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上海高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-132分子结构与性质(2)
展开这是一份上海高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-132分子结构与性质(2),共29页。试卷主要包含了单选题,结构与性质,原理综合题等内容,欢迎下载使用。
上海高考化学三年(2020-2022)模拟题分类汇编-132分子结构与性质(2)
一、单选题
1.(2022·上海普陀·统考二模)关于CH≡CH和的结构与性质,下列说法错误的是
A.CH≡CH是非极性分子 B.存在单双键交替的结构
C.两者的最简式都是CH D.CH≡CH的空间构型是直线形
2.(2022·上海奉贤·统考二模)下列化学用语表示错误的是
A.甲醛的比例模型为 B.甲酸甲酯的结构简式为:HCOOCH3
C.乙醇分子的球棍模型为 D.甲基的电子式为
3.(2022·上海徐汇·统考二模)下列推断合理的是
A.O的非金属性比S大,可推断比稳定
B.电子云重叠程度比的大,可推断比稳定
C.的相对分子质量比小,可推断的沸点比的低
D.具有氧化性,可推断过硫化氢()也具有氧化性
4.(2022·上海宝山·统考模拟预测)下列有关σ键和π键的说法错误的是
A.π键是原子轨道“肩并肩”方式重叠形成的共价键
B.当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键
C.σ键较π键稳定
D.苯分子中含有12个σ键和3个π键
5.(2022·上海·模拟预测)在“固体氯→液氯→氯气→氯原子”的变化过程中,被破坏的作用力依次是
A.范德华力、范德华力、范德华力
B.共价键、共价键、共价键
C.范德华力、共价键、共价键
D.范德华力、范德华力、共价键
6.(2022·上海·模拟预测)下列有关氨的说法正确的是
A.NH3的空间构型为平面三角形
B.NH3与H2O能形成分子间氢键
C.NH3的水溶液不能导电
D.氨催化氧化制硝酸是利用了NH3的氧化性
7.(2022·上海·统考一模)关于NH3性质的解释合理的是
选项
性质
解释
A
比PH3容易液化
NH3分子间作用力更小
B
熔点高于PH3
N—H键的键能比P—H键大
C
比PH3稳定性强
N—H键的键长比P—H键长
D
具有还原性
N化合价处于最低价
A.A B.B C.C D.D
8.(2022·上海·模拟预测)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S D.所有原子均满足8电子稳定结构
9.(2022·上海·模拟预测)海冰是海水冻结而成的成水冰,冰龄达一年以上的海冰,其融化后的水为淡水。海水冻结时,部分未及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包裹在冰晶之间,形成“盐泡”。某海冰大致结构如图所示,有关该海冰的叙述正确的是
A.水分子之间存在氢键,所以水分子比较稳定
B.海冰的冰龄越长,内层的“盐泡”越多
C.海冰内层NaCl的浓度约为10-3 mol·L-1(设冰的密度为0.9 g·cm-3)
D.每1 mol水分子的海冰内就有2×10-5NA个NaCl分子(阿伏加德罗常数用NA表示)
10.(2022·上海浦东新·统考一模)下列对干冰的认识正确的是
A.存在共价键和分子间作用力 B.比例模型为
C.升华时键长变长 D.分子中有两对共用电子对
11.(2022·上海·统考一模)下列化学式能真正表示该物质分子组成的是
A.S B.Si C.Al D.Ar
12.(2022·上海·模拟预测)某晶体中只含有非极性键和极性键,关于该晶体的说法错误的是
A.可能是离子晶体也可能是分子晶体 B.可能是电解质也可能是非电解质
C.可能是有机物也可能是无机物 D.可能是极性分子也可能是非极性分子
13.(2022·上海青浦·统考一模)关于NH3性质的解释合理的是
选项
性质
解释
A
比PH3容易液化
NH3分子间的范德华力更大
B
熔点高于PH3
N-H键的键能比P-H大
C
具有还原性
NH3中氮元素化合物为-3价
D
氨水中存在
是离子化合物
A.A B.B C.C D.D
14.(2022·上海长宁·统考一模)下列叙述中正确的是
A.构成非极性分子的微粒一定含有共价键
B.共价化合物中可能含有离子键
C.离子化合物中可能含有非极性共价键
D.极性分子中一定不含有非极性键
15.(2022·上海·统考一模)一定条件下,CO2气体(X)可以转化为原子晶体CO2(Y),下列说法错误的是
A.X的电子式为 B.X、Y中均含极性键
C.下图表示的是Y的晶体结构 D.上述转化是化学变化
16.(2022·上海宝山·统考模拟预测)下列表达方式或说法正确的是
A.NH3、H2O、CO2、HCl四分子中孤电子对最多的是CO2
B.氯化铵的电子式:
C.硫离子的核外电子排布式 1s22s22p63s23p4
D.基态到激发态产生的光谱是发射光谱
17.(2022·上海·模拟预测)BF3是非极性分子,下列有关说法错误的是
A.B-F键是极性键 B.空间结构为三角锥型
C.键角均为120° D.所有原子共平面
18.(2022·上海·模拟预测)下表数据是对应物质的熔点,下列说法错误的是
编号
①
②
③
④
物质
AlF3
AlCl3
BCl3
NCl3
熔点/℃
1291
160
A.BCl3、NCl3分子中各原子最外层都满足8电子稳定结构
B.因为键长B—F C.AlF3、AlCl3都是强电解质,但晶体类型不同
D.已知BCl3为平面正三角形分子,故它是由极性键构成的非极性分子
19.(2022·上海·模拟预测)M、N、W、K四种元素在元素周期表中的位置如图所示。已知W原子的最外层电子构型为nsnnp2n。则下列叙述正确的是( )
M
N
W
K
A.四种元素的气态氢化物均为极性分子
B.四种元素的单质一定只形成分子晶体
C.四种元素原子的最外电子层上均有两种不同形状的电子云
D.四种元素的最高正价数均等于它们的原子的最外层电子数
20.(2022·上海嘉定·统考二模)下列物质的有关性质,能用共价键键能大小解释的是
A.还原性:HI>HF B.溶解度:HF>HI
C.沸点:HF>HI D.热分解温度:HF>HI
21.(2022·上海青浦·一模)下列实验事实可以用共价键键能解释的是
A.氯化氢的沸点低于溴化氢 B.金刚石熔点高于晶体硅
C.氦气的化学性质稳定 D.甲烷是正四面体型分子
二、结构与性质
22.(2022·上海虹口·统考模拟预测)硫的化合物在工业中用途广泛。是一种重要的溶剂。工业上可以利用硫黄()与为原料制备,时受热分解成气态,发生反应。
完成下列填空:
(1)和互称为___________;硫原子最外层未成对电子中运动状态不相同的方面是___________。
(2)反应所涉及的各物质中,属于极性分子的电子式为___________。列举一个能比较硫元素与碳元素非金属性相对强弱的实验事实:___________。常温下,用的溶液处理工业尾气中的,吸收过程中的使用率()与溶液的关系如图所示(溶液体积与温度均保持不变)。
(3)a点时,溶液中___________。已知到b点时吸收了标准状况下尾气,则尾气中的体积分数为___________(尾气中其他成分不反应)。
(4)当的使用率达到时,溶液为4.4,分析原因:___________。
(5)用硫酸酸化的,溶液处理气体,会析出铬钾矾晶体。写出相关反应的化学方程式。___________
23.(2022·上海长宁·统考二模)了解原子结构特点、理解元素周期律和物质的结构对学习物质的性质和用途至关重要。
(1)氧、氟、氮三种元素都可形成简单离子, 它们的离子半径最小的是_______(填离子符号),硅元素在元素周期表中的位置是_______。下列能表示硫原子3p轨道电子状态的是_______(填标号)。
A. B. C.D.
(2)写出化合物CO2的电子式_______,CO2和SiO2是同一主族元素的最高正价氧化物, 常温下CO2为气体,SiO2为高熔点固体。请分析原因:_______。
(3)比较硫和氯性质的强弱。
热稳定性: H2S______HCl (选填 “<”、“> ” 或 “=”, 下同); 酸性:HClO4_______H2SO4;用一个离子方程式说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱:_______。
(4)红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液氧化, 这利用了SO2的_______性;已知 NaHSO3溶液呈酸性,而既能电离又能水解,说明在NaHSO3溶液中 c(H2SO3)_______c()(选填 “<”、“> ” 或 “=” )
(5)请预测:第二周期非金属元素形成的氢化物中化学键极性最大的是_______(填分子式),该物质在CCl4中的溶解度比在水中的溶解度_______(填 “大” 或 “小”)。
24.(2022·上海静安·统考一模)羰基硫(COS)的结构与CO2类似,可作粮食熏蒸剂,防治虫类、真菌对粮食的危害。完成下列填空。
(1)碳的原子结构示意图为_______,硫原子最外层电子排布式是_______,氧原子核外有_______种能量不同的电子。从结构上看,乙硫醇(CH3CH2SH)可视为乙醇中氧原子被硫替代而得的一种有机物,其分子中S—H的极性小于CH3CH2OH分子中O—H的极性。请从原子结构角度解释其原因:_______。
(2)与CO2相同,COS中所有原子最外层也都满足8电子结构,COS属于________分子(填“极性”或“非极性”),COS沸点_______CO2沸点(填“>”、“=”或“<)。
(3)元素周期表中,硫元素的位置是_______。例举一个能说明硫元素非金属性比碳元素强的事实_______。
(4)羰基硫可用H2S和CO混合加热制得,反应方程式如下:CO+H2SCOS+H2。
①请标出该反应的电子转移方向和数目_______。
②反应中起氧化作用的是_______,氧化产物是_______。
25.(2022·上海青浦·统考一模)非金属元素及其化合物在生活、生产中有着重要的用途
(1)太阳能电池板主要材料为单晶硅或多晶硅。Si的最外层电子排布式为___________,已知3种原子晶体的熔点数据如下表:
金刚石
碳化硅
晶体硅
熔点/℃
>3550
2600
1415
金刚石熔点比晶体硅熔点高的原因是___________。
(2)CS2是一种重要的化工原料。工业上可以利用硫(S8)与CH4为原料制备CS2,S8受热分解成气态S2,发生反应2S2(g)+CH4(g) CS2(g)+2H2S(g),CS2分子的空间构型为___________,用燃煤废气(含N2、O2、SO2、CO2、H2O、NOx等)使尾气中的H2S转化为单质硫,可实现废物利用,保护环境,写出其中一个反应的化学方程式___________。
(3)中国传统的农具、兵器曾大量使用铁,铁器的修复是文物保护的重要课题。铁器表面氧化层的成分有多种,性质如下:
成分
Fe3O4
FeO(OH)
FeOCl
性质
致密
疏松
疏松
在有氧条件下,Fe3O4在含Cl–溶液中会转化为FeOCl,将相关反应的离子方程式补充完整___________,4Fe3O4 +_____O2 +______ +_____H2O_____FeOCl +___________,若4mol Fe3O4完全转化为FeOCl,则转移的电子数目为___________。
(4)化学修复可以使FeOCl转化为Fe3O4致密保护层:用Na2SO3和NaOH混合溶液浸泡锈蚀的铁器,一段时间后取出,再用NaOH溶液反复洗涤。
①FeOCl在NaOH的作用下转变为FeO(OH),推测溶解度FeOCl___________FeO(OH)(填“>”或“<”)。
② Na2SO3的作用是___________。
③ 检验FeOCl转化完全的操作和现象是___________。
26.(2022·上海·模拟预测)用煤炭制得的焦炭在工业上是重要的还原剂和燃料,用于许多物质的制备,如工业上用焦炭与硫酸钠反应制备硫化钠。反应方程式如下:;完成下列填空:
(1)上述反应的元素中,原子半径最小的元素的原子的核外电子排布式为_______,其最外层电子有_______种不同的能量,有_______种不同的运动状态。
(2)下列可以证明二氧化碳是非极性分子的事实是_______(填编号)
A.二氧化碳密度比空气大 B.二氧化碳能溶于水
C.液态二氧化碳在电场中通过不偏向 D.二氧化碳常温常压下为气态
(3)判断C、S两种元素非金属性的强弱,并写出一个能支持你的结论的实验事实_______
(4) 工业上利用焦炭与高温水蒸气反应制备水煤气,下面是水煤气反应的方程式,水煤气不仅可以做燃料,还是重要的化工原料。;写出上述反应的平衡常数表达式_______,增大该反应平衡常数的措施有_______(填编号)
A.升温 B.增加水蒸气的浓度 C.减压 D.增加焦炭的量
(5)在一个2L的容器中进行该反应的实验,若混合气体的密度不变,(填“能”或“不能”)_______判断该反应已经达到平衡状态。若初始加入的C为16.8g,10min后为7.2g,则v(H2)=_______
27.(2022·上海·一模)铁被誉为“第一金属”,铁及其化合物广泛应用于生活、生产、国防等领域。
(1)基态Fe原子的价层电子的电子排布图为_______;其最外层电子的电子云形状为_______。
(2)三氯化铁常温下为固体,熔点282℃,沸点315℃,在300℃以上易升华。易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂。据此判断三氯化铁晶体为_______晶体。
(3)(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O俗称摩尔盐,其阴离子的立体构型名称为_______。写出一种与NH互为等电子体的分子的电子式:_______。
(4)Fe(CO)5)可用作催化剂、汽油抗爆剂等,其分子中键和键的数目之比为_______。CO的沸点高于N2的原因是_______。
(5)据报道,工业上可电解熔融的FeO、Fe2O3冶炼高纯铁。Fe2O3的熔点_______(填“高于”或“低于”)FeO的熔点,理由是_______。
(6)铁晶体有面心立方最密堆积和体心立方堆积两种晶体,这两种晶体铁原子的配位数之比为_______。
(7)某种磁性氮化铁的晶胞结构如图所示,该化合物的化学式为_______。若晶胞底边长为anm,高为cnm,则这种磁性氮化铁的晶体密度为_______g/cm3(用含a、c和NA的式子表示并化到最简)。
三、原理综合题
28.(2022·上海宝山·统考一模)自然界中的含硫物质通过各种化学过程建立起硫循环,其循环过程如图:
请回答下列问题:
(1)写出硫原子的核外电子排布式____,其核外有____种能量不同的电子。其同周期元素中,原子半径最大的是____(填元素符号)。
(2)从图中可以看出、火山喷发产生的气体中有H2S。写出H2S的结构式____,其属于____分子(填写“极性“或“非极性”)。
(3)结合图中含硫物质、分析硫常见的化合价除了0价,还有____,试写出一个含有最高价硫元素的物质和最低价硫元素的物质之间反应的化学方程式____。
(4)除了硫,氮也是自然界常见的物质,含氮废水进入水体会对环境造成污染。某学生社团用铝将NO3还原为N2,从而消除污染。配平下列离子方程式: NO+ Al+ H2O→ N2↑+ Al(OH)3+ OH-,____。该反应中,被还原的元素是____,每生成1molN2,转移的电子数目是____。
(5)已知SO2溶于水形成的H2SO3是二元中强酸,其对应的NaHSO3溶液呈酸性,请结合离子方程式说明原因____。
29.(2022·上海金山·统考一模)Cl2的制备有电解法和氧化法。完成下列填空:
(1)氯原子的最外层电子排布式为__;除稀有气体外,比较与氯元素相邻的短周期元素的原子半径大小__。
(2)电解饱和食盐水制Cl2时,为节约电能,可改进装置。向阴极通入O2,此时阴极上主要的电极反应式为__。
(3)氧化法制Cl2是在CuCl2的催化作用下,O2氧化HCl。写出该反应的化学方程式,标出电子转移的方向和数目__。
(4)向饱和氯水中加入适量Ag2O可制HClO溶液,用化学平衡移动原理解释原因__。可用Cl2O与水反应来大量生产HClO。Cl2O的球棍模型如图所示,则Cl2O的电子式是__,属于__分子(选填“极性”或“非极性”)。
30.(2022·上海·模拟预测)2020年9月科学家发现金星上有磷化氢(),实验室制备的常用方法有两种:
①
②
完成下列填空:
(1)P核外能量最高的电子具有相同的___________(填写序号)。
A.轨道B.自旋方向C.电子云形状D.电子云伸展反应
(2)已知与的结构相似,的空间结构是___________。的分解温度比___________(填“高”、“低”),判断的依据是___________。
(3)已知为三元酸,其结构式为:。
①次磷酸(中的P的成键情况与中的相同,则的结构式是___________。
②利用反应②制备时,即使KOH过量,仍只生成,说明是___________元酸。
(4)常温下,在不同pH的溶液中,各种含磷微粒的质量分数如图所示。
①电离平衡常数与化学平衡常数意义相同,写出第二步电离平衡常数表达式___________。
(2)图中可推断溶液呈___________(填“酸”、“碱”、“中”)性,可能的原因是___________。溶液中各含磷微粒以及按浓度由大到小的顺序排列___________。
参考答案:
1.B
【详解】A.乙炔分子结构对称,正负电荷重合,为非极性分子,A正确;
B.苯中不存在碳碳双键,B错误;
C.二者最简式都为CH,C正确;
D.乙炔为直线形分子,D正确;
故选B。
2.D
【详解】A.甲醛中含碳氧双键,碳原子杂化方式为sp2杂化,空间构型为平面构型,A正确;
B.甲酸甲酯为甲酸和甲醇形成的酯,结构简式正确,B正确;
C.乙醇中碳原子形成的全部是单键,球棍模型正确,C正确;
D.甲基中未成对的电子应为单电子,电子式为:,D错误;
故选D。
3.D
【详解】A.非金属性越大,气态氢化物的稳定性越大,因O的非金属性比S大,可推断比稳定,A错误;
B.电子云重叠程度越大,键能越大,化学键越稳定,因的电子云重叠程度大于的,可推断比稳定,B错误;
C.和均属于分子晶体,但水分子间存在氢键,所以沸点:>,C错误;
D.同族元素的性质具有相似性,与互为等电子体,结构相似,过氧化氢中过氧根离子具有氧化性,推测过硫化氢也具有氧化性,D正确;
答案选D。
4.D
【详解】A.原子轨道以“肩并肩”方式重叠形成π键,以“头碰头”方式重叠形成σ键,故A正确;
B.共价键的形成是成键电子的原子轨道发生重叠,并且要使共价键稳定,必须重叠部分最大,因此当原子形成分子时,首先形成σ键,可能形成π键,故B正确;
C. π键的重叠程度比σ键小,所以π键不如σ键稳定,故C正确;
D.苯分子中的6个碳原子都以σ键与氢原子结合,每个碳原子以两个σ键与其他碳原子形成环状结构,同时每个碳原子各有一个垂直于分子平面的p轨道,形成了一个以6个碳原子为中心的π键,故苯分子中含有12个σ键和3个π键,故D错误;
答案选D。
5.D
【详解】固体氯→液氯→氯气属于物质的三态变化,属于物理变化,破坏了范德华力,氯气→氯原子发生了化学变化,破坏了共价键;所以在“固体氯→液氯→氯气→氯原子”的变化过程中,被破坏的作用力依次是范德华力、范德华力、共价键,综上所述故选:D。
6.B
【详解】A.NH3中中心原子N有3个σ键,一个孤电子对,因此NH3的空间构型为三角锥形,故A错误;
B.形成分子间氢键的条件是①必须要有H,H与原子半径小,电负性大的元素(N、O、F)形成共价键,②H与与原子半径小,电负性大的元素(N、O、F)形成氢键,因此NH3和H2O能形成分子间氢键,故B正确;
C.氨气溶于水形成NH3·H2O,NH3·H2O属于弱碱,能发生电离NH和OH-,即氨气的水溶液能导电,故C错误;
D.氨的催化氧化生成NO和水,N的化合价由-3升高为+2,化合价升高,即利用了氨气的还原性,故D错误;
答案为B。
7.D
【详解】A.NH3和PH3都属于同一主族元素形成的氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气能形成分子间氢键,PH3不能,分子间氢键的存在导致氨气的沸点升高,容易液化,A不符合题意;
B.NH3熔点高于PH3,是因为氨气能形成分子间氢键,氢键的存在导致氨的熔点升高,不是N-H键的键能比P-H大,B不符合题意;
C.PH3分子和NH3分子为同族氢化物,由于键长P—H>N—H,键长越长,键能就越小,含有该键的分子就越不稳定。N-H键键长更短、键能更高,故PH3分子稳定性低于NH3分子,C不符合题意;
D.NH3中H为+1价,已经是最高价了,不能被氧化,而N为-3价,为N的最低价,能够被氧化,故NH3具有还原性是因为NH3中N为-3价,D符合题意;
故答案选D。
8.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。
9.C
【详解】A.水分子比较稳定是由于水分子中的H-O共价键强,与分子之间是否存在氢键无关,A错误;
B.若海冰的冰龄达到1年以上,融化后的水为淡水,则海冰冰龄越长,内层的“盐泡”越少,B错误;
C.冰的密度为0.9 g.cm-3,设海水1 L时,水的质量为900 g,由个数比为1 :5×104,含NaCl的物质的量n(NaCl)=,所以海冰内层NaCl的浓度约为c(NaCl)=,C正确;
D.“盐泡”内的盐分为NaCl,NaCl由离子构成的化合物,其中不存在NaCl分子,D错误;
故合理选项是C。
10.A
【详解】A.干冰是固体CO2,CO2是由分子构成的化合物,在物质分子内的C、O原子之间以共价键结合,在CO2分子之间以分子间作用力结合,故在干冰中存在的作用力有共价键和分子间作用力,A正确;
B.由于原子半径:C>O,分子中键角是180°,所以CO2的比例模型是 ,B错误;
C.干冰升华时被破坏的是分子之间的作用力,而物质分子内的化学键没有断裂,因此升华时键长不变,C错误;
D.在CO2分子中,C原子的最外层的4个成单电子与2个O原子的电子形成4对共用电子对,使分子中各原子都达到最外层8个电子的稳定结构,其电子式为:,D错误;
故合理选项是A。
11.D
【详解】A.单质硫为分子,但硫分子不是由1个S原子构成的,因此不能表示物质分子组成,故A不符合题意;
B.Si是原子晶体,硅是由硅原子构成,不能表示物质分子组成,故B不符合题意;
C.Al是金属晶体,是由金属阳离子和自由电子构成,不能表示物质分子组成,故C不符合题意;
D.Ar是分子晶体,Ar是单原子分子,能表示物质分子组成,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
12.A
【详解】A.极性键和非极性键均属于共价键,由题意知该晶体中不含离子键,故不可能是离子晶体,A错误;
B.由题意知,下列物质符合题意,CH3COOH(属于电解质)、CH2=CH2(属于非电解质)、C6H6(属于非电解质)等,B正确;
C.过氧化氢,乙烯,苯等只含非极性键和极性键,H2O2是无机物,C2H4、C6H6是有机物,C正确;
D.H2O2是极性分子,C2H4、C6H6是非极性分子,D正确;
故答案选A。
13.C
【详解】A.NH3和PH3都属于同一主族元素形成的氢化物,分子晶体的沸点与其相对分子质量成正比,但氨气中含有氢键,PH3不含氢键,氢键的存在导致氨气的沸点升高,A错误;
B.NH3熔点高于PH3,是因为氨气中含有氢键,氢键的存在导致氨的熔点升高,不是N-H键的键能比P-H大,B错误;
C.NH3中H为+1价,已经是最高价了,不能被氧化,而N为-3价,为N的最低价,能够被氧化,故NH3具有还原性是由NH3中N为-3价,C正确;
D.NH3•H2O是共价化合物,是弱碱,在水溶液中部分电离出和OH-,D错误;
故答案为:C。
14.C
【详解】A.构成非极性分子的微粒不一定含有共价键,如He、Ne等单原子分子为不含共价键的非极性分子,A错误;
B.共价化合物中不可能含有离子键,因为含有离子键的化合物一定是离子化合物,B错误;
C.离子化合物中可能含有非极性共价键,如Na2O2、CaC2等离子化合物中就含有非极性键,C正确;
D.极性分子中不一定不含有非极性键,如CH3CH2OH为极性分子,其中就含有C-C非极性键,D错误;
故答案为:C。
15.C
【详解】A.X即CO2的电子式为:,A正确;
B.CO2气体和CO2原子晶体中均存在C-O之间的极性共价键,即X、Y中均含极性键,B正确;
C.由题干图示可知,图中是单个的CO2,故表示的是CO2分子晶体结构,C错误;
D.CO2和原子晶体CO2的结构不同,即有键的断裂和形成,故上述转化是化学变化,D正确;
故答案为:C。
16.A
【详解】A.NH3分子中N原子有一对孤电子对,H2O分子中O原子有两对,HCl分子中Cl原子有3对,CO2分子中两个O原子共有2×2=4对,孤电子对最多的是CO2,A正确;
B.氯离子最外层有8个电子,电子式应为,B错误;
C.S2-核外有18个电子,核外电子排布式为1s22s22p63s23p6,C错误;
D.基态到激发态需要吸收能量,产生的光谱为吸收光谱,D错误;
综上所述答案为A。
17.B
【解析】BF3的中心原子B价电子对数为3,为sp2杂化,且无孤电子对,形成平面正三角形结构。
【详解】A.不同种元素原子间的共价键是极性键,B-F是极性键,故A正确;
B.BF3是非极性分子,则空间结构为平面正三角形,故B错误;
C.BF3空间结构为平面正三角形,B在三角形的中心,所以键角为120°,故C正确;
D.BF3空间结构为平面正三角形,所有原子共平面,故D正确;
故选B。
18.A
【分析】离子晶体的熔沸点一般较高,分子晶体的熔沸点一般较低,根据晶体的熔沸点数据知,氟化铝属于离子晶体,氯化铝、氯化硼、氯化氮属于分子晶体,据此分析解答。
【详解】A.BCl3中B原子最外层电子数+共价键个数=3+3=6,所以该分子中所有原子没有达到8电子稳定结构,NCl3中N原子最外层电子数+共价键个数=5+3=8,所以该分子中各原子最外层都满足8电子稳定结构,故A错误;
B.键长越长,键越不牢固,键长B—F C.AlF3、AlCl3在水溶液里都完全电离,属于强电解质,氯化铝属于分子晶体,氟化铝属于离子晶体,晶体类型不同,故C正确;
D.该分子中B和Cl原子之间形成极性键,BCl3为平面正三角形分子,正负电荷重心重合,为非极性分子,故D正确;
故选A。
19.C
【分析】W原子的最外层电子构型为nsnnp2n,则n=2,即W原子的最外层电子构型为2s22p4,为O元素,则M为C元素,N为N元素,K为S元素,结合原子结构和元素周期律分析解答。
【详解】A.四种元素的气态氢化物中的甲烷为非极性分子,故A错误;
B.四种元素的单质可能形成分子晶体,如氧气,也能形成原子晶体,如金刚石,故B错误;
C.四种元素原子的最外电子层上均含有s、p两个能级,均有两种不同形状的电子云——球形和纺锤形,故C正确;
D.四种元素中的O元素没有最高正价,故D错误;
故选C。
【点睛】本题的易错点为D,要注意O的非金属性较强,一般没有正化合价,F的非金属性最强,不存在正化合价。
20.D
【详解】A. 卤族元素的性质递变规律是同主族元素从上到下非金属性逐渐减弱,气态氢化物的还原性逐渐增强,与化学键无关,所以不能用键能解释,故A错误;
B. 物质的溶解度与化学键无关,故B错误;
C. 气态氢化物的沸点主要受范德华力的影响,相对分子质量越大,极性越强,范德华力就越大,熔沸点就越高,F,N,O等元素的氢化物会形成分子间氢键,导致熔沸点升高,故C错误;
D. HF、HI属于共价化合物,影响稳定性的因素是共价键,共价键的键能越大越稳定,与共价键的键能大小有关,故D正确;
答案选D。
21.B
【详解】A.不形成氢键的,结构和组成相似的,相对分子质量越大,分子间作用力越强,沸点就越高,故A错误;
B.金刚石和晶体硅都是原子晶体,熔沸点高低与共价键强弱有关系,故B正确;
C.稀有气体原子的电子排布为稳定结构,不容易得失电子,所以化学性质稳定,故C错误;
D.sp3杂化使甲烷分子各键能键长趋于相等,故而成为正四面体结构,故D错误;
故选B。
22.(1) 同素异形体 轨道(或电子云的伸展方向)
(2) 测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的,硫酸的小于碳酸等
(3) 0.2 0.375
(4)此时溶液中主要溶质为电离程度大于水解程度
(5)
【详解】(1)S2和S8的组成元素相同,且都是单质,故这两种物质互为同素异形体。硫原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,3p轨道有两个未成对电子,所在轨道分布在x、y、z中的两个方向上,即轨道(电子云伸展方向不同)故该题答案为轨道(电子云伸展方向);
(2)极性分子是指分子中正负电荷中心不重合,从整个分子来看,电荷的分布是不均匀的、不对称的,这样的分子为极性分子。所给物质中H2S的空间结构是V型,故分子中正负电荷中心不重合,是极性分子,其电子式为,根据元素周期律,非金属性越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的pH,硫酸的pH小于碳酸,故可以通过测量相同浓度的硫酸和碳酸溶液的,硫酸的小于碳酸;
(3)a点时pH=7,则有,此时溶液中有电荷守恒:,则有:;由图可知b点的利用率为50%,即消耗的亚硫酸钠的物质的量为,二氧化硫和亚硫酸钠反应的化学计量数之比为:,则吸收的二氧化硫的物质的量为1500mol,尾气的物质的量为,则尾气中的体积分数为;
(4)当亚硫酸钠的利用率为100%时,亚硫酸钠全部转化为亚硫酸氢钠,亚硫酸氢根电离大于水解,故水溶液为弱酸性;
(5)二氧化硫具有还原性,化合价升高生成硫酸根,有氧化性化合价降低,故其化学方程式为;
23.(1) F- 第三周期第ⅣA族 AC
(2) CO2是分子晶体、SiO2是原子晶体,熔沸点:原子晶体>分子晶体
(3) < > Cl2+S2-=S↓+2Cl-
(4) 还原 <
(5) HF 小
【解析】(1)
氧、氟、氮是同一周期元素,它们形成的简单离子O2-、F-、N3-核外电子排布都是2、8,三种离子的电子层结构相同,对于电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径就越小,则离子半径大小关系为:N3->O2->F-,故三种离子中半径最小的是F-;Si是14号元素,于元素周期表第三周期第ⅣA族;S是16号元素,根据构造原理可知基态S原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p4,3p轨道数目是3,同一轨道上最多可容纳2个自旋方向相反的电子,原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,这种排布使原子能量最低,处于稳定状态,则表示S原子的3p轨道电子状态的为AC;故答案为:F-;第四周期第IVA族;AC。
(2)
CO2分子中C原子与2个O原子形成4对共用电子对,使分子中各个原子都达到最外层8个电子的稳定结构,故CO2分子的电子式为: ;CO2是分子晶体,分子之间以微弱的分子间作用力结合,因而物质的熔沸点比较低;SiO2是原子晶体,原子之间以共价键结合形成立体网状结构,断裂共价键需要消耗很高能量,因此物质的熔沸点:原子晶体>分子晶体,故CO2在室温下呈气态,而SiO2呈固态;故答案为: ;CO2是分子晶体、SiO2是原子晶体,熔沸点:原子晶体>分子晶体。
(3)
元素的非金属性越强,其相应的简单氢化物的稳定性就越强,其最高价氧化物对应的水化物的酸性就越强;元素的非金属性:Cl>S,则氢化物的热稳定性:H2S<HCl,酸性:HClO4>H2SO4;元素的非金属性越强,其单质氧化性越强,由于元素的非金属性:Cl>S,则单质氧化性:Cl2>S,说明氯元素和硫元素非金属性的相对强弱的反应的离子方程式为:Cl2+S2-=S↓+2Cl-;故答案为:<;>;Cl2+S2-=S↓+2Cl-。
(4)
红酒中添加一定量的SO2可以防止酒液被氧化,SO2作抗氧化剂,体现其还原性;NaHSO3是强碱弱酸盐,在溶液中既存在的电离平衡,也存在的水解平衡,电离产生H+、,使溶液显酸性;水解消耗水电离产生的H+变为H2SO3和OH-,使溶液显碱性,已知NaHSO3溶液呈酸性,说明电离程度大于其水解程度,故在NaHSO3溶液中c(H2SO3)<c();故答案为:还原;<。
(5)
非金属元素与H形成的共价键是极性共价键,氢化物中非氢元素的非金属性越大,化学键极性越大;第二周期元素中非金属性最强的元素是F元素,则第二周期非金属元素形成的氢化物中化学键极性最大的为HF;HF分子为极性分子,且HF在水中能与水形成氢键,导致HF在水中溶解度大于在CCl4中的溶解度,即HF在CCl4中的溶解度比在水中的小;故答案为:HF;小。
24.(1) 3s23p4 3 氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,从而得电子能力S
(3) 第3周期VIA族 最高价氧化物所对应水化物硫酸的酸性强于碳酸
(4) COS(g)+H2(g) COS
【解析】(1)
碳原子的核外有2个电子层,最外层有4个电子,原子的结构示意图为;硫元素的原子序数为16,原子的最外层有6个电子,电子排布式为3s23p4;氧元素的原子序数为16,原子核外有1s、2s、2p共3种能量不同的电子;氧原子与硫原子最外层电子数相同,但硫原子的电子层数和原子半径大于氧原子,得到电子的能力和对共用电子对的吸引力小于氧原子,所以S—H的极性小于O—H的极性,故答案为:;3s23p4;3;氧原子与硫原子最外层电子数相同,电子层数S>O,原子半径S>O,从而得电子能力S
COS与CO2的原子个数都为3,价电子个数都为16,互为等电子体,则COS与CO2的空间构型都为直线形,由于COS正负电荷中心不能重合,属于极性分子,极性分子COS间的分子间作用力强于非极性分子CO2,沸点高于CO2,故答案为:极性;>;
(3)
硫元素的原子序数为16,位于元素周期表第3周期VIA族;元素的非金属性越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,则由最高价氧化物所对应水化物硫酸的酸性强于碳酸可知,硫元素非金属性比碳元素强,故答案为:第3周期VIA族;最高价氧化物所对应水化物硫酸的酸性强于碳酸;
(4)
由方程式可知,反应中碳元素的化合价升高被氧化,一氧化碳是反应的还原剂,COS是氧化产物,氢元素的化合价降低被还原,硫化氢是氧化剂,氢气是还原产物;
①反应中,1mol一氧化碳反应,反应转移2mol电子,则表示反应的电子转移方向和数目的单线桥为COS(g)+H2(g),故答案为:COS(g)+H2(g);
②由分析可知,反应中起氧化作用的是硫化氢气体中+1价氢元素,COS是反应的氧化产物,故答案为:;COS。
25.(1) 3s 23p 2 原子半径C<Si或键长C-C<Si-Si或键能C-C>Si-Si
(2) 直线型 H2S+O2=S+H2O、H2S+Cl2=S+2HCl、2H2S+SO2=3S+2H2O、H2S+Br2=S+2HBr合理即可
(3) 4Fe3O4 +O2 +12Cl-+6H2O=12FeOCl+12OH- 4NA
(4) > Na2SO3作还原剂,将FeOCl还原为 Fe3O4 取最后一次的洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀产生,证明FeOCl转化完全
【解析】(1)
硅原子核外有14个电子,根据核外电子排布规律知,每个电子层上最多排2n2个电子,但最外层不大于8个电子,s能级上最多排2个电子,p能级上最多排6个电子,所以硅原子的最外层电子排布式为3s 23p 2;对于原子晶体而言,决定晶体熔点和硬度的因素是共价键的强弱,原子半径小,共价键键能越大,熔点越高,原子半径C<Si,因此键长C-C<Si-Si,则键能C-C>Si-Si。所以金刚石熔点更高。
(2)
H2S转化为单质硫:①和氧气:H2S+O2=S+H2O;②和氯气:H2S+Cl2=S+2HCl;③和二氧化硫:2H2S+SO2=3S+2H2O;④和溴水:H2S+Br2=S+2HBr;CS2分子中C原子的价层电子对个数=,为直线型。
(3)
②反应中O2中O元素的化合价降低4,Fe3O4中3个Fe的化合价共升高1根据化合价升降守恒可知,Fe3O4的计量数为4,O2的计量数为1反应的离子方程式:4Fe3O4 +O2 +12Cl-+6H2O=12FeOCl+12OH-;若4mol Fe3O4完全转化为FeOCl,1molO2中2mol O元素的化合价降低,则转移的电子数目为4NA。
(4)
①化学反应有从溶解度小的物质转化为溶解度更小的趋势,由于不溶物FeOCI→FeO(OH),所以FeOCl的溶解度大于FeO(OH);②Na2SO3还原FeOCl生成Fe3O4,反应为: SO+6FeOCl+3H2O=SO+2Fe3O4+6H++6Cl-,Na2SO3作还原剂,将FeOCl还原为 Fe3O4;
③检验FeOCl转化完全需检验Cl-,操作和现象是:取最后一次的洗涤液于试管中,加入HNO3酸化,再加入AgNO3溶液,无白色沉淀产生,证明FeOCl转化完全。
26.(1) 1s22s22p4 2 6
(2)C
(3)非金属性:S>C,硫酸的酸性比碳酸的酸性强
(4) K= A
(5) 能 0.04mol·L-1·min-1
【分析】(1)
核外电子层数越多,原子半径越大,核外电子层数相同,核电荷数越小半径越大,所以原子半径最小的是O元素,O原子的核外电子排布式为1s22s22p4;最外层电子占据2s、2p两个能级,所以有2种不同的能量;每个电子运动状态各不相同,所以有6种不同运动状态;
(2)
A.二氧化碳密度比空气大是因为二氧化碳的摩尔质量比空气大,与分子极性无关,A不符合题意;
B.水是极性分子,根据“相似相溶”原理,二氧化碳能溶于水不能说明其为非极性分子,B不符合题意;
C.非极性分子的正负电中心重合,在电场中通过时不偏向,二氧化碳在电场中通过不偏向,可以说二氧化碳属于非极性分子,C符合题意;
D.极性分子常温常压下也可能为气态,如氨气、HCl等极性分子在常温下也是气体,D不符合题意;
综上所述答案为C;
(3)
非金属性越强,元素最高价含氧酸的酸性越强,所以硫酸可以和碳酸钠反应生成二氧化碳,说明硫酸酸性强于碳酸,即可证明非金属性:S>C;
(4)
根据平衡常数的概念可知该反应的平衡常数表达式为K=;平衡常数只与温度有关,该反应为吸热反应,所以升高温度可以增大平衡常数,故选A;
(5)
容器体积不变,但反应物中C为固体,所以未平衡时气体的质量会发生改变,则密度会变,当密度不变时能说明反应平衡;初始C为16.8g,10min后为7.2g,则Δn(C)==0.8mol,根据方程式可知相同时间内Δn(H2)=0.8mol,容器体积为2L,所以v(H2)==0.04mol·L-1·min-1。
27. 球形 分子 正四面体 1:1 二者相对分子质量相同,CO为极性分子,N2为非极性分子,CO的分子间作用力大于N2的 高于 FeO、Fe2O3都是离子晶体,Fe3+的半径较小且电荷数较大,Fe2O3的晶格能大于FeO 3:2 Fe3N
【详解】(1)Fe元素为26号元素,其基态Fe原子的价层电子的电子排布图为 ,因该原子最外层为4s能级,则其最外层电子云形状为球形;
(2)三氯化铁,其熔点:282℃,沸点315℃,在300℃以上升华,三氯化铁的晶体熔沸点低,易溶于水,也易溶于乙醚、丙酮等有机溶剂,符合分子晶体的特征,故为三氯化铁分子晶体;
(3)SO中S原子孤电子对数=(6+2-2×4)/2=0,价层电子对数为4,其阴离子的VSEPR模型名称为正四面体;与NH互为等电子体的分子为CH4等,电子式为:;
(4)Fe(CO)5中Fe与5个CO分子形成5个配位键,属于σ键,CO与氮气分子互为等电子体,CO结构式为C≡O,CO分子中含有1个σ键、2个π键,Fe(CO)5分子含有10个σ键、10个π键,含有的σ键、π键数目之比为1:1;CO、N2的相对分子质量相同,CO为极性分子,N2为非极性分子,CO的分子间作用力大于N2的,故CO的沸点高于N2的;
(5)电荷越高,晶格能越大,熔点越高,Fe3+电荷数大于Fe 2+,Fe2O3的晶格能高于FeO,所以Fe2O3的熔点高于FeO;
(6)面心立方晶胞配位数为12,体心立方晶胞配位数为8,配位数之比为3:2;
(7) N原子处于晶胞内部,Fe原子位于结构单元的内部、顶点、面心,晶胞中有2个N原子,Fe原子数目=3+2×1/2+12×1/6=6,Fe、N原子数目之比为3:1,故该晶体化学式为 Fe3N,底面为正六边形,边长为a nm,高为c nm,晶胞体积V=3×(a×10-7 cm×a×10-7 cm×sin60°)×c×10-7 cm=×a2×c×10-21 cm3,晶胞中原子总质量为m= ,故晶体密度=m/V= g/cm3。
28.(1) 1s22s22p63s23p4 6 Na
(2) H—S—H 极性
(3) -2、+4、+6 H2S+3H2SO4(浓)=4SO2↑+4H2O或3H2S+H2SO4(浓)=4H2O+3S↓或H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O
(4) 6NO+10Al+18H2O=3N2↑+10Al(OH)3+6OH- N 10
(5)亚硫酸氢钠溶液呈酸性,说明电离程度大于水解程度,电离方程式为HSOH++SO
【解析】(1)
硫原子核外有16个电子,据此书写电子排布式:1s22s22p63s23p4;不同能级上的电子具有不同的能量,其核外有6种能量不同的电子;同周期原子半径从左至右逐渐减小,第三周期半径最大的为钠;
(2)
H2O中存在S﹣H键,结构式为H﹣S﹣H,S为sp3杂质,结构不对称,为极性分子,故答案为:H﹣S﹣H;极性;
(3)
结合图中含硫物质、分析硫常见的化合价除了0价,还有﹣2、+4、+6,含硫化氢可以和浓硫酸反应,浓硫酸过量时:H2S+3H2SO4(浓硫酸)=4SO2↑+4H2O;硫化氢过量时:H2S+3H2SO4(浓)=4SO2↑+4H2O或3H2S+H2SO4(浓)=4H2O+3S↓或H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O,故答案为:﹣2、+4、+6;H2S+3H2SO4(浓)=4SO2↑+4H2O或3H2S+H2SO4(浓)=4H2O+3S↓或H2S+H2SO4(浓)=S↓+SO2↑+2H2O;
(4)
NO中氮的化合价由+5价降低为0价,变化5,Al的化合价由0价升高为+3价,变化3,化合价升降总数相等和质量守恒来配平得:6NO+10Al+18H2O=3N2↑+10Al(OH)3+6OH-,Al为还原剂,氧化剂为,N元素被还原,其对应的还原产物为N2,生成1个N2转移电子10个,所以生成1molN2,将有10mol电子发生转移,故答案为:6NO+10Al+18H2O=3N2↑+10Al(OH)3+6OH-;N;10;
(5)
SO2溶于水形成的H2SO3是二元中强酸,其对应的NaHSO3溶液呈酸性,亚硫酸氢钠溶液呈酸性,说明电离程度大于水解程度,电离方程式为HSOH++SO,故答案为:亚硫酸氢钠溶液呈酸性,说明电离程度大于水解程度,电离方程式为HSOH++SO。
29.(1) 3s23p5 r(S)>r(Cl)>r(F)
(2)O2+4e-+2H2O=4OH-
(3)
(4) Cl2+H2OHCl+HClO,加入Ag2O,Ag2O+2HCl=AgCl↓+H2O,使溶液中c(H+)、c(Cl-)降低,平衡向生成HClO的方向移动 极性
【解析】(1)
已知Cl是17号元素,故氯原子的最外层电子排布式为3s23p5,除稀有气体外,根据同一周期从左往右原子半径依次减小,同一主族从上往下原子半径依次增大的变化规律可知,氯元素相邻的短周期元素即F和S,它们的原子半径大小关系为:r(S)>r(Cl)>r(F)故答案为:3s23p5;r(S)>r(Cl)>r(F);
(2)
电解饱和食盐水制Cl2时,为节约电能,可改进装置,向阴极通入O2,阴极得到电子发生还原反应,则此时阴极上主要的电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-,故答案为:O2+4e-+2H2O=4OH-;
(3)
氧化法制Cl2是在CuCl2的催化作用下,O2氧化HCl,生成Cl2和H2O,根据氧化还原反应配平可得该反应为:4HCl+O22Cl2+2H2O,对该反应进行氧化还原反应分析如下:,故答案为:;
(4)
Cl2+H2OHCl+HClO,加入Ag2O,Ag2O+2HCl=AgCl↓+H2O,使溶液中c(H+)、c(Cl-)降低,平衡向生成HClO的方向移动,故向饱和氯水中加入适量Ag2O可制HClO溶液, 已知Cl的最外成有7个电子,只有一个成单电子,故Cl周围形成一对工业电子对,O最外成有6个电子,有2个成单电子,形成2对共用电子对,结合Cl2O的球棍模型可知Cl2O的电子式是,由于Cl2O为V形结构,正负电荷中心不重合,故属于极性分子,故答案为:Cl2+H2OHCl+HClO,加入Ag2O,Ag2O+2HCl=AgCl↓+H2O,使溶液中c(H+)、c(Cl-)降低,平衡向生成HClO的方向移动;;极性。
30. BC 三角锥形 低 r(N)小于r(P),N—H的键长更短,键能更大 一 酸 溶液中电离程度大于水解程度 c()>c(H+)>c()>c(H3PO4) >c()
【详解】(1)P原子的核电荷数为15,基态核外电子排布为:1s22s22p63s23p3,3p亚层上上的电子能量相同,电子云形状相同,自旋方向相同,电子云伸展方向不同,故选BC;
(2)分子属于共价化合物,电子式为:,氮原子为sp3杂化,含有1对孤电子对,分子构型为三角锥形,与的结构相似,为三角锥形;氮和磷为同一主族元素,氮原子半径小于磷原子半径,N—H键的键长更短,键能更大,氨气分解需要的温度高,故的分解温度比的低;
(3)①为三元酸,其结构式为:,次磷酸()分子中,P的成键情况与中的相同,根据成键规律可知,的结构式是;
②利用反应制备时,即使KOH过量,仍只生成,说明只能电离出1个氢离子,其为一元酸;
(4)①H3PO4H++,H++,第二步电离平衡常数表达式;
(2)根据图表信息分析可知,当物质的量分数较大时,溶液的pH小于7,即溶液显酸性,原因是在水溶液中电离程度大于水解程度;由于溶液中的电离程度大于水解程度,溶液显酸性,所以c()>c(H3PO4),由于溶液中存在水的电离平衡,所以c(H+)>c();溶液中,c()为最小;因此溶液中各离子浓度由大到小的顺序排列为:c()>c(H+)>c()>c(H3PO4) >c()。
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