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    高中化学第2节 共价键与分子的空间结构综合训练题

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    这是一份高中化学第2节 共价键与分子的空间结构综合训练题,共38页。试卷主要包含了单选题,填空题,实验题等内容,欢迎下载使用。


    一、单选题
    1.关于CO2说法正确的是
    A.碳原子采取sp3杂化B.CO2是直线型结构
    C.干冰是原子晶体D.CO2为极性分子
    2.下列有关化学史知识错误的是
    A.英国科学家汤姆生首先发现了电子
    B.原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑
    C.美国化学家鲍林第一次提出了杂化轨道理论
    D.意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上提出了原子的概念
    3.近日科学家在Science杂志首次报道了具有半导体特性的18个原子纯碳环分子(如图所示)。下列说法正确的是
    A.该分子中碳杂化方式有sp、两种
    B.该分子可能要比苯更加稳定
    C.该分子属于有机物
    D.该分子具有半导体的功能,可以使类似的直碳链成为分子级电子元件
    4.下列由极性键构成的非极性分子是
    A.B.C.D.
    5.有前景的下一代储能铝离子电池一般采用离子液体作为电解质,几种离子液体的结构如下:

    下列说法错误的是
    A.化合物I、Ⅱ、Ⅲ均熔点低、难挥发
    B.化合物Ⅲ中O、F、S电负性顺序:F>O>S
    C.化合物Ⅱ中阴、阳离子的空间构型均为正四面体形
    D.化合物Ⅱ中C、N原子的杂化轨道类型相同
    6.白磷()有剧毒,白磷中毒一般用溶液解毒,白磷与硫酸铜可以发生如下两个反应:①;②。下列有关说法正确的是
    A.基态铜原子的价电子排布图:
    B.中P的杂化类型与中的O相同
    C.电负性:
    D.基态原子未成对电子数目:
    7.工业上制备硫酸的流程:,设为阿伏伽德罗常数,下列有关说法正确的是
    A.中的未成对电子数目为6
    B.的中心原子孤对电子数为1,其空间构型为V型
    C.标准状况下,22.4L中含有氧原子数目为
    D.作催化剂,能降低该反应的活化能,提高的平衡转化率
    8.甲烷在一定条件下可生成碳正离子()、碳负离子()、甲基()和碳烯()等微粒。下列说法错误的是
    A.为非极性分子B.和的空间结构均为平面三角形
    C.键角:D.和中碳原子杂化方式相同
    9.发生催化氧化反应生成NO,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.、中N原子都采取杂化
    C.制备时应将慢慢通入强碱性的NaClO溶液中
    D.可向溶液中通来制备
    10.下列微粒的空间构型与相同的是
    A.B.C.D.
    二、填空题
    11.氮化硼(BN)是一种重要的功能陶瓷材料。以天然硼砂为起始物,经过一系列反应可以得到BF3气体和BN,如图所示:

    请回答下列问题:
    (1)由B2O3、CaF2和H2SO4制备BF3的化学方程式为 ;
    (2)在BF3分子中,F-B-F的键角是 ,B原子的杂化轨道类型为 ,BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF的立体构型为 ;与BF互为等电子体的分子的化学式为 (写一种)。
    12.已知硼酸(分子式为H3BO3)对人体的受伤组织有缓和防腐作用,故可以用于医药和食品防腐等方面。试回答下列问题:
    (1)已知硼酸分子中H只与O成键,则其分子结构式为 ,由其结构可推知硼酸应属于 酸(选填“弱”或“强”)。
    (2)已知硼酸晶体呈片状,具有类似石墨那样的片层结构,片层之间作用较弱,有滑腻感,可做润滑剂。则层内H3BO3分子之间的作用力是 ,层与层间的作用力是 。
    (3)已知0.01ml硼酸可以被20mL 0.5ml·L-1NaOH溶液恰好完全中和,据此推知硼酸属 元酸。研究表明:在大多数情况下,元素的原子在形成分子或离子时,其最外层有达到8电子稳定结构的趋向,如。写出硼酸与NaOH溶液反应的离子方程式: 。
    13.二氧化碳是自然界碳循环中的重要物质。
    (1)植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为碳水化合物和 ;溶解了二氧化碳的雨水和地下水可以将石灰岩变为可溶的 (填化学式);CO2分子是 分子(填“极性”或“非极性”),可以与许多物质反应;
    (2)下列物质中能与二氧化碳反应的是_______。
    A.金属镁B.苏打C.小苏打D.二氧化硫
    (3)硫-氮化合物在无机化学中是一个非常活跃的研究领域。实验测得S2N2分子为环状四方平面型结构,对称性为D2h点群,S-N键长为165pm,键角约为90°。S原子的价电子排布为 ;从离域π键的角度分析,S2N2分子可看成是S和N原子间通过杂化轨道形成σ键的环状四方平面分子骨架,在垂直分子平面方向形成了一个离域大π键。S2N2中N原子的杂化方式为 ,离域大π键可表达为 。
    14.元素X和Y属于同一主族。负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,其中X的质量分数为88.9%;元素X和元素Y可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%。
    (1)确定X、Y两种元素在周期表中的位置分别为 、 。
    (2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,写出X质量分数为50%的化合物的化学式 ;该分子的中心原子以 杂化,分子构型为 。
    (3)写出X的质量分数为60%的化合物的化学式 ;该分子的中心原子以 杂化,分子构型为 。
    (4)由氢元素与X元素形成的化合物中,含有非极性键的是 (写分子式),分子构型为V形的是 (写分子式)。
    15.的键角比的键角 (填“大”或“小”),用价层电子对互斥理论解释原因为 。
    16.锶(Sr)位于元素周期表的第5周期ⅡA族。碳酸锶(SrCO3)是制取锶的原料,用天青石固体(主要成分SrSO4,难溶于水)和Na2CO3溶液混合浸泡可制取碳酸锶。
    完成下列填空:
    (1)在上述反应体系中出现的几种短周期元素,原子半径最大的是 ,非金属性最强的是 ;
    (2)反应体系中出现的非金属元素可形成二硫化碳(CS2),其分子构型是直线型分子,写出该分子的电子式 ,该分子为 (选填“极性”、“非极性”)分子。
    (3)已知:锶的原子序数为38,某锶原子的质量数为88,写出能包含这些信息的一种化学符号 ;写出锶原子的最外层电子排布式 。
    (4)下列关于锶及其化合物的叙述中,错误的是 。
    a.锶的金属性比镁强 b.氢氢化锶呈两性
    c.锶在化合物中呈+2价 d.锶在自然界中以游离态存在
    17.二氧化氯是一种绿色消毒剂,常温常压下为黄绿色气体,易溶于水。常见的化学合成方法有氧化法和还原法。
    (1)过硫酸盐氧化法:用原料亚氯酸钠和过硫酸钠直接反应,操作简单,同时可得到副产品。
    ①制备时发生反应的离子方程式为 。
    ②原料亚氯酸钠的阴离子中原子的杂化方式为 ,副产品中阴离子的空间构型为 。
    (2)盐酸还原法:此法制得的二氧化氯消毒液中常含有和两种主要成分。为测定某二氧化氯消毒液中的浓度,进行如下实验:量取二氧化氯消毒液于锥形瓶中,加蒸馏水稀释到25.00mL,再向其中加入过量溶液,充分振荡;用标准溶液滴定,消耗标准溶液5.50mL;加入稀调节溶液,再用标准溶液滴定,第二次滴定消耗溶液20.00mL。
    已知:
    ①计算该二氧化氯消毒液中的物质的量浓度 。(写出计算过程)
    ②若实验中调节溶液时稀硫酸用量不足,将导致测得的浓度 (填“偏高”、“偏低”或“无影响)。
    18.回答下列问题:
    (1)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物,试书写它的结构简式: 。
    (2)分子式为C6H12的某烃的所有碳原子都在同一平面上,则该烃的结构简式为 ,若分子式为C4H6的某烃中所有的碳原子都在同一直线上,则该烃的结构简式为 。
    (3)满足分子式为C3H4ClBr且不含有环的有机物共有 种(不考虑构造异构)。
    (4)分子式为C8H10的芳香烃,苯环上的一氯代物只有一种,该芳香烃的结构简式是 。
    (5)酚酞是常用的酸碱指示剂,其结构简式如图所示:
    ①酚酞的分子式为 。
    ②酚酞分子中手性碳原子为 个,含 个不饱和碳原子。
    19.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•ml﹣1,N﹣N单键的键能为247 kJ•ml﹣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 。
    20.南京理工大学化工学院胡炳成教授团队于2017年1月成功合成世界首个全氮阴离子盐,使氮原子簇化合物的研究又有了新的突破。请回答以下问题:
    (1)基态N原子的电子排布图为 ,该原子中2p轨道上电子的排布遵循的原则是 。
    (2)第二周期元素原子的第一电离能介于B、N之间的有 。
    (3)科学家目前合成了N4分子,该分子中N—N—N的键角为 ;N4分解后能产生N2并释放出大量能量,推测其用途: (写出一种即可)。
    (4)N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质,已知阳离子由5个氮原子排列成V形,每个氮原子均达到8电子稳定结构,则阳离子的电子式为 。
    三、实验题
    21.维生素C化学式是,是一种水溶性维生素(其水溶液呈酸性),具有很强的还原性,可以被空气中的氧气氧化。
    某兴趣小组测定某橙汁中维生素C的含量。已知测定原理为:。
    回答下列问题:
    (1)用浓度为的标准溶液进行滴定,量取标准溶液时用 (填“酸式滴定管”或“碱式滴定管”);指示剂为 。
    (2)实验过程
    ①洗涤仪器,检查滴定管是否漏液,润洗后装好标准碘溶液待用。
    ②用滴定管向锥形瓶中移入20.00mL待测橙汁,滴入2滴指示剂。
    ③用左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视 ,直到滴定终点。滴定至终点时的现象是 。
    ④经数据处理,滴定中消耗标准碘溶液的体积是15.00mL,则此橙汁中维生素C的含量是 (保留两位有效数字)
    (3)滴定时不能剧烈摇动锥形瓶,除了防止液体溅出,原因还有: 。
    (4)会引起所测橙汁浓度偏大的操作为____________
    A.滴定前有气泡,滴定后无气泡B.滴定后读数时俯视滴定管
    C.滴定管水洗后直接装入标准液D.摇动锥形瓶时锥形瓶中有液体溅出
    (5)已知维生素C的一种同分异构体结构简式如图则该分子中碳原子的轨道杂化类型为 ;分子中σ键和π键数目之比为 ;该化合物所含三种元素的电负性由强到弱顺序为 。
    22.研究小组以(绿色固体)、等物质为原料制备无水(紫色固体,易升华),制备装置如图所示(夹持装置略)。

    (1)仪器A的名称为 。
    (2)B处的装置为 (填选项),装的药品为 。

    (3)本实验持续通入的目的有赶走体系中原有的空气、 。
    (4)反应管的温度升到时发生反应,生成和(光气),其化学方程式为 。有剧毒,与水反应生成两种酸性气体,分子中原子的杂化方式为 ,C装置中生成的盐是 (填化学式)。
    (5)反应管右端有在加热炉外,其作用是 。
    (6)反应完成后,得到固体产品。则该实验的产率为 。[已知的式量为152;的式量为158.5]
    23.氢化铝锂(LiAIH4)以其优良的还原性广泛应用于医药、农药、香料、染料等行业,实验室按如图流程、装置开展了制备实验(夹持、尾气处理装置已省略)。
    已知:
    ①AlCl3乙醚溶液和LiH乙醚溶液在28℃时发生反应生成LiAlH4和LiCl。

    ③LiH、LiAlH4在潮湿的空气中都会发生剧烈水解。
    ④乙醚微溶于水,沸点34.5℃;苯的沸点80.1℃。
    请回答:
    (1)仪器a的名称是 ;装置b的作用是 。
    (2)乙醚中的少量水分也会对LiAlH4的制备产生严重的影响,以下试剂或操作可有效降低市售乙醚(含水体积分数0.2%)含水量的是___________。
    A.分液B.钠C.五氧化二磷D.通入乙烯
    (3)滤渣A的主要成分是 。
    (4)操作B为 。
    (5)下列说法不正确的是___________。
    A.为提高过滤出滤渣A的速度,可先加水让滤纸紧贴漏斗内壁
    B.为提高合成LiAlH4的速率,可将反应温度提高至40℃。
    C.操作B可在蒸发皿中进行
    D.AlCl3能溶于乙醚与配位键有关
    (6)LiAlH4(不含LiH)纯度可采用如下方法测定(装置如图所示):25℃,常压下,称取产品LiAlH4xg,记录量气管B起始体积读数V1mL,在分液漏斗中加入过量的四氢呋喃(可减缓LiAlH4与H2O的反应速率)和水的混合液10.0mL,打开旋塞至滴加完所有液体,立即关闭旋塞,调整量气管B读数V2mL,则LiAlH4的质量分数为 (用含x、V1、V2的代数式表达)。注:量气管B由碱式滴定管改装;25℃,常压下气体摩尔体积约为24.5L/ml。LiAlH4+4H2O=LiOH+Al(OH)3+4H2↑
    物质

    乙醚
    AlCl3
    易溶
    可溶
    LiAIH4
    难溶
    可溶
    LiH
    微溶
    LiCl
    难溶
    参考答案:
    1.B
    【详解】CO2分子中,中心原子的确是采取的sp杂化,干冰是分子晶体,CO2为含极性键的非极性分子。答案选B。
    2.D
    【详解】A.英国科学家汤姆生发现了电子,证实原子是可以再分的,故A正确;
    B.原子分子学说的建立是近代化学发展的里程碑,故B正确;
    C.美国化学家鲍林在电子配对的基础上提出了杂化轨道理论的概念,故C正确;
    D.意大利科学家阿伏加德罗在总结气体反应体积比的基础上,提出了分子的概念,创立了近现代分子学说,故D错误;
    故选D。
    3.D
    【详解】A.由分子结构知,该分子中存在碳碳单键、碳碳三键交替排列,碳原子均采取sp杂化,A错误;
    B.苯分子内形成了较稳定的大π键,而该分子内含有碳碳三键,故该分子可能比苯更加活泼,B错误;
    C.有机物通常指含碳元素的化合物,该分子中只有碳元素,属于单质,不属于有机物,C错误;
    D.由题给信息知,该分子具有半导体特性,因而可以使类似的直碳链成为分子级电子元件,D正确;
    答案选D。
    4.B
    【详解】A.的结构式为H-O-O-H,O-O键是非极性键,是极性分子,A错误;
    B.的结构式是S=C=S,仅含极性键,分子空间构型为直线形,结构对称,为非极性分子,B正确;
    C.CH2Cl2中C-H、C-Cl之间均为极性键,空间构型为四面体型(非正四面体),属于极性分子,C错误;
    D.PH3中P-H之间为极性键,空间构型为三角锥型,属于极性分子,D错误;
    故选B。
    5.C
    【详解】A.由化合物的结构可知,化合物I、Ⅱ、Ⅲ均熔点低、难挥发的离子化合物,故A正确;
    B.元素的非金属性越强,电负性越大,化合物Ⅲ中氧、氟、硫的非金属性强弱顺序为F>O>S,则电负性的大小顺序为F>O>S,故B正确;
    C.由化合物的结构可知,化合物Ⅱ的阴离子中氮原子的价层电子对数为4、孤对电子对数为0,因碳原子的原子半径大于氢原子,离子的空间构型是四面体形,不是正四面体形,故C错误;
    D.由化合物的结构可知,化合物Ⅱ的阴离子中碳原子、氮原子的价层电子对数为4,杂化轨道类型都为sp3杂化,故D正确;
    故选C。
    6.B
    【详解】A.基态铜原子的价电子排布图为,A错误;
    B.中P和中O的杂化类型均为,B正确;
    C.电负性:,C错误;
    D.基态原子未成对电子数:,D错误;
    故选B。
    7.B
    【详解】A.的电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,未成对电子数目为4,故A错误;
    B.SO2的中心原子价层电子对数为,孤对电子数为1,其空间构型为V型;故B正确;
    C.标准状况下SO3为液态,所以22.4LSO3的物质的量大于1ml,所以含有氧原子数目大于为3NA,故C错误;
    D.作催化剂,能降低该反应的活化能,但不能提高的平衡转化率;故D错误;
    故答案选B。
    8.B
    【详解】A.为正四面体结构,正、负电荷的中心重合,故为非极性分子,A正确;
    B.中心原子周围3个σ键,孤电子对数为=0,故为平面三角形,中心原子周围3个σ键,1个孤电子,故其空间结构为三角锥形,B错误;
    C.由于没有孤电子对,有一对孤电子对,且孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用,故键角:,C正确;
    D.周围3个σ键,无孤电子对,周围2个σ键,1对孤电子对,故二者中碳原子杂化方式相同,均为sp2,D正确;
    故答案为:B。
    9.B
    【详解】A.的结构简式为,由结构简式可知,分子能与水分子形成氢键,能溶于水,故A错误;
    B.、中N原子都形成3个σ键、有1个孤电子对,价电子对数为4,都采取杂化,故B正确;
    C.若将慢强通入强碱性的NaClO溶液中,具有强氧化性的NaClO溶液能将生成的氧化,导致的产率降低,故C错误;
    D.碳酸的酸性弱于醋酸,由的酸性与醋酸相当可知,不可能与溶液及应制得,否则违背强酸制弱酸的原理,故D错误;
    选B。
    10.C
    【分析】中中心原子的价层电子对数是3,不含有孤对电子,属于平面三角形,据此解答。
    【详解】A. 中中心原子的价层电子对数是3+4,含有一对孤对电子,空间构型是三角锥形,A不选;
    B. 中中心原子的价层电子对数是3+4,含有一对孤对电子,空间构型是三角锥形,B不选;
    C. 中中心原子的价层电子对数是3+3,不含有孤对电子,空间构型是平面三角形,C选;
    D. 中中心原子的价层电子对数是3+4,含有一对孤对电子,空间构型是三角锥形,D不选;
    答案选C。
    11. B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O 120° sp2杂化 正四面体形 CCl4
    【详解】(1) B2O3、CaF2和H2SO4反应生成BF3 、CaSO4和H2O,反应的化学方程式为B2O3+3CaF2+3H2SO42BF3↑+3CaSO4+3H2O;
    (2)在BF3分子中,B原子价电子对数是,无孤电子对,BF3为平面三角形,F-B-F的键角是120°,B原子的杂化轨道类型为sp2杂化;BF3和过量NaF作用可生成NaBF4,BF中B原子价电子对数是,无孤电子对,立体构型为正四面体形;原子数相同、价电子数也相同的微粒互为等电子体,与BF互为等电子体的分子的化学式为CCl4等。
    12. 弱 氢键 范德华力(或分子间作用力) 一 B(OH)3+OH-=B(OH)4-
    【分析】(1)硼酸是由非金属元素构成的共价化合物,分子内部全为共价单键;从题目信息中硼酸的用途判断;
    (2)H3BO3分子中含有-OH,能形成氢键;片层之间作用较弱,为范德华力;
    (3)根据酸碱中和反应时物质的量关系计算判断;硼酸在水溶液中能电离出氢离子而显酸性,能和氢氧化钠反应。
    【详解】(1)由于B原子外层3个电子,而硼酸中H与O成键,即H与O形成羟基,羟基氧原子连接在B原子上,所以每个羟基可以提供1个电子与B原子共用,因此硼酸结构简式为:B(OH)3,结构式为:;从题目信息中硼酸的用途:对人体的受伤组织有缓和防腐作用,可以用于医药和食品防腐等方面,可知其为弱酸;
    (2)H3BO3分子中含有-OH,能形成氢键,所以层内H3BO3分子之间的作用力是氢键;片层之间作用较弱,有滑腻感,说明片层之间的作用力易被破坏,所以为范德华力;
    (3)已知0.01ml硼酸可以被20mL 0.5ml•L-1NaOH溶液恰好完全中和,二者等物质的量恰好完全反应,由于NaOH为一元碱,所以硼酸为一元酸;硼酸与NaOH溶液反应生成NaB(OH)4,其反应的离子方程式为:B(OH)3+OH-=B(OH)4-。
    13.(1) 氧气/O2 Ca(HCO3)2 非极性
    (2)AB
    (3) 3s23p4 sp2
    【详解】(1)光合作用生成氧气,植物通过光合作用将二氧化碳和水转化为碳水化合物和氧气;碳酸钙和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钙,溶解了二氧化碳的雨水和地下水可以将石灰岩变为可溶的碳酸氢钙Ca(HCO3)2;CO2分子为对称分子,是非极性分子;
    (2)A.金属镁和二氧化碳反应生成氧化镁和碳,A符合题意;
    B.苏打为碳酸钠,碳酸钠和二氧化碳、水反应生成碳酸氢钠,B符合题意;
    C.小苏打为碳酸氢钠,碳酸氢钠和二氧化碳不反应,C不符合题意;
    D.二氧化硫和二氧化碳不反应,D不符合题意;
    故选AB;
    (3)S为16号元素原子,S原子的价电子排布为3s23p4;从离域π键的角度分析,S2N2分子可看成是S和N原子间通过杂化轨道形成σ键的环状四方平面分子骨架,在垂直分子平面方向形成了一个离域大π键。由题干可知,S2N2分子为环状四方平面型结构,S2N2中N原子通过sp2杂化与2个硫形成共价键,在S2N2分子平面垂直的p轨道上,1个氮提供1个电子、1个硫提供2个电子形成4中心6电子的离域大π键,可表达为。
    14. 第2周期ⅥA族 第3周期ⅥA族 SO2 sp2 V形 SO3 sp2 平面三角形 H2O2 H2O
    【分析】元素X和Y属于同一主族,负二价的元素X和氢的化合物在通常状况下是一种液体,通常是水,其中X的质量分数为88.9%,则X元素为O元素;又因为元素X和Y属于同一主族,二者可以形成两种化合物,在这两种化合物中,X的质量分数分别为50%和60%,则元素Y为S元素,氧化物为SO2和SO3。
    【详解】(1)O元素在周期表中的位置为第2周期ⅥA族;S元素在周期表中的位置为第3周期ⅥA族,答案为:第2周期ⅥA族;第3周期ⅥA族;
    (2)在元素X和元素Y两种元素形成的化合物中,X质量分数为50%的化合物的化学式SO2;该分子的中心S原子以sp2杂化,有1对孤电子对,分子构型为V形,答案为:sp2,V形;
    (3)X的质量分数为60%的化合物的化学式为SO3;该分子的中心原子以sp2杂化,无孤电子对,分子构型为平面三角形,答案为:SO3;sp2;平面三角形;
    (4)由氢元素与X元素形成的化合物中,含有非极性键的是H2O2;分子构型为V形的是H2O。
    15. 大 中B的价层电子对数为3,分子的空间构型为平面三角形,键角为中N的价层电子对数为4,有1个孤对电子,分子的空间构型为三角锥形,键角为107°
    【详解】中B的价层电子对数为3,分子的空间构型为平面三角形,键角为中N的价层电子对数为4,有1个孤对电子,分子的空间构型为三角锥形,键角为107°,则的键角比的键角大。
    16.(1) Na O
    (2) 非极性
    (3) Sr 5s2
    (4)bd
    【详解】(1)电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;上述反应体系中出现的几种短周期元素,原子半径最大的是Na;同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱,非金属性最强的是O;
    (2)二硫化碳(CS2)与二氧化碳为等电子体,其分子构型是直线型分子,该分子的电子式,该分子为对称结构,为非极性分子;
    (3)核素的表示方法为:元素符号左下角为质子数,左上角为质量数;可知该原子可表示为:Sr;锶为38号元素,位于第五周期第ⅡA族,最外层电子排布式为5s2;
    (4)a.同主族由上而下,金属性增强,非金属性逐渐减弱,锶的金属性比镁强,a正确;
    b.金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强,氢氢化锶呈碱性,b错误;
    c.锶位于第五周期第ⅡA族,锶在化合物中呈+2价,c正确;
    d.锶化学性质活泼,在自然界中以化合态存在,d错误;
    故选bd。
    17.(1) 杂化 正四面体
    (2) 偏低
    【详解】(1)①亚氯酸钠(NaClO2)和过硫酸钠(Na2S2O8)直接反应可得ClO2,并得到副产品Na2SO4,该过程中Na2S2O8中-1价的O(过氧键)将+3价的Cl氧化为+4价,根据电子守恒可得NaClO2和Na2S2O8的系数之比为2:1,再结合元素守恒可得离子方程式为:。
    ②中原子的价层电子对数为2+(7+1-22)=4,所以为杂化;硫酸根离子中硫原子的价层电子对数为4+(6+2-24)=4,孤电子对数为0,所以空间构型为正四面体。
    (2)①第二次滴定消耗Na2S2O3溶液20.00mL,即被KClO2氧化生成的碘消耗了20.00mLNa2S2O3溶液,依据反应原理得关系式:2ClO2~2KClO2~4I2~8Na2S2O3,n(ClO2)==5.010-4ml,c(ClO2)==0.1ml/L。
    ②若实验中调节溶液pH时稀硫酸用量不足,则KClO2无法完全反应,则产生的碘单质偏少,消耗的标准液减小,将导致测得的ClO2浓度偏低。
    18.(1)C(CH3)4
    (2) (CH3)2C=C(CH3)2 CH3C≡CCH3
    (3)8
    (4)
    (5) C20H14O4 0 19
    【详解】(1)戊烷的某种同分异构体只有一种一氯代物,即只含一种环境的氢原子,则分子中的氢原子应均为连接同一碳原子的甲基上的氢,所以结构简式为C(CH3)4。
    (2)分子式为C6H12的烃不饱和度为1,其所有碳原子都在同一平面上,所以应含有碳碳双键,且两个甲基分别连接双键上的碳原子,结构简式为(CH3)2C=C(CH3)2;分子式为C4H6的烃,不饱和度为2,所有的碳原子都在同一条直线上,应含有碳碳三键,结构简式为CH3C=CCH3。
    (3)C3H4ClBr是C3H6中的两个氢原子被其他原子取代产生的,两个卤素原子可以在同一个碳原子上,也可以在不同的碳原子上。该物质可能的结构有CH2=CH-CHClBr、CClBr=CH-CH3、CHCl=CBr-CH3、CHCl=CH-CH2Br、CHBr=CCl-CH3、CHBr=CH-CH2Cl、CH2=CCl-CH2Br、CH2=CBr-CH2Cl,共有8种不同的结构。
    (4)分子式为C8H10的芳香烃,则其侧链为两个-CH3或一个-C2H5;其一氯代物只有一种,所以有两个处于对位的甲基,结构简式为 。
    (5)①酚酞的分子式为C20H14O4。
    ②有机物中连接在碳原子周围的4个原子或原子团都不相同的为手性碳原子,故酚酞分子中的手性碳原子个数为0;在酚酞分子中包含3个苯环,苯环上的碳原子都是不饱和碳原子,而羰基中的碳原子也是不饱和的,故共含19个不饱和碳原子。
    19.(1) ④ ① ⑤
    (2)
    (3)π
    (4) ①③ 直线形 CS2
    (5)苯胺分子之间存在氢键
    【详解】(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/ml,N-N单键键能为247 kJ/ml,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。
    20. 洪特规则 Be、C、O 60° 制造火箭推进剂或炸药(其他合理答案均可)
    【分析】(1)N为7号元素,基态氮原子核外有7个电子,据此分析解答;
    (2) 同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐增大,但第ⅡA族、第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,据此分析判断;
    (3)N4分子和P4分子类似,为正四面体结构,据此分析解答;
    (4) N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质,阳离子由5个氮原子排列成V形,每个氮原子均达到8电子稳定结构,其结构为,两个N-N为配位键,电子对由靠近三键的N提供,故中间的N原子需失去一个电子达到稳定结构,所以N5分子碎片所带电荷是+1,该离子为N,据此分析解答。
    【详解】(1)N为7号元素,基态氮原子核外有7个电子,其核外电子排布图为。2p轨道上3个电子各单独占据1个轨道且自旋状态相同,遵循洪特规则,故答案为:;洪特规则;
    (2)Be原子2s能级处于全充满状态,其第一电离能比B大,N原子2p能级处于半充满状态,其第一电离能比O的大,所以第一电离能介于B和N之间的有Be、C、O,共三种,故答案为:Be、C、O;
    (3)N4分子和P4分子类似,为正四面体结构,分子中N—N—N的键角为60°。N4分解后能产生N2并释放出大量能量,可以制造火箭推进剂或炸药,故答案为:60°;制造火箭推进剂或炸药;
    (4) N8是一种由全氮阳离子和全氮阴离子构成的特殊物质,阳离子由5个氮原子排列成V形,每个氮原子均达到8电子稳定结构,其结构为,两个N-N为配位键,电子对由靠近三键的N提供,故中间的N原子需失去一个电子达到稳定结构,所以N5分子碎片所带电荷是+1,该离子为N,电子式为:,故答案为:。
    【点睛】本题的易错点和难点为(5),关键是根据8电子稳定结构判断N原子间的化学键的排布,进而确定含有的电荷数。
    21.(1) 酸式滴定管 淀粉溶液
    (2) 锥形瓶中溶液颜色的变化 滴入最后一滴标准液,溶液变为蓝色,且半分钟或30s内不恢复原来的颜色 0.0056
    (3)防止空气进入反应液、避免维生素C被氧气氧化
    (4)AC
    (5) sp3、sp2 10:1 O>C>H
    【分析】要测定某橙汁中维生素C的含量,可利用维生素C具有很强的还原性,能发生,用浓度为的标准溶液进行氧化还原滴定,以淀粉溶液为指示剂,当滴入最后一滴标准液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟或30s内不恢复原来的颜色,即达到滴定终点;为防止维生素C被空气中的氧气氧化、防止液滴溅出,实验过程中不能剧烈摇动锥形瓶。
    【详解】(1)碘会腐蚀橡胶,因此取标准溶液用酸式滴定管;测定原理是C6H8O6+I2→C6H6O6+2H++2I-,需要碘单质参加反应,碘遇淀粉变蓝色,则所需指示剂为淀粉溶液。
    (2)③滴定过程中,用左手控制滴定管的活塞,右手摇动锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化,直到滴定终点。滴定至终点时的现象是:滴入最后一滴标准液,溶液变为蓝色,且半分钟或30s内不恢复原来的颜色。
    ④20.00mL待测橙汁消耗的标准碘溶液15.00mL,则根据测定原理,n(C6H8O6)=n(I2)=15×10-3L×7.50×10-3ml·L-1=1.125×10-4ml,则此橙汁中维生素C的含量是(保留两位有效数字)。
    (3)已知维生素C具有很强的还原性,可以被空气中的氧气氧化,则滴定时不能剧烈摇动锥形瓶,除了防止液体溅出,原因还有:防止空气进入反应液、避免维生素C被氧气氧化。
    (4)A. 滴定前有气泡,滴定后无气泡,消耗标准液体积增大,即所测结果偏高,故A符合题意;
    B. 滴定后读数时俯视滴定管,所测得的标准液的体积偏小、结果偏低,故B不符合题意;
    C. 滴定管水洗后直接装入标准液,标准液被稀释,消耗标准液体积增大,即所测结果偏高,故C符合题意;
    D. 摇动锥形瓶时锥形瓶中有液体溅出,消耗标准液体积偏小,即所测结果偏低,故D不符合题意;
    则会引起所测橙汁浓度偏大的操作为AC。
    (5)由结构简式可知,该分子中含饱和碳原子(四面体结构)、羰基 (平面结构),则碳原子的轨道杂化类型为sp3、sp2;单键都是σ键、双键中1个σ键1个π键,则分子中有20个σ键和2个π键,σ键和π键数目之比为10:1;同周期主族元素从左向右电负性逐渐增强,同主族元素从上到下电负性逐渐减弱,该化合物所含三种元素的电负性由强到弱顺序为O>C>H。
    22.(1)三颈烧瓶
    (2) b 无水CaCl2
    (3)将气态四氯化碳吹入管式炉
    (4) Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2 sp2 Na2CO3和NaCl
    (5)使CrCl3凝华
    (6)80%
    【分析】实验室制备无水CrCl3的反应原理为:Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2。利用氮气和热水加热将四氯化碳转化为气态进入管式炉与氧化铬反应得到氯化铬,装置B的作用是防止C中的水进入管式炉,用氢氧化钠溶液吸收COCl2,以此解答。
    【详解】(1)仪器A的名称为:三颈烧瓶。
    (2)由分析可知,装置B的作用是防止C中的水进入管式炉,应该用球形干燥管,故选b,装的药品为无水CaCl2。
    (3)热水加热将四氯化碳转化为气态,利用氮气将气态四氯化碳吹入管式炉。
    (4)根据题意,以Cr2O3(绿色固体)、CCl4为原料制备固体无水CrCl3,生成CrCl3和COCl2(光气),反应的化学方程式为Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2;COCl2中存在碳氧双键,C原子的杂化方式为sp2,COCl2与水反应生成两种酸性气体:COCl2+H2O=CO2+2HCl,b装置中盛放足量NaOH溶液,所以生成的盐是Na2CO3和NaCl。
    (5)无水CrCl3易升华,所以反应管右端有15cm在加热炉外,是为了使CrCl3凝华。
    (6)管式炉中1.52g的物质的量为=0.01ml,由Cr元素守恒可知,理论上可以生成0.02ml CrCl3,反应完成后,得到固体产品2.536g。则该实验的产率为=80%。
    23.(1) 恒压滴液漏斗或滴液漏斗也可 吸收装置内的水分,并避免外界水分进入,保持装置内干燥
    (2)BC
    (3)LiCl
    (4)蒸馏
    (5)ABC
    (6)
    【分析】乙醚溶液和LiH乙醚溶液放于三颈烧瓶中在28℃时搅拌发生反应生成和难溶于乙醚的LiCl,经过过滤后得到LiCl,即滤渣A,得到的滤液加入苯液,提取难溶于苯的,由于苯的沸点是80.1℃,乙醚的沸点是34.5℃,经过蒸馏操作,将乙醚分离,得到苯和的混合物,经过一系列操作C得到粗产品;
    【详解】(1)仪器a的名称是恒压滴液漏斗,仪器b是干燥管,作用是吸收装置内的水分,并避免外界水分进入,保存装置内干燥;
    (2)A.乙醚微溶于水,不可用分液分离,A项错误;
    B.钠与水反应生成氢氧化钠和氢气,可以使水和乙醚分离,B项正确;
    C.五氧化二磷是酸性干燥剂,可吸收水分,C项正确;
    D.乙烯在催化剂条件下才能与水反应,并引入杂质,D项错误;
    答案选BC;
    (3)乙醚溶液和LiH乙醚溶液放于三颈烧瓶中在28℃时搅拌发生反应生成和难溶于乙醚的LiCl,经过过滤后得到LiCl,即滤渣A为LiCl;
    (4)根据分析可知,操作B为蒸馏;
    (5)A.LiH,在潮湿空气中都会发生剧烈水解,装置内不宜用水,A项错误;
    B.乙醚沸点是34.5℃,将反应温度提高至40℃,乙醚会蒸发,不利LiH,溶液接触,反应会变慢,B项错误;
    C.操作B是蒸馏,分离苯和乙醚,没有使用蒸发皿,C项错误;
    D.中铝原子有一个空轨道,乙醚中的氧原子占据空轨道形成配位键,故氯化铝能溶于乙醚与配位键有关,D项正确;
    答案选ABC;
    (6)与水发生水解反应生成氢氧化铝,氢氧化锂和氢气,方程式为,通过收集氢气的体积进行纯度的计算,根据题意,注意加入10mL的体积也占据装置空间,且量气筒的0刻度在最上面,故收集氢气的体积是,根据25℃,常压下气体摩尔体积约为24.5L/ml,,则氢气的物质的量为,根据方程式反应的系数比,则的质量分数为。
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