第二章 分子结构与性质 测试题 高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2(含解析)

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名称 第二章 分子结构与性质 测试题 高二下学期化学人教版(2019)选择性必修2(含解析)
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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 2023-06-15 15:59:36

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第二章《分子结构与性质》测试题
一、单选题(共12题)
1.下列事实能够用键能解释的是
A.氮气的化学性质比氧气稳定 B.常温常压下,溴呈液态,碘为固体
C.稀有气体一般很难发生化学反应 D.水的沸点比硫化氢的沸点高
2.下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比乙醛的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥水分子高温下也很稳定
A.①②③④⑤⑥ B.①②③④⑤
C.①②③④ D.①②③
3.如表为元素周期表前4周期的一部分,下列有关R、W、X、Y、Z五种元素的叙述中,正确的是
A.W、R元素单质分子内都存在非极性键
B.X、Z元素都能形成双原子分子
C.键长:W—H键W—H键
D.键长:X—H键4.某种用于电池添加剂的结构为。下列说法错误的是
A.分子不具有旋光性
B.1个分子中含8个σ键
C.O的杂化类型为sp2、sp3
D.组成分子的三种元素都位于周期表中p区
5.氮化硅可用作耐高温、耐腐蚀材料。由石英(含少量铁、铜氧化物)和空气制备氮化硅的一种工艺流程如图所示。
下列说法错误的是
A.“高温转化I”硅元素参与的反应中氧化剂与还原剂物质的量之比为1:2
B.“净化”可将空气依次通过NaOH溶液、热还原铁粉、浓H2SO4
C.“洗涤”时酸洗可选用稀硝酸
D.SiO2中的Si-O键能高于Si3N4中Si-N键能
6.科学家发明了一种合成的新型方法:。下列有关该反应中各微粒的描述正确的是
A.与互为同位素
B.的VSEPR模型为
C.的电子式为
D.分子中的σ键与π键个数之比为2:1
7.MA2B2C2型配合物有种几何异构体
A.3 B.4 C.5 D.6
8.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.10.6 g苯甲醛中含键的数目为
B.2 mol·L溶液中含的数目为
C.标准状况下11.2 L 中含有O原子的数目为
D.含1 mol HCl的浓盐酸与足量共热,转移的电子数为
9.把下列液体分别装在酸式滴定管中,并使其成细流流下,当用带有静电的玻璃棒接近液体细流时,细流不会发生偏移的是
A. B. C. D.
10.伪石蒜碱是石蒜提取物,具有抗肿瘤、抗病毒的作用,其结构如图所示。下列有关说法正确的是
A.与溴水能发生取代反应、加成反应 B.该物质不能与盐酸反应
C.1 mol该分子最多能与3 mol NaOH反应 D.该分子中的N原子为杂化
11.某含铑[Rh(Ⅰ)]催化剂催化乙烯加氢反应的过程如图所示,图中P代表PPh3(三苯基膦),下列说法正确的是
A.基态P的价电子排布式为[Ne]3s23p3
B.步骤②有非极性键、极性键的断裂和形成
C.配合物RhCl(PPh3)3中P原子提供电子给Rh
D.图中总过程可表示为CH2=CH2+H2CH3CH3
12.光气()是一种重要的有机中间体。利用反应可用于制备光气。下列有关叙述正确的是
A.为非极性分子 B.的电子式为
C.、分子间均能形成氢键 D.中电负性最小的元素是Cl
二、非选择题(共10题)
13.根据已学知识,请你回答下列问题:
(1)写出原子序数最小的第Ⅷ族元素原子的原子结构示意图__________。
(2)写出3p轨道上有2个未成对电子的元素的符号:______________。
(3)该元素被科学家称之为人体微量元素中的“防癌之王”,其原子的外围电子排布式为4s24p4,该元素的名称是____________。
(4)化学反应可视为旧键的断裂和新键的形成过程。化学键的键能是形成化学键时释放的能量。已知白磷和P4O6的分子结构如图所示,现提供以下化学键的键能(kJ·mol-1):P—P:198 P—O:360 O===O:498,则反应P4(白磷)+3O2===P4O6的反应热ΔH为___________________
(5)写出二氧化硫和水合氢离子中S原子,O原子分别采用______和______杂化形式,其空间构型分别为________和__________。
(6)用氢键表示法表示HF水溶液中的所有氢键__________________。
14.用价层电子对互斥模型推测下列分子或离子的空间结构。
分子或离子 VSEPR模型名称 空间结构名称
___________ ___________
___________ ___________
___________ ___________
___________ ___________
___________ ___________
15.非金属元素H、C、O、S、Cl能形成的化合物种类很多,单质及化合物的用途很广泛。
(1)O2-的离子结构示意图为__________,CS2的晶体类型为________ 晶体;
(2)O、Cl两元素形成的单质和化合物常用来杀菌消毒,试举例________(写化学式,任写两种);
(3)CH3OH在常温下为液态,沸点高于乙烷的主要原因是______________________________;
(4)Cl2是一种大气污染物,液氯储存区贴有的说明卡如下(部分):
危险性
储运要求 远离金属粉末、氨、烃类、醇类物质;设置氯气检测仪
泄漏处理 NaOH、NaHSO3溶液吸收
包装 钢瓶
①用离子方程式表示“泄漏处理”中NaHSO3溶液的作用___________________________。
②若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快,原因是________________。
③将Cl2通入适量KOH溶液中,产物中可能有KCl、KClO、KClO3。当溶液中c(Cl-):c(ClO-)=11:1时,则c(ClO-):c(ClO3-)比值等于___________。
(5)镁是一种较活泼的金属,Mg与Ca类似,也能与C形成某种易水解的离子化合物。已知该化合物0.1mol与水完全反应后,产生0.1mol的某种气体。该气体被溴水全部吸收后,溴水增重2.6g。请写出该水解反应方程式__________________________。
16.I.磷酸是一种重要的化工原料,是生产磷肥的原料,也是食品添加剂之一。
(1)工业上可以用磷单质与硝酸作用得到纯的磷酸(熔点)。的VSEPR模型是_______(填名称)。磷酸易形成过饱和溶液,难以结晶,可向其过饱和溶液中加入_______促进其结晶,但是所制得的磷酸中仍含有少量的水极难除去,其可能的原因是_______。
Ⅱ.研究小组以无水甲苯为溶剂,(易水解)和(叠氮化钠)为反应物制备纳米球状红磷。
(2)甲苯干燥和收集的回流装置如图1所示(夹持及加热装置略)。以二苯甲酮为指示剂,无水时体系呈蓝色。
①金属的作用是_______。
②回流过程中,除水时打开的活塞是_______;体系变蓝后,改变开关状态收集甲苯。
(3)纳米球状红磷的制备装置如图2所示(夹持、搅拌、加热装置已略)。
①在氩气保护下,反应物在装置A中混匀后转入装置B,于加热12小时,反应物完全反应,其化学方程式为_______;用氩气赶走空气的目的是_______。
②经冷却、离心分离和洗涤得到产品,洗涤时先后使用乙醇和水,依次洗去的物质是_______、_______。
17.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、________________、______________。
18.利用NO和在实验室中制备NOCl

已知:沸点为-34℃、NO为-152℃、NOCl为-6℃。NOCl易水解,能与反应。
回答下列问题:
(1)仪器a的名称:___________。
(2)装置B的作用:___________。
(3)NOCl分子的VSEPR模型:___________。
(4)制备NOCl开始前,先关闭,打开的目的:___________。
(5)装置D中使用冰盐水而不使用冰水的可能原因:___________。
(6)测定所制备的亚硝酰氯(NOCl)纯度:取D中所得液体20.00g溶于适量的水配制成250mL溶液;取出25.00mL样品溶液于锥形瓶中,加2滴溶液,用,标准溶液滴定至终点(已知,,;为砖红色固体)。
①到达该滴定实验终点的操作及现象:___________。
②亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为:___________。
19.回答下列问题:
(1)1molCO2中含有的σ键个数为__。
(2)已知CO和CN-与N2结构相似,CO分子内σ键与π键个数之比为__。HCN分子中σ键与π键数目之比为___。
(3)肼(N2H4)分子可视为NH3分子中的一个氢原子被—NH2(氨基)取代形成的另一种氮的氢化物。肼可用作火箭燃料,燃烧时发生的反应如下:N2O4(l)+2N2H4(l)=3N2(g)+4H2O(g)。若该反应中有4molN—H键断裂,则形成的σ键有__mol。
(4)C、H元素形成的化合物分子中共有16个电子,该分子中σ键与π键的个数之比为__。
(5)1mol乙醛分子中含σ键的个数为__,1个CO(NH2)2分子中含有σ键的个数为__。
20.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
21.(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。
22.A、B、C、D、E是元素周期表前四周期元素,且原子序数逐渐增大,其相关信息如下表:
元素 相关信息
A 单质在空气中燃烧发出黄色火焰
B 基态原子最外层电子排布式为
C 基态原子的最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
D 原子核外有25种不同运动状态的电子
E 基态原子核外有7个能级且最后填充的能级上有6个电子
请回答下列问题:
(1)A元素的焰色为黄色,这是由于A元素的核外电子由___________(填“激发态”或“基态”)跃迁到另一个状态时产生的光谱,该光谱属于___________(填“发射”或“吸收”)光谱。
(2)写出元素名称:C___________、D___________。
(3)E元素在元素周期表中的位置为___________。
(4)第三电离能:___________(填“>”或“<”),原因是___________。
(5)与B元素成“对角线规则”关系的某短周期元素M的最高价氧化物对应的水化物具有两性,写出该两性化合物与A元素的最高价氧化物对应水化物反应的化学方程式:___________;已知M元素和C元素的电负性分别为1.5和3.0,则它们形成的化合物是___________(填“离子”或“共价”)化合物。
参考答案:
1.A
A.N2中2个N原子通过氮氮三键结合,键能较大,而O2中2个O原子之间通过二个共价键结合,键能较小,分子中的键能越大,分子越稳定,氮气中的共价键的键能比氧气的大,所以氮气的化学性质比氧气稳定,能用键能解释,A符合题意;
B.溴单质和碘单质都属于分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,分子间作用力越大,分子晶体的熔点越高,常温常压下,溴呈液态,碘呈固态,是因为单质碘的分子间作用力大,与键能无关,B不符合题意;
C.稀有气体为单原子分子,没有化学键,很难发生化学反应,是因为原子达到8电子稳定结构(氦为2电子稳定结构),不易得失电子,C不符合题意;
D.水和硫化氢都属于分子晶体,分子之间通过分子间作用力结合,分子间作用力越大,分子晶体的熔点越高,水分子间存在氢键,导致水的沸点比硫化氢的沸点高,与键能无关,D不符合题意;
答案选A。
2.B
氢键的形成条件是氢原子与电负性较大的原子(N、O、F)形成共价键,广泛存在于非金属性较强的元素N、O、F等元素形成的含氢化合物中,据此解答。
①ⅤA族元素中,N元素的非金属性最强,且只有NH3分子间存在分子间氢键,其他元素的氢化物不存在,故NH3的熔、沸点比第ⅤA族其他元素氢化物的高,故①与氢键有关;
②由于醇和羧酸结构中含有羟基,且小分子的醇、羧酸的烃基对形成分子间氢键影响比较小,故小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶,故②与氢键有关;
③水为冰时,分子间距离变小,形成的氢键数目比液态水多,导致同质量时,冰比液态水体积大,所以冰的密度比液态水的密度小,故③与氢键有关;
④尿素的分子间能形成氢键,而乙醛分子间不能形成氢键,导致尿素的熔、沸点比乙醛的高,故④与氢键有关;
⑤邻羟基苯甲酸容易形成分子内氢键,而对羟基苯甲酸容易形成分子间氢键,导致邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低,故⑤与氢键有关;
⑥水分子性质稳定,是因为分子中的氢氧共价键键能大,和氢键没有关系,故⑥与氢键无关;
综上所述,与氢键有关的是①②③④⑤,故本题答案B。
3.B
由元素在周期表中的位置可知,X为N、W为P、Y为S、R为Ar、Z为Br。
A.白磷单质中存在非极性键,但稀有气体分子为单原子分子,分子中没有化学键,A错误;
B.氮气、溴单质都是双原子分子,B正确;
C.原子半径:W>Y,故键长:W—H键>Y—H键,C错误;
D.原子半径:W>X,故键长:W—H键>X—H键,键长越短,键能越大,故键能W—H键故选B。
4.D
A.有机物分子中含有手性碳原子是产生旋光性的充分和必要的条件,由电池添加剂的结构可知,添加剂分子中不含有手性碳原子,有机物分子不可能具有旋光性,故A正确;
B.有机物分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,由电池添加剂的结构可知,添加剂分子中含有4个碳氧单键、2个碳氢单键和1个碳氧双键和1个碳碳双键,共有8个σ键,故B正确;
C.由电池添加剂的结构可知,添加剂分子中含有4个碳氧单键和1个碳氧双键,形成单键的氧原子为sp3杂化,形成双键的氧原子为sp2杂化,故C正确;
D.由电池添加剂的结构可知,添加剂分子中含有碳、氢、氧三种元素,其中碳、氧元素位于周期表中p区,氢元素位于周期表中s区,故D错误;
故选D。
5.B
A.“高温转化I”二氧化硅与足量碳反应的化学方程式为,则氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,故A正确;
B.“净化”需依次除去空气中的二氧化碳、水蒸气、氧气,则可将空气依次通过NaOH溶液、浓、热还原铁粉,故B错误;
C.稀硝酸可溶解铁、铜,而不能溶解耐腐蚀的氮化硅,故C正确;
D.和均为共价晶体,成键原子半径越小,键长越短、键能越大,O原子半径小于N原子,所以SiO2中的Si-O键能高于Si3N4中Si-N键能,故D正确;
选B。
6.B
A.同位素是原子的互称,与为单质,不可能互为同位素,故A错误;
B.水分子中氧原子的价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,故B正确;
C.氨分子为共价化合物,电子式为 ,故C错误;
D.氮气分子为双原子分子,结构式为,分子中σ键与π键个数之比为1:2,故D错误;
故选B。
7.C
【解析】略
8.A
A.10.6 g苯甲醛()的物质的量为 mol,根据结构特点判断,分子中所有的键均为键,每个苯甲醛分子中含6个键,即含6个键,则0.1 mol苯甲醛中含键的数目为,故A正确;
B.未给定2 mol·L 溶液的体积,则无法判断的数目,故B错误;
C.标准状况下不是气体,11.2 L的物质不是0.5 mol,故C错误;
D.稀盐酸与二氧化锰不反应,含1 mol HCl的浓盐酸与足量共热,随着溶液浓度的降低,HCl不能完全被消耗,参加反应的HCl的物质的量小于1mol,转移的电子数小于,故D错误;
选A。
9.D
静电能吸引极性分子,、、均为极性分子,而为非极性分子,所以细流不会发生偏移的是,故D正确。
故选D。
10.A
A.题给分子中酚羟基的邻位上有氢原子,可与溴水发生取代反应;该分子中含碳碳双键,能与溴水发生加成反应,故A正确;
B.该分子中含“”,能与盐酸反应生成盐酸盐( ),故B错误;
C.醇羟基不能与NaOH反应,故1 mol该分子最多能与1 mol NaOH反应,故C错误;
D.该分子中N原子有3对成键电子对和1对孤电子对,是杂化,故D错误;
故答案选A。
11.D
A.P的原子序数为15,基态P原子最外层有5个电子,价电子排布式为3s23p3,A项错误;
B.步骤②中H2中存在H-H非极性共价键,H-H键的断裂,生成Rh-H极性共价键,则步骤②中有非极性共价键断裂,极性共价键生成,B项错误;
C.配合物RhCl(PPh3)3中P原子形成三对共价键,Cl原子形成一对共价键,则P原子和Cl原子提供电子给Rh,C项错误;
D.铑[Rh(Ⅰ)]催化剂催化乙烯加氢反应的过程总反应为CH2=CH2+H2CH3CH3,D项正确;
答案选D。
12.C
A.CH4为非极性分子,3个H被Cl代替得到的CHCl3不再是正四面体,为极性分子,A错误;
B.H2O2是共价化合物,电子式为,B错误;
C.H2O2、H2O分子内均有O-H键、分子间均可形成氢键,C正确;
D.COCl3中电负性最小的元素是C,D错误;
故选C。
13. Si或S 硒 -1 638 kJ·mol-1 sp2 sp 3 V形 三角锥形 F—H…F F—H…O O—H…O O—H…F
(1)第Ⅷ族元素有铁、钴、镍,原子序数最小的是铁,原子核外有26个电子,其原子结构示意图为:;(2)3p轨道上有2个未成对电子时有两种情况,一种是另一个3p轨道上没有电子,一种是另一个3p轨道上充满电子,所以当另一个3p轨道上没有电子,该原子是Si;一种是另一个3p轨道上充满电子,该原子是S;(3)原子的外围电子排布是4s24p4,说明该原子中各个轨道都充满电子,该原子核外电子数是34,所以是硒元素;
(4)白磷燃烧放出的热量=生成物的键能-反应物的键能=12×360kJ-(6×198)kJ-(3×498)kJ=1638kJ,反应的焓变是-1638KJ/mol;反应P4(白磷)燃烧生成P4O6的热化学方程式为:P4(s)+3O2(g)=P4O6(g)△H=-1638KJ/mol;
(5)二氧化硫分子中O原子价层电子对2+(6-2×2)=3,氧原子孤对电子对数为1,氧原子采取sp2杂化,二氧化硫分子中硫原子价层电子对2+(6-2×2)=3,氧原子孤对电子对数为1,空间构型为V形;水合氢离子中氧原子的价层电子对3+(6-1-3×1)=4,氧原子孤对电子对数为1,氧原子采取sp3杂化,水合氢离子空间构型为三角锥型;(6)N、O、F和氢原子之间能形成氢键,F的氢化物溶液剂为氢氟酸的水溶液,含有HF分子以及H2O分子,存在的所有氢键为F-H…F、F-H…O、O-F…F、O-H…O。
点睛:价层电子对互斥模型(简称VSEPR模型),根据价电子对互斥理论,价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数.σ键个数=配原子个数,孤电子对个数=×(a-xb),a指中心原子价电子个数,x指配原子个数,b指配原子形成稳定结构需要的电子个数;分子的立体构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;实际空间构型要去掉孤电子对,略去孤电子对就是该分子的空间构型。
14. 直线形 直线形 四面体形 V形 四面体形 三角锥形 正四面体形 正四面体形 四面体形 三角锥形
二氯化铍分子中铍原子的价层电子对数为2,孤对电子对数为0,分子的VSEPR模型为直线形,空间结构为直线形;二氯化硫分子中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为2,分子的VSEPR模型为四面体形,空间结构为V形;三氟化磷分子中磷原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,分子的VSEPR模型为四面体形,空间结构为三角锥形;铵根离子中氮原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为0,离子的VSEPR模型和空间结构都为正四面体形;亚硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,离子的VSEPR模型为正四面体形,空间结构为三角锥形,故答案为:直线形;直线形;四面体形;V形;四面体形;三角锥形;正四面体形;正四面体形;四面体形;三角锥形。
15.(1) 分子晶体
(2)ClO2 或O3或Cl2
(3)甲醇分子之间能形成氢键而乙烷不能
(4) Fe或FeCl3能催化苯与氯气的反应 1:2
(5)MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2↑
(1)氧元素的原子序数是8,则O2-的离子结构示意图为;CS2是由分子构成的分子晶体。
(2)O、Cl两元素形成的单质和化合物常用来杀菌消毒,例如ClO2、O3、Cl2等。
(3)由于甲醇分子之间能形成氢键而乙烷不能,所以CH3OH在常温下为液态,沸点高于乙烷。
(4)①氯气具有强氧化性,你氧化亚硫酸氢钠,反应的离子方程式为。
②由于Fe或FeCl3能催化苯与氯气的反应,所以若液氯泄漏后遇到苯,在钢瓶表面氯与苯的反应明显加快。
③设溶液中氯离子的物质的量是11mol,则次氯酸根的物质的量是1mol,根据电子得失守恒可知氯酸根的物质的量是 ,则c(ClO-):c()比值等于1:2。
(5)镁是一种较活泼的金属,Mg与Ca类似,也能与C形成某种易水解的离子化合物。已知该化合物0.1mol与水完全反应后,产生0.1mol的某种气体。该气体被溴水全部吸收后,溴水增重2.6g,因此该气体的相对分子质量是2.6÷0.1=26,所以该气体是乙炔,因此该化合物是MgC2,水解反应方程式为MgC2+2H2O=Mg(OH)2+C2H2↑。
16.(1) 四面体形 磷酸晶体 磷酸分子与水分子能形成氢键
(2) 干燥甲苯 K1、K3
(3) 防止五氯化磷遇空气中的水蒸气而发生水解 甲苯 氯化钠
利用苯来干燥甲苯,通过回流得到的水与钠反应,二苯甲酮为指示剂,无水时体系呈蓝色,改变开关状态收集甲苯,将甲苯、五氯化磷、NaN3在Ar气氛围中充分混合后转入装置B中,在反应釜中于加热12小时使其充分反应。
(1)中心原子价层电子对数为4+0=4,其VSEPR模型是四面体形。磷酸易形成过饱和溶液,难以结晶,可以引入晶种来促进溶液中的磷酸结晶析出,可向其过饱和溶液中加入磷酸晶体促进其结晶,磷酸分子含有羟基,容易与水分子形成氢键,因此磷酸具有较强的吸水性,所制得的磷酸中仍含有少量的水极难除去;故答案为:四面体形;磷酸晶体;磷酸分子与水分子能形成氢键。
(2)①金属钠与水能发生反应,因此金属的作用是干燥甲苯;故答案为:干燥甲苯。
②回流过程中,水要回流到烧瓶中,因此除水时打开的活塞是K1、K3;体系变蓝后,改变开关状态收集甲苯;故答案为:K1、K3。
(3)①在氩气保护下,反应物在装置A中混匀后转入装置B,于加热12小时,反应物完全反应,五氯化磷和NaN3 反应生成红磷、氮气和氯化钠,其反应的化学方程式为;由于五氯化磷易水解,为防止五氯化磷遇见空气中的水蒸气发生水解,因此用氩气赶走空气;故答案为:;防止五氯化磷遇空气中的水蒸气而发生水解。
②根据反应可知,得到的产物上沾有甲苯和氯化钠,用乙醇洗去甲苯,用水洗去氯化钠;故答案为:甲苯、氯化钠。
17.(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()
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。
(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()。
18.(1)蒸馏烧瓶
(2)除去a中挥发出的硝酸蒸汽(及将可能产生的转化为)
(3)平面三角形
(4)排除装置中的空气,防止与空气中的反应,(排除刚开始产生的)
(5)能够提供更低的温度,防止因气化而损失
(6) 滴入最后半滴标准溶液,溶液中产生砖红色沉淀,且半分钟内不消失 3.275cV%或
利用稀硝酸与铜反应产生的NO,通过水处理除去a中挥发出的硝酸蒸汽(及将可能产生的转化为),通过浓硫酸干燥并控制流速,干燥纯净的氯气与NO在冰盐水水浴下反应制备NOCl,注意废气处理。
(1)根据仪器的构造可知,仪器a的名称为蒸馏烧瓶;
(2)装置B中装有水,其作用为除去a中挥发出的硝酸蒸汽(及将可能产生的转化为);
(3)NOCl分子中N原子价层电子对个数=σ键个数+孤电子对个数=2+(5-3)=3,VSEPR模型为平面三角形;
(4)制备NOCl开始前,先关闭,打开的目的是:排除装置中的空气,防止、NO与空气中的反应,(排除刚开始产生的);
(5)装置D中使用冰盐水而不使用冰水的可能原因是:能够提供更低的温度,防止因气化而损失;
(6)①到达该滴定实验终点的操作及现象为:滴入最后半滴标准溶液,溶液中产生砖红色沉淀,且半分钟内不消失;
②根据氯元素守恒:利用关系式NOCl~AgNO3,可知亚硝酰氯(NOCl)的质量分数为=3.275cV%=。
19. 2NA(1.204×1024) 1:2 1:1 5.5 5:1 6NA(3.612×1024) 7
共价单键全是键,双键含1个键和1个π键,三键含1个键和2个π键,据此解答。
(1)分子内含有2个碳氧双键,双键中一个是键,另一个是π键,则中含有的键个数为(1.204×1024);
(2)的结构式为,推知的结构式为,含有1个键、2个π键,即CO分子内σ键与π键个数之比为1:2;的结构式为,分子的结构式为,分子中键与π键均为2个,即CO分子内σ键与π键个数之比为1:1;
(3)反应中有键断裂,即有参加反应,生成和,则形成的键有;
(4)设分子式为,则,合理的是,n=4,即分子式为,结构式为,所以一个分子中共含有5个键和1个键,即该分子中σ键与π键的个数之比为5:1;
(5)1个乙醛分子中存在1个碳氧双键,5个单键,1个分子中存在1个碳氧双键,6个单键,故乙醛中含有键的个数为6NA(3.612×1024),1个分子中含有7个键。
20.(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。
21. < 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。
22.(1) 激发态 发射
(2) 氯 锰
(3)第四周期第VIII族
(4) < 的价电子排布式分别为、,的轨道半充满较稳定,难再失去一个电子
(5) 或 共价
焰色反应推A为Na。B的最外层电子排布为nsn-1npn-2,s上2个电子即n-1=2,n=3,则B为3s23p1为Al。C为Cl。D为Mn。E有7个能级且最后填充的能级上有6个电子即1s22s22p63s23p63d64s2,E为Fe。
(1)电子从高能级跃迁到低能级释放能量发光,呈现出发射光谱。答案为激发态;发射;
(2)由上推知,C、D的名称分别为氯、锰。答案为氯;锰;
(3)E为Fe,周期表中的位置为第四周期Ⅷ族。答案为第四周期Ⅷ族;
(4)D失去2个电子后1s22s22p63s23p63d5半满稳定难再失电子,即D难失去第三个电子,第三电离能大。为E失去2个电子后为1s22s22p63s23p63d6,再失去一个电子为1s22s22p63s23p63d5半满稳定,即E易失去第三个电子,第三电离能小。第三电离能大小为I3(E)< I3(D)。答案为Mn2+、Fe2+的价电子排布式分别为3d5、3d6,Mn2+的3d轨道半充满较稳定,难再失去一个电子;
(5)M的最高价氧化物的水化物为Be(OH)2,与NaOH反应生成盐和水。Be与Cl电负性相差较小,形成的是共价键,该物质为共价化合物。答案为Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O或Be(OH)2+2NaOH=Na2[Be(OH)4];共价。