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．我国科学工作者首次实现二氧化碳到淀粉的人工合成研究并取得原创性突破。有关物质的转化过程示意如图如下。下列说法不正确的是A．反应①中分解制备需从外界吸收能量B．反应②中涉及到极性键、非极性键的断裂C．淀粉的过程中只涉及键的断裂和形成D．分子中含极性共价键数为2．我国科学家成功利用和人工合成了淀粉，使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如下图所示。下列说法不正确的是A．分子中σ键和π键个数比为B．甲醇分子和二羟基丙酮分子中碳原子的杂化类型均为spC．甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键D．二羟基丙酮与乳酸()互为同分异构体3．下列说法中正确的是A．范德华力存在于所有分子之间B．范德华力是影响所有物质物理性质的因素C．相对于其他气体来说，是易液化的气体，由此得出范德华力属于强作用力D．范德华力属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用4．2022年北京冬奥会已经成功落下帷幕，它的成功举办离不开各种科技力量的支撑。下列说法正确的是A．跨临界直接制冰使用的CO2分子中含有非极性键B．滑冰场上的冰中水分子的稳定性低于甲烷C．颁奖礼服内胆中添加了石墨烯(结构如图)，其中C原子的杂化方式是sp3杂化D．闭幕式中，鸟巢上空绽放的璀璨焰火与原子核外电子发生跃迁释放能量有关5．某科研人员提出HCHO与在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成和的历程，该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法正确的是A．HCHO的空间构型为平面结构B．在反应过程中，碳原子由杂化变为sp杂化C．根据图示信息，分子中的氧原子全部来自D．在反应过程中，既有非极性键的断裂，也有非极性键的形成6．下列关于杂化轨道的叙述中，不正确的是A．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对C．NH3和CH4两个分子中中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键D．杂化轨道理论与VSEPR模型分析分子的空间构型结果常常相互矛盾7．氢氰酸是酸性极弱的一种酸，其结构式为，下列有关的说法错误的是A．碳原子为杂化 B．是V形分子C．键、键数目相等 D．所含化学键均是极性键8．下列图示或化学用语表示不正确的是A．乙炔的空间结构模型B．的模型C．反-2-丁烯的结构简式D．氨分子的电子式A．A B．B C．C D．D9．化合物R是一种用于有机合成的催化剂，其网状结构片段如图。X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，四种元素原子序数之和为29，W的第一电离能大于同周期相邻元素。下列说法正确的是A．电负性：W>Y>XB．中各原子均满足8电子稳定结构C．同周期元素形成的单质中，Z的氧化性最强D．化合物R中Y、Z、W原子的杂化类型相同10．某有机物的结构简式为，该分子中键与键的个数比为A．9∶1 B．8∶1 C．7∶1 D．6∶111．共价键都有键能之说，键能是指拆开1mol共价键所需要吸收的能量。如H-H键的键能是436KJ/mol，是指1molH2分子变成2molH原子需要吸收436KJ的能量。你认为下列分子中的共价键能量最大的是A．HF B．HCl C．HBr D．HI12．下列物质既含有离子键又含有非极性共价键的是A．Mg3N2 B．Na2O2 C．NH4NO3 D．H2O213．下列化学用语或图示表达不正确的是A．的结构示意图：B．的分子结构模型：C．的电离方程式：D．用电子式表示的形成过程：14．用氨水吸收硫酸工厂尾气中的发生反应：。下列说法正确的是A．的空间结构为平面三角形 B．是非极性分子C．的结构式为 D．氨分子和水分子间只存在范德华力15．关于CH3−N=N−CH3、H2NCH2COOH和O2NCH2CH3的结构与性质，下列说法正确的是A．CH3−N=N−CH3有顺反异构现象B．1molO2NCH2CH3含有10molσ键C．三种物质中，氮原子杂化方式相同D．在乙醇中溶解度，H2NCH2COOH低于O2NCH2CH3，原因是前者与乙醇形成氢键二、非选择题16．氮、磷是植物生长所需的重要元素，回答下列问题(1)下列N原子电子排布图表示的状态中，能量由低到高的顺序是__________A．B．C．D．(2)羟胺(NH2OH)可看成是氨分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物，分子中N的杂化类型是__________，羟胺易溶于水，其主要原因是__________。(3)磷酸属于中强酸，其结构式为，磷酸分子之间可以通过羟基间脱水形成多磷酸，如二聚磷酸，写出多磷酸的通式__________，含有25个磷原子的多磷酸分子中，σ键与π键的数目分别为__________、__________(4)N和Cl只能形成NCl3，而P和Cl除能形成PCl3外，还能形成PCl5，原因为__________。17．回答下列问题(1)已知Ge、Cl两元素电负性分别为1.8和3.0，试判断的最高价氯化物中的化学键为___________(填“共价键”或“离子键”)。(2)N≡N的键能为946kJ/mol，N-N单键的键能为193kJ/mol，计算说明N2中的σ键比π键___________(填“稳定”或“不稳定”)。(3)氮容易形成三键，但与氮同主族的砷却难以形成三键的原因是___________。(4)由和构成，的空间结构是___________；根据化合价判断，中心原子B的电负性___________H原子(填“>”、“<”或“=”)，结合等电子体的知识判断离子的空间构型为___________。(5)成键原子中的孤电子对对键能有影响，第2周期元素A与氢形成的化合物中键的键能(单位：)如下：346；247；207，试分析上述化合物中键的键能依次下降的原因___________。18．元素的基态气态原子得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量称作第一电子亲和能()。(1)第二周期部分元素的变化趋势如图所示，其中除氮元素外，其他元素的自左而右依次增大。而氮元素的呈现异常的原因是___________。(2)是离子化合物，下图是Born−Haber循环。可知，Li原子的第一电离能为___________，键键能为___________。19．按要求回答下列问题。(1)H3O+中心原子采用______杂化，其键角比H2O中键角______(填“大”或“小”)。(2)有如下分子：①PCl5②PCl3③BF3④BeCl2⑤NF3⑥CO2⑦HCl⑧H2O2⑨CH4⑩C2H4①上述分子中每个原子周围都满足8电子结构的是______(填序号)。②CO2分子中σ键和π键个数之比为______。③含有极性键的极性分子有_____(填序号)。④空间结构为三角锥形的分子是______(填序号)。20．已知键能键长部分数据如下表(只列出部分键长数据)：共价键键能/()键长/242.7198193.7228152.7267568431.8366298.7462.896390.8101607142497.3(1)下列推断正确的是______(填序号，下同)。A．稳定性：B．稳定性：C．还原性：(2)在(X为F、、、I)分子中，键长最短的是______，最长的是______；键的键长______(填“大于”“小于”或“等于”)键的键长。21．A、B、C、D、E是元素周期表前四周期元素，且原子序数逐渐增大，其相关信息如下表：元素相关信息A单质在空气中燃烧发出黄色火焰B基态原子最外层电子排布式为C基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反D原子核外有25种不同运动状态的电子E基态原子核外有7个能级且最后填充的能级上有6个电子请回答下列问题：(1)A元素的焰色为黄色，这是由于A元素的核外电子由___________(填“激发态”或“基态”)跃迁到另一个状态时产生的光谱，该光谱属于___________(填“发射”或“吸收”)光谱。(2)写出元素名称：C___________、D___________。(3)E元素在元素周期表中的位置为___________。(4)第三电离能：___________(填“>”或“<”)，原因是___________。(5)与B元素成“对角线规则”关系的某短周期元素M的最高价氧化物对应的水化物具有两性，写出该两性化合物与A元素的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式：___________；已知M元素和C元素的电负性分别为1.5和3.0，则它们形成的化合物是___________(填“离子”或“共价”)化合物。22．硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3•H2O)工业用途非常广泛，易溶于水，在中性和碱性环境中稳定。实验室用工业硫化钠(含少量Na2SO4、Na2CO3杂质)为原料制备Na2S2O3•H2O，其流程如图：已知：Ksp(BaSO4)=1.27×10-10；Ksp(BaCO3)=2.54×10-9。(1)S2O结构如图所示，可认为是SO中一个氧原子被硫原子代替，S2O空间构型为_____(用文字表述)，中心硫原子(S*)杂化方式为_____，基态硫原子最高能级电子云形状为_____(文字描述)。(2)提纯Na2S时使用的试剂为Ba(OH)2，当溶液中CO浓度达到2×10-5mol•L-1时，则溶液中c(SO)=_____mol/L。(3)制备Na2S2O3•H2O的实验装置与过程如图：将提纯后的Na2S与Na2CO3一起置于装置C的反应器中，加入适量蒸馏水溶解，搅拌；打开装置A中分液漏斗的旋塞，滴入硫酸，产生SO2；充分反应后，过滤反应器中所得混合物，经处理得到Na2S2O3•H2O。①B装置的作用为_____(答一条即可)。②装置C中反应器名称为______。③反应液必须控制pH不能小于7，原因是_____。【参考答案】一、选择题1．C解析：A．生成H2O的反应为放热反应，那么H2O分解为吸热，需要外界提供能量，A正确；B．反应②中氢气和二氧化碳生成甲醇，H2中H-H非极性键断裂、CO2中的C=O极性键断裂，B正确；C．由流程可知，该过程中有O-H键和C-O的断裂与形成，还有O-P断裂，C错误；D．由C3的结构简式可知，1个C3分子中极性键为H-O、O-C、C=O、C-H键，共价电子对数为10个，则1molC3分子中含极性共价键电子对数为10NA，D正确；故选C。2．B解析：A.的结构式为O=C=O，分子中σ键和π键个数比为，A正确；B.甲醇分子碳形成4个σ键，碳原子的杂化类型sp3，二羟基丙酮分子中碳原子的杂化类型为sp2和sp3杂化，B错误；C.甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键，C正确；D.二羟基丙酮与乳酸()分子式均为C3H6O3，互为同分异构体，D正确；故答案选B。3．D解析：A．只有分子间距离很近时才存在范德华力，A错误；B．范德华力只是影响由分子构成的物质的物理性质，B错误；C．范德华力相当于化学键，属于弱作用力，C错误；D．范德华力为分子间作用力，属于既没有方向性也没有饱和性的静电作用，D正确；故选D。4．D解析：A．CO2是由极性键构成的非极性分子，A错误；B．O的非金属性大于C的，所以对应氢化物水的稳定性也高于甲烷的，B错误；C．根据图示结构可知，石墨烯中C原子的杂化方式为sp2杂化，C错误；D．焰火属于焰色试验，是原子核外电子从较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态时主要以光能的形式释放能量的过程，D正确；故选D。5．A解析：A．HCHO中C原子杂化方式为sp2杂化，孤电子对数为0，空间构型为平面结构，故A正确；B．HCHO中C原子杂化方式为sp2杂化，CO2中C原子为sp杂化，故B错误；C．根据图示信息，分子中的氧原子来自和HCHO，故C错误；D．在反应过程中，有O2中O-O非极性键的断裂，没有非极性键的形成，故D错误；故选A。6．D解析：A．中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子可能是正四面体(如CH4)、三角锥(如NH3)或者V形(如H2O)，A正确；B．π键是由未参与杂化的轨道“肩并肩”形成的，B正确；C．正四面体形的CH4和三角锥形的NH3中，中心原子N和C都是通过sp3杂化轨道成键，C正确；D．杂化轨道理论和VSEPR模型都是为了解释分子的空间结构而提出的理论，两者不矛盾，可以先通过VSEPR模型判断出分子的构型，再判断出中心原子的杂化类型，D错误；故选D。7．B解析：A．“H-C≡N”可知碳原子有2个σ键，无孤电子对，价层电子对数为2，碳原子的杂化类型为sp，故A说法正确；B．碳原子杂化类型为sp，空间构型为直线形，故B说法错误；C．“H-C≡N”可知碳原子有2个σ键，2个π键，σ键、π键数目相等，故C说法正确；D．成键元素不同，属于极性键，故D说法正确；答案为B。8．D解析：A．乙炔的分子式为C2H2，为直线型，为其空间结构模型，A正确；B．根据VSEPR理论，二氧化硫中S提供6个价电子，O不提供电子，故6/2=3，即SO2为角型或者叫V型，B正确；C．反-2-丁烯中两个甲基位于双键的异侧，结构简式为，C正确；D．氨分子中N和H原子形成共用电子对，N原子含有1对孤对电子，其电子式为：，D错误；答案选D。9．D【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，X原子序数最小，形成1个共价键，X为氢；Z形成2个共价键，为氧；W的第一电离能大于同周期相邻元素，且原子序数大于氧，为磷；四种元素原子序数之和为29，则Y为硼；解析：A．同周期从左到右金属性减弱，非金属性变强，元素的电负性变强；同主族由上而下金属性增强，非金属性逐渐减弱，元素电负性减弱；电负性：W>X>Y，A错误；B．BF3中B不是8电子结构，B错误；C．同周期从左到右，金属性减弱，非金属性变强；氧所在的同周期元素形成的单质中，氟单质的氧化性最强，C错误；D．化合物R中Y、W形成4个共价键为sp3杂化，氧形成2个共价键还有2对孤电子对，也为sp3杂化，原子的杂化类型相同，D正确；故选D。10．D解析：由有机物的结构可知，该分子中键数目为18个，键数目为3个，综上所述，故选D。11．A【分析】键长与形成共价键的原子半径有关，原子半径越大，键长越长，键能越小，由此分析。解析：HCl、HF、HBr、HI结构相似，氢原子半径相等，氟氯溴碘中氟的原子半径最小，H-F键长最短，键能最大，答案选A。12．B解析：A．Mg3N2是由镁离子和氮离子构成的，只含有离子键，故A不符合题意；B．Na2O2是由钠离子和过氧根离子构成的，过氧根离子里两个氧原子间是非极性共价键，所以Na2O2既含有离子键，又含有非极性键，故B符合题意；C．NH4NO3是由离子键结合而成的离子化合物，含有离子键，铵根离子和硝酸根离子里都含有极性键，故C不符合题意；D．H2O2含有极性键和非极性键，没有离子键，故D不符合题意；故选B。13．D解析：A．Ca原子序数为20，则的结构示意图为，A不选；B．H2O的分子结构为V形，且O原子半径大于H原子半径，则其结构模型为，B不选；C．NaHCO3在水溶液中电离为钠离子和碳酸氢根离子，其电离方程式：NaHCO3=Na++HCO，C不选；D．用电子式表示HCl的形成过程为，D选；故选D。14．C解析：A．的空间结构为三角锥形，A错误；B．的空间结构为V形，分子中正、负电荷中心不重合，是极性分子，B错误；C．的结构式为，C正确；D．氨分子和水分子间存在范德华力和氢键，D错误；故选C。15．A解析：A．CH3−N=N−CH3中两个甲基可以在同一边，也可以在不同边，因此存在顺反异构现象，故A正确；B．1个−CH2CH3含有6个σ键，1个−NO2含有2个σ键，则1molO2N−CH2CH3含有9molσ键，故B错误；C．三种物质中，CH3−N=N−CH3中氮原子杂化方式为sp2杂化，H2NCH2COOH中氮原子杂化方式为sp3杂化，O2NCH2CH3中氮原子杂化方式为sp2杂化，故C错误；D．在乙醇中，H2NCH2COOH中H2N−和−COOH能与乙醇形成分子间氢键，因此H2NCH2COOH溶解度高于O2NCH2CH3，故D错误。综上所述，答案为A。二、非选择题16．A＜C＜B＜Dsp3羟胺分子与水分子均为极性分子，分子间都能形成氢键Hn＋2PnO3n＋112725N原子半径比P小，L层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5，P原子半径比N大，且M能层上除了3s和3p轨道外，还有可用于杂化的3d轨道，发生sp3d杂化可形成PCl5解析：（1）电子能量1s＜2s＜2p，则2p轨道上电子越多，1s轨道上电子越少，其能量越高，则能量由低到高的顺序是A＜C＜B＜D；答案为A＜C＜B＜D。（2）羟氨(NH2OH)可看成是氨分子内的一个氢原子被羟基取代的衍生物，分子中N原子价层电子对=3+=4，有一对孤电子对，故N原子采取sp3杂化；羟胺分子与水分子均为极性分子，羟胺和水能形成分子间氢键，所以羟胺易溶于水；答案为sp3，羟胺分子与水分子均为极性分子，分子间都能形成氢键。（3）由磷酸形成二聚磷酸是二分子磷酸脱去一个水分子，形成三聚磷酸是三分子磷酸脱去二个水分子，则n个H3PO4脱去(n-1)H2O形成多聚磷酸，则多聚磷酸中H原子为3n-2(n-1)=n+2，P原子为n，O原子为4n-(n-1)=3n+1，多聚磷酸的通式为Hn+2PnO3n+1，H3PO4的结构为，可知3个H形成3根σ键，一个P形成4根σ键和一根π键，二聚磷酸的结构为，可知4个H形成4根σ键，二个P形成8根σ键和二根π键，则推出Hn+2PnO3n+1中，σ键=(n+2)+n×4=5n+2，π键=n，当n=25时，σ键=5×25+2=127，π键=25；答案为Hn+2PnO3n+1，127，25。（4）N原子半径比P小，L层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5，P原子半径比N大，且M能层上除了3s和3p轨道外，还有可用于杂化的3d轨道，发生sp3d杂化可形成PCl5；答案为N原子半径比P小，L层无d轨道，不能发生sp3d杂化，故无NCl5，P原子半径比N大，且M能层上除了3s和3p轨道外，还有可用于杂化的3d轨道，发生sp3d杂化可形成PCl5。17．(1)共价键(2)不稳定(3)砷原子半径较大，原子间形成的σ键的键长较长，p-p轨道肩并肩重叠程度小或几乎不能重叠，难以形成π键，也就难以形成三键(4)正四面体形<直线型(5)孤电子对的存在对成键电子的排斥作用增强，导致原子轨道重叠程度减小，成键能力下降解析：（1）两元素的电负性之差为3.0-1.8=1.2，小于1.7，形成的是共价键；（2），所以N2中的σ键比π键稳定；（3）砷的原子半径比较大，原子间形成的键较长，P-P轨道重叠程度较小或者说几乎不能重叠，难以形成π键，故氮容易形成三键，但与氮同主族的砷却难以形成三键；（4）中的中心原子B的价层电子对数为，且不含孤电子对，所以的空间结构是正四面体；非金属性越强，电负性越大，非金属性B元素小于H元素，所以电负性B小于H；与CO2互为等电子体，CO2的空间结构为直线型，所以的空间构型为直线型；（5）乙烷中的碳原子没有孤电子对，肼中的氮原子有一对孤对电子，过氧化氢中的氧原子有两对孤对电子，C、N、O中心原子上的孤电子对数目越多，排斥作用越大，形成的化学键越不稳定，键能就越小。18．(1)N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子(2)520498解析：（1）N原子的2p轨道为半充满状态，具有额外稳定性，故不易结合一个电子，得到一个电子形成气态负一价离子时所放出的能量最少。（2）基态气态原子失去一个电子形成气态基态正离子时所需要的最低能量为第一电离能，故Li原子的第一电离能为，键能为断裂1mol物质需要吸收的能量，故从图分析，键键能为249×2=498。19．(1)sp3大(2)②⑤⑥1：1②⑤⑦⑧②⑤解析：（1）H3O+中心原子价层电子对数为3+(6−1−1×3)=4，中心原子采用sp3杂化，其含有1对孤电子对，H2O中心原子价层电子对数为2+(6−2)=4，中心原子采用sp3杂化，其含有2对孤电子对，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，孤电子对数越多，排斥力越大，因而H3O+键角大，故答案为：sp3；大；（2）①对于共价化合物，元素化合价绝对值+元素原子的最外层电子层=8，则该元素原子满足8电子结构，则上述分子中每个原子周围都满足8电子结构的是②⑤⑥；②CO2分子结构式为O=C=O，双键一个σ键，一个是π键，所以分子中含有2个σ键，2个π键，则σ键与π键数目比为1:1；③PCl5是对称的结构不是极性分子，PCl3、NF3、HCl、H2O2中含有极性键且空间结构中正负电中心不重合，属于极性分子，则含有极性键的极性分子有②⑤⑦⑧；④PCl3中心原子价层电子对数为3+(5−1×3)=4，中心原子采用sp3杂化，其含有1个孤电子对，空间构型为三角锥形；同理NF3的空间构型也为三角锥形，则空间结构为三角锥形的分子是②⑤。20．AC大于解析：(1)A.根据表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，故A正确；B.从键能看，、、的稳定性逐渐减弱，故B错误；C.还原性与失电子能力有关，还原性：，故C正确；故填AC；(2)从表中数据可以看出，对于结构相似的物质键能越大键长越短，故键长；其中键能小于，所以键长：大于，故填HF、HI、大于。21．(1)激发态发射(2)氯锰(3)第四周期第VIII族(4)<的价电子排布式分别为、，的轨道半充满较稳定，难再失去一个电子(5)或共价【分析】焰色反应推A为Na。B的最外层电子排布为nsn-1npn-2，s上2个电子即n-1=2，n=3，则B为3s23p1为Al。C为Cl。D为Mn。E有7个能级且最后填充的能级上有6个电子即1s22s22p63s23p63d64