【文档说明】《【题型分类归纳】2023学年高二化学同步讲与练(人教2019选择性必修2)》第2章 分子结构与性质单元测试(解析版).docx,共(17)页,524.253 KB,由envi的店铺上传
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第2章分子结构与性质单元测试说明:1.本试卷分I卷和Ⅱ卷两部分,共21题,满分100分,考试时间75分钟。2.卷I为选择题,请将答案用2B铅笔填涂在答题卡上,卷II用蓝、黑色笔答在答题卡的相应位置上。可能用到的相对原子质量:H-1C-120
-16Mg-24Cl-35.5Br-80I-127I卷(选择题部分共50分)一、单项选择题(本题包括10小题,每小题3分,共30分)1.下列描述中,正确的是(▲)A.2CS是空间结构为V形的极性分子B.3ClO−的空间结构为
平面三角形C.3NO−中所有的原子不都在一个平面上D.4SiF和23SO−的中心原子的杂化轨道类型均为3sp杂化【答案】D【详解】A.2CS中心原子C原子周围的价电子对数为:2+1(4-2?2)2=2,故其是空间结构为直线形,正负电荷中心重合,为非极性分子,A错
误;B.3ClO−中心原子Cl原子周围的价电子对数为:3+1(7+1-3?2)2=4,故其空间结构为三角锥形,B错误;C.3NO−中心原子N原子周围的价电子对数为:3+1(5+1-3?2)2=3,故其空
间构型为平面三角形,故其中所有的原子都在一个平面上,C错误;D.4SiF中心原子Si原子周围的价电子对数为:4+1(4-4?1)2=4,23SO−中心原子S原子周围的价电子对数为:3+1(6+2-3?2)2=4,故二者的中心原子的杂化轨道类型均为3sp杂化,D正确
;故答案为:D。2.有A、B、C、D、E五种元素,质子数都小于18。B原子的最外层电子数是其电子层数的3倍;C原子失去1个电子所得到的微粒具有与氖原子相同的电子层结构;D是地壳中含量最多的金属元素;E的最高正价与最低负价的代数
和为6;A单质可以在E单质中燃烧,生成AE,燃烧时火焰呈苍白色。下列说法错误的是(▲)A.A2B中只含极性共价键B.B和C两种元素形成的化合物--定含有离子键也可能含有共价键C.E单质可以使干燥的红色
布条褪色D.D单质常温下既能溶于稀盐酸也能溶于氢氧化钠溶液【答案】C【详解】A.A2B为H2O,水分子结构式为H-O-H,所以水分子中只含极性共价键,A项正确;B.B和C两种元素形成的化合物Na2O,是离子化合物,只含有离子键,B和C两种元素形成的化合物Na2O
2是离子化合物,既含有离子键又含有共价键,B项正确;C.氯气和水反应生成的次氯酸有漂白性,氯气使湿润红色布条褪色,干燥的氯气不能使干燥的红色布条褪色,C项错误;D.铝单质常温下与稀盐酸生成氯化铝和氢气,铝单质常温下和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠和氢气,D项正确;答
案选C。3.下列说法中不正确的是(▲)A.σ键比π键重叠程度大,形成的共价键强B.两个原子之间形成共价键时,最多有一个σ键C.气体单质中,一定有σ键,可能有π键D.N2分子中有一个σ键,2个π键【答案】C【详解】A.σ键
是头碰头的重叠,π键是肩并肩的重叠,σ键比π键重叠程度大,σ键比π键稳定,故A正确;B.两个原子间只能形成1个σ键,两个原子之间形成双键时,含有一个σ键和一个π键,两个原子之间形成三键时,含有一个σ键和2个π键,故
B正确;C.单原子分子中没有共价键,如稀有气体分子中不存在σ键,故C错误;D.两个原子之间形成三键时,含有一个σ键和2个π键,N2分子中含有一个三键,即有一个σ键,2个π键,故D正确。故选C。4.SF6可用作高压发电系统的
绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是(▲)A.是非极性分子B.键角∠FSF都等于90°C.S与F之间共用电子对偏向SD.S原子满足8电子稳定结构【答案】A【详解】A.结构对称、正负电荷重心重合的分子为非极性分子,SF6分子呈正八面体结构,S原子位于正八面体的中心,该分
子结构对称、正负电荷重心重合,所以为非极性分子,A正确;B.SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子,确切地说角FSF可以是90度,但也有处于对角位置的角FSF为180度,故键角∠FSF不都等于90°,B错误;C.由于F的电负性比S的大,S与F之间
共用电子对偏向F,C错误;D.中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12,则S原子不是8电子稳定结构,D错误;故答案为:A
。5.某离子液体的阴离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期非金属元素,W是有机分子的骨架元素。下列说法正确的是(▲)A.Z元素的最高价态为+7B.基态原子未成对电子数:W>YC.该阴离子中X不满足8电子稳定结构D.最简单氢化物水溶液的pH:X
>M【答案】D【详解】A.根据上述分析可知:Z为F元素,无正化合价,故A错误;B.根据上述分析可知:W为C元素,Y为O元素。C原子的电子排布式为2221s2s2p,未成对电子数为2,O原子的电子排布式为2241s2s2p,未成对电子数也为2,故B错误;C
.根据上述分析可知:X为N元素,该阴离子中N形成2个单键,有2对孤对电子,满足8电子稳定结构,故C错误:D.根据上述分析可知:X为N元素,最简单氢化物3NH,3NH的水溶液星碱性;M为S元素,最简单氢化物2HS,2HS的水溶液呈酸性,故水溶液的3
2pH:NHHS,故D正确;故答案:D。6.短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素,2WX是维持生命过程的必需物质,WY可用于玻璃的刻蚀,2ZX是酸雨的主要形成原因之一,室温下化
合物4ZY是气体。下列说法错误的是(▲)A.Y的第一电离能在四种元素中最大B.2WX和2ZX的中心原子分别为3sp和2sp杂化C.2WX的沸点高于2WZ的沸点D.4ZY分子中原子均为8电子结构【答案】D【详解】A
.一般规律:非金属性越强,第一电离能越大,第ⅡA族、第ⅤA族元素的第一电离能比同周期相邻元素大,因此F的第一电离能在四种元素中最大,A正确;B.H2O中O的价层电子对数为2+6-212=4,SO2中S的价层电子对数为2+6-222=3,因此H2O和SO2的
中心原子分别为3sp和2sp杂化,B正确;C.O和S属于同主族元素,但H2O分子间存在氢键,而H2S分子间不存在氢键,因此H2O的沸点高于H2S的沸点,C正确;D.SF4中,S的最外层电子数为10,D错误;答案选D。7.我国在CO2催化加氢制取汽油方面取得突破性
进展,CO2转化过程示意图如下:下列说法不正确的是(▲)A.反应①的产物中含有水B.反应②中只有碳碳键形成C.汽油主要是C5~C11的烃类混合物D.图中a的名称是2-甲基丁烷【答案】B【详解】A.反应①是CO2与H2反应生成了
CO,根据元素守恒可推断有H2O生成,即反应化学方程式为CO2+H2=CO+H2O,产物中含有水,故A正确;B.反应②是CO与H2反应生成(CH2)n,(CH2)n中还含有碳氢键,故B错误;C.由示意图可知,汽油的主要成分是C5~C11的烃类混合物,故C正确;D.根据a的球棍模型
,可得其结构简式为CH3CH(CH3)CH2CH3,系统名称为2-甲基丁烷,故D正确;答案为B。8.下列说法不正确...的是(▲)A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同B.加热蒸发氯化钾水溶液的过程中有分子间作用力的破坏C.CO2溶于水和干冰升华都只有分子间作用
力改变D.石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏【答案】C【详解】A.烧碱和纯碱均属于离子化合物,熔化时须克服离子键,A项正确;B.加热蒸发氯化钾水溶液,液态水变为气态水,水分子之间的分子间作用力被破坏,B项正确;C.CO2溶于水发生反应:CO2+H2O⇌H2
CO3,这里有化学键的断裂和生成,C项错误;D.石墨属于层状结构晶体,每层石墨原子间为共价键,层与层之间为分子间作用力,金刚石只含有共价键,因而石墨转化为金刚石既有共价键的断裂和生成,也有分子间作用力的破坏,D项正确。故答案选C。9
.关于CH3OH、N2H4和(CH3)2NNH2的结构与性质,下列说法错误的是(▲)A.CH3OH为极性分子B.N2H4空间结构为平面形C.N2H4的沸点高于(CH3)2NNH2D.CH3OH和(CH3)2NNH2中C、O、N杂化方式均相同【答案】B【详解】A.甲醇可看成
是甲烷中的一个氢原子被羟基取代得到的,为四面体结构,是由极性键组成的极性分子,A正确;B.N2H4中N原子的杂化方式为sp3,不是平面形,B错误;C.N2H4分子中连接N原子的H原子数多,存在氢键的数目多,而偏二甲肼((CH3)2NN
H2)只有一端可以形成氢键,另一端的两个甲基基团比较大,影响了分子的排列,沸点较N2H4的低,C正确;D.CH3OH为四面体结构,-OH结构类似于水的结构,(CH3)2NNH2的结构简式为,两者分子中C、O、
N杂化方式均为sp3,D正确;故选B。10.下列说法中正确的是(▲)A.NO2、BF3、NCl3分子中没有一个分子中原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构B.P4和CH4都是正四面体型分子且键角都为109.5°C.NH4+的电
子式为,离子呈平面正方形结构D.NH3分子中有一对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强【答案】D【详解】A.3NCl分子原子的最外层电子都满足了8电子稳定结构,故A错误;B.P4的空间结构为,键角是60,故B错误;C.4NH+中心原子N采取
3sp杂化,呈正四面体型结构,故C错误;D.分子中,孤电子对对成键电子对的排斥力大于成键电子对对成键电子对的排斥力,所以3NH分子中有对未成键的孤电子对,它对成键电子的排斥作用较强,故D正确;故答案选D。二、不定项选择题(本题包括5小题,
每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题为0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的给2分,选两个且都正确的给4分,但只要选错一个,该小题就为0分)11.短
周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,-XY离子与2Y分子均含有14个电子;习惯上把电解饱和ZW水溶液的工业生产称为氯碱工业。下列判断正确的是(▲)A.原子半径:WZB.最高价氧化物对应的水化物的酸性:Y>XC.化合物ZXY的水溶液呈中性D.()2XY分子中既有σ键又有π键【答
案】BD【详解】A.同周期元素原子半径随核电荷数的增大半径逐渐减小,故Na>Cl,故A错误;B.同周期元素随核电荷数的增大非金属性逐渐增强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,故HNO3>H2CO3,故B正确;C.NaCN为强碱弱酸盐,显
碱性,故C错误;D.(CN)2的结构简式为NC-CN,分子中单键为σ键,三键中含有1个σ键和2个π键,故D正确;故选BD。12.我国科学家首次实现从二氧化碳到淀粉的全合成。部分流程如图(部分产物略去):CO22H⎯⎯→ⅠCH3O2O⎯⎯→ⅡHCHO→
……→(C6H10O5)n(淀粉)下列有关说法错误的是(▲)A.CO2分子中存在1个σ键1个键B.CH3OH和HCHO均为极性分子C.CO2、CH3OH和HCHO分子中的碳原子杂化方式各不相同D.相同压强下,CH3OH的沸点比CO2高,因为前者为极性分子【答案】AD【详解】A.
双键中含有1个σ键和1个π键,二氧化碳分子中含有2个双键,则CO2分子中存在2个σ键、2个π键,A错误;B.CH3OH和HCHO分子中正负电荷重心不重合,均为极性分子,B正确;C.CO2、CH3OH和HCHO分子中的碳原子杂化方式各不相同,分别是sp、sp3和sp2,C正确;D.相同压强下,CH3
OH的沸点比CO2高,是因为前者能形成分子间氢键,D错误;答案选AD。13.普伐他汀是一种调节血脂的药物,其结构如图所示。下列有关该有机物的说法正确的是(▲)A.分子中碳原子的杂化方式有sp2、sp3杂化B.分子间存在氢键、极性键和非极性键C
.分子中含有手性碳原子D.分子中所含元素的基态原子的第一电离能大小顺序为C>O>H【答案】AC【详解】A.分子中碳原子的成键方式有碳碳单键,碳碳双键,成碳碳单键的碳原子采用的是sp3杂化,成碳碳双键的碳原子采用的是sp2杂
化,故A符合题意;B.分子中存在羟基,易形成分子间氢键,极性键和非极性键都是分子内的化学键,故B不符合题意;C.与羟基相连的碳原子连接四个不同的原子,是手性碳,故C符合题意;D.同周期元素第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,分子中所含
元素的基态原子的第一电离能大小顺序为O>H>C,故D不符合题意;答案选AC。14.下列说法正确的是(▲)A.π键是由两个p轨道“头碰头”重叠形成B.通过π键连接的原子或原子团可绕键轴旋转C.σ键和π键的强度不同D.乙烷分
子中的键全为σ键而乙烯分子中含σ键和π键【答案】CD【详解】A.键是由两个p轨道“肩并肩”重叠形成,A项错误;B.通过键连接的原子或原子团不能绕键轴旋转,B项错误;C.键和键因轨道重叠程度不同,所
以强度不同,C项正确;D.乙烷分子中均为单键,单键均为键,乙烯分子中含碳碳双键,双键中有1个键和1个键,D项正确。故选:CD。15.M、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素。M、X是形成有机
物的主要元素,Y的基态原子的2p能级中含有3个未成对电子,Z的s能级和p能级上的电子总数相等,W是短周期元素中电负性最小的元素。下列说法正确的是(▲)A.YM3是由极性键构成的极性分子B.23XZ−的空间构型为平面三角形C.M、Y、Z三种元素形成的化合物溶于水均会
抑制水的电离D.工业上采用电解W的氯化物水溶液的方法制取W的单质【答案】AB【详解】根据上述分析可知:M是H,X是C,Y是N,Z是O,W是Na元素。A.YM3是NH3,该物质是由NH3分子构成的共价化合物,
在NH3分子中N、H原子之间以极性键N-H键结合,由于N原子的价层电子对数为3+5-123=4,N原子上有1对孤电子对,所以NH3分子是三角锥形,分子中正负电荷重心不对称,NH3是由极性键构成的极性分子,A正确;B.X是C,Z是O,23XZ−为23CO−,其中心C原子的价层电子对数为3+4+2
-232=3,C原子上无孤电子对,所以23CO−的空间构型为平面三角形,B正确;C.M是H,Y是N,Z是O,这三种元素形成的化合物可以是HNO3、HNO2,也可以是NH4NO3等,其中HNO3、HNO2是酸,在水溶液中电
离产生H+,对水电离平衡起抑制作用,而NH4NO3是强酸弱碱盐,溶于水后4NH+与水电离产生的OH-结合形成NH3·H2O,使水的电离平衡正向移动,而促进水的电离,C错误;D.W是Na,是活泼的金属元素,在工业上一般是采用电解熔融NaCl来制取金属N
a,若电解NaCl水溶液,反应制取得到NaOH、H2、Cl2,而不能制取得到金属Na,D错误;故合理选项是AB。Ⅱ卷(综合题部分共50分)三、填空题(本题包括6小题,共50分)16.(8分)磷酸亚铁锂(LiFePO4)和锰酸锂(LiMn2O4)均可
用作锂离子电池正极材料。回答下列问题:(1)在周期表中,与Li化学性质最相似的邻族元素是___________,基态O原子的价电子轨道表示式为___________。基态P原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为___________形。(2)原子核外电子有
两种相反的自旋状态,分别用+12和-12表示,称为电子的自旋磁量子数。基态Mn原子的价电子自旋磁量子数的代数和为___________。(3)PO3-4的空间结构为___________形,其中心原子的杂化轨道类型为___________。(4)PH3和NH3相比,___________更易液
化,原因是___________。(5)Fe元素位于周期表的___________区。已知:I3(Mn)=3248kJ·mol-1,I3(Fe)=2957kJ·mol-1。Mn的第三电离能大于Fe的第三
电离能,其主要原因是___________。【答案】(1)镁(或Mg)哑铃(纺锤)(2)52+(或52−)(3)正四面体sp3(4)NH3NH3分子间存在氢键,使分子间作用力增强(5)dMn2+的价电子排布是3d5,为半满稳定状态
,较难失电子【解析】(1)根据元素周期表对角线规则,相邻主族元素之间,左上与右下相邻周期的两种元素化学性质最相似,所以与Li元素化学性质最相似的应是第三周期第IIA族Mg元素,所以本问第一空应填“Mg”;O元素位于元素周期表第二周期第VIA族,所以本问第二空应填“”
;P元素位于元素周期表第三周期第VA族,最外层电子所在最高能级是3p能级,该能级原子轨道电子云轮廓为哑铃形,所以本问第三空应填“哑铃”;(2)Mn元素位于第四周期VIIB族,其价电子层电子排布式为3d54s2,只有
3d能级上有半满的原子轨道,五个轨道中电子自旋方向相同,所以价电子自旋磁量子数代数和应为5×(+12)或者5×(-12),所以本问第二空应填“52+(或52−)”;(3)PO3-4中P原子有四条δ键,孤电子对数为()15-42+3=02,所
以其价层电子对数为4,孤电子对数为0,离子的空间结构为四面体形,所以本问第一空应填“正四面体”;根据价层电子对数为4可以判断,P原子的杂化轨道类型为sp3,所以本问第二空应填“sp3”;(4)NH3分子间可以形成氢键,使得分子的熔沸点均高于其同族下一周期元素的氢化物的熔沸点,故更易液化,所以本问第
一空应填“NH3”,第二空应填“NH3分子间存在氢键,使分子间作用力增强”;(5)第VIII族元素均处于元素周期表的d区,所以本问第一空应填“d”;Mn2+的价电子层电子排布式为3d5,Fe2+的的价电子层电
子排布式为3d6,Mn2+的原子轨道处于内层全满,3d层半满,4s层全空的能量相对最低状态,更难失去电子,所以本问第二空应填“Mn2+的价电子排布是3d5,为半满稳定状态,较难失电子”。17.(8分)有五种短周期元素A、B、X、D、E,它们的原子
序数依次递增,A元素的一种核素可用于考古时判断文物的年代,X是地壳中含量最多的元素,D的氧化物具有两性,E和X同族。F为第四周期的元素,F3+离子的3d能级电子为半充满。根据以上信息,回答下列问题:(1)元素A基态
原子的价电子排布图(轨道表示式)为___________,F2+的电子排布式为___________。(2)元素A、B、X电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示,下同),基态X原子比基
态B原子的第一电离能低的原因是___________。(3)元素E原子核外有___________种不同运动状态的电子。D元素基态原子的最高能级符号为___________。(4)元素B的简单氢化物的沸点比同主族相邻元素氢化物的高,原因是___________
。(5)下列说法正确的是___________(填标号)。①简单离子半径:X>D②简单氢化物的稳定性:X<E③B的氧化物对应的水化物都是强酸④D和E的简单离子在水溶液中不能大量共存【答案】(1)1s22s22
p63s23p63d6(2)O>N>C同一周期从左到右,核电荷数增大,原子半径减小,原子核对核外电子的吸引从左到右增大(3)163p(4)NH3能形成分子间氢键(5)①④【详解】(1)A是C元素,C元素基态原子的价电子排布图为,F是
Fe元素,Fe失去4s轨道上2个电子形成Fe2+,Fe2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d6;(2)同周期元素从左到右,电负性依次增大,元素C、N、O电负性由大到小的顺序为O>N>C;同一周期从左到右,核电荷数增大,原子半径减小,原子核对核外电子的吸引从左到
右增大,所以基态C原子比基态N原子的第一电离能低;(3)E是S元素,S原子核外有16个电子,有16种不同运动状态的电子。D是Al元素,基态Al原子的最高能级符号为3p;(4)B是N元素,NH3能形成分子间氢键,所以NH3的沸点比同
主族相邻元素氢化物的高。(5)①电子层数相同,质子数越多半径越小,简单离子半径:O2->Al3+,故①正确;②同主族元素从上到下,简单氢化物的稳定性依次减弱,稳定性H2O>H2S,故②错误;③N的氧化物对应的水化物中,HNO2是弱酸,故③错误;④Al3+和S2-在水溶液中发生双水解反应,不能大
量共存,故④正确;正确的是①④。18.(8分)I.硼及其化合物在工业中有很多用处。一些硼的卤化物的沸点如图所示:卤化物3BF3BCl3BBr沸点/℃100.3−12.590完成下列填空:(1)硼原子的核外共有________
___种形状不同的电子云;溴原子的最外层电子排布式为___________。(2)上表中三种卤化物分子的空间构型均为平面正三角形,由此推断FBF−−的键角为_____。3BF属于________分子(填“极性”或“非极性”)。(3)解释表中三种卤
化硼沸点存在差异的原因:________。II.硼酸是一种具有防腐作用的弱酸,其电离过程的微观图示如下:(4)含氧酸的通式一般可以表示为()nmHORO,酸的强度与酸中的非羟基氧原子数n有关,n越大,酸性越强。据此判断,与33HBO酸性接近的含氧酸是___
________(选填编号)。a.HClOb.44HSiOc.34HPOd.23HCO(5)向NaOH溶液中滴加少量硼酸,反应的离子方程式为___________。(6)在氧化剂存在下,硼和强碱共熔发生如下反应:B+N
aOH+3KNO→2NaBO+2KNO+2HO配平上述反应_____。该过程中被还原的元素是___________,写出该反应体系中属于弱电解质的物质的电子式:___________。【答案】(1)24s24p5(2)120°非极性分子(3)分子量存在差异(4)ab(5)3344HBONa
OHNa[HBO]+=(6)2B+2NaOH+33KNO=22NaBO+32KNO+2HON【解析】(1)B为5号元素电子排布式为1s22s22p1,共有2种形状不同的电子云;Br原子为第四周期第ⅦA族原子,
价电子有7个电子,价电子排布为4s24p5;(2)3BF平面正三角形,FBF−−键角为120°,3BF正负电荷中心重合,属于非极性分子;(3)3BF、3BCl和3BBr都是分子晶体,组成结构相似,分子量依次增大,范德华力依次增大沸点依次增高;(4)33HBO可以表示为()3HO
B,a.HClO可以表示为()HOCl;b.44HSiO可以表示为()4HOSi;c.34HPO可以表示为()3HOPO;d.23HCO可以表示为2(HO)CO;故HClO和44HSiO与33HBO的非羟基氧个数相同,酸性接近,故答案为:ab;(5)硼酸为一元弱酸,向NaOH溶液中滴加少
量硼酸,反应的离子方程式为:3344HBONaOHNa[HBO]+=;(6)B从0价升高到+3价,失去3mol电子,3KNO中+5价的氮元素化合价降低到+3价,得到电子2mol,根据得失电子守恒可知3mol2=2mol3,2B+2NaOH+33KNO=22NaBO+32KNO+2HO
;3KNO中N元素化合价降低是氧化剂,故N元素被还原;弱电解质是在水溶液里部分电离的电解质。该反应体系中属于弱电解质的物质是H2O,电子式为:;19.(8分)生产生活中处处有化学,结合物质与结构的相关知识,回答下列问题:(1)维生素B1可作为辅酶参与糖的代谢,并有保护神经系
统的作用,该物质的结构简式如图所示:①维生素B1晶体溶于水的过程中要克服的微粒间的作用力有___________。a.离子键、共价键b.离子键、氢键、共价键c.氢键、范德华力d.离子键、氢键、范德华力②维生素B1燃烧可生成N2、NH3、CO2、SO2、H2O、HCl等物质,这些物质中属于非极性分
子的化合物有___________。(2)液氨常被用作制冷剂,若不断地升高温度,实现“液氨⎯⎯→①氨气⎯⎯→②氮气和氢气⎯⎯→③氮原子和氢原子”的变化,在变化的各阶段被破坏的粒子间的相互作用是①_________
__;②极性键;③___________。(3)F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物,例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g)ΔH=-313kJ·mol-1,F—F键的键能为159kJ·mol-1,Cl-
Cl键的键能为242kJ·mol-1,则ClF3中Cl-F键的平均键能为___________kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的___________(填“高”或“低”)。(4)TiCl4稳定性比CCl4差,极易水解
,试从结构分析其原因___________。(5)氯丙烯分子()中碳原子轨道杂化类型是___________。(6)铁能与三氮唑(Bipy,结构如图)形成多种化合物。1molBipy中含有σ键___________mol,Bipy中碳原子杂
化方式为___________。【答案】(1)dCO2(2)氢键、范德华力非极性键(3)172低(4)Ti—Cl键比C—Cl键的键长大、键能低,易断裂(5)sp3和sp2(6)8sp2【解析】(1)①维生素B1晶体溶于水的过程会电离出Cl-等,
故需要克服离子键,维生素B1分子间存在氢键、范德华力,故溶于水时还需克服氢键、范德华力,故此处填:d;②N2只含共价键,属于非极性分子、但是单质,CO2虽然含极性键,但正负电荷中心重合,属于非极性分子、是化合物,故此处填:CO2;(2)液氨汽化破坏了分子
间作用力,包括氢键和范德华力;氨气分解生成N2和H2,破坏了氮氢极性键;N2、H2生成氮原子和氢原子,破坏了非极性键,故此处依次填:氢键和范德华力、非极性键;(3)破坏化学键吸收的能量为242kJ·mo
l-1+3×159kJ·mol-1=719kJ·mol-1,设Cl—F的键能为xkJ·mol-1,形成化学键时所放出的键能为6xkJ·mol-1,则有719kJ·mol-1-6xkJ·mol-1=-313kJ·mol-1,所以x=172kJ·mol-1;ClF3和BrF3的
熔、沸点与相对分子质量有关,相对分子质量越大,熔、沸点越高,所以ClF3的熔、沸点比BrF3低,故此处填:低;(4)Ti—Cl键比C—Cl键的键长大、键能低,易断裂;(5)中的碳为sp2杂化,—CH2Cl中的碳为sp3杂化;(6)Bipy中含有C—Hσ键2个,N—Hσ键1
个,C与N之间σ键4个,N与N之间σ键1个,故1molBipy中含有σ键8mol;Bipy中碳原子均为双键碳原子,故杂化方式为sp2。20.(8分)氢、碳、氮、氧、铁等元素及其化合物在工业生产和生活中有重要用途。请根据物质结构与性质的相关知识,回答下列问题:(1)下列氮原子的轨道表示
式表示的状态中,能量最低的是__(填序号)。A.B.C.D.(2)写出基态铁原子价层电子的电子排布式__;通常情况下,铁的+2价化合物没有+3价化合物稳定,从核外电子排布的角度解释其原因__。(3)如表是第三周期某种元
素的各级电离能数据。由此可判断该元素名称是__。元素电离能/(kJ•mol-1)I1I2I3I4I5某种元素578181727451157514830(4)C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为__;HCN分子中C和N原子满足8电子稳定结构,则HCN分子中σ键和π键的个数比为__;CO23
−的空间结构为__。(5)H3O+的中心原子O采用___杂化;比较H3O+中H—O—H键角和H2O中H—O—H键角大小,H3O+___H2O(填“”“”或“=”)。(6)NH3在水中极易溶解,其原因是__。【答案】(1)A(2)3d64s2铁的+3价离子3d能级半满,更稳定,不易失去电子(3
)铝(4)O>N>C1:1平面三角形(5)sp3>(6)氨气与水分子间形成氢键【详解】(1)原子的电子排布遵循能量最低原理,故氮原子的轨道表示式表示的状态中,能量最低的是A;(2)基态铁原子价层电子的电子排布式为3
d64s2;通常情况下,铁的+2价化合物没有+3价化合物稳定,铁离子的价层电子的电子排布式为3d5,较稳定,不易失去电子;故答案为:铁的+3价离子3d能级半满,更稳定,不易失去电子;(3)根据表格信息可知,该元素的3级-4
级电离能变化幅度最大,故该元素最外层有3个电子,第4个电子不易失去,故该元素是铝;(4)C、N、O三种元素的电负性由大到小的顺序为:O>N>C;HCN分子中C和N原子满足8电子稳定结构,则HCN的结构式为H-CN,该分子中σ键和π键的个数比1:1为;根据计算可
知:4+2-233+=32,2-3CO的空间结构为平面三角形;(5)根据计算可知:6-1-133+=42,H3O+的中心原子O采用sp3杂化;比较H3O+中含一对孤对电子,H2O中含两对孤对电子,故H3O+中H—O—H键角大于H2O中H—O—H键角;故答案为:sp3;>;(6)NH3在水中极
易溶解,其原因是氨气与水分子间形成氢键。21.(10分)回答下列问题:(1)下列各组物质性质的比较,结论正确的是_______。A.分子的极性:BCl3<NCl3B.Mn的+2价比Fe的+2价稳定C.物质的沸点:HF<HClD.在CS2中的溶解度:CCl4<H
2O(2)下列叙述正确的有_______。A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,则其最高正价为+7B.钠元素的第一、第二电离能分别小于镁元素的第一、第二电离能C.CH2Cl—COOH酸性大于CH3CH2COOH酸性D.邻羟基苯甲醛的熔点低于
对羟基苯甲醛的熔点(3)磷酸根离子的空间构型为_______,其中P的价层电子对数为_______,杂化轨道类型为:_______。(4)苯胺()与甲苯()的相对分子质量相近,但苯胺的熔点(-5.9℃)、沸点(184.4℃)分别高于甲苯的熔点(-95.0℃)、沸点(11
0.6℃),原因是_______。(5)我国科学家最近成功合成了世界上首个五氮阴离子盐(N5)6(H3O)3(NH4)4Cl(用R代表)。经X-射线衍射测得化合物R的晶体结构,其局部结构如图所示。①从结构角度分析,R
中两种阳离子的相同之处为_______,不同之处为_______。(填标号)A.中心原子的杂化轨道类型B.中心原子的价层电子对数C.立体结构D.共价键类型②R中阴离子N5−中的σ键总数为_______个。③
图中虚线代表氢键,其表示式为(NH4+)N—H…Cl、_______。【答案】(1)AB(2)ACD(3)正四面体4sp3杂化(4)苯胺分子之间存在氢键(5)ABDC5(H3O+)O—H…N(NH4+)N—H…N【解析】(1)A.BCl3是平面正三角形,分子中正负电中心重合,是非极性分子;而
NCl3的N原子上有一对孤电子对,是三角锥形,分子中正负电中心不重合,是极性分子,所以分子极性:BCl3<NCl3,A正确;B.Mn的+2价离子3d轨道半充满,能量低更稳定,B正确;C.HCl分子之间只存在分子间作用力,而HF分子之间除存在分子间作用力外
,还存在分子间氢键,因此HF的沸点比HCl的高,C错误;D.CCl4、CS2都是由非极性分子构成的物质,H2O是由极性分子构成的物质,根据相似相溶原理可知,由非极性分子构成的溶质CCl4容易溶解在由非极性分子构成的溶剂CS2中,由极性分子H2O构成的溶质不容易溶解在由非极性分子构成
的溶剂CS2中,所以溶解度:CCl4>H2O,D错误;故答案为:AB;(2)A.某元素原子核外电子总数是最外层电子数的5倍,此元素是Br,位于VⅡA族,最高正价为+7价,A正确;B.金属钠比镁活泼,容易失去电子,因此钠的第一电
离能小于Mg的第一电离能,Na最外层只有一个电子,再失去一个电子,出现能层的变化,需要的能量增大,Mg最外层有2个电子,因此Na的第二电离能大于Mg的第二电离能,B错误;C.由于Cl电负性大于H,故酸性CH
2Cl—COOH比CH3CH2COOH强,C正确;D.邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,降低物质熔点,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,增大物质熔点,因此邻羟基苯甲醛的熔点低于对羟基苯甲醛的熔点,D正确;故答案为:ACD;(3)PO中P的价层电子对数为4+1(5+3-4?2)2=4,故杂化方式为s
p3杂化,空间构型为正四面体,故答案为:正四面体;4;sp3;(4)苯胺比甲苯的熔沸点都高,苯胺中存在电负性较强的N所以可以形成氢键,因此比甲苯的熔沸点高,故答案为:苯胺分子之间存在氢键;(5)①根据图可知阳离子是NH和H3O+,NH中
心原子是N,含有4个σ键,孤电子对数为(5-1-4×1)/2=0,价层电子对数为4,杂化类型为sp3,空间构型为正四面体形;H3O+中心原子是O,含有3个σ键,孤电子对数为(6-1-3)/2=1,价层电子对数为4,杂化类型为sp3,空间构型为
三角锥形,因此相同之处为ABD,不同之处为C,故答案为:ABD;②由图可知N中σ键总数为5个,故答案为:5;③根据图(b)还有的氢键是:(H3O+)O—H…N(NH)N—H…N,故答案为:(H3O+)O—H…N(N
H)N—H…N。