第二章章末综合检测(二)

章末综合检测(二)

(满分：100分)

一、选择题：本题包括15个小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求。

1．人们熟悉的影片《蜘蛛侠》为我们塑造了一个能飞檐走壁、过高楼如履平地的蜘蛛侠形象，现实中的蜘蛛能在天花板上爬行自如，蜘蛛之所以不会从天花板上掉下的主要原因是(　　)

A．蜘蛛的脚尖端锋利，能抓住天花板

B．蜘蛛的脚上有“胶水”，能使蜘蛛粘在天花板上

C．蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力，这一“黏力”使蜘蛛不致坠落

D．蜘蛛有特异功能，能抓住任何物体

解析：选C。蜘蛛不会从天花板上掉下的主要原因是蜘蛛脚上的大量细毛与天花板之间存在范德华力，故选C。

2．防晒霜之所以能有效减轻紫外光对人体的伤害，是因为它所含的有效成分的分子中含有π键，π键的电子可在吸收紫外光后被激发，从而阻挡部分紫外光对皮肤的伤害。下列物质没有防晒效果的是(　　)

A．氨基苯甲酸(H2N—C6H4—COOH)

B．羟基丙酮()

C．肉桂酸(C6H5CH===CH—COOH)

D．乙醇(CH3—CH2—OH)

解析：选D。双键和三键中都含有π键，故只需判断所给物质中是否含有双键或三键即可。

H2N—C6H4—COOH、中含有C===O，C6H5CH===CH—COOH中含有C===C、C===O，均具有防晒效果，故A、B、C项不符合题意；CH3—CH2—OH中只有单键，不存在π键，不具有防晒效果，故D项符合题意。

3．某化学科研小组对范德华力提出了以下几种观点，你认为不正确的是(　　)

A．Cl2较其他气体易液化，由此可得出结论，范德华力属于一种强作用力

B．范德华力既没有方向性也没有饱和性

C．范德华力是普遍存在的一种分子间作用力，属于电性作用

D．范德华力比较弱，但范德华力越强，物质的熔点和沸点越高

解析：选A。范德华力实质上是一种分子之间的电性作用，既没有方向性也没有饱和性，由于分子本身不显电性，因此范德华力比较弱，作用力较小。随着分子间距的增加，范德华力迅速减弱，所以范德华力作用范围很小。范德华力只是影响由分子构成的物质的某些物理性质(如熔、沸点)的因素之一。在常见气体中，Cl2的相对分子质量较大，分子间范德华力较强，所以易液化，但相对于化学键，仍属于一种弱作用力。

4．香蕉是我们喜爱的水果之一，它产于南方，到北方之前是未成熟的，但我们买到的却是成熟的香蕉，这是喷洒了催熟剂的缘故，其中乙烯就是一种常用的催熟剂。下列对于乙烯中化学键的分析正确的是(　　)

A．乙烯分子中有一个σ键、一个π键

B．乙烯在发生加成反应时，断裂的是碳原子间的σ键

C．乙烯可以在一定条件下制得氯乙烯，在该过程中断裂的是C—Hσ键

D．乙烯分子中的σ键关于镜面对称

解析：选C。A.乙烯分子中存在4个C—H σ键，C===C中存在1个σ键、1个π键，A项错误；B.由于σ键要比π键稳定，故乙烯在发生加成反应时断裂的是碳原子间的π键，B项错误；C.由乙烯制得氯乙烯可看作是乙烯分子中的一个氢原子被氯原子取代，故断裂的是C—H σ键，C项正确；D.σ键是轴对称，D项错误。

5．下列化合物中含3个手性碳原子的是(　　)

解析：选C。A项中有1个手性碳原子，B项中有2个手性碳原子，D项中无手性碳原子。

6．下列描述正确的是(　　)

A．在气体单质分子中，一定含有σ键，可能含有π键

B．ClO的空间结构为平面三角形

C．BF的键角小于NH3

D．N(CH3)3和SO的中心原子均为sp3杂化

解析：选D。A错，稀有气体分子中不含化学键。B错，ClO中氯原子上的价层电子对数是4，有1个孤电子对，空间结构为三角锥形。C错，BF是正四面体形，键角为109°28′，NH3是三角锥形，N原子上有1个孤电子对，孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对间的排斥作用，故BF的键角大于NH3。D对，N(CH3)3中N原子上的价层电子对数是4，SO中S原子上的价层电子对数也是4，中心原子均为sp3杂化。

7．已知各共价键的键能如表所示。下列说法正确的是(　　)

A.键的极性：H—I＞H—Cl＞H—F

B．表中最稳定的共价键是F—F

C．432 kJ/mol＞E(H—Br)＞298 kJ/mol

D．热稳定性：HF＜HCl＜HI

解析：选C。A.电负性的差值越大，键的极性越强，F、Cl、I与H的电负性差值依次减小，因此键的极性：H—I＜H—Cl＜H—F，故A错误；B.键能越大，共价键越稳定，因此题表中最稳定的共价键是H—F，故B错误；C.根据题表中数据可知，432 kJ/mol＞E(H—Br)＞298 kJ/mol，故C正确；D.键能越大，分子越稳定，因此热稳定性：HF＞HCl＞HI，故D错误。

8．下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳1个孤电子对的是(　　)

A．CH4、NH3、H2O

B．CO2、BBr3、SO

C．C2H4、SO2、BeCl2

D．NH3、PCl3、H3O＋

解析：选D。A.CH4、NH3、H2O的中心原子上的价层电子对数都是4，都采取sp3杂化，CH4、NH3、H2O的中心原子上的孤电子对数分别是0、1、2，A不符合题意；B.CO2、BBr3、SO的中心原子上的价层电子对数分别是2、3、4，分别采取sp、sp2、sp3杂化，且CO2、BBr3、SO的中心原子上的孤电子对数分别是0、0、1，B不符合题意；C.C2H4、SO2、BeCl2的中心原子上的价层电子对数分别是3、3、2，分别采取sp2、sp2、sp杂化，且C2H4、SO2、BeCl2的中心原子上的孤电子对数分别是0、1、0，C不符合题意；D.NH3、PCl3、H3O＋的中心原子上的价层电子对数都是4，都采取sp3杂化，中心原子上的孤电子对数都是1，D符合题意。

9．丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子，它存在对映异构，如图所示。下列关于丙氨酸的两种对映异构(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是(　　)

A.Ⅰ和Ⅱ结构和性质完全不同

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

解析：选D。当四个不同的原子或基团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子称为手性碳原子。但是这种对称只对物理性质有较大影响，无论是化学键还是分子的极性都是相同的。

10．离子液体是在室温或接近室温时呈液态的盐类物质，应用广泛。1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐离子液体结构如图所示，下列相关叙述错误的是(　　)

A.该离子液体中C原子的杂化方式为sp2、sp3

B．阴离子呈正四面体形

C．阳离子中σ键数目是π键数目的10倍

D．该离子液体与水能够形成氢键

解析：选C。A.双键碳原子采用的是sp2杂化，饱和碳原子采用的是sp3杂化，故A正确；B.阴离子BF中的B原子采用sp3杂化，根据VSEPR模型判断其空间结构是正四面体，故B正确；C.根据共价单键是σ键，共价双键中含有1个σ键和1个π键判断阳离子中含有19个σ键，2个π键，σ键数目不是π键数目的10倍，故C错误；D.该物质中含有电负性大的N和F原子，故能与水中的氢原子形成氢键，故D正确。

11．下列关于物质性质的叙述正确且可用范德华力来解释的是

A．HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高

B．F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点依次升高

C．、H—O—H、C2H5—OH中—OH上氢原子的活泼性依次减弱

D．CH3—O—CH3比C2H5OH的沸点低

解析：选B。A.HCl、HBr、HI、HF的熔、沸点依次升高，这是因为范德华力：HCl＜HBr＜HI，而HF的熔、沸点反常得高是因为存在分子间氢键，故A不符合题意；B.F2、Cl2、Br2、I2的相对分子质量依次增大，分子间的范德华力依次增强，所以其熔、沸点也依次升高，故B符合题意；C.、H—O—H、C2H5—OH中——OH上氢原子的活泼性依次减弱，与O—H的极性有关，不能用范德华力来解释，故C不符合题意；D.CH3—O—CH3的沸点比C2H5OH的低是由于C2H5OH分子间存在氢键而增大了分子间作用力，不能用范德华力来解释，故D不符合题意。

12．二硫代磷酸酯的分子结构如图，则下列说法错误的是(　　)

A．原子半径：r(H)＜r(O)＜r(N)＜r(S)

B．二硫代磷酸酯中C—O的极性小于C—S

C．该物质能与水分子形成分子间氢键

D．1 mol该物质含有的π键数目为2NA

解析：选B。A.一般能层越多，原子半径越大，同周期主族元素随核电荷数增大，原子半径逐渐减小，故原子半径：r(H)＜r(O)＜r(N)＜r(S)，A正确；B.O的电负性大于S，则C—O的极性大于C—S，B错误；C.该分子中含有NH，故可以与水分子形成分子间氢键，C正确；D.由题图可知，该分子中含有2个双键，双键中有1个σ键和1个π键，则1 mol该物质含有的π键数目为2NA，D正确。

13．下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构。下列说法正确的是(　　)

A．32 g S8中含有0.125 mol σ键

B．SF6是由极性键构成的极性分子

C．1 mol C2H2中有3 mol σ键和2 mol π键

D．C2H2分子中不含非极性键

解析：选C。1 mol S8中含有8 mol σ键，因此32 g S8中所含σ键为×8＝1 mol，A错误；根据SF6的结构模型可知，SF6是由S—F极性键构成的非极性分子，B错误；单键中有1个σ键，三键中有1个σ键和2个π键，因此1 mol C2H2中含有3 mol σ键和2 mol π键，C正确；C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D错误。

14．如表为元素周期表前四周期的一部分，下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述正确的是(　　)

A.W、R元素单质分子内都存在非极性键

B．X、Z元素都能形成双原子分子

C．熔、沸点：WH3>XH3

D．键长：X—H＜W—H，键能：X—H＜W—H

解析：选B。由元素在元素周期表中的位置可知，X为N元素、W为P元素、Y为S元素、R为Ar元素、Z为Br元素。白磷单质中存在非极性键，但稀有气体分子为单原子分子，分子中没有化学键，A错误；氮气、溴单质都是双原子分子，B正确；NH3分子间存在氢键，熔、沸点比PH3高，C错误；原子半径：W＞X，故键长：W—H＞X—H，键长越短，键能越大，故键能：W—H＜X—H，D错误。

15．吡咯和卟吩都是平面分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p轨道，p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的π型化学键，称为离域π键，表示为，m是成键原子数，n是成键电子数。下列说法错误的是(　　)

A．熔、沸点：卟吩＞吡咯

B．吡咯和卟吩中N原子的杂化方式都为sp2杂化

C．吡咯中存在离域π键

D．肼(H2N—NH2)分子中也存在离域π键

解析：选D。A对，相对分子质量：吡咯＜卟吩，所以熔、沸点：吡咯＜卟吩。B对，根据吡咯和卟吩都是平面分子可知，吡咯中N原子形成3个σ键，还有一个未参与杂化的电子对用于形成离域π键，价层电子对数为3，为sp2杂化；卟吩中，每个N原子上的价层电子对数也为3，为sp2杂化。C对，吡咯分子中环上每个碳原子提供1个电子、N原子提供2个电子形成离域π键，该离域π键为。D错，H2N—NH2分子中只存在σ键，不存在π键。

二、非选择题：本题包括5个小题，共55分。

16．(10分)卤族元素形成的单质和化合物有很多，我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解它们。

(1)卤族元素位于元素周期表的________区；溴原子的价层电子排布式为____________。

(2)在一定浓度的溶液中，氢氟酸是以二分子缔合(HF)2形式存在的，使氢氟酸分子缔合的作用力是________。

(3)已知下列5种羧酸：

①CF3COOH　②CH3COOH　③CH2FCOOH

④CH2ClCOOH　⑤CH3CH2COOH

其酸性由强到弱的顺序为__________________(填序号)。

(4)硼酸(H3BO3)是一种片层结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。则1 mol H3BO3形成的晶体中有______mol氢键。硼酸溶于水生成弱电解质一水合硼酸B(OH)3·H2O，它电离生成少量[B(OH)4]－和H＋，则[B(OH)4]－的空间结构为____________，其中B原子的杂化方式是________。

解析：(3)F原子吸电子能力大于Cl，烃基是推电子基团，烃基中碳原子数越多，推电子能力越强，故5种羧酸酸性由强到弱的顺序为①＞③＞④＞②＞⑤。

(4)由硼酸片层结构图可以看出，每个硼酸分子可以形成6个氢键，由于氢键存在于分子之间，故1 mol硼酸形成的晶体中有3 mol氢键。在[B(OH)4]－中，B原子上的价层电子对数为4，无孤电子对，故[B(OH)4]－的空间结构为正四面体形，B原子采取sp3杂化。

答案：(1)p　4s24p5　(2)氢键　(3)①＞③＞④＞②＞⑤　(4)3　正四面体形　sp3杂化

17．(11分)氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。

(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为________。

(2)氯吡苯脲中，氮原子的杂化轨道类型为________，羰基碳原子的杂化轨道类型为________。

(3)已知，可用异氰酸苯酯与2-氯-4-氨基吡啶反应生成氯吡苯脲：

反应过程中，每生成1 mol氯吡苯脲，断裂________mol σ键，断裂________mol π键。

(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。

①请用共价键的相关知识解释H2O分子比NH3分子稳定的原因：________________________________。

②H2O、NH3、CO2分子的空间结构分别是________________，中心原子的杂化类型分别是__________。

解析：(1)氯元素基态原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1。

(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，采取sp3杂化，环上的氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，采取sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，采取sp2杂化。

(3)由于σ键比π键稳定，根据化学方程式可知，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的NC上的π键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的NH。

(4)①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，HO的键能大于HN的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。②H2O分子中O原子上的价层电子对数＝2＋＝4，孤电子对数为2，所以其空间结构为V形，O原子采取sp3杂化；NH3分子中N原子上的价层电子对数＝3＋＝4，孤电子对数为1，所以其空间结构为三角锥形，N原子采取sp3杂化；CO2分子中C原子上的价层电子对数＝2＋＝2，不含孤电子对，所以其空间结构为直线形，C原子采取sp杂化。

答案：(1)1　(2)sp2、sp3　sp2　(3)1　1

(4)①H—O的键能大于H—N的键能　②V形、三角锥形、直线形　sp3、sp3、sp

18．(11分)氮元素是地球大气中含量最多的元素。

(1)氮元素基态原子核外成对电子数与未成对电子数之比为________。

(2)氨分子中氮原子与氢原子之间的作用力是________，而在氨水中，分子间的作用力有__________________________。

(3)甘氨酸()是最简单的一种氨基酸，其相对分子质量为75，而戊烷的相对分子质量为72，与甘氨酸相差不大，但甘氨酸易溶于水，戊烷却难溶于水，出现这种差异的原因是___________________________________。

(4)氮的氢化物除氨外，还有联氨，其结构简式为H2N—NH2。联氨中的六个原子________(填“在”或“不在”)同一个平面上。

(5)三聚氰胺()俗称“蛋白精”。动物摄入三聚氰胺和三聚氰酸()后，三聚氰酸与三聚氰胺分子之间通过________结合，在肾脏内易形成结石。

解析：(1)基态氮原子的核外电子排布式为1s22s22p3，故有4个成对电子，3个未成对电子。

(2)氨水中，氨分子与水分子、氨分子与氨分子、水分子与水分子之间都存在氢键和范德华力。

(3)甘氨酸分子中存在羧基和氨基，羧基上的羟基氧原子与水分子中的氢原子，羟基氢原子与水分子中的氧原子，氨基氮原子与水分子中的氢原子，氨基氢原子与水分子中的氧原子都能形成氢键。

(4)联氨分子中，每个N原子的三个未成对电子与两个H原子和另外一个N原子形成单键，氮原子上还有一个孤电子对，故每个氮原子周围是4个价层电子对，故N原子采取sp3杂化，由此可推知，一个氮原子和与其相连的两个氢原子及另外一个氮原子是类似于氨的三角锥形结构，故六个原子不可能共面。

答案：(1)4∶3　(2)共价键　氢键、范德华力

(3)甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键　(4)不在　(5)氢键

19．(10分)据《科技日报》报道，我国科学家研制成功一系列石墨烯限域的3d过渡金属中心(Mn、Fe、Co、Ni、Cu)催化剂，在室温条件下以H2O2为氧化剂直接将CH4氧化成C的含氧化合物。请回答下列问题：

(1)在Mn、Fe、Co、Ni、Cu中，某基态原子核外电子排布不符合构造原理，该基态原子的价层电子排布式为______________。

(2)在第四周期过渡金属元素中，基态原子未成对电子数最多的元素是________(填元素符号)。

(3)石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中的C—H，导致C与H之间的作用力________(填“增强”“减弱”或“不变”)。

(4)常温下，在催化剂作用下，H2O2氧化CH4生成CH3OH、HCHO、HCOOH等。

①它们的沸点由高到低的顺序为HCOOH＞CH3OH＞HCHO，其主要原因是

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________。

②CH4和HCHO比较，键角较大的是________，主要原因是_________________________________________________________________。

解析：(1)原子轨道处于全充满、半充满、全空状态时，体系更稳定，基态Mn、Fe、Co、Ni、Cu的价层电子排布式分别为3d54s2、3d64s2、3d74s2、3d84s2、3d104s1，则基态Cu原子核外电子排布不符合构造原理(先排满4s能级，再排3d能级)。(2)在第四周期过渡金属元素中，基态原子未成对电子数最多的元素的价层电子排布式为3d54s1，该元素为Cr。(3)石墨烯限域单原子铁能活化CH4分子中的C—H，说明在催化剂条件下C—H更容易发生断裂，其键能降低，即导致C与H之间的作用力减弱。(4)①HCOOH、CH3OH分子间均存在氢键，且HCOOH分子间氢键更强，HCHO分子间只存在范德华力，氢键比范德华力强，故沸点：HCOOH>CH3OH>HCHO。②CH4中C原子采取sp3杂化，分子为正四面体形结构，HCHO中C原子采取sp2杂化，分子为平面三角形结构，故HCHO中键角较大。

答案：(1)3d104s1　(2)Cr　(3)减弱

(4)①HCOOH、CH3OH分子间均存在氢键，且HCOOH分子间氢键更强，HCHO分子间只存在范德华力，氢键比范德华力强　②HCHO　CH4中C原子采取sp3杂化，HCHO中C原子采取sp2杂化

20．(13分)氮、磷、锌元素的单质和化合物在农药生产及工业制造等领域用途非常广泛。回答下列问题：

(1)基态P原子中，电子占据的最高能层含有的原子轨道数为________，基态Zn原子的价层电子排布式是________。

(2)2019年德国专家从硫酸铵中检测出一种组成为N4H4(SO4)2的物质，该物质在水中以SO和N4H的形式存在。N4H易被植物吸收，但它遇到碱时会生成类似白磷的N4分子，不能被植物吸收。

①N、O、S三种元素的第一电离能从小到大的顺序是________。

②1个N4H中含有________个σ键。

(3)白磷在空气中缓慢氧化生成P4O6，其结构如图所示。P4O6中氧原子的杂化轨道类型为________，每个P4O6分子中含孤电子对的数目为________。

(4)科学家合成了一种阳离子“N”，其结构是对称的，5个N排成“V”形，含有氮氮三键，且每个N原子都达到8电子稳定结构；此后又合成了一种含有“N”且化学式为N8的物质。“N”中位于角顶点上的N原子的杂化轨道类型是________，N8中阴离子的空间结构为________。

解析：(1)基态P原子中，电子占据的最高能层为M层，包括3s、3p、3d能级，含有的原子轨道数为9。基态Zn原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2或[Ar]3d104s2，价层电子排布式是3d104s2。(2)①同周期主族元素从左到右，第一电离能总体上呈增大趋势，但N原子的2p轨道为半充满状态，较稳定，第一电离能高于同周期相邻元素，同主族元素从上到下，第一电离能逐渐减小，所以第一电离能从小到大的顺序是S＜O＜N。②因为N4H遇到碱时会生成类似白磷的N4分子，所以N4H中N原子间形成共价单键(6个)，另外还形成4个N—H，所以1个N4H中含有10个σ键。(3)从P4O6的球棍模型中可以看出，每个O原子都形成2个P—O，另外O原子上还存在2个孤电子对，所以氧原子的杂化轨道类型为sp3；每个P4O6分子中，P原子上含1个孤电子对，O原子上含2个孤电子对，含孤电子对的数目为1×4＋2×6＝16。(4)由题意可知，“N”的结构式为，位于角顶点上的N原子，其价层电子对数为4，所以杂化轨道类型是sp3，N8中阴离子应为N，N的中心原子上的价层电子对数为2＋＝2，不含孤电子对，所以空间结构为直线形。

答案：(1)9　3d104s2　(2)①S＜O＜N　②10

(3)sp3　16　(4)sp3　直线形