苏教版高中化学物质结构与性质专题4《分子空间结构与物质性质》测试卷

专题4《分子空间结构与物质性质》测试卷
一、单选题(共15小题)
1.下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是（　　）
A．
PCl3中P原子sp3杂化，为三角锥形
B．
BCl3中B原子sp2杂化，为平面三角形
C．
CS2中C原子sp杂化，为直线形
D．
H2S分子中，S为sp杂化，为直线形
2.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，可能存在极性键
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，H2O中的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
3.通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间构型相同，则下列有关说法中正确的是（
）
A．
CH4和NH是等电子体，键角均为60°
B．
NO和CO是等电子体，均为平面正三角形结构
C．
H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥型结构
D．
B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道
4.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
5.用价层电子对互斥理论预测NO和BF3的空间构型，两个结论都正确的是(　　)
A．
直线形；三角锥型
B．
V形；三角锥型
C．
直线形；平面三角形
D．
V形；平面三角形
6.下列对分子的性质的解释中，不正确的是(　　)
A．
水很稳定(1
000
℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键所致
B．
乳酸()分子中含有一个手性碳原子
C．
碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
D．
由上图知酸性：H3PO4>HClO，因为H3PO4中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数
7.短周期主族元素A、B可形成AB3分子，下列有关叙述正确的是(　　)
A．
若A、B为同一周期元素，则AB3分子一定为平面正三角形
B．
若AB3分子中的价电子个数为24，则AB3分子可能为平面正三角形
C．
若A、B为同一主族元素，则AB3分子一定为三角锥型
D．
若AB3分子为三角锥型，则AB3分子一定为NH3
8.无机含氧酸的强弱规律表示成酸元素的化合价越高，酸性越强。下列说法正确的是(　　)
A．
根据这一规律高氯酸是很强的酸
B．
H3PO4的酸性比盐酸强
C．
碳酸和亚硫酸的酸性不好比较
D．
硝酸与磷酸的强度一样
9.顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种具有抗癌活性的金属配合物；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，结构如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是(　　)
A．
碳铂中所有碳原子在同一平面上
B．
顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C．
碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数目之比为2∶1
D．
1
mol
1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA
10.对SO3的说法正确的是（
）
A．
结构与NH3相似
B．
结构与SO2相似
C．
结构与BF3相似
D．
结构与P4相似
11.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
12.下列叙述中正确的是（　　）
A．
NH3，CO，CO2都是极性分子
B．
CH4，CCl4都是含有极性键的非极性分子
C．
HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
D．
CS2，H2O，C2H2都是直线形分子
13.下列物质的酸性强弱比较正确的是(　　)
A．
HBrO4B．
H2SO4C．
HClO3D．
H2SO4>H2SO3
14.已知含氧酸可用通式XOm(OH)n表示，如X是S，m＝2，n＝2，则这个式子表示为H2SO4。一般而言，该式中m大的是强酸，m小的是弱酸。下列各含氧酸中酸性最强的是(　　)
A．
HClO3
B．
H2SeO3
C．
H2BO2
D．
HMnO4
15.下列叙述正确的是(　　)
A．
含有非极性键的分子一定是非极性分子
B．
非极性分子中一定含有非极性键
C．
由极性键形成的双原子分子一定是极性分子
D．
键的极性与分子的极性有关
二、实验题(共3小题)
16.已知向含有Zn2＋的溶液中滴加氨水，有白色沉淀Zn(OH)2生成，继续滴加氨水使其过量，沉淀又溶解，生成了[Zn(NH3)4]2＋。此外，Zn(OH)2既可溶于盐酸，生成Zn2＋；又可溶于过量的NaOH溶液，生成ZnO；所以Zn(OH)2是一种两性氢氧化物。
现有四组离子，每组有两种金属离子。请各选一种试剂，将它们两者分开。可供选择的试剂有：
A．硫酸　B．盐酸　C．硝酸　D．氢氧化钠溶液　E．氨水
根据上述内容填写下表：
17.在一个小试管里放入一小粒碘晶体，加入约5mL蒸馏水，观察碘在水中的溶解性(若有不溶的碘，可将碘水溶液倾倒在另一个试管里继续下面的实验)。在碘水溶液中加入约1mL四氯化碳(CCl4)，振荡试管，观察碘被四氯化碳萃取，形成紫红色的碘的四氯化碳溶液。再向试管里加入1mL浓碘化钾(KI)水溶液，振荡试管，溶液紫色变浅，这是由于在水溶液里可发生如下反应：I2+I—＝I3—。实验表明碘在纯水还是在四氯化碳中溶解性较好?为什么?
18.配位键是一种特殊的共价键，即共用电子对由某原子单方面提供和另一缺电子的粒子结合。如：NH就是由NH3(氮原子提供孤电子对)和H＋(缺电子)通过配位键形成的。据此，回答下列问题：
(1)下列粒子中可能存在配位键的是________。
A．CO2B．H3O＋C．CH4D．H2SO4
(2)硼酸(H3BO3)溶液呈酸性，试写出其电离方程式：
________________________________________________________________________。
(3)科学家对H2O2结构的认识经历了较为漫长的过程，最初，科学家提出了两种观点：甲：、乙：H—O—O—H，式中O→O表示配位键，在化学反应中O→O键遇到还原剂时易断裂。化学家Baeyer和Villiyer为研究H2O2的结构，设计并完成下列实验：
a．将C2H5OH与浓H2SO4反应生成(C2H5)2SO4和水；
b．将制得(C2H5)2SO4与H2O2反应，只生成A和H2SO4；
c．将生成的A与H2反应(已知该反应中H2作还原剂)。
①如果H2O2的结构如甲所示，实验c中化学反应方程式为_____________________________
________________________________________________________________________(A写结构简式)。
②为了进一步确定H2O2的结构，还需要在实验c后添加一步实验d，请设计d的实验方案：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
三、计算题(共1小题)
19.某配合物的摩尔质量为260.6
g·mol－1，按质量分数计，其中铬元素占20.0%，氨占39.2%，氯元素占40.8%；取25.00
mL浓度为0.052
0
mol·L－1的该配合物的水溶液用0.121
0
mol·L－1的AgNO3溶液滴定，达到终点时，耗去AgNO3溶液32.50
mL。滴加NaOH溶液使该化合物的溶液呈强碱性并加热，未检验到NH3的逸出。求该配合物的化学式。
四、填空题(共3小题)
20.“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
21.如图是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表一种化学元素。
试回答下列问题：
(1)请写出H的单质与二氧化碳反应的方程式：_______________________________________
________________________________________________________________________。
(2)D的气态氢化物的价层电子对互斥模型为______，其中心原子的杂化类型为________。
(3)G、H和I的第一电离能数值由大到小的顺序为________________(用元素符号作答)。
(4)由A、C、D形成的ACD分子中，含有______个σ键，______个π键。
(5)要证明太阳上是否含有R
元素，可采用的方法是______________。
(6)元素M的化合物(MO2Cl2)在有机合成中可作氧化剂或氯化剂，能与许多有机物反应。请回答下列问题：
①与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有______(填元素符号)。
②MO2Cl2常温下为深红色液体，能与CCl4、CS2等互溶，据此可判断MO2Cl2是______(填“极性”或“非极性”)分子。
22.（1）在配合物Fe（SCN）2+中提供空轨道接受孤电子对的微粒是　　（填符号），画出配合物离子[Cu（NH3）4]2+中的配位键　　．
（2）根据价层电子对互斥理论，H3O+中VSEPR模型名称为　　，BCl3分子的立体结构为　　．
（3）按要求写出由第二周期元素为中心原子，通过sp3杂化形成中性分子的化学式（各写一种）：正四面体分子　，三角锥形分子　　，V型分子　　
答案解析
1.【答案】D
2.【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。
3.【答案】B
4.【答案】B
【解析】A项，中心原子都采用sp3杂化，空间构型均为正四面体型，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为三角锥型，CH4为正四面体型，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。
5.【答案】D
6.【答案】A
【解析】水分子稳定的原因是因为水分子中H—O键牢固，而与氢键无关。
7.【答案】B
【解析】A项，若为PCl3，则分子为三角锥型，错误；B项，BCl3满足要求，其分子为平面正三角形，正确；C项，若分子为SO3，则为平面正三角形，错误；D项，分子不一定为NH3，也可能为NF3等。
8.【答案】A
【解析】本题给出的信息为元素化合价越高，无机含氧酸酸性越强，因此氯元素最高正化合价为＋7价时含氧酸酸性最强，即高氯酸为酸性最强的酸。而题目中只是给出相同元素含氧酸的酸性比较，对于相同化合价的不同的含氧酸就无法比较。由我们原有的知识，可以判断C，D说法都不符合客观事实。碳酸小于亚硫酸的酸性，硝酸大于磷酸的酸性。
9.【答案】C
【解析】根据碳铂的结构简式可知，有sp3杂化的碳原子，属于四面体结构，因此所有碳原子不可能在同一平面上，A错误；顺铂分子中N有3个σ键，一个配位键，因此杂化类型为sp3杂化，B错误；碳铂分子中sp3杂化的碳原子有4个，sp2杂化的碳原子有2个，即数目之比为2∶1，C正确；由题中信息可知，1,1-环丁二羧酸的结构简式为，补全碳环上的氢原子，可得1
mol此有机物含有σ键的数目为18NA，D错误。
10.【答案】C
【解析】根据价层电子对互斥理论可知，在SO3中，S原子没有孤电子对，但与S原子相连的原子个数为3，因此SO3分子结构呈平面三角形，NH3分子空间结构为三角锥形，SO2分子空间构结构为V形，P4分子空间结构为正四面体形，BF3分子空间结构为平面三角形，答案为C。
11.【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。
12.【答案】B
【解析】CO2，CH4，CCl4，CS2均为含极性键的非极性分子，H2O为V形分子，HF、HCl、HBr
、HI的稳定性依次减弱。
13.【答案】D
【解析】同一主族从上到下非金属性依次减弱，最高价含氧酸的酸性依次减弱，A项错；同一周期从左到右非金属性依次增强，最高价含氧酸的酸性依次增强，所以B项错；同一元素不同价态的含氧酸中非羟基氧原子越多，酸性越强，所以C项错，D项正确。
14.【答案】D
【解析】HClO3可写成ClO2(OH)，m＝2，H2SeO3可写成SeO(OH)2，m＝1；H2BO2可写成B(OH)2，m＝0；HMnO4可写成MnO3(OH)，m＝3，故选D。
15.【答案】C
【解析】含有非极性键的分子不一定是非极性分子，如H2O2；非极性分子中不一定含有非极性键，如CH4，CO2均是非极性分子，却都只含有极性键；键的极性只与成键原子是否相同有关，与分子的极性无关，分子的极性除与键的极性有关外，还与分子的空间构型有关。
16.【答案】(1)E　Al(OH)3　[Zn(NH3)4]2＋　(2)D(或E)
　Mg(OH)2　ZnO(或[Zn(NH3)4]2＋)　(3)A
BaSO4　Zn2＋　(4)D　Mg(OH)2　AlO
【解析】本题给出的知识信息是Zn(OH)2的两性和可生成溶于水的[Zn(NH3)4](OH)2。运用它们的化学性质，选择适当试剂加以分离。
(1)Zn2＋和Al3＋的分离：由于Zn(OH)2和Al(OH)3均为两性氢氧化物，不能用酸、碱加以区分，但Zn2＋可与过量氨水反应，生成[Zn(NH3)4]2＋，Al3＋无此性质，可选用氨水(E)为试剂，生成沉淀Al(OH)3，保留在溶液中的离子为[Zn(NH3)4]2＋。
(2)Zn2＋和Mg2＋的分离：因Zn(OH)2为两性，Mg(OH)2无两性且为难溶于水的沉淀，可选用NaOH(D)为试剂，将Zn2＋和Mg2＋区分开，沉淀为Mg(OH)2，保留在溶液中的离子为ZnO。此外，还可用氨水(E)予以分离。
(3)Zn2＋和Ba2＋的分离：由于BaSO4难溶于水且不溶于酸，而ZnSO4能溶于水，可选用H2SO4(A)为试剂，将Zn2＋和Ba2＋区分开。沉淀为BaSO4，保留在溶液中的离子为Zn2＋。
(4)Mg2＋和Al3＋的分离：Al(OH)3有两性，能溶于过量的NaOH溶液中。Mg(OH)2为沉淀，且不溶于过量的NaOH溶液，可选用NaOH(D)为试剂，将Mg2＋和Al3＋区别开。沉淀是Mg(OH)2，保留在溶液中的离子是AlO。
17.【答案】实验表明碘在四氯化碳溶液中的溶解性较好。这是因为碘和四氯化碳都是非极性分子，非极性溶质一般能溶于非极性溶剂，而水是极性分子。
【解析】根据相似相溶规律可以得出结论。
18.【答案】　(1)BD
(2)H3BO3＋H2OH＋＋B(OH)
(3)①
②用无水CuSO4检验实验c的反应产物中有没有水(或其他合理答案)
【解析】形成配位键的条件：一方能够提供孤电子对，另一方具有能够接受孤电子对的空轨道，常见能形成电负性强的元素N、O、F
19.【答案】由铬元素、氨、氯元素的质量分数之和为100%可知该物质不含其他成分，由此可得出它们的物质的量之比为n(Cr)∶n(NH3)∶n(Cl)＝∶
∶≈1∶6∶3。结合该物质的摩尔质量，又因为1
mol配合物里所含的可电离的Cl－为mol≈3
mol，所以该配合物的化学式为[Cr(NH3)6]Cl3。
【解析】可先根据铬元素、氨、氯元素的质量分数求出它们在配合物中的物质的量之比，再根据Cl－与Ag＋的反应求出处于外界的Cl－的数目，便可求出该配合物的化学式。
20.【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。
21.【答案】(1)2Mg＋CO22MgO＋C　(2)四面体型　sp3　(3)Mg＞Al＞Na　(4)2　2
(5)对太阳光进行光谱分析　(6)①K、Cu　②非极性
【解析】根据元素在周期表中的位置知，从A—R分别是H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Cr、Fe、He元素，
(1)H单质是镁，镁在二氧化碳中燃烧生成氧化镁和C，方程式为2Mg＋CO22MgO＋C。
(2)D的气态氢化物是氨气，氨气分子中N原子价层电子对个数是4且含有一对孤电子对，根据价层电子对互斥理论知价层电子对互斥模型为四面体，N原子杂化方式为sp3。
(3)同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于其相邻元素，所以第一电离能：Mg＞Al＞Na。
(4)由A、C、D形成的ACD分子中为HCN，其结构式为H—C≡N，共价单键为σ键、共价叁键中含有一个σ键、两个π键，所以该分子中含有两个σ键、两个π键。
(5)采用光谱分析可以确定元素，所以可以采用光谱分析确定He元素；
(6)①M是Cr元素，其原子最外层有1个电子，所以与M同周期的所有元素的基态原子中最外层电子数与M原子相同的元素还有K、Cu。
②非极性分子的溶质极易溶于非极性分子的溶剂，溶质都是非极性分子，所以MO2Cl2是非极性分子。
22.【答案】（1）Fe3+　，　．
（2）　正四面体　，　正三角形（平面三角形）　．
（3）正四面体分子　CH4或CF4　，三角锥形分子　NH3或NF3　，V型分子　H2O　
【解析】（1）配合物中中心原子提供空轨道，配体提供孤电子对；配位键由提供孤电子对的原子指向提供空轨道的原子；
（2）根据价层电子对互斥理论确定VSEPR模型，去掉孤电子对后就是该微粒的立体构型；
（3）由第二周期元素为中心原子，通过sp3杂化形成中性分子，如果该分子为正四面体结构，则该分子的价层电子对个数是4且不含孤电子对，如果是三角锥型分子，则该分子中价层电子对个数是4且含有一个孤电子对，如果是V型分子，则该分子中价层电子对个数是4且具有2个孤电子对