人教版高中数学选修三第二章分子结构与性质测试题.docx
《人教版高中数学选修三第二章分子结构与性质测试题.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《人教版高中数学选修三第二章分子结构与性质测试题.docx(18页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
人教版高中数学选修三第二章分子结构与性质测试题
高中化学学习材料
(精心收集**整理制作)
选修3第二章分子结构与性质测试题
黑龙江省鸡西市第一中学王维德
第Ⅰ卷选择题(48分)
一、选择题(本题包括12小题,每小题4分。
共计48分。
每小题只有一个选项符合题意)
1.下列说法正确的是 ( )
A.H-H键无方向性
B.基态C原子有两个未成对电子,所以最多只能形成2个共价键
C.1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性所决定的
D.所有的原子轨道都具有一定的伸展方向,因此所有的共价键都具有方向性
2.下列共价键①H-H、②H-F、③H-O、④N-H、⑤P-H中,键的极性由小到大的顺序正确的是()
A.①②③④⑤B.⑤④③②①
C.①
④③②D.②③④⑤①
3.在下列化学反应中,既有离子键、极性键、非极性键断裂,又有离子键、极性键、非极性键形成的是()
A.2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑
B.Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2↓+2NH3↑
C.Cl2+H2O=HClO+HCl
D.NH4Cl+NaOH
NaCl+NH3↑+H2O
4.在下列化学反应中,所断裂的共价键中,仅仅断裂σ键的是()
A.N2+3H2 2NH3
B.2C2H2+5O2 2H2O+4CO2↑
C.Cl2+H2 2HCl
D.C2H4+H2 C2H6
5.下列说法中正确的是()
A.烯中C=C的键能是乙烷中C-C的键能的2倍
B.氮气分子中含有1个σ键和2个π键
C.N-O键的极性比C-O键的极性大
D.NH4+中4个N-H键的键能不相同
6.有下列物质:
①白磷;②金刚石;③石墨;④二氧化硅;⑤甲烷;⑥四氯化碳;⑦单质硅;⑧铵离子,其分子结构或晶体结构单元中存在正四面体的是()
A.除③外B.①②⑤⑥C.除③⑧外D.除③④⑦⑧
7.关于CS2、SO2、NH3三种物质的说法中正确的是()
A.CS2在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B.SO2和NH3均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C.CS2为非极性分子,所以在四种物质中熔沸点最低
D.NH3在水中溶解度很大只是由于NH3分子有极性
8.已知SO3、BF3、CCl4、PCl5、SF6都是非极性分子,而H2S、NH3、NO2、SF4、BrF5都是极性分子,由此可推出ABn型分子属于非极性分子的经验规律是()
A.ABn型分子中A、B均不含氢原子
B.A元素的相对原子质量必小于B元素的相对原子质量
C.分子中所有原子都在同一平面上
D.ABn型的价电子对数等于n
9.Murad等三位教授最早提出NO分子在人体内有独特功能,近年来此领域研究有很大进展,此这三位教授荣获了1998年诺贝尔医学及生理学奖。
关于NO的下列叙述不正确的是
A.NO可以是某些含低价氮的物质氧化的产物
B.NO分子中不含有未成对电子
C.NO是直线性分子
D.NO汽车尾气中的主要空气污染物之一
10.碘单质在水溶液中溶解度很小,但在CCl4中溶解度很大,这是因为()
A.CCl4与I2相对分子质量相差较小,而H2O与I2相对分子质量相差较大
B.CCl4与I2都是直线型分子,而H2O不是直线型分子
C.CCl4和I2都不含氢元素,而H2O中含有氢元素
D.CCl4和I2都是非极性分子,而H2O是极性分子
11.根据等电子原理判断,下列说法中错误的是()
A.B3N3H6分子中所有原子均在同一平面上
B.B3N3H6分子中存在双键,可发生加成反应
C.H3O+和NH3是等电子体,均为三角锥形
D.CH4和NH4+是等电子体,均为正四面体
12.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分子均与Pt4+配位
D.配合物中Cl—与Pt4+配位,而NH3分子不配位
第Ⅱ卷非选择题(共52分)
二、非选择题(本题包括6小题,共52分)
13.(8分)在下列物质中:
NaCl、NaOH、Na2S、H2O2、Na2S2、(NH4)2S、CO2、CCl4、C2H2、SiO2、SiC、晶体硅、金刚石。
⑴其中只含有离子键的离子晶体是;
⑵其中既含有离子键又含有极性共价键的离子晶体是;
⑶其中既含有离子键,又含有极性共价键和配位键的离子晶体是;
⑷其中既含有离子键又含有非极性共价键的离子晶体是;
⑸其中含有极性共价键的非极性分子是;
⑹其中含有极性共价键和极性共价键的非极性分子是;
⑺其中含有极性共价键和极性共价键的极性分子是;
⑻其中含有极性共价键的原子晶体是。
14.(10分)1919年,Langmuir提出等电子原理:
原子数相同、电子数相同的分子,互称为等电子体。
等电子体的结构相似、物理性质相近。
(1)根据上述原理,仅由第2周期元素组成的共价分子中,互为等电子体的是:
和;和。
(2)此后,等电子原理又有所发展。
例如,由短周期元素组成的微粒,只要其原子数相同,各原子最外层电子数之和相同,也可互称为等电子体,它们也具有相似的结构特征。
在短周期元素组成的物质中,与
互为等电子体的分子有:
、;这些等电子体的微粒构型为形。
(3)CNS-、NO2+具有相同的通式:
AX2,它们的价电子总数都是16,因此,它们的结构与由第二周期两元素组成的分子的结构相同,微粒呈形,中心原子取杂化轨道。
(4)C032-、NO3-等微粒具有相同的通式:
,它们的总价电子数都等于,因此,它们与由第六主族两元素组成的分子结构有相同,呈形,中心原子都取杂化。
15.(8分)如图为短周期一部分。
A、C两元素原子核外分别有两个、一个未成对电子。
试回答:
(1)用轨道表示式表示B、C两种原子的电子排布
、
(2)短周期元素D与A同主族,则A、B、D三种元素形成的氢化物的分子构型分别是、、;已知氢化物分子中,A、B、D原子的孤对电子均在杂化轨道内,则A、B、D原子的杂化类型分别是、、;A、B、C、D四种元素氢化物的稳定性由强到弱的顺序为。
(3)短周期元素E原子核外也有两个未成对电子,且E是形成化合物最多的元素,其常见的同素异形体的名称是、,任意两个键的夹角是、,中心原子的杂化类型分别为、。
16.(10分)下列结构图中,代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分),不黑点代表未用于形成共价键的最外层电子,短线代表价键。
(1)根据各图表示的结构特点,写出该分子的化学式:
A:
________B:
_________C:
________D:
________
(2)与A互为等电子体的分子的化学式,与D互为等电子体的化学式。
(3)在分子的结构式中,由一个原子提供成键电子对而形成的共价键用→表示,例如:
硫酸,SO42-的空间构型是,其中S原子的杂化类型为。
(4)硝基甲烷可表示为,写出三硝酸甘油酯的结构式:
。
17.(5分)在一定条件下,某元素的氢化物X可完全分解为两种单质:
Y和Z。
若已知:
①反应前的X与反应后生成的Z的物质的量之比
;②单质Y的分子为正四面体构型。
请填写下列空白。
(1)单质Y是___________,单质Z是___________(填写名称或分子式)。
(2)Y分子中共含___________个共价键。
(3)X分子中Y原子的杂化类型是:
_________与X分子互为等电子体的分子是。
18.(11分)在一定条件下(不需添加另的反应物),经不同的化学反应,可实现如上图的各种变化。
其中,⑤是工业生产中的一个重要反应,反应③④属氧化还原反应,而反应①、②属非氧化还原反应。
X、F和Y为单质,化合物D、H都是三角锥形的极性分子,F是空气的主要成份之一,其余为化合物,据此请填空:
⑴物质A是,构成F单质的原子的核外电子排布式是,X是,Y的电子式是。
⑵写出反应②的化学方程式:
。
⑶写出反应④的化学方程式,并注明反应条件:
。
(4)指出化合物D中中心原子的杂化类型
第二章分子结构与性质参考答案(教参版使用)
1.A[提示]s轨道为球形,在空间的各个方向s轨道与s轨道形成的共价键都没有方向性,H-H键是两个1s轨道重叠得到的,A项正确;除s轨道以外的其它原子轨道都有方向性,当s轨道与其它原子轨道或其它原子轨道之间重叠时,共价键都有方向性,D项错误;在形成CH4分子的过程中,碳原子2s轨道中1个电子进入2p空轨道。
1个2s轨道和3个2p轨道“混合”,形成能量相等、成分相同的4个sp3杂化轨道,最多可以形成4个共价键,B项错误;1个N原子可以与3个H原子结合,还有一对孤对电子可以与H形成配位键,即形成NH4+,此时共价键也饱和,C项错误。
2.C[提示]参见上一题的说明部分,对于元素周期表中同属第二周期的元素,与氢元素形成共价键时,极性由小到大分别是N-H、H-O、H-F;对于第五主族的元素,与氢元素形成共价键时,极性是N-H大于P-H;H-H键由吸引电子能力相同的同种原子形成无极性。
3.A[提示]化学反应是旧化学键断裂和新化学键生成的过程。
A反应中既有Na+与O2—的离子键,O—O的非极性键,H—O键的极性键的断裂,反应后又成碱的离子键,氧分子中O—O的非极性键及C—O极性键的形成,符合题意;B反应中缺少非极性共价键的形成,不合题意;C反应中没有离子键的断裂和形成,也没有非极性共价键的形成不合题意;D反应中没有非极性共价键的断裂和形成,不合题意。
4.C[提示]原子轨道沿核间连线方向以“头碰头”的方式重叠形成的共价键叫做σ键;原子轨道在核间连线两侧以“肩并肩”的方式重叠形成的共价键叫做π键。
两个原子间形成共价单键时,即形成σ键;两个原子间形成一个以上的共价键时,除了形成σ键,还会形成π键。
在化学反应中原有的化学键会断裂。
N2分子中共有三个共价键,其中有一个σ键和两个π键在选项A化学反应中断裂;O2、Cl2和H2 分子中都只有一个共价键是σ键分别在化学反应A、B、C、D中断裂;C2H2分子中两个碳原子之间有一个σ键和两个π键在化学反应B中断裂;C2H4分子中两个碳原子间有一个σ键和一个π键在化学反应D中断裂。
5.B[提示]有机化合物中,碳原子与碳原子的原子轨道之间以“肩并肩”的方式形成π键的重叠程度要比以“头碰头”的方式形成σ键的重叠程度小得多。
两个碳原子之间形成的σ键比π键牢固,σ键的键能大于π键。
乙烯中两个碳原子间存在一个σ键和一个π键,乙烷中两个碳原子间存在一个σ键,乙烯中C=C的键能应当大于乙烷中C-C的键能且小于乙烷中C-C的键能的2倍。
氮气分子中有三个共价键,1个σ键和2个π键,所以B选项的说法正确,不合题意。
形成共价键的两个原子对电子的吸引能力差别越大,共价键的极性就越强;N原子与O原子吸电子能力的差值小于C与O吸电子能力的差值,N-O键的极性比C-O键的极性小。
在NH4+中参与成键的8个电子分布在原子最外层的4个能量相等的sp3杂化轨道中,4个N-H键的键能键长键角都相等,D项说法错误。
6.A[提示]根据信息:
分子结构或晶体结构单元中存在正四面体,推导出该分子结构或晶体结构中有原子采用sp3杂化。
此题所提供的选项中白磷、金刚石、二氧化硅、甲烷、四氯化碳、单质硅、铵离子中P、C、Si、C、C、Si、N均采用了sp3杂化,它们的分子结构或晶体结构单元中都存在正四面体。
石墨中C采用了sp2杂化,其构型为网状。
7.B[提示]根据“相似相溶”原理,与溶剂极性相似的溶质的溶解度相对极性不同的溶质要大,CS2是非极性分子,水是极性分子,A项正确;SO2和NH3都是极性分子,B项正确;结构分子晶体熔沸点比较:
(1)氢键使熔沸点升高
(2)结构组成相似的分子晶体相对分子质量越大,熔沸点就越高;虽然NH3和H2O的分子量是四种物质中最小的,但它们分子间的氢键比较牢固,使得熔沸点升高的较多而大于CS2和SO2熔沸点,CS2常温下是液体,SO2常温下是气体,C项错误;NH3在水中溶解度很大除了由于NH3分子有极性,还因为NH3和H2O分子间可以形成氢键,D项错误。
8.D[提示]当ABn型分子的价电子对数等于n时,分子采取对称的空间构型,形成非极性分子,D项正确。
当n=2、3、4、5、6时,ABn型分子的分别为直线形、平面正三角形、正四面体、三角双锥、正八面体,C项错误;CH4是ABn型的非极性分子,A项错误;A元素的相对原子质量可以大于也可以小于B元素的相对原子质量,如:
SO3和BF3,B项错误。
9.B[提示]分子中的电子总数为奇数,分子中一定有未成对电子,B项的说法错误;NO中N的化合价是+2价,NH3可以被O2氧化得到NO,A项正确,不合题意;双原子分子根据“两点成一线”的标准,只能是直线构型,C项说法正确,不合题意;D项说法正确,不合题意。
10.D[提示]根据“相似相溶”原理,非极性分子组成的溶质易溶在非极性分子组成的溶剂中;极性分子组成的溶质易溶在极性分子组成的溶剂中。
CCl4和I2都是非极性分子,H2O是极性分子,比较而言,I2更易溶在CCl4中而不易溶于水中,D项正确。
其余选项都没有揭示问题的实质。
11.B[提示]等电子原理是指具有相同价电子数(指全部电子总数或价电子总数)和相同原子数的分子或离子具有相同的结构特征。
苯是B3N3H6的等电子体,因此,它们的结构相同。
苯分子中所有的原子均在同一平面上,苯分子中不存在双键,存在大π键。
因此,B错误。
H3O+和NH3是等电子体,NH3是三角锥型,则H3O+也是三角锥型。
CH4和NH4+是等电子体,CH4是正四面体结构,所以NH4+也是正四面体结构
12.C[提示]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。
13.
(1)NaCl、Na2S;
(2)NaOH、(NH4)2S;(3)(NH4)2S;(4)Na2S2;(5)CO2、CCl4C2H2;(6)C2H2;(7)H2O2;(8)SiO2、SiC
14.
(1)N2和CO;CO2和N2O.
(2)O3SO2V形。
(3)CO2直线sp。
(4)AX324SO3平面三角sp2
15.
(1)PCl。
[提示]在元素周期表中,前三个周期是短周期,A可能处于第一或第二周期,第一周期只有两种元素氢和氦,无论A是氢还是氦元素都不可能在周期表中出现题中给出的A、B、C的相对位置,所以A应当处于第二周期,B、C处于第三周期;第二周期原子核外有两个未成对电子的元素是碳和氧,如果A是碳,根据图中C的位置就应该是磷元素,而磷的原子核外有三个未成对电子,不合题意。
所以A一定是氧元素,由此推出B与C分别是磷和氯。
(2)V形三角锥V形sp3sp3sp3。
[提示]D与氧元素同主族且属于短周期,一定是硫元素,氧、磷、硫形成的氢化物分别是H2O、PH3、H2S,这三种氢化物的中心原子的孤对电子与成键电子都参与杂化,它们的价电子对数是4,进行sp3杂化。
(3)金刚石石墨109°28′120°sp3sp2。
[提示]根据题中所示的条件推知E是碳元素。
常见的碳元素的同素异形体是金刚石和石墨;金刚石是空间网状结构,每个碳原子采取sp3杂化与另外4个碳原子成键,4个碳与碳共价键的夹角都是109°28′;石墨是层状结构,每层中的碳原子以sp2方式与另外的3个碳原子成键,3个碳与碳共价键的夹角都是120°。
16.
(1)NH3,HCN,CO(NH2)2,BF3。
[提示]首先注意题给限制条件1到10号元素,根据原子的最外层电子数确定原子的名称,将化学键看作1对原子。
分析A结构中,最外层有两个未成键电子,且形成三个共价键,那么它最外层有5个电子,是N元素;另外三个原子最外层只有一个电子且形成共价键,是H元素。
同理可分析得出答案:
(2)PH3BCl3。
[提示]互为等电子体的分子应当结构相似,化学性质相似,原子数相等,总原子数或各原子最外层电子数之和相等。
根据以上原理得出答案。
(3)SO42-中成键的8个电子分布在S原子的4个sp3杂化轨道中,这四个轨道能量相等所以4个S—O键的键长键能键角都相等,形成正四面体结构。
(4)
[提示]三硝酸甘油酯的结构式可借助硝基甲烷中硝基结构写出。
17.
(1)P4H2。
[提示]根据题中所给条件分析出Y是单质磷,因为分子构型是正四面体的单质只有磷;X分解后可得到磷和单质Z,且X是氢化物,因此Z就是氢气。
(2)6。
[提示]如左图所示,正四面体的单质磷中每个磷原子都与另外的3个磷原子形成共价键,键角都是60°,共有6个非极性共价键。
(3)sp3NH3。
[提示]反应前后有关系为2X→3H2,所以一个X分子中有3个氢原子,X的分子式是PH3;PH3分子中的中心原子P以sp3杂化方式与H原子成键,分子中有四对价电子,其中一对价电子是孤对电子,孤电子对“挤压”3个P—H键,使得键角小于109°28′,分子呈三角锥形。
根据“等电子原理”,与PH3分子互为等电子体的分子原子数应与PH3相等,价电子也要与PH3相等,且二者空间构型相似,即NH3。
18.
(1)NH4HCO3或(NH4)2CO3;1s22s22p3;H2;
(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(3)
(4)sp3
[提示]D是三角锥极性分子并由空气中的主要成分之一的F单质的原子组成,推知D是NH3,F是N2,X是H2;H也是三角锥形的极性分子并由NH3发生氧化还原反应得到,NH3中的N的化合价—3价已经是最低化合价,在反应
中应当升高(失电子),推知单质Y的原子得电子能力强于N的,推测H是NCl3,那么Y就是Cl2;⑤是工业生产中的一个重要反应,反应物是盐的溶液,产物中有H2和Cl2,推知Z是NaCl,W是NaOH;A盐固体加热后可分解成三种物质且其中一种物质是NH3,因此A是铵盐,能分解成三种物质的铵盐不是NH4HCO3就是(NH4)2CO3;NH4HCO3或(NH4)2CO的分解产物能与NaOH反应的是CO2,B是CO2,C是H2O,G是Na2CO3。
D是NH3,NH3的中心原子N的杂化类型是sp3。
第二章分子结构与性质参考答案(学生版使用)
1.A2.C3.A4.C5.B6.A7.B8.D9.B10.D
11.B12.C
13.
(1)NaCl、Na2S;
(2)NaOH、(NH4)2S;(3)(NH4)2S;(4)Na2S2;(5)CO2、CCl4C2H2;(6)C2H2;(7)H2O2;(8)SiO2、SiC
14.
(1)N2和CO;CO2和N2O。
(2)O3SO2V形。
(3)CO2直线sp。
(4)AX324SO3平面三角sp2
15.
(1)PCl
(2)V形三角锥V形sp3sp3sp3
(3)金刚石石墨109°28′120°sp3sp2
16.
(1)NH3,HCN,CO(NH2)2,BF3
(2)PH3BCl3
(3)SO42-中成键的8个电子分布在S原子的4个sp3杂化轨道中,这四个轨道能量相等所以4个S—O键的键长键能键角都相等,形成正四面体结构。
(4)
17.
(1)P4H2
(2)6
(3)sp3NH3
18.
(1)NH4HCO3或(NH4)2CO3;1s22s22p3;H2;
(2)CO2+2NaOH=Na2CO3+H2O
(3)
(4)sp3
备选题
1.现有一种新型层状结构的无机材料BN,平面结构示意图如图所示,请您根据所学的与其结构类似的物质的性质及等电子原理,判断该新材料可能具有的性质和用途()
A.是一种高温润滑材料,也可用作电器材料
B.是一种化学纤维,可用做织物
C.是一种坚硬耐磨材料,也可用做钻具
D.以上判断均不正确
2.下列说法中正确的是()
A.PCl3分子是三角锥形,这是因为P原子是以sp2杂化的结果
B.sp3杂化轨道是由任意的1个s轨道和3个p轨道混合形成的四个sp3杂化轨道
C.凡中心原子采取sp3杂化的分子,其几何构型都是四面体
D.AB3型的分子空间构型必为平面三角形
3.①PH3的分子构型为三角锥形,②BeCl2的分子构型为直线形,③CH4分子的构型为正四面体形,④CO2为直线形分子,⑤BF3分子构型为平面正三角形,⑥NF3分子结构为三角锥形。
下面对分子极性的判断正确的是()
A.①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子
B.只有④为非极性分子,其余为极性分子
C.只有②⑤是极性分子,其余为非极性分子
D.只有①③是非极性分子,其余是极性分子
4.已知[Co(NH3)6]3+呈正八面体结构:
各NH3分子间距相等,Co3+位于正八面的中心。
若其中二个NH3分子被Cl-取代,所形成的[Co(NH3)4Cl2]+的同分异构体的种数有()
A.2种B.3种C.4种D.5种
5.
(1)下列气态分子BCl3、CCl4、H2O和BeCl2中,其键角由大到小的顺为 。
(2)硫化氢(H2S)分子中,两个H—S键的夹角接近90°,说明H2S分子的空间构型为________;二氧化碳(CO2)分子中,两个C=O键的夹角是180°,说明CO2分子的空间构型为________;甲烷(CH4)分子中,两个相邻C—H键的夹角是109°28′,说明CH4分子的空间构型为______。
(3)由于氨水和次氯酸盐溶液在弱碱性介质中反应可生成氯胺H2NCl,分子结构类似于NH3,H2NCl分子的空间构型为______,电子式为________,H2NCl中的氯的化合价为_____。
6.位于第3周期的某元素基态时有3个未成对电子,它在充足的氧气中燃烧可得最高化合价氧化物。
在不充足的氯气中燃烧生成低价氯化物,在过量的氯气中燃烧生成最高化合价氯化物。
从上面事实推知:
(1)该元素的元素符号是________
(2)该元素原子基态时最外层电子排布式为_____________
(3)该元素所形成的简单氢化物的电子式是________。
(4)该元素所形成的简单氢化物分子中,共价键是 键(填“σ”或“π”)
备选题详细答案
1.A[提示]本题运用的是“等电子原理”,即等电子体具有相同的结构特征。
从BN的平面网状结构联想到石墨的结构,将发现它们满足等电子体的条件,从而推导出BN也是一种高温润滑材料,也可用作电器材料。
2.C
[提示]PCl3分子的价电子对数
,因此PCl3分子中P原子以sp3杂化,sp3杂化轨道是原子最外层电子层上的s轨道和3个p轨道“混合”起来,形成能量相等、成分相同的4个轨道。
sp3杂化