第二章分子结构与性质单元练习

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第二章分子结构与性质单元练习
2022——2023学年高中化学人教版（2019）选择性必修2

学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________

一、单选题
1．徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子，如、、、等。下列说法正确的是
A．分子中的O为杂化
B．分子中的C原子为sp杂化
C．分子中的B原子为杂化
D．分子中的C原子均为杂化
2．顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现的第一种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，结构如图所示，其毒副作用低于顺铂。下列说法正确的是

A．碳铂中所有碳原子在同一平面上
B．顺铂分子中氮原子的杂化方式是sp2
C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数目之比为2∶1
D．1mol1，1-环丁二羧酸含有σ键的数目为12NA
3．下列有机物分子中的碳原子既有sp3杂化又有sp杂化的是
A．CH3CH=CH2 B．CH3-C≡CH C．CH3CH2OH D．CH≡CH
4．氢氰酸(化学式为)分子中所有的原子都通过化学键而达到稳定结构，则下列关于氢氰酸分子结构的表述中，错误的是
A． B．分子是直线形 C． D．中心原子是杂化
5．下列描述中，正确的是
A．是空间结构为V形的极性分子
B．的空间结构为平面三角形
C．中所有的原子不都在一个平面上
D．和的中心原子的杂化轨道类型均为杂化
6．下列各组分子都属于含有极性键的非极性分子的是
A．CO2、H2S B．C2H4、CH4 C．Cl2、C2H2 D．NH3、HCl
7．短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大，X元素基态原子有2个未成对电子，Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个，Z的一种“超原子”()具有40个价电子，下列说法错误的是
A．简单离子半径： B．的空间构型为平面三角形
C．中心原子的杂化方式为杂化 D．X、Y、Z的电负性：
8．下列关于和的说法正确的是
A．分子中，中心原子Be的价层电子对数等于2，成键电子对数等于2，其空间结构为直线形
B．分子中，中心原子S的价层电子对数等于4，成键电子对数等于2，其空间结构为四面体形
C．和分子的VSEPR模型分别为直线形和V形
D．的键角比的大
9．下列说法不正确的是
A．水很稳定是因为水中含有大量氢键
B．乳酸分子()中含有一个手性碳原子
C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用相似相溶规律解释
D．酸性：CF3COOH＞CCl3COOH
10．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°。下列有关氯化硼的叙述正确的是
A．氯化硼在液态时能导电而在固态时不导电
B．氯化硼的中心原子采用杂化
C．氯化硼分子呈正三角形，属于非极性分子
D．氯化硼分子的空间结构类似于的空间结构
11．短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4：3，Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是
A．W、Y、Z的电负性大小顺序一定是
B．Z的氢化物分子间存在氢键
C．Y、Z形成的分子的中心原子可能采取杂化
D．分子为极性分子
12．维生素B，可作为辅酶参与糖的代谢，并有保护神经系统的作用。该物质的结构简式如图所示，维生素B，晶体溶于水的过程中要克服的微粒间作用力有

A．离子键、共价键 B．离子键、氢键、共价键
C．氢键、范德华力 D．离子键、氢键、范德华力
13．第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成气态分子，其空间结构呈三角锥形。在气态和液态时的结构如图所示，下列关于分子的说法不正确的是

A．分子中5个的键能不完全相同 B．的键角有90°、120°、180°
C．受热后会分解生成 D．中每个原子都达到8电子稳定结构

二、多选题
14．(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示)，与盐酸反应能生成，和反应的产物之一为。下列说法正确的是

A．分子中As原子的杂化方式为
B．为共价化合物
C．的空间构型为平面正三角形
D．分子的键角小于
15．有X、Y、Z、Q、T五种元素。X元素为主族元素，x原子的M层有两个未成对电子且无空轨道；基态Y原子的价层电子排布式为；z原子的L层有一个空的p轨道；Q原子的L层p轨道上只有一对成对电子；T原子的M层p轨道处于半充满状态。下列叙述不正确的是
A．元素Y和Q可形成化合物
B．X与T的最高价氧化物对应的水化物，前者的酸性比后者的弱
C．X和Q结合生成的化合物为离子化合物
D．是由极性键构成的非极性分子

三、填空题
16．自然界中不存在氟的单质，得到单质氟的过程中，不少科学家为此献出了宝贵的生命.1886年，法国化学家莫瓦桑发明了莫氏电炉，用电解法成功地制取了单质氟，因此荣获1906年诺贝尔化学奖，氟及其化合物在生产及生活中有着广泛的用途。
请回答下列问题：
(1)氟磷灰石可用于制取磷肥，其中原子的L层电子排布式为_______.基态P原子有_______个未成对电子，的中心P原子的杂化方式为_______。
(2)氟气可以用于制取情性强于的保护气，也可以用于制取聚合反应的催化剂，可以作为工业制取硅单质的中间物质()的原料。
①分子的空间结构为_______。
②S、P、的第一电离能由大到小的顺序为_______。
(3)氟气可以用于制取高化学稳定性材料聚四氟乙烯的原料四氟乙烯，四氟乙烯含键的数目为_______
(4)工业上电解制取单质铝，常利用冰晶石降低的熔点.、、F的电负性由小到大的顺序为_______，工业上不用电解制取铝的原因为_______。
17．毒奶粉中发现的化工原料三聚氰胺可以由下列反应合成：；；；与水反应生成尿素；尿素合成三聚氰胺。
(1)基态钙原子电子占据的最高能层符号是_______，其核外共有_______种不同能量的电子。
(2)中阴离子为，与分子空间结构相似，由此可以推知的空间结构为_______。
(3)尿素分子中含有的键与键的数目之比为______；所含元素的电负性由大到小的顺序为_______。
(4)三聚氰胺俗称“蛋白精”，其结构如图，其中氮原子的杂化方式为_______。

18．硫及其化合物有许多用途，相关物质的物理常数如下表所示：







熔点/℃
-85.5
115.2
＞600(分解)
-75.5
16.8
10.3
沸点/℃
-60.3
444.6
-10.0
45.0
337.0
回答下列问题：
(1)根据价层电子对互斥理论，、、的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是___________。
(2)图(a)为的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多，主要原因为___________。

(3)气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为___________形，其中共价键的类型有___________种；固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子，该分子中S原子的杂化轨道类型为___________。


四、结构与性质
19．(1)是有机合成中常用的还原剂，中的阴离子空间结构是_______、中心原子的杂化形式为_______，中存在_______。
A．离子键    B．键    C．键    D．氢键
(2)如图为的结构，其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多主要原因为_______。气态三氧化硫以单分子形式存在，其分子的空间结构为_______，其中共价键的类型有_______种。

(3)《中华本草》等中医典籍中，记载了炉甘石人药，可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。具有较高的熔点(872℃)，其化学键类型是_______；不溶于有机溶剂，而、、能够溶于乙醇、乙醚等有机溶剂原因是_______。中，阴离子空间结构为_______，原子的杂化形式为_______。
20．磷酸亚铁锂()可用作锂离子电池正极材料，具有热稳定性好、循环性能优良、安全性高等特点，文献报道可采用、、LiCl和苯胺等作为原料制备。回答下列问题：
(1)苯胺与甲苯()的相对分子质量相近，但苯胺的熔点(-5.9℃)沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃)，原因是___________。
(2)中，电负性最高的元素是___________；P的___________杂化轨道与O的2p轨道形成___________键。
(3)和属于简单磷酸盐，而直链的多磷酸盐则是一种复杂磷酸盐，如：焦磷酸钠、三磷酸钠等。焦磷酸根离子、三磷酸根离子如图所示：

这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为___________(用n代表P原子数)。

参考答案：
1．B
【详解】A．H2O2分子中氧原子形成2个σ键，含有2对孤电子对，所以O为sp3杂化，故A错误；
B．CO2分子为直线型结构，C原子为sp杂化，故B正确；
C．BF3分子中B与F形成3个σ键，所以B原子sp2杂化，故C错误；
D．CH3COOH分子中羧基中C原子形成3个σ键，没有孤对电子，采取sp2杂化，但甲基中碳原子形成4个σ键，没有孤对电子，采取sp3杂化，故D错误，
故选：B。
2．C
【详解】A．根据碳铂的结构简式可知，有sp3杂化的碳原子，属于四面体结构，因此所有碳原子不可能在同一平面上，A错误；
B．顺铂分子中N有3个σ键，一个配位键，因此杂化类型为sp3杂化，B错误；
C．碳铂分子中sp3杂化的碳原子有4个，sp2杂化的碳原子有2个，即数目之比为2∶1，C正确；
D．由题中信息可知，1，1-环丁二羧酸的结构简式为，补全碳环上的氢原子，可得1mol此有机物含有σ键的数目为18NA，D错误；
答案选C。
3．B
【详解】A．CH3CH=CH2中双键碳为sp2、单键碳为sp3，故不选A；
B．CH3-C≡CH中三键碳为sp、单键碳为sp3，故选B；
C．CH3CH2OH中碳原子均为sp3杂化，故不选C；
D．CH≡CH中碳原子只有sp杂化，故不选D；
选B。
4．A
【详解】A．根据H核外一个成单电子，C有4个成单电子，N有三个成单电子，故HCN的电子式为：，故其结构式为：，A错误；C正确；
B．已知HCN中心原子碳原子周围形成了2个σ键，孤电子对数为：(4-1-3)=0，价层电子对数为2，根据价层电子互斥模型可知，该分子是直线形，B正确；
D．由B项分析可知，其价层电子对数为2而且无孤电子对，故中心原子是杂化，D正确；
故答案为：A。
5．D
【详解】A．中心原子C原子周围的价电子对数为：2+=2，故其是空间结构为直线形，正负电荷中心重合，为非极性分子，A错误；
B．中心原子Cl原子周围的价电子对数为：3+=4，故其空间结构为三角锥形，B错误；
C．中心原子N原子周围的价电子对数为：3+=3，故其空间构型为平面三角形，故其中所有的原子都在一个平面上，C错误；
D．中心原子Si原子周围的价电子对数为：4+=4，中心原子S原子周围的价电子对数为：3+=4，故二者的中心原子的杂化轨道类型均为杂化，D正确；
故答案为：D。
6．B
【详解】A．H2S分子中S原子有孤电子对，空间构型为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，A不符合题意；
B．C2H4、CH4均含有C-H极性键，且正负电荷中心重合，为非极性分子，B符合题意；
C．Cl2分子中不含极性键，C不符合题意；
D．NH3、HCl中心原子均有孤电子对，正负电荷中心不重合，为极性分子，D不符合题意；
综上所述答案为B。
7．A
【分析】短周期元素X、Y、Z原子序数依次增大，Z的一种超原子具有40个价电子，则Z的价电子数为 个，Z为Al元素，Y元素基态原子的核外p电子数比s电子数少1个，Y为N元素，X元素基态原子有2个未成对电子，X为C元素。
【详解】A．N3-和Al3+的核外电子层数相同，而N的核电荷数小于Al，则离子半径：N3-> Al3+，A错误；
B．的中心原子的价电子对数为 ，不含孤电子对，采用sp2杂化，空间构型为平面三角形，B正确；
C． 的中心原子的价电子对数为，不含孤电子对，采用sp2杂化，C正确；
D．元素的非金属越强，电负性越大，故N>C>Al，D正确；
故选A
8．A
【详解】A．分子的中心原子的价层电子对数是=2，成键电子对数等于2，无孤电子对，因此分子的模型和空间结构均为直线形，A正确；
B．分子中，中心原子S的价层电子对数等于=4，成键电子对数等于2，孤电子对数为2，因此分子的模型为四面体形、空间结构为V形，B错误；
C．由上述分析知，分子的模型为直线形，分子的模型为四面体形，C错误；
D．为直线形，为V形，的键角比的大，D错误；
故选A。
9．A
【详解】A．水很稳定与水分子中H-O的键能大，共价键结合牢固，不易被破坏有关，与分子之间含有氢键无关，A错误；
B．手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的C原子。在乳酸分子中，中间的C原子连接了—CH3、—OH、—COOH和H原子，因此乳酸分子中含有一个手性碳原子，B正确；
C．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水，是由于I2、CH4、CCl4都是由非极性分子构成的物质，H2O是由极性分子构成的物质，根据相似相溶原理，由非极性分子构成的溶质易溶于由非极性分子构成的溶剂中，而不易溶解在由极性分子构成的溶剂中；由极性分子构成的溶质易溶于由极性分子构成的溶剂中，而不易溶于由非极性分子构成的溶剂中，C正确；
D．由于元素的非金属性：F＞Cl，所以吸引电子对能力F比Cl更强，使-COOH的羟基H原子具有更大的活性，更容易发生电离，所以酸性：CF3COOH＞CCl3COOH，D正确；
故合理选项是A。
10．C
【详解】A．在液态时不能电离出离子，在液态和固态时均不能导电，A项错误；
B．的中心原子B原子上的价电子对数为，采用杂化，B项错误；
C．分子为正三角形结构，正电中心与负电中心重合，是非极性分子，C项正确；
D．分子为正三角形结构，是正四面体结构，D项错误；
答案选C。
11．C
【分析】短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W、X原子的最外层电子数之比为4：3，所以W为C，X为，Z原子比X原子的核外电子数多4，Z为，Y可能为、P、S。
【详解】A．若Y为，则C的电负性大于的电负性，A项错误；
B．分子间不存在氢键，B项错误；
C．若Y为，则Y、Z形成的为正四面体形分子，原子采取杂化，C项正确；
D．为非极性分子，D项错误；
答案选C。
12．D
【分析】物质溶于水克服的是分子与分子之间的作用力或者离子间的静电作用，某些共价化合物分子也会克服共价键，如酸等。
【详解】A．该化合物结构中不含羧基或者酚羟基，溶于水时没有克服共价键，故A错误；
B．该化合物结构中不含羧基或者酚羟基，溶于水时没有克服共价键，故B错误；
C．该化合物属于离子化合物，溶于水时，还克服了离子键，故C错误；
D．维生素分子中含有氨基和羟基，易形成氢键，故溶于水时要破坏离子键、氢键和范德华力，故D正确；
故选D。
13．D
【详解】A．键长越短，键能越大，分子中的键长不同，所以键能不完全相同，故A正确；
B．上下两个Cl原子与R原子形成的键的键角为180°，中间为平面三角形，构成平面三角形的键角为120°，上下两个Cl原子与R原子形成的键与平面形成的夹角为90°，所以的键角有90°、120°、180°，故B正确；
C．，则受热后会分解生成，故C正确；
D．R原子最外层有5个电子，形成5对共用电子对，所以中R原子的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，故D错误；
故选D。

14．AD
【详解】A．由的分子结构可知，与3个O形成三角键形结构，中心原子上有1对孤电子对和3个成键电子对，则原子的杂化方式为，A正确；
B．是由和构成的离子化合物，B错误；
C．中含1对孤电子对和3个成键电子对，空间结构为三角锥形，C错误；
D．中含有1对孤电子对和3个成键电子对，空间结构为三角键形，键角小于109°28′，D正确；
故选AD。
15．BC
【分析】根据题给信息可知，基态X原子的核外电子排布式为，则X为S元素；基态Y原子的核外电子排布式为，则Y为Fe元素；基态乙原子的核外电子排布式为，则Z为C元素；基态Q原子的核外电子排布式为，则Q为O元素；基态T原子的核外电子排布式为，则T为P元素。
【详解】A．元素Fe和O可形成化合物，A正确；
B．S与P的最高价氧化物对应的水化物分别为、，酸性，这是因为S的非金属性大于P的非金属性，B错误；
C．S和O结合生成的化合物为或，它们为共价化合物，C错误；
D．为，是直线形分子，属于由极性键构成的非极性分子，D正确；
故选BC。
16． 3 正四面体形 是共价化合物，在熔融状态下不会电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态不导电
【详解】(1)基态原子的核外电子排布式为，则其L层电子排布式为；基态P原子的价层电子排布为，有3个未成对电子；的中心P原子的价层电子对数为，没有孤电子对，原子轨道杂化方式为；
(2)①中中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，空间结构为正四面体形；
②同周期元素的第一电离能从左到右呈增大趋势，S、P、为同周期元素，由于P的轨道处于半充满的较稳定状态，第一电离能大于同周期的相邻元素，所以第一电离能由大到小的顺序为；
(3)四氟乙烯分子含4个C-F单键，一个C=C双键，故1个四氟乙烯分子中含有5个键，则(即)四氟乙烯含键的数目为；
(4)元素的电负性随元素的非金属性增强而增大，随元素的金属性减弱而增大，故、、F的电负性由小到大的顺序为；工业上不用电解制取铝的原因为是共价化合物，在熔融状态下不会电离出自由移动的阴、阳离子，即熔融状态不导电。
17． 6 直线形 1：7 、
【详解】(1)钙的原子序数为20，基态钙原子的电子排布式为，电子占据的最高能层符号是；同一能级上的电子能量相同，所以核外共有6种不同能量的电子.
(2)与具有相同的空间结构，的空间结构为直线形，则的空间结构为直线形.
(3)尿素分子中有6个单键，1个双键，单键只有键，双键中有一个键、1个键，则分子中键与键的数目之比为1：7；元素非金属性越强电负性越大，则尿素所含元素的电负性由大到小的顺序为.
(4)三聚氰胺中环上的氮原子与碳原子间形成双键，则氮原子采取杂化，氨基上氮原子与碳原子和氢原子以单键相连，且含有1个孤电子对，则氮原子采取杂化。
18． 相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角 2
【详解】(1)价层电子对数包括成键电子对数和孤电子对数，中S的成键电子对数为2，孤电子对数为，故价层电子对数为4(或价层电子对数为)，同理，中S的价层电子对数为，中S的价层电子对数为，中S的价层电子对数不同于、。
(2)和分子间存在的作用力均为范德华力，的相对分子质量大，分子间范德华力强，故熔点和沸点高。
(3)气态为单分子，分子中S无孤电子对，其分子的空间结构为平面三角形，S和O之间形成双键，故共价键有键和π键两种。固态为三聚分子，分子中每个S与4个O成键，S无孤电子对，故原子的杂化轨道类型为。
19． 正四面体形 AB 相对分子质量大，分子间范德华力强 平面三角形 2 离子键 为离子化合物，、、的化学键以共价键为主，极性较小 平面三角形
【详解】(1)根据价层电子对互斥理论，中阴离子中的杂化轨道数为，中心原子采取杂化，空间结构是正四面体形，中存在离子键和键。
故答案为：正四面体形；；AB；
(2)和都形成分子晶体，影响其熔点、沸点的主要因素是范德华力，而相对分子质量大，分子间范德华力强，故的熔点、沸点较高。气态分子中原子周围有3个成键电子对，不含孤电子对，则原子采取杂化，分子的空间结构为平面三角形，所含共价键有两种，分别为键和键。
故答案为：相对分子质量大，分子间范德华力强；平面三角形；2；
(3)为离子化合物，而、、的化学键以共价键为主，极性较小，可以溶于乙醇。中的孤电子对数为0，价层电子对数为0+3=3，则原子的杂化形式为，的空间结构为平面三角形。
故答案为：离子键；为离子化合物，、、的化学键以共价键为主，极性较小；平面三角形；。
20． 苯胺分子之间存在氢键 O
【分析】(1)大多数有机物都是分子晶体，苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键,因此比甲苯的熔沸点高
(2)电负性与非金属性的大小规律相似，从左到右依次增大，P原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，sp3杂化轨道与O的2p轨道形成 σ 键；
(3)可以根据磷酸根、焦磷酸根、三磷酸根的化学式推导: PO42-、P2O74-、P3O105-：磷原子的变化规律、氧原子的变化规律、酸根的变化规律，由此得到化学式。
【详解】(1)苯胺中有，分子间可形成氢键，而甲苯分子间不能形成氢键，分子间氢键可明显地提高物质的熔、沸点。
(2)一般来说，同周期从左到右，主族元素的电负性逐渐增强，故O的电负性大于N，一般来说，同主族从上到下，元素的电负性逐渐减小，故电负性N大于P，又因H的电负性小于O，因此中电负性最高的元素是O。中中心原子P的价层电子对数为4，故P为杂化，P的杂化轨道与O的轨道形成键。
(3)由三磷酸根离子的结构可知，中间P原子连接的4个O原子中，2个O原子完全属于该P原子，另外2个O原子分别属于2个P原子，故属于中间P原子的O原子数为，属于左、右两边的2个P原子的O原子数为，故若这类磷酸根离子中含n个P原子，则O原子个数为，又O元素的化合价为-2，P元素的化合价为+5，故该离子所带电荷为，这类磷酸根离子的化学式可用通式表示为。