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1、第二章微粒间相互作用与物质性质第2节共价键与分子的空间结构专题练 高中化学鲁科版（2019）选择性必修2一、单选题（共16题）1我国排放力争2030年前达到峰值，力争2060年前实现碳中和。有关的说法不正确的是A的电负性比的大B是由极性键构成的极性分子C中键和键的数目之比为D相同压强下，的熔点比的低2根据价层电子对互斥理论，NCl3、SO2、SO3、BF3的气态分子中，中心原子价层电子对数不同于其他分子的是ANCl3BSO2CSO3DBF33直接在分子尺度上对分子进行光控制是化学工作者极大关注的领域之一、如图所示(图中Me代表甲基)，分子吸收蓝光(波长435nm)转变为分子；分子吸收绿光(波长
2、530nm)则恢复为分子。已知光的波长越短，光的能量就越高。下列说法正确的是 A分子与分子之间的相互转变是可逆反应B分子中的所有碳原子都是sp2杂化C利用蓝光和绿光转换，可有效操控分子中两个联苯臂的相对位置D分子比分子的能量高4下列有关反应中微粒的相关叙述正确的是A的结构示意图：B的空间构型为平面正三角形C中子数为20的氯原子：D中C原子轨道的杂化类型为5下列说法正确的是A含有非极性键的分子一定是非极性分子B非极性分子中一定含有非极性键C由极性键形成的双原子分子一定是极性分子D分子的极性与键的极性无关6下列分子或离子之间互为等电子体的是ACS2和 NO2BNH3和 NHCN2和 CODCO2和
3、 SO27根据分子结构与性质的相关理论，下列叙述中正确的是ABF3、SO、CO具有相同的空间构型BSO3和NO中所有原子均共平面C从原子轨道重叠方式看，C2H6和C2H4所含化学键类型完全相同DCO2和SO2均为直线形的非极性分子8“ ”表示相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分，“。”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。关于下述几种分子的说法正确的是A分子中，中心原子采用sp3杂化的只有B分子为正四面体结构，分子为平面形C分子中键：键=2：1D四种分子的键角大小顺序为9用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角
4、大小，下列判断正确的是ASO2、CS2、HI都是直线形的分子BBF3键角为120，SnBr2键角大于120CCH2O、BF3、SO3都是平面三角形的分子DPCl3、NH3、H2O都是三角锥形的分子10已知N8分子呈首尾不分的链状结构，分子中N原子共有4种成键方式，除端位外，其它N原子采用3种不同的杂化轨道成键。若N8分子中形式电荷为0的N愿子数为x，采用sp2杂化形式的N原子数为y，整个分子的空间异构体数目为z，则x、y、z分别为A3，2，3B4，3，2C4，2，2D4，2，311化合物A的结构简式如图所示。X、Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素，Y在自然界中以化合态形式存在，Z的最外层
5、电子数是周期序数的3倍。下列说法正确的是A化合物A中各原子或离子均达到2或8电子稳定结构BX、Y、Z三种元素的电负性顺序为：ZYXCX、Y、Z、W四种元素形成的单质中，Y的单质熔点最高D阴离子中的Y均发生sp2杂化12下列氢化物分子内共价键的极性由强到弱的顺序正确的是ABCD13有X、Y两种活性反应中间体微粒，均含有1个碳原子和3个氢原子，其球棍模型如图所示。下列说法错误的是(X)(Y)AX的组成为CHBY的组成为CHCX的价层电子对数为4DY中键角小于12014下列叙述正确的是A电负性：SClB键角：NH3H2OC中心原子杂化轨道数：D键长：HFHCl15用价层电子对互斥理论(VSEPR)可
6、以预测许多分子或离子的空间构型，有时也能用来推测键角大小，下列判断正确的是ASO2、CS2、HCN都是直线形的分子 BBF3键角为120，SnBr2键角大于120CCH2O、CO、SO3都是平面三角形的粒子DPCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子16下列说法中正确的是ACH4，C2H2，HCN都是含有极性键的非极性分子BCO2与SO2的中心原子杂化类型相同，立体构型相同C分子中含有1个手性碳原子D无机含氧酸分子中有几个氢原子，它就属于几元酸二、综合题（共4题）17二氧化氯（ClO2）是国际公认高效、安全的杀菌、保鲜剂，是氯制剂的理想替代品。工业上制备ClO2的方法很多，NaClO3和Na
7、ClO2是制取ClO2的常见原料。完成下列填空：（1）以下反应是制备ClO2的一种方法：H2C2O4+ 2 NaClO3+ H2SO4 = Na2SO4+ 2 CO2 + 2 ClO2 + 2 H2O，上述反应物中属于第三周期的元素的原子半径大小顺序是_；其中原子半径最大元素的原子，其核外有_种不同能量的电子。（2）ClO2的分子构型为“V”形，则ClO2是_（选填“极性”、“非极性”）分子，其在水中的溶解度比氯气_（选填“大”、“小”、“一样”）。（3）ClO2具有强氧化性，若ClO2和Cl2在消毒时自身均被还原为Cl-，ClO2的消毒能力是等质量Cl2的_倍（保留2位小数）。（4）若以Na
8、ClO2为原料制取ClO2，需要加入具有_（填“氧化”、“还原”）性的物质。（5）工业上将氯碱工业和制取NaClO3联合进行。研究发现，电解时，不同反应环境下的总反应分别为：4 NaCl + 18 H2O =4 NaClO3+ 3 O2+ 18 H2（中性环境）NaCl + 3 H2O = NaClO3+ 3 H2（微酸性环境）电解时，氢气在_极产生。更有利于工业生产NaClO3的反应环境是_，理由_。18溴酸镉Cd(BrO3)2常用做分析试剂、生产荧光粉等。以镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)为原料制备Cd(BrO3)2的工艺流程如下：已知CdSO4溶于
9、水，CdCO3难溶于水，请回答下列问题：(1)Cd在周期表中位于第五周期第B族，写出Cd的外围电子排布排式_。(2)还原镉时可产生使澄清石灰水变浑浊的气体，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为_。(3)为检验酸浸后溶液中是否含有Fe2+离子，可选用的化学试剂是_溶液。(4)氧化步骤中加入H2O2的量比理论上要多一些，其可能原因为_。(5)滤渣2主要成分为_。(6)沉镉所得的沉淀需进行洗涤，洗涤时除去的杂质阴离子的空间构型是_。(7)写出“转化”过程中发生的化学反应方程式_。19A、B、C、D是中学常见的四种元素，原子序数依次增大，A的原子最外层电子数是次外层的2倍，B的氧化物属于两性氧化物，
10、B、C位于同周期，A、B、C的原子最外层电子数之和为14，D是人体必需的微量元素，缺乏D会导致贫血症状。(1)A在元素周期表中的位置是_。(2)下列事实能用元素周期律解释的是(填字母序号)_。a.B的最高价氧化物对应水化物的碱性弱于Mg(OH)2b.C的气态氢化物的稳定性小于HFc.DC3的溶液可用于刻蚀铜制的印刷电路板(3)画出B和C形成化合物的电子式_，属于_化合物(填“离子”或“共价”)(4)工业上用电解法制备B的单质，反应的化学方程式为_。(5)D的单质可用于处理酸性废水中的NO，使其转换为NH，同时生成有磁性的D的氧化物X，再进行后续处理。上述反应的离子方程式为_；B的单质与X在高温
11、下反应的化学方程式为_。20乙酰氧基胡椒酚乙酸酯(F)具有抗氧化性、抗肿瘤作用，其合成路线如图：已知：RMgBr(1)AB的反应类型为_。(2)化合物C的名称是_。(3)化合物E中含氧官能团的名称为_。请在图中用*标出化合物F中的手性碳原子_。(4)写出化合物F与足量NaOH溶液反应的化学方程式_。(5)写出同时满足下列条件的E的一种同分异构体的结构简式：_。能与FeCl3溶液发生显色反应；能发生银镜反应；核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，其峰面积比为6211。参考答案1B【详解】A. 同周期主族元素，从左到右电负性依次增大，O的电负性大于C，A正确；B. 为非极性分子，B错误；C. 中
12、每个C=O之间有一个键和1个键，键和键的数目之比为，C正确；D. 和均为分子晶体，的分子间作用力更大，因此熔点更高，D正确；故答案选B。2A【详解】NCl3态分子中，中心原子价层电子对数为：， SO2气态分子中，中心原子价层电子对数为：，SO3气态分子中，中心原子价层电子对数为，BF3气态分子中，中心原子价层电子对数为：，则与其他分子不同的是NCl3，故B正确；故选B。3C【详解】A分子与分子之间的相互转变条件不同，因此该转化过程不是可逆反应，故A错误；B分子中甲基(Me)上的碳原子为sp3杂化，故B错误；C分子和分子中联苯臂的相对位置不同，因此可通过蓝光和绿光转换实现操控分子中两个联苯臂的相
13、对位置，故C正确；D分子转化为分子时吸收能量相对较高的蓝光，而分子转化为分子时吸收能量相对较低的绿光，由低能量分子转化为高能量分子需要吸收的能量较多，说明分子比分子的能量低，故D错误；故答案为C。4B【详解】A钠离子的核电荷数为11，的结构示意图：，A错误；B 中C原子上的 孤电子对=、价层电子对数=3+0=3，故C为sp2杂化、空间构型为平面正三角形，B正确；C 核素符号左上角为质量数，中子数为20的氯原子：，C错误；D 中C原子上的孤电子对数、价层电子对数，则其空间构型为直线型，C原子为sp杂化，D错误；答案选B。5C【详解】A含有非极性键的分子不一定是非极性分子，如过氧化氢含有非极性键，
14、过氧化氢是极性分子，故A错误；B非极性分子中不一定含有非极性键，如四氯化碳是非极性分子但不含非极性键，故B错误；C由极性键形成的双原子分子一定是极性分子，如氯化氢是极性分子，故C正确；D分子的极性与键的极性、分子空间构型有关，故D错误；答案选C。6C【详解】ACS2的价电子数为4+62=16，二氧化氮的价电子数为5+62=17，二者不是等电子体，A项错误；B氨气分子含有4个原子， 铵根离子含有5个原子，二者不是等电子体，B项错误；CN2的价电子数为5+5=10，CO的价电子数为10，二者为等电子体，C项正确；DCO2的价电子数为4+62=16，SO2的价电子数为6+62=18，二者不是等电子体
15、，D项错误；答案选C。7B【详解】ABF3和CO均由4个原子构成，而SO由5个原子构成，空间构型不可能相同，A错误；BSO3和NO原子总数相同，价电子总数也相同，为等电子体，二者价层电子对数均为3，不含孤电子对，立体构型均为平面三角形，所有原子均共平面，B正确；CC2H6只含“头碰头”的键，而C2H4还有“肩并肩”的键，C错误；DSO2中心S原子价层电子对数为3，含一对孤电子对，空间构型为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，D错误；综上所述答案为B。8D【详解】A的中心原子的价层电子对数为4，采取的也是sp3杂化，故A说法错误；B和的中心原子采取的都是sp3杂化，根据价层电子对互斥理论，分子
16、中含有孤对电子，导致分子不是正四面体结构、是三角锥形，分子虽然也有2对孤电子对，但形成的两个共价键共面，所以分子为平面形，故B说法错误；C分子中含有三键，中心原子采取的是sp杂化，但中心原子有2个，故分子中的键是3，键是2，则键：键=3：2，故C说法错误；D根据价层电子对互斥理论，四种分子的键角大小顺序为，故D说法正确；本题答案D。9C【详解】ASO2中价层电子对个数=且含有2个孤电子对，所以二氧化硫为V型结构，CS2、HI为直线形结构，故A错误；BBF3中价层电子对个数=，所以为平面三角形结构，键角为120；SnBr2中价层电子对个数=且含有一个孤电子对，为V型结构，孤电子对与成键电子对之间
17、的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以BF3键角为120，SnBr2键角小于120，故B错误；CCH2O中碳形成3个键，所以是sp2杂化为平面三角形结构，BF3中价层电子对个数=，所以为平面三角形结构，SO3中中心原子价层电子对个数都是3且不含孤电子对，所以分子结构为平面三角形，故C正确；DNH3、PCl3中价层电子对个数=且含有一个孤电子对，所以NH3、PCl3为三角锥形结构；H2O中O原子的价层电子对个数=且含有2个孤电子对，所以O原子采用sp3杂化，其空间构型为V形结构，故D错误；故选：C。10C【详解】略11C【分析】化合物A的结构如图所示，X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主
18、族元素，Z原子最外层电子数是其电子层数的3倍，则Z为O；Y元素在自然界都以化合态存在，且Y的原子序数小于Z，化合物A中Y可以形成3个或4个共价键，则Y为B；X形成1个共价键，W形成+1价阳离子，则X为H，W为Na。【详解】分析可知，X为H，Y为B，Z为O，W为Na元素，则A 化合物A中有2个B原子只形成了3个共价键，没有达到8电子稳定结构，故A错误；B H、B、O三种元素的电负性顺序为：OHB，故B错误；C分子晶体、金属晶体、共价晶体，其熔点依次升高， X、Y、Z、W四种元素形成的单质中，H2、O2是分子晶体，Na是金属晶体，熔点低于100，B的单质是共价晶体，熔点最高，故C正确；D 阴离子中
19、的Y形成三个键时，发生sp2杂化，形成四个键时，发生sp3杂化，故D错误；故选C。12A【详解】均为氢化物，元素的非金属性越强，对应的氢化物内的共价键极性越强，因为非金属性FOC，所以氢化物分子内共价键的极性由强到弱的顺序为：，A正确；答案选A。13C【详解】A由图可知，X为平面三角形结构，其碳原子应该有三对价层电子对，其组成为CH，正确；BY为三角锥形结构，其碳原子有四对价层电子对，故其组成为CH，正确；C由图可知，X碳原子应该有三对价层电子对，错误；DY为三角锥形结构，其碳原子有四对价层电子对，故其组成为CH，键角比120小，正确。故选C。14D【详解】A 同周期从左到右，电负性变大，电负
20、性：SCl，故A错误；B 孤电子对对成键电子对排斥力大，水中氧上有两个孤电子对，键角：NH3H2O，故B错误；C 中心原子杂化轨道数分别是3+=4、4+=4：，故C错误；D F原子半径小，键长：HFHCl，故D正确；故选D。15C【详解】A二氧化硫分子中S原子价层电子对个数=2+=2+1=3，含有1个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断二氧化硫空间结构为V形；二硫化碳结构式为S=C=S，CS2中C原子价层电子对个数=2+=2+0=2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断CS2为直线形；HCN结构式为，HCN中C原子价层电子对个数=2+=2+0=2，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断HCN
21、为直线形，故A错误；BBF3中心原子价层电子对个数=3+=3+0=3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断BF3为平面三角形结构，键角为120；SnBr2中价层电子对个数=2+=2+1=3，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断SnBr2为V型结构，孤电子对与成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，所以BF3键角为120，SnBr2键角小于120，故B错误；CCH2O中碳形成3个键，所以是sp2杂化为平面三角形结构；中C原子价层电子对个数=3+=3+0=3，无孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断为平面三角形结构；SO3中S原子价层电子对个数=3+=3+0=3，无孤电子对，根据
22、价层电子对互斥理论判断SO3为平面三角形结构，故C正确；DPCl3中P原子价层电子对个数=3+=3+1=4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl3为三角锥形结构；NH3中N原子价层电子对个数=3+=3+1=4，含有一个孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断NH3为三角锥形结构；PCl5中P原子价层电子对个数=5+=5+0=5，不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断PCl5为三角双锥结构，故D错误；答案为C。16C【详解】ACH4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，故A错误；BSO2分子为V形结构S为sp2杂化，CO2
23、分子为直线型C为sp杂化，故B错误；C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，故C正确；D无机含氧酸中H原子个数与酸的元数不一定相等，如H3PO3为二元酸，故D错误。故选C。17Na S Cl 4 极性 大 2.63 氧化 阴极 微酸性环境 转移电子都生成氯酸钠，能量利用率高；水消耗少；不同时生成氢气和氧气，相对更安全 【详解】（1）反应中属于第三周期的是Na、S、Cl，同一周期自左向右原子半径逐渐减小，所以原子半径由大到小的顺序为Na S Cl；钠原子的核外排布式为1s22s22p63s1，有4种不同能量的电子。（2）ClO2的分子构型为“V”形，分子中正负电中心不
24、重合，所以ClO2是极性分子；ClO2、H2O都是极性分子，Cl2是非极性分子，根据“相似相溶”的经验规律，ClO2在水中溶解度比氯气大。（3）设质量都是m，ClO2消毒的效率是Cl2的=2.63倍。（4）以NaClO2为原料制取ClO2，氯元素的化合价由+3价升至+4价，NaClO2被氧化，所以需加入氧化性物质。（5）电解时，H元素的化合价由+1价降至0价，氢离子得电子生成氢气，所以H2在阴极产生；对比两个反应方程式可知，更有利于工业生产NaClO3的反应环境是微酸性环境，理由是：微酸性环境中，转移电子都生成氯酸钠，能量利用率高；水消耗少；不同时生成氢气和氧气，相对更安全。184d105s2
25、 3:1 铁氰化钾或K3Fe(CN)6 Fe3+是H2O2分解的催化剂，因此消耗较多的H2O2 Al(OH)3和Fe(OH)3 正四面体 【分析】镉铁矿(成分为CdO2、Fe2O3、FeO及少量的Al2O3和SiO2)加入稀硫酸酸浸，金属氧化物溶解，过滤得到的滤渣1为难溶物SiO2；之后加入甲醇还原+4价的Cd元素，再加入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+，之后调节pH除去Fe3+和Al3+，得到Al(OH)3和Fe(OH)3沉淀；然后加入碳酸钾得到CdCO3，最后加HBrO3转化生成Cd(BrO3)2，蒸发结晶分离出晶体。【详解】(1)Cd在周期表中位于第五周期第B族，参考第四周期第B族元素Z
26、n元素的外围电子排布(3d104s2)，可知Cd的外围电子排布排式4d105s2；(2)还原镉时，产生能使澄清石灰水变浑浊的气体，说明CH3OH被氧化为CO2，C元素化合价升高6价，Cd4+被还原为Cd2+，化合价降低2价，根据电子守恒可知氧化剂(Cd4+)与还原剂(CH3OH)的物质的量之比3:1；(3)检验亚铁离子可以用K3Fe(CN)6(铁氰化钾)溶液，现象为产生蓝色沉淀；(4)Fe3+是H2O2分解的催化剂，因此消耗较多的H2O2；(5)根据分析可知滤渣2为Al(OH)3和Fe(OH)3；(6)该流程中酸浸时用的是稀硫酸，所以碳酸镉沉淀表面杂质中的阴离子应为SO，其中心原子的价层电子对
27、数为=4，孤电子对数为0，所以空间构型为正四面体；(7)根据元素守恒可知转化过程中的化学方程式为。19第二周期第A族 c 共价化合物 【分析】根据原子的电子排布规律，次外层电子数只能为2、8、18，若A原子的次外层电子数大于2，则根据题意A原子最外层电子数是大于8，则违背了电子排布规律，所以A原子的次外层电子数为2，最外层电子数为4，核外电子数为6，所以A为C元素；B的氧化物为两性氧化物，则B为Al元素，最外层电子数为3，则C的最外层电子数为，又B和C同周期，所以C为Cl元素；因为人体缺铁会导致贫血，所以D为Fe元素。【详解】(1)最外层电子数=主族序数，电子层数=周期序数，根据A原子的电子排
28、布可知A元素为元素周期中第二周期第A族，故填第二周期第A族；(2)a.同周期元素金属性从左至右依次减弱，故Al的最高价氧化物对应的水化物碱性弱于Mg(OH)2，故a正确；b.同主族从上至下非金属性依次减弱，简单气态氢化物的稳定性与非金属性正相关，F、Cl同主族且非金属性FCl，故b正确；FeCl3可以刻蚀印刷电路板是因为Fe3+氧化性强于Cu2+，与金属性无关，故c错误，故填c；(3)AlCl3形成二聚体，为共价化合物，且Al原子和Cl周围均满足8电子，其电子式为，故填、共价化合物；(4)工业上制备Al单质采用电解熔融氧化铝的方法，其反应为，故填；(5)根据题意，Fe的氧化产物为Fe3O4，的
29、还原产物为，由此写出其反应的离子方程式为，故填；金属Al与Fe3O4的反应属于置换反应，其反应方程式为，故填。【点睛】通过核外电子排布的规律可推出B和C，再根据元素序数依次增大且B、C同周期推出C为Cl，AlCl3的电子式按照共价化合物的电子式书写。20加成反应 对羟基苯甲醛(或4羟基苯甲醛) 羟基 +3NaOH+2CH3COONa+H2O 或 【分析】由有机物的转化关系可知，在碱性条件下，与甲醛发生加成反应生成，在催化剂和硫酸的作用下，与氧气发生氧化反应生成，则C为；乙炔与溴化氢发生加成反应生成CH2=CHBr，在乙醚作用下，CH2=CHBr与Mg反应生成CH2=CHMgBr，CH2=CHM
30、gBr与发生题给信息反应生成，在冰水浴中与乙酸酐发生取代反应生成。【详解】(1)AB的反应为在碱性条件下，与甲醛发生加成反应生成，故答案为：加成反应；(2)化合物C的结构简式为，名称为对羟基苯甲醛(或4羟基苯甲醛)，故答案为：对羟基苯甲醛(或4羟基苯甲醛)；(3)化合物E的结构简式为，含氧官能团的名称为羟基；化合物F分子中含有1个连有4个不同原子或原子团的手性碳原子，用*号标示如下，故答案为：羟基；(4)化合物F的结构简式为，在氢氧化钠溶液中发生水解反应生成、乙酸钠和水，反应的化学方程式为+3NaOH+2CH3COONa+H2O，故答案为：+3NaOH+2CH3COONa+H2O；(5)E的同分异构体能与FeCl3溶液发生显色反应，说明分子中含有酚羟基，能发生银镜反应，说明分子中含有酯基，核磁共振氢谱显示有4种不同化学环境的氢，其峰面积比为6211，说明分子结构对称，有4种位置不同的氢原子，且个数比为6211，同时符合这三个条件的同分异构体的结构简式可能为或，故答案为：或。