阶段质量评价(2) 分子结构与性质(Word练习)-【优化指导】2025-2026学年高中化学选择性必修第二册(人教版2019 单选)
2025-11-12
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | 高中化学人教版选择性必修2 物质结构与性质 |
| 年级 | 高二 |
| 章节 | 整理与提升 |
| 类型 | 作业-单元卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-单元练习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.85 MB |
| 发布时间 | 2025-11-12 |
| 更新时间 | 2025-11-12 |
| 作者 | 山东接力教育集团有限公司 |
| 品牌系列 | 优化指导·高中同步学案导学与测评 |
| 审核时间 | 2025-07-31 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53291624.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
阶段质量评价(二) 分子结构与性质
(满分:100分)
一、选择题:本题包括18小题,每小题3分,共54分。
1.下列化学用语或表述错误的是 ( )
A.2py电子云:
B.基态硫原子价层电子轨道表示式:
C.用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程:
D.氨分子的空间结构模型:
D 解析:2py电子云轮廓图为哑铃形,A正确;基态硫原子价层电子排布式为3s23p4,价层电子轨道表示式为,B正确;氢分子中的共价键由两个s轨道重叠形成,C正确:氨分子的空间结构为三角锥形,模型为,题图所示为带有孤电子对的氨分子的VSEPR模型,D错误。
2.下列说法正确的是 ( )
A.O3分子的空间结构模型:
B.BH3分子的空间结构模型:
C.氧原子的价层电子轨道表示式:
D.Se电子排布式:[Ar]4s24p4
C 解析:O3分子的空间结构为V形:,A错误;BH3分子中心原子B周围的价层电子对数为3,没有孤电子对,分子空间结构为平面三角形,B错误;氧原子的价层电子排布式为2s22p4,价层电子轨道表示式:,C正确;Se的原子序数为34,其电子排布式为[Ar]3d104s24p4,D错误。
3.下列说法正确的是 ( )
A.冰融化时,分子中H—O发生断裂
B.随着电子层数的增加,卤化物CX4的范德华力逐渐增大,所以它们相应的熔、沸点也逐渐升高
C.由于H—N比H—As牢固,故NH3的熔、沸点比AsH3高
D.在由分子所构成的物质中,范德华力越大,该物质越稳定
B 解析:冰融化时,破坏氢键,分子中H—O未发生变化,A错误;第ⅣA族元素形成的卤化物CX4,随相对分子质量增大,范德华力逐渐增大,其熔、沸点逐渐升高,B正确;NH3形成氢键,AsH3只存在范德华力,而氢键远大于范德华力,故NH3的熔、沸点比AsH3高,C错误;范德华力影响物质的物理性质,而物质的稳定性与共价键的强弱有关,D错误。
4.关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是 ( )
A.CH3OH为极性分子
B.N2H4空间结构为平面形
C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
B 解析:CH3OH分子只含极性键,且分子结构不对称,故属于极性分子,A正确;N2H4中氮原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;N2H4中连接氮原子的氢原子数多,(CH3)2NNH2中两个甲基基团比较大,影响了分子的排列,故N2H4更易形成稳定的氢键,其沸点较(CH3)2NNH2的高,C正确;CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N均采取sp3杂化,D正确。
5.下列描述正确的是 ( )
A.π键是由两个原子的p轨道“头碰头”重叠形成的
B.ClO的空间结构为平面三角形
C.NH3、CO、CO2的中心原子都有孤电子对
D.SiF4和SO的中心原子均采取sp3杂化
D 解析:π键是由两个原子的p轨道“肩并肩”重叠形成,A错误;ClO中中心原子价层电子对数为3+=4,孤电子对数是1,所以是三角锥形结构,B错误;NH3中N孤电子对数==1、CO中C孤电子对数==1、CO2中C孤电子对数==0,C错误;SiF4的中心原子孤电子对数==0、价层电子对数=4+0=4,故中心原子为sp3杂化;SO内中心原子孤电子对数==1、价层电子对数=3+1=4,故中心原子为sp3杂化,D正确。
6.下列有关共价键的描述错误的是 ( )
A.键能:C—N<C===N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.共价键极性:H—F<N—H
D.分子中的键角:H2O<CO2
C 解析:两种元素的原子之间形成共价键,形成的共价键的数目越多,键能越大,故键能大小关系为C—N<C===N<C≡N,A正确;原子半径:I>Br>Cl,原子半径越大,两个同种元素的原子之间形成的共价键的键长就越长,故键长大小关系为I—I>Br—Br>Cl—Cl,B正确;由于原子半径:F<N,元素的电负性:F>N,因此它们分别与氢原子形成共价键时,共价键的键长越短,共用电子对偏向吸引电子能力强的元素原子一方的能力就越强,共价键的极性就越强,故共价键极性:H—F>N—H,C错误;H2O是V形分子,键角是105°;CO2是直线形分子,键角是180°,故分子中的键角大小关系为H2O<CO2,D正确。
7.下列说法正确的是 ( )
A.可以利用质谱仪测得某未知物的结构
B.三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性
C.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子和水分子间形成了氢键
D.臭氧分子是非极性分子
B 解析:质谱仪能测定物质的相对分子质量,A错误;F—和Cl—都是吸电子基,F的电负性比Cl大,对电子的吸引力更强,使羧基中羟基上的O—H极性更大,更容易断裂,所以当乙酸中甲基上的三个氢原子被F或Cl取代时,得到的三氟乙酸的酸性比三氯乙酸强,B正确;甲烷分子中的氢原子连在碳原子上,碳的电负性比较小,不能形成氢键,C错误;臭氧是V形结构,是由极性键结合而成的极性分子,D错误。
8.(2024·江西卷)某新材料阳离子为W36X18Y2Z6M+。W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素,前四周期中M原子半径最大,X、Y、Z同周期。X6W6分子含有大π键(),XZ2分子呈直线形。下列说法正确的是 ( )
A.WYZ2是强酸
B.MZW是强碱
C.M2Z2是共价化合物
D.X2W2是离子化合物
B 解析:W、X、Y、Z和M是原子序数依次增大的前20号主族元素,前四周期中M原子半径最大,M为K,X、Y、Z同周期,X6W6分子含有大π键(),说明X6W6是苯,X为C,W为H,XZ2分子呈直线形,为CO2,Z为O,Y为N。W为H、Y为N、Z为O,HNO2是弱酸,不是强酸,A错误;M为K、Z为O、W为H,KOH是强碱,B正确;M为K、Z为O,K2O2中存在K+和O,属于离子化合物,C错误;X为C、W为H,C2H2为乙炔的分子式,乙炔中没有离子键,属于共价化合物,D错误。
9.下列说法或化学用语正确的是 ( )
A.构造原理呈现的能级交错源于光谱学事实
B.ss σ键和sp σ键的电子云图形的对称性不同
C.,Ⅰ和Ⅱ是同一物质
D.基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d94s2
A 解析:以光谱学事实为基础,从氢元素开始,随核电荷数递增,新增电子填入能级的顺序称为构造原理,A正确;σ键为轴对称图形,ss σ键与sp σ键的电子云对称性均为轴对称,两者电子云对称性相同,B错误;,Ⅰ和Ⅱ分子式相同,结构不同,互为手性异构体,故不是同一物质,C错误;已知铜元素是29号元素,根据洪特规则的特例可知,基态铜原子的电子排布式为[Ar]3d104s1,D错误。
10.分子的结构与性质息息相关,下列说法错误的是 ( )
A.I2易溶于苯、CH4难溶于水,都可用“相似相溶”原理解释
B.二氢呋喃()和降冰片烯()分子中均含有手性碳原子
C.H3O+和NH3的中心原子都是sp3杂化
D.BF3为非极性分子
B 解析:I2、苯、甲烷都是非极性分子,水是极性分子,则根据“相似相溶”原理,I2易溶于苯、CH4难溶于水,A正确;连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,二氢呋喃中不含有手性碳原子,B错误;H3O+和NH3的中心原子都有1个孤电子对、价层电子对数均为4,故都是sp3杂化,C正确;BF3为平面三角形,属于非极性分子,D正确。
11.石墨烯是一种由单层碳原子构成的平面结构新型碳材料,石墨烯中部分碳原子被氧化后,破坏平面结构转化为如图所示的氧化石墨烯。下列说法正确的是 ( )
A.石墨烯是一种新型化合物
B.石墨烯中,碳原子与σ键数目之比为1∶3
C.键角大小:α>β
D.在水中的溶解度:石墨烯>氧化石墨烯
C 解析:石墨烯是一种由单层碳原子构成的单质,不是化合物,A错误;石墨烯是碳原子单层片状新材料,其中每个C周围形成3个C—C,每个C—C被2个C共用,所以碳原子与σ键数目之比为2∶3,B错误;石墨烯中的碳原子与相邻碳原子的键角为120°,氧化石墨烯中1个碳原子连4个碳原子且形成四面体结构,键角接近109.5°,所以键角大小:α>β,C正确;氧化石墨烯中的氧原子与水中的氢原子、氧化石墨烯中的氢原子与水中的氧原子都可以形成氢键,所以在水中的溶解度:石墨烯<氧化石墨烯,D错误。
12.已知S4O的结构为,下列叙述不正确的是 ( )
A.基态硫原子核外电子的空间运动状态有9种
B.S4O的结构中,中间的两个硫原子均有两个孤电子对
C.S4O的结构中a、b为键长,则a<b
D.沸点:
D 解析:基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,电子占有轨道数为9,空间运动状态有9种,A正确;S4O的结构中硫原子的杂化方式是sp3杂化,中间的两个硫原子均有两个孤电子对,B正确;相同原子间形成的共价键键长:单键>双键>三键,则键长a<b,C正确;邻羟基苯磺酸能形成分子内氢键,对羟基苯磺酸能形成分子间氢键,形成分子内氢键会降低沸点,D错误。
13.NCl3和SiCl4均可发生水解反应,其中NCl3的水解机理示意图如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.NCl3和SiCl4均为极性分子
B.NCl3和NH3中的N均为sp2杂化
C.NCl3和NH3均能与H2O形成氢键
D.NCl3和SiCl4的水解反应机理相同
C 解析:SiCl4中硅原子价电子数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形,结构对称,为非极性分子,A错误;NCl3和NH3中氮原子价层电子对数都是4,N均为sp3杂化,B错误;NCl3和NH3中N电负性强,均能与H2O形成氢键,C正确;SiCl4和水分子不能形成分子间氢键,NCl3和SiCl4水解反应机理不同,D错误。
14.下列模型分别表示C2H、S8、SF6的结构,下列说法不正确的是 ( )
A.32 g S8分子中含有1 mol σ键
B.SF6是由非极性键构成的分子
C.S8易溶于CS2而难溶于水,是非极性分子
D.C2H2分子是含非极性键和极性键的非极性分子
B 解析:1 mol S8分子中含8 mol σ键,因此32 g S8分子中所含σ键为×8=1 mol,A正确;根据SF6的结构可知,SF6结构对称,因此SF6是由S—F极性键构成的非极性分子,B错误;S8易溶于CS2而难溶于水,CS2中碳原子价层电子对数为2,孤电子对数为×(4-2×2)=0,分子的空间结构为直线形,结构对称,正、负电荷中心重合,因此为非极性分子,根据相似相溶,S8是非极性分子,C正确;C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键,碳氢键是极性键,分子为直线形分子,结构对称,为非极性分子,D正确。
15.部分短周期元素原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数的变化关系如图所示,下列叙述正确的是 ( )
A.简单离子半径:d<e<f
B.电负性:y<d<z
C.yh4分子空间结构为正四面体形,为非极性分子
D.物质的沸点:x2d<x2g
C 解析:根据题图中元素化合价、原子半径和原子序数的关系可确定x是H,y是C,z是N,d是O,e是Na,f是Al,g是S,h是Cl。核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故简单离子半径O2->Na+>Al3+,A错误;同周期元素电负性随核电荷数增多而增大,所以电负性O>N>C,B错误;CCl4分子空间结构为正四面体形,为非极性分子,C正确;由于水分子间存在氢键,因此,水的沸点大于硫化氢,D错误。
16.物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配错误的是 ( )
性质差异
结构因素
A
沸点:正戊烷(36.1 ℃)高于新戊烷(9.5 ℃)
范德华力大小
B
沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛
氢键类型
C
溶解性:蔗糖在水中的溶解度大于萘在水中的溶解度
相似相溶
D
稳定性:H2O的分解温度(3 000 ℃)远大于H2S(900 ℃)
有无氢键
D 解析:正戊烷和新戊烷形成的晶体都是分子晶体,由于新戊烷支链多,对称性好,分子间作用力小,所以沸点较低,A正确;对羟基苯甲醛分子间可以形成氢键,使其熔、沸点升高,邻羟基苯甲醛形成的是分子内氢键,故沸点:对羟基苯甲醛>邻羟基苯甲醛,B正确;蔗糖是极性分子,萘是非极性分子,而水是极性溶剂,根据相似相溶原理,蔗糖在水中的溶解度大于萘在水中的溶解度,C正确;H2O的分解温度(3 000 ℃)远大于H2S(900 ℃)是因为氧原子半径小于硫,电负性氧大于硫,形成的氢氧键键能远大于氢硫键键能,D错误。
17.茶叶中含有少量的咖啡因,它是一种简单有机化合物,其组成元素W、X、Y、Z为短周期元素,原子半径依次增大,X、Y、Z在同一周期,其结构如下图所示,下列说法错误的是 ( )
A.第一电离能:Y>X>Z
B.分子中元素Y的杂化方式有两种
C.分子ZX2和Y2X键角,前者大于后者
D.咖啡因溶于水的原因主要是与水分子形成氢键
C 解析:W、X、Y、Z为短周期元素,原子半径依次增大,同周期元素原子半径从左到右逐渐减小,X、Y、Z在同一周期,则X、Y、Z原子序数依次减小,Z形成4个共价键,可知Z为C;Y形成3个共价键,X形成2个共价键,则Y、X分别是N和O;W只能形成1个共价键,由题干分析知,原子序数小于C,则W为H。同一周期随着原子序数增大,第一电离能逐渐增大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能由大到小的顺序为N>O>C,A正确;分子中形成单键的N为sp3杂化,形成双键的N为sp2杂化,故分子中元素N的杂化方式有两种,B正确;分子ZX2和Y2X分别为CO2、N2O,两者均为直线形结构,键角相等,C错误;咖啡因分子中O、N电负性较大,可以和水分子形成氢键,其溶于水的原因主要是与水分子形成氢键,D正确。
18.LDFCB是电池的一种电解质,该电解质阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成,结构如图所示,Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,下列说法正确的是 ( )
A.同周期元素第一电离能小于Y的有5种
B.简单氢化物的还原性:X<Y
C.W、Z形成的化合物分子是含有极性键的非极性分子
D.四种元素形成的简单氢化物中X的最稳定
C 解析:根据结构分析Y有两个价键,X有四个价键,Z有一个价键,该阴离子得到一个电子,则只可能是W得到一个电子,又根据Y的最外层电子数等于X的核外电子总数,则Y为O,X为C,Z为F,W为B。同周期元素第一电离能小于Y(O)的有Li、Be、B、C共4种,A错误;同一周期元素从左向右,非金属性逐渐增强,简单氢化物的还原性逐渐减弱,故简单氢化物的还原性:X(CH4)>Y(H2O),B错误;W、Z形成的化合物分子(BF3)含有极性键,BF3是平面三角形,则为非极性分子,C正确;四种元素形成的简单氢化物中Z(HF)的最稳定,D错误。
二、非选择题:本题包括6小题,共46分。
19.(8分)(2025·浙江省湖州中学第二次质检)碳族化合物在研究和生产中有许多重要用途,请回答下列问题:
(1)已知SiH4中硅元素为+4价,则H、C、O、Si的电负性由大到小的顺序为________。
(2)氮化硅(Si3N4)是一种耐磨损、耐高温的结构陶瓷材料,其部分空间结构如图所示,其结构中每个原子杂化类型相同且均达到8电子稳定结构,请比较晶体结构中键角大小:N—Si—N______(填“>”“<”或“=”)Si—N—Si。
(3)基态硅原子核外电子的空间运动状态有________种,太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅,硅与氢能形成一系列二元化合物如SiH4、Si2H6等,丁硅烯(Si4H8)中σ键与π键的个数比为________。
(4)已知和碳元素同主族的X元素位于元素周期表中的第一个长周期,短周期元素Y原子的最外层电子数比内层电子总数少3,它们形成的化合物的分子式是XY4。试回答:
①Y元素原子最外层电子排布图为
________________________________________________________________________。
②若X、Y两元素的电负性分别为1.8和3.0,则XY4中X与Y之间的化学键为________(填“共价键”或“离子键”)。
③XY4的空间结构为________形。
答案:(1)O>C>H>Si (2)> (3)8 11∶1
(4)① ②共价键 ③正四面体
解析:(1)同周期从左到右,元素的电负性逐渐增强;同主族从上而下,元素非金属性逐渐减弱,元素电负性逐渐减弱;SiH4中硅元素为+4价,则氢元素为-1价,电负性H大于Si,故H、Si、O、C的电负性由大到小的顺序为O>C>H>Si。
(2)结构中每个原子杂化类型相同,均为sp3杂化,每个硅原子与4个氮原子成键,每个氮原子与3个硅原子成键,氮原子存在1个孤电子对,导致Si—N—Si键角减小,所以键角大小:N—Si—N>Si—N—Si。
(3)Si是14号元素,基态硅原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2,共占据8个原子轨道,所以基态硅原子核外电子的空间运动状态有8种;丁硅烯分子中含有8个Si—H,2个Si—Si和1个Si===Si,单键均为σ键,双键中有1个σ键、1个π键,所以分子中σ键与π键的个数比为11∶1。
(4)①第四周期ⅣA族元素为Ge,其基态原子的核外电子排布式为[Ar]3d104s24p2,Y元素原子的最外层电子数比内层电子总数少3,Y是氯。氯是17号元素,氯原子最外层有7个电子,最外层电子排布图为;②Ge、Cl两元素的电负性分别为1.8和3.0,电负性差小于1.7,GeCl4中Ge与Cl形成的是共价键;③GeCl4中Ge价电子对数为4,无孤电子对,空间结构为正四面体形。
20.(8分)非金属氮化物在生产、生活和科研中应用广泛。回答下列问题:
(1)基态氮原子核外电子的运动状态有________种。羟胺(NH2OH)的水溶液呈碱性,其碱性原理与氨水相似,同浓度的氨水和羟胺两种溶液的碱性较强的是________(填“NH2OH”或“NH3”),原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)氟化硝酰(NO2F)可用作火箭推进剂中的氧化剂,上述所涉及元素中,电负性由大到小顺序为________________;第一电离能由大到小顺序为__________________。
(3)气态N2O5的分子结构为,而固态N2O5则由NO与NO构成。NO的空间结构为____________,NO中N的杂化方式为__________。
(4)PO和PH3中共价键的键角比较:PO________(填“>”“<”或“=”,下同)PH3,PO和NO中共价键键角比较:PO__________NO。
答案:(1)7 NH3 氧原子电负性大,NH2OH分子中氮原子周围电子云密度降低,结合质子能力减弱,碱性减弱
(2)F>O>N F>N>O
(3)直线形 sp2杂化
(4)> <
解析:(1)基态氮原子的核外电子排布为1s22s22p3,核外电子的运动状态有7种;由于氧原子电负性大,NH2OH分子中氮原子周围电子云密度降低,结合质子能力减弱,碱性减弱,所以同浓度的氨水和羟胺两种溶液中碱性较强的是NH3。
(2)N、O、F为同周期元素,从左到右电负性依次增强,则电负性:F>O>N;第一电离能随核电荷数递增呈增大趋势,但N的最外层为半充满稳定结构,其第一电离能大于O,则第一电离能:F>N>O。
(3)NO中氮原子的价层电子对数为2+×(5-1-2×2)=2,根据价层电子对互斥模型,NO的空间结构为直线形;NO中氮原子的价层电子对数为3+×(5+1-2×3)=3,所以NO中N的杂化方式为sp2杂化。
(4)PO中磷原子的价层电子对数为4+×(5+3-2×4)=4,PH3中磷原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,PH3中存在孤电子对,孤电子对的排斥力大于成键电子,所以共价键的键角PO>PH3;PO的空间结构为正四面体,共价键键角为109°28′,NO中氮原子的价层电子对数为3+=3,VSEPR模型为平面三角形,共价键键角为120°,所以共价键的键角PO<NO。
21.(7分)X、Y、Z、W、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,X的核外电子总数与其电子层数相同;Z和M同主族,且两者的单质室温下均为气体;W的原子序数为Y原子价电子数的3倍,YX3极易溶于水;基态N2+的d轨道半充满。由上述元素中的四种组成的两种化合物常用于合成阻燃材料,其结构简式如图所示:
回答下列问题:
(1)基态N原子的价层电子排布式为________,基态X原子中电子占据最高能级的电子云轮廓图为________形。写出M在周期表中的位置:________。
(2)W、M形成的一种化合物以[WM4]+[WM6]-的形式存在,下列对[WM4]+中心原子杂化方式推断合理的是________(填标号)。
a.sp2 b.sp3 c.sp3d d.sp3d2
(3)①YX3极易溶于水,难溶于CCl4,可能原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
②W与Y的第一电离能,W________(填“大于”“小于”或“等于”)Y,从原子结构的角度解释原因:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)如果YM3的水解产物是NH3和HClO,则Y与M中电负性较大的是________(填元素名称)。
答案:(1)3d54s2 球 第三周期第ⅦA族
(2)b
(3)①NH3是极性分子,H2O也是极性分子,而CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理,NH3易溶于水,难溶于CCl4 ②小于 磷元素和氮元素位于同一主族,价层电子数相同,自上而下原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱
(4)氮
解析:X、Y、Z、W、M、N是原子序数依次增大的前四周期元素,X的核外电子总数与其电子层数相同,则X为H;YX3极易溶于水,可以推知YX3为NH3,Y为N;W的原子序数为Y原子价电子数的3倍,W的原子序数为15,为P;基态N2+的d轨道半充满,则N原子d轨道上有5个电子,N为Mn;Z和M同主族,且两者的单质室温下均为气体,由结构式可以推知M为Cl,Z为F。
(1)基态锰原子的价层电子排布式为3d54s2;基态氢原子中电子占据最高能级的电子云轮廓图为球形;Cl在周期表中的位置第三周期第ⅦA族。
(2)[PCl4]+中心原子有4个σ键,没有孤电子对,价层电子对数为4,杂化方式为sp3。
(3)①NH3极易溶于水,难溶于CCl4,可能原因是NH3是极性分子,H2O也是极性分子,而CCl4是非极性分子,根据相似相溶原理,NH3易溶于水,难溶于CCl4;②第一电离能N大于P,从原子结构的角度解释原因磷元素和氮元素位于同一主族,价层电子数相同,自上而下原子半径逐渐增大,原子核对外层电子的有效吸引作用逐渐减弱。
(4)两种非金属元素之间,电负性强者显负价,故则N与Cl中电负性较大的是N。
22.(7分)X、Q、Y、Z、W、M、R、T是原子半径依次增大的前四周期元素,基态R原子核外电子有9种空间运动状态,并有2个单电子;基态T+的d轨道半充满。由上述元素中的六种组成的一种化合物常作为“相转移催化剂”被广泛应用于有机合成中,其结构简式如图Ⅰ所示。
回答下列问题:
(1)基态R原子的价层电子排布式为____________,第一电离能小于R的同周期元素有________种。
(2)XZY3的结构如图Ⅱ所示,分子中存在大π键(),比较键长:①________(填“>”“<”或“=”)②,理由是
________________________________________________________________________。
(3)ZX3MX3分子中M原子的杂化方式为__________,熔点比W2X6________(填“高”或“低”);TY5中T的化合价为+6,且含有4个-1价的Y,则该分子中σ键与π键的个数比为_______。
(4)53号元素A的电负性与W近似相等,WQ3A水解反应的产物为____________。
答案:(1)3s23p4 4
(2)> 硝酸中2个端基氧原子参与形成大π键,原子轨道重叠程度大,使N—O键长变短
(3)sp3 高 7∶1
(4)CHF3、HIO
解析:X、Q、Y、Z、W、M、R、T是原子半径依次增大的前四周期元素,基态R原子核外电子有9种空间运动状态,有9个原子轨道,并有2个单电子,则核外有16个电子,R是S;基态T+的d轨道半充满,T是Cr。X、Q、Y、Z、W、M原子半径依次增大,X能形成1个共价键,X是H;Y形成2个共价键,Y是O; W形成4个共价键,W是C;Z形成4个共价键带1个正电荷、M形成4个共价键带1个负电荷,Z是N、M是B,则Q是F。
(1)R是S,基态R原子的价层电子排布式为3s23p4,第一电离能小于S的同周期元素有Na、Mg、Al、Si,共4种。
(2)硝酸中2个端基氧原子参与形成大π键,原子轨道重叠程度大,使N—O键长变短,所以键长①>②。
(3)NH3BH3分子中B形成4个σ键,B杂化方式为sp3杂化;NH3BH3分子间能形成氢键,熔点比C2H6高;CrO5中Cr的化合价为+6价,且含有4个-1价的O,则CrO5的结构式为,该分子中σ键与π键的个数比为7∶1。
(4)53号元素I的电负性与C近似相等,由于F电负性大,所以CF3I中I显正价,所以水解反应的产物为CHF3、HIO。
23.(8分)(2025·宁波检测)(1)丁二酮肟可以与Ni2+生成血红色配合物,如图所示。
①基态Ni2+的简化电子排布式为________。
②键角α<β的原因是
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(2)氨基硼烷系列的储氢材料有多种。
①脂环氨硼烷()可作为储氢材料,下列说法正确的是________(填标号)。
A.电负性:N>C>H
B.元素B、N的第一电离能均高于同周期相邻元素
C.相同条件下在苯中的溶解度:
D.基态硼原子核外电子的轨道表示式:
②氨硼烷(NH3BH3)也可作为储氢材料。已知NH3BH3、NH3都能与Na发生反应,可体现出一定的酸性,比较两者酸性强弱:NH3__________(填“>”“<”或“=”)NH3BH3,写出等物质的量的Na与NH3BH3反应的化学方程式:
________________________________________________________________________。
答案:(1)①[Ar]3d8 ②两者均为sp2杂化,键角α对应的N原子有一个孤电子对,键角β对应的N原子没有孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力,所以键角:α<β
(2)①AD ②< 2NH3BH3+2Na===2BH3NH2Na+H2↑
解析:(1)①基态Ni2+的简化电子排布式为[Ar]3d8;②由图可知,丁二酮肟中N原子为sp2杂化,还有1个孤电子对,丁二酮肟与Ni2+生成的血红色配合物中N原子也是sp2杂化,N原子提供孤电子对与Ni2+形成配位键,由孤电子对变成成键电子对,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力,所以键角:α<β。
(2)①元素的非金属性越强电负性越大,非金属性:N>C>H,电负性:N>C>H,A正确;B原子的价电子排布式为2s22p1,Be原子的价电子排布式为2s2,2p上的电子能量高,容易失去,第一电离能:B<Be,B错误;结构中有—NH,属于亲水基,在水中溶解度大,在苯中溶解度小,因此,相同条件下在苯中的溶解度:,C错误;基态硼原子核外电子排布式为1s22s22p1,基态硼原子核外电子的轨道表示式为,D正确。②NH3BH3中N原子提供孤电子对与B原子形成配位键,中心原子N的电子云密度变小,N—H极性变大,容易电离出H+,酸性强,则酸性:NH3<NH3BH3;等物质的量的NH3BH3与Na反应生成H2和BH3NH2Na,反应的化学方程式为2NH3BH3+2Na===2BH3NH2Na+H2↑。
24.(8分)碘元素具有丰富的化学性质,其化合物有着广泛的应用。请回答下列问题:
(1)碘元素位于周期表的p区。
①碘的基态原子价电子排布式为________。
②下列说法不正确的是________(填标号)。
A.电负性大小:I<Br<Cl
B.第一电离能(I1)大小:I1(Si)<I1(P)<I1(Cl)<I1(Na)
C.化学键中离子键成分的百分数:AgF<AgCl<AgBr<AgI
D.键能大小:F—F>Cl—Cl>Br—Br>I—I
(2)I2加入浓的KI溶液,可获得I;文献指出,在一定条件下也可获得I。
①I中,中心原子I的杂化类型为sp3d;I中,中心原子I的杂化类型为________。
②已知孤电子对、成键电子对相互之间的排斥力随着角度减小而增大。图中,请参照I的VSEPR几何构型(小球表示I或孤电子对),判断I的实际几何构型为________(填标号)。
③已知I和I的还原产物均为I-。相同条件下,比较氧化性强弱:I______(填“>”“<”或“=”)I;比较I—I的键长:I______(填“>”“<”或“=”)I,试从结构上给予解释:
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
答案:(1)①5s25p5 ②BC
(2)①sp3 ②A ③< > I中三对孤对电子占据更多空间,加剧成键电子对的排斥,可能进一步拉长键长。I中仅两对孤对电子,排斥作用较弱,键长缩短,因此键长:I>I
解析:(1)①碘为53号元素,位于第五周期ⅦA族,则其基态原子价电子排布式为5s25p5;②在卤族元素中,从上到下电负性逐渐减小,故有I<Br<Cl,A正确;Na为活泼金属,第一电离能最小;同周期主族元素同左到右,第一电离能呈增大趋势,第ⅡA族,ⅤA族元素反常,则I1(Na)<I1(Si)<I1(P)<I1(Cl),B错误;在卤族元素中,从上到下电负性逐渐减小,电负性越大,对键合电子的吸引力越大,化合物越容易电离,离子键成分的百分比越高,因此在形成的卤化银中离子键成分的百分数逐渐降低:AgF>AgCl>AgBr>AgI,C错误;在卤族元素中,从上到下原子半径逐渐增大,键长增大,键能逐渐减小,D正确。
(2)I2加入浓的KI溶液,可获得I和I:I2+I-===I、2I2===I+I-。①在I中,碘原子的价层电子数为7,但由于形成阳离子,失去一个电子,所以实际参与杂化的电子数为6,中心原子碘的价层电子对数为4,则中心原子I的杂化类型为sp3杂化;②已知孤电子对、成键电子对相互之间的排斥力随着角度减小而增大,在I中,中心I原子的杂化类型为sp3d,这种杂化方式使得I的分子中的3个I原子结构为直线形,A符合题意;③在I中由于失去了一个电子,因此表现为更容易获得电子,表现出更强的氧化性;相反,在I中由于已经得到了电子,因此体现更容易失去电子,氧化性表现得更弱,则有氧化性:I<I;I中三对孤对电子占据更多空间,加剧成键电子对的排斥,可能进一步拉长键长。I中仅两对孤对电子,排斥作用较弱,键长缩短,因此键长:I>I。
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