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选修3 第二章

(对应学生用书P289)

1．下列物质的分子中既有σ键，又有π键的是(

) ①HCl

②H2O

③N2

④H2O2

⑤C2H4

⑥C2H2

A．①②③

C．①③⑥

B．③④⑤⑥

D．③⑤⑥

解析：选D

原子间形成共价键时，首先形成1个σ键，如有剩余的未成对电子，再形成π键，因此①②④中只有σ键，⑤中有1个π键，③⑥中有2个π键。

2．下列说法中不正确的是(

) A．σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强

B．两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键

C．气体单质中，一定有σ键，可能有π键

D．N2分子中有一个σ键，两个π键

解析：选C

从原子轨道的重叠程度看，π键轨道重叠程度比σ键重叠程度小，故π键稳定性低于σ键，A项正确；根据电子云的形状和成键时的重叠原则，两个原子形成的共价键最多只有一个σ键，可能没有π键，也可能有1个或2个π键，B、D正确；稀有气体为单原子分子，不存在化学键，故C项错误。

3．下表所列的是不同物质中氧氧键的键长和键能的数据，其中a和b未测出，根据一个原则可估计键能大小顺序为d＞c＞b＞a，该原则是(

)

键长(nm) 键能(kJ/mol)

A．成键电子数越多，键能越大

B．成键电子数越少，键能越大

C．键长越短的键，键能越大

D．以上都不是

解析：选C

可以根据键长判断键能的大小。

4．在乙烯分子中有5个σ键和1个π键，它们分别是(

) A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键

B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键

O22

－O2

128 b

－O2

121 c＝494 O2

112 d＝628 ＋149 a

C．C—H之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—C之间是未杂化的2p轨道形成π键

D．C—C之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—H之间是未杂化的2p轨道形成π键

解析：选A

在乙烯分子中，每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道形成C—H σ键，另外1个sp2杂化轨道与另一个碳原子的sp2杂化轨道形成C—C σ键；2个碳原子中未参与杂化的2p轨道形成1个π键。

5．下列推断正确的是(

) A．BF3是三角锥形分子

B．NH4的电子式：＋，离子呈平面形结构

C．CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的s—p σ键

D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—H σ键

解析：选D

BF3中B原子无孤电子对，因此采取sp2杂化，BF3为平面三角形，A错误；NH4中N原子采取sp3杂化，NH4为正四面体结构，B错误；CH4中C原子采取sp3杂＋＋化，C错误，D正确。

6．下列有关分子结构与性质的叙述中正确的是(

) A．CS2、H2O、C2H4都是直线形分子

B．非极性键只存在于双原子的单质分子(如Cl2)中

C．CH2CH2和CHCH分子中含有的π键个数相等

D．CH4、CCl4、SiH4都是含有极性键的非极性分子

解析：选D

H2O是V形分子；H2O2中氧原子间为非极性键；1个CH2===CH2分子中有1个π键，1个CHCH分子中有2个π键；CH4、CCl4、SiH4都是正四面体形分子，是含有极性键的非极性分子。

7．(2014·赣榆质检)已知A、B、C、D、E都是元素周期表中前36号元素，它们的原子序数依次增大。A原子基态时最外层电子数是其内层电子总数的2倍，B原子基态时s电子数与p电子数相等，C在元素周期表的各元素中电负性最大，D的基态原子核外有6个能级且全部充满电子，E原子基态时未成对电子数是同周期元素中最多的。

(1)基态E原子的价电子排布式为______。

(2)AB23的立体构型是______，其中A原子的杂化轨道类型是______。

－222(3)A22与B2互为等电子体，B2的电子式可表示为______，1 mol B2中含有的π键数－＋＋＋目为__________NA。

(4)用氢键表示式写出C的氢化物水溶液中存在的所有氢键______。

解析：A原子的核外电子排布式为1s22s22p2，为C；B原子的核外电子排布式为1s22s22p4，为O；C 在周期表中电负性最大，为F；D原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2，为Ca；E在同周期元素中未成对电子数最多，为Cr。(1)基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1。(2)CO2C原子的杂化类型为sp2。(3)O2电子式为3的立体构型为平面三角形，2含10个电子，－＋。1个三键中含有1个σ键，2个π键，则1 mol

含2 molπ键。(4)HF溶液中存在的氢键有F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O。

答案：(1)3d54s1

(2)平面三角形

sp2

(3)

2 (4)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O

8．氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为(

) A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3中的N为sp2型杂化，而CH4中的C是sp3型杂化

B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道

C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强

D．氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子

解析：选C

根据价层电子对互斥理论、轨道杂化理论可知，NH3、CH4中的中心原子都采取sp3杂化形式，二者的不同在于NH3杂化后的4个轨道中有3个成键，而有1个容纳孤电子对，CH4杂化后的4个轨道全部用于成键，这样会导致二者的空间构型有所不同。

9．已知O3分子为V形结构，关于相同条件下O3和O2在水中溶解度的比较，下列说法正确的是(

) A．O3在水中的溶解度和O2一样

B．O3在水中的溶解度比O2小

C．O3在水中的溶解度比O2大

D．无法比较

解析：选C

O3分子为V形结构，分子结构是不对称的，O3为极性分子，而O2为非极性分子，水是极性溶剂，根据相似相溶原理，可知O3在水中的溶解度比O2大。

10．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(

)

解析：选B

从氢键的成键原理上讲，A、B都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤对电子，所以，以B方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONH4＋OH，可知答案是B。

＋－11．某化合物的分子式为AB2，A属ⅥA族元素，B属ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是(

) A．AB2分子的空间构型为“V”型

B．A—B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子

C．AB2与H2O相比，AB2的熔点、沸点比H2O的低

D．AB2分子中无氢原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键

解析：选B

根据A、B的电负性值及所处位置关系，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2。O—F键为极性共价键。因为OF2分子的键角为103.3°，OF2分子中键的极性不能抵消，所以为极性分子。

12．(2014·宜宾诊断)常见元素A、B、C、D，其原子结构的相关信息如下表：

元素

A B C D

请回答下列问题。

(1)A的原子结构示意图是______；D元素位于周期表第________周期______族。

(2)在由B和A形成的众多分子中，只要B原子的成键轨道满足______(填字母序号)，分子中所有的原子就有可能在同一个平面内。

A．sp3或sp2杂化轨道

B．sp3或sp杂化轨道

C．sp或sp2杂化轨道

(3)如图，在B晶体的一个晶胞中含有____个B原子。

相关信息

A原子的核外电子总数等于其基态电子层数

B原子的最外层电子数是次外层电子数的2倍

C的基态原子L电子层中有3个未成对电子

D的外围电子层排布为(n＋1)d3n(n＋2)sn

(4)制备C2A4的方法是用次氯酸钠(NaClO)溶液氧化过量的CA3。

①CA3分子是______(填“极性”或“非极性”)分子。

②写出制备C2A4的总反应方程式：______________________________________。

(5)DCl3晶体溶于水溶液呈酸性，其原因是(用离子方程式表示)______________________________________。

解析：根据题意可知，A、B、C、D分别为H、C、N、Fe。

(2)sp2杂化为平面结构，sp杂化为直线形结构，故只要碳原子满足sp2或sp杂化，分子中所有的原子就有可能共面，答案为A。

11(3)从图中可以看出，C的位置有三种，分别为顶点、面心、体心，为8×＋6×＋4×182＝8。

(4)NH3为三角锥形，故为极性分子；根据反应物和产物结合氧化还原反应配平的方法，可以得到。

(5)FeCl3为强酸弱碱盐，水解后溶液呈酸性。

答案：(1)

四

Ⅷ

(2)C

(3)8

(4)①极性

②NaClO＋2NH3===N2H4＋NaCl＋H2O (5)Fe3＋3H2O Fe(OH)3＋3H

13．(2012·新课标全国高考节选)ⅥA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态，含ⅥA族元素的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)S单质的常见形式为S8，其环状结构如下图所示，S原子采用的轨道杂化方式是______；

＋

(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量，O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为______；

(3)Se原子序数为______，其核外M层电子的排布式为______________；

(4)H2Se的酸性比H2S______(填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为______，

SO23离子的立体构型为______。

－(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10－－3和2.5×108，H2SeO4，第一步几乎完全电离，－K2为1.2×102，请根据结构与性质的关系解释：

①H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因：______________________________________；

②H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因：______________________________________。

解析：(1)每个S原子与另外2个S原子形成2个共价单键，所以S原子的杂化轨道数＝σ键数＋孤对电子对数＝2＋2＝4，故S原子为sp3杂化。(2)同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小，故第一电离能O＞S＞Se。(3)Se位于第四周期，与S的原子序数相差18，故其原子序数为34。由于其核外M层有18个电子，故M层的电子排布式为3s23p63d10。(4)Se的原子半径大于S的原子半径，H2Se与H2S相比，H2Se中Se原子对H原子的作用力较弱，H2Se在水中更容易电离出H，所以其酸性较强；SeO3中Se原子采取sp2杂化且有3＋3个配位原子，故其立体构型为平面三角形；SO23中S原子采取sp杂化且有3个配位原子，－故其立体构型为三角锥形。(5)所给两种酸均为二元酸，当第一步电离出H后，对其第二步电离有抑制作用。H2SeO3中Se为＋4价，而H2SeO4中Se为＋6价，Se的正电性更高，导致Se—O—H中O原子的电子向Se原子偏移，因而在水分子的作用下，也就越容易电离出H，即酸性越强。

答案：(1)sp3

(2)O＞S＞Se

(3)34

3s23p63d10

(4)强

平面三角形

三角锥形

(5)①第一步电离后生成的氢离子对其下一步电离有抑制作用

②H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2，H2SeO3中的Se为＋4价，而H2SeO4中的Se为＋6价，正电性更高，导致Se—O—H中O的电子越向Se偏移，越易电离出H

14. ＋＋＋

(1)(2012·福建高考节选)硅烷(SinH2n＋2)的沸点与其相对分子质量的变化关系如图所示，呈现这种变化关系的原因是

_________________________________________________________________________。

(2)(2012·福建高考)硼砂是含结晶水的四硼酸钠，其阴离子Xm(含B、O、H三种元素)－

的球棍模型如图所示：

①在Xm中，硼原子轨道的杂化类型有______；配位键存在于______原子之间(填原子－的数字标号)；m＝______(填数字)。

②硼砂晶体由Na、Xm和H2O构成，它们之间存在的作用力有______(填序号)。

＋－A．离子键

B．共价键

C．金属键

D．范德华力

E．氢键

(3)(2012·山东高考节选)金属镍在电池、合金、催化剂等方面应用广泛。

①过渡金属配合物Ni(CO)n的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为18，则n＝______。CO与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为______。

②甲醛()在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醇分子内C原子的杂化方式为______，甲醇分子内的O—C—H键角______(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。

解析：(1)硅烷为分子晶体，其组成和结构相似，相对分子质量越大，范德华力越大，沸点越高。

(2)①H可以形成1个共价键，O可以形成2个共价键，B可以形成3个共价键，所以最小的球为氢原子，共4个，颜色浅的大球为氧原子，共9个，颜色深的大球为硼原子，共4个，其化学式为(H4B4O9)m，H为＋1价，B为＋3价，O为－2价，所以4×1＋4×3－2×9－＝－m，得m＝2。硼原子正常形成3个共价键，采用sp2杂化，4号硼原子形成了4个共价键，四面体构型，采用sp3杂化，其中1个共价键为配位键，即4号和5号原子之间的共价键为配位键。②Na和Xm之间以离子键结合，结晶水之间存在范德华力和氢键。

＋－(3)①配合物Ni(CO)n中由CO提供孤电子对，Ni的价电子数为10，则由CO提供的电子数为8，而每个CO提供电子数为2，故n＝4。N2与CO互为等电子体，故CO的分子内存在三键，一个σ键，两个π键。②甲醇形成四条σ键，碳原子采取sp3杂化，甲醇中O—C—H的键角接近109°28′，甲醛中碳原子为sp2杂化，键角为120°。

答案：(1)硅烷的相对分子质量越大，分子间范德华力越大，沸点越高(或其他合理答案) (2)①sp2和sp3

4,5或(5,4)

2

②A、D、E (3)①4

1∶2

②sp3

小于