内容正文:
专题07 物质结构综合应用
1. (2024·江苏卷)下列有关反应描述正确的是
A. 催化氧化为,断裂键
B. 氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变分解的历程
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂键和键
D. 石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由转变为
【答案】D
【解析】A. 该反应方程式配平错误,汽车尾气处理:,A错误;
B. 电催化为,N元素化合价降低,发生还原反应,应是在阴极发生反应,反应方程式是:,B错误;
C. 硝酸工业中发生催化氧化生成NO,NO进一步反应得到NO2后再与水反应制得硝酸,该氧化反应:,C错误;
D. 和催化制二甲醚:,D正确;
故选D。
2.(2023·江苏卷)下列说法正确的是
A. 、、都属于氢元素
B. 和的中心原子轨道杂化类型均为
C. 分子中的化学键均为极性共价键
D. 晶体中存在Ca与之间的强烈相互作用
【答案】A
【解析】A.、、都属于氢元素,三者互为同位素,统称为氢元素,A正确;
B.和的中心原子轨道杂化类型均为,B错误;
C.分子中的化学键既存在O-H极性共价键,也存在O-O非极性共价键,C错误;
D.晶体中存在Ca2+与之间的离子键,为强烈相互作用,D错误。
故选A。
3.(2022·江苏卷)下列说法正确是
A. 金刚石与石墨烯中的夹角都为
B. 、都是由极性键构成的非极性分子
C. 锗原子()基态核外电子排布式为
D. ⅣA族元素单质的晶体类型相同
【答案】B
【解析】A.金刚石中的碳原子为正四面体结构,夹角为109°28′,故A错误;
B.的化学键为Si-H,为极性键,为正四面体,正负电荷中心重合,为非极性分子;的化学键为Si-Cl,为极性键,为正四面体,正负电荷中心重合,为非极性分子,故B正确;
C.锗原子()基态核外电子排布式为[Ar]3d10,故C错误;
D.ⅣA族元素中的碳元素形成的石墨为混合晶体,而硅形成的晶体硅为原子晶体,故D错误;
故选B。
1.(2024·江苏扬州·模拟预测)Cu、Ag位于元素周期表ⅠB族。Ag与空气中微量接触发生反应生成黑色。Cu可以形成、、、等化合物。有研究表明,无水为长链状结构,其片断如图。下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A.中的O存在孤电子对,能与形成
B.中H元素呈+1价,浓具有强氧化性
C.具有杀菌能力,可用于游泳池的水处理
D.无水吸水后显现蓝色,可用于检验乙醇所含的微量水分
【答案】B
【解析】A.H2O中O含有孤电子对,Cu2+提供空轨道,形成配位键,1个Cu2+能与4个H2O形成配位键,即形成[Cu(H2O)4]2+,故A说法正确;
B.浓硫酸表现强氧化性,是+6价S体现的,故B说法错误;
C.Cu2+属于重金属离子,能使蛋白质变性,因此硫酸铜具有杀菌能力,可用于游泳池的水处理,故C说法正确;
D.无水硫酸铜吸水后呈现蓝色,利用这种现象可以检验水的存在,故D说法正确;
答案为B。
2.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)与可以形成和两种化合物,其中的结构如图所示。可与形成。下列说法正确的是
A.分子中原子采用杂化
B.相同条件下在中的溶解度大于在水中的溶解度
C.液态水中的作用力由强到弱的顺序是:氢键范德华力
D.的空间结构为三角锥形
【答案】D
【解析】A.分子中原子形成2个键且有2个孤电子对,价层电子对数为4,采用杂化,A错误;
B.、都属于极性分子,属于非极性分子,根据相似相溶原理,及与分子间能形成氢键,在水中的溶解度大于在中的溶解度,B错误;
C.液态水中的作用力由强到弱的顺序是:氢键>范德华力,C错误;
D.中原子采用杂化,空间结构为三角锥形,D正确;
答案选D。
3.(2024·江苏·二模)下列说法正确的是
A.该反应氧化剂:还原剂=3:4
B.Fe3+得一个电子Fe2+电子排布式由[Ar]3d5变为[Ar]3d54s1
C.CH的空间结构为平面三角形
D.1mol分子中,n(σ)∶n(π)=4:1
【答案】C
【解析】A.由方程式可知,4分子中氨中的1分子氨的氮化合价由-3变为+3,为还原剂,3分子氟气中元素化合价降低为氧化剂,则氧化剂:还原剂=3:1,A错误;
B.铁为26号元素,Fe2+的价电子排布式为:3d6,B错误;
C.CH中C原子的价层电子对数为,则中心原子为sp2杂化,空间结构为平面三角形,C正确;
D.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,苯环中不存在单独的π键,1mol分子中,n(σ)∶n(π)=16:1,D错误;
故选C。
4.(2024高三下·江苏南通·期中)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.是非极性分子,可作为制冷剂
B.的空间结构是正四面体,可用作燃料
C.具有氧化性,可制备尿素
D.由于H—O键电子云密度比小,所以酸性更强
【答案】D
【解析】A.固态CO2为干冰,干冰挥发,需要从周围的环境中吸收热量,使周围的温度降低,所以可作为制冷剂,A错误;
B.CH4可以燃烧,所以可用作燃料,B错误;
C.CO2制备尿素的过程中,没有化合价的变化,所以物质性质与用途无对应关系,C错误;
D.由于HCOOH中H-O键电子云密度比H2CO3小,更易电离产生H+,所以HCOOH的酸性更强,D正确;
故选D。
5.(2024·江苏宿迁·三模)硫元素约占地球总质量的1.9%,广泛分布并循环于地球内部各圈层。硫有32S、34S、33S和36S四种同位素。硫元素主要以氢化物、硫化物、含氧酸和含氧酸盐等形式存在。硫的单质有S2、S4、S8等多种分子形态;硫的氢化物(H2S、H2S2)均有弱酸性;低价硫易被氧气氧化。硫在生物圈的演化中扮演了重要角色,在细菌作用下硫元素可发生氧化或还原反应,促进了硫元素在地球各圈层中的循环。下列说法正确的是
A.32S、34S、33S、36S原子的中子数均相同
B.SO3和SO中S的杂化类型均为sp2
C.S2、S4、S8均难溶于水,易溶于CS2
D.H2S2分子的构型为直线形
【答案】C
【解析】A.32S、34S、33S、36S原子的质子数均相同,中子数分别为:16、18、17、20,A错误;
B.SO3的价层电子数为:,的价层电子数为:,前者sp2杂化,后者sp3杂化,B错误;
C.S2、S4、S8与CS2均为非极性分子,水为极性分子,根据相似相溶可知,S2、S4、S8均难溶于水,易溶于CS2,C正确;
D.H2S2与H2O2为等电子体,分子构型相似,所以H2S2分子的构型为:,D错误;
故选C。
6.(2024·江苏南京·模拟预测)由金属钛、铝形成的Tebbe试剂常用作有机反应的烯化试剂,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.Al3+与Cl-具有相同的电子层结构
B.该结构中不存在配位键
C.Tebbe试剂中的Al原子轨道杂化类型为sp3
D.该结构中Al的化合价为+4
【答案】C
【解析】A.Al3+有2个电子层、Cl-有3个电子层,不具有相同的电子层结构,A错误;
B.Al提供空轨道,Cl提供孤电子对,形成配位键,B错误;
C.Al形成4个σ键,无孤电子对,为sp3杂化,C正确;
D.该结构中Al的化合价为+3,D错误;
故选C。
7.(2024·江苏·模拟预测)碳元素被誉为“生命的核心元素”。、和是碳元素3种常见的核素,由于碳原子通过单键、双键、三键等形式成键,形成了数目繁多的有机物。是常见的含碳化合物,近年来由于温室效应日益加剧,科学家提出了很多利用制取有机物的新手段。不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.是非极性分子,可作为制冷剂
B.的空间结构是正四面体,可用作燃料
C.具有氧化性,可制备尿素
D.由于键电子云密度比小,所以酸性更强
【答案】D
【解析】A.是非极性分子,与可作为制冷剂没有对应关系,故A不选;
B.的空间结构是正四面体,与可用作燃料没有对应关系,故B不选;
C.具有氧化性,与可制备尿素没有关系,因为CO2中C与尿素中C化合价相等,故C不选;
D.因为由于键电子云密度比小,导致中上的H更活泼,所以酸性更强,有对应关系,故D选。
答案选D。
8.(2024·江苏·模拟预测)碳元素被誉为“生命的核心元素”。、和是碳元素3种常见的核素,由于碳原子通过单键、双键、三键等形式成键,形成了数目繁多的有机物。是常见的含碳化合物,近年来由于温室效应日益加剧,科学家提出了很多利用制取有机物的新手段。不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列说法正确的是
A.、和属于同素异形体
B.分子中的化学键均为极性共价键
C.转化为有机物一定发生了还原反应
D.、、中碳原子的杂化轨道类型相同
【答案】B
【解析】A.同素异形体是指由同种元素组成的性质不同的单质,、和均为化合物,A错误;
B.分子中含、、和,均为极性键,B正确;
C.中C为+4价,有机物中C也可能为+4价,不一定发生还原反应,C错误;
D.中C原子杂化类型为sp2杂化,中C原子杂化类型为sp2杂化,中碳原子的杂化类型为sp3杂化,D错误;
答案选B。
9.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)氰基丙烯酸乙酯是一种粘合剂的主要成分,其结构式如图1所示。(过硫酸钾)是一种强氧化剂,其中的结构式如图2所示。下列说法正确的是
A.1mol氰基丙烯酸乙酯分子中含3molπ键
B.氰基丙烯酸乙酯分子中、杂化的碳原子数之比为
C.中元素的化合价为价
D.结构中“”的4个原子处于同一条直线
【答案】B
【解析】A.双键中有1个π键,三键中有2个π键,故1mol氰基丙烯酸乙酯分子中含4mol π键,A错误;
B.三键碳原子为sp杂化,双键碳原子为sp2杂化,饱和碳原子为sp3杂化,故氰基丙烯酸乙酯分子中sp3、sp2杂化的碳原子数分别为2个、3个,个数比为2:3,B正确;
C.K2S2O8中有一个过氧键,其中两个O为-1价,其余O为-2价,根据化合物元素化合价代数和为O,S为+6价,C错误;
D.结构中“S−O−O−S”的O为sp3杂化,有两对孤对电子,故4个原子不处于同一条直线,D错误;
本题选B。
10.(2024高三下·江苏南通·期中)不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列说法正确的是
A.、和属于同素异形体
B.分子中的化学键均为极性共价键
C.转化为有机物一定发生了还原反应
D.、、中碳原子的杂化轨道类型相同
【答案】B
【解析】A.同素异形体是同种元素形成的结构不同单质,而、和属于化合物,A错误;
B.分子中的C-H、C-O、H-O键均为极性共价键,B正确;
C.中碳为+4价,有机物中的碳也可以为+4价,不一定发生了还原反应,C错误;
D.中碳原子的杂化轨道类型sp2、中碳原子的杂化轨道sp2、中碳原子的杂化轨道类型sp3,D错误;
故选B。
11.(2024·江苏南通·三模)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.键能:H-F>H-Cl,HF的沸点比HCl的高
B.乙酸中使羟基的极性减小,乙酸的酸性比甲酸的弱
C.HClO具有弱酸性,可用于杀菌消毒
D.能与NaOH溶液反应,可用作净水剂
【答案】B
【解析】A.HF的沸点比HCl的高是因为HF分子间存在氢键,HCl分子间不存在氢键,与键能大小无关,故A错误;
B.乙酸中-CH3是推电子基团,推电子效应使羧基中羟基极性变小,羟酸的酸性越弱,所以乙酸的酸性比甲酸的弱,故B正确;
C.HClO具有强氧化性,能使蛋白质变性,可作杀菌消毒剂,与其具有酸性无关,故C错误;
D.溶于水时电离的Al3+水解生成吸附性强的氢氧化铝胶体,可吸附水中悬浮物形成沉淀,可作净水剂,和能与NaOH溶液反应的性质无关,故D错误;
故选B。
12.(2024·江苏南通·三模)一种杯酚的合成过程如图所示。该杯酚盛装后形成超分子。下列说法正确的是
A.该杯酚的合成过程中发生了消去反应
B.每合成1mol该杯酚,消耗4molHCHO
C.杯酚盛装形成的超分子中,存在范德华力和氢键
D.该杯酚具有“分子识别”特性,能盛装多种碳单质
【答案】C
【解析】A.酚羟基邻位的H原子被取代,为取代反应,故A错误;
B.苯环之间含8个CH2,可知每合成1mol该杯酚,消耗8molHCHO,故B错误;
C.杯酚盛装C60后形成超分子,分子之间存在范德华力,羟基之间形成氢键,故C正确;
D.该杯酚具有“分子识别”特性,空隙大小固定,只盛装C60后形成超分子,故D错误;
故选C。
13.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)下列说法中正确的是
A.非极性分子中只含有非极性键
B.可燃冰()中甲烷分子与水分子间存在氢键
C.杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
D.基态原子变为激发态原子时要释放能量
【答案】C
【解析】A.非极性分子中可能含有极性键,如二氧化碳是只含有极性键的非极性分子,故A错误;
B.碳元素的电负性小,甲烷分子和水分子间不能形成分子间氢键,故B错误;
C.杂化轨道只用于形成头碰头的σ键或用于容纳未参与成键的孤电子对,故C正确;
D.基态原子的能量低于激发态原子的能量,所以基态原子变为激发态原子时要吸收能量,故D错误;
故选C。
14.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)硫酸盐(含、)气溶胶是雾霾的成分之一。科学家发现,处于纳米液滴中的通过“水分子桥”,可以将电子快速转移给周围的气相分子,雾霾中硫酸盐生成的主要过程示意图如图所示。下列说法不正确的是
A.“水分子桥”主要靠氢键形成 B.过程①②中硫元素均被氧化
C.是生成硫酸盐的催化剂 D.该过程中存在氧氢键的断裂与生成
【答案】C
【分析】图中过程①表示SO和NO2反应生成SO和NO,过程②表示SO和NO2加入一个水分子转化为HSO和HNO2,由此分析。
【解析】A.水分子中氧原子的电负性较大,水分子之间,主要形成氢键;“水分子桥”中SO中的氧原子和水分子中的氢原子,NO2中的氧原子和水分子中的氢原子之间,主要靠氢键形成,故A不符合题意;
B.过程①表示SO转化为SO,硫元素的化合价从+4价转化为+5,过程②表示SO转化为HSO,硫元素的化合价从+5价升高到+6价,硫元素的化合价都升高,均被氧化,故B不符合题意;
C.根据图中的转化关系,NO2转化为HNO2,氮元素的化合价从+4价降低到+3价,氮元素的化合价降低,被还原,作氧化剂,故C符合题意;
D.根据图示过程,SO加入一个水分子转化为HSO的过程,有水分子中氢氧键的断裂,NO2加入一个水分子转化为HNO2的过程中有氢氧键的形成,故D不符合题意;
故答案为C。
15.(2024·江苏泰州·模拟预测)NH3可用于生产铵盐、硝酸等。液氨中和的性质类似于水中的和OH-;NH3中的一个H被-NH2取代形成N2H4,N2H4中的两个H被-CH3取代形成。下列说法正确的是
A.电负性:H<O<N B.键角:
C.存在顺反异构 D. N2H4和都可做配体
【答案】B
【解析】A.N、O为相邻的同周期元素,O在N的右边,则非金属性H<N<O,所以电负性:H<N<O,A不正确;
B.中N原子的价层电子对数都为4,都发生sp3杂化,但中N原子的最外层有2个孤电子对,而的中心N原子最外层不存在孤电子对,孤电子对与成键电子对间的排斥作用大于成键电子对与成键电子对间的排斥作用,所以键角:,B正确;
C.中所有原子间都形成共价单键,不存在顺反异构,C不正确;
D.N2H4中2个N原子的最外层都存在1个孤电子对,而的中心N原子的最外层不存在孤电子对,所以N2H4能做配体,但不能做配体,D不正确;
故选B。
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专题07 物质结构综合应用
1. (2024·江苏卷)下列有关反应描述正确的是
A. 催化氧化为,断裂键
B. 氟氯烃破坏臭氧层,氟氯烃产生的氯自由基改变分解的历程
C. 丁烷催化裂化为乙烷和乙烯,丁烷断裂键和键
D. 石墨转化为金刚石,碳原子轨道的杂化类型由转变为
2.(2023·江苏卷)下列说法正确的是
A. 、、都属于氢元素
B. 和的中心原子轨道杂化类型均为
C. 分子中的化学键均为极性共价键
D. 晶体中存在Ca与之间的强烈相互作用
3.(2022·江苏卷)下列说法正确是
A. 金刚石与石墨烯中的夹角都为
B. 、都是由极性键构成的非极性分子
C. 锗原子()基态核外电子排布式为
D. ⅣA族元素单质的晶体类型相同
1.(2024·江苏扬州·模拟预测)Cu、Ag位于元素周期表ⅠB族。Ag与空气中微量接触发生反应生成黑色。Cu可以形成、、、等化合物。有研究表明,无水为长链状结构,其片断如图。下列物质结构与性质或物质性质与用途不具有对应关系的是
A.中的O存在孤电子对,能与形成
B.中H元素呈+1价,浓具有强氧化性
C.具有杀菌能力,可用于游泳池的水处理
D.无水吸水后显现蓝色,可用于检验乙醇所含的微量水分
2.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)与可以形成和两种化合物,其中的结构如图所示。可与形成。下列说法正确的是
A.分子中原子采用杂化
B.相同条件下在中的溶解度大于在水中的溶解度
C.液态水中的作用力由强到弱的顺序是:氢键范德华力
D.的空间结构为三角锥形
3.(2024·江苏·二模)下列说法正确的是
A.该反应氧化剂:还原剂=3:4
B.Fe3+得一个电子Fe2+电子排布式由[Ar]3d5变为[Ar]3d54s1
C.CH的空间结构为平面三角形
D.1mol分子中,n(σ)∶n(π)=4:1
4.(2024高三下·江苏南通·期中)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.是非极性分子,可作为制冷剂
B.的空间结构是正四面体,可用作燃料
C.具有氧化性,可制备尿素
D.由于H—O键电子云密度比小,所以酸性更强
5.(2024·江苏宿迁·三模)硫元素约占地球总质量的1.9%,广泛分布并循环于地球内部各圈层。硫有32S、34S、33S和36S四种同位素。硫元素主要以氢化物、硫化物、含氧酸和含氧酸盐等形式存在。硫的单质有S2、S4、S8等多种分子形态;硫的氢化物(H2S、H2S2)均有弱酸性;低价硫易被氧气氧化。硫在生物圈的演化中扮演了重要角色,在细菌作用下硫元素可发生氧化或还原反应,促进了硫元素在地球各圈层中的循环。下列说法正确的是
A.32S、34S、33S、36S原子的中子数均相同
B.SO3和SO中S的杂化类型均为sp2
C.S2、S4、S8均难溶于水,易溶于CS2
D.H2S2分子的构型为直线形
6.(2024·江苏南京·模拟预测)由金属钛、铝形成的Tebbe试剂常用作有机反应的烯化试剂,其结构如图所示。下列说法正确的是
A.Al3+与Cl-具有相同的电子层结构
B.该结构中不存在配位键
C.Tebbe试剂中的Al原子轨道杂化类型为sp3
D.该结构中Al的化合价为+4
7.(2024·江苏·模拟预测)碳元素被誉为“生命的核心元素”。、和是碳元素3种常见的核素,由于碳原子通过单键、双键、三键等形式成键,形成了数目繁多的有机物。是常见的含碳化合物,近年来由于温室效应日益加剧,科学家提出了很多利用制取有机物的新手段。不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.是非极性分子,可作为制冷剂
B.的空间结构是正四面体,可用作燃料
C.具有氧化性,可制备尿素
D.由于键电子云密度比小,所以酸性更强
8.(2024·江苏·模拟预测)碳元素被誉为“生命的核心元素”。、和是碳元素3种常见的核素,由于碳原子通过单键、双键、三键等形式成键,形成了数目繁多的有机物。是常见的含碳化合物,近年来由于温室效应日益加剧,科学家提出了很多利用制取有机物的新手段。不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列说法正确的是
A.、和属于同素异形体
B.分子中的化学键均为极性共价键
C.转化为有机物一定发生了还原反应
D.、、中碳原子的杂化轨道类型相同
9.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)氰基丙烯酸乙酯是一种粘合剂的主要成分,其结构式如图1所示。(过硫酸钾)是一种强氧化剂,其中的结构式如图2所示。下列说法正确的是
A.1mol氰基丙烯酸乙酯分子中含3molπ键
B.氰基丙烯酸乙酯分子中、杂化的碳原子数之比为
C.中元素的化合价为价
D.结构中“”的4个原子处于同一条直线
10.(2024高三下·江苏南通·期中)不仅可以和反应生成,还可以在电解条件下生成、、、尿素等多种物质。下列说法正确的是
A.、和属于同素异形体
B.分子中的化学键均为极性共价键
C.转化为有机物一定发生了还原反应
D.、、中碳原子的杂化轨道类型相同
11.(2024·江苏南通·三模)下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A.键能:H-F>H-Cl,HF的沸点比HCl的高
B.乙酸中使羟基的极性减小,乙酸的酸性比甲酸的弱
C.HClO具有弱酸性,可用于杀菌消毒
D.能与NaOH溶液反应,可用作净水剂
12.(2024·江苏南通·三模)一种杯酚的合成过程如图所示。该杯酚盛装后形成超分子。下列说法正确的是
A.该杯酚的合成过程中发生了消去反应
B.每合成1mol该杯酚,消耗4molHCHO
C.杯酚盛装形成的超分子中,存在范德华力和氢键
D.该杯酚具有“分子识别”特性,能盛装多种碳单质
13.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)下列说法中正确的是
A.非极性分子中只含有非极性键
B.可燃冰()中甲烷分子与水分子间存在氢键
C.杂化轨道只用于形成键或用于容纳未参与成键的孤电子对
D.基态原子变为激发态原子时要释放能量
14.(2024高三下·江苏南通·阶段练习)硫酸盐(含、)气溶胶是雾霾的成分之一。科学家发现,处于纳米液滴中的通过“水分子桥”,可以将电子快速转移给周围的气相分子,雾霾中硫酸盐生成的主要过程示意图如图所示。下列说法不正确的是
A.“水分子桥”主要靠氢键形成 B.过程①②中硫元素均被氧化
C.是生成硫酸盐的催化剂 D.该过程中存在氧氢键的断裂与生成
15.(2024·江苏泰州·模拟预测)NH3可用于生产铵盐、硝酸等。液氨中和的性质类似于水中的和OH-;NH3中的一个H被-NH2取代形成N2H4,N2H4中的两个H被-CH3取代形成。下列说法正确的是
A.电负性:H<O<N B.键角:
C.存在顺反异构 D. N2H4和都可做配体
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