优化方案·高中同步测试卷·鲁科化学选修3：高中同步测试卷(四) Word版含解析

高中同步测试卷(四)
集训4共价键与分子的空间构型
(时间：90分钟，满分：100分)
一、选择题(本题包括15小题，每小题3分，共45分)
1．下列物质的分子中只含有s-p σ键的是()
A．CH4与NH3B．C2H6与C2H4
C．H2与Cl2D．Cl2与N2
2．能说明BF3分子的四个原子在同一平面的理由是()
A．B—F键的键角为120°B．B—F键是非极性键
C．三个B—F键的键能相同D．三个B—F键的键长相等
3．下列分子的空间构型为三角锥形的是()
A．CO2B．H2O
C．NH3D．H2
4．下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的一组是()
A．CH4和Br2B．NH3和H2O
C．H2S和CCl4D．CO2和HCl
5．关于原子轨道的说法正确的是()
A．凡是中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子其空间构型都是正四面体形
B．CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个氢原子的1s轨道和碳原子的2p轨道混合起来而形成的
C．sp3杂化轨道是由同一个原子中能量相近的s轨道和p轨道混合起来形成的一组能量相同的新轨道
D．凡AB3型的共价化合物，其中中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
6．经验规律(相似相溶规律)：一般来说，由极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂，非极性分子组成的溶质易溶于非极性分子组成的溶剂。

以下事实中可以用相似相溶规律说明的是()
A．HCl易溶于水B．I2可溶于水
C．Cl2可溶于水D．NH3易溶于苯
7．使用微波炉加热，具有使受热物质均匀受热、表里一致、速度快、热效率高等优点。

其工作原理是通电后炉内的微波场以几亿赫兹的高频改变外电场的方向，水分子因而能迅速摆动，产生热效应，这是因为()
A．水分子具有极性共价键B．水分子中有共用电子对
C．水由氢、氧两元素组成D．水分子是极性分子
8．下表是从实验中测得的不同物质中O—O键的键长和键能数据：
其中x、y>a>y>x，该规律是()
A．成键时，电子数越多，键能越大B．键长越短，键能越大
C．成键所用电子数越少，键能越大D．成键时电子对越偏移，键能越大
9．下列说法中，正确的是()
A．分子中键的极性越强，分子越稳定
B．分子中共价键的键能越大，该物质的性质越不活泼
C．分子中共价键的键能越大，键长越长，则分子越稳定
D．在分子中，化学键可能只有π键，而没有σ键
10．共价键是有饱和性和方向性的，下列关于共价键这两个特征的叙述中不正确的是()
A．共价键的饱和性是由成键原子的未成对电子数决定的
B．共价键的方向性是由成键原子的轨道的方向性决定的
C．共价键的方向性决定了分子的空间构型
D．共价键的方向性与原子轨道的重叠程度有关
11．下列有关化学键类型的叙述正确的是()
A．全部由非金属元素构成的化合物中肯定不存在离子键
B．所有物质中都存在化学键
C．已知乙炔的结构式为，则乙炔中存在2个σ键(C—H)和3个π键(CC) D．乙烷分子中只存在σ键，不存在π键
12．下列关于共价键的说法不正确的是()
A．H2S分子中两个共价键的键角接近90°的原因是共价键有方向性
B．N2分子中有一个σ键，两个π键
C．两个原子形成共价键时至少有1个σ键
D．在双键中，σ键的键能小于π键的键能
13．下列叙述正确的是()
A．NH3是极性分子，分子中N原子处在3个H原子所组成的三角形的中心
B．CCl4是非极性分子，分子中C原子处在4个Cl原子所组成的正方形的中心
C．H2O是极性分子，分子中O原子不处在2个H原子所连成的直线的中央
D．CO2是非极性分子，分子中C原子不处在2个O原子所连成的直线的中央
14．NF3分子中的中心原子采取sp3杂化，下列有关叙述正确的是()
A．NF3分子的空间构型为三角锥形
B．NF3分子的空间构型为平面三角形
C．NF3分子的N—F键夹角与CH4分子中的C—H键的夹角相等
D．NF3分子是非极性分子
15．在乙烯分子中有5个σ键和1个π键，它们分别是()
A．sp2杂化轨道形成σ键，未杂化的2p轨道形成π键
B．sp2杂化轨道形成π键，未杂化的2p轨道形成σ键
C．C—H之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—C之间是未杂化的2p轨道形成π键
D．C—C之间是sp2杂化轨道形成σ键，C—H之间是未杂化的2p轨道形成π键
16．(8分)分析下列化学式中画有横线的元素，选出符合要求的物质，填空。

A．C2H4B．H2S C．HBr D．CH4E．C2H6F．O2
(1)所有的价电子都参与形成共价键的是_________________________________；
(2)只有一个价电子参与形成共价键的是_________________________________；
(3)最外层有未参与成键的电子对的是___________________________________；
(4)既有σ键又有π键的是_____________________________________________。

17．(10分)已知A、B、C、D、E五种分子所含原子的数目依次为1、2、3、4、6，且都含有18个电子，又知B、C、D均是由两种元素的原子组成，且D分子中两种原子个数比为1∶1。

请回答：
(1)组成A分子的原子的核外电子排布式是_________________________________；
(2)B和C的分子式分别是________和________；该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)；
(3)向D的稀溶液中加入少量氯化铁溶液，现象是_____________________________
________________，该反应的化学方程式为__________________________________ ________________________________________________________________________；
(4)若将1 mol E在氧气中完全燃烧，只生成1 mol CO2和2 mol H2O，则E的分子式是______________。

18．(10分)臭氧(O3)能吸收有害紫外线，保护人类赖以生存的环境。

O3分子的结构如图所示：呈V形，键角为116.5°，三个氧原子以一个氧原子为中心，与另外两个氧原子分别构成一个非极性共价键；中间氧原子提供2个电子，旁边两个氧原子提供一个电子，构成一个特殊的化学键(虚线内部分)，分子中三个氧原子均等地享有这4个电子。

请回答：
(1)题中非极性共价键是__________键，特殊的化学键是________键。

(2)臭氧与氧气的关系是________。

(3)下列物质的分子与O3分子的结构最相似的是________。

A．H2O B．CO2
C．SO2D．BeCl2
(4)分子中某一原子有一对没有跟其他原子共用的电子叫孤对电子。

那么，O3分子中有________对孤对电子。

19．(15分)下列物质结构图中，●代表原子序数从1到10的元素的原子实(原子实是原子除去最外层电子后剩余的部分)，小黑点代表除形成共价键外的其他最外层电子，短线代表共价键，如F2：。

(1)试写出四种图示所代表的分子式：
A________，B________，C________，D________。

(2)将上述四种物质的液体呈细流流下，用带静电的玻璃棒靠近细流，细流发生偏转的是________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________(填分子式)。

(3)写出B分子中极性共价键的类型和个数：____________________________。

(4)A、C分子中，中心原子以何种类型杂化轨道成键？其分子空间构型是什么形状？
20．(12分)氮元素可以形成多种化合物。

回答以下问题：
(1)基态氮原子的价电子排布式是________________________。

(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是________________________。

(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。

①NH3分子的空间构型是________；N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是________。

②肼可用做火箭燃料，燃烧时发生的反应是
N2O4(l)＋2N2H4(l)===3N2(g)＋4H2O(g)ΔH＝－1 038.7 kJ·mol－1。

若该反应中有4 mol N—H键断裂，则形成的π键有________mol。

参考答案与解析
1．[导学号79180060]解析：选A。

A项中存在的都是H的s轨道与C、N的p轨道形成的σ键；B项的C2H4中还有π键；C项中虽然都是σ键，但氢分子是s-s σ键，氯分子是p-p σ键；D项中N2中除有p­p σ键外，还有p-p π键。

2．[导学号79180061]解析：选A。

分子的空间构型由分子中化学键的键角决定，当键角为120°时，BF3分子中的三个B—F键完全相同，故分子中4个原子共面，呈平面三角形。

3．[导学号79180062]解析：选C。

键角影响多原子分子的空间构型。

二氧化碳分子中两个碳氧键(C===O)间的键角为180°，二氧化碳分子呈直线形。

水分子由三个原子组成，分子中也含有两个共价键，但两个氢氧键(H—O)间的键角为104.5°，所以水分子不是直线形而是V形。

氨分子中两个氮氢键(N—H)间的键角为107.3°，三个氮氢键在空间排布，形成三角锥形。

4．[导学号79180063]解析：选B。

A项中CH4、Br2为非极性分子；C项中CCl4为非极性分子；D项中CO2为非极性分子。

5．[导学号79180064]解析：选C。

中心原子采取sp3杂化轨道成键的分子，其空间构型不一定是正四面体形，如水分子和氨气分子的中心原子虽然都是采取sp3杂化轨道成键，但却不是正四面体形；CH4分子中的sp3杂化轨道是由中心原子碳形成的；AB3型的共价化
合物，如三氟化硼的中心原子硼为sp2杂化。

6．[导学号79180065]解析：选A。

HCl、NH3是极性分子，I2、Cl2是非极性分子，H2O是极性溶剂，苯是非极性溶剂。

7．[导学号79180066]解析：选D。

水分子为极性分子，分子内存在正、负两极，在外加电场作用下分子迅速摆动而产生大量热。

8．[导学号79180067]解析：选B。

观察表中数据发现，这几种不同物质中的化学键都是O—O键，因此不存在成键时电子的多少问题，也不存在电子对偏移的问题，但是O2和O＋2比较，键能大的对应的键长短，按此分析O2－2的键长比O－2中的键长长，所以键能应该小。

若按照此规律，键长由短到长的顺序为O＋2<O2<O－2<O2－2，键能应为b>a>y>x，与题意吻合，所以B项正确。

9．[导学号79180068]解析：选B。

共价键的键能大小决定分子的稳定性，键能越大，分子越稳定，键的极性与分子的稳定性没有直接关系；在分子形成时，为使分子的能量最低，必须首先形成σ键，然后根据原子轨道的重叠方式确定是否存在π键。

10．[导学号79180069]解析：选D。

共价键的方向性与原子轨道的伸展方向有关。

11．[导学号79180070]解析：选D。

铵盐是离子化合物，含有离子键，但其中没有金属元素，A项错；稀有气体的原子本身就达到稳定结构，不存在化学键，B项错；乙炔中存在3个σ键和2个π键，2个C—H键和碳碳叁键中的1个键是σ键，而碳碳叁键中的另两个键是π键，C项错。

12．[导学号79180071]解析：选D。

A项，S原子的价电子排布式是3s23p4，有2个未成对电子，并且分布在相互垂直的3p x和3p y轨道中，当与两个H原子配对成键时，形成的两个共价键间夹角接近90°，这体现了共价键的方向性，是由轨道的伸展方向决定的。

B 项，N2分子中有三个化学键，其中有一个σ键和两个π键。

C项，两个原子形成的共价键，首先有一个σ键，其余为π键。

D项，σ键的重叠程度比π键大，故键能σ键大于π键。

13．[导学号79180072]解析：选C。

本题主要考查常见物质的极性和空间构型。

NH3是三角锥形的立体极性分子，A错；CCl4是以C原子为中心的正四面体形结构，B错；CO2是C原子在2个O原子中央的直线形分子，D错；而水分子是O在2个H原子中间的V形
分子，即，故选C。

14．[导学号79180073]解析：选A。

N原子以sp3杂化形成四个杂化轨道，其中一个轨道已填入孤对电子，另外三个则与F原子的p轨道电子形成共价键，所以NF3为三角锥形，由于孤对电子对成键电子的排斥作用导致N—F键的键角小于CH4分子中的C—H键的键角。

15．[导学号79180074]解析：选A。

在乙烯分子中，每个碳原子的2s轨道与2个2p 轨道杂化形成3个sp2杂化轨道，其中2个sp2杂化轨道分别与2个氢原子的1s轨道“头碰
头”重叠形成C —H σ键，另外1个sp 2杂化轨道形成C —C σ键。

2个碳原子未杂化的2p 轨道“肩并肩”重叠形成1个π键。

16．[导学号79180075] 解析：C 2H 4中C 原子与2个H 原子形成2个σ键，与另一个C 原子形成1个σ键和1个π键，所有电子都参与成键；H 2S 中S 原子与2个H 原子形成2个σ键，还有两对不成键电子；HBr 中Br 原子与1个H 原子形成1个σ 键，还有三对不成键电子；CH 4中C 原子与4个H 原子形成4个σ键，所有价电子都参与成键；C 2H 6中C 原子分别与3个H 原子及另1个C 原子形成4个σ键，所有电子都参与成键；O 2中O 原子与另1个O 原子形成1个σ 键，1个π键，还有两对不成键电子。

答案：(1)ADE (2)C (3)BCF (4)AF
17．[导学号79180076] 解析：(1)A 分子为单原子分子且含18个电子，则其为Ar 分子，Ar 原子的核外电子排布式为1s 22s 22p 63s 23p 6。

(2)B 、C 分别为含2个、3个原子的分子且由两种元素的原子组成，不难想到HCl 、H 2S ，H 2S 为极性分子。

(3)D 分子含4个原子，且由两种元素的原子构成，其个数比为1∶1，可推知其为H 2O 2。

FeCl 3溶液可催化H 2O 2分解释放出O 2，即2H 2O 2=====FeCl 3
2H 2O ＋O 2↑。

(4)E 分子是6原子18e －的分子，再结合质量守恒，可推知E 的分子式为CH 4O 。

答案：(1)1s 22s 22p 63s 23p 6
(2)HCl H 2S 极性
(3)有无色气体产生 2H 2O 2=====FeCl 3
2H 2O ＋O 2↑ (4)CH 4O
18．[导学号79180077] 解析：(1)由题意可知，中心氧原子以2个σ键和1个π键与周围2个氧原子连接。

(2)O 2和O 3互为同素异形体。

(3)H 2O 分子中氧原子采用sp 3杂化方式；CO 2中碳原子采用sp 1杂化方式；BeCl 2中Be 原子采用sp 1杂化方式；SO 2中S 元素和O 元素为同族元素，所以SO 2和O 3结构类似。

答案：(1)σ π (2)互为同素异形体 (3)C (4)5
19．[导学号79180078] 解析：本题综合考查共价型分子的相关知识。

根据题给条件，很容易判断出A 、B 、C 、D 四种物质分别为NH 3、HCN 、BF 3、CO(NH 2)2；其中，NH 3、HCN 、CO(NH 2)2为极性分子，易被静电吸引或排斥而偏移，BF 3为非极性分子；H —C ≡N 中，一个C —H σ键，一个C —N σ键，两个π键。

答案：(1)NH 3 HCN BF 3 CO(NH 2)2
(2)NH 3、HCN 、CO(NH 2)2 (3)2个σ键 ，2个π键
(4)NH 3分子中N 原子以sp 3杂化轨道成键，呈三角锥形；BF 3分子中，B 原子以sp 2杂
化轨道成键，呈平面正三角形。

20．[导学号79180079]解析：(1)基态氮原子的价电子排布式是2s22p3，注意考查的是价电子排布式。

(2)C、N、O三种元素第一电离能从大到小的顺序是N>O>C。

(3)①NH3分子的空间构型是三角锥形，NH3中氮原子轨道的杂化类型是sp3，而肼(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，所以N2H4分子中氮原子轨道的杂化类型是sp3，这个与H2O、H2O2中O的杂化类型都是sp3的道理是一样的。

②反应中有4 mol N—H键断裂，即有1 mol N2H4参加反应，生成1.5 mol N2，则形成的π键有3 mol。

答案：(1)2s22p3(2)N>O>C
(3)①三角锥形sp3②3。