2.2.共价键与分子的空间结构课后练习2023-2024学年高二下学期化学鲁科版（2019）选择性必修2

2.2.共价键与分子的空间结构课后练习2023-2024学年下学期高二化学鲁科版（2019）选择性必修2 一、单选题 1．2022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 2．下列化学用语正确的是 A．中子数为20的氯原子： B．HClO的电子式： C．的球棍模型： D．的结构示意图： 3．下列符号表征或说法错误的是 A．的电离： B．基态Fe原子的价层电子排布式： C．的结构示意图： D．分子的空间结构：三角锥形 4．下列化学用语表示正确的是 A．HClO的结构式： B．的价层电子对互斥模型： C．羟基的电子式： D．乙酸分子的键线式： 5．下列化学用语的表达正确的是 A．反-2-丁烯的分子结构模型： B．的结构示意图： C．用电子式表示的形成过程： D．的模型为平面三角形 6．已知为共价化合物，两个键间的夹角为180°，则属于 A．由极性键构成的极性分子 B．由极性键构成的非极性分子 C．由非极性键构成的极性分子 D．由非极性键构成的非极性分子 7．下列微粒的空间构型与相同的是 A． B． C． D． 8．下列现象不能用“相似相溶”规律解释的是 A．氨气易溶于水 B．氯气易溶于氢氧化钠溶液 C．酒精易溶于水 D．碘易溶于四氯化碳 9．下列化学用语正确的是 A．中子数为9的氮原子：N B．Cl2O的比例模型为 C．铵根的电子式为 D．氢氰酸的结构式为H—C=N 10．将密封良好的饼干从平原带到高原，包装袋会鼓起，这是因为（    ） A．饼干的质量变大 B．袋内气体分子个数增多 C．高原地区大气压强较大 D．袋内气体分子间的间隙变大 11．反应可制备硫酸铵晶体。下列说法正确的是 A．中子数为20的钙原子： B．H2O的电子式为 C．空间构型为三角锥形 D．仅含共价键 12．A、B、C、D为四种短周期主族元素，在周期表中的相对位置如图所示，D的最高价氧化物对应水化物在周期表中酸性最强，下列说法正确的是 A B C D A．原子半径：C＞B＞A B．第一电离能：B＞A＞C C．CB2是含极性键的非极性分子 D．离子DB中中心原子的价层电子对数为4 13．下列说法不正确的是 A．H2O的VSEPR模型和空间结构都是角形 B．是直线形分子 C．的空间结构为平面三角形 D．中原子含1个孤电子对 14．通常把原子总数相同及价层电子总数也相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同，则下列有关说法正确的是 A．CH4和是等电子体，键角均为60° B．和是等电子体，均为平面正三角形结构 C．H3O+和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构 D．B3N3H6和苯是等电子体，二者都是极性分子 15．的分子结构与相似，如图所示。下列有关说法错误的是 A．是极性分子 B．分子中，S为+1价，Cl为-1价 C．分子中既含有极性键又含有非极性键 D．分子中S原子为杂化 16．下列表示正确的是 A．丙氨酸的结构简式： B．基态氧原子的价电子排布图为： C．的价层电子对互斥()模型： D．中子数为34的锌原子： 17．下列关于丙氨酸的说法中，正确的是 A．Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同 B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，都是非极性分子 C．Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列 D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目不完全相同 18．微粒间的作用力主要有离子键、共价键、金属键(存在于金属单质与合金中)、分子间作用力。下列各组物质中，所含有的相互作用力类型最多的一组是 A．Na2O2   Na2O B．KClO   SiO2 C．K   NaCl D．HF   NaOH 19．是一种光催化半导体材料(其结构如图1所示)。光照时，光催化材料会产生电子()和空穴()，能实现和的资源化转化(如图2所示)。下列说法错误的是 A．该光催化材料实现了太阳能→化学能 B．每消耗22g，能产生1mol C．转化的反应为 D．图1和图2物质中碳原子共形成4种不同的共价键 20．第三周期主族元素X、Y、Z、W的主要化合价、价电子数和第一电离能的关系如图所示。下列叙述错误的是 A．元素电负性： B．简单氢化物分子的键角： C．最高价氧化物对应水化物的酸性： D．氟化物和的VSEPR模型相同 21．三种前四周期主族元素X、Y、Z形成的一种化合物具有高效的储氢性能，其氢含量高达7.84％，释氢时的原理为Z(YX4)2=ZX2+2Y+3X2。下列说法错误的是 A．化合物Z(YX4)2中的Y不满足8电子稳定结构 B．化合物Z(YX4)2中含有离子键、共价键、配位键 C．同周期中第一电离能小于Y的元素只有1种 D．YX阴离子为正四面体结构 22．利用反应可得到金属表面脱氧剂。下列叙述正确的是 A．和为共价化合物，均只含极性键 B．NaClO和NaCl为离子化合物，固体可以导电 C．氢原子与氧原子形成的过程可表示为 D．分子空间结构呈三角形 23．点击化学()主旨是通过小单元的拼接，来快速可靠地完成分子的化学合成。一价铜催化的叠氮化物与炔烃环加成反应是点击化学中的经典反应，下列说法正确的是 A．基态的核外电子有15种空间运动状态 B．的电负性由大到小的顺序是 C．平面分子中存在 D．丙炔中键与键数目比为2：3 24．下列叙述中，不正确的是 A．微粒半径由小到大顺序是H＋<Li＋<H－ B．杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子 C．由非金属元素形成的物质中一定存在共价键，一定不存在离子键 D．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为四面体结构 25．由EDTA制备食品铁强化剂Na[FeEDTA]的合成路线如图： + 下列有关说法正确的是 A．Na[FeEDTA]中的Fe元素的化合价为+2价 B．[FeEDTA]-中碳原子的杂化类型为sp2 C．1molEDTA与盐酸反应时最多消耗2molHCl D．EDTA分子间可通过取代反应形成肽键 二、填空题 26．成语“信口雌黄”中雌黄的分子式为，分子结构如图，原子的杂化方式为 。 27．S2Cl2和SCl2均为重要的化工产品。 (1)二氯化二硫是广泛用于橡胶工业的硫化剂，常温下是一种橙黄色有恶臭的液体，它的分子结构如图所示。S2Cl2的结构式为 ，其化学键类型有 (填“极性键”或“非极性键”)。 (2)S2Cl2中硫的化合价为 ，S2Cl2分子中中心S原子的杂化轨道空间分布为 ，S原子有 对孤电子对，S2Cl2是 (填“极性”或“非极性”)分子。 (3)S2Cl2易发生水解反应，产生无色有刺激性气味的气体，同时生成淡黄色沉淀，该反应的化学方程式为 。 (4)实验室在111～140℃的温度下加热氯气和硫蒸气的混合物可制得S2Cl2，为检测所得物质中否纯净，某同学认为只要通过设计实验检测到有氯和硫两种元素存在，即可认为所得物质为纯净物的二氯化二硫。试从元素的价态分析并判断该同学的实验方案是否可行。 。 28．磷酸亚铁锂(LiFePO4)可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用FeCl3、NH4H2PO4、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题： (1)在周期表中，与Li的化学性质最相似的邻族元素是 ，该元素基态原子核外M层电子的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。 (2)FeCl3中的化学键具有明显的共价性，蒸汽状态下以双聚分子存在的FeCl3，其中Fe的配位数为 。从结构角度来看，Fe2+易被氧化成Fe3+的原因是 。 (3)NH4H2PO4中P的 杂化轨道与O的2p轨道形成 键。 (4)磷酸亚铁锂LiFePO4是一种新型汽车锂离子电池的电极材料，磷酸亚铁锂电池总反应为：FePO4+LiLiFePO4，下列叙述不正确的是_______。 A．放电时，Li作负极 B．电解质溶液为非水溶液体系 C．充电时铁元素发生还原反应 D．若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，该电池消耗锂的质量为1.4g 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： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A C D B C B C D 题号 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 答案 A D A B D B C D D D 题号 21 22 23 24 25 答案 A C C C C 1．D 【详解】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。 2．B 【详解】A．中子数为20的氯原子：，A错误； B．HClO的电子式为，B正确； C．氯原子比氧原子半径大，C错误； D．核内质子数为9，D错误； 答案选B。 3．A 【详解】A．醋酸为弱酸，部分电离，，A错误； B．铁为26号元素，基态Fe原子的价层电子排布式：，B正确； C．硫离子的核电荷数为16，核外电子数为18，其结构示意图为，C正确； D．NH3分子中N原子的价层电子对数为3＋=4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构，D正确； 故选A。 4．C 【详解】A．HClO的结构式：，A错误； B．H2O的中心原子价层电子对数为：，采取sp3杂化，VSEPR模型为四面体形，有2对孤对电子，空间构型为V形，图示所给为实际分子的空间构型，B错误； C．羟基为-OH，其电子式为：，C正确； D．乙酸分子的键线式：，D错误； 故选：C。 5．D 【详解】A．因为两个甲基均在同侧，所以此结构为顺-2-丁烯，故A错误； B．Fe2+的结构示意图为，故B错误； C．电子式表示MgCl2的形成过程，故C错误； D．碳酸根中心原子C无孤电子对，有3对成键电子时，C采用sp2杂化，VSEPR呈平面三角形结构，故D正确； 故答案选D。 6．B 【详解】中键是不同元素的原子形成的共价键，为极性键，两个键间的夹角为180°，说明分子是对称的，正电荷重心与负电荷重心重合，属于非极性分子，故是由极性键形成的非极性分子，故选：B。 7．C 【分析】中中心原子的价层电子对数是3，不含有孤对电子，属于平面三角形，据此解答。 【详解】A. 中中心原子的价层电子对数是3+4，含有一对孤对电子，空间构型是三角锥形，A不选； B. 中中心原子的价层电子对数是3+4，含有一对孤对电子，空间构型是三角锥形，B不选； C. 中中心原子的价层电子对数是3+3，不含有孤对电子，空间构型是平面三角形，C选； D. 中中心原子的价层电子对数是3+4，含有一对孤对电子，空间构型是三角锥形，D不选； 答案选C。 8．B 【详解】A．氨气和水都是极性分子，氨气易溶于水符合相似相溶规律，故A不符合； B． 氯气分子是非极性分子，氢氧化钠是离子化合物，氯气和氢氧化钠的结构不相似，但能相溶，不符合相似相溶规则，而是氯气能与氢氧化钠反应，故B符合； C． 乙醇分子和水分子都是极性分子，酒精易溶于水符合相似相溶规律，故C不符合； D． 碘是非极性分子，四氯化碳是非极性分子，碘易溶于四氯化碳符合相似相溶规律，故D不符合； 故选B。 9．C 【详解】A． 中子数为9的氮原子其质量数为16：N，A错误；     B． Cl2O的孤电子对数=、价层电子对数=2+2=4，故为sp3杂化、空间构型为V形，空间充填模型(比例模型)要体现分子的空间构型、原子的相对大小，通常电子层数多时原子半径较大，则氯原子半径较大，B错误； C． 铵根内，有3个常规N-H、1个配位键，则电子式为，C正确；     D．氢氰酸的电子式为，则其碳氮之间为三键不是双键，D错误； 答案选C。 10．D 【详解】将密封良好的方便面从平原带到高原时，包装会鼓起，是因为压强减小，分子间的间隔变大，故答案选D。 11．A 【详解】A．中子数为20的钙原子，质量数为20+20=40，表示为，故A正确； B．H2O的电子式为：，故B错误； C．的中心原子价层电子对数为3+（4+2-3×2）=3，且没有孤电子对数，空间构型为平面三角形，故C错误； D．含有共价键和离子键，故D错误； 故选A。 12．D 【分析】A、B、C、D为四种短周期主族元素，在周期表中的相对位置如图所示，D的最高价氧化物对应水化物在周期表中酸性最强，则D为Cl，C为S，B为O，A为N。 【详解】A．根据层多径大，同电子层结构核多径小，则原子半径：C＞A＞B，故A错误； B．根据同周期从左到右第一电离能呈增大趋势，但第IIA族大于第IIIA族，第VA族大于第VIA族，同主族从上到下第一电离能逐渐减小，因此第一电离能：A＞B＞C，故B错误； C．CB2(SO2)中心原子价层电子对数为，空间构型为“V”形，是含极性键的极性分子，故C错误； D．离子DB()中中心原子的价层电子对数为，故D正确。 综上所述，答案为D。 13．A 【详解】A． H2O的中心原子的价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，由于含有2个孤电子对，故空间结构为角形，A错误； B． 的中心原子的价层电子对数为，VSEPR模型为直线形，由于不含孤电子对，故空间结构是直线形，B正确； C． 的中心原子的价层电子对数为，VSEPR模型为平面三角形，由于不含孤电子对，故空间结构为平面三角形，C正确； D． 的中心原子的孤电子对数为，D正确； 故选A。 14．B 【详解】A．CH4和是等电子体，分子构型均为正四面体，键角均为，A错误；                                                  B．和是等电子体，均为平面正三角形结构，B正确； C．H3O+和PCl3价层电子总数不相等，不是等电子体，C错误；    D．B3N3H6和苯是等电子体，两种分子的空间结构相似，二者都是非极性分子，D错误； 故选B。 15．D 【详解】A．该分子中，电荷分布是不均匀的，不对称的，所以是极性分子，故A正确； B．S2Cl2分子中，S为+1价，Cl为-1价，故B正确； C．Cl-S-S-Cl中硫原子和硫原子之间存在非极性键，硫和氯原子之间存在极性键，故C正确； D．分子中含有2个δ键，且含有2个孤电子对，应为sp3杂化，故D错误； 答案选D。 16．B 【详解】A．丙氨酸的结构简式：CH3CH(NH2)COOH，故A错误； B．根据洪特规则，电子分布到能量筒并的原子轨道时，优先以自旋相同的方式分别占据不同的轨道，这种排布方式原子的总能量最低，则基态氧原子的价电子排布图为：，故B正确； C．的价层电子对数为：，含有2对孤电子对，价层电子对互斥()模型为：，故C错误； D．锌为30号元素，中子数为34的锌原子：，故D错误； 故答案选B。 17．C 【详解】A．Ⅰ和Ⅱ在某些性质上有所不同，但它们有着相同的官能团，化学性质相似，故A错误； B．根据其结构可知，结构不对称，两种分子都是极性分子，故B错误； C．根据其结构可知，Ⅰ和Ⅱ具有完全相同的组成和原子排列，故C正确； D．Ⅰ和Ⅱ互为对映异构体，所含化学键的种类与数目是相同的，故D错误。 答案选C。 18．D 【详解】A.Na2O2中含有离子键和共价键，Na2O中只有离子键； B.KClO中含有离子键和共价键，SiO2中含有共价键； C.K是金属单质，含有金属键，NaCl中含有离子键； D.HF中含有共价键和分子间作用力，NaOH中含有离子键和共价键； 则所含有的相互作用力类型最多的一组是HF、NaOH，综上所述D满足题意； 故选D。 19．D 【详解】A．光照时，光催化材料会产生电子()和空穴()，能实现和的资源化转化，A正确； B．22g二氧化碳得到变成CH4，得失电子守恒可知H2O中的-2价氧元素失去4mol电子生成1molO2，B正确； C．空穴()可得电子，可视为氧化剂，转化的反应为，C正确； D．图1和图2物质中碳原子的杂化方式共有3种，甲烷中的碳采用sp3杂化，二氧化碳中是sp杂化，中碳采用sp2杂化，D错误； 故选D。 20．D 【分析】根据图像可知，X最低价为-1，第一电离能最大，为氯元素，Y价电子数为4，为硅元素，Z价电子数为5，为磷元素，W价电子数为6，为硫元素。 【详解】A．同周期从左至右元素电负性依次增大，硅、磷、硫、氯的电负性依次增大，A正确； B．、、的中心原子均采用杂化，中心原子孤电子对数依次为0、1、2，键角依次减小，B正确； C．Si、P、Cl的非金属性逐渐增强，故、、酸性依次增强，C正确； D．中心原子有4个价层电子对，中心原子有5个价层电子对，它们VSEPR模型不同，D错误； 答案选D。 21．A 【分析】三种前四周期主族元素X、Y、Z形成的一种化合物具有高效的储氢性能，根据释氢时的原理为Z(YX4)2=ZX2+2Y+3X2可知， X2为H2，X为H，根据化合物中各元素的代数和为0，Z(YX4)2中Z呈+2价、存在YX、则X即H为-1价、Y为+3价，则Y为B或Al元素、由Z(YX4)2其氢含量高达7.84％，可知，Y为Al、Z为Ca元素，Z(YX4)2为Ca(AlH4)2，据此回答。 【详解】A．化合物Z(YX4)2中存在YX即AlH，Y满足8电子稳定结构，A错误； B．化合物Z(YX4)2为Ca(AlH4)2 ，钙离子与AlH间为离子键、AlH中含有共价键、配位键，B正确； C．同周期元素第一电离能从左到右有增大的趋势，但基态Mg的3s2为全充满、结构稳定、第一电离能 Mg大于 Al，则同周期中第一电离能小于Y(Al)的元素只有1种即钠，C正确； D． YX阴离子中心原子孤电子对数 、价电子对数= ，则其空间构型为正四面体结构，D正确； 答案选A。 22．C 【详解】A． 和为共价化合物，中含有氮氢极性键和氮氮非极性键，故A错误； B． NaClO是由钠离子和次氯酸根离子构成的离子化合物，NaCl是由钠离子和氯离子构成的离子化合物，固体中离子不能自由移动，不导电，故B错误； C． 氢和氧原子通过共用电子对形成共价化合物，氢原子与氧原子形成的过程可表示为，故C正确； D． 分子的中心原子N的价层电子对数为3+ =4，采取sp3杂化，有一对孤对电子，空间构型为三角锥形，故D错误； 故选C。 23．C 【详解】A．铜元素的原子序数为29，基态亚铜离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10，核外电子有14种空间运动状态，故A错误； B．元素的非金属性越强，电负性越大，元素非金属性强弱顺序为N＞C＞H，则电负性由大到小的顺序为N＞C＞H，故B错误； C．由分子为平面结构可知，分子中存在大π键，故C正确； D．丙炔分子中单键为σ键，三键中含有1个σ键和2个π键，则分子中π键与σ键数目比为2：6=1：3，故D错误； 故选C。 24．C 【详解】A．H＋核外无电子，离子半径最小，Li＋和H－电子层结构相同，H－核电荷数较小，离子半径较大，所以离子半径的大小顺序为H＋＜Li＋＜H－，故A正确； B．杂化轨道形成的键都是σ键，而双键、三键中的π键都是未杂化的轨道形成的，故杂化轨道只用于形成σ键或用于容纳未参与成键的孤对电子，故B正确； C．铵盐是由非金属元素形成的离子化合物中，化合物中存在离子键，也存在共价键，故C错误； D．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，若中心原子的孤对电子对数为0，分子的空间构型为四面体结构，若孤电子对对数为1或2，分子的空间构型为三角锥形或V形，故D正确； 故选C。 25．C 【详解】A．由Na[FeEDTA]的结构可知，化合物中铁元素的化合价为+3价，故A错误； B．由Na[FeEDTA]的结构可知，化合物中含有杂化方式为sp3的单键碳原子和杂化方式为sp2的双键碳原子，故B错误； C．由结构简式可知，EDTA分子中含有2个氮原子，则1molEDTA与盐酸反应时最多消耗2molHCl，故C正确； D．肽键是指氨基酸之间形成的酰胺基，EDTA不是氨基酸，即便N原子上有H原子也不能形成肽键，故D错误； 故选C。 26． 【详解】由结构图可知，黑色球为As、白色球为S，分子中As原子形成3个σ键、还含有1对孤电子对，杂化轨道数目为3+1=4，As杂化方式为sp3杂化。 27．(1) Cl﹣S﹣S﹣Cl 极性键和非极性键 (2) +1 四面体形 2 极性 (3)2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑ (4)不可行，S2Cl2中硫元素为+1价，而硫可形成多种价态如+4、+6价，在氯气过量的条件下可氧化为更高价态的氯化物，同样也含有这两种元素 【详解】（1）根据S2Cl2的结构可知，其结构式为Cl﹣S﹣S﹣Cl，所以含有极性键Cl﹣S和非极性键S﹣S键； （2）中氯化合价为-1，故硫的化合价为+1； 价层电子对数=σ键个数+孤电子对数，S2Cl2分子中每个S原子价层电子对数=2+2=4，所以采取sp3杂化，即杂化轨道空间分布为四面体形；含有2对孤对电子对； 由图可知，其结构不对称，正电中心和负电中心不重合，故它是极性分子； （3）淡黄色沉淀为硫单质，其硫元素化合价降低，结合氧化还原反应规律可知还需有元素化合价升高，由题中信息可知刺激性气体含有二氧化硫，即方程式为2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl↑； （4）氯气具有强氧化性，当氯气过量时会把硫元素氧化到更高的价态，素以该方案不行，即S2Cl2中硫元素为+1价，而硫可形成多种价态如+4、+6价，在氯气过量的条件下可氧化为更高价态的氯化物，同样也含有这两种元素。 28．(1) 镁(Mg) 相反 (2) 4 Fe3+的3d5半满状态更稳定 (3) sp3 σ (4)C 【解析】(1) 依据对角线规则，与Li的化学性质最相似的邻族元素是镁，镁的M层电子排布式为3s2，电子的自旋状态相反。 (2) FeCl3的双聚分子就是两个FeCl3相连接在一起，已知FeCl3中的化学键具有明显的共价性，其双聚分子结构为，铁原子的配位数为4，Fe2+的价电子排布式为3d6，Fe3+的价电子排布式为3d5，处于半满状态更稳定，因此Fe2+易被氧化成Fe3+。 (3) PO的中心原子P的价层电子对数为4+=4，采取sp3杂化，其sp3杂化轨道与O的2p轨道形成σ键。 (4) A．放电时，锂元素化合价升高，失电子，Li作负极，A正确； B．金属锂可以与水反应，所以电解质溶液为非水溶液体系，B正确； C．充电时铁元素化合价升高，失电子，发生氧化反应，C错误； D．电池放电时，锂作负极，负极反应式为：Li-e-=Li+，若用该电池电解饱和食盐水(电解池电极均为惰性电极)，当电解池两极共有4480mL气体(标准状况)产生时，气体的物质的量为=0.2mol，生成氢气0.1mol，则H2~2Li~2e-，消耗Li的物质的量为0.2mol，质量为0.2mol7g/mol=1.4g，D正确； 答案选C。 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 $$