精品解析:北京市北师大附属实验中学顺义学校2023-2024学年高二下学期3月月考化学试题
2024-08-06
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内容正文:
2023~2024学年度第二学期阶段练习
高二化学
2024.03
第一部分 选择题(共42分)
本部分每小题只有一个选项符合题意,每小题3分
1. 下列分子中,既含有σ键,又含有π键的是( )
A. CH4 B. HCl C. CH2=CH2 D. F2
2. 下列描述正确的是
A. 沸点:乙醛>乙醇>丙烷 B. 键角:NH3>H2O
C. CS2为V形的极性分子 D. NO与SO的中心原子均为sp3杂化
3. 下列说法正确的是
A. CH4分子的球棍模型为
B. 铍原子最外层的电子云图为
C. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为
D. ,该轨道表示式违背了泡利不相容原理
4. 下列说法正确的是
A. p能级能量一定比s能级的能量高
B. 3d、4d能级容纳的电子数依次增多
C. 2p和3p轨道的形状均为哑铃形
D. 简并轨道的电子先单独分占,且自旋相反
5. 关于、、三种物质的说法中正确的是
A. 在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B. 和均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C. 和的分子结构相似,均为非极性分子
D. 在水中溶解度很大只是由于分子有极性
6. ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA 四个主族元素的氢化物的沸点变化趋势如下图所示,分析图中的递变规律,下列结论中正确的是
A. CH4 分子间的氢键较弱,故其沸点较低
B. 图中的横坐标的数值表示的是中心原子的主族序数
C. ⅣA 族元素氢化物的稳定性随相对分子质量的递增逐渐增强
D. H2O、HF、NH3 三种物质的沸点比同主族的其他氢化物都高,是因为组成这三种物质的分子间均可形成氢键
7. 根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的空间结构的相关描述不正确的是
选项
分子或离子
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模型
分子或离子的空间结构
A
sp
直线形
直线形
B
平面三角形
V形
C
CO2
直线形
直线形
D
SO3
四面体形
正四面体形
A. A B. B C. C D. D
8. 下列说法中正确的是
①原子中处于第3能层的电子跃迁到第2能层时需要放出能量;
②M能层可以有s、p、d、f能级;
③表示有3个轨道;
④在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子;
⑤2s电子云有两个空间取向。
A. ①②③ B. ①④ C. ②⑤ D. ③④⑤
9. 下列对分子的性质的解释中,不正确的是( )
A. 、与分子中均含有键,且键为轴对称
B. 碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
C. 酸性:,因为中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数
D. 水分子中化学键的极性的向量和等于零
10. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,其中只有一种是金属元素,X、W同主族且能形成一种离子化合物WX;Y的气态氢化物、最高价氧化物的水化物可反应生成一种盐;Z原子的最外层电子数与其电子总数之比为3∶4。下列说法中正确的是
A. 原子半径:W>Z>Y>X B. 氢化物稳定性:Y>Z
C. WY3中只有离子键没有共价键 D. X与Z可形成10电子和18电子分子
11. 下列说法正确的是
A. 相同条件下,酸性:
B. 有机物W( )中含有1个手性碳原子
C. 依据“相似相溶”规律可知,在中比在水中溶解度大
D. 由于和的相对分子质量相等,所以两者的沸点相同
12. 短周期元素X、Y、Z、W、E原子核外电子数依次增多。X的原子半径是短周期元素中最小的;Y、Z、W位于同一周期,Z元素基态原子中p轨道所含电子数与s轨道相等;E与W同主族。它们组成的某种分子的结构式如图所示,下列说法正确的是
A. 简单阴离子半径:
B. 同主族元素中E的最高价氧化物对应水化物的酸性最强
C. 电负性:
D. 离子的中心原子的杂化方式是杂化
13. 硫的化合物很多,如、、、、三聚的等,三聚的的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 分子中含有键 B. 、中S原子都是杂化
C. 、分子的VSEPR模型不一样 D. 为正四面体结构
14. 第一电离能(I1)是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。如图是部分元素的第一电离能随原子序数变化的曲线(其中12~17号元素的有关数据缺失)。下列说法中不正确的是
A. 分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,可推断在Na~Ar元素中,Al的第一电离能的最小范围为:Na<Al<Mg
B. 从上图分析可知,同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是:随核电荷数增加第一电离能逐渐减小
C. 图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第六周期,IA族
D. 根据周期表对角线规则,BeCl2溶液和MgCl2溶液可用NaOH溶液加以鉴别
第二部分非选择题(共58分)
15. 硫是一种重要的非金属元素,硫及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(1)按照原子的核外电子排布可把元素周期表划分成5个区,硫元素位于_____区。
(2)分子的空间结构为_____形。
(3)中S原子的杂化类型是_____杂化。由于孤电子对之间有较大斥力,因此中的键角()_____(填“>”或“<”)中的键角()。
16. 下图是分子的空间结构示意图。
(1)分子的电子式为_____。
(2)下列关于的说法中正确的是_____(填序号)。
①分子中有极性键 ②分子中有非极性键
③氧原子的轨道发生了杂化 ④分子是非极性分子
(3)的分子之间易形成氢键,该氢键表示式是_____。
(4)难溶于,主要原因是_____;易溶于水,主要原因是_____。
17. 甲醛是重要的化工原料,合理利用甲醛对工业生产和人们的生活有重要意义。已知甲烷分子的结构简式为HCHO,对甲醛的认识可以按照以下顺序:
Ⅰ.从空间结构认识甲醛
(1)甲醛分子的空间结构是_____,中心原子的杂化类型是_____,请用杂化轨道理论解释甲醛分子中的共价键类型_____。
Ⅱ.从分子结构认识甲醛的性质:蛋白质可以与甲醛发生反应而失活,所以37%的甲醛水溶液(福尔马林)是医学和畜牧业常用的杀菌防腐剂。
(2)请解释甲醛可溶于水的原因_____。
(3)蛋白质分子中的可以与甲醛发生加成反应,但很难与乙烯发生加成反应,说明_____在影响物质的化学性质。
Ⅲ.从甲醛性质认识甲醛的回收利用
(4)活性炭主要由碳原子构成,可以吸附一定量的甲醛,但吸附效果一般。有同学提出可以通过化学反应,在活性炭表面引入一些基团来增加吸附效果,你认为可引入的基团有_____。
a. b. c.
18. 含氮物质多种多样。回答下列问题:
(1)单质
是氮单质的常见同素异形体。科学家还预测了高压下固态氮的一种新结构,即分子,结构如下(孤对电子已标出):
①的电子式为_____。
②下列预测正确的是_____。
a.相同压强下,熔点高于
b.比更稳定
c.由于键不能旋转,中的③④⑤⑥N原子在空间上有两种排列方式
(2)氢化物
①分子的空间结构是_____,易溶于水的原因是_____。
②通过配位键与形成。配位键由提供孤电子对,提供空轨道形成,它可看作一种特殊的共价键。
下图是中的部分结构以及键角的测量值。
ⅰ.形成中的配位键时,提供同一能层的空轨道,它们的能级符号是_____。
ⅱ.配合物中,键角由单独中的107°变为109.5°的原因是_____。
(3)氧化物
熔点明显高于,是因为固态是离子化合物,存在离子键(阴、阳离子均含N且至少由3个原子构成),其中阳离子中的中心原子N的杂化轨道类型为_____杂化。
(4)含氧酸。
已知和均仅含键和键,从结构的角度解释酸性强于的原因:_____。
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2023~2024学年度第二学期阶段练习
高二化学
2024.03
第一部分 选择题(共42分)
本部分每小题只有一个选项符合题意,每小题3分
1. 下列分子中,既含有σ键,又含有π键的是( )
A. CH4 B. HCl C. CH2=CH2 D. F2
【答案】C
【解析】
【分析】共价单键之间为σ键,共价双键和三键之间既含有σ键又含有π键。
【详解】A.CH4中只存在C—H键,仅含σ键;
B.HCl中存在H—Cl键,仅含σ键;
C.CH2=CH2中含C—H键和C=C键,C—H键为σ键,C=C键中既有σ键又有π键;
D.F2中含F—F键,仅含σ键;
答案选C。
2. 下列描述正确的是
A. 沸点:乙醛>乙醇>丙烷 B. 键角:NH3>H2O
C. CS2为V形的极性分子 D. NO与SO的中心原子均为sp3杂化
【答案】B
【解析】
【详解】A.含有氢键的沸点较高,所以沸点:乙醇>乙醛>丙烷,故A错误;
B.N、O原子均采取sp3杂化,N原子有1对孤电子对,O原子有2对孤电子对,而孤电子对与孤电子对之间排斥力大于孤电子对与成键电子对之间排斥力,故键角:NH3>H2O,故B正确;
C.CS2与CO2互为等电子体,CO2为直线型分子,且为非极性分子,故CS2也为直线型、非极性分子,故C错误;
D.的中心原子N的价层电子对数==3,故N为sp2杂化,的中心原子S的价层电子对数==4,故S为sp3杂化,故D错误;
故选:B。
3. 下列说法正确的是
A. CH4分子的球棍模型为
B. 铍原子最外层的电子云图为
C. 基态Fe原子的价电子轨道表示式为
D. ,该轨道表示式违背了泡利不相容原理
【答案】C
【解析】
【详解】A.该模型为比例模型,A错误;
B.铍原子最外层为s能级,为球形,B错误;
C.铁为26号元素,基态铁原子的价电子层为3d64s2,轨道表示式为,C正确;
D.该轨道式违背了洪特规则,2p能级电子应自旋方向相同,D错误;
故选C。
4. 下列说法正确的是
A. p能级能量一定比s能级的能量高
B. 3d、4d能级容纳的电子数依次增多
C. 2p和3p轨道的形状均为哑铃形
D. 简并轨道的电子先单独分占,且自旋相反
【答案】C
【解析】
【详解】A.同一能层中,p能级能量高于s能级,A错误;
B.3d、4d能级容纳的电子数最多均为10,B错误;
C.2p和3p轨道的形状均为哑铃形,C正确;
D.简并轨道的电子先单独分占,且自旋方向相同,D错误;
故选C。
5. 关于、、三种物质的说法中正确的是
A. 在水中的溶解度很小,是由于其属于极性分子
B. 和均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子
C. 和的分子结构相似,均为非极性分子
D. 在水中溶解度很大只是由于分子有极性
【答案】B
【解析】
【详解】A.空间构型为直线型,属于非极性分子,故A错误;
B.和均易溶于水,原因之一是它们都是极性分子,故B正确;
C.空间构型为直线型,属于非极性分子;分子空间构型为V形,为极性分子,故C错误;
D.与水分子间能形成氢键,所以在水中溶解度很大,故D错误;
选B。
6. ⅣA、ⅤA、ⅥA、ⅦA 四个主族元素的氢化物的沸点变化趋势如下图所示,分析图中的递变规律,下列结论中正确的是
A. CH4 分子间的氢键较弱,故其沸点较低
B. 图中的横坐标的数值表示的是中心原子的主族序数
C. ⅣA 族元素氢化物的稳定性随相对分子质量的递增逐渐增强
D. H2O、HF、NH3 三种物质的沸点比同主族的其他氢化物都高,是因为组成这三种物质的分子间均可形成氢键
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH4 相对分子质量较小,范德华力较小,故其沸点较低,故A错误;
B.图中的横坐标的数值表示的是中心原子的周期序数,故B错误;
C.元素的非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,ⅣA 族元素氢化物的稳定性随相对分子质量的递增逐渐减弱,故C错误;
D.氢键是比范德华力强的一种分子间作用力,H2O、HF、NH3 分子间均可形成氢键,三种物质的沸点比同主族的其他氢化物都高,故D正确;
故选D。
7. 根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的空间结构的相关描述不正确的是
选项
分子或离子
中心原子杂化方式
价层电子对互斥模型
分子或离子的空间结构
A
sp
直线形
直线形
B
平面三角形
V形
C
CO2
直线形
直线形
D
SO3
四面体形
正四面体形
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.,中心C原子的孤电子对=0,价电子对数=2,为杂化,VSEPR模型为直线形,空间构型为直线形,A正确;
B.,中心S原子的孤电子对=1,价电子对数=3,为杂化,VSEPR模型为平面三角形,空间构型为V形,B正确;
D.,中心C原子的孤电子对=0,价电子对数=2,为杂化,VSEPR模型为直线形,空间构型为直线形,C正确;
D.,中心S原子的孤电子对=0,价电子对数=3,为杂化,VSEPR模型为平面三角形,空间构型为平面三角形,D错误;
故选D。
8. 下列说法中正确的是
①原子中处于第3能层的电子跃迁到第2能层时需要放出能量;
②M能层可以有s、p、d、f能级;
③表示有3个轨道;
④在一个原子中,不可能出现运动状态完全相同的两个电子;
⑤2s电子云有两个空间取向。
A. ①②③ B. ①④ C. ②⑤ D. ③④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①原子中处于第3能层的电子跃迁到第2能层时需要放出能量,故正确;
②M能层含有s、p、d三个能级,不含f能级,故错误;
③表示第三能层的轨道,故错误;
④在多电子的原子中,电子填充在不同的能层,能层又分不同的能级,同一能级又有不同的原子轨道,每个轨道中最多可以填充两个电子,自旋相反,在一个基态多电子的原子中,不可能有两个运动状态完全相同的电子,故正确;
⑤s轨道为球形对称,只有1个空间取向,故错误;
故选B。
9. 下列对分子的性质的解释中,不正确的是( )
A. 、与分子中均含有键,且键为轴对称
B. 碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水都可用“相似相溶”原理解释
C. 酸性:,因为中非羟基氧原子数大于次氯酸中非羟基氧原子数
D. 水分子中化学键的极性的向量和等于零
【答案】D
【解析】
【详解】A.供价键根据重叠方式可分为键和 键,键是轴对称, 键是镜面对称,、与分子中均只含键,是轴对称,故A正确;
B. 碘、甲烷、四氯化碳都是非极性分子,水为极性分子,所以碘易溶于四氯化碳,甲烷难溶于水,故B确;
C.H3PO4的非羟基氧原子数比HClO的多,含氧酸中非羟基氧原子数越多,酸性越强,所以磷酸的酸性强于次氯酸,故C正确;
D.水是极性分子,化学键的极性的向量和不等于零,故D错误;
答案为D。
10. X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,其中只有一种是金属元素,X、W同主族且能形成一种离子化合物WX;Y的气态氢化物、最高价氧化物的水化物可反应生成一种盐;Z原子的最外层电子数与其电子总数之比为3∶4。下列说法中正确的是
A. 原子半径:W>Z>Y>X B. 氢化物稳定性:Y>Z
C. WY3中只有离子键没有共价键 D. X与Z可形成10电子和18电子分子
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,Y的气态氢化物、最高价氧化物的水化物可反应生成一种盐,则Y为N元素;Z原子的最外层电子数与其电子总数之比为3:4,而由于最外层电子数为3时,核外电子总数为5或13,不满足比例关系,故该原子最外层电子数为6,电子总数为8,可推知Z为O元素;四种元素只有一种是金属元素,X、W同主族且能形成一种离子化合物WX,该主族含有金属与非金属元素,故为IA族,W的原子序数大于氧,可推知W为Na、X为H元素,形成的离子化合物为NaH。
【详解】A.原子半径:Na>N>O>H,即W>Y>Z>X,A说法错误;
B.氢化物稳定性:O>N,B说法错误;
C.WY3为NaN3,既含有离子键,又含有共价键,C说法错误;
D.X与Z可形成10电子的H2O,18电子分子H2O2,D说法正确;
答案为D。
11. 下列说法正确的是
A. 相同条件下,酸性:
B. 有机物W( )中含有1个手性碳原子
C. 依据“相似相溶”规律可知,在中比在水中溶解度大
D. 由于和的相对分子质量相等,所以两者的沸点相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.电负性:F>Cl,极性:CF3>CCl3,使得三氟乙酸中O-H键的极性较强,更易电离出氢离子,因此酸性:,故A错误;
B.有机物W( ),环上连甲基的两个碳原子都为手性碳原子,故B错误;
C.、都是非极性分子,依据“相似相溶”规律可知,在中比在水中溶解度大,故C正确;
D.和的相对分子质量相等,由于CO是极性分子,是非极性分子,因此CO的沸点比的沸点高,故D正确;
综上所述,答案为C。
12. 短周期元素X、Y、Z、W、E原子核外电子数依次增多。X的原子半径是短周期元素中最小的;Y、Z、W位于同一周期,Z元素基态原子中p轨道所含电子数与s轨道相等;E与W同主族。它们组成的某种分子的结构式如图所示,下列说法正确的是
A. 简单阴离子半径:
B. 同主族元素中E的最高价氧化物对应水化物的酸性最强
C. 电负性:
D. 离子的中心原子的杂化方式是杂化
【答案】B
【解析】
【分析】X的原子半径是短周期元素中最小的,则X为H元素;Z元素基态原子中p轨道所含电子数与s轨道相等,其核外电子排布式为1s22s22p4,则Z为O;由分子结构可知W共用1对共用电子对,且原子序数比O大,则W为F,E为Cl,Y、Z、W位于同一周期,则Y为C;
【详解】结合分析可知,X为H,Y为C,Z为O,W为F,E为Cl元素,
A.电子层越多离子半径越大,电子层结构相同时,核电荷数越多离子半径越大,则简单阴离子半径的大小顺序为W<Z<E,故A错误;
B.E为Cl,同主族元素从上到下非金属性减弱,而F元素无最高价氧化物对应水化物,则HClO4的酸性最强,故B正确;
C.非金属性越强其电负性越大,由非金属性:Cl<C<O,则电负性:E<Y<Z,故C错误;
D.Y为C,Z为O,离子即的中心原子的价层电子对个数=3+=3,且不含孤电子对,所以C原子采用sp2杂化,故D错误;
故选:B。
13. 硫的化合物很多,如、、、、三聚的等,三聚的的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 分子中含有键 B. 、中S原子都是杂化
C. 、分子的VSEPR模型不一样 D. 为正四面体结构
【答案】B
【解析】
【详解】A.的物质的量为,1个中含有12个键,则分子中含有键,故A错误;
B.中价层电子对数为4+=4,S原子是杂化;中价层电子对数为3+=4,S原子是杂化;故B正确;
C.中价层电子对数为2+=3,VSEPR模型为平面三角形;中价层电子对数为3+=3,VSEPR模型为平面三角形,故C错误;
D.中价层电子对数为4+=4,且没有孤电子对,但S-O和S-Cl键长度不同,不是正四面体结构,故D错误;
故选B。
14. 第一电离能(I1)是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量。如图是部分元素的第一电离能随原子序数变化的曲线(其中12~17号元素的有关数据缺失)。下列说法中不正确的是
A. 分析图中同周期元素第一电离能的变化规律,可推断在Na~Ar元素中,Al的第一电离能的最小范围为:Na<Al<Mg
B. 从上图分析可知,同一主族元素原子的第一电离能I1变化规律是:随核电荷数增加第一电离能逐渐减小
C. 图中第一电离能最小的元素在周期表中的位置是第六周期,IA族
D. 根据周期表对角线规则,BeCl2溶液和MgCl2溶液可用NaOH溶液加以鉴别
【答案】C
【解析】
【详解】A. 根据元素周期律分析,同周期元素随着金属性减弱,第一电离能逐渐增大,但Mg原子核外电子排布为3s2,为全满状态,所以第一电离能大于Al,所以Al的第一电离能的最小范围为:Na<Al<Mg,故A正确;
B. 同一主族元素原子随核电荷数增大,半径增大,失去电子能力增强,则第一电离能I1变化规律是:随核电荷数增加第一电离能逐渐减小,故B正确;
C. 金属性越强,越容易失去电子,所以第一电离能越小,图中第一电离能最小的元素是铷,在第五周期ⅠA族,故C错误;
D. 根据周期表对角线规则,氢氧化铍与氢氧化铝性质相似,能和氢氧化钠反应,而Mg(OH)2和氢氧化钠不反应,则BeCl2溶液和MgCl2溶液可用NaOH溶液加以鉴别,故D正确;
故选C。
第二部分非选择题(共58分)
15. 硫是一种重要的非金属元素,硫及其化合物在生产生活中有广泛的应用。
(1)按照原子的核外电子排布可把元素周期表划分成5个区,硫元素位于_____区。
(2)分子的空间结构为_____形。
(3)中S原子的杂化类型是_____杂化。由于孤电子对之间有较大斥力,因此中的键角()_____(填“>”或“<”)中的键角()。
【答案】(1)p (2)V
(3) ①. ②. >
【解析】
【小问1详解】
元素周期表中除ds区外,各区按构造原理最后填入电子的能级的符号命名,S的核外电子排布式为:,位于p区。
【小问2详解】
的中心原子S有2个键电子对,孤电子对数为,分子空间结构为V形。
【小问3详解】
中S原子有4个键,孤电子对数为,S原子的杂化类型是。、的中心原子均是杂化,中心原子的孤电子对数为0,中心原子的孤电子对数为2,由于孤电子对有较大斥力,使的键角小于的,则>。
16. 下图是分子的空间结构示意图。
(1)分子的电子式为_____。
(2)下列关于的说法中正确的是_____(填序号)。
①分子中有极性键 ②分子中有非极性键
③氧原子的轨道发生了杂化 ④分子是非极性分子
(3)的分子之间易形成氢键,该氢键表示式是_____。
(4)难溶于,主要原因是_____;易溶于水,主要原因是_____。
【答案】(1) (2)①②
(3)O—HO
(4) ①. H2O2是极性分子,CS2 是非极性分子,依据相似相溶的原理可知,H2O2难溶于CS2 ②. H2O2分子与H2O分子之间形成氢键,使H2O2易溶于水。
【解析】
【小问1详解】
双氧水是共价化合物,电子式如图。
【小问2详解】
结合电子式,可以看出双氧水分子中有氧氢极性共价键,氧氧非极性共价键,双氧水中氧原子采用sp3杂化,每个氧原子周围有2对孤对电子对,正负电荷中心不重合,是极性分子,故选①②。
【小问3详解】
氢键是氧原子与氢原子之间形成的,该题中氢键表示为O—HO。
【小问4详解】
H2O2是极性分子,CS2 是非极性分子,依据相似相溶的原理可知,H2O2难溶于CS2,H2O2分子与H2O分子之间形成氢键,使H2O2易溶于水。
17. 甲醛是重要的化工原料,合理利用甲醛对工业生产和人们的生活有重要意义。已知甲烷分子的结构简式为HCHO,对甲醛的认识可以按照以下顺序:
Ⅰ.从空间结构认识甲醛
(1)甲醛分子的空间结构是_____,中心原子的杂化类型是_____,请用杂化轨道理论解释甲醛分子中的共价键类型_____。
Ⅱ.从分子结构认识甲醛的性质:蛋白质可以与甲醛发生反应而失活,所以37%的甲醛水溶液(福尔马林)是医学和畜牧业常用的杀菌防腐剂。
(2)请解释甲醛可溶于水的原因_____。
(3)蛋白质分子中的可以与甲醛发生加成反应,但很难与乙烯发生加成反应,说明_____在影响物质的化学性质。
Ⅲ.从甲醛性质认识甲醛的回收利用
(4)活性炭主要由碳原子构成,可以吸附一定量的甲醛,但吸附效果一般。有同学提出可以通过化学反应,在活性炭表面引入一些基团来增加吸附效果,你认为可引入的基团有_____。
a. b. c.
【答案】(1) ①. 平面三角形 ②. sp2杂化 ③. C与H为sp2-s轨道形成的σ键,C与O之间1条p-p轨道形成的π键,1条sp2-p轨道形成的σ键
(2)甲醛与水分子间形成氢键
(3)结构 (4)bc
【解析】
【小问1详解】
g根据甲醛的结构式可知,C和O之间形成双键,C的杂化为sp2杂化,空间构型为平面三角形;由于中心原子C为sp2杂化,C与H形成的单键为sp2-s轨道形成的σ键,C和O之间为双键,1条为p-p轨道形成的π键,1条为sp2-p轨道形成的σ键。
【小问2详解】
甲醛中含有碳氧双键,羰基中的O可以与水分子的H形成氢键,从而使得甲醛在水中溶解度较大。
【小问3详解】
甲醛中含有碳氧双键,而乙烯中为碳碳双键,二者结构不同,性质不同。
【小问4详解】
甲醛碳氧双键中的O可以吸引羟基或羧基中的H,形成分子间氢键,可以增大吸附能力,故选bc。
18. 含氮物质多种多样。回答下列问题:
(1)单质
是氮单质的常见同素异形体。科学家还预测了高压下固态氮的一种新结构,即分子,结构如下(孤对电子已标出):
①的电子式为_____。
②下列预测正确的是_____。
a.相同压强下,熔点高于
b.比更稳定
c.由于键不能旋转,中的③④⑤⑥N原子在空间上有两种排列方式
(2)氢化物
①分子的空间结构是_____,易溶于水的原因是_____。
②通过配位键与形成。配位键由提供孤电子对,提供空轨道形成,它可看作一种特殊的共价键。
下图是中的部分结构以及键角的测量值。
ⅰ.形成中的配位键时,提供同一能层的空轨道,它们的能级符号是_____。
ⅱ.配合物中,键角由单独中的107°变为109.5°的原因是_____。
(3)氧化物
熔点明显高于,是因为固态是离子化合物,存在离子键(阴、阳离子均含N且至少由3个原子构成),其中阳离子中的中心原子N的杂化轨道类型为_____杂化。
(4)含氧酸。
已知和均仅含键和键,从结构的角度解释酸性强于的原因:_____。
【答案】(1) ①. ②. ac
(2) ①. 三角锥形 ②. 分子和水分子均为极性分子,相似相溶,分子与水分子间形成氢键 ③. 4s、4p、4d ④. 氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥,排斥减弱,故H-N-H键角变大
(3)sp (4)HNO3中含有非羟基氧多(HNO3中含有2个非羟基氧,HNO2中含有1个非羟基氧;非羟基氧越多中心原子的正电性越高,导致羟基氧中氧的电子向中心原子偏移,O-H极性增强,越容易电离出氢离子,故HNO3的酸性比HNO2强
【解析】
【小问1详解】
①两个氮原子间形成三个电子对,的电子式为。故答案为:;
②a.相同压强下,的相对分子质量大,熔点高于,故正确;
b.在高压下存在,比稳定性差,故错误;
c.由于键不能旋转,中的③④⑤⑥N原子在空间上有顺反两种排列方式,故正确;
故答案为:ac;
【小问2详解】
①NH3中氮原子形成3个σ键,有1对未成键的孤电子对,杂化轨道数为4,采取sp3杂化,分子空间构型是三角锥形。易溶于水的原因是分子和水分子均为极性分子,相似相溶,分子与水分子间形成氢键。故答案为:三角锥形;分子和水分子均为极性分子,相似相溶,分子与水分子间形成氢键;
②ⅰ.形成中的配位键时,3d10为全满结构,提供同一能层的6个空轨道,它们的能级符号是4s、4p、4d,分别提供1、3、2个空轨道。故答案为:4s、4p、4d;
ⅱ.配合物中,键角由单独中的107°变为109.5°的原因是氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥,排斥减弱,故H-N-H键角变大,故答案为:氨分子与Zn2+形成配合物后,孤对电子与Zn2+成键,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥,排斥减弱,故H-N-H键角变大;
【小问3详解】
熔点明显高于,是因为固态是离子化合物,存在离子键(阴、阳离子均含N且至少由3个原子构成),其中阳离子NO中的中心原子N原子价层电子对数为2+=2,中心原子为sp杂化,故答案为:sp;
【小问4详解】
HNO3中含有非羟基氧多(HNO3中含有2个非羟基氧,HNO2中含有1个非羟基氧;非羟基氧越多中心原子的正电性越高,导致羟基氧中氧的电子向中心原子偏移,O-H极性增强,越容易电离出氢离子,故HNO3的酸性比HNO2强;
故答案为:HNO3中含有非羟基氧多(HNO3中含有2个非羟基氧,HNO2中含有1个非羟基氧;非羟基氧越多中心原子的正电性越高,导致羟基氧中氧的电子向中心原子偏移,O-H极性增强,越容易电离出氢离子,故HNO3的酸性比HNO2强。
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