综合测试(四)2025-2026学年高二下学期化学人教版选择性必修二
2026-10-13
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内容正文:
综合测试四(原卷版)
姓名:___________班级:___________
一、单选题
1.下列事实和微观解释不相符的是
选项
事实
微观解释
A
键角:
中心原子的杂化方式依次为、、
B
稳定性:
的电负性小于的电负性
C
碱性:
甲基向原子供电子,增大原子上的电子云密度
D
熔点:
离子键成分百分数:
A.A B.B C.C D.D
2.我国“奋斗者”号载人潜水器的载人舱材料是由、、和等组成的合金,下列有关说法错误的是
A.基态原子核外有12种运动状态不同的电子
B.基态原子的核外电子排布式为
C.基态原子核外有11种能量不同的电子
D.基态原子和基态原子的价电子数相等
3.溴元素有多种化合价,可形成、、、、、等微粒。下列说法错误的是
A.的空间结构为V形
B.、、中Br的杂化方式相同
C.基态Br原子核外电子的空间运动状态有18种
D.键角:
4.下列有关说法正确的是
A.水解程度:
B.基态F原子核外电子的运动状态有2种
C.酸性:
D.热稳定性:HF<HI
5.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。利用超分子“杯酚”可分离和,其分离流程如下图。下列叙述正确的是
A.超分子属于化合物
B.杯酚与之间形成了氢键
C.超分子都是无限伸展的,属于高分子
D.上述分离过程体现了超分子的“分子识别”特征
6.苯并三咪唑可自组装成如图所示的超分子。
下列说法错误的是
A.苯并三咪唑分子中碳、氮原子的轨道杂化类型均为sp2
B.该超分子中所含元素的电负性:N>C>H
C.该超分子由苯并三咪唑通过配位键自组装形成
D.该超分子还能与苯并三咪唑自组装形成更大的超分子
7.含氮杂环化合物有广泛应用。下图是5种杂环化合物的结构简式,它们均具有与苯环相似的平面结构。下列说法错误的是
A.电负性顺序:O>N>C>H;第一电离能顺序为:N>O>H>C
B.当B作配体时,b号氮原子比a号氮原子更易给出电子对
C.相同条件下化合物D的碱性大于化合物E的碱性
D.B的沸点高于C是因为C不能形成氢键
8.三甲胺是重要的化工原料,其衍生的离子液体可作为铝离子电池的电解质。下列说法错误的是
A.熔点:
B.键角:
C.沸点:
D.和的中心原子均为杂化
9.铁的化合物亚铁氰化钾常用于检验三价铁离子,下列说法不正确的是
A.晶体中存在的作用力类型有离子键、极性共价键、配位键
B.中配体的配位原子是C,原因是C的电负性比N更小
C.氯气通入溶液中,可得到
D.的熔点比高
10.SiCl4的水解机理如图(“□”代表Si的3d轨道)。下列说法错误的是
A.甲和丙中的Cl-Si-Cl键角不相等
B.甲→丁过程涉及极性键的断裂和形成
C.丁分子中Si-O键是p-p轨道重叠形成σ键
D.CCl4难水解是因为碳原子价电子层无d轨道
11.水杨醛席夫碱在药物化学、催化、材料科学等领域应用广泛,其光致变色与如图所示结构互变有关。下列说法错误的是
A.稳定性: B.碱性:
C.键角: D.沸点:
12.一种具有光催化作用的配合物的结构如图所示。
已知:①配合物中c处的配体咪唑环()为平面结构;
②含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。
下列说法错误的是
A.该配合物中的中心离子的化合价为+3
B.该配合物中a处的键角小于处的键角
C.配体咪唑环形成的大键可表示为
D.1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6 mol
13.常温下,与存在多个配位平衡:常温下,向盐酸中加入足量的,体系平衡后得到含的溶液,下列说法正确的是
①
②
③
④
A.配位数越高,配离子越稳定
B.上述溶液中,
C.
D.向溶液中加入固体,一定降低
14.由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。X的最简式的摩尔质量为阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.图b不是X晶体的晶胞,图c为X晶体的晶胞
B.X晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4
C.X晶体中Hg、Ge、Sb的粒子数之比为
D.X晶体的密度为
15.Cu()与Cl()形成的一种化合物的立方晶胞如图所示,已知晶胞参数为a nm,下列说法错误的是
A.Cu的配位数为4
B.该化合物的化学式为CuCl
C.最近Cu与Cl的距离为
D.晶胞中由Cu组成的四面体空隙被Cl填充了50%
16.已知:常温下,。向KCN溶液中加入CuCN粉末,溶液中()与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
已知:①配离子中配位数越大,配离子稳定常数越大,配离子越稳定。
② ;
;
。
A.饱和CuCN溶液中
B.a点溶液中和相等
C.常温下,
D.当时,
二、非选择题
17.卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)时,与冰反应生成和。常温常压下,为无色气体,固态的晶体类型为___________,水解反应的产物为___________(填化学式)。
(2)中心原子为,中心原子为,二者均为形结构,但中存在大键。中原子的轨道杂化方式为___________;键角___________键角(填“>”“ <”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因___________。
(3)将氨通入胆矾溶液中,得到深蓝色溶液,阳离子是由氨和水分子与铜离子形成的,呈轴向狭长的八面体结构(如图1)。深蓝色溶液中不存在的作用力有___________(填字母序号)。
a.键 b.金属键 c.非极性键 d.极性键 e.配位键 f.范德华力 g.氢键
(4)乙二胺能与Mg2+离子形成稳定环状离子:,其结构如图所示。
则该环状离子中镁离子配位数为___________,配体数目是___________。
(5)一定条件下,和反应生成和化合物。已知属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数,),其中化合价为。上述反应的化学方程式为___________。
18.碳的多种同素异形体及一系列化合物广泛应用于科研、医疗、工农业生产等领域。钴单质及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)写出基态C原子核外电子排布的轨道表示式______________。
(2)以甲醇为溶剂,可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),色胺酮分子中N原子的杂化类型有______________,X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,通过______________作用力与色胺酮钴配合物相结合。
(3)某种新型储氢材料的晶胞如图,八面体中心为M金属离子,顶点均为配体;四面体中心为硼原子,顶点均为氢原子。若其摩尔质量为,则M元素为______________(填元素符号);在该化合物中,M离子的价电子排布式为______________。
(4)已知、Al、O三种元素组成的晶体结构如图所示,其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成,其中和都在小晶格内部,部分在小晶格内部,部分在小晶格顶点。
该物质的化学式为______________,的配位数为______________,两个之间最近的距离是______________pm。
19.钼是一种战略金属元素,钼的化合物在许多领域有重要应用。回答下列问题。
(1)基态Mo原子核外价电子排布为,Mo元素在周期表的位置为___________。
(2)两种钼的配合物结构如下图,Mo原子的配位数是___________,a和b中Mo的杂化方式相同,则①②处的键角大小比较①___________②(填“>”“<”或“=”)。
(3)晶体结构以六方晶系的2H型最稳定,层状晶体结构与石墨相似,每层由三层原子构成,中间的Mo原子层夹在两层S原子之间,形成了类似“三明治”的结构。
①关于该种晶体的说法正确的是___________。
A.中的中心原子价电子对数
B.为离子晶体
C.晶体中Mo原子周围与它最近且距离相等的Mo原子有3个
②能表现出半导体的性质,从结构角度分析原因___________。
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。立方晶胞结构如图所示。
氮化钼的化学式为___________,如果填入氮化钼晶体的八面体空隙,一个晶胞最多可以填入___________个。氮化钼晶胞参数为a nm,晶体的密度___________(列出计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。
20.一种制备二维金属有机框架(CB[6]@Zn-TCA-L)的过程如下。
(1)基态Zn2+的电子排布式为_________;Zn元素位于元素周期表_________区。
(2)分子中,氮原子与相连碳原子共平面。
①N原子的杂化方式为_________。
②的沸点远高于三苯胺()的主要原因为_________。
③25℃时,的,乙酸的。分析的更小的原因为_________。
(3)反应Ⅰ通过加入生成三维结构的Zn-TCA-R。
①该反应控制体系pH为7~9,原因是_________。
②与足量反应生成时,形成的配位键数目最多为_________;1个Zn-TCA-R晶胞中配体TCA3-的数目为_________。
(4)反应Ⅱ通过加入CB[6],使Zn-TCA-R转化为二维结构的CB[6]@Zn-TCA-L。
①反应过程中,微粒间作用力发生改变的有_________。(填标号)
a.配位键 b.离子键 c.范德华力 d.金属键
②利用CB[6]@Zn-TCA-L发生如下反应可实现大气固碳。
若将-Cl替换为,加成效率下降的原因可能为_________。
试卷第1页(共3页)
试卷第1页(共3页)
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综合测试四(解析版)
姓名:___________班级:___________
一、单选题
1.下列事实和微观解释不相符的是
选项
事实
微观解释
A
键角:
中心原子的杂化方式依次为、、
B
稳定性:
的电负性小于的电负性
C
碱性:
甲基向原子供电子,增大原子上的电子云密度
D
熔点:
离子键成分百分数:
A.A B.B C.C D.D
【参考答案】D
【解析】A.CO2中心C为sp杂化,键角180∘;CH2O中心C为sp2杂化,键角约120∘;CCl4中心C为sp3杂化,键角109∘28′,键角顺序符合事实,解释正确,A不符合题意;
B.N电负性小于O,对孤对电子束缚更弱,更易提供孤对电子与Cu2+形成稳定配位键,故[Cu(NH3)4]2+稳定性更强,解释正确,B不符合题意;
C.甲基是供电子基团,可增大N原子电子云密度,使CH3NH2更易结合H+,对应水合物碱性更强,解释正确,C不符合题意;
D.Li+半径小于Na+,极化能力更强,共价成分更高,离子键成分百分数,其熔点更高的本质是晶格能更大,解释错误,D符合题意;
故选D。
2.我国“奋斗者”号载人潜水器的载人舱材料是由、、和等组成的合金,下列有关说法错误的是
A.基态原子核外有12种运动状态不同的电子
B.基态原子的核外电子排布式为
C.基态原子核外有11种能量不同的电子
D.基态原子和基态原子的价电子数相等
【参考答案】A
【解析】A.基态原子核外有 22 个电子,每个电子运动状态不同,因此有 22 种运动状态不同的电子,不是 12 种,A 错误;
B. 基态 原子的核外电子排布式为 ,可简写为 , B 正确;
C.基态原子的电子排布为 ,电子占据的能级包括 1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s、4p、4d、5s、5p,共 11 种能量不同的能级,因此有 11 种能量不同的电子,C 正确;
D. 基态原子价电子排布为,价电子数为 4;基 态原子价电子排布为 ,价电子数为 4,两者相等,D 正确;
故选A。
3.溴元素有多种化合价,可形成、、、、、等微粒。下列说法错误的是
A.的空间结构为V形
B.、、中Br的杂化方式相同
C.基态Br原子核外电子的空间运动状态有18种
D.键角:
【参考答案】D
【解析】A.中心原子为O,价层电子对数为,含2对孤电子对,杂化方式为,空间结构为V形,A正确;
B.中心Br的价层电子对数为、中心Br的价层电子对数为、中心Br的价层电子对数为,杂化方式均为,杂化方式相同,B正确;
C.基态Br原子核外电子排布式为,电子的空间运动状态数等于原子轨道总数,共有18种,C正确;
D.三种离子中心Br均为杂化,孤电子对越多对成键电子对的排斥力越大,键角越小,孤电子对数目:(2对)>(1对)>(0对),故键角顺序为,D错误;
故答案为D。
4.下列有关说法正确的是
A.水解程度:
B.基态F原子核外电子的运动状态有2种
C.酸性:
D.热稳定性:HF<HI
【参考答案】A
【解析】A.中为+4价,电负性小于,正电性高于中+3价的,且有空的3d轨道更易结合水电离的,因此水解程度,A正确;
B.基态原子核外有9个电子,每个电子的运动状态都不相同,共9种运动状态,B错误;
C.的电负性强于,吸电子诱导效应更强,使中羧基的键极性更大,更易电离出,故酸性,C错误;
D.同主族从上到下键键能逐渐减小,热稳定性逐渐减弱,故热稳定性,D错误;
故选A。
5.超分子是由两种或两种以上的分子通过分子间相互作用形成的分子聚集体。利用超分子“杯酚”可分离和,其分离流程如下图。下列叙述正确的是
A.超分子属于化合物
B.杯酚与之间形成了氢键
C.超分子都是无限伸展的,属于高分子
D.上述分离过程体现了超分子的“分子识别”特征
【参考答案】D
【解析】A.超分子是通过分子间作用力形成的分子聚集体,化合物是通过化学键结合的纯净物,因此超分子不属于化合物,A错误;
B.氢键形成需要存在与N、O、F相连的H以及另一个N/O/F原子,仅含C元素,无法与杯酚形成氢键,二者通过范德华力结合,B错误;
C.超分子可以是有限结构,如本题中杯酚与的聚集体,且超分子通过分子间作用力形成,高分子通过共价键聚合生成,二者不属于同一类物质,C错误;
D.杯酚可特异性识别并结合,实现和的分离,体现了超分子的“分子识别”特征,D正确;
故答案选D。
6.苯并三咪唑可自组装成如图所示的超分子。
下列说法错误的是
A.苯并三咪唑分子中碳、氮原子的轨道杂化类型均为sp2
B.该超分子中所含元素的电负性:N>C>H
C.该超分子由苯并三咪唑通过配位键自组装形成
D.该超分子还能与苯并三咪唑自组装形成更大的超分子
【参考答案】C
【解析】A.依题意,苯并三咪唑分子中所有原子处于同一平面,则碳、氮原子的轨道杂化类型均为sp2,A正确;
B.该超分子中所含元素的非金属性N>C>H,则电负性N>C>H,B正确;
C.由图可知,该超分子由分子间氢键N-H…N自组装形成,C错误;
D.该超分子的外围还含有N、NH基团,还能与苯并三咪唑通过分子间氢键N-H…N自组装形成更大的超分子,D正确;
故选C。
7.含氮杂环化合物有广泛应用。下图是5种杂环化合物的结构简式,它们均具有与苯环相似的平面结构。下列说法错误的是
A.电负性顺序:O>N>C>H;第一电离能顺序为:N>O>H>C
B.当B作配体时,b号氮原子比a号氮原子更易给出电子对
C.相同条件下化合物D的碱性大于化合物E的碱性
D.B的沸点高于C是因为C不能形成氢键
【参考答案】D
【解析】A.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,因此电负性,且电负性小于,即电负性顺序:; 同周期第一电离能从左到右呈现增大的趋势,的为半充满稳定结构,故,第一电离能数值:,顺序正确,A正确;
B.B咪唑中,a号氮为,其孤对电子参与了环的共轭大π键,不易给出电子;b号氮为,孤对电子未参与共轭,更易给出电子,作配体时b更易配位,B正确;
C.碱性由氮原子给出电子结合的能力决定:电负性大,吸电子,噁唑中与不相邻,吸电子效应弱,氮原子电子云密度更高;异噁唑中与直接相邻,吸电子效应更强,氮原子电子云密度更低,因此碱性:,C正确;
D.B咪唑和吡唑都含有键,都可以形成分子间氢键,沸点更高是因为形成的分子间氢键更强、更多,并非不能形成氢键,该说法错误,D错误;
故选D。
8.三甲胺是重要的化工原料,其衍生的离子液体可作为铝离子电池的电解质。下列说法错误的是
A.熔点:
B.键角:
C.沸点:
D.和的中心原子均为杂化
【参考答案】C
【解析】A.两种物质均为离子晶体,离子所带电荷数相同时,阴离子半径,故晶格能更大,熔点更高,A正确;
B.中有1对孤电子对,中无孤电子对,孤电子对的斥力大于成键电子对,斥力越小键角越大,故键角,B正确;
C.分子间存在形成的氢键,分子间无氢键,氢键会使沸点升高,故沸点,C错误;
D.的中心价层电子对数为4,的中心价层电子对数为4,二者均为杂化,D正确;
故选C。
9.铁的化合物亚铁氰化钾常用于检验三价铁离子,下列说法不正确的是
A.晶体中存在的作用力类型有离子键、极性共价键、配位键
B.中配体的配位原子是C,原因是C的电负性比N更小
C.氯气通入溶液中,可得到
D.的熔点比高
【参考答案】D
【解析】A.在晶体中,钾离子与配离子之间存在离子键,碳原子与氮原子之间存在极性共价键,配体与中心离子之间存在配位键,A正确;
B.中碳原子的电负性小于氮原子,碳原子上的孤电子对更易提供给中心离子,故配位原子是碳原子,B正确;
C.氯气具有氧化性,可将亚铁氰根离子氧化为铁氰根离子,反应为,因此可得到铁氰化钾,C正确;
D.钠离子的半径小于钾离子,亚铁氰化钠晶体中阴、阳离子间的作用较强,故的熔点较高,的熔点较低,D错误;
故选D。
10.SiCl4的水解机理如图(“□”代表Si的3d轨道)。下列说法错误的是
A.甲和丙中的Cl-Si-Cl键角不相等
B.甲→丁过程涉及极性键的断裂和形成
C.丁分子中Si-O键是p-p轨道重叠形成σ键
D.CCl4难水解是因为碳原子价电子层无d轨道
【参考答案】C
【解析】A.甲为,Si为杂化,4个配位原子均为Cl,为正四面体结构,所有Cl−Si−Cl键角相等;丙中Si连接3个Cl和1个−OH,不同基团对键角的影响不同,因此Cl−Si−Cl键角和甲不相等,A正确;
B.甲→丁的水解过程中,断裂了Si−Cl、H−O极性键,生成了Si−O、H−Cl极性键,涉及极性键的断裂和形成,B正确;
C.丁中Si和O成键时均采取杂化,Si−O σ键是Si的一个杂化轨道与O的一个杂化轨道“头碰头”重叠形成,不是轨道重叠,C错误;
D.C是第二周期元素,价电子层只有、轨道,没有轨道,无法像Si一样提供空轨道接受水中O的孤对电子,因此难水解,D正确;
故选C。
11.水杨醛席夫碱在药物化学、催化、材料科学等领域应用广泛,其光致变色与如图所示结构互变有关。下列说法错误的是
A.稳定性: B.碱性:
C.键角: D.沸点:
【参考答案】C
【解析】A.a转化为b的,为吸热反应,a的能量低于b,能量越低物质越稳定,故稳定性:a>b,A正确;
B.a的N原子为sp2杂化,处于平面结构,其孤电子对与羟基H形成氢键;c的N原子为sp3杂化,处于三角锥结构,其孤电子对位于三角锥顶点,可接受其他分子的H原子,故碱性:a<c,B正确;
C.C=N和C-H之间的电子云排斥作用强于C-N和C-H,故键角:∠1>∠2,C错误;
D.b存在分子内氢键,c可形成分子间氢键,故沸点:c>b,D正确;
故选C。
12.一种具有光催化作用的配合物的结构如图所示。
已知:①配合物中c处的配体咪唑环()为平面结构;
②含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。
下列说法错误的是
A.该配合物中的中心离子的化合价为+3
B.该配合物中a处的键角小于处的键角
C.配体咪唑环形成的大键可表示为
D.1 mol该配合物中通过螯合作用形成的配位键有6 mol
【参考答案】D
【解析】A.配合物外界为(带1个单位负电荷),因此内界配离子带1个单位正电荷;配体中只有碳酸根带价,其余配体均为中性,设化合价为,则,得,A正确;
B.处原子形成3个键,还有1对孤对电子,价层电子对数为4,为杂化,孤对电子的排斥作用使键角被压缩;处原子为碳酸根的中心,形成3个键,无孤对电子,为杂化,键角接近,因此处键角小于处键角,B正确;
C.咪唑环为平面结构,环上共5个原子,所有原子均为杂化:3个各提供1个电子,双键提供1个电子,连的提供2个电子,总共个电子,因此大键为,C正确;
D.根据题意,螯合是同一个配体的多个配位原子与中心离子成环形成的配位键。该配合物中共形成6个配位键:其中咪唑是单齿配体,只提供1个配位原子,该配位键不属于螯合配位键;其余5个配位键均为同一配体多个配位原子螯合形成的,因此该配合物中螯合配位键为,D错误;
故答案选D。
13.常温下,与存在多个配位平衡:常温下,向盐酸中加入足量的,体系平衡后得到含的溶液,下列说法正确的是
①
②
③
④
A.配位数越高,配离子越稳定
B.上述溶液中,
C.
D.向溶液中加入固体,一定降低
【参考答案】B
【解析】A.配离子的稳定性可通过解离常数判断,解离常数越小越稳定,的解离常数远小于的解离常数,配位数更低但更稳定,A错误;
B.已知,代入表达式:,计算得;再代入表达式:,计算得,即,因此,B正确;
C.根据电荷守恒,阳离子所带总正电荷等于阴离子所带总负电荷,正确的电荷守恒式为,选项未对多价离子浓度乘以对应电荷数,C错误;
D.加入固体,增大,平衡②逆向移动,结合的平衡常数表达式可推导得,温度不变平衡常数不变,升高则比值增大,可能升高,D错误。
14.由汞(Hg)、锗(Ge)、锑(Sb)形成的一种新物质X为潜在的拓扑绝缘体材料。X晶体可视为Ge晶体(晶胞如图a所示)中部分Ge原子被Hg和Sb取代后形成。X的最简式的摩尔质量为阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A.图b不是X晶体的晶胞,图c为X晶体的晶胞
B.X晶体中与Hg距离最近的Sb的数目为4
C.X晶体中Hg、Ge、Sb的粒子数之比为
D.X晶体的密度为
【参考答案】C
【解析】A.图b上、下面中顶点和面心的原子不相同,不符合晶胞是晶体的最小重复单元要求,图c符合要求,故图b不是X晶体的晶胞,图c为X晶体的晶胞,A正确;
B.X晶体中以面心的Hg原子为例,在上下各有两个距离最近的Sb原子,因此与Hg距离最近的Sb的数目为4,B正确;
C.1个晶胞中,Hg粒子的数量为个,Ge粒子的数量为个,Sb粒子的数量为8个,故X晶体中Hg、Ge、Sb的粒子数之比为,C错误;
D.因为在1个晶胞中,Hg粒子的数量为4个,Ge粒子的数量为4个,Sb粒子的数量为8个,因此晶胞的质量为,晶胞的体积为,因此晶胞的密度为
,D正确;
故答案为C。
15.Cu()与Cl()形成的一种化合物的立方晶胞如图所示,已知晶胞参数为a nm,下列说法错误的是
A.Cu的配位数为4
B.该化合物的化学式为CuCl
C.最近Cu与Cl的距离为
D.晶胞中由Cu组成的四面体空隙被Cl填充了50%
【参考答案】C
【解析】A.根据图示,Cu填充在部分由Cl原子围成的四面体空隙中,Cu的配位数为4,故A正确;
B.根据均摊原则,晶胞中Cu数为,Cl原子位于晶胞内部,数目为4,所以化学式为CuCl,故B正确;
C.晶胞的体对角线为 ,最近Cu与Cl的距离为体对角线的四分之一,应为,故C错误;
D.在晶胞中Cu原子围成的四面体空隙有8个,其中只有4个空隙填充了Cl原子,故Cl原子填充在Cu原子围成的四面体空隙中,填充率为50%,故D正确;
选C。
16.已知:常温下,。向KCN溶液中加入CuCN粉末,溶液中()与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
已知:①配离子中配位数越大,配离子稳定常数越大,配离子越稳定。
② ;
;
。
A.饱和CuCN溶液中
B.a点溶液中和相等
C.常温下,
D.当时,
【参考答案】B
【分析】中可得,,同理可知和,由曲线的斜率可知,为与的关系曲线,为与的关系曲线,为与的关系曲线,由此解答;
【解析】A.饱和CuCN溶液中,根据,可知,A正确;
B.a点为和的交点,由分析可知,,因此,B错误;
C.时, ,由已知可知,因此,,C正确;
D.时,同理可以求出,时,同理可以求出,当时,可得出、,因此,D正确;
故选B。
二、非选择题
17.卤素可形成许多结构和性质特殊的化合物。回答下列问题:
(1)时,与冰反应生成和。常温常压下,为无色气体,固态的晶体类型为___________,水解反应的产物为___________(填化学式)。
(2)中心原子为,中心原子为,二者均为形结构,但中存在大键。中原子的轨道杂化方式为___________;键角___________键角(填“>”“ <”或“=”)。比较与中键的键长并说明原因___________。
(3)将氨通入胆矾溶液中,得到深蓝色溶液,阳离子是由氨和水分子与铜离子形成的,呈轴向狭长的八面体结构(如图1)。深蓝色溶液中不存在的作用力有___________(填字母序号)。
a.键 b.金属键 c.非极性键 d.极性键 e.配位键 f.范德华力 g.氢键
(4)乙二胺能与Mg2+离子形成稳定环状离子:,其结构如图所示。
则该环状离子中镁离子配位数为___________,配体数目是___________。
(5)一定条件下,和反应生成和化合物。已知属于四方晶系,晶胞结构如图所示(晶胞参数,),其中化合价为。上述反应的化学方程式为___________。
【参考答案】(1) 分子晶体 、 (2) > 分子中键的键长小于中键的键长,其原因是:分子中既存在σ键,又存在大键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中键的键长较小,而只存在普通的σ键 (3)bc (4) 4 2
(5)
【解析】(1)为共价化合物,常温常压下,为无色气体,故推测固态的晶体类型为分子晶体;结构式为H-O-F,由于F电负性大于O,发生水解时,水中的与显负电性的F结合形成,水中的与显正电性的结合形成;
(2)由于中存在大键,故氯原子必须有垂直于分子所在平面的为杂化的p轨道以参与形成大键;因此中原子的轨道杂化方式为sp2;中原子的为sp2杂化,中O原子有6个价电子,形成了2个σ键,剩余两个孤电子对,故价层电子对数为4,故中O原子为sp3杂化,所以键角>;分子中键的键长小于中键的键长,其原因是:分子中既存在σ键,又存在大键,原子轨道重叠的程度较大,因此其中键的键长较小,而只存在普通的σ键;
(3)将氨通入胆矾溶液中,得到深蓝色溶液中的阳离子为四氨合铜络离子, 其中N、H原子之间以极性共价键(σ键)结合;提供空轨道,中的N原子提供孤电子对形成配位键;水分子之间存在氢键、范德华力;所以该蓝色溶液中不存在金属键和非极性键;
故选bc;
(4)由该环状离子中镁离子与2个NH2CH2CH2NH2形成了4个配位键,故配位数为4,配体数为2;
(5)
根据均摊法可知晶胞中黑球:个,灰球:个,白球:,则X中含有三种元素,且原子个数比为1:2:4,其中K为+1价,F为-1价,为价,结合化合价中各元素的正负化合价代数和为0推断X的化学式为,故方程式为:。
18.碳的多种同素异形体及一系列化合物广泛应用于科研、医疗、工农业生产等领域。钴单质及其化合物在生产、生活中有广泛应用。回答下列问题:
(1)写出基态C原子核外电子排布的轨道表示式______________。
(2)以甲醇为溶剂,可与色胺酮分子配位结合形成对DNA具有切割作用的色胺酮钴配合物(合成过程如图所示),色胺酮分子中N原子的杂化类型有______________,X射线衍射分析显示色胺酮钴配合物晶胞中还含有一个分子,通过______________作用力与色胺酮钴配合物相结合。
(3)某种新型储氢材料的晶胞如图,八面体中心为M金属离子,顶点均为配体;四面体中心为硼原子,顶点均为氢原子。若其摩尔质量为,则M元素为______________(填元素符号);在该化合物中,M离子的价电子排布式为______________。
(4)已知、Al、O三种元素组成的晶体结构如图所示,其晶胞由4个A型小晶格和4个B型小晶格构成,其中和都在小晶格内部,部分在小晶格内部,部分在小晶格顶点。
该物质的化学式为______________,的配位数为______________,两个之间最近的距离是______________pm。
【参考答案】(1) (2)、 氢键 (3) Fe
(4) 4
【解析】(1)碳为6号元素,核外6个电子,基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,轨道表示式为 ;
(2)由色胺酮分子结构可知,连接碳氧双键的N原子连接了3根键,孤对电子为1,价层电子对数为4,N原子的杂化类型为sp3,参与配位的N原子连接了2根键,孤对电子为1,价层电子对数为3,N原子的杂化类型为sp2;色胺酮中含有N原子,能与甲醇羟基中的H原子形成氢键;
(3)根据均摊法,晶胞中含八面体结构的数目为,含四面体结构的数目为8,一个晶胞中含4个[M(NH3)6](BH4)2,故M的相对原子质量为,M为Fe;其中Fe为+2价,价电子排布式为3d6;
(4)根据均摊法,晶胞中含Mg2+为个,Al3+和O2-都在内部,含个Al3+,8个小晶格,含个O2-,化学式为MgAl2O4;观察小晶格A,体内的4个O2-围绕着一个Mg2+,Mg2+的配位数为4;两个Mg2+的最近距离为整个晶胞体对角线的,即。
19.钼是一种战略金属元素,钼的化合物在许多领域有重要应用。回答下列问题。
(1)基态Mo原子核外价电子排布为,Mo元素在周期表的位置为___________。
(2)两种钼的配合物结构如下图,Mo原子的配位数是___________,a和b中Mo的杂化方式相同,则①②处的键角大小比较①___________②(填“>”“<”或“=”)。
(3)晶体结构以六方晶系的2H型最稳定,层状晶体结构与石墨相似,每层由三层原子构成,中间的Mo原子层夹在两层S原子之间,形成了类似“三明治”的结构。
①关于该种晶体的说法正确的是___________。
A.中的中心原子价电子对数
B.为离子晶体
C.晶体中Mo原子周围与它最近且距离相等的Mo原子有3个
②能表现出半导体的性质,从结构角度分析原因___________。
(4)氮化钼作为锂离子电池负极材料具有很好的发展前景。立方晶胞结构如图所示。
氮化钼的化学式为___________,如果填入氮化钼晶体的八面体空隙,一个晶胞最多可以填入___________个。氮化钼晶胞参数为a nm,晶体的密度___________(列出计算式,设为阿伏加德罗常数的值)。
【参考答案】(1)第5周期ⅥB族 (2) 6 > (3)A 硫原子位于同层,每个硫原子与3个Mo原子相连,仍含有未杂化电子可形成大键 (4) 2 或
【解析】【小题1】基态Mo原子核外价电子排布为,Mo元素在周期表的位置为第5周期ⅥB族。
【小题2】配合物a中,Mo与4个O和2个N配位,配位数为6;
配合物b中,Mo与6个CO配位,配位数为6;键角①是配合物a中的∠O=Mo=O,键角②是配合物a中的∠O=Mo-O,由于两个Mo=O键之间的排斥力大于Mo=O和Mo-O之间的排斥力,所以对应的键角①>键角②。
【小题3】①A.中Mo为中心原子,的层状结构与石墨相似,每层MoS2由三层原子构成,中间的Mo原子层夹在两层S原子之间,与6个S配位,价层电子对数为6,A正确;
B.的层状结构与石墨相似,层内为共价键,层间为范德华力,属于混合型晶体,B错误;
C.中Mo原子层夹在两层S原子之间,每个Mo与6个S配位,而Mo-Mo之间在同一层内,每个Mo有6个最近且距离相等的Mo,故C错误;
故选A;
②的层状结构与石墨相似,每层内Mo与S以共价键结合,但层间为范德华力,硫原子位于同层,每个硫原子与3个Mo原子相连,仍含有未杂化电子可形成大键,因此呈现半导体性质;故答案为硫原子位于同层,每个硫原子与3个Mo原子相连,仍含有未杂化电子可形成大键。
【小题4】晶胞中Mo原子在顶角和面心,共个Mo,N原子在棱心和体心,共,共2个N;因此氮化钼的化学式为;
如果让Li+填入氮化钼晶体的八面体空隙,面心上的所有Mo原子形成1个八面体,如图所示,红色部分为正八面体的,该晶胞中有12个这样的结构,所以该晶胞中含有正八面体个数=,Li+填入氮化钼晶体的八面体空隙,即填充在体心和棱上,该晶胞中体心和4个棱上已经被N原子占用,还有8个棱可以被Li+占用,该晶胞中棱上的Li+个数=,该晶胞体积V=(a×10−7cm)3,晶胞密度=。
20.一种制备二维金属有机框架(CB[6]@Zn-TCA-L)的过程如下。
(1)基态Zn2+的电子排布式为_________;Zn元素位于元素周期表_________区。
(2)分子中,氮原子与相连碳原子共平面。
①N原子的杂化方式为_________。
②的沸点远高于三苯胺()的主要原因为_________。
③25℃时,的,乙酸的。分析的更小的原因为_________。
(3)反应Ⅰ通过加入生成三维结构的Zn-TCA-R。
①该反应控制体系pH为7~9,原因是_________。
②与足量反应生成时,形成的配位键数目最多为_________;1个Zn-TCA-R晶胞中配体TCA3-的数目为_________。
(4)反应Ⅱ通过加入CB[6],使Zn-TCA-R转化为二维结构的CB[6]@Zn-TCA-L。
①反应过程中,微粒间作用力发生改变的有_________。(填标号)
a.配位键 b.离子键 c.范德华力 d.金属键
②利用CB[6]@Zn-TCA-L发生如下反应可实现大气固碳。
若将-Cl替换为,加成效率下降的原因可能为_________。
【参考答案】(1) (2) 分子含有3个羧基,可形成分子间氢键 中中心N原子及苯环的吸电子效应,使羧基键极性增强,更易电离出,酸性更强,因此更小 (3) 过低使羧酸根质子化,浓度低,不易配位,过高会使发生水解 6NA 24 (4) ac 替换后的取代基体积比大,空间位阻更大,阻碍反应物进入催化剂活性位点,因此加成效率下降
【解析】(1)的原子序数为30,其基态原子的电子排布式为,为原子失去最外层2个4s电子后得到,则基态的电子排布式为;由于的价电子构型为,故属于区元素;
(2)①分子中,原子与3个原子成键且共平面,形成平面三角形构型,说明的杂化方式为杂化;
②由于分子含有3个羧基,可形成分子间氢键,氢键会使物质沸点显著升高,而三苯胺无其他强极性基团,分子间仅存在范德华力,故的沸点远高于三苯胺;
③越小酸性越强,N和苯环的吸电子作用促进羧基电离,使酸性强于乙酸,故更小。
(3)①若太低,羧酸根会发生质子化,浓度低,不利于与配位;若太高,则可能发生水解,生成沉淀,故不宜太低或太高;
②每个含有3个羧基,1个羧基可提供2个参与配位,则1 mol与足量反应,最多形成配位键的数目为6NA;
由的晶胞示意图,位于棱心,数目为:,则1个晶胞中有3×8=24个TCA3-配体;
(4)①反应Ⅱ通过加入CB[6],CB[6]分子插入层间,削弱了层与层之间的范德华力,使Zn-TCA-R从三维转化为二维结构,并且反应过程中,配位模式会发生改变,即配位键会发生断裂或重组;由于该结构为配位化合物,故反应时不存在离子键和金属键的变化。综上所述,答案为ac;
②大体积取代基的空间位阻效应,不利于反应物接近催化剂反应中心,因此加成效率降低。
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