第二章 单元评估
第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、选择题(每小题2分，共40分)
1．下列分子中含有两个π键的是( C )
①HCN(H—C≡N) ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A．①②③⑥ B．③④⑤⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥
解析：含有两个π键的分子一般含有一个共价三键或两个共价双键。
2．下列关于键长、键能和键角的说法中不正确的是( C )
A．键角是描述分子立体结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C===C键的键能等于C—C键键能的2倍
D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
解析：键角是描述分子立体结构的重要参数，如H2O中的两个H—O键的键角为105°，故H2O为V形分子，A项正确；键长的大小与成键原子的半径有关，如Cl的原子半径小于I的原子半径，Cl—Cl键的键长小于I—I键的键长，此外，键长还与成键数目有关，如乙烯分子中C===C键的键长比乙炔分子中C≡C键的键长要大，B项正确；C===C键的键能为615
kJ·mol－1，C—C键的键能为347.7
kJ·mol－1，二者不是2倍的关系，C项错误；O—H键的键能为462.8
kJ·mol－1，H—F键的键能为568
kJ·mol－1，O—H键与H—F键的键能依次增大，意味着形成这些键时放出的能量依次增大，化学键越来越稳定，O2、F2跟H2反应的能力依次增强，D项正确。
3．下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( B )
A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中
B．范德华力比氢键的作用还要弱
C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质
D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关
解析：只有由分子组成的物质中才存在范德华力，A项错误；范德华力弱于氢键，B项正确；只有由分子组成且分子之间存在氢键的物质，其物理性质才由范德华力和氢键共同决定，C项错误；氢键的强弱主要与形成氢键的原子的电负性有关，D项错误。
4．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列分子或者离子的中心原子杂化方式及空间构型正确的是( D )
选项
分子或离子
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模型
分子或离子的立体构型
A
SO2
sp
直线形
直线形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角锥形
C
NF3
sp2
四面体形
平面三角形
D
NH
sp3
正四面体形
正四面体形
解析：
选项
分子或离子
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模型
分子或离子的立体构型
A
SO2
sp2
平面三角形
V形
B
HCHO
sp2
平面三角形
平面三角形
C
NF3
sp3
四面体形
三角锥形
D
NH
sp3
正四面体形
正四面体形
5.在水中，水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n小集团。在一定温度下，(H2O)n的n＝5，每个水分子被4个水分子包围着，形成四面体(如图所示)。(H2O)n的n＝5时，下列说法法正确的是( B )
A．(H2O)n是一种新的水分子
B．(H2O)n仍保留着水的化学性质
C．1
mol(H2O)n中有2个氢键
D．1
mol(H2O)n中有4
mol氢键
解析：(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的，氢键不属于化学键，因此(H2O)n不是一种新的分子，(H2O)n仍保留着水的化学性质。(H2O)n中每个氢原子平均形成一个氢键，即1
mol
(H2O)n中有2nNA个氢键(NA为阿伏加德罗常数的值)。
6．下列有机物分子中有3个手性碳原子的是( D )
A．乳酸 CH3—CHOH—COOH
B．甘油 CH2OH—CHOH—CH2OH
C．脱氧核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
D．核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
解析：乳酸CH3—CHOH—COOH中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故只有1个手性碳原子，A项错误；甘油CH2OH—CHOH—CH2OH中没有手性碳原子，B项错误；脱氧核糖CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故含有2个手性碳原子，C项错误；核糖CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原子团，故有3个手性碳原子，D项正确。
7．据Science
报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。关于SF5—CF3的说法正确的是( C )
A.分子中有σ键也有π键
B．所有原子在同一平面内
C．CF4与CH4都是正四面体结构
D．0.1
mol
SF5—CF3分子中电子数为8
mol
解析：SF5—CF3的结构为，所以分子中有硫氟、碳氟、硫碳σ键，无π键；由于含有饱和碳原子的结构，所有原子不可能在同一平面内；0.1
mol
SF5—CF3分子中电子数为9.4
mol。
8．下列说法正确的是( B )
A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
B．氨气易溶于水的原因之一是氨气分子与水分子之间能形成氢键
C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D．氯的各种含氧酸的酸性由强到弱的排列顺序为HClO>HClO2>HClO3>HClO4
解析：NH3分子的立体构型为三角锥形，A项不正确；乙醇分子与水分子之间存在范德华力和氢键，C项不正确；D项中酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO。
9．下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是( B )
A．氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠
B．硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵
C．硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡
D．氯化铵、氢氧化钠、双氧水、过氧化钙
解析：铵离子中存在极性共价键和配位键，氨分子中氮原子上有孤电子对，H＋、Cu2＋、Ag＋有空轨道，能形成配位键。A项，只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键，A项错误；C项和D项中都不含配位键，C和D项错误。
10．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法不正确的是( D )
A．N2分子与CO分子中都含有三键
B．CO分子中有一个π键是配位键
C．N2与CO互为等电子体
D．N2与CO的化学性质相同
解析：由题意可知N2分子中N原子之间及CO分子中C、O原子之间均通过2个π键和1个σ键结合，其中CO分子中有一个π键是由O原子单方面提供孤电子对、C原子提供空轨道形成的配位键。N2的化学性质相对稳定，CO具有比较强的还原性，二者化学性质不同。
11．下列各组粒子的中心原子杂化类型相同，其键角不相等的是( B )
A．CCl4、SiCl4、SiH4
B．H2S、NF3、CH4
C．BCl3、CH2===CHCl、环己烷
D．SO3、C6H6(苯)、CH3C≡CH
解析：A项，中心原子都采用sp3杂化，空间构型均为正四面体形，其键角相等；B项，中心原子都是sp3杂化，但空间构型不同，H2S为V形，NF3为三角锥形，CH4为正四面体形，分子的键角不相等；C项，三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化，环己烷中碳原子为sp3杂化；D项，SO3和苯的中心原子都是sp2杂化，而丙炔中碳原子为sp和sp3杂化。
12．下列说法不正确的是( B )
A．NH4NO3、NaOH中既有离子键，又有极性共价键，其中NH4NO3中还有配位键
B．氢键比范德华力强，且氢键是一种特殊的化学键
C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间
D．水的沸点是100
℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7
℃，引起这种差异的主要原因是水分子间有氢键
解析：氢键不是化学键，故B选项错误。
13．我国科学家研制出一种能在室温下高效催化空气中的甲醛氧化的催化剂，其反应如下：HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有关说法正确的是( C )
A．反应物和生成物都是非极性分子
B．HCHO的空间构型为四面体形
C．HCHO、CO2分子的中心原子的杂化类型不同
D．液态水中只存在一种作用力
解析：A项，HCHO、H2O都是极性分子，错误；B项，HCHO为平面三角形分子，错误；C项，HCHO分子的中心原子采取sp2杂化，CO2分子的中心原子采取sp杂化，正确；D项，液态水中存在范德华力、氢键、共价键等，错误。
14．根据“相似相溶”规律，下列能说明溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大的是( C )
A．溴单质、碘单质和四氯化碳中都含有卤素
B．溴、碘是单质，四氯化碳是化合物
C．Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而H2O是极性分子
D．以上说法都不对
解析：根据“相似相溶”规律，Br2、I2是非极性分子，它们易溶于非极性溶剂CCl4中，而在极性溶剂水中的溶解度较小。
15．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法正确的是( B )
X
Y
Z
W
Q
A.X与Y形成的化合物中一定不存在配位键
B．W与Q可形成共价化合物W2Q2
C．Q的氢化物在熔融状态下能导电
D．H—Y键的键能小于H—W键的键能
解析：由“X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半”可推出X为C，则Y为O，Z为Si，W为S，Q为Cl。A项，CO分子中存在配位键，错误；B项，S原子最外层有6个电子，Cl原子最外层有7个电子，二者可形成Cl—S—S—Cl，正确；C项，HCl为共价化合物，熔融状态下不导电，错误；D项，H—O键的键能大于H—S键的键能，错误。
16．下列说法正确的是( B )
A．乙烯中C===C键的键能是乙烷中C—C键的键能的2倍
B．氮气分子中含有1个σ键和2个π键
C．N—O键的极性比C—O键的极性大
D．NH中4个N—H键的键能不相等
解析：有机化合物中，碳原子与碳原子的原子轨道之间以“肩并肩”的方式形成π键的重叠程度要比以“头碰头”的方式形成σ键的重叠程度小得多。两个碳原子之间形成的σ键比π键牢固，σ键的键能大于π键。乙烯中两个碳原子间存在一个σ键和一个π键，乙烷中两个碳原子间存在一个σ键，乙烯中C===C键的键能应当大于乙烷中C—C键的键能且小于乙烷中C—C键的键能的2倍，A项错误。氮气分子中有1个σ键和2个π键，所以B项正确。形成共价键的两个原子对电子的吸引能力差别越大，共价键的极性就越强，N原子与O原子吸引电子能力的差别小于C原子与O原子吸引电子能力的差别，N—O键的极性比C—O键的极性小，C项错误。在NH中参与成键的8个电子分布在4个能量相等的sp3杂化轨道中，4个N—H键的键能、键长都相等，D项错误。
17．下列对一些实验事实的理论解释，正确的是( C )
选项
实验事实
理论解释
A
SO2溶于水形成的溶液能导电
SO2是电解质
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键的键角是109°28′
C
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl的短
解析：A项，SO2的水溶液能导电，是因为SO2与H2O反应，生成电解质H2SO3，SO2本身不能电离，不属于电解质；B项，白磷分子为P4,4个磷原子位于正四面体的4个顶点，每个面都是正三角形，P—P键的键角为60°；C项，NH3与H2O都是极性分子，且相互间可以形成氢键，所以NH3在H2O中溶解度很大；D项，HF和HCl的熔、沸点与分子内的共价键无关，只与分子间作用力有关，HF分子间可以形成氢键，所以HF比HCl沸点高。
18．下列说法正确的是( A )
A．ABn型分子中，若中心原子没有孤对电子，则ABn为空间对称结构，属于非极性分子
B．水很稳定是因为水中含有大量的氢键
C．H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C分别形成2个、3个、4个键，故O、N、C分别采取sp、sp2、sp3杂化
D．配合物[Cu(H2O)4]SO4中，中心离子是Cu2＋，配体是SO，配位数是1
解析：依据判断极性分子和非极性分子的经验规律可知A项正确；H2O很稳定是因为H—O键的键能大，B项错误；在NH3、H2O、CH4中N、O、C均采取sp3杂化，只不过NH3、H2O分子中孤电子对占据着杂化轨道，C项错误；[Cu(H2O)4]SO4中配体是H2O，配位数是4，D项错误。
19．第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其立体结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如下图所示，下列关于RCl5分子的说法中不正确的是( A )
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°几种
C．RCl5受热后会分解生成分子立体结构呈三角锥形的RCl3
D．分子中5个R—Cl键键能不都相同
解析：从RCl5的分子结构图可知键角正确；R—Cl有两类键长可知键能不完全相同；RCl5＋Cl2↑。
20．有五种元素X、Y、Z、Q、T。X元素为主族元素，X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的L电子层的p亚层上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p亚层上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是( C )
A．元素Y和Q可形成一种化合物Y2Q3
B．T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形
C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D．ZO2是极性键构成的非极性分子
解析：X的电子排布式为1s22s22p63s23p4，为S元素；Y的电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，为Fe元素；Z的电子排布式为1s22s22p2，为C元素；Q的电子排布式为1s22s22p4，为O元素；T的电子排布式为1s22s22p63s23p3，为P元素。C项中X与Q形成的化合物SO2或SO3都为共价化合物，故C项不正确。
第Ⅱ卷(非选择题，共60分)
二、非选择题(共60分)
21．(8分)在以下6种物质中选取序号填空(仅填序号，可重复选填)。
①二氧化碳 ②过氧化氢 ③氯化铵 ④氟化钙 ⑤甲醛 ⑥醋酸
(1)含有非极性键的是②⑥；
(2)含有配位键的是③；
(3)分子间形成氢键的是②⑥；
(4)既含有σ键又含有π键的是①⑤⑥；
(5)分子的立体结构呈平面三角形的是⑤；
(6)属于非极性分子的是①；
(7)属于离子化合物的是③④；
(8)中心原子采用sp3杂化轨道成键的是②③⑥。
解析：②中的O、③中的N、⑥中的C均采用sp3杂化轨道成键；甲醛采用sp2杂化轨道成键形成平面三角形分子；双键中含一个σ键和一个π键。
22．(8分)N、P同属于元素周期表中第VA族元素。
(1)基态磷原子的价电子排布图是。
(2)NCl3的VSEPR模型的名称是四面体形，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化。
(3)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为原子总数相同、价电子总数相同的粒子即等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质是接近的。写出N2O的一种由第二周期非金属元素组成的等电子体分子：CO2。
(4)沸点比较：PH3<(填“>”“＝”或“<”)NH3，理由是NH3分子间存在氢键。
(5)已知：H—H键的键能为436
kJ·mol－1，N—H键的键能为391
kJ·mol－1，N≡N键的键能为945.6
kJ·mol－1。则反应N2＋3H22NH3生成2
mol
NH3时，共放热92.4kJ。
(6)NH3极易溶于水，原因有NH3和水都是极性分子，相似相溶；NH3分子和水分子之间存在氢键；NH3和水发生化学反应。
解析：(1)基态磷原子的价电子排布式为3s23p3，根据泡利原理和洪特规则可得其价电子排布图为。
(2)根据价层电子对互斥理论可知，NCl3中氮原子含有的孤电子对数是(5－1×3)÷2＝1，N原子的价层电子对数为3＋1＝4，则NCl3的VSEPR模型的名称是四面体形，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化。
(3)根据等电子体的特点可知，原子总数相同、价电子总数相同的不同粒子互为等电子体。N2O的原子总数为3，价电子总数为16，则由第二周期非金属元素组成的等电子体分子为CO2。
(4)因NH3分子之间存在氢键，故其沸点比PH3的高。
(5)反应N2＋3H22NH3的反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能＝945.6
kJ·mol－1＋436
kJ·mol－1×3－391
kJ·mol－1×6＝－92.4
kJ·mol－1，则生成2
mol
NH3时，共放热92.4
kJ。
(6)NH3极易溶于水，是因为NH3和水都是极性分子，相似相溶；NH3分子和水分子之间存在氢键；NH3和水发生化学反应。
23．(10分)三种常见元素原子的结构信息如表所示，试回答下列问题。
元素
A
B
C
结构信息
原子核外有2个电子层，最外层有3个未成对电子
原子核外M层有1对成对的p电子
原子核外M层充满电子，N层有1个未成对s电子
(1)C元素位于元素周期表中ds区，C元素原子的外围电子排布式为3d104s1。
(2)写出A的简单氢化物的水溶液中存在的所有氢键：N—H…N、N—H…O、O—H…N、O—H…O；A的简单氢化物分子结合一个H＋形成阳离子后，其键角变大(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)向C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的简单氢化物的水溶液，生成的配合物的化学式为[Cu(NH3)4]SO4。
(4)胆矾的结构可表示如下：
则胆矾晶体中含有ABCE(填序号)。
A．配位键
B．离子键
C．极性共价键
D．金属键
E．氢键
F．非极性共价键
(5)下列分子结构图中“●”表示某种元素的原子，①中“●”表示A元素的原子，②③中“●”表示的原子其元素与A元素同周期，④中“●”表示的原子其元素与B元素同主族且与A元素同周期，“○”均表示氢原子，小黑点“·”均表示没有参与形成共价键的电子，短线均表示共价键。
上述四种物质的分子式分别为NH3、C2H2、CH4、H2O，中心原子采取sp3杂化的是①③④(填序号)。
解析：A元素原子核外有2个电子层，最外层有3个未成对电子，则A元素原子的外围电子排布式为2s22p3，故A为N元素；B元素原子核外M层有1对成对的p电子，则B元素原子的外围电子排布式为3s23p4，故B为S元素；C元素原子核外M层充满电子，N层有1个未成对s电子，则C元素原子核外电子数为2＋8＋18＋1＝29，故C为Cu元素。(1)C为Cu，位于第四周期第ⅠB族，属于ds区元素，外围电子排布式为3d104s1。(2)A的简单氢化物为NH3，在氨水中由于N和O的电负性较大，可形成氢键，故氨水中存在的氢键有N—H…N、N—H…O、O—H…N、O—H…O；氨气分子为三角锥形，结合一个H＋形成NH，NH为正四面体形，故键角变大。(3)向硫酸铜溶液中逐滴加入过量氨水，生成的配合物为[Cu(NH3)4]SO4。(4)由胆矾晶体的结构可知，水分子与铜离子之间形成配位键，硫酸根离子和配离子之间形成离子键，水分子与水分子或硫酸根离子间形成氢键，水分子中氢原子和氧原子之间形成极性共价键，硫酸根离子中氧原子与硫原子之间形成极性共价键。(5)①为NH3，中心原子N有3对σ键电子对，含有1对孤电子对，则杂化轨道数为4，采取sp3杂化；②为CH≡CH，中心原子C有2对σ键电子对，没有孤电子对，杂化轨道数为2，采取sp杂化；③为CH4，中心原子C有4对σ键电子对，没有孤电子对，则杂化轨道数为4，采取sp3杂化；④为H2O，中心原子O有2对σ键电子对，含有2对孤电子对，则杂化轨道数为4，采取sp3杂化。
24．(10分)A、B、C、D、E、F都是含有10个电子的分子或离子，其中A、E均是由非金属元素原子构成的阳离子。且A＋B===C＋D，E＋B===2D，E＋C===A＋D。在水溶液中，F有下列变化：
试回答下列问题。
(1)E、F的化学式或离子符号为EH3O＋，FAl3＋。
(2)C分子极易溶于水的主要原因是NH3分子与H2O分子间能形成氢键(或NH3分子与H2O分子均为极性分子)。
(3)A的空间构型为正四面体形，其中心原子的杂化轨道类型为sp3。
(4)写出在溶液中进行的下列反应的离子方程式。
①A与B加热NH＋OH－NH3↑＋H2O；
②反应ⅡAl(OH)3＋OH－===AlO＋2H2O。
解析：A、E是由非金属元素原子构成的10电子阳离子，则是NH、H3O＋中的一种。结合A、B、C、D、E、F都是10个电子的分子或离子和E＋B===2D可推知，E为H3O＋，H3O＋＋OH－===2H2O可推知B为OH－，D为H2O，则A为NH；根据A＋B===C＋D、E＋C===A＋D可推知C为NH3。而F与B反应先产生白色沉淀，继续与B反应沉淀溶解，说明F为Al3＋。
25．(14分)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同主族相邻周期元素的氢化物的沸点高。E是前四周期中原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且B、C的氢化物物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：
(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为C(2)A的氢化物中有一种组成为A2H2的分子，其中A原子的轨道杂化类型为sp杂化，1
mol
A2H2所含σ键的数目为3×6.02×1023。
(3)写出化合物AC2的电子式；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为N2O。
(4)E的价电子排布式是3d54s1，ECl3与B、C的氢化物形成的配合物的化学式为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是4Mg＋10HNO3(稀)===4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O。
解析：A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大，化合物DC为离子化合物，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构，C形成－2价阴离子，且D位于C的下一周期，B、C的氢化物的沸点比它们同主族相邻周期元素的氢化物的沸点高，即氢化物分子中存在氢键，C形成－2价阴离子，则C为氧元素，D为镁元素，核电荷数Bmol
CH≡CH分子中所含σ键的数目为3×6.02×1023。(3)化合物AC2是CO2，分子中碳原子与氧原子之间有2对共用电子对，电子式为；由N元素、O元素组成且与CO2互为等电子体的化合物的化学式为N2O。(4)E为Cr元素，原子序数为24，原子核外有24个电子，价电子排布式是3d54s1；CrCl3能与NH3、H2O形成六配位的配合物，且两种配体的物质的量之比为2∶1，则配体中含有4个NH3、2个H2O，三个氯离子位于外界，该配合物为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液为稀硝酸，D的单质为Mg，稀硝酸与Mg反应时，N被还原到最低价，即生成硝酸铵，根据得失电子守恒和原子守恒可知，该反应的化学方程式为4Mg＋10HNO3(稀)===4Mg(NO3)2＋NH4NO3＋3H2O。
26．(10分)2017年5月海底天然气水合物(俗称“可燃冰”)试采成功，这是我国能源开发的一次历史性突破。一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成如右图所示的笼状结构(表面的小球是水分子，内部的大球是CH4分子或CO2分子；“可燃冰”是CH4与H2O形成的水合物)，其相关参数见下表。
参数分子
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/kJ·mol－1
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
(1)CH4和CO2
所含的三种元素电负性从大到小的顺序为_O＞C＞H；碳原子的最高能级的符号是2p，其电子云形状是哑铃形。
(2)CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为sp杂化，分子的立体构型为直线型。CO2与SO2相同条件下在水中的溶解度较大的是SO2，理由是SO2为极性分子，CO2为非极性分子，H2O为极性溶剂，极性分子易溶于极性溶剂，故SO2的溶解度较大。
(3)为开采海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586
nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是CO2的分子直径小于笼状空腔直径，且与H2O的结合力大于CH4。
(4)“可燃冰”中分子间存在的作用力是氢键和范德华力，上图中最小的环中连接的原子总数是10。
解析：(1)一般来说，元素的非金属性越强，电负性越强，所以顺序为：O＞C＞H。碳为第6号元素，原子核外有6个电子，其最高能级为2p。p电子云的形状是哑铃形。
(2)根据价层电子对互斥理论，CO2的中心原子C的价电子对为2＋(4－2×2)＝2对，所以CO2的空间构型为直线型，C的杂化类型为sp杂化。CO2为直线型分子，所以是非极性分子，而SO2为折线形，所以是极性分子，根据相似相溶的原理，SO2在极性溶剂(水)中的溶解度更大。
(3)已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586
nm，根据上述图表，得到CO2分子的直径小于空腔直径，可以嵌入笼状结构中，同时二氧化碳与水分子的结合能高于甲烷，说明二氧化碳更易于与水结合，有可能将已经嵌入笼中的甲烷置换出来。
(4)分子之间存在的力除氢键以外，只可能是范德华力。图中最小的环是由5个水分子通过氢键构成的，其结构为，其中虚线代表氢键，实线代表共价键，所以最小的环中连接的原子为10个。
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13第二章 单元评估
第Ⅰ卷(选择题，共40分)
一、选择题(每小题2分，共40分)
1．下列分子中含有两个π键的是( )
①HCN(H—C≡N) ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4 ⑥C2H2
A．①②③⑥ B．③④⑤⑥ C．①③⑥ D．③⑤⑥
2．下列关于键长、键能和键角的说法中不正确的是( )
A．键角是描述分子立体结构的重要参数
B．键长的大小与成键原子的半径和成键数目有关
C．C===C键的键能等于C—C键键能的2倍
D．因为O—H键的键能小于H—F键的键能，所以O2、F2与H2反应的能力逐渐增强
3．下列关于范德华力与氢键的叙述中正确的是( )
A．任何物质中都存在范德华力，而氢键只存在于含有N、O、F的物质中
B．范德华力比氢键的作用还要弱
C．范德华力与氢键共同决定物质的物理性质
D．范德华力与氢键的强弱都只与相对分子质量有关
4．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断，下列分子或者离子的中心原子杂化方式及空间构型正确的是( )
选项
分子或离子
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模型
分子或离子的立体构型
A
SO2
sp
直线形
直线形
B
HCHO
sp2
平面三角形
三角锥形
C
NF3
sp2
四面体形
平面三角形
D
NH
sp3
正四面体形
正四面体形
5.在水中，水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n小集团。在一定温度下，(H2O)n的n＝5，每个水分子被4个水分子包围着，形成四面体(如图所示)。(H2O)n的n＝5时，下列说法法正确的是( )
A．(H2O)n是一种新的水分子
B．(H2O)n仍保留着水的化学性质
C．1
mol(H2O)n中有2个氢键
D．1
mol(H2O)n中有4
mol氢键
6．下列有机物分子中有3个手性碳原子的是( )
A．乳酸 CH3—CHOH—COOH
B．甘油 CH2OH—CHOH—CH2OH
C．脱氧核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
D．核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
7．据Science
报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。关于SF5—CF3的说法正确的是( )
A.分子中有σ键也有π键
B．所有原子在同一平面内
C．CF4与CH4都是正四面体结构
D．0.1
mol
SF5—CF3分子中电子数为8
mol
8．下列说法正确的是( )
A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
B．氨气易溶于水的原因之一是氨气分子与水分子之间能形成氢键
C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D．氯的各种含氧酸的酸性由强到弱的排列顺序为HClO>HClO2>HClO3>HClO4
9．下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是( )
A．氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠
B．硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵
C．硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡
D．氯化铵、氢氧化钠、双氧水、过氧化钙
10．N2的结构可以表示为，CO的结构可以表示为，其中椭圆框表示π键，下列说法不正确的是( )
A．N2分子与CO分子中都含有三键
B．CO分子中有一个π键是配位键
C．N2与CO互为等电子体
D．N2与CO的化学性质相同
11．下列各组粒子的中心原子杂化类型相同，其键角不相等的是( )
A．CCl4、SiCl4、SiH4
B．H2S、NF3、CH4
C．BCl3、CH2===CHCl、环己烷
D．SO3、C6H6(苯)、CH3C≡CH
12．下列说法不正确的是( )
A．NH4NO3、NaOH中既有离子键，又有极性共价键，其中NH4NO3中还有配位键
B．氢键比范德华力强，且氢键是一种特殊的化学键
C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间
D．水的沸点是100
℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7
℃，引起这种差异的主要原因是水分子间有氢键
13．我国科学家研制出一种能在室温下高效催化空气中的甲醛氧化的催化剂，其反应如下：HCHO＋O2CO2＋H2O。下列有关说法正确的是( )
A．反应物和生成物都是非极性分子
B．HCHO的空间构型为四面体形
C．HCHO、CO2分子的中心原子的杂化类型不同
D．液态水中只存在一种作用力
14．根据“相似相溶”规律，下列能说明溴单质、碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中大的是( )
A．溴单质、碘单质和四氯化碳中都含有卤素
B．溴、碘是单质，四氯化碳是化合物
C．Br2、I2是非极性分子，CCl4也是非极性分子，而H2O是极性分子
D．以上说法都不对
15．短周期元素X、Y、Z、W、Q在元素周期表中的位置如表所示，其中X元素的原子内层电子数是最外层电子数的一半，则下列说法正确的是( )
X
Y
Z
W
Q
A.X与Y形成的化合物中一定不存在配位键
B．W与Q可形成共价化合物W2Q2
C．Q的氢化物在熔融状态下能导电
D．H—Y键的键能小于H—W键的键能
16．下列说法正确的是( )
A．乙烯中C===C键的键能是乙烷中C—C键的键能的2倍
B．氮气分子中含有1个σ键和2个π键
C．N—O键的极性比C—O键的极性大
D．NH中4个N—H键的键能不相等
17．下列对一些实验事实的理论解释，正确的是( )
选项
实验事实
理论解释
A
SO2溶于水形成的溶液能导电
SO2是电解质
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键的键角是109°28′
C
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl的短
18．下列说法正确的是( )
A．ABn型分子中，若中心原子没有孤对电子，则ABn为空间对称结构，属于非极性分子
B．水很稳定是因为水中含有大量的氢键
C．H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C分别形成2个、3个、4个键，故O、N、C分别采取sp、sp2、sp3杂化
D．配合物[Cu(H2O)4]SO4中，中心离子是Cu2＋，配体是SO，配位数是1
19．第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其立体结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如下图所示，下列关于RCl5分子的说法中不正确的是( )
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°几种
C．RCl5受热后会分解生成分子立体结构呈三角锥形的RCl3
D．分子中5个R—Cl键键能不都相同
20．有五种元素X、Y、Z、Q、T。X元素为主族元素，X原子的M层上有两个未成对电子且无空轨道；Y原子的特征电子构型为3d64s2；Z原子的L电子层的p亚层上有一个空轨道；Q原子的L电子层的p亚层上只有一对成对电子；T原子的M电子层上p轨道半充满。下列叙述不正确的是( )
A．元素Y和Q可形成一种化合物Y2Q3
B．T和Z各有一种单质的空间构型为正四面体形
C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D．ZO2是极性键构成的非极性分子
第Ⅱ卷(非选择题，共60分)
二、非选择题(共60分)
21．(8分)在以下6种物质中选取序号填空(仅填序号，可重复选填)。
①二氧化碳 ②过氧化氢 ③氯化铵 ④氟化钙 ⑤甲醛 ⑥醋酸
(1)含有非极性键的是(
)；
(2)含有配位键的是(
)；
(3)分子间形成氢键的是(
)；
(4)既含有σ键又含有π键的是(
)；
(5)分子的立体结构呈平面三角形的是(
)；
(6)属于非极性分子的是(
)；
(7)属于离子化合物的是(
)；
(8)中心原子采用sp3杂化轨道成键的是(
)。
22．(8分)N、P同属于元素周期表中第VA族元素。
(1)基态磷原子的价电子排布图是(
)。
(2)NCl3的VSEPR模型的名称是(
)，中心原子的杂化轨道类型是(
)。
(3)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为原子总数相同、价电子总数相同的粒子即等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质是接近的。写出N2O的一种由第二周期非金属元素组成的等电子体分子：(
)。
(4)沸点比较：PH3<(填“>”“＝”或“<”)NH3，理由是(
)。
(5)已知：H—H键的键能为436
kJ·mol－1，N—H键的键能为391
kJ·mol－1，N≡N键的键能为945.6
kJ·mol－1。则反应N2＋3H22NH3生成2
mol
NH3时，共放热(
)kJ。
(6)NH3极易溶于水，原因有(
)。
23．(10分)三种常见元素原子的结构信息如表所示，试回答下列问题。
元素
A
B
C
结构信息
原子核外有2个电子层，最外层有3个未成对电子
原子核外M层有1对成对的p电子
原子核外M层充满电子，N层有1个未成对s电子
(1)C元素位于元素周期表中(
)区，C元素原子的外围电子排布式为(
)。
(2)写出A的简单氢化物的水溶液中存在的所有氢键：(
)；A的简单氢化物分子结合一个H＋形成阳离子后，其键角(
)(填“变大”“变小”或“不变”)。
(3)向C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的简单氢化物的水溶液，生成的配合物的化学式为(
)。
(4)胆矾的结构可表示如下：
则胆矾晶体中含有(
)(填序号)。
A．配位键
B．离子键
C．极性共价键
D．金属键
E．氢键
F．非极性共价键
(5)下列分子结构图中“●”表示某种元素的原子，①中“●”表示A元素的原子，②③中“●”表示的原子其元素与A元素同周期，④中“●”表示的原子其元素与B元素同主族且与A元素同周期，“○”均表示氢原子，小黑点“·”均表示没有参与形成共价键的电子，短线均表示共价键。
上述四种物质的分子式分别为(
)、(
)、(
)、(
)，中心原子采取sp3杂化的是(
)(填序号)。
24．(10分)A、B、C、D、E、F都是含有10个电子的分子或离子，其中A、E均是由非金属元素原子构成的阳离子。且A＋B===C＋D，E＋B===2D，E＋C===A＋D。在水溶液中，F有下列变化：
试回答下列问题。
(1)E、F的化学式或离子符号为E(
)，F(
)。
(2)C分子极易溶于水的主要原因是(
)。
(3)A的空间构型为(
)，其中心原子的杂化轨道类型为(
)。
(4)写出在溶液中进行的下列反应的离子方程式。
①A与B加热NH＋OH－NH3↑＋H2O；
②反应Ⅱ(
)。
25．(14分)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同主族相邻周期元素的氢化物的沸点高。E是前四周期中原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且B、C的氢化物物质的量之比为2∶1，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：
(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为(
)(用对应元素符号表示，下同)。
(2)A的氢化物中有一种组成为A2H2的分子，其中A原子的轨道杂化类型为(
)，1
mol
A2H2所含σ键的数目为(
)。
(3)写出化合物AC2的电子式；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为(
)。
(4)E的价电子排布式是(
)，ECl3与B、C的氢化物形成的配合物的化学式为(
)。
(5)B的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液与D的单质反应时，B被还原到最低价，该反应的化学方程式是(
)。
26．(10分)2017年5月海底天然气水合物(俗称“可燃冰”)试采成功，这是我国能源开发的一次历史性突破。一定条件下，CH4和CO2都能与H2O形成如右图所示的笼状结构(表面的小球是水分子，内部的大球是CH4分子或CO2分子；“可燃冰”是CH4与H2O形成的水合物)，其相关参数见下表。
参数分子
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/kJ·mol－1
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
(1)CH4和CO2
所含的三种元素电负性从大到小的顺序为(
)；碳原子的最高能级的符号是(
)，其电子云形状是(
)。
(2)CO2分子中碳原子的杂化轨道类型为(
)，分子的立体构型为(
)。CO2与SO2相同条件下在水中的溶解度较大的是SO2，理由是(
)。
(3)为开采海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586
nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是(
)。
(4)“可燃冰”中分子间存在的作用力是氢键和(
)，上图中最小的环中连接的原子总数是(
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