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专题 21 分子结构与性质
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目 录
考点一 分子的空间结构
考点二 分子的性质及应用
考点一 分子的空间结构
1．（2023·江苏盐城·盐城市伍佑中学校考模拟预测）CsCl是一种分析试剂，制备方法
。下列说法正确的是
A．CsCl的电子式： B．基态 的核外电子排布式：
C． 的空间构型：三角锥形 D．中子数为18的Cl原子：
【答案】B
【解析】A．CsCl属于离子化合物，即电子式 ，A错误；B．基态 的核外电子排布式：
，B正确；C． 的空间构型为平面三角形，C错误；D．中子数为18的Cl原子 ，D错误；
故选B。
2．（2023·天津滨海新·天津市滨海新区塘沽第一中学校联考二模）下列有关化学用语表示正确的是
A． 的VSEPR模型： B．2-甲基-1-丁烯的键线式：
C． 的名称：1-甲基乙醇 D．Ge原子的价电子排布式：
【答案】D
【解析】A． 分子中价层电子对数为2，且不存在孤对电子，其VSEPR模型为直线形，A错误；B．
该键线式应该是3-甲基-1-丁烯的键线式，B错误；C．该有机物的名称是2-丙醇，C错误；D．Ge是第
ⅣA族元素，其原子的价电子排布式为 ，D正确；答案选D。
3．（2023·江苏·校联考模拟预测） 可发生水解反应 ，下列说法正确的是
A． 空间构型为平面三角形
B． 分子的空间填充模型为
1
原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！C． 分子的电子式为
D．HClO分子的结构式为
【答案】B
【解析】A． 分子中，N原子轨道杂化方式为 ，分子呈三角锥形，A错误；B．模型
能真实地反映H、O原子的相对大小以及水分子的V形结构，B正确；C． 分子中N原子价层电子
有4对，电子式为 ，C错误；D．HClO中，H、Cl分别以单键与O相连，结构式为
，D错误；故选：B。
4．（2023·江苏南通·统考三模） 可用作涂料，可由反应
制得。下列说法正确的是
A．基态Cu的电子排布式为 B．Cu O中O元素的化合价为-4
2
C． 的空间构型为平面四边形 D． 晶体的类型为共价晶体
【答案】A
【解析】A．已知Cu为29号元素，故基态Cu的电子排布式为[Ar]3d104s1，A正确；
B．已知O的最外层上有6个电子，故O的最低负价为-2价，故Cu O中O元素的化合价为-2，Cu为+1价，
2
B错误；C． 中心原子S原子周围的价层电子对数为：4+ =4，故其空间构型为正四面体形，
C错误；D．SO 晶体是由SO 分子通过范德华力作用形成的分子晶体，D错误；故答案为：A。
2 2
5．（2023·江苏南通·统考三模）乙硼烷 常应用于有机合成领域，可通过反应
制得。下列说法正确的是
A．基态B原子的轨道表示式为
B．基态F原子核外电子排布式为
C． 分子空间构型为三角锥形
D． 中含有配位键
【答案】D
【解析】A．基态B原子的轨道表示式为 ，A错误；B． F是9号元素，基态F原子
核外电子排布式为 ，B错误；C． 形成3个σ键，中心原子B无孤电子对，所以BF 分子空间
3构型为平面三角形，C错误；D． 中Na+与BF 离子键结合，BF 含有共价键和配位键，D正确；故
答案选D。
6．（2023·山西晋城·晋城市第一中学校校考模拟预测）油画创作通常需要用到多种无机颜料。研究发现，
在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄 褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应：
下列说法正确的是
A．反应I和II中，元素 和 都被氧化
B．反应I和II中，氧化 转移的电子数之比为
C． 和 的空间结构都是正四面体形
D．反应I和II中，参加反应的 ：I<II
【答案】C
【解析】A．反应Ⅰ中As元素化合价不变，未发生氧化还原反应，故A错误；B．反应Ⅰ的化学方程式：
2As S+6O +3H O=2As O+3H SO，电子转移总数24e-，氧化1molAs S，转移电子物质的量12mol，反应
2 3 2 2 2 3 2 2 3 2 3
Ⅱ的化学方程式：2As S+14O +12H O=4HAsO +6H SO ，电子转移数56e-，氧化1molAs S，转移电子物
2 3 2 2 3 4 2 4 2 3
质的量28mol，反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1molAs S 转移的电子数之比=12：28=3：7，故B错误；C． 的
2 3
价电子对数=4+ =4，结构中相当于一个氧原子被一个硫原子代替，空间结构是四面体结构，
的价电子对数=4+ =4，无孤对电子，空间结构是正四面体形，故C正确；D．反应Ⅰ的
化学方程式：2As S+6O +3H O=2As O+3H SO，反应Ⅱ的化学方程式：
2 3 2 2 2 3 2 2 3
2As S+14O +12H O=4HAsO +6H SO ，参加反应的 ：Ⅰ＞Ⅱ，故D错误；故选C。
2 3 2 2 3 4 2 4
7．（2023·江苏扬州·扬州中学校考模拟预测）氯及其化合物应用广泛。氯的单质Cl 可由MnO 与浓盐酸共
2 2
热得到，Cl 能氧化Br-，可从海水中提取Br ；氯的氧化物ClO 可用于自来水消毒，ClO 是一种黄绿色气
2 2 2 2
体，易溶于水，与碱反应会生成ClO 与ClO ，在稀硫酸和NaClO 的混合溶液中通入SO 气体可制得
3 2
ClO ；漂白液和漂白粉的有效成分是次氯酸盐，可作棉、麻的漂白剂。下列关于ClO 、ClO 和ClO 的说
2 2
法不正确的是
A．1molClO 含3molσ键
B．ClO 属于共价化合物
2C．ClO 的空间结构为三角锥
D．ClO 的键角比ClO 的键角大
【答案】D
【解析】A．该离子中Cl与3个O原子形成共价键，所以1mol 含3molσ键，A项正确；B．ClO 均为
2
非金属元素只有共价键，所以该物质为共价化合物，B项正确；C． 价层电子对为3+ ，
孤电子对有一对，则空间结构为三角锥形，C项正确；D． 价层电子对为2+ ，孤电子
对有两对。 和 两者均有四对价层电子对而前者孤电子更多对成键电子对排斥大键角小，D项错误；
故选D。
8．（2023·广东茂名·茂名市第一中学校考模拟预测）用氨水吸收硫酸工厂尾气中的 ，发生的反应为：
。下列说法正确的是
A． 分子的空间结构呈V形
B． 的电子式为
C． 是非极性分子
D． 中的S原子的杂化轨道类型为 杂化
【答案】A
【解析】A． 中 原子的价层电子对数 ，含一对孤电子对， 模型为平面三角形，
空间结构为 形，A正确；B． 的电子式为 ，B错误；C． 中 原子杂化轨道数
键数+孤对电子对数 ，所以采取 杂化，分子构型为 型，为极性分子，C错误；D．
中 原子孤电子对数 ，价层电子对数 ，所以采取 杂化，D错误；故选
A。
9．（2023·湖南株洲·统考一模）雄黄(As S， )与雌黄(As S， )在古代均曾入
4 4 2 3
药，二者可发生如图转化：N 表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
AA．1mol雄黄分子中含有σ键的数目为10N
A
B．反应Ⅰ氧化剂与还原剂物质的量之比为1∶7
C．0.1mol/L的NaH AsO 溶液中离子浓度存在如下关系：
2 3
D．雌黄分子中As原子的杂化方式为sp3，S原子的杂化方式为sp2
【答案】A
【解析】A．单键均为σ键，由图知，一个雄黄分子中含有10个σ键，所以1mol雄黄中含有的σ键为
10N ，A正确；B．根据图示的反应历程知，反应I的方程为： ,氧化剂与还原剂
A
物质的量之比为7∶1，B错误；C．0.1mol/L的NaH AsO 溶液中离子浓度存在关系:
2 3
，C错误；D．由图知。雄黄分子中S
上由2个σ键，由于S的最外层有6个电子，故应该还有两个孤电子对，因此，S原子的杂化方式为sp3，
D错误；故选A。
10．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校考一模）2022年9月，著名期刊Applied Catalysis。 B，
Environmental。报道了一种目前催化性能最好的光催化剂TiO‖(Cu O) 。回答下列问题：
2 2 x
(1)基态钛原子的电子排布式为 ，核外电子占据的轨道数为 。
(2)Ti可形成配合物[Ti(urea) ](ClO)，urea表示尿素，其结构如图所示。
6 4 3
①配合物中Ti的化合价为 。
② 的空间结构为 。
(3)新制备的氢氧化铜可将乙醛氧化为乙酸，而自身被还原成氧化亚铜，乙醛中C原子的杂化轨道类型为
；1 mol乙醛分子中含有的π键的数目为 ，乙酸的沸点明显高于乙醛，其主要原因是
。
(4)纳米氧化亚铜(Cu O)是一种用途广泛的光电材料，已知高温下Cu O比CuO稳定，解释高温下Cu O比
2 2 2
CuO更稳定的原因： 。
(5)Cu O的晶胞结构如图所示，该结构中O原子的配位数是 ；晶胞结构为正方体，边长为a
2
pm，则晶体的密度为 g·cm-3(用含N 、a的代数式表示)。
A
【答案】(1) (或 )12
(2)+3 正四面体
(3) 、 N 乙酸分子间能够形成氢键，乙醛不能形成分子间氢键
A(4)铜原子价电子结构为 ，当铜原子失去一个电子时，其最外层变为全充满状态，能量更低、更稳定
(5)8
【解析】（1）钛为22号元素，因此基态钛原子的电子排布式为 或 ；核外
电子占据的轨道数为1+1+3+1+3+2+1=12。
（2）①由化合物中元素化合价代数和为0，可得配合物中Ti的化合价为+3价；② 中心Cl原子的价层
电子对数为 ，采取 杂化，空间结构为正四面体。
（3）乙醛的结构简式为CHCHO，因此C原子的杂化轨道类型为 (醛基上的碳原子)、 (甲基上的碳
3
原子)；1mol乙醛分子中含有的π键(C=O)的数目为N ；由于乙酸分子间能够形成氢键，乙醛不能形成分
A
子间氢键，因此乙酸的沸点明显高于乙醛。
（4）铜原子价电子结构为 ，当铜原子失去一个电子时，其最外层变为全充满状态，能量更低、更
稳定，因此高温下Cu O比CuO稳定。
2
（5）根据晶胞图，以位于面心的O原子为例，可知距离O原子最近且距离相等的Cu原子有8个，即该结
构中O原子的配位数是8；该晶胞中，位于顶点和面心的O原子个数为 ，位于晶胞内的Cu
原子个数为8，则晶体的密度为 。
考点二 分子的性质及应用
1．（2023·江西·校联考模拟预测）下列分子属于极性分子的是
A．OF B．CS C．SiCl D．O
2 2 4 2
【答案】A
【解析】A．OF 分子中氧原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，分子的空间构型为V形，则OF
2 2
分子是结构不对称的极性分子，故A正确；B．二硫化碳分子中碳原子的价层电子对数为2、孤对电子对
数为0，分子的空间构型为直线形，则二硫化碳是结构对称的非极性分子，故B错误；C． 四氯化硅分子
中硅原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的空间构型为正四面体形，则四氯化硅是结构对称
的非极性分子，故C错误；D．氧气分子是同种元素形成的双原子分子，正负电荷中心重合，属于非极性
分子，故D错误；故选A。
2．（2023·海南省直辖县级单位·嘉积中学校联考二模）某课题组发现水团簇最少需要21个水分子才能实
现溶剂化，即1个水分子周围至少需要20个水分子，才能将其“溶解”(“溶解”时，水团簇须形成四面体)。
下列叙述正确的是A．(H O) 中水分子之间的作用力主要是氢键
2 21
B．(H O) 和(H O) 互为同系物
2 21 2 23
C．加热(H O) 变为(H O) 还破坏了极性键
2 23 2 19
D．(H O) 晶体属于共价晶体
2 21
【答案】A
【解析】A．水分子中氧电负性较强，能形成氢键；(H O) 中水分子之间的作用力主要是氢键，A正确；
2 21
B．同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH”原子团的有机化合物；(H O) 和(H O) 不是同系物，
2 2 21 2 23
B错误；C．加热(H O) 变为(H O) 破坏了氢键，而不是化学键，C错误；D．(H O) 晶体属于分子晶体，
2 23 2 19 2 21
D错误；故选A。
3．（2023·广东·广州市第二中学校联考三模）甘氨酸是人体必须氨基酸，其结构如图，下列有关说法不正
确的是
A．分子中碳原子有两种杂化形式
B．能与氢氧化钠、盐酸反应生成相应的盐
C．各元素的电负性大小顺序为：N>O>C>H
D．由结构推测，固态的甘氨酸易溶于水
【答案】C
【解析】A．在分子中碳原子有sp2、sp3两种杂化形式，A正确；B．甘氨酸分子中有羧基，可以和氢氧化
钠反应生成相盐，有氨基，可以和盐酸反应生成盐，B正确；C．同周期主族元素从左到右电负性逐渐增
大，故电负大小顺序为：O>N>C>H，C错误；D．甘氨酸分子中存在氨基、羧基，均可以与水形成氢键，
故固态的甘氨酸易溶于水，D正确；
故选C。
4．（2023·湖南株洲·统考一模）已知吡啶( )中含有与苯类似的 大π键，下列有关叙述正确的是A．吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp杂化轨道
B．在水中的溶解度，吡啶远大于苯的原因只是相似相溶原理
C． 、 、 的碱性随N原子电子云密度的增大而增强，则其中碱性最
弱的是
D． 与 互为同系物
【答案】D
【解析】A．吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2轨道，A错误；B．吡啶分子能与水分子形成分子间氢
键，吡啶分子和HO分子均为极性分子，相似相溶，所以吡啶在水中的溶解度大于苯在水中的溶解度，B
2
错误；C．已知甲基为推电子集团，氯原子为吸电子基团，则氮原子的电子云密度为 >
> ，碱性最最若的为 ，C错误；D． 与 结
构相似，分子组成上相差了1个CH，故两者互为同系物，D正确；故选D。
2
5．（2023·广东深圳·翠园中学校考模拟预测）金属镍粉在要CO气流中轻微加热，生成无色挥发性液态
，其构型如图。下列说法不正确的是
A． 中含有的非极性共价键和离子键
B． 难溶于水，易溶于有机溶剂
C．较高温度下， 可分解生成Ni和CO
D． 为分子晶体，其中心原子采取 杂化
【答案】A
【解析】A． 为共价化合物，含有镍碳、碳氧极性键，故A错误；B． 分子结构对称，
为非极性分子，根据相似相溶原理可知，其难溶于水，易溶于有机溶剂，故B正确；C．金属镍粉在要CO
气流中轻微加热，生成无色挥发性液态 ，推测 不稳定，从结构上看，碳原子正电性强、故碳原子与镍的配位键不牢固，容易分解镍和一氧化碳，故C正确；D．由题干可知， 熔沸点较
低，为分子晶体，其中心原子Ni形成4个共价键，采取 杂化，故D正确；答案为A。
6．（2023·广东汕头·金山中学校考三模）结构决定性质，下列有关性质的比较正确的是
A．沸点： B．酸性：
C．白磷 在溶剂中的溶解度： D．熔点：金刚石>晶体硅
【答案】D
【解析】A．HF能形成分子间氢键，其沸点高于HCl，A错误；B．元素的非金属性越强，其最高价氧化
物对应的水化物的酸性越强，非金属性：P>S，因此酸性： HPO >H SiO，B错误；C．P 和CS 为非极
3 4 2 3 4 2
性分子，HO为极性分子，根据相似相溶的原理，白磷在溶剂中的溶解度：CS>H O，C错误；D．金刚石
2 2 2
和晶体硅均为共价晶体，原子半径：C<Si，键长：C-C<Si-Si，键能：C-C>Si-Si，共价键的键能越大，破
坏所需耗费的能量越高，熔点越高，因此熔点：金刚石>晶体硅，D正确；故选D。
7．（2023·湖南·校联考一模）下列有关说法错误的是
A．有手性异构体的分子叫做手性分子
B．臭氧是极性分子，可用于自来水的消毒
C．冠醚可利用其空穴大小适配相应碱金属离子，两者能通过弱相互作用形成超分子
D．乳酸加聚得到聚乳酸，聚乳酸因具有良好的生物相容性和可吸收性，可用于手术缝合
【答案】D
【解析】A．有手性异构体的分子叫做手性分子，故A正确；B．臭氧是V形分子，正负电荷的重心不重
合，臭氧是极性分子，臭氧具有强氧化性，可用于自来水的消毒，故B正确；C．冠醚可利用其空穴大小
适配相应碱金属离子，两者能通过弱相互作用形成超分子，故C正确；D．乳酸分子中含有羧基、羟基，
发生缩聚反应得到聚乳酸，故D错误；选D。
8．（2023·湖北武汉·华中师大一附中校考模拟预测）下列有关物质结构与性质的说法错误的是
A．环己烷 的椅式比船式稳定(椅式： ；船式： )
B． 分子间存在氢键，而 分子间不存在，所以 比 稳定
C． 的极性大于 的极性，所以三氟乙酸的酸性比三氯乙酸的酸性强
D．孤电子对有较大斥力，所以中心原子含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值
【答案】B
【解析】A．船式的位阻较大，故环己烷 的椅式比船式稳定(椅式： ；船式：)，A正确；B．稳定性是化学性质，氢键只影响物质的物理性质，O—H键的键能大于
S—H键的，因此 比 稳定，B错误；C． 的极性大于 的极性，三氟乙酸的羧基中羟基
的极性强于三氯乙酸的羧基中羟基的极性，所以三氟乙酸的酸性比三氯乙酸的酸性强，C正确；D．孤电
子对有较大斥力，所以中心原子含孤电子对的分子的实测键角几乎都小于VSEPR模型的预测值，D正确；
故选B。
9．（2023·安徽安庆·安庆一中校考三模）绿矾(FeSO ·7H O)结构如图所示，下列说法正确的是
4 2
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
【解析】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
2
与Fe2+之间为配位键，HO与 之间为氢键，作用力不同，C错误；D．FeSO ·7H O失水后可转为
2 4 2
FeSO ·6H O，只失去右上角的水分子，故此过程只破坏了氢键，D正确；故选D。
4 2
10．（2023·北京顺义·北京市顺义区第一中学校考模拟预测）青蒿素(C H O)是治疗疟疾的有效药物，白
15 22 5
色针状晶体，溶于乙醇和乙醚，对热不稳定。青蒿素晶胞(长方体，含4个青蒿素分子)及分子结构如下图
所示。(1)提取青蒿素
在浸取、蒸馏过程中，发现用沸点比乙醇低的乙醚( )提取，效果更好。
①乙醚的沸点低于乙醇，原因是 。
②用乙醚提取效果更好，原因是 。
(2)确定结构
①测量晶胞中各处电子云密度大小，可确定原子的位置、种类。一般来说，元素的电负性越强，其原子核
附近电子云密度越大；比较青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小： 。
②图中晶胞的棱长分别为anm、bnm、cnm，晶体的密度为 。(用 表示阿伏加德罗常
数； ；青蒿素的相对分子质量为282)
③能确定晶体中哪些原子间存在化学键、并能确定键长和键角，从而得出分子空间结构的一种方法是
。
a．质谱法 b．X射线衍射 c．核磁共振氢谱 d．红外光谱
(3)修饰结构，提高疗效
一定条件下，用 将青蒿素选择性还原生成双氢青蒿素。
(双氢青蒿素)
① 的空间结构为 。
②双氢青蒿素分子中O-Oσ键的类型为 (填选项)。
A．s-p B． -p C． D．
双氢青蒿素比青蒿素水溶性更好，治疗疟疾的效果更好。
【答案】(1)乙醇能形成分子间氢键、乙醚不能形成分子间氢键 乙醚沸点比乙醇低，防止温度过高青
蒿素发生副反应
(2)O＞C＞H d(3)正四面体形 D
【解析】（1）①能形成分子间氢键的物质熔沸点较高，乙醇能形成分子间氢键、乙醚不能形成分子间氢
键，所以乙醚的沸点低于乙醇，故答案为：乙醇能形成分子间氢键、乙醚不能形成分子间氢键；②乙醚沸
点比乙醇低，防止温度过高青蒿素发生副反应，所以用乙醚提纯效果较好，故答案为：乙醚沸点比乙醇低，
防止温度过高青蒿素发生副反应；
（2）①原子的电负性越大，该原子吸引电子能力越强，原子核附近电子云密度越大，电负性：O＞C＞
H，所以青蒿素分子中C、H、O的原子核附近电子云密度大小顺序是O＞C＞H；②该晶胞体积=(a×10-
7cm)×(b×10-7cm)×(c×10-7cm)=abc×10-21cm3，该晶胞中分子个数=4× =2，晶体的密度ρ= =
g.cm-3，故答案为： ；③a.质谱法测定相对分子质量，a错误；b.X射线衍射判断晶体和非晶体，
b错误；c.核磁共振氢谱判断氢原子种类，c错误；d.红外光谱核外光谱判断化学键，d正确；故答案为：
d；
（3）① 中B原子价层电子对数=4+ =4且不含孤电子对，该离子为正四面体形结构，故答
案为：正四面体形；②双氢青蒿素分子中氧原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，则O-Oσ键的类型为
sp3-sp3σ键，故答案为：D。
