第二章《 分子结构与性质》检测题
一、单选题
1.尿素[]是一种高效化肥,也是一种化工原料。反应可用于尿素的制备,下列有关说法正确的是
A.是含极性键的极性分子 B.分子的电子式:
C.分子的空间构型为V型 D.尿素分子中键和键的数目之比为
2.下列有关叙述错误的是
A.物质的状态发生变化时可能没有化学键的断裂与形成
B.化学反应中一定有化学键的变化
C.由非金属元素形成的单质中一定含有化学键
D.金属元素与非金属元素组成的化合物中不一定含离子键
3.某同学对“NaOH和NH4Cl都是离子化合物”有下列四点感悟,其中不正确的是( )
A.离子化合物中可能含有共价键
B.PH4F为离子化合物
C.NaOH与NH4Cl的混合固体在加热过程中只有离子键发生断裂
D.离子化合物不一定含金属元素
4.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.34g呋喃()中含有的极性键数目为
B.25℃时,pH=14的NaOH溶液中含有的数目为
C.密闭容器中,和充分反应,生成物中原子数为
D.与足量的完全反应,转移的电子数目为
5.下列分子的中心原子是杂化的是
A. B. C. D.
6.设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L中,约含有个σ键
B.18g和的混合气体中含有的中子数为
C.用1L0.1mol/L的溶液制备胶体,胶粒数目为
D.6.4gCu与S完全反应,转移的电子数为
7.下列有关卤化氢的说法正确的是
A.键长:H—F>H—Cl>H—Br>H—I
B.键能:H—FC.形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长
D.H—F键是p—pσ键
8.下列说法不正确的是
A.某粒子空间构型为正四面体,则键角一定是
B.某粒子空间构型为平面三角形,则中心原子一定是杂化
C.某粒子空间构型为V形,则中心原子一定有孤电子对
D.某分子空间构型为三角锥形,则该粒子一定是极性分子
9.主族元素X、Y、Z、Q、M的原子序数依次增大且均不大于20,元素Z和Q同族。元素M的化合物M+[Q-X≡Y]-为实验室中常用于检验Fe3+试剂,下列说法中错误的是
A.Q与M的简单离子半径,前者大于后者
B.YH3与XH4键角,前者小于后者
C.1molFe(QXY)3中有6molπ键
D.Ca与X或Z元素均可形成阴阳离子个数比为2:1的常见化合物
10.下列由极性键构成的非极性分子是
A. B. C. D.
11.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
12.NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.在沸水中逐滴加入含10-3 mol FeCl3的溶液,使其完全水解,生成Fe(OH)3 胶体粒子数为10-3NA
B.32 g甲醇中含有的共价键数目为 4NA
C.钢铁发生电化学腐蚀生成0.1 mol Fe2O3·nH2O(铁锈),则负极上铁单质失去的电子数为0.6NA
D.2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol 1,则1mol[2CO(g)+O2(g)]生成 1mol [2CO2(g)]放热566 kJ
13.下列分子中,含有极性共价键的是
A.H2O B.Cl2 C.NaCl D.Na2O
二、填空题
14.锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为___________,有__________个未成对电子。
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键。从原子结构角度分析,原因是_____________。
(3)光催化还原CO2 制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4 是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______。
15.(1)乙二胺()是一种有机化合物,分子中氮、碳的杂化类型分别是______、______。
(2)元素与N同族。预测的氢化物分子的空间结构为______。
(3)中,电负性最高的元素是______;P的______杂化轨道与O的轨道形成______键。
(4)抗坏血酸的分子结构如图所示,分子中碳原子的轨道杂化类型为______。
16.羰基硫(COS)的结构与CO2类似,可作粮食熏蒸剂,防治虫类、真菌对粮食的危害。完成下列填空。
(1)碳的原子结构示意图为_______,硫原子最外层电子排布式是_______,氧原子核外有_______种能量不同的电子。从结构上看,乙硫醇(CH3CH2SH)可视为乙醇中氧原子被硫替代而得的一种有机物,其分子中S-H的极性_______CH3CH2OH分子中O-H的极性(填“>”、“=”或“<”)。
(2)与CO2相同,COS中所有原子最外层也都满足8电子结构,COS属于_______分子(填“极性”或“非极性”),COS沸点_______CO2沸点(填“>”、“=”或“<”)。
(3)羰基硫可用H2S和CO混合加热制得,反应方程式如下:CO+H2S COS+H2。反应中起被还原的元素_______,氧化产物是_______。
17.对比对羟基苯甲醛、邻羟基苯甲醛的结构,分析对羟基苯甲醛的熔、沸点高于邻羟基苯甲酸的熔、沸点的原因。___________
18.依据元素周期表与元素周期律回答以下问题:
(1)根据元素周期表对角线规则,金属Be与Al单质及其化合物性质相似。写出Be与溶液反应离子方程式:_______。
(2)硒()和S位于同一主族。的稳定性比的_______(填“强”或“弱”,断开键吸收的能量比断开键吸收的能量_______(填“多”或“少”)。用原子结构解释原因:同主族元素最外层电子数相同,从上到下_______。
(3)氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)为元素周期表原子序数依次增大的同族元素。回答下列问题:
①砷在元素周期表中的位置_______。
②的电子式为_______,沸点:_______(填“>”或“<”),判断依据是_______。
③和与卤化氢的反应相似,产物的结构和性质也相似。下列对与反应所得产物的推断正确的是_______(填序号)。
a.只含共价键 b.难于水 c.受热易分解 d.能与溶液反应
19.(1)基态Fe2+与Fe3+离子中未成对的电子数之比为__。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是___。I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是___。
I1/kJ·mol-l
Li(520) Be(900) B(801)
Na(496) Mg(738) Al(578)
(3)磷酸根离子的空间构型为__,其中P的价层电子对数为__,杂化轨道类型为__。
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.分子是直线分子,结构对称,为非极性分子,A项错误;
B.分子的电子式为 ,B项错误;
C.分子的空间构型为V型,C项正确;
D.尿素分子中σ键和π键的数目之比为7:1,D项错误;
答案选C。
2.C
【详解】A.由分子构成的物质(如、等)在状态发生变化时,没有化学键的断裂与形成,故A正确;
B.化学反应的实质是旧化学键断裂和新化学键形成,故B正确;
C.稀有气体元素形成的单质中没有化学键,故C错误;
D.金属元素与非金属元素组成的化合物中不一定含有离子键,如中只含共价键,故D正确。
故答案选:C。
3.C
【详解】
A.NaOH是离子化合物,其中既含有离子键又含有共价键,所以离子化合物中一定含有离子键,可能含有共价键,A正确;
B.PH4F结构类似NH4Cl,可知PH4F也属于离子化合物,B正确;
C.NaOH与NH4Cl固体混合加热,发生反应产生NaCl、NH3、H2O,断裂的化学键有离子键、共价键,因此固体混合物在加热过程中不是只有离子键发生断裂,C错误;
D.NH4Cl是由非金属元素组成的离子化合物,不含有金属元素;NaOH是离子化合物,含有金属元素,可见离子化合物中不一定含金属元素,D正确;
故答案是C。
4.A
【详解】A.呋喃的分子式为分子中键和键为极性键,1个呋喃分子中含有6个极性键,34g呋喃的物质的量为0.5mol,故含有的极性键数目为,A正确;
B.溶液体积未知,无法确定溶液中含有的数目,B错误;
C.与反应生成为可逆反应,反应物不能完全转化,所以生成物中原子数小于 ,C错误;
D.的物质的量为0.5mol,其与足量的完全反应,转移的电子数目为,D错误;
故选A。
5.A
【详解】A.BF3的中心原子的价层电子对数为3+=3,VSEPR模型为平面三角形,中心原子的杂化方式是sp2,故A正确;
B.CO2的中心原子的价层电子对数为2+=2,VSEPR模型为直线形,中心原子的杂化方式是sp,故B错误;
C.CH4的中心原子的价层电子对数为4+=4,VSEPR模型为正四面体,中心原子的杂化方式是sp3,故C错误;
D.H2O的中心原子的价层电子对数为2+=4,VSEPR模型为四面体,中心原子的杂化方式是sp3,故D错误;
故选:A。
6.A
【详解】A. 1个分子有5个σ键,标准状况下,2.24L为0.1mol,约含有个σ键,故A正确;
B.和的混合气体可以看成平均化学式为,18g和的混合气体为1mol,1个中含有10个中子,则18g混合气体中含有的中子数为,故B错误;
C.胶粒具有吸附性,用1L0.1mol/L的溶液制备胶体,胶粒数目小于,故C错误;
D.Cu与S反应生成Cu2S,6.4gCu与S完全反应,转移的电子数为,故D错误;
故答案为A。
7.C
【详解】A.形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长,近似等于两原子半径之和,由于原子半径F<Cl<Br<I,则键长:H—F<H—Cl<H—Br<H—I,A错误;
B.一般共价键键长越短,键能越大,则键能:H—F>H—Cl>H—Br>H—I,B错误;
C.形成共价键的两个原子之间的核间距叫做键长,C正确;
D.H原子只有s电子云,则H—F键是s—pσ键,D错误;
故答案为:C。
8.A
【详解】A.分子的空间构型是正四面体形,所含中心原子应能形成4个δ键,且结构对称,中心原子所形成的共价键键长相等,但键角不一定是109°28′,如白磷是正四面体结构,且四个顶点上分别含有一个原子,所以其键角为60°,故A错误;
B.价层电子对=σ键电子对+中心原子上的孤电子对,微粒立体构型是平面三角形,说明中心原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,中心原子是以sp2杂化,如BCl3中价层电子对个数=,立体构型是平面三角形,中心原子是以sp2杂化,故B正确;
C.对于ABn型,若中心原子A的价电子全部成键,n=2为直线形,n=3为平面三角形,n=4为正四面体形;n=4,若中心原子A有孤电子对,空间构型为V形,说明该微粒中含有2个孤电子对,如H2O中心原子O原子价层电子对为2+2=4,VSEPR模型为四面体形,由于含有2对孤电子对,故为V形,故C正确;
D.分子立体构型是三角锥形,则正负电荷中心一定不重合,一定为极性分子,故D正确;
故选:A。
9.D
【分析】元素M的化合物M+[Q-X≡Y]-为实验室中常用于检验Fe3+试剂,可知M为K、Q为S、X为C、Y为N,又元素Z和Q同族,则Z为O。
【详解】A.S2-和K+的核外电子数相同,核电荷数越大半径越小,故S2->K+,故A正确;
B.NH3和CH4分子中心原子的杂化方式均为sp3,但N原子价层有一对孤对电子,所以键角更小,故B正确;
C.M+[Q-X≡Y]-中含有2个π键,则1molFe(QXY)3中π键为1mol×2×3=6mol,故C正确;
D.Ca与O元素可形成化合物CaO、CaO2,两种物质均属于离子化合物,CaO中存在钙离子和氧负离子,CaO2中存在钙离子和过氧根离子,两种化合物中阴阳离子个数比均为1:1,Ca与C可以形成化合物CaC2,阴阳离子个数比也是1:1,故D错误;
故选D。
10.B
【详解】A.的结构式为H-O-O-H,O-O键是非极性键,是极性分子,A错误;
B.的结构式是S=C=S,仅含极性键,分子空间构型为直线形,结构对称,为非极性分子,B正确;
C.CH2Cl2中C-H、C-Cl之间均为极性键,空间构型为四面体型(非正四面体),属于极性分子,C错误;
D.PH3中P-H之间为极性键,空间构型为三角锥型,属于极性分子,D错误;
故选B。
11.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。
12.D
【详解】A. 铁离子水解可逆,且胶体是微粒的集合体,因此在沸水中逐滴加入含10-3 mol FeCl3的溶液,使其完全水解,生成Fe(OH)3 胶体粒子数小于10-3NA,A错误;
B. 32g甲醇的物质的量是1mol,根据其电子式可知其中含有的共价键数目为5NA,B错误;
C. 钢铁发生电化学腐蚀生成0.1 mol Fe2O3·nH2O(铁锈),根据铁原子守恒可知消耗单质铁是0.2mol,负极上铁失去电子转化为亚铁离子,则负极上铁单质失去的电子数为0.4NA,C错误;
D. 2CO(g)+O2(g)=2CO2(g) ΔH=-566 kJ·mol-1,这说明2molCO和1mol氧气反应生成2mol二氧化碳放出的热量是566 kJ,即1mol[2CO(g)+O2(g)]生成 1mol [2CO2(g)]放热566 kJ,D正确;
答案选D。
13.A
【详解】由不同种非金属元素的原子间形成的共价键是极性键。
A.水分子中H与O之间存在极性键,A正确;
B.氯气分子中氯原子之间存在非极性键,B错误;
C.氯化钠中存在离子键,C错误;
D.氧化钠中存在离子键,D错误;
答案选A。
14. 1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2 2 Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键 O>Ge>Zn
【分析】(1)Ge是32号元素,先根据构造原理,写出其核外电子排布式,然后结合各个能级具有的轨道数,一个轨道上最多容纳2个自旋方向相反的电子判断其未成对电子数;
(2)根据 σ键是“头碰头”,π键是“肩并肩”重叠,结合原子半径分析;
(3)元素的非金属性越强,其相应的电负性就越大。
【详解】(1) Ge是32号元素,根据构造原理,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2或[Ar]3d104s24p2;由于p能级有3个轨道,原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这样可以使原子的能量最低。4p轨道上有2个自旋方向相同的电子为未成对电子;
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、叁键,但Ge原子之间难以形成双键或叁键,这是由于σ键是“头碰头”,π键是“肩并肩”重叠,Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,而p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键,而C原子半径小,原子间形成的σ单键较短,而p-p轨道肩并肩重叠程度很大,可以形成π键;
(3)由于元素的电负性大小反映了元素的金属性、非金属性强弱,元素的电负性越大,其非金属性越强。由元素的金属性Zn>Ge>O,可知元素的电负性由大到小的顺序为O>Ge>Zn。
【点睛】本题考查了构造原理、元素电负性大小比较及原子半径与化学键形成的关系的知识,从基础上考查了原子结构理论的应用。本题难度不大。
15. 三角锥形 O 、
【详解】(1)N的键电子对数是3,孤电子对数是1,价电子对数为4,故N的杂化类型是;C的键电子对数是4,无孤电子对,故C的杂化类型是。
(2)N的简单氢化物的空间结构是三角锥形,由和N同主族,氢化物的空间结构相似,推得的空间结构也是三角锥形。
(3)中,中心原子是P,其价电子对数,无孤电子对,故P的杂化轨道类型是,杂化轨道与其他原子轨道之间形成的共价键都是键。
(4)有机物分子中,单键C的杂化类型是,双键C的杂化类型是,三键C的杂化类型是,抗坏血酸的分子结构中含有单键C和双键C,故杂化类型是和。
16.(1) 3s23p4 3 <
(2) 极性 >
(3) H COS
【解析】(1)
碳是第6号元素,原子结构示意图为:,S的最外层有6个电子,最外层电子排布式是:3s23p4,相同能级中的原子能量相同,氧原子核外电子排布式为:1s22s22p4,能量不同的电子有3种,乙硫醇分子中S-H的极性小于CH3CH2OH分子中O-H的极性,因为S的电负性比O小,对键合电子的吸引力小,导致共用电子对的偏移减小,键极性减小,故答案为:;3s23p4;3;<;
(2)
COS的电子式为:,C为sp杂化,为直线形分子,但由于C=O与C=S键键长不同,空间结构不对称,为极性分子,COS与CO2均为分子晶体,COS的相对分子质量更大,范德华力更大,熔沸点更高,故答案为:极性;>;
(3)
C元素化合价从+2→+4,H化合价从+1→0,H2S做氧化剂,H元素化合价降低,被还原,CO做还原剂,其对应产物为氧化产物COS,故答案为:H;COS。
17.氢键不仅存在于分子内,也存在于分子间。互为同分异构体的物质,能形成分子内氢键的,其熔沸点比能形成分子间氢键的物质的低。由于邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,当对羟基苯甲醛熔化时,需要较多的能量克服分子间氢键,所以对羟基苯甲醛的熔沸点高于邻羟基苯甲醛的熔、沸点
【解析】略
18.(1)Be+2OH-=BeO+H2↑
(2) 弱 少 电子层数增加,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,元素的非金属性减弱
(3) 第四周期第VA族 > N2H4分子之间存在氢键 c
【分析】(1)
Al与NaOH反应生成NaAlO2和H2,Be和Al性质相似,Be与NaOH溶液反应的离子方程式为Be+2OH-=BeO+H2↑,故答案为Be+2OH-=BeO+H2↑;
(2)
S和Se属于同主族,同主族从上到下,非金属性减弱,非金属性越强,其最简单气体氢化物越稳定,稳定性:H2Se<H2S;Se的原子半径大于S,即H-Se键长比H-S键长长,容易断裂,因此断开1molH-Se键吸收的能量比断开1molH-S键吸收的能量少;用原子结构解释原因:同主族元素最外层电子数相同,从上到下电子层数增加,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,元素的非金属性减弱;故答案为弱;少;电子层数增加,原子半径增大,原子核对最外层电子的吸引力减弱,元素的非金属性减弱;
(3)
①As与元素P同主族,处于P元素的下一周期,砷在元素周期表中的位置:第四周期第VA族;故答案为第四周期第VA族;
②N2H4又名联氨,即电子式为;元素非金属性N>P,氮原子半径小,N2H4分子之间存在氢键,P2H4不存在分子间氢键,因此沸点:N2H4>P2H4;故答案为>;N2H4分子之间存在氢键;
③PH3和NH3与卤代烃的反应相似,产物的结构和性质也相似,铵盐中离子键和共价键,PH3与HI反应生成PH4I,PH4I为离子化合物,
a.PH4I为离子化合物,含有共价键和离子键,故a错误;
b.铵盐都溶于水,因此PH4I也溶于水,故b错误;
c.铵盐受热易分解,PH4I受热易分解,故c正确;
d.铵盐能与NaOH溶液发生复分解反应,PH4I也能与NaOH溶液反应,故d错误;
答案为c。
19. 4:5 Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,故第一电离能小于Li Li、Be、B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,故I1(B)>I1(Li),I1(Be)>I1(Li),但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能比相邻的B大 正四面体形 4 sp3
【详解】(1)Fe2+电子排布式为:[Ar]3d6,3d能级上有4个未成对电子,Fe3+电子排布式为:[Ar]3d5,3d能级上有5个未成对电子,故两者未成对电子数之比为4:5;
(2) 由于Na电子层为3层,最外层离原子核较远,原子核对最外层电子引力较弱,所以Na比Li更容易失去电子,故此处填:Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,故第一电离能小于Li;Li、Be、B为同周期元素,同周期元素从左至右,第一电离能呈现增大的趋势,故I1(B)>I1(Li),I1(Be)>I1(Li),但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能比相邻的B大;
(3)中心P的价层电子对=σ电子对+孤电子对=4+=4,根据价层电子对互斥理论知空间构型为正四面体,价层电子对为4对,杂化类型为sp3杂化。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页