选修三第二章 分子结构与性质能力检测题及答案解析

综合能力检测二(第二章)

考试时间：90分钟　　分值：100分

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(每小题3分，共48分。每小题只有一个选项符合题意)

1．下列有关σ键的说法错误的是(　　)

A．如果电子云图象是由两个s电子重叠形成的，即形成s­s σ键

B．s电子与p电子可形成s­p σ键

C．p电子与p电子不能形成σ键

D．HCl分子里含一个s­p σ键

解析　σ键一般有三种类型，两个s电子重叠形成s­s σ键，s电子与p电子形成s­p σ键，p电子与p电子也能形成p­p σ键，在HCl分子里的σ键属于s­p σ键，故C项错误。

答案　C

2．下列各组微粒中不属于等电子体的是(　　)

A．CH4、NH   B．H2O、HF

C．CO2、N2O   D．CO、NO

解析　本题考查了等电子体的概念。原子数相同、价电子总数相同的微粒叫等电子体。H2O、HF两个分子中原子个数不同，前者为3原子分子，后者为2原子分子。

答案　B

3．NH3分子的空间构型是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，其充分的理由是(　　)

A. NH3分子是非极性分子

B．分子内3个N—H键的键长相等，键角相等

C. NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于107°18′

D. NH3分子内3个N—H键的键长相等，3个键角都等于120°

解析　空间构型决定分子的极性，反过来分子的极性验证了分子的空间构型，即分子有极性说明其空间结构为不对称，故NH3为三角锥形，键角小于120°。判断ABn型分子极性方法，几何构型法：具有平面三角形、直线形、正四面体等对称结构的分子为非极性分子；而折线形、三角锥形等非对称结构的分子为极性分子。

答案　C

4．下列说法正确的是(　　)

A．CHCl3是正四面体形

B．H2O分子中氧原子为sp2杂化，其分子几何构型为V形

C．二氧化碳中碳原子为sp杂化，为直线形分子

D．NH是三角锥形

解析　CHCl3分子中碳原子为sp3杂化，分子构型为四面体，不是正四面体形，A项不正确；H2O分子中氧原子为sp3杂化，B项不正确；二氧化碳中碳原子为sp杂化，为直线形分子，C项正确；NH中氮原子为sp3杂化，分子构型为正四面体形，D项不正确。

答案　C

5．下列分子中所有原子都满足最外层8电子结构的是(　　)

①光气(COCl2)　②六氟化硫　③HCHO　④三氟化硼

⑤PCl3　⑥PCl5　⑦NO2　⑧二氟化氙　⑨N2　⑩CH4

A．⑥⑦⑨   B．①⑤⑨

C．①④⑤⑦   D．①④⑤⑨

解析　本题可依据原子的最外层电子数和形成的共价键进行推断。SF6中S周围有12个电子，HCHO中H周围只能有2个电子，BF3中B周围有6个电子，PCl5中P周围有10个电子。XeF2中Xe原来已达饱和，故其化合后一定不满足最外层8电子结构。②③④⑥⑦⑧⑩均不满足条件。

答案　B

6．实验测得BeCl2为共价化合物，两个Be—Cl键间的夹角为180°，以下判断正确的是(　　)

A．由极性键构成的极性分子

B．由极性键构成的非极性分子

C．由非极性键构成的极性分子

D．BeCl2中Be采取sp2杂化

解析　Be—Cl键是由不同原子形成的共价键，属于极性键，两个Be—Cl键间的夹角为180°，为直线形分子，正电中心与负电中心重合，属于非极性分子；BeCl2的结构式为Cl—Be—Cl，Be采取sp杂化。

答案　B

7．根据相似相溶规则和实际经验，下列叙述不正确的是(　　)

A．白磷(P4)易溶于CS2，但难溶于水

B．NaCl易溶于水，难溶于CCl4

C．碘易溶于苯，微溶于水

D．卤化氢易溶于水，也易溶于CCl4

解析　P4是非极性分子，易溶于CS2、苯，难溶或微溶于水；NaCl是离子化合物，HX是极性分子，易溶于水，难溶于CCl4。

答案　D

8．下列事实与氢键无关的是(　　)

A．液态氟化氢中有三聚氟化氢(HF)3分子存在

B．冰的密度比液态水的密度小

C．乙醇能与水以任意比混溶而甲醚(CH3—O—CH3)难溶于水

D．H2O比H2S稳定

解析　氢键只影响物质的物理性质，物质的稳定性属于化学性质，故只有D项与氢键无关。

答案　D

9．下列关于价层电子对互斥模型(VSEPR模型)的叙述中不正确的是(　　)

A．VSEPR模型可用来预测分子的立体结构

B．分子中价电子对相互排斥决定了分子的空间结构

C．中心原子上的孤电子对不参与互相排斥

D．分子中键角越大，价电子对相互排斥力越小，分子越稳定

解析　中心原子上的孤电子对也要占据中心原子周围的空间，并参与互相排斥。

答案　C

10．下列说法正确的是(　　)

A．离子化合物中可能含有共价键，但不一定含有金属元素

B．分子中一定含有共价键

C．非极性分子中一定存在非极性键

D．对于组成结构相似的分子，一定是相对分子质量越大，熔沸点越高

解析　在离子化合物中可能含有共价键，如NaOH中含有极性共价键，在离子化合物NH4Cl中不含金属元素，A项正确；在稀有气体中不含共价键，B项错；在非极性分子中可能存在非极性键如H2、Cl2等分子，也可能只存在极性键，如CH4、CCl4等，C项错；HF、HCl、HBr组成结构相似，但在HF分子间含有氢键，则HF沸点比HCl、HBr高，D项错。

答案　A

11．下列各组物质两种含氧酸中，前者比后者酸性弱的是(　　)

A．H2SO4和H2SO3

B．(HO)2RO2和(HO)2RO3

C．HNO3和HNO2

D．H2SiO3和H4SiO4

解析　(HO)2RO2和(HO)2RO3比较，前者的非羟基氧原子数少，酸性比后者弱。

答案　B

12．下列有关物质结构的表述正确的是(　　)

A．次氯酸的电子式H：：：

B．二氧化硅的分子式：SiO2

C．硫原子的最外层电子排布式：3s23p4

D．钠离子的结构示意图：

解析　次氯酸的电子式为H：：：，A项错；二氧化硅是由原子直接构成的，晶体中不存在SiO2分子，B项错；硫原子最外层有6个电子，电子排布式为3s23p4，C项正确；钠离子的结构示意图为，D项错。

答案　C

13．下列反应过程中，同时有离子键、极性共价键和非极性共价键的断裂和形成的反应是(　　)

A．NH4ClNH3↑＋HCl↑

B．NH3＋CO2＋H2O===NH4HCO3

C．2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O

D．2Na2O2＋2CO2===2Na2CO3＋O2

解析　A项中没有非极性键的断裂与形成；B项中没有离子键的断裂，也没有非极性键的断裂与形成；C项中没有非极性键的形成；D项中反应前有Na＋和O形成的离子键，非极性键O—O，极性键C===O键的断裂，反应后生成的盐含离子键，盐的酸根中含极性键C===O，氧气中含O—O非极性键，符合题意。

答案　D

14．下列分子属于手性分子的是(　　)

解析　本题考查了手性分子的判断。有手性异构体的分子叫做手性分子。手性分子的中心原子通常为碳原子，这种碳原子连接四个不同的原子或原子团，中*C连接了四个不同的基团，该分子为手性分子。

答案　B

15．已知NH3分子可与Cu2＋形成配合物离子[Cu(NH3)4]2＋，则除去硫酸铜溶液中少量硫酸可选用的试剂是(　　)

A．NaOH   B．NH3·H2O

C．CuO   D．BaCl2

解析　除去杂质要求不能引入新的杂质，而且为了除净杂质要求所加试剂应过量，由题给信息Cu2＋与NH3·H2O可形成配合物离子[Cu(NH3)4]2＋，若用NH3·H2O除中和H2SO4外还与Cu2＋发生配合，减少Cu2＋的量，并引入了新的杂质；加入NaOH也消耗了CuSO4，并引入杂质Na2SO4；加入BaCl2消耗了CuSO4，且引入杂质BaCl2、HCl；故只有加入CuO，消耗H2SO4，也不引入杂质。

答案　C

16．氨气溶于水时，大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为(　　)

解析　从氢键的成键原理上讲，A、B项都成立；但从空间构型上讲，由于氨分子是三角锥形，易于提供孤电子对，所以B项方式结合空间阻碍最小，结构最稳定；从事实上讲，依据NH3·H2ONH＋OH－，可知答案是B项。

答案　B

第Ⅱ卷(非选择题，共52分)

二、非选择题(共52分)

17．(6分)以下6种物质中选取序号填空(仅填序号，可重复选填)。

①二氧化碳　②硫化氢　③氯化铵　④氢氧化钾　⑤甲醛　⑥乙醇

(1)含有非极性键的是________；

(2)含有配位键的是________；

(3)既含有σ键又含有π键的是________；

(4)分子的立体结构呈平面三角形的是________；

(5)属于非极性分子的是________；

(6)属于离子化合物的是________。

解析　(1)同种元素的原子间可形成非极性键，在C2H5OH中存在碳碳键。

(2)在NH中存在配位键。

(3)含有双键的存在σ键和π键，符合条件的是①CO2、⑤HCHO。

(4) 中碳原子采取sp2杂化。是平面三角形。

(5)CO2是含有极性键的非极性分子。

(6)NH4Cl、KOH含离子键，属于离子化合物。

答案　(1)⑥

(2)③

(3)①⑤

(4)⑤

(5)①

(6)③④

18．(12分)下列是A、B、C、D、E五种元素的某些性质：

(1)元素A是形成有机物的主要元素，下列分子中含有sp和sp3杂化方式的是________。

B．CH4

C．CH2===CHCH3

D．CH3CH2C≡CH

E．CH3CH3

(2)用氢键表示式写出E的氢化物的水溶液中存在的所有氢键___________________________________________。

(3)相同条件下，AD2与BD2分子在水中的溶解度较大的是________(化学式)，理由是________________________。

(4)B、D形成的氢化物沸点：________更高，热稳定性________更强。(写化学式)

解析　(1)A是形成有机物的主要元素，所以A是碳元素，碳原子采取sp和sp3杂化方式的分子空间构型为直线形、四面体形，故D项符合题意。

(2)根据化合价可知B、D同主族，电负性D比B大，所以B是S，D是O；同理C是Cl，E是F。HF、H2O中F、O因电负性都很大，容易形成氢键，故HF之间、H2O之间以及HF和H2O之间均能形成氢键。

(3)CO2是非极性分子，SO2是极性分子，H2O是极性分子，根据“相似相溶”，SO2较易溶于水。

(4)因H2O分子间能形成氢键，H2O的沸点高于H2S；氧的非金属性强于S，故H2O比H2S更稳定。

答案　(1)D　

(2)F—H…F、F—H…O、O—H…F、O—H…O

(3)SO2　CO2是非极性分子，SO2和H2O都是极性分子，根据“相似相溶”，SO2在H2O中的溶解度较大

(4)H2O　H2O

19．(10分)生物质能是一种洁净、可再生能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合，催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。

(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式______________________________。

(2)根据等电子原理，写出CO分子的结构式________。

(3)甲醇催化氧化可得到甲醛，甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。

①甲醇的沸点比甲醛的高，其主要原因是________；甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为________。

②甲醛分子的空间构型是________；1 mol甲醛分子中σ键的数目为________。

解析　(1)Zn的原子序数为30，则电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2。

(2)依据等电子原理，可知CO与N2为等电子体，N2分子的结构式为N≡N，互为等电子体分子的结构相似，可写出CO的结构式。

(3)甲醇分子之间形成分子间氢键，甲醛分子间只是分子间作用力，而没有形成氢键，故甲醇的沸点高；甲醛分子中含有碳氧双键，故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化，分子的空间构型为平面三角形；1 mol甲醛分子中含有2 mol碳氢σ键，1 mol碳氧σ键，故σ键的数目为3NA(还含有1 molπ键)。

答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s2

(2)C≡O

(3)①甲醇分子之间形成氢键　sp2杂化　②平面三角形　3NA

20．(14分)元素A、B、C都是短周期元素，A元素原子的2p轨道上只有两个未成对电子，B的3p轨道上有空轨道，A、B同主族，B、C同周期，C是本周期中电负性最大的。

请回答：

(1)A原子的核外电子排布的轨道表示式________，B原子的核外电子排布式______________________，C原子的价电子排布式________。

(2)A、B、C的气态氢化物的化学式分别是________，其中最不稳定的是________。

(3)它们的最高价氧化物的水化物中，酸性最强的是________。

(4)AC4的化学式________，电子式________，结构式________，中心原子A的杂化方式________杂化，是________(填“极性”或“非极性”)分子。

解析　B元素的3p轨道上有空轨道，说明为第三周期，电负性最大的为Cl，A元素2p轨道上只有两个未成对电子，即为1s22s22p2，同主族下一周期的B应为1s22s22p63s23p2，即A为C，B为Si，C为Cl。电负性Si最小，氢化物最不稳定，Cl电负性最大，对应的最高价氧化物的水化物HClO4酸性最强。

答案　(1)　1s22s22p63s23p2　3s23p5

(2)CH4、SiH4、HCl　SiH4

(3)HClO4

(4)CCl4　：：：：　　sp3　非极性

21．(10分)配位化学创始人维尔纳发现，将各为1 mol的CoCl3·6NH3(黄色)、CoCl3·5NH3(紫红色)、CoCl3·4NH3(绿色)、CoCl3·4NH3(紫色)四种配合物溶于水，加入足量硝酸银溶液，立即沉淀的氯化银分别为3 mol、2 mol、1 mol、和1 mol。已知上述配合物中配离子的配位数均为6。

(1)请根据实验事实用配合物的形式写出它们的化学式。

CoCl3·6NH3______________________，

CoCl3·5NH3____________________，

CoCl3·4NH3(绿色和紫色)____________。

(2)后两种物质组成相同而颜色不同的原因是它们互为同分异构体，已知绿色的配合物内界结构对称，请在下图中用元素符号标出氯原子的位置。

解析　(1)在这些配合物中，只有外界的Cl－能与硝酸银反应，1 mol的CoCl3·6NH3加入足量硝酸银溶液，生成3 mol氯化银，说明其3个Cl－都在外界，其化学式为[Co(NH3)6]Cl3，同理可分别写出另两种配合物的化学式。

(2)由图知，六个配体构成八面体，后两种物质内界均有2个氯原子、4个氨分子，其中2个氯原子的位置只有两种：相对和相邻，当2个氯原子相对时，其内界结构是对称的，应该是绿色的，2个氯原子相邻时，其内界结构不对称，应该是紫色的。

答案　(1)[Co(NH3)6]Cl3　[Co(NH3)5Cl]Cl2

[Co(NH3)4Cl2]Cl

(2)