专题4《分子空间结构与物质性质》测试题2022-2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2

专题4《分子空间结构与物质性质》测试题
一、单选题
1．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
2．向CuSO4溶液中加入少量氨水时生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水时沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体。下列有关说法错误的是
A．第一电离能：N>O>S
B．空间构型为正四面体形
C．[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体中只含有共价键和配位键
D．加入乙醇降低了溶液的极性，是晶体析出的原因
3．关于反应，已知中S为价。下列说法正确的是
A．反应中均失去电子
B．反应中和只是氧化产物
C．反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
D．反应生成转移
4．短周期主族元素A、B、C、D、E的原子序数依次增加，K、L、M均是由这些元素组成的二元化合物，甲是B元素常见的固体单质，乙常温下呈液态。K是无色气体，是主要大气污染物之一。常温下0.05 mol L -1丙溶液pH为l，上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A．简单离子半径：CB．元素的非金属性：C>D>E>B
C．由元素A、C、D仅能组成共价化合物
D．由元素B、E组成的化合物可用于洗涤试管壁上残余的硫单质
5．某物质M是制造染料的中间体，它的球棍模型如图所示，由短周期X、Y、Z、W四种元素组成，X是原子半径最小的元素，W的3p轨道有一个未成对电子，Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物。下列说法正确的是
A．电负性：Y>Z>W
B．最简单氢化物沸点：YC．X2Y2是极性分子
D．Z的最高价氧化物的空间构型为三角锥形
6．下列排序正确的是
A．熔点：碳化硅>硅>锗
B．分解温度：
C．酸性：
D．键角：
7．《Green Chemistry》报道，我国科研工作者发现了一种在低压条件下高效电催化还原CO2的新方法，其总反应为。下列相关化学用语和说法正确的是
A．中子数为20的氯原子： B．Na+的结构示意图：
C．CO2分子中C原子杂化方式： D．NaClO的电子式：
8．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
9．下列物质中，酸性最强的是
A． B． C． D．
10．下列说法正确的是
A．硫难溶于水，微溶于酒精，易溶于CS2，说明极性：H2O>C2H5OH>CS2
B．BF3、CCl4中每个原子都满足8电子稳定结构
C．分子晶体中一定存在共价键
D．I2低温下就能升华，说明碘原子间的共价键较弱
11．我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时发生的反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑。生成物K2S的晶体结构如图。
下列有关说法错误的是
A．反应产物中有两种非极性分子
B．1molCO2和1molN2含有的π键数目之比为1：1
C．K2S晶体中阴、阳离子的配位数分别为4和8
D．若K2S晶体的晶胞边长为anm，则该晶体的密度为g·cm-3
12．某多孔储氢材料前驱体结构如图，、、、、五种元素原子序数依次增大，基态原子的电子填充了个能级，其中有个未成对电子。下列说法正确的是
A．氢化物沸点： B．原子半径：
C．第一电离能： D．该物质为离子化合物
13．莽草酸可用于合成药物达菲，其结构简式如图所示。下列关于莽草酸的说法正确的是（ ）
A．分子中所有碳原子共平面
B．分子式为C7H10O5，属于芳香族化合物
C．分子中含有3种官能团，能发生加成、氧化、取代反应
D．1mol莽草酸与足量的NaHCO3溶液反应可放出4molCO2气体
二、填空题
14．根据所学知识填空：
(1)三原子分子常见的空间结构有__________形（如）和__________形（如）。
(2)四原子分子常见的空间结构有___________形和___________形，如甲醛（）分子呈___________形，键角约为___________；氨分子呈___________形，键角为___________；需要注意的是白磷分子呈___________形，键角为___________。
(3)五原子分子最常见的空间结构为___________形，如常见的键角是___________。
15．二氧化钛、四氯化钛、钛酸钡等钛及其化合物在人们的生活中起着十分重要的作用，应用极广。回答下列问题：
(1)基态钛原子的价电子排布式为_______，基态中的核外电子有_______个空间运动状态。
(2)是一种储氢材料，可由和反应制得。
①由和构成，的空间构型是_______，B原子的杂化轨道类型是_______，中各元素的电负性大小顺序为_______。
②某储氢材料是第三周期金属元素M的氢化物，M逐级失去电子的部分电离能如下表所示，M是_______填元素符号。
元素 M
电离能(kJ/mol) 738
1451
7733
10540
13630
16．(1)配位化学创始人维尔纳发现，取CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)四种化合物各1 mol，分别溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即产生氯化银，沉淀的量分别为3 mol、2 mol、1 mol和1 mol。
①请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。
CoCl3·6NH3_______，
CoCl3·5NH3_______，
CoCl3·4NH3(绿色和紫色)：_______。
②上述配合物中，中心离子的配位数都是_______。
(2)向黄色的三氯化铁溶液中加入无色的KSCN溶液，溶液变成血红色。该反应在有的教材中用方程式FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl表示。经研究表明，Fe(SCN)3是配合物，Fe3+与SCN-不仅能以1：3的个数比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空：
①Fe3+与SCN-反应时，Fe3+提供_______，SCN-提供_______，二者通过配位键结合。
②所得Fe3+与SCN-的配合物中，主要是Fe3+与SCN-以个数比1：1配合所得离子显血红色。含该离子的配合物的化学式是_______。
③若Fe3+与SCN-以个数比1：5配合，则FeCl3与KSCN在水溶液中发生反应的化学方程式可以表示为_______。
17．溶质在溶剂中的溶解度取决于多种因素，请回答下列问题：
(1)实验发现：CH4极难溶于水，而HF极易溶于水，其原因是_______。
(2)通常条件下，1体积的水可溶解700体积的NH3，请说明三点理由：_______。
18．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)。
19．回答下列问题
(1)下列分子中，只含有键的是___________(填序号，下同)，既含有键又含有键的是___________。
①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
(2)在①乙烷(、②乙烯()、③乙炔()分子中碳碳键键长大小顺序是___________(用序号表示)。
20．回答下列问题：
(1)金刚石和石墨的部分物理性质数据如表：
物质 金刚石 石墨
熔点/℃ 3550 3652
硬度 10 1.5
石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多，原因是____。
(2)互为同分异构体的两种有机物形成氢键如图所示：
沸点：邻羟基苯甲醛____对羟基苯甲醛(填“>”、“=”或“<”)，主要原因是____。
21．回答下列问题：
(1)的名称是：_______，若该有机物是由炔烃加成而来，则该炔烃可能的结构有_______种。
(2)氯乙烷的沸点(12℃)介于乙烷(-89℃)和乙醇(79℃)之间，其原因是_______。
22．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 ___________。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．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。
2．C
【详解】A．同周期第一电离能从左到右依次增大，IIA、VA族比相邻元素偏高，所以N＞O＞S，故A正确；
B．中S原子价层电子对数=4+=4且不含孤电子对，所以该离子为正四面体形，故B正确；
C．[Cu(NH3)4]SO4·H2O所含有的化学键有离子键、极性共价键和配位键，硫酸根离子与配离子之间是离子键，N与H之间是共价键，氨气与铜离子之间是配位键，故C错误；
D．乙醇属于有机物，加入后减小了溶剂的极性，降低了[Cu(NH3)4]SO4的溶解度，导致结晶析出，故D正确；
故选：C。
3．D
【详解】A．已知中S为价，由化合物中正负化合价之和为零可得中Cu和Fe化合价均为+2价，结合产物的价态分析铜的价态不变，A错误；
B．硫元素化合价升高发生氧化反应，和是氧化产物，氧元素化合价降低发生还原反应，含氧元素的产物均为还原产物，所以和既是氧化产物又是还原产物，B错误；
C．反应中中硫元素和铁元素失电子化合价升高，所以作还原剂，氧气得电子化合价降低作氧化剂，根据计量数关系可得反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为7∶2，C错误；
D．反应中只有氧元素得电子化合价由0价变为-2价，由上述反应可知每生成的同时消耗7mol氧气，根据得失电子守恒，反应生成转移7×2×2mol电子，D正确；
故答案选：D。
4．CD
【分析】0.05mol/L丙溶液的pH为l，可知丙为二元强酸，应为H2SO4，K是无色气体，是主要的大气污染物之一，且可生成H2SO4，则K应为SO2，可知乙为H2O2，L为H2O，甲是B元素常见的固体单质，浓硫酸和甲反应生成SO2，可知甲为C，M为CO2，则A为H元素，B为C元素，C为O元素，D为S元素，则E为Cl元素，据此分析解答。
【详解】A．核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，离子半径越小，则离子半径S2-＞Cl-，故A错误；
B．同周期元素从左到右，元素的非金属性增强，则非金属性Cl＞S，故B错误；
C．由元素A、C、D组成的化合物为硫酸、亚硫酸等，均为共价化合物，故C正确；
D．由元素B、E组成的化合物为四氯化碳，为良好的有机溶解，可用于洗涤试管壁上残余的硫单质，故D正确；
答案选CD。
5．C
【分析】由M的球棍模型可知，X、Y、Z、W形成共价键的数目分别为1、2、、6、1，由短周期X、Y、Z、W四种元素组成，X是原子半径最小的元素，则X为H元素，W的3p轨道有一个未成对电子，则W为Cl元素；Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物，则Y为O元素、Z为S元素。
【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，氯元素的非金属性强于硫元素，则电负性强于硫元素，故A错误；
B．水分子能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分子间氢键，所以水分子间的作用力大于硫化氢，沸点高于硫化氢，故B错误；
C．过氧化氢的空间构型为结构不对称的书形，属于极性分子，故C正确；
D．三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面正三角形，故D错误；
故选C。
6．A
【详解】A．因为原子半径C硅>锗，A正确；
B．碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子，使碳酸根离子分解为二氧化碳的过程，阳离子所带电荷相同时，阳离子半径越小，其结合氧离子能力越强，对应的碳酸盐就越容易分解，热分解温度: MgCO3C．Cl元素的化合价越高，对应的氧化物的水化物的酸性越强，故酸性，C错误；
D．为直线形结构，键角为1800，水为V型分子，键角为1050，氨气为三角锥型，键角为1070，所以键角大小，D错误；
故选A。
7．D
【详解】A．中子数为20的氯原子的质量数是20+17=37，可表示为，A项错误；
B．钠离子结构示意图中核电荷数是11，核外电子总数是10，B项错误；
C．分子中C原子是sp杂化，直线型分子，C项错误；
D．NaClO是离子化合物，电子式书写正确，D项正确；
故选D。
8．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。
9．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。
10．A
【详解】A．硫单质为非极性分子，由硫单质的物理性质，根据相似相溶原理，可知极性：H2O>C2H5OH>CS2，故A正确；
B．BF3中B原子最外层为6电子结构，故B错误；
C．稀有气体的形成的晶体为分子晶体，不存在化学键，故C错误；
D．I2低温下就能升华，说明碘分子间的分子间作用力较弱，与共价键强弱无关，故D错误；
故选：A。
11．C
【详解】A．反应产物N2、CO2中的正负电荷中心重合，均为非极性分子，选项A正确；
B．CO2、N2的结构式分别为O=C=O、NN ，双键、三键中有1个σ键，其余为键，则1mol 和1mol 含有的键数目之比为1：1，选项B正确；
C．由图示可知， 晶体中阴离子和阳离子的配位数分别为8和4，选项C错误；
D．若晶体的晶胞边长为anm，根据均摊法，晶胞中含有K+、S2-的数目分别为8、84，则该晶体的密度为=g·cm-3，选项D正确；
答案选C。
12．D
【分析】由题干信息可知，基态Z原子的电子填充了3个能级，其中有2个未成对电子，故Z为C或者O，根据多孔储氢材料前驱体结构图可知Y周围形成了4个单键，再结合信息M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大，故Y为N，故Z为O，M只形成一个单键，M为H，X为C，则W为B。
【详解】A．由分析可知，X、Y的氢化物分别为：CH4和NH3，由于NH3存在分子间氢键，故氢化物沸点：，A错误；
B．根据同一周期从左往右主族元素的原子半径依次减小，同一主族从上往下依次增大，故原子半径：，B错误；
C．根据同一周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势，IIA与IIIA，VA与VIA反常，故第一电离能：，C错误；
D．该物质的构成微粒为阴阳离子，为离子化合物，D正确；
故选D。
13．C
【详解】A．分子中含有一个碳碳双键，只有碳碳双键连接的5个碳原子共平面，A错误；
B．分子中无苯环，不属于芳香族化合物，B错误；
C．分子中有碳碳双键、羟基、羧基3种官能团，碳碳双键可以被加成，分子可以发生加成、氧化、取代反应，C正确；
D．1mol莽草酸中含有1mol-COOH，可以与足量碳酸氢钠反应生成1molCO2气体，D错误；
答案选C。
【点睛】高中阶段，能与碳酸氢钠反应的官能团只有羧基。1mol-COOH与足量的碳酸氢钠反应生成1mol CO2。
14．(1) 直线
(2) 平面三角 三角锥 平面三角 三角锥 正四面体
(3) 四面体
【分析】中心原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数；σ键个数=配原子个数，孤电子对个数=，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；据此确定VSEPR模型，实际空间构型要去掉孤电子对。
（1）
三原子分子常见的空间结构有V形或直线形。分子中，中心原子孤电子对数、价电子对数2+0=2，则其空间构型为直线形，H2O分子中，中心原子孤电子对数=、价层电子对数=2+2=4，故空间构型为V形。
（2）
四原子分子常见的空间结构有平面三角形和三角锥形，如甲醛分子呈平面三角形，键角约为120°；氨分子呈三角锥形，键角为107°；需要注意的是白磷分子呈正四面体形形，键角为60°。
（3）
五原子分子最常见的空间结构为四面体形，如常见的呈正四面体、键角是。
15．(1) 9
(2) 正四面体形 Mg
【解析】(1)
钛原子为22号元素，其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d24s2，则钛原子的价电子排布式为3d24s2；Ti失去4个电子得到Ti4+，则基态Ti4＋中的核外电子排布为1s22s22p63s23p6；s能级有一个原子轨道，p能级有3个原子轨道，因此Ti4＋中的核外电子占据的原子轨道数为1+1+3+1+3=9，占据几个轨道就有多少种空间运动状态，则基态中的核外电子有9个空间运动状态；
(2)
①中有4个σ键，无孤电子对，的空间构性为正四面体；杂化轨道数等于价层电子对数，即中B的杂化类型为sp3；中H显-1价，B显+3价，则H的电负性大于B，Ti为金属，Ti的电负性小于B，电负性大小顺序是H＞B＞Ti；
②根据电离能的概念，从表中数据得知，I3＞＞I2，从而推出该元素最外层有2个电子，M是第三周期金属元素，因此推出M为Mg。
16． [Co(NH3)6]Cl3 [Co(NH3)5Cl]Cl2 [Co(NH3)4Cl2]Cl 6 空轨道 孤电子对 [Fe(SCN)]Cl2 FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl
【详解】(1) ①由题意知，四种络合物中的自由Cl－分别为3、2、1、1，则它们的化学式分别为[Co(NH3)6]Cl3、[Co(NH3)5Cl]Cl2、[Co(NH3)4Cl2]Cl。
②1mol CoCl3·6NH3只生成3mol氯化银，则有3mol氯离子为外界离子，钴的配位数为6；
1mol CoCl3·4NH3(绿色)和CoCl3·4NH3(紫色)都只生成1mol氯化银，则有1mol氯离子为外界离子，钴的配位数为6。
(2)①Fe3+与SCN-反应生成的配合物中， Fe3+提供空轨道， SCN-提供孤对电子。
②Fe3+与SCN-以个数比1 : 1配合所得离子为[Fe ( SCN)]2+ ，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成[Fe ( SCN ) ]Cl2与KCl。
③国Fe3+与SCN-以个数比1 : 5配合所得高子为[Fe (SCN) 5]2-，故FeCl3与KSCN在水溶液中反应生成K2[Fe (SCN)5]2-与KCI，所以反应方程式为: FeCl3＋5KSCN===K2[Fe(SCN)5]＋3KCl。
17．(1)CH4是非极性分子，水是极性溶剂，所以CH4极难溶于水；HF是极性分子且能与水分子形成氢键，所以HF极易溶于水
(2)NH3与H2O均为极性分子；NH3与H2O分子间易形成氢键；NH3与H2O易反应生成
【解析】（1）
的空间构型为正四面体、是非极性分子，而的空间构型为V形、是极性分子，的空间构型为直线型，只含H-F极性键，是极性分子，依据相似相溶原理，CH4极难溶于水，HF极易溶于水，且能与水分子形成分子间氢键。
（2）
的空间构型为V形、是极性分子，NH3的空间构型为三角锥形，是极性分子，依据相似相溶原理，NH3极易溶于水，N、O的电负性大，NH3可与H2O形成分子间氢键，使得NH3极易溶于水，NH3能与H2O反应生成，增大了NH3在H2O中的溶解度。
18． 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。
19．(1) ①②③④⑨⑩ ⑤⑥⑦⑧
(2)①>②>③
【详解】1)原子间的共价单键是键，若出现了双键或三键则必有键和键。在题中所给的物质中，()和()含有双键，()和()含有三键，故只有键的是①②③④⑨⑩，既含有键又含有键的是⑤⑥⑦⑧。
2)一般，键能越大，相应的键的键长越短，由键能可知碳碳键键长①>②>③。
20．(1)石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多
(2) < 邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键
【详解】（1）石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多，故答案为：石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多；
（2）分子内生成氢键，熔、沸点常降低，分子间有氢键的物质熔，熔、沸点常升高，因为邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键，则沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛，故答案为：<；邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键。
21．(1) 3，5-二甲基-3-乙基庚烷 2
(2)氯乙烷的相对分子质量大于乙烷，乙醇存在分子间氢键
【解析】(1)
的最长碳链有7个碳原子，根据烷烃命名规则，其名称是：3，5-二甲基-3-乙基庚烷；若该有机物是由炔烃加成而来，则碳碳叁键位置的碳原子至少连接两个氢原子，符合要求的位置只在乙基中，故该炔烃可能的结构有： ，同个碳原子上的两个乙基等效，共2种。
(2)
三者都是分子晶体，氯乙烷的相对分子质量大于乙烷，分子间作用力氯乙烷大于乙烷，沸点亦较高；乙醇存在分子间氢键，氯乙烷分子间没有氢键，乙醇的分子间作用力大于氯乙烷，沸点亦较高，故沸点：乙醇>氯乙烷>乙烷。
22．(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。
答案第1页，共2页
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