高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2微项目 甲醛的危害与去除——利用电负性分析与预测物质性质当堂检测题

单元素养检测(二)(第2章)

(90分钟　100分)

一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。

1.(改编)科学家发现:普通盐水在无线电波照射下可燃烧。这个伟大的发现有望解决用水作为人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是(　　)

A.分子间作用力　　　　 B.氢键

C.离子键      D.共价键

【解析】选D。解答本题的关键是审清题意,根据题意原溶液为“盐水”,后来却能释放出“氢原子”,氢原子只能来源于H2O,而H2O变为H原子必须破坏H—O键,H—O键为极性共价键,故选D。

2.(2020·无锡高二检测)下列分子中,属于含极性键的非极性分子的是(　　)

A.SO2　　　B.H2O2　　　C.BBr3　　　D.COCl2

【解析】选C。SO2分子中中心原子上的孤电子对数==1,空间构型为角形,属于极性分子;H2O2分子中既有非极性键,又有极性键,是极性分子;COCl2为极性分子。

3.(改编)人们从未停止对生命起源的研究和探讨,曾经有研究表明生命起源于火山爆发,是因为火山爆发产生的气体中含有1%的羰基硫(OCS)。已知羰基硫中所有原子均满足8电子稳定结构。下列有关羰基硫的说法正确的是(　　)

A.属于非极性分子

B.沸点低于CO2

C.C原子是sp2杂化

D.三个原子位于同一直线上

【解析】选D。羰基硫分子可类比学过的CO2分子,其结构式是OCS,由于结构不对称,为极性分子,A错;其相对分子质量大于CO2的相对分子质量,沸点应高于CO2的沸点,B错;碳原子形成两个双键,为sp杂化,C错。

4.(改编)对以下几种分子中所含化学键的种类及中心原子杂化方式的推断正确的是(以NA表示阿伏加德罗常数)(　　)

A.1 mol NH3分子中含有3NA个σ键和4NA个sp3杂化轨道

B.1 mol CO2分子中含有2NA个σ键和2NA个sp2杂化轨道

C.1 mol C2H2分子中含有2NA个σ键、2NA个π键

D.1 mol C2H4分子中含有4NA个σ键、2NA个π键

【解析】选A。CO2分子中碳原子是sp杂化,B项不正确;碳碳三键是由1个σ键和2个π键构成的,乙炔分子中含有1个碳碳三键和2个C—H键,C项不正确;碳碳双键是由1个σ键和1个π键构成的,乙烯分子中含有1个碳碳双键和4个C—H键,D项不正确。

5.(2020·福州高二检测)卤族元素包括F、Cl、Br等。下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,正确的是(　　)

【解析】选A。B项,F无正价;C项,沸点:HF>HBr>HCl;D项,熔点:Br2>Cl2>F2。

6.(改编)下列物质的沸点高低关系正确的是(　　)

A.CHCl3>CH2Cl2

B.H2O<H2S

C.C2H6>C2H5OH

D.<

【解析】选D。由于组成结构相同的CHCl3、CH2Cl2,后者相对分子质量大,沸点高,在H2O、C2H5OH中,分子之间都能形成氢键,导致它们的沸点反常地高,所以A、B、C三项错误。在对羟基苯甲酸中,形成分子间氢键,而邻羟基苯甲酸则形成分子内氢键,因此对羟基苯甲酸的沸点比邻羟基苯甲酸的沸点高,所以D项正确。

7.(改编)NH4ClO4可用作火箭推进剂,也可用于制造烟火,人工防冰雹的药剂。下列有关叙述不正确的是(　　)

A.N和Cl都是正四面体结构

B.高氯酸铵中只含有离子键

C.高氯酸铵中既有离子键又有共价键,同时还有配位键

D.高氯酸铵中阴、阳离子的个数比为1∶1

【解析】选B。高氯酸铵中存在N和Cl,中心原子是sp3杂化,都是正四面体结构,其中:Cl中存在共价键,N中存在共价键和配位键;在NH4ClO4中,Cl和N微粒个数比为1∶1。

8.(2020·东营高二检测)下列有关共价键的理解不正确的是(　　)

A.由图可知氢分子中两个氢原子的核间距为0.074 nm

B.H2O2分子中既有极性键又有非极性键

C.氢分子中共价键没有方向性

D.形成共价键后共用电子只在原子核之间出现

【解析】选D。A项中,氢分子中两个氢原子核间距为0.074 nm时能量最低,分子最稳定;B项中,H2O2中存在氧原子之间的非极性键和氢原子与氧原子之间的极性键;C项中,氢原子形成氢分子时的H—H单键无方向性,一个氢原子的1s轨道与另一个氢原子的1s轨道重叠成键没有方向限制;D项中,形成共价键后共用电子在原子核之间出现的概率增加,但并不只在此区域出现。

9.二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等,一旦进入人体会导致急性肾衰竭,危及生命。二甘醇的结构简式是HO—CH2CH2—O—CH2CH2—OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是(　　)

A.符合通式CnH2nO3

B.分子间能形成氢键

C.分子间不存在范德华力

D.分子中含σ键和π键

【解析】选B。二甘醇的分子式为C4H10O3,不符合通式CnH2nO3;二甘醇分子之间能形成O—H…O—,也存在范德华力。

10.“暖冰”是韩国首尔大学科学家将水置于一个足够强的电场中,在20 ℃时,水分子瞬间凝固形成的。下列关于“暖冰”的说法正确的是(　　)

A.“暖冰”中水分子是直线形分子

B.水凝固形成20 ℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化

C.“暖冰”中水分子的各原子均满足8电子稳定结构

D.在强电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”

【解析】选D。“暖冰”中水分子的形状不会改变,所发生的变化是物理变化,水分子中的氧原子满足8电子稳定结构,而氢原子是2电子稳定结构。

二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。

11.下表为元素周期表前四周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是(　　)

A.W、R元素单质分子内的化学键都是非极性键

B.X、Z元素都能够形成双原子分子

C.键能:W—H<Y—H,键的极性:Y—H>W—H

D.键长:X—H<W—H,键能:X—H<W—H

【解析】选B、C。根据题表可知R、W、X、Y、Z五种元素依次为Ar、P、N、S、Br。Ar是单原子分子,其单质分子内不存在化学键,A项不正确;N2、Br2都是双原子分子,B项正确;原子半径:P>S,键长:P—H>S—H,键能:P—H<S—H,非金属性:S>P,键的极性:H—S>P—H,C项正确;键长越长,键能越小,D项不正确。

12.下列说法错误的是(　　)

A.O3与SO2的结构相似

B.硫粉不溶于水,易溶于CS2中

C.N≡C—C≡N分子中含有3个σ键和4个π键

D.C60是含有非极性键的极性分子

【解析】选D。A项,O3与SO2互为等电子体,结构相似;B项,硫为非极性分子,易溶于CS2;C项,一个碳氮三键中包含1个σ键和2个π键,所以该分子中含有3个σ键和4个π键;D项,C60是碳原子之间通过非极性键结合的具有严格对称性的分子,整个分子电荷的分布是均匀的。

13.下列分子均属于极性分子且中心原子均为sp3杂化的是(　　)

A.NH3、H2O   B.SO2、SCl2

C.PCl3、SO3   D.CHF3、H2O2

【解析】选A、D。NH3中N原子形成3个σ键,有1个孤电子对,为sp3杂化,分子构型为三角锥形,空间结构不对称为极性分子;H2O中O原子形成2个σ键,有2个孤电子对,为sp3杂化,分子构型为角形,空间结构不对称为极性分子,故A正确;SO2中S原子形成2个σ键,孤电子对数=×(6-2×2)=1,价层电子对数为3,为sp2杂化,分子构型为角形,空间结构不对称为极性分子;SCl2中S原子形成2个σ键,孤电子对数=×(6-2×1)=2,价层电子对数为4,为sp3杂化,分子构型为角形,空间结构不对称为极性分子,故B错误;PCl3中P原子形成3个σ键,孤电子对数=×(5-3×1)=1,价层电子对数为4,为sp3杂化,分子构型为三角锥形,空间结构不对称为极性分子;SO3中S原子形成3个σ键,孤电子对数=×(6-2×3)=0,价电子对数为3,为sp2杂化,分子构型为平面三角形,空间结构对称为非极性分子,故C错误;CHF3中C原子形成4个σ键,孤电子对数为0,价层电子对数为4,为sp3杂化,分子构型为四面体形,空间结构不对称为极性分子;H2O2为极性分子,两个氧原子都是sp3杂化,故D正确。

14.(2020·黄石高二检测)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.每个原子都达到8电子稳定结构

B.键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180° 3种

C.RCl5受热后会分解生成分子立体结构呈三角锥形RCl3

D.分子中5个R—Cl键键能不都相同

【解析】选A。从RCl5的分子结构图可知键角有90°、120°、180° 3种;R—Cl有两类键长可知键能不完全相同;RCl5受热后会分解生成RCl3和Cl2:RCl5 +Cl2↑。

15.(2020·日照高二检测)二茂铁[(C5H5)2Fe]分子是一种金属有机配合物,是燃料油的添加剂,用以提高燃烧的效率和去烟,可作为导弹和卫星的涂料等。它的结构如图所示,下列说法不正确的是(　　)

A.二茂铁中Fe2+与环戊二烯离子(C5)之间为配位键

B.1 mol环戊二烯()中含有σ键的数目为11NA

C.二茂铁分子中存在π键

D.Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1

【解析】选D。Fe2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6。

三、非选择题:本题共5小题,共60分。

16.(10分)(2020·江苏高考)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵[(NH4)3Fe(C6H5O7)2]。

(1)Fe基态核外电子排布式为____________; 

[Fe(H2O)6]2+中与Fe2+配位的原子是____________(填元素符号)。 

(2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是________;C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序为______。 

(3)与N互为等电子体的一种分子为________________(填化学式)。 

(4)柠檬酸的结构简式如图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的σ键的数目为________mol。 

【解析】(1)Fe为26号,价电子数为26-18=8,在4s轨道上填充2个电子,在3d轨道上填充6个电子,则Fe的核外电子排布为[Ar]3d64s2。[Fe(H2O)6]2+中O原子有孤电子对,可以填入Fe2+的空轨道中,即O为配位原子。(2)NH3中,N有一对孤电子对,价层电子对为1+3=4,则N为sp3杂化。N的最外层电子排布为2s22p3,p轨道中的电子为半满的稳定状态,很难失去电子,故N的第一电离能比相邻的O元素要大,C的半径大,相对于O原子而言,C易失去电子,则C的第一电离能小于O。(3)N中,N失去一个电子为C,则CH4与N互为等电子体。(4)—COOH中,C与O形成双键以及C与O形成单键,1 mol—COOH中含有2 mol σ键,C与羟基相连为单键,为一个σ键,所以1 mol柠檬酸中碳与氧共有7 mol σ键。

答案:(1)[Ar]3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2　O　(2)sp3　N>O>C　(3)CH4或SiH4

　(4)7

17.(10分)(2020·烟台高二检测)石墨烯(图甲)是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,其平面结构会发生改变,转化为氧化石墨烯(图乙)。

(1)图甲中,1号C与相邻C形成σ键的个数为________。 

(2)图乙中,1号C的杂化方式是________,该C与相邻C形成的键角________(填“>”“<”或“=”)图甲中1号C与相邻C形成的键角。 

(3)若将图乙所示的氧化石墨烯分散在H2O中,则氧化石墨烯中可与H2O形成氢键的原子有________(填元素符号)。 

【解析】(1)石墨烯是层状结构,每一层上每个碳原子都是以3个共价键与其他碳原子形成共价键的。(2)图乙中1号C形成了4个共价键,故其杂化方式为sp3;图甲中的键角为120°,而图乙中1号C原子与甲烷中的碳原子类似,其键角接近109°28′。(3)只有电负性较大的非金属元素与氢元素才可形成氢键。

答案:(1)3　(2)sp3　<　(3)O、H

18.(12分)(2020·成都高二检测)西瓜膨大剂别名氯吡苯脲,是经过国家批准的植物生长调节剂,实践证明长期使用对人体无害。已知其相关性质如表所示:

(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为________。 

(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为________。 

(3)氯吡苯脲晶体中,微粒间的作用力类型有______(填字母)。 

A.离子键　　B.金属键　　C.共价键　　D.配位键  E.氢键

(4)氯吡苯脲易溶于水的原因是______________。 

(5)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。

反应过程中,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂化学键的数目为________。 

(6)已知苯环上连接的—OH能电离出H+,如,苯酚的酸性大于(邻羟基苯甲醛),其原因是______________。 

【解析】(1)根据构造原理可知,氯元素基态原子的核外电子排布式是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个氮原子各形成3个单键,且它们各有1对孤电子对,故属于sp3杂化。另外1个氮原子形成双键和单键,孤电子对数为1,属于sp2杂化。(3)氯吡苯脲分子为共价化合物,故微粒间存在共价键。由于氯吡苯脲分子中含亚氨基(—NH—),故微粒间(分子间)能形成氢键。(4)氯吡苯脲能与水分子形成氢键,所以易溶于水。(5)由于单键都是σ键、而双键是由1个σ键和1个π键构成的,所以根据反应方程式可知,每生成1 mol氯吡苯脲,断裂NA个N—H σ键和NA个CN键中的π键。(6)邻羟基苯甲醛分子中醛基与羟基处于邻位,容易形成分子内氢键,导致羟基上的氢原子难以电离。

答案:(1)1　(2)sp2、sp3　(3)CE　(4)氯吡苯脲可以与水分子形成氢键　(5)2NA

　(6)邻羟基苯甲醛会形成分子内氢键,使得羟基上的氢原子难以电离

19.(12分)(2020·昆明高二检测)过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。

(1)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般而言,为d0或d10排布时,无颜色;为d1～d9排布时,有颜色,如[Co(H2O)6]2+显粉红色,据此判断,[Mn(H2O)6]2+________(填“有”或“无”)颜色。 

(2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS,化学式为[Fe2(OH)n(SO4]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是________(填字母)。 

A.PFS中铁显+3价

B.铁原子的价电子排布式为3d64s2

C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程

D.PFS中配体只有OH-

(3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物如下:

·2H2O

①该化合物中存在的化学键类型有____________。 

②该化合物中一个Cr的配位数为________。 

③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式为________。 

④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是______(填一种即可)。 

⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是________(填元素符号)。 

【解析】(1)Mn2+的3d轨道上有5个电子,由题中信息知[Mn(H2O)6]2+有颜色。(2)PFS中配体为OH-、S。(3)①化合物中的两个Cr(Ⅲ),根据铬的配合物结构可知,该配合物中存在配位键、共价键、离子键。②2个Cr共有12个配体,则一个Cr的配位数为6。③形成单键时,C原子以sp3形式杂化;形成双键时,C原子以sp2形式杂化。④利用同族元素互换法,将H2O中的O换为S可得H2S;利用电子-电荷互换法,将H2O中的O换为N,同时将一个电子转化为一个负电荷,可得N。⑤基态铬原子的最外层电子排布式是4s1,3d轨道比4s轨道能量高,当3d轨道全空(K)、半满(Cr)、全满(Cu)时,原子结构稳定。

答案:(1)有　(2)D　(3)①配位键、共价键、离子键　②6　③sp3和sp2　④H2S(或N)　⑤K、Cu

20.(16分)(2020·江门高二检测)物质的物理性质与化学键、分子间作用力有密切关系。请回答下列问题:

Ⅰ.下图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。

(1)请写出上图中d单质对应元素原子的电子排布式:_______。 

(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含____________个σ键,____________个π键。 

(3)a与b对应的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为____________;将X溶于水后形成的溶液滴入到含有d元素高价离子的溶液中直至过量,生成的含d元素的离子的化学式为________________,其中X与d的高价离子之间以________________键结合。 

(4)上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构如图,请简要说明该物质易溶于水的原因:_________。 

Ⅱ.(1)配离子[Cu(H2O)4]2+的名称为________。 

(2)金属原子与CO形成的配合物称为金属羰基配合物(如羰基铁)。形成配合物时,每个CO提供一对电子与金属原子形成配位键,且金属原子的价电子和CO提供的电子总和等于18。金属羰基配合物中,微粒间作用力有________(填字母代号)。 

A.离子键　　B.共价键　　C.配位键　　D.金属键

羰基铁是一种黄色油状液体,熔点-21 ℃、沸点102.8 ℃。由此推测,固体羰基铁更接近于________(填晶体类型)。若用Fe(CO)x表示羰基铁的化学式,则x=________。 

(3)酞菁与酞菁铜染料分子结构如图,酞菁分子中氮原子采用的杂化方式有:____________________,并在题图相应位置上标出酞菁铜结构中铜原子形成的配位键: 

(4)研究表明,对于中心离子为Hg2+等阳离子的配合物,若配位体给出电子能力越强,则配位体与中心离子形成的配位键就越强,配合物也就越稳定。预测HgC与Hg的稳定性强弱:HgC比Hg更________(填“稳定”或“不稳定”)。 

【解析】要熟练掌握物质的共性与特性。Ⅰ.根据熔点的高低顺序,可判断出a是H2,b是N2,c是Na,d是Cu,e是Si,f是C。Ⅱ.(2)CO分子内存在共价键,CO与金属原子形成配位键,金属原子之间存在金属键;由羰基铁的熔、沸点数值可推测羰基铁更接近于分子晶体;Fe原子的价电子数为8,所以CO提供的总电子数为18-8=10,而每个CO提供一对电子,所以需要5个CO,即羰基铁的化学式为Fe(CO)5,即x=5。(3)酞菁分子中有两种不同类型的氮原子,一种氮原子与3个原子相连,采取sp3杂化,一种氮原子与2个原子相连,采取sp2杂化。N原子应形成三条键,所以在酞菁铜结构中,左右的N与铜形成化学键,上下的N与铜形成配位键。(4)由题意可知,I-比Cl-更容易给出电子,所以HgC不如Hg稳定。

答案:Ⅰ.(1)1s22s22p63s23p63d104s1　(2)2　2

(3)三角锥形　[Cu(NH3)4]2+　配位　(4)HNO3是极性分子,易溶于极性溶剂水中;HNO3分子易与水分子之间形成氢键　Ⅱ.(1)四水合铜离子　(2)BC或BCD　分子晶体　5　(3)sp2和sp3

(4)不稳定