2020-2021学年度高二化学苏教版（2019）选择性2专题4分子空间结构与物质性质培优练习

2020-2021 学年度高二化学苏教版（2019）选择性必修 2 专题 4 分子空间结构与物质性质培优练习 一、单选题 1．卤族元素下列有关性质比较能用元素期律解释的是( ) A．酸性：HCl＜HBr＜HI B．热稳定性：HClO＞HBrO＞HIO C．熔沸点：Cl2＜Br2＜l2 D．还原性：Cl-＜Br-＜I- 2．下列分子的空间构型为平面三角形的是（ ） A．PCl3 B．BCl3 C．NH3 D．H2O 3．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，对下列分子或者离子的判断完全正确的 是（ ） 选项 化学式 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 分子或离子的立体构型 A 2- 3SO sp2 正四面体形 三角锥形 B H2O sp2 四面体形 V 形 C NH3 sp3 三角锥形 平面三角形 D CH4 sp3 正四面体形 正四面体形 A．A B．B C．C D．D 4．短周期主族元素 W、X、Y、Z 的原子序数逐渐增大，四种元素形成的化合物甲的结 构如图所示，且 W 与 X、Y、Z 均可形成电子数相等的分子，W2Z 常温常压下为液体。 下列说法正确的（ ） A.YW3 分子的空间构型为平面三角形 B．W2Z 的键角小于 YW3 C．物质甲分子中存在 6 个σ键 D．Y 元素的氧化物对应的水化物为强酸 5．下列分子中，只有σ键而没有π键的是（ ） A．N2 B．CH4 C．CH2=CH2 D．苯 6．化学用语在化学学科中作用非常重要，以下有关化学用语描述正确的是（ ） A．CO2 的结构式：O-C-O B．氨气的空间结构：三角形 C．氯离子的结构示意图： D．Na2S 的电子式： 7．化合物 T 的结构如图所示。X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的短周期主族元素， Y 元素是其所在主族唯一的非金属元素，Z 原子最外层电子数是其电子层数的 3 倍。下 列说法正确的是（ ） A．化合物 T 中各元素原子均达到 2 或 8 电子稳定结构 B．化合物 T 中 Y 原子的 杂化方式不同 C．简单离子半径：W＞Z D．Y 最高价氧化物对应的水化物是三元酸 8．现代无机化学对硫﹣氮化合物的研究是最为活跃的领域之一。其中如图是已经合成 的最著名的硫—氮化合物的分子结构。下列说法正确的是（ ） A．该物质的分子式为 SN B．该物质的分子中只含极性键 C．该物质的分子是极性分子 D．该物质与化合物 S2N2 互为同素异形体 9．下列叙述中正确的是（ ） A．极性分子中不可能含有非极性键 B．离子化合物中不可能含有非极性键 C．非极性分子中不可能含有极性键 D．共价化合物中不可能含有离子键 10．下列不属于共价键成键因素的是（ ） A．形成共用电子对 B．成键原子的原子轨道在空间重叠 C．成键后体系能量降低，趋于稳定 D．两原子核体积大小要适中 11．下列分子的空间构型是正四面体形的是（ ） ①CH4 ②NH3 ③CF4 ④SiH4 ⑤C2H4 ⑥CO2 A．①②③ B．①③④ C．②④⑤ D．①③⑤ 12．下列说法正确的是（ ） ①非极性分子中一定含有非极性键； ②s-sσ键与 s-pσ键的电子云形状相同； ③含有π键的化合物与只含σ键的化合物的化学性质不同； ④中心原子采取 sp3 杂化的分子，其立体构型不一定是正四面体； ⑤氢键不仅存在于分子之间，有时也存在于分子内； ⑥3p2 表示 3p 能级有两个轨道 A．③④⑤ B．①②③④⑤ C．②③④ D．②③④⑤⑥ 13．据报道，某星球大气中含有一种称为硫化羰（COS）的化合物，其分子结构与二氧 化碳类似，能在氧气里燃烧。下列关于硫化羰的说法不正确的是（ ） A．二氧化碳是非极性分子，但硫化羰是极性分子 B．二氧化碳与硫化羰均无还原性 C．固体硫化羰是分子晶体 D．硫化羰分子中的三个原子处于 同一直线上 14．X、Y、Z、W 均为短周期元素，它们在元素周期表中的相对位置如图所示。若 Z 原子的 2p 能级上的电子数与最外层电子数相等，下列说法中错误的是（ ） A．X 的最常见气态氢化物的水溶液显碱性 B．Z 的单质与氢气反应比 Y 单 质与氢气反应容易 C．最高价氧化物对应水化物的酸性 W 比 Z 强 D．XW3 的空间构型为三角锥形 15．科学家最近研制出有望成为高效火箭推进剂的 N(NO2)3(如图所示)。已知该分子中 N—N—N 键角都是 108.1°，下列有关 N(NO2)3 的说法正确的是( ) A．分子中 N、O 间形成的共价键是非极性键 B．分子中 4 个氮原子共平面 C．该分子中的中心氮原子采用 sp2 杂化 D．15.2g 该物质含有 3.612×1023 个 氧原子 二、填空题 16．(1)C 元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有含有手性碳原子且符合 sp 和 sp3 杂化方式的是__(填字母)。 a b CH4 c CH2=CClCH3 d CH3CHBrC≡CH (2)某有机物的结构简式为 。该有机物分子中采取 sp3 杂化的原子对 应元素的电负性由大到小的顺序为____________。 (3)NH4Cl 中提供孤电子对的原子的轨道表示式为__，该物质中不含有__。 A 离子键 B 极性共价键 C 非极性共价键 D 配位 键 E σ键 F π键 (4)“笑气”(N2O)是人类最早应用于医疗的麻醉剂之一。已知 N2O 分子中氧原子只与一个 氮原子相连，则 N2O 的电子式可表示为__，其分子空间构型是__形。 17．按要求填空： （1）元素周期表中，电负性最大的元素是___(填元素符号)，其氢化物为___酸（填“强”、 “中强”“弱”）。 （2）以下是一些原子的 2p 能级和 3d 能级中电子排布的情况。试判断，哪些违反了泡 利不相容原理，哪些违反了洪特规则。 违反泡利不相容原理的有___(填序号，下同)，违反洪特规则的有___。 （3）海洋是元素的摇篮，海水中含有大量卤族元素。根据价层电子对互斥理论，预测 ClO 3  的 VSEPR 模型___形，空间构型为___形。 18．有机物 X 是合成治疗癌症药物的中间体，其合成部分路径如下： 请回答下列问题： (1)下列有关 X 的说法正确的是_______ 。 A 用酸性高锰酸钾溶液可鉴别化合物 X 与 B B X 属于芳香烃 C X 可发生还原反应 D X 分子中含有一个手性碳原子 (2)由 B 制备 X 的过程中，有副产物 C(分子式为 C19H18O4)生成，则 C 的结构简式为____。 (3)写出苯甲酸 的一种含有苯环的同分异构体的结构简式________。 (4)写出 A 生成 B 反应的化学方程式________。 (5)写出 X 与 NaOH 溶液反应的化学方程式________。 19．Cu3N 具有良好的电学和光学性能，在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、 通讯领域以及光学工业等领域中，发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。 (1)Cu 位于周期表中的位置为______，Cu 原子的基态外围电子排布式为)______；NF3 的分子立体构型是______。类比 NH3·H2O 表示出代表性分子 NH4F 含有的氢键______。 (2)Cu3N 在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成 Cu2+和 Cu，其反应的离子方程式 ______ (3)已知：CuO 在高温下会分解成 Cu2O，试从洪特规则角度解释其原因______ (4)写出 N2O 的等电子体的阴离子______(1 个)。 (5)在 Cu 的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛(CH3CHO)，乙醛分子中 H—C=O 的 键角______(填“大于”“等于”或“小于”)乙醇分子中的 H—C—O 的键角。 20．金属镍在工业上应用广泛，请回答下列问题。 (1) Ni 是元素周期表中第 28 号元素，第二周期基态原子未成对电子数与 Ni 相同且电负 性最小的元素是____(用元素符号表示)。 (2) 过渡金属配合物 Ni(CO)n 的中心原子价电子数与配体提供电子总数之和为 18，则 n=____。与 CO 互为等电子体的阴离子是____(只写一种)，CO 分子内σ键与π键个数之 比为____。1mol Ni(CO)n 中含σ键为____ mol。 (3) 甲醛(H2C=O)在 Ni 催化作用下加氢可得甲醇(CH3OH)。甲醛分子内 C 原子的杂化方 式为____，甲醇分子内的 O—C—H 键角____(填“大于”“等于”或“小于”)甲醛分 子内的 O—C—H 键角。 三、综合题 21．已知 X、Y、Z、W、Q、R 为前四周期的五种元素，且只有 R 为金属元素。X 原子 是元素周期表中半径最小的原子；Y 原子的电子占据 2 个能层且原子中成对的电子数是 未成对电子数的 2 倍；Z 的基态原子中有 7 种运动状态不同的电子；W 元素在地壳中含 量最多；Q 是元素周期表中电负性最大的元素；R+离子的核外电子占据 3 个能层且完全 充满电子。回答下列问题： (1)R 的基态原子的价层电子轨道表示式为：___________ (2)Y、Z、W、Q 元素的第一电离能由小到大的顺序为(用元素符号表示)___________ (3)Z2Q2 分子中 Z 的杂化方式为：___________ ；1mol Z2Q2 分子有___________ molσ键 (4)ZW - 2 的空间结构为：___________ (5)2019 年《Science》杂志报道了制取 X2W2 的绿色方法，原理如图所示 ①X 膜为选择性___________离子交换膜(填“阴”、“阳”) ②每生成 1 mol X2W2 电极上流过___________mole- ③用该电池电解一定浓度 R 元素的硫酸盐溶液(电解池电极为惰性电极)，写出阴极可能 的电极反应式：___________ 22．I、钴的合金及其配合物用途非常广泛。 (1)Co3＋基态核外电子排布式为________。 (2)一种 Pt、Co 金属间化合物可作为质子交换膜燃料电池的催化剂，其晶胞结构如图所 示，该金属间化合物的化学式为________。 (3) BNCP 可用于激光起爆器等，BNCP 可由 HClO4、CTCN、NaNT 共反应制备。 ①ClO 4  的空间构型为________ (用文字描述)。 ②CTCN 的化学式为[Co(NH3)4CO3]NO3，与 Co(Ⅲ)形成配位键的原子是________ (已知 2- 3CO 的结构式为 )。 ③NaNT 可由 (双聚氰胺)为原料制备。双聚氰胺中碳原子杂化轨 道类型为________，1 mol 该分子中含σ键的数目为________。 II、研究表明，利用 FeCl2、NH4H2PO4、Li2CO3 和苯胺( )制备的磷酸亚 铁锂(LiFePO4)可用作电池的正极材料。 (1) N、P、O 三种元素的电负性由大到小的顺序为________。 (2)与 2- 3CO 互为等电子体的一种分子为________(填化学式)。 (3)苯胺与甲苯的相对分子质量相近，但苯胺的沸点高于甲苯，其原因是 __________________。 23．氨硼烷(NH3BH3)含氢量高、热稳定性好，是一种具有潜力的固体储氢材料。回答下 列问题： (1)H、B、N 中，原子半径最大的是______。在第二周期中，第一电离能介于 B 和 N 之 间的有______种元素。 (2)NH3BH3 分子中，N—B 化学键称为____键，其电子对由____提供。氨硼烷在催化剂 作用下水解释放氢气： 3NH3BH3+6H2O=3NH3+ 3- 3 6B O +9H2， 3- 3 6B O 的结构如图所示：； 在该反应中，B 原子的杂化轨道类型由______变为______。 (3)NH3BH3 分子中，与 N 原子相连的 H 呈正电性(Hδ+)，与 B 原子相连的 H 呈负电性(Hδ-)， 电负性大小顺序是______。与 NH3BH3 互为等电子体的分子是_____。 24．铁被誉为“第一金属”，铁及其化合物在生活中有广泛应用。 (1)基态 Fe2+的简化电子排布式为______________________。 (2)FeCl3 的熔点为 306℃，沸点为 315℃，FeCl3 的晶体类型是_________。FeSO4 常作净 水剂和补铁剂， 2- 4SO 的立体构型是_____。 (3)实验室用 KSCN 溶液、苯酚( )检验 Fe3+。N、O、S 三种元素的第一电 离能由大到小的顺序为________(用元素符号表示)，苯酚中碳原子的杂化轨道类型为 _______。 (4)羰基铁[Fe(CO)5]可用作催化剂、汽油抗爆剂等。1molFe(CO)5 分子中_______molσ键， 与 CO 互为等电子体的离子是________(填化学式，写一种)。 (5)氮化铁晶体的晶胞结构如图 1 所示。该晶体中铁、氮的微粒个数之比为________。 (6)氧化亚铁晶体的晶胞如图 2 所示。已知：氧化亚铁晶体的密度为ρg·cm-3，NA 代表阿 伏加德罗常数的值。在该晶胞中，与 Fe2+紧邻且等距离的 Fe2+数目为________；Fe2+与 O2-最短核间距为_________cm。 25．A、B、C、D、E 代表前四周期原子序数依次增大的五种元素。A、D 同主族且有 两种常见化合物 DA2 和 DA3；工业上电解熔融 C2A3 制取单质 C；B、E 除最外层均只有 2 个电子外，其余各层全充满，E 位于元素周期表的 ds 区。回答下列问题： (1)B、C 中电负性较大的是___________，基态 D 原子价电子的排布图_________________， DA2 分子的 VSEPR 模型是___________，H2A 比 H2D 熔沸点高得多的原因 ____________________________。 (2)实验测得 C 与氯元素形成化合物的实际组成为 C2Cl6，其球棍模型如图所示。已知 C2Cl6 在加热时易升华，与过量的 NaOH 溶液反应可生成 Na[C(OH)4]。 ①C2Cl6 属于___________晶体(填晶体类型)，其中 C 原子的杂化轨道类型为___________ 杂化。 ②[C(OH)4]－中存在的化学键有________________________。 ③工业上制备的 B 单质是熔融 B 的氯化物，而不是电解 BA 原因是 ___________________________。 (3)B、C 的氟化物晶格能分别是 2957kJ·mol-1、5492kJ·mol-1，二者相差很大的原因是 ______。 (4)D 与 E 所形成化合物晶体的晶胞如图 2 所示。 ①在该晶胞中，E 的配位数为________________________。 ②原子坐标参数可表示晶胞内部各原子的相对位置。图 2 晶胞中，原子坐标 a 为(0,0,0)； b 为(1/2，0，1/2)；c 为(1/2，1/2,0)，则 d 原子的坐标 参数为________________________。 ③已知该晶胞的密度为ρg/cm3，则其中两个 D 原子之间的距离为_______pm(NA 为阿伏 伽德罗常数，列出计算式即可) 参考答案 1．D2．B3．D4．B5．B6．D7．B8．C9．D10．D11．B12．A13．B14．B15．D 16．d O＞N＞C CF 直线 17．F 弱 ① ③⑥ 四面体 三角锥 18．CD +2NaOH 2H O Δ +2NaBr +NaOH  + 19．第四周期第 IB 族 3d104s1 四面体 N—H···F 2Cu+=Cu2++Cu Cu+价电子排布式为 3d10， 为全充满结构，能量较低，较稳定 - 3N 或(SCN-) 大于 20．C 4 CN－ 1∶2 8 sp2 小于 21． C