第二章 章末测评验收卷(二)(课件 解析版 学生版,共3份打包)人教版(2019) 选择性必修2

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第二章 章末测评验收卷(二)(课件 解析版 学生版,共3份打包)人教版(2019) 选择性必修2

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章末测评验收卷(二) (满分:100分) 
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.我国科学家研制出一种能在室温下高效催化空气中的甲醛氧化的催化剂,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O。下列有关说法正确的是 (  )
反应物和生成物都是非极性分子
HCHO的空间结构为四面体形
HCHO、CO2分子的中心原子的杂化类型不同
液态水中只存在一种作用力
2.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是 (  )
键能:C—N键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
分子中的键角:H2O>CO2
相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
3.下列化学用语表述正确的是 (  )
氨气分子的电子式:H︰︰H
原子结构示意图,既可表示Cl-,也可表示Cl-
用电子式表示HCl的形成过程:H×+·︰]-
H2O中既含极性共价键,又含非极性共价键
4.下列叙述中正确的是 (  )
CF3COOH的酸性大于CCl3COOH是因为F—C的极性大于C—Cl的极性,使CF3—的极性大于CCl3—
甲烷分子中心原子采取sp3杂化,键角107°
H2O2是非极性分子,空间构型为直线形
氨气溶于水显碱性,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为
5.下列化合物中,含有3个手性碳原子的是 (  )
A B
C D
6.下列各组分子的中心原子杂化轨道类型相同,分子的空间结构不相同的是 (  )
CCl4、SiCl4、SiH4
H2S、NF3、CH4
BCl3、CH2CHCl、环己烷
SO3、、CH3C≡CH
7.有一种有机物的键线式酷似牛,故称为牛式二烯炔醇。下列有关说法不正确的是 (  )
牛式二烯炔醇的官能团可以用红外光谱测定
牛式二烯炔醇中含有三个手性碳原子
1 mol牛式二烯炔醇中含有6 mol π键
牛式二烯炔醇分子中C原子只存在sp和sp2杂化
8.(2023·湖北恩施高二校联考期末)下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是 (  )
选项 物质的结构或性质 解释
键角:H2O>NH3 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多
热稳定性:NH3>PH3 NH3分子间氢键强于PH3分子间作用力
熔点:晶体硅>碳化硅 Si—Si的键能大于C—Si的键能
电子云半径:3s>1s 3s电子能量高,在离核更远的区域出现的概率大
9.硝基胍的结构简式如图所示(“→”是一种特殊的共价单键,属于σ键)。下列说法正确的是 (  )
硝基胍分子中只含极性键,不含非极性键
N原子间只能形成σ键
硝基胍分子中σ键与π键个数比是5∶1
10.4 g硝基胍中含有11×6.02×1023个原子
10.在水中,水分子彼此可通过氢键形成(H2O)n小集团。在一定温度下,(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着,形成四面体(如图所示)。(H2O)n的n=5时,下列说法正确的是 (  )
(H2O)5是一种新的水分子
(H2O)5仍保留着水的化学性质
1 mol (H2O)5中有2个氢键
1 mol (H2O)5中有4 mol氢键
11.下列有关原子结构和元素性质的叙述中,正确的是 (  )
邻羟基苯甲醛的熔点高于对羟基苯甲醛的熔点
第四周期元素中,基态锰原子价层电子中未成对电子数最多
钠原子的第一、第二电离能分别小于镁原子的第一、第二电离能
价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
12.美国科学家合成了含有的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该离子的说法中正确的是 (  )
每个中含有35个质子和36个电子
该离子中只含有非极性键
1个该离子中含有2个π键
与P4所含电子数相同
13.下图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化的示意图,下列叙述正确的是 (  )
若N≡N键能是a kJ·mol-1,H—H键能是b kJ·mol-1,H—N键能是c kJ·mol-1,则每生成2 mol NH3,放出(a+3b-6c)kJ热量
NH3分子和H2O分子的中心原子杂化类型不同
催化剂a、b表面均发生了非极性共价键的断裂
在催化剂b作用下发生转化得到的两种生成物,均为直线形分子
14.吡咯和卟吩都是平面形分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p轨道,p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的π型化学键,称为离域π键,表示为,m是成键原子数,n是成键电子数。下列说法不正确的是 (  )
吡咯的分子式为C4H5N
吡咯中存在离域π键为
苯分子中也存在离域π键
吡咯和卟吩中N原子的杂化方式都是sp3杂化
15.已知:P4(g)+6Cl2(g)4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl的键能为1.2 c kJ·mol-1。下列叙述正确的是 (  )
P—P的键能大于P—Cl的键能
可以求Cl2(g)+PCl3(g)PCl5(s)的反应热
Cl—Cl的键能为 kJ·mol-1
P—P的键能为 kJ·mol-1
二、非选择题(本题包括5小题,共55分。)
16.(12分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;②Y原子价层电子排布为msnmpn;③R原子核外L层电子数为奇数;④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)(3分)Z2+的核外电子排布式是            。
(2)(3分)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是      (填字母)。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙
b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙
d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙
(3)(3分)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为           (用元素符号作答)。
(4)(3分)Q的一种氢化物相对分子质量为26,其分子中σ键与π键的个数之比为      。
17.(5分)回答下列问题:
(1)(1分)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是            。
(2)(2分)将F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子空间结构为       ,其中氧原子的杂化方式为    。
(3)(2分)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为      。
18.(14分)铁及其化合物在生活中用途广泛,绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的中草药成分,失水后可转为FeSO4·H2O,与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。
i.FeSO4·7H2O结构如图所示:
(1)(2分)Fe2+价层电子排布式为            。
(2)(2分)比较S和H2O分子中的键角大小并给出相应解释:           
                        。
(3)(2分)S和H2O之间的作用力为      。
ii.实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料 Fe/Fe3O4复合物。
(4)(4分)在氩气气氛下,向装有50 mL 1 mol·L-1 FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100 mL 14 mol·L-1KOH溶液,用磁力搅拌器持续搅拌,在100 ℃下回流3 h,得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
三颈烧瓶发生反应的离子方程式为               。
②检验反应是否进行完全的操作是                        。
(5)(4分)待三颈烧瓶中的混合物冷却后,过滤,再依次用沸水和乙醇洗涤,在40 ℃干燥后焙烧3 h,得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24 g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行,原因是                        。
②计算实验所得产品的产率    。
19.(8分)温室气体CH4和CO2的转化和利用是一项重要的研究课题。
(1)(2分)CH4和CO2所含三种元素的电负性大小顺序为      。
(2)(2分)下列关于CH4和CO2的说法中正确的是      (填字母)。
a.CO2与N2O所含价电子数相等
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4的熔点低于CO2的熔点
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp
(3)(4分)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
分子 参数
分子直径/nm 分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)
CH4 0.436 16.40
CO2 0.512 29.91
“可燃冰”中存在的作用力是                。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图和表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是                                    。
20.(16分)Ⅰ.(2分)已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol-1)如下表:
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是                                    。
Ⅱ.
(1)(2分)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是                。
(2)(2分)CaCN2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,CaCN2的电子式是            。
(3)(2分)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是              。
Ⅲ.
(1)(4分)比较给出H+能力的相对强弱:H2O           
C2H5OH(填“>”“<”或“=”);用一个化学方程式说明OH-和C2H5O-结合H+能力的相对强弱:                        。
(2)(2分)CaC2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构。写出CaC2的电子式:            。
(3)(2分)在常压下,甲醇的沸点(65 ℃)比甲醛的沸点(-19 ℃)高。主要原因是                                    。 章末测评验收卷(二)
(满分:100分)
一、选择题(本题包括15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合题意。)
1.我国科学家研制出一种能在室温下高效催化空气中的甲醛氧化的催化剂,其反应如下:HCHO+O2CO2+H2O。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.HCHO的空间结构为四面体形
C.HCHO、CO2分子的中心原子的杂化类型不同
D.液态水中只存在一种作用力
答案 C
解析 A项,HCHO、H2O都是极性分子,错误;B项,HCHO为平面三角形分子,错误;C项,HCHO分子的中心原子采取sp2杂化,CO2分子的中心原子采取sp杂化,正确;D项,液态水中存在范德华力、氢键、共价键,错误。
2.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(  )
A.键能:C—N<C===N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
答案 C
解析 C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A项正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确;H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,C项错误;相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D项正确。
3.下列化学用语表述正确的是(  )
A.氨气分子的电子式:
B.原子结构示意图,既可表示Cl-,也可表示Cl-
C.用电子式表示HCl的形成过程:
D.H2O中既含极性共价键,又含非极性共价键
答案 B
解析 氨气分子的电子式为,A错误Cl-和Cl-核内中子数不同,核外电子排布相同,离子结构示意图均为,B正确;用电子式表示HCl的形成过程为,C错误;H2O分子结构式为H—O—H,因此H2O中只含极性共价键,D错误。
4.下列叙述中正确的是(  )
A.CF3COOH的酸性大于CCl3COOH是因为F—C的极性大于C—Cl的极性,使CF3—的极性大于CCl3—
B.甲烷分子中心原子采取sp3杂化,键角107°
C.H2O2是非极性分子,空间构型为直线形
D.氨气溶于水显碱性,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为
答案 A
解析 羧酸R—COOH中,R-结构极性越强,羧基在水溶液中电离能力越强,吸引电子能力:F>Cl,则F—C的极性大于C—Cl的极性,则CF3—的极性大于CCl3—,导致羧基电离出氢离子程度:前者大于后者,则酸性:前者大于后者,故A正确;甲烷分子中C原子价层电子对数=4+=4,且不含孤电子对,则甲烷为正四面体结构,键角为109°28′,故B错误;C.H2O2正负电荷中心不重合,为极性分子,分子结构为书页形,故C错误;NH3和H2O之间可形成分子间的氢键,由于NH3·H2O可电离出OH-,所以NH3·H2O的结构式为,故D错误。
5.下列化合物中,含有3个手性碳原子的是(  )
答案 A
解析 含有3个手性碳原子,故A正确;含有1个手性碳原子,故B错误;含有2个手性碳原子,故C错误;含有1个手性碳原子,故D错误。
6.下列各组分子的中心原子杂化轨道类型相同,分子的空间结构不相同的是(  )
A.CCl4、SiCl4、SiH4
B.H2S、NF3、CH4
C.BCl3、CH2===CHCl、环己烷
D.SO3、、CH3C≡CH
答案 B
解析 A项,中心原子都是sp3杂化,其空间结构相同都为正四面体形;B项,中心原子都是sp3杂化,孤电子对数不同,分子的空间结构不相同;C项,三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化,环己烷中碳原子为sp3杂化;D项,三氧化硫和苯分子的中心原子为sp2杂化,而丙炔中碳原子存在sp和sp3杂化。
7.有一种有机物的键线式酷似牛,故称为牛式二烯炔醇。下列有关说法不正确的是(  )
A.牛式二烯炔醇的官能团可以用红外光谱测定
B.牛式二烯炔醇中含有三个手性碳原子
C.1 mol牛式二烯炔醇中含有6 mol π键
D.牛式二烯炔醇分子中C原子只存在sp和sp2杂化
答案 D
解析 红外光谱可以测定官能团,A项正确;牛式二烯炔醇中含有三个手性碳原子,B项正确;1 mol牛式二烯炔醇中含有6 mol π键,C项正确;牛式二烯炔醇分子中碳原子存在sp、sp2和sp3杂化,D项错误。
8.(2023·湖北恩施高二校联考期末)下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是(  )
选项 物质的结构或性质 解释
A 键角:H2O>NH3 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多
B 热稳定性:NH3>PH3 NH3分子间氢键强于PH3分子间作用力
C 熔点:晶体硅>碳化硅 Si—Si的键能大于C—Si的键能
D 电子云半径:3s>1s 3s电子能量高,在离核更远的区域出现的概率大
答案 D
解析 H2O和NH3的中心原子价层电子对数分别为2+=4、3+=4,O原子上存在2个孤电子对,N原子上存在1个孤电子对,因此键角:NH3>H2O,故A错误;热稳定性与氢键强度无关,故B错误;由于原子半径:Si>C,因此键长:Si—Si>C—Si,键长越短,键能越大,因此熔点:SiC>Si,故C错误;核外电子离核越远,能量越高,电子出现的概率越大,因此电子云半径:3s>1s,故D正确。
9.硝基胍的结构简式如图所示(“→”是一种特殊的共价单键,属于σ键)。下列说法正确的是(  )
A.硝基胍分子中只含极性键,不含非极性键
B.N原子间只能形成σ键
C.硝基胍分子中σ键与π键个数比是5∶1
D.10.4 g硝基胍中含有11×6.02×1023个原子
答案 C
解析 分子中N—N为非极性键,A项错误;N原子间可以形成σ键与π键,B项错误;分子中含有4个N—H、1个C===N、1个N===O、2个C—N、1个N—N和1个N→O,σ键与π键个数比是5∶1,C项正确;硝基胍的分子式为CN4H4O2,相对分子质量为104,10.4 g该物质的物质的量为0.1 mol,含有1.1×6.02×1023个原子,D项错误。
10.在水中,水分子彼此可通过氢键形成(H2O)n小集团。在一定温度下,(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着,形成四面体(如图所示)。(H2O)n的n=5时,下列说法正确的是(  )
A.(H2O)5是一种新的水分子
B.(H2O)5仍保留着水的化学性质
C.1 mol (H2O)5中有2个氢键
D.1 mol (H2O)5中有4 mol氢键
答案 B
解析 (H2O)5是H2O分子之间通过氢键结合而成的,氢键不属于化学键,因此(H2O)5不是一种新的分子,(H2O)5仍保留着水的化学性质。(H2O)5中每个水分子平均形成2个氢键,即1 mol (H2O)5中有10 mol氢键。
11.下列有关原子结构和元素性质的叙述中,正确的是(  )
A.邻羟基苯甲醛的熔点高于对羟基苯甲醛的熔点
B.第四周期元素中,基态锰原子价层电子中未成对电子数最多
C.钠原子的第一、第二电离能分别小于镁原子的第一、第二电离能
D.价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
答案 D
解析 邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛熔点低于对羟基苯甲醛的熔点,A错误;第四周期元素中,基态铬原子价层电子中未成对电子数为6,未成对电子数最多,B错误;钠原子的第二电离能大于镁原子的第二电离能,C错误;价层电子对互斥模型中,杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数,D正确。
12.美国科学家合成了含有N的盐类,含有该离子的盐是高能爆炸物质,该离子的结构呈“V”形,如图所示(图中箭头代表单键)。以下有关该离子的说法中正确的是(  )
A.每个N中含有35个质子和36个电子
B.该离子中只含有非极性键
C.1个该离子中含有2个π键
D.N与P4所含电子数相同
答案 B
解析 每个N中含有35个质子和34个电子,A错误;该离子中的键全部是由N原子形成的,故全部是非极性键,B正确;1个该离子中含有两个N≡N,故含有4个π键,C错误;N和P4所含电子数分别为34和60,D错误。
13.下图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化的示意图,下列叙述正确的是(  )
A.若N≡N键能是a kJ·mol-1,H—H键能是b kJ·mol-1,H—N键能是c kJ·mol-1,则每生成2 mol NH3,放出(a+3b-6c)kJ热量
B.NH3分子和H2O分子的中心原子杂化类型不同
C.催化剂a、b表面均发生了非极性共价键的断裂
D.在催化剂b作用下发生转化得到的两种生成物,均为直线形分子
答案 C
解析 反应热就是断键吸收的能量和形成化学键所放出的能量的差值,则根据键能数据可知,该反应的反应热ΔH=a kJ/mol+3b kJ/mol-2×3c kJ/mol,则每生成2 mol NH3,放出(6c-a-3b)kJ热量,选项A错误;水分子中心原子价层电子对数=2+(6-2×1)=4,含有2个孤电子对,所以氧原子采取sp3 杂化,氨气中心原子价层电子对数=3+(5-3×1)=4且含有1个孤电子对,所以N原子采用sp3杂化,杂化方式相同, 选项B错误;催化剂a表面是氢气氮气反应生成氨气,催化剂a表面发生了非极性键(氢氢键和氮氮键)的断裂,催化剂b表面发生了非极性共价键(氧氧双键)的断裂,选项C正确;在催化剂b作用下发生转化得到的两种生成物H2O和NO,NO为直线形分子,H2O为V形分子,选项D错误。
14.吡咯和卟吩都是平面形分子。已知处于同一平面的多原子分子中如有相互平行的p轨道,p轨道电子在多个原子间运动形成不局限在两个原子之间的π型化学键,称为离域π键,表示为Π,m是成键原子数,n是成键电子数。下列说法不正确的是(  )
A.吡咯的分子式为C4H5N
B.吡咯中存在离域π键为Π
C.苯分子中也存在离域π键
D.吡咯和卟吩中N原子的杂化方式都是sp3杂化
答案 D
解析 由吡咯结构式可知,其分子式为C4H5N,A正确。吡咯是平面形分子,在吡咯中,由于每个C原子最外层有4个电子,3个电子用于成键,只有一个孤电子,N原子最外层有5个电子,3个电子用于成键,还有2个孤电子,故成键原子数为5,成键电子数为6,则形成离域π键为Π,B正确。苯分子是平面形分子,在苯分子中,由于每个C原子最外层有4个电子,3个电子用于成键,只有一个孤电子,故成键原子数为6,成键电子数为6,则形成离域π键为Π,C正确。在吡咯分子中,N原子形成3个σ键,还有一个孤电子对形成离域π键,故为sp2杂化,D错误。
15.已知:P4(g)+6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl的键能为1.2 c kJ·mol-1。下列叙述正确的是(  )
A.P—P的键能大于P—Cl的键能
B.可以求Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(s)的反应热
C.Cl—Cl的键能为 kJ·mol-1
D.P—P的键能为 kJ·mol-1
答案 C
解析 由已知两个反应可得:Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(g) ΔH=kJ·mol-1,无法求Cl2(g)+PCl3(g)===PCl5(s)的反应热;设Cl—Cl的键能为x kJ·mol-1,则x+3×1.2c-5c=,x=;设P—P的键能为y kJ·mol-1,P4为正四面体结构,1个分子中有6个P—P,由题给第1个反应得6y+×6-4×3×1.2c=a,解得y=。
二、非选择题(本题包括5小题,共55分。)
16.(12分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;②Y原子价层电子排布为msnmpn;③R原子核外L层电子数为奇数;④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是__________________________________________。
(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是____________(填字母)。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙
b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙
d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙
(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为____________(用元素符号作答)。
(4)Q的一种氢化物相对分子质量为26,其分子中σ键与π键的个数之比为____________。
答案 (1)1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9) (2)b (3)Si解析 Z的原子序数为29,则Z是Cu。Y是原子价层电子排布为msnmpn,则n为2,Y是第ⅣA族短周期元素,且Q、R、X、Y、Z原子序数依次递增,由③知R、Q在第二周期,由④知Q为C,X在第ⅥA族,原子序数XSiH4,因为C的非金属性比Si的强;沸点是SiH4>CH4,因为组成和结构相似的分子,其相对分子质量越大,范德华力越强,其沸点越高,故选b。(3)C、N、Si元素中N的非金属性最强,其第一电离能数值最大。(4)C的一种相对分子质量为26的氢化物是C2H2,乙炔分子中碳原子与碳原子间形成了一个σ键和两个π键,碳原子与氢原子间形成两个σ键,则乙炔分子中σ键与π键的个数之比是3∶2。
17.(5分)回答下列问题:
(1)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是________。
(2)将F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子空间结构为________,其中氧原子的杂化方式为________。
(3)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为________。
答案 (1)sp (2)V形 sp3 (3)sp3、sp2
解析 (1)CS2分子中,C原子价层电子对数为2+=2,没有孤电子对,故其杂化轨道类型是sp;(2)OF2分子的中心原子的价层电子对数为2+=4,中心原子有2个孤电子对,故分子的空间结构为V形,氧原子的杂化方式为sp3;(3)CH3COOH中C原子有两种,甲基中的碳原子与相邻原子形成4对共用电子对,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp3;羧基中的碳原子与氧原子形成双键,还分别与甲基上的碳原子、羟基中的氧原子各形成1对共用电子对,没有孤电子对,故其杂化轨道类型为sp2。
18.(14分)铁及其化合物在生活中用途广泛,绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的中草药成分,失水后可转为FeSO4·H2O,与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。
i.FeSO4·7H2O结构如图所示:
(1)Fe2+价层电子排布式为________。
(2)比较SO和H2O分子中的键角大小并给出相应解释:____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(3)SO和H2O之间的作用力为____________。
ii.实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料 Fe/Fe3O4复合物。
(4)在氩气气氛下,向装有50 mL 1 mol·L-1 FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100 mL 14 mol·L-1KOH溶液,用磁力搅拌器持续搅拌,在100 ℃下回流3 h,得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
①三颈烧瓶发生反应的离子方程式为____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②检验反应是否进行完全的操作是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(5)待三颈烧瓶中的混合物冷却后,过滤,再依次用沸水和乙醇洗涤,在40 ℃干燥后焙烧3 h,得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24 g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行,原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②计算实验所得产品的产率________。
答案 (1)3d6
(2)SO中心原子硫原子不存在孤电子对,而H2O中心原子氧原子有2个孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力较大,故SO中的键角大于H2O中的键角 (3)氢键
(4)4Fe2++8OH-Fe↓+Fe3O4↓+4H2O 取样品,滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加氯水,溶液仍不变色,说明反应进行完全
(5)防止复合物产品中铁被空气中氧气氧化 90.0%
解析 FeCl2溶液逐滴加入KOH溶液得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀,分离出固体用沸水和乙醇洗涤,在40 ℃干燥后焙烧3 h,得到Fe/Fe3O4复合物产品;(1)Fe2+为铁原子失去2个电子后形成的离子,价层电子排布式为3d6;(2)孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力;SO中心原子硫原子不存在孤电子对,而H2O中心原子氧原子有2个孤电子对,孤电子对与成键电子对之间的斥力较大,故SO中的键角大于H2O中的键角;(3)由图可知,氧的电负性较大,故SO和H2O之间形成氢键;(4)①FeCl2溶液逐滴加入KOH溶液得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀,则三颈烧瓶发生反应的离子方程式为4Fe2++8OH-Fe↓+Fe3O4↓+4H2O。②检验反应是否进行完全,就是检验是否还存在亚铁离子,亚铁离子能被氯水氧化使KSCN溶液变红色的铁离子,故操作为取样品,滴加KSCN溶液,溶液不变色,再滴加氯水,溶液仍不变色,说明反应进行完全;(5)①空气中氧气具有氧化性,焙烧需在隔绝空气条件下进行,原因是防止复合物产品中铁被空气中氧气氧化。②50 mL 1 mol·L-1 FeCl2溶液中铁元素为0.05 mol,根据4Fe2++8OH-Fe↓+Fe3O4↓+4H2O可知生成Fe、Fe3O4各0.012 5 mol,故实验所得产品的产率为×100%=90.0%。
19.(8分)温室气体CH4和CO2的转化和利用是一项重要的研究课题。
(1)CH4和CO2所含三种元素的电负性大小顺序为____________。
(2)下列关于CH4和CO2的说法中正确的是____________(填字母)。
a.CO2与N2O所含价电子数相等
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4的熔点低于CO2的熔点
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp
(3)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
分子 参数
分子直径/nm 分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)
CH4 0.436 16.40
CO2 0.512 29.91
①“可燃冰”中存在的作用力是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图和表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是_______________________________________________
____________________________________________________________________。
答案 (1)O>C>H (2)ad
(3)①共价键、氢键、范德华力 ②CO2分子的直径小于笼状结构的空腔直径,且与H2O的结合能大于CH4
解析 (1)元素的非金属性越强,电负性越大,故O的电负性大于C;在CH4分子中,C为负价,H为正价,说明C原子对键合电子的吸引力大于H,故C元素的电负性大于H。(2)CO2与N2O分子中的价电子总数均为16,a正确。CH4分子是含有极性键的非极性分子,b错误。CH4和CO2的熔点取决于分子间作用力的大小,与键能无关,c错误。CH4为正四面体结构,碳原子的杂化轨道类型是sp3;CO2为直线形分子,碳原子的杂化轨道类型是sp,d正确。(3)①“可燃冰”中存在的作用力包括分子内的共价键、分子之间的范德华力和水分子间存在的氢键。②根据表格中数据,二氧化碳分子的直径小于笼状结构的空腔直径,笼状结构中可以容纳下二氧化碳分子,且二氧化碳分子与水分子的结合能更大,表明CO2更易与水分子结合。
20.(16分)Ⅰ.已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol-1)如下表:
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
Ⅱ.(1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)CaCN2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,CaCN2的电子式是____________。
(3)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
Ⅲ.(1)比较给出H+能力的相对强弱:H2O________C2H5OH(填“>”“<”或“=”);用一个化学方程式说明OH-和C2H5O-结合H+能力的相对强弱:____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
(2)CaC2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构。写出CaC2的电子式:____________。
(3)在常压下,甲醇的沸点(65 ℃)比甲醛的沸点(-19 ℃)高。主要原因是____________________________________________________________________
____________________________________________________________________。
答案 Ⅰ.键能越大,物质越稳定,N≡N的键能大于3倍的N—N的键能,而P≡P的键能小于3倍的P—P的键能,故氮以N2形式存在,白磷以P4形式存在
Ⅱ.(1)原子半径:FCl—H
(2)
(3)乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有
Ⅲ.(1)> C2H5ONa+H2O===NaOH+C2H5OH
(2)Ca2+[∶C C∶]2-
(3)甲醇分子间存在氢键
解析 Ⅰ.键能越大,物质越稳定,结合表中数据可知,N≡N的键能大于3倍的N—N的键能,所以氮以N2形式存在,而P≡P的键能小于3倍的P—P的键能,白磷以P4形式存在。
Ⅱ.(1)F、Cl均为第ⅦA族元素,原子半径:FCl—H,所以HF的热稳定性强于HCl。(2)CaCN2为离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,故CaCN2的电子式为。(3)由于乙醇与水分子间存在氢键,而氯乙烷和水分子间不存在氢键,故乙醇在水中的溶解度大于氯乙烷。
Ⅲ.(1)水分子中的羟基氢原子比乙醇分子中的羟基氢原子活泼,水给出氢离子的能力比乙醇强;反应C2H5ONa+H2O===NaOH+C2H5OH可以说明C2H5O-结合H+能力更强。(2)CaC2是离子化合物,Ca2+与C形成离子键,C中2个碳原子间形成3个共用电子对,使每个原子最外层都达到8电子稳定结构,所以CaC2的电子式为Ca2+[∶C C∶]2-。(3)甲醇分子中含有羟基,分子间可以形成氢键,而甲醛分子间只有范德华力,氢键强于范德华力,因此常压下,甲醇的沸点比甲醛高。(共51张PPT)
章末测评验收卷
第二章
分子结构与性质
(二)
C
解析 A项,HCHO、H2O都是极性分子,错误;B项,HCHO为平面三角形分子,错误;C项,HCHO分子的中心原子采取sp2杂化,CO2分子的中心原子采取sp杂化,正确;D项,液态水中存在范德华力、氢键、共价键,错误。
2.下列有关化学键知识的比较肯定错误的是(  )
A.键能:C—N<C===N<C≡N
B.键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl
C.分子中的键角:H2O>CO2
D.相同元素原子间形成的共价键键能:σ键>π键
解析 C、N原子间形成的化学键,三键键能最大,单键键能最小,A项正确;原子半径:I>Br>Cl,则键长:I—I>Br—Br>Cl—Cl,B项正确;H2O分子中键角是105°,CO2分子中键角是180°,C项错误;相同元素原子之间形成的σ键的键能比π键的大,D项正确。
C
3.下列化学用语表述正确的是(  )
B
4.下列叙述中正确的是(  )
A.CF3COOH的酸性大于CCl3COOH是因为F—C的极性大于C—Cl的极性,使CF3—的极性大于CCl3—
B.甲烷分子中心原子采取sp3杂化,键角107°
C.H2O2是非极性分子,空间构型为直线形
D.氨气溶于水显碱性,大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合形成
NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为
A
5.下列化合物中,含有3个手性碳原子的是(  )
A
6.下列各组分子的中心原子杂化轨道类型相同,分子的空间结构不相同的是(  )
B
解析 A项,中心原子都是sp3杂化,其空间结构相同都为正四面体形;B项,中心原子都是sp3杂化,孤电子对数不同,分子的空间结构不相同;C项,三氯化硼和氯乙烯的中心原子都是sp2杂化,环己烷中碳原子为sp3杂化;D项,三氧化硫和苯分子的中心原子为sp2杂化,而丙炔中碳原子存在sp和sp3杂化。
7.有一种有机物的键线式酷似牛,故称为牛式二烯炔醇。下列有关说法不正确的是(  )
A.牛式二烯炔醇的官能团可以用红外光谱测定
B.牛式二烯炔醇中含有三个手性碳原子
C.1 mol牛式二烯炔醇中含有6 mol π键
D.牛式二烯炔醇分子中C原子只存在sp和sp2杂化
D
解析 红外光谱可以测定官能团,A项正确;牛式二烯炔醇中含有三个手性碳原子,B项正确;1 mol牛式二烯炔醇中含有6 mol π键,C项正确;牛式二烯炔醇分子中碳原子存在sp、sp2和sp3杂化,D项错误。
8.(2023·湖北恩施高二校联考期末)下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是(  )
D
选项 物质的结构或性质 解释
A 键角:H2O>NH3 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多
B 热稳定性:NH3>PH3 NH3分子间氢键强于PH3分子间作用力
C 熔点:晶体硅>碳化硅 Si—Si的键能大于C—Si的键能
D 电子云半径:3s>1s 3s电子能量高,在离核更远的区域出现的概率大
9.硝基胍的结构简式如图所示(“→”是一种特殊的共价单键,属于σ键)。下列说法正确的是(  )
A.硝基胍分子中只含极性键,不含非极性键
B.N原子间只能形成σ键
C.硝基胍分子中σ键与π键个数比是5∶1
D.10.4 g硝基胍中含有11×6.02×1023个原子
C
解析 分子中N—N为非极性键,A项错误;N原子间可以形成σ键与π键,B项错误;分子中含有4个N—H、1个C===N、1个N===O、2个C—N、1个N—N和1个N→O,σ键与π键个数比是5∶1,C项正确;硝基胍的分子式为CN4H4O2,相对分子质量为104,10.4 g该物质的物质的量为0.1 mol,含有1.1×6.02×1023个原子,D项错误。
10.在水中,水分子彼此可通过氢键形成(H2O)n小集团。在一定温度下,(H2O)n的n=5,每个水分子被4个水分子包围着,形成四面体(如图所示)。(H2O)n的n=5时,下列说法正确的是(  )
A.(H2O)5是一种新的水分子
B.(H2O)5仍保留着水的化学性质
C.1 mol (H2O)5中有2个氢键
D.1 mol (H2O)5中有4 mol氢键
B
解析 (H2O)5是H2O分子之间通过氢键结合而成的,氢键不属于化学键,因此(H2O)5不是一种新的分子,(H2O)5仍保留着水的化学性质。(H2O)5中每个水分子平均形成2个氢键,即1 mol (H2O)5中有10 mol氢键。
11.下列有关原子结构和元素性质的叙述中,正确的是(  )
A.邻羟基苯甲醛的熔点高于对羟基苯甲醛的熔点
B.第四周期元素中,基态锰原子价层电子中未成对电子数最多
C.钠原子的第一、第二电离能分别小于镁原子的第一、第二电离能
D.价层电子对互斥模型中,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数
D
解析 邻羟基苯甲醛能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛熔点低于对羟基苯甲醛的熔点,A错误;第四周期元素中,基态铬原子价层电子中未成对电子数为6,未成对电子数最多,B错误;钠原子的第二电离能大于镁原子的第二电离能,C错误;价层电子对互斥模型中,杂化轨道只用于形成σ键和容纳孤电子对,π键电子对数不计入中心原子的价层电子对数,D正确。
B
13.下图为N2分子在催化剂作用下发生一系列转化的示意图,下列叙述正确的是(  )
A.若N≡N键能是a kJ·mol-1,H—H键能是b kJ·mol-1,
H—N键能是c kJ·mol-1,则每生成2 mol NH3,放出
(a+3b-6c)kJ热量
B.NH3分子和H2O分子的中心原子杂化类型不同
C.催化剂a、b表面均发生了非极性共价键的断裂
D.在催化剂b作用下发生转化得到的两种生成物,均为直线形分子
C
D
15.已知:P4(g)+6Cl2(g)===4PCl3(g) ΔH=a kJ·mol-1,P4(g)+10Cl2(g)===4PCl5(g) ΔH=b kJ·mol-1,P4具有正四面体结构,PCl5中P—Cl的键能为c kJ·mol-1,PCl3中P—Cl的键能为1.2 c kJ·mol-1。下列叙述正确的是(  )
C
二、非选择题(本题包括5小题,共55分。)
16.(12分)Q、R、X、Y、Z五种元素的原子序数依次递增。已知:
①Z的原子序数为29,其余的均为短周期主族元素;②Y原子价层电子排布为msnmpn;③R原子核外L层电子数为奇数;④Q、X原子p轨道的电子数分别为2和4。
请回答下列问题:
(1)Z2+的核外电子排布式是_____________________________。
1s22s22p63s23p63d9(或[Ar]3d9)
解析 Z的原子序数为29,则Z是Cu。Y是原子价层电子排布为msnmpn,则n为2,Y是第ⅣA族短周期元素,且Q、R、X、Y、Z原子序数依次递增,由③知R、Q在第二周期,由④知Q为C,X在第ⅥA族,原子序数X(2)Q与Y形成的最简单气态氢化物分别为甲、乙,下列判断正确的是____________(填字母)。
a.稳定性:甲>乙,沸点:甲>乙 b.稳定性:甲>乙,沸点:甲<乙
c.稳定性:甲<乙,沸点:甲<乙 d.稳定性:甲<乙,沸点:甲>乙
(3)Q、R、Y三种元素的第一电离能数值由小到大的顺序为____________(用元素符号作答)。
(4)Q的一种氢化物相对分子质量为26,其分子中σ键与π键的个数之比为____________。
b
Si3∶2
解析 (2)稳定性是CH4>SiH4,因为C的非金属性比Si的强;沸点是SiH4>CH4,因为组成和结构相似的分子,其相对分子质量越大,范德华力越强,其沸点越高,故选b。(3)C、N、Si元素中N的非金属性最强,其第一电离能数值最大。(4)C的一种相对分子质量为26的氢化物是C2H2,乙炔分子中碳原子与碳原子间形成了一个σ键和两个π键,碳原子与氢原子间形成两个σ键,则乙炔分子中σ键与π键的个数之比是3∶2。
17.(5分)回答下列问题:
(1)CS2分子中,C原子的杂化轨道类型是________。
(2)将F2通入稀NaOH溶液中可生成OF2,OF2分子空间结构为________,其中氧原子的杂化方式为________。
(3)CH3COOH中C原子的杂化轨道类型为________。
sp
V形
sp3
sp3、sp2
18.(14分)铁及其化合物在生活中用途广泛,绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的中草药成分,失水后可转为FeSO4·H2O,与FeS2可联合制备铁粉精(FexOy)和H2SO4。
i.FeSO4·7H2O结构如图所示:
3d6
氢键
解析 FeCl2溶液逐滴加入KOH溶液得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀,分离出固体用沸水和乙醇洗涤,在40 ℃干燥后焙烧3 h,得到Fe/Fe3O4复合物产品;(1)Fe2+为铁原子失去2个电子后形成的离子,价层电子排布式为3d6;
ii.实验室以 FeCl2溶液为原料制备高密度磁记录材料 Fe/Fe3O4复合物。
(4)在氩气气氛下,向装有50 mL 1 mol·L-1 FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入 100 mL 14 mol·L-1KOH溶液,用磁力搅拌器持续搅拌,在100 ℃下回流3 h,得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
①三颈烧瓶发生反应的离子方程式为___________________________________。
②检验反应是否进行完全的操作是_______________________________________
_____________________________________________。
(5)待三颈烧瓶中的混合物冷却后,过滤,再依次用沸水和乙醇洗涤,在40 ℃干燥后焙烧3 h,得到Fe/Fe3O4复合物产品 3.24 g。
①焙烧需在隔绝空气条件下进行,原因是_______________________________
_______。
②计算实验所得产品的产率________。
取样品,滴加KSCN溶液,溶液不变色,
再滴加氯水,溶液仍不变色,说明反应进行完全
防止复合物产品中铁被空气中氧气
氧化
90.0%
19.(8分)温室气体CH4和CO2的转化和利用是一项重要的研究课题。
(1)CH4和CO2所含三种元素的电负性大小顺序为____________。
(2)下列关于CH4和CO2的说法中正确的是____________(填字母)。
a.CO2与N2O所含价电子数相等
b.CH4分子中含有极性共价键,是极性分子
c.因为碳氢键键能小于碳氧键,所以CH4的熔点低于CO2的熔点
d.CH4和CO2分子中碳原子的杂化轨道类型分别是sp3和sp
O>C>H
ad
解析 (1)元素的非金属性越强,电负性越大,故O的电负性大于C;在CH4分子中,C为负价,H为正价,说明C原子对键合电子的吸引力大于H,故C元素的电负性大于H。(2)CO2与N2O分子中的价电子总数均为16,a正确。CH4分子是含有极性键的非极性分子,b错误。CH4和CO2的熔点取决于分子间作用力的大小,与键能无关,c错误。CH4为正四面体结构,碳原子的杂化轨道类型是sp3;CO2为直线形分子,碳原子的杂化轨道类型是sp,d正确。
(3)一定条件下,CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如图所示)的水合物晶体,其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
分子 参数
分子直径/nm 分子与H2O的结合能E/(kJ·mol-1)
CH4 0.436 16.40
CO2 0.512 29.91
①“可燃冰”中存在的作用力是__________________________。
②为开采深海海底的“可燃冰”,有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0.586 nm,根据上述图和表,从物质结构及性质的角度分析,该设想的依据是____________________________________________
___________________________。
共价键、氢键、范德华力
CO2分子的直径小于笼状结构的空腔直径,
且与H2O的结合能大于CH4
解析 (3)①“可燃冰”中存在的作用力包括分子内的共价键、分子之间的范德华力和水分子间存在的氢键。②根据表格中数据,二氧化碳分子的直径小于笼状结构的空腔直径,笼状结构中可以容纳下二氧化碳分子,且二氧化碳分子与水分子的结合能更大,表明CO2更易与水分子结合。
20.(16分)Ⅰ.已知有关氮、磷的单键和三键的键能(kJ·mol-1)如下表:
键能越大,物质越稳定,N≡N的键能大于3倍的N—N的键能,而P≡P的键能小于3倍的P—P的键能,故氮以N2形式存在,白磷以P4形式存在
N—N N≡N P—P P≡P
193 946 197 489
解析 Ⅰ.键能越大,物质越稳定,结合表中数据可知,N≡N的键能大于3倍的N—N的键能,所以氮以N2形式存在,而P≡P的键能小于3倍的P—P的键能,白磷以P4形式存在。
Ⅱ.(1)气态氢化物热稳定性HF大于HCl的主要原因是_____________________________________。
(2)CaCN2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构,CaCN2的电子式是
________________________。
(3)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是____________________________________。
原子半径:FCl—H
乙醇与水之间形成氢键而氯乙烷没有
Ⅲ.(1)比较给出H+能力的相对强弱:H2O________C2H5OH(填“>”“<”或“=”);用一个化学方程式说明OH-和C2H5O-结合H+能力的相对强弱:__________________________________。
(2)CaC2是离子化合物,各原子均满足8电子稳定结构。写出CaC2的电子式:___________________。
(3)在常压下,甲醇的沸点(65 ℃)比甲醛的沸点(-19 ℃)高。主要原因是______________________。
>
C2H5ONa+H2O===NaOH+C2H5OH
Ca2+[∶C C∶]2-
甲醇分子间存在氢键

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