第二章《 分子结构与性质》检测题
一、单选题
1.是一种重要的染料及合成农药中间体。下列说法错误的是
A.基态O原子的核外电子有8种空间运动状态
B.是由极性键构成的极性分子
C.电负性:O>N>S>H
D.基态Cu原子介电子排布式是
2.下列说法正确的是
A.石墨中的碳原子呈杂化,是混合型晶体
B.4.6g乙醇分子中含有共价键数为(为阿伏加德罗常数)
C.和结构相似,但硫化氢晶体中,一个周围有12个紧邻的分子,而冰中一个周围只有4个紧邻的分子
D.臭氧分子是由非极性键形成的非极性分子
3.下列说法正确的是
A.乙醇中的-OH上的氢比水分子的-OH上的氢活泼
B.手性分子CH2=CHCH(CH2OH)CHO与足量的H2反应后仍是手性分子
C.酸性:H3PO4<H3PO3
D.N2O的空间构型是直线形
4.三元催化器是汽车排气系统中重要的净化装置,可同时将碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化为无害物质,其工作原理如图。下列说法错误的是
A.Pd(钯)与Ni(镍)同族,属于p区元素
B.CO2的电子式为
C.H2O是极性分子
D.中子数为8的碳原子可表示为
5.下列说法正确的是
A.中原子均为杂化 B.中的键角大于
C.共价键的极性: D.分子中正、负电中心重合
6.反应放热且产生气体,可用于冬天石油开采。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.中子数为18的氯原子:
B.NH4Cl的电子式为:
C.的结构示意图:
D.的电子式:
7.下列分子或离子中,VSEPR模型和空间结构一致的是
A.CO B.H2O C.NH3 D.SO2
8.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,且X、Z同主族,Y的基态原子中含11种运动状态不同的电子,Z原子的最外层电子数与核外电子总数之比为3:8。下列说法正确的是
A.X与Y组成的化合物中均不含共价键
B.简单气态氢化物的沸点X的比Z的高
C.由X、Y、Z三种元素组成的化合物中不可能存在非极性键
D.由X、Y、W三种元素组成的化合物的水溶液一定呈碱性
9.反应可应用于工业合成尿素。下列表示反应中相关微粒的化学用语正确的是
A.干冰分子空间构型为V型
B.1 mol尿素分子中含有7 mol 键
C.水分子的电子式:
D.氨气是非极性分子
10.下列说法正确的是
A.2p和3p轨道形状均为哑铃形,能量也相等
B.乙醇分子中O―H键的极性强于C―H键的极性
C.CH4和SO2分子中心原子上的孤电子对数均为1
D.同一原子中,2p、3p、4p能级轨道数依次增多
11.三氯化硼(BCl3)的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,能水解,其分子中键与键之间的夹角为120°,下列有关叙述正确的是
A.三氯化硼在液态时能导电而在固态时不能导电
B.三氯化硼中心原子采用sp杂化
C.三氯化硼分子呈正三角形,属于非极性分子
D.三氯化硼分子空间结构类似三氯化磷
12.下列说法错误的是
A.含有共价键的化合物一定是共价化合物
B.离子化合物中可能含有共价键
C.共价化合物中不可能含有离子键
D.双原子分子中的共价键可能是非极性键,也可能是极性键
13.通常把原子数和价电子数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相似,则下列有关说法正确的是
A.和互为等电子体,键角均为
B.和互为等电子体,空间结构都是三角锥形
C.和互为等电子体,均为三角锥形结构
D.和苯互为等电子体,分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道
二、填空题
14.含碳元素的物质是化学世界中最庞大的家族。回答下列问题:
(1)碳在形成化合物时,其键型以共价键为主,中的化学键从形成的过程来看属于 (填“”或“”)键,从其极性来看属于 (填“极性”或“非极性”)键。
(2)和分子中属于非极性分子的是 ;与互为等电子体的阳离子是 ;与互为等电子体的阴离子是 。
(3)有机物中含氧官能团的名称为 ,其中含有 个手性碳原子。
(4)甲醇与乙烷的相对分子质量和范德华力均相近,但是二者的沸点相差很大,造成该差异的原因是 。
15.P原子的杂化方式为
16.现有下列有机物:A.B.C.D.,完成下列问题:
(1)A分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
(2)1molB分子中含有的σ键的数目为 。
(3)A中官能团的名称是: 。
(4)写出由A制取B的化学方程式: 。
(5)写出A制取C、D两种物质的有机反应类型:A→C: 、A→D: 。
17.(1)计算下列分子或离子中点“·”原子的价电子对数。
①CCl4 ②BeCl2 ③BCl3 ④PCl3
(2)计算下列微粒中点“·”原子的孤电子对数。
①H2S
②PCl5
③BF3
④NH3
18.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 ;⑤
(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小:(填“>”“<”或“=”,下同)
①甲醛分子中的键角 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 。
(5)气态氢化物热稳定性大于的主要原因是 。
(6)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是 。
19.砷化镓是继硅之后研究最深入、应用最广泛的半导体材料。回答下列问题:
(1)镓是与铝同主族的第四周期元素,Ga基态原子核外电子排布式为 。
(2)Ga、As、Se的第一电离能由大到小的顺序是 ,电负性由大到小的顺序是 。
(3)碳和硅是同主族元素,下列能说明二者非金属性相对强弱的是 (填编号)。
a..CH4的稳定性比SiH4强
b.SiH4的沸点比CH4高
c.碳酸的酸性大于硅酸
d.SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑
(4)AsH3的沸点比NH3低;其原因是 。
(5)二水合草酸镓的结构如图所示,其中镓原子的配位数为 ,二水合草酸镓π键的个数为 ,草酸根离子中碳原子的杂化轨道类型为 。
三、计算题
20.硫脲[CS(NH2)2]的分离及产品含量的测定。
装置C反应后的液体过滤后,将滤液减压蒸发浓缩,之后冷却结晶,离心分离,烘干即可得到产品。称取mg产品,加水溶解配成500mL溶液,量取25mL于锥形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性,用cmol·L-1 KMnO4标准溶液滴定,滴定至终点时消耗KMnO4标准溶液VmL。
(1)硫脲[CS(NH2)2]易溶于水,除硫脲和水都是极性分子外,其原因还有 。
(2)滴定时,硫脲转化为CO2、N2、SO,则 。
(3)样品中硫脲的质量分数为 %(用含“m、c、V”的式子表示)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.A
【详解】A.电子的空间运动状态是指轨道数,同一轨道中可以填入2个电子,基态O原子电子排布式为1s22s22p4,所以基态O原子的核外电子有5种空间运动状态,A错误;
B.H2O是V形不对称的分子,分子中正负电荷重心不重合,是极性分子,则水是由H-O极性键构成的极性分子,B正确;
C.元素非金属性越强,其电负性越大,非金属性:O>N>S>H,则电负性:O>N>S>H,C正确;
D.Cu为29号元素,则基态Cu原子价电子排布式是,D正确;
故选A。
2.C
【详解】A.石墨单层原子为平面形结构,C原子为sp2杂化,A错误;
B.4.6g乙醇的物质的量为=0.1mol,每个乙醇分子中含8条共价键,因此共价键数目为0.8NA,B错误;
C.H2S分子间为范德华力,晶体堆积为最密堆积,每个H2S周围有12个紧邻的分子,而冰中水分子间有氢键,每个H2O周围只有4个紧邻的分子,C正确;
D.O3分子中O与O之间为非极性键,但由于正负电荷中心不重合,为极性分子,D错误;
故选C。
3.D
【详解】A.Na与水反应比Na与乙醇的反应更剧烈,说明水分子中的 OH上的氢比乙醇的 OH上的氢活泼,故A错误;
B.CH2=CHCH(CH2OH)CHO中连接 OH、H原子、 CHO、 CH=CH2的碳原子为手性碳原子, CHO、 CH=CH2与足量的H2反应后生成CH3CH2CH(CH2OH)2不属于手性分子,故B错误;
C.H3PO4非羟基氧原子数是1个,而H3PO3非羟基氧原子数是0个,则酸性是H3PO4>H3PO3,故C错误;
D.N2O与CO2为等电子体微粒,二者结构相似,故N2O是直线型,故D正确;
故答案为D
4.A
【详解】A.Pd(钯)与Ni(镍)同属于第Ⅷ族,属于d区元素,A错误;
B.CO2分子中C原子与2个O原子形成4对共用电子对,使分子中各原子都达到最外层8个电子的稳定结构,其电子式为:,B正确;
C.H2O分子中中心O原子价层电子对数为2+=4,O原子采用sp3杂化,O原子上含有2对孤电子对,所以H2O分子是V形分子,由于分子中正负电荷重心不重合,因此H2O是极性分子,C正确;
D.中子数为8的碳原子的质量数是6+8=14,根据在原子表示中,元素符号左下角为质子数,左上角为质量数,可知该原子可表示为:C,D正确;
故选A。
5.C
【详解】A.中铵根离子中N原子价层电子对个数是4、硝酸根离子中N原子价层电子对个数是3,所以N原子杂化方式为sp3杂化、sp2杂化,选项A错误;
B.中的氮原子上均为成键电子,而分子中的氮原子上有一对孤对电子,孤对电子和成键电子之间的排斥力强于成键电子和成键电子之间的排斥力,故中的键角小于,选项B错误;
C.对于第ⅤA族的元素,与氢元素形成共价键时,极性是N-H大于P-H,选项C正确;
D.氨气分子构型为三角锥形,分子结构不对称,正负电荷的中心不重合,选项D错误;
答案选C。
6.D
【详解】A.中子数为18的氯原子的质量数为18+17=35,该氯原子正确的表示方法为,故A错误;
B.NH4Cl的电子式为:,故B错误;
C.为钠原子结构示意图,钠离子最外层含有8个电子,其离子结构示意图为,故C错误;
D.水分子属于共价化合物,其电子式为,故D正确;
答案选D。
7.A
【详解】A.中C原子价层电子对个数=3+=3,其VSEPR模型为平面三角形,且无孤电子对,故其空间结构也为平面三角形,二者一致,故A正确;
B.H2O中心原子中氧原子的价电子对数为2+=4,氧原子采取sp3杂化,H2O的VSEPR模型为四面体形,有2个孤对电子,空间结构为V形,故B错误;
C.NH3中心原子N周围的价层电子对数为:=4,根据价层电子对互斥理论可知,其VSEPR模型为四面体形,且有一对孤电子对,故其空间结构为三角锥形,二者不一致,故C错误;
D.SO2分子中S原子的价层电子对数为2+=3,其VSEPR模型为平面三角形,含有1对孤电子对,则SO2的空间结构为V形,故D错误;
故答案为:A。
8.B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大, Y的基态原子中含11种运动状态不同的电子,Y是Na元素;Z原子的最外层电子数与核外电子总数之比为3:8,Z是S元素;W是Cl元素;X、Z同主族,X是O元素。
【详解】A.Na与O组成的化合物Na2O2中含离子键、共价键,故A错误;
B.H2O能形成分子间氢键,简单气态氢化物的沸点H2O的比H2S的高,故B正确;
C.由O、Na、S元素组成的化合物Na2S2O3中存在非极性键S=S,故C错误;
D.由O、Na、Cl三种元素能组成多种化合物,NaClO4的水溶液呈中性,故D错误;
选B。
9.B
【详解】A.二氧化碳分子结构式为O=C=O,C原子价层电子对个数是2,根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为直线形,故A错误;
B.CO(NH2)2结构简式为: ,单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,故1 mol尿素分子中含有7 mol 键,故B正确;
C.水分子中O原子和每个H原子共有一对电子且O原子还有2个孤电子对,则水分子电子式为,故C错误;
D.氨气分子中氮形成3个共价键且含有1电子对,为不对称结构,是极性分子,故D错误;
故选B。
10.B
【详解】A.2p和3p轨道形状均为哑铃形,但由于处于不同的能层,所以二者具有的能量不同。一般情况下原子中能层序数越大,该能层的电子具有的能量越高,因此3p轨道的能量比2p的高,A错误;
B.元素的非金属性越强,其与相同元素形成的共价键的极性就越强。由于元素的非金属性:O>C,所以乙醇分子中O―H键的极性强于C―H键的极性,B正确;
C.CH4分子中心C原子采用sp3杂化,C原子的4个价电子全部形成化学键,因此C原子上无孤电子对;而SO2分子中心S原子采用sp2杂化,S原子上有1对孤电子对,C错误;
D.同一原子的不同能层的相同能级中含有的轨道数目相同。2p、3p、4p能级轨道数都是3个,D错误;
故合理选项是B。
11.C
【详解】A.三氯化硼是共价化合物,液态时不能电离出自由移动的离子,不能导电,故A错误;
B.三氯化硼中硼原子的价层电子对数为3,原子的杂化方式为sp2杂化,故B错误;
C.三氯化硼中硼原子的价层电子对数为3,孤对电子数为0,分子的空间结构为键角是120°的平面三角形结构,分子的结构对称,属于非极性分子,故C正确;
D.三氯化硼中硼原子的价层电子对数为3,原子的杂化方式为sp2杂化,孤对电子数为0,分子的空间结构为平面三角形,三氯化磷分子中磷原子的价层电子对数为4,孤对电子数为1,分子的空间结构为三角锥形,两者的空间结构不相同,故D错误;
故选C。
12.A
【详解】A.含有共价键的化合物可能是离子化合物,如KOH,选项A错误;
B.离子化合物中可能含有共价键,如离子化合物KOH中含O-H共价键,可能不含共价键如NaCl,选项B正确;
C.共价化合物中只含共价键,一定不含离子键,选项C正确;
D.双原子分子中的共价键也可能是极性键,如HF,也可能为非极性键,如O2,选项D正确;
答案选A。
13.D
【详解】A.和互为等电子体,都是正四面体结构,键角均为,A项错误;
B.和互为等电子体,均为平面三角形结构,B项错误;
C.和的价电子数不相等,不互为等电子体,C项错误;
D.和苯互为等电子体,的空间结构与苯相似,分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道,D项正确。
答案选D。
14.(1) 极性
(2) 、
(3) 羧基 1
(4)甲醇分子间存在氢键,因此其沸点远高于乙烷
【详解】(1)甲烷中碳原子的sp3杂化轨道与氢原子的s轨道以头碰头的方式形成4个碳氢共价键,该共价键为σ键;碳氢键是由不同种原子形成的共价键,为极性共价键。
(2)甲烷中心原子C的价电子对数为4+(4-14)=4,采取sp3杂化,空间构型为正四面体,正负电荷重心重合,为非极性分子,二氧化碳中心原子C的价电子对数为2+(4-22)=2,采取sp杂化,空间构型为直线型,正负电荷重心重合,为非极性分子;甲烷分子中原子数为5、价电子总数为8,二氧化碳分子中原子数为3、价电子总数为16,利用同主族变换和左右移位法可得,与CH4互为等电子体的阳离子是,与CO2互为等电子体的阴离子是。
(3)由有机物的结构可知,有机物中含氧官能团为羧基;手性碳原子是指人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子,由有机物的结构可知,其中含1个手性碳原子。
(4)甲醇分子间存在氢键,但乙烷分子间不存在氢键,因此虽然两者相对分子质量和范德华力均相近,但甲醇的沸点高于乙烷。
15.sp3
【详解】单键均为σ键,根据结构简式可知,P原子形成4个σ键,则P原子的杂化方式为sp3杂化。
16.(1)sp3、sp2
(2)20mol
(3)羟基、羧基
(4)+H2O
(5) 消去反应 取代反应
【分析】(1)
苯环和羧基上碳原子形成3个σ键,-CH2-中碳原子形成4个σ键,杂化轨道数目分别为3、4,故碳原子的杂化类型为sp3、sp2,故答案为:sp3、sp2;
(2)
已知单键都是σ键,双键是一个σ键一个π键,三键则是一个σ键两个π键,由B的结构简式可知:1molB分子中含有的σ键的数目为20mol,故答案为:20mol;
(3)
由A的结构简式可知,A中官能团的名称是羧基、羟基,故答案为:羧基、羟基;
(4)
由A制取B即由发生分子内酯化生成,故该反应的化学方程式为:+H2O,故答案为:+H2O;
(5)
A制取C即由制取,故反应类型为消去反应,A制取D即由制取,溴原子取代了羟基,故反应类型为取代反应,故答案为:消去反应;取代反应。
17. 4 2 3 4 2 0 0 1
【分析】价层电子对包含σ电子对和孤电子对,σ电子对数等于中心原子所连原子的个数,孤电子对数=(a:中心原子价电子数,b:配原子达稳定结构缺少的电子数,x:配原子个数)。
【详解】(1)①C原子价层电子对数=σ电子对+孤电子对=4+=4;
②Be原子价层电子对数=σ电子对+孤电子对=2+=2;
③B原子价层电子对数=σ电子对+孤电子对=3+=3;
④P原子价层电子对数=σ电子对+孤电子对=3+=4;
(2)①S原子孤电子对数=;
②P原子孤电子对数=;
③B原子孤电子对数=;
④N原子孤电子对数=。
18.(1) 平面三角形 V形 直线形 V形 八面体
(2) < < <
(3)
(4)
(5)原子半径,键能
(6)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有,乙醇与水含有—OH而氯乙烷没有。
【详解】(1)分子中,Se的价电子数为: ,没有孤电子,为平面三角形;分子中S的价电子数为:,孤电子对为2,为V形
;中的N原子,价电子数为:,孤电子对为0,为直线型;中的N原子的价电子数为: ,孤电子对为1,为V形;中的S原子价层电子对为6,没有孤电子对,为八面体;
(2)分子中有1个碳氧双键,和2个碳氢键,与之间的排斥力大于2个之间的排斥力,所以键角小于120°;分子中Sn原子的价层电子对为:,孤电子对为1,空间构型为V形,的键角小于120°;分子中,P原子的价层电子对为: ,孤电子对为1,由于孤电子对与成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,所以的键角小于109°28′;
(3)型的粒子,中心原子上没有孤电子对的呈平面三角形,有一对孤电子对的呈三角锥形,所以化学式分别为:和;
(4)第2周期非金属元素组成的中性分子的化学式:平面形分子为:,三角锥形分子,四面体形分子;
(5)因为原子半径,键能,所以气态氢化物热稳定性大于;
(6)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有,乙醇与水含有—OH而氯乙烷没有,所以常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷。
19. [Ar]3d104s24p1或1s22s22p63d104s24p1 As>Se>Ga Se>As>Ga ac NH3分子之间存在氢键 4 6 sp2
【详解】
(1)镓位于周期表中第四周期第IIIA族,故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1或1s22s22p63d104s24p1;
(2)同周期由左向右元素的第一电离能呈增大趋势,但是As的p能级是半满稳定结构,所以第一电离能反常增大,所以第一电离能的大小顺序为:As>Se>Ga;
同周期元素由左向右电负性增强,所以电负性顺序为:Se>As>Ga;
(3)a.非金属性越强,氢化物越稳定,CH4的稳定性比SiH4强能说明二者非金属性相对强弱,选项a正确;
b.SiH4的沸点比CH4高与非金属性强弱没有关系,选项b错误;
c.元素非金属性越强其最高价氧化物的水化物的酸性越强,碳酸酸性强于硅酸说明碳的非金属性大于硅,选项c正确;
d.反应SiO2+Na2CO3=Na2SiO3+CO2↑是在高温条件下进行,产物二氧化碳为气态,与元素非金属性强弱无关,选项d错误;
答案选ac;
(4)As电子层数=周期数=4,最外层电子数=族序数=5,所以As位于第四周期第ⅤA族,因为氨气形成分子间氢键,分子间作用力较大,所以AsH3的沸点比NH3低;
(5)根据结构图,Ga的配位数为4,碳氧双键中有一个是π键,所以π键的个数是6;C原子有3个σ键,无孤电子对,因此C的杂化类型为sp2。
20.(1)硫脲分子与水分子间能形成氢键
(2)5∶14
(3)
【详解】(1)硫脲[CS(NH2)2]易溶于水,除硫脲和水都是极性分子外,溶质和溶剂之间形成氢键能增大物质的溶解性,其原因还有硫脲分子与水分子间能形成氢键。故答案为:硫脲分子与水分子间能形成氢键;
(2)滴定时,硫脲转化为CO2、N2、SO,反应的离子方程式为;据此可得关系式为,则5∶14。故答案为:5∶14;
(3)可得样品中硫脲的质量分数为。故答案为:。
答案第1页,共2页
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