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1单元分子的空间结构一、单选题1．一种有机合成中间体的结构简式如图所示，下列说法正确的是A．该有机合成中间体含有两个苯环结构B．该有机物分子中元素的第一电离能：F>C>O>HC．该有机物分子中碳原子的杂化方式为和D．该有机物分子中σ键与π键的个数之比为3：12．利用CO2是实现“碳中和”的重要途径，CO2光催化转化为CH4的方法入选了2020年世界十大科技进展，其原理为CO2+4H2CH4+2H2O。下列有关CO2、CH4的说法正确的是A．CO2的空间构型是V形 B．CH4是极性分子C．非金属性：O>C>H D．CO2转化为CH4体现了CO2的还原性3．我国科学家提出用置换可燃冰()中的设想，置换过程如图所示，下列说法错误的是A．、都是由极性键构成的非极性分子B．笼状结构中水分子间主要靠氢键结合C．置换出的过程不是化学变化D．可置换可燃冰中所有的分子4．元素周期表可以指导人们进行规律性的推测和判断，下列说法不正确的是A．若aX2+和bY-的核外电子层结构相同，则原子序数：B．由酸性：，可推断出元素的非金属性C．沸点：，因为分子间含有氢键D．S和Se分别位于第VIA族的第三、四周期，则气态氢化物的稳定性：5．我国科研人员发现氟磺酰基叠氮是一种安全、高效的“点击化学”试剂，其结构式如图，其中S为价。下列说法正确的是。A．该分子中S原子的价层电子对数为4 B．该分子中N原子均为杂化C．电负性：F>O>S>N D．第一电离能：F>O>N>S6．下列说法正确的是A．气体单质中，一定有σ键，可能有π键B．、、分子中分别采取sp、sp2、sp3杂化C．和杂化轨道类型均为sp2杂化，立体构型分别为V形、平面三角形D．是平面四边形结构7．设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法中正确的是A．1molP4与3O2反应生成1molP4O6时，断裂的σ键数为NAB．23gCH3CH2OH中sp3杂化的原子数为NAC．12.8g铜完全溶于未知浓度的硝酸中，转移的电子数为0.4NAD．电解精炼铜时转移了2NA个电子，阳极溶解64g铜8．下列描述正确的是①CS2为V形的极性分子；②的空间结构为平面三角形；③SF6中有6个完全相同的成键电子对；④SiF4和的中心原子均为sp3杂化；⑤HCHO分子中既含σ键又含π键A．①②③ B．②③④ C．③④⑤ D．①④⑤9．短周期主族元素W、X、Y、Z原子序数依次增大，W元素的电子只有一种自旋取向，W与X的原子序数之和等于Y的原子序数；Y元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，Z元素基态原子核外有6种不同空间运动状态的电子，且只有一个不成对电子。下列说法正确的是A．W与Y能形成含有非极性共价键的物质H2O2B．X、Y、Z元素原子第一电离能的大小顺序为：Y＞X＞ZC．X和Y的最简单氢化物的沸点：Y＜XD．Y原子可形成Y2与Y3两种气体单质分子，两者都是非极性分子10．下列“类比”结果不正确的是A．纯水的电离H2O+H2OH3O++OH-，则液氨的电离NH3+NH3+B．H2O的分子构型为V形，则OF2的分子构型为V形C．CO2通入Ba(NO3)2溶液中无沉淀生成，则SO2通入Ba(NO3)2溶液也无沉淀生成D．H2O2的热稳是性比H2O的热稳定性弱，则C2H6的热稳定性比CH4的热稳定性弱11．下列化学用语表述不正确的是A．乙炔的空间填充模型：B．PCl3的VSEPR模型：C．NaCl的电子式：D．氯气的共价键电子云轮廓图：12．对乙酰氨基酚主要用于感冒引起的发热，也用于缓解疼痛，其分子结构如图所示。下列说法错误的是A．该分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为7：1B．该分子中所有碳原子不可能处于同一平面上C．该分子中含有20个σ键D．苯环中的大键是由碳原子6个未参与杂化的2p轨道以“肩并肩”的方式重叠而成13．某种合成医药、农药的中间体W结构如图所示，其中X、Y、Z、M、R均为短周期元素，原子序数依次增大。下列说法错误的是A．Z2和YM为等电子体 B．RM3的空间构型为平面三角形C．W分子中R的杂化方式为sp2 D．W分子中既存在极性共价键，又存在非极性共价键二、多选题14．硫代碳酸钠能用于处理废水中的重金属离子，可通过如下反应制备：2NaHS(s)+CS2(l)=Na2CS3(s)+H2S(g)，下列说法正确的是A．Na2CS3能被氧化 B．CS2的空间结构为直线形C．NaHS晶体中阴阳离子的比例为1:2 D．CS2的热稳定性比CO2的高15．硼氢化钠(NaBH4)具有很强的还原性，被称为“万能还原剂”，NaBH4在催化剂钌(44Ru)表面与水反应的历程如图所示：下列说法正确的是A．元素钌(44Ru)位于d区B．BH3分子的空间结构和VSEPR模型不同C．过程④中产生1molH2，转移电子物质的量为2molD．硼氢化钠中硼元素的化合价为+3价，反应过程中硼元素的化合价始终保持不变三、实验题16．某化学工作者研究在不同时，溶液对分解的催化作用。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褐色沉淀，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___________；___________(2)写出的电子式___________；中原子的杂化类型是___________。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)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：___________。17．某实验小组利用以下装置制取氨气并探究氨气的性质：(1)装置A中发生反应的化学方程式___________。(2)装置B中的干燥剂是___________(填名称)。(3)装置C中的现象是___________。(4)实验进行一段时间后，挤压装置D中的胶头滴管，滴入1~2滴浓盐酸，可观察到的现象是___________。(5)在末端增加一个尾气吸收装置，应选用的装置是___________(填“E”或“F”)，从物质结构来分析采用该装置的原因是___________。(6)欲制取标准状况下，至少需要___________g(保留两位小数)。18．三聚氯氰是重要的精细化工产品，具有广泛的用途，其生产通常是由氯化氰制备和氯化氰聚合两个过程组成。I.氯化氰制备已知：氯化氰为无色液体，熔点-6.5℃，沸点12.5℃。可溶于水、乙醇、乙醚等，遇水缓慢水解为氰酸和盐酸。现用氰化钠和氯气在四氯化碳中反应制备氯化氰，反应式：NaCN+Cl2(1)CNCl的结构式为______；其中C原子的杂化类型为______。(2)在氯化氰的制备装置中，装置3、装置9中的试剂为______。在反应前需要先向装置内通入约3分钟干燥氮气，目的是_____。(3)该制备分为两个阶段。阶段一：将40g氰化钠粉末及140mL四氯化碳装入烧瓶中，缓慢送入氯气并搅拌使得氯气与NaCN充分反应。此阶段装置7、装置10、装置11作用相同，为______；当D中出现______现象时，说明阶段一结束。阶段二：将______(填“装置7”“装置10”或“装置11”)的温度调整至60℃，将_____(填“装置7”“装置10”或“装置11”)的温度调整至-40℃并缓慢通入氮气直至阶段二结束。阶段二结束之后产品将被集中在_____中(填字母II.氯化氰聚合(4)氯化氰干燥后，在聚合塔中加热至400℃后便能得到氯化氰三聚物，请画出氯化氰三聚物的结构式：______四、结构与性质19．下表数据是高三拓展教材P43页对应物质的熔点：编号①②③④⑤⑥⑦⑧物质Na2ONaClAlF3AlCl3BCl3Al2O3CO2SiO2熔点℃9208011291160-1072072-571723请根据上表中的信息回答下列问题：(1)上述涉及到的元素中最活泼非金属原子核外电子排布式是___________，其核外有___________种不同运动状态的电子，能量最高且相同的电子有___________个。能形成简单离子的半径由大到小(用离子符号表示)___________。(2)物质①的电子式___________，⑤的分子空间构型___________，⑧的晶体类型___________。(3)④溶于水溶液呈酸性，用离子方程式表示其原因___________，若把其溶于加热蒸干并灼烧，得到的固体是___________。(4)不能用于比较Na与Al金属性相对强弱的事实是___________。A．最高价氧化物对应水化物的碱性B．Na最外层1个电子，Al最外层3个电子C．单质与H2O反应的难易程度D．比较同温浓度NaCl和AlCl3的pH值(5)③比④熔点高出很多，其原因是：___________。①和②都属于离子晶体，但①比②的熔点高，请解释原因___________。20．氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强，其单质在1886年才被首次分离出来。O—O键长121148(1)基态F原子的核外电子排布式为___________。(2)氟氧化物、的结构已经确定。①依据数据推测O—O键的稳定性：___________(填“>”或“<”)。②中F—O—F键角小于中H—O—H键角，解释原因：___________。(3)是一种有特殊性质的氢化物。①已知：氢键(X—H…Y)中三原子在一条直线上时，作用力最强。测定结果表明，固体中分子排列为锯齿形，画出含2个的重复单元结构：___________。②溶剂中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子，写出该过程的离子方程式：___________。(4)工业上用萤石(主要成分)制备。晶体的一种立方晶胞如图所示。①晶体中距离最近的有___________个。②晶体中与的最近距离为)，阿伏加德罗常数值为。该晶体的密度___________(列出计算式)。参考答案1．C【详解】A．根据图示，该有机合成中间体不含苯环结构，故A错误；B．同周期元素第一电离能有增大趋势，该有机物分子中元素的第一电离能：F>O>C>H，故A错误；C．单键碳采用杂化，双键碳采用杂化，该有机物分子中含有单键碳和双键碳，碳原子的杂化方式为和，故C正确；D．单键为σ键，双键中有1个σ键和1个π键，该有机物分子中σ键与π键的个数之比为31：6，故D错误；选C。2．C【详解】A．CO2中C为sp杂化，CO2的空间构型为直线形，A错误；B．CH4为正四面体结构，是非极性分子，B错误；C．碳的非金属性比H的大，且同一周期，元素从左到右非金属性依次增强，非金属性：O>C>H，C正确；D．CO2转化为CH4，C得电子化合价降低，体现了CO2的氧化性，D错误；故答案选C。3．D【详解】A．是直线形，是正四面体形，都是中心对称结构，它们都是由极性键构成的非极性分子，故A正确；B．水分子间存在氢键和范德华力，而氢键作用力大于范德华力，因此笼状结构中水分子间主要靠氢键结合，故B正确；C．置换出的过程没有新物质生成，因此该过程是物理变化，故C正确；D．根据图中信息得到可置换可燃冰中大笼里的分子，而没有置换出可燃冰小笼里的分子，故D错误。综上所述，答案为D。4．B【详解】A．aX2+的核外电子数为a-2，bY-的核外电子数为b+1，由核外电子层结构相同可知a-2=b+1，则a=b+3，A正确；B．HCl和HF不是最高价含氧酸，所以不能据此判断非金属性强弱，B错误；C．因为H2O分子间含有氢键，H2S分子间没有氢键，所以沸点：H2O>H2S，C正确；D．同一主族元素中从上到下，元素的非金属性逐渐减弱，S的非金属性比Se强，非金属性越强氢化物越稳定，则氢化物稳定性：H2S＞H2Se，D正确。答案选B。5．A【详解】A．由图可知，该分子中S原子形成4个键，且没有孤电子对，价层电子对数为4，故A正确；B．由结构式可知，该分子中与S相连的N原子价层电子对数为2+1=3，杂化方式为杂化，另外两个N原子价层电子对数为2，杂化方式为sp杂化，故B错误；C．元素的非金属性越强，其电负性越大，由于元素的非金属性：F>O>N>S，则元素的电负性大小顺序为：F>O>N>S，C错误；D．元素的非金属性越强，其第一电离能越大；同一周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势，但第IIA、第VA元素原子核外电子处于全满、半满的稳定状态，其第一电离能比同周期相邻元素的大，故这四种元素的第一电离能大小顺序：F>N>O>S，D错误；故选A。6．C【详解】A．气体单质中，稀有气体是单原子分子，分子中不存在化学键，故A错误；B．水分子、氨分子和甲烷分子中氧原子、氮原子和碳原子的价层电子对数都为4，原子的杂化方式都为sp3杂化，故B错误；C．二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数都为3，孤对电子对数分别为1和0，所以二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的杂化方式都为sp2杂化，分子的空间构型分别为V形和平面三角形，故C正确；D．铵根离子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0，分子的空间构型为正四面体形，故D错误；故选C。7．C【详解】A．1molP4含有6molP-P键，3molO2含有3molO=O，单键由1个σ键形成，双键由1个σ键和1个π键形成，则反应断裂的σ键数为9NA，A错误；B．23gCH3CH2OH的物质的量为，采取sp3杂化的有C和O原子，数目为0.5mol×3×NA/mol=1.5NA，B错误；C．12.8g铜的物质的量，而铜反应后变为+2价，则0.2mol铜反应后转移电子为0.4NA个，C正确；D．电解精炼铜时，阳极上放电的不只是铜，还有比铜更活泼的金属，故当转移电子2NA时，阳极上溶解的铜小于64g，D错误；故选：C。8．C【详解】①CS2中C原子的价层电子对数为2+(4-2×2)=2，为直线形的非极性分子，①错误；②的C原子的价层电子对数为3+(7+1-3×2)=4，有一对孤电子对，空间构型为三角锥形，②错误；③中S原子用最外层的6个电子与6个F原子形成6个共价键，6对成键电子对完全相同，③正确；④和的中心原子的价层电子对分别为4+(4-4×1)=4，3+(6+2-3×2)=4，中心原子均为杂化，④正确；⑤分子的结构式为，单建为键，双键含一个键和一个键，故分子中既含键又含键，⑤正确；所以③④⑤正确，C项符合题意。故选C。9．A【分析】W元素电子只有一种自旋取向，则W为H元素；Y原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等，其核外电子排布式为1s22s22p4或1s22s22p63s2，则Y为O或Mg元素；W与X的原子序数之和等于Y的原子序数，则X原子序数为8-1=7或12-1=11，则X为N或Na元素；基态Z原子核外有6种不同空间运动状态的电子说明有6个轨道，s有1个轨道，p有3个轨道，且只有一个不成对电子，其核外电子排布式为1s22s22p63s1，则Z为Na元素，故W、X、Y、Z分别为H、N、O、Na。【详解】A．W即H与Y即O原子能形成H2O2，含有非极性共价键O-O，A正确；B．同周期主族元素从左向右第一电离能增大，N原子的2p电子半满为较稳定结构，第一电离能大于相邻元素的第一电离能，则第一电离能大小顺序为：N＞O，B错误；C．X和Y的最简单氢化物分别为NH3、H2O，NH3能形成1个分子间氢键、H2O能形成2个分子间氢键，则H2O的沸点较高，C错误；D．Y即O原子可形成O2与O3，氧气为直线结构，结构对称，为非极性分子，臭氧为V形结构，结构不对称，臭氧属于极性分子，D错误；故选：A。10．C【详解】A．纯水的电离H2O+H2OH3O++OH-，则液氨的电离类似于水的电离，NH3+NH3+，故A正确；B．H2O、OF2的中心原子均形成2个共价键且存在2对孤电子对，分子构型均为V形，故B正确；C．SO2通入Ba(NO3)2溶液中，二氧化硫被硝酸根离子氧化为硫酸根离子，生成硫酸钡沉淀，故C错误；D．H2O2中存在氧氧单键，C2H6中存在碳碳单键，H2O2的热稳性比H2O的热稳定性弱，则C2H6的热稳定性比CH4的热稳定性弱，故D正确；故选C。11．C【详解】A．乙炔的分子式为C2H2，结构式为H-C≡C-H，空间填充模型：，A正确；B．PCl3分子中，中心P原子的价层电子对数为4，有一对孤电子，则VSEPR模型：，B正确；C．NaCl为离子化合物，由Na+和Cl-构成，电子式为，C不正确；D．氯气的电子式为，共价键电子云轮廓图：，D正确；故选C。12．B【详解】A．苯环上的碳原子以及羰基碳原子的价层电子对数均为3，采取sp2杂化，甲基碳原子的价层电子对数为4，采取sp3杂化，故该分子中sp2杂化和sp3杂化的碳原子个数比为7:1，故A正确；B．苯环上的碳原子共平面，碳氧双键上的碳原子采取sp2杂化，故羰基碳原子、甲基碳原子、氮原子共平面，N原子采取sp3杂化，碳氮单键可以旋转，故该分子中所有碳原子可能处于同一平面上，故B错误；C．单键为σ键，双键中有一个σ键，一个π键，苯环上没有连接侧链的碳原子上省略了氢原子，故该分子中含有20个σ键，故C正确；D．苯环上的碳原子的价层电子对数为3，采取sp2杂化，6个碳原子各有一个未参与杂化的2p轨道垂直于苯环平面，互相平行，以“肩并肩”的方式重叠而形成大π键，故D正确；故选B。13．C【分析】X、Y、Z、M、R均为短周期元素，原子序数依次增大；且由图可知，X只形成1个共价键，所以为H元素；Y形成4个共价键，所以为C元素；Z形成3个共价键，所以为N元素；M形成1个双键，所以为O元素；R形成了两个单键和两个双键，所以为S元素；据此分析解题。【详解】A．Z2为N2；YM为CO；N2和CO均是含有14电子的双原子分子，为等电子体，故A正确；B．RM3为SO3，三氧化硫分子中价层电子对数是3+0=3，空间构型为平面三角形，故B正确；C．如图所示，W分子中R形成四个σ键且无孤电子对，杂化方式为sp3，故C错误；D．W分子中既存在极性共价键，如Y-X，Z-X；又存在非极性共价键，如Y-Y，故D正确；故答案选C。14．AB【详解】A．Na2CS3中的S显-2价，具有较强的还原性，能被氧化，A正确；B．CS2的中心C原子的价层电子对数为2，发生sp杂化，且无孤电子对，所以空间结构为直线形，B正确；C．NaHS晶体由HS-和Na+构成，阴、阳离子的比例为1:1，C不正确；D．O与S是同主族元素，O的非金属性大于S，则碳硫键能小于碳氧键能，所以CS2的热稳定性比CO2的低，D不正确；故选AB。15．AD【详解】A．元素钌(44Ru)的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p64d65s2，则其在元素周期表中位于d区，A正确；B．BH3分子中B原子的价层电子对数为3，则发生sp2杂化，B的最外层只有3个电子，全部用于成键，所以其最外层不含孤电子对，为平面三角形，和VSEPR模型相同，B错误；C．从图中可以看出，过程④中发生反应HB(OH)2+2H2O+e-=+H2↑，则产生1molH2，转移电子的物质的量为mol，C错误；D．硼氢化钠中硼元素的化合价为+3价，反应过程中硼元素的化合价始终保持+3价，D正确；故选AD。16．(1)(2)(3)取少量某铜粉于试管中，加入适量稀硫酸，若溶液呈蓝色，则含Cu2O；若溶液不变蓝，则无Cu2O(4)，增大，降低，平衡正向移动，的量增多【详解】（1）为二元弱酸，故分步电离，电离方程式为、；（2）的电子式为；中周围的价层电子对数为：，故其中的杂化类型是；Ⅰ中催化分解的化学方程式是；（3）利用在酸性条件下发生歧化反应，可检验铜粉中是否有。故具体操作、现象和结论是：取少量某铜粉于试管中，加入适量稀硫酸，若溶液呈蓝色，则含Cu2O；若溶液不变蓝，则无Cu2O；（4）有弱酸性，越大越能促进过氧化氢电离生成，实验Ⅲ溶液中浓度大于实验Ⅱ，故加入同浓度的硫酸铜时，Ⅰ中生成的更多，则原因为，增大，降低，平衡正向移动，的量增多。17．(1)2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O(2)碱石灰(3)湿润的红色石蕊试纸变蓝(4)D装置内有白烟生成(5)E氨气是极性分子，水也是极性分子根据相似相容原理氨气易溶于水，且氨气可以与水分子形成分子间氢键(6)8.03【分析】装置A用氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应生成氯化钙、氨气和水，经装置B的碱石灰干燥氨气，进入装置C使湿润的红色石蕊试纸变蓝色，氨气和浓盐酸反应生成氯化铵固体，为防止倒吸，应选E做尾气吸收装置；【详解】（1）氯化铵固体和氢氧化钙固体加热反应生成氯化钙、氨气和水，装置A中发生反应的化学方程式为：2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O；（2）氨气是碱性气体用碱石灰干燥，装置B中的干燥剂是碱石灰；（3）氨气溶于水生成一水合氨，一水合氨电离出氢氧根离子溶液显碱性，氨气遇到湿润的红色石蕊试纸变蓝色；（4）浓盐酸易挥发生成氯化氢气体，遇到氨气发生反应生成白色固体氯化铵，实验进行一段时间后，挤压装置D中的胶头满管，滴入1-2滴浓盐酸，可观察到的现象是瓶内有白烟生成，发生反应的化学方程式为NH3+HCl=NH4Cl；（5）氨气极易溶于水，水吸收需要防止倒吸，选择倒扣在水面的漏斗用水吸收多余的氨气，选装置E；氨气是极性分子，水也是极性分子根据相似相容原理氨气易溶于水，且氨气可以与水分子形成分子间氢键，导致氨气极易溶于水；（6）根据2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2NH3↑+2H2O，标准状况下4.48L氨气物质的量为，NH4Cl的物质的量为0.15mol，。18．(1)N≡C－Clsp(2)浓硫酸将装置内的空气排净(3)维持低温环境，防止产物气化黄绿色气体(过剩氯气)装置11装置10C(4)【详解】（1）碳为四价结构，N为三价结构，所以CNCl的结构式为Cl-CN。C形成了两个Π键，采取sp杂化。答案为Cl-CN；sp；（2）氯化氰与水反应变质需要干燥无水处理，选择浓硫酸干燥，同时需要排尽装置中的空气。答案为浓硫酸；排尽装置中的空气；（3）为了减少Cl2挥发使其充分反应和便于收集氯化氰，需要降温冷凝，所以装置7、10、11均为冷凝作用。而多余的Cl2则进入D中而呈现黄绿色。当反应结束后需要将装置中残留的氯化氰蒸出，所以对装置11升温便于氯化氰逸出，同时装置10降温冷凝收集氯化氰。答案为维持低温环境，防止产物气化；黄绿色气体(过剩氯气)；装置11；装置10；C；（4）氯化氰碳氮三键可进行加聚。所以三聚物为。19．(1)1s22s22p595Cl-＞O2-＞F-＞Na+＞Al3+(2)平面正三角形原子晶体(3)Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+Al2O3(4)B(5)AlF3是离子晶体，AlCl3是分子晶体氧离子半径比氯离子半径小且氧离子带2个电荷，故①的离子键比②强，熔点比②高【详解】（1）涉及到的元素中，最活泼非金属是F元素，F原子核外电子排布式是1s22s22p5，其核外有9种不同运动状态的电子，2p能级的电子能