第二章《 分子结构与性质》检测题
一、单选题
1.臭鼬放的臭气主要成分为3-MBT( ),下列关于3—MBT的说法错误的是
A.1mol该分子中含有键数目为15NA
B.沸点高于
C.该分子中C的杂化方式有两种
D.该分子中所有碳原子一定共面
2.等电子体是指原子总数相同、价电子总数也相同的微粒。下列各选项中的两种微粒不互为等电子体的是
A.N2O和CO2 B.O3和 C.CH4和 D.CO2和
3.某物质可溶于水、乙醇,熔点为209.5℃,其分子的结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A.该分子中含有极性共价键
B.该物质中含有大π键
C.该分子中有1个手性C原子
D.该分子中C原子的杂化方式有2种
4.下列说法中正确的是
A.价电子排布为3d104s1的元素位于第四周期第IA族,是s区元素
B.SO2分子和O3分子的立体构型均为V形
C.有机物CH2=CH―CH3分子中有1个π键、2个σ键
D.由于氢键的存在,水分子的稳定性好,高温下也很难分解
5.色谱分析法是现代分离实验技术中的一种,现用纸层析法分离两种有机色素A 与B的混合物,已知A的亲脂性比B强,则下列说法正确的是
A.A在水中的溶解度比B大
B.层析结束后,滤纸下端为A,上端为B
C.A在固定相中分配的较少,随流动相移动的较快
D.点样时要迅速、多次,使试样斑点直径不小于0.5cm,但不能使试样点浸入展开剂
6.下列叙述中,结论(事实)和对应的解释(事实)均不正确的是
A.金刚石的熔、沸点高于晶体硅,因为C-C键能大于Si-Si键能
B.F2和HF分子中形成的共价键,前者为s-sσ键,后者为s-pσ键
C.二氧化硅晶体中不存在简单的SiO2分子,因为其晶体是含有硅氧四面体的空间网状结构
D.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2时,原子吸收能量,由基态转化成激发态
7.叶酸拮抗剂是一种多靶向性抗癌药物,常以苯和丁二酸酐为原料合成过程中,某一中间体(X)结构如图所示,下列有关说法错误的是
A.基态N原子的核外电子空间运动状态有5种
B.沸点:高于
C.合成X的原料苯中含有大键
D.X结构中,C、N原子杂化方式种数相同
8.通常状况下,NCl3是一种油状液体,其分子空间构型与氨分子相似,下列对NCl3的有关叙述正确的是
A.分子中N—Cl键键长比CCl4分子中C—Cl键键长更长
B.分子中的所有原子均达到8电子稳定结构
C.NCl3分子是非极性分子
D.NBr3比NCl3易挥发
9.偶氮苯(一种分子机器)作为光开关,可对外部刺激(例如光或热)作出响应。其结构简式如图所示。下列分析正确的是
A.分子中C和N原子均采用sp2杂化方式
B.分子中所有原子一定处于同一平面上
C.1mol偶氮苯中含有7 mol π键
D.该物质所形成的晶体为分子晶体,其熔点主要取决于所含化学键的键能
10.制取H2O2的反应为Na2O2+H2SO4+10H2O=Na2SO4·10H2O+H2O2,下列说法正确的是
A.Na+的结构示意图为
B.的空间结构为正四面体形
C.H2O2的电子式为
D.H2O2中O原子的杂化轨道类型为sp2
11.X、Y、Z、W为前四周期原子序数依次增大的四种元素,X、Y为同周期相邻元素、X原子的核外电子数等于Z最外层电子数,X、Z原子核外电子数之和为Y原子核外电子数的3倍。W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满。下列说法错误的是
A.第一电离能:X>Y
B.简单氢化物沸点:X<Y
C.W的基态原子的电子排布式:
D.Y、Z形成的一种化合物是一种常用的消毒剂
12.《梦溪笔谈》有记:馆阁新书净本有误书处,以雌黄涂之。在中国古代,雌黄经常用来修改错字,其结构如图所示。下列说法不正确的是
A.As、S原子的杂化方式均为
B.的沸点比的低
C.与As同周期且基态原子核外未成对电子数目相同的元素只有V
D.已知分子中各原子均满足8电子结构,分子中键和键的个数比为3:1
13.下列关于氢键的说法正确的是
A.由于氢键的作用,使NH3、H2O、HF的沸点反常,且沸点高低顺序为
B.氢键只能存在于分子间,不能存在于分子内
C.生命体中许多大分子内存在氢键
D.相同量的水在气态、液态和固态时均有氢键,且氢键的数目依次增多
14.下列判断正确的是
A.SO2、CS2、HI都是直线形的分子 B.BF3的键角为120°,SnBr2的键角大于120°
C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形分子 D.PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形分子
15.下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A.CC和C-C的键长
B.BF3和CH4中心原子的价层电子对数
C.Si-O和C-O的键能
D.对羟基苯甲醛( )和邻羟基苯甲醛( )的沸点
二、填空题
16.有以下9种物质:①Ne ②HCl ③P4 ④H2O2 ⑤Na2S ⑥NaOH ⑦Na2O2 ⑧NH4Cl ⑨AlCl3.请用上述物质的序号填空:
(1)不存在化学键的是 。
(2)只存在极性共价键的是 。
(3)只存在非极性共价键的是 。
(4)既存在非极性共价键又存在极性共价键的是 。
(5)只存在离子键的是 。
(6)既存在离子键又存在共价键的是 。
17.A、B、C、D、E、F为六种短周期元素,它们核电荷数依次递增。已知:B原子有3个能级且各能级电子数相等;D原子最外能层P能级上有2个未成对电子,E是同周期元素中第一电离能最小的元素;F是同周期元素中原子半径最小的元素;A是非金属元素,且A、C、F可形成离子化合物。请回答:
(1)A、D形成的三原子分子中心原子杂化类型是 ,分子空间构型为 。
(2)B、C、D的简单氢化物稳定性由强到弱的顺序为 (用化学用语回答,下同),B、C、F最高价含氧酸酸性由强到弱的顺序为 ,B、C、D、E第一电离能由小到大的顺序为 ;
(3)元素A、D、E形成的化合物电子式为 ,其中含有的化学键类型有 。
(4)C的氢化物极易溶于D的常见氢化物,列出所有可能的原因
18.Ⅰ.(1)基态Cr原子外围电子排布图为 ;核外有 种不同运动状态的电子。
(2)CH3CH2OH与H2O可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为 。
Ⅱ.根据等电子体原理可知:
(1)纳米TiO2是一种应用广泛的催化剂,纳米TiO2催化的一个实例如图所示。化合物甲的分子中采取sp2方式杂化的碳原子数为 ,化合物乙中采取sp3方式杂化的原子对应的元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)试预测N的空间构型为 。
(3)仅由第二周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有 组。
(4)氨分子中N-H键角比水分子的O-H键角大的原因是 。
19.完成下列问题。
(1)硅是重要的半导体材料,构成了现代电子工业的基础。碳和硅的有关化学键键能如表所示,简要分析和解释下列有关事实:
化学键 C C C H C O Si Si Si H Si O
键能/ (kJ·mol-1) 365 413 336 226 318 452
硅与碳同族,也有系列氢化物,但硅烷在种类和数量上都远不如烷烃多,原因是 。SiH4的稳定性小于CH4,更易生成氧化物,原因是 。
(2)比较NH3和[Cu(NH3)4]2+中H N H键角的大小:NH3 [Cu(NH3)4]2+(填“>”或“<”),并说明理由:
(3)Xe是第五周期的稀有气体元素,与F形成的XeF2室温下易升华。XeF2中心原子的价层电子对数为 ,下列对XeF2中心原子杂化方式推断合理的是 (填标号)。
A.sp B.sp2 C.sp3 D.sp3d
(4)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是 。
(5)硒的两种含氧酸的酸分别为、,试比较其酸性强弱并说明原因: 。
(6)在水中的溶解度,吡啶()远大于苯,主要原因是① ,② 。
20.下列7种固态物质:A.P4、B.SiO2、C.NH4Cl、D.Ca(OH)2、E.NaF、F.CO2(干冰)、G.金刚石,将正确的序号(字母)填入下列空中。
(1)既有离子键又有共价键的是 。
(2)熔化时不需要破坏化学键的是 ,熔化时需要破坏共价键的是 。
21.回答下列问题:
(1)四种有机物的相关数据如下表:
物质
相对分子质量 72 72 114 114
97
①总结烷烃同分异构体熔点高低的规律 ;
②根据上述规律预测熔点 (填“>”或“<”)。
③用一个化学反应方程式表示C的非金属性比Si强 。
④硅原子最外层电子有 种不同的能量,有 种不同的运动状态。与硅原子同周期半径最小的主族元素原子的最外层电子排布式 。
⑤羟胺(H2NOH)是的衍生物,各原子均满足稳定结构,的电子式是 。
(2)两种无机物的相关数据如下表:
物质 (HF)n 冰
氢键形式 F-H…F O-H…O
氢键键能 28 19
(HF)n中氢键键能大于冰,但(HF)n沸点却低于冰,原因是 。
22.分子极性的判断方法
(1)双原子分子:
相同元素原子构成的单质分子,分子的正、负电荷重心重合,为 分子。
不同元素原子构成的双原子分子,分子的正、负电荷重心不重合,为 分子。
(2)多原子分子:
分子是否有极性取决于分子的 ,分子的空间结构为对称结构,为 分子;分子的空间构型为不对称结构,为 分子。
23.回答下列小题
(1)下列物质变化,只与范德华力有关的是___________。
A.干冰熔化 B.乙酸汽化 C.乙醇溶于水 D.碘溶于四氯化碳
(2)下面是s能级与p能级的原子轨道图:
请回答下列问题:
s电子的原子轨道呈 形,每个s能级有 个原子轨道;
p电子的原子轨道呈 形,每个p能级有 个原子轨道。
(3)Na、Mg、Al第一电离能的由大到小的顺序: 。
(4)将下列多电子原子的原子轨道按轨道能量由低到高顺序排列:①2s②3d③4s④3s⑤4p⑥3p
轨道能量由低到高排列顺序是 。
(5)乙炔HC≡CH中C原子以 方式杂化,实验室中一般用CaC2以水反应制取,同时生成一种碱;写出CaC2以水反应的化学方程式 。
(6)用电子式表示CaCl2的形成过程: 。
24.有以下物质:① ② ③HF ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨HCN() ⑩
(1)只含有非极性键的是 ;
(2)只含有极性键的是 ;
(3)既有极性键,又有非极性键的是 ;
(4)只有σ键的是 ;
(5)既有σ键又有π键的是 ;
(6)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是 。
25.完成下列问题
(1)基态硫原子核外电子的空间运动状态有 种;其核外电子运动最高能级的电子云轮廓图的形状为 。
(2)基态砷原子的价层电子的轨道表示式为 。
(3)元素Mg的第一电离能大于Al的第一电离能的原因是 。
(4)硫化氢和水分子结构相似,硫化氢晶体中,一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子,而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子,原因为: 。
(5)是离子晶体,其晶格能可通过图(a)的Born Haber循环计算得到。
可知,Li原子的第一电离能为 ,键键能为
(6)、、的还原性由强到弱的顺序为 ,键角由大到小的顺序为 ,已知的沸点高于,其原因是 。
26.请解释下列现象:
(1)同样是三原子分子,水分子有极性而二氧化碳分子没有极性 。
(2)同样是直线形非极性分子,常温下二氧化碳是气体而二硫化碳是液体 。
(3)乙醇与水互溶,而1-戊醇在水中的溶解度却很小 。
(4)同样是三角锥形的氢化物,氨气在水中极易溶解,并且很容易液化(常用作冷库中的制冷剂),而同主族的磷化氢()却没有这些性质 。
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.B
【详解】A.单键均为σ键,双键中有一个σ键,所以1mol3—MBT中含有σ键数目为15NA,A项正确;
B.分子间含有氢键,增大分子间的作用力,使沸点升高,B项错误;
C.饱和碳原子为sp3杂化,双键中的C原子为sp2杂化,C项正确;
D.碳碳双键形成的是平面结构,所以该分子中所有C原子共面,D项正确;
综上所述答案为B。
2.D
【详解】A.N2O和CO2中均含有3个原子和16个价电子,则二者互为等电子体,故A不选;
B.O3和均含有3个电子和18个价电子,则二者属于等电子体,故B不选;
C.CH4和均含有5个原子和8个价电子,则二者属于等电子体,故C不选;
D.CO2含有3个原子和16个价电子,含有3个原子和8个价电子,则二者不属于等电子体,故选D;
答案选D。
3.C
【详解】A.由结构简式可知,有机物分子中含有碳氢、碳氧极性共价键,故A正确;
B.由结构简式可知,有机物分子含有苯环,苯环中含有大π键,故B正确;
C.由结构简式可知,有机物分子与羟基相连的2个碳原子都是连有4个不同原子或原子团的手性碳原子,故C错误;
D.由结构简式可知,有机物分子中的单键碳原子为sp3杂化、苯环碳原子为sp2杂化,碳原子的杂化方式共有2种,故D正确;
故选C。
4.B
【详解】A.价电子排布为3d104s1的元素为Cu,位于第四周期第IB族,是ds区元素,故A错误;
B.SO2分子和O3分子的价层电子对数均为3,中心S、O为sp2杂化,均有一对孤电子对,立体构型均为V形,故B正确;
C.有机物CH2=CH-CH3分子中有1个π键、8个σ键,故C错误;
D.由于氢键的存在,使水分子的熔沸点升高,而与水分子的稳定性无关,故D错误;
故选:B。
5.C
【分析】纸层析法依据极性相似相溶原理,是以滤纸纤维的结合水为固定相,而以有机溶剂作为流动相,由于样品中各物质分配系数不同,因而扩散速度不同,从而达到分离的目的。
【详解】A.A的亲脂性比B强,则A的亲水性比B弱,故A在水中的溶解度比B小,A错误;
B.A的亲脂性比B强,则A随流动相移动的较快,因此A在滤纸上端,B错误;
C.A的亲脂性比B强,则A在流动相的分配比B多,在固定相中的分配比B少,随流动相移动的较快,C正确;
D.试样斑点直径大于0.5cm不利于展开,点样进入展开剂相当于溶解,最后显色不明显,故点样时要迅速、多次,使试样斑点直径不大于0.5cm,但不能使试样点浸入展开剂,D错误;
选C。
6.B
【详解】A.共价晶体的键能越大,熔沸点越高,因为C-C键能大于Si-Si键能,金刚石的熔、沸点高于晶体硅,A正确;
B .F2是由两个氟原子未成对的p电子重叠形成的p-pσ键,HF是由氢原子中的s轨道与氟原子中的p轨道形成的s-pσ键,B错误;
C.二氧化硅晶体属于共价晶体,有硅氧四面体的空间网状结构,不存在SiO2分子,只有硅、氧原子最简比,即化学式为SiO2,C正确;
D.镁原子由1s22s22p63s2→1s22s22p63p2,由基态转化为激发态,能量变高,需要吸收能量,D正确;
故选B。
7.D
【详解】A.氮元素的原子序数为7,基态碳原子的电子排布式为1s22s22p3,核外电子占据5个轨道,空间运动状态有5种,故A正确;
B.能形成分子间氢键, 不能形成分子间氢键,分子间的作用力强于,沸点高于,故B正确;
C.苯分子的六元环上的6个碳原子均为sp2杂化,未参与杂化的6个p电子形成大键垂直于环平面,故C正确;
D.由结构简式可知,六元环上的4个碳原子和2个氮原子均为sp2杂化,2个氨基氮原子为sp3杂化,所以碳、氮原子杂化方式种数不同,故D错误;
故选D。
8.B
【详解】A.原子半径:C原子的大于N原子,所以CCl4中C-C1键键长比NC13中N-C1键键长,A错误;
B.NCl3中N原子最外层电子数5,化合价的绝对值3,所以N原子达到8电子稳定结构;NCl3中C1原子最外层电子数7,化合价的绝对值1,所以Cl原子达到8电子稳定结构,B正确;
C.NCl3的分子空间构型与氨分子相似,都是三角锥型结构,氨分子是极性分子,所以NCl3分子也是极性分子,C错误;
D.结构相似的分子晶体中,物质的熔沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大其熔沸点越高,所以NBr3比NCl3的熔沸点高,NCl3比NBr3易挥发,D错误;
故选B。
9.A
【详解】A. 该分子中苯环上的C原子均形成3个σ键,且无孤电子对,则C采取sp2杂化,N原子形成2个σ键,且有1对孤电子对,则价层电子对数为3,也采用sp2杂化,A正确;
B. 苯环上的原子以及与苯环直接相连的原子是在同一平面上的,但是单键可以旋转,则分子中所有原子不一定处于同一平面上,B错误;
C. 苯环不含有碳碳双键,而是含有1个大π键,则1mol偶氮苯中含有3 mol π键,C错误;
D. 该物质所形成的晶体为分子晶体,其熔点主要取决于分子间作用力,D错误;
故选A。
10.B
【详解】A.钠离子结构示意图为:,A错误;
B.硫原子的价电子对数为4+(6+2-24)/2=4,硫原子采取sp3杂化,硫酸根离子的空间结构为正四面体形,B正确;
C.过氧化氢的电子式为:,C错误;
D.氧原子的价电子对数为2+(6-21)/2=4,氧原子采取sp3杂化,D错误;
答案选B。
11.C
【分析】X、Y为同周期相邻元素、X原子的核外电子数等于Z最外层电子数,X、Z原子核外电子数之和为Y原子核外电子数的3倍。原子序数依次增大,W的基态原子最外层只有1个电子且内层电子全部充满,故W为Cu,X为N,Y为O,Z为Cl,据此分析解题。
【详解】A.由于N为半充满结构,第一电离能:X>Y,A正确;
B.非金属性越强,简单氢化物沸点越高,X<Y,B正确;
C.W为Cu,基态原子的电子排布式:,C错误;
D.Y、Z形成的一种化合物是一种常用的消毒剂为ClO2,D正确;
答案选C。
12.C
【详解】A.分子中,As形成3个单键,含有1对未成键电子对,杂化轨道数为4,杂化方式为;S原子形成2个电对,含有2对未成键电子对,杂化轨道数为4,杂化方式也是,故A不选;
B.分子中含有氢键,导致其沸点较高,即的沸点比的低,故B不选;
C.基态As原子未成对电子数时3,第四周期元素中,与基态As原子核外电子对数目相同的元素有V、Co,故选C;
D.分子中各原子均满足8电子稳定结构,其结构式为,单键均为键,双键中有1个键和1个键,所以分子中键和键的个数比为3:1,故D不选;
答案选C
13.C
【详解】A.“反常”是指它们在本族元素的氢化物沸点排序中的现象,三种物质的沸点高低顺序可由事实得出,常温下只有水是液体,水的沸点最高,A错误;
B.氢键存在于不直接相连但相邻的H、O(或N、F)原子间,所以分子内也可能存在氢键,如邻羟基苯甲醛分子内含有氢键,B错误;
C.生命体中蛋白质具有生物活性的高级结构的主要原因,DNA双螺旋的两个螺旋链也是通过氢键相互结合的,所以生命体中许多大分子内存在氢键,C正确;
D.水在气态时,分子间距离大,分子之间没有氢键,D错误;
故选C。
14.C
【详解】A.SO2是V形分子,CS2、HI是直线形的分子,选项A错误;
B.BF3的键角为120°,是平面三角形结构,而Sn原子价电子数是4,在SnBr2中两个价电子与Br形成共价键,还有一个孤电子对,对成键电子对有排斥作用,使键角小于120°,选项B错误;
C.CH2O、BF3、SO3都是平面三角形分子,选项C正确;
D.PCl3、NH3都是三角锥形分子,而PCl5分子是三角双锥形结构,选项D错误;
答案选C。
15.D
【详解】A.CC的键能比C-C的键能大,CC的键长比C-C的键长短,A错误;
B.BF3的中心原子价层电子对数为3+(3-31)=3,CH4的中心原子价层电子对数为4+(4-41)=4,B错误;
C.Si的原子半径比C的原子半径大,Si-O的键长比C-O的键长长,Si-O的键能比C-O的键能小,C错误;
D.对羟基苯甲醛( )能形成分子间氢键,邻羟基苯甲醛( )能形成分子内氢键,对羟基苯甲醛的沸点比邻羟基苯甲醛的沸点高,D正确;
答案选D。
16. ① ②⑨ ③ ④ ⑤ ⑥⑦⑧
【分析】①Ne是稀有气体,稀有气体是单原子分子,不含化学键;
②HCl是共价化合物,只含极性共价键;
③P4是非金属单质,只含非极性共价键;
④H2O2是共价化合物,含极性共价键和非极性共价键;
⑤Na2S是离子化合物,含有离子键;
⑥NaOH是离子化合物,含有离子键和极性共价键;
⑦Na2O2是离子化合物,含有离子键和非极性共价键;
⑧NH4Cl是离子化合物,含有离子键和极性共价键;
⑨AlCl3是共价化合物,只含共价键。
【详解】(1)根据以上分析,稀有气体是单原子分子,不含化学键,不存在化学键的是①Ne;
(2)HCl 、AlCl3是不同原子形成的共价键,所以只存在极性共价键的是②HCl、⑨AlCl3;
(3)P4是同种原子形成的非极性共价键,所以只存在非极性共价键的是③P4;
(4) H2O2中H-O是极性共价键、O-O是非极性共价键,所以既存在非极性共价键又存在极性共价键的是④H2O2;
(5)Na2S只存在钠离子和硫离子形成的离子键,只存在离子键的是⑤Na2S;
(6) NaOH中钠离子和氢氧根离子形成离子键、H-O是共价键,Na2O2中钠离子和过氧根离子形成离子键、O-O是共价键,NH4Cl中铵根离子和氯离子形成离子键、N-H是共价键,既存在离子键又存在共价键的是⑥NaOH、⑦Na2O2、⑧NH4Cl。
【点睛】离子化合物含有一定含有离子键,可能含有共价键;共价化合物只含有共价键;同种非金属原子之间形成非极性共价键、不同种非金属原子之间形成极性共价键。
17. sp3 V形 H2O>NH3>CH4 HClO4>HNO3>H2CO3 Na【分析】A、B、C、D、E、F为六种短周期元素,它们核电荷数依次递增,B原子有3个能级且各能级电子数相等,则B为C元素;E是同周期元素中第一电离能最小的元素且E的原子序数大于B,所以E是Na元素;F是同周期元素中原子半径最小的元素,则F是Cl元素;D原子最外能层P能级上有2个未成对电子,且D的原子序数大于C而小于E,则D是O元素,C为N元素,A是非金属元素,且A、C、F可形成离子化合物,且A在原子序数最小,所以A是H元素,结合元素、化合物的性质来分析解答。
【详解】由上述分析可知,A为H,B为C,C为N,D为O,E为Na,F为Cl,
(1)H、O形成的三原子分子为H2O,O原子成键δ数目为2,孤电子对数为=2,因此O原子价层电子对数为2+2=4,O原子杂化类型是sp3;H2O分子VSEPR构型为正四面体,其分子结构中含有2对孤电子对,因此空间构型为V型;
(2)C、N、O元素为同周期元素,原子序数越大,非金属越强,因此非金属性:CNH3>CH4;因非金属性CHNO3>H2CO3;因N原子核外2p轨道电子半充满,难以失去电子,因此第一电离能:N>O,Na原子核外3s轨道有1个电子,容易失去,故第一电离能:Na(3)H、O、Na形成的化合物为NaOH,其中Na+与OH-通过离子键连接,O与H通过共价键连接,因此NaOH电子式为,故答案为:;离子键和(极性)共价键;
(4)NH3与H2O都是极性分子,二者能够发生化学反应生成一水合氨,且二者之间能够形成氢键,综上使得氨气在水中溶解度非常大,故答案为:①氨分子与水分子间可形成氢键,②氨分子和水分子都是极性分子,③氨气与水可发生化学反应。
18. 24 H2O与CH3CH2OH分子间能形成氢键 7 O>N>C 直线形 2 H2O分子中有2对孤电子对,而NH3分子中有1对孤电子对
【详解】Ⅰ.(1)Cr为24号元素,价电子排布式为3d54s1,排布图为;Cr原子核外有24个电子,每个电子的空间运动状态各不相同;
(2) CH3CH2OH含有羟基,可以和水分子间形成氢键,增大溶解度;
Ⅱ.(1)苯环上的碳原子以及形成双键的碳原子均为sp2杂化,所以有7个;化合物乙中羟基中的O原子、氨基中的N原子以及非苯环上的C原子均为sp3杂化,非金属性越强,电负性越大,所以电负性O>N>C;
(2)N与CO2所含原子总数相同,价电子总数相同,互为等电子体,根据CO2的空间构型可知N应为直线形;
(3)仅由第二周期元素组成的共价分子中互为等电子体的有CO和N2、CO2和N2O,共2组;
(4)H2O分子中有2对孤电子对,而NH3分子中有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对有较强的排斥作用,导致水分子的O-H键角较小。
19.(1) C—C和C—H的键能较大,所形成的烷烃稳定。而硅烷中Si—Si和Si—H的键能较小,易断裂,导致长链硅烷难以生成 C—H的键能大于C—O,C—H比C—O稳定。而Si—H的键能小于Si—O,所以Si—H不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si—O
(2) < NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键后,N—H成键电子对受到的排斥力减小
(3) 5 D
(4)苯胺分子之间存在氢键
(5)H2SeO4酸性更强,同种元素的含氧酸,非羟基氧个数越多,酸性越强
(6) 吡啶能与H2O分子形成分子间氢键 吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子
【详解】(1)烷烃中的C - C键和C - H键大于硅烷中的Si - Si键和Si - H键的键能,所以硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能易断裂,导致长链硅烷难以生成,故答案为: C - C键和C - H键较强,所形成的烷烃稳定,而硅烷中Si-Si键和Si-H键的键能较低,易断裂,导致长链硅烷难以生成;
键能越大、物质就越稳定,C-H键的键能大于C- O键,故C- H键比C- O键稳定,而Si- H键的键能远小于Si - O键,所以Si - H键不稳定而倾向与形成稳定性更强的Si - O键,故答案: C - H键的键能大于C- O键,C-H键比C-O键稳定,而Si-H键的键能却远小于Si- O键,所以Si - H键不稳定而倾向于形成稳定性更强的Si - O键;
(2)因NH3提供孤电子对与Cu2+形成配位键后,N—H成键电子对受到的排斥力减小,故NH3和[Cu(NH3)4]2+中H N H键角的大小:NH3<[Cu(NH3)4]2+;
(3)XeF2易升华,所以是分子晶体,其中心原子的价层电子对数为2+=5,所以中心原子的杂化方式应为sp3d,答案为5;D;
(4)苯胺()分子中N原子电负性大、原子半径小,易形成分子间氢键,导致熔、沸点比相对分子质量相近的甲苯高;
(5)H2SeO4、H2SeO3可分别表示为( HO)2SeO2、(HO) 2SeO,前者非羟基氧原子数多于后者,H2SeO4的酸性更强;
(6)吡啶能与H2O分子形成分子间氢键、吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子,所以在水中的溶解度,吡啶()远大于苯。
20. CD AF BG
【详解】A.P4分子晶体,存在共价键,熔化时不需要破坏化学键,破坏的是分子间作用力;B.SiO2为原子晶体,存在共价键,熔化时需要破坏共价键;C.NH4Cl为离子化合物,既存在离子键又存在共价键,熔化时需要破坏离子键;D.Ca(OH)2为离子化合物,既存在离子键又存在共价键,熔化时需要破坏离子键;E.NaF为离子化合物,只存在离子键,熔化时需要破坏离子键;F.CO2(干冰)为分子晶体,含有共价键,熔化时不需要破坏化学键,破坏的是分子间作用力;G.金刚石为原子晶体,存在共价键,熔化时需要破坏共价键;
故答案为(1)C D;(2)AF;BG;
点睛:本题考查化学键的类型以及变化时的化学键的变化,化学键与分子间作用力的区别以及元素最高正化合价和负价的关系,难度中等。解题关键:①共价键为非金属原子之间形成的化学键,离子键为阴阳离子之间形成的化学键,根据物质的组成进行判断;②根据物质含有的化学键类型以及变化类型进行判断;
21.(1) 对称性越好,熔点越高 < 2 4
(2)冰中氢键数目多于HF
【详解】(1)①依据表格数据可知,烷烃同分异构体的对称性越好,熔点越高;
②烷烃同分异构体的对称性越好,熔点越高, 的对称性比 差,所以熔点:<;
③元素的非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,碳酸的酸性比硅酸强,因此将二氧化碳通入硅酸钠溶液中产生硅酸沉淀,可以证明碳的非金属性比硅强,反应的化学方程式为:;
④硅的原子序数为14,其价层电子排布式为:3s23p2,最外层电子有2种不同的能量,有4种不同的运动状态,与硅原子同周期半径最小的主族元素原子为Cl,其最外层电子排布式为:3s23p5;
⑤H2NOH中各原子均满足稳定结构,氮原子与氧原子之间形成1对共用电子对,氧原子与1个氢原子形成1对共用电子对,氮原子与两个氢原子各形成1对共用电子对,其电子式为: ;
(2)1molHF只能形成1mol氢键,1molH2O能形成2mol氢键,由于冰中氢键数目多于HF,所以(HF)n的沸点低于冰。
22.(1) 非极性 极性
(2) 空间结构 非极性 极性
【详解】(1)相同元素原子构成的单质分子,分子的正、负电荷重心重合,为非极性分子;不同元素原子构成的双原子分子,分子的正、负电荷重心不重合,为极性分子;
(2)分子是否有极性取决于分子的空间结构,分子的空间结构为对称结构,为非极性分子;分子的空间构型为不对称结构,为极性分子。
23.(1)AD
(2) 球 1 哑铃或纺锤 3
(3)Mg>Al>Na
(4)①④⑥③②⑤
(5) sp CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2
(6)
【详解】(1)A.干冰是固态CO2,该物质属于分子晶体,其熔化时破坏的作用力只有范德华力,A符合题意;
B.乙酸是由乙酸分子构成的物质,在固态时属于分子晶体,其分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,故当其气化时需克服范德华力和氢键,B不符合题意;
C.乙醇是由乙醇分子构成的分子晶体,分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,当其溶于水时,破坏的是分子间作用力和氢键,C不符合题意;
D.碘单质是由I2分子构成的分子晶体,当碘溶于四氯化碳时,破坏的只有范德华力,D符合题意;
故合理选项是AD;
(2)根据图示可知:s电子的原子轨道呈球形,每个s能级有1个原子轨道;p电子的原子轨道呈哑铃或纺锤形,每个p能级有3个原子轨道,且这三个轨道相互垂直;
(3)同一周期主族元素,从左到右原子序数越大,元素的第一电离能呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时,原子核外电子排布处于全满、半满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以Na、Mg、Al三种元素是第一电离能大小关系为:Mg>Al>Na;
(4)能层越高,能量越大;同一能层,p能级能量大于s能级;由能级交错可知:能量为4s<3d<4p,则不同能层不同能级,原子轨道能量由低到高顺序为:①2s④3s⑥3p③4s②3d⑤4p,用序号表示为:①④⑥③②⑤;
(5)乙炔结构简式是HC≡CH,该物质分子为直线型结构,其中C原子杂化方式是sp杂化;在实验室中一般用碳化钙与水反应制取乙炔,同时反应生成Ca(OH)2,反应方程式:CaC2+2H2O→C2H2↑+Ca(OH)2;
(6)氯化钙为离子化合物,Ca原子失去2个电子变为Ca2+;2个Cl原子获得2个电子变为2个Cl-,Ca2+与2个Cl-通过两个离子键形成CaCl2,用电子式表示CaCl2的形成过程为: 。
24.(1)②④⑦
(2)①③⑧⑨
(3)⑤⑥⑩
(4)①②③⑤⑦⑩
(5)④⑥⑧⑨
(6)②
【详解】(1)只含有非极性键的是②④⑦。
(2)只含有极性键的是①③⑧⑨。
(3)既有极性键,又有非极性键的是⑤⑥⑩。
(4)只有σ键的是①②③⑤⑦⑩。
(5)既有σ键又有π键的是④⑥⑧⑨。
(6)含有由两个原子的s轨道重叠形成的σ键的是②。
25.(1) 9 哑铃形
(2)
(3)Al的第一电离能失去的电子是3p能级的,该能级电子的能量比左边Mg失去的3s能级电子的高
(4)冰晶体中水分子间存在氢键,由于氢键有方向性和饱和性,迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键;而硫化氢分子之间没有氢键,只有范德华力,范德华力无饱和性与方向性,能够形成分子密堆积
(5) 520 498
(6) 、、 、、 的范德华力强于氨气的分子间作用力和氢键
【详解】(1)基态硫原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,故基态硫原子核外电子的空间运动状态有9种;其核外电子运动最高能级为3p,故电子云轮廓图的形状为哑铃形;
(2)基态砷原子的原子序数为33,电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3,故价层电子的轨道表示式为;
(3)Mg的3s2处于全充满状态,能量较低不容易失去电子,Al的最外层是3p1,较容易失去一个电子,所以元素Mg的第一电离能大于Al的第一电离能;
(4)N、O、F与H之间溶液形成氢键,冰晶体中水分子间存在氢键,由于氢键有方向性和饱和性,迫使在四面体中心的每个水分子与四面体顶角方向的4个相邻水分子形成氢键;而硫化氢分子之间没有氢键,只有范德华力,范德华力无饱和性与方向性,能够形成分子密堆积,所以硫化氢晶体中,一个硫化氢分子周围有12个紧邻分子,而冰中一个水分子周围只有4个紧邻分子;
(5)Li的第一电离能为气态电中性Li原子失去一个电子需要的最低能量,为;O=O键键能为;
(6)同主族元素从上到下,非金属性逐渐减弱,氢化物的还原性逐渐增强,故这三种物质的还原性:AsH3>PH3>NH3;同主族元素从上到下,电负性逐渐减弱,则其氢化物中的成键电子对逐渐远离中心原子,成键电子对之间斥力减小,键角逐渐减小,故这三种物质键角NH3> PH3> AsH3:BiH3的范德华力强于氨气的分子间作用力和氢键,故BiH3的沸点高于NH3。
26.(1)H2O分子的立体结构为V形,正、负电荷中心不重合,CO2分子的立体结构为直线形,正、负电荷中心重合。
(2)二氧化碳与二硫化碳的晶体都是分子晶体,且两者的组成与结构相似,二硫化碳比二氧化碳的相对分子质量大,分子间作用力较大,熔沸点较高。
(3)乙醇和1-戊醇的结构简式分别为C2 H5 OH和CH3(CH2)4OH,羟基是亲水基,烃基为憎水基,乙醇中羟基起主导作用,1-戊醇中烃基起主导作用。
(4)氮元素的电负性大,NH3分子与H2O分子之间能形成氢键,且NH3分子之间能形成氢键,磷元素的电负性较小,PH3分子与H2O分子之间不能形成氢键,且PH3分子之间不能形成氢键。
【详解】(1)H2O分子的立体结构为V形,正、负电荷中心不重合,水是极性分子,CO2分子的立体结构为直线形,正、负电荷中心重合,二氧化碳是非极性分子。
(2)二氧化碳与二硫化碳的晶体都是分子晶体,且两者的组成与结构相似,二硫化碳比二氧化碳的相对分子质量大,分子间作用力较大,熔沸点较高,所以常温下二氧化碳是气体,而二硫化碳是液体。
(3)乙醇和1-戊醇的结构简式分别为C2 H5 OH和CH3(CH2)4OH,两者都含有羟基,羟基是亲水基,烃基为憎水基,乙醇中烃基小,羟基起主导作用,1-戊醇中烃基大,烃基起主导作用,所以乙醇与水互溶,1-戊醇在水中的溶解度却很小。
(4)氮元素的电负性大,NH3分子与H2O分子之间能形成氢键,且NH3分子之间能形成氢键,因此氨气极易溶于水,氨的沸点高,容易液化。磷元素的电负性较小,PH3分子与H2O分子之间不能形成氢键,且PH3分子之间不能形成氢键,因此PH3在水中溶解度较小,PH3的沸点低,不易液化