专题4《分子空间结构与物质性质》练习题2023---2024学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2

专题4《分子空间结构与物质性质》练习题 一、单选题 1．下列说法错误的是 A．σ键和π键比例为7：1 B．某元素气态基态原子的逐级电离能(kJ·mol-1)分别为738、1451、13630、17995、21703，当它与氯气反应时可能生成的阳离子是X2+ C．C和O互为等电子体，1mol O中含有的π键数目为2NA，O的电子式为 D．乳酸(CH3CH(OH)COOH )分子中含有一个手性碳原子 2．腈类化合物是一类含氰基()的重要有机化合物，可以用作农药、香料、金属缓蚀剂或液晶材料等，氨氧化法是丙烯腈的重要生产方法，反应原理如下： (未配平) 下列说法错误的是 A．丙烯分子中碳原子的杂化方式为、 B．丙烯腈分子中σ键与π键的数目比为2：1 C．丙烯和丙烯腈均属于烃的衍生物 D．键角： 3．简单氢化物稳定性是衡量非金属性的一种判据。例如HCl、H2S、PH3稳定性逐渐减弱，Cl、S、P非金属性逐渐减弱。下列说法错误的是 A．HCl、H2S、PH3都是由极性键形成的极性分子 B．HCl、H2S、PH3中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小 C．H2S、PH3中心原子的杂化方式相同 D．、S、O的最高价含氧酸溶液的pH逐渐增大 4．X、Y、Z、R、W为原子序数依次增大的短周期元素，Z、W为同族元素，R的原子半径是同周期主族元素中最大的。其中，X、Y、Z、W形成的化合物可表示为。下列说法正确的是(    ) A．离子半径：Y＞W＞R B．相同条件下，Y2在水中的溶解度大于Z2 C．Z与X、Y、R、W均可形成多种化合物 D．Z、R、W三种元素形成的化合物的水溶液呈中性 5．氢氰酸(化学式为HCN)分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构，则下列关于氢氰酸分子结构的表述中，错误的是 A．是极性分子 B．中心原子是sp杂化 C．分子是直线形 D．H—N≡C 6．为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是。 A．25℃，下，乙烯分子中键的数目为2.5 B．浓硝酸热分解生成、共时，转移电子数为0.5 C．溶液中，和的离子数目之和为0.01 D．铁完全发生吸氧腐蚀生成铁锈，在电化学过程中转移的电子数为0.3 7．我国科学家成功利用人工合成淀粉，使淀粉生产方式从农耕种植转变为工业制造成为可能，其部分转化过程如下： 已知，是两性氧化物；在加热条件下可御底水解制得。 下列有关物质关系的说法正确的是 A．转化过程中涉及的含碳化合物中的碳原子只有两种杂化方式 B．可与水互溶，主要原因是二者均为极性分子 C．第一电离能由大到小的顺序为 D．升高温度一定可以加快反应②的反应速率 8．铁的配合物在生产、生活中有重要应用，某种铁的配合物结构如图所示，下列说法正确的是    A．基态硅原子最高能级轨道形状为球形 B．该配合物中碳原子的杂化方式有2种 C．该配合物中元素的电负性最大的是氧 D．基态铁原子核外电子有26种空间运动状态 9．实验室常用碳化钙(俗称电石)与水反应制备乙炔气体，碳化钙晶胞如图所示。下列有关描述中错误的是    A．1个碳化钙晶胞的质量为g B．碳化钙中既存在离子键又存在共价键，属于离子化合物 C．乙炔中C的杂化类型为sp杂化 D．碳化钙晶胞中，距离Ca2+最近的C有8个 10．甲硫醇()是合成蛋氨酸的重要原料。反应可用于甲硫醇的制备。下列有关说法错误的是 A．的结构示意图为   B．的电子式为   C．中含键 D．的沸点高于 11．配合物XY(ZW)5的结构如图所示，Y位于第四周期且基态原子中含5个单电子，Z与W位于第二周期的p区，ZW结构与N2相似，Z的电负性小于W。下列说法错误的是 A．第一电离能： W>Z B．XY(ZW)5中Y的配位数是5 C．W3的熔点低于YW2 D．Z的某种同素异形体具有良好导电性，其中Z原子的杂化方式均为sp2 12．立方氮化硼可作研磨剂，其晶胞结构如图所示。下列说法错误的是 A．立方氮化硼的硬度大 B．硼原子的配位数是4 C．该物质的化学式是 D．N和B之间存在配位键 二、填空题 13．化合物YX2、ZX 2中，X、Y、Z都是短周期元素，X、Y属于同一周期，Y、Z属于同一族，Y的原子最外层p亚层中电子数等于前一电子层电子总数。X原子最外层p亚层中有4个电子。请回答： (1)X的电子排布式是 ，Y的电子排布式是 ， (2)YX2的分子式为 ，它的固体是 晶体，是含有 键（极性或非极性）的 分子（极性或非极性）；Y气态氢化物的分子构型是 。 (3)ZX2的化学式是 ，它属于 晶体；ZX2的熔沸点比YX2 。 14．黄铜矿(主要成分是CuFeS2)是一种重要的化工原料，通过化学工艺可获得二氨基丙酸合铜[Cu(NH2CH2CH2COO)2]等产品。 (1)Cu2+基态核外电子排布式为 。 (2)[Cu(NH2CH2CH2COO)2]的结构简式如图1所示。1mol[Cu(NH2CH2CH2COO)2]中含σ键的数目为 。    (3)黄铜矿在空气中灼烧得到废气和固体混合物。废气中SO2经催化氧化生成SO3，SO2分子中S原子轨道的杂化类型为 ，SO3分子的空间构型为 ；固体混合物中含有一种化合物X，其晶胞如图2所示，化合物X的化学式为 。    15．“氮的固定”对保障人类生存具有重大意义。一种新型合成氨的原理如图所示： (1)NH3、H2O分子中N-H键、O-H键极性更强的是 。 (2)已知Li3N熔点为845℃，NH3熔点-77.7℃，用晶体结构的知识说明这两种含氮化合物熔点差异的可能原因 。 (3)写出上图所示过程的总反应方程式： 。 16．按要求填空。 (1)中心原子价层电子对互斥模型为 。 (2)等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子，它们通常具有相似的空间结构。CO的结构式为 ，的空间结构为 。 (3)根据对角线规则，铍(Be)的性质 (填化学式)相似，能与氢氧化钠溶液反应。写出氢氧化铍与氢氧化钠溶液反应的化学方程式 。 (4)某有机物结构简式为 ，该分子中含有 个手性碳原子。 17．地球上的物质不断变化，数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分： 目前空气的成分 、、、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等) 原始大气的主要成分 、、CO、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(填化学式，下同) ； (2)由极性键构成的非极性分子有 ； (3)与可直接形成配位键的分子有 ； (4)分子中不含孤电子对的分子有 ，它的立体构型为 ； (5)极易溶于水、且水溶液呈碱性的物质的分子是 ，它极易溶于水的原因是 。 18．物质的微观结构对于生命科学的发展有着重要的作用。 (1)磷化铝(AlP)通常作为一种广谱熏蒸杀虫剂，其晶胞如图甲所示 ①P的配位数为 ； ②其中与P的含氧酸根PO互为等电子体的非极性分子是 。 (2)图乙所示是一种超分子，其中Mo处于第五周期第ⅥB族，核外电子排布与Cr相似，它的基态价电子排布式是 。 (3)①如图丙所示，钙钛矿晶胞的Ti4+处于6个O2-组成的 空隙中(填几何空间构型)。其中A的坐标参数为(0，0，0)，则B的坐标参数为 。 ②与Ti相关化合物性质如下表： 物质 性质 TiC 质硬，熔点：3140℃，沸点：4820℃ TiCl4 熔点：-25℃，沸点：136.4℃，具有挥发性 TiC的熔沸点明显高于TiCl4的原因为 。 19．晶体具有优异的非线性光学性能。我国科学工作者制备的超大晶体已应用于大功率固体激光器，填补了国家战略空白。回答下列问题： (1)已知有关氮、磷的单键和三键的键能()如下表： 193 946 197 489 从能量角度看，氮以、而白磷以(结构式可表示为形式存在的原因是 。 (2)已知是次磷酸的正盐，的结构式为 ，其中P采取 杂化方式。 (3)磷酸通过分子间脱水缩合形成多磷酸，如： 如果有n个磷酸分子间脱水形成环状的多磷酸，则相应的酸根可写为 。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 1．A 【详解】A．根据结构式可知，σ键共有18个（注意结构式中省略了两个亚甲基上的四个碳氢键），π键共有2个，所以比例为9∶1，故A错误； B．由逐级电离能可知，第二电离能与第三电离能存在突跃，所以价电子数为2，形成的阳离子应为X2+，故B正确； C．C和O的原子个数、价电子数目都相同，所有是等电子体，则1mol O中含有一个三键，π键数目为2NA，所以O的电子式为，故C正确: D．乳酸的结构式为：，可看出与甲基、羟基、羧基同时相连的碳原子为手性碳原子 ，故D正确； 故选A。 2．C 【详解】A．丙烯分子中，碳碳双键中的两个碳原子的杂化方式为，甲基中的碳原子的杂化方式为，A项正确； B．一个单键中含有一个σ键，一个双键中含有一个σ键和一个π键，一个三键中含有一个σ键和二个π键，则1mol丙烯腈分子中含有6mol σ键和3mol π键，即丙烯腈分子中σ键与π键的数目比为2：1，B项正确； C．丙烯由碳元素和氢元素组成，属于烃，不是烃的衍生物，C项错误； D．分子的空间构型是三角锥形，氨分子中氮原子有一对孤电子对，分子的空间构型是V形，水分子中氧原子有2对孤电子对，水分子中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大，所以键角：，D项正确； 答案选C。 3．D 【详解】A．、、都是由极性键形成的极性分子，A项正确； B．、、中共价键键长逐渐增大，键能逐渐减小，B项正确； C．、中心原子的杂化方式相同，均为杂化，C项正确； D．硫酸为二元酸，高氯酸为一元酸，所以硫酸的较小，D项错误； 故选D。 4．C 【分析】R的原子半径是同周期主族元素中最大的，则R为第ⅠA族元素，根据题意可知R元素之前至少还有3种短周期元素，所以R为Na元素；Y和X可以形成阳离子[YX4] +，可推测X为H元素，Y为N元素，[XWZ4]-为酸式盐的阴离子，Z、W为同族元素，不难推出Z为O元素，W为S元素；综上所述X为H、Y为N、Z为O、R为Na、W为S。 【详解】A．电子层数越多离子半径越大，电子层数相同核电荷数越小半径越大，所以离子半径S2->N3->Na+，即W>Y>R，故A错误； B．Y2和Z2分别为N2和O2，二者都为非极性分子，但由于O2相对分子质量更大，与水分子间的分子间作用力较大，所以O2的溶解度更大，故B错误； C．O与H可以形成H2O和H2O2，与N可以形成NO、NO2等，与Na可以形成Na2O和Na2O2，与S可以形成SO2和SO3，故C正确； D．O、Na、S可以形成化合物Na2SO3，其水溶液显碱性，故D错误； 综上所述答案为C。 5．D 【详解】A．HCN中正、负电荷中心不重合，是极性分子，A正确；     B．HCN分子中中心原子上的价层电子对数为：2+=2，故中心原子是sp杂化，B正确； C．HCN分子中中心原子上的价层电子对数为：2+=2，故其分子是直线形，C正确； D．已知C周围要形成4个共价键，N原子周围形成3个共价键，故HCN的结构式为H—C≡N，D错误； 故答案为：D。 6．B 【详解】A．25℃，下，乙烯物质的量小于0.5mol，分子中键的数目小于2.5，A错误； B．23gNO2与N2O4的最简式均为NO2，混合气体中含有0.5molNO2，浓硝酸热分解的过程中N的化合价由+5降低到+4，故转移0.5mol电子，转移电子数为0.5NA，B正确； C． 溶液中电离出的，既可以水解又可以电离，溶液中存在的粒子有、、，三者的数目之和为0.01NA，C错误； D．5.6g铁的物质的量是0.1mol，完全发生吸氧腐蚀生成氢氧化亚铁，则在电化学过程中转移的电子数为0.2NA，D错误； 故选B。 7．C 【详解】A．CO2分子结构式为O=C=O，C原子周围有2个σ键，无孤对电子，碳原子为sp杂化，CH3OH中碳原子周围有4个σ键，碳原子为sp3杂化，HCHO中C原子为sp2杂化，故A错误； B．甲醇可溶于水中，主要原因是它们分子之间能形成氢键且均为极性分子，故B错误； C．同周期主族元素随原子序数增大第一电离能呈增大趋势，则O>C，非金属元素的第一电离能一般比金属元素的大，则第一电离能由大到小的顺序为，故C正确； D．反应②有酶参与反应，酶在一定温度下具有生理活性，温度过高会使酶的活性降低，反应速率会减慢，故D错误； 故选：C。 8．C 【详解】A．硅原子最高能级轨道是3p，形状为哑铃形，故A错误； B．C原子周围有四个单键的是sp3杂化，双键的碳原子和形成大π键的碳原子是sp2杂化，叁键的碳原子是sp杂化，因此该配合物中碳原子的杂化方式有3种，故B错误； C．该配合物中电负性最大的元素是O元素，吸引键合电子能力最大，故C正确； D．电子的空间运动状态和电子的运动状态不一样，有几个电子就有几种运动状态，而空间运动状态指的是轨道数目，基态铁原子轨道数目有15个，有15种空间运动状态，故D错误； 答案选C。 9．D 【详解】A．根据均摊原则，1个晶胞中含有C的个数是8×+6×=4、含有Ca2+个数12×+1=4，所以1个碳化钙晶胞的质量为g，故A正确； B．碳化钙由C、Ca2+构成，既存在离子键又存在共价键，属于离子化合物，故B正确； C．乙炔中C原子形成C，每个碳价层电子对数为1+ =2，C的杂化方式是sp杂化，故C正确； D．根据图示，碳化钙晶胞中，距离Ca2+最近的C有6个，故D错误； 故选D。 10．C 【详解】A．Al3+的质子数为13，电子数为13-3=10，所以其离子结构示意图为  ，A正确； B．H2S为共价化合物，其电子式为  ，B正确； C．CH3SH的结构式为  ，所以1 mol CH3SH中含5 mol σ键，C错误； D．CH3OH分子能形成氢键，导致其沸点高于CH3SH，D正确； 故选C。 11．B 【分析】Y位于第四周期且基态原子中含5个单电子，则Y原子的价电子排布式为：3d54s2，故Y是25号元素锰；Z与W位于第二周期的p区，ZW结构与N2相似，分子或离子互为等电子体，则它们许多性质相似，与N2互为等电子体的分子是CO，Z的电负性小于W，故Z是碳元素，W是氧元素。 【详解】A．同一周期从左到右，元素的第一电离能总体上呈递增趋势，氧比碳的第一电离能大，故A说法正确，不符合题意； B．由图示和配合物的化学式XY(ZW)5知，该配合物的配体为CO，配位数为6，故B说法错误，符合题意； C．通常状况下，O3是气体，MnO2是固体，O3比MnO2的熔点低，故C说法正确，不符合题意； D．碳的有两种常见的单质，具有良好导电性的是石墨，石墨中碳原子的杂化方式为sp2，故D说法正确，不符合题意； 故选B。 12．C 【详解】A．立方氮化硼的硬度仅次于金刚石，故A正确； B．由晶胞结构知，硼原子位于晶胞顶点和面心，离硼原子最近的氮原子共4个，则硼原子的配位数为4，故B正确； C．立方氮化硼晶胞中N原子个数是4、B原子个数＝8×18＋6×12＝4，故C错误； D．B原子含有空轨道、N原子含有孤电子对，立方氮化硼中每个B原子形成4个B−N共价键，所以立方氮化硼中B和N原子之间存在配位键，故D正确； 故答案选C。 13．(1) (2) 分子 极性 非极性 正四面体 (3) 原子 高 【详解】（1）X的电子排布式是，Y的电子排布式是； （2）的分子式为，它的固体是分子晶体，是含有极性键的非极性分子；Y气态氢化物的分子构型是正四面体形。 （3）的化学式是，它属于原子晶体；原子晶体的熔沸点高于分子晶体，所以的熔沸点比高。 14．(1)[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 (2)26 NA (3) sp2 平面三角形 Cu2S 【详解】（1）Cu元素是第29号元素，其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1，失去2个电子变成Cu2+，其电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9； （2）根据图1的结构图，每一个单键都是σ键，双键有一个σ键和一个π键，所以数出来一共有26个σ键，即1mol[Cu(NH2CH2CH2COO)2]中含有σ键数目为26NA。 （3）根据价层电子对互斥理论，SO2的中心原子S的价电子对为：2+(6-2×2)＝3对，所以S是sp2杂化。根据价层电子对互斥理论，SO3的中心原子S的价电子对为：3+(6-3×2)=3对，所以SO3是平面三角形。图2中S占据顶点和体心，所以S有8×+ 1= 2个，Cu都在晶胞内部，所以Cu有4个，所以化学式为Cu2S。 15．(1)H-O (2)Li3N是由活泼的金属和活泼的非金属形成的化合物，且其熔点为845℃，可推知Li3N可能为离子化合物，Li3N熔化需要破坏离子键，NH3是分子晶体，熔化破坏分子间作用力，离子键比分子间作用力强 (3)2N2+6H2O═4NH3+3O2 【解析】(1) NH3、H2O分子中化学键极性更强的是H-O，因一定条件N和O电子层数相同，核电荷数N＜O，原子半径N＞O，吸引电子能力N＜O，故答案为：H-O； (2) 分子晶体熔沸点较低、离子晶体熔沸点较高，离子晶体熔融时破坏离子键、分子晶体熔融时破坏分子间作用力，Li3N是由活泼的金属和活泼的非金属形成的化合物，且其熔点为845℃，可推知Li3N可能为离子化合物，Li3N熔化需要破坏离子键，NH3是分子晶体，熔化破坏分子间作用力，离子键比分子间作用力强，所以这两种含氮化合物熔点差异，故答案为：Li3N是由活泼的金属和活泼的非金属形成的化合物，且其熔点为845℃，可推知Li3N可能为离子化合物，Li3N熔化需要破坏离子键，NH3是分子晶体，熔化破坏分子间作用力，离子键比分子间作用力强； (3) 三步反应6Li+N2=2Li3N、Li3N+3H2O=3LiOH+NH3、4LiOH4Li+O2↑+2H2O，上述三步循环的总结果为2N2+6H2O═4NH3+3O2，故答案为：2N2+6H2O═4NH3+3O2。 16．(1)平面三角形 (2) 正四面体形 (3) Al (4)2 【解析】(1) 中心原子Ge的孤电子对数为，价层电子对数为3，价层电子对互斥模型为平面三角形； (2) CO和互为等电子体，结构式为，中P的孤电子对数为，价层电子对数为4，空间结构为正四面体形； (3) 根据对角线规则，铍(Be)的性质与Al相似，能与氢氧化钠溶液反应。氢氧化铍与氢氧化钠溶液反应的化学方程式； (4) 有机物结构简式有两个手性碳原子，标记为 。 17．(1)、Ne、、 (2)、 (3)、 (4) 正四面体 (5) 和都是极性分子，相似相溶；与分子间能形成氢键；与能发生化学反应 【详解】（1）含有10个电子的分子有、Ne、、； （2）是正四面体结构，空间结构对称，是极性键构成的非极性分子；是直线型分子，结构对称，是极性键构成的非极性分子； （3）含有空轨道，中N原子有孤电子对，中O原子有孤电子对，所以与、能形成配位键； （4）分子C原子价电子对数为4，有4个配位原子，不含孤电子对，所以不含孤电子对的分子有，它的立体构型为正四面体； （5）和都是极性分子，相似相溶；与分子间能形成氢键；与能发生化学反应生成一水合氨，所以极易溶于水、且水溶液呈碱性。 18．(1) 4 CCl4或SiF4 (2)4d55s1 (3) 正八面体或八面体 (1，，) TiC为共价晶体，TiCl4为分子晶体，共价键的键能高于分子间作用力 【详解】（1）①根据图甲，面心P周围最近的Al有4个，即P的配位数为4；故答案为4； ②根据等电子体的概念，与PO互为等电子体的非极性分子是CCl4或SiF4等；故答案为CCl4或SiF4等； （2）Cr的价电子排布式为3d54s1，Mo核外电子排布与Cr相似，因此Mo价电子排布式为4d55s1，故答案为4d55s1； （3）①根据晶胞图可知，Ti4＋周围最近的O2－构成正八面体，Ti4＋位于6个O2－构成正八面体的空隙中；B位于面心，坐标为(1，，)，故答案为正八面体或八面体；(1，，)； ②TiC性质质硬，熔沸点高，TiC属于共价晶体，TiCl4熔沸点低，且具有挥发性，TiCl4属于分子晶体，共价晶体熔化破坏共价键，分子晶体熔化破坏分子间作用力，共价键的键能大于分子间作用力，TiC的熔沸点高于TiCl4，故答案为：TiC为共价晶体，TiCl4为分子晶体，共价键的键能高于分子间作用力。 19．(1)中氮氮三键键能较大，分子较稳定，而磷磷三键键能较小，中有6个磷磷单键键能较大，较稳定 (2) (3) 【详解】（1）由表中数据计算得，单位物质的量原子构成的分子中键能大小，，，，，根据计算由单位原子对应键能大小：，，键能越大，分子越稳定，故N、P元素对应的单质以较为稳定的和形式存在。 （2）由题意可知，中仅有一个氢原子可以电离，即剩余两个氢原子应直接与磷原子相连，故可得其结构式为；中P形成4个键，所以P采取杂化方式。 （3）由图所示结构得，n个分子形成环状的多磷酸脱去n分子，则环状的多磷酸分子式中H、P、O对应的原子数目分别为、、，即环状的多磷酸分子式为，故相应的酸根离子可写为。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$