第二章 分子结构与性质 单元测试-下学期高二化学人教版（2019）选择性必修2

试卷第=page77页，共=sectionpages77页试卷第=page66页，共=sectionpages77页第二章《分子结构与性质》练习一、单选题1．下列物质中，酸性最强的是A． B． C． D．2．有机化合物M的结构简式如右图所示，其组成元素X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素。只有Y、Z、W为同周期相邻元素，Z的原子序数与Q的最外层电子数相同。下列说法正确的是A．简单氢化物的沸点由高到低顺序为B．含氧酸的酸性强弱顺序为C．元素第一电离能由小到大的顺序为D．元素X、Z、W形成的离子化合物中含有正四面体结构3．N2F4可作高能燃料的氧化剂，它可由以下反应制得：HNF2+Fe3+→N2F4↑+Fe2++H+(未配平)。下列说法错误的是A．N2F4分子中N-F键键角小于N2H4分子中N-H键键角B．上述反应中，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1：1C．若生成标准状况下2.24LN2F4，转移电子0.2molD．N2F4作氧化剂时，其还原产物可能是N2和HF4．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，K、L、M均是由这些元素形成的氧化物，甲、乙分别是元素X、Y的单质，甲是常见的固体，乙是常见的气体，K是无色气体，也是主要的大气污染物之一，0.05mol•L-1丙的溶液中c(H+)=0.1mol•L-1，上述几种物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是A．原子半径：W＜Y＜XB．元素的非金属性：Z＞Y＞XC．元素的第一电离能：W＞Z＞YD．K、L、M中沸点最高的是M5．已知反应：，该反应可用于提纯末端炔烃。下列说法不正确的是A．的电子式为 B．O的价电子排布图为C．的空间充填模型为 D．中键与键的个数比为1：16．下列分子中，中心原子杂化类型相同，分子的空间结构也相同的是A． B． C． D．7．某物质M是制造染料的中间体，它的球棍模型如图所示，由短周期X、Y、Z、W四种元素组成，X是原子半径最小的元素，W的3p轨道有一个未成对电子，Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物。下列说法正确的是A．电负性：Y>Z>WB．最简单氢化物沸点：Y<ZC．X2Y2是极性分子D．Z的最高价氧化物的空间构型为三角锥形8．下列说法正确的是A．C的电子排布式1s22s22p，违反了泡利不相容原理B．常温常压下，18gH2O含有氢键数为2NAC．Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了洪特规则D．ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量9．下列叙述错误的是A．非金属元素原子之间形成的化学键都是共价键B．化学键包含σ键、π键两种类型C．π键不能单独存在，一定和σ键共存D．成键的两原子间原子轨道重叠程度越大，共价键越牢固10．纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示，下列说法正确的是A．化合物甲、乙均为手性分子B．化合物甲中最多有8个原子共平面C．化合物乙中采取sp3杂化的原子只有N、CD．化合物甲的沸点明显高于化合物乙11．X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，W与Y位于同一主族，X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图)，Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是A．同一周期中，第一电离能比Q小的只有一种B．电负性：Y>W>XC．物质R吸收微波时，分子内的σ键会断裂D．简单气态氢化物的还原性：W>Y12．下列事实不能用氢键来解释的是A．密度：冰<水 B．沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛C．稳定性：NH3>PH3 D．浓的氢氟酸溶液中存在HF和H2F13．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．18gH2O2中含有的阴、阳离子总数为1.5NAB．标准状况下，33.6LC2H4分子中含有σ键的数目为7.5NAC．0.25molI2与1molH2混合充分反应，生成HI分子的数目为0.5NAD．常温下，将2.8g铁放入浓硫酸中，反应转移电子的数目为0.15NA14．反应Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O，可用于制备含氯消毒剂，下列说法正确的是A．Cl2中共价键类型为极性共价键 B．NaOH的电子式：C．中子数为18的Cl原子：Cl D．基态Na原子的外围电子排布式为3s115．氨基酸是构成人体必备蛋白质的基础，某氨基酸的结构简式如图所示。下列有关说法正确的是A．第一电离能：O>N>C>HB．基态氧原子的电子有8种空间运动状态C．该分子中碳原子的杂化类型有sp、和D．键的极性大小：N-H<O-H<F-H二、填空题16．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___________。(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型为___________，羰基碳原子的杂化轨道类型为___________。(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，其反应方程式如下：反应过程中，每生成1mol氯吡苯脲，断裂___________个σ键，断裂___________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___________。②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是______，中心原子的杂化类型分别是______。17．元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为___________，其沸点比NH3的___________(填“高”或“低”)，其判断理由是___________。18．回答下列问题：(1)石墨烯是一种零距离半导体，而且有非常好的热传导性能，是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图)，可由石墨剥离而成，具有很好应用前景。①石墨烯中碳碳键的键角为____。②已知几种常见化学键的键能如表：化学键Si—OH—OO=OSi—SiSi—C键能/kJ·mol-1368467498226xi.比较Si—Si键与Si—C键的键能大小：x____(填“＞”“＜”或“=”)226kJ·mol-1。ii.H2被誉为21世纪人类最理想的燃料，而更有科学家提出硅是“21世纪的能源”、“未来的石油”的观点。已知1mol单质硅含有2molSi—Si键，1molSiO2含4molSi—O键，试计算：1molSi完全燃烧放出的热量约为____。(2)立体异构是有机化合物和无机化合物中都存在的同分异构现象。N2F2存在顺式和反式两种同分异构体，据此事实，判断N2F2分子中两个氮原子之间的键型组成为____。A．仅有一个σ键

B．仅有一个π键

C．一个σ键，一个π键

D．两个σ键写出N2F2分子的顺式异构体的结构式____。19．回答下列问题：(1)金刚石和石墨的部分物理性质数据如表：物质金刚石石墨熔点/℃35503652硬度101.5石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多，原因是____。(2)互为同分异构体的两种有机物形成氢键如图所示：沸点：邻羟基苯甲醛____对羟基苯甲醛(填“>”、“=”或“<”)，主要原因是____。20．回答下列问题:(1)四种有机物的相关数据如下表：物质相对分子质量7272114114熔点/°C-129.8-16.8-56.897①总结烷烃同分异构体熔点高低的规律___________；②根据上述规律预测熔点___________(填“＞”或“＜”)。(2)两种无机物的相关数据如下表：物质(HF)n冰氢键形式F—H…FO—H…O氢键键能/kJ·mol-12819沸点/°C20100(HF)n中氢键键能大于冰，但(HF)n沸点却低于冰，原因是___________。21．一项科学研究成果表明，铜锰氧化物()能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。(1)向一定物质的量浓度的和溶液中加入溶液，所得沉淀经高温灼烧，可制得.①基态的电子排布式可表示为__________。②的空间构型是__________(用文字描述)。(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为，HCHO被氧化为和，①分子中O原子轨道的杂化类型为__________。②中含有的键数目为__________。22．SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为_______。SiCl4可发生水解反应，机理如下：含s、p、d轨道的杂化类型有：①dsp2、②sp3d、③sp3d2，中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为_______(填标号)。23．回答下列问题：(1)下列分子中若有手性原子，请用“*”标出其手性碳原子_______。(2)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“>”、“<”或“=”)：H2SO4_______H2SO3；HClO3_______HClO4；(3)根据价层电子对互斥理论判断下列问题：H2S中心原子的杂化方式为_______杂化，VSEPR构型为_______，分子的立体构型为_______。(4)H2O的沸点(100℃)比H2S的沸点(-61℃)高，这是由于_______；H2O比H2S更稳定，这是由于_______。答案第=page1515页，共=sectionpages99页答案第=page1616页，共=sectionpages99页参考答案：1．C【详解】电负性，羧酸中与-COOH连接的碳原子上有2个F原子，其酸性最强，故答案选C。2．D【分析】Z的原子序数与Q的最外层电子数相同，说明Z为第二周期，Q为第三周期元素，依据有机物结构简式可知，元素Y形成四个键，应为C元素，则Z、W依次为N、O元素，Q则为Cl元素，X为H元素。【详解】A．W、Q的简单氢化物依次为、HCl，其沸点由高到低顺序为，A错误；B．Q、Y、Z对应最高价含氧酸分别为、、，满足酸性强弱顺序为，但含氧酸则不正确，如HClO酸性弱于，B错误；C．N元素2p轨道半充满，较为稳定，元素第一电离能最大，即顺序应为，C错误；D．元素X、Z、W形成的离子化合物中含有的为正四面体结构离子，D正确。故选D。3．D【详解】A．F的电负性强于H的，对成键电子对吸引能力更强，成键电子对离中心原子更远，成键电子对之间排斥力更小，致使N2F4的键角小于N2H4，故A正确；B．由2HNF2+2Fe3+=N2F4↑+2Fe2++2H+可知，氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:1，故B正确；C．若生成标准状况下2.24LN2F4物质的量，转移电子的物质的量是0.2mol，故D正确；D．由于电负性：F>N，则N2F4中F为-1价，N为+2价，作氧化剂时只有N元素化合价才能降低，则还原产物可能是N2，HF不变价，故D错误；故选D。4．A【分析】0.05mol•L-1丙的溶液中c(H+)=0.1mol•L-1，则丙为二元强酸，K、L、M是三种氧化物，甲是固体，则丙应为H2SO4，甲为C，K为SO2，它能与H2O、O2反应生成H2SO4，从而得出乙为O2、L为H2O、M为CO2。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，则W、X、Y、Z分别为H、C、O、S。【详解】A．W、Y、X分别为H、O、C，H的电子层数最少，原子半径最小，C、O为同周期元素，C的原子序数比O小，则原子半径C＞O，从而得出原子半径：H＜O＜C，A正确；B．Z、Y、X分别为S、O、C，元素的非金属性：O＞S＞C，B不正确；C．W、Z、Y分别为H、S、C，元素的第一电离能：S＞C＞H，C不正确；D．K、L、M分别为SO2、H2O、CO2，由于水分子间能形成氢键，所以常温下水呈液态，沸点最高，D不正确；故选A。5．A【详解】A．电子式为，A错误；B．O的电子排布式为1s22s22p4，价电子排布图为，B正确；C．H2O空间构型为V形，且氧原子半径大于H原子，图示空间充填模型正确，C正确；D．银离子和氰酸根离子形成的配位键属于σ键，氰酸根离子中的碳氮三键中含有一个σ键和2个π键，故σ键和π键的个数比为4：4=1：1，D正确；故答案选A。6．A【详解】A．BeCl2中Be原子价层电子对数为且不含孤电子对，采取sp杂化，CO2中C原子价层电子对数为且不含孤电子对，采取sp杂化，二者杂化方式相同，且都是直线型分子，故A符合题意；B．H2O中O原子价层电子对数为且含有2个孤电子对，采取sp3杂化，分子构型为V型，SO2中S原子价层电子对数为且含有1个孤电子对，采取sp2杂化，分子构型为平面三角形，故A不符合题意；C．SF6中S原子价层电子对数为且不含孤电子对，采用sp3d2杂化，分子构型为正八面体，CH4中价层电子对数为且不含孤电子对，采用sp3杂化，分子构型为正四面体，故C不符合题意；D．NF3中N原子价层电子对数为且含有1个孤电子对，分子构型为三角锥形，BF3中B原子价层电子对数为，且不含孤电子对，采用sp2杂化，分子构型为平面三角形，故D不符合题意；答案选A。7．C【分析】由M的球棍模型可知，X、Y、Z、W形成共价键的数目分别为1、2、、6、1，由短周期X、Y、Z、W四种元素组成，X是原子半径最小的元素，则X为H元素，W的3p轨道有一个未成对电子，则W为Cl元素；Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物，则Y为O元素、Z为S元素。【详解】A．元素的非金属性越强，电负性越大，氯元素的非金属性强于硫元素，则电负性强于硫元素，故A错误；B．水分子能形成分子间氢键，硫化氢不能形成分子间氢键，所以水分子间的作用力大于硫化氢，沸点高于硫化氢，故B错误；C．过氧化氢的空间构型为结构不对称的书形，属于极性分子，故C正确；D．三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面正三角形，故D错误；故选C。8．D【详解】A．2p能级共有2个电子，应单独占据一个轨道且自旋方向相同，选项中填充在1个轨道中，违背了洪特规则，故A错误；B．冰晶体中每个水分子形成4个氢键，每个氢键为2个水分子共用，冰晶体中每个水分子单独占有2个氢键，液态水不存在冰晶体的结构，只有部分水分子与邻近的水分子形成氢键，相同量的液态水中氢键比冰中少，18gH2O的物质的量为1mol，则含有的氢键不是2NA条，故B错误；C．3p能级有3个轨道，每个轨道最多容纳两个电子，3p能级最多容纳6个电子，选项中3p能级填充10个电子，违背了泡利不相容原理，故C错误；D．电子能量与能层和能级都有关，根据构造原理可知，ns电子的能量一定高于（n-1）p电子的能量，故D正确；故选D。9．B【详解】A．非金属元素原子间只能形成共价键，A项正确；B．化学键包含离子键、共价键、金属键等，共价键包括σ键、π键两种类型，B项错误；C．分子中共价单键均为可键，共价双键和三键中含σ键和π键两种类型，π键不能单独存在，一定和σ键共存，C项正确；D．成键的两原子间原子轨道重叠程度越大，电子在核间出现的概率就越大，所形成的共价键就越牢固，D项正确。故选：B。10．B【详解】A项、手性碳原子必须含是饱和碳原子，且饱和碳原子上要连有4个不同的原子或原子团，化合物甲中没有连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子，不可能是手性分子，故A错误；B项、由羰基上连有的原子共平面，与氧原子相连的原子共平面，三点共面的原理可知，与羰基碳原子相连的CH3和CH2可能各有2个原子与羰基2个原子共面，与氧原子相连的CH3和CH2上的碳原子可能与氧原子共面，则化合物甲中最多有8个原子共平面，故B正确；C项、化合物乙中的O、C、N均采取sp3杂化，故C错误；D项、化合物乙中含有氨基，分子间能够形成氢键，而化合物甲不能形成氢键，则化合物乙的沸点明显高于化合物甲，故D错误；故选B。【点睛】手性碳原子必须含是饱和碳原子，且饱和碳原子上要连有4个不同的原子或原子团是解答关键，也是难点和易错点。11．D【分析】X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素，其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍，则Y为C元素；W与Y位于同一主族，则W为Si元素；Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂，则Q为Mg元素；结合物质的结构式可知，X可形成1对共用电子对，则X为H元素，Z可形成2个共价单键，则根据满8电子稳定原则可知，Z最外层电子数为6，且位于第三周期，所以Z为S元素。【详解】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大趋势，镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构，元素的第一电离能大于相邻元素，则钠元素、铝元素的第一电离能小于镁元素，故A错误；B．硅元素的电负性小于氢元素，故B错误；C．σ键比π键牢固，所以物质R吸收微波时，分子内的π键会断裂，故C错误；D．元素的非金属性越强，简单氢化物的热稳定性越强、还原性越弱，碳元素的非金属性强于硅元素，所以硅烷的还原性强于甲烷，故D正确；故选D。12．C【详解】A．冰中分子间氢键较多，起到“支撑”作用，体积膨胀，密度：冰<水，A不符合题意，B．邻羟基苯甲醛形成分子内氢键，分子间作用力减弱，沸点降低，对羟基苯甲醛形成分子间氢键，分子间作用力增强，沸点升高，故沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛，B不符合题意；C．N的非金属性比P强，与H形成共价键的键能比P大，N-H键较P-H难断裂，故稳定性：NH3>PH3，不能用氢键来解释，C符合题意；D．氟化氢分子间易形成氢键，同时氢氟酸也会发生自耦电离，导致浓的氢氟酸溶液中存在HF和H2F，D不符合题意；故选C。13．B【详解】A．H2O2是共价化合物，其中只含有分子，不含有离子，A错误；B．共价单键都是σ键，共价双键中一个是σ键，一个是π键。在C2H4分子中含有5个σ键和1个π键。标准状况下，33.6LC2H4的物质的量是1.5mol，则其中含有的σ键的数目为1.5mol×5×NA/mol=7.5NA，B正确；C．H2与I2反应产生HI的反应为可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，0.25molI2与1molH2混合充分反应后，生成HI的物质的量小于0.5mol，则反应生成HI分子数目小于0.5NA，C错误；D．在常温下Fe遇浓硫酸会发生钝化，因此不能准确计算反应过程中转移电子的数目，D错误；故合理选项是B。14．D【详解】A．Cl2中含有的是Cl-Cl非极性共价键，故A错误；B．NaOH中含有离子键和O-H极性共价键，电子式为，故B错误；C．左下角写质子数，左上角写质量数，中子数为18的Cl原子表示为：Cl，故C错误；D．Na是11号元素，基态钠原子核外电子排布式为1s22s22p63s1，故基态Na原子的外围电子排布式为3s1，故D正确；答案选D。15．D【详解】A．同周期元素，从左到右第一电离能呈增大的趋势，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，N元素的第一电离能大于O元素，故A错误；B．原子核外的电子占有几个轨道就有几种空间运动状态，氧原子核外共占有5个轨道，则基态氧原子的电子有5种空间运动状态，故B错误；C．由结构简式可知，该有机物不含有三键碳原子，碳原子的杂化方式不可能有sp杂化，故C错误；D．形成共价键的两元素的电负性差值越大，键的极性越大，故键的极性大小：N-H＜O-H＜F-H，故D正确；故选D。16．(1)1(2)

sp2、sp3

sp2(3)

NA

NA(4)

H—O键的键能大于H—N键的键能

V形、三角锥形、直线形

sp3、sp3、sp【详解】（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；故每生成1mol氯吡苯脲，断裂1molσ键，断裂1molπ键，则断裂NA个σ键，断裂NA个π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．

三角锥形

低

NH3分子间存在氢键【详解】As的氢化物同NH3分子，中心原子sp3杂化，一对孤电子对，故为三角锥形；因NH3中存在分子间氢键，故沸点比AsH3高。18．(1)

120°

＞

522kJ(2)

C

【分析】（1）①石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料，可由石墨剥离而成，其中碳原子采取sp2杂化，形成平面六元并环结构，其中碳碳键的键角为120°；答案为：120°。②i.由于C原子半径小于Si原子半径，则键长：Si—Si键大于Si—C键，键能：Si—Si键小于Si—C键，故x＞226kJ/mol；答案为：＞。ii.Si燃烧反应的化学方程式为Si+O2SiO2，根据∆H=反应物的键能总和-生成物的键能总和，则该反应的∆H=2E（Si—Si）+E（O=O）-4E（Si—O）=2×226kJ/mol+498kJ/mol-4×368kJ/mol=-522kJ/mol，即1molSi完全燃烧放出的热量约为522kJ；答案为：522kJ。（2）基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3，基态F原子的核外电子排布式为1s22s22p5；由于N2F2存在顺式和反式两种同分异构体，故两个N原子间形成氮氮双键，N2F2的结构式可表示为F—N=N—F，双键中含一个σ键、一个π键，即两个氮原子之间的键型组成为一个σ键、一个π键，选C；顺式结构中两个F原子在双键的同一侧，顺式异构体的结构式为；答案为：C，。19．(1)石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多(2)

<

邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键【详解】（1）石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多，故答案为：石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多；（2）分子内生成氢键，熔、沸点常降低，分子间有氢键的物质熔，熔、沸点常升高，因为邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键，则沸点：邻羟基苯甲