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2.3分子结构与物质的性质同步练习2022-2023学年高二下学期人教版(2019)化学选择性必修2
一、单选题
1．次磷酸(H3PO2)是一种精细磷化工产品，无色液体，具有强还原性，可用作杀菌剂。已知：①H3PO2+NaOH(足量)=NaH2PO2+H2O；②2H3PO2H3PO4+PH3↑。下列说法正确的是
A．H3PO2结构式可表示为
B．H3PO2中P表现+1价，NaH2PO2属于酸式盐
C．PH3结构与NH3相似，沸点较NH3高
D．H2O与NH3均为10e-分子，二者互为等电子体
2．下列反应是合成抗肿瘤药物的一步，下列说法正确的是
A．乙分子有2个手性碳原子
B．K2CO3中阴离子的VSEPR模型为正四面体形
C．物质甲中含σ键和Π键的数目之比为3：1
D．S8易溶于CS2，可用相似相溶原理解释
3．最近科学家制造出一种“超离子冰”，冰中的氢离子可在氧离子晶格中自由溢出。已知NA是阿伏加德罗常数的值，下列说法错误的是
A．“超离子冰”可以导电
B．1mol“普通冰”中氢键数目为2NA
C．“超离子冰”的存在证实：化学键(H-O)强度弱于氢键(H…O-H)
D．7g“普通冰”和11g“超离子冰”的“混合物”中所含电子数目为10NA
4．下列叙述与范德华力无关的是( )
A．气体物质加压或降温时能凝结或凝固
B．通常状况下氯化氢为气体
C．氟、氯、溴、碘单质的熔、沸点依次升高
D．氟、氯、溴、碘的气态氢化物的稳定性越来越弱
5．下列事实能用“键能”解释的是
A．沸点高低为HF ＞HI ＞HBr ＞HCl
B．稀有气体一般与其它物质很难发生化学反应
C．常温常压下，氯气呈气态，溴呈液态
D．N2参加反应时，多数需要“高温、高压、催化剂”等苛刻的条件
6．下列说法不正确的是
A．某金属元素气态基态原子的逐级电离能的数值分别为738、1451、7733、10540、13630、17995、21703……当它与氯气反应时生成的阳离子是X2+
B．在氨水中，大部分NH3与H2O以氢键结合形成NH3 H2O分子，则NH3 H2O的结构式如图
C．标准状况下，22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2NA
D．由于氢键的作用，NH3、H2O、HF中的沸点反常，且沸点高低顺序为HF>H2O>NH3
7．卤族元素下列有关性质比较能用元素期律解释的是
A．酸性：HCl＜HBr＜HI B．热稳定性：HClO＞HBrO＞HIO
C．熔沸点：Cl2＜Br2＜l2 D．还原性：Cl-＜Br-＜I-
8．下列说法正确的是
A．和都是正四面体分子且键角都为
B．比稳定是由于分子之间存在氢键
C．乙醇分子与水分子之间只存在范德华力
D．氯的各种含氧酸的酸性由弱到强排列为
9．对事实：“100℃时，水会沸腾变成水蒸气；温度达到2200℃以上时，水分解为H2和O2.”的解释不正确的是
A．100℃所提供的能量，破坏了水分子之间存在的相互作用
B．2200℃所提供的能量，破坏了水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用
C．100℃及2200℃时，水分子均变为氢原子和氧原子
D．对比温度值可知，水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用比水分子之间存在的相互作用强
10．研究表明N2O与CO在Fe+作用下发生反应的能量变化及反应过程如图所示，下列说法错误的是
A．FeO+是催化剂，降低了反应活化能从而加快反应速率
B．N2O与CO2均为直线型分子
C．在FeO++CO→Fe++CO2反应中，CO和CO2分子极性不同
D．N2与CO2转变成N2O和CO的总过程ΔH>0
11．已知W、X、Y、Z四种元素分别属于三个短周期，且原子序数依次增大，由它们组成的化合物E、Q可以发生如下图的反应。化合物M是有机合成重要的中间体，M中阴离子为48电子微粒，下列说法错误的是
A．E易液化，是因为可形成分子间氢键 B．Q是导致温室效应的成分之一
C．简单离子的半径：Y＜Z D．M的阴阳离子中均含有极性共价键
12．下列叙述及相关解释均正确的是
选项 叙述 解释
A 键的极性的强弱： 电负性：
B 稳定性：H2O>H2S 两种元素同主族，且半径OC 沸点：> Ⅰ形成分子内氢键，Ⅱ形成分子间氢键
D 酸性：HI>HBr>HCl HI、HBr、HCl中的范德华力逐渐减小
A．A B．B C．C D．D
二、填空题
13．水分子间存在一种叫“氢键”的作用(介于范德华力与化学键之间)彼此结合而形成(H2O)n。在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的四面体，通过“氢键”相互连接成庞大的分子晶体。
(1)1 mol冰中有___________mol“氢键”。
(2)水分子可电离生成两种含有相同电子数的粒子，其电离方程式为：___________。已知在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能的原因是___________。
(3)①氨气极易溶于水的原因之一也与氢键有关。请判断NH3溶于水后，形成的NH3·H2O的合理结构是如图的(a)还是(b)？___________。
(a) 　　　　　　　　(b)
②甲酸可通过氢键形成二聚物，HNO3可形成分子内氢键。试在下图中画出氢键。___________
14．试用有关知识解释下列现象：
(1)乙醚()的相对分子质量大于乙醇，但乙醇的沸点却比乙醚高很多，原因是______。
(2)从氨合成塔里出来的、、的混合物中分离，常采用加压使液化的方法，原因为______。
(3)水在常温下，其组成的化学式可用表示，原因是______。
三、计算题
15．(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。
四、实验题
16．工业制备并提取一氯乙酸(ClCH2COOH)的母液中有CH3COOH、ClCH2COOH、Cl2CHCOOH等残留。实验室用多孔硫颗粒做催化剂，对母液进行深度氯化，使其中残留物转化为有广泛应用价值的三氯乙酸(CCl3COOH)。
主要反应方程式：。制备装置如下图所示。
回答下列问题：
(1)甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是_______。
(2)甲中制取Cl2离子方程式为_______。
(3)丁中仪器Y的名称是_______。
(4)制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，则丁的加热方法是_______。(填“水浴加热”“油浴加热”或“酒精灯直接加热”)。
(5)该制备装置一处缺陷会产生实验安全问题，该缺陷是_______。
(6)制备过程中无需沸石，原因是_______。
(7)可以用pKa(pKa=-lgKa)来衡量酸性的强弱，下表是部分酸的pKa数据：
ClCH2COOH Cl2CHCOOH CCl3COOH H2SO3
pKa (室温) 2.86 1.29 0.65
①从表中数据可知，酸性：ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜CCl3COOH，请从物质结构角度解释原因_______。
②在Na2SO3溶液中加入足量的ClCH2COOH，反应的离子反应方程式为_______。
五、有机推断题
17．用于治疗高血压的药物Q的合成路线如下：
已知：芳香放化合物与卤代烃在催化下可发生如下可逆反应：
回答下列问题：
(1)A的名称是_______；A→B的化学方程式为_______。
(2)L中含氮官能团的名称为_______。
(3)乙二胺和三甲胺均属于胺，但乙二胺比三甲胺的沸点高很多，原因是_______。
(4)G分子中含两个甲基，G的结构简式是_______；F→G的反应类型是_______。
(5)的同分异构体中，满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构)。
①属于戊酸酯；
②与溶液作用显紫色。
其中核磁共振氢谱显示三组峰，且峰面积之比为1∶2∶9的结构简式为_______。(任写一种)
六、元素或物质推断题
18．X、Y、Z、Q四种元素中，X原子核外的M层中只有两对成对电子，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，Z是地壳中含量(质量分数)最多的元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和。请回答下列问题。
(1)X、Y的元素符号依次为___________、___________。
(2)XZ2与YZ2分别属于___________(填“极性分子”或“非极性分子”，下同)和___________。
(3)Q的元素符号是___________，它位于第___________周期，它的基态原子的核外电子排布式为___________，在形成化合物时它的最高化合价为___________。
七、工业流程题
19．三氧化二钴(Co2O3)常用作制滤光眼镜的添加剂、催化剂和氧化剂。以含钴废料(主要成分CoO、Co2O3，含有少量MnO2、NiO、Fe3O4)为原料制备Co2O3的流程如图：
(1)钴元素在周期表的位置___，原子结构示意图___。滤渣1的主要成分为___(填化学式)。
(2)酸浸时过氧化氢的作用有___。不能用盐酸代替硫酸，因为Co2O3与盐酸反应生成Cl2，污染环境，该反应的离子方程式为___。
(3)在实验室里，萃取操作要用到的玻璃仪器主要有___。有机相再生时提取出的Ni2+可用于制备氢镍电池，该电池放电时的总反应为NiOOH+MH=Ni(OH)2+M。则放电时正极的电极反应式为___。
(4)煅烧时发生反应的化学方程式为___。
八、原理综合题
20．硫化氢是一种有毒气体，危害人体健康，造成环境污染。
请回答下列问题：
(1)下列关于硫化氢的说法正确的是_______(填标号)。
a．是极性分子
b．的沸点比的沸点低，原因是S-H键能比O-H键能小
c．通入溶液中，可以产生黑色CuS沉淀
d．通入纯水中，能促进水的电离
(2)已知：反应ⅰ
反应ⅱ
反应ⅲ
反应ⅱ中正反应的活化能和逆反应的活化能中较大的是_______(填“”或“”)。
(3)为处理含的尾气，将直接分解制取硫黄和氢气一直是国内外科研工作者研究的课题，原理为，某实验小组进行如下研究：向体积为5.0L的恒容密闭容器中充入气体，测得不同温度下的转化率与时间的关系如图所示：
①该反应的_______0(填“>”“＜”或“=”)。
②950℃下，反应从开始到m点，用的浓度变化表示反应的平均速率为_______。
③a点的_______b点的(填“>”“＜”或“=”)。若保持其他条件不变，向a点的平衡体系中再充入气体，重新达到平衡时，气体的体积分数将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
④若某温度下，该反应达到化学平衡时，测得容器内总压强为P kPa，和的体积分数相等，则化学平衡常数_______kPa(用含P的式子表示，用平衡分压代替平衡浓度，分压=总压×物质的量分数)。
九、结构与性质
21．完成下列填空。
(1) 原子序数为24的元素基态原子核外有________个未成对电子，电子占据的最高能层符号为______，该能层具有的原子轨道数为________；
(2)B元素基态原子中能量最高的电子其电子云在空间有___个伸展方向，原子核外有___个运动状态不同的电子。
(3)在下列物质中：①NH3 ②I2 ③CH4 ④Na2O2 ⑤H2O2 ⑥CO2 ⑦NaOH ⑧CH3COONH4，既存在非极性键又存在极性键的极性分子是__________；既存在σ键又存在π键的非极性分子是________，既存在σ键又存在π键的离子晶体是________
(4)1mol NH4BF4含有___mol配位键， 1mol [Zn(CN)4]2－中含有σ键的数目为___．
参考答案：
1．A
【详解】A．根据已知信息①可知次磷酸(H3PO2)是一元酸，分子中含有1个-OH，故其结构式是，A正确；
B．H3PO2中P表现+1价，具有强的还原性，根据其与足量NaOH反应产生NaH2PO2，可知NaH2PO2属于正盐，B错误；
C．PH3结构与NH3相似，但该物质分子中只存在分子间作用，而NH3分子间还存在氢键，增加了分子之间的吸引作用，导致物质的沸点NH3比PH3高，C错误；
D．H2O与NH3均为10e-分子，但二者价电子数目不相等，原子数不相等，因此它们不能互为等电子体，D错误；
故合理选项是A。
2．D
【详解】A． 乙分子没有手性碳原子，故A错误；
B． K2CO3中阴离子的C原子价层电子对数为3+=3，VSEPR模型为平面三角形，故B错误；
C． 物质甲中含σ键和Π键的数目之比为14：2=7：1，故C错误；
D． S8是非极性分子，易溶于非极性分子溶剂CS2，可用相似相溶原理解释，故D正确；
故选D。
3．C
【详解】A．可以导电需要存在自由移动的带电微粒，“超离子冰”，冰中的氢离子可在氧离子晶格中自由溢出，说明存在氢离子和氧离子，“超离子冰”可以导电，故A正确；
B．2mol水分子的一个氧原子和另外两个水分子中的氢原子形成两个氢键，另外两个氢原子分别和水形成两个氢键，总计形成4个氢键，每个氢键是两个水分子间形成，属于一个水分子的氢键只占氢键的一半，分摊法得到1mol“普通冰”中氢键数目为2NA，故B正确；
C．超离子冰结构更稳定，超离子冰的存在，说明共价键强于氢键，因为超离子冰结构更稳定，故C错误；
D．不管是普通冰还是超离子冰，都是水分子构成，7g“普通冰”和11g“超离子冰”的“混合物”为18g水分子的质量，物质的量==1mol，所含电子数目为10NA，故D正确；
故选：C。
4．D
【详解】A．分子晶体中存在范德华力，则分子晶体的三态变化与范德华力有关，故A不选；
B．氯化氢分子间范德华力较小，常温下为气态，故B不选；
C．卤素单质的相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，则氟、氯、溴、碘单质的熔沸点依次升高，故C不选；
D．气态氢化物的稳定性与元素非金属性有关，非金属性越强，与氢形成的化学键越稳定，与分子间作用力无关，故D错误；
故选D。
5．D
【详解】A．物质沸点由氢键和范德华力决定，HF中含有氢键沸点升高，HI 、HBr 、HCl组成结构相似，相对分子质量逐渐减小，范德华力逐渐减小，故沸点：HF >HI >HBr >HCl，不符合题意，A项错误；
B．稀有气体为单原子分子，原子达到稳定结构，故一般与其它物质很难发生化学反应，不符合题意，B项错误；
C．氯气与溴单质为同主族元素单质，组成结构相似，范德华力：Br2>Cl2，沸点：Br2>Cl2，故常温常压下，氯气呈气态，溴呈液态，不符合题意，C项错误；
D．N2中N与N之间为三键，断裂NN需要很高的能量，故反应时，多数需要“高温、高压、催化剂”等苛刻的条件，D项正确；
答案选D。
6．D
【详解】A．该元素第三电离能剧增，最外层应有2个电子，表现+2价，当它与氯气反应时最可能生成的阳离子是X2+，A正确；
B．NH3与H2O以氢键（用“ ”表示）结合形成NH3 H2O分子，氨气中N和水中H形成氢键，则NH3 H2O的结构式为，B正确；
C．乙炔的结构简式为H-C≡C-H，则1mol乙炔中含2molπ键，冰中水分子的O原子以类似于金刚石中C原子的四面体空间网状结构排列，每2个O原子间都有一个H原子，更靠近H原子的O原子与它形成共价键，另一个与它形成氢键，即每个H原子都形成一个氢键，所以1mol冰中存在2mol氢键，即标况下22.4LC2H2的物质的量为1mol，8g冰的物质的量也为1mol，则标况下22.4LC2H2中所含的π键数和18g冰中所含的氢键数均为2mol，C正确；
D．由于氢键的作用，使NH3、H2O、HF在同主族氰化氢中的沸点反常，但常温下水为液体，则沸点高低顺序为H2O＞HF＞NH3，D错误；
故答案为：D。
7．D
【详解】A．卤族元素，从上到下，Cl到I，原子半径越来越大，电负性越来越小，非金属性减弱，与H原子之间的吸引力即化学键减弱，键能越来越小，键长越来越长，所以容易电离出H+，酸性：HCl＜HBr＜HI，卤族元素氢化物的酸性与元素周期律无关，与共价键有关，故A不符合题意；
B．氯原子是电负性较大的原子，半径最小，与氧原子的结合力最强，化学键也最牢固，溴原子、碘原子电负性依次减小，半径依次增大，与氧原子的结合力逐渐下降，故热稳定性：HClO＞HBrO＞HIO，不能用元素周期律解释，故B不符合题意；
C．卤族元素的单质都是由分子构成的，分子之间通过分子间作用力结合，分子间作用力影响分子晶体的沸点，物质的相对分子质量越大，分子间作用力越大，熔沸点越高，物质的相对分子质量关系为：Cl2＜Br2＜l2，熔沸点：Cl2＜Br2＜l2，不能用元素周期律解释，故C不符合题意；
D．元素的非金属性：Cl＞Br＞I，元素的非金属性越强，得电子能力越强，阴离子的失电子能力越弱，阴离子的还原性越弱，可以用元素期律解释，故D符合题意；
答案选D。
8．D
【详解】A．P4是正四面体分子，键角为60°；CH4是正四面体分子，键角为109°28′，故A错误；
B．H2O分子之间能形成氢键，H2S分子之间不能形成氢键，H2O分子之间分子间作用力大于H2S，则H2O的熔点、沸点大于H2S；但比稳定是由于氢氧键键能大于氢硫键键能，故B错误；
C．乙醇分子与水分子之间存在氢键和范德华力，故C错误；
D．含氧酸的非羟基氧原子个数越多，酸性越强，则氯的各种含氧酸的酸性由强到弱排列为HClO4＞HClO3＞HClO2＞HClO，故D正确；
故选D。
9．C
【详解】A．100℃时，水会沸腾变成水蒸气，说明破坏了水分子之间存在的相互作用，故A正确；
B．温度达到2200℃以上时，水分解为H2和O2，说明发生了化学变化，有旧键的断裂和新建的形成，故B正确；
C．100℃，只是水的状态变化，无化学变化，无键的断裂，故C错误；
D．2200℃时破坏水分子中氢原子和氧原子之间存在的相互作用，100℃时破坏水分子之间存在的相互作用，故D正确；
故选C。
10．A
【详解】A．由图可知FeO+是中间产物，不是催化剂，A错误；
B．N2O原子采取sp杂化，生成两个σ键，两个三中心四电子π键，为直线型，O=C=O中心碳原子采用sp杂化，为直线型，B正确；
C．在FeO++CO→Fe++CO2反应中，CO是极性分子，而CO2是非极性分子，二者分子极性不同，C正确；
D．由图可知N2与CO2总能量低于N2O和CO，所以N2与CO2转变成N2O和CO的总过程为吸热反应，ΔH>0，D正确；
答案选A。
11．B
【分析】W、X、Y、Z四种元素分别属于三个短周期，且原子序数依次增大，W为H；由E、Q的结构可知Y为N、X为C、Z为O或S；M中阴离子为48电子微粒，1×2+7+6+8×2+1=32不符合，1×2+7+6+16×2+1=48符合，可知Z只能为S，据此分析解题。
【详解】A．由分析可知，E为NH3，其易液化，说明其沸点较高，是因为可形成分子间氢键，A正确；
B．由分析可知，Q是CS2，故不是导致温室效应的成分之一，B错误；
C．由分析可知，Y、Z分别为N和S，故简单离子的半径大小为N3-＜S2-即Y＜Z，C正确；
D．由题干信息可知，M的阴离子中含有N-H、C-N、C-S极性键，阳离子中含有H-N极性共价键，D正确；
故答案为：B。
12．C
【详解】A．键的极性的强弱：，原子半径：，故其与氢原子形成的共价键键能越大，A错误；
B．元素的非金属性越强，对应的氢化物的热稳定性越强，故B错误；
C．根据有机物的结构可知：Ⅰ形成分子内氢键，Ⅱ形成分子间氢键，故前者沸点高于后者，C正确；
D．范德华力影响物质的物理性质，D错误；
答案选C。
13．(1)2
(2) H2O＋H2OH3O＋＋OH- 双氧水分子之间存在更强烈的氢键
(3) b 、
【解析】(1)
在冰中每个水分子被4个水分子包围形成变形的四面体，每个H2O分子通过氢键与4个H2O分子结合，平均每个H2O分子含有氢键数目为，故1mol冰中含2mol氢键；
(2)
水会电离出氢离子和氢氧根离子，氢离子以水合氢离子的形式存在，即：H2O＋H2OH3O＋＋OH-；在双氧水中每个氧原子链接一个氢原子，导致分子之间形成的氢键会更加的强烈，故在相同条件下双氧水的沸点明显高于水的沸点，其可能的原因是双氧水分子之间存在更强烈的氢键；
(3)
①NH3溶于水后，形成的NH3·H2O，NH3·H2O的电离方程式为：，可知结构中含有铵根和氢氧根的基本结构，NH3·H2O的合理结构是b；
②依据氢键的表示方式和形成条件可以画出，如下：、。
14． 乙醇分子间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力，故乙醇的沸点比乙醚的高很多 分子间可以形成氢键，而、分子间的范德华力很小，故可采用加压液化的方法从混合物中分离 常温下，液态水中水分子间通过氢键缔合成较大的分子团，而不是以单个水分子形式存在，所以用表示
【详解】(1)乙醇的沸点比乙醚高很多的原因是：乙醇分子间形成的氢键作用远大于乙醚分子间的范德华力，故乙醇的沸点比乙醚的高很多；
(2)分子间可以形成氢键，而、分子间的范德华力很小，故可采用加压液化的方法从混合物中分离；
(3)常温下，液态水中水分子间通过氢键缔合成较大的分子团，而不是以单个水分子形式存在，所以用表示。
15． ＜ C6H5O-＋CO2＋H2O=C6H5OH＋ ＞ 水分子之间存在氢键 73.10%
【详解】(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%。
【点睛】5.575g是从50mL溶液中取出25mL的那部分与AgNO3溶液反应产生的沉淀质量，计算时需注意与原混合物中的x、y相对应。
16．(1)防止浓盐酸挥发，可以使浓盐酸顺利滴下
(2)2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(3)球形冷凝管
(4)油浴加热
(5)装置丙、丁之间缺少一个安全瓶
(6)多孔硫颗粒状态为固体，该物质可同时起催化剂作用和防止暴沸的作用
(7) Cl原子电负性大，使羟基的极性增强，羟基H原子更容易电离，物质分子中烃基中Cl原子数目越多，羟基H就越容易电离，其相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强 +ClCH2COOH=ClCH2COO-+
【分析】在甲中浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2，浓盐酸具有挥发性，在装置乙中用饱和NaCl溶液除去Cl2中杂质HCl，在装置丙中用浓硫酸干燥Cl2，然后将干燥纯净Cl2通入装置丁中，与一氯乙酸在S催化下加热发生取代反应产生三氯乙酸和HCl，多余的气体用NaOH溶液吸收，防止污染大气。
【详解】（1）甲中用仪器X替换分液漏斗的好处是能够防止浓盐酸挥发，可以使浓盐酸顺利滴下；
（2）在甲中浓盐酸与KMnO4反应制取Cl2，反应的化学方程式为：2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O ，该反应的离子方程式为：2+16H++10Cl-=2Mn2++5Cl2↑+8H2O；
（3）根据装置图可知：丁中仪器Y的名称是球形冷凝管；
（4）制备三氯乙酸时，需要控制温度在140℃左右持续加热，由于水浴加热温度不能超过100℃，酒精灯直接加热温度不容易控制，因此丁的加热方法是采用140℃的油浴加热方式；
（5）该反应装置中制取的干燥纯净的氯气直接通入三颈烧瓶中与一氯乙酸反应制取三氯乙酸，当制取的Cl2气流不充足，导致装置中气体压强减小时，装置丁中反应液会通过导气管直接倒吸至浓硫酸中，引发危险，故装置中应该在丙、丁之间安装一个安全瓶，以防止倒吸现象的发生；
（6）由于催化剂多孔硫颗粒状态为固体，该物质既可起催化剂作用，同时也可以防止液体暴沸，因此制备过程中无需沸石；
（7）①根据表格数据可知：pKa：ClCH2COOH＞Cl2CHCOOH＞CCl3COOH，弱酸的pKa越大，则相应的弱酸的酸性就越弱，故酸性：ClCH2COOH＜Cl2CHCOOH＜CCl3COOH，从结构分析，这是由于Cl原子电负性大，使羟基的极性增强，羟基H原子更容易发生电离。物质分子中烃基上Cl原子数目越多，羧基中羟基H越容易电离，因此相应的氯代乙酸的酸性就越强，故三氯乙酸最容易电离出氢离子，其酸性最强；
②根据pKa可知酸性：H2SO3＞ClCH2COOH＞，根据复分解反应的规律，强酸可以与弱酸盐反应制取弱酸，可知：向Na2SO3溶液中加入足量的ClCH2COOH，发生反应产生NaHSO3、ClCH2COONa，该反应的离子反应方程式为：+ClCH2COOH=ClCH2COO-+。
17．(1) 丙酸 CH3CH2COOH+Cl2CH3CHClCOOH+HCl
(2)氨基、酰胺基
(3)乙二胺分子间可形成氢键，而三甲胺分子不能
(4) 取代反应
(5) 64 或
【分析】由合成路线可知A为CH3CH2COOH，A→B为A和氯气发生的取代反应，结合M和D的反应产物，可知B为CH3CHClCOOH，B→D为酯化反应，则D为CH3CHClCOOCH2CH3；E为苯酚，由M和D的反应产物可以反推出M为，由第(4)问可以G分子中含两个甲基，则W为，则F为，F→G为取代反应，结合M的结构简式可知，G为，结合L的分子式以及M和D的结构简式可知L为，以此解题。
(1)
由分析可知A为CH3CH2COOH，名称为丙酸；A→B为A和氯气发生的取代反应，方程式为：CH3CH2COOH+Cl2CH3CHClCOOH+HCl；
(2)
由分析可知L为，则其中含氮官能团的名称为：氨基、酰胺基；
(3)
乙二胺中含有氨基，可以形成分子间氢键，增大了分子间作用力，沸点较高，故答案为：乙二胺分子间可形成氢键，而三甲胺分子不能；
(4)
由分析可知G为；F为,则F→G为F和氯气的取代反应；
(5)
与溶液作用显紫色，则其结构中含有酚羟基，其中核磁共振氢谱显示三组峰，则其结构应该是对称结构，属于戊酸酯，且等效氢的峰面积之比为1∶2∶9，则其结构为：或；
18． S C 极性分子 非极性分子 Cr 四 1s22s22p63s23p63d54s1 ＋6
【分析】X原子核外的M层中只有两对成对电子，核外电子排布应为1s22s22p63s23p4，为S元素，Y原子核外的L层电子数是K层的两倍，则Y有2个电子层，最外层电子数为4，故Y为C元素，Z是地壳内含量最多的元素，为O元素，Q的核电荷数是X与Z的核电荷数之和，则核电荷数为24，为Cr元素。
【详解】(1)根据分析可知X为S元素，Y为C元素；
(2)XZ2为SO2，SO2中S原子的孤电子对数=、价层电子对数=2+1=3，故为sp2杂化、空间构型为V形，正负电中心不重合，为极性分子；YZ2为CO2，分子构型为直线形，正负电中心重合，为非极性分子；
(3)Q为Cr，原子序数为24，位于第四周期，其基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，价电子有6个，所以形成化合物时最高化合价为+6价。
19．(1) 第四周期第VIII族 MnO2
(2) 使Co3+还原成Co2+，使亚铁离子氧化为铁离子 Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O
(3) 分液漏斗、烧杯 NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-
(4)2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O
【分析】由题给流程可知，向研磨后的含钴废料中加入硫酸和双氧水，酸性条件下，氧化钴与双氧水发生氧化还原反应生成Co2+，四氧化三铁与双氧水发生氧化还原反应生成Fe3+，NiO溶于硫酸生成Ni2+，二氧化锰不溶解，过滤得到含有H+、Co2+、Fe3+、Ni2+的酸浸液和MnO2（滤渣1）；调节酸浸液的pH为3.7，Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀，过滤得到含有Co2+、Ni2+的滤液和氢氧化铁沉淀；向滤液中加入萃取剂，萃取分液得到含有Co2+的水相和含有Ni2+的有机相；向水相中加入氨水和碳酸氢铵溶液，亚钴离子离子转化为Co2(OH)2CO3沉淀，高温煅烧Co2(OH)2CO3与空气中的氧气发生氧化还原反应生成氧化钴。
(1)
Co元素为27号元素，核外电子排布式为[Ar]3d74s2，属于过渡元素，位于第四周期VIII族；其原子结构示意图为：；由分析知，滤渣1主要成分为MnO2；
(2)
由分析可知，加入过氧化氢的目的是酸性条件下，氧化钴与双氧水发生氧化还原反应生成Co2+，四氧化三铁与双氧水发生氧化还原反应生成铁离子，故此处填：使Co3+还原成Co2+，使亚铁离子氧化为铁离子；Co2O3将盐酸氧化生成Cl2，则自身应该被还原，推测其对应产物为CoCl2，初步确定反应为：Co2O3+Cl-→Cl2↑+Co2+，根据得失电子守恒配平得：Co2O3+2Cl-→Cl2↑+2Co2+，依据电荷守恒方程式左边需添加6个H+，根据元素守恒确定右边添加3个H2O，得完整方程式为：Co2O3+6H++2Cl-=2Co2++Cl2↑+3H2O；
(3)
萃取用到的玻璃仪器主要有分液漏斗、烧杯；放电时正极发生还原反应，NiOOH得电子转化为Ni(OH)2，对应电极反应为：NiOOH+e-+H2O=Ni(OH)2+OH-；
(4)
高温煅烧Co2(OH)2CO3与空气中的氧气发生氧化还原反应生成氧化钴，根据元素守恒推测还有CO2、H2O生成，根据得失电子守恒、元素守恒配平得完整方程式为：2Co2(OH)2CO3+O22Co2O3+2CO2+2H2O。
20．(1)ac
(2)
(3) > 0.032 > 增大 0.2P
【详解】（1）a．硫化氢分子的空间构型为结构不对称的V形，属于极性分子，故a正确；
b．硫化氢的沸点比水分子的沸点低是因为硫化氢不能形成分子间氢键，水分子能形成分子间氢键，故b错误；
c．硫化氢与硫酸铜溶液反应生成黑色硫化铜沉淀和硫酸，故c正确；
d．硫化氢溶于水得到氢硫酸溶液，氢硫酸在溶液中分步电离出的氢离子抑制水的电离，故d错误；
故选ac；
（2）由题意可知，反应ΔH1＜0、ΔH3＜0，由盖斯定律可知，反应ⅰ+反应ⅲ得到反应ⅱ，则反应ΔH2=ΔH1+ΔH3＜0，所以反应ⅱ为逆反应活化能大于正反应活化能的放热反应，故答案为：；
（3）①由图可知，升高温度，硫化氢的转化率增大，说明平衡向正反应方向移动，该反应为吸热反应，反应ΔH>0，故答案为：>；
②由图可知，950℃下，1.25s时m点硫化氢的转化率为20%，则反应从开始到m点氢气的反应速率为=0.032 mol/(L·s)，故答案为：0.032；
③由图可知，1150℃条件下，a点反应达到平衡，正逆反应速率相等，950℃条件下，b点反应未达到平衡，逆反应速率小于平衡时逆反应速率，温度越大，反应速率越快，所以a点正反应速率大于b点逆反应速率；该反应是气体体积增大的反应，若保持其他条件不变，向恒容密闭容器中a点的平衡体系中再充入1.0mol硫化氢气体相当于增大压强，平衡向逆反应方向移动，则重新达到平衡时，硫化氢的体积分数增大，故答案为：>；增大；
④由题意可知，平衡时氢气和硫化氢的物质的量分数相等，设平衡时氢气的物质的量为x，由氢原子个数守恒可得：2x+2x=0.1×2，解得x=0.5，则平衡时硫化氢、氢气、S2的物质的量分别为0.5mol、0.5mol、0.25mol，化学平衡常数=0.2P kPa，故答案为：0.2P。
21． 6 N 16 3 8 ⑤ ⑥ ⑧ 2 8NA
【分析】本题主要考查原子的核外电子排布、电子轨道、分子极性、共价键和配位键的构成。
【详解】（1）24号元素为Cr，其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s1，根据洪特规则可知有6个未成对电子，电子占据的最高能层为第4层，其符号为N，该能层具有的原子轨道有1个s轨道、3个p轨道、5个d轨道、7个f轨道，共16个；
（2）B原子的核外电子排布为1s22s22p1，其能量最高的电子是2p电子，该电子的电子云在空间有3个伸展方向；由于每个电子的运动状态都不同，所以B原子核外有5个运动状态不同的电子；
（3）①NH3是极性分子，只含有N-H单键，是极性键，该分子含有σ键；
②I2是非极性分子，只含有I-I单键，是非极性键，该分子含有σ键；
③CH4是非极性分子，只含有C-H单键，是极性键，该分子含有σ键；
④Na2O2是离子化合物，不属于分子，其含有的O-O单键，是非极性键，该物质含有σ键；
⑤H2O2是是极性分子，含有O-H单键和O-O单键，即该分子含有极性键和非极性键，该分子含有σ键；
⑥CO2是非极性分子，只含有C=O双键，是极性键，该分子含有σ键和π键；
⑦NaOH是离子化合物，不属于分子，其含有的O-H单键，是极性键，该物质含有σ键；
⑧CH3COONH4是离子化合物，不属于分子，其含有的C-C单键是非极性键，C-H单键、N-H单键、C-O单键、C=O双键都是极性键，该物质含有σ键和π键；
故既存在非极性键又存在极性键的极性分子是⑤；既存在σ键又存在π键的非极性分子是⑥；既存在σ键又存在π键的离子晶体是⑧；
（4）在1个NH4+、BF4-中，都含有1个配位键，所以1mol NH4BF4含有2mol配位键；1个[Zn(CN)4]2－中，含有4个键和4个配位键，则1mol该离子含有8mol σ键。

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