由极性键组成的分子
14．甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应为。下列有关叙述正确的是
A．和分子中均同时存在键和键
B．分子中键和键的数目之比为
C．分子形成时轨道的其中一种重叠方式是
D．分子中键和键的电子云的对称性相同
15．石灰氮()是一种氮肥，与土壤中的反应生成氰胺()，氰胺可进一步转化为尿素。下列有关说法正确的是
A．的电子式为
B．1个分子中含3个键
C．分子中键与键的个数之比为
D．已知中含有键，1个分子中含有2个键
二、填空题
16．已知键能、键长部分数据如下表：
共价键 键能（） 键长（）
242.7 198
193.7 228
152.7 267
568
431.8
366
298.7
462.8 96
347.7 154
615 133
812 120
413.4 109
390.8 101
607
142
497.3
(1)下列推断正确的是___________（填字母）。
A．稳定性：
B．氧化性：
C．沸点：
D．还原性：
(2)下列有关推断正确的是___________（填字母）。
A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键>双键>单键
B．同种元素形成双键键能一定小于单键的2倍
C．键长越短，键能一定越大
(3)在表中所给（X为卤族元素）分子中，键长最短的是___________，最长的是___________；键的键长___________（填“大于”“小于”或“等于”）键的键长。
17．镓、硅、锗、硒的单质及某些化合物如砷化镓、磷化镓等都是常用的半导体材料。
(1)基态锗原子的核外电子排布式为_____。其属于元素周期表中的____区元素。
(2)锗、砷、硒三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_____，P与Cl能形成PCl3和PCl5两种化合物，但N与Cl只能形成NCl3一种化合物的原因为____。
(3)硅能与氢元素形成丁硅烯(Si4H8)，该分子中σ键与π键个数之比为____。
(4)GeCl3分子中Ga原子的杂化轨道类型为____，GeCl4分子的空间构型为____。
三、结构与性质
18．Ⅰ.回答下列问题：
(1)利用价层电子对互斥模型推测分子或离子的空间结构。
；___________；(共价分子)：___________。
(2)有两种活性反应中间体，它们的粒子中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据下面给出的这两种粒子的结构，写出相应的化学式。
___________；
___________。
(3)按要求写出由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子的化学式。
平面三角形分子：_______，三角锥形分子：________，正四面体形分子________。
Ⅱ．是锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质，它可通过下列反应制备：。
(4)写出基态的电子排布式：___________。
(5)的空间结构是___________。
(6)P、S、N元素第一电离能由大到小的顺序为___________。
(7)氨基乙酸铜分子结构如下，其中碳原子的杂化方式为___________，基态碳原子核外电子有___________种运动状态。
19．铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某FexNy的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)Fe3+基态核外电子排布式为_______。
(2)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σ键的物质的量为_______。
(3)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_______。
(4)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_______。
(5)某FexNy的晶胞图 1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x n) CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化图 2 所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_______。
第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页
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参考答案：
1．B
【详解】A．中O原子价电子对数为，中心原子形成杂化，故不选A；
B．中C原子无孤电子对，形成3个σ键，中心原子形成杂化，故选B；
C．中C原子无孤电子对，形成2个σ键，中心原子形成杂化，故不选C；
D．中C原子价电子对数为，中心原子形成杂化，故不选D；
选B。
2．A
【详解】A．晶体Si和SiO2均为四面体结构，Si原子采用sp3杂化，A正确；
B．CH3CH3中以C为中心形成四面体结构，为sp3杂化，B错误；
C．H2O中O原子的价层电子对数为2+×(6-2×2)=4，为sp3杂化，C错误；
D．C2H4中碳碳之间为双键，采用sp2杂化，D错误；
故选A。
3．A
【详解】A．既含有离子键又含有非极性共价键，钠离子和过氧根离子间存在离子键，过氧根由非极性共价键形成，A正确；
B．NaOH既含有离子键又含有极性共价键，B错误；
C．只含有离子键，C错误；
D．只含有离子键，D错误；
故选A。
4．C
【详解】A．根据题图知，每个F原子和1个S原子形成1个共用电子对，每个S原子和6个F原子形成6个共用电子对，所以F原子都达到8电子稳定结构，但S原子最外层不满足8电子稳定结构，A错误；
B． SO3中S原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化、空间构型为平面正三角形；SF6中S原子孤电子对数=、价层电子对数=6+0=6，空间构型为正八面体形、不可能为sp2杂化，B错误；
C．同种原子间形成非极性键，不同种原子间形成极性键，六氟化硫分子中的键均为极性键，不含非极性键，C正确；
D．六氟化硫分子中的键都是键，六氟化硫分子为正八面体形结构，所以各键的键长与键能都相等，D错误；
故选C。
5．B
【详解】A．SO2中S原子的价层电子对数=2+=3，含一对孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，故A错误；
B．H2S中S原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=2+=4，所以采取sp3杂化，分子构型为V型，NF3中氮原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=3+=4，所以采取sp3杂化，分子构型为四面体型，CH4中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，分子构型为正四面体型，中心原子都是sp3杂化，孤电子对数不同，分子的键角不相同，故B正确；
C．铵根离子与甲烷分子结构相似，都是正四面体结构，故C错误；
D．中S原子孤电子对数==1，价层电子对数=1+3=4，空间构型为三角锥形；故D错误；
故选：B。
6．D
【详解】A．HClO中H原子的最外层电子数为1＋1＝2，不满足8电子稳定结构，BF3中B元素化合价为＋3，B原子最外层电子数为3，所以3＋3＝6，B原子不满足8电子结构；F元素化合价为 1，F原子最外层电子数为7，所以1＋7＝8，F原子满足8电子结构，NCl3中P元素化合价为＋3，N原子最外层电子数为5，所以3＋5＝8，N原子满足8电子结构；Cl元素化合价为 1，Cl原子最外层电子数为7，所以1＋7＝8，Cl原子满足8电子结构，故A错误；
B．P4是四原子的正四面体，键角是60°，而CH4是五原子的正四面体键角都为109°28′，故B错误；
C．BeCl2中Be形成2个σ键，无孤电子对，为sp杂化，键角为180°；SO3中S原子是sp2杂化，分子为平面正三角形构型，键角为120°；NH3中N形成3个σ键，孤电子对数＝，为sp3杂化，为三角锥形，键角大约为107°；CCl4中C形成4个σ键，无孤电子对，为sp3杂化，为正四面体，键角为109°28′，分子中键角的大小：BeCl2＞SO3＞CCl4＞NH3，故C错误；
D．BeF2分子中，铍原子含有两个共价单键，不含孤电子对，所以价层电子对数是2，中心原子以sp杂化轨道成键，价层电子对个数是2且不含孤电子对，为直线形结构，故D正确；
故答案选D。
7．D
【详解】A．BF3分子的电子式为其中B原子未满足8电子稳定结构，A错误；
B．P4为正四面体分子，但其键角为60°，B错误；
C．有4对价层电子对数，无孤对电子对数，则其为正四面体结构而非平面正方形结构，C错误；
D．NH3分子电子式为，有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电子的排斥作用较强，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确；
故选D。
8．C
【详解】A．中含有键，因此分子中所含键的物质的量为，A项错误；
B．根据的结构可知，是由极性键构成的，B项错误；
C．两成键原子之间最多形成1个键，双键中有1个键、1个键，因此乙烯分子中含有键和键，C项正确；
D．C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误；
故选：C。
9．C
【详解】A．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，二者空间结构不同，故A错误；
B．碳酸根离子中碳原子的的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，故B错误；
C．二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2，孤对电子对数为0，分子的空间构型为直线形，键角为180°，碳酸根离子中碳原子的的价层电子对数为3，分子的VSEPR模型为平面三角形，键角为120°，水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，键角约为105°，则二氧化碳、碳酸根离子、水的键角依次减小，故C正确；
D．氯化钙为离子化合物，不能用VSEPR模型预测氯化钙的空间结构，故D错误；
故选C。
10．D
【详解】A．分子中可只含σ键，但含π键时一定含σ键，则σ键一般能单独形成，而π键一般不能单独形成，A正确；
B．σ键为球对称，π键为镜面对称，则σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转，B正确；
C．双键、三键中均只含1个σ键，其余为π键，则碳碳双键中有一个σ键，一个π键，碳碳三键中有一个σ键，两个π键，C正确；
D．三种分子中分别含C-C、C=C、C≡C键和C-H键，所以σ键也包含C-H键，且碳原子与碳原子之间的键长、键能均不相同，D错误；
答案选D。
11．B
【详解】A．每个中含有35个质子和34个电子，故A错误；
B．该离子中的键全部是由N原子形成的，故全部是非极性键，故B正确；
C．1个该离子中含有两个氮氮三键，故含有4个π键，故C错误；
D．和所含电子数分别为34和60，故D错误。
综上所述，答案为B。
12．A
【详解】元素的非金属性越强，电负性越大，吸引电子能力越强，与氢原子形成的共价键的极性越强，则氟、氧、氮、碳四种元素的非金属性依次减弱，电负性依次减弱，氢化物中键的极性也依次减弱，故选A。
13．A
【详解】A．转变成时断裂键，吸收热量，形成键，放出热量，故反应过程中放出的热量为，A正确；
B．由题给信息可知，键键能为，键键能为，键能越大，共价键越稳定，B错误；
C．反应转化为时放出的热量，说明比的总能量高，C错误；
D．中的键是同一元素的原子形成的共价键，属于非极性键，D错误；
答案选A。
14．A
【详解】A．C原子和O原子均以2p轨道成键，且和O2分子中均存在双键，因此同时存在键和键，A项正确；
B．1个分子中含两个C-H键和一个键，单键全是键，双键含一个键和一个键，所以分子中键和键的数目之比应为，B项错误；
C．分子中含键，包含一个键和键，重叠方式分别为“头碰头”和“肩并肩”，没有互相垂直的重叠方式，C项错误；
D．键的电子云呈轴对称，键的电子云呈镜面对称，D项错误。
故选A。
15．C
【详解】A．是共价化合物，电子式为，A错误；
B．单键都是键，三键中含有1个键，则1个分子中含4个键，B错误；
C．1个分子中含4个键，2个键，故键与键的个数之比为，C正确；
D．1个分子中只有1个双键，其余为单键，故1个分子中含有1个键，D错误；
故答案选C。
16．(1)ACD
(2)A
(3) HF HI 大于
【解析】（1）
A．根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A正确；
B．由原子结构知，氯气、溴单质、碘单质的氧化性逐渐减弱，B错误；
C．影响水和氨气沸点的主要因素是分子间存在氢键，由于水分子间氢键比氨分子间氢键作用较强，导致沸点：，C正确；
D．还原性与失电子能力有关，还原性：，D正确；
故选ACD。
（2）
A．由碳碳键的数据知，键能<<，键能越大越稳定，A正确；
B．由键、键的键能知，同种元素形成双键键能不一定小于单键的2倍，B错误；
C．键的键长大于键的键长，但是键的键能反而较小，C错误；
故选A。
（3）
键能越大，键长越短，所以分子中，键长最短的是HF，最长的是HI；相同原子形成的共价键，共用电子对越多，键长越短，故键的键长大于键的键长，故答案为：HF；HI；大于。
17．(1) 1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 p
(2) As>Se>Ge N原子半径较小，且核外只有2s和2p轨道，最多只能形成4个杂化轨道，而P有空的3d轨道可以参与杂化而形成5个杂化轨道
(3)11：1
(4) sp2 正四面体形
【解析】（1）
锗为第32号元素，基态锗原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p2；其属于元素周期表中的p区元素。
（2）
同周期元素从左到右第一电离能逐渐增大，As的4p能级含有3个电子，为半满稳定状态，第一电离能较高，则第一电离能As>Se>Ge；P与Cl能形成PCl3和PCl5两种化合物，但N与Cl只能形成NCl3一种化合物的原因为N原子半径较小，且核外只有2s和2p轨道，最多只能形成4个杂化轨道，而P有空的3d轨道可以参与杂化而形成5个杂化轨道。
（3）
硅能与氢元素形成丁硅烯(Si4H8)，其结构与丁烯类似，该分子中含有8个Si-H，1个Si=Si，2个Si-Si，σ键与π键个数之比11：1。
（4）
GaCl3分子中Ga原子没有孤电子对，价层电子对数为3，杂化轨道类型为sp2，GeCl4分子中Ge的价层电子对数为4，没有孤电子对，空间构型为正四面体。
18．(1) 正四面体形 平面三角形
(2)
(3)
(4)或
(5)正四面体
(6)
(7) 6
【详解】（1）中价电子对数是4，没有孤电子对，空间结构为正四面体形。是型分子，价电子对数是3，没有孤电子对，空间结构是平面三角形。
（2）型分子中，中心原子无孤电子对的呈平面三角形，有一对孤电子对的呈三角锥形，所以分别是。
（3）由第二周期非金属元素的原子构成的中性分子中，呈三角锥形的是，呈平面三角形的是，呈正四面体形的是。
（4）是29号元素，基态的电子排布式为[或。
（5）中心原子P的价电子对数为，无孤电子对，则为杂化，的空间结构是正四面体。
（6）同一主族从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，又因为P原子核外道处于半满结构，更为稳定，所以P的第一电离能大于S，元素第一电离能由大到小的顺序为。
（7）题给分子中只形成单键的碳原子为杂化，形成碳氧双键的碳原子为杂化；碳原子的6个电子的运动状态互不相同，一共有6种运动状态。
19．(1)[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5
(2) sp2和sp3 9 mol
(3)H
(5)Fe3CuN
【详解】（1）铁是26号，Fe3+基态核外电子排布式为[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5，故答案为：[Ar]3d5或 1s22s22p63s23p63d5；
（2）丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是甲基中的C形成3个C―H σ键，1个C―C σ键，为sp3杂化，羰基中的C形成3个C―C σ键，一个π键，故C的杂化方式为sp2；据以上分析1 mol 丙酮分子中含有σ键的物质的量为9 mol，故答案为：sp2；9mol；
（3）C、H、O 三种元素的电负性由小到大的顺序为H
（5）a位置Fe：8×1/8=1，b位置Fe，6×1/2=3，N为1个，从题干图-2看出：Cu替代a位置Fe型产物的能量更低，将化学式由Fe3FeN用铜替换为Fe3CuN，故答案为：Fe3CuN。
答案第1页，共2页
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