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

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名称 专题4《分子空间结构与物质性质》测试(含解析)2022-2023学年下学期高二化学苏教版(2019)选择性必修2
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资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-29 10:55:40

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文档简介

专题4《分子空间结构与物质性质》测试
一、单选题
1.下列关于粒子结构的描述不正确的是
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子
B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子粒子
C.CH2C12和CCl4均是四面体构型的非极性分子
D.1 mol D216O中含中子、质子、电子各10 NA(NA代表阿伏伽德罗常数的值)
2.下列关于氢键的说法正确的是
A.冰中每一个水分子最多可形成两个氢键
B.乙醇极易溶于水是因为乙醇分子间形成氢键
C.冰、液态水、接近沸点的水蒸气中存在氢键
D.是一种非常稳定的化合物,这是由于氢键所致
3.下列关于σ键和π键的说法中错误的是
A.双原子单质分子中只存在σ键,无π键
B.共价双键中有1个σ键和1个π键
C.σ键是原子轨道“头碰头”重叠,π键则为“肩并肩”重叠
D.乙烯分子中σ键比π键稳定,不易断裂
4.自然界中的含硫矿物有硫磺、黄铁矿(主要含)、雄黄()、芒硝()等。以黄铁矿为原料经过煅烧可以获得,经过催化氧化反应可制取。与反应可以制取。工业制硫酸尾气中的可用氨水吸收。结构如下图所示 ,各原子最外层均达到8电子稳定结构。下列关于、、、说法正确的是
A.中不含共价键 B.结构图中X表示的是As原子
C.分子的空间构型为直线型 D.中S的轨道杂化方式为杂化
5.下列物质中,存在的化学键的种类最多的是
A.NaOH B.HClO C.MgCl2 D.NH4Cl
6.下列说法不正确的是
A.NH4F的所有原子的最外层都符合相应的稀有气体原子的最外层电子结构,是既具有离子键又具有共价键的离子化合物
B.Na2O2是离子晶体,其溶于水生成NaOH的过程中既有离子键的断裂又有共价键的形成
C.AlCl3的二聚体Al2Cl6的结构式为,其中Al原子的杂化方式为sp3杂化
D.杂化轨道可用于形成σ键、π键或用于容纳未参与成键的孤电子对
7.推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是
A.SO2中硫原子采取sp2杂化,则CO2中碳原子也采取sp2杂化
B.NH3分子的空间结构是三角锥形,则NCl3分子的空间结构也是三角锥形
C.H2O分子的键角是105°,则H2S分子的键角也是105°
D.PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构,则BF3分子中每个原子最外层也能达到8电子稳定结构
8.下列物质发生变化时,所克服的粒子间相互作用完全相同的是
A.液态HF与液态HBr分别受热变为气体
B.氯化铵与苯分别受热变为气体
C.氯化钠与氯化氢分别溶解在水中
D.碘与干冰分别受热变为气体
9.下列叙述中,不正确的是
A.微粒半径由小到大顺序是H+B.杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子
C.由非金属元素形成的物质中一定存在共价键,一定不存在离子键
D.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为四面体结构
10.在下列物质中:①CO2 ②CCl4 ③ NH3 ④ BH3 ⑤ H2O ⑥ HBr中,分子中电荷的空间分布均匀的是
A.①②④ B.②④⑤ C.③⑤⑥ D.①②⑤
11.许多过渡金属离子能形成种类繁多的配合物。下列说法正确的是
A.向1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2配合物的溶液中加入足量AgNO3溶液,生成3molAgCl
B.[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Co2+提供接受孤电子对的空轨道,配体是NH3分子和Cl原子
C.K4[Fe(CN)6]、Fe(CO)5、[Ag(NH3)2]OH、Cu2(OH)2SO4、KAl(SO4)2·12H2O都是配合物
D.可简写为[Cu(en)2]2+,由结构式可知Cu2+配位数为4
12.结构如图的有机物具有手性,发生下列反应后,分子仍有手性的是
①与发生加成反应;②与乙酸发生酯化反应;③发生水解反应
A.①② B.②③ C.①③ D.①②③
二、填空题
13.属于三元化合物,是一种重要的半导体和非线性光学材料,具有杰出的热学、光学和机械等性质,因而备受人们的广泛关注。回答下列问题:
中元素有+1和+2两种价态,从结构上分析基态中_______更稳定,原因是_______;其中可与形成配离子,该配离子中含有键的物质的量为_______。
14.氮、磷、砷、锑、铋、镆为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
(1)氮和磷氢化物性质的比较:热稳定性:___________(填“>”“<”)。 沸点:___________(填“>”“<”),判断依据是___________。
(2)和与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对与反应产物的推断正确的是___________(填序号)。
a.不能与反应 b.含离子键、共价键 c.能与水反应
(3)能发生较强烈的水解,生成难溶的,写出该反应的化学方程式 ___________,因此,配制溶液应注意___________。
15.完成下列问题
(1)的键角大于的键角,解释其原因:_______。
(2)O、S的简单氢化物分子键角从大到小的顺序为_______,原因是_______。
(3)中含有的化学键类型包括_______;中键角_______(填“>”或“<”)中键角。
(4)配合物与游离的分子相比,其键角_______(填“较大”“较小”或“相同”),原因是_______。
16.现有、NaOH、、、、、Si、Fe、Ne9种物质。
(1)只含有离子键的是_______(填写物质的化学式,下同)
(2)含有共价键,但其晶体属于离子晶体的是_______。
(3)含有共价键,其晶体属于分子晶体,且晶体微粒间相互作用力只有一种的是_______,这种分子间作用力也叫_______。
(4)含有共价键,其晶体属于分子晶体,且晶体微粒间相互作用力有多种类型的是_______,这种物质中区别于(3)中的相互作用力叫_______。
(5)单质形成的晶体,晶体微粒间的相互作用相同的是_______和_______,这两物质形成的晶体_______(填“属于”或“不属于”)同种类型晶体。
(6)除外,晶体结构中存在正四面体构型的是_______。
17.回答下列问题:
(1)已知以下三种物质熔融状态下均不能导电,熔点数据如下:
氮化硼(BN) 单质硼(B) 氯化铝(AlCl3)
熔点/ ℃ 2700 2573 194
请解释三种物质熔点依次减小的原因:___________。
(2)HF气体在25 ℃、80 ℃和90 ℃测得其摩尔质量分别为58.0 g·mol-1、20.6 g·mol-1和20.0 g·mol-1。则不同温度下摩尔质量不同的可能原因是___________。
18.我国硒含量居世界首位,硒广泛用于冶金、陶瓷、电子、太阳能等领域。工业上常将含硒废料处理得到亚硒酸(H2SeO3)进而制备单质硒。
(1)工业上在103℃的条件下,用甲酸(HCOOH)还原含亚硒酸(H2SeO3)的工业废液提取硒,此反应的化学方程式为___________。
(2)研究表明,电解亚硒酸钠(Na2SeO3)、聚乙二醇和盐酸混合液也可直接制得单质硒,写出电解时阴极上发生的电极反应___________。
(3)基态Se原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________形。号的空间结构为___________形。
(4)关于硒单质及其化合物说法正确的是___________(填标号)。
a.硒单质在常温下呈固态 b.既有氧化性又有还原性
c.键角: d.的最高价氧化物对应水化物的化学式为
(5)室温下,电离平衡体系中含微粒的物质的量分数与溶液的关系如图所示,回答下列问题:
的溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________,计算反应的平衡常数K=___________。
19.铝及其化合物在制造、化工等领域都有广泛应用。回答下列问题:
(1)基态铝原子的核外电子排布式为_______,占据最高能级的电子云轮廓图形状为_______。基态铝原子比基态镁原子的第一电离能小,其原因是_______。
(2)通常情况下,可由六氟铝酸铵[]受热分解制得,反应的化学方程式为_______。
(3)具有较高的熔点(1040℃),属于_______(填晶体类型)晶体。在178℃时升华,、的晶体类型不同的原因是_______。
(4)在水溶液中实际上是以的形式存在。其中为配离子,Al原子的杂化方式为_______,该阴离子中存在的化学键有_______(填标号)。
A.离子键 B.极性键 C.非极性键 D.金属键 E.配位键 F.氢键
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
【详解】A.H2S中H、S元素形成的极性键,但结构不对称,属于极性分子,价电子总数为1×2+6=8;NH3中含有极性键,空间结构为三角锥形,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,价电子总数为5+1×3=8,A正确;
B.HS-和HCl都只含一个极性键,HS-中电子数为1+16+1=18,HCl中电子数为1+17=18,两者都具有18个电子,B正确;
C.CH2C12是四面体构型,但是正负电荷的中心不重合,是极性分子,C错误;
D.1 个D216O中含中子、质子、电子都为10个,故1 mol D216O中含中子、质子、电子分别为10 NA,D正确;
故答案为:C。
2.C
【详解】A.冰中每一个水分子利用1个氧原子可以和其他2个水分子形成氢键,利用2个氢原子可以分别和其他1个水分子形成氢键,所以一个水分子最多可以形成4个分子间氢键,故A错误;
B.乙醇易溶于水主要是因为乙醇和水之间可形成分子间氢键,溶解性增大,故B错误;
C.冰中存在大量的氢键,液态水中也存在一定量的氢键,接近沸点的水蒸气中也存在氢键,形成了缔合分子,故C正确;
D.H2O是一种非常稳定的化合物,是氧氢键键能比较大,与氢键无关,故D错误;
综上所述,答案为C。
3.A
【详解】A.双原子单质分子中可以既存在σ键,又存在π键,如N2中存在1个σ键和2个π键,选项A错误;
B.分子中单键中只含σ键,双键中含1个π键和1个σ键和三键中含2个π键和1个σ键,选项B正确;
C.σ键为球对称,π键为镜面对称,则σ键可以绕键轴旋转,π键一定不能绕键轴旋转,选项C正确;
D.σ键的重叠程度比π键大,σ键键能比π键键能大,所以σ键更稳定,选项D正确;
答案选A。
4.D
【详解】A.中S的化合价为-1价,硫原子之间存在共价键,故A错误;
B.结构S只能形成2个共价键,As有3个单电子,可以形成3个共价键,图中X表示的是S原子,故B错误;
C.分子中有2个共价键,1对孤对电子,价层电子对为3,,空间构型为V型,故C错误;
D.中S的价层电子对为4,轨道杂化方式为杂化,故D正确;
故答案为D
5.D
【详解】NaOH中存在离子键和极性共价键,HClO中只存在极性共价键,MgCl2中只存在离子键,NH4Cl中存在离子键、极性共价键和配位键三种,答案选D。
6.D
【详解】A.NH4F是离子化合物,与F-之间以离子键结合,在中N、H原子之间以共价键结合,物质中每个原子都达到稀有气体原子的最外层电子结构,是既具有离子键又具有共价键的离子化合物,A正确;
B.Na2O2是Na+与以离子键结合,在固态时属于离子晶体,其溶于水与水反应生成NaOH、O2,在反应的过程中既有Na+与之间的离子键的断裂又有O2分子中O=O及OH-中H-O共价键的形成,B正确;
C.AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在,根据其结构简式可知Al原子形成4个共价键,故Al原子的杂化类型是sp3杂化,C正确;
D.杂化轨道只能容纳参与成键的电子对,或用于容纳未参与成键的孤电子,不能形成π键,D错误;
故合理选项是D。
7.B
【详解】A.CO2分子中C原子与2个O原子形成4个共价键,结构式是O=C=O,一个CO2分子中含有2个σ键且中心C原子不含孤电子对,所以C原子是采取sp杂化,而不是sp2杂化,A错误;
B.NH3、NCl3中N原子的价层电子对数都是4,含有一个孤电子对,所以N原子都采取sp3杂化,两种以分子的空间结构都是三角锥形,B正确;
C.O、S是同一主族元素,S的电负性比O小,而且原子半径大,所以S-H键上的电子对偏向S并没有H2O中O-H键上的电子对偏向O那么严重,所以排斥力也相应比较小,键角也比H2O小,C错误;
D.B原子最外层有3个电子,在BF3分子中,B原子与3个Cl形成3对共用电子对,使B原子最外层有6个电子,而未达到最外层8个电子的稳定结构,D错误;
故合理选项是B。
8.D
【详解】A.HF分子间存在氢键,HBr分子间存在分子间作用力,受热变成液体,克服的力不同,故错误;
B.氯化铵属于离子晶体,苯属于分子化合物,克服相互作用不同,故错误;
C.氯化钠属于离子化合物,溶于水破坏的离子键,氯化氢属于分子化合物,溶于水破坏共价键,故错误;
D.碘和冰属于分子化合物,分子之间为分子间作用力,受热变为气体,克服范德华力,故正确。
9.C
【详解】A.H+核外无电子,离子半径最小,Li+和H-电子层结构相同,H-核电荷数较小,离子半径较大,所以离子半径的大小顺序为H+<Li+<H-,故A正确;
B.杂化轨道形成的键都是σ键,而双键、三键中的π键都是未杂化的轨道形成的,故杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子,故B正确;
C.铵盐是由非金属元素形成的离子化合物中,化合物中存在离子键,也存在共价键,故C错误;
D.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,若中心原子的孤对电子对数为0,分子的空间构型为四面体结构,若孤电子对对数为1或2,分子的空间构型为三角锥形或V形,故D正确;
故选C。
10.A
【详解】①CO2呈直线形,键角为180°,分子高度对称,分子中正电中心和负电中心重合,分子中电荷的空间分布均匀;
②CCl4呈正四面体形,键角为109°28′,分子高度对称,分子中正电中心和负电中心重合,分子中电荷的空间分布均匀;
③NH3呈三角锥形,键角为107°,分子中正电中心和负电中心不重合,分子中电荷的空间分布不均匀;
④BH3呈平面正三角形,键角为120°,分子高度对称,分子中正电中心和负电中心重合,分子中电荷的空间分布均匀;
⑤H2O呈V形,键角为105°,分子中正电中心和负电中心不重合,分子中电荷的空间分布不均匀;
⑥HBr是双原子分子,分子中正电中心和负电中心不重合,分子中电荷的空间分布不均匀;
分子中电荷的空间分布均匀的是①②④,答案选A。
11.D
【详解】A.[Co(NH3)5Cl]Cl2中有2个Cl-为外界,所以1mol[Co(NH3)5Cl]Cl2可以电离出2mol氯离子,与足量AgNO3反应生成2molAgCl,A错误;
B.[Co(NH3)5Cl]Cl2中的Co2+提供接受孤电子对的空轨道,配体是NH3分子、Cl-,不是氯原子,B错误;
C.Cu2(OH)2SO4中只含离子键和共价键,没有配位键,不是配合物,C错误;
D.据图可知该物质中有4个N原子与Cu2+形成配位键,所以Cu2+配位数为4,D正确;
综上所述答案为D。
12.B
【详解】①原有机物中与相连的碳原子为手性碳原子,与发生加成反应后,该碳原子上连有两个乙基,不再具有手性;
②与乙酸发生酯化反应后,该碳原子所连4个取代基不同,仍具有手性;
③发生水解反应后,该碳原子所连4个取代基不同,仍具有手性;
②③符合题意,故选B。
13. 的价层电子排布式为,为全充满的稳定结构;而的价层电子排布式为,不是稳定结构 8
【详解】中元素有+1和+2两种价态,的价层电子排布式为,为全充满的稳定结构;而的价层电子排布式为,不是稳定结构,则基态中更稳定;可与形成配离子,1个中含有4个配位键,碳氮三键中含有1个键,配位键也属于键,则该配离子中含有键的物质的量为8。
14. > > 分子间存在氢键 b、c SbCl3+H2OSbOCl+2HCl 加盐酸,抑制水解
【详解】(1)元素的非金属性越强,其氢化物越稳定;非金属性N>P,所以热稳定性:NH3>PH3;N2H4能形成分子间氢键、P2H4分子间不能形成氢键,所以沸点:N2H4>P2H4;分子晶体熔沸点与分子间作用力和氢键有关,能形成分子间氢键的氢化物熔沸点较高,故填>、>、分子间存在氢键;
(2)PH3和NH3与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似,PH3与HI反应产物为PH4I,相当于铵盐,具有铵盐结构性质,
a.铵盐能和NaOH发生复分解反应,所以PH4I能与NaOH反应,故错误;
b.铵盐中存在离子键和共价键,所以PH4I中含离子键、共价键,故正确;
c.铵盐都易发生水解反应,所以PH4I能与水反应,故正确;
故填bc;
(3)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,根据元素守恒知,还生成HCl,反应方程式为SbCl3+H2OSbOCl+2HCl;配制SbCl3溶液要防止其水解,其水溶液呈酸性,所以酸能抑制水解,则配制该溶液时为防止水解应该加入盐酸,故填SbCl3+H2OSbOCl+2HCl、加盐酸,抑制水解。
15.(1)根据价层电子对互斥理论,的中心原子B采用杂化,的空间构型为平面三角形,键角为120°,的中心原子N采用杂化,的空间构型为三角锥形,键角小于120°
(2) O的电负性大于S,O的半径小于S,中成键电子对离中心原子更近,排斥力更大,故的键角大于
(3) 离子键、共价键 >
(4) 较大 通过配位键与结合后,原来的孤电子对变为成键电子对,对成键电子对的排斥力减小,键之间的键角增大
【详解】(1)根据价层电子对互斥理论,的中心原子B采用杂化,的空间构型为平面三角形,键角为120°,的中心原子N采用杂化,的空间构型为三角锥形,键角小于120°
(2)O的电负性大于S,O的半径小于S,中成键电子对离中心原子更近,排斥力更大,故的键角大于;
(3)中含有的化学键类型包括与之间的离子键,中原子与原子之间的共价键;中As原子有1个孤电子对,根据孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,知中键角大于中键角;
(4)游离的分子中N有1个孤电子对,配合物中N提供孤电子对,与形成配位键,孤电子对变成成键电子对,因为孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力,所以排斥力减小,键之间的键角增大。
16.(1)
(2)NaOH、
(3) 、 范德华力
(4) 氢键
(5) Ne 属于
(6)Si、
【分析】已知是由Ca2+和Cl-通过离子键形成的离子键,NaOH是由Na+和OH-通过离子键形成的离子晶体但OH-中还有O-H共价键,是C、H原子通过共价键形成分子后再通过范德华力形成分子晶体,是H原子通过共价键形成分子后在通过范德华力形成分子晶体,是H、O原子通过共价键形成水分子后再通过范德华力形成的分子晶体(其中还含有分子间氢键),是和通过离子键形成离子晶体且和中分别存在N-H、S-O共价键,Si是Si原子通过共价键形成的原子(共价)晶体,Fe是Fe原子通过金属键形成的金属晶体,Ne是单原子分子,其晶体仅仅通过范德华力形成分子晶体,据此分析解题。
(1)
由分析可知,上述物质中只含有离子键的是CaCl2,故答案为:CaCl2;
(2)
由分析可知,NaOH是由Na+和OH-通过离子键形成的离子晶体但OH-中还有O-H共价键, 是和通过离子键形成离子晶体且和中分别存在N-H、S-O共价键,故含有共价键,但其晶体属于离子晶体的是NaOH、(NH4)2SO4,故答案为:NaOH、(NH4)2SO4;
(3)
由分析可知,含有共价键,其晶体属于分子晶体,且晶体微粒间相互作用力只有一种的是、,这种分子间作用力也叫范德华力,故答案为:、;范德华力;
(4)
由分析可知,H2O是H、O原子通过共价键形成水分子后再通过范德华力形成的分子晶体(其中还含有分子间氢键),则含有共价键,其晶体属于分子晶体,且晶体微粒间相互作用力有多种类型的是H2O,这种物质中区别于(3)中的相互作用力叫氢键,故答案为:H2O;氢键;
(5)
由分析可知,单质形成的晶体,晶体微粒间的相互作用相同的是H2和Ne均只由范德华力形成晶体,则这两物质形成的晶体属于同种类型晶体即分子晶体,故答案为:H2;Ne;属于;
(6)
CH4的空间构型是正四面体,晶体硅是以Si和周围的4个Si形成的正四面体为基本结构单元形成的空间网状结构,除外,晶体结构中存在正四面体构型的是CH4、Si。
17.(1)和均为原子晶体,原子半径,键长,键能,所以单质硼熔点低于氮化硼。为分子晶体,分子间作用力弱于共价键,所以熔点最低
(2)以氢键结合成缔合分子,温度升高时缔合程度降低,因而摩尔质量减小
【解析】(1)
比较熔沸点的大小,从晶体类型差异以及每种晶体克服的作用力阐述。原子晶体比较原子半径小共价键强,键能大则熔沸点高;而分子晶体先看氢键再看摩尔质量大范德华力大,熔沸点高;离子晶体比较离子半径小、带电荷多则晶格能大熔沸点高。熔点BN>B >2500℃,它们为原子晶体,原子半径B>N,键长B B>B N,键能B B(2)
电负性大的成键原子如F、O、N与已成键的H原子之间存在氢键,导致分子形成缔合分子。所以HF分子在不同温度下摩尔质量不同的原因为HF以氢键结合成缔合分子,温度升高时缔合程度降低,因而摩尔质量减小。
18.(1)
(2)
(3) 哑铃(或纺锤) 三角锥
(4)ab
(5) 1.0×105
【详解】(1)依据得失电子守恒和原子守恒,化学方程式为:。
(2)阴极得电子,发生还原反应化合价降低,因此阴极得电子生成,电极反应式为:。
(3)基态Se原子电子排布式为:[Ar]3d104s24p4,最高能级为4p能级,其电子云轮廓图为哑铃(或纺锤)形,中硒原子的价电子对数为3+(6+2-23)/2=4,硒原子采取sp3杂化,但有一对孤对电子,因此的空间结构为三角锥形。
(4)a.硒是“石”字旁,常温下是固态,a正确;
b.中硒的化合价为+4价,既能升高又能降低,既有氧化性又有还原性,b正确;
c.H-S键长比H-Se键长短,H2S分子中两个氢原子距离更近,斥力更大,所以键角:H2S>H2Se,c错误;
d.硒的最高价为+6价,则其最高价氧化物对应水化物的化学式为H2SeO4,d错误;
答案选ab。
(5)的溶液中存在的电离平衡和水解平衡,由pH=2.5的曲线交点可知,,由pH=7.5的曲线交点可知,,,所以溶液中离子浓度的大小顺序为:,的平衡常数==。
19.(1) 哑铃形(或纺锤形) 基态镁原子的3s轨道为全充满状态,3p轨道为全空状态,稳定性强
(2)
(3) 离子 F的电负性强于Cl,更容易得电子形成离子键而形成离子晶体
(4) BE
【解析】(1)
根据核外电子排布规律得基态铝原子的核外电子排布式为;p电子的电子云轮廓图形状为哑铃形或纺锤形;基态铝原子比基态镁原子的第一电离能小,其原因是基态镁原子的3s轨道为全充满状态,3p轨道为全空状态,稳定性强;
(2)
根据题给信息可知,可由六氟铝酸铵受热分解制得,反应的化学方程式为;
(3)
因为具有较高的熔点,且F的非金属性强,则属于离子晶体;为分子晶体,、晶体类型不同的原因是F的电负性强于Cl,更容易得电子形成离子键而形成离子晶体;
(4)
的配位数为4,则Al原子的杂化方式是;该阴离子中存在的化学键有极性键和配位键。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页