高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第二章 分子结构与性质综合与测试课后测评

这是一份高中化学人教版 (新课标)选修3 物质结构与性质第二章 分子结构与性质综合与测试课后测评，共20页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

1.(2019福建三明第一中学校考)下列物质的变化过程中,共价键明显被破坏的是( )
A.从NH4HCO3中闻到了刺激性气味
B.NaCl颗粒被粉碎
C.I2升华
D.NaOH溶于水
2.下列说法中正确的是( )
A.分子间作用力越大,分子越稳定
B.分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高
C.相对分子质量越大,分子间作用力一定越大
D.分子间只存在范德华力
3.当地时间2020年1月30日晚,世界卫生组织(WHO)宣布,将新型冠状病毒疫情列为国际关注的突发公共卫生事件,防疫专家表示,75%的医用酒精、含氯消毒剂(如84消毒液等)可以有效杀灭病毒。关于酒精和含氯消毒剂的有关说法正确的是( )
A.乙醇中与羟基相连的C原子是sp2杂化,另一个C原子是sp3杂化
B.乙醇是非极性分子,易溶于水
C.1个HClO分子中含有两个σ键
D.1个乙醇分子中含有6个σ键,一个π键
4.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A.1个丙烯分子中有6个 σ 键,1个π键
B.在SiO2晶体中,1个Si原子和2个O原子形成2个共价键
C.12 g石墨中含有的C—C键数目为2NA
D.124 g白磷分子中含有P—P键的数目为6NA
5.下列物质的性质能够用键能来解释的是( )
A.常温常压下氯气呈气态而溴单质呈液态
B.硝酸是挥发性酸,而硫酸、磷酸是难挥发性酸
C.稀有气体一般难以发生化学反应
D.氮气的化学性质比氧气稳定
6.关于化合物,下列叙述正确的是( )
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个σ键和1个π键
D.该分子在水中的溶解度小于2-丁烯
7.化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3,下列说法正确的是( )
A.NH3与BF3都是三角锥形结构
B.NH3与BF3都是极性分子
C.NH3·BF3中各原子最外层都达到8电子稳定结构
D.NH3·BF3中,NH3提供孤电子对,BF3提供空轨道
8.(2019陕西西安远东第一中学高三月考)下列有关NH4Cl、PH3、C2H4、Na2O2、CaCl2、SiO2的说法正确的是( )
A.含有配位键的是NH4Cl、PH3、Na2O2
B.含有非极性键的是C2H4、Na2O2、CaCl2
C.含有极性键的是NH4Cl、PH3、CaCl2
D.熔化或受热分解时破坏离子键的是NH4Cl、Na2O2、CaCl2
9.根据等电子原理判断,下列说法中错误的是( )
A.B3N3H6分子中所有原子在同一平面上
B.B3N3H6分子中存在双键,可发生加成反应
C.H3O+和NH3是等电子体,均为三角锥形
D.CH4和NH4+是等电子体,均为正四面体形
10.下列有关物质性质、结构特点的表述均正确,且存在因果关系的是( )
11.下列说法正确的是( )
A.ABn型分子中,若中心原子没有孤电子对,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SO42-,配位数是1
12.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。
下列说法正确的是( )
A.沸点:A2DB.CA3是非极性分子
C.C形成的单质中σ键与π键个数之比为1∶2
D.B、C、D形成的最简单氢化物互为等电子体
13.南京理工大学团队成功合成了能在室温下稳定存在的五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl,经X-射线衍射测得其晶体结构,其局部结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.所有N 原子的价电子层均有孤电子对
B.氮氮键的键能: N5->H2N—NH2
C.该盐中两种阳离子是等电子体
D.该盐中阴、阳离子之间只存在离子键
14.氰气的分子式为(CN)2,结构式为,性质与卤素相似,下列叙述正确的是( )
A.键的键能小于C—C键的键能
B.1个分子中含有2个σ键和4个π键
C.键的键长小于键的键长
D.分子中只含有极性键
15.下列说法正确的是( )
A.乙醇中的—OH上的氢比水分子中的—OH上的氢活泼
B.[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的内界和外界Cl-数目之比是1∶2
C.氯的各种含氧酸的酸性由弱到强的顺序为HClO4D.手性分子CH2CHCH(CH2OH)COOH与足量的H2反应后得到的分子有两个手性碳原子
16.(2020辽宁瓦房店高级中学高二上期末)X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次递增的前36号元素。X、Y是同周期元素,原子序数相差1,价电子数之和为11;Z为第三周期元素,价电子数为2;基态M原子有6个未成对电子;W属于ds区元素,有1个未成对电子。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>X>Y,电负性:X>Y>Z
B.M为第ⅥB族元素,W+价电子排布式为3d94s1
C.Z(XY3)2含离子键和共价键,阴离子的中心原子的杂化方式为sp3
D.X和Y的简单氢化物分子间均存在氢键,二者均可以作为配合物中的配体
二、非选择题(本题包括5小题,共52分)
17.(8分)(2019黑龙江大庆四中高二下期中)(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。
(2)BF3与一定量的水形成晶体Q[(H2O)2·BF3],Q在一定条件下可转化为R:
[H3O]+
Q R
晶体Q中各种微粒间的作用力不涉及 (填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键
d.金属键 e.氢键 f.范德华力
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-。不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为 。
(4)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。
18.(9分)根据要求回答下列问题:
(1)某元素原子共有3个价电子,其中一个价电子位于第三能层d轨道,则该元素原子价电子排布式为 。
(2)外围电子排布式为3d54s2的原子的结构示意图为 ,其最高正价为 价,其在元素周期表中的位置为 。
(3)下图分子中是否有手性碳原子? (填“有”或“无”),若有,请在图中碳原子下方用“*”标出。
(4)在①CO2、②NH3、③CCl4、④BF3、⑤H2O、⑥SO2、⑦SO3、⑧PCl3中,属于非极性分子的是 (填序号)。
(5)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”“<”或“=”):HClO3 HClO4;H3PO4 H3PO3。
19.(10分)(2019福建龙岩上杭一中等六校高二下期中)Ⅰ.钢铁中加入少量镍、铬等元素可制成不锈钢,东晋《华阳国志·南中志》卷四中已有关于白铜的记载,云南镍白铜(铜镍合金)闻名中外,曾主要用于造币,亦可用于制作仿银饰品。回答下列问题:
(1)硫酸镍溶于氨水形成[Ni(NH3)6]SO4蓝色溶液。
①[Ni(NH3)6]SO4中阴离子的立体构型是 。
②在[Ni(NH3)6]2+中Ni2+与NH3之间形成的化学键称为 ,提供孤电子对的成键原子是 。
(2)试根据原子核外电子排布所遵循的原理解释Fe2+具有较强的还原性,易被氧化为Fe3+的原因: 。
(3)普鲁士蓝,即亚铁氰化铁,化学式为Fe4[Fe(CN)6]3,是一种配合物,其中含有的化学键有 (填字母)。
a.极性共价键 b.离子键 c.配位键 d.金属键
e.氢键
Ⅱ.钢铁分析中常用过硫酸盐氧化法测定钢中锰元素的含量,反应原理为2Mn2++5S2O82-+8H2O2MnO4-+10SO42-+16H+。
(4)写出基态锰原子的价电子排布图: 。
(5)已知H2S2O8的结构如图:
①H2S2O8中硫原子的杂化轨道类型为 。
②上述反应每生成2 ml MnO4-,S2O82-断裂的共价键数目为 。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
20.(16分)氧族元素和卤族元素都能形成多种物质,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。
(1)下面曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势,正确的是 。
(2)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,溴化碘和水反应所得产物中有一种为三原子分子,该分子的电子式为 。
(3)F2与其他卤素单质反应可以生成ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g) ΔH=-313 kJ·ml-1;F—F键的键能为159 kJ·ml-1;Cl—Cl键的键能为242 kJ·ml-1;则ClF3中Cl—F键的平均键能为 kJ·ml-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的 (填 “高”或“低”)。
(4)根据第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 。
(5)无机含氧酸HmROn可以写成(HO)mROn-m的形式,(n-m)的值越大,HmROn的酸性越强。则酸性:H2SeO4 H2SeO3 (填“<”或“>”)。
(6)S的常见单质S8的结构为,S原子的轨道杂化方式是 。
(7)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示) 的水合物晶体。CH4与H2O形成的水合物俗称“可燃冰”。“可燃冰”中存在的分子间作用力是 。
21.(9分)改变世界的事物很多,其中铁、硝酸钾、青霉素、二氧化硅等17种物质重点改变过人类世界。
(1)铁原子在基态时,价电子排布式为 。
(2)硝酸钾中NO3-的空间构型为 ,写出与NO3-互为等电子体的一种非极性分子的化学式: 。
(3)6-氨基青霉烷酸的结构如图所示,其中采用sp3杂化的原子有 。
(4)图甲所示为血红素的结构。血红素中四种非金属元素的电负性由小到大的顺序是 ,请在图乙中用适当的方式标出配位键。
(5)在二氧化硅晶体中,硅原子的价电子层原子轨道发生了杂化,杂化的方式是 ,O—Si—O 夹角是 。
答案全解全析
一、选择题
1.A NH4HCO3分解生成NH3、CO2和水,是化学变化,碳酸氢根离子和铵根离子之间的离子键被破坏,碳酸氢根离子中的共价键被破坏,故A正确;氯化钠颗粒被粉碎,是物理变化,化学键没有被破坏,且氯化钠中不存在共价键,故B错误;碘的升华是物理变化,共价键没有被破坏,故C错误;NaOH溶于水发生电离,钠离子和氢氧根离子之间的离子键被破坏,氢氧根离子中的共价键没有被破坏,故D错误。
2.B 分子间作用力影响物质的物理性质,化学键影响物质的化学性质,分子间作用力越大,物质的熔、沸点越高,B正确,A错误;一般分子的组成和结构相似时,相对分子质量越大,其分子间作用力越大,C错误;某些分子间不只有范德华力,D错误。
3.C 乙醇中与羟基相连的C原子是sp3杂化,另一个C原子也是sp3杂化,A项错误;乙醇为极性分子,水也是极性分子,且乙醇分子与水分子之间能形成氢键,因此乙醇易溶于水,B项错误;1个HClO分子中含有两个单键,单键是σ键,C项正确;乙醇分子中都是单键,单键都是σ键,无π键,D项错误。
4.D C—C、C—H键均为σ键,C C中有一个σ键、一个π键,则1个丙烯分子有8个σ键和1个π键,A错误;在SiO2晶体中,1个Si原子和4个O原子形成4个共价键,B错误;在石墨晶体中,1个C原子对应3×12=32个C—C键,12 g石墨的物质的量为12 g12 g/ml=1 ml,则12 g石墨中含有C—C键的物质的量为1 ml×32=1.5 ml,含有碳碳键数目为1.5NA,C错误;124 g白磷的物质的量为124 g124 g/ml=1 ml,1个分子中含有6个P—P键,1 ml白磷中含有P—P键的数目为6NA,D正确。
5.D 由共价分子构成的物质的状态取决于分子间作用力的大小,与分子内共价键的键能无关,A不符合题意;物质的挥发性与分子内键能的大小无关,B不符合题意;稀有气体是单原子分子,分子中无化学键,C不符合题意;氮气比氧气稳定是由于N2分子中共价键的键能比O2分子中共价键的键能大,D符合题意。
6.B 该分子间不能形成氢键,A错误;该分子中有9个σ键和3个π键,C项错误;该分子中含有醛基,其中的氧原子与H2O中的氢原子间可形成氢键,所以其溶解度大于2-丁烯,D错误。
7.D NH3是三角锥形结构,而BF3是平面三角形结构,NH3是极性分子,BF3是非极性分子,A、B都不正确;NH3分子中有1对孤电子对,BF3分子中有1个空轨道,二者通过配位键结合形成NH3·BF3,D正确;NH3·BF3中H原子核外只有2个电子,C不正确。
8.D NH4Cl、PH3、C2H4、Na2O2、CaCl2、SiO2等几种物质中,属于离子化合物的是NH4Cl 、Na2O2和CaCl2,属于共价化合物的是PH3、C2H4、SiO2,其中只含离子键的是CaCl2,只含共价键的是PH3、C2H4、SiO2,既有离子键又有共价键的是Na2O2和NH4Cl,含有非极性键的是C2H4和Na2O2,含有极性键的是NH4Cl、PH3、C2H4、SiO2,含有配位键的是NH4Cl。综上所述,D正确。
9.B 等电子原理是指具有相同价电子总数和相同的原子数的分子或离子具有相似的化学键特征和性质。苯与B3N3H6互为等电子体,因此它们的结构相似。苯分子中所有的原子在同一平面上,分子中不存在双键,因此A正确、B错误;H3O+和NH3是等电子体,NH3是三角锥形,则H3O+也是三角锥形,C正确;CH4和NH4+是等电子体,CH4是正四面体结构,所以NH4+也是正四面体结构,D正确。
10.C 硫酸铜和NH3·H2O反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水时,氢氧化铜和NH3·H2O继续反应生成配合物而使溶液澄清,铜离子转化到配离子中,所以溶液中铜离子浓度减小,表述2错误,A错误;能形成分子间氢键的物质沸点较高,邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点低,表述1错误,B错误;SO32-的中心原子S原子价层电子对数为4,含1对孤电子对,为sp3杂化,因此SO32-空间结构是三角锥形,C正确;P4O10、C6H12O6均属于共价化合物,P4O10溶于水后和水发生反应产生磷酸,磷酸是电解质,在溶液中电离产生自由移动的离子,可以导电,表述1不正确,D错误。
11.A H2O很稳定是因为H—O键的键能大,与氢键无关,B项错误;在NH3、H2O、CH4中N、O、C均采取sp3杂化,C项错误;[Cu(H2O)4]SO4中配体是H2O,配位数是4,D项错误。
12.C 根据各元素在周期表中的位置知,A为氢元素、B为碳元素、C为氮元素、D为氧元素、X为硫元素、Y为氯元素。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即NH3,是极性分子,B项错误;1个N2分子中有1个σ键、2个π键,C项正确;B、C、D的最简单氢化物分别是CH4、NH3、H2O,微粒中原子数不同,不互为等电子体,D项错误。
13.B NH4+中N原子形成4个σ键,没有孤电子对,故A错误;N5-中氮原子间除形成σ键外,还形成一个大π键,氮氮键的键能: N5->H2N—NH2,故B正确;该盐中两种阳离子分别是H3O+、NH4+,它们的原子数不同,不互为等电子体,故C错误;由题图可知,阴、阳离子间除形成离子键外,氯离子与铵根离子中H原子、H3O+中H原子与N5-中N原子、NH4+中H原子与N5-中N原子间形成氢键,故D错误。
14.C 键的键能大于C—C键的键能,A错误;1个单键就是1个σ键,1个三键中含有1个σ键、2个π键,所以氰气分子中含有3个σ键和4个π键,B错误;同一周期主族元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,原子半径越大,其形成的共价键的键长越长,碳原子半径大于氮原子,所以键键长小于键键长,C正确;C—C键是非极性键,D错误。
15.B 钠与乙醇反应比与水反应缓慢,说明乙醇中的—OH上的氢没有水分子中的—OH上的氢活泼,A错误;[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O的内界有1个Cl-,外界有2个Cl-,数目之比是1∶2,B正确;氯的含氧酸中,非羟基氧原子数越多,酸性越强,故酸性由强到弱的顺序为HClO4>HClO3>HClO2>HClO,C错误;手性分子CH2CHCH(CH2OH)COOH与足量的H2反应后生成CH3CH2CH(CH2OH)COOH,分子中只有一个手性碳原子,D错误。
16.D 由X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次递增的前36号元素,X、Y是同周期元素,原子序数相差1,价电子数之和为11可知,X为N元素、Y为O元素;Z为第三周期元素,价电子数为2,则Z为Mg元素;基态M原子有6个未成对电子,则M为Cr元素;W属于ds区元素,有1个未成对电子,则W为Cu元素。元素的非金属性越强,电负性越大,氧元素的非金属性强于氮元素,则电负性: Y>X,故A错误;W为Cu元素,位于周期表ⅠB族,铜原子失去一个电子形成Cu+,Cu+价电子排布式为3d10,故B错误;硝酸镁为含有离子键和共价键的离子化合物,硝酸根离子中N原子的价层电子对数为3,杂化方式为sp2,故C错误;水分子和氨分子间均存在氢键,二者都含有孤电子对,均可以作为配合物中的配体,故D正确。
二、非选择题
17.答案 (1)M 9
(2)ad
(3)
(4)3
解析 (1)基态Si原子的电子排布式为1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层为第三能层,符号为M,该能层原子轨道总数=1(3s轨道)+3(3p轨道)+5(3d轨道)=9。
(2)水分子和分子间存在氢键和范德华力,水分子、分子内均存在共价键,B、O之间存在配位键。
(3)Cu2+中存在空轨道,而OH-中O原子有孤电子对,故O与Cu2+之间以配位键结合。
(4)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族的Be原子2s轨道全满,能量低,第一电离能大于相邻原子,第ⅤA族的N原子2p轨道半满,能量低,第一电离能大于相邻原子,第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O,共3种。
18.答案 (1)3d14s2
(2) +7 第4周期ⅦB族
(3)有
(4)①③④⑦
(5)< >
解析 (1)某元素原子共有3个价电子,其中一个价电子位于第三能层d轨道,则该元素原子的核外电子数是18+1+2=21,所以该元素原子价电子排布式为3d14s2。(2)外围电子排布式为3d54s2的原子是Mn,其结构示意图为,最高正价为+7价,其在元素周期表中的位置为第4周期ⅦB族。(3)与羟基相连的碳原子为手性碳原子。(4)①CO2属于非极性分子;②NH3是极性分子;③CCl4是非极性分子;④BF3是非极性分子;⑤H2O是极性分子;⑥SO2是极性分子;⑦SO3是非极性分子;⑧PCl3是极性分子,因此属于非极性分子的是①③④⑦。(5)氯酸分子中非羟基氧原子个数小于高氯酸中非羟基氧原子个数,因此氯酸的酸性弱于高氯酸;同理,磷酸的酸性强于亚磷酸。
19.答案 (1)①正四面体形 ② 配位键 N (2)Fe2+的价电子排布式为3d6 ,3d能级再失去一个电子后就成了半充满的结构,根据洪特规则,这种结构能量较低,较稳定,所以Fe2+容易失去一个电子,易被氧化为Fe3+ (3)abc (4)
(5)① sp3杂化 ② 5NA
解析 (1)①SO42-中的中心原子S的价层电子对数为4+12×(6+2-4×2)=4,没有孤电子对,SO42-的空间构型为正四面体形。②[Ni(NH3)6]2+为一种配离子,Ni2+与NH3之间以配位键结合,NH3中的N原子提供孤电子对。(3)Fe4[Fe(CN)6]3是一种配合物,根据配合物的结构特点可知,Fe3+与[Fe(CN)6]4-间为离子键,[Fe(CN)6]4-内Fe2+与CN-间为配位键,CN-内含极性共价键,故选abc。(4)Mn的原子序数为25,基态锰原子的价电子排布图为。(5)①H2S2O8中每个S原子形成4个σ键,无孤电子对,S原子的价层电子对数为4,采取sp3杂化。②由反应可知,每生成2 ml MnO4-,消耗S2O82-的物质的量为5 ml,故S2O82-断裂的共价键数目为5NA。
20.答案 (1) a (2)H··O······I······ (3)172 低 (4)碘原子
(5)> (6)sp3 (7)氢键、范德华力
解析 (1)同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故a正确;F非金属性很强,没有正价,故b错误;HF分子间存在氢键,因此HF的沸点最高,故c错误;卤族元素单质从上到下,熔、沸点逐渐升高,故d错误。(2)溴化碘与水发生反应:IBr+H2OHIO+HBr,HIO的电子式类似于HClO的电子式,即HIO的电子式为H··O······I······。(3)设Cl—F键的键能为x kJ·ml-1,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(242+3×159-6×x)kJ·ml-1=-313 kJ·ml-1,解得x=172;BrF3与ClF3结构相似,BrF3的相对分子质量大于ClF3的相对分子质量,因此BrF3的范德华力大于ClF3,故BrF3的熔、沸点高于ClF3。(4)根据表中数据,碘元素的第一电离能最小,容易失去电子,因此生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是碘原子。(5)H2SeO4可以写成(HO)2SeO2,H2SeO3可以写成(HO)2SeO,根据信息,推出H2SeO4的酸性强于H2SeO3。(6)根据结构,S原子有2个σ键,2对孤电子对,即价层电子对数为4,S原子的杂化类型为sp3。(7)根据结构,“可燃冰”中存在的分子间作用力是范德华力和氢键。
21.答案 (1)3d64s2 (2)平面三角形 BF3 (其他答案合理也可)
(3)C、N、O、S (4)H(5)sp3 109°28'
解析 (1)铁原子在基态时,价电子排布式为3d64s2。(2)硝酸钾中NO3-与BF3是等电子体,故其空间构型与BF3相似,为平面三角形,与NO3-互为等电子体的非极性分子有BF3 、SO3等。(3)由6-氨基青霉烷酸的结构可知,其中采用sp3杂化的原子有C、N、O、S。(4)血红素中四种非金属元素的电负性由小到大的顺序是H表述1
表述2
A
向盛有硫酸铜溶液的试管里滴加氨水至过量,先形成难溶物,继而难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液
反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的数目不变
B
邻羟基苯甲醛的沸点比对羟基苯甲醛的沸点高
邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键
C
SO32-空间结构是三角锥形
SO32-的中心原子S原子为sp3杂化
D
P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电
P4O10、C6H12O6均属于共价化合物
元素
氟
氯
溴
碘
第一电离能(kJ·ml-1)
1 681
1 251
1 140
1 008