鲁科版高中化学选择性必修2 第五周 2.2 共价键与分子的空间结构 周测卷（含答案）

第五周
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（22-23高一下·山东菏泽·期中）下列有关化学用语表达正确的是（ ）
A．质子数为92、中子数为146的U原子：
B．分子的空间结构为平面三角形
C．的电子式：
D．和离子结构示意图均可以表示为：
2．（21-22高二下·黑龙江哈尔滨·期中）下列组合中，属于含有极性键的非极性分子的是（ ）
A．、、 B．、、
C．、、 D．、、HCHO
3．（21-22高二下·山东·期中）1987年诺贝尔化学奖授予了三位在超分子化学理论方面有开创性贡献的化学家。如图表示的是用“杯酚”对和进行分离的过程，下列有关说法正确的是（ ）
A．可以与杯酚通过分子间作用力形成超分子
B．由上图可知：可溶于甲苯，而不溶于甲苯
C．上述过程所使用的氯仿结构简式为
D．和是碳的两种同位素
4．（21-22高二下·山东泰安·期末）下列对相应实验事实的理论解释正确的是（ ）
选项 实验事实 理论解释
A CO2为直线形分子 CO2分子中C=O是极性键
B H2O的沸点高于NH3 H－O键键能大于H－N键键能
C 氯化铝的熔点低于氧化铝 氯离子半径大，氯化铝晶格能小
D N的第一电离能大于O N的2p能级半充满状态，更稳定
A．A B．B C．C D．D
5．（2024·江西新余·一模）3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀（治疗2型糖尿病），其分子结构如下图所示。下列说法不正确的是（ ）
A．分子中O原子和N原子均为杂化 B．分子中的键角：
C．电负性： D．第一电离能：
6．（23-24高二下·山东济南·期末）下列化学用语或表述正确的是（ ）
A．的空间结构：V形 B．丁烯的键线式：
C．的VSEPR模型为四面体形 D．为非极性分子
7．（21-22高二下·山东菏泽·开学考试）下列关于该结构的说法不正确的是（ ）
A．分子中既有σ键又有π键 B．碳原子有sp、sp2、sp3三种杂化方式
C．O—H键的极性强于C—H键的极性 D．羟基中氧原子采取sp3杂化
8．（22-23高三上·广东广州·阶段练习）石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如下)，可由石墨剥离而成，具有极好的应用前景。下列说法正确的是（ ）
A．石墨烯与金刚石互为同位素
B．24g石墨烯的结构中存在NA个六元环
C．石墨烯是一种有机物
D．碳碳键长：石墨烯>金刚石
9．（23-24高二上·山东滨州·阶段练习）石墨与在450℃反应，石墨层间插入F得到层状结构化台物(CF)，该物质仍具润滑性，其单层局部结构如图所示。下列关于该化合物的说法正确的是（ ）
A．与石墨相比，导电性增强 B．石墨属于单质，属于化合物
C．中C—C的键长比C—F短 D．中含有共价单键
10．（22-23高二下·山东青岛·期中）某化合物结构如图所示，其中M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素，X是有机分子的骨架元素，W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子。下列说法正确的是（ ）
A．原子半径：Z>X>Y B．第一电离能：X>Y>M>W
C．该配合物中X均满足8电子稳定结构 D．该配合物中X的杂化类型只有
二、多选题
11．（23-24高二上·山东东营·阶段练习）下列说法正确的是（ ）
A．已知键的键能为，故键的键能为
B．键的键能为，键的键能为，故比稳定
C．某元素原子最外层有1个电子，它跟卤素原子相结合时，所形成的化学键一定为离子键
D．、、三种分子的键角依次增大
12．（22-23高二下·山东临沂·阶段练习）三硫化四磷(P4S3)是黄绿色针状晶体，易燃、有毒，分子结构如图所示。下列有关P4S3的说法中正确的是（ ）
A．P4S3中各原子最外层均满足8电子稳定结构
B．P4S3中磷元素为+3价
C．P4S3中P原子为sp3杂化，S原子为sp杂化
D．1molP4S3分子中含有6mol极性共价键
13．（22-23高二下·山东·阶段练习）氧化铟基纳米催化剂可用于CO2选择性加氢制备CH3OH，其反应机理如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．In为49号元素，其价层电子排布式为5s25p1
B．该反应过程中存在非极性键的断裂和形成
C．CH3OH和CO2中，碳原子的杂化方式相同
D．该反应的总化学方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O
14．（23-24高二上·山东菏泽·期末）含元素R的微粒可发生如下反应：下列说法错误的是（ ）
A．R元素的最高化合价为+7 B．RO的空间结构为三角锥形
C．R2在常温常压下一定是气体 D．R元素位于周期表中的s区
15．（23-24高二下·湖南岳阳·开学考试）催化剂GaN(100，110)催化CO2直接加氢制甲醚的反应机理如图甲(图中未标出H*)，其中在GaN(110)界面上的反应历程如图乙。下列说法错误的是

A．反应过程中C的杂化方式未发生变化
B．CO2分子中含有2个三中心四电子的π键
C．图乙表示的反应历程中，决速步骤为H*+CO2*→HCOO*
D．在GaN(110)界面上发生的总反应为CO2(g)+H2(g)→HCOO+H ΔH=-0.05eV
三、填空题
16．（23-24高二下·山东泰安·阶段练习）前四周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，X和Z同主族，基态Y原子核外电子的运动状态有9种，基态Z原子4p能级上有三个单电子，常温下W2是一种深红棕色液体。回答下列问题：
(1)基态W原子的价电子排布式为 ，基态X、Z原子核外电子的空间运动状态数之比为 。
(2)同周期第一电离能小于X的元素有 种。
(3)键角大小：XY3 ZY3(填“>”“=”或“<”，下同)，原子半径大小：W Z。
(4)ZY5中Z的价层电子对数为 。
17．（23-24高二上·山东烟台·阶段练习）20世纪初，科学家们才发现原子其实具有复杂的内部结构。而丰富的原子种类也造就了自然界中丰富的物质。
(1)下列化学用语表达正确的是___________(单选)。
A．的球棍模型为
B．乙烯分子中形成键所用的轨道如右图所示
C．基态的简化电子排布式为
D．氯离子的结构示意图为
(2)硫的化合物很多，如、、、等，其中三聚的的结构如图所示(白球为O，黑球为S，黑线表示单键)。下列说法正确的是___________。
A．分子中含有2.5mol键
B．中中心原子S的杂化方式是
C．、分子的VSEPR模型不一样
D．和的电负性大小比较：
(3)乙炔分子中键和键数目之比为 。
(4)下列说法正确的是___________(不定项)。
A．中的键角大于中的键角
B．、、、的第一电离能逐渐减小
C．N原子的最外层电子轨道表示式如图
D．的球棍模型如图
(5)、、的第一电离能由大到小的顺序为 。
(6)与元素同主族的基态原子的最外层电子排布式为 。
四、解答题
18．（23-24高二下·河北张家口·阶段练习）明代科学家宋应星在《天工开物》中写道：“凡玉入中国，贵者尽出于田葱岭”。和田玉的主要化学成分是含水的钙镁硅酸盐。回答下列问题：
(1)元素镁能形成很多简单微粒，下面是镁原子形成的微粒的电子排布式，其中再电离出一个电子所需能量最大的是 （填标号），当从C状态变到B状态，形成的是 光谱（选填“发射”或“吸收”）。
A． B． C． D．
(2)碳元素与硅元素处于同一主族，某同学所画基态碳原子的核外电子排布图为，该电子排布图违背了 。
(3)元素钙、镁和氯三种元素形成的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是 （填化学式，下同），酸性最强的是 。
(4)中中心原子Si的杂化类型是 ，离子空间结构为 。
(5)在中不存在的化学键类型有 。
A．非极性共价键 B．极性共价键 C．键 D．键
碳酸（）的酸性比硅酸（） （填“强”或“弱”），用离子方程式证明 。
(6)羧基（）能电离出，使溶液呈现酸性，已知的酸性小于，则推电子能力较强的是 （填“”或“”）
19．（23-24高二上·山东淄博·期末）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 。
《2025年2月19日高中化学作业》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D A A D D C B B B A
题号 11 12 13 14 15
答案 BD AD AD CD AD
1．D
【详解】A．原子符号左上角为质量数，左下角为质子数，质量数=质子数+中子数，核外电子数=核内质子数=核电荷数，则质子数为92、中子数为146的U原子表示为，故A错误；
B．分子中N原子的价层电子对数为4，含有一个孤电子对，空间构型为三角锥形，故B错误；
C．HF为共价化合物，其电子式为，故C错误；
D．和的核电荷数为17，核外电子数为18，则和离子结构示意图均可以表示为：，故D正确；
故答案选D。
2．A
【详解】A．三种物质都含有极性键，结构对称，属于非极性分子，A项符合题意；
B．甲烷含有极性键，为正四面体结构，属于非极性分子，三氯甲烷含有极性键，为四面体结构，结构不对称，属于极性分子，三氟化硼是含有极性键的非极性分子，B项不符合题意；
C．三种物质都是只有非极性键的非极性分子，C项不符合题意；
D．只有氢气是非极性分子，D项不符合题意。
故选A。
3．A
【详解】A．是分子晶体，杯酚也是分子晶体，二者只能通过分子间作用力形成超分子，A正确；
B．由图可知，是和杯酚形成的超分子不溶于甲苯，而不是不溶于甲苯，B错误；
C．氯仿是三氯甲烷，即CHCl3，C错误；
D．质子数相同，中子数不同的同一元素的不同种原子互为同位素，和均是由碳元素组成的单质，二者互为同素异形体，D错误；
答案选A。
4．D
【详解】A．CO2中C原子价层电子对数为2+=2，C原子采用sp杂化，为直线形分子，A错误；
B．两者均为分子晶体，相对分子质量越大沸点越大，故H2O的沸点高于NH3，B错误；
C．氯化铝为分子晶体、氧化铝为离子晶体，故氯化铝的熔点低于氧化铝，C错误；
D．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，N的2p轨道为半充满稳定状态，第一电离能大于同周期相邻元素，故N、O的第一电离能大小：N>O；D正确；
故选D。
5．D
【详解】A．分子中O原子形成2个共价键且存在2对孤电子对，N原子形成3个共价键且存在1对孤电子对，价层电子对数均为4，故均杂化，A正确；
B．N原子形成3个共价键且存在1对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故键角：，B正确；
C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；电负性：，C正确；
D．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈增大趋势，且N的最外层电子达到半充满稳定状态，第一电离能大于同周期右边相邻元素，，D错误；
故选D。
6．C
【详解】A．BeCl2的中心原子为Be原子为sp杂化，Be原子不含有孤电子对，因此BeCl2分子为直线型分子，A错误；
B．2-丁烯的键线式为，为1,3-丁二烯的键线式，B错误；
C．H2O中O原子价层电子对个数＝2+×(6﹣2×1)＝4，所以H2O的VSEPR模型为四面体，C正确；
D．SO2分子中S元素的最外层电子数为6，化合价为+4，最外层电子未全部成键，是极性分子，D错误；
答案选C。
7．B
【详解】A．σ键构成共价单键，σ键和π键构成苯环、双键或三键，该有机物中含共价单键、苯环和碳碳双键，A正确；
B．以4个单键相连的C原子采用sp3杂化方式，苯环和碳碳双键上的C原子采用sp2杂化，无sp杂化的C原子，B错误；
C．电负性O>C，则O—H键的极性强于C—H键的极性，C正确；
D．羟基中氧原子成键电子对为2，孤电子对为2，则采取sp3杂化，D正确；
故答案为：B。
8．B
【详解】A．石墨烯与石墨均是碳元素形成的单质，互为同素异形体，不是同位素，选项A错误；
B．24g石墨烯的物质的量为2mol，而1mol碳原子能形成0.5mol六元环，即个0.5NA，2mol石墨烯(单层石墨)中含有的六元环个数为NA，选项B正确；
C．有机物是大多数含碳的化合物，而石墨烯显然是由碳原子构成的单质，不属于有机物，选项C错误；
D．金刚石中碳原子以sp3杂化，全部形成σ键，石墨中碳原子以sp2杂化，3条杂化轨道形成σ键，而6个碳原子中的6条未杂化p轨道形成大π键，故键长:石墨烯<金刚石，选项D错误；
答案选B。
9．B
【详解】A．石墨晶体中每个碳原子上未参与杂化的1个2p轨道上电子在层内离域运动，故石墨晶体能导电，而(CF)x中没有未参与杂化的2p轨道上的电子，故与石墨相比，(CF)x导电性减弱，A错误；
B．石墨属于单质，属于化合物，B正确；
C．已知C的原子半径比F的大，故可知(CF)x中的C—C的键长比C—F长，C错误；
D．由题干结构示意图可知，在(CF)x 中C与周围的3个碳原子形成共价键，每个C-C键被2个碳原子共用，和1个F原子形成共价键，即1mol(CF)x中含有2.5xmol共价单键，D错误；
故选B。
10．A
【分析】X是有机分子的骨架元素，说明X为C元素；W基态原子的M层为全充满、N层只有一个电子，即W的价电子排布式为3d104s1，即W为Cu元素；为原子序数依次增大的短周期非金属元素，根据结构式可知，M为H元素，Y为N元素，Z为P元素。
【详解】A．电子层数越多，半径越大，电子层数相同，核电荷数越小，半径越大，则原子半径由大到小的顺序为：，A正确；
B．N原子属于半充满状态，第一电离能较高，H原子比C原子半径小得多，核外电子受到原子核的引力大，电离需要更多的能量，故H>C，而Cu的电子层数最大，较容易失去一个电子，其第一电离能最小，故第一电离能由大到小的顺序为：，B错误；
C．该配合物中与W形成配位键的X，不满足8电子稳定结构，C错误；
D．该配合物中X的价层电子对有4和3，故其杂化类型有，D错误；
故选A。
11．BD
【详解】A．由于键中含有1个键、2个键，键与键的键能不同，A错误；
B．分子中共价键的键能越大，分子越稳定，B正确；
C．最外层有1个电子的元素可能是H元素也可能是碱金属元素，该元素跟卤素原子相结合时，可能形成共价键或离子键，C错误；
D．分子的键角约为，分子的键角为，分子的键角为，、、三种分子的键角依次增大，D正确；
答案选BD。
12．AD
【详解】A．P4S3中P形成三对电子共用电子对，还有1对孤对电子，其最外层满足8电子，S形成两对电子共用电子对，还有2对孤对电子，其最外层满足8电子，因此各原子最外层均满足8电子稳定结构，故A正确；
B．P4S3结构中上面磷与三个硫形成极性共价键，硫的电负性比磷电负性大，因此P显+3价，其他三个磷，每个磷与一个硫形成极性共价键，与两个磷形成非极性键，因此P显+1价，故B错误；
C．根据A选项分析P、S原子价层电子对数都为4，则P4S3中P原子为sp3杂化，S原子为sp3杂化，故C错误；
D．根据P4S3结构分析1mol P4S3分子中含有6mol极性共价键，故D正确。
综上所述，答案为AD。
13．AD
【详解】A．In为49号元素，根据电子排布规律分析，其价层电子排布式为5s25p1，A正确；
B．相同原子之间形成的共价键为非极性键，该反应过程中没有非极性键，不存在非极性键的断裂和形成，B错误；
C．中的C是杂化，中的碳是sp杂化，C错误；
D．根据进去的为反应物，出来的为生成物分析，该反应的总方程式为CO2+3H2CH3OH+H2O，D正确；
故选AD。
14．CD
【分析】根据题给反应知R元素可形成R ，可知R元素原子最外层有7个电子，位于第ⅦA族；
【详解】A．R元素为第ⅦA族元素，其最高正化合价为+7，A项正确;
B．RO中R元素价层电子对数R采取sp 杂化，含有1对孤对电子，空间结构为三角锥形，B项正确；
C．R2可以是溴单质或碘单质，而溴单质在常温常压下为液体，碘单质在常温常压下为固体，故在常温常压下不一定是气体，C项错误；
D．第ⅦA族元素都位于周期表中的p区，D项错误；
答案选CD。
15．AD
【详解】A．根据图知，CO2中C原子采用sp杂化，HCOO*中C原子采用sp2杂化，CH3OCH3中C原子采用sp3杂化，反应过程中C的杂化方式发生变化，A错误；
B．CO2中每个O原子提供2个电子、C原子提供4个电子形成2个三中心四电子的π键，B正确；
C．图乙表示的反应历程中，决速步骤为活化能较大的步骤，则决速步骤为H*+CO2*→HCOO*，C正确；
D．总反应生成HCOO*和H*，且未标明生成物的状态，D错误；
故答案为：AD。
16．(1) 4s24p5 5:18
(2)5
(3) > <
(4)5
【分析】前四周期元素X、Y、Z、W原子序数依次增大，基态Y原子核外电子的运动状态有9种，则Y核外有9个电子，Y为F；基态Z原子4p能级上有三个单电子，则Z的价电子排布式为4s24p3，Z为As，X和Z同主族，则X为N；常温下W2是一种深红棕色液体，则W为Br。
【详解】（1）Br为第四周期第ⅦA族元素，则其价电子排布式为4s24p5；核外电子空间运动状态数即核外电子填充的轨道数，则基态N原子和As的核外电子空间运动状态分别为5和18，所以N和As核外电子空间运动状态数之比为5：18。
（2）同周期第一电离能从左到右呈增大趋势，但由于N的2p轨道半充满，其第一电离能比其后 的O大，所以同周期第一电离能比N小的元素有Li、Be、B、C、O五种。
（3）NF3和AsF3的中心原子均为sp3杂化，N的电负性比As大，N周围的电子云密度比As周围的大，排斥力大，所以键角NF3>AsF3；同周期从左到右，原子半径逐渐减小，所以原子半径Br（4）AsF5中As的价层电子对数=5+(5-5×1)=5。
17．(1)A
(2)B
(3)3：2
(4)B
(5)Mg＞Na＞K
(6)5s25p3
【详解】（1）A. 的分子构型为V形的球棍模型为，A正确；
B.右图所示肩并肩为π键不是σ键，B错误；
C. 基态的简化电子排布式为，C错误；
D. 是氯原子的结构示意图，D错误；
（2）A. 分子中含有键，A错误；
B. 中中心原子S形成4个σ键，孤电子对数为：，价层电子对数为4+0=4，杂化方式是，B正确
C. VSEPR模型为平面三角形、 VSEPR模型为平面三角形，一样，C错误；
D. 同主族元素随核电荷数增大，电负性减小，和的电负性大小比较：，D错误；
故选B。
（3）三键中有1个σ键，2个π键，因此乙炔分子中σ键和π键数目之比为3：2；
（4）四氯化碳是正四面体结构键角为109°28′，二氧化碳为直线型键角为180°，A错误；同主族元素随核电荷数增大，第一电离能逐渐减小，B正确；不符合洪特规则，C错误；是空间充填模型，不是球棍模型，D错误；
（5）同主族元素随核电荷数增大，第一电离能逐渐减小，同周期元素随核电荷数增大，第一电离能呈现增大趋势，则第一电离能Mg＞Na＞K；
（6）Sb位于第五周期、第ⅤA族，则其最外层电子排布式为5s25p3。
18．(1) A 发射
(2)洪特规则
(3) Ca(OH)2 HClO4
(4) sp2 平面三角形
(5) A 强
(6)
【详解】（1）A表示基态Mg＋，D表示激发态的Mg＋，稳定性A＞D，失去一电子需要吸收能量A＞D；B表示基态Mg，C表示激发态的Mg，稳定性B＞C，失去一电子需要吸收能量B＞C；A表示基态Mg＋，B表示基态Mg，A失去一个电子相当于镁元素的第二电离能，B失去一个电子相当于镁元素的第一电离能，第二电离能大于第一电离能，故再失去一电子需要的能量A＞B；故失一个电子所需能量最高的是A；
C表示激发态的Mg，B表示基态Mg，电子跃迁回低能量态时会释放能量，形成发射光谱，故答案为：发射；
（2）电子在排布2p轨道时应先排布不同的轨道并自旋方向相同，该电子排布图违背了洪特规则，故答案为：洪特规则。
（3）元素钙、镁和氯三种元素的金属性钙＞镁,氯为非金属元素，故形成的最高价氧化物的水化物中，碱性最强的是Ca(OH)2，酸性最强的是HClO4，故答案为：Ca(OH)2、HClO4；
（4）中中心原子Si的孤电子对数＝，成键原子数为3，则价层电子对数为0＋3＝3，所以原子Si的杂化类型是sp2，离子空间结构为平面三角形，故答案为：sp2，平面三角形；
（5）
的结构式为，所以不存在的化学键类型为非极性键，选A；碳元素的非金属性大于硅，所以其最高氧化物对应水化物的酸性＞，用离子方程式，故答案为：A，强，；
（6）基团的推电子能力越强，导致羟基中O－H键的极性越弱，越难电出H＋，酸性越弱，的酸性小于，说明推电子能力大于，故答案为。
19．(1) 7 AC
(2) 直线形 sp ＞
(3) 低于 分子间存在氢键
【详解】（1）基态N原子的电子排布为1s22s22p3，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N+，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CO2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；NH3、NCl3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NH3分子的键角>NCl3；NH2Cl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）N(CH3)3和CH3CH2CH2NH2互为同分异构体，支链越多，熔点越低，且CH3CH2CH2NH2可以形成分子间氢键，则N(CH3)3的熔点低于CH3CH2CH2NH2，主要原因是CH3CH2CH2NH2分子间存在氢键；烷基的推电子效应强于H，则CH3CH2CH2NH2中N原子的电负性大于NH3，所以结合H+能力更强的是CH3CH2CH2NH2。