人教版高中化学选修三第二章 分子结构与性质测试题含答案解析.docx
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人教版高中化学选修三第二章分子结构与性质测试题含答案解析
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2019年人教版高中化学选修三第二章分子结构与性质测试题
本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分,共100分
第Ⅰ卷
一、单选题(共20小题,每小题3.0分,共60分)
1.从键长的角度来判断下列共价键中最稳定的是( )
A.H—F
B.N—H
C.C—H
D.S—H
2.下列分子中的中心原子杂化轨道的类型相同的是( )
A.CO2与SO2
B.CH4与NH3
C.BeCl2与BF3
D.C2H4与C2H2
3.下列各组微粒属于等电子体的是( )
A.12CO2和14CO
B.H2O和CH4
C.N2和13CO
D.NO和CO
4.下列说法正确的是( )
A.π键是由两个p电子以“头碰头”方式重叠而成
B.σ键是镜面对称,而π键是轴对称
C.乙烷分子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键
D.H2分子中含σ键,Cl2分子中含π键
5.根据等电子原理,由短周期元素组成的粒子,只要其电子总数相同,均可互称为等电子体.等电子体之间结构相似、物理性质也相近.以下各组粒子不能互称为等电子体的是( )
A.O22+和N2
B.O3和SO2
C.CO2和N2O
D.N2H4和C2H4
6.下列无机含氧酸分子中酸性最强的是( )
A.HNO2
B.H2SO3
C.HClO3
D.HClO4
7.与NO互为等电子体的是)
A.SO2
B.BF3
C.CH4
D.NO2
8.下列有关σ键和π键的说法错误的是( )
A.含有π键的分子在反应时,π键是化学反应的积极参与者
B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键
C.有些原子在与其他原子形成分子时只能形成σ键,不能形成π键
D.在分子中,化学键可能只有π键而没有σ键
9.COCl2分子的结构式为
,COCl2分子内含有( )
A.4个σ键
B.2个σ键,2个π键
C.2个σ键、1个π键
D.3个σ键、1个π键
10.下列说法中不正确的是( )
A.共价化合物中不可能含有离子键
B.有共价键的化合物,不一定是共价化合物
C.离子化合物中可能存在共价键
D.以极性键结合的分子,肯定是极性分子
11.若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子,运用价层电子对互斥模型,下列说法正确的是( )
A.若n=2,则分子的立体构型为V形
B.若n=3,则分子的立体构型为三角锥形
C.若n=4,则分子的立体构型为正四面体形
D.以上说法都不正确
12.电子数相等的微粒叫等电子体,下列各组微粒属于等电子体的是()
A.NO和NO2
B.C2H4和N2
C.NH4+和OH﹣
D.NO和CO2
13.下列各组分子中,按共价键极性由强到弱排序正确的是( )
A.HF H2O NH3 CH4
B.CH4 NH3 H2O HF
C.H2O HF CH4 NH3
D.HF H2O CH4 NH3
14.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+NaOHNaCl+NH3↑+H2O
15.根据价层电子对互斥理论,判断下列分子或者离子的空间构型是平面三角形的是( )
A.CO2
B.H3O+
C.BF3
D.PO43﹣
16.卤素单质从F2到I2在常温常压下的聚集状态由气态、液态到固态的原因是( )
A.原子间的化学键键能逐渐减小
B.范德华力逐渐增大
C.原子半径逐渐增大
D.氧化性逐渐减弱
17.当原子数目与电子数目分别相等的微粒叫“等电子体”,下列各组微粒中都属于等电子体的是( )
A.CH4和NH3
B.H2O和CO2
C.CO2和HCl
D.H3O+和NH3
18.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
19.有关甲醛分子的说法正确的是( )
①C原子采取sp杂化②甲醛分子为三角锥型结构③C原子采取sp2杂化④甲醛分子为平面三角形结构
A.①②
B.②③
C.③④
D.①④
20.下列分子和离子中,中心原子价层电子对的空间构型为四面体形且分子或离子的空间构型为V形的是()
A.NH
B.PH3
C.H3O+
D.OF2
第Ⅱ卷
二、非选择题(共4小题,每小题10.0分,共40分)
21.开发新型储氢材料是氢能利用的重要研究方向.
(1)Ti(BH4)3是一种储氢材料,可由TiCl4和LiBH4反应制得.
①基态Ti3+的未成对电子数有 个.
②LiBH4由Li+和BH4﹣构成,BH4﹣呈正四面体构型.LiBH4中不存在的作用力有 (填标号).
A.离子键B.共价键C.金属键D.配位键
③由BH4﹣结构可知Li,B,H元素的电负性由大到小排列顺序为 .
(2)金属氢化物是具有良好发展前景的储氢材料.
①LiH中,离子半径:
Li+ H﹣(填“>”、“=”或“<”).
②某储氢材料是短周期金属元素M的氢化物.M的部分电离能如下表所示:
是 (填元素符号).
(3)某种新型储氧材料的理论结构模型如图所示,图中虚线框内碳原子的杂化轨道类型有
种.
(4)分子X可以通过氢键形成“笼状结构”而成为潜在的储氢材料.X﹣定不是 (填标号).
A.H2OB.CH4C.HFD.CO(NH2)2
22.地球上的物质不断变化,数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。
下表是原始大气和目前空气的主要成分:
用上表所涉及的分子填写下列空白。
(1)含有10个电子的分子有(填化学式,下同)______________________;
(2)由极性键构成的非极性分子有____________________;
(3)与H+可直接形成配位键的分子有________;
(4)沸点最高的物质是________,用所学的知识解释其沸点最高的原因__________________________________;
(5)分子中不含孤电子对的分子(稀有气体除外)有________,它的立体构型为________;
(6)极易溶于水、且水溶液呈碱性的物质的分子是________,它之所以极易溶于水是因为它的分子和水分子之间形成________;
(7)CO的结构可表示为O
C,与CO结构最相似的分子是________,这两种结构相似的分子中,分子的极性________(填“相同”或“不相同”),CO分子中有一个键的形成与另外两个键不同,它叫________。
23.氮及其化合物在生产、生活和科技等方面有重要的应用。
请回答下列问题:
(1)氮元素基态原子的价电子排布式为______________。
(2)在氮分子中,氮原子之间存在着______个σ键和______个π键。
(3)磷、氮、氧是周期表中相邻的三种元素,比较:
(均填“大于”、“小于”或“等于”)
①氮原子的第一电离能________氧原子的第一电离能;
②N2分子中氮氮键的键长________白磷(P4)分子中磷磷键的键长;
(4)氮元素的氢化物(NH3)是一种易液化的气体,请阐述原因是_____________________。
(5)配合物[Cu(NH3)4]Cl2中含有4个配位键,若用2个N2H4代替其中的2个NH3,得到的配合物[Cu(NH3)2(N2H4)2]Cl2中含有配位键的个数为________。
24.已知镓是铝同族下一周期的元素。
砷化镓的晶胞结构如图所示。
试回答:
(1)镓的基态原子的电子排布式是_____________________________。
(2)砷化镓晶胞中所包含的砷原子(白色球)个数为________,与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为________。
(3)N、P、As处于同一主族,其氢化物沸点由高到低的顺序是________(用氢化物分子式表示)。
(4)砷化镓可由(CH3)3Ga和AsH3在700℃时制得。
(CH3)3Ga中镓原子的杂化方式为________。
(5)比较二者的第一电离能:
As________Ga(填“<”、“>”或“=”)。
(6)下列说法正确的是________(填字母)。
A.砷化镓晶胞结构与NaCl相同
B.电负性:
As>Ga
C.砷化镓晶体中含有配位键
答案解析
1.【答案】A
【解析】原子半径越小,与氢化合形成的化学键键长越短,键能越大,键越稳定。
2.【答案】B
【解析】题中A选项CO2为sp杂化,SO2为sp2杂化,二者不相同,A项不正确;B选项中CH4为sp3杂化,NH3为sp3杂化,二者相同,B项正确;C选项中BeCl2为sp杂化,BF3为sp2杂化,不合题意;D选项中C2H4为sp2杂化,C2H2为sp杂化,二者不同,D项不正确。
3.【答案】C
【解析】 根据等电子体的概念:
组成粒子的原子总数相同,价电子总数也相同的粒子,称为等电子体。
只有C项符合。
4.【答案】C
【解析】 π键是由两个p电子以“肩并肩”方式重叠而成,呈镜面对称,σ键呈轴对称,故A,B项均不正确;D项中Cl2分子中含有p-pσ键,故D项不正确。
5.【答案】D
【解析】A,O22+和N2的原子个数都为2,氧原子和氮原子的价电子数分别为6和5,O22+价电子数共为10,N2的价电子数共为10,属于等电子体,故A正确;
B,O3和SO2的原子个数都为3;氧和硫的价电子数都为6,O3价电子数共为18,SO2的价电子数共为18,属于等电子体,故B正确;
B,CO2和N2O的原子个数都为3;氧原子、氮原子、碳原子的价电子数分别为6、5、4,CO2价电子数共为16,N2O的价电子数共为16,属于等电子体,故C正确;
D,N2H4和C2H4的原子个数都为6;氧原子、氮原子、碳原子、氢原子的价电子数分别为6、5、4、1,N2H4价电子数共为14,C2H4的价电子数共为12,价电子数不等,不属于等电子体,故D错误;
6.【答案】D
【解析】对于同一种元素的含氧酸,该元素的化合价越高,其含氧酸的酸性越强,如HO2 观察A,B,C,D四个选项,HNO2、H2SO3、HClO3中的中心元素N、S,Cl都未达到其最高价,其酸性不够强,只有D选项中HClO4中的Cl为+7价,是Cl元素中的最高价,使HClO4中的O电子向Cl偏移,在水分子作用下,容易电离出H+,酸性很强。 故答案为D。 7.【答案】B 【解析】等电子体是原子总数和价电子总数均相同的粒子,NO的原子数是4,价电子数是24,与其相同的是BF3。 8.【答案】D 【解析】本题主要考查σ键和π键的形成。 由于π键的键能小于σ键的键能,所以反应时易断裂,A项正确;在分子形成时为了使其能量最低,必然首先形成σ键,根据形成原子的核外电子排布来判断是否形成π键,所以B项正确,D错误,像H、Cl原子跟其他原子只能形成σ键。 9.【答案】D 【解析】C和Cl之间为σ键,C和O之间为一个σ键、一个π键。 10.【答案】D 【解析】以极性键结合的分子,如果空间结构对称,是非极性分子。 11.【答案】C. 【解析】根据价层电子对互斥理论知,若ABn型分子的中心原子A上没有未用于形成共价键的孤对电子,若n=2,则分子的立体构型为直线形,若n=3,则分子的立体构型为平面三角形,若n=4,则分子的立体构型为正四面体形 12.【答案】C 【解析】A,NO分子含有电子数为15,NO2的电子数为23,二者电子数目不相等,不是等电子体,故A错误; B,C2H4分子含有电子数为16,N2的电子数为14,二者电子数目不相等,不是等电子体,故B错误; C,NH4+和OH﹣的电子数目相同,都是10个电子,为等电子体,故C正确; D,NO分子含有电子数为15,CO2的电子数为22,二者电子数目不相等,不是等电子体,故D错误; 13.【答案】A 【解析】共价键极性的强弱取决于形成共价键的两原子的电负性,其电负性相差 越大,形成的共价键极性越强。 14.【答案】A 【解析】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。 15.【答案】C 【解析】A.二氧化碳分子中,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+ (4﹣2×2)=2,所以碳原子采取sp杂化,故空间结构为直线形,故A错误; B.H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子有一对孤对电子,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=3+ (6﹣1﹣3×1)=4,所以H3O+中氧原子采取sp3杂化.价层电子对模型为四面体,故B错误; C.BF3分子中,中心B原子成3个σ键、没有孤对电子,价层电子对个数=3+ ×(3﹣3×1)=3,故杂化轨道数为3,采取sp2杂化,空间结构为平面正三角形,故C正确; D.PO43﹣中价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=4+ (5+3﹣4×2)=4,所以PO43﹣中磷原子采取sp3杂化,价层电子对模型为四面体,故D错误; 16.【答案】B 【解析】卤素单质从F2到I2,其结构相似,相对分子质量逐渐增大,范德华力逐渐增大,熔沸点逐渐升高,聚集状态由气态、液态到固态。 17.【答案】D 【解析】A,NH3和CH4,原子数目不相同;电子数分别为7+1×3=10,6+1×4=10,故A错误;B,H2O和CO2电子数分别为10和22,故B错误; C,CO2和HCl原子数目不相同,故C错误; D,H3O+和NH3原子数都为4,电子数都为10,属于等电子体,故D正确. 18.【答案】A 【解析】Co(NH3)4Cl2]+的同分异构体的种数有2种,见下图 19.【答案】C 【解析】甲醛分子(CH2O)中的中心C原子采取的是sp2杂化,3个杂化轨道呈平面三角形,2个sp2杂化轨道分别与1个H原子的s轨道形成C—Hσ键,另1个sp2杂化轨道与O原子的p轨道形成1个σ键,C原子中未用于杂化的一个p轨道与O原子的p轨道形成1个π键。 20.【答案】D 【解析】四个选项中的分子或离子中心原子的价层电子对数都为4且价层电子对空间构型都为四面体型,NH的空间构型为正四面体型,PH3和H3O+的空间构型均为三角锥型,只有OF2中心原子结合两个F原子,分子的空间构型为V形。 分子的空间构型与分子中中心原子的价层电子对的空间构型不是一回事,利用中心原子的价层电子对分析分子空间构型时,应扣除未成键的孤电子对之后判断各成键原子形成的空间构型。 21.【答案】 (1)①1;②c;③H>B>Li; (2)①<;②Mg; (3)3; (4)BC 【解析】1)①根据基态Ti3+的核外电子排布式确定其未成对电子数; ②阴阳离子之间存在离子键,非金属元素之间存在共价键,含有孤电子对的原子和含有空轨道的原子之间存在配位键; ③非金属的非金属性越强其电负性越大; (2)①电子层结构相同的离子,其离子半径随着原子序数的增大而减小; ②该元素的第III电离能剧增,则该元素属于第IIA族; (3)根据C原子是成键类型判断; (4)CH4分子间没有氢键,HF分子间只能形成链状结构 22.【答案】 (1)H2O、Ne,CH4,NH3 (2)CH4,CO2 (3)NH3、H2O (4)H2O 液态水中水分子间存在氢键,使分子作用力增大,沸点升高 (5)CH4 正四面体 (6)NH3 氢键 (7)N2 不相同 配位键 【解析】 (1)含10电子的分子有CH4,NH3、H2O、Ne等。 (2)具有对称结构的分子是非极性分子,如N2、O2,CH4,CO2,其中由极性键形成的非极性分子只有CH4和CO2,另两个非极性分子是由非极性共价键形成的。 (3)H2O可与H+直接形成配位键,形成H3O+(水合氢离子),NH3与H+以配位键形式结合成NH 。 (4)表中所涉及的物质都是由分子构成的。 沸点的高低比较主要看范德华力的强弱,但水分子中除了范德华力外,还有氢键的作用,分子间氢键的存在使水的沸点最高。 (5)碳原子最外层有4个电子,在甲烷分子中形成了4个共价键,不存在孤电子对,最外层电子都参加成键,构型为正四面体形。 (6)极易溶于水且水溶液呈碱性的物质只有氨气。 它极易溶于水,是因为氨分子与水分子间形成氢键,增大了氨气的溶解性。 (7)由一氧化碳的结构式可知,碳原子和氧原子之间存在三个共价键,氮气分子中两个氮原子之间也存在三个共价键,结构相似。 CO分子中的三键是由两个不同的原子形成的,是极性共价键,而N2分子中的三键是由两个相同的氮原子形成的,是非极性共价键。 CO中带箭头的键与其他共价键不同,是配位键。 23.【答案】 (1)2s22p3 (2)1 2 (3)①大于 ②小于 (4)氨分子之间容易形成氢键,使其沸点升高而容易液化 (5)4 【解析】氮元素基态原子的价电子排布式为2s22p3,为半充满的稳定结构,故氮原子的第一电离能大于氧原子的第一电离能。 N2分子中含有N N键,其中1个σ键、2个π键。 N2分子中N N键的键长小于白磷(P4)分子中P—P键的键长。 由于氮原子半径小,电负性大,NH3分子间易形成氢键,使得氨的沸点升高,易于液化。 一个NH3分子含有一对孤对电子,用2个N2H4代替其中的2个NH3,由于Cu2+的配位数前后不变,因此替换后的配合物仍含有4个配位键。 24.【答案】 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p1(或[Ar]3d104s24p1) (2)4 正四面体 (3)NH3>AsH3>PH3 (4)sp2 (5)> (6)BC 【解析】 (1)镓位于元素周期表中第四周期第ⅢA族,故其核外电子排布式为[Ar]3d104s24p1。 (2)根据“均摊法”: 白色球个数为(6/2)+(8/8)=4。 由晶胞图可知与同一个镓原子相连的砷原子构成的空间构型为正四面体。 (3)由于NH3分子间存在氢键,所以NH3的沸点最高,由于AsH3的相对分子质量大于PH3,故AsH3的沸点高于PH3。 (4)由于Ga原子周围只有3对成键电子对,故其杂化方法为sp2。 (5)As和Ga处于同一周期,而处于ⅤA族的As外围电子处于半充满的较稳定结构,故As的第一电离能大于Ga。 (6)由题中晶胞图可知A显然是错误的。 由于Ga原子最外层只有3个电子,而每个Ga原子与4个As原子成键,因此其中一个共价键必为配位键,C正确。
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