第2章 分子结构与性质（选拔卷）-【单元测试】2021-2022学年高二化学尖子生选拔卷（人教版2019选择性必修2）（解析版）

第2章分子结构与性质选拔卷（考试时间：70分钟试卷满分：100分）12345678910111213141516BDCBABCDCADBBBAA第Ⅰ卷（选择题共48分）一、选择题：本题共16个小题，每小题3分，共48分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1．下列有关说法正确的是A．CS2为含极性键的极性分子B．MgO的熔点高于Na2O的熔点C．基态Cl原子核外有17种能量不同的电子D．C、N、O、P四种元素电负性最大的是N【答案】B【详解】A．由不同元素的原子形成的共价键是极性键，分子中正电中心和负电中心能重合的是非极性分子，CS2为直线形分子，所以CS2为含极性键的非极性分子，故A错误；B．MgO、Na2O都是离子晶体，离子晶体的熔点高低的比较要看离子键的强弱，离子键越强，熔点越高，而离子键的强弱要看离子半径的大小和离子所带的电荷，离子半径越小和离子所带电荷越多，离子键越强，熔点越高，离子半径由大到小的顺序为：Na+＞Mg2+，离子所带电荷：Mg2+＞Na+，所以熔点由高到低的排序为MgO＞Na2O，故B正确；C．基态Cl原子核外有17个电子，有5个能级，同一能级上电子能量相同，故有5种能量不同的电子，故C错误；D．同周期从左往右元素的电负性依次增大，同主族从下往上元素的电负性依次增大，故C、N、O、P四种元素电负性最大的是O，故D错误；故选B。2．防晒霜之所以能有效减轻紫外光对人体的伤害，是因为它所含的有效成分的分子中含有π键，π键的电子可在吸收紫外光后被激发，从而阻挡部分紫外光对皮肤的伤害。下列物质中没有防晒效果的是()A．氨基苯甲酸() B．羟基丙酮()C．肉桂酸() D．乙醇()【答案】D【详解】双键和三键中都含有π键，故只需判断所给物质中是否含有双键或三键即可。、中含有键，中含有键、键，均具有防晒效果，故A、B、C项不符合题意；中只有单键，不存在π键，不具有防晒效果，故D项符合题意。3．下列常见分子中键、π键判断正确的是()A．与结构相似，分子中键与π键个数之比为1:1B．与结构相似，分子中键与π键个数之比为2:1C．中含有的π键个数为D．已知反应，若该反应中有键断裂，则形成的π键个数为【答案】C【分析】单键全是键，双键含1个键、1个π键，三键含1个键、2个π键。【详解】A．分子的结构简式为，其中含有6个键和3个π键，所以键与π键数目之比为2:1，A错误；B．与结构相似，则分子的结构式为，其中键与π键数目之比为1:2，B错误；C．的结构式为，所以中含有的π键数目为，C正确；D．若该反应中有键断裂，则生成氮气形成π键的数目是，D错误；答案选C。4．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【答案】B【详解】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。5．下列说法中，正确的是A．杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对B．凡是中心原子采取杂化的分子，其空间结构都是正四面体形C．凡是型的共价化合物，其中心原子A均采用杂化轨道成键D．属于型共价化合物，中心原子S采取杂化轨道成键【答案】A【详解】A．杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对，故A正确；B．中心原子采取杂化的分子，其空间结构不一定是正四面体形，如果四个杂化轨道的成键情况不一样，就不是正四面体，例如CH3Cl，故B错误；C．型的共价化合物，其中心原子A不一定采用杂化轨道成键，其中心原子还可能采用杂化轨道成键，例如BF3，故C错误；D．中心原子S采取杂化轨道成键，存在两对孤对电子，分子空间构型为V形，故D错误。故选A。6．下列分子中键角按由大到小顺序排列的是 ()①BCl3②NH3③H2O④CH4⑤BeCl2A．⑤④①②③B．⑤①④②③ C．④①②⑤③D．③②④①⑤【答案】B【详解】①BCl3为平面三角形,键角为120°;②NH3为三角锥形,键角为107°;③H2O为V形,键角为105°;④CH4为正四面体形,键角为109°28';⑤BeCl2为直线形,键角为180°;所以键角按由大到小顺序排列的是⑤①④②③。7．用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是A．SO2、CS2、HCN都是直线形的分子 B．BF3键角为120°，SnBr2键角大于120°C．CH2O、CO、SO3都是平面三角形的粒子 D．PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子【答案】C【详解】A．二氧化硫分子中S原子价层电子对个数=2+=2+1=3，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断二氧化硫空间结构为V形；二硫化碳结构式为S=C=S，CS2中C原子价层电子对个数=2+=2+0=2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断CS2为直线形；HCN结构式为，HCN中C原子价层电子对个数=2+=2+0=2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断HCN为直线形，故A错误；B．BF3中心原子价层电子对个数=3+=3+0=3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断BF3为平面三角形结构，键角为120°；SnBr2中价层电子对个数=2+=2+1=3，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断SnBr2为V型结构，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以BF3键角为120°，SnBr2键角小于120°，故B错误；C．CH2O中碳形成3个σ键，所以是sp2杂化为平面三角形结构；中C原子价层电子对个数=3+=3+0=3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断为平面三角形结构；SO3中S原子价层电子对个数=3+=3+0=3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断SO3为平面三角形结构，故C正确；D．PCl3中P原子价层电子对个数=3+=3+1=4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl3为三角锥形结构；NH3中N原子价层电子对个数=3+=3+1=4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断NH3为三角锥形结构；PCl5中P原子价层电子对个数=5+=5+0=5，不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl5为三角双锥结构，故D错误；答案为C。8．下列分子或离子的中心原子为sp3杂化，且杂化轨道容纳1对孤电子对的是A．CH4、NH3、H2O B．CO2、BBr3、SOC．C2H4、SO2、BeCl2 D．NH3、PCl3、H3O+【答案】D【详解】A．CH4、NH3、H2O的中心原子价层电子对数都是4，都采用sp3杂化，CH4、NH3、H2O的中心原子上的孤电子对数分别是0、1、2，A不符合题意；B．CO2、BBr3、SO中的中心原子价层电子对数分别是2、3、4，且CO2、BBr3、SO中孤电子对数分别是0、0、1，B不符合题意；C．C2H4、SO2、BeCl2中的中心原子价层电子对数分别是3、3、2，且C2H4、SO2、BeCl2中孤电子对数分别是0、1、0，C不符合题意；D．NH3、PCl3、H3O+的中心原子价层电子对数都是4，采用sp3杂化，中心原子上的孤电子对数都是1，D符合题意；故合理选项是D。9．由徐光宪院士发起，院士学子同创的《分子共和国》科普读物最近出版了，全书生动形象地戏说了H2S、O3、BF3、NH3、CH3COOH、CO2、HCN等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是A．H2S、O3分子都是直线形B．BF3和NH3都是含有极性键的非极性分子C．CO2、HCN分子中都含有两个σ键和两个π键D．CH3COOH分子中的两个碳原子的杂化方式均为sp3【答案】C10．氯化亚硫(SOCl2)是一种很重要的化学试剂，可以作为氯化剂和脱水剂。下列关于氯化亚硫分子的VSEPR模型、空间结构和中心原子(S)采取何种杂化方式的说法正确的是A．四面体形、三角锥形、sp3 B．平面三角形、平面三角形、sp2C．四面体形、平面三角形、sp3 D．四面体形、三角锥形、sp2【答案】A【详解】SOCl2的中心原子(S原子)的价层电子对数=3+=4，孤对电子数为1，所以中心原子(S)采取sp3杂化，分子的VSEPR模型为四面体形，空间结构为三角锥形，故A正确；答案选A。11．丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]分子为手性分子，它存在对映异构，如图所示。下列关于丙氨酸[CH3CH(NH2)COOH]的两种对映异构(Ⅰ和Ⅱ)的说法正确的是()A．Ⅰ和Ⅱ结构和性质完全不相同B．Ⅰ和Ⅱ呈镜面对称，具有不同的分子极性C．Ⅰ和Ⅱ都属于非极性分子D．Ⅰ和Ⅱ中化学键的种类与数目完全相同【答案】D【详解】当四个不同的原子或原子团连接在同一个碳原子上时，这个碳原子称为手性碳原子。但是这种对称只对物理性质有较大影响，无论是化学键还是分子的极性都是相同的。12．下列物质性质的变化规律与分子间作用力无关的是A．在相同条件下，在水中的溶解度小于B．、、、的热稳定性依次减弱C．、、、的熔、沸点逐渐升高D．、、、的沸点逐渐升高【答案】B【详解】A．和都是非极性分子，在水中的溶解度都不大，但在相同条件下，分子与水分子之间的作用力比分子与水分子之间的作用力大，故在水中的溶解度大于，故不选A；B．、、、的热稳定性与其分子中的极性键的强弱有关，而与分子间作用力无关，故选B；C．、、、的组成和结构相似，分子间作用力随相对分子质量的增大而增大，故其熔、沸点逐渐升高，故不选C；D．烷烃分子之间的作用力随相对分子质量的增大而增大，故乙烷、丙烷、丁烷的沸点逐渐升高，在烷烃的同分异构体中，支链越多，分子间作用力越小，熔、沸点越低，故异丁烷的沸点低于正丁烷的沸点，故不选D；选B。13．下列现象与氢键有关的是()①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶③冰的密度比液态水的密度小④尿素的熔、沸点比醋酸的高⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低⑥水分子高温下也很稳定A．①②③④⑤⑥ B．①②③④⑤C．①②③④ D．①②③【答案】B【详解】氢键不是化学键，一般影响物质的物理性质，分子的稳定性与化学键强弱有关系，因此⑥与氢键无关系，答案选B。14．下列化合物的沸点，前者低于后者的是A．乙醇与氯乙烷B．邻羟基苯甲酸()与对羟基苯甲酸()C．对羟基苯甲醛与邻羟基苯甲醛D．C3F8(全氟丙烷)与C3H8【答案】B【详解】A．乙醇含有氢键，沸点较高，则沸点前者高于后者，故A错误；B．邻羟基苯甲酸含有分子内氢键，而对羟基苯甲酸含有分子间氢键，分子间氢键作用力较强，沸点较高，则沸点前者低于后者，故B正确；C．对羟基苯甲醛含有分子间氢键，邻羟基苯甲醛含有分子内氢键，分子间氢键作用力较强，沸点较高，则沸点前者高于后者，故C错误；D．C3F8与C3H8都为分子晶体，相对分子质量越大，沸点越高，所以沸点：C3F8＞C3H8，故D错误。故选：B。15．下列化合物在水中的溶解度，排列次序正确的是()a．HOCH2CH2CH2OHb．CH3CH2CH2OHc．CH3CH2COOCH3d．HOCH2CH(OH)CH2OHA．d＞a＞b＞c B．c＞d＞a＞bC．d＞b＞c＞a D．c＞d＞b＞a【答案】A【详解】题给物质中CH3CH2COOCH3不能与水形成氢键，则溶解度最小，分子中含有羟基数目越多，与水形成的氢键越多，则溶解度越大，所以溶解度：HOCH2CH(OH)CH2OH＞HOCH2CH2CH2OH＞CH3CH2CH2OH＞CH3CH2COOCH3，即d＞a＞b＞c。16．X、Y、Z、Q、E、M六种元素中，X的原子的基态价电子排布式为2s2，Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Q是元素周期表中电负性最大的元素，E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，M的原子序数比E大1。下列说法正确的是A．EYQ4中阴离子中心原子的杂化方式为sp3杂化B．X、Y元素的第一电离能大小关系：X<YC．ZO的空间构型为三角锥形D．MZ2含离子键和非极性共价键，阴阳离子之比为1∶2【答案】A【分析】X的原子的基态价电子排布式为2s2，则X为1s22s2，为Be；Y的基态原子核外有5种运动状态不同的电子，每个电子为一种运动状态，则Y为5电子，Y为B；Z元素的两种同位素原子通常作为示踪原子研究生物化学反应和测定文物的年代，Z为C；Q是元素周期表中电负性最大的元素，Q为F；E的阳离子通常存在于硝石、明矾和草木灰中，E为K；M的原子序数比E大1，则M为Ca；据以上分析解答。【详解】A．EYQ4为KBF4，KBF4中阴离子中心原子价层电子个数为：4+=4，且不含孤电子对，所以阴离子中心原子杂化方式为sp3杂化，故A正确；B．Be的最外层电子数全满为稳定结构，第一电离能较大，则X、Y元素的第一电离能大小关系：X>Y，故B错误；C．碳酸根离子中中心原子价层电子对个数为3+=3，且不含孤电子对，中心原子的杂化方式为sp2杂化，ZO的空间构型为平面三角形，故C错误；D．CaC2属于离子化合物，含有离子键、非极性共价键，阴阳离子个数比为1∶1，故D错误；故选A。第II卷（非选择题共52分）二、非选择题：本题共4个小题，共52分。17．（11分）回答下列问题：(1)1molCO2中含有的σ键个数为____________。(2)已知CO和CN-与N2结构相似，CO分子内σ键与π键个数之比为____________。HCN分子中σ键与π键数目之比为_____________。(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料，燃烧时发生的反应如下：N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4molN—H键断裂，则形成的σ键有____________mol。(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子，该分子中σ键与π键的个数之比为____________。(5)1mol乙醛分子中含σ键的个数为__________，1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为____________。【答案】（1）2NA(1.204×1024)（2）1:21:1（3）5.5（4）5:1（5）6NA(3.612×1024)7【分析】共价单键全是键，双键含1个键和1个π键，三键含1个键和2个π键，据此解答。【详解】(1)分子内含有2个碳氧双键，双键中一个是键，另一个是π键，则中含有的键个数为(1.204×1024)；(2)的结构式为，推知的结构式为，含有1个键、2个π键，即CO分子内σ键与π键个数之比为1:2；的结构式为，分子的结构式为，分子中键与π键均为2个，即CO分子内σ键与π键个数之比为1:1；(3)反应中有键断裂，即有参加反应，生成和，则形成的键有；(4)设分子式为，则，合理的是，n=4，即分子式为，结构式为，所以一个分子中共含有5个键和1个键，即该分子中σ键与π键的个数之比为5:1；(5)1个乙醛分子中存在1个碳氧双键，5个单键，1个分子中存在1个碳氧双键，6个单键，故乙醛中含有键的个数为6NA(3.612×1024)，1个分子中含有7个键。18．（13分）氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为___________。(2)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化轨道类型有___________，羰基碳原子的杂化轨道类型为___________。(3)已知，可用异氰酸苯酯与2-氯-4-氨基吡啶反应生成氯吡苯脲：，反应过程中，每生成氯吡苯脲，断裂______键，断裂______键。(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有、、等。①请用共价键的相关知识解释分子比分子稳定的原因：__________________。②、、分子的空间结构分别是____________，中心原子的杂化类型分别是______。【答案】（1）1（2）、（3）11（4）键的键能大于键的键能V形、三角锥形直线形、、【详解】(1)氯元素基态原子核外电子排布式是，所以未成对电子数为1。(2)根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，取杂化，剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，采取杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，采取杂化。(3)由于键比键稳定，根据反应方程式可知，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的键中的键和2-氯-4-氨基吡啶分子中的键。(4)①O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，键的键能大于键的键能，所以分子比分子稳定。②分子中O原子的价层电子对数，孤电子对数为2，所以其空间结构为V形，O原子采取杂化；分子中N原子的价层电子对数，孤电子对数为1，所以其空间结构为三角锥形，N原子采取杂化；分子中C原子的价层电子对数，不含孤电子对，所以其空间结构为直线形，C原子采取杂化。19．（14分）现有部分短周期元素的性质或原子结构如表：元素元素性质或原子结构T2p轨道上有5个电子XL层p能级电子数比s能级电子数多2个Y第三周期元素的简单离子中半径最小ZL层有3个未成对电子回答下列问题：(1)X的离子结构示意图为____________________。(2)Z的简单气态氢化物的VSEPR模型为_______________，分子中的中心原子的杂化轨道类型为_________，分子的空间结构为____________________。(3)1个Z的单质分子中，含有________个σ键和________个π键。(4)Y的最高价氧化物对应的水化物与KOH反应的化学方程式为________________________________。(5)元素T与氯元素相比，非金属性较强的是______________(填元素符号)，下列表述中能证明这事实的是______________(填标号)。a．常温下氯气的颜色比T单质的颜色深b．T的单质通入氯化钠水溶液中不能置换出氯气c．氯与T形成的化合物中，氯元素呈正价【答案】(1)(2)四面体形sp3三角锥形(3)12(4)Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O(5)Fc【解析】由题干信息可知，T原子的2p轨道上有5个电子，则T为F，X的L层p能级电子数比s能级电子数多2个，则X为O，Y元素形成的简单离子半径是第三周期元素的简单离子中半径最小，则Y为Al，Z原子的L层有3个未成对电子，则Z为N，据此分析解题。(1)由分析可知，X为O，则X的离子结构示意图为：，故答案为：；(2)由分析可知，Z为N，则Z的简单气态氢化物即NH3，N原子周围的价层电子对数为：3+=4，故其VSEPR模型为正四面体形，分子中的中心原子的杂化轨道类型为sp3，由于有一对孤电子对，则分子的空间结构为三角锥形，故答案为：正四面体形；sp3；三角锥形；(3)由分析可知，Z为N，故Z的单质分子为N2，其结构简式为N≡N，故1个Z的单质分子中，含有1个σ键和2个π键，故答案为：1；2；(4)由分析可知，Y为Al，Y的最高价氧化物对应的水化物即Al(OH)3与KOH反应的化学方程式为：Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O，故答案为：Al(OH)3+KOH=KAlO2+2H2O；(5)由分析可知，T为F，同一主族从上往下，元素的非金属减弱，故元素T与氯元素相比，非金属性较强的是F，a．颜色是物理性质，非金属性是化学性质，二者没有必然的联系，故常温下氯气的颜色比T单质的颜色深不能说明其非金属性的强弱，a不合题意；b．F2通入NaCl溶液中，发生的反应为：2F2+2H2O=4HF+O2，故T的单质通入氯化钠水溶液中不能置换出氯气不能说明F的非金属弱于Cl的，b不合题意；c．氯与T形成的化合物中，氯元素呈正价，说明F的吸电子的能力强于Cl，则说明F的非金属性强于Cl，c符合题意；故答案为：F；c。20．（14分）(1)铜与类卤素(SCN)2反应生成Cu(SCN)2,1mol(SCN)2中含有π键的数目为________；类卤素(SCN)2对应的酸有两种，理论上硫氰酸(H—S—C≡N)的沸点低于异硫氰酸(H—N=C=S)的沸点，其原因是______________________。(2)H2O2与H2O可以任意比例互溶，除了因为它们都是极性分子外，还因为____________________。(3)乙二胺(H2N—CH2—CH2—NH2)与CaCl2溶液可形成配离子