高中化学 专题5 物质结构的探索无止境 课下30分钟演练 苏教版选修3

专题5物质结构的探索无止境课下30分钟演练苏教版选修3一、选择题(本题包括7小题，每小题3分，共21分)1．要达到绿色化学的理想境界，化学家们需要回答一系列问题：指定分子之间能否反应生成预期分子？需要什么催化剂？反应速率预期多大？如何控制反应？如何确定化学反应的途径等？最有希望解决这些问题的途径是()A．发展量子力学理论B．改进实验方法C．完善元素周期律理论D．研究质量守恒定律和能量守恒定律解析：量子力学是化学的根本理论。化学越发展，越要从物质结构的深层去理解和掌握化学反应规律。答案：A[2．下列物质中不存在氢键的是()A．冰醋酸中醋酸分子之间B．液态氟化氢中氟化氢分子之间C．一水合氨分子(NH3·H2O)中的氨分子与水分子之间D．可燃冰(CH4·8H2O)中甲烷分子与水分子之间解析：只有非金属性很强的元素与氢元素形成强极性的共价键之间才可能形成氢键，C—H不是强极性共价键。答案：D3．六氟化硫分子呈正八面体，难以水解，在高电压下仍有良好的绝缘性，在电器工业有着广泛用途，但逸散到空气中会引起强温室效应，下列有关SF6的推测正确的是()A．SF6易燃烧生成二氧化硫B．SF6中各原子均达到8电子稳定结构C．高温条件下，SF6微弱水解生成H2SO4和HFD．SF6是极性分子解析：A项SF6中，F呈－1价，S显＋6价，且电负性F>O，SF6不可能燃烧生成SO2；B项，S显＋6价，6＋6＝12，因此S原子不满足8电子稳定结构；C项，SF6水解生成H2SO4和HF，S、F化合价均未变化，正确；D项，SF6分子结构对称，是非极性分子。答案：C4．在有机物分子中，当一个碳原子连有4个不同的原子或原子团时，这种碳原子被称为“手性碳原子”，如，其中带*号的碳原子即是手性碳原子。莽草酸是合成抗禽流感病毒药“达菲”的关键原材料，其结构简式为，若该物质在一定条件下能够与H2发生加成反应，则加成前后的手性碳原子数分别为()A．3；2 B．4；4C．3；4 D．4；6解析：加成前三个羟基所连三个碳原子都是手性碳原子，加成后，由于分子具有了对称性，只剩下其中的两个碳原子仍具手性，中间连有羟基的那个碳原子的手性消失。答案：A5．下列说法中，正确的是()A．光导纤维、棉花、油脂、ABS树脂都是由高分子化合物组成的物质B．开发核能、太阳能等新能源，推广甲醇汽油，使用无磷洗涤剂都可直接降低碳排放C．红外光谱仪、核磁共振仪、质谱仪都可用于有机化合物结构的分析D．阴极射线、α­粒子散射现象及布朗运动的发现都对原子结构模型的建立作出了贡献解析：光导纤维的主要成分为SiO2，A项不正确；B项中无磷洗涤剂与碳的排放不相关；D项中布朗运动与原子结构模型的建立无关。答案：C6．[双选题]有一种叫cyclopropenylidene的分子(分子式为C3H2)，该分子过去只是在星际空间被探测到，现在一个研究小组在实验室中制造出了这种稳定的分子。cyclopropenylidene也许能帮助研究人员更好地了解含碳的分子如何在太空中形成，刚接触到这个分子时，有人认为是a、b两种结构中的某一种(如图所示)，如果取cyclopropenylidene样品继续研究，你认为下列推断正确的是()A．若能测定该分子是极性分子，则可确定为a结构B．若用C3HD(D即2H)示踪，燃烧后生成等物质的量的H2O、D2O和HDO，可推测b正确C．a、b两物质在一定条件下均能发生加成反应、氧化反应及加聚反应D．a、b中的所有原子都应处于同一平面解析：a、b结构均为平面形、极性分子，分子中的H原子都是等性H原子。分子中的存在决定了它们均可发生加成反应、加聚反应。答案：CD7.科技日报年1月30日讯美、德两国科学家成功合成出具有独特化学特性的氢铝化合物(AlH3)n，其结构类似由硼和氢组成的硼烷，有关研究报告发表在最新出版的美国《科学》杂志上。球棍模型如图。下列有关说法肯定不正确的是()A．Al2H6中H为＋1价，Al为－3价B．Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水C．Al2H6分子是非极性分子D．氢铝化合物可能成为是未来的储氢材料和火箭燃料解析：由熔点可知，Al2H6为分子晶体。铝是金属元素，失电子能力强，无负价，A不正确。Al2H6在空气中完全燃烧，产物为氧化铝和水，B正确。Al2H6空间构型对称，正负电荷中心重合，为非极性分子。Al2H6燃烧热极高，可以作为燃料。答案：A二、非选择题(本题包括4小题，共39分)8．(9分)随着石油资源的日趋紧张，天然气资源的开发利用受到越来越多的关注。以天然气(主要成分CH4)为原料经合成气(主要成分CO、H2)制化学品是目前天然气转化利用的主要技术路线。而采用渣油、煤、焦炭为原料制合成气，常因含羰基铁[Fe(CO)5]等而导致以合成气为原料合成甲醇和合成氨等生产过程中的催化剂产生中毒。请回答下列问题：(1)Fe(CO)5中铁的化合价为0，写出铁原子的基态原子的核外电子排布式________________________________________________________________________。(2)原子数目和电子总数(或价电子总数)相同的微粒互为等电子体，等电子体具有相似的结构特征。与CO分子互为等电子体的分子和离子分别为________和______(填化学式)，CO分子的结构式可表示成_________________________________________________________。(3)Fe(CO)5常温下呈液态，熔点为－20.5℃，沸点为103℃，易溶于非极性溶剂。据此可判断Fe(CO)________________________________________________________________________。(4)在CH4、CO、CH3OH中，碳原子采取sp3杂化的分子有__________________，CH3OH的熔、沸点比CH4的熔、沸点高，其主要原因是_____________________________________。[解析：(2)由CO与N2互为等电子体，可推测两者结构相同，即C、O之间存在叁键，其中有一个配位键。(4)CH4、CO、CH3OH中，碳原子杂化形式分别为sp3、sp、sp3。答案：(1)1s22s22p63s23p63d64s2(2)N2CN－C≡O或CO(3)分子晶体(4)CH4和CH3OHCH3OH能形成分子间氢键9．(10分)长期以来一直认为氟的含氧酸不存在。但是1971年斯图杰尔和阿佩里曼(美)成功地合成了次氟酸后，这种论点被剧烈地动摇了。他们是在0℃以下将氟化物从细冰末的上面通过，得到毫克量的次氟酸。(1)以下两种结构式，能正确表示次氟酸结构的是________，理由是______________。A．H—O—FB．H—F—O(2)次氟酸中氧元素的化合价为______，次氟酸的电子式为______，次氟酸分子中共价键的键角________180°(填“<”或“＝”)。(3)下面给出了几个分子和基团中化学键的键能：H2O2F2OHOF[HFE(kJ/mol)432494155424220566请计算反应：2HOF=2HF＋O2的反应热(ΔH)的近似值为__________kJ/mol。请从计算结果预测次氟酸的一条化学性质：________________。(4)次氟酸刹那间能被热水所分解，生成一种常见的物质M，该物质既表现有氧化性(对于碘化钠)，又表现有还原性(对于高锰酸钾)，则M的化学式为________，写出次氟酸与热水反应的化学方程式：__________________。(5)写出能够加快M分解的催化剂________________(写化学式)。解析：(1)由于氟原子最外层中有7个电子，能形成一个共价键，而氧原子最外层有6个电子，能形成两个共价键，所以次氟酸分子中氧原子位于氢原子和氟原子的中间。(2)氟的电负性最大，所以氟元素没有正价，在次氟酸中氟显－1价，氢显＋1价，氧元素只能显0价。次氟酸分子中的键角类似于水分子中的键角，应小于180°。(3)ΔH＝反应物分子中键能的总和－生成物分子中键能的总和，由此可计算出反应的ΔH，再根据ΔH的数值，可判断出次氟酸的分解是一个放热反应，即生成物比反应物稳定，可推出次氟酸不稳定的结论。(4)次氟酸与热水发生水解反应知M是H2O2，从而可写出次氟酸与热水反应的化学方程式。(5)催化H2O2分解的催化剂常见的有MnO2。答案：(1)AA中O和F原子的最外层电子数等于8，B中O和F原子的最外层电子数不等于8(2)0＜(3)－338次氟酸不稳定，易分解为HF和O2(4)H2O2HOF＋H2O(热)=H2O2＋HF(5)MnO210．(10分)致冷剂是一种易被压缩、液化的气体，液化后在管内循环，蒸发时吸收热量，使环境温度降低，达到致冷目的。人们曾采用过乙醚、NH3、CH3Cl等作致冷剂，但它们不是有毒，就是易燃、于是科学家根据元素性质的递变规律来开发新的致冷剂。据现有知识，某些元素化合物的易燃性、毒性变化趋势如下：(1)氢化物的易燃性：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。(选填“＞”、“＜”或“＝”)于是科学家们开始把注意力集中在含F、Cl的化合物上。(3)已知CCl4的沸点为76.8℃，CF4的沸点为－128℃，新致冷剂的沸点范围应介于其间。经过较长时间反复试验，一种新的致冷剂氟里昂CF2Cl2终于诞生了，其它类似的还可以是____________。(4)然而，这种致冷剂造成了当今的某一环境问题是____________。但求助于周期表中元素及其化合物的________变化趋势来开发致冷剂的科学思维方法是值得借鉴的。(填写字母)①毒性②沸点③易燃性④水溶性⑤颜色[a．①②③b．②④⑤c．②③④解析：(1)联想第2周期和第3周期元素的氢化物不难填出空格。(2)由题给信息毒性PH3＞NH3可联想到同主族元素所形成结构和组成相似的物质，从上而下毒性逐渐增大。(3)由CF2Cl2的组成可联想出与它类似的物质，如CFCl3、CF3Cl等。(4)氟里昂CF2Cl2这种制冷剂对环境有危害，它可以破坏臭氧层，所以开发新制冷剂要注意这种物质的毒性、沸点、可燃性以及对环境的危害性因素。答案：(1)CH4NH3H2SHCl(2)＞＞＞(3)CFCl3(或CF3Cl)(4)使大气臭氧层出现空洞a11．(10分)下表是元素周期表的一部分，表中所列字母分别代表某一化学元素(1)表中代表金属元素的字母有______________(用字母表示)。(2)表中字母代表元素的单质中，属于分子晶体的有__________________(写分子式)。(3)写出h与k元素组成的分子的电子式________，该分子属于__________(“极性”、“非极性”)分子。(4)试画出g元素原子结构示意图____________。(5)将表内短周期字母元素挑出四种，另用W、X、Y、Z表示，其原子序数X>W>Z>Y。X原子最外层电子数与最内层电子数相等。Y原子最外层电子数是内层电子数的2倍。W原子和Z原子可形成2∶1和1∶1两种化合物，Z原子最外层电子数是核外电子层数的3倍。①X元素的单质能与Z、Y形成的稳定化合物反应，该反应的化学方程式为________________________________________________________________________。②W、X元素的最高价氧化物对应水化物碱性强弱的顺序为________<__________(用化学式表示)。③这四种元素原子半径的大小顺序为________>________>________>________(填元素符号)。[解析：根据周期表中的规律，可判断出各字母所代表的元素，然后再根据各元素的特点答题。其中a是钠元素、c是镁元素、d是钡元素、e是铁元素