专题4《分子空间结构与物质性质》复习题
一、单选题
1.法匹拉韦是治疗新冠肺炎的一种药物,其结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A.该分子中σ键与π键数目之比为15:4
B.N、O、F形成的键的极性:N-H<O-H<F-H
C.该分子中C-N键的键能小于C=N键的键能
D.该分子中所有N原子都为sp3杂化
2.下列哪种物质的中心原子的最外层不是8电子结构
A.CO2 B.NF3 C.PF5 D.OF2
3.中科院通过调控N-carbon的孔道结构和表而活性位构型,成功实现了电催化二氧化碳生成乙醇和,合成过程如图所示。用表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,中所含质子的数目为
B.端发生的电极反应可能为:
C.能溶于水,其分子的空间结构为V形
D.电催化过程中,若只生成,转移电子的数目为
4.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
5.下列有关分子结构的描述正确的是
A.NH3中心原子为sp2杂化,分子呈三角锥形
B.HCHO分子为平面三角形,分子中含3个σ键和一个π键
C.H2O的VSEPR模型为V形,能与H+形成配位键
D.CH4为正四面体形分子,能与水分子形成分子间氢键
6.在通常条件下,下列各组物质的性质排列正确的是
A.热稳定性:HF>H2O>NH3 B.熔点:CO2>KCl>SiO2
C.沸点:乙烷>戊烷>丁烷 D.在CS2中的溶解度:H2O>CCl4
7.下列叙述中正确的是
A.一切四面体空间构型的分子内键角均为109°28′
B.Cu(OH)2能溶于过量氨水形成[Cu(NH3)4]2+,中心离子为Cu2+,配体是NH3
C.任何晶体,若含阳离子也一定含阴离子
D.水分子稳定是因为水分子间存在氢键作用
8.已知:可发生水解反应,机理如下:
下列有关C、Si及其化合物的说法正确的是
A.C和Si同为ⅣA族,可推断也能发生与类似的水解反应
B.由轨道杂化理论,推测中间体()中Si采取的杂化类型为sp3
C.C的电负性比Si的大,可推断为分子晶体,为共价晶体
D.Si的原子半径比C的大,推断Si原子之间难形成p-pπ
9.有一种分子(分子式为),该分子过去只是在星际空间被探测到,现在一个研究小组在实验室中制造出了这种稳定的分子。该分子也许能帮助研究人员更好地了解含碳的分子如何在太空中形成,刚接触到这个分子时,有人认为是a、b两种结构中的某一种(如图所示),如果取其样品继续研究,你认为下列推断正确的是
①a、b分子属于同分异构体
②若用(D即)示踪,燃烧后生成等物质的量的H2O、D2O和HDO,可推测应为b
③a、b两物质在一定条件下均能发生加成反应、氧化反应及加聚反应
④a、b中的所有原子都应处于同一平面
A.①② B.②③ C.①③④ D.②③④
10.冠醚是一种超分子,它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与K+形成的螯合离子的结构如图所示。下列说法错误的是
冠醚 冠醚空腔直径/pm 适合的粒子(直径/pm)
15-冠-5 170-220 Na+(204)
18-冠-6 260-320 K+(276)Rb+(304)
21-冠-7 340-430 Cs+(334)
A.6个O原子与K+可能在同一平面上
B.二苯并-18-冠-6也能适配Li+
C.该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种
D.一个螯合离子中配位键的数目为6
11.下列有关化学键、氢键和范德华力的叙述中,不正确的是
A.金属键是金属阳离子与“自由电子”之间的较强作用,金属键无方向性和饱和性
B.共价键是相邻原子之间通过共用电子形成的化学键,共价键有方向性和饱和性
C.范德华力是分子间存在的一种作用力,分子的极性越大,范德华力越大
D.氢键不是化学键,而是一种分子间作用力,所以氢键只存在于分子与分子之间
12.抗糖尿病药物那格列奈的结构为,下列有关说法正确的是
A.那格列奈的分子式 B.分子中含有1个手性碳原子
C.能发生取代加成、消去、水解反应 D.其水解产物均能发生缩聚反应
13.用NaClO氧化NH3可制备火箭推进剂的燃料N2H4。下列说法正确的是
A.NH3是非极性分子 B.NaClO仅含离子键
C.N2H4中N元素的化合价为-2 D.中子数为8的氮原子可表示为
14.下列关于含氯微粒的说法不正确的是
A.ClO的空间构型为V形 B.ClO2属于共价化合物
C.ClO的键角为120° D.ClO中心原子轨道杂化类型为sp3
二、填空题
15.物质结构揭示物质构成的奥秘,请回答以下问题:
(1)元素A含有8个质子,10个中子的核素,用核素符号表示为______。元素B被科学家称“防癌之王”,与元素A同主族位于第四周期,元素B的名称为______,A和B的氢化物,沸点较高的是_____(填化学式)。
(2)CH4中共用电子对偏向C,SiH4中硅元素为+4价,则C、Si、H的电负性由大到小的顺序为______。
(3)如图是前四周期主族元素第一电离能梯度图,图中a点对应的元素为氢,则b点对应元素的未成对电子数为______,c点对应元素基态原子价电子排布式为_______。
(4)FeC13晶体易溶于水、乙醇,用酒精灯加热即可气化,而FeF3晶体熔点高于1000℃,试解释两种化合物熔点差异较大的原因是____。
(5)水果中含有不同的果酸,其中柠檬、柑橘等水果中含有柠檬酸,柠檬酸的结构如下图。柠檬酸的晶体类型为_____,碳原子的杂化轨道类型为_____;柠檬酸晶体中含有的作用力有___________。
16.回答下列问题:
(1)向CuSO4溶液中滴加过量的稀氨水,可以得到深蓝色的[Cu(NH3)4](OH)2溶液,此过程中涉及的非金属元素(H除外)的第一电离能由小到大的顺序为_______,[Cu(NH3)4]2+的空间构型是_______,[Cu(NH3)4]2+中含有的化学键类型为_______。
(2)CaCN2从材料学角度俗称石灰氮,可以由CaC2与N2等反应制得。CaC2中σ键和π键的数目之比为_______,CaCN2中每个原子最外层均达到8电子稳定结构,则CaCN2的电子式为_______。
(3)Cu3(AsO4)2是一种木材防腐剂,其阴离子中As原子的杂化轨道类型为_______,H3AsO4的酸性强于H3AsO3的原因为_______。
17.Goodenough等人因在锂离子电池及钴酸锂、磷酸铁锂等正极材料研究方面的卓越贡献而获得2019年诺贝尔化学奖。回答下列问题:
(1)基态Fe2+价电子排布图为___________。
(2)Li及其周期表中相邻元素的第一电离能(I1)如表所示。I1(Li)>I1(Na),原因是___________。I1(Be)>I1(B)>I1(Li),原因是___________。熔点Li2O___________Na2O(填“>”或“<”)。
I1/(kJ/mol)
Li:520 Be:900 B:801
Na:496 Mg:738 Al:578
(3)磷酸根离子的空间构型为___________,其中P的杂化轨道类型为___________;与PO互为等电子体的阴离子有___________(写出一种离子符号)。
(4)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。金刚石属于___________晶体。若碳原子半径为rnm,根据硬球接触模型,金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为___________(用含π的代数式表示)。
18.(1)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)__Ka(苯酚)(填“>”或“<”),其原因是__。
(2)关于化合物,下列叙述正确的有__。
A.分子间可形成氢键
B.分子中既有极性键又有非极性键
C.分子中有7个σ键和1个π键
D.该分子在水中的溶解度大于2—丁烯
19.可以与胺形成配合物,如、等。
(1)中的配位数是_______。
(2)中含有的键数目为_______。
(3)配合物与游离的分子相比,其的键角_______(填“较大”“较小”或“相同”),原因是_______。
20.[化学——选修3物质结构与性质]现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期非金属元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的单质均有在中学常见的两种或多种同素异形体,请回答下列问题:
(1)C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为__________。(用元素符号表示)
(2)请比较C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为______________。(用化学式表示)
(3)有某种分子式为C4D4E8的物质(该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键)是一种威力极强的炸药,则可推知其结构简式为____________。
Ⅱ.BG是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似,下图为其晶体结构单元,它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。
(4)指出B的三溴化物中B的杂化方式为________G的三溴化物分子的结构为_______型。
(5)写出合成BG的化学反应方程式为____________________。
(6)已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm,则该晶体的密度的表达式为____g/cm3。(不需化简)
21.天然气广泛用于民用燃气和化工生产,主要成分是CH4,还含有少量H2S和水蒸气。
(1)碳、氢、氧、硫四种元素中,最外层电子数是电子层数两倍的是______(填元素符号),非金属性最强元素的原子核外电子排布式为__________________。
(2) 天然气的用途之一是利用甲烷高温分解制炭黑。若分解16g甲烷,需要吸收258kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:____________________________________________。
(3)天然气在使用前,需进行脱硫处理。用纯碱溶液吸收其中的H2S,过程中会生成两种酸式盐,该反应的离子方程式为____________________________________________。若改用NaOH溶液吸收H2S,从通入气体至过量,溶液中c(S2-)的变化趋势是______________________。
(4)微波加热技术的原理是:利用极性分子内部正负电荷分布不均匀的特点,在电磁场作用下会频繁运动摩擦,使温度升高。用甲烷制炭黑的工业生产中,是否适合使用该技术加热,原因是_____________。硫化氢分子结构与水分子相似,加热时硫化氢较水更易分解得到氢气,从元素周期律角度分析其原因___________________。
22. (1)、、的沸点由高到低的顺序为______(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为______,键角由大到小的顺序为______。
(2)常温下,在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷,原因是______。
(3)在常压下,甲醇的沸点(65℃)比甲醛的沸点(-19℃)高。主要原因是______。
(4)抗坏血酸的分子结构如图所示,推测抗坏血酸在水中的溶解性:______(填“难溶于水”或“易溶于水”)。
(5)下图为的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为______。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.D
【详解】A.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键;该分子中含有σ键15个,双键中含有1个π键,π键数目为4个,σ键与π键数目之比为15:4,故A正确;
B.非金属性越强,与H形成的化学键的极性越强,N、O、F形成的键的极性:N-H<O-H<F-H,故B正确;
C.C-N的键长比C=N的键长长,键能小,故该分子中C-N键的键能小于C=N键的键能,故C正确;
D.该分子中所有-NH2中N原子为sp3杂化,环中成双键的N为sp2杂化,故D错误;
故选D。
2.C
【解析】略
3.B
【详解】A.二氧化碳分子中含有的质子数为22,则标准状况下,5.6L二氧化碳分子中含有的质子数为×22×NAmol—1=5.5NA,故A错误;
B.由图可知,酸性条件下二氧化碳在c—NC端得到电子发生还原反应生成甲醇,电极反应式为,故B正确;
C.二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2,孤对电子对数为0,分子的空间构型为直线形,故C错误;
D.电催化过程中,若二氧化碳放电只生成1mol一氧化碳,由化合价的变化可知,放电转移电子的数目为1mol×2×NAmol—1=2NA,故D错误;
故选B。
4.C
【详解】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;
5.B
【详解】A.NH3的中心N原子的价层电子对数为4,发生sp3杂化,N原子的最外层有1个孤电子对,分子呈三角锥形,A不正确;
B.HCHO分子中C原子的价层电子对数为3,C原子发生sp2杂化,分子呈平面三角形,HCHO的结构式为,分子中含3个σ键和一个π键,B正确;
C.H2O分子中的O原子,其价层电子对数为4,中心O原子发生sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,能与H+形成配位键,C不正确;
D.CH4为正四面体形分子,中心C原子的原子半径虽然比较小,但非金属性不太强,则不能与水分子形成分子间氢键,D不正确;
故选B。
6.A
【详解】A.非金属性越强,简单氢化物越稳定。非金属性F>O>N,热稳定性:HF>H2O>NH3,A正确;
B.熔点高低规律:共价晶体>离子晶体>分子晶体。CO2是分子晶体、KCl是离子晶体、SiO2是共价晶体,则熔点:CO2<KCl<SiO2,B错误;
C.组成与结构相似的共价分子:相对分子质量越大,分子间作用力越大,对应物质的熔沸点越高。则沸点:乙烷<丁烷<戊烷,C错误;
D.二硫化碳是非极性溶剂、水是极性分子、四氯化碳是非极性分子,按相似相溶原理:在CS2中的溶解度:H2O<CCl4,D错误;
答案选A。
7.B
【详解】A.空间构型为四面体型的分子,有的键角为109°28′,如甲烷分子,有的不是,如白磷的空间结构为,为正四面体结构,每个P原子与3个P原子形成共价键,每个键角为60°,A错误;
B.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,N原子提供孤电子对,形成配位键,中心离子Cu2+,配体是NH3,B正确;
C.晶体只要有阳离子不一定有阴离子,如金属晶体含有组成微粒为阳离子和电子,C错误;
D.氢键只影响物质的物理性质,H2O是一种非常稳定的化合物是因为H-O键的稳定性强,D错误;
故选B。
8.D
【详解】A.C原子最外层为L层,没有d轨道接受水分子中的孤电子对,不能发生类似的水解反应,A错误;
B.中间体SiCl4(H2O)可看做硅的一个空d轨道和水分子中氧原子的孤电子对形成配位键,为sp3d杂化,B错误;
C.C的电负性比Si的大,与CO2为分子晶体,SiO2为共价晶体没有关系,C错误;
D.Si的原子半径比C的大,Si原子之间难以形成p-pπ,D正确;
故选D。
9.C
【详解】a、b分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体,①正确;
a、b分子中的H原子都是等效H原子,不能推测出结构,②错误;
a、b分子含双键,均可发生加成反应、氧化反应、加聚反应,③正确;
a、b分子均为平面结构,④正确;
故选C。
10.A
【详解】A.该螯合离子中,O原子形成3个键,还有1对孤对电子,采用sp3杂化,空间构型为四面体形,所以6个O原子与K+不可能在同一平面上,A选项错误;
B.Li+半径小于K+半径,Li+能够置于二苯并-18-冠-6的空腔中,B选项正确;
C.该冠醚分子中的碳碳单键上的碳原子采用sp3杂化,苯环上的碳原子采用sp2杂化,C选项正确;
D.由图可知,一个螯合离子中含6和“O→K+”配位键,D选项正确;
故选:A。
11.D
【详解】A.金属键是化学键的一种,主要在金属中存在,由自由电子及排列成晶格状的金属离子之间的静电吸引力组合而成,因为电子的自由运动金属键没有固定的方向,所以A选项是正确的;
B.共价键是原子之间强烈的相互作用共价键,有方向性和饱和性,所以B选项是正确的;
C.范德华力是分子间作用力,相对分子质量越大分子间作用力越大极性越大,分子间作用力越强,所以C选项是正确的;
D.氢键是一种分子间作用力比范德华力强但是比化学键要弱,氢键既可以存在于分子间(如水、乙醇、甲醇等),又可以存在于分子内(如),故D错误;
故选D。
12.B
【详解】A.根据那格列奈的结构确定其分子式为,A错误;
B.碳原子连接四个互不相同的原子或原子团时该碳原子是手性碳原子,根据该分子结构,其中带星号碳为碳原子,分子中含有1个手性碳原子,B正确;
C.该分子结构中含有苯环、羧基、酰胺基,可发生取代、加成、水解反应,不能发生消去反应,C错误;
D.该分子水解产物是酰胺键断裂得到和,其中不能发生缩聚反应,D错误;
故选B。
13.C
【详解】A.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,选项A错误;
B.NaClO含Cl-O共价键及离子键,选项B错误;
C.设肼中氮元素的化合价为x,根据在化合物中正负化合价代数和为零可得:2x+(+1)×4=0,解得x=-2,选项C正确;
D.中子数为8的氮原子,质量数为15,可表示为,选项D错误;
答案选C。
14.C
【详解】A.ClO的中心原子价层电子对数为=4,含两对孤电子对,空间构型为V形,A正确;
B.ClO2只含共价键,为共价化合物,B正确;
C.ClO的中心原子价层电子对数为=4,含一对孤电子对,空间构型为三角锥形,键角不是120°,C错误;
D.ClO中心原子价层电子对数为=4,轨道杂化类型为sp3,D正确;
综上所述答案为C。
15. 硒 H2O C﹥H﹥Si 2 3s23p2 FeCl3为分子晶体,FeF3为离子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体 分子晶体 sp2、sp3 共价键、氢键、范德华力
【分析】(1)元素A含有8个质子,则为O元素,结合质量数=质子数+中子数,书写原子符号;B与元素A同主族位于第四周期,则B为硒,水分子之间存在氢键,据此判断;
(2)电负性越大,对键合电子吸引越强,元素表现负化合价,据此分析解答;
(3)同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但IIA族、VA族第一电离能高于同周期相邻元素,结合图示,分析判断出b和c的元素种类再解答;
(4)根据晶体类型与熔沸点的关系分析解答;
(5)柠檬酸属于共价化合物,结合分子的结构示意图分析判断碳原子的杂化方式和存在的作用力。
【详解】(1)元素A含有8个质子,则为O元素,且含有10个中子,则质量数为18,故该核素符号为188O;B与元素A同主族位于第四周期,则B为硒,水分子之间存在氢键,而硒化氢之间为范德华力,氢键比范德华力更强,故水的沸点较高,故答案为188O;硒;H2O;
(2)CH4中共用电子对偏向C,说明C元素电负性更大,SiH4中硅元素为+4价,则H元素电负性比Si的大,故电负性:C>H>Si,故答案为C>H>Si;
(3)同周期随原子序数增大,第一电离能呈增大趋势,但IIA族、VA族第一电离能高于同周期相邻元素,b处于第二周期,c处于第三周期,由图中第一电离能可知b为O元素、c为Si,O元素外围电子排布为2s22p4,有2个未成对电子,Si原子核外电子排布为:1s22s22p63s23p2,其中价电子排布式为3s23p2,故答案为2;3s23p2;
(4)FeC13晶体易溶于水、乙醇,用酒精灯加热即可气化,说明FeCl3为分子晶体,FeF3为离子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,两种化合物熔点差异较大,故答案为FeCl3为分子晶体,FeF3为离子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体;
(5)柠檬酸的晶体属于分子晶体,羧基中C原子形成3个σ键,其它碳原子形成4个σ键,都没有孤电子对,碳原子杂化方式为:sp2、sp3;柠檬酸分子内存在共价键,分子之间存在范德华力、氢键,故答案为分子晶体;sp2、sp3;共价键、氢键、范德华力。
16.(1) S<O<N 平面正方形 配位键和极性共价键
(2) 1:2
(3) sp3 H3AsO4的非羟基氧原子更多,使其中As-O-H中羟基极性更大,更容易电离出H+
【详解】(1)同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满状态,较稳定,故第一电离能:O<N;同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小,故第一电离能:S<O,则第一电离能:S<O<N;据晶体衍射实验观测的结果,[Cu(NH3)4]2+的空间构型是平面正方形;Cu2+和NH3之间为配位键,NH3分子内部为极性共价键。答案为:S<O<N;平面正方形;配位键和极性共价键;
(2)CaC2中的存在碳碳三键,所以σ键和π键的数目之比为1:2,CaCN2是离子化合物,各原子最外层均达到8电子稳定结构,则CaCN2的电子式为。答案为:1:2;;
(3)的中心As原子孤电子对数,价层电子对数=4+0=4,故As原子采取sp3杂化,H3AsO4中非羟基氧数目为1,而H3AsO3中非羟基氧数目为0,H3AsO4的非羟基氧原子更多,使其中As-O-H中羟基极性更大,更容易电离出H+,从而酸性更强。答案为:sp3;H3AsO4的非羟基氧原子更多,使其中As-O-H中羟基极性更大,更容易电离出H+。
【点睛】当原子的价电子轨道处于半满、全满或全空时,轨道的能量低,原子稳定。
17.(1)
(2) Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,故第一电离能更小 Li、Be、B为同周期元素,同周期元素从左向右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B的 >
(3) 正四面体形 sp3 SO或ClO、BrO、IO、SiO等
(4) 原子
【详解】(1)基态Fe2+ 的电子排布式为3d6,可得基态Fe2+ 的电子排布图为;
(2)①Na与Li同主族,Na的电子层数更多,原子半径更大,故第一电离能更小;
②Li、Be、B为同周期元素,同周期元素从左向右,第一电离能呈现增大的趋势,但由于基态Be原子的s能级轨道处于全充满状态,能量更低更稳定,故其第一电离能大于B的;
③氧化钠跟氧化锂都是离子晶体,所以晶格能越大,熔点越高。比较晶格能,看离子半径和,半径和越小,晶格能越大。钠离子的半径大于锂离子,所以氧化锂的熔点高。
(3)磷酸根中心原子磷的成键电子对数目为4,价层电子对数目为4,磷酸根离子中不含有孤电子对,因此其构型为正四面体形,P原子是采用sp3杂化形成的4个sp3杂化轨道。
等电子体是指价电子数和原子数(氢等轻原子不计在内)相同的分子、离子或原子团。据此可写出与磷酸根离子互为等电子体的阴离子。
(4)金刚石是正八面体结构。C碳原子按四面体成键方式互相连接,组成无限的三维骨架,是典型的原子晶体,每个碳原子都以sp3杂化轨道与另外4个碳原子形成共价键,构成正四面体;由晶胞的位置关系可得体对角线为8r,设晶胞边长为a nm,则,晶胞中有8个C,则空间占有率为。
18. < 中形成分子内氢键,使其更难电离出H+ BD
【详解】(1)当形成分子内氢键后,导致酚羟基的电离能力减弱,故其电离能力比苯酚弱。
故答案为:<;中形成分子内氢键,使其更难电离出H+。
(2)A.分子中不存在与电负性大的元素原子相连的氢原子,所以不存在氢键,故A项错误;
B.分子中碳碳键是非极性键,碳氢键、碳氧键是极性键,故B项正确;
C.1个单键是1个σ键,1个双键是1个σ键和1个π键,所以分子中有9个σ键和3个π键,故C项错误;
D.由于该化合物中的醛基与H2O分子之间能形成氢键,所以该分子在水中的溶解度大于2 丁烯,故D项正确;
故答案为:BD。
19.(1)6
(2)
(3) 较大 通过配位键与结合后,原来的孤电子对变为成键电子对,对成键电子对的排斥力减小,之间的键角增大
【详解】(1)中Ti与H2NCH2CH2NH2形成2个配位键、Ti与4个Cl-形成4个配位键,从而得出配位键的数目为6。
(2)1个H2NCH2CH2NH2含有11个共价单键,从而得出1molH2NCH2CH2NH2中含个键。
(3)游离态H2NCH2CH2NH2中N有1个孤电子对,配合物[中N提供一个孤电子对与Ti形成配位键,孤电子对之间的斥力>孤电子与成键电子对之间的斥力>成键电子对之间的斥力,与Ti结合后,孤电子对变成键电子对,排斥力减小,因此N-H键之间的夹角会增大。
20.(1)N>O>C
(2)N2H4>P2H4>C2H4
(3)
(4) sp2 三角锥
(5)BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr
(6)
【分析】现有aA、bB、cC、dD、eE、gG六种短周期非金属元素,a+b=c,a+c=d,a+d=e,d+e=g,C、E、G的单质均有在中学常见的两种或多种同素异形体,则C、E、G应该是C、O、P,因此d=15—8=7,掌握a=7—6=1,所以b=6—1=5,即A是H元素,B是B元素,D是N元素。
【详解】(1)非金属性越强,第一电离能越大。但由于氮元素的2p轨道电子处于半充满状态,稳定性强,则C、D、E元素的第一电离能由大到小的关系为N>O>C。
(2)由于N2H4分子间存在氢键,沸点最高。而乙烯的相对分子质量小于P2H4,所以C2A4、D2A4、G2A4三种化合物的沸点由高到低的顺序为N2H4>P2H4>C2H4。
(3)由于该物质中同种原子的化学环境完全相同,不含碳碳双键,因此4个碳原子构成正四面体,则其结构简式为。
(4)BG是一种耐磨材料,其结构与金刚石相似,右图为其晶体结构单元,它可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成。
BBr3中B原子的价层电子对数是3,且不存在孤对电子,所以B的杂化方式为sp2。PBr3中P的价层电子对数是4,其中含有1对孤对电子,则分子的结构为三角锥形。
(5)BP可由B的三溴化物和G的三溴化物于高温下在氢气的氛围中合成,则反应的化学反应方程式为BBr3+PBr3+3H2BP+6HBr。
(6)已知晶体中B与G原子的最近距离为a pm,因此体对角线长度是4apm,则边长是体积是。晶胞中含有4个BP,则该晶体的密度=m÷V=g/cm3。
21. C、S 1s22s22p4 CH4(g)→C(s)+2H2(g)-258kJ CO32-+H2S→HCO3-+HS- 先增大,后减小 不适合 甲烷是非极性分子,分子内部正负电荷均匀分布;O的非金属性强于S,H2O的热稳定性强于H2S,因此H2S更易分解
【分析】根据原子结构和元素周期律书写电子排布式、比较氢化物的稳定性,由反应热数据计算写出热化学方程式,据题目信息写出吸收硫化氢的离子方程式、判断硫离子浓度的变化,应用微波加热原理分析热分解甲烷的方式。
【详解】(1)碳、氢、氧、硫元素中,碳原子、硫原子最外层电子数是电子层数的两倍。氧元素非金属性最强,据构造原理写出电子排布式1s22s22p4。
(2)分解16g甲烷(1mol)吸收258kJ的热量,则热化学方程式CH4(g)→C(s)+2H2(g) ΔH=+258kJ/mol。
(3)用纯碱溶液吸收天然气中的H2S,生成的两种酸式盐为NaHCO3和NaHS,该反应的离子方程式为CO32-+H2S→HCO3-+HS-。用NaOH溶液吸收H2S, 先后发生反应2OH-+H2S=S2-+2H2O、H2S+S2-=2HS-,溶液中c(S2-)先增大、后减小。
(4)微波加热适用于极性分子构成的物质,而甲烷分子是非极性分子,不适合使用该技术加热。氧和硫同主族,氧元素非金属性强于硫,则水的热稳定性强于硫化氢,加热时硫化氢较水更易分解得到氢气。
【点睛】回答问题要紧扣题目中的信息。本题中纯碱溶液吸收H2S生成两种酸式盐,就是对书写方程式的提示和要求;微波加热原理的描述,就是判断能否加热甲烷的依据。
22. 、、 、、 、、 乙醇与水分子之间形成氢键而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键 甲醇分子间存在氢键 易溶于水 的相对分子质量比的大,范德华力较强
【详解】(1)中存在分子间氢键,导致其沸点比与N元素同主族的P、元素的氢化物、的沸点要高,而、,中均不存在分子间氢键,影响、沸点的因素为范德华力,一般来说,分子结构和组成相似的物质,相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,则沸点由高到低的顺序为、、; 通常,同主族元素随着原子序数的递增,气态氢化物的还原性逐渐增强,则还原性由强到弱的顺序是、、;同主族元素,随着原子序数的递增,电负性逐渐减弱,则其气态氢化物中的成键电子对逐渐远离中心原子,致使成键电子对的排斥力降低,键角逐渐减小,故键角由大到小的顺序是、、。
(2)影响物质在水中溶解度的因素有物质的极性、是否含有氢键、能否与水发生化学反应等。乙醇、氯乙烷、水均为极性分子,但乙醇与水分子之间能形成氢键,而氯乙烷与水分子之间不能形成氢键,因此在水中的溶解度乙醇大于氯乙烷。
(3)甲醇()和甲醛()的相对分子质量相近,但甲醇的沸点高于甲醛,原因是甲醇分子之间能形成氢键。
(4)1个抗坏血酸分子中含有4个羟基,其可以与形成分子间氢键,所以抗坏血酸易溶于水。
(5)和分子间存在的作用力均为范德华力,的相对分子质量比的大,分子间范德华力较强,故的熔点和沸点比的高。
答案第1页,共2页
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