4.1 分子的空间结构 课时训练 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2

4.1 分子的空间结构 课时训练 2024-2025学年高二下学期化学苏教版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．医药中间体1，5—二甲基萘的结构简式如图，该物质与足量的加成后，得到的产物中含有的手性碳原子数目为 A．0 B．2 C．4 D．6 2．反应(NH4)2SiF6+4NH3•H2O=SiO2↓+6NH4F+2H2O可制纳米SiO2。下列说法正确的是 A．电离能：I1(N)<I1(O) B．电负性大小：x(O)<x(Si) C．半径大小：r(F-)<r(O2-) D．NH3和H2O形成的键角相同 3．下列各组粒子不属于等电子体的是 A．CH4和 B．O3和NO2 C．N2O和CO2 D．PCl3和 4．下列现象不能用“相似相溶”原理解释的是 A．氯化氢易溶于水 B．氯气易溶于溶液 C．用萃取碘水中的碘 D．苯与水混合静置后分层 5．CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3)，变废为宝。下列说法正确的是 A．基态C的原子轨道表示式为 B．CO2的电子式为 C．CH3OCH3中既含极性键又含非极性键 D．CH3OCH3分子间存在氢键 6．NF3是一种优良的蚀刻气体。HF、F2均可用于制备NF3，F2制备NF3的反应为4NH3+3F2NF3+3NH4F。Ka(HF)=6.3×10−4，Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5。下列关于氨和铵盐的说法正确的是 A．氨气易溶于水，是因为氨分子间能形成氢键 B．HF酸性强，所以不能用玻璃瓶盛装 C．25℃，0.1 mol·L−1 NH4F溶液的pH<7 D．25℃，NH3与HNO3反应生成N2和H2O 7．下列分子中属于极性分子的是 A．C60 B．C2H2 C．NH3 D．CO2 8．欧洲输送天然气的北溪管道近期发生了严重的泄漏事故。天然气的主要成分为甲烷，下列说法中不正确的是 A．天然气的大量泄漏会加剧温室效应，导致全球气候恶化 B．甲烷与水之间能形成氢键，故天然气会不断溶入海水 C．因非金属性C大于Si，故甲烷比更稳定 D．甲烷与等量的氯气发生取代反应，生成产物最多的是HCl 9．碘海醇是一种临床中应用广泛的造影剂，其结构如图所示。下列说法错误的是    A．该化合物分子内有2个手性碳 B．该有机物的核磁共振氢谱中有6组峰 C．碘海醇能发生酯化、加成、消去和氧化反应 D．碘海醇属于芳香族化合物 10．下列叙述正确的是 A．CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子 B．NH3是极性分子，分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心 C．CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央 D．H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央 11．下列描述中正确的是 ①CS2为V形结构的极性分子②ClO的空间构型为平面三角形 ③SF6中有6对完全相同的成键电子对④SiF4和S8()的中心原子均为sp3杂化 A．①② B．②③ C．③④ D．①④ 12．下列有关物质性质的比较顺序中，不正确的是 A．硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅 B．热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI C．熔点：金刚石＞ D．酸性： 13．下列化学用语使用正确的是 A．甲醛的电子式： B．中子数为10的氟原子： C．分子中键的电子云轮廊图： D．在水中的电离方程式： 14．是火箭固体燃料重要的氧载体，与某些易燃物作用可全部生成气态产物，如：。下列有关化学用语或表述正确的是 A．的形成过程可表示为 B．中的阴、阳离子有相同的VSEPR模型和空间结构 C．在、石墨、金刚石中，碳原子有和三种杂化方式 D．和都能作制冷剂是因为它们有相同类型的分子间作用力 15．下列说法正确的是 A．1 mol N2分子中的π键与1 mol CO2分子中的π键的数目之比为2∶1 B．键能：甲烷(C－C)＜乙烯(C＝C) C．强度：氢键＞化学键＞范德华力 D．沸点：＞ 16．下列有关H2S和H2O2性质的解释合理的是 选项 性质 解释 A 常温下，H2O2呈液态，H2S呈气态 H2O2的共价键比H2S的强 B 双氧水中存在[H3O2]+ H2O2中氧有孤电子对，H+有空轨道，能形成配位键 C H2O2能氧化H2S H2O2中氧的化合价只能降低 D H2S溶液中存在S2- H2S是离子化合物，发生了电离 A．A B．B C．C D．D 17．下列模型分别表示、、的结构，其中说法正确的是 A．分子中含有键 B．是由非极性键构成的分子 C．分子中有键和键 D．分子中不含非极性键 18．我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一。一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图。下列说法错误的是 A．分子中碳原子有sp2、sp3两种杂化轨道类型 B．该物质既有酸性又有碱性 C．该物质可发生取代反应、加成反应、氧化反应 D．该分子不存在立体异构 19．纳米碗是一种奇特的碗状共轭体系。高温条件下，可以由分子经过连续5步氢抽提和闭环脱氢反应生成，其中的反应机理和能量变化如图所示。已知中的碳氢键和碳碳键的键能分别为和，键能为。下列说法正确的是 A．上述历程中涉及的中间体中的C原子的杂化方式均为 B．图中基元反应均为吸热反应，步骤②为整个反应的决速步骤 C．反应的 D．增大压强既能提高反应物的平衡转化率，又能增大生成的反应速率 20．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．1L0.5mol·L-1H3PO4溶液中含H+数为1.5NA B．1mol乙二醇(HOCH2CH2OH)中含sp3杂化的原子数为4NA C．80gSO3、SO2的混合物中含有NA个硫原子 D．1mol乙炔中含有的π键数为NA 21．下列分子或离子中，属于直线构型的是 A．SO2 B．I C．I D．C2H4 22．短周期主族元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大。X的基态原子核外电子只有一种自旋取向，Y基态原子成对电子比未成对电子多2个，W最外层电子数是其内层电子数的3倍，R和W位于同一主族。下列说法正确的是 A．原子半径： B．电负性：Z>W>Y C．W的简单气态氢化物的沸点比R的高 D．Y的最高价氧化物对应水化物的酸性比Z的强 23．下列有关化学键或微粒间作用力叙述正确的是 A．共价键均有饱和性和方向性 B．碳碳双键比碳碳单键键能更大，故碳碳双键更稳定 C．离子键的强弱和离子半径及所带电荷有关 D．石英熔化和干冰升华克服的作用力类型相同 24．下列有关结构与性质的关系的说法正确的是 A．的酸性比的酸性强，是因为是推电子基团 B．的稳定性强于，说明键极性强于键 C．熔、沸点逐渐升高，与分子内化学键的强弱有关 D．沸点高于，是因为共价键键能小于 25．下列关于物质结构的说法错误的是 A．的空间构型为四面体形 B．基态氮原子有三种能量不同的电子 C．熔点：MgO>NaCl>H2O>CO2>H2 D．甲醛(HCHO)和光气(COCl2)分子中的键角∠H-C-H<∠Cl-C-Cl 二、填空题 26．氢键的形成条件和表示方法 形成条件 ①要有与电负性很大的原子X以共价键结合的氢原子； ②要有电负性很大且含有孤电子对的原子Y； ③X与Y的原子半径要小。 综上所述，能形成氢键的元素一般是 。 表示方法 通常用“ ”表示氢键，其中“-”表示共价键，“…”表示形成的氢键。 O3分子内部存在“三中心四电子”的离域π键(如图虚线部分所示)，由于O3分子的中心氧原子较端位氧原子多提供一个电子，故中心氧原子带部分正电荷，端位氧原子带部分负电荷。 27．判断O3分子中的正负电荷重心是否重合。 (选填“是”或“否”)，解释O3在水中溶解度大于O2的可能原因。 28．判断并解释反应2O3=3O2是否属于氧化还原反应 。 29．回答下列问题： (1)氯化氢的热稳定性强于溴化氢的原因 。 (2)纯金属内所有原子的大小和形状都是相同的，原子的排列十分规整，加入其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，所以合金的硬度一般都较大。请解释合金的熔点一般都小于其组分金属(或非金属)熔点的原因 。 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．C 【详解】碳原子周围连有4个不同的原子或原子团，该原子为手性碳原子； 与足量的氢气发生加成后生成环烃，结构为： ，该有机物含有手性碳如图示所示， 共计有4种； 故选C。 2．C 【详解】A．氮元素原子的2p轨道为半充满稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素，即大于氧元素的第一电离能，A错误； B．元素非金属性越强，电负性越大，则电负性大小：x(O)>x(Si)　，B错误； C．氟离子和氧离子电子层结构相同，根据核电荷数越大，半径越小分析，氟离子半径小于氧离子半径，C正确； D．氨气为三角锥形，水分子为V形，二者键角不同，D错误； 故选C。 3．B 【详解】A．CH4和的价电子数均为8，故A项属于等电子体； B．O3的价电子数为18，NO2的价电子数为17，故B项不属于等电子体； C．N2O和CO2的价电子数均为16，故C项是等电子体； D．PCl3和的电子数均为26，故D项是等电子体； 故答案选B。 4．B 【详解】A．水分子为极性分子，HCl为极性分子，故HCl易溶于水，故A正确； B．氯气易溶于NaOH是因为氯气与NaOH反应生成可溶性盐，与相似相溶原理不相关，故B错误； C．和I2均属于非极性分子，故易溶于中，故C正确； D．水为极性分子，苯为非极性分子，两者混合后分层，是因为不相溶，故D正确； 故选B。 5．B 【详解】A．C原子2p能级的两个电子应占据不同的轨道，A错误； B．CO2分子中C原子与每个氧原子共用两对电子，电子式为，B正确； C．CH3OCH3中没有两个相同原子形成的非极性键，C错误； D．CH3OCH3分子没有N、O、F原子，分子间没有氢键，D错误； 综上所述答案为B。 6．C 【详解】A．氨气易溶于水，是因为氨气分子和水分子间能形成氢键，A错误； B．HF为弱酸，不能用玻璃瓶盛装是因为HF会和二氧化硅反应，B错误； C．HF的电离平衡常数大于NH3·H2O，所以NH的水解程度大于F-，0.1 mol·L−1 NH4F溶液显酸性，pH＜7，C正确； D．25 ℃，NH3与HNO3反应生成硝酸铵，D错误； 综上所述答案为C。 7．C 【详解】A．C60只由C原子构成，是非极性分子，A不符合题意； B．C2H2的结构式为H-CC-H，含有碳碳三键，为直线形分子，正负电荷中心重合，是非极性分子，B不符合题意； C．NH3中N的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4，孤电子对数为1，空间构型为三角锥形，正负电荷中心不重合，是极性分子，C符合题意； D．CO2中C的价层电子对数为2+×(4-2×2)=2，孤电子对数为0，空间构型为直线形，正负电荷中心重合，是非极性分子，D不符合题意； 故选C。 8．B 【详解】A． 天然气会引起温室效应，故大量泄漏会加剧温室效应，导致全球气候恶化，故A正确； B． 碳的电负性较弱，甲烷与水之间不能形成氢键，故B错误； C． 非金属性越强，其简单氢化物越稳定，因非金属性C大于Si，故甲烷比更稳定，故C正确； D．甲烷与氯气发生取代反应为连锁反应，每一步都生成HCl，生成产物最多的是HCl，故D正确； 故选B。 9．B 【详解】A．分子中有两个手性碳原子,如图  ，A正确； B．该有机物的核磁共振氢谱中有9组峰，B错误； C．该有机物中含有醇羟基，可以发生酯化、消去、氧化反应，苯环可以与发生加成反应，C正确； D．分子内含有苯环，D正确； 故选B。 10．D 【详解】A．CCl4中C与4个Cl形成4个δ键，孤对电子数为0，为正四面体结构，非极性分子，CH2Cl2中由于C-H与C-Cl键键长不同，形成四面体结构，结构中正电中心与负电中心不重合，为极性分子，A错误； B．N与3个H原子形成δ键，孤对电子数为=1，为三角锥形分子，分子中N原子不在3个H原子所组成的三角形的中心，B错误； C．CO2是非极性分子，C与2个O形成δ键，孤对电子数为=0，为直线形分子，分子中C原子处在2个O原子所连成的直线的中央，C错误； D．H2O中O与2个H形成δ键，孤对电子数为=2，为V形分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央，D正确； 正确选项D。 【点睛】CCl4、CH4均为正四面体构型，CH2Cl2为四面体构型；CO2、C2H2均为直线构型；H2O为V形；NH3为三角锥形。 11．C 【详解】①CS2中价层电子对数=，且该分子中正负电荷重心重合，所以为直线形非极性分子，①错误； ②ClO3－中Cl的价层电子对数＝，所以空间构型为三角锥形，②错误； ③SF6中S-F含有一个成键电子对，所以SF6中含有6个S-F键，则分子中有6对完全相同的成键电子对，③正确； ④SiF4中价层电子对个数=，S8( )中S原子形成2个S-S键和2个孤电子对，因此中心原子均为sp3杂化，④正确； 故选C。 12．D 【详解】A．键长：Si−Si＞Si−C＞C−C，根据键长越长，键能越小，越易断裂，则硬度越小，因此硬度由大到小：金刚石＞碳化硅＞晶体硅，故A正确； B．根据非金属性越强，其最简单氢化物越稳定，因此热稳定性：HF＞HCl＞HBr＞HI，故B正确； C．键长：Si−O＞C−C，根据键长越长，键能越小，熔点越低，因此熔点：金刚石＞，故C正确； D．碳酸酸性大于次氯酸酸性，故D错误。 综上所述，答案为D。 13．C 【详解】A．甲醛分子中碳原子和氢原子共用一对电子，碳氧原子之间共用两对，但是电子式的书写要求把原子的最外层电子都体现出来，图中只画了共用电子对，正确的电子式为：，故A错误； B．中子数为10的氟原子应为：，故B错误； C．分子中键为s-s键，所以其键的电子云轮廊图为：，故C正确； D．在水中完全电离出H+，其电离方程式为：，故D错误； 故答案为：C。 14．B 【详解】 A．是共价化合物，其电子式为，的形成过程可表示为，故A错误； B．中的中心N原子孤电子对数为，价层电子对数为4，的中心原子孤电子对数为，价层电子对数为4，则二者的模型和空间结构均为正四面体形，故B正确； C．、石墨、金刚石中碳原子的杂化方式分别为、、，共有2种杂化方式，故C错误； D．易液化，其汽化时吸收热量，可作制冷剂，干冰易升华，升华时吸收热量，也可作制冷剂，分子间作用力为氢键和范德华力，分子间仅存在范德华力，故D错误； 故选B。 15．B 【详解】A．N2分子间存在氮氮三键，含2个π键，CO2的结构式为O＝C＝O，分子中含有2个π键，则1 mol N2分子中的π键与1 mol CO2分子中的π键的数目之比为1∶1，A错误； B．碳碳单键的键长大于碳碳双键，故碳碳单键的键能小于碳碳双键，B正确； C．氢键属分子间作用力，一般比化学键弱得多，比范德华力强，C错误； D．易形成分子内氢键，而易形成分子间氢键，则的沸点明显高于，D错误； 答案选B。 16．B 【详解】A．过氧化氢分子间存在氢键，沸点较高，常温下呈液态，硫化氢分子间不存在氢键，沸点较低，常温下呈气态，A项错误； B．H2O2中氧有孤电子对，H+有空轨道，能形成配位键，其水溶液中存在[H3O2]+，B项正确； C．过氧化氢中氧元素化合价为-1价，既能升高又能降低，C项错误； D．硫化氢是弱电解质，在水溶液中能部分电离出硫离子，但硫化氢是共价化合物，D项错误； 答案选B。 17．C 【详解】A．中含有键，因此分子中所含键的物质的量为，A项错误； B．根据的结构可知，是由极性键构成的，B项错误； C．两成键原子之间最多形成1个键，双键中有1个键、1个键，因此乙烯分子中含有键和键，C项正确； D．C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误； 故选：C。 18．D 【详解】A．分子中与氮原子相连的两个乙基的四个碳原子是sp3杂化，其余碳原子是sp2杂化，A正确； B．-COOH具有酸性，-N(CH2CH3)2具有碱性，所以该物质具有酸性和碱性，B正确； C．苯环能发生加成反应，羧基、碳氯键能发生取代反应，C=N双键能发生氧化反应，C正确； D．分子中含有C=N双键，并且碳原子连有两个不同原子或原子团，氮原子含有孤对电子，则该分子存在顺反异构，即存在立体异构，D错误； 故选D。 19．C 【详解】A．-C40H19＇结构中左上角有个C原子形成了4个单键，C原子杂化方式为，故A错误； B．由反应历程可知，步骤②中反应物的能量比生成物的高，为放热反应，其中步骤③的活化能最大，反应速率最小，为决速步骤，故B错误； C．由和的结构式和反应历程可以看出，中断裂了2个碳氢键，形成了1个碳碳键，所以的，故C正确； D．由化学方程式可知，该反应为正向体积增大的反应，加压，反应逆向进行，降低了平衡转化率，故D错误； 故答案为：C。 20．B 【详解】A．H3PO4为三元弱酸，只发生部分电离，所以1L0.5mol·L-1H3PO4溶液中含H+数小于1.5NA，A不正确； B．乙二醇(HOCH2CH2OH)分子中的C、O原子都发生sp3杂化，1个乙二醇分子中有4个原子发生sp3杂化，所以1mol乙二醇(HOCH2CH2OH)中含sp3杂化的原子数为4NA，B正确； C．80gSO3的物质的量为1mol，含硫原子个数为NA，80gSO2的物质的量大于1mol，含硫原子个数大于NA，所以80g SO3、SO2的混合物中含有硫原子数大于NA，C不正确； D．1个乙炔分子中含有2个π键，则1mol乙炔中含有的π键数为2NA，D不正确； 故选B。 21．B 【详解】A．SO2中中心原子价层电子对，该分子为V形，A项不符合题意； B．中心原子价层电子对为，立体构型为直线形，B项符合题意； C．中心原子得价层电子对为，它的立体构型为V形，C项不符合题意； D．C2H4为乙烯平面结构，D项不符合题意； 故选B。 22．C 【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W、R原子序数依次增大，X的基态原子核外电子只有一种自旋取向，则X为H；W最外层电子数是其内层电子数的3倍，W只能含有2个电子层，最外层含有6个电子，则W为O；R和W位于同一主族，则R为S；Y基态原子成对电子比未成对电子多2个，其原子序数小于O，Y的核外电子排布式为1s22s22p2，则Y为C；Z介于C、O之间，则Z为N元素，以此分析解答。 【详解】根据分析可知，X为H，Y为C，Z为N，W为O，R为S元素， A．主族元素同周期从左向右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，则原子半径S＞C＞O即r(R)＞r(Y)＞r(W)，A错误； B．主族元素同周期从左向右电负性逐渐增大，则电负性O＞N＞C即W＞Z＞Y，B错误； C．由分析可知，W为O，R为S，故W的简单气态氢化物即H2O由于分子间存在氢键，而H2S不存在，故W即H2O的沸点比R即H2S的高，C正确； D．由分析可知，Y为C，Z为N，由于非金属性N＞C，故Y的最高价氧化物即H2CO3对应水化物的酸性比Z即HNO3的弱，D错误； 故答案为：C。 23．C 【详解】A．键没有方向性，A错误； B．碳碳双键中有1个键、1个键，键电子云重叠小、键能小，所以碳碳双键中有1个键易断裂，碳碳双键不稳定，B错误； C．离子键的强弱与离子半径以及所带电荷有关，离子半径越小，所带电荷越多，离子键越强，C正确； D．石英属于共价晶体、熔化克服的是共价键，干冰属于分子晶体、升华克服的是分子间作用力，D错误； 答案选C。 24．A 【详解】A．甲基是推电子基团，会使羧酸分子中羟基的活性减小，难以电离出氢离子，所以乙酸的酸性弱于甲酸，故A正确； B．水的稳定性强于硫化氢说明氢氧键的稳定性强于氢硫键，与氢氧键和氢硫键的极性无关，故B错误； C．卤素单质的是结构相似的分子晶体，单质的相对分子质量越大，分子间作用力越大，沸点越高，沸点的高低与分子内化学键的强弱无关，故C错误； D．氟化氢的沸点高于氯化氢是因为氟化氢能形成分子间氢键，而氯化氢不能形成分子间氢键，沸点的高低与共价键键能的大小无关，故D错误； 故选A。 25．D 【详解】A．中的硫原子的价层电子对数为4，采用sp3杂化，为正四面体型，硫代硫酸根离子是硫酸根中的一个非羟基氧原子被硫原子所替代的产物，因此的构型与相似，是四面体形，故A正确； B．氮元素是7号元素，其基态氮原子核外电子排布为1s22s22p3，则基态氮原子有三种能量不同的电子，故B正确； C．MgO和NaCl为离子晶体，离子晶体中离子半径越小，带电荷数越多，化学键越强，熔沸点越高，则MgO>NaCl，H2O、CO2、H2是分子晶体，分子量越大，熔沸点越高，有氢键的比没氢键的沸点高，故H2O>CO2>H2，离子晶体熔沸点大于分子晶体，故MgO>NaCI>H2O>CO2>H2，故C正确； D．HCHO 和COCl2两种分子中的碳原子虽然采取的都是sp2杂化，但由于氯原子的电负性比氢原子强，则氯原子和碳原子之间的成键电子对更靠近氯原子，则两对氯原子和碳原子之间的成键电子对的斥力相对较小，键角也相对较小，故∠H-C-H>∠Cl-C-Cl，则D错误； 本题答案D。 26． N、O、F X-H…Y 【解析】略 27． 否 O3和水都是极性分子，O2是非极性分子，根据相似相溶原理可知，O3在水中溶解度大于O2 28．否，反应中元素的化合价没有发生变化 【解析】27．O3分子的中心氧原子带部分正电荷，端位氧原子带部分负电荷，分子呈V形，属于极性分子，分子中正负电荷重心不重合，O3和水都是极性分子，O2是非极性分子，根据相似相溶原理可知，O3在水中溶解度大于O2在水中溶解度，故答案为：否；O3和水都是极性分子，O2是非极性分子，根据相似相溶原理可知，O3在水中溶解度大于O2； 28．O3和O2都是单质，O元素化合价均为0价，属于同素异形体间的转化，属于非氧化还原反应，故答案为：否，反应中元素的化合价没有发生变化。 29．(1)氯原子半径比溴原子小；键能大于 (2)同一种金属原子结合时，粒子分布均匀，作用力相对较强，当加入其他原子时，金属内部粒子分布不均匀，作用力减弱，熔点降低 【解析】(1) HCl和HBr属于共价化合物，因为Cl的原子半径小于Br的半径，H－Cl的键能大于H－Br，断裂H－Cl吸收的能量大于断裂H－Br吸收的能量，因此氯化氢的热稳定性强于溴化氢；故答案为Cl的原子半径小于Br的半径，H－Cl的键能大于H－Br； (2) 熔点高低与微粒间的作用力有关，微粒间作用力越大，熔点越高，根据题中所给信息，同一种金属原子结合时，粒子分布均匀，作用力相对较强，当加入其他原子时，金属内部粒子分布不均匀，作用力减弱，熔点降低，因此合金的熔点一般都小于其组分金属(或非金属)熔点，故答案为同一种金属原子结合时，粒子分布均匀，作用力相对较强，当加入其他原子时，金属内部粒子分布不均匀，作用力减弱，熔点降低。 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 $$