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第二章 单元过关检测
对应学生用书P29
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分。考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题，共42分)
一、选择题(本题共14小题，每小题3分，共42分。每小题仅有一个选项符合题意)
1．下列物质的分子中既有σ键又有π键的是( )
①HCl ②H2O ③N2 ④H2O2 ⑤C2H4
⑥C2H2
A．①②③ B．③④⑤⑥
C．①③⑥ D．③⑤⑥
答案 D
解析 含双键、三键的物质中既有σ键又有π键。
2．在CH3COCH3中，中间的碳原子和两边的碳原子分别采用的杂化方式是( )
A．sp2'sp2 B．sp3'sp3
C．sp2'sp3 D．sp'sp3
答案 C
解析 中间的碳原子形成了3个σ键，无孤电子对，需要形成3个杂化轨道，采用的杂化方式是sp2。两边的碳原子各自形成了4个σ键，无孤电子对，需要形成4个杂化轨道，采用的是sp3杂化。
3．意大利罗马大学的Fulvio Cacace等人获得了极具理论研究意义的气态N4分子，其分子结构如右图所示，已知断裂1 mol N—N吸收167 kJ热量，生成1 mol N≡N放出942 kJ热量，根据以上信息和数据，判断下列说法正确的是( )
A．N4属于一种新型的化合物
B．N4分子中N—N键角为109°28′
C．N4分子中存在非极性键
D．1 mol N4转变成N2将吸收882 kJ热量
答案 C
解析 A错误，N4属于单质；B错误，N4分子中N—N键角为60°；C正确，N4分子中存在非极性键；D错误，N4(g)===2N2(g) ΔH＝167 kJ·mol－1×6－942 kJ·mol－1×2＝－882 kJ·mol－1。
4．根据等电子原理，下列分子或离子与NO有相似结构的是( )
①SO3 ②BF3 ③CH4 ④NO2
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
答案 A
解析 SO3、BF3和NO都是4原子和价电子总数为24的等电子体，它们有相似的结构。
5．下列配合物的配位数为6的是( )
A．K2[Co(SCN)4] B．Fe(SCN)3
C．Na3[AlF6] D．[Cu(NH3)4]Cl2
答案 C
解析 K2[Co(SCN)4]中Co2＋的配位数是4；Fe(SCN)3中Fe3＋的配位数是3；Na3[AlF6]中Al3＋的配位数是6；[Cu(NH3)4]Cl2中Cu2＋的配位数是4。
6．若不断地升高温度，实现“雪花→水→水蒸气→氧气和氢气”的变化。在变化的各阶段被破坏的粒子间主要的相互作用依次是( )
A．氢键；分子间作用力；非极性键
B．氢键；氢键；极性键
C．氢键；极性键；分子间作用力
D．分子间作用力；氢键；非极性键
答案 B
解析 固态的水与液态的水分子间的作用力种类相同，均为氢键和范德华力，区别在于氢键的数目，故固态水→液态水主要破坏氢键，同样，由液态水变为水蒸气时，破坏的也主要是氢键，而2H2O(气)===2H2(气)＋O2(气)时破坏了化学键。
7．下列有关化学用语的叙述错误的是( )
A．COCl2分子的结构式：CClOCl
B．HBr分子的电子式：H
C．乙炔分子中的共价键由3个σ键和2个π键组成
D．H原子和O原子既可以形成H2O分子，也可以形成H2O2分子，这与共价键的饱和性相矛盾
答案 D
解析 在H2O和H2O2分子中，H原子和O原子的结合方式不同，但H原子和O原子分别形成1个和2个共价键，这是共价键具有饱和性的体现。
8．下列推断正确的是( )
A．BF3是三角锥形分子
B．NH＋4的电子式：[HHH H]＋，离子呈平面形结构
C．CH4分子中的4个CH键都是氢原子的1s轨道与碳原子的p轨道形成的sp σ键
D．CH4分子中的碳原子以4个sp3杂化轨道分别与4个氢原子的1s轨道重叠，形成4个CHσ键
答案 D
解析 BF3中B原子采用sp2杂化方式，故应为平面三角形；NH＋4中N原子采用sp3杂化方式，且孤对电子与H＋形成配位键，故应为正四面体形；CH4分子中的4个C—H键都是氢原子的1s轨道与碳原子sp3杂化轨道形成的σ键。
SFFFFCFFFF9．据Science报道，大气中存在一种潜在的温室气体SF5—CF3，虽然其数量有限，但它是已知气体中吸热最高的气体。关于SF5—CF3的说法正确的是( )
A．分子中有σ键也有π键
B．所有原子在同一平面内
C．CF4与CH4都是正四面体结构
D．0．1 mol SF5—CF3分子中电子数为8 mol
答案 C
解析 SF5—CF3的结构为SFFFFCFFFF，所以分子中有硫氟、碳氟、硫碳σ键，无π键；由于含有饱和碳原子的结构，所有原子不可能在同一平面内；0．1 mol SF5—CF3分子中电子数为9．4 mol。
10．三氯化氮(NCl3)是一种淡黄色的油状液体，测得其分子具有三角锥形结构。则下面对于NCl3的描述不正确的是( )
A．它是一种极性分子
B．它的挥发性比PBr3要大
C．它还能再以配位键与Cl－结合
D．已知NBr3对光敏感，所以NCl3对光也敏感
答案 C
解析 NCl3的电子式为N··,·· ，由此可见N原子、Cl原子的最外层均无空轨道，所以无法再与Cl－形成配位键，C项不正确；因NCl3为三角锥形结构，分子中各个键的极性的向量和不为零，属于极性分子，A项正确；NCl3和PBr3都属于分子晶体，结构都为三角锥形，但相对分子质量Mr(NCl3)<Mr(PBr3)，所以NCl3沸点低，易挥发，B项正确；据同族元素化学性质的相似性，可知D项正确。
11．某物质的实验式为PtCl4·2NH3，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6
B．该配合物可能是平面正方形结构
C．Cl－和NH3分子均为Pt4＋配体
D．配合物中Cl－与Pt4＋配位，而NH3分子不配位
答案 C
解析 PtCl4·2NH3水溶液不导电，说明配合物溶于水不会产生自由移动的离子；加入AgNO3溶液反应不产生沉淀并且以强碱处理并没有NH3放出，说明Cl－和NH3都参与配位，配位数是6；配位数是6的配合物不可能是平面结构，可能是正八面体或变形的八面体。
12．根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型，判断下列分子或者离子的空间构型正确的是( )
答案 D
解析 SO2中心原子杂化方式为sp2杂化，价层电子对互斥模型呈平面三角形，分子的立体构型为V形，A项错误；HCHO中心原子杂化方式为sp2杂化，价层电子对互斥模型呈平面三角形，分子的立体构型为平面三角形，B项错误；NF3中心原子杂化方式为sp3杂化，价层电子对互斥模型呈四面体形，分子的立体构型为三角锥形，C项错误。
13．下列有关物质性质、结构的表述均正确，且存在因果关系的是( )
答案 B
解析 A项，NaCl是离子化合物，I2是非极性分子，离子化合物一般易溶于极性强的水中，非极性分子一般难溶于水；B项，分子的稳定性与键能有关；C项，元素形成化合物不一定是最高价或最低价，所以不与最外层电子数呈因果关系；D项，因P4O10溶于水后发生了反应，生成了H3PO4，H3PO4溶液能导电，故表述Ⅰ错误。
14．有五个系列的同族元素的物质，101．3 kPa时测定的沸点(℃)如下表所示：
①
He'－268．8
(a)'－249．5
Ar'－185．8
Kr'－151．7
②
F2'－187．0
Cl2'－33．6
(b)'5．7
I2'184．0
③
(c)'19．4
HCl'－84．0
HBr'－67．0
HI'－35．5
④
H2O'100．0
H2S'－60．0
(d)'－42．0
H2Te'－1．8
⑤
CH4'－161．0
SiH4'－112．0
GeH4'－90．0
(e)'－52．0
对应表中内容，下列叙述中正确的是( )
A．a、b、e的化学式分别为Ne、Br2、SeH4
B．系列②物质均有氧化性，系列③物质对应水溶液均是强酸
C．系列④中各化合物的稳定性顺序为：H2O>H2S>(d)>H2Te
D．上表内的物质(c)和H2O，由于氢键的影响，其分子特别稳定
答案 C
解析 根据同族元素推断，a、b、c、d、e分别为Ne、Br2、HF、H2Se、SnH4，A项中SeH4应为SnH4；B项系列③中HF为弱酸；C项从O到Te，非金属性减弱，其氢化物稳定性减弱；D项，氢键只影响物质的熔、沸点，不影响其稳定性。
第Ⅱ卷(非选择题，共58分)
二、非选择题(本题共4小题，共58分)
15．(14分)小明同学上网查阅了如下资料：
请你运用该方法计算下列微粒中心原子的n值(列出具体式子)，并判断中心原子的杂化类型。
①NH3：n＝________，________杂化；
②NO：n＝________，________杂化；
③NH：n＝________，________杂化；
④SO2：n＝________，________杂化。
答案 ①(5＋3)＝4 sp3 ②(5＋0＋1)＝3 sp2 ③(5＋4－1)＝4 sp3 ④(6＋0)＝3 sp2
解析 根据计算公式可求出n值，根据n值可判断杂化类型。
16．(14分)下表由元素周期表的前三周期去掉副族上方的空白区域后组合而成，表中虚线处为ⅡA、ⅢA族的连接处，请用相应的化学用语回答下列问题：
(1)写出仅由e形成的两种带有相同电荷数的阴离子的符号________、________。
(2)d元素名称为________，其一个双原子分子中所含π键数目为________。
(3)b、c、d、e、f的氢化物的沸点(℃)直角坐标图如图所示，则序列“5”的氢化物的名称是________，空间构型为________；序列“2”的氢化物的结构式是________，属于________(填“极性”或“非极性”)分子。
答案 (1)O2－'O2'(2)氮'2
(3)甲烷'正四面体形'OHH 极性
解析 根据元素周期表，推知a为H、b为Li、c为C，d为N、e为O、f为F、g为Na、h为Al。
(2)N2的结构式为N≡N，共价三键由1个σ键和2个π键构成。
(3)由图可知，序列“5”的氢化物沸点最低，故其为CH4，序列“2”的氢化物的沸点为100 ℃，故其为H2O。
17．(14分)均由两种短周期元素组成的A、B、C、D四种化合物分子，都含有18个电子，它们分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6。A和C分子中，其原子个数比都为1∶1，B和D分子中，原子个数比都为1∶2。D可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题：
(1)C中所含有的共价键类型是________(填“极性键”或“非极性键”)。
(2)B分子的空间构型为__________形，该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)A、B两分子的中心原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱为________(用化学式表示)，若设A的中心原子为X，B的中心原子为Y，比较下列物质的酸性强弱：HXO________HXO3________HXO4；H2YO3________H2YO4。
(4)D分子中心原子的杂化方式是________，与该原子形成的单质分子互为等电子体的常见分子的化学式为________。
答案 (1)极性键和非极性键'(2)V'极性
(3)HClO4>H2SO4'<'<'<'(4)sp3'CO
解析 根据18电子化合物分子和分子中原子个数比可推知：A、B、C、D四种化合物分别为HCl、H2S、H2O2、N2H4。
(1)H2O2的结构式为H—O—O—H，含有极性键和非极性键。
(2)B为H2S分子，其结构类似于H2O，所以H2S分子的空间构型为V形，属于极性分子；非金属性：Cl>S，则最高价氧化物对应的水化物的酸性HClO4>H2SO4；根据同种元素的含氧酸中心元素的化合价越高则酸性越强知，酸性：HClO<HClO3<HClO4；H2SO3<H2SO4。
(4)N2H4的结构式为HNHNHH，其中心原子N原子采取sp3杂化，单质N2分子含有10个价电子，与其互为等电子体的常见分子是CO。
18．(16分)科学家正在研究温室气体CH4和CO2的转化和利用。
(1)CH4和CO2所含的三种元素电负性从小到大的顺序为________。
(2)下列关于CH4和CO2的说法正确的是________(填序号)。
a．CO2与N2O互为等电子体
b．CH4分子中含有极性共价键，是极性分子
c．因为碳氢键键能小于碳氧键，所以CH4熔点低于CO2
d．CH4和CO2分子中碳原子的杂化类型分别是sp3和sp
(3)在Ni催化剂作用下，CH4和CO2反应可获得化工原料CO和H2。
①基态Ni原子的电子排布式为_____________________________________，
该元素位于元素周期表中的第________族。
②Ni能与CO形成正四面体形的配合物Ni(CO)4，1 mol Ni(CO)4中含有________ mol σ键。
(4)一定条件下，CH4、CO2都能与H2O形成笼状结构(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称“可燃冰”。
参数
分子
分子直径/nm
分子与H2O的结合
能E/(kJ·mol－1)
CH4
0．436
16．40
CO2
0．512
29．91
①“可燃冰”中分子间存在的2种作用力是________。
②为开采深海海底的“可燃冰”，有科学家提出用CO2置换CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为0．586 nm，根据上述图表，从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是___________________________________________。
答案 (1)H、C、O (2)ad
(3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 Ⅷ ②8
(4)①氢键、范德华力 ②CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径，且与H2O的结合能大于CH4
解析 (1)元素的非金属性越强，电负性越大，故O的电负性大于C，在CH4分子中，C为负价，H为正价，说明C原子对共用电子对的吸引力大于H，故C元素的电负性大于H的。
(2)CO2与N2O的原子数和价电子总数均相等，所以二者互为等电子体；CH4是含有极性键的非极性分子；CH4和CO2均为分子晶体，其熔、沸点取决于分子间作用力的大小，与键能无关；CH4为正四面体结构，碳原子的杂化类型是sp3杂化，CO2为直线形分子，碳原子的杂化类型是sp杂化。
(3)①Ni的原子序数为28，其基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2；Ni位于第四周期第Ⅷ族。
②CO分子的电子式为C⋮⋮O，分子中存在1个σ键，而Ni(CO)4中Ni与CO之间还存在4个σ键，故1 mol Ni(CO)4中含有8 mol σ键。
(4)①可燃冰中存在分子间作用力即范德华力，另外水分子间还存在氢键。
②根据表格数据，二氧化碳分子与水分子的结合能更大，表明CO2更易与水分子结合。
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