第二章 分子结构与性质 测试题
一、单选题(共15题)
1.下列物质中,既含有非极性共价键又含有极性共价键是
A.NaOH B.H2O2 C.Na2O2 D.H2S
2.臭氧通常存在于距离地面25km左右的高层大气中,它能有效阻挡紫外线,保护人类健康。但是在近地面,臭氧却是一种污染物。已知O3的空间结构为V形,分子中正电中心和负电中心不重合。下列说法不正确的是
A.O3和O2互为同素异形体
B.在水中的溶解度:O3>O2
C.O3是极性分子,O2是非极性分子
D.O3分子中的共价键是极性键
3.下列分子中,中心原子杂化类型相同,分子的空间结构也相同的是
A. B. C. D.
4.常温常压下,某金属有机老多孔材料()能催化与环氧丙烷的反应,其工作原理如图所示。下列说法错误的是
A.a分子中氧原子的杂化类型为杂化 B.b的一氯代物有2种
C.的过程有极性键的形成 D.能选择性吸附,减少的排放
5.设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L中,约含有个σ键
B.18g和的混合气体中含有的中子数为
C.用1L0.1mol/L的溶液制备胶体,胶粒数目为
D.6.4gCu与S完全反应,转移的电子数为
6.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
7.下列叙述错误的是
A.非金属元素原子之间形成的化学键都是共价键
B.化学键包含σ键、π键两种类型
C.π键不能单独存在,一定和σ键共存
D.成键的两原子间原子轨道重叠程度越大,共价键越牢固
8.H2O分子中每个O原子结合2个H原子的根本原因是( )
A.共价键的方向性 B.共价键的饱和性
C.共价键的键角 D.共价键的键长
9.侯氏制碱法以氯化钠、二氧化碳、氨和水为原料,发生反应NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl。将析出的固体灼烧获取纯碱,向析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵。下列说法正确的是
A.CO中C原子的轨道杂化类型为sp3
B.相同温度下,NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度
C.用澄清石灰水可以鉴别Na2CO3与NaHCO3
D.NaHCO3的热稳定性比Na2CO3强
10.下列关于化学键的说法中正确的是( )
A.中既有极性键又有非极性键
B.凡是有化学键断裂的过程一定发生了化学反应
C.非金属元素之间只能形成共价化合物
D.所有盐、碱和金属氧化物中都含有离子键
11.X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,且分属于四个周期,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,Z、W为同周期相邻元素,Y、W可形成如图所示的离子,下列说法正确的是
A.该阴离子中W的化合价为+6价
B.简单离子半径:
C.Y和W的最简单氢化物沸点:
D.X与Y能形成含非极性共价键的化合物
12.已知、和键能之比为::,而、和键能之比为::,下列说法正确的是
A.键一定比π键稳定 B.较易发生加成反应
C.乙烯、乙炔较易发生加成反应 D.乙烯、乙炔中的π键比键稳定
13.下列说法正确的是
A.极性溶质一定易溶于极性溶剂,非极性溶质一定易溶于非极性溶剂
B.和均是极性分子,是非极性分子,所以难溶于而易溶于
C.和白磷均是非极性分子,是极性分子,所以白磷难溶于而易溶于
D.是极性分子,可溶于,因此是极性分子
14.X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,W与Y位于同一主族,X、Y、Z三种元素可组成用于隐形飞机中吸收微波的物质R(结构如图),Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂。下列说法正确的是
A.同一周期中,第一电离能比Q小的只有一种
B.电负性:Y>W>X
C.物质R吸收微波时,分子内的σ键会断裂
D.简单气态氢化物的还原性:W>Y
15.下列关于物质结构和化学用语的说法正确的是
A.BF3、CCl4中所有原子均达到8电子稳定结构
B.78gNa2O2晶体中所含离子数目为3NA
C.18gH2O或D2O的质子数均为10NA
D.34gH2O2含有极性键的数目为3NA
二、填空题(共8题)
16.一项科学研究成果表明,铜锰氧化物()能在常温下催化氧化空气中的一氧化碳和甲醛(HCHO)。
(1)向一定物质的量浓度的和溶液中加入溶液,所得沉淀经高温灼烧,可制得.
①基态的电子排布式可表示为__________。
②的空间构型是__________(用文字描述)。
(2)在铜锰氧化物的催化下,CO被氧化为,HCHO被氧化为和,
①分子中O原子轨道的杂化类型为__________。
②中含有的键数目为__________。
17.原子形成化合物时,电子云间的相互作用对物质的结构和性质会产生影响。请回答下列问题:
(1)分子的空间结构为___________,分子的空间结构为___________。
(2)碳原子有4个价电子,在形成化合物时价电子均参与成键,但杂化方式不一定相同。在乙烷、乙烯、乙炔和苯四种分子中,碳原子采取sp杂化的分子是___________(写结构简式,下同),采取杂化的分子是___________,采取杂化的分子是___________。
(3)已知、、三种分子中,键角由大到小的顺序是,请分析可能的原因是___________。
18.价电子对互斥(简称VSEPR)理论可用于预测简单分子的空间结构。请回答下列问题:
(1)利用价电子对互斥理论推断下列分子或离子的空间结构:
①___________;
②___________;
③___________;
④___________;
⑤HCHO___________;
⑥HCN___________。
(2)利用价电子对互斥理论推断键角的大小:
①甲醛分子中的键角___________(填“>”“<”或“=”,下同)120°;
②分子中的键角___________120°;
③分子中的键角___________109°28′。
(3)有两种活性反应中间体微粒,它们的微粒中均含有1个碳原子和3个氢原子。请依据图所示的这两种微粒的球棍模型,写出相应的化学式:
A:___________;B:___________。
(4)按要求写出第2周期非金属元素组成的中性分子的化学式:平面形分子___________,三角锥形分子___________,四面体形分子___________。
19.X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12,中子数为6;Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要元素;Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子,与X、Y不同族;W是一种常见元素,可以形成3种氧化物,其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体。
(1)分子中存在的键和键个数之比为___________。
(2)X元素的一种氧化物和与结构相似,X、Y与氢元素形成的一种化合物分子中键与键数目之比为___________。
(3)写出X的单质与Z的最高价氧化物对应水化物的浓溶液反应的化学方程式:___________。
(4)W的基态原子的价层电子排布式为___________。
(5)X元素的一种单质是一种由单层X原子构成的平面结构新型材料,下图中,1号X与相邻X形成键的个数为___________。
(6)已知,其中键、键的键能分别为、,则分子中、之间共价键的键能为___________。
20.均由两种短周期元素组成的A、B、C、D四种化合物分子都含有18个电子,四种化合物分子中所含原子的数目依次为2、3、4、6,A和C分子中各元素原子的个数比均为1:1,B和D分子中各元素原子的个数比均为1:2,D可作为火箭推进剂的燃料。请回答下列问题。
(1)A与HF相比,其沸点较低,原因是___________。
(2)B分子的立体构型为___________形,该分子属于___________(填“极性”或“非极性”)分子。
(3)A、B两种化合物分子的非氢元素原子的最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为___________(用化学式表示)
(4)D分子中心原子的杂化方式是___________,由该原子组成的单质分子中包含___________个π键,与该单质分子互为等电子体的常见分子的分子式为___________。
21.现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大,已知B元素是地壳中含量最高的元素;A和C的价电子数相同,B和D的价电子数也相同,且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的;C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数,且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个;六种元素的基态原子中,F原子的电子层数最多且和A处于同一主族。
回答下列问题:
(1)用电子式表示C和E形成化合物的过程:______。
(2)写出基态F原子的核外电子排布式:______。
(3)A2D的电子式为______,其分子中______(填“含”或“不含”,下同)键,______π键。
(4)A、B、C共同形成的化合物中化学键的类型有______。
22.(1)酸性强弱比较:苯酚___________碳酸(填“>”、“=”或“<”),原因(用相应的离子方程式表示):___________。
(2)沸点:H2O___________H2S(填“>”、“=”或“<”),原因___________。
(3)实验室欲测定Na2CO3和NaCl混合物中Na2CO3的质量分数ω(Na2CO3),实验步骤如下:称取此固体样品4.350g,溶于适量的水中,配成50mL溶液。取出25mL溶液,加入足量的AgNO3溶液充分反应,得到沉淀的质量为5.575g.则原混合物中ω(Na2CO3)=___________(保留4位有效数字)。写出简要的计算过程。
23.氧钒(IV)碱式碳酸按为紫色晶体,难溶于水,是制备热敏材料的原料,其化学式为。实验室以为原料合成用于制备的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体,过程如下:
已知:+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,能被氧化。
(1)为离子化合物,中含有的σ键数目为_______。
(2)步骤1中生成的同时生成一种无色无污染的气体,该反应的化学方程式为_______。
(3)步骤2可在下图装置(气密性良好)中进行。
制备过程中,需向锥形瓶中通入,作用是_______,所得紫色晶体残留的杂质离子主要为_______。
(4)步骤3洗涤晶体时需用饱和溶液洗涤3次,再用无水乙醇洗涤2次,选择饱和溶液的原因是_______。
(5)已知:①去除溶液中可依次加入尿素溶液(还原)、亚硝酸钠溶液(氧化尿素)。
②滴定反应:。
补充完整测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸按晶体中钒的含量的实验方案:称量5.1000g样品于锥形瓶中,_______。(实验中须使用的试剂是溶液、溶液、尿素溶液、亚硝酸钠溶液、0.0800mol/L的标准溶液,滴定终点的现象描述不作要求)
参考答案:
1.B
【解析】A.NaOH由Na+和OH-构成,含有离子键和极性共价键,A不符合题意;
B.H2O2的结构式为H-O-O-H,含有O-H极性共价键和O-O非极性共价键,B符合题意;
C.Na2O2由Na+和构成,含有离子键和非极性共价键,C不符合题意;
D.H2S的结构式为H-S-H,只含有极性共价键,D不符合题意;
故选B。
2.D
【解析】A.O3和O2是氧元素组成的不同单质,互为同素异形体,故A正确;
B.O3是极性分子、O2是非极性分子,根据相似相容原理,在水中的溶解度:O3>O2,故B正确;
C. O3的空间结构为V形,分子中正负电荷中心不重合,O3是极性分子,O2是非极性分子,故C正确;
D.O3分子中的共价键是非极性键,故D错误;
选D。
3.A
【解析】A. BeCl2中Be原子价层电子对数为且不含孤电子对,采取 sp杂化,CO2中C原子价层电子对数为且不含孤电子对,采取 sp杂化,二者杂化方式相同,且都是直线型分子,故A符合题意;
B.H2O中O原子价层电子对数为且含有2个孤电子对,采取 sp3杂化,分子构型为V型,SO2中S原子价层电子对数为且含有1个孤电子对,采取 sp2杂化,分子构型为平面三角形,故A不符合题意;
C. SF6中S原子价层电子对数为且不含孤电子对,采用sp3d2杂化,分子构型为正八面体,CH4中价层电子对数为且不含孤电子对,采用sp3杂化,分子构型为正四面体,故C不符合题意;
D.NF3中N原子价层电子对数为且含有1个孤电子对,分子构型为三角锥形,BF3中B原子价层电子对数为,且不含孤电子对,采用sp2杂化,分子构型为平面三角形,故D不符合题意;
答案选A。
4.B
【解析】A.a分子中氧原子的价层电子对数为4,采用sp3杂化,故A正确;
B.b中含有3种不同环境的氢原子,b的一氯代物有3种,故B错误;
C. a和CO2发生加成反应生成b,该过程中有C-O极性键形成,故C正确;
D.能催化与环氧丙烷的反应,说明能选择性吸附,利用该反应可减少的排放,故D正确;
故答案选B。
5.A
【解析】A. 1个分子有5个σ键,标准状况下,2.24L为0.1mol,约含有个σ键,故A正确;
B.和的混合气体可以看成平均化学式为,18g和的混合气体为1mol,1个中含有10个中子,则18g混合气体中含有的中子数为,故B错误;
C.胶粒具有吸附性,用1L0.1mol/L的溶液制备胶体,胶粒数目小于,故C错误;
D.Cu与S反应生成Cu2S,6.4gCu与S完全反应,转移的电子数为,故D错误;
故答案为A。
6.A
0.05mol L-1丙的溶液中c(H+)=0.1mol L-1,则丙为二元强酸,K、L、M是三种氧化物,甲是固体,则丙应为H2SO4,甲为C,K为SO2,它能与H2O、O2反应生成H2SO4,从而得出乙为O2、L为H2O、M为CO2。短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,则W、X、Y、Z分别为H、C、O、S。
【解析】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。
7.B
【解析】A.非金属元素原子间只能形成共价键,A项正确;
B.化学键包含离子键、共价键、金属键等,共价键包括σ键、π键两种类型,B项错误;
C.分子中共价单键均为可键,共价双键和三键中含σ键和π键两种类型,π键不能单独存在,一定和σ键共存,C项正确;
D.成键的两原子间原子轨道重叠程度越大,电子在核间出现的概率就越大,所形成的共价键就越牢固,D项正确。
故选:B。
8.B
【解析】O原子最外层有6个电子,可得到2个电子形成8电子稳定结构;H原子最外层1个电子,只能形成2电子稳定结构,则每个O原子结合2个H原子与共价键的饱和性有关,答案选B。
9.B
【解析】A.中C原子价层电子对数=3+=3,故C原子的轨道杂化类型为sp2杂化,A错误;
B.依据NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl,析出固体后的母液中加入食盐可获得副产品氯化铵,可知相同温度下,NH4Cl在水中的溶解度大于在NaCl溶液中的溶解度,B正确;
C.氢氧化钙与碳酸氢钠和碳酸钠反应都生成碳酸钙沉淀,二者现象相同,无法鉴别,C错误;
D.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,所以热稳定性弱于碳酸钠,D错误;
故答案选B。
10.A
【解析】A.中氢原子与氧原子之间形成极性键,氧原子与氧原子之间形成非极性键,A正确;
B.有化学键断裂的过程不一定发生化学反应,如熔化过程离子键断裂,B错误;
C.非金属元素之间也可形成离子化合物,如铵盐,C错误;
D.不是全部盐、碱、金属氧化物中都含有离子键,如氯化铝是共价化合物,不含离子键,D错误;
答案选A。
11.D
X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的前20号主族元素,且分属于四个周期,则X为H,Y的最外层电子数是电子层数的3倍,则Y为O,Z、W为同周期相邻元素,Y、W可形成如图所示的离子,根据结构得到W为S,则Z为P,则R为K或Ca。
【解析】A.该阴离子,则S的化合价为+2价,故A错误;
B.根据层多径大,同电子层结构核多径小原则,则简单离子半径:,故B错误;
C.由于水存在分子间氢键,因此Y和W的最简单氢化物沸点:,故C错误;
D.X与Y能形成含非极性共价键的化合物H2O2,故D正确。
综上所述,答案为D。
12.C
【解析】A.键不一定比键强度大,如氮气中键的强度比π键强度小,故A错误;
B.键能大不易发生加成反应,故B错误;
C.乙烯和乙炔中π键的键能小易断裂,所以乙烯、乙炔较易发生加成反应,故C正确;
D.乙烯、乙炔中的键比π键稳定,故D错误;
故选C。
13.C
【解析】A.“相似相溶”规律是经验规律,存在特殊情况,部分有机物分子是极性分子,但因为极性很弱,所以大部分难溶于水,故A不正确;
B.是非极性分子,是极性分子,是非极性分子,根据“相似相溶”,难溶于而易溶于,故B不正确;
C.和白磷均是非极性分子,是极性分子,所以白磷难溶于而易溶于,故C正确;
D.是非极性分子,溶于时,部分与反应生成,故D不正确;
答案选C。
14.D
X、Y、Q、W、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其中Y原子最外层电子数是其内层电子数的2倍,则Y为C元素;W与Y位于同一主族,则W为Si元素;Q元素单质可用作铝热反应的引燃剂,则Q为Mg元素;结合物质的结构式可知,X可形成1对共用电子对,则X为H元素,Z可形成2个共价单键,则根据满8电子稳定原则可知,Z最外层电子数为6,且位于第三周期,所以Z为S元素。
【解析】A.同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则钠元素、铝元素的第一电离能小于镁元素,故A错误;
B.硅元素的电负性小于氢元素,故B错误;
C.σ键比π键牢固,所以物质R吸收微波时,分子内的π键会断裂,故C错误;
D.元素的非金属性越强,简单氢化物的热稳定性越强、还原性越弱,碳元素的非金属性强于硅元素,所以硅烷的还原性强于甲烷,故D正确;
故选D。
15.B
【解析】A.BF3中B元素化合价为+3价,B原子最外层电子数是3,3+3=6,则B原子不满足8电子结构,故A错误;
B.78gNa2O2的物质的量是1mol,晶体中所含离子数目为3NA,故B正确;
C.H2O或D2O的质子数均是10个,但相对分子质量不同,因此18gH2O或D2O的质子数不相同,故C错误;
D.34gH2O2的物质的量是1mol,含有极性键的数目为2NA,故D错误;
故选B。
16. (或) 平面三角形 (或)
【解析】(1)①Mn为25号元素,Mn基态的电子排布式为,则基态的电子排布式可表示为(或);
②的σ键电子对数为3,孤电子对数=,则其空间构型是平面三角形;
(2)①分子中,O原子的孤电子对数=,σ键电子对数为2,则O原子的价层电子对数=4,故O原子轨道的杂化类型为;
②的结构式为O=C=O,双键中有且只有一根键为σ键,则中含有的σ键数目为(或)。
17. 平面三角形 三角锥形 、 分子中的C原子上没有孤电子对,分子中N原子上有1个孤电子对,分子中O原子上有2个孤电子对,中心原子上孤电子对数越多,对成键电子对的排斥作用越大,则键角越小
【解析】(1)分子中的B原子采取杂化,所以其分子的空间结构为平面三角形;分子中的N原子采取杂化,存在一个孤电子对,所以其分子的空间结构为三角锥形,故填平面三角形、三角锥形;
(2)乙烷分子中的碳原子采取杂化,乙烯和苯分子中的碳原子均采取杂化,乙炔分子中的碳原子采取杂化,故填、和、;
(3)、、分子中的O、N、C原子均采取杂化,而在O原子上有2个孤电子对,对成键电子对的排斥作用最大,键角最小;N原子上有1个孤电子对,对成键电子对的排斥作用没有水分子的大;C原子上无孤电子对,键角最大,故填分子中的C原子上没有孤电子对,分子中N原子上有1个孤电子对,分子中O原子上有2个孤电子对,中心原子上孤电子对数越多,对成键电子对的排斥作用越大,则键角越小。
18. 平面三角形 角形 直线形 角形 平面三角形 直线形 < < <
【解析】(1),中,的价电子对数为,孤电子对数为0,为平面三角形;中,S的价电子对数为,孤电子对数为2,为角形;中,N的价电子对数为,孤电子对数为0,为直线形;中,N的价电子对数为,孤电子对数为1,为角形;分子中有1个碳氧双键,看作1对成键电子,2个单键为2对成键电子,C原子的价电子对数为3,且无孤电子对,所以分子的空间结构为平面三角形;分子的结构式为,含有1个键,看作1对成键电子,1个单键为1对成键电子,故C原子的价电子对数为2,且无孤电子对,所以分子的空间结构为直线形。
故答案为:平面三角形;角形;直线形;角形;平面三角形;直线形。
(2)①甲醛为平面形分子,由于键与键之间的排斥作用大于2个键之间的排斥作用,所以甲醛分子中的键角小于120°。
故答案为:<。
②分子中,原子的价电子对数是,成键电子对数为2,孤电子对数为1,故分子的空间结构为角形,的键角<120°。
故答案为:<。
③分子中,P的价电子对数为含有1对孤电子对,由于孤电子对与键的排斥作用大于键间的排斥作用,所以的键角小于109°28′。
故答案为:<。
(3)型微粒,中心原子上无孤电子对的呈平面三角形,有1对孤电子对的呈三角锥形,所以化学式分别是、。
故答案为:;
(4)第2周期的五种非金属元素B、C、N、O、F组成的中性分子中,平面形分子为,三角锥形分子为,四面体形分子为。
故答案为:;;。
19.(1)
(2)
(3)
(4)
(5)3
(6)
X、Y、Z、W是元素周期表前四周期中的常见元素,其原子序数依次增大。X元素的一种核素的质量数为12,中子数为6,质子数为12-6=6,X为C,Y元素是动植物生长不可缺少的、构成蛋白质的重要元素,Y为N,Z的基态原子核外9个原子轨道上填充了电子且有2个未成对电子,与X、Y不同族,Z为S,W是一种常见元素,可以形成3种氧化物,其中一种氧化物是具有磁性的黑色晶体即四氧化三铁,W为Fe。
(1)
Y2分子为N2,N2的结构式为N≡N,1个N2分子中有1个σ键和2个π键,σ键和π键数目之比为1:2。
(2)
C元素的一种氧化物CO和CN-与N2结构相似,可推知CN-的结构式为,的结构式为,单键为σ键、三键为1个σ键和2个π键,σ键和π键数目之比为2:2=1:1。
(3)
S的最高价氧化物对应水化物的浓溶液为浓硫酸,碳与浓硫酸在加热条件下反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,反应的化学方程式为:。
(4)
W为Fe,原子序数为26,其基态原子的价层电子排布式为:。
(5)
由题图可看出,每个碳原子能与三个碳原子形成单键,故能形成3个σ键。
(6)
焓变△H=反应物键能之和-生成物键能之和,则,解得E=,即YO分子中Y、O之间共价键的键能为。
20.(1)HF分子间存在氢键
(2) V形 极性
(3)HClO4>H2SO4
(4) sp3 2 CO
D可作为火箭推进剂的燃料,且D分子中含有6个原子,所以D为N2H4;A和C分子中各元素原子的个数比均为1:1,A中含有两个原子,共18个电子,则A应为HCl;C中含有4个原子,共18个电子,则C中两种元素的原子序数之和为9,应为H2O2;B中含有3个原子,个数比为1:2,应为H2S。
(1)
A为HCl,与HF均为分子晶体,但HF分子间存在氢键,所以HF的沸点较高;
(2)
B为H2S,中心S原子价层电子对数为=4,含2对孤电子对,所以立体构型为V形;其正负电荷中心不重合,为极性分子;
(3)
同周期自左至右非金属性增强,所以非金属性Cl>S,则最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱顺序为HClO4>H2SO4;
(4)
D为N2H4,中心N原子形成3个σ键,还有一对孤电子对,采取sp3杂化;N原子组成的单质为N2,含有氮氮三键,包含2个π键;原子总数相同,价电子总数相同的微粒互为等电子体,N2含有2个原子,10个价电子,常见的等电子体的分子为CO。
21. 1s22s22p63s23p64s1 含 不含 离子键、极性共价键
现有原子序数小于20的A、B、C、D、E、F六种元素,它们的原子序数依次增大,已知B元素是地壳中含量最高的元素,则B是O元素;A和C的价电子数相同,B和D的价电子数也相同,且A和C两元素原子核外电子数之和是B、D两元素原子核内质子数之和的;则A是H,C是Na,D是S;C、D、E三种元素的基态原子具有相同的电子层数,且E原子的p轨道上电子比D原子的p轨道上电子多1个,则E是Cl元素;六种元素的基态原子中,F原子的电子层数最多且和A处于同一主族,则F是K元素;然后根据元素周期律及元素、化合物的性质分析解答。
【解析】根据上述分析可知:A是H,B是O,C是Na,D是S,E是Cl,F是K元素。
(1)C是Na,E是Cl,二者形成的化合物NaCl是离子化合物,用电子式表示其形成过程为:;
(2)F是K元素,根据构造原理,可知基态K原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p64s1;
(3)A是H,D是S,S原子最外层有6个电子,与2个H原子的电子形成2个共价键,使分子中每个原子都达到稳定结构,其电子式为:;H2S结构式为:H-S-H,在分子,S、H原子形成的是共价单键,共价单键属于σ键,而不含π键;
(4)A是H,B是O,C是Na,这三种元素形成的化合物是NaOH,为离子化合物,Na+与OH-之间以离子键结合,在阳离子OH-中H、O原子之间以共价键结合,因此NaOH中含有离子键和极性共价键。
22. < C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+ > 水分子之间存在氢键 73.10%
【解析】(1)我们可利用强酸制弱酸的原理比较酸性强弱,根据苯酚钠与碳酸反应生成苯酚和碳酸氢钠可以判断出酸性:苯酚<碳酸,原因:C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+。答案为:<;C6H5O-+CO2+H2O=C6H5OH+;
(2)H2O和H2S都形成分子晶体,沸点的高低取决于分子间作用力的大小,若分子间形成氢键,熔沸点会出现反常,水分子间存在氢键,则沸点:H2O>H2S;答案为:>;水分子之间存在氢键;
(3)加入AgNO3后,发生如下反应:NaCl+AgNO3=AgCl↓+NaNO3,Na2CO3+2AgNO3=Ag2CO3↓+2NaNO3
设4.350g样品中含有Na2CO3为xmol,NaCl为ymol,则可得以下等量关系式:
①106x+58.5y=4.350 ;②276x+143.5y=5.575×2;解得x=0.03mol,y=0.02mol;ω(Na2CO3)==73.10%。答案为:73.10%。
23.(1)7NA
(2)2++6HCl=4+N2↑+6H2O
(3) 排尽装置中的空气,防止+4价钒被氧化 VO2+
(4)除去晶体表面的氯化铵,减少晶体的溶解
(5)用溶液溶解后,加入溶液至稍过量,充分反应后继续滴加亚硝酸钠溶液至稍过量,再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液,最后用0.0800mol/L的标准溶液滴定至终点
由题给流程可知,向五氧化二钒中加入盐酸、混合溶液,将五氧化二钒还原为VOCl2,VOCl2溶液与碳酸氢铵溶液反应后,抽滤、洗涤得到氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体。
【解析】(1)离子化合物含有的离子为N2H离子和氯离子,N2H离子含有7个σ键,则中含有的σ键数目为7NA,故答案为:7NA;
(2)由题意可知,五氧化二钒与盐酸、混合溶液反应生成VOCl2、氮气和水,反应的化学方程式为2++6HCl=4+N2↑+6H2O,故答案为:2++6HCl=4+N2↑+6H2O;
(3)由题给信息可知,+4价钒在弱酸性条件下具有还原性,能被氧气氧化,所以制备过程中,需向锥形瓶中通入二氧化碳排尽装置中的空气,防止+4价钒被氧化;若VOCl2溶液过量,所得紫色晶体会残留VO2+离子,故答案为:排尽装置中的空气,防止+4价钒被氧化;VO2+;
(4)VOCl2溶液与碳酸氢铵溶液反应得到的氧钒(Ⅳ)碱式碳酸铵晶体表面会附有可溶的氯化铵,所以用饱和溶液洗涤晶体可以除去除去晶体表面的氯化铵,同时减少晶体的溶解,故答案为:除去晶体表面的氯化铵,减少晶体的溶解;
(5)测定氧钒(Ⅳ)碱式碳酸按晶体中钒的含量的实验方案为称量5.1000g样品于锥形瓶中,用溶液溶解后,加入溶液至稍过量,充分反应后继续滴加亚硝酸钠溶液至稍过量,再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液,最后用0.0800mol/L的标准溶液滴定至终点,故答案为:用溶液溶解后,加入溶液至稍过量,充分反应后继续滴加亚硝酸钠溶液至稍过量,再用尿素除去过量亚硝酸钠溶液,最后用0.0800mol/L的标准溶液滴定至终点。