第2章 微粒间相互作用与物质性质(B卷能力提升)——高二化学鲁科版(2019)选择性必修二单元测试AB卷
(时间:75分钟,分值:100分)
单项选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列各组物质中,每种物质都是既有离子键又有共价键的一组是( )
A. B.
C. D.
2.锌在人体生长发育、免疫、保持味觉平衡等方面起着极其重要的作用。Zn的某种化合物M是很好的补锌剂,其结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.M可以与水形成氢键,易溶于水
B.氧原子的配位能力比氮原子强
C.1mol化合物M中含有键20mol
D.Zn的基态原子的核外电子填充了7种原子轨道
3.下列关于N及其化合物的说法错误的是( )
A.氮氮三键键能大于氮氮单键键能的三倍可能与孤电子对相距更远有关
B.O—N—O键角:
C.实验测得分子的空间构型(忽略H原子)为三角锥形
D.与的配位能力:
4.乙酰乙酸乙酯存在酮式与烯醇式的互变异构,其中烯醇式可与结合产生紫色,其结构如图所示,下列有关该配离子的说法正确的是( )
A.有23种空间运动状态的电子
B.该配离子中含有6个配体
C.该配离子中碳原子的杂化类型有、杂化
D.该配离子中含有的化学键有离子键、极性键、非极性键、配位键
5.价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是( )
A.和的VSEPR模型均为四面体
B.和的空间构型均为平面三角形
C.和均为非极性分子
D.与的键角相等
6.金属元素钴(Co)形成的多种配合物应用广泛。下列说法错误的是( )
A.中钴元素的化合价为+3
B.等物质的量的和中σ键数目之比为9:2
C.中配体的配位原子都是N原子
D.向溶有(配位数为6)的溶液中滴加足量的溶液,形成2mol沉淀。则其配离子为
7.下列各组物质中,都是由极性键构成的极性分子的是( )
A.和 B.(g)和HCl
C.和 D.和
8.下列关于分子的结构和性质的描述中,不正确的是( )
A.水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是水中含有大量氢键所致
B.乳酸()分子中含有一个手性碳原子
C.碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D.氟的电负性大于氯的电负性,导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
9.一种可吸附甲醇的材料,其化学式为,部分晶体结构如图所示,其中为平面结构。
下列说法正确的是( )
A.该晶体中存在N—H…O氢键
B.基态原子的第一电离能:CC.基态原子未成对电子数:BD.晶体中B、N和O原子轨道的杂化类型相同
10.下列说法中错误的是( )
A.根据水的沸点高于氟化氢,推断分子间氢键数目:
B.根据推电子基团种类不同,推断酸性:
C.根据核外电子数不同,推断核外电子空间运动状态种类:S>P
D.根据中心原子电负性不同,推断键角:
11.一种有机除草剂的分子结构式如图所示,已知X、Y、Z、W、E为原子序数依次增大的短周期元素,Z和E同主族,Z与W同周期,则下列说法正确的是( )
A.元素电负性:
B.简单氢化物沸点:
C.第一电离能:
D.的VSEPR模型和空间结构均为平面三角形
12.物质的结构决定性质,下列物质的性质差异与结构因素匹配错误的是( )
选项 性质差异 结构因素
A 键角:中 中心原子杂化类型不同
B 中键键能为,中键键能为 键长比键键长短
C 硅原子间难形成双键而碳原子可以 硅的半径大,难形成键
D 乙烯能使溴水褪色,乙烷不能 键比键更易断裂
A.A B.B C.C D.D
13.科学家合成了由氮原子组成的、等高能量微粒,它们的结构如图:
已知:的5个N原子在同一平面上,属于V形结构;属五元环结构,结构类似于苯;是立方结构;为两个五元环互相垂直连接。下列判断合理的是( )
A.与中As化合价不同
B.中N原子轨道杂化形式有、
C.属于离子化合物
D.比稳定
14.观察下列模型并结合信息,判断有关说法错误的是
马脑 分子 HCN
结构模型示意图
A.马脑,又名玛瑙、码瑙或马瑙,属于共价晶体,且两原子个数比为2:1
B.结构中键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2
C.固态硫中S原子为杂化
D.HCN的结构式为
15.在浓硫酸作用下,苯与浓硝酸发生反应的反应历程如图。下列说法错误的是( )
A.生成中间体时碳的杂化方式未发生改变
B.生成中间体的反应为决速步骤
C.产物1为加成反应的产物
D.动力学和热力学优势产物均为产物2
16.一种新型离子液体溶剂结构简式如图所示。下列说法正确的是( )
A.电负性:N>O>C B.该化合物中不存在离子键
C.的空间构型为平面四边形 D.该物质中N有1种杂化轨道类型
二、填空题:本大题共4小题,17题10分,18题12分,19题14分,20题16分,共52分。
17.下表是元素周期表的一部分,表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题:
下列轨道表示式能表示②原子的最低能量状态的是_______。
A. B.
C. D.
(2)元素①和②可形成原子个数比为1:3的共价化合物,该分子的空间结构为__________,中心原子轨道杂化形式为,该分子为__________(填“极性分子或非极性分子”)。该分子的键角__________(填“大于“小于”或等于”)①与③形成的简单化合物的分子的键角。
(3)基态⑧原子中,核外电子占据最高能层的符号是__________,基态⑧离子占据的最高能级共有__________个原子轨道,其形状是__________。
(4)元素⑨的在周期表中的位置__________,属于__________区,元素⑨的二价离子的电子排布式是__________,元素⑩的价电子轨道表示式是__________。
(5)表中所列的某主族元素的电离能情况如下图所示,则该元素是__________(填元素符号)。
(6)下列有关性质的比较正确的是________(填标号)
A.电负性:③>⑥ B.最简单的氢化物的稳定性:③>⑥
C.第一电离能:⑤<⑥<⑦ D.最简单的氢化物的沸点:③>⑥
18.硫、锌及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)硫元素的三种微粒电子排布式分别为①②③,下列叙述正确的是__________(填标号)。
A.微粒半径:③>①>②
B.电子排布属于基态的是:①②
C.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
D.得电子能力:①>②
(2)基态S原子核外电子的空间运动状态有__________种,基态原子核外能量不同的电子有__________种。
(3)许多物质的氧化物固态存在多聚体,例如:五氧化二磷实际的分子式是。根据下表,推测固态三氧化硫实际的分子式为__________。
物质 三氧化硫
熔点 613K 289K 182K
(4)咪唑()具有平面结构,其中①号N原子能与形成配位键,②号N原子不能形成的原因是__________。
(5)含氧酸的通式可写为,根据含氧酸的结构规律,下列酸中酸性与相近的有__________(填字母)。
A. B. C. D.
(6)常用作电池的电极材料,中P的__________杂化轨道与O的2p轨道形成键。属于简单磷酸盐,而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐,如:焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如下图所示,这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为__________(用n代表P原子数)。
19.碳族元素及其化合物有及其重要的应用。请回答:
(1)由硅原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①、②、③,有关这些微粒的叙述,正确的是___________。
A.微粒半径:③>①>②
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①②
C.得电子能力:①>②
D.电离一个电子所需最低能量:①>②>③
(2)Ge与C是同族元素,在电子、材料等领域应用广泛。
①基态Ge原子的核外价层电子的轨道表示式为___________。
②C原子间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。原因是___________。
(3)Mn的一种配合物化学式为,下列说法不正确的是___________。
A.与Mn原子配位时,提供孤电子对的是C原子
B.电负性:HC.中两个C原子杂化类型均为
D.中σ键与π键数目之比为5:2
(4)有以下几种羧酸:①丙酸()②三氯乙酸()③氯乙酸()④三氟乙酸()⑤乙酸()。这些羧酸的由大到小的顺序是___________。
(5)甲醇()的沸点64.7℃,介于水(100℃)和甲硫醇(,7.6℃)之间,其原因是___________。
20.Ⅰ.国家卫生健康委员会发布公告称,富硒酵母、二氧化硅、硫黄等6种食品添加剂新品种安全性已通过审查,这些食品添加剂包括食品营养强化剂、风味改良剂、结构改善剂、防腐剂,用于食品生产中,丰富舌尖上的营养和美味。请回答下列问题:
(1)富硒酵母是一种新型添加剂,其中硒元素与硫元素同主族,写出基态硒(Se)价层电子排布式______,的VSEPR模型为______,空间结构为______。
(2)下列说法正确的是______。
A.热稳定性: B.电负性:
C.酸性: D.还原性:
Ⅱ.短周期元素d、e、f、g、h、x都可能存在于某些食品添加剂中,其最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系如图所示:
(3)由x、h、d三种元素组成的化合物的电子式为______。
(4)d、e、f、g、h元素形成的简单离子中半径最大的______(用化学式表示),其结构示意图为______。
(5)x和d组成的化合物中,既含有极性共价键又含有非极性共价键的是______(填化学式),该分子属于______分子(填“极性”或“非极性”)。此化合物与84消毒液(主要成分为)反应会产生一种常见的无色无味气体,且84消毒液的消毒能力大大降低,写出其反应的离子方程式:______。在该化合物作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备,该反应的化学方程式为____________。
答案以及解析
1.答案:C
解析:A.NaOH和属于离子化合物,含有离子键和极性共价键,属于共价化合物,不含离子键,故A错误;
B.MgO属于离子化合物,但只含离子键,属于离子化合物,含有离子键和共价键属于共价化合物,只含共价键,故B错误;
C.都属于离子化合物,含有离子键和共价键,故C正确;
D.HCl属于共价化合物,只含共价键,和属于离子化合物,只含离子键,故D错误。
2.答案:B
解析:A.M中含有氨基,可以与水形成氢键,增强了其在水中的溶解性,M易溶于水,A正确;
B.O的电负性比N强,与N相比不易给出孤电子对形成配位键,所以氧原子的配位能力比氮原子弱,B错误;
C.配位键也是σ键,1个M中含有20个σ键,则1molM中含有20molσ键,C正确;
D.Zn的基态原子的核外电子排布式为,核外电子填充了7种原子轨道,D正确;
故选B。
3.答案:D
解析:孤电子对离得越近,斥力越大,化学键越弱,故氮氮三键键能大于氮氮单键键能的三倍可能与形成氮氮三键时孤电子对相距更远有关,A正确;的中心N原子价层电子对数为,N原子采取p杂化,无孤电子对,为直线形结构,中心N原子价层电子对数为,N原子采取杂化,有1个孤电子对,为V形结构,的中心N原子价层电子对数通过计算得,即N原子有一个单电子,一个单电子也占据一个轨道,所以N原子采用杂化,为V形结构,孤电子对对成键电子对的排斥力大于单电子对成键电子对的排斥力,故键角:,B正确;的中心N原子上有1个孤电子对和3个成键电子对,的空间构型为三角锥形,C正确;电负性:N4.答案:C
解析:A.Fe的原子序数为26,Fe原子失去4s能级上的2个电子和3d能级的1个电子形成,则的电子排布式为,电子占有轨道数为14,有14种空间运动状态的电子,选项A错误;
B.该配离子中含有6个配位键,有3个配体,选项B错误;
C.双键上的C原子形成3个σ键且无孤电子对,采用杂化,饱和C原子价层电子对数为4,采用杂化,选项C正确;
D.该配离子中含有的化学键有极性键、非极性键、配位键,不含离子键,选项D错误;
答案选C。
5.答案:A
解析:和的中心原子的价层电子对数均为4,故和的VSEPR模型均为四面体,A项正确;的中心原子S的价层电子对数为,含有1个孤电子对,故的空间构型为三角锥形,B项错误;的结构与甲烷相似,正、负电中心重合,为非极性分子,中S的价层电子对数为,含有1个孤电子对,的结构不对称,正、负电中心不重合,为极性分子,C项错误;中Xe的孤电子对数不同,的电负性不同,成键电子对间的排斥力不同,键角不相等,D项错误。
6.答案:C
解析:已知中的配体为和,则中Co元素的化合价为+3,A正确;等物质的量的和中键数目之比为,B正确;中配体为和分子中的配位原子是N,由于C的电负性小于N,对孤对电子的束缚力更弱,更容易形成配位键,即配体的配位原子为C原子,C错误;向溶有(配位数为6)的溶液中滴加足量的溶液,形成2mol沉淀,则该配位化合物为,则其配离子为,D正确。
7.答案:A
解析:A.中只存在P-Cl极性键、中只存在N-Cl极性键,二者中心原子价层电子对个数都是3+=4且含有1个孤电子对,二者都是三角锥形结构,正负电荷重心不重合,为极性分子,故A符合题意;
B.中只存在Be-Cl极性键,HCl中存在H-Cl极性键,中Be原子价层电子对个数=2+=2且不含孤电子对,为直线形分子,正负电荷重心重合,为非极性分子;HCl正负电荷重心不重合,为极性分子,故B不符合题意;
C.中N原子价层电子对个数=3+=4且含有1个孤电子对,为三角锥形结构,正负电荷重心不重合为极性分子,只存在N-H极性键;中B原子价层电子对个数=3+=3且不含孤电子对,为平面正三角形结构,正负电荷重心重合,为非极性分子,只存在B-H极性键,故C不符合题意;
D.中碳原子价层电子对个数=2+=2且不含孤电子对,为直线形分子,正负电荷重心重合,为非极性分子,只存在O=C极性键;中S原子价层电子对个数=2+=3且含有1个孤电子对,为V形结构,正负电荷重心不重合,为极性分子,只存在极性键,故D不符合题意。
答案选A。
8.答案:A
解析:A.稳定性为物质的化学性质,而氢键影响物质的物理性质,A错误;
B.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,中含1个手性碳原子(*所示),B正确;
C.碘、四氯化碳、甲烷均为非极性分子,水为极性分子,碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释,C正确;
D.氟的电负性大于氯的电负性,使得-的极性大于-的极性,三氟乙酸中的比三氯乙酸中的更容易电离出氢离子,三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性,D正确。
9.答案:A
解析:根据该物质的化学式可知,题给示意图中画出了1个和4个,示意图中的虚线表示氢键,因此该晶体中存在N—H…O氢键,A正确;同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但基态N原子的2p轨道为半充满的稳定状态,使基态N原子的第一电离能大于同周期相邻元素的第一电离能,即基态原子的第一电离能:C10.答案:C
解析:O原子电负性比F小,但的沸点高于HF,说明分子间形成氢键的个数较多,A正确;烃基为推电子基团,烃基越大,推电子效应越强,羧基中的羟基极性越小,酸性越弱,则酸性:,B正确;原子核外电子占据几个轨道,就存在几种不同的空间运动状态,根据泡利原理和洪特规则,S、P原子核外电子均占9个原子轨道,因此其原子核外均含9种不同空间运动状态的电子,C错误;的中心原子价层均含1个孤电子对、3个成键电子对,但N的电负性更大,中成键电子对更偏向N,成键电子对间排斥力更大,键角更大,D正确。
11.答案:B
解析:A.同周期主族元素从左到右元素的电负性增强,氢元素的电负性在三者中最小,所以电负性:,故A错误;
B.均是共价化合物,和均为分子晶体,组成和结构相似,但分子间存在氢键,故沸点高于,在常温下呈液态,在常温下呈气态,故简单氢化物沸点:,故B正确;
C.同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大的趋势,但Z(N)的2p能级有3个电子,处于半充满、较稳定,故Z(N)的第一电离能大于W(O)的第一电离能,故第一电离能:,故C错误;
D.的价层电子对数目:,VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,故D错误;
故答案选B。
12.答案:B
解析:A.中心S原子价层电子对数为,无孤对电子,采取杂化,空间结构是平面三角形,键角为120°,中心S原子价层电子对数为,有1对孤对电子,采取杂化,空间结构是三角锥形,键角小于120°,A正确;
B.氮原子的半径比碳原子的半径小,形成的共价键N-N比C-C稳固,所以中N-N键键能大于中C-C键键能,B错误;
C.Si原子间难形成双键而C原子间却可以形成,是因为Si的原子半径大于C的,两个Si原子的p电子难于重叠形成键,C正确;
D.乙烯分子中碳碳双键键能小于乙烷分子中碳碳单键键能的两倍,因此乙烯键长小于乙烷中C-C键键长,由于键比键更易断裂,乙烯结构不稳定,导致乙烯能和溴水发生加成反应,D正确;
故选B。
13.答案:D
解析:A.中含有,F的化合价为-1,化合物中各元素的化合价代数和为零的原则,可以计算出As的化合价为+5,而在化合物中,Na的化合价为+1,O元素显-2价,根据化合物中各元素的化合价代数和为零的原则,可以计算出As的化合价为+5,A错误;
B.属五元环结构,结构类似于苯,由其结构式可知,N原子的价层电子对数均为3,轨道杂化形式有,B错误;
C.中只含有N元素,属于单质,不属于离子化合物,C错误;
D.属五元环结构,结构类似于苯,具有稳定的化学性质,则比稳定,D正确;
故选D。
14.答案:C
解析:A.玛瑙的主要成分是,属于共价晶体,且两原子个数比为2:1,A正确;
B.键角3是硫酸根中键角,硫酸根为正四面体结构,键角为109°28′,键角1与键角2都是水分子中的键角,水分子中O采用杂化,但是由于水中O上有孤电子对,导致键角变小,故键角3最大;键角1与键角2比较,1上的O孤电子对提供出来形成配位键,导致键角1会比键角2大,故键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2,故B正确;
C.固态硫中S原子形成了2个共价键,还有2个孤电子对,故采用杂化,故C错误;
D.根据HCN的比例模型,结构价键规律,HCN的结构式为,故D正确;
故选C。
15.答案:A
解析:A.苯环中的C都是杂化,生成的中间体中连接的碳原子为饱和碳原子,这个碳原子杂化方式为,碳的杂化方式发生了变化,A错误;
B.从图中可知,生成中间体的反应活化能最大,活化能越大反应速率越慢,因此生成中间体的反应为决速步骤,B正确;
C.根据图示可知,苯环与、反应生成产物I,苯环上的化学键断裂,与磺酸基和硝基加成,该反应为加成反应,C正确;
D.生成产物2为放热反应,生成产物1为吸热反应,此外中间体生成产物2的活化能更低,反应速率也更快,因此动力学和热力学优势产物均为产物2,D正确;
故答案选A。
16.答案:D
解析:A.C、N、O为同周期元素,随核电荷数的递增,电负性增强,则电负性:O>N>C,故A错误;
B.该化合物为离子液体,是离子化合物,其阴离子为,阳离子为右侧的部分,一定含有离子键,故B错误;
C.的中心B原子的价层电子对数为:,无孤电子对,为正四面体结构,而不是平面正方形,故C错误;
D.N与C存在连接成类似苯环的平面结构,故环上的N原子均采取杂化,故N有1种杂化轨道类型,故D正确;
故选:D。
17.答案:(1)A
(2)三角锥形;;极性分子;大于
(3)N;3;哑铃形
(4)第四周期第Ⅷ族;d区;(或);
(5)Al
(6)ABD
分析:由元素周期表结构可知,①为H,②为N,③为0,④为Al,⑤为P,⑥为S,⑦为Cl,⑧为K,⑨为Fe,⑩为Cu。
解析:(1)②为N,电子排布式为,电子优先占据一个轨道且自旋方向相同,能量最低,则能量最低的为A。
(2)元素①和②可形成原子个数比为的共价化合物,该分子为,N和H原子形成三个单键,存在一对孤电子对,N原子为杂化,空间结构为三角锥形,该分子为极性分子。分子和分子的分子空间构型不同,分子和分子的中心原子均采取杂化,N原子只有一对孤电子对,O原子有两对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,孤电子对数越多,对成键电子对的排斥力越大,键角越小,则氨气分子的键角大于水分子的键角。
(3)基态K原子的电子排布式:,核外电子占据最高能层的符号是N,基态⑧离子电子排布式,占据的最高能级为p轨道,共有3个原子轨道,其形状是哑铃形。
(4)元素⑨为Fe,为26号元素,在周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族,属于d区,元素⑨二价离子的电子排布式是(或),元素⑩为Cu,为29号元素,价电子轨道表示式是。
(5)根据表中所列的某主族元素的电离能可知,该元素原子最外层电子数为3,所以该元素为Al元素。
(6)元素非金属性越强,电负性越大,非金属性③>⑥,电负性③>⑥,A正确;
元素非金属性越强,非金属性越强,氢化物的稳定性越强,非金属性③>⑥,最简单的氢化物的稳定性③>⑥,B正确;同周期元素的第一电离能从左到右逐渐增大,但P元素原子的3p轨道为半满稳定状态,其第一电离能比S元素大,故第一电离能:⑥<⑤<⑦,C错误;分子可以形成分子间氢键,沸点高于,最简单的氢化物的沸点:③>⑥,D正确。
18.答案:(1)AB
(2)9;7
(3)或
(4)①号N原子有孤对电子,能形成配位键;②号N的孤对电子参与形成大键,使电子云密度降低,配位能力减弱
(5)C
(6);
解析:(1)A.③电子占用4个电子层,半径最大:①5②电子层数相同,[Ne]3电子数最少,半径最小,所以微粒半径:③>①>②,故A正确;
B.(1)、(2)符合能量最低原理,电子排布属于基态的是①②,故B正确:
C.①为基态S原子,电离一个电子所需最低能量为S的第一电离能:②为,电离一个电子所需最低能量为S的第二电离能:③为激发态S原子,电离一个电子所需最低能量最小;所以电离一个电子所需最低能量②>①>③,故C错误;
D.②为,带1个正电荷,得电子能力大于S原子,得电子能力②>①,故D正确:选AB。
(2)基态S原子核外电子占用9个原子轨道,空间运动状态有9种:同一能级上的电子能量相同,基态Zn原子核外电子占用,能量不同的电子有7种。
(3)分子晶体的相对分子质量越大熔点越高,根据三氧化硫的熔点推测,固态三氧化硫实际的分子式为。
(4)①号N原子有孤对电子,能形成配位键;②号N的孤对电子参与形成大键,使电子云密度降低,配位能力减弱。
(5)可写为可写为可写为可写为可写为和的非羟基氧原子数相同,酸性相近:
(6)中价层电子对数为,采取杂化方式,杂化轨道与配位原子只能形成键,故与O原子的2p轨道形成键。由题给焦磷酸根离子、三確酸根离子的结构式可看出,多磷酸盐中存在结构单元,个结构单元共用个O原子,则O原子总数为,离子所带电荷数为,故通式为;
19.答案:(1)AB
(2);锗元素原子半径大,σ键长,p轨道难以通过“肩并肩”方式形成π键
(3)AC
(4)①>⑤>③>②>④
(5)甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多
解析:(1)A.基态Si原子:变成激发态,电子离核更远,故半径增大,基态原子失去一个电子变成,电子离核更近,半价变短,故微粒半径:③>①>②,A正确;
B.①、②均为能量更低的基态原子或离子,B正确;
C.②为带正电的离子,而①为基态原子,明显②对电子吸引力更强,故得电子能力:①<②,C错误;
D.①与③分别为基态与激发态,③更易失去电子,而①、②失去一个电子所需要的能量分别对应Si原子的第一电离能、第二电离能,而第二电离能大于第一电离能,故电离一个电子所需最低能量:②>①>③,D错误。
故选AB。
(2)Ge为第IVA族元素,基态Ge原子的核外价层电子的轨道表示式为;C原子间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。原因是锗元素原子半径大,σ键长,p轨道难以通过“肩并肩”方式形成π键。
(3)A.与Mn原子配位时,提供孤电子对的是N原子,C无孤对电子,A错误;
B.电负性:HC.中两个C原子的杂化类型分别为、sp,C错误;
D.中σ键与π键数目之比为5:2,D正确。
故选AC。
(4)卤素原子为吸电子基团,且电负性F>Cl,且含电负性越大的原子越多,吸电子效应越大,使得羧基中氢氧键的共用电子对更加靠近吸电子基团,从而更容易电离出氢离子,使酸性增强,减小,而烷烃基为推电子基团刚好相反,且乙基的推电子效应大于甲基,从而使酸性降低,增大,由此可知酸性:④>②>③>⑤>①,则这些羧酸的由大到小的顺序是①>⑤>③>②>④。
(5)甲醇()的沸点64.7℃,介于水(100℃)和甲硫醇(,7.6℃)之间,其原因是甲硫醇不能形成分子间氢键,而水和甲醇均能,且水比甲醇的氢键多。
20.答案:(1);平面三角形;V形
(2)B
(3)
(4);
(5);极性;;
解析:(1)基态硒(Se)价层电子排布式为;的价层电子对数为,VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形;
(2)A.元素的非金属性越强,其氢化物的稳定性越强,非金属性:,所以氢化物的稳定性:,A错误;
B.半径,故电负性,B正确;
C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物所对应水化物的酸性越强,非金属性:,故酸性,C错误;
D.元素的非金属性越强,其简单阴离子的还原性越弱,非金属性:,故还原性:,D错误;
答案选B;
(3)由图中的最高正化合价或最低负化合价与原子序数的关系可知,x是H元素,d是O元素,e是Na元素,f是Al元素,g是S元素,h是Cl元素。由H、Cl、O三种元素组成的化合物为HClO,为共价化合物,其电子式为;
(4)电子层数越多,离子半径越大,电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,O、Na、Al、S、Cl元素形成的简单离子中,的半径最大。核外有18个电子,核电荷数为16,其结构示意图为;
(5)H、O两元素形成的化合物为和,其中既含有极性共价键又含有非极性共价键的是,过氧化氢为二面角结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子;过氧化氢与次氯酸钠反应生成常见的无色气体为氧气,该反应的离子方程式为;在该化合物作用下,铜与浓盐酸的反应可用于制备,该反应的化学方程式为。第2章 微粒间相互作用与物质性质(A卷基础夯实)——高二化学鲁科版(2019)选择性必修二单元测试AB卷
(时间:75分钟,分值:100分)
单项选择题:本题共16小题,每小题3分,共48分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列常见的物质含有非极性共价键的是
A. B. C. D.
2.下列模型分别表示、、的结构,下列说法不正确的是( )
A.分子中含有键
B.是由非极性键构成的分子
C.易溶于而难溶于水,是非极性分子
D.分子是含非极性键和极性键的非极性分子
3.工业上从硒化亚铜中提取Se的反应之一为。下列与该反应有关的化学用语表述正确的是( )
A.的电子式为
B.的空间结构是三角锥形
C.键角:
D.基态Se原子核外电子有34种空间运动状态
4.抗病毒药物阿比朵尔分子结构如图所示。下列说法错误的是( )
A.电负性:O>N>C
B.该物质中S和N均采取杂化
C.基态Br原子核外电子的空间运动状态有18种
D.C、N、O、S均位于元素周期表的p区
5.下图为一种结构有趣的“糖葫芦”分子,其中W、X、Y、Z四种元素位于同一主族的相邻周期,X的电负性大于Z,工业上利用沸点差异从空气中分离出Y的单质。E是短周期元素,E与Y的价电子数之和与Mg的质子数相同,与的电子结构相同。下列说法错误的是( )
A.分子中W、Y的杂化轨道类型不相同
B.第一电离能:
C.X的氢化物的VSEPR模型为四面体形
D.简单离子半径:
6.有氧条件下,在Fe基催化剂表面,还原NO的反应机理如图所示。该反应能够有效脱除烟气中的NO,保护环境。下列说法错误的是( )
A.在酸性配位点上,与通过配位键形成
B.增大压强有利于NO与吸附在配位点上形成
C.还原NO的过程涉及极性键与非极性键的断裂与生成
D.Fe基催化剂不可以提高NO的平衡转化率
7.下列各组分子空间构型和极性均相同的是( )
A.和 B.和 C.和 D.和
8.下列说法正确的是( )
A.易溶于可以用“相似相溶”规律解释
B.、都是含有极性键的极性分子
C.金属晶体都具有较高的熔点和银白色的金属光泽
D.分子中无手性碳原子
9.下列事实不能用氢键解释的是( )
A.密度: B.沸点:
C.稳定性: D.溶解性(水中):
10.下列物质性质的变化规律与键能无关的是( )
①的稳定性依次减弱
②易液化
③的熔、沸点依次升高
④的熔、沸点小于的熔、沸点
A.①③④ B.①③ C.②③④ D.全部
11.W、X、Y、Z、R为短周期主族元素,原子序数依次增大。W的某种原子核内无中子,X、Y、Z为同周期相邻元素,R的核电荷数是Z的两倍。是一种优良的消毒剂和氧化剂。下列有关说法正确的是( )
A.分子中所有原子都满足8电子稳定结构
B.不稳定易分解的主要原因是分子间氢键较弱
C.R的单质在过量的中完全燃烧,生成
D.W可分别与X、Y、Z形成两种及以上的化合物
12.金刚石有重要的应用,科学家不断研究制备金刚石的方法。
方法Ⅰ:
方法Ⅱ:
下列说法正确的是( )
A.金刚石和石墨互称为同位素
B.金刚石和石墨中粒子间的作用力类型相同
C.键长:Si-C键D.熔点:SiC13.与环氧化合物反应生成环状碳酸酯原子利用率100%,符合绿色化学和原子经济性的理念。如图是离子液体M催化生成环状碳酸酯的一种反应机理。下列说法错误的是( )
A.A、C中N原子的杂化方式为和
B.反应过程中有、的断裂和形成
C.离子液体具有难挥发的特点,是由于它的粒子全部是带电荷的离子
D.D与足量NaOH溶液混合加热的产物是和1,2-丙二醇
14.α-甲基苄溴在氢氧化钠水溶液中水解的势能变化(Ph表示苯基)如图所示。下列说法正确的是( )
A.该反应有2个过渡态,且反应速率由第二步决定
B.α-甲基苄溴不能使溴水褪色,且其水解产物也不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.α-甲基芐溴和足量氢气加成后的产物中有5种不同环境的氢
D.中间体中的带正电荷的碳原子杂化方式为
15.(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示),溶于盐酸生成,用还原生成。下列说法正确的是( )
A.分子中As原子的杂化方式为
B.为共价化合物
C.空间构型为平面正三角形
D.沸点:
16.下列化学用语错误的是( )
A2p能级电子云轮廓图 B分子中键形成过程
C分子空间填充模型 D三种杂化轨道
A.A B.B C.C D.D
二、填空题:本大题共4小题,17题10分,18题12分,19题14分,20题16分,共52分。
17.氮元素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)基态N原子的核外电子运动状态有__________种;由氮元素形成的三种微粒:①
②
③。下列叙述正确的是__________(填标号)。
A.微粒半径:
B.失去一个电子所需最低能量:
C.电子排布属于激发态的是:③
D.得电子能力:
(2)的空间结构为__________,中心原子的杂化方式为__________,分子的键角__________(填“>”“<”或“=”);水解生成具有强烈杀菌作用的物质,已知电负性,其水解的化学方程式为__________。
(3)的熔点__________(填“高于”或“低于”),主要原因是____________________;已知烷基的推电子效应强于H,与结合能力更强的是__________。
18.铬是一种重要的元素,在合金、电镀、鞣制领域都有重要的应用,的配位能力很强,可以形成多种配离子。
(1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为__________,同周期元素的基态原子最外层电子数与Cr相同的元素有__________种。
(2)是最重要的铬(Ⅲ)盐之一,阴离子的空间构型为__________,基态S原子核外电子中成对电子数和未成对电子数之比为__________。
(3)都是常见的配体,以上配体中所含元素的电负性由大到小的顺序是____________________。
(4)中键的数目为__________,基态N原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为__________形。
(5)中配体的杂化类型是__________,的键角__________的键角(填“大于”、“小于”或“等于”),判断依据是______________________________。
19.ⅢA族元素能与其他元素组成结构、性质各异的化合物。回答下列问题:
(1)基态B原子核外电子的运动状态有__________种,基态原子的价电子轨道表示式为__________。
(2)《诗经》言“缟衣茹藘(茜草)”,茜草中的茜素与矾土中的、生成的红色配合物是最早的媒染染料。
①茜素水溶性较好的原因是__________。
②中通过螯合作用形成的配位键有__________。
(3)(氨硼烷)是具有潜力的化学储存材料之一,中的键角__________中的键角(填“>”“<”或“=”)。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气的反应:,的结构为。在该反应中,B原子的杂化轨道类型由__________变为__________。
(4)硼化钒——空气电池的示意图如图所示,该电池工作时发生反应:,负极电极反应式为__________,为使电池工作效率最大化,则选择性透过膜为__________离子透过膜(填“阴”或“阳”)。
20.锂—磷酸氧铜电池正极的活性物质是,可通过下列反应制备:。回答下列问题:
(1)上述化学方程式中涉及第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是_____________,涉及第三周期元素的电负性由小到大的顺序是_____________。
(2)写出基态的第三能层的电子排布式_____________,若核外电子空间运动状态有15种,则该离子处于_____________(填“基”或“激发”)态。
(3)晶体内不存在_____________。(填序号)
①离子键
②极性共价键
③非极性共价键
④配位键
⑤范德华力
(4)氨基乙酸铜的分子结构如图,氮原子的杂化方式为_____________,键角_____________键角(填“>”“<”“=”)
(5)氨基乙酸与丙酸相对分子质量几乎相等,但氨基乙酸的熔、沸点远高于丙酸。主要原因:一是氨基乙酸能形成内盐;二是_____________。
答案以及解析
1.答案:C
解析:和中含有极性共价键,中不含共价键,中含非极性共价键,故选C。
2.答案:B
解析:B.根据的结构可知,结构对称,因此是由S—F极性键构成的非极性分子,B错误;
故答案选B。
3.答案:A
解析:A.中O原子与2个H形成共用电子对,电子式为:,故A正确;
B.中心S原子价层电子对数为4,无孤电子对,空间构型为正四面体形,故B错误;
C.O原子半径小于S,中成键电子对之间的斥力较大,因此键角大于,故C错误;
D.基态Se原子核外电子排布为:,所以基态硒原子核外有18种不同空间运动状态的电子,D项错误;
故选:A。
4.答案:B
解析:元素非金属性越强,吸电子能力越强,电负性越强,故电负性O>N>C,A正确;该物质中与苯环直接相连的S原子、连接两个甲基的N原子采取杂化,B错误;Br位于第四周期第VI A族,故核外电子排布式为,核外电子的空间运动状态数等于核外电子占据的原子轨道数,共18种,C正确;第ⅢA~第VIA族、0族元素均属于p区元素,D正确。
5.答案:B
解析:A.W为P,P的价层电子对数为3,采用杂化,Y为N,N的价层电子对数为4,采用杂化,故A正确;
B.第一电离能:,即,故B错误;
C.X是中As的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,故C正确;
D.简单离子半径:,即,故D正确;故选B。
6.答案:C
解析:在酸性配位点上,与通过N→H配位键形成,A正确;是气体分子数减小的反应,增大压强,平衡正向移动,所以增大压强有利于NO与吸附在配位点上形成,B正确;还原NO的过程中不涉及非极性键的断裂,C错误;催化剂不影响平衡转化率,D正确。
7.答案:C
解析:A.空间构型为直线形分子,是非极性分子;空间构型为V形分子,是极性分子,故不选A;
B.分子空间构型为平面三角形,为非极性分子;分子空间构型为三角锥形,为极性分子,故不选B;
C.和分子空间构型均为正四面体形,都是非极性分子,故选C;
D.中S原子采用sp3杂化,空间构型为折线形,为极性分子;中C原子采用sp杂化,空间构型为直线形,为非极性分子,故不选D;
选C。
8.答案:A
解析:和均是非极性分子,依据“相似相溶”规律,易溶于,A正确;
、的空间结构都是正四面体形,都是含有极性键的非极性分子,B错误;
有的金属熔点很高,比如钨,有的很低,比如常温下汞是液体,绝大多数金属都具有银白色光泽,但少数有特殊颜色,如金呈黄色,铜呈红色,C错误;
手性碳原子是指与四个不同原子或基团相连的碳原子,该有机物中与羟基相连的碳原子是手性碳原子,D错误。
9.答案:C
解析:A.水分子间存在氢键,氢键具有方向性,导致水结冰时存在较大空隙,密度比液态水小,A不符题意;
B.水分子间可形成氢键,硫化氢分子间不能形成氢键,所以沸点:,B不符题意;
C.原子半径:,键长:,键能:,所以稳定性:,与氢键无关,C符合题意;
D.氨分子与水分子间可形成氢键,增大溶解性;甲烷分子与水分子间不能形成氢键,所以溶解性(水中):,D不符题意;
答案选C。
10.答案:C
解析:①HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱的原因是分子中的键能依次减小,所以氢化物稳定性依次减弱,和键能有关;
②易液化是因为其分子间存在氢键,与化学键的键能无关;
③的熔、沸点逐渐升高,和分子间作用力有关,与分子内的键能无关;
④的熔沸点小于的熔沸点,因为水分子间存在氢键,氢键的作用力大于范德华力,则熔沸点与分子间的作用力有关与键能无关;与键能无关的是②③④,故选C。
11.答案:D
解析:A.分子为,其中H原子不是8电子稳定结构,A错误;
B.为,不稳定易分解的主要原因是分子内化学键不稳定,B错误;
C.R为S元素,其单质在氧气中燃烧生成,C错误;
D.H元素与C、N和O元素均可形成两种及以上的化合物,D正确;答案选D。
12.答案:D
解析:A.金刚石和石墨是C元素的不同单质,互称为同素异形体,A错误;
B.金刚石和石墨中粒子间的作用力类型不相同,前者为共价键,后者为共价键和分子间作用力,B错误;
C.原子半径:CC-C键(金刚石),C错误;
D.共价晶体的熔沸点与共价键的键能有关,原子半径:CC-C键(金刚石),键能:Si-C键故选择D。
13.答案:A
解析:A.由A、C的结构可判断N原子的杂化方式均为,A错误;
B.A生成B时有的断裂和的生成,C生成M时有的断裂和的生成,B正确;
C.离子液体具有难挥发的特点,是由于它的粒子全部是带电荷的离子,C正确;
D.D是碳酸酯,与足量NaOH溶液混合加热的产物是和1,2丙二醇,D正确;
故选A。
14.答案:D
解析:由题图可知该反应有2个过渡态,第一步活化能更大,则反应速率由第一步决定,A错误;α-甲基苄溴的水解产物与苯环直接相连的C原子上连有H原子,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;α-甲基芐溴和足量氢气加成后的产物为,其中有6种不同化学环境的氢,如图中标有序号的碳原子连接的氢原子:,C错误;中间体中带正电荷的碳原子价层电子对数为3,采用关淂窅杂化,D正确。
15.答案:A
解析:分子中As原子价层电子对数为4且含有1对孤电子对,则其杂化方式为:,A正确;
只含共价键的化合物为共价化合物,含有离子键的化合物为离子化合物,由和构成,为离子化合物,B错误;
中As原子价层电子对数为,且含有1对孤电子对,则其空间构型为三角锥形,C错误;
分子间形成氢键,沸点最高,、不能形成分子间氢键,相对分子质量越大,沸点越高,故沸点:,D错误。
16.答案:C
解析:A.p轨道的电子云轮廓图为哑铃形,2p能级有轨道,轨道的电子云轮廓图是依次沿x轴、y轴和z轴方向伸展的哑铃形,故A正确;
B.p-pπ键电子云轮廓图为未参与杂化的p电子通过肩并肩的方式形成的π键,原子轨道的重叠部分对等地分布在包括键轴在内的平面上、下两侧,呈镜面对称,则分子中键形成过程正确,故B正确;
C.氨分子中心N原子上的孤电子对数为(5-3×1)=1、σ键电子对数为3,价层电子对数为4,呈三角锥形,但图示模型不是分子空间填充模型、是球棍模型,故C错误;
D.键角依次为180°、120°、109°28’,对应的杂化方式依次为,故有三种杂化轨道,故D正确;
故选:C。
17.答案:(1)7;AC
(2)直线形;sp;>;
(3)低于;分子间存在氢键;
解析:(1)基态N原子的电子排布为,共有7个电子,核外每个电子运动状态均不同,则基态N原子的核外电子运动状态有7种;①为基态N原子,②为基态,③为激发态N原子,则:
A.③有3个电子层,半径最大,①、②具有相同的电子层数和核电荷数,核外电子数越多,微粒半径越大,则微粒半径:③>①>②,A正确;
B.①、②失去一个电子所需最低能量分别为基态N的第一电离能、第二电离能,第二电离能大于第一电离能,③为激发态N原子,能量高,失去一个电子所需最低能量比①小,则失去一个电子所需最低能量:②>①>③,B错误;
C.③为激发态N原子,则电子排布属于激发态的是:③,C正确;
D.微粒半径:①>②,则原子核对最外层电子吸引能力:①<②,所以得电子能力:①<②,D错误;
故选AC。
(2)与分子的原子个数都为3、价电子数都为16,两者互为等电子体,等电子体具有相同的空间结构,二氧化碳的空间结构为直线形,则的空间结构也为直线形,因为的空间结构为直线形,则中心原子的杂化方式为sp;、分子中心原子相同,周围原子电负性大的键角小,因电负性:Cl>H,则分子的键角>;水解生成具有强烈杀菌作用的物质(HClO),其水解的化学方程式为:;
(3)和互为同分异构体,支链越多,熔点越低,且可以形成分子间氢键,则的熔点低于,主要原因是分子间存在氢键;烷基的推电子效应强于H,则中N原子的电负性大于,所以结合能力更强的是。
18.答案:(1);2
(2)正四面体形;7:1
(3)O>N>C>H
(4);纺锤或哑铃
(5);小于;中O和中N均为杂化,O有两对孤电子对,N有一对孤电子对,孤电子对越多,排斥力越大,键角越小
解析:(1)基态Cr原子价层电子的轨道表达式为;Cr最外层电子数为1,同周期元素的基态原子最外层电子数为1的元素还有2种,分别是K和Cu;
(2)阴离子的中心S价层电子对数为,无孤电子对,空间构型为正四面体形;基态S原子电子排布式为,核外电子中成对电子数为14、未成对电子数之比为2,所以其成对电子数和未成对电子数之比为7:1;
(3)同周期主族元素从左到右电负性依次增强,电负性O>N>C,4种元素中H元素电负性最弱,所以电负性由大到小的顺序是O>N>C>H;
(4)中共9molN-H键,共4molO-H键,三价铬离子提供空轨道与共3mol配位键,与共2mol配位键,与共1mol配位键,所以键的数目为;基态N原子电子排布式为,占据最高能级为2p,其电子云轮廓图为纺锤或哑铃形;
(5)中配体中N价层电子对数为,其杂化类型是,中O价层电子对数为,为V字形,键角105,空间构型为三角锥形,键角107°18',的键角小于,判断依据是中O和中N均为杂化,O有两对孤电子对,N有一对孤电子对,孤电子对越多,排斥力越大,键角越小。
19.答案:(1)5;
(2)茜素含有亲水性的羟基、酮羰基,易与水形成氢键;茜素和水分子均为极性分子;4
(3)>;;
(4);阴
解析:(1)基态B原子有5个电子核外电子的运动状态有5种,基态原子的价电子轨道表示式为;
(2)①茜素水溶性较好的原因是茜素含有亲水性的羟基、酮羰基,易与水形成氢键;茜素和水分子均为极性分子。
②X中1个茜素分子上的两个氧原子和铝离子通过螯合作用形成2个配位键,X中两个茜素分子通过螯合作用形成4个配位键,中通过螯合作用形成的配位键有4。
(3)(氨硼烷)是具有潜力的化学储存材料之一,中的键角>中的键角因为氨气分子中存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的作用力大于成键电子对之间的作用力,使得成键电子对之间的键角变小。氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气的反应:,的结构为。中B不含孤电子对,含有四个成键电子对,所以价电子对数为4,是sp3杂化,中B不含孤电子对,含有四个成键电子对,所以价电子对数为3,是杂化,在该反应中,B原子的杂化轨道类型由sp3变为;
(4)负极电极反应式为,为使电池工作效率最大化,则选择性透过膜为阴离子透过膜使得氢氧根可以在负极被消耗,并且生成的阴离子可以进入正极附近。
20.答案:(1);
(2);激发
(3)③⑤
(4);<
(5)氨基乙酸的存在也会使分子间产生氢键(或分子数相同时,氨基乙酸形成的分子间氢键数目比丙酸形成的分子间氢键数目多)
解析:(1)上述化学方程式中涉及第二周期元素为N、O,同周期元素由左向右第一电离能呈增大趋势,N原子的2p轨道处于半充满状态,比较稳定,难以失去电子,其第一电离能大于相邻元素,则N、O元素第一电离能由小到大的顺序为:O(2)Cu原子序数为29,根据构造理论知,基态铜原子第三能层的电子排布式。基态的核外电子排布式为,空间运动状态种类等于原子轨道数,即有1+1+3+1+3+5-14种,但此时核外电子空间运动状态有15种,则该离子处于激发态。
(3)晶体中,存在硫酸根和铵根之间形成的离子键,O和S、N和H形成的极性共价键,H和形成的配位键,不存在非极性共价键和范德华力,故选③⑤。
(4)氨基中N形成3个σ键还有1对孤对电子,氮原子的杂化类型为N-C-C的中心原子C原子为杂化,C-C-O的中心原子C原子为杂化,因此N-C-C键角(5)氨基乙酸的熔、沸点远高于丙酸。主要原因:一是氨基乙酸能形成内盐;二是氨基乙酸的存在也会使分子间产生氢键或分子数相同时,氨基乙酸形成的分子间氢键数目比丙酸形成的分子间氢键数目多。