《学霸笔记 同步精讲》第二章测评 练习（教师版）化学人教版选择性必修2

第二章测评
(时间:60分钟　满分:100分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意)
1.已知N—N、NN和N≡N的键能之比为1.00∶2.17∶4.90,而C—C、CC、C≡C的键能之比为1.00∶1.77∶2.34。下列说法正确的是(　　)。
A.σ键一定比π键稳定
B.N2较易发生加成
C.乙烯、乙炔较易发生加成反应
D.乙烯、乙炔中的π键比σ键稳定
答案:C
解析:根据题目中键能之比可知,N≡N、NN中π键比σ键稳定,难发生加成反应;CC、C≡C中π键不如σ键稳定,较易发生加成反应。
2.能用共价键的键能大小来解释的是(　　)。
A.通常情况下,Br2呈液态,碘呈固态
B.CH4分子是正四面体形空间结构
C.NH3分子内3个N—H的键长、键角都相等
D.O2的稳定性比Cl2的强
答案:D
解析:单质通常情况下的状态与键能大小无关;CH4分子是正四面体形空间结构,与键角、键长有关,与键能无关;NH3分子内的3个N—H的键长、键角都相等与键能无因果关系;O2的稳定性比Cl2的强,是因为O2分子中的键能大于Cl2分子中的键能,D项正确。
3.下列说法正确的是(　　)。
A.在气体单质分子中,一定含有σ键,可能含有π键
B.Cl的空间结构为平面三角形
C.B的键角小于NH3的键角
D.N(CH3)3和S的中心原子均为sp3杂化
答案:D
解析:稀有气体分子(单原子分子)中,不含化学键,A项错误。Cl中氯原子的价层电子对数是4,有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,B项错误。B是正四面体形结构,键角为109°28',NH3是三角锥形结构,N原子有1个孤电子对,孤电子对与成键电子对的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用,故B的键角大于NH3,C项错误。N(CH3)3中N原子的价层电子对数是4,S中S原子的价层电子对数是4,中心原子均为sp3杂化,D项正确。
4.下列中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是(　　)。
A.PCl3中P原子为sp3杂化,分子的空间结构为三角锥形
B.BCl3中B原子为sp2杂化,分子的空间结构为平面三角形
C.CS2中C原子为sp杂化,分子的空间结构为直线形
D.H2Se中Se原子为sp杂化,分子的空间结构为直线形
答案:D
解析:PCl3分子中P原子形成3个σ键,孤电子对数为=1,P原子为sp3杂化,分子的空间结构为三角锥形,A项正确;BCl3分子中B原子形成3个σ键,孤电子对数为=0,B原子为sp2杂化,分子的空间结构为平面三角形,B项正确;CS2分子中C原子形成2个σ键,孤电子对数为=0,C原子为sp杂化,分子的空间结构为直线形,C项正确;H2Se分子中,Se原子形成2个σ键,孤电子对数为=2,Se原子为sp3杂化,分子的空间结构为V形,D项错误。
5.下列分子所含碳原子中,既有sp3杂化,又有sp2杂化的是 (　　)。
A.乙醛() B.丙烯腈()
C.甲醛() D.丙炔()
答案:A
解析:乙醛中甲基碳原子采取sp3杂化,醛基的碳原子采取sp2杂化;丙烯腈中碳碳双键的两个碳原子均采取sp2杂化,碳氮三键的碳原子采取sp杂化;甲醛中碳原子采取sp2杂化;丙炔中甲基碳原子采取sp3杂化,碳碳三键的两个碳原子均采取sp杂化。
6.有机化学试剂氨基氰(如图所示)是一种重要的化工原料。下列有关氨基氰的说法正确的是(　　)。
A.分子中所有原子共平面
B.氨基氰的水溶性较差
C.一个氨基氰分子中σ键和π键数分别为4和2
D.碳为sp杂化,氨基氮为sp2杂化
答案:C
解析:该分子中含有氨基,氨基中的N原子为sp3杂化,故所有原子不共面,A、D项错误。该分子中含有氨基,可形成氢键,且为极性分子,故氨基氰可溶于水,B项错误。单键为σ键,双键含有一个σ键和一个π键,三键含有一个σ键和两个π键,所以一个氨基氰分子中σ键与π键数分别为4、2,C项正确。
7.两成键元素间的电负性差值大于1.7时,通常形成离子键;两成键元素间的电负性差值小于1.7时,通常形成共价键。请根据表中的数据,从电负性的角度判断下列元素之间易形成共价键的一组是(　　)。
元素 Na Mg Al H C O Cl
电负性 0.9 1.2 1.5 2.1 2.5 3.5 3.0
①Na与Cl　②Mg与Cl　③Al与Cl　④H与O　⑤Al与O　⑥C与Cl
A.①②⑤ B.③④⑥
C.④⑤⑥ D.①②③④⑤⑥
答案:B
解析:非金属元素原子之间易形成共价键,大多数电负性之差小于1.7的元素原子之间形成共价键。Na与Cl的电负性差值为3.0-0.9=2.1>1.7;Mg与Cl的电负性差值为3.0-1.2=1.8>1.7;Al与O的电负性差值为3.5-1.5=2.0>1.7;Al与Cl的电负性差值为3.0-1.5=1.5<1.7;H与O的电负性差值为3.5-2.1=1.4<1.7;C与Cl的电负性差值为3.0-2.5=0.5<1.7;故①②⑤不易形成共价键,③④⑥易形成共价键。
8.下列现象与氢键有关的是(　　)。
①H2O的熔、沸点比第ⅥA族其他元素的氢化物的高
②分子中含碳原子数少的醇、羧酸可以与水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔点、沸点比醋酸的高
⑤水分子在高温下很稳定
A.①②④⑤ B.①②③④
C.①③④ D.①④⑤
答案:B
解析:水分子在高温下很稳定是因为水分子内的共价键较强,与氢键无关。
9.第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子,其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时,分子结构如下图所示,下列关于RCl5分子的说法不正确的是(　　)。
RCl5的分子结构
A.每个原子都达到8电子稳定结构
B.键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°三种
C.RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D.分子中5个R—Cl的键能不都相同
答案:A
解析:从RCl5的分子结构图可知B项正确;R—Cl有两类键长,可知键能不完全相同;
RCl5+Cl2↑。
10.部分氧族元素的氢化物的沸点如下表:
H2O H2S H2Se H2Te
100 ℃ -61.8 ℃ -41.1 ℃ -2 ℃
下列说法正确的是(　　)。
A.氧族元素氢化物沸点的高低与范德华力的大小无关
B.范德华力一定随相对分子质量的增大而减小
C.水分子间还存在一种特殊的分子间作用力
D.水分子间存在共价键,加热时较难断裂
答案:C
解析:H2S、H2Se、H2Te 的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增强,其沸点逐渐升高;H2O与H2S等的结构具有相似性,H2O的相对分子质量最小,但其沸点最高,说明H2O分子间除了存在范德华力外,还存在一种特殊作用力——氢键。H2O分子极为稳定,加热时分子内的共价键很难断裂。
11.研究表明:三硫化四磷分子中没有不饱和键,且各原子的最外层均已达到了8电子的稳定结构。在一个三硫化四磷分子中含有的P—S共价键的个数是(　　)。
A.6 B.7 C.8 D.9
答案:A
解析:三硫化四磷分子中没有不饱和键,且各原子的最外层均已达到了8电子的稳定结构。P可形成 3 个共价键,S可形成 2 个共价键,因此一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数为=9,其中一个硫原子形成2个P—S共价键,则3个硫原子形成6个P—S共价键。
12.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法正确的是(　　)。
A.32 g S8分子中含有8 mol σ键
B.SF6是由非极性键构成的分子
C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D.C2H2分子中不含非极性键
答案:C
解析:1 mol S8分子中含有8 mol σ键,因此32 g S8分子中所含σ键为×8=1 mol,A项错误;根据SF6的结构模型可知,SF6是由S—F极性键构成的,B项错误;成键原子之间最多形成1个σ键,三键中有2个π键,因此1 mol乙炔中含有3 mol σ键和2 mol π键,C项正确;C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键,D项错误。
13.下列叙述正确的是(　　)。
A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,稳定性也越强
B.以极性键结合的分子,一定是极性分子
C.判断A2B或AB2型分子是不是极性分子的依据是看分子中是否具有极性键
D.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合
答案:A
解析:对比HF、HCl、HBr、HI分子中H—X极性键的强弱可知,卤素的非金属性越强,键的极性越强,A项正确。以极性键结合的双原子分子,一定是极性分子,但以极性键结合的多原子分子,有可能是非极性分子,如CO2,B项错误。A2B型分子如H2O、H2S等,AB2型分子如CO2、CS2等,判断是不是极性分子的依据是看是否有极性键且电荷分布是否对称,如CO2、CS2为直线形,键角为180°,电荷分布对称,为非极性分子;如H2O、H2S为V形,电荷分布不对称,为极性分子,C项错误。电荷分布对称的多原子分子中可以含有极性键,D项错误。
14.某些共价键的键能如下表所示:
共价键 H—H Cl—Cl Br—Br I—I H—Cl H—Br H—I
436 242.7 193.7 152.7 431.8 366 298.7
下列有关说法正确的是(　　)。
A.1 mol H2(g)分别与Cl2(g)、Br2(g)、I2(g)反应,则与I2(g)完全反应放出的热量最多
B.H—F的键能大于431.8 kJ·mol-1
C.H2与Br2反应的热化学方程式为H2(g)+Br2(g)2HBr(g)　ΔH=+102.3 kJ·mol-1
D.表中稳定性最强的化学键是H—Cl
答案:B
解析:反应中的焓变等于反应物的总键能减去生成物的总键能,通过计算易判断A、C项错误;由表中三种卤化氢的键能数据知,同一主族元素对应氢化物的键能从上到下逐渐减小,故B项正确;键能越大,键越稳定,D项错误。
15.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。
下列说法不正确的是(　　)。
A.沸点:A2DB.CA3分子是极性分子
C.C形成的单质中σ键与π键个数之比为1∶2
D.B、C、D形成的最简单的氢化物的稳定性依次增强
答案:A
解析:根据各元素在周期表中的位置知,A为氢、B为碳、C为氮、D为氧、X为硫、Y为氯。A2D为H2O,A2X为H2S,H2O能形成分子间氢键,故沸点:H2O>H2S,A项错误;CA3为NH3,NH3是极性分子,B项正确;1个N2分子中有1个σ键和2个π键,C项正确;B、C、D的最简单的氢化物分别是CH4、NH3、H2O,C、N、O的非金属性依次增强,其对应的最简单的氢化物的稳定性依次增强,D项正确。
二、非选择题(本题共5小题,共55分)
16.(7分)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°,中间的一个氧原子与另外两个氧原子分别形成极性共价键。中间氧原子提供两个电子,旁边两个氧原子各提供一个电子,构成一个特殊的化学键(虚线内部分),分子中3个氧原子共用这4个电子。请回答下列问题。
(1)分子中的大π键可用符号表示,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,则O3中的大π键应表示为　　　　　　。
(2)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
(3)O3分子中有　　　　个孤电子对。
答案:(1)　(2)C　(3)5
解析:(2)H2O分子中氧原子采用sp3杂化;CO2中碳原子采用sp杂化;BeCl2中Be原子采用sp杂化;SO2中硫原子采用sp2杂化,为V形结构,所以SO2和O3的结构类似。
17.(12分)碳、硫和钒的相关化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的结构示意图为　　　　　　　　　　。
(2)V的中心原子上的孤电子对数为　　,一个V中含有　　　个σ键。
(3)2-巯基烟酸氧钒配合物(如图1)是副作用小且能有效调节血糖的新型药物。
图1
①该药物中N原子的杂化方式是　　　。
②已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成大π键。大π键可用表示,其中m、n分别代表参与形成大π键的原子个数和电子数,如苯分子中的大π键表示为。
下列粒子中存在大π键的是　　　(填字母)。
A.S B.H2S C.N
③CS2分子中大π键可以表示为　　　。
(4)偏钒酸铵加热分解生成五氧化二钒、氨和水。偏钒酸铵的阴离子呈如图2所示的无限链状结构,则偏钒酸铵的化学式为　　　　　　。
图2
答案:(1) 　(2)0　4
(3)①sp2　②C　③
(4)NH4VO3
解析:(1)钒为23号元素,钒原子的结构示意图为。(2)V的中心原子为V,V上的孤电子对数为0,1个V原子与4个O原子结合形成化学键,所以1个V中含有4个σ键。(3)①该药物中N原子形成2个σ键,1个π键,N原子的价层电子对数=孤电子对数+σ键个数=1+2=3,所以N原子采取sp2杂化。②从已知信息来看,形成大π键的条件是:原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道。根据价层电子对互斥模型,S的空间结构为正四面体形,H2S的空间结构为V形,N的空间结构为平面三角形。因此S一定不存在大π键,H2S中H原子没有p轨道,也不存在大π键,N可以形成大π键。所以选C。③CS2是直线形分子,且分子中原子均有p轨道,可以形成三原子四电子的大π键:。(4)由题图2可知每个V平均与3个O形成阴离子,结合题意可知V的化合价为+5价,则偏钒酸铵的化学式为NH4VO3。
18.(12分)D、E、F、X、Y、Z为前四周期元素,且原子序数依次增大。D的最高正价和最低负价的绝对值相等;E有三个能级,且每个能级上的电子数相等;F原子未成对电子数在同周期元素中最多;X与F同周期,第一电离能比F的低;Y与E同主族,Z的最外层只有一个电子,其他电子层电子均处于饱和状态。请回答下列问题。
(1)基态Y原子的核外电子排布式为　　　　　　　　　　　　;基态Z原子中电子占据的最高能层符号为　　　　。
(2)E、F、X的电负性由小到大的顺序为　　　　　　(用元素符号表示)。
(3)D、E、F、X形成的有机化合物EX(FD2)2中E的杂化轨道类型为　　　　,F的空间结构是　　　　　　。
(4)下列关于E2D2分子和D2X2分子的说法正确的是　　　　(填字母)。
a.分子中都含σ键和π键
b.E2D2分子的沸点明显低于D2X2分子的沸点
c.都是含极性键和非极性键的非极性分子
答案:(1)1s22s22p63s23p2　N
(2)C(3)sp2　平面三角形
(4)b
解析:由题意可知:D为H元素,E为C元素,F为N元素,X为O元素,Y为Si元素,Z为Cu元素。
(1)基态Si原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2;Cu原子中电子占据的最高能层符号为N。
(2)一般来说,同一周期,从左到右,元素的电负性逐渐增大,C、N、O的电负性由小到大的顺序为C(3)根据题给信息,H、C、N、O形成的有机化合物为CO(NH2)2,分子中C原子形成3个σ键,没有孤电子对,C原子采取sp2杂化;N的空间结构是平面三角形。
(4)E2D2分子和D2X2分子分别为C2H2分子和H2O2分子。H2O2分子中只含σ键,a错误;H2O2分子间存在氢键,其沸点明显高于C2H2分子,b正确;H2O2是含极性键和非极性键的极性分子,c错误。
19.(12分)黄铜矿(主要成分为CuFeS2)是生产铜、铁和硫酸的原料。请回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为　　　　　　　。
(2)从原子结构角度分析,第一电离能I1(Fe)与I1(Cu)的关系是I1(Fe)　　　　(填“>”“<”或“=”)I1(Cu)。
(3)血红素是吡咯(C4H5N)的重要衍生物,血红素(含Fe2+)可用于治疗缺铁性贫血。吡咯的结构简式如图:
①已知吡咯中的各个原子均在同一平面内,则吡咯分子中N原子的杂化类型为　　　　。
②1 mol吡咯分子中所含的σ键总数为　　　个。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
③C、N、O三种元素的简单氢化物中,沸点由低到高的顺序为　　　　　　(填化学式)。
(4)黄铜矿冶炼铜时产生的SO2可经过SO2→SO3→H2SO4途径形成酸雨。SO2的空间结构为　　　　　　　。H2SO4的酸性强于H2SO3的酸性的原因是　　　　　　　　　　　。
答案:(1)3d104s1
(2)>
(3)①sp2　②10NA　③CH4(4)V形　SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合价为+6价,S的正电性强于SO(OH)2(或H2SO3)中S的正电性,使羟基中O、H间的共用电子对更易偏向O原子,羟基更容易电离出H+
解析:(1)Cu原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1。
(2)Cu原子失去1个电子后,3d10为全充满状态,结构稳定,所以铜原子易失去1个电子,第一电离能较小;而铁原子的价层电子排布式为3d64s2,失去1个电子后,不是稳定结构,所以,铁原子不易失去1个电子,第一电离能较大,所以I1(Fe)>I1(Cu)。
(3)①已知吡咯中的氮原子及与其相连的原子均在同一平面内,则吡咯分子中N原子的杂化类型为sp2。
②根据结构简式可知1 mol吡咯分子中有1 mol N—H σ键、2 mol N—C σ键、3 mol C—C σ键、4 mol C—H σ键,1 mol吡咯中所含的σ键总数为10NA。
③CH4无分子间氢键,沸点最低,而NH3、H2O均含分子间氢键,因为氧原子的电负性大于氮原子的电负性,且H2O形成的分子间氢键数量更多,所以H2O分子间氢键较强,水的沸点最高;因此,三种氢化物的沸点由低到高的顺序为CH4(4)SO2中S原子的价层电子对数=2+×(6-2×2)=3,孤电子对数为1,则SO2的空间结构为V形; SO2(OH)2(或H2SO4)中S的化合价为+6价,S的正电性强于SO(OH)2(或H2SO3)中S的正电性,使羟基中O、H间的共用电子对更易偏向O原子,羟基更容易电离出H+,故H2SO4的酸性强于H2SO3的酸性。
20.(12分)前四周期的A、Q、R、D四种元素在周期表中均与元素X紧密相邻。已知元素X最高价氧化物的化学式为X2O5,Q、D同主族且Q元素的原子半径是同族元素中最小的,R的最高价氧化物对应的水化物是强酸。
(1)D元素基态原子的价层电子排布式为　　　　　。
(2)A、R、X三种元素的第一电离能由大到小的顺序为　　　　　　(用相应的元素符号作答)。
(3)Q、X、D简单氢化物的沸点由高到低的顺序为　　　　　　　　　　　(用相应的化学式作答)。
(4)R元素原子可形成多种离子,试推测下列粒子的空间结构:
粒子 R R
空间结构名称
(5)元素Q的一种氢化物Q2H4具有重要的用途。有关Q2H4的说法正确的是　　　　(填字母)。
A.Q2H4分子间可形成氢键
B.Q原子是sp3杂化
C.Q2H4分子中含有5个σ键和1个π键
D.Q2H4固体变为液态时破坏共价键
(6)E元素和D元素在同一周期,属于第Ⅷ族,价层有三个单电子,E(OH)2为两性氢氧化物,在浓的强碱溶液中可以形成E(OH,写出E(OH)2酸式电离的电离方程式: 　　　　　　　　　　　。
答案:(1)4s24p3
(2)P>S>Si
(3)NH3>AsH3>PH3
(4)三角锥形　正四面体形
(5)AB
(6)Co(OH)2+2H2OCo(OH+2H+
解析:由元素在周期表中的相对位置及题给信息推出A为硅,Q为氮,R为硫,D为砷,X为磷,E为钴。(1)D为砷,其价层电子排布式为4s24p3。(2)由于P的3p轨道半充满,第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素的第一电离能大,第一电离能由大到小的顺序为P>S>Si。(3)NH3、PH3、AsH3三种氢化物的结构相似,比较其沸点高低先看是否形成氢键,再看相对分子质量的大小,由于NH3的分子间有氢键,故其沸点最高。(4)S、S两种离子中硫都是sp3杂化,S中S原子有3个σ键电子对和1个孤电子对,故S为三角锥形,S中S原子有4个σ键电子对,没有孤电子对,故S为正四面体形。(5)N2H4的分子中N原子电负性比较大。它可和另一分子中的氢原子形成氢键,同时N原子有3个σ键电子对和1个孤电子对,故N为sp3杂化,分子内没有π键,其状态的改变破坏的是氢键等分子间作用力。(6)酸或碱电离显酸性或碱性一般有两种类型,绝大多数是电解质自身一步或分步电离出H+或OH-,另一种为化合物结合水电离的氢氧根离子或氢离子而放出氢离子或氢氧根离子。根据题给信息可知E为Co,由Co(OH)2与碱反应所得离子可写出其酸式电离的电离方程式。
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