2023-2024学年苏教版新教材选择性必修二 专题4第一单元分子的空间结构 作业

专题4第一单元分子的空间结构一、单选题1．下列分子或离子的中心原子上带有一对孤电子对的是①BeCl2②CH4③NH3④CH2O⑤SO2⑥H2S⑦C⑧NA．①②③⑤⑥⑦ B．③⑦⑧C．④⑥⑧ D．③⑤2．下列关于CO2的说法不正确的是A．CO2是由极性键形成的非极性分子 B．CO2分子中σ键与π键的数目比为1∶1C．干冰中一个CO2分子周围有8个紧邻分子 D．CO2的大量排放可能引起温室效应3．氯元素有多种化合价，可形成等微粒。下列说法错误的是A．中Cl原子的杂化方式均为杂化B．基态原子核外电子的空间运动状态有9种C．键角：D．的空间构型为V形，分子中的化学键的键长和键角可以通过X射线衍射实验获得4．下列说法正确的是A．键的极性：N-H键>O-H键>F-H键B．热稳定性：HF>H2O>NH3C．强度：氢键>化学键>范德华力D．沸点：5．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是A．和 B．和C．和 D．和6．下列关于键和键的说法中，不正确的是A．键和键不能同时存在于同一个分子中B．键是原子轨道“头碰头”重叠而成，键是原子轨道“肩并肩”重叠而成C．乙烯分子中含有5个键和1个键D．分子中存在键，分子中存在键7．下列关于原子杂化类型的说法中，正确的是A．晶体硅和石英()晶体中的硅原子均采用杂化B．中的两个碳原子与中的硼原子均采用杂化C．中的铍原子与中的氧原子均采用杂化D．中的碳原子与中的两个碳原子均采用杂化8．关于氢键，下列说法正确的是A．每一个水分子内含有两个氢键B．冰和干冰中都存在氢键C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的D．H2O是一种非常稳定的化合物，是因为水分子间可以形成氢键9．下列有关物质结构与性质的说法正确的是A．基态碳原子价电子排布图：B．的空间结构：平面三角形C．C60高温高压下可转变为结构类似金刚石的碳玻璃，该碳玻璃中碳原子为sp2杂化D．硫单质和氢气低温高压下可形成一种新型超导材料，其晶胞如图，该晶体属分子晶体10．下列有关化学键与晶体的说法中，不正确的是A．离子晶体的晶格能越大，离子晶体的熔点越高B．共用电子对不发生偏移的化学键是非极性共价键C．成键原子的原子轨道重叠越多，共价键越牢固D．共价键的键能越大，分子晶体的熔、沸点越高11．六氟化硫分子呈正八面体结构(如图所示)，在高电压下仍有良好的绝缘性，性质稳定，在电器工业方面有着广泛的用途，但逸散到空气中会引起强温室效应，下列有关六氟化硫的推测正确的是A．各原子均为8电子稳定结构 B．S原子轨道杂化方式与中的S一样C．六氟化硫分子中只含极性键 D．键是键，键长可能不相等12．下列说法正确的是A．SO2的VSEPR模型与分子的空间结构相同B．H2S、NF3、CH4这一组粒子的中心原子杂化类型相同，分子或离子的键角不相等C．的电子式为，离子呈平面正方形结构，SF6分子是正八面体形D．SO中心S原子的孤电子对数为0，故其结构为平面三角形13．下列说法中正确的是A．NO2、SO2、BF3、NCl3分子中每原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构B．P4和CH4都是正四面体形分子且键角都为109°28′C．NH的电子式为，离子呈平面正方形结构D．NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强14．下列模型分别表示、、的结构，其中说法正确的是A．分子中含有键B．是由非极性键构成的分子C．分子中有键和键D．分子中不含非极性键15．已知磷酸分子[]中，三个氢原子都可以跟重水分子中的D原子发生氢交换。又知次磷酸也可跟进行氢交换，但次磷酸钠却不能再与发生氢交换。由此可知次磷酸的分子结构为A． B． C． D．二、填空题16．水分子间存在氢键，彼此结合形成(H2O)n。在冰中，每个水分子被四个水分子包围形成变形的正四面体，继而通过氢键相互连接成固态冰。其结构示意图如图所示，请回答下列问题。(1)假设冰是所有水分子都被包围在四面体中的理想结构，请分析1mol冰中有多少氢键____。(2)在冰晶体中除氢键外，还存在范德华力(11kJ•mol-1)。已知冰的升华热是51kJ•mol-1，请估算冰中氢键的作用能为多少____。17．几种主族元素在周期表中的位置如图。族周期IA01④IIAIIIAIVAVAVIAVIIA2⑤⑥3①③⑦4②⑧根据上表回答下列问题：(1)⑥元素的氢化物是_______(填化学式)，_______(填结构式)。(2)①③⑦三种元素原子半径由大到小的顺序是_______(用元素符号表示)。(3)表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，该元素的离子电子式为_______，该元素在周期表中的位置是_______。(4)①②③三种元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的_______(填电子式)。(5)①与水反应的离子方程式_______。(6)⑦的非金属性强于⑧，下列表述中能证明这一事实的是_______(填字母)。a.⑦的氢化物比⑧的氢化物稳定b.⑦最高价氧化物对应的水化物的酸性强于⑧最高价氧化物对应的水化物的酸性c.⑦的单质能将⑧从其钠盐溶液中置换出来(7)④与⑤元素形成的分子可能是_______。A．B．C．三、元素或物质推断题18．有五种元素，它们的结构、性质等信息如下表所述：元素结构、性质等信息a焰色显黄色，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂bb与a同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性c元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂d该元素所形成的化合物种类最多，其固态氧化物可用于人工降雨eM层的d轨道上有2个空轨道(1)a元素原子的核外电子排布式为_______。(2)b元素的元素符号是_______，其原子外有_______种电子运动状态不同的电子。(3)c元素原子中能量最高的电子为_______轨道上的电子，轨道呈_______形。(4)d元素有多种氢化物，其中一种分子式为，该分子中π键与σ键数目之比为_______。(5)e元素原子的价电子轨道表示式为_______。19．X、Y、Z、W、R、Q为前30号元素，且原子序数依次增大。X是元素周期表中原子半径最小的元素；Y元素基态原子有三个能级上有电子，且每个能级上的电子数相等；Z元素基态原子的单电子数在同周期元素基态原子中最多；W与Z同周期，第一电离能比Z的低；R与Y同主族；Q的最外层只有一个电子，其他电子层均有个电子(n表示电子层序数)。请回答下列问题：(1)的核外电子排布式为______。(2)化合物中W的杂化方式为______；的空间结构为______。(3)Y、R的最高价氧化物中沸点较高的是______(填化学式)，原因是__________________。(4)Y有多种同素异形体，其中一种同素异形体的晶胞结构如图所示，该晶体的晶胞中所含Y原子的个数为______；若晶胞的边长为，晶体的密度为，则阿伏加德罗常数的值为______(用含a和ρ的代数式表示)。参考答案1．D【详解】①BeCl2中孤电子对数==0；②CH4中孤电子对数==0；③NH3中孤电子对数==1；④CH2O中孤电子对数==0；⑤SO2中孤电子对数==1；⑥H2S中孤电子对数==2；⑦C单质中孤电子对数为0；⑧N原子中孤电子对数为0，分子或离子的中心原子上带有一对孤电子对的是③⑤，故选D。2．C【详解】A．CO2中存在C=O极性键，CO2分子的空间构型为直线形，分子中正电中心和负电中心重合，CO2为非极性分子，A项正确；B．CO2的结构式为O=C=O，1个CO2分子中含2个σ键和2个π键，即CO2分子中σ键与π键的数目之比为1∶1，B项正确；C．干冰中的CO2之间只存在范德华力，干冰属于面心立方晶胞，一个CO2分子周围有12个紧邻分子，C项错误；D．CO2的大量排放，阻止地球热量的散失，从而可能引起温室效应，D项正确；答案选C。3．C【详解】A．的结构式为：，的结构式为：，的结构式为，VSEPR模型均为四面体，中心原子价层电子对数均为4，因此Cl的杂化方式都是sp3，A正确；B．量子力学把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道，基态Cl原子的核外电子排布式为：1s22s22p63s23p5，s能级各有一个轨道，p能级各有3个轨道，共9个轨道。因此基态Cl原子的核外电子的空间运动状态有9种，B正确；C．三种离子的Cl原子均为sp3杂化，中心原子孤电子对越多，对成键电子排斥越强，键角越小，有2对孤电子对，空间结构呈V形，键角为105，有1对孤电子对，空间结构呈三角锥形，键角为107，没有孤电子对，空间结构呈四面体形，键角为10928，键角关系为：，C错误；D．中心原子为O原子，杂化方式为sp3，结构式为，因此空间构型为V形，分子中的化学键的键长和键角可以通过X射线衍射实验获得，D正确；故选C。4．B【详解】A．已知电负性F＞O＞N，则键的极性：N-H键＜O-H键＜F-H键，A错误；B．已知电负性F＞O＞N，即非金属性F＞O＞N，简单气态氢化物的热稳定性与其非金属性一致即HF>H2O>NH3，B正确；C．氢键是一种分子间作用力，其强度介于化学键和范德华力之间，其强度：化学键>氢键>范德华力，C错误；D．由于邻羟基苯甲酸能够形成分子内氢键，沸点降低，而对羟基苯甲酸只能形成分子间氢键，导致沸点升高，故沸点：邻羟基苯甲酸小于对羟基苯甲酸，D错误；故答案为：B。5．D【详解】A．CH4和CCl4中的C-H键和C-Cl键均为极性键，CH4和CCl4分子均为正四面体构型，高度对称，分子中正负电荷的中心重合，均为非极性分子，故A不符合题意；B．NH3含有N-H极性键，分子空间结构为三角锥型，正负电荷中心不重合，为极性分子；CH4含有C-H极性键，为正四面体构型，高度对称，分子中正负电荷的中心重合，为非极性分子，故B不符合题意；C．CO2含有C=O极性键，空间结构为直线形，正负电荷的中心重合，是非极性分子；CS2含有C=S极性键，空间结构为直线形，正负电荷的中心重合，是非极性分子，故C不符合题意；D．H2S含有H-S极性键，正负电荷的中心不重合，是极性分子；HCl含有H-Cl极性键，正负电荷的中心不重合，是极性分子，故D符合题意；答案选D。6．A【详解】A．键是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，而键则是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，故键和键能同时存在于同一个分子中，例如CO2，C2H4等分子中就既有键又有键，A错误；B．键是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，而键则是指共用电子对的原子轨道采用“头碰头”重叠方式形成的共价键，B正确；C．根据单键均为键，双键是一个键和一个键，故乙烯分子中含有5个键和1个键，C正确；D．根据单键均为键，三键是一个键和两个键，分子中存在键，分子中存在键，D正确；故答案为：A。7．A【详解】A．晶体Si和SiO2均为四面体结构，Si原子采用sp3杂化，A正确；B．CH3CH3中以C为中心形成四面体结构，为sp3杂化，B错误；C．H2O中O原子的价层电子对数为2+×(6-2×2)=4，为sp3杂化，C错误；D．C2H4中碳碳之间为双键，采用sp2杂化，D错误；故选A。8．C【详解】A．水分子内不存在氢键，氢键存在于水分子之间，故A错误；B．干冰为二氧化碳，其中没有氢键，故B错误；C．DNA中的碱基互补配对是通过氢键来实现的，故C正确；D．H2O是一种稳定的化合物，是由于O-H键键能较大的原因，与氢键无关，氢键只影响物质的物理性质，故D错误；故选C。9．B【详解】A．基态C原子的价电子排布为2s22p2，2p轨道只有两个电子，A错误；B．CO中心C原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，B正确；C．金刚石中的C原子均为饱和碳原子，采取sp3杂化，C错误；D．该晶体是一种新型超导材料，说明是由阴阳离子构成的，属于离子晶体，D错误；综上所述答案为B。10．D【详解】A．离子晶体的晶格能与其熔点成正比，离子晶体的晶格能越大，则离子晶体的熔点越高，A正确；B．共用电子对不发生偏移，则化学键无极性，其化学键是非极性共价键，B正确；C．共价键重叠越大则共价键越牢固，则成键原子的原子轨道重叠越多，共价键越牢固，C正确；D．分子晶体熔沸点由分子间作用力决定，与分子内部共价键的键能无关，D错误；故选D。11．C【详解】A．根据题图知，每个F原子和1个S原子形成1个共用电子对，每个S原子和6个F原子形成6个共用电子对，所以F原子都达到8电子稳定结构，但S原子最外层不满足8电子稳定结构，A错误；B．SO3中S原子孤电子对数=、价层电子对数=3+0=3，故为sp2杂化、空间构型为平面正三角形；SF6中S原子孤电子对数=、价层电子对数=6+0=6，空间构型为正八面体形、不可能为sp2杂化，B错误；C．同种原子间形成非极性键，不同种原子间形成极性键，六氟化硫分子中的键均为极性键，不含非极性键，C正确；D．六氟化硫分子中的键都是键，六氟化硫分子为正八面体形结构，所以各键的键长与键能都相等，D错误；故选C。12．B【详解】A．SO2中S原子的价层电子对数=2+=3，含一对孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，空间结构为V形，故A错误；B．H2S中S原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=2+=4，所以采取sp3杂化，分子构型为V型，NF3中氮原子杂化轨道数=σ键数+孤对电子对数=3+=4，所以采取sp3杂化，分子构型为四面体型，CH4中C原子杂化轨道数=δ键数+孤对电子对数=4+0=4，所以采取sp3杂化，分子构型为正四面体型，中心原子都是sp3杂化，孤电子对数不同，分子的键角不相同，故B正确；C．铵根离子与甲烷分子结构相似，都是正四面体结构，故C错误；D．中S原子孤电子对数==1，价层电子对数=1+3=4，空间构型为三角锥形；故D错误；故选：B。13．D【详解】A．BF3分子的电子式为其中B原子未满足8电子稳定结构，A错误；B．P4为正四面体分子，但其键角为60°，B错误；C．有4对价层电子对数，无孤对电子对数，则其为正四面体结构而非平面正方形结构，C错误；D．NH3分子电子式为，有一对未成键电子，由于未成键电子对成键电子的排斥作用较强，使其键角为107°，呈三角锥形，D正确；故选D。14．C【详解】A．中含有键，因此分子中所含键的物质的量为，A项错误；B．根据的结构可知，是由极性键构成的，B项错误；C．两成键原子之间最多形成1个键，双键中有1个键、1个键，因此乙烯分子中含有键和键，C项正确；D．C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键，D项错误；故选：C。15．B【详解】根据题意说明羟基上的氢能与进行氢交换，但次磷酸钠却不能再与发生氢交换，说明次磷酸钠中没有羟基氢，由此可知次磷酸的分子结构中只有一个氢为羟基氢，其它两个氢不是羟基上的氢，故B符合题意；综上所述，答案为B。16．(1)2mol(2)20kJ•mol-1【详解】（1）由图可知，平均1个水分子可以形成2个氢键，则1mol冰中有2mol氢键；（2）1mol冰中有2mol氢键，已知冰的升华热是51kJ•mol-1，则冰中氢键的作用能为(51kJ•mol-1-11kJ•mol-1)÷2=20kJ•mol-1。17．(1)(2)Na>Al>Cl(3)Na+第三周期ⅠA族(4)(5)(6)abc(7)C【分析】根据元素在周期表的位置，可推知：①是Na，②是K，③是Al，④是H，⑤是C，⑥是N，⑦是Cl，⑧是Br元素，然后结合元素周期律及物质的性质分析解答。【详解】（1）⑥是N元素，其氢化物的化学式是，在该物质分子中N原子与3个H原子形成3个N-H键，的结构式是，故答案为：；；（2）①是Na，③是Al，⑦是Cl，它们是同一周期元素，原子序数越大，原子半径就越小，则这三种元素的原子半径由大到小的顺序是：Na>Al>Cl，故答案为：Na>Al>Cl；（3）表中某元素原子的核外电子层数是最外层电子数的3倍，若原子最外层只有1个电子，则其电子层数是3，该元素的原子核外电子排布是2、8、1，该元素是Na元素，其离子的电子式为Na+，Na原子结构示意图为，则钠元素位于元素周期表第三周期第IA族，故答案为：Na+；第三周期ⅠA族；（4）①是Na，②是K，③是Al，由于同一周期元素的金属性随原子序数的增大而减小；同一主族元素的金属性随原子序数的增大而增大，则三种元素的金属性强弱顺序为：K>Na>Al。元素的金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的碱性就越强，因此三种元素最高价氧化物对应水化物碱性最强的KOH，其电子式为，故答案为：；（5）①是Na，Na与水反应产生NaOH、H2，反应的离子方程式为：，故答案为：；（6）⑦是Cl，⑧是Br元素，二者是同一主族的元素，元素的非金属性Cl>Br。a．元素的非金属性越强，其氢化物的稳定性就越强，元素的非金属性：Cl>Br，所以简单氢化物的稳定性：HCl>HBr，a正确；b．元素的非金属性越强，其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强。元素的非金属性：Cl>Br，所以酸性：HClO4>HBrO4，b正确；c．元素的非金属性越强，其单质的氧化性就越强，活动性强的可以将活动性弱的从化合物中置换出来。由于元素的非金属性：Cl>Br，所以可以发生反应：Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2，c正确；故选abc。（7）④是H，⑤是C，由于H原子核外只有1个电子，C原子最外层有4个电子，C原子可以与4个H原子形成的化合物分子CH4，使分子中各原子都达到稳定结构，该物质的分子的空间构型为正四面体，合理选项是C，故选C。18．(1)1s22s22p63s1(2)Al13(3)2p哑铃形或纺锤形(4)5：1(5)【分析】a元素的焰色显黄色，该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂，则a是Na元素；b元素与a元素同周期，其最高价氧化物的水化物呈两性，则b为Al元素；c元素的气态氢化物极易溶于水，可用作制冷剂，则c为N元素；d元素所形成的化合物种类最多，其固态氧化物可用于人工降雨，则d为C元素；e元素M层的d轨道