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周测7　第二章综合练
一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·云南师大附中月考)下列关于原子轨道的说法正确的是(　　)
A.杂化轨道既可能形成σ键,也可能形成π键
B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和1个C原子的2p轨道混合起来而形成的
C.s轨道和p轨道杂化不可能有sp4杂化轨道出现
D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
2.已知在CH4中,C—H之间的键角为109°28',NH3中,N—H之间的键角为107°,H2O中O—H之间的键角为105°。下列说法正确的是(　　)
A.孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力
B.孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对间的斥力
C.孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对间的斥力
D.中心原子的孤电子对数越多,分子中化学键的键角越大
3.(2024·长沙雅礼中学高二月考)东北师范大学杜锡光教授曾表示“化学就是键”。化学研究的物质的变化实际上就是“键”的断裂和生成,物质是否稳定也取决于“键”的稳定性,甚至一些分子间作用力也被叫做“次级键”……关于化学键的相关内容,你认为以下描述符合事实的是(　　)
A.“头碰头”形成的键一定比“肩并肩”形成的键稳定
B.只含非极性键的分子一定是非极性分子,因此臭氧是非极性分子
C.C是平面正三角形,是因为该粒子中键角为120 °且所有共价键的键长相等
D.所有共价键都是和氢键一样有方向性和饱和性
4.(2024·长沙雅礼中学高二月考)2022年5月15日,“天问一号”探测器成功着陆于火星。据了解,火星上存在大量的含氮化合物,一种含氮鸟嘌呤和吡啶的结构如图。已知吡啶为平面结构,分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。下列说法不正确的是(　　)
A.鸟嘌呤中元素的第一电离能:CB.鸟嘌呤中C原子杂化方式都为sp2
C.鸟嘌呤中轨道之间的夹角∠1大于∠2
D.该吡啶中的大π键可表示为
5.下列有关氢键的说法中正确的是(　　)
A.乙醇分子和水分子间只存在氢键
B.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间形成了氢键
C.氢键(X—H…Y)中三原子不一定在一条直线上
D.X—H…Y三原子不在一条直线上时,就不能形成氢键
6.(2024·湖州高二期末)下列对分子性质的解释中,不正确的是(　　)
A.水分子中O—H键能较大,所以水的沸点较高
B.碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释
C.过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
D.青蒿素的分子式为C15H22O5,结构如图所示,该分子中包含7个手性碳原子
7.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的空间结构的相关描述不正确的是(　　)
选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构
A CS2 sp 直线形 直线形
B SO2 sp2 平面三角形 V形
C C sp3 四面体形 三角锥形
D S sp3 四面体形 正四面体形
8.(2023·重庆高二期末)下列说法错误的是(　　)
A.同种原子间形成的共价键键长:三键<双键<单键
B.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
C.两个p轨道只能形成π键,不能形成σ键
D.O原子的电子排布式由1s22s22p4→1s22s22p33s1能吸收能量产生吸收光谱
9.(2023·武汉调研)一种可用于头孢菌素改性剂的结构如图所示,其中X、Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Z>W B.第一电离能:ZC.沸点:X2ZWZ2
10.(2024·辽宁五校联考)下列说法不正确的是(　　)
A.HClO分子的空间结构为V形
B.NCl3和PCl3分子中,电负性:N>P,二者空间结构都为三角锥形
C.Mg原子的两种激发态[Ne]3s13p1和[Ne]3p2中,前者第二电离能更大
D.乙醇易溶于水主要是因为可与水形成氢键
11.(2023·宁波镇海中学期中)下列有关物质结构与性质的说法错误的是(　　)
A.根据VSEPR模型可知BF3、CH4、NH3分子内键角依次减小
B.F的电负性比Cl的大,可推断CF3COOH的酸性强于CCl3COOH
C.第四周期元素中,Ga的第一电离能低于Zn
D.因为水分子间存在氢键,故H2O的稳定性大于H2S
12.(2023·济南高二期末)关于CH3OH、N2H4、(CH3)2NNH2的结构,下列说法错误的是(　　)
A.1 mol CH3OH中含5 mol σ键
B.N2H4分子中所有原子不可能处于同一平面
C.三者孤电子对数相同
D.三者中C、O、N杂化方式不相同
13.下面两表分别列出了CO和N2的某些性质及相关键能,有关说法不正确的是(　　)
表1:
分子 熔点/℃ 沸点/℃ 常温时在水中的溶解度
CO -205.05 -191.49 2.3 mL
N2 -210.00 -195.81 1.6 mL
表2:
化学键 C—O CO C≡O N—N NN N≡N
键能/(kJ·mol-1) 351 745 1 071.9 193 418 946
A.CO与N2的价层电子总数相等
B.由表2可知,CO的活泼性不及N2
C.由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,这是因为CO分子间作用力大于N2
D.由表1可知,室温时,CO在水中的溶解度大于N2,是因为CO分子有弱极性
14.已知SiCl4发生水解反应的机理如图:
下列叙述正确的是(　　)
A.SiCl4的键角与白磷(P4)的键角相同
B.SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为sp3
C.中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为sp3d2
D.CCl4不能按照上述机理发生水解反应,原因是C原子的半径小
二、非选择题(本题共3小题,共44分)
15.(14分)A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子只有一种自旋取向;D原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素;B原子的L电子层中未成对电子数与D的L电子层中未成对电子数相同,但有空轨道;D与E同族。
(1)A分别与B、C、D形成的常见共价化合物中:
①有一种化合物分子呈正四面体形,该分子为　　　　　(填名称)。
②分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物为　　　　　　　(填化学式,写两种)。
(2)这5种元素可形成的常见含氧酸根离子中,其中心原子的价层电子对数为3的酸根离子是　　　　　(填离子符号,写一种;下同);酸根离子空间结构呈三角锥形的是　　　　　　　。
(3)A2E分子的空间结构为　　　　　　;根据电子云重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为　　　　　　。
(4)键角:C　　　　(填“>”或“<”)C。
16.(12分)氮族、氧族元素及其化合物种类繁多,有许多用途,部分物质的熔、沸点如下表所示:
H2O H2S S8 SO2 SO3 H2SO4 N2H4
熔点/°C 0 -85.5 115.2 -75.5 16.8 10.3 1.4
沸点/°C 100 -60.3 444.6 -10.0 45.0 337.0 113.5
(1)(3分)H2O、N2H4的熔、沸点要比H2S的熔、沸点高很多,主要原因为　　　　　　　　。
(2)根据价层电子对互斥模型,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是　　　　。
(3)N2H4是火箭发射常用的燃料,N2H4的电子式为　　　　,它属于　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)(3分)已知含氧酸的酸性与结构中非羟基氧的数目有关,强酸一般有两个非羟基氧(如硫酸:),中强酸一般有一个非羟基氧(如磷酸:)。已知亚磷酸(H3PO3)是一种二元中强酸。请写出亚磷酸的结构式:　　　　。
17.(18分)回答下列问题:
(1)(3分)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,BF3的熔点比BCl3　　　　(填“高”“低”或“无法确定”)。
(2)(5分)O和S处于同一主族,第一电离能较大的是　　　　　　。H2O和H2S分子中的键角较大的是　　　　　,键长较短的是　　　　　　　。单质硫与热的NaOH浓溶液反应的产物之一为Na2S3,的空间结构为　　　　　　　。
(3)磷酸属于中强酸,其结构式为,磷酸分子之间可以通过羟基间脱水形成多磷酸,如二聚磷酸,写出多磷酸的通式:　　　　,含有25个磷原子的多磷酸分子中,σ键与π键的数目分别为　　　　、　　　　。
(4)N和Cl只能形成NCl3,而P和Cl除能形成PCl3外,还能形成PCl5,原因为 　。
(5)键的极性对物质的化学性质有重要影响。已知一些常见电子基团的吸电子效应的强度:RCO—>—F>—Cl>—Br>—I>—C≡CH>—C6H5>—H,则下列物质酸性最强是　　　　　(填字母)。
A.CH3COOH B.ClCH2COOH
C.HC≡CCH2COOH D.C6H5CH2COOH
周测7　第二章综合练
一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分。每小题只有一个选项符合题目要求)
1.(2024·云南师大附中月考)下列关于原子轨道的说法正确的是(　　)
A.杂化轨道既可能形成σ键,也可能形成π键
B.CH4分子中的sp3杂化轨道是由4个H原子的1s轨道和1个C原子的2p轨道混合起来而形成的
C.s轨道和p轨道杂化不可能有sp4杂化轨道出现
D.凡AB3型的共价化合物,其中心原子A均采用sp3杂化轨道成键
答案　C
解析　杂化轨道不可能形成π键,A错误;CH4中sp3杂化轨道是由中心碳原子的能量相近的一个2s轨道和3个2p轨道杂化形成,1s轨道和2p轨道的能量差别较大,不能形成杂化轨道,B错误;p能级只有3个p轨道,不可能有sp4杂化,C正确;BF3中B原子的价层电子对数为3,B原子的杂化类型为sp2杂化,D错误。
2.已知在CH4中,C—H之间的键角为109°28',NH3中,N—H之间的键角为107°,H2O中O—H之间的键角为105°。下列说法正确的是(　　)
A.孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力
B.孤电子对与成键电子对间的斥力小于成键电子对间的斥力
C.孤电子对与成键电子对间的斥力等于成键电子对间的斥力
D.中心原子的孤电子对数越多,分子中化学键的键角越大
答案　A
解析　CH4中碳原子上无孤电子对,NH3中氮原子上的孤电子对数为1,H2O中氧原子上的孤电子对数为2。根据题意知,CH4中C—H之间的键角>NH3中N—H之间的键角>H2O中O—H之间的键角,说明孤电子对对成键电子对的排斥作用较强,即孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力,A项正确。
3.(2024·长沙雅礼中学高二月考)东北师范大学杜锡光教授曾表示“化学就是键”。化学研究的物质的变化实际上就是“键”的断裂和生成,物质是否稳定也取决于“键”的稳定性,甚至一些分子间作用力也被叫做“次级键”……关于化学键的相关内容,你认为以下描述符合事实的是(　　)
A.“头碰头”形成的键一定比“肩并肩”形成的键稳定
B.只含非极性键的分子一定是非极性分子,因此臭氧是非极性分子
C.C是平面正三角形,是因为该粒子中键角为120 °且所有共价键的键长相等
D.所有共价键都是和氢键一样有方向性和饱和性
答案　C
解析　σ键是原子轨道“头碰头”重叠形成的,π键是原子轨道“肩并肩”重叠形成的,N2分子中含有1个σ键和2个π键,σ键稳定性弱于π键,故A错误;臭氧是极性分子,故B错误;s s轨道形成的共价键没有方向性,故D错误。
4.(2024·长沙雅礼中学高二月考)2022年5月15日,“天问一号”探测器成功着陆于火星。据了解,火星上存在大量的含氮化合物,一种含氮鸟嘌呤和吡啶的结构如图。已知吡啶为平面结构,分子中的大π键可以用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。下列说法不正确的是(　　)
A.鸟嘌呤中元素的第一电离能:CB.鸟嘌呤中C原子杂化方式都为sp2
C.鸟嘌呤中轨道之间的夹角∠1大于∠2
D.该吡啶中的大π键可表示为
答案　A
解析　同一周期元素随着原子序数变大,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能大小顺序为N>O>C,A错误;鸟嘌呤中C原子均形成2个单键和一个双键,杂化方式为sp2,B正确;根据VSEPR模型,孤电子对与键合电子对之间的斥力大于键合电子对与键合电子对之间的斥力,导致键合电子对与键合电子对之间的夹角减小,故∠1大于∠2,C正确;吡啶环上的碳原子和氮原子均以sp2杂化轨道相互重叠形成σ键,构成一个平面六元环,每个原子上有一个p轨道垂直于环平面,每个p轨道中有一个电子,这些p轨道侧面重叠形成一个封闭的大π键,可表示为,D正确。
5.下列有关氢键的说法中正确的是(　　)
A.乙醇分子和水分子间只存在氢键
B.可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间形成了氢键
C.氢键(X—H…Y)中三原子不一定在一条直线上
D.X—H…Y三原子不在一条直线上时,就不能形成氢键
答案　C
解析　乙醇分子和水分子间既存在氢键也存在范德华力,A项错误;可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间无法形成氢键,只有范德华力,B项错误;X—H…Y三原子不在一条直线上时,也能形成氢键,如邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键:,故D错误。
6.(2024·湖州高二期末)下列对分子性质的解释中,不正确的是(　　)
A.水分子中O—H键能较大,所以水的沸点较高
B.碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水都可用“相似相溶”规律解释
C.过氧化氢是含有极性键和非极性键的极性分子
D.青蒿素的分子式为C15H22O5,结构如图所示,该分子中包含7个手性碳原子
答案　A
解析　碘是非极性分子,易溶于非极性溶剂四氯化碳,甲烷属于非极性分子,难溶于极性溶剂水,所以都可用“相似相溶”规律解释,B正确;过氧化氢中含有O—H极性键和O—O非极性键,其正、负电中心不重合,属于极性分子,C正确;根据青蒿素的结构图,可知该分子中包含7个手性碳原子,如图:,D正确。
7.根据杂化轨道理论和价层电子对互斥模型判断,下列分子或离子的空间结构的相关描述不正确的是(　　)
选项 分子或离子 中心原子杂化方式 价层电子对互斥模型 分子或离子的空间结构
A CS2 sp 直线形 直线形
B SO2 sp2 平面三角形 V形
C C sp3 四面体形 三角锥形
D S sp3 四面体形 正四面体形
答案　C
解析　SO2分子中的中心原子杂化方式为sp2杂化,价层电子对互斥模型呈平面三角形,中心硫原子有1个孤电子对,分子的空间结构为V形,B正确;C的中心原子杂化方式为sp2杂化,价层电子对互斥模型呈平面三角形,中心原子无孤电子对,离子的空间结构为平面三角形,C错误;S的中心原子杂化方式为sp3杂化,价层电子对互斥模型呈四面体形,中心原子无孤电子对,离子的空间结构为正四面体形,D正确。
8.(2023·重庆高二期末)下列说法错误的是(　　)
A.同种原子间形成的共价键键长:三键<双键<单键
B.H2O、H2S、H2Se分子中的键能依次减小
C.两个p轨道只能形成π键,不能形成σ键
D.O原子的电子排布式由1s22s22p4→1s22s22p33s1能吸收能量产生吸收光谱
答案　C
解析　原子间键能越大,键长越短,同种原子形成的共价键键能:三键>双键>单键,则键长:三键<双键<单键,A正确;O、S、Se的原子半径依次增大,故与H形成的共价键的键长依次增长,键能依次减小,B正确;两个p轨道能形成头碰头的σ键,也能形成肩并肩的π键,C错误;电子排布式由1s22s22p4→1s22s22p33s1,表示O原子由基态变为激发态,此过程中能吸收能量产生吸收光谱,D正确。
9.(2023·武汉调研)一种可用于头孢菌素改性剂的结构如图所示,其中X、Y、Z、W是原子序数递增的短周期主族元素。下列说法正确的是(　　)
A.原子半径:Z>W B.第一电离能:ZC.沸点:X2ZWZ2
答案　D
解析　根据X形成1个单键,Y的总键数为4,Z形成1个双键,W形成2个单键,结合原子序数关系,知X为H元素,Y为C元素,Z为O元素,W为S元素。原子半径:OC,B项错误;由于H2O分子间存在氢键,故沸点:H2O>H2S,C项错误;CO2为直线形分子,SO2为V 形分子,键角:CO2>SO2,D项正确。
10.(2024·辽宁五校联考)下列说法不正确的是(　　)
A.HClO分子的空间结构为V形
B.NCl3和PCl3分子中,电负性:N>P,二者空间结构都为三角锥形
C.Mg原子的两种激发态[Ne]3s13p1和[Ne]3p2中,前者第二电离能更大
D.乙醇易溶于水主要是因为可与水形成氢键
答案　C
解析　HClO分子中O原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,空间结构为V形,A正确;NCl3和PCl3分子中,电负性:N>P,二者中心原子均为sp3杂化,均有一个孤电子对,空间结构均为三角锥形,B正确;Mg原子的两种激发态[Ne]3s13p1和[Ne]3p2中,前者失去一个电子后的电子排布为[Ne]3s1,后者为[Ne]3p1结构,3p上的电子比3s上的电子能量高,所以前者第二电离能更小,C错误。
11.(2023·宁波镇海中学期中)下列有关物质结构与性质的说法错误的是(　　)
A.根据VSEPR模型可知BF3、CH4、NH3分子内键角依次减小
B.F的电负性比Cl的大,可推断CF3COOH的酸性强于CCl3COOH
C.第四周期元素中,Ga的第一电离能低于Zn
D.因为水分子间存在氢键,故H2O的稳定性大于H2S
答案　D
解析　BF3为sp2杂化,键角为120°,NH3、CH4均为sp3杂化,CH4的键角为109°28',NH3中含有1个孤电子对,键角约为107°,故键角依次减小,A正确;F的电负性比Cl的大,F—C的极性大于Cl—C的极性,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致CF3COOH中的羧基的极性更大,更易电离出H+,故CF3COOH的酸性强于CCl3COOH,B 正确;Zn的核外电子排布为[Ar]3d104s2,电子所在的轨道均处于全充满状态,较稳定,故第一电离能大于Ga,C正确;非金属简单氢化物的稳定性与分子内的化学键的键能有关,H2O的稳定性大于H2S的稳定性是因为H2O中H—O的键能大于H2S中H—S的键能,与分子间氢键无关,D错误。
12.(2023·济南高二期末)关于CH3OH、N2H4、(CH3)2NNH2的结构,下列说法错误的是(　　)
A.1 mol CH3OH中含5 mol σ键
B.N2H4分子中所有原子不可能处于同一平面
C.三者孤电子对数相同
D.三者中C、O、N杂化方式不相同
答案　D
解析　CH3OH的结构式为,1 mol CH3OH中含5 mol σ键,A正确;任何条件下,N2H4中的六个原子都不可能共面,且两个N都是sp3杂化,B正确;CH3OH中羟基氧上有2个孤电子对,N2H4中有2个孤电子对,2个N上各有1个,(CH3)2NNH2中有2个孤电子对,2个N上各有1个,C正确;三者中C、O、N杂化方式相同,均为sp3杂化,D错误。
13.下面两表分别列出了CO和N2的某些性质及相关键能,有关说法不正确的是(　　)
表1:
分子 熔点/℃ 沸点/℃ 常温时在水中的溶解度
CO -205.05 -191.49 2.3 mL
N2 -210.00 -195.81 1.6 mL
表2:
化学键 C—O CO C≡O N—N NN N≡N
键能/(kJ·mol-1) 351 745 1 071.9 193 418 946
A.CO与N2的价层电子总数相等
B.由表2可知,CO的活泼性不及N2
C.由表1可知,CO的熔、沸点高于N2,这是因为CO分子间作用力大于N2
D.由表1可知,室温时,CO在水中的溶解度大于N2,是因为CO分子有弱极性
答案　B
解析　CO与N2的价层电子总数均为10,A正确;CO与N2分子结构相似,1个CO分子中含有2个π键,根据表中键能知,CO中第一个π键的键能约为1 071.9 kJ·mol-1-745 kJ·mol-1=326.9 kJ·mol-1,N2中第一个π键的键能约为946 kJ·mol-1-418 kJ·mol-1=528 kJ·mol-1,CO中第一个π键的键能较小,CO的第一个π键比N2中第一个π键更容易断裂,所以一氧化碳比氮气活泼,B错误;水是极性溶剂,氮气为非极性分子,一氧化碳为极性分子,由表1可知,室温时,CO在水中的溶解性大于N2,是因为CO分子有弱极性,D正确。
14.已知SiCl4发生水解反应的机理如图:
下列叙述正确的是(　　)
A.SiCl4的键角与白磷(P4)的键角相同
B.SiCl4是生产高纯硅的前驱体,其中Si采取的杂化类型为sp3
C.中间体SiCl4(H2O)中Si采取的杂化类型为sp3d2
D.CCl4不能按照上述机理发生水解反应,原因是C原子的半径小
答案　B
解析　SiCl4与甲烷的结构相似,键角为109°28',P4的键角为60°,A错误;SiCl4中Si原子的价层电子对数为4+=4,Si原子采取sp3杂化,B正确;由题图可知,SiCl4(H2O)中Si原子形成5个σ键,说明Si原子的杂化轨道数为5,若采取sp3d2杂化,形成的是6个杂化轨道,C错误;CCl4不能按照题述机理发生水解反应是因为C原子只有2个电子层,没有d轨道,最多能形成4个杂化轨道,D错误。
二、非选择题(本题共3小题,共44分)
15.(14分)A、B、C、D、E为短周期元素且它们的原子序数依次增大,A的核外电子只有一种自旋取向;D原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,但第一电离能都低于同周期相邻元素;B原子的L电子层中未成对电子数与D的L电子层中未成对电子数相同,但有空轨道;D与E同族。
(1)A分别与B、C、D形成的常见共价化合物中:
①有一种化合物分子呈正四面体形,该分子为　　　　　(填名称)。
②分子中既含有极性共价键,又含有非极性共价键的化合物为　　　　　　　(填化学式,写两种)。
(2)这5种元素可形成的常见含氧酸根离子中,其中心原子的价层电子对数为3的酸根离子是　　　　　(填离子符号,写一种;下同);酸根离子空间结构呈三角锥形的是　　　　　　　。
(3)A2E分子的空间结构为　　　　　　;根据电子云重叠方式的不同,该分子中共价键的类型为　　　　　　。
(4)键角:C　　　　(填“>”或“<”)C。
答案　(1)①甲烷　②C2H4、N2H4或H2O2(填两种即可)　(2)N(或N、C)　S
(3)V形　σ键　(4)>
解析　由题意可知,A是H,B是C,C是N,D是O,E是S。(2)价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数,故这些元素形成的含氧酸根离子中,中心原子的价层电子对数为3的有N、N、C;根据价层电子对互斥模型,酸根离子呈三角锥形结构的是S。(3)H2S中S原子价层电子对数为4,含有2个孤电子对,其空间结构为V形,该分子中共价键的类型为σ键。(4)由题意可知,C为N,其σ键电子对数为2,孤电子对数为=0,则N原子为sp杂化,离子的空间结构为直线形;C为N,N的σ键电子对数为2,孤电子对数为=1,N原子为sp2杂化,空间结构为V形,即键角:N>N。
16.(12分)氮族、氧族元素及其化合物种类繁多,有许多用途,部分物质的熔、沸点如下表所示:
H2O H2S S8 SO2 SO3 H2SO4 N2H4
熔点/°C 0 -85.5 115.2 -75.5 16.8 10.3 1.4
沸点/°C 100 -60.3 444.6 -10.0 45.0 337.0 113.5
(1)(3分)H2O、N2H4的熔、沸点要比H2S的熔、沸点高很多,主要原因为　　　　　　　　。
(2)根据价层电子对互斥模型,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是　　　　。
(3)N2H4是火箭发射常用的燃料,N2H4的电子式为　　　　,它属于　　　(填“极性”或“非极性”)分子。
(4)(3分)已知含氧酸的酸性与结构中非羟基氧的数目有关,强酸一般有两个非羟基氧(如硫酸:),中强酸一般有一个非羟基氧(如磷酸:)。已知亚磷酸(H3PO3)是一种二元中强酸。请写出亚磷酸的结构式:　　　　。
答案　(1)H2O、N2H4存在分子间氢键
(2)H2S　(3)　极性
(4)
解析　(2)硫化氢分子中硫原子的价层电子对数为4,二氧化硫和三氧化硫分子中硫原子的价层电子对数都为3。(3)肼是共价化合物,电子式为,肼分子的结构不对称,正、负电中心不重合,属于极性分子。(4)由中强酸一般有一个非羟基氧可知,亚磷酸分子中含有一个非羟基氧和2个羟基,有一个氢原子直接与磷原子相连,结构式为。
17.(18分)回答下列问题:
(1)(3分)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,BF3的熔点比BCl3　　　　(填“高”“低”或“无法确定”)。
(2)(5分)O和S处于同一主族,第一电离能较大的是　　　　　　。H2O和H2S分子中的键角较大的是　　　　　,键长较短的是　　　　　　　。单质硫与热的NaOH浓溶液反应的产物之一为Na2S3,的空间结构为　　　　　　　。
(3)磷酸属于中强酸,其结构式为,磷酸分子之间可以通过羟基间脱水形成多磷酸,如二聚磷酸,写出多磷酸的通式:　　　　,含有25个磷原子的多磷酸分子中,σ键与π键的数目分别为　　　　、　　　　。
(4)N和Cl只能形成NCl3,而P和Cl除能形成PCl3外,还能形成PCl5,原因为 　。
(5)键的极性对物质的化学性质有重要影响。已知一些常见电子基团的吸电子效应的强度:RCO—>—F>—Cl>—Br>—I>—C≡CH>—C6H5>—H,则下列物质酸性最强是　　　　　(填字母)。
A.CH3COOH B.ClCH2COOH
C.HC≡CCH2COOH D.C6H5CH2COOH
答案　(1)非极性　极性　低　(2)O　H2O　H2O　V形　(3)Hn+2PnO3n+1　127　25　(4)N原子半径比P小,L能层无d轨道,不能发生sp3d杂化,故无法形成NCl5;P原子半径比N大,且M能层上除了3s和3p轨道外,还有可用于杂化的3d轨道,发生sp3d杂化可形成PCl5　(5)B
解析　(1)BCl3分子的空间结构为平面三角形,故BCl3为含有极性键的非极性分子;BF3与BCl3的组成和结构相似,但BF3的相对分子质量较小,范德华力较弱,熔点较低。
(2)同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小,所以第一电离能较大的是O;O元素的电负性大于S元素,其对成键电子对吸引能力更强,成键电子对与成键电子对间斥力更大,键角更大,则键角较大的是H2O;O元素的电负性大于S元素,电负性越大,对电子对的吸引力越大,且O原子的半径小于S原子,所以H2O的键长较短;中心S原子的价层电子对数为2+×(6+2-2×2)=4,空间结构为V形。
(3)由磷酸形成二聚磷酸是二分子磷酸脱去一个水分子,形成三聚磷酸是三分子磷酸脱去二个水分子,则n个H3PO4脱去(n-1)个H2O形成多聚磷酸,则多聚磷酸中H原子为3n-2(n-1)=n+2,P原子为n,O原子为4n-(n-1)=3n+1,多聚磷酸的通式为Hn+2PnO3n+1;H3PO4的结构为,可知3个H形成3个σ键,1个P形成4个σ键和1个π键,二聚磷酸的结构为,可知4个H形成4个σ键,2个P形成8个σ键和2个π键,则推出Hn+2PnO3n+1中,σ键的个数为(n+2)+n×4=5n+2,π键的个数为n,当n=25时,σ键的个数为5×25+2=127,π键的个数为25。
(5)电子基团的吸电子效应越强,羧基越能电离出氢离子,由电子基因的吸电子效应的强度:—Cl>—C≡CH>—C6H5>—H,则ClCH2COOH的酸性最强,故选B项。

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