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第二章 分子结构与性质 阶段限时检测
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这是一份第二章 分子结构与性质 阶段限时检测，共10页。
第二章 阶段限时检测
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题Ι(本大题共10小题，每小题2分，共20分。每题各只有一个选项符合题意)。
1．下列示意图或图示正确的是( )
,A) ,B)
,C) ,D)
【答案】D
【解析】CO2分子中3个原子共线，为直线形，A错误；图中为电子云肩并肩，是pp π键电子云模型，B错误；砷原子结构示意图应为，C错误。
2．下列描述正确的是( )
A．CS2为V形极性分子
B．SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化
C．C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D．水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
【答案】B
【解析】CS2为直线形非极性分子；SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4，因此中心原子均为sp3杂化；C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2；水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。
3．下列各组分子中心原子杂化轨道类型相同的是( )
A．CO2与C6H6 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
【答案】B
【解析】CO2分子中C原子采取sp杂化，苯分子中C原子采取sp2杂化；CH4和NH3分子中的C、N原子都是采取sp3杂化；BeCl2分子中Be原子采取sp杂化而BF3分子中的B原子采取sp2杂化；C2H2分子中C原子采取sp杂化而C2H4分子中C原子采取sp2杂化。
4．下列说法正确的是( )
A．HF、HCl、HBr、HI的沸点依次升高
B．H2O的熔、沸点高于H2S，是由于H2O分子之间可以形成氢键
C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D．氯的各种含氧酸酸性由强到弱的顺序为HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4
【答案】B
【解析】HF分子间可以形成氢键，沸点最高，沸点高低顺序应为HF＞HI＞HBr＞HCl，A错误；O元素的电负性较大，水分子间可以形成氢键，故H2O的熔、沸点高于H2S，B正确；乙醇分子与水分子之间可以形成氢键，C错误；Cl元素的化合价越高，对应氧化物的水化物酸性越强，酸性强弱顺序应为HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，D错误。
5．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是 ( )
A．H2O2分子的空间结构为直线形
B．CO2分子为非极性分子
C．BF3分子中B原子为sp3杂化，分子为三角锥形
D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化
【答案】B
【解析】H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，A错误；CO2分子为直线形分子，分子内正、负电荷中心重合，为非极性分子，B正确；BF3分子中B原子为sp2杂化，分子为平面三角形，C错误；CH3COOH分子中甲基C原子采取sp3杂化，羧基C原子采取sp2杂化，D错误。
6．下列说法中正确的是( )
A．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质也相同
B．由酸性FCH2COOH＞CH3COOH，可知酸性ClCH2COOH＞CH3COOH
C．共价键都具有饱和性和方向性，都可以绕键轴旋转
D．除HF外，其他卤化氢沸点随着相对分子质量的增大而升高，是因为氢键的键能逐渐增大所致
【答案】B
【解析】互为手性异构体的分子其结构不同，性质也有所不同，A错误；由提示可知，B项中F 原子的存在使得酸性增强，故同族元素的Cl也有类似的作用，B正确；s轨道与s轨道发生电子云重叠形成的共价键没有方向性，σ键可以绕键轴旋转，π键不能旋转，C错误；在卤素氢化物中，只有HF分子间能形成氢键，D错误。
7．二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是( )
A．符合通式CnH2nO3
B．分子间能形成氢键
C．分子间不存在范德华力
D．能溶于水，不溶于乙醇
【答案】B
【解析】二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合通式CnH2n＋2O3；二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键，也存在范德华力；由“相似相溶”规律可知，二甘醇能溶于水和乙醇。
8．下列化合物中，含有3个手性碳原子的是( )
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】含有3个手性碳原子，A正确；含有1个手性碳原子，B错误；含有2个手性碳原子，C错误；含有1个手性碳原子，D错误。
9．三氯化硼(BCl3)的熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，在其分子中键与键之间的夹角为120°，它能与水反应。下列有关叙述中正确的是( )
A．三氯化硼分子呈正三角形，属极性分子
B．将三氯化硼加到水中会使溶液的pH降低
C．三氯化硼分子为三角锥形
D．三氯化硼晶体中硼原子以sp杂化
【答案】B
【解析】三氯化硼水解生成的HCl在空气中形成白雾，溶液的pH降低，故B正确；三氯化硼中的硼为sp2杂化，无孤电子对，分子中键与键之间的夹角为120°，是平面三角形结构，分子中正负电荷中心重叠，为非极性分子，故A、C、D均错误。
10．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A．该分子中N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O
B．该分子中C—H键的键能大于C—F键的键能
C．该分子中所有N原子都为sp3杂化
D．该分子中σ键与π键数目之比为15∶4
【答案】C
【解析】同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，但ⅡA族和ⅤA族的元素达到全满或半满状态，所以N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O，A正确；分子中C－H键的键能与C－F键的键能比较，可以根据键长的大小来判断，具体来说就是根据相结合的两个原子的半径来比较，半径越小键能越大，两个化学键都含有C原子，F原子的半径大于H原子的半径，所以C—H键的键能大于C－F键的键能，B正确；该分子中双键的成键N原子为sp2杂化，C错误；该分子中σ键与π键数目之比为15∶4，D正确。
二、选择题Ⅱ(本大题共6小题，每小题4分，共24分。每题各只有一个选项符合题意)。
11．下列有关分子空间构型的说法中正确的是( )
A．HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C．分子中键角的大小：BeCl2＞SnCl2＞SO3＞NH3＞CCl4
D．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间排布为直线，成键电子对数等于2，没有孤电子对
【答案】D
【解析】HClO中的H和BF3中的B都未达到8电子稳定结构，A错误。P4和CH4都是正四面体结构，但是P4的P－P是该四面体的边，所以键角为60°；CH4的C－H键在正四面体的内部，键角为109°28′，B错误。BeCl2的空间结构为直线形，键角为180°；SnCl2呈V型，分子中含有一对孤电子对，由于该孤电子对的存在，键角小于120°；SO3的空间结构为平面正三角形，键角为120°；NH3的空间结构为三角锥形，键角为107°；CCl4的空间结构为正四面体，键角为109°28′；故分子中键角的大小：BeCl2＞SO3＞SnCl2＞CCl4＞NH3，C错误。BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，即成键电子对数等于2，由于没有孤电子对，故其空间排布为直线形，D正确。
12．用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A．H2S、CS2、HI都是直线形的分子
B．COCl2、BF3、SO2都是平面三角形的分子
C．BF3键角为120°，SnBr2键角小于120°
D．PCl3、NH3、PCl5的VSEPR构型相同
【答案】C
【解析】H—S—H键角为92.1°，即H2S为V形分子，CS2、HI都是直线形的分子，A错误。SO2中价层电子对数＝2＋×＝3，且中心原子含有1对孤电子对，所以SO2为V形结构；BF3中价层电子对数＝3＋×＝3，所以BF3是键角为120°的平面三角形结构，COCl2中价层电子对数＝3＋×＝3，为平面三角形分子，B错误。由B项可知BF3键角为120°，SnBr2中价层电子对数＝2＋×＝3，且含有1对孤电子对，为V形结构，孤电子对与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SnBr2键角小于120°，C正确。NH3、PCl3中价层电子对数＝3＋×＝4，且中心原子含有1对孤电子对，所以PCl3、NH3为三角锥形结构；PCl5中价层电子对数＝5＋×＝5，且不含孤电子对，为三角双锥结构，D错误。
13．一种由短周期主族元素组成的化合物是重要的储氢材料，其结构如图所示。已知原子序数依次增大的四种元素W、X、Y、Z，其原子中电子数总和为24，且仅X、Y在同一周期。下列有关叙述错误的是( )
A．该化合物中存在非极性共价键、离子键
B．简单离子半径：Y＞Z
C．XCl3中原子均为8电子稳定结构
D．YW3分子中Y原子采用sp3杂化
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z都为短周期主族元素且原子序数依次增大，电子数总和为24，W只形成1个共价键，则W为H元素；Z为＋1价阳离子，则Z为Na元素；Y形成3个共价键，则Y为N元素，X的原子序数为24－1－11－7＝5，则X为B元素，据此解答。根据图示，该化合物为离子化合物，含有离子键，N原子间形成的是非极性共价键，A正确；Y为N元素，Z为Na元素，二者形成的简单离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，则离子半径：Y＞Z，B正确；X为B元素，BCl3中B原子最外层只有6个电子，达不到8电子稳定结构，C错误；Y为N元素，W为H元素，YW3分子为NH3，中心原子N的价层电子对数＝3＋＝4，则N原子采用sp3杂化，D正确。
14．第VA族元素的原子R与Cl原子结合形成RCl3气态分子，其立体结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法中正确的是( )
A．每个原子都达到8电子稳定结构
B．键角(Cl－R－Cl)有90°、120°、180°三种
C．RCl5受热后会分解生成分子结构呈平面三角形的RCl3
D．分子中5个R－Cl键键能均相同
【答案】B
【解析】R为第VA族元素，该原子最外层有5个电子，据图可知RCl5中R原子与每个Cl原子共用一对电子，所以R原子的最外层有5＋5＝10个电子，A错误；根据图知，上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，B正确；RCl5RCl3＋Cl2↑，则RCl5受热后会分解生成分子结构呈三角锥形的RCl3，C错误；键长越短，键能越大，据图可知键长不是都相同，所以键能也不是都相同，D错误。
15．下列叙述错误的是( )
A．C2H4分子中有π键
B．CH4的中心原子是sp3杂化
C．HCl和HI化学键的类型相同且均为极性分子
D．价层电子排布式为3s23p4的基态原子的轨道表示式为
【答案】D
【解析】乙烯分子中两个C原子之间形成碳碳双键，双键中有一个σ键和一个π键，A正确；甲烷分子中中心原子价层电子对数为4，为sp3杂化，B正确；HCl和HI中的共价键均为σ键，且分子均为极性分子，C正确；根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，所以价层电子排布式为3s23p4的基态原子的轨道表示式为，D错误。
16．As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成AsCl3，用LiAlH4还原AsCl3生成AlH3。下列说法不正确的是( )
A．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
B．LiAlH4为共价化合物
C．AsCl3空间结构为三角锥形
D．AlH3分子键角大于109°28′
【答案】B
【解析】As2O3中每个As原子价层电子对数是4，且含有一对孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断As原子杂化方式为sp3，A正确；只含共价键的化合物为共价化合物，含有离子键的化合物为离子化合物，该物质是由Li＋和AlH构成的，为离子化合物，B错误；AsCl3中As原子价层电子对数＝3＋＝4，且含有一对孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为三角锥形，C正确；AlH3中Al原子价层电子对数＝3＋＝3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为平面三角形，所以其键角为120°，大于109°28′，D正确。
三、非选择题(本大题共4小题，共56分)。
17．(10分)O3能吸附有害紫外线，臭氧层是人类赖以生存的保护伞。O3分子的结构如图所示。呈V形，键角116.5°。3个O原子以1个O原子为中心，与另外2个O原子分别构成1个非极性共价键：中间O原子提供2个电子，旁边2个O原子各提供1个电子，构成1个特殊的化学键(3个O原子均等地享有这4个电子)。请回答：
(1)题中所述非极性共价键是________(填“σ”或“π”，下同)键，特殊的化学键是________键。
(2)1919年，化学家提出等电子体的概念：由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相等，各原子最外层电子数之和相等，可互称为等电子体，等电子体的结构相似，物理性质相近。根据等电子原理，下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是______(填字母)。
A．H2O B．CO2
C．SO2 D．BeCl2
(3)原子中没有与其他原子共用的电子对叫孤电子对，那么O3分子有______对孤电子对。
(4)下列有关说法正确的是________(填字母)。
A．臭氧和氧气互为同素异形体，它们在水中的溶解度相同
B．臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定
C．臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均需要吸收能量
D．向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解
【答案】(10分，每空2分)(1)σ π (2)C (3)5 (4)BD
【解析】(1)特殊的化学键为π键，而相邻的氧原子之间的非极性共价键为σ键。(2)O3、SO2分子是均由3个原子构成、价层电子数均为18的等电子体。(3)根据图示，在O3分子中形成共价键的电子共有8个，所以孤电子对数为5对。(4)O2与O3互为同素异形体，O2为非极性分子，O3为弱极性分子，O3在水中的溶解度较大，A错误；O3转化为O2释放能量，O2转化为O3吸收能量，C错误。
18．(18分)已知A、B、C、D都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他3种元素既不在同一周期又不在同一主族。B原子的L层p能级中有5个电子；C是周期表1～18列中的第14列元素；D原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d能级中有一对成对电子。请回答：
(1)A与C形成的简单共价化合物的分子式是________，中心原子杂化类型是________，分子的空间结构是________，是__________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)B与C比较，电负性较小的是__________(填元素符号)。
(3)D位于元素周期表中第________族，D2＋的结构示意图是____________，它的＋3价离子的电子排布式为__________________。
(4)A与B形成的化合物极易溶于水，其原因是____________________。
【答案】
(18分，每空2分)
(1)SiH4 sp3 正四面体 非极性
(2)Si
(3)Ⅷ 1s22s22p63s23p63d5
(4)HF与H2O都是极性分子，HF与H2O可形成分子间氢键
【解析】B原子的L层p能级中有5个电子，则B为F元素；D原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d能级中有一对成对电子，D为26号元素Fe；C是周期表1～18列中的第14列元素，原子序数在9～26之间，所以C为Si元素；A与其他3种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H元素。(1)H与Si形成的简单共价化合物的分子式是SiH4；价层电子对数为4，中心原子杂化类型是sp3；无孤电子对，分子的空间结构是正四面体形，是非极性分子。(2)元素的非金属性越强，电负性越大，F与Si比较，电负性较小的是Si。(4)H与F形成的化合物极易溶于水，其原因是HF与H2O都是极性分子，HF与H2O可形成分子间氢键。
19．(12分)己二酸在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用，其制备反应为
3＋8HNO33＋8NO↑＋7H2O。
(1)有机反应物OH中所有的碳原子________处于同一平面(填“能”或“不能”)。
(2)己二酸中所含化学键的类型为________(填字母)。
a．σ键 b．π键 c．极性共价键 d．非极性共价键
e．离子键 f．氢键
(3)该反应方程式中所涉及元素的电负性从大到小的顺序为____________(用元素符号表示，下同)，第一电离能最大的是________。
(4)反应物硝酸可脱水生成N2O5，固态N2O5由NO和一种一价阳离子构成，则其中阴、阳离子的空间构型依次为________、________。
【答案】(12分，每空2分)
(1)不能
(2)abcd
(3)O＞N＞C＞H N
(4)平面三角形 直线形
【解析】(1)所有的碳原子均为sp3杂化，碳原子不能处于同一平面；(2)己二酸含有CC、CH、C===O、CO、HO键，则含有σ键、π键、极性共价键、非极性共价键，答案为abcd；(3)方程式中所涉及的元素C、H、O、N，元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性从大到小的顺序为O＞N＞C＞H；(4)已知固态N2O5由NO和一种一价阳离子构成，根据原子及电荷守恒，则阳离子为NO，NO中N原子含有的孤电子对数＝(5＋1－3×2)＝0，含有3条共价单键，则为sp2杂化，为平面三角形；NO中N原子孤电子对数＝(5－1－2×2)＝0，含有2条共价单键，则为sp杂化，为直线形。
20．(16分)a、b、c、d是四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是通过共价键形成的物质。回答下列问题：
(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，a粒子的电子排布式为________________。
(2)b是双核粒子，常温下为无色无味气体。b的化学式为________，人吸入气体b后容易引起中毒，是因为_______________________________________而使人中毒。
(3)c是双核粒子且是一种单质，写出其电子式：________。c分子中所含共价键的类型为______(填“极性键”或“非极性键”)，c单质常温下性质稳定，不易发生反应，原因是__________。
(4)d是四核粒子，其结构式为______________；d分子内所含共价键有______个σ键，____个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ键______(填“＞”“＜”或“＝”)π键，原因是__________________________________________。
【答案】(16分)
(1)1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)(2分)
(2)CO(1分) CO被吸入人体后，会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力(2分)
(3)N⋮⋮N(1分) 非极性键(1分) N2分子中的共价三键键能很大，共价键很牢固(2分)
(4)HCCH(2分) 3(1分) 2(1分) ＞(1分) σ键中原子轨道的重叠程度比π键中原子轨道的重叠程度大，形成的共价键强(2分)
【解析】由题意知，a是单核粒子，含14个电子，则a是Si，Si可作半导体材料；b是双核粒子，根据其是无色无味气体，能使人中毒，可确定b为CO，CO进入人体会与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白丧失输送氧气的能力，使人中毒；c是双核粒子组成的单质，每个原子有7个电子，故c为N2，N2分子的结构式为NN，分子中的共价键为非极性键，N2分子中的共价三键键能很大，所以N2分子很稳定；d是四核粒子，即4个原子共有14个电子，只能是C2H2，C2H2的结构式为HCCH，分子中有两个H—C σ键，一个C—C σ键，两个π键，σ键中原子轨道重叠程度大，故σ键的强度大于π键。
第二章 阶段限时检测
(时间：90分钟 满分：100分)
一、选择题Ι(本大题共10小题，每小题2分，共20分。每题各只有一个选项符合题意)。
1．下列示意图或图示正确的是( )
,A) ,B)
,C) ,D)
【答案】D
【解析】CO2分子中3个原子共线，为直线形，A错误；图中为电子云肩并肩，是pp π键电子云模型，B错误；砷原子结构示意图应为，C错误。
2．下列描述正确的是( )
A．CS2为V形极性分子
B．SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化
C．C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1
D．水加热到很高温度都难分解是因水分子间存在氢键
【答案】B
【解析】CS2为直线形非极性分子；SiF4与SO的中心原子的价层电子对数均为4，因此中心原子均为sp3杂化；C2H2分子中σ键与π键的数目比为3∶2；水加热到很高温度都难分解是因O—H键的键能较大。
3．下列各组分子中心原子杂化轨道类型相同的是( )
A．CO2与C6H6 B．CH4与NH3
C．BeCl2与BF3 D．C2H2与C2H4
【答案】B
【解析】CO2分子中C原子采取sp杂化，苯分子中C原子采取sp2杂化；CH4和NH3分子中的C、N原子都是采取sp3杂化；BeCl2分子中Be原子采取sp杂化而BF3分子中的B原子采取sp2杂化；C2H2分子中C原子采取sp杂化而C2H4分子中C原子采取sp2杂化。
4．下列说法正确的是( )
A．HF、HCl、HBr、HI的沸点依次升高
B．H2O的熔、沸点高于H2S，是由于H2O分子之间可以形成氢键
C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D．氯的各种含氧酸酸性由强到弱的顺序为HClO＞HClO2＞HClO3＞HClO4
【答案】B
【解析】HF分子间可以形成氢键，沸点最高，沸点高低顺序应为HF＞HI＞HBr＞HCl，A错误；O元素的电负性较大，水分子间可以形成氢键，故H2O的熔、沸点高于H2S，B正确；乙醇分子与水分子之间可以形成氢键，C错误；Cl元素的化合价越高，对应氧化物的水化物酸性越强，酸性强弱顺序应为HClO＜HClO2＜HClO3＜HClO4，D错误。
5．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如H2O2、CO2、BF3、CH3COOH等。下列说法正确的是 ( )
A．H2O2分子的空间结构为直线形
B．CO2分子为非极性分子
C．BF3分子中B原子为sp3杂化，分子为三角锥形
D．CH3COOH分子中C原子均为sp2杂化
【答案】B
【解析】H2O2分子不是直线形的，两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上，A错误；CO2分子为直线形分子，分子内正、负电荷中心重合，为非极性分子，B正确；BF3分子中B原子为sp2杂化，分子为平面三角形，C错误；CH3COOH分子中甲基C原子采取sp3杂化，羧基C原子采取sp2杂化，D错误。
6．下列说法中正确的是( )
A．互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质也相同
B．由酸性FCH2COOH＞CH3COOH，可知酸性ClCH2COOH＞CH3COOH
C．共价键都具有饱和性和方向性，都可以绕键轴旋转
D．除HF外，其他卤化氢沸点随着相对分子质量的增大而升高，是因为氢键的键能逐渐增大所致
【答案】B
【解析】互为手性异构体的分子其结构不同，性质也有所不同，A错误；由提示可知，B项中F 原子的存在使得酸性增强，故同族元素的Cl也有类似的作用，B正确；s轨道与s轨道发生电子云重叠形成的共价键没有方向性，σ键可以绕键轴旋转，π键不能旋转，C错误；在卤素氢化物中，只有HF分子间能形成氢键，D错误。
7．二甘醇可用作溶剂、纺织助剂等，一旦进入人体会导致急性肾衰竭，危及生命。二甘醇的结构简式是HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是( )
A．符合通式CnH2nO3
B．分子间能形成氢键
C．分子间不存在范德华力
D．能溶于水，不溶于乙醇
【答案】B
【解析】二甘醇的分子式为C4H10O3，它符合通式CnH2n＋2O3；二甘醇分子之间能形成O—H…O氢键，也存在范德华力；由“相似相溶”规律可知，二甘醇能溶于水和乙醇。
8．下列化合物中，含有3个手性碳原子的是( )
A． B．
C． D．
【答案】A
【解析】含有3个手性碳原子，A正确；含有1个手性碳原子，B错误；含有2个手性碳原子，C错误；含有1个手性碳原子，D错误。
9．三氯化硼(BCl3)的熔点为－107 ℃，沸点为12.5 ℃，在其分子中键与键之间的夹角为120°，它能与水反应。下列有关叙述中正确的是( )
A．三氯化硼分子呈正三角形，属极性分子
B．将三氯化硼加到水中会使溶液的pH降低
C．三氯化硼分子为三角锥形
D．三氯化硼晶体中硼原子以sp杂化
【答案】B
【解析】三氯化硼水解生成的HCl在空气中形成白雾，溶液的pH降低，故B正确；三氯化硼中的硼为sp2杂化，无孤电子对，分子中键与键之间的夹角为120°，是平面三角形结构，分子中正负电荷中心重叠，为非极性分子，故A、C、D均错误。
10．法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物，其结构简式如图所示。下列说法错误的是( )
A．该分子中N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O
B．该分子中C—H键的键能大于C—F键的键能
C．该分子中所有N原子都为sp3杂化
D．该分子中σ键与π键数目之比为15∶4
【答案】C
【解析】同周期元素的第一电离能从左到右有增大的趋势，但ⅡA族和ⅤA族的元素达到全满或半满状态，所以N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F＞N＞O，A正确；分子中C－H键的键能与C－F键的键能比较，可以根据键长的大小来判断，具体来说就是根据相结合的两个原子的半径来比较，半径越小键能越大，两个化学键都含有C原子，F原子的半径大于H原子的半径，所以C—H键的键能大于C－F键的键能，B正确；该分子中双键的成键N原子为sp2杂化，C错误；该分子中σ键与π键数目之比为15∶4，D正确。
二、选择题Ⅱ(本大题共6小题，每小题4分，共24分。每题各只有一个选项符合题意)。
11．下列有关分子空间构型的说法中正确的是( )
A．HClO、BF3、NCl3分子中所有原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′
C．分子中键角的大小：BeCl2＞SnCl2＞SO3＞NH3＞CCl4
D．BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，其空间排布为直线，成键电子对数等于2，没有孤电子对
【答案】D
【解析】HClO中的H和BF3中的B都未达到8电子稳定结构，A错误。P4和CH4都是正四面体结构，但是P4的P－P是该四面体的边，所以键角为60°；CH4的C－H键在正四面体的内部，键角为109°28′，B错误。BeCl2的空间结构为直线形，键角为180°；SnCl2呈V型，分子中含有一对孤电子对，由于该孤电子对的存在，键角小于120°；SO3的空间结构为平面正三角形，键角为120°；NH3的空间结构为三角锥形，键角为107°；CCl4的空间结构为正四面体，键角为109°28′；故分子中键角的大小：BeCl2＞SO3＞SnCl2＞CCl4＞NH3，C错误。BeF2分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，即成键电子对数等于2，由于没有孤电子对，故其空间排布为直线形，D正确。
12．用价层电子对互斥模型(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是( )
A．H2S、CS2、HI都是直线形的分子
B．COCl2、BF3、SO2都是平面三角形的分子
C．BF3键角为120°，SnBr2键角小于120°
D．PCl3、NH3、PCl5的VSEPR构型相同
【答案】C
【解析】H—S—H键角为92.1°，即H2S为V形分子，CS2、HI都是直线形的分子，A错误。SO2中价层电子对数＝2＋×＝3，且中心原子含有1对孤电子对，所以SO2为V形结构；BF3中价层电子对数＝3＋×＝3，所以BF3是键角为120°的平面三角形结构，COCl2中价层电子对数＝3＋×＝3，为平面三角形分子，B错误。由B项可知BF3键角为120°，SnBr2中价层电子对数＝2＋×＝3，且含有1对孤电子对，为V形结构，孤电子对与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SnBr2键角小于120°，C正确。NH3、PCl3中价层电子对数＝3＋×＝4，且中心原子含有1对孤电子对，所以PCl3、NH3为三角锥形结构；PCl5中价层电子对数＝5＋×＝5，且不含孤电子对，为三角双锥结构，D错误。
13．一种由短周期主族元素组成的化合物是重要的储氢材料，其结构如图所示。已知原子序数依次增大的四种元素W、X、Y、Z，其原子中电子数总和为24，且仅X、Y在同一周期。下列有关叙述错误的是( )
A．该化合物中存在非极性共价键、离子键
B．简单离子半径：Y＞Z
C．XCl3中原子均为8电子稳定结构
D．YW3分子中Y原子采用sp3杂化
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z都为短周期主族元素且原子序数依次增大，电子数总和为24，W只形成1个共价键，则W为H元素；Z为＋1价阳离子，则Z为Na元素；Y形成3个共价键，则Y为N元素，X的原子序数为24－1－11－7＝5，则X为B元素，据此解答。根据图示，该化合物为离子化合物，含有离子键，N原子间形成的是非极性共价键，A正确；Y为N元素，Z为Na元素，二者形成的简单离子核外电子排布相同，核电荷数越大，半径越小，则离子半径：Y＞Z，B正确；X为B元素，BCl3中B原子最外层只有6个电子，达不到8电子稳定结构，C错误；Y为N元素，W为H元素，YW3分子为NH3，中心原子N的价层电子对数＝3＋＝4，则N原子采用sp3杂化，D正确。
14．第VA族元素的原子R与Cl原子结合形成RCl3气态分子，其立体结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示，下列关于RCl5分子的说法中正确的是( )
A．每个原子都达到8电子稳定结构
B．键角(Cl－R－Cl)有90°、120°、180°三种
C．RCl5受热后会分解生成分子结构呈平面三角形的RCl3
D．分子中5个R－Cl键键能均相同
【答案】B
【解析】R为第VA族元素，该原子最外层有5个电子，据图可知RCl5中R原子与每个Cl原子共用一对电子，所以R原子的最外层有5＋5＝10个电子，A错误；根据图知，上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°，中间为平面三角形，构成三角形的键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，B正确；RCl5RCl3＋Cl2↑，则RCl5受热后会分解生成分子结构呈三角锥形的RCl3，C错误；键长越短，键能越大，据图可知键长不是都相同，所以键能也不是都相同，D错误。
15．下列叙述错误的是( )
A．C2H4分子中有π键
B．CH4的中心原子是sp3杂化
C．HCl和HI化学键的类型相同且均为极性分子
D．价层电子排布式为3s23p4的基态原子的轨道表示式为
【答案】D
【解析】乙烯分子中两个C原子之间形成碳碳双键，双键中有一个σ键和一个π键，A正确；甲烷分子中中心原子价层电子对数为4，为sp3杂化，B正确；HCl和HI中的共价键均为σ键，且分子均为极性分子，C正确；根据洪特规则，当电子排布在同一能级的不同轨道时，总是优先单独占据一个轨道，且自旋状态相同，所以价层电子排布式为3s23p4的基态原子的轨道表示式为，D错误。
16．As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，溶于盐酸生成AsCl3，用LiAlH4还原AsCl3生成AlH3。下列说法不正确的是( )
A．As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
B．LiAlH4为共价化合物
C．AsCl3空间结构为三角锥形
D．AlH3分子键角大于109°28′
【答案】B
【解析】As2O3中每个As原子价层电子对数是4，且含有一对孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断As原子杂化方式为sp3，A正确；只含共价键的化合物为共价化合物，含有离子键的化合物为离子化合物，该物质是由Li＋和AlH构成的，为离子化合物，B错误；AsCl3中As原子价层电子对数＝3＋＝4，且含有一对孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为三角锥形，C正确；AlH3中Al原子价层电子对数＝3＋＝3，且不含孤电子对，根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为平面三角形，所以其键角为120°，大于109°28′，D正确。
三、非选择题(本大题共4小题，共56分)。
17．(10分)O3能吸附有害紫外线，臭氧层是人类赖以生存的保护伞。O3分子的结构如图所示。呈V形，键角116.5°。3个O原子以1个O原子为中心，与另外2个O原子分别构成1个非极性共价键：中间O原子提供2个电子，旁边2个O原子各提供1个电子，构成1个特殊的化学键(3个O原子均等地享有这4个电子)。请回答：
(1)题中所述非极性共价键是________(填“σ”或“π”，下同)键，特殊的化学键是________键。
(2)1919年，化学家提出等电子体的概念：由短周期元素组成的粒子，只要其原子数相等，各原子最外层电子数之和相等，可互称为等电子体，等电子体的结构相似，物理性质相近。根据等电子原理，下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是______(填字母)。
A．H2O B．CO2
C．SO2 D．BeCl2
(3)原子中没有与其他原子共用的电子对叫孤电子对，那么O3分子有______对孤电子对。
(4)下列有关说法正确的是________(填字母)。
A．臭氧和氧气互为同素异形体，它们在水中的溶解度相同
B．臭氧和氧气的相互转化能保持大气中臭氧的含量基本稳定
C．臭氧转化为氧气和氧气转化为臭氧均需要吸收能量
D．向大气中排放氮的氧化物和氟氯代烃均能加快臭氧的分解
【答案】(10分，每空2分)(1)σ π (2)C (3)5 (4)BD
【解析】(1)特殊的化学键为π键，而相邻的氧原子之间的非极性共价键为σ键。(2)O3、SO2分子是均由3个原子构成、价层电子数均为18的等电子体。(3)根据图示，在O3分子中形成共价键的电子共有8个，所以孤电子对数为5对。(4)O2与O3互为同素异形体，O2为非极性分子，O3为弱极性分子，O3在水中的溶解度较大，A错误；O3转化为O2释放能量，O2转化为O3吸收能量，C错误。
18．(18分)已知A、B、C、D都是元素周期表中前36号的元素，它们的原子序数依次增大。A与其他3种元素既不在同一周期又不在同一主族。B原子的L层p能级中有5个电子；C是周期表1～18列中的第14列元素；D原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d能级中有一对成对电子。请回答：
(1)A与C形成的简单共价化合物的分子式是________，中心原子杂化类型是________，分子的空间结构是________，是__________分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)B与C比较，电负性较小的是__________(填元素符号)。
(3)D位于元素周期表中第________族，D2＋的结构示意图是____________，它的＋3价离子的电子排布式为__________________。
(4)A与B形成的化合物极易溶于水，其原因是____________________。
【答案】
(18分，每空2分)
(1)SiH4 sp3 正四面体 非极性
(2)Si
(3)Ⅷ 1s22s22p63s23p63d5
(4)HF与H2O都是极性分子，HF与H2O可形成分子间氢键
【解析】B原子的L层p能级中有5个电子，则B为F元素；D原子的L层电子数与最外层电子数之比为4∶1，其d能级中有一对成对电子，D为26号元素Fe；C是周期表1～18列中的第14列元素，原子序数在9～26之间，所以C为Si元素；A与其他3种元素既不在同一周期又不在同一主族，所以A为H元素。(1)H与Si形成的简单共价化合物的分子式是SiH4；价层电子对数为4，中心原子杂化类型是sp3；无孤电子对，分子的空间结构是正四面体形，是非极性分子。(2)元素的非金属性越强，电负性越大，F与Si比较，电负性较小的是Si。(4)H与F形成的化合物极易溶于水，其原因是HF与H2O都是极性分子，HF与H2O可形成分子间氢键。
19．(12分)己二酸在化工生产、有机合成工业、医药、润滑剂制造等方面都有重要作用，其制备反应为
3＋8HNO33＋8NO↑＋7H2O。
(1)有机反应物OH中所有的碳原子________处于同一平面(填“能”或“不能”)。
(2)己二酸中所含化学键的类型为________(填字母)。
a．σ键 b．π键 c．极性共价键 d．非极性共价键
e．离子键 f．氢键
(3)该反应方程式中所涉及元素的电负性从大到小的顺序为____________(用元素符号表示，下同)，第一电离能最大的是________。
(4)反应物硝酸可脱水生成N2O5，固态N2O5由NO和一种一价阳离子构成，则其中阴、阳离子的空间构型依次为________、________。
【答案】(12分，每空2分)
(1)不能
(2)abcd
(3)O＞N＞C＞H N
(4)平面三角形 直线形
【解析】(1)所有的碳原子均为sp3杂化，碳原子不能处于同一平面；(2)己二酸含有CC、CH、C===O、CO、HO键，则含有σ键、π键、极性共价键、非极性共价键，答案为abcd；(3)方程式中所涉及的元素C、H、O、N，元素的非金属性越强，电负性越大，则电负性从大到小的顺序为O＞N＞C＞H；(4)已知固态N2O5由NO和一种一价阳离子构成，根据原子及电荷守恒，则阳离子为NO，NO中N原子含有的孤电子对数＝(5＋1－3×2)＝0，含有3条共价单键，则为sp2杂化，为平面三角形；NO中N原子孤电子对数＝(5－1－2×2)＝0，含有2条共价单键，则为sp杂化，为直线形。
20．(16分)a、b、c、d是四种由短周期元素构成的中性粒子，它们都有14个电子，且都是通过共价键形成的物质。回答下列问题：
(1)a是单核粒子，a单质可用作半导体材料，a粒子的电子排布式为________________。
(2)b是双核粒子，常温下为无色无味气体。b的化学式为________，人吸入气体b后容易引起中毒，是因为_______________________________________而使人中毒。
(3)c是双核粒子且是一种单质，写出其电子式：________。c分子中所含共价键的类型为______(填“极性键”或“非极性键”)，c单质常温下性质稳定，不易发生反应，原因是__________。
(4)d是四核粒子，其结构式为______________；d分子内所含共价键有______个σ键，____个π键；σ键与π键的强度大小关系为σ键______(填“＞”“＜”或“＝”)π键，原因是__________________________________________。
【答案】(16分)
(1)1s22s22p63s23p2(或[Ne]3s23p2)(2分)
(2)CO(1分) CO被吸入人体后，会与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白丧失输送氧气的能力(2分)
(3)N⋮⋮N(1分) 非极性键(1分) N2分子中的共价三键键能很大，共价键很牢固(2分)
(4)HCCH(2分) 3(1分) 2(1分) ＞(1分) σ键中原子轨道的重叠程度比π键中原子轨道的重叠程度大，形成的共价键强(2分)
【解析】由题意知，a是单核粒子，含14个电子，则a是Si，Si可作半导体材料；b是双核粒子，根据其是无色无味气体，能使人中毒，可确定b为CO，CO进入人体会与血液中的血红蛋白结合而使血红蛋白丧失输送氧气的能力，使人中毒；c是双核粒子组成的单质，每个原子有7个电子，故c为N2，N2分子的结构式为NN，分子中的共价键为非极性键，N2分子中的共价三键键能很大，所以N2分子很稳定；d是四核粒子，即4个原子共有14个电子，只能是C2H2，C2H2的结构式为HCCH，分子中有两个H—C σ键，一个C—C σ键，两个π键，σ键中原子轨道重叠程度大，故σ键的强度大于π键。
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