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特色练 5 原子、分子的结构与性质
1．2022年北京冬奥会已经成功落下帷幕，它的成功举办离不开各种科技力量的支撑。下列
说法正确的是( )
A．跨临界直接制冰使用的CO 分子中含有非极性键
2
B．滑冰场上的冰中水分子的稳定性低于甲烷
C．颁奖礼服内胆中添加了石墨烯(结构如图)，其中C原子的杂化方式是sp3杂化
D．闭幕式中，鸟巢上空绽放的璀璨焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关
答案 D
解析 CO 是由极性键构成的非极性分子，A错误；O的非金属性大于C，所以对应简单氢
2
化物水的稳定性也高于甲烷，B错误；根据图示结构可知，石墨烯中 C原子的杂化方式为
sp2杂化，C错误；焰火属于焰色试验，是原子核外电子从较高能量的激发态跃迁到较低能
量的激发态乃至基态时主要以光能的形式释放能量的过程，D正确。
2．已知NO能被FeSO 溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H O) ]SO 。下列说法正确的是( )
4 2 5 4
A．该配合物中阴离子为平面正方形
B．该配合物的配体为NO，配位数为1
C．Fe2＋的价层电子排布式为3d54s1，易被氧化为Fe3＋
D．HO的VSEPR模型为四面体形，空间结构为V形
2
答案 D
解析 该配合物的阴离子为SO，SO中S原子价层电子对数为4＋＝4且不含孤电子对，所
以该离子为正四面体形，A错误；[Fe(NO)(H O) ]SO 中的配体为NO、HO，所以该配离子
2 5 4 2
中配位数为6，B错误；Fe2＋的价层电子排布式为3d6，易失去电子被氧化为Fe3＋，C错误；
水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤电子对数为2，则分子的VSEPR模型为四面体形，
空间结构为V形，D正确。
3．100多年来，人类首次合成了甲二醇，它的化学式为CH(OH) ，这种有机分子是形成气
2 2
溶胶和大气臭氧层反应的关键中间物。关于甲二醇的说法错误的是( )
A．甲二醇分子中有3个sp3杂化的原子
B．甲二醇是非极性分子
C．甲二醇的沸点高于甲醇
D．相同物质的量的甲二醇和甲醇完全燃烧，甲二醇的耗氧量低答案 B
解析 甲二醇分子中，C、O均为sp3杂化，故分子中有3个sp3杂化的原子，A正确；甲二
醇分子中原子的正负电荷中心不重合，是极性分子，B错误；相比于甲醇(CHOH)，甲二醇
3
可形成2个分子间氢键，沸点更高，C正确；相同物质的量的甲二醇和甲醇完全燃烧，假设
物质的量均为1 mol，甲二醇的耗氧量为1 mol，甲醇的耗氧量为1.5 mol，故甲二醇的耗氧
量低，D正确。
4．离子液体常被用作电化学研究的电解质、有机合成的溶剂和催化剂。如图是离子液体 1-
丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐的结构简式。下列说法正确的是( )
A．该物质含有的化学键类型是共价键
B．PF的空间结构为三角双锥形
C．该物质中N有2种杂化轨道类型
D．离子液体的沸点较低，容易挥发
答案 C
解析 该物质属于盐，含有的化学键类型是离子键、共价键，A错误；PF中中心原子的价
层电子对数为＋6＝6，不含有孤电子对，则空间结构为正八面体形，B错误；该物质中N原
子一个形成双键，一个全部为单键，因此有sp2、sp3两种杂化轨道类型，C正确；该离子液
体为离子化合物，属于离子晶体，熔、沸点较高，不易挥发，D错误。
5．物质结构决定物质的性质。下列说法错误的是( )
A．由于钙离子半径大于镁离子半径，可推测碳酸钙的分解温度高于碳酸镁
B．由于氢键的存在，可推测邻羟基苯甲醛沸点高于对羟基苯甲醛
C．由于N的电负性小于F，可推测NH 具有碱性(可与H＋结合)而NF 没有碱性
3 3
D．由于孤电子对排斥作用较大，可推测单个水分子中∠H—O—H小于[Ti(HO) ]2＋中∠H—
2 6
O—H
答案 B
解析 MgCO 和CaCO 都为离子晶体，Mg2＋与Ca2＋所带电荷相等，由于Mg2＋半径小于Ca2＋
3 3
半径，所以MgO的离子键强于CaO，所以Mg2＋比Ca2＋更易与碳酸根离子中的氧离子结合，
使碳酸根离子分解为CO ，A正确；两者均能形成氢键，只是氢键的种类不同，邻羟基苯甲
2
醛易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛只形成分子间氢键，由于分子内氢键使物质的熔、沸点
降低，分子间氢键使物质的熔、沸点升高，故邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点，
B错误；NH 具有碱性(可与H＋结合)而NF 没有碱性，原因是NF 中F元素电负性强，使得
3 3 3
N原子呈正电性(δ＋)，难与H＋结合，C正确；单个水分子中，O的2个孤电子对排斥O—H，使得∠H—O—H变小，而在[Ti(HO) ]2＋中，O的孤电子对和Ti2＋的空轨道配位，减弱了
2 6
O的孤电子对对O—H的排斥作用，因此[Ti(HO) ]2＋中∠H—O—H大于单个水分子中∠H—
2 6
O—H，D正确。
6．下列关于O、S及其化合物的说法错误的是( )
A．O的电负性比S的大，可推断HO分子的极性比HS的极性大
2 2
B．电子云重叠程度O—H比S—H的大，可推断O—H比S—H更稳定
C．HO的相对分子质量比HS的小，可推断HO的沸点比HS的低
2 2 2 2
D．HO的成键电子对排斥力大，可推测HO的键角比HS的大
2 2 2
答案 C
解析 HO和HS的结构一样，O的电负性比S的大，可推断HO分子的极性比HS的极性
2 2 2 2
大，A正确；O原子半径小于S，O—H电子云重叠程度比S—H的大，O—H键长更短、键
能更大，可推断O—H比S—H更稳定，B正确；HO分子间存在范德华力和氢键，HS分
2 2
子间只有范德华力，可推断HO的沸点比HS的高，C错误；HO和HS中心原子中所含孤
2 2 2 2
电子对数均为2，O的原子半径小于S，HO的成键电子对间的排斥力大于HS，可推断HO
2 2 2
键角比HS的大，D正确。
2
7．下列说法正确的是( )
A．HCl和Cl 分子中均含有s-p σ键
2
B．甲醛(HCHO)中H—C—H的键角小于光气(COCl )中Cl—C—Cl的键角；NF 键角大于
2 3
NH 键角
3
C．NH Cl中阳离子的键角大于NH 的键角
4 3
D．酸性：HCOOH>CH COOH>CHCl COOH>CCl COOH
3 2 3
答案 C
解析 HCl中H的1s电子与Cl的3p电子形成共价键，为s-p σ键，但Cl 分子中只有Cl—
2
Cl共价键，Cl的3p电子之间形成共用电子对，为p-p σ键，A错误；两分子中碳原子均为
sp2杂化，分子结构均为平面三角形，电负性：Cl>C>H，光气中C—Cl中共用电子对偏离C
原子，而C—H中共用电子对偏向C原子，甲醛分子中形成C—H的共用电子对之间的排斥
力大于光气分子中形成C—Cl的共用电子对之间的排斥力，故键角：∠H—C—H>∠Cl—C—
Cl，F的电负性强于H，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更远，成键电
子对之间排斥力更小，致使NF 的键角小于NH ，B错误；羧基连接的氢原子和甲基相比，
3 3
甲基是斥电子基会使得羧基氧上的电子云增加，氢离子更难失去，酸性：
HCOOH>CH COOH；Cl的非金属性较强，吸引电子对的能力强，Cl原子为吸电子基，使得
3
羟基O—H极性增强，易电离出H＋，则酸性：CHCOOHC(金刚石)>O
2
D．冰分子中的化学键即氢键可以表示为O—H…O
答案 A
解析 CH中C的价层电子对数为3，无孤电子对，空间结构为平面三角形，故 A正确；第
四周期未成对电子数最多的元素的基态原子电子排布式为[Ar]3d54s1，是Cr元素，故B错误；
金刚石为共价晶体，MgO为离子晶体，氧气为分子晶体，一般熔、沸点高低顺序是共价晶
体＞离子晶体＞分子晶体，即C(金刚石)＞MgO＞O，故C错误；氢键不是化学键，故D错
2
误。
10．“液态阳光”由中国科学院液态阳光研究组命名，指的是利用太阳能、风能等可再生能
源分解水制氢，再将空气中的CO 加氢制成CHOH等液体燃料。该过程零污染、零排放，
2 3
并且可形成循环，是迄今为止人类制备CHOH最清洁环保的方式之一，下列说法错误的是(
3
)
A．即使使用高效催化剂，改变反应历程，CO 和HO合成CHOH和O 也为吸热反应
2 2 3 2
B．SiO 的熔点比CO 的高，原因是SiO 的分子间作用力更大
2 2 2
C．CO 是直线形分子
2
D．甲醇的沸点介于水和甲硫醇(CHSH)之间
3
答案 B
解析 改变反应历程不能改变反应的焓变，所以加入催化剂，CO 和HO合成CHOH和O
2 2 3 2
也为吸热反应，A项正确；SiO 为共价晶体，CO 为分子晶体，两者晶体类型不同，SiO 的
2 2 2
熔点比CO 的高，B项错误；CO 的结构式为O==C==O，为直线形分子，C项正确；甲醇
2 2分子之间和水分子之间都存在氢键，因此沸点高于不含分子间氢键的甲硫醇，而水和甲醇分
子数目相等时含有的氢键数目水比甲醇多，因此甲醇的沸点介于水和甲硫醇之间，D项正确。
11．尿素[CO(NH)]可用于制有机铁肥，主要代表物有三硝酸六尿素合铁(Ⅲ)，化学式为
2 2
[Fe(H NCONH)](NO )。下列说法错误的是( )
2 2 6 3 3
A．电负性：O>N>C>H
B．基态Fe3＋核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5
C．NO与尿素分子中的N原子杂化方式相同
D．C、N原子中电子占据能量最高的轨道形状相同
答案 C
解析 一般来说非金属性越强，电负性越大，四种元素的电负性大小顺序是 O＞N＞C＞
H，故A正确；基态Fe原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2，基态Fe3＋核外电子排布式为
1s22s22p63s23p63d5，故B正确；NO中N原子有3个σ键，无孤电子对，N原子杂化类型为
sp2，尿素中N原子杂化类型为sp3，故C错误；C、N原子中电子占据能量最高的能级均为
2p，电子云形状均为哑铃形，故D正确。
12．实验室中利用 CoCl 制取配合物[Co(NH )]Cl 的反应为 2CoCl ＋10NH ＋2NH Cl＋
2 3 6 3 2 3 4
HO===2[Co(NH )]Cl ＋2HO。下列叙述正确的是( )
2 2 3 6 3 2
A．Co2＋的价层电子轨道表示式为
B．1 mol [Co(NH)]3＋中含σ键为18 mol
3 6
C．HO 中氧原子采取sp3杂化
2 2
D．氨分子间存在氢键，因而NH 易溶于水
3
答案 C
解析 Co原子核外有27个电子，基态Co原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，
Co2＋的价层电子排布式为3d7，价层电子轨道表示式为 ，A项错误；1
个[Co(NH )]3＋中1个Co3＋与6个N原子形成6个配位键，配位键属于σ键，每个NH 中含
3 6 3
3个N—H σ键，1 mol [Co(NH)]3＋中含有(6＋6×3) mol＝24 mol σ键，B项错误；HO 的结
3 6 2 2
构式为H—O—O—H，每个O形成2个σ键，每个O还有2个孤电子对，即O原子的价层
电子对数为4，O原子采取sp3杂化，C项正确；NH 易溶于水是由于NH 与HO分子间存在
3 3 2
氢键，NH 分子和HO分子都是极性分子，NH 能与HO反应，不是由于氨分子间存在氢键，
3 2 3 2
D项错误。
13．燃煤燃烧过程中易产生CO、SO 气体，下列关于CO、SO 说法正确的是( )
2 2 2 2
A．均为含有极性键的极性分子
B．空间结构相同
C．CO 分子中键角大于SO
2 2D．C与S杂化类型相同
答案 C
解析 CO 与SO 均含极性键，SO 分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子，CO 分子
2 2 2 2
中正负电荷中心重合，属于非极性分子，A项错误；CO 分子为直线形结构，其分子键角为
2
180°，SO 分子为V形结构，CO 分子中键角大于SO ，B项错误、C项正确；CO 分子的中
2 2 2 2
心原子C原子采取sp杂化，SO 分子的中心原子S原子采取sp2杂化，C与S杂化类型不相
2
同，D项错误。
14．石墨烯具有优异的光学、电学、力学特性，在材料学、微纳加工、能源和生物医学等方
面具有广阔的应用前景，石墨烯可采用化学方法制备，如以六氯苯、六溴苯为原料可制备石
墨烯。下表是六氯苯、六溴苯、苯六酸的熔点和水溶性：
六氯苯 六溴苯 苯六酸
物质
熔点/℃ 231 325 287
水溶性 不溶 不溶 易溶
下列说法正确的是( )
A．苯六酸所含元素的电负性：C>O>H
B．从结构上看，六氯苯、六溴苯和苯六酸均为极性分子
C．六氯苯、六溴苯和苯六酸分子中C的杂化方式均为sp2杂化
D．苯六酸与六氯苯、六溴苯的水溶性存在明显的差异是因为其分子结构庞大
答案 C
解析 一般来说，非金属性越强，电负性越强，所以电负性：O＞C＞H，A错误；六氯苯、
六溴苯结构高度对称，正负电荷中心重合，为非极性分子，B错误；六氯苯、六溴苯中C原
子均位于苯环上，为sp2杂化，苯六酸中苯环上的碳和碳氧双键中的碳也为 sp2杂化，C正确；
苯六酸与六氯苯、六溴苯的水溶性存在明显的差异是因为苯六酸中含有羧基，可以和水分子
形成分子间氢键，D错误。
