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化学 选择性必修2 物质结构与性质 LK
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第2章素养检测
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1.[江西部分高中2025联考]下列有机物既含 键又含 键,且碳原子杂化类型种类最多的是
( )
B
A. B. C. D.
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解析 A项物质中有单键和双键,既含 键又含 键,C原子杂化方式有2种:和 ;B项物
质中有单键、双键、三键,既含 键又含 键,C原子杂化方式有3种:、和 ;C项物质
中有单键和双键,既含 键又含 键,C原子杂化方式有2种:和 ;D项物质中有单键和双
键,既含 键又含 键,C原子杂化方式有1种:。既含 键又含 键,且碳原子杂化类型种
类最多的是B项物质,选B。
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2.在有机物分子中,若碳原子连接四个不同的原子或原子团,该碳原子称为不对称碳原子,以
表示。具有不对称碳原子的有机物具有光学活性。下列分子中,不具有光学活性的是( )
B
A.
B.
C.
D.
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解析 的中间碳原子连接了四个不同基团,是不对称碳原子,该分子具有
光学活性,A不符合; 分子中没有连接四个不同基团的碳原子,无
不对称碳原子,该分子不具有光学活性,B符合; 从
左数第二个碳原子和第三个碳原子都连接了四个不同基团,这两个碳原子是不对称碳原子,该分
子具有光学活性,C不符合; 从左数第二、三、
四个碳原子均连接了四个不同基团,这三个碳原子是不对称碳原子,该分子具有光学活性,D不
符合。
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3.[河北唐山遵化一中2024高二月考改编]下列事实或数据不能由表中键能数据大小分析得出的
是( )
化学键
键能/ 411 318 467 358
化学键
键能/ 346 565 431 436
D
A.稳定性: B.键长:
C.电负性: D.氢气的燃烧热
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解析 碳氢键键能大于硅氢键,故稳定性: ,A正确;键能越大,键长越短,键能:
,则键长: ,B正确;氢氟键键能大于氢氯键,则简单氢化物稳定
性:,非金属性:,故电负性:,C正确;氢气燃烧时涉及 的断裂,
则计算氢气的燃烧热还需要氧氧双键的键能,D错误。
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4.配合物 可用于离子检验,下列说法不正确的是( )
C
A.此配合物中存在离子键、配位键、极性键
B.配离子为,中心离子为,配位数为6,配位原子有C和
C.该配合物中 键数目为
D.该配合物为离子化合物,易电离,配合物电离共得到 个阴、阳离子
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解析 与之间存在离子键,分子、与 形成配位键,碳氮之间、氮
氧之间存在极性共价键,A正确;配离子中分子、与 共形成6个配位键,配位原子有C
和,B正确;该配合物中 键数目为 ,C错误;配合物
为离子化合物,该物质电离出与 ,所
以该配合物电离共得到 个阴、阳离子,D正确。
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5.[山东青岛2025期中]磷酰氯 是有机合成的催化剂,可用以下方法制取:
或,其中 分子的空间结构如图所示。下列
说法不正确的是( )
A
A.中只含有 键
B. 是非极性分子
C. 的空间结构是三角锥形
D.与反应生成 的化学方程式为
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解析 结构中含有、,故既含 键,也含 键,A错误; 为空间对称结构,
是非极性分子,B正确;的中心原子的价电子对数为 ,有一个孤电子对,故
空间结构是三角锥形,C正确;可与 发生反应:
,D正确。
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6.[广西部分学校2025联考]某物质可溶于水、乙醇,熔点为 ,其结构简式如图所示。
下列说法错误的是( )
D
A.该物质溶于乙醇,可与乙醇分子形成分子间氢键
B.该物质分子中含有极性共价键
C.分子中每个 原子的孤电子对数均为1
D.该物质分子中 键和 键的个数比为
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解析 题给物质中氨基与乙醇中羟基可形成分子间氢键,A正确;题给有机物分子中含有
、、以及,都为极性共价键,B正确; 最外层有5个电子,由结构可知每
个都形成3个共价键,均有1个孤电子对,C正确;单键为 键,双键中含有1个 键和1个 键,
三键中含有1个 键和2个 键,该物质分子中含有9个 键、3个 键, 键和 键的个数比为
,D错误。
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7.[湖南长沙2025月考]某种离子液体的结构如图所示,、、 、
、为原子序数依次增大的五种短周期非金属元素, 的原子序数等
于、原子序数之和, 为非金属性最强的元素。
下列说法正确的是( )
B
A.的键角大于的键角 B.的 模型为正四面体形
C.是极性分子,是非极性分子 D.的键能小于 的键能
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思路导引
、、、、为原子序数依次增大的五种短周期非金属元素,为非金属性最强的元素,则
为元素;由阴离子结构可知,得到1个电子后可形成4个共价键,则 为第ⅢA族元素,且原子
序数:,则为B元素;阳离子中两个原子成键数目不同,则其中1个 原子失去1个电子
形成4个共价键,为第ⅤA族元素,且原子序数:,则为元素,阳离子中所有 原子形
成4个共价键、所有原子形成1个共价键,且原子序数:,的原子序数等于、
原子序数之和,则是氢元素、 是C元素。
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解析 氨分子中氮原子为杂化,孤电子对数为1,甲烷分子中碳原子为 杂化,孤电子对数为
0,杂化方式相同时,孤电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,分子的键角越小,所以甲烷
分子的键角大于氨分子,A错误; 中硼原子的价层电子对数为4,孤电子对数为0,则
的模型为正四面体形,B正确; 分子中硼原子的价层电子对数为3,孤电子对数
为0,分子的空间结构为平面三角形,为非极性分子, 分子中氮原子的价层电子对数为4,孤
电子对数为1,分子的空间结构为三角锥形,属于极性分子,C错误;氮气分子中氮氮三键的键能
大于氟气分子中氟氟单键的键能,D错误。
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8.[江苏无锡一中2025高二月考]现有三种组成均为 的配合物,甲为亮绿色,乙为暗
绿色,丙为紫色。取相等物质的量的甲、乙、丙分别完全溶于适量蒸馏水中,再分别加入足量的
溶液,析出的的物质的量之比为。已知 的配位数为6,下列说法正确的是
( )
D
A.相关元素的原子半径:,第一电离能:
B.三种配合物互为同素异形体,铬元素都显 价
C.甲中含阳离子,该阳离子中含有 键
D.乙中配位原子有和,两者物质的量之比为
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思路导引
由题知向等物质的量的甲、乙、丙配成的溶液中滴入足量的 溶液,产生白色沉淀的物质的
量之比为,则可推知甲、乙、丙3种配合物的外界数目之比为,又知 的配位
数为6,故得甲(亮绿色)、乙(暗绿色)、丙(紫色)的化学式分别为 、
、 。
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解析 同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则
原子半径:;同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但最外层 轨道半充满,
的第一电离能大于相邻元素 ,A错误。同种元素形成的不同单质互为同素异形体,而三种配合
物是化合物,B错误。由思路导引知甲的化学式为 ,所含阳离子为
,1个水分子中含有2个 键,配位键也属于 键,则 该阳离子中含有
键,C错误。乙的化学式为,配位原子有4个
和2个,两者物质的量之比为 ,D正确。
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9.科学家近期合成了一种配合物,该物质可以在温和条件下活化,将转化为 ,反应过
程如图所示。下列说法正确的是( )
CD
A.电负性大小: B.键角:
C.产物中原子的杂化轨道类型为 D.的 理论模型为四面体形
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解析 同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大, 的电负性大于C,铁是金属元素,电负性比非
金属元素小,电负性大小:,A错误;中 的价电子对数
,原子上的孤电子对数为2,分子中 的价电子对数
, 原子上的孤电子对数为1,孤电子对越多,对成键电子的排斥
力越大,键角越小,所以键角:,B错误;从题图中可以看出,产物中 原子的价电
子对数为4,则采取的杂化轨道类型为,C正确;的价电子对数为4,则 理论模型为
四面体形,D正确。
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10.[湖北重点高中2025月考]冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化
剂,例如能增大酸性 溶液与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大,两者结合能力越强。
碱金属离子
结合常数
冠醚 (直径: ) (直径: )
冠醚A空腔直径: 199 1 183
冠醚B空腔直径: 371 312
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下列说法正确的是( )
A
A.冠醚通过与结合将带入有机相,从而增大 与环己
烯的反应速率
B.结合常数的大小与碱金属离子直径有关,与冠醚空腔直径无关
C.如图所示的实验中
D.为增大酸性 溶液与环己烯的反应速率,选择冠醚B比冠醚A
更合适
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解析 冠醚通过与结合将带入有机相,增大 与环己烯的接触面积,从而增大反应速
率,A正确;从题表中数据可以看出,冠醚的空腔直径与或 直径接近时,结合常数大,由
此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径均有关,B错误;①中加入冠醚A后,
部分与冠醚A结合,,由题表数据可知,冠醚A与 的结合常数大,结合能
力强,因此加入固体后,与冠醚A结合的 几乎被完全释放,冠醚与碱金属离子结合的反应
是可逆的,仍有部分与冠醚A结合,②中 最小,则如题图所示的实验中
②,C错误;由表格数据可知, 与冠醚A的结合常数更大,结合能力更强,
则选择冠醚A比冠醚B更合适,D错误。
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11.[广东江门一中2024高二段考]根据物质结构和性质的知识,回答下列问题:
(1)下列物质中既有极性键,又有非极性键的极性分子是___(填序号)。
C
A. B. C. D.
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解析 中不含有非极性键,A错误;分子中不含有非极性键,B错误;中含有 极
性键和非极性键,的空间结构是二面角结构,是极性分子,C正确;含有 极
性键和 非极性键,但是分子正、负电荷重心重合,为非极性分子,D错误。
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(2)某同学画出基态碳原子的核外电子排布图: ,该电子排布图违背了__________。
洪特规则
解析 题图中 轨道上的2个电子没有分占不同的轨道,违背了洪特规则。
(3)在四氯化碳中的溶解度远大于 ,原因是______________________________________
_____________。
和四氯化碳均为非极性分子,而属于极性分子
解析 和四氯化碳均为非极性分子,为极性分子,根据“相似相溶”原理, 在四氯化
碳中的溶解度远大于 。
39
(4)中,电负性最大的元素是___;的_____杂化轨道与的轨道形成___(填“ ”
或“ ”)键。
解析 同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,则电负性: ;同主族元素从上到下,
电负性逐渐减小,则电负性:;中元素显正价,元素显负价,则电负性: 。
由此可得电负性:,故中,电负性最大的是。中 原子的价
电子对数为,模型为正四面体形,原子采取 杂化,杂化轨道用于形成
键,即的杂化轨道和的轨道形成 键。
40
(5)有机物 中,有___个手性碳原子,该有机物含 键的物质的量为____ 。
2
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解析 同一碳原子连接4个不同的原子或原子团时,该碳原子为手性碳原子,则有机物 中有
2个手性碳原子(用*标记);单键由1个 键构成,双键由1个 键和1个 键构成,则 该
有机物含 键的物质的量为 。
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(6)可以用来衡量酸性的强弱,表中是部分酸的 数据:
酸
(室温) 2.86 1.29 0.65 、
从表中数据可知,酸性: ,请从物质结构角度解释原因:
____________________________________________________________________________________
____________________________________________________________________________________
__________ 。
原子电负性大,使羧基中羟基的极性增强,更容易电离出,分子的烃基中 原子数目越
多,羟基中 就越容易电离,其相应的氯代乙酸的酸性就越强,故三氯乙酸最容易电离出氢离子,
其酸性最强
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12.按要求回答下列问题:
(1)基态原子含有___种空间运动状态不同的电子;的 理论模型为__________。
9
四面体形
解析 电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,基态 原子的电子排布式为
,则含有9种空间运动状态不同的电子;的中心 原子的价电子对数为4,
杂化方式为杂化,则 理论模型为四面体形。
(2)甲醇的沸点___甲醛的沸点(填“ ”“ ”或“ ”)。
解析 甲醇分子间能形成氢键,而甲醛分子间不能形成氢键,所以甲醇的沸点 甲醛
的沸点。
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(3)已知与的结构如图,则中的键角___中的 键角
(填“ ”“ ”或“ ”)。
解析 在分子中原子未形成磷氧双键,但最外层有一个孤电子对,而分子中 原子形
成磷氧双键,但最外层没有孤对电子,由于孤电子对对成键电子对之间的排斥力大于成键电子对
之间的排斥力,则中的键角中的 键角。
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(4)吡咯( )为平面形分子,则原子的杂化类型为_____,吡咯分子中所含的 键数
目为_______表示阿伏加德罗常数的值 。
解析 吡咯( )为平面形分子,则原子的价电子对数为3,杂化类型为 ,1个吡咯分子中
含有4个 键、1个 键、3个 键、2个 键,则吡咯中含有 键
的数目为 。
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(5)、、 三种物质(结构如图)在水中的溶解度由大到小的顺序为___________。
解析 分子中含有羧基和巯基,、分子中含有酯基和巯基,所以的溶解度大于、; 分
子的六元环上含有氮原子,能与水分子间形成氢键,所以的溶解度大于 ,因此三种物质在水
中的溶解度由大到小的顺序为 。
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(6)氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子间不易形成三键的原因是_________________________
____________________________________________________________________。
砷原子半径比较大,原子间形成的 键较长,轨道重叠程度较小,几乎不能重叠,难以形成 键
解析 氮原子与砷原子的最外层电子数相同,但氮的原子半径比砷的原子半径小,电子云的重叠
程度氮比砷大,所以氮原子间能形成氮氮三键,而砷原子半径比较大,原子间形成的 键较长,
轨道重叠程度较小,几乎不能重叠,难以形成 键,故砷原子间不易形成三键。
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13.[江西景德镇2025高二期中]回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式:________;同周期中,基态原子未成对电子数比 多的元
素是____(填元素符号)。
解析 的原子序数为25,位于元素周期表第四周期第族,价电子排布式为 ;基态
的电子排布式为,未成对电子数为5,同周期中,基态原子未成对电子数比 多的
元素是,基态的电子排布式为 ,有6个未成对电子。
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(2)的中心原子为,的中心原子为,和均为形结构,但中存在大
键。中原子的轨道杂化方式:_____;键角___键角(填“ ”“
”或“”)。比较与中 的键长并说明原因: ____________________________
____________________________________________________________________________________
_____________________________________________________________ 。
分子中 的键长小于
中的键长,其原因是分子中既存在 键,又存在大 键,电子云重叠的程度较大,
因此其中的键长较短,而中只存在普通的 键,键长较长
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解析 中心原子为,中心原子为,二者均为形结构,但中存在大 键 。由
中存在大 键可以推断,其中原子与2个原子各形成1个配位键, 原子提供1个孤
电子,每个原子提供1对电子,这5个电子处于互相平行的轨道中形成大 键,分别与2个
各形成1个 键,孤电子用于形成大 键,剩余1个孤电子对,则的价层电子对数为3, 原子
的轨道杂化方式为。的中心原子为,其价层电子对数,因此, 的杂
化方式为;根据价层电子对互斥理论可知,时,模型为四面体形, 时,
模型为平面三角形,杂化的键角一定大于的,虽然和均为 形结构,但
键角大于 键角。
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(3)、、电负性由大到小的顺序为___________; 分子的空间结构为_____。
形
解析 同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,同主族元素从上到下,电负性逐渐减小,且
中显正价,显负价,所以电负性大小顺序为; 的中心原子的价层电子对数
为,有2个孤电子对,分子的空间结构是 形。
(4)用价层电子对互斥理论推断分子中,价层电子对数为___,的 模型名称
是____________;属于______分子(填“极性”或“非极性”);分子中 的键
角___ (填“ ”“ ”或“ ”)。
3
平面三角形
极性
解析 分子中,价层电子对数为,有1个孤电子对, 模型为平面三角
形,空间结构为 形,该分子的正、负电荷重心不重合,为极性分子;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,所以分子中的键角 。
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14.绿芦笋中含有天门冬氨酸(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功
效。回答下列问题:
(1)天门冬氨酸中C、、 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是___________,电负性最大
的元素的基态原子价层电子轨道表示式为_ _________。铬元素位于周期表第___周期第_____族,
其基态原子的电子排布式为________________________。
4
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解析 同周期主族元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,原子 能级半充满,结构稳定,第
一电离能大于同周期相邻元素,所以C、、 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是
;C、、三种元素中,电负性最大的元素是 ,其基态原子的价电子轨道表示式
为 ;铬是24号元素,位于周期表第4周期第族;基态 原子的电子排布式为
。
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(2)天门冬氨酸中的共价键类型为____________(填“ 键”“ 键”或“ 键、 键”),
其中原子的杂化轨道类型为_________,图中虚线表示出的 的键角______(填“大于”
或“小于”) 的键角。
键、 键
杂化
大于
解析 单键为 键,1个双键中有1个 键、1个 键,天门冬氨酸中既有 键又有 键; 原子
形成3个 键,有1个孤电子对,杂化轨道类型为 杂化;双键碳的价电子对数为3,空间结构为
平面三角形,单键碳原子有4个价电子对,空间结构为四面体形,图中虚线表示出的 的
键角大于 的键角。
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(3)和 中热稳定性较好的是_____,从分子结构角度解释其原因:__________________
______________________________________________。
的原子半径小于,键长较短,键能较大,分子的热稳定性更强
解析 同主族元素从上到下,非金属性减弱,简单氢化物稳定性减弱,和 热稳定性较好
的是;从分子结构角度分析,的原子半径小于, 键长较短,键能较大,所以分子的
热稳定性更强。
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(4)分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛的应用。若将天门冬氨酸中的换成 ,
得到的新物质的酸性会增强(除该基团本身的酸碱性外),原因是__________________________
___________________________________________________________________。
的电负性比大,所以的极性大于,导致羧基上羟基的极性更大,更易电离出氢离子
解析 的电负性比大,所以的极性大于 ,导致羧基上羟基的极性更大,更易电离
出氢离子,所以若将天门冬氨酸中的换成 ,得到的新物质的酸性会增强。
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(5)某些氢键的键能和键长如表所示。
氢键 代表性例子
28.1 255
18.8 276 冰
25.9 266 甲醇、乙醇
20.9 268
20.9 286
5.4 338
的键能小于,但水的沸点高于 的原因可能是___________________________
_____。
分子间形成氢键的数量大于
解析 1个分子可参与形成4个氢键,1个分子可参与形成2个氢键, 分子间形成氢键的
数量大于,所以水的沸点高于 。
60
$$