高中化学鲁科版 (2019)选择性必修2第1节 共价键模型习题
展开一、单选题
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.溶液中所含数目为0.01NA
B.和充分反应后,所含分子数目等于2NA
C.0.1 ml环氧乙烷( )中所含键数目为0.3 NA
D.1 ml羟基(—OH)与17 g氢氧根()所含的电子数均为10 NA
2.下列化学键中,键的极性最强的是
A.B.C.D.
3.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.28g乙烯中含有4NA个δ键
B.0.1ml FeCl3•6H2O加入沸水中完全反应生成胶体的粒子数为0.1NA
C.100mL 18ml•L-1浓硫酸与足量Cu粉加热反应,产生SO2分子数为0.9NA
D.反应S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O中,生成1ml NO2时转移NA个电子
4.W、X、Y、Z四种短周期元素其原子的核电荷数依次增大,W原子的最外层电子数与其电子层相等,Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,X的单质常温下呈气态,能分别与W、Z形成原子个数比为1:3的共价化合物,下列说法正确的是
A.简单离子半径: Z<Y<XB.W与Y能形成W2Y和W2Y2两种常见化合物
C.Z与Al能形成离子D.X2W4、W2Y2为等电子体
5.下列分子中,既含有σ键,又含有π键的是
A.CH4B.HClC.H2OD.C2H4
6.用氢氧化钠溶液能吸收处理含硫化氢的尾气:H2S+2NaOH=Na2S+2H2O中。下列表示相关微粒的化学用语正确的是
A.H2S为非极性分子B.Na2S的电子式:
C.34S2-的结构示意图:D.H2O形成的冰为离子晶体
7.科研人员提出CeO2催化合成碳酸二甲酯(DMC)需经历三步反应,示意图如图:
下列说法正确的是
A.①、②、③中均有O-H的断裂
B.合成DMC的总反应为:2CH3OH+CO2→CH3OCOOCH3+H2O
C.该催化剂可有效提高反应物的平衡转化率
D.DMC在碱性条件下完全水解消耗NaOH的物质的量为1ml
8.设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.密闭容器中2ml和1ml催化反应后原子总数小于8
B.8.8g由和组成的混合气体中含有的原子总数为0.6
C.50mL的浓盐酸与足量共热,电子转移的数目为0.3
D.在标准状况下,22.4L二氯乙烷中含有极性键的数目为6
9.一种常见的营养强化剂的结构如图所示,其中X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前20号元素,在所有元素中X的原子半径最小,Y、Z形成的一种化合物会造成温室效应,W的价电子排布式为4s2。下列有关说法错误的是
A.化合物WZ2中含有离子键和共价键B.第一电离能:X>W
C.原子半径:Z>YD.该营养剂是含有共价键的离子化合物
10.等电子体具有相似的空间结构,下列物质不属于等电子体的是
A.SO3和NOB.B3H6N3和C6H6C.金刚石和晶体硅D.CO2和SiO2
二、判断题
11.键能C—C>Si—Si、C—H>Si—H,因此C2H6稳定性大于Si2H6。( )
12.所有共价键都有方向性。( )
13.O—H的键能是指在298.15K、101kPa下,1ml气态分子中1mlO—H键解离成气态原子所吸收的能量。( )
14.键长:H—I>H—Br>H—Cl、C—C>C=C>C≡C。( )
15.1ml丙酮()分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023。( )
三、解答题
16.某课外活动小组学生模拟呼吸面具中的原理(过氧化钠与潮湿二氧化碳反应),化学反应方程式如下:
①2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2
②2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2
(1)反应①中含极性键的非极性分子的电子式为 。反应②中含极性键的离子化合物的电子式为 。
(2)常温下,CO2为气体但CS2却为液体,请用物质结构知识说明原因 。
(3)实验中,用大理石、稀盐酸制取所需CO2,装置如图。简述检验气密性的操作方法 ,将气体通过Na2O2前必须除去的杂质是 ,该除杂剂是 。
(4)确认实验中生成O2的操作方法是 。
17.二氯化二硫可作硫、碘和某些有机物及金属化合物的溶剂,也可作橡胶硫化剂。一种由氯气与熔化的硫反应制取的装置(夹持和加热装置略)如图所示:
已知:①和S反应生成,同时有少量及其他氯化物生成;
②常温下,是一种浅黄色的油状液体,极易水解;
③的沸点为138℃,的沸点为59.6℃,硫的熔点为112.8℃、沸点444.6℃。
(1)分子结构与相似,则其结构式为 ,装置B中盛放的试剂是 。
(2)A装置中发生的离子反应方程式为 。
(3)装置D中冷凝管的进水口是 (填“a”或“b”)。
(4)要得到纯净的,需要进行的操作是将粗品 。F中碱石灰的作用是 。
(5)取约于试管中,滴入少量水,试管口放湿润的品红试纸,发现试管口有白雾,品红试纸褪色,试管中有淡黄色固体生成,该反应的化学方程式为 。
18.实验室用和亚硫酰氯()共热制备无水的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知:的沸点为76℃,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)仪器E的名称为 。
(2)D中发生反应的化学方程式为 。
(3)反应前后都需要通,反应后通的目的是 。
(4)的键角 (填“大于”“小于”或“等于”)的键角。
(5)有人认为产品可能含,证明方法是 。
(6)实验完毕后,测定产品成分。取一定量产品配成溶液,分成甲、乙两等份,进行如下实验:
实验1:在甲中加入足量KI,再滴几滴淀粉溶液,用0.1000 溶液滴定至终点,消耗溶液V1 mL。
实验2:在乙中滴几滴溶液作指示剂,用0.1000 溶液测定氯离子的量,滴定至终点,消耗溶液V2 mL。
已知:实验1中滴定反应为。
①若溶液酸性较强,测得结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
②若 时,可判断产品中全部是。
参考答案:
1.B
【详解】A.硫酸铜是强酸弱碱盐,铜离子在溶液中水解使溶液呈酸性,则1L0.01ml/L硫酸铜溶液中铜离子的个数小于0.01ml/L×1L×NAml—1=0.01NA,故A错误;
B.氢气与碘生成碘化氢的反应是气体体积不变的反应,则1ml氢气和1ml碘充分反应后,所含分子数目为2ml×NAml—1=2NA,故B正确;
C.由结构简式可知,环氧乙烷分子中的碳碳键、碳氧键、碳氢键均为σ键,共有7个,则0.1ml环氧乙烷分子中含有的σ键数目为0.1ml×7×NAml—1=0.7NA,故C错误;
D.羟基的电子数为9,则1 ml羟基所含的电子数为1ml×9×NAml—1=9NA,故D错误;
故选B。
2.A
【详解】一般,同周期元素随着核电荷数的增加,电负性逐渐增大,F、O、N、C这四种元素中C的电负性最小,F的电负性最大,所以H-F键的极性最强,故选A。
3.D
【详解】A.乙烯的结构式是,1个乙烯分子中有5个δ键,28g乙烯中含δ键5NA,故A错误;
B.Fe(OH)3胶粒是Fe(OH)3的集合体,0.1ml FeCl3•6H2O加入沸水中完全反应生成胶体的粒子数小于0.1NA,故B错误;
C.铜与稀硫酸不反应,100mL 18ml•L-1浓硫酸与足量Cu粉加热反应,硫酸有剩余,产生SO2分子数小于0.9NA,故C错误;
D.反应S+6HNO3(浓)H2SO4+6NO2↑+2H2O中,N元素化合价由+5降低为+4,生成1ml NO2时转移NA个电子,故D正确;
选D。
4.B
【分析】原子序数依次增大的W、X、Y、Z四种短周期元素,W原子的最外层电子数与其电子层数相等,只能为H、Be中的一种,Y原子的最外层电子数是内层电子数的3倍,Y为O,X的单质常温下呈气态,能分别与W、Z形成原子个数比为1:3的共价化合物,则W为H元素,X为N元素,生成的共价化合物分别是NH3和NCl3,Z为Cl,据此解答。
【详解】A.氯原子有三个电子层,氧离子和氮离子都有两个电子层且核外电子排布相同,核电荷数越大离子半径越小,则简单离子半径:Cl->N3->O2-,故A错误;
B.H和O元素能形成H2O和H2O2两种常见化合物,故B正确;
C.Z为Cl,Cl与Al能形成配合物离子[Al(Cl)6]3+,故C错误;
D.N2H4和H2O2的电子数相同,但是原子数不同,不属于等电子体,故D错误;
故选B。
5.D
【详解】乙烯分子中含有碳碳双键,碳原子发生sp2杂化,其中碳碳原子之间和碳原子与氢原子之间分别“头对头”重叠形成σ键,由于每个碳原子上均有一个垂直于杂化平面的p轨道,两个p轨道间通过“肩并肩”的重叠方式形成π键,而CH4、HCl、H2O中只含有σ键不含有π键,故选D。
6.C
【详解】A.H2S为V形结构,分子中正、负电荷中心不重合,为极性分子,选项A错误;
B.Na2S的电子式应该为,选项B错误;
C.34S2-的结构示意图与32S2-的结构示意图一样,均为,(结构示意图中圆圈内的数字不表示微粒所含有的中子数),选项C正确;
D.H2O为共价化合物,水形成的冰为分子晶体,选项D错误。
答案选C。
7.B
【详解】A.①中CH3OH生成CH3O-,CH3OH中的O-H键断裂;②中没有O-H键断裂;③CH3OH生成CH3OCOOCH3,CH3OH中的O-H键断裂,故A错误;
B.根据示意图可判断合成DMC的总反应为:2CH3OH+CO2→CH3OCOOCH3+H2O,故B正确;
C.催化剂只影响化学反应速率,不影响平衡;平衡移动才会改变转化率,所以催化剂不能提高反应物的平衡转化率,故C错误;
D.DMC为CH3OCOOCH3,属于酯类,酯在碱性条件下可发生水解:CH3OCOOCH3+2NaOH→2CH3OH+Na2CO3,1mlDMC在碱性条件下完全水解消耗NaOH的物质的量为2ml,故D错误;故答案选B。
8.B
【详解】A.密闭容器中2ml和1ml的原子总的物质的量为8ml,根据质量守恒,催化反应后原子总数等于8,A错误;
B.和均为3原子分子且相对分子质量均为44,8.8g由和组成的混合气体的物质的量为0.2ml,含有的原子总的物质的量0.6ml,数目为0.6,B正确;
C.随着反应进行,盐酸浓度减小,反应不再进行,故电子转移的数目小于0.3,C错误;
D.在标准状况下,二氯乙烷不是气态,不能计算其物质的量多少,D错误;
故选B。
9.C
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的前20号元素,在所有元素中X的原子半径最小,X为氢;Y、Z形成的一种化合物会造成温室效应,Y为碳、Z为氧;W的价电子排布式为4s2,W为钙;
【详解】A.化合物CaO2中含有钙离子和过氧根离子形成离子键,过氧根离子中存在氧氧共价键,A正确;
B.同一主族随原子序数变大,原子半径变大,第一电离能变小;同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,第一电离能:X>W,B正确;
C.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;原子半径:Z
故选C。
10.D
【详解】A.SO3和NO均是平面正三角形结构,互为等电子体,A不选;
B.B3H6N3和C6H6均是平面正六边形结构,互为等电子体,B不选;
C.金刚石和晶体硅均是共价晶体,都是正四面体形结构,互为等电子体,C不选;
D.CO2形成的是分子晶体,属于直线形结构,SiO2是共价晶体,是空间网状结构,二者结构不相似,不能互为等电子体,D选;
答案选D。
11.正确
【详解】对于结构相似的物质,键能越大,物质越稳定,因此正确。
12.错误
【详解】并不是所有共价键都有方向性,如氢原子形成氢分子时的H-H单键无方向性,一个氢原子的1s轨道(球形)与另一个氢原子的1s轨道(球形)重叠成键没有方向限制。
13.正确
【详解】键能是指气态分子中1ml化学键解离成气态原子所吸收的能量,键能通常是298.15K、101kPa条件下的标准值,故该说法正确。
14.正确
【详解】原子半径I>Br>Cl,键长H—I>H—Br>H—Cl,键能C—C<C=C<C≡C,键长C—C>C=C>C≡C,故该说法正确。
15.正确
【详解】1个单键就是1个σ键,双键中有1个σ键,1ml丙酮()分子中含有σ键的数目为9×6.02×1023,故该说法正确。
16. 两者分子结构相似,CS2的相对分子质量较大,分子间作用力较大,沸点较高 关闭止水夹,从U形管右端注入水,直至左右形成液面差,静置一段时间,液面差无变化,说明气密性良好 HCl 水 用带火星的木条置于管口,木条复燃则有O2生成
【分析】(1)反应①中二氧化碳为含极性键的非极性分子,反应②中氢氧化钠为含极性键的离子化合物;
(2)结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力越大,熔沸点越高;
(3)检查题给装置的气密性,应该用液差法;
(4)氧气能够使带火星的木条复燃。
【详解】(1)反应①中二氧化碳为含极性键的非极性分子,电子式为;反应②中氢氧化钠为含极性键的离子化合物,电子式为,故答案为:;
(2)结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力越大,熔沸点越高,二氧化碳和二硫化碳为分子结构相似的分子晶体,二硫化碳的相对分子质量大于二氧化碳,分子间作用力大于二氧化碳,沸点高于二氧化碳,故答案为:两者分子结构相似,CS2的相对分子质量较大,分子间作用力较大,沸点较高;
(3)检查题给装置的气密性,应该用液差法,具体操作为关闭止水夹,从U形管右端注入水,直至左右形成液面差,静置一段时间,液面差无变化,说明气密性良好;盐酸具有挥发性,实验制得的二氧化碳中混有氯化氢气体,为防止氯化氢与过氧化钠反应,干扰实验,应将混合气体通过盛有水的洗气瓶除去氯化氢气体,故答案为:关闭止水夹,从U形管右端注入水,直至左右形成液面差,静置一段时间,液面差无变化,说明气密性良好;HCl;水;
(4)氧气能够使带火星的木条复燃,则确认实验中生成O2的操作方法是用带火星的木条置于管口,木条复燃则有氧气生成,故答案为:用带火星的木条置于管口,木条复燃则有O2生成。
【点睛】结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力越大,熔沸点越高,二氧化碳和二硫化碳为分子结构相似的分子晶体,二硫化碳的相对分子质量大于二氧化碳是解答关键。
17.(1) 浓硫酸
(2)
(3)a
(4) 蒸馏,收集138℃的馏分 吸收剩余的,防止污染;防止空气中的水蒸气进入E中使水解
(5)
【分析】由实验装置图可知,装置A中二氧化锰与浓盐酸共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,制得的氯气中混有氯化氢水蒸气;装置B中盛有的浓硫酸用于除去水蒸气,防止反应生成的二氯化二硫发生水解;装置C中氯气与硫共热反应生成二氯化二硫;装置D和E用于冷凝收集二氯化二硫粗品;装置F中碱石灰用于除去未反应的氯气,防止污染空气,并防止空气中的水蒸气进入E中使二氯化二硫水解。
【详解】(1)由二氯化二硫的分子结构与过氧化氢相似可知,二氯化二硫的结构式为Cl—S—S—Cl;由分析可知,装置B中盛有的浓硫酸用于除去水蒸气,防止反应生成的二氯化二硫发生水解,故答案为:Cl—S—S—Cl;浓硫酸;
(2)A装置中发生的反应为二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯化锰、氯气和水,反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnO2+Cl2↑+2H2O,故答案为:MnO2+4HCl(浓)MnO2+Cl2↑+2H2O;
(3)为增强冷凝收集二氯化二硫的效果,应使二氯化二硫与水蒸气形成对流,则装置D中冷凝管的进水口是下口a,故答案为:a;
(4)由题给信息可知,二氯化二硫粗品中混有沸点不同的二氯化硫,则提纯二氯化二硫应选用蒸馏的方法提纯;由分析可知,装置F中碱石灰用于除去未反应的氯气,防止污染空气,并防止空气中的水蒸气进入E中使二氯化二硫水解;故答案为:蒸馏,收集138℃的馏分;吸收剩余的Cl2,并防止空气中的水蒸气进入E中使S2Cl2水解;
(5)由题意可知,二氯化二硫与水反应生成硫、二氧化硫和盐酸,反应的化学方程式为2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl,故答案为:2S2Cl2+2H2O=3S↓+SO2↑+4HCl。
18.(1)球形冷凝管
(2)
(3)反应后将滞留在装置内的氯化氢气体全部赶入装置G中,使其全部吸收;
(4)大于
(5)生成的二氧化硫气体具有还原性,可能将铁离子还原为亚铁离子
(6) 偏大 3
【分析】
B中盛放SOCl2液体,水浴加热B形成SOCl2蒸汽与D中的反应生成无水、SO2和HCl,气体通过冷凝管E冷凝回流未反应的亚硫酰氯(SOCl2),提高其转化率,最后注意尾气处理,以此解题。
【详解】(1)由图可知,仪器E的名称为球形冷凝管;
(2)根据遇水极易反应生成两种酸性气体知,装置D内发生的反应可以看成是先分解产生FeCl3和水蒸气,水蒸气再与发生反应生成SO2、HCl。反应的化学方程式为;
(3)反应后会有一些氯化氢气体残留在装置中,则反应后通N2的目的是反应后将滞留在装置内的氯化氢气体全部赶入装置G中,使其全部吸收;
(4)孤对电子能够排斥化学键,由于二氧化硫的孤对电子多,将二氧化硫的键角压缩,故水的键角大,H2O的键角大于SO2的键角,故答案为:大于;
(5)生成的二氧化硫气体具有还原性,可能将铁离子还原为亚铁离子,使得产品可能含;
(6)
①若溶液酸性较强,酸性条件下发生,导致Na2 S2O3酸性条件下分解,消耗偏多,测得V1结果偏大;
②铁离子和碘离子发生反应生成碘单质:,碘单质和Na2S2O3反应:,通过测定消耗的碘单质的量,求出I2的量,进而求出Fe3+的量,由反应可知,,所以n(Fe3+) =0.1000V1×10-3 ml,Cl-~Ag+所以n(Ag+)=0.1000V2×10-3 ml,结合化学式FeCl3,当若=3时,可判断产品中全部是FeCl3。
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