新人教高中化学版选择性必修2第二章分子结构与性质学业质量标准检测含答案

第二章　学业质量标准检测

(75分钟，100分)

一、选择题(本题包含14个小题，每小题3分，共42分。每小题只有一个选项符合题目要求。)

1．下列示意图或图示正确的是(　D　)

解析：A选项，CO2分子中3个原子共线，为直线形，故A项错误；B项是p－pπ键电子云模型，故B项错误；C项中砷原子结构示意图应为。

2．下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(　C　)

A．键能：C—N＜C===N＜C≡N

B．键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl

C．分子中的键角：H2O＞CO2

D．相同元素原子间形成的共价键键能：σ键＞π键

解析：C、N原子间形成的化学键，三键键能最大，单键键能最小，A项正确；原子半径：I＞Br＞Cl，则键长：I—I＞Br—Br＞Cl—Cl，B项正确；H2O分子中键角是105°，CO2分子中键角是180°，C项错误；相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大，D项正确。

3．下表中各粒子、粒子对应的立体结构及解释均正确的是(　D　)

解析：NH中N原子采用sp3杂化，且孤电子对数为2，分子的立体构型为V形，A项错误；SO2中S原子的价层电子对数＝σ键数＋孤电子对数＝2＋×(6－2×2)＝3，含孤电子对数为1，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，结构为V形，B项错误；CO中C原子价层电子对数＝3＋×(4＋2－3×2)＝3，不含孤电子对，杂化轨道数为3，采取sp2杂化，立体构型为平面三角形，C项错误；C2H2中C原子采用sp杂化，且C原子的价电子均参与成键，所以分子的立体构型为直线形，D项正确。

4．下列说法中正确的是(　B　)

A．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质也相同

B．由酸性FCH2COOH>CH3COOH，可知酸性ClCH2COOH>CH3COOH

C．共价键都具有饱和性和方向性，都可以绕键轴旋转

D．除HF外，其他卤化氢沸点随着相对分子质量的增大而升高，是因为氢键的键能逐渐增大所致

解析：互为手性异构体的分子其结构不同，性质也有所不同，A错；由提示可知，B项中F原子的存在使得酸性增强，故同族元素的Cl也有类似的作用，B正确；s轨道与s轨道发生电子云重叠形成的共价键没有方向性，σ键可以绕键轴旋转，π键不能旋转，故C错；在卤素氢化物中，只有HF分子间能形成氢键，D错。

5．已知HNO3、H2SO4的结构式如图所示。

下列说法不正确的是(　C　)

A．NO、SO的立体构型分别为平面三角形、正四面体形

B．HNO3、H2SO4分子中N、S的杂化类型分别为sp2、sp3

C．等物质的量的NO、SO含σ键个数之比为2∶3

D．HNO3、H2SO4都能与水分子形成分子间氢键

解析：双键中含1个σ键，等物质的量的NO、SO含σ键个数之比为3∶4。

6．PH3一种无色剧毒气体，其分子结构和NH3相似，但P—H键能比N—H键能小。下列判断错误的是(　C　)

A．PH3分子呈三角锥形

B．PH3分子是极性分子

C．PH3沸点低于NH3的沸点，因为P—H键能小

D．PH3稳定性低于NH3，因为N—H键能大于P—H键

解析：PH3与NH3空间结构相同，因中心原子上有一对孤电子对，均为三角锥形，属于极性分子，故A、B项正确；PH3的沸点低于NH3，是因为NH3分子间可以形成氢键，C项判断错误；PH3的稳定性弱于NH3，是因为N—H键能大于P—H键，D项正确。

7．下列说法正确的是(　D　)

A．有机物CH2===CH—CH3中C原子的杂化类型有sp3和sp2，分子中含有1个π键和6个σ键

B．CO和N2的原子总数、价电子总数均相等，故二者的性质完全相同

C．COCl2分子中所有原子的最外层都不满足8电子稳定结构

D．已知Zn2＋的4s轨道和4p轨道可以形成sp3杂化轨道，则[ZnCl4]2－的空间结构为正四面体形

解析：双键两端的C原子均采取sp2杂化，甲基中的C原子采取sp3杂化，该有机物分子中含有8个σ键和1个π键，A项错误；CO和N2互为等电子体，某些性质相似，B项错误；COCl2的结构为，由此可知，分子中所有原子的最外层均满足8电子稳定结构，C项错误；由CH4的空间结构可判断[ZnCl]的空间结构为正四面体形，D项正确。

8．如图所示为元素周期表短周期的一部分。下列有关A、B、C、D、E五种元素的叙述中，不正确的是(　D　)

A．A与B形成的阴离子可能有AB、A2B

B．E的气态氢化物的沸点比C的气态氢化物的沸点低

C．D在过量的B2中燃烧的主要产物为DB2

D．A与E形成的化合物分子AE4是极性分子

解析：由所给部分元素周期表可知A、B、C、D、E五种元素分别是C、O、F、S、Cl。C与Cl形成的化合物CCl4为非极性分子。

9. “冰面为什么滑？”，这与冰层表面的结构有关(如图)。下列有关说法错误的是(　A　)

A．由于氢键的存在，水分子的稳定性好，高温下也很难分解

B．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构

C．第二层“准液体”中，水分子间形成氢键的机会比固态冰中少

D．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性的水分子”，使冰面变滑

解析：水分子的稳定性好，是由水分子内氢氧共价键的键能决定的，与分子间形成的氢键无关，A错误；固态冰中，1个水分子与周围的4个水分子通过氢键相连接，从而形成空间网状结构，B正确；“准液体”中，水分子间的距离不完全相等，所以1个水分子与少于4个的水分子间距离适合形成氢键，形成氢键的机会比固态冰中少，C正确；当温度达到一定数值时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏，使一部分水分子能够自由流动，从而产生“流动性的水分子”，造成冰面变滑，D正确。

10．下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构，下列说法正确的是(　C　)

A．32 g S8分子中含有0.125 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

解析：本题的易错之处是对共价键的分类掌握不牢固，错选B、D。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；单键为1个σ键，三键中有1个σ键和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。

11．X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，基态X原子的价电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的某同位素原子常用于测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大的元素，E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，M的原子序数比E大1。下列说法正确的是(　C　)

A．EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp2杂化

B．X、Y元素的第一电离能大小关系：X<Y

C．ZO的空间构型为平面三角形

D．MZ2仅含离子键，可用于制备乙炔

解析：基态原子价电子排布式为2s2的元素X是Be；Y基态原子有5种运动状态不同的电子，则Y为B元素；14C通常用于测定文物的年代，Z是碳元素；元素周期表中电负性最大的元素是F；硝石、明矾和草木灰中均含有的阳离子是K＋，则E、M分别是K、Ca。BF离子中B原子有4对价电子，所以B是sp3杂化，A项错误；Be的2s轨道为全充满，故其第一电离能大于B，B项错误；CO中碳原子的价电子对数是3，碳原子为sp2杂化，空间构型是平面三角形，C项正确；CaC2中含有离子键和共价键，D项错误。

12．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空间结构的相关标注正确的是(　D　)

解析：SO2分子中的中心原子杂化方式为sp2杂化，价层电子对互斥模型呈平面三角形，分子的空间结构为V形，A项错误；HCHO分子中的中心原子杂化方式为sp2杂化，价层电子对互斥模型呈平面三角形，分子的空间结构为平面三角形，B项错误；NF3分子中的中心原子杂化方式为sp3杂化，价层电子对互斥模型呈四面体形，分子的空间结构为三角锥形，C项错误。

13．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(　C　)

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

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。

14．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的空间结构呈三角锥形的RCl3

D．分子中5个R—Cl键的键能不都相同

解析：R原子最外层有5个电子，形成5对共用电子对，所以RCl5 中R达10电子稳定结构，A错误；从RCl5的分子结构图可知键角，B正确；RCl5＋Cl2↑，C正确；R—Cl有两类键长可知键能不完全相同，D正确。

二、非选择题(本题包括5个小题。共58分)

15．(12分)已知A、B、C、D都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他3种元素既不在同一周期又不在同一主族。B原子的L层p能级中有5个电子；C是周期表1～18列中的第14列元素；D原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d能级中有一对成对电子。请回答：

(1)A与C形成的简单共价化合物的分子式是  SiH4  ，中心原子杂化类型是  sp3  ，分子的空间结构是  正四面体  ，是  非极性  分子(填“极性”或“非极性”)。

(2)B与C比较，电负性较小的是  Si  (填元素符号)。

(3)D位于元素周期表中第  Ⅷ  族，D2＋的结构示意图是　　，它的＋3价离子的电子排布式为  1s22s22p63s23p63d5  。

(4)A与B形成的化合物极易溶于水，其原因是  HF与H2O都是极性分子，HF与H2O可形成分子间氢键  。

解析：B原子的L层p能级中有5个电子，则B为F元素；D原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d能级中有一对成对电子，D为26号元素Fe；C是周期表1～18列中的第14列元素，原子序数在9～26之间，所以C为Si元素；A与其他3种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H元素。

(1)H与Si形成的简单共价化合物的分子式是SiH4；价电子对数为4，中心原子杂化类型是sp3；无孤电子对，分子的空间结构是正四面体形，是非极性分子。

(2)元素的非金属性越强，电负性越大，F与Si比较，电负性较小的是Si。

(4)H与F形成的化合物极易溶于水，其原因是HF与H2O可形成分子间氢键。

16．(12分)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。

(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为  1  。

(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为  sp2、sp3  ，羰基碳原子的杂化轨道类型为  sp2  。

(3)查文献可知，可用2－氯－4－氨基吡啶与异氰酸苯酯反应，生成氯吡苯脲，其反应方程式为。

反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂  NA  个σ键，断裂  NA  个π键。

(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。

①请用共价键知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因为  H—O键的键能大于H—N键的键能  。

②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是  V形、三角锥形、直线形  ，中心原子的杂化类型分别是  sp3、sp3、sp  。

解析：(1)根据构造原理可知，氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，属于sp3杂化；剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，是sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，为sp2杂化。

(3)由于σ键比π键更稳定，根据反应方程式可以看出，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N===C键中的π键和2－氯－4－氨基吡啶分子中的N—H键。(4)①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，H—O键的键能大于H—N键的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。②H2O分子中O原子的价层电子对数＝2＋＝4，孤电子对数为2，所以为V形结构，O原子采用sp3杂化；NH3分子中N原子的价层电子对数＝3＋＝4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构，N原子采用sp3杂化；CO2分子中C原子的价层电子对数＝2＋＝2，不含孤电子对，所以是直线形结构，C原子采用sp杂化。

17．(12分)X、Y、Z、M、Q是中学化学常见的五种元素，原子序数依次增大，其相关结构或性质信息如下表所示。

(1)Q元素基态原子的电子排布式是  [Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)  。

(2)比较Y元素与氧元素的第一电离能  N  >  O  (填元素符号)；X和Z形成的化合物XZ2为一种液体溶剂，其分子中的σ键和π键数目之比为  1∶1  ，该化合物  难  溶于水(填“易”或“难”)。

(3)Y的最简单氢化物分子中含有  极性  共价键(填“极性”或“非极性”，下同)，是  极性  分子，该氢化物易液化，其原因是  氨分子间可以形成氢键  。

(4)M的气态氢化物和氟化氢相比(填写化学式，并从微粒间作用力的角度分析原因)，稳定性强的是  HF  ，其原因是  H—F键的键能大于H—Cl键  ；沸点高的是  HF  ，其原因是  HF分子间可以形成氢键  。

解析：根据题意推知X、Y、Z、M、Q分别是C、N、S、Cl、Fe元素。

(1)铁原子核外有26个电子，基态原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2。

(2)N原子的2p能级是半充满状态，较稳定，因此第一电离能：N>O。X和Z形成的化合物XZ2为CS2，根据结构式S===C===S，可知分子中σ键和π键数目之比为1∶1，且为非极性分子；根据“相似相溶”规律可判断CS2难溶于水。

(3)Y的最简单氢化物为NH3，N—H键是极性共价键，分子结构呈三角锥形，结构不对称，为极性分子；氨气易液化的原因是氨分子间可以形成氢键。

(4)由于H—F键的键能大于H—Cl键，故氢化物的稳定性：HF>HCl；由于HF分子间可以形成氢键，故其沸点比HCl的高。

18．(8分)根据下列数据回答问题：

　(1)试推测：C—Si键长范围为  大于154，小于235  、N===N键长范围为  大于116，小于148  。

(2)试从键长的角度解释，为何C原子间能形成C===C、C≡C，N原子间也可形成N===N、N≡N，而Si和P均难形成稳定的Si===Si、Si≡Si、P===P、P≡P键？

  Si—Si、P—P_单键较长，p－p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键  。

(3)碳和硅的有关化学键键能如下表所示，简要分析和解释下列有关事实：

①硅与碳同族，也有系列氢化物，但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多，原因是  C—C键和C—H键较强，所以形成的烷烃较稳定，而硅烷中Si—Si键和Si—H键的键能较小，易断裂，导致长链硅烷难形成  。

②SiH4的稳定性小于CH4，更易生成氧化物，原因是  C—H键的键能大于C—O键，C—H键比C—O键稳定，而Si—H键的键能小于Si—O键，所以，Si—H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O键  。

19．(14分) A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大，A的核外电子总数与其周期数相同；其中D原子的L电子层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，并且无空轨道；B原子的L电子层中未成对电子数与D相同，但还有空轨道；D与E同族。

请回答下列问题：

(1)A与其他元素形成的二元共价化合物中，一种化合物分子呈三角锥形，该分子的化学式为  NH3  ，其中心原子的杂化方式为  sp3  ，A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是  H2O2、N2H4、C2H4  (填化学式，任意写出三种)。

(2)这些元素形成的含氧酸根离子中，其中心原子的价层电子对数为3的酸根离子是  NO、NO、CO  (填化学式，下同)；酸根离子呈三角锥形结构的是  SO  。

(3)BA4分子的空间结构为  正四面体形  ；根据电子云重叠方式的不同，该分子中共价键的类型为  σ键  。

(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26，其分子中σ键和π键的数目之比为  3∶2  。

解析：由“A的核外电子总数与其周期数相同”可知A是H元素；由“D原子的L电子层中，成对电子与未成对电子占据的轨道数相同，并且无空轨道”可知D是O元素；由“B原子的L电子层中未成对电子数与D相同，但还有空轨道”可知B是C元素；由“A、B、C、D、E的原子序数依次增大”可知C是N元素；由“A、B、C、D、E为短周期元素”和“D与E同族”可知E是S元素。

(1)H与其他元素形成的二元共价化合物中，一种化合物分子呈三角锥形，该分子的化学式为NH3，其中心原子的价层电子对数为4，所以中心原子的杂化方式为sp3，H分别与C、N、O形成的共价化合物中既含有极性共价键，又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4、C2H4等。

(2)这些元素形成的含氧酸根离子中，其中心原子的价层电子对数为3的酸根离子是NO、NO、CO；酸根离子呈三角锥形结构的是SO。

(3)CH4分子的空间结构为正四面体形；根据电子云重叠方式的不同，该分子中共价键的类型为σ键。

(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26，该氢化物的分子式为C2H2，结构式为H—C≡C—H，其分子中σ键和π键的数目之比为3∶2。