2.3 分子结构与物质的性质 课后练习
一、单选题
1.下列分子属于非极性分子的是( )
A.H2O B.HCl C.NH3 D.CH4
2.下列物质中既含有非极性键,又含有离子键的是( )
A.MgBr2 B.H2O2 C.Na2O2 D.NH4Cl
3.碱式碳酸氧钒铵晶体是制备多种含钒产品的原料。有关说法错误的是
A.的空间构型为正四面体形
B.基态的核外电子排布式为
C.中C的轨道杂化类型为杂化
D.是非极性分子
4.下列说法正确的是( )
A.HF、HCl、HBr、HI的熔、沸点依次升高
B.CH4、CCl4都是含有极性键的非极性分子
C.CS2、H2SC,H2都是直线形分子
D.在水中的溶解性:戊醇>乙二醇>乙醇
5.下列有关 、 、 、 的说法正确的是( )
A. 和 中的键角 前者大
B. 和 的空间构型相同
C. 和 中N原子的杂化方式相同
D. 与 形成的 中,提供孤电子对形成配位键的是
6.a为乙二胺四乙酸(EDTA),易与金属离子形成螯合物。b为EDTA与Ca2+形成的螯合物。下列叙述正确的是( )
A.b含有分子内氢键 B.b中Ca2+的配位数为4
C.b含有共价键、离子键和配位键 D.a和b中的N原子均为sp3杂化
7.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是次外层的2倍,Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,Z是同周期中原子半径最大的元素,W的最高正价为+7价。下列说法正确的是()
A.XH4的沸点比YH3高
B.X与W形成的化合物和Z与W形成的化合物的化学键类型相同
C.元素W的最高价氧化物对应水化物的酸性比Y的弱
D.X与Y形成的化合物的熔点可能比金刚石高
8.关于氢键,下列说法正确的是( )
A.分子中有N、O、F原子,分子间就存在氢键
B.因为氢键的缘故,比熔、沸点高
C.由于氢键比范德华力强,所以H2O分子比H2S分子稳定
D.“可燃冰”——烷水合物(例如:8CH4·46H2O)中CH4与H2O之间存在氢键
9.下列各组物质中均存在离子键、极性键和配位键的是( )
A.氢氧化钠、过氧化钠、硫酸四氨合铜[Cu(NH3)4]SO4、氢化钠
B.硝酸铵、氢化铵、氢氧化二氨合银[Ag(NH3)2]OH、硫酸铵
C.硫酸、氢氧化钠、氮化钙、氢氧化钡
D.氯化铵、氢氧化钠、双氧水、过氧化钙
10.结合下表数据分析,下列有关说法错误的是( )
物质 分子式 沸点/℃ 溶解性
乙醇 C2H6O 78.5 与水以任意比混溶
乙二醇 C2H6O2 197.3 与水和乙醇以任意比混溶
A.乙醇与乙二醇含有的官能团相同,都能与NaOH发生反应
B.采用蒸馏的方法可以分离乙醇与乙二醇的混合物
C.乙醇、乙二醇都能与羧酸在一定条件下发生取代反应
D.丙三醇的沸点应高于乙醇的沸点
11.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,A是Z的最高价氧化物对应的水化物,常温下0.1mol·L-1A溶液的pH=13,X、Y、W的单质e、f、g在通常状况下均为气态,并有如图所示的转化关系(反应条件略去),甲分子为四核10电子微粒,下列说法正确的是( )
A.简单离子半径W>Z>Y
B.甲易液化与分子内存在氢键有关
C.化合物丙能促进水的电离
D.f分子化学性质较稳定的原因是由于元素Y的非金属性弱
12.下列物质中只有非极性共价键的是( )
A.NaCl B.NaOH C.H2S D.H2
13.下列说法正确的是( )
A.氯化钠熔化时克服离子键,碘升华克服共价键
B.HF 分子很稳定是由于 HF 分子之间能形成氢键
C.可以用元素分析仪区别乙醇和二甲醚
D.分子式为 C5H12O 且能与钠反应的有机物有 8 种
14.氰气的分子式为(CN)2,结构式为N C-C N,性质与卤素相似,下列叙述正确的是( )
A.分子中四原子共直线,是非极性分子
B.N C 键的键长大于C C键的键长
C.分子中含有2个σ键和4个π键
D.氰气不和氢氧化钠溶液发生反应
15.中科院国家纳米科学中心科研员在国际上首次“拍"到氢键的“照片”,实现了氢键的空间成像,为“氢键的本质”这一化学界争论了80多年的问题提供了直观证据。下列有关氢键说法中错误的是( )
A.由于氢键的存在,冰能浮在水面上
B.由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水
C.由于氢键的存在,沸点:HF>HCl>HBr>HI
D.由于氢键的存在,影响了蛋白质分子独特的结构
16.下列关于丙烯(结构简式为CH3-CH=CH2)的说法中正确的是( )
A.丙烯分子中有8个σ键、1个π键
B.丙烯分子中3个碳原子都是sp3杂化
C.丙烯分子中不存在非极性共价键
D.丙烯分子中所有原子都共平面
17.有关物质结构的下列说法中正确的是( )
A.碘升华时破坏了共价键
B.氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏
C.含极性键共价化合物一定是电解质
D.HF分子间作用力大于HCl,故HF比HCl稳定
18.化学烫发利用了头发中蛋白质发生化学反应实现对头发的“定型”,其变化过程示意图如下。下列说法不正确的是( )
A.药剂X是还原剂
B.头发灼烧时会产生类似烧焦羽毛的特殊气味
C.①→②过程发生了化学键的断裂和形成
D.②→③过程若氧化剂是,其还原产物为
19.氨气及铵盐等都是重要的化工原料。从“结构化学”的角度分析,下列说法正确的是( )
A.中N、H间通过头碰头形成键
B.分子中含极性共价键,为极性分子,可推出也为极性分子
C.为离子化合物,离子键具有方向性和饱和性
D.配位化合物的配体为、Cl
20.下列说法不正确的是( )
A.干冰升华和液氯气化时,都只需克服分子间作用力
B.硫酸氢钠晶体溶于水,需要克服离子键和共价键
C.NH3和NCl3中,每个原子的最外层都具有8电子稳定结构
D.石墨转化为金刚石时,既有共价键的断裂,又有共价键的形成
二、综合题
21.地球上的物质不断变化,数10亿年来大气的成分也发生了很大的变化。下表是原始大气和目前空气的主要成分:
目前空气的成分 、、、水蒸气及稀有气体(如He、Ne等)
原始大气的主要成分 、、CO、等
用上表所涉及的分子填写下列空白。
(1)含有10个电子的分子有(填化学式,下同) ;
(2)由极性键构成的非极性分子有 ;
(3)与可直接形成配位键的分子有 ;
(4)分子中不含孤电子对的分子有 ,它的立体构型为 ;
(5)极易溶于水、且水溶液呈碱性的物质的分子是 ,它极易溶于水的原因是 。
22.锌是人体必需的微量元素,[Zn(NH3)4]CO3在生物活性等方面发挥重要的作用。
(1)Zn2+基态核外电子排布式为 。
(2)[Zn(NH3)4]CO3中C、H、O、N四种元素的第一电离能由大到小的顺序为 ; 的空间构型为 (用文字描述);1mol[Zn(NH3)4]CO3中内界所含有的σ键数目为 。
(3)某含锌配合物可用于模拟碳酸酐酶的催化活性,该配合物中含有DMF分子。DMF分子的结构如图l所示。DMF分子中碳原子轨道的杂化类型是 。
(4)闪锌矿可看作由Zn2+和S2-各自形成的面心立方结构相互穿插而成。其晶胞结构示意图如图2所示,则其中S2-的配位数是 个。
23.
(1)LiAlH4是有机合成中常用的还原剂,LiAlH4中阴离子的空间构型是 。
(2)BF3与氨气相遇,立即生成白色固体,写出该白色固体的结构式,并标注出其中的配位键 。
(3)H3BO3是一元弱酸,本身不能电离出H+,写出其在水中的电离方程式
(4)SiX4的沸点依F、Cl、Br、I次序升高的原因是 。
(5)硫单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是 。
(6)H2SeO3的K1和K2分别为2.7×10-3和2.5×10-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.2×10-2,请根据结构与性质的关系,解释H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因
24.配合物广泛应用于日常生活、工业生产及生命科学中。铜(+1)氰配离子曾用作镀铜的电镀液,但因氰化物有毒,现已被无毒的焦磷酸合铜(+2)配离子做电镀液来取代。
(1)写出基态的核外电子排布式: ;与铜位于同一周期,且基态原子最高能层的电子数与基态Cu原子最高能层电子数相同的元素还有 (填元素符号)。
(2)配离子中,的配位数是 ;1 mol 中含有键的数目为 。
(3)磷酸的结构可以表示为,磷酸强热下可发生分子间脱水生成焦磷酸,则焦磷酸的分子式为 ;的空间构型是 ,与互为等电子体的离子有 、 (写出两种)
(4)甘氨酸铜是一种常用的饲料添加剂,其分子结构如图,甘氨酸铜中所含的非金属元素,电负性由大到小排列的顺序是 ,碳原子的杂化方式为 。
25.工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。
I.合成氨反应为:。一定条件下,在2L密闭容器中充入一定量的、。测得各物质的浓度随时间变化如下表所示。
物质的量/(mol) 时间
0 2.0 6.0 0
2min 1.6
5min 3.0
(1)2min时,= mol。0~5min内,以的浓度变化表示反应的平均速率: 。
(2)下列能说明该反应达到平衡状态的是____(填标号)。
A.的质量保持不变
B.
C.的含量保持不变
D.容器中的压强不随时间变化
E.、和的物质的量之比为1:3:2
(3)如图所示是反应过程中的能量变化图。由图可知,该反应是 反应。(填“吸热”或“放热”)
II.合成氨反应可能的微观历程如图所示:
(4)过程③形成是 能量(填“吸收”或“放出”)。的化学键类型是 共价键(填“极性”或“非极性”)。
(5)吸附在催化剂表面的物质用*标注。已知过程③可以表示为,则过程②可以表示为 。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.H2O空间构型是V形,则H2O为极性键构成的极性分子,故A错;
B.HCl为极性键构成的极性分子,故B错;
C.氨气的空间构型为三角锥形结构,为极性分子,故C错;
D.甲烷分子的结构为正四面体结构,四个键的键长相同、键角相等,正负电荷重心重合,所以甲烷为非极性分子,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】非极性分子的正负电荷重心重合。
2.【答案】C
【解析】【解答】A.MgBr2中只存在离子键,选项A不选;
B.H2O2中存在H-O极性键、O-O非极性键,选项B不选;
C.Na2O2中存在钠离子与过氧根离子之间的离子键、O-O非极性键,选项C选;
D.NH4Cl中存在离子键和N-H极性键,选项D不选;
故答案为:C。
【分析】离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,所以首先判断离子晶体,然后判断是否韩版非极性共价键。
3.【答案】D
【解析】【解答】A. N原子价层电子对数为4+=4,采用sp3杂化,的空间构型为正四面体形,故A不符合题意;
B. 23号钒元素基态的核外电子排布式为,故B不符合题意;
C. 中C原子价层电子对数为3+=3,C轨道杂化类型为杂化,故C不符合题意;
D. 中O原子价层电子对数为2+=4,采用sp3杂化,是V形结构,正负电荷中心不重叠,是极性分子,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A、杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;
杂化轨道数=2,为直线;
杂化轨道数=3,成键电子数=3,为三角形;
杂化轨道数=3,成键电子数=2,为V形;
杂化轨道数=4,成键电子数=4,为四面体;
杂化轨道数=4,成键电子数=3,为三角锥;
杂化轨道数=4,成键电子数=2,为V形;
B、钒元素的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d34s2,则失去4个电子后为1s22s22p63s23p63d1;
C、杂化轨道=中心原子成键电子对数+孤电子对数,若杂化轨道数=2,为sp杂化,杂化轨道数=3,为sp2杂化,杂化轨道数=4,为sp3杂化;
D、水分子为极性分子。
4.【答案】B
【解析】【解答】因为F的电负性很大,对应的氢化物HF的分子间可形成氢键,熔、沸点较高,A不符合题意;
CH4中只含有C-H极性键,CCl4中只含有C-Cl极性键, CH4、CCl4的空间结构均为正四面体形,分子结构对称,正电荷重心和负电荷重心重合,属于非极性分子,B符合题意;
H2S分子中,中心S原子形成2个σ键,孤电子对数为=2,采取sp3杂化,为角形分子, CS2与C2H2的中心原子的杂化方式均为sp杂化,为直线形分子,C不符合题意;
根据"相似相溶"原理,乙醇羟基与水分子中-OH相似因素大于戊醇,在水中的溶解性更强,D不符合题意。
【分析】A.分子结构相似,相对分子质量越大,分子间作用力越强, 熔、沸点 越高。但HF的分子间可形成氢键,熔、沸点较高;
B.同种原子之间形成非极性键,不同种原子之间形成极性键,分子结构对称,正电荷重心和负电荷重心重合,属于非极性分子;
C.依据价层电子对数(价层电子对数=σ键+孤电子对数)确定杂化类型、确定VSEPR模型并结合孤电子对数确定空间构型;
D.根据"相似相溶"原理,亲水基越多,碳原子数越少,溶解性越强。
5.【答案】A
【解析】【解答】A. 中N原子的价层电子对数 ,且含有1个孤电子对, 中N原子价层电子对数 ,且含有2个孤电子对;孤电子对之间的排斥力大于孤电子对和成键电子对之间的排斥力,前者为三角锥形、后者为V形,则键角:前者大于后者,故A符合题意;
B. 中N原子价层电子对数 ,且含有1个孤电子对, 中N原子价层电子对数 ,且不含孤电子对,空间结构:前者为三角锥形、后者为平面三角形,故B不符合题意;
C. 中N原子价层电子对数 , 中N原子价层电子对数 ,氮原子杂化类型:前者为sp3、后者为sp2,故C不符合题意;
D.铜离子含有空轨道、N原子含有孤电子对,所以铜离子提供空轨道、N原子提供孤电子对形成配位键,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A. 中N原子的价层电子对数,4,含有1个孤电子对;中N原子价层电子对数为4,含有2个孤电子对;
B. 中N原子价层电子对数为3,不含孤电子对;
C.中N原子价层电子对数为3;
D. 提供空轨道。
6.【答案】D
【解析】【解答】b中H 没有直接与0或N相连,不能形成分子内氢键,A不符合题意;
根据b的结构简式可知,Ca2+的配位数为6,B不符合题意;
b为阴离子,含有共价键和配位键,不含离子键,C不符合题意;
根据结构简式可知,a和b中N原子的杂化方式均为sp3杂化,D符合题意。
【分析】
A.根据结构简式b中无氢键;
B.由结构简式可知,其钙离子配位数是6;
C.b是阴离子,不含离子键;
D.由结构简式分析,均是sp3杂化。
7.【答案】D
【解析】【解答】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X原子核外最外层电子数是次外层的2倍,X原子有2个电子层,最外层电子数为4,则X为碳元素;Z是同周期中原子半径最大的元素,处于ⅠA族,原子序数大于碳元素,处于第三周期,故Z为Na;Y的氟化物YF3分子中各原子均达到8电子稳定结构,则Y表现+3价,Y的原子序数小于Na大于碳,可推知Y为非金属性,最外层电子数为8-3=5,处于ⅤA族,则Y为氮元素;W的最高正价为+7价,则W为Cl元素,据此解答。根据以上分析可知X为C,Y为N,Z为Na,W为Cl,则A.氨气分子之间存在氢键,沸点高于甲烷,A不符合题意;
B.X与W形成的化合物为CCl4,含有共价键,Z与W形成的化合物为NaCl,含有离子键,二者含有化学键不同,B不符合题意;
C.高氯酸是最强的无机含氧酸,其酸性比硝酸强,C不符合题意;
D.C与N形成的化合物为C3N4,属于原子晶体,键长C-N<C-C,C-N键比C-C键更稳定,故C3N4的熔点可能比金刚石高,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】根据原子和电子排布的特点、原子半径大小、最高化合价等为突破口推断出各种元素,结合元素周期律的知识进行解答即可。
8.【答案】B
【解析】【解答】非金属性较强的元素(如N、O、F等)的氢化物易形成氢键,但并不是分子中有N、O、F原子的分子间就存在氢键,如NO分子间就不存在氢键,A不符合题意;
形成分子内氢键时,物质的熔点和沸点都会降低,形成分子间氢键时,物质的熔点和沸点都会升高,形成分子间氢键,形成分子内氢键,故的熔、沸点更高,B符合题意;
分子的稳定性与氢键无关,而与化学键有关,C不符合题意;
C-H 键的极性非常弱,CH4不能与水分子形成氢键,可燃冰的形成是因为水分子通过氢键形成笼状结构,笼状结构的空腔直径与甲烷分子的直径相近,刚好可以容纳下甲烷分子,而甲烷分子与水分子之间没有氢键,D不符合题意。
【分析】A.非金属性较强的元素(如N、O、F等)的氢化物易形成氢键,必须与氢原子相连;
B.依据形成分子内氢键,物质的熔点和沸点会降低,形成分子间氢键时,物质的熔点和沸点会升高;
C.氢键影响物质的物理性质,分子的稳定性是化学性质,与氢键无关;
D.C-H 键的极性非常弱,CH4不能与水分子形成氢键。
9.【答案】B
【解析】【解答】A、只有硫酸四氨合铜中含有离子键、共价键和配位键,氢氧化钠、过氧化钠含有离子键和共价键,氢化钠只有离子键,A不符合题意;
B、铵离子中存在极性共价键和配位键,氨分子中氮原子上有孤电子对,H+、Cu2+、Ag+有空轨道,能形成配位键,B符合题意;
C、硫酸含有共价键,氢氧化钠、氢氧化钡含有离子键和共价键,氮化钙只有离子键,C不符合题意;
D、只有氯化铵中含有离子键、共价键和配位键,氢氧化钠、过氧化钙含有离子键和共价键,双氧水只有共价键,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】配位键的判断是解答的难点,注意配位键的含义和形成条件,其形成条件为中心原子有空轨道,配体可提供孤电子对,常见配体有氨气、水、氯离子等。
10.【答案】A
【解析】【解答】A.乙醇与乙二醇含有的官能团都是羟基,(醇)羟基不能与NaOH发生反应,A符合题意;
B.乙醇的沸点为78.5℃,乙二醇的沸点为197.3℃,二者沸点相差较大,可采用蒸馏的方法进行分离,B不符合题意;
C.乙醇、乙二醇都含有(醇)羟基,与羧酸在一定条件下发生酯化反应(即取代反应),C不符合题意;
D.由乙醇与乙二醇的沸点可得,醇含有羟基数越多、相对分子质量越大,则沸点越高,所以丙三醇的沸点应高于乙醇的沸点,D不符合题意;
故答案为:A
【分析】A.醇与NaOH溶液不反应;
B.二者的沸点相差较大,可用蒸馏进行分离;
C.醇能与羧酸发生酯化反应;
D.醇羟基的个数越大,沸点越高;
11.【答案】C
【解析】【解答】A.简单离子的半径大小规律为,电子层数越多,半径一般越大,电子层数相同,核电荷数越大半径越小,故简单离子半径Cl->N3->Na+即W> Y > Z,A不符合题意;
B.甲即NH3,由于液氨中存在分子间氢键,导致液氨的沸点很高,故易液化,B不符合题意;
C.化合物丙即NH4Cl为强酸弱碱盐,能够发生水解,故能促进水的电离,C符合题意;
D.由分析可知,f分子为N2,化学性质较稳定的原因是N2分子中存在N≡N,键能很大,化学性质很稳定有关,N的非金属也很强,故与N的非金属无关,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,A是Z的最高价氧化物对应的水化物,常温下0.1mol·L-1A溶液的pH=13,说明A为强碱,X、Y、W的单质e、f、g在通常状况下均为气态,并有如图所示的转化关系(反应条件略去),故化合物丙为白烟,故丙NH4Cl,甲分子为四核10电子微粒,甲为NH3,乙为HCl,故f为N2,e为H2,g为Cl2,故X、Y、Z、W分别为H、N、Na、Cl,据此分析解题。
12.【答案】D
【解析】【解答】A.NaCl中只有离子键,A不选;
B.NaOH中含有离子键和极性共价键,B不选;
C.H2S中只有极性共价键,C不选;
D.H2中只有非极性共价键,D选;
故答案为:D。
【分析】同种元素的原子之间形成的共价键为非极性共价键,不同种元素的原子之间形成的共价键为极性共价键。
13.【答案】D
【解析】【解答】A.碘为分子晶体,升华时克服分子间作用力,故A不符合题意;
B.HF分子稳定是因为H—F键键能较大,分子间氢键决定HF的熔沸点,故B不符合题意;
C.乙醇和二甲醚均只含C、H、O三种元素,无法用元素分析仪区分,故C不符合题意;
D.分子式为 C5H12O 且能与钠反应说明含有-OH,则除-OH还有一个-C5H11,戊基可能的结构有-CH2CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH2CH3、-CH(CH2CH3)2、-CHCH(CH3)CH2CH3、-C(CH3)2CH2CH3、-C(CH3)CH(CH3)2、-CH2CH2CH(CH3)2、-CH2C(CH3)3,则戊醇的可能结构有8种,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】D中根据基元法进行判断,甲乙丙丁戊基的同分异构体分别是1、1、2、4、8直接可以判断。
14.【答案】A
【解析】【解答】A项,叁键是直线形结构,氰气结构式为N≡C-C≡N,所以分子中四个原子共直线,结构对称,是非极性分子,故A符合题意;
B项,碳原子半径大于氮原子,原子半径越大键长越长,所以氰分子中C≡N键的键长小于C≡C键的键长,故B不符合题意;
C项,1个单键就是1个σ键,1个双键中含有1个σ键和1个π键,叁键中含有1个σ键2个π键,所以N≡C-C≡N分子中含有3个σ键和4个π键,故C不符合题意;
D项,卤素单质能和氢氧化钠溶液反应,氰气和卤素单质性质相似,所以氰气能和氢氧化钠溶液反应,故D不符合题意。
【分析】A.根据三键的特点判断空间构型和分子的极性;
B.根据元素的非金属性判断键长,非金属性越强键长越短;
C.根据单键和三键中σ键和π键的关系进行判断;
D.根据卤素的性质进行类比即可。
15.【答案】C
【解析】【解答】冰中水分 子排列有序,含有氢键数目较多,使体积膨胀,密度减小,因此冰能浮在水面上,是分子间存在氢键所致,故A不符合题意;
乙醇与水分子间可形成氢键,增加乙醇在水中的溶解度,所以由于氢键的存在,乙醇比甲醚更易溶于水,故B不符合题意;
卤素的氢化物中只有HF含有分子间氢键,其沸点最高,其他卤素的氢化物的沸点随分子的相对分子质量增大而升高,则卤素的氢化物的沸点:HF>HI>HBr>HCl,故C符合题意;
氢键具有方向性和饱和性,所以氢键的存在,影响了蛋白质分子独特的结构,故D不符合题意。
【分析】
A.冰浮在水面与其密度有关,二此与氢键有关;
B.乙醇和水可以形成氢键,更易溶于水;
C.只有氟化氢含氢键;
D.氢键有方向性和饱和性可以改变蛋白质特性。
16.【答案】A
【解析】【解答】C-C键、C- H键均为σ键,C=C键中有1个σ键和1个π键,故丙烯分子中有8个σ键、1个π键,A符合题意;
甲基中的C原子为sp3杂化,C=C键中的2个C原子为sp2杂化,B不符合题意;
同种元素原子之间形成的共价键为非极性共价键,则丙烯分子中存在C-C、C=C非极性共价键,C不符合题意;
由甲基碳原,子采取sp3杂化可知,丙烯分子中所有原子不可能共平面,D不符合题意。
【分析】
A.单键中含σ键,双键含1个σ键和1个π键,据此计算即可;
B.根据中心碳原子孤对电子数和成键情况,其杂化是sp2杂化;
C.同种元素成共价键是非极性共价键,其中含非极性共价键;
D.由甲基和双键结构分析,不可能全共平面。
17.【答案】B
【解析】【解答】A.碘升华属于物理变化,破坏的是分子间作用力,没有破坏共价键,故A不符合题意;
B.氯化钠固体溶于水时会发生电离,所以氯化钠固体中的离子键在溶于水时被破坏,故B符合题意;
C.电解质是在水溶液中或熔融状态下能导电的化合物,含极性键共价化合物不一定是电解质,例如氨气等是非电解质,故C不符合题意;
D.分子间作用力影响物质的熔沸点等,与物质的稳定性无关,HF共价键的键能大于HCl,所以HF比HCl更稳定,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.碘单质属于分子晶体,升华时破坏分子间作用力;
B.氯化钠溶于水变为钠离子和氯离子;
C.共价键类型与电解质没有必然关系;
D.分子稳定性与化学键有关,与分子间作用力无关。
18.【答案】D
【解析】【解答】A、①→②变化过程中,硫元素化合价由-1价降低到-2价,需要还原剂,药剂X具有还原性,故A正确;
B、头发的成分为蛋白质,灼烧时会产生类似烧焦羽毛的特殊气味,故B正确;
C、由图可知,①→②过程中,存在S-S键的断裂和S-H键的形成,故C正确;
D、②→③过程若氧化剂是 ,其还原产物为水,故D错误;
故答案为:D。
【分析】A、①→②过程中,S元素的化合价降低;
B、头发的主要成分为蛋白质;
C、①→②过程中,断裂S-S键,形成S-H键;
D、过氧化氢的还原产物为水。
19.【答案】A
【解析】【解答】A、NH3中氮原子采用sp3杂化,形成的N-H键,是由氮原子提供一个sp3电子,氢原子提供一个s轨道上的电子,形成共用电子对,因此所形成的σ键为sp3-sσ键,A符合题意。
B、NH3为三角锥形结构,为极性分子;CO2为直线型结构,为非极性分子,B不符合题意。
C、NH4Cl是由NH4+和Cl-构成,因此属于离子键,离子键没有方向性和饱和性,C不符合题意。
D、配合物[Ag(NH3)2]Cl的配体为NH3,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、NH3中氮原子采用sp3杂化。
B、CO2的结构式为O=C=O,为非极性分子。
C、离子键没有方向性和饱和性。
D、配合物[Ag(NH3)2]Cl的配体为NH3。
20.【答案】C
【解析】【解答】A.干冰和液氯都是分子晶体,分子晶体气化时需克服分子间作用力,选项正确,A不符合题意;
B.NaHSO4晶体溶于水电离产生Na+、H+和SO42-,因此需克服离子键和共价键,选项正确,B不符合题意;
C.NH3中H不可能形成8电子结构,选项错误,C符合题意;
D.石墨转化为金刚石的过程中,有新物质生成,因此有化学键的断裂和形成,选项正确,D不符合题意;
故答案为:C
【分析】】A.分子晶体气化时克服分子间作用力;
B.结合NaHSO4在水中的电离分析;
C.H不可能满足8电子结构;
D.结合物质的转化分析;
21.【答案】(1)、Ne、、
(2)、
(3)、
(4);正四面体
(5);和都是极性分子,相似相溶;与分子间能形成氢键;与能发生化学反应
【解析】【解答】(1)Ne还有10个电子,H2O含有10个电子,CH4含有10个电子,NH3含有10个电子,N2含有 14个电子,O2含有16个电子,CO2含有22个电子,CO含有14个电子,故含有10个电子的分子为 H2O、Ne、CH4、NH3;
(2)氮气和氧气是非极性键形成的非极性分子,二氧化碳和甲烷是极性键形成的非极性分子,一氧化碳和氨气是极性键形成的极性分子;故有极性键形成的非极性分子为CH4、CO2;
(3)氢离子提供空轨道,形成配位键说明配体分子可以提供孤对电子,而H2O、NH3可以提供孤对电子;
(4)不含孤对电子说明核外电子均形成键,甲烷分子中碳原子全部成键,它的构型为正四面体;
(5)氮气、一氧化碳稀有气体均不溶于水,氧气不易溶于水,氨气极易溶于水,氨气极易溶于水形成氨水显碱性,氨气与水均是极性分子且可以形成氢键,
【分析】(1)根据给出的化学式计算出电子总数即可;
(2)根据给出的分子式找出成键方式即可判断;
(3)根据形成配合物的条件即可找出;
(4)根据成键判断即可;
(5)根据溶解性找出氨气溶于水显碱性,主要是是相似相溶和形成氢键。
22.【答案】(1)[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10
(2)N>O>H>C;平面正三角形;16NA或16×6.02×1023
(3)sp2、sp3
(4)4
【解析】【解答】(1)Zn是30号元素,其原子核外有30个电子,失去最外层两个电子生成锌离子,根据构造原理书写其核外电子排布式为[Ar]3d10或1s22s22p63s23p63d10 ;
(2)同周期元素从左到右元素的第一电离能呈逐渐增大趋势,N原子最外层核外电子排布处于半充满状态,结构稳定,其第一电离能比相邻元素都要大,则有第一电离能N>O>C,又因为H原子比碳原子的核外电子距离原子核近,受到原子核的引力大,电离需要消耗的能量更多,所以H的第一电离能比C的大,故有:N>O>H>C; 中心原子的价层电子对数=3+ × (4+2 3×2)=3,C原子的杂化方式为sp2,没有孤电子对,分子的立体构型为平面正三角形; [Zn(NH3)4]CO3中内界为[Zn(NH3)4]2+,每个NH3含有3个σ键,Zn2+与N原子形成4个配位键,则一个[Zn(NH3)4]2+中σ键数目为3×4+4=16个,则1mol[Zn(NH3)4]CO3中内界所含有的σ键数目为16NA或16×6.02×1023;
(3)DMF分子中有碳氧双键和甲基,C均无孤对电子,C=O为平面结构,则羰基上C为sp2杂化,甲基为四面体结构,甲基上C为sp3杂化;
(4)根据晶胞结构示意图如图2所示,则其中S2-的配位数是4个。
【分析】(1)Zn是30号元素,其原子核外有30个电子,失去两个电子生成锌离子,Zn2+基态核外有28个电子,根据构造原理书写其核外电子排布式;
(2)价层电子对数=σ键电子对数+中心原子上的孤电子对数,根据价层电子对数判断微粒构型;根据元素周期表第一电离能的递变规律比较第一电离能大小;配位键和共价单键都为σ键;
(3)C=O为平面结构,甲基为四面体结构,由此分析解答;
(4)根据图示观察判断S2-的配位数。
23.【答案】(1)正四面体
(2)
(3)H3BO3+H2O [B(OH)4]﹣+H+
(4)都为共价化合物,随着相对分子质量增大,范德华力增强,沸点升高
(5)sp3
(6)H2SeO3和H2SeO4可表示为(HO)2SeO和(HO)2SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4的Se为+6价,正电性更高,导致Se—O—H中O的电子更向Se偏移,更易电离出H+
【解析】【解答】(1)LiAlH4中阴离子为AlH4-,中心原子Al含有的价层电子对数为4,且不存在孤对电子,故其空间构型为正四面体型;
(2)硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,BF3能与NH3反应生成BF3·NH3,B与N之间形成配位键,N原子含有孤电子对,所以氮原子提供孤电子对,其配合物BF3·NH3的结构式为:;
(3)H3BO3为一元弱酸,在水溶液中和水电离出的OH-形成配位键,其电离方程式为: H3BO3+H2O [B(OH)4]﹣+H+;
(4)SiX4为分子晶体,其沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大,沸点越高,因此SiX4的沸点 依F、Cl、Br、I次序升高 ;
(5)因为S8为环状立体结构,每个S原子有2对孤对电子对,σ键电子对数为2,S原子的价层电子对数为4,故S的轨道杂化方式为sp3杂化;
(6)H2SeO3的分子结构为,Se为+4价,而H2SeO4的结构式为,Se为+6价,后者Se原子吸电子能力强,导致Se-O-H中O原子更偏向Se,则羟基上氢原子更容易电离出H+;
【分析】(1)根据价层电子对互斥理论分析;
(2)硼元素具有缺电子性,其化合物可与具有孤电子对的分子或离子形成配合物,NH3中氮原子具有孤电子对,BF3能与NH3形成配合物;
(3)H3BO3在水溶液中与水结合形成配位键,部分电离出阴阳离子;
(4)结合分子晶体沸点的影响因素分析;
(5)结合S8的结构分析;
(6)H2SeO3的分子结构为,Se为+4价,而H2SeO4的结构式为,Se为+6价,后者Se原子吸电子能力强;
24.【答案】(1);K、Cr
(2)4;
(3);正四面体形;;
(4)O>N>C>H;
【解析】【解答】(1)Cu为29号元素,基态铜原子的核外电子排布式为,Cu原子失去的电子形成,则的核外电子排布式为;基态铜原子的最外层电子数为1,与铜位于同一周期且基态原子的最外层电子数为1的元素,其基态原子的简化电子排布式为或,相应的元素分别为K、Cr,故答案为:;K、Cr;
(2)中,Cu+和CN-形成配位键,则Cu+的配位数为4;中,配位键为σ键,CN-的结构式为,1个CN-含有1个σ键和2个键,则1个中含有8个键,1 mol 中含有键的数目为,故答案为:4;;
(3)磷酸强热下可发生分子间脱水生成焦磷酸,即两分子的磷酸脱去一分子的水生成焦磷酸,则焦磷酸的分子式为;中P原子的价层电子对数为4,无孤电子对,所以的空间构型为正四面体形;等电子体要求原子个数和价电子数都相等,含有5个原子,价电子数为32,与互为等电子体的离子有、,故答案为:;正四面体形;、;
(4)甘氨酸铜中所含的非金属元素为H、C、N、O,元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性:O>N>C>H,则电负性:O>N>C>H;甘氨酸铜中羰基上的碳原子形成1个双键和2个单键,采用sp2杂化,亚甲基上的碳原子形成4个单键,采用sp3杂化,故答案为:O>N>C>H;。
【分析】(1)Cu的原子序数为29,Cu原子失去一个电子形成Cu+;基态铜原子的最外层电子数为1,与铜位于同一周期且基态原子的最外层电子数为1的元素有Cr、K;
(2)的配位数为4;单键均为σ键,配位键也是σ键,双键含有1个σ键和1个π键;
(3)两分子的磷酸脱去一分子的水生成焦磷酸;的空间构型为正四面体形;等电子体要求原子个数和价电子数都相等;
(4)元素的非金属性越强,电负性越大;形成双键的碳原子采用sp2杂化,饱和碳原子采用sp3杂化。
25.【答案】(1)4.8;0.2mol/(min·L)
(2)A;C;D
(3)放热
(4)放出;极性
(5)
【解析】【解答】(1) 0~2min,氮气消耗了0.4mol,氢气消耗了1.2mol,2min时, =6.0mol-1.2mol=4.8mol。0~5min内,以 的浓度变化表示反应的平均速率:v(H2)=6-3/2x5=0.3mol/L/min,v(NH3)=0.2mol/L/min ;
(2) A. 的质量保持不变,反应达到了平衡状态;
B. ,不能说明达到了平衡;
C. 的含量保持不变,反应达到了平衡状态;
D. 容器中的压强随着反应的进行而变化,不随时间变化时达到了平衡状态;
E.、 、和 和的物质的量之比为1:3:2时,不能说明平衡,选ACD;
(3) 反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应;
(4) 过程③形成化学键,放出能量。不同非金属原子之间形成的共价键是极性共价键, 的化学键类型是极性共价键。
(5) 过程②可以表示为 。
【分析】(1)平均反应速率的计算公式使用;
(2)A. 质量保持不变,反应达到了平衡状态;
B. 反应速率和化学计量数的比值 ,不能说明达到了平衡;
C. 含量保持不变,反应达到了平衡状态;
D. 容器中的压强随着反应的进行而变化,不随时间变化时达到了平衡状态;
E.、根据物质的量之比,不能说明平衡;
(3)反应物的总能量高于生成物的总能量,为放热反应;不同非金属原子之间形成的共价键是极性共价键。