阶段质量检测(二)　分子结构与性质（含解析）高中化学人教版（2019）选择性必修 第二册

阶段质量检测(二)　分子结构与性质
选择题部分(请将答案填在后面的答题栏内)
一、选择题：本题共15小题，每小题3分，共45分。
1．下列对干冰的认识正确的是(　　)
A．存在共价键和分子间作用力
B．空间填充模型为
C．升华时键长变长
D．分子中有两对共用电子对
2．(2024·天津河西期末)下列关于乙烯分子的说法正确的是(　　)
A．有6个σ键 B．碳原子采用sp杂化
C．所有原子共平面 D．分子中含有手性碳
3．(2024·河南开封期末)下列说法正确的是(　　)
A．NCl3分子中的键角为120°
B．H2O和CS2均为V形分子
C．H2SO4能形成分子间氢键
D．CO2分子中σ键和π键的数目之比为1∶2
4．已知CO2、BF3、CH4、SO3都是非极性分子，NH3、H2S、H2O、SO2都是极性分子，由此可推知ABn型分子是非极性分子的经验规律是(　　)
A．分子中不能含有氢原子
B．在ABn分子中A原子没有孤电子对(或A原子最外层电子均已成键)
C．在ABn分子中每个共价键的键长和键能都相等
D．分子中所有原子在同一平面内
5．(2024·重庆九龙坡期末)下列排列顺序错误的是(　　)
A．键能：C===C>C—C
B．键长：Br—Br>Cl—Cl
C．键角：H2O>NH3
D．极性：F—C>Cl—C
6．(2024·广东佛山期末)下列关于水合氢离子(H3O＋)的说法错误的是(　　)
A．含有极性键
B．空间结构为三角锥形
C．键角：H3O＋D．H3O＋和H2O中氧原子均为sp3杂化
7．(2024·北京丰台期末)SF6可用作高压发电系统的绝缘气体，分子呈正八面体结构，如图所示。有关SF6的说法正确的是(　　)
A．分子中只含极性键
B．SF6是极性分子
C．S与F之间共用电子对偏向S
D．S原子满足8电子稳定结构
8．(2024·山东菏泽一中期末)《中华本草》中记载了炉甘石(ZnCO3)入药，可用于治疗皮肤炎症等。下列叙述正确的是(　　)
A．Zn的核外电子排布式为3d104s2
B．ZnCO3中阴离子空间结构为平面正三角形
C．ZnCO3中C的杂化方式为sp3
D．电负性：Zn>C>O
9．向NaClO溶液中通入CO2，反应的离子方程式为ClO－＋CO2＋H2O===HClO＋HCO。下列说法错误的是(　　)
A．电负性：O>Cl>C>H
B．HCO中碳原子的杂化方式为sp3
C．HClO的空间结构为V形
D．HCO可以与H2O分子形成氢键
10．下列关于事实的解释错误的是(　　)
选项 事实 解释
A 碘易溶于四氯化碳而难溶于水 碘和四氯化碳是非极性分子，而水是极性分子
B Na2O、MgO、Al2O3的离子键的百分数减少 Na2O、MgO、Al2O3的相对分子质量增大，分子间作用力增强
C 对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸 对羟基苯甲酸形成分子间氢键，而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键
D 水晶柱面上的固态石蜡在不同方向熔化的快慢不同 水晶内部质点排列的有序性，导致水晶的导热具有各向异性
11．(2024·山东卷)由O、F、I组成化学式为IO2F的化合物，能体现其成键结构的片段如图所示。下列说法正确的是(　　)
A．图中代表F原子
B．该化合物中存在过氧键
C．该化合物中I原子存在孤对电子
D．该化合物中所有碘氧键键长相等
12．(2024·河北石家庄期末)下列说法正确的是(　　)
A．PCl3分子的空间结构与它的VSEPR模型一致
B．H2O分子和N2H4分子之间可以形成氢键
C．NH2—NH2中的键角∠N—N—H小于H2O2中的键角∠O—O—H
D．CS2和SO2的分子结构相似，均为非极性分子
13．(2024·安徽卷)某催化剂结构简式如图所示。下列说法错误的是(　　)
A．该物质中Ni为＋2价
B．基态原子的第一电离能：Cl>P
C．该物质中C和P均采取sp2杂化
D．基态Ni原子价电子排布式为3d84s2
14．(2024·北京朝阳期末)硫酸盐(含SO、HSO)气溶胶是PM2.5的成分之一，科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理，其主要过程示意图如下：
下列说法不正确的是(　　)
A．H2O中的O为sp3杂化
B．SO的VSEPR模型为平面三角形
C．HNO2是由极性键形成的极性分子
D．反应过程中涉及氧氢键断裂和硫氧键形成
15．(2024·海南海口期末)环己烷分子(C6H12)在常温下有两种空间结构：“椅式构象”和“船式构象”，通常“椅式构象”占的比例更大，下列相关说法不正确的是(　　)
A．两种构象中碳原子的杂化方式相同
B．“船式构象”的极性稍大于“椅式构象”
C．环己烷为手性分子
D．“船式构象”所占比例较小与原子团间相互排斥有关
非选择题部分(请在各题后直接作答)
二、非选择题：本题共4小题，共55分。
16．(11分)芦笋中的天冬酰胺(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中，__________(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有______种。
(3)H2S和H2Se的参数对比见下表。
化学式 键长/nm 键角 沸点/℃
H2S 1.34 92.3° －60.75
H2Se 1.47 91.0° －41.50
①H2Se含有的共价键类型为________。
②H2S的键角大于H2Se的键角的原因可能为
________________________________________________________________________。
(4)已知钼(Mo)位于第五周期第ⅥB族，钼、铬、锰的部分电离能(kJ·mol－1)如下表所示：
编号 I5 I6 I7 I8
A 6 990 9 220 11 500 18 770
B 6 702 8 745 15 455 17 820
C 5 257 6 641 12 125 13 860
A是________(填元素符号)，B的价层电子排布为____________。
17．(14分)(1)在水中的溶解度，吡啶远大于苯，主要原因是①_______________，②_______________。
(2)H2Se的沸点低于H2O，其原因是__________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料，后者熔点高于前者，主要原因是_________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)H2O2和H2O能以任意比例互溶的原因是_________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
18．(15分)按要求回答下列问题。
(1)根据价层电子对互斥模型，H2S、SO2、SO3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是________。
(2)H2O和SO的中心原子的杂化轨道类型分别为________、________，试判断H2O和SO的键角大小关系并说明原因：_______________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(3)成语“信口雌黄”中的雌黄分子式为As2S3，分子结构如图，As原子的杂化方式为________，雌黄和SnCl2在盐酸中反应转化为雄黄(As4S4)和SnCl4并放出H2S气体，SnCl4分子的空间结构为____________。
(4)某绿色农药结构简式如图，回答下列问题：
分子中编号为①的碳原子和与其成键的另外几个原子构成的空间结构为____________；CSe2首次是由H2Se 和CCl4 反应制取的，试比较CSe2、H2Se、CCl4三种分子的键角__________________(按由大到小顺序排列)。
(5)S8与热的浓NaOH溶液反应的产物之一为Na2S3，S的空间结构为________。
(6)[H2F]＋[SbF6]－(氟酸锑)是一种超强酸，则[H2F]＋的空间结构为________。
(7)Na3AsO4中含有的化学键类型包括________________；AsO的空间结构为____________。
19．(15分)生产生活中处处有化学，结合物质与结构的相关知识，回答下列问题：
(1)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用，该物质的结构简式如图所示。
①维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有________。
a．离子键、共价键
b．离子键、氢键、共价键
c．氢键、范德华力
d．离子键、氢键、范德华力
②维生素B1燃烧可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物质，这些物质中属于非极性分子的化合物有________。
(2)液氨常被用作制冷剂，若不断地升高温度，实现“液氨①,氨气②,氮气和氢气③,氮原子和氢原子”的变化，在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用是①______________________；②极性键；③________________。
(3)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)＋3F2(g)===2ClF3(g)　ΔH＝－313 kJ·mol－1，F—F的键能为159 kJ·mol－1，Cl—Cl的键能为242 kJ·mol－1，则ClF3中Cl—F的平均键能为________kJ·mol－1。ClF3的熔、沸点比BrF3的____________(填“高”或“低”)。
(4)TiCl4稳定性比CCl4差，极易水解，试从结构分析其原因________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(5)氯丙烯分子()中碳原子轨道杂化类型是____________。
(6)铁能与三氮唑(Bipy，结构如图)形成多种化合物。
1 mol Bipy中含有σ键______mol，Bipy中碳原子的杂化方式为______。
阶段质量检测(二)
1.选A　干冰是固体CO2,CO2是由分子构成的化合物,在物质分子内的C、O原子之间以共价键结合,在CO2分子之间以分子间作用力结合,故在干冰中存在的作用力有共价键和分子间作用力,A正确;由于原子半径:C>O,分子中键角是180°,所以CO2的空间填充模型为,B错误;干冰升华时被破坏的是分子间作用力,而物质分子内的化学键没有断裂,因此升华时键长不变,C错误;在CO2分子中,C原子的最外层的4个成单电子与2个O原子的电子形成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︰︰︰C︰︰︰,D错误。
2.选C　乙烯中有4个C—H,1个CC,则共5个σ键,故A错误;碳原子的价层电子对数为3,采用sp2杂化,故B错误;乙烯分子中所有原子共平面,故C正确;手性碳原子是指碳连的四个原子或原子团都不相同,因此乙烯分子中没有手性碳,故D错误。
3.选C　NCl3分子中N原子的价层电子对数=3+=4且含有一个孤电子对,该分子为三角锥形,键角小于120°,A错误;H2O中O原子的价层电子对数=2+=4且含两个孤电子对,为V形,CS2中C原子的价层电子对数=2+=2且不含孤电子对,为直线形,B错误;H2SO4分子中含有2个—OH,分子间能够形成氢键,C正确; CO2的结构式为OCO,共价双键中含有1个σ键和1个π键,则该分子中含有2个σ键和2个π键,σ键和π键的个数之比为1∶1,D错误。
4.选B　由题意可知,甲烷是含有氢原子的非极性分子,故A错误;非极性分子中中心原子A的最外层电子均已成键,都不含孤电子对,故B正确;氨分子为极性分子,分子中氮氢键的键长和键能都相等,故C错误;水分子、硫化氢分子和二氧化硫都是极性分子,分子中所有原子在同一平面内,故D错误。
5.选C　同种元素形成的共价键,键能大小的一般规律是三键键能>双键键能>单键键能,故A正确;比较键长大小,通常看原子半径,原子半径越小,键长越短,原子半径关系是Br>Cl,则Br—Br的键长>Cl—Cl的键长,故B正确;依据价层电子对互斥模型,H2O中心原子O的价层电子对数=σ键数目+孤电子对数=2+2=4,NH3中心原子N的价层电子对数=σ键数目+孤电子对数=3+1=4,二者VSEPR模型均为四面体形,但NH3中心原子N原子上有1个孤电子对,H2O中心原子O原子上则有2个孤电子对,对成键电子对有更大的斥力,故键角大小是NH3>H2O,故C错误;电负性:F>Cl,故F与C电负性差值大于Cl与C电负性差值,故共价键极性关系F—C>Cl—C,故D正确。
6.选C　水合氢离子中含有氢氧键,是极性键,A正确;水合氢离子中的氧原子为sp3杂化,含有一个孤电子对,故为三角锥形,B正确;水中的孤电子对的数目大于水合氢离子,孤电子对数目越多键角越小,故键角:H3O+>H2O,C错误;H3O+和H2O中氧原子均为sp3杂化,D正确。
7.选A　SF6中的键为6个S—F,为极性键,此分子中只含极性键,故A正确;SF6是结构对称、正负电荷中心重合的分子,为非极性分子,故B错误;由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,故C错误;中心原子的价电子数+化合价的绝对值=8时,该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S元素的化合价+价电子数=6+6=12,则S原子不是8电子稳定结构,故D错误。
8.选B　锌元素的原子序数为30,基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,故A错误;碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3,孤电子对数为0,离子的空间结构为平面正三角形,故B正确;碳酸根离子中碳原子的价层电子对数为3,则碳原子的杂化方式为sp2杂化,故C错误;金属元素的电负性小于非金属元素的,非金属元素的非金属性越强,电负性越大,则三种元素的电负性大小顺序为O>C>Zn,故D错误。
9.选B　元素的非金属性越强,电负性越大,电负性:O>Cl>C>H,A正确;HC的结构式为 ,价层电子对数为3+=3+0=3,一个碳原子形成3个σ键和一个π键,且无孤电子对,为sp2杂化,B错误;HClO的中心原子是氧原子,价层电子对数为2+=2+2=4,一个氧原子形成2个σ键,另有2个孤电子对,空间结构为V形,C正确;HC中存在“O—H”,可与H2O形成氢键,D正确。
10.选B　碘和四氯化碳是非极性分子,而水是极性分子,根据“相似相溶”原理可知,碘易溶于四氯化碳而难溶于水,A正确;Na2O、MgO、Al2O3的离子键的百分数减少,是因为金属元素和氧元素的电负性差值依次减小,B错误;对羟基苯甲酸形成分子间氢键,而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,所以对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸,C正确;水晶内部质点排列的有序性,导致水晶的导热具有各向异性,所以水晶柱面上的固态石蜡在不同方向熔化的快慢不同,D正确。
11.选C　由图中信息可知,白色的小球可形成2个共价键,灰色的小球只形成1个共价键,黑色的大球形成了4个共价键,根据O、F、I的电负性大小(F最大、I最小)及其价电子数可以判断,白色的小球代表O原子、灰色的小球代表F原子,黑色的大球代表I原子。图中(白色的小球)代表O原子,灰色的小球代表F原子,A不正确。根据该化合物结构片段可知,每个I原子与3个O原子形成共价键,根据均摊法可以判断必须有2个O原子分别与2个I原子成键,才能确定该化合物的化学式为IO2F,因此,该化合物中不存在过氧键,B不正确。I原子的价电子数为7,该化合物中F元素的化合价为-1,O元素的化合价为-2,则I元素的化合价为+5,据此可以判断每个I原子与其他原子形成3个单键和1个双键,I原子的价电子数不等于其形成共价键的数目,因此,该化合物中I原子存在孤对电子,C正确;该化合物中既存在I—O单键,又存在IO双键,单键和双键的键长不相等,因此,该化合物中所有碘氧键键长不相等,D不正确。
12.选B　PCl3分子的空间结构为三角锥形,它的VSEPR模型为四面体形,二者不一致,A错误;H2O分子和N2H4分子之间可以形成氢键,B正确;NH2—NH2的结构式为,中心原子N上有1个孤电子对,H2O2的结构式为,中心原子O上有2个孤电子对,则∠N—N—H大于∠O—O—H,C错误;CS2为直线形分子,SO2为V形分子,则CS2为非极性分子,SO2为极性分子,D错误。
13.选C　P原子的3个电子与苯环形成共用电子对,P原子剩余一个孤电子对与Ni形成配位键,Cl-也有孤电子对,也能与Ni形成配位键,由该物质的组成知,Ni为+2价,A项正确;同周期主族元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能:Cl>P,B项正确;该物质中碳原子位于苯环上,杂化类型为sp2杂化,P形成4个σ键,无孤电子对,杂化类型为sp3杂化,C项错误;基态Ni原子核外有28个电子,电子排布式为[Ar]3d84s2,则价电子排布式为3d84s2,D项正确。
14.选B　水的价层电子对数为4,O为sp3杂化,A正确;S的价层电子对数为3+1=4,孤电子对数为1,VSEPR模型为四面体形,B错误;HNO2只存在极性键,分子的正负电荷中心不重合,形成的是极性分子,C正确;根据题图知,有氧氢键断裂,S转化为HS的过程中有硫氧键形成,D正确。
15.选C　两种构象中C原子均为饱和碳原子,均为 sp3杂化,故A正确;因为“椅式构象”对称性高,“船式构象”的极性稍大于“椅式构象”,故B正确;环己烷分子内不存在手性碳原子,不是手性分子,故C错误;“船式构象”中称为船头和船尾碳原子上的两个向环内伸展的氢原子相距较近,使氢原子之间产生较大的斥力,使“船式构象”不稳定,故“船式构象”所占比例较小与原子团间相互排斥有关,故D正确。
16.解析:(1)组成天冬酰胺的H、C、N、O分别有1、2、3、2个未成对电子。(2)碳原子全形成单键为sp3杂化,有1个双键的为sp2杂化,故有2种杂化方式。(3)①不同种元素形成的为极性键。(4)钼、铬、锰价层电子数分别为6、6、7,根据电离能判断得出A、B、C分别有7、6、6个价层电子,相同级别的电离能B大于C,所以B为铬,A为锰,铬的价层电子排布为3d54s1。
答案:(1)氮　(2)2　(3)①极性键　②S的电负性强于Se,形成的共用电子对斥力大,H2S的键角大　(4)Mn　3d54s1
17.解析:(1)已知苯分子为非极性分子,H2O分子为极性分子,且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键,从而导致在水中的溶解度,吡啶远大于苯。(2)H2Se的沸点低于H2O,其原因是两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高。(3)由于邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酰亚胺均为分子晶体,而后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,因此熔点更高。(4)H2O2和H2O能以任意比例互溶,这是由于水分子和过氧化氢分子同为极性分子,且相互之间可以形成氢键,互相吸引,并且它们的结构相似,相似相溶。
答案:(1)①吡啶能与H2O分子形成分子间氢键
②吡啶和H2O均为极性分子,相似相溶,而苯为非极性分子
(2)两者都是分子晶体,由于水存在分子间氢键,沸点高
(3)两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高
(4)水分子和过氧化氢分子同为极性分子,且相互之间可以形成氢键,互相吸引,并且它们的结构相似,相似相溶,所以可以任意比例互溶
18.解析:(5)的电子式为[︰︰︰︰]2-,由于中心S原子含有两个孤电子对,所以该离子的空间结构为V形。(6)[H2F]+的中心原子为F,它的孤电子对数为×(7-1-1×2)=2,成键电子对数为2,价层电子对数为2+2=4,VSEPR模型为四面体形,由于有两个孤电子对,故分子的空间结构为V形。
答案:(1)H2S
(2)sp3杂化　sp3杂化　H2O分子键角小于S的键角,因为H2O中的O存在2个孤电子对,S中的S不存在孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力
(3)sp3杂化　正四面体形
(4)四面体形　CSe2> CCl4> H2Se
(5)V形　 (6)V形
(7)离子键、共价键 　正四面体形
19.解析:(1)①维生素B1晶体溶于水的过程会电离出Cl-等,故需要克服离子键,维生素B1分子间存在氢键、范德华力,d正确。②N2为单质,另外五种化合物中属于非极性分子的是CO2。
(2)液氨汽化破坏了分子间作用力,包括氢键和范德华力;氨气分解生成N2和H2,破坏了氮氢极性键;N2、H2生成氮原子和氢原子,破坏了非极性键。
(3)破坏化学键吸收的能量为242 kJ·mol-1+3×159 kJ·mol-1=719 kJ·mol-1,设Cl—F的键能为x kJ·mol-1,形成化学键时所放出的键能为6x kJ·mol-1,则有719 kJ·mol-1-6x kJ·mol-1=-313 kJ·mol-1,所以x=172;ClF3和BrF3的熔、沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大,熔、沸点越高,所以ClF3的熔、沸点比BrF3的低。
(4)Ti—Cl比C—Cl的键长长、键能低,易断裂。
(5)中的碳为sp2杂化,—CH2Cl中的碳为sp3杂化。
(6)1 mol Bipy中含有σ键8 mol,Bipy中碳原子的杂化方式为sp2杂化。
答案:(1)①d　②CO2　(2)氢键、范德华力　非极性键　(3)172　低　(4)Ti—Cl比C—Cl的键长长、键能低,易断裂　(5)sp3杂化和sp2杂化
(6)8　sp2杂化