第二章《分子结构与性质》章节测试(提高卷)
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Br 80 I 127
一、选择题(本题包括10个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共20分)
1.(2022秋·河北唐山·高二开滦第一中学校考阶段练*)As2O3(砒霜)是两性氧化物,分子结构如图所示,与盐酸反应能生成AsCl3,AsCl3和LiAlH4反应的产物之一为AsH3。下列说法不正确的是
A.As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
B.AlH的价层电子对互斥模型是四面体形
C.AsCl3的空间构型为平面正三角形,As原子的杂化方式为sp3
D.AsH3分子的键角小于109°28′
2.(2022秋·辽宁沈阳·高二东北育才学校校考期末)关于、和的结构与性质,下列说法错误的是
A. 为极性分子
B. 空间结构为平面形
C. 的沸点高于
D. 和中C、O、N杂化方式均相同
3.(2023秋·湖北武汉·高二校联考期末)短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大,其中甲、丙同主族,乙、丙、丁同周期。常温下,含乙的化合物r浓度为0.1mol/L时溶液,p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为浅黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法正确的是
A.简单离子半径:乙<甲<丙<丁
B.丙的氧化物的VSEPR模型均为平面三角形,均为极性分子
C.q能使紫色石蕊试液先变红后褪色
D.由甲、乙、丙三种元素组成的化合物的水溶液均显碱性
4.(2023秋·湖北武汉·高二校联考期末)理论化学模拟得到一种离子,结构如下图。下列关于该离子的说法不正确的是
A.所有原子均满足8电子结构 B.N原子的杂化方式有2种
C.空间结构为四面体形 D.该离子的键与键数目比为
5.(2023秋·辽宁沈阳·高二沈阳市第十中学校考期末)下列说法错误的是
A.基态B原子核外电子的运动状态有5种
B.二氯乙酸的酸性强于氯乙酸
C.的价电子对分布的几何构型与分子的空间结构不一致
D.可以通过红外光谱仪来测定分子的相对分子质量
6.(2023秋·辽宁沈阳·高二沈阳市第十中学校考期末)下列有关分子结构与性质的说法中,正确的是
A.分子的稳定性既与键能、键长和键角有关,也与分子间作用力大小有关
B.分子中的中心原子若通过sp3杂化轨道成键,则该分子一定为正四面体结构
C.判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键
D.由于 能形成分子内氢键,故 比 难电离
7.(2022秋·四川遂宁·高二射洪中学校考阶段练*)南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐,其局部结构如图所示。下列说法错误的是
A.1mol该物质中有15molσ键
B.全氮阴离子盐两种阳离子中心原子的杂化轨道类型相同
C.中所有的氮原子在同一平面内
D.的键角比全氮阴离子盐的两种阳离子键角都大
8.(2022春·北京海淀·高二首都师范大学附属中学校考期末)PO、NH这两种离子中各原子的空间排列情况和CH4分子相似。关于几种微粒的说法中,不正确的是
A.Na3PO4溶液和NH4Cl溶液的酸碱性不同
B.NH离子中四个N-H键键长完全相同
C.相同物质的量的PO、NH、CH4、P4(白磷)四种微粒所含的σ键个数相同
D.PO、NH这离子的空间结构为四面体形
9.(2022春·四川乐山·高二统考期末)硼酸(H3BO3)的电离方程式为:H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,电离时H3BO3结合溶液中的OH-,使B原子最外层电子达到饱和结构,下列有关硼酸的说法正确的是
A.是一种三元弱酸
B.硼酸能抑制水的电离
C.与NaOH溶液反应的离子方程式:H3BO3+OH-=[B(OH)4]-
D.H3BO3与[B(OH)4]-中B原子的杂化方式相同
10.(2022春·浙江绍兴·高二统考期末)冰、水和汽三者之间相关联的一些热力学数据如下:
根据图中数据判断,下列说法不正确的是
A.在冰中,微粒间作用力只有共价键和氢键
B.冰变汽时升华热很大,说明升华时分子间氢键全部破坏
C.冰变水时熔化热很小,说明熔化时分子间氢键破坏很少
D.根据“升华热>熔化热+蒸发热”可知,水汽()分子间作用力比水汽()分子间作用力大
二、选择题(本题包括5个小题,每小题有1~2个选项符合题意。每小题4分,共20分)
11.(2022春·广东江门·高二鹤山市鹤华中学校考期中)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1.5gCH含有的电子数为NA
B.标准状况下,11.2L四氯化碳中含有的C-Cl键的个数为2NA
C.60gSiO2和12g金刚石中各含有4NA个Si-O键和4NA个C-C键
D.在1L0.1mol/L氯化铝溶液中阳离子总数大于0.1NA
12.(2022春·福建泉州·高二福建省德化第一中学校联考阶段练*)由原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、W、M组成的化合物是从生物体中得到的一种物质,其结构如图所示,X是短周期中原子半径最小的元素,Z、M同主族,Z、W的原子序数之和等于M的原子序数。下列有关说法错误的是
A.Y、Z、M的杂化方式均为sp3杂化
B.最简单氢化物的沸点:M>W>Z>Y
C.原子半径:Y>Z>W>M
D.X、Y、Z、W四种元素可组成含有极性键和非极性键的离子化合物
13.(2022春·四川成都·高二四川省蒲江县蒲江中学校考阶段练*)短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。Z的原子序数等于X和Y原子序数之和,X是宇宙中最丰富的元素,XZ用于刻蚀玻璃时生成化合物WZ4。下列说法错误的是
A.Z的电负性在四种元素中最大
B.X2Y和WY2的中心原子均采用sp3杂化
C.X分别与Y、Z,W形成的简单化合物中W的沸点最高
D.WZ4分子中所有原子最外层均满足8电子结构
14.(2022春·广东广州·高二广州四十七中校考期中)下列说法正确的是
A.沸点:正戊烷>异戊烷>异丁烷、对羟基苯甲酸()>邻羟基苯甲酸()、氯化氢>氟化氢
B.已知:B元素和Cl元素的电负性差值大于N元素和Cl元素的电负性差值,故:BCl3分子的极性大于NCl3
C.键角大小比较:NH3>H2O、NH3>PH3、[Cu(NH3)4]2+的配体NH3>NH3分子
D.医学上研究发现具有抗癌作用,而没有抗癌作用,说明这两种分子与和一样,均互为同分异构体,分别是以Pt原子、C原子为中心的平面结构
15.(2022春·河北衡水·高二校考期中)下列说法正确的是
A.某主族金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为 738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……当它与氯气反应时生成的阳离子是 X2+
B.在氨水中,大部分 NH3与 H2O 以氢键结合形成 NH3·H2O 分子,则 NH3·H2O 的结构式为:
C.18 g 冰中所含的氢键数均为 2 mol
D.由于氢键的作用,NH3、H2O、HF 中的沸点反常,且沸点高低顺序为 HF>H2O>NH3
三、非选择题(本题包括5个小题,共60分)
16.(12分)(2022·新疆·高二竞赛)硼磷化合物
等电子体的应用非常广泛,BN或BP与一些有机物具有等电子体特征。已知B-P单键和B=P双键的键长分别为190~200pm和179~184pm,一些有机基团表示如下:Me表示甲基,Et表示乙基,Ph表示苯基,Mes表示2,4,6-三甲基苯基。
(1)BCl3与LiPEt2在50℃下的乙醚溶液中以1∶3反应,得到四元环化合物A;BrB(PMes2)2与LiPMe2等摩尔反应得到B-P键长为187pm的化合物B;Ph2BCl与PhPH2在三乙胺存在下于甲苯中以2∶1反应得到化合物C。画出A、B、C的立体结构,在结构中标出中心原子的杂化方式_____、_____、_____。
(2)B2Cl4与PCl3以7∶2反应得到化合物D和E,D中的中心原子为sp2杂化,D和E的物质的量之比为10∶1,画出D和E的立体结构_____、_____。
17.(12分)(2022春·海南省直辖县级单位·高二校考期末)2019年诺贝尔化学奖由来自美、英、日的三人分获,以表彰他们在锂离子电池研究方面做出的贡献,他们最早发明用LiCoO2作离子电池的正极,用聚乙炔作负极。回答下列问题:
(1)基态Co原子电子排布式为____。
(2)Co元素位于元素周期表中第____周期、第____族。
(3)Li可以在二氧化碳中燃烧,生成白色固体和黑色固体,其方程式是____。
(4)锂离子电池的导电盐有LiBF4等,碳酸亚乙酯()是一种锂离子电池电解液的添加剂。
①LiBF4中阴离子的空间构型是____;与该阴离子互为等电子体的分子有____。(列一种)
②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有____。
18.(12分)(2022春·广东汕头·高二校考阶段练*)按要求填空:
(1)在下列物质中:①NH3、②HC≡CH、③NaOH、④O2、⑤溴化铵(用序号填空)
其中只含有非极性键的是___________;只含有极性键的是___________;含有离子键、共价键、配位键的是___________;
(2)A的原子的2p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,写出该原子价电子的轨道表示式:___________。
(3)N≡N的键能为942 kJ mol﹣1,N﹣N单键的键能为247 kJ mol﹣1,通过计算说明N2中的______键更稳定(填“σ”或“π”)。
(4)在①苯;②CH3OH;③HCHO;④CS2;⑤CCl4五种溶剂中,碳原子采取sp2杂化的分子有___________(填序号),CS2分子的空间结构是___________,CO2与CS2相比,___________(填化学式)的熔点较高。
(5)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(﹣950℃)沸点(110.6℃),原因是___________。
19.(12分)(2022春·广东·高二校联考阶段练*)氯吡脲()属苯脲类细胞分裂素,可用作植物生长调节剂,广泛用于农业上促进果实肥大,提高产量,保鲜等。可用2,4-二氯吡啶与苯基脲反应合成氯吡脲:
(1)苯基脲分子中除H外,第一电离能最大的元素为___________(填元素符号),上述反应的反应类型是___________。
(2)氯吡脲分子中,碳原子与氯原子形成的化学键为___________ (填化学键类型)σ键,氮原子的杂化轨道类型有___________。
(3)氯吡脲能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。
①H2O分子中的H -O- H键角为105° ,则NH3分子中的H-N-H 键角___________(填“>”、“<”或“=”)105°。氨气溶于水时,大部分NH3与H2O用氢键(用“● ● ●”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为___________ (填标号)。
A. B.
C. D.
②(NH4)2CO3中,阴、阳离子的空间结构分别为___________、___________。
20.(12分)(2022春·北京西城·高二校考期中)I.硅烷SiH4可用于制造高纯硅。采用硅化镁法制备SiH4的化学方程式如下:Mg2Si+4NH4Cl+8NH3==SiH4+2MgCl2·6NH3。
(1)基态硅原子占据的最高能级的符号是____。
(2)①SiH4的电子式是____。
②SiH4的沸点比CH4的_____(填“高”或“低”),原因是____。
(3)Mg2Si可由Mg和SiO2反应制得。晶体SiO2属于____晶体(填晶体类型),一种SiO2晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链(如图)。其中Si原子的杂化轨道类型是____。
II.W、X、Y、Z为同一周期的四种主族元素,原子序数依次增大。基态Y原子的价电子排布为3s23p4,X的电离能数据如表所示。
电离能 I1 I2 I3 I4 …
Ia/kJ mol-1 738 1451 7733 10540 …
(4)Y元素在元素周期表中的位置是____,X元素的最高正化合价是____。
(5)下列事实能用元素周期律解释的是____(填字母序号)。
a.W可用于制备活泼金属钾
b.Y的气态氢化物的稳定性小于H2O
c.将Z单质通入Na2S溶液中,溶液变浑浊
d.Y的氧化物对应的水化物H2YO4的酸性比H2SiO3强第二章《分子结构与性质》章节测试(提高卷)
(时间:75分钟 满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Cl 35.5 Br 80 I 127
一、选择题(本题包括10个小题,每小题只有一个选项符合题意。每小题2分,共20分)
1.(2022秋·河北唐山·高二开滦第一中学校考阶段练*)As2O3(砒霜)是两性氧化物,分子结构如图所示,与盐酸反应能生成AsCl3,AsCl3和LiAlH4反应的产物之一为AsH3。下列说法不正确的是
A.As2O3分子中As原子的杂化方式为sp3
B.AlH的价层电子对互斥模型是四面体形
C.AsCl3的空间构型为平面正三角形,As原子的杂化方式为sp3
D.AsH3分子的键角小于109°28′
【答案】C
【解析】A.由图可知,As2O3中As原子形成3个σ键,含有1个孤电子对,价层电子对个数是4,根据价层电子对互斥理论,As原子的杂化类型为sp3,A正确;
B.AlH4-中Al原子价层电子对数为,杂化方式为sp3,价层电子对互斥模型是四面体形,故B正确;
C.AsCl3中As原子价层电子对个数,且含有一个孤电子对,As原子的杂化方式为sp3,根据价层电子对互斥理论判断其空间构型为三角锥形,故C错误;
D.AsH3中As原子上的孤电子对数为,键电子对数为3,价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,由于孤电子对有较大的斥力,故 AsH3分子键角小于109°28′,故D正确;
答案选C。
2.(2022秋·辽宁沈阳·高二东北育才学校校考期末)关于、和的结构与性质,下列说法错误的是
A. 为极性分子
B. 空间结构为平面形
C. 的沸点高于
D. 和中C、O、N杂化方式均相同
【答案】B
【解析】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.和都可以形成氢键,但是N2H4形成的氢键数目更多,因此N2H4的沸点更高,C正确;
D.CH3OH中C原子价层电子对数n=4+0=4,杂化方式为sp3杂化,O原子价层电子对数n==4,杂化方式为sp3,(CH3)2NNH2的结构简式为,C原子价层电子对数n=4+0=4,N原子价层电子对数n=3+1=4,C和N在杂化方式均为sp3,故两者分子中C、O、N杂化方式均为sp3,D正确;
故答案为:B。
【点睛】化合物中心原子的价层电子对数n=中心原子上的孤电子对数+σ键数,根据n值判断杂化类型:一般有如下规律:当n=2,sp杂化;n=3,sp2杂化;n=4,sp3杂化。
3.(2023秋·湖北武汉·高二校联考期末)短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大,其中甲、丙同主族,乙、丙、丁同周期。常温下,含乙的化合物r浓度为0.1mol/L时溶液,p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为浅黄色固体。上述物质的转化关系如图所示(产物水已略去)。下列说法正确的是
A.简单离子半径:乙<甲<丙<丁
B.丙的氧化物的VSEPR模型均为平面三角形,均为极性分子
C.q能使紫色石蕊试液先变红后褪色
D.由甲、乙、丙三种元素组成的化合物的水溶液均显碱性
【答案】C
【分析】短周期元素甲、乙、丙、丁原子序数依次增大, p和q分别是元素丙和丁的单质,其中p为浅黄色固体,则p为硫单质,所以丙为,丁为,q是,甲、丙同主族,所以甲为O;含乙的化合物r浓度为0.1mol/L时溶液,说明化合物r为一元强碱,乙、丙、丁同周期,所以乙为。
【解析】A.电子层数越多,离子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,所以简单离子半径:乙<甲<丁<丙,A项错误;
B.丙的氧化物有、,的VSEPR模型是V形,的VSEPR模型为平面三角形,是极性分子,而是非极性分子,B项错误;
C.q是,与水反应生成HCl和,溶液显酸性,具有强氧化性,所以能使紫色石蕊试液先变红后褪色,C项正确;
D.由O、Na、S三种元素组成的化合物有等,水溶液显中性,D项错误;
答案选C。
4.(2023秋·湖北武汉·高二校联考期末)理论化学模拟得到一种离子,结构如下图。下列关于该离子的说法不正确的是
A.所有原子均满足8电子结构 B.N原子的杂化方式有2种
C.空间结构为四面体形 D.该离子的键与键数目比为
【答案】B
【解析】A.由的结构式可知,所有N原子均满足8电子稳定结构,故A正确;
B.中心N原子为sp3杂化,与中心N原子直接相连的N原子为sp2杂化,与端位N原子直接相连的N原子为sp杂化,端位N原子为sp2杂化,则N原子的杂化方式有3种,故B错误;
C.中心N原子为sp3杂化,则其空间结构为四面体形,故C正确;
D.单键存在一个键,双键存在一个键和一个键,该离子的键与键数目比为12:8=3:2,故D正确;
故选:B。
5.(2023秋·辽宁沈阳·高二沈阳市第十中学校考期末)下列说法错误的是
A.基态B原子核外电子的运动状态有5种
B.二氯乙酸的酸性强于氯乙酸
C.的价电子对分布的几何构型与分子的空间结构不一致
D.可以通过红外光谱仪来测定分子的相对分子质量
【答案】D
【解析】A.每个电子的运动状态均不相同,基态B原子的核外电子数为5,所以其运动状态为5,A项正确;
B.Cl的电负性较大,具有很强的吸电子能力,当乙酸中甲基上的H原子被Cl替换之后,O-H键减弱,Cl越多中的更易电离出来,B项正确;
C.的价电子对数,为杂化,价电子对分布的几何构型为四面体形,而硫原子有两对孤电子对,分子空间结构为V形,C项正确;
D.红外光谱仪用于测分子的结构和基团,质谱仪可以测分子的相对分子质量,D项错误;
故选D。
6.(2023秋·辽宁沈阳·高二沈阳市第十中学校考期末)下列有关分子结构与性质的说法中,正确的是
A.分子的稳定性既与键能、键长和键角有关,也与分子间作用力大小有关
B.分子中的中心原子若通过sp3杂化轨道成键,则该分子一定为正四面体结构
C.判断A2B或AB2型分子是否是极性分子的依据是看分子中是否含有极性键
D.由于 能形成分子内氢键,故 比 难电离
【答案】D
【解析】A.分子的稳定性与分子内的化学键强弱有关,分子间作用力是确定物质聚集状态,所以分子的稳定性与分子间作用力的大小无关,A项错误;
B.分子中中心原子通过sp3杂化轨道成键时,该分子不一定为正四面体结构,可能是三角锥形或V形,如NH3是三角锥形,B项错误;
C.对于A2B或AB2型分子是由极性键构成的分子,由该分子的分子空间结构决定分子极性,如果分子的立体构型为直线形、键角等于180°,致使正电中心与负电中心重合,这样的分子就是非极性分子如CO2,若分子的立体构型为V形、键角小于180°,正电中心与负电中心不重合,则为极性分子如H2O,C项错误;
D. 相对于 ,苯环上多了一个-COO-,羟基上与氧结合的氢原子能与羧基上氧原子形成氢键,使-OH其更难电离出H+,D项正确;
答案选D。
7.(2022秋·四川遂宁·高二射洪中学校考阶段练*)南京理工大学化工学院胡炳成教授团队成功合成世界首个全氮阴离子盐,其局部结构如图所示。下列说法错误的是
A.1mol该物质中有15molσ键
B.全氮阴离子盐两种阳离子中心原子的杂化轨道类型相同
C.中所有的氮原子在同一平面内
D.的键角比全氮阴离子盐的两种阳离子键角都大
【答案】D
【解析】A.单键构成σ键,1mol该物质中有15molσ键,故A正确;
B.全氮阴离子盐两种阳离子为:H3O+和NH,中心原子的价层电子对数均为4,中心原子的杂化轨道类型为:sp3杂化,故B正确;
C.氮原子之间除了形成σ键之外,还形成大π键,所以所有的氮原子在同一平面内,故C正确;
D.H2O分子内含有两对孤电子对,孤电子对对成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力,导致H2O分子的键角小于H3O+和NH,故D错误;
故选:D。
8.(2022春·北京海淀·高二首都师范大学附属中学校考期末)PO、NH这两种离子中各原子的空间排列情况和CH4分子相似。关于几种微粒的说法中,不正确的是
A.Na3PO4溶液和NH4Cl溶液的酸碱性不同
B.NH离子中四个N-H键键长完全相同
C.相同物质的量的PO、NH、CH4、P4(白磷)四种微粒所含的σ键个数相同
D.PO、NH这离子的空间结构为四面体形
【答案】C
【解析】A.Na3PO4为弱酸强碱盐呈碱性而NH4Cl为弱碱强酸盐呈酸性,A项正确;
B.中价层电子对为4对,无孤电子对,为正四面体,sp3杂化,N-H键均相同,B项正确;
C.前三者中均有4个σ键而后者有6个σ键,C项错误;
D.中价层电子对为,无孤电子对,为四面体构型,与相同,D项正确;
故选C。
9.(2022春·四川乐山·高二统考期末)硼酸(H3BO3)的电离方程式为:H3BO3+H2O[B(OH)4]-+H+,电离时H3BO3结合溶液中的OH-,使B原子最外层电子达到饱和结构,下列有关硼酸的说法正确的是
A.是一种三元弱酸
B.硼酸能抑制水的电离
C.与NaOH溶液反应的离子方程式:H3BO3+OH-=[B(OH)4]-
D.H3BO3与[B(OH)4]-中B原子的杂化方式相同
【答案】C
【解析】A.硼酸电离出的氢离子的数目是1,可知硼酸是一元酸,A错误;
B.硼酸在水中的电离过程为: ,可以看出硼酸的电离结合了水溶液中的氢氧根离子,对水的电离起促进作用,B错误;
C.根据硼酸电离方程式可知能和OH-发生化合反应,而使中心原子最外层电子达到饱和结构,即硼酸与NaOH溶液反应的离子方程式:H3BO3+OH-=[B(OH)4]-,C正确;
D.硼酸的结构式为 ,[B(OH)4]-的结构式为 ,根据二者的成键电子对分别为3和4,可知H3BO3与[B(OH)4]-中B原子的杂化方式不同,D错误;
故答案选:C。
10.(2022春·浙江绍兴·高二统考期末)冰、水和汽三者之间相关联的一些热力学数据如下:
根据图中数据判断,下列说法不正确的是
A.在冰中,微粒间作用力只有共价键和氢键
B.冰变汽时升华热很大,说明升华时分子间氢键全部破坏
C.冰变水时熔化热很小,说明熔化时分子间氢键破坏很少
D.根据“升华热>熔化热+蒸发热”可知,水汽()分子间作用力比水汽()分子间作用力大
【答案】A
【解析】A.在冰中,原子内部以共价键结合,微粒间作用力有氢键和范德华力,A错误;
B.冰变汽时分子间的距离增大,分子间的作用力完全破坏,分子间氢键全部破坏包括范德华力,所以升华热很大,B正确;
C.液体水分子间同样存在氢键作用,这样常温下水才能以液态形式存在,所以冰变水时熔化热很小,说明熔化时分子间氢键破坏很少,C正确;
D.冰中氢键数目多于液态水中氢键数目,所以温度越低分子间作用力越大,D正确;
故答案选:A。
二、选择题(本题包括5个小题,每小题有1~2个选项符合题意。每小题4分,共20分)
11.(2022春·广东江门·高二鹤山市鹤华中学校考期中)NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1.5gCH含有的电子数为NA
B.标准状况下,11.2L四氯化碳中含有的C-Cl键的个数为2NA
C.60gSiO2和12g金刚石中各含有4NA个Si-O键和4NA个C-C键
D.在1L0.1mol/L氯化铝溶液中阳离子总数大于0.1NA
【答案】D
【解析】A.CH含有8个电子,1.5gCH的物质的量为0.1mol,则含有的电子数为0.8NA,A项错误;
B.标准状况下,四氯化碳为液体,无法通过气体摩尔体积计算,B项错误;
C.60g SiO2的物质的量是l mol,每个Si与4个O原子形成共价键,因此l mol SiO2的晶体中含有4 mol Si-O键,Si-O键数目是4NA,12g金刚石的物质的量是l mol,由于每个C原子与相邻4个C原子形成共价键,每个共价键为相邻的2个C原子所共有,则1 mol C原子形成的共价键数目是2NA,C项错误;
D.1L0.1mol/L氯化铝溶液中,铝离子的物质的量为0.1mol,铝离子易水解,,水解后阳离子数增加,则阳离子总数大于0.1NA,D项正确;
答案选D。
12.(2022春·福建泉州·高二福建省德化第一中学校联考阶段练*)由原子序数依次增大的五种短周期元素X、Y、Z、W、M组成的化合物是从生物体中得到的一种物质,其结构如图所示,X是短周期中原子半径最小的元素,Z、M同主族,Z、W的原子序数之和等于M的原子序数。下列有关说法错误的是
A.Y、Z、M的杂化方式均为sp3杂化
B.最简单氢化物的沸点:M>W>Z>Y
C.原子半径:Y>Z>W>M
D.X、Y、Z、W四种元素可组成含有极性键和非极性键的离子化合物
【答案】BC
【分析】根据X是短周期中原子半径最小的元素,推X为H元素,Y形成四个键,Y为C元素,Z、M同族,Z形成三个键,M形成五对共用电子对,Z、M分别为N、P元素,由Z、W的原子序数之和等于M的原子序数,此可推出W为O元素;
【解析】A.单键碳原子采用sp3杂化,N形成三个单键和一对孤电子对,采用sp3杂化,P原子形成三个单键和一个双键,采用sp3杂化,A项正确;
B.最简单氢化物沸点,根据分子晶体沸点比较,水分子间含有的氢键最多沸点最高,氨气分子间存在氢键,沸点较高,PH3和CH4分子间不存在氢键沸点较低,而PH3的相对分子质量大,范德华力强,沸点比甲烷高,故沸点大小为:H2O>NH3>PH3>CH4,B项错误;
C.同主族元素从上到下原子半径依次增大,故P原子半径比N原子半径大,C项错误;
D.H、C、N,O形成(NH4)2C2O4等物质中含有离子键、极性键和非极性键,D项正确;
故选答案BC。
13.(2022春·四川成都·高二四川省蒲江县蒲江中学校考阶段练*)短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大。Z的原子序数等于X和Y原子序数之和,X是宇宙中最丰富的元素,XZ用于刻蚀玻璃时生成化合物WZ4。下列说法错误的是
A.Z的电负性在四种元素中最大
B.X2Y和WY2的中心原子均采用sp3杂化
C.X分别与Y、Z,W形成的简单化合物中W的沸点最高
D.WZ4分子中所有原子最外层均满足8电子结构
【答案】C
【分析】短周期元素X、Y、Z和W的原子序数依次增大,X是宇宙中最丰富的元素,则X是H元素,XZ用于刻蚀玻璃时生成化合物WZ4,则Z是F元素,W是Si元素,Z的原子序数等于X和Y原子序数之和,则Y是O元素,据此分析解答。
【解析】A.Z是F元素,则Z的电负性在四种元素中最大,故A正确;
B.X2Y是H2O,其价层电子对数是4,中心原子采取的是sp3杂化,WY2是SiO2,其是原子晶体,类似于金刚石结构,中心原子采取的也是sp3杂化,故B正确;
C.X是H元素,Y、Z、W分别是O、F、Si元素,它们形成的简单化合物分别是H2O、HF、SiH4,由于H2O分子间存在氢键,故H2O的沸点最高,而不是SiH4,其在常温下是气体,故C错误;
D.WZ4分子是SiF4,无论硅原子还是氟原子最外层都满足8电子结构,如图故D正确;
答案C。
14.(2022春·广东广州·高二广州四十七中校考期中)下列说法正确的是
A.沸点:正戊烷>异戊烷>异丁烷、对羟基苯甲酸()>邻羟基苯甲酸()、氯化氢>氟化氢
B.已知:B元素和Cl元素的电负性差值大于N元素和Cl元素的电负性差值,故:BCl3分子的极性大于NCl3
C.键角大小比较:NH3>H2O、NH3>PH3、[Cu(NH3)4]2+的配体NH3>NH3分子
D.医学上研究发现具有抗癌作用,而没有抗癌作用,说明这两种分子与和一样,均互为同分异构体,分别是以Pt原子、C原子为中心的平面结构
【答案】C
【解析】A.碳原子个数越多,沸点越高,支链越多,沸点越低,故沸点:正戊烷>异戊烷>异丁烷,对羟基苯甲酸()形成分子间氢键,而邻羟基苯甲酸()形成分子内氢键,形成分子内氢键使得物质沸点降低,故沸点:对羟基苯甲酸()>邻羟基苯甲酸(),氟化氢(HF)分子间可形成氢键,因此沸点:HF>HCl,A错误;
B.元素电负性越大,原子对键合电子吸引力越大,所成键的极性也越大,但分子极性与电负性无关,BCl3为非极性分子,分子的极性小于NCl3,B错误;
C.NH3中N周围有1对孤电子对,H2O中O周围有2对孤电子对,由于孤电子对对孤电子对的排斥作用大于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对之间的排斥作用,导致键角:NH3>H2O;NH3、PH3的中心原子都是sp3杂化,均形成3对共用电子对和一对孤电子对,中心原子的电负性越小,成键电子对之间的斥力越小,键角越小,且原子半径:P>N, 键长:P-H>N-H,则成键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为NH3>PH3,所以这三种物质的键角由大到小的顺序为NH3>PH3,同理,[Cu(NH3)4]2+的配体NH3不含有孤电子对,故键角:[Cu(NH3)4]2+的配体NH3>>NH3分子,C正确;
D.和属于同一种物质,D错误;
答案选C。
15.(2022春·河北衡水·高二校考期中)下列说法正确的是
A.某主族金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为 738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……当它与氯气反应时生成的阳离子是 X2+
B.在氨水中,大部分 NH3与 H2O 以氢键结合形成 NH3·H2O 分子,则 NH3·H2O 的结构式为:
C.18 g 冰中所含的氢键数均为 2 mol
D.由于氢键的作用,NH3、H2O、HF 中的沸点反常,且沸点高低顺序为 HF>H2O>NH3
【答案】AC
【解析】A.该元素第三电离能剧增,最外层应有2个电子,表现+2价,当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+,故A正确;
B.NH3与H2O以氢键(用“ ”表示)结合形成NH3 H2O分子,氨气中N和水中H形成氢键,则NH3 H2O的结构式为,故B错误;
C.冰中水分子每2个O原子间都有一个H原子,更靠近H原子的O原子与它形成共价键,另一个与它形成氢键,即每个H原子都形成一个氢键,所以1mol冰中存在2mol氢键,故C正确;
D.由于氢键的作用,使NH3、H2O、HF在同主族氰化氢中的沸点反常,但常温下水为液体,则沸点高低顺序为H2O>HF>NH3,故D错误;
故选:AC。
三、非选择题(本题包括5个小题,共60分)
16.(12分)(2022·新疆·高二竞赛)硼磷化合物
等电子体的应用非常广泛,BN或BP与一些有机物具有等电子体特征。已知B-P单键和B=P双键的键长分别为190~200pm和179~184pm,一些有机基团表示如下:Me表示甲基,Et表示乙基,Ph表示苯基,Mes表示2,4,6-三甲基苯基。
(1)BCl3与LiPEt2在50℃下的乙醚溶液中以1∶3反应,得到四元环化合物A;BrB(PMes2)2与LiPMe2等摩尔反应得到B-P键长为187pm的化合物B;Ph2BCl与PhPH2在三乙胺存在下于甲苯中以2∶1反应得到化合物C。画出A、B、C的立体结构,在结构中标出中心原子的杂化方式_____、_____、_____。
(2)B2Cl4与PCl3以7∶2反应得到化合物D和E,D中的中心原子为sp2杂化,D和E的物质的量之比为10∶1,画出D和E的立体结构_____、_____。
【答案】(1) 或者
(2)
【解析】略
17.(12分)(2022春·海南省直辖县级单位·高二校考期末)2019年诺贝尔化学奖由来自美、英、日的三人分获,以表彰他们在锂离子电池研究方面做出的贡献,他们最早发明用LiCoO2作离子电池的正极,用聚乙炔作负极。回答下列问题:
(1)基态Co原子电子排布式为____。
(2)Co元素位于元素周期表中第____周期、第____族。
(3)Li可以在二氧化碳中燃烧,生成白色固体和黑色固体,其方程式是____。
(4)锂离子电池的导电盐有LiBF4等,碳酸亚乙酯()是一种锂离子电池电解液的添加剂。
①LiBF4中阴离子的空间构型是____;与该阴离子互为等电子体的分子有____。(列一种)
②碳酸亚乙酯分子中碳原子的杂化方式有____。
【答案】(1)[Ar]3d74s2
(2) 四或4 Ⅷ
(3)4Li+CO2=2Li2O+C
(4) 正四面体 CF4或CCl4 sp2、sp3
【解析】(1)Co是27号元素,原子电子排布式为[Ar]3d74s2;
(2)Co是27号元素,位于元素周期表中第四周期、第Ⅷ族;
(3)Li可以在二氧化碳中燃烧,发生置换反应,生成的白色固体是氧化锂,黑色固体碳,其化学方程式为:4Li+CO2=2Li2O+C;
(4)LiBF4中阴离子的电子对为,因此空间构型为正四面体;B-的价电子等于C的价电子,因此与该阴离子互为等电子体的分子有CF4;碳酸亚乙酯分子中碳氧双键的碳原子,σ键有3个,没有孤对电子,因此杂化方式为sp2,另外两个碳原子σ键有4个,没有孤对电子,因此杂化方式为sp3。
18.(12分)(2022春·广东汕头·高二校考阶段练*)按要求填空:
(1)在下列物质中:①NH3、②HC≡CH、③NaOH、④O2、⑤溴化铵(用序号填空)
其中只含有非极性键的是___________;只含有极性键的是___________;含有离子键、共价键、配位键的是___________;
(2)A的原子的2p轨道上只有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,写出该原子价电子的轨道表示式:___________。
(3)N≡N的键能为942 kJ mol﹣1,N﹣N单键的键能为247 kJ mol﹣1,通过计算说明N2中的______键更稳定(填“σ”或“π”)。
(4)在①苯;②CH3OH;③HCHO;④CS2;⑤CCl4五种溶剂中,碳原子采取sp2杂化的分子有___________(填序号),CS2分子的空间结构是___________,CO2与CS2相比,___________(填化学式)的熔点较高。
(5)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(﹣950℃)沸点(110.6℃),原因是___________。
【答案】(1) ④ ① ⑤
(2)
(3)π
(4) ①③ 直线形 CS2
(5)苯胺分子之间存在氢键
【解析】(1)①NH3分子中只存在N-H极性共价键;
②在HC≡CH分子中存在C-H极性共价键-C≡C-的非极性共价键;
③NaOH是离子化合物,在其中的Na+与OH-之间存在离子键;在阴离子 OH-中存在O-H极性共价键;
④O2是非金属单质,在O2分子中存在O=O非极性共价键;
⑤NH4Br是离子化合物,阳离子与阴离子Br-之间存在离子键,在内部存在N-H共价键和配位键;
综上所述可知:其中只含有非极性键的是④;只含有极性键的是①;同时含有离子键、共价键、配位键的是⑤;
(2)A的2p轨道上有1个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,则2p轨道上有4个电子,即其核外电子排布是1s22s22p4,该元素是O元素,其价电子排布式是2s22p4,故其轨道表示式为;
(3)N≡N中含有1个σ键和2个π键,已知N≡N键能为942 kJ/mol,N-N单键键能为247 kJ/mol,则1个π键的键能为,则说明N2中的π键键能大于σ键键能,物质含有的键能越大,该化学键就越不容易断裂,相对来说就更稳定,故N≡N中π键更稳定;
(4)①苯分子中C原子形成3个σ键,C原子采用sp2杂化;
②CH3OH分子中C原子形成4个σ键,C原子采用sp3杂化;
③HCHO分子中C原子形成3个σ键,C原子采用sp2杂化;
④CS2分子中C原子形成2个σ键,C原子采用sp杂化;
⑤CCl4的分子中C原子形成4个σ键,C原子采用sp3杂化;
可见在上述五种物质的分子中采用sp2杂化的物质是苯、HCHO,故合理序号是①③;
CS2分子中C原子价层电子对数是2+=2,C原子上无孤对电子,因此CS2分子呈直线型;
CO2、CS2结构相似,二者都是由分子构成的物质。物质的相对分子质量越大,分子之间作用力就越大,物质的熔沸点就越高。物质的相对分子质量:CO2<CS2,所以物质的熔点:CO2<CS2,即 CS2的熔点相对较高;
(5)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℃)高于甲苯的熔点(﹣95.0℃)、沸点(110.6℃),原因是苯胺分子之间除存在分子间作用力外,还存在氢键,但甲苯分子之间只存在分子间作用力不存在氢键。
19.(12分)(2022春·广东·高二校联考阶段练*)氯吡脲()属苯脲类细胞分裂素,可用作植物生长调节剂,广泛用于农业上促进果实肥大,提高产量,保鲜等。可用2,4-二氯吡啶与苯基脲反应合成氯吡脲:
(1)苯基脲分子中除H外,第一电离能最大的元素为___________(填元素符号),上述反应的反应类型是___________。
(2)氯吡脲分子中,碳原子与氯原子形成的化学键为___________ (填化学键类型)σ键,氮原子的杂化轨道类型有___________。
(3)氯吡脲能在动物体内代谢,其产物较为复杂,其中有H2O、NH3、CO2等。
①H2O分子中的H -O- H键角为105° ,则NH3分子中的H-N-H 键角___________(填“>”、“<”或“=”)105°。氨气溶于水时,大部分NH3与H2O用氢键(用“● ● ●”表示)结合形成NH3·H2O分子。根据氨水的性质可推知NH3·H2O的结构式为___________ (填标号)。
A. B.
C. D.
②(NH4)2CO3中,阴、阳离子的空间结构分别为___________、___________。
【答案】(1) N 取代反应
(2) sp2-p sp2、sp3
(3) > B 平面三角形 正四面体形
【解析】(1)
在苯基脲中含有C、H、O、N四种元素,除H外,C、O、N是同一周期元素,同一周期,原子序数越大,元素的第一电离能就越大,但由于N原子核外电子排布处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻的O元素,故第一电离能最大的元素是N元素;由2,4-二氯吡啶与苯基脲的反应可知,该反应为取代反应。
(2)
在氯吡脲分子中,碳原子采用sp2杂化,Cl原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p5,C原子与氯原子的3p电子形成σ键,故氯吡脲分子中,碳原子与氯原子形成的化学键为sp2-pσ键;在氯吡脲分子中含有2种N原子,六元环上的N原子为sp2杂化,亚氨基的N原子采用sp3杂化,氮原子的杂化轨道类型有sp2、sp3。
(3)
①H2O中的O原子采用sp3杂化,O原子上有2对孤电子对;NH3分子中的N原子采用sp3杂化,N原子上只有1对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,孤电子对数越多,排斥作用越大,键角就越小,由于H2O分子中O原子上的孤电子对数多于NH3分子中N原子上的孤电子对数,导致H2O键角比NH3的键角小,H2O的键角是105°,所以NH3的键角大于105°;在氨水中存在化学平衡:NH3·H2O +OH-,根据一水合氨电离产生的离子分析可知:在一水合氨中形成氢键由NH3的N原子与H2O分子的H原子形成,故合理选项是B;
②阴离子的中心C原子价层电子对数为3+=3,采取sp2杂化,无孤电子对,空间结构为平面三角形,阳离子NH的中心N原子价层电子对数为4+=4,采取sp3杂化,无孤电子对,空间结构为正四面体形。
20.(12分)(2022春·北京西城·高二校考期中)I.硅烷SiH4可用于制造高纯硅。采用硅化镁法制备SiH4的化学方程式如下:Mg2Si+4NH4Cl+8NH3==SiH4+2MgCl2·6NH3。
(1)基态硅原子占据的最高能级的符号是____。
(2)①SiH4的电子式是____。
②SiH4的沸点比CH4的_____(填“高”或“低”),原因是____。
(3)Mg2Si可由Mg和SiO2反应制得。晶体SiO2属于____晶体(填晶体类型),一种SiO2晶体的结构中有顶角相连的硅氧四面体形成螺旋上升的长链(如图)。其中Si原子的杂化轨道类型是____。
II.W、X、Y、Z为同一周期的四种主族元素,原子序数依次增大。基态Y原子的价电子排布为3s23p4,X的电离能数据如表所示。
电离能 I1 I2 I3 I4 …
Ia/kJ mol-1 738 1451 7733 10540 …
(4)Y元素在元素周期表中的位置是____,X元素的最高正化合价是____。
(5)下列事实能用元素周期律解释的是____(填字母序号)。
a.W可用于制备活泼金属钾
b.Y的气态氢化物的稳定性小于H2O
c.将Z单质通入Na2S溶液中,溶液变浑浊
d.Y的氧化物对应的水化物H2YO4的酸性比H2SiO3强
【答案】(1)3p
(2) 高 SiH4和CH4为结构相似的分子,相对分子质量SiH4>CH4,分子间范德华力SiH4>CH4
(3) 共价 sp3
(4) 第三周期VIA族 +2
(5)bcd
【解析】(1)
基态Si原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p2,最高能级为3p;
(2)
①1个Si原子与4个H原子形成四条共价键,电子式为:;
②SiH4与CH4都为分子晶体,且结构相似,SiH4比CH4的相对分子质量大,分子间作用力强,所以SiH4的熔、沸点比CH4高;
(3)
SiO2属于共价晶体,SiO2晶体中Si有4对σ键电子对,所以硅原子的杂化类型为sp3杂化,故答案为:共价;sp3;
(4)
基态Y原子的价电子排布为3s23p4,可知Y为S元素,则Y元素在元素周期表中的位置是第三周期VIA族,根据X电离能知,该元素位于第ⅡA族,X为Mg元素,最高正化合价是+2;
(5)
Y为S元素,X为Mg元素,
a.同主族元素从上到下元素的金属性依次增强,A不能用元素周期律解释,故a错误;
b.同主族元素从上到下元素的非金属性依次减弱,S的非金属性弱于O,氢化物稳定性H2S小于H2O,b能用元素周期律解释,故b正确;
c.同周期从左到右元素的非金属性依次增强,所以Cl的非金属性强于S,C能用元素周期律解释,故c正确;
d.同周期从左到右元素的非金属性依次增强,所以S的非金属性强于Si,所以S的最高价氧化物对应水化物H2SO4的酸性强于H2SiO3,d能元素周期律解释,故d正确;
故答案为:bcd。
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