专题4第一单元分子的空间结构提升训练高二化学苏教版选择性必修2.docx
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专题4第一单元分子的空间结构提升训练高二化学苏教版选择性必修2
专题4分子空间结构与物质性质第一单元分子的空间结构——提升训练2021-2022学年高中化学苏教版(2020)选择性必修2
一、选择题(共16题)
1.下图中每条折线表示ⅣA~ⅦA族中的某族元素的简单氢化物的沸点变化情况。
每个小黑点代表一种氢化物,其中a点代表的是
A.
B.
C.
D.
2.环己基氨基酸钙
约比蔗糖甜30倍,曾广泛用于食品中,但近年来发现它能致癌而禁止使用。
下列溶剂中不能溶解该化合物是
A.H2OB.CH3OHC.NH3(液)D.CCl4
3.下列各组分子都属于含有极性键的非极性分子的是
A.CO2、H2SB.C2H4、CH4C.Cl2、C2H2D.NH3、HCl
4.甲烷分子(CH4)失去一个H+,形成甲基阴离子(
),在这个过程中,下列描述不合理的是
A.碳原子的杂化类型发生了改变B.粒子的形状发生了改变
C.粒子的稳定性发生了改变D.粒子中的键角发生了改变
5.NF3是一种优良的蚀刻气体。
HF、F2均可用于制备NF3,F2制备NF3的反应为4NH3+3F2
NF3+3NH4F。
Ka(HF)=6.3×10−4,Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5。
下列关于氨和铵盐的说法正确的是
A.氨气易溶于水,是因为氨分子间能形成氢键
B.HF酸性强,所以不能用玻璃瓶盛装
C.25℃,0.1mol·L−1 NH4F溶液的pH<7
D.25℃,NH3与HNO3反应生成N2和H2O
6.氨气是一种重要的化工原料,以氨为原料可以生产化肥和硝酸,在催化剂条件下,氨催化氧化生成NO,进而继续被氧化为NO2,再与水反应生成硝酸,氨气与硝酸反应可得氮肥硝酸铵。
4NH3(g)+5O2(g)
4NO(g)+6H2O(g) △H=-905.8kJ·mol-1。
工业上将含NO2废气通入氢氧化钠溶液中可获得NaNO3和NaNO2,也可向废气中通入NH3在催化剂的条件转化为无毒无害的气体排放。
下列说法正确的是
A.NH3转化为NH
,键角变大
B.[Cu(NH3)4]+中含有离子键、配位键
C.NO
空间构型为直线形
D.氨气易溶于水的原因是氨气分子间存在氢键
7.短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,四种元素组成的一种食品添加剂结构如图所示,Z的原子半径在短周期中最大,W基态原子的s能级电子总数是p能级电子总数的2/3。
下列说法不正确的是
A.Y、Z形成的简单离子半径:
Y>Z
B.W、Y形成的简单氢化物沸点:
Y>W
C.Z分别与X、Y形成的化合物中所含化学键类型一定完全相同
D.WX3、X2Y中W原子和Y原子的杂化轨道类型相同
8.下列对科技新成果的解读错误的是
选项
科技成就
化学解读
A
《科学》公布了下地幔矿物——毛河光矿(MgFe2O4)的命名
MgFe2O4中铁元素显+2价
B
我国利用双核催化剂实现乙烯和丙烯醇低温共聚
乙烯和丙烯醇分子内均含有σ键和π键
C
我国成功研制出
纳米片
它属于碱式盐
D
我国利用葡萄糖脱氢酶除去废水中葡萄糖
酶对某些特定反应有催化作用
A.AB.BC.CD.D
9.下列关于晶体的说法错误的是
A.分子晶体中分子间作用力越大,分子越稳定
B.温度越高,金属晶体的导电性越弱
C.离子晶体中一定含有离子键,共价晶体中一定含有共价键
D.在
晶体中,由Si、O构成的最小单元环中共有12个原子
10.SF6可作为超高压绝缘介质气体,分子如图呈正八面体结构,有关SF6的说法正确的是
A.属于原子晶体B.是非极性分子
C.S和F之间共用电子对偏向SD.所有原子均满足8电子稳定结构
11.类石墨相氮化碳(g-C3N4)作为一种新型光催化材料,在光解水产氢等领域具有广阔的应用前景,研究表明,非金属掺杂(O、S等)能提高其光催化活性。
g-C3N4具有和石墨相似的层状结构,其中一种二维平面结构如下图所示。
下列说法不正确的是
A.基态C原子的成对电子数与未成对电子数之比为2:
1
B.g-C3N4晶体中存在的微粒间作用力有极性键和范德华力
C.g-C3N4中,C原子的杂化轨道类型sp2
D.g-C3N4中N原子的配位数为3
12.工业合成氨的反应为
。
可与酸反应制得铵盐,可通过催化氧化生产
,强碱条件下能被NaClO氧化生成
;
可被NaClO继续氧化生成
,也可被
氧化生成
,
能与
溶液反应产生银镜;
是一种弱酸,酸性与醋酸相当。
下列有关含氮化合物的性质与制备说法正确的是
A.分析结构可推得,
难溶于水
B.分析结构可推得,相同条件下
还原性应强于
C.制备
时应将
慢慢通入NaClO溶液中
D.可向
溶液中通
来制备
13.下列说法正确的是
A.CH4、CCl4都是含有极性键的极性分子
B.
与NH3、H3O+的空间结构均为三角锥形
C.CS2、H2O、C2H2都是直线形分子
D.分子中共价键的键能越大,分子的熔、沸点越高
14.下列有关物质性质的说法错误的是
A.酸性:
HClO4>H2SO4B.沸点:
NH3>PH3
C.范德华力:
HBr>HClD.水中的溶解性:
I2>NH3
15.a、b、c、d、e五种短周期元素的最低负化合价和电负性数据如表所示。
下列判断正确的是
元素
a
b
c
d
e
最低负化合价
电负性
2.5
2.5
3.0
3.5
4.0
A.元素a的最高能级轨道中无自旋方向相同的电子
B.a、c形成化合物的熔沸点小于a、e形成化合物的熔沸点
C.b、c、e的原子半径由大到小的顺序为
D.c、d、e的氢化物之间都可以形成氢键
16.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,K、L、M均是由这些元素形成的氧化物,甲、乙分别是元素X、Y的单质,甲是常见的固体,乙是常见的气体,K是无色气体,也是主要的大气污染物之一,0.05mol•L-1丙的溶液中c(H+)=0.1mol•L-1,上述几种物质的转化关系如图所示。
下列说法正确的是
A.原子半径:
W<Y<X
B.元素的非金属性:
Z>Y>X
C.元素的第一电离能:
W>Z>Y
D.K、L、M中沸点最高的是M
二、综合题(共9题)
17.某烟道气的主要成分是CO2,并含有少量硫氧化物、氮氧化物等杂质。
其中的硫元素可在高温下通过CH4的作用回收,主要反应如下:
2SO2(g)+CH4(g)⇌CO2(g)+2H2O(g)+S2(g)+Q(Q>0)
(1)以mol/(L•min)为单位,SO2的反应速率是S2生成速率的_________倍。
(2)恒容条件下,不能说明该反应已经达到平衡状态的是_______(选填编号)
a.混合气体中水蒸气含量不再变化
b.混合气体密度不发生变化
c.容器内压强不再变化
d.混合物平均相对分子质量不再变化
达到平衡后升高体系温度,则平衡常数K_________(填“增大”、“减小”、或“不变”)。
(3)请在下式中标出上述反应中电子转移的方向和数目:
_____
2SO2(g)+CH4(g)⇌…该反应的氧化产物是_________。
SO2的主要性质除氧化性、漂白性外还有________性。
(4)该反应混合物中有两种极性分子,分别是______和_____;固态硫的分子式可能是S8,它与S2互为________。
(5)烟道气中的NO2也能与CH4反应并生成无害气体,完全转化3.0molNO2气体时,需要甲烷的物质的量为__________mol.
18.某电镀铜厂有两种废水,分别含有CN-和Cr2O72-等有毒离子,拟用NaClO和Na2S2O3按照下列流程进行处理。
请完成下列填空:
(1)HCN有剧毒,电子式是__,其分子属于__(填“极性”、“非极性”)分子。
(2)表示原子结构的化学用语有:
原子结构示意图、核外电子排布式、轨道表示式。
从中选择最详尽描述核外电子运动状态的方式,来表示氧原子的最外层电子的运动状态:
__,其中最外层有__种不同能量的电子。
(3)下列事实能说明氯与硫两元素非金属性相对强弱的是___。
a.相同条件下水溶液的pH:
NaClO>Na2S2O3
b.还原性:
H2S>HCl
c.相同条件下水溶液的酸性:
HClO3>H2SO3
d.稳定性:
HCl>H2S
(4)写出流程③的离子方程式为:
___。
(5)反应③中,每消耗0.5molCr2O72-转移的电子数为___;
(6)取少量待测水样于试管中,加入NaOH溶液观察到有蓝色沉淀生成,继续加至不再产生蓝色沉淀为止,再向溶液中加入足量Na2S溶液,蓝色沉淀转化成黑色沉淀,解释产生该现象的原因___。
19.X、Y、Z、U、W是原子序数依次增大的前四周期元素。
其中Y的原子核外有7种运动状态不同的电子;X、Z中未成对电子数均为2;U是第三周期元素形成的简单离子中半径最小的元素;W的内层电子全充满,最外层只有1个电子。
请回答下列问题:
(1)X、Y、Z的第一电离能从大到小的顺序是_______(用元素符号表示,下同)。
(2)写出W的价电子排布式________,W同周期的元素中,与W原子最外层电子数相等的元素还有_______。
(3)根据等电子体原理,可知化合物XZ的结构式是______,YZ2-的VSEPR模型是________。
(4)X、Y、Z的简单氢化物的键角从大到小的顺序是________(用化学式表示),原因是____________________。
(5)由元素Y与U元素组成的化合物A,晶胞结构如图所示(黑球表示Y原子,白球表示U原子),请写出化合物A的化学式_______,该物质硬度大,推测该物质为______晶体。
其中Y元素的杂化方式是____________。
(6)U的晶体属立方晶系,其晶胞边长为405Pm,密度是2.70g·cm-3,通过计算确定其晶胞的类型________________(堆简单立方堆积、体心立方堆积或面心立方最密堆积)(已知:
4053=6.64×107)。
20.下图是X、Y两种元素化合物的六方晶胞图。
X用小黑球表示,Y用大白球表示。
(1)试写出该化合物的化学式(用X、Y表示)____。
(2)X占有Y围成的何类空隙中____?
空隙占有率是多少___?
(3)试写出X、Y单独存在时的堆积方式____。
(X用小写英文字母表示,Y用大写英文字母表示)并写出该化合物晶体的堆积方式_____。
(4)试写出该晶体密度的表达式_____。
(晶胞参数用a(pm),c(pm)表示。
Mx与My表示X与Y的摩尔质量)↓
(5)试写出该晶体的结构基元化学式___,画出点阵形式__。
21.“相似相溶”规律
非极性溶质一般能溶于___________,极性溶质一般能溶于___________。
22.回答下列问题:
(1)BCl3分子的空间结构为平面三角形,则BCl3分子为___________(填“极性”或“非极性”,下同)分子,其分子中的共价键类型为___________键。
(2)BF3的熔点比BCl3___________(填“高”“低”或“无法确定”)。
23.已知KH2PO4是次磷酸的正盐,H3PO2的结构式为_______,其中P采取_______杂化方式。
24.你从下面两张图中能得到什么信息?
如何用分子间力解释图中曲线的形状?
___________
25.FeCl3可通过反应3FeCl2+HNO3+3HCl→3FeCl3+NO↑+2H2O制得。
完成下列填空:
(1)上述反应式中由三个原子组成的极性分子,其结构式为____。
(2)限于上述反应式,原子最外层有3个未成对电子的主族元素是____(填写名称),其最外层的电子轨道表示式为____;与它同周期、非金属性比它强的元素有____、____(填写元素符号),请写一个能说明它们非金属性较强弱的化学反应方程式:
____。
(3)向FeCl2溶液中滴加氯水也可制得FeCl3,请写出反应的化学方程式:
____。
(4)FeCl3浓溶液可用于蚀刻金属铜制作电路板。
写出该反应的离子方程式____。
实验室里,某同学将FeCl3(s)置于烧杯中,加水溶解配制溶液。
为了加速固体溶解,边搅拌边加热,发现烧杯中出现浑浊。
请用平衡移动原理解释出现浑浊的原因____。
为防止出现浑浊现象,可适量加入____。
参考答案:
1.D
【详解】
A.S属于第ⅥA族元素,其简单氢化物
沸点小于
,故A错误;
B.Cl属于第ⅦA族元素,其简单氢化物
沸点小于
,故B错误;
C.P属于第VA族元素,其简单氢化物
沸点小于
,故C错误;
D.Si属于第ⅣA族元素,该族元素的简单氢化物分子间不能形成氢键,故同族元素从上到下,简单氢化物沸点升高,故D正确;
故选D。
2.D
3.B
【详解】
A.H2S分子中S原子有孤电子对,空间构型为V形,正负电荷中心不重合,为极性分子,A不符合题意;
B.C2H4、CH4均含有C-H极性键,且正负电荷中心重合,为非极性分子,B符合题意;
C.Cl2分子中不含极性键,C不符合题意;
D.NH3、HCl中心原子均有孤电子对,正负电荷中心不重合,为极性分子,D不符合题意;
综上所述答案为B。
4.A
【详解】
CH4为正四面体结构,而
为三角锥形结构,形状、键角、稳定性均发生改变,但杂化类型不变,仍是sp3杂化,故答案选A。
5.C
【详解】
A.氨气易溶于水,是因为氨气分子和水分子间能形成氢键,A错误;
B.HF为弱酸,不能用玻璃瓶盛装是因为HF会和二氧化硅反应,B错误;
C.HF的电离平衡常数大于NH3·H2O,所以NH
的水解程度大于F-,0.1mol·L−1 NH4F溶液显酸性,pH<7,C正确;
D.25℃,NH3与HNO3反应生成硝酸铵,D错误;
综上所述答案为C。
6.A
【详解】
A.氨气中有孤对电子,氨气转化为铵根离子键角变大,A正确;
B.[Cu(NH3)4]+中含有配位键和极性共价键,不含离子键,B错误;
C.NO
中氮原子价层电子对数为
,含有一对孤对电子,空间构型为V形,C错误;
D.氨气易溶于水的原因是氨气分子与水分子之间能形成氢键,D错误;
答案选A。
7.C
【详解】
A.根据同电子层结构核多径小原则,Y、Z形成的简单离子半径:
Y>Z,故A正确;
B.水中存在分子间氢键,因此W、Y形成的简单氢化物沸点:
Y>W,故B正确;
C.Z分别与X、Y形成的化合物中所含化学键类型不一定完全相同,NaH只有离子键,Na2O2中含有离子键和非极性键,故C错误;
D.WX3中W原子价层电子对数为
,杂化类型为sp3杂化,X2Y中Y原子价层电子对数为
,杂化类型为sp3杂化,杂化轨道类型相同,故D正确。
综上所述,答案为C。
8.A
【详解】
A.根据在化合物中正负化合价代数和为零,MgFe2O4中镁元素的化合价为+2,氧元素的化合价为-2,设铁元素的化合价为x,则(+2)+2x+(-2)×4=0,则x=+3,A错误;
B.乙烯和丙烯醇都含有碳碳双键,双键由1个σ键和1个π键构成,则均含有σ键和π键,B正确;
C.
电离出Zn2+和OH-和NO
,由金属离子和酸根离子构成,属于碱式盐,C正确;
D.酶具有专一性,葡萄糖脱氢酶除去废水中葡萄糖说明酶对某些特定反应有催化作用,D正确;
故选:
A。
9.A
【详解】
A.分子晶体中分子内共价键越强,分子越稳定,故A错误;
B.温度越高,自由电子振动越剧烈,定向移动可能性越难,金属晶体的导电性越弱,故B正确;
C.离子晶体中一定含有离子键,共价晶体中一定含有共价键,故C正确;
D.在SiO2晶体中,每个环上有6个Si原子,每2个Si原子之间含有一个O原子,所以由Si、O构成的最小单元环中共有12个原子,故D正确;
故选A。
10.B
【详解】
A.由题意知,SF6属于分子晶体,A错误;
B.SF6分子呈正八面体结构,正负电荷中心重叠、是非极性分子,B正确;
C.S非金属性比F弱、吸引电子能力弱,S-F键中共用电子对偏向F、偏离S,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;
答案选B。
11.D
【详解】
A.基态C原子的核外电子排布式是1s22s22p2,成对电子数为4,未成对电子数为2,其比值为2:
1,故A正确;
B.g-C3N4晶体具有和石墨相似的层状结构,其中存在的微粒间作用力有极性键,层与层之间存在和范德华力,故B正确;
C.结合二维平面结构图得知,C原子与N原子形成三个
键,层内存在大
键,不存在孤电子对,故C原子的杂化轨道类型为sp2,故C正确;
D.根据二维平面结构图得知,N原子的成键有两种方式,故配位数为2、3两种,故D错误;
故答案为D。
12.B
【详解】
A.联氨分子的结构简式为H2N—NH2,由结构简式可知,联氨分子与水分子能形成氢键,能溶于水,故A错误;
B.氨分子中含有3个氮氢共价键,铵根离子中含有4个氮氢共价键,相同条件下破坏3个共价键需要消耗的能量小于破坏4个共价键需要消耗的能量,所以相同条件下氨气的还原性应强于铵根离子,故B正确;
C.若将氨气慢慢通入次氯酸钠溶液中,具有强氧化性的次氯酸钠溶液能将联氨氧化,导致联氨的产率降低,故C错误;
D.碳酸的酸性弱于醋酸,由HN3的酸性与醋酸相当可知,二氧化碳不可能与NaN3溶液反应制得HN3,否则违背强酸制弱酸的原理,故D错误;
故选B。
13.B
【详解】
A.CH4、CCl4的分子都是正四面体结构,分子结构对称,因此二者都是由极性共价键构成的非极性分子,A错误;
B.
的中性C原子价层电子对数为3+
=4,C原子上有1对孤电子对,所以其空间结构为三角锥形;NH3的中性N原子价层电子对数为3+
=4,N原子上有1对孤电子对,所以其空间结构为三角锥形;H3O+的的中性O原子价层电子对数为3+
=4,O原子上有1对孤电子对,所以H3O+的空间结构也为三角锥形,B正确;
C.CS2、C2H2都是直线形分子,而H2O是V形分子,不是直线形分子,C错误;
D.分子中共价键的键能越大,含有该共价键的分子就越稳定。
物质分子的熔、沸点的高低与分子内化学键强弱无关,与分子之间的分子间作用力大小有关。
物质的分子间作用力越大,克服分子间作用力使物质熔化、气化消耗的能量就越高,该物质的熔沸点就越高,D错误;
故合理选项是B。
14.D
【详解】
A.非金属性氯比硫强,酸性:
HClO4>H2SO4,故A正确;
B.氨分子间存在氢键,沸点:
NH3>PH3,故B正确;
C.相对分子质量HBr>HCl,范德华力:
HBr>HCl,故C正确;
D.氨分子与水分子间存在氢键,水中的溶解性:
I2<NH3,故D错误;
故选D。
15.C
【详解】
A.C的最高能级为2p,2p能级的三条轨道中有2个电子,根据洪特规则,这两个电子分占不同轨道,且自旋方向相同,故A错误;
B.a、c形成化合物为CCl4,a、e形成化合物为CF4,对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,所以CCl4的熔沸点高于CF4,故B错误;
C.同周期元素从左到右,原子半径逐渐减小,同主族元素从上到下,原子半径逐渐增大,一般地,电子层数越多,半径越大,所以b、c、e的原子半径由大到小的顺序为b(S)>c(Cl)>e(F),故C正确;
D.Cl的电负性较小,HCl分子间没有氢键,氢键一般存在于已经与电负性很大的原子形成共价键的氢原子和另一个电负性很大的原子之间,故D错误;
故选C。
16.A
【详解】
A.W、Y、X分别为H、O、C,H的电子层数最少,原子半径最小,C、O为同周期元素,C的原子序数比O小,则原子半径C>O,从而得出原子半径:
H<O<C,A正确;
B.Z、Y、X分别为S、O、C,元素的非金属性:
O>S>C,B不正确;
C.W、Z、Y分别为H、S、C,元素的第一电离能:
S>C>H,C不正确;
D.K、L、M分别为SO2、H2O、CO2,由于水分子间能形成氢键,所以常温下水呈液态,沸点最高,D不正确;
故选A。
17. 2 b 减小
CO2 酸性氧化物 SO2 H2O 同素异形体 1.5
【详解】
(1)根据反应方程式分析,每消耗2molSO2,生成1molS2(g),则SO2的反应速率是S2生成速率的2倍;
(2)a.反应达到平衡时,各物质的浓度不再改变,所以混合气体中水蒸气含量不再变化,能说明化学反应是否达到平衡,故a不选;
b.反应物和生成物均为气体的反应,气体总质量反应前后质量守恒,保持不变,恒容容器体积不发生改变,则整个反应达到化学平衡前后,混合气体的密度都不变,不能根据密度说明化学反应是否达到平衡,故b选;
c.随着反应进行,气体分子数增加,气体压强增大,当容器内压强不再变化时,可以说明化学反应是否达到平衡,故c不选;
d.反应前后质量守恒,混合气体总质量不变,随着反应进行,混合气体的物质的量发生改变,所以当混合物平均相对分子质量不再变化时,可以说明反应是否达到平衡,故d不选;
综上所述答案为b;
该反应为放热反应,达到平衡后升高体系温度,平衡左移,平衡常数K减小;
(3)反应为氧化还原反应,SO2做氧化剂,在反应中得到电子,CH4做还原剂,在反应中失去电子,根据电子守恒可得电子转移数目为8,所以答案为:
;
反应中C元素化合价升高,氧化产物是CO2,SO2的主要性质除氧化性、漂白性外还有还原性和酸性氧化物的性质;
(4)极性分子是指分子中正负电荷中心不重合的分子,则分别是SO2和H2O;S8与S2为S元素的不同单质,互为同素异形体;
(5)烟道气中的NO2也能与CH4反应并生成无害气体,可判断为CO2和H2O和N2,反应的化学方程式为:
2NO2+CH4=CO2+N2+2H2O,完全转化3.0molNO2气体时,根据反应方程式计算,则需要甲烷的物质的量为1.5mol。
18.
极性
2 bd 3S2O32-+4Cr2O72-+26H+→6SO42-+8Cr3++13H2O 3.0NA(或1.806×1024) Cu2++2OH-=Cu(OH)2↓、Cu(OH)2(s)+S2−(aq)
CuS(s)+2OH-(aq)或相同温度下,S(CuS)
【详解】
⑴HCN有剧毒,氢和碳共用一对电子,碳和氮共用三对电子,因此电子式是
,HCN没有对称性,其分子属于极性分子;故答案为:
;极性。
⑵最详尽描述核外电子运动状态的是轨道表示式,氧原子的最外层有6个电子,其最外层电子的运动状态:
,1个能级就是一种能量,因此最外层有2种不同能量的电子;故答案为:
;2。
⑶a.最高价氧化物对应水化物的相同阳离子的盐(一般钠盐)的pH越大,则对应酸越弱,非金属性越弱,因此比较相同条件下水溶液的pH:
NaClO>Na2S2O3,不能比较非金属性,因为不是最高价氧化物对应水化物的钠
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