人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构课时练习

这是一份人教版 (2019)选择性必修2第二节 分子的空间结构课时练习，共17页。试卷主要包含了单选题，填空题，实验题等内容，欢迎下载使用。

一、单选题
1．根据科学人员探测，在海洋深处的沉积物中含有可燃冰，主要成分是甲烷水合物。有关其组成的两种分子的下列说法正确的是( )
A．它们之间以氢键结合在一起
B．它们的成键电子的原子轨道都是sp3—sσ键
C．它们都是极性键构成的极性分子
D．它们的立体结构都相同
2．下列有关合成药物胃复安的说法不正确的是
A．分子中碳原子有2种杂化类型
B．该分子组成元素的电负性由大到小的顺序为：O>N>C>H
C．该分子组成元素第一电离能最大的是O
D．分子中所有氮原子上都有一对孤电子对
3．下列分子的空间结构模型正确的是
A．CO2：B．H2O：
C．NH3：D．CH4：
4．用Ph表示苯基，三苯基胺()失去一个电子后形成的结构较为稳定。一种铝胺电池工作原理示意如图。下列说法错误的是
A．和中Al原子的杂化方式相同
B．放电时，负极的电极反应式为
C．充电时，向铝电极移动
D．理论上每生成1ml ，外电路通过1ml电子
5．某研究团队提出了以氧化石墨烯(GO)为催化剂设计的简易膜反应，其反应为 ，反应过程中能量变化如图所示，下列说法中正确的是
A．反应中(除GO外)既有极性键和非极性键的断裂，又有极性键和非极性键的形成
B．分子中的碳原子均采用杂化
C．催化剂可降低反应的活化能，从而改变反应的焓变
D．氧化石墨烯的作用之一可能是吸附反应物形成更稳定的反应中间体
6．下列说法中正确的是( )
A．在核磁共振氢谱中有5个吸收峰
B．红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类和数目
C．质谱法不能用于相对分子质量的测定
D．核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于分析有机物结构
7．下列描述中正确的是
A．CS2为V形分子
B．NCl3的空间构型为平面三角形
C．SF6中有4对完全相同的成键电子对
D．SiF4和H2O的中心原子均为sp3杂化
8．含硫矿物如黄铁矿(FeS2)、黄铜矿、芒硝在工业上有着重要的用途。收集黄铜矿炼铜过程中产生的SO2制备SO3，其反应为2SO2(g)+O2(g)2SO3(g) ΔH= -197。下列有关说法正确的是
A．SO2溶于水所得溶液能导电，所以SO2是电解质
B．的空间构型为平面三角形
C．电负性：O＜S
D．如果反应制得2mlSO3，则转移的电子数目为4NA
9．下列叙述中正确的有
A．运用价层电子对互斥理论，CO离子的空间构型为三角锥型
B．具有相同核外电子排布的粒子，化学性质相同
C．NCl3中N—Cl键的键长比CCl4中C—Cl键的键长短
D．日常生活中的焰火、LED灯与原子核外电子跃迁释放能量无关
10．氨硼烷在催化剂作用下水解释放氢气：3NH3BH3+6H2O=3NH+B3O+9H2↑，B3O的结构如图所示。在该反应中，B原子的杂化轨道类型由_______变为_______。
A．sp2，sp3B．sp3，sp2C．sp2，spD．sp，sp3
二、填空题
11．完成下列问题。
(1)已知氯与硫均有多种含氧微粒，S有：SO2、、SO3、；Cl有：HClO、、、，其中立体构型为V形的微粒有 ；为三角锥形的有 ；为平面正三角形的有 ；为正四面体形的有 。
(2)已知：孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，而且孤电子对越多，对成键电子对的斥力越大，所以含有孤电子对的分子其键角要小于VSEPR模型中的键角；不含孤电子对的分子中，原子间形成化学键越多，斥力越大：双键与双键之间的斥力＞双键与单键之间的斥力＞单键与单键之间的斥力。
①SiH4、PH3、H2S分子中H-Si-H、H-P-H、H-S-H的键角大小顺序为： 。
②SnBr2分子中Br—Sn—Br的键角 120°；
③PCl3分子中，Cl—P—Cl的键角 109.5°。
④俗称光气的氯代甲酰氯分子(COCl2)形状为： ，其分子中有两种键角：124.3°、111.4°，其中Cl—C—Cl的键角为 。
12．如表是元素周期表的一部分，表中所列的字母分别代表一种化学元素。试回答下列问题：
(1)基态原子的价层电子排布图为 ；基态p3+的最外层电子排布式为 ；
(2)n的原子结构示意图为 。基态j原子的核外电子填充时最高能级符号为 。
(3)d的简单气态氢化物的空间结构模型为 。
(4)将以上周期表中g、h、i、j四种元素的电负性由大到小排序为 (用元素符号表示)，第一电离能由大到小排序为 (用元素符号表示)。
13．周期表前四周期的元素a、b、c、d、e，f原子序数依次增大．a的核外电子总数与其周期数相同，b的价电子层中的未成对电子有3个，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，d与c同族；e的外围电子排布式为3d64s2，f的最外层只有一个电子，但次外层有18个电子．回答下列问题：
（1）a、d、e、f各元素分别是 、 、 、 。
（2）b、c、d中第一电离能由大到小的顺序是： (填元素符号)，f的价层电子轨道示意图为 ,f的焰色反应为亮绿色，请用原子结构的知识解释原因 ，预测电离能I4（e） I4（f）的大小（填大于、小于、等于）。
（3）a和b、c、d形成的二元共价化合物有很多种，其中有一分子呈三角锥形，该分子的中心原子的杂化方式为 ；
（4）f2+能与NH3、H2O、Cl-等形成配位数为4的配合物。
①[f(NH3)4]2+中存在的化学键类型有 (填序号)。
A．配位键B．极性共价键C．非极性共价键D．离子键
②写出[f(NH3)4]2+的结构式 。（只标出配位键）
14．下表为元素周期表的一部分，其中字母代表相应的元素。
试回答下列问题：
(1)元素h的基态原子的核外电子排布式为 。
(2)c、d、e、f元素原子的第一电离能()由小到大的顺序为 (用相应元素符号表示)。
(3)表中所列的元素之间可以形成多种化合物，其中邻甲基苯甲醛()分子中碳原子轨道的杂化类型为 。1ml苯甲醛()分子中含有σ键的物质的量为 ml。
(4)一种由表中元素形成的离子与单质互为等电子体，其离子符号为 。
15．随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成分是)为原料经合成气(主要成分为制化学品，是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：
(1)中铁的化合价为0，写出铁原子的基态电子排布式： 。
(2)与互为等电子体的分子和离子分别为 和 (各举一种即可，填化学式)，分子的电子式为 ，分子的结构式可表示成 。
(3)在中，碳原子采取杂化的分子有 。
(4)分子中，中的碳原子采用杂化 方式，中的碳原子采取杂化方式 。
16．成语“信口雌黄”中雌黄的分子式为，分子结构如图，原子的杂化方式为 。
17．指出下列分子的空间构型、指定共价键的成键轨道和成键类型：
(1)CH3Cl：空间构型 、C—H 、C—Cl 。
(2)NF3：空间构型 、N—F 。
(3)CH2=CH2：空间构型 、C—H 、C=C 。
18．离子液体熔点很低，常温下呈液态，正负离子可自由移动，因此离子液体在电池中可作为 ，某离子液体的结构如图所示，其中碳原子杂化方式为 。

19．I.硅烷SiH4可用于制造高纯硅。采用硅化镁法制备SiH4的化学方程式如下：Mg2Si+4NH4Cl+8NH3==SiH4+2MgCl2·6NH3。
(1)基态硅原子占据的最高能级的符号是 。
(2)①SiH4的电子式是 。
②SiH4的沸点比CH4的 (填“高”或“低”)，原因是 。
(3)Mg2Si可由Mg和SiO2反应制得。晶体SiO2属于 晶体(填晶体类型)，一种SiO2晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链(如图)。其中Si原子的杂化轨道类型是 。
II.W、X、Y、Z为同一周期的四种主族元素，原子序数依次增大。基态Y原子的价电子排布为3s23p4，X的电离能数据如表所示。
(4)Y元素在元素周期表中的位置是 ，X元素的最高正化合价是 。
(5)下列事实能用元素周期律解释的是 (填字母序号)。
a.W可用于制备活泼金属钾
b.Y的气态氢化物的稳定性小于H2O
c.将Z单质通入Na2S溶液中，溶液变浑浊
d.Y的氧化物对应的水化物H2YO4的酸性比H2SiO3强
20．计算下列微粒中点“·”原子的孤电子对数。
(1) ；
(2) ；
(3) ；
(4) 。
三、实验题
21．水合肼是一种用途广泛的化工原料，是具有较强还原性的碱性液体，在空气中会与反应产生烟雾。制备的实验流程如下图所示：
回答下列问题：
Ⅰ.步骤Ⅰ制备的装置如图1所示。
已知：①是放热反应；
②。
(1)装置D中盛装的试剂是 ，通入空气的作用是 。若通入的空气没有经过装置A处理的不利影响是 。
(2)为了提高的产率，防止副反应发生，装置E需要采用冰水浴，实验中除控制温度外还需采取的措施是 。
Ⅱ.由步骤Ⅱ和步骤Ⅲ获得的装置如图2所示，利用与的溶液在三颈烧瓶中合成，再通过减压蒸馏在锥形瓶H中收集。
(3)的C、N原子杂化方式分别为 、 。
(4)仪器d的名称为 ，干燥管e中盛装的试剂为 ，实验中通过仪器c缓慢滴加的溶液是 (填“尿素溶液”或“溶液”)，原因是 。
(5)三颈烧瓶中合成的化学方程式是 。
(6)产品水合肼含量的测定：称取样品液体，加入适量固体，配成溶液，滴入几滴淀粉溶液，用的标准溶液滴定。实验测得消耗标准溶液的体积为，则样品中的质量分数为 (已知：。
22．铁及其化合物在生活中用途广泛，绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的中草药成分，失水后可转为FeSO4·H2O，与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。
i.FeSO4·H2O结构如图所示：
(1)Fe2+价层电子排布式为 。
(2)比较和分子中的键角大小并给出相应解释： 。
(3)与和之间的作用力分别为 。
ii.实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料 Fe/Fe3O4复合物。
(4)在氩气气氛下，向装有50mL1ml•L−1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100mL14 ml∙L−1KOH溶液，用磁力搅拌器持续搅拌，在100℃下回流3h，得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
①三颈烧瓶发生反应的离子方程式为 。
②检验反应是否进行完全的操作是 。
(5)待三颈烧瓶中的混合物冷却后，过滤，再依次用沸水和乙醇洗涤，在40℃干燥后焙烧3h，得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行，原因是 。
②计算实验所得产品的产率 。
23．某化学工作者研究在不同时，溶液对分解的催化作用。
已知：a.为红色固体，难溶于水，溶于硫酸生成和。
b.为棕褐色固体，难溶于水，溶于硫酸生成和。
c.为弱酸性。
请回答下列有关问题：
(1)写出的电离方程式 ；写出的电子式 ；中原子的杂化类型是 。
(2)经检验生成的气体均为，Ⅰ中催化分解的化学方程式是 。
(3)要检验某铜粉是否含，写出具体操作、现象及结论 。
(4)取适量Ⅲ中洗涤干净的棕褐色沉淀于试管中，加入过量硫酸，沉淀完全溶解，溶液呈蓝色，并产生少量气泡。据此， (填“能”或“否”)判断该棕色沉淀中没有；理由是 。
(5)结合离子方程式，运用化学反应原理解释Ⅲ中生成的沉淀多于Ⅱ中的原因： 。
电离能
I1
I2
I3
I4
…
Ia/kJ•ml-1
738
1451
7733
10540
…
编号
实验
现象
Ⅰ
向的溶液中加入溶液
出现少量气泡
Ⅱ
向的溶液中加入溶液
立即产生少量棕黄色沉淀，出现较明显气泡
Ⅲ
向的溶液中加入溶液
立即产生大量棕褐色沉淀，产生大量气泡
参考答案：
1．B
【详解】甲烷水合物中包含CH4、H2O两种分子；二者中心原子均以sp3杂化，CH4中形成4个sp3-sσ键，H2O中形成2个sp3-sσ键；CH4是正四面体形，H2O是V形，所以CH4是极性键构成的非极性分子，H2O是极性键构成的极性分子。在可燃冰中，CH4和H2O分子之间以分子间作用力结合，结合以上分析可知，B正确；
综上所述，本题选B。
2．C
【详解】A．该有机物中含有苯环、肽键和甲基等，分子中碳原子有sp2、sp3共2种杂化类型，故A正确；
B．同周期元素，核电荷数越大电负性越强，则该分子组成元素的电负性由大到小的顺序为：O>N>C>H，故B正确；
C．同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数的增大有增大的趋势，O、C、N、Cl、H中N属于第VA元素，N元素原子的2p能级含有3个电子，处于半满稳定状态，能量较低，失去第1个电子需要的能量较大，第一电离最大，则该分子组成元素第一电离能最大的是N，故C错误；
D．分子中所有氮原子都形成3个单键，则每个N原子上都有一对孤电子对，故D正确；
故选C。
3．D
【详解】A．CO2的空间结构为直线形，A模型错误；
B．H2O的空间结构为V形，B模型错误；
C．NH3的空间结构为三角锥形，C模型错误；
D．CH4的空间结构为正四面体形，D模型正确。
答案为D。
4．C
【详解】A． 和中心原子Al原子的价层电子对数均为4，均采用sp3杂化，故A正确；
B．由图可知，放电时，负极上Al失去电子，结合生成，电极反应式为，故B正确；
C．由图可知，充电时，失电子生成，则电极为阳极，Al电极为阴极，电解池工作过程中，阴离子移向阳极，则向电极移动，故C错误；
D．失去一个电子后形成的，则理论上每生成1ml ，外电路通过1ml电子，故D正确；
答案选C。
5．D
【详解】A．反应中没有非极性键的断裂，A项错误；
B．分子中，C原子的杂化方式有sp、、，B项错误；
C．催化剂可以降低反应的活化能，不可以改变反应的焓变，C项错误；
D．由图中信息可知，氧化石墨烯可吸附反应物形成更稳定的反应中间体，利于反应进行，D项正确；
故选：D。
6．D
【详解】A.有3种等效氢原子，在核磁共振氢谱中有3个吸收峰，A错误；
B.红外光谱图只能确定有机物中所含官能团的种类，无法确定数目，B错误；
C.通过质谱法可以测定相对分子质量，C错误；
D.红外光谱仪用于测定有机物的官能团；核磁共振氢谱用于测定有机物分子中氢原子的种类和数目；质谱法用于测定有机物的相对分子质量；可以确定分子中共轭体系的基本情况；所以核磁共振氢谱、红外光谱和质谱都可用于有机化合物结构的分析，D正确；
答案选D。
7．D
【详解】A．CS2为直线形分子，A错误；
B．NCl3分子中氮原子为sp3杂化，存在1个孤对电子，其空间构型为三角锥形结构，B错误；
C．SF6中中心原子S有6对完全相同的成键电子对，C错误；
D．SiF4和H2O的中心原子含有的价层电子对数均是4，所以均为sp3杂化，D正确；
答案选D。
8．D
【详解】A．二氧化硫溶于水得到的溶液能导电，但电离出阴、阳离子的物质是亚硫酸而不是二氧化硫，所以二氧化硫是非电解质，故A错误；
B．的价层电子对数为，故S原子的杂化类型为sp3杂化，但由于S有一对孤电子对，故其空间构型为三角锥形，故B错误；
C．非金属性越强，电负性越大，同一主族元素从上到下电负性逐渐变小，则电负性O＞S，故C错误；
D．该反应中S元素的化合价从+4价升高为+6价，则如果反应制得2mlSO3，则转移的电子数目为，故D正确；
答案选D。
9．C
【详解】A．运用价层电子对互斥理论，CO离子中C原子的价电子对数是，无孤电子对，空间构型为平面三角形，故A错误；
B．具有相同核外电子排布的粒子，化学性质不一定相同，如S2-、Ar具有相同的核外电子排布，Ar性质稳定，S2-具有还原性，故B错误；
C．N原子的半径小于碳原子，NCl3中N—Cl键的键长比CCl4中C—Cl键的键长短，故C正确；
D．日常生活中的焰火与原子核外电子跃迁释放能量有关，故D错误；
选C。
10．B
【详解】NH3BH3中B原子形成4个σ键，无孤电子对，B原子的杂化轨道类型为sp3，根据B3O的结构式，B原子形成3个σ键，无孤电子对，B原子的杂化轨道类型为sp2，故选B。
11．(1) SO2、HClO、 、 SO3 、
(2) H-Si-H＞H-P-H＞H-S-H ＜ ＜ 平面三角形 111.4°
【解析】(1)
SO2中心原子孤电子对数×(6-2×2)=1，立体构型为V形；中心原子孤电子对数×(6+2-3×2)=1，立体构型为三角锥形；SO3中心原子孤电子对数×(6-3×2)=0，立体构型为平面正三角形；中心原子孤电子对数×(6+2-4×2)=0，立体构型为正四面体形；HClO中心原子孤电子对数×(6-2×2)=1，立体构型为V形；中心原子孤电子对数×(7+1-2×2)=2，立体构型为V形；中心原子孤电子对数×(7+1-3×2)=1，立体构型为三角锥形；中心原子孤电子对数×(7+1-4×2)=0，立体构型为正四面体形；故答案为V形的微粒有：SO2、HClO、；三角锥形的有：、；平面正三角形的有：SO3；正四面体形的有：、；
(2)
①SiH4中心原子孤电子对数×(4-4×1)=0，立体构型为正四面体形，键角为109º28´；PH3中心原子孤电子对数×(5-3×1)=1，VSEPR模型为四面体形，立体构型为三角锥形；H2S中心原子孤电子对数×(6-2×1)=2，VSEPR模型为四面体形，立体构型为V形，由于孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对与成键电子对间的斥力，而且孤电子对越多，对成键电子对的斥力越大，所以含有孤电子对的分子其键角要小于VSEPR模型中的键角；因此SiH4、PH3、H2S分子中H-Si-H、H-P-H、H-S-H的键角大小顺序为：H-Si-H＞H-P-H＞H-S-H；
②SnBr2中心原子孤电子对数×(4-2×1)=1，中心原子一共3对电子，VSEPR模型为平面三角形，但由于其中一对为孤对电子，因此Br—Sn—Br的键角小于120°；
③PCl3中心原子孤电子对数×(5-3×1)=1，中心原子一共4对电子，VSEPR模型为正四面体形，但由于其中一对为孤对电子，因此Cl—P—Cl的键角小于109.5°；
④COCl2中心原子孤电子对数×(4-2×1-1×2)=0，形状为平面三角形，其中C=O为双键，Cl—C—Cl为单键，因此Cl—C—Cl的键角为较小的111.4°；故答案为：H-Si-H＞H-P-H＞H-S-H；＜；＜；平面三角形；111.4°。
12． 3s23p63d5 3p 三角锥形 Si>Al>Mg>Na Si>Mg>Al>Na
【分析】根据元素周期表知，a-p各元素分别为H、Li、C、N、O、F、Na、Mg、Al、Si、S、Cl、Ar、K、Mn、Fe。
【详解】(1)基态原子为锰，核电荷数为25，电子排布式为[Ar]3d54s2，价层电子排布图为；基态p3+为Fe3+，最外层电子排布式为3s23p63d5；
(2)n的原子为钾，核电荷数为19，原子结构示意图为；j原子为硅，电子排布式为1s22s22p63s23p2，核外电子填充时最高能级符号为3p；
(3)d的简单气态氢化物为NH3，氨气分子中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+(5-3×1)=4，且含有一个孤电子对，所以其空间结构模型为三角锥形，故答案为：三角锥形；
(4)g、h、i、j四种元素分别为钠、镁、铝、硅，同一周期从左到右电负性增大，因此电负性由大到小排序为Si>Al>Mg>Na；同一周期从左到右第一电离能有增大趋势，但是IIA、VA电离能大于邻近元素的电离能，因此第一电离能由大到小排序为Si>Mg>Al>Na。
13． H S Fe Cu N＞O＞S 电子从高能级跃迁回低能级，以光的形式释放能量 大于 sp3 AB 。
【分析】周期表前四周期的元素a、b、c、 d、e，原子序数依次增大，a的核外电子总数与其周期数相同，则a为H元素，b的价电子层中的未成对电子有3个，且原子序数小于c，则b是N元素，c的最外层电子数为其内层电子数的3倍，最外层电子数不超过8个，则c是O元素，d与c同族，且原子序数大于c，d是S元素， e的外围电子排布式为3d64s2，e原子核外电子数=2+8+8+8=26，e是Fe元素，f的最外层只有1个电子，但次外层有18个电子，则f原子核外电子数为2+8+18+1=29，f是Cu元素，据此分析。
【详解】(1) 根据分析，a、d、e、f各元素分别为H、S、Fe、Cu，故答案为：H、S、Fe、Cu。
(2) 同一周期元素，元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势，但第IIA族和第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，同一主族元素中，元素第一电离能随着原子序数增大而减小，N元素第一电离能最大，O元素大于S元素的第一电离能，所以b、c、d元素第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S，f的价层电子为3d、4s电子，其价层电子排布图为，当基态原子的电子吸收能量后，电子会跃迁到较高能级，变成激发态原子，激发态的电子从能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时，以一定波长(可见光区域)光的形式释放能量，e是Fe，f是Cu，Cu失去一个电子后形成全满稳定结构，而Fe失去一个电子后不稳定结构，因此Fe大于Cu，故答案为：N＞O＞S，，电子从高能级跃迁回低能级，以光的形式释放能量，大于。
(3)a是H，b是N，c是O，d是S，a与其他元素形成的二元共价化合物中，一种化合物分子成三角锥形，该分子式为NH3，N原子上1对孤对电子，形成3个N-H键，中心原子的杂化方式为sp3杂化。
(4)①f是Cu，[Cu (NH3)4]2+中Cu2+与NH3之间的化学键为配位键，N-H为极性共价键，故答案为AB。
(5) [Cu (NH3)4]2+的结构式为，故答案为。
14．(1)或
(2)Al