第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.影响物质在水中的溶解程度的因素有很多,下列关于溶解的说法错误的是
A.分子晶体溶于水,会破坏分子间作用力,分子间作用力越大,溶解度可能越小
B.能形成分子间氢键的物质常温下在水中的溶解度一定很大
C.极性分子在水中的溶解度一般比较大
D.物质溶于水有可能破坏化学键,甚至形成新的化学键
2.下列关于粒子结构的描述不正确的是
A.H2S和NH3均是价电子总数为8的极性分子
B.HS-和HCl均是含一个极性键的18电子粒子
C.CH2C12和CCl4均是四面体构型的非极性分子
D.1 mol D216O中含中子、质子、电子各10 NA(NA代表阿伏加德罗常数的值)
3.下列物质的变化过程中,化学键没有被破坏的是
A.碘升华 B.氯化钠受热熔化
C.金属汞汽化 D.氯化氢溶于水
4.硫和氮两种元素既是重要的工业元素,如硫酸工业、硝酸工业、合成氨工业等都涉及到国计民生,又是主要的大气污染元素,如、是大气中主要的污染气体。随着人们环保意识的增强,燃油汽车都已经装上了尾气处理装置。汽车尾气在催化剂作用下可发生如下反应:。下列关于、的说法正确的是
A.与均为极性分子 B.能与水形成分子间氢键
C.分子中S的杂化方式为 D.分子中的键角小于分子中的键角
5.下列物质中,含有共价键的化合物是
A.H2 B.Al C.KI D.CO2
6.徐光宪在《分子共和国》一书中介绍了许多明星分子,如 H2O2、CO2、BF3、CH3COOH 等。下列说法正确的是
A.H2O2 分子的立体构型为直线形
B.CO2 分子为非极性分子
C.BF3分子中 B 原子为 sp3 杂化,分子为三角锥形
D.CH3COOH 分子中 C 原子均为 sp2 杂化
7.精细化学品Z是X与反应的主产物,的反应机理如下:+HBr+Br-。下列说法不正确的是
A.X与 互为顺反异构体 B.X中C的杂化方式有、
C.分子中含有键 D.Z分子中含有2个手性碳原子
8.短周期元素W、X、R、Y、Z是化合物G(结构式如图所示)的组成元素,原子序数依次增大,化合物G中R、X、Z原子的最外层都满足8电子结构,X、R同周期,X、Y同主族。下列说法正确的是
A.原子半径:
B.电负性:
C.最简单氢化物的沸点:
D.W、X、R组成的化合物均为共价化合物
9.下列说法不正确的是
A.某分子空间构型为三角锥形,则该分子一定是极性分子
B.①CO2②H2O③SO2④BF3⑤NH3,以上分子VSEPR模型为平面三角形的是③④
C. Ca2+、K+、Cl-、S2-四种离子的半径依次减小
D.核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含“未成对电子”
10.下列有关NO、NO和NH3的说法正确的是
A.NO的键角大于NH3的键角 B.NO的空间结构为直线形
C.NH3中的N原子杂化类型为sp2 D.NH3作配体是因为N原子存在空轨道
11.化合物(如图所示)由原子序数依次增大且分布在前三周期的元素X、Y、Z、M组成。其中Y和M同主族,下列说法正确的是
A.简单氢化物的键角:YB.该化合物中M的杂化方式为
C.该化合物的阳离子与是等电子体
D.除X原子外该化合物中其他原子均满足结构
12.砷化镓(GaAs)是优良的半导体材料,可用于制作太阳能电池。是合成GaAs的原料之一,其中Ga与Al同族,As与N同族。下列叙述正确的是
A.电负性: B.中含有键
C.分子为平面三角形 D.基态Ga和As原子的未成对电子数相同
二、非选择题(共10题)
13.(1)以下反应:①木炭与水制备水煤气,②氯酸钾分解,③炸药爆炸,④酸与碱的中和反应,⑤生石灰与水作用制熟石灰,⑥Ba(OH)2 H2O 与 NH4Cl ,⑦浓硫酸溶于水, 属于放热反应__________.(填序号)
(2)Mg-Al-NaOH 电池中的负极反应:___________.
(3)FeCl3 溶液常用于腐蚀印刷电路铜板,发生 2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,若将 此反应设计成原电池,则负极所用电极材料为___________,当线路中转移 0.2mol 电 子时,则被腐蚀铜的质量为___________g.
(4)已知拆开 1mol H-H 键、1mol N≡N、1mol N-H 键分别需要吸收的能量为 436kJ、946k J、391k J.则由 N2 和 H2 反应生成 1mol NH3 需要放出___________的热量。
(5)用序号回答:①HCl ②NaOH ③Cl2 ④H2O ⑤NH4Cl ⑥P4 ⑦NH3 H2O ⑧Na2O2 ⑨HClO⑩CaO HF MgCl2
属于共价化合物的是___________,存在非极性键的是___________。
14.(1)C2H4的电子式为___________;
(2)写出苯与浓硝酸、浓硫酸混合物在60℃时反应的化学方程式___________;
(3)有机物乙醇和乙酸都可以和水互溶的原因是:___________;
(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸)___________(填“大于”“等于”或“小于”)Ka(苯酚)
15.全球一半左右的碘是以智利硝石提取硝酸钠后的母液为原料,加入亚硫酸氢钠制取,相关反应如下:
(未配平)
完成下列填空:
(1)配平上述化学方程式,单线桥标出电子转移的方向和数目_______。
(2)该反应实质是两步反应:①,则第二步反应的离子方程式为②_______;若要使碘酸钠的利用率最高,碘酸钠在第一步和第二步反应中的用量之比是_______。
(3)过滤反应析出的碘沉淀得到粗碘,再用升华法即可得到99%左右的碘产品.碘升华克服的微粒间作用力为_______。
(4)检验亚硫酸钠固体是否氧化变质的方法是_______。
16.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)。
17.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。
18.四氯化碳主要用作优良的溶剂、干洗剂、灭火剂、制冷剂、香料的浸出剂以及农药等,也可用于有机合成,工业上可用二硫化碳与氯气反应制取四氯化碳。某化学小组用图实验装置模拟工业制备四氯化碳。
已知:
①可与溴水反应生成硫酸和氢溴酸;
②与在铁作催化剂的条件下,在85℃~95℃反应可生成四氯化碳;
③硫单质的沸点445℃,的沸点46.5℃,的沸点76.8℃、密度。
(1)分子的空间结构为___________;其中C的杂化轨道类型为__________;写出两个与具有相同空间结构和键合形式的分子或离子__________、___________。
(2)上述仪器的连接顺序为a→____→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______。_______。
A装置中导管k的作用为________________________。
(3)A装置中发生反应的离子方程式为____________________(写成、,其还原产物为)。
(4)反应结束后关闭,,此时F装置的作用为_______________________。
(5)B装置中发生反应的化学方程式为___________________________________。
(6)反应结束先过滤除去固体催化剂,再经过_______(填操作名称)可得到。
19.(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。
20.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。
21.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
22.如图为元素周期表的一部分,列出了前四周期10种主族元素在周期表中的位置。
请回答下列问题:
(1)元素E的原子结构示意图为___________,I在元素周期表中的位置为___________,C与I形成的化合物的电子式为___________。
(2)G与J形成原子数之比为的化合物P,P是日常生活中最常见的物质,P分子的结构式为___________,空间构型为___________;元素K与G同主族且位于G的下一周期,P的沸点比元素K的氢化物的沸点高,原因是___________。
(3)已知木炭可在G的单质中完全燃烧形成化合物Q,用电子式表示Q的形成过程:___________。
(4)元素D的最高价氧化物对应的水化物与氢氧化钠反应的离子方程式为___________。
(5)J、F、G、K可以形成原子个数之比为的化合物M,M的化学式为___________;M中含有的化学键类型为___________。
(6)下图是依据各种元素(原子或离子)的性质对比关系而绘制出来的,其中描述正确的是___________。
A. B. C. D.
参考答案:
1.B
A. 分子晶体溶于水,会破坏分子间作用力,分子间作用力越大,越难分散到水中,溶解度可能越小,故A正确;
B. 能形成分子间氢键的物质,如能与水分子间形成氢键,常温下在水中的溶解度一般较大,但如更容易形成分子内氢键,在水中溶解度会变小,故B错误;
C. 水是极性分子,极性分子在水中的溶解度一般比较大,故C正确;
D. 物质溶于水有可能破坏化学键,甚至形成新的化学键,如将氢气在氯气中燃烧的产物通入水中,氢氯共价键会被破坏,故D正确;
故选B。
2.C
A.H2S中H、S元素形成的极性键,但结构不对称,属于极性分子,价电子总数为1×2+6=8;NH3中含有极性键,空间结构为三角锥形,正负电荷的中心不重合,属于极性分子,价电子总数为5+1×3=8,A正确;
B.HS-和HCl都只含一个极性键,HS-中电子数为1+16+1=18,HCl中电子数为1+17=18,两者都具有18个电子,B正确;
C.CH2C12是四面体构型,但是正负电荷的中心不重合,是极性分子,C错误;
D.1 个D216O中含中子、质子、电子都为10个,故1 mol D216O中含中子、质子、电子分别为10 NA,D正确;
故答案为:C。
3.A
A.碘升华,分子间距离增大,碘分子没变,化学键没有被破坏,只破坏范德华力,故选A;
B.氯化钠是离子晶体,受热熔化,破坏离子键,故不选B;
C.汞是金属晶体,金属汞汽化,破坏金属键,故不选C;
D.氯化氢溶于水,电离出氢离子和氯离子,H-Cl键被破坏,故不选D;
选A。
4.D
A.已知是V形结构,正、负电荷的中心不重合,为极性分子,但为平面三角形结构,正负电荷的中心重合,为非极性分子,A项错误;
B.氢键存在于与电负性较强的N、O、F结合的H即N-H、O-H、F-H和另一个H原子之间,故不能与水形成分子间氢键,B项错误;
C.已知分子中S周围的价层电子对数为:3+=3,故S的杂化方式为,C项错误;
D.已知SO2为V形结构,而SO3为平面三角形结构,故分子中的键角小于分子中的键角,D项正确;
答案选D。
5.D
A.氢气含有共价键,但氢气不是化合物,A不符合题意;
B.Al是金属单质,不是化合物,B不符合题意;
C.KI是由钾离子和碘离子构成的离子化合物,只含有离子键,C符合题意;
D.二氧化碳是含有共价键的化合物,D不符合题意;
故选C。
6.B
A.H2O2分子不是直线形的,两个H原子犹如在半展开的书的两面纸上,故A项错误;
B. CO2分子为直线形分子,分子内正、负电荷中心重合,为非极性分子,故B项正确;
C. BF3分子中B原子为sp2杂化,分子为平面三角形,故C项错误;
D.CH3COOH分子中甲基C原子采取sp杂化,羧基C原子采用sp2杂化,故D项错误;
故答案为B。
7.D
A.X与 互为顺反异构体,故A正确;
B. 中单键碳原子为,双键碳原子为,故B正确;
C.HBr分子中的共价键是H原子的1s轨道与Br原子的4p轨道形成的键,故C正确;
D.Z分子中含有的手性碳原子如图 ,含有1个手性碳原子,故D错误;
故选D。
8.C
短周期元素W、X、R、Y、Z是化合物G的组成元素,原子序数依次增大,化合物G中R、X、Z原子的最外层都满足8电子结构,X形成3对共用电子对,Y形成5对共用电子对,且同主族,说明X为N,Y为P;R形成2对共用电子对,X、R同周期,R为O;Z形成1对共用电子对,Z的原子序数大于Y,Z为;W形成1对共用电子对,W的原子序数小于X,W为H;据此作答。
根据分析W、X、R、Y、Z依次为H、N、O、P、Cl元素;
A.原子半径W(H)<X(N),A项错误;
B.同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,电负性Y(P)<Z(Cl),B项错误;
C.X、Y的最简单氢化物依次为NH3、PH3,由于NH3分子间存在氢键、PH3分子间不存在氢键,最简单氢化物的沸点NH3>PH3,即X>Y,C项正确;
D.W(H)、X(N)、R(O)组成的化合物可能是NH4NO3、HNO3等,NH4NO3为离子化合物,D项错误;
答案选C。
9.C
A.微粒中立体构型是三角锥型,说明中心原子A的价电子n=4且含有一个孤电子对,分子结构不对称,为极性分子,如PH3分子中价层电子对数=3+×(5-3×1)=4,且含有一个孤电子对,其空间构型是三角锥型,分子结构不对称,为极性分子,A正确;
B.①CO2中C原子的价层电子对为2+=2,VSEPR模型为直线形,②H2O中O原子的价层电子对为2+=4,VSEPR模型为四面体形,③SO2中S原子的价层电子对为2+=3,VSEPR模型为平面三角形,④BF3中B原子的价层电子对为3+=3,VSEPR模型为平面三角形,⑤NH3中N原子的价层电子对为3+=4,VSEPR模型为四面体形,以上分子VSEPR模型为平面三角形的是③④,B正确;
C.Ca2+、K+、Cl-、S2-四种离子的核外电子排布相同,核电荷数依次减小,故其半径依次增大,C错误;
D.核外电子数为偶数的基态原子,则原子最外层电子数为偶数,若最外层为nsx,则x=2,不含有未成对电子;若最外层为ns2npy,则y=2或4,np轨道一定含有未成对电子,即核外电子数为偶数的基态原子,其原子轨道中可能含“未成对电子”,D正确;
故答案为:C。
10.A
A. 中N的孤电子对数为,价层电子对数为0+3=3,N为sp2杂化,为平面三角形结构,键角为120°,NH3中N的孤电子对数为,价层电子对数为1+3=4,N为sp3杂化,NH3为三角锥形结构,键角为107°,前者键角大,A正确;
B.中N的孤电子对数为,价层电子对数为1+2=3,N为sp2杂化,为V形结构,B错误;
C.由B项解析可知,C错误;
D.NH3作配体是因为N有一对孤电子对,D错误;
故选A。
11.C
元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大且分布在前三周期,由图可知,X为H,Y为N,Z为O,M为P,以此解题。
A.由分析可知Y为N,Z为O,其氢化物分别为:NH3,H2O,其中H2O中O含有2个孤电子对,键角较小,A错误;
B.由图可知M有4个σ键,没有孤电子对,故其杂化方式为:,B错误;
C.由图可知阳离子为NH,NH和的原子数多都为5,价电子都为8,它们是等电子体,C正确;
D.由图可知该化合物中P原子最外层是10个电子,D错误;
故选C。
12.B
A.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,元素电负性减弱;电负性:,故A错误;
B.中含有砷氯共价键,存在键,故B正确;
C.分子砷形成3个共价键、且存在1对孤电子对,为sp3杂化,故为三角锥形,故C错误;
D.基态Ga和As原子的价电子排布分别为4s24p1、4s34p2,未成对电子数不相同,故D错误;
故选B。
13. ③④⑤ 2Al-6e-+8OH- =2AlO2- +4H2O Cu 6.4 46 kJ ①④⑦⑨ ③⑥⑧
(1)常见的放热反应有:所有的燃烧、所有的中和反应、金属和酸的反应、金属与水的反应、大多数化合反应、铝热反应等,据此分析判断;
(2)Mg-Al-NaOH 电池中镁与氢氧化钠不反应,只有铝与氢氧化钠溶液反应,2Al + 2NaOH +2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑,据此分析解答;
(3)该电池反应中,铜失电子发生氧化反应,作负极;根据电极反应式计算;
(4)根据△H=断裂化学键吸收的热量-生成化学键释放的热量,据此分析解答;
(5)根据化学键与物质类别的关系分析判断。
(1)①木炭与水制备水煤气为吸热反应,②氯酸钾分解为吸热反应,③炸药爆炸为放热反应,④酸与碱的中和反应为放热反应,⑤生石灰与水作用制熟石灰为放热反应,⑥Ba(OH)2 H2O 与 NH4Cl的反应为吸热反应,⑦浓硫酸溶于水属于物理变化,属于放热反应的是③④⑤; 故答案为:③④⑤;
(2)Mg-Al-NaOH 电池中铝是负极,负极反应式为2Al-6e-+8OH- =2AlO2- +4H2O,故答案为:2Al-6e-+8OH- =2AlO2- +4H2O;
(3)该电池反应中,铜失电子发生氧化反应,作负极,负极反应式为Cu-2e-=Cu2+,需要选用铜作负极,则当线路中转移0.2mol电子时,反应的Cu为0.1mol,其质量为6.4g,故答案为:Cu;6.4;
(4)拆1molH-H键、1molN≡N、1molN-H键分别需要吸收的能量为436kJ、946kJ、391kJ,在反应N2+3H2 2NH3中,断裂3mol H-H键,1mol N≡N键共吸收的能量为:3×436kJ+946kJ=2254kJ,生成2mol NH3,共形成6molN-H键,放出的能量为:6×391kJ=2346kJ,吸收的能量少,放出的能量多,该反应为放热反应,放出的热量为:2346kJ-2254kJ=92kJ,所以生成1mol NH3放出热量为46kJ,故答案为:46 kJ;
(5)①HCl只含有极性键,是共价化合物;
②NaOH 存在离子键和极性键,是离子化合物;
③Cl2只含有非极性键,是单质;
④H2O只含有极性键,是共价化合物;
⑤NH4Cl存在离子键和极性键,是离子化合物;
⑥P4 只含有非极性键,是单质;
⑦NH3 H2O只含有极性键,是共价化合物;
⑧Na2O2存在离子键和非极性键,是离子化合物;
⑨HClO只含有极性键,是共价化合物;
⑩CaO只含有离子键,是离子化合物;
HF只含有极性键,是共价化合物;
MgCl2只含有离子键,是离子化合物;
其中属于共价化合物的是①④⑦⑨ ;存在非极性键的是③⑥⑧;故答案为:①④⑦⑨ ;③⑥⑧。
【点睛】本题的易错点为(5),正确区分离子化合物和共价化合物是解题的关键,要注意含有金属元素化合物的不一定是离子化合物,没有金属元素的化合物也不一定是共价键化合物。
14. 乙醇和乙酸可以和水形成氢键 小于
(1)C2H4分子内存在一个碳碳双键,故电子式为:,故答案为:;
(2)苯与浓硝酸、浓硫酸混合物在60℃时发生苯环上的氢原子被硝基取代的反应,反应方程式为:,故答案为:;
(3)乙醇、乙酸中都含有电负性较强的O原子,能形成氢键,为极性分子;水中也含有氢键,也为极性分子,乙醇、乙酸都能与水形成氢键,所以根据相似相溶原理可得乙醇和乙酸都可以和水互溶,故答案为:乙醇和乙酸可以和水形成氢键;
(4)因为存在分子内氢键,减弱了氢离子的电离,故电离平衡常数减小,故答案为:小于。
15.(1)2、5、3、2、1、1;
(2) +5I-+6H+=3I2+3H2O 5:1
(3)范德华力
(4)取少量样品溶于水,加入过量盐酸后,再加氯化钡,产生白色沉淀则已变质,若无白色沉淀生成,则未变质;
(1)
根据氧化还原反应中化合价升降总数相等配平,该反应中碘元素的化合价由+5价得电子变为0价,所以一个碘酸根离子得5个电子,硫元素的化合价由+4价失电子变为+6,所以一个参加氧化还原反应的亚硫酸氢根离子失去2个电子,所以得失的最小公倍数是10,所以碘酸钠的计量数是2,亚硫酸氢钠的计量数是5,其它元素根据原子守恒进行配平,所以该方程式为2NaIO3+5NaHSO3═3NaHSO4+2Na2SO4+I2+H2O,单线桥标出电子转移的方向和数目为;答案为2、5、3、2、1、1;。
(2)
根据总反应可知最终转变成了碘单质,第一步碘酸根被还原成碘离子,即,则第二步碘离子应被碘酸根氧化成碘单质,离子方程式为+5I-+6H+=3I2+3H2O;若要使碘酸钠的利用率最高,则第一步被还原成的I-离子应恰好在第二步被碘酸根离子氧化,则碘酸钠在第一步和第二步中用量比应满足5:1;答案为+5I-+6H+=3I2+3H2O;5:1。
(3)
碘单质(I2)是分子晶体,分子间通过范德华力结合,碘升华时要破坏分子间的范德华力;答案为范德华力。
(4)
亚硫酸钠固体在空气中变质会被氧气氧化成硫酸钠,因此要检验硫酸根离子存在来判断其是否被氧化,具体步骤为取少量样品溶于水,加入过量盐酸后,再加氯化钡,产生白色沉淀则已变质,若无白色沉淀生成,则未变质;答案为取少量样品溶于水,加入过量盐酸后,再加氯化钡,产生白色沉淀则已变质,若无白色沉淀生成,则未变质。
16.(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。
17.(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。
18.(1) 直线形 sp CO2 SCN-、COS
(2) i、j→f、g→d、e→b、c→h 平衡气压,便于浓盐酸顺利流下
(3)Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O
(4)平衡气压做安全瓶,同时储存氯气
(5)CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2
(6)蒸馏
由实验装置图可知,装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢和水蒸气,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中长颈漏斗能起到平衡气压的作用,装置D中盛有的浓硫酸用于干燥氯气,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃~95℃条件下反应制备四氯化碳,装置B中盛有的溴水用于吸收挥发出的二硫化碳,装置E中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收未反应的氯气,防止污染空气,则装置的连接顺序为AFDCBAFBE,仪器的接口的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h。
(1)的价层电子对数为2+=2,且不含孤电子对,空间结构为直线形,其中C的杂化轨道类型为sp,CO2、SCN-和COS与是等电子体,与具有相同空间结构和键合形式。
(2)由分析可知,上述仪器的连接顺序为a→i、j→f、g→d、e→b、c→h;A装置中导管k的作用为平衡气压,便于浓盐酸顺利流下。
(3)装置A中重铬酸钾固体与浓盐酸反应制备氯气,Cr元素化合价由+6价下降到+3价,Cl元素由-1价上升到0价,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:Cr2O+6Cl—+14H+=2Cr3++3Cl2↑+7H2O。
(4)由实验装置图可知,装置F中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体,其中反应结束后关闭,,长颈漏斗还能起到平衡气压做安全瓶的作用,同时还可以储存未反应的氯气。
(5)由分析可知,B装置中发生的反应为二硫化碳与溴水反应生成硫酸和氢溴酸,S元素由-2价上升到+6价,Br元素由0价下降到-1价,根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为:CS2+8Br2+10H2O=2H2SO4+16HBr+CO2。
(6)由分析可知,装置C中氯气在催化剂作用下与二硫化碳在85℃~95℃条件下反应生成四氯化碳和硫,反应制得的四氯化碳中混有未反应的二硫化碳和反应生成的溶于四氯化碳的硫,所以反应结束先过滤除去固体催化剂,再经过蒸馏得到四氯化碳。
19. < 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%。
【点睛】5.575g是从50mL溶液中取出25mL的那部分与AgNO3溶液反应产生的沉淀质量,计算时需注意与原混合物中的x、y相对应。
20. 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:。
21.(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。
22.(1) 第四周期第VIIA族
(2) V形 水分子间能形成氢键而硫化氢分子间不能形成氢键
(3)
(4)
(5) 离子键、共价键
(6)AC
根据元素在周期表中的位置,可确定:
符号 A B C D E F G H I J
元素 Na K Mg Al Si N O Cl Br H
(1)E为Si,原子序数为14,其原子结构示意图为:;I为Br,位于元素周期表第四周期第VIIA族;Mg与Br形成的化合物为MgBr2,是离子化合物,其电子式为:。
(2)O与H形成的原子数之比为1:2的化合物P为H2O,其结构式为,H2O的中心原子价层电子对数为2+=4,采取sp3杂化,有两对孤对电子,空间构型为V形;元素K与G(O)同主族且位于G的下一周期,则K为S元素,氧的电负性大,分子间存在氢键,而分子间不存在氢键,因此的沸点比的要高。
(3)碳在氧气中完全燃烧生成Q为二氧化碳,二氧化碳为共价化合物,用电子式表示二氧化碳的形成过程为:。
(4)Al的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,Al(OH)3与氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,反应的离子方程式为:。
(5)H、N、O、S形成的原子个数之比为5:1:4:1的化合物M为,为离子化合物,存在离子键和共价键。
(6)A.A、B、C、D、E分别为,原子半径:,与图中相符,A正确;
B.A、B分别为、K,最外层电子数相等,而从图中看出A的最外层电子数比B大,B错误;
C.E为元素,H为元素,最外层电子数分别为4和7,与图象相符,C正确;
D.E为元素,H为元素,图中信息显示:失电子能力比强,与事实不符,D错误;
答案选AC。