专题4《分子空间结构与物质性质》复习题（含解析 ）2022-2023下学期高二化学苏教版（2019）选择性必修2
专题4《分子空间结构与物质性质》复习题
一、单选题
1．W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y是金属元素，X的焰色呈黄色。W、Z最外层电子数相同，Z核电荷数是W的2倍。工业上通过电解氧化物的方法获得Y的单质，则下列说法正确的是
A．X、Y和Z三种元素形成的最高价氧化物对应的水化物能两两反应
B．Z氢化物的沸点比W氢化物的沸点高
C．Y和Z形成的化合物可以通过复分解反应制得
D．W、X、Y的简单离子半径：X>Y>W
2．下列有关物质结构和性质的叙述中正确的是
A．键角：
B．中阴离子中心原子Al原子杂化方式为
C．配合物的配位数为6
D．熔点：
3．用化学用语表示Na2CO3＋2Cl2=2NaCl＋Cl2O＋CO2中的相关微粒，其中错误的是
A．氯原子的结构示意图： B．CO2是极性分子
C．中子数比质子数多2的氧原子： D．Cl2O的结构式：
4．涂改液中含有多种有害的挥发性物质，二氯甲烷就是其中一种。下列有关二氯甲烷分子的描述正确的是
A．二氯甲烷分子中四个σ键键长均相等
B．二氯甲烷分子中的中心原子碳采取sp3杂化
C．二氯甲烷由碳、氯、氢原子构成，属于原子晶体
D．二氯甲烷分子是一种含有极性键的非极性分子
5．工业上常以印刷线路板碱性蚀刻废液{主要成分为[Cu(NH3)4Cl2]}为原料制备CuCl
(晶胞结构如图)。下列说法错误的是
A．基态的核外电子排布式为
B．中含有4个配位原子
C．的键角小于的键角
D．晶胞中距离最近且距离相等的有2个
6．下列关于σ键和π键的说法中，错误的是
A．所有的σ键的强度都比π键大
B．σ键是原子轨道“头碰头”式重叠，π键是原子轨道“肩并肩”式重叠
C．s—sσ键与s—pσ键的电子云形状的对称性相同
D．σ键可以绕键轴旋转，π键一定不能绕键轴旋转
7．常温下，下列各组离子在特定溶液中一定能大量共存的是
A．0.1的溶液：、、、
B．0.1的溶液：、、、
C．0.1溶液：、、、
D．与铝反应能够产生的溶液：、、、
8．下列表述中正确的有
①晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
②非极性分子往往具有高度对称性，如、、、这样的分子
③利用超分子的分子识别特征，可以分离和
④接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式计算出来的大一些
⑤含碳原子的金刚石晶体中共价键个数为
⑥熔融状态能导电，熔点在1000℃左右的晶体一定为离子晶体
⑦三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式，两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
A．2个 B．3个 C．4个 D．5个
9．下列说法正确的是
A．熔点：锂<钠<钾<铷<铯
B．晶体的熔点：干冰>冰
C．第ⅣA族元素氢化物的沸点顺序是，则第ⅤA族元素氢化物的沸点顺序是
D．金属晶体的熔点不一定比分子晶体的高
10．2—吡啶甲酸是一种稀土碱金属螯合物，其合成原理如下图。下列说法错误的是
A．甲基吡啶中所有原子可能共平面
B．一个甲基吡啶分子中有14个σ键
C．沸点：2—吡啶甲酸大于甲基吡啶
D．在水中的溶解性：2—吡啶甲酸大于甲基吡啶
11．甲醛检测试剂盒常用来检测室内空气中甲醛，其原理是甲醛与反应生成物质A，物质A再发生一系列反应，最终生成蓝绿色化合物，有关转化如图。下列说法不正确的是
A．上述有机物涉及的元素中氮元素的电负性最强
B．甲醛分子中的碳原子为杂化，其分子结构为平面三角形
C．苯分子结构中存在大键
D．中σ键的数目为
12．硫及其化合物在生产、生活和科学研究中有广泛的应用。SO2可添加到食品中作为漂白剂、防腐剂和抗氧化剂：工业上常用V2O5催化O2氧化SO2制取SO3，进而制得H2SO4，H2SO4溶于水后可电离出H+和SO。下列关于SO2、SO3、H2SO4和的说法正确的是
A．SO2、SO3分子中S原子均为sp3杂化 B．SO2、SO3中键角前者大
C．H2SO4能形成分子间氢键 D．的空间构型为平面正方形
13．治疗新冠肺炎药物瑞德西韦的主要成分结构如图。下列说法错误的是
A．分子中存在σ键、π键、大π键
B．分子中的键的键能小于键的键能
C．分子中P原子的杂化方式为
D．分子中含有手性碳原子
14．下列说法中正确的是
A．存在手性异构体的分子只能含一个手性碳原子
B．配合物的配位数是6
C．已知的4轨道和4p轨道形成杂化轨道，则的空间构型为正四面体形
D．在、、这三种物质中只有不能溶于浓氨水
二、填空题
15．物质乙中含σ键和π键的数目之比为_______。
16．M中_______(填“大于”、“小于”、或“等于”)NH3中的，分析原因_______。
17．铁是一种常见的金属，在生产生活中用途广泛。
(1)铁在元素周期表中的位置是_______，其基态原子的电子排布式为_______；铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用_______摄取铁元素的原子光谱。
(2)Fe(CO)5与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁(Fe3N)，NH3分子的立体构型为_______；1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为_______mol。
(3)把氯气通入黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，该反应的化学方程式为_______；CN-中碳原子的杂化轨道类型为_______。C、N、O元素的第一电离能的大小顺序为_______。
18．Xe是第五周期的稀有气体元素，与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为_______，下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是_______(填标号)。
A．sp B．sp2 C．sp3 D．sp3d
19．按要求回答下列问题：
(1)①基态原子的N能层有1个未成对电子，M能层未成对电子数最多的元素是_______(填元素符号，下同)，其价层电子排布式为_______。
②最外层电子数是次外层电子数3倍的元素是_______，其轨道表示式为_______。
③Cu原子的结构示意图为_______。
(2)H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。
(3)是直线形分子，是_______分子(填“极性”“非极性”)。的电子式为_______。
20．近年来光刻胶的发展趋势是应用含有多羟基的二苯甲酮类化合物，如：，其C的杂化方式为_______
21．以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称作原子分数坐标，例如，图中原子1的坐标为，则原子2和3的坐标分别为_______________、_______________．
22．材料科学的应用领域十分广泛，如做磁性元器件的纳米晶软磁合金；合成全氮材料中间体的五氮阴离子盐。回答下列问题：
(1)元素在元素周期表中的位置是_______，基态原子的未成对电子数是_______。
(2)基态原子的核外价电子排布式为_______，位于元素周期表的_______区，基态N原子的价电子排布图为_______。
(3)原子的核外电子有_______种不同的运动状态，次外层电子云有_______种不同的伸展方向。
(4)呈色，配位数是_______，中键的数目为_______。
(5)中两种阳离子的中心原子杂化方式都是_______；的电子式为_______。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．A
【分析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期元素，X、Y是金属元素，X的焰色呈黄色，故X为Na；W、Z最外层电子数相同，Z核电荷数是W的2倍，则W为O，Z为S，工业上通过电解氧化物的方法获得Y的单质，则Y为Al。
【详解】A．氢氧化铝为两性氢氧化物，既能与硫酸反应又能与氢氧化钠反应，故A正确；
B．水的分子间存在氢键，故沸点高于硫化氢，故B错误；
C．Y和Z形成的化合物是Al2S3，硫化铝在水溶液能发生剧烈的双水解反应，所以不能通过复分解反应制得，故C错误；
D．O2-、Na+、Al3+的核外电子数相同，核电荷数越大半径越小，故应为O2-＞Na+＞Al3+，故D错误；
故选A。
2．C
【详解】A．甲烷、氨气和水中碳原子、氮原子和氧原子的价层电子对数都为4，孤对电子对数分别为0、1、2，孤对电子对数越多，对成键电子对的排斥力越大，键角越小，则甲烷、氨气、水分子中键角依次减小，故A错误；
B．四氢合铝离子中铝原子的价层电子对数为4，铝原子的杂化方式为sp3杂化，故B错误；
C．由配合物的化学式可知，配合物中铬离子为中心离子，氨分子、水分子和内界的1个氯离子为配位体，配位数为6，故C正确；
D．氧化镁和氯化钠都是离子晶体，氧化镁的晶格能大于氯化钠，所以氧化镁的熔点高于氯化钠，故D错误；
故选C。
3．B
【详解】A．Cl是17号元素，原子核外电子排布是2、8、7，所以Cl原子结构示意图为：，A正确；
B．CO2分子中C原子与2个O原子形成4个共价键，键角是180°，分子空间排列是对称结构，由于正负电荷重心重合，因此CO2分子是非极性分子，B错误；
C．O是8号元素，其质子数是8，中子数比质子数多2的氧原子的中子数是8+2=10，则该O原子质量数为：8+10=18，用原子符号表示为，C正确；
D．Cl2O分子中的中心O原子价层电子对数为：2+=4，O原子采用sp3杂化，由于O原子有2对孤电子对，故该分子是V形，D正确；
故合理选项是B。
4．B
【详解】A．二氯甲烷分子四个σ键中其中两个为C-H键，两个为C-Cl键，键长不完全相同，故A错误；
B．二氯甲烷分子中的中心原子碳的价电子对数为：，采用sp3杂化，故B正确；
C．二氯甲烷由碳、氯、氢原子构成，熔沸点较低，属于分子晶体，故C错误；
D．二氯甲烷分子中两个为C-H键，两个为C-Cl键，均为极性键，但是其正负电荷重心不能重合，属于极性分子，故D错误；
故选：B。
5．D
【详解】A．已知Cu是29号元素，其基态原子的核外电子排布式为：，故基态的核外电子排布式为，A正确；
B．中Cu2+为中心原子，NH3为提高孤电子对的配体，N原子为配位原子，故含有4个配位原子，B正确；
C．NH3和CH4分子周围的价层电子对数为4，NH3中含有一对孤电子对，且孤电子对对成键电子对的排斥作用力大于成键电子对对成键电子对的排斥作用力，故NH3的键角小于CH4的键角，C正确；
D．由题干晶胞示意图可知，Cu+位于八个顶点和六个面心上，Cl-位于体内八个正四面体的空隙，故晶胞中距离最近且距离相等的有4个，D错误；
故答案为：D。
6．A
【详解】A．一般情况下，σ键的强度比π键大，但也有特殊情况，如N≡N中σ键的强度比π键小，A错误；
B．σ键电子云重叠程度较大，是原子轨道“头碰头”式重叠，π键电子云重叠程度较小，是原子轨道“肩并肩”式重叠，B正确；
C．σ键有方向性，；两个成键原子必须沿着对称轴方向接近，才能达到最大重叠，s—sσ键与s—pσ键都是轴对称的，C正确；
D．σ键为单键，可以绕键轴旋转，π键在双键、叁键中存在，不能绕键轴旋转，D正确；
答案选A。
7．A
【详解】A．各离子之间互不反应，能大量共存，A正确；
B．与结合生成沉淀，不能共存，B错误；
C．Fe3+与SCN-结合生成配合物，不能共存，C错误；
D．与铝反应能够产生的溶液为酸性或碱性，酸性溶液中H+与ClO-结合生成HClO弱电解质，不能共存，D错误；
故选：A。
8．B
【详解】①晶体与非晶体的根本区别在于其内部粒子在空间上是否按一定规律做周期性重复排列，不是在于是否具有规则的几何外形，错误；
②、分子结构不对称，分子中正负电荷中心不重合，分子属于极性分子，错误；
③将和的混合物放入一种空腔大小合适的超分子，可以分离和，正确；
④接近水的沸点的水蒸气中水分子间因氢键而形成了“缔合分子”，因此用接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比用化学式H2O计算出来的相对分子质量大一些，正确；
⑤根据金刚石的结构可知，在金刚石晶体中每个碳原子以4个共价键与其他4个碳原子结合形成维骨架结构，根据均摊法可知每个碳原子分得的共价键数目为2，含2.4g(0.2mol)碳原子的金刚石晶体中共价键的个数为0.4NA，正确；
⑥熔融状态能导电，熔点在1000℃左右的晶体可能为金属晶体，错误；
⑦SO3空间构型是平面三角形，硫原子杂化方式是sp2，而三聚分子固体中硫原子是sp3，错误；
故选B。
9．D
【详解】A．锂、钠、钾、铆、铯属于碱金属，其半径逐渐增大，其熔点应逐渐降低，A错误；
B．冰晶体中存在氢键，晶体的熔点：干冰<冰，B错误；
C．分子之间存在氢键，沸点高于，C错误；
D．汞的熔点小于硫单质的熔点，D正确；
故选D。
10．A
【详解】A．甲基吡啶中含有甲基，该碳原子为sp3杂化，空间构型为四面体，不共面，因此甲基吡啶中所有原子不共面，故A说法错误；
B．成共价键原子之间只能形成一个σ键，根据甲基吡啶的结构简式可知，1mol甲基吡啶分子中含有14个σ键，故B说法正确；
C．2-吡啶甲酸分子间能形成氢键，甲基吡啶不能形成分子间氢键，因此2-吡啶甲酸沸点高于甲基吡啶，故C说法正确；
D．2-吡啶甲酸能与水形成分子间氢键，增加2-吡啶甲酸在水中的溶解度，而甲基吡啶不可以，故D说法正确；
答案为A。
11．A
【详解】A．上述有机物涉及的元素有H、C、N、O、S，其中氧元素的电负性最强，A错误；
B．甲醛分子中的碳原子形成碳氧双键和2个碳氢键，为杂化，其分子结构为平面三角形，B正确；
C．苯分子为平面正六边形结构，其中的6个碳原子均采取sp2杂化，分别与氢原子及相邻碳原子以σ键结合，每个碳原子余下的p轨道垂直于碳、氢原子构成的平面，相互平行重叠形成大π键，均匀地对称分布在苯环平面的上下两侧，因此苯分子结构中存在大键，C正确；
D．单键都是σ键，双键中还含有1个σ键，所以根据的结构简式可知中σ键的数目为，D正确；
答案选A。
12．C
【详解】A．SO2中S原子价层电子对数为，含有一个孤电子对，采用sp2杂化，SO3中S原子价层电子对数为，不含孤电子对，采用sp2杂化，故A错误；
B．孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力，SO2含有一个孤电子对、SO3不含孤电子对，所以SO2键角小，故B错误；
C．硫酸分子中存在-OH，-OH之间能形成氢键，所以硫酸分子之间存在氢键，故C正确；
D． 中S原子价层电子对数为，不含孤电子对，空间构型为正四面体形，故D错误；
答案选C。
13．C
【详解】A．分子中所有单键都是σ键，除苯环外的双键中，都含有π键，苯环中含有大π键，A正确；
B．因为N的非金属性小于O的非金属性，所以分子中的键的键能小于键的键能，B正确；
C．分子中P原子的价层电子对数为4，杂化方式为，C错误；
D．分子中，结构片断中五元环上的4个碳原子都为手性碳原子，另外，结构片断中“ ”处的碳原子也为手性碳原子，D正确；
故选C。
14．C
【详解】A．存在手性异构体的分子至少含一个手性碳原子，可以有多个手性碳原子，故A错误；
B．配合物中氨气是配体，配体的个数是配位数，的配位数为4，故B错误；
C．杂化是能量相近的轨道之间进行杂化，已知的4轨道和4p轨道形成sp3杂化轨道，则形成四面体结构，因此的空间构型为正四面体形，故C正确；
D．在、、这三种物质中都能溶于浓氨水形成配合物，故D错误。
综上所述，答案为C。
15．22∶3
【详解】单键为σ键，双键含有1个σ键、1个π键, 物质乙中含σ键和π键的数目之比为22：3。
16． 大于 在M中氮原子的孤电子对填充到汞离子的空轨道形成共价键，对N-H键的斥力减弱，因此M中比NH3中的变大
【详解】在M中含有NH3，NH3中N原子存在孤电子对，该孤电子对填充到汞离子的空轨道形成共价键，对N-H键的斥力减弱，导致M中几个N-H键之间的键角增大，所以∠NHN比NH3中的变大，即M中∠NHN大于NH3中∠NHN。
17．(1) 第四周期第VIII族 1s22s22p63s23p63d64s2 光谱仪
(2) 三角锥形 10
(3) Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6] sp N＞O＞C
【详解】(1)铁原子核外电子数为26，各电子层电子数为2、8、14、2，原子基态时的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2，所以位于第四周期第VIII族，铁原子核外电子发生跃迁时会吸收或释放不同的光，可以用光谱仪摄取铁元素的原子光；故答案为：第四周期Ⅶ族；1s22s22p63s23p63d64s2；光谱仪；
(2) NH3的孤电子对数=，价层电子对数为4，则N为sp3杂化，VSEPR构型为四面体形，由于含有一个孤电子对，所以其空间构型为三角锥形；Fe(CO)5的结构式为，其中三键中有一个σ键，配位键全部为σ键，所以1mol Fe(CO)5分子中含有σ键为10mol；
(3)把氯气通入黄血盐{K4[Fe(CN)6]}溶液中，得到赤血盐{K3[Fe(CN)6]}，同时生成氯化钾，反应的化学方程式为Cl2+2K4[Fe(CN)6]=2KCl+2K3[Fe(CN)6]；CN-中C原子价层电子对个数=1+=2，所以采取sp杂化；C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大，同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大，但第ⅤA族的大于第ⅥA族的，所以其第一电离能大小顺序是N＞O＞C；
18． 5 D
【详解】XeF2易升华，所以是分子晶体，其中心原子的价层电子对数为，所以中心原子的杂化方式应为sp3d；
故答案为：5；D
19． Cr O H
②最外层电子数是次外层电子数3倍的元素次外层电子数应为2，最外层电子数为6，该元素是8号元素O，其轨道表达式为：，故答案为：O；；
③Cu为29号元素，其原子的结构示意图为，故答案为：；
(2)同周期主族元本从左到右，原子半径逐渐减小，同主族元素自上而下，原子半径逐渐增大，因此H、C、N、Q、Na的原子半径从小到大的顺序为H
20．sp2
【详解】苯环碳原子、羰基碳原子周围均含3个σ电子对，不含孤对电子，故其价层电子对为3对，对应杂化方式为sp2，答案为sp2。
21．
【详解】图中原子1的坐标为，则坐标系是，从晶胞内的2、3点分别向x、y、z轴上作垂线，即可得出2、3两点的原子分数坐标分别、。
22．(1) 第四周期第VIII族 4
(2) 1s22s22p63s23p63d104s1 ds
(3) 29 5
(4) 4 16NA
(5) sp3
【解析】（1）
Fe为26号元素，其在元素周期表中的位置为第四周期第VIII族，其基态原子核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d64s2，只有3d轨道上有4个未成对电子；
（2）
Cu是29号元素，其核外电子排布式为：1s22s22p63s23p63d104s1，铜元素的原子序数为29，价电子排布式为3d104s1，位于元素周期表的ds区；N的原子序数为7，核外电子排布式为：1s22s22p3，基态N原子的价电子排布图为；
（3）
Cu原子核外有29个电子，每个电子的空间运动状态都不同，所以电子有29种运动状态；Cu原子核外次外层为4d轨道，存在5种不同的伸展方向；
（4）
配体是NH3，配位数是4，该配离子中每个铜离子和4个N原子形成4个σ键，每个氨气分子中存在3个σ键，则该配离子中含有4+3×4=16个σ键，所以1mol该配离子含有16NA个σ键；
（5）
两种阳离子分别是NH和H3O+，N、O的价层电子对数均为4，其中心原子都是sp3杂化，O最外层电子是8电子稳定结构，跟2个H结合用掉了4个，还剩下2对孤对电子，其中一对跟H+形成配位键则变成H3O+，电子式为。
答案第1页，共2页
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