第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列说法正确的是
A.C的电子排布式1s22s22p,违反了泡利不相容原理
B.常温常压下,18 gH2O含有氢键数为2NA
C.Ti的电子排布式1s22s22p63s23p10违反了洪特规则
D.ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量
2.进入冬季,雾霾天气的加重,严重影响人们的生产生活。近期科研人员提出了雾霾微颗粒中硫酸盐生成的转化机理,其主要过程示意图如图:
下列说法正确的是
A.NO、SO和SO3中N原子和S原子的杂化方式相同
B.第一电离能:N>O>S
C.SO、SO3和HNO2微粒中所有原子均共平面
D.该过程没有硫氧键生成
3.下列叙述不正确的是
A.HF、HCl、HBr、HI的沸点逐渐增大
B.在周期表中金属与非金属的分界处,可以找到半导体材料
C.Li、Na、K原子的电子层数依次增多
D.X元素最高价氧化物对应的水化物为HXO3,它的气态氢化物为H3X
4.水()是一种非常重要的资源,下面关于水的结构和性质的描述正确的是
A.水是平面三角形分子
B.水分子结构稳定,因为水分子可以形成氢键
C.水形成冰以后密度增大
D.水分子中的氧原子采用杂化
5.2022年北京冬奥会首次使用CO2跨临界直冷新型环保制冰技术。下列有关说法不正确的是
A.CO2是由极性键构成的非极性分子
B.干冰中CO2分子间只存在范德华力
C.冰中H2O分子之间的主要作用力是氢键
D.此技术制冰的过程中发生的是化学变化
6.“冰面为什么滑?”,这与冰层表面的结构有关,下列有关说法正确的是
A.由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解
B.第一层固态冰中,水分子间通过共价键形成空间网状结构
C.第二层“准液体”中,水分子间形成共价键机会减少,形成氢键的机会增加
D.当高于一定温度时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键断裂,产生“流动性的水分子”,使冰面变滑
7.X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的短周期元素,X核外电子只有一种自旋取向,Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,第一电离能低于同周期相邻元素,Y、Z、M、N在周期表中的位Y如图所示,下列说法不正确的是
Y Z
M N
A.原子半径:M>N>Z B.M的氧化物为两性氧化物
C.是含极性键的非极性分子 D.比稳定是因为键能X-Z>X-N
8.某物质M是制造染料的中间体,它的球棍模型如图所示,由短周期X、Y、Z、W四种元素组成,X是原子半径最小的元素,W的3p轨道有一个未成对电子,Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物。下列说法正确的是
A.电负性:Y>Z>W
B.最简单氢化物沸点:YC.X2Y2是极性分子
D.Z的最高价氧化物的空间构型为三角锥形
9.《Green Chemistry》报道,我国科研工作者发现了一种在低压条件下高效电催化还原CO2的新方法,其总反应为。下列相关化学用语和说法正确的是
A.中子数为20的氯原子: B.Na+的结构示意图:
C.CO2分子中C原子杂化方式: D.NaClO的电子式:
10.不久前,科学家研发了一种能让人如鱼那样从水中持续不断吸收氧气的水晶材料——“海王水晶”,其吸收氧气的能力依靠的是钴离子。下列有关说法正确的是
A.氧气在水中溶解度小是因为O2是非极性分子
B.H2O分子内存在的化学键按分类有极性键、σ键和氢键
C.矿物水晶的结构式为O=Si=O
D.钴元素位于元素周期表VIIIB族
11.下列说法中,正确的是
A.从空间角度看,2s轨道比1s轨道大,其空间包含了1s轨道
B.第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据
C.原子的电子层数越多,原子半径越大
D.硫化氢和水分子结构相似,硫化氢晶体中的配位数与冰中水分子的配位数相同
12.下列物质中,酸性最强的是
A. B. C. D.
二、非选择题(共10题)
13.(1)现有下列10种物质:①O2;②H2;③NH4NO3;④Na2O2;⑤Ba(OH)2;⑥CH4;⑦CO2;⑧NaF;⑨NH3;⑩I2。
其中既含离子键又含非极性键的是___________(填序号,下同);既含离子键又含极性键的是___________;属于电解质的是:___________。
(2)短周期的某元素的气态氢化物为H2R,则该元素的原子最外层有___________个电子。
(3)只含金属元素的主族位于第___________纵行。
(4)第四周期元素中,如第IIA族原子序数为a,则第IIIA族原子序数为___________(用含a的式子表示)。
(5)周期表中位于第8纵行的铁元素属于第___________族,已知铁的原子序数为26,最外层有2个电子,则铁的原子结构示意图为___________。
(6)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子。若XY2为常见元素形成的离子化合物,则其电子式为___________;若XY2为共价化合物,则其结构式为___________。
14.VIA族的氧、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含VIA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如图所示,S原子采用的轨道杂化方式是_______。
(2)比较酸性:H2SeO4_______H2SeO3(填“>”、“<”或“=”)。
(3)气态SeO3分子的立体构型为_______, 离子的VSEPR模型为_______。
(4)H2Se、H2S、H2O的沸点由高到低的顺序是_______,原因是_______。
(5)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,原因是_______。
15.已知有关氮、磷的单键和三键的键能()如下表:
N-N N≡N P-P P≡P
193 946 197 489
从能量角度看,氮以N2、而白磷以P4(结构式可表示为)形式存在的原因是_______。
16.石墨的片层结构如图所示,试回答:
(1)片层中平均每个正六边形含有_______个碳原子。
(2)在片层结构中,碳原子数、C-C键、六元环数之比为_______。
(3)ng碳原子可构成_______个正六边形。
17.(1)酸性强弱比较:苯酚___________碳酸(填“>”、“=”或“<”),原因(用相应的离子方程式表示):___________。
(2)沸点:H2O___________H2S(填“>”、“=”或“<”),原因___________。
(3)实验室欲测定Na2CO3和NaCl混合物中Na2CO3的质量分数ω(Na2CO3),实验步骤如下:称取此固体样品4.350g,溶于适量的水中,配成50mL溶液。取出25mL溶液,加入足量的AgNO3溶液充分反应,得到沉淀的质量为5.575g.则原混合物中ω(Na2CO3)=___________(保留4位有效数字)。写出简要的计算过程。
18.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______。
19.二氧化氯(ClO2)是目前国际上公认的高效安全消毒剂,其熔点为-59.0℃,沸点为11.0℃。某同学查得工业上制取ClO2的一种方法:在60℃时用潮湿的KClO3与草酸(H2C2O4)反应。该同学设计如图装置,模拟工业制取并收集ClO2。
回答下列问题:
(1)ClO2易溶于水但不与水发生化学反应,从分子结构的角度解释其易溶于水的原因___________;ClO2分子中存在离域π键,则a的数值为___________。
(2)装置A中的生成物还有K2CO3和ClO2等,写出该反应的化学方程式___________。
(3)装置B的作用是___________。
(4)该同学设计的装置A中还应安装的玻璃仪器是___________;装置C存在安全隐患,改进的方法是___________。
(5)将收集的ClO2溶于水得到ClO2溶液。为测定溶液中ClO2的含量,进行下列实验:
步骤1:准确量取ClO2溶液10.00mL,稀释成50.00mL试样,量取10.00mL试样加入锥形瓶中;
步骤2:调节试样的pH=2.0,加入足量的KI晶体,静置片刻;
步骤3:加入淀粉指示剂,用0.1000mol·L-1Na2S2O3溶液滴定,发生反应2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+2NaI。到达滴定终点时消耗Na2S2O3溶液12.00mL。
①步骤1中准确量取ClO2溶液所用的仪器是___________。
②步骤2的目的是___________(用离子方程式表示)。
③原溶液中ClO2的含量为___________mg·L-1。
20.维生素C化学式是,是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),具有很强的还原性,可以被空气中的氧气氧化。
某兴趣小组测定某橙汁中维生素C的含量。已知测定原理为:。
回答下列问题:
(1)用浓度为的标准溶液进行滴定,量取标准溶液时用______(填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”);指示剂为______________。
(2)实验过程
①洗涤仪器,检查滴定管是否漏液,润洗后装好标准碘溶液待用。
②用滴定管向锥形瓶中移入20.00mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。
③用左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视__________________,直到滴定终点。滴定至终点时的现象是_______________________。
④经数据处理,滴定中消耗标准碘溶液的体积是15.00mL,则此橙汁中维生素C的含量是___________(保留两位有效数字)
(3)滴定时不能剧烈摇动锥形瓶,除了防止液体溅出,原因还有:__________。
(4)会引起所测橙汁浓度偏大的操作为____________
A.滴定前有气泡,滴定后无气泡 B.滴定后读数时俯视滴定管
C.滴定管水洗后直接装入标准液 D.摇动锥形瓶时锥形瓶中有液体溅出
(5)已知维生素C的一种同分异构体结构简式如图则该分子中碳原子的轨道杂化类型为______;分子中σ键和π键数目之比为______;该化合物所含三种元素的电负性由强到弱顺序为______。
21.茉莉醛具有优雅的茉莉花香味,是一种广泛应用于化妆品、洗涤剂和空气清新剂的合成香料。
制备茉莉醛的一种反应原理、发生装置、工艺流程和有关数据如下:
I.反应原理:
II.发生装置:
III.工艺流程:
IV.关数据:
相对分子质量 密度/ 沸点/℃
苯甲醛 106 1.04 179
庚醛 114 0.85 153
茉莉醛 202 0.97 287
V.色谱分离图
回答下列问题:
(1)仪器b的名称是______;a与普通分液漏斗相比,其优点是______。
(2)“搅拌”中加入乙醇的作用是______;“加热”中需保持温度为60~65℃,应采取的加热方法是______;“操作I”的名称是______。
(3)柱色谱分离法是利用吸附剂对物质吸附能力的不同,进行物质分离提纯的一种方法。吸附剂一般难溶于水、表面积比较大,可选用下列物质中______作吸附剂。(填正确选项)
a.氯化钠 B.活性炭
(4)茉莉醛分子中碳原子的杂化方式为______。
(5)根据题中所给数据,所得茉莉醛产率约为______%(保留三位有效数字)。
22.A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子总数与其所在周期序数相同;D原子的L层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道;B原子的L层中未成对电子数与D相同,但有空轨道;D与E同族。请回答下列问题:
(1)A与B、C、D、E元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为_______,其中心原子的杂化方式为_______;A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性键,又含有非极性键的是_______(填化学式,任意写出三种)。
(2)这些元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价层电子对数为3的是_______(写两种即可);酸根离子呈三角锥形的是_______。
(3)分子的空间结构为_______;根据原子轨道重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为_______。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,其分子中键与键的数目之比为_______。
参考答案:
1.D
A.2p能级共有2个电子,应单独占据一个轨道且自旋方向相同,选项中填充在1个轨道中,违背了洪特规则,故A错误;
B.冰晶体中每个水分子形成4个氢键,每个氢键为2个水分子共用,冰晶体中每个水分子单独占有2个氢键,液态水不存在冰晶体的结构,只有部分水分子与邻近的水分子形成氢键,相同量的液态水中氢键比冰中少,18gH2O的物质的量为1mol,则含有的氢键不是2NA条,故B错误;
C.3p能级有3个轨道,每个轨道最多容纳两个电子,3p能级最多容纳6个电子,选项中3p能级填充10个电子,违背了泡利不相容原理,故C错误;
D.电子能量与能层和能级都有关,根据构造原理可知,ns电子的能量一定高于(n-1)p电子的能量,故D正确;
故选D。
2.B
A.中心N原子价层电子对=σ电子对+孤电子对=2+=3,故N为sp2杂化,中心S原子价层电子对=σ电子对+孤电子对=3+=4,故S为sp3杂化,SO3中心S原子价层电子对=σ电子对+孤电子对=3+=3,故S为sp2杂化,A错误;
B.第一电离能随着周期表往右和往上呈增大趋势,但ⅡA、ⅤA由于为全满、半满稳定结构,故其第一电离能比相邻原子要大,所以N>O>S,B正确;
C.由A选项知价层电子对为4对,含1对孤电子对,故其实际构型为三角锥形,其所有原子不可能都共面,C错误;
D.过程最后一步:SO3→,涉及硫氧键的形成,D错误;
故答案选B。
3.A
A.氟化氢分子间能够形成氢键,分子间的作用力大于同主族其他氢化物,氟化氢的沸点最高,故A错误;
B.在金属元素和非金属元素的分界处的元素通常既具有金属性又具有非金属性,可以用来做良好的半导体材料,如硅等,故B正确;
C.Li、Na、K都为ⅠA族元素,随着核电荷数增大,原子核外的电子层数依次增多,故C正确;
D.由X元素最高价氧化物对应的水化物为HXO3可知,X元素的最高正化合价为+5价,由非金属元素的最高正化合价和负化合价的绝对值之和为8可得,X元素的负化合价为—3价,则X元素的气态氢化物为H3X,故D正确;
故选A。
4.D
A.水分子中氧原子含有2个σ键和2个孤对电子,所以水分子是V型结构,选项A错误;
B.稳定性是化学性质,是共价键的强弱决定的,与氢键无关,选项B错误;
C.水结冰后,质量不变,体积变大,密度变小,选项C错误;
D.水分子中O原子的价层电子数=2+(6-2×1)=4,且含有2对孤电子对,所以采取方式杂化,选项D正确;
答案选D。
5.D
A.二氧化碳中C-O键为极性键,正负电荷重心重合,是非极性分子,A正确;
B.干冰为分子晶体,分子间只存在范德华力,B正确;
C.冰中水分子间存在氢键和范德华力,但氢键作用力比范德华力强,C正确;
D.该过程中无新物质生成,为物理变化,D错误;
故选D。
6.D
A.水分子的稳定性好,是由水分子内氢氧共价键的键能决定的,与分子间形成的氢键无关,A错误;
B.分子间不存在共价键,应该是通过氢键形成空间网状结构,B错误;
C.分子间不存在共价键应该是氢键个数减少,C错误;
D.当温度达到一定数值时,“准液体”中的水分子与下层冰连接的氢键被破坏,使一部分水分子能够自由流动,从而产生“流动性的水分子”,造成冰面变滑,D正确;
故选D。
7.C
X、Y、Z、M、N为原子序数依次增大的短周期元素,X核外电子只有一种自旋取向,X为H;Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,其核外电子排布式为:1s22s22p4或1s22s22p63s2,第一电离能低于同周期相邻元素,再结合在元素周期表中的位置可知,Z为O,则Y为N,M为Al,N为S。
A.同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上向下原子半径逐渐增大,原子半径:M>N>Z,A正确;
B.M为Al,氧化物Al2O3为两性氧化物,B正确;
C.N为S、Z为O,SO2的价层电子对数为:2+=3,采取sp2杂化,有一对孤对电子,空间构型为V型,正负电荷重心不重合,为含硫氧极性键的极性分子,C错误;
D.为H2O,为H2S,氧原子的半径比硫原子小,O-H键的键长比S-H键的键长短,O-H键的键能比S-H键的键能大,因此H2O比H2S稳定,D正确;
答案选C。
8.C
由M的球棍模型可知,X、Y、Z、W形成共价键的数目分别为1、2、、6、1,由短周期X、Y、Z、W四种元素组成,X是原子半径最小的元素,则X为H元素,W的3p轨道有一个未成对电子,则W为Cl元素;Y、Z同主族且能形成ZY2的化合物,则Y为O元素、Z为S元素。
A.元素的非金属性越强,电负性越大,氯元素的非金属性强于硫元素,则电负性强于硫元素,故A错误;
B.水分子能形成分子间氢键,硫化氢不能形成分子间氢键,所以水分子间的作用力大于硫化氢,沸点高于硫化氢,故B错误;
C.过氧化氢的空间构型为结构不对称的书形,属于极性分子,故C正确;
D.三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为0,分子的空间构型为平面正三角形,故D错误;
故选C。
9.D
A.中子数为20的氯原子的质量数是20+17=37,可表示为,A项错误;
B.钠离子结构示意图中核电荷数是11,核外电子总数是10,B项错误;
C.分子中C原子是sp杂化,直线型分子,C项错误;
D.NaClO是离子化合物,电子式书写正确,D项正确;
故选D。
10.A
A.根据“相似相容原理”,氧气在水中溶解度小是因为O2是非极性分子,
B.H2O分子内不存在氢键,H2O分子间存在氢键,故B错误;
C.矿物水晶的成分是二氧化硅,二氧化硅是原子晶体,每个Si原子与周围的4个氧原子形成4个O-Si键,不存在O=Si键,故C错误;
D.钴是27号元素,位于元素周期表第四周期VIII族,故D错误;
选A。
11.A
A.从空间角度看,2s、1s轨道都是以原子核为中心的球形 ,2s轨道比1s轨道大,2s空间包含了1s轨道,故A正确;
B.第一电离能小,金属性不一定强,如第一电离能Mg>Al,金属性Mg>Al,故B错误;
C.原子的电子层数越多,不一定原子半径越大,如锂原子的半径大于氯原子,故C错误;
D.水分子间能形成氢键,所以硫化氢晶体中的配位数与冰中水分子的配位数不相同,故D错误;
选A。
12.C
电负性,羧酸中与-COOH连接的碳原子上有2个F原子,其酸性最强,故答案选C。
13. ④ ③⑤ ③④⑤⑧ 6 2 a+11 VIII S=C=S
(1)①O2含有非极性共价键,属于单质,既不是电解质,也不是非电解质;
②H2含有非极性共价键,属于单质,既不是电解质,也不是非电解质;
③NH4NO3中与形成离子键,、中N和H、N和O形成极性共价键,属于盐,在水溶液或熔融状态下能够导电,是电解质;
④Na2O2中Na+和形成离子键,中O原子之间形成非极性共价键,在熔融状态下能够导电,是电解质;
⑤Ba(OH)2中Ba2+和OH-形成离子键,OH-中O原子和H原子形成极性共价键,在水溶液或熔融状态下能够导电,是电解质;
⑥CH4分子中C和H形成极性共价键,在水溶液和熔融状态下均不能导电,属于非电解质;
⑦CO2分子中C和O形成极性共价键,在水溶液和熔融状态下均不能导电,属于非电解质;
⑧NaF中Na+和F-形成离子键,属于盐,在水溶液或熔融状态下能够导电,是电解质;
⑨NH3分子中N和H形成极性共价键,在水溶液和熔融状态下均不能导电,属于非电解质;
⑩I2含有非极性共价键,属于单质,既不是电解质,也不是非电解质;
综上,既含离子键又含非极性键的是④;既含离子键又含极性键的是③⑤;属于电解质的是③④⑤⑧;
(2)短周期的某元素的气态氢化物为H2R,则该元素的化合价为-2价,即得到了2个电子,该元素的原子最外层有8-2=6个电子,故答案为:6;
(3)元素周期表中,ⅡA族只含有金属元素,位于元素周期表中的第2纵行,故答案为:2;
(4)第四周期元素中,第ⅡA族元素和第ⅢA族元素之间还有10个过渡金属元素,若第IIA族原子序数为a,则第IIIA族原子序数为a+11,故答案为:a+11;
(5)Fe位于元素周期表中的第四周期第Ⅷ族,其原子结构示意图为,故答案为:Ⅷ;;
(6)X、Y两种主族元素能形成XY2型化合物,已知XY2中共有38个电子。若XY2为常见元素形成的离子化合物,则XY2为CaF2,其电子式为,若XY2为共价化合物,则XY2为CS2,其结构式为S=C=S。
14.(1)sp3
(2)>
(3) 平面三角形 四面体形
(4) H2O>H2Se>H2S H2O可形成分子间氢键,沸点最高,H2Se与H2S结构相似,H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力大,因而H2Se比H2S沸点高
(5)H2O中O原子有2对孤对电子,H3O+中O原子有1对孤对电子,排斥力较小
【解析】(1)
每个S原子含有2个σ键和2个孤电子对,所以每个S原子的价层电子对个数是4,则S原子为sp3杂化;故答案为:sp3;
(2)
H2SeO3和H2SeO4可表示成(HO)2SeO和(HO)2SeO2,H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+,H2SeO4比H2SeO3酸性强,即酸性:H2SeO4> H2SeO3;
(3)
气态SeO3分子中Se原子价层电子对个数是3且不含孤电子对,所以其立体构型为平面三角形,离子中S原子价层电子对个数=3+=4且含有一个孤电子对,所以VSEPR模型为四面体形;
(4)
含氢键的物质可使其熔沸点升高,H2O可形成分子间氢键,沸点最高,H2Se与H2S结构相似,都是分子晶体,分子晶体的熔沸点与相对分子质量正相关,H2Se相对分子质量比H2S大,分子间作用力大,因而H2Se比H2S沸点高,则沸点:H2O>H2Se>H2S;
(5)
H2O中O原子有两对孤对电子,H3O+中O原子有一对孤对电子,因为孤电子对间的排斥力>孤电子对与成键电子对间的排斥力>成键电子对间的排斥力,导致H3O+中H-O-H键角比H2O中H-O-H键角大,故答案为:H2O中O原子有2对孤对电子,H3O+中O原子有1对孤对电子,排斥力较小。
15.键键能大于键键能之和,而键键能小于键键能之和,键能越大物质越稳定,故氮以N2、而白磷以P4形式存在
从能量角度看,N≡N的键能为946,N-N的键能为193,N≡N键能比N-N的大,P≡P的键能为489,P-P的键能为197,P4分子中6个P-P的键能比2个P≡P大,键能越大越稳定,所以氮以N2、而白磷以P4形式存在,故答案为:键键能大于键键能之和,而键键能小于键键能之和,键能越大物质越稳定,故氮以N2、而白磷以P4形式存在。
16. 2 2:3:1
(1)利用点与面之间的关系,根据结构图可知,每个正六边形占有的碳原子数是,故答案为:2;
(2)在石墨的片层结构中,以一个六元环为研究对象,由于每个C原子被3个六元环共用,即组成每个六元环需要碳原子数为;另外每个碳碳键被2个六元环共用,即属于每个六元环的碳碳键数为;碳原子数、C-C键、六元环数之比为2:3:1;
(3)碳原子数为,每个正六边形占有2个碳原子,故可构成个正六边形,故答案为:。
17. < C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+ > 水分子之间存在氢键 73.10%
(1)我们可利用强酸制弱酸的原理比较酸性强弱,根据苯酚钠与碳酸反应生成苯酚和碳酸氢钠可以判断出酸性:苯酚<碳酸,原因:C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+。答案为:<;C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+;
(2)H2O和H2S都形成分子晶体,沸点的高低取决于分子间作用力的大小,若分子间形成氢键,熔沸点会出现反常,水分子间存在氢键,则沸点:H2O>H2S;答案为:>;水分子之间存在氢键;
(3)加入AgNO3后,发生如下反应:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3,Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO3
设4.350g样品中含有Na2CO3为xmol,NaCl为ymol,则可得以下等量关系式:
①106x+58.5y=4.350 ;②276x+143.5y=5.575×2;解得x=0.03mol,y=0.02mol;ω(Na2CO3)==73.10%。答案为:73.10%。
18. 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。
19.(1) ClO2的空间结构为V形,属于极性分子,水分子也为极性分子 5
(2)H2C2O4+2KClO3K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O
(3)冷凝收集ClO2
(4) 温度计 导管末端连接球形干燥管
(5) 酸式滴定管(25.00 mL) 2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O 8100
装置A为发生装置,KClO3与H2C2O4反应生成ClO2,经过装置B冷凝得到液态ClO2,装置C为尾气处理装置,以此解题。
(1)
ClO2中心Cl原子含2个σ电子对,同时Cl自身还有孤电子对,根据价层电子对互斥理论知ClO2空间构型为V形,极性分子,H2O也为V形极性分子,根据相似相溶原理知ClO2易溶于水;ClO2中分子中Cl提供孤电子对,O提供空轨道,两者之间形成配位键,Cl自身剩余1个2p能级上电子,与2个O原子2p能级上2个电子形成离域大π键,如图所示,;
(2)
根据题意,初步确定反应为:KClO3+H2C2O4→ClO2↑+CO2↑+K2CO3+H2O,根据得失电子守恒和元素守恒配平得完整方程式为:H2C2O4+2KClO3K2CO3+2ClO2↑+CO2↑+H2O;
(3)
由于ClO2的熔点很低,装置B可用于冷凝收集ClO2;
(4)
由于该反应需控制温度60℃,故装置A还应安装温度计以控制反应温度;CO2、ClO2等气体溶于NaOH溶液会引发溶液倒吸,故需将装置C改进引入防倒吸装置,可以导管末端连接球形干燥管;
(5)
①由于量取ClO2溶液需精确到小数点后两位,故需选用酸式滴定管(25.00 mL);
②步骤2的目的是使ClO2充分与KI反应生成I2,根据得失电子守恒、电荷守恒(溶液显酸性可添加H+)、元素守恒配平,可得对应离子方程式为:2ClO2+10I-+8H+=5I2+2Cl-+4H2O;
③结合②问所写方程式和步骤3方程式,得关系式:
则n(ClO2)=×=0.1 mol·L-1×12 mL×10-3L·mL-1=1.2×10-3 mol,所以原溶液中ClO2的含量==8100 mg·L-1。
20.(1) 酸式滴定管 淀粉溶液
(2) 锥形瓶中溶液颜色的变化 滴入最后一滴标准液,溶液变为蓝色,且半分钟或30s内不恢复原来的颜色 0.0056
(3)防止空气进入反应液、避免维生素C被氧气氧化
(4)AC
(5) sp3、sp2 10:1 O>C>H
要测定某橙汁中维生素C的含量,可利用维生素C具有很强的还原性,能发生,用浓度为的标准溶液进行氧化还原滴定,以淀粉溶液为指示剂,当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟或30s内不恢复原来的颜色,即达到滴定终点;为防止维生素C被空气中的氧气氧化、防止液滴溅出,实验过程中不能剧烈摇动锥形瓶。
(1)碘会腐蚀橡胶,因此取标准溶液用酸式滴定管;测定原理是C6H8O6+I2→C6H6O6+2H++2I-,需要碘单质参加反应,碘遇淀粉变蓝色,则所需指示剂为淀粉溶液。
(2)③滴定过程中,用左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化,直到滴定终点。滴定至终点时的现象是:滴入最后一滴标准液,溶液变为蓝色,且半分钟或30s内不恢复原来的颜色。
④20.00mL待测橙汁消耗的标准碘溶液15.00mL,则根据测定原理,n(C6H8O6)=n(I2)=15×10-3L×7.50×10-3mol·L-1=1.125×10-4mol,则此橙汁中维生素C的含量是(保留两位有效数字)。
(3)已知维生素C具有很强的还原性,可以被空气中的氧气氧化,则滴定时不能剧烈摇动锥形瓶,除了防止液体溅出,原因还有:防止空气进入反应液、避免维生素C被氧气氧化。
(4)A. 滴定前有气泡,滴定后无气泡,消耗标准液体积增大,即所测结果偏高,故A符合题意;
B. 滴定后读数时俯视滴定管,所测得的标准液的体积偏小、结果偏低,故B不符合题意;
C. 滴定管水洗后直接装入标准液,标准液被稀释,消耗标准液体积增大,即所测结果偏高,故C符合题意;
D. 摇动锥形瓶时锥形瓶中有液体溅出,消耗标准液体积偏小,即所测结果偏低,故D不符合题意;
则会引起所测橙汁浓度偏大的操作为AC。
(5)由结构简式可知,该分子中含饱和碳原子(四面体结构)、羰基 (平面结构),则碳原子的轨道杂化类型为sp3、sp2;单键都是σ键、双键中1个σ键1个π键,则分子中有20个σ键和2个π键,σ键和π键数目之比为10:1;同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,该化合物所含三种元素的电负性由强到弱顺序为O>C>H。
21.(1) 球形冷凝管 内外压强相通,便于液体顺利流下
(2) 做溶剂,增加苯甲醛的溶解度 水浴加热 分液
(3)B
(4)、
(5)41.7
茉莉醛是苯甲醛和庚醛在碱性条件下水浴加热反应得到,用乙醇溶解苯甲醛和KOH,再加入庚醛在水浴条件下反应,冷却后分液得到有机层,再水洗分液、过滤,再蒸馏,柱色谱分离,最终得到产品。
(1)根据图中信息得到仪器b的名称是球形冷凝管;仪器a是恒压分液漏斗,a与普通分液漏斗相比,其优点是内外压强相通,便于液体顺利流下;故答案为:球形冷凝管;内外压强相通,便于液体顺利流下。
(2)整个反应中乙醇没有作反应物,因此“搅拌”中加入乙醇的作用是做溶剂,增加苯甲醛的溶解度;“加热”中需保持温度为60~65℃,应采取的加热方法是水浴加热;根据“操作I”后得到有机层,说明“操作I”的名称是分液;故答案为:做溶剂,增加苯甲醛的溶解度;水浴加热;分液。
(3)吸附剂一般难溶于水、表面积比较大,活性炭具有表面积大,难溶于水,而氯化钠易溶于水,因此可选用活性炭作吸附剂;故答案为:B。
(4)茉莉醛分子中 (CH2)4CH3中碳原子都为sp3杂化,其他的碳原子都是sp2杂化,因此分子中碳原子的杂化方式为、;故答案为:、。
(5)10.6mL苯甲醛物质的量为,6.84g庚醛物质的量为,则按照庚醛进行计算得到茉莉醛物质的量为0.06mol,根据题中所给数据,所得茉莉醛产率约为;故答案为:41.7。
22.(1) 、、
(2) 、
(3) 正四面体形 键
(4)
由“A的核外电子总数与其所在周期序数相同”可知A是H元素;由“D原子的L层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道”可知D是O元素;由“B原子的L层中未成对电子数与D相同,但有空轨道”可知B是C元素;由A、B、C、D、E的原子序数依次增大可知C是N元素;由A、B、C、D、E为短周期元素和D与E同族可知E是S元素。
(1)H与B、C、D、E元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为,其中心原子的价层电子对数为4,所以中心原子的杂化方式为,H分别与C、N、O形成的共价化合物中既含有极性键,又含有非极性键的是、、等。
(2)这些元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价层电子对数为3的酸根离子是、等;酸根离子呈三角锥形结构的是。
(3)分子的空间结构为正四面体形;根据原子轨道重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为键。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,该氢化物的分子式为,结构式为,分子中键与键的数目之比为。