第二章 分子结构与性质 测试题 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二章分子结构与性质测试题一、选择题1．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W原子中有2个未成对电子，X原子的K层与M层电子数相等，W原子的最外层电子数等于X与Y原子的最外层电子数之和，Z单质常温下为气体。下列说法正确的是A．原子半径 B．X的第一电离能比同周期相邻元素的大C．W与Y形成的化合物不能与酸反应 D．Z的简单氢化物的熔沸点比W的高2．我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列说法不正确的是A．CO2分子含有非极性共价键 B．CO2催化还原为甲酸能促进碳中和C．CO2固体可用于人工降雨 D．CO2是酸性氧化物3．W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，且四种元素的原子质子数之和为48。下列说法错误的是A．相同浓度最高价含氧酸溶液的：B．元素的最高化合价：C．简单氢化物的沸点：D．单核离子的半径：4．俗称硼砂(硼砂在水溶液中存在水解平衡)，其结构如下图所示。下列说法错误的是A．B和O原子的杂化方式完全相同B．硼砂写成氧化物的形式为C．第一电离能：D．硼砂的水溶液显碱性5．甲烷分子(CH4)失去一个H＋，形成甲基阴离子()，在这个过程中，下列描述不合理的是A．碳原子的杂化类型发生了改变 B．粒子的形状发生了改变C．粒子的稳定性发生了改变 D．粒子中的键角发生了改变6．氨气是一种重要的化工原料，极易溶于水，合成氨反应为N2(g)+3H2(g)2NH3(g)△H=-92.4kJ•mol-1。下列说法正确的是A．键角：H2O>NH3>NHB．NH3的水溶液氨水可以导电，所以NH3是电解质C．合成氨反应的△H=E(N≡N)+3E(H—H)-6E(N—H)(E表示键能)D．1molN2与足量H2发生合成氨反应，放出的热量为92.4kJ7．运载火箭常用偏二甲肼[(CH3)2N－NH2]与N2O4作推进剂，二者反应生成CO2、N2和H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是A．偏二甲肼中N原子的杂化类型均为sp2B．1molH2O含有的中子数为10NAC．标准状况下，2.24LCO2中的σ键数目为0.4NAD．92gNO2和N2O4混合气体含有的原子数为6NA8．设为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是A．0.5mol苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为B．溶液中含有的H-O键数为C．常温常压下，和的混合物中含有的极性共价键的数目为D．标准状况下，与足量甲烷混合光照后无剩余，反应中断裂的键数目为9．下列有关共价键的成因说法错误的是A．若成键后两原子的原子核距离更近些，体系的能量会更低B．成键原子的原子轨道在空间最大程度重叠C．共用电子在形成共价键的原子的核间区域出现的概率大D．形成化学键，体系的能量降低10．短周期元素R、X、Y、Z的原子序数依次增大。甲、乙、丙是由这些元素组成的二元化合物，常温下0.1mol•L-1丙溶液的pH为1，丁是元素Z的单质，为黄绿色气体，戊是难溶于水的混合物，己的水溶液具有漂白性。上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是A．己的结构式为R－Y－Z B．原子半径的大小：R<X<Y<ZC．甲分子中可能含有非极性共价键 D．最高价氧化物对应水化物的酸性：X<Z11．我国科学家使用某种电解液提高了水系锌锰电池的性能。该电解液阴离子结构如图所示，其中W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期元素，且最外层电子数之和为23。下列说法错误的是A．简单氢化物沸点： B．该离子中Z为杂化C．四种元素中电负性最强的为Z D．第一电离能：12．下列说法正确的是A．气体分子中一定存在共价键B．氧化钠溶于水只破坏了离子键C．Na2O2是离子化合物，阴、阳离子个数比为1：1D．H2O的沸点比H2S高，是由于H2O分子间存在氢键13．下列说法正确的是A．HX(X代表F、Cl、Br、I)中共价键的电子云是轴对称的B．中两个氢氧键(H—O)的键角大于的键角C．3个B—F的键长相等，说明分子中的四个原子在同一平面上D．是非极性分子，C原子处于4个Cl原子所组成的正方形的中心14．下列对氯及其化合物的说法正确的是A．氯化铝溶液能导电，所以氯化铝是离子化合物B．用pH试纸测得氯水的pH=4C．次氯酸不如次氯酸盐稳定，故用次氯酸盐作为漂白剂的主要成分D．随着化合价的升高，氯的含氧酸酸性和氧化性均逐渐增强15．下列关于化学本质或实质的说法中正确的是A．共价键的本质是原子轨道的重叠B．胶体和溶液的本质区别是有无丁达尔效应C．放热反应的实质为形成新化学键释放的能量小于破坏旧化学键吸收的能量D．饱和溶液中通入过量：二、非选择题16．已知：(Q>0)，在反应条件下，向密闭容器中加入反应物，后达到平衡。完成下列填空：(1)氮原子的核外电子排布式：_______；硅原子核外电子的运动状态有_______种。(2)上述反应混合物中的极性分子是_______，写出非极性分子的电子式_______。(3)将三种离子的半径按由大到小的顺序排列_______。(4)氧原子核外电子占有_______种能量不同的轨道。17．磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：(1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是_______，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态_______(填“相同”或“相反”)。(2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3，其中Fe的配位数为_______。从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是_______。(3)NH4H2PO4中P的_______杂化轨道与O的2p轨道形成_______键。(4)磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材料，磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，下列叙述不正确的是_______。A．放电时，Li作负极B．电解质溶液为非水溶液体系C．充电时铁元素发生还原反应D．若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，该电池消耗锂的质量为1.4g18．四原子分子的空间构型物质化学式空间结构结构式键角空间结构模型甲醛CH2O___120°氨NH3___107°19．如图是甲醛分子的模型，根据该图和所学化学知识回答下列问题：（1）甲醛分子中碳原子的杂化方式是__________，作出该判断的主要理由是__________________________。（2）下列是对甲醛分子中碳氧键的判断，其中正确的是________(填序号)。①单键②双键③σ键④π键⑤σ键和π键（3）甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角________(填“＝”、“＞”或“＜”)120°，出现该现象的主要原因是____________________________________________。20．有以下物质：①NaCl；②Na2O2；③H2O；④N2；⑤C2H4；⑥C2H6；⑦NH4Cl；⑧H2O2；⑨He。请选择合适的将序号填在横线上(1)只含有离子键的是___________；(2)既有离子键又有共价键的是___________；(3)只含有极性键的是___________；(4)只含有非极性键的是___________；(5)既有极性键又有非极性键的共价化合物是___________；21．下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线标出。根据信息回答下列问题：(1)周期表中基态Ga原子的最外层电子排布式为___________。(2)Fe元素位于周期表的________分区；Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5，在Fe(CO)5中铁的化合价为_______。(3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有________。(4)根据VSEPR理论预测ED4-的空间构型为________。B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子的分子式为_________(写2种)。22．工业制备并提取一氯乙酸(ClCH2COOH)的母液中有CH3COOH、ClCH2COOH、Cl2CHCOOH等残留。实验室用多孔硫颗粒做催化剂，对母液进行深度氯化，使其中残留物转化为有广泛应用价值的三氯乙酸(CCl3COOH)。主要反应方程式：。制备装置如下图所示。回答下列问题：(1)甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是_______。(2)甲中制取Cl2离子方程式为_______。(3)丁中仪器Y的名称是_______。(4)制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，则丁的加热方法是_______。(填“水浴加热”“油浴加热”或“酒精灯直接加热”)。(5)该制备装置一处缺陷会产生实验安全问题，该缺陷是_______。(6)制备过程中无需沸石，原因是_______。(7)可以用pKa(pKa=-lgKa)来衡量酸性的强弱，下表是部分酸的pKa数据：ClCH2COOHCl2CHCOOHCCl3COOHH2SO3pKa(室温)2.861.290.65①从表中数据可知，酸性：ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜CCl3COOH，请从物质结构角度解释原因_______。②在Na2SO3溶液中加入足量的ClCH2COOH，反应的离子反应方程式为_______。【参考答案】一、选择题1．B【分析】X原子的K层和M层电子数相等，故X原子K层、M层均为2个电子，总共含12个电子，故X为Mg，Z的原子序数比X大且单质常温下为气体，故Z为Cl，W原子含2个未成对电子，故W电子排布式可能为：1s2s22p2（C）或1s2s22p4（O），若W为C，根据最外层电子数关系推得Y最外层也为2个电子，则为Mg，不符合题意，故W为O，根据最外层电子数关系推得Y最外层为4个电子，故Y为Si。解析：A．一般，电子层数多，半径大，层数相同时，核电荷数多，半径小，故四种原子半径顺序为：O＜Cl＜Si＜Mg，A错误；B．X为Mg元素，价电子排布为3s2稳定结构，故其第一电离能比相邻元素大，B正确；C．W与Y形成SiO2，SiO2能与HF酸反应，C错误；D．由于水分子能形成分子间氢键，而HCl分子不能，故H2O的熔沸点比HCl高，D错误；故答案选B。2．A解析：A．CO2分子中C=O键是极性共价键，A错误；B．CO2催化还原为甲酸，可减少CO2排放，能促进碳中和，B正确；C．CO2固体即干冰，升华吸收大量的热使周边温度下降，可用于人工降雨，C正确；D．CO2能与碱反应生成盐和水，是酸性氧化物，D正确；故答案选A。3．B【分析】W、X、Y、Z四种短周期元素在元素周期表中的相对位置如图所示，且四种元素的原子质子数之和为48，若W质子数为a，则a+a+1+a+9+a+10=48，a=7，则W、X、Y、Z分别为氮、氧、硫、氯；解析：A．硫酸、高氯酸均为强酸，且硫酸为二元酸、高氯酸为一元酸，故相同浓度最高价含氧酸溶液中硫酸溶液中的氢离子浓度更大，故：，A正确；B．氧的电负性很强，没有负价，B错误；C．水分子可以形成氢键导致其沸点升高，故简单氢化物的沸点：，C正确；D．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；故单核离子的半径：，D正确；故选B。4．A解析：A．B原子有sp2和sp3杂化，O原子均为sp3杂化，A错误；B．根据硼砂的结构，写成氧化物的形式为，B正确；C．同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，同主族第一电离能从上到下有逐渐减小趋势，故第一电离能：Na<B<O，C正确；D．硼砂在水溶液中存在水解B4O+7H2O4H3BO3+2OH-，其水溶液显碱性，D正确；故答案为：A。5．A解析：CH4中C的价层电子对数=4，C为sp3杂化，无孤电子对，为正四面体结构，而中C的价层电子对数=3+=3+1=4，C为sp3杂化，有一对孤电子，空间结构为三角锥形，形状、键角、稳定性均发生改变，但杂化类型不变，仍是sp3杂化，故答案选A。6．C解析：A．H2O、NH3、NH的VSEPR模型为四面体，NH无孤电子对、NH3有1对孤电子对、H2O有2对孤电子对，由于孤电子对间排斥力>孤电子对和成对电子对间的排斥力>成对电子对间的排斥力，所以键角∶NH>NH3>H2O，故A错误；B．氨水导电，一水合氨为电解质，而氨气为非电解质，故B错误；C．焓变=反应物的键能和-生成物的键能和，所以△H=E(N≡N)+3E(H—H)-6E(N—H)，故C正确；D．N2与H2的反应为可逆反应，加入的1molN2不可能完全反应，所以放出的热量小于92.4kJ，故D错误；故选C。7．D解析：A．偏二甲肼中N原子形成3个共价键、还有1对孤电子对，杂化类型均为sp3，A错误；B．1分子水分子中含有中子数为8，则1molH2O含有的中子数为8NA，B错误；C．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，1分子二氧化碳含有2个σ键；标准状况下，2.24LCO2（为0.1mol）中的σ键数目为0.2NA，C错误；D．NO2和N2O4混合气体最简式均为NO2，92gNO2为2mol，则混合气体含有的原子数为6NA，D正确；故选D。8．C解析：A．苯乙烯分子中含有1个碳碳三键，0.5mol苯乙烯分子中含有的碳碳双键数目为，故A错误；B．溶液中含有0.1mol，溶液中水分子中也含有H-O键，则溶液中含有的H-O键数大于，故B错误；C．和的最简式为CH2，故14g混合物中含有的CH2的物质的量n==1mol，故含有的极性共价键的数目为，故C正确；D．标准状况下，的物质的量为1mol，与足量甲烷混合光照后无剩余，得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷和HCl的混合物，反应中断裂的键数目小于，故D错误；故选C。9．A解析：A．两个原子形成共价键时，体系的能量最低，若成键后原子核距离更近些，则两个原子核以及电子之间的排斥作用又将导致体系能量升高，A项错误;B．为保证能量最低，成键原子的原子轨道在空间最大程度重叠，B项正确；C．成键的两原子相互靠近，且两原子的原子轨道重叠，电子在两原子核之间出现的概率增大，C项正确；D．两个原子形成共价键时，体系的能量最低，因此形成化学键，体系的能量降低，D项正确；答案选A。10．D【分析】丁是元素Z的单质，为黄绿色气体，则丁为Cl2，在为Cl元素；常温下0.1mol丙溶液的pH为1，则丙为一元强酸，且丙是二元化合物，故丙为HCl；二元化合物甲与丁Cl2在光照条件下反应生成丙(HCl)和难溶于水的混合物戊，则甲为烃，戊为卤代烃的混合物；己的水溶液具有漂白性，从而推知乙为H2O、己为HClO，结合四种短周期元素的原子序数关系可知R为H元素、X为C元素、Y为O元素。解析：A．己为HClO，结构式为H－O－Cl，故A正确；B．同一周期元素，原子序数越大，半径越小，原子半径的大小：H<C<O<Cl，故B正确；C．甲为某种烃，甲分子中可能含有非极性共价键如：CH3CH3中的碳碳单键，故C正确；D．Y为O元素，O元素没有最高价含氧酸，故D错误；故选D。11．C【分析】W、X、Y、Z为原子半径依次增大的短周期元素，W形成1个共价键，X形成1个双键，Z形成6个共价键，结合原子结构可知，W为H或F，X为O，Z为S元素；四种原子的最外层电子数之和为23，W为H时，Y的最外层电子数为23-1-6-6=10>8(舍弃)，W为F时，Y的最外层电子数为23-7-6-6=4，其原子半径大于O小于S，为C元素。解析：A．X的简单氢化物为H2O，分子间存在氢键，沸点很高，Z的简单氢化物为H2S，沸点较低，故沸点：H2O>H2S，即X>Z，故A正确；B．Z的价层电子对数为4，采取sp3杂化，故B正确；C．同周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，所以四种元素中电负性最强的为F，即W，故C错误；D．同周期从左到右，元素的第一电离能有增大的趋势，第一电离能：F>O，即W>X，故D正确；答案选C。12．D解析：A．稀有气体为单原子分子，所以稀有气体的原子间不存在共价键，故A错误；B．氧化钠溶于水时氧化钠破坏离子键，水破坏共价键，故B错误；C．Na2O2是离子化合物，其中含有2个Na+和1个O，阴、阳离子个数比为1：2，故C错误；D．H2O与H2S都属于分子晶体，H2O分子间可以形成氢键，H2S只含有范德华力，所以水的沸点高于H2S的沸点，故D正确；故选D。13．A解析：A．HX中的化学键均为s-pσ键，σ键的电子云是轴对称的，故A正确；B．水分子中心原子氧有两个孤电子对，H3O+中心原子氧有1个孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大，H2O中两个氢氧键(H—O)的键角小于H3O+的键角，故B错误；C．3个B-F的键长相等不能说明BF3分子中的四个原子在同一平面上，若BF3为三角锥形结构，三个B-F键长也相等，若键角均为120°，才可以说明BF3分子中的四个原子在同一平面上，故C错误；D．CCl4是非极性分子，C原子是sp3杂化，CCl4分子的空间结构是正四面体，C原子处于4个Cl原子所组成的四面体的中心，故D错误；故选A。14．C解析：A．氯化铝是共价化合物，故A错误；B．氯水能氧化漂白试纸，不能用pH试纸测量，故B错误；C．次氯酸不稳定，故用次氯酸盐作为漂白剂的主要成分，故C正确；D．随着化合价的升高，氯的含氧酸氧化性均逐渐减弱，故D错误；故选C。15．A解析：A．原子轨道重叠方式不同，得到的共价键类型不同，所以共价键的本质是原子轨道的重叠，A正确；B．胶体和溶液的本质区别是分散质粒子直径大小不同，B错误；C．放热反应的实质为形成新化学键释放的能量大于破坏旧化学键吸收的能量，C错误；D．碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠的溶解度，所以向饱和溶液中通入过量会生成碳酸氢钠晶体，其离子方程式为：，D错误；故选A。二、非选择题16．(1)1s22s22p314(2)CO(3)(4)3解析：（1）氮原子核外有7个电子，核外电子排布式为1s22s22p3；硅原子核外有14个电子，运动状态有14种。（2）反应混合物中存在N2、CO两种分子，CO结构不对称，CO是极性分子，N2是非极性分子，电子式为。（3）电子层数相同，质子数越多半径越小，三种离子的半径按由大到小的顺序排列为。（4）氧原子核外电子排布为1s2s2p4，占有ls、2s、2p共3种能量不同的轨道。17．(1)镁(Mg)相反(2)4Fe3+的3d5半满状态更稳定(3)sp3σ(4)C解析：(1)依据对角线规则，与Li的化学性质最相似的邻族元素是镁，镁的M层电子排布式为3s2，电子的自旋状态相反。(2)FeCl3的双聚分子就是两个FeCl3相连接在一起，已知FeCl3中的化学键具有明显的共价性，其双聚分子结构为，铁原子的配位数为4，Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，处于半满状态更稳定，因此Fe2+易被氧化成Fe3+。(3)PO的中心原子P的价层电子对数为4+=4，采取sp3杂化，其sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键。(4)A．放电时，锂元素化合价升高，失电子，Li作负极，A正确；B．金属锂可以与水反应，所以电解质溶液为非水溶液体系，B正确；C．充电时铁元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，C错误；D．电池放电时，锂作负极，负极反应式为：Li-e-=Li+，若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，气体的物质的量为=0.2mol，生成氢气0.1mol，则H2~2Li~2e-，消耗Li的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol7g/mol=1.4g，D正确；答案选C。18．平面三角形三角锥形解析：略19．sp2甲醛分子的空间构型为平面三角形②⑤＜碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强【分析】(1)甲醛分子为平面三角形，甲醛分子中的碳原子采用sp2杂化；(2)醛类分子中都含有C=O键，所以甲醛分子中的碳氧键是双键，双键中含有σ键和π键；(3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强，键角小于120°。解析：(1)原子的杂化轨道类型不同，分子的空间构型也不同。由图可知，甲醛分子为平面三角形，所以甲醛分子中的碳原子采用sp2杂化；综上所述，本题答案是：sp2；甲醛分子的空间构型为平面三角形。(2)醛类分子中都含有C=O键，所以甲醛分子中的碳氧键是双键；一般来说，双键是σ键和π键的组合，②⑤正确；综上所述，本题答案是：②⑤。(3)由于碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强，所以甲醛分子中C—H键与C—H键间的夹角小于120°；综上所述，本题答案是：＜，碳氧双键中存在π键，它对C—H键的排斥作用较强。20．(1)①(2)②⑦(3)③(4)④(5)⑤⑥⑧解析：①NaCl中钠离子和氯离子之间以离子键结合；②Na2O2由钠离子和过氧离子以离子键结合，过氧离子的两个O之间以非极性共价键结合；③H2O中H和O之间以极性共价键结合；④N2中N和N之间以非极性共价键结合；⑤C2H4中C和C之间以非极性共价键结合，C和H之间以极性共价键结合；⑥C2H6中C和C之间以非极性共价键结合，C和H之间以极性共价键结合；⑦NH4Cl中铵根和氯离子之间以离子键结合，铵根离子内部N和H之间以极性共价键结合；⑧H2O2中H和O之间以极性共价键结合，两个O之间以非极性共价键结合；⑨He是单原子分子，不含离子键也不含共价键。（1）由分析可知，只含有离子键的是①；（2）由分析可知既有离子键又有共价键的是②⑦；（3）由分析可知只含有极性键的是③（4）由分析可知只含有非极性键的是④；（5）由分析可知既有极性键又有非极性键的共价化合物是⑤⑥⑧；21．4s24p1d0CH4、CH3OH正四面体形CO2、NCl3、CCl4、CO中任意两种【分析】根据元素在周期表的相对位置，可知A是H元素，B是C元素，C是N元素，D是O元素，E是Cl元素，然后根据元素周期表与元素原子结构、物质性质分析解答。解析：(1)31号Ga元素在元素周期表中位于第四周期第IIIA族，其核外最外层电子排布式是4s24p1；(2)Fe是26号元素，原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d64s2，Fe元素位于周期表第四周期第VIII族，属于d区元素；Fe与CO易形成配合物Fe(CO)5，由于配位体CO是中性分子，因此根据化合物中元素化合价代数和等于0可知：在配位化合物Fe(CO)5中铁的化合价为0价；(3)在CH4、CO、CH3OH中，CH4、CH3OH中的碳原子都形成4个共价键，C采取sp3杂化；而CO中C原子与O原子形成共价三键，结构式是C≡O，因此C原子采用sp杂化；(4)E为Cl，D为O，则ED4-离子为ClO4-，根据VSEPR理论，中心Cl原子的配位原子数BP=4，孤电子对数为LP==0，则价电子对数为VP=BP+LP=4+0=4，因此其空间构型为正四面体；B为C，C为N，则B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的化学式为CO2、NCl3、CCl4、CO。22．(1)防止浓盐酸挥发，可以使浓盐酸顺利滴下(2)2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O(3)球形冷凝管(4)油浴加热(5)装置丙、丁之间缺少一个安全