第二章 分子结构与性质 测试题 2023-2024学年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．下列分子中，既具有极性键又具有非极性键的分子是( ) A．CH2Cl2 B．HCHO C．H2O D．CH2==CH—CH3 2．下列化学用语表示正确的是 A．镁原子的结构示意图： B．中子数为9的氮原子：N C．邻羟基苯甲醛分子内氢键： D．乙烯的空间填充模型 3．某离子液体的阴离子结构如图所示，其中X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素，Y与W同主族。下列说法正确的是 A．简单离子半径：Y＜Z B．简单氢化物的沸点：X＜Y C．最高价氧化物的水化物酸性：W＜Z D．元素的第一电离能：Y＜X 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．火箭发射时可用作燃料，作氧化剂，其反应为。为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．1 mol 中含有的π键数为 B．9.2 g 中含有的质子数为 C．1.8 g 中氧的价层电子对数为 D．当生成6.72 L 时转移电子数为 6．已知四氯化硒四聚体(SeCl4)4的结构如图所示，其中每个Se周围的六个Cl形成一个正八面体，(SeCl4)4在一定条件下可发生水解反应。下列说法不正确的是 A．(SeCl4)4是非极性分子 B．(SeCl4)4中每个Se原子的价层电子对数为6 C．(SeCl4)4的水解产物为和HCl D．(SeBr4)4比(SeCl4)4更容易发生水解 7．下列图示或化学用语表示错误的是 A B C D A．乙炔的空间填充模型 B．SO2的VSEPR模型 C．基态Cr的价层电子的轨道表示式 D．用电子式表示NaCl的形成过程 8．假设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A．等物质的量的−OH比OH－所含有的电子总数少NA个 B．28 g乙烯与环己烷的混合气体，可能含有3NA个氢原子 C．CH4和P4均为正四面体结构，等物质的量的两种物质含有的化学键总数相同 D．46 g乙醇含有8NA个σ键 9．设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．足量铁在1molCl2中完全燃烧，转移的电子数目为3NA B．标准状况下，22.4L二氯甲烷含有原子数目为5NA C．30g C2H6中含有的非极性键数目为6NA D．100g质量分数为46%的酒精水溶液中含有氧原子数目为4NA 10．前20号元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且处于四个不同的周期和四个不同的主族。A为Y元素组成的单质；甲、乙、丙、丁、戊为上述四种元素中的两种或三种元素组成的化合物；常温下乙为液体。下列说法正确的是 A．简单离子半径：Z>Y B．电负性：X>Y>W>Z C．乙的热稳定性在其同主族元素最简单氢化物中最高，是因为乙分子之间能形成氢键 D．丁和戊中阴、阳离子的个数比均为1：2 11．水(H2O)是一种非常重要的资源，下面关于水的说法不正确的是 A．水分子是V型结构 B．水分子中的氧原子采用sp3杂化 C．水的沸点较高，是因为其分子内存在氢键 D．水形成冰以后质量不变，但密度变小 12．氢氰酸(化学式式HCN)分子中所有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，不正确的是 A．HCN电子式 B．分子呈直线形 C．中心碳原子采取sp杂化 D．分子中含有2个σ键，2个π键 13．下列物质中，含有非极性键的是 A． B．HCl C． D． 14．过硫酸钾常用作强氧化剂，可发生反应：。过硫酸根的离子结构如图所示。下列说法正确的是 A．中氧元素的化合价有：、 B．中含极性共价键 C．固体中阴阳离子总数为 D．和水反应产生 15．由共价键形成的分子具有一定的空间结构。下列分子中共价键之间的夹角最大的是 A． B． C． D． 二、填空题 16．氧的常见氢化物有H2O与H2O2。 (1)纯净H2O2为浅蓝色粘稠液体，除相对分子质量的影响外，其沸点(423K)明显高于水的原因为_______。 (2) H2O2既有氧化性也有还原性，写出一个离子方程式其中H2O2在反应中仅体现还原性_______。 17．(1)铜与类卤素反应生成，中含有π键的数目为_______；类卤素对应的酸有两种，理论上硫氰酸()的沸点低于异硫氰酸()的沸点，其原因是_______。 (2)与可以任意比例互溶，除因为它们_______。 (3)乙二胺()分子中氮原子的杂化类型为_______；乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高得多，原因是_______。 18．砷化镓是第二代半导体材料的代表，主要用于制作高速、高频、大功率和抗辐射电子器件。一种制备砷化镓的方法为。 (1)基态As原子的外围电子排布式为_______，其核外电子占据的最高能级的电子云形状为_______。 (2) AsH3分子的空间构型为_______。 (3)的电负性由大到小的顺序为_______。 (4)(CH3)3Ga分子中Ga原子采取_______杂化；1mol(CH3)3Ga中σ键的数目为_______。 19．下表是一些常见共价键的键能，其中键百位数被污渍遮住了，请回答下列问题： 共价键 键能/ 436 391 67 565 498 (1)键键能为_______，根据表中数据计算，电解水，需要吸收_______kJ能量。 (2)键极性比键极性_______(强/弱)，键键长比键键长_______(长/短)。 (3)中的键键角比中的_______(大/小)，原因是_______。 20．如图表示不同类型共价键形成时电子云重叠情况： (1)其中形成的化学键属于镜面对称的有______。 (2)下列物质中，通过方式①化学键形成的是______(填选项，下同)；通过方式②化学键形成的是______；只通过方式③化学键形成的是_______；同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是______。 A．Cl2 B．HCl C．N2 D．H2 (3)甲、乙、丙三种有机物的结构如图： 甲： 乙：CH2=CH2丙：CH2=CHCN ①甲分子中有______个σ键，______个π键。 ②乙分子中______(填“有”或“没有”)极性键，是______。(填“极性分子“”或“非极性分子”) ③丙分子中σ键与π键的数目之比为______。 21．完成下列问题。 (1)已知KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2的结构式为_____，其中P采取_____杂化方式。 (2)SiCl4是生产高纯硅的前驱体，其中Si采取的杂化类型为_______。 (3)SiCl4与N-甲基咪唑反应可以得到M2+，其结构如图所示： N-甲基咪唑分子中碳原子的杂化轨道类型为_______；气态SiX4分子的空间构型是_______。 22．碳族元素的单质及其化合物是一类重要物质。请回答下列问题： (1)锗(Ge)是用途很广的半导体材料，基态Ge原子的核外电子中，有_______个未成对电子。 (2) 光催化还原CO2制备CH4反应中，带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是_______。 (3) COCl2俗称光气，分子中C原子采取sp2杂化成键，光气分子的结构式为_______，其中碳氧原子之间共价键是_______(填序号)。 a.2个σ键 b.2个π键 c.1个σ键，1个π键 (4) GeCl4可水解生成一种氧化物和一种无氧酸，其化学反应方程式为： _______。 (5) Ge与C是同族元素，C原子之间可以形成双键、三键，但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析，原因是_______。 三、元素或物质推断题 23．有X、Y、Z、W、M五种常见短周期元素，其原子半径随着原子序数递增的变化如图所示。 已知：①基态X原子p能级的成对电子与未成对电子数相等； ②Y的简单离子带一个单位电荷，其电子排布与X的简单离子相同； ③W的最高价氧化物十分坚硬，能溶于烧碱溶液，但不溶于盐酸； ④Y、Z的最高价氧化物对应的水化物及M的氢化物的水溶液两两皆能反应。 回答下列问题： (1)基态Z原子的电子排布式为_______；X、Y、Z、M的简单离子半径由小到大的顺序为_______(用离子符号表示)。 (2)X、Y按原子个数比1∶1形成的化合物的化学式为_______，该化合物的电子式为_______。 (3)电负性与第一电离能都大于X元素，其单质在加热条件下与等物质的量的烧碱完全反应，生成钠盐、和一种气体。该气体的分子式为_______，其空间结构为_______。 (4)Z与M形成的化合物为气体，其分子式为，每个原子最外层都达到8电子结构，写出其结构式：_______。 【参考答案】 一、选择题 1．D 解析：既具有极性键又具有非极性键的分子是CH2==CH—CH3，D正确。本题选D。 点睛：同种元素的原子之间形成的共价键是非极性键，不同种元素的原子之间形成的共价键是极性键。 2．C 解析：A．镁是12号元素，其结构示意图为 ，A错误； B．中子数为9的氮原子可表示为：N，B错误； C． 邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为：，C正确； D．乙烯的空间填充模型为 ，D错误； 故选C。 3．B 【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素，X可以4个键，则X为碳元素；W可以形成6个键，W为硫；Y与W同主族，Y为氧；Z可以形成1个键，为氟元素。 解析：A．一般而言，电子层数越多半径越大；电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；简单离子半径：Y>Z，A错误； B．XY的鉴定氢化物分别为CH4、H2O，水分子中可以形成氢键，则简单氢化物的沸点：X＜Y，B正确； C．F元素不能形成含氧酸，C错误； D．同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，故元素的第一电离能：Y>X，D错误； 故选B。 4．B 解析：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．C 解析：A．中存在4个N-H单键和一个N-N单键，单键形成键，中不含π键，A错误； B．9.2 g 物质的量为0.1mol，1个含有46个质子，则9.2g含有的质子数为，B错误； C．1.8 g 物质的量为0.1mol，氧的价层电子对数为4，则1.8 g 中氧的价层电子对数为，C正确； D．气体温度压强未知，无法计算，D错误； 故选C。 6．C 解析：A．从图中可以看出，(SeCl4)4的结构对称，正负电荷的重心重合，所以(SeCl4)4是非极性分子，A正确； B．从图中可以看出，(SeCl4)4中每个Se原子形成6个σ键，则其价层电子对数为6，B正确； C．在(SeCl4)4中，Se元素显+4价，所以其水解产物为H2SeO3和HCl，C不正确； D．因为Br的非金属性比Cl弱，所以Se-Br键没有Se-Cl键牢固，较易发生断裂，所以(SeBr4)4比(SeCl4)4更容易发生水解，D正确； 故选C。 7．C 解析：A． 乙炔是直线型分子，碳原子半径比氢原子大，图A符合乙炔的空间填充模型，故A正确； B． SO2的S原子价层电子对数为2+=3，VSEPR模型为平面三角形，有一个孤电子对，故B正确； C． 半充满更稳定，基态Cr原子价电子3d能级上有5个电子、4s能级上有1个电子，其价电子轨道表示式为，故C错误； D． Na失去一个电子给氯，分别形成钠离子和氯离子，用电子式表示NaCl的形成过程，，故D正确； 故选C。 8．D 解析：A．1个−OH含有9个电子，一个OH－含有10个电子，若2mol的−OH比OH－所含有的电子总数少2NA个，故A错误； B．用极限思维，假设28 g全部是乙烯，28 g乙烯的物质的量为1mol，28 g乙烯含有氢原子数目，假设28 g全部是环己烷，含有氢原子数目为，故B错误； C．CH4和P4均为正四面体结构，1个CH4分子含有4根C—H键，一个P4分子含有6根P—P键，因此等物质的量的两种物质含有的化学键总数不相同，故C错误； D．一个乙醇分子含有8个σ键，46g乙醇物质的量为1mol，则46 g乙醇含有8NA个σ键，故D正确。 综上所述，答案为D。 9．D 解析：A．足量铁在1molCl2中完全燃烧生成氯化铁，反应中铁过量，氯气完全反应，根据2e-~Cl2，则转移的电子数目为2NA，A错误； B．标准状况下，二氯甲烷为液体，不能计算其物质的量，B错误； C．30g C2H6的物质的量为1mol，1分子乙烷中非极性为碳碳键，数目为1，则含有的非极性键数目为NA，C错误； D．100g质量分数为46%的酒精水溶液中酒精、水的质量分别为46g、54g，物质的量分别为1mol、3mol，含有氧原子的物质的量为4mol，其数目为4NA，D正确； 故选D。 10．B 【分析】前20号元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，且分列四个不同周期和四个不同主族，则W为H、Z为Ca元素，X、Y分别位于第二、第三周期；常温下乙为液体，应该为H2O，则X为O元素；Y只能为Al、S、P、Cl元素中的一种，A为Y元素组成的单质，结合丙不可能为酸或强碱溶液可知，Y应该为Cl元素，A为Cl2，甲为CaO、丙为Ca(OH)2、丁、戊为氯化钙、次氯酸钙，据此进行解答。 解析：A．钙离子和氯离子都含有3个电子层，核电荷数越大离子半径越小，则离子半径Z＜Y，故A错误； B．非金属性越强，电负性越大，则电负性：O＞Cl＞H＞Ca，故B正确； C．氧元素是其同主族元素中非金属性最强的，所以水的热稳定性在其同主族元素最简单氢化物中最高，氢键不影响热稳定性，故C错误； D．丁、戊为氯化钙、次氯酸钙，阴、阳离子的个数比均为2：1，故D错误； 故选B。 11．C 解析：A．水分子的价层电子对数为4，2个孤电子对，故为V型结构，故A正确； B．水分子的价层电子对数为4，故氧原子采用sp3杂化，故B正确； C．水的沸点较高，是因为其分子间存在氢键，故C错误； D．水结成冰后，水分子大范围地以氢键相互联结，形成相当疏松的晶体，从而在结构中有许多空隙，造成体积膨胀，密度变小，故D正确； 故选C。 12．A 解析：A．N原子最外层有五个电子，有一对孤电子对，A错误； B．HCN中碳原子采用sp杂化，分子呈直线形，B正确； C．HCN中碳原子采用sp杂化，C正确； D．H-C≡N分子中含有2个σ键，2个π键，D正确； 故选A。 13．D 解析：A．中钠离子和氧离子之间以离子键结合，不存在非极性键，故A错误； B．HCl中氢原子和氯原子之间以极性共价键结合，故B错误； C．中氢原子和碳原子之间以极性共价键结合，故C错误； D．氮气分子中氮原子和氮原子之间以非极性共价键结合，故D正确； 故选D。 14．A 解析：A．由结构可知，分子结构的中间存在过氧根，过氧根中氧为-1价氧，与每个硫相连的其它氧为-2价氧， A正确； B．过氧根中氧氧键为非极性键，1个过硫酸根中含有12个极性共价键，中含极性共价键，B错误； C．固体中含有K+和HSO两种离子，则固体中阴阳离子总数为，C错误； D．没有说明是否为标况，不能计算生成氧气的体积，D错误； 故选A。 15．A 解析：与的空间构型相同，均为直线形，夹角为；的空间构型为“V”形，夹角为；的空间构型为三角锥形，夹角为；的空间构型为正四面体形，夹角为，因此共价键之间的夹角最大，故A符合题意。 综上所述，答案为A。 二、填空题 16． H2O2分子间氢键比H2O分子间强或氢键数目多 解析：(1)H2O和H2O2分子间都能形成氢键，且H2O2分子间形成的氢键更多，所以除相对分子质量的影响外，其沸点(423K)明显高于水，原因为H2O2分子间氢键比H2O分子间强或氢键数目多。答案为：H2O2分子间氢键比H2O分子间强或氢键数目多； (2) H2O2在反应中仅体现还原性，则应与强氧化剂发生反应，如与KMnO4酸性溶液反应，离子方程式为。答案为：。 17． 或 异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键 与分子之间可以形成氢键 乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键 解析：(1)的结构式为，单键为σ键，三键中含有1个σ键、2个π键，故中含有π键的数目为；异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键，故异硫氰酸的沸点较高，故填或、异硫氰酸分子间可形成氢键，而硫氰酸分子间不能形成氢键； (2)与分子之间可以形成氢键，从而使溶解度增大，故填与分子之间可以形成氢键； (3)乙二胺（）中N原子形成3个σ键，含1对孤电子对，价层电子对数为4，采取杂化；乙二胺（）分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键，故乙二胺的沸点较高，故填、乙二胺分子之间可以形成氢键，三甲胺分子之间不能形成氢键。 18． 4s24p3 哑铃形(或纺锤形) 三角锥形 Se＞As＞Ga sp2杂化 12NA 解析：(1)As为33号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，外围电子即为价电子，排布式为4s24p3；核外电子占据的最高能级为4p，电子云形状为哑铃形(或纺锤形)； (2) AsH3的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4，VSEPR模型为四面体形，孤电子对数为1，因此空间构型为三角锥形； (3)同周期元素电负性从左到右依次增强，因此电负性Se＞As＞Ga； (4)Ga最外层电子数为3，Ga与甲基以单键相连，与3个甲基形成共价键后无孤电子对，因此Ga的价层电子对数（σ键+孤电子对数）为3，因此杂化方式为sp2杂化；Ga与甲基以单键相连，甲基中C和H以单键相连，单键均为σ键， 1mol(CH3)3Ga中σ键的数目为(3×3+3)NA=12NA。 19．(1) 467 249 (2) 弱 长 (3) 小 H2O分子中孤对电子对成键电子对的排斥作用大于H3O+中孤对电子对成键电子对的排斥作用 解析：（1）原子半径：N>O>F，原子半径越小，键长越短，键能越大，所以O-H键的键能应介于N-H键和F-H键之间，N-H键键能为391kJ/mol，F-H键的键能为565kJ/mol，因此O-H键的键能为467kJ/mol；电解水的化学方程式为：2H2O2H2↑+O2↑，根据表中数据计算，电解1molH2O，需要吸收的能量为：(4672-463-0.5498)kJ=249kJ。 （2）氧的电负性小于氟，所以O-H键极性比F-H键极性弱；氧的原子半径比氟大，原子半径越小，键长越短，则O-H键的键长比F-H键的键长长。 （3）H2O中氧原子的价电子对数为2+(6-21)=4，有2对孤对电子，H3O+中氧原子的价电子对数为3+(6-1-31)=4，有1对孤对电子，H2O分子中孤对电子对成键电子对的排斥作用大于H3O+中孤对电子对成键电子对的排斥作用，所以H2O中H-O-H键的键角比H3O+中的小。 20．(1)④⑤ (2) D B A C (3) 8 2 有 非极性分子 2∶1 解析：（1）p-pπ键属于镜面对称，具有镜子与成像关系的有④2个pz轨道以肩并肩方式发生重叠，形成π键，⑤2个py轨道以肩并肩方式发生重叠，形成π键，故答案为：④⑤。 （2）方式①是s-s σ键，故为氢气分子，两个氢原子通过1s轨道形成σ键，故选D； 方式②是s-p σ键，故为氯化氢，氢原子通过1s轨道与氯原子的3p轨道形成σ键，故选B； 方式③是p-p σ键，故为氯气，两个氯原子通过3p轨道形成σ键，故选A； 同时含有③、④、⑤三种方式化学键的物质是氮气，两个氮原子通过2p轨道形成σ键；同时另外两个p轨道以肩并肩的方式形成两个π键，故选C。 （3）①由图可知甲分子中含有3个C-H键，1个O-H键，1个C-C键，1个C-O键，1个C=C键，1个C=O键，单键属于σ键，双键中含有1个σ键，1个π键，所以该分子中，有2个π键，8个σ键； ②乙分子中含有C-H键，属于极性键，乙烯是非极性分子； ③丙分子中含有3个C-H键，1个碳碳双键，1个碳碳单键，1个碳氮三键，单键属于σ键，双键中含有1个σ键，1个π键，三键中含有1个σ键，2个π键，丙分子中σ键与π键的数目之比为6：3=2：1。 21．(1) sp3 (2)sp3 (3) sp2、sp3 正四面体形 解析：（1）KH2PO2是次磷酸的正盐，H3PO2是一元弱酸，分子中含1个—OH，另外2个H与P成键，还有一个O与P形成双键，故其结构式为；P原子形成4个σ键、没有孤电子对，故其价层电子对数为4，P原子采取sp3杂化；故答案为；sp3； （2）SiCl4中Si原子价层电子对数为，不含孤电子对，其中Si采取的杂化类型为sp3；故答案为sp3； （3）N-甲基咪唑分子中，—CH3碳原子只形成单键，则采取sp3杂化；五元杂环上碳原子形成2个单键和1个双键，则采取sp2杂化；SiX4中Si原子价层电子对数为，不含孤电子对，则VSEPR模型和SiX4的空间构型均为正四面体形；故答案为sp2、sp3；正四面体形。 22．O>Ge>Zn c GeCl4+2H2O=4HCl+GeO2 Ge原子半径大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键 解析：(1)基态锗(Ge)的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2，4p轨道两个电子未成对，所以有2个未成对电子。 (2) 元素的金属性越强，其电负性越小；元素的非金属性越强，其电负性越大；所以Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是O>Ge>Zn。 (3) COCl2分子中C原子采取sp2杂化成键，C原子与氯原子之间形成C-Cl单键，故C原子与O原子之间形成C=O双键，所以光气的结构式为：，双键中含有1个σ键、1个π键，答案选c。 (4) GeCl4可水解生成一种氧化物和一种无氧酸，所以生成了HCl和GeO2，根据原子守恒可知其化学反应方程式为：GeCl4+2H2O=4HCl+GeO2。 (5) Ge与C是同族元素，但是Ge电子层数更多，原子半径更大，原子间形成的σ单键较长，p-p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠，难以形成π键。 三、元素或物质推断题 23． V形 【分析】X、Y、Z、W、M五种常见短周期元素，基态X原子p能级的成对电子与未成对电子数相等，核外电子排布式为1s22s2p4，可知X为O；Y的简单离子带一个单位电荷，其电子排布与X的简单离子相同，Y为Na；W的最高价氧化物十分坚硬，能溶于烧碱溶液，但不溶于盐酸，W为Si；Y、Z的最高价氧化物对应的水化物及M的氢化物的水溶液两两皆能反应，M的原子半径最小，原子序数最大，则M为Cl，Z为Al，以此来解答。 解析：(1)Z为Al，基态Z原子的电子排布式为；核外电子层数越多，离子半径越大，核外电子排布相同时，离子半径随原子序数的增大而减小，则X、Y、Z、M的简单离子半径由小到大的顺序为。 (2)X、Y按原子个数比1∶1形成的化合物是过氧化钠，化学式为，该化合物的电子式为。 (3)电负性与第一电离能都大于X元素，该元素是F，其单质在加热条件下与等物质的量的烧碱完全反应，生成钠盐、和一种气体，反应中F元素化合价降低，则氧元素化合价一定升高，因此方程式为2F2+2NaOH＝2NaF+H2O+OF2↑，该气体的分子式为，中心原子含有的孤对电子是，所以其空间结构为V形。 (4)Z与M形成的化合物为气体，其分子式为，由于每个原子最外层都达到8电子结构，因此其结构式为。 学科网（北京）股份有限公司 $$