1、单元素养评价(二)(第二章)(90分钟100分)一、选择题(本题包括16小题,每小题3分,共48分)1.关于共价键,下列说法不正确的是()A.按共用电子对是否偏移,可以把共价键划分为极性键和非极性键B.按原子轨道的重叠方式,分为键和键C.按共用电子对的提供方式,分为配位键和普通共价键D.所有分子中都含有共价键【解析】选D。共价键按照组成共价键的原子是否相同分为极性键和非极性键,相同原子形成的共价键没有共用电子对的偏移,为非极性键,不同原子形成的共价键有共用电子对的偏移,为极性键,A正确;键按键轴方向采用头碰头的方式重叠,键则是平行键轴方向采用肩并肩的方式重叠,因此可以将共价键按原子轨道的重叠方
2、式,分为键和键,B正确;配位键由某个原子单方面提供共用电子对,另一个原子提供空的原子轨道成键。普通共价键则是由双方原子各提供一个电子形成一对共用电子对,C正确;稀有气体分子没有共价键,D错误。2.下列示意图或图示正确的是()A.CO2的分子模型示意图:B.p-p 键电子云模型:C.CH4S的结构式: D.As的电子排布式:Ar4s24p3【解析】选C。 CO2分子为直线形,A错误;B项是p-p 键电子云模型,故B项错误; 根据C、H、S的最外层电子数可知分别可形成4、1、2个共价键,所以CH4S的结构式为 ,C正确;As的电子排布式应为Ar3d104s24p3,D错误。3.下列各组物质性质的比
3、较,结论不正确的是()A.分子的极性:BCl3NCl3B. Mn的+2价比Fe的+2价稳定C.物质的水溶性:C5H9OHC2H5OHD.在CS2中的溶解度:CCl4H2O【解析】选D。BCl3是平面正三角形,分子中正负电中心重合,是非极性分子;而NCl3的氮原子上有一对孤电子对,是三角锥形,分子中正负电中心不重合,是极性分子,所以分子极性:BCl3H2O,D错误。【补偿训练】已知次氯酸分子的结构式为HOCl,下列有关说法正确的是()A.该分子的电子式是ClB.O与H、Cl都形成键C.该分子为直线形分子D.O发生sp杂化【解析】选B。H最外层1个电子,Cl最外层7个电子,O最外层6个电子,次氯酸
4、为共价化合物,其电子式为,A错误;从次氯酸的结构式可以看出含有OH、OCl,共价单键为键,B正确;HClO中O价层电子对数为4,孤电子对数为2,立体构型为V形,C错误;HClO中O形成2个键,孤电子对数=(6-21)=2,价层电子对数为4,为sp3杂化,D错误。4.(2020楚雄高二检测)下列关于CO2与CS2的说法正确的是()A.它们互为等电子体B.CO2为直线形而CS2为V形C.它们分子中的化学键类型不同D.CS2比CO2稳定【解析】选A。CO2与CS2的分子中原子总数相同,价电子总数也相同,互为等电子体,A正确;二者结构相似,都为直线形分子,B错误;在CO2分子中,碳原子与每个氧原子均形
5、成两个共价键,一个键,一个键,CS2分子中,碳原子与每个硫原子也形成双键,一个键,一个键,键角都是180,化学键类型相同,C错误;但由于CO键长比CS键长短,CO键能比CS键能大,所以CO2比CS2稳定,D错误。5.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍”到氢键的“照片”,实现了氢键的实空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论的问题提供了直观证据。下列事实与氢键无关的是()A.HF的稳定性强于H2SB.乙醇比甲醚(CH3OCH3)更易溶于水C.H2O的沸点高于H2TeD.冰的密度比水小【解析】选A。HF的氢键存在于分子之间,与稳定性没有关系,HF的稳定性强于H2S是因为F的非金属性强于S
6、,A符合题意;乙醇分子可以与水分子形成氢键,所以乙醇比甲醚(CH3OCH3)更易溶于水,B不符合题意; H2O分子间能形成氢键,所以沸点高于H2Te的沸点,C不符合题意;由于氢键有方向性,使得冰中的水分子间空隙变大,密度小于液态水,D不符合题意。6.(2020西安高二检测)下列说法正确的是()A.VSEPR模型就是分子的空间构型B.在共价化合物分子中一定存在键C.Na3AlF6、Na2SiF6和Cu(NH3)4Cl2的配位数都是6D.共价键键长越短,键能一定越大【解析】选B。VSEPR模型可用来预测分子的立体构型,但不是分子的空间构型,A错误;共价化合物中一定存在共价键,共价键中一定有键,B正
7、确;Cu(NH3)4Cl2 的配位数是4,C错误;决定键能大小的不仅仅是键长,还有结构、元素的金属性和非金属性等,D错误。7.(2020成都高二检测)现已知O3分子为V形结构,比较O3与O2在水中的溶解度()A.O3在水中的溶解度和O2一样B.O3在水中的溶解度比O2小C.O3在水中的溶解度比O2要大D.无法比较【解析】选C。由已知臭氧分子的构型为V形,可判断臭氧的空间构型不对称,臭氧分子为极性分子,氧气是具有非极性键的非极性分子,水是极性溶剂,根据“相似相溶”规律,可推知臭氧在水中的溶解度要比氧气中的大。8.下表中各粒子、粒子对应的立体结构及解释均正确的是()选项粒子立体结构解释A氨基负离子
8、(N)直线形N原子采用sp杂化B二氧化硫(SO2)V形S原子采用sp3杂化C碳酸根离子(C)三角锥形C原子采用sp3杂化D乙炔(C2H2)直线形C原子采用sp杂化且C原子的价电子均参与成键【解析】选D。N中N原子采用sp3杂化,且孤电子对数为2,分子的立体构型为V形,A错误;SO2中S原子的价层电子对数=键数+孤电子对数=2+(6-22)=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;C中,价层电子对数=3+(4+2-32)=3,不含孤电子对,杂化轨道数为3,采取sp2杂化,立体构型为平面三角形,C错误;C2H2中C原子采用sp杂化,且C原子的价电子均参与成键。9.
9、(2020锦州高二检测)下列关于氢键的说法正确的是()A.由于氢键的作用,熔点H2OI2B.氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内C.氢键对生命物质的高级结构和生物活性具有重要意义D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键,且氢键的数目依次增多【解析】选C。A项,常温下,H2O是液体,I2是固体,故熔点H2ONH3H2O,D项错误。12.(2020天水高二检测)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为43,Z原子比X原子的核外电子数多4。则下列说法正确的是()A.W、Y、Z的电负性大小顺序一定是ZYWB.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序一定是WXYZC.Y
10、、Z形成的分子的空间构型可能是正四面体D.WY2分子中键与键的数目之比是21【解析】选C。由题意可推知W、X、Z分别为C、Al、Cl,Y可能为Si、P、S三种元素中的一种。若Y为Si,则电负性CSi,A错误;若Y为Si,则原子半径SiC,B错误;若Y为Si,则Y、Z形成的分子为SiCl4,其空间构型为正四面体,C正确;WY2分子应是CS2,其分子中键与键的数目之比为11,D错误。13.由短周期前10号元素组成的物质T和X,有如图所示的转化。X不稳定,易分解。下列有关说法正确的是()A.为使该转化成功进行,Y可以是酸性KMnO4溶液B.等物质的量的T、X分子中含有键的数目均为NAC.X分子中含有
11、的键个数是T分子中含有的键个数的2倍D.T分子中只含有极性键,X分子中既含有极性键又含有非极性键【解析】选A。由球棍模型可知,T为HCHO,X不稳定,易分解,则X为H2CO3,则Y为氧化剂,可以选择氧化性较强的酸性KMnO4溶液,A项正确;等物质的量并不一定是1 mol,B项错误;X分子中含有的键个数为5,T分子中含有的键个数为3,C项错误;T、X分子中均只含有极性键,无非极性键,D项错误。14.(2020潍坊高二检测)关于化学式TiCl(H2O)5Cl2H2O的配合物的下列说法中正确的是()A.配位体是Cl-和H2O,配位数是9B.中心离子是Ti4+,配离子是TiCl(H2O)52+C.内界
12、和外界中的Cl-的数目比是12D.加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀【解析】选C。配位体是内界的1个Cl-和5个H2O,则配位数是6,A项错误;配离子是TiCl(H2O)52+,根据电荷守恒可知中心离子是Ti3+,B项错误;根据已知配合物的化学式,TiCl(H2O)52+中(内界)的Cl-数目为1,剩余部分含有的Cl-数目为2,则内界和外界中的Cl-的数目比是12,C项正确;加入足量AgNO3溶液,只有外界的Cl-被完全沉淀,内界的Cl-不会被沉淀,D项错误。15.(2020福州高二检测)当向蓝色的硫酸铜溶液中逐滴加入氨水,观察到溶液呈深蓝色时,再通入SO2气体,生成了白色沉淀,将
13、白色沉淀加入稀硫酸中,又生成了红色粉末状固体和SO2气体,同时溶液呈蓝色,根据上述实验现象分析推测,下列描述正确的有()A.Cu2+和Ag+相似,能与NH3结合生成铜氨配离子B.白色沉淀为+2价铜的某种亚硫酸盐,溶于稀硫酸发生复分解反应C.白色沉淀为+1价铜的某种亚硫酸盐,在酸性条件下,只发生氧化反应D.反应过程中消耗的SO2与生成的SO2的物质的量相等【解析】选A。氨水呈碱性,与CuSO4反应可以产生沉淀Cu(OH)2,由于Cu(OH)2不具有两性,不可能溶于过量的碱,因此最终像Ag+一样与NH3形成配合物而溶解,A正确。由于白色化合物溶于稀硫酸有红色粉末(推测为Cu)、Cu2+(蓝色溶液)
14、和SO2产生,故白色化合物中的铜不可能为Cu2+,它只能为Cu+,酸化时发生反应:Cu2SO3+2H+Cu+Cu2+SO2+H2O,通入SO2气体时,SO2不仅被Cu2+氧化为S,而且SO2还与Cu2+的还原产物Cu+结合为Cu2SO3沉淀,故反应过程中消耗的SO2比生成的SO2的物质的量多,故B、C、D均不正确。【补偿训练】某物质的实验式为PtCl42NH3,其水溶液不导电,加入AgNO3溶液也不产生沉淀,以强碱处理并没有NH3放出,则关于此化合物的说法中正确的是()A.配合物中中心原子的电荷数和配位数均为6B.该配合物可能是平面正方形结构C.Cl-和NH3分子均与Pt4+配位D.配合物中C
15、l-与Pt4+配位,而NH3分子不配位【解析】选C。在PtCl42NH3水溶液中加入AgNO3溶液无沉淀生成,经强碱处理无NH3放出,说明Cl-、NH3均处于内界,故该配合物中中心原子的配位数为6,电荷数为4,Cl-和NH3分子均与Pt4+配位,A、D错误,C正确;因为配体在中心原子周围配位时采取对称分布以达到能量上的稳定状态,Pt配位数为6,则其立体构型为八面体形,B错误。16.下表是元素周期表的一部分。表中所列的字母分别代表某一种化学元素。下列说法正确的是()A.沸点A2DH2S,A项错误;CA3为NH3,是极性分子,B项错误;N2中有1个键2个键,C项正确;B、C、D的氢化物分别是CH4
16、、NH3、H2O,微粒中原子数不同,不能互为等电子体,D项错误。二、非选择题(本题包括5小题,共52分)17.(10分)(2019荆州高二检测)X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的四种常见元素,其相关信息如表:元素相关信息XX基态原子核外3个能级上有电子,且每个能级上的电子数相等Y常温常压下,Y单质是淡黄色固体,常在火山口附近沉积ZZ和Y同周期,Z的电负性大于YWW的一种核素的质量数为63,中子数为34(1)Z位于元素周期表第_周期第_族,Y的氢化物空间构型是_。(2)XY2是一种常用的溶剂,XY2的分子中存在_个键。在H-Y、H-Z两种共价键中,键的极性较强的是_,键长较长的是_。(3)X
17、Z4分子中X以_方式杂化。(4)写出W元素的原子核外电子排布式:_。【解析】由表中信息可知,X为C,Y为S,Z为Cl,W为Cu。(1)氯元素位于元素周期表的第三周期第A族,H2S分子的空间构型为V形。(2)CS2的结构式为S=C=S,从其结构式中不难看出,CS2分子中有2个键和2个键。根据元素周期律的相关知识,非金属性越强,键的极性越强,键长越短, 可推知H-S、H-Cl中极性键极性较强的为H-Cl键,键长较长的为H-S键。(3)CCl4分子中C原子的四个价电子全部成键,杂化方式为sp3杂化。答案:(1)三AV形(2)2H-ClH-S(3)sp3(4)1s22s22p63s23p63d104s
18、118.(10分)(2016江苏高考)Zn(CN)42-在水溶液中与HCHO发生如下反应:4HCHO+Zn(CN)42-+4H+4H2OZn(H2O)42+4HOCH2CN(1)Zn2+基态核外电子排布式为_。(2)1 mol HCHO分子中含有键的数目为_mol。(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是_。(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为_。(5)Zn(CN)42-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键。不考虑空间构型,Zn(CN)42-的结构可用示意图表示为_。【解析】(1)Zn为30号元素,30-18=12,其核外价层电子排布为3d104s2,失去电子时,先从4s开始,所以
19、Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或Ar3d10。(2)HCHO的结构式为,单键全为键,双键中,只有一个为键,1 mol HCHO中存在3 mol 键。(3)HOCH2CN中“CH2”的C为sp3杂化,“CN”中C为sp杂化。(4)N得一个电子与氧原子的电子数相等,所以N与H2O互为等电子体。(5)Zn2+与CN-之间为配位键,配位键由C指向Zn。答案:(1)1s22s22p63s23p63d10(或Ar3d10)(2)3(3)sp3和sp(4)N(5)19.(10分)(2020烟台高二检测)回答下列问题:(1)1 mol CO2中含有的键数目为_,键数目为_。(
20、2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内键与键个数之比为_。CH2CHCN分子中键与键数目之比为_。(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应:N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g) H=-1 038.7 kJmol-1,若该反应中有4 mol NH键断裂,则形成的键有_mol。(4)Co 基态原子核外电子排布式为 _;基态Ge原子的核外电子排布式为 _;Zn2+的价电子轨道表示式为 _;Co3+核外电子未成对电子数为_。(5)CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强
21、到弱的顺序是 _。【解析】(1) CO2的结构式是OCO,1个二氧化碳分子中有2个碳氧双键,双键中有1个键和1个键,1 mol CO2中含有的键数目为2NA,键数目为2NA。(2) N2的结构式是NN,三键中1个键和 2个键,已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内存在CO键,键与键个数之比为12。CH2CHCN分子的结构式是,分子中有6个键和3个键,键与键数目之比为21。(3) N2的结构式是NN,三键中1个键和 2个键,产物中只有N2含有键;肼(N2H4)分子中含有4个NH键。燃烧时发生的反应:N2O4(l)+2N2H4(l)3N2(g)+4H2O(g)H=-1 038.7 kJmol-
22、1,若该反应中有4 mol NH键断裂,则消耗1 mol N2H4,生成1.5 mol N2,形成的键有3 mol。(4)Co 是27号元素,核外有27个电子,根据能量最低原理,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2;Ge是32号元素,基态Ge原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p2;Zn是30号元素,Zn的价电子排布式是3d104s2,Zn2+的价电子排布式是3d10,Zn2+的价电子轨道表示式为;Co3+核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d6,Co3+的价电子排布图是,Co3+核外电子未成对电子数为4。(5)同周期元素从左
23、到右电负性增强,原子吸引电子能力增强,所以CH4、NH3、H2O、HF分子中共价键的极性由强到弱的顺序是HFH2ONH3CH4。答案:(1)2NA2NA(2)1221(3)3(4)1s22s22p63s23p63d74s21s22s22p63s23p63d104s24p24(5)HFH2ONH3CH420.(10分)(2020江苏高考)以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵(NH4)3Fe(C6H5O7)2。(1)Fe基态核外电子排布式为_；Fe(H2O)62+中与Fe2+配位的原子是_ (填元素符号)。(2)NH3分子中氮原子的轨道杂化类型是_；C、N、O元素的第一电离能由
24、大到小的顺序为_。(3)与互为等电子体的一种分子为_ (填化学式)。(4)柠檬酸的结构简式如图。1 mol柠檬酸分子中碳原子与氧原子形成的键的数目为_mol。【解析】（1）Fe为26号，价电子数为26-18=8，在4s轨道上填充2个电子，在3d轨道上填充6个电子，则Fe的核外电子排布为Ar3d64s2。Fe(H2O)62+中O原子有孤电子对，可以填入Fe2+的空轨道中，即O为配位原子。（2）NH3中，N有一对孤电子对，价层电子对为1+3=4，则N为sp3杂化。N的最外层电子排布为2s22p3，p轨道中的电子为半满的稳定状态，很难失去电子，故N的第一电离能比相邻的O元素要大，C的半径大，相对于O
25、原子而言，C易失去电子，则C的第一电离能小于O。（3）中，N失去一个电子为C，则CH4与互为等电子体。（4）COOH中，C与O形成双键以及C与O形成单键，1 mol COOH中含有2 mol 键，C与羟基相连为单键，为一个键，所以1 mol柠檬酸中碳与氧共有7 mol 键。答案：（1）Ar3d64s2或1s22s22p63s23p63d64s2 O（2）sp3 NOC （3）CH4或SiH4 （4）721.(12分)(1)尼赫鲁先进科学研究中心借助ADF软件对一种新型环烯类储氢材料(C16S8)进行研究,从理论角度证明这种分子中的原子都处于同一平面上(如图1所示),每个平面上下两侧最多可存10
26、个H2分子。C16S8中键与键之比为_,C16S8与H2微粒间的作用力是_。(2)对叔丁基杯4芳烃(如图2所示)可用于B族元素对应离子的萃取,如La3+、Sc2+。写出基态二价钪离子(Sc2+)的核外电子排布式:_。对叔丁基杯4芳烃由4个羟基构成杯底,其中羟基氧原子的杂化方式为_,该物质水溶性较差,限制了其应用,但是引入一些氨基或者羧基后,水溶性加强,原因为_。(3)(2017全国卷节选)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图3所示。图中虚线代表氢键,其表示式为(N)NHCl、_、_。
27、【解析】(1)根据图1结构可知:在C16S8中键数目为32,键数目为8,所以C16S8中键与键之比为328=41。C16S8分子与H2分子之间作用力是范德华力。(2)Sc是21号元素,核外电子排布式为Ar3d14s2,则Sc2+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d1或Ar3d1;羟基的中心原子氧原子,有2个键,2个孤电子对,其杂化轨道数为2+2=4,因此杂化类型是sp3;由于羧基、氨基均可与水分子间形成氢键,所以使水溶性增大。(3)根据图3还有的氢键是(H3O+)OHN(N)NHN。答案:(1)41范德华力(2)1s22s22p63s23p63d1或Ar3d1sp3能与水分子间形成氢键(3)(H3O+)OHN(N)NHN
