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- 第1节 共价键 试卷 试卷 0 次下载
- 第3节 第1课时 共价键的极性 试卷 试卷 0 次下载
- 第二章过关检测卷(B) 试卷 0 次下载
- 第2节 分子晶体与共价晶体 试卷 试卷 1 次下载
- 第3节 第1课时 金属晶体与离子晶体 试卷 试卷 0 次下载
第二章过关检测卷(A)
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这是一份第二章过关检测卷(A)，共9页。
第二章过关检测卷(A)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括18个小题,每小题2分,共36分。每小题四个选项只有一项符合题目要求)
1.(2020山东烟台高二上期末)下列关于共价键的说法正确的是( )。
A.丙炔分子中含有5个σ键和2个π键
B.乙醇分子中O—H的极性强于C—H的极性
C.乙烷分子中只含有极性键,不含有非极性键
D.由分子构成的物质中共价键的键能越大,该分子的熔点和沸点一定也越高
答案:B
解析:丙炔分子中有6个σ键和2个π键, A项错误。氧的电负性比碳的大,则O—H的极性强于C—H的极性, B项正确。乙烷分子中含有C—H极性键和C—C非极性键,即乙烷分子中既含有极性键又含有非极性键, C项错误。由分子构成的物质的熔点和沸点与分子之间的作用力有关,与分子内的共价键的键能无关, D项错误。
2.若不断地升高温度,就会实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段破坏的粒子间的主要相互作用依次是( )。
A.氢键 范德华力 非极性键
B.氢键 氢键 极性键
C.氢键 极性键 范德华力
D.范德华力 氢键 非极性键
答案:B
解析:因为O的电负性较大,在雪花、水中存在O—H…O氢键,故在实现“雪花→水→水蒸气”的变化阶段主要破坏了水分子间的氢键,而实现“水蒸气→氧气和氢气”的变化则破坏了O—H极性共价键。
3.在下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是( )。
A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
B.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑
C.Cl2+H2OHClO+HCl
D.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
答案:A
解析:B项反应中缺少非极性共价键的断裂和形成,不符合题意;C项反应中没有离子键的断裂和形成,也没有非极性共价键的形成,不符合题意;D项反应中没有非极性共价键的断裂和形成,不符合题意。
4.白磷是一种能自燃的单质,其分子的球棍模型如图所示:,下列叙述错误的是( )。
A.每个磷原子形成3个σ键,磷原子为sp2杂化
B.每个磷原子的价层电子对数为4,磷原子均为sp3杂化
C.1 mol白磷中共含6 mol非极性键
D.白磷分子的空间结构为正四面体形
答案:A
解析:由白磷分子的球棍模型图可知,每个磷原子均形成了3个σ键,另外每个磷原子还有一个孤电子对,故磷原子的价层电子对数为4,磷原子为sp3杂化,A项错误,B项正确。由题图可知C、D项正确。
5.(2020山西孝义高二下月考)氯化硼的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,在其分子中键与键之间的夹角为120°,它能水解。下列有关叙述正确的是( )。
A.氯化硼分子间含有氢键
B.氯化硼中心原子采用sp杂化
C.氯化硼分子呈正三角形,属极性分子
D.氯化硼分子的空间结构类似于CH2O
答案:D
解析:氯化硼不是含氢化合物,且分子中无N、O、F,则氯化硼分子间不含有氢键, A项错误。氯化硼中硼原子上的价层电子对数是3+3-3×12=3,因此硼原子采用sp2杂化,氯化硼分子呈正三角形,属于非极性分子,B、C项错误。氯化硼分子的分子空间结构类似于CH2O,都是平面三角形, D项正确。
6.下列说法正确的是( )。
A.非极性分子中的原子上一定不含孤电子对
B.平面三角形分子一定是非极性分子
C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采取sp3杂化,键角均为109°28'
D.ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,则ABn不一定是非极性分子
答案:D
解析:CCl4是非极性分子,氯原子上含有孤电子对,A项错误。HCHO分子的中心原子C上无孤电子对,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,C原子位于三角形内部,HCHO分子的结构不对称,为极性分子,B项错误。甲烷分子的空间结构是正四面体形,键角均为109°28',二氯甲烷分子的空间结构是四面体形,键角发生了变化,不等于109°28',C项错误。CH4的中心原子C最外层满足8电子结构,CH4是非极性分子,NH3的中心原子N最外层满足8电子结构,但NH3为极性分子,D项正确。
7.用短线“—”表示共用电子对,用“··”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为。下列叙述错误的是( )。
A.R为三角锥形 B.R可以是BF3
C.R是极性分子 D.键角小于109°28'
答案:B
解析:的中心原子上含有3个σ键电子对和1个孤电子对,中心原子的价层电子对数为4,R分子的空间结构为三角锥形,A项正确。BF3分子中B原子最外层含有3个电子,BF3中B原子形成3个σ键,B原子上没有孤电子对,所以R不能是BF3,B项错误。由极性键构成的分子,若结构对称,正、负电中心重合,则为非极性分子,R分子的结构不对称,R是极性分子,C项正确。R分子的键角为107°,键角小于109°28',D项正确。
8.下列有机化合物分子中有3个手性碳原子的是( )。
A.乳酸 CH3—CHOH—COOH
B.甘油 CH2OH—CHOH—CH2OH
C.脱氧核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
D.核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
答案:D
解析:乳酸分子中只有中间连有羟基的碳原子为手性碳原子,A项不符合题意。甘油分子中没有手性碳原子,B项不符合题意。脱氧核糖分子中含有2个手性碳原子,C项不符合题意。核糖分子中有3个手性碳原子,D项符合题意。
9.下列说法正确的是( )。
A.冰融化时,分子中H—O发生断裂
B.随着卤素原子核外电子层数的增加,卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大,所以它们的熔、沸点也逐渐升高
C.由于H—O比H—S牢固,所以水的熔、沸点比H2S的高
D.在由分子构成的物质中,分子间作用力越大,该物质越稳定
答案:B
解析:冰融化时发生物理变化,只破坏水分子间的分子间作用力而不破坏化学键,A项错误。结构相似的分子中,物质的熔、沸点与其相对分子质量成正比,所以随着卤素原子核外电子层数的增加,卤化物CX4的分子间作用力逐渐增大,所以它们的熔、沸点也逐渐升高,B项正确。H2O和H2S的熔、沸点与化学键无关,水的熔、沸点比H2S的高是因为水分子间存在氢键,C项错误。由分子构成的物质的稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关,D项错误。
10.下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是( )。
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔、沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子
答案:B
解析:根据“相似相溶”规律,水是极性分子,CS2是非极性分子,SO2和NH3都是极性分子,A项错误,B项正确。由于CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体,C项错误。NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子为极性分子外,还因为NH3和H2O之间可形成分子间氢键,D项错误。
11.科学家将C60分子组装在一单层分子膜表面,在-268 ℃时冻结分子的热振荡,利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含σ键又含π键的是( )。
A.N2 B.CO2 C.C2H6O D.H2O2
答案:B
解析:N2的结构式为N≡N,分子中含有1个σ键和2个π键,但N2不是化合物,A项错误。CO2的结构式为OCO,分子中含有2个σ键和2个π键,B项正确。C2H6O分子中只存在单键,无双键,只含σ键,不含π键,C项错误。H2O2的结构式为H—O—O—H,分子中只含有σ键,不含π键,D项错误。
12.下列叙述中正确的是( )。
A.VSEPR模型就是分子的空间结构
B.在共价化合物分子中一定存在σ键
C.全由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D.共价键键长越短,键能一定越大
答案:B
解析:VSEPR模型是价层电子对互斥模型,VSEPR模型不一定与分子的空间结构一致,分子的空间结构还与孤电子对数有关,A项错误。 共价化合物中一定含有σ键,单键一定是σ键,双键或三键中一定有一个σ键,B项正确。 全部由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如氯化铵属于离子化合物,C项错误。 通常共价键的键长越短,键能越大,但也存在特例,D项错误。
13.水星大气中含有一种被称为硫化羰(化学式为COS)的物质。已知硫化羰与CO2的结构相似,但能在O2中完全燃烧,下列有关硫化羰的说法正确的是( )。
A.硫化羰的电子式为 ··S······C······O······
B.硫化羰分子中三个原子位于同一直线上
C.硫化羰的沸点比二氧化碳的低
D.硫化羰在O2中完全燃烧后的产物是CO2和SO3
答案:B
解析:氧与硫属于同主族元素,把二氧化碳的结构与物理性质迁移过来,可知硫化羰的电子式为 ··O······C····S····,A项错误。二氧化碳和硫化羰都是直线形分子,B项正确。两者的相对分子质量不同,硫化羰的沸点较高,C项错误。硫化羰在O2中完全燃烧后的产物是CO2和SO2,D项错误。
14.顺铂[Pt(NH3)2Cl2](Ⅰ)是具有抗癌活性的金属配合物;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )。
(已知1,1-环丁二羧酸的结构简式为)
A.碳铂中所有碳原子的杂化方式相同
B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D.1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
答案:C
解析:顺铂分子中1个N原子形成3个N—H和1个Pt—N,则N原子的杂化方式是sp3,B项错误。1个碳铂分子中有4个C原子均形成4个σ键,均为sp3杂化,有2个C原子均形成3个σ键,为sp2杂化,则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1,A项错误,C项正确。1,1-环丁二羧酸分子中C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键,1个CO中有1个σ键,则1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA,D项错误。
15.S2Cl2是橙黄色液体,少量泄漏会产生有窒息性气味的气体,喷水雾可减慢挥发,并产生酸性悬浊液,其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是( )。
A.为非极性分子
B.分子中既含有极性键,又含有非极性键
C.与S2Br2结构相似,熔、沸点:S2Br2>S2Cl2
D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl
答案:A
解析:从S2Cl2分子的图示可知该分子空间结构不对称,为极性分子。
16.氧族元素的氢化物的沸点如下表:
H2O
H2S
H2Se
H2Te
100 ℃
-61.8 ℃
-41.1 ℃
-2 ℃
下列说法中正确的是( )。
A.氧族元素氢化物沸点的高低与范德华力的大小无关
B.范德华力一定随相对分子质量的增大而减小
C.水分子间还存在一种特殊的分子间作用力
D.水分子间存在共价键,加热时较难断裂
答案:C
解析:H2S、H2Se、H2Te 的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增强,其沸点逐渐升高,H2O与H2S等的结构具有相似性,H2O的相对分子质量最小,但其沸点最高,说明H2O分子间除了存在范德华力外,还存在一种特殊作用力——氢键。H2O分子极为稳定,加热时分子内的共价键很难断裂。
17.已知以下反应中的四种物质由三种元素组成,其中a分子的空间结构为正四面体形,组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10,组成b物质的元素为第三周期元素。下列判断正确的是( )。
A.四种分子中的化学键均是极性键
B.a、c分子中的中心原子均采用sp3杂化
C.四种分子中既有σ键,又有π键
D.b、d分子中共价键的键能:b>d
答案:B
解析:由题意可知,a是甲烷,b为氯气。四种分子中氯气分子所含的化学键为非极性键,A项错误。四种分子中均只存在σ键而没有π键,C项错误。b为氯气,d为氯化氢,Cl—Cl的键长比H—Cl的键长长,故Cl—Cl的键能小于H—Cl的键能,D项错误。
18.(2020宁夏银川一中高二期中)白磷(P4)、三氧化二磷(P4O6)和五氧化二磷(P4O10)的分子结构分别如图所示,下列说法中错误的是( )。
A.P4O6中的磷原子采用sp3杂化
B.中文名称三氧化二磷、五氧化二磷都只表示原子个数比,不表示分子的实际组成
C.P4、P4O6、P4O10分子中同一磷原子上两个化学键之间的夹角都是60°
D.P4O6分子中4个磷原子构成正四面体,6个氧原子构成正八面体
答案:C
解析:P4O6中磷原子的价层电子对数=3+1=4,采用sp3杂化,A项正确;由图可知,中文名称三氧化二磷、五氧化二磷都只表示原子个数比,不表示分子的实际组成,B项正确;P4O6和P4O10分子中同一磷原子上两个化学键之间的夹角都不是60°,C项错误;由P4O6的分子结构可知,4个磷原子构成正四面体,6个氧原子构成正八面体,D项正确。
二、非选择题(本题包括6个小题,共64分)
19.(8分)(1)蓝矾(CuSO4·5H2O)的结构如图所示:
SO42-的空间结构是 ,其中S采用的杂化方式是 ;基态氧原子的价层电子的轨道表示式为 。
(2)气态SO3分子的空间结构为 ;将纯液态SO3冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图,此固态SO3中S采用的杂化方式是 。
答案:(1)正四面体形 sp3杂化
(2)平面三角形 sp3杂化
解析:(1)SO42-中S上有4个σ键电子对,S上孤电子对数是6+2-2×42=0,因此S上的价层电子对数为4,SO42-的空间结构是正四面体形,S采取sp3杂化;基态氧原子的价层电子排布式为2s22p4,故其价层电子的轨道表示式是。
(2)SO3中S上的价层电子对数为3,没有孤电子对,SO3分子的空间结构为平面三角形;图中固态SO3中S形成4个共价单键,其S采用sp3杂化。
20.(10分)a、b、c、d为四种由短周期元素组成的物质,它们组成的粒子中都含有14个电子,且四种物质中均只含有共价键。试回答下列问题。
(1)a是单质,可用作半导体材料,则构成a物质的原子的核外电子排布式为 。
(2)b是双核化合物,常温下为无色无味的气体,则b的化学式为 。
(3)c是双核单质,其电子式为 ,c分子中所含共价键类型为 (填“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物,其结构式为 ,1个d分子中含有 个σ键, 个π键,其中σ键的强度 (填“>”“<”或“=”)π键,原因是 。
答案:(1)1s22s22p63s23p2
(2)CO
(3)··N︙︙N·· 非极性键
(4)H—C≡C—H 3 2 > 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键大,形成的共价键强
解析:a是单质,可用作半导体材料,且含有14个电子,则a是Si;b是双核化合物,含有14个电子,且常温下为无色无味的气体,则b为CO;c是双核单质,每个原子中含有7个电子,则c为N2;d是四核化合物,即4个原子共含有14个电子,则d为C2H2,C2H2的结构式为
H—C≡C—H,1个C2H2分子中含有3个σ键和2个π键。
21.(6分)(1)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
参数
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是 。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是 。
(2)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为 。
答案:(1)①氢键、范德华力
②CO2的分子直径小于笼状空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4
(2)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
解析:(1)①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是范德华力和氢键。②根据表格数据可知,CO2分子的直径是0.512 nm,而笼状空腔的直径是0.586 nm,笼状空腔直径大于CO2分子的直径,而且CO2与水分子之间的结合能大于CH4,因此可以实现用CO2置换CH4的设想。(2)水可以与乙醇互溶,是因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键。
22.(12分)A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素,其中A、B、C的价层电子排布式可表示为A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c。D与B同主族,E在C的下一周期,且E是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题。
(1)由A、B、C、E中的任意两种元素可组成多种分子,下列分子属于极性分子的是 (填序号)。
①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4
(2)C的常见氢化物的沸点比下一周期同主族元素的氢化物沸点高,其原因是 。
(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂,其分子式分别为 、 。DE4在前者中的溶解度 (填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为 (用化学式表示)。
答案:(1)③
(2)水分子间存在氢键
(3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
解析:A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素,由s轨道最多可容纳2个电子可得a=1,b=c=2,即A为氢元素,B为碳元素,C为氧元素;由D与B同主族,得D为硅元素;由E在C的下一周期且E为同周期元素中电负性最大的元素可知E为氯元素。
23.(12分)下表所示是元素周期表的前三周期,请回答下列问题。
(1)g的单质能与f元素的最高价氧化物对应水化物的溶液反应,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)a、b、c、d、e的氢化物的沸点如图所示,编号为“5”的氢化物的化学式为 ,用杂化轨道理论解释该分子的空间结构: 。
(3)电子排布式为[Ne]3s23p4的元素名称为 ,其氢化物的空间结构为 ,用价层电子对互斥模型解释该分子的空间结构: 。
答案:(1)2OH-+2Al+2H2O2AlO2-+3H2↑
(2)CH4 在形成CH4分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生杂化形成4个能量相等的sp3杂化轨道,4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠形成CH4分子,sp3杂化轨道之间的夹角为109°28',所以CH4分子呈正四面体形
(3)硫 V形 H2S的中心原子S上有2个孤电子对和2个σ键电子对,价层电子对数为4,它们相互排斥,呈四面体形,但四面体的两个顶点被孤电子对占据,所以H2S分子呈V形
解析:根据元素在元素周期表中的位置可知,a、b、c、d、e、f、g、h应分别是Li、C、N、O、F、Na、Al、S。(1)铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2OH-+2Al+2H2O2AlO2-+3H2↑。(2)a、b、c、d、e的氢化物应为LiH、CH4、NH3、H2O、HF,这当中LiH中存在离子键,沸点高;而NH3、H2O、HF分子间可以形成氢键,沸点也高,所以沸点最低的是CH4。(3)根据电子排布式可判断是16号元素,所以应是硫元素。
24.(16分)A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子总数与其周期序数相同;其中D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道;B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道;D与E同族,请回答下列问题。
(1)A与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为 ,其中心原子采用的杂化方式为 。A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式,任意写出三种)。
(2)这些元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子上的价层电子对数为3的酸根离子是 (填化学式,下同);酸根离子呈三角锥形结构的是 。
(3)BA4分子的空间结构为 ;根据电子云重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为 。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,其分子中σ键和π键的数目之比为 。
答案:(1)NH3 sp3杂化 H2O2、N2H4、C2H4(答案合理即可) (2)NO3-、NO2-、CO32- SO32- (3)正四面体形 σ键 (4)3∶2
解析:由“A的核外电子总数与其周期序数相同”可知A是氢元素;由“D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道”可知D是氧元素;由“B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道”可知B是碳元素;由“A、B、C、D、E的原子序数依次增大”可知C是氮元素;由“A、B、C、D、E为短周期元素”和“D与E同族”可知E是硫元素。
(1)H与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为NH3,其中心原子上的价层电子对数为4,所以中心原子采用的杂化方式为sp3杂化。H分别与C、N、O形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4、C2H4等。
(2)C、N、S形成的含氧酸根离子中,其中心原子上的价层电子对数为3的酸根离子是NO3-、NO2-、CO32-;酸根离子呈三角锥形结构的是SO32-。
(3)CH4分子的空间结构为正四面体形;根据电子云重叠方式的不同,该分子中的共价键为σ键。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,该氢化物的分子式为C2H2,结构式为H—C≡C—H,其分子中σ键和π键的数目之比为3∶2。
第二章过关检测卷(A)
(时间:90分钟 满分:100分)
一、选择题(本题包括18个小题,每小题2分,共36分。每小题四个选项只有一项符合题目要求)
1.(2020山东烟台高二上期末)下列关于共价键的说法正确的是( )。
A.丙炔分子中含有5个σ键和2个π键
B.乙醇分子中O—H的极性强于C—H的极性
C.乙烷分子中只含有极性键,不含有非极性键
D.由分子构成的物质中共价键的键能越大,该分子的熔点和沸点一定也越高
答案:B
解析:丙炔分子中有6个σ键和2个π键, A项错误。氧的电负性比碳的大,则O—H的极性强于C—H的极性, B项正确。乙烷分子中含有C—H极性键和C—C非极性键,即乙烷分子中既含有极性键又含有非极性键, C项错误。由分子构成的物质的熔点和沸点与分子之间的作用力有关,与分子内的共价键的键能无关, D项错误。
2.若不断地升高温度,就会实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段破坏的粒子间的主要相互作用依次是( )。
A.氢键 范德华力 非极性键
B.氢键 氢键 极性键
C.氢键 极性键 范德华力
D.范德华力 氢键 非极性键
答案:B
解析:因为O的电负性较大,在雪花、水中存在O—H…O氢键,故在实现“雪花→水→水蒸气”的变化阶段主要破坏了水分子间的氢键,而实现“水蒸气→氧气和氢气”的变化则破坏了O—H极性共价键。
3.在下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是( )。
A.2Na2O2+2H2O4NaOH+O2↑
B.Mg3N2+6H2O3Mg(OH)2+2NH3↑
C.Cl2+H2OHClO+HCl
D.NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
答案:A
解析:B项反应中缺少非极性共价键的断裂和形成,不符合题意;C项反应中没有离子键的断裂和形成,也没有非极性共价键的形成,不符合题意;D项反应中没有非极性共价键的断裂和形成,不符合题意。
4.白磷是一种能自燃的单质,其分子的球棍模型如图所示:,下列叙述错误的是( )。
A.每个磷原子形成3个σ键,磷原子为sp2杂化
B.每个磷原子的价层电子对数为4,磷原子均为sp3杂化
C.1 mol白磷中共含6 mol非极性键
D.白磷分子的空间结构为正四面体形
答案:A
解析:由白磷分子的球棍模型图可知,每个磷原子均形成了3个σ键,另外每个磷原子还有一个孤电子对,故磷原子的价层电子对数为4,磷原子为sp3杂化,A项错误,B项正确。由题图可知C、D项正确。
5.(2020山西孝义高二下月考)氯化硼的熔点为-107 ℃,沸点为12.5 ℃,在其分子中键与键之间的夹角为120°,它能水解。下列有关叙述正确的是( )。
A.氯化硼分子间含有氢键
B.氯化硼中心原子采用sp杂化
C.氯化硼分子呈正三角形,属极性分子
D.氯化硼分子的空间结构类似于CH2O
答案:D
解析:氯化硼不是含氢化合物,且分子中无N、O、F,则氯化硼分子间不含有氢键, A项错误。氯化硼中硼原子上的价层电子对数是3+3-3×12=3,因此硼原子采用sp2杂化,氯化硼分子呈正三角形,属于非极性分子,B、C项错误。氯化硼分子的分子空间结构类似于CH2O,都是平面三角形, D项正确。
6.下列说法正确的是( )。
A.非极性分子中的原子上一定不含孤电子对
B.平面三角形分子一定是非极性分子
C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采取sp3杂化,键角均为109°28'
D.ABn型分子的中心原子最外层满足8电子结构,则ABn不一定是非极性分子
答案:D
解析:CCl4是非极性分子,氯原子上含有孤电子对,A项错误。HCHO分子的中心原子C上无孤电子对,价层电子对数为3,空间结构为平面三角形,C原子位于三角形内部,HCHO分子的结构不对称,为极性分子,B项错误。甲烷分子的空间结构是正四面体形,键角均为109°28',二氯甲烷分子的空间结构是四面体形,键角发生了变化,不等于109°28',C项错误。CH4的中心原子C最外层满足8电子结构,CH4是非极性分子,NH3的中心原子N最外层满足8电子结构,但NH3为极性分子,D项正确。
7.用短线“—”表示共用电子对,用“··”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为。下列叙述错误的是( )。
A.R为三角锥形 B.R可以是BF3
C.R是极性分子 D.键角小于109°28'
答案:B
解析:的中心原子上含有3个σ键电子对和1个孤电子对,中心原子的价层电子对数为4,R分子的空间结构为三角锥形,A项正确。BF3分子中B原子最外层含有3个电子,BF3中B原子形成3个σ键,B原子上没有孤电子对,所以R不能是BF3,B项错误。由极性键构成的分子,若结构对称,正、负电中心重合,则为非极性分子,R分子的结构不对称,R是极性分子,C项正确。R分子的键角为107°,键角小于109°28',D项正确。
8.下列有机化合物分子中有3个手性碳原子的是( )。
A.乳酸 CH3—CHOH—COOH
B.甘油 CH2OH—CHOH—CH2OH
C.脱氧核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CH2—CHO
D.核糖 CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO
答案:D
解析:乳酸分子中只有中间连有羟基的碳原子为手性碳原子,A项不符合题意。甘油分子中没有手性碳原子,B项不符合题意。脱氧核糖分子中含有2个手性碳原子,C项不符合题意。核糖分子中有3个手性碳原子,D项符合题意。
9.下列说法正确的是( )。
A.冰融化时,分子中H—O发生断裂
B.随着卤素原子核外电子层数的增加,卤化物CX4(X为卤素原子)分子间作用力逐渐增大,所以它们的熔、沸点也逐渐升高
C.由于H—O比H—S牢固,所以水的熔、沸点比H2S的高
D.在由分子构成的物质中,分子间作用力越大,该物质越稳定
答案:B
解析:冰融化时发生物理变化,只破坏水分子间的分子间作用力而不破坏化学键,A项错误。结构相似的分子中,物质的熔、沸点与其相对分子质量成正比,所以随着卤素原子核外电子层数的增加,卤化物CX4的分子间作用力逐渐增大,所以它们的熔、沸点也逐渐升高,B项正确。H2O和H2S的熔、沸点与化学键无关,水的熔、沸点比H2S的高是因为水分子间存在氢键,C项错误。由分子构成的物质的稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关,D项错误。
10.下列关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是( )。
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,所以在三种物质中熔、沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子为极性分子
答案:B
解析:根据“相似相溶”规律,水是极性分子,CS2是非极性分子,SO2和NH3都是极性分子,A项错误,B项正确。由于CS2常温下是液体,SO2和NH3常温下是气体,C项错误。NH3在水中溶解度很大,除了由于NH3分子为极性分子外,还因为NH3和H2O之间可形成分子间氢键,D项错误。
11.科学家将C60分子组装在一单层分子膜表面,在-268 ℃时冻结分子的热振荡,利用扫描隧道显微镜首次“拍摄”到能清楚分辨碳原子间单、双键的分子图像。下列化合物分子中一定既含σ键又含π键的是( )。
A.N2 B.CO2 C.C2H6O D.H2O2
答案:B
解析:N2的结构式为N≡N,分子中含有1个σ键和2个π键,但N2不是化合物,A项错误。CO2的结构式为OCO,分子中含有2个σ键和2个π键,B项正确。C2H6O分子中只存在单键,无双键,只含σ键,不含π键,C项错误。H2O2的结构式为H—O—O—H,分子中只含有σ键,不含π键,D项错误。
12.下列叙述中正确的是( )。
A.VSEPR模型就是分子的空间结构
B.在共价化合物分子中一定存在σ键
C.全由非金属元素组成的化合物一定是共价化合物
D.共价键键长越短,键能一定越大
答案:B
解析:VSEPR模型是价层电子对互斥模型,VSEPR模型不一定与分子的空间结构一致,分子的空间结构还与孤电子对数有关,A项错误。 共价化合物中一定含有σ键,单键一定是σ键,双键或三键中一定有一个σ键,B项正确。 全部由非金属元素组成的化合物不一定是共价化合物,如氯化铵属于离子化合物,C项错误。 通常共价键的键长越短,键能越大,但也存在特例,D项错误。
13.水星大气中含有一种被称为硫化羰(化学式为COS)的物质。已知硫化羰与CO2的结构相似,但能在O2中完全燃烧,下列有关硫化羰的说法正确的是( )。
A.硫化羰的电子式为 ··S······C······O······
B.硫化羰分子中三个原子位于同一直线上
C.硫化羰的沸点比二氧化碳的低
D.硫化羰在O2中完全燃烧后的产物是CO2和SO3
答案:B
解析:氧与硫属于同主族元素,把二氧化碳的结构与物理性质迁移过来,可知硫化羰的电子式为 ··O······C····S····,A项错误。二氧化碳和硫化羰都是直线形分子,B项正确。两者的相对分子质量不同,硫化羰的沸点较高,C项错误。硫化羰在O2中完全燃烧后的产物是CO2和SO2,D项错误。
14.顺铂[Pt(NH3)2Cl2](Ⅰ)是具有抗癌活性的金属配合物;碳铂是1,1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称,属于第二代铂族抗癌药物,其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是( )。
(已知1,1-环丁二羧酸的结构简式为)
A.碳铂中所有碳原子的杂化方式相同
B.顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C.碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D.1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
答案:C
解析:顺铂分子中1个N原子形成3个N—H和1个Pt—N,则N原子的杂化方式是sp3,B项错误。1个碳铂分子中有4个C原子均形成4个σ键,均为sp3杂化,有2个C原子均形成3个σ键,为sp2杂化,则碳铂分子中sp3杂化的碳原子数与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1,A项错误,C项正确。1,1-环丁二羧酸分子中C—H、C—C、C—O、O—H均为σ键,1个CO中有1个σ键,则1 mol 1,1-环丁二羧酸含有σ键的数目为18NA,D项错误。
15.S2Cl2是橙黄色液体,少量泄漏会产生有窒息性气味的气体,喷水雾可减慢挥发,并产生酸性悬浊液,其分子结构如下图所示。下列关于S2Cl2的说法错误的是( )。
A.为非极性分子
B.分子中既含有极性键,又含有非极性键
C.与S2Br2结构相似,熔、沸点:S2Br2>S2Cl2
D.与水反应的化学方程式可能为2S2Cl2+2H2OSO2↑+3S↓+4HCl
答案:A
解析:从S2Cl2分子的图示可知该分子空间结构不对称,为极性分子。
16.氧族元素的氢化物的沸点如下表:
H2O
H2S
H2Se
H2Te
100 ℃
-61.8 ℃
-41.1 ℃
-2 ℃
下列说法中正确的是( )。
A.氧族元素氢化物沸点的高低与范德华力的大小无关
B.范德华力一定随相对分子质量的增大而减小
C.水分子间还存在一种特殊的分子间作用力
D.水分子间存在共价键,加热时较难断裂
答案:C
解析:H2S、H2Se、H2Te 的相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增强,其沸点逐渐升高,H2O与H2S等的结构具有相似性,H2O的相对分子质量最小,但其沸点最高,说明H2O分子间除了存在范德华力外,还存在一种特殊作用力——氢键。H2O分子极为稳定,加热时分子内的共价键很难断裂。
17.已知以下反应中的四种物质由三种元素组成,其中a分子的空间结构为正四面体形,组成a物质的两种元素的原子序数之和小于10,组成b物质的元素为第三周期元素。下列判断正确的是( )。
A.四种分子中的化学键均是极性键
B.a、c分子中的中心原子均采用sp3杂化
C.四种分子中既有σ键,又有π键
D.b、d分子中共价键的键能:b>d
答案:B
解析:由题意可知,a是甲烷,b为氯气。四种分子中氯气分子所含的化学键为非极性键,A项错误。四种分子中均只存在σ键而没有π键,C项错误。b为氯气,d为氯化氢,Cl—Cl的键长比H—Cl的键长长,故Cl—Cl的键能小于H—Cl的键能,D项错误。
18.(2020宁夏银川一中高二期中)白磷(P4)、三氧化二磷(P4O6)和五氧化二磷(P4O10)的分子结构分别如图所示,下列说法中错误的是( )。
A.P4O6中的磷原子采用sp3杂化
B.中文名称三氧化二磷、五氧化二磷都只表示原子个数比,不表示分子的实际组成
C.P4、P4O6、P4O10分子中同一磷原子上两个化学键之间的夹角都是60°
D.P4O6分子中4个磷原子构成正四面体,6个氧原子构成正八面体
答案:C
解析:P4O6中磷原子的价层电子对数=3+1=4,采用sp3杂化,A项正确;由图可知,中文名称三氧化二磷、五氧化二磷都只表示原子个数比,不表示分子的实际组成,B项正确;P4O6和P4O10分子中同一磷原子上两个化学键之间的夹角都不是60°,C项错误;由P4O6的分子结构可知,4个磷原子构成正四面体,6个氧原子构成正八面体,D项正确。
二、非选择题(本题包括6个小题,共64分)
19.(8分)(1)蓝矾(CuSO4·5H2O)的结构如图所示:
SO42-的空间结构是 ,其中S采用的杂化方式是 ;基态氧原子的价层电子的轨道表示式为 。
(2)气态SO3分子的空间结构为 ;将纯液态SO3冷却到289.8 K时凝固得到一种螺旋状单链结构的固体,其结构如图,此固态SO3中S采用的杂化方式是 。
答案:(1)正四面体形 sp3杂化
(2)平面三角形 sp3杂化
解析:(1)SO42-中S上有4个σ键电子对,S上孤电子对数是6+2-2×42=0,因此S上的价层电子对数为4,SO42-的空间结构是正四面体形,S采取sp3杂化;基态氧原子的价层电子排布式为2s22p4,故其价层电子的轨道表示式是。
(2)SO3中S上的价层电子对数为3,没有孤电子对,SO3分子的空间结构为平面三角形;图中固态SO3中S形成4个共价单键,其S采用sp3杂化。
20.(10分)a、b、c、d为四种由短周期元素组成的物质,它们组成的粒子中都含有14个电子,且四种物质中均只含有共价键。试回答下列问题。
(1)a是单质,可用作半导体材料,则构成a物质的原子的核外电子排布式为 。
(2)b是双核化合物,常温下为无色无味的气体,则b的化学式为 。
(3)c是双核单质,其电子式为 ,c分子中所含共价键类型为 (填“极性键”或“非极性键”)。
(4)d是四核化合物,其结构式为 ,1个d分子中含有 个σ键, 个π键,其中σ键的强度 (填“>”“<”或“=”)π键,原因是 。
答案:(1)1s22s22p63s23p2
(2)CO
(3)··N︙︙N·· 非极性键
(4)H—C≡C—H 3 2 > 形成σ键的原子轨道的重叠程度比π键大,形成的共价键强
解析:a是单质,可用作半导体材料,且含有14个电子,则a是Si;b是双核化合物,含有14个电子,且常温下为无色无味的气体,则b为CO;c是双核单质,每个原子中含有7个电子,则c为N2;d是四核化合物,即4个原子共含有14个电子,则d为C2H2,C2H2的结构式为
H—C≡C—H,1个C2H2分子中含有3个σ键和2个π键。
21.(6分)(1)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
参数
分子直径/nm
分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)
CH4
0.436
16.40
CO2
0.512
29.91
①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是 。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是 。
(2)H2O与CH3CH2OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为 。
答案:(1)①氢键、范德华力
②CO2的分子直径小于笼状空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4
(2)H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
解析:(1)①“可燃冰”中分子间存在的两种作用力是范德华力和氢键。②根据表格数据可知,CO2分子的直径是0.512 nm,而笼状空腔的直径是0.586 nm,笼状空腔直径大于CO2分子的直径,而且CO2与水分子之间的结合能大于CH4,因此可以实现用CO2置换CH4的设想。(2)水可以与乙醇互溶,是因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成分子间氢键。
22.(12分)A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素,其中A、B、C的价层电子排布式可表示为A:asa,B:bsbbpb,C:csccp2c。D与B同主族,E在C的下一周期,且E是同周期元素中电负性最大的元素。回答下列问题。
(1)由A、B、C、E中的任意两种元素可组成多种分子,下列分子属于极性分子的是 (填序号)。
①BC2 ②BA4 ③A2C2 ④BE4
(2)C的常见氢化物的沸点比下一周期同主族元素的氢化物沸点高,其原因是 。
(3)B、C两元素都能和A元素组成两种常见的溶剂,其分子式分别为 、 。DE4在前者中的溶解度 (填“大于”或“小于”)在后者中的溶解度。
(4)BA4、BE4和DE4的沸点从高到低的顺序为 (用化学式表示)。
答案:(1)③
(2)水分子间存在氢键
(3)C6H6 H2O 大于
(4)SiCl4>CCl4>CH4
解析:A、B、C、D、E是短周期的5种非金属主族元素,由s轨道最多可容纳2个电子可得a=1,b=c=2,即A为氢元素,B为碳元素,C为氧元素;由D与B同主族,得D为硅元素;由E在C的下一周期且E为同周期元素中电负性最大的元素可知E为氯元素。
23.(12分)下表所示是元素周期表的前三周期,请回答下列问题。
(1)g的单质能与f元素的最高价氧化物对应水化物的溶液反应,请写出该反应的离子方程式: 。
(2)a、b、c、d、e的氢化物的沸点如图所示,编号为“5”的氢化物的化学式为 ,用杂化轨道理论解释该分子的空间结构: 。
(3)电子排布式为[Ne]3s23p4的元素名称为 ,其氢化物的空间结构为 ,用价层电子对互斥模型解释该分子的空间结构: 。
答案:(1)2OH-+2Al+2H2O2AlO2-+3H2↑
(2)CH4 在形成CH4分子时,碳原子的2s轨道和3个2p轨道会发生杂化形成4个能量相等的sp3杂化轨道,4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠形成CH4分子,sp3杂化轨道之间的夹角为109°28',所以CH4分子呈正四面体形
(3)硫 V形 H2S的中心原子S上有2个孤电子对和2个σ键电子对,价层电子对数为4,它们相互排斥,呈四面体形,但四面体的两个顶点被孤电子对占据,所以H2S分子呈V形
解析:根据元素在元素周期表中的位置可知,a、b、c、d、e、f、g、h应分别是Li、C、N、O、F、Na、Al、S。(1)铝与氢氧化钠溶液反应的离子方程式为2OH-+2Al+2H2O2AlO2-+3H2↑。(2)a、b、c、d、e的氢化物应为LiH、CH4、NH3、H2O、HF,这当中LiH中存在离子键,沸点高;而NH3、H2O、HF分子间可以形成氢键,沸点也高,所以沸点最低的是CH4。(3)根据电子排布式可判断是16号元素,所以应是硫元素。
24.(16分)A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子总数与其周期序数相同;其中D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道;B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道;D与E同族,请回答下列问题。
(1)A与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为 ,其中心原子采用的杂化方式为 。A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是 (填化学式,任意写出三种)。
(2)这些元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子上的价层电子对数为3的酸根离子是 (填化学式,下同);酸根离子呈三角锥形结构的是 。
(3)BA4分子的空间结构为 ;根据电子云重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为 。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,其分子中σ键和π键的数目之比为 。
答案:(1)NH3 sp3杂化 H2O2、N2H4、C2H4(答案合理即可) (2)NO3-、NO2-、CO32- SO32- (3)正四面体形 σ键 (4)3∶2
解析:由“A的核外电子总数与其周期序数相同”可知A是氢元素;由“D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道”可知D是氧元素;由“B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道”可知B是碳元素;由“A、B、C、D、E的原子序数依次增大”可知C是氮元素;由“A、B、C、D、E为短周期元素”和“D与E同族”可知E是硫元素。
(1)H与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为NH3,其中心原子上的价层电子对数为4,所以中心原子采用的杂化方式为sp3杂化。H分别与C、N、O形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是H2O2、N2H4、C2H4等。
(2)C、N、S形成的含氧酸根离子中,其中心原子上的价层电子对数为3的酸根离子是NO3-、NO2-、CO32-;酸根离子呈三角锥形结构的是SO32-。
(3)CH4分子的空间结构为正四面体形;根据电子云重叠方式的不同,该分子中的共价键为σ键。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,该氢化物的分子式为C2H2,结构式为H—C≡C—H,其分子中σ键和π键的数目之比为3∶2。
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