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第2章《分子结构与性质》单元测试卷
一、单选题
1．下列有关配位键的分析正确的是
A．是离子键 B．是极性键 C．是非极性键 D．是π键
2．CO2催化加氢合成二甲醚(CH3OCH3)，变废为宝。下列说法正确的是
A．基态C的原子轨道表示式为
B．CO2的电子式为
C．CH3OCH3中既含极性键又含非极性键
D．CH3OCH3分子间存在氢键
3．下列各组物质中，都是由极性键构成的非极性分子的是
A．CH4和H2O B．CO2和PCl3
C．NH3和H2S D．CS2和BF3
4．下列说法正确的是
A．p能级的能量一定比s能级的能量高
B．共价键的成键原子只能是非金属原子
C．为非极性分子
D．3Px所代表的含义是第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道
5．下列对化学键的认识正确的是
A．化学变化中一定存在化学键的断裂和形成，物理变化中一定不存在化学键的断裂和形成
B．化学键可以使原子相结合，也可以使离子相结合
C．断裂化学键要放出能量，形成化学键要吸收能量
D．离子键、共价键、金属键、氢键均属于化学键
6．下列物质中，只含有离子键的是
A． B． C． D．
7．下列物质的沸点由高到低排列的顺序是
①CH4②CH3CH2CH3③H2O
A．②①③ B．①②③ C．③②① D．②③①
8．下列说法中正确的是
A．、、都是含有极性键的非极性分子
B．与的立体构型相似，都是非极性分子
C．分子中含有个手性碳原子
D．键的电子云图形是镜面对称的，而键的电子云图形是轴对称的
9．2023年春节期间，国产科幻大片《流浪地球2》火遍全网。《流浪地球》被称为“第一部中国自己的科幻大片”，两部电影中涉及很多有趣的化学知识。下列说法错误的是
A．影片中幻想了因太阳氦闪，地球将被摧毁。氦气属于稀有气体、是空气的成分之一
B．电影中，主要由硅、碳、氧、硫等轻元素构成的石头经过一系列变化能重组变成铁，这个变化过程属于化学变化
C．制备电影中固定太空电梯的缆绳的材料，目前来看，最有可能是碳纳米管(如图1)，其中碳原子最有可能采取sp2杂化
D．偏二甲肼是电影中火箭的主要推进燃料。若取ag偏二甲肼在6.4g氧气中恰好完全反应，反应前后各物质的质量如图2所示，则偏二甲肼中不含氧元素
10．下列说法正确的是
A．σ键和π键比例为7：1
B．SO3空间结构为三角锥形
C．配合物铁氰化钾K3[Fe(CN)6]中几种元素电离能由大到小的顺序是N>C>K>Fe
D．CO2分子中C和O原子之间的σ键是由C原子的sp杂化轨道与O原子的2p轨道重叠形成
11．立体异构包括顺反异构、对映异构等。有机物M(2-甲基-2-丙醇)存在如下转化关系，下列说法错误的是
A．N分子的同分异构体可能存在顺反异构
B．L的任一同分异构体最多有1个手性碳原子
C．M的同分异构体中，能被氧化为醛的醇有2种
D．L的同分异构体中，含四种化学环境氢的只有1种
12．为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是
A．中含有个阳离子
B．分子中含有的键数目为
C．含有中子数为
D．和于密闭容器中充分反应后，HI分子总数为
13．化学用语是化学必备知识之一，下列化学用语的表示正确的是
A．硝基苯的结构简式：
B．基态Fe3+价电子排布式为3d5
C．CH2=CH2分子中含有2个π键
D．基态碳原子价电子轨道表示式为
14．工业上，制备乙醇的原理为。下列说法错误的是
A．乙烯的电子式：
B．基态碳原子的电子排布式：
C．碳的原子结构示意图：
D．水分子的空间结构模型：
15．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．23g中为杂化的原子数为
B．物质的量浓度均为1mol/L的和混合溶液中，含有的数目为3
C．中配体的个数为6
D．甲烷酸性燃料电池中正极有1mol气体反应时转移的电子数目为4
二、填空题
16．传统中药的砷剂俗称“砒霜”，其分子结构如图所示，该化合物中As、O原子的杂化方式分别为___________、___________
17．按要求回答下列问题：
(1)有机物X的分子式为，其红外光谱如图所示：
则该有机物可能的结构为_______(填字母)。
A． B．
C． D．
(2)有机物Y的结构可能有和两种，要用物理方法对其结构进行鉴定，可用_______。
①有机物Y若为，则红外光谱能检测出有_______(填官能团名称)；核磁共振氢谱中应有_______组峰。
②有机物Y若为，则红外光谱能检测出有_______(填官能团名称)；核磁共振氢谱中应有_______组峰。
18．离子液体常被用作电化学研究的电解质、有机合成的溶剂和催化剂。如图为离子液体1—丁基—3—甲基咪唑六氟磷酸盐的结构简式，回答下列问题：
(1)该物质含有的化学键类型为____；其中C原子的杂化轨道类型是____。
(2)大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。如季铵阳离子(R4N+，即NH的H被烃基R取代)、带烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机铵正离子，请从配位键形成的角度来解释NH的形成(H++NH3=NH)：____。阴离子如四氯铝酸根(AlCl)是一种配离子，其中的配位原子是____，配位体是____；该阴离子中含有____个σ键，空间结构名称为____。
(3)LiBH4—LiI复合材料在低温下表现出较高的离子电导率，其中BH离子可以被PS离子部分取代。根据BH中元素的化合价判断，电负性H____B(填“>”或“<”)，其中B原子的杂化轨道类型是____。PS离子的价层电子对互斥模型名称为____。
三、实验题
19．肼(N2H4) 是一种重要的工业产品，实验室用NH3与Cl2合成肼(N2H4) 并探究肼的性质。实验装置如图所示：
相关物质的性质如下：
性状 熔点/℃ 沸点/℃ 性质
N2H4 无色液体 1.4 113 与水混溶、强还原性
N2H6SO4 无色晶体 254 / 微溶于冷水，易溶于热水
回答下列问题：
(1)装置A试管中的试剂为_______(填化学式)。仪器a的名称是_______。
(2)N2H4是_______分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)装置B中制备肼的离子方程式为_______，该装置中通入NH3必须过量的原因是_______。
(4)上述装置存在一处缺陷，会导致肼的产率降低，改进方法是_______。
(5)①探究N2H4的性质。取装置B中溶液，加入适量稀硫酸振荡，置于冰水浴冷却，试管底部得到无色晶体。肼是一种二元弱碱，肼与硫酸反应除能生成N2H6SO4外，还可能生成的盐为_______。(填化学式)。
②测定肼的质量分数。取装置B中的溶液3.2g，调节溶液pH为6.5左右，加水配成250mL溶液，移取25.00mL置于锥形瓶中，并滴加2~3滴淀粉溶液，用c mol·L-1的碘溶液滴定(杂质不参与反应)，滴定过程中有无色、无味、无毒气体产生。滴定终点平均消耗标准溶液20.00mL，产品中肼的质量分数为_______%。
20．四氯化碳主要用作优良的溶剂、干洗剂、灭火剂、制冷剂、香料的浸出剂以及农药等，也可用于有机合成，工业上可用二硫化碳与氯气反应制取四氯化碳。某化学小组用图实验装置模拟工业制备四氯化碳。
已知：
①可与溴水反应生成硫酸和氢溴酸；
②与在铁作催化剂的条件下，在85℃～95℃反应可生成四氯化碳；
③硫单质的沸点445℃，的沸点46.5℃，的沸点76.8℃、密度。
(1)分子的空间结构为___________；其中C的杂化轨道类型为__________；写出两个与具有相同空间结构和键合形式的分子或离子__________、___________。
(2)上述仪器的连接顺序为a→____→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______。_______。
A装置中导管k的作用为________________________。
(3)A装置中发生反应的离子方程式为____________________(写成、，其还原产物为)。
(4)反应结束后关闭，，此时F装置的作用为_______________________。
(5)B装置中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(6)反应结束先过滤除去固体催化剂，再经过_______(填操作名称)可得到。
参考答案：
1．B
【详解】A．配位键是成键原子通过共用电子对形成的，属于共价键，A项错误；
B．配位键存在于不同原子之间，故属于极性键，B项正确；
C．配位键存在于不同原子之间，故属于极性键，C项错误；
D．配位键为单键，故属于σ键，D项错误；
故选B。
2．B
【详解】A．C原子2p能级的两个电子应占据不同的轨道，A错误；
B．CO2分子中C原子与每个氧原子共用两对电子，电子式为，B正确；
C．CH3OCH3中没有两个相同原子形成的非极性键，C错误；
D．CH3OCH3分子没有N、O、F原子，分子间没有氢键，D错误；
综上所述答案为B。
3．D
【详解】A．H2O是V形结构，是极性分子，A错误；
B．PCl3是三角锥形分子，正负电荷中心不重合，属于极性分子，B错误；
C．NH3是三角锥形结构，H2S是V形结构，二者均是极性分子，C错误；
D．CS2是直线形结构，BF3是平面三角形结构，二者均是由极性键构成的非极性分子，D正确；
答案选D。
4．D
【详解】A．同一能层中，p能级能量高于s能级能量，但不同能层中，s能级的能量可能比p能级的能量高，如3s能级的能量高于2p能级的能量，故A错误；
B．共价键的成键原子不只是非金属原子，金属与非金属元素原子之间也可以形成，如氯化铝中氯原子与铝原子之间形成共价键，故B错误；
C． H2O2是由极性共价键和非极性共价键构成，分子结构不对称，正负电荷中心不重叠，属于极性分子，故C错误；
D． p能级有3个轨道，沿x、y、z三个不同的方向延伸，3px所代表的含义是第三电子层沿x轴方向伸展的p轨道，故D正确；
答案选D。
5．B
【详解】A．HCl溶于水，发生了电离，化学键发生了断裂，物理变化中存在化学键的断裂，A错误；
B．化学键就是使离子相结合或原子相结合的作用力，B正确；
C．断裂化学键要吸收能量，形成化学键要放出能量，C错误；
D．氢键不属于化学键，属于分子间作用力，但不一般的分子间作用力大而比化学键弱得多，D错误；
故选B。
6．D
【详解】A．NaOH由Na+和OH-构成，既含离子键，又含共价键，A不符合题意；
B．H2O2只含共价键，B不符合题意；
C．O2只含共价键，C不符合题意；
D．NaCl由Na+和Cl-构成，只含离子键，D符合题意；
故选D。
7．C
【详解】③H2O存在分子间氢键，故沸点较高；①CH4②CH3CH2CH3都没有分子间氢键，沸点较低，②CH3CH2CH3比①CH4的相对分子质量大，故沸点高，故沸点由高到低排列的顺序是③②①，故选C。
8．C
【详解】A．CH4是含极性键的非极性分子，C2H2是既含极性键又含非极性键的非极性分子，而HCN为含极性键的极性分子，A错误；
B．SO2分子为V形结构，分子中正负电荷中心不重合，属于极性分子，CO2分子为直线型对称结构，分子中正负电荷中心重合，属于非极性分子，B错误；
C．人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性碳原子，分子中左边第3个C原子连接了四个不同的原子或原子团，为手性碳原子，含有个手性碳原子，C正确；
D．键的电子云图形是轴对称的，而键的电子云图形是镜面对称的，D错误；
答案选C。
9．B
【详解】A．氯气属于稀有气体、是空气的成分之一，选项A正确；
B．原子是化学变化中的最小微粒，化学变化中原子核不会变，该过程属于核聚变，选项B错误；
C．从图中可以看出，碳纳米管中碳原子以碳碳键形成六边形的网格结构，一个碳原子和其他碳原子形成3个键，故碳原子以杂化为主，选项C正确；
D．反应前后元素种类、质量不变，水中氧元素质量为，二氧化碳中氧元素质量为，，故偏二甲肼中不含氧元素，选项D正确；
答案选B。
10．D
【详解】A．双键中有1个σ键、1个π键，N-H单键、N-C单键、O-C单键、C-H单键，Cu-O单键均为σ键，所以σ键和π键比例为9：1，A错误；
B．SO3中心S原子的价层电子对数为=3，不含孤电子对，空间构型为平面三角形，B错误；
C．Fe的金属性比K弱，电离能大于K，C错误；
D．CO2分子中C原子采取sp杂化，C原子的sp杂化轨道与O原子的2p轨道重叠形成一个σ键，D正确；
综上所述答案为D。
11．D
【分析】有机物M（2-甲基-2-丙醇）结构简式为(CH3)3COH，M在浓硫酸作用下发生消去反应产物只有一种，即为N，其结构简式为CH2=C(CH3)2，N与HCl加成反应后的产物L在NaOH水溶液中反应生成物为(CH3)3COH，故L为CH3CCl(CH3)2，由此来回答。
【详解】A．碳碳双键两端每一个碳原子上所连的原子或原子团不相同存在顺反异构，N的同分异构体有CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3，据此判断CH3CH=CHCH3存在顺反异构，故A正确；
B．手性碳即该碳原子上所连的4个原子或原子团各不相同，L的同分异构体有①CH2ClCH(CH3)2，②CH3CH2CHClCH3，③CH3CH2CH2CH2Cl，①③没有手性碳，只有②有手性碳，故B正确；
C．醇能被氧化为醛，需满足该醇羟基所连碳原子上至少有2个氢原子，M同分异构体有①CH2OHCH(CH3)2，②CH3CH2CHOHCH3，③CH3CH2CH2CH2OH，其中①③可以被氧化为醛，故C正确；
D．利用等效氢原子法判断，L的同分异构体有①CH2ClCH(CH3)2，②CH3CH2CHClCH3，③CH3CH2CH2CH2Cl，①有3种氢原子，②③有4种氢原子，故D错误；
故答案选D。
12．C
【详解】A．由钠离子和硫酸氢根离子构成，其中的阳离子只有钠离子，的物质的量为0.1mol，因此，其中只含有个阳离子，A说法不正确；
B．单键均为σ键，双键中含有1个σ键1个π键，为1mol，分子中含有的键数目为5，B说法不正确；
C．分子中有6个中子，的物质的量为0.5mol，因此，含有的中子数为，C说法正确；
D．和发生反应生成，该反应是可逆反应，反应物不能完全转化为生成物，因此，和于密闭容器中充分反应后，分子总数小于，D说法不正确。
故选C。
13．B
【详解】A． 硝基苯的结构简式：，A错误；
B．铁元素是26号元素，基态核外电子排布式为：[Ar]3d64s2，则基态Fe3+价电子排布式为3d5，B正确；
C． CH2=CH2分子中所含的碳碳双键为1个 键、1个π键，C错误；
D． 基态碳原子价电子轨道表示式为，D错误；
答案选B。
14．A
【详解】A．乙烯中两个C原子间共用2对电子，其电子式为，故A错误；
B．碳的原子序数为6，基态碳原子的电子排布式为，故B正确；
C．碳原子核外共有6个电子，有2个电子层，最外层电子数为4，则碳的原子结构示意图为，故C正确；
D．水中氧原子分别与两个氢原子形成共价键，Ｏ的价层电子对数4，含有2个孤电子对，则水分子为V型结构，空间结构模型为，故D正确；
答案选A。
15．D
【详解】分子中C和O均为杂化，物质的量为0．5mol，其中杂化的原子数为，故A错误；
B．没有说明体积，无法计算离子数目，故B错误；
Ｃ．中配体为，则1mol中配体的个数为4，故C错误；
Ｄ．甲烷酸性燃料电池中正极反应为，则1mol反应时转移的电子数目为4，故D正确。
综上所述，D正确。
16． sp3杂化 sp3杂化
【详解】氧原子形成两个单键，有两对孤电子对，价层电子对数是4，所以是sp3杂化，砷原子形成三个单键，有一对孤电子对，价层电子对数是4，所以是sp3杂化，答案为：sp3杂化，sp3杂化。
17．(1)AB
(2) 红外光谱法 羧基 2 酯基 2
【解析】（1）
A、B项都有两个-CH3，且不对称，都含有C=O、C-O-C，所以A、B项符合图示；C项只有一个-CH3，不会出现不对称的现象；D项中没有C-O-C键，且-CH3为对称结构。
（2）
常用的鉴定有机物结构式物理方法为红外光谱法；①中，红外光谱能检测出有羧基，化学键有O-H、C=O、C-O、C-C、C-H，所以共有5个振动吸收；分子中含有2种氢(-CH3、-OH)，所以核磁共振氢谱中应有2个峰；②|中，红外光谱能检测出有酯基，化学键有C=O、C-O-C、C-H，所以共有3个振动吸收；分子中含有2种氢(-CH3、H-C=O )，所以核磁共振氢谱中应有2个峰。
18．(1) 离子键、共价键 sp3、sp2
(2) H+能接受孤电子对，NH3中的N提供孤电子对，两者形成配位键 Cl Cl- 4 正四面体
(3) > sp3 正四面体
【解析】(1)
根据该物质的结构图，可知该物质含有的化学键类型为离子键、共价键；该物质中单键C原子的杂化轨道类型sp3、双键C原子的杂化轨道类型sp2；
(2)
H+能接受孤电子对，NH3中的N提供孤电子对，H+、NH3形成配位键生成NH。AlCl中Cl-有孤电子对，配位原子是Cl，配位体是Cl-；配位键为σ键，该阴离子中含有4个σ键，中心原子价电子对数是4，无孤电子对，空间结构名称为正四面体。
(3)
BH中B为+3价、H为-1价，所以电负性H>B，其中B原子价电子对数是，杂化轨道类型是sp3。PS中P的价电子对数是，价层电子对互斥模型名称为正四面体。
19．(1) Ca(OH)2、NH4Cl 长颈漏斗
(2)极性
(3) 2NH3+2OH +Cl2=N2H4+2Cl +2H2O 防止N2H4被氧化
(4)B、C之间增加盛有饱和食盐水的装置
(5) (N2H5)2SO4 100c
【分析】装置A生成氨气，装置C生成氯气，氨气和氯气在B中生成肼，尾气通过烧杯中溶液吸收；
【详解】（1）装置A生成氨气，氢氧化钙和氯化铵加入生成氨气，故试管中的试剂为Ca(OH)2、NH4Cl。氨气极易溶于水，仪器a的名称是长颈漏斗，可以防止倒吸；
（2）N2H4中N原子采用sp3杂化，不是平面结构，正、负电荷中心不重合，属于极性分子。
（3）氯气和氢氧化钠生成次氯酸钠：Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O，次氯酸钠和氨气反应生成肼和氯化钠：2NH3 + ClO- =N2H4+H2O+Cl-；总反应为：2NH3+2OH +Cl2=N2H4+2Cl +2H2O；已知肼具有强还原性，次氯酸钠、氯气具有强氧化性，肼会与其反应；该装置中通入NH3 必须过量的原因是因为N2H4具有强还原性易被Cl2氧化，NH3 必须过量，促进氯气、次氯酸钠和氨气反应，以利于肼的生成；
（4）Cl2中含有挥发产生的HCl，会和装置B中氢氧化钠溶液反应，导致肼的产率降低，改进方法是在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶，除去氯化氢气体。
（5）①肼是二元弱碱，与强酸反应，可产生正盐和碱式盐，故还可能生成(N2H5)2SO4。
②滴定过程中有无色无味无毒气体产生，碘具有氧化性，则碘和肼发生氧化还原反应生成碘离子和氮气，根据电子守恒可知，2I2～4e ~N2H4，则产品中N2H4的质量分数为
。
20．(1) 直线形 sp CO2 SCN-、COS
(2) i、j→f、g→d、e→b、c→h 平衡气压，便于浓盐酸顺利流下
(3)Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(4)平衡气压做安全瓶，同时储存氯气
(5)CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2
(6)蒸馏
【分析】由实验装置图可知，装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气，装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，其中长颈漏斗能起到平衡气压的作用，装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气，装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃～95℃条件下反应制备四氯化碳，装置B中盛有的溴水用于吸收挥发出的二硫化碳，装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气，防止污染空气，则装置的连接顺序为AFDCBAFBE，仪器的接口的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h。
【详解】（1）的价层电子对数为2+=2，且不含孤电子对，空间结构为直线形，其中C的杂化轨道类型为sp，CO2、SCN-和COS与是等电子体，与具有相同空间结构和键合形式。
（2）由分析可知，上述仪器的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h；A装置中导管k的作用为平衡气压，便于浓盐酸顺利流下。
（3）装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气，Cr元素化合价由+6价下降到+3价，Cl元素由-1价上升到0价，根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为：Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O。
（4）由实验装置图可知，装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，其中反应结束后关闭，，长颈漏斗还能起到平衡气压做安全瓶的作用，同时还可以储存未反应的氯气。
（5）由分析可知，B装置中发生的反应为二硫化碳与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，S元素由-2价上升到+6价，Br元素由0价下降到-1价，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为：CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2。
（6）由分析可知，装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃～95℃条件下反应生成四氯化碳和硫，反应制得的四氯化碳中混有未反应的二硫化碳和反应生成的溶于四氯化碳的硫，所以反应结束先过滤除去固体催化剂，再经过蒸馏得到四氯化碳。

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