专题4 分子空间结构与物质性质 单元检测 2023-2024学年高二下学期化学苏教版(2019)选择性必修2
2024-09-20
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内容正文:
专题4《分子空间结构与物质性质》单元检测
一、单选题
1.为乙二胺四乙酸,易与金属离子形成配合物。为与形成。下列叙述正确的是
A.b含有分子内氢键 B.b中的配位数为
C.a和b中的原子均为 杂化 D.b含有共价键、离子键和配位键
2.甲醛是家庭装修常见的污染物。一种催化氧化甲醛的反应:HCHO+O2H2O+CO2.下列有关叙述正确的是
A.HCHO分子中σ键和π键的数目之比为2:1
B.HCHO分子中存在分子间氢键
C.H2O是由极性键构成的非极性分子
D.CO2中碳原子的杂化方式为sp
3.某油脂厂废弃的油脂加氢镍催化剂主要含金属、、及其氧化物,还有少量其他不溶性物质。采用图中甲工艺流程回收其中的镍制备硫酸镍晶体。下列说法错误的是
甲 乙
A.“碱浸”中,溶液可以除去油脂和溶解催化剂中混有的铝及氧化铝
B.“滤液②”的主要金属离子为、、
C.结构如图乙,与、与之间的作用力相同
D.将分离出硫酸镍晶体后的母液收集、循环使用,其主要意义是提高镍的回收率
4.如图为元素周期表短周期的一部分,下列有关、、、四种元素的叙述中不正确的是
A.、两元素形成的化合物都为共价化合物
B.的电子式为
C.、形成的化合物中键与键的数目比为4:3
D.的结构式为
5.在水中的反应为:。下列说法正确的是
A.分了中各原子最外层均达到8电子稳定结构
B.分子空间构型为平面三角形
C.上述反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2
D.反应中收集到7.84L气体,共转移电子0.8mol
6.螺环[4.5]-1,6-癸二烯和氢气充分反应生成螺环[4.5]癸烷,下列说法正确的是
+2H2
已知:碳原子上连着4个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳原子。
A.甲和苯乙烯互为同系物
B.一个甲分子含有一个手性碳原子
C.1mol乙完全燃烧最多消耗O2 12.5mol
D.乙的一氯代物共有6种
7.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2和H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列说法错误的是
A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率的原因是降低了反应的活化能
B.HCHO在反应过程中,有C—H键的断裂和C=O键形成
C.根据图示信息,CO2分子中的氧原子全部来自O2
D.HCHO和CO2均只含有极性共价键
8.由于核外有空的d轨道,可与一些配体形成配位数为6的配离子。某同学将淡紫色的晶体溶于水后再依次加KSCN和NaF,发现溶液出现下列变化:
已知:为浅紫色,为红色,为无色。
下列说法错误的是
A.晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色,是因为水解生成所致
B.与形成配位键时,S原子提供孤电子对
C.溶液Ⅱ加NaF后溶液由红色变为无色,说明与配位键强度不及与配位键强度
D.焰色试验中可用无锈铁丝替代铂丝,说明铁灼烧时无焰色且不会产生发射光谱
9.现有X、Y、Z、R四种短周期元素,原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,Y的价层电子中未成对电子有3个,Z的最外层电子数为其内层电子数的3倍,R与Z同族。下列叙述正确的是
A.X和Y形成分子的空间结构呈直线形
B.X和Z形成共价化合物都具有强氧化性
C.Y与Z形成的酸根离子空间结构为V形
D.R与Z形成的酸根离子中的R采取杂化
10.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,由这4种元素组成的常见物质转化关系如图所示(反应条件略去),已知m是单质,Q是由三种元素组成的盐。下列推断不正确的是
A.b、c、e、f都是极性分子 B.元素电负性:
C.Q可能为酸式盐 D.a不能使品红溶液褪色
11.吗替麦考酚酯(Mycophenolate Mofetil)主要用于预防同种肾移植病人的排斥反应及治疗难治性排斥反应,其结构简式如下图所示。下列说法正确的是
A.分子式为
B.可以发生取代反应、加聚反应、显色反应
C.与足量的发生加成反应,所得产物中有9个手性碳原子
D.1mol吗替麦考酚酯最多消耗1mol碳酸氢钠
12.我国科学家在烷烃的羰基化方面进行了相关的研究,如乙烷在氯化1-戊基吡啶()与无水AlCl3等组成的超强酸性室温离子液体中与Co的直接羰基化反应,产物为丙酮(CH3COCH3)。下列说法正确的是
A.丙酮中σ键与π键个数之比为8:1
B.氯化1-戊基吡啶与丙酮的晶体类型相同
C.氯化1-戊基吡啶中的碳原子与丙酮中的碳原子的杂化方式相同
D.吡啶()与苯都是非极性分子
13.被誉为“生命的奇效元素”硒()与氧同主族,与钙同周期。下列说法正确的是
A.的原子序数是34
B.键角为
C.与都含共价键
D.的稳定性大于的
14.某离子液体中的阳离子EMIM结构如图所示。离子液体是低温或室温熔融盐,下列有关离子液体或EMIM+说法错误的是
A.EMIM+与Cl-形成的离子液体可导电
B.EMIM+中存在大π键
C.离子液体中存在阴、阳离子间的静电作用,由于阴阳离子大小差异较大,因此强度不大
D.EMIM+中存在5种不同环境的氢原子
15.配合物在许多方面有着广泛的应用.下列叙述不正确的是
、
A.以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素能催化光合作用
B.Fe2+的卟啉配合物是输送O2的血红素
C.[Ag(NH3)2]+是化学镀银的有效成分
D.向溶液中逐滴加入氨水,可除去硝酸银溶液中的Cu2+
二、填空题
16.分子的极性对物质性质的影响
(1)分子的极性对物质的 、 、 等物理性质有显著的影响。一般情况下,极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点 。
(2)相似相溶规则:
一般情况下,由极性分子构成的物质易溶于 溶剂,如NH3易溶于水;由非极性分子构成的物质易溶于 溶剂,如I2易溶于CCl4。
17.回答下列问题:
(1)Cu2O与稀硫酸反应生成Cu和CuSO4.铜的晶胞结构如图所示。
①基态硫原子的价层电子排布式为 ,SO的中心原子的杂化方式为 。
②铜晶胞在x轴方向的投影图是 (填标号)。
A. B. C. D.
③假设铜晶胞参数为anm,铜晶体的密度为bg•cm-3,则铜的相对原子质量为 (设NA为阿伏加德罗常数的值,用含a、b、NA的代数式表示)。
(2)ZnS是一种半导体材料,其晶胞结构如图所示。
①锌元素在元素周期表中的位置为 。
②已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),B点的原子坐标参数为(1,1,1),则C点的原子坐标参数为 。
(3)多聚磷酸由磷酸加热脱水缩合而成。链状多聚磷酸是多个磷酸通过脱水后共有部分氧原子连接起来的,多聚磷酸根离子的部分结构投影图如图所示(由于P、O原子的半径大小不同,投影图中P与O之间存在部分或全部遮掩关系),则其化学式为 。
18.有机酸的酸性
羧酸
pKa
丙酸(C2H5COOH)
4.88
乙酸(CH3COOH)
4.76
甲酸(HCOOH)
3.75
氯乙酸(CH2ClCOOH)
2.86
二氯乙酸(CHCl2COOH)
1.29
三氯乙酸(CCl3COOH)
0.65
三氟乙酸(CF3COOH)
0.23
(1)为什么甲酸、乙酸、丙酸的酸性逐渐减弱?
(2)CF3COOH的酸性大于CCl3COOH,解释原因。
(3)试分析羧酸的酸性与分子的组成和结构的关系。
19.某杂志报道了一种用磁场远程开启化学反应的方法,一种含铁化合物纳米粒子在其中发挥了重要作用。
(1)基态C原子的价层电子轨道表达式为 ;其核外电子占据的最高能级的电子云轮廓图形为 。
(2)写出与NO互为等电子体的一种分子和一种离子: 。
(3)[Fe(CN)6]4-与硝酸反应的离子方程式为:[Fe(CN)6]4-+4H++NO=CO2↑+[Fe(CN)5(NO)]2-(红色)+NH。
①红色离子中所含非金属元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
②CN-与亚铁离子之间的作用力为 ;NO、NH中氮原子的杂化方式分别为 、 ,键角∠ONO (填“>”或“<”)∠HNH。
20.氮及其化合物在工、农业生产中用途广泛。
(1)报道,美国科学家卡尔•克里斯特于1998年11月合成了一种名为“N5”的物质,由于其具有极强的爆炸性,又称为“盐粒炸弹”。迄今为止,人们对它的结构尚不清楚,只知道“N5”实际上是带正电荷的分子碎片,其结构是对称的,5个N排成V形。如果5个N结合后都达到8电子结构,且含有2个N≡N键。则“N5”分子碎片所带电荷是 。
(2)①分子中的大π键可用符号Π表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为Π),已知N为平面结构且含有大π键,则N中的大π键应表示为 。
②图中虚线代表氢键,其表示式为(NH)N﹣H•••Cl、 、 。
(3)还原沉淀法:使用Na2SO3将Cr(VI)还原为Cr3+,再将Cr3+转化为沉淀除去。
①酸性条件下Cr(VI)具有很强的氧化能力,将还原为Cr3+的离子方程式为 。
②其他条件相同,用Na2SO3处理不同初始pH的含Cr(VI)废水相同时间,当pH<2时,Cr(VI)的去除率随pH降低而降低的原因是 。
(4)微生物法:
①用硫酸盐还原菌(SRB)处理含Cr(VI)废水时,Cr(VI)去除率随温度的变化如图1所示。55℃时,Cr(VI)的去除率很低的原因是 。
②水体中,Fe合金在SRB存在条件下腐蚀的机理如图2所示。Fe腐蚀后生成FeS的过程可描述为:Fe失去电子转化为Fe2+, 。
21.氧是地壳中含量最多的元素。
(1)氧元素基态原子核外未成对电子数为 个。
(2)H2O分子内的O—H键、分子间的范德华力和氢键从强到弱依次为 。的沸点比高,原因是 。
(3)H+可与H2O形成H3O+,H3O+中O原子采用 杂化。H3O+中H—O—H键角比H2O中H—O—H键角大,原因为 。
22.(1)C2H4的电子式为 ;
(2)写出苯与浓硝酸、浓硫酸混合物在60℃时反应的化学方程式 ;
(3)有机物乙醇和乙酸都可以和水互溶的原因是: ;
(4)已知苯酚()具有弱酸性,其Ka=1.1×10-10;水杨酸第一级电离形成的离子能形成分子内氢键。据此判断相同温度下电离平衡常数Ka2(水杨酸) (填“大于”“等于”或“小于”)Ka(苯酚)
23.易混易错题组:按题目要求填写下列空白。
(1) 用价层电子对互斥模型预测下列微粒的立体结构,并指出后两种物质中中心原子的杂化方式。
H2Se CF4 SO2 、 SO42- 、
(学法题)简述价层电子对互斥模型与分子的立体结构之间的关系
(2)写出下列物质的系统命名:
①(CH3)3COH ②CH3CHClCOOH
③ ④
(3)下列原子核外电子排布中,违背“泡利不相容原理”的是 ;违背“洪特规则”的是 ;违背“洪特 规则特例”的是 。违背“能量最低原理”的是 ;(填编号)
①6 C轨道表示为
②7N轨道表示为:
③29 Cu电子排布式为:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2
④20 Ca电子排布式为:1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 2
⑤O:
(学法题)在解答此题时必须明确概念,简述泡利原理,洪特规则的概念:
(4)按要求书写化学方程式
①CH3CH(OH)CH3的催化氧化:
② 和氢氧化钠溶液反应
③过量乙酸与甘油的酯化反应
24.砷(As)在地壳中含量不大,但砷的化合物却是丰富多彩。
(1)基态砷原子的电子排布式为 ;砷与溴的第一电离能较大的是 。
(2)AsH3是无色稍有大蒜味气体。AsH3的沸点高于PH3,其主要原因是 。
(3)Na3AsO4可作杀虫剂。AsO的空间构型为 ,与其互为等电子体的一种分子为 。
(4)某砷的氧化物俗称“砒霜”,其分子结构如图所示。该化合物的分子式为 ,As原子采取 杂化。
(5)GaAs等是人工合成的新型半导体材料,其晶体结构与金刚石相似。GaAs晶体中,每个As与 个Ga相连,As与Ga之间存在的化学键有 (填字母)。
A.离子键 B.氢键 C.配位键 D.金属键 E.极性键
25.杂化轨道类型及其空间结构
(1)sp3杂化轨道
sp3杂化轨道是由 个ns轨道和 个np轨道杂化形成的。sp3杂化轨道间的夹角是 ,立体构型为 形。其杂化过程如下图所示:
(2)sp2杂化轨道
sp2杂化轨道是由 个ns轨道和 个np轨道杂化而成的。sp2杂化轨道间的夹角是 ,呈 ,其杂化过程如下图所示:
(3)sp杂化轨道
sp杂化轨道是由 个ns轨道和 个np轨道杂化而成的,sp杂化轨道间的夹角是 ,呈 形,其杂化过程如下图所示:
试卷第1页,共3页
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参考答案:
1.C
【详解】A.b中N原子、O原子均未与H形成氢键,b中没有分子内氢键,A错误;
B.b为配离子,钙离子与N、O原子之间形成配位键,b中Ca2+的配位数为6,B错误;
C.a中N原子形成3条共价键,同时存在一对孤电子对,为sp3杂化,b中N原子形成4条键,为sp3杂化,C正确;
D.b中含有共价键、配位键,但是没有离子键,D错误;
故答案选C。
2.D
【详解】A.甲醛分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则分子中σ键和π键的数目之比为3:1,故A错误;
B.甲醛分子不能形成分子间氢键,故B错误;
C.水分子是由极性键构成的极性分子,故C错误;
D.二氧化碳分子中碳原子的价层电子对数为2、孤对电子对数为0,则碳原子的杂化方式为sp杂化,故D正确;
故选D。
3.C
【详解】A.因为废镍催化剂表面沾有油脂,所以“碱浸”的目的是除去油脂,同时还可以溶解催化剂中混有的铝及氧化铝杂质,A正确;
B.滤饼①中含Ni、Fe及其氧化物,还有少量不溶性物质,加稀硫酸酸浸,产生的滤液中的金属离子有、、,B正确;
C.中O有孤电子对,有空轨道,二者可以形成配位键,中有电负性较大的O元素,可以与中H元素形成氢键,C错误;
D.分离出硫酸镍晶体后的母液中仍有,采用循环使用的意义是提高镍的回收率,D正确;
答案选C。
4.C
【解析】由短周期元素的位置可知,为碳元素,为氮元素,为氧元素,为硫元素.
【详解】A.碳与氧形成、,均为共价化合物,A正确;
B.由分析可知为,与同主族,与的结构相似,电子式为,B正确;
C.由分析可知为,分子中有2个键和1个键,所以键与键的数目比为3:4,C错误;
D.由分析可知为,原子最外层有5个电子,中原子之间形成3个共用电子对,达到8电子稳定结构,其结构式为,D正确;
故选C。
5.C
【详解】A.为0族元素,其原子最外层电子数为8,则形成后Xe最外层电子数不为8,故A错误;
B.分子中心Xe原子的价电子对数为4,有一对孤对电子,因此其分子构型为三角锥形,故B错误;
C.由反应可知6mol反应时,其中2mol化合价升高转化成,作还原剂,4mol化合价降低转化成Xe单质,作氧化剂;同时12mol水参与反应,6mol化合价升高作还原剂,因此氧化剂的物质的量为4mol,还原剂的物质的量8mol,氧化剂与还原剂的物质的量之比为1:2,故C正确;
D.气体未指明标准状况下,无法根据体积确定其物质的量,故D错误;
故选:C;
6.B
【详解】A.甲中不含有苯环,则和苯乙烯的结构不相似,不是同系物,故A错误;
B.手性碳原子连接的四个原子或原子团不相同,则甲分子中两环共用的那个碳原子是手性碳原子,故B正确;
C.乙的分子式为C10H18,则1mol乙完全燃烧生成二氧化碳和水,最多消耗O2 14.5mol,故C错误;
D.乙为轴对称结构,则一氯代物共有5种,故D错误。
故选B。
7.C
【详解】A.HAP能提高HCHO与O2的反应速率的原因是降低了反应的活化能,A正确;
B.由图中转化可知,HCHO中C-H键断裂,转化为C=O键,则HCHO在反应过程中,有C-H键发生断裂,B正确;
C.HCHO中含1个C=O键,反应前后原子种类和数目不变,则CO2分子中的氧原子并非全部来自O2,C错误;
D.由图知HCHO和CO2均只含有极性共价键,D正确;
故选C。
8.D
【详解】A.根据为浅紫色,将晶体溶于水后溶液不是浅紫色而是黄色,是因为水解生成红褐色与紫色共同作用所致,故A正确;
B.S的半径大于N,中S、N都含有孤电子对,S的半径大于N,所以与形成配位键时,S原子提供孤电子对,故B正确;
C.溶液Ⅱ加NaF后溶液由红色变为无色,变为,与配位键强度不及与配位键强度,故C正确;
D.铁灼烧时产生发射光谱无特殊焰色,所以焰色试验中可用无锈铁丝替代铂丝,故D错误;
选D。
9.D
【分析】X、Y、Z、R四种短周期元素,原子序数依次增大。X的核外电子总数与其周期数相同,X是H元素;Z的最外层电子数为其内层电子数的3倍,Z是O元素;Y的价层电子中未成对电子有3个,Y是N元素;R与Z同族,R是S元素。
【详解】A. H和N形成NH3分子的空间结构呈三角锥形,故A错误;
B. H2O不具有强氧化性,故B错误;
C. 中N原子价电子对数为3,无孤电子对,空间结构平面三角形,故C错误;
D. 中S原子价电子对数为4,S采取杂化,故D正确;
选D。
10.A
【分析】X、Y、Z、W是原子序数依次增大的4种短周期元素,Q是由三种元素组成的盐,Q能与强酸、强碱都能反应,产物氧化最终生成强酸,则Q可能是(NH4)2S或NH4HS,m是O2。a是H2S、b是SO2、c是SO3、n是H2O、g是H2SO4;d是NH3、e是NO、f是NO2、h是HNO3。则X是H元素、Y是N元素、Z是O元素、W是S元素。
【详解】A.b是SO2、c是SO3、e是NO、f是NO2,其中SO2、NO、NO2均是极性分子,但SO3是非极性分子,A错误;
B.根据分析,X是H元素、Y是N元素、Z是O元素、W是S元素,则元素电负性:Z>Y>W>X,B正确;
C.Q可能是(NH4)2S或NH4HS,故可能为酸式盐,C正确;
D.a是H2S,不能使品红溶液褪色,D正确;
故选A 。
11.B
【详解】A.根据图示可知该有机物的分子式为:C23H31NO7,A错误;
B.吗替麦考酚酯中有酯基可以发生取代反应,有碳碳双键可以发生加聚反应,有酚羟基可以发生显色反应,B正确;
C.酯基不加成,吗替麦考酚酯与足量的发生加成反应得到产物中有7个手性碳原子,如图所示,,C错误;
D.吗替麦考酚酯没有羧基的官能团,吗替麦考酚酯不能与碳酸氢钠反应,D错误;
故本题选B。
12.C
【详解】A.共价单键都是σ键,共价双键中一个σ键、一个π键,则根据丙酮结构简式可知该物质分子中含有9个σ键和1个π键,因此该物质分子中含有的σ键与π键个数之比为9:1,A错误;
B.氯化1-戊基吡啶是离子化合物,在固态时属于离子晶体;丙酮是由分子构成的物质,在固态时属于分子晶体,因此二者的晶体类型不相同,B错误;
C.在氯化1-戊基吡啶中侧链中含有的饱和C原子采用sp3杂化,含有的六元环上不饱和C原子采用sp2杂化;在丙酮分子中,2个甲基上饱和C原子采用sp3杂化,羰基C原子采用sp2杂化,因此两种物质中碳原子的杂化方式相同,C正确;
D.吡啶分子中正负电荷重心不重合,因此吡啶分子属于极性分子;苯分子中正负电荷重心重合,故苯分子属于非极性分子,D错误;
故合理选项是C。
13.A
【解析】硒元素与氧元素同主族,与钙元素同周期,则硒在元素周期表中位于第四周期第VIA族,利用元素的性质变化规律来解答。
【详解】A.元素与氧元素同主族,与钙元素同周期,则的原子序数为8+8+18=34,故A正确;
B.分子中心原子Se原子价层电子对数=2+=4,采用SP3杂化,有两对孤电子对,分子构型为V形,键角小于180°,故B错误;
C.为共价化合物,含有共价键,为离子化合物,只含离子键,故C错误;
D.同主族元素从上到下,元素的非金属性逐渐减小,对应氢化物的稳定性逐渐减弱,非金属性:Se<S,氢化物的稳定性:<,故D错误;
答案选A。
14.D
【详解】A.离子液体为离子化合物,具有可以自由移动的阳离子和阴离子,可以导电,A正确;
B.EMIM+中环状结构为,每个N原子形成3根键,则还有2个p电子用来形成Π键,形成双键的碳原子,每一个还可以提供1个电子形成Π键,而带正电的碳原子不能提供电子形成π键,则最终在环上形成一个五中心六电子大π键,具有芳香性,B正确;
C.阳离子和阴离子之间存在静电作用,离子液体的阴阳离子大小相差较大,它们不能很好的紧密结合在一起,离子键强度较弱,C正确;
D.由阳离子EMIM+的结构可知,其中不存在对称结构,故每个碳上的氢原子都是不同化学环境的氢原子,共6种,D错误;
故选D。
15.D
【详解】A.以Mg2+为中心的大环配合物叶绿素中,N元素最外层有5个电子通过3个共用电子对就可以形成 8 电子稳定结构。所以镁与4个氮形成共价键的氮原子中,有2条是配位键,氮原子提供电子,镁提供空轨道,叶绿素能催化光合作用,故A正确;
B.血红蛋白中血红素的化学式为(C34H32O4N4Fe),N原子为sp2杂化提供孤对电子,Fe2+离子提供空轨道,形成配位键,如图,Fe2+的卟啉配合物是输送O2的血红素,故B正确;
C.含醛基的物质能被弱氧化剂银氨试剂氧化,在工业上,制镜和热水瓶胆镀银,常用含有醛基的葡萄糖与[Ag(NH3)2]+作用生成银,所以[Ag(NH3)2]+是化学镀银的有效成分,故C正确;
D.氨水和硫酸铜反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,当氨水过量时,氨水和氢氧化铜反应生成可溶性的铜氨络合物,离子方程式为:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2、Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-,往AgNO3溶液中逐滴加入氨水,银离子和氨水反应生成白色的氢氧化银沉淀和铵根离子,离子反应方程式为:Ag++NH3•H2O═AgOH↓+;继续滴入氨水白色沉淀溶解,氢氧化银和氨水反应生成银氨溶液和水,离子反应方程式为:AgOH+2NH3•H2O═[Ag(NH3)2]++OH-+2H2O,所以向溶液中逐滴加入氨水,无法除去硝酸银溶液中的Cu2+,故D错误;
故选D。
16.(1) 熔点 沸点 溶解性 高
(2) 极性 非极性
【详解】(1)分子的极性对物质的熔点、沸点、溶解性等物理性质有显著的影响。一般情况下,极性分子的熔、沸点比非极性分子的熔、沸点高,故答案为:熔点;沸点;溶解性;高;
(2)相似相溶规律即一般情况下,由极性分子构成的物质易溶于极性溶剂,如NH3易溶于水;由非极性分子构成的物质易溶于非极性溶剂,如I2易溶于CCl4,故答案为:极性;非极性。
17.(1) 3s23p4 sp3 A
(2) 第四周期第ⅡB族 (、、)
(3)
【详解】(1)①基态S原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4,故其价层电子排布式为3s23p4,的中心原子S原子的价层电子对数为,为sp3杂化。
②铜晶胞顶点在x轴方向的投影为正方形,部分面心在x轴方向的投影为正方形的边长的中点,部分面心在x轴方向的投影为正方形的中心点,故图示为A;
③假设铜晶胞参数为anm,铜晶体的密度为bg•cm-3,根据“均摊法”,晶胞中含个Cu,设铜的相对原子质量为M,则晶体密度为,;
(2)①锌为30元素,在元素周期表中的位置为第四周期第ⅡB族。
②已知A点的原子坐标参数为(0,0,0),B点的原子坐标参数为(1,1,1),则C点x、y、z轴的投影分别为、、,故的原子坐标参数为(、、);
(3)由图可知,根据“均摊法”,在一个重复的三角形单元中含个Cu,1个P,故其化学式为。
18.(1)烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的烃基的极性越小,羧酸的酸性越弱。所以,甲酸的酸性大于乙酸的,乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长,酸性的差异越来越小
(2)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的,这是由于氟的电负性大于氯的电负性,F-C的极性大于C-C的极性,使F3C-的极性大于Cl3C-的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子。同理,三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的,二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的
(3)与羧酸(-COOH)相连的C-X(X为卤素原子)的极性越大,羧酸的酸性越大;C-X的数量越多,羧酸的酸性越大,如酸性:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH;CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH。烃基越长,羧酸的酸性越小,如酸性:C2H5COOH<CH3COOH<HCOOH
【详解】(1)烃基是推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中的烃基的极性越小,羧酸的酸性越弱。所以,甲酸的酸性大于乙酸的,乙酸的酸性大于丙酸的……随着烃基加长,酸性的差异越来越小;
(2)三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的,这是由于氟的电负性大于氯的电负性,F-C的极性大于C-C的极性,使F3C-的极性大于Cl3C-的极性,导致三氟乙酸的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出氢离子。同理,三氯乙酸的酸性大于二氯乙酸的,二氯乙酸的酸性大于氯乙酸的;
(3)与羧酸(-COOH)相连的C-X(X为卤素原子)的极性越大,羧酸的酸性越大;C-X的数量越多,羧酸的酸性越大,如酸性:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH;CCl3COOH>CHCl2COOH>CH2ClCOOH。烃基越长,羧酸的酸性越小,如酸性:C2H5COOH<CH3COOH<HCOOH。
19.(1) 哑铃形
(2)SO3、CO
(3) N>O>C 配位键 sp2 sp3 >
【详解】(1)基态C原子的电子排布式为1s22s22p2,则其价层电子的轨道表达式为 ,基态C原子核外电子占据最高能级为2p能级,电子云轮廓图为哑铃形;
(2)原子个数和价电子数均相等的微粒是等电子体,与硝酸根离子互为等电子体的有:SO3、;
(3)①红色配离子中含有的非金属元素有C、N、O,同一周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族第一电离能大于同周期相邻元素,这三种元素位于同一周期,且C、N、O分别位于第IVA族、第VA族、第VIA族,所以第一电离能大小顺序为N>O>C;
②中心离子是亚铁、配体是CN-,与亚铁离子之间的作用力为配位键;的价层电子对数为3+=3,无孤对电子,N原子为sp2杂化,中N原子价层电子对个数=4+=4,N原子为sp3杂化;的空间构型为平面三角形,∠ONO 为120°,的空间构型是正四面体,∠HNH为109°28′,则键角∠ONO>∠HNH。
20.(1)+1
(2) (H3O+)O﹣H•••N (NH)N﹣H•••N
(3) 8H++3+=2Cr3++3+4H2O 部分与H+结合转化为SO2逸出,使得与Cr(VI)反应的的物质的量浓度减小,反应速率减慢
(4) 温度过高,硫酸盐还原菌发生变性,失去活性 在SRB细胞膜的作用下被H原子还原生成S2﹣,生成的S2﹣与Fe2+反应生成FeS
【详解】(1)由5个N结合,都达到8电子结构,且含有两个N≡N三键,故N≡N只能在链端,其结构为 ,两个N-N为配位键,电子对由靠近三键的N提供,故中间的N原子需失去一个电子达到稳定结构,所以N5分子碎片所带电荷是+1,故答案为:+1;
(2)①N中键总数为5个,有6个电子可以形成大π键,可用符号,故答案为:;
②O和N非金属性都很强,都可以与H形成氢键,可以表示为:(H3O+)O﹣H•••N和(NH)N﹣H•••N,故答案为:(H3O+)O﹣H•••N;(NH)N﹣H•••N;
(3)①酸性条件下将还原为Cr3+,被氧化为,离子方程式为8H++3+=2Cr3++3+4H2O,故答案为:8H++3+=2Cr3++3+4H2O;
②酸性条件下Cr(VI)对Na2SO3具有很强的氧化能力,pH<2时,Cr(VI)的去除率随pH降低而降低,是由于当溶液酸性较强时,部分与H+结合产生的H2SO3转化为SO2气体逸出,使得与Cr(VI)反应的的物质的量浓度减小,从而导致化学反应速率减慢,故答案为:部分与H+结合转化为SO2逸出,使得与Cr(VI)反应的的物质的量浓度减小,反应速率减慢;
(4)①硫酸盐还原菌中含有具有生物活性的蛋白质,其催化活性具有一定的温度范围,若温度过高,硫酸盐还原菌的蛋白质发生变性,导致失去活性,因而Cr(VI)的去除率降低,故答案为:温度过高,硫酸盐还原菌发生变性,失去活性;
②在SRB细胞膜的作用下被H原子还原生成S2﹣,生成的S2﹣与Fe失去电子生成的Fe2+反应生成FeS,故答案为:在SRB细胞膜的作用下被H原子还原生成S2﹣,生成的S2﹣与Fe2+反应生成FeS。
21. 2 O—H 氢键 分子间作用力 存在分子间氢键,而存在分子内氢键,分子间氢键主要影响物质的熔沸点(升高) sp3 H2O中氧原子上有2对孤电子对,H3O+中氧原子上只有1对孤电子对,排斥力较小
【详解】(1)氧元素基态原子的核外电子轨道表示式为:故未成对电子数为2个;(2)水分子内的O—H键为化学键,氢键为分子间作用力;存在分子间氢键,而存在分子内氢键,而分子间氢键主要影响物质的熔沸点(升高);(3)H2O、H3O+中的O原子均采取sp3杂化,孤电子对对成键电子对具有排斥作用,而孤电子对数多的H2O中排斥力大,键角小。
22. 乙醇和乙酸可以和水形成氢键 小于
【详解】(1)C2H4分子内存在一个碳碳双键,故电子式为:,故答案为:;
(2)苯与浓硝酸、浓硫酸混合物在60℃时发生苯环上的氢原子被硝基取代的反应,反应方程式为:,故答案为:;
(3)乙醇、乙酸中都含有电负性较强的O原子,能形成氢键,为极性分子;水中也含有氢键,也为极性分子,乙醇、乙酸都能与水形成氢键,所以根据相似相溶原理可得乙醇和乙酸都可以和水互溶,故答案为:乙醇和乙酸可以和水形成氢键;
(4)因为存在分子内氢键,减弱了氢离子的电离,故电离平衡常数减小,故答案为:小于。
23. V形 正四体形 V形 sp2 正四面体 sp3 VSEPR模型可用来预测分子的立体构型,注意实际空间构型要去掉孤电子对 2-甲基-2-丙醇 2-氯丙酸 3-乙基戊烷 2-硝基甲苯 ⑤ ② ③ ④ 泡利原理为每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;洪特规则为洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同; 2 CH3CH(OH)CH3+O22 CH3COCH3+ 2H2O
【详解】(1) H2Se中心原子Se原子成2个σ键、含有2对孤对电子,故杂化轨道数为4,采取sp3杂化,预测其空间结构为四面体,但实际结构为V形;CF4中心原子C原子形成4个σ键、不含孤对电子,故杂化轨道数为4,采取sp3杂化,故空间结构为正四体形;SO2中心原子上的孤对电子数为=1,价层电子对个数为2,杂化轨道数为3,故采取sp2杂化,预测其空间结构为平面三角形,实际为V形;SO42-中含孤电子对为=0,价层电子对个数都是4,故采取sp3杂化,所以空间构型都是正四面体结构;根据价层电子对互斥模型用来预测分子的立体构型,注意实际空间构型要去掉孤电子对;
(2)①根据系统命名法,有机物(CH3)3COH的名称为2-甲基-2-丙醇;②CH3CHClCOOH 的名称为2-氯丙酸;③ 的名称为3-乙基戊烷;④ 的名称为2-硝基甲苯;
(3)①洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,则6 C轨道表达式为 ;②洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同,则7N轨道表示为 时违背洪特规则;③当电子排布为全充满、半充满或全空时相对稳定,则29 Cu电子排布式为1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 9 4s 2时违背了洪特规则特例;④能量最低原理是原子核外电子先占有能量低的轨道,然后依次进入能量高的轨道,则20 Ca电子排布式为:1s22s 22p63s23p 63d2违背了能量最低原理,其正确的电子排布式为1s22s 22p63s23p 64s2;⑤泡利不相容原理是指每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子,则O: 违背泡利不相容原理;
故违背“泡利不相容原理”的是⑤;违背“洪特规则”的是②;违背“洪特规则特例”的是③;违背“能量最低原理”的是④;
在解答此题时必须明确概念,其中泡利原理为每个原子轨道上最多只能容纳2个自旋状态相反的电子;洪特规则为洪特规则是在等价轨道(相同电子层、电子亚层上的各个轨道)上排布的电子将尽可能分占不同的轨道,且自旋方向相同;
(4)①CH3CH(OH)CH3在Cu作催化剂的条件下加热催化氧化生成丙酮,发生反应的化学方程式为2 CH3CH(OH)CH3+O22 CH3COCH3+ 2H2O;
② 和氢氧化钠溶液反应时发生反应的化学方程式为 ;
③过量乙酸与甘油的酯化反应的化学方程式为。
24. [Ar]3d104s24p3 Br(或溴) AsH3的相对分子质量大于PH3的相对分子质量,故AsH3分子间作用力大于PH3分子间作用力 正四面体形 CCl4 As4O6 sp3 4 C E
【详解】(1)根据构造原理可写出砷的电子排布。溴的非金属性比砷的强,所以第一电离
能较大。
(2)AsH3和PH3形成的晶体均是分子晶体,其沸点受分子间作用力大小的影响。对于组成和结构相似的物质分子间作用力和其相对原子质量成正比。
(3)AsO中含有的孤电子对数是0,中心原子有4个共价键,所以其构型是正四面体形。原子总数相同。价电子总数相同的分子称为等电子体。AsO43-中含有5个原子,32个价电子,所以与其互为等电子体的一种分子为四氯化碳。
(4)根据分子结构可知,分子内含有6个氧原子,4个砷原子,化学式为As4O6.每个As原子形成3个共价键,又因为中心原子还有1对孤对电子,所以采用的是sp3杂化。
(5)金刚石形成的晶体属于原子晶体,碳原子可以形成4个碳碳单键,所以每个As应与4个Ga相连,金刚石中含有的化学键是共价键,所以该物质中含有的化学是极性键。又因为砷原子还有1对孤对电子,而镓原子有容纳孤对电子的空轨道,所以还可以构成配位键。
25.(1) 1 3 109°28′ 正四面体
(2) 1 2 120° 平面三角形
(3) 1 1 180° 直线形
【详解】(1)杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化形成的;杂化轨道间的夹角是109°28′,立体构型为正四面体形;
(2)杂化轨道是由1个ns轨道和2个np轨道杂化而成的;杂化轨道间的夹角是120°,呈平面三角形;
(3)sp杂化轨道是由1个ns轨道和1个np轨道杂化而成的,sp杂化轨道间的夹角是180°,呈直线形。
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