2.2分子的空间结构 同步练习 2022-2023学年高二下学期化学人教版（2019）选择性必修2
一、单选题
1．下列说法中错误的是
A．金刚石转化为石墨为放热反应，说明相同条件下石墨比金刚石稳定
B．元素周期表第三周期主族元素中，简单离子半径最小的是
C．离子中心原子上的孤电子对数是1，立体构型为正四面体
D．、都是含有极性键的非极性分子
2．是微电子工业中优良的等离子蚀刻气体，还可用作高能燃料，可由反应：制取。下列说法正确的是
A．中N元素的化合价为
B．氟离子的结构示意图为
C．的电子式为
D．的空间构型为三角锥型
3．下列说法正确的是
A．H-F键是p-pσ键
B．分子中有1个σ键，2个π键
C．键能越大，表示形成该化学键时吸收的能量越多
D．是极性分子，分子中N原子是在3个H原子所组成的三角形的中心
4．图中A、B、C、D、E表示周期表中的几种短周期元素，下列说法不正确的是
A．C、D的简单气态氢化物稳定性强弱和沸点高低顺序均为
B．A、B、C对应的简单氢化物的还原性：
C．和两分子的中心原子均为杂化，但两者的键角大小不同
D．分子中各原子均达8电子稳定结构
5．下列微粒中，与空间结构最相似的是
A． B． C． D．
6．如图所示，小黑球表示相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，小白球表示氢原子，小黑点表示没有形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。下列说法中正确的是
A．分子中，中心原子采用杂化的只有①③
B．①分子为正四面体结构，④分子为V形
C．②分子中键数与键数之比为
D．四种分子的键角大小顺序为②>③>①>④
7．价层电子对互斥理论(VSEPR)是关于分子几何构型的经验规律，该理论认为，分子的稳定结构应使中心原子价层电子对之间的斥力最小，且不同价层电子对之间排斥力相对大小满足：孤对电子－孤对电子＞孤对电子－键对电子＞键对电子－键对电子。如H2O分子中∠H-O-H≈104.5°，下列推断不合理的是
A．NH3分子中∠H-N-H<109.5°
B．H2O键角∠H-O-H小于H3O+键角∠H-O-H
C．已知P4分子为正四面体，P4O6中的∠O-P-O小于P4O10中的∠O-P-O
D．[Zn(NH3)6]2+离子中∠H-N-H小于NH3分子中∠H-N-H
8．从微粒结构角度分析，下列说法正确的是
A．I的空间构型为V形，中心原子的杂化形式为sp3
B．ZnCO3中，阴离子空间构型为平面三角形，C原子的杂化形式为sp3
C．根据价层电子对互斥理论，H2S、SO2、SO3三种分子中，中心原子价电子对数相等
D．三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
9．设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A．常温常压下，42g丙烯中采用sp2杂化的碳原子数为2NA
B．标准状况下，22.4LPCl5中Cl的价层电子数为7NA
C．1mol[Ag(NH3)2]+中含有的配位键数为2NA
D．标准状况下，0.5molC中含有的未成对电子数为NA
10．NH3、NH4Cl、NO、NO2、HNO3等是氮重要的化合物，NO2与N2O4能相互转化，热化学方程式为N2O4(g)2NO2(g) △H=+57kJ mol-1。NO在大气中能转化为NO2、HNO2、HNO3等。机动车尾气中的NO可通过催化还原的方法转化为N2。下列有关NH3、NH、NO、HNO3的说法不正确的是
A．NH3转化为NH，其键角变小
B．NH3沸点较高是因为分子间存在氢键
C．NO空间构型为V形
D．浓HNO3保存在玻璃塞的棕色试剂瓶中
11．下列分子是非极性分子且中心原子采取sp2杂化的是
A．CS2 B．NH3 C．SO2 D．SO3
12．科学研究表明，PCl5在气态条件下为分子形态，在熔融条件下能发生电离： 2PCl5PCl+PCl,下列说法错误的是
A．PCl5分子中的化学键为极性键
B．PCl5在熔融状态下具有一定的导电性
C．PCl呈正四面体构型
D．PCl中P只用3s、3p轨道参与成键
13．三氟化氮(NF3)是无色无味的气体，它可由氨气和氟气反应得到，反应的化学方程式为4NH3+3F2=NF3+3NH4F。则下列有关NF3的叙述不正确的是
A．NF3中N呈+3价 B．NF3是共价化合物
C．NF3的氧化性比F2强 D．NF3分子呈三角锥形
14．W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素，W与Z同主族，X、Y同周期。四种元素组成的某化合物Q的结构如图所示。下列叙述错误的是
A．简单氢化物的沸点：
B．Q受热分解后所得固体可用作食用碱或工业用碱
C．Q的阴离子中X的杂化方式为
D．向Q的溶液中加入稀硫酸，立即有气泡产生
二、填空题
15．氯吡苯脲是一种常用的膨大剂，其结构简式为，它是经国家批准使用的植物生长调节剂。请回答下列问题：
(1)基态氯原子核外未成对电子数为_______。
(2)氯吡苯脲分子中，氮原子的杂化类型为_______，碳原子的杂化类型为_______，该分子_______(填“是”或“不是”)手性分子。
(3)查阅文献知，可用2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应生成氯吡苯脲。反应方程式如下：
＋―→
反应过程中，每生成1mol氯吡苯脲，断裂_______个σ键、_______个π键。
(4)膨大剂能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有H2O、NH3、CO2等。
①请用共价键知识解释H2O比NH3稳定的原因：_______。
②CO2的水溶液中含有，则该阴离子的VSEPR模型名称为_______，中心原子的杂化类型为_______。
16．回答下列问题
(1)碳是形成化合物种类最多的元素。
①C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． c． d．
②乙醇()与二甲醚()的分子式均为，但的沸点高于的沸点，其原因是___________。
(2)肼的性质与氨气相似，易溶于水，可发生两步电离过程，第一步电离过程，试写出第二步电离过程___________。常温下，某浓度溶液的pH为4，则该溶液中水电离出的___________。
(3)液氨中存在平衡：。如图1所示为电解池装置，以的液氨溶液为电解液，电解过程中a、b两个惰性电极上都有气泡产生。b电极连接的是电源的___________(填“正”或“负”)极；a电极的反应为___________。电解过程中，阴极附近浓度___________(填“增大”“减小”或“不变”)；理论上阴、阳极产生的气体物质的量之比为___________。
(4)柠檬酸的结构简式如下图。1mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的键的数目为___________。
(5)基态Fe原子有___________个未成对电子，的价电子排布图(轨道表达式)为___________；Se基态核外电子排布式为___________。
三、计算题
17．填空
(1)下列物质中，互为同位素的有_______，互为同素异形体的有_______，互为同系物的有_______，互为同分异构体的有_______，属于同种物质有_______。
①O2和O3②35Cl和37Cl③和④+和⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3⑥乙醇和甲醚(CH3OCH3)
(2)立方烷结构为，它的结构高度对称，其二氯代物有_______种。
(3)化合物甲只含C、H两种元素，化合物乙只含C、H、F三种元素，甲、乙都是饱和化合物，且分子中都含有26个电子，据此推断：
①甲的分子式是_______；若甲分子中有两个H原子被F原子代替，所得产物可能有_______种结构。
②乙是性能优异的环保产品，可替代某些会破坏臭氧层的氟里昂产品，用作制冷剂。已知乙分子中C、H、F原子个数比为1∶2∶2，则下列对于乙的描述正确的是_______
A．其分子空间构型为正四面体 B．碳为sp3杂化
C．具有两种同分异构体 D．没有同分异构体
18．钒是人体不可缺少的元素，Heyliger 等首次报道了偏钒酸钠显著降低糖尿病大鼠血糖的作用后，钒化学的研究得到了很大发展。钒及其化合物也广泛应用于特种钢、催化剂、颜料、染料、电子材料及防腐剂等等领域。
(1)钒酸盐与磷酸盐结构相似。请画出VO、H2VO、VO2(H2O) 和V2O的空间构型__________。
(2)生理条件下的钒以多种氧化态存在，各种氧化态可以相互转化。通常细胞外的钒是V(V)， 。而细胞内的钒是V(IV)。研究表明，钒酸二氢根离子可与亚铁血红素(Mtrc-Fe2+)反应，写出该反应的离子方程式__________。
(3)①已知配合物[VON(CH2COO)3]在水溶液中的几何构型是唯一 的，画出它的空间构型图__________。
②理论推测上述配合物分子在晶体中是有手性的，指出产生手性的原因__________。
(4)钒酸钇晶体是近年来新开发出的优良双折射光学晶体，在光电产业中得到广泛应用。可以在弱碱性溶液中用偏钒酸铵和硝酸钇合成。写出以Y2O3与V2O5为主要原料合成钒酸钇的化学方程式__________。
(5)若以市售分析纯偏钒酸铵为原料制备高纯钒酸钇单晶，需将杂质铁离子含量降至一定数量级。设每升偏钒酸铵溶液中含三价铁离子为5.0 ×10-5 mol，用0.01 mol dm-3的鏊合剂除铁。
①说明不采取使铁离子水解析出沉淀的方法除铁的理由__________。
②通过计算说明如何选择螯合剂使偏钒酸铵含铁量降至10-30moldm-3以下__________。
配离子
[Fe(edta)]2- [Fe(edta)]- [Fe(phen)3]2+ [Fe(phen)3]3+ 2.1×1014 1.7×1024 2.0×1021 1.3×1014
沉淀 Ksp
Fe(OH)2 Fe(OH)3 8.0×10-16 4.0×10-38
四、实验题
19．三聚氯氰是重要的精细化工产品，具有广泛的用途，其生产通常是由氯化氰制备和氯化氰聚合两个过程组成。
I.氯化氰制备
已知：氯化氰为无色液体，熔点-6.5℃，沸点12.5℃。可溶于水、乙醇、乙醚等，遇水缓慢水解为氰酸和盐酸。现用氰化钠和氯气在四氯化碳中反应制备氯化氰，反应式：NaCN+Cl2=NaCl+CNCl。反应装置如图所示，在三口烧瓶上装有温度计、搅拌器、进气管、出气管，据图回答下列问题：
(1)CNCl的结构式为______；其中C原子的杂化类型为______。
(2)在氯化氰的制备装置中，装置3、装置9中的试剂为______。在反应前需要先向装置内通入约3分钟干燥氮气，目的是_____。
(3)该制备分为两个阶段。
阶段一：将40g氰化钠粉末及140mL四氯化碳装入烧瓶中，缓慢送入氯气并搅拌使得氯气与NaCN充分反应。此阶段装置7、装置10、装置11作用相同，为______；当D中出现______现象时，说明阶段一结束。
阶段二：将______(填“装置7”“装置10”或“装置11”)的温度调整至60℃，将_____(填“装置7”“装置10”或“装置11”)的温度调整至-40℃并缓慢通入氮气直至阶段二结束。阶段二结束之后产品将被集中在_____中(填字母)。
II.氯化氰聚合
(4)氯化氰干燥后，在聚合塔中加热至400℃后便能得到氯化氰三聚物，请画出氯化氰三聚物的结构式：______。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．B
4．B
5．A
6．D
7．D
8．A
9．B
10．A
11．D
12．D
13．C
14．C
15．(1)1
(2) sp2、sp3 sp2 不是
(3) 6.02×1023 6.02×1023
(4) H—O键的键能大于H—N键的键能 平面三角形 sp2
16．(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) N2H+H2ON2H+OH- 1×10 4 mol L 1
(3) 正 增大 3：1
(4)7
(5) 4 [Ar]3d104s24p4
17．(1) ② ① ③ ⑤⑥ ④
(2)3
(3) C3H8 4 BD
18． VO 、H2VO 、VO2(H2O) 和V2O Mtrc-Fe2+ + H2VO4 +4H+ = Mtrc-Fe3+ + VO2++ 3H2O 分子的手性来源于鳌环的扭曲导致镜面对称性破缺 Y2O3 + 6HNO3 = 2Y (NO3)3+ 3H2O、V2O5+ 2NH3·H2O = 2NH4VO3 + H2O、Y (NO3)3+ NH4VO3 + 2NH3·H2O = YVO4↓ + 3NH4NO3+H2O (1)如果在弱酸性条件下，采取沉淀法除铁，则有以下问题：
A．Fe3+在弱酸性条件水解难以将铁离子降低到所要求的程度。
B． Fe (OH)3具有胶体的性质，过滤困难。
(2)如果在弱碱性条件下水解，Fe (OH)3会与原料共沉淀而损失原料。
所以不能用沉淀法除去微量铁。@采用加入鳌合剂在氨水中二次重结晶的方法除去微量的铁离子。第一次重结晶时加入乙二胺四乙酸二钠盐，可以除去绝大多数Fe3+，第二次重结晶时加入邻二氨菲，进一步降低Fe3+的含量。 采用加入鳌合剂在氨水中二次重结晶的方法除去微量的铁离子。第一次重结晶时加入乙二胺四乙酸二钠盐，可以除去绝大多数Fe3+，第二次重结晶时加入邻二氨菲，进一步降低Fe3+的含量。
(1)第一步
设残余Fe3+浓度为x mol dm-3 Fe3+ +edta4- = [Fe(edta)]- =1.7 ×1024 x=2.9 ×10-27
(2)第二步
设残余Fe3+浓度为y mol dm-3 Fe3+ + 3 phen = Fe(phen)33+ = 1.3 ×1014 y= 2.2 ×10-35
或者
(1)第一步
设残余Fe3+浓度为x mol dm-3 Fe3+ + 3 phen = Fe(phen) = 1.3 ×1014 3.8 ×10-13
(2)第二步
设残余Fe3+浓度为y mol dm-3 Fe3+ +edta4- = [Fe(edta)]- =1.7 ×1024 y= 2.2 ×10-35
19．(1) N≡C－Cl sp
(2) 浓硫酸 将装置内的空气排净
(3) 维持低温环境，防止产物气化 黄绿色气体(过剩氯气) 装置11 装置10 C
(4)
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
