天天资源网 / 高中化学 / 教学同步 / 人教版（2019） / 选择性必修2 / 第一章 原子结构与性质 / 第二节 原子结构与元素的性质 / 第二章 分子结构与性质达标检测练习 【新教材】2020年秋人教版（2019）高中化学选择性必修2
资料简介
第二章 分子结构与性质达标检测
(满分:100 分;时间:90 分钟)
一、选择题(本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题意)
1.(2020 山东高二月考)中科院国家纳米科学中心科研人员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,
实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了很多年的问题提供了直观证据。下列有
关氢键的说法中不正确的是( )
A.由于氢键的存在,冰能浮在水面上
B.由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水
C.由于氢键的存在,沸点:HF>HCl>HBr>HI
D.氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构
2.下列反应能说明σ键比π键牢固的是( )
A.CH4+Cl2 CH3Cl+HCl
B.CH2 CH2+Br2 CH2BrCH2Br
C.2H2+O2 2H2O
D.H2+Cl2 2HCl
3.(2020 高二月考)下列性质的比较中,错误的是( )
A.稳定性:HF>H2O>H2S
B.沸点:NH3>PH3
C.键角:H2O>NH3>CH4
D.熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4
4.(2020 江苏高二期末调研)下列化合物中,含有 3 个手性碳原子的是( )
A. B.
C. D.
5.(2020 天津第二十中学高二检测)下列各组分子的中心原子杂化轨道类型相同,分子的空间结构不相
同的是 ( )
A.CCl4、SiCl4、SiH4
B.H2S、NF3、CH4
C.BCl3、 、环己烷
D.SO3、 、
6.下列说法不正确的是( )
A.分子中不一定存在化学键
B.分子中若存在共价键,则一定存在σ键
C.p 轨道和 p 轨道既能形成σ键又能形成π键
D.含π键的物质一定不如只含σ键的物质稳定
7.(2020 山东广饶一中高二月考)下列分子中中心原子的杂化轨道类型和分子空间结构不正确的是
( )
A.CCl4 中 C 原子为 sp3 杂化;正四面体形
B.H2S 分子中 S 原子为 sp2 杂化;直线形
C.CS2 中 C 原子为 sp 杂化;直线形
D.BF3 中 B 原子为 sp2 杂化;平面三角形
8.沃森和克里克发现了 DNA 双螺旋结构,DNA 分子的两条链之间通过氢键结合,DNA 分子复制前首
先将双链解开。以下有关 DNA 分子的说法中正确的为( )
A.DNA 分子中既含有极性键又含有非极性键
B.DNA 分子中的化学键主要有共价键和氢键
C.DNA 分子的双链解开的过程既有物理变化又有化学变化
D.DNA 的两条链之间通过共价键结合
9.下列有关共价键的键参数的说法不正确的是( )
A.CH4、C2H4、CO2 分子中的键角依次增大
B.HF、HCl、HBr 分子中的键长依次增长
C.H2O、H2S、H2Se 分子中的键能依次减小
D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
10.(2019 山东济南高二检测)下列说法正确的是( )
A.非极性分子中的原子上一定不含孤电子对
B.平面三角形分子一定是非极性分子
C.二氯甲烷(CH2Cl2)分子的中心原子采取 sp3 杂化,分子中键角均为 109°28'
D.ABn 型分子的中心原子最外层满足 8 电子稳定结构,则 ABn 不一定是非极性分子
二、选择题(本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题意,全部选对得 4 分,
选对但不全的得 1 分,有选错的得 0 分)
11.下列有关叙述正确的是( )
A.N
O3
-
为 V 形分子
B.Cl
O3
-
的空间结构为平面三角形
C.N
O3
-
的 VSEPR 模型、空间结构均为平面三角形
D.Cl
O3
-
的 VSEPR 模型、空间结构不相同
12.(原创)有一种有机物的键线式酷似牛,故称为牛式二烯炔醇。下列有关说法不正确的是 ( )
A.牛式二烯炔醇的官能团可以用红外光谱测定
B.牛式二烯炔醇含有三个手性碳原子
C.1 mol 牛式二烯炔醇含有 6 mol π键
D.牛式二烯炔醇分子中 C 原子只存在 sp 和 sp2 杂化
13.(2020 山东威海高三一模)下列叙述错误的是( )
A.C2H4 分子中有π键
B.CH4 的中心原子是 sp3 杂化
C.HCl 和 HI 化学键的类型相同且均为极性分子
D.价电子排布式为 3s23p4 的基态原子轨道表示式为
14.(原创)下列关于物质结构与性质的说法,不正确的是(深度解析)
A.I3AsF6 中存在
I3
+
,
I3
+
的空间结构为直线形
B.ABn(n≥2)型分子中,若中心原子没有孤电子对,则 ABn 分子空间结构对称,属于非极性分子
C.水分子间存在氢键,故 H2O 的熔、沸点及稳定性均大于 H2S
D.DNA 分子的两条链中的碱基以氢键结合形成双螺旋结构
15.As2O3(砒霜)是两性氧化物(分子结构如图所示),溶于盐酸生成 AsCl3,用 LiAlH4 还原 AsCl3 生成
AlH3。下列说法正确的是( )
A.As2O3 分子中 As 原子的杂化方式为 sp3
B.LiAlH4 为共价化合物
C.AsCl3 空间结构为平面三角形
D.AlH3 分子键角大于 109°28'
三、非选择题(本题共 5 小题,共 60 分)
16.(10 分)设 NA 为阿伏加德罗常数的值,回答下列问题:
(1)1 mol CO2 中含有的σ键数目为 。
(2)已知 CO 和 CN-与 N2 结构相似,CO 分子内σ键与π键个数之比为 。HCN 分子内σ键与π键
数目之比为 。
(3)肼(N2H4)分子可视为 NH3 分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的。肼可用作火箭燃料,燃
烧时发生的反应是 N2O4(l)+2N2H4(l) 3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 038.7 kJ·mol-1。
若该反应中有 4 mol N—H 键断裂,则形成的π键有 mol。
(4)由 C、H 元素形成的化合物分子中共有 16 个电子,该分子中σ键与π键的个数比为 。
(5)1 mol 乙醛分子中含有σ键的数目为 ,1 个 CO(NH2)2 分子中含有σ键的数目为 。
(6)CH4、NH3、H2O、HF 分子中,共价键的极性由强到弱的顺序是 。
17.(14 分)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。
(1)氯元素基态原子核外电子的未成对电子数为 。
(2)氯吡苯脲晶体中,氮原子的杂化轨道类型为 ,羰基碳原子的杂化轨道类型为 。
(3)查文献可知,可用 2-氯-4-氨基吡啶与异氰酸苯酯反应,生成氯吡苯脲:
反应过程中,每生成 1 mol 氯吡苯脲,断裂 个σ键,断裂 个π键,设 NA 为阿伏加德罗常数的
值。
(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 分子比 NH3 分子稳定的原因: 。
②H2O、NH3、CO2 分子的空间结构分别是 ,中心原子的杂化轨道类型分别
是 。
18.(12 分)氧族元素和卤族元素都能形成多种物质,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认
识和理解。
(1)下面曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势,正确的是 。
(2)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,溴化碘和水反应所得产物中有一种为三原子分子,该分子
的电子式为 。
(3)F2 与其他卤素单质反应可以生成 ClF3、BrF3 等。已知反应 Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g) ΔH=-313
kJ·mol-1;F—F 键的键能为 159 kJ·mol-1;Cl—Cl 键的键能为 242 kJ·mol-1;则 ClF3 中 Cl—F 键的平均键能
为 kJ·mol-1。ClF3 的熔、沸点比 BrF3 的 (填 “高”或“低”)。
(4)根据第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 。
元素 氟 氯 溴 碘
第一电离能(kJ·mol-1) 1 681 1 251 1 140 1 008
(5)无机含氧酸 HmROn 可以写成(HO)mROn-m 的形式,(n-m)的值越大,HmROn 的酸性越强。则酸
性:H2SeO4 H2SeO3 (填“”)。
(6)S 的常见单质 S8 的结构为 ,S 原子的轨道杂化方式是 。
(7)一定条件下,CH4 和 CO2 都能与 H2O 形成笼状结构(如下图所示) 的水合物晶体。CH4 与 H2O 形成
的水合物晶体俗称“可燃冰”。“可燃冰”中存在的分子间作用力
是 。
19.(10 分)(2019 四川月考)过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。
(1)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{简称 PFS,化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,nHBr>HCl,C 错误;氢键具有方向性和饱和性,所
以氢键的存在影响了蛋白质分子独特的结构,D 正确。
2.B 碳碳双键由 1 个σ键和 1 个π键组成,CH2 CH2 发生加成反应时π键断裂,说明σ键比π键牢固。
3.C 元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,所以稳定性:HF>H2O>H2S,A 正确;NH3 分子间
含有氢键,沸点较高,则沸点:NH3>PH3,B 正确;NH3、H2O、CH4 分子中中心原子都是 sp3 杂化,中心原子
杂化轨道类型相同时,孤电子对数越多,键角越小,三种分子的键角 CH4>NH3>H2O,C 错误;SiI4、SiBr4、
SiCl4 的结构相似,相对分子质量越大,熔点越高,则熔点:SiI4>SiBr4>SiCl4,D 正确。
4.A 含有 3 个手性碳原子,故 A 正确; 含有 1 个手性碳原子,故 B 错
误; 含有 2 个手性碳原子,故 C 错误; 含有 1 个手性碳原子,故 D 错误。
5.B A 项,中心原子都是 sp3 杂化,其空间结构相同;B 项,中心原子都是 sp3 杂化,孤电子对数不同,分子
的空间结构不相同;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,
三氧化硫和苯分子的中心原子为 sp2 杂化,而丙炔中碳原子存在 sp 和 sp3 杂化。
6.D 分子中不一定存在化学键,如稀有气体,A 正确;分子中如果存在共价键则一定有σ键,可能有π键,B
正确;p 轨道与 p 轨道“头碰头”重叠形成σ键,“肩并肩”重叠形成π键,C 正确;分子的稳定性取决于分子中
化学键的强弱,例如:N2 中虽有π键但 N2 很稳定,D 错误。
7.B CCl4 中 C 原子形成 4 个σ键,孤电子对数为 0,则 C 原子为 sp3 杂化,空间结构为正四面体形,故 A
正确;H2S 分子中,S 原子形成 2 个σ键,孤电子对数为
6-2
×
1
2
=2,则 S 原子为 sp3 杂化,H2S 的空间结构为 V
形,故 B 错误;CS2 中 C 原子形成 2 个σ键,孤电子对数为
4-2
×
2
2
=0,则 C 原子为 sp 杂化,CS2 空间结构为直
线形,故 C 正确;BF3 中 B 原子形成 3 个σ键,孤电子对数为
3-3
×
1
2
=0,则 B 原子为 sp2 杂化,BF3 空间结构为
平面三角形,故 D 正确。
8.A 在 DNA 分子中,C—C 键是非极性键,另外分子中还含有 C—H 键等极性键,A 正确;氢键是分子间
作用力,不属于化学键,B 错误;DNA 双链在解开的过程中仅破坏了氢键,故属于物理变化,C 错误;DNA
两条链之间通过氢键结合,D 错误。
9.D 三者的键角分别为 109°28'、120°、180°,依次增大,A 正确;因为 F、Cl、Br 的原子半径依次增大,
故与 H 形成的共价键的键长依次增长,B 正确;O、S、Se 的原子半径依次增大,故与 H 形成的共价键
的键长依次增长,键能依次减小,C 正确;分子的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D
错误。
10.D A 项,CCl4 是非极性分子,氯原子上含有孤电子对,错误;B 项,HCHO 分子的中心原子 C 上无孤电
子对,价层电子对数为 3,空间结构为平面三角形,C 原子位于三角形内部,HCHO 分子的空间结构不对
称,为极性分子,错误;C 项,甲烷分子的空间结构是正四面体形,键角均为 109°28',二氯甲烷分子的空间
结构是四面体形,键角发生了变化,不等于 109°28',错误;D 项,CH4 的中心原子 C 最外层满足 8 电子稳
定结构,CH4 是非极性分子,NH3 的中心原子 N 最外层满足 8 电子稳定结构,但 NH3 为极性分子,正确。
11.CD N
O3
-
中 N 原子的价层电子对数=3+
1
2
×(5+1-3×2)=3,没有孤电子对,故 A 项错误、C 项正确;Cl
O3
-
中氯原子的价层电子对数=3+
1
2
×(7+1-3×2)=4,有 1 对孤电子对,VSEPR 模型为四面体形而空间结构为
三角锥形,B 项错误、D 项正确。
12.D 红外光谱可以测定官能团,A 项正确;牛式二烯炔醇含有 3 个手性碳原子,B 项正确;1 mol 牛式二
烯炔醇含有 6 mol π键,C 项正确;牛式二烯炔醇分子中碳原子存在 sp、sp2 和 sp3 杂化,D 项错误。
13.D 乙烯分子中两个 C 原子之间形成碳碳双键,双键中有一个σ键和一个π键,故 A 正确;甲烷分子中
中心原子价层电子对数为 4,为 sp3 杂化,故 B 正确;HCl 和 HI 中的共价键均为σ键,且分子均为极性分子,
故 C 正确;根据洪特规则,当电子排布在同一能级的不同轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋状
态相同,所以价电子排布式为 3s23p4 的基态原子轨道表示式为 ,故 D 错误。
14.AC
I3
+
的价层电子对数=2+
7-1-2
×
1
2
=4,含有 2 对孤电子对,故空间结构为 V 形,A 项错误;依据判断极
性分子和非极性分子的经验规律可知 B 项正确;非金属元素的简单氢化物的熔、沸点与氢键和范德华
力有关,而稳定性与共价键键能有关,H2O 的稳定性大于 H2S 是因为 O—H 键键能大于 S—H 键,C 项错
误;DNA 分子的两条链中的碱基以氢键结合形成双螺旋结构,D 项正确。
特别提醒 在分析 C 选项时需要注意,非金属元素的简单氢化物的熔、沸点与氢键和范德华力有关,
若含有分子间氢键,物质熔、沸点较高,不含氢键时,比较范德华力的大小,范德华力越大,熔、沸点越高;
而简单氢化物的稳定性与共价键键能有关,键能越大,分子越稳定。
15.AD As2O3 中每个 As 原子价层电子对数是 4,且含有一对孤电子对,根据价层电子对互斥模型判断
As 原子杂化方式为 sp3,故 A 正确;只含共价键的化合物为共价化合物,含有离子键的化合物为离子化
合物,该物质是由 Li+和 Al
H4
-
构成的,为离子化合物,故 B 错误;AsCl3 中 As 原子价层电子对数=3+
5-3
×
1
2
=4,
且含有一对孤电子对,根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为三角锥形,故 C 错误;AlH3 中 Al 原
子价层电子对数=3+
3-3
×
1
2
=3,且不含孤电子对,根据价层电子对互斥模型判断其空间结构为平面三角形,
所以其键角为 120°,大于 109°28',故 D 正确。
16.答案 (1)2NA (2)1∶2 1∶1 (3)3 (4)5∶1 (5)6NA 7 (6)HF、H2O、NH3、CH4
解析 (1)CO2 分子内含有碳氧双键,双键中一个是σ键,另一个是π键,则 1 mol CO2 中含有的σ键数目为
2NA。
(2)N2 的结构式为 ,推知:CO 的结构式为 ,1 个分子中含有 1 个σ键、2 个π键;HCN 的结构
式为 ,HCN 分子中σ键与π键数目之比为 1∶1。
(3)反应中有 4 mol N—H 键断裂,即有 1 mol N2H4 参加反应,生成 1.5 mol N2,则形成的π键有 3 mol。
(4)设该化合物的分子式为 CmHn,则 6m+n=16,当 m=2,n=4 时符合题意,为 C2H4,结构式为 。
单键为σ键,双键中有 1 个σ键和 1 个π键,所以 1 个 C2H4 分子中σ键与π键个数比为 5∶1。
(5)乙醛和 CO(NH2)2 的结构简式分别为 、 ,故 1 mol 乙醛分子中含有σ键的
数目为 6NA,1 个 CO(NH2)2 分子中含有 7 个σ键。
(6)两个成键原子的电负性差值越大,它们形成的共价键的极性越大。由于电负性:F>O>N>C,因此四种
元素与 H 形成的共价键的极性:F—H>O—H>N—H>C—H。
17.答案 (1)1
(2)sp2、sp3 sp2
(3)NA NA
(4)①H—O 键的键能大于 H—N 键的键能 ②V 形、三角锥形、直线形 sp3、sp3、sp
解析 (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,孤电子对数均为 1,属于 sp3 杂化;
剩余的 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)一般,σ键比π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 键中的π键和 2-氯-4-氨基吡啶分子中的 N—H 键。(4)①O、N 属于同周期元素,O 的
非金属性大于 N,原子半径 O (6)sp3 (7)氢键、范德华力
解析 (1)一般同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故 a 正确;F 非金属性很强,没有正价,故 b 错误;HF
分子间存在氢键,因此 HF 的沸点最高,故 c 错误;卤族元素单质从上到下,熔、沸点逐渐升高,故 d 错误。
(2)溴化碘与水发生反应:IBr+H2O HIO+HBr,HIO 的电子式类似于 HClO 的电子式,即 HIO 的电子式
为 H··
O
··
··
··
I
··
··
··。(3)设 Cl—F 键的键能为 x kJ·mol-1,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(242+3×159-
6×x)kJ·mol-1=-313 kJ·mol-1,解得 x=172;BrF3 与 ClF3 结构相似,BrF3 的相对分子质量大于 ClF3 的相对分
子质量,因此 BrF3 的范德华力大于 ClF3,故 BrF3 的熔、沸点高于 ClF3。(4)根据表中数据,碘元素的第
一电离能最小,容易失去电子,因此生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是碘原子。(5)H2SeO4 可以写
成(HO)2SeO2,H2SeO3 可以写成(HO)2SeO,根据信息,推出 H2SeO4 的酸性强于 H2SeO3。(6)根据结构,每
个 S 原子有 2 个σ键,2 对孤电子对,即价层电子对数为 4,S 原子的杂化类型为 sp3。(7)根据结构,“可燃
冰”中存在的分子间作用力是范德华力和氢键。
19.答案 (1) AD (2) sp3 正四面体形 (3)S 的电负性强于 Se,成键电子对间的斥力大,故 H2S 的键
角大
解析 (1)设[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 中 Fe 元素化合价为 x,根据化合价代数和为 0,可知 2x-n+(3-
2
)×(-2)=0,
解得 x=+3,A 不正确;Fe 原子核外电子数为 26,铁原子的价电子数为 8,且 4s 轨道排 2 个电子,3d 轨道排
6 个电子,所以铁原子的价电子排布式是 3d64s2,B 正确;硫酸亚铁中铁元素的化合价是+2
价,[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m 中铁元素的化合价是+3 价,铁离子水解生成氢氧化铁,所以由 FeSO4 溶液制
PFS 需经过氧化、水解和聚合的过程,C 正确;由题表可知气态 Fe2+再失去一个电子需要的能量比气态
Mn2+再失去一个电子需要的能量小,所以气态 Fe2+再失去一个电子比气态 Mn2+再失去一个电子容
易,D 不正确。
(2)PFS 中 S
O4
2-
的中心原子 S 有 4 个σ键,且无孤电子对,采取 sp3 杂化,空间结构是正四面体形。
(3)由于 S 的电负性强于 Se,成键电子对间的斥力大,故 H2S 的键角大。
20.答案 (1)NH3 sp3 C2H4、N2H4、H2O2(其他答案合理即可)
(2)N
O3
-
、N
O2
-
S
O3
2-
(3)正四面体形 σ键
(4)3∶2
解析 由“A 的核外电子总数与其所在周期序数相同”可知 A 是 H 元素;由“D 原子的 L 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 层中未成对电子数
与 D 相同,但有空轨道”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。(1)H 与 B、C、D、E 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 NH3,其中心原子的价层电子对数
为 4,所以中心原子的杂化方式为 sp3,H 分别与 C、N、O 形成的共价化合物中既含有极性键,又含有
非极性键的是 C2H4、N2H4、H2O2 等。(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 N
O3
-
、N
O2
-
等;酸根离子呈三角锥形结构的是 S
O3
2-
。(3)CH4 分子的空间结构为正
四面体形;根据原子轨道重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为σ键。(4)B 的一种氢化物的相对分
子质量是 26,该氢化物的分子式为 C2H2,结构式为 ,分子中σ键与π键的数目之比为 3∶2。
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