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专项训练 键能、键长、键角及其应用（解析版）
一、单选题
1．下列事实不能通过比较氟元素和氯元素的电负性进行解释的是
A． 键的键能小于 键的键能
B．三氟乙酸的 大于三氯乙酸的
C．氟化氢分子的极性强于氯化氢分子的极性
D．气态氟化氢中存在 ，而气态氯化氢中是 分子
【答案】A
【详解】A．F原子半径小，电子云密度大，两个原子间的斥力较强， 键不稳定，
因此 键的键能小于 键的键能，与电负性无关，A符合题意；
B．氟的电负性大于氯的电负性。 键的极性大于 键的极性，使 —的极性
大于 —的极性，导致三氟乙酸的羧基中的羟基极性更大，更容易电离出氢离子，
酸性更强，B不符合题意；
C．氟的电负性大于氯的电负性， 键的极性大于 键的极性，导致 分子极
性强于 ，C不符合题意；
D．氟的电负性大于氯的电负性，与氟原子相连的氢原子可以与另外的氟原子形成分
子间氢键，因此气态氟化氢中存在 ，D不符合题意；
故选A。
2．下列关于物质的结构、性质及解释均正确的是
选
物质的结构或性质 解释
项
A 键角：HO＜NH 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的少
2 3
B 热稳定性：NH ＞PH NH 分子间氢键强于PH 分子间作用力
3 3 3 3
Cl－Cl的键长小于Br－Br
C Cl－Cl的键能小于Br－Br的键能
的键长
酸性：CHCOOH＞ 烃基(R－)越长推电子效应越大，使羧基中羟基
D 3
CHCHCOOH 的极性越小，羧酸的酸性越弱
3 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．A B．B C．C D．D
【答案】D
【详解】A．水分子中O上有2个孤电子对，氨分子中N上有1个孤电子对，孤电子
对数越多，对成键电子对的排斥作用越大，键角越小，所以水分子中键角比氨分子中
键角小，A不正确；
B．N与P为同主族元素，N的非金属性比P强，则热稳定性：NH ＞PH ，分子的热
3 3
稳定性与分子间的作用力无关，B不正确；
C．Cl的原子半径小于Br的原子半径，则Cl－Cl的键长小于Br－Br的键长，Cl－Cl
的键能大于Br－Br的键能，C不正确；
D．烃基(R－)越长推电子效应越大，则CHCH-的推电子效应比CH-大，从而使-
3 2 3
COOH中-OH的极性减弱，电离能力减弱，酸性减弱，所以酸性：CHCOOH＞
3
CHCHCOOH，D正确；
3 2
故选D。
3．氮化硼具有多种优良性能，广泛应用于高压高频电子及等离子弧的绝缘体，工业上
可用三氯化硼、氨气气相沉积法制备，其反应原理为
。
下列说法正确的是
A．电负性：
B．H-Cl键的键能大于H-F键的键能
C． 与 都是由极性键构成的极性分子
D．氯化铵的立方晶胞结构如图所示，氯化铵晶体的摩尔体积为
【答案】D
【详解】A．周期表中，从左到右元素的电负性逐渐变大，从上到下，元素的电负性
逐渐变小，则元素的电负性大小顺序是N＞H＞B，故A错误；
B．原子半径F＜Cl，原子半径越大，键长越长，键能越小，H-Cl键的键能小于H-F键
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】的键能，故B错误；
C．NH 为三角锥形结构，正负电荷重心不重合，NH 是由极性键构成的极性分子，
3 3
BCl 为平面三角形结构，正负电荷重心重合，BCl 是由极性键构成的非极性分子，故
3 3
C错误；
D．氯化铵晶体中铵根数目为1，氯离子数目为 ，物质的量为 ，晶胞体
积=a3cm3，则晶体的摩尔体积 ，故D正确；
故选：D。
4．一定条件下，氨气与氟气发生反应： ，其中NF 分子构型
3
与NH 相似。下列有关说法错误的是
3
A．NF 的分子构型是三角锥型 B．NF 的键角大于NH 中的键角
3 3 3
C．第一电离能：F>N>H D．键能：N-HN，键能：N-HAsH
3 3
【答案】D
【详解】A．As是33号元素，处于第四周期第VA族，根据构造原理可知，基态As原
子的电子排布式为[Ar]3d104s24p3，A项错误；
B．同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小，I(N)>I (P)>I (As)，B项错误；
1 1 1
C．NH 分子间可以形成氢键，沸点最高，AsH 的沸点比NH 的低，C项错误；
3 3 3
D．AsH 中有3个σ键和1个孤电子对，价层电子对数为4，采取sp3杂化，分子空间
3
结构为三角锥形，NH 中N的电负性大于As，成键电子偏向N，成键电子对之间的排
3
斥作用增强，NH 的键角大于AsH 的，D项正确；
3 3
故选D。
8．X、Y 、Z、W 、Q是原子序数依次增大的短周期主族元素。基态X原子核外有两
个未成对电子，Y是地壳中含量最高的元素 ，其中Z与X同族，W 与Y同族。下列
说法正确的是
A．原子半径：Z>Y>X
B．XY 和ZY 中的键角：Y-X-Y>Y- Z- Y
2 2
C．气态氢化物的沸点：Z>X
D．氧化物对应水化物的酸性：Q> W
【答案】B
【分析】X、Y 、Z、W 、Q是原子序数依次增大，Y是地壳中含量最高的元素，Y
为O，基态X原子核外有两个未成对电子，且在O之前，X为C；Z与X同主族，Z
为Si，W与Y同族，则W为S，Q为Cl；
【详解】A．电子层数越多，半径越大，电子层数相同时，荷电核数越大，原子半径
越小，A项错误；
B． 中C原子为sp杂化，键角为180°， 中Si原子为 杂化，键角小于
180°，B项正确；
C．没说明简单气态氢化物，C的气态氢化物种类繁多，没法比较沸点，C项错误；
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】D．没有说明最高价氧化物对应的水化物，无法比较，D项错误；
答案选B。
9．在元素周期表中，某些主族元素与右下方的主族元素的有些性质是相似的。
Be(OH) 和Al(OH) 均为两性氢氧化物，Be(OH) 溶于强碱形成 。BeO和
2 3 2
Al O 都具有难溶于水、高熔点等性质。BeCl 和AlCl 在气态时通常以二聚体的形式存
2 3 2 3
在，(AlCl )(的结构如图所示。B和Si均能溶于NaOH溶液生成盐和氢气。工业上用焦
3 2
炭和石英砂(主要成分为SiO)在高温条件下反应制得粗硅。硼酸(H BO)和硅酸都是弱
2 3 3
酸，硼酸晶体有类似于石墨的片层状结构，常用作医用消毒剂、润滑剂等。
下列说法正确的是
A．(AlCl ) 中含有配位键
3 2
B．可溶性铝盐净水原理：
C．SiO 中的O-Si-O键角为120°
2
D．HBO 晶体中存在的作用力只有共价键
3 3
【答案】A
【详解】A．(AlCl ) 中Al原子提供空轨道、Cl原子提供孤电子对以此来形成配位键，
3 2
所以(AlCl ) 中含有配位键，A正确；
3 2
B．可溶性铝盐净水原理为铝离子水解生成氢氧化铝胶体，B错误；
C．SiO 为原子晶体，每个O原子被两个Si原子共用，每个Si原子分别与4个O原子
2
相连，故Si原子采用sp3杂化，形成的应为正四面体结构，键角不为120°，C错误；
D．HBO 晶体中存在的作用力除了共价键还存在分子间作用力，D错误；
3 3
故选A。
10．绿矾(FeSO ·7H O)结构如图所示，下列说法正确的是
4 2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．中心离子Fe2+核外电子有7种空间运动状态
B． 中键角∠OSO小于HO中键角∠HOH
2
C．此结构中HO与Fe2+、HO与 之间的作用力相同
2 2
D．FeSO ·7H O失水后可转为FeSO ·6H O，此过程只破坏了氢键
4 2 4 2
【答案】D
【详解】A．中心离子Fe2+核外电子排布有1s22s22p63s23p63d5，有6种空间运动状态，
A错误；
B．硫酸根离子中心原子的价电子数为 ，孤电子对数为0，水分子中
中心原子的价电子对数为 ，孤电子对数为3，两者都为sp3杂化，成键电
子对于成键电子对之间排斥力<孤电子对与成键电子对之间的斥力<孤电子对与孤电子
对之间的斥力，后者有孤电子对，键角要更小，B错误；
C． HO与Fe2+之间为配位键，HO与 之间为氢键，作用力不同，C错误；
2 2
D．FeSO ·7H O失水后可转为FeSO ·6H O，只失去右上角的水分子，故此过程只破坏
4 2 4 2
了氢键，D正确；
故选D。
11．下列“类比”结果正确的是
A．第二周期元素氢化物的稳定性：HF＞HO＞NH ，则第三周期元素氢化物的稳
2 3
定性：HCl＞HS＞PH
2 3
B．ⅣA族氢化物沸点：GeH ＞SiH＞CH，则VA族元素氢化物沸点：AsH ＞PH
4 4 4 3 3
＞NH
3
C．N≡N键能大，N 性质稳定；则C≡C键能大，CH≡CH性质也稳定
2
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】D． 和P 都为正四面体形， 中键角为109°28′；则P 中键角也为109°28′
4 4
【答案】A
【详解】A．同周期从左到右元素非金属性递增，非金属性越强，简单氢化物越稳定，
则第二周期元素简单氢化物的稳定性顺序是：HF＞HO＞NH ；第三周期元素简单氢
2 3
化物的稳定性顺序也是：HCl＞HS＞PH ，A正确；
2 3
B．组成与结构相似的共价分子构成的晶体熔沸点规律：分子间有氢键的＞没有氢键的，
没有氢键时，若相对分子质量越大，熔沸点越高。氨分子间有氢键，则VA族元素的
简单氢化物沸点由高到低的顺序是：NH ＞AsH ＞PH ，B错误；
3 3 3
C．N≡N键能大，N 性质稳定；C≡C键能大，但CH≡CH可以发生加成、氧化、聚合
2
等反应，性质不稳定，C错误；
D． 和P 都为正四面体形，但 中键角为109°28′；P 中键角为60°，D错误；
4 4
答案选A。
12．下列关于物质的结构或性质以及解释均正确的是
选
物质的结构或性质 解释
项
中N的孤电子对数比 中B的孤电
A 键角：
子对数多
酸性： 烃基(R-)越长推电子效应越大，羧基中羟
B
基的极性越小，羧酸的酸性越弱
电子从低能轨道跃迁至高能轨道时吸收光
C 不同金属盐灼烧呈现不同焰色
波长不同
D 稳定性： 分子间形成氢键
A．A B．B C．C D．D
【答案】B
【详解】A．NH3为价层电子对=3+ 4对，采取sp3杂化同时含有1对孤电子键
角为107°。而BF 价层电子为3对采取sp2杂化键角为120°，A项错误；
3
B．烷基为推电子基，分子中烷基越大，给电子效应越大导致羧基中羟基的极性越小，
越难电离出H+，酸性越弱，B项正确；
C．不同金属盐灼烧是发射光，电子从高能级跃迁到低能级，C项错误；
D．O的半径小于S，H-O键键长小于H-S键，前者键能大于后者而稳定，D项错误；
故选B。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】13． 可与 等配体形成使溶液呈浅紫色的 、红色的
、无色的 配离子。某同学按如下步骤完成实验：
已知：向 的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的 配离子： 不能
与 形成配离子。下列说法不正确的是
A．溶液I中溶液呈黄色可能是由 水解产物的颜色造成
B．溶液Ⅱ、Ⅲ的颜色分别为红色和无色，说明其中不存在
C．可用 和 溶液检验 溶液中是否含有
D． 中 的键角大于 分子中 的键角
【答案】B
【详解】A．I中 溶于水后， 发生部分水解生成 等，使溶液呈黄色，
A项正确；
B． 与 的反应存在平衡： ,溶液Ⅱ，Ⅲ分别存在平
衡： , ,因此溶液Ⅱ，Ⅲ的颜色分别为
红色和无色，不能说明其中不存在 ，只能说明 的量少，B项
错误；
C．先往溶液中加入足量的NaF溶液，再加入KSCN溶液，若溶液呈蓝色，则表明含
有 ，否则不含 ，C项正确；
D． 中 分子内O原子最外层只存在一对孤对电子，对H-O-H中O-H
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】的排斥作用减小，所以键角比 分子中H-O-H的键角大，D项正确；
答案选B。
14．水合肼( )是一种无色透明发烟液体，具有强碱性和吸湿性，工业上常用
作抗氧化剂。实验室利用反应
制备水合肼。下列有关说法
正确的是
A．制备时为提高 的转化率，可将 加入到过量NaClO中
B．此反应中 既不是氧化产物也不是还原产物
C． 在空气中会与 反应产生烟雾
D． 中 键角小于 中 键角
【答案】C
【详解】A．过量NaClO可将 氧化为氮气，A错误；
B．尿素中C是+4价、O是-2价、N是-3价、H是+1价，则 是氧化产物，B
错误；
C． 是具有较强还原性的碱性液体，在空气中会与 反应产生烟雾，C正
确；
D． 中N原子存在一对孤对电子， 中O原子存在两对孤对电子，由于孤对电
子的排斥作用，导致 中 键角大于 中 键角，D错误；
故选C。
15．侯德榜联合制碱法的原理之一是 。
下列关于该原理涉及到的物质说法正确的是
A．NH Cl的电子式为
4
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】B．CO、 、HO中心原子均为sp3杂化
2 2
C．键角的大小顺序为
D．NaCl晶胞中 的配位数是12
【答案】C
【详解】A． 的电子式为： ，A错误；
B． 为直线型，C原子的杂化方式为 ， 为正四面体结构、 为V形，中
心原子均为 杂化，B错误；
C． 没有孤电子对，形成直线型分子，键角为 ， 为正四面体结构，键角
为 ， 为三角锥形，有一对孤电子对， 为V形，有2对孤电子对，孤电
子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以 的键角最小，
综合，键角的大小顺序： ，C正确；
D． 晶胞中 的配位数是6，D错误；
故选C。
16．科学家利用四种原子序数依次递增的短周期元素W、X、Y、Z“组合”成一种超分
子，具有高效的催化性能，其分子结构示意图如下。
(注：实线代表共价键，其他重复单元的W、X未标注)
W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大。下列说法不正确的
是
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】A．电负性； B．离子半径：
C．Z与Y可组成多种离子化合物 D．简单氢化物的键角：
【答案】B
【分析】W、X、Z分别位于不同周期，Z的原子半径在同周期元素中最大，W原子序
数最小，只能形成1个共价键，W为H元素，X可以形成4个共价键，X为C元素，
Y可以形成2个共价键，Y为O元素，Z与其他元素不在同一个周期，为第三周期，原
子半径为同周期最大的元素，Z为Na元素。
【详解】A．X为C元素，Y为O元素，电负性： ，A正确；
B．Y为O元素，Z为Na元素，离子半径： ，B错误；
C．Y为O元素，Z为Na元素，二者可以形成 和 两种离子化合物，C正确；
D．X为C元素，Y为O元素，简单氢化物分别为 和 ， 为正四面体结构，
键角为 ， 中含有1对孤电子对，对成键电子对的排斥力较大，为V型，键
角为 ，所以键角： ，D正确；
故选B。
二、填空题
17．H、C、N、O、S是重要的非金属元素，请按要求回答下列问题：
(1)相同条件下比较CO 与SO 分子在水中的溶解度理由是： 。 中的
2 2
O-C-O键角 (填“>”“<”或“=”) 中的O—S—O键角。
【答案】(1)SO >CO ，因为SO 为极性分子，CO 为非极性分子，HO为极性溶剂，极
2 2 2 2 2
性分子易溶于极性溶剂 >
【详解】（1）二氧化碳是非极性分子，二氧化硫是极性分子，水分子是极性分子，根
据相似相溶原理，二氧化硫分子更易溶于水，故答案为：SO >CO ，因为SO 为极性分
2 2 2
子，CO 为非极性分子，HO为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂； 离子中碳
2 2
原子采用sp2杂化空间构型是平面三角形，键角是120度，而 中硫原子采用sp3杂
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】化，空间构型是三角锥型，键角是107.3度，故答案为：>。
18．卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题：
(1) 中心原子为 ， 中心原子为 ，二者均为 形结构，但 中存在大
键 。 中 原子的轨道杂化方式 ；为 键角 键角
(填“＞”“ ＜”或“=”)。比较 与 中 键的键长并说明原因 。
【答案】(1) ＞ 分子中 键的键长小于 中 键的键
长，其原因是： 分子中既存在σ键，又存在大 键，原子轨道重叠的程度较大，
因此其中 键的键长较小，而 只存在普通的σ键。
【详解】（1） 中心原子为 ， 中心原子为 ，二者均为V形结构，但
中存在大 键( )。由 中存在 可以推断，其中 原子只能提供1对电子，有一
个 原子提供1个电子，另一个 原子提供1对电子，这5个电子处于互相平行的 轨
道中形成大 键， 提供孤电子对与其中一个 形成配位键，与另一个 形成的是普
通的共价键（σ键，这个 只提供了一个电子参与形成大 键）， 的价层电子对数
为3，则 原子的轨道杂化方式为 ； 中心原子为 ，根据价层电子对的计算
公式可知 ，因此， 的杂化方式为 ；根据价层电子对互斥理论可知，
时，价电子对的几何构型为正四面体， 时，价电子对的几何构型平面正三
角形， 杂化的键角一定大于 的，因此，虽然 和 均为 形结构，但
键角大于 键角，孤电子对对成键电子对的排斥作用也改变不了这
个结论。 分子中 键的键长小于 中 键的键长，其原因是： 分
子中既存在σ键，又存在大 键，原子轨道重叠的程度较大，因此其中 键的键长
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】较小，而 只存在普通的σ键。
19．在配合物A和B中， 作为配体与中心金属离子配位，Py是吡啶( )，Ph
是苯，B具有室温吸氧，加热脱氧的功能，可作为人工氧载体。回答下列问题
(1)写出基态Co原子的价层电子排布式 ，元素C、N、O第一电离能由小到大
的顺序为 ，A中O—O键的键长 (填“大于”、“小于”或“等于”)B
中O—O键的键长。
【答案】(1) CPH，故PH 的键角小于NH ；NH 能形成氢键而PH 不能形成氢键，导致NH 的
3 3 3 3 3 3 3
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】沸点比PH 大；水分子也能形成氢键，水分子中氧存在2对孤电子对且氧的电负性强
3
于氮，故水分子形成氢键数目大于氨气分子且形成的氢键较牢固，故水的沸点更高；
从而使得NH 的沸点比PH 大但比HO小；
3 3 2
21．我国某科研工作者制备了一种高性能的钾离子电池负极材料(Bi-MOF)，如图所示。
回答下列问题：
(1) Bi(NO )·5H O中HO的VSEPR模型为 形； 的立体构型为 形，
3 3 2 2
HO的键角 (填“>”、“<”或“=”) 的键角。
2
【答案】(1) 四面体 平面三角 <
【详解】（1）
水分子中氧原子的价层电子对数为4，孤对电子对数为2，氧原子的杂化方式为sp3杂
化，分子的VSEPR模型为四面体形、空间结构为V形，键角小于109°28′；硝酸根离
子中氮原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，氮原子的杂化方式为sp2杂化，
离子的空间结构为平面正三角形，键角为120°，则水分子的键角小于硝酸根离子，故
答案为：四面体形；平面三角形；<；
22．碳元素能形成多种单质，其中石墨和富勒烯( )是两类常见的物质。 以其完
美的球烯受到科学家重视，其结构如下图所示。60个碳原子是等同的，均为近似
杂化，但却有两种不同类型的碳碳键。其中一种为138pm：另一种为145pm。
(1)请在图中标明这2种类型的键的键长 。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】(2)石墨中原子和原子之间存在的作用力类型有 。
a．σ键 b．π键 c．极性键 d．非极性键 e．离子键 f．范德华力
(3)石墨、 互为同素异形体，但相同条件下，石墨的熔点比 高得多，原因是
。
【答案】(1)
(2)abdf
(3)C 是分子晶体，其作用力为分子间作用力；石墨是混合型晶体，其作用力既有共价
60
键又有分子间作用力，化学键的强度大于分子间作用力，则石墨的熔点比 高得多
【详解】（1） 中存在碳碳双键和碳碳单键，碳碳双键的键长小于碳碳单键的键长，
由题意可知， 中碳碳双键的键长为138pm，碳碳单键的键长为145pm，在图中注明
为 。
（2）石墨为混合晶体，形成二维网状结构，层内每个碳原子以非极性共价键与周围的
三个碳原子结合，层间为分子间作用力（范德华力）， 每个C原子还有一个垂直于平
面的p原子轨道, 各提供一个电子, 形成一个大π键，所以在石墨晶体中，碳原子之间
是σ键，整个层有一个大π键，层之间存在分子间作用力，故选abdf。
（3）C 是分子晶体，其作用力为分子间作用力；石墨是混合型晶体，其作用力既有
60
共价键又有分子间作用力，化学键的强度大于分子间作用力，则石墨的熔点比 高得
多。
资料收集整理【淘宝店铺：向阳百分百】
