单元素养评价(二)(第2章)
(90分钟 100分)
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2020·三明高二检测)在HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4这一组分子的共价键形成方式中,分析正确的是
( )
A.都是σ键,没有π键
B.都是π键,没有σ键
C.既有σ键,又有π键
D.除CH4外,都是σ键
2.同学们使用的涂改液中含有很多有害的挥发性物质,二氯甲烷就是其中的一种,吸入会引起慢性中毒,有关二氯甲烷的说法正确的是
( )
A.含有非极性共价键
B.键角均为109.5°
C.有两种同分异构体
D.分子属于极性分子
3.(2020·九江高二检测)某元素基态原子的最外层电子排布式为ns1,当它跟卤素结合时可形成的化学键
( )
A.一定是共价键
B.一定是离子键
C.可能是共价键,也可能是离子键
D.一定是极性共价键
4.下列说法正确的是
( )
A.极性分子间仅存在范德华力
B.范德华力只存在于极性分子之间
C.HF、HCl、HBr、HI熔、沸点依次升高
D.氨易溶于水,是因为氨与水分子间可形成氢键
5.(2020·惠州高二检测)下列过程与配合物的形成无关的是
( )
A.除去铁粉中的SiO2可用强碱溶液
B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失
C.向含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液
D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
6.(2020·天津高二检测)[Zn(CN)4]2-在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN,下列说法错误的是
( )
A.Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B.1
mol
HCHO分子中含有σ键的数目为3
mol
C.HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D.[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,结构可表示为
7.下列说法中,正确的是
( )
A.原子和其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于原子的价电子数
B.离子化合物中只有离子键,共价化合物中只有共价键
C.氨分子中氢、氮原子的化合价已饱和,不能再与其他原子或离子成键
D.铵根离子呈正四面体结构
8.
(2020·泰安高二检测)美国《Science》杂志曾报道合成和分离出含高能量正离子的化合物N5AsF6。的结构如图所示。下列关于该化合物的描述错误的是
( )
A.N5AsF6中F的化合价为-1价,As的化合价为+5价
B.与P互为等电子体
C.离子中只含有非极性键,其中有4个π键
D.N5AsF6为离子化合物
9.将水置于一个足够强的电场中,在20
℃时,水分子瞬时凝固形成“暖冰”。下列关于“暖冰”的说法正确的是
( )
A.“暖冰”中水分子是直线形分子
B.水凝固形成20
℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化
C.“暖冰”中水分子的各原子均满足8电子稳定结构
D.在强电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”
10.(2020·泉州高二检测)下列对一些实验事实的理论解释正确的是
( )
选项
实验事实
理论解释
A
SO2、H2O分子空间构型均为V形
SO2、H2O中心原子均为sp3杂化
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键间的夹角是109.5°
C
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键的影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl
的键长短
二、选择题:本题包括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,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列有关CaF2的表述不正确的是
( )
A.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用
B.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2
C.CaF2中的既有离子键也有共价键,CaF2在熔融状态下能导电
D.Al在溶液中可稳定存在,CaF2可溶于含Al3+的溶液的原因是3CaF2+Al3+3Ca2++Al
12.汽车尾气中通常含有CO、NOx等气体,为减轻污染,现在的汽车加装了三元催化转换器,此转换器可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体,如图为该转换器中发生反应的微观示意图(未配平),其中不同颜色的球代表不同原子。下列说法不正确的是
( )
A.甲、乙、丙、丁中有3种非极性分子
B.甲和丁中同种元素的化合价不相等
C.甲的空间构型为直线形
D.N2O5的水化物存在分子内氢键
13.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法错误的是
( )
A.32
g
S8中含有0.125
mol
σ键
B.SF6是由极性键构成的非极性分子
C.1
mol
C2H2中有3
mol
σ键和2
mol
π键
D.1
mol
S8中含有8
mol
S—S键
14.(2020·六安高二检测)下列有关共价键的理解不正确的是
( )
A.由如图可知氢分子中两个氢原子的核间距为0.074
nm
B.H2O2分子中既有极性键又有非极性键
C.氢分子中共价键既有方向性又有饱和性
D.形成共价键后共用电子只在原子核之间出现
15.有五个系列同族元素的物质,101.3
kPa时测定的沸点(℃)如表所示:
①
He:-268.8
(a):-249.5
Ar:-185.8
Kr:-151.7
②
F2:-187.0
Cl2:-33.6
(b):58.7
I2:184.0
③
(c):19.4
HCl:-84.0
HBr:-67.0
HI:-35.5
④
H2O:100.0
H2S:-60.0
(d):-42.0
H2Te:-1.8
⑤
CH4:-161.0
SiH4:-112.0
GeH4:-90.0
(e):-52.0
对应表中内容,下列叙述中正确的是
( )
A.a、b、e的化学式分别为Ne、Br2、SeH4
B.系列②物质均有氧化性;系列③物质对应水溶液均是强酸
C.系列④中各化合物的稳定性顺序为:H2O>H2S>(d)>H2Te
D.表内物质(c)和H2O,由于氢键的影响,其分子特别稳定
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(10分)(2019·广州高二检测)(1)用Cr2O3作原料,铝粉作还原剂的铝热法是生产金属铬的主要方法之一,该反应是一个自发放热反应,由此可判断Cr—O键和Al—O键中________键更强。研究发现气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,可溶于非极性溶剂,分子中原子间成键的关系如图所示。由此可知该分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。请在图中是配位键的斜线上加上箭头。?
(2)V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸、邻苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中,均使用五氧化二钒作催化剂。
①五氧化二钒的结构式如图所示,则V2O
5分子中含有________个σ键和________个π键。?
②丙烯(CH3CHCH2)分子中碳原子的杂化方式为______和________。?
17.(13分)(2020·青岛高二检测)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________,有________个未成对电子。?
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是?__。?
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因__。?
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。?
【补偿训练】
(2019·德州高二检测)价电子对互斥理论可用于预测简单分子的空间构型。其要点可以概括为
Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子,X为与中心原子相结合的原子,E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对),(n+m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥,均匀地分布在中心原子周围;
Ⅱ.分子的空间构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力;ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力;ⅲ.X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强。请仔细阅读上述材料,回答下列问题:
(1)根据要点Ⅰ可以画出AXnEm的价电子对互斥模型,请填写表格:
n+m
2
价电子对互斥模型
正四面体形
价层电子对之间的理想键角
109°28′
(2)请用价电子对互斥模型解释CO2为直线形分子的原因:__。?
(3)H2O分子的空间构型为________,请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因:__?__。?
(4)SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子,SO之间以双键结合,S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间构型:__,?
SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________(选填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。?
(5)用价电子对互斥理论判断下列分子或离子的空间构型:
分子或离子
SnCl2
XeF4
SF6
PF2Cl3
CCl4
Cl
空间构型
18.(12分)(2020·济南高二检测)过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。
(1)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般而言,为d0或d10排布时,无颜色;为d1～d9排布时,有颜色,如[Co(H2O)6]2+显粉红色,据此判断,[Mn(H2O)6]2+________(填“有”或“无”)颜色。?
(2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是________(填字母)。?
A.PFS中铁显+3价
B.铁原子的价电子排布式为3d64s2
C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D.PFS中配体只有OH-
(3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物如下:
①该化合物中存在的化学键类型有__。?
②该化合物中一个Cr的配位数为__。?
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式为__。?
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是___________________________(填一种即可)。
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是________(填元素符号)。?
【补偿训练】
四种常见元素的性质或结构信息如表。试根据信息回答有关问题。
元素
性质或结构信息
A
原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对的电子
B
原子的M层有1对成对的p电子
C
原子核外电子排布为[Ar]3d104sx,有+1价、+2价两种常见化合价
D
有两种常见氧化物,其中有一种是冶金工业常用的还原剂
(1)写出B原子的电子排布式__。?
(2)往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液,可生成的配合物的化学式为__,?简要描述该配合物中化学键的成键情况:?__。?
(3)“”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“”表示氢原子,小黑点“”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。
则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是________(填序号);在②的分子中有__?个σ键和________个π键。
?
19.(13分)物质的物理性质与化学键、分子间作用力有密切关系。请回答下列问题:
Ⅰ.如图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
(1)请写出上图中d单质对应元素原子的电子排布式:____________________。?
(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键,________个π键。?
(3)a与b对应的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为____________;将X溶于水后形成的溶液滴入含有d元素高价离子的溶液中直至过量,生成的含d元素的离子的化学式为____________,其中X与d的高价离子之间以__________键结合。?
(4)上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构如图,请简要说明该物质易溶于水的原因:?__。?
Ⅱ.已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素,N在第2周期,P在第3周期。NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H键间的夹角是107.3°。
(1)PH3分子与NH3分子的构型________(填“相同”“相似”或“不相似”),P—H键________(填“有”或“无”)极性,PH3分子________(填“有”或“无”)极性。?
(2)NH3与PH3相比,热稳定性更强的是________。?
20.(12分)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
(1)Zn2+基态核外电子排布式为__。?
(2)1
mol
HCHO分子中含有σ键的数目为________mol。?
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。?
HOCH2CN的结构简式
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。?
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的碳原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为______________________。?
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-单元素养评价(二)(第2章)
(90分钟 100分)
一、选择题:本题包括10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题意。
1.(2020·三明高二检测)在HCl、Cl2、H2O、NH3、CH4这一组分子的共价键形成方式中,分析正确的是
( )
A.都是σ键,没有π键
B.都是π键,没有σ键
C.既有σ键,又有π键
D.除CH4外,都是σ键
【解析】选A。题中所给分子中没有双键或三键结构,故所含共价键都是σ键,没有π键。
2.同学们使用的涂改液中含有很多有害的挥发性物质,二氯甲烷就是其中的一种,吸入会引起慢性中毒,有关二氯甲烷的说法正确的是
( )
A.含有非极性共价键
B.键角均为109.5°
C.有两种同分异构体
D.分子属于极性分子
【解析】选D。二氯甲烷为甲烷的取代产物,故二氯甲烷中C原子以sp3杂化,形成四面体结构,由于空间结构不对称,故为含有极性键的极性分子。分子中两个Cl原子始终处于相邻的位置,故无同分异构体。
3.(2020·九江高二检测)某元素基态原子的最外层电子排布式为ns1,当它跟卤素结合时可形成的化学键
( )
A.一定是共价键
B.一定是离子键
C.可能是共价键,也可能是离子键
D.一定是极性共价键
【解析】选C。最外层电子排布式为ns1的基态原子可以是副族元素,也可以是第ⅠA族元素。以第ⅠA族的氢和钠元素为例,前者与卤素结合形成共价键,后者与卤素结合形成离子键。
4.下列说法正确的是
( )
A.极性分子间仅存在范德华力
B.范德华力只存在于极性分子之间
C.HF、HCl、HBr、HI熔、沸点依次升高
D.氨易溶于水,是因为氨与水分子间可形成氢键
【解析】选D。A项中极性分子间除存在范德华力,有的还存在氢键,A错误;B项范德华力存在于所有分子之间,B错误;C项中HF分子间能形成氢键,使其熔、沸点升高,C错误。
5.(2020·惠州高二检测)下列过程与配合物的形成无关的是
( )
A.除去铁粉中的SiO2可用强碱溶液
B.向一定量的AgNO3溶液中加入氨水至沉淀消失
C.向含有Fe3+的溶液中加入KSCN溶液
D.向一定量的CuSO4溶液中加入氨水至沉淀消失
【解析】选A。A项,除去铁粉中的SiO2是利用SiO2可与强碱反应的化学性质,与配合物的形成无关;B项,AgNO3与氨水反应先生成AgOH沉淀(不稳定),再生成[Ag(NH3)2]+;C项,Fe3+与KSCN反应生成配位化合物Fe(SCN)3;D项,CuSO4与氨水反应先生成Cu(OH)2沉淀,最终生成[Cu(NH3)4]2+。
6.(2020·天津高二检测)[Zn(CN)4]2-在水溶液中可与HCHO发生反应生成[Zn(H2O)4]2+和HOCH2CN,下列说法错误的是
( )
A.Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10
B.1
mol
HCHO分子中含有σ键的数目为3
mol
C.HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是sp3
D.[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,结构可表示为
【解析】选C。Zn原子序数为30,位于ⅡB族,所以Zn2+基态核外电子排布式为[Ar]3d10,A选项正确;1分子HCHO含2个C—H键和1个CO键,共有3个σ键,所以1
mol
HCHO分子中含有σ键的数目为3
mol,B选项正确;HOCH2CN分子中与羟基相连的C为sp3杂化,—CN(—C≡N)中的C为sp杂化,C选项错误;[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的C原子形成配位键,Zn为sp3杂化,配位原子形成正四面体,所以[Zn(CN)4]2-结构可表示为,D选项正确。
7.下列说法中,正确的是
( )
A.原子和其他原子形成共价键时,其共价键数一定等于原子的价电子数
B.离子化合物中只有离子键,共价化合物中只有共价键
C.氨分子中氢、氮原子的化合价已饱和,不能再与其他原子或离子成键
D.铵根离子呈正四面体结构
【解析】选D。A项,原子成键时,其共价键数不一定等于原子的价电子数,如·价电子数为5,形成NH3时含3个N—H键;B项,离子化合物中一定含离子键,可能含共价键;C项,NH3分子中N原子上含有孤电子对,可以与有空轨道的原子或离子形成配位键。
8.
(2020·泰安高二检测)美国《Science》杂志曾报道合成和分离出含高能量正离子的化合物N5AsF6。的结构如图所示。下列关于该化合物的描述错误的是
( )
A.N5AsF6中F的化合价为-1价,As的化合价为+5价
B.与P互为等电子体
C.离子中只含有非极性键,其中有4个π键
D.N5AsF6为离子化合物
【解析】选B。A.阳离子为,氟元素显-1价,根据在化合物中正负化合价代数和为零,可知N5AsF6中砷元素的化合价:(+1)+x+(-1)×6=0,则x=+5,故A正确;B.与P中原子个数相同、价电子数不等,所以不是等电子体,故B错误;C.的结构为,含有2个三键,每个三键含有2个π键,所以共有4个π键,故C正确;D.化合物N5AsF6是由和[AsF6]-形成的离子化合物,故D正确。
9.将水置于一个足够强的电场中,在20
℃时,水分子瞬时凝固形成“暖冰”。下列关于“暖冰”的说法正确的是
( )
A.“暖冰”中水分子是直线形分子
B.水凝固形成20
℃时的“暖冰”所发生的变化是化学变化
C.“暖冰”中水分子的各原子均满足8电子稳定结构
D.在强电场作用下,水分子间更易形成氢键,因而可以制得“暖冰”
【解析】选D。“暖冰”中水分子的形状不会改变,所发生的变化是物理变化,水分子中的氧原子满足8电子稳定结构,而氢原子是2电子稳定结构。
10.(2020·泉州高二检测)下列对一些实验事实的理论解释正确的是
( )
选项
实验事实
理论解释
A
SO2、H2O分子空间构型均为V形
SO2、H2O中心原子均为sp3杂化
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键间的夹角是109.5°
C
1体积水可以溶解700体积氨气
氨是极性分子且有氢键的影响
D
HF的沸点高于HCl
H—F的键长比H—Cl
的键长短
【解析】选C。A项,SO2中S原子价层电子对数为3,采取sp2杂化,而H2O中O原子价层电子对数为4,采取sp3杂化;B项,白磷分子式为P4,4个磷原子位于正四面体的四个顶点,每个面都是正三角形,故键角是60°;C项,NH3分子与H2O分子之间可以形成氢键,且都是极性分子,故NH3在水中的溶解度很大;D项,HF和HCl的熔、沸点与分子内的共价键无关,HF分子间可以形成氢键,所以其沸点比HCl的高。
二、选择题:本题包括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,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.氟在自然界中常以CaF2的形式存在。下列有关CaF2的表述不正确的是
( )
A.Ca2+与F-间仅存在静电吸引作用
B.F-的离子半径小于Cl-,则CaF2的熔点高于CaCl2
C.CaF2中的既有离子键也有共价键,CaF2在熔融状态下能导电
D.Al在溶液中可稳定存在,CaF2可溶于含Al3+的溶液的原因是3CaF2+Al3+3Ca2++Al
【解析】选A、C。A项,Ca2+与F-间不仅存在静电吸引作用,还存在原子核之间、电子之间的静电排斥作用。B项,F-的离子半径小于Cl-,则CaF2中离子键强于CaCl2中离子键,故CaF2的熔点高于CaCl2。C项,CaF2是离子化合物,在受热熔化时能电离产生自由移动的Ca2+与F-,故CaF2在熔融状态时能够导电,但是CaF2中仅含有离子键。D项,加入含有Al3+的溶液时,Al3+与F-形成稳定的配离子Al,促使CaF2的溶解平衡正向移动而溶解。
12.汽车尾气中通常含有CO、NOx等气体,为减轻污染,现在的汽车加装了三元催化转换器,此转换器可将汽车尾气中的有毒气体转化为无污染的气体,如图为该转换器中发生反应的微观示意图(未配平),其中不同颜色的球代表不同原子。下列说法不正确的是
( )
A.甲、乙、丙、丁中有3种非极性分子
B.甲和丁中同种元素的化合价不相等
C.甲的空间构型为直线形
D.N2O5的水化物存在分子内氢键
【解析】选A、C。选项A,根据微观示意图可知,甲为NO2,乙为CO,丙为CO2,丁为N2,其中CO2、N2为非极性分子。选项B,比较甲、丁的化学式,丁为单质,所以甲、丁中同种元素的化合价不相等。选项C,NO2的空间构型为V形。选项D,N2O5的水化物为HNO3,HNO3分子内存在氢键。
13.下列模型分别表示C2H2、S8、SF6的结构,下列说法错误的是
( )
A.32
g
S8中含有0.125
mol
σ键
B.SF6是由极性键构成的非极性分子
C.1
mol
C2H2中有3
mol
σ键和2
mol
π键
D.1
mol
S8中含有8
mol
S—S键
【解析】选A。1
mol
S8中有8
mol
σ键,因此32
g
S8中含有σ键1
mol,故A说法错误,D说法正确;SF6是由S—F极性键构成,属于对称结构,属于非极性分子,故B说法正确;成键原子之间只能形成1个σ键,三键中有2个π键,因此1
mol乙炔中含有3
mol
σ键和2
mol
π键,故C说法正确。
14.(2020·六安高二检测)下列有关共价键的理解不正确的是
( )
A.由如图可知氢分子中两个氢原子的核间距为0.074
nm
B.H2O2分子中既有极性键又有非极性键
C.氢分子中共价键既有方向性又有饱和性
D.形成共价键后共用电子只在原子核之间出现
【解析】选C、D。A项中,氢分子中两个氢原子核间距为0.074
nm时能量最低,分子最稳定;B项中,H2O2中存在氧原子之间的非极性键和氢与氧之间的极性键;C项中,因为H原子只有1s轨道,1s为球形对称,所以H2分子中两个H原子成键时沿任何方向重叠形成的共价键都相同,即氢分子中共价键无方向性;D项中,共用电子在原子核之间出现的概率增加,并不只在此区域出现。
15.有五个系列同族元素的物质,101.3
kPa时测定的沸点(℃)如表所示:
①
He:-268.8
(a):-249.5
Ar:-185.8
Kr:-151.7
②
F2:-187.0
Cl2:-33.6
(b):58.7
I2:184.0
③
(c):19.4
HCl:-84.0
HBr:-67.0
HI:-35.5
④
H2O:100.0
H2S:-60.0
(d):-42.0
H2Te:-1.8
⑤
CH4:-161.0
SiH4:-112.0
GeH4:-90.0
(e):-52.0
对应表中内容,下列叙述中正确的是
( )
A.a、b、e的化学式分别为Ne、Br2、SeH4
B.系列②物质均有氧化性;系列③物质对应水溶液均是强酸
C.系列④中各化合物的稳定性顺序为:H2O>H2S>(d)>H2Te
D.表内物质(c)和H2O,由于氢键的影响,其分子特别稳定
【解析】选C。根据同族元素推断,a、b、c、d、e分别为Ne、Br2、HF、H2Se、SnH4,A项中SeH4应为SnH4;B项系列③中氢氟酸为弱酸;C项从O到Te,非金属性减弱,其氢化物稳定性减弱;D项,氢键只影响物质的熔、沸点,不影响其稳定性。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(10分)(2019·广州高二检测)(1)用Cr2O3作原料,铝粉作还原剂的铝热法是生产金属铬的主要方法之一,该反应是一个自发放热反应,由此可判断Cr—O键和Al—O键中________键更强。研究发现气态氯化铝(Al2Cl6)是具有配位键的化合物,可溶于非极性溶剂,分子中原子间成键的关系如图所示。由此可知该分子是________(填“极性”或“非极性”)分子。请在图中是配位键的斜线上加上箭头。?
(2)V2O5是一种常见的催化剂,在合成硫酸、硝酸、邻苯二甲酸酐、乙烯、丙烯中,均使用五氧化二钒作催化剂。
①五氧化二钒的结构式如图所示,则V2O
5分子中含有________个σ键和________个π键。?
②丙烯(CH3CHCH2)分子中碳原子的杂化方式为______和________。?
【解析】(1)Cr2O3与铝粉反应生成铬和Al2O3,而且该反应是一个自发放热反应,由此可判断Cr—O键比Al—O键弱。根据气态氯化铝的结构与性质(可溶于非极性溶剂)知其是非极性分子,该分子中Cl提供孤电子对,Al提供空轨道,形成1个配位键,配位键用“→”表示,箭头指向有空轨道的原子。(2)①根据V2O5分子的结构式,可以看出分子中含有4个双键,2个单键;每个双键中含有1个σ键和1个π键,单键全部是σ键;故V2O5分子中含有6个σ键,4个π键。②在丙烯(CH3CHCH2)分子中,双键碳原子为sp2杂化,甲基中的碳原子为sp3杂化。
答案:(1)Al—O 非极性
(2)①6 4 ②sp3 sp2
17.(13分)(2020·青岛高二检测)锗(Ge)是典型的半导体元素,在电子、材料等领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Ge原子的核外电子排布式为[Ar]________,有________个未成对电子。?
(2)Ge与C是同族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Ge原子之间难以形成双键或三键。从原子结构角度分析,原因是?__。?
(3)比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因__。?
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
-49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
(4)光催化还原CO2制备CH4反应中,带状纳米Zn2GeO4是该反应的良好催化剂。Zn、Ge、O电负性由大至小的顺序是______________。?
【解析】(1)锗元素在周期表的第四周期、第ⅣA族,因此核外电子排布式为[Ar]3d10
4s2
4p2,p轨道上的2个电子是未成对电子。
(2)锗虽然与碳为同族元素,但比碳多了两个电子层,因此锗的原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p—p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键。
(3)由锗卤化物的熔沸点由Cl到I呈增大的趋势且它们的熔沸点较低,可判断它们均为分子晶体,而相同类型的分子晶体,其熔沸点取决于分子量的大小,因为分子量越大,分子间的作用力就越大,熔沸点就越高。
(4)Zn和Ge为同周期元素,Ge在Zn的右边,因此Ge的电负性比Zn的强;O为活泼的非金属元素,电负性强于Ge和Zn,因此三者电负性由大至小的顺序为O>Ge>Zn。
答案:(1)3d104s24p2 2
(2)Ge原子半径大,原子间形成的σ单键较长,p—p轨道肩并肩重叠程度很小或几乎不能重叠,难以形成π键
(3)GeCl4、GeBr4、GeI4的熔、沸点依次增高。原因是分子结构相似,分子量依次增大,分子间相互作用力逐渐增强
(4)O>Ge>Zn
【补偿训练】
(2019·德州高二检测)价电子对互斥理论可用于预测简单分子的空间构型。其要点可以概括为
Ⅰ.用AXnEm表示只含一个中心原子的分子组成,A为中心原子,X为与中心原子相结合的原子,E为中心原子最外层未参与成键的电子对(称为孤电子对),(n+m)称为价层电子对数。分子中的价层电子对总是互相排斥,均匀地分布在中心原子周围;
Ⅱ.分子的空间构型是指分子中的原子在空间的排布,不包括中心原子未成键的孤对电子;
Ⅲ.分子中价层电子对之间的斥力主要顺序为ⅰ.孤电子对之间的斥力>孤电子对与共用电子对之间的斥力>共用电子对之间的斥力;ⅱ.双键与双键之间的斥力>双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力;ⅲ.X原子得电子能力越弱,A—X形成的共用电子对之间的斥力越强。请仔细阅读上述材料,回答下列问题:
(1)根据要点Ⅰ可以画出AXnEm的价电子对互斥模型,请填写表格:
n+m
2
价电子对互斥模型
正四面体形
价层电子对之间的理想键角
109°28′
(2)请用价电子对互斥模型解释CO2为直线形分子的原因:__。?
(3)H2O分子的空间构型为________,请你预测水分子中∠H—O—H的大小范围并解释原因:__?__。?
(4)SO2Cl2和SO2F2都属AX4E0型分子,SO之间以双键结合,S—Cl、S—F之间以单键结合。请你预测SO2Cl2和SO2F2分子的空间构型:__,?
SO2Cl2分子中∠Cl—S—Cl________(选填“<”“>”或“=”)SO2F2分子中∠F—S—F。?
(5)用价电子对互斥理论判断下列分子或离子的空间构型:
分子或离子
SnCl2
XeF4
SF6
PF2Cl3
CCl4
Cl
空间构型
【解析】价电子对互斥模型的判断方法:在分子中当n+m=2且不存在孤对电子时为直线形分子,存在孤对电子时为V形结构;当n+m=3时,如果没有孤电子对时为平面三角形,如果有孤电子对时为V形;当n+m=4时,如果没有孤电子对时为正四面体形,如果有一对孤电子对时为三角锥形,如果有两对孤电子对时为V形。所以水分子中n+m=4,且有两对孤电子对,所以是V形结构,又由于孤对电子的作用力强于成键的共用电子对,所以使其角度小于109°28′。再如SO2Cl2和SO2F2中的硫原子是中心原子,此时n+m=4且没有孤电子对,所以它应为正四面体形,但由于原子种类不同,所以不是正四面体形,而是一般四面体。
答案:(1)
n+m
2
4
价电子对互斥模型
直线形
正四面体形
价层电子对之间的理想键角
180°
109°28′
(2)CO2属AX2E0,n+m=2,故为直线形
(3)V形 水分子属AX2E2,n+m=4,价电子对互斥模型为正四面体形,价层电子对之间的夹角均为109°28′,根据Ⅲ中的ⅰ,应有∠H—O—H<109°28′
(4)四面体形 >
(5)
分子或离子
SnCl2
XeF4
SF6
PF2Cl3
CCl4
Cl
空间构型
V形
平面正方形
正八面体形
三角双锥体形
正四面体形
正四面体形
18.(12分)(2020·济南高二检测)过渡元素在生活、生产和科技等方面有广泛的用途。
(1)过渡金属离子与水分子形成的配合物是否有颜色,与其d轨道电子排布有关。一般而言,为d0或d10排布时,无颜色;为d1～d9排布时,有颜色,如[Co(H2O)6]2+显粉红色,据此判断,[Mn(H2O)6]2+________(填“有”或“无”)颜色。?
(2)现代污水处理工艺中常利用聚合铁{化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3-n/2]m,n<5,m<10}在水体中形成絮状物,以吸附重金属离子。下列说法中不正确的是________(填字母)。?
A.PFS中铁显+3价
B.铁原子的价电子排布式为3d64s2
C.由FeSO4溶液制PFS需经过氧化、水解和聚合的过程
D.PFS中配体只有OH-
(3)铬的配合物在药物应用、设计合成新磁材料领域和聚乙烯催化剂方面都有重要应用。现有铬(Ⅲ)与甲基丙烯酸根的配合物如下:
①该化合物中存在的化学键类型有__。?
②该化合物中一个Cr的配位数为__。?
③甲基丙烯酸分子中C原子的杂化方式为__。?
④等电子体是具有相同的价电子数和原子数的分子或离子,与H2O分子互为等电子体的微粒是___________________________(填一种即可)。
⑤与铬同周期的所有元素中基态原子最外层电子数与铬原子相同的元素是________(填元素符号)。?
【解析】(1)Mn2+的3d轨道上有5个电子,由题中信息知[Mn(H2O)6]2+有颜色。
(2)PFS中配体为OH-、S。
(3)①该化合物中存在配位键、共价键。②2个Cr共有12个配体,则一个Cr的配位数为6。③形成单键时,C原子以sp3形式杂化;形成双键时,C原子以sp2形式杂化。④利用同族元素互换法,将H2O中的O换为S可得H2S;利用电子-电荷互换法,将H2O中的O换为N,同时将一个电子转化为一个负电荷,可得N。⑤基态铬原子的最外层电子排布式是4s1,3d轨道比4s轨道能量高,当3d轨道全空(K)、半满(Cr)、全满(Cu)时,原子结构稳定。
答案:(1)有 (2)D (3)①配位键、共价键
②6 ③sp3和sp2 ④H2S(或N) ⑤K、Cu
【补偿训练】
四种常见元素的性质或结构信息如表。试根据信息回答有关问题。
元素
性质或结构信息
A
原子核外有两个电子层,最外层有3个未成对的电子
B
原子的M层有1对成对的p电子
C
原子核外电子排布为[Ar]3d104sx,有+1价、+2价两种常见化合价
D
有两种常见氧化物,其中有一种是冶金工业常用的还原剂
(1)写出B原子的电子排布式__。?
(2)往C元素的硫酸盐溶液中逐滴加入过量A元素的氢化物水溶液,可生成的配合物的化学式为__,?简要描述该配合物中化学键的成键情况:?__。?
(3)“”表示上述相关元素的原子中除去最外层电子的剩余部分,“”表示氢原子,小黑点“”表示没有形成共价键的最外层电子,短线表示共价键。
则在以上分子中,中心原子采用sp3杂化形成化学键的是________(填序号);在②的分子中有__?个σ键和________个π键。
?
【解析】(1)元素B原子的M层有1对成对的p电子,则M层的p轨道有4个电子,其电子排布式为1s22s22p63s23p4。
(2)A元素由其性质或结构信息可知是N,其氢化物是NH3,C元素是Cu,CuSO4与过量氨水可生成配合物[Cu(NH3)4]SO4,中心原子与配位体之间是配位键,内界与外界之间是离子键。
(3)①是NH3,②是CH≡CH,③是CH4,④是H2S,中心原子采用sp3杂化的是①③④,在CH≡CH分子中有3个σ键和2个π键。
答案:(1)1s22s22p63s23p4(或[Ne]3s23p4)
(2)[Cu(NH3)4]SO4 中心原子与配位体之间以配位键相结合,内界与外界之间以离子键相结合
(3)①③④ 3 2
19.(13分)物质的物理性质与化学键、分子间作用力有密切关系。请回答下列问题:
Ⅰ.如图是Na、Cu、Si、H、C、N等元素单质的熔点高低的顺序,其中c、d均是热和电的良导体。
(1)请写出上图中d单质对应元素原子的电子排布式:____________________。?
(2)单质a、b、f对应的元素以原子个数比1∶1∶1形成的分子中含________个σ键,________个π键。?
(3)a与b对应的元素形成的10电子中性分子X的空间构型为____________;将X溶于水后形成的溶液滴入含有d元素高价离子的溶液中直至过量,生成的含d元素的离子的化学式为____________,其中X与d的高价离子之间以__________键结合。?
(4)上述六种元素中的一种元素形成的含氧酸的结构如图,请简要说明该物质易溶于水的原因:?__。?
Ⅱ.已知N、P同属于元素周期表的ⅤA族元素,N在第2周期,P在第3周期。NH3分子呈三角锥形,N原子位于锥顶,3个H原子位于锥底,N—H键间的夹角是107.3°。
(1)PH3分子与NH3分子的构型________(填“相同”“相似”或“不相似”),P—H键________(填“有”或“无”)极性,PH3分子________(填“有”或“无”)极性。?
(2)NH3与PH3相比,热稳定性更强的是________。?
【解析】要熟练掌握物质的共性与特性。
Ⅰ.根据熔点的高低顺序,可判断出a是H2,b是N2,c是Na,d是Cu,e是Si,f是C。
Ⅱ.(1)N原子与P原子的结构相似,NH3分子与PH3分子的结构也相似,P—H键为不同种元素原子之间形成的共价键,为极性键。
(2)由N、P在元素周期表中的位置关系和元素周期律可知,N的非金属性比P强。由元素的非金属性与对应氢化物热稳定性之间的关系可知,NH3的热稳定性比PH3强。
答案:Ⅰ.(1)1s22s22p63s23p63d104s1
(2)2 2 (3)三角锥形 [Cu(NH3)4]2+ 配位
(4)HNO3是极性分子,易溶于极性溶剂水中,且HNO3分子易与水分子之间形成氢键
Ⅱ.(1)相似 有 有 (2)NH3
20.(12分)[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应:4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN
(1)Zn2+基态核外电子排布式为__。?
(2)1
mol
HCHO分子中含有σ键的数目为________mol。?
(3)HOCH2CN分子中碳原子轨道的杂化类型是________。?
HOCH2CN的结构简式
(4)与H2O分子互为等电子体的阴离子为________。?
(5)[Zn(CN)4]2-中Zn2+与CN-的碳原子形成配位键。不考虑空间构型,[Zn(CN)4]2-的结构可用示意图表示为______________________。?
【解析】(1)Zn为30号元素,其基态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,失去最外层的2个电子即可得到Zn2+,Zn2+的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d10或[Ar]3d10。
(2)HCHO的结构式为,单键为σ键,双键中有1个σ键和1个π键,1个HCHO分子中含有3个σ键,故1
mol
HCHO中含有σ键3
mol。
(3)根据HOCH2CN的结构简式为可知,“CH2”中的碳原子形成4个σ键,该碳原子采取sp3杂化;“CN”中的碳原子形成1个σ键、2个π键,该碳原子采取sp杂化。
(4)等电子体是指原子总数相同、价电子总数相同的微粒,H2O分子中有3个原子、8个价电子,根据质子-电子互换法可知,符合条件的阴离子等电子体为N。
(5)Zn2+提供空轨道,CN-中碳原子提供孤电子对,两者形成配位键,结构可表示为
或
。
答案:(1)1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)
(2)3
(3)sp3杂化和sp杂化
(4)N
(5)或
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