第二章 分子结构与性质 测试题 高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2

第二章分子结构与性质测试题一、选择题1．从火山附近的温泉到硫磺香皂，从中国引以为豪的黑火药到今天的重要的化工产品硫酸，这些物质中都含有硫元素。硫及其化合物在生产、生活和科学研究中有着广泛的作用。工业制硫酸的过程中二氧化硫在加热、催化剂作用下在接触室中被氧化为三氧化硫，，实验室可用浓硫酸和铜为原料制备二氧化硫。下列有关二氧化硫的说法正确的是A．二氧化硫的空间构型为平面三角形B．二氧化硫有漂白、杀菌性能，可在食品加工中大量使用C．二氧化硫易溶于水，是因为二氧化硫分子与水分子之间存在氢键D．二氧化硫在一定条件下可以与碳酸钙反应生成亚硫酸钙2．已知：。精细化学品W是酸性条件下X与反应的主产物，Y、Z是反应过程中的过渡态或中间体。X→W的反应过程可表示如下：下列说法正确的是A．X的名称为2，3-环氧丙酮 B．Z中采取杂化的碳原子有两个C．W不存在对映异构体 D．溶液的酸性越强，W的产率越高3．下列分子或离子的空间结构为平面三角形的是A． B． C． D．4．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．③⑤5．已知在298.15K、100kPa条件下，1mol气态氢原子完全结合形成氢气时，释放的最低能量为218kJ，下列说法正确的是A．H—H键的键能为218kJ•mol-1B．H—H键的键能为436kJ•mol-1C．1mol气态氢原子的能量低于0.5molH2的能量D．1molH2完全分解为气态氢原子至少需要218kJ的能量6．二茂铁是一种具有芳香族性质的有机过渡金属化合物，在医药、航天、环保等行业具有广泛的应用，其结构简式如图所示。下列说法错误的是A．其分子式为C10H10FeB．分子中的Fe失去了3d能级上的2个电子C．分子中既含有极性共价键又有非极性共价键D．铁元素的第二电离能小于它的第三电离能7．研究人员研制出一种新型复合光催化剂，利用太阳光在催化剂表面实现高效分解水，主要过程如图所示。下列说法正确的是A．过程Ⅰ有H-O键断裂并放出能量B．过程Ⅱ既有极性键形成，又有非极性键形成C．过程Ⅲ存在着H-O键断裂和O=O键的形成D．2mol的总能量大于2mol和1mol的总能量8．下列关于分子的结构和性质的描述中，错误的是A．冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”B．乳酸()分子中含有一个手性碳原子C．碘易溶于浓碘化钾溶液，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释D．氟的电负性大于氯的电负性，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性9．已知的空间结构为形，分子中正电中心和负电中心不重合，它与可以相互转化：，下列有关说法正确的是A．比稳定 B．和都具有氧化性C．和都是非极性分子 D．和互为同位素10．已知H2O2的分子空间结构可在二面角中表示，如图所示，则有关H2O2的结构的说法中正确的是A．分子的正、负电荷重心重合B．分子的正、负电荷重心不重合C．H2O2是含极性键的非极性分子D．H2O2是只含非极性键的极性分子11．下列微粒的空间构型与相同的是A． B． C． D．12．X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，它们形成的某种化合物的结构如图。其中X、Y、Z同周期，Y、W同主族。下列说法错误的是A．第一电离能：Z>Y>XB．简单氢化物的熔、沸点：Y>WC．简单阴离子的还原性：W>Y>ZD．Y与W形成的两种常见化合物，中心原子的杂化方式相同13．第24届冬奥会中，国家速滑馆“冰丝带”里屡破奥运会纪录，该冰场是冬奥史上“最快冰面”，冰层表面结构如图所示。下列有关说法错误的是A．第一层固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构，密度比液态水小B．第二层“准液体”水分子之间形成的氢键较第一层多C．当高于一定温度时，“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂，产生“流动性水分子”，使冰面变滑D．冰熔化成水的过程，是14．对σ键的认识不正确的是A．含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同B．s-sσ键与s-pσ键的对称性相同均为轴对称C．分子中含有共价键，则至少含有一个σ键D．σ键不属于共价键，是另一种化学键15．绿矾()分解可制备铁红，同时产生、和。设NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是A．溶液含有的阳离子数大于NAB．0.5mol三聚分子()中含有σ键数目为6NAC．绿矾分解生成16g时，转移电子数为0.2NAD．22.4L溶于水，溶液中、、的数目总和为NA二、非选择题16．常见的太阳能电池有单晶硅太阳能电池多晶硅太阳能电池、太阳能电池及铜铟镓硒薄膜太阳能电池等。(1)基态亚铜离子()的最外层电子排布式为______；高温下容易转化为，试从原子结构的角度解释原因：______。(2)的沸点高于的沸点(-42℃)，其原因是______。(3)和的空间结构分别为______、______。17．试用相关知识回答下列问题：（1）有机物大多难溶于水，而乙醇和乙酸可与水互溶，原因是_______。（2）乙醚（）的相对分子质量大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚的高得多，原因是_________________。（3）从氨合成塔里分离出NH3，通常采用的方法是_____________，原因是_____________。（4）水在常温下的组成的化学式可用（H2O）n表示，原因是_______________。18．杂化轨道理论是一种价键理论，是鲍林为了解释分子的空间结构提出的。(1)轨道的杂化在外界条件影响下，原子内部___________的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程。(2)杂化轨道原子轨道___________后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道。(3)轨道杂化的过程：___________。19．已知键能、键长部分数据如下表：共价键键能242.7193.7152.7567431.8366298.7462.8键长19228266共价键键能347.7615812413.4390.8607142497.3键长154133120109101(1)下列推断正确的是___________(填字母，下同)。A．稳定性： B．氧化性：C．沸点： D．还原性：(2)下列有关推断正确的是___________。A．同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键B．同种元素形成的双键键能一定小于单键的2倍C．键长越短，键能一定越大D．氢化物的键能越大，其稳定性一定越强(3)在表中所给键中，键长最短的是___________，最长的是___________；键的键长___________(填“大于”“小于”或“等于”)键的键长。20．在HCl分子中，由H原子的一个_______轨道与Cl原子的一个_______轨道形成一个_______键；在Cl2分子中两个Cl原子以2个_______轨道形成一个________键。21．W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，其原子半径随原子序数变化如图所示。已知W的一种核素的质量数为18，中子数为10；X和Ne的核外电子数相差1；在Z所在的周期中，Z元素的原子得电子能力最强；四种元素的最外层电子数之和为18。请回答下列问题：(1)X元素位于元素周期表中位置为_______。(2)X的单质和Y的单质相比，熔点较高的是_______(写化学式)。Z所在族的简单氢化物中，沸点最高的是_________(写化学式)，原因为_________。(3)W、X、Z三种元素形成的化合物中化学键类型为_______；X2W2的电子式为_______。(4)Y与Z形成的化合物在常温下是一种液态，它和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，该反应的化学方程式为_________。(5)Z的氧化物很多，其中一种黄绿色气体M，其氧含量为47.41％，可用于水处理，M在液态和浓缩气态时具有爆炸性，则M的化学式为_________。M可与NaOH溶液反应生成两种稳定的盐，它们的物质的量之比为1︰5，该反应的化学方程式为_________。22．八水合磷酸亚铁[，]难溶于水和醋酸，溶于无机酸，可作为铁质强化剂。某实验室利用如图装置制备八水合磷酸亚铁，步骤如下：ⅰ.在烧瓶中先加入维生素C稀溶液作底液；ⅱ.通过仪器a向烧瓶中滴入足量与的混合溶液；ⅲ.再滴入的溶液，保持为6左右，水浴加热且不断搅拌至反应充分后静置；ⅳ.将烧瓶中混合物进行抽滤、洗涤、低温干燥，得到产品。回答下列问题：(1)的价电子轨道表示式为___________，的空间结构为___________。(2)仪器a的名称是___________，配制溶液时需将蒸馏水事先煮沸、冷却，其目的是___________。(3)用维生素C稀溶液作底液而不用铁粉的主要原因是___________。(4)写出生成八水合磷酸亚铁的离子方程式：___________。(5)合成时需保持为6左右的原因是___________。(6)产率的计算：称取产品，用足量的稀硫酸溶解后，立即用溶液滴定至终点，消耗溶液。滴定过程中的离子方程式为___________，本实验所得产品的产率为___________%(保留到小数点后一位)。【参考答案】一、选择题1．D解析：A．二氧化硫中心S原子价层电子对数为2+=3，孤电对数为1，空间构型为V形，A错误；B．二氧化硫有漂白、杀菌性能，可在食品加工应按国家规定用量使用，B错误；C．二氧化硫易溶于水，是因为二氧化硫分子与水分子均为极性分子，C错误；D．二氧化硫在一定条件下可以与碳酸钙反应生成亚硫酸钙和二氧化碳，D正确；故选D。2．B解析：A．X的名称为2，3-环氧丙烷，A项错误；B．Z中-CH3和-CH2-为sp3杂化，B项正确；C．Z中第二个碳连接四个不同的基团，所以该物质中存在对映异构，C项错误；D．溶液酸性强易发生其他副反应导致W的产率降低，D项错误；故选B。3．A解析：A．的中心原子N原子形成3个σ键电子对，孤电子对数为，则空间结构为平面三角形，A正确；B．的中心原子O原子形成3个σ键电子对，孤电子对数为，则空间结构为三角锥形，B错误；C．的中心原子S原子形成3个σ键电子对，孤电子对数为，则空间结构为三角锥形，C错误；D．的中心原子Si原子形成4个σ键电子对，孤电子对数为，则空间结构为正四面体形，D错误；故选A。4．D解析：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。5．B解析：键能是指在、条件下，气态分子中化学键解离成气态原子所吸收的能量。气态氢原子完全结合只能形成键，结合题意可得键的键能为；气态氢原子的能量高于的能量；完全分解为气态氢原子至少需要的能量，则A、C、D项错误，B项正确。6．B解析：A．由结构简式可知，其分子式为C10H10Fe，A正确；B．分子中的Fe为亚铁离子，Fe失去了最外层4s能级上的2个电子，B错误；C．分子中既含有C-H极性共价键又有C-C非极性共价键，C正确；D．铁元素的第一电离能小于第二电离能，第二电离能小于第三电离能，D正确；答案选B。7．C解析：A．由图可知，过程Ⅰ有H-O键断裂，而化学键断裂需要吸收能量，A错误；B．过程Ⅱ中实际上是2个H结合为H2以及2个羟基结合成H2O2，所以形成了1个H—H键和1个O—O键，新键均为非极性键，B错误；C．由图可知，过程Ⅰ有H-O键断裂，过程Ⅲ存在氧气中O=O的形成，C正确；D．氢气在氧气中燃烧生成水的过程为放热过程，故2mol的总能量小于2mol和1mol的总能量，D错误；故选C。8．C解析：A．同主族从上往下碱金属元素的离子半径逐渐增大,冠醚利用不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子进行“分子识别”，A正确；B．人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，中含1个手性碳原子(*所示)，B正确；C．甲烷为非极性分子，水为极性分子，甲烷难溶于水可用“相似相溶”原理解释，碘是非极性分子，碘易溶于浓碘化钾溶液与发生反应有关，不可用“相似相溶”原理解释，C错误；D．氟的电负性大于氯的电负性，使得F3C-的极性大于Cl3C-的极性，三氟乙酸中的-COOH比三氯乙酸中的-COOH更容易电离出氢离子，三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，D正确；故选C。9．B解析：A．由转化为的反应为放热反应，反应物的总能量大于生成物的总能量，能量越低越稳定，则比稳定，故A错误；B．和是由氧元素形成的两种活泼的非金属单质，都具有氧化性，故B正确；C．由信息可知，的空间结构为形，分子中正电中心和负电中心不重合，所以是极性分子，故C错误；D．和是由氧元素形成的两种不同的单质，属于同素异形体，故D错误；答案选B。10．B解析：A．由过氧化氢分子的空间结构可知，分子中正、负电荷重心不重合，故A错误；B．由过氧化氢分子的空间结构可知，分子中正、负电荷重心不重合，故B正确；C．由过氧化氢分子的空间结构可知，分子中正、负电荷重心不重合，过氧化氢分子为含有极性键和非极性键的极性分子，故C错误；D．由过氧化氢分子的空间结构可知，分子中正、负电荷重心不重合，过氧化氢分子为含有极性键和非极性键的极性分子，故D错误；故选B。11．C【分析】中中心原子的价层电子对数是3，不含有孤对电子，属于平面三角形，据此解答。解析：A.中中心原子的价层电子对数是3+4，含有一对孤对电子，空间构型是三角锥形，A不选；B.中中心原子的价层电子对数是3+4，含有一对孤对电子，空间构型是三角锥形，B不选；C.中中心原子的价层电子对数是3+3，不含有孤对电子，空间构型是平面三角形，C选；D.中中心原子的价层电子对数是3+4，含有一对孤对电子，空间构型是三角锥形，D不选；答案选C。12．A【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素，它们形成的某种化合物的结构如图。Y、W同主族，W有6条共价键，二者位于ⅥA族，则Y为O元素，W是S元素；其中X、Y、Z同周期，X形成3条共价键，Z形成一条共价键，则X为N，Z为F元素。解析：A．同周期从左到右，第一电离能有增大的趋势，ⅤA族p能级上是半充满结构，第一电离能变大，第一电离能：Z>X>Y，故A错误；B．水分子间形成氢键，熔沸点较高，气态氢化物的熔沸点：Y>W，故B正确；C．S2-比O2-多一个电子层，O2-与F-电子层结构相同，核电荷数大的半径小，简单阴离子半径：W>Y>Z，半径越大，还原性越强，简单阴离子的还原性：W>Y>Z，故C正确；D．Y与W形成的两种常见化合物SO2和SO3，中心原子的价层电子对分别为：2+=3、3+=3，中心原子的杂化方式相同，均为sp2杂化，故D正确；故选A。13．B解析：A．固态冰中，水分子间通过氢键形成空间网状结构，体积变大，则固体冰密度比液态水小，A正确；B．相同条件下，从图中可以看出，“准液体”中水分子间形成氢键的数目比固态冰中少，B错误；C．“准液体”中的水分子与下层冰通过氢键连接，当高于一定温度时，氢键断裂，则产生“流动性水分子”，使冰面变滑，C正确；D．冰熔化成水的过程中，需要吸收热量，则ΔH>0，物质由固相变成液相，熵增加，则ΔS>0，D正确；故答案为：B。14．D解析：A．含有π键的化合物，化学键易断裂，性质较活泼，含δ键的化合物性质稳定，则化学性质不同，A正确；B．键与键的对称性相同，均为轴对称，B正确；C．单键为σ键，双键和三键中均含1个σ键，则分子中含有共价键，则至少含有一个σ键，C正确；D．σ键和π键均为共价键的类型，则σ键属于共价键，D错误；故选D。15．D解析：A．硫酸亚铁是强酸弱碱盐，亚铁离子在溶液中水解使溶液中的阳离子数目增大，则1L1mol/L硫酸亚铁溶液含有的阳离子数大于1mol/L×1L×NAmol—1=NA，故A正确；B．由结构可知，三聚三氧化硫分子中含有的σ键为12，则0.5mol三聚三氧化硫分子中含有的σ键的数目为0.5mol×12×NAmol—1=6NA，故B正确；C．由题意可知，绿矾受热分解的方程式为2FeSO4·7H2OFe2O3+SO2↑+SO3↑+7H2O，反应生成1mol三氧化铁，反应转移2mol电子，则生成16g三氧化铁时，转移电子数为×2×NAmol—1=0.2NA，故C正确；D．缺标准状况，无法计算22.4L二氧化硫的物质的量，且二氧化硫与水反应为可逆反应，可逆反应不可能完全进行，所以无法计算使溶液中亚硫酸、亚硫酸氢根、亚硫酸根的数目总和，故D错误；故选D。二、非选择题16．中的最外层电子排布处于稳定的全充满状态分子间存在氢键，分子间无氢键平面三角形三角锥形解析：(1)原子失去1个电子生成，基态的核外电子排布式为或，则基态的最外层电子排布式为；原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定，的最外层电子排布式为，而的最外层电子排布式为，后者更稳定，故高温下容易转化为；(2)和都是极性分子，但由于分子间存在氢键，所以的沸点比的沸点高；(3)的中心原子的价层电子对数，且没有孤电子对，所以其空间结构是平面三角形；的中心原子的价层电子对数，孤电子对数为1，所以其空间结构是三角锥形。17．乙醇、乙酸和水均为极性分子，且乙醇和乙酸均可与水形成分子间氢键乙醇分子间存在较强的氢键加压使液化后，与H2、N2分离NH3分子间存在氢键，易液化水分子间存在氢键，若干个水分子易缔合成较大的“分子【分析】由于氢键的存在，可以让乙醇和乙酸与水互溶，可以增大物质的熔沸点，易让氨气液化，使多个水分子缔合在一起形成大分子，但是氢键不是化学键。解析：（1）乙醇分子中的羟基(—OH)、乙酸分子中的羧基(—COOH)中的O原子与水分子中的H原子可以形成氢键、乙醇分子中的羟基(—OH)、乙酸分子中的羧基(—COOH)中的H原子与水分子中的O原子可以形成氢键，故乙醇和乙酸可与水互溶的原因：乙醇、乙酸和水均为极性分子，且乙醇和乙酸均可与水形成分子间氢键；（2）乙醇分子间通过氢键结合产生的作用力比乙醚分子间的作用力大，故乙醇的相对分子质量虽小，但其分子间作用力比较大，所以沸点高；（3）氨气分子间由于存在氢键，沸点较高，加压会使它容易液化，从而可以和氢气、氮气分离；（4）在常温下，由于水分子之间存在氢键，会使多个水分子缔合在一起，形成较大的分子。18．(1)能量相近(2)杂化(3)激发→杂化→轨道重叠解析：（1）在外界条件影响下，原子内部能量相近的原子轨道发生混杂，重新组合成一组新的轨道的过程；（2）原子轨道杂化后形成的一组新的原子轨道，叫做杂化原子轨道，简称杂化轨道；（3）轨道杂化的过程：激发→杂化→轨道重叠。19．(1)ACD(2)A(3)大于解析：（1）A．根据题表中数据，同主族元素气态氢化物的键能从上至下逐渐减小，稳定性逐渐减弱，A正确；B．从键能看，氯气、溴单质、碘单质的稳定性逐渐减弱，由原子结构知，氧化性也逐渐减弱，B错误；C．在常温下，为液态，为气态，则的沸点比高，C正确；D．非金属单质的氧化性越强，其对应阴离子的还原性越弱，氧化性：，还原性：，D正确；答案选ACD。（2）A．由碳碳键的数据可知，同种元素形成的共价键，稳定性：三键＞双键＞单键，A正确；B．由键、键的键能知，同种元素形成的双键键能不一定小于单键的2倍，B错误；C．键的键长大于键的键长，但是键的键能反而较小，C错误；D．由键的键能知，的键能较大，而稳定性较弱，D错误；答案选A。（3）由表格数据可知，在表中所给键中，键能越大、键长越短，则键长最短的是，最长的是，键的键能小于键的键能，则键的键长大于键的键长。20．spσpσ解析：氯化氢分子中H和Cl是单键，所以根据原子的核外电子排布可知，在HCl分子中，由H原子的一个s轨道与Cl原子的一个p轨道形成一个σ键；而氯气分子中两个Cl原子以2个p轨道形成一个σ键。21．第三周期第IA族SiHFHF分子之间形成氢键离子键、共价键SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HClClO26ClO2+6NaOH=NaCl+5NaClO3+3H2O【分析】W、X、Y、Z是四种常见的短周期元素，W的一种核素的质量数为18，中子数为10，则其质子数为18-10=8，故W为O元素；X和Ne原子的核外电子数相差1，且原子半径大于氧，则X为Na元素；由原子序数可知Y、Z均处于第三周期，所在的周期中Z元素的原子得电子能力最强，则Z为Cl元素，四种元素的最外层电子数之和为18，则Y原子最外层电子数为18-6-1-7=4，则Y为Si元素。解析：根据上述分析可知：W是O，X是Na，Y是Si，Z是Cl元素。(1)X是Na元素，原子核外电子排布是2、8、1，根据原子结构与元素位置关系可知X位于元素周期表第三周期第IA族；(2)X的单质为钠，属于金属晶体，但其熔点比较低；Y的单质为晶体硅，属于共价晶体，熔点很高，故熔点较高的是Si；Cl元素所在族的简单氢化物中，由于HF分子之间形成了氢键，增加了分子之间的吸引作用，使HF的沸点最高；(3)W、X、Z三种元素形成的化合物为NaClO等，物质中含有的化学键类型为离子键、共价键；X2W2是Na2O2，其电子式为：；(4)Y与Z形成的化合物为SiCl4，和足量水反应，生成一种弱酸和一种强酸，应生成硅酸与HCl，该反应的化学方程式是：SiCl4+3H2O=H2SiO3↓+4HCl；(5)Cl的氧化物很多，其中一种黄绿色气体M，其氧含量为47.41%，则分子中Cl、O原子数目之比为：n(Cl)：n(O)==1：2，故M的化学式为ClO2。ClO2可与NaOH溶液反应生成两种稳定的盐，它们的物质的量之比为1：5，只能是部分Cl元素降低为-1价，部分升高为+5价，该反应的化学方程式为：6ClO2+6NaOH=NaCl+5NaClO3+3H2O。22．(1)正四面体(2)恒压滴液漏斗除去水中溶解的氧气，防止Fe2+被氧化(3)避免产品中混入铁粉(4)3Fe2++2HPO+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH其他合理答案也可(5)pH降低，不利于沉淀的生成；pH过高，会生成Fe(OH)2沉淀(6)5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O88.9【分析】制备八水合磷酸亚