第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列有关物质性质、结构的表述均正确,且存在因果关系的是
选项 表述1 表述2
A 在水中,NaCl的溶解度比I2的溶解度大 NaCl晶体中Cl-与Na+间的作用力大于碘晶体中分子间的作用力
B 通常条件下,CH4分子比PbH4分子稳定性高 Pb的原子半径比C的大,Pb与H之间的键能比C与H之间的小
C 在形成化合物时,同一主族元素的化合价完全相同 同一主族元素原子的最外层电子数相同
D P4O10、C6H12O6溶于水后均不导电 P4O10、C6H12O6均属于共价化合物
A.A B.B C.C D.D
2.下列各组物质中,属于由极性键构成的极性分子的是
A.NH3和H2S B.CH4和Br2 C.BF3和CO2 D.BeCl2和HCl
3.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,且X、Y、Z的原子序数之和与W的原子序数相等,组成的某化合物如下图。下列有关叙述不正确的是( )
A.该化合物中W和Z的化合价分别为+6价、-2价
B.四种元素中非金属性最强的是Z
C.Y的最高价含氧酸与其最简单气态氢化物反应生成离子化合物
D.该物质可用作氧化剂 漂白剂 消毒剂等
4.硒是人体必需的微量元素之一,外围电子排布式.下列说法中错误的是
A.沸点: B.稳定性:
C.电负性: D.分子极性:
5.氮是自然界中各种生命体生命活动不可缺少的重要元素,广泛存在于大气、土壤和动植物体内。读自然界中氮循环示意图。
NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.常温常压下,22.4LN2中含有的质子数为14NA
B.动物遗体腐败产生的17 g NH3中含有共价键为3 NA
C.1L0.1 mol·L-1NaNO2溶液中 离子数为0.1 NA
D.细菌分解过程中,1mol 被还原为N2转移电子数为10 NA
6.据文献报道,某反应的反应历程如图所示,下列有关该历程的说法正确的是
A.Ti4+…NH2—N=O是中间产物
B.Ti4+…NH3是催化剂
C.总反应化学方程式为:4NH3+3O22N2+6H2O
D.Ti4+…NH2—N=O→Ti4++N2+H2O的反应过程中没有非极性键的形成
7.已知二甲醚(CH3OCH3)和乙醇是同分异构体,下列鉴别方法中不可行的是( )
A.利用质谱法 B.利用金属钠
C.利用红外光谱法 D.利用核磁共振氢谱
8.下列说法中错误的是
A.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与化学键强弱有关
B.三硫化磷(P4S3)分子结构如图,分子中含有9mol共价键
C.丙烯腈分子中,碳原子的杂化方式有sp3、sp2
D.CO的结构可以表示为,所以CO分子中有一个π键是配位键
9.我国科学家结合光谱实验和理论计算,证明了五个水分子就可以构成最小水滴(微观结构如图所示)。关于该最小水滴的说法正确的是
A.是纯净物 B.是一种胶体
C.水分子内形成氢键 D.水分子内存在非极性键
10.用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
①常温常压下,46g的NO2和N2O4混合气体含有的原子数为3NA
②CO和N2为等电子体,22.4L的CO气体与lmolN2所含的电子数均为14NA
③常温下,1L0.1mol/L的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA
④5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反应中,生成28gN2时,转移的电子数目为3.75NA
A.①③ B.②③④ C.①③④ D.②④
11.短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。m、n、p是前三种元素组成的二元化合物,0.01mol·L-1q溶液的pH为1.86,上述物质的转化关系如图所示。下列说法不正确的是
A.简单离子半径:Y>Z B.最简单氢化物稳定性:X>Y
C.键角:p>n D.沸点:m>r
12.下列叙述中正确的是
A.NH3、CO、CO2都是极性分子 B.CH4、CCl4均为含极性键的非极性分子
C.CS2、H2O、C2H2都是直线型分子 D.HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次增强
二、非选择题(共10题)
13.P原子的杂化方式为_______
14.芦笋中的天冬酰胺(结构如下图)和微量元素硒、铬、锰等,具有提高身体免疫力的功效。
(1)天冬酰胺所含元素中,_______(填元素名称)元素基态原子核外未成对电子数最多。
(2)天冬酰胺中碳原子的杂化轨道类型有_______种。
(3)H2S和H2Se的参数对比见下表。
化学式 键长/nm 键角 沸点/℃
H2S 1.34 92.3° -60.75
H2Se 1.47 91.0° -41.50
①H2Se的晶体类型为_______,含有的共价键类型为_______。
②H2S的键角大于H2Se的原因可能为_______。
(4)常温常压下,SeF6为无色气体,常用作氟化剂。SeF6中心原子的价层电子对数为_______。含s、p、d轨道的杂化类型有:①dsp2;②sp3d;③d2sp3.下列对SeF6中心原子杂化方式推断合理的是_______(填标号)。
15.乙炔和丙烯腈是有机合成工业的重要原料。工业上曾用和反应制取乙炔,用乙炔和氢氰酸()在氯化亚铜等催化作用下生产丙烯腈。
(1)的基态核外电子排布式为_______。元素在周期表中的位置为_______。
(2)基态N原子第一电离能比基态O原子_______(填“高”,“低”或“相等”)
(3)的分子构型为_______。
(4)每个丙烯腈分子中碳原子的杂化轨道类型有_______。
(5)丙烯腈分子中含键的物质的量为_______。
(6)丙烯腈分子中共面的原子数目最多为_______。
16.硫是生命的必需元素,在自然界的循环具有重要意义。
(1)硫磺是我国四大发明之一黑火药的主要成分,写出黑火药燃烧爆炸的化学反应方程式:_______,黑火药中起氧化剂作用的物质为_______(填写化学式)
(2)硫易溶于、等有机溶剂。的电子式为_______,其中含有的化学键类型为_______。
(3)土壤中的黄铁矿(主要成分为)在细菌的作用下发生转化,将该反应的化学方程式补充完整并配平_______。
是无色有窒息性臭味的有毒气体,是一种主要的气态污染物,某化学兴趣小组制备并对的化学性质进行探究
(4)同学们先利用如图装置制备气体,大家设计实验、利用装置A中产生的气体证明价硫具有氧化性;可将A中生成的气体通入_______溶液中,观察到_______现象,则证明价硫具有氧化性。
(5)同学们继续设计实验探究亚硫酸与次氯酸的酸性强弱:
甲同学查阅资料得知为难溶于水的白色沉淀,因此设计了实验方案为:将通入漂白粉溶液中,若观察到有白色沉淀生成,说明发生反应,则证明亚硫酸性强于次氯酸
乙同学分为甲同学方案的反应原理是错误的,理由是_______。
(6)于是大家调整思路,选用下面的装置和药品重新设计了实验方案
装置连接顺序为_______:A→C→_______→_______→_______→F,其中装置C的作用是_______,通过_______现象,即可证明亚硫酸的酸性强于次氯酸。
17.纯净四碘化锡(SnI4)为橙红色立方晶体,广泛应用于黑磷烯材料的制备。某同学在实验室中对其进行合成,实验报告如图:
时间:2022年3月1日环境温度、压强:25℃、101kPa【实验目的】四碘化锡的制备 【实验原理】Sn+2I2SnI4 【药品性质】 物质熔点/℃沸点/℃溶解性性质SnI4145.8364.5易溶于乙醚、CS2、CCl4等非极性有机溶剂在空气中易吸潮而水解CS2-112.046.2难溶于水有毒,易挥发
【实验装置】注:夹持、加热及电磁搅拌装置省略 【实验步骤】 ①按装置图组装好仪器,打开玻璃塞B,向装置A中小心加入1.5mL无水乙醚,塞好玻璃塞B,用电吹风加热A的底部至乙醚完全挥发; ②快速打开玻璃塞B,将7.50g锡粒、25.40g碘、35.0mLCS2及一颗磁子(用于搅拌)加入装置A中; ③打开电加热磁力搅拌器缓慢加热引发反应,待装置A中混合物微沸后,停止加热,反应仍可继续进行; ④当混合物停止沸腾时,再次打开电加热磁力搅拌器,直至烧瓶中的蒸气和冷凝管滴下的液体都不再有碘的颜色为止; ⑤取下装置A,趁热迅速进行热过滤得到残渣D。用15.0mLCS2分多次洗涤装置A及残渣D,合并滤液和洗涤液,浓缩溶液体积至20.0mL,用冰水浴冷却; ⑥将析出的结晶过滤分离,得橙红色粉末25.08g。
根据该实验报告回答下列问题:
(1)分析药品性质可知SnI4可形成____(填“分子晶体”“离子晶体”或“共价晶体”)。
(2)装置A的名称是____。
(3)装置C中盛放的药品可以是____(填字母)。
a.碱石灰 b.五水硫酸铜 c.硅胶 d.块状无水氯化钙
(4)步骤①的目的是____。
(5)步骤⑤中,过滤得到残渣D的主要成分是____。该步骤中合并滤液和洗涤液后,“浓缩液体”所采用的实验操作名称是____。
(6)根据报告中提供的数据,此次实验的实际收率为____。
(7)书写实验报告后,该同学检查时发现未记录向球形冷凝管中通入冷凝水的操作,该操作应位于____(填字母)。
a.步骤①之前 b.步骤①之后,②之前
c.步骤②之后,③之前 d.步骤③之后,④之前
(8)查阅文献发现,用乙酸乙酸酐()代替CS2作反应溶剂能得到更高的产率,但需将锡粒处理为极碎的锡箔。若仍然用锡粒,反应引发后很容易停止,产生这种现象的原因是____。
18.二氯化二硫可作硫、碘和某些有机物及金属化合物的溶剂,也可作橡胶硫化剂。一种由氯气与熔化的硫反应制取的装置(夹持和加热装置略)如图所示:
已知:①和S反应生成,同时有少量及其他氯化物生成;
②常温下,是一种浅黄色的油状液体,极易水解;
③的沸点为138℃,的沸点为59.6℃,硫的熔点为112.8℃、沸点444.6℃。
(1)分子结构与相似,则其结构式为_______,装置B中盛放的试剂是_______。
(2)A装置中发生的离子反应方程式为_______。
(3)装置D中冷凝管的进水口是_______(填“a”或“b”)。
(4)要得到纯净的,需要进行的操作是将粗品_______。F中碱石灰的作用是_______。
(5)取约于试管中,滴入少量水,试管口放湿润的品红试纸,发现试管口有白雾,品红试纸褪色,试管中有淡黄色固体生成,该反应的化学方程式为_______。
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+ 2.1×10141.7×1024 2.0×1021 1.3×1014
沉淀 Ksp
Fe(OH)2Fe(OH)3 8.0×10-164.0×10-38
22.W是由A、B两种元素组成的型化合物。
(1)若W和焦炭在高温下发生反应,所制得的半导体材料应用广泛。则W为______(填化学式)。
(2)若取两支试管分别加入少量W溶液,往一支试管中滴入溶液,无明显现象。往另一支试管中加入足量氯水,再加入适量,振荡,静置,下层溶液呈紫红色;往上层溶液中滴入溶液,溶液呈红色。
①W溶液中所含阴离子为___________。(不考虑水的电离)
②上述实验中,W与足量氯水反应的离子方程式为___________。
(3)若W是离子化合物,其阴、阳离子均含18个电子,且阴、阳离子个数比为。
①阴离子的电子式为___________。
②与足量水充分反应,转移电子的物质的量为___________mol。
(4)若A、B是同主族元素,W溶于水生成一种二元弱酸。
①B在元素周期表中的位置为___________。
②如果A元素的周期序数是B元素的两倍,W的水溶液被双氧水氧化的化学方程式为______。
参考答案:
1.B
A. 氯化钠为离子晶体,易溶于极性的水分子,而碘单质为非极性分子,不易溶于水,与分子间作用力无关,A错误;
B. 铅原子的半径比碳的大,非金属性比碳弱,对应的氢化物的稳定性也较弱,B正确;
C. 形成化合物时,同一主族元素的化合价可能不同,如F没有正价、Cl有正价,C错误;
D.P4O10溶于水能与水反应生成酸,水溶液导电,但其自身属于非电解质不能发生电离,C6H12O6溶于水后不导电,是因为其属于非电解质,与是否属于共价化合物无关,D错误;
故选:B。
2.A
一般来讲,极性键是指不同的非金属元素原子之间形成的共价键,可以用通式A B键表示,反之为非极性键,即A A键;极性分子是指整个分子的正、负电荷的中心不重合,反之为非极性分子,以此进行判断。
A.NH3含有极性键,空间构型为三角锥形,分子中正、负电荷的中心不重合,属于极性键形成的极性分子;H2S为V形,分子中正、负电荷的中心不重合,且含有极性键,属于极性键形成的极性分子,满足条件,故A正确;
B.CH4含极性键,空间构型为正四面体形,分子中正、负电荷的中心重合,属于极性键形成的非极性分子;Br2含有非极性键,为非极性键形成的极性分子,不满足条件,故B错误;
C.BF3分子中含有极性键,空间构型为平面三角形,结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子;CO2中含有极性键,但结构对称,正负电荷的中心重合,属于非极性分子,故C错误;
D.BeCl2中正、负电荷的中心是重合的,为非极性分子;HCl为极性键形成的极性分子,故D错误;
故答案选A。
3.A
据图可知Z可以形成两个共价键,W可以形成6个共价键,Z的原子序数小于W,所以Z应为O元素,W为S元素;X可以形成一个共价键,原子序数小于O,则为H元素,Y可以形成4个共价键,与4个X原子形成+1价阳离子,原子序数小于O,所以Y应为N元素,该物质为(NH4)2S2O8。
A.该物质中含有-O-O-(过氧键),即有-1价的氧元素,A错误;
B.同周期主族元素自左至右非金属性依次增强,同主族自上而下非金属性减弱,所以四种元素中非金属性最强的是O,B正确;
C.N的最高价含氧酸为HNO3,最简单气态氢化物为NH3,反应生成NH4NO3,是由铵根和硝酸根形成的离子化合物,C正确;
D.该物质中含有过氧键,具有强氧化性,可以用作氧化剂 漂白剂 消毒剂等,D正确;
综上所述答案为A。
4.A
A.H2O中含有氢键,沸点比H2Se高,故A错误;
B.非金属性Se<F,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故热稳定性:H2Se<HF,故B正确;
C.同周期非金属性从左到右增强,则非金属性:Se
D.SeO2是V型结构,SO3是平面正三角形结构,故SeO2极性更强,故D正确;
故选:A。
5.B
A.不是标况下,不可带入22.4L/mol计算,A项错误;
B.1molNH3中含有3molN-H,故17gNH3即1mol,含有共价键为3 NA,B项正确;
C.是弱酸根离子,NaNO2溶液中离子发生水解,故1L0.1 mol·L-1NaNO2溶液中 离子数小于0.1 NA,C项错误;
D.1mol 被还原为N2,氮元素化合价从+5变为0价,转移电子数5mol,则为5 NA,D项错误。
故答案选B。
6.A
A.从该反应历程图示可知,Ti4+…NH2—N=O在反应过程中生成又分解,是中间产物,A正确;
B.Ti4+…NH3是在反应过程中生成,后又进一步参与反应,不是催化剂,B错误;
C.从体系物质的总流入与总流出分析,参与反应的物质有NH3、O2、NO,生成的物质有N2、H2O,总反应化学方程式为:4NH3+2O2+2NO3N2+6H2O,C错误;
D.Ti4+…NH2—N=O→Ti4++N2+H2O的反应过程中,N2的形成即是非极性键的形成,D错误;
故选A。
7.A
A.质谱法只能判断分子的相对分子质量,二者的相对分子质量相等,利用质谱法无法鉴别二甲醚和乙醇,故A正确;
B.金属钠能和乙醇反应,不能和二甲醚反应,利用金属钠可以鉴别二甲醚和乙醇,故B错误;
C.红外光谱法可探测分子的官能团,从而区分羟基、醚键,利用红外光谱法可以鉴别二甲醚和乙醇,故C错误;
D.二甲醚结构对称,分子中有1种氢原子,乙醇结构不对称,分子中有3种氢原子,利用核磁共振氢谱可以鉴别二甲醚和乙醇,故D错误;
故选A。
8.C
A. 从氟到碘原子半径增大,与氢作用力减弱,HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱与化学键强弱有关,故A正确;
B. 三硫化磷(P4S3)分子结构如图,三硫化磷(P4S3)分子中有6个P-S键、3个P-P键,分子中含有9mol共价键,故B正确;
C. 丙烯腈分子中,碳碳双键上的碳是sp2杂化,碳氮叁键上的碳是sp杂化,碳原子的杂化方式有sp、sp2,故C错误;
D. CO的结构可以表示为,所以CO分子中有一个π键电子由氧提供,是配位键,故D正确;
9.A
A.小水滴是纯净物,可写出分子式,A正确;
B.小水滴不是胶体胶体为混合物,B错误;
C.水分子间形成氢键,C错误;
D.水分子内不存在非极性键,均为极性键,D错误;
答案选A。
10.C
①NO2和N2O4具有相同最简式NO2,则46g混合气体必然含有的原子数为:×3×NA=3NA,故①正确;
②CO气体所处的状态不一定是标准状况,不能使用气体摩尔体积22.4L/mol,无法计算其物质的量,故②错误;
③根据氮原子守恒,1L 0.1mol/L的NH4NO3溶液中含氮原子数为0.2NA,故③正确;
④5NH4NO32HNO3+4N2↑+9H2O反应中,转移15mol电子时生成4mol氮气,故当生成28g氮气时物质的量为1mol氮气时,转移3.75mol电子即转移的电子数目3.75NA,故④正确。
答案选C。
11.C
0.01mol·L-1q溶液的pH为1.86,则q为多元强酸,m、n化合可以得到q,说明q也是由W、X、Y元素组成,则应为H2SO4,所以W为H、X为O、Y为S,Z为原子序数大于S的短周期元素,则为Cl,n与p和Cl2反应可得H2SO4,n与m也可以反应生成H2SO4,则n应为SO2、p为H2O、m为H2O2,r为HCl。
A.电子层数相同核电荷越小半径越大,所以离子半径:S2->Cl-,A正确;
B.非金属性O>S,则最简单氢化物稳定性O>S,B正确;
C.H2O的VSEPR模型为正四面体,且有两对孤电子对,所以键角小于109°28′,SO2的VSEPR模型为平面三角形,含一对孤电子对,键角略小于120°,所以键角H2O<SO2,C错误;
D.H2O2分子间存在氢键,沸点较高,常温下为液态,HCl常温为气态,所以沸点H2O2>HCl,D正确;
综上所述答案为C。
12.B
A. NH3、CO都是极性分子、CO2是非极性分子,故A错误;
B. C-H键和C-Cl键均为极性键,CH4、CCl4均为正四面体结构,为含极性键的非极性分子,故B正确;
C. CS2、C2H2都是直线型分子,H2O是V型分子,故C错误;
D. 从氟到碘,元素的非金属性减弱,HF、HCl、HBr、HI的稳定性依次减弱,故D错误;
故选B。
13.sp3
单键均为σ键,根据结构简式可知,P原子形成4个σ键,则P原子的杂化方式为sp3杂化。
14.(1)氮
(2)2
(3) 分子晶体 极性键 S的电负性强于Se,形成的共用电子对斥力大,键角大
(4) 6 ③
(1)天冬酰胺结构可判断所含元素为C、H、N、O,价电子排布式分别为:2s22p2、1s1、2s22p3、2s22p4,未成对电子分别为:2、1、3、2,故氮元素未成对电子最多,故答案为氮;
(2)C的存在形式有碳氧双键和4根单键,前者为sp2杂化,后者为sp3杂化,共有2种杂化方式;故答案为2;
(3)①H2S和H2Se的熔、沸点均较低,为分子晶体,不同种元素原子形成的为极性键;故答案为分子晶体;极性键;
②H2S和H2Se的中心原子价层电子对数均为4,均含2对孤电子对,由于S的电负性强于Se,H2S中S的价层电子对偏向于S的程度更大,形成的共用电子对斥力大,故H2S键角大;故答案为S的电负性强于Se,形成的共用电子对斥力大,键角大;
(4)SeF6中心Se原子的价层电子对数为,则Se原子形成6个杂化轨道,由于杂化过程中原子轨道总数保持不变,dsp2、sp3d、d2sp3杂化形成杂化轨道数分别为4、5、6,故Se采取的杂化类型为d2sp3;故答案为6;③。
15.(1) 1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1 第四周期第ⅠB族
(2)高
(3)直线型
(4)sp2和sp
(5)3
(6)7
(1)Cu的原子序数为29,的基态核外电子排布式为1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1。元素在周期表中的位置为第四周期第ⅠB族。故答案为:1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1;1s22s22p63s23d104s1或[Ar]3d104s1;第四周期第ⅠB族;
(2)同周期主族元素,随着原子序数增大,第一电离能呈增大的趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族元素反常,N为第ⅤA族元素,p轨道半满,较稳定,不易失去电子,则第一电离能较C和O都大,基态N原子第一电离能比基态O原子高,故答案为:高;
(3)中C原子形成2个σ键,没有孤对电子,C采取sp杂化,分子构型为直线型。故答案为:直线型;
(4)丙烯腈分子结构为CH2=CH-C≡N,所以C=C键上的两个C原子采用sp2杂化,C≡N键上的C原子采用sp杂化,每个丙烯腈分子中碳原子的杂化轨道类型有sp2和sp。故答案为:sp2和sp;
(5)丙烯腈分子结构为CH2=CH-C≡N,含有3个C-H键、1个C=C键、1个C≡N键,一个双键含有1个π键,一个三键含有2个π键,丙烯腈分子中含键的物质的量为3。故答案为:3;
(6)丙烯腈分子结构为CH2=CH-C≡N,C=C键相接的6个原子共平面,C≡N键上相接的4个原子共直线,丙烯腈分子中共面的原子数目最多为7,故答案为:7。
16.(1) 氧化剂:S、
(2) 共价键
(3)
(4) 溶液 有淡黄色沉淀生成
(5)被氧化成,不能生成
(6) B;E;D 除去气体 D中品红溶液不褪色,F中出现白色沉淀
(1)黑火药燃烧爆炸的化学反应方程式为。该反应中S、KNO3中的N化合价降低,氧化剂为S、KNO3。
(2)CS2的电子式为,其中含有的化学键类型为共价键。
(3)FeS2与O2、H2O反应生成FeSO4和H2SO4,S化合价从-1价升高为+6价,O化合价从0价降低为-2价,根据得失电子守恒、原子守恒可得该反应的化学方程式为。
(4)盐酸与亚硫酸钙反应生成SO2,要证明SO2具有氧化性,则可将SO2通入Na2S溶液中,两者发生归中反应生成S单质,观察到有淡黄色沉淀生成,即可说明+4价的硫具有氧化性。
(5)将SO2通入漂白粉中,SO2与HClO发生氧化还原反应生成,无法生成CaSO3,故甲同学方案的反应原理错误。
(6)将A与C连接,除去SO2中混有的HCl,然后将SO2通入饱和NaHCO3中,反应生成CO2,说明亚硫酸的酸性强于碳酸,再将气体通过酸性高锰酸钾溶液,除去CO2中的SO2,再将气体通过品红溶液,品红溶液不褪色证明SO2已除尽,最后将气体通入漂白粉溶液中,溶液中出现白色沉淀说明碳酸与次氯酸钙反应生成了次氯酸和碳酸钙,则说明碳酸的酸性强于次氯酸,从而证明了亚硫酸的酸性强于次氯酸。
17.(1)分子晶体
(2)两颈烧瓶
(3)acd
(4)蒸发乙醚,排出装置内空气,防止产品水解或锡与氧气反应
(5) 单质锡或Sn 蒸馏
(6)80%
(7)c
(8)SnI4为非极性分子,乙酸及乙酸酐为极性分子,故SnI4在该溶剂中溶解度较小,生成的SnI4包裹在锡粒表面,阻碍了后续反应的进行
【解析】(1)
由SnI4易溶于乙醚、CS2、CCl4等非极性有机溶剂,且其熔沸点较低,可知该物质属于分子晶体;
(2)
根据该仪器的结构特点可知其为两颈烧瓶;
(3)
装置C中所盛放的试剂应可以吸收空气中的水分,防止产品水解,碱石灰、硅胶、块状无水氯化钙都是干燥剂,可填充在球形干燥管中,防止空气中的水蒸气进入装置使产物水解,五水硫酸铜只能检验水不能做干燥剂吸水;故选acd;
(4)
产品易水解,所以需要利用乙醚蒸汽将装置中的空气排出;
(5)
步骤④烧瓶中的蒸气和冷凝管滴下的液体都不再有碘的颜色,说明单质碘已反应完全,剩余的固体就只有锡,趁热过滤得固体就是单质锡;由于滤液的溶剂是CS2,有毒,不能蒸发浓缩,只能蒸馏浓缩,防止CS2蒸气扩散到空气中;
(6)
根据实验流程可知该反应中碘单质完全反应,n(I2)==0.1mol根据方程式可知,m(SnI4)理论产量= 0.05mol×627g·mol 1=31.35g,SnI4收率为;
(7)
通入冷凝水应在加药品之后、加热反应装置之前即步骤②之后,③之前,选c;
(8)
SnI4为非极性分子,乙酸及乙酸酐为极性分子,故SnI4在该溶剂中溶解度较小,生成的SnI4包裹在锡粒表面,阻碍了后续反应的进行。
18.(1) 浓硫酸
(2)
(3)a
(4) 蒸馏,收集138℃的馏分 吸收剩余的,防止污染;防止空气中的水蒸气进入E中使水解
(5)
由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢水蒸气;装置B中盛有的浓硫酸用于除去水蒸气,防止反应生成的二氯化二硫发生水解;装置C中氯气与硫共热反应生成二氯化二硫;装置D和E用于冷凝收集二氯化二硫粗品;装置F中碱石灰用于除去未反应的氯气,防止污染空气,并防止空气中的水蒸气进入E中使二氯化二硫水解。
(1)由二氯化二硫的分子结构与过氧化氢相似可知,二氯化二硫的结构式为Cl—S—S—Cl;由分析可知,装置B中盛有的浓硫酸用于除去水蒸气,防止反应生成的二氯化二硫发生水解,故答案为:Cl—S—S—Cl;浓硫酸;
(2)A装置中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnO2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnO2+Cl2↑+2H2O;
(3)为增强冷凝收集二氯化二硫的效果,应使二氯化二硫与水蒸气形成对流,则装置D中冷凝管的进水口是下口a,故答案为:a;
(4)由题给信息可知,二氯化二硫粗品中混有沸点不同的二氯化硫,则提纯二氯化二硫应选用蒸馏的方法提纯;由分析可知,装置F中碱石灰用于除去未反应的氯气,防止污染空气,并防止空气中的水蒸气进入E中使二氯化二硫水解;故答案为:蒸馏,收集138℃的馏分;吸收剩余的Cl2,并防止空气中的水蒸气进入E中使S2Cl2水解;
(5)由题意可知,二氯化二硫与水反应生成硫、二氧化硫和盐酸,反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl,故答案为:2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl。
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-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
22.(1)SiO2
(2) I- 3Cl2 + 2Fe2+ + 4I-= 2I2 + 6Cl-+ 2 Fe3+
(3) 1
(4) 第二周期VIA族 H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O
【解析】(1)
半导体材料是硅,制备反应是C+SiO2Si+CO,故W为SiO2;
(2)
①往一支试管中滴入KSCN溶液,无明显现象,说明原溶液中不存在Fe3+,另一支试管中加入足量氯水,再加入适量CCl4,振荡,静置,下层溶液呈紫红色,说明原溶液中存在碘离子,往上层溶液中滴入KSCN溶液,溶液呈红色,说明原溶液中存在Fe2+,则W溶液中所含金属阴离子为I-;
②由上述分析知,W溶液为FeI2溶液,在上述实验中加足量氨水,亚铁离子、碘离子被完全氧化,两者化学计量数之比为1:2,其反应的离子方程式为:3Cl2 + 2Fe2+ + 4I-= 2I2 + 6Cl-+ 2 Fe3+;
(3)
①AB2型的离子化合物,且阴、阳离子个数比为1∶1,阴、阳离子均含18个电子,若阴离子为,则A为钙,阴离子为,W的化学式为CaO2,阴离子的电子式为:;
②1 mol CaO2与足量水充分反应,负一价氧发生歧化反应生成氧气和氢氧化钙,转移1mol电子;
(4)
①若A、B是同主族元素,W溶于水生成一种二元弱酸,联想到SO2,推测A为S,B为O,氧元素处于周期表中第二周期VIA族,故答案为第二周期VIA族;
②如果A元素的周期序数是B元素的两倍,则A为Se,W为SeO2,SeO2的水溶液为H2SeO3,其+4价Se容易被氧化到+6价,故该反应化学方程式为:H2SeO3+H2O2=H2SeO4+H2O。