高中化學 專題5 物質(zhì)結構的探索無止境 課下30分鐘演練 蘇教版選修3

專題5物質(zhì)結構的探索無止境課下30分鐘演練蘇教版選修3一、選擇題(本題包括7小題，每小題3分，共21分)1．要達到綠色化學的理想境界，化學家們需要回答一系列問題：指定分子之間能否反應生成預期分子？需要什么催化劑？反應速率預期多大？如何控制反應？如何確定化學反應的途徑等？最有希望解決這些問題的途徑是()A．發(fā)展量子力學理論B．改進實驗方法C．完善元素周期律理論D．研究質(zhì)量守恒定律和能量守恒定律解析：量子力學是化學的根本理論?；瘜W越發(fā)展，越要從物質(zhì)結構的深層去理解和掌握化學反應規(guī)律。答案：A[2．下列物質(zhì)中不存在氫鍵的是()A．冰醋酸中醋酸分子之間B．液態(tài)氟化氫中氟化氫分子之間C．一水合氨分子(NH3·H2O)中的氨分子與水分子之間D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子與水分子之間解析：只有非金屬性很強的元素與氫元素形成強極性的共價鍵之間才可能形成氫鍵，C—H不是強極性共價鍵。答案：D3．六氟化硫分子呈正八面體，難以水解，在高電壓下仍有良好的絕緣性，在電器工業(yè)有著廣泛用途，但逸散到空氣中會引起強溫室效應，下列有關SF6的推測正確的是()A．SF6易燃燒生成二氧化硫B．SF6中各原子均達到8電子穩(wěn)定結構C．高溫條件下，SF6微弱水解生成H2SO4和HFD．SF6是極性分子解析：A項SF6中，F(xiàn)呈－1價，S顯＋6價，且電負性F>O，SF6不可能燃燒生成SO2；B項，S顯＋6價，6＋6＝12，因此S原子不滿足8電子穩(wěn)定結構；C項，SF6水解生成H2SO4和HF，S、F化合價均未變化，正確；D項，SF6分子結構對稱，是非極性分子。答案：C4．在有機物分子中，當一個碳原子連有4個不同的原子或原子團時，這種碳原子被稱為“手性碳原子”，如，其中帶*號的碳原子即是手性碳原子。莽草酸是合成抗禽流感病毒藥“達菲”的關鍵原材料，其結構簡式為，若該物質(zhì)在一定條件下能夠與H2發(fā)生加成反應，則加成前后的手性碳原子數(shù)分別為()A．3；2 B．4；4C．3；4 D．4；6解析：加成前三個羥基所連三個碳原子都是手性碳原子，加成后，由于分子具有了對稱性，只剩下其中的兩個碳原子仍具手性，中間連有羥基的那個碳原子的手性消失。答案：A5．下列說法中，正確的是()A．光導纖維、棉花、油脂、ABS樹脂都是由高分子化合物組成的物質(zhì)B．開發(fā)核能、太陽能等新能源，推廣甲醇汽油，使用無磷洗滌劑都可直接降低碳排放C．紅外光譜儀、核磁共振儀、質(zhì)譜儀都可用于有機化合物結構的分析D．陰極射線、α-粒子散射現(xiàn)象及布朗運動的發(fā)現(xiàn)都對原子結構模型的建立作出了貢獻解析：光導纖維的主要成分為SiO2，A項不正確；B項中無磷洗滌劑與碳的排放不相關；D項中布朗運動與原子結構模型的建立無關。答案：C6．[雙選題]有一種叫cyclopropenylidene的分子(分子式為C3H2)，該分子過去只是在星際空間被探測到，現(xiàn)在一個研究小組在實驗室中制造出了這種穩(wěn)定的分子。cyclopropenylidene也許能幫助研究人員更好地了解含碳的分子如何在太空中形成，剛接觸到這個分子時，有人認為是a、b兩種結構中的某一種(如圖所示)，如果取cyclopropenylidene樣品繼續(xù)研究，你認為下列推斷正確的是()A．若能測定該分子是極性分子，則可確定為a結構B．若用C3HD(D即2H)示蹤，燃燒后生成等物質(zhì)的量的H2O、D2O和HDO，可推測b正確C．a(chǎn)、b兩物質(zhì)在一定條件下均能發(fā)生加成反應、氧化反應及加聚反應D．a(chǎn)、b中的所有原子都應處于同一平面解析：a、b結構均為平面形、極性分子，分子中的H原子都是等性H原子。分子中的存在決定了它們均可發(fā)生加成反應、加聚反應。答案：CD7.科技日報年1月30日訊美、德兩國科學家成功合成出具有獨特化學特性的氫鋁化合物(AlH3)n，其結構類似由硼和氫組成的硼烷，有關研究報告發(fā)表在最新出版的美國《科學》雜志上。球棍模型如圖。下列有關說法肯定不正確的是()A．Al2H6中H為＋1價，Al為－3價B．Al2H6在空氣中完全燃燒，產(chǎn)物為氧化鋁和水C．Al2H6分子是非極性分子D．氫鋁化合物可能成為是未來的儲氫材料和火箭燃料解析：由熔點可知，Al2H6為分子晶體。鋁是金屬元素，失電子能力強，無負價，A不正確。Al2H6在空氣中完全燃燒，產(chǎn)物為氧化鋁和水，B正確。Al2H6空間構型對稱，正負電荷中心重合，為非極性分子。Al2H6燃燒熱極高，可以作為燃料。答案：A二、非選擇題(本題包括4小題，共39分)8．(9分)隨著石油資源的日趨緊張，天然氣資源的開發(fā)利用受到越來越多的關注。以天然氣(主要成分CH4)為原料經(jīng)合成氣(主要成分CO、H2)制化學品是目前天然氣轉化利用的主要技術路線。而采用渣油、煤、焦炭為原料制合成氣，常因含羰基鐵[Fe(CO)5]等而導致以合成氣為原料合成甲醇和合成氨等生產(chǎn)過程中的催化劑產(chǎn)生中毒。請回答下列問題：(1)Fe(CO)5中鐵的化合價為0，寫出鐵原子的基態(tài)原子的核外電子排布式________________________________________________________________________。(2)原子數(shù)目和電子總數(shù)(或價電子總數(shù))相同的微?；榈入娮芋w，等電子體具有相似的結構特征。與CO分子互為等電子體的分子和離子分別為________和______(填化學式)，CO分子的結構式可表示成_________________________________________________________。(3)Fe(CO)5常溫下呈液態(tài)，熔點為－20.5℃，沸點為103℃，易溶于非極性溶劑。據(jù)此可判斷Fe(CO)________________________________________________________________________。(4)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3雜化的分子有__________________，CH3OH的熔、沸點比CH4的熔、沸點高，其主要原因是_____________________________________。[解析：(2)由CO與N2互為等電子體，可推測兩者結構相同，即C、O之間存在叁鍵，其中有一個配位鍵。(4)CH4、CO、CH3OH中，碳原子雜化形式分別為sp3、sp、sp3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)N2CN－C≡O或CO(3)分子晶體(4)CH4和CH3OHCH3OH能形成分子間氫鍵9．(10分)長期以來一直認為氟的含氧酸不存在。但是1971年斯圖杰爾和阿佩里曼(美)成功地合成了次氟酸后，這種論點被劇烈地動搖了。他們是在0℃以下將氟化物從細冰末的上面通過，得到毫克量的次氟酸。(1)以下兩種結構式，能正確表示次氟酸結構的是________，理由是______________。A．H—O—FB．H—F—O(2)次氟酸中氧元素的化合價為______，次氟酸的電子式為______，次氟酸分子中共價鍵的鍵角________180°(填“<”或“＝”)。(3)下面給出了幾個分子和基團中化學鍵的鍵能：H2O2F2OHOF[HFE(kJ/mol)432494155424220566請計算反應：2HOF=2HF＋O2的反應熱(ΔH)的近似值為__________kJ/mol。請從計算結果預測次氟酸的一條化學性質(zhì)：________________。(4)次氟酸剎那間能被熱水所分解，生成一種常見的物質(zhì)M，該物質(zhì)既表現(xiàn)有氧化性(對于碘化鈉)，又表現(xiàn)有還原性(對于高錳酸鉀)，則M的化學式為________，寫出次氟酸與熱水反應的化學方程式：__________________。(5)寫出能夠加快M分解的催化劑________________(寫化學式)。解析：(1)由于氟原子最外層中有7個電子，能形成一個共價鍵，而氧原子最外層有6個電子，能形成兩個共價鍵，所以次氟酸分子中氧原子位于氫原子和氟原子的中間。(2)氟的電負性最大，所以氟元素沒有正價，在次氟酸中氟顯－1價，氫顯＋1價，氧元素只能顯0價。次氟酸分子中的鍵角類似于水分子中的鍵角，應小于180°。(3)ΔH＝反應物分子中鍵能的總和－生成物分子中鍵能的總和，由此可計算出反應的ΔH，再根據(jù)ΔH的數(shù)值，可判斷出次氟酸的分解是一個放熱反應，即生成物比反應物穩(wěn)定，可推出次氟酸不穩(wěn)定的結論。(4)次氟酸與熱水發(fā)生水解反應知M是H2O2，從而可寫出次氟酸與熱水反應的化學方程式。(5)催化H2O2分解的催化劑常見的有MnO2。答案：(1)AA中O和F原子的最外層電子數(shù)等于8，B中O和F原子的最外層電子數(shù)不等于8(2)0＜(3)－338次氟酸不穩(wěn)定，易分解為HF和O2(4)H2O2HOF＋H2O(熱)=H2O2＋HF(5)MnO210．(10分)致冷劑是一種易被壓縮、液化的氣體，液化后在管內(nèi)循環(huán)，蒸發(fā)時吸收熱量，使環(huán)境溫度降低，達到致冷目的。人們曾采用過乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷劑，但它們不是有毒，就是易燃、于是科學家根據(jù)元素性質(zhì)的遞變規(guī)律來開發(fā)新的致冷劑。據(jù)現(xiàn)有知識，某些元素化合物的易燃性、毒性變化趨勢如下：(1)氫化物的易燃性：第2周期________＞__________＞H2O、HF；第3周期SiH4＞PH3＞________＞________。(2)化合物的毒性：PH3＞NH3,H2S____H2O；CS2____CO2,CCl4____CF4。(選填“＞”、“＜”或“＝”)于是科學家們開始把注意力集中在含F(xiàn)、Cl的化合物上。(3)已知CCl4的沸點為76.8℃，CF4的沸點為－128℃，新致冷劑的沸點范圍應介于其間。經(jīng)過較長時間反復試驗，一種新的致冷劑氟里昂CF2Cl2終于誕生了，其它類似的還可以是____________。(4)然而，這種致冷劑造成了當今的某一環(huán)境問題是____________。但求助于周期表中元素及其化合物的________變化趨勢來開發(fā)致冷劑的科學思維方法是值得借鑒的。(填寫字母)①毒性②沸點③易燃性④水溶性⑤顏色[a．①②③b．②④⑤c．②③④解析：(1)聯(lián)想第2周期和第3周期元素的氫化物不難填出空格。(2)由題給信息毒性PH3＞NH3可聯(lián)想到同主族元素所形成結構和組成相似的物質(zhì)，從上而下毒性逐漸增大。(3)由CF2Cl2的組成可聯(lián)想出與它類似的物質(zhì)，如CFCl3、CF3Cl等。(4)氟里昂CF2Cl2這種制冷劑對環(huán)境有危害，它可以破壞臭氧層，所以開發(fā)新制冷劑要注意這種物質(zhì)的毒性、沸點、可燃性以及對環(huán)境的危害性因素。答案：(1)CH4NH3H2SHCl(2)＞＞＞(3)CFCl3(或CF3Cl)(4)使大氣臭氧層出現(xiàn)空洞a11．(10分)下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分別代表某一化學元素(1)表中代表金屬元素的字母有______________(用字母表示)。(2)表中字母代表元素的單質(zhì)中，屬于分子晶體的有__________________(寫分子式)。(3)寫出h與k元素組成的分子的電子式________，該分子屬于__________(“極性”、“非極性”)分子。(4)試畫出g元素原子結構示意圖____________。(5)將表內(nèi)短周期字母元素挑出四種，另用W、X、Y、Z表示，其原子序數(shù)X>W>Z>Y。X原子最外層電子數(shù)與最內(nèi)層電子數(shù)相等。Y原子最外層電子數(shù)是內(nèi)層電子數(shù)的2倍。W原子和Z原子可形成2∶1和1∶1兩種化合物，Z原子最外層電子數(shù)是核外電子層數(shù)的3倍。①X元素的單質(zhì)能與Z、Y形成的穩(wěn)定化合物反應，該反應的化學方程式為________________________________________________________________________。②W、X元素的最高價氧化物對應水化物堿性強弱的順序為________<__________(用化學式表示)。③這四種元素原子半徑的大小順序為________>________>________>________(填元素符號)。[解析：根據(jù)周期表中的規(guī)律，可判斷出各字母所代表的元素，然后再根據(jù)各元素的特點答題。其中a是鈉元素、c是鎂元素、d是鋇元素、e是鐵元素