第二章 分子结构与性质达标检测练习 【新教材】2020年秋人教版（2019）高中化学选择性必修2

第二章分子结构与性质达标检测(满分:100分;时间:90分钟)一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意)1.(2020山东滕州一中高二月考)中科院国家纳米科学中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了很多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键的说法中不正确的是()A.由于氢键的存在,冰能浮在水面上B.由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水C.由于氢键的存在,沸点:HF>HCl>HBr>HID.氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构2.下列反应能说明σ键比π键牢固的是()A.CH4+Cl2CH3Cl+HClB.CH2CH2+Br2CH2BrCH2BrC.2H2+O22H2OD.H2+Cl22HCl3.(2020山西省实验中学高二月考)下列性质的比较中,错误的是()A.稳定性:HF>H2O>H2SB.沸点:NH3>PH3C.键角:H2O>NH3>CH4D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl44.(2020江苏徐州一中高二期末调研)下列化合物中,含有3个手性碳原子的是()A. B.C. D.5.(2020天津第二十中学高二检测)下列各组分子的中心原子杂化轨道类型相同,分子的空间结构不相同的是()A.CCl4、SiCl4、SiH4B.H2S、NF3、CH4C.BCl3、、环己烷D.SO3、、6.下列说法不正确的是()A.分子中不一定存在化学键B.分子中若存在共价键,则一定存在σ键C.p轨道和p轨道既能形成σ键又能形成π键D.含π键的物质一定不如只含σ键的物质稳定7.(2020山东广饶一中高二月考)下列分子中中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是()A.CCl4中C原子为sp3杂化;正四面体形B.H2S分子中S原子为sp2杂化;直线形C.CS2中C原子为sp杂化;直线形D.BF3中B原子为sp2杂化;平面三角形8.沃森和克里克发现了DNA双螺旋结构,DNA分子的两条链之间通过氢键结合,DNA分子复制前首先将双链解开。以下有关DNA分子的说法中正确的为()A.DNA分子中既含有极性键又含有非极性键B.DNA分子中的化学键主要有共价键和氢键C.DNA分子的双链解开的过程既有物理变化又有化学变化D.DNA的两条链之间通过共价键结合9.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是()A.CH4、C2H4、CO2分子中的键角依次增大B.HF、HCl、HBr分子中的键长依次增长C.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高10.(2019山东济南高二检测)下列说法正确的是()A.非极性分子中的原子上一定不含孤电子对B.平面三角形分子一定是非极性分子C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采取sp3杂化,分子中键角均为109°28'D.ABn型分子的中心原子最外层满足8电子稳定结构,则ABn不一定是非极性分子二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得1分,有选错的得0分)11.下列有关叙述正确的是()A.NO3-为B.ClO3C.NO3-的D.ClO3-的12.(原创)有一种有机物的键线式酷似牛,故称为牛式二烯炔醇。下列有关说法不正确的是()A.牛式二烯炔醇的官能团可以用红外光谱测定B.牛式二烯炔醇含有三个手性碳原子C.1mol牛式二烯炔醇含有6molπ键D.牛式二烯炔醇分子中C原子只存在sp和sp2杂化13.(2020山东威海高三一模)下列叙述错误的是()A.C2H4分子中有π键B.CH4的中心原子是sp3杂化C.HCl和HI化学键的类型相同且均为极性分子D.价电子排布式为3s23p4的基态原子轨道表示式为14.(原创)下列关于物质结构与性质的说法,不正确的是(深度解析)A.I3AsF6中存在I3+,B.ABn(n≥2)型分子中,若中心原子没有孤电子对,则ABn分子空间结构对称,属于非极性分子C.水分子间存在氢键,故H2O的熔、沸点及稳定性均大于H2SD.DNA分子的两条链中的碱基以氢键结合形成双螺旋结构15.As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示),溶于盐酸生成AsCl3,用LiAlH4还原AsCl3生成AlH3。下列说法正确的是()A.As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3B.LiAlH4为共价化合物C.AsCl3空间结构为平面三角形D.AlH3分子键角大于109°28'三、非选择题(本题共5小题,共60分)16.(10分)设NA为阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:(1)1molCO2中含有的σ键数目为。

(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为。HCN分子内σ键与π键数目之比为。

(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g)ΔH=-1038.7kJ·mol-1。若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的π键有mol。

(4)由C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数比为。

(5)1mol乙醛分子中含有σ键的数目为,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的数目为。

(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中,共价键的极性由强到弱的顺序是。

17.(14分)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:反应过程中,每生成1mol氯吡苯脲,断裂个σ键,断裂个π键,设NA为阿伏加德罗常数的值。

(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:。

②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是,中心原子的杂化轨道类型分别是。

18.(12分)氧族元素和卤族元素都能形成多种物质,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。(1)下面曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势,正确的是。

(2)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,溴化碘和水反应所得产物中有一种为三原子分子,该分子的电子式为。

(3)F2与其他卤素单质反应可以生成ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)2ClF3(g)ΔH=-313kJ·mol-1;F—F键的键能为159kJ·mol-1;Cl—Cl键的键能为242kJ·mol-1;则ClF3中Cl—F键的平均键能为kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的(填“高”或“低”)。

(4)根据第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是。

元素氟氯溴碘第一电离能(kJ·mol-1)1681125111401008(5)无机含氧酸HmROn可以写成(HO)mROn-m的形式,(n-m)的值越大,HmROn的酸性越强。则酸性:H2SeO4H2SeO3(填“<”或“>”)。

(6)S的常见单质S8的结构为,S原子的轨道杂化方式是。

(7)一定条件下,CH4和CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。“可燃冰”中存在的分子间作用力是。

19.(10分)(2019四川成都实验外国语学校月考)过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。(1)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称PFS,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是(填字母)。

A.PFS中铁元素显+2价B.铁原子的价电子排布式是3d64s2C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程D.由下表可知气态Fe2+再失去一个电子比气态Mn2+再失去一个电子难元素电离能(kJ·mol-1)MnFeI1717759I215091561I332482957(2)PFS中SO42-中S原子采取杂化,离子的空间结构是(3)O、S、Se为同主族元素,H2O、H2S和H2Se的键参数见下表。化学式键长键角H2O0.99nm105°H2S1.34nm92.3°H2Se1.47nm91.0°H2S的键角大于H2Se的键角的原因可能为。

20.(14分)A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子总数与其所在周期序数相同;D原子的L层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道;B原子的L层中未成对电子数与D相同,但有空轨道;D与E同族。请回答下列问题:(1)A与B、C、D、E元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为,其中心原子的杂化方式为;A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性键,又含有非极性键的是(填化学式,任意写出三种)。

(2)这些元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价层电子对数为3的是

(写两种即可);酸根离子呈三角锥形的是。

(3)BA4分子的空间结构为;根据原子轨道重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为。

(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,其分子中σ键与π键的数目之比为。

答案全解全析1.C2.B3.C4.A5.B6.D7.B8.A9.D10.D11.CD12.D13.D14.AC15.AD1.C由于氢键的存在,冰中水分子间形成孔穴,使体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上,与分子间存在氢键有关,A正确;乙醇与水分子间存在氢键,所以乙醇比甲醚更易溶于水,B正确;卤素的氢化物中只有HF分子间含有氢键,卤素的氢化物的沸点:HF>HI>HBr>HCl,C错误;氢键具有方向性和饱和性,所以氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构,D正确。2.B碳碳双键由1个σ键和1个π键组成,CH2CH2发生加成反应时π键断裂,说明σ键比π键牢固。3.C元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,所以稳定性:HF>H2O>H2S,A正确;NH3分子间含有氢键,沸点较高,则沸点:NH3>PH3,B正确;NH3、H2O、CH4分子中中心原子都是sp3杂化,中心原子杂化轨道类型相同时,孤电子对数越多,键角越小,三种分子的键角CH4>NH3>H2O,C错误;SiI4、SiBr4、SiCl4的结构相似,相对分子质量越大,熔点越高,则熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4,D正确。4.A含有3个手性碳原子,故A正确;含有1个手性碳原子,故B错误;含有2个手性碳原子,故C错误;含有1个手性碳原子,故D错误。5.BA项,中心原子都是sp3杂化,其空间结构相同;B项,中心原子都是sp3杂化,孤电子对数不同,分子的空间结构不相同;C项,三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化,环己烷中碳原子为sp3杂化;D项,三氧化硫和苯分子的中心原子为sp2杂化,而丙炔中碳原子存在sp和sp3杂化。6.D分子中不一定存在化学键,如稀有气体,A正确;分子中如果存在共价键则一定有σ键,可能有π键,B正确;p轨道与p轨道“头碰头”重叠形成σ键,“肩并肩”重叠形成π键,C正确;分子的稳定性取决于分子中化学键的强弱,例如:N2中虽有π键但N2很稳定,D错误。7.BCCl4中C原子形成4个σ键,孤电子对数为0,则C原子为sp3杂化,空间结构为正四面体形,故A正确;H2S分子中,S原子形成2个σ键,孤电子对数为6-2×12=2,则S原子为sp3杂化,H2S的空间结构为V形,故B错误;CS2中C原子形成2个σ键,孤电子对数为4-2×22=0,则C原子为sp杂化,CS2空间结构为直线形,故C正确;BF3中B原子形成3个σ键,孤电子对数为3-3×18.A在DNA分子中,C—C键是非极性键,另外分子中还含有C—H键等极性键,A正确;氢键是分子间作用力,不属于化学键,B错误;DNA双链在解开的过程中仅破坏了氢键,故属于物理变化,C错误;DNA两条链之间通过氢键结合,D错误。9.D三者的键角分别为109°28'、120°、180°,依次增大,A正确;因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,B正确;O、S、Se的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,键能依次减小,C正确;分子的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D错误。10.DA项,CCl4是非极性分子,氯原子上含有孤电子对,错误;B项,HCHO分子的中心原子C上无孤电子对,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,C原子位于三角形内部,HCHO分子的空间结构不对称,为极性分子,错误;C项,甲烷分子的空间结构是正四面体形,键角均为109°28',二氯甲烷分子的空间结构是四面体形,键角发生了变化,不等于109°28',错误;D项,CH4的中心原子C最外层满足8电子稳定结构,CH4是非极性分子,NH3的中心原子N最外层满足8电子稳定结构,但NH3为极性分子,正确。11.CDNO3-中N原子的价层电子对数=3+12×(5+1-3×2)=3,没有孤电子对,故A项错误、C项正确;ClO3-中氯原子的价层电子对数=3+12×(7+1-3×2)=4,有1对孤电子对12.D红外光谱可以测定官能团,A项正确;牛式二烯炔醇含有3个手性碳原子,B项正确;1mol牛式二烯炔醇含有6molπ键,C项正确;牛式二烯炔醇分子中碳原子存在sp、sp2和sp3杂化,D项错误。13.D乙烯分子中两个C原子之间形成碳碳双键,双键中有一个σ键和一个π键,故A正确;甲烷分子中中心原子价层电子对数为4,为sp3杂化,故B正确;HCl和HI中的共价键均为σ键,且分子均为极性分子,故C正确;根据洪特规则,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋状态相同,所以价电子排布式为3s23p4的基态原子轨道表示式为,故D错误。14.ACI3+的价层电子对数=2+7-1-2×12=4,含有2对孤电子对,故空间结构为V形,A项错误;依据判断极性分子和非极性分子的经验规律可知B项正确;非金属元素的简单氢化物的熔、沸点与氢键和范德华力有关,而稳定性与共价键键能有关,H2O的稳定性大于H2S是因为O—H键键能大于S特别提醒在分析C选项时需要注意,非金属元素的简单氢化物的熔、沸点与氢键和范德华力有关,若含有分子间氢键,物质熔、沸点较高,不含氢键时,比较范德华力的大小,范德华力越大,熔、沸点越高;而简单氢化物的稳定性与共价键键能有关,键能越大,分子越稳定。15.ADAs2O3中每个As原子价层电子对数是4,且含有一对孤电子对,根据价层电子对互斥模型判断As原子杂化方式为sp3,故A正确;只含共价键的化合物为共价化合物,含有离子键的化合物为离子化合物,该物质是由Li+和AlH4-构成的,为离子化合物,故B错误;AsCl3中As原子价层电子对数=3+5-3×12=4,且含有一对孤电子对,根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为三角锥形,故C错误;AlH3中Al原子价层电子对数=3+3-3×12=3,且不含16.答案(1)2NA(2)1∶21∶1(3)3(4)5∶1(5)6NA7(6)HF、H2O、NH3、CH4解析(1)CO2分子内含有碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则1molCO2中含有的σ键数目为2NA。(2)N2的结构式为,推知:CO的结构式为,1个分子中含有1个σ键、2个π键;HCN的结构式为,HCN分子中σ键与π键数目之比为1∶1。(3)反应中有4molN—H键断裂,即有1molN2H4参加反应,生成1.5molN2,则形成的π键有3mol。(4)设该化合物的分子式为CmHn,则6m+n=16,当m=2,n=4时符合题意,为C2H4,结构式为。单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,所以1个C2H4分子中σ键与π键个数比为5∶1。(5)乙醛和CO(NH2)2的结构简式分别为、,故1mol乙醛分子中含有σ键的数目为6NA,1个CO(NH2)2分子中含有7个σ键。(6)两个成键原子的电负性差值越大,它们形成的共价键的极性越大。由于电负性:F>O>N>C,因此四种元素与H形成的共价键的极性:F—H>O—H>N—H>C—H。17.答案(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)①H—O键的键能大于H—N键的键能②V形、三角锥形、直线形sp3、sp3、sp解析(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,孤电子对数均为1,属于sp3杂化;剩余的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)一般,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键中的π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的N—H键。(4)①O、N属于同周期元素,O的非金属性大于N,原子半径O<N,H—O键的键长小于H—N键的键长,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+6-2×12=4,孤电子对数为2,所以为V形结构,O原子为sp3杂化;NH3分子中N原子的价层电子对数=3+5-3×12=4,孤电子对数为1,所以为三角锥形结构,N原子为sp3杂化;CO2分子中C原子的价层电子对数=2+4-18.答案(1)a(2)H··O······I······(3)172(5)>(6)sp3(7)氢键、范德华力解析(1)一般同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故a正确;F非金属性很强,没有正价,故b错误;HF分子间存在氢键,因此HF的沸点最高,故c错误;卤族元素单质从上到下,熔、沸点逐渐升高,故d错误。(2)溴化碘与水发生反应:IBr+H2OHIO+HBr,HIO的电子式类似于HClO的电子式,即HIO的电子式为H··O······I······。(3)设Cl—F键的键能为xkJ·mol-1,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(242+3×159-6×x)kJ·mol-1=-313kJ·mol-1,解得x=172;BrF3与ClF3结构相似,BrF3的相对分子质量大于ClF3的相对分子质量,因此BrF3的范德华力大于ClF3,故BrF3的熔、沸点高于ClF3。(4)根据表中数据,碘元素的第一电离能最小,容易失去电子,因此生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是碘原子。(5)H2SeO4可以写成(HO)2SeO2,H2SeO3可以写成(HO)2SeO,根据信息,推出H2SeO4的酸性强于H2SeO3。(6)根据结构,每个S原子有2个σ键,2对孤电子对,即价层电子对数为4,S原子的杂化类型为sp3。(7)根据结构,“19.答案(1)AD(2)sp3正四面体形(3)S的电负性强于Se,成键电子对间的斥力大,故H2S的键角大解析(1