第二章 分子结构与性质（B卷·能力提升练）-【单元测试】2022-2023学年高二化学分层训练AB卷（人教版2019选择性必修2）

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第二章 分子结构与性质（B卷·能力提升练）
（时间：75分钟，满分：100分）
一、 选择题（本题共18小题，每小题3分，共52分。）
1．氰气的化学式为，结构式为，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．在所有气体单质分子中，一定有键，可能有键
B．氰气分子中键的键长大于键的键长
C．1个氰气分子中含有3个键和4个键
D．不能与氢氧化钠溶液发生反应
【答案】C
【详解】A．稀有气体为单原子分子，不存在化学键，A错误；
B．成键原子半径越小，键长越短，氮原子半径小于碳原子半径，故键比键的键长短，B错误；
C．单键为σ键、三键为1个σ键和2个π键，氰气的结构式为，1个氰气分子中含有3个σ键和4个π键，C正确；
D．卤素单质能与氢氧化钠溶液反应，氰气性质与卤素气体单质相似，则氰气能与氢氧化钠溶液反应，D错误；
答案选C。
2．六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起温室效应。下列有关六氯化硫的推测正确的是

A．六氟化硫在水中的溶解度>六氟化硫在CS2中的溶解度
B．六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构
C．六氟化硫不能燃烧
D．六氟化硫分子是极性分子
【答案】C
【详解】A．硫氟键为极性共价键，六氟化硫分子为正八面体构型，故为非极性分子，根据相似相溶原理，六氟化硫易溶于非极性溶剂CS2中，故A错误；B．S原子最外层电子全都参与成键，则其原子最外层电子为12个，不是8电子稳定结构，故B错误；C．SF6中S为+6价，不能和氧气反应生成SO2，故C正确；D．硫氟键为极性共价键，六氟化硫分子为正八面体构型，为非极性分子，故D错误，故选C。
3．NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．1.5gCH含有的电子数为NA
B．标准状况下，11.2L四氯化碳中含有的C－Cl键的个数为2NA
C．60gSiO2和12g金刚石中各含有4NA个Si－O键和4NA个C－C键
D．在1L0.1mol/L氯化铝溶液中阳离子总数大于0.1NA
【答案】D
【详解】A．CH含有8个电子，1.5gCH的物质的量为0.1mol，则含有的电子数为0.8NA，A项错误；
B．标准状况下，四氯化碳为液体，无法通过气体摩尔体积计算，B项错误；
C．60g SiO2的物质的量是l mol，每个Si与4个O原子形成共价键，因此l mol SiO2的晶体中含有4 mol Si-O键，Si-O键数目是4NA，12g金刚石的物质的量是l mol，由于每个C原子与相邻4个C原子形成共价键，每个共价键为相邻的2个C原子所共有，则1 mol C原子形成的共价键数目是2NA，C项错误；
D．1L0.1mol/L氯化铝溶液中，铝离子的物质的量为0.1mol，铝离子易水解，，水解后阳离子数增加，则阳离子总数大于0.1NA，D项正确；
答案选D。
4．下列说法中正确的是
A．P4和CH4都是正四面体形分子，且键角都为109°28’
B．乙烯分子中，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
C．键长H-F < H-Cl < H-Br < H-I，因此稳定性HF < HCl < HBr < HI
D．PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用弱
【答案】B
【详解】A．P4和CH4都是正四面体形分子，甲烷的键角为109°28’，但P4的键角为60°，故A错误；
B．乙烯分子中含碳碳双键，碳原子的sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键，B正确；
C．键长H-F < H-Cl < H-Br < H-I，键长越长，键能越小，故稳定性HF>HCl>HBr>HI，C错误；
D．PH3的键角为96.3°，故PH3分子中孤电子对与成键电子对的排斥作用比成键电子对之间的排斥作用强，D错误；
答案选B。
5．由短周期前10号元素组成的物质和有如图所示的转化。不稳定，易分解。下列有关说法正确的是（    ）

A．为使该转化成功进行，可以是酸性溶液
B．等物质的量的、分子中含有键的数目均为
C．分子中含有的键个数是分子中含有的键个数的2倍
D．分子中只含有极性键，分子中既含有极性键又含有非极性键
【答案】A
【分析】由球棍模型可知，T为，X不稳定，易分解，则X为，Y为氧化剂。
【详解】A．由醛变成酸，可以选择氧化性较强的酸性溶液，A项正确；
B．的、分子中含有键的数目为，等物质的量并不一定是，故B错误；
C．X分子中含有的键个数为5，T分子中含有的键个数为3，C项错误；
D．T、X分子均只含有极性键，无非极性键，D项错误；
答案选A。
【点睛】化合物中，单键是键，双键：一个键，一个键；三键：一个键，两个键。
6．下列有关化学键的比较错误的是（    ）
A．键能：
B．键长：
C．键角：
D．乙烯分子中碳碳键的键能：键>键
【答案】C
【详解】A．叁键的键能大于双键，双键的键能大于单键，所以键能：，A项正确；
B．原子半径：，原子半径越大，原子间形成的共价键的键长越长，故键长：，B项正确；
C．分子呈V形，两个氢氧键的夹角为，分子呈直线形，两个碳氧键的夹角为，故键角：，C项错误；
D．键为“头碰头”重叠形成，强度大，键为“肩并肩”重叠形成，强度小，故乙烯分子中碳碳键的键能：键>键，D项正确；
答案选C。
【点睛】键为“头碰头”重叠形成，强度大，更稳定；故在形成物质时，为了使其稳定，先形成键。
7．通过在隧道的路面涂上一种光催化剂涂料，可将汽车尾气中的NO和CO转化成N2和CO2，发生的反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g) △H=x(xY
B．YF3的空间构型为三角锥形
C．X与W形成的二元化合物具有强还原性
D．Z的同周期元素中第一电离能比Z大的有3种
【答案】B
【分析】W是短周期元素，且能够形成离子W＋，其原子序数比Z等大，因此W为Na元素。根据结构示意图，8个Z原子均形成了2个共价键，原子序数比Na小，形成2个共价键的只有O元素，因此Z为O元素；4个X原子均形成1个共价键，且原子序数比O小，因此X为H元素。X、Y、Z形成了带2个负电荷的阴离子，则Y为B元素，B原子的最外层电子数为3，一般只形成3个共价键，在此结构中，2个B原子均形成4个共价键，其中有一个配位键，形成的阴离子带有2个负电荷，因此可以综上X、Y、Z、W分别为H、B、O、Na。
【详解】
A．Y为B元素，其简单氢化物是BH3，BH3分子之间以分子间作用力结合。Z为O元素，其简单氢化物是H2O，H2O分子之间除存在分子间作用力外，还可以形成氢键，氢键的形成导致其熔沸点更大，故简单氢化物的沸点：Z＞Y，A正确；
B．BF3中B采取sp2杂化，无孤电子对，为平面三角形，B错误；
C．X为H元素，W为Na元素，X与W形成的二元化合物为NaH，H为-1价，该化合物易失去电子，具有强还原性，C正确；
D．一般情况下同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势，但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时，元素的第一电离能大于同一周期相邻元素。Z为O元素，在O的同周期元素中第一电离能比O大的有N、F、Ne，共3种元素，D正确；
故选B。
15．气相离子催化剂(等)具有优良的催化效果。其中在催化下乙烷氧化反应的机理如图所示(图中-----为副反应)，下列说法不正确的是

A．主反应的总反应方程式为：
B．每生成消耗的物质的量等于
C．中碳原子的杂化方式有和两种
D．X与Y能互溶因为它们的分子结构具有相似性
【答案】B
【分析】机理图中，N2O与Fe+反应生成N2和FeO+，FeO+和C2H5反应生成[(C2H5)Fe(OH)]+，[(C2H5)Fe(OH)]+生成Y和Fe+，Y为乙醇；[(C2H5)Fe(OH)]+生成X和[(C2H4)Fe] +，X为水；[(C2H4)Fe] +和N2O生成N2和 ，生成乙醛和Fe+。主反应的总反应方程式为：
【详解】A．根据分析，主反应正确，A正确；
B．根据分析，存在副反应[(C2H5)Fe(OH)]+生成乙醇和Fe+，铁元素化合价降低，有电子转移，每生成1molCH3CHO消耗N2O的物质的量大于2mol，B错误；
C．CH3CHO中碳原子的杂化方式有sp3和sp2两种，C正确；
D．X为乙醇，Ｙ为水，乙醇与水均为极性分子，故能互溶因为它们的分子结构具有相似性，D正确；
故选Ｂ。
16．下列说法正确的是
A．沸点：正戊烷＞异戊烷＞异丁烷、对羟基苯甲酸()＞邻羟基苯甲酸()、氯化氢＞氟化氢
B．已知：B元素和Cl元素的电负性差值大于N元素和Cl元素的电负性差值，故：BCl3分子的极性大于NCl3
C．键角大小比较：NH3＞H2O、NH3＞PH3、[Cu(NH3)4]2+的配体NH3＞NH3分子
D．医学上研究发现具有抗癌作用，而没有抗癌作用，说明这两种分子与和一样，均互为同分异构体，分别是以Pt原子、C原子为中心的平面结构
【答案】C
【详解】A．碳原子个数越多，沸点越高，支链越多，沸点越低，故沸点：正戊烷＞异戊烷＞异丁烷，对羟基苯甲酸()形成分子间氢键，而邻羟基苯甲酸()形成分子内氢键，形成分子内氢键使得物质沸点降低，故沸点：对羟基苯甲酸()＞邻羟基苯甲酸()，氟化氢(HF)分子间可形成氢键，因此沸点：HF＞HCl，A错误；
B．元素电负性越大，原子对键合电子吸引力越大，所成键的极性也越大，但分子极性与电负性无关，BCl3为非极性分子，分子的极性小于NCl3，B错误；
C．NH3中N周围有1对孤电子对，H2O中O周围有2对孤电子对，由于孤电子对对孤电子对的排斥作用大于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用，导致键角：NH3＞H2O；NH3、PH3的中心原子都是sp3杂化，均形成3对共用电子对和一对孤电子对，中心原子的电负性越小，成键电子对之间的斥力越小，键角越小，且原子半径：P＞N， 键长：P-H＞N-H，则成键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为NH3＞PH3，所以这三种物质的键角由大到小的顺序为NH3＞PH3，同理，[Cu(NH3)4]2+的配体NH3不含有孤电子对，故键角：[Cu(NH3)4]2+的配体NH3＞＞NH3分子，C正确；
D．和属于同一种物质，D错误；
答案选C。
17．下列有关分子结构与性质的说法中，正确的是
A．分子的稳定性既与键能、键长和键角有关，也与分子间作用力大小有关
B．分子中的中心原子若通过sp3杂化轨道成键，则该分子一定为正四面体结构
C．判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键
D．由于 能形成分子内氢键，故 比 难电离
【答案】D
【详解】A．分子的稳定性与分子内的化学键强弱有关，分子间作用力是确定物质聚集状态，所以分子的稳定性与分子间作用力的大小无关，A项错误；
B．分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时，该分子不一定为正四面体结构，可能是三角锥形或V形，如NH3是三角锥形，B项错误；
C．对于A2B或AB2型分子是由极性键构成的分子，由该分子的分子空间结构决定分子极性，如果分子的立体构型为直线形、键角等于180°，致使正电中心与负电中心重合，这样的分子就是非极性分子如CO2，若分子的立体构型为V形、键角小于180°，正电中心与负电中心不重合，则为极性分子如H2O，C项错误；
D． 相对于 ，苯环上多了一个-COO-，羟基上与氧结合的氢原子能与羧基上氧原子形成氢键，使-OH其更难电离出H+，D项正确；
答案选D。
18．科学研究发现铂的两种化合物(短线表示化学键)有不同的特性，其中a具有抗癌作用，而b没有；则下列正确的说法是

A．a、b分子中，Pt原子与2个Cl原子，2个N原子间形成的结构与CH2Cl2相似
B．a在水中的溶解度比b在水中的溶解度大
C．a、b互为同素异形体
D．a、b是同一物质
【答案】B
【详解】A．a、b的性质不同，说明a、b是不同的分子，则它们的分子结构为平面结构，存在异构，而CH2Cl2分子为四面体构型，不存在异构，A项错误；
B．a为极性分子，b为非极性分子，水为极性分子，根据相似相溶原理，a在水中的溶解度比b在水中的溶解度大，B项正确；
C．a、b均为化合物，不是同素异形体的关系，C项错误；
D．a、b性质不同，不是同种物质，互为同分异构体，D项错误；
答案选B。

二、非选择题（本题共5小题，共48分。）
19．（8分）2019年诺贝尔化学奖由来自美、英、日的三人分获，以表彰他们在锂离子电池研究方面做出的贡献，他们最早发明用LiCoO2作离子电池的正极，用聚乙炔作负极。回答下列问题：
(1)基态Co原子电子排布式为____。
(2)Co元素位于元素周期表中第____周期、第____族。
(3)Li可以在二氧化碳中燃烧，生成白色固体和黑色固体，其方程式是____。
(4)锂离子电池的导电盐有LiBF4等，碳酸亚乙酯()是一种锂离子电池电解液的添加剂。
①LiBF4中阴离子的空间构型是____；与该阴离子互为等电子体的分子有____。(列一种)
②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有____。
【答案】(1)[Ar]3d74s2
(2)     四或4     Ⅷ
(3)4Li+CO2=2Li2O+C
(4)     正四面体     CF4或CCl4     sp2、sp3

【详解】（1）Co是27号元素，原子电子排布式为[Ar]3d74s2；
（2）Co是27号元素，位于元素周期表中第四周期、第Ⅷ族；
（3）Li可以在二氧化碳中燃烧，发生置换反应，生成的白色固体是氧化锂，黑色固体碳，其化学方程式为：4Li+CO2=2Li2O+C；
（4）LiBF4中阴离子的电子对为，因此空间构型为正四面体；B-的价电子等于C的价电子，因此与该阴离子互为等电子体的分子有CF4；碳酸亚乙酯分子中碳氧双键的碳原子，σ键有3个，没有孤对电子，因此杂化方式为sp2，另外两个碳原子σ键有4个，没有孤对电子，因此杂化方式为sp3。
20．（9分）研究发现，在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中，Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性，显示出良好的应用前景。回答下列问题：
(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_______和_______。
(2)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中，沸点： H2O_______CO2：(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料，Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外，还存在_______
(4)丙酮()分子中甲基中碳原子轨道的杂化类型是_______，1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为_______。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(5)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_______。
(6)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_______。
【答案】(1)     sp     sp3
(2)大于
(3)离子键和π键
(4)     sp3     9NA
(5)HC；电负性最大的元素是O，价层电子轨道表示式。铬是24号元素，位于周期表第四周期VIB族；根据洪特规则，其基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1。
(2)
单键为σ键，双键中有1个σ键、1个π键，天门冬氨酸中的既有σ键又有π键， N原子形成3个σ键，有1个孤电子对，杂化轨道类型为sp3，双键碳价电子数为3，价电子对空间构型为平面三角形，单键碳原子有4个价电子对，价电子对空间构型为四面体，图中O—C—C的键角大于C—C—N的键角。
(3)
同主族元素从上到下，气态氢化物稳定性减弱，H2S和H2Se热稳定性较好的是H2S；S的原子半径小于Se，S—H键长较短，键能较大，所以分子的热稳定性更强。
(4)
O的电负性比H大，所以—NO2的极性大于—NH2，导致羧基上羟基的极性更大，更易电离出氢离子，所以若将天门冬氨酸中的—NH2，换成—NO2，得到的新物质的酸性会增强。
(5)
水的沸点是100℃，表示第VIA族元素简单氢化物沸点变化的是曲线d；H2O分子间形成氢键，所以水的沸点反常高；H2Te、H2Se、H2S均为分子晶体，随相对分子质量增大，熔沸点升高；H2O分子间形成氢键的数量大于HF，所以水的沸点高于HF。
23．（8分）硒()是人体必需微量元素之一，含硒化合物在材料和药物领域具有重要应用。自我国科学家发现聚集诱导发光()效应以来，在发光材料、生物医学等领域引起广泛关注。一种含的新型分子的合成路线如下：

(1)与S同族，基态硒原子价电子排布式为_______。
(2)的沸点低于，其原因是_______。
(3)关于I~III三种反应物，下列说法正确的有_______。
A．I中仅有键
B．I中的键为非极性共价键
C．II易溶于水
D．II中原子的杂化轨道类型只有与
E.I~III含有的元素中，O电负性最大
(4)IV中具有孤对电子的原子有_______。
(5)硒的两种含氧酸的酸性强弱为_______(填“>”或“     正四面体形

【详解】（1）基态硫原子价电子排布式为3s23p4，与S同族，Se为第四周期元素，因此基态硒原子价电子排布式为4s24p4；故答案为：4s24p4。
（2）的沸点低于，其原因是两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高；故答案为：两者都是分子晶体，由于水存在分子间氢键，沸点高；
（3）A．I中含有苯环，除了有σ键之外还有其它化学键，A错误；      
B．I中的Se-Se键是相同原子形成的共价键，为非极性共价键，B正确；
C．II为相对分子较大的有机物，一般不易溶于水，C错误       
D．II的主要结构是苯环、碳碳双键和碳碳三键，其中原子的杂化轨道类型只有sp与sp2，D正确；
E．I~III含有的元素包括：H、C、N、O、S、Se，O电负性最大，E正确；
故选BDE；
（4）根据题中信息IV中O、Se都有孤对电子，碳、氢、硫都没有孤对电子；故答案为：O、Se；
（5）根据非羟基氧越多，酸性越强，因此硒的两种含氧酸的酸性强弱为＞。中Se价层电子对数为，其立体构型为正四面体形；故答案为：＞；正四面体形。