2025-2026学年人教版化学选择性必修2单元检测：第2章 分子结构与性质（含答案）
文档属性
| 名称 | 2025-2026学年人教版化学选择性必修2单元检测：第2章 分子结构与性质（含答案） |
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| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 570.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2026-01-12 00:00:00 | ||
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文档简介
第2章 分子结构与性质
(满分:100分 考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列有关化学用语正确的是( )。
A.np能级的原子轨道图:
B.H2O的VSEPR模型:
C.HF分子间的氢键:
D.激发态的B原子轨道表示式:
2.防晒霜之所以能有效减轻紫外线对人体的伤害,是因为防晒霜中有效成分的分子中含有π键,π键的电子可在吸收紫外线后被激发,从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。下列物质没有防晒效果的是( )。
A.对氨基苯甲酸()
B.羟基丙酮()
C.肉桂酸()
D.乙醇(CH3CH2OH)
3.下列关于共价键的叙述,正确的是( )。
A.σ键键能一定比π键键能大,且σ键与π键电子云均为镜面对称
B.C—C的键长比CC长,CC的键能是C—C的两倍
C.分子中有σ键不一定有π键,有π键则一定有σ键
D.1 mol N2含有π键的数目为NA(设NA是阿伏加德罗常数的值)
4.下列有关共价键的描述,错误的是( )。
A.键能:C—NB.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.共价键的极性:H—FD.分子中的键角:H2O5.下列化学用语表述不正确的是( )。
A.F—F的p-p σ键电子云图形:
B.亚铁离子的电子排布式:[Ar]3d6
C.NH3中氮原子的杂化轨道类型:sp3
D.HClO分子的VSEPR模型名称:直线形
6.下列说法不正确的是( )。
A.碳碳双键、碳碳三键的键能分别是碳碳单键键能的两倍和三倍
B.丙烯(CH3CHCH2)分子中有8个σ键、1个π键
C.丙烯分子中的π键不如σ键稳定
D.基态Cl原子中存在17个运动状态不同的电子
7.现有常见的五种四核粒子:
①BF3 ②NCl3 ③N ④SO3 ⑤S
下列有关说法错误的是( )。
A.①②③的空间结构相同
B.键角:②<③
C.⑤中硫原子采取sp3杂化
D.④分子的VSEPR模型为平面三角形
8.一种抗病毒药物的结构简式如图所示。下列说法正确的是( )。
A.该分子中所有N原子都为sp3杂化
B.该分子中C—F的键长大于C—N的键长
C.该分子中所有C原子都为sp3杂化
D.该分子中σ键与π键的数目之比为15∶4
9.如图是C、N、O、S四种元素的简单氢化物的键角高低关系图(92°~109°28'之间),下列有关说法正确的是( )。
A.b为NH3,c为CH4
B.a分子的VSEPR模型和空间结构相同
C.d在水中的溶解度大于在四氯化碳中的溶解度
D.沸点b>c>a>d
10.下列图像正确的是( )。
11.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法错误的是( )。
A.32 g S8中含有0.125 mol σ键
B.SF6是由极性键构成的非极性分子
C.1 mol C2H2中有3 mol σ键和2 mol π键
D.1 mol S8中含有8 mol S—S共价键
12.P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.S的电负性大于P的电负性
B.S—P—S的键角小于109°28'
C.1 mol P4S3分子中孤电子对数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.该分子结构中S、P最外层电子均达到8电子稳定结构
13.顺铂[Pt(NH3)2Cl2](Ⅰ)是具有抗癌活性的金属配合物,存在同分异构体;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )。
(已知1,1-环丁二羧酸的结构简式为)
A.顺铂中Pt、Cl、N的空间结构类似CH4
B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D.1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
14.已知HNO3、H2SO4的结构如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.N、S的空间结构分别为平面三角形、正四面体形
B.HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3
C.等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为2∶3
D.HNO3、H2SO4都能与水形成分子间氢键
15.DNA中四种碱基间的配对方式如图所示。以下说法不正确的是( )。
A.图中虚线代表形成了氢键
B.碱基中元素电负性的大小关系为HC.鸟嘌呤与胞嘧啶之间的相互作用比腺嘌呤与胸腺嘧啶之间的强
D.若图中①②分别代表不同的化学键,则键能:①<②
16.“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是( )。
A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B.反应涉及N—H、N—O断裂和N—N生成
C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+
D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(14分)Ⅰ.下表所示是元素周期表的前三周期,请回答下列问题。
(1)g的单质能与f元素的最高价氧化物对应水化物的溶液反应,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)a、b、c、d、e的氢化物的沸点如图所示,编号为“5”的氢化物的化学式为 ,用杂化轨道理论解释该分子的空间结构: 。
(3)h的元素名称为 ,其氢化物的空间结构为 ,用价层电子对互斥模型解释该分子的空间结构: 。
Ⅱ.臭氧(O3)能吸收紫外线,保护人类赖以生存的环境。O3分子的结构如图所示,呈V形,键角为116.5°。
(4)O3中的O—O是 (填“非极性键”或“极性键”),O3中O的杂化方式是 。
(5)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是 (填字母)。
A.H2O B.CO2
C.SO2 D.BeCl2
(6)O3分子中有 个孤电子对。
(7)臭氧在水中的溶解度比氧气大的原因是 。
18.(12分)有机物种类繁多,应用广泛。
(1)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应。邻氨基吡啶中所有元素的电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。能溶于水的原因是 。
(2)鸟嘌呤和吡咯的结构如图所示。
①鸟嘌呤中N原子的杂化方式为 ,夹角∠1 (填“>”或“<”)∠2。
②分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,吡咯中的大π键可表示为 。
(3)与苯环直接相连的羟基称为酚羟基,酚羟基受苯环的影响,具有一定的弱酸性。
分子中3个—OH的电离能力由强到弱的顺序是 (用①②③表示)。
(4)与相比,前者的水溶性更 (填“大”或“小”)。—SH与—OH性质相似,写出与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
19.(14分)磷、钠、铁、硼等元素形成的化合物在生产、科研中应用广泛。回答下列问题。
(1)基态原子未成对电子数与基态P相同,且与Fe同周期的元素有 种;第三周期元素部分电离能如图所示,其中a、b和c分别代表 (填字母)。
A.a为I1、b为I2、c为I3
B.a为I3、b为I2、c为I1
C.a为I1、b为I3、c为I2
D.a为I2、b为I3、c为I1
(2)锂离子电池正极材料为LiFePO4,结构中FeO6八面体与PO4四面体共用氧原子形成稳定的三维通道,有利于Li+快速传输。NaFePO4与LiFePO4结构相似,但NaFePO4不能用作钠离子电池正极材料,从原子结构角度分析可能的原因是 。
(3)PCl5·AlCl3能在有机溶剂中发生电离,生成空间结构相同的阴、阳离子,阳离子的化学式为 ,阴离子中心原子的杂化方式为 。
(4)常温下H3PO4黏度很大,温度升高,黏度降低,原因是 。
20.(12分)根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构,请回答下列问题。
(1)一种有机化合物的结构简式如图:
该分子中有 个sp2杂化的碳原子, 个sp3杂化的碳原子。
(2)SCN-与N的结构相同,粒子呈 ,中心原子都采取 杂化。
(3)C、N等粒子具有相同的原子个数,空间结构呈 ,中心原子都采取 杂化。
(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为 ,其沸点比NH3的 (填“高”或“低”),其判断理由是 。
(5)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因: 。
物质 GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ -49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
第2章 分子结构与性质
(满分:100分 考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.B
p轨道在x、y、z轴方向均有延伸,电子云轮廓图为哑铃形,A项错误;H2O分子中的中心O原子价层电子对数为2+=4,O原子上含有2个孤电子对,故H2O的VSEPR模型:,B项正确;HF分子间的氢键是分子间作用力,不是化学键,应该为,C项错误;2p轨道中电子的能量是相同的,故为基态而不是激发态,D项错误。
2.D
CH3CH2OH中只有单键,不存在π键,不具有防晒效果,故D项符合题意。
3.C
σ键键能不一定比π键键能大,σ键为“头碰头”方式重叠形成的,为轴对称,π键为“肩并肩”方式重叠形成的,为镜面对称,A项错误;C—C的键长比CC长,CC的键能大于C—C的键能,但CC键能小于C—C键能的两倍,B项错误;σ键能单独存在,而π键不能单独存在,分子中有σ键不一定有π键,有π键则一定有σ键,C项正确;氮氮三键中含有1个σ键和2个π键,1 mol N2含有π键的数目为2NA,D项错误。
4.C
由于元素的电负性:F>N,因此它们分别与H原子形成共价键时,共用电子对偏向吸引电子能力强的原子,故共价键的极性:H—F>N—H,C项错误。
5.D
HClO分子的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-1×1-1×1)=2+2=4,其VSEPR模型为四面体形,故D项错误。
6.A
碳碳双键含有1个σ键和1个π键,σ键和π键的键能不同,所以不存在两倍的关系,同理碳碳三键含有1个σ键和2个π键,与单键之间也不存在三倍的关系,A项错误。
7.A
①②③的杂化轨道类型分别为sp2杂化(无孤电子对)、sp3杂化(1个孤电子对)、sp2杂化(无孤电子对),空间结构分别为平面三角形、三角锥形、平面三角形,A项错误。
8.D
该分子中饱和N原子为sp3杂化,不饱和N原子为sp2杂化,A项错误;同周期元素从左到右非金属性越来越强,原子半径越来越小,分子中C—F的键长小于C—N的键长,B项错误;由该分子的结构简式可知,该分子中所有的碳原子都只形成了3个σ键,且无孤电子对,故该分子中所有C原子都为sp2杂化,C项错误;单键都是σ键,双键为1个σ键和1个π键,由该分子的结构简式可知,该分子中含有15个σ键、4个π键,故σ键与π键的数目之比为15∶4,D项正确。
9.D
甲烷、氨、水分子中中心原子的价层电子对数都为4,孤电子对数分别为0、1、2,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则键角的大小顺序为CH4>NH3>H2O,水分子中氧原子的电负性大于硫化氢分子中硫原子的电负性,水分子中成键电子对的斥力大,键角大,则d代表甲烷分子、c代表氨分子、b代表水分子、a代表硫化氢分子。由分析可知,d代表甲烷分子、c代表氨分子,故A项错误;硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,则硫化氢分子的VSEPR模型为四面体形,分子的空间结构为V形,故B项错误;CH4为非极性分子,H2O为极性溶剂,CCl4为非极性溶剂,由“相似相溶”规律可知,CH4在H2O中的溶解度小于在CCl4中的溶解度,故C项错误;水和氨都能形成分子间氢键,沸点高于硫化氢和甲烷,水分子间形成的氢键数目多于氨分子间,水的沸点高于氨的沸点,硫化氢是极性分子,甲烷是非极性分子,硫化氢的相对分子质量大于甲烷的,因此硫化氢的沸点高于甲烷的,则沸点的大小顺序为H2O>NH3>H2S>CH4,故D项正确。
10.D
卤素原子半径FHCl>HBr,故A项错误;H2O分子间可以形成氢键,沸点升高,其他氧族元素氢化物的沸点随相对分子质量的增大而升高,沸点大小H2O>H2Se>H2S,故B项错误;SiH4的孤电子对数为0,NH3的孤电子对数为1,H2O的孤电子对数为2,键角大小:SiH4>NH3>H2O,故C项错误;H—X中X的非金属性越强,形成的共价键的极性越强,H—F>H—N>H—C,故D项正确。
11.A
1 mol S8中有8 mol σ键,因此32 g S8中含有1 mol σ键,故A项说法错误。
12.C
P原子有1个孤电子对,S原子有2个孤电子对,1 mol P4S3分子中孤电子对数目为1 mol×(4×1+3×2)×NA mol-1=10NA,故C项错误。
13.C
顺铂中Pt、Cl、N的空间结构为平面四边形结构,若类似CH4,则不存在同分异构体,A项错误。顺铂分子中1个N原子形成3个N—H和1个Pt—N,则N原子的杂化方式是sp3,B项错误。1个碳铂分子中有4个C原子均形成4个σ键,均为sp3杂化,有2个C原子均形成3个σ键,均为sp2杂化,则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1,C项正确。1,1-环丁二羧酸分子中C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键,1个CO中有1个σ键,则1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA,D项错误。
14.C
N中含有3个σ键,S中含有4个σ键,则等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为3∶4,故C项错误。
15.B
根据氢键定义和图示结构可知虚线代表形成了氢键,故A项正确;元素非金属性越强,电负性越大,所以电负性的大小关系为H16.D
NH2OH、NH3、H2O分子中的正负电荷中心不重合,三种分子均为极性分子,A项正确;从反应历程看,NH2OH中存在N—O断裂、NH3分子中存在N—H断裂,NH2NH2中存在N—N的生成,B项正确;反应过程中,Fe2+先失去电子转移至NH2OH的N原子上,又被N还原,C项正确;根据反应历程可知:产物中两部分—NH2分别来自NH2OH和氨,将NH2OH替换为ND2OD反应得到ND2NH2,D项错误。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.
Ⅰ.(1)2OH-+2Al+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
(2)CH4 在形成CH4分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生杂化形成4个能量相等的sp3杂化轨道,4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠形成CH4分子,sp3杂化轨道之间的夹角为109°28',所以CH4分子呈正四面体形
(3)硫 V形 H2S的中心原子S上有2个孤电子对和2个σ键电子对,价层电子对数为4,它们相互排斥,呈四面体形,但四面体的两个顶角被孤电子对占据,所以H2S分子呈V形
Ⅱ.(4)极性键 sp2杂化
(5)C
(6)5
(7)臭氧分子和水分子都是极性分子,而氧气分子是非极性分子
18.
(1)N>C>H 邻氨基吡啶与水形成分子间氢键
(2)①sp2、sp3 > ②
(3)③①②
(4)小 +2NaOH+CH3OH+H2O
(1)邻氨基吡啶中所含元素为H、C、N,非金属性越大,电负性越大,则电负性由大到小的顺序为N>C>H;由于邻氨基吡啶与水形成分子间氢键,所以邻氨基吡啶能溶于水。
(2)①孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大键角越大,故鸟嘌呤中轨道之间的夹角∠1>∠2;②根据吡咯的结构可知,其大π键由5个原子、6个电子构成,则吡咯中的大π键可表示为。
(3)羧基的酸性强于酚羟基(与苯环直接相连的羟基),酚羟基强于醇羟基(与饱和碳原子直接相连的羟基),所以分子中3个—OH的电离能力由强到弱的顺序是③①②。
(4)由于酚羟基能与水形成分子间氢键,所以的水溶性更小。—SH与—OH性质相似,因此与NaOH溶液反应的化学方程式为+2NaOH+CH3OH+H2O。
19.
(1)3 D
(2)Na+的半径大于Li+的半径,在三维通道中传输困难
(3)PC sp3
(4)H3PO4分子间存在氢键,使溶液黏度增大,升高温度,一部分氢键被破坏,黏度减小
20. (1)2 6
(2)直线形 sp
(3)平面三角形 sp2
(4)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键
(5)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强
(满分:100分 考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.下列有关化学用语正确的是( )。
A.np能级的原子轨道图:
B.H2O的VSEPR模型:
C.HF分子间的氢键:
D.激发态的B原子轨道表示式:
2.防晒霜之所以能有效减轻紫外线对人体的伤害,是因为防晒霜中有效成分的分子中含有π键,π键的电子可在吸收紫外线后被激发,从而阻挡部分紫外线对皮肤的伤害。下列物质没有防晒效果的是( )。
A.对氨基苯甲酸()
B.羟基丙酮()
C.肉桂酸()
D.乙醇(CH3CH2OH)
3.下列关于共价键的叙述,正确的是( )。
A.σ键键能一定比π键键能大,且σ键与π键电子云均为镜面对称
B.C—C的键长比CC长,CC的键能是C—C的两倍
C.分子中有σ键不一定有π键,有π键则一定有σ键
D.1 mol N2含有π键的数目为NA(设NA是阿伏加德罗常数的值)
4.下列有关共价键的描述,错误的是( )。
A.键能:C—N
C.共价键的极性:H—F
A.F—F的p-p σ键电子云图形:
B.亚铁离子的电子排布式:[Ar]3d6
C.NH3中氮原子的杂化轨道类型:sp3
D.HClO分子的VSEPR模型名称:直线形
6.下列说法不正确的是( )。
A.碳碳双键、碳碳三键的键能分别是碳碳单键键能的两倍和三倍
B.丙烯(CH3CHCH2)分子中有8个σ键、1个π键
C.丙烯分子中的π键不如σ键稳定
D.基态Cl原子中存在17个运动状态不同的电子
7.现有常见的五种四核粒子:
①BF3 ②NCl3 ③N ④SO3 ⑤S
下列有关说法错误的是( )。
A.①②③的空间结构相同
B.键角:②<③
C.⑤中硫原子采取sp3杂化
D.④分子的VSEPR模型为平面三角形
8.一种抗病毒药物的结构简式如图所示。下列说法正确的是( )。
A.该分子中所有N原子都为sp3杂化
B.该分子中C—F的键长大于C—N的键长
C.该分子中所有C原子都为sp3杂化
D.该分子中σ键与π键的数目之比为15∶4
9.如图是C、N、O、S四种元素的简单氢化物的键角高低关系图(92°~109°28'之间),下列有关说法正确的是( )。
A.b为NH3,c为CH4
B.a分子的VSEPR模型和空间结构相同
C.d在水中的溶解度大于在四氯化碳中的溶解度
D.沸点b>c>a>d
10.下列图像正确的是( )。
11.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法错误的是( )。
A.32 g S8中含有0.125 mol σ键
B.SF6是由极性键构成的非极性分子
C.1 mol C2H2中有3 mol σ键和2 mol π键
D.1 mol S8中含有8 mol S—S共价键
12.P4S3可用于制造火柴,其分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )。
A.S的电负性大于P的电负性
B.S—P—S的键角小于109°28'
C.1 mol P4S3分子中孤电子对数目为4NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.该分子结构中S、P最外层电子均达到8电子稳定结构
13.顺铂[Pt(NH3)2Cl2](Ⅰ)是具有抗癌活性的金属配合物,存在同分异构体;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )。
(已知1,1-环丁二羧酸的结构简式为)
A.顺铂中Pt、Cl、N的空间结构类似CH4
B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D.1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
14.已知HNO3、H2SO4的结构如图所示,下列说法不正确的是( )。
A.N、S的空间结构分别为平面三角形、正四面体形
B.HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3
C.等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为2∶3
D.HNO3、H2SO4都能与水形成分子间氢键
15.DNA中四种碱基间的配对方式如图所示。以下说法不正确的是( )。
A.图中虚线代表形成了氢键
B.碱基中元素电负性的大小关系为H
D.若图中①②分别代表不同的化学键,则键能:①<②
16.“肼合成酶”以其中的Fe2+配合物为催化中心,可将NH2OH与NH3转化为肼(NH2NH2),其反应历程如下所示。
下列说法错误的是( )。
A.NH2OH、NH3和H2O均为极性分子
B.反应涉及N—H、N—O断裂和N—N生成
C.催化中心的Fe2+被氧化为Fe3+,后又被还原为Fe2+
D.将NH2OH替换为ND2OD,反应可得ND2ND2
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.(14分)Ⅰ.下表所示是元素周期表的前三周期,请回答下列问题。
(1)g的单质能与f元素的最高价氧化物对应水化物的溶液反应,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)a、b、c、d、e的氢化物的沸点如图所示,编号为“5”的氢化物的化学式为 ,用杂化轨道理论解释该分子的空间结构: 。
(3)h的元素名称为 ,其氢化物的空间结构为 ,用价层电子对互斥模型解释该分子的空间结构: 。
Ⅱ.臭氧(O3)能吸收紫外线,保护人类赖以生存的环境。O3分子的结构如图所示,呈V形,键角为116.5°。
(4)O3中的O—O是 (填“非极性键”或“极性键”),O3中O的杂化方式是 。
(5)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是 (填字母)。
A.H2O B.CO2
C.SO2 D.BeCl2
(6)O3分子中有 个孤电子对。
(7)臭氧在水中的溶解度比氧气大的原因是 。
18.(12分)有机物种类繁多,应用广泛。
(1)邻氨基吡啶()的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应。邻氨基吡啶中所有元素的电负性由大到小的顺序为 (填元素符号)。能溶于水的原因是 。
(2)鸟嘌呤和吡咯的结构如图所示。
①鸟嘌呤中N原子的杂化方式为 ,夹角∠1 (填“>”或“<”)∠2。
②分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数,吡咯中的大π键可表示为 。
(3)与苯环直接相连的羟基称为酚羟基,酚羟基受苯环的影响,具有一定的弱酸性。
分子中3个—OH的电离能力由强到弱的顺序是 (用①②③表示)。
(4)与相比,前者的水溶性更 (填“大”或“小”)。—SH与—OH性质相似,写出与NaOH溶液反应的化学方程式: 。
19.(14分)磷、钠、铁、硼等元素形成的化合物在生产、科研中应用广泛。回答下列问题。
(1)基态原子未成对电子数与基态P相同,且与Fe同周期的元素有 种;第三周期元素部分电离能如图所示,其中a、b和c分别代表 (填字母)。
A.a为I1、b为I2、c为I3
B.a为I3、b为I2、c为I1
C.a为I1、b为I3、c为I2
D.a为I2、b为I3、c为I1
(2)锂离子电池正极材料为LiFePO4,结构中FeO6八面体与PO4四面体共用氧原子形成稳定的三维通道,有利于Li+快速传输。NaFePO4与LiFePO4结构相似,但NaFePO4不能用作钠离子电池正极材料,从原子结构角度分析可能的原因是 。
(3)PCl5·AlCl3能在有机溶剂中发生电离,生成空间结构相同的阴、阳离子,阳离子的化学式为 ,阴离子中心原子的杂化方式为 。
(4)常温下H3PO4黏度很大,温度升高,黏度降低,原因是 。
20.(12分)根据杂化轨道理论可以判断分子的空间结构,请回答下列问题。
(1)一种有机化合物的结构简式如图:
该分子中有 个sp2杂化的碳原子, 个sp3杂化的碳原子。
(2)SCN-与N的结构相同,粒子呈 ,中心原子都采取 杂化。
(3)C、N等粒子具有相同的原子个数,空间结构呈 ,中心原子都采取 杂化。
(4)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的空间结构为 ,其沸点比NH3的 (填“高”或“低”),其判断理由是 。
(5)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因: 。
物质 GeCl4 GeBr4 GeI4
熔点/℃ -49.5 26 146
沸点/℃ 83.1 186 约400
第2章 分子结构与性质
(满分:100分 考试时间:90分钟)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1.B
p轨道在x、y、z轴方向均有延伸,电子云轮廓图为哑铃形,A项错误;H2O分子中的中心O原子价层电子对数为2+=4,O原子上含有2个孤电子对,故H2O的VSEPR模型:,B项正确;HF分子间的氢键是分子间作用力,不是化学键,应该为,C项错误;2p轨道中电子的能量是相同的,故为基态而不是激发态,D项错误。
2.D
CH3CH2OH中只有单键,不存在π键,不具有防晒效果,故D项符合题意。
3.C
σ键键能不一定比π键键能大,σ键为“头碰头”方式重叠形成的,为轴对称,π键为“肩并肩”方式重叠形成的,为镜面对称,A项错误;C—C的键长比CC长,CC的键能大于C—C的键能,但CC键能小于C—C键能的两倍,B项错误;σ键能单独存在,而π键不能单独存在,分子中有σ键不一定有π键,有π键则一定有σ键,C项正确;氮氮三键中含有1个σ键和2个π键,1 mol N2含有π键的数目为2NA,D项错误。
4.C
由于元素的电负性:F>N,因此它们分别与H原子形成共价键时,共用电子对偏向吸引电子能力强的原子,故共价键的极性:H—F>N—H,C项错误。
5.D
HClO分子的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-1×1-1×1)=2+2=4,其VSEPR模型为四面体形,故D项错误。
6.A
碳碳双键含有1个σ键和1个π键,σ键和π键的键能不同,所以不存在两倍的关系,同理碳碳三键含有1个σ键和2个π键,与单键之间也不存在三倍的关系,A项错误。
7.A
①②③的杂化轨道类型分别为sp2杂化(无孤电子对)、sp3杂化(1个孤电子对)、sp2杂化(无孤电子对),空间结构分别为平面三角形、三角锥形、平面三角形,A项错误。
8.D
该分子中饱和N原子为sp3杂化,不饱和N原子为sp2杂化,A项错误;同周期元素从左到右非金属性越来越强,原子半径越来越小,分子中C—F的键长小于C—N的键长,B项错误;由该分子的结构简式可知,该分子中所有的碳原子都只形成了3个σ键,且无孤电子对,故该分子中所有C原子都为sp2杂化,C项错误;单键都是σ键,双键为1个σ键和1个π键,由该分子的结构简式可知,该分子中含有15个σ键、4个π键,故σ键与π键的数目之比为15∶4,D项正确。
9.D
甲烷、氨、水分子中中心原子的价层电子对数都为4,孤电子对数分别为0、1、2,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,则键角的大小顺序为CH4>NH3>H2O,水分子中氧原子的电负性大于硫化氢分子中硫原子的电负性,水分子中成键电子对的斥力大,键角大,则d代表甲烷分子、c代表氨分子、b代表水分子、a代表硫化氢分子。由分析可知,d代表甲烷分子、c代表氨分子,故A项错误;硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,则硫化氢分子的VSEPR模型为四面体形,分子的空间结构为V形,故B项错误;CH4为非极性分子,H2O为极性溶剂,CCl4为非极性溶剂,由“相似相溶”规律可知,CH4在H2O中的溶解度小于在CCl4中的溶解度,故C项错误;水和氨都能形成分子间氢键,沸点高于硫化氢和甲烷,水分子间形成的氢键数目多于氨分子间,水的沸点高于氨的沸点,硫化氢是极性分子,甲烷是非极性分子,硫化氢的相对分子质量大于甲烷的,因此硫化氢的沸点高于甲烷的,则沸点的大小顺序为H2O>NH3>H2S>CH4,故D项正确。
10.D
卤素原子半径F
11.A
1 mol S8中有8 mol σ键,因此32 g S8中含有1 mol σ键,故A项说法错误。
12.C
P原子有1个孤电子对,S原子有2个孤电子对,1 mol P4S3分子中孤电子对数目为1 mol×(4×1+3×2)×NA mol-1=10NA,故C项错误。
13.C
顺铂中Pt、Cl、N的空间结构为平面四边形结构,若类似CH4,则不存在同分异构体,A项错误。顺铂分子中1个N原子形成3个N—H和1个Pt—N,则N原子的杂化方式是sp3,B项错误。1个碳铂分子中有4个C原子均形成4个σ键,均为sp3杂化,有2个C原子均形成3个σ键,均为sp2杂化,则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1,C项正确。1,1-环丁二羧酸分子中C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键,1个CO中有1个σ键,则1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA,D项错误。
14.C
N中含有3个σ键,S中含有4个σ键,则等物质的量的N、S中含σ键的个数之比为3∶4,故C项错误。
15.B
根据氢键定义和图示结构可知虚线代表形成了氢键,故A项正确;元素非金属性越强,电负性越大,所以电负性的大小关系为H
NH2OH、NH3、H2O分子中的正负电荷中心不重合,三种分子均为极性分子,A项正确;从反应历程看,NH2OH中存在N—O断裂、NH3分子中存在N—H断裂,NH2NH2中存在N—N的生成,B项正确;反应过程中,Fe2+先失去电子转移至NH2OH的N原子上,又被N还原,C项正确;根据反应历程可知:产物中两部分—NH2分别来自NH2OH和氨,将NH2OH替换为ND2OD反应得到ND2NH2,D项错误。
二、非选择题(本大题共4小题,共52分)
17.
Ⅰ.(1)2OH-+2Al+6H2O2[Al(OH)4]-+3H2↑
(2)CH4 在形成CH4分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生杂化形成4个能量相等的sp3杂化轨道,4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠形成CH4分子,sp3杂化轨道之间的夹角为109°28',所以CH4分子呈正四面体形
(3)硫 V形 H2S的中心原子S上有2个孤电子对和2个σ键电子对,价层电子对数为4,它们相互排斥,呈四面体形,但四面体的两个顶角被孤电子对占据,所以H2S分子呈V形
Ⅱ.(4)极性键 sp2杂化
(5)C
(6)5
(7)臭氧分子和水分子都是极性分子,而氧气分子是非极性分子
18.
(1)N>C>H 邻氨基吡啶与水形成分子间氢键
(2)①sp2、sp3 > ②
(3)③①②
(4)小 +2NaOH+CH3OH+H2O
(1)邻氨基吡啶中所含元素为H、C、N,非金属性越大,电负性越大,则电负性由大到小的顺序为N>C>H;由于邻氨基吡啶与水形成分子间氢键,所以邻氨基吡啶能溶于水。
(2)①孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,排斥力越大键角越大,故鸟嘌呤中轨道之间的夹角∠1>∠2;②根据吡咯的结构可知,其大π键由5个原子、6个电子构成,则吡咯中的大π键可表示为。
(3)羧基的酸性强于酚羟基(与苯环直接相连的羟基),酚羟基强于醇羟基(与饱和碳原子直接相连的羟基),所以分子中3个—OH的电离能力由强到弱的顺序是③①②。
(4)由于酚羟基能与水形成分子间氢键,所以的水溶性更小。—SH与—OH性质相似,因此与NaOH溶液反应的化学方程式为+2NaOH+CH3OH+H2O。
19.
(1)3 D
(2)Na+的半径大于Li+的半径,在三维通道中传输困难
(3)PC sp3
(4)H3PO4分子间存在氢键,使溶液黏度增大,升高温度,一部分氢键被破坏,黏度减小
20. (1)2 6
(2)直线形 sp
(3)平面三角形 sp2
(4)三角锥形 低 NH3分子间存在氢键
(5)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次升高。原因是分子结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强