2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第2章 微粒间相互作用与物质性质（含解析）
文档属性
| 名称 | 2024鲁教版高中化学选择性必修2同步练习题--第2章 微粒间相互作用与物质性质（含解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.3MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 化学 | ||
| 更新时间 | 2023-11-22 19:53:00 | ||
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文档简介
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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
第2章 微粒间相互作用与物质性质
1.全卷满分100分 考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 F 19 Mg 24 P 31 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56 Ni 59 Cu 64 Br 80。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.科学家发现普通盐水在无线电波照射下可燃烧,这个发现有望解决用水作为人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是( )
A.分子间作用力 B.氢键 C.离子键 D.共价键
2.下列有关说法中正确的是( )
图1
图2
图3
图4
A.如图1所示,由能量相近的1个s轨道与2个p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道
B.如图2所示,HCl分子由H原子的1s轨道和Cl原子的2p轨道重叠形成
C.如图3所示,H原子核外电子在原子核附近做圆周运动
D.冰中氢键如图4所示,氢键是共价键的一种,具有方向性
3.下列说法错误的是( )
A.CH3COOH不属于手性分子
B.HCl和HI中化学键的类型和分子的极性都相同
C.NCl3中N—Cl键的键长比CCl4中C—Cl键的键长短
D.C60是含有非极性键的极性分子
4.下列关于[Ti(NH3)5Cl]Cl2的说法中正确的是( )
A.1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2中含有σ键的数目为16NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
B.中心原子的化合价为+2价
C.中心原子的配位数是5
D.向含1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2的溶液中加入足量AgNO3溶液,产生2 mol 白色沉淀
5.下列关于链状葡萄糖(结构如图)的叙述错误的是( )
A.分子中含有σ键和π键两种共价键
B.分子间存在氢键,使其熔、沸点较高
C.2~6号碳原子的价电子对空间结构为四面体形
D.每个分子中有5个手性碳原子
6.关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是( )
A.CH3OH为极性分子
B.N2H4的空间结构为平面形
C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
7.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),能利用太阳光高效分解水,原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.H2O2中存在非极性共价键,是非极性分子
B.反应Ⅰ中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
C.非极性分子中一定有非极性键,极性分子中一定有极性键
D.H2O由于存在分子间氢键而稳定性强
8.硝基胍是固体火箭推进剂的重要组分,其结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.硝基胍分子属于非极性分子
B.硝基胍分子中所有碳、氮原子均为sp2杂化
C.硝基胍分子中σ键与π键的个数比是3∶1
D.硝基胍分子中所有原子不可能共平面
9.向CuSO4溶液中通入H2S,会生成CuS沉淀,反应的化学方程式为CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4。下列有关说法正确的是( )
A.S的空间构型为正四面体形
B.H2S为非极性分子
C.基态Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d10
D.S2-的结构示意图为
10.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A.Z的氢化物极易溶于水,是因为可形成分子间氢键
B.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C.Y、Z形成的分子空间构型可能是正四面体形
D.WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全都选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.下列说法不正确的是( )
A.H2O2的热稳定性比H2O的弱,则N2H4的热稳定性比NH3的弱
B.H2O的空间构型为V形,则二甲醚的分子骨架(C—O—C)空间构型为V形
C.甲烷和白磷(P4)都是正四面体结构,31 g P4中的共价键数目为NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.Na+与OH-形成的NaOH含离子键,则C与OH-形成的化合物中含有离子键
12.近年来,利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。下图是以Cu作为催化剂将CO2转化为甲酸的反应过程,下列有关说法不正确的是( )
A.过程①说明在催化剂作用下,O—C—O之间形成了一种特殊的化学键
B.过程②和③吸收了能量并形成了O—H键和C—H键
C.CO2和HCOOH中均只含有极性共价键
D.键能:C—OC—H
13.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,最外层电子数满足Z=X+Y;化合物Y2X4的电子总数为18;基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,且最高能级有两个未成对电子;W的氢化物及最高价氧化物对应的水化物均为强酸。下列叙述错误的是( )
A.X、Y、W三种元素能形成离子化合物
B.X2Y—YX2的水溶液呈碱性
C.元素的电负性:ZD.Y2Z分子中只含σ键,不含π键
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,基态原子中,X为元素周期表中原子半径最小的元素,Z元素基态原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,W元素基态原子的价电子排布式为3d104s1,X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.简单氢化物的稳定性:Y>Z
C.加热时该离子首先失去的组分是X2Z
D.两种配体中的键角:X2Z>YX3
卟啉配合物叶绿素的结构(部分)如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.Mg2+的配位数为4
B.该配合物中至少含有3个手性碳原子
C.该配合物中非金属元素的第一电离能:N>O>C
D.该配合物含有的非金属元素组成的C2H4、N2H4、H2O2均为非极性分子
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)碳、硼、镍、钴均为新材料的主角。回答下列问题:
(1)硼的卤化物有BF3、BCl3、BBr3,其立体构型均为 ,三种硼的卤化物中熔、沸点最高的是 。
(2)高氯酸三碳酰肼合镍[Ni(NH2NHCONHNH2)3](ClO4)2是一种新型起爆药。
①1个该物质中含有3个六元环,与C相连的N原子不能提供孤电子对,则1 mol该物质中含有配位键的数目为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 。
③Cl中Cl原子的杂化方式为 ;该离子中的键角 (填“大于”或“小于”)N2H4中的键角。
(3)呋喃()分子中,碳原子和氧原子的杂化方式分别为 、 ;1 mol 吡咯()分子中含有 mol σ键,分子中N采用的杂化方式为 。
(4)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一种紫色晶体,其中DMSO为二甲基亚砜,化学式为OS(CH3)2。DMSO中硫原子的杂化方式为 ,1个OS(CH3)2分子中σ键数目为 。
17.(12分)铜、铁、硫、钒的化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的价电子轨道表示式为 ,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是 ,V的空间构型为 。
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图甲)是副作用小的有效调节血糖的新型药物:
该药物中N原子的杂化方式是 ;2-巯基烟酸(图乙)水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是 。
(3)CuNi(CN)4是一种二维负热膨胀材料,其结构如下:
CuNi(CN)4中Cu、Ni的配位原子依次为 、 。
(4)铁能与三氮唑(结构见图丙)形成多种配合物。
①1 mol三氮唑中含 mol σ键;碳原子的杂化方式是 。
②三氮唑的沸点为260 ℃,与之结构相似且相对分子质量接近的环戊二烯(结构见图丁)的沸点为42.5 ℃。前者沸点较高的原因是 。
18.(12分)A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子总数与其周期数相同;D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道;B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道;D与E同族。请回答下列问题:
(1)A与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为 ,其中心原子的杂化方式为 ,A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是 、 、 (填化学式)。
(2)B、C、E元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价电子对数为3的是 、 、 ;呈三角锥形结构的是 。
(3)BA4分子的空间结构为 ;根据原子轨道重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为 。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,其分子中σ键和π键的数目之比为 。
19.(12分)第ⅥA族元素和第ⅦA族元素都能形成多种物质,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。
(1)下面曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势,正确的是 。
a
b
c
d
(2)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,溴化碘和水反应所得产物中有一种为三原子分子,该分子的电子式为 。
(3)F2与其他卤素单质反应可以生成ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g) ΔH=-313 kJ·mol-1;F—F键的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1,则ClF3中Cl—F键的平均键能为 kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的 (填“高”或“低”)。
(4)根据第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 。
元素 氟 氯 溴 碘
第一电离能/(kJ·mol-1) 1 681 1 251 1 140 1 008
(5)无机含氧酸HmROn可以写成(HO)mROn-m的形式,一般,(n-m)的值越大,HmROn的酸性越强。则酸性:H2SeO4 H2SeO3 (填“<”或“>”)。
(6)S的常见单质S8的结构为,S原子的轨道杂化方式是 。
(7)一定条件下,CH4能与H2O形成笼状结构(如下图所示) 的水合物晶体。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称可燃冰。可燃冰中存在的分子间作用力是 。
20.(12分)铂(Pt)可以和很多化合物形成配合物,在生产生活中有重要的用途。
(1)铂和氨水混合,可以形成配合物用于提取铂。氨水中涉及元素的第一电离能从大到小的顺序为 。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体,其反式结构具有抗癌活性。
①Cl-的核外电子排布式为 。
②吡啶分子的结构为,吡啶分子中氮原子的轨道杂化方式是 ;分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。则吡啶中的大π键应表示为 ;设NA为阿伏加德罗常数的值,1 mol吡啶中含有σ键的数目为 。
③二氯二吡啶合铂分子中存在的微粒间作用力有 (填字母)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键
d.共价键 e.氢键
④二氯二吡啶合铂分子中,Pt2+的配位数是4,但是其轨道杂化方式并不是sp3。简述理由:
。
⑤反式二氯二吡啶合铂分子结构如图所示,该分子是 分子(填“极性”或“非极性”)。
答案与解析
1.D 2.A 3.D 4.D 5.D 6.B 7.B 8.D
9.A 10.C 11.CD 12.B 13.CD 14.C 15.AD
1.D 根据题意可知,盐水在无线电波照射下能够释放出氢原子,氢原子来源于H2O,而H2O产生H原子必须破坏H—O键,H—O键为极性共价键,所以这种“结合力”为共价键,故选D。
2.A 由能量相近的1个s轨道与2个p轨道发生sp2杂化,能形成3个sp2杂化轨道,故A正确;图2表示的不是HCl分子中的共价键,故B错误;图示为H原子的电子云图,电子云表示电子在核外空间某处单位体积内的概率分布,不是实际的运动轨道,故C错误;氢键是一种分子间作用力,不是共价键,但是氢键具有方向性,故D错误。
3.D CH3COOH分子中没有手性碳原子,不属于手性分子,A正确;HCl和HI中的共价键均为极性键,HCl和HI均为极性分子,B正确;N的原子半径小于C,因此N—Cl键的键长比C—Cl键的键长短,C正确;C60是碳原子之间通过非极性键形成的具有严格对称性的分子,是非极性分子,D错误。
4.D 1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2中含(3×5+5+1)mol=21 mol σ键,即21NA,A项错误;中心原子Ti的化合价为+3价,B项错误;中心原子的配位数是6,C项错误;根据配合物[Ti(NH3)5Cl]Cl2的组成可知,[Ti(NH3)5Cl]Cl2在溶液中电离出外界Cl-,外界Cl-能与硝酸银发生反应生成AgCl白色沉淀,D项正确。
5.D 单键都是σ键,双键中一个是σ键、一个是π键,故链状葡萄糖的分子中含有σ键和π键两种共价键,A不符合题意;链状葡萄糖的分子中含有羟基,可形成分子间氢键,使其熔、沸点较高,故B不符合题意;2~6号碳原子的价电子对数都为4且无孤电子对,价电子对空间结构为四面体形,C不符合题意;2~5号碳原子均连接了4个不同的原子或原子团,为手性碳原子,但6号碳原子连两个氢原子,连有相同原子,不是手性碳原子,1号碳原子连有三个原子或原子团,也不是手性碳原子,故每个分子中有4个手性碳原子,D符合题意。
6.B 甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,结构不对称,是含有极性键的极性分子,A正确;N2H4中N原子的价电子对数为4,杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;N2H4分子间氢键的数目比(CH3)2NNH2多,故其沸点较高,C正确;CH3OH、(CH3)2NNH2分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确。
7.B H2O2是极性分子,A错误;反应Ⅰ是在催化剂作用下H2O生成H2和H2O2,涉及H—O极性键的断裂和H—H、O—O非极性键的形成,B正确;CH4是非极性分子,不含非极性键,C错误;H2O的稳定性与氢键无关,D错误。
8.D 硝基胍分子属于极性分子,A错误;硝基胍分子中碳原子为sp2杂化,氮原子为sp2、sp3杂化,B错误;单键均为σ键,1个双键中含有1个σ键、1个π键,1个硝基胍分子中含有10个σ键、2个π键,则硝基胍分子中σ键与π键的个数比是5∶1,C错误;硝基胍分子中—NH2中N原子是sp3杂化,所有原子不可能共平面,D正确。
9.A S的中心原子S孤电子对数==0,价电子对数为4,其空间构型为正四面体形,A项正确;H2S分子是极性分子,B项错误;Cu的原子序数为29,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故基态Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9,C项错误;S2-核外共有18个电子,最外层有8个电子,D项错误。
10.C 由题给条件,推知W、X、Z分别为C、Al、Cl,而Y则为Si、P、S三种元素其中之一。HCl极易溶于水是因为HCl、H2O都是极性分子,A错误;四种元素中碳原子的半径最小,B错误;SiCl4的空间构型为正四面体形,C正确;WY2分子应为CS2,在S C S中,σ键和π键数目相等,D错误。
11.CD H2O2分子内含有O—H、O—O键,O—O键的键长大于O—H键,O—O键的键能小于O—H键,则热稳定性弱于H2O,N2H4分子内含有N—H、N—N键,NH3分子中只含有N—H键,N—N键的键长大于N—H键,N—N键的键能小于N—H键,则N2H4的热稳定性弱于NH3,A正确;H2O中氧原子价电子对数为4,含两对孤电子对,空间构型为V形,二甲醚的分子骨架(C—O—C)中氧原子是sp3杂化,含有两对孤电子对,空间构型为V形,B正确;31 g P4的物质的量为0.25 mol,根据白磷的分子结构()可知一个白磷分子里含有六个共价键,所以0.25 mol P4中共价键数目为1.5NA,C错误;C与OH-形成的化合物是CH3OH,甲醇分子中只含共价键,D错误。
12.B 过程①是CO2在催化剂作用下转化为,O—C—O之间形成了一种特殊的化学键,A正确;过程②形成O—H键,过程③形成H—C键,形成化学键放出能量,B错误;CO2中只含C O极性键,HCOOH中只含极性共价键,C正确;原子半径r(O)>r(H),键能:C—OH,键的极性:C—O>C—H,D正确。
13.CD 根据化合物Y2X4的电子总数为18,推测Y2X4为N2H4,则X为H,Y为N;最外层电子数满足Z=X+Y=6,故Z可能为O或S,又基态Z原子电子总数是其最高能级电子数的2倍,O和S最高能级均有4个电子,Z的电子总数为8,故Z为O;W的氢化物及最高价氧化物对应的水化物均为强酸,短周期元素中满足此要求的元素只有Cl,故W为Cl。X为H,Y为N,W为Cl,三者可形成离子化合物NH4Cl,A项正确;X2Y—YX2为N2H4(肼),肼溶于水能发生类似NH3与水的反应,且生成物能电离出OH-,故溶液显碱性,B项正确;Y为N,Z为O,电负性:O>N,C项错误;Y2Z即N2O,与CO2互为等电子体,根据CO2结构式为OCO,可知N2O分子中含σ键和π键,D项错误。
14.C X为元素周期表中原子半径最小的元素,是氢元素;Z元素基态原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,是氧元素;W元素原子的价电子排布式为3d104s1,是铜元素;根据X、Y、Z、W形成的阳离子结构可推出Y是氮元素。原子半径:N>O>H,A错误;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,非金属性O>N,则简单氢化物的稳定性:H2O>NH3,B错误;加热时该离子首先失去的组分是H2O,C正确;根据题图可知,两种配体分别为H2O、NH3,H2O分子中的键角为104.5°,NH3分子中的键角为107.3°,则键角:NH3>H2O,D错误。
15.AD 由配合物的部分结构可知,一个Mg2+与2个N形成共价键,与2个N形成配位键,配位数为2,故A错误;连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,由配合物的部分结构可知,其中含有3个手性碳原子,如图(标记“*”的碳原子为手性碳原子),故B正确;同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,N元素原子的价电子排布式为2s22p3,为半充满稳定状态,第一电离能大于O,所以配合物中非金属元素的第一电离能:N>O>C,故C正确;N2H4、H2O2为极性分子,故D错误。
16.答案 (每空1分)(1)平面三角形 BBr3
(2)①6NA ②N>O>C ③sp3 大于
(3)sp2 sp3 10 sp3
(4)sp3 9
解析 (1)三种分子中B形成3个σ键,孤电子对数为0,为sp2杂化,立体构型为平面三角形;BF3、BCl3、BBr3的组成和结构相似,相对分子质量依次增大,其熔、沸点依次增大,则BBr3的熔、沸点最高。
(2)①根据1个该物质中含有3个六元环,与C相连的N原子不能提供形成配位键的孤电子对,可知提供孤电子对的是—NH2,1 mol该物质中有6 mol —NH2,则1 mol该物质中含有配位键的数目为6NA。
②N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,且同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,则C、N、O第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
③Cl中Cl的孤电子对数为0,价电子对数为4,Cl的杂化方式为sp3,N2H4中N的杂化方式为sp3,N的孤电子对数为1,则Cl中的键角大于N2H4中的键角。
(3)呋喃()分子中,碳原子形成双键,碳原子采取sp2杂化,氧原子形成两个σ键,有两对孤电子对,杂化方式为sp3;1 mol吡咯()分子中含有10 mol σ键,分子中N采取sp3杂化。
(4)DMSO为Co2+的配体,OS(CH3)2中S含有1对孤电子对,形成3个σ键,S为sp3杂化;1个OS(CH3)2分子中含有6个C—H键,2个C—S键,1个O S键,共有9个σ键。
17.答案 (除标注外,每空1分)(1)
↑ ↑ ↑
↑↓
+5 正四面体形
(2)sp2 2-巯基烟酸可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大(2分)
(3)N C
(4)①8 sp2 ②三氮唑分子间可形成氢键,而环戊二烯不能(2分)
解析 (1)钒为23号元素,价电子轨道表示式为
↑ ↑ ↑
↑↓
;
钒原子失去5个价电子后,形成8电子稳定结构,故其最稳定的化合价是+5;V中V形成4个σ键,孤电子对数为=0,根据价电子对互斥理论,空间构型为正四面体形。
(2)根据结构简式可知,分子中每个N原子形成2个σ键,有1对孤电子对,价电子对数为3,所以N原子为sp2杂化;2-巯基烟酸含有羧基,可以与水分子之间形成氢键,使其在水中的溶解度增大,所以其水溶性更好。
(3)由图可知,CuNi(CN)4中Cu、Ni的配位原子依次为N、C。
(4)①1个三氮唑分子中共有8个σ键,所以1 mol三氮唑中所含σ键的物质的量为8 mol;碳原子形成双键,所以杂化方式是sp2。②三氮唑的沸点与环戊二烯的沸点相差较大,主要是因为三氮唑有氮氢键,可形成分子间氢键。
18.答案 (每空1分)(1)NH3 sp3 C2H4 N2H4 H2O2(答案合理即可)
(2)N N C S
(3)正四面体形 σ键
(4)3∶2
解析 A的核外电子总数与其周期数相同,则A是H元素;D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道,其L电子层轨道表示式为
↑↓
↑↓ ↑ ↑
,则D是O元素;B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道,即B的2p轨道上只有2个电子,则B是C元素;由A、B、C、D、E的原子序数依次增大可知C是N元素;D与E同族,且为短周期元素,则E是S元素。
(1)H与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为NH3,其中心原子的价电子对数为4,所以中心原子的杂化方式为sp3,H分别与C、N、O形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的是C2H4、N2H4、H2O2等。
(2)C、N、S元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价电子对数为3的是N、N、C;呈三角锥形结构的是S。
(3)CH4分子的空间结构为正四面体形;根据原子轨道重叠方式的不同,可知该分子中共价键的类型为σ键。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,该氢化物的分子式为C2H2,结构式为,其分子中σ键和π键的数目之比为3∶2。
19.答案 (除标注外,每空2分)(1)a
(2)H······
(3)172(1分) 低(1分)
(4)碘原子
(5)>(1分)
(6)sp3
(7)氢键、范德华力(1分)
解析 (1)一般同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故a正确;F非金属性很强,没有正价,故b错误;HF分子间存在氢键,因此HF的沸点最高,故c错误;卤族元素单质从上到下,熔、沸点逐渐升高,故d错误。
(2)溴化碘与水发生反应:IBr+H2OHIO+HBr,HIO的电子式类似于HClO的电子式,即HIO的电子式为H······。
(3)设Cl—F键的键能为x kJ·mol-1,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(242+3×159-6×x)kJ·
mol-1=-313 kJ·mol-1,解得x=172;BrF3与ClF3结构相似,BrF3的相对分子质量大于ClF3的相对分子质量,因此BrF3间的范德华力大于ClF3,故BrF3的熔、沸点高于ClF3。
(4)根据表中数据,碘元素的第一电离能最小,容易失去电子,因此最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是碘原子。
(5)H2SeO4可以写成(HO)2SeO2,H2SeO3可以写成(HO)2SeO,根据信息,推出H2SeO4的酸性强于H2SeO3。
(6)根据S8的结构可知,每个S原子有2个σ键,2对孤电子对,价电子对数为4,则S原子的杂化类型为sp3。
(7)根据结构可知,可燃冰中存在的分子间作用力是范德华力和氢键。
20.答案 (除标注外,每空2分)(1)N>O>H
(2)①1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6(1分) ②sp2(1分) (1分) 11NA(1分) ③bd ④若Pt2+采取sp3杂化,则二氯二吡啶合铂为四面体形,不存在顺反异构体 ⑤非极性
解析 (1)氨水中含有N、H、O元素,N的2p轨道为半充满状态,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能N>O,O的第一电离能大于H,所以氨水中各元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>H。
(2)①Cl为17号元素,Cl-核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6。②吡啶分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2;根据题给信息可知吡啶分子中的大π键可表示为;1 mol吡啶分子中含有σ键的数目为11NA。③二氯二吡啶合铂为配合物,存在配位键,吡啶分子中存在共价键。④若Pt2+采取sp3杂化,则二氯二吡啶合铂为四面体形,不存在顺反异构体,因此Pt2+的轨道杂化方式并不是sp3杂化。⑤反式二氯二吡啶合铂分子正、负电荷重心重合,则为非极性分子。
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2024鲁教版高中化学选择性必修2同步
第2章 微粒间相互作用与物质性质
1.全卷满分100分 考试用时90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 F 19 Mg 24 P 31 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56 Ni 59 Cu 64 Br 80。
一、选择题(本题共10小题,每小题2分,共20分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.科学家发现普通盐水在无线电波照射下可燃烧,这个发现有望解决用水作为人类能源的重大问题。无线电频率可以降低盐水中所含元素之间的“结合力”,释放出氢原子,若点火,氢原子就会在该种频率下持续燃烧。上述中“结合力”实质是( )
A.分子间作用力 B.氢键 C.离子键 D.共价键
2.下列有关说法中正确的是( )
图1
图2
图3
图4
A.如图1所示,由能量相近的1个s轨道与2个p轨道杂化形成3个sp2杂化轨道
B.如图2所示,HCl分子由H原子的1s轨道和Cl原子的2p轨道重叠形成
C.如图3所示,H原子核外电子在原子核附近做圆周运动
D.冰中氢键如图4所示,氢键是共价键的一种,具有方向性
3.下列说法错误的是( )
A.CH3COOH不属于手性分子
B.HCl和HI中化学键的类型和分子的极性都相同
C.NCl3中N—Cl键的键长比CCl4中C—Cl键的键长短
D.C60是含有非极性键的极性分子
4.下列关于[Ti(NH3)5Cl]Cl2的说法中正确的是( )
A.1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2中含有σ键的数目为16NA(NA为阿伏加德罗常数的值)
B.中心原子的化合价为+2价
C.中心原子的配位数是5
D.向含1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2的溶液中加入足量AgNO3溶液,产生2 mol 白色沉淀
5.下列关于链状葡萄糖(结构如图)的叙述错误的是( )
A.分子中含有σ键和π键两种共价键
B.分子间存在氢键,使其熔、沸点较高
C.2~6号碳原子的价电子对空间结构为四面体形
D.每个分子中有5个手性碳原子
6.关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是( )
A.CH3OH为极性分子
B.N2H4的空间结构为平面形
C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2
D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同
7.中国化学家研究出一种新型复合光催化剂(C3N4/CQDs),能利用太阳光高效分解水,原理如图所示。下列说法正确的是 ( )
A.H2O2中存在非极性共价键,是非极性分子
B.反应Ⅰ中涉及极性键的断裂和非极性键的形成
C.非极性分子中一定有非极性键,极性分子中一定有极性键
D.H2O由于存在分子间氢键而稳定性强
8.硝基胍是固体火箭推进剂的重要组分,其结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.硝基胍分子属于非极性分子
B.硝基胍分子中所有碳、氮原子均为sp2杂化
C.硝基胍分子中σ键与π键的个数比是3∶1
D.硝基胍分子中所有原子不可能共平面
9.向CuSO4溶液中通入H2S,会生成CuS沉淀,反应的化学方程式为CuSO4+H2SCuS↓+H2SO4。下列有关说法正确的是( )
A.S的空间构型为正四面体形
B.H2S为非极性分子
C.基态Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d10
D.S2-的结构示意图为
10.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、X原子的最外层电子数之比为4∶3,Z原子比X原子的核外电子数多4。下列说法正确的是( )
A.Z的氢化物极易溶于水,是因为可形成分子间氢键
B.W、X、Y、Z的原子半径大小顺序可能是W>X>Y>Z
C.Y、Z形成的分子空间构型可能是正四面体形
D.WY2分子中σ键与π键的数目之比是2∶1
二、选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意,全都选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
11.下列说法不正确的是( )
A.H2O2的热稳定性比H2O的弱,则N2H4的热稳定性比NH3的弱
B.H2O的空间构型为V形,则二甲醚的分子骨架(C—O—C)空间构型为V形
C.甲烷和白磷(P4)都是正四面体结构,31 g P4中的共价键数目为NA(设NA为阿伏加德罗常数的值)
D.Na+与OH-形成的NaOH含离子键,则C与OH-形成的化合物中含有离子键
12.近年来,利用电化学催化方法进行CO2转化的研究引起了世界范围内的高度关注。下图是以Cu作为催化剂将CO2转化为甲酸的反应过程,下列有关说法不正确的是( )
A.过程①说明在催化剂作用下,O—C—O之间形成了一种特殊的化学键
B.过程②和③吸收了能量并形成了O—H键和C—H键
C.CO2和HCOOH中均只含有极性共价键
D.键能:C—O
13.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,最外层电子数满足Z=X+Y;化合物Y2X4的电子总数为18;基态Z原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,且最高能级有两个未成对电子;W的氢化物及最高价氧化物对应的水化物均为强酸。下列叙述错误的是( )
A.X、Y、W三种元素能形成离子化合物
B.X2Y—YX2的水溶液呈碱性
C.元素的电负性:Z
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前四周期元素,基态原子中,X为元素周期表中原子半径最小的元素,Z元素基态原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,W元素基态原子的价电子排布式为3d104s1,X、Y、Z、W形成的阳离子如图所示。下列说法正确的是( )
A.原子半径:Z>Y>X
B.简单氢化物的稳定性:Y>Z
C.加热时该离子首先失去的组分是X2Z
D.两种配体中的键角:X2Z>YX3
卟啉配合物叶绿素的结构(部分)如图所示,下列有关叙述错误的是( )
A.Mg2+的配位数为4
B.该配合物中至少含有3个手性碳原子
C.该配合物中非金属元素的第一电离能:N>O>C
D.该配合物含有的非金属元素组成的C2H4、N2H4、H2O2均为非极性分子
三、非选择题(本题共5小题,共60分)
16.(12分)碳、硼、镍、钴均为新材料的主角。回答下列问题:
(1)硼的卤化物有BF3、BCl3、BBr3,其立体构型均为 ,三种硼的卤化物中熔、沸点最高的是 。
(2)高氯酸三碳酰肼合镍[Ni(NH2NHCONHNH2)3](ClO4)2是一种新型起爆药。
①1个该物质中含有3个六元环,与C相连的N原子不能提供孤电子对,则1 mol该物质中含有配位键的数目为 (设NA为阿伏加德罗常数的值)。
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为 。
③Cl中Cl原子的杂化方式为 ;该离子中的键角 (填“大于”或“小于”)N2H4中的键角。
(3)呋喃()分子中,碳原子和氧原子的杂化方式分别为 、 ;1 mol 吡咯()分子中含有 mol σ键,分子中N采用的杂化方式为 。
(4)[Co(DMSO)6](ClO4)2是一种紫色晶体,其中DMSO为二甲基亚砜,化学式为OS(CH3)2。DMSO中硫原子的杂化方式为 ,1个OS(CH3)2分子中σ键数目为 。
17.(12分)铜、铁、硫、钒的化合物在药物化学及催化化学等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态钒原子的价电子轨道表示式为 ,钒有+2、+3、+4、+5等多种化合价,其中最稳定的化合价是 ,V的空间构型为 。
(2)2-巯基烟酸氧钒配合物(图甲)是副作用小的有效调节血糖的新型药物:
该药物中N原子的杂化方式是 ;2-巯基烟酸(图乙)水溶性优于2-巯基烟酸氧钒配合物的原因是 。
(3)CuNi(CN)4是一种二维负热膨胀材料,其结构如下:
CuNi(CN)4中Cu、Ni的配位原子依次为 、 。
(4)铁能与三氮唑(结构见图丙)形成多种配合物。
①1 mol三氮唑中含 mol σ键;碳原子的杂化方式是 。
②三氮唑的沸点为260 ℃,与之结构相似且相对分子质量接近的环戊二烯(结构见图丁)的沸点为42.5 ℃。前者沸点较高的原因是 。
18.(12分)A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子总数与其周期数相同;D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道;B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道;D与E同族。请回答下列问题:
(1)A与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为 ,其中心原子的杂化方式为 ,A分别与B、C、D形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物是 、 、 (填化学式)。
(2)B、C、E元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价电子对数为3的是 、 、 ;呈三角锥形结构的是 。
(3)BA4分子的空间结构为 ;根据原子轨道重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为 。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,其分子中σ键和π键的数目之比为 。
19.(12分)第ⅥA族元素和第ⅦA族元素都能形成多种物质,我们可以利用所学物质结构与性质的相关知识去认识和理解。
(1)下面曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数递增的变化趋势,正确的是 。
a
b
c
d
(2)溴化碘(IBr)的化学性质类似于卤素单质,溴化碘和水反应所得产物中有一种为三原子分子,该分子的电子式为 。
(3)F2与其他卤素单质反应可以生成ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g) 2ClF3(g) ΔH=-313 kJ·mol-1;F—F键的键能为159 kJ·mol-1,Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1,则ClF3中Cl—F键的平均键能为 kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的 (填“高”或“低”)。
(4)根据第一电离能数据判断:最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是 。
元素 氟 氯 溴 碘
第一电离能/(kJ·mol-1) 1 681 1 251 1 140 1 008
(5)无机含氧酸HmROn可以写成(HO)mROn-m的形式,一般,(n-m)的值越大,HmROn的酸性越强。则酸性:H2SeO4 H2SeO3 (填“<”或“>”)。
(6)S的常见单质S8的结构为,S原子的轨道杂化方式是 。
(7)一定条件下,CH4能与H2O形成笼状结构(如下图所示) 的水合物晶体。CH4与H2O形成的水合物晶体俗称可燃冰。可燃冰中存在的分子间作用力是 。
20.(12分)铂(Pt)可以和很多化合物形成配合物,在生产生活中有重要的用途。
(1)铂和氨水混合,可以形成配合物用于提取铂。氨水中涉及元素的第一电离能从大到小的顺序为 。
(2)二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,有顺式和反式两种同分异构体,其反式结构具有抗癌活性。
①Cl-的核外电子排布式为 。
②吡啶分子的结构为,吡啶分子中氮原子的轨道杂化方式是 ;分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。则吡啶中的大π键应表示为 ;设NA为阿伏加德罗常数的值,1 mol吡啶中含有σ键的数目为 。
③二氯二吡啶合铂分子中存在的微粒间作用力有 (填字母)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键
d.共价键 e.氢键
④二氯二吡啶合铂分子中,Pt2+的配位数是4,但是其轨道杂化方式并不是sp3。简述理由:
。
⑤反式二氯二吡啶合铂分子结构如图所示,该分子是 分子(填“极性”或“非极性”)。
答案与解析
1.D 2.A 3.D 4.D 5.D 6.B 7.B 8.D
9.A 10.C 11.CD 12.B 13.CD 14.C 15.AD
1.D 根据题意可知,盐水在无线电波照射下能够释放出氢原子,氢原子来源于H2O,而H2O产生H原子必须破坏H—O键,H—O键为极性共价键,所以这种“结合力”为共价键,故选D。
2.A 由能量相近的1个s轨道与2个p轨道发生sp2杂化,能形成3个sp2杂化轨道,故A正确;图2表示的不是HCl分子中的共价键,故B错误;图示为H原子的电子云图,电子云表示电子在核外空间某处单位体积内的概率分布,不是实际的运动轨道,故C错误;氢键是一种分子间作用力,不是共价键,但是氢键具有方向性,故D错误。
3.D CH3COOH分子中没有手性碳原子,不属于手性分子,A正确;HCl和HI中的共价键均为极性键,HCl和HI均为极性分子,B正确;N的原子半径小于C,因此N—Cl键的键长比C—Cl键的键长短,C正确;C60是碳原子之间通过非极性键形成的具有严格对称性的分子,是非极性分子,D错误。
4.D 1 mol [Ti(NH3)5Cl]Cl2中含(3×5+5+1)mol=21 mol σ键,即21NA,A项错误;中心原子Ti的化合价为+3价,B项错误;中心原子的配位数是6,C项错误;根据配合物[Ti(NH3)5Cl]Cl2的组成可知,[Ti(NH3)5Cl]Cl2在溶液中电离出外界Cl-,外界Cl-能与硝酸银发生反应生成AgCl白色沉淀,D项正确。
5.D 单键都是σ键,双键中一个是σ键、一个是π键,故链状葡萄糖的分子中含有σ键和π键两种共价键,A不符合题意;链状葡萄糖的分子中含有羟基,可形成分子间氢键,使其熔、沸点较高,故B不符合题意;2~6号碳原子的价电子对数都为4且无孤电子对,价电子对空间结构为四面体形,C不符合题意;2~5号碳原子均连接了4个不同的原子或原子团,为手性碳原子,但6号碳原子连两个氢原子,连有相同原子,不是手性碳原子,1号碳原子连有三个原子或原子团,也不是手性碳原子,故每个分子中有4个手性碳原子,D符合题意。
6.B 甲醇可看成是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,结构不对称,是含有极性键的极性分子,A正确;N2H4中N原子的价电子对数为4,杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;N2H4分子间氢键的数目比(CH3)2NNH2多,故其沸点较高,C正确;CH3OH、(CH3)2NNH2分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确。
7.B H2O2是极性分子,A错误;反应Ⅰ是在催化剂作用下H2O生成H2和H2O2,涉及H—O极性键的断裂和H—H、O—O非极性键的形成,B正确;CH4是非极性分子,不含非极性键,C错误;H2O的稳定性与氢键无关,D错误。
8.D 硝基胍分子属于极性分子,A错误;硝基胍分子中碳原子为sp2杂化,氮原子为sp2、sp3杂化,B错误;单键均为σ键,1个双键中含有1个σ键、1个π键,1个硝基胍分子中含有10个σ键、2个π键,则硝基胍分子中σ键与π键的个数比是5∶1,C错误;硝基胍分子中—NH2中N原子是sp3杂化,所有原子不可能共平面,D正确。
9.A S的中心原子S孤电子对数==0,价电子对数为4,其空间构型为正四面体形,A项正确;H2S分子是极性分子,B项错误;Cu的原子序数为29,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故基态Cu2+的核外电子排布式为[Ar]3d9,C项错误;S2-核外共有18个电子,最外层有8个电子,D项错误。
10.C 由题给条件,推知W、X、Z分别为C、Al、Cl,而Y则为Si、P、S三种元素其中之一。HCl极易溶于水是因为HCl、H2O都是极性分子,A错误;四种元素中碳原子的半径最小,B错误;SiCl4的空间构型为正四面体形,C正确;WY2分子应为CS2,在S C S中,σ键和π键数目相等,D错误。
11.CD H2O2分子内含有O—H、O—O键,O—O键的键长大于O—H键,O—O键的键能小于O—H键,则热稳定性弱于H2O,N2H4分子内含有N—H、N—N键,NH3分子中只含有N—H键,N—N键的键长大于N—H键,N—N键的键能小于N—H键,则N2H4的热稳定性弱于NH3,A正确;H2O中氧原子价电子对数为4,含两对孤电子对,空间构型为V形,二甲醚的分子骨架(C—O—C)中氧原子是sp3杂化,含有两对孤电子对,空间构型为V形,B正确;31 g P4的物质的量为0.25 mol,根据白磷的分子结构()可知一个白磷分子里含有六个共价键,所以0.25 mol P4中共价键数目为1.5NA,C错误;C与OH-形成的化合物是CH3OH,甲醇分子中只含共价键,D错误。
12.B 过程①是CO2在催化剂作用下转化为,O—C—O之间形成了一种特殊的化学键,A正确;过程②形成O—H键,过程③形成H—C键,形成化学键放出能量,B错误;CO2中只含C O极性键,HCOOH中只含极性共价键,C正确;原子半径r(O)>r(H),键能:C—O
13.CD 根据化合物Y2X4的电子总数为18,推测Y2X4为N2H4,则X为H,Y为N;最外层电子数满足Z=X+Y=6,故Z可能为O或S,又基态Z原子电子总数是其最高能级电子数的2倍,O和S最高能级均有4个电子,Z的电子总数为8,故Z为O;W的氢化物及最高价氧化物对应的水化物均为强酸,短周期元素中满足此要求的元素只有Cl,故W为Cl。X为H,Y为N,W为Cl,三者可形成离子化合物NH4Cl,A项正确;X2Y—YX2为N2H4(肼),肼溶于水能发生类似NH3与水的反应,且生成物能电离出OH-,故溶液显碱性,B项正确;Y为N,Z为O,电负性:O>N,C项错误;Y2Z即N2O,与CO2互为等电子体,根据CO2结构式为OCO,可知N2O分子中含σ键和π键,D项错误。
14.C X为元素周期表中原子半径最小的元素,是氢元素;Z元素基态原子最外层电子数为次外层电子数的三倍,是氧元素;W元素原子的价电子排布式为3d104s1,是铜元素;根据X、Y、Z、W形成的阳离子结构可推出Y是氮元素。原子半径:N>O>H,A错误;元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,非金属性O>N,则简单氢化物的稳定性:H2O>NH3,B错误;加热时该离子首先失去的组分是H2O,C正确;根据题图可知,两种配体分别为H2O、NH3,H2O分子中的键角为104.5°,NH3分子中的键角为107.3°,则键角:NH3>H2O,D错误。
15.AD 由配合物的部分结构可知,一个Mg2+与2个N形成共价键,与2个N形成配位键,配位数为2,故A错误;连接4个不同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,由配合物的部分结构可知,其中含有3个手性碳原子,如图(标记“*”的碳原子为手性碳原子),故B正确;同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,N元素原子的价电子排布式为2s22p3,为半充满稳定状态,第一电离能大于O,所以配合物中非金属元素的第一电离能:N>O>C,故C正确;N2H4、H2O2为极性分子,故D错误。
16.答案 (每空1分)(1)平面三角形 BBr3
(2)①6NA ②N>O>C ③sp3 大于
(3)sp2 sp3 10 sp3
(4)sp3 9
解析 (1)三种分子中B形成3个σ键,孤电子对数为0,为sp2杂化,立体构型为平面三角形;BF3、BCl3、BBr3的组成和结构相似,相对分子质量依次增大,其熔、沸点依次增大,则BBr3的熔、沸点最高。
(2)①根据1个该物质中含有3个六元环,与C相连的N原子不能提供形成配位键的孤电子对,可知提供孤电子对的是—NH2,1 mol该物质中有6 mol —NH2,则1 mol该物质中含有配位键的数目为6NA。
②N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,且同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,则C、N、O第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。
③Cl中Cl的孤电子对数为0,价电子对数为4,Cl的杂化方式为sp3,N2H4中N的杂化方式为sp3,N的孤电子对数为1,则Cl中的键角大于N2H4中的键角。
(3)呋喃()分子中,碳原子形成双键,碳原子采取sp2杂化,氧原子形成两个σ键,有两对孤电子对,杂化方式为sp3;1 mol吡咯()分子中含有10 mol σ键,分子中N采取sp3杂化。
(4)DMSO为Co2+的配体,OS(CH3)2中S含有1对孤电子对,形成3个σ键,S为sp3杂化;1个OS(CH3)2分子中含有6个C—H键,2个C—S键,1个O S键,共有9个σ键。
17.答案 (除标注外,每空1分)(1)
↑ ↑ ↑
↑↓
+5 正四面体形
(2)sp2 2-巯基烟酸可与水分子之间形成氢键,使其在水中溶解度增大(2分)
(3)N C
(4)①8 sp2 ②三氮唑分子间可形成氢键,而环戊二烯不能(2分)
解析 (1)钒为23号元素,价电子轨道表示式为
↑ ↑ ↑
↑↓
;
钒原子失去5个价电子后,形成8电子稳定结构,故其最稳定的化合价是+5;V中V形成4个σ键,孤电子对数为=0,根据价电子对互斥理论,空间构型为正四面体形。
(2)根据结构简式可知,分子中每个N原子形成2个σ键,有1对孤电子对,价电子对数为3,所以N原子为sp2杂化;2-巯基烟酸含有羧基,可以与水分子之间形成氢键,使其在水中的溶解度增大,所以其水溶性更好。
(3)由图可知,CuNi(CN)4中Cu、Ni的配位原子依次为N、C。
(4)①1个三氮唑分子中共有8个σ键,所以1 mol三氮唑中所含σ键的物质的量为8 mol;碳原子形成双键,所以杂化方式是sp2。②三氮唑的沸点与环戊二烯的沸点相差较大,主要是因为三氮唑有氮氢键,可形成分子间氢键。
18.答案 (每空1分)(1)NH3 sp3 C2H4 N2H4 H2O2(答案合理即可)
(2)N N C S
(3)正四面体形 σ键
(4)3∶2
解析 A的核外电子总数与其周期数相同,则A是H元素;D原子的L电子层中,成对电子与未成对电子占据的轨道数相同,并且无空轨道,其L电子层轨道表示式为
↑↓
↑↓ ↑ ↑
,则D是O元素;B原子的L电子层中未成对电子数与D相同,但还有空轨道,即B的2p轨道上只有2个电子,则B是C元素;由A、B、C、D、E的原子序数依次增大可知C是N元素;D与E同族,且为短周期元素,则E是S元素。
(1)H与其他元素形成的二元共价化合物中,一种化合物分子呈三角锥形,该分子的化学式为NH3,其中心原子的价电子对数为4,所以中心原子的杂化方式为sp3,H分别与C、N、O形成的共价化合物中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的是C2H4、N2H4、H2O2等。
(2)C、N、S元素形成的含氧酸根离子中,其中心原子的价电子对数为3的是N、N、C;呈三角锥形结构的是S。
(3)CH4分子的空间结构为正四面体形;根据原子轨道重叠方式的不同,可知该分子中共价键的类型为σ键。
(4)B的一种氢化物的相对分子质量是26,该氢化物的分子式为C2H2,结构式为,其分子中σ键和π键的数目之比为3∶2。
19.答案 (除标注外,每空2分)(1)a
(2)H······
(3)172(1分) 低(1分)
(4)碘原子
(5)>(1分)
(6)sp3
(7)氢键、范德华力(1分)
解析 (1)一般同主族元素从上到下电负性逐渐减小,故a正确;F非金属性很强,没有正价,故b错误;HF分子间存在氢键,因此HF的沸点最高,故c错误;卤族元素单质从上到下,熔、沸点逐渐升高,故d错误。
(2)溴化碘与水发生反应:IBr+H2OHIO+HBr,HIO的电子式类似于HClO的电子式,即HIO的电子式为H······。
(3)设Cl—F键的键能为x kJ·mol-1,ΔH=反应物键能总和-生成物键能总和=(242+3×159-6×x)kJ·
mol-1=-313 kJ·mol-1,解得x=172;BrF3与ClF3结构相似,BrF3的相对分子质量大于ClF3的相对分子质量,因此BrF3间的范德华力大于ClF3,故BrF3的熔、沸点高于ClF3。
(4)根据表中数据,碘元素的第一电离能最小,容易失去电子,因此最有可能生成较稳定的单核阳离子的卤素原子是碘原子。
(5)H2SeO4可以写成(HO)2SeO2,H2SeO3可以写成(HO)2SeO,根据信息,推出H2SeO4的酸性强于H2SeO3。
(6)根据S8的结构可知,每个S原子有2个σ键,2对孤电子对,价电子对数为4,则S原子的杂化类型为sp3。
(7)根据结构可知,可燃冰中存在的分子间作用力是范德华力和氢键。
20.答案 (除标注外,每空2分)(1)N>O>H
(2)①1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6(1分) ②sp2(1分) (1分) 11NA(1分) ③bd ④若Pt2+采取sp3杂化,则二氯二吡啶合铂为四面体形,不存在顺反异构体 ⑤非极性
解析 (1)氨水中含有N、H、O元素,N的2p轨道为半充满状态,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能N>O,O的第一电离能大于H,所以氨水中各元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>H。
(2)①Cl为17号元素,Cl-核外电子排布式为1s22s22p63s23p6或[Ne]3s23p6。②吡啶分子中氮原子的轨道杂化方式为sp2;根据题给信息可知吡啶分子中的大π键可表示为;1 mol吡啶分子中含有σ键的数目为11NA。③二氯二吡啶合铂为配合物,存在配位键,吡啶分子中存在共价键。④若Pt2+采取sp3杂化,则二氯二吡啶合铂为四面体形,不存在顺反异构体,因此Pt2+的轨道杂化方式并不是sp3杂化。⑤反式二氯二吡啶合铂分子正、负电荷重心重合,则为非极性分子。
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