高中化学单元测试——第二章分子结构与性质（较难版02）

高中化学单元测试 —— 第二章 分子结构与性质（较难版02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）利用可以合成化工原料分子的结构式为，每个分子内含有的键、键数目为 A．4个键 B．2个键、2个键 C．2个键、1个键 D．3个o键、1个键 2．（本题3分）下列说法正确的是 A．σ键一定比π键牢固 B．所有的共价键均具有方向性 C．分子中可能只有σ键，也可能只有π键 D．气体单质中，原子之间可能不存在化学键 3．（本题3分）工业上用S8(分子结构：)与CH4为原料制备CS2，发生反应：S8+2CH4=2CS2+4H2S。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．S8既是氧化剂，又是还原剂 B．生成17gH2S，断开S−S键数为NA C．消耗1gCH4转移电子数为NA D．CS2中σ键与π键数量之比为2：1 4．（本题3分）下列有关化学用语的表述正确的是 A．质量数为16的氧的一种核素： B．H2的共价键电子云轮廓图：   C．H2O的VSEPR模型：   D．四氟化硅的电子式：   5．（本题3分）氢氰酸(化学式为HCN)分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构，则下列关于氢氰酸结构的表述中，正确的是 A．结构式为H－N≡C B．结构式为H－C≡N C．分子是折线形 D．中心原子是sp2杂化 6．（本题3分）通常把原子总数和价电子总数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，下列有关说法中正确的是 A．和是等电子体，键角相同 B．和是等电子体，均为平面三角形结构 C．和是等电子体，均为三角锥形结构 D．已知和苯是等电子体，分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 7．（本题3分）我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时的反应为。下列说法正确的是 A．基态S原子价层电子的轨道表示式为 B．的价层电子对互斥模型为 C．分子中键与键的个数比为1∶1 D．分子的电子式为 8．（本题3分）下列说法正确的是 A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂 B．和均是极性分子，苯是非极性分子，所以难溶于而易溶于苯 C．和白磷均是非极性分子，是极性分子，所以白磷难溶于而易溶于 D．是极性分子，可溶于，因此是极性分子 9．（本题3分）下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点 B．HF的稳定性强于HCl，原因是H—F键能大于H—Cl键能 C．含有手性碳的分子一定有手性，有手性的分子一定有手性碳 D．碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小，在于氢键使得碳酸氢钠间发生缔合，降低其在水中溶解度 10．（本题3分）已知：手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如、与和等。它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是 A．是平面形分子 B．分子中有两个手性碳原子 C．在中的溶解度比在水中的小 D．属于极性分子 11．（本题3分）与一定量的水形成，一定条件下可发生如图所示转化，下列说法中错误的是 A．熔化后破坏了共价键 B．极性： C．冰变成水破坏的只有分子间作用力 D．是含极性共价键的非极性分子 12．（本题3分）关于物质性质或现象的解释错误的是 选项 性质或现象 解释 A 钾和钠的焰色不同 钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量变化不同 B 稳定存在于自然界中 中存在氮氮三键，断开该共价键需要较多的能量 C 键角大于 中心原子杂化方式不同 D 甲酸的酸性大于乙酸 甲基是推电子基团，乙酸中羟基的极性比甲酸中的小 A．A B．B C．C D．D 13．（本题3分）氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C-C≡N，其性质与卤素气体单质相似，氰气可用于有机合成、制农药，也可用作消毒、杀虫的熏蒸剂等。下列叙述正确的是。 A．1个氰气分子中含有2个σ键和4个π键 B．氰气分子中N≡C键的键长大于C-C键的键长 C．分子中既有极性键，又有非极性键 D．(CN)2不能与氢氧化钠溶液发生反应 14．（本题3分）N2O5的结构如图所示，可看作H2O分子中H原子被硝基取代而形成。下列说法不正确的是 A．N2O5是非极性分子 B．空间结构为正四面体形 C．中N杂化轨道类型为sp D．的键角大于H2O的键角 二、解答题 15．（本题14分）过渡金属单质及其化合物在工业生产中具有广泛的用途。 (1)钴位于元素周期表中的位置_______。元素铁与铜的第二电离能分别为：、，的原因是_______。 (2)有机铁肥三硝酸六尿素()合铁(III)，化学式为： ①尿素分子中C原子的杂化方式是_______。 ②根据价层电子对互斥理论推测的空间构型为_______。 ③下列N原子电子排布图表示的状态中，能量最高的是_______。 A． B． C． D． (3)已知的结构为 ，其中S原子的杂化方式是_______。根据对角线规则，金属Be与铝单质及化合物性质相似，试写出Be与氢氧化钠溶液反应的离子反应方程式：_______ 16．（本题14分）现有7种短周期元素X、Y、Z、W、Ｌ、M、Q，其原子序数依次增大，X基态原子半径最小，Y最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应，Z氢化物常用作制冷剂，W基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2，L电负性最大，M和X同主族，Q元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4，请用相应的化学用语回答下列问题： (1)X和Y所形成的一种化合物，其产量是衡量国家石油化工发展水平的标志，该物质中σ键和π键的数目之比为________。Y的杂化方式为________。 (2)如图为Q4Z4的分子结构示意图，该化合物中含有的共价键类型为________(填“极性键”或“非极性键”或“极性键和非极性键”)。 (3)高压发电系统常用QL6作为绝缘气体，该气体分子呈正八面体结构。该分子为________。(填“极性分子”或“非极性分子”)。 (4)中的X—Z—X键角比ZX3中的X—Z—X键角大，原因是_______。 (5)的空间结构是________。 (6)Z的一种氢化物常用作制冷剂，该物质易溶于水，试解释原因________。 17．（本题15分）含氮化合物在生产生活中用途广泛。 (1)化学家维勒用氰酸铵[NH4CNO]合成尿素[CO(NH2)2]，打破了“生命力论”。 ①氰酸铵(NH4CNO)中阳离子的空间结构为___________。 ②尿素中σ键与π键个数之比为___________。 (2)吡啶()有类似苯的平面结构，有芳香性。 ①吡啶中N原子的杂化类型是___________。 ②吡啶在水中溶解度远大于苯，原因是___________。 ③物质的碱性：小于。请从结构角度分析解释。___________。 (3)与碳氢化合物类似，N、H元素之间也可形成氮烯。 ①最简单的氮烯的结构式为___________。 ②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为___________。 18．（本题15分）铁和硒（）都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列问题： (1)乙烷硒啉（Ethaselen）是一种抗癌新药，其结构式如下： ①在周期表中的位置是______． ②该新药分子中有______种不同化学环境的C原子，有______种不同杂化类型的C原子。 ③比较键角大小：气态分子______离子（填“＞”、“＜”或“＝”），原因是______。 (2)富马酸亚铁（）是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示： ①富马酸分子中σ键与π键的数目比为______。 ②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为______。 (3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化，将转化为，反应过程如图所示： ①产物中原子的杂化轨道类型为______。 ②基态原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为______。 《高中化学单元测试 —— 第二章 分子结构与性质（较难版02）》参考答案 1．D 【详解】 根据单键为键，双键一根为键，一根为键，分子的结构式为，则每个分子内含有的键3个、键数目1个，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 2．D 【详解】A．一般情况下键原子轨道重叠程度更大，比键牢固，但存在特殊情况如分子中的键键能大于键，A错误； B．s-s 键如键，因为s轨道为球形对称，重叠时无方向限制，并非所有共价键都有方向性，B错误； C．键不能独立存在，形成共价键时优先形成键，双键、三键中键伴随键存在，分子可能只有键（如），但不可能只有键，C错误； D．稀有气体为单原子分子，其气体单质中不存在原子间的化学键，D正确； 故选D。 3．B 【详解】A．反应中C元素化合价由CH4中-4价升至CS2中+4价，CH4做还原剂，S元素化合价由0价降至-2价，S8做氧化剂，A错误； B．1 molS8中含有8molS-S键，每生成0.5 molH2S消耗0.125 molS8，断裂1molS-S键，B正确； C．每消耗1 molCH4，反应转移8 mol电子，故消耗1 gCH4，转移电子数mol，C错误； D．1 molCS2中含有2 molσ键与2 molπ键，因此σ键与π键数量比为1:1，D错误； 答案选B。 4．C 【详解】A．核素的表示方法为：左上角为质量数，左下角为质子数， 氧的质子数为8，质量数为16，题干位置写反了，应为：，A错误； B．1s轨道的电子云轮廓图是球形的，两个s轨道重叠后，形成的σ键电子云轮廓图应为对称的椭球形，电子云密集区在两核之间，而题目中的图是纺锤形（哑铃形），这 p轨道形成σ键的轮廓特征，不是中s-s σ键的轮廓，B错误； C．的VSEPR模型是四面体构型，中心O原子周围4对价层电子对（2个成键对 + 2个孤电子对）呈四面体分布，图中完整呈现了这一结构，C正确； D．四氟化硅的电子式中，每个F原子周围都应有8个电子（3对孤电子对 + 1对成键电子对），选项中的电子式没有画出F原子的孤电子对，书写不完整，D错误； 故选C。 5．B 【详解】由分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构可知，氢氰酸的结构式为H－C≡N，分子中碳氮三键的碳原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间构型为直线形，故选B。 6．B 【详解】A．和原子总数和价电子总数相同，是等电子体，N和P的电负性不同，故键角不相同，A错误； B．和原子总数和价电子总数相同，是等电子体，的N和中的S均为sp2杂化，故均为平面三角形结构，B正确； C．H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错误； D．已知和苯是等电子体，苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故分子中也存在“肩并肩”式重叠的轨道，D错误； 故选B。 7．C 【详解】A．基态S原子价电子排布为，根据洪特规则，3p轨道的4个电子应优先分占不同等价轨道，即1个p轨道填充2个电子，另外2个p轨道各填充1个单电子，选项中的轨道表示式违反洪特规则，正确的轨道表示式为，A错误； B．中心N原子的价层电子对数为，无孤电子对，价层电子对互斥模型为平面三角形：，B错误； C．的结构式为，每个双键包含1个键和1个键，分子中共2个键、2个键，二者个数比为，C正确； D．分子的电子式应为，孤电子对应分布在两个N原子的外侧，选项电子式书写错误，D错误； 故选C。 8．C 【详解】A．“相似相溶”规律是经验规律，存在特殊情况，部分有机物分子是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，A错误； B．Br2是非极性分子，H2O是极性分子，苯是非极性分子，根据“相似相溶”， Br2难溶于H2O而易溶于苯，B错误； C．CS2和白磷均是非极性分子，H2O是极性分子，所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2，C正确； D．CO2是非极性分子，CO2溶于H2O时，部分CO2与H2O反应生成H2CO3，D错误； 故选C。 9．C 【详解】 A．邻羟基苯甲醛中羟基与醛基处于邻位，可在同一分子内形成氢键；对羟基苯甲醛中羟基与醛基处于对位，不能形成这种分子内氢键，但可在不同分子间形成氢键。邻羟基苯甲醛的分子内氢键为，对羟基苯甲醛的分子间氢键为。分子间氢键增强分子间作用力，因此邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛，A正确； B．H—F键的键能大于H—Cl键的键能，破坏H—F键需要更多能量，所以HF较难分解，稳定性强于HCl，B正确； C．手性碳判断的是碳原子是否连接四种不同的原子或基团，分子手性判断的是分子与其镜像能否完全重合。含有手性碳的分子不一定有手性，有手性的分子也不一定含有手性碳，C错误； D．碳酸氢根离子中的O—H可与其他碳酸氢根离子中的O形成氢键，使碳酸氢根离子间发生缔合，增强固体中粒子的结合，不利于粒子分散到水中；碳酸根离子不能形成相同的阴离子间氢键缔合，因此碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，D正确； 故选C。 10．D 【详解】A．分子中N原子是杂化，分子呈三角锥形，A错误； B．中只有左侧一个手性碳原子，B错误； C．为非极性分子，为非极性分子，根据相似相溶性，在水中的溶解度小于在中的溶解度，C错误； D．的正电中心与负电中心不重合，属于极性分子，D正确； 本题选D。 11．B 【详解】 A．熔化后得到物质，故共价键被破坏，A项正确； B．H2O的中心原子氧原子孤电子对数为，价层电子对数为2+2=4，sp3杂化，空间构形为V形，为极性分子，OF2的中心原子氧原子孤电子对数为，价层电子对数为2+2=4，sp3杂化，空间构形为V形，为极性分子，而氢和氧的电负性差值远大于氧和氟的电负性差值，则极性：，B项错误； C．冰中大范围存在的分子间氢键、是一种特殊的分子间作用力，则冰变成水破坏的只有分子间作用力，C项正确； D．中原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，则原子采取杂化，分子的空间结构为平面三角形，结构对称，是非极性分子，D项正确； 选B。 12．C 【详解】A．钾和钠的焰色不同是由于原子结构不同，电子跃迁时释放的能量不同，导致颜色差异，该解释正确，A正确； B．N2稳定存在于自然界中是因为其分子中存在氮氮三键，键能高，断裂需要大量能量，该解释正确，B正确； C．CH4键角（109.5°）大于H2O键角（约104.5°），但两者中心原子（C和O）均为sp3杂化，键角差异主要源于H2O中孤对电子对成键电子的排斥，而非杂化方式不同，该解释错误，C错误； D．甲酸酸性大于乙酸是因为甲基为推电子基团，降低乙酸中羟基的极性，使质子更难解离，该解释正确，D正确； 故选C。 13．C 【详解】A．氰气结构式为 ，单键为键，每个三键含1个键、2个键，因此1个氰气分子共含3个键和4个键，A错误； B．N≡C键是三键，C-C键是单键，碳氮三键中原子轨道的重叠程度比碳碳单键更大，且氮原子半径小于碳原子，因此 键的键长小于键，B错误； C． 是不同非金属原子形成的极性键，是相同非金属原子形成的非极性键，分子中两种键都存在，C正确； D．氰气性质与卤素单质相似，卤素单质可与氢氧化钠溶液反应，因此氰气也能与氢氧化钠溶液反应，D错误； 故选C。 14．A 【详解】A．根据N2O5的结构可知其正负电荷中心不重合，属于极性分子，A错误； B．的价层电子对数=4+0=4，故空间结构为正四面体形，B正确； C．的价层电子对数=，N杂化轨道类型为sp，C正确； D．和H2O的杂化类型相同，有一对孤电子对，H2O有两对孤电子对，孤电子对越多，键角越小，故键角，D正确； 故选A。 15．(1) 第四周期第VIII族 Cu失去1个电子后的价电子排布式为，为全充满，较稳定，不易失去电子，而Fe失去1个电子后的价电子排布式为，失电子更容易 (2) 平面三角形 D (3) Be+2OH-+2H2O=[Be(OH)4]2-+H2↑ 【详解】（1）钴位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族；铜失去1个电子后的价电子排布式为3d10，轨道为全充满时，相对较稳定，再失去电子较难，而铁的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失去1个电子后的价电子排布式为3d64s1，再失去电子相对较容易，故Cu的第二电离能大于Fe的第二电离能； （2）①尿素分子中C形成的是羰基，有碳氧双键，碳氧双键为平面结构，故C原子的杂化方式为sp2； ②的价层电子对数=3+(5+1-3×2)=3，为sp2杂化，没有孤电子对，空间构型为平面三角形； ③在电子排布图中，根据能量最低原理排布的能量就最低，在能级越高的轨道中电子数越多，能量就越高，所以能量最高的是D； （3）由的结构可知，离子中形成以S元素为中心的四面体形构型，故S为sp3杂化；Al与NaOH溶液反应，生成Na[Al(OH)4]和H2，Be与铝单质性质相似，故Be与NaOH溶液反应的方程式为Be+2OH-+2H2O=+H2↑。 16．(1) 5：1 sp2 (2)极性键和非极性键 (3)非极性分子 (4)NH3分子存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 (5)平面三角形 (6)NH3为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于极性溶剂；NH3与水能发生反应；NH3与水分子间能形成氢键 【分析】X的基态原子半径最小，故X为H；Y的最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应，即该氧化物为CO2，故Y为C；W的基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2，则n=2，即W为O；M和X同主族，又M的原子序数大于W，故M为Na；Q的元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4，故Q为S。因为均为短周期主族元素，且原子序数依次增大，故Z为N，L为F； 【详解】（1）X和Y所形成的一种化合物，其产量是衡量国家石油化工发展水平的标志，则为乙烯，结构简式为CH2=CH2，该物质中σ键和π键的数目之比为5：1；其中碳的杂化方式为sp2杂化； （2）Q4Z4为S4N4，分子结构示意图可知，存在S-S键、S-N键，故该化合物中含有的共价键类型为极性共价键和非极性共价键； （3）高压发电系统常用QL6作为绝缘气体，即SF6, SF6中S的价层电子对数=6+=6，且不含孤电子对，该气体分子呈正八面体结构，该分子为非极性分子； （4）NH3分子存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，因此，中的X—Z—X键角比ZX3中的X—Z—X键角大； （5）为，硝酸根离子中价层电子对个数=3+ (5+1-3×2)=3且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形； （6）Z的一种氢化物常用作制冷剂，该物质易溶于水，因为NH3为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于极性溶剂；NH3与水能发生反应；NH3与水分子间能形成氢键。 17．(1) 正四面体形 (2) 吡啶和水是极性分子，相似相溶，而苯是非极性分子；吡啶可与水形成分子间氢键 甲基是推电子基团，使N原子的电子云密度更大，更易结合氢离子，碱性更强 (3) (，m为正整数) 【详解】（1）① 氰酸铵中的阳离子为，中心N原子的价层电子对数为，且无孤电子对，因此其空间结构为正四面体形； ② 尿素的结构简式为，共价单键均为键，双键中含有1个键和1个键，1个尿素分子中含有4个N-H键、2个C-N键和1个C=O键，故键总数为，键总数为1，两者的个数之比为7:1； （2）① 吡啶具有类似苯的平面结构，故N原子的杂化类型为； ② 吡啶和水是极性分子，相似相溶，而苯是非极性分子；且吡啶能够与水分子形成分子间氢键，而苯不能与水形成氢键，因此吡啶在水中的溶解度远大于苯； ③ 物质的碱性强弱取决于其结合质子（）的能力。甲基是推电子基团，3-甲基吡啶中甲基的推电子效应使得吡啶环上N原子的电子云密度增大，从而更容易结合，表现出比吡啶更强的碱性； （3）① 氮烯类似于碳氢化合物中的烯烃，最简单的烯烃是乙烯（），则最简单的氮烯由两个N原子通过双键连接，每个N原子再结合一个H原子满足其三价特征，其结构式为； ② 饱和无环氮氢化合物（如、、等）的分子通式为，每增加1个双键，分子中会减少2个H原子。因此，含有个氮原子和个双键的无环氮多烯的分子式通式为(  m ≤ ，m为正整数)。 18．(1) 第四周期 第Ⅵ A族 8 2 ＞ 的空间构型为平面三角形，键角为120°，的空间构型为三角锥形，键角小于120° (2) 11:3 O＞C＞H＞Fe (3) sp3杂化 6:2 【详解】（1）①硒元素的原子序数为34，且基态原子价电子排布式为4s24p4，故位于第四周期 第Ⅵ A族； ②由可知，乙烷硒啉的分子结构中心对称，分子中含有8种化学环境不同的碳原子（苯环6种+碳氧双键+亚甲基）；苯环上的6个碳原子和碳氧双键上的碳原子均是sp2杂化，两个氮原子中间的-CH2CH2-结构的两个碳原子为sp3杂化，故共有2种不同杂化类型的C原子； ③中硒原子的价层电子对数为3+=3，孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，中硒原子的价层电子对数为=3+=4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°，故气态分子的键角大于离子的键角； （2）①由球棍模型可知，富马酸的结构简式为HOOCCH=CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11:3； ②金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氢、碳、氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe； （3）①由结构简式可知，产物中氮原子形成了4根单键，价层电子对数为4，故N原子的杂化方式为sp3杂化； ②基态原子的价电子轨道表示式为：，根据轨道表示式可知，两种自旋状态的电子数之比为6:2。 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 $ 高中化学单元测试 —— 第二章 分子结构与性质（较难版02） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．（本题3分）利用可以合成化工原料分子的结构式为，每个分子内含有的键、键数目为 A．4个键 B．2个键、2个键 C．2个键、1个键 D．3个o键、1个键 2．（本题3分）下列说法正确的是 A．σ键一定比π键牢固 B．所有的共价键均具有方向性 C．分子中可能只有σ键，也可能只有π键 D．气体单质中，原子之间可能不存在化学键 3．（本题3分）工业上用S8(分子结构：)与CH4为原料制备CS2，发生反应：S8+2CH4=2CS2+4H2S。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是 A．S8既是氧化剂，又是还原剂 B．生成17gH2S，断开S−S键数为NA C．消耗1gCH4转移电子数为NA D．CS2中σ键与π键数量之比为2：1 4．（本题3分）下列有关化学用语的表述正确的是 A．质量数为16的氧的一种核素： B．H2的共价键电子云轮廓图：   C．H2O的VSEPR模型：   D．四氟化硅的电子式：   5．（本题3分）氢氰酸(化学式为HCN)分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构，则下列关于氢氰酸结构的表述中，正确的是 A．结构式为H－N≡C B．结构式为H－C≡N C．分子是折线形 D．中心原子是sp2杂化 6．（本题3分）通常把原子总数和价电子总数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，下列有关说法中正确的是 A．和是等电子体，键角相同 B．和是等电子体，均为平面三角形结构 C．和是等电子体，均为三角锥形结构 D．已知和苯是等电子体，分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道 7．（本题3分）我国古代四大发明之一的黑火药是由硫黄粉、硝酸钾和木炭粉按一定比例混合而成的，爆炸时的反应为。下列说法正确的是 A．基态S原子价层电子的轨道表示式为 B．的价层电子对互斥模型为 C．分子中键与键的个数比为1∶1 D．分子的电子式为 8．（本题3分）下列说法正确的是 A．极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂 B．和均是极性分子，苯是非极性分子，所以难溶于而易溶于苯 C．和白磷均是非极性分子，是极性分子，所以白磷难溶于而易溶于 D．是极性分子，可溶于，因此是极性分子 9．（本题3分）下列有关物质结构和性质的说法错误的是 A．邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点 B．HF的稳定性强于HCl，原因是H—F键能大于H—Cl键能 C．含有手性碳的分子一定有手性，有手性的分子一定有手性碳 D．碳酸氢钠溶解度比碳酸钠小，在于氢键使得碳酸氢钠间发生缔合，降低其在水中溶解度 10．（本题3分）已知：手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子。在半导体生产或灭火剂的使用中，会向空气逸散气体，如、与和等。它们虽是微量的，有些却是强温室气体。下列有关推测正确的是 A．是平面形分子 B．分子中有两个手性碳原子 C．在中的溶解度比在水中的小 D．属于极性分子 11．（本题3分）与一定量的水形成，一定条件下可发生如图所示转化，下列说法中错误的是 A．熔化后破坏了共价键 B．极性： C．冰变成水破坏的只有分子间作用力 D．是含极性共价键的非极性分子 12．（本题3分）关于物质性质或现象的解释错误的是 选项 性质或现象 解释 A 钾和钠的焰色不同 钾和钠的原子结构不同，电子跃迁时能量变化不同 B 稳定存在于自然界中 中存在氮氮三键，断开该共价键需要较多的能量 C 键角大于 中心原子杂化方式不同 D 甲酸的酸性大于乙酸 甲基是推电子基团，乙酸中羟基的极性比甲酸中的小 A．A B．B C．C D．D 13．（本题3分）氰气的化学式为(CN)2，结构式为N≡C-C≡N，其性质与卤素气体单质相似，氰气可用于有机合成、制农药，也可用作消毒、杀虫的熏蒸剂等。下列叙述正确的是。 A．1个氰气分子中含有2个σ键和4个π键 B．氰气分子中N≡C键的键长大于C-C键的键长 C．分子中既有极性键，又有非极性键 D．(CN)2不能与氢氧化钠溶液发生反应 14．（本题3分）N2O5的结构如图所示，可看作H2O分子中H原子被硝基取代而形成。下列说法不正确的是 A．N2O5是非极性分子 B．空间结构为正四面体形 C．中N杂化轨道类型为sp D．的键角大于H2O的键角 二、解答题 15．（本题14分）过渡金属单质及其化合物在工业生产中具有广泛的用途。 (1)钴位于元素周期表中的位置_______。元素铁与铜的第二电离能分别为：、，的原因是_______。 (2)有机铁肥三硝酸六尿素()合铁(III)，化学式为： ①尿素分子中C原子的杂化方式是_______。 ②根据价层电子对互斥理论推测的空间构型为_______。 ③下列N原子电子排布图表示的状态中，能量最高的是_______。 A． B． C． D． (3)已知的结构为 ，其中S原子的杂化方式是_______。根据对角线规则，金属Be与铝单质及化合物性质相似，试写出Be与氢氧化钠溶液反应的离子反应方程式：_______ 16．（本题14分）现有7种短周期元素X、Y、Z、W、Ｌ、M、Q，其原子序数依次增大，X基态原子半径最小，Y最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应，Z氢化物常用作制冷剂，W基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2，L电负性最大，M和X同主族，Q元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4，请用相应的化学用语回答下列问题： (1)X和Y所形成的一种化合物，其产量是衡量国家石油化工发展水平的标志，该物质中σ键和π键的数目之比为________。Y的杂化方式为________。 (2)如图为Q4Z4的分子结构示意图，该化合物中含有的共价键类型为________(填“极性键”或“非极性键”或“极性键和非极性键”)。 (3)高压发电系统常用QL6作为绝缘气体，该气体分子呈正八面体结构。该分子为________。(填“极性分子”或“非极性分子”)。 (4)中的X—Z—X键角比ZX3中的X—Z—X键角大，原因是_______。 (5)的空间结构是________。 (6)Z的一种氢化物常用作制冷剂，该物质易溶于水，试解释原因________。 17．（本题15分）含氮化合物在生产生活中用途广泛。 (1)化学家维勒用氰酸铵[NH4CNO]合成尿素[CO(NH2)2]，打破了“生命力论”。 ①氰酸铵(NH4CNO)中阳离子的空间结构为___________。 ②尿素中σ键与π键个数之比为___________。 (2)吡啶()有类似苯的平面结构，有芳香性。 ①吡啶中N原子的杂化类型是___________。 ②吡啶在水中溶解度远大于苯，原因是___________。 ③物质的碱性：小于。请从结构角度分析解释。___________。 (3)与碳氢化合物类似，N、H元素之间也可形成氮烯。 ①最简单的氮烯的结构式为___________。 ②氮和氢形成的无环氮多烯，设分子中氮原子数为n，双键数为m，其分子式通式为___________。 18．（本题15分）铁和硒（）都是人体所必需的微量元素，且在医药、催化、材料等领域有广泛应用。回答下列问题： (1)乙烷硒啉（Ethaselen）是一种抗癌新药，其结构式如下： ①在周期表中的位置是______． ②该新药分子中有______种不同化学环境的C原子，有______种不同杂化类型的C原子。 ③比较键角大小：气态分子______离子（填“＞”、“＜”或“＝”），原因是______。 (2)富马酸亚铁（）是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如图所示： ①富马酸分子中σ键与π键的数目比为______。 ②富马酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为______。 (3)科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化，将转化为，反应过程如图所示： ①产物中原子的杂化轨道类型为______。 ②基态原子的价电子中，两种自旋状态的电子数之比为______。 《高中化学单元测试 —— 第二章 分子结构与性质（较难版02）》参考答案 1．D 【详解】 根据单键为键，双键一根为键，一根为键，分子的结构式为，则每个分子内含有的键3个、键数目1个，故D符合题意。 综上所述，答案为D。 2．D 【详解】A．一般情况下键原子轨道重叠程度更大，比键牢固，但存在特殊情况如分子中的键键能大于键，A错误； B．s-s 键如键，因为s轨道为球形对称，重叠时无方向限制，并非所有共价键都有方向性，B错误； C．键不能独立存在，形成共价键时优先形成键，双键、三键中键伴随键存在，分子可能只有键（如），但不可能只有键，C错误； D．稀有气体为单原子分子，其气体单质中不存在原子间的化学键，D正确； 故选D。 3．B 【详解】A．反应中C元素化合价由CH4中-4价升至CS2中+4价，CH4做还原剂，S元素化合价由0价降至-2价，S8做氧化剂，A错误； B．1 molS8中含有8molS-S键，每生成0.5 molH2S消耗0.125 molS8，断裂1molS-S键，B正确； C．每消耗1 molCH4，反应转移8 mol电子，故消耗1 gCH4，转移电子数mol，C错误； D．1 molCS2中含有2 molσ键与2 molπ键，因此σ键与π键数量比为1:1，D错误； 答案选B。 4．C 【详解】A．核素的表示方法为：左上角为质量数，左下角为质子数， 氧的质子数为8，质量数为16，题干位置写反了，应为：，A错误； B．1s轨道的电子云轮廓图是球形的，两个s轨道重叠后，形成的σ键电子云轮廓图应为对称的椭球形，电子云密集区在两核之间，而题目中的图是纺锤形（哑铃形），这 p轨道形成σ键的轮廓特征，不是中s-s σ键的轮廓，B错误； C．的VSEPR模型是四面体构型，中心O原子周围4对价层电子对（2个成键对 + 2个孤电子对）呈四面体分布，图中完整呈现了这一结构，C正确； D．四氟化硅的电子式中，每个F原子周围都应有8个电子（3对孤电子对 + 1对成键电子对），选项中的电子式没有画出F原子的孤电子对，书写不完整，D错误； 故选C。 5．B 【详解】由分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构可知，氢氰酸的结构式为H－C≡N，分子中碳氮三键的碳原子的杂化方式为sp杂化，分子的空间构型为直线形，故选B。 6．B 【详解】A．和原子总数和价电子总数相同，是等电子体，N和P的电负性不同，故键角不相同，A错误； B．和原子总数和价电子总数相同，是等电子体，的N和中的S均为sp2杂化，故均为平面三角形结构，B正确； C．H3O＋和PCl3的价电子总数不相等，不互为等电子体，C错误； D．已知和苯是等电子体，苯分子中存在“肩并肩”式重叠的轨道，故分子中也存在“肩并肩”式重叠的轨道，D错误； 故选B。 7．C 【详解】A．基态S原子价电子排布为，根据洪特规则，3p轨道的4个电子应优先分占不同等价轨道，即1个p轨道填充2个电子，另外2个p轨道各填充1个单电子，选项中的轨道表示式违反洪特规则，正确的轨道表示式为，A错误； B．中心N原子的价层电子对数为，无孤电子对，价层电子对互斥模型为平面三角形：，B错误； C．的结构式为，每个双键包含1个键和1个键，分子中共2个键、2个键，二者个数比为，C正确； D．分子的电子式应为，孤电子对应分布在两个N原子的外侧，选项电子式书写错误，D错误； 故选C。 8．C 【详解】A．“相似相溶”规律是经验规律，存在特殊情况，部分有机物分子是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，A错误； B．Br2是非极性分子，H2O是极性分子，苯是非极性分子，根据“相似相溶”， Br2难溶于H2O而易溶于苯，B错误； C．CS2和白磷均是非极性分子，H2O是极性分子，所以白磷难溶于H2O而易溶于CS2，C正确； D．CO2是非极性分子，CO2溶于H2O时，部分CO2与H2O反应生成H2CO3，D错误； 故选C。 9．C 【详解】 A．邻羟基苯甲醛中羟基与醛基处于邻位，可在同一分子内形成氢键；对羟基苯甲醛中羟基与醛基处于对位，不能形成这种分子内氢键，但可在不同分子间形成氢键。邻羟基苯甲醛的分子内氢键为，对羟基苯甲醛的分子间氢键为。分子间氢键增强分子间作用力，因此邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛，A正确； B．H—F键的键能大于H—Cl键的键能，破坏H—F键需要更多能量，所以HF较难分解，稳定性强于HCl，B正确； C．手性碳判断的是碳原子是否连接四种不同的原子或基团，分子手性判断的是分子与其镜像能否完全重合。含有手性碳的分子不一定有手性，有手性的分子也不一定含有手性碳，C错误； D．碳酸氢根离子中的O—H可与其他碳酸氢根离子中的O形成氢键，使碳酸氢根离子间发生缔合，增强固体中粒子的结合，不利于粒子分散到水中；碳酸根离子不能形成相同的阴离子间氢键缔合，因此碳酸氢钠的溶解度小于碳酸钠，D正确； 故选C。 10．D 【详解】A．分子中N原子是杂化，分子呈三角锥形，A错误； B．中只有左侧一个手性碳原子，B错误； C．为非极性分子，为非极性分子，根据相似相溶性，在水中的溶解度小于在中的溶解度，C错误； D．的正电中心与负电中心不重合，属于极性分子，D正确； 本题选D。 11．B 【详解】 A．熔化后得到物质，故共价键被破坏，A项正确； B．H2O的中心原子氧原子孤电子对数为，价层电子对数为2+2=4，sp3杂化，空间构形为V形，为极性分子，OF2的中心原子氧原子孤电子对数为，价层电子对数为2+2=4，sp3杂化，空间构形为V形，为极性分子，而氢和氧的电负性差值远大于氧和氟的电负性差值，则极性：，B项错误； C．冰中大范围存在的分子间氢键、是一种特殊的分子间作用力，则冰变成水破坏的只有分子间作用力，C项正确； D．中原子的价层电子对数为，孤电子对数为0，则原子采取杂化，分子的空间结构为平面三角形，结构对称，是非极性分子，D项正确； 选B。 12．C 【详解】A．钾和钠的焰色不同是由于原子结构不同，电子跃迁时释放的能量不同，导致颜色差异，该解释正确，A正确； B．N2稳定存在于自然界中是因为其分子中存在氮氮三键，键能高，断裂需要大量能量，该解释正确，B正确； C．CH4键角（109.5°）大于H2O键角（约104.5°），但两者中心原子（C和O）均为sp3杂化，键角差异主要源于H2O中孤对电子对成键电子的排斥，而非杂化方式不同，该解释错误，C错误； D．甲酸酸性大于乙酸是因为甲基为推电子基团，降低乙酸中羟基的极性，使质子更难解离，该解释正确，D正确； 故选C。 13．C 【详解】A．氰气结构式为 ，单键为键，每个三键含1个键、2个键，因此1个氰气分子共含3个键和4个键，A错误； B．N≡C键是三键，C-C键是单键，碳氮三键中原子轨道的重叠程度比碳碳单键更大，且氮原子半径小于碳原子，因此 键的键长小于键，B错误； C． 是不同非金属原子形成的极性键，是相同非金属原子形成的非极性键，分子中两种键都存在，C正确； D．氰气性质与卤素单质相似，卤素单质可与氢氧化钠溶液反应，因此氰气也能与氢氧化钠溶液反应，D错误； 故选C。 14．A 【详解】A．根据N2O5的结构可知其正负电荷中心不重合，属于极性分子，A错误； B．的价层电子对数=4+0=4，故空间结构为正四面体形，B正确； C．的价层电子对数=，N杂化轨道类型为sp，C正确； D．和H2O的杂化类型相同，有一对孤电子对，H2O有两对孤电子对，孤电子对越多，键角越小，故键角，D正确； 故选A。 15．(1) 第四周期第VIII族 Cu失去1个电子后的价电子排布式为，为全充满，较稳定，不易失去电子，而Fe失去1个电子后的价电子排布式为，失电子更容易 (2) 平面三角形 D (3) Be+2OH-+2H2O=[Be(OH)4]2-+H2↑ 【详解】（1）钴位于元素周期表中第四周期第Ⅷ族；铜失去1个电子后的价电子排布式为3d10，轨道为全充满时，相对较稳定，再失去电子较难，而铁的核外电子排布式为[Ar]3d64s2，失去1个电子后的价电子排布式为3d64s1，再失去电子相对较容易，故Cu的第二电离能大于Fe的第二电离能； （2）①尿素分子中C形成的是羰基，有碳氧双键，碳氧双键为平面结构，故C原子的杂化方式为sp2； ②的价层电子对数=3+(5+1-3×2)=3，为sp2杂化，没有孤电子对，空间构型为平面三角形； ③在电子排布图中，根据能量最低原理排布的能量就最低，在能级越高的轨道中电子数越多，能量就越高，所以能量最高的是D； （3）由的结构可知，离子中形成以S元素为中心的四面体形构型，故S为sp3杂化；Al与NaOH溶液反应，生成Na[Al(OH)4]和H2，Be与铝单质性质相似，故Be与NaOH溶液反应的方程式为Be+2OH-+2H2O=+H2↑。 16．(1) 5：1 sp2 (2)极性键和非极性键 (3)非极性分子 (4)NH3分子存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 (5)平面三角形 (6)NH3为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于极性溶剂；NH3与水能发生反应；NH3与水分子间能形成氢键 【分析】X的基态原子半径最小，故X为H；Y的最高价氧化物在空气中增多会造成温室效应，即该氧化物为CO2，故Y为C；W的基态原子的价电子排布式为nsnnpn+2，则n=2，即W为O；M和X同主族，又M的原子序数大于W，故M为Na；Q的元素最高化合价与最低化合价的代数和等于4，故Q为S。因为均为短周期主族元素，且原子序数依次增大，故Z为N，L为F； 【详解】（1）X和Y所形成的一种化合物，其产量是衡量国家石油化工发展水平的标志，则为乙烯，结构简式为CH2=CH2，该物质中σ键和π键的数目之比为5：1；其中碳的杂化方式为sp2杂化； （2）Q4Z4为S4N4，分子结构示意图可知，存在S-S键、S-N键，故该化合物中含有的共价键类型为极性共价键和非极性共价键； （3）高压发电系统常用QL6作为绝缘气体，即SF6, SF6中S的价层电子对数=6+=6，且不含孤电子对，该气体分子呈正八面体结构，该分子为非极性分子； （4）NH3分子存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，因此，中的X—Z—X键角比ZX3中的X—Z—X键角大； （5）为，硝酸根离子中价层电子对个数=3+ (5+1-3×2)=3且不含孤电子对，所以其空间构型是平面三角形； （6）Z的一种氢化物常用作制冷剂，该物质易溶于水，因为NH3为极性分子，根据相似相溶原理，易溶于极性溶剂；NH3与水能发生反应；NH3与水分子间能形成氢键。 17．(1) 正四面体形 (2) 吡啶和水是极性分子，相似相溶，而苯是非极性分子；吡啶可与水形成分子间氢键 甲基是推电子基团，使N原子的电子云密度更大，更易结合氢离子，碱性更强 (3) (，m为正整数) 【详解】（1）① 氰酸铵中的阳离子为，中心N原子的价层电子对数为，且无孤电子对，因此其空间结构为正四面体形； ② 尿素的结构简式为，共价单键均为键，双键中含有1个键和1个键，1个尿素分子中含有4个N-H键、2个C-N键和1个C=O键，故键总数为，键总数为1，两者的个数之比为7:1； （2）① 吡啶具有类似苯的平面结构，故N原子的杂化类型为； ② 吡啶和水是极性分子，相似相溶，而苯是非极性分子；且吡啶能够与水分子形成分子间氢键，而苯不能与水形成氢键，因此吡啶在水中的溶解度远大于苯； ③ 物质的碱性强弱取决于其结合质子（）的能力。甲基是推电子基团，3-甲基吡啶中甲基的推电子效应使得吡啶环上N原子的电子云密度增大，从而更容易结合，表现出比吡啶更强的碱性； （3）① 氮烯类似于碳氢化合物中的烯烃，最简单的烯烃是乙烯（），则最简单的氮烯由两个N原子通过双键连接，每个N原子再结合一个H原子满足其三价特征，其结构式为； ② 饱和无环氮氢化合物（如、、等）的分子通式为，每增加1个双键，分子中会减少2个H原子。因此，含有个氮原子和个双键的无环氮多烯的分子式通式为(  m ≤ ，m为正整数)。 18．(1) 第四周期 第Ⅵ A族 8 2 ＞ 的空间构型为平面三角形，键角为120°，的空间构型为三角锥形，键角小于120° (2) 11:3 O＞C＞H＞Fe (3) sp3杂化 6:2 【详解】（1）①硒元素的原子序数为34，且基态原子价电子排布式为4s24p4，故位于第四周期 第Ⅵ A族； ②由可知，乙烷硒啉的分子结构中心对称，分子中含有8种化学环境不同的碳原子（苯环6种+碳氧双键+亚甲基）；苯环上的6个碳原子和碳氧双键上的碳原子均是sp2杂化，两个氮原子中间的-CH2CH2-结构的两个碳原子为sp3杂化，故共有2种不同杂化类型的C原子； ③中硒原子的价层电子对数为3+=3，孤对电子对数为0，分子的空间构型为平面三角形，键角为120°，中硒原子的价层电子对数为=3+=4，孤对电子对数为1，离子的空间构型为三角锥形，键角小于120°，故气态分子的键角大于离子的键角； （2）①由球棍模型可知，富马酸的结构简式为HOOCCH=CHCOOH，分子中的单键为σ键，双键中含有1个σ键和1个π键，则分子中σ键和π键的数目比为11:3； ②金属元素的电负性小于非金属元素，则铁元素的电负性最小，非金属元素的非金属性越强，电负性越大，氢、碳、氧的非金属性依次增强，则电负性依次增大，所以富马酸亚铁中四种元素的电负性由大到小的顺序为O＞C＞H＞Fe； （3）①由结构简式可知，产物中氮原子形成了4根单键，价层电子对数为4，故N原子的杂化方式为sp3杂化； ②基态原子的价电子轨道表示式为：，根据轨道表示式可知，两种自旋状态的电子数之比为6:2。 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 $