2.2 共价键与分子的空间结构 课时训练
一、单选题
1.下列化学用语或表述正确的是
A.BeCl2的空间结构:V形 B.P4中的共价键类型:非极性键
C.基态Ni原子价电子排布式:3d10 D.顺—2—丁烯的结构简式:
2.根据等电子体原理,下列各对粒子中,空间结构相似的是( )
A.PCl3和BF3 B.CH4和NH3
C.C2H6和N2H62+ D.CS2和NO2
3.下列推论正确的是( )
A.NH4+为正四面体结构,可推测PH4+也为正四面体结构
B.CO2晶体是分子晶体,可推测SiO2晶体也是分子晶体
C.SO2能使品红溶液褪色,CO2也能使品红溶液褪色
D.晶体中有阴离子,必有阳离子;则晶体中有阳离子,必有阴离子
4.下列说法正确的是( )
A.物质的溶解性为难溶,则该物质不溶于水
B.不溶于水的物质溶解度为0
C.绝对不溶解的物质是不存在的
D.某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度为0
5.科学家发现金星大气中存在PH3,据此推断金星大气层或存在生命。利用下列反应可制备PH3:P4+3KOH(浓)+3H2O 3KH2PO2+PH3↑。下列说法正确的是( )
A.PH3为非极性分子
B.中子数为10的氧原子可表示为
C.H2O分子空间构型为V形
D.1个P4分子中含有4个 键
6.为减少环境污染,可利用活性炭发生脱硝反应: ,下列说法正确的是
A.该反应可以自发进行
B.的电子式为
C.NO分子中含有非极性共价键
D.由CO难溶于水可推知其为非极性分子
7.氯的含氧酸根离子有 、 、 、 等,关于它们的说法错误的是( )
A. 的中心Cl原子采取 杂化
B. 的空间结构为三角锥形
C. 的空间结构为直线形
D. 中Cl原子的杂化类型与 相同
8.化合物是一种含能材料。W、X、Y、Z、Q分别位于短周期的三个周期,且原子序数依次增加,其中X、Y、Z位于同一周期,仅Y元素的核外电子数为奇数,三种元素的最外层电子数之和为15。下列说法错误的是( )
A.第一电离能:Y>Z>X
B.简单氢化物的沸点:X>Z
C.离子的空间构型为V形
D.由W、X、Y元素组成的化合物可能含有离子键
9.常温下单质硫主要以S8(皇冠形结构)形式存在.加热时,S8会转化为S6、S4、S2等,当温度达到750℃时,硫蒸气主要以S2形式存在(占92%).下列说法中正确的是( )
A.S8转化为S6、S4、S2属于物理变化
B.不论哪种硫分子,完全燃烧时都生成SO3
C.S8分子中硫原子的杂化方式是sp3杂化
D.把硫单质在空气中加热到750℃即得S2
10.侯氏制碱法以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料,发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。将析出的固体灼烧获取纯碱,向析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵。下列说法正确的是( )
A.CO中C原子的轨道杂化类型为sp3
B.相同温度下,NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度
C.用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3与NaHCO3
D.NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
11.①PH3的分子空间结构为三角锥形,②BeCl2的分子空间结构为直线形,③CH4的分子空间结构为正四面体形,④CO2为直线形分子,⑤BF3的分子空间结构为平面正三角形,⑥NF3的分子空间结构为三角锥形。下面对分子极性的判断正确的是( )
A.①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子
B.只有④为非极性分子,其余为极性分子
C.只有②⑤是极性分子,其余为非极性分子
D.只有①③是非极性分子,其余是极性分子
12.下列叙述错误的是( )
A.卤化氢分子中,卤素的非金属性越强,共价键的极性越强,稳定性也越强
B.以极性键结合的分子,不一定是极性分子
C.判断A2B或AB2型分子是极性分子的依据是:具有极性键且分子构型不对称,键角小于180°,为非直线形结构
D.非极性分子中,各原子间都应以非极性键结合
13.邻氨基吡啶()的铜配合物在有机合成中有重要作用。下列相关说法错误的是( )
A.Cu原子在元素周期表中位于ds区
B.基态碳原子的核外电子共占据3个能级
C.邻氨基吡啶分子中N原子的杂化类型为、
D.电负性由大到小的顺序为C>N>H
14.O和S为ⅥA族元素,下列说法正确的是
A.O元素、S元素可形成多种同分异构体
B.和均可和形成配位键
C.与均是强酸
D.与中S原子的杂化方式相同
15.下列说法正确的是( )
A.第二周期元素的第一电离能随原子序数递增依次增大
B.卤族元素中氟的电负性最大
C.CO2、SO2都是直线型的非极性分子
D.CH2=CH2分子中共有四个 键和一个 键
16.美国化学家鲍林教授具有独特的化学想象力:只要给他物质的分子式,他就能大体上想象出这种物质的分子结构模型.多核离子所带电荷可以认为是中心原子得失电子所致,根据VSEPR模型,下列离子中所有原子都在同一平面上的一组是 .
A.NO2﹣和NH4+ B.H3O+和ClO3﹣
C.NO3﹣和CO32﹣ D.PO43﹣和SO42﹣
17.下列说法正确的是( )
A.病患可通过静脉注射一定浓度的葡萄糖或蔗糖溶液来补充能量以及糖分
B.HOCH2CH(OH)CHO在一定条件下被氢气还原后的产物中存在手性碳原子
C.利用变性原理可提纯蛋白质并保持其生理活性
D.为满足人体生命活动对脂肪酸的需要,日常饮食应摄入多样化的油脂
18.下列物质中,难溶于CCl4的是( )
A.碘单质 B.苯 C.水 D.甲烷
19.氯仿 常因保存不慎而被氧化,产生剧毒物光气 : ,下列说法错误的有
A. 分子为含极性键的非极性分子
B. 分子中含有3个 键、一个 键,中心C原子采用 杂化
C. 分子中所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
D.使用前可用硝酸银稀溶液检验氯仿是否变质
20.关于结构如图所示的有机物的叙述中正确的是 ( )
A.1 mol此有机物与足量Na发生反应,有3 mol H2生成
B.分子中有3个手性碳原子
C.分子中sp2、sp3杂化的原子个数比为1∶1
D.1 mol此有机物与足量H2发生加成反应,有2 mol π键断裂
二、综合题
21.按要求回答以下问题:
(1)已知MgCl2水解时会生成中间产物碱式氯化镁Mg(OH)Cl(白色,不溶于水),写出该反应的离子方程式 ;
(2)由以下数据可知:
羧酸 pKa
乙酸(CH3COOH) 4.76
三氯乙酸(CCl3COOH) 0.65
酸性比较:乙酸 三氯乙酸(填“>”、“<”或“=”),并说明原因: ;
(3)向碘的四氯化碳溶液中加入一定量 KI水溶液,振荡后,四氯化碳层紫红色变浅,水层溶液显黄色,请从平衡和结构的角度解释产生该现象的原因: ;
22.磷酸亚铁锂(LiFePO4)和锰酸锂(LiMn2O4)均可用作锂离子电池正极材料。回答下列问题:
(1)在周期表中,与Li化学性质最相似的邻族元素是 , 基态O原子的价电子轨道表示式为 。基态P原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为 形。
(2)原子核外电子有两种相反的自旋状态,分别用+和-表示,称为电子的自旋磁量子数。基态Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为 。
(3)PO的空间结构为 形, 其中心原子的杂化轨道类型为 。
(4)PH3和NH3相比, 更易液化,原因是 。
(5)Fe元素位于周期表的 区。已知:I3(Mn)=3248 kJ·mol-1, I3(Fe)= 2957kJ·mol-1。Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能,其主要原因是 。
23.由N、B等元素组成的新型材料有着广泛用途。
(1)B2H6是一种高能燃料,它与Cl2反应生成的BCl3可用于半导体掺杂工艺及高纯硅的制造;由第二周期元素组成的与BCl3互为等电子体的阴离子为 (填离子符号,填一个)。
(2)氨硼烷(H3N→BH3)和Ti(BH4)3均为广受关注的新型化学氢化物储氢材料.
①H3N→BH3中B原子的外围电子排布图 。
②Ti(BH4)3由TiCl3和LiBH4反应制得,写出该制备反应的化学方程式 ;基态Ti3+的成对电子有 对,BH4-的立体构型是 ;Ti(BH4)3所含化学键的类型有 ;
③氨硼烷可由六元环状化合物(HB=NH)3通过如下反应制得:3CH4+2(HB=NH)3+6H2O→3CO2+6H3BNH3;与上述化学方程式有关的叙述错误的是
A.氨硼烷中存在配位键
B.第一电离能:N>O>C>B
C.反应前后碳原子的轨道杂化类型不变
D.CH4、H2O、CO2都是非极性分子
(3)磷化硼(BP)是受到高度关注的耐磨材料,如图1为磷化硼晶胞;
①晶体中P原子填在B原子所围成的 空隙中。
②晶体中B原子周围最近且相等的B原子有 个。
(4)立方氮化硼是一种新型的超硬、耐磨、耐高温的结构材料,其结构和硬度都与金刚石相似,但熔点比金刚石低,原因是 。图2是立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图,请在图中圆球上涂“●”和画“×”分别标明B与N的相对位置 。其中“●”代表B原子,“×”代表N原子。
24.根据问题填空:
(1)氟化氢水溶液中存在的氢键有 种;分子(CN)2中键与键之间的夹角为180°,并有对称性,分子中每个原子最外层均满足8电子稳定结构,其结构式为 ,1个分子中含有 个π键;
(2)金属镍及其化合物在合金材料以及催化剂等方面应用广泛,NiO的晶体结构类型与氯化钠的相同,NiO晶胞中Ni和O的配位数均为 ;很多不饱和有机物在Ni催化下可以H2发生加成反应,如①CH2=CH2、②HC≡CH、③ 、④HCHO等,其中碳原子不是采取sp2杂化的分子有 (填物质编号),HCHO分子的立体构型为 .
25.超细银粉在光学、生物医疗等领域有着广阔的应用前景。由含银废催化剂粉末制备超细银粉的过程如下图所示:
资料:i.含银废催化剂成分:主要含、及少量
ⅱ.为载体,且不溶于硝酸
回答下列问题:
(1)与属于同一族但位于下一周期,的价电子轨道表示式是 。
(2)过程I中,银与稀硝酸反应的离子方程式是 ,但实际消耗的稀硝酸会超过理论值,原因是 。
(3)过程Ⅱ中,检验沉淀已洗涤干净的操作是 。
(4)过程Ⅲ中反应的离子方程式是 。
(5)测定粗银中银的回收率:取样品用硝酸溶解,以为指示剂,用标准溶液滴定,当锥形瓶中溶液变为红色,且半分钟内不褪色即达到滴定终点。
已知:i.为白色难溶固体,离子为红色。
ⅱ.开始沉淀的为1.9,完全沉淀的为3.2
为保证获取数据准确性,滴定时溶液一般控制在之间,氢离子浓度太小对实验的影响是 。
(6)可用电解法对粗银进行精炼,装置如下图所示,电解液为稀(含),获得超细银粉的原理为。下列说法正确的是____(填标号)。
A.钛电极接电源的正极
B.阳极的电极反应式为:
C.体系中存在沉淀溶解平衡:
D.电解过程中,需要不断补充
答案解析部分
1.【答案】B
【解析】【解答】A.BeCl2的中心原子为Be,根据VSEPR模型可以计算,BeCl2中不含有孤电子对,共价键数目为2,采用sp杂化,BeCl2为直线型分子,A错误;
B.同种原子之间形成的共价键为非极性共价键,B项正确;
C.Ni原子的原子序数为28,其基态原子的价电子排布为3d84s2,C错误,
D.顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧,其结构简式为:
故答案为:B。
【分析】A.找到中心原子,根据VSEPR模型可以计算孤对电子,在判断键数目,然后判断空间构型
B.同种原子之间形成的共价键为非极性共价键,不同种原子之间形成的共价键为极性共价键;
D.顺式为相同原子或者取代基在同侧,反式为相同原子或者取代基在异侧。
2.【答案】C
【解析】【解答】A. PCl3和BF3的原子个数相同,磷原子、氯原子、硼原子、氟原子的价电子数分别为5、7、3、7,PCl3价电子数为26,BF3的价电子数为24,所以二者不属于等电子体,结构不相似,故A不符合题意;
B. CH4和NH3的原子个数不相同,所以二者不属于等电子体,结构不相似,故B不符合题意;
C. C2H6和N2H62+的原子个数相同,氢原子、碳原子、氮原子的价电子数分别为1、4、5,C2H6价电子数为14,N2H62+的价电子数为14,所以二者属于等电子体,结构相似,故C符合题意;
D. CS2和NO2的原子个数相同,氧原子、碳原子、氮原子、硫原子的价电子数分别为6、4、5、6,CS2的价电子数为16,NO2的价电子数为17,所以二者不属于等电子体,结构不相似,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】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。有些等电子体化学键和构型类似。可用以推测某些物质的构型和预示新化合物的合成和结构。运用等电子原理预测分子或离子的空间构型时,不能简单的认为价电子数相等的两种微粒即为等电子体,必须注意等电子体用于成键的轨道具有相似性。可采用同族元素互换法、价电子迁移法、电子—电荷互换法判断等电子体。
3.【答案】A
【解析】【解答】A、N、P是同主族元素,形成的离子NH4+和PH4+结构类似都是正四面体构型,选项A符合题意;
B、CO2是分子晶体,而SiO2是原子晶体,选项B不符合题意;
C. SO2能使品红溶液褪色,CO2不能使品红溶液褪色,选项C不符合题意;
D、晶体中有阴离子,必有阳离子;但金属晶体中有阳离子,但没有阴离子,选项D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】注意铵根离子是正四面体判断法是利用杂化理论进行解释。
4.【答案】C
【解析】【解答】绝对不溶的物质是不存在的,A、B不符合题意,C符合题意;某离子被沉淀完全是指该离子在溶液中的浓度小于1×10-5mol/L,D不符合题意,
故答案为:C。
【分析】一般情况下,溶剂都是水。微溶指的是溶解度在0.01克到1克之间,难溶指的是溶解度小于0.01克,绝对不溶的物质是不存在的。
5.【答案】C
【解析】【解答】A.PH3中P有一对孤对电子,PH3为三角锥形,分子中的正、负电荷中心不重合,属于极性分子,A不符合题意;
B.核素有左上角表示质量数,质量数=质子数+中子数=8+10=18,应写为 ,B不符合题意;
C.H2O中O上有两对孤对电子,O为sp3杂化,四面体结构中去掉两对孤对电子所占有的空间,即为V形,C符合题意;
D.P4分子为正四面体结构,4个P在正四面体的顶点处,共有6个P—P键,即6个σ键,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.PH3为三角锥形,正负电荷中心不重合,为极性分子;
B.中子数为10的氧原子的质量数为18;
C.水分子空间构型为V形;
D.P4分子含有6个P-P键,单键均为σ键。
6.【答案】A
【解析】【解答】A.反应熵增加或放热都有利于反应的进行。该反应为放热且气体分子式增加的反应,该反应为自发反应,A项符合题意;
B.N最外层电子为5需要3个电子达饱和,所以N与N之间共用3对电子,其电子式为,B项不符合题意;
C.当共价键中的共用电子对没有偏移时为非极性共价键,同种非金属原子之间往往易形成非极性共价键,NO中共价键为极性键,C项不符合题意;
D.CO为极性键构成的双原子分子,为极性分子,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.依据反应熵增加或放热都有利于反应的进行判断;
B.N原子满足8电子结构;
C.同种原子之间的共价键为非极性键;
D.非极性分子是指分子里电荷分布是对称的(正负电荷中心能重合)的分子。
7.【答案】C
【解析】【解答】A. 的中心 原子的孤电子对数为0,与中心 原子结合的O原子数为4,则 原子采取 杂化,A不符合题意;
B. 的中心 原子的价层电子对数为 ,且含有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,B不符合题意;
C. 的中心 原子的价层电子对数为 ,且含有2个孤电子对,空间结构为V形,C符合题意;
D. 中 原子的孤电子对数为3,与 原子结合的O原子数为1, 原子采取 杂化, 中 原子的孤电子对数为2,与 原子结合的O原子数为2, 原子采取 杂化,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】分别计算出 、 、 、 氯原子的价层电子对以及孤对电子确定杂化方式以及构型即可
8.【答案】B
【解析】【解答】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,氮原子的2p轨道为稳定的半充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C,故A不符合题意;
B.氨分子能形成分子间氢键,甲烷不能形成分子间氢键,所以氨分子的分子间作用力大于甲烷,沸点高于甲烷,故B符合题意;
C.亚硝酸根离子中氮原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1,离子的空间构型为V形,故C不符合题意;
D.氢元素、氮元素和氧元素形成的硝酸铵和亚硝酸铵为含有离子键的离子化合物,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
B.分子间有氢键,沸点较高;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
D.铵盐为离子化合物。
9.【答案】C
【解析】【解答】解:A.有新物质生成的变化为化学变化,没有新物质生成的变化为物理变化,这几种硫单质互为同素异形体,在转化过程中有新物质生成,属于化学变化,故A错误;
B.硫单质燃烧生成二氧化硫,所以不论哪种硫分子,完全燃烧时都生成SO2,故B错误;
C.S8为皇冠形结构,每个S与2个其它S原子相连,且还含有2对孤电子对,所以每个S原子价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论知,S8分子中硫原子的杂化方式是sp3杂化,故C正确;
D.硫单质在空气中加热时,硫单质会和氧气发生反应,所以不会得到纯净的硫单质,故D错误;
故选C.
【分析】A.有新物质生成的变化为化学变化,没有新物质生成的变化为物理变化;
B.硫单质燃烧生成二氧化硫;
C.S8为皇冠形结构,每个S与2个其它S原子相连,且还含有2对孤电子对,所以每个S原子价层电子对个数是4;
D.硫单质在空气中加热时,硫单质会和氧气发生反应.
10.【答案】B
【解析】【解答】A.中C原子价层电子对数=3+=3,故C原子的轨道杂化类型为sp2杂化,A不符合题意;
B.依据NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵,可知相同温度下,NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度,B符合题意;
C.氢氧化钙与碳酸氢钠和碳酸钠反应都生成碳酸钙沉淀,二者现象相同,无法鉴别,C不符合题意;
D.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,所以热稳定性弱于碳酸钠,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.中C原子价层电子对数3;
C.澄清石灰水与 Na2CO3与NaHCO3反应均生成碳酸钙,现象相同;
D.碳酸钠的热稳定性比碳酸氢钠强。
11.【答案】A
【解析】【解答】①PH3中由于P原子的孤电子对与成键电子对间的排斥作用,使电子不能均匀分布,故PH3为极性分子;②BeCl2的分子空间结构为直线形,键的极性相互抵消,为非极性分子;③CH4的分子空间结构为正四面体形,键的极性相互抵消,为非极性分子;④CO2分子为直线形,键的极性相互抵消,为非极性分子;⑤BF3的分子空间结构为平面三角形,键的极性相互抵消,为非极性分子;⑥NF3中由于N原子的孤电子对与成键电子对间的排斥作用,使电子不能均匀分布,故NF3为极性分子;结合以上分析可知,①⑥为极性分子,②③④⑤为非极性分子,A符合题意。
【分析】先根据价层电子对互斥理论计算空间构型,再根据正负电荷中心重合的为非极性分子,不重合的为极性分子分析。
12.【答案】D
【解析】【解答】解:A.HF和HCl,因为F的氧化性比Cl的强,所以F对H的电子的吸引力比Cl的强,所以共用电子对就更偏向F,所以HF的共价键的极性就更强,同主族中,由上到下,随核电荷数的增加半径在逐渐增大,非金属性减弱,所以卤化氢稳定性为HF>HCl>HBr>HI,共价键的极性依次减弱,A不符合题意;
B.如CH4含有H-C极性键,空间构型为正四面体,结构对称且正负电荷的中心重合,为非极性分子,B不符合题意;
C.对于A2B或AB2型分子;由极性键构成的分子,由该分子的分子空间结构决定分子极性。如果分子的立体构型为直线形键角等于180°、平面三角形、正四面体形、三角双锥形、正八面体形等空间对称的结构,致使正电中心与负电中心重合,这样的分子就是非极性分子。若为V形、三角锥形、四面体形(非正四面体形)等非对称结构,则为极性分子,C不符合题意;
D.非极性分子中,各原子间不一定以非极性键结合,如CO2中含极性键,为直线型,结构对称,为非极性分子,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】注意极性键的分子若结构对称,正负电性重合,为非极性分子。例如二氧化碳、甲烷、三氟化硼等
13.【答案】D
【解析】【解答】A.铜元素的原子序数为29,价电子排布式为3d104s1,位于元素周期表ds区,故A不符合题意;
B.碳元素的原子序数为6,基态原子的电子排布式为1s22s22p2,原子的核外电子共占据3个能级,故B不符合题意;
C.由结构简式可知,邻氨基吡啶分子中单键氮原子的杂化方式为sp3杂化,双键氮原子的杂化方式为sp2杂化,故C不符合题意;
D.元素的非金属性越强,电负性越大,氮、碳、氢三种元素的非金属性依次减弱,电负性依次减小,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据核外电子排布判断在元素周期表的分区;
B.依据原子构造原理分析;
C.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;
D.元素的非金属性越强,电负性越大。
14.【答案】B
【解析】【解答】A.O元素、S元素可形成多种同素异形体,A不符合题意;
B.含有孤对电子和含有空轨道的原子间易形成配位键,H2O和H2S均有孤对电子, H+有一个空轨道,可以和H2O和H2S的中心原子形成1个配位键,B符合题意;
C.H2SO3是弱酸,H2SO4是强酸,C不符合题意;
D.SCl2中心S价层电子对数=2+=4,S为sp3杂化,SF6中S原子最外层有6个电子,每个F再提供一个电子,共提供6个电子形成6对成键电子,是sp3d2杂化,杂化方式不同,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.具有相同分子式而结构不同的化合物互为同分异构体;同种元素形成的不同单质互为同素异形体;
B.含有孤对电子和含有空轨道的原子间易形成配位键;
C.H2SO3是弱酸;
D.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型。
15.【答案】B
【解析】【解答】A不符合题意,其中Be和N属于全充满或半充满,第一电离能分别大于B和O的。
B.氟是最强的非金属,电负性最大,B符合题意。
C.SO2是v形的极性分子,C不符合题意。
D.双键是由1个σ键和一个π键构成,所以乙烯中共有5个σ键和一个π键,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.注意第ⅡA、ⅤA的全充满和半充满状态;
B.同主族元素从上到下电负性逐渐减弱;
C.二氧化硫是极性分子;
D.碳碳双键中含有1个σ键和1个π键。
16.【答案】C
【解析】【解答】解:A、NO2﹣中心原子的价层电子对数=2+ (5+1﹣2×2)=3,含有一个孤电子对,空间构型为V形,NH4+中心原子的价层电子对数=4+ (5﹣1﹣4×1)=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体,故A不选;
B、H3O+中心原子的价层电子对数=3+ (6﹣1﹣3×1)=4,含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,ClO3﹣中心原子的价层电子对数=3+ (7+1﹣3×2)=4,含有一个孤电子对,空间构型为三角锥形,故B不选;
C、NO3﹣中心原子的价层电子对数=3+ (5+1﹣3×2)=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,CO32﹣中心原子的价层电子对数=3+ (4+2﹣2×3)=3,没有孤电子对,空间构型为平面三角形,故C选;
D、PO43﹣中心原子的价层电子对数=4+ (5+3﹣4×2)=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体,SO42﹣中心原子的价层电子对数=4+ (6+2﹣4×2)=4,没有孤电子对,空间构型为正四面体,故D不选.
故选C.
【分析】离子中所有原子都在同一平面上,则离子的空间构型为直线形、V形或平面三角形,根据中心原子的价层电子对数判断分子的空间构型,价层电子对=σ 键电子对+中心原子上的孤电子对,据此分析.
17.【答案】D
【解析】【解答】A.蔗糖在人体中的水解产物为葡萄糖和果糖,果糖不能为人体补充能量,则病患不可通过静脉注射一定浓度的蔗糖溶液来补充能量,故A不符合题意;
B.HOCH2CH(OH)CHO在一定条件下被氢气还原后的产物为HOCH2CH(OH)CH2OH,手性碳原子为连接4个不同原子或原子团的饱和碳原子,则HOCH2CH(OH)CH2OH分子中不含有连接4个不同原子或原子团的饱和手性碳原子,故B不符合题意;
C.变性时蛋白质会失去生理活性,则不能利用变性原理可提纯蛋白质,故C不符合题意;
D.油脂一定条件下发生水解反应可生成多种满足人体生命活动需要的脂肪酸,则日常饮食应摄入多样化的油脂满足人体生命活动对脂肪酸的需要,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.一般补充能量一般用的是葡萄糖
B.根据给出的结构简式与氢气加成后得到的产物进行判断即可
C.蛋白质的变性过程为不可逆的过程
D.食物需要多样化才能保证对脂肪的需求
18.【答案】C
【解析】【解答】A.CCl4属于非极性分子,碘单质属于非极性分子,所以碘单质易溶于CCl4,A项不符合题意;
B.CCl4属于非极性分子,苯属于非极性分子,所以苯易溶于CCl4,B项不符合题意;
C.CCl4属于非极性分子,水属于极性分子,所以水难易溶于CCl4,C项符合题意;
D.CCl4属于非极性分子,甲烷属于非极性分子,所以甲烷易溶于CCl4,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据相似相溶原理极性分子易溶于极性分子,非极性分子易溶于非极性分子来解题。
19.【答案】A
【解析】【解答】A.CHCl3中含C—H键和C—Cl键,C—H键和C—Cl键都是极性键,CHCl3为四面体形分子,分子中正电中心和负电中心不重合,CHCl3为极性分子,A项符合题意;
B.单键是σ键,双键中有1个σ键和1个π键,根据COCl2的结构式知,COCl2分子中含有3个σ键、1个π键,杂化轨道用于形成σ键和容纳孤电子对,C原子形成3个σ键,C原子上没有孤电子对,中心原子C采用sp2杂化,B项不符合题意;
C.COCl2的电子式为 ,COCl2分子中所有原子的最外层都满足8电子稳定结构,C项不符合题意;
D.CHCl3不会电离出Cl-,HCl在水溶液中会电离出H+和Cl-,使用前向氯仿中加入AgNO3稀溶液,若产生白色沉淀表明氯仿变质,若无明显现象表明氯仿没有变质,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.氯仿分子的空间构型不对称,为极性分子;
B.根据光气分子中的成键特点判断中心原子的杂化方式;
C.根据光气的电子式判断原子核外是否达到8电子稳定结构;
D.根据产物可知被氧化后有HCl生成,可用硝酸银溶液检验氯离子。
20.【答案】D
【解析】【解答】分子中含有3个—OH,则1 mol此有机物与足量Na发生反应,有1.5 mol H2生成,故A项错误;连接4个不同的原子或原子团的C原子为手性碳原子,该有机物含有2个手性碳原子,故B项错误;形成 键的C原子可形成3个σ键,为sp2杂化,共4个这样的C原子,形成4个σ键的C原子为sp3杂化,共3个,则分子中sp2、sp3杂化的原子个数比为4∶3,故C项错误;分子中含有2个 ,则1 mol此有机物与足量H2发生加成反应,有2 mol π键断裂,故D项正确。
【分析】A.羟基可与Na反应;
B.连接4个不同的原子或原子团的C原子为手性碳原子;
C.全部连单键的C是sp3杂化,连双键的C是sp2杂化;
D.加成断裂双键的π键。
21.【答案】(1)Cl-+ Mg2++ H2OMg(OH)Cl + H+
(2)<;Cl原子电负性大,使羟基极性增强,故三氯乙酸更易电离出氢离子
(3)因I2+I-I,根据相似相溶原理(或从极性角度也可以),I易溶于水,故产生上述现象
【解析】【解答】(1)氯化镁中镁离子为弱离子发生水解,其水解的离子方程式为:Cl-+Mg2++H2OMg(OH)Cl+H+。
(2)由于Cl原子电负性大,使羟基极性增强,三氯乙酸更易电离出氢离子,所以乙酸的酸性比三氯乙酸弱。
(3)四氯化碳层紫红色变浅,是因为I2+I-I,从而使部分碘单质进入水层,根据相似相溶原理(或从极性角度也可以),I易溶于水,故产生上述现象。
【分析】(1)氯化镁发生水解的方程式为Cl-+Mg2++H2OMg(OH)Cl+H+;
(2)电离常数越大酸性越强;
(3)根据相似相溶原理分析。
22.【答案】(1)镁(或Mg);;哑铃(纺锤)
(2) (或)
(3)正四面体;sp3
(4)NH3;NH3分子间存在氢键,使分子间作用力增强
(5)d;Mn2+的价电子排布是3d5,为半满稳定状态,较难失电子
【解析】【解答】(1)根据元素周期表对角线规则,相邻主族元素之间,左上与右下相邻周期的两种元素化学性质最相似,所以与Li元素化学性质最相似的应是第三周期第IIA族Mg元素,所以本问第一空应填“Mg”;O元素位于元素周期表第二周期第VIA族,所以本问第二空应填“”;P元素位于元素周期表第三周期第VA族,最外层电子所在最高能级是3p能级,该能级原子轨道电子云轮廓为哑铃形,所以本问第三空应填“哑铃”;
(2)Mn元素位于第四周期VIIB族,其价电子层电子排布式为3d54s2,只有3d能级上有半满的原子轨道,五个轨道中电子自旋方向相同,所以价电子自旋磁量子数代数和应为5×(+)或者5×(-),所以本问第二空应填“ (或)”;
(3)PO中P原子有四条δ键,孤电子对数为,所以其价层电子对数为4,孤电子对数为0,离子的空间结构为四面体形,所以本问第一空应填“正四面体”;根据价层电子对数为4可以判断,P原子的杂化轨道类型为sp3,所以本问第二空应填“sp3”;
(4)NH3分子间可以形成氢键,使得分子的熔沸点均高于其同族下一周期元素的氢化物的熔沸点,故更易液化,所以本问第一空应填“NH3”,第二空应填“NH3分子间存在氢键,使分子间作用力增强”;
(5)第VIII族元素均处于元素周期表的d区,所以本问第一空应填“d”;Mn2+的价电子层电子排布式为3d5,Fe2+的的价电子层电子排布式为3d6,Mn2+的原子轨道处于内层全满,3d层半满,4s层全空的能量相对最低状态,更难失去电子,所以本问第二空应填“Mn2+的价电子排布是3d5,为半满稳定状态,较难失电子”。
【分析】(1)根据元素周期表对角线规则,相邻主族元素之间,左上与右下相邻周期的两种元素化学性质最相似,O元素位于元素周期表第二周期第VIA族;P元素最外层电子所在最高能级是3p能级;
(2)Mn元素位于第四周期VIIB族,其价电子层电子排布式为3d54s2,只有3d能级上有半满的原子轨道,五个轨道中电子自旋方向相同;
(3)PO中P原子的价层电子对数为4,不含孤电子对;
(4) NH3分子间存在氢键;
(5)Fe为26号元素,位于元素周期表的d区;原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,失电子较难,电离能较大。
23.【答案】(1)NO3-/CO32-
(2);TiCl3+3LiBH4 Ti(BH4)3 + 3LiCl;9;正四面体;配位键、共价键、离子键;CD
(3)正四面体;12
(4)氮化硼中硼的原子半径比C大,故其N-B键的键能小于金刚石中的C-C键,所以氮化硼的熔点就越低;
【解析】【解答】(1)根据等电子体原理,原子数相同,价电子数也相同的粒子互为等电子体,所以由第2周期元素组成的与BCl
3互为等电子体的阴离子为CO
32-或NO
3-,故答案为CO
32-或NO
3-;
(2)①B原子的外围电子排布图为 ;TiCl3和LiBH4发生复分解反应得到Ti(BH4)3,反应方程式为:TiCl3+3LiBH4 Ti(BH4)3 + 3LiCl;基态Ti3+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d1,故其成对电子数为9;BH4-中B原子的价层电子数为(3+1+4)÷2=4,则其杂化方式为sp3,立体构型为正四面体;BH4-中B原子存在空轨道,与H-能形成配位键,故Ti(BH4)3中所含化学键有离子键、共价键、配位键;③A.氨硼烷N与B间形成的是配位键,故A说法正确;B.在同周期元素中元素的第一电离能随原子序数的增大而增大,而VA族元素的第一电离能要大于相邻元素,则第一电离能:N>O>C>B,故B说法正确;
C.反应前CH4中碳原子的轨道杂化类型为sp3,反应后生成的CO2中碳原子的轨道杂化类型为sp;故C说法错误;D.CH4、CO2都是非极性分子,但H2O是极性分子,故D说法错误;答案为CD。
(3)①由晶胞结构分析可每个B原子与周围四个P原子成键,同时每个P原子与周围四个B原子成键,P原子位于四个B原子形的正四面体中心,故答案为正四面体;②由晶胞结构可知晶体中B原子周围最近且相等的B原子和P原子周围最近且相等的P原子,以晶胞某个面心的P原子为中心,同一个平面内与之最近且相等的P原子为4个,三个面共12个,故答案为12;
(4)氮化硼中硼的原子半径比C大,故其N-B键的键能小于金刚石中的C-C键,所以氮化硼的熔点就越低;立方氮化硼晶胞沿z轴的投影图相当于该晶胞的正视图,其晶胞结构与磷化硼相似,则参照图1可得B与N的相对位置为 。
【分析】(1)根据等电子体的概念进行解答,注意符合要求的阴离子需要由第二周期元素组成;
(2)①B原子外围电子排布在2s和2p轨道上,2p轨道上只有一个电子;
②根据 基态Ti3+的电子排布式判断成对电子数;根据价层电子对互斥理论判断BH4-的立体结构;
(3)
①根据晶体中成键特点判断围成的空间构型
②需要有空间想象能力,然后判断原子个数;
(4)根据原子晶体的特点进行回答。
24.【答案】(1)4;N≡C﹣C≡N;4
(2)6;②;平面三角形
【解析】【解答】解:(1)HF分子之间形成氢键,水分子之间形成氢键,HF与水分子之间形成2种氢键(H﹣F…H﹣O、H﹣O…H﹣F),氟化氢水溶液中存在的氢键有4种氢键;分子(CN)2中碳原子按sp杂化,碳碳之间是单键,碳氮之间是参键,其结构式为:N≡C﹣C≡N,碳氮参键中有两个π键,所以1个分子中含有4个π键,
故答案为:4;N≡C﹣C≡N;4;(2)NiO的晶体结构类型与氯化钠相同,氯化钠中钠离子和氯离子配位数都是6,所以NiO中Ni和O的配位数都是6,
①CH2=CH2中每个碳原子含有3个σ键,不含孤电子对,所以采取sp2杂化,故①正确;
②HC≡CH中每个碳原子含有2个σ键,不含孤电子对,所以采取sp杂化,故②错误;
③ 中每个碳原子含有3个σ键,不含孤电子对,所以采取sp2杂化,故③正确;
④HCHO中碳原子含有3个σ键,不含孤电子对,所以采取sp2杂化,故④正确;
HCHO中碳原子含有3个σ键,不含孤电子对,所以其空间构型是平面三角形,
故答案为:6;②;平面三角形.
【分析】(1)HF分子之间形成氢键,水分子之间形成氢键,HF与水分子之间形成2种氢键;分子(CN)2中碳原子按sp杂化,碳碳之间是单键,碳氮之间是参键,碳氮参键中有两个π键,据此判断;(2)因为Ni0的晶体结构类型与氯化钠的相同,而氯化钠中阴阳离子的配位数均为6,所以Ni0晶胞中Ni和O的配位数也均为6,根据碳原子含有的σ键和孤电子对判断碳原子采取的杂化方式; 根据价层电子对互斥理论判断甲醛的空间构型.
25.【答案】(1)
(2);硝酸易挥发且受热易分解
(3)取少量最后一次洗涤液少许于试管中,加入几滴KSCN溶液,若不变红色,说明洗涤干净
(4)
(5)氢离子浓度太小会导致Fe3+水解,对滴定终点颜色判定产生干扰
(6)B;C
【解析】【解答】(1)与属于同一族但位于下一周期,的价电子轨道表示式是:,故答案为:。
(2)过程I中,银与稀硝酸反应的离子方程式是:,硝酸易挥发且受热易分解,从而造成实际消耗的稀硝酸会超过理论值,故答案为:;硝酸易挥发且受热易分解。
(3)过程Ⅱ中,沉淀AgCl表面会吸附有 Mg2+、K+、 Fe3+等杂质离子,可以通过验证不存在Fe3+来检验沉淀已洗涤干净,具体的操作是:取少量最后一次洗涤液少许于试管中,加入几滴KSCN溶液,若不变红色,说明洗涤干净,故答案为:取少量最后一次洗涤液少许于试管中,加入几滴KSCN溶液,若不变红色,说明洗涤干净。
(4)将分析中过程Ⅲ的化学方程式改写为离子方程式是:,故答案为:。
(5)氢离子浓度太小会导致Fe3+水解,对滴定终点颜色判定产生干扰,故答案为:氢离子浓度太小会导致Fe3+水解,对滴定终点颜色判定产生干扰。
(6)A.用电解法对粗银进行精炼时,粗银做阳极和电源的正极相连,钛电极做阴极接电源的负极,故A不正确;
B.阳极的电极反应式为:,故B正确;
C.体系中存在沉淀溶解平衡:,故C正确;
D.电解过程中,阴极上Ti4++e-=Ti3+,溶液中的银离子又将氧化为,,可实现循环利用,不需要不断补充,故D不正确;
故答案为:BC。
【分析】(1)Ag的价电子排布式为4d105s1,结合电子排布式判断电子轨道表示式;
(2)银和硝酸根、氢离子反应生银离子、一氧化氮和水;
(3)沉淀中含有铁离子,可以用硫氰酸钾检验;
(4)氯化银和一水合氨反应生成二氨根离子、氯离子和水;
(5)氢离子可以抑制铁离子的水解;
(6)原电池的角度进行分析,活泼金属作为负极,负极质量减少,正极质量增加或者生产气体,电子由负极经过导线流向正极,电流由正极经过导线流向负极;阳离子移向正极,阳离子得到电子形成单质,阴离子移向负极,负极失去电子形成阳离子。