第二单元 分子结构与性质【单元卷·测试卷】-2024-2025学年高二化学单元速记·巧练（沪科版2020选择性必修2）

第二单元 分子结构与性质 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、元素的结构与性质（14分） 1．研究发现，铝元素能损害人的脑细胞。适当地补充碘元素可预防甲状腺肿大，但摄入过多也会导致甲状腺肿大，因此补充人体所需的元素时也要适可而止。试回答下列问题： (1)Fe也是人体需要补充的元素之一，试写出基态Fe2+的核外电子排布式： 。 (2)氯化铝的熔点是194 ℃，氧化铝的熔点是2 054 ℃，但是工业上不能用电解熔融氯化铝的方法获取铝单质，这是因为 。 (3)F与I是同一主族的元素，BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别为 、 ，BeF2分子的立体构型是 ，H2O分子的立体构型是 。 （4）侯氏制碱法的原理是。关于该反应的叙述正确的是 A．与的键角相等 B．和的晶体类型相同 C．热稳定性： D．和的VSEPR模型相同 二、铁系元素（22分） 2．铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第VIII族的元素，在化学上称为铁系元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 (1)FeSO4的负离子的空间构型为 。 (2)FeCl3蒸气状态下以双聚分子形式存在(如下图)，双聚分子中存在配位键，请在下图中标出配位键的位置 。 (3)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103℃，则Fe(CO)5中含有的化学键类型包括___________(填字母)。 A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键 (4)镍能形成多种配合物，如Ni(CO)4、[Ni(CN)4]2-、[Ni(NH3)6]2+等，下列有关说法正确的是___________(填选项字母)。 A．[Ni(NH3)6]2+中含有共价键和离子键 B．CO与CN-互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键的个数比为1：2 C．NH3中N原子为sp3杂化，其空间构型为正四面体形 D．Ni2+在形成配合物时其配位数只能为4，Fe在形成配合物时其配位数只能为6 (5)CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni的化合价都是+2，则Fe的化合价是 。Fe3+比Fe2+更稳定的原因是 。。 (6)工业上常用羰基镍Ni(CO)4制备高纯镍，其熔点-19℃，沸点43℃，羰基镍属于 (填晶体类型)。Ni(CO)4，呈正四面体构型，Ni(CO)4易溶于 (填标号)。 A．水        B．四氯化碳        C．苯        D．硫酸镍溶液 (7)Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是 。 （8）下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 常温下S在CS2中的溶解度强于在H2O中的溶解度 分子的极性 B CH3NH2的碱性强于NH3的碱性 孤电子对的个数 C 金刚石的硬度大于钠的硬度 晶体的类型 D 对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸的沸点 氢键的类型 A．A B．B C．C D．D 三、铜元素在化学生产中的应用（22分） 3．铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)基态铜原子的价层电子排布式为 ，核外电子占据的最高能层符号是 ，其在元素周期表中的位置为 。 (2)下列现代分析手段中，可用于检验水中痕量铜元素的是 (填标号)。 A．原子光谱        B．质谱        C．红外光谱 (3)石青的化学式为Cu2(CO3)(OH)2，其中CO的空间构型为 。 (4)已知NH3分子中H-N-H的键角为107.3°，则配合物[Cu(NH3)4]SO4中H-N-H的键角 107.3°(填“大于”、“小于”、“等于”)。 (5)CuCl2可与某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物，其结构简式如图所示。该配合物分子中N原子的杂化类型为 ，1mol该有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键为 mol。 (6)某 M 原子的外围电子排布式为 3s23p5，铜与 M 形成化合物的晶胞如图所示。 ①已知铜和 M 的电负性分别为1.9和3.0，则铜与 M 形成的该种化合物属 (填“离子”或“共价”)化合物，其化学式为 。 ②铜和M形成的晶体中每个 M 原子周围最近等距的铜原子数目为 。 四、铬元素的配位化合物（20分） 4．铬属于过渡元素，三价铬离子能形成多种配位化合物，例如：。 (1)对于基态原子，下列叙述不正确的是 。 A．铬位于周期表的第四周期族     B．基态铬原子核外电子排布式为 C．轨道上电子能量大于 (2)中提供空轨道形成配位键的原子或离子是 ，中心离子的配位数为 。 (3)中所含元素中，三种元素第一电离能由大到小的顺序为____。 A．O>Cl>N B．Cl>N>O C．N>O>Cl D．O>N>Cl (4)中基态原子核外电子的运动状态有 种，核外电子的空间运动状态有 种。 (5)中配体分子以及分子的空间结构和相应的键角如图所示。 ①的中心原子的杂化类型是 。 A．    B．    C． ②分子的空间构型是 。 A直线形    B．平面三角形    C．三角锥形    D．正四面体形 ③的沸点比的高，原因是 ，的键角小于，原因是 。 五、碳纳米管与高效催化剂(22分） 5．将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上可得一种高效催化剂。 (1)图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于共价晶体的是 ，C60间的作用力是 。 (2)基态Co原子核外有 种运动状态不同的电子，价电子的轨道表示式为 。Co元素位于元素周期表的 区。 (3)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。 (4)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第一单元 原子结构与性质 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 试卷第13页，共14页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第二单元 分子结构与性质 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 一、元素的结构与性质（14分） 1．研究发现，铝元素能损害人的脑细胞。适当地补充碘元素可预防甲状腺肿大，但摄入过多也会导致甲状腺肿大，因此补充人体所需的元素时也要适可而止。试回答下列问题： (1)Fe也是人体需要补充的元素之一，试写出基态Fe2+的核外电子排布式： 。 (2)氯化铝的熔点是194 ℃，氧化铝的熔点是2 054 ℃，但是工业上不能用电解熔融氯化铝的方法获取铝单质，这是因为 。 (3)F与I是同一主族的元素，BeF2与H2O都是由三个原子构成的共价化合物分子，二者分子中的中心原子Be和O的杂化方式分别为 、 ，BeF2分子的立体构型是 ，H2O分子的立体构型是 。 （4）侯氏制碱法的原理是。关于该反应的叙述正确的是 A．与的键角相等 B．和的晶体类型相同 C．热稳定性： D．和的VSEPR模型相同 【答案】(1)1s22s22p63s23p63d6（2分） (2)氯化铝是分子晶体，熔融状态下不能导电（2分） (3) sp（2分） sp3（2分） 直线形（2分） V形（2分） （4）D（2分） 【解析】（1）铁元素的原子序数为26，基态亚铁离子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6，故答案为：1s22s22p63s23p63d6； （2）由熔点可知，氯化铝是熔点低的分子晶体，熔融状态下不能导电，所以工业上不能用电解熔融氯化铝的方法获取铝单质，故答案为：氯化铝是分子晶体，熔融状态下不能导电； （3）二氟化铍分子中铍原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0，则原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间构型为直线形；水分子中铍原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为2，则原子的杂化方式为sp3杂化，分子的空间构型为V形，故答案为：sp；sp3；直线形；V形； （4）A．为直线形分子，为V形分子，的键角大于，A错误； B．为分子晶体，为离子晶体，B错误； C．受热易分解，热稳定性：，C错误； D．和的中心原子都是4个价层电子对，VSEPR模型都是四面体形，D正确； 答案选D。 二、铁系元素（22分） 2．铁(Fe)、钴(Co)、镍(Ni)是第四周期第VIII族的元素，在化学上称为铁系元素，其化合物在生产生活中应用广泛。 (1)FeSO4的负离子的空间构型为 。 (2)FeCl3蒸气状态下以双聚分子形式存在(如下图)，双聚分子中存在配位键，请在下图中标出配位键的位置 。 (3)铁系元素能与CO形成Fe(CO)5、Ni(CO)4等金属羰基化合物。已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103℃，则Fe(CO)5中含有的化学键类型包括___________(填字母)。 A．极性共价键 B．离子键 C．配位键 D．金属键 (4)镍能形成多种配合物，如Ni(CO)4、[Ni(CN)4]2-、[Ni(NH3)6]2+等，下列有关说法正确的是___________(填选项字母)。 A．[Ni(NH3)6]2+中含有共价键和离子键 B．CO与CN-互为等电子体，其中CO分子内σ键和π键的个数比为1：2 C．NH3中N原子为sp3杂化，其空间构型为正四面体形 D．Ni2+在形成配合物时其配位数只能为4，Fe在形成配合物时其配位数只能为6 (5)CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni的化合价都是+2，则Fe的化合价是 。Fe3+比Fe2+更稳定的原因是 。。 (6)工业上常用羰基镍Ni(CO)4制备高纯镍，其熔点-19℃，沸点43℃，羰基镍属于 (填晶体类型)。Ni(CO)4，呈正四面体构型，Ni(CO)4易溶于 (填标号)。 A．水        B．四氯化碳        C．苯        D．硫酸镍溶液 (7)Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是 。 （8）下列性质差异与结构因素匹配错误的是 选项 性质差异 结构因素 A 常温下S在CS2中的溶解度强于在H2O中的溶解度 分子的极性 B CH3NH2的碱性强于NH3的碱性 孤电子对的个数 C 金刚石的硬度大于钠的硬度 晶体的类型 D 对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸的沸点 氢键的类型 A．A B．B C．C D．D 【答案】(1)正四面体（2分） (2)（2分） (3)AC（3分） (4)B（2分） (5) +3 （2分） Fe3+的价层电子排布为3d5，半充满状态，更稳定（2分） (6) 分子晶体（2分） BC（3分） (7)同为金属晶体，钙和铁钴镍电子层数相同，钙核电荷数小，原子半径大，金属键强度弱，所以熔点低（2分） (8) B（2分） 【解析】（1）FeSO4的负离子为硫酸根离子，中心原子的价层电子对数为4+0=4，则其空间构型为正四面体，故答案为：正四面体； （2） FeCl3蒸气状态下以双聚分子存在时，中间的氯原子形成2个共价键，其中一条为配位键，氯原子提供孤电子对，Fe提供空轨道，则标出配位键的位置为，故答案为：； （3）已知室温时Fe(CO)5为浅黄色液体，沸点103℃，则Fe(CO)5为分子晶体，其含有的化学键类型包括极性共价键、配位键，故答案为：AC； （4）A．[Ni(NH3)6]2+中含有共价键和配位键，不含离子键，A错误； B．CO与CN-互为等电子体，其中均含三键，则CO分子内σ键和π键的个数比为1：2，B正确； C．NH3中N原子的价层电子对数为3+1=4，为sp3杂化，其空间构型为三角锥，C错误； D．[Ni(NH3)6]2+中Ni2+在形成配合物时其配位数为6，Fe(CO)5中Fe在形成配合物时其配位数为5，D错误； 故答案为：B； （5）CoxNi(1-x)Fe2O4中Co、Ni的化合价都是+2，利用物质中正负化合价相等可知，Fe的化合价是+3，Fe3+的价电子排布式为3d5，半充满比较稳定，Fe2+的价电子排布式为3d6，不是半充满状态，相对而言不是很稳定。故答案为：+3；Fe3+的价层电子排布为3d5，半充满状态，更稳定； （6）工业上常用羰基镍Ni(CO)4制备高纯镍，其熔点-19℃，沸点43℃，其熔沸点较低，羰基镍属于分子晶体；Ni(CO)4，呈正四面体构型，为非极性分子，根据相似相溶原理，Ni(CO)4易溶于非极性溶剂中，选项中四氯化碳和苯为非极性溶剂，故答案为：分子晶体；BC； （7）Fe、Co、Ni与Ca都位于第四周期且最外层电子数相同，但相应单质的熔点，Fe、Co、Ni明显高于Ca，其原因是同为金属晶体，钙和铁钴镍电子层数相同，钙核电荷数小，原子半径大，金属键强度弱，所以熔点低，故答案为：同为金属晶体，钙和铁钴镍电子层数相同，钙核电荷数小，原子半径大，金属键强度弱，所以熔点低。 (8) A．S和CS2都属于非极性分子，H2O是极性分子，由“相似相溶”原理可知，A正确； B．CH3NH2的碱性强于NH3，甲基属于推电子基团，使得N上电子云密度增大，更容易结合氢离子，与孤电子对数没有关系，B错误； C．金刚石属于共价晶体，钠属于金属晶体，金刚石的硬度大于钠的硬度，C正确； D．对羟基苯甲酸中羧基和羟基相距较远，只能形成分子间氢键，使沸点升高，而邻羟基苯甲酸中羧基和羟基相距较近，形成分子内氢键，反而使沸点降低，D正确； 故选B。 三、铜元素在化学生产中的应用（22分） 3．铜及其化合物在生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题： (1)基态铜原子的价层电子排布式为 ，核外电子占据的最高能层符号是 ，其在元素周期表中的位置为 。 (2)下列现代分析手段中，可用于检验水中痕量铜元素的是 (填标号)。 A．原子光谱        B．质谱        C．红外光谱 (3)石青的化学式为Cu2(CO3)(OH)2，其中CO的空间构型为 。 (4)已知NH3分子中H-N-H的键角为107.3°，则配合物[Cu(NH3)4]SO4中H-N-H的键角 107.3°(填“大于”、“小于”、“等于”)。 (5)CuCl2可与某有机多齿配体形成具有较强荧光性能的配合物，其结构简式如图所示。该配合物分子中N原子的杂化类型为 ，1mol该有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键为 mol。 (6)某 M 原子的外围电子排布式为 3s23p5，铜与 M 形成化合物的晶胞如图所示。 ①已知铜和 M 的电负性分别为1.9和3.0，则铜与 M 形成的该种化合物属 (填“离子”或“共价”)化合物，其化学式为 。 ②铜和M形成的晶体中每个 M 原子周围最近等距的铜原子数目为 。 【答案】(1) （2分） N（2分） 第四周期IB族（2分） (2)A（2分） (3)平面三角形（2分） (4)大于（2分） (5) 、 （2分） 3（2分） (6) 共价（2分） CuCl （2分） 4 （2分） 【解析】（1）Cu的原子序数为29，其价层电子排布式：，核外电子占据的最高能层为第四能层，对应符号为N，该元素位于元素周期表的第四周期IB族； （2）现代分析手段中，利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素，质谱用来测定相对分子质量，红外光谱用来确定化学键、官能团等，所以可用于检验水中痕量铜元素的是原子光谱，故选A； （3）中心原子C的价层电子对数：，无孤电子对，则空间构型为平面三角形； （4）的中心原子N含1对孤电子对，配合物[Cu(NH3)4]SO4中配体中N的孤电子对已经用于形成配位键，氮原子没有孤电子对，因为孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，导致键角变小，所以配合物[Cu(NH3)4]SO4中H-N-H的键角大于107.3°； （5） 该配合物分子()中1号位置N原子的价层电子对数为3+1=4，为sp3杂化，2号位置的N原子的价层电子对数为3，为sp2杂化，则该配合物分子中N原子的杂化类型为sp2、sp3，由该配合物的结构简式可知，1个该有机配体可与Cu(Ⅱ)形成3个配位键，分别为2个O-Cu键，1个N-Cu键，所以1mol该有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键为3mol； （6）①铜和 M 的电负性分别为1.9和3.0，两者电负性差值(1.1)小于1.7，属于共价化合物；M原子的外围电子排布式为 3s23p5，则M为Cl元素，根据均摊法计算：Cl位于晶胞中顶点和面心，其个数：，Cu位于晶胞内部，其个数为4，所以该化合物的化学式为：CuCl； ②取晶胞中上面面心M，在该晶胞中与其最近等距的铜原子有2个，由于M被2个晶胞所共用，所以整个晶体中，与其最近等距的铜原子有4个； 四、铬元素的配位化合物（20分） 4．铬属于过渡元素，三价铬离子能形成多种配位化合物，例如：。 (1)对于基态原子，下列叙述不正确的是 。 A．铬位于周期表的第四周期族     B．基态铬原子核外电子排布式为 C．轨道上电子能量大于 (2)中提供空轨道形成配位键的原子或离子是 ，中心离子的配位数为 。 (3)中所含元素中，三种元素第一电离能由大到小的顺序为____。 A．O>Cl>N B．Cl>N>O C．N>O>Cl D．O>N>Cl (4)中基态原子核外电子的运动状态有 种，核外电子的空间运动状态有 种。 (5)中配体分子以及分子的空间结构和相应的键角如图所示。 ①的中心原子的杂化类型是 。 A．    B．    C． ②分子的空间构型是 。 A直线形    B．平面三角形    C．三角锥形    D．正四面体形 ③的沸点比的高，原因是 ，的键角小于，原因是 。 【答案】(1)C（2分） (2) Cr3+ （2分） 6（2分） (3)C（2分） (4) 17 （2分） 9（2分） (5) C （2分） C （2分） 分子间存在氢键 （2分） 、的中心原子均为sp3杂化，与中心原子成键的原子都是氢原子，它们的孤电子对数分别是1、2，由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小（2分） 【解析】（1）A．铬位于周期表的第四周期Ⅵ B族，A正确； B．基态原子满足能量最低原理，Cr原子核外有24个电子，轨道处于半充满时体系总能量低，则核外电子排布应为[Ar]3d54s1，B正确； C．Cr原子价电子排布式为3d54s1，由于能级交错，3d轨道能量比4s高，则3d电子能量较高，C不正确； 故选C； （2）[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中，Cr3+提供空轨道，配体分别为NH3、H2O、Cl-，则提供空轨道形成配位键的原子或离子是Cr3+，中心离子的配位数为3+2+1=6； （3）第一电离能指气态基态电中性原子失去最外层的一个电子所需要的能量，第一电离能数值越小，原子越易失去电子，金属性越强；第一电离能数值越大，原子越难失去电子，非金属性越强。 N原子的2p3是一个半充满的亚稳定状态，所以N的第一电离能大于O，故第一电离能由大到小的顺序为N>O>Cl；故选C； （4）基态原子核外有17个电子，电子排布式为，核外电子的运动状态有17种，电子占据的轨道数为，1个轨道为一个空间运动状态，故共有9种空间运动状态； （5）①从图中可以看出，PH3中中心原子P的价层电子对数为4，P的杂化类型是sp3，选C；②PH3中中心原子P的价层电子对数为4，存在一个孤电子对，PH3分子的空间构型是三角锥形，选C； ③NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键，所以NH3的沸点比PH3的高；NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化，与中心原子成键的原子都是氢原子，它们的孤电子对数分别是1、2，由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小； 五、碳纳米管与高效催化剂(22分） 5．将酞菁—钴钛菁—三氯化铝复合嵌接在碳纳米管上可得一种高效催化剂。 (1)图1所示的几种碳单质，它们互为 ，其中属于共价晶体的是 ，C60间的作用力是 。 (2)基态Co原子核外有 种运动状态不同的电子，价电子的轨道表示式为 。Co元素位于元素周期表的 区。 (3)酞菁和钴酞菁的分子结构如图2所示。酞菁分子中所有原子共平面，其中p轨道能提供一对电子的N原子是 (填图2酞菁中N原子的标号)。钴酞菁分子中，钴离子的化合价为 ，氮原子提供孤对电子与钴离子形成 键。 (4)气态AlCl3通常以二聚体Al2Cl6的形式存在，其空间结构如图3a所示，二聚体中Al的轨道杂化类型为 。AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由此可以判断铝氟之间的化学键为 键。 【答案】(1) 同素异形体（2分） 金刚石（2分） 范德华力（2分） (2) 27（2分） （2分） d（2分） (3) ③ （2分） +2 （2分） 配位（2分） (4) sp3 （2分） 离子（2分） 【解析】（1）同一元素形成的不同单质之间互为同素异形体。图1所示的几种碳单质，它们的组成元素均为碳元素，因此，它们互为同素异形体；其中金刚石碳原子之间通过共价键连接成具有空间网状结构的晶体，其属于共价晶体；C60是分子晶体，其分子间的作用力是范德华力； （2） Co是27号元素，其原子核外有27个电子，每个电子的运动状态均不相同；其价电子排布式为3d74s2，轨道表示式为；Co位于元素周期表的d区； （3）已知酞菁分子中所有原子共平面，则其分子中所有的C原子和所有的N原子均为sp2杂化，且分子中存在大π键，其中标号为①和②的N原子均有一对电子占据了一个sp2杂化轨道，其p轨道只能提供1个电子参与形成大π键，标号为③的N原子的 p轨道能提供一对电子参与形成大π键；钴酞菁分子中，失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子，因此，钴离子的化合价为+2；氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键； （4）由Al2Cl6的空间结构结合相关元素的原子结构可知，Al原子价层电子对数是4，其与其周围的4个氯原子形成四面体结构，因此，二聚体中A1的轨道杂化类型为sp3；AlF3的熔点为1090℃，远高于AlCl3的192℃，由于F的电负性最大，其吸引电子的能力最强，因此，可以判断铝氟之间的化学键为离子键。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！第一单元 原子结构与性质 测试卷 （考试时间：60分钟 试卷满分：100分） 试卷第13页，共14页 学科网（北京）股份有限公司 $$