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第二章达标检测-2022版化学选择性必修2 鲁教版（2019） 同步练习 （Word含解析）
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这是一份第二章达标检测-2022版化学选择性必修2 鲁教版（2019） 同步练习 （Word含解析），共15页。
本章达标检测
(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分,每题只有一个选项符合题意)
1.下列关于化学键的说法正确的是 ( )
A.组成单质的分子内一定含有共价键
B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C.非极性键只存在于双原子单质分子中
D.不同元素组成的多原子分子里的化学键一定为极性键
2.(2021山东高密一中高二月考)下列说法错误的是 ( )
A.离子键是一种静电作用
B.极性键就是共用电子对发生偏移的共价键
C.氢键是一种比较弱的化学键
D.水结冰时体积膨胀、密度变小就是因为氢键的存在
3.(2020河北石家庄高二下月考)σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道重叠而成的是 ( )
A.H2 B.HCl C.Cl2 D.F2
4.(2020山西省实验中学高二下月考)用示意图或图示的方法能够直观形象地描述化学知识,下列示意图或图示正确的是 ( )
A.砷原子的结构示意图:As
B.BF4-的结构式:
C.HF分子间的氢键:
D.丙氨酸的手性异构体:
5.下列说法中不正确的是 ( )
A.乳酸分子CH3CH(OH)COOH含有一个手性碳原子
B.酸性强弱:H2SO4>H2SO3
C.水稳定是因为水能形成分子间氢键
D.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
6.(2021湖北枣阳一中高二下月考)在碱性溶液中,Cu2+可以与缩二脲形成紫色配离子,其结构如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.该配离子中与水分子形成氢键的原子有H、N和O
B.该配离子中铜离子的配位数是4
C.基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1
D.该配离子中非金属元素的第一电离能大小顺序为O>N>C>H
7.(2021甘肃兰州一中高二下月考)关于键长、键能和键角,下列说法正确的是 ( )
A.键的键能等于C—C键键能的三倍
B.N2的键非常牢固,不易断裂
C.(CN)2分子(结构式为)中键的键长大于C—C键的键长
D.白磷(P4)分子呈正四面体结构,其键角为109°28'
8.(2021山东新泰一中高二下阶段检测)向CuSO4溶液中逐滴滴加氨水,先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解形成深蓝色溶液,向深蓝色溶液中加入95%乙醇溶液,深蓝色溶液变浑浊,静置后有深蓝色硫酸四氨合铜晶体析出,上层溶液颜色变浅。下列有关说法正确的是 ( )
A.生成蓝色沉淀的离子方程式为Cu2++2OH-Cu(OH)2↓
B.NH3极易溶于水是因为氨分子间易形成氢键
C.蓝色沉淀溶解形成深蓝色溶液是因为NH4+提供孤对电子
D.硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
9.(2021辽宁朝阳一中高二上期末)将少量硫酸铜溶液滴入氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa)溶液中即可得到结构如图所示的产物。下列叙述错误的是 ( )
A.氨基乙酸钠中的氮原子采取sp3杂化
B.1 mol H2N—CH2—COONa中含有8NA个σ键
C.产物中N原子的VSEPR模型呈四面体形
D.向该反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液,会产生蓝色沉淀
10.(2020天津一中高三上月考)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法错误的是 ( )
A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B.SF6是由极性键构成的非极性分子
C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D.1 mol S8中含有8 mol S—S键
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)11.(2020山东日照一中高三模拟)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
下列有关胆矾的说法正确的是 ( )
A.Cu2+的价电子排布式为3d84s1
B.所有氧原子都采取sp3杂化
C.氧原子参与形成配位键、氢键等化学键
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
12.(2020山东济宁高二上期末)下列关于粒子结构的描述不正确的是 ( )
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子,且H2S分子的键角较大
B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子微粒
C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
D.1 mol D216O中含中子、质子、电子数均为10NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)
13.(2021湖北沙市五中高二下月考)有下列两组命题
A组
B组
Ⅰ.氢键比普通分子间作用力更强
①H2O比H2S稳定
Ⅱ.N元素的电负性大于P元素
②NH3比PH3沸点高
Ⅲ.等电子体具有相同的空间构型和相同的化学键类型等结构特征
③N2、CO结构相似
Ⅳ.元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而依次增大
④同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大
B组中命题正确,且能用A组命题加以正确解释的是 ( )
A.Ⅰ① B.Ⅱ② C.Ⅲ③ D.Ⅳ④
14.(2021四川成都七中高二下阶段考试)最新发现,C3O2是金星大气的成分之一,其化学性质与CO相似。C3O2分子中结构为OCCCO。下列说法中不正确的是 ( )
A.一个C3O2分子价电子总数为24
B.CO分子中σ键和π键的个数比为1∶1
C.C3O2分子中C原子的杂化方式均为sp
D.C3O2与CO2分子空间构型相似
15.(2020四川雅安高二上期末)已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O,其中铬离子的配位数是6,将含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理后,只得到0.2 mol AgCl沉淀,则氯化铬溶于水中的含铬阳离子为 ( )
A.Cr3+ B.[CrCl2(H2O)4]+
C.[CrCl(H2O)5]2+ D.[Cr(H2O)6]3+
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)(2021陕西西安高二上期末)明代宋应星所著《天工开物》中已经记载了我国古代用炉甘石(主要成分为ZnCO3)和煤冶锌工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题:
(1)Zn基态原子核外电子排布式为 ,基态Zn原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①与SO42-互为等电子体的阴离子的化学式为 (写出一种)。
②氨是 分子(“极性”或“非极性”),氨的热稳定性强于PH3,原因是 。
(3)黄铜是铜和锌组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为I1(Cu)=746 kJ·mol-1,I1(Zn)=906 kJ·mol-1,I1(Cu)
17.(12分)(2020天津耀华中学高二上期末)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。
(1)砷(As)在元素周期表中的位置为 ,P的基态原子的价电子排布式为 ,
六种元素中电负性最大的是 (填元素符号)。
(2)N2分子中σ键和π键的数目之比N(σ)∶N(π)= 。NH3的分子构型为 ,中心原子的杂化方式为 。
(3)热稳定性:NH3 (填“>”或“<”)PH3,沸点:N2H4 (填“>”或“<”)P2H4。
(4)已知:P(s,白磷) P(s,黑磷) ΔH=-39.3 kJ·mol-1;P(s,白磷) P(s,红磷) ΔH=-17.6 kJ·mol-1。
由此推知,其中最稳定的磷单质是 。
(5)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,因此配制SbCl3溶液应加入 。
18.(10分)(2021山东青岛高三上期末)我国科学家团队采用自激发缺陷诱导的方法获得白光,合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2。
(1)基态50Sn原子的价电子排布式为 。Ba、Sn、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)Na2[B4O5(OH)4]·8H2O(硼砂)的阴离子的结构式如图所示。则硼原子的杂化方式为 ;硼砂中存在 (填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.共价键 d.配位键
(3)环硼氮六烷(结构如图)在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是 。
环硼氮六烷
19.(14分)(2020山东滕州一中高二下月考)原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识,请回答下列问题:
(1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型,苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。
苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在如图2所示的位置,则其在水中的溶解度会 (填“增大”或“减小”),原因是
。
(2)已知Ti3+可形成配位数为6、颜色不同的两种配合物晶体,一种为紫色,另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤、干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量的23。则绿色晶体配合物的化学式为 ,由Cl-参与形成的化学键类型是 。
20.(12分)(2020山西吕梁高二下月考)(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。
(2)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:
[H3O]+[]-
晶体Q中各种微粒间的作用力有 (填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-,不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为 ,科学家推测胆矾的结构可用图1简单表示,则胆矾的化学式用配合物的形式表示为 。
图1
(4)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。S单质的常见形式为S8,其环状结构如图2所示,S原子采取的轨道杂化方式是 。
图2
本章达标检测
1.B 稀有气体元素的单质中不存在化学键,多原子构成的单质的分子内一定含有共价键,故A错误;由非金属元素组成的化合物可能为共价化合物,也可能为离子化合物,如HCl为共价化合物,氯化铵为离子化合物,故B正确;非极性键可存在于单质、化合物中,如氧气、过氧化氢、过氧化钠中均存在非极性键,故C错误;不同元素组成的多原子分子里可能含非极性键,如H—O—O—H中存在极性键和非极性键,故D错误。
2.C 离子键是阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键,故A正确;氢键是一种分子间作用力,它不是化学键,故C错误;水分子之间存在氢键,水结冰时体积变大,密度变小,故D正确。
3.B A项,H原子的最外层电子为s电子,所以H2分子中只有s-s σ键;B项,H原子的最外层s电子与Cl原子的最外层p电子形成s-p σ键;C项,Cl2分子中只有p-p σ键;D项,F2分子中只有p-p σ键。故选B。
4.D 砷原子的结构示意图应为As,故A错误;每个BF4-中形成一个配位键,氟原子提供孤电子对,箭头指向B,故B错误;HF分子间的氢键,通常用“…”表示,故C错误;丙氨酸分子中有一个碳原子连接一个氨基、一个羧基、一个—CH3和一个氢原子,该原子为手性碳原子,丙氨酸存在手性异构体,如Ⅰ、Ⅱ,故D正确。
5.C 中中间碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、甲基、羧基和羟基,因此CH3CH(OH)COOH中含有一个手性碳原子,故A正确;硫酸为强酸,亚硫酸为弱酸,酸性强弱:H2SO4>H2SO3,故B正确;化合物的稳定性与化学键的强弱有关,氢键属于分子间作用力,影响水的沸点但不影响水的稳定性,故C错误;邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛高,故D正确。
6.D 该配离子中与水分子形成氢键的原子有H、N和O,故A正确;根据配离子的结构可知,铜离子为中心离子,N和O为配体,铜离子的配位数为4,故B正确;Cu为29号元素,基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1,故C正确;第一电离能大小顺序:N>O>C>H,故D错误。
7.B 碳碳三键中两个是π键,一个是σ键,碳碳单键是σ键,键的键能小于C—C键的键能的三倍,故A错误;氮分子中的键的键能较大,使得键非常牢固,不易断裂,故B正确;同一周期元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,原子半径越大其形成的共价键的键长越长,碳原子半径大于氮原子,(CN)2分子中键的键长小于键的键长,而键的键长又小于C—C键的键长,因此键的键长小于C—C键的键长,故C错误;白磷分子的结构为,白磷分子呈正四面体结构,其键角为60°,故D错误。
8.D 一水合氨为弱电解质,在离子方程式中不拆,正确的离子方程式为Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2NH4+,A错误;NH3极易溶于水是因为氨分子和水分子间易形成氢键,B错误;蓝色沉淀溶解形成深蓝色溶液的过程Cu(OH)2转化为[Cu(NH3)4]2+,提供孤电子对的是NH3,C错误;向深蓝色溶液中加入95%乙醇溶液,深蓝色溶液变浑浊,说明硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,加入乙醇后硫酸四氨合铜变成沉淀析出,D正确。
9.D 氨基乙酸钠中,氮原子采取sp3杂化,A正确;1 mol H2N—CH2—COONa中有7 mol共价单键和1 mol共价双键,故有8NA个σ键,B正确;产物中N原子的VSEPR模型呈四面体形,C正确;向该反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液,不会产生蓝色沉淀,D错误。
10.A 1个S8分子中含有8个σ键,所以32 g即0.125 mol S8分子中含有1 mol σ键,A错误;SF6的空间结构对称,正、负电荷重心重合,为非极性分子,故B正确;C2H2的结构式为,单键为σ键,1个键含有1个σ键、2个π键,所以1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键,C正确;1个S8分子中含有8个S—S键,所以1 mol S8中含有8 mol S—S键,D正确。
11.D 基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,失去4s、3d能级上各一个电子生成Cu2+,所以Cu2+的价电子排布式为3d9,A错误;胆矾中的部分氧原子采取sp3杂化,故B错误;氢键不是化学键,故C错误;加热过程中胆矾中的水会分步失去,D正确。
12.AC S、N、H原子最外层电子数分别为6、5、1,则H2S和NH3价电子总数均是8,H2S中S原子和NH3中N原子均采取sp3杂化,H2S分子的空间构型为V形,NH3分子的空间构型为三角锥形,氨气分子的键角约为107.3°,H2S分子的键角约为92.1°,故A不正确;一个HS-只含有一个H—S极性键,一个HCl只含一个H—Cl极性键,每个HS-和HCl都具有18个电子,故B正确;CCl4中含有C—Cl极性键,空间构型为正四面体形,结构对称且正、负电荷重心重合,为非极性分子,CH2Cl2是四面体构型,但不是正四面体形,为极性分子,故C不正确;1个氘原子中含有一个质子、一个电子、一个中子,则1 mol D216O中含中子、质子、电子数均为10NA,D正确。
13.CD H2O比H2S稳定,是因为氧氢键键能大于硫氢键键能,故A错误;NH3比PH3沸点高是因为NH3间存在分子间氢键,故B错误;根据等电子原理,等电子体之间结构相似,可以用等电子原理解释,故C正确;元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随同周期主族元素原子序数递增而依次增大,比如Be的第一电离能大于B,N的第一电离能大于O,故D正确。
14.B C3O2的价电子总数为24,故A正确;CO中σ键和π键的个数比为1∶2,故B不正确;根据C3O2的结构式可知分子中C原子均采取sp杂化,故C正确;根据C3O2分子中C原子的杂化方式可知,C3O2和CO2的分子空间构型相似,故D正确。
15.C 将含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理后,只得到0.2 mol AgCl沉淀,0.1 mol氯化铬中含有0.3 mol Cl-,说明有0.1 mol Cl-参与形成配位键,又知氯化铬的水合物中铬离子的配位数是6,则CrCl3·6H2O写成配合物的形式为[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O,溶于水电离出的含铬阳离子为[CrCl(H2O)5]2+,故选C。
16.答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 球 (2)①PO43-(或ClO4-等) ②极性 氮元素的非金属性强于磷元素 (3)锌失去的是全充满的4s2电子,铜失去的是4s1电子 (4)O>C>Zn
解析 (1)Zn为30号元素,其原子核外有30个电子,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;其最高能级为4s,电子云轮廓图为球形。
(2)①S比P多一个价电子,故可将S换成P,再得一个电子保持价电子不变,即PO43-,S比Cl少一个价电子,故可把S换成Cl,再失去1个电子保持价电子不变,即ClO4-。
②NH3分子正、负电荷重心不重合,故NH3为极性分子;氢化物的稳定性与元素的非金属性有关,元素的非金属性越强,其氢化物越稳定。
(4)同周期主族元素,原子序数越大电负性越强,一般金属元素电负性弱于非金属元素,故电负性:O>C>Zn。
17.答案 (1)第4周期第ⅤA族 3s23p3 N (2)1∶2 三角锥形 sp3 (3)> > (4)黑磷 (5)浓盐酸
解析 (1)砷(As)原子核外有4个电子层,最外层有5个电子,在元素周期表中位于第4周期第ⅤA族;P的基态原子的价电子排布式为3s23p3;题述六种元素中非金属性最强的是N,所以电负性最大的是N。
(2)N2分子中N与N之间形成氮氮三键,其中有一个为σ键,两个为π键,分子中σ键和π键的数目比N(σ)∶N(π)=1∶2;NH3分子中氮原子采取sp3杂化,氮原子有一对孤电子对,NH3为三角锥形分子。
(3)氮元素的非金属性强于磷元素,所以简单氢化物的热稳定性:NH3>PH3;氮原子电负性较大,形成的化合物N2H4分子间容易形成氢键,所以沸点:N2H4>P2H4。
(4)已知:①P(s,白磷)P(s,黑磷) ΔH=-39.3 kJ·mol-1,②P(s,白磷) P(s,红磷) ΔH=-17.6 kJ·mol-1,根据盖斯定律计算①-②得到:P(s,红磷) P(s,黑磷) ΔH=-21.7 kJ·mol-1,能量越低越稳定,由此推知其中最稳定的磷单质是黑磷。
(5)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,根据元素守恒知,还生成HCl,反应的化学方程式为SbCl3+H2O SbOCl+2HCl;配制SbCl3溶液要防止SbCl3水解,所以配制该溶液时应该加入浓盐酸。
18.答案 (1) 5s25p2 O>Sn>Ba (2)sp2和sp3 abcd (3)热水破坏了环硼氮六烷晶体中的分子间氢键,并且使环硼氮六烷分子易与水分子间形成氢键,溶解度增大
解析 (1)Sn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2,,其价电子排布式为5s25p2。
(2)由图示可知,灰球代表B原子,一种情况B周围形成3个σ键,采取sp2杂化,另一种情况B周围形成4个σ键(含配位键),采取sp3杂化;硼砂中Na+与[B4O5(OH)4]2-之间为离子键,[B4O5(OH)4]2-内部存在共价键、配位键,另外结晶水与[B4O5(OH)4]2-之间存在氢键。
(3)环硼氮六烷分子中存在分子间氢键,不利于其溶解,热水破坏了环硼氮六烷分子中的氢键,并且使环硼氮六烷分子易与水形成分子间氢键,所以溶解度增大。
19.答案 (1)增大 苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键,而修饰后的分子易形成分子间氢键,与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度
(2)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 离子键、配位键
解析 (1)苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键,修饰后的分子结构易形成分子间氢键,与H2O之间形成氢键后会增大其在水中的溶解度。
(2)根据实验步骤c可知,绿色配合物外界有2个Cl-,紫色配合物外界有3个Cl-,其化学式分别为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O、[Ti(H2O)6]Cl3,在绿色晶体配合物中由Cl-参与形成的化学键为离子键、配位键。
20.答案 (1)M 9 (2)bcd (3)(或) [Cu(H2O)4]SO4·H2O (4)3 sp3
解析 (1)基态Si原子核外有三个电子层,离核远的能量高,所以电子占据的最高能层符号为M;第三能层有s、p、d三种轨道,轨道数分别为1、3、5,共计9个。
(2)B原子含有空轨道,O原子含有孤电子对,B原子和O原子之间形成配位键,分子之间存在范德华力,由题给信息知Q中还存在氢键和共价键,晶体Q中不含离子键,故选bcd。
(3)[Cu(OH)4]2-中Cu2+与4个OH-形成配位键,可表示为或;Cu2+提供空轨道,水分子中的氧原子提供孤电子对,Cu2+与4个水分子之间形成配位键,另外的水分子、硫酸根离子与配离子之间通过氢键结合,胆矾的化学式用配合物的形式表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O。
(4)同一周期主族元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,2p能级处于半充满状态的N原子和2s能级处于全充满状态的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大1的原子高,所以第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O 3种元素;根据图2可知,每个S原子与其他S原子形成2个σ键、含有2个孤电子对,所以每个S原子的价电子对数是4,S原子采取的轨道杂化方式是sp3。
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(满分:100分;时间:90分钟)
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分,每题只有一个选项符合题意)
1.下列关于化学键的说法正确的是 ( )
A.组成单质的分子内一定含有共价键
B.由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物
C.非极性键只存在于双原子单质分子中
D.不同元素组成的多原子分子里的化学键一定为极性键
2.(2021山东高密一中高二月考)下列说法错误的是 ( )
A.离子键是一种静电作用
B.极性键就是共用电子对发生偏移的共价键
C.氢键是一种比较弱的化学键
D.水结冰时体积膨胀、密度变小就是因为氢键的存在
3.(2020河北石家庄高二下月考)σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠而成。则下列分子中的σ键是由一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道重叠而成的是 ( )
A.H2 B.HCl C.Cl2 D.F2
4.(2020山西省实验中学高二下月考)用示意图或图示的方法能够直观形象地描述化学知识,下列示意图或图示正确的是 ( )
A.砷原子的结构示意图:As
B.BF4-的结构式:
C.HF分子间的氢键:
D.丙氨酸的手性异构体:
5.下列说法中不正确的是 ( )
A.乳酸分子CH3CH(OH)COOH含有一个手性碳原子
B.酸性强弱:H2SO4>H2SO3
C.水稳定是因为水能形成分子间氢键
D.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低
6.(2021湖北枣阳一中高二下月考)在碱性溶液中,Cu2+可以与缩二脲形成紫色配离子,其结构如图所示。
下列说法错误的是 ( )
A.该配离子中与水分子形成氢键的原子有H、N和O
B.该配离子中铜离子的配位数是4
C.基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1
D.该配离子中非金属元素的第一电离能大小顺序为O>N>C>H
7.(2021甘肃兰州一中高二下月考)关于键长、键能和键角,下列说法正确的是 ( )
A.键的键能等于C—C键键能的三倍
B.N2的键非常牢固,不易断裂
C.(CN)2分子(结构式为)中键的键长大于C—C键的键长
D.白磷(P4)分子呈正四面体结构,其键角为109°28'
8.(2021山东新泰一中高二下阶段检测)向CuSO4溶液中逐滴滴加氨水,先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解形成深蓝色溶液,向深蓝色溶液中加入95%乙醇溶液,深蓝色溶液变浑浊,静置后有深蓝色硫酸四氨合铜晶体析出,上层溶液颜色变浅。下列有关说法正确的是 ( )
A.生成蓝色沉淀的离子方程式为Cu2++2OH-Cu(OH)2↓
B.NH3极易溶于水是因为氨分子间易形成氢键
C.蓝色沉淀溶解形成深蓝色溶液是因为NH4+提供孤对电子
D.硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度
9.(2021辽宁朝阳一中高二上期末)将少量硫酸铜溶液滴入氨基乙酸钠(H2N—CH2—COONa)溶液中即可得到结构如图所示的产物。下列叙述错误的是 ( )
A.氨基乙酸钠中的氮原子采取sp3杂化
B.1 mol H2N—CH2—COONa中含有8NA个σ键
C.产物中N原子的VSEPR模型呈四面体形
D.向该反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液,会产生蓝色沉淀
10.(2020天津一中高三上月考)下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法错误的是 ( )
A.32 g S8分子中含有0.125 mol σ键
B.SF6是由极性键构成的非极性分子
C.1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键
D.1 mol S8中含有8 mol S—S键
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)11.(2020山东日照一中高三模拟)胆矾CuSO4·5H2O可写成[Cu(H2O)4]SO4·H2O,其结构示意图如下:
下列有关胆矾的说法正确的是 ( )
A.Cu2+的价电子排布式为3d84s1
B.所有氧原子都采取sp3杂化
C.氧原子参与形成配位键、氢键等化学键
D.胆矾中的水在不同温度下会分步失去
12.(2020山东济宁高二上期末)下列关于粒子结构的描述不正确的是 ( )
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子,且H2S分子的键角较大
B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子微粒
C.CH2Cl2和CCl4均是四面体构型的非极性分子
D.1 mol D216O中含中子、质子、电子数均为10NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)
13.(2021湖北沙市五中高二下月考)有下列两组命题
A组
B组
Ⅰ.氢键比普通分子间作用力更强
①H2O比H2S稳定
Ⅱ.N元素的电负性大于P元素
②NH3比PH3沸点高
Ⅲ.等电子体具有相同的空间构型和相同的化学键类型等结构特征
③N2、CO结构相似
Ⅳ.元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随原子序数递增而依次增大
④同周期元素第一电离能大的,电负性不一定大
B组中命题正确,且能用A组命题加以正确解释的是 ( )
A.Ⅰ① B.Ⅱ② C.Ⅲ③ D.Ⅳ④
14.(2021四川成都七中高二下阶段考试)最新发现,C3O2是金星大气的成分之一,其化学性质与CO相似。C3O2分子中结构为OCCCO。下列说法中不正确的是 ( )
A.一个C3O2分子价电子总数为24
B.CO分子中σ键和π键的个数比为1∶1
C.C3O2分子中C原子的杂化方式均为sp
D.C3O2与CO2分子空间构型相似
15.(2020四川雅安高二上期末)已知氯化铬的水合物为CrCl3·6H2O,其中铬离子的配位数是6,将含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理后,只得到0.2 mol AgCl沉淀,则氯化铬溶于水中的含铬阳离子为 ( )
A.Cr3+ B.[CrCl2(H2O)4]+
C.[CrCl(H2O)5]2+ D.[Cr(H2O)6]3+
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)(2021陕西西安高二上期末)明代宋应星所著《天工开物》中已经记载了我国古代用炉甘石(主要成分为ZnCO3)和煤冶锌工艺,锌的主要用途是制造锌合金和作为其他金属的保护层。回答下列问题:
(1)Zn基态原子核外电子排布式为 ,基态Zn原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)硫酸锌溶于氨水形成[Zn(NH3)4]SO4溶液。
①与SO42-互为等电子体的阴离子的化学式为 (写出一种)。
②氨是 分子(“极性”或“非极性”),氨的热稳定性强于PH3,原因是 。
(3)黄铜是铜和锌组成的合金,元素铜与锌的第一电离能分别为I1(Cu)=746 kJ·mol-1,I1(Zn)=906 kJ·mol-1,I1(Cu)
17.(12分)(2020天津耀华中学高二上期末)氮、磷、砷(As)、锑(Sb)、铋(Bi)、镆(Mc)为元素周期表中原子序数依次增大的同族元素。
(1)砷(As)在元素周期表中的位置为 ,P的基态原子的价电子排布式为 ,
六种元素中电负性最大的是 (填元素符号)。
(2)N2分子中σ键和π键的数目之比N(σ)∶N(π)= 。NH3的分子构型为 ,中心原子的杂化方式为 。
(3)热稳定性:NH3 (填“>”或“<”)PH3,沸点:N2H4 (填“>”或“<”)P2H4。
(4)已知:P(s,白磷) P(s,黑磷) ΔH=-39.3 kJ·mol-1;P(s,白磷) P(s,红磷) ΔH=-17.6 kJ·mol-1。
由此推知,其中最稳定的磷单质是 。
(5)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,因此配制SbCl3溶液应加入 。
18.(10分)(2021山东青岛高三上期末)我国科学家团队采用自激发缺陷诱导的方法获得白光,合成了首例缺陷诱导的晶态无机硼酸盐单一组分白光材料Ba2[Sn(OH)6][B(OH)4]2。
(1)基态50Sn原子的价电子排布式为 。Ba、Sn、O三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)Na2[B4O5(OH)4]·8H2O(硼砂)的阴离子的结构式如图所示。则硼原子的杂化方式为 ;硼砂中存在 (填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.共价键 d.配位键
(3)环硼氮六烷(结构如图)在热水中比冷水中溶解度显著增大的主要原因是 。
环硼氮六烷
19.(14分)(2020山东滕州一中高二下月考)原子结构与元素周期表存在着内在联系。根据所学物质结构知识,请回答下列问题:
(1)苏丹红颜色鲜艳、价格低廉,常被一些企业非法作为食品和化妆品等的染色剂,严重危害人们健康。苏丹红常见有Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ4种类型,苏丹红Ⅰ的分子结构如图1所示。
苏丹红Ⅰ在水中的溶解度很小,微溶于乙醇,有人把羟基取代在如图2所示的位置,则其在水中的溶解度会 (填“增大”或“减小”),原因是
。
(2)已知Ti3+可形成配位数为6、颜色不同的两种配合物晶体,一种为紫色,另一种为绿色。两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式,设计了如下实验:
a.分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液;
b.分别往待测溶液中滴入AgNO3溶液,均产生白色沉淀;
c.沉淀完全后分别过滤得两份沉淀,经洗涤、干燥后称量,发现原绿色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量为原紫色晶体的水溶液得到的白色沉淀质量的23。则绿色晶体配合物的化学式为 ,由Cl-参与形成的化学键类型是 。
20.(12分)(2020山西吕梁高二下月考)(1)基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为 ,该能层具有的原子轨道数为 。
(2)BF3与一定量的水形成(H2O)2·BF3晶体Q,Q在一定条件下可转化为R:
[H3O]+[]-
晶体Q中各种微粒间的作用力有 (填序号)。
a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.氢键
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2-,不考虑空间构型,[Cu(OH)4]2-的结构可用示意图表示为 ,科学家推测胆矾的结构可用图1简单表示,则胆矾的化学式用配合物的形式表示为 。
图1
(4)第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有 种。S单质的常见形式为S8,其环状结构如图2所示,S原子采取的轨道杂化方式是 。
图2
本章达标检测
1.B 稀有气体元素的单质中不存在化学键,多原子构成的单质的分子内一定含有共价键,故A错误;由非金属元素组成的化合物可能为共价化合物,也可能为离子化合物,如HCl为共价化合物,氯化铵为离子化合物,故B正确;非极性键可存在于单质、化合物中,如氧气、过氧化氢、过氧化钠中均存在非极性键,故C错误;不同元素组成的多原子分子里可能含非极性键,如H—O—O—H中存在极性键和非极性键,故D错误。
2.C 离子键是阴、阳离子间通过静电作用而形成的化学键,故A正确;氢键是一种分子间作用力,它不是化学键,故C错误;水分子之间存在氢键,水结冰时体积变大,密度变小,故D正确。
3.B A项,H原子的最外层电子为s电子,所以H2分子中只有s-s σ键;B项,H原子的最外层s电子与Cl原子的最外层p电子形成s-p σ键;C项,Cl2分子中只有p-p σ键;D项,F2分子中只有p-p σ键。故选B。
4.D 砷原子的结构示意图应为As,故A错误;每个BF4-中形成一个配位键,氟原子提供孤电子对,箭头指向B,故B错误;HF分子间的氢键,通常用“…”表示,故C错误;丙氨酸分子中有一个碳原子连接一个氨基、一个羧基、一个—CH3和一个氢原子,该原子为手性碳原子,丙氨酸存在手性异构体,如Ⅰ、Ⅱ,故D正确。
5.C 中中间碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、甲基、羧基和羟基,因此CH3CH(OH)COOH中含有一个手性碳原子,故A正确;硫酸为强酸,亚硫酸为弱酸,酸性强弱:H2SO4>H2SO3,故B正确;化合物的稳定性与化学键的强弱有关,氢键属于分子间作用力,影响水的沸点但不影响水的稳定性,故C错误;邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,对羟基苯甲醛的熔、沸点比邻羟基苯甲醛高,故D正确。
6.D 该配离子中与水分子形成氢键的原子有H、N和O,故A正确;根据配离子的结构可知,铜离子为中心离子,N和O为配体,铜离子的配位数为4,故B正确;Cu为29号元素,基态Cu原子的价电子排布式是3d104s1,故C正确;第一电离能大小顺序:N>O>C>H,故D错误。
7.B 碳碳三键中两个是π键,一个是σ键,碳碳单键是σ键,键的键能小于C—C键的键能的三倍,故A错误;氮分子中的键的键能较大,使得键非常牢固,不易断裂,故B正确;同一周期元素中,原子半径随着原子序数的增大而减小,原子半径越大其形成的共价键的键长越长,碳原子半径大于氮原子,(CN)2分子中键的键长小于键的键长,而键的键长又小于C—C键的键长,因此键的键长小于C—C键的键长,故C错误;白磷分子的结构为,白磷分子呈正四面体结构,其键角为60°,故D错误。
8.D 一水合氨为弱电解质,在离子方程式中不拆,正确的离子方程式为Cu2++2NH3·H2OCu(OH)2↓+2NH4+,A错误;NH3极易溶于水是因为氨分子和水分子间易形成氢键,B错误;蓝色沉淀溶解形成深蓝色溶液的过程Cu(OH)2转化为[Cu(NH3)4]2+,提供孤电子对的是NH3,C错误;向深蓝色溶液中加入95%乙醇溶液,深蓝色溶液变浑浊,说明硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度小于在水中的溶解度,加入乙醇后硫酸四氨合铜变成沉淀析出,D正确。
9.D 氨基乙酸钠中,氮原子采取sp3杂化,A正确;1 mol H2N—CH2—COONa中有7 mol共价单键和1 mol共价双键,故有8NA个σ键,B正确;产物中N原子的VSEPR模型呈四面体形,C正确;向该反应后的混合溶液中滴加NaOH溶液,不会产生蓝色沉淀,D错误。
10.A 1个S8分子中含有8个σ键,所以32 g即0.125 mol S8分子中含有1 mol σ键,A错误;SF6的空间结构对称,正、负电荷重心重合,为非极性分子,故B正确;C2H2的结构式为,单键为σ键,1个键含有1个σ键、2个π键,所以1 mol C2H2分子中有3 mol σ键和2 mol π键,C正确;1个S8分子中含有8个S—S键,所以1 mol S8中含有8 mol S—S键,D正确。
11.D 基态Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,失去4s、3d能级上各一个电子生成Cu2+,所以Cu2+的价电子排布式为3d9,A错误;胆矾中的部分氧原子采取sp3杂化,故B错误;氢键不是化学键,故C错误;加热过程中胆矾中的水会分步失去,D正确。
12.AC S、N、H原子最外层电子数分别为6、5、1,则H2S和NH3价电子总数均是8,H2S中S原子和NH3中N原子均采取sp3杂化,H2S分子的空间构型为V形,NH3分子的空间构型为三角锥形,氨气分子的键角约为107.3°,H2S分子的键角约为92.1°,故A不正确;一个HS-只含有一个H—S极性键,一个HCl只含一个H—Cl极性键,每个HS-和HCl都具有18个电子,故B正确;CCl4中含有C—Cl极性键,空间构型为正四面体形,结构对称且正、负电荷重心重合,为非极性分子,CH2Cl2是四面体构型,但不是正四面体形,为极性分子,故C不正确;1个氘原子中含有一个质子、一个电子、一个中子,则1 mol D216O中含中子、质子、电子数均为10NA,D正确。
13.CD H2O比H2S稳定,是因为氧氢键键能大于硫氢键键能,故A错误;NH3比PH3沸点高是因为NH3间存在分子间氢键,故B错误;根据等电子原理,等电子体之间结构相似,可以用等电子原理解释,故C正确;元素第一电离能大小与原子外围电子排布有关,不一定像电负性随同周期主族元素原子序数递增而依次增大,比如Be的第一电离能大于B,N的第一电离能大于O,故D正确。
14.B C3O2的价电子总数为24,故A正确;CO中σ键和π键的个数比为1∶2,故B不正确;根据C3O2的结构式可知分子中C原子均采取sp杂化,故C正确;根据C3O2分子中C原子的杂化方式可知,C3O2和CO2的分子空间构型相似,故D正确。
15.C 将含0.1 mol氯化铬的水溶液用过量稀硝酸银溶液处理后,只得到0.2 mol AgCl沉淀,0.1 mol氯化铬中含有0.3 mol Cl-,说明有0.1 mol Cl-参与形成配位键,又知氯化铬的水合物中铬离子的配位数是6,则CrCl3·6H2O写成配合物的形式为[CrCl(H2O)5]Cl2·H2O,溶于水电离出的含铬阳离子为[CrCl(H2O)5]2+,故选C。
16.答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2 球 (2)①PO43-(或ClO4-等) ②极性 氮元素的非金属性强于磷元素 (3)锌失去的是全充满的4s2电子,铜失去的是4s1电子 (4)O>C>Zn
解析 (1)Zn为30号元素,其原子核外有30个电子,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2;其最高能级为4s,电子云轮廓图为球形。
(2)①S比P多一个价电子,故可将S换成P,再得一个电子保持价电子不变,即PO43-,S比Cl少一个价电子,故可把S换成Cl,再失去1个电子保持价电子不变,即ClO4-。
②NH3分子正、负电荷重心不重合,故NH3为极性分子;氢化物的稳定性与元素的非金属性有关,元素的非金属性越强,其氢化物越稳定。
(4)同周期主族元素,原子序数越大电负性越强,一般金属元素电负性弱于非金属元素,故电负性:O>C>Zn。
17.答案 (1)第4周期第ⅤA族 3s23p3 N (2)1∶2 三角锥形 sp3 (3)> > (4)黑磷 (5)浓盐酸
解析 (1)砷(As)原子核外有4个电子层,最外层有5个电子,在元素周期表中位于第4周期第ⅤA族;P的基态原子的价电子排布式为3s23p3;题述六种元素中非金属性最强的是N,所以电负性最大的是N。
(2)N2分子中N与N之间形成氮氮三键,其中有一个为σ键,两个为π键,分子中σ键和π键的数目比N(σ)∶N(π)=1∶2;NH3分子中氮原子采取sp3杂化,氮原子有一对孤电子对,NH3为三角锥形分子。
(3)氮元素的非金属性强于磷元素,所以简单氢化物的热稳定性:NH3>PH3;氮原子电负性较大,形成的化合物N2H4分子间容易形成氢键,所以沸点:N2H4>P2H4。
(4)已知:①P(s,白磷)P(s,黑磷) ΔH=-39.3 kJ·mol-1,②P(s,白磷) P(s,红磷) ΔH=-17.6 kJ·mol-1,根据盖斯定律计算①-②得到:P(s,红磷) P(s,黑磷) ΔH=-21.7 kJ·mol-1,能量越低越稳定,由此推知其中最稳定的磷单质是黑磷。
(5)SbCl3能发生较强烈的水解,生成难溶的SbOCl,根据元素守恒知,还生成HCl,反应的化学方程式为SbCl3+H2O SbOCl+2HCl;配制SbCl3溶液要防止SbCl3水解,所以配制该溶液时应该加入浓盐酸。
18.答案 (1) 5s25p2 O>Sn>Ba (2)sp2和sp3 abcd (3)热水破坏了环硼氮六烷晶体中的分子间氢键,并且使环硼氮六烷分子易与水分子间形成氢键,溶解度增大
解析 (1)Sn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d105s25p2,,其价电子排布式为5s25p2。
(2)由图示可知,灰球代表B原子,一种情况B周围形成3个σ键,采取sp2杂化,另一种情况B周围形成4个σ键(含配位键),采取sp3杂化;硼砂中Na+与[B4O5(OH)4]2-之间为离子键,[B4O5(OH)4]2-内部存在共价键、配位键,另外结晶水与[B4O5(OH)4]2-之间存在氢键。
(3)环硼氮六烷分子中存在分子间氢键,不利于其溶解,热水破坏了环硼氮六烷分子中的氢键,并且使环硼氮六烷分子易与水形成分子间氢键,所以溶解度增大。
19.答案 (1)增大 苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键,而修饰后的分子易形成分子间氢键,与水分子间形成氢键后有利于增大化合物在水中的溶解度
(2)[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O 离子键、配位键
解析 (1)苏丹红Ⅰ易形成分子内氢键,修饰后的分子结构易形成分子间氢键,与H2O之间形成氢键后会增大其在水中的溶解度。
(2)根据实验步骤c可知,绿色配合物外界有2个Cl-,紫色配合物外界有3个Cl-,其化学式分别为[TiCl(H2O)5]Cl2·H2O、[Ti(H2O)6]Cl3,在绿色晶体配合物中由Cl-参与形成的化学键为离子键、配位键。
20.答案 (1)M 9 (2)bcd (3)(或) [Cu(H2O)4]SO4·H2O (4)3 sp3
解析 (1)基态Si原子核外有三个电子层,离核远的能量高,所以电子占据的最高能层符号为M;第三能层有s、p、d三种轨道,轨道数分别为1、3、5,共计9个。
(2)B原子含有空轨道,O原子含有孤电子对,B原子和O原子之间形成配位键,分子之间存在范德华力,由题给信息知Q中还存在氢键和共价键,晶体Q中不含离子键,故选bcd。
(3)[Cu(OH)4]2-中Cu2+与4个OH-形成配位键,可表示为或;Cu2+提供空轨道,水分子中的氧原子提供孤电子对,Cu2+与4个水分子之间形成配位键,另外的水分子、硫酸根离子与配离子之间通过氢键结合,胆矾的化学式用配合物的形式表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O。
(4)同一周期主族元素中,元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大趋势,但第ⅡA族、第ⅤA族元素第一电离能大于同周期相邻元素,2p能级处于半充满状态的N原子和2s能级处于全充满状态的Be原子第一电离能要比同周期原子序数大1的原子高,所以第一电离能介于B、N之间的第二周期元素有Be、C、O 3种元素;根据图2可知,每个S原子与其他S原子形成2个σ键、含有2个孤电子对,所以每个S原子的价电子对数是4,S原子采取的轨道杂化方式是sp3。
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