人教版高中数学选修三第二章分子的结构与性质章末综合检测.docx
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人教版高中数学选修三第二章分子的结构与性质章末综合检测
章末综合检测
(90分钟,100分)
一、选择题(本题包括18个小题,每小题3分,共54分)
1.(2013·太原模拟)只有在化合物中才能存在的化学键是( )
A.离子键 B.共价键
C.金属键D.非极性键
答案:
A
点拨:
离子键是阴、阳离子之间的静电作用,要产生阴、阳离子,一定是不同种元素的原子;含离子键的一定是化合物;非极性键是共价键的一种,可能存在于化合物中(如H2O2、C2H4等),也可能存在于单质分子中;金属键只能存在于金属单质中。
点评:
化学键存在的几个特殊情况:
①稀有气体为单原子分子,不存在化学键;②金属单质中只存在金属键;③非金属单质中只存在非极性键;④极性键和离子键只能存在于化合物中。
2.下列化学键中,键的极性最强的是( )
A.C—F B.C—O
C.C—ND.C—C
答案:
A
点拨:
共价键的极性与元素电负性大小有关,元素间的电负性相差越大,形成的共价键极性越强。
因电负性大小顺序为:
F>O>N>C,故选A。
3.(2013·永安高二月考)下列各组分子中,都属于含极性键的非极性分子的是( )
A.CO2 H2OB.C2H4 CH4
C.Cl2 C2H2D.NH3 HCl
答案:
B
点拨:
属于非极性分子的有:
CO2、C2H4、CH4、Cl2、C2H2,其中Cl2不含极性键。
4.下列一组粒子的中心原子杂化类型相同,分子或离子的键角不相等的是( )
A.CCl4、SiCl4、SiH4
B.H2S、NF3、CH4
C.BCl3、CH2===CHCl、环已烷
D.SO3、C6H6(苯)、CH3C≡CH
答案:
B
点拨:
A项,中心原子都是sp3杂化,其键角相同;B项,中心原子都是sp3杂化,孤电子对数不同,分子的键角不相同;C项,三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化,环已烷中碳原子为sp3杂化;D项,三氧化硫和苯的中心原子为sp2杂化,而丙炔中碳原子为sp和sp3杂化。
5.(2013·盐城模拟)下列关于化学键的叙述正确的是( )
A.离子化合物中一定含有离子键
B.单质分子中均不存在化学键
C.化学键是原子或离子间较强烈的引力
D.含有共价键的化合物一定是共价化合物
答案:
A
点拨:
含有离子键的化合物一定是离子化合物,含有共价键的化合物不一定是共价化合物,离子化合物中也可能含有共价键,如NaOH,A项正确,D项错误。
单质分子中也可能存在化学键,如H2、O2、N2等分子中均存在非极性共价键,B项错误。
化学键是一种静电作用,既有引力也有斥力,C项错误。
6.若不断地升高温度,实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。
在变化的各阶段被破坏的粒子间的主要相互作用依次是( )
A.氢键;分子间作用力;非极性键
B.氢键;氢键;极性键
C.氢键;极性键;分子间作用力
D.分子间作用力;氢键;非极性键
答案:
B
点拨:
明确:
由“雪花→水→水蒸气”,属于物理变化,破坏了H2O分子之间的氢键;而由“水蒸气→氧气和氢气”,属于化学变化,破坏的是极性键。
7.(2013·黄冈质检)下列物质中都存在离子键、极性键和配位键的是( )
A.氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠
B.硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵
C.硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡
D.氯化铵、氢氧化钠、双氧水、过氧化钙
答案:
B
点拨:
铵离子中存在极性共价键和配位键,氨分子中氮原子上有孤电子对,H+、Cu2+、Ag+有空轨道,能形成配位键。
A项,只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键,A项错误;C项和D项中都不含配位键,C和D项错误。
8.(2013·天津调研)2008年北京残奥会吉祥物是以牛为形象设计的“福牛乐乐”(Funiulele),如图甲。
有一种有机物的键线式也酷似牛,故称为牛式二烯炔醇(cowenynenyonl),如图乙。
已知连有四个不同的原子或原子团的碳原子,称为手性碳原子。
下列有关说法不正确的是( )
A.牛式二烯炔醇含有三种官能团
B.牛式二烯炔醇含有三个手性碳原子
C.1mol牛式二烯炔醇最多可与6molBr2发生加成反应
D.牛式二烯炔醇分子内能发生消去反应
答案:
D
点拨:
牛式二烯炔醇含有三种官能团,分别是碳碳双键、碳碳三键和羟基。
牛式二烯炔醇分子中与连羟基的碳相邻的碳上没有氢原子,分子内不能发生消去反应。
9.下列结构图中,●代表前二周期元素的原子实(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,短线代表价键。
示例:
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
答案:
C
点拨:
从示例和题给信息可确定:
甲—HF,乙—N2,丙—CO2,丁—NH3。
A中,上述结构图中共出现:
H、F、N、C、O五种元素;B中,乙、丙为非极性分子,甲、丁为极性分子;C中,HF+NH3===NH4F,属于离子化合物;D中,CO2通入CaCl2溶液中不能生成CaCO3沉淀。
10.下列中心原子的杂化轨道类型和分子几何构型不正确的是( )
A.PCl3中P原子sp3杂化,为三角锥形
B.BCl3中B原子sp2杂化,为平面三角形
C.CS2中C原子sp杂化,为直线形
D.H2S分子中,S为sp杂化,为直线形
答案:
D
点拨:
PCl3中P原子为sp3杂化,与NH3、NCl3中的N原子相似,分子构型为三角锥形;BCl3与BF3相似,B原子为sp2杂化,分子构型为平面三角形;CS2和CO2相似,C原子为sp杂化,分子构型为直线形;H2S和H2O结构相似,H2O中O为sp3杂化,H2O为V形,故H2S中S也为sp3杂化,结构为V形。
11.(2013·孝昌质检)下列物质在水中溶解度的顺序正确的是( )
A.NH3>HCl>CO2>SO2>Cl2
B.SO2>CS2>H2S>S8
C.HOCH2(CHOH)4CHO>C17H35COOH>HCOOH
D.HF>CO2>CH4
答案:
D
点拨:
水为极性分子,与水形成氢键、与水反应的气体在水中溶解度大。
二氧化碳是非极性分子,二氧化硫是极性分子,二氧化硫在水中的溶解度大于二氧化碳,A项错误;CS2是非极性分子,溶解度小于SO2、H2S,B项错误;HCOOH与水形成氢键,能与水混溶,同类有机物的相对分子质量越大,极性越弱,在水中的溶解度越小,C项错误;HF与水形成氢键,CH4和二氧化碳都是非极性分子,而二氧化碳与水反应,所以HF的溶解度最大,CH4最小,D项正确。
12.(2013·泉州模拟)下列关于[Cr(H2O)4Br2]Br·2H2O的说法正确的是( )
A.配体为水分子,外界为Br-
B.中心原子采取sp3杂化
C.中心离子的配位数为6
D.中心离子的化合价为+2价
答案:
C
点拨:
4个H2O分子和2个Br-是配体,配位数为6,1个Br-是外界。
Cr原子提供空轨道形成配位键,O原子的杂化方式是sp3,但O原子不是中心原子。
中心离子是Cr3+,配离子是[Cr(H2O)4Br2]+,故A、B、D均不正确。
13.有关苯分子中的化学键描述正确的是( )
A.每个碳原子的sp2杂化轨道中的其中一个形成大π键
B.每个碳原子的未参加杂化的2p轨道形成大π键
C.碳原子的三个sp2杂化轨道与其他形成两个σ键
D.碳原子的未参加杂化的2p轨道与其他形成σ键
答案:
B
点拨:
根据必修②所学知识,知道苯分子是平面结构,则可推测:
中心碳原子以sp2杂化形成三个杂化轨道,还有一个未杂化的p轨道。
所以,其结合形式为:
每个碳原子分别以三个sp2杂化轨道与其他两个C和一个H原子形成σ键,未杂化的p轨道上电子与其他五个碳原子上的p电子形成大π键。
14.下列各组酸中,酸性依次增强的是( )
A.H2CO3、H2SiO3、H3PO4
B.HNO3、H3PO4、H2SO4
C.HI、HCl、H2S
D.HClO、HClO3、HClO4
答案:
D
点拨:
解题时除了掌握一定的规律外,还要与实际内容相结合,A中H2CO3的酸性强于H2SiO3;B中HNO3是强酸而H3PO4是中强酸;C中HCl是强酸,H2S是弱酸;同一元素的含氧酸,化合价越高酸性越强。
15.用杂化轨道理论解释甲烷分子的四面体结构,下列说法不正确的是( )
A.C原子的四个杂化轨道的能量一样
B.C原子的sp3杂化轨道之间夹角一样
C.C原子的4个价电子分别占据4个sp3杂化轨道
D.C原子有1个sp3杂化轨道由孤电子对占据
答案:
D
点拨:
在甲烷分子中,C原子以sp3杂化,每个杂化轨道上1个电子分别与1个氢原子上的1个s电子结合生成共价键,这四个共价键完全相同,轨道间夹角为109°28′。
16.近来用红外激光技术研究液氢,发现分子间作用力也可引起微粒间的反应。
在液氢中有氢分子和质子形成的H
离子,其构型是等边三角形,属于二电子三中心离子,同时H
可进一步形成H
,下列判断正确的是( )
A.H
的电子式是
B.H
可在液氢中形成H
、H
、H
C.H
可在液氢中形成H
、H
、H
D.H
可广泛存在于固态、液态和气态中
答案:
C
点拨:
由题中信息液态氢中存在H2和质子形成的H
,要想使形成的H
带一个单位正电荷,H
只能与H2进一步结合,形成H
、H
、H
…即n只能为奇数,不能为偶数。
17.白磷与氧可发生如下反应:
P4+5O2===P4O10。
已知断裂下列化学键需要吸收的能量分别为:
P—PakJ·mol-1、P—ObkJ·mol-1、P===OckJ·mol-1、O===OdkJ·mol-1。
根据图示的分子结构和有关数据估算该反应的ΔH,其中正确的是( )
A.(6a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
B.(4c+12b-6a-5d)kJ·mol-1
C.(4c+12b-4a-5d)kJ·mol-1
D.(4a+5d-4c-12b)kJ·mol-1
答案:
A
点拨:
ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和=6(P—P)+5(O===O)-12(P—O)-4(P===O),代入数据可得选项A正确。
18.某物质的实验式为PtCl4·2NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液反应也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是( )
A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6
B.该配合物可能是平面正方形结构
C.Cl-和NH3分子均为Pt4+配体
D.配合物中Cl-与Pt4+配位,而NH3分子不配位
答案:
C
点拨:
PtCl4·2NH3水溶液不导电,说明配合物溶于水不会产生自由移动的离子;加入AgNO3溶液反应不产生沉淀并且以强碱处理并没有NH3放出,说明Cl-和NH3都参与配位,配位数是6;配位数是6的配合物不可能是平面结构,可能是正八面体或变形的八面体。
二、非选择题(本题包括5小题,共46分)
19.(2013·郑州模拟)(8分)氧元素与多种元素具有亲和力,所形成化合物的种类很多。
(1)氮、氧、氟元素的第一电离能从大到小的顺序为__________。
氧元素与氟元素能形成OF2分子,该分子的空间构型为__________。
(2)根据等电子体原理,在NO
中氮原子轨道杂化类型是__________;1molO
中含有的π键数目为__________个。
(3)氧元素和过渡元素可形成多种价态的金属氧化物,如和铬可生成Cr2O3、CrO3、CrO5等。
Cr3+基态核外电子排布式为__________。
(4)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是__________。
A.H2OB.CO2
C.SO2D.BeCl2
(5)O3分子是否为极性分子?
__________。
答案:
(1)F>N>O V形
(2)sp 2NA (3)1s22s22p63s23p63d3 (4)C (5)是
点拨:
(1)由洪特规则的特例可知,氮元素的第一电离能大于氧元素(大于氮元素的“左邻右舍”),小于氟元素;由价层电子对互斥理论可知,OF2分子的空间构型是V形。
(2)根据等电子体原理,NO
与CO2互为等电子体,两者的结构相似,NO
中氮原子的杂化方式与CO2中碳原子的杂化方式相同,都是sp杂化;O
与N2(其中有一个σ键和两个π键)互为等电子体,因此O
中有2个π键。
(5)(6)可根据价层电子对互斥理论分析,SO2与O3分子的结构最相似,且都是极性分子。
20.(2013·成都高三期末)(8分)一水硫酸四氨合铜(Ⅱ)[Cu(NH3)4]SO4·H2O是一种重要的染料及农药中间体。
请回答下列相关问题:
(1)Cu的核外电子排布式为________________________________________________________________________。
(2)N的L层中有__________对成对电子;NH
的立体构型是__________,其中心原子的杂化方式为__________。
(3)氨水溶液中存在多种氢键,表示出其中的任意两种__________。
(4)[Cu(NH3)4]SO4·H2O中呈深蓝色的离子是__________,该微粒中存在的化学键有__________。
答案:
(1)1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1
(2)1 正四面体 sp3
(3)O—H…N、N—H…O、N—H…N或O—H…O(任写两种)
(4)[Cu(NH3)4]2+ 配位键、(极性)共价键
点拨:
(2)N的核外电子排布式为1s22s22p3,故L电子层只有1对成对电子;NH
的中心原子,即氮原子采用sp3杂化,空间构型为正四面体。
(3)氨水溶液中氨分子和氨分子之间可以形成氢键,水分子和水分子之间可以形成氢键,水分子和氨分子之间也可以形成氢键,注意氢键通常用“…”表示。
(4)配离子[Cu(NH3)4]2+使溶液呈深蓝色,其中含有配位键和极性共价键。
21.(10分)有X、Y、Z三种元素。
其中X原子的价电子构型为2s22p2,Y原子的L电子层中有三个未成对电子,且无空轨道,Z的+1价离子是一个质子。
试回答下列问题:
(1)ZXY分子中的三个原子除Z原子外均为8电子构型,写出该分子的结构式________,根据电子云重叠方式的不同,分子里共价键的类型有________。
(2)常温下,YZ3呈气态,但易被液化,且极易溶于水,其原因是________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
(3)液态的YZ3是一种重要的溶剂,其性质与H2O相似,可以与活泼金属反应,写出Na与液态YZ3反应的化学方程式________________________________________________________________________。
答案:
(1)H—C≡N σ键、π键
(2)NH3和H2O都是极性分子,且二者能形成氢键,NH3又能与H2O发生化学反应,使得NH3极易溶于水
(3)2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑
点拨:
由题给信息:
“X原子的价电子构型为2s22p2”可推知X是C;“Y原子的L电子层中有三个未成对电子,且无空轨道”可推知Y是N;而Z易确定是H。
(1)分子ZXY为HCN,其结构式为H—C≡N,分子中含有的共价键有σ键和π键。
(2)分子YZ3为NH3,沸点高易液化;因为NH3和H2O都是极性分子,且二者能形成氢键,NH3又能与H2O发生化学反应,使得NH3极易溶于水。
(3)由2Na+2H2O===2NaOH+H2↑可类推出:
2Na+2NH3===2NaNH2+H2↑。
22.(2013·绍兴模拟)(10分)下图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素形成的单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
(1)请写出图中d单质对应元素原子的电子排布式
________________________________________________________________________。
(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比1:
1:
1形成的分子中含__________个σ键,__________个π键。
(3)a与b单质对应的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为__________;将X溶于水后形成的溶液滴入到含d单质对应的元素的高价离子的溶液中至过量,生成的含d单质对应的元素离子的化学式为__________,其中X与d单质对应的元素的高价离子之间以__________键组合。
(4)下面是上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构:
,请简要说明该物质易溶于水的原因________________________________________________________________________。
答案:
(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)2 2
(3)三角锥形 [Cu(NH3)4]2+ 配位
(4)HNO3是极性分子,易溶于水中,HNO3分子中的—OH易与水分子形成氢键
点拨:
(1)Na、Cu、Si、H、C、N六种元素中,只有Na和Cu是热和电的良导体,即形成图中的c、d两种单质的元素,而d的熔点比c高,所以d单质为铜单质,铜的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1。
(2)单质a的熔点最低,为氢气;单质b的熔点仅高于a,为氮气;单质f的熔点最高,为单质碳。
以原子个数比1:
1:
1形成的分子为HCN,结构式为H—C≡N,分子中含2个σ键和2个π键。
(3)a和b形成的分子为NH3,其空间构型为三角锥形,NH3溶于水后滴入含Cu2+的溶液中,以配位键形成[Cu(NH3)4]2+。
(4)题图所示的含氧酸中有一个配位键和三个氧原子,应为HNO3,根据相似相溶原理,HNO3是极性分子,易溶于水中,且和水之间会形成氢键。
23.(2013·海口模拟)(10分)X、Y、Z、Q、E五种元素中,X原子核外的M层中只有两对成对电子,Y原子核外的L层电子数是K层的两倍,Z是地壳内含量(质量分数)最高的元素,Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和,E在元素周期表的各元素中电负性最大。
请回答下列问题:
(1)X、Y的元素符号依次为________、________;
(2)XZ2与YZ2分子的立体结构分别是________和________,相同条件下两者在水中的溶解度较大的是________(写分子式),理由是________________________________________________________________________________________________________________________________________________;
(3)Q的元素符号是________,它属于第________周期,它的核外电子排布式为__________,在形成化合物时它的最高化合价为________;
(4)用氢键表示式写出E的氢化物溶液中存在的所有氢键________________________________________________________________________。
答案:
(1)S C
(2)V形 直线形 SO2 因为CO2是非极性分子,SO2和H2O都是极性分子,根据“相似相溶”原理,SO2在H2O中溶解度较大
(3)Cr 四 1s22s22p63s23p63d54s1 +6价
(4)F—H…F F—H…O O—H…F O—H…O
点拨:
五种元素分别为S(X),C(Y),O(Z),Cr(Q),F(E)。
(2)XZ2和YZ2分别为SO2、CO2,它们的构型分别为V形和直线形。
SO2在水中的溶解度大于CO2在水中的溶解度,因为SO2为极性分子,CO2为非极性分子,而H2O为极性分子,根据“相似相溶”原理可知SO2较易溶于水。
(3)Q为Cr元素,Cr和Fe处于同一周期,即第四周期,它的核外电子排布式为:
1s22s22p63s23p63d54s1,其价电子排布式为3d54s1,因此它的最高化合价为+6价。
(4)E为F,HF的水溶液中,存在HF之间的氢键,HF和H2O之间的氢键,H2O分子之间的氢键,即有:
F—H…F,F—H…O、O—H…F、O—H…O。