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考点47 分子结构与性质

本知识点在全国卷中为选考题考查内容，近年来已有较多省市已列入高考必考题，重点考查从不同层次认识分子的构型，并对共价键进行分类，能运用价层电子对互斥模型和杂化轨道理论等，解释分子的立体结构及性质，揭示现象的本质与规律。
预测2023年继续重点考查共价键的不同类型，特别是σ键和π键的判断，考查分子的空间构型以及分子的杂化类型，特别是杂化类型的判断是高考重点，复习时加以关注；能根据实物模型力来培养空间想象力。

一、共价键、键参数
二、分子的空间构型
三、分子间作用力
共价键、键参数
1．本质：在原子之间形成共用电子对(电子云的重叠)。
2．特征：具有饱和性和方向性。
3．分类
分类依据
类型
形成共价键的原子轨道重叠方式
σ键
电子云“头碰头”重叠
π键
电子云“肩并肩”重叠
形成共价键的电子对是否偏移
极性键
共用电子对发生偏移
非极性键
共用电子对不发生偏移
原子间共用电子对的数目
单键
原子间有一对共用电子对
双键
原子间有两对共用电子对
叁键
原子间有三对共用电子对
4．键参数
(1)概念

(2)键参数对分子性质的影响
①键能越大，键长越短，分子越稳定。
②
5．等电子原理
(1)等电子体：原子总数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。如：N2和CO、O3与SO2是等电子体，但N2与C2H2不是等电子体。
(2)等电子原理：等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质相近，此原理称为等电子原理，例如CO和N2的熔、沸点、溶解性等都非常相近。
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)共价键的成键原子只能是非金属原子( )
(2)σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转( )
(3)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键( )
(4)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强( )
(5)σ键能单独形成，而π键一定不能单独形成( )
(6)在任何情况下，都是σ键比π键强度大( )
(7)s­s σ键与s­p σ键的电子云形状对称性相同( )
(8)碳碳叁键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( )
(9)键长等于成键两原子的半径之和( )
(10)σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转( )
(11)气体单质中一定存在σ键，可能存在π键( )
(12)σ键比π键的电子云重叠程度大，形成的共价键强(√)
【典例】
例1 (2020•山东卷)B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似，也有大π键。下列关于B3N3H6的说法错误的是( )
A．其熔点主要取决于所含化学键的键能 B．形成大π键的电子全部由N提供
C．分子中B和N的杂化方式相同 D．分子中所有原子共平面
【答案】A
【解析】A项，无机苯是分子晶体，其熔点主要取决于分子间的作用力，A错误；B项，B原子最外层3个电子，与其它原子形成3个σ键，N原子最外层5个电子，与其它原子形成3个σ键，还剩余2个电子，故形成大π键的电子全部由N原子提供，B正确；C项，无机苯与苯等电子体，分子中含有大π键，故分子中B、N原子的杂化方式为sp2杂化，C正确；D项，无机苯与苯等电子体，分子中含有大π键，故分子中B、N原子的杂化方式为sp2杂化，所以分子中所有原子共平面，D正确；故选A。
例2 已知几种共价键的键能如下：
化学键
H—N
N≡N
Cl—Cl
H—Cl
键能/kJ·mol－1
391
946
328
431
下列说法错误的是(　　)
A．键能：N≡N＞N==N＞N—N
B．H(g)＋Cl(g)===HCl(g)　ΔH＝－431 kJ·mol－1
C．H—N键能小于H—Cl键能，所以NH3的沸点高于HCl
D．2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH＝－202 kJ·mol－1
【答案】C
【解析】A项，叁键键长小于双键键长小于单键键长，键长越短，键能越大，所以键能：N≡N＞N===N＞N—N，正确；B项，H(g)＋Cl(g)===HCl(g)的焓变为H—Cl键能的相反数，则ΔH＝－431 kJ·mol－1，正确；C项，NH3的沸点高于HCl是由于NH3形成分子间氢键，而HCl不能，键能不是主要原因，错误；D项，根据ΔH＝E(反应物)－E(生成物)，则2NH3(g)＋3Cl2(g)===N2(g)＋6HCl(g)　ΔH＝6E(N—H)＋3E(Cl—Cl)－E(N≡N)－6E(H—Cl)＝－202 kJ·mol－1，正确。
【对点提升】
对点1 下列有关化学键类型的说法错误的是(　　)
A．已知丙炔的结构简式为CH3CCH，则丙炔分子中存在5个σ键和3个π键
B．乙烯分子中σ键、π键的电子云的对称性不同
C．物质中有σ键不一定有π键，有π键一定有σ键
D．乙烷分子中只存在σ键，即C-H和C-C均为σ键
对点2 下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　　)
A．键能：C—N＜C===N＜C≡N
B．键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl
C．分子中的键角：H2O＞CO2
D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＞π键
【巧学妙记】
σ键、π键的判断
(1)由原子轨道重叠方式判断
“头碰头”重叠为σ键，“肩并肩”重叠为π键。
(2)由共价键数目判断
单键为σ键；双键或叁键，其中一个为σ键，其余为π键。
(3)由成键轨道类型判断
s轨道形成的共价键全是σ键；杂化轨道形成的共价键全为σ键。
分子的空间构型
1．价层电子对互斥理论
(1)理论要点
①价层电子对在空间上彼此相距最远时，排斥力最小，体系的能量最低。
②孤电子对的排斥力较大，孤电子对越多，排斥力越强，键角越小。
(2)用价层电子对互斥理论推测分子的空间构型的关键是判断分子中的中心原子上的价层电子对数。

其中：a是中心原子的价电子数(阳离子要减去电荷数、阴离子要加上电荷数)，b是与中心原子结合的原子最多能接受的电子数，x是与中心原子结合的原子数。
(3)示例分析
电子对数
σ键电子对数
孤电子对数
电子对空间构型
分子空间构型
实例
2
2
0
直线形
直线形
CO2
3
3
0
三角形
平面三角形
BF3
2
1
V形
SO2
4
4
0
四面体形
正四面体形
CH4
3
1
三角锥形
NH3
2
2
V形
H2O
2．杂化轨道理论
(1)理论要点
当原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数相等且能量相同的杂化轨道。杂化轨道数不同，轨道间的夹角不同，形成分子的空间结构不同。
(2)杂化轨道与分子空间构型的关系
杂化类型
杂化轨道数目
杂化轨道间夹角
空间构型
实例
sp1
2
180°
直线形
BeCl2
sp2
3
120°
平面三角形
BF3
sp3
4
109.5°
四面体形
CH4
3．“五方法”判断分子中心原子的杂化类型
(1)根据杂化轨道的空间构型判断。
①若杂化轨道在空间的分布为正四面体形或三角锥形，则分子的中心原子发生sp3杂化。
②若杂化轨道在空间的分布呈平面三角形，则分子的中心原子发生sp2杂化。
③若杂化轨道在空间的分布呈直线形，则分子的中心原子发生sp1杂化。
(2)根据杂化轨道之间的夹角判断
若杂化轨道之间的夹角为109.5°，则分子的中心原子发生sp3杂化；若杂化轨道之间的夹角为120°，则分子的中心原子发生sp2杂化；若杂化轨道之间的夹角为180°，则分子的中心原子发生sp1杂化。
(3)根据等电子原理进行判断
如CO2是直形线分子，CNS－、N与CO2互为等电子体，所以分子构型均为直线形，中心原子均采用sp1杂化。
(4)根据中心原子的价电子对数判断
如中心原子的价电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp1杂化。
(5)根据分子或离子中有无π键及π键数目判断
如没有π键为sp3杂化，含1个π键为sp2杂化，含2个π键为sp1杂化。
4．配位键
(1)孤电子对
分子或离子中没有跟其他原子共用的电子对称孤电子对。
(2)配位键
①配位键的形成：成键原子一方提供孤电子对，另一方提供空轨道形成共价键。
②配位键的表示：常用“―→”来表示配位键，箭头指向接受孤电子对的原子，如NH可表示为，在NH中，虽然有一个N—H键形成过程与其他3个N—H键形成过程不同，但是一旦形成之后，4个共价键就完全相同。
(3)配合物
①组成。如[Cu(NH3)4]SO4

②形成条件。

【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(　　)
(2)分子中中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构(　　)
(3)NH3分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化(　　)
(4)只要分子构型为平面三角形，中心原子均为sp2杂化(　　)
(5)中心原子是sp1杂化的，其分子构型不一定为直线形(　　)
(6)价层电子对互斥理论中，π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数(　　)
(7)PCl3分子是三角锥形，这是因为P原子是以sp2杂化的结果(　　)
(8)sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道(　　)
(9)凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体(　　)
(10)AB3型的分子空间构型必为平面三角形(　　)
(11)分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构(　　)
(12)杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对(　　)
(13)NH3和CH4两个分子中中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键(　　)
(14)杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子的空间构型结果常常相互矛盾(　　)
(15)配位键也是一种静电作用(　　)
(16)形成配位键的电子对由成键双方原子提供(　　)
【典例】
例1 根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或离子的空间结构正确的是(　　)
选项
分子或离子
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模型
分子或离子的空间结构
A
SO2
sp
直线形
直线形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角锥形
C
NF3
sp2
四面体形
平面三角形
D
NH4+
sp3
正四面体形
正四面体形
【答案】B
【解析】SO2分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，含有一对孤电子对，分子的空间结构为V形，A错误；HCHO分子中心原子杂化方式为sp2，价层电子对互斥模型为平面三角形，没有孤电子对，分子的空间结构为平面三角形，B错误；NF3分子中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为四面体形，含有一对孤电子对，分子的空间结构为三角锥形，C错误；NH4+的中心原子杂化方式为sp3，价层电子对互斥模型为正四面体形，没有孤电子对，离子的空间结构为正四面体形，D正确。故选B。
例2 有几种阴离子的信息如下：
阴离子
ClO4-
ClO3-
M
ClO-
中心元素化合价

+5
+3
+1
中心原子杂化类型
sp3

sp3

下列推断不正确的是(　　)
A．ClO3-和CO32-的价电子总数相同 B．M的化学式为ClO2-
C．ClO3-、ClO-中氯原子的杂化类型都为sp3 D．M的空间结构为V形
【答案】A
【解析】A项，ClO3-和CO32-的价电子总数分别为7+3×6+1＝26、4+3×6+2＝24，不相同，A项错误；B项，M中Cl元素的化合价是+3价，杂化轨道类型是sp3，因此M的化学式为ClO2-，B项正确；C项，ClO3-中价层电子对数是＝4，ClO-中价层电子对数是＝4，因此氯原子的杂化类型都为sp3，C项正确；D项，M中价层电子对数是＝4，含有2对孤对电子，所以空间结构为V形，D项正确；故选A。
【对点提升】
对点1 有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示：(X)，(Y)。下列说法错误的是(　　)
A．X的组成为CH B．Y的组成为CH
C．X的价层电子对数为4 D．Y中键角小于120°
对点2 氮是一种典型的非金属元素，其单质及化合物在生活和生产中具有广泛的用途。回答下列问题：
(1)磷元素与氮元素同主族，基态磷原子有________个未成对电子，白磷的分子式为P4，其结构如图甲所示。科学家目前合成了N4分子，N4分子中氮原子的杂化轨道类型是________，N—N—N键角为________；N4分解后能产生N2并释放出大量能量，推测其用途可为________。

(2)NH3与Zn2＋可形成[Zn(NH3)6]2＋，其部分结构如图乙所示。
①NH3的空间构型为________。
②[Zn(NH3)6]2＋中存在的化学键类型有________；NH3分子中H—N—H键角为107°，判断[Zn(NH3)6]2＋离子中H—N—H键角________(填“>”“<”或“＝”)107°。
③肼(N2H4)可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2取代形成的另一种氮的氢化物。与N2H4互为等电子体的分子有________(写出一种即可)。
【巧学妙记】
1．三原子分子空间结构
化学式
电子式
结构式
键角
空间结构
空间结构名称
CO2

O==C==O
180°

直线形
H2O

105°

V形
2．四原子分子空间结构
化学式
电子式
结构式
键角
空间结构
空间结构名称
CH2O

约120°

平面三角形
NH3

107°

三角锥形
3．五原子分子空间结构
化学式
电子式
结构式
键角
空间结构
空间结构名称
CH4

109°28′

正四面体形
CCl4

109°28′

正四面体形
4．其他多原子分子的空间结构

分子间作用力
1．分子间作用力
(1)概念：物质分子之间普遍存在的相互作用力，称为分子间作用力。
(2)分类：分子间作用力最常见的是范德华力和氢键。
(3)强弱：范德华力＜氢键＜化学键。
(4)范德华力
范德华力主要影响物质的熔点、沸点、硬度等物理性质。范德华力越强，物质的熔点、沸点越高，硬度越大。一般来说，组成和结构相似的物质，随着相对分子质量的增加，范德华力逐渐增大。
(5)氢键
①形成：已经与电负性很强的原子形成共价键的氢原子(该氢原子几乎为裸露的质子)与另一个分子中电负性很强的原子之间的作用力，称为氢键。
②表示方法：A—H…B
③特征：具有一定的方向性和饱和性。
④分类：氢键包括分子内氢键和分子间氢键两种。
⑤分子间氢键对物质性质的影响
主要表现为使物质的熔、沸点升高，对电离和溶解度等产生影响。
2．分子的性质
(1)分子的极性
类型
非极性分子
极性分子
形成原因
正电中心和负电中心重合的分子
正电中心和负电中心不重合的分子
存在的共价键
非极性键或极性键
非极性键或极性键
分子内原子排列
对称
不对称
(2)分子的溶解性
①“相似相溶”的规律：非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，极性溶质一般能溶于极性溶剂。若溶剂和溶质分子之间可以形成氢键，则溶质的溶解度增大。
②随着溶质分子中憎水基个数的增多，溶质在水中的溶解度减小。如甲醇、乙醇和水以任意比互溶，而戊醇在水中的溶解度明显减小。
(3)分子的手性
①手性异构：具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手和右手一样互为镜像，在三维空间里不能重叠的现象。
②手性分子：具有手性异构体的分子。
③手性碳原子：在有机物分子中，连有四个不同基团或原子的碳原子。含有手性碳原子的分子是手性分子，如。
(4)无机含氧酸分子的酸性
无机含氧酸的通式可写成(HO)mROn，如果成酸元素R相同，则n值越大，R的正电性越高，使R—O—H中O的电子向R偏移，在水分子的作用下越易电离出H＋，酸性越强，如酸性：HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4。
【小试牛刀】
请判断下列说法的正误(正确的打“√”，错误的打“×”)
(1)范德华力与化学键的区别是作用力的强弱不同(　　)
(2)任何分子间在任意情况下都会产生范德华力(　　)
(3)分子间作用力是分子间相互作用力的总称，包括氢键与范德华力(　　)
(4)范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键(　　)
(5)范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量(　　)
(6)氢键是一种特殊的化学键，它广泛存在于自然界中(　　)
(7)范德华力与物质的性质没有必然的联系(　　)
(8)范德华力能够影响物质的化学性质和物理性质(　　)
(9)范德华力仅是影响物质部分物理性质的一种因素(　　)
(10)范德华力是决定由分子构成的物质的熔点、沸点高低的唯一因素(　　)
(11)范德华力与氢键可同时存在于分子之间(　　)
(12)可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子间形成了氢键(　　)
(13)乙醇分子和水分子间只存在范德华力(　　)
(14)氢键具有方向性和饱和性(　　)
(15)氢键的存在，使水凝结为冰时密度减小，体积增大(　　)
(16)H2O2分子间存在氢键(　　)
(17)卤素单质、卤素氢化物、卤素碳化物(即CX4)的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大(　　)
(18)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高(　　)
(19)H2O比H2S稳定是因为水分子间存在氢键(　　)
(20)分子间氢键的形成除使物质的熔点、沸点升高外，对物质的溶解、电离等也都有影响(　　)
【典例】
例1 下列有关范德华力的叙述正确的是(　　)
A．范德华力的实质也是一种电性作用，所以范德华力是一种特殊的化学键
B．范德华力比化学键强度弱
C．任何分子间在任意情况下都会产生范德华力
D．范德华力非常微弱，故破坏范德华力不需要消耗能量
【答案】B
【解析】化学键是强烈的相互作用(120～800 kJ·mol－1)，范德华力是一种弱的相互作用，只有几到几十千焦每摩尔；虽然范德华力非常微弱，但破坏它时也要消耗能量；范德华力普遍存在于分子之间，但也必须满足一定的距离要求，若分子间的距离足够大，分子之间也难产生相互作用。
例2 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在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性
【答案】B
【解析】根据“相似相溶”原理，水是极性分子，CS2是非极性分子，SO2和NH3都是极性分子，故A项错误、B项正确；由于CS2常温下是液体，SO2和NH3常温下是气体，故C项错误；NH3在水中溶解度很大，除了由于NH3分子有极性外，还因为NH3分子和H2O分子之间可以形成氢键，故D项错误。故选B。
【对点提升】
对点1 若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是(　　)
A．氢键；分子间作用力；非极性键
B．氢键；氢键；极性键
C．氢键；极性键；分子间作用力
D．分子间作用力；氢键；非极性键
对点2 下列对分子及其性质的解释中，不正确的是(　　)
A．液态氟化氢分子间存在氢键，所以氟化氢的沸点比氯化氢高
B．CH4、CO2、BF3都是含有极性键的非极性分子
C．[Cu(NH3)4]2+ 中含有离子键、极性键、配位键
D．因为非羟基氧原子数目逐渐减少，所以酸性HClO4>H2SO4>H3PO4
【巧学妙记】
范德华力、氢键、共价键的比较
作用力
范德华力
氢键
共价键
概念
物质分子之间普遍存在的一种相互作用力
由已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子与另一个分子中电负性很大的原子之间的作用力
原子间通过共用电子对所形成的相互作用
分类

分子内氢键、分子间氢键
极性共价键、非极性共价键
特征
无方向性、无饱和性
有方向性、有饱和性
有方向性、有饱和性
强度比较
共价键>氢键>范德华力
影响强度的因素　
①随着分子极性和相对分子质量的增大而增大；②组成和结构相似的物质，相对分子质量越大，分子间作用力越大
对于X—H…Y，X、Y的电负性越大，X、Y原子的半径越小，键能越大
成键原子半径越小，键长越短，键能越大，共价键越稳定
对物质性质的影响
影响物质的熔、沸点及溶解度等物理性质；如熔、沸点F2<Cl2<Br2<I2，CF4<CCl4<CBr4
分子间氢键的存在，使物质的熔、沸点升高，在水中的溶解度增大，如熔、沸点：H2O>H2S，HF>HCl，NH3>PH3
①影响分子的稳定性
②共价键键能越大，分子稳定性越强

1．下列关于σ键和π键的理解不正确的是(　　)
A．含有π键的分子在进行化学反应时，分子中的π键比σ键活泼
B．在有些分子中，共价键可能只含有π键而没有σ键
C．有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键，不能形成π键
D．当原子形成分子时，首先形成σ键，可能形成π键
2．了解有机物分子中化学键特征以及成键方式是研究有机物性质的基础。下列关于有机物分子成键方式的描述不正确的是(　　)
A．烷烃分子中碳原子均采取sp3杂化成键
B．炔烃分子中的碳碳三键由1个σ键、2个π键组成
C．苯分子中所有碳原子均采取sp2杂化成键，苯环中存在6个碳原子共有的大π键
D．甲苯分子中所有碳原子均采取sp2杂化成键
3．下列物质性质的变化规律，与共价键的键能大小有关的是(　　)
A．F2、Cl2、Br2、I2的熔点、沸点逐渐升高
B．HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次增强
C．金刚石的硬度、熔点、沸点都高于晶体硅
D．NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
4．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NH是等电子体，均为正四面体形
5．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是(　　)
A．H2O2分子中的O为sp2杂化
B．CO2分子中C原子为sp1杂化
C．BF3分子中的B原子为sp3杂化
D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化
6．下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是(　　)
A.PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形
B.BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形
C.CS2中C原子sp杂化，为直线形
D.H2S分子中，S为sp杂化，为直线形
7．NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，可通过电解熔融氟化氢铵(NH4HF2 )制得。下列有关说法错误的是(　　)
A．NF3的空间构型为平面三角形
B．相关元素电负性由大到小的顺序为F＞N＞H
C．NF3和NH4HF2中N原子的杂化方式均为sp3
D．NH4HF2晶体中微粒间的作用有离子键、共价键、配位键、氢键
8．六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．六氟化硫中各原子均为8电子稳定结构
B．六氟化硫易燃烧生成二氧化硫
C．六氟化硫分子中含极性键、非极性键
D．S—F键是σ键，且键长、键能都相等
9．已知运送卫星的火箭所需燃料除液态H2O2外，还有另一种液态氮氢化合物。已知该化合物中氢元素的质量分数为12.5%，相对分子质量为32，结构分析发现该化合物分子中只有单键。
(1)该氮氢化合物的电子式为　　　　，其中N原子采取　　　　杂化，该分子是　　　　(填“极性”或“非极性”)分子。 
(2)若该物质与液态H2O2反应，产生两种无毒又不污染环境的物质，在该反应的反应物和生成物中既含有极性键又含有非极性键的是　　　　　　　(填化学式，下同)，只含有非极性键的是　　　　，只含有极性键的是　　　　。 
(3)已知NH3分子中的N原子有一对孤电子对，能发生反应:NH3+HCl=NH4Cl。试写出将上述液态氮氢化合物加入足量盐酸中时，发生反应的化学方程式:　　　　　　　　。 
10．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为________。
(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为______，羰基碳原子的杂化轨道类型为________。
(3)查文献可知，可用2－氯－4－氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲，

反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂________个σ键，断裂________个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因：________________________。
②H2O、NH3、CO2分子的空间构型分别是__________________，中心原子的杂化类型分别是______________________________。
11．铜单质及其化合物在很多领域有重要的用途，如金属铜用来制造电线电缆，五水硫酸铜可用作杀菌剂。
(1)往硫酸铜溶液中加入过量氨水，可生成[Cu(NH3)4]2＋配离子。已知NF3与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易与Cu2＋形成配离子，其原因是___________________________________。
(2)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为_________________________________。
12．判断含氧酸酸性强弱的一条经验规律是含氧酸分子结构中含非羟基氧原子数越多，该含氧酸的酸性越强。如下表所示：
含氧酸酸性强弱与非羟基氧原子数的关系

次氯酸
磷酸
硫酸
高氯酸
含氧酸
Cl—OH

非羟基氧原子数
0
1
2
3
酸性
弱酸
中强酸
强酸
最强酸
(1)亚磷酸H3PO3和亚砷酸H3AsO3分子式相似，但它们的酸性差别很大，H3PO3是中强酸，H3AsO3既有弱酸性又有弱碱性。由此可推出它们的结构简式分别为
①________________，②________________。
(2)H3PO3和H3AsO3与过量的NaOH溶液反应的化学方程式分别是
①________________________________________________________________________，
②________________________________________________________________________。
(3)在H3PO3和H3AsO3中分别加入浓盐酸，分析反应情况：______________________，写出化学方程式：_____________________________________。
13．黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。回答下列问题：
(1)基态Cu原子的价电子排布式为________。
(2)从原子结构角度分析，第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是：I1(Fe)________(填“>”“<”或“＝”)I1(Cu)。
(3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物，血红素(含Fe2＋)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯和血红素的结构如下图：

①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内，则吡咯分子中N原子的杂化类型为________。
②1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为________个。分子中的大π键可用Π表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数，则吡咯环中的大π键应表示为________。
③C、N、O三种元素的简单氢化物中，沸点由低到高的顺序为________(填化学式)。
④血液中的O2是由血红素在人体内形成的血红蛋白来输送的，则血红蛋白中的Fe2＋与O2是通过________键相结合的。
(4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2→SO3→H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间构型为________。H2SO4的酸性强于H2SO3的原因是________________________________。
14．铜是人类最早使用的金属之一，最近科学家发现 Cu 元素有很强的杀菌作用，还可代替Al 布线在硅芯片上。用黄铜矿(主要成分为 CuFeS2)生产粗铜，其反应原理如下：

回答下列问题：
(1)S 和 O 相比，第一电离能较小的元素是___________ ；在下列图示中，Si 的基态价电子排布图是___________(填选项字母)。
A、 B、 C、 D、
(2)Cu2O 和 Cu2S 均为离子晶体，Cu2O 的熔点为 1235℃，Cu2S 的熔点为 1130℃，Cu2O熔点较高的原因是___________ 。
(3)反应①、②中生成的气体 SO2中心原子的杂化方式为 ___________，分子的立体构型为___________ 。
(4)与 NH3互为等电子体的粒子的化学式有 ___________(写出一种)。工业上常用铜氨溶液制造人造丝，某学生做了如下实验：CuSO4溶液 蓝色沉淀深蓝色溶液，蓝色沉淀溶于氨水的离子方程式为___________ 。
(5)Cu2O 的晶胞结构如图所示，若原子坐标参数 A 为(0，0，0)，B 为，则 C 原子的坐标参数为___________ 。若该晶体的密度为 dg/cm3，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中 Cu 原子与 O 原子之间的距离为 ___________pm。(用含 d 和 NA的式子表示)。

15．氮的化合物应用广泛：
(1)Reineckesalt的结构如图所示：

其中配位原子为___(填元素符号)，阳离子的空间结构为___，NCS-中碳原子杂化方式为___。
(2)重铬酸铵[(NH4)2Cr2O7]为桔黄色单斜结晶，常用作有机合成催化剂，Cr2O的结构如图。(NH4)2Cr2O7中N、O、Cr三种元素第一电离能由大到小的顺序是___(填元素符号)，1mol该物质中含σ键的数目为___NA。

(3)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的一种配合物，IMI的结构为，IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物常温下为液态而非固态。原因是___。
(4)已知：多原子分子中，若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道，则p电子可在多个原子间运动，形成“离域π键”(或大π键)。大π键可用表示，其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数，如苯分子中大π键表示为。
①下列微粒中存在“离域Π键”的是___。
A．CH2=CH—CH=CH2 B．CCl4 C．H2O D．SO2
②NaN3中阴离子N3-与CO2互为等电子体，均为直线型结构，N3-中的2个大π键可表示为___。
(5)氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料，晶体结构如图所示，1个Al原子周围距离最近的Al原子数为__个；若晶胞结构的高为anm，底边长为bnm，NA表示阿伏伽德罗常数的值，则其密度为___g·cm-3(列出计算式)。

1．(2022·江苏省木渎苏苑高三联合适应性检测)下列有关SO2、SO3、SO32-和SO42-的说法正确的是( )
A．SO32-中S原子的杂化方式为sp2
B．SO42-的空间构型为平面正方形
C．SO2分子中的键角小于SO3分子中的键角
D．SO3分子是极性分子
2．(2022·湖北·高三专题练习)磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O=P(N3)3。下列关于该分子的说法正确的是( )
A．为非极性分子 B．立体构型为正四面体形
C．加热条件下会分解并放出 D．分解产物NPO的电子式为
3．(2022·上海市金山区二模)液氨中存在：2NH3(l)NH＋NH。下列有关化学用语表示正确的是( )
A．NH3的比例模型： B．NH的空间构型：三角锥形
C．NH2-的电子式： D．平衡常数表达式：
4．(2022·江苏省泰州市第四次调研测试)催化剂作用下，SO2与Cl2反应生成SO2Cl2；对SO2水溶液的光谱分析可以检测到HSO3-、S2O32-和痕量的SO32-，三氧化硫在液态时有单分子SO3和三聚的(SO3)3(结构如下图所示)两种形式，在高温时能将HBr氧化为Br2。关于说法正确的是( )

A．SO2、SO3都是非极性分子
B．SO2Cl2为正四面体结构
C．SO3、SO32-中S原子都是sp2杂化
D．1 mol (SO3)3分子中含有12 mol σ键
5．(2022·江苏省平潮高级中学等五校临门一脚)氨是一种重要的化工原料，主要用于化肥工业，也广泛用于硝酸、纯碱、制药等工业；合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)ΔH=-92.4kJ·mol-1。实验室用加热NH4Cl和Ca(OH)2固体混合物的方法制取少量氨气；侯氏制碱法用氨气、二氧化碳，与饱和食盐水制备纯碱碳酸钠。下列有关NH3、NF3、NH4+、NO2-、NO3-等含氮粒子的说法正确的是( )
A．NH3中N-H键角比NH4+中N-H键角大
B．NH3极易溶于水，主要原因是NH3分子间能形成氢键
C．NH3的水溶液能导电，但一水合氨不能完全电离，因此NH3属于弱电解质
D．NH3、NF3的空间构型都是三角锥型，NO2-、NO3-中的N都是sp2杂化
6．(2022·山东淄博·三模)钙钛矿光催化剂具有高活性和选择性。带有负电荷的将带正电的固定在其表面，用于可见光驱动CO2还原。下列说法错误的是( )

A．电负性：Br>Pb>Cs
B．中的配位数为6
C．三联呲啶中N原子的杂化方式为sp2
D．CO2还原过程中有极性键、非极性键断裂和形成
7．(2022·北京市西城区一模)Zn2+、三乙撑二胺和对苯二甲酸根离子可形成晶体M，其晶胞示意图如下。

(1) Zn2+的价层电子排布式是_______。
(2)C、O、N的电负性从大到小的顺序是_______。
(3)三乙撑二胺( )与Zn2+能形成配位键的原因是_______。
(4)在晶体M每个空腔中装入一个顺式偶氮苯分子后形成晶体M1，晶胞示意图如图。一定条件下随着偶氮苯顺反结构的变化，晶体骨架发生畸变，晶体在M1和M2两种结构之间相互转化，可以吸收和释放N2，被称为“会呼吸”的晶体。

晶体