第二章测评 课后习题-【新教材】人教版（2019）高中化学选择性必修2

第二章测评(时间:90分钟满分:100分)可能用到的相对原子质量:H1C12N14O16Cl35.5Br80I127一、选择题(本题包括10个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共20分)1.下列示意图或图示正确的是()答案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.下列描述正确的是()A.CS2为V形极性分子B.SiF4与SO32-的中心原子均为C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1D.水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键答案B解析CS2为直线形非极性分子;SiF4与SO32-的中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化;C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2;水加热到很高温度都难分解是因O3.下列各组分子中心原子杂化轨道类型相同的是()A.CO2与C6H6 B.CH4与NH3C.BeCl2与BF3 D.C2H2与C2H4答案B解析CO2分子中C原子采取sp杂化,苯分子中C原子采取sp2杂化;CH4和NH3分子中的C、N原子都是采取sp3杂化;BeCl2分子中Be原子采取sp杂化而BF3分子中的B原子采取sp2杂化;C2H2分子中C原子采取sp杂化而C2H4分子中C原子采取sp2杂化。4.下列说法正确的是()A.HF、HCl、HBr、HI的沸点依次升高B.H2O的熔、沸点高于H2S,是由于H2O分子之间可以形成氢键C.乙醇分子与水分子之间只存在范德华力D.氯的各种含氧酸酸性由强到弱的顺序为HClO>HClO2>HClO3>HClO4答案B解析HF分子间可以形成氢键,沸点最高,沸点高低顺序应为HF>HI>HBr>HCl,A错误;O元素的电负性较大,水分子间可以形成氢键,故H2O的熔、沸点高于H2S,B正确;乙醇分子与水分子之间可以形成氢键,C错误;Cl元素的化合价越高,对应氧化物的水化物酸性越强,酸性强弱顺序应为HClO<HClO2<HClO3<HClO4,D错误。5.徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子,如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是()A.H2O2分子的空间结构为直线形B.CO2分子为非极性分子C.BF3分子中B原子为sp3杂化,分子为三角锥形D.CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化答案B解析H2O2分子不是直线形的,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上,A错误;CO2分子为直线形分子,分子内正、负电荷中心重合,为非极性分子,B正确;BF3分子中B原子为sp2杂化,分子为平面三角形,C错误;CH3COOH分子中甲基C原子采取sp3杂化,羧基C原子采取sp2杂化,D错误。6.下列说法中正确的是()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>CH3COOHC.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答案B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。7.二甘醇可用作溶剂、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HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是()A.符合通式CnH2nO3B.分子间能形成氢键C.分子间不存在范德华力D.能溶于水,不溶于乙醇答案B解析二甘醇的分子式为C4H10O3,它符合通式CnH2n+2O3;二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键,也存在范德华力;由“相似相溶”规律可知,二甘醇能溶于水和乙醇。8.下列描述正确的是()A.CS2为V形的极性分子B.ClO3C.NH4+中有D.SiF4的中心原子为sp3杂化,SO32-的中心原子为答案C解析CS2的结构式为SCS,该分子为直线形分子,A错误;ClO3-中氯原子为sp3杂化,ClO3-的空间结构为三角锥形结构,B错误;NH4+中N原子采取sp3杂化,空间结构为正四面体形,4个共价键完全相同,C正确;SiF4、SO329.图中每条折线表示周期表第ⅣA族~第ⅦA族中的某一族元素氢化物的沸点变化,每个小黑点代表一种氢化物,其中P点代表的是()A.H2S B.HCl C.PH3 D.SiH4答案D解析因为第2周期的非金属元素的氢化物中,NH3、H2O、HF分子之间可以形成氢键,它们的沸点高于同族其他元素氢化物的沸点,A、B、C不符合题意,而CH4分子间不能形成氢键,所以P点代表的是SiH4。10.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()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键答案C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。二、选择题(本题包括5个小题,每小题有1~2个选项符合题意。每小题4分,共20分)11.意大利罗马大学的FulvioCacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子,其分子结构如下图所示,已知断裂1molN—N吸收167kJ热量,生成1molN≡N放出942kJ热量,根据以上信息和数据,判断下列说法正确的是()A.N4属于一种新型的化合物B.N4分子中N—N键角为109°28'C.N4分子中存在非极性键D.1molN4转变成N2将吸收882kJ热量答案C解析N4属于单质,A错误;N4分子中N—N键角为60°,B错误;N4分子中存在非极性键,C正确;N4(g)2N2(g)ΔH=167kJ·mol-1×6-942kJ·mol-1×2=-882kJ·mol-1,D错误。12.(2020山东日照期末)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()A.EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化B.X、Y元素的第一电离能大小关系:X<YC.ZO3D.MZ2仅含离子键,可用于制备乙炔答案AC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。BF4-离子中B原子有4对价电子,所以B是sp3杂化,A项正确;Be的2s轨道为全充满,故其第一电离能大于B,B项错误;CO32-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13.(2020山东等级考试模拟卷)X、Y、Z、W为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,A、B、C、D、E为上述四种元素中的两种或三种所组成的化合物。已知A的相对分子质量为28,B分子中含有18个电子,五种化合物间的转化关系如图所示。下列说法错误的是()A.X、Y组成化合物的沸点一定比X、Z组成化合物的沸点低B.Y的最高价氧化物的水化物为弱酸C.Y、Z组成的分子可能为非极性分子D.W是所在周期中原子半径最小的元素答案A解析A的相对分子质量为28,可能为CO、C2H4等;B分子中含有18个电子,可能为HCl、H2S等。A与B能反应,则为乙烯与HCl加成,生成的C为氯乙烷;乙烯与D反应生成E为乙烯与水发生加成反应生成乙醇,乙醇与HCl可以发生取代反应生成氯乙烷,所以X、Y、Z、W分别为H、C、O、Cl。C和H可以组成高分子化合物,沸点比H2O高,A项说法错误;H2CO3为弱酸,B项说法正确;CO2为非极性分子,C项说法正确;Cl在第三周期元素中原子半径最小,D项说法正确。14.下面两表分别列出了CO和N2的某些性质及相关键能,有关说法不正确的是()表1分子熔点/℃沸点/℃常温时在水中溶解度CO-205.05-191.492.3mLN2-210.00-195.811.6mL表2COC—OCOC≡O键能/(kJ·mol-1)357.7798.91071.9N2N—NNNN≡N键能/(kJ·mol-1)193418946A.CO与N2的价电子总数相等B.由表2可知,CO的活泼性不及N2C.由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,这是因为CO分子间作用力小于N2D.由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于N2,是因为CO分子有弱极性答案BC解析CO与N2的价电子总数均为14,A正确;CO与N2分子结构相似,一个CO分子中含有2个π键,根据表中键能知,CO中第一个π键的键能约为1071.9kJ·mol-1-798.9kJ·mol-1=273kJ·mol-1,N2中第一个π键的键能约为946kJ·mol-1-418kJ·mol-1=528kJ·mol-1,CO中第一个π键的键能较小,所以CO的第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂,所以一氧化碳比氮气活泼,B错误;由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,说明CO分子间作用力大于N2,C错误;水是极性溶剂,氮气为非极性分子,一氧化碳为极性分子,由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于N2,是因为CO分子有弱极性,D正确。15.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()选项分子式中心原子杂化方式价层电子对互斥模型分子或离子的空间结构ASO2sp直线形直线形BHCHOsp2平面三角形三角锥形CNF3sp2四面体形平面三角形DNHsp3正四面体形正四面体形答案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。三、非选择题(本题包括5个小题。共60分)16.(10分)O3能吸附有害紫外线,臭氧层是人类赖以生存的保护伞。O3分子的结构如图所示。呈V形,键角116.5°。3个O原子以1个O原子为中心,与另外2个O原子分别构成1个非极性共价键:中间O原子提供2个电子,旁边2个O原子各提供1个电子,构成1个特殊的化学键(3个O原子均等地享有这4个电子)。请回答:(1)题中所述非极性共价键是(填“σ”或“π”,下同)键,特殊的化学键是键。

(2)1919年,化学家提出等电子体的概念:由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相等,各原子最外层电子数之和相等,可互称为等电子体,等电子体的结构相似,物理性质相近。根据等电子原理:下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是(填字母)。

A.H2O B.CO2C.SO2 D.BeCl2(3)原子中没有与其他原子共用的电子对叫孤电子对,那么O3分子有对孤电子对。

(4)下列有关说法正确的是(填字母)。

A.臭氧和氧气互为同素异形体,它们在水中的溶解度相同B.臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定C.臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均需要吸收能量D.向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解答案(每空2分)(1)σπ(2)C(3)5(4)BD解析(1)特殊的化学键为π键,而相邻的氧原子之间的非极性共价键为σ键。(2)O3、SO2分子是均由3个原子构成、价电子数均为18的等电子体。(3)根据图示,在O3分子中形成共价键的电子共有8个,所以孤电子对数为5。(4)O2与O3互为同素异形体,O2为非极性分子,O3为弱极性分子,O3在水中的溶解度较大,A错误;O3转化为O2释放能量,O2转化为O3吸收能量,C错误。17.(14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,中心原子杂化类型是,分子的空间结构是,是分子(填“极性”或“非极性”)。

(2)B与C比较,电负性较小的是(填元素符号)。

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

(4)A与B形成的化合物极易溶于水,其原因是

。

答案(1)SiH4(1分)sp3(1分)正四面体(1分)非极性(1分)(2)Si(2分)(3)Ⅷ(2分)(2分)1s22s22p63s23p63d5(2分)(4)HF与H2O都是极性分子,HF与H2O可形成分子间氢键(2分)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都是极性分子,HF与H2O可形成分子间氢键。18.(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。元素结构或性质信息X其原子最外层电子数是内层电子数的2倍Y基态原子最外层电子排布为nsnnpn+1Z非金属元素,其单质为固体,在氧气中燃烧时有明亮的蓝紫色火焰M单质在常温、常压下是气体,基态原子的M层上有1个未成对的p电子Q其与X形成的合金为目前用量最多的金属材料(1)Q元素基态原子的电子排布式是。

(2)比较Y元素与氧元素的第一电离能>(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,该化合物溶于水(填“易”或“难”)。

(3)Y的最简单氢化物分子中含有共价键(填“极性”或“非极性”,下同),是分子,该氢化物易液化,其原因是。

(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,其原因是;沸点高的是,其原因是。

答案(除标注的外,每空1分)(1)[Ar]3d64s2(或1s22s22p63s23p63d64s2)(2)NO(2空共1分)1∶1(2分)难(3)极性极性氨分子间可以形成氢键(4)HFH—F键的键能大于H—Cl键HFHF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SCS,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。19.(12分)卤族元素形成的单质和化合物有很多,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它们。(1)卤族元素位于元素周期表的区;溴的价电子排布式为。

(2)在一定浓度的溶液中,氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的,使氢氟酸分子缔合的作用力是。

(3)请根据下表提供的第一电离能数据判断,还原性最强的卤素原子是(写出名称)。

元素氟氯溴碘第一电离能/(kJ·mol-1)1681125111401008(4)已知下列5种羧酸,①CF3COOH②CH3COOH③CH2FCOOH④CH2ClCOOH⑤CH3CH2COOH其酸性由强到弱的顺序为(填序号)。

(5)硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。则1molH3BO3形成的晶体中有mol氢键。

硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)3·H2O,它电离生成少量[B(OH)4]-和H+,则[B(OH)4]-的空间结构为,其中B原子的杂化方式是。

答案[(1)(2)(3)每空1分,(4)(5)每空2分](1)p4s24p5(2)氢键(3)碘(4)①>③>④>②>⑤(5)3正四面体形sp3解析(3)由表中数据可知,碘的第一电离能最小,即碘失去电子能力最强,其还原性最强;(4)F原子吸电子能力大于Cl,烷基是推电子基团,烷基中碳原子数越多,其推电子能力越弱,故5种羧酸酸性由强到弱的顺序为①>③>④>②>⑤;(5)由硼酸片层结构图可以看出,每个硼酸分子可以形成6个氢键,由于氢键存在于分子之间,故1mol硼酸形成的晶体中有3mol氢键。在[B(OH)4]-中,B原子价电子对数为4,无孤电子对,故[B(OH)4]-是正四面体结构,B原子采取sp3杂化。20.(12分)科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利