第1章《 原子结构与元素性质》测试
一、单选题(共0分)
1．H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是( )
A．共价键的方向性 B．共价键的饱和性
C．共价键的键角 D．共价键的键长
2．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
A．O3和O2互为同素异形体
B．在水中的溶解度：O3>O2
C．O3是极性分子，O2是非极性分子
D．O3分子中的共价键是极性键
3．下列物质中有氧离子存在的是
A．CaO B．H2O C．KClO3 D．KOH
4．侯氏制碱法以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料，发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。将析出的固体灼烧获取纯碱，向析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵。下列说法正确的是
A．CO中C原子的轨道杂化类型为sp3
B．相同温度下，NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度
C．用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3与NaHCO3
D．NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
5．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。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
6．下列叙述错误的是
A．非金属元素原子之间形成的化学键都是共价键
B．化学键包含σ键、π键两种类型
C．π键不能单独存在，一定和σ键共存
D．成键的两原子间原子轨道重叠程度越大，共价键越牢固
7．下列各项叙述中，正确的是
A．SO2分子的空间构型与它的VSEPR模型一致
B．价电子排布为5s25p1的元素位于第五周期第I A族，是s区元素
C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可以相同
D．s-s σ键与s-p σ键的电子云形状的对称性不相同
8．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σ键
B．18g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
D．6.4gCu与S完全反应，转移的电子数为
9．下列说法错误的是
A．丁烷有两种同分异构体，它们的沸点不同，是因为分子间作用力不同
B．苯和四氯化碳均为非极性分子，难溶于水
C．乙烯分子中σ键与π键之比5：1
D．CCl2F2可作冰箱的制冷剂，是一种手性分子
10．下列关于化学键的说法中正确的是（ ）
A．中既有极性键又有非极性键
B．凡是有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
C．非金属元素之间只能形成共价化合物
D．所有盐、碱和金属氧化物中都含有离子键
11．纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂，其催化的一个实例如图所示，下列说法正确的是
A．化合物甲、乙均为手性分子
B．化合物甲中最多有8个原子共平面
C．化合物乙中采取sp3杂化的原子只有N、C
D．化合物甲的沸点明显高于化合物乙
12．由于核外有空的d轨道，可与一些配体形成配位数为6的配离子。某同学将淡紫色的晶体溶于水后再依次加KSCN和NaF，发现溶液出现下列变化：
已知：为浅紫色，为红色，为无色。
下列说法错误的是
A．晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色，是因为水解生成所致
B．与形成配位键时，S原子提供孤电子对
C．溶液Ⅱ加NaF后溶液由红色变为无色，说明与配位键强度不及与配位键强度
D．焰色试验中可用无锈铁丝替代铂丝，说明铁灼烧时无焰色且不会产生发射光谱
13．三元催化器是汽车排气系统中重要的净化装置，可同时将碳氢化合物、一氧化碳和氮氧化物转化为二氧化碳、氮气和水等无害物质。下列说法不正确的是
A．Pd(钯)与Ni(镍)同族，属于ds区元素
B．CO2的电子式为
C．H2O是极性分子
D．中子数为8的碳原子可表示为C
14．下列叙述不正确的是
A．HF、HCl、HBr、HI的沸点逐渐增大
B．在周期表中金属与非金属的分界处，可以找到半导体材料
C．Li、Na、K原子的电子层数依次增多
D．X元素最高价氧化物对应的水化物为HXO3，它的气态氢化物为H3X
15．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
D．Y、Z最高价氧化物对应的水化物中心原子的杂化方式不同
二、填空题(共0分)
16．原子形成化合物时，电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题：
(1)分子的空间结构为___________，分子的空间结构为___________。
(2)碳原子有4个价电子，在形成化合物时价电子均参与成键，但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中，碳原子采取sp杂化的分子是___________(写结构简式，下同)，采取杂化的分子是___________，采取杂化的分子是___________。
(3)已知、、三种分子中，键角由大到小的顺序是，请分析可能的原因是___________。
17．已知N、P同属于元素周期表的第ⅤA族元素，N在第二周期，P在第三周期。NH3分子呈三角锥形，N原子位于锥顶，3个H原子位于锥底，N-H键间的夹角是107°。
(1)PH3分子与NH3分子的空间结构______(填“相似”或“不相似”)，P-H键______(填“有”或“无”)极性，PH3分子______(填“有”或“无”)极性。
(2)NH3与PH3相比，热稳定性更强的是______。
18．氮元素可以形成多种化合物。回答以下问题：
(1)基态氮原子的核外电子排布式是___________。
(2)N原子的第一电离能比O原子的第一电离能要大，可能原因是___________。
(3)肼分子可视为分子中的一个氢原子被(氨基)所取代形成的另一种氮的氢化物。分子的VSEPR模型名称是___________；分子中氮原子轨道的杂化类型是___________。
(4)图1表示某种含氮有机化合物的结构，其分子内4个氮原子分别位于正四面体的4个顶点(见图2)，分子内存在空腔，能嵌入某离子或分子并形成4个氢键予以识别。
下列分子或离子中，能被该有机化合物识别的是___________(填标号)。
A． B． C． D．
(5)下列说法正确的是___________。
A．、、分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构
B．HCN的分子结构为直线形
C．离子的VSEPR模型与空间结构是一致的
D．分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强
19．元素As与N同族。预测As的氢化物分子的立体结构为___________，其沸点比NH3的___________(填“高”或“低”)，其判断理由是___________。
20．回答下列问题：
(1)金刚石和石墨的部分物理性质数据如表：
物质 金刚石 石墨
熔点/℃ 3550 3652
硬度 10 1.5
石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多，原因是____。
(2)互为同分异构体的两种有机物形成氢键如图所示：
沸点：邻羟基苯甲醛____对羟基苯甲醛(填“>”、“=”或“<”)，主要原因是____。
21．回答下列问题
(1)下列分子中，只含有键的是___________(填序号，下同)，既含有键又含有键的是___________。
①②③④⑤⑥⑦⑧⑨⑩
(2)在①乙烷(、②乙烯()、③乙炔()分子中碳碳键键长大小顺序是___________(用序号表示)。
22．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)通常条件下，1体积的水可溶解700体积的NH3，请说明三点理由：_______。
23．三价铬离子能形成多种配位化合物。[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供电子对形成配位键的原子是_______，中心离子的配位数为_______。
参考答案：
1．B
【详解】O原子最外层有6个电子，可得到2个电子形成8电子稳定结构；H原子最外层1个电子，只能形成2电子稳定结构，则每个O原子结合2个H原子与共价键的饱和性有关，答案选B。
2．D
【详解】A．O3和O2是氧元素组成的不同单质，互为同素异形体，故A正确；
B．O3是极性分子、O2是非极性分子，根据相似相容原理，在水中的溶解度：O3>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；
D．O3分子中的共价键是非极性键，故D错误；
选D。
3．A
【详解】A．CaO中含有离子键，为离子化合物，含有氧离子和钙离子，A正确；
B．H2O中存在O的共价键，是共价化合物，不存在氧离子，B错误；
C．KClO3中存在钾离子和氯酸根离子，有离子键，不存在氧离子，C错误；
D．KOH中存在钾离子和氢氧根离子，有离子键，不存在氧离子，D错误；
故选A。
4．B
【详解】A．中C原子价层电子对数=3+=3，故C原子的轨道杂化类型为sp2杂化，A错误；
B．依据NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl，析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵，可知相同温度下，NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度，B正确；
C．氢氧化钙与碳酸氢钠和碳酸钠反应都生成碳酸钙沉淀，二者现象相同，无法鉴别，C错误；
D．碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳，所以热稳定性弱于碳酸钠，D错误；
故答案选B。
5．D
【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】A．W、Q的简单氢化物依次为、HCl，其沸点由高到低顺序为，A错误；
B．Q、Y、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；
C．N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。
6．B
【详解】A．非金属元素原子间只能形成共价键，A项正确；
B．化学键包含离子键、共价键、金属键等，共价键包括σ键、π键两种类型，B项错误；
C．分子中共价单键均为可键，共价双键和三键中含σ键和π键两种类型，π键不能单独存在，一定和σ键共存，C项正确；
D．成键的两原子间原子轨道重叠程度越大，电子在核间出现的概率就越大，所形成的共价键就越牢固，D项正确。
故选：B。
7．C
【详解】A．SO2中S价层电子对数=2+=3且含有1个孤电子对，VSEPR模型为平面三角形，立体空间构型为V形，不一致，故A错误；
B．价电子排布为5s25p1的元素最外层5个电子，含有5个电子层，在元素周期表中位于第五周期第ⅢA族，最后一个电子填充p轨道，属于p区元素，故B错误；
C．在同一电子层上运动的电子，其自旋方向可能相同，比如C和N的2p电子数分别为2和3，且自旋方向均相同，故C正确；
D．s能级电子云是球形，p能级电子云是哑铃型，但s-sσ键与s-pσ键的对称性相同，均为轴对称，故D错误；
故选：C。
8．A
【详解】A． 1个分子有5个σ键，标准状况下，2.24L为0.1mol，约含有个σ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1L0.1mol/L的溶液制备胶体，胶粒数目小于，故C错误；
D．Cu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。
9．D
【详解】A．丁烷有两种同分异构体：正丁烷和异丁烷，它们的相对分子质量相同，但由于异丁烷分子中含有的支链多，分子间作用力较小，导致物质的沸点较低，因此物质的沸点：正丁烷＞异丁烷，A正确；
B．苯和四氯化碳均为非极性分子，水分子是极性分子，根据相似相溶原理可知：由非极性分子构成的溶质易溶于由非极性分子构成的溶剂中，而在由极性分子构成的溶剂中不容易溶解，因此苯和四氯化碳均难溶于水，B正确；
C．乙烯分子结构简式是CH2=CH2，分子中含有4个C-H键和1个碳碳双键，共价单键都是σ键，共价双键中1个是σ键，1个是π键，故该分子中含有5个σ键和1个π键，分子中σ键与π键数目比是5：1，C正确；
D．CCl2F2在常温下呈液态，气化时需吸收大量热，使周围环境温度降低，因此可作冰箱的制冷剂，由于C原子连接2个Cl原子，2个F原子，而不是连接4个不同的原子或原子团，故C原子不是手性碳原子，则CCl2F2不是一种手性分子，D错误；
故合理选项是D。
10．A
【详解】A.中氢原子与氧原子之间形成极性键，氧原子与氧原子之间形成非极性键，A正确；
B.有化学键断裂的过程不一定发生化学反应，如熔化过程离子键断裂，B错误；
C.非金属元素之间也可形成离子化合物，如铵盐，C错误；
D.不是全部盐、碱、金属氧化物中都含有离子键，如氯化铝是共价化合物，不含离子键，D错误；
答案选A。
11．B
【详解】A项、手性碳原子必须含是饱和碳原子，且饱和碳原子上要连有4个不同的原子或原子团，化合物甲中没有连有4个不同的原子或原子团的饱和碳原子，不可能是手性分子，故A错误；
B项、由羰基上连有的原子共平面，与氧原子相连的原子共平面，三点共面的原理可知，与羰基碳原子相连的CH3和CH2可能各有2个原子与羰基2个原子共面，与氧原子相连的CH3和CH2上的碳原子可能与氧原子共面，则化合物甲中最多有8个原子共平面，故B正确；
C项、化合物乙中的O、C、N均采取sp3杂化，故C错误；
D项、化合物乙中含有氨基，分子间能够形成氢键，而化合物甲不能形成氢键，则化合物乙的沸点明显高于化合物甲，故D错误；
故选B。
【点睛】手性碳原子必须含是饱和碳原子，且饱和碳原子上要连有4个不同的原子或原子团是解答关键，也是难点和易错点。
12．D
【详解】A．根据为浅紫色，将晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色，是因为水解生成红褐色与紫色共同作用所致，故A正确；
B．S的半径大于N，中S、N都含有孤电子对，S的半径大于N，所以与形成配位键时，S原子提供孤电子对，故B正确；
C．溶液Ⅱ加NaF后溶液由红色变为无色，变为，与配位键强度不及与配位键强度，故C正确；
D．铁灼烧时产生发射光谱无特殊焰色，所以焰色试验中可用无锈铁丝替代铂丝，故D错误；
选D。
13．A
【详解】A．Pd(钯)与Ni(镍)同族，是Ⅷ族元素，属于d区，故A错误；
B．CO2中存在2个碳氧双键，电子式为 ，故B正确；
C．H2O是V形分子，正负电荷的重心不重合，水是极性分子，故C正确；
D．中子数为8的碳原子，质量数是14，可表示为C，故D正确；
选A。
14．A
【详解】A.氟化氢分子间能够形成氢键，分子间的作用力大于同主族其他氢化物，氟化氢的沸点最高，故A错误；
B.在金属元素和非金属元素的分界处的元素通常既具有金属性又具有非金属性，可以用来做良好的半导体材料，如硅等，故B正确；
C.Li、Na、K都为ⅠA族元素，随着核电荷数增大，原子核外的电子层数依次增多，故C正确；
D.由X元素最高价氧化物对应的水化物为HXO3可知，X元素的最高正化合价为+5价，由非金属元素的最高正化合价和负化合价的绝对值之和为8可得，X元素的负化合价为—3价，则X元素的气态氢化物为H3X，故D正确；
故选A。
15．D
【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；
D．Y、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。
16． 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。
17． 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可知，元素的非金属性：N＞P，所以热稳定性：NH3＞PH3，即NH3与PH3相比，热稳定性更强的是NH3。
18．(1)
(2)N原子的价电子排布中p轨道是半充满的，比较稳定，所以第一电离能较高
(3) 四面体
(4)C
(5)BD
【解析】(1)
氮是7号元素，核外电子数是5，核外电子排布式为；
(2)
N原子的价电子排布中p轨道是半充满的，比较稳定，所以第一电离能较高，所以N原子的第一电离能比O原子的第一电离能要大；
(3)
NH3中N原子成3个σ键，有一对未成键的孤对电子，杂化轨道数为4，采取sp3型杂化杂化，VSEPR模型为四面体形；
在N2H4中，氮原子价层电子对数为=4，所以氮原子的杂化方式为sp3杂化；
(4)
要形成氢键，就要掌握形成氢键的条件：一是要有H原子，二是要电负性比较强，半径比较小的原子比如F、O、N等构成的分子间形成的特殊的分子间作用力。
符合这样的选项就是C和D，但题中要求形成4个氢键，氢键具有饱和性，这样只有选C；
(5)
A．二氧化氮分子中，N元素位于第VA族，则5+2=7，所以不满足8电子稳定结构，三氟化硼分子中，B元素位于第IIIA族，则3+3=6，所以不满足8电子稳定结构，三氯化氮分子中，氮原子为有第VA族，则5+3=8，所以满足8电子结构，选项A错误；
B．HCN结构中价层电子对数为 4 对， VSEPR 模型分子为直线形，选项B正确；
C．中价层电子对个数=2+×（5+1-2×2）=3且含有一个孤电子对，所以其VSEPR模型是平面三角形，实际上是V形，选项C错误；
D．分子中，孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力，所以NH3分子中有一对未成键的孤电子对，它对成键电子的排斥作用较强，选项D正确；
答案选BD。
19． 三角锥形 低 NH3分子间存在氢键
【详解】As的氢化物同NH3分子，中心原子sp3杂化，一对孤电子对，故为三角锥形；因NH3中存在分子间氢键，故沸点比AsH3高。
20．(1)石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多
(2) < 邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键
【详解】（1）石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多，故答案为：石墨晶体中C-C的键能大于金刚石晶体中的C-C的键能，石墨晶体为层状结构，层间存在分子间作用力，所以石墨的熔点比金刚石高，硬度却比金刚石小得多；
（2）分子内生成氢键，熔、沸点常降低，分子间有氢键的物质熔，熔、沸点常升高，因为邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键，则沸点：邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛，故答案为：<；邻羟基苯甲醛在分子内形成了氢键，在分子间不存在氢键，对羟基苯甲醛不可能形成分子内氢键，只能在分子间形成氢键。
21．(1) ①②③④⑨⑩ ⑤⑥⑦⑧
(2)①>②>③
【详解】1)原子间的共价单键是键，若出现了双键或三键则必有键和键。在题中所给的物质中，()和()含有双键，()和()含有三键，故只有键的是①②③④⑨⑩，既含有键又含有键的是⑤⑥⑦⑧。
2)一般，键能越大，相应的键的键长越短，由键能可知碳碳键键长①>②>③。
22．(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，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。
23． 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。
