第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.以下关于化学键的说法中不正确的是
A.键和π键都可单独存在
B.由两种元素组成的化合物中可既含有极性键,又含有非极性键
C.CO2分子中有两个键和两个π键
D.空气中N2的化学性质比O2稳定是由于N2分子中化学键的键能大于O2分子中的化学键键能
2.下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素的氢化物高
②丙三醇的黏度强于乙醇
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥蛋白质分子形成二级,三级结构
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤ C.①②③④ D.①②③
3.下列关于H2O和H2S的说法中错误的是
A.都是极性分子
B.H-O比H-S键长更短,键能更大
C.分子中所有原子的最外层都达到8电子稳定结构
D.H2O的沸点比H2S高,是因为水分子间形成了氢键
4.下列描述中正确的是
A.节日燃放的焰火与电子跃迁有关
B.氢原子电子云的一个小黑点表示一个电子
C.CS2是空间构型为V形的极性分子
D.HCN、SiF4和的中心原子均为sp3杂化
5.下列说法正确的是
A.CH4为极性分子 B.H2O的填充模型为
C.NH3的电子式为 D.第一电离能:N>O>C
6.是阿伏加德罗常数的值。我国科学家实现常压合成乙二醇,其转化过程如图。下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L含有的氢原子数为
B.0.1 mol含有的σ键数为
C.6g含有的分子数为
D.CO和合成1mol乙二醇消耗分子数为
7.邻、间、对三种硝基苯酚的熔点依次为,下列对三种物质的描述错误的是
A.均可形成氢键 B.熔点不同的直接原因是分子间作用力不同
C.均具有氧化性,均可用做指示剂 D.碳原子与氧原子杂化方式相同
8.原子总数和价电子总数相等的粒子叫做等电子体,具有相似的化学键特征,下列各组粒子属于等电子体的是
A.CH4和NH3 B.CO和N2 C.NO和NO2 D.CO2和SO2
9.已知:
化学键
键能/ 412 348 612 436
则乙苯催化脱氢制苯乙烯:的反应热为
A. B.
C. D.
10.下列描述中正确的是
A.CS2分子的立体构型为V形 B.ClO 的立体构型为平面三角形
C.NH3、CO、CO2都是极性分子 D.SiF4和SO 的中心原子均采取sp3杂化
11.某小组为了探究KI的性质,设计了如下实验:
操作 试剂X(0.1mol L-1)现象 现象
I.AgNO3溶液 产生黄色沉淀
II.AgCl浊液 产生黄色沉淀
III.FeCl3溶液和淀粉溶液 溶液变为蓝色
IV.在III反应后的溶液中加入Na2S2O3溶液 溶液由蓝色变为无色
下列推断正确的是
A.实验I中AgNO3的NO空间构型为三角锥形
B.由实验II知,Ksp(AgCl)C.由实验III知:还原性I->Fe2+
D.由实验IV知:Na2S2O3具有氧化性
12.在以下的分子或离子中,空间结构的几何形状不是三角锥形的是
A.NF3 B.CH C.CO2 D.H3O+
二、非选择题(共10题)
13.(1)以液态HF做溶剂的体系中,许多在水溶液中呈酸性的化合物呈碱性或两性。例如呈碱性,请写出液态HF中,少量()与HF反应的化学方程式_______。
(2)乙炔钠()是离子化合物,各原子均满足8电子或2电子稳定结构,的电子式是_______。
(3)氨气与水分子间可能存在的氢键形式如图所示:请从电离角度分析结构更稳定的结构式是(填“a”或“b”)_______,用一个电离方程式作为该结构更稳定的证据_______。
14.碳和硅及其化合物广泛存在于自然界中,回答下列问题:
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用___________形象化描述。在基态碳原子中,核外存在___________对自旋相反的电子。
(2)单质硅存在与金刚石结构类似的晶体,其中原子与原子之间以___________(填化学键类型)相结合,其晶胞中共有8个原子,其中在面心位置贡献___________个原子。
(3)单质硅可通过甲硅烷(SiH4)分解反应来制备。工业上采用Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,SiH4溶于液氨,该反应的化学方程式为___________。
(4)在硅酸盐中,SiO四面体(如下图(a))通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为___________,Si与O的原子数之比为___________
15.工业上以食盐、氨气、二氧化碳等物质为原料制取纯碱。
(1)实验室提纯粗盐的一个重要环节是除去粗盐水中的杂质阳离子(主要含Ca2+、Mg2+),提纯该粗盐时,可考虑在粗盐水中依次加入沉淀剂A、B除杂质(沉淀剂A来源于石灰窑厂),写出A、B的化学式。A____ 、B_____。
(2)氨气分子的空间构型为_____,其中N原子采用_____杂化方式,二氧化碳中心原子C采用_____杂化方式。
(3)上述实验涉及的元素中,Ca基态原子电子排布式为__________________。
(4)上述实验涉及的元素中,O2-、Na+、Cl-中半径最小的是__________。
(5)制取纯碱时,向饱和食盐水中通入气体,即可得到小苏打的沉淀物,氨气与二氧化碳通入的先后顺序是:_________,因为:___________
(6)写成工业上以食盐、氨气、二氧化碳等物质为原料制取小苏打反应的化学方程式:______
16.硝基苯酚是一种应用较广的酸碱指示剂和分析试剂,是合成染料、医药和高能材料的重要中间体原料。已知几种有机物的一些性质如下表:
物质 颜色 熔点/°C 沸点/°C 溶解性 其他
苯酚 无色 40.9 181.8 常温下易溶于乙醇、甘油、氯仿及乙醚,稍溶于水,65 °C以上能与水混溶。
邻硝基苯酚 浅黄色 44.5 216 溶于乙醇、乙醚、苯、二硫化碳、苛性碱和热水中,微溶于冷水。 能与水蒸气,一同挥发
对硝基苯酚 浅黄色 113.4 279 常温下微溶于水,易溶于乙醇、氯仿及乙醚,可溶于碱液。 不与水蒸气,一同挥发
以苯酚为原料制备硝基苯酚的反应如下:
+
实验步骤如下:
(Ⅰ)向250 mL三口烧瓶中加入试剂[包括: a.6.00g NaNO3 (0.07 mol);b.4 mL浓H2SO4;c.一定体积的乙醚与水],完全溶解后,将烧瓶置于冰水浴冷却至15~20°C。
(Ⅱ)将4.70g苯酚(0.05 mol)完全溶于5 mL温水后, 转入滴液漏斗。
(Ⅲ)在搅拌下,将苯酚水溶液滴至三口烧瓶中,用冰水浴将反应温度维持在20°C左右。
(Ⅳ)苯酚滴加完毕后,继续搅拌反应2 h。反应结束后,将反应混合物转入分液漏斗,进行一系列分离处理即可得到对硝基苯酚和邻硝基苯酚两种产物。
回答下列问题:
(1)从上表可知,对硝基苯酚的熔、沸点均明显高于邻硝基苯酚,为什么_____?
(2)若发现苯酚原料呈粉红色,其原因是什么?应如何处理_____?
(3)步骤(Ⅰ)中应按什么顺序加入试剂_____?(用字母表示)
(4)步骤(Ⅲ)中,为什么要将反应温度维持在20°C左右_____?
(5)写出步骤(Ⅳ)中分离处理的具体操作过程_____。
(6)溶剂乙醚与水的用量对反应的影响结果见下表,请总结其规律_____。
实验序号 溶剂体积/mL 产物质量及比例 总产率1%
水 乙醚 邻硝基苯酚质量/g 对硝基苯酚质量/g 邻对比
1 10 10 2.05 1.36 1.51:1 49.1
2 20 10 2.41 1.18 2.04:1 51.7
3 30 10 2.25 1.37 1.64:1 52.1
4 20 20 2.91 1.96. 1.48:1 70.1
5 30 30 1.79 1.19 1.50:1 42.9
6 40 40 1.18 0.79 1.49:1 28.3
7 50 50 0.90 0.62 1.45:1 21.9
17.二氯异氰尿酸钠(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_______%()
18.I.乙醇在生产生活中有着广泛的应用,回答下列与乙醇相关的问题:
(1)乙醇的沸点为78℃,而乙烷的沸点—89℃,远低于乙醇,试解释原因:____。
(2)乙醇和苯酚的官能团都是羟基,它们的性质具有相似性,同时也具有差异性,教材中对它们的相似性和差异性描述不正确的是____。
A.都可以和金属Na发生反应,且苯酚与金属Na反应更为剧烈
B.都可以发生燃烧,且相同物质的量的乙醇和苯酚耗氧量完全相同
C.都可以发生消去反应,都能得到含有不饱和键的有机物
D.都可以发生取代反应,且苯酚可以得到白色沉淀
(3)实验室可用乙醇和乙酸反应制备乙酸乙酯,为探究反应原理,某科研团队使用了同位素标记法,完成下列方程式:____。
CH3COOH+H18OCH2CH3_______+______。
II.如图是实验室用乙醇与浓硫酸制取并检验乙烯性质的装置图。
(4)写出该实验中制取乙烯的化学方程式____。
(5)酒精灯加热前,在圆底烧瓶中放入几块碎瓷片的目的是____。
(6)有同学认为,溴水和酸性高锰酸钾褪色不一定是乙烯的作用,也可能是上述反应过程中产生了副产物____气体(填化学式,下同),为了排除该气体的影响,应在A、B中间连入两个洗气装置,分别装有____溶液和品红溶液。
19.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______。
20.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+ 2.1×10141.7×1024 2.0×1021 1.3×1014
沉淀 Ksp
Fe(OH)2Fe(OH)3 8.0×10-164.0×10-38
21.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。
22.A、B、C、D是四种短周期主族元素, E位于第四周期。 A的最外层电子数是次外层电子数的2倍, C+与A4-具有相同的电子层结构, D的氧化物为光导纤维的主要成分。 B的简单氢化物的水溶液呈碱性, E与 B同主族。
请完成下列问题:
(1)D元素在周期表中的位置:__________________。
(2)B的最简单氢化物化学式为_______;D的氢化物稳定性比B的_____(填“强”或“弱”)。
(3)A与D之间形成的化学键属于___________ (填“离子键”、“极性共价键” 或 “非极性共价键”);C最高价氧化物对应的水化物溶液呈_______(填“酸性” 、“碱性”或“两性”)。
(4)B、C、D三种元素的原子半径由大到小顺序为_______________(用元素符号表示)。
(5) E 与锗、硒的第一电离能由小到大的顺序为_____________(用元素符号表示) 。与A的氧化物(AO)互为等电子体的有______(写一种即可)。
(6)C的最高价氧化物的水化物与D的氧化物反应的离子方程式:________________。
参考答案:
1.A
A.键是电子云头对头形成的共价键,而π键是电子云肩并肩形成的共价键,键可以在分子中单独存在,但π键是与键同时出现的,不可单独存在,故A错误;
B.由两种元素组成的化合物中可既含有极性键,又含有非极性键,如H-C≡C-H分子中含有碳氢极性键和碳碳非极性键,故B正确;
C.二氧化碳分子的结构式为O=C=O,由结构式可知二氧化碳分子中含有两个键和两个π键,故C正确;
D.键能越大,其稳定性越强,氮气分子中含有氮氮三键,氧气分子中含有氧氧双键,氮氮三键的键能比氧氧双键的键能大,则氮气比氧气稳定,故D正确;
故选A。
2.A
①第ⅤA族中N的非金属性最强,NH3分子间存在氢键,NH3的熔、沸点比ⅤA族其他元素的氢化物高,故①符合题意;
②醇分子中羟基越多,形成的氢键越多,黏度越大,故丙三醇的黏度强于乙醇,故②符合题意;
③在液态水中,通常是几个水分子通过氢键结合,而固态冰中水大范围地以氢键结合,成为疏松的晶体,在冰的结构中有许多空隙,造成体积膨胀,冰的密度比液态水的密度小,故③符合题意;
④尿素分子间形成的氢键比醋酸分子间形成的氢键多,所以尿素的熔、沸点比醋酸的高,故④符合题意;
⑤邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低,故⑤符合题意;
⑥维持蛋白质二级结构各种形式的化学键是氢键,故⑥符合题意;
故①②③④⑤⑥都符合题意,答案为A。
3.C
A.两个分子的共价键均是极性键,分子结构均不呈中心对称,所以两个分子均是极性分子,A正确;
B.原子半径越小,相同类型的共价键键长越短,键能越大,B正确;
C.分子中氢原子是2电子稳定,C错误;
D.氧原子原子半径小,电负性强,H—O键极性强,H原子原子核裸漏时间长,带正电状态明显,O原子带负电状态明显,所以水分子间能形成氢键,物态变化时水需要更多能量破坏氢键,故水的沸点更高,D正确;
综上,本题选C。
4.A
A.节日燃放的焰火是原子由激发态到基态发生的电子的跃迁,与电子跃迁有关,故A正确;
B.氢原子的电子云图中的小黑点表示电子在核外空间出现机会的多少,而不表示一个电子,故B错误;
C.CS2和CO2的分子构型相同,二硫化碳的结构式为S=C=S,空间构型是直线型,故C错误;
D.SiF4和的中心原子的价层电子对数为4对,均为sp3杂化,HCN的结构式为H-C≡N,碳原子采用sp杂化,故D错误;
答案选A。
5.D
A.CH4为正四面体构型,正负电荷中心重合,为非极性分子,故A错误;
B.H2O的填充模型为,故B错误;
C.NH3的电子式为,故C错误;
D.N、O、C为同周期元素,第一电离能从左到右呈增大趋势,但因N的最外层为半满稳定结构其第一电离能大于氧,因此第一电离能N>O>C,故D正确;
故选:D。
6.D
A.标准状况下,不是气体,不能用气体摩尔体积来计算物质的量,A错误;
B.共价单键含1个σ键,共价双键含1个σ键和1个π键,0.1 mol该物质含有的σ键数为,B错误;
C.SiO2是立体网状结构,是共价晶体,不存在分子,C错误;
D.CO和合成乙二醇的化学方程式为2CO+3=HOCH2CH2OH,则合成1mol乙二醇需要3mol,消耗分子数为,D正确;
故选:D。
7.D
A.邻、间、对三种硝基苯酚的熔点依次为,熔沸点差异,主要是三种硝基苯酚都存在氢键,邻硝基苯酚易形成分子内氢键,对硝基苯酚易形成分子间氢键,故A正确;
B.邻硝基苯酚易形成分子内氢键,对硝基苯酚易形成分子间氢键,三种分子的分子间作用力不同,因此熔点不同,故B正确;
C.三者都含有酚羟基,均具有氧化性,均可用做指示剂,故C正确;
D.碳原子是sp2杂化,羟基氧原子是sp3杂化,两者杂化方式不相同,故D错误。
综上所述,答案为D。
8.B
A.两者原子总数不同,不属于等电子体,A错误;
B.CO的价电子数是4+6=10,N2的价电子数是5×2=10,两者的原子数均为2,是等电子体,B正确;
C.NO、NO2的原子数不相等,不是等电子体,C错误;
D.CO2的价电子数是4+6×2=16,SO2的价电子数是6+6×2=18,价电子数不相等,不是等电子体,D错误;
故选:B。
9.A
反应热=反应物的总键能-生成物的总键能,由有机物的结构可知,该反应的反应热是中总键能与、总键能,即,故A正确;
故答案:A。
10.D
A.CS2中C原子孤电子对数、价电子对数,是直线型结构,A不正确;
B.ClO中中心原子价层电子对数为3+=4,孤对电子对数是1,所以是三角锥形结构,B不正确;
C.NH3是三角锥形,NH3、CO 分子内正负电荷中心不重叠,均是极性分子,CO2是直线型结构、分子内正负电荷中心重叠,是非极性分子,C不正确;
D.SO内中心原子孤电子对数=、价层电子对数=3+1=4,故中心原子为sp3杂化;SiF4的中心原子孤电子对数=、价层电子对数=4+0=4,故中心原子为sp3杂化,D正确;
答案选D。
11.C
A.NO中N原子的价层电子对为3对,采取sp2杂化,空间构型为平面三角形,故A错误;
B.AgCl浊液转化为黄色的AgI沉淀,沉淀的转化为难溶的转化为更难溶解的,故Ksp(AgCl)>Ksp(AgI),故B错误;
C.实验III知:FeCl3溶液和KI反应生成碘单质,,使淀粉溶液变蓝,还原性I->Fe2+,故C正确;
D.I2具有氧化性,能与Na2S2O3发生反应,溶液颜色褪去,Na2S2O3体现还原性,故D错误;
故答案为C。
12.C
A.NF3中N原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,价层电子对数为4,采取sp3型杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,NF3分子空间构型是三角锥形,选项A不符合;
B.CH中C原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,价层电子对数为4,采取sp3型杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,CH分子空间构型是三角锥形,选项B不符合;
C.CO2分子中C原子价层电子对个数是2且不含孤电子对,碳原子采取sp杂化,空间构型为直线形分子,选项C符合;
D.H3O+中O原子成3个σ键,有一对未成键的孤对电子,价层电子对数为4,采取sp3型杂化杂化,孤对电子对成键电子的排斥作用较强,H3O+分子空间构型是三角锥形,选项D不符合;
答案选C。
13. a
(1)若H2SO4呈碱性,则应该为SO2(OH)2,少量H2SO4,则应提供出2个氢氧根,与HF反应的化学方程式为:;
(2)乙炔钠(C2HNa)是离子化合物,由Na+和C2H-构成,由于各原子均满足8电子稳定结构,故C原子之间以三键结合,故其电子式为;
(3)一水合氨是弱碱,微弱电离,氨水的电离方程式为,所以a结构是合理的,如果是b则应电离出和H3O+,氨水的电离方程可以作为该结构更稳定的证据。
14. 电子云 2 共价键 3 Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2 sp3 1:3
(1)处于一定空间运动状态的电子在原子核外出现的概率密度分布可用电子云形象化描述, 在基态碳原子中,核外存在2对自旋相反的电子,故答案为:电子云,2;
(2) 硅单质中硅硅之间以共价键结合,硅晶胞中每个顶点上有1个Si、面心是有1个Si、在晶胞内部含有4个Si原子,利用均摊法知,面心提供的硅原子个数,故答案为:共价键,3;
(3) Mg2Si和NH4Cl在液氨介质中反应制得SiH4,该化学方程式为:Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2,故答案为:Mg2Si+4NH4Cl=SiH4+4NH3+2MgCl2;
(4) Si原子形成四个σ键,Si原子的杂化形式为sp3杂化,根据图片知,每个三角锥结构中Si原 子是1个,O原子个数= 2+2=3,所以硅原子和氧原子个数之比= 1 : 3,故答案为:sp3,1:3。
15. Ca(OH)2或CaO Na2CO3 三角锥形 sp3 sp 1s22s22p63s23p64s2 Na+ 先通入氨气后通入二氧化碳 氨气的溶解度较大,且生成的氨水呈碱性,有利于二氧化碳的吸收 NaCl+NH3+H2O+CO2 = NaHCO3↓+NH4Cl
(1)要除去粗盐水中的杂质阳离子Ca2+、Mg2+,可在粗盐水中加入沉淀剂Ca(OH)2或CaO(CaO与水反应生成Ca(OH)2,所以实际起作用的还是Ca(OH)2)。将镁离子转化为氢氧化镁沉淀、加入Na2CO3将钙离子转化为碳酸钙沉淀,所以A为Ca(OH)2或CaO、B为Na2CO3;
(2)NH3分子中N原子的价电子对数为,含有一对孤对电子,分子的空间构型为三角锥形,N原子采用sp3杂化,CO2分子中C原子的价电子对数为,C原子采用sp杂化;
(3)Ca的基态原子核外有20个电子,根据核外电子排布规律可得Ca基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p64s2;
(4)Cl-的核外有3个电子层,Na+和O2-的核外均为2个电子层,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,则Na+半径最小;
(5)由于氨气的溶解度较大,氨气与水生成的氨水呈碱性,有利于二氧化碳的吸收,因此制取纯碱时,向饱和食盐水中先通入氨气后通入二氧化碳,即可得到小苏打的沉淀物;
(6)工业上制取小苏打(NaHCO3)时,以食盐(NaCl)、氨气和CO2与H2O反应生成NaHCO3和NH4Cl,反应的化学方程式为:NaCl+NH3+H2O+CO2 =NaHCO3↓+NH4Cl。
16.(1)因为对硝基苯酚不能形成分子内氢键、可形成分子间氢键,而邻硝基苯酚则相反,可形成分子内氢键,减少了分子之间的氢键作用,故其熔沸点明显低于前者
(2)苯酚长期存放或暴露在空气中,容易被氧化而变成粉红色。应将苯酚进行蒸馏,收集沸点为182°C左右的馏分
(3)c、b、a
(4)温度过高,一元硝基酚可能进一步硝化、苯酚的氧化反应加剧;温度偏低,反应速率将减缓
(5)将反应混合物转入分液漏斗,静置后从下口放出水层、从上口倒出有机层。水层用乙醚萃取,将萃取液与有机层合并,用水洗至中性。水浴蒸去乙醚后进行水蒸气蒸馏,将邻硝基苯酚蒸出,直至无黄色油状物馏出为止。馏出液冷却结晶、抽滤得到邻硝基苯酚粗产物。将水蒸气蒸馏后的残余物用冰水浴冷却结晶、抽滤(滤液可进行浓缩再收回部分对硝基苯酚)得到对硝基苯酚粗产物。分别用乙醇-水混合溶剂、2%盐酸重结晶得到纯品
(6)比较1~3号实验可知,乙醚的体积一定时,水的用量对总产率没有显著影响,但明显影响邻对比(或者答,随着水的用量增加,总产率略微增加,而邻对比变化较大);比较1、4~7号实验可知,水与乙醚的体积比一定时,其总体积对邻对比没有显著影响,但明显影响总产率,总体积为40mL时总产率最高
(1)因为对硝基苯酚不能形成分子内氢键、可形成分子间氢键,而邻硝基苯酚则相反,可形成分子内氢键,减少了分子之间的氢键作用,故其熔沸点明显低于前者;
(2)苯酚长期存放或暴露在空气中,容易被氧化而变成粉红色。应将苯酚进行蒸馏,收集沸点为182°C左右的馏分;
(3)实验中将浓硫酸沿容器内壁缓慢地加入到乙醚中,并不断搅拌,最后加反应原料NaNO3,避免提前反应产率降低,因此步骤(Ⅰ)中加入试剂的顺序为c、b、a;
(4)温度过高,一元硝基酚可能进一步硝化、苯酚的氧化反应加剧;温度偏低,反应速率将减缓;
(5)将反应混合物转入分液漏斗,静置后从下口放出水层、从上口倒出有机层。水层用乙醚萃取,将萃取液与有机层合并,用水洗至中性。水浴蒸去乙醚后进行水蒸气蒸馏,将邻硝基苯酚蒸出,直至无黄色油状物馏出为止。馏出液冷却结晶、抽滤得到邻硝基苯酚粗产物。将水蒸气蒸馏后的残余物用冰水浴冷却结晶、抽滤(滤液可进行浓缩再收回部分对硝基苯酚)得到对硝基苯酚粗产物。分别用乙醇-水混合溶剂、2%盐酸重结晶得到纯品;
(6)比较1~3号实验可知,乙醚的体积一定时,水的用量对总产率没有显著影响,但明显影响邻对比(或者答,随着水的用量增加,总产率略微增加,而邻对比变化较大);比较1、4~7号实验可知,水与乙醚的体积比一定时,其总体积对邻对比没有显著影响,但明显影响总产率,总体积为40mL时总产率最高。
17.(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:。
18.(1)乙醇能形成分子间氢键,而乙烷不能
(2)BC
(3)CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O
(4)CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O
(5)防暴沸
(6) SO2 NaOH
【解析】(1)
乙醇分子中含有羟基,能形成分子间氢键,而乙烷分子不能形成分子间氢键,所以乙醇分子间的作用力强于乙烷,沸点高于乙烷,故答案为:乙醇能形成分子间氢键,而乙烷不能;
(2)
A.乙醇和苯酚都含有羟基,但是苯酚分子中羟基的活泼性强于乙醇,所以乙醇和苯酚都可以和金属钠发生反应,但苯酚与金属钠反应更为剧烈,故正确;
B.1mol乙醇完全燃烧消耗3mol氧气,1mol苯酚完全燃烧消耗7mol氧气,所以相同物质的量的乙醇和苯酚耗氧量不相同,故错误;
C.苯酚不能发生消去反应,故错误;
D.乙醇和苯酚都能发生消去反应,其中苯酚能与浓溴水发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀,故正确;
故选BC;
(3)
由酯化反应机理可知,乙醇和乙酸反应制备乙酸乙酯时羧酸去羟基醇去氢,所以用同位素标记乙醇的化学方程式为CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O,故答案为:CH3COOH+H18OCH2CH3CH3CO18OCH2CH3+H2O;
(4)
由实验装置图可知,实验中制取乙烯的反应为在浓硫酸作用下,乙醇加热到170℃条件下发生消去反应生成乙烯和水,反应的化学方程式为CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O,故答案为:CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O;
(5)
制备乙烯的反应为液液加热的反应,在用酒精灯加热前,应在圆底烧瓶中放入几块碎瓷片防止产生暴沸,故答案为:防暴沸;
(6)
浓硫酸具有强氧化性,在用浓硫酸和乙醇共热制备乙烯时,浓硫酸可使乙醇脱水碳化,反应生成的碳能与浓硫酸共热反应生成二氧化硫,二氧化硫能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应使溶液褪色,所以溴水和酸性高锰酸钾褪色不一定是乙烯的作用,为防止二氧化硫干扰乙烯的检验,应在A、B中间连入盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶除去二氧化硫,并用连有品红溶液的洗气瓶验证二氧化硫完全除去,排出二氧化硫的干扰,故答案为:SO2;NaOH。
19. 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。
20. 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-3Fe3+ +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-3Fe3+ + 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-3Fe3+ + 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-3Fe3+ +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-3Fe3+ +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-3Fe3+ + 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-3Fe3+ + 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-3Fe3+ +edta4- = [Fe(edta)]- =1.7 ×1024 y= 2.2 ×10-35
21. 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:。
22. 第三周期 ⅣA NH3 弱 极性共价键 碱性 Na > Si > N As > Se > Ge N2 (NO+、CN-、C22-都可以,填一个就可) 2OH- +SiO2 =SiO32- +H2O
A、B、C、D是四种短周期主族元素, E位于第四周期。 A的最外层电子数是次外层电子数的2倍,次外层电子数为2,最外层电子数为4,A为碳元素;C+与A4-具有相同的电子层结构,C为Na元素;D的氧化物为光导纤维的主要成分,D为Si元素;B的简单氢化物的水溶液呈碱性,B为N元素;E与 B同主族,则E为As元素,据此分析解答。
根据上述分析,A为碳元素,B为N元素,C为Na元素,D为Si元素,E为As元素。
(1) D为Si元素,在周期表中位于第三周期 ⅣA族,故答案为第三周期 ⅣA族;
(2) B为N元素,B的最简单氢化物化学式为NH3;非金属性N>Si,则D的氢化物稳定性比B的弱,故答案为NH3;弱;
(3)A与D都是非金属元素,之间形成的化学键属于极性共价键;C为Na元素,为活泼的金属元素,C最高价氧化物对应的水化物溶液呈碱性,故答案为极性共价键;碱性;
(4) 同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,同一主族,从上到下,原子半径逐渐增大,B、C、D三种元素的原子半径由大到小顺序为Na>Si>N,故答案为Na>Si>N;
(5) 同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,但第IIA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,As与锗、硒的第一电离能由小到大的顺序为As>Se>Ge。与CO互为等电子体的有N2 (或NO+、CN-、C22-),故答案为As>Se>Ge;N2 (或NO+、CN-、C22-);
(6)C的最高价氧化物的水化物为氢氧化钠,D的氧化物为二氧化硅,二者反应的离子方程式为2OH- +SiO2 =SiO32- +H2O,故答案为2OH- +SiO2 =SiO32- +H2O