第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1molNH4Cl晶体中含有的共价键数目为3NA
B.11.2LCH4和22.4LCl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的气体分子数为1.5NA
C.向100mL0.10mol·L-1FeCl3溶液中加入足量Cu粉充分反应,转移电子数目为0.01NA
D.0.1molCH3COOH与足量CH3CH2OH充分反应生成的CH3COOCH2CH3分子数目为0.1NA
2.关于原子轨道的说法正确的是
A.凡是中心原子采取杂化轨道成键的分子,其分子几何构型都是正四面体形
B.CH4分子中的杂化轨道以平面正方形的形状分布
C.杂化轨道是由同一原子中能量最近的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.凡型的共价化合物,其中心原子A均采用杂化轨道成键
3.一种用作锂离子电池电解液的锂盐的阴离子结构如图所示,X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的核外电子中有3个未成对电子。下列说法正确的是
A.W元素最高价氧化物对应的水化物是强酸 B.该阴离子中不存在非极性键
C.X的氢化物沸点可能高于Z的氢化物 D.该离子中所有原子最外层均为8电子结构
4.下列化合物中,只含有离子键的是
A.HCl B. C. D.
5.下列粒子的中心原子形成sp3杂化轨道且该粒子的空间结构为三角锥形的是
A.SO B.CH C.ClO D.[PCl4]+
6.如图是一种分子式为C4H8O2的有机物的红外光谱图,则该有机物可能为
A.CH3COOCH2CH3 B.CH3CH2COOH
C.HCOOCH2CH2CH3 D.(CH3)2CHCH2COOH
7.含共价键的电解质是
A. B. C. D.
8.下列模型分别表示、、的结构,下列说法不正确的是
A.32g分子中含有1mol键
B.是由非极性键构成的分子
C.1mol分子中有3molσ键和2molπ键
D.分子中含非极性键
9.下列描述正确的是 ( )
A.CS2为V形极性分子 B.SiF4与SO的中心原子均为sp3杂化
C.C2H2分子中σ键与π键的数目比为1∶1 D.水加热到很高温度都难分解是因水沸点高
10.原子数相同、电子总数相同的粒子,互称为等电子体。硼元素可形成三个等电子体阴离子:BO2-、BC25-和BN2n-,则BN2n-中的n值为
A.1 B.2 C.3 D.4
11.下列比较正确的是
A.电负性:H>B
B.键角:PH3>NH3
C.第一电离能:I1(S)>I1(P)
D.分子的极性:OF2>H2O
12.我国科学工作者首次实现二氧化碳到淀粉的人工合成研究并取得原创性突破。有关物质的转化过程示意如图如下。下列说法不正确的是
A.反应①中分解制备需从外界吸收能量
B.反应②中涉及到极性键、非极性键的断裂
C.淀粉的过程中只涉及键的断裂和形成
D.分子中含极性共价键数为
13.美国科学家宣称发现了普通盐水在无线电波照射下可燃烧,这很可能是 21 世纪人类最伟大的发现之一。其原理是无线电频率可以降低盐水中物质内部的“结合力”,从而释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”的实质是
A.离子键
B.分子间作用力
C.非极性共价键
D.极性共价键
14.手性分子是指在分子结构中,当a、b、x、y为彼此互不相同的原子或原子团时,称此分子为手性分子,中心碳原子为手性碳原子。下列分子中指定的碳原子(用*标记)不属于手性碳原子的是
A.苹果酸
B.丙氨酸
C.葡萄糖
D.甘油醛
二、非选择题(共10题)
15.键的极性与分子的极性关系
(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多是___________,如O2、H2、P4、C60。
(2)含有极性键的双原子分子都是___________,如HCl、HF、HBr。
(3)含有极性键的多原子分子,立体构型对称的是___________;立体构型不对称的是___________。
16.考查下列三种分子:BF3、NF3、IF3,分别回答下列问题:
(1)写出各分子的路易斯电子结构式(用点和线标示原子的价电子结构):_______
(2)预言它们的几何构型,包括所有的键角:_______
(3)说明它们是否是极性分子,简述你的理由:_______
(4)讨论它们可能的路易斯酸碱性_______。
17.德国科学家BenjaminList发现了脯氨酸可以催化羟醛缩合反应,其反应历程简化如图所示。下列说法正确的是________
A.有机物①能够降低反应的活化能
B.有机物③是反应的催化剂
C.反应中只涉及极性键的断裂与生成
D.如果用代替,可生成
E.有机物④有6种不同化学环境的氢原子
F.整个过程反应物的原子利用率为100%
G.增加浓度,可提高单位时间内②的转化率
18.(1)H2S分子中,两个H-S的夹角接近90°,说明H2S分子的空间结构为_______。
(2)CO2分子中,两个C=O的夹角是180°,说明CO2分子的空间结构为_______。
(3)能说明CH4分子的空间结构不是平面正方形,而是正四面体形的是_______(填标号,双选)。
a.两个C-H之间的夹角为 b. C-H为极性共价键
c.4个C-H的键能、键长都相等 d.CH2Cl2只有一种(不存在同分异构体)
19.填空
(1)下列物质中,互为同位素的有_______,互为同素异形体的有_______,互为同系物的有_______,互为同分异构体的有_______,属于同种物质有_______。
①O2和O3②35Cl和37Cl③和④+和⑤CH3(CH2)2CH3和(CH3)2CHCH3⑥乙醇和甲醚(CH3OCH3)
(2)立方烷结构为,它的结构高度对称,其二氯代物有_______种。
(3)化合物甲只含C、H两种元素,化合物乙只含C、H、F三种元素,甲、乙都是饱和化合物,且分子中都含有26个电子,据此推断:
①甲的分子式是_______;若甲分子中有两个H原子被F原子代替,所得产物可能有_______种结构。
②乙是性能优异的环保产品,可替代某些会破坏臭氧层的氟里昂产品,用作制冷剂。已知乙分子中C、H、F原子个数比为1∶2∶2,则下列对于乙的描述正确的是_______
A.其分子空间构型为正四面体 B.碳为sp3杂化
C.具有两种同分异构体 D.没有同分异构体
20.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__________?
21.钒是人体不可缺少的元素,Heyliger 等首次报道了偏钒酸钠显著降低糖尿病大鼠血糖的作用后,钒化学的研究得到了很大发展。钒及其化合物也广泛应用于特种钢、催化剂、颜料、染料、电子材料及防腐剂等等领域。
(1)钒酸盐与磷酸盐结构相似。请画出VO、H2VO、VO2(H2O) 和V2O的空间构型__________。
(2)生理条件下的钒以多种氧化态存在,各种氧化态可以相互转化。通常细胞外的钒是V(V), 。而细胞内的钒是V(IV)。研究表明,钒酸二氢根离子可与亚铁血红素(Mtrc-Fe2+)反应,写出该反应的离子方程式__________。
(3)①已知配合物[VON(CH2COO)3]在水溶液中的几何构型是唯一 的,画出它的空间构型图__________。
②理论推测上述配合物分子在晶体中是有手性的,指出产生手性的原因__________。
(4)钒酸钇晶体是近年来新开发出的优良双折射光学晶体,在光电产业中得到广泛应用。可以在弱碱性溶液中用偏钒酸铵和硝酸钇合成。写出以Y2O3与V2O5为主要原料合成钒酸钇的化学方程式__________。
(5)若以市售分析纯偏钒酸铵为原料制备高纯钒酸钇单晶,需将杂质铁离子含量降至一定数量级。设每升偏钒酸铵溶液中含三价铁离子为5.0 ×10-5 mol,用0.01 mol dm-3的鏊合剂除铁。
①说明不采取使铁离子水解析出沉淀的方法除铁的理由__________。
②通过计算说明如何选择螯合剂使偏钒酸铵含铁量降至10-30moldm-3以下__________。
配离子
[Fe(edta)]2- [Fe(edta)]- [Fe(phen)3]2+ [Fe(phen)3]3+ 2.1×1014 1.7×1024 2.0×1021 1.3×1014
沉淀 Ksp
Fe(OH)2 Fe(OH)3 8.0×10-16 4.0×10-38
22.二氧化氯(ClO2)是一种绿色消毒剂,常温常压下为黄绿色气体,易溶于水。常见的化学合成方法有氧化法和还原法。
(1) 过硫酸盐氧化法:用原料亚氯酸钠(NaClO2)和过硫酸钠(Na2S2O8)直接反应,操作简单,同时可得到副产品Na2SO4。
①制备时发生反应的离子方程式为______。
②原料亚氯酸钠的阴离子(ClO)中Cl原子的杂化方式为______,副产品Na2SO4中阴离子的空间构型为______。
(2) 盐酸还原法:此法制得的二氧化氯消毒液中常含有ClO2和Cl2两种主要成分。为测定某二氧化氯消毒液中ClO2的浓度,进行如下实验:量取5.00 mL二氧化氯消毒液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到25.00 mL,再向其中加入过量KI溶液,充分振荡;用0.10 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定至浅黄色后,加入指示剂,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液5.50 mL;加入稀H2SO4调节溶液pH=3,再用0.10 mol/L Na2S2O3标准溶液滴定,滴至浅黄色时加入指示剂,继续滴定至终点,第二次滴定消耗Na2S2O3溶液20.00 mL。
已知:2ClO2+2KI=2KClO2+I2
KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O
2Na2S2O3+I2=Na2S4O6+ 2NaI
①用Na2S2O3标准溶液滴定时,均以淀粉溶液作指示剂,滴定终点的现象为______。
②计算该二氧化氯消毒液中ClO2的物质的量浓度______。(写出计算过程)
③若实验中调节溶液pH时稀硫酸用量不足,将导致测得的ClO2浓度______(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
23.I.请回答下列问题:
(1)常温常压下硼酸(H3BO3)晶体结构为层状,其二维平面结构如图。1 mol 硼酸(H3BO3)晶体中含有___ mol 氢键。从氢键的角度解释硼酸在冷水中的溶解度小而加热时溶解度增大:__________________。
(2)比较酸性的相对强弱:H2SO4__ HClO4 (填“>”“=”或“<”),已知能发生反应:H2SO4(浓)+NaClO4HClO4+NaHSO4,说明该反应能发生的理由_______________。
Ⅱ.氮化铝(AlN)是一种性能优异的新型材料,在许多领域有广泛应用,前景广阔。某化学小组模拟工业制氮化铝原理欲在实验室制备氮化铝。查阅资料:①实验室用饱和NaNO2溶液与NH4Cl溶液共热制N2:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O;②工业制氮化铝:Al2O3+3C+N22AlN+3CO,氮化铝在高温下能水解。
(1)氮化铝的制备
①实验中使用的装置如上图所示,请按照氮气流方向将各仪器接口连接:c→_____________。 (根据实验需要,上述装置可使用多次)
②D装置内氯化钯溶液的作用可能是_________________。
(2) AlN粉末会缓慢发生水解反应,粒径为100 nm的AlN粉末水解时溶液pH的变化如下图所示。
①AlN粉末水解的化学方程式是________________________。
②相同条件下,请在图中画出粒径为40 nm的AlN粉末水解的变化曲线__________。
24.A、B、C、D、E为短周期元素,在元素周期表中的相对位置如图所示。A、C两元素原子的核外电子数之和等于B原子的质子数,B原子的质子数和中子数相等。
A C
D B E
请回答下列问题:
(1)E元素位于元素周期表中第________周期第________族。
(2)几种元素中最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是(用化学式表示)____________________。
(3)C元素的原子结构示意图为________,用电子式表示C的氢化物的形成过程:____________。
(4)由元素A、C及氢元素形成的化合物中含有的化学键类型为____________________。
25.已知A,B,C,D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2,且前三种分子含有18个电子,D分子含有10个电子,B,C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2。D物质能刻蚀玻璃。
(1)A的分子式是________,写出A原子的价层电子排布式________。
(2)B分子的中心原子的杂化类型是________,分子空间构型是________,该分子属于________分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)C的化学式是________,分子中含有的化学键类型是________。
(4)D物质的沸点比HCl的沸点高,其主要原因是__________。
参考答案:
1.C
A.1个中含有4个N-H键,故1molNH4Cl晶体中含有共价键的数目为4NA,A项错误;
B.11.2LCH4和22.4LCl2(均为标准状况)分别为0.5mol和1mol,甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应,0.5mol甲烷有4molH,最多消耗4molCl2,因此甲烷过量,根据1mol氯气可取代1molH2,同时产生1molHCl分子可知,1molCl2完全反应可得1molHCl,根据C原子守恒,反应后含C物质的量=甲烷的物质的量,但由于在标况下,二氯甲烷,三氯甲烷,四氯甲烷为非气体,因此11.2LCH4和22.4LCl2(均为标准状况)在光照下充分反应后的气体分子数小于1.5NA,B项错误;
C.根据知0.01molFeCl3与足量Cu反应,转移电子数目为0.01NA,C项正确;
D.CH3COOH与足量CH3CH2OH生成乙酸乙酯的反应为可逆反应,生成的CH3COOCH2CH3分子数目小于0.1NA,D项错误;
答案选C。
2.C
A.中心原子采取sp3杂化的分子,VSEPR模型是正四面体,但其立体构形不一定是正四面体,如:水和氨气分子中心原子均采取sp3杂化,但H2O是V型,NH3是三角锥型,故A错误;
B. CH4分子中的杂化轨道以正四面体形状分布,故B错误;
C.sp3杂化轨道是指同一能层中能量相近s能级的一个轨道和p能级的三个轨道杂化以后形成四个新的轨道,新轨道的能量相同,故C正确;
D.AB3型的共价化合物可采用sp3杂化、sp2杂化轨道成键,如NH3是采用sp3杂化,BF3采用sp2杂化,故D错误;
答案选C。
3.C
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的核外电子中有3个未成对电子,则其p轨道上有3个电子,价电子排布式为3s23p3,W为P元素,由结构简式知Z形成1个共价键,Y形成2个共价键,X形成4个共价键,则Z为F元素,Y为O元素,X为C。
A.W为P元素,最高价氧化物对应的水化物是磷酸,磷酸不是强酸,故A错误;
B.该阴离子中含有C-C非极性键,故B错误;
C.X为C,C元素的氢化物有很多种,分子量越大沸点越高,可能高于Z的氢化物HF,故C正确;
D.该离子中P未形成8电子结构,故D错误;
故选C。
4.B
A.HCl中只含有共价键,不含有离子键,故A不符合题意;
B.中只含有离子键,不含有共价键,故B符合题意;
C.NH4Cl中氯离子和铵根离子之间存在离子键、H-N原子之间存在共价键,故C不符合题意;
D.中含有离子键和共价键,故D不符合题意。
答案选B。
5.B
中心原子形成sp3杂化轨道且该粒子的空间构型为三角锥形,说明该微粒中心原子价层电子对个数是4且含有一个孤电子对。
A.中心S原子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对,为正四面体结构,故A错误;
B.中心C原子价层电子对个数=3+=4且含有一个孤电子对,为三角锥形结构,故B正确;
C.中心Cl原子价层电子对个数=2+=4且含有两个孤电子对,为V形结构,故C错误;
D.[PCl4]+中心P原子价层电子对个数=4+=4且不含孤电子对,为正四面体结构,故D错误;
故选:B。
6.A
由红外光谱图可看出该分子中有不对称CH3,含有C=O、C-O-C单键,结合分子式C4H8O2判断。
A.CH3COOCH2CH3中存在不对称-CH3、C-O-C和C=O,且分子式为C4H8O2,故A符合题意;
B.CH3CH2COOH的分子式不为C4H8O2,且结构中没有C-O-C单键,故B不符合题意;
C.HCOOCH2CH2CH3中只含有1个-CH3,不存在C-O-C单键,故C不符合题意;
D.(CH3)2CHCH2COOH分子中存在对称-CH3,不存在C—O—C单键,且含碳数为5,故D不符合题意;
答案选A。
7.A
A.是金属氧化物,在熔融状态下导电,属于电解质,由Na+和构成,中O原子间形成共价键,A符合题意;
B.为有机化合物,在水溶液和熔融状态下不导电,属于非电解质,B不符合题意;
C.CHCl3为有机化合物,在水溶液和熔融状态下不导电,属于非电解质,C不符合题意;
D.属于盐,属于电解质,由Ba2+和S2-构成,不含有共价键,D不符合题意;
答案选A。
8.B
A.1 mol S8分子中含有8 mol σ键,因此32 g S8分子中所含σ键为 ,A正确;
B.根据SF6的结构模型可知,SF6是由S—F极性键构成的,B错误;
C.单键中有1个σ键,三键中有1个σ键和2个π键,因此1 mol乙炔中含有3 mol σ键和2 mol π键,C正确;
D.C2H2分子中所含的碳碳三键是非极性键,D正确;
故选B。
9.B
A.CS2中价层电子对个数=2+(4-2×2)=2,且该分子中正负电荷重心重合,所以为直线形非极性分子,A错误;
B.SiF4中价层电子对个数=4+(4-4×1)=4,中价层电子对个数=3+(6+2-3×2)=4,所以SiF4和中中心原子的价层电子对数均为4,因此中心原子均为sp3杂化,B正确;
C.共价键中所有的单键均为σ键,双键是一个σ键和一个π键,三键是一个σ键和两个π键,C2H2分子的结构式为H—C≡C—H,故C2H2中有3个σ键与2个π键,故σ键与π键的数目比为3∶2,C错误;
D.水加热到很高温度都很难分解是因为O-H键能大,与氢键无关,D错误;
故答案为:B。
10.C
BO2-中的电子数是5+8×2+1=22,所以5+7×2+n=22,解得n=3,答案选C。
11.A
A.电负性H为2.1,B为2.04,H>B,A比较正确;
B.PH3、NH3均为sp3杂化,氮原子半径小,则键角大,键角: NH3>PH3,B比较错误;
C.P原子最外层电子处于半充满的稳定结构,第一电离能大于S,第一电离能:I1(P)>I1(S),C比较错误;
D.OF2、H2O中心氧原子为sp3杂化,两者结构相似,但F的电负性比O大,而H电负性比O小,O从H吸电子,这个因素产生的极性和孤对电子的效果相同,极性叠加;而F从O吸电子的效果和孤对电子的效果是相反的,极性部分抵消,分子的极性:H2O>OF2,D比较错误;
答案为A。
12.C
A.生成H2O的反应为放热反应,那么H2O分解为吸热,需要外界提供能量,A正确;
B.反应②中氢气和二氧化碳生成甲醇,H2中H-H非极性键断裂、CO2中的C=O极性键断裂,B正确;
C.由流程可知,该过程中有O-H键和C-O的断裂与形成,还有O-P断裂,C错误;
D.由C3的结构简式可知,1个C3分子中极性键为H-O、O-C、C=O、C-H键,共价电子对数为10个,则1molC3分子中含极性共价键电子对数为10NA,D正确;
故选C。
13.D
无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,实质为水中化学键断裂得到H原子,水中为H O极性共价键,则“结合力”为极性共价键,
故选:D。
14.A
根据手性碳原子指连有四个不同基团的碳原子,手性碳原子判断时抓住:手性碳原子一定是饱和碳原子、手性碳原子所连接的四个基团要是不同的
A、HOOC﹣CH2﹣CHOH﹣COOH中*号碳原子上连有两个一样的氢原子,不是手性碳原子,故A正确;
B、中*号碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、甲基、羧基和氨基,是手性碳原子,故B错误;
C、中*号碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、﹣CH2OH、羟基以及剩余的大取代基,是手性碳原子,故C错误;
D、中*号碳原子上连有四个不一样的基团:氢原子、﹣CH2OH、羟基以及醛基,是手性碳原子,故D错误.
15.(1)非极性分子
(2)极性分子
(3) 非极性分子 极性分子
(1)只含有非极性键的双原子分子或多原子分子大多正电中心和负电中心重合,是非极性分子,如O2、H2、P4、C60。
(2)含有极性键的双原子分子正电中心和负电中心一定不重合,都是极性分子;
(3)含有极性键的多原子分子,立体构型对称的正电中心和负电中心重合,是非极性分子;立体构型不对称的正电中心和负电中心不重合,是极性分子。
16.(1)
(2)平面三角形,F-B-F=120°;三角锥体,F-N-F <107°;T形,F-I-F=90°
(3)非极性、极性、极性。理由: BH3 分子中,正电荷中心与负电荷中心在B原子处重合,故为非极性分子; NF3分子为三角锥体分子,正电荷中心在N原子上,负电荷中心在3个P原子构成的等边三角平面中心上,两者不重合,故为极性分子; IF3 分子为T形分子,正电荷中心在I原子,负电荷中心在3个F原子构成的三角平面中心,两者不重合,故为极性分子。
(4)路易斯酸、路易斯碱、路易斯碱
【解析】略
17.AG
A.有机物①最开始参与反应,到最后又被生成,故它是反应的催化剂,能够降低反应的活化能,A正确;
B.有机物③不是催化剂,是中间产物,B错误;
C.从⑤到⑥有C-C键生成,故有非极性键生成,C错误;
D.生成物的羰基应该在左起第三个碳原子上,D错误;
E.有机物④共有七个位置有H,且都属于不同的环境,即有7种环境的氢原子,E错误;
F.有水生成,故原子利用率没有达到100%,F错误;
G.氢离子是反应物,增加氢离子浓度可以提高单位时间内的化学反应速率,从而提升单位时间内的转化率,G正确;
故选AG。
18. V形 直线形 ad
(1)H2S分子中,两个H-S的夹角接近90°,说明H2S分子的空间结构为V型;
(2)CO2分子中,两个C=O的夹角是180°,说明CO2分子的空间结构为直线型;
(3)五原子分子CH4可能有平面正方形和正四面体形两种空间结构,不管为哪种,b、c两项都成立;若为前者,则键角为90°,CH2Cl2有两种结构:和;若为后者,键角为,则CH2Cl2只有一种,综上所述,答案为ad。
19.(1) ② ① ③ ⑤⑥ ④
(2)3
(3) C3H8 4 BD
(1)①氧气和臭氧是氧元素形成的不同种单质,互为同素异形体;
②35Cl和37Cl的质子数相同、中子数不同,互为同位素;
③2—甲基丙烷和2—甲基丁烷的结构相似,相差1个CH2原子团,互为同系物;
④由结构式可知,两种结构都为二氯甲烷,是同种物质;
⑤丁烷和异丁烷的分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
⑥乙醇和甲醚的分子式相同,结构不同,互为同分异构体;
则互为同位素的为②,互为同素异形体的为①,互为同系物的为③,互为同分异构体的为⑤⑥,属于同种物质的为④,故答案为:②;①;③;⑤⑥;④;
(2)由结构简式可知,立方烷的一氯代物有1种,二氯代物有3种,故答案为:3;
(3)由甲为只含C、H两种元素的饱和化合物可知,甲为烷烃,设甲的分子式为CnH2n+2,由分子中含有26个电子可得:6n+2n+2=26,解得n=3,则甲的分子式为C3H8;由化合物乙为只含C、H、F三种元素的饱和化合物可知,乙为氟代烃,设乙的分子式为CnH2n+2—xFx,由分子中含有26个电子可得:6n+(2n+2—x)+9x=26,由乙分子中C、H、F原子个数比为1∶2∶2可得n∶x=1∶2,解得n=1、x=2,则乙的分子式为CH2F2;
①由分析可知,甲的分子式为C3H8;丙烷的一氟代物有1—氟丙烷和2—氟丙烷,共2种,其中1—氟丙烷分子和2—氟丙烷分子中氢原子被氟原子取代所得结构有4种,分别为CH3CH2CHF2、CH3CF2CH3、CH2FCHFCH3、CH2FCH2CH2F,故答案为:C3H8;4;
②由分析可知,乙的分子式为CH2F2,名称为二氟甲烷;
A.二氟甲烷分子中碳氢键和碳氟键的键长不同,的空间构型为四面体形,不是正四面体形,故错误;
B.二氟甲烷分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,故正确;
C.甲烷分子的空间构型为四面体形,二氟甲烷分子不存在同分异构体,故错误;
D.甲烷分子的空间构型为四面体形,二氟甲烷分子不存在同分异构体,故正确;
故选BD。
20.(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。
21. VO 、H2VO 、VO2(H2O) 和V2O Mtrc-Fe2+ + H2VO4 +4H+ = Mtrc-Fe3+ + VO2++ 3H2O 分子的手性来源于鳌环的扭曲导致镜面对称性破缺 Y2O3 + 6HNO3 = 2Y (NO3)3+ 3H2O、V2O5+ 2NH3·H2O = 2NH4VO3 + H2O、Y (NO3)3+ NH4VO3 + 2NH3·H2O = YVO4↓ + 3NH4NO3+H2O (1)如果在弱酸性条件下,采取沉淀法除铁,则有以下问题:
A.Fe3+在弱酸性条件水解难以将铁离子降低到所要求的程度。
B. Fe (OH)3具有胶体的性质,过滤困难。
(2)如果在弱碱性条件下水解,Fe (OH)3会与原料共沉淀而损失原料。
所以不能用沉淀法除去微量铁。@采用加入鳌合剂在氨水中二次重结晶的方法除去微量的铁离子。第一次重结晶时加入乙二胺四乙酸二钠盐,可以除去绝大多数Fe3+,第二次重结晶时加入邻二氨菲,进一步降低Fe3+的含量。 采用加入鳌合剂在氨水中二次重结晶的方法除去微量的铁离子。第一次重结晶时加入乙二胺四乙酸二钠盐,可以除去绝大多数Fe3+,第二次重结晶时加入邻二氨菲,进一步降低Fe3+的含量。
(1)第一步
设残余Fe3+浓度为x mol dm-3 Fe3+ +edta4- = [Fe(edta)]- =1.7 ×1024 x=2.9 ×10-27
(2)第二步
设残余Fe3+浓度为y mol dm-3 Fe3+ + 3 phen = Fe(phen)33+ = 1.3 ×1014 y= 2.2 ×10-35
或者
(1)第一步
设残余Fe3+浓度为x mol dm-3 Fe3+ + 3 phen = Fe(phen) = 1.3 ×1014 3.8 ×10-13
(2)第二步
设残余Fe3+浓度为y mol dm-3 Fe3+ +edta4- = [Fe(edta)]- =1.7 ×1024 y= 2.2 ×10-35
(1) VO43- (2)H2VO4- (3)VO2(H2O)4+ (4) V2O74-
以下画法不扣分。
VO2(H2O)4+ 等等,未画成双键不扣分。
1-2 Mtrc-Fe2+ + H2VO4 +4H+ = Mtrc-Fe3+ + VO2++ 3H2O
1-3
1-3-1
1-3-2分子的手性来源于鳌环的扭曲导致镜面对称性破缺。
1-4 Y2O3 + 6HNO3 = 2Y (NO3)3+ 3H2O
V2O5+ 2NH3·H2O = 2NH4VO3 + H2O
Y (NO3)3+ NH4VO3 + 2NH3·H2O = YVO4↓ + 3NH4NO3+H2O (1分, 未画↓不扣分) (共3分)
1-5
1-5-1 。
(1)如果在弱酸性条件下,采取沉淀法除铁,则有以下问题:
A.Fe3+在弱酸性条件水解难以将铁离子降低到所要求的程度。
B. Fe (OH)3具有胶体的性质,过滤困难。
(2)如果在弱碱性条件下水解,Fe (OH)3会与原料共沉淀而损失原料。
所以不能用沉淀法除去微量铁。
1-5-2采用加入鳌合剂在氨水中二次重结晶的方法除去微量的铁离子。第一次重结晶时加入乙二胺四乙酸二钠盐,可以除去绝大多数Fe3+,第二次重结晶时加入邻二氨菲,进一步降低Fe3+的含量。
(1)第一步
设残余Fe3+浓度为x mol dm-3 Fe3+ +edta4- = [Fe(edta)]- =1.7 ×1024 x=2.9 ×10-27
(2)第二步
设残余Fe3+浓度为y mol dm-3 Fe3+ + 3 phen = Fe(phen) = 1.3 ×1014 y= 2.2 ×10-35
或者
(1)第一步
设残余Fe3+浓度为x mol dm-3 Fe3+ + 3 phen = Fe(phen)33+ = 1.3 ×1014 3.8 ×10-13
(2)第二步
设残余Fe3+浓度为y mol dm-3 Fe3+ +edta4- = [Fe(edta)]- =1.7 ×1024 y= 2.2 ×10-35
22. 2ClO+S2O=2ClO2↑+2SO sp3杂化 正四面体 溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来颜色 0.1 mol/L 偏小
(1)①亚氯酸钠(NaClO2)和过硫酸钠(Na2S2O8)直接反应可得ClO2,并得到副产品Na2SO4,该过程中Na2S2O8中-1价的O(过氧键)将+3价的Cl氧化为+4价,根据电子守恒可得NaClO2 和Na2S2O8的系数之比为2:1,再结合元素守恒可得离子方程式为2ClO+S2O=2ClO2↑+2SO;
②ClO中Cl原子的价层电子对数为=4,所以为sp3杂化;SO中S原子的价层电子对数为=4,孤电子对数为0,所以空间构型为正四面体;
(2)该实验过程中先利用KI将ClO2还原为KClO2,Cl2被还原为Cl-,然后用Na2S2O3标准溶液将被氧化生成I2还原成I-,之后再加入稀H2SO4调节溶液pH=3,该过程中发生反应KClO2+4KI+2H2SO4=KCl+2K2SO4+2I2+2H2O,然后再用Na2S2O3标准溶液滴定产生的I2,从而间接确定ClO2的量;
①达到滴定终点时碘单质被完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原来颜色;
②第二次滴定消耗Na2S2O3溶液20.00 mL,即被KClO2氧化生成的碘消耗了20.00 mLNa2S2O3溶液,依据反应原理得关系式:2ClO2~2KClO2~4I2~8Na2S2O3,n(ClO2)==5.0×10-4 mol,c(ClO2)= =0.1 mol/L;
③若实验中调节溶液pH时稀硫酸用量不足,则KClO2无法完全反应,则产生的碘单质偏少,消耗的标准液减小,将导致测得的ClO2浓度偏低。
23. 3 硼酸分子之间形成氢键,使硼酸谛合成层状大分子,在冷水中溶解度小,而加热硼酸分子之间形成的氢键被破坏,硼酸分子与水分子之间形成大量的氢键而使加热时硼酸的溶解度增大 < H2SO4的沸点高于HClO4,高沸点酸制取低沸点酸 a→b→d→e→g→f 吸收CO,防止污染空气 AlN+3H2OAl(OH)3+ NH3
I.(1)1个H3BO3周围形成6个氢键,每个氢键为1个H3BO3贡献率为,1个H3BO3单独占有氢键的数目为6×=3,则1 mol H3BO3晶体中含有3 mol 氢键;硼酸分子之间形成氢键,使硼酸谛合成层状大分子,在冷水中溶解度小,而加热时硼酸分子之间形成的氢键被破坏,硼酸分子与水分子之间形成大量的氢键而使加热时硼酸的溶解度增大,故答案为3;硼酸分子之间形成氢键,使硼酸谛合成层状大分子,在冷水中溶解度小,而加热时硼酸分子之间形成的氢键被破坏,硼酸分子与水分子之间形成大量的氢键而使加热时硼酸的溶解度增大。
(2)同周期主族非金属元素,随着核电荷数的增大,非金属性越来越强,S<Cl,元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性H2SO4<HClO4;反应H2SO4(浓)+NaClO4HClO4+NaHSO4,能够发生是因为H2SO4的沸点高于HClO4,高沸点酸制取低沸点酸,故答案为<;H2SO4的沸点高于HClO4,高沸点酸制取低沸点酸。
Ⅱ.(1)①A装置用来除去酸性气体和水蒸气,B装置用来制取N2,C装置用来制取AlN,D装置用来吸收CO,防止污染空气,按照氮气流方向各仪器接口连接顺序:c→a→b→d→e→g→f;
②D装置内氯化钯溶液的作用可能是吸收CO,防止污染空气,故答案为吸收CO,防止污染空气。
(2)①AlN粉末会发生水解,生成Al(OH)3和NH3,水解的化学方程式为AlN+3H2OAl(OH)3+ NH3,故答案为AlN+3H2OAl(OH)3+ NH3。
②相同条件下,由于粒径为40 nm的AlN粉末和水的接触面积更大,其水解速率大于粒径为100 nm的AlN粉末水解时的速率,由于固体不影响平衡,所以最终溶液的pH是相同的,粒径为40 nm的AlN粉末水解的变化曲线为。
24. 三 ⅦA HClO4 离子键和共价键
A、B、C、D、E为短周期元素,A、C两元素原子的核外电子数之和等于B原子的质子数,B原子的质子数和中子数相等,则B是S,在元素周期表中的相对位置如图所示,则A为N,B为S,C为F,D为P,E为Cl,据此分析解答。
(1) E为Cl,硫元素位于元素周期表中第三周期第ⅦA族;
(2)几种元素中,F的非金属性最强,但F没有正价,故没有最高价氧化物对应的水化物,除F外Cl的非金属性最强,非金属性越强,对应最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则最高价氧化物对应的水化物的酸性最强的是HClO4;
(3) C为F,其原子结构示意图为:,气态氢化物为HF,为共价化合物,原子间以共用电子对结合,电子式表示C的气态氢化物的形成过程:;
(4)元素A、C及氢元素形成的化合物为NH4F,铵盐属于离子化合物,含有离子键,铵根离子内部N原子和H原子以共价键结合,含有共价键。
25. Ar 3s23p6 sp3 V型 极性 N2H4 极性键、非极性键 HF分子之间能形成氢键
已知A,B,C,D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2,且前三种分子含有18个电子。D分子为10电子,能刻蚀玻璃,说明为氟化氢,B,C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2,B为硫化氢,C为N2H4,A为氩气。
已知A,B,C,D四种分子所含原子的数目依次为1、3、6、2,且都含有18个电子,D物质能刻蚀玻璃,说明为氟化氢,B,C是由两种元素的原子组成,且分子中两种原子的个数比均为1∶2,B为硫化氢,C为N2H4,A为氩气。
(1)A为氩气,分子式为Ar,价层电子排布是式为: 3s23p6 ;
(2)B为硫化氢,根据硫化氢与水分子是等电子体,可知中心原子硫采用sp3杂化,分子空间构型为V型,分子正负电荷不对称,属于极性分子。
(3)C为6个原子18个电子,两种原子个数比为1:2,根据10电子分子通过去氢推出,为N2H4,分子中含有氮原子之间的非极性键、氮与氢原子之间的极性键。
(4)D为氟化氢,沸点比氯化氢高,是因为氟化氢分子间存在氢键