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专练 28 分子空间结构与物质性质
授课提示：对应学生用书55页
一、选择题
1．[2024·吉林卷]如下反应相关元素中，W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期
元素，基态X原子的核外电子有5种空间运动状态，基态Y、Z原子有两个未成对电子，Q
是ds区元素，焰色试验呈绿色。下列说法错误的是（ ）
QZY 溶液―――――――→QZX YW 溶液
4 4 4 12
A．单质沸点：Z>Y>W
B．简单氢化物键角：X>Y
C．反应过程中有蓝色沉淀产生
D．QZX YW 是配合物，配位原子是Y
4 4 12
答案：D
解析：常温下，单质S呈固态，O 、H 均呈气态，且相对分子质量O>H ，则分子间
2 2 2 2
作用力O>H ，故单质的沸点：S>O>H ，A正确；NH 、HO的中心原子N、O均采取sp3
2 2 2 2 3 2
杂化，但N、O上分别有1，2个孤电子对，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，
键角越小，故简单氢化物的键角：NH >H O，B正确；向CuSO 溶液中逐渐通入NH ，先
3 2 4 3
生成蓝色Cu（OH） 沉淀，当NH 过量时，Cu（OH） 沉淀溶解生成深蓝色的Cu（NH ）
2 3 2 3
SO 溶液，C正确；配合物Cu（NH ） SO 中Cu2＋提供空轨道，N原子提供孤电子对形
4 4 3 4 4
成配位键，即其中配位原子是N，D错误。
2．[2024·石家庄市质量检测]物质的结构决定其性质，下列事实与解释相符的是
（ ）
选项 事实 解释
C原子处在4个F原子所组成的正方形中心，键
A CF 是非极性分子
4 的极性的向量和为零
B Ge原子间难以形成π键 Ge的原子半径较大，未杂化的p轨道很难重叠
2个C===O键的键能之和小于4个Si—O键的键
C 干冰的熔点低于SiO
2 能之和
D 利用杯酚可分离C 和C 超分子具有自组装的特征
60 70
答案：B
解析：CF 中C与4个F形成4个σ键，孤对电子数为0，所以C原子采用sp3杂化，
4
则CF 为正四面体形结构，该分子正负电荷中心重合，为非极性分子，A项事实与解释不
4
相符；Ge的原子半径较大，未杂化的p轨道很难有效肩并肩重叠形成π键，B项事实与解
释相符；干冰（二氧化碳）为分子晶体、二氧化硅为共价晶体，共价晶体的熔沸点高于分
子晶体，C项事实与解释不相符；杯酚可分离C 与C 是由于杯酚能与C 形成超分子，而
60 70 60
不能与C 形成超分子，反映出超分子具有分子识别的特性，D项事实与解释不相符。
70
3．[2024·吉林卷]下列化学用语或表述正确的是（ ）
A．中子数为1的氦核素：He
B．SiO 的晶体类型：分子晶体
2
C．F 的共价键类型：p—p σ键
2
D．PCl 的空间结构：平面三角形
3
答案：C
3
解析：中子数为1的氦元素的质量数为3，表示为 He，A错误；二氧化硅为共价晶体，
2
B错误；F2中的共价键由2个F原子各提供1个未成对电子的2p原子轨道重叠形成，为pp
σ键，C正确； PCl 的中心P原子的价层电子对数为3＋＝4，有1个孤电子对，故PCl
3 3
的空间结构为三角锥形，D错误。
4．[2024·湖北卷]基本概念和理论是化学思维的基石。下列叙述错误的是（ ）A．VSEPR理论认为VSEPR模型与分子的空间结构相同
B．元素性质随着原子序数递增而呈周期性变化的规律称为元素周期律
C．泡利原理认为一个原子轨道内最多只能容纳两个自旋相反的电子
D．sp3杂化轨道由1个s轨道和3个p轨道混杂而成
答案：A
解析：中心原子含有孤电子对的分子，其空间结构与VSEPR模型不同，A错误。
5．[2024·安徽卷]下列有关物质结构或性质的比较中，正确的是（ ）
A．键角：NH >NO
3
B．熔点：NH OH>[NHOH]Cl
2 3
C．25 ℃同浓度水溶液的pH：[NH OH]Cl>NH Cl
3 4
D．羟胺分子间氢键的强弱：O—H…O>N—H…N
答案：D
解析：NH3中N为sp3杂化，NO－3中N为sp2杂化，则键角：NH N—H…N，D项正确。
6．[2023·湖北卷]价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的
是（ ）
A．CH 和HO的VSEPR模型均为四面体
4 2
B．SO和CO的空间构型均为平面三角形
C．CF 和SF 均为非极性分子
4 4
D．XeF 与XeO 的键角相等
2 2
答案：A
解析：甲烷分子的中心原子的价层电子对数为4，水分子的中心原子价层电子对数也
为4，所以他们的VSEPR模型都是四面体，A正确；SO的孤电子对数为1，CO的孤电子
对数为0，所以SO的空间构型为三角锥形，CO的空间构型为平面三角形，B错误，CF 为
4
正四面体结构，为非极性分子，SF 中心原子有孤电子对，为极性分子，C错误；XeF 和
4 2
XeO 分子中，孤电子对数不相等，孤电子对数越多，排斥力越大，所以键角不等，D错误；
2
故选A。
7．[2023·新课标卷]“肼合成酶”以其中的Fe2＋配合物为催化中心，可将NH OH与
2
NH 转化为肼（NH NH ），其反应历程如下所示。
3 2 2
下列说法错误的是（ ）
A．NH OH、NH 和HO均为极性分子
2 3 2
B．反应涉及N－H、N－O键断裂和N－N键生成
C．催化中心的Fe2＋被氧化为Fe3＋，后又被还原为Fe2＋D．将NH OH替换为ND OD，反应可得ND ND
2 2 2 2
答案：D
解析：NH OH、NH 、HO的电荷分布都不均匀，不对称，为极性分子，A正确；由
2 3 2
反应历程可知，有N－H，N－O键断裂，还有N－H键的生成，B正确；由反应历程可知，
反应过程中，Fe2＋先失去电子发生氧化反应生成Fe3＋，后面又得到电子生成Fe2＋，C正确；
由反应历程可知，反应过程中，生成的NH NH 有两个氢来源于NH ，所以将NH OH替换
2 2 3 2
为ND OD，不可能得到ND ND ，得到ND NH 和HDO，D错误；故选D。
2 2 2 2 2
8．[2024·北京清华附中阶段检测]已知SiCl 与N甲基咪唑（ ）反应可以得
4
到M2＋，其结构如图所示，下列说法不正确的是（ ）
A．M2＋中Si的配位数是6
B．1个M2＋中含有42个σ键
C．SiF、SiCl 、SiBr 、SiI 的沸点依次升高
4 4 4 4
D．气态SiCl 分子的空间结构为正四面体形
4
答案：B
解析：由图可知，中心Si原子与Cl之间、与N原子之间均形成配位键，故其配位数
是6，A项正确；单键为σ键，双键为1个σ键和一个π键，配位键也为σ键，故1个M2＋
中含有54个σ键，B项错误；由于SiF 、SiCl 、SiBr 、SiI 均为分子晶体，结构相似，随
4 4 4 4
着相对分子质量的增大，分子间作用力增大，沸点逐渐升高，故 SiF 、SiCl 、SiBr 、SiI
4 4 4 4
的沸点依次升高，C项正确；SiCl 的中心原子Si原子的价层电子对数为4＋＝4，无孤电子
4
对，故气态SiCl 分子的空间结构为正四面体形，D项正确。
4
9．[2024·兰州市高三诊断考试]化学用语是表述化学学科知识的专业语言符号。下列说
法不正确的是（ ）
A．基态Cr原子的价层电子排布式：3d54s1
B．ClO的电子式：Cl∶O∶Cl
2
C．OF 和ClO的VSEPR模型均为四面体形
2
D．ICl和NH 均为极性分子
3
答案：B
解析：Cr是24号元素，基态Cr原子的价层电子排布式为3d54s1，A项正确；ClO中
2
Cl原子的最外层电子数为7，Cl和O原子之间存在1对共用电子，各原子最外层均满足8
电子稳定结构，故其电子式为∶Cl∶O∶Cl∶，B项错误；OF 的中心O原子的价层电子对
2
数为2＋×（6－2×1）＝4，ClO的中心Cl原子的价层电子对数为2＋×（7＋1－2×2）＝
4，故二者的VSEPR模型均为四面体形，C项正确；ICl中I原子和Cl原子之间形成1对共
用电子，其结构为I—Cl，结构不对称，为极性分子，NH 为三角锥形结构，正负电荷中心
3
不重合，为极性分子，D项正确。
10．[2024·浙江1月]X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半
径最小，短周期中M电负性最小，Z与Y、Q相邻，基态Z原子的s能级与p能级的电子
数相等，下列说法不正确的是（ ）
A．沸点：XZ>X Q
2 2
B．M与Q可形成化合物MQ、MQ
2 2 2
C．化学键中离子键成分的百分数：MZ>M Q
2 2
D．YZ与QZ离子空间结构均为三角锥形
答案：D
解析：X、Y、Z、M和Q五种主族元素，原子序数依次增大，X原子半径最小，则X
为H，短周期中M电负性最小，则M为Na，基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等，
则 Z 为 O，Z 与 Y、Q 相邻，则 Y 为 N，Q 为 S。HO 可形成分子间氢键，故沸点：
2
HO>HS，A项正确；O与S同主族，其化学性质相似，Na与O可形成NaO、NaO ，故
2 2 2 2 2Na与S也可形成NaS、NaS ，B项正确；电负性差值越大，离子键成分的百分数越大，
2 2 2
同主族元素自上而下电负性依次降低，O的电负性大于 S，则离子键成分的百分数：
NaO>Na S，C项正确；NO的中心N原子的孤电子对数＝＝0，为sp2杂化，则NO的空间
2 2
构型为平面三角形，D项错误。
11．[2022·湖北卷]磷酰三叠氮是一种高能分子，结构简式为O===P（N ） 。下列关于
3 3
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N
2
D．分解产物NPO的电子式为N⋮⋮P∶O∶
答案：C
解析：从结构简式可知该分子正负电荷中心不重合，是极性分子，A项错误；P连接
的四个原子或原子团不完全相同，故立体构型不可能为正四面体形，B项错误；O===P
（N） 的分解产物为NPO（D项中提示），N元素化合价降低，由得失电子守恒知，其分
3 3
解还会产生N，C项正确；NPO的电子式是∶N⋮⋮P∶O∶，D项错误。
2
二、非选择题
12．[2022·全国甲卷（节选）]
2008年北京奥运会的“水立方”，在2022年冬奥会上华丽转身为“冰立方”，实现
了奥运场馆的再利用，其美丽的透光气囊材料由乙烯（CH===CH ）与四氟乙烯
2 2
（CF===CF ）的共聚物（ETFE）制成。回答下列问题：
2 2
（1）基态F原子的价电子排布图（轨道表示式）为 。
（2）图a、b、c分别表示C、N、O和F的逐级电离能Ⅰ变化趋势（纵坐标的标度不
同）。第一电离能的变化图是 （填标号），判断的根据是___________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________；
第三电离能的变化图是 （填标号）。
（3）固态氟化氢中存在（HF） 形式，画出（HF） 的链状结构 。
n 3
（4）CF===CF 和ETFE分子中C的杂化轨道类型分别为 和 ；聚四
2 2
氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因 。
答案：（1）
（2）a 同周期元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，N原子的价电子排布式为
2s22p3，2p轨道是半充满稳定结构，第一电离能比O原子大 b
（3）H—F…H—F…H—F
（4）sp2 sp3 F的电负性比H大，C—F键的键能比C—H键的大
解析：（1）基态F原子的价电子排布式为2s22p5，故其价电子排布图（轨道表示式）
为
（2）C、N、O、F均位于第二周期，原子半径逐渐减小，原子核对最外层电子的吸引
能力增强，第一电离能逐渐增大，但N原子的价电子排布式为2s22p3，2p轨道是半充满稳
定结构，第一电离能比O原子大，故选a；C原子失去2个电子后达到2s2全满稳定结构，
再失去1个电子较难，故第三电离能比N原子大，故选b。（3）固态氟化氢分子间存在氢
键，故（HF） 的链状结构为H—F…H—F…H—F。（4） CF===CF 分子中C原子形成碳
3 2 2
碳双键，故C原子为sp2杂化；ETFE是乙烯与四氟乙烯的共聚物，可表示为CH—CH—
2 2CF—CF，故在ETFE分子中碳原子为sp3杂化；由于F的电负性比H大，C—F键的键能
2 2
比C—H键的大，故聚四氟乙烯比聚乙烯稳定。
13．[2024·浙江1月]氮和氧是构建化合物的常见元素。
已知：
请回答：
（1）某化合物的晶胞如图，其化学式是 ，晶体类型是 。
（2）下列说法正确的是 。
A．电负性：B>N>O
B．离子半径：P3－”“<”或
2 2 2 2
“＝”），请说明理由
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②将HNO 与SO 按物质的量之比1∶2发生化合反应生成A，测得A由2种微粒构成，
3 3
其中之一是NO。比较氧化性强弱：NO HNO （填“>”“<”或“＝”）；写出A中
3
阴离子的结构式
________________________________________________________________________。
答案：（1）Cr（HO）Cl 或CrCl ·4H O 分子晶体
2 4 2 2 2
（2）CD
（3）①sp3 < —NH 中N有孤电子对，对成键电子对的斥力大，键角小
2
解析：（1）由晶胞结构可知，晶胞顶点和面心处原子团是一样的，均为CrCl ·4H O，
2 2
故该化合物的化学式为CrCl ·4H O，其晶体类型为分子晶体。（2）同一周期主族元素，从
2 2
左到右，电负性依次增大，故电负性顺序为O>N>B，A项错误；核外电子排布相同的离子，
核电荷数越大，半径越小，故离子半径顺序为P3－>S2－>Cl－，B项错误；同一周期元素从左
到右，第一电离能呈增大的趋势，但第ⅡA族和第ⅤA族元素例外，故第一电离能：
Ge HNO ；
3A中阴离子为HS O，根据题给已知信息可知其结构式为 。
2
