高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 分子的空间结构同步测试题

这是一份高中化学苏教版 (2019)选择性必修2第一单元 分子的空间结构同步测试题，共11页。试卷主要包含了单选题，实验题，推断题等内容，欢迎下载使用。
专题4第一单元分子的空间结构同步练习
2022——2023学年下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2

一、单选题
1. 甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是(    )
A. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
2. 甲醛分子式为CH2O，有强烈刺激性气味的气体，甲醛在常温下是气态，被世界卫生组织确定为致癌和致畸形物质。下列关于其结构及性质的分析正确的是(    )
A. C原子采取sp3杂化，O原子采取sp杂化
B. 甲醛分子中心原子价层电子对数为4，含有一对孤电子对，是三角锥形结构
C. 一个甲醛分子中含有3个σ键和1个π键
D. 甲醛分子为非极性分子
3. 根据价层电子对互斥模型，下列分子的空间结构和极性均正确的是 (    )
选项
分子式
价层电子对互斥模型
分子的空间结构
分子极性
A
SO2
平面三角形
角形
极性
B
HCHO
平面三角形
三角锥形
极性
C
PCl3
四面体形
正三角形
非极性
D
SiF4
正四面体形
正四面体形
极性

A. A B. B C. C D. D
4. 下列说法正确的是(    )
A. 次氯酸分子的结构式为H−O−Cl，其分子为直线形的极性分子
B. 乳酸( )分子中含有一个手性碳原子
C. SO2和SO3分子中心原子分别为sp2和sp3杂化，空间构型分别为V形、平面三角形
D. 配位键常用A→B表示，其中A原子可以提供接受孤电子对的空轨道
5. 下列说法不正确的是(    )
A. HOCH2CHOHCH2OH和CH3CHClCH2CH3都有手性碳原子
B. NH4+与H3O+中心原子的价层电子对数相同
C. BF3中硼原子的杂化类型与苯中碳原子的杂化类型相同
D. SO2和O3是等电子体，但两者具有不同的化学性质
6. 下列叙述正确的是
A. 该配合物中配体是H2NCH2CH2NH2，配位数是2。
B. I 3+离子的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
C. CO、CN−等与N2互为等电子体，则CO和CN−的结构式分别为C≡O、C≡N−
D. HNO3分子的中心原子的价层电子对数为4，该分子的VSEPR模型是正四面体形
7. 氨气分子空间构型是三角锥形，而甲烷是正四面体形，这是因为 (    )
A. 两种分子的中心原子杂化轨道类型不同，NH3为sp2型杂化，而CH4是sp3型杂化
B. NH3分子中N原子形成3个杂化轨道，CH4分子中C原子形成4个杂化轨道
C. NH3分子中有一对未成键的孤对电子，它对成键电子的排斥作用较强
D. 氨气分子是极性分子而甲烷是非极性分子
8. 下列描述中正确的是(    )
A. CS2为V形的极性分子 B. ClO 3−的空间构型为平面三角形
C. SF6中没有6对完全相同的成键电子对 D. SiF4和SO 32−的中心原子均为sp3杂化
9. 硫的化合物很多，如SO2、SO3、SO2Cl2、Na2SO3、三聚的SO33等，三聚的SO33的结构如图所示。下列说法正确的是。
A. SO2Cl2为正四面体结构 B. SO2、SO3分子的VSEPR模型不一样
C. SO42−、SO32−中S原子都是sp3杂化 D. 40gSO33分子中含有2.5molσ键
10. 下列叙述正确的个数是(    )
①配位键在形成时，是由成键双方各提供一个电子形成共用电子对
②s−s σ键与s−p σ键的电子云形状相同
③Ge的核外电子排布式为：[Ar]4s24p2，属于P区元素
④下列分子键角大小由大到小为：COS>BCl3>CCl4>H2O>P4
⑤冰中存在极性共价键和氢键两种化学键的作用力
⑥Cu(OH)2是一种蓝色沉淀，既溶于盐酸、也能溶于氨水中
⑦中心原子采取sp3杂化的分子，其立体构型不一定是正四面体形
⑧键长：C−H  HCl >HBr > HI，故C错误；
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大，所以PH3分子为三角锥形，键角小于109°28′，故D错误。  
14.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题考查价层电子对互斥理论的应用，熔沸点的判断等，综合考查学生的分析能力和化学科学素养，难度不大，注意相关基础知识的积累。
【解答】
A.中心原子采取sp3杂化的分子，VSEPR模型是正四面体，但其立体构形不一定是正四面体，如：水和氨分子的中心原子采取sp3杂化，但H2O的立体构型是V形，NH3是三角锥形，故A错误；
B.金刚砂SiC为共价晶体，而C60为分子晶体，所以C60熔点低于金刚砂SiC，故B错误；
C.在ABn型分子中，若中心原子A无孤对电子，则是非极性分子，故C正确。
D.P4是四原子的正四面体，键角是60°，而CH4是五原子的正四面体键角都为109°28′，故D错误；
故选C。  
15.【答案】C 
【解析】
【分析】
本题综合考查中心原子的杂化轨道类型、价层电子对数、立体结构和共价键类型等问题，侧重考查学生的分析能力和计算能力，题目难度中等。
【解答】
A.阳离子为H3O+和NH4+，NH4+中心原子N含有4个σ键，孤电子对数为5−1−4×12=0，价层电子对数为4，杂化类型为sp3，H3O+中心原子是O，含有3个σ键，孤电子对数为6−1−32=1，价层电子对数为4，为sp3杂化，杂化类型相同，故A错误；
B.由以上分析可知H3O+和NH4+中心原子的价层电子对数都为4，故B错误；
C.NH4+空间构型为正四面体，H3O+空间构型为三角锥形，所以空间结构不同，故C正确；
D.H3O+和NH4+中都为极性键、σ键，所以共价键类型相同，故D错误。  
16.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d34s2 ;  第四周期第VB族;
(2)哑铃；平面正三角；a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长； 
(3)sp3； NaVO3；
(4)VO2 ；166×1021NAx3 
【解析】解：(1)V原子核外有23个电子，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，在元素周期表中的位置为第四周期第VB族；
(2)基态S原子电子占据最高能级为3p能级，p能级的电子云轮廓为哑铃形；气态SO3分子中S原子价层电子对数=3+6−3×22=3且不含孤电子对，该分子的立体构型形为平面正三角形；固体SO3中a键含有双键的成分，键能大，键长较短，b键为单键，键能较小，键长较长；
(3)钒酸钠(Na3VO4)阴离子中V的价层电子对数=4+5+3−4×22=4且不含孤电子对，V原子的杂化轨道类型为sp3；根据图知，偏钒酸钠的化学式为NaVO3；
(4)该晶胞中V原子个数=1+8×18=2、O原子个数=2+4×12=4，则V、O原子个数之比=2：4=1：2，化学式为VO2；晶胞体积=(x×10−7cm)3，晶体密度=mV=83NA×2(x×10−7)3g/cm3=166×1021NAx3g/cm3。
本题考查物质结构和性质，涉及晶胞计算、原子杂化方式判断、微粒空间构型判断、原子核外电子排布式书写等知识点，综合性较强，明确原子结构、物质结构、晶胞结构是解本题关键，难度一般。

17.【答案】(1)2； 3d；
(2)①sp2、sp3  ②苯甲醇分子间除范德华力外，还存在氢键，苯甲醛分子间只存在范德华力
(3)>；Co(H2O)62+所带正电荷较多，对Co原子d轨道上的电子吸引力较强
(4)2、4  ;   N C H
(5) 1030 
【解析】
【分析】本题考查物质结构与性质，涉及核外电子排布，化学键，晶胞计算等内容，其中晶胞计算为解题难点，需要结合均摊法进行分析，掌握基础为解题关键，整体难度适中。
【解答】(1)Ti是22号元素，价电子排布为3d24s2，基态钛原子的未成对电子数为2个，能量最高的电子占据的能级符号为3d。
故答案为：2； 3d；
(2)①苯甲醇中碳原子均没有孤对电子，苯环上碳原子形成3个σ键，侧链中碳原子形成4个σ键，碳原子杂化方式分别为：sp2、sp3，
故答案为：sp2、sp3；
②苯甲醇分子间除范德华力外，还存在氢键，苯甲醛分子间只存在范德华力
故答案为：苯甲醇分子间除范德华力外，还存在氢键，苯甲醛分子间只存在范德华力
(3)[Co(H2O)6]2+带2个单位的正电荷，而[Co(H2O)]+带1个单位正电荷，前者对电子吸引力更大，故分裂能△[Co(H2O)62+]>△[Co(H2O)+]，
故答案为：>；Co(H2O)62+所带正电荷较多，对Co原子d轨道上的电子吸引力较强
(4)酞钴分子中与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是 2、4 ;三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为N C H
故答案为：2、4  ;   N C H
(5)分析晶胞可知，钪原子数目为12×16+2×12+3=6，晶胞质量为6×45NAg，晶胞体积为(a× 32a×12×6×b×10−30)cm3，故晶胞密度为mV=6×453 3a2b2×NA×1030g/cm³，
故答案为：6×453 3a2b2×NA×1030。  
18.【答案】(1)3d54s1;5
(2)C
(3)正四面体形
(4)6；离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高
(5)Ni的原子半径越小，价电子数越多，金属键较强；X−射线衍射法
(6)4.44×1032 3a2cNA 
【解析】
【分析】
本题考查物质结构与性质，难度中等，解题关键是理解物质结构与性质的概念、原理与规律。
【解答】
(1)Cr为24号元素，基态Cr原子的价电子排布式为3d54s1，排布时能量最高的电子所占能级为3d，d轨道有5个伸展方向。
(2)A.Ni2+在形成配合物时其配位数可以为4、6，故A错误；
B.NH3的空间构型为三角锥形，故B错误；
C.CO与CN−互为等电子体，CO分子内C和O成三键，故σ键和π键的个数比为1︰2，故C正确；
D.Ni(CO)4为正四面体构型，镍原子为sp3杂化，但[Ni(CN)4]2−为正方形构型，镍原子不为sp3杂化，故D错误。
(3)CrO42−与SO42−、PO43−互为等电子体，SO42−、PO43−均为正四面体形，故CrO42−的空间构型为正四面体形。
(4)NiO的晶体结构类型与氯化钠相同，根据氯化钠晶体中阴阳离子的配位键均为6，则NiO晶胞中Ni2+的配位数为6。NiO、NaCl均为离子晶体，根据离子所带电荷数越多，离子半径越小，晶格能越大，熔点越高，故NiO的熔点比NaCl高。
(5)Ni与Ca均为金属晶体，Ni的原子半径越小，价电子数越多，金属键较强，故金属Ni的熔点和沸点都比金属Ca高。区分晶体Ni和非晶体Ni的最可靠的科学方法为X−射线衍射法。
(6)该晶胞中Ni的个数为4×112+4×16+2×16+2×13=2，Cr的个数为2，晶胞的质量为(52+59)×2NAg，晶胞体积为a×10−10cm× 32a×10−10cm×c×10−10cm= 32a2c×10−30cm3，故晶体密度为(52+59)×2NAg÷( 32a2c×10−30cm3)=4.44×1032 3a2cNAg·cm−3。  
19.【答案】(1)电子云；
(2) ；9；
(3)>；
(4)CO2(或CS2或N2O)；
(5)sp2 ；平面三角形；
(6)NH3为分子晶体，KH为离子晶体，破坏分子间作用力和氢键所需能量低于破坏离子键所需能量；
(7)4；3388ρNA×107
 
【解析】
【分析】
本题考查了物质的结构与性质，考查了电子排布式、电离能、杂化轨道、空间构型和晶胞，题目难度中等。
【解答】
X、Y、Z、W、Q五种元素的原子序数依次增大且分别位于周期表的二、三、四周期，X和Y的原子序数相差1，基态Y原子中有3个未成对电子，电子排布式为1s22s22p3，Y为N，X为C，基态Z2−与基态W+的电子层结构相同，W为前四周期电负性最小的元素，W为K，Z为S；Q位于周期表的第12列，Q为Zn。
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述，故答案为：电子云；
(2)基态X(C)原子的价层电子排布图为 ，基态W(K)原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s1中有9对自旋方向相反的电子，故答案为： ；9；
(3)Y为N，Z为S，以O原子为标准，同一主族，越往下第一电离能越小，则O>S，N原子的2p轨道为半充满，能量低稳定，电离能大，则N>O，故N>S，故答案为：>；
(4)Fe3+常用KSCN检验，与SCN−互为等电子体的一种分子为CO2(或CS2或N2O)，故答案为：CO2(或CS2或N2O)；
(5)HNO3的中心原子为N，价层电子对总数为3，为sp2杂化，NO3−的价层电子对总数为3+1/2(5+1−2×3)=3，是平面三角形，故答案为：sp2；平面三角形；
(6)NH3的熔点低于KH，因为NH3为分子晶体，KH为离子晶体，破坏分子间作用力和氢键所需能量低于破坏离子键所需能量，故答案为：NH3为分子晶体，KH为离子晶体，破坏分子间作用力和氢键所需能量低于破坏离子键所需能量；
(7)如图所示，距离Z最近的Q的个数为4，则配位数为4，设晶胞的边长为xcm，体积为x3cm3，S在顶点和面心，一个晶胞含有S的个数：8×1/8+6×1/2=4，Zn在晶胞中心，有4个，故一个晶胞有4个ZnS，晶胞的质量为4×97NA=388NA，V=mρ=388NAρ=x3cm3，x=3388ρNA×107nm，故答案为：4；3388ρNA×107。
  
20.【答案】(1)d； 
(2)N>O>C
(3)4；F−H…F、F−H…O、O−H…F、O−H…O(任写一种)
(4)SiO2>CO2；平面三角形；sp2；SO3(BF3、其他合理答案)
 
【解析】
【分析】
本题是对元素推断及物质结构的考查，涉及核外电子排布、电离能、氢键、晶体类型与性质、分子结构与性质、晶胞计算等，明确元素种类是解题关键，注意同周期元素第一电离能异常情况，注意利用均摊法进行晶胞的有关计算，难度中等。
【解答】
a、b、c、d、e均为周期表前四周期元素，原子序数依次增大。a原子核外电子分占3个不同能级，且每个能级上排布的电子数相同，核外电子排布为：1s22s22p2，故a为C元素；b元素基态原子的p轨道电子数比s轨道电子数少1，核外电子排布为1s22s22p3，故b为N元素；c在周期表所列元素中电负性最大，则c为F元素；d位于周期表中第4纵行，且处于第四周期，故d为Ti；e的基态原子M层全充满，N层只有一个电子，则核外电子数为2+8+18+1=29，故e为Cu。
(l)d为Ti元素，属于d区的元素，基态原子的价电子排布3d24s2，故其基态原子的价电子排布图为，
故答案为：d；；
(2)与b同周期相邻元素分别为C、O，同周期随原子序数增大，第一电离能呈增大趋势，但N元素原子2p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，故第一电离能由大到小的顺序为：N>O>C，
故答案为：N>O>C；
(3)c的氢化物为HF，水溶液中存在的氢键有F−H…F、F−H…O、O−H…F、O−H…O，共4种，
故答案为：4；F−H…F、F−H…O、O−H…F、O−H…O(任写一种)；
(4)a与其相邻同主族元素的最高价氧化物分别为CO2、SiO2，前者属于分子晶体，后者属于原子晶体，故熔点高低顺序为SiO2>CO2；a元素最高价氧化物水化物对应的正盐酸根离子为CO32−，离子中C原子价层电子对数=3+4+2−2×32=3，没有孤电子对，故碳酸根离子为平面三角形结构，中心C原子的轨道杂化类型为 sp2杂化；与CO32−互为等电子体的一种分子为SO3、BF3等，
故答案为：SiO2>CO2；平面三角形；sp2杂化；SO3(BF3、其他合理答案)。