新教材2023高中化学章末质量评估第二章分子结构与性质新人教版选择性必修2 试卷

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章末质量评估　分子结构与性质
(时间：75分钟　满分：100分)
一、选择题：本题共16小题，共44分。第1~10小题，每小题2分；第11~16小题，每小题4分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.下列有关σ键的说法中错误的是 (　　)
A.如果电子云图形是由两个s轨道重叠形成的，即形成s-s σ键
B.s轨道与p轨道可形成s-p σ键
C.p轨道与p轨道不能形成σ键
D.HCl分子里含一个s-p σ键
解析：σ键一般有三种类型，两个s轨道重叠形成s-s σ键，s轨道与p轨道形成s-p σ键，p轨道与p轨道形成p-p σ键，在HCl分子里的σ键属于s-p σ键，故C项错误。
答案：C　
2.对于BrCHCH2分子，下列说法中正确的是 (　　)
A.分子中只有极性共价键，没有非极性共价键
B.分子中有4个σ键
C.分子中的σ键完全相同
D.分子中C—Br的成键轨道是sp2-p
解析：分子中存在C—H、C—Br极性共价键，也存在CC非极性共价键，A项错误；该分子存在4个单键和1个双键，因此，共有5个σ键，B项错误；分子中C采取sp2杂化方式，C—H之间是sp2-s σ键，C—Br 之间是sp2-p σ键，CC之间是sp2-sp2 σ键和p-p π键，C项错误，D项正确。
答案：D　
3.下列说法中正确的是 (　　)
A.乙烯中CC的键能是乙烷中C—C的键能的2倍
B.氮气分子中含有1个σ键和1个π键
C.N—O的极性比C—O的极性大
D.CH4中4个C—H的键能相同
解析：有机化合物中，碳原子与碳原子的原子轨道之间以“肩并肩”的方式形成π键的重叠程度要比以“头碰头”的方式形成σ键的重叠程度小得多。两个碳原子之间形成的σ键比π键牢固，σ键的键能大于π键。乙烯中两个碳原子间存在一个σ键和一个π键，乙烷中两个碳原子间存在一个σ键，乙烯中CC的键能应小于乙烷中C—C的键能的2倍，A项的说法错误。氮气分子中有三个共价键，1个σ键和2个π键，所以B项的说法错误。形成共价键的两个原子对电子的吸引能力差别越大，共价键的极性就越强；N原子与O原子吸电子能力的差值小于C原子与O原子吸电子能力的差值，故N—O的极性比C—O的极性小，C项的说法错误。在CH4中4个C—H的键能、键长、键角都相等，D项的说法正确。
答案：D　
4.NH3分子的空间结构是三角锥形，而不是正三角形的平面结构，其充分的理由是 (　　)
A.NH3分子是非极性分子
B.NH3分子内3个N—H的键长相等，键角相等
C.NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于107°
D.NH3分子内3个N—H的键长相等，3个键角都等于120°
解析：空间结构决定分子的极性，反过来分子的极性验证了分子的空间结构，即分子有极性说明其空间结构不对称，故NH3为三角锥形，键角小于120°。对于ABn型分子：具有平面三角形、直线形、正四面体形等对称结构的分子为非极性分子；而V形、三角锥形等非对称结构的分子为极性分子。
答案：C
5.下列有关中心原子杂化轨道类型和分子空间结构的说法中不正确的是 (　　)
A.PCl3中P原子以sp3杂化，分子为三角锥形
B.BCl3中B原子以sp2杂化，分子为平面三角形
C.CS2中C原子以sp杂化，分子为直线形
D.H2S中S原子以sp杂化，分子为直线形
解析：PCl3的中心原子P的价层电子对数为4，其中有一个孤电子对，采取sp3杂化，为三角锥形，A项正确；BCl3的中心原子B的价层电子对数为3，采取sp2杂化，无孤电子对，为平面三角形，B项正确；CS2的中心原子C的价层电子对数为2，采取sp杂化，无孤电子对，为直线形，C项正确；H2S的中心原子S的价层电子对数为4，采取sp3杂化，孤电子对数为2，为V形，D项错误。
答案：D
6.下列说法中不正确的是 (　　)
A.CHCl3是四面体形
B.H2O分子中氧原子为sp3杂化，其分子空间结构为V形
C.CO2中碳原子为sp杂化，为直线形分子
D.N是三角锥形
解析：CHCl3分子中碳原子为sp3杂化，分子空间结构为四面体形，A项正确；H2O分子中氧原子为sp3杂化，B项正确；二氧化碳中碳原子为sp杂化，为直线形分子，C项正确；N中氮原子为sp3杂化，分子空间结构为正四面体形，D项不正确。
答案：D
7.下列说法中正确的是 (　　)
A.PCl3分子是三角锥形，这是因为磷原子是sp2杂化
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的4个sp3杂化轨道
C.凡中心原子采取sp3杂化的分子，其VSEPR模型都是四面体形
D.AB3型的分子空间结构必为平面三角形
解析：PCl3分子的价层电子对数为4，因此PCl3分子中磷原子为sp3杂化，sp3杂化轨道是原子最外电子层上的s轨道和3个p轨道“混合”起来，形成能量相等、成分相同的4个轨道。sp3杂化所得到的VSEPR模型为四面体形，但PCl3分子中P原子上有一个孤电子对占据了一个杂化轨道，因此，PCl3分子是三角锥形。
答案：C　
8.①PH3(分子的空间结构为三角锥形)，②BeCl2(分子的空间结构为直线形)，③CH4(分子的空间结构为正四面体形)，④CO2(分子的空间结构为直线形)，⑤BF3(分子的空间结构为平面正三角形)，⑥NF3(分子的空间结构为三角锥形)。下面对分子极性的判断正确的是 (　　)
A.①⑥为极性分子，②③④⑤为非极性分子
B.只有④为非极性分子，其余为极性分子
C.只有②⑤是极性分子，其余为非极性分子
D.只有①③是非极性分子，其余是极性分子
解析：非极性共价键只能由相同种类的原子之间形成，极性共价键只能由不同种类的原子之间形成(O3除外)。但形成分子的时候，主要取决于分子的结构，当分子为对称结构时，分子无极性，否则分子有极性。CO2分子为直线形，为非极性分子；CH4为正四面体形，为非极性分子。NF3中由于N原子的孤电子对的排斥作用，使电子不能均匀分布，故为极性分子；BeCl2为直线形分子，为非极性分子，BF3为平面正三角形分子，故为非极性分子。
答案：A　
9.已知SO3、BF3、CCl4、PCl5、SF6都是非极性分子，而H2S、NH3、NO2、SF4、BrF5都是极性分子，由此可推出ABn型分子属于非极性分子的经验规律是 (　　)
A.ABn型分子中A、B均不含氢原子
B.A元素的相对原子质量必小于B元素的相对原子质量
C.分子中所有原子都在同一平面上
D.ABn型分子中心原子的价层电子对数等于n
解析： CH4是ABn型的非极性分子，A项错误；A元素的相对原子质量可以大于也可以小于B元素的相对原子质量，如SO3和BF3，B项错误；分子中的所有原子不一定都在同一平面内，如CCl4是正四面体形，为非极性分子，C项错误；当ABn型分子的价层电子对数等于n时，分子为对称的空间结构，形成非极性分子，D项正确。
答案：D
10.下列化合物中含3个手性碳原子的是 (　　)
A. B.
C. D.
解析：手性碳原子上应连接4个不同的原子或原子团。A项，只有1个手性碳原子；B项，有3个手性碳原子；C项，有2个手性碳原子；D项，无手性碳原子。
答案：B
11.根据“相似相溶”规律和实际经验，下列叙述中不正确的是 (　　)
A.白磷(P4)易溶于CS2，但难溶于水
B.NaCl易溶于水，也易溶于CCl4
C.碘易溶于苯，不易溶于水
D.卤化氢易溶于水，难溶于CCl4
解析：P4、I2是非极性分子，易溶于CS2、苯(均为非极性分子)，而难溶于水(极性分子)；NaCl是离子化合物，HX(X为卤素)是强极性分子，均易溶于水，而难溶于CCl4。
答案：B
12.科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中N—N—N的键角都是108.1°，下列有关N(NO2)3的说法中不正确的是 (　　)

A.分子中N、O间形成的共价键是极性共价键
B.分子中4个氮原子共平面
C.该分子中的中心氮原子还有一个孤电子对
D.15.2 g该物质含有6.02×1023个原子
解析：N(NO2)3分子中N、O间形成的共价键为不同元素原子之间形成的共价键，属于极性共价键，A项正确；N(NO2)3的分子结构与NH3相似，分子中四个N原子构成三角锥形，B项错误；该分子中N—N—N的键角都是108.1°，分子的空间结构为三角锥形，中心氮原子还有一个孤电子对，C项正确；因为1个N(NO2)3分子含有10个原子，15.2 g该物质，即0.1 mol 含有6.02×1023个原子，D项正确。
答案：B
13.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，下列有关叙述中正确的是 (　　)
A.氯化硼分子间含有氢键
B.氯化硼中心原子采取sp杂化
C.氯化硼分子呈正三角形，属非极性分子
D.氯化硼分子的空间结构类似三氯化氮
解析：氯化硼分子中不含氢原子，分子间不含氢键；氯化硼分子中键与键之间的夹角为120°，说明氯化硼分子是平面正三角形结构，中心原子采取sp2杂化，为极性共价键形成的非极性分子；三氯化氮为三角锥形结构，两分子的空间结构不相似。
答案：C
14.硫化羰(COS)存在于许多种植物中，杀虫效果显著。它与CO2、CS2结构相似，已知CO的键能为745 kJ·mol-1，下列有关硫化羰的说法中正确的是 (　　)
A.分子中有2个σ键和1个π键
B.可推测CS的键能大于745 kJ·mol-1
C.COS中碳原子是采取sp2杂化方式成键的
D.分解温度依次由低到高的顺序为CS2、COS、CO2
解析：COS分子中有2个σ键和2个π键；S的半径大于O的半径，可推测CS的键能小于745 kJ·mol-1；COS中碳原子是采取sp杂化方式成键的。
答案：D
15.实验测得AlCl3为共价化合物，两个Al—Cl间的夹角为120°。由此可见，AlCl3属于 (　　)
A.由极性共价键构成的极性分子
B.由极性共价键构成的非极性分子
C.由非极性共价键构成的极性分子
D.由非极性共价键构成的非极性分子
解析：Al—Cl由不同元素的原子形成，两种原子吸引电子能力不同，为极性共价键。由于两个Al—Cl间的夹角为120°，分子空间结构为平面三角形，分子内正负电荷中心重合，分子没有极性。由此可见，AlCl3属于由极性共价键构成的非极性分子。
答案：B
16.第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其分子的空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如下图所示，下列关于RCl5分子的说法中不正确的是 (　　)

A.每个原子都达到8电子稳定结构
B.键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°几种
C.RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3
D.分子中5个R—Cl的键能不都相同
解析：A项，R原子最外层有5个电子，形成5个共用电子对，则RCl5中R的最外层电子数为10，不是8电子稳定结构，A项错误；B项，上下两个顶点与中心R原子形成的键角为180°，中间为三角形，键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，B项正确；C项，RCl5受热分解为RCl3和Cl2，C项正确；由图知，键长不同，所以键能不同，D项正确。
答案：A　
二、非选择题：本题共4小题，共56分。
17.(12分)(1)(2022·浙江6月，节选)乙醇的挥发性比水的强，原因是 
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　。 
(2)(2022·浙江1月，节选)两种有机物的相关数据如下表：
物质
HCON(CH3)2
HCONH2
相对分子质量
73
45
沸点/℃
153
220
HCON(CH3)2的相对分子质量比HCONH2的大，但其沸点反而比HCONH2的低，主要原因是 　。 
解析：(1)乙醇和水均可形成分子晶体，且其均可形成分子间氢键，但水分子中的2个氢原子均可参与形成氢键，而乙醇分子中只有羟基上的1个氢原子可以参与形成氢键，故水分子间形成氢键的数量较多，水分子间的作用力较大，水的沸点较高，乙醇的沸点较低。(2)能形成分子间氢键的物质熔、沸点较高。
答案：(1)乙醇分子间形成氢键的数量比水分子间形成氢键的数量少，分子间作用力小
(2)HCON(CH3)2分子间只有分子间作用力，HCONH2分子间存在氢键，破坏分子间作用力更容易，所以HCON(CH3)2的沸点低
18.(14分)A、B、C都是短周期元素。B、C的离子的核外电子排布相同，组成B2C型离子化合物。A、B元素在化合物中的化合价相同，A、C元素组成的化合物中，A占11.1%，在标准状况下，0.04 mol B元素的单质与水完全反应放出448 mL H2。
(1)写出各元素的符号：A是　　　　，B是　　　　，C是　　　　。 
(2)写出A元素组成的单质的电子式：　　　　，其属于　　　　　　分子(填“极性”或“非极性”)。 
(3)写出A与C组成的化合物的形成过程(用电子式表示)：　　　　　　　　　　　　　　　　，该化合物属于　　　　分子(填“极性”或“非极性”)；该分子的中心原子采取的是　　　　杂化。 
(4)A、C还可以形成另一种化合物，该化合物是一种氧化剂，其溶液有弱酸性，其分子式为　　　　、电子式为　　　　　　　　　　。分子中的化学键为　　　　　　　　　　　(填“极性共价键”“非极性共价键”或“极性共价键和非极性共价键”)，属于　　　　　分子(填“极性”或“非极性”)。 
解析：B与C可形成B2C型离子化合物，且其离子的核外电子排布相同，说明B为+1价的金属元素，所以C为-2价的非金属元素，A、C形成的化合物为A2C，其中A占11.1%，可确定A为H，A、B、C均为短周期元素，所以B为Na，B、C离子的核外电子排布相同，所以C为O。
答案：(1)H　Na　O　(2)H　非极性
(3)2H×+··H　极性　sp3
(4)H2O2　H　极性共价键和非极性共价键　极性
19.(14分)下图中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线标出。

根据信息回答下列问题。
(1)元素周期表中基态Ga原子的最外层电子排布式为　　　　　　　　　。 
(2)Fe元素位于元素周期表的　　　　分区。 
(3)在CH4、CO、CH3CH2OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有　　　　　　　　　　　　。 
(4)根据VSEPR模型预测E的空间结构为　　　　　　　。B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的分子的分子式为　　　　　　　　　　(写2种)。 
解析：由A、B、C、D、E在元素周期表中的位置可知，它们分别是H、C、N、O、Cl。Cl是正四面体形结构。B、C、D、E原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的有CO2、NCl3、CCl4等。
答案：(1)4s24p1　(2)d　　(3)CH4、CH3CH2OH
(4)正四面体形　CO2、NCl3、CCl4(任写2个)
20.(16分)(1)(2022·全国甲，节选)①固态氟化氢中存在(HF)n形式，画出(HF)3的链状结构： 　　　　　　。 
②CF2CF2和ETFE[乙烯(CH2CH2)与四氟乙烯(CF2CF2)的共聚物]分子中C的杂化轨道类型分别为　　　　和　　　　；聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯，从化学键的角度解释原因：　 　 　 　  　。 
(2)(2022·全国乙，节选)①一氯乙烯(C2H3Cl)分子中，C的一个　　　　杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl　　　　键，并且Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键(Π)。 
②一氯乙烷(C2H5Cl)、一氯乙烯(C2H3Cl)、一氯乙炔(C2HCl)分子中，C—Cl键长的顺序是　　　　　　　　　　。
理由：(ⅰ)C的杂化轨道中，s成分越多，形成的C—Cl越强；(ⅱ)　　　　　　　　　　　　。 
(3)(2022·湖南，节选)比较键角大小：气态SeO3分子　　　　(填“>”“<”或“=”)SeO，原因是　　。 
解析：(1)①固体HF中存在氢键，则(HF)3的链状结构为。
②CF2CF2中C原子杂化方式与乙烯分子中C原子杂化方式相同，为sp2杂化，但共聚物ETFE中C原子价层电子对数是4，其C原子为sp3杂化。由于F元素的电负性较大，因此在与C原子的结合过程中形成的C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能的强弱决定物质的化学性质，键能越大，化学性质越稳定，因此聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯。
(2)①一氯乙烯的结构式为，碳为双键碳，采取sp2杂化，因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C—Cl σ键。
②C的杂化轨道中，s成分越多，形成的C—Cl越强，C—Cl的键长越短。一氯乙烷中碳采取sp3杂化，一氯乙烯中碳采取sp2杂化，一氯乙炔中碳采取sp杂化，sp杂化时，p成分少，sp3杂化时，p成分多，因此三种物质中C—Cl 键长顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl的键长越短。一氯乙烯分子中可形成3中心4电子的大π键，一氯乙炔中可形成2套3中心4电子的大π键，因此三种物质中C—Cl键长顺序为一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔。
(3)SeO3中硒原子的孤电子对数为=0，价层电子对数为3+0=3，分子的空间结构为平面三角形，键角为120°，Se中硒原子的孤电子对数为=1，价层电子对数为3+1=4，离子的空间结构为三角锥形，键角小于120°。
答案：(1)①
②sp2　sp3　聚四氟乙烯中C—F的键能大于聚乙烯中C—H的键能，键能越大，化学性质越稳定
(2)①sp2　σ
②一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔　Cl参与形成的大π键越多，形成的C—Cl越强
(3)>　SeO3无孤电子对，Se含有1个孤电子对，排斥力：孤电子对—共价键>共价键—共价键，导致SeO3键角较大