化学人教版选修3章末检测第二章分子结构与性质

第二章章末检测时间：90分钟满分：100分第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(本大题包括20个小题，每小题2分，共40分)1．用杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构，下列说法中不正确的是(D)A．C原子的四个杂化轨道的能量一样B．C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样C．C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道D．C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据解析：在甲烷分子中，C原子以sp3杂化，每个杂化轨道上1个电子分别与1个氢原子上的1个s电子结合生成共价键，这四个共价键完全相同，轨道间夹角为109°28′。2．以NA表示阿伏加德罗常数，则下列说法正确的是(A)A．1molNH3分子中含有3NA个σ键和4NA个sp3杂化轨道B．1molCO2分子中含有2NA个σ键和2NA个sp2杂化轨道C．1molC2H2分子中含有2NA个σ键、2NA个π键D．1molC2H4分子中含有4NA个σ键、2NA个π键解析：CO2分子中碳原子是sp杂化，选项B不正确；碳碳三键是由1个σ键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，所以选项C不正确；碳碳双键是由1个σ键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，因此选项D不正确，所以正确的答案选A。3．下列有关中心原子杂化轨道类型和分子几何构型的说法不正确的是(D)A．PCl3中P原子以sp3杂化，分子为三角锥形B．BCl3中B原子以sp2杂化，分子为平面三角形C．CS2中C原子以sp杂化，分子为直线形D．H2S中S原子以sp杂化，分子为直线形解析：PCl3中中心原子的价电子对数为4，其中有一对孤电子对，sp3杂化，为三角锥形，A对；BCl3中中心原子B的价电子对数为3，sp2杂化，无孤电子对，为平面三角形，B对；CS2中中心原子的价电子对数为2，sp杂化，孤电子对数为0，为直线形，C对；H2S中中心原子S的价电子对数为4，孤电子对数为2，为V形，D错。4．一氧化碳分子的电子式为，下列叙述中，正确的是(A)A．一氧化碳分子中氧原子核外电子发生了杂化B．分子内的化学键有非极性共价键C．碳、氧原子间有3对电子，所以碳元素为＋3价D．其结构式为Ceq\o(\s\up17(=),\s\do15(→))O(→表示电子提供方向)解析：由CO分子的电子式知，CO分子中的共用电子对有一对由氧原子提供，表明其中含有极性键和配位键；C、O各提供2个电子形成两对电子偏向得电子能力强的氧，故氧元素显－2价，碳元素显＋2价，结构式应为Ceq\o(\s\up17(=),\s\do15(←))O。5．科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法正确的是(C)A．分子中N、O间形成的共价键是非极性键B．分子中4个氮原子共平面C．该分子中的中心氮原子还有一对孤电子对D．15.2g该物质含有6.02×1022个原子解析：选项具体分析结论A分子中N、O间形成的共价键为不同元素原子之间形成的共价键，属于极性键错误BN(NO2)3的分子结构与NH3相似，分子中四个N原子构成三角锥形错误C该分子中N—N—N键角都是108.1°，分子构型为三角锥形，中心氮原子还有一对孤电子对正确D因为1个N(NO2)3分子含有10个原子，15.2g该物质，即0.1mol含有6.02×1023个原子错误6.下列说法正确的是(C)A．NH3分子的空间构型是三角锥形，且不存在杂化轨道B．配合物K2[Co(SCN)4]的配位数为6C．1molNH3分子中含有3NA个σ键和4NA个sp3杂化轨道(NA为阿伏加德罗常数的值)D．已知Zn2＋的4s轨道和4p轨道可以形成sp3杂化轨道，则[ZnCl4]2－的空间构型为平面正方形解析：A项，NH3分子中N采取sp3杂化，有1对孤电子对，对N—H键产生斥力作用，故NH3分子的空间构型是三角锥形，错误；B项，配合物K2[Co(SCN)4]的中心离子为Co2＋，配体为SCN－，则该配合物的配位数为4，错误；D项，[ZnCl4]2－的空间构型为正四面体形，错误。7．在半导体生产及灭火剂的使用过程中，会向空气中逸散气体，如NF3、CHClFCF3、C3F8等。它们虽然是微量的，但有些却是强温室气体。下列推测不正确的是(D)A．NF3分子呈三角锥形B．C3F8在CCl4中的溶解度比在水中的大C．CHClFCF3存在手性异构D．CHClFCF3中没有非极性键解析：在NF3分子中，N原子上有1对孤对电子，有3个N—F键，类似NH3分子的结构，NF3分子中N原子采取sp3杂化，分子呈三角锥形，A项正确；有机物易溶于有机物，而水为无机物，故C3F8在CCl4中的溶解度比在水中的大，B项正确；若碳原子连有四个不同的基团，则该碳原子具有手性，故CHClFCF3存在手性异构，C项正确；CHClFCF3中存在C—C非极性键，D项错误。8．在水中，水分子可彼此通过氢键形成(H2O)n的小集团。在一定温度下，(H2O)n的n＝5，每个水分子被4个水分子包围着，形成四面体(如图所示)。(H2O)n的n＝5时，下列说法中正确的是(B)A．(H2O)n是一种新的水分子B．(H2O)n仍保留着水的化学性质C．1mol(H2O)n中有2个氢键D．1mol(H2O)n中有4mol氢键解析：(H2O)n是H2O分子之间通过氢键结合而成的，氢键不属于化学键，因此，(H2O)n不是一种新的分子，(H2O)n仍保留着水的化学性质。(H2O)n中每个氢原子分享得到一个氢键，即每摩尔水有2NA个氢键(NA为阿伏加德罗常数)。9．根据等电子原理判断，下列说法中错误的是(B)A．B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上B．B3N3H6分子中存在双键，可发生加成反应C．H3O＋和NH3是等电子体，均为三角锥形D．CH4和NHeq\o\al(＋,4)是等电子体，均为正四面体解析：等电子原理是指具有相同价电子数相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。苯是B3N3H6的等电子体，因此，它们的结构相同，苯分子中所有的原子均在同一平面上，苯分子中不存在双键，而存在大π键，因此A正确，B错误。H3O＋和NH3是等电子体，NH3是三角锥形结构，则H3O＋也是三角锥形结构，C正确。CH4和NHeq\o\al(＋,4)是等电子体，CH4是正四面体形结构，所以NHeq\o\al(＋,4)也是正四面体形结构，D正确。10．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，分子结构如下图所示，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立体结构呈三角锥形的RCl3D．分子中5个R—Cl键键能不都相同解析：从RCl5的分子结构图可知键角正确；R—Cl有两类键长可知键能不完全相同；RCl5eq\o(=,\s\up17(△))eq\o(RCl3,\s\do14(三角锥形))＋Cl2↑。11．在乙烯分子中有5个σ键和1个π键，它们分别是(A)A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键C．C—H之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—C之间是未杂化的2p轨道形成π键D．C—C之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—H之间是未杂化的2p轨道形成π键解析：乙烯分子的结构式为，分子中每个碳原子的2s轨道与2个2p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道“头碰头”重叠形成C—Hσ键，另外1个sp2杂化轨道形成C—Cσ键。2个碳原子未杂化的2p轨道“肩并肩”重叠形成1个π键。碳碳之间既有σ键又有π键，C、D选项错误。12．下列说法不正确的是(C)A．N2O与CO2、CCl3F与CCl2F2互为等电子体B．CCl2F2无同分异构体，说明其中碳原子采用sp3方式杂化C．H2CO3与H3PO4的非羟基氧原子数均为1，二者的酸性(强度)非常相近D．由第ⅠA族和第ⅥA族元素形成的原子个数比为11、电子总数为38的化合物，是含有共价键的离子化合物解析：N2O与CO2的原子数相同，价电子数相同，CCl3F与CCl2F2的原子数相同，价电子数相同，它们互为等电子体；CCl2F2无同分异构体，说明它是立体结构而不是平面结构，则碳原子采用sp3方式杂化；由于CO2与H2O的化合程度小，H2CO3的酸性比H3PO4弱得多，C项错误；D项中的物质指的是Na2O2，它是含有(非极性)共价键的离子化合物。13．下列说法不正确的是(B)A．NH4NO3、NaOH中既有离子键，又有极性共价键，其中NH4NO3中还有配位键B．氢键比范德华力强，且氢键是一种特殊的化学键C．范德华力与氢键可同时存在于分子之间D．水的沸点是100℃，硫化氢的分子结构跟水相似，但它的沸点却很低，是－60.7℃，引起这种差异的主要原因是水分子间有氢键解析：氢键不是化学键，故B选项错误。14．下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。下列说法正确的是(C)A．沸点A2D<A2XB．CA3分子是非极性分子C．C形成的单质中σ键与π键个数之比为12D．B、C、D形成的气态氢化物互为等电子体解析：根据各元素在周期表中的位置知，A为氢、B为碳、C为氮、D为氧、X为硫、Y为氯。A2D为H2O、A2X为H2S，H2O能形成氢键，故沸点H2O>H2S，A项错误；CA3为NH3是极性分子，B项错误；N2中有1个σ键2个π键，C选项正确；B、C、D的氢化物分别是CH4、NH3、H2O，微粒中原子数不同，不能互为等电子体，D项错误。15．某物质的实验式为PtCl4·2NH3，其水溶液不导电，加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀，以强碱处理并没有NH3放出，则关于此化合物的说法中正确的是(C)A．配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6B．该配合物可能是平面正方形结构C．Cl－和NH3分子均为Pt4＋的配体D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位解析：PtCl4·2NH3水溶液不导电，说明配合物溶于水不会产生自由移动的离子；加入AgNO3溶液反应不产生沉淀并且以强碱处理并没有NH3放出，说明Cl－和NH3都参与配位，配位数是6；配位数是6的配合物不可能是平面结构，可能是正八面体或变形的八面体。16．下列说法中正确的是(B)A．乙烯中C=C键的键能是乙烷中C—C键的键能的2倍B．氮气分子中含有1个σ键和2个π键C．N—O键的极性比C—O键的极性大D．NHeq\o\al(＋,4)中4个N—H键的键能不相同解析：有机化合物中，碳原子与碳原子的原子轨道之间以“肩并肩”的方式形成π键的重叠程度要比以“头碰头”的方式形成σ键的重叠程度小得多。两个碳原子之间形成的σ键比π键牢固，σ键的键能大于π键。乙烯中两个碳原子间存在一个σ键和一个π键，乙烷中两个碳原子间存在一个σ键，乙烯中C=C键的键能应当大于乙烷中C—C键的键能且小于乙烷中C—C键的键能的2倍，A项的说法错误。氮气分子中有三个共价键，1个σ键和2个π键，所以B选项的说法正确。形成共价键的两个原子对电子的吸引能力差别越大，共价键的极性就越强；N原子与O原子吸电子能力的差值小于C与O吸电子能力的差值，N—O键的极性比C—O键的极性小。在NHeq\o\al(＋,4)中参与成键的8个电子分布在原子最外层的4个能量相等的sp3杂化轨道中，4个N—H键的键能、键长、键角都相等，D项说法错误。因此B选项符合题意。17．对于BrCH=CH2分子，下列说法正确的是(D)A．分子中只有极性键，没有非极性键B．分子中有4个σ键C．分子中的σ键完全相同D．分子中C—Br键的成键轨道是sp2－p解析：分子中存在C—H、C—Br极性键，也存在C—C非极性键，A项错误；该分子存在4个单键和1个双键，因此，共有4＋1＝5个σ键，B项错误；分子中C采用sp2杂化方式，C—H之间是sp2－sσ键，C—Br之间是sp2－pσ键，C—C之间是sp2－sp2σ键和p－pπ键，C项错误。18．某一化合物的分子式为AB2，A属第ⅥA族元素，B属第ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性值分别为3.44和3.98，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是(B)A．AB2分子的空间构型为“V”形B．A－B键为极性共价键，AB2分子为非极性分子C．AB2与H2O相比，AB2的熔点、沸点比H2O的低D．AB2分子中无H原子，分子间不能形成氢键，而H2O分子间能形成氢键解析：根据A、B的电负性值，可判断A元素为O，B元素为F，该分子为OF2，由已知AB2分子的键角为103.3°可知OF2分子中键的极性不能抵消，为极性分子。19．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为43，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是(C)A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是Z>Y>WB．Z的氢化物分子间存在氢键C．Y、Z形成的分子的中心原子可能采取sp3杂化D．WY2分子中σ键与π键的个数之比是21解析：由题意知，W为C，X为Al，Z为Cl，Y可能为Si、P、S。A项，若Y为Si，则C的电负性大于Si，错误；B项，HCl分子间不存在氢键，错误；C项，若Y为Si，则Y、Z形成的SiCl4为正四面体形分子，Si原子采取sp3杂化，正确；D项，若Y为S，则WY2为CS2，CS2的结构式为S=C=S，所含σ键、π键的个数相等，错误。20．化合物NH3与BF3可以通过配位键形成NH3·BF3，下列说法正确的是(D)A．NH3与BF3都是三角锥形结构B．NH3与BF3都是极性分子C．NH3·BF3中各原子都达到8电子稳定结构D．NH3·BF3中，NH3提供孤对电子，BF3提供空轨道解析：NH3是三角锥形，而BF3是平面三角形结构，B位于中心，因此，NH3是极性分子，BF3是非极性分子，A、B都不正确；NH3分子中有1对孤对电子，BF3中B原子最外层只有6个电子，正好有1个空轨道，二者通过配位键结合而使每个原子最外层都达到稳定结构，D正确；H原子核外只有2个电子，C错误。第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、非选择题(共60分)21．(10分)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Cu2＋的核外电子排布式：1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9；(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式C≡O；(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。①甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化；②甲醛分子的空间构型是平面三角形；③1mol甲醛分子中σ键的数目为3NA(或1.806×1024)。22．(12分)A、B、C都是短周期元素。B、C的离子核外电子排布相同，组成B2C型离子化合物。A、B元素的化合价相同，A、C元素组成的化合物中，A占11.1%，在标准状况下，0.04molB元素的单质与水完全反应放出448mLH2。(1)写出各元素的符号：A是H，B是Na，C是O。(2)写出A元素组成的单质的电子式：HH，其属于非极性分子(填“极性”或“非极性”)。(3)写出A和C组成的化合物的形成过程(用电子式表示)：，属于极性分子(填“极性”或“非极性”)；该分子的中心原子采用的是sp3杂化。(4)A、C还可以形成另一种化合物，该化合物是一种氧化剂，其溶液有弱酸性，试写出其分子式：H2O2、电子式：。分子中的化学键有极性共价键和非极性共价键。是极性分子(填“极性”或“非极性”)。解析：B与C可形成B2C型离子化合物，且其离子的核外电子排布相同，说明B为＋1价的金属元素，所以C为－2价的非金属元素，A、C形成的化合物为A2C，其中A占11.1%，可确定A为H，A、B、C均为短周期元素，所以B为Na，B、C离子的核外电子排布相同，所以C为O。第(4)小题由H2O2的性质不难回答。23．(12分)数十亿年来，地球上的物质不断变化，大气的成分也发生了很大的变化。下表是目前空气和原始大气的主要成分：目前空气的主要成分N2、O2、CO2、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)原始大气的主要成分CH4、NH3、CO、CO2等用上表所涉及的分子填写下列空白：(1)含有10个电子的分子有H2O、Ne、CH4、NH3(填化学式，下同)；(2)由极性键构成的非极性分子有CH4、CO2；(3)与H＋可直接形成配位键的分子有NH3、H2O；(4)沸点最高的物质是H2O，用所学的知识解释其沸点最高的原因水分子中存在氢键，使分子间作用力增大，沸点升高；(5)分子中不含孤对电子的分子(稀有气体除外)有CH4，它的立体构型为正四面体形；(6)极易溶于水且水溶液呈碱性的物质的分子是NH3，它之所以极易溶于水是因为它的分子和水分子之间形成氢键；(7)CO的结构可表示为OC，与CO结构最相似的分子是N2，这两种结构相似的分子的极性不相同(填“相同”或“不相同”)，CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同，它叫配位键。解析：(1)含10电子的分子有H2O、Ne、CH4、NH3。(2)具有对称结构的分子是非极性分子，如N2、O2、CH4、CO2，其中由极性键构成的非极性分子只有CH4和CO2，N2和O2是由非极性共价键构成的。(3)H2O可与H＋直接形成配位键，形成H3O＋(水合氢离子)，NH3与H＋以配位键结合成NHeq\o\al(＋,4)。(4)表中所涉及的物质都是由分子构成的。沸点的高低主要看范德华力的强弱，但水分子中除了范德华力外，还有氢键的作用，分子间氢键的存在使水的沸点最高。(5)碳原子最外层有4个电子，在甲烷分子中形成了4个共价键，不存在孤电子对，最外层电子都参与成键，构型为正四面体形。(6)极易溶于水且水溶液呈碱性的物质只有氨气。它极易溶于水，是因为氨分子与水分子间形成氢键，增大了氨气的溶解性。(7)由一氧化碳的结构式可知，碳原子和氧原子之间存在三个共价键，氮气分子中两个氮原子之间也存在三个共价键，结构相似。CO分子中的三键是由两个不同的原子形成的，是极性共价键，而N2分子中的三键是由两个相同的氮原子形成的，是非极性共价键。CO中带箭头的键与其他的共价键不同，它是配位键。24．(12分)N、P同属于元素周期表中第ⅤA族元素。(1)基态磷原子的价电子排布图是。(2)NCl3的VSEPR模型的名称是四面体形，中心原子的杂化轨道类型是sp3杂化。(3)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。有关理论认为原子总数相同、价电子总数相同的粒子即等电子体具有相似的化学键特征，它们的许多性质是接近的。写出N2O的一种由第二周期非金属元素组成的等电子体分子：CO2。(4)沸点比较：PH3<(填“>”“＝”或“<”)NH3，理由是NH3分子间存在氢键。(5)已知：H—H键的键能为436kJ·mol－1，N—H键的键能为391kJ·mol－1，N≡N键的键能为945.6kJ·mol－1。则反应N2＋3H2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(高温、高压))2NH3生成2molNH3时，共放热92.4kJ。(6)NH3极易溶于水，原因有NH3和水都是极性分子，相似相溶；NH3分子和水分子之间存在氢键；NH3和水发生化学反应。解析：(1)基态磷原子的价电子排布式为3s23p3，根据泡利原理和洪特规则可得其价电子排布图为。(2)根据价层电子对互斥理论可知，NCl3中氮原子含有的孤电子对数是(5－1×3)÷2＝1，N原子的价层电子对数为3＋1＝4，则NCl3的VSEPR模型的名称是四面体形，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(3)根据等电子体的特点可知，原子总数相同、价电子总数相同的不同粒子互为等电子体。N2O的原子总数为3，价电子总数为16，则由第二周期非金属元素组成的等电子体分子为CO2。(4)因NH3分子之间存在氢键，故其沸点比PH3的高。(5)反应N2＋3H2eq\o(,\s\up17(催化剂),\s\do15(高温、高压))2NH3的反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能＝945.6kJ·mol－1＋436kJ·mol－1×3－391kJ·mol－1×6＝－92.4kJ·mol－1，则生成2molNH3时，共放热92.4kJ。(6)NH3极易溶于水，是因为NH3和水都是极性分子，相似相溶；NH3分子和水分子之间存在氢键；NH3和水发生化学反应。25．(14分)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数依次增大。其中A、B、C是同一周期的非金属元素。化合物DC为离子化合物，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构。AC2为非极性分子。B、C的氢化物的沸点比它们同主族相邻周期元素的氢化物的沸点高。E是前四周期中原子核外电子排布中未成对电子数最多的元素，ECl3能与B、C的氢化物形成六配位的配合物，且B、C的氢化物物质的量之比为21，三个氯离子位于外界。请根据以上情况，回答下列问题：(1)A、B、C的电负性由小到大的顺序为C<N<O(用对应元素符号表示，下同)。(2)A的氢化物中有一种组成为A2H2的分子，其中A原子的轨道杂化类型为sp杂化，1molA2H2所含σ键的数目为