高考化学湖北长江作业本 化学人教选择性必修2 02 第二章质量评估

第二章质量评估(时间：75分钟分值：100分)一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一个选项符合题目要求)1．关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质，下列说法错误的是()A．CH3OH为极性分子B．N2H4的空间结构为平面形C．N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2D．CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同B解析：甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的，碳原子连接3个氢原子和1个氧原子，为四面体结构，是由极性键组成的极性分子，A正确；N2H4中N的杂化方式为sp3，不是平面形，B错误；N2H4和[(CH3)2NNH2]均存在分子间氢键，但前者的氢键比例大，沸点高，C正确；CH3OH和(CH3)2NNH2分子中C、O、N的杂化方式均为sp3，D正确。2．下列对HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4这组分子中共价键形成方式的分析正确的是()A．都是σ键，没有π键B．都是π键，没有σ键C．既有π键，又有σ键D．除CH4外，都是σ键A解析：题中各分子的结构式分别为H—Cl、分子中各原子之间均为单键，则都是σ键，没有π键。3．用短线“—”表示共用电子对，用“··”表示未成键孤电子对的式子叫路易斯结构式。R分子的路易斯结构式可以表示为，则以下叙述错误的是()A．R为三角锥形B．R可以是BF3C．R是极性分子D．R的键角小于109°28′B解析：含有3个单键和1个孤电子对，价层电子对数为4，空间结构为三角锥形，故A正确；B最外层含有3个电子，BF3中B形成3个共价键，B没有孤电子对，所以R不是BF3，故B错误；由极性键构成的分子，若结构对称，正电中心和负电中心重合，则为非极性分子，R分子的结构不对称，R是极性分子，故C正确；三角锥形分子键角小于109°28′，故D正确。4．下列说法正确的是()A．H2SO4分子中三种原子均以杂化轨道成键B．NHeq\o\al(＋,4)的电子式为eq\b\lc\[\rc\](\a\vs4\al\co1(H\o(\s\up7(·),\s\do5(·))N\o(\s\up7(H),\s\do5(··)),\o(\s\up7(··),\s\do5(H))\o(\s\up7(·),\s\do5(·))H))＋，该离子呈平面正方形C．CH4分子中的4个C—H都是由氢原子的1s轨道与碳原子的2p轨道重叠形成的D．CH4分子中碳原子的sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个C—Hσ键D解析：H2SO4分子中H、O原子没有发生轨道杂化，A项错误；NHeq\o\al(＋,4)呈正四面体形，B项错误；CH4分子中碳原子的2s轨道与2p轨道进行杂化形成4个sp3杂化轨道，然后碳原子的sp3杂化轨道与氢原子的1s轨道重叠形成C—Hσ键，C项错误，D项正确。5．通常把原子总数和价电子总数相同的分子或离子称为等电子体。人们发现等电子体的空间结构相同。下列有关说法正确的是()A．CH4和NHeq\o\al(＋,4)是等电子体，键角均为60°B．NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2-,3)是等电子体，均为平面正三角形结构C．H3O＋和PCl3是等电子体，均为三角锥形结构D．B3N3H6和苯是等电子体，B3N3H6分子中不存在“肩并肩”式重叠的轨道B解析：CH4和NHeq\o\al(＋,4)都是正四面体结构，键角均为109°28′，A项错误；NOeq\o\al(－,3)和COeq\o\al(2-,3)是等电子体，均为平面正三角形结构，B项正确；H3O＋和PCl3价电子总数不相等，不是等电子体，C项错误；B3N3H6结构与苯相似，也存在“肩并肩”式重叠的轨道，D项错误。6．下列对分子性质的解释中，不正确的是()A．碘易溶于四氯化碳，甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释B．过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子C．水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有大量的氢键D．青蒿素的分子式为C15H22O5，结构如图所示，该分子中包含7个手性碳原子C解析：碘是非极性分子，易溶于非极性溶剂四氯化碳，甲烷是非极性分子，难溶于极性溶剂水，所以都可用“相似相溶”规律解释，A正确；过氧化氢中含有极性键O—H和非极性键O—O，其正电中心和负电中心不重合，属于极性分子，B正确；水很稳定(1000℃以上才会部分分解)是因为水中含有的H—O非常稳定，与分子间氢键无关，C错误；手性碳原子连接的4个原子或原子团互不相同，根据青蒿素的结构图，可知该分子中包含7个手性碳原子，如图所示：eq\a\vs4\al()，D正确。7．2022年诺贝尔化学奖授予在“点击化学和生物正交化学”领域作出贡献的三位科学家。点击化学经典反应之一如图所示。下列有关Ⅰ～Ⅲ三种物质的说法正确的是()A．Ⅰ中氧元素的第一电离能最大B．1个Ⅱ分子中含有9个σ键C．Ⅲ中碳氧键的键能均相等D．该反应催化剂基态的价层电子排布为3d10D解析：Ⅰ中含有C、H、N和O四种元素，同周期元素的第一电离能总体上随原子序数增大而增大，但是氮原子的2p能级的电子处于半充满状态，比较稳定，所以氮元素的第一电离能大于氧元素，即氮元素的第一电离能最大，A项错误；1个苯分子中含有6个碳碳σ键和6个碳氢σ键，1个碳碳三键中含有1个碳碳σ键和2个π键，1个碳氢键中含有1个σ键，所以Ⅱ分子中含有14个σ键，B项错误；Ⅲ中碳氧键包括碳氧单键和碳氧双键，键能不相等，C项错误；该反应的催化剂是Cu＋，基态Cu失去了4s1上的1个电子变为Cu＋，价层电子排布为3d10，D项正确。8．下列说法正确的是()A．ABn型分子中，若中心原子没有孤电子对，则ABn为空间对称结构，属于非极性分子B．水的沸点高是因为H—O键能大C．H2O、NH3、CH4分子中的O、N、C分别形成2个、3个、4个键，故O、N、C分别采取sp、sp2、sp3杂化D．CCl4分子是含有极性键的极性分子A解析：H2O的沸点高是因为水中含有大量的氢键，B项错误；在NH3、H2O、CH4中N、O、C均采取sp3杂化，只不过NH3、H2O分子中孤电子对占据着杂化轨道，C项错误；CCl4是含有极性键的非极性分子，D项错误。9．在有机物分子中，连有4个不同原子或基团的碳原子称为“手性碳原子”，具有手性碳原子的化合物具有光学活性。结构简式如图所示的有机物分子中含有一个手性碳原子，该有机物具有光学活性。当该有机物发生下列化学变化时，生成的新有机物无光学活性的是()A．与新制银氨溶液共热B．与甲酸发生酯化反应C．与金属钠发生置换反应D．与H2发生加成反应D解析：若生成的新有机物为无光学活性的物质，则原有机物中的手性碳原子上至少有一个原子或基团发生转化使两个原子或基团具有相同的结构。A项，反应后—CHO转化为手性碳原子仍存在；B项，反应后—CH2OH转化为CH2OCOH，手性碳原子仍存在；C项，反应后—CH2OH转化为—CH2ONa，手性碳原子仍存在；D项，反应后—CHO转化为—CH2OH，与原有机物手性碳原子上的一个基团结构相同，不再存在手性碳原子。10．下列关于含氯粒子的说法不正确的是()A．ClOeq\o\al(－,2)的空间结构为角形B．ClO2属于共价化合物C．ClOeq\o\al(－,3)的键角为120°D．ClOeq\o\al(－,4)中心原子轨道杂化类型为sp3C解析：ClOeq\o\al(－,2)的中心原子价层电子对数为2＋eq\f(7＋1－2×2,2)＝4，含两个孤电子对，空间结构为角形，A正确；ClO2只含共价键，为共价化合物，B正确；ClOeq\o\al(－,3)的中心原子价层电子对数为3＋eq\f(7＋1－3×2,2)＝4，含1个孤电子对，空间结构为三角锥形，键角不是120°，C错误；ClOeq\o\al(－,4)的中心原子价层电子对数为4＋eq\f(7＋1－4×2,2)＝4，轨道杂化类型为sp3，D正确。11．正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构的白色晶体，层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图所示)。下列有关说法正确的是()A．在H3BO3分子中各原子最外层均满足8电子稳定结构B．H3BO3分子的稳定性与氢键有关C．1molH3BO3的晶体中有3mol极性共价键D．1molH3BO3的晶体中有3mol氢键D解析：硼原子最外层只有3个电子，与氧原子形成3个共用电子对，氢原子最外层只有1个电子，与氧原子形成1个共用电子对，因此硼原子和氢原子最外层都不满足8电子稳定结构，故A错误；分子的稳定性与分子内的B—O、H—O共价键有关，与氢键无关，故B错误；1molH3BO3的晶体中有3molB—O和3molO—H，则1molH3BO3的晶体中有6mol极性共价键，故C错误；1个H3BO3分子对应6个氢键，1个氢键为2个H3BO3分子共用，因此含有1molH3BO3分子的晶体中有3mol氢键，故D正确。12．第ⅤA族元素的原子R与A原子结合形成RA3气态分子，其空间结构呈三角锥形。RCl5在气态和液态时，分子结构如图所示。下列关于RCl5分子的说法不正确的是()A．每个原子都达到8电子稳定结构B．键角(Cl—R—Cl)有90°、120°、180°几种C．RCl5受热后会分解生成分子空间结构呈三角锥形的RCl3D．分子中5个R—Cl键能不完全相同A解析：RCl5中R原子形成5个共价键，所以R的最外层电子数为10，不满足8电子稳定结构，A错误；上下两个顶点与中心原子R形成的键角为180°，中间为平面三角形，键角为120°，顶点与平面形成的键角为90°，B正确；RCl5受热后会分解生成RCl3和Cl2：RCl5eq\o(=,\s\up7(△))RCl3(三角锥形)＋Cl2↑，C正确；由R—Cl有两类键长可知，键能不完全相同，D正确。13．下列结构图中，●代表前两个周期元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表未用于形成共价键的最外层电子，短线代表共价键。如F2可表示为。根据各图表示的结构特点，下列有关叙述正确的是()A．上述结构图中共出现6种元素B．甲、乙、丙为非极性分子，丁为极性分子C．甲与丁可以发生化合反应生成离子化合物D．向CaCl2溶液中加入(或通入)丙有白色沉淀产生C解析：由示例和题给信息可确定：甲为HF，乙为N2，丙为CO2，丁为NH3。A中，结构图中共有H、F、N、C、O5种元素，错误；B中，乙、丙为非极性分子，甲、丁为极性分子，错误；C中，甲与丁发生反应：HF＋NH3=NH4F，NH4F属于离子化合物，正确；D中，CO2通入CaCl2溶液中不能生成CaCO3沉淀，错误。14．下列关于结构如图所示的有机物的叙述中，正确的是()A.1mol该有机物与足量Na发生反应，有3molH2生成B．分子中有3个手性碳原子C．分子中sp2、sp3杂化的碳原子个数比为3∶4D．1mol该有机物与足量H2发生加成反应，有2molπ键断裂D解析：该有机物分子中含有3个羟基，因此1mol该有机物与Na反应，可生成1.5molH2，A错误；在图中，六元环中上面和下面2个连接—OH的碳为手性碳原子，B错误；分子中连接—OH的3个碳原子为sp3杂化，4个双键碳为sp2杂化，因此分子中sp2、sp3杂化的碳原子个数比为4∶3，C错误；1mol该有机物含有2mol碳碳双键，与H2加成时，有2molπ键断裂，D正确。15．下列与分子性质有关的说法正确的是()B．氟代丙二酸(HOOC—CF2—COOH)的酸性强于丙二酸(HOOC—CH2—COOH)是因为—CF2—的极性大于—CH2—的极性，导致氟代丙二酸羧基中—OH的极性更大更易电离出H＋C．C的电负性强于Si，所以CH4的熔、沸点高于SiH4D．I2受热易升华，是因为分子内共价键键能较小所致B解析：邻硝基苯酚的分子内形成了氢键(eq\a\vs4\al())，对硝基苯酚分子间形成了氢键(eq\a\vs4\al())，因此对硝基苯酚的沸点高于邻硝基苯酚，A错误；因电负性：F>H，因此F—C的极性大于H—C的极性，使得—CF2—的极性大于—CH2—的极性，导致氟代丙二酸的羧基中羟基的极性更大，更易电离出氢离子，B正确；简单氢化物的熔、沸点由分子间作用力决定，与元素的电负性无关，C错误；I2受热升华过程中只破坏分子间作用力，I2分子内共价键不发生断裂，因此易升华的性质与键能无关，D错误。二、非选择题(本题共4小题，共55分)16．(13分)下表中实线是元素周期表的部分边界，其中上边界并未用实线标出。根据信息，回答下列问题：(1)元素周期表中基态Ga的最外层电子排布式为____________________________。(2)Fe元素位于元素周期表的________区；已知：原子数目和价电子总数相同的粒子互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为________(填化学式，下同)和________。(3)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有____________________。(4)根据VSEPR理论预测EDeq\o\al(－,4)的空间结构为__________。B、C、D、E中两种原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的是________________(写两种，填化学式)。解析：(2)与CO互为等电子体的具有10个价电子的双原子分子是N2，离子是CN－。(3)形成4个单键的碳原子采取sp3杂化。(4)由B、C、D、E在元素周期表中的位置可知，它们分别是C、N、O、Cl。ClOeq\o\al(－,4)的价层电子对数是4，无孤电子对，是正四面体结构。B、C、D、E中两种原子相互化合形成的分子中，所有原子都满足最外层8电子稳定结构的有CO2、NCl3、CCl4等。答案：(1)4s24p1(2)dN2CN－(3)CH4、CH3OH(4)正四面体形CO2、NCl3、CCl4(任写两种，其他合理答案也可)17．(14分)氮元素是地球大气中含量最多的元素。(1)氮元素基态原子核外电子中成对电子数与未成对电子数之比为________。(2)氨分子中氮原子与氢原子之间的作用力是______，而在氨水中，分子间的作用力有_______________________________________________。(3)甘氨酸是最简单的一种氨基酸，其相对分子质量为75，而戊烷相对分子质量为72，与甘氨酸相差不大，但甘氨酸易溶于水，戊烷却难溶于水，出现这种差异的原因是_________________________________。(4)氮的氢化物除氨气外，还有联氨，其结构简式为H2N—NH2。在联氨分子中，氮原子采取________杂化，联氨中的六个原子________(填“在”或“不在”)同一个平面上。解析：(1)基态氮原子核外电子排布式为1s22s22p3，故有4个成对电子，3个未成对电子。(2)氨水中，氨分子与水分子，氨分子与氨分子，水分子与水分子之间都存在氢键和范德华力(分子间作用力)。(3)甘氨酸分子中存在羧基和氨基，羧基中的羟基氧原子与水分子中的氢原子、羟基氢原子与水分子中的氧原子、氨基中的氮原子与水分子中的氢原子、氨基中的氢原子与水分子中的氧原子都能形成氢键。(4)H2N—NH2分子中，每个氮原子的3个未成对电子与2个氢原子和另外一个氮原子形成单键，氮原子最外层还有1个孤电子对，故每个氮原子周围是4对电子(3个σ键电子对和1个孤电子对)，故氮原子采取sp3杂化；由此可推知，一个氮原子和与其相连的两个氢原子及另外一个氮原子类似于氨的三角锥形结构，故6个原子不可能共面。答案：(1)4∶3(2)共价键氢键、范德华力(或分子间作用力)(3)甘氨酸分子与水分子之间存在氢键，而戊烷与水分子不能形成氢键(4)sp3不在(5)氢键18．(14分)(1)CHeq\o\al(＋,3)、—CH3(甲基)、CHeq\o\al(－,3)都是重要的有机反应中间体。①下列有关它们的说法正确的是______(填字母)。A．它们均由甲烷去掉一个氢原子所得B．它们的碳原子均采取sp2杂化C．CHeq\o\al(－,3)与NH3、H3O＋的空间结构均为三角锥形D．CHeq\o\al(＋,3)中的碳原子采取sp2杂化，所有原子均共面E．两个—CH3(甲基)或一个CHeq\o\al(＋,3)和一个CHeq\o\al(－,3)结合均可得到CH3CH3②(CH3)3C＋也是一种重要的有机反应中间体，(CH3)3C＋去掉H＋后将生成电中性的有机分子，其结构简式为________，1mol该分子中含有σ键的数目为________(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(2)锌是一种重要的金属，锌及其化合物有着广泛的应用。①锌在元素周期表中的位置：第________周期第________族，属于________区。②葡萄糖酸锌[CH2OH(CHOH)4COO]2Zn是目前市场上流行的补锌剂。写出基态Zn2+电子排布式：______________________；葡萄糖分子[CH2OHCHOH(CHOH)3CHO]中碳原子的杂化方式有______________。(3)微生物分解海洋生物遗体时会向大气中释放以二甲硫醚(CH3SCH3)为代表的有机硫化合物，是硫循环与碳循环的重要环节之一。①下列关于二甲硫醚分子的说法正确的是______(填字母，下同)。A．是只含有极性键的极性分子B．是含有非极性键的极性分子C．是只含有极性键的非极性分子D．是含有非极性键的非极性分子②二甲醚(CH3OCH3)与二甲硫醚(CH3SCH3)结构相似，关于两者物理性质比较及原因解释正确的是________。A．二甲醚熔点相对更高，因为二甲醚分子间存在氢键，作用更强B．二甲硫醚熔点相对更高，因为二甲硫醚相对分子质量更大，范德华力更强C．二甲醚水溶性相对更好，因为二甲醚能与水形成氢键D．二甲硫醚水溶性相对更好，因为二甲硫醚能形成内盐解析：(1)①CHeq\o\al(＋,3)、—CH3、CHeq\o\al(－,3)中只有—CH3可看作CH4去掉一个氢原子得到的，A错误；CHeq\o\al(＋,3)中心原子采取sp2杂化，—CH3、CHeq\o\al(－,3)中心原子均采取sp3杂化，B错误；CHeq\o\al(－,3)、NH3、H3O＋中心原子均采取sp3杂化，均有1个孤电子对，所以空间结构均为三角锥形，C、D正确；E也正确。②(CH3)3C＋去掉H＋后生成CH2C(CH3)2，1分子CH2C(CH3)2中含有8个碳氢σ键，3个碳碳σ键，即1分子CH2C(CH3)2中含有11个σ键，因此1mol该分子中含有σ键的数目为11NA。(2)Zn为30号元素，位于第四周期第ⅡB族，属于ds区，基态Zn2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10，在CH2OHCHOH(CHOH)3CHO中与—OH相连的碳原子采取sp3杂化，而—CHO上的碳原子采取sp2杂化。(3)①二甲硫醚(CH3SCH3)分子中存在C—H、C—S极性键，该分子相当于H2S中的2个氢原子被甲基取代，H2S为角形结构，则CH3SCH3中两个甲基与S形成角形结构，正电中心和负电中心不重合，为极性分子，故答案为A。②二甲硫醚和二甲醚都是分子晶体，二甲醚熔点相对更高，因为二甲醚分子间存在氢键，作用更强，故A正确，B错误；二甲醚能与水形成氢键，故二甲醚水溶性相对更好，故C正确，D错误。答案：(1)①CDE②CH2C(CH3)211NA(2)①四