第二章 分子结构与性质 测试题
一、选择题
1.下列两组命题中,甲组命题能用乙组命题加以解释的是
选项 甲组 乙组
A 酸性: 比的键长短
B 的沸点高于 分子间范德华力更大
C 单质碘易溶于而微溶于水 “相似相溶”原理
D 沸点: 键能O-H比S-H大
A.A B.B C.C D.D
2.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.含的冰中形成氢键的数目是
B.晶体中含有个分子
C.常温常压下,由乙烯与丙烯组成的混合气体含有的原子数目为
D.标准状况下,丙三醇与足量金属钠反应,生成气体的分子数为
3.通常状况下,是无色透明液体,下列对的有关叙述不正确的是
A.分子中的所有原子均达到8电子稳定结构
B.中P原子采用杂化
C.分子是极性分子
D.分子中四个原子共平面
4.唐代著名诗人韩愈有传世名句“草树知春不久归,百般红紫斗芳菲”;明代汤显祖写到“原来姹紫嫣红开遍”。鲜花的颜色大多取决于花瓣中花青素的种类及其所处环境的pH。矢车菊素在不同pH中发生的转化如图所示,下列说法错误的是
A.酸性较强的情况下,矢车菊素呈红色
B.矢车菊素可用作酸碱指示剂
C.矢车菊素分子中第一电离能最大的元素为碳元素
D.常温下,矢车菊素能溶于水
5.下列物质中,与所含化学键类型完全相同且分子的极性也相同的是
A. B. C. D.
6.硫酸镍溶于氨水形成蓝色溶液,下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.分子的空间结构:平面三角形
C.S元素位于元素周期表的第三周期第ⅣA族
D.基态原子的价层电子排布式:
7.原子数相同、电子总数相同的粒子,互称为等电子体。硼元素可形成三个等电子体阴离子:、和,则m、n值为
A.5,3 B.2,4 C.3,1 D.1,2
8.臭氧法处理含氰废水的主要反应原理为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A.生成转移的电子数目为
B.和的混合物中含有的原子数目为
C.标准状况下中所含的电子数为
D.中含有的键的数目为
9.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,且处于同一周期的元素不超过两种。X与W属于同一主族,Y是构成有机物的必需元素,Z是地壳中含量最多的元素。
下列说法正确的是
A.原子半径:r(X)<r(Y)<r(Z)
B.X、Y、Z三种元素可以组成一元弱酸
C.Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的强
D.由Z、W组成的化合物中均不含共价键
10.物质的量相同的以下物质中含有键个数最多的是
A. B. C. D.
11.下列分子或离子的中心原子杂化轨道的类型相同的是
A.SO与SO3 B.CH4与H2O C.NCl3与BF3 D.SO与CO
12.下列有关化学用语描述正确的是
A.HClO的空间填充模型:
B.中子数为10的氟原子:
C.与互为同位素
D.NaCl固体溶于水,形成了由6个水分子环绕的水合钠离子
13.由短周期元素组成的粒子,只要其原子数相同,各粒子的电子总数相同,则互称为等电子体。以下各组粒子不是等电子体的是
A.CO和NO B.O3和NO C.N2H4和C2H4 D.N2O和CO2
14.在酸性或者接近中性的条件下,易发生歧化反应,将通入溶液中,其反应为。下列有关说法错误的是
A.的空间结构为三角锥形
B.中心原子的杂化方式是sp
C.基态钾原子的价电子排布式:
D.基态的价电子轨道表示式:
15.2022年诺贝尔化学奖授予了研究“点击化学和生物正交化学”的三位科学家。已知“点击化学”中的一个经典反应如下:
下列说法中错误的是
A.生成物分子中所有原子不可能在同一平面
B.上述反应所涉及的物质中,所有基态原子的第一电离能最大的是N
C.上述反应物和产物中,C的杂化方式只有sp和两种
D.该反应为加成反应
二、填空题
16.H、C、N、O、S是重要的非金属元素,请按要求回答下列问题:
(1)C元素的一种氢化物(分子中含有6个原子)是重要的化工原料,常把该氢化物的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。有关该氢化物分子的说法正确的是_______。(填序号)。
a.该氢化物分子中C原子采用杂化 b.6个原子不在同一平面上
c.只含有4个键和1个键 d.分子既含有极性键又含有非极性键
(2)相同条件下与分子在水中的溶解度较大的是_______(写分子式),理由是_______。中的O—C—O键角_______(填“>”“<”或“=”)中的O—S—O键角。
(3)已知(CN)2是直线形分子,且有对称性,则(CN)2分子的结构式为_______;其中键与键的个数比为_______。
17.填空。
(1)在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再分别加入下列物质:①FeCl3,②KNO3,能使铜粉溶解,试分别写出发生反应的离子方程式:
①_______
②_______
(2)我国“四大发明”在人类发展史上起到了非常重要的作用,其中黑火药的爆炸反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑。该反应中被还原的元素是_______。
(3)将SO2与足量Fe2(SO4)3溶液完全反应后,再加入K2Cr2O7溶液,发生如下两个反应:SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+、+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O,下列有关说法正确的是_______。
A.还原性Cr3+>Fe2+>SO2
B.氧化性>Fe3+>
C.能将Na2SO3氧化成Na2SO4
D.两个反应中Fe2(SO4)3均作还原剂。
(4)有下列变化:①碘的升华②烧碱熔化③氯化钠溶于水④氯化氢溶于水⑤氯化铵受热分解。其中化学键未被破坏的是_______(填序号,下同);仅离子键被破坏的是_______;仅共价键被破坏的是_______;离子键和共价键都被破坏的是_______。
18.重氮化合物是一类活泼的化合物,在有机合成方面有着重要应用。重氮化合物A在光照及甲醇参与反应的条件下经过一系列活泼中间体转化为F的路线如下:
回答下列问题:
(1)为研究反应历程,A中的羰基上的碳原子用13C标记,这种研究方法称为___________。
(2)B1中的一个碳原子含有未共用电子对,易与B2相互转化或转化为C,B2的官能团名称为___________;上述路线中与B1、B2互为同分异构体的是___________(填标号)。
(3)从结果上看,C和CH3OH生成E的反应类型为___________;写出CH2=C=O与CH3CH2OH反应的化学方程式___________(不要求写出中间体)。
(4)E不稳定,能自发转化为F,说明稳定性C=O___________C=C(填“大于”“小于”或“等于”),理由是___________(从键参数的角度说明)。
(5)X、Y是二十多年前才发现的两种生物碱,在室温下可相互转化:
含N+的中间体的结构简式为____________
19.已知元素的某种性质“X”和原子半径、金属性、非金属性等一样,也是元素的一种基本性质。下面给出13种元素的X的数值:
元素 Al B Be C Cl F Li
X的数值 1.5 2.0 1.5 2.5 2.8 4.0 1.0
元素 Mg Na O P S Si
X的数值 1.2 0.9 3.5 2.1 2.5 1.7
试结合元素周期律知识完成下列问题:
(1)经验规律告诉我们:当形成化学键的两原子相应元素的X差值大于1.7时,所形成的一般为离子键;当小于1.7时,一般为共价键,试推断BeCl2中的化学键类型是______。
(2)根据上表给出的数据,简述主族元素X的数值大小与元素的金属性或非金属性强弱之间的关系________。
(3)请你预测Br与I元素的X数值的大小关系________。
(4)某有机化合物分子中含有S—N键,你认为该共用电子对偏向于________原子(填元素符号)。
20.硫元素可形成丰富的化合物,在生产生活中具有广泛用途。
(1)气体是一种重要的化工原料,从轨道重叠方式的角度分析的成键,分子中硫原子的_______轨道与氢原子的s轨道重叠形成_______键。
(2)、、、是中学化学常见微粒,其中属于极性分子的是_______,四种微粒键角由大到小的顺序是_______。
(3)硫代硫酸可看作是硫酸分子中一个端基氧原子被硫原子取代而得到的产物,的结构如图所示,的中心原子杂化方式为_______,空间构型是_______,与的反应方程式为,根据所学知识分析,此反应中得到的是端基氧原子还是端基硫原子的电子,预测可能的结构是_______(填序号)。
a. b.
21.已知:A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次增大。A原子核外有两种形状的电子云,两种形状的电子云轨道上电子数相等;B是短周期中原子半径最大的主族元素;C元素3p能级半充满;E是所在周期电负性最大的元素;F位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2。
(1)已知A元素的一种氢化物分子中含四个原子,则在该化合物的分子中A原子的杂化轨道类型为___。
(2)A的氢化物(H2A)在乙醇中的溶解度大于H2D,其原因是___。
(3)A与D可形成。
①的空间构型为___(用文字描述)。
②写出一种与互为等电子体的分子的化学式:__。
(4)B、C、D、E的第一电离能由大到小的顺序是__(写元素符号)。
(5)F的氯化物与氨水反应可形成配合物[X(NH3)4]Cl2,1mol该配合物中含有σ键的数目为__。
22.周期表前四周期的元素X、Y、Z、W,原子序数依次增大,X原子基态时L层中P轨道电子数与s轨道电子数相同;Y原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子;Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料;W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态。回答下列问题:
(1)X位于周期表的第_______周期,第_______族。
(2)元素的第一电离能:X_______Y(填“>”或“<”,下同);原子半径:X_______Y。
(3)Y的最高价氧化物对应水化物中酸根离子的空间构型是_______(用文字描述)。
(4)基态核外电子排布式为_______,用铁氰化钾溶液检验的离子方程式为_______。
23.某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿二氧化碳反应),化学反应方程式如下:
①2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
(1)反应①中含极性键的非极性分子的电子式为______。反应②中含极性键的离子化合物的电子式为_______。
(2)常温下,CO2为气体但CS2却为液体,请用物质结构知识说明原因_____。
(3)实验中,用大理石、稀盐酸制取所需CO2,装置如图。简述检验气密性的操作方法_____,将气体通过Na2O2前必须除去的杂质是____,该除杂剂是_______。
(4)确认实验中生成O2的操作方法是_____。
【参考答案】
一、选择题
1.C
解析:A.电负性F>Cl,则吸电子能力F>Cl,吸电子能力增强导致酸性增强,故A不符合题意;
B. 形成分子间氢键导致沸点升高, 形成分子内氢键导致沸点降低,故B不符合题意;
C.碘单质、四氯化碳均为非极性分子,水为极性分子,根据“相似相溶”原理,单质碘易溶于而微溶于水,故C符合题意;
D.水能形成氢键导致其沸点升高,故沸点:,故D不符合题意;
故选C。
2.C
解析:A.冰晶体中,每个水分子与周围的4个水分子形成氢键,根据均摊法可知,每个水分子占有2个氢键,故含的冰中形成氢键的数目是,故A错误;
B.氯化钠是离子晶体,不含有分子,故B错误;
C.乙烯与丙烯的最简式均为CH2,则常温常压下,由乙烯与丙烯组成的混合气体含有CH2原子团的物质的量为1mol,则原子数目为,故C正确;
D.标准状况下,丙三醇不是气体,不能计算其物质的量,故D错误;
故选C。
3.D
解析:A.分子中的P、Cl原子通过共用电子对,使所有原子均达到8电子稳定结构,A正确;
B.中P原子价层电子对数为3+=4,采用sp3杂化,B正确;
C.分子中存在极性键且不能抵消,是极性分子,C正确;
D.分子中P采用sp3杂化,为三角锥形结构,四个原子不共平面,D错误;
故选D。
4.C
解析:A.由图可知,酸性较强的情况下,平衡逆向移动,则矢车菊素呈红色,A正确;
B.矢车菊素在酸碱性不同的情况下颜色不同,可用作酸碱指示剂,B正确;
C.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,矢车菊素分子中第一电离能最大的元素为氧元素,C错误;
D.常温下,矢车菊素分子中含有较多的羟基,能和水形成氢键,导致其能溶于水,D正确;
故选C。
5.A
【分析】过氧化氢为含有氧氧非极性键、氢氧极性键的极性分子;
解析:A.为含有氮氮非极性键、氢氮极性键的极性分子,故A符合题意;
B.乙烷为非极性分子,故B不符合题意;
C.甲烷只含碳氢极性键,为非极性分子,故C不符合题意;
D.水只含氢氧极性键,为极性分子,故D不符合题意;
故选A。
6.D
解析:A.同周期从左往右第一电离能呈增大趋势,同一主族第一电离能从上到下逐渐减小,N的核外价层电子排布半满,第一电离能最大,第一电离能:,A项错误;
B.分子中N为sp3杂化,含一对孤电子对,空间结构为三角锥形,B项错误;
C.S元素位于第三周期第ⅥA族,C项错误;
D.镍为28号元素,原子价电子排布式为3d84s2,D项正确;
答案选D。
7.A
【分析】原子数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体。粒子中质子数等于原子的质子数之和,中性微粒中质子数=电子数,阳离子的电子数=质子数-电荷数,阴离子的电子数=质子数+电荷数。、的原子数均为3,价电子数均为16,则的价电子数也应为16。
解析:原子数相同、价电子总数相同的粒子互称为等电子体.、的原子数均为3,电子数为3+6×2+1=16,电子数为3+4×2+m=16,m=5,则的价电子数也应为16.即3+5×2+n=16,则n=3。
答案选A。
8.A
解析:A.由离子方程式可知,该反应中的C、N元素的化合价升高,氧元素化合价降低,由得失电子守恒可知,生成1mol转移电子的数目为,故A错误;
B.和都是由氧原子构成,16g和的混合物中含有1molO原子,数目为,故B正确;
C.22.4L(标准状况)为1mol,含有的电子数目为,故C正确;
D.中C、N间形成3个共价键,其中1个为键,2.6g(0.1mol)中含有键的数目为,故D正确;
故答案选A。
9.B
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,且处于同一周期的元素不超过两种,X、Y、Z、W分别位于三个周期,则X为H,Y是构成有机物的必需元素是C,Z是地壳中含量最多的元素O, X与W属于同一主族,W为Na,X、Y、Z、W分别为H、C、O、Na,由此分析。
解析:A.X、Y、Z分别为H、C、O,氢原子是原子半径最小的原子,C和O位于同一周期,同周期元素的原子从左到右半径逐渐减小,故原子半径:r(X)<r(Z)<r(Y),故A不符合题意;
B.X、Y、Z分别为H、C、O,X、Y、Z三种元素可以组成一元弱酸如CH3COOH,故B符合题意;
C.Y、Z分别为C、O,同周期从左到右元素的非金属性逐渐增强,简单气态氢化物的热稳定性增强,非金属性:C<O,故Y的简单气态氢化物的热稳定性比Z的弱,故C不符合题意;
D.Z、W分别为O、Na,由Z、W组成的化合物可以为氧化钠和过氧化钠,过氧化钠中含共价键,故D不符合题意;
答案选B。
10.B
【分析】在共价键中,1个单键仅含1个键,1个双键中含有1个键和1个π键,1个三键中含有1个键和2个π键。
解析:中无共价键,即无键;中Ca2+与Cl-之间为离子键,1个H2O分子内含2个O-H键,因此1mol中含有16mol键;1个中含有1个C=C、6个C-H、1个C-C,因此1mol中含有8mol键;1个中含有1个N-N、4个N-H,因此1mol 中含有5mol键,综上所述,物质的量相同的4种物质中含有键个数最多的是,故答案为B。
11.B
解析:A.SO中心原子价层电子对数为=4,为sp3杂化,SO3中心原子价层电子对数为=3,为sp2杂化,A不符合题意;
B.CH4中心原子价层电子对数为=4,为sp3杂化;H2O中心原子价层电子对数为=4,为sp3杂化,B符合题意;
C.NCl3中心原子价层电子对数为=4,为sp3杂化;BF3中心原子价层电子对数为=3,为sp2杂化,C不符合题意;
D.SO中心原子价层电子对数为=4,为sp3杂化,CO中心原子价层电子对数为=3,为sp2杂化,D不符合题意;
综上所述答案为B。
12.A
解析:A.HClO是O原子分别与1个H、Cl原子形成一个共价键形成的,结构式H-O-Cl,O原子上还存在2对孤对电子,O原子是杂化,空间构型是V形,由于原子半径:,所以HClO的空间填充模型为 ,A正确;
B.F是9号元素,中子数为10的氟原子质量数,用原子符号可表示为:,B错误;
C.与是氧元素的两种单质,是同素异形体,与是同位素,C错误;
D.氯化钠溶于水形成水合钠离子和水合氯离子。由于半径比小,所以钠离子形成的由5个水分子环绕的水合钠离子,而氯离子形成的由6个水分子环绕的水合氯离子,D错误;
故答案选A。
13.C
解析:A.CO和NO的原子个数都为4,电子总数均为32,所以二者原子数相等、电子总数相等,属于等电子体,故A不选;
B.O3和NO的原子个数都为3,粒子的电子总数分别为8×3=24、7+1+8×2=24,所以二者原子数相等,电子总数相等,属于等电子体,故B不选;
C.N2H4和C2H4的原子个数都为6;电子总数:前者电子总数为7×2+1×4=18,后者电子总数为6×2+1×4=16,所以二者原子数相等,但电子总数不相等,不属于等电子体,故C选;
D.N2O和CO2的原子个数都为3,电子总数均为22,所以二者原子数相等、电子总数相等,属于等电子体,故D不选;
故选C。
14.D
解析:A.中C原子的价层电子对数为3+=3,不含孤电子对,为平面三角形,A错误;
B.CO2分子中C原子的价层电子对数为2+=2,不含孤电子对,所以是直线形结构,C原子采用sp杂化,B正确;
C.钾为19号元素,基态钾原子的价电子排布式:,C正确;
D.基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,基态是锰原子失去2个电子后相形成的离子,价电子轨道表示式: ,D正确;
故选D。
15.C
解析:A.生成物分子中含有甲基,甲基中碳原子为sp3杂化,故所有原子不可能在同一平面,A正确;
B.上述反应所涉及的物质中,所含原子有H、C、N、O、Cu,其中基态原子的第一电离能最大的是N,B正确;
C.上述反应物和产物中,C的杂化方式有sp、、sp3三种,C错误;
D.根据碳碳三键中断开一个π键,两端碳原子分别与氮原子相连,可知该反应为加成反应,D正确;
故选C。
二、填空题
16.(1)ad
(2) 为极性分子,为非极性分子,为极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂 >
(3) - 4:3
【分析】根据已知信息判断有机物是乙烯,利用乙烯的官能团判断空间构型,利用有机物中的成键特点判断原子的杂化类型,碳原子形成双键时采用sp2杂化;分子的溶解性利用分子的极性及相似相溶原理进行判断;对于分子结构式的书写利用8电子的稳定结构进行判断,根据分子的杂化类型判断分子的空间构型,利用空间构型判断键角。
解析:(1)根据衡量石油化工发展水平的标志判断该物质是乙烯,乙烯的结构是碳碳双键,根据结构特点进行判断其中的碳原子采用sp2杂化,空间构型为平面型,a说法正确;b说法不正确;c说法中只含有说法错误,还含有键,故c不正确;d中根据乙烯分子的结构,碳碳键属于非极性键,碳氢键属于极性键。
(2)二氧化碳是非极性分子,二氧化硫是极性分子,水分子是极性分子,根据相似相溶原理,二氧化硫分子更易溶于水,故答案为:SO2,为极性分子,为非极性分子,为极性溶剂,极性分子易溶于极性溶剂;离子中碳原子采用sp2杂化空间构型是平面三角形,键角是120度,而中硫原子采用sp3杂化,空间构型是三角锥型,键角是107.3度,故答案为:>。
(3)(CN)2是直线形分子,且有对称性,根据N原子形成三个键稳定,则(CN)2分子的结构式为-;其中键有三个,单键属于键,叁键中含有1个键和2个键,故键键有4个,其中键与键的个数比为4:3,故答案为4:3。
17.(1) Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+ 3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O
(2)S、N
(3)BC
(4) ① ②③ ④ ⑤
解析:(1)①铜和稀硫酸不反应,在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入FeCl3,铜和FeCl3反应生成氯化亚铁和氯化铜,反应的离子方程式是Cu+2Fe3+=2Fe2++Cu2+;
②铜和稀硫酸不反应,在稀硫酸中加入铜粉,铜粉不溶解,再加入KNO3,相当于溶液中含有硝酸,铜和稀硝酸反应生成硝酸铜、一氧化氮、水,反应的离子方程式为3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O;
(2)2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑反应,N元素化合价由+5降低为0、S元素化合价由0降低为-2,所以该反应中被还原的元素是N、S;
(3)SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+反应,SO2中S元素化合价升高,SO2是还原剂、是氧化产物,铁元素化合价降低,Fe3+是氧化剂、Fe2+是还原产物;+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O反应中,铁元素化合价升高,Fe2+是还原剂,Fe3+是氧化产物,Cr元素化合价降低,是氧化剂、Cr3+是还原产物;
A.还原剂的还原性大于还原产物。根据 SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+可知还原性:SO2 >Fe2+;根据+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知还原性:Fe2+> Cr3+,所以还原性Cr3+B.氧化剂的氧化性大于氧化产物。根据SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+可知氧化性Fe3+>;根据+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O可知,氧化性> Fe3+,所以氧化性>Fe3+>,故B正确;
C.氧化性>,根据“强制弱规律”,能将Na2SO3氧化成Na2SO4,故C正确;
D.SO2+2Fe3++2H2O=+2Fe2++4H+反应中SO2是还原剂;+6Fe2++14H+=2Cr3++6Fe3++7H2O反应中Fe2+是还原剂,故D错误;
选BC。
(4)①碘的升华,碘分子没变,化学键未破坏;②烧碱是离子化合物,烧碱熔化,电离为钠离子和氢氧根离子,破坏离子键;③氯化钠是离子化合物,氯化钠溶于水电离出自由移动的钠离子、氯离子,破坏离子键;④氯化氢是共价化合物,溶于水电离出氢离子和氯离子,破坏共价键;⑤氯化铵是离子化合物,受热分解为氨气和氯化氢,破坏离子键、共价键;
化学键未被破坏的是①;仅离子键被破坏的是②③;仅共价键被破坏的是④;离子键和共价键都被破坏的是⑤。
18.(1)同位素示踪法
(2) 碳碳双键、醚键 C
(3) 加成反应 CH2=C=O+CH3CH2OH→
(4) 大于 氧原子半径比碳原子半径小,C=O键长更短,键能更大
(5)
解析:根据图中信息可知各种物质的的结构简式,分子式相同、结构式不同的有机化合物互称为同分异构体,E不稳定,能自发转化为F,说明E的C=C能量高于F中C=O的能量,所以C=O比C=C稳定;由于氧原子半径比碳原子半径小,C=O键长更短,键能更大,
以此来解析;
(1)13C属于碳元素的一种同位素,该方法叫做同位素示踪法;
(2)B2中的官能团是碳碳双键和醚键;分子式相同、结构式不同的有机化合物互称为同分异构体,由图示可知B1、B2与C互为同分异构体;
(3)从结果上看,C中碳氧双键其中1个键断裂,氧连接氢原子、碳原子连接-OCH3而转
化为E,反应类型是加成反应,CH2=C=O与CH3CH2OH反应的化学方程式为:
CH2=C=O+CH3CH2OH→;
(4)E不稳定,能自发转化为F,说明E的C=C能量高于F中C=O的能量,所以C=O比C=C稳定;由于氧原子半径比碳原子半径小,C=O键长更短,键能更大;
(5)由图示可知,反应中发生了13C-N断键和C-Cl断键,13C-Cl键和C-N键的形成,所以得出含N+的中间体的结构简式为;
19. 共价键 元素X的数值越大,元素的非金属性越强(或元素X的数值越小,元素的金属性越强) Br大于I N
【分析】由题意可知,题给X为电负性,当形成化学键的两原子相应元素的电负性差值大于1.7时,所形成的一般为离子键,当小于1.7时,一般为共价键,元素电负性的数值越大,非金属性越强;元素的电负性值越小,金属性越强。
解析:(1)由表给数据可知,Be的电负性为1.5,Cl的电负性为2.8,两者电负性的差值为1.3,小于1.7,则BeCl2中的化学键为共价键,故答案为:共价键;
(2)同周期元素,从左到右,金属性依次减弱,非金属性依次增强,由表给数据可知,同周期元素,从左到右电负性依次增强,说明元素电负性的数值越大,元素的非金属性越强,元素电负性的数值越小,元素的金属性越强,故答案为:元素X的数值越大,元素的非金属性越强(或元素X的数值越小,元素的金属性越强);
(3)同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,电负性依次减小,溴和碘都位于元素周期表ⅦA族,则溴元素的电负性大于碘元素,故答案为:Br大于I;
(4)由同周期元素的电负性递变规律可知,N元素的电负性应大于2.5而小于3.5,S元素的电负性为2.5,则N元素非金属性强于S元素,S-N中的共用电子对偏向于非金属性强的N原子一方,故答案为:N。
【点睛】非金属元素之间形成共价键,共用电子对偏向非金属性强的原子一方是解答关键。
20.(1) sp3杂化 σ
(2) >>>
(3) sp3杂化 四面体结构 a
解析:(1)的中心原子S原子的价层电子对数为,则S原子采取sp3杂化,故从轨道重叠方式的角度分析的成键,分子中硫原子的sp3杂化轨道与氢原子的s轨道重叠形成σ键。
(2)不是极性分子,是一种酸根离子,S采取sp3杂化,键角小于109°28';
是平面三角形,为对称结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,键角为120°。
是角形,不是对称结构,正负电荷中心不重合,为极性分子,键角小于120°。
是直线形,为对称结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,键角为180°,故四种微粒键角由大到小的顺序是>>>。
(3)的中心原子S原子的价层电子对数为4,则S原子的杂化方式为sp3杂化,空间构型是四面体结构;失去电子生成,S的非金属性较弱,故此反应中得到的是端基硫原子的电子,的二倍是,但是实际是,少了2个电荷,故是形成硫链,故选a。
21. sp3 水分子与乙醇分子之间形成氢键 正四面体形 CCl4或SiCl4 Cl>P>S>Na 16NA
【分析】A、B、C、D、E、F六种元素,原子序数依次增大。A原子核外有两种形状的电子云,两种形状的电子云轨道上电子数相等,A是O;B是短周期中原子半径最大的主族元素,B是Na;C元素3p能级半充满,C是P;E是所在周期电负性最大的元素,E是Cl;D的原子序数介于C与E之间,D为S;F位于第四周期,其基态原子的内层轨道全部排满电子,且最外层电子数为2,F是Zn,A、B、C、D、E、F分别为:O、Na、P、S、Cl、Zn,由此分析。
解析:(1)已知A元素的一种氢化物分子中含四个原子,是过氧化氢,氧原子的价层电子对数为4对,过氧化氢中O原子的杂化轨道类型为sp3;
(2)水分子与乙醇分子之间形成氢键,H2S和乙醇分子没有形成氢键,故水在乙醇中的溶解度大于H2S;
(3)A与D可形成;
①中硫的价层电子对数为4对,没有孤对电子,空间构型为正四面体形;
②原子总数相同、价电子总数相等的粒子称为等电子体,的价电子总数为6×5+2=32,与互为等电子体的分子为CCl4或SiCl4;
(4)同周期元素的第一电离能呈现增大的趋势,P 的3p能级排布为半充满状态,第一电离能大于S,故Na、P、S、Cl的第一电离能由大到小的顺序是Cl>P>S>Na;
(5)Zn的氯化物与氨水反应可形成配合物[Zn(NH3)4]Cl2,1个氨分子中含有3个σ键,Zn2+与NH3之间形成4个配位键,配位键也属于σ键,1mol[Zn(NH3)4]Cl2中含有σ键16mol,数目为16NA。
22.(1) 二 IVA
(2) < >
(3)平面三角形
(4) 1s22s22p63s23p63d5 3Fe2++2[Fe(SCN)6]3-=Fe3[Fe(SCN)6]2↓
【分析】X原子基态时L层中p轨道电子数与s轨道电子数相同,电子排布式为1s22s22p2,为C元素;Y原子基态时2p原子轨道上有3个未成对的电子,电子排布式为1s22s22p3,为N元素;Z有多种氧化物,其中一种红棕色氧化物可作涂料,Z为Fe元素;W位于第四周期,其原子最外层只有1个电子,且内层都处于全充满状态,则基态W原子电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,为Cu元素。
解析:(1)X为C元素,位于第二周期第IVA族;
(2)同一周期元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势,但第IIA族大于IIIA族,第VA族大于VIA族,所以C小于N元素的第一电离能;同周期原子半径从左向右逐渐减小,所以原子半径C>N;
(3)Y的最高价氧化物对应水化物中酸根离子为硝酸根离子,其价层电子对数=3+(5+1-2×3)÷2=3,孤电子对数为0,所以是平面三角形;
(4)Z为Fe元素,Fe3+的电子排布式为:1s22s22p63s23p63d5;铁氰化钾溶液电离出[Fe(SCN)6]3-与Fe2+的离子方程式为:3Fe2++2[Fe(SCN)6]3-=Fe3[Fe(SCN)6]2↓,Fe3[Fe(SCN)6]2为蓝色不溶性沉淀。
23. 两者分子结构相似,CS2的相对分子质量较大,分子间作用力较大,沸点较高 关闭止水夹,从U形管右端注入水,直至左右形成液面差,静置一段时间,液面差无变化,说明气密性良好 HCl 水 用带火星的木条置于管口,木条复燃则有O2生成
【分析】(1)反应①中二氧化碳为含极性键的非极性分子,反应②中氢氧化钠为含极性键的离子化合物;
(2)结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力越大,熔沸点越高;
(3)检查题给装置的气密性,应该用液差法;
(4)氧气能够使带火星的木条复燃。
解析:(1)反应①中二氧化碳为含极性键的非极性分子,电子式为;反应②中氢氧化钠为含极性键的离子化合物,电子式为,故答案为:;
(2)结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力越大,熔沸点越高,二氧化碳和二硫化碳为分子结构相似的分子晶体,二硫化碳的相对分子质量大于二氧化碳,分子间作用力大于二氧化碳,沸点高于二氧化碳,故答案为:两者分子结构相似,CS2的相对分子质量较大,分子间作用力较大,沸点较高;
(3)检查题给装置的气密性,应该用液差法,具体操作为关闭止水夹,从U形管右端注入水,直至左右形成液面差,静置一段时间,液面差无变化,说明气密性良好;盐酸具有挥发性,实验制得的二氧化碳中混有氯化氢气体,为防止氯化氢与过氧化钠反应,干扰实验,应将混合气体通过盛有水的洗气瓶除去氯化氢气体,故答案为:关闭止水夹,从U形管右端注入水,直至左右形成液面差,静置一段时间,液面差无变化,说明气密性良好;HCl;水;
(4)氧气能够使带火星的木条复燃,则确认实验中生成O2的操作方法是用带火星的木条置于管口,木条复燃则有氧气生成,故答案为:用带火星的木条置于管口,木条复燃则有O2生成