第2章 分子结构与性质(考案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程化学选择性必修第二册同步学习指导(人教版2019)

2025-02-27
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▲ 217 ▲ ▲ 218 ▲   考 案 (二) 第二章  分子结构与性质 (时间:75分钟  满分:100分)                                                一、选择题(本题共14小题,每题3分,共42分。每小题只有一个选项 符合题目要求) 1.下列有关化学用语表示正确的是 (C ) A.空间填充模型 可以表示二氧化碳分子,也可以表示水分子 B.用电子式表示MgCl2的形成过程: C. Cl—Cl的p - p σ键电子云图形: D.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:↑ ↑ ↑ ↑ 3d  ↑↓ 4s 2.下列关于共价键的叙述,正确的是 (C ) A. σ键键能一定比π键键能大,且σ键与π键电子云均为镜面对称 B. C—C键的键长比C C键长, C C键的键能是C—C键的两倍 C.分子中有σ键不一定有π键,有π键则一定有σ键 D.根据等电子体原理判断,1 mol NO +离子含有π键的数目为1NA 3.下列实验事实与描述不相符的是 (A ) 选项 实验事实 描述 A 发射光谱 B p - p σ键 C 分子的空间 结构模型 D sp3杂化轨道 电子云模型 4.科学家利用原子序数依次增大的相邻周期同主族元素V、W、Y、Z制 造出了“糖葫芦”分子,结构简式如图所示,其中W、X位于同一短周期, 且X是所在周期中原子半径最小的元素。下列说法错误的是 (C 師 師 帪    ) V  Z X X Y  師 師 帪     W A. 1个“糖葫芦”分子中含有89个σ键 B.原子半径:W < Y < Z C.最简单氢化物的沸点:V <W < Y D.最高价含氧酸酸性:W < V < X 5.下列说法正确的是 (B ) A. SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同 B. H2S、NF3、CH4这一组粒子的中心原子杂化类型相同,分子或离子 的键角不相等 C. NH +4 的电子式为[H··N ·· H ·· H · ·H]+,离子呈平面正方形结构,SF6分子 是正八面体形 D. SO2 -3 中心S原子的孤电子对数为0,故其结构为平面三角形 6.钒(V)固氮酶种类众多,其中一种结构如图 所示。说法错误的是 (A ) A. CH3CN中所含σ键与π键数目之比为51 B. CH3CN中碳的杂化类型为sp3和sp C.根据价电子排布可推测V的化合价可能有 +5 D.可通过向硫化钠溶液中通入少量氯气来证 明非金属性Cl > S 7.下列叙述正确的个数是 (B ) ①稀有气体原子与同周期ⅠA、ⅡA族元素的简单阳离子具有相同的 核外电子排布 ②第n主族元素其最高价氧化物分子式为R2On,氢化物分子式为 RHn(n≥4) ③若R2 -和M+的电子层结构相同,则原子序数:R >M ④含有共价键的化合物一定是共价化合物 ⑤共价化合物中不可能含有离子键 ⑥键角大小SO3 > SO2 > SO2 -3 > SO2 -4 ⑦由于非金属性:F > Cl > Br > I,所以酸性:HF > HCl > HBr > HI ⑧HF分子很稳定是由于HF分子之间能形成氢键 ⑨分子极性HF > HCl > HBr > HI ⑩熔沸点HF < HCl < HBr < HI A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 8.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列关于常见分子中σ键、π键的判 断正确的是 (A ) A. C2 -2 与O2 +2 结构相似,1 mol O2 +2 中含有的π键数目为2NA B. CO与N2结构相似,CO分子中σ键与π键数目之比为21 C. CN-与N2结构相似,CH 2 CHCN分子中σ键与π键数目之比为11 D.已知反应N2O4 (l)+2N2H4 (l ) 3N2(g)+ 4H2O(l),若该反应 中有4 mol N—H键断裂,则形成的π键数目为6NA 9.推理是学习化学知识的一种重要方法。下列推理合理的是(B ) A. SO2中硫原子采取sp2杂化,则CO2中碳原子也采取sp2杂化 B. NH3分子的空间结构是三角锥形,则NCl3分子的空间结构也是三 角锥形 C. H2O分子的键角是105°,则H2S分子的键角也是105° D. PCl3分子中每个原子最外层达到8电子稳定结构,则BF3 分子中 每个原子最外层也能达到8电子稳定结构 10.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列各项正确的是 (C ) 选项分子或离子 中心原子的 杂化方式 价电子对分布 的几何构型 分子或离子 的空间结构 A NO -2 sp3 四面体形 V形 B BF3 sp2 平面三角形 三角锥形 C SOCl2 sp3 四面体形 三角锥形 D ClO -3 sp2 平面三角形 平面三角形 11.下列描述正确的是 (C ) ①CS2为V形的极性分子 ②ClO -3 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SO2 -3 的中心原子均为sp3杂化 ⑤HCHO分子中既含σ键又含π键 A.①②③④ B.②③④ C.③④⑤ D.①④⑤ 12.甲硫醇(CH3SH)是一种重要的化工原料,硫化氢与甲醇合成甲硫醇 的催化过程如图所示。下列说法正确的是 (D )                                                                                                                                           ▲ 219 ▲ ▲ 220 ▲ A.相同温度下,在水中溶解度CH3SH比CH3OH大 B.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率 C.该过程中断裂O—H键、S—H键和C—S键 D.该过程的总反应式为H2S + CH3OH →催化剂CH3SH + H2O 13.解释下列现象的原因正确的是 (C ) 选项 现象 原因 A HF的稳定性强于HCl HF分子之间除范德华力外还存在氢键 B 用皮毛摩擦的橡胶棒分别靠近 水和CCl4 的液流,水流发生偏 转,CCl4流不偏转 H2O分子中有孤电子对,可与橡 胶棒产生静电作用;CCl4 中没有 孤电子对 C 对羟基苯甲醛的熔沸点比邻羟 基苯甲醛的高 对羟基苯甲醛形成分子间氢键, 而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键 D 可用CCl4萃取碘水中的I2 I2与CCl4均含有非极性键 14.下列与分子性质有关的说法正确的是 (B ) A. 邻硝基苯酚帨 師 師(  OH NO2 )的沸点高于对硝基苯酚 師 師 帩 ( HO NO 2 )是因为后者形成了分子间氢键 B.氟代丙二酸(HOOC—CF2—COOH)的酸性强于丙二酸(HOOC— CH2—COOH)是因为—CF2—的极性大于—CH2—的极性,导致 氟代丙二酸羧基中—OH的极性更大更易电离出H + C. C的电负性强于Si,所以CH4的熔沸点高于SiH4 D. I2受热易升华,是因为分子内共价键键能较小所致 二、非选择题(本题共4小题,共58分) 15.(14分)2022年9月,中国科学家首次在嫦娥五号带回的月壤中发 现新矿物,并命名为“嫦娥石”。“嫦娥石”属于陨磷钠镁钙石族,其 中一种物质的化学式为Ca9NaMg PO( )4 7。请回答下列问题: (1)钠在火焰上灼烧的黄光是一种  b  (填字母)。 a.吸收光谱 b.发射光谱 (2)某同学把O原子价电子的轨道表示式写成了以下形式: ↑↓ 2s  ↑↑↑ ↑ 2p ,这种写法违背了  泡利原理  。 (3)P原子最高能级电子的电子云轮廓形状为  哑铃形  ,其价电 子排布式为  3s23p3  ,电负性P   <  O(填“>”或“<”)。 (4)PCl3分子空间结构为  三角锥形  ,PCl3与Cl2反应生成PCl5, PCl5结构为 ,PCl5是  非极性  分子(填“极性”或 “非极性”),其中P原子的杂化类型是  d  (填字母序号)。 a. sp b. sp2 c. sp3 d. sp3d 16.(15分)A ~ H元素在周期表中的位置如图所示,回答下列问题: A B C D E F G H (1)G是地壳中含量第5的元素,在地壳中全部以化合态存在,其化 合物的焰色试验为砖红色,这与G原子核外电子发生跃迁  释放  (填“吸收”或“释放”)能量有关。 (2)第一电离能介于C、D之间的第二周期元素有  3  种。 (3)H被称为“人类的第三金属”,与H同周期且其基态原子的未成 对电子数与H原子相同的元素另有  3  种。 (4)D的某种氢化物(D2H4)可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应是: 2D2H4 + D2O 4 3D2 +4H2O,若该反应中有4 mol电子转移,则形成 的π键有  3  mol。 (5)BEA4是有机合成中常用的还原剂,EA -4 中E元素基态原子的价 层电子轨道表示式为                  ;离子半径:r(B +)   <  r(A -)(填“>”或“<”);BEA4中不存在  DE  (填字母)。 A.离子键  B.共价键  C. σ键  D. π键  E.氢键 (6)F元素能形成多种含氧酸及盐,其中NaFO2 是常用的消毒剂,其 酸根离子FO -2 的价层电子对数为  4  ,空间构型为  V形  。 17.(15分)氯吡脲 師 師 帪( N  H  O N  H 帨帨帨 師 師N Cl )属苯脲类细胞分裂素, 可用作植物生长调节剂,广泛用于农业上促进果实肥大,提高产量, 保鲜等。可用2,4二氯吡啶与苯基脲反应合成氯吡脲:   帨帨帨 師  師N Cl Cl 師 師 帩 + N  H C  O NH → 2   2,4二氯吡啶          苯基脲 師 師 帪 N  H  O N  H 帨帨帨 師 師N Cl + HCl         氯吡脲 (1)苯基脲分子中除H外,第一电离能最大的元素为  N  (填元 素符号),上述反应的反应类型是  取代反应  。 (2)氯吡脲分子中,碳原子与氯原子形成的化学键为  sp2 - p  (填 化学键类型)σ键,氮原子的杂化轨道类型有  sp2、sp3  。 (3)氯吡脲能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、 CO2等。 ①H2O分子中的H—O—H键角为105°,则NH3分子中的H—N—H 键角  >  (填“>”“<”或“=”)105°。 ②(NH4)2CO3中,阴、阳离子的空间结构分别为  平面三角形  、   正四面体形  。 18.(14分)Ⅰ.艾姆斯实验室已制造出包含钙、钾、铁和砷以及少量镍 的CaK Fe1 - xNi( )x 4 As4新型化合物材料。回答下列问题: (1)基态镍原子的外围电子排布式为  3d84s2  。 (2)在稀氨水介质中,Ni2 +与丁二酮肟(分子式为C4H8N2O2)反应可 生成鲜红色沉淀,其分子结构如图所示,该结构中碳原子的杂化方 式为  sp3、sp2  ;其中碳、氮、氧三种元素第一电离能由大到小的顺 序为  N > O > C  (用元素符号表示)。 (3)NCl3的立体构型为  三角锥形  ,其中心原子的杂化轨道类型 为  sp3  。 Ⅱ.叠氮化合物是一类重要的化合物,其中氢叠氮酸(HN3)是一种 弱酸,其分子结构可表示为  帒H N N N ,肼(N2H4)被亚硝酸氧 化时便可得到氢叠氮酸(HN3),发生的反应为N2H4 + HNO 2 2H2O + HN3。HN3的酸性和醋酸相近,可微弱电离出H +和N -3 。试 回答下列问题: (4)下列有关说法正确的是  CD  (填字母)。 A. HN3中含有5个σ键 B. HN3中的三个氮原子均采用sp2杂化 C. HN3、HNO2、H2O、N2H4都是极性分子 D.肼(N2H4)的沸点高达113. 5 ℃,说明肼分子间可形成氢键 (5)叠氮酸根能与许多金属离子形成配合物,如Co N( )3 NH( )3[ ]5 SO4, 根据价层电子对互斥模型判断SO2 -4 的空间构型为                                                                                                                                                      。 ▲ 231 ▲ ▲ 232 ▲ 13. D  X的第四电离能突然增大,X最外层有3个电子,X是Al元素,铝 通常显+ 3价;Y的第三电离能突然增大,Y最外层有2个电子,Y是 Mg元素,镁通常显+ 2价,故A错误;Al的第一电离能小于Mg的第一 电离能,但Mg比Al的金属性强,故B错误;氢氧化铝能与氢氧化钠反 应生成偏铝酸钠,故C错误;工业上采用的是电解熔融的氧化铝冶炼金 属铝,电解熔融的氯化镁冶炼金属镁,故D正确。故选D。 14. B  W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X、Z同主族,均成四 根键,X为C,Z为Si,W的核外电子总数等于Y的最外层电子数,W为 B,Y为N。同周期从左往右原子半径减小,同主族从上往下原子半径 逐渐增大,故原子半径:Si > C > N,A正确;碳的氢化物随碳原子数的增 多,沸点升高,B错误;同主族从上往下非金属减弱,故最高价含氧酸的 酸性:H2CO3 > H2SiO3,C正确;SiO2难溶于水,D正确。故选B。 15.(1)氮  哑铃形(或纺锤形)  5   (2)第三周期第Ⅵ A 族  ↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑↓↑↓↑↓ 2p ↑↓ 3s ↑↓↑ ↑ 3p   (3)Cu  1s22s22p63s23p63d10 4s1 (或[Ar]3d104s1)  (4)CO2 解析:(1)若元素X的原子最外层电子排布式为nsn npn + 1,则n = 2,所 以该元素的原子序数为7,是氮元素;该元素p电子云轮廓图的形状是 哑铃形或纺锤形;N原子的核外电子排布式为1s22s22p3,占据5个轨 道,则基态X原子的核外电子有5种空间运动状态。 (2)若元素X的原子最外层电子排布式为nsn - 1npn + 1,则n = 3,故元素 X的基态原子最外层电子排布式为3s23p4,所以该元素的原子序数为 16,在元素周期表中的位置为第三周期第ⅥA族;X原子的电子排布图 为↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑↓↑↓↑↓ 2p ↑↓ 3s ↑↓↑ ↑ 3p 。 (3)原子首先失去最外层电子,使电子层数减小,而使离子稳定,所以失 去的为4s上的一个电子,推出元素Y基态原子价电子构型为3d104s1, 为29 号,则Y 的元素符号为Cu,其基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1。 (4)短周期元素M和N的基态原子都含有2个未成对电子,推出M、N 分别为C、O,它们相互作用可生成常见的无色无味气体,该无色气体的 化学式为CO2。 16.(1)27  Mn  (2)①2s22p3   ②同周期主族元素随核电荷数的增大,原 子半径逐渐变小,得电子能力增强,故结合一个电子释放出的能量依次 增大  基态N原子的2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易结合一个 电子  (3)BD 解析:(1)Co是27号元素,在元素周期表中位于第四周期第Ⅷ族,O基 态原子的价电子排布式为2s22p4,所以其核外未成对电子数是2,而Mn 基态原子的价电子排布式为3d54s2,其核外未成对电子数是5,故核外 未成对电子数较多的是Mn。 (2)①N为7号元素,基态N原子的价电子排布式为2s22p3; ②由题意可知,元素的基态气态原子越容易得到一个电子,所放出的能 量越大,即第一电子亲和能(E1)越大,同周期主族元素随核电荷数的增 大,原子的电负性增大,得电子的能力增强,故结合一个电子释放的能 量逐渐增大;基态N原子的核外电子排布式为1s2 2s2 2p3,则N原子的 2p轨道为半充满状态,相对稳定,不易得电子。 (3)N和As是第ⅤA族元素,As性质与N有相似之处,N能形成NO、 NO2、N2O3、N2O5等多种氧化物,据此推测As也能形成As2O3、As2O5等 多种氧化物,A正确;非金属性越强,对应的简单氢化物越稳定,则 AsH3、H2S、HCl的稳定性逐渐增强,B错误;中子数=质量数-质子数, 则7333As的中子数为73 - 33 = 40,C正确;一般电子层数越多,原子半径 越大,同周期主族元素从左往右原子半径减小,则原子半径由大到小的 顺序为As、Si、Cl,D错误。故选BD。 17.(1)N  球形  (2)AC  (3)① ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d ↑↓ 4s   ②Mn2 +的3d 轨道电子排布为半满状态,比较稳定  (4)O > C > N  (5)Al(OH)3 + OH - AlO -2 + 2H2O(或Al(OH)3 + OH - [Al(OH)4]-) 解析:由元素在周期表的位置可知,a ~ p各元素分别是H,Li,C,N,O, F,Na,Mg,Al,Si,S,Cl,Ar,K,Mn,Fe。 (1)基态n原子为K原子,核外电子占据最高能层的符号是N层,占据 该能层的电子轨道为4s,电子云轮廓图形状为球形。 (2)燃放焰火即金属的焰色是由于激发态电子从能量较高的轨道跃迁 到能量较低轨道时,能量以可见光的形式释放,故A正确;棱镜分出的 光是折射造成的,与电子跃迁无关,故B错误;霓虹灯射出五颜六色的 光是由于电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道,以光的形式 释放能量,故C正确。故选AC。 (3)Mn元素价电子的轨道表示式为↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d ↑↓ 4s ,由Mn2 +转 化为Mn3 +时,3d能级由较稳定的3d5半充满状态转为不稳定的3d4 状 态,需要的能量较多,而Fe2 +到Fe3 +时,3d能级由不稳定的3d6 到稳定 的3d5半充满状态,需要的能量相对要少,气态Mn2 +再失去一个电子比 气态Fe2 +再失去一个电子难。 (4)同周期元素随核电荷数依次增大,原子半径逐渐变小,故结合一个电子 释放出的能量依次增大,N原子的2p轨道为半充满状态,具有稳定性,故不 易再结合一个电子,所以电子亲和能从大到小的顺序为O >C >N。 (5)该元素第四电离能剧增,说明该元素原子最外层电子数为3,所以 该元素为Al元素,氢氧化铝与氢氧化钠反应生成偏铝酸钠与水,反应 离子方程式为Al(OH)3 + OH - AlO -2 + 2H2O或Al(OH)3 + OH  - [Al(OH)4]-。 18.(1)①↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑ ↑ ↑ 2p   ②N > H  (2)①Al、O  ②Mg > Ca  ③镁 的第三电离能比第一、二电离能大很多,镁很难失去第三个电子,而易 失去两个电子形成+ 2价镁离子  (3)①1s22s22p63s23p63d64s2   ② < 解析:(1)①基态氮原子的电子排布式为1s22s22p3,其轨道表示式 为↑↓ 1s ↑↓ 2s ↑ ↑ ↑ 2p ; ②NH3分子中,与N原子相连的H显正电性,则N、H电负性大小顺序 为N > H。 (2)①上述氧化物所涉及的元素中,处于元素周期表中p区的元素是 Al、O;②同一主族从上到下,第一电离能逐渐减小,则Mg、Ca第一电离 能的大小为Mg > Ca;③镁的第三电离能比第一、二电离能大很多,镁很 难失去第三个电子,而易失去两个电子形成+ 2价镁离子,故Mg的常 见化合价为+ 2价。 (3)① Fe 是26 号元素,基态Fe 原子的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2;②Li +与H -具有相同的电子层数,原子序数越 小,离子半径越大,则离子半径:r(Li +)< r(H -)。 考案(二) 1. C  二氧化碳分子为直线形, 不能表示其分子结构,可以表示水分 子,A错误;用电子式表示MgCl2的形成过程中,Mg原子失去电子,Cl得 电子,箭头从Mg指向Cl,B错误;Cl—Cl的p - p σ键电子云图形: ,C 正确;基态Cr 原子的价层电子轨道表示式为 ↑ ↑ ↑ ↑ ↑ 3d   ↑ 4s ,D错误。故选C。 2. C  σ键为“头碰头”方式重叠形成的,为轴对称,π键为“肩并肩”方式 重叠形成的,为镜面对称,A错误;C—C键的键长比C C键长, C C 键的键能大于C—C键的键能且小于其两倍,B错误;σ键能单独存在, 而π键不能单独存在;分子中有σ键不一定有π键,有π键则一定有σ 键,C正确;NO +离子与N2为等电子体,根据等电子体原理判断,则1个 离子中含有2个π键,1 mol NO +离子含有π键的数目为2NA,D错误。 故选C                                                                                                                                           。 ▲ 233 ▲ ▲ 234 ▲ 3. A  图示为吸收光谱,而非发射光谱,吸收光谱和发射光谱都是线谱,区 别在于前者显示黑色线条,而发射光谱显示的是彩色线条,故A项选;p 轨道的空间形状为哑铃型,2个p轨道头碰头重叠时形成p - p σ键,故B 项不选;分子的空间构型是指分子中各种基团或原子在空间分布的几何 形状。分子中的原子不是杂乱无章地堆积在一起,而是按照一定规律结 合的整体,使分子在空间呈现出一定的几何形状(即空间构型),故C项 不选;sp3杂化轨道电子云呈正四面体型,故D项不选。故选A。 4. C  单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键;甲基中碳氢键均为σ 键,由结构可知,1个“糖葫芦”分子中含有89个σ键,A正确;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;原子半径:W < Y < Z,B正确;三者均为分子晶体,相对分子质量大,则分子间作用力 大,简单氢化物沸点高,由于氨分子可以形成氢键导致其沸点高于同族 其他元素的最简单氢化物的沸点,C错误;同周期从左到右,金属性减 弱,非金属性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;根据非 金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,最高价含氧酸酸性: W < V < X,D正确。故选C。 5. B  SO2中S原子的价层电子对数= 2 + 6 - 2 × 22 = 3,含一对孤电子对, VSEPR模型为平面三角形,空间结构为V形,故A错误;H2S中S原子 杂化轨道数= σ键数+孤电子对数= 2 + 6 - 22 = 4,所以采取sp 3杂化,分 子构型为V型,NF3 中氮原子杂化轨道数= σ键数+孤电子对数= 3 + 5 - 3 2 = 4,所以采取sp 3杂化,分子构型为三角锥形,CH4中C原子杂化轨 道数= σ键数+孤电子对数= 4 + 0 = 4,所以采取sp3杂化,分子构型为 正四面体形,中心原子都是sp3杂化,孤电子对数不同,分子的键角不相 同,故B正确;铵根离子与甲烷分子结构相似,都是正四面体结构,故C 错误;SO2 -3 中S原子孤电子对数= 6 + 2 - 2 × 32 = 1,价层电子对数= 1 + 3 = 4,空间构型为三角锥形,故D错误。故选B。 6. A  CH3CN中所含σ键(3C—H、1C—C、1C—N)与碳氮三键中有2个π 键数目之比为52,故A错误;CH3CN中—CH3、—CN中碳的杂化类型 为sp3 和sp,故B正确;根据电子排布1s22s22p63s23p63d34s2,价电子为 3d34s2,可推测V的化合价可能有+ 5,故C正确;可通过向硫化钠溶液 中通入少量氯气发生Cl2 + S 2 - S↓ + 2Cl -,氯气的氧化性大于硫,可 证明非金属性Cl > S,故D正确。故选A。 7. B  稀有气体原子与下一周期ⅠA、ⅡA族元素的简单阳离子具有相同 的核外电子排布,①错误;第n主族元素其最高价氧化物分子式为R2On 或RO n2,氢化物分子式为RH(8 - n)(n≥4),②错误;若R2 -和M +的电子层 结构相同,R在上一周期的ⅥA族,M在下一周期第ⅠA族,则原子序 数:M > R,③错误;含有共价键的化合物可能是共价化合物也可能是离 子化合物,④错误;共价化合物中不可能含有离子键,含离子键的化合物 一定是离子化合物,⑤正确;SO3、SO2 中心原子为sp2 杂化,SO3 中心原 子无孤电子对,SO2 中心原子有1对孤电子对,键角SO3 > SO2,SO2 -3 、 SO2 -4 中心原子为sp3杂化,SO2 -3 中心原子1对孤电子对,SO2 -4 中心原子 无孤电子对,键角SO2 -4 > SO2 -3 ,所以键角大小SO3 > SO2 > SO2 -4 > SO2 -3 , ⑥错误;酸性:HF < HCl < HBr < HI,⑦错误;HF分子很稳定是由于H—F 键键能大,⑧错误;形成化学键的原子电负性相差越大,分子极性越大, 电负性F > Cl > Br > I,分子极性HF > HCl > HBr > HI,⑨正确;HF能形 成分子间氢键,熔沸点较高,HCl、HBr、HI分子组成和结构相似,相对分 子质量越大熔沸点越高,HF > HI > HBr > HCl,⑩错误。 8. A  三键含有1个σ键2个π键;C2 -2 与O2 +2 结构相似,所以一个O2 +2 中 含有一个三键,因此1 mol O2 +2 中含有2NA个π键,A正确;CO与N2 结 构相似,则一个CO分子中含有一个三键,分子中σ键与π键数目之比 为12,B错误;CN -与N2结构相似,1个CH 2 CHCN分子中含有一个 C C键和一个帒C N 键,因此1个CH 2 CHCN分子中含有6个σ键 和3个π键,σ键与π键的数目之比为21,C错误;若该反应中有4 mol N—H键断裂,即1 mol N2H4参与反应,则生成1. 5 mol N2,N2 中含 有帒N N 键,故形成π键的数目是3NA,D错误。故选A。 9. B  CO2分子中C原子与2个O原子形成4个共价键,结构式是 O C O,一个CO2分子中含有2个σ键且中心C原子不含孤电子对,所以C 原子是采取sp杂化,而不是sp2杂化,A错误;NH3、NCl3 中N原子的价 层电子对数都是4,含有一个孤电子对,所以N原子都采取sp3杂化,两 种分子的空间结构都是三角锥形,B正确;O、S是同一主族元素,S的电 负性比O小,而且原子半径大,所以S—H键上的电子对偏向S并没有 H2O中O—H键上的电子对偏向O那么严重,所以排斥力也相应比较 小,键角也比H2O小,C错误;B原子最外层有3个电子,在BF3分子中, B原子与3个F形成3对共用电子对,使B原子最外层有6个电子,而 未达到最外层8个电子的稳定结构,D错误。故选B。 10. C  NO -2 中N原子的价电子对数是3,采用sp2杂化,价电子对分布的几 何构型为平面三角形,有1对孤电子对,离子的空间结构是V形,A项 错误;BF3中B原子的价电子对数是3,采用sp2 杂化,价电子对分布的 几何构型为平面三角形,无孤电子对,分子的空间结构是平面三角形,B 项错误;SOCl2中S原子的价电子对数是4,采用sp3 杂化,价电子对分 布的几何构型为四面体形,有1对孤电子对,分子的空间结构是三角锥 形,C项正确;ClO -3 中Cl原子的价电子对数是4,采用sp3杂化,价电子 对分布的几何构型为四面体形,有1对孤电子对,离子的空间结构是三 角锥形,D项错误。故选C。 11. C  CS2与CO2分子构型相同,二氧化碳的分子结构为  O C O,则 CS2的结构为 S C S,属于直线形分子,是非极性分子,故①错误; ClO -3 中Cl的价层电子对数= 3 + 12 ×(7 + 1 - 2 × 3)= 4,含有一对孤 电子对,则离子的空间构型为三角锥形,故②错误;SF6中S—F含有一 对成键电子对,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,故③正确;SiF4中Si的价层电子对数= 4 + 12 ×(4 - 1 × 4)= 4,SO2 -3 中S的价层电子对数= 3 + 12 ×(6 + 2 - 2 × 3)= 4,所以中 心原子均为sp3杂化,故④正确;所有的共价双键中有一个是σ键一个 是π键,HCHO分子中有碳氧双键,故HCHO分子中既含σ键又含π 键,故⑤正确。故选C。 12. D  CH3OH能形成分子间氢键,而CH3SH不能,分子间氢键会增大其在 水中的溶解度,则相同温度下,在水中溶解度CH3SH比CH3OH小,A错 误;催化剂不能使平衡发生移动,则该催化剂不能有效提高反应物的平 衡转化率,B错误;由题图知,该过程中断裂O—H键、S—H键,形成 C—S键,C错误;由题图知,该过程的总反应的反应物为H2S、CH3OH, 生成物为CH3SH、H2O,则该过程的总反应式为H2S + CH3OH →催化剂 CH3 SH + H2O,D正确。故选D。 13. C  元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,与范德华力和氢键无 关,故A错误;水是结构不对称的极性分子,四氯化碳是结构对称的非 极性分子,所以用皮毛摩擦的橡胶棒分别靠近水和四氯化碳的液流,水 流发生偏转,四氯化碳流不偏转,故B错误;对羟基苯甲醛形成分子间 氢键,而邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,所以对羟基苯甲醛的分子间作 用力强于邻羟基苯甲醛,熔沸点比邻羟基苯甲醛的高,故C正确;四氯 化碳是含有极性键的非极性分子,故D错误。故选C。 14. B  邻硝基苯酚的分子内形成了氢键( ),对硝基苯酚分子间 形成了氢键 師 師 帩 ( O H N  O…H 師 師 帩  O N  O O  O ),因此对 硝基苯酚的沸点高于邻硝基苯酚,故A项错误;因电负性:F > H,因此 F—C的极性大于H—C的极性,使得—CF2—的极性大于—CH2—                                                                                                                                           的极 ▲ 235 ▲ ▲ 236 ▲ 性,导致氟代丙二酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子, 故B项正确;简单氢化物的熔沸点是由分子间作用力决定,与元素的电 负性无关,故C项错误;I2受热升华过程中只破坏分子间作用力,I2 分 子内共价键不发生断裂,因此易升华的性质与键能无关,故D项错误。 故选B。 15.(1)b  (2)泡利原理  (3)哑铃形  3s23p3   <   (4)三角锥形  非极 性  d 解析:(1)钠在火焰上灼烧的黄光是由于钠灼烧时电子吸收能量,由能 量低的基态跃迁到能量高的激发态,处于能量高状态的电子不稳定,会 再回到能量低的基态,多余的能量以黄色的光的形式释放出来,因此属 于发射光谱,故合理选项是b。 (2)由于在一个原子轨道上不可能存在自旋方向相同的两个电子,因此 该图示违背了泡利原理。 (3)P是15号元素,根据构造原理可知基态P原子核外电子排布式是 1s22s22p63s23p3,其价电子排布式为3s23p3;可见P原子最高能级是3p 能级,该能级的电子的电子云轮廓形状为哑铃形;同一周期元素,原子 序数越大,元素的电负性就越大;同一主族元素,原子核外电子层数越 少,元素的电负性就越大,所以元素的电负性:O > N > P,故电负性:P < O。 (4)PCl3分子中的中心P原子价层电子对数是3 + 5 - 1 × 32 = 4,有1对 孤电子对,所以PCl3分子空间结构为三角锥形;根据图示可知PCl5分 子是对称结构,分子中正负电荷中心重合,因此PCl5结构为非极性分 子;其中P原子形成5个σ共价键,其P原子的杂化类型是sp3d杂化, 故合理选项是d。 16.(1)释放  (2)3  (3)3  (4)3  (5)↑↓ 3s  ↑ 3p   <   DE  (6)4   V形 解析:(1)当金属及其盐在火焰上灼烧时,原子中的电子吸收了能量,从 能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道,但处于能量较高轨道上的电 子是不稳定的,很快跃迁回能量较低的轨道,这时就将多余的能量以光 的形式放出,因此焰色试验与原子核外电子发生跃迁释放能量有关。 (2)C为B原子,D为N原子,同周期从左至右原子的第一电离能有增 大的趋势,因此I1(N)> I1(C)> I1(B),Be原子核外电子排布中2s能 级全充满,能量相对较低,难以失去电子,因此I1(Be)> I1(B),N原子 核外电子排布中2p能级半充满,能量相对较低,难以失去电子,因此 I1(N)> I1(O),故第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、 O共3种。 (3)H为Ti,核外电子排布式为[Ar]3d24s2,外围电子轨道排布式为 ↑ ↑ 3d  ↑↓ 4s ,含2个未成对电子,与Ti同周期且其基态原子 的未成对电子数为2的原子外围电子轨道排布式有↑↓↑↓↑↓↑ ↑ 3d  ↑↓ 4s 、↑↓ 4s  ↑ ↑ 4p 、↑↓ 4s  ↑↓↑ ↑ 4p 共3种。 (4)在2N2H4 + N2O 4 3N2 + 4H2O中,每生成3 mol N2转移8 mol电 子,因此每转移4 mol电子,生成1. 5 mol N2,N2的结构简式为帒N N , 1个三键中含有2个π键,即每转移4 mol电子时形成的π键有1. 5 mol × 2 = 3 mol。 (5)AlH -4 中Al元素基态原子的价层电子排布式为3s23p1,轨道表示式 为↑↓ 3s  ↑ 3p ;Li +与H -核外电子数均为2,Li +核内质子数为3,H - 核内质子数为1,Li +核内质子对核外电子的吸引力更大,离子半径更 小,即r(Li +)< r(H -);LiAlH4中Li +与AlH -4 之间为离子键,AlH -4 中 H原子与Al原子形成共价单键,即σ键,因此LiAlH4中不存在π键和 氢键。 (6)F为Cl,ClO -2 中Cl原子形成2个σ键,Cl原子孤电子对数为 7 + 1 - 2 × 2 2 = 2,因此ClO - 2 的价层电子对数为2 + 2 = 4;ClO -2 的空间构 型为V形。 17.(1)N  取代反应  (2)sp2 - p  sp2、sp3   (3)① >   ②平面三角形  正四面体形 解析:(1)在苯基脲中含有C、H、O、N四种元素,除H外,C、O、N是同 一周期元素,同一周期,原子序数越大,元素的第一电离能就越大,但由 于N原子核外电子排布处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于同 一周期相邻的O元素,故第一电离能最大的元素是N元素;由2,4二 氯吡啶与苯基脲的反应可知,该反应为取代反应。 (2)在氯吡脲分子中,碳原子采用sp2 杂化,Cl原子核外电子排布式是 1s22s22p63s23p5,C原子与氯原子的3p电子形成σ键,故氯吡脲分子 中,碳原子与氯原子形成的化学键为sp2 - p σ键;在氯吡脲分子中含有 2种N原子,六元环上的N原子为sp2 杂化,亚氨基的N原子采用sp3 杂化,氮原子的杂化轨道类型有sp2、sp3。 (3)①H2O中的O原子采用sp3杂化,O原子上有2对孤电子对;NH3分 子中的N原子采用sp3杂化,N原子上只有1对孤电子对,孤电子对对 成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,孤电子对数越多, 排斥作用越大,键角就越小,由于H2O分子中O原子上的孤电子对数 多于NH3分子中N原子上的孤电子对数,导致H2O键角比NH3 的键 角小,H2O的键角是105°,所以NH3的键角大于105°。 ②阴离子CO2 -3 的中心C原子价层电子对数为3 + 4 + 2 - 2 × 32 = 3,采取 sp2杂化,无孤电子对,空间结构为平面三角形,阳离子NH +4 的中心N 原子价层电子对数为4 + 5 - 1 - 1 × 42 = 4,采取sp 3杂化,无孤电子对,空 间结构为正四面体形。 18.(1)3d84s2   (2)sp3、sp2   N > O > C  (3)三角锥形  sp3   (4)CD (5)正四面体形 解析:(1)镍的核电荷数为28,基态镍原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p63d84s2,则外围电子排布式为3d84s2。 (2)从结构中可以看出,碳原子的价层电子对数分别为4(—CH3)和3 (  C ),则碳原子的杂化方式为sp3、sp2;其中碳、氮、氧三种元素的 非金属性O > N > C,但由于N的最外层电子处于半满状态,其第一电 离能比O大,所以第一电离能由大到小的顺序为N > O > C。 (3)NCl3的中心N原子的价层电子对数为4,有一对孤对电子,所以立 体构型为三角锥形,其中心原子的杂化轨道类型为sp3。 (4)HN3的结构式为  帒H N N N ,则其中含有3个σ键,A不正确; HN3中氮原子存在sp2、sp杂化,B不正确;HN3、HNO2、H2O、N2H4的分 子结构都不对称,都是极性分子,C正确;肼(N2H4)的沸点比水还高, 常温下呈液态,说明肼分子间可形成氢键,D正确。故选CD。 (5)SO2 -4 的中心S原子,价层电子对数为4,发生sp3杂化,根据价层电 子对互斥模型判断SO2 -4 的空间构型为正四面体形。 考案(三) 1. B  Ni与Mn原子均位于顶点,且个数相同,因此配位数也相同,A正确; La个数是1,Ni与Mn个数均为4 × 18 = 0. 5,O的个数为6 × 1 2 = 3,晶体 化学式为La2NiMnO6,因此,B错误;O空位的形成有利于O2 -的传导,因 为空位处动能大,离子移动快,C正确;晶体化学式为La2NiMnO6,考虑缺 陷则是La2NiMnO5. 7,设+ 3价La为x个,+ 4价La为y个,则x + y = 2, 3x + 4y + 5 = 5. 7 × 2 = 11. 4,解得x = 1. 6,y = 0. 4,+ 3价与+ 4价La原 子个数比为41,D正确。故选B。 2. B  在分子晶体中,相邻分子靠分子间作用力相互吸引。分子晶体熔化 时,只需克服分子间作用力,不破坏化学键,                                                                                                                                           所以分子晶体一般具有较低

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第2章 分子结构与性质(考案)-【成才之路】2024-2025学年高中新课程化学选择性必修第二册同步学习指导(人教版2019)
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