宁夏2018年高二化学选修3物质结构第二章综合练习1-7（解析版）

第二章分子结构与性质综合练习1-7
一、单选题
1.下列不属于共价键成键因素的是(　　)
A． 共用电子对在两原子核之间高概率出现B．共用的电子必须配对
C． 成键后体系能量降低，趋于稳定D． 两原子核体积大小要适中
2.关于原子轨道的说法正确的是 (　 　)
A． 凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型都是正四面体型
B． CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和C原子的2p轨道混合起来而形成的
C． sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道
D． 凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
3.某有机物，经过下列反应后，该物质一定不含手性碳的是(　　)
A． 酯化反应B． 水解反应C． 催化氧化D． 消去反应
4.下列有关化学键类型的判断不正确的是(　　)
A．s-s σ键与s-p σ键的对称性不同B．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键
C． 已知乙炔的结构式为H—C≡C—H，则乙炔分子中存在2个σ键(C—H)和3个π键(C≡C)
D．乙烷分子中只存在σ键，即6个C—H键和1个C—C键都为σ键，不存在π键
5.下列分子或离子中，能提供孤电子对与某些金属离子形成配位键的是(　　)
①H2O　 ②NH3　 ③F－　 ④CN－　⑤CO
A． ①②B． ①②③C． ①②④D． ①②③④⑤
6.氨分子立体构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为(　　)
A．两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，CH4是sp3型杂化
B．NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
D．氨分子是极性分子而甲烷是非极性分子
7.固体A的化学式为NH5，它的所有原子的最外层都符合相应稀有气体原子的最外层电子结构，则下列有关说法中不正确的是(　　)
A.1 mol NH5中含有5NA个N—H键(NA表示阿伏加德罗常数)
B.NH5中既有共价键又有离子键，它形成的晶体是离子晶体
C.NH5的电子式为
D.它与水反应的化学方程式为：NH5＋H2O===NH3·H2O＋H2↑
8.下列说法正确的是(　　)
A． 若把H2S分子写成H3S分子，违背了共价键的饱和性
B． H3O＋离子的存在，说明共价键不应有饱和性C． 所有共价键都有方向性
D． 两个原子之间形成共价键时，可形成多个σ键
9.下列分子中的碳原子采用sp2杂化的是 (　 　)
A． C2H2B． CS2C． HCHOD． C3H8
10.用价层电子对互斥理论预测H2O和CH4的立体结构两个结论都正确的是（　　）
A． 直线形，三角锥形B． V形，三角锥形
C． 直线形，正四面体形D． V形，正四面体形
11.下列说法中不正确的是(　　)
A． σ键比π键重叠程度大，形成的共价键强
B． 两个原子之间形成共价键时，最多有一个σ键
C． 气体单质中，一定有σ键，可能有π键D． N2分子中有一个σ键，2个π键
12.下列关于配位化合物的叙述中，不正确的是（ ）
A． 配位化合物中必定存在配位键B． 配位化合物中只有配位键
C．[Cu（H2O）6]2+中的Cu2+提供空轨道，氧原子提供孤对电子形成配位键
D． 配位化合物在半导体等尖端技术、医学科学、催化反应和材料化学等领域都有着广泛的应用。
13.通常情况下，NCl3是一种油状液体，其分子空间构型与NH3相似，下列对NCl3和NH3的有关叙述正确的是(　　)
A． 分子中N—Cl键键长与CCl4分子中C—Cl键键长相等
B． 在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子，则NH3·H2O的结构式为
C． NCl3分子是非极性分子D． NBr3比NCl3易挥发
填空题
14.“三鹿奶粉事件”在社会上引起了人们对食品质量的恐慌，三鹿奶粉中被掺杂了被称为“蛋白精”的工业原料三聚氰胺。已知三聚氰胺的结构简式如图所示。三聚氰胺是氰胺(H2N—C≡N)的三聚体，请回答下列问题：(1)写出基态碳原子的电子排布式______________。
(2)氰胺中—C≡N中的氮原子、三聚氰胺环状结构中的氮原子和氨基中的氮原子，这三种氮原子的杂化轨道类型分别是__________、__________、__________。
(3)一个三聚氰胺分子中有______个σ键。
(4)三聚氰胺与三聚氰酸分子相互之间通过氢键结合，在肾脏内易形成结石。三聚氰酸分子中C原子采取________杂化。该分子的结构简式中，每个碳氧原子之间的共价键是__________(填选项)。
A．2个σ键 B．2个π键 C．1个σ键，1个π键
15.通过计算判断下列中心原子的杂化轨道类型(点“· ”的原子为中心原子)。
16.长期以来一直认为氟的含氧酸不存在，但1971年美国科学家将F2通入细冰沫获得HFO(次氟酸)。
(1)HFO的电子式为________。
(2)HFO与水反应得到物质A(结构如图所示)，写出HFO与水反应的化学方程式________________。
(3)分子A中存在________键。A．仅有σ键B．仅有π键C．同时含有σ键、π键
D．同时存在极性键和非极性键
17.如表为长式周期表的一部分，其中的序号代表对应的元素．
（1）在元素③与①形成的水果催熟剂气体化合物中，元素③的杂化方式为杂化，δ键与π键的个数比为____________．
（2）元素③、④、⑤、⑥的第一电离能由大到小的顺序为．其中⑥元素离子核外电子的电子排布图___________________________．
（3）元素④的最高价氧化物对应的水化物稀溶液与元素⑦的单质反应时，还原产物没有气体，该反应的离子方程式为__________________________．
（4）元素③与⑤形成的原子个数比为1：1化合物能与⑩的单质形成形式为A（BC）5的配合物，该配合物常温下为液态，易溶于非极性溶剂，其晶体类型，该配合物在一定条件下分解生成⑩的单质和③与⑤形成的原子个数比为1：1化合物，则在分解过程中破坏的化学键为________，形成的化学键为_______．
（（5）化学上有一种见解，认为同种元素形成的含氧酸中该成酸元素的化合价越高，酸性越强，请用表中的元素举例说明（酸性由强到弱的顺序________．
18.在HF、H2O、NH3、CS2、CH4、N2、BF3分子中：
(1)以非极性键结合的非极性分子是________；
(2)以极性键结合的具有直线形结构的非极性分子是________；
(3)以极性键结合的具有正四面体形结构的非极性分子是________；
(4)以极性键结合的具有三角锥形结构的极性分子是________；
(5)以极性键结合的具有sp3杂化轨道结构的分子是________；
(6)以极性键结合的具有sp2杂化轨道结构的分子是________。
19.（1）①根据等电子原理，CO分子的结构式为_________________。
②1 mol CO2中含有的σ键数目为_________。③NO3－的空间构型________(用文字描述)。
（2）①CO分子内σ键与π键个数之比为____。②甲醛(H2C＝O)在Ni催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH )。甲醇分子内C原子的杂化方式为________，甲醇分子内的O—C—H键角________(填“大于”、“等于”或“小于”)甲醛分子内的O—C—H键角。（3）已知CN－与N2结构相似，推算HCN 分子中σ键与π键数目之比为________。
20.乙烷分子中有____个σ键____个π键。乙烯分子中有____个σ键____个π键。
乙炔分子中有____个σ键____个π键。
21.（1）X原子在第二电子层上只有一个空轨道，则X是　（元素名称）；其电子排布图为　　；R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子可能是　　、　　．
（2）指出配合物K3[Co（CN）6]中的中心离子、配位体及其配位数分别是：　、　　、　　．
（3）在下列物质①CO2、②NH3、③CCl4、④BF3、⑤H2O、⑥SO2、⑦SO3、⑧PCl3中，属于非极性分子的是（填序号）　　．
（4）根据价层电子对互斥理论判断下列问题：
H2O分子中，中心原子的杂化方式为　　杂化，分子的立体构型为　　．
BF3分子中，中心原子的杂化方式为　　杂化，分子的立体构型为　　．
C2H4分子中，中心原子的杂化方式为　　杂化，分子的立体构型为　　．
C2H2分子中，中心原子的杂化方式为　　杂化，分子的立体构型为　　．
（5）H2O的沸点（100℃）比H2S的沸点（﹣61℃）高，这是由于　　
22.某配位化合物为深蓝色晶体，由原子序数由小到大的A，B，C，D，E五种元素组成，其原子个数比为14∶4∶5∶1∶1。其中C，D同主族且原子序数D为C的2倍，E元素的外围电子排布式为(n－1)dn＋6ns1，试回答下列问题：
(1)元素B，C，D的第一电离能由大到小排列顺序为________(用元素符号表示)。
(2)D元素基态原子的最外层电子排布图为________。
(3)该配位化合物的化学式为________，配体的中心原子的杂化方式为________。
(4)C元素可与A元素形成两种常见的化合物，其原子个数比分别为1∶1和1∶2，两种化合物可以任意比互溶，解释其主要原因为_____________________________。
(5)A元素与B元素可形成分子式为B2A2的某化合物，该化合物的分子具有平面结构，则其结构式为________，分子中含有________个σ键，________个π键。

答案解析
1.【答案】D
【解析】　A，B，C三项为共价键成键的因素及结果。
2.【答案】C
【解析】中心原子的杂化轨道的空间构型与分子的空间构型不一定相同，中心原子采取sp3杂化，其杂化轨道的空间构型为正四面体，而其分子的空间构型不一定是正四面体，如NH3、H2O，中心原子N、O都是采取sp3杂化，但分子的空间构型分别为三角锥和V形，而非正四面体型，选项A错误；CH4分子中的sp3杂化轨道是由C原子的1个2s轨道和3个2p轨道混合起来形成的4个能量相同的sp3杂化轨道，4个相同的sp3杂化轨道再与4个H原子的1s轨道采取“头碰头”的方式形成σ键，选项B错误；sp3杂化轨道分别来自同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道，由1个s轨道和3个p轨道混合起来形成的一组能量相近的新轨道，选项C正确；AB3型的共价化合物，其中心原子A采用的杂化方式有sp2杂化或sp3杂化，如SO3、BF3的中心原子均采取sp2杂化；NH3、NCl3的中心原子均采取sp3杂化，而不一定都采取sp3杂化轨道成键，所以，选项D错误。
3.【答案】B
【解析】若与甲酸发生酯化，则该物质仍有手性；水解后原手性碳上连有相同的“—CH2OH”结构，无手性；发生催化氧化和消去反应后仍有手性碳，故只有B项正确。
4.【答案】C
【解析】　s-s σ键无方向性，s-p σ键轴对称，A项对；在含有共价键的分子中一定有σ键，可能有π键，如HCl、N2等，B项对；单键都为σ键，乙烷分子结构式为，其6个C—H键和1个C—C键都为σ键，D项正确；共价三键中有一个为σ键，另外两个为π键，故乙炔(H—C≡C—H)分子中有2个C—H σ键，C≡C键中有1个σ键、2个π键，C项错。
5.【答案】D
【解析】配体是含有孤电子对的阴离子或分子，这几种微粒的结构中都含有孤电子对。
6.【答案】C
【解析】根据杂化轨道理论可知，NH3、CH4分子中的中心原子都采取sp3杂化形式，二者不同在于NH3分子中N原子杂化后的四个轨道中有3个形成σ键，而有1个容纳孤电子对，CH4分子中C原子杂化后的四个轨道全部用于形成σ键，这样会导致二者的立体构型有所不同。
7.【答案】　A
【解析】　氢原子可以失去电子成为H＋，也可以得到一个电子成为H－，而N原子在NH结构中达到8电子稳定结构，所以A为NH4H，即NH与H－组成的离子化合物。
8.【答案】A
【解析】H2分子中的s轨道成键时，因s轨道为球形，故H2分子中的H—H共价键无方向性。
9.【答案】C
【解析】乙炔是直线形分子，碳原子采取sp杂化形成两个sp杂化轨道，碳原子上的另两个p轨道未参与杂化，而是与另一个碳原子同样的轨道形成两个π键；CS2类似于CO2，是直线形分子，也采取sp杂化；HCHO是平面三角形分子，碳原子采取sp2杂化；C3H8是烷烃，类似于CH4，碳原子采取sp3杂化。
10.【答案】D
【解析】H2O分子的中心原子O原子上含有2个σ 键，中心原子上的孤电子对数=（a﹣xb）=（6﹣2×1）=2，所以硫化氢分子的VSEPR模型是四面体型，略去孤电子对后，实际上其空间构型是V型；
CH4分子的中心原子B原子上含有4个σ 键，中心原子上的孤电子对数=（a﹣xb）=（0﹣4×1）=0，所以CH4分子的VSEPR模型是正四面体结构，中心原子上没有孤对电子，所以其空间构型就是正四面体结构．
11.【答案】C
【解析】气体单质分子中，可能有σ键，如Cl2，可能有π键，如N2，也可能没有化学键，如稀有气体。
12.【答案】B
【解析】配位化合物中一定含有配位键，但也可能含有其他化学键，Cu2+有空轨道，H2O中氧原子有孤对电子，可以形成配位键，配位化合物应用领域特别广泛，D选项中提到的几个领域都在其中。
13.【答案】B
【解析】　根据题意，NCl3的空间结构与NH3相似，也应为三角锥形，故为极性分子，故C项错误，根据NH3·H2O=NH＋OH－，故B正确，NBr3的结构与NCl3相似，因NBr3的相对分子质量大于NCl3的相对分子质量，故沸点NBr3大于NCl3，所以NBr3不如NCl3易挥发，故D项错误；因N原子的半径小于C原子的半径，所以C—Cl键长大于N—Cl键，故A项错误。
14.【答案】(1)1s22s22p2
(2)sp　sp2　sp3
(3)15
(4)sp2　C
【解析】（2）—C≡N中的N原子、环上的N原子、—NH2中的N原子分别形成1、2、3个σ键且均有一对未成键电子，所以分别采取sp、sp2、sp3杂化。
(3)除每个双键上有1个π键外，其余均为σ键，共15个。
(4)由于该分子中C与O形成双键，则应采取sp2方式成键，sp2杂化的C原子与氧原子间有1个σ键、1个π键。
15.【答案】①4　 sp3　②3　 sp2　 ③4　 sp3　④4　 sp3⑤4　 sp3
【解析】根据杂化轨道数＝中心原子孤电子对数＋中心原子结合的原子数，以及杂化轨道数为2时杂化方式为sp，杂化轨道数为3时杂化方式为sp2，杂化轨道数为4时杂化方式为sp3，可得出正确答案。
16.【答案】(1)(2)HFO＋H2O===HF＋H2O2(3)AD
【解析】(1)HFO是F的含氧酸，因此它的分子结构是F原子与一个羟基相连。由此可以推出HFO的电子式。分子中，中心原子为氧原子，氧与氢共用的电子对偏向氧，氧和氟共用的电子对偏离氧。
(2)物质A由H、F、O三种元素中的一种或两种组成，由原子守恒可知，除了生成HF外，还有H2O2。
(3)H2O2分子中仅有单键，所以应全为σ键。存在的化学键有H—O键和O—O键，即分别为极性键和非极性键。
17.【答案】(1) sp2； 5：1；(2) F＞N＞O＞C；；
(3)4Mg+10H++NO3﹣=4Mg2++NH4++3H2O；(4)分子晶体；配位键；金属键；
(5) HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO
【解析】根据元素在周期表中的位置，可知①是H，②是Be，③是C，④是N，⑤是O，⑥是F，⑦是Mg，⑧是Cl，⑨是Cr，⑩是Fe．
（1）素③与①形成的水果催熟剂气体化合物为CH2=CH2；
（2）同周期随原子序数增大，元素第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p轨道为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素；根据核外电子排布规律画出F元素离子核外电子的电子排布图；
（3）③元素形成的最高价氧化物为CO2，所形成的晶体晶胞中CO2处于顶点与面心，根据均摊法计算晶胞中CO2分子数目，进而计算晶胞质量与体积，再根据ρ=计算；
（4）Mg与稀硝酸反应中还原产物没有气体，说明还原产物为硝酸铵，还生成硝酸镁与水；
（5）Fe（CO）5的配合物，该配合物常温下为液态，易溶于非极性溶剂，应属于分子晶体；该配合物分解生成Fe与CO，Fe与CO之间形成配位键，金属Fe中存在金属性，故破坏配位键、形成金属键；
（6）利用氯元素含氧酸强弱解答。
18.【答案】(1)N2　(2)CS2　(3)CH4　(4)NH3　(5)NH3、H2O、CH4　(6)BF3
【解析】根据键的极性和分子极性的判断标准进行推导。
19.【答案】（1）①C≡O　②2NA(或2×6.02×1023个或2 mol) ③平面三角形 （2）① 1∶2　②sp3　小于 （3）1∶1
【解析】(1)①CO与N2互为等电子体，根据氮气的结构式，可知CO的结构式为C≡O。②二氧化碳分子内含有碳氧双键，一个双键含有一个σ键和一个π键，所以，1 mol CO2中含有的σ键数目为2×6.02×1023个(或2 mol)。③NO3－中，N原子无孤对电子，原子配位数为3，则N原子采取sp2杂化，空间构型为平面三角形。
（2）①CO中C和O形成叁键，含有1个σ键、2个π键。②甲醇分子内C的成键电子对为4，无孤电子对，杂化类型为sp3，甲醛分子内C为sp2杂化，故甲醇分子内O—C—H键角比甲醛分子内O—C—H键角小。
（3）HCN 分子中CN－与N2结构相似，含有三键，1个σ键与2个π键，再加上1个C—Hσ键，所以HCN 分子中σ键与π键数目之比为2∶2。即1∶1。
20.【答案】　7　0　5　1　3　2
【解析】根据有机物结构确定分子中σ键、π键个数
21.【答案】（1）C；1s22s22p2；Al或Cl；
（2）Co3+、CN﹣、6；（3）
；
（4）①③④⑦；
（5）sp3；V形；sp2；平面正三角形；sp2；平面形；sp；直线形；
（6）水分子之间存在氢键；
【解析】（1）X原子在第二能层上只有一个空轨道，则X能层的2p能级含有一个空轨道，则X核外电子数是6，为C元素，根据构造原理书写其核外电子排布式；R原子的3p轨道上只有一个未成对电子，则R原子3p轨道上可能含有1个电子或5个电子，据此判断R元素；
（2）根据配合物K3[Co（CN）6]结构分析中心离子为Co3+、配体为CN﹣、配位数为6；
（3）对于ABn型分子，A原子的最外层电子，若完全成键，属于非极性分子，若不完全成键，则属于极性分子；
（4）根据杂化轨道数=σ键数目+孤对电子对数，确定杂化轨道，再结合孤对电子对数确定空间构型；
（5）水分子之间存在氢键，沸点高于同族其它元素氢化物
22.【答案】　(1)N＞O＞S
(3)[Cu(NH3)4]SO4·H2O[或Cu(NH3)4SO4·H2O]　sp3杂化
(4)H2O2分子与H2O分子之间形成氢键(从相似相溶原理，分子结构相似的物质易互溶等角度回答，只要答案合理均可)
(5)H—N=N—H　3　1
【解析】　由深蓝色的晶体，推测其为铜的配合物。由C，D同主族且原子序数D为C的2倍可确定，C为氧元素，D为硫元素；根据E的外围电子排布可知其为副族元素，确定E为铜元素。四面体结构的中心原子为sp3杂化。