内容正文:
2024年春高二年第二次化学检测
学校:_______姓名:_______班级:_______考号:_______
相对分子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Al27
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共16小题,共48分。
1. 能层包含的能级数和最多能容纳的电子数分别为
A. 2 2 B. 2 8 C. 3 8 D. 3 18
2. 氮化硼是一种新合成的结构材料,它是超硬、耐磨,耐高温的物质,下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用相同的是
A. C60和金刚石 B. 晶体硅和水晶 C. 冰和干冰 D. 碘和金刚砂
3. 下列表示化学用语或模型正确的是
A. 8个中子的碳原子的核素符号:12C
B. H2O的电子式:
C. Cl-离子的结构示意图:
D. CH4分子的比例模型:
4. 某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是( )
A. 该元素原子中共有25个电子
B. 该元素原子核外有4个能层
C. 该元素原子最外层共有2个电子
D. 该元素原子M电子层共有8个电子
5. 下列有关共价键的键参数的说法不正确的是
A. 、、分子中的键角依次增大
B. HF、、分子中的键长依次增长
C. 、、分子中的键能依次减小
D. 分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
6. 下列原子的价电子排布图正确的是( )
A. N
B. O
C. C
D. F
7. 下列关于丙烯()分子的说法中,错误的是
A. 有8个σ键,1个π键 B. 有2个碳原子是杂化
C. 3个碳原子在同一平面上 D. 所有原子都在同一平面上
8. 我国科学家用如图所示大阴离子的盐作水系锌离子电池的电解质溶液,显示了优良的循环性能。X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大,其中X、Y、Z位于同一周期,Y、W核外最外层电子数相等。下列叙述正确的是
A. 电负性由大到小的顺序是Z>Y>W B. Y和Z不能形成二元化合物
C. 简单氢化物的稳定性:Y>Z>W D. 简单离子半径大小顺序为W>Z>Y
9. X、Y、Z、W、R属于周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满,Z是元素周期表中电负性最大的元素,Z和W同主族,R的最外层只有1个电子。下列说法正确的是
A. X的简单氢化物分子间能形成氢键 B. 简单离子半径:
C. 简单气态氢化物的热稳定性:W>Z D. 第一电离能:
10. 下列分子或离子中键角由大到小排列顺序是
①BF3②NH3③H2O ④⑤BeCl2
A. ⑤④①②③ B. ⑤①④②③
C. ④①②⑤③ D. ③②④①⑤
11. 下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A. C-H键的键长与Si-H键的键长
B. 邻羟基苯甲醛()和对羟基苯甲醛()的沸点
C. 石墨的熔点和金刚石的熔点
D. 面心立方堆积的空间利用率和六方最密堆积的空间利用率
12. 已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。0.01mol 配合物TiCl3·6H2O溶于水配成待测水溶液,在水溶液中加入过量硝酸银溶液,充分反应后,产生沉淀。此配合物最有可能是
A. B.
C. D.
13. 下列化合物中含有手性碳原子的是
A. B.
C. D.
14. 二茂铁是一种含铁的有机配位化合物,黄色针状晶体,熔点173℃(在100℃时开始升华),沸点249℃,可看作是Fe2+与两个正五边形的环戊二烯负离子( C5H5- )形成的夹心型分子(如图所示)。下列关于二茂铁晶体的说法正确的是
A. C5H 中一定含π键
B. 在二茂铁结构中,C5H与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
C. 二茂铁属于离子晶体
D. Fe2+的外围电子排布式为3d5
15. 已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O ΔH,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释错误的是
A. 由实验①可推知ΔH>0,实验②平衡逆向移动
B. 等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为9:2
C. 由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
D. 以上离子涉及的元素的电负性顺序为 Zn<Co<H<Cl<O
16. 分析下列物质,对H核磁共振谱信号种数的判断正确的是
A. 4种 B. 2种
C. 2种 D. 4种
第Ⅱ卷(非选择题)
二、简答题:本大题共5小题,共52分。
17. 现有六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素基态原子p轨道有两个未成对电子
D原子的第一至第四电离能分别是:;;;
E原子核外所有p轨道全满或半满
F在周期表的第6纵列
(1)某同学根据上述信息,推断A基态原子的核外电子排布图为,该同学所画的电子排布图违背了_______。
(2)化合物AC和B的单质熔沸点较高的是_______(填化学式)。
(3)E原子中电子占据的最高能层符号是_______,该能层具有的原子轨道数为_______。
(4)题中F元素位于元素周期表中的位置为第四周期第_______族;位于_______区(填s、p、d、f或ds)。
18. 下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O→4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH
(1)Cr3+基态核外电子排布式为_________;配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是________(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为______________;1molCH3COOH分子中含有σ键的数目为 ______。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式);H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为___________。
19. 借助李比希法和现代科学仪器可以确定分子结构。某化学实验小组利用如图所示的装置测定某有机化合物X的组成及结构,取6.72gX与足量氧气充分燃烧,实验结束后,高氯酸镁的质量增加8.64g,碱石棉的质量增加21.12g。
(1)根据实验数据,可确定X分子中_______(填“含”或“不含”)氧元素,X的实验式为_______。
(2)X的质谱图如图所示,则X的相对分子质量为v,分子式为_______。
(3)通过核磁共振氢谱仪测得X的核磁共振氢谱图中只有1组峰,则X可能的结构简式为_______。
20. 金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。是锰的一种简单羰基配位化合物,其结构示意图如图。回答问题:
(1)基态锰原子的价层电子排布式为_______。
(2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。中锰原子的配位数为_______。
(3)第一电离能的大小:C_______O(填“大于”或“小于”)。
(4)中碳原子的杂化轨道类型是_______。
(5)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,如图所示。前者的熔点明显高于后者,其主要原因是_______。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。在MnS晶胞坐标系中,a点硫原子坐标为,b点锰原子坐标为,则c点锰原子坐标为_______。
21. 是有机合成的常用还原剂,其晶胞结构如图所示。是阿伏加德罗常数的值。
(1)的空间构型是_______,铝原子的杂化类型是_______。
(2)晶体密度为_______(用含a和的代数式表示)。
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2024年春高二年第二次化学检测
学校:_______姓名:_______班级:_______考号:_______
相对分子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 Al27
第Ⅰ卷(选择题)
一、单选题:本大题共16小题,共48分。
1. 能层包含的能级数和最多能容纳的电子数分别为
A. 2 2 B. 2 8 C. 3 8 D. 3 18
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】M能层有s、p、d三个能级,s能容纳2个电子,p能容纳6个电子,d能容纳10个电子。所以最多能容纳的电子数为18个。
故选D。
2. 氮化硼是一种新合成的结构材料,它是超硬、耐磨,耐高温的物质,下列各组物质熔化时所克服的粒子间的作用与氮化硼熔化时所克服的粒子间作用相同的是
A. C60和金刚石 B. 晶体硅和水晶 C. 冰和干冰 D. 碘和金刚砂
【答案】B
【解析】
【分析】氮化硼是超硬、耐磨,耐高温的物质,是由非金属元素形成的化合物,微粒间的作用力为共价键,属于共价晶体,熔化时所克服的粒子间作用为共价键,据此分析判断。
【详解】A.C60为分子晶体,微粒间的作用力为范德华力,熔化时克服的是分子间作用力,金刚石为共价晶体,微粒间的作用力为共价键,熔化时克服共价键,故A不选;
B.晶体硅和水晶(SiO2)均为共价晶体,微粒间的作用力为共价键,熔化时都克服共价键,故B选;
C.冰和干冰均为分子晶体,微粒间的作用力为范德华力,熔化时克服的都是分子间作用力,故C不选;
D.I2为分子晶体,微粒间的作用力为范德华力,熔化时克服的是分子间作用力,金刚砂为共价晶体,微粒间的作用力为共价键,熔化时克服共价键,故D不选;
故选B。
3. 下列表示化学用语或模型正确的是
A. 8个中子的碳原子的核素符号:12C
B. H2O的电子式:
C. Cl-离子的结构示意图:
D. CH4分子的比例模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.8个中子的碳原子的核素符号:14C,A错误;
B.H2O是共价化合物,其电子式是:,B错误;
C.Cl-离子是原子获得一个电子形成的,原子核没有发生变化,所以其结构示意图:;C错误;
D.CH4是正四面体结构的分子,分子的比例模型:,D正确。
故选D。
4. 某原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,下列说法中不正确的是( )
A. 该元素原子中共有25个电子
B. 该元素原子核外有4个能层
C. 该元素原子最外层共有2个电子
D. 该元素原子M电子层共有8个电子
【答案】D
【解析】
【详解】根据1s22s22p63s23p63d54s2,该原子有4个能层,共有25个电子,最外层有2个电子,第三层(M层)有13个电子,综上所述,答案选D。
5. 下列有关共价键的键参数的说法不正确的是
A. 、、分子中的键角依次增大
B. HF、、分子中的键长依次增长
C. 、、分子中的键能依次减小
D. 分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
【答案】D
【解析】
【详解】A.三者的键角分别为、、,依次增大,A正确;
B.因为F、Cl、Br的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,B正确;
C.O、S、Se的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,键能依次减小,C正确;
D.分子的熔、沸点与分子间作用力有关,与共价键的键能无关,D错误;
故选D。
6. 下列原子的价电子排布图正确的是( )
A. N
B. O
C. C
D. F
【答案】D
【解析】
【详解】A.N原子的最外层5个电子,为2s22p3,根据洪特规则可知,2p轨道中3个电子要分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,A错误;
B.O原子最外层6个电子,为2s22p4,根据洪特规则可知,2p轨道中4个电子要尽量分占不同的原子轨道,其中单独占有原子轨道的电子的自旋状态相同,B错误;
C.C原子的最外层4个电子,为2s22p2,根据洪特规则可知,2p轨道中应为2个电子要分占不同的原子轨道,且自旋状态相同,C错误;
D.F原子最外层7个电子,为2s22p5,2p轨道中5个电子,且有1个未成对电子,排布正确,D正确;
故选D。
7. 下列关于丙烯()分子的说法中,错误的是
A. 有8个σ键,1个π键 B. 有2个碳原子是杂化
C. 3个碳原子在同一平面上 D. 所有原子都在同一平面上
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知单键均为σ键,双键为1个σ键和1个π键,三键为1个σ键和2个π键,故丙烯()有8个σ键,1个π键,A正确;
B.分子中甲基上的C原子周围有4个σ键,为sp3杂化,双键所在的两个C原子为sp2杂化,故有2个碳原子是杂化,B正确;
C.双键所在的平面上有6个原子共平面,故分子中3个碳原子在同一平面上,C正确;
D.由于分子中存在甲基,故不可能所有原子都在同一平面上,D错误;
故答案为:D。
8. 我国科学家用如图所示大阴离子的盐作水系锌离子电池的电解质溶液,显示了优良的循环性能。X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大,其中X、Y、Z位于同一周期,Y、W核外最外层电子数相等。下列叙述正确的是
A. 电负性由大到小的顺序是Z>Y>W B. Y和Z不能形成二元化合物
C. 简单氢化物的稳定性:Y>Z>W D. 简单离子半径大小顺序为W>Z>Y
【答案】A
【解析】
【分析】从阴离子的结构分析,W形成六个共价键,为硫元素,X形成四个共价键,一般为碳元素,Y形成2个共价键,一般认为是氧元素,Z形成一个共价键,是氟元素。据此解答
【详解】A.在同一周期中,从左到右,元素的电负性依次增大,在同一主族中,从上到下,元素的电负性依次减小,电负性由大到小的顺序是Z>Y>W,A正确;
B.O和F能形成二元化合物,如OF2,B错误;
C.非金属性越强,其简单氢化物越稳定,简单氢化物的稳定性:Z > Y >W,C错误;
D.简单离子中,硫离子半径大,氧离子和氟离子电子层结构相同,根据核电荷数越大,半径越小分析,半径关系为W>Y> Z,D错误;
故选A。
9. X、Y、Z、W、R属于周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满,Z是元素周期表中电负性最大的元素,Z和W同主族,R的最外层只有1个电子。下列说法正确的是
A. X的简单氢化物分子间能形成氢键 B. 简单离子半径:
C. 简单气态氢化物的热稳定性:W>Z D. 第一电离能:
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R属于周期表中前20号主族元素,且原子序数依次增大。基态X原子2p轨道半充满,则X为N;Z是元素周期表中电负性最大的元素,则Z为F;故Y为O;Z和W同主族,则W为Cl;R的最外层只有1个电子,则R为K。
【详解】A.X为N,简单氢化物为NH3,分子间能形成氢键,A正确;
B.R为K,W为Cl,具有相同电子层的阳离子半径小于阴离子半径,则简单离子半径:,B错误;
C.W为Cl、Z为F,F的非金属性大于Cl,简单气态氢化物的热稳定性:W<Z,C错误;
D.N原子最外层为半充满结构,第一电离能大于相邻元素,同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,则N、O、F的第一电离能由大到小的顺序为F>N>O,D错误;
故选A。
10. 下列分子或离子中键角由大到小排列顺序是
①BF3②NH3③H2O ④⑤BeCl2
A. ⑤④①②③ B. ⑤①④②③
C. ④①②⑤③ D. ③②④①⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①BF3为平面三角形,键角是120°,②NH3是三角锥形,键角是107°,③H2O是V型,键角是105°④是正四面体形,键角是109°28′,⑤BeCl2是直线型,键角是180°,
所以答案选B。
11. 下列各项比较中前者高于(或大于或强于)后者的是
A. C-H键的键长与Si-H键的键长
B. 邻羟基苯甲醛()和对羟基苯甲醛()的沸点
C. 石墨的熔点和金刚石的熔点
D. 面心立方堆积的空间利用率和六方最密堆积的空间利用率
【答案】C
【解析】
【详解】A.C-H键的键长与Si-H键的键长短,A错误;
B.对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,沸点偏高,邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,沸点偏低,故邻羟基苯甲醛沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,B错误;
C.石墨中碳原子均为sp2杂化,未参与杂化的p轨道形成π键,使石墨中碳碳共价键比金刚石中碳碳共价键键长更短、键能更大,石墨的熔点高于金刚石的熔点,C正确;
D.六方最密堆积的空间利用率等于面心立方最密堆积的空间利用率,空间利用率都为74%,D错误;
故选C。
12. 已知Ti3+可形成配位数为6的配合物。0.01mol 配合物TiCl3·6H2O溶于水配成待测水溶液,在水溶液中加入过量硝酸银溶液,充分反应后,产生沉淀。此配合物最有可能是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】由含0.01mol配合物的水溶液能与过量硝酸银溶液反应生成0.02mol氯化银沉淀可知,配合物中1个氯离子为配体,2个氯离子为外界,由钛离子形成配位数为6的配合物可知,配合物中还有5个水分子为配体,则配合物的化学式为[Ti(H2O)5Cl]Cl2·H2O,故选B。
13. 下列化合物中含有手性碳原子的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】手性碳原子是指连接4个不同的原子或原子团的碳原子。
【详解】A.中中心C原子连接两个Cl原子和两个F原子,不符合手性碳原子的定义,A不符合题意;
B.中碳原子有三根键连接的原子团相同,B不符合题意;
C.两个C原子连接的都有相同的氢原子,均不属于手性碳原子,C不符合题意;
D.中与羟基相连的C原子连接四种不同的基团,属于手性碳原子,D符合题意;
故选D。
14. 二茂铁是一种含铁的有机配位化合物,黄色针状晶体,熔点173℃(在100℃时开始升华),沸点249℃,可看作是Fe2+与两个正五边形的环戊二烯负离子( C5H5- )形成的夹心型分子(如图所示)。下列关于二茂铁晶体的说法正确的是
A. C5H 中一定含π键
B. 在二茂铁结构中,C5H与Fe2+之间形成的化学键类型是离子键
C. 二茂铁属于离子晶体
D. Fe2+的外围电子排布式为3d5
【答案】A
【解析】
【详解】A.中含有碳碳双键,碳碳双键中含有π键,A正确;
B.与Fe2+之间形成化学键时,亚铁离子提供空轨道,C提供孤电子对,两者形成配位键,B错误;
C.由题干可知,二茂铁熔沸点较低,属于分子晶体,C错误;
D.基态Fe2+外围电子排布式为3d6,D错误;
故答案选A。
15. 已知[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2-呈蓝色,[ZnCl4]2-为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O ΔH,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释错误的是
A. 由实验①可推知ΔH>0,实验②平衡逆向移动
B. 等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比为9:2
C. 由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-
D. 以上离子涉及的元素的电负性顺序为 Zn<Co<H<Cl<O
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中存在[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O,放入冰水浴中,溶液显粉红色,说明平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,正反应方向为吸热反应,即推出ΔH>0;加水稀释,离子浓度降低,根据勒夏特列原理,平衡影响逆反应方向移动,故A说法正确;
B.1mol[Co(H2O)6]2+中σ键物质的量为(6+6×2)mol=18mol,1mol[CoCl4]2-中σ键物质的量为4mol,因此[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2-中σ键数之比18∶4=9∶2,故B说法正确;
C.溶液中存在[Co(H2O)6]2++4Cl-[CoCl4]2-+6H2O,加入少量氯化锌,溶液显粉红色,说明Zn2+结合Cl-,结合成更稳定的ZnCl,则说明稳定性ZnCl>CoCl,故C说法正确;
D.H、Cl、O属于非金属性,电负性较强,非金属性:O>Cl>H,即电负性::O>Cl>H,Zn、Co为金属,电负性较弱,根据Co、Zn在周期表位置,Zn的电负性强于Co,即电负性大小顺序是O>Cl>H>Zn>Co,故D说法错误;
答案为D。
16. 分析下列物质,对H核磁共振谱信号种数的判断正确的是
A. 4种 B. 2种
C. 2种 D. 4种
【答案】B
【解析】
【分析】H核磁共振谱信号种数与化合物中H元素所处化学环境种数有关。
【详解】A.一共有5种不同化学环境的H元素,故A错误;
B.结构对称,四个甲基上的H所处化学环境一致,共有种不同化学环境的H元素,故B正确;
C.一共有3种不同化学环境的H元素,故C错误;
D.结构对称,共有2种不同化学环境的H元素,故D错误;
故答案选B。
第Ⅱ卷(非选择题)
二、简答题:本大题共5小题,共52分。
17. 现有六种元素,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素基态原子p轨道有两个未成对电子
D原子的第一至第四电离能分别是:;;;
E原子核外所有p轨道全满或半满
F在周期表的第6纵列
(1)某同学根据上述信息,推断A基态原子的核外电子排布图为,该同学所画的电子排布图违背了_______。
(2)化合物AC和B的单质熔沸点较高的是_______(填化学式)。
(3)E原子中电子占据的最高能层符号是_______,该能层具有的原子轨道数为_______。
(4)题中F元素位于元素周期表中的位置为第四周期第_______族;位于_______区(填s、p、d、f或ds)。
【答案】(1)洪特规则
(2)CO (3) ①. M ②. 9
(4) ①. ⅥB ②. d
【解析】
【分析】A、B、C、D、E六种元素的原子序数依次增大,其中A、B、C、D、E为短周期主族元素,F为第四周期元素,A元素形成的物质种类繁多,其形成的一种固体单质工业上常用作切割工具,则A为C元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,则B为N元素;C元素基态原子p轨道有两个未成对电子,则C为O元素;D元素的第二电离能与第三电离能差异很大,则D为Mg元素;E原子核外所有p轨道全满或半满,则E为P元素;F在周期表的第6纵列,则F为Cr元素。
【小问1详解】
碳元素的原子序数为6,基态原子的电子排布式为1s22s22p4,电子排布图我为,该同学所画的电子排布图违背了洪特规则;
【小问2详解】
CO和N2的相对分子质量相同,但由于CO是极性分子,其分子间的相互作用力较大,因此CO的熔沸点比N2略高;
【小问3详解】
P元素的原子序数为13,电子排布式,1s22s22p63s22p3,电子占据的最高能层符号是M,该能层具有的原子轨道数为9;
【小问4详解】
Cr元素的原子序数为24,位于元素周期表中的位置为第四周期第ⅥB族;位于d 区;
18. 下列反应曾用于检测司机是否酒后驾驶:2Cr2O72-+3CH3CH2OH+16H++13H2O→4[Cr(H2O)6]3++3CH3COOH
(1)Cr3+基态核外电子排布式为_________;配合物[Cr(H2O)6]3+中,与Cr3+形成配位键的原子是________(填元素符号)。
(2)CH3COOH中C原子轨道杂化类型为______________;1molCH3COOH分子中含有σ键的数目为 ______。
(3)与H2O互为等电子体的一种阳离子为________(填化学式);H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为___________。
【答案】 ①. 1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3 ②. O ③. sp3、sp2 ④. 7mol或7NA ⑤. H2F+ ⑥. H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键
【解析】
【详解】(1)Cr属于第四周期ⅥB族,Cr原子核外有24个电子,基态Cr原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1或[Ar] 3d54s1,Cr3+基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d3或[Ar]3d3;Cr3+提供空轨道,另一方提供孤电子对,只有氧元素有孤电子对,与Cr3+形成配位键的原子是O;
(2)甲基中碳原子有4个σ键,无孤电子对,价层电子对数为4,则杂化类型是sp3,羧基中碳有3个σ键,无孤电子对,价层电子对数3,则杂化类型是sp2;CH3COOH中含3个C—H键、1个C—C键、1个C—O键、1个O—H键和1个C=O键,单键全为σ键,双键中含1个σ键和1个π键,则1molCH3COOH中含有σ键的数目为7mol或7NA;
(3)等电子体:原子总数相等,价电子总数相等,故与H2O互为等电子体的一种阳离子是H2F+;H2O与CH3CH3OH可以任意比例互溶,除因为它们都是极性分子外,还因为H2O与CH3CH2OH之间可以形成氢键。
19. 借助李比希法和现代科学仪器可以确定分子结构。某化学实验小组利用如图所示的装置测定某有机化合物X的组成及结构,取6.72gX与足量氧气充分燃烧,实验结束后,高氯酸镁的质量增加8.64g,碱石棉的质量增加21.12g。
(1)根据实验数据,可确定X分子中_______(填“含”或“不含”)氧元素,X的实验式为_______。
(2)X的质谱图如图所示,则X的相对分子质量为v,分子式为_______。
(3)通过核磁共振氢谱仪测得X的核磁共振氢谱图中只有1组峰,则X可能的结构简式为_______。
【答案】(1) ①. 不含 ②. CH2
(2)C6H12 (3)或
【解析】
【分析】根据题干信息可知,m(H2O)=8.64g,n(H2O)=,m(CO2)= 21.12g,n(CO2)=,m(H)+m(C)=0.48mol×2×1g/mol+0.48mol×12g/mol=6.72g。
【小问1详解】
根据上述分析可知,m(H)+m(C)=6.72g,所以X分子中不含氧元素;X分子中C、H原子个数比为0.48:0.48×2=1:2,所以其实验式为CH2;
【小问2详解】
质谱图中质荷比最大数值即为相对分子质量,由质谱图可知有机物X的相对分子质量为84,X的实验式为CH2,结合相对分质量可知,X的分子式为C6H12;
【小问3详解】
通过核磁共振氢谱仪测得X的核磁共振氢谱图中只有1组峰,说明X分子中只有一种化学环境的H,且其不饱和度为1,则X可能的结构简式为或;
20. 金属羰基配位化合物在催化反应中有着重要应用。是锰的一种简单羰基配位化合物,其结构示意图如图。回答问题:
(1)基态锰原子的价层电子排布式为_______。
(2)配位化合物中的中心原子配位数是指和中心原子直接成键的原子的数目。中锰原子的配位数为_______。
(3)第一电离能的大小:C_______O(填“大于”或“小于”)。
(4)中碳原子的杂化轨道类型是_______。
(5)MnS晶胞与NaCl晶胞属于同种类型,如图所示。前者的熔点明显高于后者,其主要原因是_______。
以晶胞参数为单位长度建立坐标系,可以表示晶胞中各原子的位置,称为原子坐标。在MnS晶胞坐标系中,a点硫原子坐标为,b点锰原子坐标为,则c点锰原子坐标为_______。
【答案】(1)3d54s2
(2)6 (3)小于
(4)sp2 (5) ①. MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多,离子键强度更大 ②.
【解析】
【小问1详解】
锰元素的原子序数为25,基态锰原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s2,则价层电子排布式为3d54s2;
【小问2详解】
由结构示意图可知,HMn(CO)5中锰原子与5个碳原子、1个氢原子形成6个配位键,配位数为6;
【小问3详解】
同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,则碳元素的第一电离能小于氧元素;
【小问4详解】
中碳原子的价层电子对数=,所以碳原子杂化轨道类型为sp2;
【小问5详解】
离子晶体熔沸点高低不仅与晶体结构有关,也与离子带电荷数有关,硫化锰晶体中每个离子都带2个单位(正或负)电荷,而氯化钠晶体中,每个离子只带1个单位电荷,MnS中阴阳离子所带电荷数比NaCl的多,,离子键强度更大,所以硫化锰晶体中的离子键明显强于氯化钠,熔点明显高于氯化钠;由晶胞结构可知,晶胞中位于面心的a点硫原子坐标为,位于棱上b点锰原子坐标为,则晶胞的边长为1,位于棱上c点锰原子坐标为;
21. 是有机合成的常用还原剂,其晶胞结构如图所示。是阿伏加德罗常数的值。
(1)的空间构型是_______,铝原子的杂化类型是_______。
(2)晶体密度为_______(用含a和的代数式表示)。
【答案】(1) ①. 正四面体 ②. sp3
(2)
【解析】
【小问1详解】
因为铝原子周围有4个σ键,没有孤电子对,所以铝原子的价层电子对数是4,铝原子的杂化类型是sp3杂化,的空间构型是正四面体;
【小问2详解】
的摩尔质量为54 g·mol1,1个晶胞中有6个白球在面心,4个白球在棱上,则一共有个白球,则1个晶胞中含有4个NaAlH4。晶体密度为
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