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跟踪检测（四十三） 化学键与分子间作用力
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 单键均为σ键，双键和叁键中各存在一个σ键，其余均为π键。 2．有关乙炔分子中的化学键描述不正确的是( ) A．两个碳原子采用sp杂化方式 B．两个碳原子采用sp杂化方式
C．每个碳原子都有两个未杂化的2p轨道形成π键 D．两个碳原子形成两个π键
解析：选B 乙炔分子(CH≡CH)中每个碳原子形成2个π键，碳原子采用sp杂化，A、D正确，B错误；每个碳原子中两个未杂化的2p轨道肩并肩重叠形成π键，C正确。
3．(2018·奎屯模拟)下列关于丙烯(CH3—CH===CH2)的说法错误的是( ) A．丙烯分子有8个σ键，1个π键 B．丙烯分子中3个碳原子都是sp杂化 C．丙烯分子存在非极性键
D．丙烯分子中3个碳原子在同一平面上
解析：选B 丙烯(CH3—CH===CH2)中存在6个C—H σ键和2个C—C σ键，还有1个
3
1
21
π键，则共有8个σ键，1个π键，A项正确；甲基中的C为sp杂化，
2
3
3
中的C
为sp杂化，丙烯中只有1个C原子为sp杂化，B项错误；C与C之间形成的共价键为非极
性键，则丙烯分子存在非极性键，C项正确；为平面结构，甲基中的C与双键碳
原子直接相连，则三个碳原子在同一平面上，D项正确。
4．(2018·荆州模拟)下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是( ) A．PCl3中P原子sp杂化，为三角锥形 B．BCl3中B原子sp杂化，为平面三角形 C．CS2中C原子sp杂化，为直线形 D．H2S分子中，S为sp杂化，为直线形
5＋3×13
解析：选D PCl3分子中P原子形成3个σ键，孤对电子数为－3＝1，为sp
23＋3×1
杂化，三角锥形，A正确；BCl3分子中B原子形成3个σ键，孤对电子数为－3＝0，
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1
123
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为sp杂化，平面三角形，B正确；CS2分子中C原子形成2个σ键，孤对电子数为－2＝0，
2为sp杂化，直线形，C正确；H2S分子中，S原子形成2个σ键，孤对电子数为＝2，为sp杂化，V形，D错误。
5．(2018·海南校际联考)下列分子或离子中，空间构型是平面三角形的是( ) A．CH4 C．NO3
－3
6＋2×1
－22
B．NH4 D．CO2
3
＋
＋
解析：选C A项，CH4中C原子为sp杂化，分子为正四面体结构；B项，NH4中N原子13－
为sp杂化，离子为正四面体结构；C项，NO3中N原子上价层电子对数(5＋1)＝3，孤电子
2对数3－3＝0，为平面三角形；D项，CO2中C原子为sp杂化，分子呈直线形。
6．液氨是富氢物质，是氢能的理想载体。下列说法不正确的是( ) A．NH3分子中氮原子的杂化方式为sp杂化 B．[Cu(NH3)4]中，NH3分子是配体 C．NH4与PH4、CH4、BH4互为等电子体 D．相同压强下，NH3的沸点比PH3的沸点低
1
解析：选D A项，氨气分子中氮原子的价层电子对数＝3＋×(5－3×1)＝4，所以N
2原子采用sp杂化，不符合题意；B项，在[Cu(NH3)4]中，Cu提供空轨道，N原子提供孤电子对，所以N原子是配位原子，NH3分子是配体，不符合题意；C项，等电子体为原子数相等和价电子数相等的分子、离子或原子团，NH4与PH4、CH4、BH4均含有5个原子，且价电子数均为8，互为等电子体，不符合题意；D项，NH3和PH3的结构相似且都属于分子晶体，分子晶体的熔沸点随其相对分子质量的增大而增大，但NH3的分子间存在氢键，所以相同压强下，NH3和PH3相比，NH3的沸点较高，符合题意。
7．肼(H2N—NH2)和偏二甲肼[H2N—N(CH3)2]均可用作火箭燃料。查阅资料得知，肼是一种良好的极性溶剂，沿肼分子球棍模型的N—N键方向观察，看到的平面图如图所示。下列说法不正确的是( )
A．肼分子中的氮原子采用sp杂化 B．肼分子中既有极性键又有非极性键 C．肼分子是非极性分子 D．肼与偏二甲肼互称同系物
解析：选C 肼分子中每个N原子含有3个σ键和1个孤电子对，所以其价层电子对个数是4，则N原子采用sp杂化，A项正确；肼分子中N原子之间存在非极性键，N原子和H原子之间存在极性键，B项正确；肼分子结构不对称，则正负电荷中心不重合，是极性分教育配套资料K12
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3
＋
＋
－
3
2＋
2＋
＋
＋
－
2＋
3
1
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子，C项错误；肼和偏二甲肼结构相似，在分子组成上相差2个CH2原子团，属于同系物，D正确。
8．已知H2O2分子的空间结构可在二面角中表示，如图所示，下列有关H2O2结构的说法正确的是( )
A．H2O2中有3个σ键、1个π键 B．H2O2为非极性分子 C．H2O2中氧原子为sp杂化
D．H2O2沸点高达158 ℃，可推测H2O2分子间可形成氢键
解析：选D H2O2中有3个σ键，无π键，A项错误；根据图示，H2O2中正负电荷中心不重合，为极性分子，B项错误；H2O2中氧原子为sp杂化，C项错误；H2O2沸点较高，可推测分子间形成了氢键，D项正确。
9．(2017·全国卷Ⅱ)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。回答下列问题：
(1)经X-射线衍射测得化合物R的晶体结构，其局部结构如图所示。
3
1
①从结构角度分析，R中两种阳离子的相同之处为________，不同之处为________。(填标号)
A．中心原子的杂化轨道类型 B．中心原子的价层电子对数 C．立体结构 D．共价键类型
②R中阴离子N5中的σ键总数为________个。分子中的大π键可用符号Πm表示，其中m代表参与形成大π键的原子数，n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π6)，则N5中的大π键应表示为________。
③图中虚线代表氢键，其表示式为(NH4)N—H…Cl、________________________、________________________________________________________________________。
(2)R的晶体密度为d g·cm
－3
＋
6
－－
n，其立方晶胞参数为a nm，晶胞中含有y个
[(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl]单元，该单元的相对质量为M，则y的计算表达式为________________。
解析：(1)①结合题图可知：晶体R中两种阳离子为NH4和H3O，两种阳离子的中心原子均采取sp杂化；NH4中成键电子对数为4，H3O中含1个孤电子对和3个成键电子对，即中心原子的价层电子对数均为4；两种阳离子中均存在极性键，不存在非极性键。NH4和H3O
＋
＋
3
＋
＋
＋
＋
分别为正四面体结构和三角锥形结构，即立体结构不同。②从题图可以看出：阴离子N5呈
－
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五元环状结构，其含有的σ键总数为5个；N5中参与形成大π键的电子数为6，故可将其中的大π键表示为Π5。③根据题给表示式可知，除表示出形成氢键的原子外，还要表示出形成氢键的原子所在的原子团和该原子在原子团中的成键情况，因此氢键的表示式还有(H3O
＋
6
－
)O—H…N(N5)、(NH4)N—H…N(N5)。(2)该晶胞的体积为(a×10 cm)，根据×M＝(a×10602ad?adNA－21
×10?)d，可求出y＝?或?。
3
3
－＋－－73
yNA
－73
M?
M?
答案：(1)①ABD C ②5 Π5
③(H3O)O—H…N(N5) (NH4)N—H…N(N5) 602ad?adNA－21
×10?(2)?或?
3
3
＋
－
＋
－
6
M?
M?
10．下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶： 2Cr2O7＋3CH3CH2OH＋16H＋13H2O―→ 4[Cr(H2O)6]＋3CH3COOH
(1)Cr基态核外电子排布式为____________________；配合物[Cr(H2O)6]中， 与Cr形成配位键的原子是______(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为________；1 mol CH3COOH分子含有σ键的数目为________。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式)；H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为_______________________________。
解析：(1)Cr是24号元素，Cr原子基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d4s，Cr原子由外向里失去3个电子后变为Cr，故Cr基态核外电子排布式为1s2s2p3s3p3d。在配合物[Cr(H2O)6]中，中心原子提供空轨道，而配位原子提供孤对电子，H2O分子中含有孤对电子的是O原子。
(2)CH3COOH中，甲基中C原子与其他原子形成4个σ键，故C原子采取sp杂化；而羧基中C原子形成3个σ键和1个π键，故C原子采取的是sp杂化。CH3COOH的结构式
2
3
3＋
3＋
3＋
2
2
6
2
6
3
2
2
6
2
6
5
1
3＋
3＋
3＋
3＋
2－
＋
为单键均为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，故1个CH3COOH
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分子中含有7个σ键，因此1 mol CH3COOH中含有7×6.02×10个σ键。
(3)运用电子－电荷互换法，电子数不变，带一个正电荷即增加一个质子，则O原子换为F原子，即可写出与H2O互为等电子体的阳离子H2F。H2O与CH3CH2OH可形成分子间氢键，是导致H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶的主要原因。
答案：(1)1s2s2p3s3p3d或[Ar]3d O (2)sp和sp 7NA(或7×6.02×10) 教育配套资料K12
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2
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2
2
6
2
6
3
3
＋
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(3)H2F H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
11．(2018·石家庄模拟)a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大，相关信息如表所示。
a 原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同 b 基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1 c 在周期表所列元素中电负性最大 d 位于周期表中第4纵行 e 基态原子M层全充满，N层只有一个电子 请回答： (1)d属于________区的元素，其基态原子的价轨道表示式为______________________。 (2)b与其同周期相邻元素第一电离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)。 (3)c的氢化物水溶液中存在的氢键有________种，任意画出一种________。 (4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物的熔点高低顺序为__________(用化学式表示)。若将a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子表示为A，则A的空间构型为________；A的中心原子的轨道杂化类型为________；与A互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。
解析：由表中信息可知a、b、c、d、e分别C、N、F、Ti、Cu元素。
(1)Ti的基态原子价电子排布式为3d4s，属于d区元素，其基态原子的价轨道表示式
2
2
＋
为(2)b为N元素，其3p能级半充满，第一电离能大于同周期相邻
元素，第一电离能由大到小顺序为N>O>C。
(3)c为F元素，其氢化物水溶液中，H2O分子间存在氢键，HF分子间存在氢键，HF与
H2O分子间存在两种氢键，共4种氢键。
(4)a为C元素，同主族相邻元素为Si，CO2为分子晶体、SiO2为原子晶体，熔点SiO2>CO2；12－
A为CO3，价层电子对数为(4＋2)＝3，孤电子对数为3－3＝0，故为平面三角形，C原子
2杂化方式为sp杂化；CO3中，原子数为4、价电子数为24，与A互为等电子体的分子为SO3或BF3等。
2
2－
答案：(1)d (2)N>O>C
(3)4 F—H…F(或F—H…O或O—H…F或O—H…O)
(4)SiO2>CO2 平面三角形 sp SO3(或BF3)(其他合理答案均可)
12．(2018·临汾模拟)B、C、N是几种常见的非金属元素，其形成的各种化合物在自然教育配套资料K12
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