2.2 分子的空间结构 课时作业
一、单选题
1．在物质分类中常存在包含关系，如图A包含B。下列关系中不属于前者包含后者的是（ ）
A．脂环化合物；
B．取代反应；卤代烃水解
C．芳香烃；苯的同系物
D．分子结构的鉴定方法；红外光谱、核磁共振氢谱
2．是常见的补铁剂。下列说法正确的是（ ）
A．中子数为10的氧原子：
B．其中碳原子的杂化类型：和
C．的名称：胺基
D．基态的价电子的排布图：
3．下列分子中的所有原子均在同一平面内的是（）
A．甲烷 B．乙烯 C．乙酸 D．甲苯
4．下列四幅谱图是结构简式为CH3CH2OH、CH3OCH3、CH3CH2CH2OH和 的核磁共振氢谱，其中属于CH3CH2CH2OH的谱图是( )
A． B．
C． D．
5．甲烷是最简单的有机化合物，其分子结构为（ ）
A．V形 B．直线形 C．三角锥形 D．正四面体形
6．下列化学用语或图示错误的是
A．1－丁烯的实验式：CH2
B．的VSEPR模型：
C．基态Cr原子的价层电子排布式：3d54s1
D．HCl分子中σ键的形成：
7．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型正确的是（ ）
选项 分子式 中心原子杂化方式 VSEPR模型名称 空间结构
A sp V形 V形
B sp2 平面三角形 三角锥形
C sp2 四面体形 平面三角形
D sp3 正四面体形 正四面体形
A．A B．B C．C D．D
8．CH3+、﹣CH3、CH3﹣都是重要的有机反应中间体，有关它们的说法正确的是（ ）
A．它们互为等电子体，碳原子均采取sp2杂化
B．CH3﹣与NH3、H3O+互为等电子体，中心原子均为sp3杂化，几何构型均为正四面体形
C．CH3+中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面
D．CH3+与OH﹣形成的化合物中含有离子键
9．下列分子或离子的空间构型为平面三角形的是（ ）
A． B． C． D．
10．用分子结构知识推测下列说法正确的是（ ）
A．与分子均呈V形
B．乙炔分子中碳原子采取sp杂化，分子中键与键的数目之比为3∶2
C．与的VSEPR模型均为正四面体形
D．与分子中均含有键，均能发生加成反应
11．下列物质中，分子的立体结构与水分子相似的是（ ）
A．H2S B．CO2 C．PCl3 D．CH4
12．有机物Y的分子式为C4H8O2，其红外光谱如图所示，则该有机物可能的结构简式为（ ）
A．CH3COOCH2CH3 B．OHCCH2CH2OCH3
C．HCOOCH2CH2CH3 D．（CH3）2CHCOOH
13．治疗新冠肺炎药物瑞德西韦的主要成分结构如图。下列说法错误的是（ ）
A．分子中存在σ键、π键
B．分子中的N—H键的键能小于O—H键的键能
C．分子中P原子的杂化方式为sp2
D．该分子能发生加成反应
14．模型在科学认识中具有描述、解释和预测等功能。下列有关化学模型的说法错误的是（ ）
A．金属晶体的简单立方堆积是密置层得到的一种堆积方式
B．氯化钠和氯化铯晶体中氯离子的配位数不同可用阳离子与阴离子的半径比不同解释
C．由NH3和BF3易化合生成H3NBF3可预测H3NBF3中含有配位键
D．根据VSEPR理论可推测BF3的键角大于BF
15．硒(Se)是人体必需的微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。G 种含Se的新型AIE分子(Ⅳ)的合成路线如图：
下列说法错误的是（ ）
A．N原子的基态电子轨道表示式为
B．0.1mol I中共含2.5mol 键
C．Ⅱ中碳原子的杂化轨道类型为、sp
D．Ⅲ中N、O、S的电负性：O>S>N
16．下列常见分子中心原子的杂化轨道类型是sp3的是（ ）
A．BF3 B．PH3 C．SO2 D．CO2
二、综合题
17．芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。
（1）天冬酰胺所含元素中， (填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
（2）天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有 种。
（3）H2S和H2Se的参数对比见下表。
化学式 键长/nm 键角 沸点/℃
H2S 1.34 92.3° －60.75
H2Se 1.47 91.0° －41.50
①H2Se分子中含有的共价键类型为 (填“σ”或“π”)。
②H2S的键角大于H2Se的原因可能为 。
③H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。
（4）已知钼(Mo)位于第五周期ⅥB族，钼、铬、锰的部分电离能如下表所示：
编号 I5/kJ·mol－1 I6/kJ·mol－1 I7/kJ·mol－1 I8/kJ·mol－1
A 6990 9220 11500 18770
B 6702 8745 15455 17820
C 5257 6641 12125 13860
A是 (填元素符号)，B的价电子排布式为 。
18．锌是人体必需的微量元素之一，常被人们誉为生命之花和智力之源。乳酸锌是常见的补锌剂，制取原理为(C3H5O3)2Ca+ZnSO4＝(C3H5O3)2Zn+CaSO4↓。回答下列问题：
（1）基态Zn原子的价电子排布式为 。
（2）氧元素的原子核外有 种不同运动状态的电子，有 种不同能量的电子，下列不同状态的氧原子其能量最低的是 （填字母）。
A． B．
C． D．
（3）乳酸(CH3CHOHCOOH)分子中碳原子的轨道杂化类型为 ，分子中第一电离能最大的原子是 。
（4）SO3分子的空间构型为 ；与为等电子体的分子为 （写一种）。
19．A,B,C,D,E,G六种元素均为前四周期元素,原子序数依次增大。A原子核外的L层电子数是K层的两倍；C原子核外的最外层中只有两对成对电子，D在元素周期表的各元素中电负性最大，E和C同主族，G是前四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素。
请回答下列问题:
（1）A,B,C的第一电离能从小到大的顺序为 。(用元素符号表示)
（2）AC2与EC2分子的空间构型分别是 和 。相同条件下EC2在水中的溶解度比AC2更大，理由是 。
（3）用氢键表示式写出D的氢化物在水溶液中存在的任意一种氢键 。
（4）G的价电子排布式为 ；G 与CO形成的配合物G(CO)6中，1 mol G(CO)6中含有的σ键数目为 。
（5）和G同周期的铁元素,其单质及其化合物应用广泛。
①某有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3的名称叫三硝酸六尿素合铁，是一种配合物。该配合物中所含的阴离子的空间构型为 ，写出一个与该阴离子互为等电子体的分子 。
②氯化亚铁的熔点为674℃，而氯化铁的熔点仅为282℃，二者熔点存在差异的主要原因是 。
20．氮循环是自然界中一种重要的物质循环方式，主要有以下 2 种方式：
①N2→NO→NO2→HNO3→ (硝酸盐) N2
②N2 NH3 N2
（1）通常我们把大气中游离态的氮转化为氮的化合物的过程称为氮的固定，主要有 3 种途径。如上① N2→NO
称为大气固氮，② N2 NH3 称为 ，还有 1 种是工业固氮，其反应的化学方程式是 。
（2）在自然界中第①种循环是很少的，主要是第一步 N2→NO 的反应很难发生，请结合 N2的结构说明 N2→NO
的反应很难发生的原因 。
（3）写出氮循环①中 NO2→HNO3
的化学方程式 。
（4）写出氮循环②中 NH3 的电子式 ，其空间构型是 。写出 NH 的检验方法 。
（5）P 和N 属于周期表的 族，非金属性较强的是 (用元素符号表示)，举一个能证明该结论的实验事实 。
21．研究发现，在CO2低压合成甲醇反应（CO2+3H2=CH3OH+H2O）中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
（1）Co基态原子核外电子排布式为 。元素Mn与O中，第一电离能较大的是 ，基态原子核外未成对电子数较多的是 。
（2）CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为 和 。
（3）在CO2和H2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点从高到低的顺序为 ，原因是 。
（4）硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在 。
答案解析部分
1．【答案】A
【解析】【解答】A． 是稠环化合物，不是脂环化合物，故A符合题意；
B．卤代烃水解属于取代反应，故B不符合题意；
C．含有苯环的烃属芳香烃，则苯的同系物属芳香烃，故C不符合题意；
D．利用红外光谱、核磁共振氢谱等现代物理方法均可测定有机物的分子结构，是常用分子结构的鉴定方法，故D不符合题意；
故答案为:A。
【分析】A.脂环化合物中不含苯环；
B.卤代烃的水解反应也属于取代反应；
C.苯的同系物属于芳香烃；
D.红外光谱、核磁共振氢谱都是分子结构的鉴定方法。
2．【答案】B
【解析】【解答】A．中子数为10的氧原子，质量数为8+10=18，表示为：，A不符合题意；
B．分子中的C=O上的碳原子为杂化，亚甲基上的碳原子为杂化，B符合题意；
C．的名称为氨基，C不符合题意；
D．基态的价电子的排布图为，D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.中子数为10的氧原子，质量数为8+10=18；
C.的名称为氨基；
D.基态的价电子排布式为3d6，电子排布图为。
3．【答案】B
【解析】【解答】A、甲烷是正四面体结构，所有原子不可能在同一个平面上，故A不符合题意；
B、乙烯是平面结构，所有原子在同一个平面上，故B符合题意；
C、乙酸中含有甲基，具有甲烷的结构特点，所有原子不可能在同一个平面上，故C不符合题意；
D.甲苯中含有甲基，具有甲烷的结构特点，所有原子不可能在同一个平面上，故D不符合题意。
故答案为：B。
【分析】结构中只要出现烷基，所有原子一定不在同一平面。
4．【答案】A
【解析】【解答】CH3CH2CH2OH共有4种不同等效氢原子，在核磁共振氢谱图上会显示出4种比较大的信号峰，故答案为A。
故答案为：A
【分析】等效氢的判断方法：1、同一个碳上的氢等效；2、同一个碳上的甲基上的氢等效；3、处于对称位置的氢等效。
5．【答案】D
【解析】【解答】甲烷的结构是由一个碳和四个氢原子透过sp3杂化的方式化合而成，并且是所有烃类物质中含碳量最小，且含氢量最大的碳氢化合物，因此甲烷分子的分子结构是一个正四面体的结构，碳大约位于该正四面体的几何中心，氢位于其四个顶点，且四个碳氢键的键的键角相等、键长等长。
故答案为：D。
【分析】甲烷为正四面体形。
6．【答案】B
【解析】【解答】A.1-丁烯的结构简式：CH2═CH-CH2CH3，其实验式为CH2，选项A不符合题意；
B．的中心原子价层电子对数为，故其VSEPR模型为四面体形，选项B符合题意；
C．基态 Cr 原子为24号元素，价电子排布式为3d54s1，选项C不符合题意；
D．HCl分子中σ键的形成：，选项D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A.2-丁烯的分子式为C4H8，实验式为CH2；
B.中S原子的价层电子对数为4，含有一个孤电子对；
C.Cr为24号元素，其价层电子排布式：3d54s1；
D.HCl分子中σ键的形成是氢原子s电子和氯原子的3p电子形成一对共用电子对，形成σ键。
7．【答案】D
【解析】【解答】A．分子中心原子杂化方式sp价层电子对互斥模型为直线形，没有孤电子对，分子的立体构型为直线形，故A不符合题意；
B．HCHO分子中心原子杂化方式sp2价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角形，故B不符合题意；
C．离子中心原子杂化方式sp2价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤电子对，离子的立体构型为平面三角形，故C不符合题意；
D．离子中心原子杂化方式sp3价层电子对互斥模型为正四面体，没有孤电子对，离子的立体构型为平面三角形，故D符合题意；
故答案为：D。
【分析】 孤对电子数计算公式为：孤电子数=1/2*(a-xb) ，其中a为中心原子的价电子数，x为与中心原子结合的原子数，b为中心原子结合的原子最多能接受的电子数，再确定共用电子对数，从而确定价层电子对数，确定中心原子杂化方式和VSEPR模型名称 ，实际空间构型就是 VSEPR模型去掉孤对电子后的构型。
8．【答案】C
【解析】【解答】解：A．CH3+、﹣CH3、CH3﹣原子个数相等但价电子数不等，所以不是等电子体，故A错误；
B．CH3﹣与NH3、H3O+原子个数相等、价电子数相等互为等电子体，CH3﹣价层电子数个数是3且不含孤电子对、NH3价层电子对个数是4且含有一个孤电子对、H3O+价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，所以其中心原子分别为sp2杂化、sp3杂化、sp3杂化，几何构型分别为平面三角形、三角锥形、三角锥形，故B错误；
C．CH3+中价层电子对个数是3且不含孤电子对，所以碳原子采取sp2杂化，为平面三角形，所以所有原子均共面，故C正确；
D．CH3+与OH﹣形成的化合物中只含共价键不含离子键，故D错误；
故选C．
【分析】原子个数相等、价电子数相等的微粒为等电子体，根据价层电子对互斥理论确定中心原子杂化类型，价层电子对个数=配原子个数+孤电子对个数，据此分析解答．
9．【答案】D
【解析】【解答】A.SiH4中Si原子形成四个单键，其孤对电子对数为0，中心原子为sp3杂化，为正四面体型，A不符合题意；
B.H3O+中O原子形成三个单键，孤对电子数为：，中心原子为sp3杂化，为三角锥形，B不符合题意；
C.SO32-中S原子形成三个单键，孤对电子数为：，中心原子为sp3杂化，为三角锥形，C不符合题意；
D.NO3-中N原子形成三个单键，孤对电子数为：，中心原子为sp2杂化，为平面三角形，D符合题意；
故答案为：D
【分析】立体构型为平面三角形的分子应含有三个单键，且没有孤对电子，中心原子为sp2杂化，据此结合选项所给物质进行分析。
10．【答案】B
【解析】【解答】A．BeCl2分子中，中心Be原子发生sp杂化，分子呈直线形，故A不符合题意；
B．乙炔分子结构式为H－C≡C－H，C原子为sp杂化，σ键与π键数目之比为3：2，故B符合题意；
C．BF3的中心B原子价电子对数为3，VSEPR模型呈平面三角形，故C不符合题意；
D．NH3分子中均是单键，结构中不含π键，不能发生加成反应，故D不符合题意；
故答案为：B。
【分析】A、杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，杂化轨道数=2，为直线；
杂化轨道数=3，成键电子数=3，为三角形；
杂化轨道数=3，成键电子数=2，为V形；
杂化轨道数=4，成键电子数=4，为四面体；
杂化轨道数=4，成键电子数=3，为三角锥；
杂化轨道数=4，成键电子数=2，为V形；
B、σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；π键即不饱和键，即每一个共价键中除了σ键以外的就是π键；
C、 VSEPR模型 要考虑谷电子对；
D、氨分子不含π键。
11．【答案】A
【解析】【解答】H2O分子是V形结构，然后根据物质结构分析判断。
A．H2S分子中的中心S原子采用sp3杂化，由于S原子上有2对孤电子对，因此H2S呈V形，A符合题意；
B．CO2分子中的中心C原子采用sp杂化，由于C原子与2个O原子形成四对共用电子对，键角是180°，因此CO2呈直线形，B不符合题意；
C． PCl3分子中的中心P原子采用sp3杂化，由于P原子上有1对孤电子对，因此PCl3呈三角锥形，C不符合题意；
D．CH4分子中的中心C原子采用sp3杂化，C原子上与4个H原子形成4个共价键，键角是108°28′，因此CH4呈正四面体形，D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】H2O的立体结构为V型，H2S的立体构型为V型；CO2的立体构型为直线型；PCl3的立体构型为三角锥形；CH4的立体构型为正四面体。
12．【答案】A
【解析】【解答】由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3，因此该分子中有2个CH3，由图也可以看出含有C=O双键、C-O-C单键，则A的结构简式为CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3，
故答案为：A。
【分析】本题考查有机物结构式的确定，侧重分析与应用能力的考查，把握图中信息及官能团的确定为解答的关键。
13．【答案】C
【解析】【解答】A．分子中所有单键都是σ键，碳氮三键、碳氧双键等含有π键，A不符合题意；
B．N原子半径大于O，所以分子中的N-H键的键能小于O-H键的键能，B不符合题意；
C．根据该物质的结构简式可知，该分子中P原子的成键方式与PO 类似，价层电子对数为4，杂化方式为sp3，C符合题意；
D．分子中含有苯环、碳氮三键等，能发生加成反应，D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】A.分子中含有单键和双键和三键，单键是 σ键 ，而双键或三键中含有Π键
B.键能主要和半径有关，半径越大键能越小，而氮原子半径大于氧原子半径
C.根据p原子的配位方式，即可判断杂化方式
D.含有不饱和键，可以发生加成
14．【答案】A
【解析】【解答】A．密置层包括六方最密堆积和面心立方最密堆积，非密置层包括简单立方堆积和体心立方堆积，故金属晶体的简单立方堆积是非密置层得到的一种堆积方式，故A符合题意；
B．钠的离子半径比铯小，两种晶体中阴阳离子半径之比不同，导致配位数不同，钠离子配位数为6，铯离子配位数为8，导致晶体结构不同，故B不符合题意；
C．NH3中N原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，N原子含有3个键和一对孤电子对，NH3和BF3化合生成H3NBF3时，N原子的孤电子对与B原子的空轨道形成配位键，故C不符合题意；
D．根据VSEPR理论可推测，BF3中价层电子对个数=3+×（3-3×1）=3，所以为平面三角形结构，键角为120°，BF中价层电子对个数=4+×（3+1-4×1）=4，所以为正四面体结构，键角为109.5°，故BF3的键角大于BF，故D不符合题意；
故答案为：A。
【分析】A．密置层包括六方最密堆积和面心立方最密堆积，非密置层包括简单立方堆积和体心立方堆积；
B．两种晶体中阴阳离子半径之比不同，配位数不同；
C．依据孤电子对与原子的空轨道形成配位键；
D．依据空间构型分析。
15．【答案】D
【解析】【解答】A．N原子有7个电子，按排布规则基态电子轨道表达式为，A不符合题意；
B．每个苯环碳碳键之间存在6个键，碳氢键有5个键，Se与苯环之间均为键，共25个键，故0.1molⅠ共2.5mol键，B不符合题意；
C．Ⅱ中没有饱和碳原子，碳原子的杂化轨道类型为、sp，C不符合题意；
D．Ⅲ中N、O、S的电负性：O>N>S，D符合题意；
故答案为：D。
【分析】A、氮原子为7号元素，有7个电子，1s排2个，2s排2个，2p排3个；
B、σ键即配对原子个数，即每一个共价键中必定含有一个σ键；
C、杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数，若杂化轨道数=2，为sp杂化，杂化轨道数=3，为sp2杂化，杂化轨道数=4，为sp3杂化；
D、同一周期，从左到右电负性增强，同一主族，从上到下减弱。
16．【答案】B
【解析】【解答】A.BF3中中心原子B上的孤电子对数为 （3-3 1）=0，成键电子对数为3，价层电子对数为0+3=3，B原子为sp2杂化；
B.PH3中中心原子P上的孤电子对数为 （5-3 1）=1，成键电子对数为3，价层电子对数为1+3=4，P原子为sp3杂化；
C.SO2中中心原子S上的孤电子对数为 （6-2 2）=1，成键电子对数为2，价层电子对数为1+2=3，S原子为sp2杂化；
D.CO2中中心原子C上的孤电子对数为 （4-2 2）=0，成键电子对数为2，价层电子对数为0+2=2，C原子为sp杂化；中心原子为sp3杂化的是PH3，
故答案为：B。
【分析】根据中心原子的股电子对数和价层电子对数判断中心原子的杂化方式。
17．【答案】（1）氮
（2）2
（3）σ；S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，键角大；强
（4）Mn；3d54s1
【解析】【解答】（1）根据天冬酰胺结构可判断所含元素为碳、氢、氧、氮；C、H、N、O的价电子排布式分别为：2s22p2、1s1、2s22p3、2s22p4，未成对电子分别为：2、1、3、2，所以氮元素未成对电子最多，
故答案为：碳、氢、氧、氮；氮；
（2）根据题干给的天冬酰胺结构可以看出碳原子形成的化学键的类型有单键和双键，碳原子以sp3和sp2杂化，所以碳原子的杂化类型有2种，
故答案为：2；
（3）①O、S、Se是同一主族的元素，H2Se的结构与H2O相似，其结构式：H-Se-H, H-Se是单键，所以H-Se的共价键类型为σ键，
故答案为：σ键；
②由于S的电负性比Se大，使共用电子对间的排斥力变大，因而H2S的键角更大；（或者由于H-S键键长比H-Se键长短，两氢原子距离更近，斥力更强，因而H2S的键角更大），
故答案为：S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，使H2S的键角更大；
③无氧酸的酸性强弱看非金属性的强弱，非金属性越强，与氢元素的结合能力越强，在水溶液中就越难电离，酸性就越弱。由于S的非金属性大于Se的非金属,所以酸性:H2Se＞H2S，
故答案为：强；
（4）钼和铬在同一副族，性质存在相似性和递变性，故电离能也存在相似性，B、C电离能变化相似，且铬的金属性小于钼，故铬的电离能比钼的相应要大，故B为铬，C为钼，A代表锰元素，元素符号为：Mn，铬的价电子排布为：3d54s1，
故答案为：Mn；3d54s1。
【分析】（1）根据天冬酰胺结构可判断所含元素为C、H、N、O，根据价电子排布式可知未成对电子的多少；
（2）从结构中看碳原子形成的化学键的类型，根据碳原子中单键以sp3杂化，双键以sp2杂化，三键以sp杂化判断；
（3）①根据H2Se的结构确定所含的化学键；
②根据键角的影响因素分析；
③根据酸性的影响因素分析；
（4）根据金属性和电离能的关系及同族性质的相似性判断元素，从而写出价电子排布式；
18．【答案】（1）3d104s2
（2）8；3；A
（3）sp2、sp3；O
（4）平面三角形；SiF4或(CF4、CCl4)
【解析】【解答】(1)Zn是30号元素，基态Zn原子的价电子排布式为3d104s2；答案为：3d104s2；
(2)氧元素是8号元素，电子排布式为：1s22s22p4，原子核外有8种不同运动状态的电子，同一能级的电子其能量相同，故有3种不同能量的电子；
分析A、B、C、D选项中四种氧原子的电子排布图可知，C、D是激发态，能量较高，B中的原子排布不符合洪特规则，A项中符合泡利不相容原理和洪特规则。其能量最低；
答案为：8；3；A；
(3)乳酸(CH3CHOHCOOH)分子中羧基中的碳原子形成2个单键和1个双键，碳原子采用sp2杂化，剩余2个碳原子形成4个单键，碳原子采用sp3杂化；分子中C、H、O三种原子相比较，同周期从左至右。第一电离能总体上呈增大趋势。故第一电离能最大的是O；答案为：sp2、sp3；O；
(4)SO3分子的中心原子价电子对数为3，通过价层电子对互斥模型进行判断，其孤电子对为0，则SO3分子的空间构型为平面正三角形；含有5个原子，价电子个数为32个，则与互为等电子体的分子可以为SiF4、CF4、CCl4等；答案为：平面三角形；SiF4或(CF4、CCl4)。
【分析】(1)Zn是30号元素，基态Zn原子的价电子排布式为3d104s2；
(2)氧元素是8号元素，电子排布式为：1s22s22p4，原子核外有8种不同运动状态的电子，有3种不同能量的电子，A、B、C、D四种氧原子中C、D是激发态，能量较高，A、B中B的原子排布不符合洪特规则，则能量最低的是A；
(3)乳酸(CH3CHOHCOOH)分子中羧基中的碳原子形成2个单键个1个双键，碳原子采用sp2杂化，剩余2个碳原子形成4个单键，碳原子采用sp2杂化；分子中C、H、O三种原子相比较，第一电离能最大的是O；
(4)NO3-分子的中心原子价电子对数为3，孤电子对为0，NO3-分子的空间构型为平面正三角形；含有5个原子，价电子个数为32个，则与互为等电子体的分子可以为 SiF4或CF4、CCl4 等。
19．【答案】（1）C
（3）F—H…F、F—H…O、 O—H…F或O—H…O中的任意一种
（4）3d54s1；12NA
（5）平面三角形；BF3或SO3；氯化亚铁为离子晶体，氯化铁为分子晶体，离子键的作用力大于分子间作用力
【解析】【解答】A、B、C、D、E、G六种元素均为前四周期元素,原子序数依次增大。A原子核外的L层电子数是K层的两倍则A为碳元素；C原子核外的最外层中只有两对成对电子则电子层排布为1s22s22p4，C为氧元素，故B为氮元素，D在元素周期表的各元素中电负性最大为氟元素，E和C同主族则E为硫元素，G是前四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素则电子排布式为[Ar] 3d54s1，G为Cr元素。(1)A、B、C为C、N、O，非金属性越强，第一电离能越大。但由于N中的2p是半充满，稳定性强，所以第一电离能大于O的，顺序为N＞O＞C；(2) CO2分子为直线型对称结构；SO2分子为V形结构；CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”原理，SO2在H2O中的溶解度更大；(3)HF水溶液中存在的所有氢键为：F-H…F、F-H…O、O-H…F、O-H…O；(4)G为铬元素，为24号元素，其价电子排布式为3d54s1；每个CO中含有1个σ键，C-Cr之间形成σ配位键，G 与CO形成的配合物Cr(CO)6中，1 mol Cr(CO)6中含有的σ键数目为6 NA +6 NA =12 NA；(5) ①某有机铁肥[Fe(H2NCONH2)6] (NO3)3的阴离子为NO3-，NO3-中中心原子价层电子对个数= =3，氮原子sP2杂化，轨道构型为平面三角形，成键原子有3个，分子空间构型为平面三角形；与阴离子NO3-互为等电子体的分子有BF3或SO3；②氯化亚铁的熔点为674℃，而氯化铁的熔点仅为282℃，二者熔点存在差异的主要原因是氯化亚铁为离子晶体，氯化铁为分子晶体，离子键的作用力大于分子间作用力。
【分析】（1）同一周期的元素，原子由左至右第一电离能呈现增大的趋势，但是由于第IIA族和第VA族存在全满和半满的状态，因此第一电离能大于相邻元素的第一电离能；
（2）”相似相溶“原理告诉我们，极性分子更容易溶解于极性分子；非极性分子更溶于非极性分子中；
（3）氢原子与电负性大的原子X以共价键结合，若与电负性大、半径小的原子Y（O F N等）接近，在X与Y之间以氢为媒介，生成X-H…Y形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用，称为氢键；
（4）价电子排布式是原子在参与化学反应时能够用于成键的电子，是原子核外跟元素化合价有关的电子。在主族元素中，价电子数就是最外层电子数。副族元素原子的价电子，除最外层电子外，还可包括次外层电子。主族元素的价层电子指最外层电子，价电子排布式即外围电子排布式；
（5）等电子体是指价电子数和原子数（氢等轻原子不计在内）相同的分子、离子或原子团。有些等电子体化学键和构型类似。可用以推测某些物质的构型和预示新化合物的合成和结构。
20．【答案】（1）生物固氮；N2+3H2 2NH3
（2）化学反应的实质是先断键，后成键，N 和N 之间有三根共价键，键能很大，很难断开，所以反应很难进行
（3）3NO2+H2O = 2HNO3+NO
（4）；三角锥形；取样，滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有
（5）ⅤA；N；酸性：HNO3＞H3PO4
【解析】【解答】(1)根据题意N2 NH3是生物将游离态的氮气转变为化合态的氮，称为生物固态，还有1 种是工业固氮，是氢气和氮气在高温高压催化剂作用下反应生成氨气，其反应的化学方程式是N2+3H2 2NH3。
(2)在自然界中第①种循环是很少的，主要是第一步 N2→NO 的反应很难发生，请结合 N2的结构说明 N2→NO 的反应很难发生的原因化学反应的实质是先断键，后成键，氮氮之间有三根共价键，键能很大，很难断开，所以反应很难进行；故答案为：化学反应的实质是先断键，后成键，N 和N 之间有三根共价键，键能很大，很难断开，所以反应很难进行。
(3)氮循环①中 NO2→HNO3化学方程式3NO2+H2O = 2HNO3+NO；故答案为：3NO2+H2O = 2HNO3+NO。
(4)氮循环②中 NH3 的电子式 ，其空间构型是三角锥形。NH 的检验方法取样，滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有 ；故答案为： ；三角锥形；取样，滴加氢氧化钠溶液并加热， 产生能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体，说明有 。
(5)P 和N 属于周期表的ⅤA族，根据同主族，从上到下非金属性逐渐减弱，因此非金属性较强的是N，通过最高价氧化物对应水化物酸性强弱证明，即酸性：HNO3＞H3PO4；故答案为：ⅤA；N；酸性：HNO3＞H3PO4。
【分析】
（1）自然界中游离态氮到化合态氮的反应叫生物固氮，工业上是利用氮气和氢气催化合成氨
（2）氮气分子中存在氮氮三键，三键很难断裂
（3）二氧化氮和水的发生氧化还原反应产生的是硝酸和一氧化氮
（4）氨气分子中氮原子是sp3杂化，有一对孤对电子形成的是三角锥形，铵根离子的检验一般是利用强碱溶液利用湿润的红色石蕊试纸检验
（5）找出最外层电子数即可判断主族数，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，比较最高价氧化物的水合物的酸性强弱即可比较元素非金属性
21．【答案】（1）[Ar]3d74s2；O；Mn
（2）sp；sp3
（3）H2O＞CH3OH＞CO2＞H2；H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2与H2 均为非极性分子，CO2分子量较大、范德华力较大
（4）离子键和π键
【解析】【解答】(1)Co为27号元素，依据电子排布的原则，其基态原子核外电子排布式为[Ar]3d74s2。元素Mn为金属，O为非金属，第一电离能较大的是O；Mn和O的基态原子核外未成对电子数分别为3、2，则基态原子核外未成对电子数较多的是Mn。答案为：[Ar]3d74s2；O；Mn；
(2)CO2分子中，C原子只与两个氧原子形成共价键，且最外层无孤对电子，CH3OH分子中C原子与4个原子形成共价键，所以二者的杂化形式分别为sp和sp3。答案为：sp；sp3；
(3)CO2、H2、CH3OH、H2O四种分子中，CH3OH、H2O都能形成分子间的氢键，H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大、范德华力较大，所以沸点从高到低的顺序为H2O＞CH3OH＞CO2＞H2，答案为：H2O＞CH3OH＞CO2＞H2；H2O与CH3OH均为极性分子，H2O中氢键比甲醇多，CO2与H2均为非极性分子，CO2相对分子质量较大、范德华力较大；
(4)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在Mn2+与NO3-间的离子键和NO3-内的π键。答案为：离子键和π键。
【分析】（2）二氧化碳里为C=O，为sp杂化， CH3OH为4个C-H键，为sp3杂化
（3）对于分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，若含有氢键，沸点会异常的高
