第二章 分子结构与性质 同步练习 （含答案）2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二章《 分子结构与性质》同步练习
一、单选题
1．下列物质中，既含有非极性共价键又含有极性共价键是
A．NaOH B．H2O2 C．Na2O2 D．H2S
2．纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示，下列说法正确的是
A．化合物甲、乙均为手性分子
B．化合物甲中最多有8个原子共平面
C．化合物乙中采取sp3杂化的原子只有N、C
D．化合物甲的沸点明显高于化合物乙
3．键长、键角和键能是描述共价键的三个重要参数，下列叙述正确的是
A．键长和键角的数值可以通过晶体的X射线衍射实验获得
B．因为H—O键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2的反应能力逐渐减弱
C．水分子的结构可表示为H—O—H，分子中的键角为180°
D．H—O键的键能为463kJ mol-1，即18gH2O分解成H2和O2时，消耗的能量为2×463kJ
4．溴单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大，这是因为
A．溴单质和四氯化碳中都含有卤素原子
B．Br2是单质，CCl4是化合物
C．Br2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而水是极性分子
D．Br2、CCl4都是有机物，而H2O是无机物
5．下列关于物质结构和化学用语的说法正确的是
A．BF3、CCl4中所有原子均达到8电子稳定结构
B．78gNa2O2晶体中所含离子数目为3NA
C．18gH2O或D2O的质子数均为10NA
D．34gH2O2含有极性键的数目为3NA
6．下列关于化学键的说法中正确的是（ ）
A．中既有极性键又有非极性键
B．凡是有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
C．非金属元素之间只能形成共价化合物
D．所有盐、碱和金属氧化物中都含有离子键
7．下列物质中，酸性最强的是
A． B． C． D．
8．下列说法错误的是
A．NH3、H2O、CO2分子中，中心原子孤电子对数最多的是H2O
B．某元素气态基态原子的逐级电离能()分别为738kJ/mol、1451kJ/mol、7733kJ/mol、10540kJ/mol、13630kJ/mol、17995kJ/mol、21703kJ/mol，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2+
C．有机物中，σ键和π键比例为7:1
D．已知反应，若该反应中有4mol N-H键断裂，则形成的π键数目为3NA
9．H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是( )
A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性
C．共价键的键角 D．共价键的键长
10．臭氧通常存在于距离地面25km左右的高层大气中，它能有效阻挡紫外线，保护人类健康。但是在近地面，臭氧却是一种污染物。已知O3的空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合。下列说法不正确的是
A．O3和O2互为同素异形体
B．在水中的溶解度：O3>O2
C．O3是极性分子，O2是非极性分子
D．O3分子中的共价键是极性键
11．下列关于化学基础概念的描述正确的是
A．氢键、共价键、离子键等是化学键
B．气体摩尔体积的数值是固定的，为22.4L/mol
C．电子云是指核外电子高速运动，看起来像一朵云的样子
D．手性碳原子是指连接四个不相同的原子或者原子团的碳原子
12．氨基酸是构成人体必备蛋白质的基础，某氨基酸的结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A．第一电离能：O>N>C>H
B．基态氧原子的电子有8种空间运动状态
C．该分子中碳原子的杂化类型有sp、和
D．键的极性大小：N-H13．在N2F2分子中的所有原子均符合8电子稳定结构，对该分子的有关说法正确的是
A．两个σ键，两个π键 B．三个σ键，一个π键
C．分子中的四个原子在一条直线上 D．分子中的N原子采取sp3杂化
14．有机化合物M的结构简式如右图所示，其组成元素X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素。只有Y、Z、W为同周期相邻元素，Z的原子序数与Q的最外层电子数相同。下列说法正确的是
A．简单氢化物的沸点由高到低顺序为
B．含氧酸的酸性强弱顺序为
C．元素第一电离能由小到大的顺序为
D．元素X、Z、W形成的离子化合物中含有正四面体结构
15．反应Cl2+2NaOH = NaClO+NaCl+H2O，可用于制备含氯消毒剂，下列说法正确的是
A．Cl2中共价键类型为极性共价键 B．NaOH的电子式：
C．中子数为18的Cl原子：Cl D．基态Na原子的外围电子排布式为3s1
二、填空题
16．一项科学研究成果表明，铜锰氧化物()能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的和溶液中加入溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得.
①基态的电子排布式可表示为__________。
②的空间构型是__________(用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为，HCHO被氧化为和，
①分子中O原子轨道的杂化类型为__________。
②中含有的键数目为__________。
17．已知：，在反应条件下，向密闭容器中加入反应物，后达到平衡。完成下列填空：
(1)氮原子的核外电子排布式：_______；硅原子核外电子的运动状态有_______种。
(2)上述反应混合物中的极性分子是_______，写出非极性分子的电子式_______。
(3)将三种离子的半径按由大到小的顺序排列_______。
(4)氧原子核外电子占有_______种能量不同的轨道。属于_______晶体。
(5)非金属性：S小于O。试用一个实验事实说明_______。
18．研究发现，给小鼠喂食适量硒酸钠可减轻重金属铊引起的中毒。的立体构型为_______。
19．富马酸亚铁是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示。富马酸分子中键与键的数目比为_______。
20．价电子对互斥(简称VSEPR)理论可用于预测简单分子的空间结构。请回答下列问题：
(1)利用价电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构：
①___________；
②___________；
③___________；
④___________；
⑤HCHO___________；
⑥HCN___________。
(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小：
①甲醛分子中的键角___________(填“＞”“＜”或“=”，下同)120°；
②分子中的键角___________120°；
③分子中的键角___________109°28′。
(3)有两种活性反应中间体微粒，它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据图所示的这两种微粒的球棍模型，写出相应的化学式：
A：___________；B：___________。
(4)按要求写出第2周期非金属元素组成的中性分子的化学式：平面形分子___________，三角锥形分子___________，四面体形分子___________。
21．SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为_______。SiCl4可发生水解反应，机理如下：
含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为_______(填标号)。
22．氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
(1)基态氮原子的核外电子排布式是___________。
(2)N原子的第一电离能比O原子的第一电离能要大，可能原因是___________。
(3)肼分子可视为分子中的一个氢原子被(氨基)所取代形成的另一种氮的氢化物。分子的VSEPR模型名称是___________；分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。
(4)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是___________(填标号)。
A． B． C． D．
(5)下列说法正确的是___________。
A．、、分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．HCN的分子结构为直线形
C．离子的VSEPR模型与空间结构是一致的
D．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
23．回答下列问题:
(1)四种有机物的相关数据如下表：
物质
相对分子质量 72 72 114 114
熔点/°C - 129.8 - 16.8 - 56.8 97
①总结烷烃同分异构体熔点高低的规律 ___________；
②根据上述规律预测熔点___________ (填“＞”或“＜”)。
(2)两种无机物的相关数据如下表：
物质 (HF)n 冰
氢键形式 F—H…F O—H…O
氢键键能/kJ·mol-1 28 19
沸点/°C 20 100
(HF)n中氢键键能大于冰，但(HF)n沸点却低于冰，原因是 ___________。
24．分子中，与N原子相连的H呈正电性，与B原子相连的H呈负电性。与原子总数相等的等电子体是_______(写分子式)，其熔点比_______(填“高”或“低”)，原因是在分子之间，存在_______，也称“双氢键”。
25．(1)气态氢化物热稳定性大于的主要原因是__________。
(2)是离子化合物，各原子均满足8电子稳定结构，的电子式是_______。
(3)常温下，在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，原因是__________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【详解】A．NaOH由Na+和OH-构成，含有离子键和极性共价键，A不符合题意；
B．H2O2的结构式为H-O-O-H，含有O-H极性共价键和O-O非极性共价键，B符合题意；
C．Na2O2由Na+和构成，含有离子键和非极性共价键，C不符合题意；
D．H2S的结构式为H-S-H，只含有极性共价键，D不符合题意；
故选B。
2．B
【详解】A项、手性碳原子必须含是饱和碳原子，且饱和碳原子上要连有4个不同的原子或原子团，化合物甲中没有连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子，不可能是手性分子，故A错误；
B项、由羰基上连有的原子共平面，与氧原子相连的原子共平面，三点共面的原理可知，与羰基碳原子相连的CH3和CH2可能各有2个原子与羰基2个原子共面，与氧原子相连的CH3和CH2上的碳原子可能与氧原子共面，则化合物甲中最多有8个原子共平面，故B正确；
C项、化合物乙中的O、C、N均采取sp3杂化，故C错误；
D项、化合物乙中含有氨基，分子间能够形成氢键，而化合物甲不能形成氢键，则化合物乙的沸点明显高于化合物甲，故D错误；
故选B。
【点睛】手性碳原子必须含是饱和碳原子，且饱和碳原子上要连有4个不同的原子或原子团是解答关键，也是难点和易错点。
3．A
【详解】A．通过晶体X射线衍射实验可以测定分子结构中的键长和键角的数值，键角是描述分子立体结构的重要参数，故A正确；
B．H-O键的键能小于H-F键的键能，则稳定性：HF＞H2O，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强，故B错误；
C．水分子结构式可表示为H-O-H，但空间构型是V形，不是直线形，分子中的键角大约为105°，故C错误；
D．H-O键的键能为463 kJ mol-1，18gH2O即1mol水，分解成气态2molH和气态1molO时消耗的能量为2×463kJ，再进一步形成H2和O2时，还会释放出一部分能量，故D错误。
答案选A。
4．C
【详解】根据相似相溶原理:极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，难溶于非极性分子组成的溶剂;非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂，难溶于极性分子组成的溶剂。Br2是非极性分子，它们易溶于非极性溶剂--CCl4；而在极性溶剂水中的溶解度较小。
答案选C。
5．B
【详解】A．BF3中B元素化合价为+3价，B原子最外层电子数是3，3+3=6，则B原子不满足8电子结构，故A错误；
B．78gNa2O2的物质的量是1mol，晶体中所含离子数目为3NA，故B正确；
C．H2O或D2O的质子数均是10个，但相对分子质量不同，因此18gH2O或D2O的质子数不相同，故C错误；
D．34gH2O2的物质的量是1mol，含有极性键的数目为2NA，故D错误；
故选B。
6．A
【详解】A.中氢原子与氧原子之间形成极性键，氧原子与氧原子之间形成非极性键，A正确；
B.有化学键断裂的过程不一定发生化学反应，如熔化过程离子键断裂，B错误；
C.非金属元素之间也可形成离子化合物，如铵盐，C错误；
D.不是全部盐、碱、金属氧化物中都含有离子键，如氯化铝是共价化合物，不含离子键，D错误；
答案选A。
7．C
【详解】电负性，羧酸中与-COOH连接的碳原子上有2个F原子，其酸性最强，故答案选C。
8．C
【详解】A．NH3、H2O、CO2的电子式分别为、、，中心原子孤电子对数分别为1、2、0，则中心原子孤电子对数最多的是H2O，A正确；
B．某元素气态基态原子的逐级电离能()分别为738kJ/mol、1451kJ/mol、7733kJ/mol、10540kJ/mol、13630kJ/mol、17995kJ/mol、21703kJ/mol，I2与I3的能量差最大，则其最外层电子数为2，它与氯气反应时表现+2价，可能生成的阳离子是X2+，B正确；
C．有机物中，σ键和π键的个数分别为9和1，则比例为9:1，C错误；
D．已知反应，N2H4分子中含有4个N-H键，N2分子中含有2个π键，若该反应中有4mol N-H键断裂，则参加反应的N2H4为1mol，生成N2为1.5mol，形成的π键数目为1.5×2NA=3NA，D正确；
故选C。
9．B
【详解】O原子最外层有6个电子，可得到2个电子形成8电子稳定结构；H原子最外层1个电子，只能形成2电子稳定结构，则每个O原子结合2个H原子与共价键的饱和性有关，答案选B。
10．D
【详解】A．O3和O2是氧元素组成的不同单质，互为同素异形体，故A正确；
B．O3是极性分子、O2是非极性分子，根据相似相容原理，在水中的溶解度：O3>O2，故B正确；
C． O3的空间结构为V形，分子中正负电荷中心不重合，O3是极性分子，O2是非极性分子，故C正确；
D．O3分子中的共价键是非极性键，故D错误；
选D。
11．D
【详解】A．氢键不是化学键，故A错误；
B．气体摩尔体积的定义是1mol气体在一定条件下所占有的体积，气体体积与温度和压强有关，标准状况下，气体摩尔体积为22.4L/mol，故B错误；
C．电子云是处于一定空间运动状态的电子在原子核外空间的概率密度分布的形象化描述，故C错误；
D．连接四个不相同的原子或者原子团的碳原子为手性碳原子，故D正确；
故选D。
12．D
【详解】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，N元素的第一电离能大于O元素，故A错误；
B．原子核外的电子占有几个轨道就有几种空间运动状态，氧原子核外共占有5个轨道，则基态氧原子的电子有5种空间运动状态，故B错误；
C．由结构简式可知，该有机物不含有三键碳原子，碳原子的杂化方式不可能有sp杂化，故C错误；
D．形成共价键的两元素的电负性差值越大，键的极性越大，故键的极性大小：N-H＜O-H＜F-H，故D正确；
故选D。
13．B
【详解】在N2F2分子中，所有原子均符合8电子稳定结构，N原子形成三个共用电子对，F原子形成一个共用电子对，则N2F2分子的结构为，双键中含有一个σ键和一个π键，单键中含有一个σ键，因此1个N2F2分子中含有三个σ键，一个π键，根据双键的结构特点可知，四个原子处于同一平面，N原子的价层电子对数=2+=3，因此N原子采取sp2杂化，综上所述，说法正确的是B项，故答案为B。
14．D
【分析】Z的原子序数与Q的最外层电子数相同，说明Z为第二周期，Q为第三周期元素，依据有机物结构简式可知，元素Y形成四个键，应为C元素，则Z、W依次为N、O元素，Q则为Cl元素，X为H元素。
【详解】A．W、Q的简单氢化物依次为、HCl，其沸点由高到低顺序为，A错误；
B．Q、Y、Z对应最高价含氧酸分别为、、，满足酸性强弱顺序为，但含氧酸则不正确，如HClO酸性弱于，B错误；
C．N元素2p轨道半充满，较为稳定，元素第一电离能最大，即顺序应为，C错误；
D．元素X、Z、W形成的离子化合物中含有的为正四面体结构离子，D正确。
故选D。
15．D
【详解】A．Cl2中含有的是Cl-Cl非极性共价键，故A错误；
B．NaOH中含有离子键和O-H极性共价键，电子式为，故B错误；
C．左下角写质子数，左上角写质量数，中子数为18的Cl原子表示为：Cl，故C错误；
D．Na是11号元素，基态钠原子核外电子排布式为1s22s22p63s1，故基态Na原子的外围电子排布式为3s1，故D正确；
答案选D。
16． (或) 平面三角形 (或)
【详解】(1)①Mn为25号元素，Mn基态的电子排布式为，则基态的电子排布式可表示为(或)；
②的σ键电子对数为3，孤电子对数=，则其空间构型是平面三角形；
(2)①分子中，O原子的孤电子对数=，σ键电子对数为2，则O原子的价层电子对数=4，故O原子轨道的杂化类型为；
②的结构式为O=C=O，双键中有且只有一根键为σ键，则中含有的σ键数目为(或)。
17．(1) 1s22s22p3 14
(2) CO
(3)
(4) 3 分子
(5)氢硫酸暴露于空气中会变浑浊，发生反应，说明氧气的氧化性大于S
【详解】（1）氮原子核外有7个电子，核外电子排布式为1s22s22p3；硅原子核外有14个电子，运动状态有14种。
（2）反应混合物中存在N2、CO两种分子，CO结构不对称，CO是极性分子，N2是非极性分子，电子式为。
（3）电子层数相同，质子数越多半径越小，三种离子的半径按由大到小的顺序排列为。
（4）氧原子核外电子排布为1s22s22p4，占有1s、2s、2p共3种能量不同的轨道。中只含共价键，属于分子晶体。
（5）氢硫酸暴露于空气中会变浑浊，发生反应，说明氧气的氧化性大于S，则非金属性：S小于O。
18．正四面体形
【详解】的中心Se原子上的价层电子对数为，无孤电子对，Se原子的杂化方式为sp3，故的立体构型为正四面体形，故答案为正四面体形。
19．
【详解】由球棍模型可知，富马酸的结构简式为HOOCCH=CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11：3，故答案为：11：3。
20． 平面三角形 角形 直线形 角形 平面三角形 直线形 ＜ ＜ ＜
【详解】(1)，中，的价电子对数为，孤电子对数为0，为平面三角形；中，S的价电子对数为，孤电子对数为2，为角形；中，N的价电子对数为，孤电子对数为0，为直线形；中，N的价电子对数为，孤电子对数为1，为角形；分子中有1个碳氧双键，看作1对成键电子，2个单键为2对成键电子，C原子的价电子对数为3，且无孤电子对，所以分子的空间结构为平面三角形；分子的结构式为，含有1个键，看作1对成键电子，1个单键为1对成键电子，故C原子的价电子对数为2，且无孤电子对，所以分子的空间结构为直线形。
故答案为：平面三角形；角形；直线形；角形；平面三角形；直线形。
(2)①甲醛为平面形分子，由于键与键之间的排斥作用大于2个键之间的排斥作用，所以甲醛分子中的键角小于120°。
故答案为：＜。
②分子中，原子的价电子对数是，成键电子对数为2，孤电子对数为1，故分子的空间结构为角形，的键角＜120°。
故答案为：＜。
③分子中，P的价电子对数为含有1对孤电子对，由于孤电子对与键的排斥作用大于键间的排斥作用，所以的键角小于109°28′。
故答案为：＜。
(3)型微粒，中心原子上无孤电子对的呈平面三角形，有1对孤电子对的呈三角锥形，所以化学式分别是、。
故答案为：；
(4)第2周期的五种非金属元素B、C、N、O、F组成的中性分子中，平面形分子为，三角锥形分子为，四面体形分子为。
故答案为：；；。
21． sp3 ②
【详解】Si的原子序数为14，最外层有4个电子，则其价电子层的电子排布式为3s23p2；单晶硅的晶体类型为原子晶体；SiCl4的中心Si原子的价层电子对数为 =4，为sp3杂化；中间体SiCl4(H2O)中Si分别与C1、O形成5个共价键，为sp3d杂化，故答案为：sp3；②。
22．(1)
(2)N原子的价电子排布中p轨道是半充满的，比较稳定，所以第一电离能较高
(3) 四面体
(4)C
(5)BD
【解析】(1)
氮是7号元素，核外电子数是5，核外电子排布式为；
(2)
N原子的价电子排布中p轨道是半充满的，比较稳定，所以第一电离能较高，所以N原子的第一电离能比O原子的第一电离能要大；
(3)
NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化杂化，VSEPR模型为四面体形；
在N2H4中，氮原子价层电子对数为=4，所以氮原子的杂化方式为sp3杂化；
(4)
要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。
符合这样的选项就是C和D，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选C；
(5)
A．二氧化氮分子中，N元素位于第VA族，则5+2=7，所以不满足8电子稳定结构，三氟化硼分子中，B元素位于第IIIA族，则3+3=6，所以不满足8电子稳定结构，三氯化氮分子中，氮原子为有第VA族，则5+3=8，所以满足8电子结构，选项A错误；
B．HCN结构中价层电子对数为 4 对， VSEPR 模型分子为直线形，选项B正确；
C．中价层电子对个数=2+×（5+1-2×2）=3且含有一个孤电子对，所以其VSEPR模型是平面三角形，实际上是V形，选项C错误；
D．分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，所以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，选项D正确；
答案选BD。
23．(1) 分子对称性越高，熔点越高 小于
(2)冰中氢键数目比(HF)n中多
【详解】（1）①根据表格数据，同分异构体分子对称性越高，熔点越高。
②的对称性比差，分子对称性越高，熔点越高，所以熔点：小于；
（2）1molHF只能形成1mol氢键，1molH2O能形成2mol氢键，由于冰中氢键数目比(HF)n中多，所以 (HF)n沸点低于冰。
24． 低 与的静电引力
【详解】CH3CH3分子和NH3BH3分子中的原子个数都为8、价电子总数都为14，则两者互为等电子体，等电子体具有相同的空间结构，NH3BH3分子属于极性分子，而CH3CH3属于非极性分子，两者相对分子质量接近，但是极性分子的分子间作用力较大，故CH3CH3熔点比NH3BH3低；NH3BH3分子间存在“双氢键”，类比氢键的形成原理，说明其分子间存在Hδ+与Hδ-的静电引力，故答案为：CH3CH3；低；Hδ+与Hδ 的静电引力。
25． 原子半径，键能 乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有
【分析】(1)气态氢化物的稳定性取决于共价键键能的大小；
(2)根据价键规则书写CaCN2的电子式；
(3)溶质分子与溶剂分子间形成氢键可增大溶质的溶解度。
【详解】(1)由于原子半径F＜Cl，故键长：F—H＜Cl—H，键能：F—H＞Cl—H，所以HF比HCl稳定，故答案为：原子半径F＜Cl，键能F—H＞Cl—H。
(2)CaCN2是离子化合物，则阳离子为Ca2+、为阴离子；Ca原子最外层有2个电子，易失去最外层的2个电子达到8电子的稳定结构；N原子最外层有5个电子，易得到3个电子或形成3对共用电子对达到8电子的稳定结构；C原子最外层有4个电子，通常形成4对共用电子对达到8电子的稳定结构；则每个N原子分别得到Ca失去的1个电子、与C原子形成两对共用电子对，Ca、C、N都达到8电子的稳定结构，CaCN2的电子式为，故答案为：。
(3)乙醇和氯乙烷都属于极性分子，但乙醇与水分子之间形成氢键，而氯乙烷不能与水分子形成氢键，故常温下在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷，故答案为：乙醇与水分子之间形成氢键而氯乙烷没有。
【点睛】与CO2互为等电子体，可以根据CO2的电子式，结合等电子原理书写的电子式
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