新教材2023年高中化学第二章分子结构与性质单元过关检测新人教版选择性必修2

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第二章　单元过关检测　　时间：90分钟　　　满分：100分一、选择题(本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有1个选项符合题意)1.下列关于丙烯(CH3—CH===CH2)的说法正确的是(　　)A.1个丙烯分子有2个σ键，1个π键B.丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化C.丙烯分子中存在非极性键D.丙烯分子中3个碳原子在同一直线上答案　C解析　1个丙烯分子有8个σ键，1个π键，A错误；甲基中的C原子为sp3杂化，C===C中的C原子为sp2杂化，则丙烯分子中1个碳原子是sp3杂化，2个碳原子是sp2杂化，B错误；同种非金属元素原子之间形成非极性键，则丙烯中存在非极性共价键，C正确；由碳碳双键为平面结构、甲基为四面体结构可知，丙烯分子中2个碳原子在同一直线上，D错误。2.关于原子轨道的说法正确的是(　　)A.凡是中心原子采取sp3杂化的分子其空间结构都是正四面体形B.1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋平行C.sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混杂形成的一组新轨道D.凡AB3型的共价化合物，其中心原子A均采用sp3杂化答案　C解析　A项，中心原子采取sp3杂化的分子的空间结构不一定是正四面体形，例如水是V形结构，错误；B项，1个原子轨道里最多只能容纳2个电子，且自旋相反，错误；C项，sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混杂形成的一组新轨道，正确；D项，AB3型的共价化合物的中心原子A不一定采取sp3杂化，例如SO3中S采取sp2杂化，错误。3.根据杂化轨道理论和价电子对互斥模型判断，下列分子或离子的中心原子的杂化方式及空间结构正确的是(　　) 选项分子或离子中心原子杂化方式价电子对互斥模型分子或离子的空间结构ASO2sp直线形直线形BCOCl2sp2平面三角形三角锥形CNF3sp2四面体形平面三角形DNHsp3四面体形正四面体形 答案　D解析　SO2的中心原子的杂化方式为sp2杂化，价电子对互斥模型为平面三角形，中心原子含有一对孤电子对，该分子的空间结构为V形，故A错误；COCl2的中心原子的杂化方式为sp2杂化，价电子对互斥模型为平面三角形，中心原子没有孤电子对，该分子的空间结构为平面三角形，故B错误；NF3的中心原子的杂化方式为sp3杂化，价电子对互斥模型为四面体形，中心原子含有一对孤电子对，该分子的空间结构为三角锥形，故C错误；NH的中心原子的杂化方式为sp3杂化，价电子对互斥模型为四面体形，中心原子没有孤电子对，该离子的空间结构为正四面体形，故D正确。4.下列物质在水中的溶解度比在苯中的溶解度大的是(　　)A.NH3  B．CH4  C．C2H4  D．CO2答案　A解析　已知水为极性溶剂，物质在水中的溶解度比在苯中的溶解度大，说明该物质为极性分子，NH3为极性分子，CH4、C2H4、CO2为非极性分子，所以符合条件的为NH3。5.下列说法中正确的是(　　)A.氢键是一种较弱的化学键B.NH3的稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键C.最外层能达到稳定结构的微粒只有稀有气体的原子D.常温常压下，Cl2、Br2、I2状态由气态、液态到固态变化的主要原因是分子间作用力在逐渐增大答案　D解析　氢键是一种分子间作用力，而不是化学键，A错误；H—N键的键能较大，故NH3的稳定性很强，与氢键无关，B错误；最外层达稳定结构的微粒不一定是稀有气体的原子，也可能是处于稳定结构的阴离子或阳离子，C错误；结构相似的分子，相对分子质量越大，范德华力越大，则常温常压下，卤素单质从F2→I2由气态、液态到固态变化的原因是范德华力逐渐增大，D正确。6.下列关于丙氨酸的说法正确的是(　　)A.Ⅰ和Ⅱ的结构和性质完全不相同B.Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性C.Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子D.Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同答案　D解析　手性异构体只是在物理性质上有很大的不同，其化学键和分子极性都是相同的。7.下列叙述正确的是(　　)A.NH3、CO、CO2都是极性分子B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子C.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强D.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子答案　B解析　选项A中的CO2属于非极性分子；选项C中HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱；选项D中的H2O是V形分子。8.关于氢键的下列说法中正确的是(　　)A.每个水分子内含有两个氢键B.在单个水分子、水蒸气、液态水、冰中都存在氢键C.分子间能形成氢键使物质的熔、沸点升高D.HF的热稳定性很强，是因为其分子间能形成氢键答案　C解析　水分子内不含氢键，氢键只存在于水分子之间，A错误；水蒸气中水分子距离较大，不存在氢键，B错误；氢键较一般的分子间作用力强，分子间含有氢键的物质具有较高的熔、沸点，C正确；HF的稳定性很强，是因为H—F键键能较大，与氢键无关，D错误。9.下列有关共价键和键参数的说法不正确的是(　　)A.一个乙烯(C2H4)分子中含有5个σ键和1个π键B.C—H键比Si—H键键长短，故CH4比SiH4稳定C.由于孤电子对的存在，H2O分子的键角小于109°28′D.碳碳双键比碳碳单键键能大，故碳碳双键更稳定答案　D解析　一个乙烯(C2H4)分子中含有4个C—H键、1个碳碳双键，单键是σ键，双键中有1个σ键和一个π键，A正确；C—H键比Si—H键键长短，则C—H键比Si—H键键能大，故CH4比SiH4稳定，B正确；H2O中O有两对孤电子对，O的价层电子对数为4，根据价层电子对互斥模型，孤电子对有较大斥力，故H2O分子的键角小于109°28′，C正确；碳碳双键比碳碳单键键能大，但碳碳双键中含有1个σ键和1个π键，碳碳单键只含有σ键，碳碳双键中的π键易断裂，所以碳碳单键更稳定，D错误。10.下列关于化学键的说法不正确的是(　　)A.σ键和π键都可单独存在B.由两种元素组成的化合物中可既含有极性键，又含有非极性键C.CO2分子中有两个σ键和两个π键D.空气中N2的化学性质比O2稳定是由于N2分子中化学键的键能大于O2分子中的化学键键能答案　A解析　σ键是原子轨道“头碰头”结合，而π键是原子轨道“肩并肩”结合，σ键可以在分子中单独存在，但π键是与σ键同时存在的，故A错误；由两种元素组成的化合物中可既含有极性键，又含有非极性键，如，故B正确；二氧化碳的结构式为，所以二氧化碳分子中含有两个σ键和两个π键，故C正确；氮气分子中的键能比氧气分子中的键能大，键能越大，其稳定性越强，故D正确。二、选择题(本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有1个或2个选项符合题意)11.已知H—H键的键能为436 kJ·mol－1，O===O键的键能为497.3 kJ·mol－1，Cl—Cl键的键能为242.7 kJ·mol－1，键的键能为946 kJ·mol－1，则下列叙述中正确的是(　　)A.N—N键的键能为×946 kJ·mol－1B.氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的长C.氧气分子中氧原子间是以共价单键结合的D.氮气分子比氯气分子稳定答案　BD解析　N—N键的键能不是键键能的，A错误；氢原子半径在所有原子中是最小的，所以氮气分子中的共价键的键长比氢气分子中的长，B正确；氧气分子中氧原子间是以共价双键结合的，C错误；氮气分子中的NN键很牢固，所以氮气分子比氯气分子稳定，D正确。12.下列实验事实不能用氢键来解释的是(　　)A.冰的密度比水小，能浮在水面上B.接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值大于18C.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛D.H2O比H2S稳定答案　D解析　D项，H2O比H2S稳定是因为H—O键的键能大于H—S键的键能，与氢键无关。13.下列描述中正确的是(　　)A.CO2为V形的极性分子B.PCl3的空间结构为平面三角形C.SF6中有6对完全相同的成键电子对D.SiCl4和SO的中心原子均为sp3杂化答案　CD解析　C项，SF6中S—F含有一个成键电子对，SF6中含有6个S—F键，则分子中有6对完全相同的成键电子对，正确；D项，SiCl4中Si的价层电子对数＝4＋(4－1×4)×＝4，SO中S的价层电子对数＝4＋(6＋2－2×4)×＝4，所以中心原子均为sp3杂化，正确。14.氰气的分子式为(CN)2，结构式为，性质与卤素相似，下列叙述正确的是(　　)A. 键的键能小于C—C键的键能B.分子中含有3个σ键和4个π键C. 键的键长小于键的键长D.分子中只含有极性键答案　BC解析　键的键能大于键的键能，A错误；1个单键就是1个σ键，1个三键中含有1个σ键、2个π键，所以氰气分子中含有3个σ键和4个π键，B正确；同一周期主族元素中，原子半径随着原子序数的增大而减小，原子半径越大其键长越长，碳原子半径大于氮原子，所以氰分子中键键长小于键键长，C正确；C—C键是非极性键，D错误。15.我国科学家最近成功合成了世界首个五氮阴离子盐R，其化学式为(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl，从结构角度分析，R中两种阳离子的不同之处为(　　)A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.空间结构D.共价键类型答案　C解析　阳离子为NH、H3O＋，NH中中心原子N形成4个σ键，孤电子对数为＝0，价层电子对数为4，杂化类型是sp3，其空间结构为正四面体，其共价键类型为极性共价键；H3O＋中中心原子O形成3个σ键，孤电子对数为＝1，价层电子对数为4，杂化类型是sp3，空间结构为三角锥形，其共价键类型为极性共价键，则两种阳离子不同之处为空间结构。三、非选择题(本题共5小题，共60分)16.(10分)回答下列问题：①既含有极性键，又含有非极性键的是________；②既含有σ键，又含有π键的是________；③含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键的是________；④水分子是H2O而不是H3O，是因为共价键具有________性；水分子的键角为105°，是因为共价键具有________性。(2)C、Si为同一主族的元素，CO2和SiO2的化学式相似，但结构和性质有很大不同。CO2中C与O原子间形成σ键和π键，SiO2中Si与O原子间不能形成上述π键。从原子半径大小的角度分析，为何C、O原子间能形成π键，而Si、O原子间不能形成上述π键？______________________________________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)①EFH　②DEIJK　③ACEFHIK　④饱和　方向(2)C原子半径较小，C、O原子能充分接近，p－p轨道“肩并肩”重叠程度较大，能形成较稳定的π键；而Si原子半径较大，Si、O原子间距离较大，p－p轨道“肩并肩”重叠程度较小，不能形成稳定的π键解析　(1)①HF、H2O中只含极性键，且均只含σ键；Br2、H2、N2只含非极性键，其中前二者均只含σ键、N2分子中含三键；H2O2、C2H6含极性键、非极性键，且均为σ键；C2H4、HCHO含极性键、非极性键，且含双键；分子中含单键、三键；              CO2分子中含两个双键。③含有由一个原子的s轨道与另一个原子的p轨道重叠形成的σ键是指由H原子与其他原子形成的共价键。17.(12分)N、P同属于元素周期表中第ⅤA族元素。(1)基态磷原子的价电子排布图是____________。(2)NCl3的VSEPR模型的名称是________，中心原子的杂化轨道类型是____________。(3)沸点比较：PH3________(填“>”“＝”或“<”)NH3，理由是____________________。(4)已知：H—H键的键能为436 kJ·mol－1，N—H键的键能为391 kJ·mol－1，NN键的键能为945.6 kJ·mol－1。则反应N2＋3H22NH3生成2 mol NH3时，共放热________kJ。答案　(1)　(2)四面体形　sp3杂化(3)<　NH3分子间存在氢键　(4)92.4解析　(1)基态磷原子的价电子排布式为3s23p3，根据泡利原理和洪特规则可得其价电子排布图为。(2)根据价层电子对互斥模型可知，NCl3中氮原子含有的孤电子对数是(5－1×3)÷2＝1，N原子的价层电子对数为3＋1＝4，则NCl3的VSEPR模型的名称是四面体形，中心原子的杂化轨道类型为sp3杂化。(3)因NH3分子之间存在氢键，故其沸点比PH3的高。(4)反应N2＋3H22NH3的反应热＝反应物的总键能－生成物的总键能＝945.6 kJ·mol－1＋436 kJ·mol－1×3－391 kJ·mol－1×6＝－92.4 kJ·mol－1，则生成2 mol NH3时，共放热92.4 kJ。18.(12分)短周期元素D、E、X、Y、Z的原子序数逐渐增大，它们的最简单氢化物分子的空间结构依次是正四面体形、三角锥形、正四面体形、V形、直线形。回答下列问题：(1)Z的最简单氢化物的结构式为____________，HZO分子的中心原子价层电子对数的计算式为______________________，该分子的空间结构为____________。(2)Y的价层电子排布式为____________，Y的最高价氧化物的VSEPR模型为____________。(3)X与Z形成的最简单化合物的化学式是____________，该分子中的键角是____________。(4)D、E的最简单氢化物的分子空间结构分别是正四面体形与三角锥形，这是因为____________(填序号)。a.两种分子的中心原子的价层电子对数不同b.D、E的非金属性不同c.E的最简单氢化物分子中有一对孤电子对，而D的最简单氢化物分子中没有答案　(1)H—Cl　2＋×(6－1×1－1×1)　V形(2)3s23p4　平面三角形　(3)SiCl4　109°28′　(4)c解析　由题意可推出D、E、X、Y、Z分别为C、N、Si、S、Cl。HClO中氧原子是中心原子，价层电子对数＝2＋×(6－1×1－1×1)＝4，SO3中硫原子的价层电子对数为3，VSEPR模型为平面三角形。SiCl4是正四面体结构，键角为109°28′。CH4、NH3的中心原子价层电子对数均为4，分子空间结构不同的根本原因是NH3分子中有孤电子对而CH4分子中没有，分子空间结构与元素的非金属性强弱无关。19.(12分)已知PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，一种为淡黄色固体，在水中的溶解度较小，另一种为黄绿色固体，在水中的溶解度较大。请回答下列问题。(1)PtCl2(NH3)2是平面四边形结构还是四面体形结构：____________。(2)请在下面方框内画出这两种固体分子的空间结构。淡黄色固体：黄绿色固体：(3)淡黄色固体物质由____________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)组成，黄绿色固体物质由____________组成。(4)黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体在水中的溶解度大，其原因是______________________________________________________________________________________________________________。答案　(1)平面四边形(2) (3)非极性分子　极性分子(4)黄绿色固体是由极性分子组成的，而淡黄色固体是由非极性分子组成的，根据“相似相溶”规律可知前者在水中的溶解度大于后者解析　根据PtCl2(NH3)2可以形成两种固体，即其有两种同分异构体，可知其结构应为平面四边形结构，若为四面体结构则无同分异构体。PtCl2(NH3)2的两种同分异构体的结构分别为。黄绿色固体在水中的溶解度比淡黄色固体的大，根据“相似相溶”规律可知，黄绿色固体是由极性分子组成的，其结构为②；淡黄色固体是由非极性分子组成的，其结构为①。20.(14分)科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为____________。(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。a.固态CO2分子间存在范德华力b.CH4分子中含有极性共价键，是极性分子c.因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp(3)在Ni基催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。基态Ni原子的电子排布式为__________________________，该元素位于元素周期表中的第________族。(4)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”。①“可燃冰”中分子间存在的2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__________________________________________。答案　(1)H、C、O　(2)ad　(3)1s22s22p63s23p63d84s2(或[Ar]3d84s2)　Ⅷ(4)①氢键、范德华力　②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4解析　(1)根据电负性的递变规律得，H、C、O的电负性逐渐增大。(2)固态CO2分子间存在范德华力，a正确；CH4中含有极性键，但为非极性分子，b错误；CH4、CO2为分子化合物，熔点由分子间作用力大小决定，与键能大小无关，c错误；CH4中C的杂化类型为sp3，CO2中C的杂化类型为sp，d正确。(3)基态Ni原子核外有28个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2，Ni位于元素周期表第四周期Ⅷ族。(4)①可燃冰为甲烷的水合物，分子间存在范德华力，水分子间还存在氢键。②根据提供的数据，CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4，因此科学家提出该设想。