1、第二章第二章 分子结构与性质分子结构与性质 (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题包括 16 小题，每小题 3 分，共 48 分，每小题只有一个选项符合 题意。) 1.共价键、离子键和范德华力是微粒之间的不同作用力，下列物质中含有两种上 述作用力的是( ) NaOH SiO2 NH4Cl 金刚石 NaCl 白磷 A. B. C. D. 解析 NaOH 是离子化合物，Na 与 OH之间存在离子键，氧原子与氢原子之 间存在共价键；SiO2是共价化合物，只存在共价键；NH4Cl 是离子化合物， NH 4与 Cl 间存在离子键，氮原子与氢原子之间存在共价键；金刚石是原子晶 体，只存在
2、共价键；NaCl 是离子化合物，只存在离子键；白磷存在 PP 共 价键，属于分子晶体，分子通过范德华力结合，故选 A。 答案 A 2.根据键能数据(HCl 431 kJ mol 1，HI 297 kJ mol1)，可得出的结论是( ) A.溶于水时，HI 比 HCl 更容易电离，所以氢碘酸是强酸 B.HI 比 HCl 熔、沸点高 C.HI 比 HCl 稳定 D.拆开等物质的量的 HI 和 HCl，HI 消耗的能量多 解析 对于共价键键能的概念要理解：拆开 1 mol 共价键所需要吸收的能量或 形成 1 mol 共价键所释放的能量，都称键能；键能越大，键越牢固，由该键形 成的物质越稳定。比较 H
3、I 键和 HCl 键的键能大小可知 HI 键的键能小，易 断裂，因此 HI 比 HCl 稳定性弱，酸性强，但键能与由分子组成的物质的熔、沸 点无关。 答案 A 3.我国科学家研制出一种催化剂，能在室温下高效催化空气中甲醛的氧化，其反 应如下：HCHOO2 催化剂CO 2H2O。下列有关说法正确的是( ) A.反应物和生成物都是非极性分子 B.0.5 mol HCHO 含有 1 mol 键 C.HCHO、CO2分子中中心原子杂化类型相同 D.HCHO 能溶解在 H2O 中 解析 A 项，HCHO、H2O 都是极性分子，错误。B 项，根据结构式 可知，0.5 mol HCHO 含有 1.5 mol
4、 键，错误。C 项，HCHO、CO2分子中中心原 子分别采用 sp2、sp 杂化，错误。D 项，HCHO 和 H2O 都属于极性分子，HCHO 能溶解在 H2O 中，正确。 答案 D 4.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 BF3 C.R 是极性分子 D.键角小于 10928 解析 在中含有 3 个单键和 1 对孤电子对，价层电子对数为 4，空间上为三角 锥形，故 A 正确；B 原子最外层含有 3 个电子，BF3中 B 原子形成 3 个共价键， B 原子没有孤电
5、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、负电荷的中心重合，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；三角锥形分子的键角为 107 ，键角小于 10928，故 D 正 确。 答案 B 5.在化学中，常用一条短线表示一个化学键，如下图所示的物质结构中，虚线不 表示化学键或分子间作用力的是( ) 解析 A 选项中的虚线表示石墨结构中层与层之间存在的范德华力。C 选项中的 实线表示 CCl4分子中实际存在的 CCl 共价键， 虚线表示四个成键的氯原子相连 时在空间形成的正四面体。B、D 两项中的虚线表示共价键。 答案 C 6.已知以
6、下反应中的四种物质由三种元素组成，其中 a 的分子空间结构为正四面 体形，组成 a 物质的两种元素的原子序数之和小于 10，组成 b 物质的元素为第三 周期元素。下列判断正确的是( ) A.四种分子中的化学键均是极性键 B.a、c 分子中中心原子均采用 sp3杂化 C.四种分子中既有 键，又有 键 D.b、d 分子中共价键的键能：bd 解析 由题意可知，a 是甲烷，b 为氯气。四种分子中氯气分子所含的化学键为非 极性键，A 错；四种分子中均只存在 键而没有 键，C 错；b 为氯气，所含共 价键 ClCl 的键长比 HCl 的键长长， 故键能小于氯化氢中的 HCl 的键能， D 错。 答案 B
7、7.下列分子或离子中键角由大到小排列的是( ) BCl3 NH3 H2O PCl 4 BeCl2 A. B. C. D. 解析 根据价层电子对理互斥理论可知：BCl3价层电子对数为 3，无孤电子对， 所以为平面三角形结构， 键角为 120 ； NH3价层电子对数为 4， 有一个孤电子对， 排斥力较小，故为三角锥形结构，键角为 107 ；H2O 价层电子对数为 4，有 2 个 孤电子对，排斥力较大，故为 V 形结构，键角为 105 ；PCl 4价层电子对数为 4， 无孤电子对，故结构为正四面体，键角为 10928；BeCl2价层电子对数目为 2， 无孤电子对，故为直线形结构，键角为 180 。所
8、以键角的大小顺序为： BeCl2BCl3PCl 4NH3H2O，所以 B 正确。 答案 B 8.下列有机物分子中有 3 个手性碳原子的是( ) A.乳酸 CH3CHOHCOOH B.甘油 CH2OHCHOHCH2OH C.脱氧核糖 CH2OHCHOHCHOHCH2CHO D.核糖 CH2OHCHOHCHOHCHOHCHO 解析 乳酸 CH3CHOHCOOH 中次甲基上的碳原子连有四个不同的原子或原 子团，故只有 1 个手性碳原子，A 项错误；甘油 CH2OHCHOHCH2OH 中没 有手性碳原子，B 项错误；脱氧核糖 CH2OHCHOHCHOHCH2CHO 中次 甲基上的碳原子连有四个不同的原
9、子或原子团，故含有 2 个手性碳原子，C 项错 误； 核糖 CH2OHCHOHCHOHCHOHCHO 中次甲基上的碳原子连有四个 不同的原子或原子团，故有 3 个手性碳原子，D 项正确。 答案 D 9.下列说法正确的是( ) A.CHCl3是三角锥形 B.AB2是 V 形，其 A 可能为 sp2杂化 C.二氧化硅中硅为 sp 杂化，是非极性分子 D.NH 4是平面四边形结构 解析 CHCl3分子中 C 原子没有孤电子对，是四面体形，A 错误；AB2分子中 A 原子如果以 sp2或 sp3杂化均是 V 形，B 正确；二氧化硅中硅以 sp3杂化，且是原 子晶体，无分子，C 错误；NH 4是正四面体
10、结构，D 错误。 答案 B 10.下列与氢键有关的说法中错误的是( ) A.氨水中存在分子间氢键 B.形成氢键 XHY的三个原子总在一条直线上 C.卤化氢中 HF 沸点较高，是由于 HF 分子间存在氢键 D.邻羟基苯甲醛()的熔、沸点比对羟基苯甲醛() 的熔、沸点低 解析 氨水中氨分子之间、水分子之间以及氨分子与水分子之间都存在氢键，A 正确；氢键具有一定的方向性，但不是一定在一条直线上，如， 故 B 错误；HF 分子间存在氢键 XHY，使氟化氢分子间作用力增大，所以 氟化氢的沸点较高，C 正确；邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键，而对羟基苯甲醛 可形成分子间氢键， 所以邻羟基苯甲醛的熔、 沸点比对
11、羟基苯甲醛的熔、 沸点低， D 正确。 答案 B 11.无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”，释放出氢原子，若点 火，氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是( ) A.分子间作用力 B.氢键 C.非极性共价键 D.极性共价键 解析 解答本题的关键是审清题意，根据题意原溶液为“盐水”，后来却能释放 出“氢原子”，氢原子只能来源于 H2O，而 H2O 变为 H 原子必须破坏 HO 键， HO 键为极性共价键，故选 D。 答案 D 12.氯化亚砜(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 于氯化亚砜分子的几何构型和中心原子(S)采取杂化方式的
12、说法正确的是( ) A.三角锥形、sp3 B.V 形、sp2 C.平面三角形、sp2 D.三角锥形、sp2 解析 SOCl2分子中硫原子的价层电子对数 键电子对数孤电子对数31 2 (6212)4，故 S 原子采取 sp3杂化，由于孤电子对占据一个杂化轨道， 所以分子构型为三角锥形。 答案 A 13.氧族元素的氢化物的沸点如下表： H2O H2S H2Se H2Te 100 61.8 41.1 2 下列说法中正确的是( ) A.氧族元素氢化物沸点的高低与范德华力的大小无关 B.范德华力一定随相对分子质量的增大而减小 C.水分子间还存在一种特殊的分子间作用力 D.水分子间存在共价键，加热时较难断
13、裂 解析 H2S、H2Se、H2Te 的相对分子质量逐渐增大，范德华力逐渐增强，其沸点 逐渐升高，H2O 与 H2S 等的结构具有相似性，H2O 的相对分子质量最小，但其沸 点最高， 说明 H2O 分子间除了存在范德华力外， 还存在一种特殊作用力氢键。 H2O 分子极为稳定，加热时分子内的共价键很难断裂。综合上述，选项 C 正确。 答案 C 14.二甘醇可用作溶剂、 纺织助剂等， 一旦进入人体会导致急性肾衰竭， 危及生命。 二甘醇的结构简式是 HOCH2CH2OCH2CH2OH。下列有关二甘醇的叙述正确的是 ( ) A.符合通式 CnH2nO3 B.分子间能形成氢键 C.分子间不存在范德华力
14、D.能溶于水，不溶于乙醇 解析 二甘醇的分子式为 C4H10O3，它符合通式 CnH2n2O3。二甘醇分子之间能形 成 OHO 氢键，也存在范德华力。二甘醇能溶于水和乙醇。 答案 B 15.如图所示某硅氧离子的空间结构示意图(虚线不表示共价键)。通过观察分析， 下列叙述正确的是( ) A.键角为 120 B.化学组成为 SiO2 3 C.硅原子采用 sp2轨道杂化方式 D.化学组成为 SiO4 4 解析 硅氧离子是以硅原子为中心的正四面体结构，硅氧离子中 4 个 SiO 键完 全相同， SiO 键的键角为 10928， 故 A 错误； 硅原子核外最外层为 4 个电子， 根据硅氧离子的空间结构示
15、意图可知：硅氧离子中含有 4 个 SiO 键，其中含 1 个硅原子和 4 个氧原子，所以硅的化合价为4 价，氧为2 价，硅氧离子的组成 为 SiO4 4，故 B 错误，D 正确；硅原子核外最外层为 4 个电子，与氧原子形成 4 个 键，无孤电子对，价层电子对数 键个数孤电子对数404，杂化方 式为 sp3杂化，故 C 错误。 答案 D 16.下列说法中正确的是( ) A.互为手性异构体的分子互为镜像，且分子组成相同，性质也相同 B.由酸性 FCH2COOHCH3COOH，可知酸性 ClCH2COOHCH3COOH C.I2易溶于 KI 溶液中可以用相似相溶来解释 D.除 HF 外，其他卤化氢沸
16、点随着相对分子质量的增大而升高，是因为氢键的键 能逐渐增大所致 解析 互为手性异构体的分子其结构不同，性质也不同，A 错；B 项中由提示可 知，F 原子的存在使得酸性增强，故同族元素的 Cl 也有类似的作用，B 正确；I2 易溶于 KI 溶液中是由于 I2与 I 之间发生反应：I 2I I 3，不能用相似相溶原 理解释，C 错；在卤素氢化物中，只有 HF 能形成氢键，D 错。 答案 B 二、非选择题(本题包括 4 个小题，共 52 分) 17.(16 分)已知和碳元素同主族的 X 元素位于元素周期表中的第一个长周期， 短周 期元素 Y 原子的最外层电子数比内层电子总数少 3，它们形成的化合物分
17、子式是 XY4。试回答： (1)X 元素的基态原子的核外电子排布式为_，Y 元素原子最 外层电子轨道表示式为_。 (2)若 X、Y 两元素电负性分别为 1.8 和 3.0，则 XY4中 X 与 Y 之间的化学键为 _(填“共价键”或“离子键”)。 (3)该化合物的空间结构为_形，中心原子采取_杂化，分 子为_(填“极性分子”或“非极性分子”)。 (4)该化合物在常温下为液体，该液体微粒间的作用力是_。 (5) 该 化 合 物 的 沸 点 与 SiCl4比 较 ： _( 填 化 学 式 ) 的 高 ， 原 因 是 _ _。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p2 (2)共
18、价键 (3)正四面体 sp3 非极性分子 (4)范德华力 (5)GeCl4 组成和结 构相似的分子，相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔、沸点越高 18.(10 分)西瓜膨大剂别名氯吡苯脲，是经过国家批准的植物生长调节剂，实践证 明长期使用对人体无害。已知其相关性质如下表所示： 分子式 C12H10ClN3O 结构简式 外观 白色结晶粉末 熔点 170172 溶解性 易溶于水 (1)氯吡苯脲晶体中，氮原子的杂化方式为_。 (2)氯吡苯脲易溶于水的原因是_ _。 (3)已知苯环上的OH 能电离出 H ， (苯酚)H ， 苯 酚 的 酸 性 大 于( 邻 羟 基 苯 甲 醛 ) ， 其 原 因
19、是 _ _。 (4)两种组成均为 CoCl3 4NH3的配合物分别呈绿色和紫色。已知绿色的配合物内 界结构对称，请在图 a 和图 b 中用元素符号标出氯原子的位置。 解析 (1)根据氯吡苯脲的结构简式可知，其中两个氮原子采取 sp3杂化，另外一 个氮原子采取 sp2杂化。(2)氯吡苯脲能与水形成分子间氢键，所以易溶于水。(3) 邻羟基苯甲醛分子中醛基与酚羟基处于邻位，容易形成分子内氢键，导致酚羟基 难电离出 H 。(4)对于 CoCl 3 4NH3两种物质组成相同而颜色不同的原因是它们互 为同分异构体，绿色的配合物内界结构对称，可以确定氯原子位于 1、4 位置，而 紫色的配合物内界氯原子位于
20、1、2 位置。 答案 (1)sp2、sp3 (2)氯吡苯脲可以与水形成分子间氢键 (3)邻羟基苯甲醛会形 成分子内氢键，使得羟基难以电离出 H (4)如图 19.(10 分)有 A、B、C、D 四种主族元素，原子序数依次增大，A 元素原子 2p 轨 道上有 2 个未成对电子。B 元素原子的 p 轨道中有 3 个未成对电子，其简单气态 氢化物在水中的溶解度在同族元素所形成的氢化物中最大。C 的最高化合价和最 低化合价的代数和为 4，其最高价氧化物中含 C 的质量分数为 40%，且其核内质 子数等于中子数。 D 元素原子得一个电子填入 3p 轨道后， 3p 轨道为全充满状态。 请回答下列问题： (
21、1)AC2分子中含有_个 键，属于_(填“极性”或“非极性”)分 子。 (2)B 的简单气态氢化物的空间结构为_，B 原子采用_杂化。 (3)写出 A 的常见氧化物与 B 的氧化物中互为等电子体的一组物质： _。 (4)C 元素的电负性_(填“”“”或“”)D 元素的电负性，用一个 化学方程式表示：_ _。 解析 由题意可知，A 元素原子的核外电子排布式为 1s22s22p2或 1s22s22p4，A 可 能为碳元素或氧元素。B 元素原子的价电子排布式为 ns2np3，为第A 族元素， 由 B 的气态氢化物的溶解度可知 B 为氮元素， 则 A 为碳元素。 C 的最高正价和最 低负价的代数和为
22、4，其为第A 族元素，为硫元素。D 元素原子的价电子排布 式为 3s23p5，D 为氯元素。(1)CS2的结构式为 S=C=S，含有 2 个 键，为直 线形结构，属于非极性分子。(2)NH3分子中 N 原子采用 sp3杂化，其中一个杂化 轨道被孤电子对占有， 空间结构为三角锥形。 (3)碳元素的常见氧化物有 CO 和 CO2， 其中 CO2与氮的氧化物 N2O 互为等电子体。(4)硫、氯同周期，一般来说，同周 期元素的电负性随原子序数的递增而增大，所以电负性：SCl。 答案 (1)2 非极性 (2)三角锥形 sp3 (3)CO2和 N2O (4) H2SCl2=2HClS 20.(16 分)(
23、1)碳是形成化合物种类最多的元素。 C 元素是形成有机物的主要元素，下列分子中含有 sp 和 sp3杂化方式的是 _(填字母)。 a. b.CH4 c.CH2= CHCH3 d.CH3CH2CCH 乙醇(CH3CH2OH)与二甲醚(CH3OCH3)的分子式均为 C2H6O，但 CH3CH2OH 的 沸点高于 CH3OCH3的沸点，其原因是_。 (2)麻醉剂的发现和使用是人类医学史上一项了不起的成就。 “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_，其分子空间结构 是_形。 另一种常用麻醉剂氯仿常因保存不慎而被氧
24、化， 产生剧毒光气(COCl2)： 2CHCl3 O22HCl2COCl2，光气(COCl2)分子的空间结构是_形。 (3)丁二酮肟常用于检验 Ni2 ：在稀氨水介质中，丁二酮肟与 Ni2反应可生成鲜红 色沉淀，其结构如图所示。 该结构中，碳碳之间的共价键类型是 键，碳氮之间的共价键类型是 _。 该结构中，氧氢之间除共价键外还可存在_。 该结构中，碳原子的杂化轨道类型有_。 解析 (1)饱和 C 原子采取 sp3杂化，双键 C 原子和苯环 C 原子采取 sp2杂化， 三键 C 原子采取 sp 杂化。 乙醇分子间能形成氢键， 甲醚分子间不能形成氢键， 导致乙醇的沸点高于甲醚。 (2)因氧原子只与
25、一个氮原子相连，利用每个原子最外层 8e 稳定结构可写出其 电子式为，中间氮原子价层电子对数为 2，孤电子对数为 0，故 N2O 为直线形。COCl2的结构式为，碳原子形成 1 个 键和 3 个 键，故碳原子采取 sp2杂化，COCl2为平面三角形分子。 (3)单键为 键，双键中有 1 个 键和 1 个 键，所以碳碳之间的共价键类型是 键，碳氮之间的共价键是 1 个 键和 1 个 键。分子内氧氢原子间除形成共 价键外， 还形成氢键。 CH3中的 C 原子形成 4 个 键， C 原子采取 sp3杂化， 含双键的 C 原子形成 3 个 键，C 原子采取 sp2杂化。 答案 (1)d 乙醇中分子间能形成氢键，甲醚不能形成氢键，导致乙醇的沸 点高于甲醚 (2) 直线 平面三角 (3)一个 键，一个 键 氢键 sp2、sp3
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