第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列几种氢键:①;②;③;④。氢键从强到弱的顺序排列正确的是
A.③>①>④>② B.①>②>③>④ C.③>②>①>④ D.①>④>③>②
2.σ键可由两个原子的s轨道、一个原子的s轨道和另一个原子的p轨道以及一个原子的p轨道和另一个原子的p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成。则下列分子中的σ键是由两个原子的s、p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成的是
A.H2 B.Cl2
C.NaH D.HF
3.下列说法正确的是
A.键能越小,表示化学键越牢固,越难以断裂
B.键能越大,构成的物质能量越高,分子越稳定
C.破坏化学键时吸收能量,而形成化学键时放出能量
D.键能键长只能定性地分析化学键的强弱
4.科学家研究利用CaF2晶体释放出的Ca2+和脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。已知:晶胞中Ca2+的位置如图1所示,位于Ca2+所构成的四面体中如图2所示。下列说法错误的是
A.CaF2晶体中,每个周围距离相等且最近的有6个
B.OF2与SiO2中氧原子杂化方式相同
C.若图中A处原子分数坐标为(0,0,0),一个的坐标为(,,),则在(,,)处也存在
D.若脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,则脱硅能力BaF2<CaF2<MgF2
5.下列各组分子的立体构型相同的是( )
A.SnCl2、BeCl2 B.BF3、NH3 C.CCl4、SiF4 D.CS2、OF2
6.CFCl3破坏臭氧层的过程如图所示,下列说法错误的是
A.过程Ⅰ:断裂C-Cl键
B.过程Ⅱ:O3+Cl=ClO+O2
C.过程Ⅲ:发生了O2=O+O反应
D.整个过程中氯原子是破坏臭氧层的催化剂
7.科学家在多年前就探测到火星大气中存在微量的羰基硫(OCS)。已知有关OCS的反应有CO+SOCS,2OCS+SO22CO2+3S。下列说法不正确的是
A.CO2分子中每个原子最外层都达到了8电子稳定结构
B.原子半径:S>C>O
C.OCS和CO2都含离子键
D.OCS属于共价化合物
8.为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.含有的键数目为
B.与的混合物含有氮原子数为
C.与足量反应产生的气体分子数为
D.铝常温下与足量浓硫酸反应,转移电子数目为
9.三草酸合铁酸钾晶体可用于摄影和蓝色印刷,光解反应的化学方程式是。下列说法错误的是
A.K、、C、O、H的电负性:
B.检验三草酸合铁酸钾晶体是否光解可选用试剂
C.和中C原子的杂化方式相同
D.含有离子键、极性键和非极性键
10.一种矿石(Z2X6Y11·5W2Y)的组成元素W、X、Y、Z为原子序数依次增大的1-20号元素,Z是牙齿的主要组成元素,W2Y分子中含有10个电子,X是一种非金属元素。下列说法正确的是
A.Z的最高价氧化物的水化物是弱碱 B.简单离子半径:Y>Z>W
C.X的单质在通常条件下是气体 D.化合物ZY2中含有非极性共价键
11.北京大学和中国科学院的化学工作者合作已成功研制出碱金属与形成的球碳盐。实验测知该物质属于离子化合物,且有良好的超导性,下列关于的组成和结构的分析正确的是
A.中既有离子键,又有极性共价键
B.该物质在熔融状态下能导电
C.该物质的化学式可写成
D.1mol中阴、阳离子个数比为20:1
12.用VSEPR模型预测下列分子或离子的立体结构,其中正确的是
A.CH4与CH2Cl2均为正四面体 B.BeCl2与SO2为直线形
C.BF3与PCl3为三角锥形 D.NO与CO为平面三角形
二、非选择题(共10题)
13.(1) N2H6Cl2属于离子化合物,且每个原子都满足稳定结构。N2H6Cl2的电子式为____。
(2)一定条件下,测定HF的相对分子质量时,实验数据明显大于理论值,原因是_____。
14.物质变化的判断
(1)同位素原子间的相互转化_______(填“属于”或“不属于”,下同)化学变化,因为化学变化中原子核不发生变化;同素异形体间的相互转化_______化学变化,因为有旧键的断裂和新键的形成。
(2)存在化学键断裂的变化_______(填“一定”或“不一定”)是化学变化,如溶于水,熔融氯化钠的电离等是物理变化。
(3)金属导电、吸附、胶体聚沉等属于_______变化,煤的气化、液化等属于_______变化。
15.(1)在低压合成甲醇反应()所涉及的4种物质中,沸点从高到低的顺序为_______,原因是_______。
(2)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为_______。
(3)氨的沸点_______(填“高于”或“低于”)膦(PH3),原因是_______。
(4)与可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为_______。
(5)乙酸的沸点明显高于乙醛,其主要原因是_______。
16.现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大,已知B元素是地壳中含量最高的元素;A和C的价电子数相同,B和D的价电子数也相同,且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的;C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数,且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个;六种元素的基态原子中,F原子的电子层数最多且和A处于同一主族。
回答下列问题:
(1)用电子式表示C和E形成化合物的过程:______。
(2)写出基态F原子的核外电子排布式:______。
(3)A2D的电子式为______,其分子中______(填“含”或“不含”,下同)键,______π键。
(4)A、B、C共同形成的化合物中化学键的类型有______。
17.C70分子是形如椭球状的多面体,该结构的建立基于以下考虑:
①C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键;
②C70分子中只含有五边形和六边形;
③多面体的顶点数、面数和棱边数的关系遵循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2。
根据以上所述确定:
(1)C70分子中所含的单键数为______,双键数_______;
(2)C70分子中的五边形和六边形各有多少__________?
18.回答下列问题:
(1)1molCO2中含有的σ键个数为__。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为__。HCN分子中σ键与π键数目之比为___。
(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。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应如下:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的σ键有__mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数之比为__。
(5)1mol乙醛分子中含σ键的个数为__,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为__。
19.可用于面粉的漂白和杀菌。已知:为黄色油状体液,熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。实验室可用和溶液反应制取,所用装置如下:
完成下列填空:
(1)三卤化氮()的分子空间构型与相似,热稳定性比强的有_______。在热水中易水解,反应液有漂白性。写出水解的化学方程式_______。
(2)仪器D的名称是_______。装置A是发生装置,实验室制备下列物质也可使用该装置的是_______(选填编号)。
a.乙炔 b.硝基苯 c.溴苯 d.乙酸乙酯
(3)向蒸馏烧瓶内的溶液中通入过量,B中反应的化学方程式为_______,待反应至油状液体不再增加,关闭装置A、B间的止水夹,控制水浴加热的温度范围为_______,将产品蒸出。
待反应结束,为测定溶液中残留的的物质的量浓度,进行如下操作:
i.取蒸馏烧瓶中的反应液25.00mL,加入过量饱和溶液充分反应后,再加入过量30%的NaOH溶液,微热;
ii.用25.00mL0.050的稀硫酸吸收产生的,得到溶液A;
iii.用0.100的NaOH标准液滴定溶液A至滴定终点,消耗VmLNaOH标准液。
(4)滴定过程中水的电离程度逐渐_______(选填序号)。
a.增大 b.减小 c.先增大后减小 d.先减小后增大
(5)滴定至终点时溶液中溶质仅有和,用含V的代数式表示的物质的量浓度为_______。
20.八水合磷酸亚铁[,]难溶于水和醋酸,溶于无机酸,可作为铁质强化剂。某实验室利用如图装置制备八水合磷酸亚铁,步骤如下:
ⅰ.在烧瓶中先加入维生素C稀溶液作底液;
ⅱ.通过仪器a向烧瓶中滴入足量与的混合溶液;
ⅲ.再滴入的溶液,保持为6左右,水浴加热且不断搅拌至反应充分后静置;
ⅳ.将烧瓶中混合物进行抽滤、洗涤、低温干燥,得到产品。
回答下列问题:
(1)的价电子轨道表示式为___________,的空间结构为___________。
(2)仪器a的名称是___________,配制溶液时需将蒸馏水事先煮沸、冷却,其目的是___________。
(3)用维生素C稀溶液作底液而不用铁粉的主要原因是___________。
(4)写出生成八水合磷酸亚铁的离子方程式:___________。
(5)合成时需保持为6左右的原因是___________。
(6)产率的计算:称取产品,用足量的稀硫酸溶解后,立即用溶液滴定至终点,消耗溶液。滴定过程中的离子方程式为___________,本实验所得产品的产率为___________%(保留到小数点后一位)。
21.二氯异氰尿酸钠(结构为)是一种非常高效的强氧化性消毒剂。常温下是白色固体,难溶于冷水;合成二氯异氰尿酸钠的反应为。某同学在实验室用如下装置制取二氯异氰尿酸钠(部分夹持装置已略)。
请回答下列问题:
(1)二氯异氰尿酸钠中N原子的杂化类型是_______。
(2)仪器a的名称是_______;仪器D中的试剂是_______。
(3)A中烧瓶内发生反应的化学方程式为_______。
(4)装置B的作用是_______;如果没有B装置,NaOH溶液会产生的不良结果是_______。
(5)待装置C_______时(填实验现象),再滴加溶液,反应过程中需要不断通入的目的是_______。
(6)实验室测定二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的原理如下:
准确称取m g样品,配成100mL溶液,取20.00mL所配溶液于碘量瓶中,加入稀和过量KI溶液,充分反应后,加入淀粉溶液,用c 标准溶液滴定,滴到终点时,消耗标准溶液的体积为V mL,则样品有效氯含量为_______%()
22.有四种短周期元素,它们的结构、性质等信息如下表所述:
元素 结构、性质等信息
A 是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂
B B与A同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性
C 元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂
D 是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂
请根据表中信息填写:
(1)A原子的核外电子排布式____________.
(2)B元素在周期表中的位置____________;离子半径:B____________A(填“大于”或“小于”).原子半径:B____________C(填“大于”或“小于”).
(3)C原子的电子排布图是____________,其原子核外有____________个未成对电子,能量最高的电子为____________轨道上的电子,其轨道呈____________形.
(4)D﹣的结构示意图是____________.第一电离能D____________A(填“大于”或“小于”).
(5)C单质中的化学键为____________(填“极性键”或“非极性键”),1molC的气态氢化物中含有____________molσ键。
参考答案:
1.A
氢键的强弱与元素电负性相对大小有关,F、O、N的电负性依次降低,、、键的极性依次降低,故③中的氢键强于①;而①又强于④,最弱的是②,氢键从强到弱的顺序排列是③>①>④>②;
故答案A正确。
2.D
A.H2中的σ键由两个原子的1s轨道以“头碰头”方式重叠构建而成,错误;
B.Cl2中的σ键由两个原子的3p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成,错误;
C.NaH为离子化合物,不存在共价键,错误;
D.HF中的σ键由氢原子的1s轨道和氟原子的2p轨道以“头碰头”方式重叠构建而成,正确。
3.C
A.键能越大,断开该键所需的能量越多,化学键越牢固,越难以断裂,故A错误;
B.键能越大,分子的能量越低,故B错误;
C.破坏化学键时需要吸收能量,形成化学键时放出能量,故C正确;
D.键能键长也可用于定量分析化学键的强弱,故D错误;
故答案:C。
4.D
A.由于CaF2晶体中中钙离子、氟离子交替排列,所以假设这个晶胞的体心上是Ca2+,那么三个顶点就是F-,每个周围距离相等且最近的有6个,选项A正确;
B.OF2与SiO2都是含有极性共价键的共价化合物,化合物中氧原子的价层电子对数都为4,杂化方式都为sp3杂化,选项B正确;
C.由晶体结构可知,A处到B处的距离为体对角线的,若A处一个的坐标为(,,),则B处也存在一个坐标为(,,),选项C正确;
D.三种氟化物均为离子晶体,晶体提供自由氟离子的能力越强,阴阳离子间形成离子键越弱,钡离子、钙离子、镁离子的电荷数相同,离子半径依次减小,则BaF2、CaF2、MgF2三种晶体中的离子键依次增强,晶体提供自由氟离子的能力依次减弱,脱硅能力依次减弱,选项D错误;
答案选D。
5.C
Sn和Be原子的价电子数分别为4和2,B和N原子的价电子数分别为3和5,所以SnCl2中Sn原子上有孤电子对而BeCl2中Be原子没有,NH3中N原子上有孤电子对而BF3中B原子没有,据此答题。
A.SnCl2的立体构型为V形、BeCl2为直线形,故A错误;
B.BF3的立体构型为平面三角形、NH3为三角锥形,故B错误;
C.CCl4和SiF4均为正四面体,故C正确;
D.CS2的价层电子数为2+1/2(6-2×2)=2、OF2的价层电子数为2+1/2(6-2×1)=4,立体构型分别为直线形和V形,故D错误。
故选C。
6.C
A.过程Ⅰ中转化为和氯原子,断裂极性键C-Cl键,故A正确;
B.根据题图信息可知,过程Ⅱ是氯原子与O3反应生成氧气和氧化氯,可用方程式表示为O3+Cl=ClO+O2,故B正确;
C.过程Ⅲ是原子结合成分子的过程中发生的反应为:,故C错误;
D.上述过程说明氟利昂中氯原子参与反应,整个反应前后仍旧为氯原子,则氯原子是破坏O3的催化剂,故D正确;
故答案为:C。
7.C
A.二氧化碳电子式为,分子中每个原子最外层都达到了8电子稳定结构,A正确;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:S>C>O,B正确;
C.OCS和CO2均为共价化合物,不含离子键,C错误;
D.OCS分子中只含有共价键,属于共价化合物,D正确;
故选C。
8.B
A.1分子白磷含有6个键,则含有的键数目为,A错误;
B.与的最简式均是,与的混合物中的物质的量是1mol,含有氮原子数为,B正确;
C.二氧化碳所处温度和压强未知,的物质的量不一定是1mol,与足量反应产生的气体分子数不一定为,C错误;
D.铝常温下与足量浓硫酸混合发生钝化,无法计算转移电子数目,D错误;
答案选B。
9.C
A.元素的非金属性越强,电负性越大,故电负性:,A正确;
B.三草酸合铁酸钾晶体光解产生Fe2+,可用检验,若出现蓝色沉淀,说明分解,B正确;
C.中C原子上不含孤对电子,σ键数为3,价层电子对数为3,杂化方式为sp2,CO2的中心原子C形成2个杂化轨道,采用sp杂化,C错误;
D.K+与[Fe(C2O4)3]3+之间形成离子键,中碳原子之间形成非极性键,不同原子之间形成极性键,D正确;
故选:C。
10.D
Z是牙齿的主要组成元素,推断Z是Ca元素;W2Y分子中含有10个电子,且是三原子分子,推断W2Y是H2O,则W是H元素,Y是O元素;矿石(Z2X6Y11·5W2Y)的组成元素是1-20号元素,从矿石的常见组成元素推断X是B元素。
A.Z的最高价氧化物的水化物是,是强碱,A错误;
B.据分析,Y是O元素,Z是Ca元素,W是H元素,简单离子半径:Ca2+>O2->H+,B错误;
C.X是B元素,其单质在通常条件下是固体,C错误;
D.化合物ZY2是,其中含有氧氧非极性共价键,D正确;
故选D。
11.B
A.碱金属与C60形成的球碳盐K3C60,C、C之间以非极性共价键结合,所以既有离子键,又有非极性共价键,A错误;
B.实验测知该物质属于离子晶体,熔融状态能导电,B正确;
C.该物质为离子晶体,C60形成的阴离子为一整体,则化学式为K3C60,C错误;
D.1mol中含有阳离子为3mol,阴离子为1mol,则阴、阳离子数目比为1:3,D错误;
故选B。
12.D
A.CH4分子中价层电子对个数= ,采用sp3杂化,不含孤电子对,所以其空间构型为正四面体,CH2Cl2分子中价层电子对个数=,采用sp3杂化,不含孤电子对,有H和Cl,所以其空间构型为四面体,A错误;
B.BeCl2分子中价层电子对个数= ,采用sp杂化,且不含孤电子对,所以其空间构型为直线型结构,SO2分子中价层电子对个数= ,采用sp2杂化,含1个孤电子对,所以其空间构型为V形结构,B错误;
C.BF3分子中价层电子对个数= ,采用sp2杂化,且不含孤电子对,所以其空间构型为平面三角形结构,PCl3分子中价层电子对个数= ,采用sp3杂化,且含1个孤电子对,所以其空间构型为三角锥形结构,C错误;
D. 离子中价层电子对个数= ,采用sp2杂化,且不含孤电子对,所以其空间构型为平面三角形结构, 离子中价层电子对个数= ,采用sp2杂化,且不含孤电子对,所以其空间构型为平面三角形结构,D正确;
故选D。
13. HF在通常条件下,除了正常的HF分子外,还有通过氢键联系在一起的缔合分子(HF)n,(HF)n的存在,使HF平均相对分子质量加大
(1)N2H6Cl2属于离子化合物,[N2H6]2+与Cl-之间以离子键结合,在阳离子[N2H6]2+中2个N原子形成共价单键,每个N原子分别与3个H原子形成共价键,因此使离子中每个原子都满足稳定结构,则N2H6Cl2的电子式为;
(2)HF是由HF分子构成的物质,在HF分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,增加了分子之间的吸引作用,使HF分子以聚合分子的形式存在,物质分子存在形式为(HF)n,使HF平均相对分子质量加大。
14.(1) 不属于 属于
(2)不一定
(3) 物理 化学
(1)同位素原子之间的转化是中子数发生变化,不属于化学变化;同素异形体之间的变化,是同种元素不同单质之间的变化,是化学变化;
(2)物质的熔化,电解质的电离的过程中都有化学键的断裂,但是不属于化学变化,所以存在化学键断裂的变化不一定属于化学变化;
(3)金属导电、吸附、胶体聚沉都没有新的物质生成,都属于物理变化;煤的气化是煤炭在高温条件下和水蒸气反应生成和、液化是将煤炭经过化学加工生成液态可燃物,都属于化学变化。
15. 与均为极性分子,中的氢键比中的多,与均为非极性分子,的相对分子质量较大,范德华力较大 乙醇分子间存在氢键 高于 氨分子间可形成氢键 分子与分子之间可以形成氢键 存在分子间氢键
(1)和均为极性分子,常温常压下两种物质均呈液态;和均为非极性分子,常温常压下两种物质均呈气态,根据4种物质在相同条件下的状态可以判断出、的沸点均高于、的沸点。由于分子中的2个氢原子都能形成氢键,而分子中只有羟基上的氢原子能形成氢键,所以中的氢键比中的多,则的沸点高于的沸点。和都属于非极性分子,由于的相对分子质量大于的相对分子质量,所以的沸点高于的沸点;
(2)乙醇的相对分子质量小于丙酮的相对分子质量,但乙醇分子间能形成氢键,丙酮分子间不能形成氢键,所以乙醇的沸点比丙酮的高;
(3)氨的沸点高于膦的沸点,因为氨分子间能形成氢键,膦分子间不能形成氢键;
(4)分子与分子之间可以形成氢键,且二者都是极性分子,故二者是互溶的;
(5)乙酸分子之间能形成氢键而乙醛分子之间不能形成氢键,故乙酸的沸点明显高于乙醛。
16. 1s22s22p63s23p64s1 含 不含 离子键、极性共价键
现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大,已知B元素是地壳中含量最高的元素,则B是O元素;A和C的价电子数相同,B和D的价电子数也相同,且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的;则A是H,C是Na,D是S;C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数,且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个,则E是Cl元素;六种元素的基态原子中,F原子的电子层数最多且和A处于同一主族,则F是K元素;然后根据元素周期律及元素、化合物的性质分析解答。
根据上述分析可知:A是H,B是O,C是Na,D是S,E是Cl,F是K元素。
(1)C是Na,E是Cl,二者形成的化合物NaCl是离子化合物,用电子式表示其形成过程为:;
(2)F是K元素,根据构造原理,可知基态K原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s1;
(3)A是H,D是S,S原子最外层有6个电子,与2个H原子的电子形成2个共价键,使分子中每个原子都达到稳定结构,其电子式为:;H2S结构式为:H-S-H,在分子,S、H原子形成的是共价单键,共价单键属于σ键,而不含π键;
(4)A是H,B是O,C是Na,这三种元素形成的化合物是NaOH,为离子化合物,Na+与OH-之间以离子键结合,在阳离子OH-中H、O原子之间以共价键结合,因此NaOH中含有离子键和极性共价键。
17.(1) 70 35
(2)设C70分子中五边形数为x个,六边形数为y个。
依题意可得方程组:(键数,即棱边数); (欧拉定理);解得五边形数x=12,六边形数y=25。
C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键,则平均每个C原子可形成个共价键,则共价键总数为70×=105,设C70分子中五边形数为x个,六边形数为y个,结合循欧拉定理:顶点数+面数-棱边数=2计算。
(1)C70分子中每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键,则平均每个C原子可形成
个共价键,则共价键总数为70×=105,每个碳原子只跟相邻的3个碳原子形成化学键,且核外最外层电子全部成键,则每个C原子形成2个单键、1个双键,即单键数=2倍的双键数,设单键数为m,双键数为n,则m+n=105,m=2n,解得m=70,n=35,故C70分子中所含的单键数为70,双键数为35。
(2)设C70分子中五边形数为x个,六边形数为y个。
依题意可得方程组:(键数,即棱边数); (欧拉定理);解得五边形数x=12,六边形数y=25。
18. 2NA(1.204×1024) 1:2 1:1 5.5 5:1 6NA(3.612×1024) 7
共价单键全是键,双键含1个键和1个π键,三键含1个键和2个π键,据此解答。
(1)分子内含有2个碳氧双键,双键中一个是键,另一个是π键,则中含有的键个数为(1.204×1024);
(2)的结构式为,推知的结构式为,含有1个键、2个π键,即CO分子内σ键与π键个数之比为1:2;的结构式为,分子的结构式为,分子中键与π键均为2个,即CO分子内σ键与π键个数之比为1:1;
(3)反应中有键断裂,即有参加反应,生成和,则形成的键有;
(4)设分子式为,则,合理的是,n=4,即分子式为,结构式为,所以一个分子中共含有5个键和1个键,即该分子中σ键与π键的个数之比为5:1;
(5)1个乙醛分子中存在1个碳氧双键,5个单键,1个分子中存在1个碳氧双键,6个单键,故乙醛中含有键的个数为6NA(3.612×1024),1个分子中含有7个键。
19.(1) NCl3+3H2O3HClO+NH3↑
(2) 球形干燥管 ac
(3) 3Cl2+NH4ClNCl3+4HCl 70℃≤T<95℃
(4)a
(5)
由实验装置图可知,装置A中为高锰酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,装置B中氯气与氯化铵溶液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,装置C用于冷凝收集三氯化氮,装置D中盛有的碱石灰用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,同时防止水蒸气进入锥形瓶中。
(1)
元素的非金属性越强,三卤化氮中氮卤键的键长越小、键能越大,分子的热稳定性越强,则三氟化氮的热稳定性强于三氯化氮;由题意可知,三氯化氮在热水中易水解生成次氯酸和氨气,反应的化学方程式为NCl3+3H2O3HClO+NH3↑,故答案为:NF3;NCl3+3H2O3HClO+NH3↑;
(2)
由图可知,仪器D为球形干燥管;装置A为固液不加热的装置,该装置可以用于电石与水反应制备乙炔,也可以用于苯、液溴在溴化铁做催化剂条件下制备溴苯,故答案为:球形干燥管;
(3)
由分析可知,装置B中氯气与氯化铵溶液在水浴加热条件下反应制备三氯化氮,反应的化学方程式为3Cl2+NH4ClNCl3+4HCl,由题给信息可知,实验时,为保证三氯化氮顺利蒸出,同时防止三氯化氮发生爆炸,水浴加热的温度应控制在70℃~95℃之间,故答案为:3Cl2+NH4ClNCl3+4HCl;70℃≤T<95℃;
(4)
由题意可知,滴定过程中发生的反应为氢氧化钠溶液与稀硫酸和硫酸铵溶液中的稀硫酸反应得到硫酸钠和硫酸铵的混合溶液,稀硫酸电离出的氢离子会抑制水的电离,所以稀硫酸转化为硫酸钠的过程中,水的电离程度增大,故选a;
(5)
由题意可知,滴定过程中消耗VmL0.100mol/L氢氧化钠溶液,则用于吸收氨气的稀硫酸的物质的量为0.050mol/L×0.025L—0.100mol/L×10—3VL×,由方程式和氮原子个数守恒可知,溶液中残留的三氯化氮的物质的量浓度为=mol/L,故答案为:。
20.(1) 正四面体
(2) 恒压滴液漏斗 除去水中溶解的氧气,防止Fe2+被氧化
(3)避免产品中混入铁粉
(4)3Fe2++2HPO+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH其他合理答案也可
(5)pH降低,不利于沉淀的生成;pH过高,会生成Fe(OH)2沉淀
(6) 5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O 88.9
制备八水合磷酸亚铁,因为亚铁离子容易被氧化,同时为防止引入新杂质,应用维生素C作底液,制备的原理是3FeSO4+2Na2HPO4+2CH3COONa+8H2O =Fe3(PO4)2·8H2O↓+3Na2SO4+2CH3OOH,据此分析;
(1)基态铁原子价电子排布式为3d64s2,则Fe2+价电子排布式为3d6,价电子轨道式为;PO中中心原子P有4个σ键,孤电子对数为=0,价层电子对数为4,因此PO的空间构型为正四面体形;故答案为PO;正四面体形;
(2)根据仪器a的特点,仪器a名称为恒压滴液漏斗;因为Fe2+容易被氧气氧化,因此配制时,需要将蒸馏水事先煮沸,目的是除去水中溶解的氧气,防止Fe2+被氧化;故恒压滴液漏斗;除去水中溶解的氧气,防止Fe2+被氧化;
(3)维生素C具有还原性,可以防止Fe2+被氧化,铁粉也能与Fe3+反应生成Fe2+,但铁粉为固体,使得制备的八水合磷酸亚铁中混有杂质,故答案为避免产品中混入铁粉;
(4)八水合磷酸亚铁难溶于水和醋酸,因此生成八水合磷酸亚铁的离子方程式为3Fe2++2HPO+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH;故答案为3Fe2++2HPO+2CH3COO-+8H2O=Fe3(PO4)2·8H2O↓+2CH3COOH;
(5)合成时需保持pH为6左右的原因是pH降低,不利于沉淀的生成;pH过高,会生成Fe(OH)2沉淀;故答案为pH降低,不利于沉淀的生成;pH过高,会生成Fe(OH)2沉淀;
(6)八水合磷酸亚铁溶于无机酸,然后用高锰酸钾溶液滴定,利用酸性高锰酸钾溶液的氧化性,将Fe2+氧化成Fe3+,本身被还原成Mn2+,根据化合价升降、原子守恒和电荷守恒,其反应离方程式为5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;根据离子方程式可知: n(Fe2+)×1=n(KMnO4)×5,n(Fe2+)=20.00mL×10-3L/mL×0.1000mol/L×5,即32.00g中含有Fe3(PO4)2·8H2O 的质量为m[Fe3(PO4)2·8H2O]= 20.00mL×10-3L/mL×0.1000mol/L×5××502g/mol×,100mL2.00mol/L硫酸亚铁全部转化成八水合磷酸亚铁的理论质量为100mL×10-3L/mL×2.00mol/L××502g/mol,则本实验产品的产率为≈88.9%;故答案为5Fe2++MnO+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O;88.9%。
21.(1),
(2) 恒压滴液漏斗 NaOH溶液
(3)
(4) 除去中的HCl NaOH的利用率低,产品杂质含量多
(5) 液面上方有黄绿色气体 使反应生成的NaOH再次生成NaClO,提高原料利用率
(6)
A装置制备氯气,B装置除去氯气中的HCl,C装置中氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠,次氯酸钠和合成二氯异氰尿酸钠,D用于吸收尾气。
(1)二氯异氰尿酸钠中N原子的杂化类型是、,答案:、;
(2)仪器a的名称是恒压滴液漏斗,仪器D中的试剂是氢氧化钠溶液,吸收尾气氯气,防止污染空气,答案:恒压滴液漏斗;NaOH溶液;
(3)装置A中浓盐酸和氯酸钾反应生成氯气,化学方程式,答案:;
(4)装置B用于除去中的HCl,如果没有B装置,HCl会和NaOH反应生成NaCl,造成NaOH的利用率低,产品杂质含量多,答案:除去中的HCl;NaOH的利用率低,产品杂质含量多;
(5)反应时,先打开A中恒压滴液漏斗活塞,反应产生氯气,排除装置中空气,待装置C液面上方有黄绿色气体,证明空气已被排尽,再滴加溶液,发生反应,反应过程中需要不断通入使反应生成的NaOH再次生成NaClO,提高原料利用率,答案:液面上方有黄绿色气体;使反应生成的NaOH再次生成NaClO,提高原料利用率;
(6)由得中反应可得关系:,
有效氯含量,答案:。
22. 1s22s22p63s1或[Ne]3s1 第三周期第ⅢA族 小于 大于 3 2p 哑铃 ; 大于 非极性键 3
钠钾合金是原子反应堆的导热剂,A是短周期中(除稀有气体外)原子半径最大的元素,该元素的某种合金是原子反应堆的导热剂,A是Na;B与Na同周期,其最高价氧化物的水化物呈两性,Al(OH)3呈两性,故B是Al;C元素的气态氢化物极易溶于水,可用作制冷剂,故C元素的气态氢化物为氨气,C为N;D是海水中除氢、氧元素外含量最多的元素,其单质或化合物也是自来水生产过程中常用的消毒杀菌剂,故D是Cl。
(1)A是Na,原子序数为11,其核外电子排布式为1s22s22p63s1或[Ne]3s1;
(2)B是Al,在周期表中的位于第三周期第ⅢA族;Na+、Al3+它们的核外电子数相同,核外电子数相同核电荷数越多,半径越小,故Al3+的半径小于Na+的半径;电子层数不同的主族元素,电子层数越多半径越大,故Al的原子半径大于N的原子半径;
(3)N的原子序数为7,核外有7个电子,核外电子排布图为,根据洪特规则,N原子核外有3个未成对电子;能量最高的电子为2p轨道上的电子,2p轨道呈哑铃形或纺锤形;
(4)D是Cl,Cl-核内质子数为17,核外电子数为18,故Cl-的结构示意图是;Na与Cl在元素周期表中位于第三周期,基态Na原子的核外电子排布式为 [Ne]3s1,基态Cl的核外电子排布式为[Ne]3s23p5,Na为ⅠA族的元素,第一电离能比较小,故Cl的第一电离能大于Na的电离能;
(5)C为N,C单质分子的结构式为,含有的化学键为非极性共价键,1个NH3分子中含有3个N-H键,均为σ键,故1molNH3中含有3molσ键