专题02 分子结构与性质
(21-22高二下·上海徐汇·期末)
1．2004年美国科学家通过“勇气”号太空车探测出水星大气中含有一种称为硫化羰(化学式为)的物质，已知硫化羰与二氧化碳的结构相似，但能在氧气中完全燃烧，下列有关硫化羰的说法正确的是
A．硫化羰可用作灭火剂 B．硫化羰在氧气中完全燃烧后的产物是和
C．硫化羰的电子式为 D．硫化羰是非极性分子
(21-22高二下·上海虹口·期末)
2．下列各气体在水中溶解度最大的是
A．H2 B．HCl C．CO2 D．Cl2
(21-22高二下·上海虹口·期末)
3．干冰升华的过程中
A．吸收了热量 B．放出了热量 C．破坏了化学键 D．生成了新物质
(22-23高二下·上海嘉定·期末)
4．病毒核酸保存液中的胍盐(可由胍与盐酸反应制得，胍的结构简式如图所示)能使蛋白质变性，胍盐在碱性溶液中水解产物中含有氨和尿素。下列说法不正确的是
A．蛋白质变性属于物理变化 B．胍的水溶液呈碱性
C．胍中不存在非极性键 D．胍易溶于水
(22-23高二下·上海杨浦·期末)
5．氯吡苯脲能在动物体内代谢，其产物较为复杂，其中有、、等。
(1)分子中的H—O—H键角为，则分子中的H—N—H键角 (填“>”、“<”或“=”)。
(2)请从化学键的角度解释分子比分子稳定的原因： 。
(3)的水溶液中含有，的空间构型为 ，中心原子的杂化类型为 。
(4)氨气溶于水时，大部分与用氢键(用“…”表示)结合形成分子。根据氨水的性质可推知的结构式为_____。
A． B．
C． D．
(22-23高二下·上海青浦·期末)
6．三氟化氮是一种无色、无味、无毒且不可燃的气体，在半导体加工，太阳能电池制造和液晶显示器中得到广泛应用。的键角为，其沸点为，可在铜的催化作用U下由和过量反应得到。
(1)根据VSEPR理论计算可知。的理想模型为 形，实际为 形。
(2)的沸点比的点()低得多的主要原因是 。
(3)简述的键角为而不是的原因 。
(22-23高二下·上海浦东新·期末)
7．酸雨的危害非常严重，它会导致生物死亡，古建筑被腐蚀和破坏，现代钢铁建筑很快锈蚀，土壤酸化，作物难以生长，严格控制酸性气体的排放意义重大。
(1)臭氧在催化下能将烟气中的、分别氧化为和、也可在其他条件下被还原为。的空间构型为 ，中心原子轨道的杂化类型为 。
(2)基态核外电子排布式为 。
(3)能被溶液吸收生成配含物，其中心离子的配位数为 。
(4)以N原子与形成配位键。请在结构示意图的相应位置补填缺少的配体 。
(22-23高二下·上海浦东新·期末)
8．2023年5月30日，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射，标志着中国航天事业的又一重大进展。长征系列运载火箭使用偏二甲肼作燃料，作氧化剂，既能在短时间内产生巨大能量，产物又不污染空气(产物都是空气成分)。
(1)偏二甲肼的分子式是 。
(2)有关偏二甲肼说法正确的是___________。(不定项)
A．碳原子采用杂化 B．分子中既有极性键又有非极性键
C．偏二甲肼分子是非极性分子 D．偏二甲肼的沸点低于异丁烷
(3)偏二甲肼与四氧化二氮的化学反应方程式是 。
(4)偏二甲肼可用肼()来制备，的结构式是 。
(5)肼也可作为火箭发功机的燃料，与氧化剂反位生成氮气和水蒸气。
已知①
②
则肼和反应的热化学方程式是 。
(22-23高二下·上海浦东新·期末)
9．科学家近期合成了一种固氮酶模型配合物，该物质可以在温和条件下直接活化，将转化为，反应过程如图所示：
(1)产物中N原子的杂化轨道类型为 。
(2)的电子式是 。
(3)与互为等电子体的一种分子为 (填化学式)。
(22-23高二下·上海浦东新·期末)
10．比大小(填“>”、“<”或“=”)
①沸点：
②酸性：
③键角：气态分子 离子
(21-22高二下·上海浦东新·期末)
11．是制备锂电池的一种重要原料。
(1)磷元素位于元素周期表中第 周期第 族。
(2)Li、H、O元素中，原子半径由小到大的顺序是 。
(3)已知和结构相似，的电子式为 ，该分子空间构型为 ，有较强的 (填“氧化性”或“还原性”)。
(22-23高二下·上海·期末)
12．CO、NO均能够与血红蛋白(Hb)中Fe2+形成稳定的配合物使血红蛋白失去携氧能力，因而具有毒性。CO进入血液后有如下平衡：。
(1)C、N、O三种元素，第一电离能由大到小的顺序为 。
(2)在CO、NO结构中，C、N、O原子均含有孤电子对，与Fe2+配位时，配位原子均不是O原子，理由是 。
(3)高压氧舱可用于治疗CO中毒，结合平衡移动原理解释其原因： 。
(22-23高二下·上海·期末)
13．羰基铁［Fe(CO)5]广泛用于催化剂，汽油抗爆剂等，为黄色粘稠状液体，熔点为-20℃，沸点为103℃，60℃在空气中可自燃，其结构和部分键长如图所示。
(1)Fe(CO)5晶体类型为 。(填“离子晶体”或“分子晶体”)
(2)下列说法正确的是___________。
A．中心Fe原子可能采取sp3杂化 B．配体与Fe原子所形成的配位键的键能相同
C．Fe在周期表中位于Ⅷ族，属于d区元素 D．制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行
(22-23高二下·上海浦东新·期末)
14．汽车是现代社会重要的交通工具之一，化学物质在汽车的动力、安全等方面有着极为重要的作用。
Ⅰ．氨气是制备NaN3(叠氮化钠)的原料之一，汽车安全气囊中的填充物有NaN3、SiO2、KNO3等物质，NaN3遇撞击时能生成金属钠和N2。
(1)上述列举的三种汽车安全气囊填充物中属于共价化合物的是 (填化学式)，所涉及的5种元素中，非金属元素的原子半径由大到小的顺序为 。
(2)请列举一个事实说明N元素与O元素的非金属性强弱 。
(3)下列有关化学用语表示正确的是___________。
A．Ne和N3-的结构示意图均为 B．二氧化硅的分子式：SiO2
C．氨气的空间填充模型： D．NH4Br的电子式：
(4)的空间构型为___________。
A．平面三角形 B．三角锥形 C．四面体形 D．直线形
Ⅱ．NaN3是由一种单原子离子和多原子离子以1:1的比例构成的化合物。
(5)叠氮化钠固体中所含化学键的类型为 ，叠氮化钠的晶体类型为 。
(6)写出叠氮化钠分解的化学方程式 。
(7)工业通过反应一：
反应二：
制备NaN3，下列有关说法中正确的是___________(双选)。
A．反应一每生成5.6L氢气(已换算至标准状况下的体积)，转移电子数目为NA
B．反应一中NaNH2为强电解质，NH3为弱电解质
C．反应二中生成的氨气可以循环利用
D．与NaN3同为碱金属叠氮化物的LiN3受撞击分解产生Li3N和氮气，反应过程中发生了离子键和共价键的破坏与形成
(22-23高二下·上海青浦·期末)
15．根据下表五种元素第一至第四电离能数据(单位：)，回答下面各题：
元素
Q 2080 4000 6100 9400
R 500 4600 6900 9500
S 740 1500 7700 10500
T 580 1800 2700 11600
U 420 3100 4400 5900
(1)在周期表中，最可能处于同一族的是 。
(2)T元素最多可能是 区元素。若T为第二周期元素，F是第三周期元素中原子半径最小的元素，则T、F形成化合物其中心原子的杂化方式为 。
(22-23高二下·上海松江·期末)
16．锌是生命中不可或缺的微量元素，有“生命火花”之称。硫酸锌常用作动植物补锌试剂，工业上，硫酸锌可由菱锌矿制备，菱锌矿的主要成分为ZnCO3，杂质为SiO2以及Ca、Mg、Fe、Cu等的化合物。其制备流程如图：
本题中所涉及离子的氢氧化物溶度积常数如表：
离子 Fe3+ Zn2+ Cu2+ Fe2+ Mg2+
Ksp 4.0×10-38 6.7×10-17 2.2×10-20 8.0×10-16 1.8×10-11
回答下列问题：
(1)菱锌矿焙烧生成氧化锌的化学方程式为 。
(2)为了提高锌的浸取效果，可采取的措施有 、 。
(3)加入物质X调节溶液pH=5，以下试剂能实现该目的是 。
A.NH3 H2O B.Ca(OH)2 C.NaOH D.MgO
滤渣①的主要成分是 。
(4)向80~90℃的滤液①中分批加入适量KMnO4溶液充分反应后过滤，滤渣②中有MnO2，该反应的离子方程式为 。
(5)滤液②中加入锌粉的目的是 。
(6)滤渣④与浓H2SO4反应可以释放HF并循环利用，同时得到的副产物是 。
(7)硫酸锌溶液与过量氨水反应可生成配离子[Zn(NH3)4]2+，其结构如图所示：
①请在结构图中用箭头标出配位键 。
②该配离子所含配体的分子空间构型为 。
(22-23高二下·上海松江·期末)
17．党的二十大报告中着重强调了生态文明建设的重要性，在这场蓝天保卫战中，如何有效脱除NOx是当前科学家研究的重要课题。
(1)碱性KMnO4氧化法可将NOx进行脱除。
①KMnO4(NaOH)溶液进行烟气中NO的脱除，将该离子方程式补充完整 。
_______NO+_______MnO_______=______NO3NO10MnO_______
②下列叙述错误的是 。
A.将脱除后的混合溶液进行分离可获得氨态氮肥
B.反应后混合溶液中：[MnO]+[MnO]=[K+]
C.在不同酸碱性条件下，KMnO4发生氧化还原反应的产物可能不同
D.NO中的O－N－O键角大于NO中的O－N－O键角
③在实验室用KMnO4(NaOH)溶液对模拟烟气中的NO进行脱除。若将标准状况下224L含NO体积分数为10%的模拟烟气进行处理，假设NO最终全部转化为NO，理论上需要KMnO4的质量为 g。
(2)用Pl－g－C3N4光催化氧化法脱除NO的过程如图所示。
在酸性水溶液中，光催化脱除原理和电化学反应原理类似。g－C3N4端的反应为O2+2H++2e-=H2O2，P1端的反应为 。
无害化处理水体中的含氮化合物(以NH3、NO、NO等形式存在)也是生态文明建设的重要环节之一。
(3)向该酸性废水(主要是以NH形式存在)中加入NaClO溶液可将NH转化成无害气体放出，发生反应的离子方程式为 ；NaClO可以通过Cl2与NaOH溶液反应制得，该反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)使用NH3时也要注意防止污染环境。电化学气敏传感器可用于监测环境中NH3的含量，其工作原理如图：
①Pt电极(a)为 极(填“正”或“负”)；Pt电极(b)上的电极反应式为 。
②电池总反应的化学反应方程式为 ，反应一段时间后，KOH溶液的浓度将 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(22-23高二下·上海松江·期末)
18．2023年3月16日发布的最新款华为MateX3将石墨烯正式应用到手机里，利用石墨烯薄片液冷散热系统成为全球最强散热手机系统。石墨烯是由碳原子组成的最薄、最轻、最强材料，被誉为“材料之王”。回答下列问题：
(1)写出基态C原子的电子排布式 。
(2)氧硫化碳(COS)是一种无机化合物，结构上与CO2类似。
①氧硫化碳(COS)含有的化学键类型 。
A.σ键 B.π键 C.金属键 D.离子键
②C、O、S的电负性大小顺序是 (用元素符号表示)。
(3)石墨烯是只由一层碳原子所构成的平面薄膜，结构如图所示。
石墨烯中C原子的轨道杂化方式为 ，从石墨中剥离得到石墨烯需克服的作用是 ；在石墨烯中，每个六元环占有个 C原子。
(4)比较碳化硅(化学式：SiC)与晶体硅、金刚石三者的熔点高低 (用化学式表示)；从物质结构角度解释原因 。
(5)石墨烯可转化为富勒烯(C60)，某金属M与C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图所示，M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为 ，该材料的化学式为 。
(22-23高二下·上海宝山·期末)
19．N、P、Sb原子的最外层电子数都是5，与卤素原子形成的化合物有广泛用途。是液晶显示器生产过程中常用的化学清洗剂，可用于面粉的漂白和杀菌，广泛应用于农药、杀虫剂的制造，常用于有机反应催化剂。
(1)几种化学键的键能如下表所示：
化学键
键能/ 941.6 154.8 283.0
由两种单质化合形成1mol ，焓变 。
(2)已知：常温常压下为无色气体，熔点-129℃，沸点-207℃；为黄色油状液体，熔点-40℃，沸点70℃，95℃以上易爆炸。根据物质结构知识和题中信息解释以下问题：
①热稳定性高于： 。
②熔、沸点高于： 。
(3)在水中溶解度不大，而在水中溶解度较大，由此判断是 分子，是 分子。(填“极性”或“非极性”)
(22-23高二下·上海·期末)
20．中国女药学家屠呦呦因创制新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素而获得2015年诺贝尔生理学或医学奖。屠呦呦率领的研究团队最初采用水煎的方法提取青蒿素，实验证明水煎剂对治疗疟疾无效，研究发现这是因为青蒿素分子中的某个基团对热不稳定，该基团还能与碘化钠作用生成碘单质。进一步研究发现，通过如下图所示反应制得的双氢青蒿素比青蒿素水溶性好，所以治疗疟疾的效果更好。
(1)下列关于青蒿素和双氢青蒿素说法错误的是___________
A．由青蒿素制备双氢青蒿素的反应属还原反应
B．青蒿素分子有6个不对称碳原子
C．青蒿素分子式为C15H22O5
D．青蒿素可以与NaOH溶液反应
(2)由以上资料可知，下列推测不正确的是___________
A．低温、有机溶剂冷浸可能是提取青蒿素的有效方法
B．红外吸收光谱或核磁共振氢谱都可以鉴别青蒿素和双氢青蒿素
C．青蒿素具有强氧化性，可杀菌消毒
D．双氢青蒿素比青蒿素水溶性好的原因为O—H是极性键而C=O是非极性键
(3)一定条件下，用NaBH4将青蒿素选择性反应，结构修饰为抗疟疾效果高10倍的双氢青蒿素。则BH的中心原子的VSEPR模型名称为 ；青蒿素结构修饰过程中，发生变化的官能团名称叫 ，其中碳原子的杂化方式变为 。
(4)通过晶体X射线衍射分析，获得其晶胞的类型和大小、原子的种类和数目等信息，得出青蒿素分子的空间结构及其晶胞(长方体，棱长分别为anm、bnm、cnm，含4个青蒿素分子)，如上图甲所示。则晶体的密度为 g·cm—3(阿伏伽德罗常数的值设为NA；列出表达式)。
参考答案：
1．B
【详解】A．硫化羰能在氧气中燃烧，不能作灭火剂，故A错误；
B．硫化羰在氧气中完全燃烧生成稳定氧化物二氧化碳和二氧化硫，故B正确；
C．硫化羰与二氧化碳的结构相似，则其电子式与二氧化碳相似应为： ，故C错误；
D．硫化羰不对称，正负电荷中心不能重合，为极性分子，故D错误；
故选：B。
2．B
【详解】H2、CO2、Cl2都为非极性分子，水为极性分子，HCl为极性分子，根据相似相溶原理，HCl在水中溶解度最大，故B符合题意；
综上所述，答案为B。
3．A
【详解】A．干冰升华，固体吸收热量变为了气体，因此整个过程中吸收了热量，故A符合题意；
B．根据A选项分析，该过程吸收了热量，故B不符合题意；
C．干冰升华，破坏了分子间作用力，没有破坏化学键，故C不符合题意；
D．干冰升华是固态变为气态，没有生成新物质，故D不符合题意。
综上所述，答案为A。
4．A
【详解】A．蛋白质变性属于化学变化，A错误；
B．胍含有碱性基团氨基，可以和盐酸反应生成胍盐，胍的水溶液呈碱性，B正确；
C．胍中有C=N键、C-N键、N-H键，均为极性键，没有非极性键，C正确；
D．胍中含有氮原子，氮原子上连接氢原子，和水能形成氢键，所以胍易溶于水，D正确；
故选A。
5．(1)＞
(2)O—H键长比N—H键长短，化学性质稳定
(3) 平面三角形 sp2
(4)B
【详解】（1）孤对电子对化学键的作用力比化学键对化学键的作用力大，H2O中心原子O为sp3杂化，有2对孤对电子，NH3中心原子N为sp3杂化，有1对孤对电子，NH3分子中的H—N—H键角＞104.5°；
故答案为：＞。
（2）H2O中分O非金属性强，半径小，化学键短，NH3中N的非金属强，半径比O略大，化学键略长，化学键越短化学性质越稳定；
故答案为：O—H键长比N—H键长短，化学性质稳定。
（3）的中心原子是C，有3个σ键，孤对电子数为=0，价层电子对数为3+0=3，故空间结构为平面三角形，中心原子杂化类型为sp2杂化；
故答案为：平面三角形；sp2。
（4）只有N、O、F能形成氢键，氨水显碱性，根据NH3 H2O+OH-可知B正确；
故答案为：B。
6．(1) 正四面体 三角锥
(2)能形成氢键，只有范德华力
(3)分子含有1个孤电子对，孤电子对影响键角
【详解】（1）分子中N原子的价层电子对数为3＋=4，理想模型为正四面体，由于存在1对孤电子对，所以为三角锥形结构；
（2）能形成氢键，只有范德华力，氢键的形成导致其沸点升高；
（3）分子存在1对孤电子对，孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力，故的键角为小于。
7．(1) 正四面体
sp2
(2)1s22s22p63s23p63d6
(3)6
(4)
【详解】（1）对于，中心原子价电子数为4，孤电子对数为0，其空间构型为正四面体形；对于，中心原子价层电子对数3，采用sp2杂化方式；
（2）Fe位于周期表中第四周期第Ⅷ族，Fe2+为Fe失去4s2电子所得，所以其基态核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6；
（3）NO能被FeSO4溶液吸收生成配含物[Fe(NO)(H2O)5]SO4，其中H2O占用5个配位键，NO占用1个，所以中心离子的配位数为6；
（4）
NO以N原子与Fe2+形成配位键，H2O以O原子与Fe形成配位键，所以[Fe(NO)(H2O)5]2+的结构示意图为 。
8．(1)C2H8N2
(2)AB
(3)
(4)H2N-NH2
(5)
【详解】（1）偏二甲肼结构为H2N-N(CH3)2，故其分子式为C2H8N2；
（2）A．偏二甲肼中每个C都形成4个共价键，所以采用杂化，故A正确；
B．偏二甲肼中N-H键属于极性键，N-N键属于非极性键，所以分子中既有极性键又有非极性键，故B正确；
C．偏二甲肼分子结构不对称，正负电荷中心不重合，属于极性分子，故C错误；
D．偏二甲肼分子间存在氢键，所以沸点高于异丁烷，故D错误；
答案选AB。
（3）偏二甲肼作燃料，作氧化剂，既能在短时间内产生巨大能量，产物又不污染空气(产物都是空气成分)，根据质量守恒可推测产物有氮气、二氧化碳和水，由此可得化学反应方程式：；
（4）肼是由2个氨基连接在一起形成；
（5）根据盖斯定律，②×2－①即可得到肼和反应的热化学方程式 ；
9．(1)sp3
(2)
(3)H2O
【详解】（1）该产物中N原子与周围原子形成四个共价键，所以杂化方式为sp3杂化；
（2）
根据N和H的最外层电子数可画出的电子式 ；
（3）中含有3个原子，价电子总数为8，与其互为等电子体的分子有H2O、H2S等；
10． ＜ ＞ ＞
【详解】①O、Se属于同主族，H2O分子间存在氢键，H2Se不存在分子间氢键，因此H2Se沸点低于H2O，故答案为＜；
②同种元素的含氧酸，化合价越高，酸性越强，H2SeO4中Se化合价为+6，H2SeO3中Se化合价为+4价，因此H2SeO4酸性强，故答案为＞；
③SeO3中中心原子Se无孤电子对，SeO中中心原子Se的孤电子对数为=1，因此SeO3键角比SeO大，故答案为＞。
11．(1) 三 VA
(2)Li>O>H
(3) 三角锥形 还原性
【详解】（1）磷元素处于第三周期第VA族；
（2）电子层数越多，原子半径越大，同周期从左向右原子半径在减小，则原子半径由小到大的顺序是Li>O>H；
（3）
PH3中P的外层有5个电子，与3个H各形成一对共用电子对，其电子式为；PH3分子中P原子价层电子对数=3+=4且含有1个孤电子对，为三角锥形结构，PH3中P为-3价，处于低价态，具有较强的还原性。
12．(1)N>O>C
(2)氧的电负性较大，不容易给出孤电子对
(3)高压氧舱中氧气浓度增大，导致平衡逆向移动，释放出CO
【详解】（1）同一周期随着原子序数变大，第一电离能变大，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，第一电离能由大到小的顺序为N>O>C；
（2）C、N、O原子均含有孤电子对，但是氧的电负性较大，不容易给出孤电子对，不容易形成配位键，故，与Fe2+配位时，配位原子均不是O原子；
（3）高压氧舱中氧气浓度增大，导致平衡逆向移动，释放出CO，可以用于治疗CO中毒。
13．(1)分子晶体
(2)CD
【详解】（1）羰基铁为黄色粘稠状液体，熔点为-20℃，沸点为103℃，其熔沸点较低，为分子晶体；
（2）A．中心Fe原子形成5个共价键，不可能采取sp3杂化，A错误；
B．由图可知，配体与Fe原子所形成的配位键的键长不完全相同，故其键能不完全相同，B错误；
C．Fe为26号元素，在周期表中位于Ⅷ 族，属于d区元素，C正确；
D．羰基铁60℃在空气中可自燃，故制备Fe(CO)5应在隔绝空气的条件下进行，防止爆炸，D正确；
故选CD。
14．(1) SiO2 Si＞N＞O
(2)在NO中，N元素显+2价，O元素显-2价，则非金属性N＜O
(3)D
(4)A
(5) 离子键、共价键 离子晶体
(6)2NaN32Na+3N2↑
(7)CD
【详解】（1）上述列举的三种汽车安全气囊填充物NaN3、SiO2、KNO3中，NaN3、KNO3属于离子化合物，共价化合物的是SiO2，所涉及的Na、K、N、O、Si五种元素，非金属元素为N、O、Si，N、O同周期，它们都在Si所在周期的上一周期，原子半径由大到小的顺序为Si＞N＞O。
（2）列举一个事实说明N元素与O元素的非金属性强弱：在NO中，N元素显+2价，O元素显-2价，则非金属性N＜O。
（3）
A．Ne的核电荷数为10，核外电子数为10，结构示意图为 ，而N3-的核电荷数为7，核外电子数为10，则N3-的结构示意图均为 ，A不正确；
B．二氧化硅由Si原子和O原子构成，不存在二氧化硅分子，B不正确；
C． 是氨气的球棍模型，不是空间填充模型，C不正确；
D．NH4Br 离子化合物，由和Br-构成，电子式： ，D正确；
故选D。
（4）的中心N原子的价层电子对数为3，发生sp2杂化，空间构型为平面三角形，故选A。
（5）NaN3由Na+和构成，则叠氮化钠固体中所含化学键的类型为离子键、共价键，叠氮化钠的晶体类型为离子晶体。
（6）NaN3遇撞击时能生成金属钠和N2，则叠氮化钠分解的化学方程式为2NaN32Na+3N2↑。
（7）A．反应一中存在关系：H2——2e-，n(H2)==0.25mol，则每生成5.6L氢气(已换算至标准状况下的体积)，转移电子数目为0.5NA，A不正确；
B．反应一中NaNH2为离子化合物，属于强电解质，NH3为非电解质，B不正确；
C．反应二中生成的氨气是反应一的原料，则氨可以循环利用，C正确；
D．3LiN3Li3N+4N2↑，反应过程中发生了阴离子发生改变，则存在离子键和共价键的破坏与形成，D正确；
故选CD。
【点睛】在书写离子化合物的电子式时，阴离子一定要加[ ]。
15．(1)R、 U
(2) p sp2
【详解】（1）同一主族的最外层电子数相相等，R、 U的第一电离能和第二电离能相差较大，说明最外层电子数均为1，则应该属于同一族；
（2）T元素的第四电离能出现突变，则最外层为3个电子，价电子排在p轨道可能性较大，最多可能是p区元素。若T为第二周期元素，则为铝，F是第三周期元素中原子半径最小的元素，则为氯；T、F形成化合物为AlCl3，其中心原子形成3个键且无孤电子对，则杂化方式为sp2。
16．(1)ZnCO3ZnO+CO2↑
(2) 适当升温、适当提高硫酸浓度 粉碎矿石、充分搅拌
(3) BD SiO2、Fe(OH)3、CaSO4
(4)MnO+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+
(5)除去溶液中的杂质Cu2+
(6)CaSO4、MgSO4
(7) 三角锥形
【分析】菱锌矿焙烧后加入硫酸，溶液中含有Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe3+、Fe2+和Cu2+，调节pH=5生成氢氧化铁沉淀同时SiO2不溶于硫酸也沉淀出来，硫酸钙微溶也有部分沉淀出来，因此滤渣①含有氢氧化铁、硫酸钙和二氧化硅，滤液①中含有Zn2+、Ca2+、Mg2+、Fe2+和Cu2+，加入高锰酸钾氧化，亚铁离子被氧化成铁离子，滤渣②为氢氧化铁和二氧化锰，滤液②中加入Zn与Cu2+反应生成Cu和Zn2+，过滤除去Cu，滤液③中加入HF除去钙离子和镁离子，滤液④为硫酸锌溶液，最后经过系列操作得到硫酸锌晶体。
【详解】（1）ZnCO3焙烧生成氧化锌和二氧化碳，反应的化学方程式为ZnCO3ZnO+CO2↑。
（2）为了提高锌的浸取效果，可以采用适当升温、适当提高硫酸浓度、粉碎矿石、充分搅拌等措施。
（3）A．加入一水合氨调节pH，引入了杂质铵根离子，A错误；
B．加入氢氧化钙，调节pH的同时没有引入新的杂质，B正确；
C．加入NaOH，调节pH的同时引入了杂质钠离子，C错误；
D．加入MgO，调节pH的同时没有引入新的杂质，D正确；
故答案选BD。
根据分析可知，滤渣①的主要成分为SiO2、Fe(OH)3和CaSO4。
（4）滤液①中加入高锰酸钾，高锰酸钾与亚铁离子反应生成铁离子和二氧化锰，反应的离子方程式为MnO+3Fe2++7H2O=MnO2↓+3Fe(OH)3↓+5H+。
（5）滤液②中加入Zn粉，Zn能与铜离子反应生成单质铜和Zn2+，可除去滤液②中的铜离子。
（6）根据分析可知，滤渣④为CaF2和MgF2，加入浓硫酸反应生成HF，则同时还有CaSO4和MgSO4生成。
（7）①由[Zn(NH3)4]2+的结构图可知，Zn2+提供空轨道，N原子提供孤电子对，则在结构图中用箭头标出配位键可表示为。
②配体NH3中N原子价层电子对数为3+=4，含有一对孤电子对，空间构型为三角锥形。
17．(1) 4NO+10MnO14OH-=NO3NO10MnO7H2O AD 474
(2)NO-2e-+H2O=NO2+2H+
(3) 2NH+3ClO-=N2↑+3Cl-+2H++3H2O 1：1
(4) 负 O2+4e-+2H2O=4OH- 4NH3+3O2=6H2O+2N2 减小
【详解】（1）①高锰酸根离子氧化NO生成和，自身被还原为，同时溶液呈碱性，则反应物中有OH-，生成物中有H2O，前系数为10，则高锰酸根前系数为10，高锰酸根离子共得到10个电子，则NO共失去10个电子，再结合原子守恒和得失电子守恒，可得离子方程式为4NO+10MnO14OH-=NO3NO10MnO7H2O。
②A．脱除后的混合溶液中含有硝酸根和亚硝酸根离子，没有铵根离子，不能获得铵态氮肥，A错误；
B．Mn以高锰酸根离子和锰酸根离子的形式存在，根据原子守恒可知，[MnO]+[MnO]=[K+]，B正确；
C．酸性条件下，高锰酸钾的还原产物为锰离子，碱性条件下高锰酸钾的还原产物为锰酸根离子、二氧化锰等，C正确；
D．中N原子的价层电子对数为3，含有一对孤电子对，中N原子的价层电子对数为3，无孤电子对，孤电子对对成键电子有排斥作用，使得中O-N-O的键角变小，故中O-N-O的键角小于中O-N-O的键角，D错误；
故答案选AD。
③224L含NO体积分数为10%的烟气中有NO1mol，1molNO全部转化为，共失去3mol电子，高锰酸钾(NaOH)氧化NO自身被还原为锰酸根离子，故需要3mol高锰酸钾，即474g。
（2）从图中可知，Pl端NO失电子生成NO2，反应在酸性水溶液中进行，则Pl端的反应为NO-2e-+H2O=NO2+2H+。
（3）NaClO溶液可将转化成无害气体放出，次氯酸根离子在酸性条件下具有强氧化性，可将铵根离子氧化成N2，自身被还原为Cl-，根据得失电子守恒和原子守恒，可得离子方程式为2NH+3ClO-=N2↑+3Cl-+2H++3H2O。NaOH与Cl2反应生成NaClO，化学方程式为2NaOH+Cl2=NaClO+NaCl+H2O，该反应Cl2中一个Cl得到1个电子一个Cl失去1个电子，因此氧化剂和还原剂均为Cl2，且氧化剂和还原剂的物质的量之比为1：1。
（4）①从图中可知，NH3在a电极上失电子生成N2，则a电极为负极，b电极为正极，正极上O2得电子结合水生成OH-，电极反应式为O2+4e-+2H2O=4OH-。
②该电池总反应为NH3和O2反应生成N2和H2O，化学方程式为4NH3+3O2=6H2O+2N2，因为总反应有水生成，稀释了KOH溶液，因此一段时间后KOH溶液的浓度将减小。
18．(1)1s22s22p2
(2) AB O＞S＞C(或C＜S＜O)
(3) sp2杂化 分子间作用力 2
(4) C＞SiC＞Si(或Si＜SiC＜C) 金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，由于C原子半径小于Si原子，使得键长C－C＜Si－C＜Si－Si，键能依次减小，熔点依次降低
(5) 12 M3C60
【详解】（1）基态C原子的电子排布式为1s22s22p2。
（2）
氧硫化碳(COS) 的结构式为，含有的化学键类型有σ键和π键。非金属性越强，电负性一般越大。同一周期从左往右非金属性增强，故非金属性：O>C，最高价氧化物的水化物酸性：H2SO4>H2CO3，故非金属性：S>C，且同主族元素从上往下非金属性递减，即非金属性：O>S，故电负性：O＞S＞C。
（3）石墨烯中C原子的轨道杂化方式为sp2，从石墨中剥离得到石墨烯需克服的作用是分子间作用力；在石墨烯中，每个六元环占有个C原子。
（4）碳化硅与晶体硅、金刚石三者的熔点高低为C＞SiC＞Si，原因在于金刚石、碳化硅、晶体硅均为共价晶体，由于C原子半径小于Si原子，使得键长C－C＜Si－C＜Si－Si，键能依次减小，熔点依次降低。
（5）M原子位于晶胞的棱上与内部，该晶胞中M原子的个数为。该晶胞中C60分子的个数为，由此可确定该材料的化学式为M3C60。
19．(1)-146
(2) 氟原子半径小于氯，形成氮氟键键长更小、键能更大 、均为分子晶体，且分子间都不含有氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔沸点越高
(3) 非极性 极性
【详解】（1）由两种单质化合形成1mol ，反应为：，焓变等于反应物键能和减去生成物键能和，。
（2）①氟原子半径小于氯，形成氮氟键键长更小、键能更大，故热稳定性高于；
②、均为分子晶体，且分子间都不含有氢键，相对分子质量越大，分子间作用力越强，熔点越高，因此熔、沸点高于；
（3）水为极性分子，在水中溶解度不大，而在水中溶解度较大，根据相似相溶原理可知，判断是为非极性分子，是极性分子。
20．(1)B
(2)D
(3) 正四面体形 酯基 sp2
(4)
【详解】（1）A．由青蒿素制备双氢青蒿素的反应为加氢反应，故属还原反应，A正确；
B． 青蒿素分子有7个不对称碳原子，B错误；
C．由图可知，青蒿素分子式为C15H22O5，C正确；
D．青蒿素中含有酯基，，可以与NaOH溶液反应，D正确；
故选B；
（2）A．青蒿素分子中的某个基团对热不稳定，且为有机物，故低温、有机溶剂冷浸可能是提取青蒿素的有效方法，A正确；
B．红外光谱可检测化学键及官能团、核磁共振氢谱可以测定不同环境的氢；青蒿素含有酯基、双氢青蒿素不含酯基而含有羟基，且青蒿素和双氢青蒿素中不同环境的氢数目不同，故红外吸收光谱或核磁共振氢谱都可以鉴别青蒿素和双氢青蒿素，B正确；
C．青蒿素分子中含有过氧根基团，具有强氧化性，可杀菌消毒，C正确；
D．双氢青蒿素比青蒿素水溶性好的原因为双氢青蒿素中含羟基，能和水形成分子间氢键，D错误；
故选D；
（3）BH的中心原子B价层电子对数为4+=4，B原子采用sp3杂化，VSEPR模型名称为正四面体形；青蒿素结构修饰过程中酯基中的羰基氧变为羟基氧，故发生变化的官能团名称叫酯基，酯基中碳原子的杂化方式sp2杂化；
（4）根据“均摊法”，晶胞中含4个青蒿素分子，则晶体密度为。
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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