苏教版高中化学选修三专题4测试题及答案解析

这是一份苏教版高中化学选修三专题4测试题及答案解析，共12页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。

一、选择题(本题包括15小题，每题只有一个选项符合题意，每题3分，共45分)
1．下列对sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角的比较，得出结论正确的是( )
A．sp杂化轨道的夹角最大
B．sp2杂化轨道的夹角最大
C．sp3杂化轨道的夹角最大
D．sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角相等
解析 sp3、sp2、sp杂化轨道的夹角依次为109.5°、120°、180°。
答案 A
2．下列分子中心原子是sp2杂化的是( )
A．PH3 B．CH4
C．BF3 D．NF3
解析 A、B、D分子中心原子均为sp3杂化。
答案 C
3．下列各组微粒中，都互为等电子体的是( )
A．NO、N2、CN－
B．NOeq \\al(－,2)、Neq \\al(－,3)、OCN－
C．BCl3、COeq \\al(2－,3)、ClOeq \\al(－,3)
D．SiOeq \\al(4－,4)、SOeq \\al(2－,4)、POeq \\al(3－,4)
解析 具有相同价电子数和相同原子数的分子或离子互为等电子体，只有D项符合。
答案 D
4．下列分子的空间构型是正四面体的是( )
①SiCl4 ②CF4 ③C2H4 ④C2H2 ⑤SiH4
A．①②③ B．①②④
C．①②⑤ D．②③⑤
解析 SiCl4、CF4、SiH4分子的空间构型是正四面体，C2H4分子为平面形，C2H2分子为直线形。
答案 C
5．在硼酸[B(OH)3]分子中，B原子与3个羟基相连，其晶体具有与石墨相似的层状结构。则分子中B原子杂化轨道的类型及同层分子间的主要作用力分别是( )
A．sp，范德华力 B．sp2，范德华力
C．sp2，氢键 D．sp3，氢键
解析 石墨晶体为层状结构，则一层上的碳原子形成平面六边形结构，因此C原子为sp2杂化，故B原子也为sp2杂化，但由于B(OH)3中B原子与3个羟基相连，羟基间能形成氢键，则同层分子间的主要作用力为氢键，层间为范德华力。
答案 C
6．下列分子中，具有极性键的非极性分子组是( )
A．H2、NH3、H2S B．CS2、BF3、CO2
C．CH3Cl、CHCl3、CH4 D．SO2、NO2、C2H2
解析 NH3、H2S、CH3Cl、CHCl3、SO2、NO2均为极性分子。
答案 B
7．下列分子或离子中，中心原子价层电子对的几何构型为四面体且分子或离子的空间构型为V形的是( )
A．NCl3 B．H3O＋
C．OF2 D．NHeq \\al(＋,4)
解析 如果中心原子价层电子对的几何构型为四面体，则应该是sp3杂化，V形结构由3个原子组成，C项正确；NCl3、H3O＋为三角锥形，NHeq \\al(＋,4)为正四面体。
答案 C
8．根据等电子原理推测下列微粒构型不是正四面体的是( )
A．SiF4 B．ClOeq \\al(－,4)
C．CBr4 D．ClOeq \\al(－,3)
解析 原子数目和价电子总数都相等的分子或离子互为等电子体，SiF4、ClOeq \\al(－,4)、CBr4是五原子32个价电子的等电子体，它们的空间构型均为正四面体。
答案 D
9．现有一种新型层状结构的无机材料BN，平面结构示意图如图所示，请你根据所学的与其结构类似的物质的性质及等电子原理，判断该新材料可能具有的性质和用途( )
A．是一种坚硬耐磨材料，可用作钻具
B．是一种高温润滑材料，也可用电器材料
C．是一种化学纤维，可用作织物
D．以上判断不正确
解析 由BN的平面网状结构联想到石墨的结构，会发现它们满足等电子体的条件，从而可知BN是一种高温润滑材料，也可用作电器材料。
答案 B
10．碘单质在水溶液中溶解度很小，但在CCl4中溶解度很大，这是因为( )
A. CCl4与I2相对分子质量相差较小，而H2O与I2相对分子质量相差较大
B. CCl4与I2都是直线形分子，而H2O不是直线形分子
C. CCl4和I2都不含氢元素，而H2O中含有氢元素
D. CCl4和I2都是非极性分子，而H2O是极性分子
解析 由非极性分子构成的溶质易溶于非极性溶剂，而不易溶于极性溶剂。
答案 D
11．下列物质不含有手性碳原子的是( )
解析 在CH3—CH===CH2中，不存在以四个单键连接四个不同的原子或基团的碳原子。
答案 B
12．关于[Cr(H2O)4Cl2]Cl·2H2O的说法正确的是( )
A．中心原子的化合价为＋2价
B．配位体为水分子，外界为Cl－
C．配位数是6
D．在其水溶液中加入AgNO3溶液，不产生白色沉淀
解析 中心原子的化合价为＋3价；配位体为H2O分子和Cl－；在其水溶液中加入AgNO3溶液，产生AgCl白色沉淀。
答案 C
13．下列每组物质中化学键类型和分子的极性都相同的是( )
A．CO2和CS2 B．NaCl和HCl
C．H2O和CH4 D．O2和HBr
解析 CO2和CS2都是由极性键构成的非极性分子，A项符合题意；NaCl中存在离子键，HCl是由极性键构成的极性分子，B项不符合题意；H2O是由极性键构成的极性分子，CH4是由极性键构成的非极性分子，C项不符合题意；O2是由非极性键构成的非极性分子，HBr是由极性键构成的极性分子，D项不符合题意。
答案 A
14．下列叙述不正确的是( )
A．[Ag(NH3)2]＋的空间构型是直线形，其中Ag＋采取sp杂化
B．[Ni(CN)4]2－和[Zn(NH3)4]2＋的配位数都是4，它们的空间构型都为正四面体形
C．Pt(NH3)2Cl2有顺式和反式异构体，其中顺式为极性分子，反式为非极性分子
D．用BaCl2溶液可区别[Cu(NH3)4]SO4溶液和[Cu(NH3)4](NO3)2溶液
解析 [Ni(CN)4]2－的空间构型为平面正方形。
答案 B
15．下列过程与形成配合物无关的是( )
A．在MgCl2溶液中滴加过量的浓氨水
B．在CuCl2溶液中滴加过量的浓氨水
C．用Na2S2O3溶液溶解相片底片上没有感光的AgBr
D．血红蛋白(Hb)与O2分子结合形成氧合血红蛋白(HbO2)
解析 A生成Mg(OH)2沉淀，B生成[Cu(NH3)4]2＋，C生成[Ag(S2O3)2]3－，D中HbO2是配合物。
答案 A
二、非选择题(共6道题，共55分)
16．(5分)已知Ti3＋可形成配位数为6的配合物。现有含钛的两种颜色的晶体，一种为紫色，另一种为绿色，但相关实验证明，两种晶体的组成皆为TiCl3·6H2O。为测定这两种晶体的化学式，设计了如下实验。
a．分别取等质量的两种配合物晶体的样品配成待测溶液；
b．分别向待测液中滴入AgNO3溶液，均产生白色沉淀；
c．沉淀完全后分别过滤得两份沉淀，经洗涤后称量，发现紫色晶体中的Cl－全部形成沉淀，而原绿色晶体的水溶液与AgNO3溶液反应得到的白色沉淀质量为紫色晶体的水溶液反应得到沉淀质量的eq \f(2,3)。则绿色晶体配合物的化学式为________，绿色晶体中含有的化学键类型是________________________________。
解析 由沉淀量可知，在绿色的晶体配合物组成中有一个Cl－在内界，有两个Cl－在外界。
答案 [Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O 离子键、配位键、极性共价键(或共价键)
17．(9分)D、E、X、Y、Z是周期表中的前20号元素，且原子序数逐渐增大，它们的最简氢化物分子的空间构型依次是正四面体、三角锥形、正四面体、V形、直线形。回答下列问题。
(1)D、E、X、Y、Z的氢化物的分子式依次为________、________、________、________、________。
(2)上述氢化物的分子中，是极性分子的为_________________。
(3)与E的氢化物是等电子体的分子(短周期元素的原子形成的分子)为________(填写分子式)。
解析 该五种元素均能形成氢化物，可确定它们都属于非金属元素，然后依据“原子序数逐渐增大”和“分子的空间构型”，可确定D、E、X、Y、Z最简氢化物依次为CH4、NH3、SiH4、H2S和HCl。
答案 (1)CH4 NH3 SiH4 H2S HCl
(2)NH3 H2S HCl
(3)PH3
18．(9分)按要求完成下列问题。
(1)指出配合物K3[C(CN)6]中的中心原子、配位体及其配位数：________、________、________。
(2)判断BeCl2分子的空间构型、中心原子成键时采取的杂化轨道类型及分子中共价键的键角________、________、________。
(3)若Pt(NH3)2(OH)2分子是平面结构，请画出Pt(NH3)2(OH)2可能的结构示意图______________、__________________。
(4)下列分子中若有手性分子，请用“*”标出其手性碳原子。
解析 (1)在配合物中，往往是过渡元素的原子或离子存在空轨道与含有孤电子对的分子或离子形成配位键，其中提供空轨道的原子或离子是中心原子，如本题中的C3＋，提供孤电子对的分子或离子是配体，如本题中的CN－。
(2)铍原子的价电子均参与成键，其电子对数为2，则为sp杂化，分子的空间构型为直线形。
(3)Pt(NH3)2(OH)2分子是平面结构，则为四边形，相同的微粒如NH3可能在同一边或成对角关系。
(4)所谓的手性碳原子是指中心碳原子以四条单键与四个不同的基团或原子连接，故只有第一个分子内存在手性碳原子。
答案 (1)C3＋ CN－ 6
(2)直线形 sp 180°
19．(7分)已知A、B、C、D、E都是周期表中前四周期的元素，它们的核电荷数A(1)A的氢化物分子中的键角为________。
(2)B的氢化物分子的空间构型是________，其中心原子采取________杂化。
(3)写出化合物AC2的电子式________________；一种由B、C组成的化合物与AC2互为等电子体，其化学式为_____________。
(4)D的配合物______________能催化光合作用，ECl3形成的配合物的化学式为______________________。
解析 分析题意可知，C能形成二价阴离子，再根据题干信息：“B、C的氢化物的沸点比它们同族相邻周期元素氢化物的沸点高”可判断B、C分别为N(氮)和O(氧)。E原子序数为24，为Cr(铬)。由“DC为离子晶体，D的二价阳离子与C的阴离子具有相同的电子层结构”可以判断D为Mg。“AC2为非极性分子”可判断A为C(碳)。
(1)A的氢化物为CH4，C—H键之间的夹角为109.5°。
(2)B的氢化物为NH3，其空间构型为三角锥形，其中心原子(N)采取sp3杂化。
(3)AC2为CO2，其电子为:eq \(O,\s\up6(··))::C::eq \(O,\s\up6(··)):。由N、O组成且与CO2互为等电子体的化合物为N2O。
(4)以Mg2＋为中心的配合物叶绿素能催化光合作用，CrCl3形成配合物的化学式为[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3。
答案 (1)109.5°
(2)三角锥形 sp3
(3) :eq \(O,\s\up6(··))::C::eq \(O,\s\up6(··)): N2O
(4)叶绿素
[Cr(NH3)4(H2O)2]Cl3
20．(15分)原子序数依次增大的短周期元素a、b、c、d和e中，a的最外层电子数为其周期数的二倍；b和d的A2B型氢化物均为V形分子，c的＋1价离子比e的－1价离子少8个电子。
(1)元素a为________，c为________；
(2)由这些元素形成的双原子分子为________________；
(3)由这些元素形成的三原子分子中，分子的空间结构属于直线形的是________，非直线形的是________(写2种)；
(4)这些元素的单质或由它们形成的AB型化合物中，其晶体类型属于原子晶体的是________，离子晶体的是________，金属晶体的是________，分子晶体的是________(每空填一种)；
(5)元素a和b形成的一种化合物与c和b形成的一种化合物发生的反应常用于防毒面具中，该反应的化学方程式为__________。
解析 a、b、c、d和e为原子序数依次增大的短周期元素，a的最外层电子数为其周期数的二倍，则a为C；b和d的A2B型氢化物均为V形分子，则b为O，d为S；c的＋1价离子比e的－1价离子少8个电子，c和e均为第三周期元素，则c为Na，e为Cl。
答案 (1)C Na
(2)CO、O2、Cl2
(3)CO2、CS2 SO2、O3、SCl2、Cl2O等(任写两种)
(4)金刚石 NaCl Na CO(或O2、Cl2)
(5)2CO2＋2Na2O2===2Na2CO3＋O2
21．(10分)一项科学研究成果表明，铜锰氧化物(CuMn2O4)能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的Cu(NO3)2和Mn(NO3)2溶液中加入Na2CO3溶液，所得沉淀高温灼烧，可制得CuMn2O4。
①Mn2＋基态的电子排布式可表示为______________________。
②NOeq \\al(－,3)的空间构型是________________(用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下，CO被氧化为CO2，HCHO被氧化为CO2和H2O。
①根据等电子原理，CO分子的结构式为________。
②H2O分子中O原子轨道的杂化类型为________。
③1 ml CO2中含有的σ键数目为________________。
(3)向CuSO4溶液中加入过量NaOH溶液可生成[Cu(OH)4]2－。不考虑空间构型，[Cu(OH)4]2－的结构可用示意图表示为___________
_____________________________________。
解析 (1)Mn的原子序数为25，价电子排布式为3d54s2，先失去4s2轨道上的两个电子，即得Mn2＋；根据价电子对互斥理论，NOeq \\al(－,3)中N原子采用sp2杂化，故NOeq \\al(－,3)的空间构型为平面三角形。
(2)CO与N2互为等电子体，根据氮气分子的结构式可以写出CO的结构式为C≡O；H2O分子中O原子存在两对孤电子对，配位原子个数为2，价电子数目为4，故O原子采用sp3杂化；二氧化碳分子内含有两个碳氧双键，一个双键中含有一个σ键，一个π键，则1 ml CO2中含有2 ml σ键。
(3)Cu2＋中存在空轨道，而OH－中O原子上有孤电子对，故O与Cu2＋之间以配位键结合。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d5(或[Ar]3d5) ②平面三角形
(2)①C≡O ②sp3 ③2×6.02×1023个(或2NA)
(3)