第 2 章 化学键与分子间作用力 章末检测试卷(二) (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(本题包括 16 小题,每小题 3 分,共 48 分) 1.下列叙述中错误的是( ) A.金属中的自由电子为金属阳离子共用 B.配位键在形成时,由成键双方各提供一个电子形成共用电子对 C.离子键和范德华力没有方向性和饱和性,氢键和共价键有方向性和饱和性 D.金属键的实质是金属中的自由电子与金属阳离子形成的一种强烈的相互作用 答案 B 解析 配位键成键时,由成键原子一方提供空轨道,另一方提供孤对电子。 2.(2017·河北冀州中学高二期中)下列叙述正确的是( ) A.以非极性键结合起来的双原子分子一定是非极性分子 B.以极性键结合起来的分子一定是极性分子 C.非极性分子只能是双原子单质分子 D.非极性分子中一定含有非极性键 答案 A 解析 由非极性键结合起来的双原子分子一定为非极性分子,如氧气、氮气、氯气等,A 项 正确;以极性键结合起来的分子可能为非极性分子,如甲烷、二氧化碳等,B 项错误;非极 性分子可能为多原子化合物分子,如甲烷、二氧化碳等,C 项错误;非极性分子中可能不含 非极性键,如甲烷等,D 项错误。 3.水的沸点是 100 ℃,硫化氢的分子结构跟水相似,但它的沸点却很低,是-60.7 ℃,引 起这种差异的主要原因是( ) A.范德华力 B.共价键 C.氢键 D.相对分子质量 答案 C 解析 氧原子的电负性较大,水中的氧原子与氢原子可形成氢键,氢键使水的沸点反常的高, 但硫的电负性相对较小,所以不会形成氢键,其沸点较低。 4.下列有关化学键知识的比较中不正确的是( ) A.键能:C—NBr—Br>Cl—Cl C.分子中的键角:H2O>CO2 D.键能:σ 键>π 键 答案 C 解析 相同元素间形成的化学键,叁键键能最大、单键键能最小,A 正确;成键原子半径之 和越大,键长越大,B 正确;H2O 分子中键角是 104.5°,CO2 分子中键角是 180°,C 错误; 相同元素之间形成的 σ 键的键能比 π 键的大,D 项正确。 5.三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体,下面对于 NCl3 的描述不正确的是( ) A.NCl3 为三角锥形 B.NCl3 是一种极性分子 C.它还能再以配位键与 Cl-结合 D.NCl3 的挥发性比 PBr3 要大 答案 C 1 解析 NCl3 的中心原子的价电子对数为2×(5+3)=4,孤电子对数为 1,所以该分子为三角 锥形,分子中各键不对称,分子为极性分子,A、B 项都正确;NCl3 中的 N 原子、Cl 离子的最 外层均无空轨道,所以无法再与 Cl-形成配位键,C 不正确; NCl3 分子和 PBr3 分子的空间构 型都为三角锥形,但相对分子质量 Mr(NCl3)HClO3>HClO2>HClO,C 错误;手性分子 CH2===CHCH(CH2OH)COOH 与足量的 H2 反应后生成 CH3CH2CH(CH2OH)COOH,分子中仍只有一个手性碳原子,D 错误。 10.下列各组粒子的中心原子杂化类型相同,其键角不相等的是( ) A.CCl4、SiCl4、SiH4 B.H2S、NF3、CH4 C.BCl3、CH2==CHCl、环己烷 D.SO3、C6H6(苯)、CH3C≡CH 答案 B 解析 A 项,中心原子都采用 sp3 杂化,空间构型均为正四面体形,其键角相等;B 项,中心 原子都是 sp3 杂化,但空间构型不同,H2S 为 V 形,NF3 为三角锥形,CH4 为正四面体形,分子 的键角不相等;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,SO3 和苯的中心原子都是 sp2 杂化,而丙炔中碳原子为 sp1 和 sp3 杂化。 11.下列说法中错误的是 ( ) A.卤化氢中,以 HF 沸点最高,是由于 HF 分子间存在氢键 B.邻羟基苯甲醛的熔、沸点比对羟基苯甲醛的熔、沸点低 C.H2O 的沸点比 HF 的沸点高,是由于水中氢键键能大 D.氨气极易溶于水与氨气分子和水分子形成氢键有关 答案 C 解析 因 HF 分子间存在氢键,所以沸点:HF>HBr>HCl,A 正确;邻羟基苯甲醛的分子内羟 基与醛基之间存在氢键,而对羟基苯甲醛的氢键只存在于分子间,所以对羟基苯甲醛的熔、 沸点高,B 正确;据 F 原子半径小于 O 原子半径,可知(HF)n 中氢键键长比水中氢键键长短, 键能大,但由于一个 HF 分子只能与两个相邻的 HF 分子形成氢键,而一个 H2O 分子可与四个 相邻的 H2O 分子形成氢键,故水的沸点比 HF 的沸点高,C 项不正确;氨气的溶解性与形成氢 键有关,D 正确。 12.下列说法中不正确的是( ) A.ABn 型分子中,若中心原子没有孤对电子,则 ABn 为空间对称结构,属于非极性分子 B.SO3、NO- 3 、CO23- 、SO23-的空间构型均为三角锥形 C.NH3、NH+ 4 、H2O、H3O+、CH4 中的 N、O、C 原子均采取 sp3 杂化 D.配合物[Cu(H2O)4]SO4 中,中心离子是 Cu2+,配位体是 H2O,配位数是 4 答案 B 解析 SO3、NO- 3 、CO23- 、SO23-的中心原子的价层电子对数分别为12×6=3、12×(5+1)=3、12×(4 1 +2)=3、2×(6+2)=4,孤电子对数分别为 0、0、0、1,所以 SO3、NO-3 、CO23- 为平面三角 形,SO23-为三角锥形,B 不正确;NH3、NH+4 、H2O、H3O+、CH4 中 N、O、C 均采取 sp3 杂化,只不 过 NH3、H2O、H3O+中有孤对电子占据着杂化轨道,C 正确;[Cu(H2O)4]SO4 中配位体是 H2O,配 位数是 4,D 正确。 13.(2017·厦门一中高二期中)向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物, 继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液;在深蓝色溶液中加入等体积的 95%乙醇, 深蓝色溶液变浑浊,静置后有深蓝色晶体析出。下列对此现象说法正确的是( ) A.[Cu(NH3)4]SO4 中所含的化学键有离子键、极性键和配位键 B.[Cu(NH3)4]2+的空间构型为平面正方形,中心离子 Cu2+采用 sp3 杂化 C.[Cu(NH3)4]SO4 会与乙醇发生反应生成深蓝色晶体 D.[Cu(NH3)4]SO4 含有 NH3 分子,其水溶液中也含有 NH3 分子 答案 A 解析 [Cu(NH3)4]SO4 中所含的化学键有离子键、极性键和配位键,A 正确;中心离子 Cu2+若 采用 sp3 杂化,[Cu(NH3)4]2+的空间构型则为正四面体形,B 错误;[Cu(NH3)4]SO4 在乙醇中溶 解度很小,加入 95%乙醇,有深蓝色晶体析出,C 错误;[Cu(NH3)4]SO4 中的 NH3 分子在内界, 故水溶液中不存在 NH3 分子,D 错误。 14.有机物 具有手性,发生下列反应后,分子仍有手性 的是( ) ①与 H2 发生加成反应 ②与乙酸发生酯化反应 ③发生水解反应 ④发生消去反应 A.①② B.②③ C.①④ D.②④ 答案 B 解析 原有机物中与—OH 相连的碳原子为手性碳原子,与 H2 加成后,连有两个乙基,不再具 有手性;与乙酸发生酯化反应后,所连的四个取代基不同,仍具有手性;发生水解反应后, 所连的四个取代基也不同,该碳原子仍具有手性;当发生消去反应时,原手性碳原子生成双 键后不再具有手性。 15.硼砂是含结晶水的四硼酸钠,其阴离子 Xm-(含 B、O、H 三种元素)的球棍模型如图所示。 下列叙述正确的是( ) A.Xm-的化学式为 B4O8H24- B.硼原子轨道的杂化类型有 sp2、sp3 C.配位键存在于 4、6 原子之间 D.硼砂晶体中有离子键、配位键两种化学键 答案 B 解析 由原子半径可知,模型中 1、3、5、6 代表 O 原子,2、4 代表 B 原子,可知 Xm-是(H4B4O9)m -,H 为+1 价,B 为+3 价,O 为-2 价,依据化合价原则可得 m=2,则 Xm-的化学式为(H4B4O9)2 -,A 错误;2 号 B 原子形成 3 个键,价层电子对数为 3,则 2 号 B 原子为 sp2 杂化,4 号 B 原 子形成 4 个键,其中 1 个键是配位键,价层电子对数为 4,则 4 号 B 原子为 sp3 杂化,B 正确; B 原子含有空轨道,O 原子含有孤电子对,4、5 原子之间存在配位键,C 错误;硼砂晶体中有 离子键、共价键、配位键三种化学键,D 错误。 16.下表中各粒子、粒子对应的空间构型及解释均正确的是( ) 选项 粒子 空间构型 解释 A 氨基负离子(NH- 2 ) 直线形 N 原子采用 sp1 杂化 B 二氧化硫(SO2) V形 S 原子采用 sp3 杂化 C 碳酸根离子(CO23-) 三角锥形 C 原子采用 sp3 杂化 C 原子采用 sp1 杂化且 C 原子的价电子均参与 D 乙炔(C2H2) 直线形 成键 答案 D 解析 NH- 2 中 N 原子采用 sp3 杂化,且孤对电子数为 2,粒子的空间构型为 V 形,A 错误;SO2 1 中 S 原子的价层电子对数=σ 键数+孤电子对数=2+2×(6-2×2)=3,含孤电子对数为 1, 杂化轨道数为 3,采取 sp2 杂化,结构为 V 形,B 错误;CO23-中价层电子对数=3+12×(4+2 -3×2)=3,不含孤电子对,杂化轨道数为 3,采取 sp2 杂化,空间构型为平面三角形,C 错 误;C2H2 中 C 原子采用 sp1 杂化,且 C 原子的价电子均参与成键,所以分子的空间构型为直线 形,D 正确。 二、非选择题(本题包括 5 个小题,共 52 分) 17.(10 分)a、b、c、d 为四种由短周期元素组成的物质,它们的组成微粒中都含有 14 个电 子,且四种物质中均只含共价键。试回答下列问题: (1)a 是 单 质 , 可 用 作 半 导 体 材 料 , 则 构 成 a 物 质 的 原 子 的 核 外 电 子 排 布 式 为 ________________________________________________________________________。 (2)b 是双核化合物,常温下为无色无味的气体,则 b 的化学式为____________________。 (3)c 是双核单质,分子中所含共价键类型为__________(填“极性键”或“非极性键”)。 (4)d 是四核化合物,1 个 d 分子中含有________个 σ 键,______个 π 键,其中 σ 键的强度 ________(填“>”“<”或“=”)π 键,原因是____________________________________ ________________________________________________________________________。 答案 (1)1s22s22p63s23p2 (2)CO (3)非极性键 (4)3 2 > 形成 σ 键的原子轨道的重叠程度比 π 键重叠程度大,形成的共价键强 解析 a 是单质,可用作半导体材料,且含有 14 个电子,则 a 是 Si;b 是双核化合物,含有 14 个电子,且常温下为无色无味的气体,则 b 为 CO;c 是双核单质,每个原子中含有 7 个电 子,则 c 为 N2;d 是四核化合物,即 4 个原子共有 14 个电子,则 d 为 C2H2,C2H2 的结构式为 H—C≡C—H,1 个 C2H2 分子中含有 3 个 σ 键,2 个 π 键。 18.(10 分)下图是元素周期表的一部分,其中所列字母分别代表某一元素。 (1)写出元素 k 基态原子的核外电子排布式:_______________________________________ ________________________________________________________________________。 (2)e、f 单质及 e、f 形成的合金的硬度由大到小的顺序为 ________________________________________________________________________( 用 具 体 名称回答)。 (3)用来组成酸、碱、盐三类物质至少需要的元素有________________(用表中列出元素的符 号填写)。 (4)短周期某主族元素 M 的电离能情况如图 A 所示。则 M 元素位于周期表的第______族。 图 B 是研究部分元素的氢化物的沸点变化规律的图像,折线 c 可以表达出第______族元素氢 化物的沸点的变化规律。不同同学对某主族元素氢化物的沸点的变化趋势画出了两条折线: 折线 a 和折线 b,你认为正确的是________。 答案 (1)1s22s22p63s23p63d104s24p2 (2)镁铝合金>铝>镁 (3)N、O、H (4)ⅢA ⅣA b 解析 (2)金属键的强度为 Al>Mg,因此铝的硬度高于镁,根据合金硬度大、熔点低的特性 可得 3 种物质硬度由大到小的顺序为镁铝合金>铝>镁。(3)酸中必含有氢元素,碱中必含氢 元素和氧元素,考虑到题中强调“至少需要几种元素”,故另一元素应是氮元素,3 种元素 可形成常见的 HNO3、NH3·H2O 和 NH4NO3 3 种物质。(4)由题图 A 中 I4 突然变大可知主族元素 M 最外层有 3 个电子,即位于第ⅢA 族。题图 B 中折线 c 表示的氢化物沸点无反常现象,故属 于第ⅣA 族元素的氢化物(无氢键存在)。A 点沸点是 100 ℃,应是水,由于水分子间存在氢 键,则水的沸点高于同主族其他元素形成的氢化物,故曲线 b 正确。 19.(10 分)(1)COCl2 分子中所有原子均满足 8 电子构型,COCl2 分子中 σ 键和 π 键的个数 比为________,中心原子的杂化方式为________________________。 (2)As4O6 的分子结构如图所示,其中 As 原子的杂化方式为__________________。 (3)AlH-4 中,Al 的轨道杂化方式为__________________________________________________; 例举与 AlH-4 空间构型相同的一种离子和一种分子: ________________________、_______________________________________________________ (填化学式)。 (4) 用 价 层 电 子 对 互 斥 理 论 推 断 SnBr2 分 子 中 , Sn 原 子 的 轨 道 杂 化 方 式 为 ______________________,SnBr2 分子中 Br—Sn—Br 的键角________120°(填“>”“<” 或“=”)。 答案 (1)3∶1 sp2 (2)sp3 (3)sp3 NH+4 CH4 (4)sp2 < 解析 (1)COCl2 分子中有 1 个 C==O 键和 2 个 C—Cl 键,其中 σ 键的数目为 3,π 键的数目 为 1,二者个数比为 3∶1,COCl2 的价层电子对数为 3,无孤电子对,采取 sp2 杂化。 (2)根据结构示意图,As 的价层电子对数=3+1=4,采用 sp3 杂化。 (3)AlH-4 中,Al 的价层电子数=4+12×(3+1-1×4)=4,所以 Al 原子为 sp3 杂化;等电子体 的结构相似,所以与 AlH-4 空间构型相同的离子有 NH+4 、BH-4 等,分子有 CH4 等。 1 (4)由价层电子对互斥理论可知,SnBr2 分子中 Sn 原子的价层电子对数=2+2×(4-1×2)= 3,Sn 原子的轨道杂化方式为 sp2,VSEPR 模型为平面三角形,键角为 120°,空间构型为 V 形,孤对电子的斥力使 SnBr2 分子中 Br—Sn—Br 的键角减小,小于 120°。 20.(10 分)目前工业上制备丙烯腈(CH2==CHC≡N)有乙炔法、丙烯氨氧化法等。 乙炔法: H—C≡C—H+HCNC―u―Cl―82-0―~―NH9―40C―l℃―-―H→ClCH2==CHCN 丙烯氨氧化法: CH2==CHCH3+NH3+32O2催――化→剂CH2==CHCN+3H2O (1)下列说法正确的是________(填字母)。 a.NH+4 空间构型呈正四面体形 b.CH2==CHCN 分子中只有碳、氢原子位于同一平面 c.C2H2、HCN 分子中所有原子均位于同一直线 (2)与 NH3 互为等电子体的阳离子为____________________________________________ (写化学式)。 (3)1 mol 丙 烯 腈 分 子 中 含 有 σ 键 的 数 目 为 ____________________________________________。 (4)铜能与浓盐酸缓慢发生置换反应产生氢气,有配合物 H[CuCl2]生成。 ①该反应的化学方程式为____________________________________________________ ________________________________________________________________________。 ②H[CuCl2]在空气中久置会生成含[Cu(H2O)4]2+的蓝色溶液,[Cu(H2O)4]2+的结构可用示意图表 示为____________________。 答案 (1)ac (2)H3O+ (3)6NA(或 6×6.02×1023) (4)①2Cu+4HCl(浓)===2H[CuCl2]+H2↑ ② 解析 (1)NH+ 4 中 N 原子价层电子对数=σ 键数+孤电子对数=4+0=4,采取 sp3 杂化,空间 构型呈正四面体形,a 正确;CH2==CH—C≡N 分子相当于一个碳碳双键和一个碳氮叁键通过一 个碳碳单键相连,所有原子都处在同一平面上,b 错误;C2H2、HCN 分子都含有一个叁键,碳 原子均为 sp 杂化,则所有原子均位于同一直线,c 正确。(2)NH3 分子中含有 4 个原子,价电 子总数为 8,则与其互为等电子体的阳离子为 H3O+。(3)每个单键、双键、叁键都含有 1 个 σ 键,所以 1 mol 丙烯腈分子中含有 σ 键的物质的量为 6 mol。(4)①铜能与浓盐酸缓慢发生 置 换 反 应 产 生 氢 气 , 有 配 合 物 H[CuCl2] 生 成 , 因 此 该 反 应 的 化 学 方 程 式 为 2Cu + 4HCl(浓)===2H[CuCl2]+H2↑。②由于水分子中的氧原子含有孤电子对,铜原子含有空轨道, 因 此 铜 离 子 能 与 水 分 子 形 成 配 位 键 , 则 [Cu(H2O)4]2 + 的 结 构 可 用 示 意 图 表 示 为 。 21.(12 分)(2017·太原外国语学校高二月考)A、B、C、D、E 为短周期元素且它们的原子序 数依次增大,A 的核外电子总数与其周期数相同;其中 D 原子的 L 电子层中,成对电子与未 成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道;B 原子的 L 电子层中未成对电子数与 D 相同, 但还有空轨道;D 与 E 同族,请回答下列问题: (1)A 与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为 ________________________,其中心原子的杂化方式为________________________,A 分别 与 B、C、D 形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是 ________________________(填化学式,任意写三种)。 (2)这些元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价层电子对数为 3 的酸根离子是 _____________(填化学式,下同);酸根离子呈三角锥形结构的是____________________。 (3)BA4 分子的空间构型为______________;根据电子云重叠方式的不同,该分子中共价键的 类型为____________________。 (4)B 的 一 种 氢 化 物 的 相 对 分 子 质 量 是 26 , 其 分 子 中 σ 键 和 π 键 的 数 目 之 比 为 __________________。 (5)B 与 D 形成 BD2 分子,与该分子互为等电子体的有________________。(分子、阴离子各写 一个) 答案 (1)NH3 sp3 H2O2、N2H4、C2H4 (2)NO-3 、NO-2 、CO23- SO23- (3)正四面体形 σ 键 (4)3∶2 (5)CS2(或 N2O)、SCN-(或 OCN-和 N- 3 等) 解析 由“A 的核外电子总数与其周期数相同”可知 A 是 H 元素;由“D 原子的 L 电子层中, 成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道”可知 D 是 O 元素;由“B 原子的 L 电子层中未成对电子数与 D 相同,但还有空轨道”可知 B 是 C 元素;由“A、B、C、D、E 的 原子序数依次增大”可知 C 是 N 元素;由“A、B、C、D、E 为短周期元素”和“D 与 E 同族” 可知 E 是 S 元素。