第二章 分子结构与性质 测试题
一、选择题
1．下列关于元素周期表和元素周期律的说法中，正确的是
A．所含元素种类最多的族是ⅢB
B．元素周期表的p区共包含5列
C．第三周期元素的简单离子半径从左到右逐渐减小
D．卤素单质和它们的氢化物沸点从上到下均依次升高
2．下列相互作用不属于化学键的是
A．分子间相互作用 B．离子键 C．共价键 D．金属键
3．我国科学家成功利用和人工合成了淀粉，使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能，其原理如下图所示。下列说法不正确的是
A．的键角为，是一种直线型分子
B．甲醇沸点高于甲醛，是因为甲醇分子间能形成氢键
C．甲醇分子和二羟基丙酮分子中碳原子的杂化类型均为
D．淀粉可以发生酯化反应是由于其分子中葡萄糖单元醇羟基的存在
4．下列各气体在水中溶解度最大的是
A．H2 B．HCl C．CO2 D．Cl2
5．下列对分子性质的解释中，错误的是
A．易溶于水是因为是极性分子，溶剂水也是极性分子
B．由于乳酸()中存在一个手性碳原子，导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体；生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子
C．水很稳定(以上才会部分分解)是因为水分子间存在大量的氢键
D．酸性：是因为原子电负性大，使得羟基键极性增强，易电离出
6．下列物质的性质中，与氢键无关的是
A．甲醇极易溶于水
B．乙酸的熔点比乙酸乙酯高
C．氨气易液化
D．碘易溶于四氯化碳
7．青蒿素是一种无色针状晶体，具有较好的抗疟疾效果，其分子结构如图所示。有关青蒿素的说法中错误的是
A．该分子中元素电负性最大的是O元素
B．该分子中碳原子为sp2、sp3杂化
C．一个青蒿素分子中含有7个手性碳原子
D．该有机物的同分异构体中无芳香族化合物
8．下列哪种物质的中心原子的最外层不是8电子结构
A．CO2 B．NF3 C．PF5 D．OF2
9．下列化学用语表示正确的是
A．离子结构示意图：
B．基态铜原子价电子的轨道表示式：
C．的空间结构：(正四面体形)
D．的电子式：
10．是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．18g重水()中含有的质子数为
B．一定条件下，与足量反应，转移的电子数为
C．100g质量分数为17%的水溶液中极性键数目为
D．28g晶体Si中Si-Si键数目为
11．化合物可用于制备负载活性催化剂，其结构如图所示，其中Q是使用最广泛的金属元素，Y、Z、X的原子序数依次增大且均为前20号主族元素，Y、Z位于同周期，二者原子序数之和比X小5，Z的最外层电子数与Y的原子序数相等。下列说法错误的是（ ）
A．工业上，常采用电解法制备单质Q
B．简单氢化物的热稳定性：
C．前20号主族元素中X的原子半径最大
D．X与Z形成的二元化合物可能存在离子键和共价键
12．下列化学用语表述错误的是
A．HClO的电子式：
B．中子数为10的氧原子：O
C．NH3分子的VSEPR模型：
D．基态N原子的价层电子排布图：
13．下列有关叙述正确的是
A．键长越短、键角越大，表明共价键越稳定
B．电子云图中小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度
C．同一原子中，1s、2s、3s能级的轨道数依次增多
D．核外电子从3p能级跃迁到3s能级，通过光谱仪可摄取该原子的吸收光谱
14．含氯消毒液(主要成分为NaClO)与含氯洁厕灵(主要成分为HCl)混用可能会引起中毒，其原因是。下列说法中不正确的是
A．NaCl的电子式为
B．NaClO与所含化学键种类完全相同(不考虑配位键)
C．中各原子均达到2或8电子稳定结构
D．该反应过程既形成了离子键，又形成极性键和非极性键
15．2022年诺贝尔化学奖授予了研究“点击化学和生物正交化学”的三位科学家。已知“点击化学”中的一个经典反应如下：
下列说法中错误的是
A．生成物分子中所有原子不可能在同一平面
B．上述反应所涉及的物质中，所有基态原子的第一电离能最大的是N
C．上述反应物和产物中，C的杂化方式只有sp和两种
D．该反应为加成反应
二、填空题
16．填空。
(1)碳、氮、氧的简单氢化物键角由大到小的顺序为___________(用化学式表示)。
(2)反应3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3中，碳原子的杂化类型为_________，H3BNH3________(填“能”或“不能”)溶于水，原因是________。
17．铁氮化合物()在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。某的制备需铁、氮气、丙酮和乙醇参与。
(1)基态核外电子排布方式为_______。
(2)Fe3+的化学性质比Fe2+稳定，其原因是_______。
(3)丙酮()分子中碳原子轨道的杂化类型是_______，1mol丙酮分子含有键的数目为_______。
(4)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_______。
(5)乙醇的沸点高于丙酮，这是因为_______。
(6)元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为_______，其沸点比NH3的_______(填“高”或“低”)，其判断理由是_______。
(7)比较离子半径：F-_______O2-(填“大于”等于”或“小于”)。
18．回答下列问题：
(1)分子中，C原子的杂化轨道类型是_______。
(2)将通入稀溶液中可生成，分子空间结构为_______，其中氧原子的杂化方式为_______。
(3)中C原子的杂化轨道类型为_______。
19．考查下列三种分子：BF3、NF3、IF3，分别回答下列问题：
(1)写出各分子的路易斯电子结构式(用点和线标示原子的价电子结构)：_______
(2)预言它们的几何构型，包括所有的键角：_______
(3)说明它们是否是极性分子，简述你的理由：_______
(4)讨论它们可能的路易斯酸碱性_______。
20．氮是重要的无机非金属元素，可以形成多种重要的含氢化合物。
(1)氨气是氮的最简单氢化物，电子式_______，其水溶液呈______(填“酸性”、“中性”或“碱性”)，原因是______。氨的催化氧化是工业制硝酸的基础，该反应的化学方程式是______。
(2)联氨(又称肼，N2H4，无色液体)分子中极性键与非极性键的个数比为______，其中氮的化合价为______。实验室中可用次氯酸钠溶液与氨反应制备联氨，反应的化学方程式为______。
(3)叠氮酸(HN3)酸性略大于醋酸，叠氮酸的电离方程式为______，联氨被亚硝酸氧化可以生成叠氮酸，反应的化学方程式为______。
21．Q、R、X、Y、Z为短周期主族元素，且原子序数依次递增。Q的低价氧化物与R单质分子的电子总数相等，X与Q同族，Y和Z的离子与Ar原子的电子结构相同。
（1）Q的最高价氧化物中Q的杂化类型为___，分子中含有___个σ键，___个π键。
（2）X的氢化物分子的立体构型是___，属于__分子(填“极性”或“非极性”)；它与R形成的化合物可作为一种重要的陶瓷材料，其化学式是___。
（3）Q分别与Y、Z形成的共价化合物的化学式是___和___；Q与Y形成的分子的电子式是__，属于___分子(填“极性”或“非极性”)。
22．短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，m为单质，d是淡黄色粉末，b是生活中常见的液态化合物。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是
A．化合物a中只含有C、H两种元素
B．几种元素的原子半径由大到小顺序为Z＞Y＞X＞W
C．d是离子化合物，阴阳离子个数比为1∶1
D．Y与W形成的简单化合物是同主族元素同类型化合物中沸点最高的
【参考答案】
一、选择题
1．A
解析：A．ⅢB族含有镧系和锕系，所以含元素种类最多的族是ⅢB，故A正确；
B．元素周期表的p区包含ⅢA~0族，共6列，故B错误；
C．电子层数越多半径越大，电子层数相同时，核电荷数越大，半径越小；第三周期元素的简单离子中，半径最小的是Al3+，故C错误；
D．HF分子间能形成氢键，卤族元素的氢化物中沸点最高的是HF，故D错误；
故选A。
2．A
解析：化学键是纯净物分子内或晶体内相邻两个或多个原子（或离子）间强烈的相互作用力的统称。离子键是通过原子间电子转移，形成正负离子，由静电作用形成的；共价键是通过原子间共用一对或多对电子形成的；金属键是由多个原子共用一些自由流动的电子形成的。分子间相互作用不属于化学键，故选A。
3．C
解析：A．结构式为，键角为，是一种直线型分子，A正确；
B．因为甲醇分子含有，分子间能形成氢键，所以甲醇沸点高于甲醛，B正确；
C．甲醇分子碳原子的杂化类型为，二羟基丙酮分子含有，所以碳原子的杂化类型为和，C错误；
D．淀粉中含有，可以发生酯化反应，D正确；
故选C。
4．B
解析：H2、CO2、Cl2都为非极性分子，水为极性分子，HCl为极性分子，根据相似相溶原理，HCl在水中溶解度最大，故B符合题意；
综上所述，答案为B。
5．C
解析：A．HCl为极性分子，H2O也为极性分子，根据相似相溶原理，HCl易溶于水，A正确；
B．在有机物中的碳原子连接四个不同的原子或原子团为手性碳原子，故乳酸()中存在一个手性碳原子，导致该物质存在互为镜像的两个手性异构体；生产中可利用“手性合成”法主要得到其中一种手性分子，B正确；
C．氢键影响水的沸点，水分子中H-O键的键能大，难断键，所以水的稳定性好，C错误；
D．原子电负性大，使得羟基H-O键极性增强，电子对被O吸引程度更大，易电离出，D正确；
故选C。
6．D
解析：A．甲醇能和水分子形成氢键，导致极易溶于水，故A不符合题意；
B．乙酸能形成氢键，导致其熔点比乙酸乙酯高，故B不符合题意；
C．氨分子间存在氢键，导致其沸点较高，故氨气易液化，故C不符合题意；
D．碘为非极性分子易溶于非极性溶剂四氯化碳，与氢键无关，故D符合题意；
故选D。
7．D
解析：A．该分子中含有碳、氢、氧元素，元素电负性大小关系为H
C．手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，则有如图所示，共7个，故C正确；
D．该有机物分子式为C15H22O5，不饱和度为，而苯环的不饱和度为4，则同分异构体中可能有芳香族化合物，故D错误；
故答案为D。
8．C
解析：略
9．A
解析：A．离子结构示意图： ，故A正确；
B．基态铜原子价电子的轨道表示式： ，故B错误；
C．的空间结构是平面三角形，故C错误；
D．是共价化合物，电子式： ，故D错误；
故选A。
10．A
解析：A．18g重水()的物质的量为=0.9mol，中含有10个质子，则0.9mol中含有的质子数为，故A正确；
B．和的反应是可逆反应，0.5mol不能完全转化为，则转移的电子数小于，故B错误；
C．在双氧水溶液中，除了双氧水外，水也含极性键，而100g17%的双氧水溶液中，双氧水的质量为17g，物质的量为0.5mol，故含极性键为NA，而水中含极性键，故此溶液中含有的极性键的条数多于NA，故C错误；
D．28g晶体Si的物质的量为=1mol，1mol晶体Si中Si-Si键数目为，故D错误；
故选A。
11．A
【分析】Q是使用最广泛的金属元素，则为Q为Fe，由结构图可知，Z形成两个共价键达稳定结构，Y形成四个共价键达稳定结构，又据信息：Y、Z、X的原子序数依次增大且均为前20号主族元素，Y、Z位于同周期，二者原子序数之和比X小5，Z的最外层电子数与Y的原子序数相等。综合信息推出Y为C，Z为O，X为K。
解析：A．工业上，常采用热还原法冶炼铁，故A项说法错误；
B．Y为C，Z为O，同周期元素非金属性从左至右依次增大，因此非金属性：C小于O，简单氢化物的热稳定性：Z>Y，故B项说法正确；
C．同周期元素半径从左至右依次减小，同主族元素半径从上至下依次增大，因此前20号主族元素中原子半径最大的是K，故C项说法正确；
D．X与Z形成的二元化合物，其中一种是K2O2，K2O2中存在离子键和共价键，故D项说法正确；
综上所述，说法错误的是A项，故答案为：A。
12．C
解析：A．HClO中O元素成负化合价，在结构中得到H和Cl共用的电子，因此HClO的电子式为，A正确；
B．中子数为10，质子数为8的O原子其相对原子质量为10+8=18，其原子表示为O，B正确；
C．根据VSEPR模型计算，NH3分子中有1对故电子对，N还连接有3和H原子，因此NH3的VSEPR模型为四面体型，C错误；
D．基态N原子是价层电子排布为2s22p3，其电子排布图为，D正确；
故答案选C。
13．B
解析：A．键长越短、键能越大，表明共价键越稳定，A项错误；
B．电子云图中小黑点表示电子在原子核外出现的概率密度，B项正确；
C．ns能级的轨道数均为1，C项错误；
D．核外电子由高能级跃迁到低能级会释放光子，从3p能级跃迁到3s能级，通过光谱仪可摄取该原子的发射光谱，D项错误；
故选B。
14．A
解析：A．NaCl是离子化合物，电子式为 ，故A错误；
B．NaClO是由钠离子和次氯酸根离子通过离子键结合而成的，次氯酸根离子是由氯原子和氧原子通过共价键结合。 NH4Cl是由铵根离子和氯离子通过离子键结合而成，铵根离子中存在氮原子和氢原子间的共价键，所以NaClO和NH4Cl中所含化学键种类完全相同，故B正确；
C．H2O是由氢原子和氧原子通过共价键结合而成的，氧原子和每个氢原子都共用一对电子，氢原子最外层是2电子稳定结构，氧原子达到8电子稳定结构，故C正确；
D．该反应过程生成了NaCl，形成了离子键，生成的氯气中有非极性键，水中有极性键，故D正确；
故选A。
15．C
解析：A．生成物分子中含有甲基，甲基中碳原子为sp3杂化，故所有原子不可能在同一平面，A正确；
B．上述反应所涉及的物质中，所含原子有H、C、N、O、Cu，其中基态原子的第一电离能最大的是N，B正确；
C．上述反应物和产物中，C的杂化方式有sp、、sp3三种，C错误；
D．根据碳碳三键中断开一个π键，两端碳原子分别与氮原子相连，可知该反应为加成反应，D正确；
故选C。
二、填空题
16．(1)CH4＞NH3＞H2O
(2) sp3、sp 能 H3BNH3能与水分子间形成氢键
解析：(1)碳、氮、氧的简单氢化物分别为甲烷、氨气和水，空间构型分别是正四面体、三角锥形、V形，其键角依次减小，即键角大小顺序是CH4＞NH3＞H2O ；
(2)在反应3CH4+2B3N3H6+6H2O=3CO2+6H3BNH3中中，CH4是正四面体结构，碳原子的杂化类型为sp3杂化；CO2是直线结构，碳原子的杂化类型为sp杂化；B3N3H6能和水分子间形成氢键，所以能溶于水。
17． 1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5 Fe3＋的价电子排布式为3d5，d轨道处于半充满状态，属于稳定结构 sp3、sp2 9NA H＜C＜O 乙醇分子间有氢键，丙酮分子间无氢键，乙醇的沸点高于丙酮 三角锥形 低 NH3分子间存在氢键，AsH3分子间无氢键，NH3的沸点高于AsH3 ＜
解析：(1)基态铁原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，失去电子时，先失去4s电子，即Fe3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5；故答案为1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5；
(2) Fe3＋基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5或[Ar] 3d5，Fe2+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6或[Ar] 3d6，根据“能量相同的轨道处于全空、全满、半满时能量最低”的原则，3d5处于半满状态，结构更为稳定；故答案为Fe3＋的价电子排布式为3d5，d轨道处于半充满状态，属于稳定结构；
(3) 甲基中碳原子价层电子对数为4，即杂化类型为sp3，羰基上的碳原子杂化类型为sp2；成键原子之间只能形成一个σ键，1mol丙酮分子中含有σ键的数目是9NA；故答案为sp3、sp2；9NA；
(4) 同周期从左向右电负性逐渐增大，即O的电负性大于C，H的电负性为2.1，C的电负性为2.5，C的电负性大于H，电负性由小到大的顺序是为H＜C＜O；故答案为H＜C＜O；
(5) 乙醇分子间有氢键，丙酮分子间无氢键，因此乙醇的沸点高于丙酮；故答案为乙醇分子间有氢键，丙酮分子间无氢键，乙醇的沸点高于丙酮；
(6) As与H形成的化合物是AsH3，As有3个σ键，1个孤电子对，价层电子对数为4，AsH3的立体结构为三角锥形；NH3分子间存在氢键，AsH3分子间无氢键，因此NH3的沸点高于AsH3；故答案为三角锥形；低；NH3分子间存在氢键，AsH3分子间无氢键，NH3的沸点高于AsH3；
(7) F－和O2－的核外电子排布相同，微粒半径随着原子序数的递增而减小，即F－＜O2－；故答案为＜。
18．(1)
(2) V形
(3)
解析：（1）分子中，C原子价电子对数为，没有孤电子对，故其杂化轨道类型是sp；
（2）分子的中心原子的价电子对数为，中心原子有2对孤电子对，故分子的空间结构为V形，氧原子的杂化方式为；
（3）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；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。
19．(1)
(2)平面三角形，F-B-F=120°；三角锥体，F-N-F <107°；T形，F-I-F=90°
(3)非极性、极性、极性。理由： BH3 分子中，正电荷中心与负电荷中心在B原子处重合，故为非极性分子； NF3分子为三角锥体分子，正电荷中心在N原子上，负电荷中心在3个P原子构成的等边三角平面中心上，两者不重合，故为极性分子； IF3 分子为T形分子，正电荷中心在I原子，负电荷中心在3个F原子构成的三角平面中心，两者不重合，故为极性分子。
(4)路易斯酸、路易斯碱、路易斯碱
解析：略
20． 碱性 NH3+H2ONH3 H2ONH+OH- 4NH3+5O24NO+6H2O 4：1 -2 NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O HN3H++N N2H4+HNO2=HN3+H2O
解析：(1)氨气是氮的最简单氢化物，为共价化化合物，电子式为；溶于水生成一水合氨，一水合氨电离生成铵根离子和氢氧根离子，溶于显碱性；氨的催化氧化生成NO和水，方程式为4NH3+5O24NO+6H2O；
(2) 联氨中存在4条N-H键，1条N-N键，则极性键与非极性键的个数比为4：1；根据化合物中化合价的代数和为零，氮的化合价为-2价；次氯酸钠溶液与氨反应生成联氨和氯化钠，化学方程式为NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O；
(3)叠氮酸(HN3)酸性略大于醋酸，叠氮酸电离生成氢离子和叠氮酸根离子，电离方程式为HN3H++N；联氨被亚硝酸氧化可以生成叠氮酸和水，化学方程式为N2H4+HNO2=HN3+H2O。
21． sp 2 2 正四面体 非极性 Si3N4 CS2 CCl4 非极性
【分析】Q、R、X、Y、Z为短周期主族元素，且原子序数依次递增。Q的低价氧化物与R单质分子的电子总数相等，满足条件为CO与N2，则Q为C，R为N；X与Q同族，则X为Si；Y和Z的离子与Ar原子的电子结构相同，则Y为S，Z为Cl。
解析：(1) CO2含有2个σ键，2个π键，孤电子对为0，杂化类型为sp，故答案为：sp；2；2；
(2)Si的氢化物为SiH4，根据CH4的空间构型可知SiH4的空间构型为正四面体；SiH4分子中正负电荷重心重合，属于非极性分子；Si最外层有4个电子，N最外层有5个电子，它们形成化合物时，Si为＋4价，N为－3价，其化学式为Si3N4，故答案为：正四面体；非极性；Si3N4；
(3) C与S可形成CS2，根据CO2的结构可写出CS2的电子式为：，并知其为非极性分子；C与Cl形成CCl4分子，故答案为：CS2；CCl4；；非极性。
22．D
【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次递增，a、b、c、d、e、f是由这些元素组成的化合物，d是淡黄色粉末，b是生活中常见的液态化合物，二者反应生成单质m，则d为Na2O2，b为H2O，m为O2，e为NaOH，而c也能与d反应生成m，故c为CO2，则f为Na2CO3，故a为烃或烃的含氧衍生物，结合原子序数可知，W为H，X为C，Y为O，Z为Na，据此分析解答。
解析：A．a燃烧生成水和二氧化碳，可能为烃或烃的含氧衍生物，故A错误；
B．同周期从左到右原子半径逐渐减小，同主族从上到下原子半径逐渐增大，所有元素中氢原子半径最小，故原子半径：Z(Na)＞X(C)＞Y(O)＞W(H)，故B错误；
C．d是Na2O2，由钠离子和过氧根离子构成，阴阳离子个数比为1:2，故C错误；
D．Y与W形成的简单化合物是H2O，水分子之间存在氢键，是同主族元素同类型化合物中沸点最高的，故D正确；
答案选D
