苏教版化学选修三专题四 分子空间结构与物质性质单元练习题含答案.docx

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苏教版化学选修三专题四分子空间结构与物质性质单元练习题含答案

苏教版化学选修三专题四分子空间结构与物质性质

一、单选题

1.某有机物

，经过下列反应后，该物质一定不含手性碳的是（　　）

A．酯化反应

B．水解反应

C．催化氧化

D．消去反应

2.下列物质中既有极性键，又有非极性键的非极性分子是（　　）

A．二氧化硫　　　　　　　　

B．四氯化碳

C．双氧水

D．乙炔

3.PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键键能比N—H键键能低。

下列判断错误的是（　　）

A．PH3分子呈三角锥形

B．PH3分子是极性分子

C．PH3沸点低于NH3沸点，因为P—H键键能低

D．PH3分子稳定性低于NH3分子，因为N—H键键能高

4.关于原子轨道的说法正确的是（　　）

A．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型都是正四面体型

B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的

C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道

D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键

5.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是（　　）

A．BeCl2与BF3

B．CO2与SO2

C．CCl4与NH3

D．C2H2和C2H4

6.根据等电子原理判断，下列说法中错误的是（）

A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上

B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应

C．H3O+和NH3是等电子体，均为三角锥形

D．CH4和NH4+是等电子体，均为正四面体

7.电子数相等的微粒叫等电子体，下列各组微粒属于等电子体的是（）

A．NO和NO2

B．C2H4和N2

C．NH4+和OH﹣

D．NO和CO2

8.下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是（　　）

①H2O　②NH3　③F－　④CN－　⑤CO

A．①②

B．①②③

C．①②④

D．①②③④⑤

9.下列各组互为等电子体的是（　　）

A．N2O和NO2

B．O3和SO2

C．CH4和NH3

D．OH﹣和NH2﹣

10.（双选）下列关于CS2，SO2，NH3三种物质的说法中正确的是（　　）

A．CS2在水中的溶解度很小，是由于其属于非极性分子

B．SO2和NH3均易溶于水，原因之一是它们都是极性分子

C．CS2为非极性分子，所以在三种物质中熔、沸点最低

D．NH3在水中的溶解度很大只是由于NH3分子有极性

11.最新合成的某有机物A的结构简式为

，它含有1个手性碳原子，具有光学活性。

若要使A通过反应失去光学活性，则发生的反应类型不可能是（　　）

A．酯化反应

B．水解反应

C．银镜反应

D．加成反应

12.下列属于配合物的是（　　）

A．NH4Cl

B．Na2CO3•10H2O

C．CuSO4•5H2O

D．Co（NH3）6Cl3

13.下列分子的空间构型可用sp2杂化轨道来解释的是（　　）

①BF3　②CH2=CH2　③　

④CH≡CH　⑤NH3　⑥CH4

A．①②③

B．①⑤⑥

C．②③④

D．③⑤⑥

14.有关杂化轨道的说法不正确的是（　　）

A．杂化轨道全部参加形成化学键

B．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角分别为109°28′、120°、180°

C．四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释

D．杂化前后的轨道数不变，但轨道的形状发生了改变

15.根据等电子原理，由短周期元素组成的粒子，只要其电子总数相同，均可互称为等电子体．等电子体之间结构相似、物理性质也相近．以下各组粒子不能互称为等电子体的是（　　）

A．O22+和N2

B．O3和SO2

C．CO2和N2O

D．N2H4和C2H4

16.下列说法中正确的是（）

A．NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构

B．P4和CH4都是正四面体型分子且键角都为109.5°

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

17.下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是（　　）

A．NH4Cl

NH3↑＋HCl

B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3

C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O

D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

18.用鲍林的杂化轨道理论解释甲烷分子的正四面体结构，下列说法不正确的是（　）

A．C原子的四个杂化轨道的能量一样

B．C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样

C．C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道

D．C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据

19.电子数相等的粒子叫做等电子体，下列各组粒子属于等电子体的是（　　）

A．CH4和NH3

B．CO和CO2

C．NO和NO2

D．CO2和SO2

20.已知磷酸分子

中三个氢原子都可以与重水（D2O）中的D原子发生交换，又知次磷酸（H3PO2）也能跟D2O进行氢交换，次磷酸钠（NaH2PO2）却不能再跟D2O发生氢交换，由此推断出次磷酸分子的结构是（　　）

A．答案A

B．答案B

C．答案C

D．答案D

二、填空题

21.请指出表中分子的空间构型，判断其中哪些属于极性分子，哪些属于非极性分子。

22.Fe3+可以与SCN﹣，CN﹣，F﹣有机分子等形成很多的配合物．

（1）写出基态Fe3+的核外电子排布式　　．

（2）CN﹣中碳原子的杂化方式为　　．

（3）已知（CN）2是直线型分子，并有对称性，则（CN）2中π键和σ键的个数比为　　．

（4）写出一种与SCN﹣互为等电子体的分子　　．（用化学式表示）

（5）图1是SCN﹣与Fe3+形成的一种配合物，画出该配合物中的配位键（以箭头表示）．

（6）F﹣不仅可与Fe3+形成[FeF6]3+，还可以与Mg2+、K+形成一种立方晶系的离子晶体（如图2）．该晶体的化学式为　　．

23.ClO－，ClO

，ClO

，ClO

中，中心原子Cl都是以sp3杂化轨道方式与O原子成键，则ClO－的立体构型是____________；ClO

的立体构型是________；ClO

的立体构型是____________；ClO

的立体构型是______________。

24.

（1）CrO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4，CS2等互溶，据此可判断CrO2Cl2是________（填“极性”或“非极性”）分子。

（2）在①苯、②CH3OH、③HCHO、④CS2、⑤CCl4五种有机溶剂中，碳原子采取sp2杂化的分子有________（填序号），CS2分子的空间构型是________。

CO2与CS2相比，________的熔点较高。

25.回答下列问题：

（1）写出具有10个电子、两个或两个以上原子核的离子的符号__________、________、__________、____________。

（2）写出具有18个电子的无机化合物的化学式_________________________________、

__________、____________、__________、__________。

（3）在

（1）

（2）题涉及的粒子中，空间构型为正四面体的有________________；为三角锥形的有________________________________________________________________________。

答案解析

1.【答案】B

【解析】若与甲酸发生酯化，则该物质仍有手性；水解后原手性碳上连有相同的“—CH2OH”结构，无手性；发生催化氧化和消去反应后仍有手性碳，故只有B项正确。

2.【答案】D

【解析】分子中既有极性键又有非极性键，则分子中必须有同种元素原子间成键又有不同元素原子间成键，而在A，B选项中同种元素原子间没有成键，也就没有非极性键。

分子为非极性分子，则分子中原子的排列一定是均匀的，只有这样才能使分子中正负电荷的重心重合，分子无极性，根据结构只有D项符合要求。

3.【答案】C

【解析】PH3同NH3构型相同，因中心原子上有一对孤电子对，均为三角锥形，属于极性分子，故A，B项正确；PH3的沸点低于NH3，是因为NH3分子间存在氢键，C项错误；PH3的稳定性低于NH3，是因为N—H键键能高，D项正确。

4.【答案】C

【解析】中心原子的杂化轨道的空间构型与分子的空间构型不一定相同，中心原子采取sp3杂化，其杂化轨道的空间构型为正四面体，而其分子的空间构型不一定是正四面体，如NH3、H2O，中心原子N、O都是采取sp3杂化，但分子的空间构型分别为三角锥和V形，而非正四面体型，选项A错误；CH4分子中的sp3杂化轨道是由C原子的1个2s轨道和3个2p轨道混合起来形成的4个能量相同的sp3杂化轨道，4个相同的sp3杂化轨道再与4个H原子的1s轨道采取“头碰头”的方式形成σ键，选项B错误；sp3杂化轨道分别来自同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道，由1个s轨道和3个p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道，选项C正确；AB3型的共价化合物，其中心原子A采用的杂化方式有sp2杂化或sp3杂化，如SO3、BF3的中心原子均采取sp2杂化；NH3、NCl3的中心原子均采取sp3杂化，而不一定都采取sp3杂化轨道成键，所以，选项D错误。

5.【答案】C

【解析】BeCl2分子、BF3分子中杂化轨道数分别为2、3，中心原子杂化类型分别为sp、sp2；CO2分子中含有2个π键，SO2分子中杂化轨道数为3，杂化类型分别为sp、sp2；C项中杂化类型均为sp3；D项中杂化类型分别为sp、sp2。

6.【答案】B

【解析】等电子原理是指具有相同价电子数（指全部电子总数或价电子总数）和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。

苯是B3N3H6的等电子体，因此，它们的结构相同。

苯分子中所有的原子均在同一平面上，苯分子中不存在双键，存在大π键。

因此，B错误。

H3O+和NH3是等电子体，NH3是三角锥型，则H3O+也是三角锥型。

CH4和NH4+是等电子体，CH4是正四面体结构，所以NH4+也是正四面体结构

7.【答案】C

【解析】A，NO分子含有电子数为15，NO2的电子数为23，二者电子数目不相等，不是等电子体，故A错误；

B，C2H4分子含有电子数为16，N2的电子数为14，二者电子数目不相等，不是等电子体，故B错误；

C，NH4+和OH﹣的电子数目相同，都是10个电子，为等电子体，故C正确；

D，NO分子含有电子数为15，CO2的电子数为22，二者电子数目不相等，不是等电子体，故D错误；

8.【答案】D

【解析】配体是含有孤电子对的阴离子或分子，这几种微粒的结构中都含有孤电子对。

9.【答案】B

【解析】A，N2O和NO2的原子总数为3，相同，价电子总数分别为16、17，不同，故A错误；

B，O3和SO2原子总数为3，相同，价电子总数均为18，相同，故B正确；

C，CH4和NH3原子总数分别为5、4，不同，价电子总数均为8，相同，故C错误；

D，OH﹣和NH2﹣原子总数分别为2、3，不同，价电子总数均为10，相同，故D错误．

10.【答案】AB

【解析】根据相似相溶规则，CS2是非极性分子，水是极性分子，A项正确；SO2和NH3都是极性分子，B项正确；CS2常温下是液体、NH3、SO2常温下是气体，C项错误；NH3在水中溶解度很大除了因为NH3分子有极性外，还因为NH3和H2O分子间可形成氢键，D项错误。

11.【答案】C

【解析】根据手性碳原子的含义，如果A物质反应后，产物中不含手性碳原子，则失去光学活性。

A物质与CH3COOH发生酯反应后，—CH2OH变为

；水解后生成

和CH3COOH；与H2发生加成反应生成

；这样原手性碳原子均连接两个相同的基团，手性碳原子不复存在，则失去光学活性。

发生银镜反应后，—CHO变为—COOH，原手性碳原子仍然连接4个不同的基团，仍然具有光学活性。

12.【答案】D

【解析】A．氯化铵属于简单化合物，不含配体所以不是配合物，故A错误；

B．十水碳酸钠属于一般化合物，不含配体所以不是配合物，故B错误；

C．五水硫酸铜属于一般化合物，不含配体，所以五水硫酸铜不属于配合物，故C错误；

D．Co（NH3）6Cl3中含有配体，属于配合物，故D正确；

13.【答案】A

【解析】分子的空间构型与杂化轨道的类型有关，分子的空间构型可运用杂化轨道理论来解释，同样分子的杂化轨道类型可根据分子的空间构型来推测。

sp2杂化轨道形成夹角为120°的平面三角形，①BF3为平面三角形且B—F键夹角为120°；②C2H4中碳原子以sp2杂化，且未杂化的2p轨道形成π键；③同②相似；④乙炔中的碳原子为sp杂化；⑤NH3中的氮原子为sp3杂化；⑥CH4中的碳原子为sp3杂化。

14.【答案】A

【解析】A．杂化轨道可以部分参加形成化学键，例如NH3中N发生了sp3杂化，形成了4个sp3杂化杂化轨道，但是只有3个参与形成化学键，故A错误；

B．sp3、sp2、sp杂化轨道其空间构型分别是正四面体、平面三角形、直线型，所以其夹角分别为109°28′、120°、180°，故B正确；

C．部分四面体形、三角锥形、V形分子的结构可以用sp3杂化轨道解释，如甲烷、氨气分子、水分子，故C正确；

D．杂化前后的轨道数不变，杂化后，各个轨道尽可能分散、对称分布，导致轨道的形状发生了改变，故D正确；

15.【答案】D

【解析】A，O22+和N2的原子个数都为2，氧原子和氮原子的价电子数分别为6和5，O22+价电子数共为10，N2的价电子数共为10，属于等电子体，故A正确；

B，O3和SO2的原子个数都为3；氧和硫的价电子数都为6，O3价电子数共为18，SO2的价电子数共为18，属于等电子体，故B正确；

B，CO2和N2O的原子个数都为3；氧原子、氮原子、碳原子的价电子数分别为6、5、4，CO2价电子数共为16，N2O的价电子数共为16，属于等电子体，故C正确；

D，N2H4和C2H4的原子个数都为6；氧原子、氮原子、碳原子、氢原子的价电子数分别为6、5、4、1，N2H4价电子数共为14，C2H4的价电子数共为12，价电子数不等，不属于等电子体，故D错误；

16.【答案】D

【解析】NCl3分子的电子式为

，分子中各原子都满足8电子稳定结构，A错误；P4为正四面体型分子，但其键角为60°，B错误；NH4+为正四面体型结构而非平面正方形结构，C错误；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，使其键角为107.3°，呈三角锥型，D正确。

17.【答案】D

【解析】A项中无离子键形成，B项中无离子键断裂，均无非极性键断裂和形成，C项中无非极性键形成，所以A，B，C错误。

D项中Na2O2含离子键、非极性键，CO2含极性共价键，Na2CO3含离子键、极性共价键，O2含非极性键，故D正确。

18.【答案】D

【解析】甲烷中碳原子采取sp3杂化，四个等同的杂化轨道分别与四个氢原子的s轨道重叠，形成4个C—Hσ键，分子空间构型为正四面体。

19.【答案】A

【解析】A，CH4的质子数为6+1×4=10，NH3的质子数为7+1×3=10，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数相等，都是10个，属于等电子体，故A正确；

B，CO的质子数为6+8=14，CO2的质子数为6+8×2=22，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故B错误；

C，NO的质子数为7+8=15，NO2的质子数为7+8×2=23，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故C错误；

D，CO2的质子数为6+8×2=22，SO2的质子数为16+8×2=32，分子中质子数等于电子数，所以两者的电子数不相等，不是等电子体，故D错误；

20.【答案】B

【解析】此题是信息题，考查利用信息综合分析、推断的能力。

由题给信息首先分析出H3PO4中共价键形式，3个H分别和3个O形成共价单键，与H相连的3个O与P形成3个共价键，从而得出能跟D原子发生交换的条件，由此同理对次磷酸结构作出判断。

21.【答案】

【解析】由于O2，CO2，BF3，CCl4均为对称结构，所以它们均为非极性分子。

HF、H2O，NH3空间结构不对称，均为极性分子。

22.【答案】

（1）1s22s22p63s23p63d5

（2）sp；（3）4：

3；（4）CS2或CO2；（5）

（6）KMgF3

【解析】

（1）Fe原子核外电子排布为：

1s22s22p63s23p63d64s2，Fe原子失去4s能级2个电子及3d能级1个电子形成Fe3+，Fe3+的核外电子排布为：

1s22s22p63s23p63d5

（2）CN﹣为直线型，碳原子的杂化方式为sp

（3）（CN）2是直线型分子，并有对称性，结构式为：

N≡C﹣C≡N，（CN）2中π键和σ键的个数比为4：

3

（4）原子总数、价电子总数相同的微粒互为等电子体，与SCN﹣互为等电子体的分子为CS2或CO2

（5）S、O都有孤电子对，可以提供孤对电子，与铁离子形成配位键，该配合物中的配位键为：

；

（6）晶胞中F﹣离子数目=12×

=3、Mg2+离子数目=8×

=1、K+离子数目=1，故该晶体化学式为：

KMgF3，

23.【答案】　直线形　V形　三角锥形　正四面体形

【解析】　ClO－的组成决定其立体构型为直线形。

其他3种离子的中心原子的杂化方式都为sp3杂化，那么从离子的组成上看其立体构型依次类似于H2O、NH3、CH4（或NH

）。

24.【答案】

（1）非极性　

（2）①③　直线形　CS2

【解析】

（1）CCl4，CS2是非极性溶剂，根据相似相溶原理，CrO2Cl2是非极性分子。

（2）苯、CH3OH、HCHO、CS2、CCl4分子中碳原子的杂化方式分别是sp2、sp3、sp2、sp、sp3。

CS2，CO2分子的空间构型都是直线形，根据结构相似，相对分子质量越大范德华力越大，CS2的熔点高于CO2。

要理解相似相溶原理的含义及影响范德华力大小的因素。

相对分子质量越大，范德华力越大；分子的极性越大，范德华力越大。

25.【答案】　

（1）OH－　NH

　H3O＋　NH

（2）H2S

H2O2　PH3　SiH4　HCl　（3）NH

、SiH4　H3O＋、PH3

【解析】　

（1）第二周期元素的氢化物具有10个电子，其分子结合一个H＋或电离出一个H＋后，形成阴、阳离子所具有的电子数不变，离子符号为NH

、H3O＋、NH

、OH－，类比推导或根据等电子原理导出：

NH

与CH4，H3O＋与NH3、NH

与H2O的立体构型分别相同，依次为正四面体形、三角锥形和V形。

（2）第三周期元素的氢化物分子中具有18个电子，第二周期元素形成R2Hx型的化合物，如C2H6、H2O2等，也具有18个电子。

符合条件的分子有H2O2、N2H4、SiH4、PH3、H2S、HCl。

（3）由等电子原理分析，NH

、SiH4为正四面体构型，H3O＋、PH3为三角锥形。

理解感悟　熟悉和掌握典型分子或离子的立体构型，根据等电子原理确定其他分子或离子的立体构型。

等电子体的立体构型、性质相似。