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第 3 讲 化学键 分子结构与性质
课 程 标 准 知 识 建 构
1.能说出微粒间作用(离子键、共价键、配位键和分子间
作用力等)的主要类型、特征和实质；能比较不同类型
的微粒间作用的联系与区别；能说明典型物质的成键
类型。
2．能利用电负性判断共价键的极性，能根据共价分子
的结构特点说明简单分子的某些性质；能运用离子键、
配位键、金属键等模型，解释离子化合物、配合物、金属
等物质的某些典型性质；能说明分子间作用力(含氢键)
对物质熔、沸点等性质的影响，能列举含有氢键的物质
及其性质特点。
3．能根据给定的信息分析常见简单分子的空间结构，
能利用相关理论解释简单的共价分子的空间结构；能
根据分子结构特点和键的极性来判断分子的极性，并
据此对分子的一些典型性质及其应用做出解释。
一、化学键 电子式
1．化学键
(1)概念：相邻的原子之间强烈的相互作用。
(2)分类
2．离子键、共价键的比较
共价键
离子键
非极性键 极性键
阴、阳离子通过静
概念 电作用形成的化学 原子间通过共用电子对所形成的化学键
键
成键粒子 阴、阳离子 原子
成键实质 阴、阳离子的静电 共用电子对不偏向 共用电子对偏向一作用 任何一方原子 方原子
活泼金属与活泼非
金属经电子得失，
同种元素原子之间 不同种元素原子之
形成条件 形成离子键；或者
成键 间成键
铵根离子与酸根离
子之间
非金属单质(稀有
形成的 气体除外)；某些共 共价化合物或某些
离子化合物
物质 价化合物或离子化 离子化合物
合物
3.电子式
(1)概念：在元素符号周围用“·”或“×”来表示原子的最外层电子的式子。
(2)电子式的书写
①书写方法
②写出下列微粒的电子式：
a．NH b．OH－
c．N d．H O
2 2 2
e．MgCl
2
f．Na O
2 2
(3)用电子式表示化合物的形成过程
①离子化合物，如NaCl： 。②共价化合物，如HCl： 。
4.化学键与物质类别的关系
(1)化学键与物质类别的关系
(2)离子化合物与共价化合物
化合物 与物质分
概念 举例
类型 类的关系
①强碱②绝大多数
离子化 含有离子键的化合 NaCl、Na O 、
2 2
盐③活泼金属的氧
合物 物 NH Cl等
4
化物
①酸②弱碱③极少 H S、SO 、
2 2
共价化 只含有共价键的化 数盐④气态氢化物 CH COOH、
3
合物 合物 ⑤非金属氧化物⑥ H SO 、
2 4
大多数有机物等 NH ·H O等
3 2
【诊断1】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)化学键是相邻离子或原子间的一种强作用力，既包括静电吸引力，又包括
静电排斥力( )
(2)所有物质中都存在化学键( )
(3)非金属元素组成的化合物中只含共价键( )
(4)非金属元素的两个原子之间一定形成共价键，多个原子间可能形成离子
键( )
(5)由活泼金属元素与活泼非金属元素形成的化学键都是离子键( )
(6)最外层只有一个电子的元素原子跟卤素原子结合时，所形成的化学键一
定是离子键( )
(7)离子化合物中可能含有共价键，共价化合物中一定不含离子键( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)√
二、共价键及其参数1．本质和特征
共价键的本质是在原子之间形成共用电子对(电子云重叠)，特征是具有饱和
性和方向性。
2．分类
分类依据 类型
σ 键 原子轨道“头碰头”重叠
原子轨道的重叠方式
π 键 原子轨道“肩并肩”重叠
极性键 共用电子对发生偏移
共用电子对是否偏移 非极性
共用电子对不发生偏移
键
单键 原子间有一对共用电子对
原子间共用电子对的数目 双键 原子间有两对共用电子对
三键 原子间有三对共用电子对
3.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
【特别提醒】
只有元素的电负性相差不大时，原子间才能形成共用电子对而形成共价键，
当元素电负性相差较大(大于1.7)时，不能形成共用电子对，而形成离子键。
【诊断2】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)共价键是成键原子之间的强相互作用 ( )
(2)在任何情况下σ键都比π键强度大( )
(3)共价键的成键原子只能是非金属原子( )
(4)σ键和π键都能单独形成( )
(5)σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转( )(6)碳碳三键和碳碳双键的键能分别是碳碳单键键能的3倍和2倍( )
答案 (1)√ (2)× (3)× (4)× (5)√ (6)×
三、价层电子对互斥理论和杂化轨道理论、配位键
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)分子中的中心原子上的价层电子对数的计算
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
价层电 σ键电 孤电子 VSEPR 分子立
实例
子对数 子对数 对数 模型名称 体构型
2 2 0 直线形 直线形 CO
2
3 0 平面三角形 BF
3
3 三角形
2 1 V 形 SO
2
4 0 正四面体形 CH
4
4 3 1 四面体形 三角锥形 NH
3
2 2 V 形 H O
2
2.杂化轨道理论
(1)理论要点
①原子成键时，原子的价电子轨道相互混杂，形成与原轨道数目相等且能量
相同的杂化轨道。
②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)杂化轨道的类型(3)杂化轨道与分子立体构型的关系
杂化 杂化轨 杂化轨道
分子立体构型 实例
类型 道数目 间夹角
sp 2 180° 直线形 BeCl
2
sp2 3 120° 平面三角形 BF
3
sp3 4 109°28′ 四面体形 CH
4
3.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“ A → B ”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个共价键完全相同。
(3)配合物：如[Cu(NH ) ]SO
3 4 4
(4)配位键的形成条件：
①配体有孤电子对，如H O、NH 、CO、F－、Cl－、CN－等。
2 3
②中心原子有空轨道，如Fe3＋、Cu2＋、Zn2＋、Ag＋等。
【诊断3】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)价层电子对互斥理论中，π键的电子对数不计入中心原子的价层电子对数
( )
(2)分子中的中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结
构( )
(3)NH 分子为三角锥形，N原子发生sp2杂化( )
3
(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sp杂化的，其分子构型不一定为直线形( )
(6)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( )答案 (1)√ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)√
四、分子间作用力和分子性质
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。
(2)分类：范德华力和氢键。
(3)强弱：范德华力＜氢键＜化学键。
(4)范德华力
①一般来说，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。
②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。
(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
正电中心和负电中心重合 正电中心和负电中心不重
形成原因
的分子 合的分子
存在的
非极性键或极性键 非极性键或极性键
共价键
分子内
对称 不对称
原子排列
(2)物质的溶解性
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
具有完全相同的组成和原子排列的一对分子，如同左手与右手一样互为镜像
却在三维空间里不能重叠，互称手性异构体。具有手性异构体的分子叫手性分子
4．无机含氧酸分子的酸性
对于同一种元素的无机含氧酸来说，该元素的化合价越高，其含氧酸的酸性
越强。如果把含氧酸的通式写成(HO) RO ，R相同时，n值越大，酸性越强。如酸
m n
性：H SO ＞H SO ，HNO ＞HNO ，HClO ＞HClO ＞HClO ＞HClO。
2 4 2 3 3 2 4 3 2
【诊断4】 判断下列说法是否正确，正确的打√，错误的打×。
(1)范德华力是短程作用力，分子之间距离太远可忽略 ( )
(2)乙醇分子和水分子间只存在范德华力( )
(3)氢键具有方向性和饱和性，属于化学键的一种( )
(4)H O 分子间存在氢键( )
2 2
(5)卤素单质、卤素氢化物的熔、沸点均随着相对分子质量的增大而增大(
)
(6)氢键的存在一定能使物质的熔、沸点升高( )
(7)H O比H S稳定是因为水分子间存在氢键( )
2 2
答案 (1) √ (2)× (3)× (4)√ (5)× (6)× (7)×
考点一 共价键类型的判断及应用
【典例1】 有下列十种物质：①CH ②CH CH OH
4 3 2
③N ④HCl ⑤CO ⑥CH CH ⑦C H ⑧C H
2 2 3 3 2 4 2 2
⑨H O ⑩HCHO
2 2
请按要求回答下列问题(填写编号)：
(1)只有σ键的有________，既有σ键又有π键的有________。
(2)只含有极性键的化合物有________，既含有极性键，又含有非极性键的化
合物有________。
(3)含有双键的有________，含有三键的有________。
答案 (1)①②④⑥⑨ ③⑤⑦⑧⑩
(2)①④⑤⑩ ②⑥⑦⑧⑨
(3)⑤⑦⑩ ③⑧解析 十种物质的结构式分别为 、
。根据以下两点判
断化学键类型：①单键只有σ键，双键中有1个σ键和1个π键，三键中有1个σ
键和2个π键；②同种元素原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素原子
之间形成的共价键是极性键。
【对点练1】 (共价键的类别及判断)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
答案 B
解析 一般情况下，同一分子中的π键不如σ键牢固，反应时比较容易断裂，
A项正确；在共价单键中只含有σ键，而含有π键的分子中一定含有σ键，B项错
误、D项正确；氢原子、氯原子等跟其他原子形成分子时只能形成σ键，C项正确。
【对点练2】 (键参数及应用)下列说法中正确的是( )
A．分子的键长越长，键能越低，分子越稳定
B．元素周期表中的第ⅠA族和第ⅦA族元素的原子间不能形成共价键
C．水分子可表示为 ，分子的键角为105°
D．H—O键键能为462.8 kJ·mol－1，即18 g H O分解成H 和O 时，消耗能量
2 2 2
为2×462.8 kJ
答案 C
(1)σ键、π键的判断：单键只有一个σ键；双键是一个σ键一个π键；三键是一个σ键两个π键。
(2)成键原子半径越大，越难形成π键，如Si等难形成双键。
(3)σ键与π键由于原子轨道的重叠程度不同从而导致了两者的稳定性不同，
一般σ键比π键稳定，但N 中π键较稳定。
2
(4)并不是所有的共价键都有方向性，如s－s σ键没有方向性。
(5)原子形成共价键时优先形成σ键。
(6)配位键也属于σ键。
考点二 分子(离子)立体结构的判断
【典例2】 (2020·湖北江夏模拟)下列分子中，各分子的立体构型和中心原子
的杂化方式均正确的是( )
A．NH 平面三角形 sp3杂化
3
B．CCl 正四面体 sp2杂化
4
C．H O V形 sp3杂化
2
D．CO 三角锥形 sp3杂化
答案 C
解析 NH 分子中中心原子的价层电子对数＝3＋(5－3×1)＝4，N的杂化方
3
式为sp3，含有一对孤电子对，分子的立体构型为三角锥形，选项A错误；B.CCl
4
分子中中心原子的价层电子对数＝4＋ (4－4×1)＝4，C的杂化方式为sp3，没有
孤电子对，分子的立体构型为正四面体，选项B错误；H O分子中中心原子的价
2
层电子对数＝2＋ (6－2×1)＝4，O的杂化方式为sp3，含有两对孤电子对，分子
的立体构型为V形，选项C正确； CO离子中中心原子的价层电子对数＝3＋ (4
＋2－3×2)＝3，C的杂化方式为sp2，没有孤电子对，分子的立体构型为平面三角
形，选项D错误。
杂化类型的判断方法
(1)根据杂化轨道的空间分布构型判断
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sp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°28′，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sp杂化。
(3)根据中心原子的价层电子对数判断
如中心原子的价层电子对数为4，是sp3杂化，为3是sp2杂化，为2是sp杂化
(4)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，含一个π键为sp2杂化，含两个π键为sp杂化。
(5)根据等电子原理判断
如CO 是直形线分子，CNS－、N与CO 互为等电子体，所以立体构型均为直
2 2
线形，中心原子均采用sp杂化。
【对点练3】 (价层电子对互斥理论、杂化轨道理论的理解应用)根据价层电子
对互斥理论填空：
(1)OF 分子中，中心原子上的 σ 键电子对数为________，孤电子对数为
2
________，价层电子对数为________，中心原子的杂化方式为________杂化，
VSEPR模型为________，分子的立体构型为________。
(2)BF 分子中，中心原子上的 σ 键电子对数为________，孤电子对数为
3
________，价层电子对数为________，中心原子的杂化方式为________杂化，
VSEPR模型为________，分子的立体构型为________。
(3)SO 分子中，中心原子上的 σ 键电子对数为________，孤电子对数为
________，价层电子对数为________，中心原子的杂化方式为________杂化，
VSEPR模型为________，分子的立体构型为________。
答案 (1)2 2 4 sp3 四面体形 V形
(2)3 0 3 sp2 平面三角形 平面三角形
(3)4 0 4 sp3 正四面体形 正四面体形
解析 (1)OF 分子中，中心原子O的价层电子对数为2＋×(6－2×1)＝2＋2
2
＝4，中心原子的杂化方式为sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，分子的立体构型
为V形。
(2)BF 分子中，中心原子B的价层电子对数为3＋×(3－3×1)＝3，中心原子
3
的杂化方式为sp2杂化，VSEPR模型为平面三角形，分子的立体构型为平面三角
形。
(3)SO离子中，中心原子为S原子，其价层电子对数为4＋×(6＋2－4×2)＝
4，中心原子的杂化方式为sp3杂化，VSEPR模型为正四面体形，分子的立体构型
为正四面体形。【对点练4】 (键角大小的比较)
(1)比较下列分子或离子中的键角大小：
①BF ________NCl ，H O________CS 。
3 3 2 2
②H O________NH ________CH ，SO ________SO。
2 3 4 3
③H O________H S，NCl ________PCl 。
2 2 3 3
④NF ________NCl ，PCl ________PBr 。
3 3 3 3
(2) 在 分 子 中 ， 键 角 ∠ HCO________( 填 “ ＞ ” “ ＜ ” 或
“＝”)∠HCH。理由是_________________________________。
答案 (1)①＞ ＜ ②＜ ＜ ＞ ③＞ ＞ ④＜ ＜ (2)＞ π键斥
力大于σ键斥力
【对点练5】 (配位键理论的应用)关于化学式为[TiCl(H O) ]Cl ·H O的配合物
2 5 2 2
下列说法中正确的是( )
A．配体是Cl－和H O，配位数是9
2
B．中心离子是Ti4＋，配离子是[TiCl(H O) ]2＋
2 5
C．内界和外界中Cl－的数目比是1∶2
D．向含1 mol该配合物的溶液中加入足量AgNO 溶液，能生成3 mol AgCl
3
沉淀
答案 C
解析 [TiCl(H O) ]Cl ·H O，配体是Cl－、H O，提供孤电子对；中心离子是Ti3
2 5 2 2 2
＋，配合物中配位离子Cl－不与Ag＋反应，外界中的Cl－与Ag＋反应，据此分析解
答。
比较键角大小的三种思维模型
(1)杂化类型不同→sp>sp2>sp3。
(2)
(3)在同一分子中，π键电子斥力大，键角大。
考点三 分子间作用力与分子的性质
【典例3】 已知H和O可以形成H O和H O 两种化合物，试根据有关信息完
2 2 2成下列问题：
(1)水是维持生命活动所必需的一种物质。
①1 mol冰中有________mol氢键。
②用球棍模型表示的水分子结构是________。
(2)已知H O 分子的结构如图所示：H O 分子不是直线形的，两个氢原子犹如
2 2 2 2
在半展开的书的两面上，两个氧原子在书脊位置上，书页夹角为93°52′，而两个
O—H键与O—O键的夹角均为96°52′。
试回答：
① H O 分 子 的 电 子 式 是 ________________ ， 结 构 式 是
2 2
________________________。
②H O 分子是含有________键和________键的________(填“极性”或“非
2 2
极性”)分子。
③H O 难溶于CS ，简要说明理由：__________________________。
2 2 2
④H O 中氧元素的化合价是________，简要说明原因
2 2
______________________________。
答案 (1)①2 ②B
(2)① H—O—O—H ②极性 非极性 极性 ③H O 为极
2 2
性分子，而CS 为非极性溶剂，根据“相似相溶”规律，H O 难溶于CS ④－1
2 2 2 2
价 因O—O键为非极性键，而O—H键为极性键，共用电子对偏向氧，故氧为－
1价
解析 (1)在冰中，每个水分子与周围的4个水分子形成4个氢键，按“均摊
法”计算，相当于每个水分子有2个氢键；水分子为V形结构。
(2)由H O 的立体构型图可知，H O 是极性分子，分子内既有极性键，又有非
2 2 2 2
极性键，而CS 为非极性分子，根据“相似相溶”规律，H O 难溶于CS 。
2 2 2 2
【对点练6】 (分子的结构与性质)下列说法不正确的是( )
①N H 分子中既含极性键又含非极性键 ②若R2－和M＋的电子层结构相同
2 4
则原子序数：R＞M ③ F 、Cl 、Br 、I 熔点随相对分子质量增大而升高
2 2 2 2④NCl 、PCl 、CO 、CS 分子中各原子均达到8e－稳定结构 ⑤固体融化成液体
3 3 2 2
的过程是物理变化，所以不会破坏化学键
⑥HF分子很稳定是由于HF分子之间能形成氢键
⑦Na O 固体中的阴离子和阳离子个数比是1∶2
2 2
⑧由于非金属性Cl＞Br＞I，所以酸性HCl＞HBr＞HI
A．②⑤⑥⑧ B．①③④⑤
C．②④⑤⑦ D．③⑤⑦⑧
答案 A
解析 ①N H 分子中N原子和N原子之间形成非极性键，N原子和H原子
2 4
之间形成极性键，①正确；②R2－和M＋的电子层结构相同，则离子的核外电子数
相等，且M处于R相邻的下一周期，所以原子序数：M＞R，②错误；③F 、Cl 、
2 2
Br 、I 是组成和结构相似的分子，熔点随相对分子质量增大而升高，③正确；
2 2
④NCl 、PCl 、CO 、CS 分子中各原子均达到8e－稳定结构，④正确；⑤固体融化
3 3 2 2
成液体的过程是物理变化，也可能破坏化学键，例如氢氧化钠熔融时离子键被破
坏，⑤错误；⑥HF分子很稳定，是因为H—F键键能大，稳定，跟氢键无关，⑥错
误；⑦Na O 固体中的阴离子和阳离子分别是O、Na＋，个数比是1∶2，⑦正确；⑧
2 2
氢化物的酸性与元素的非金属性无关，酸性：HCl＜HBr＜HI，⑧错误。
【对点练7】 (分子极性的判断)下列叙述正确的是( )
A．NH 是极性分子，N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
3
B．CCl 是非极性分子，C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
4
C．H O是极性分子，O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
2
D．CO 是非极性分子，C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
2
答案 C
解析 NH 是极性分子，N原子处在三角锥形的顶点，3个H原子处于锥底，
3
A项错误；CCl 是非极性分子，四个Cl原子构成的是正四面体结构，C原子处在4
4
个Cl原子所组成的四面体的中心，B项错误；H O是极性分子，是V形分子，O原
2
子不处在2个H原子所连成直线的中央，C项正确；CO 是非极性分子，三个原子
2
在一条直线上，C原子处在2个O原子所连成的直线的中央，D项错误。
键的极性、分子空间结构与分子极性的关系
类型 实例 键的极性 空间构型 分子极性
X 2 H 、N 非极性键 直线形 非极性分子
2 2XY HCl、NO 极性键 直线形 极性分子
CO 、CS 极性键 直线形 非极性分子
2 2
XY
2
SO 极性键 V形 极性分子
2
(X Y)
2
H O、H S 极性键 V形 极性分子
2 2
BF 极性键 平面三角形 非极性分子
3
XY
3
NH 极性键 三角锥形 极性分子
3
XY CH 、CCl 极性键 正四面体形 非极性分子
4 4 4
微专题19 分子结构类简答题的规范解答
一、答题角度与化学键有关的简答
1．两种三角锥形气态氢化物PH 和NH 的键角分别为93.6°和107°，试分析
3 3
PH 的键角小于NH 的原因_____________________________。
3 3
答案 N电负性强于P，且原子半径小于P，NH 中成键电子对离中心原子更
3
近，成键电子对间距离更小，致使其成键电子对间斥力大，键角更大
2．TiCl 稳定性比CCl 差，极易水解，试从结构分析其原因：
4 4
_________________________________________________________________
_______。
答案 Ti—Cl键比C—Cl键的键长大、键能小，易断裂
3．ZnF 不溶于有机溶剂而ZnCl 、ZnBr 、ZnI 能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂
2 2 2 2
原 因 是
_____________________________________________________________________
___。
答案 ZnF 为离子化合物，ZnCl 、ZnBr 、ZnI 的化学键以共价键为主、极性
2 2 2 2
较小
二、答题角度与化学键、分子间作用力和氢键的区别有关的简答
4 ． 沸 点 高 低 ： 乙 酸 钠 > 乙 酸 > 乙 醛 ， 这 是 因 为
_____________________________________________________________________
____。
答案 乙酸钠是离子晶体，乙酸和乙醛是分子晶体，乙酸分子间存在氢键
三、答题角度与氢键的类别、数目有关的简答
5．邻羟基苯甲酸(又名水杨酸， )和对羟基苯甲酸( )都是 二 元 酸 。 二 者 沸 点 相 差 较 大 的 理 由 是
_____________________________________________________________________
___。
答案 对羟基苯甲酸只在分子间形成氢键，邻羟基苯甲酸只在分子内形成氢
键，所以前者沸点高于后者
6．氮的一种氢化物 N H 是一种良好的火箭发射燃料，其熔点、沸点分别为
2 4
1.4 ℃、113.5 ℃，氨气的熔点、沸点分别为－77.7 ℃、－33.5 ℃。肼与氨气熔点、
沸 点 差 异 最 主 要 的 原 因 是
_____________________________________________________________________
___。
答案 N H 分子间氢键数目多于NH 分子间氢键数目
2 4 3
解析 N H 、NH 都是分子晶体，在分子之间都存在分子间作用力，由于都含
2 4 3
有N—H键，N元素的非金属性强、原子半径小，所以二者的分子之间还都存在氢
键，增加了分子间作用力，但由于N H 分子间氢键数目多于NH 分子间氢键数目
2 4 3
所以克服氢键和分子间作用力使物质熔化、汽化需要较高的能量，因此肼的熔点
沸点比氨气高。
1．(1)(2020·全国卷Ⅰ)磷酸根离子的空间构型为________，其中P的价层电子
对数为________、杂化轨道类型为________。
(2)(2020·全国卷Ⅱ)有机碱CH NH中，N原子的杂化轨道类型是________；
3
CaTiO 的组成元素的电负性大小顺序是________________。
3
(3)(2020·全国卷Ⅲ)①NH BH 分子中，N—B化学键称为________键，其电子
3 3
对由________提供。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：
3NH BH ＋6H O===3NH＋B O＋9H ↑
3 3 2 3 2
B O的结构为 。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由________
3
变为________。
②NH BH 分子中，与N原子相连的H呈正电性(Hδ＋)，与B原子相连的H呈
3 3
负电性(Hδ－)，电负性大小顺序是________。与NH BH 原子总数相等的等电子体
3 3
是________(写分子式)，其熔点比NH BH ___________ (填“高”或“低”)，原
3 3
因是在NH BH 分子之间，存在_________________________，也称“双氢键”。
3 3
答案 (1)正四面体 4 sp3 (2)sp3 O>Ti>Ca(3)①配位 N sp3 sp2 ②N>H>B CH CH 低 Hδ＋与Hδ－的静电引力
3 3
解析 (1)PO的中心原子P的价层电子对数为4，孤电子对数为0，中心原子
P为sp3杂化，故PO的空间构型为正四面体。
(2)CH NH中N原子与2个H原子、1个C原子形成三个共价键，与H＋形成
3
一个配位键，故N原子的杂化轨道类型为sp3；O为非金属元素，其电负性在三种
元素中最大，Ca和Ti同为第四周期元素，金属性Ca大于Ti，故电负性大小顺序
为O>Ti>Ca。
(3)①NH BH 中N有孤对电子，B有空轨道，N和B形成配位键，电子对由N
3 3
提供。NH BH 中B形成四个σ键，为sp3杂化，B O中B形成3个σ键，为sp2杂化。
3 3 3
②电负性用来描述不同元素的原子对键合电子吸引力的大小。与 N原子相连的
H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性，故电负性N>H>B。原子数相同、价电
子总数相同的微粒互称为等电子体，与NH BH 互为等电子体的分子为CH CH 。
3 3 3 3
带相反电荷的微粒能形成静电引力，NH BH 分子间存在Hδ＋与Hδ－的静电引力，
3 3
也称为“双氢键”，“双氢键”能改变物质的熔沸点，而 CH CH 分子间不存在
3 3
“双氢键”，熔沸点较低。
2．(2020·江苏化学，21)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠
檬酸铁铵[(NH ) Fe(C H O ) ]。
4 3 6 5 7 2
(1)[Fe(H O) ]2＋中与Fe2＋配位的原子是________(填元素符号)。
2 6
(2)NH 分子中氮原子的轨道杂化类型是________。
3
(3)柠檬酸的结构简式见图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键
的数目为________ mol。
答案 (1)O (2)sp3 (3)7
解析 (1)[Fe(H O) ]2＋中，H O是配体，H O分子中的O原子有孤对电子，是
2 6 2 2
配位原子。(2)NH 分子中N原子有1对孤对电子，3个成键电子对，所以N原子以
3
sp3方式杂化。(3)单键都是σ键，双键中有一个σ键，则1 mol柠檬酸分子中碳原
子与氧原子形成7 mol σ键。
3．(2020·山东学业水平等级考试)CdSnAs 是一种高迁移率的新型热电材料，
2
回答下列问题：
(1)NH 、PH 、AsH 的沸点由高到低的顺序为________________(填化学式，下
3 3 3
同)，还原性由强到弱的顺序为________________，键角由大到小的顺序为________________。
(2)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形
成的配合物为螯合物。一种Cd2＋配合物的结构如图所示，1 mol该配合物中通过
螯合作用形成的配位键有________ mol，该螯合物中N的杂化方式有________种
(3)(2020·天津高考)Fe、Co、Ni三种元素二价氧化物的晶胞类型相同，其熔点
由高到低的顺序为______________________________。
答案 (1)NH 、AsH 、PH AsH 、PH 、NH NH 、PH 、AsH (2)6 1
3 3 3 3 3 3 3 3 3
(3)NiO>CoO>FeO
解析 (1)NH 中存在分子间氢键，导致其沸点比与N元素同主族的P、As元
3
素的氢化物PH 、AsH 的沸点要高，而PH 、AsH 中均不存在分子间氢键，故影响
3 3 3 3
PH 、AsH 沸点的因素为范德华力，相对分子质量越大，沸点越高，则沸点由高到
3 3
低的顺序为NH 、AsH 、PH 。通常同主族元素随着原子序数的递增，气态氢化物
3 3 3
的还原性逐渐增强，则还原性由强到弱的顺序是AsH 、PH 、NH 。同主族元素，随
3 3 3
着原子序数的递增，电负性逐渐减弱，则其气态氢化物中的成键电子对逐渐远离
中心原子，致使成键电子对的排斥力降低，键角逐渐减小，故键角由大到小的顺
序是NH 、PH 、AsH 。(2)该螯合物中Cd2＋与5个N原子、2个O原子形成化学键，
3 3 3
其中与1个O原子形成的为共价键，另外的均为配位键，故1 mol该配合物中通
过螯合作用形成6 mol配位键。该螯合物中无论是硝基中的N原子，还是NO中
的N原子，还是六元环中的N原子，N均为sp2杂化，即N只有1种杂化方式。(3)
因为Fe、Co、Ni的二价氧化物是离子化合物，Fe2＋、Co2＋、Ni2＋半径依次减小，晶
体的晶格能依次增大，熔点依次升高，故熔点顺序是NiO>CoO>FeO。
4．(高考组合题)化学键的判断和分子的性质。
(1)(2018·全国卷Ⅰ)LiAlH 是有机合成中常用的还原剂，LiAlH 中，存在
4 4
________(填标号)。
A．离子键 B．σ键
C．π键 D．氢键
(2)[2018·全国卷Ⅱ，35(4)节选]气态三氧化硫以单分子形式存在，其中共价键的类型有________种。
(3)[2018·全国卷Ⅱ，35(3)改编]如图为S 的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫
8
的熔点和沸点高很多，主要原因为____________________。
(4)(2019·全国卷Ⅲ)FeCl 中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚
3
分子存在的FeCl 的结构式为________________，其中Fe的配位数为________。
3
(5)苯胺( )的晶体类型是________。苯胺与甲苯( )的相对分
子质量相近，但苯胺的熔点(－5.9 ℃)、沸点(184.4 ℃)分别高于甲苯的熔点(－
95.0 ℃)、沸点(110.6 ℃)，原因是______________________________。
(6)NH H PO 中，电负性最高的元素是________；P的________杂化轨道与O
4 2 4
的2p轨道形成________键。
(7)NH H PO 和LiFePO 属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂
4 2 4 4
磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：
这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为_____________________ (用n代
表P原子数)。
答案 (1)AB (2)2 (3)S 相对分子质量大，分子间范德华力强
8
(4)
(5)分子晶体 苯胺分子之间存在氢键
(6)O sp3 σ (7)(P O )(n＋2)－
n 3n＋1
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意)
1．下列关于σ键和π键的说法不正确的是( )
A．σ键能单独形成，π键不能单独形成
B．σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转
C．双键中一定有一个σ键，一个π键，三键中一定有一个σ键，两个π键
D．CH —CH 、CH ===CH 、CH≡CH中的σ键都是C—C键，所以键能都相
3 3 2 2
同答案 D
解析 单键都是σ键，双键中有1个σ键、1个π键，三键中有1个σ键、2个
π键，所以σ键能单独形成、π键不能单独形成，故A、C正确；σ键通过头碰头形
成，而π键通过肩并肩形成，σ键可以绕键轴旋转，π键不能绕键轴旋转，故B正
确；CH —CH 、CH ===CH 、CH≡CH中的C—H键、C—C键都是σ键，故D错误
3 3 2 2
2．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H O 、CO 、BF 、
2 2 2 3
CH COOH等。下列说法正确的是( )
3
A．H O 分子中O原子为sp2杂化
2 2
B．CO 分子中C原子为sp杂化
2
C．BF 分子中B原子为sp3杂化
3
D．CH COOH分子中C原子均为sp2杂化
3
答案 B
解析 杂化轨道只能用于形成σ键或容纳未参与成键的孤电子对。H O 的分
2 2
子结构为H—O—O—H，每个O原子形成2个σ键，每个O原子含2对孤电子对，
则O原子采取sp3杂化，A错误；CO 的结构式为O===C===O，C原子形成2个σ
2
键和2个π键，则C原子采取sp杂化，B正确；BF 中B原子形成3个σ键，不含
3
孤电子对，则B原子采取sp2杂化，C错误；CH COOH分子中甲基中C原子采取
3
sp3杂化，—COOH中C原子采取sp2杂化，D错误。
3．下列说法中错误的是( )
A．卤化氢中，HF的沸点最高，是由于HF分子间存在氢键
B．邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
C．H O的沸点比HF的沸点高，是由于水中氢键键能大
2
D．氨气极易溶于水与氨气分子和水分子间形成氢键有关
答案 C
解析 HF分子之间存在氢键，故熔、沸点相对较高，故A正确；能形成分子
间氢键的物质熔、沸点较高，邻羟基苯甲醛容易形成分子内氢键，对羟基苯甲醛
易形成分子间氢键，所以邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低，故B正
确；H O分子最多与周围H O分子形成4个氢键，而HF分子最多与周围HF分子
2 2
形成两个氢键，氢键越多，熔、沸点越高，所以H O熔、沸点高，故C错误；氨气分
2
子和水分子间形成氢键，导致氨气极易溶于水，故D正确。4．毒奶粉主要是奶粉中含有有毒的三聚氰胺( )。下列关于三聚氰
胺分子的说法中正确的是( )
A．所有氮原子均采取sp3杂化
B．一个三聚氰胺分子中共含有15个σ键
C．属于极性分子
D．三聚氰胺分子中同时含有极性键和非极性键
答案 B
解析 C===N键中N原子采取sp2杂化，—NH 中N原子采取sp3杂化，A错
2
误；1个三聚氰胺分子中含有6个N—H键、6个C—N键和3个C===N键，每个
双键中含有1个σ键，故1个三聚氰胺分子中含有15个σ键，B正确；由三聚氰
胺的结构简式可知，该分子结构对称，是非极性分子，C错误；三聚氰胺分子中只
含有极性键，不含非极性键，D错误。
5．(2020·枣庄模拟)镍能形成多种配合物如正四面体形的Ni(CO) 和正方形的
4
[Ni(CN) ]2－、正八面体形的[Ni(NH ) ]2＋等。Ni(CO) 常温下为液态，易溶于CCl 、
4 3 6 4 4
苯等有机溶剂。下列说法正确的是( )
A．NH 的键角大于CCl
3 4
B．固态Ni(CO) 属于离子晶体
4
C．Ni(CO) 和[Ni(CN) ]2－中，镍元素均是sp3杂化
4 4
D．Ni(CO) 分子内σ键和π键个数之比为1∶1
4
答案 D
解析 A．NH 是三角锥形，键角为107°，CCl 是正四面体，键角为109°28′，
3 4
所以NH 的键角小于CCl ，故A错误；B.Ni(CO) 常温下为液态，易溶于有机溶剂，
3 4 4
属于分子晶体，不是离子晶体，故B错误；C.[Ni(CN) ]2－为正方形，Ni(CO) 为正
4 4
四面体形，故杂化方式不同，故C错误；D.配位键中有1个σ键，CO分子内含有1
个σ键和2个π键，Ni(CO) 分子内σ键和π键个数之比为1∶1，故D正确。
4
6．(2020·平度模拟)氯化亚砜(SOCl )是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化
2
剂和脱水剂。下列关于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的
说法正确的是( )
A．三角锥形、sp3 B．V形、sp2
C．平面三角形、sp2 D．三角锥形、sp2答案 A
解析 根据价层电子对互斥理论确定微粒的空间构型，SOCl 中S原子成2
2
个S－Cl键，1个S===O，价层电子对个数＝σ键个数＋孤电子对个数＝3＋＝4，
杂化轨道数是4，故S原子采取sp3杂化，含一对孤电子，分子形状为三角锥形。
7．(2020·威海二模)“冰面为什么滑？”，这与冰层表面的结构有关(如图)。下
列有关说法错误的是( )
A．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解
B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构
C．第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中少
D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产
生“流动性的水分子”，使冰面变滑
答案 A
解析 A．水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分
子间形成的氢键无关，故A错误；B.固态冰中，1个水分子与周围的4个水分子通
过氢键相连接，从而形成空间网状结构，故B正确；C.“准液体”中，水分子间的
距离不完全相等，所以1个水分子与少于4个的水分子间距离适合形成氢键，形
成氢键的机会比固态冰中少，故C正确；D.当温度达到一定数值时，“准液体”
中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产
生“流动性的水分子”，造成冰面变滑，故D正确。
8．(2020·山东模考)缺电子化合物是指电子数不符合路易斯结构(一个原子通
过共享电子使其价层电子数达到8，H原子达到2所形成稳定分子结构)要求的一
类化合物。下列说法错误的是( )
A．NH 、BF 、BF中只有BF 是缺电子化合物
3 3 3
B．BF 、BF中心原子的杂化方式分别为sp2、sp3
3
C．BF 与NH 反应时有配位键生成
3 3
D．BF的键角小于NH
3
答案 D解析 NH 电子式为 ，符合路易斯结构，BF 电子式为 ，B
3 3
原子价层电子数为6，不符合路易斯结构，BF电子式为[ ]－，只有
BF 是缺电子化合物，故A正确；BF 中心B原子价层电子对数为3＋×(3－1×3)
3 3
＝3，为sp2杂化；BF中心B原子价层电子对数为4＋×(3＋1－4×1)＝4，为sp3杂
化，故B正确；BF 与NH 反应时，NH 中N原子有孤电子对，BF 中B原子有空
3 3 3 3
轨道，可生成配位键，故C正确；BF和NH 的中心原子均为sp3杂化，BF中心原
3
子无孤电子对，NH 有一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论，孤电子对对成键
3
电子的斥力增大，键角减小，则BF的键角大于NH ，故D错误。
3
9．(2020·济宁三模)《梦溪笔谈》有记：馆阁新书净本有误书处，以雌黄涂之。
在中国古代，雌黄(As S )经常用来修改错字，其结构如图所示。下列说法不正确
2 3
的是( )
A．As、S原子的杂化方式均为sp3
B．AsH 的沸点比NH 的低
3 3
C．与As同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素只有V
D．已知As F 分子中各原子均满足8电子结构，分子中σ键和π键的个数比
2 2
为3∶1
答案 C
解析 A．As S 分子中，As形成3个单键，含有1对未成键电子对，杂化轨道
2 3
数为4，杂化方式为sp3；S原子形成2个单键，含有2对未成键电子对，杂化轨道
数为4，杂化方式也是sp3，故A正确；B.NH 分子间存在氢键，导致其沸点较高，
3
即AsH 的沸点比NH 的低，故B正确；C.基态As原子未成对电子数是3，第四周
3 3
期元素中，与基态As原子核外未成对电子数目相同的元素有V、Co，故C错误；
D.As F 分子中各原子均满足8电子结构，其结构式为F—As===As—F，1个单键
2 2
是1个σ键，1个双键中含有1个σ键，1个π键，所以As F 分子中σ键的数目为
2 2
3，π键的数目为1，σ键和π键的个数比为3∶1，故D正确。
10．(2020·泰安一模)胆矾CuSO ·5H O可写为[Cu(H O) ]SO ·H O，其结构示
4 2 2 4 4 2意图如图：
下列有关胆矾的说法正确的是( )
A．Cu2＋的价层电子排布式为3d84s1
B．所有氧原子都采取sp3杂化
C．胆矾中含有的粒子间作用力有离子键、极性键、配位键和氢键
D．胆矾所含元素中，H、O、S 的半径及电负性依次增大
答案 C
解析 A．Cu2＋的价层电子排布式为3d9，A错误；B.硫酸根离子中，与S相连
的氧原子没有杂化，B错误；C.铜离子和硫酸根离子间存在离子键，硫原子和氧原
子间存在极性共价键，铜原子和氧原子间存在配位键，氧原子和氢原子间存在氢
键，C正确；D.H、O、S分别为第1、2、3周期的元素原子半径依次增大，同主族元
素从上到下电负性减弱，因此O的电负性大于S，D错误。
11.(2021·1月湖北学业水平选择考适应性测试，5)短周期元素W、X、Y和Z的原
子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素，W X是维持生命过程的必需物质，
2
WY可用于玻璃的刻蚀，ZX 是酸雨的主要形成原因之一，室温下化合物 ZY 是
2 4
气体。下列说法错误的是( )
A.Y的第一电离能在四种元素中最大
B.W X和ZX 的中心原子分别为sp3和sp2杂化
2 2
C.W X的沸点高于W Z的沸点
2 2
D.ZY 分子中原子均为8电子结构
4
答案 D
解析 WY是HF，则W X是H O，ZX 是SO ，即W是H，X是O，Y是F，Z是S。
2 2 2 2
A.在H、O、F、S中，F的第一电离能最大，正确；B.H O中O的价层电子对数为4，
2
O是sp3杂化，SO 中S的价层电子对数是3，S原子采用sp2杂化，正确；C.由于
2
H O可以形成氢键，所以H O的沸点高于H S的沸点，正确；D.SF 的结构式为
2 2 2 4，F达到8电子结构，S最外层有10个e－，错误。
12.(2021·1月湖北学业水平选择考适应性测试，12)在碱性溶液中，Cu2＋可以与缩
二脲形成紫色配离子，其结构如下图所示。
INCLUDEPICTURE "G:\\2021课件\\SJ41.TIF" \* MERGEFORMATINET
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下列说法错误的是( )
A.该配离子与水分子形成氢键的原子只有N和O
B.该配离子中铜离子的配位数是4
C.基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1
D.该配离子中非金属元素的电负性大小顺序为O>N>C>H
答案 A
解析 A.与N成键的H可与H O的O形成氢键，错误；B.铜离子可与2个N和2
2
个O形成配位键，正确；C.基态Cu原子价电子排布式为3d104s1，正确；D.H、C、
N、O的电负性大小顺序为O＞N＞C＞H，正确。
二、非选择题(本题包括5小题)
13．砷(As)元素及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问
题：
(1)基态As原子的核外电子排布式为_________________，
砷与硒的第一电离能较大的是________。
(2)传统中药的砷剂俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物中As、O原
子的杂化方式分别为________、________。(3)Na AsO 可作杀虫剂。AsO的立体构型为________，与其互为等电子体的
3 4
分子的化学式为________(任写一种)。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p3 或[Ar]3d104s24p3 As 或砷 (2)sp3 杂化
sp3杂化
(3)正四面体形 CF (或SiF 、CCl 、SiCl ，合理即可)
4 4 4 4
解析 (1)砷由于4p轨道为半充满状态，结构稳定，第一电离能比Se大。(2)
该化合物中As有一个孤电子对，杂化类型为sp3杂化，O有两个孤电子对，杂化
类型为sp3杂化。(3)AsO中As无孤电子对，立体构型为正四面体形，与AsO互为
等电子体的分子有CF 、SiF 、CCl 、SiCl 等。
4 4 4 4
14．芦笋中的冬天酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体
免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中，________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电
子数最多。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有________种。
(3)H S和H Se的参数对比见下表。
2 2
化学式 键长/nm 键角 沸点/℃
H S 1.34 92.3° －60.75
2
H Se 1.47 91.0° －41.50
2
①H Se分子中含有共价键类型为________。
2
②H S的键角大于H Se的原因可能为______________________________。
2 2
答案 (1)氮 (2)2 (3)①极性键 ②S的电负性强于Se，形成的共用电子
对斥力大，键角大
解析 (3)①H S和H Se的熔、沸点均较低，为分子晶体，不同种元素原子形
2 2
成的为极性键。②S的电负性强于Se，形成的共用电子对斥力大，故H S键角大。
2
15．1985年，Rousssin研究发现了第一个金属原子簇类配位化合物，其结构
如图所示，金属原子簇类化合物与金属原子表面性质相似，具有良好的催化活性
等功能。请回答下列问题：
(1)硫可以形成SOCl 化合物，则该化合物的立体构型为________。
2
(2)除了氮的氧化物之外，氮还可以形成 NO。请写出氮原子的杂化方式
________。
(3)上述原子簇类配合物，中心原子铁的配位原子是________________。
(4)配合物Fe(CO) 的熔点为－20 ℃，沸点103 ℃。可用于制备纯铁。Fe(CO)
5 5
的结构如下图所示。下列关于Fe(CO) 说法正确的是________(填字母)。
5
A．Fe(CO) 是非极性分子，CO是极性分子
5
B．Fe(CO) 中Fe原子以sp3杂化方式与CO成键
5
C．1 mol Fe(CO) 含有10 mol配位键
5
D．Fe(CO) ===Fe＋5CO反应中没有新化学键生成
5
答案 (1)三角锥形 (2)sp (3)S、N (4)AC
解析 (1)对于SOCl 其等电子体为SO，二者结构相似，根据VSEPR理论，价
2
电子对数为3＋×(6－2×3＋2)＝4，则其立体构型为三角锥形。(2)对于NO，根据
VSEPR理论，价电子对数为2＋×(5－2×2－1)＝2，根据杂化轨道理论，则中心
N原子为sp杂化。(3)直接与中心原子成键的为配位原子，所以中心原子铁的配位
原子是：N、S。(4)A项，Fe(CO) 对称是非极性分子，CO不对称是极性分子，正确；
5
B项，铁的杂化轨道数为5，Fe(CO) 分子不是正四面体构型，Fe(CO) 中Fe原子
5 5
不是以sp3杂化方式与CO成键，错误；C项，碳与氧、铁与碳之间形成配位键，1
mol Fe(CO) 含有10 mol 配位键，正确；D项，反应生成金属键，错误。
5
16．Fe、C、N、O、H可以组成多种物质。回答下列问题：
(1)N≡N键的键能为942 kJ·mol－1，N—N单键的键能为247 kJ·mol－1，计算说
明N 中的________键比________键稳定(填“σ”或“π”)。
2
(2)配合物Fe(CO) 会使合成氨等生产过程中的催化剂中毒。
5
CO分子中σ键与π键数目之比为________。
(3)(CN) 分子中所有原子最外层都满足8电子，请写出其结构式：________。
2(CN) 分子为________(填“极性”或“非极性”)分子。
2
(4)H O＋中H—O—H的键角比 H O中H—O—H的键角________(填“大”
3 2
或“小”)，原因是___________________。
(5)血红素分子结构如图所示。
①血红素分子间存在的作用力有________(填名称)。
②血红素分子中 C 原子的杂化方式为________，N 原子的杂化方式为
________。
③与Fe通过配位键结合的氮原子的编号是________。
答案 (1)π σ (2)1∶2 (3)N≡C—C≡N 非极性
(4)大 H O中O原子有2对孤对电子，而H O＋中O原子只有1对孤对电子，
2 3
排斥力较小
(5)①范德华力、氢键 ②sp2、sp3 sp2、sp3 ③1和3
解析 (1)N≡N键中σ键的键能为247 kJ·mol－1，π键的平均键能为 kJ·mol－1
＝347.5 kJ·mol－1，故π键比σ键稳定。(2)由N 的结构式类推CO中C、O之间为
2
三键，含有1个σ键、2个π键。(3)(CN) 的结构式为N≡C—C≡N，为直线形分子，
2
属于非极性分子。(4)H O中O原子有2对孤对电子，而H O＋中O原子只有1对
2 3
孤对电子，排斥力较小，故H O＋中H—O—H的键角比H O中H—O—H的键角
3 2
大。(5)①血红素分子间存在范德华力，血红素分子中存在羧基，能形成氢键。②
血红素分子中形成4个单键的C为sp3杂化，形成2个单键和1个双键的C为sp2
杂化；形成3个单键的N为sp3杂化，形成2个单键和1个双键的N为sp2杂化。
③2、4号N原子形成3个单键，达到8电子稳定结构，而1、3号N形成2个单键、
1个双键，其中有一个单键为配位键。
17．已知A、B、C、D、E、F为元素周期表前四周期原子序数依次增大的六种
元素，其中A的一种同位素原子中无中子，B的一种核素在考古时常用来鉴定一
些文物的年代，D与E同主族，且E的原子序数是D的2倍，F元素在地壳中的含
量位于金属元素的第二位。试回答下列问题：(1)关于B A 的下列说法中正确的是________。
2 2
①B A 中的所有原子都满足8电子稳定结构
2 2
②B A 是由极性键和非极性键形成的非极性分子
2 2
③每个B A 分子中σ键和π键数目比为1∶1
2 2
④B A 分子中的A—B键属于s－sp σ键
2 2
(2)B 、 C 、 D 三 种 元 素 中 与 BD 互 为 等 电 子 体 的 分 子 式 为
2
________________________(用元素符号表示)。
(3)A E分子中心原子的杂化类型为_____________________________。
2
比较A D与A E分子的沸点，其中沸点较高的原因为
2 2
_________________________________________________________________
_______。
元素D可形成两种同素异形体，其中在水中溶解度更大的是________(填分
子式)。
(4)已知ClO为角形，中心氯原子周围有四对价层电子。ClO中心氯原子的杂
化轨道类型为________，写出一个ClO的等电子体____________________。
答案 (1)②④ (2)N O (3)sp3 H O分子之间存在氢键 O
2 2 3
(4)sp3 Cl O或OF
2 2
解析 A的一种同位素原子中无中子，则A为H元素；B的一种核素在考古
时常用来鉴定一些文物的年代，则B为C元素；D与E同主族，且E的原子序数
是D的2倍，则D为O元素、E为S元素；C的原子序数介于碳、氧之间，应为N
元素；F元素在地壳中的含量位于金属元素的第二位，则F为Fe元素。
(1)①H原子核外不满足8电子稳定结构；③C H 分子的结构式为H—C≡C
2 2
—H，一个分子中有3个σ键、2个π键，错误；④C H 分子中C原子采取sp杂化，
2 2
所以H、C之间形成的是s－sp σ键，正确。
(2)与CO 互为等电子体的为N O。
2 2
(3)H S中S形成2个σ键，孤电子对数＝＝2，为sp3杂化；O 分子为V形结构
2 3
与水相似，易溶于水。
(4)由中心氯原子周围有四对价层电子可知为sp3杂化。
