第二章 分子结构与性质 测试题
一、选择题
1．下列对一些实验事实的理论解释，错误的是
选项 实验事实 理论解释
A 金属的导热性好 遍布晶体的自由电子受热加速运动
B 酸性： 氟的电负性大于氯的电负性，F-C的极性大于C1-C的极性，使的极性大于的极性，导致的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出
C 聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯 C-F的键能比C-H的键能大，键能越大，化学性质越稳定
D 对羟基苯甲醛( )比邻羟基苯甲醛( )的沸点低 对羟基苯甲醛形成分子内氢键，邻羟基苯甲醛形成分子间氢键
A．A B．B C．C D．D
2．通常情况下，NCl3是一种油状液体，其分子空间构型与氨分子相似，下列对NCl3的有关叙述正确的是
A．分子中N-C1键键长与CCl4分子中C-Cl键键长相等
B．分子中的所有原子均达到8电子稳定结构
C．NCl3分子是非极性分子
D．NBr3 比NCl3 易挥发
3．已知X、Y、Z、W是短周期元素。X元素基态原子的2p能级处于半充满状态；Y元素基态原子L层上s能级电子数和p能级电子数相等；Z元素的+3价阳离子的核外电子排布与基态氖原子相同；W元素基态原子的M电子层上有1个未成对的p能级电子。下列说法正确的是
A．含有X元素的化合物一定是共价化合物
B．Y元素的电负性大于X元素的电负性
C．的水溶液呈酸性
D．和分子的中心原子杂化方式分别为、
4．亚砷酸钠()，易溶于水，主要用作杀虫剂、防腐剂、分析试剂等。利用(分子结构如图)制备亚砷酸钠涉及以下反应：。下列说法错误的是
A．的电子式为
B．砷的原子结构示意图为
C．中所含元素的电负性由大到小的顺序为N>O>H>As
D．中阳离子的空间结构为正四面体形
5．一种麻醉剂分子结构式如图所示。X的原子核只有一个质子，元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均位于X的下一周期，元素E的原子比W原子多8个电子，下列说法正确的是
A．E元素最高价氧化物水化物是强酸
B．Z的第一电离能小于Y的第一电离能
C．W的氢化物的沸点比E的氢化物的沸点低
D．中心原子的杂化方式为杂化
6．下列关于范德华力的叙述正确的是
A．是一种较弱的化学键 B．分子间存在的较强的相互作用
C．直接影响所有物质的熔、沸点 D．稀有气体的分子间存在范德华力
7．我国超高压输变电技术世界领先。属于新一代超高压绝缘介质材料，其制备反应原理为。下列说法正确的是
A．第一电离能： B．是一种直线形分子
C．分子的键角完全相同 D．的沸点比的高
8．可通过制备甲烷。下列说法正确的是
A．Al3+的电子式为
B．H2O为非极性分子
C．一个14C原子中含有7个中子
D．基态氧原子的核外电子排布式为1s22s22p4
9．下列分子或离子中，中心原子含有孤电子对的是
A．PCl5 B．NO C．SiCl4 D．PbCl2
10．下列说法正确的是
A．乙炔的结构式：CH≡CH
B．甲基的电子式：
C．邻二甲苯的结构简式：
D．描述的是π键的形成过程
11．实验室利用反应制取氨气。在催化条件下，可发生催化氧化反应：。下列关于说法正确的是
A．只含离子键 B．只含共价键
C．既含离子键也含共价键 D．既不含离子键也不含共价键
12．设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A．2.24 L 所含σ键的数目为
B． 溶液中所含的数目小于
C．10 g质量分数为46%的乙醇溶液中，氧原子总数无法确定
D．1 mol白磷()中含有个共价键
13．下列物质含有离子键的是
A．NH3 B．NaNO3 C．SiO2 D．HNO3
14．下列对共价键的有关叙述中正确的是
A．成键原子只能是非金属原子 B．杂化轨道不一定全部参与形成化学键
C．σ键和π键均可以绕键轴旋转 D．键长等于成键两原子的半径之和
15．键长是描述共价键的物理量之一，下列各项中的距离属于键长的是
A．水分子中两个氢原子核之间的距离
B．氯气分子中两个氯原子核之间的距离
C．氩气中两个相邻氩原子核间的距离
D．分子中两个氧原子核之间的距离
二、填空题
16．砷化镓是第二代半导体材料的代表，主要用于制作高速、高频、大功率和抗辐射电子器件。一种制备砷化镓的方法为。
(1)基态As原子的外围电子排布式为_______，其核外电子占据的最高能级的电子云形状为_______。
(2) AsH3分子的空间构型为_______。
(3)的电负性由大到小的顺序为_______。
(4)(CH3)3Ga分子中Ga原子采取_______杂化；1mol(CH3)3Ga中σ键的数目为_______。
17．在下列空格中，填上适当的元素符号或微粒符号。
(1)在第3周期中，第一电离能最大的元素是_______，电负性最大的元素是_______ 。
(2)在第4周期元素中，3d轨道半充满的_________ 。
(3)在F2、H2O2、 NH3、、H2O、 HBr中，含有配位键的微粒有_____，含有非极性键的微粒有________； 空间构型是三角锥形的分子_______。
18．图中A、B、C、D四条曲线分别表示第ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA族元素的气态氢化物的沸点，其中表示第ⅥA族元素气态氢化物的沸点的是曲线_______；表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的是曲线_______；A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点，其原因是_______。
19．现有下列分子或离子：①CS2②H2S③PH3④HCHO⑤H3O+⑥NH⑦BF3⑧SO2
(1)粒子的几何构型为直线形的有____(填序号，下同)。
(2)粒子的几何构型为V形的有____。
(3)粒子的几何构型为平面三角形的有____。
(4)粒子的几何构型为三角锥型的有____。
(5)粒子的几何构型为正四面体型的有___。
20．与化合物形成一种物质，其结构简式如图所示。回答下列问题：
(1)基态的电子层中有_______个能级，其核外价层电子排布式为_______。
(2)O元素位于元素周期表中的_______区，其基态原子核外有_______个不同运动状态的电子。
(3)中原子的杂化方式为_______，其为_______(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)分子的结构简式为 ，分子中含有_______个非极性键、_______个键、_______个手性碳原子(连有4个不同的原子或基团)。
21．纳米级是一种光催化材料，可用于处理甲醛、氮氧化物等污染物，工业上也可用其催化乙醇脱氢制备乙醛：。
(1)Ti原子基态核外电子排布式为_________。
(2)分子中含有键的数目为_________。
22．NF3的键角___________NH3的键角，理由是___________。
三、元素或物质推断题
23．如图所示为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。
请回答下列问题：
(1)表中属于d区的元素是________(填编号)；④⑤⑥⑦⑧五种元素形成的稳定离子中，离子半径最小的是________(填离子符号)。
(2)表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子的空间结构为________。
(3)某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质。请写出元素②的氢氧化物与溶液反应的化学方程式：________。
(4)上述10种元素形成的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是________(填化学式)。
(5)下列各组微粒的空间结构相同的是________(填序号)。
①和 ②和 ③和 ④和 ⑤和 ⑥、和
(6)有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有元素③的1个原子和元素①的3个原子。请依据下面给出的这两种粒子的球棍模型，写出相应的化学式：
________________； ________________。
【参考答案】
一、选择题
1．D
解析：A．金属晶体中存在自由移动的电子，受热电子运动加剧与离子间发生碰撞从而将热量传递，A项正确；
B．前者的F电负性大于Cl，导致 CF3 的极性大于 CCl3的极性，导致羟基电子云更偏向O而使CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大，更易电离出H+，B项正确；
C．两者之间只有C-F间和C-H键的差异，对比键能C-F的键能比C-H的键能大，键能越大，化学性质越稳定，C项正确；
D．对羟基苯甲醛受距离影响无法形成分子内氢键而形成分子间氢键，熔沸点更高。而邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键而熔沸点较低，D项错误；
故选D。
2．B
解析：A．C原子的原子半径大于N原子的原子半径，所以CCl4中C-Cl键键长比NCl3中N-C1键键长，A错误；
B．氮原子与3个氯原子形成3个共价单键，所以中氮原子最外层电子数为，氯原子最外层电子数为，所以氮原子和氯原子最外层均达到8电子稳定结构, B正确；
C．NCl3的分子空间构型与氨分子相似，都是三角锥型结构，氨分子是极性分子，所以NCl3分子也是极性分子，C错误；
D．分子晶体中物质的熔沸点与相对分子质量有关，相对分子质量越大其熔沸点越高，所以NBr3比NCl3的熔沸点高，NCl3比NBr3易挥发，D错误；
故选B。
3．C
【分析】X元素基态原子的2p能级处于半充满状态，则基态X原子电子排布式为1s22s22p3，即X为N，Y元素基态原子L层上s能级电子数和p能级电子数相等，基态Y原子的电子排布式为1s22s22p2，即Y为C，Z元素的+3价阳离子的核外电子排布式与基态氖原子相同，因此Z为Al，W元素基态原子的M电子层上有1个未成对的p能级电子，W的电子排布式为1s22s22p23s23p1或1s22s22p23s23p5，即W可能为Al，也可能为Cl，因为Z为Al，则W为Cl，据此分析；
解析：A．根据上述分析，X为N，含N元素的化合物可能为共价化合物，如HNO3，也可能为离子化合物，如NH4NO3，故A错误；
B．Y元素为C，X元素为N，同周期从左向右电负性逐渐增大，即N的电负性强于C，故B错误；
C．ZW3的化学式为AlCl3，氯化铝为强酸弱碱盐，Al3+发生水解：Al3++3H2OAl(OH)3+3H+，溶液显酸性，故C正确；
D．ZW3的化学式为NCl3，中心原子N的价层电子对数为3+=4，N的杂化类型为sp3，YW4的化学式为CCl4，中心原子C的杂化类型为sp3杂化，故D错误；
答案为C。
4．C
解析：A．是共价化合物，电子式为，A正确；
B．砷的原子序数33，位于元素周期表的第四周期第ⅤA族，其原子结构示意图为，B正确；
C．同周期主族元素，电负性从左到右逐渐增大，从上到下逐渐减小，电负性大小：O>N>As>H，C错误；
D．中，中心N原子为杂化，不含孤电子对，空间结构为正四面体形，D正确；
故选C。
5．A
【分析】X原子核只有1个质子，推出X为H，元素Y、Z、W原子序数依次增大，且均在H原子的下一周期，即Y、Z、W元素位于第二周期，根据该分子结构，W只形成一个共价键，因此W为F，Z形成2个共价键，即Z为O，Y形成4个共价键，推出Y为C，元素E的原子比W原子多8个电子，说明E和W位于同一主族，即E为Cl，据此分析。
解析：A．Cl元素最高价氧化物水化物HClO4是强酸，故A正确；
B．同一周期元素，从左往右第一电离能有增大的趋势，O的第一电离能大于C的第一电离能，故B错误；
C．HF分子间可以形成氢键，可以升高其沸点，HF的沸点比HCl高，故C错误；
D．COCl2中心原子价层电子对数为3+=3，杂化方式为杂化，故D错误；
故选A。
6．D
解析：A．范德华力是分子间存在的较弱的相互作用力，它不是化学键，A错误；
B．范德华力是分子间存在的较弱的相互作用力，B错误；
C．范德华力只能影响由分子构成的物质的熔、沸点，但不是所有物质，C错误；
D．稀有气体为单原子分子，分子间存在范德华力，D正确；
故选D。
7．A
解析：A．同一主族随原子序数变大，原子半径变大，第一电离能变小；同一周期随着原子序数变大，第一电离能呈变大趋势，第一电离能：，A正确；
B．分子中中心O原子价层电子对数为2+=4，O原子采用sp3杂化，O原子上含有2对孤电子对，所以分子不是直线形分子，B错误；
C．分子构型为正八面体，键角不完全相同，C错误；
D．能形成氢键，导致的沸点比的低，D错误；
故选A。
8．D
解析：A．铝离子的电子式为Al3+，A错误；
B．H2O的杂化类型为sp3，空间构型为V型，正电中心和负电中心不重合，因此H2O是极性分子，B错误；
C．碳是6号元素，一个14C原子中有6个质子，8个中子，C错误；
D．基态氧原子为8号元素，核外电子排布式为1s22s22p4，D正确；
故答案为：D。
【点睛】中A代表质量数，Z代表质子数，中子数N=A-Z。
9．D
【分析】分子中孤电子对个数=（中心原子价电子数-配原子个数×配原子形成稳定结构需要的电子数），阳离子中孤电子对个数=（中心原子价电子数-电荷数-配原子个数×配原子形成稳定结构需要的电子数），阴离子中孤电子对个数=（中心原子价电子数+电荷数-配原子个数×配原子形成稳定结构需要的电子数），以此解答。
解析：A．PCl5中心原子碳原子孤电子对个数=（5-5×1）=0，没有孤对电子，故A不选；
B．NO中心原子碳原子孤电子对个数=（5+1-3×2）=0，没有孤对电子，故B不选；
C．SiCl4中心原子碳原子孤电子对个数=（4-4×1）=0，没有孤对电子，故C不选；
D．PbCl2中心原子碳原子孤电子对个数=（4-2×1）=1，有孤对电子，故D选；
故选D。
10．B
解析：A． CH≡CH是乙炔的结构简式，乙炔的结构式：H-C≡C-H，A错误；
B． 甲基中有3个C-H、C原子上有1个单电子，题中甲基的电子式表达正确，B正确；
C．是间二甲苯的结构简式，C错误；
D．显示电子云发生了“头碰头”的重叠，描述的是键的形成过程，D错误；
答案选B。
11．C
解析：中NH 和Cl-以离子键结合，NH内N原子和H原子形成共价键，所以既含离子键也含共价键，答案选C。
12．D
解析：A．未指明为标准状况，无法利用22.4L/mol进行计算，故A错误；
B．没有溶液体积不能计算铁离子的数目，故B错误；
C．10g质量分数为46%的乙醇溶液中：乙醇4.6g、水5.4g，氧原子总物质的量为0.4mol，故C错误；
D．1分子中含有6个共价键，则1 mol白磷()中含有个共价键，故D正确；
故选D。
13．B
解析：在此类问题中，一般含有金属离子或铵根离子的化合物是离子化合物，离子化合物中一定含有离子键，其它化合物为共价化合物。A、C、D是共价化合物，B是离子化合物，含有离子键，故选B。
14．B
解析：A．金属和非金属之间也能形成共价键，A错误；
B．杂化轨道不一定全部参与形成化学键，如氨气中的氮原子，B正确；
C．π键不能旋转，C错误；
D．键长指的是两个成键原子的平均核距离，D错误；
故选B。
15．B
解析：A．键长是成键原子间的核间距，水分子中两个氢原子不成键，A错误；
B．氯气分子中两个氯原子间形成共价键，两个氯原子核之间的距离属于键长，B正确；
C．氩气中两个相邻氩原子不成键，C错误；
D．分子中两个氧原子不成键，D错误；
故答案选B。
二、填空题
16． 4s24p3 哑铃形(或纺锤形) 三角锥形 Se＞As＞Ga sp2杂化 12NA
解析：(1)As为33号元素，电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3，外围电子即为价电子，排布式为4s24p3；核外电子占据的最高能级为4p，电子云形状为哑铃形(或纺锤形)；
(2) AsH3的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4，VSEPR模型为四面体形，孤电子对数为1，因此空间构型为三角锥形；
(3)同周期元素电负性从左到右依次增强，因此电负性Se＞As＞Ga；
(4)Ga最外层电子数为3，Ga与甲基以单键相连，与3个甲基形成共价键后无孤电子对，因此Ga的价层电子对数（σ键+孤电子对数）为3，因此杂化方式为sp2杂化；Ga与甲基以单键相连，甲基中C和H以单键相连，单键均为σ键， 1mol(CH3)3Ga中σ键的数目为(3×3+3)NA=12NA。
17． Ar Cl Mn、Cr F2、H2O2 NH3
【分析】同周期中从左向右，元素的非金属性增强，第一电离能增强，同周期中稀有气体元素的第一电离能最大，据此判断；在元素周期表中，同周期中从左向右，元素的非金属性增强，电负性增强；在第4周期元素中，3d轨道半充满的元素的电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d54s2，据此判断元素；判断分子中能否有提供孤电子对和空轨道的粒子，以此来分析配位键情况；同种元素原子之间形成非极性共价键，不同元素原子之间形成极性共价键，根据分子的立体构型判断。
解析：(1)同周期中从左向右，元素的非金属性增强，第一电离能增强，同周期中稀有气体元素的第一电离能最大，所以在第3周期中，第一电离能最大的元素为Ar；在元素周期表中，同周期中从左向右，元素的非金属性增强，电负性增强，在第三周期元素中，电负性最大的元素是Cl；
(2)在第4周期元素中，3d轨道半充满的元素的电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1或1s22s22p63s23p63d54s2，是Cr元素或Mn元素；
(3) 中N提供孤电子对，H+提供空轨道，二者能形成配位键；同种元素原子之间形成非极性共价键，所以含有非极性键的微粒为F2、H2O2；F2是双原子分子，分子的立体构型为直线型；NH3的氮原子的价层电子对数为4对，有一对孤对电子，分子的立体构型为三角锥形；的氮原子的价层电子对数为4对，分子的立体构型为正四面体形、H2O2是半开书页型的，两个O在书轴上，两个氢分别和两个O相连，但不在同一平面上；HBr是直线型；H2O的中心原子是O，成键电子对数为2对，孤对电子对数为2对，价层电子对数为4对，空间构型为V形；空间构型是三角锥形的分子是NH3。
18． A D 它们分子间形成的氢键使物质的沸点升高
解析：同一主族元素氢化物中，氢化物的沸点随着原子序数增大而呈增大趋势，但含有氢键的氢化物熔沸点最高；同一周期元素氢化物中，含有氢键的氢化物沸点较高，第二周期元素氢化物中水的沸点最高，所以表示ⅥA族元素气态氢化物沸点的是A曲线；ⅣA族元素气态氢化物中都不含氢键，其沸点随着相对分子质量增大而增大，所以表示第ⅣA族元素气态氢化物的沸点的曲线是D；由于A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物分子间形成的氢键使物质的沸点升高，而第三周期元素气态氢化物都不含氢键，因此A、B、C曲线中第二周期元素的气态氢化物的沸点显著高于第三周期元素气态氢化物的沸点。
19．(1)① (2)②⑧ (3)④⑦ (4)③⑤ (5)⑥
解析：（1）①CS2分子中C原子价层电子对个数是2，孤电子对数为0，C原子采用的是sp杂化，空间构型为直线形；
（2）②H2S分子中σ键数目为2，孤对电子对数为2，则价层电子对数为4，S原子采用的是sp3杂化，由于有2个孤电子对，故空间构型为V型；
⑧SO2分子中价层电子对个数=2+×(6-2×2)=3，含有1个孤电子对，S原子采用的是sp2杂化，由于有1个孤电子对，故空间构型为V形；
（3）④CH2O分子中心原子C的σ键数目为3，孤电子对数为0，C原子采用的是sp2杂化，由于碳氧双键的存在，故空间构型为平面三角形；
⑦BF3分子中心原子B的σ键数目为3，孤电子对数为0，B原子采用的是sp2杂化，故空间构型为平面正三角型；
（4）③PCl3分子中σ键数目为3，孤电子对数为1，，则价层电子对数为4，则P原子采用的是sp3杂化，由于有1个孤电子对，故空间构型为三角锥型；
⑤H3O+分子中心原子O的σ键数目为3，孤电子对数为1，O原子采用的是sp3杂化，由于有1个孤电子对，故空间构型为三角锥形；
（5）⑥分子中心原子N的σ键数目为4，孤电子对数为0，N原子采用的是sp3杂化，故空间构型为正四面体形。
20．(1) 2
(2) 8
(3) 极性
(4) 3 15 0
解析：（1）Ni是28号元素，其电子层中有2s和2p两个能级；其核外价层电子排布式为3d8；
（2）O是8号元素，其电子排布式为1s 2s 2p ，位于元素周期表中的p区；其基态原子核外有8个不同运动状态的电子；
（3）的结构式为H-O-O-H，可以看出H2O2中O原子形成了2根单键，O原子还有2对孤电子对，故O原子杂化方式为sp3杂化，正负电荷中心不重合，是极性分子；
（4） 含有3个碳碳非极性键，含有15个键、没有手性碳原子。
21．(1)(2)
解析：（1）是22号元素，所以Ti原子基态核外电子排布式为。
（2）单键全部为键，双键有1个键，根据乙醛的结构式可知分子中含有键的数目为。
22． < F的电负性比H大，NF3中成键电子对离中心原子较远，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小
解析：NF3及NH3均为三角锥型结构，F的电负性比H大，NF3中成键电子对离中心原子较远，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小；
故答案为：<；F的电负性比H大，NF3中成键电子对离中心原子较远，成键电子对之间的排斥力较小，因而键角较小。
三、元素或物质推断题
23．(1) ⑨
(2)平面正六边形
(3)
(4)
(5)③④⑤⑥
(6)
【分析】根据元素周期表的结构得到①⑩元素分别为H、Be、C、Mg、Al、S、Cl、Ca、Fe、Cu。
解析：（1）d区是过渡金属元素，除了第IB族和ⅡB族，因此表中属于d区的元素是⑨；根据层多径大，同电子层结构核多径小，则④⑤⑥⑦⑧五种元素形成的稳定离子中，离子半径最小的是；故答案为：⑨；。
（2）表中元素①的6个原子与元素③的6个原子形成的某种环状分子是苯，其空间结构为平面正六边形；故答案为：平面正六边形。
（3）某些不同族元素的性质也有一定的相似性，如上表中元素⑤与元素②的氢氧化物有相似的性质，称为对角线规则，则元素②的氢氧化物与溶液反应生成和水，其反应的化学方程式：；故答案为：。
（4）根据同周期从左到右非金属性逐渐增强，同主族从上到下非金属性逐渐减弱，因此上述10种元素形成的最高价氧化物对应水化物中，酸性最强的是；故答案为：。
（5）①是三角锥形，是“V”形，空间结构不相同；②是正四面体形，是三角锥形，空间结构不相同；③和都为是三角锥形，空间结构相同；④和都为是“V”形，空间结构相同；⑤和都是直线形结构，空间结构相同；⑥、和都是正四面体形，空间结构相同；因此空间结构相同的是③④⑤⑥；故答案为：③④⑤⑥。
（6）有两种活性反应中间体粒子，它们的粒子中均含有元素③的1个原子和元素①的3个原子即一个碳三个氢， 是平面正三角形，其中心原子价层电子对数为3+0=3，则孤对电子为0，因此化学式为； 是三角锥形，其中心原子价层电子对数为3+1=4，则孤对电子为1，因此化学式为；故答案为：；。
