2.3分子结构与物质的性质同步练习(含解析)高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2

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名称 2.3分子结构与物质的性质同步练习(含解析)高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2023-06-09 21:08:12

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人教版(2019)选择性必修2第二章第第三节 分子结构与物质的性质
课时作业二
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.氮及其化合物在工业生产与生活中应用广泛。合成NH3实现了氮的人工固定,NH3在强碱条件下能被NaClO氧化生成N2H4,N2H4可被NaClO继续氧化生成N2,也可被HNO2氧化生成HN3,HN3是一种弱酸,酸性与醋酸相当。下列有关含氮化合物的性质与制备说法不正确的是
A.分析结构可推得,N2H4可溶于水
B.N2H4被NaClO氧化生成N2时,还原剂与氧化剂物质的量之比为1:2
C.制备N2H4时应将NH3缓慢通入NaClO溶液中
D.相同条件下溶液的碱性:NaHCO3强于NaN3
2.在气态和液态时,分子骨架结构与各原子所在位置如图所示,下列关于分子的说法正确的是
A.分子中5个P—Cl键键能完全相同
B.键角(∠Cl—P—Cl)有60°、90°、120°、180°四种
C.每个原子都达到8电子稳定结构,且为非极性分子
D.的二溴代物共有3种同分异构体
3.可用于制备含氯消毒剂。二氧化氯()是一种黄绿色气体,易溶于水,在水中的溶解度约为的5倍,其水溶液在较高温度与光照下会生成与。是一种极易爆炸的强氧化性气体。下列关于、和的说法正确的是
A.为非极性分子 B.中含有非极性键
C.的空间结构为三角锥形 D.与的键角相等
4.在标准状况下,1mol纯物质的规定熵,叫做标准摩尔熵,用符号表示。相关数据如下表,通过数据分析得出的下列结论不正确的是
物质
191.6 205.2 173.8 186.9 197.7 210.8 213.8 219.3
A.相对分子质量相同的物质,分子对称性越差,结构越复杂,标准摩尔熵越大
B.组成和结构相似的物质,相对分子质量越大,标准摩尔熵越大
C.反应的标准摩尔熵变
D.推测羰基硫的标准摩尔熵小于
5.下列有关漂白剂说法正确的是
A.SO2含有极性键的非极性分子
B.O3是含有非极性键的非极性分子
C.H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子
D.NaClO是含有配位键和离子键的离子化合物
6.下列说法错误的是
A.SO中O-S-O夹角比SO3中的大
B.CO2、 CS2都是由极性键构成的非极性分子
C.Te原子基态核外价电子排布式为5s25p4
D.S2、S4、S8互为同素异形体
7.白磷(,结构如图所示)与反应得,可继续与反应: 。固态中含有、两种离子。下列关于、、和的说法正确的是
A.很稳定是因为分子间含有氢键
B.的空间构型为平面三角形
C.与中的P原子杂化方式均为杂化,键角相同
D.1分子中成键电子对与孤电子对的比值为3∶2
8.已知:(硒)、S、O为同族元素。下列说法正确的是
A.原子半径:Se>S>O B.沸点:
C.酸性: D.电负性:Se>S>O
9.下列关于物质的结构或性质及解释均正确的是
选项 物质的结构或性质 解释
A 键角: 水分子中O上孤电子对数比氨分子中N上的多
B 稳定性: 分子间氢键强于分子间作用力
C 熔点:碳化硅>金刚石 的键能大于的键能
D 酸性: 的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基极性更大,氢更易电离
A.A B.B C.C D.D
10.氮化钠可与水发生反应Na3N+3H2O = 3NaOH+NH3 ↑,下列叙述不正确的是
A.NaOH的电子式为:
B.H2O是极性分子
C.Na3N中既含离子键也含共价键
D.NH3的空间构型为三角锥形
11.下列说法错误的是
A.氢键,离子键和共价键都属于化学键
B.化学家门捷列夫编制了第一张元素周期表
C.太阳能电池板主要成分为晶体硅
D.石灰石是制造玻璃和水泥的主要原料之一
12.下列说法正确的是
A.CO2为含极性键的极性分子
B.H2O和NH3中心原子的杂化方式相同
C.Si-O的键长小于C-O的键长
D.HCN和CH4均是非极性分子
13.下列现象不能用氢键解释的是
A.水分子高温下也很稳定
B.NH3容易液化
C.甲醇极易溶于水
D.液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式
14.下列说法不正确的是
A.某金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+
B.在氨水中,大部分NH3与H2O以氢键结合形成NH3 H2O分子,则NH3 H2O的结构式如图
C.标准状况下,22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2NA
D.由于氢键的作用,NH3、H2O、HF中的沸点反常,且沸点高低顺序为HF>H2O>NH3
15.化学家为世界的进步与发展做出巨大贡献,下列有关说法错误的是
A.中国科学院院士侯德榜创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法
B.荷兰物理学家范德华研究出分子间作用力——范德华力
C.美国化学家鲍林提出杂化轨道理论——解释分子的空间结构
D.德国科学家F.Hund提出洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时,总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相反
二、填空题
16.回答下列小题
(1)下列物质变化,只与范德华力有关的是___________。
A.干冰熔化 B.乙酸汽化 C.乙醇溶于水 D.碘溶于四氯化碳
(2)下面是s能级与p能级的原子轨道图:
请回答下列问题:
s电子的原子轨道呈___________形,每个s能级有___________个原子轨道;
p电子的原子轨道呈___________形,每个p能级有___________个原子轨道。
(3)Na、Mg、Al第一电离能的由大到小的顺序:___________。
(4)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列:①2s②3d③4s④3s⑤4p⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是___________。
(5)乙炔HC≡CH中C原子以___________方式杂化,实验室中一般用CaC2以水反应制取,同时生成一种碱;写出CaC2以水反应的化学方程式___________。
(6)用电子式表示CaCl2的形成过程:___________。
17.卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用,回答下列问题:
(1)Cl原子激发态的电子排布式有_______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)C、N、O、F都是第二周期的典型非金属元素,下列说法不正确的是_______(填标号)。
A.第一电离能:C<N<O<F
B.原子半径:C>N>O>F
C.最简单气态氢化物的热稳定性:C<N<O<F
D.元素的最高正价:C<N<O<F
(3)固态氟化氢中存在形式,画出的链状结构_______。
(4)配制碘水时,加入浓KI溶液可以增大碘的溶解性,原理为_______(用离子方程式表示)。
18.锶(Sr)位于元素周期表的第5周期ⅡA族。碳酸锶(SrCO3)是制取锶的原料,用天青石固体(主要成分SrSO4,难溶于水)和Na2CO3溶液混合浸泡可制取碳酸锶。
完成下列填空:
(1)在上述反应体系中出现的几种短周期元素,原子半径最大的是___________,非金属性最强的是___________;
(2)反应体系中出现的非金属元素可形成二硫化碳(CS2),其分子构型是直线型分子,写出该分子的电子式___________,该分子为___________(选填“极性”、“非极性”)分子。
(3)已知:锶的原子序数为38,某锶原子的质量数为88,写出能包含这些信息的一种化学符号___________;写出锶原子的最外层电子排布式__________。
(4)下列关于锶及其化合物的叙述中,错误的是________。
a.锶的金属性比镁强 b.氢氢化锶呈两性
c.锶在化合物中呈+2价 d.锶在自然界中以游离态存在
19.回答下列问题:
(1)根据价层电子对互斥模型,分子中心原子孤电子对数是_______,分子的空间构型是_______。
(2)气态三氧化硫以单分子形式存在,属于_______分子(填“极性”、“非极性”),固体三氧化硫中存在如图所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为_______。
(3)中心原子的价层电子对数为_______,写出一个与VEEPR模型相同的离子_______。
(4)下列表述中,不能证明氯的非金属性比硫强的是_______。
A.气态氢化物的稳定性:
B.两元素的电负性:
C.高价含氧酸的酸性:
D.常温时,硫单质为固态,氯单质为气态
E.两者间可发生反应:
20.分子间作用力
(1)范德华力概念:物质的分子间普遍存在着作用力,这种分子间作用力也叫做范德华力。
(2)实质:分子间作用力的实质是______________。
(3)分子间作用力的主要特征
①广泛存在于分子之间;
②只有分子间充分接近时才有分子间的相互作用力,如固体和液体物质中;
③分子间作用力远远________化学键;
④由分子构成的物质,其熔点、沸点、溶解度等物理性质主要由分子间作用力大小决定。
(4)影响分子间作用力大小的因素
①组成与结构相似的物质。相对分子质量_______,分子间作用力_______。
如:I2>Br2>Cl2>F2;HI>HBr>HCl;Ar>Ne>He。
②分子的空间构型。一般来说,分子的___________________,分子间的作用力_______。
三、实验题
21.I.是国际公认的一种安全、低毒的绿色消毒剂。熔点为-59.5℃,沸点为11.0℃,高浓度时极易爆炸,极易溶于水,遇热水易分解。实验室可用如图所示的装置制备(装置A的酒精灯加热装置略去)。回答下列问题:
(1)下列关于ClO2分子结构和性质的说法错误的是__________。
A.分子中只含键 B.分子具有极性 C.分子的空间结构为V形
(2)实验开始即向装置A中通入氮气,目的是___________。
(3)装置A中反应的化学方程式为___________,装置B的作用是___________。
(4)装置D中吸收尾气的反应也可用于制备NaClO2,反应的离子方程式为________。
II.我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(用R代表)。经X射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。
(5)R中阴离子中的键总数为___________个。分子中的大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为),则中的大键应表示为____________。图中虚线代表氢键,其表示式为、________________、______________。
22.肼(N2H4) 是一种重要的工业产品,实验室用NH3与Cl2合成肼(N2H4) 并探究肼的性质。实验装置如图所示:
相关物质的性质如下:
性状 熔点/℃ 沸点/℃ 性质
N2H4 无色液体 1.4 113 与水混溶、强还原性
N2H6SO4 无色晶体 254 / 微溶于冷水,易溶于热水
回答下列问题:
(1)装置A试管中的试剂为_______(填化学式)。仪器a的名称是_______。
(2)N2H4是_______分子(填“极性”或“非极性”)。
(3)装置B中制备肼的离子方程式为_______,该装置中通入NH3必须过量的原因是_______。
(4)上述装置存在一处缺陷,会导致肼的产率降低,改进方法是_______。
(5)①探究N2H4的性质。取装置B中溶液,加入适量稀硫酸振荡,置于冰水浴冷却,试管底部得到无色晶体。肼是一种二元弱碱,肼与硫酸反应除能生成N2H6SO4外,还可能生成的盐为_______。(填化学式)。
②测定肼的质量分数。取装置B中的溶液3.2g,调节溶液pH为6.5左右,加水配成250mL溶液,移取25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴淀粉溶液,用c mol·L-1的碘溶液滴定(杂质不参与反应),滴定过程中有无色、无味、无毒气体产生。滴定终点平均消耗标准溶液20.00mL,产品中肼的质量分数为_______%。
参考答案:
1.C
【详解】A.N2H4 的结构简式为H2N-NH2,由结构简式可知, N2H4 分子能与水分子形成氢键,能溶于水,A正确;
B.N2H4N2,N元素化合价从-2价升高到0价,N2H4作还原剂,1molN2H4反应失去4mol电子,NaClOCl-,Cl元素化合价从+1价降低到-1价,NaClO作氧化剂,1molNaClO反应得到2mol电子,则还原剂与氧化剂物质的量之比为1:2,B正确;
C.若将氨气慢慢通入NaClO溶液中,具有强氧化性的次氯酸钠溶液能将 N2H4 氧化,导致 N2H4 的产率降低,C错误;
D.碳酸的酸性弱于醋酸,由 HN3的酸性与醋酸相当可知,根据越弱越水解可知,相同条件下溶液的碱性:NaHCO3强于NaN3,D正确;
故选C。
2.D
【详解】A.键长越短,键能越大,该分子中5个P—Cl键的键长不都相同,所以键能不完全相同,A错误;
B.上下两个顶点Cl与中心P原子形成的键角为180°,中间平面正三角形内∠Cl—P—Cl为120°,上(或下)顶点Cl与P、平面正三角形上的Cl形成的∠C—P—Cl为90°,所以键角(∠Cl—P—Cl)有90°、120°、180°三种,B错误;
C.CP原子最外层有5个电子,在该分子中形成5个共用电子对,所以中P原子的最外层电子数为10,不满足8电子稳定结构,C错误;
D.的二溴代物中Br的位置有3种情况:2个Br位于中间正三角形平面(∠Br—P—Br=120°),1个Br在中间正三角形平面、1个Br在顶点(∠Br—P—Br=90°),2个Br都在顶点(∠Br—P—Br=180°),D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.易溶于水,在水中的溶解度约为Cl2的5倍,氯气是非极性分子,根据相似相溶原理,与水分子极性相似,故为极性分子,A错误;
B.中Cl和O以极性共价键结合,B错误;
C.中心原子Cl有3个σ键,孤电子对数为,空间构型为三角锥形,C正确;
D.中心原子Cl的孤电子对数为,中心原子Cl的孤电子对数为1,孤电子对之间的斥力>孤电子对与成键电子对之间斥力>成键电子对之间斥力,因此键角>键角,D错误;
故本题选C。
4.D
【详解】A.根据表格中一氧化碳和氮气的标准摩尔熵可知,相对分子质量相同的分子,分子对称性越差,结构越复杂,标准摩尔熵越大,A正确;
B.根据表格中氟气和氯气的标准摩尔熵可知,组成和结构相似的分子,相对分子质量越大,标准摩尔熵越大,B正确;
C.根据表格中的数据可知,该反应的标准摩尔熵变=2×210.8-191.6-205.2=24.8,故其,C正确;
D.和二氧化碳的结构相似,但是其相对分子质量较大,且对称性较差,故其标准摩尔熵大于二氧化碳的标准摩尔熵,D错误;
故选D。
5.C
【详解】A.SO2中S、O原子之间只存在极性键,SO2中S原子价层电子对个数=2+=3且含有1个孤电子对,则SO2为V形结构,正负电荷重心不重合,为极性分子,选项A错误;
B.O3中原子之间只存在非极性键,O3和SO2互为等电子体,结构相似,SO2为极性分子,则O3为极性分子,选项B错误;
C.H2O2中存在O﹣H极性键、O﹣O非极性键,H2O2是书页形结构,正负电荷重心不重合,为极性分子,选项C正确;
D.NaClO中钠离子和次氯酸根离子之间存在离子键,NaClO中不含配位键,NaClO为离子化合物,选项D错误;
答案选C。
6.A
【详解】A.SO中S的价层电子对数为,采取sp3杂化,含有1对孤电子对,O-S-O夹角小于109°28′,SO3中S的价层电子对数为,采取sp2杂化,O-S-O夹角为120°,SO中O-S-O夹角比SO3中的小,故A错误;
B.CO2含有C=O极性共价键的直线形分子, CS2含有C=S极性共价键的直线分子,都是由极性键构成的非极性分子,故B正确;
C.Te位于第五周期第VIA族,Te原子基态核外价电子排布式为5s25p4,故C正确;
D.同素异形体是同种元素构成的结构不同的单质,S2、S4、S8互为同素异形体,故D正确;
故答案为A。
7.D
【详解】A.H2O很稳定是氧元素非金属强,与氢结合的化学键较稳定,氢键只影响物理性质,A错误;
B.PCl3中磷原子价层电子对数为3+=4,含有一个孤电子对,则其空间构型为三角锥形,B错误;
C.根据价层电子对互斥理论,的价层电子对数为4+,则空间构型为正四面体型,键角为109°28′,P4与 中的键角不同,C错误;
D.1分子中成键电子对为6mol、孤电子对为4mol,比值为3∶2,D正确;
故选D。
8.A
【详解】A.O、S 、Se为原子序数逐渐增大的同族元素,同族元素从上到下原子半径逐渐增大,所以原子半径:Se>S>O,故A正确;
B.H2S和H2Se 都是分子晶体,相对分子质量越大,沸点越高,所以H2S<H2Se,水中存在氢键,是同族元素形成的氢化物中沸点最高的,所以沸点:H2O> H2Se> H2S,故B错误;
C.同主族元素,从上到下非金属性逐渐减弱,非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,所以酸性:,故C错误;
D.一般来说,非金属性越强,电负性越强,故电负性:O>S> Se,故D错误;
故选A。
9.D
【详解】A.随着孤电子对数增多,成键电子对与成键电子对之间的斥力减小,键角也减小, H2O和的键角大小为,选项A错误;
B.非金属氢化物的稳定性跟其对应的非金属的非金属性有关,非金属性越强,越稳定,所以HF和HCl的稳定性大小为,但解释错误,选项B错误;
C.键长越短,键能越大,熔沸点越高,碳化硅和金刚石的熔点大小为金刚石>碳化硅,选项C错误;
D.的极性大于的极性,导致的羧基中的羟基极性更大,更容易电离出氢离子,酸性大于,选项D正确;
答案选D。
10.C
【详解】A.氢氧化钠为离子化合物,其电子式为:,A正确;
B.水分子的空间构形为V形,分子中正负电荷重心不重合,为极性分子,B正确;
C.Na3N为离子化合物,其中钠离子和氮离子之间是离子键,C错误;
D.NH3中N原子孤电子对数是1,价层电子对数=3+1=4,杂化方式为sp3,则NH3的空间构型为三角锥形,D正确;
故选C。
11.A
【详解】A.离子键和共价键都属于化学键,氢键属于分子间作用力,A错误;
B.第一张元素周期表是俄国化学家门捷列夫编制的,B正确;
C.太阳能电池板主要成分为晶体硅,可实现光-电转换,C正确;
D.制造玻璃的主要原料是石灰石、石英和纯碱,制造水泥的主要原料是石灰石和黏土,D正确;
故选A。
12.B
【详解】A.CO2正负电荷中心重合,为非极性分子,A错误;
B.H2O分子中中心O原子价层电子对数为2+=4,O原子采用sp3杂化;NH3分子中中心N原子价层电子对数为3+=4,采用sp3杂化,B正确;
C.Si原子半径大于C原子,所以Si-O的键长大于C-O的键长,C错误;
D.HCN中正负电荷中心不能重合,为极性分子,D错误;
综上所述答案为B。
13.A
【详解】A.水分子的稳定性与氧元素的非金属性强有关,与氢键无关,所以水分子高温下也很稳定不能用氢键解释,故A符合题意;
B.氨分子间能形成分子间氢键,分子间作用力大,所以容易液化,则氨气容易液化能用氢键解释,故B不符合题意;
C.甲醇分子中含有的羟基能与水分子形成氢键,所以极易溶于水,则甲醇极易溶于水能用氢键解释,故C不符合题意;
D.氟化氢分子间能形成分子间氢键,分子间作用力大,所以液态氟化氢的化学式可以写成(HF)n,则液态氟化氢的化学式有时可以写成(HF)n的形式能用氢键解释,故D不符合题意;
故选A。
14.D
【详解】A.该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+,A正确;
B.NH3与H2O以氢键(用“ ”表示)结合形成NH3 H2O分子,氨气中N和水中H形成氢键,则NH3 H2O的结构式为,B正确;
C.乙炔的结构简式为H-C≡C-H,则1mol乙炔中含2molπ键,冰中水分子的O原子以类似于金刚石中C原子的四面体空间网状结构排列,每2个O原子间都有一个H原子,更靠近H原子的O原子与它形成共价键,另一个与它形成氢键,即每个H原子都形成一个氢键,所以1mol冰中存在2mol氢键,即标况下22.4LC2H2的物质的量为1mol,8g冰的物质的量也为1mol,则标况下22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2mol,C正确;
D.由于氢键的作用,使NH3、H2O、HF在同主族氰化氢中的沸点反常,但常温下水为液体,则沸点高低顺序为H2O>HF>NH3,D错误;
故答案为:D。
15.D
【详解】A.中国科学院院士侯德榜在索尔维法制碱的基础上进行改进,创立了中国人自己的制碱工艺——侯氏制碱法,A正确;
B.范德华首先研究出了分子间作用力,分子间作用力是存在于相邻分子之间的一种作用力,不属于化学键,分子间作用力也称为范德华力,B正确;
C.杂化轨道理论可以解释分子的立体结构,这是美国化学家鲍林最先提出的理论,C正确;
D.德国科学家F.Hund提出洪特规则——电子在能量相同的轨道上排布时,总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同,这种排布使原子的能量最低,处于稳定状态,D错误;
故合理选项是D。
16.(1)AD
(2) 球 1 哑铃或纺锤 3
(3)Mg>Al>Na
(4)①④⑥③②⑤
(5) sp CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
(6)
【详解】(1)A.干冰是固态CO2,该物质属于分子晶体,其熔化时破坏的作用力只有范德华力,A符合题意;
B.乙酸是由乙酸分子构成的物质,在固态时属于分子晶体,其分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,故当其气化时需克服范德华力和氢键,B不符合题意;
C.乙醇是由乙醇分子构成的分子晶体,分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,当其溶于水时,破坏的是分子间作用力和氢键,C不符合题意;
D.碘单质是由I2分子构成的分子晶体,当碘溶于四氯化碳时,破坏的只有范德华力,D符合题意;
故合理选项是AD;
(2)根据图示可知:s电子的原子轨道呈球形,每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃或纺锤形,每个p能级有3个原子轨道,且这三个轨道相互垂直;
(3)同一周期主族元素,从左到右原子序数越大,元素的第一电离能呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时,原子核外电子排布处于全满、半满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以Na、Mg、Al三种元素是第一电离能大小关系为:Mg>Al>Na;
(4)能层越高,能量越大;同一能层,p能级能量大于s能级;由能级交错可知:能量为4s<3d<4p,则不同能层不同能级,原子轨道能量由低到高顺序为:①2s④3s⑥3p③4s②3d⑤4p,用序号表示为:①④⑥③②⑤;
(5)乙炔结构简式是HC≡CH,该物质分子为直线型结构,其中C原子杂化方式是sp杂化;在实验室中一般用碳化钙与水反应制取乙炔,同时反应生成Ca(OH)2,反应方程式:CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2;
(6)氯化钙为离子化合物,Ca原子失去2个电子变为Ca2+;2个Cl原子获得2个电子变为2个Cl-,Ca2+与2个Cl-通过两个离子键形成CaCl2,用电子式表示CaCl2的形成过程为: 。
17.(1)AC
(2)AD
(3)
(4)
【详解】(1)Cl的原子序数为17,其基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p5,
A .,基态氯原子3s能级上的1个电子跃迁到3p能级上,属于氯原子的激发态,故A正确;
B. ,核外共16个电子,不是氯原子,故B错误;
C. ,基态氯原子3p能级上的2个电子跃迁到3d能级上,属于氯原子的激发态,故C正确;
D. ,核外共18个电子,不是氯原子,故D错误;
故答案为:AC;
(2)A.同周期元素,从左往右,第一电离能总体上升,当原子最外层呈现全充满或半充满状态或全空时,能量最低,即第一电离能F>N>O>C,故A错误;
B.同周期主族元素从左到右,原子的半径逐渐减小,故原子半径:C>N>O>F,故B正确;
C.同周期主族元素从左到右,非金属性增强,非金属性:C<N<O<F,非金属性越强其最简单气态氢化物的热稳定性越稳定,热稳定性:CH4<NH3<H2O<HF,故C正确;
D.O、F无最高正价,故D错误;
故选:AD;
(3)固体HF中存在氢键,则(HF)3的链状结构为;
(4)碘水和氯气性质相似,氯气和水反应生成HCl和HClO,则I2和水反应的离子方程式为:,加入浓KI溶液增大c(I-),平衡逆向移动,减少碘单质与水发生化学反应,可以增大碘的溶解性。
18.(1) Na O
(2) 非极性
(3) Sr 5s2
(4)ac
【详解】(1)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;上述反应体系中出现的几种短周期元素,原子半径最大的是Na;同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱,非金属性最强的是O;
(2)二硫化碳(CS2)与二氧化碳为等电子体,其分子构型是直线型分子,该分子的电子式,该分子为对称结构,为非极性分子;
(3)核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;可知该原子可表示为:Sr;锶为38号元素,位于第五周期第ⅡA族,最外层电子排布式为5s2;
(4)a.同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,锶的金属性比镁强,a正确;
b.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,氢氢化锶呈碱性,b错误;
c.锶位于第五周期第ⅡA族,锶在化合物中呈+2价,c正确;
d.锶化学性质活泼,在自然界中以化合态存在,d错误;
故选ac。
19.(1) 2 V型
(2) 非极性 杂化
(3) 4 或或者(答案合理即可)
(4)D
【详解】(1)根据价层电子对互斥模型,H2S分子中心原子孤电子对数=(6-2×1)=2,SO2的中心原子S原子的价层电子对数=2+(6-2×2)=3,VSEPR模型为平面三角形,去掉1个孤电子对,分子的空间结构为V形。
(2)SO3中心原子的价层电子对数为3+(6-3×2)=3,是平面三角形结构,分子中正负电荷中心重合,属于非极性分子。三聚分子中,S原子的价层电子对数为4,所以为sp3杂化。
(3)中心原子的价层电子对数为4+(6+2-4×2)=4,VSEPR模型为正四面体,中心原子的价层电子对数=4+(5+3-4×2)=4,VSEPR模型也是正四面体,同样的方法可以判断的VSEPR模型也是正四面体。
(4)元素的非金属性可以根据气态氢化物的稳定性、最高价氧化物对应的水化物的酸性、电负性、单质的氧化性等判断。
A.气态氢化物的稳定性越强,元素的非金属性越强,气态氢化物的稳定性: HCl>H2S,可以说明氯的非金属性比硫强,故A不选;
B.电负性越强,元素的非金属性越强,两元素的电负性: S<Cl,可以说明氯的非金属性比硫强,故B不选;
C.最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,元素的非金属性越强,高价含氧酸的酸性: HClO4>H2SO4, 可以说明氯的非金属性比硫强,故C不选;
D.单质的状态和非金属性无关,故D选;
E.单质的氧化性越强,相应元素的非金属性越强。两者间可发生反应: Cl2+H2S=2HCl+S↓,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物的氧化性,可知氧化性:Cl2>S, 可以说明氯的非金属性比硫强,故E不选;
故选D。
20. 电性引力 小于 越大 越大 空间构型越对称 越小
【详解】范德华力是分子间普遍存在的作用力,它很弱,比化学键的键能小1~2个数量级。对于结构相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大;分子的极性越大,范德华力越大。范德华力主要影响物质的物理性质,范德华力越大,物质的熔沸点越高。一般来说,分子的空间构型越对称,分子间的作用力越小。且,范德华力不属于化学键,它是分子和分子之间的一种作用力;
故答案为:电性引力;小于;越大;越大;空间构型越对称;越小。
21.(1)A
(2)稀释ClO2,防止因ClO2浓度较高时爆炸
(3) 作安全瓶
(4)
(5) 5 (H3O+)O-H…N() ()N-H…N()
【分析】稀硫酸与NaClO3、Na2SO3在A装置中发生反应制备ClO2,因ClO2浓度较高时极易爆炸,因此通过向装置内通入氮气稀释ClO2,生成的ClO2进入C装置中进行吸收,因ClO2极易溶于水,与水反应过程中容易倒吸,因此B装置可作为安全瓶防倒吸,因ClO2不能直接排放至空气中,因此利用D装置进行尾气吸收。
【详解】(1)ClO2中O为-2价,由此可知O与Cl之间为双键,因此ClO2分子中含有键和π键,Cl原子与两个O原子形成共价键,Cl原子上还存在1对孤对电子对和单电子,其中单电子位于未参与杂化的p轨道上,与杂化轨道重叠,因此ClO2为V型,分子中正负电荷中心不重叠,ClO2为极性分子,故答案为A。
(2)由上述分析可知,实验开始即向装置A中通入氮气,目的是稀释ClO2,防止因ClO2浓度较高时爆炸。
(3)装置A中稀硫酸与NaClO3、Na2SO3反应制备ClO2,反应过程中Cl元素化合价由+5降低至+4,S元素化合价由+4升高至+6,根据化合价升降守恒以及原子守恒可知反应方程式为;由上述分析可知,装置B的作用是防倒吸。
(4)ClO2具有强氧化性,H2O2具有还原性,装置D中H2O2和NaOH溶液吸收ClO2时发生氧化还原反应生成NaClO2,反应过程中Cl元素化合价由+4降低至+3,H2O2中O元素化合价由-1升高至0,根据化合价升降守恒、原子守恒以及溶液呈碱性可知反应的离子方程式为。
(5)1个中含有5个共价键,因此中的键总数为5;中的大π键有5个N参与,每个N与其他2个N形成N-N键,且有1个孤电子对与、形成氢键,故每个N只提供1个电子参与形成大π键,加上形成得到1个电子,共有6个电子参与形成大π键,则中的大π键可表示为;由图可知,还含有氢键(H3O+)O-H…N()、()N-H…N()。
22.(1) Ca(OH)2、NH4Cl 长颈漏斗
(2)极性
(3) 2NH3+2OH +Cl2=N2H4+2Cl +2H2O 防止N2H4被氧化
(4)B、C之间增加盛有饱和食盐水的装置
(5) (N2H5)2SO4 100c
【分析】装置A生成氨气,装置C生成氯气,氨气和氯气在B中生成肼,尾气通过烧杯中溶液吸收;
【详解】(1)装置A生成氨气,氢氧化钙和氯化铵加入生成氨气,故试管中的试剂为Ca(OH)2、NH4Cl。氨气极易溶于水,仪器a的名称是长颈漏斗,可以防止倒吸;
(2)N2H4中N原子采用sp3杂化,不是平面结构,正、负电荷中心不重合,属于极性分子。
(3)氯气和氢氧化钠生成次氯酸钠:Cl2+2OH =Cl +ClO +H2O,次氯酸钠和氨气反应生成肼和氯化钠:2NH3 + ClO- =N2H4+H2O+Cl-;总反应为:2NH3+2OH +Cl2=N2H4+2Cl +2H2O;已知肼具有强还原性,次氯酸钠、氯气具有强氧化性,肼会与其反应;该装置中通入NH3 必须过量的原因是因为N2H4具有强还原性易被Cl2氧化,NH3 必须过量,促进氯气、次氯酸钠和氨气反应,以利于肼的生成;
(4)Cl2中含有挥发产生的HCl,会和装置B中氢氧化钠溶液反应,导致肼的产率降低,改进方法是在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶,除去氯化氢气体。
(5)①肼是二元弱碱,与强酸反应,可产生正盐和碱式盐,故还可能生成(N2H5)2SO4。
②滴定过程中有无色无味无毒气体产生,碘具有氧化性,则碘和肼发生氧化还原反应生成碘离子和氮气,根据电子守恒可知,2I2~4e ~N2H4,则产品中N2H4的质量分数为