2023春高中化学选择性必修2 （苏教2019）专题4 分子空间结构与物质性质 检测试卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 2023春高中化学选择性必修2 （苏教2019）专题4 分子空间结构与物质性质 检测试卷（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 263.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 苏教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2022-12-03 22:36:09 | ||
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文档简介
专题4 分子空间结构与物质性质 检测试卷
(满分：100分)
一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列有关原子杂化的说法正确的是( )
A．凡是中心原子以sp3杂化轨道成键的分子，其空间结构都是正四面体形
B．苯分子中的碳原子以sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．乙烯分子的碳原子以sp2杂化，其中，C—H之间是以sp2杂化轨道形成的σ键，C—C之间除了以sp2杂化轨道形成σ键外，未参加杂化的2p轨道形成π键
D．只要分子的中心原子的杂化类型相同，分子的键角就一定相同
2．(2022·济南期中)下列说法正确的是( )
A．凡是中心原子采取sp2杂化的分子，其空间结构都是平面三角形
B．若ABn型分子的中心原子A上没有孤电子对，则ABn为极性分子
C．NH3分子中有一个未成键的孤电子对，属于极性分子
D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
3．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A．CO2、H2S B．NH3、HCl
C．P4、CCl4 D．C2H4、CH4
4．在[RuBr2(NH3)4]＋中，Ru的化合价和配位数分别是( )
A．＋2和4 B．＋2和6
C．＋3和4 D．＋3和 6
5．下列说法正确的是( )
A．由同一种原子形成的分子可能有极性
B．非极性分子中无极性键
C．三原子分子AB2一定为非极性分子
D．四原子分子AB3一定为非极性分子
6．氯的含氧酸根离子有ClO－、ClO、ClO、ClO等，下列关于它们的说法不正确的是( )
A．ClO的Cl原子采取sp3杂化
B．ClO的空间结构为三角锥形
C．ClO的空间结构为直线形
D．ClO－中Cl原子的杂化类型与ClO相同
7．配合物[Cu(En)2]SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜，是铜的一种重要化合物。其中En是乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)的简写。下列有关说法正确的是( )
A．该配合物中含有离子键、极性共价键、非极性共价键、配位键、氢键等化学键
B．配位体乙二胺分子中氮原子、碳原子轨道的杂化类型不同
C．该配合物中金属离子的外围电子排布式为3d10
D．该配合物的配位数为4
8．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电子数达到8、H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是( )
A．NH3、BF3、BF中只有BF3是缺电子化合物
B．BF的中心原子的杂化方式为sp3
C．BF3的中心原子的杂化方式为sp2
D．BF的键角小于NH3
9．化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3，下列说法正确的是( )
A．NH3与BF3都是极性分子
B．NH3与BF3都是平面三角形结构
C．NH3·BF3中B、N原子最外层都达到8电子稳定结构
D．NH3·BF3中，NH3提供空轨道，BF3提供孤电子对
10．下列各组物质不互为等电子体的是( )
A．CO和N2 B．CO2和N2O
C．CO和NO D．CO2和SO2
11．甲醛分子的结构式如图所示，用2个Cl取代甲醛分子中的H可得到碳酰氯，下列描述正确的是( )
A．甲醛分子中有4个σ键
B．碳酰氯分子中的C原子为sp3杂化
C．甲醛分子中的H—C—H的键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl的键角相等
D．碳酰氯分子为平面三角形，分子中存在一个π键
12．在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是(已知：＋H2―→)( )
A．与新制银氨溶液共热
B．与甲酸发生酯化反应
C．与金属钠发生置换反应
D．与H2发生加成反应
13．(2022·重庆月考)CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法正确的是( )
A．它们互为等电子体，碳原子均采取sp3杂化
B．CH与NH3、H3O＋互为等电子体，中心原子均为sp3杂化，空间结构均为正四面体形
C．CH中的碳原子采取sp2杂化，所有原子共面
D．CH与OH－形成的化合物中含有离子键
14．如图所示，a为乙二胺四乙酸(EDTA)，易与金属离子形成配合物。b为EDTA与Ca2＋形成的配合物。下列叙述正确的是( )
A．b含有分子内氢键
B．b中Ca2＋的配位数为4
C．b含有共价键、离子键和配位键
D．a和b中的N原子均为sp3杂化
15.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的新物质三硝基胺[N(NO2)3]，其结构如图所示。已知该分子中N—N—N的键角都是108.1°，下列有关说法不正确的是( )
A．分子中N、N间形成的共价键是非极性键
B．该分子易溶于水，是因为分子中N、O均能与水分子形成氢键
C．分子中非硝基氮原子采取sp3杂化
D．分子中非硝基氮原子上有1对孤电子对
16．ⅤA族元素的R原子与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时的结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法不正确的是( )
A．分子中5个R—Cl键键能不完全相同
B．Cl—R—Cl的键角有90°、120°、180°
C．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D．每个原子都达到8电子稳定结构
二、非选择题(本题共5小题，共52分)
17．(10分)Ⅰ.(1)基态Cr原子外围电子轨道表示式为____________________；核外有__________种不同运动状态的电子。
(2)CH3CH2OH与H2O能以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________。
Ⅱ.(1)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO2催化的一个实例如图所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子数为__________，化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为______________________。
(2)试预测N的空间结构为_________________________________________________。
(3)仅由第2周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有________组。
18．(10分)氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为________________。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间结构为____________。
(2)根据等电子原理，在NO中氮原子的杂化轨道类型是________；1 mol O中含有的π键数目为______。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可形成Cr2O3、CrO3、CrO5等。基态Cr3＋的电子排布式为__________________________________________________。
(4)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是______________(填字母)。
A．H2O B．CO2
C．SO2 D．BeCl2
(5)O3分子是否为极性分子？____________。
19．(10分)钴及其化合物在生产生活中有广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态钴原子外围电子排布式为__________。
(2)Co3＋在水中易被还原成Co2＋，而在氨水中可稳定存在，其原因为_____________
________________________________________________________________________。
(3)[Co(NO)4]2－中Co2＋的配位数为4，配位体中N的杂化方式为____________________，该配离子中各元素的I1由小到大的顺序为________________________(填元素符号)，1 mol该配离子中含σ键的数目为________NA。
(4)配合物Co2(CO)8的结构如图，该配合物中存在的作用力类型有__________(填字母)。
A．金属键 B．离子键
C．极性共价键 D．配位键
E．氢键 F．范德华力
20．(6分)配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在_________(填字母)。
a．极性共价键 b．非极性键
c．配位键 d．σ键
e．π键
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：向第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，向第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为______________________________，第二种配合物的结构可表示为____________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是________________________________________________________________________。
{提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2}
21．(16分)照相底片定影时，常用定影液硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解未曝光的溴化银(AgBr)，生成含Na3[Ag(S2O3)2]的废定影液，再向其中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的银转化为Ag2S，使定影液再生。将Ag2S在高温下转化为Ag，达到回收银的目的。
回答下列问题：
(1)元素周期表中，铜、银、金位于同一副族相邻周期，则基态银原子的外围电子排布式为________________________________________________________________________。
乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，与Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)S2O结构如图所示，写出一种等电子体：________________，其结构中σ键的类型为____________。
(3)写出AgBr溶于Na2S2O3溶液反应的离子方程式：____________________________
________________________________________________________________________。
Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有________(填化学键类型)，银离子的配位数是________。
(4)在空气中灼烧Ag2S生成Ag和SO2，SO2分子中心原子的杂化类型为____________，分子的空间结构为____________，与CO2空间结构不同的原因是____________________
________________________________________________________________________，
由此判断H2O的键角________________(填“大于”“小于”或“等于”)H3O＋的键角。
(5)用X射线衍射法可测定阿伏加德罗常数。金的X射线衍射图像可知晶胞属于面心立方晶胞。若金原子的半径为r cm，密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，列出计算阿伏加德罗常数的算式：___________________________________________________________
________________________________________________________________________
(用含r、ρ、M的表达式表示)。
(6)从组成的角度分析Ag2CO3比Ag2S的分解温度低的原因是__________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题4检测试卷
1．C [H2O是以sp3杂化轨道成键的分子，其空间结构为V形，A错误；苯分子中的碳原子发生sp2杂化，碳原子之间以sp2杂化轨道形成σ键，每个碳原子上的未杂化的2p轨道重叠形成π键，B错误；乙烯分子的碳原子以sp2杂化，其中，C—H之间是以sp2杂化轨道形成的σ键，C—C之间除了以sp2杂化轨道形成σ键外，未参加杂化的2p轨道形成π键，C正确；分子的中心原子的杂化类型相同，比如都是以sp3杂化的分子，由于中心原子上的孤电子对数不同，对杂化轨道的排斥能力不同，导致分子的键角不同，D错误。]
2．C [NH3分子中中心原子N的价电子对数为＝4，有一个未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，分子呈三角锥形，是极性分子，故C正确；AB3型的共价化合物，其中心原子A不一定采用sp3杂化轨道成键，如BF3中中心B原子价电子对数为＝3，采用sp2杂化，故D错误。]
3．D [CO2为极性键形成的非极性分子，H2S为极性键形成的极性分子，A不符合题意；NH3和HCl都是由极性键形成的极性分子，B不符合题意；P4中只含有非极性键，为非极性分子，CCl4为极性键形成的非极性分子，C不符合题意；C2H4中含有极性键和非极性键，是平面形分子，结构对称，分子中正、负电荷重心重合，为非极性分子，CH4中含有极性键，为正四面体结构，结构对称，分子中正、负电荷重心重合，为非极性分子，D符合题意。]
4．D [设在[RuBr2(NH3)4]＋中Ru的化合价为x，x－1×2＋0×4＝＋1，解得x＝＋3；含有空轨道的金属阳离子为中心原子，所以中心原子为Ru3＋，有孤电子对的分子或离子为配位体，所以配位体为Br－、NH3，配位数就是配位体的个数，所以配位数为2＋4＝6。]
5．A [由同一种原子形成的分子可能有极性，也可能没有极性，如O3是极性分子，而O2为非极性分子，A正确；非极性分子中正、负电荷重心重合，分子中各个化学键的空间排列对称，其中可能含极性键，也可能不含有极性键，如CH4是由C—H极性键构成的非极性分子，P4是由P—P非极性键构成的非极性分子，B错误；三原子分子AB2中若正、负电荷的重心不重合，就属于极性分子，如H2O为极性分子，C错误；四原子分子AB3若是NH3，就属于极性分子，D错误。]
6．C [ClO的Cl原子的孤电子对数为0，与中心Cl原子结合的O原子数为4，则Cl原子采取sp3杂化，A正确；ClO的中心Cl原子的价电子对数为＝4，且含有1对孤电子对，空间结构为三角锥形，B正确；ClO中Cl原子的价电子对数为＝4，且含有2对孤电子对，空间结构为V形，C错误；ClO－中Cl原子的孤电子对数为3，与Cl原子结合的O原子数为1，Cl原子采取sp3杂化，ClO中Cl原子的孤电子对数为2，与Cl原子结合的O原子数为2，Cl原子采取sp3杂化，D正确。]
7．D [氢键不属于化学键，选项A错误；乙二胺分子中氮原子形成3个σ键，价电子对数是＝4，氮原子的杂化轨道类型为sp3，碳原子形成4个σ键，价电子对数是＝4，碳原子的杂化轨道类型为sp3，二者杂化类型相同，选项B错误；En是乙二胺，分子整体显0价，硫酸根离子显－2价，则根据“正负化合价的代数和等于零”可以判断铜显＋2价，其外围电子排布式为3d9，选项C错误。]
8．D [NH3的电子式为，符合路易斯结构，BF3的电子式为，B原子的价电子数为6，不符合路易斯结构，BF的电子式为，符合路易斯结构，只有BF3是缺电子化合物，故A项正确；BF3的中心原子B的价电子对数为＝3，则B的杂化方式为sp2，BF的中心原子B的价电子对数为＝4，则B的杂化方式为sp3，故B、C项正确；BF和NH3的中心原子均为sp3杂化，BF的中心原子上无孤电子对，NH3的中心原子上有1对孤电子对，根据价层电子对互斥模型，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则BF的键角大于NH3，故D项错误。]
9．C [BF3分子中，B原子最外层有3个电子，与3个F原子形成三个B—F键，B原子周围没有孤电子对，NH3分子中，N原子最外层有5个电子，与3个H原子形成三个N—H键，N原子周围有1对孤电子对，根据价层电子对互斥模型可知，BF3分子为非极性分子，空间结构为平面三角形，NH3分子为极性分子，空间结构为三角锥形；NH3·BF3中B原子有空轨道，N原子有孤电子对，所以NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道，形成配位键，使B、N原子都达到8电子稳定结构。]
10．D [CO和N2的原子总数都为2，价电子总数都为10，二者互为等电子体，A不符合题意；CO2和N2O的原子总数都为3，价电子总数都为16，二者互为等电子体，B不符合题意；CO和NO的原子总数都为4，价电子总数都为24，二者互为等电子体，C不符合题意；CO2和SO2的原子总数都为3，价电子总数分别为16、18，不互为等电子体，D符合题意。]
11．D [甲醛分子中有3个σ键，A不正确；碳酰氯分子中的C原子为sp2杂化，B不正确；根据价层电子对互斥模型可知，碳酰氯分子中的氯原子有3对孤电子对，孤电子对对成键电子对有更强的排斥作用，所以，甲醛分子中的H—C—H的键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl的键角不相等，C不正确；碳酰氯分子为平面三角形，碳与氧形成的双键中有一个π键，D正确。]
12．D [若生成的新有机物为无光学活性的物质，则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使至少两个原子或基团具有相同的结构。A项，反应后—CHO转化为—COONH4，手性碳原子仍存在；B项，反应后—CH2OH转化为，手性碳原子仍存在；C项，反应后—CH2OH转化为—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D项，反应后—CHO转化为—CH2OH，与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同，不再存在手性碳原子。]
13．C [CH、—CH3、CH的原子个数相等但价电子数不等，所以不互为等电子体，故A错误；CH与NH3、H3O＋的原子个数相等且价电子数相等，互为等电子体，空间结构相似，为三角锥形，中心原子均采取sp3杂化，故B错误；CH中中心原子的价电子对数为＝3，且不含孤电子对，所以碳原子采取sp2杂化，为平面三角形，所有原子共面，故C正确；CH、OH－形成的化合物CH3OH中只含共价键不含离子键，故D错误。]
14．D [根据b的结构简式可知，Ca2＋的配位数为6，B错误；b为阴离子，含有共价键和配位键，不含离子键，C错误；根据结构简式可知，a和b中N原子的杂化方式均为sp3杂化，D正确。]
15．B [分子中N、N间形成的共价键是同种原子间形成的，为非极性键，故A项正确；分子中的氮、氧原子上没有连接氢原子，因此不能与水分子形成氢键，故B项错误；分子中非硝基氮原子有3个σ键和1对孤电子对，采取sp3杂化，故C、D项正确。]
16．D [键长越短，键能越大，RCl5分子中R—Cl键的键长不同，所以键能不完全相同，故A正确；上下两个顶点氯原子与中心R原子形成的键的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，上下两个顶点氯原子与中心R原子形成的键与平面三角形形成的夹角为90°，所以Cl—R—Cl的键角有90°、120°、180°，故B正确；RCl5RCl3＋Cl2，则RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3，故C正确；R原子最外层有5个电子，形成5对共用电子对，所以RCl5中R的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故D错误。]
17．Ⅰ.(1) 24
(2)H2O与CH3CH2OH分子间能形成氢键
Ⅱ.(1)7 O＞N＞C (2)直线形 (3)2
解析 Ⅰ.(1)Cr为24号元素，外围电子排布式为3d54s1，轨道表示式为；Cr原子核外有24个电子，每个电子的运动状态各不相同。
(2) CH3CH2OH含有羟基，可以和水分子间形成氢键，增大溶解度。
Ⅱ.(1)苯环上的碳原子以及形成双键的碳原子均为sp2杂化，所以有7个；化合物乙中羟基中的O原子、氨基中的N原子以及非苯环上的C原子均为sp3杂化，非金属性越强，电负性越大，所以电负性：O＞N＞C。
(2)N与CO2所含原子总数相同，价电子总数相同，互为等电子体，根据CO2的空间结构可知N应为直线形。
(3)仅由第2周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有CO和N2、CO2和N2O，共2组。
18．(1)F>N>O V形 (2)sp 2NA
(3)1s22s22p63s23p63d3 (4)C (5)是
解析 (1)氮元素的第一电离能大于氧元素，小于氟元素；由价层电子对互斥模型可知，OF2分子的空间结构是V形。(2)根据等电子原理，NO与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O与N2(其中有一个σ键和两个π键)互为等电子体，因此1个O中有2个π键。(5)可根据价层电子对互斥模型分析，SO2与O3分子的结构相似，且都是极性分子。
19．(1)3d74s2 (2)Co3＋可与NH3形成较稳定的配合物
(3)sp2 Co解析 (1) 钴原子核外有27个电子，基态钴原子的外围电子排布式为3d74s2。(2)Co3＋在水中易被还原成Co2＋，而在氨水中可稳定存在，其原因为Co3＋可与NH3形成较稳定的配合物。(3)[Co(NO)4]2－中Co2＋的配位数为4，配体中N原子价电子对数为3，为平面三角形，N的杂化方式为sp2；由于N的电子排布是半充满稳定结构，该配离子中各元素的I1由小到大的顺序为Co20．(1)acd (2)[CoBr(NH3)5]SO4 [Co(SO4)(NH3)5]Br 生成淡黄色沉淀
解析 (1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，该过程可看作铝原子和三个OH－结合形成Al(OH)3，其中O与H之间形成的键为极性共价键，Al(OH)3溶解在强碱性溶液中，和OH－结合形成[Al(OH)4]－，二者间的作用力是铝原子的空轨道和OH－的孤电子对形成的配位键，该配位键属于σ键。(2)向第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时产生白色沉淀，说明硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，配合物的结构为[CoBr(NH3)5]SO4，向第二种配合物溶液中加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；在[Co(SO4)(NH3)5]Br中，溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。
21．(1)4d105s1 乙二胺的两个N提供孤电子对给Cu2＋形成配位键 (2)SO p p σ键
(3)AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3－＋Br－ 离子键、共价键、配位键 2
(4)sp2 V形 硫原子上的孤电子对对共价键的排斥作用使键角变小 小于
(5)NA＝ mol－1
(6)Ag＋对CO中氧离子的吸引，在加热条件下使碳氧键断裂，释放出CO2气体
解析 (1)已知基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，元素周期表中，铜、银、金位于同一副族相邻周期，故基态银原子的外围电子排布式为4d105s1。由于乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中两个—NH2的N原子上均有孤电子对，均能与Cu2＋等金属离子形成配位键，故能与Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子。(2)因S和O的价电子数相等，故S2O与SO互为等电子体，其结构中的σ键是S原子的3p轨道和O原子的2p轨道重叠形成的，故σ键的类型为p p σ键。(3)由题干信息可知，AgBr溶于Na2S2O3溶液反应的化学方程式为AgBr＋2Na2S2O3===Na3[Ag(S2O3)2]＋NaBr，故离子方程式为AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3－＋Br－；Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有Na＋与[Ag(S2O3)2]3－之间的离子键、[Ag(S2O3)2]3－内部中S原子和O原子间的共价键和Ag＋与S2O之间的配位键；[Ag(S2O3)2]3－中银离子的配位数是2。
(4)SO2分子中的中心原子S周围形成2个σ键，含有的孤电子对数为1，故中心原子的价电子对数为3，故杂化类型为sp2；分子的空间结构为V形，CO2中C原子没有孤电子对，导致C==O之间的排斥力减小，故键角增大，故SO2与CO2空间结构不同；由于H2O中O原子存在2对孤电子对，H3O＋中O原子存在1对孤电子对，由此判断H2O的键角小于H3O＋的键角。
(5)设阿伏加德罗常数为NA，已知金的晶胞属于面心立方晶胞，故一个晶胞中含有8×＋6×＝4个金原子，设晶胞的边长为x cm，若金原子的半径为r cm，可知4r＝x，即x＝2r cm，金的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，得4M＝NA(2r)3ρ，故计算阿伏加德罗常数的算式为NA＝ mol－1。
(6)由于S2－的半径大于O2－的半径，Ag＋对CO中氧离子的吸引，在加热条件下使碳氧键断裂，释放出CO2气体，导致Ag2CO3比Ag2S的分解温度低。
(满分：100分)
一、选择题(本题共16小题，每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)
1．下列有关原子杂化的说法正确的是( )
A．凡是中心原子以sp3杂化轨道成键的分子，其空间结构都是正四面体形
B．苯分子中的碳原子以sp2杂化轨道形成π键、未杂化的2p轨道形成σ键
C．乙烯分子的碳原子以sp2杂化，其中，C—H之间是以sp2杂化轨道形成的σ键，C—C之间除了以sp2杂化轨道形成σ键外，未参加杂化的2p轨道形成π键
D．只要分子的中心原子的杂化类型相同，分子的键角就一定相同
2．(2022·济南期中)下列说法正确的是( )
A．凡是中心原子采取sp2杂化的分子，其空间结构都是平面三角形
B．若ABn型分子的中心原子A上没有孤电子对，则ABn为极性分子
C．NH3分子中有一个未成键的孤电子对，属于极性分子
D．凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
3．下列各组分子中，都属于含极性键的非极性分子的是( )
A．CO2、H2S B．NH3、HCl
C．P4、CCl4 D．C2H4、CH4
4．在[RuBr2(NH3)4]＋中，Ru的化合价和配位数分别是( )
A．＋2和4 B．＋2和6
C．＋3和4 D．＋3和 6
5．下列说法正确的是( )
A．由同一种原子形成的分子可能有极性
B．非极性分子中无极性键
C．三原子分子AB2一定为非极性分子
D．四原子分子AB3一定为非极性分子
6．氯的含氧酸根离子有ClO－、ClO、ClO、ClO等，下列关于它们的说法不正确的是( )
A．ClO的Cl原子采取sp3杂化
B．ClO的空间结构为三角锥形
C．ClO的空间结构为直线形
D．ClO－中Cl原子的杂化类型与ClO相同
7．配合物[Cu(En)2]SO4的名称是硫酸二乙二胺合铜，是铜的一种重要化合物。其中En是乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)的简写。下列有关说法正确的是( )
A．该配合物中含有离子键、极性共价键、非极性共价键、配位键、氢键等化学键
B．配位体乙二胺分子中氮原子、碳原子轨道的杂化类型不同
C．该配合物中金属离子的外围电子排布式为3d10
D．该配合物的配位数为4
8．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电子数达到8、H原子达到2所形成的稳定分子结构)要求的一类化合物。下列说法错误的是( )
A．NH3、BF3、BF中只有BF3是缺电子化合物
B．BF的中心原子的杂化方式为sp3
C．BF3的中心原子的杂化方式为sp2
D．BF的键角小于NH3
9．化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3，下列说法正确的是( )
A．NH3与BF3都是极性分子
B．NH3与BF3都是平面三角形结构
C．NH3·BF3中B、N原子最外层都达到8电子稳定结构
D．NH3·BF3中，NH3提供空轨道，BF3提供孤电子对
10．下列各组物质不互为等电子体的是( )
A．CO和N2 B．CO2和N2O
C．CO和NO D．CO2和SO2
11．甲醛分子的结构式如图所示，用2个Cl取代甲醛分子中的H可得到碳酰氯，下列描述正确的是( )
A．甲醛分子中有4个σ键
B．碳酰氯分子中的C原子为sp3杂化
C．甲醛分子中的H—C—H的键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl的键角相等
D．碳酰氯分子为平面三角形，分子中存在一个π键
12．在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为手性碳原子，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是(已知：＋H2―→)( )
A．与新制银氨溶液共热
B．与甲酸发生酯化反应
C．与金属钠发生置换反应
D．与H2发生加成反应
13．(2022·重庆月考)CH、—CH3、CH都是重要的有机反应中间体，下列有关它们的说法正确的是( )
A．它们互为等电子体，碳原子均采取sp3杂化
B．CH与NH3、H3O＋互为等电子体，中心原子均为sp3杂化，空间结构均为正四面体形
C．CH中的碳原子采取sp2杂化，所有原子共面
D．CH与OH－形成的化合物中含有离子键
14．如图所示，a为乙二胺四乙酸(EDTA)，易与金属离子形成配合物。b为EDTA与Ca2＋形成的配合物。下列叙述正确的是( )
A．b含有分子内氢键
B．b中Ca2＋的配位数为4
C．b含有共价键、离子键和配位键
D．a和b中的N原子均为sp3杂化
15.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的新物质三硝基胺[N(NO2)3]，其结构如图所示。已知该分子中N—N—N的键角都是108.1°，下列有关说法不正确的是( )
A．分子中N、N间形成的共价键是非极性键
B．该分子易溶于水，是因为分子中N、O均能与水分子形成氢键
C．分子中非硝基氮原子采取sp3杂化
D．分子中非硝基氮原子上有1对孤电子对
16．ⅤA族元素的R原子与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时的结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法不正确的是( )
A．分子中5个R—Cl键键能不完全相同
B．Cl—R—Cl的键角有90°、120°、180°
C．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D．每个原子都达到8电子稳定结构
二、非选择题(本题共5小题，共52分)
17．(10分)Ⅰ.(1)基态Cr原子外围电子轨道表示式为____________________；核外有__________种不同运动状态的电子。
(2)CH3CH2OH与H2O能以任意比例互溶，除因为它们都是极性分子外，还因为__________。
Ⅱ.(1)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，纳米TiO2催化的一个实例如图所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子数为__________，化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为______________________。
(2)试预测N的空间结构为_________________________________________________。
(3)仅由第2周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有________组。
18．(10分)氧元素与多种元素具有亲和力，所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为________________。氧元素与氟元素能形成OF2分子，该分子的空间结构为____________。
(2)根据等电子原理，在NO中氮原子的杂化轨道类型是________；1 mol O中含有的π键数目为______。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物，如和铬可形成Cr2O3、CrO3、CrO5等。基态Cr3＋的电子排布式为__________________________________________________。
(4)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是______________(填字母)。
A．H2O B．CO2
C．SO2 D．BeCl2
(5)O3分子是否为极性分子？____________。
19．(10分)钴及其化合物在生产生活中有广泛的应用。回答下列问题：
(1)基态钴原子外围电子排布式为__________。
(2)Co3＋在水中易被还原成Co2＋，而在氨水中可稳定存在，其原因为_____________
________________________________________________________________________。
(3)[Co(NO)4]2－中Co2＋的配位数为4，配位体中N的杂化方式为____________________，该配离子中各元素的I1由小到大的顺序为________________________(填元素符号)，1 mol该配离子中含σ键的数目为________NA。
(4)配合物Co2(CO)8的结构如图，该配合物中存在的作用力类型有__________(填字母)。
A．金属键 B．离子键
C．极性共价键 D．配位键
E．氢键 F．范德华力
20．(6分)配位化合物在生产生活中有重要应用，请根据要求回答下列问题：
(1)光谱证实单质铝与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，则[Al(OH)4]－中存在_________(填字母)。
a．极性共价键 b．非极性键
c．配位键 d．σ键
e．π键
(2)Co(NH3)5BrSO4可形成两种钴的配合物，已知Co3＋的配位数是6，为确定钴的配合物的结构，现对两种配合物进行了如下实验：向第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，产生白色沉淀，向第二种配合物的溶液中加BaCl2溶液时，则无明显现象。则第一种配合物的结构可表示为______________________________，第二种配合物的结构可表示为____________________。若在第二种配合物的溶液中滴加AgNO3溶液，则产生的现象是________________________________________________________________________。
{提示：TiCl(H2O)5Cl2这种配合物的结构可表示为[TiCl(H2O)5]Cl2}
21．(16分)照相底片定影时，常用定影液硫代硫酸钠(Na2S2O3)溶解未曝光的溴化银(AgBr)，生成含Na3[Ag(S2O3)2]的废定影液，再向其中加入Na2S使Na3[Ag(S2O3)2]中的银转化为Ag2S，使定影液再生。将Ag2S在高温下转化为Ag，达到回收银的目的。
回答下列问题：
(1)元素周期表中，铜、银、金位于同一副族相邻周期，则基态银原子的外围电子排布式为________________________________________________________________________。
乙二胺(H2NCH2CH2NH2)是一种有机化合物，与Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子，其原因是________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)S2O结构如图所示，写出一种等电子体：________________，其结构中σ键的类型为____________。
(3)写出AgBr溶于Na2S2O3溶液反应的离子方程式：____________________________
________________________________________________________________________。
Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有________(填化学键类型)，银离子的配位数是________。
(4)在空气中灼烧Ag2S生成Ag和SO2，SO2分子中心原子的杂化类型为____________，分子的空间结构为____________，与CO2空间结构不同的原因是____________________
________________________________________________________________________，
由此判断H2O的键角________________(填“大于”“小于”或“等于”)H3O＋的键角。
(5)用X射线衍射法可测定阿伏加德罗常数。金的X射线衍射图像可知晶胞属于面心立方晶胞。若金原子的半径为r cm，密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，列出计算阿伏加德罗常数的算式：___________________________________________________________
________________________________________________________________________
(用含r、ρ、M的表达式表示)。
(6)从组成的角度分析Ag2CO3比Ag2S的分解温度低的原因是__________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
专题4检测试卷
1．C [H2O是以sp3杂化轨道成键的分子，其空间结构为V形，A错误；苯分子中的碳原子发生sp2杂化，碳原子之间以sp2杂化轨道形成σ键，每个碳原子上的未杂化的2p轨道重叠形成π键，B错误；乙烯分子的碳原子以sp2杂化，其中，C—H之间是以sp2杂化轨道形成的σ键，C—C之间除了以sp2杂化轨道形成σ键外，未参加杂化的2p轨道形成π键，C正确；分子的中心原子的杂化类型相同，比如都是以sp3杂化的分子，由于中心原子上的孤电子对数不同，对杂化轨道的排斥能力不同，导致分子的键角不同，D错误。]
2．C [NH3分子中中心原子N的价电子对数为＝4，有一个未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，分子呈三角锥形，是极性分子，故C正确；AB3型的共价化合物，其中心原子A不一定采用sp3杂化轨道成键，如BF3中中心B原子价电子对数为＝3，采用sp2杂化，故D错误。]
3．D [CO2为极性键形成的非极性分子，H2S为极性键形成的极性分子，A不符合题意；NH3和HCl都是由极性键形成的极性分子，B不符合题意；P4中只含有非极性键，为非极性分子，CCl4为极性键形成的非极性分子，C不符合题意；C2H4中含有极性键和非极性键，是平面形分子，结构对称，分子中正、负电荷重心重合，为非极性分子，CH4中含有极性键，为正四面体结构，结构对称，分子中正、负电荷重心重合，为非极性分子，D符合题意。]
4．D [设在[RuBr2(NH3)4]＋中Ru的化合价为x，x－1×2＋0×4＝＋1，解得x＝＋3；含有空轨道的金属阳离子为中心原子，所以中心原子为Ru3＋，有孤电子对的分子或离子为配位体，所以配位体为Br－、NH3，配位数就是配位体的个数，所以配位数为2＋4＝6。]
5．A [由同一种原子形成的分子可能有极性，也可能没有极性，如O3是极性分子，而O2为非极性分子，A正确；非极性分子中正、负电荷重心重合，分子中各个化学键的空间排列对称，其中可能含极性键，也可能不含有极性键，如CH4是由C—H极性键构成的非极性分子，P4是由P—P非极性键构成的非极性分子，B错误；三原子分子AB2中若正、负电荷的重心不重合，就属于极性分子，如H2O为极性分子，C错误；四原子分子AB3若是NH3，就属于极性分子，D错误。]
6．C [ClO的Cl原子的孤电子对数为0，与中心Cl原子结合的O原子数为4，则Cl原子采取sp3杂化，A正确；ClO的中心Cl原子的价电子对数为＝4，且含有1对孤电子对，空间结构为三角锥形，B正确；ClO中Cl原子的价电子对数为＝4，且含有2对孤电子对，空间结构为V形，C错误；ClO－中Cl原子的孤电子对数为3，与Cl原子结合的O原子数为1，Cl原子采取sp3杂化，ClO中Cl原子的孤电子对数为2，与Cl原子结合的O原子数为2，Cl原子采取sp3杂化，D正确。]
7．D [氢键不属于化学键，选项A错误；乙二胺分子中氮原子形成3个σ键，价电子对数是＝4，氮原子的杂化轨道类型为sp3，碳原子形成4个σ键，价电子对数是＝4，碳原子的杂化轨道类型为sp3，二者杂化类型相同，选项B错误；En是乙二胺，分子整体显0价，硫酸根离子显－2价，则根据“正负化合价的代数和等于零”可以判断铜显＋2价，其外围电子排布式为3d9，选项C错误。]
8．D [NH3的电子式为，符合路易斯结构，BF3的电子式为，B原子的价电子数为6，不符合路易斯结构，BF的电子式为，符合路易斯结构，只有BF3是缺电子化合物，故A项正确；BF3的中心原子B的价电子对数为＝3，则B的杂化方式为sp2，BF的中心原子B的价电子对数为＝4，则B的杂化方式为sp3，故B、C项正确；BF和NH3的中心原子均为sp3杂化，BF的中心原子上无孤电子对，NH3的中心原子上有1对孤电子对，根据价层电子对互斥模型，孤电子对数越多，对成键电子对的斥力越大，键角越小，则BF的键角大于NH3，故D项错误。]
9．C [BF3分子中，B原子最外层有3个电子，与3个F原子形成三个B—F键，B原子周围没有孤电子对，NH3分子中，N原子最外层有5个电子，与3个H原子形成三个N—H键，N原子周围有1对孤电子对，根据价层电子对互斥模型可知，BF3分子为非极性分子，空间结构为平面三角形，NH3分子为极性分子，空间结构为三角锥形；NH3·BF3中B原子有空轨道，N原子有孤电子对，所以NH3提供孤电子对，BF3提供空轨道，形成配位键，使B、N原子都达到8电子稳定结构。]
10．D [CO和N2的原子总数都为2，价电子总数都为10，二者互为等电子体，A不符合题意；CO2和N2O的原子总数都为3，价电子总数都为16，二者互为等电子体，B不符合题意；CO和NO的原子总数都为4，价电子总数都为24，二者互为等电子体，C不符合题意；CO2和SO2的原子总数都为3，价电子总数分别为16、18，不互为等电子体，D符合题意。]
11．D [甲醛分子中有3个σ键，A不正确；碳酰氯分子中的C原子为sp2杂化，B不正确；根据价层电子对互斥模型可知，碳酰氯分子中的氯原子有3对孤电子对，孤电子对对成键电子对有更强的排斥作用，所以，甲醛分子中的H—C—H的键角与碳酰氯分子中的Cl—C—Cl的键角不相等，C不正确；碳酰氯分子为平面三角形，碳与氧形成的双键中有一个π键，D正确。]
12．D [若生成的新有机物为无光学活性的物质，则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使至少两个原子或基团具有相同的结构。A项，反应后—CHO转化为—COONH4，手性碳原子仍存在；B项，反应后—CH2OH转化为，手性碳原子仍存在；C项，反应后—CH2OH转化为—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D项，反应后—CHO转化为—CH2OH，与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同，不再存在手性碳原子。]
13．C [CH、—CH3、CH的原子个数相等但价电子数不等，所以不互为等电子体，故A错误；CH与NH3、H3O＋的原子个数相等且价电子数相等，互为等电子体，空间结构相似，为三角锥形，中心原子均采取sp3杂化，故B错误；CH中中心原子的价电子对数为＝3，且不含孤电子对，所以碳原子采取sp2杂化，为平面三角形，所有原子共面，故C正确；CH、OH－形成的化合物CH3OH中只含共价键不含离子键，故D错误。]
14．D [根据b的结构简式可知，Ca2＋的配位数为6，B错误；b为阴离子，含有共价键和配位键，不含离子键，C错误；根据结构简式可知，a和b中N原子的杂化方式均为sp3杂化，D正确。]
15．B [分子中N、N间形成的共价键是同种原子间形成的，为非极性键，故A项正确；分子中的氮、氧原子上没有连接氢原子，因此不能与水分子形成氢键，故B项错误；分子中非硝基氮原子有3个σ键和1对孤电子对，采取sp3杂化，故C、D项正确。]
16．D [键长越短，键能越大，RCl5分子中R—Cl键的键长不同，所以键能不完全相同，故A正确；上下两个顶点氯原子与中心R原子形成的键的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，上下两个顶点氯原子与中心R原子形成的键与平面三角形形成的夹角为90°，所以Cl—R—Cl的键角有90°、120°、180°，故B正确；RCl5RCl3＋Cl2，则RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3，故C正确；R原子最外层有5个电子，形成5对共用电子对，所以RCl5中R的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故D错误。]
17．Ⅰ.(1) 24
(2)H2O与CH3CH2OH分子间能形成氢键
Ⅱ.(1)7 O＞N＞C (2)直线形 (3)2
解析 Ⅰ.(1)Cr为24号元素，外围电子排布式为3d54s1，轨道表示式为；Cr原子核外有24个电子，每个电子的运动状态各不相同。
(2) CH3CH2OH含有羟基，可以和水分子间形成氢键，增大溶解度。
Ⅱ.(1)苯环上的碳原子以及形成双键的碳原子均为sp2杂化，所以有7个；化合物乙中羟基中的O原子、氨基中的N原子以及非苯环上的C原子均为sp3杂化，非金属性越强，电负性越大，所以电负性：O＞N＞C。
(2)N与CO2所含原子总数相同，价电子总数相同，互为等电子体，根据CO2的空间结构可知N应为直线形。
(3)仅由第2周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有CO和N2、CO2和N2O，共2组。
18．(1)F>N>O V形 (2)sp 2NA
(3)1s22s22p63s23p63d3 (4)C (5)是
解析 (1)氮元素的第一电离能大于氧元素，小于氟元素；由价层电子对互斥模型可知，OF2分子的空间结构是V形。(2)根据等电子原理，NO与CO2互为等电子体，两者的结构相似，NO中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同，都是sp杂化；O与N2(其中有一个σ键和两个π键)互为等电子体，因此1个O中有2个π键。(5)可根据价层电子对互斥模型分析，SO2与O3分子的结构相似，且都是极性分子。
19．(1)3d74s2 (2)Co3＋可与NH3形成较稳定的配合物
(3)sp2 Co
解析 (1)光谱证实单质Al与强碱性溶液反应有[Al(OH)4]－生成，该过程可看作铝原子和三个OH－结合形成Al(OH)3，其中O与H之间形成的键为极性共价键，Al(OH)3溶解在强碱性溶液中，和OH－结合形成[Al(OH)4]－，二者间的作用力是铝原子的空轨道和OH－的孤电子对形成的配位键，该配位键属于σ键。(2)向第一种配合物的溶液中加BaCl2溶液时产生白色沉淀，说明硫酸根离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，所以会与钡离子结合生成白色沉淀，配合物的结构为[CoBr(NH3)5]SO4，向第二种配合物溶液中加入BaCl2溶液时无明显现象，说明硫酸根离子在内界，所以配合物的结构为[Co(SO4)(NH3)5]Br；在[Co(SO4)(NH3)5]Br中，溴离子为配合物的外界，在水溶液中以离子形式存在，若加入AgNO3溶液，会产生淡黄色沉淀溴化银。
21．(1)4d105s1 乙二胺的两个N提供孤电子对给Cu2＋形成配位键 (2)SO p p σ键
(3)AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3－＋Br－ 离子键、共价键、配位键 2
(4)sp2 V形 硫原子上的孤电子对对共价键的排斥作用使键角变小 小于
(5)NA＝ mol－1
(6)Ag＋对CO中氧离子的吸引，在加热条件下使碳氧键断裂，释放出CO2气体
解析 (1)已知基态铜原子的外围电子排布式为3d104s1，元素周期表中，铜、银、金位于同一副族相邻周期，故基态银原子的外围电子排布式为4d105s1。由于乙二胺(H2NCH2CH2NH2)中两个—NH2的N原子上均有孤电子对，均能与Cu2＋等金属离子形成配位键，故能与Cu2＋等金属离子形成稳定环状离子。(2)因S和O的价电子数相等，故S2O与SO互为等电子体，其结构中的σ键是S原子的3p轨道和O原子的2p轨道重叠形成的，故σ键的类型为p p σ键。(3)由题干信息可知，AgBr溶于Na2S2O3溶液反应的化学方程式为AgBr＋2Na2S2O3===Na3[Ag(S2O3)2]＋NaBr，故离子方程式为AgBr＋2S2O===[Ag(S2O3)2]3－＋Br－；Na3[Ag(S2O3)2]中存在的作用力有Na＋与[Ag(S2O3)2]3－之间的离子键、[Ag(S2O3)2]3－内部中S原子和O原子间的共价键和Ag＋与S2O之间的配位键；[Ag(S2O3)2]3－中银离子的配位数是2。
(4)SO2分子中的中心原子S周围形成2个σ键，含有的孤电子对数为1，故中心原子的价电子对数为3，故杂化类型为sp2；分子的空间结构为V形，CO2中C原子没有孤电子对，导致C==O之间的排斥力减小，故键角增大，故SO2与CO2空间结构不同；由于H2O中O原子存在2对孤电子对，H3O＋中O原子存在1对孤电子对，由此判断H2O的键角小于H3O＋的键角。
(5)设阿伏加德罗常数为NA，已知金的晶胞属于面心立方晶胞，故一个晶胞中含有8×＋6×＝4个金原子，设晶胞的边长为x cm，若金原子的半径为r cm，可知4r＝x，即x＝2r cm，金的密度为ρ g·cm－3，摩尔质量为M g·mol－1，得4M＝NA(2r)3ρ，故计算阿伏加德罗常数的算式为NA＝ mol－1。
(6)由于S2－的半径大于O2－的半径，Ag＋对CO中氧离子的吸引，在加热条件下使碳氧键断裂，释放出CO2气体，导致Ag2CO3比Ag2S的分解温度低。