1、第二章 分子結構與性質達標檢測(滿分:100分;時間:90分鐘)一、選擇題(本題共10小題,每小題2分,共20分。每小題只有一個選項符合題意)1.(2020山東滕州一中高二月考)中科院國家納米科學中心科研人員在國際上首次“拍”到氫鍵的“照片”,實現了氫鍵的實空間成像,為“氫鍵的本質”這一化學界爭論了很多年的問題提供了直觀證據。下列有關氫鍵的說法中不正確的是()A.由于氫鍵的存在,冰能浮在水面上B.由于氫鍵的存在,乙醇比甲醚更易溶于水C.由于氫鍵的存在,沸點:HFHClHBrHID.氫鍵的存在影響了蛋白質分子獨特的結構2.下列反應能說明鍵比鍵牢固的是()A.CH4+Cl2 CH3Cl+HClB.

2、CH2CH2+Br2 CH2BrCH2BrC.2H2+O2 2H2OD.H2+Cl2 2HCl3.(2020山西省實驗中學高二月考)下列性質的比較中,錯誤的是()A.穩定性:HFH2OH2SB.沸點:NH3PH3C.鍵角:H2ONH3CH4D.熔點:SiI4SiBr4SiCl44.(2020江蘇徐州一中高二期末調研)下列化合物中,含有3個手性碳原子的是()A. B.C. D.5.(2020天津第二十中學高二檢測)下列各組分子的中心原子雜化軌道類型相同,分子的空間結構不相同的是()A.CCl4、SiCl4、SiH4B.H2S、NF3、CH4C.BCl3、環己烷D.SO3、6.下列說法不正確的是(

3、)A.分子中不一定存在化學鍵B.分子中若存在共價鍵,則一定存在鍵C.p軌道和p軌道既能形成鍵又能形成鍵D.含鍵的物質一定不如只含鍵的物質穩定7.(2020山東廣饒一中高二月考)下列分子中中心原子的雜化軌道類型和分子空間結構不正確的是()A.CCl4中C原子為sp3雜化;正四面體形B.H2S分子中S原子為sp2雜化;直線形C.CS2中C原子為sp雜化;直線形D.BF3中B原子為sp2雜化;平面三角形8.沃森和克里克發現了DNA雙螺旋結構,DNA分子的兩條鏈之間通過氫鍵結合,DNA分子復制前首先將雙鏈解開。以下有關DNA分子的說法中正確的為()A.DNA分子中既含有極性鍵又含有非極性鍵B.DNA分

4、子中的化學鍵主要有共價鍵和氫鍵C.DNA分子的雙鏈解開的過程既有物理變化又有化學變化D.DNA的兩條鏈之間通過共價鍵結合9.下列有關共價鍵的鍵參數的說法不正確的是()A.CH4、C2H4、CO2分子中的鍵角依次增大B.HF、HCl、HBr分子中的鍵長依次增長C.H2O、H2S、H2Se分子中的鍵能依次減小D.分子中共價鍵的鍵能越大,分子的熔、沸點越高10.(2019山東濟南高二檢測)下列說法正確的是()A.非極性分子中的原子上一定不含孤電子對B.平面三角形分子一定是非極性分子C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采取sp3雜化,分子中鍵角均為10928D.ABn型分子的中心原子最外層滿足8

5、電子穩定結構,則ABn不一定是非極性分子二、選擇題(本題共5小題,每小題4分,共20分。每小題有一個或兩個選項符合題意,全部選對得4分,選對但不全的得1分,有選錯的得0分)11.下列有關敘述正確的是()A.NO3-為V形分子B.ClO3-的空間結構為平面三角形C.NO3-的VSEPR模型、空間結構均為平面三角形D.ClO3-的VSEPR模型、空間結構不相同12.(原創)有一種有機物的鍵線式酷似牛,故稱為牛式二烯炔醇。下列有關說法不正確的是()A.牛式二烯炔醇的官能團可以用紅外光譜測定B.牛式二烯炔醇含有三個手性碳原子C.1 mol牛式二烯炔醇含有6 mol 鍵D.牛式二烯炔醇分子中C原子只存在

6、sp和sp2雜化13.(2020山東威海高三一模)下列敘述錯誤的是()A.C2H4分子中有鍵B.CH4的中心原子是sp3雜化C.HCl和HI化學鍵的類型相同且均為極性分子D.價電子排布式為3s23p4的基態原子軌道表示式為14.(原創)下列關于物質結構與性質的說法,不正確的是(深度解析)A.I3AsF6中存在I3+,I3+的空間結構為直線形B.ABn(n2)型分子中,若中心原子沒有孤電子對,則ABn分子空間結構對稱,屬于非極性分子C.水分子間存在氫鍵,故H2O的熔、沸點及穩定性均大于H2SD.DNA分子的兩條鏈中的堿基以氫鍵結合形成雙螺旋結構15.As2O3(砒霜)是兩性氧化物(分子結構如圖所

7、示),溶于鹽酸生成AsCl3,用LiAlH4還原AsCl3生成AlH3。下列說法正確的是()A.As2O3分子中As原子的雜化方式為sp3B.LiAlH4為共價化合物C.AsCl3空間結構為平面三角形D.AlH3分子鍵角大于10928三、非選擇題(本題共5小題,共60分)16.(10分)設NA為阿伏加德羅常數的值,回答下列問題:(1)1 mol CO2中含有的鍵數目為。(2)已知CO和CN-與N2結構相似,CO分子內鍵與鍵個數之比為。HCN分子內鍵與鍵數目之比為。(3)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被NH2(氨基)取代形成的。肼可用作火箭燃料,燃燒時發生的反應是N2O4(l)

8、+2N2H4(l) 3N2(g)+4H2O(g)H=-1 038.7 kJmol-1。若該反應中有4 mol NH鍵斷裂,則形成的鍵有mol。(4)由C、H元素形成的化合物分子中共有16個電子,該分子中鍵與鍵的個數比為。(5)1 mol乙醛分子中含有鍵的數目為,1個CO(NH2)2分子中含有鍵的數目為。(6)CH4、NH3、H2O、HF分子中,共價鍵的極性由強到弱的順序是。17.(14分)氯吡苯脲是一種常用的膨大劑,其結構簡式為 ,它是經國家批準使用的植物生長調節劑。(1)氯元素基態原子核外電子的未成對電子數為。(2)氯吡苯脲晶體中,氮原子的雜化軌道類型為,羰基碳原子的雜化軌道類型為。(3)查

9、文獻可知,可用2-氯-4-氨基吡啶與異氰酸苯酯反應,生成氯吡苯脲:反應過程中,每生成1 mol氯吡苯脲,斷裂個鍵,斷裂個鍵,設NA為阿伏加德羅常數的值。(4)膨大劑能在動物體內代謝,其產物較為復雜,其中有H2O、NH3、CO2等。請用共價鍵知識解釋H2O分子比NH3分子穩定的原因:。H2O、NH3、CO2分子的空間結構分別是,中心原子的雜化軌道類型分別是。18.(12分)氧族元素和鹵族元素都能形成多種物質,我們可以利用所學物質結構與性質的相關知識去認識和理解。(1)下面曲線表示鹵族元素某種性質隨核電荷數遞增的變化趨勢,正確的是。(2)溴化碘(IBr)的化學性質類似于鹵素單質,溴化碘和水反應所得

10、產物中有一種為三原子分子,該分子的電子式為。(3)F2與其他鹵素單質反應可以生成ClF3、BrF3等。已知反應Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g)H=-313 kJmol-1;FF鍵的鍵能為159 kJmol-1;ClCl鍵的鍵能為242 kJmol-1;則ClF3中ClF鍵的平均鍵能為kJmol-1。ClF3的熔、沸點比BrF3的(填 “高”或“低”)。(4)根據第一電離能數據判斷:最有可能生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是。元素氟氯溴碘第一電離能(kJmol-1)1 6811 2511 1401 008(5)無機含氧酸HmROn可以寫成(HO)mROn-m的形式,(n-m)的值越大

11、,HmROn的酸性越強。則酸性:H2SeO4H2SeO3 (填“”)。(6)S的常見單質S8的結構為,S原子的軌道雜化方式是。(7)一定條件下,CH4和CO2都能與H2O形成籠狀結構(如下圖所示) 的水合物晶體。CH4與H2O形成的水合物晶體俗稱“可燃冰”。“可燃冰”中存在的分子間作用力是。19.(10分)(2019四川成都實驗外國語學校月考)過渡元素在生活、生產和科技等方面有廣泛的用途。(1)現代污水處理工藝中常利用聚合鐵簡稱PFS,化學式為Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m,n5,mHIHBrHCl,C錯誤;氫鍵具有方向性和飽和性,所以氫鍵的存在影響了蛋白質分子獨特的結構,D正確。2.

12、B碳碳雙鍵由1個鍵和1個鍵組成,CH2 CH2發生加成反應時鍵斷裂,說明鍵比鍵牢固。3.C元素的非金屬性越強,其簡單氫化物的穩定性越強,所以穩定性:HFH2OH2S,A正確;NH3分子間含有氫鍵,沸點較高,則沸點:NH3PH3,B正確;NH3、H2O、CH4分子中中心原子都是sp3雜化,中心原子雜化軌道類型相同時,孤電子對數越多,鍵角越小,三種分子的鍵角CH4NH3H2O,C錯誤;SiI4、SiBr4、SiCl4的結構相似,相對分子質量越大,熔點越高,則熔點:SiI4SiBr4SiCl4,D正確。4.A含有3個手性碳原子,故A正確;含有1個手性碳原子,故B錯誤;含有2個手性碳原子,故C錯誤;含

13、有1個手性碳原子,故D錯誤。5.BA項,中心原子都是sp3雜化,其空間結構相同;B項,中心原子都是sp3雜化,孤電子對數不同,分子的空間結構不相同;C項,三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2雜化,環己烷中碳原子為sp3雜化;D項,三氧化硫和苯分子的中心原子為sp2雜化,而丙炔中碳原子存在sp和sp3雜化。6.D分子中不一定存在化學鍵,如稀有氣體,A正確;分子中如果存在共價鍵則一定有鍵,可能有鍵,B正確;p軌道與p軌道“頭碰頭”重疊形成鍵,“肩并肩”重疊形成鍵,C正確;分子的穩定性取決于分子中化學鍵的強弱,例如:N2中雖有鍵但N2很穩定,D錯誤。7.BCCl4中C原子形成4個鍵,孤電子對數為0,

14、則C原子為sp3雜化,空間結構為正四面體形,故A正確;H2S分子中,S原子形成2個鍵,孤電子對數為6-212=2,則S原子為sp3雜化,H2S的空間結構為V形,故B錯誤;CS2中C原子形成2個鍵,孤電子對數為4-222=0,則C原子為sp雜化,CS2空間結構為直線形,故C正確;BF3中B原子形成3個鍵,孤電子對數為3-312=0,則B原子為sp2雜化,BF3空間結構為平面三角形,故D正確。8.A在DNA分子中,CC鍵是非極性鍵,另外分子中還含有CH鍵等極性鍵,A正確;氫鍵是分子間作用力,不屬于化學鍵,B錯誤;DNA雙鏈在解開的過程中僅破壞了氫鍵,故屬于物理變化,C錯誤;DNA兩條鏈之間通過氫鍵

15、結合,D錯誤。9.D三者的鍵角分別為10928、120、180,依次增大,A正確;因為F、Cl、Br的原子半徑依次增大,故與H形成的共價鍵的鍵長依次增長,B正確;O、S、Se的原子半徑依次增大,故與H形成的共價鍵的鍵長依次增長,鍵能依次減小,C正確;分子的熔、沸點與分子間作用力有關,與共價鍵的鍵能無關,D錯誤。10.DA項,CCl4是非極性分子,氯原子上含有孤電子對,錯誤;B項,HCHO分子的中心原子C上無孤電子對,價層電子對數為3,空間結構為平面三角形,C原子位于三角形內部,HCHO分子的空間結構不對稱,為極性分子,錯誤;C項,甲烷分子的空間結構是正四面體形,鍵角均為10928,二氯甲烷分子

16、的空間結構是四面體形,鍵角發生了變化,不等于10928,錯誤;D項,CH4的中心原子C最外層滿足8電子穩定結構,CH4是非極性分子,NH3的中心原子N最外層滿足8電子穩定結構,但NH3為極性分子,正確。11.CDNO3-中N原子的價層電子對數=3+12(5+1-32)=3,沒有孤電子對,故A項錯誤、C項正確;ClO3-中氯原子的價層電子對數=3+12(7+1-32)=4,有1對孤電子對,VSEPR模型為四面體形而空間結構為三角錐形,B項錯誤、D項正確。12.D紅外光譜可以測定官能團,A項正確;牛式二烯炔醇含有3個手性碳原子,B項正確;1 mol牛式二烯炔醇含有6 mol 鍵,C項正確;牛式二烯

17、炔醇分子中碳原子存在sp、sp2和sp3雜化,D項錯誤。13.D乙烯分子中兩個C原子之間形成碳碳雙鍵,雙鍵中有一個鍵和一個鍵,故A正確;甲烷分子中中心原子價層電子對數為4,為sp3雜化,故B正確;HCl和HI中的共價鍵均為鍵,且分子均為極性分子,故C正確;根據洪特規則,當電子排布在同一能級的不同軌道時,總是優先單獨占據一個軌道,且自旋狀態相同,所以價電子排布式為3s23p4的基態原子軌道表示式為,故D錯誤。14.ACI3+的價層電子對數=2+7-1-212=4,含有2對孤電子對,故空間結構為V形,A項錯誤;依據判斷極性分子和非極性分子的經驗規律可知B項正確;非金屬元素的簡單氫化物的熔、沸點與氫

18、鍵和范德華力有關,而穩定性與共價鍵鍵能有關,H2O的穩定性大于H2S是因為OH鍵鍵能大于SH鍵,C項錯誤;DNA分子的兩條鏈中的堿基以氫鍵結合形成雙螺旋結構,D項正確。特別提醒在分析C選項時需要注意,非金屬元素的簡單氫化物的熔、沸點與氫鍵和范德華力有關,若含有分子間氫鍵,物質熔、沸點較高,不含氫鍵時,比較范德華力的大小,范德華力越大,熔、沸點越高;而簡單氫化物的穩定性與共價鍵鍵能有關,鍵能越大,分子越穩定。15.ADAs2O3中每個As原子價層電子對數是4,且含有一對孤電子對,根據價層電子對互斥模型判斷As原子雜化方式為sp3,故A正確;只含共價鍵的化合物為共價化合物,含有離子鍵的化合物為離子

19、化合物,該物質是由Li+和AlH4-構成的,為離子化合物,故B錯誤;AsCl3中As原子價層電子對數=3+5-312=4,且含有一對孤電子對,根據價層電子對互斥模型判斷其空間結構為三角錐形,故C錯誤;AlH3中Al原子價層電子對數=3+3-312=3,且不含孤電子對,根據價層電子對互斥模型判斷其空間結構為平面三角形,所以其鍵角為120,大于10928,故D正確。16.答案(1)2NA(2)1211(3)3(4)51(5)6NA7(6)HF、H2O、NH3、CH4解析(1)CO2分子內含有碳氧雙鍵,雙鍵中一個是鍵,另一個是鍵,則1 mol CO2中含有的鍵數目為2NA。(2)N2的結構式為,推知

20、:CO的結構式為,1個分子中含有1個鍵、2個鍵;HCN的結構式為,HCN分子中鍵與鍵數目之比為11。(3)反應中有4 mol NH鍵斷裂,即有1 mol N2H4參加反應,生成1.5 mol N2,則形成的鍵有3 mol。(4)設該化合物的分子式為CmHn,則6m+n=16,當m=2,n=4時符合題意,為C2H4,結構式為。單鍵為鍵,雙鍵中有1個鍵和1個鍵,所以1個C2H4分子中鍵與鍵個數比為51。(5)乙醛和CO(NH2)2的結構簡式分別為、,故1 mol乙醛分子中含有鍵的數目為6NA,1個CO(NH2)2分子中含有7個鍵。(6)兩個成鍵原子的電負性差值越大,它們形成的共價鍵的極性越大。由于

21、電負性:FONC,因此四種元素與H形成的共價鍵的極性:FHOHNHCH。17.答案(1)1(2)sp2、sp3sp2(3)NANA(4)HO鍵的鍵能大于HN鍵的鍵能V形、三角錐形、直線形sp3、sp3、sp解析(1)根據構造原理可知,氯元素基態原子核外電子排布式是1s22s22p63s23p5,所以未成對電子數為1。(2)根據氯吡苯脲的結構簡式可知,有2個氮原子均形成3個單鍵,孤電子對數均為1,屬于sp3雜化;剩余的1個氮原子形成1個雙鍵和1個單鍵,孤電子對數為1,是sp2雜化;羰基碳原子形成2個單鍵和1個雙鍵,為sp2雜化。(3)一般,鍵比鍵更穩定,根據反應方程式可以看出,斷裂的化學鍵為異氰

22、酸苯酯分子中鍵中的鍵和2-氯-4-氨基吡啶分子中的NH鍵。(4)O、N屬于同周期元素,O的非金屬性大于N,原子半徑O(6)sp3(7)氫鍵、范德華力解析(1)一般同主族元素從上到下電負性逐漸減小,故a正確;F非金屬性很強,沒有正價,故b錯誤;HF分子間存在氫鍵,因此HF的沸點最高,故c錯誤;鹵族元素單質從上到下,熔、沸點逐漸升高,故d錯誤。(2)溴化碘與水發生反應:IBr+H2OHIO+HBr,HIO的電子式類似于HClO的電子式,即HIO的電子式為HOI。(3)設ClF鍵的鍵能為x kJmol-1,H=反應物鍵能總和-生成物鍵能總和=(242+3159-6x)kJmol-1=-313 kJm

23、ol-1,解得x=172;BrF3與ClF3結構相似,BrF3的相對分子質量大于ClF3的相對分子質量,因此BrF3的范德華力大于ClF3,故BrF3的熔、沸點高于ClF3。(4)根據表中數據,碘元素的第一電離能最小,容易失去電子,因此生成較穩定的單核陽離子的鹵素原子是碘原子。(5)H2SeO4可以寫成(HO)2SeO2,H2SeO3可以寫成(HO)2SeO,根據信息,推出H2SeO4的酸性強于H2SeO3。(6)根據結構,每個S原子有2個鍵,2對孤電子對,即價層電子對數為4,S原子的雜化類型為sp3。(7)根據結構,“可燃冰”中存在的分子間作用力是范德華力和氫鍵。19.答案(1) AD(2) sp3正四面體形(3)S的電負性強于Se,成鍵電子對間的斥力大,故H2S的鍵角大解析(1)設Fe2(OH)n(SO4)3-n/2m中Fe元素化合價為x,根據化合價代數和為0,可知2x-n+(3-n2)(-2)=0,解得x=+3,A不正確;Fe原子核外電子數為26,鐵原子的價電子數為8,且4s軌道排2個電子,3d軌道排6個電子,所以鐵原子的價電子排布式是3d64s2,B正確;硫酸亞鐵中鐵元素