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1、专题4分子空间结构与物质性质练习 下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2一、单选题1臭氧通常存在于距离地面25km左右的高层大气中，它能有效阻挡紫外线，保护人类健康。但是在近地面，臭氧却是一种污染物。已知O3的空间结构为V形，分子中正电中心和负电中心不重合。下列说法不正确的是AO3和O2互为同素异形体B在水中的溶解度：O3O2CO3是极性分子，O2是非极性分子DO3分子中的共价键是极性键2下列物质中，酸性最强的是ABCD3下列有关晶体及配合物结构和性质的判断错误的是选项结构和性质相应判断A贵金属磷化物Rh2P可用作电解水的高效催化剂，其立方晶胞如图所示该晶体中磷原子的配位数为8B配离子C
2、o(NO2)63-可用于检验K+的存在该离子的配体是NO2CGaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料，晶体类型与碳化硅晶体类似GaN、GaP、GaAs的熔点依次降低D氨硼烷(NH3BH3)被认为是最具潜力的新型储氢材料之一分子中存在配位键，提供空轨道的原子是硼原子AABBCCDD4下列排序正确的是A熔点：碳化硅硅锗B分解温度：C酸性：D键角：5与NO互为等电子体的是ASO3BP4CCH4DNO26X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素，基态原子中，X为元素周期表中半径最小的原子，Z原子最外层电子数为次外层电子数的三倍，W原子的价电子排布为3d104s1，X、Y、Z、W形成的阳离子如
3、图所示，下列说法正确的是A原子半径：ZYXB气态氢化物的稳定性：YZC加热时该离子首先失去的组分是X2ZD两种配体中的键角：X2ZYX37短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、n、p是由前三种元素组成的二元化合物，s是元素Z的单质，溶液的为1.86，上述物质的转化关系如图所示。下列说法错误的是A简单离子半径：B简单氢化物水溶液的酸性：C同周期中第一电离能大于Y的元素有3种DY、Z最高价氧化物对应的水化物中心原子的杂化方式不同8有机化合物M的结构简式如右图所示，其组成元素X、Y、Z、W、Q为原子序数依次增大的短周期元素。只有Y、Z、W为同周期相邻元素，Z的原子序数与Q的最外层电子数相同
4、。下列说法正确的是A简单氢化物的沸点由高到低顺序为B含氧酸的酸性强弱顺序为C元素第一电离能由小到大的顺序为D元素X、Z、W形成的离子化合物中含有正四面体结构9下列说法正确的是A极性溶质一定易溶于极性溶剂，非极性溶质一定易溶于非极性溶剂B和均是极性分子，是非极性分子，所以难溶于而易溶于C和白磷均是非极性分子，是极性分子，所以白磷难溶于而易溶于D是极性分子，可溶于，因此是极性分子10下列说法正确的是A2p和3p轨道形状均为哑铃形，能量也相等B金属离子的电荷越多、半径越小，金属晶体的熔点越低C石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，没有破坏分子间作用力DDNA分子两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双
5、螺旋结构，使遗传信息得以精准复制11下列关于物质结构和化学用语的说法正确的是ABF3、CCl4中所有原子均达到8电子稳定结构B78gNa2O2晶体中所含离子数目为3NAC18gH2O或D2O的质子数均为10NAD34gH2O2含有极性键的数目为3NA12设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是A标准状况下，2.24L中，约含有个键B18g和的混合气体中含有的中子数为C用1L0.1mol/L的溶液制备胶体，胶粒数目为D6.4gCu与S完全反应，转移的电子数为二、填空题13溶质在溶剂中的溶解度取决于多种因素，请回答下列问题：(1)实验发现：CH4极难溶于水，而HF极易溶于水，其原因是_。(2)通常
6、条件下，1体积的水可溶解700体积的NH3，请说明三点理由：_。14回答下列问题：(1)下列分子中若有手性原子，请用“*”标出其手性碳原子_ 。(2)试比较下列含氧酸的酸性强弱(填“”、“O2，故B正确；C O3的空间结构为V形，分子中正负电荷中心不重合，O3是极性分子，O2是非极性分子，故C正确；DO3分子中的共价键是非极性键，故D错误；选D。2C【详解】电负性，羧酸中与-COOH连接的碳原子上有2个F原子，其酸性最强，故答案选C。3B【详解】A根据晶胞结构可知，以顶面面心P原子为例，该晶胞中有4个Rh原子距离其最近，该晶胞上方晶胞中还有4个，所以晶体中与P距离最近的Rh的数目为8，则该晶体
7、中磷原子的配位数为8，故A正确；B配离子Co(NO2)63-的配体为，故B错误；CGaN、GaP、GaAs都是良好的半导体材料，晶体类型与碳化硅晶体类似，属于共价晶体，N、P、As原子半径依次增大，因此GaN、GaP、GaAs的键长依次增大，键能依次减小，熔沸点依次降低，故C正确；D氨硼烷(NH3BH3)分子中，B原子有空轨道，NH3中N原子有1对孤电子对，N原子提供孤电子对与B原子形成配位键，因此提供空轨道的原子是硼原子，故D正确；答案选B。4A【详解】A因为原子半径CSiGe，则键长C-SiSi-Si硅锗，A正确；B碳酸盐分解实际过程是晶体中阳离子结合碳酸根离子中氧离子，使碳酸根离子分解为
8、二氧化碳的过程，阳离子所带电荷相同时，阳离子半径越小，其结合氧离子能力越强，对应的碳酸盐就越容易分解，热分解温度:MgCO3CaCO3ZX，A项错误；B非金属性ON，则气态氢化物稳定性ON，即ZY，B项错误；C加热时先脱水，C项正确；D水中O原子有两对孤电子对，NH3中N原子只有一对孤电子对，因此水中孤电子对成键电子对排斥作用更明显，H2O键角NH3键角，D项错误；答案选C。7D【分析】短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、n、p是由前三种元素组成的二元化合物，s是元素Z的单质，溶液的为1.86，说明q为二元酸，则q为硫酸；二氧化硫和双氧水反应生成硫酸，二氧化硫、水和氯气反应生成硫酸
9、和盐酸，因此W、X、Y、Z分别为H、O、S、Cl。【详解】A简单离子半径：，故A正确；B简单氢化物水溶液的酸性：，故B正确；C同周期中第一电离能大于S的元素有P、Cl、Ar等3种，故C正确；DY、Z最高价氧化物对应的水化物分别为硫酸和高氯酸，其中心原子价层电子对数分别为4、4，其杂化方式相同，故D错误；综上所述，答案为D。8D【分析】Z的原子序数与Q的最外层电子数相同，说明Z为第二周期，Q为第三周期元素，依据有机物结构简式可知，元素Y形成四个键，应为C元素，则Z、W依次为N、O元素，Q则为Cl元素，X为H元素。【详解】AW、Q的简单氢化物依次为、HCl，其沸点由高到低顺序为，A错误；BQ、Y、
10、Z对应最高价含氧酸分别为、，满足酸性强弱顺序为，但含氧酸则不正确，如HClO酸性弱于，B错误；CN元素2p轨道半充满，较为稳定，元素第一电离能最大，即顺序应为，C错误；D元素X、Z、W形成的离子化合物中含有的为正四面体结构离子，D正确。故选D。9C【详解】A“相似相溶”规律是经验规律，存在特殊情况，部分有机物分子是极性分子，但因为极性很弱，所以大部分难溶于水，故A不正确；B是非极性分子，是极性分子，是非极性分子，根据“相似相溶”，难溶于而易溶于，故B不正确；C和白磷均是非极性分子，是极性分子，所以白磷难溶于而易溶于，故C正确；D是非极性分子，溶于时，部分与反应生成，故D不正确；答案选C。10D
11、【详解】A2p和3p轨道形状均为哑铃形，但二者位于不同的能层，3p轨道的能量高于2p，A错误；B金属离子的电荷越多、半径越小，金属键越强，熔点越高，B错误；C石墨属于层状结构晶体，每层石墨原子间为共价键，层与层之间为分子间作用力，金刚石只含有共价键，因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成，也有分子间作用力的破坏，C错误；DDNA分子的两条长链中的碱基以氢键互补配对形成双螺旋结构，DNA复制时，在有关酶的作用下，两条链的配对碱基之间的氢键断裂，碱基暴露出来，形成了两条模板链，以半保留的方式进行复制，使遗传信息得以精准复制，D正确；综上所述答案为D。11B【详解】ABF3中B元素化合价为+3价
12、，B原子最外层电子数是3，3+3=6，则B原子不满足8电子结构，故A错误；B78gNa2O2的物质的量是1mol，晶体中所含离子数目为3NA，故B正确；CH2O或D2O的质子数均是10个，但相对分子质量不同，因此18gH2O或D2O的质子数不相同，故C错误；D34gH2O2的物质的量是1mol，含有极性键的数目为2NA，故D错误；故选B。12A【详解】A 1个分子有5个键，标准状况下，2.24L为0.1mol，约含有个键，故A正确；B和的混合气体可以看成平均化学式为，18g和的混合气体为1mol，1个中含有10个中子，则18g混合气体中含有的中子数为，故B错误；C胶粒具有吸附性，用1L0.1m
13、ol/L的溶液制备胶体，胶粒数目小于，故C错误；DCu与S反应生成Cu2S，6.4gCu与S完全反应，转移的电子数为，故D错误； 故答案为A。13(1)CH4是非极性分子，水是极性溶剂，所以CH4极难溶于水；HF是极性分子且能与水分子形成氢键，所以HF极易溶于水(2)NH3与H2O均为极性分子；NH3与H2O分子间易形成氢键；NH3与H2O易反应生成【解析】（1）的空间构型为正四面体、是非极性分子，而的空间构型为V形、是极性分子，的空间构型为直线型，只含H-F极性键，是极性分子，依据相似相溶原理，CH4极难溶于水，HF极易溶于水，且能与水分子形成分子间氢键。（2）的空间构型为V形、是极性分子，
14、NH3的空间构型为三角锥形，是极性分子，依据相似相溶原理，NH3极易溶于水，N、O的电负性大，NH3可与H2O形成分子间氢键，使得NH3极易溶于水，NH3能与H2O反应生成，增大了NH3在H2O中的溶解度。14(1)(2) H2SO3HClO3中CI元素化合价为+5价，HClO4中C1元素化合价为+7价，故酸性HClO3 HClO4；（3）H2S分子价层电子对数=2+(6-12)-2=4，有两对孤电子对，则中心原子S原子采取sp3杂化，VSEPR构型为正四面体型， 分子的立体构型为V形；（4）水分子之间存在氢键，沸点高于同族其它元素氢化物，所以H2O的沸点(100)比H2S的沸点(-61)高。
15、O与S是同主族元素，同主族元素从上到下非金属性依次减弱，非金属性越强，元素最简单的氢化物越稳定，故H2O比H2S更稳定；15 O CNO 非极性 1s22s22p3 bc 6 FeF3是离子晶体，Fe(CO)5是分子晶体，离子键的作用力远比分子间作用力强，故FeF3熔点远高于Fe(CO)5【分析】氧的电负性最大，同周期从左到右半径逐渐减小；甲烷分子具有中心对称；根据非金属强弱思维进行分析；FeF3是离子晶体，Fe(CO)5是分子晶体。【详解】(1)上述反应体系中出现的几种短周期元素，分别是H、C、N、O、Na，氧的电负性最大，因此非金属性最强的是O，同周期从左到右半径逐渐减小，因此第二周期原子
16、半径由大到小的是CNO；故答案为：O；CNO。(2)反应体系中出现的非金属元素可形成多种化合物 ，其中和铵根离子空间构型相同且属于有机物的是甲烷，其电子式是，甲烷分子具有中心对称，因此该分子为非极性分子；故答案为：；非极性。(3)写出上述元素中有三个未成对电子的原子是N，N的核外电子排布式1s22s22p3，a. N最高价氧化物对应水化物是硝酸，O无最高价氧化物对应水化物，因此a错误；b. 两元素形成化合物的化合价，O显负价，氧非金属性更强，故b正确；c. 简单气态氢化物的稳定性越强，非金属性越强，故c正确；d. 氢化物水溶液的酸碱性无法比较非金属性强弱，故d错误；故答案为：1s22s22p3
17、；bc。(4)氨晶体中每个氢原子都形成氢键，并且考虑氢键饱和性和方向性出现与理论的偏差，氨晶体中，每个N原子的孤对电子接受分属其他氨分子的3个氢原子，一个氨气本身3个氢必然和其他的氨气的氮之间形成氢键，因此则每个NH3与周围6个NH3通过氢键相结合；故答案为：6。(5)化合物 FeF3熔点高于1000，而Fe(CO)5的熔点却低于0，FeF3熔点远高于Fe(CO)5的原因可能是FeF3是离子晶体，Fe(CO)5是分子晶体，离子键的作用力远比分子间作用力强，故FeF3熔点远高于Fe(CO)5；FeF3是离子晶体，Fe(CO)5是分子晶体，离子键的作用力远比分子间作用力强，故FeF3熔点远高于Fe
18、(CO)5。16(1)1(2) sp2、sp3 sp2(3) NA NA(4) HO键的键能大于HN键的键能 V形、三角锥形、直线形 sp3、sp3、sp【详解】（1）根据构造原理可知，氯元素基态原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5，所以未成对电子数为1；（2）根据氯吡苯脲的结构简式可知，有2个氮原子均形成3个单键，孤电子对数为1，属于sp3杂化；剩余1个氮原子形成1个双键和1个单键，孤电子对数为1，是sp2杂化；羰基碳原子形成2个单键和1个双键，为sp2杂化。（3）由于键比键更稳定，根据反应方程式可以看出，断裂的化学键为异氰酸苯酯分子中的N=C键中的键和2-氯-4-氨基吡啶分子
19、中的NH键；故每生成1mol氯吡苯脲，断裂1mol 键，断裂1mol 键，则断裂NA个键，断裂NA个键。（4）O、N属于同周期元素，O的原子半径小于N，HO键的键能大于HN键的键能，所以H2O分子比NH3分子稳定。H2O分子中O原子的价层电子对数=2=4，孤电子对数为2，所以为V形结构，O原子采用sp3杂化；NH3分子中N原子的价层电子对数=3=4，孤电子对数为1，所以为三角锥形结构，N原子采用sp3杂化；CO2分子中C原子的价层电子对数=2=2，不含孤电子对，所以是直线形结构，C原子采用sp杂化。17 平面三角形 三角锥形 、 分子中的C原子上没有孤电子对，分子中N原子上有1个孤电子对，分子
20、中O原子上有2个孤电子对，中心原子上孤电子对数越多，对成键电子对的排斥作用越大，则键角越小【详解】(1)分子中的B原子采取杂化，所以其分子的空间结构为平面三角形；分子中的N原子采取杂化，存在一个孤电子对，所以其分子的空间结构为三角锥形，故填平面三角形、三角锥形；(2)乙烷分子中的碳原子采取杂化，乙烯和苯分子中的碳原子均采取杂化，乙炔分子中的碳原子采取杂化，故填、和、；(3)、分子中的O、N、C原子均采取杂化，而在O原子上有2个孤电子对，对成键电子对的排斥作用最大，键角最小；N原子上有1个孤电子对，对成键电子对的排斥作用没有水分子的大；C原子上无孤电子对，键角最大，故填分子中的C原子上没有孤电子
21、对，分子中N原子上有1个孤电子对，分子中O原子上有2个孤电子对，中心原子上孤电子对数越多，对成键电子对的排斥作用越大，则键角越小。18 相似 有 有 NH3【详解】(1)N、P属于同族元素，原子最外层都有5个电子，其中三个成单电子分别与3个H原子形成3对共用电子对，在中性原子上都存在1对孤对电子，所以NH3分子与PH3分子的空间结构相似，均为三角锥形，分子结构不对称，正负电荷重心不重合，因此二者都属于极性分子。P-H键为不同元素原子之间形成的共价键，属于极性键；(2)元素的非金属性越强，其形成的化学键就越强，断裂消耗的能量就越高，物质的稳定性就越强。由N、P在元素周期表中的位置关系和元素周期律
22、可知，元素的非金属性：NP，所以热稳定性：NH3PH3，即NH3与PH3相比，热稳定性更强的是NH3。19(1)氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨(2)碳原子的排列方式不同【详解】（1）化学反应的实质是旧键的断裂新键的形成，氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨的过程中没有化学键的断裂与生成，所以为非化学变化，故答案为：氨分子和水分子通过氢键形成一水合氨；（2）石墨和金刚石互为同素异形体，由于晶体中碳原子的排列方式不同，金刚石是由碳原子以共价键相结合形成的空间网状结构的原子晶体，具有很高的熔沸点和很大的硬度，石墨为碳原子形成的层状结构的过渡型晶体，层内碳原子间以共价键相结合形成六元环，层间以范德华
23、力相结合，具有很高的熔沸点，但硬度小，故答案为：碳原子的排列方式不同。20 sp3 【详解】Si的原子序数为14，最外层有4个电子，则其价电子层的电子排布式为3s23p2；单晶硅的晶体类型为原子晶体；SiCl4的中心Si原子的价层电子对数为 =4，为sp3杂化；中间体SiCl4(H2O)中Si分别与C1、O形成5个共价键，为sp3d杂化，故答案为：sp3；。21 N、O、Cl 6【详解】根据该配离子的结构可知，NH3、H2O、Cl-均为配体，其中N、O、Cl均含有孤电子对，提高孤电子对；3个NH3、2个H2O和1个Cl-配位，所以配位数为3+2+1=6。22(1) 直线 (2) 平面三角 三角
24、锥 平面三角 三角锥 正四面体 (3) 四面体 【分析】中心原子价层电子对个数=键个数+孤电子对个数；键个数=配原子个数，孤电子对个数=，a指中心原子价电子个数，x指配原子个数，b指配原子形成稳定结构需要的电子个数；据此确定VSEPR模型，实际空间构型要去掉孤电子对。（1）三原子分子常见的空间结构有V形或直线形。分子中，中心原子孤电子对数、价电子对数2+0=2，则其空间构型为直线形，H2O分子中，中心原子孤电子对数=、价层电子对数=2+2=4，故空间构型为V形。（2）四原子分子常见的空间结构有平面三角形和三角锥形，如甲醛分子呈平面三角形，键角约为120；氨分子呈三角锥形，键角为107；需要注意的是白磷分子呈正四面体形形，键角为60。（3）五原子分子最常见的空间结构为四面体形，如常见的呈正四面体、键角是。答案第13页，共8页