分子空间结构与物质性质--2025届高中化学一轮复习特训
一、单选题
1.我国科研人员以蹄叶橐吾为原料先制得化合物Ⅰ再转化为具有抗癌抑菌活性的倍半萜化合物Ⅱ,有关转化如图所示,下列有关说法不正确的是( )
A.化合物Ⅰ能使酸性溶液褪色
B.化合物Ⅰ分子中含有5个手性碳原子
C.化合物Ⅱ一定条件下能发生取代、消去及加成反应
D.检验化合物Ⅱ是否含化合物Ⅰ可用的溶液
2.氯化铬在水溶液中用过量硝酸银溶液处理,产生沉淀.已知的配位数为6,则此氯化铬化学式是( )
A. B.
C. D.
3.白磷、红磷、黑磷是磷元素的常见单质,其中黑磷是黑色有金属光泽的晶体,有与石墨类似的层状结构,在性能上与石墨相似,是一种比石墨烯更优秀的新型材料,其结构如图所示,下列有关说法中错误的是( )
A.白磷、红磷、黑磷互为同素异形体
B.黑磷能导电,是一种新型无机非金属材料
C.白磷经密闭加热转化成红磷,有热量放出,则白磷比红磷稳定
D.白磷()是含非极性键的非极性分子,难溶于水,易溶于
4.含氰废水中氰化物的主要形态是HCN和,具有较强的配位能力,能与形成一种无限长链离子,其片段为;结合能力弱于。氰化物浓度较低时,可在碱性条件下用或将其转化为;浓度较高时,可加入HCN、Fe和溶液反应生成溶液。下列说法正确的是( )
A.基态核外电子排布式为
B.中的配位数为6
C.与形成的离子的化学式为
D.某铁晶体(晶胞如图所示)中与每个Fe紧邻的Fe数为6
5.我国科研人员发现氟磺酰基叠氮是一种安全、高效的“点击化学”试剂,其结构式如图,其中S为价。下列说法正确的是( )
A.该分子中S原子的价层电子对数为4 B.该分子中N原子均为杂化
C.电负性:F>O>S>N D.第一电离能:F>O>N>S
6.酞菁钴被广泛应用于光电材料、光动力学光敏材料等方面。酞菁钴(II)结构如图所示(Co均形成单键,部分化学键未画明)。下列说法错误的是( )
A.酞菁钴(II)中三种非金属元素的电负性大小顺序为
B.酞菁钴(II)中碳原子的杂化方式只有杂化
C.1号和3号N原子的VSEPR模型均为平面三角形
D.2号和4号N原子与Co(Ⅱ)是通过配位键结合
7.下列有关物质结构与性质的说法正确的是( )
A.BF3和PCl3分子中所有原子的最外层电子都满足8电子稳定结构
B.分子中无手性碳原子
C.常温常压下,124g中所含P-P键数目为6
D.冠醚可识别碱金属离子是因为冠醚与碱金属离子之间可以形成稳定的离子键
8.反应可用于制备脱氧清洗剂。下列说法正确的是( )
A.的电子式为
B.与具有相同的电子层结构
C.分子中存在
D.为非极性分子
9.乙二胺四乙酸又叫EDTA,是一种良好的配合剂,常用于测定金属离子的含量。已知:ED-TA的结构如图。下列叙述正确的是( )
A.EDTA中氮原子杂化方式为
B.EDTA与金属离子形成配合物时,碳原子提供孤电子对
C.EDTA分子中既含有键又含有键
D.EDTA是共价化合物,属于共价晶体
10.保护环境是当今社会发展必须关注的重要课题。下列说法不正确的是( )
A.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境
B.可用于污水处理,在水溶液中可形成胶体
C.聚乳酸(PLA)可以被微生物降解,属于环保材料
D.工业废气中的NO可被在高温催化作用下还原为无害物质,中的N原子采用杂化
11.下列叙述正确的是( )
A.是极性分子,分子中氮原子是在3个氢原子所构成的三角形的中心
B.是非极性分子,分子中碳原子处在4个氯原子所构成的正方形的中心
C.是极性分子,分子中氧原子不处在2个氢原子所连成的直线的中间
D.是非极性分子,分子中碳原子不处在2个氧原子所连成的直线的中间
12.从松节油中提取的蒎烯可制取诺蒎酮、诺蒎酸、蒎二醇等。下列说法正确的是( )
A.以上4种有机物分子中均不存在手性碳原子
B.可用溶液鉴别诺蒎酸和蒎二醇
C.诺蒎酮、诺蒎酸均可和发生加成反应
D.诺蒎酮的某个同分异构体可能是芳香族化合物
13.已知单质的结构如下,在KOH溶液中的变化是:下列说法正确的是( )
A.含有个P P键
B.产物分子中所有的原子可能共平面
C.中P原子为杂化
D.相关元素的电负性大小顺序:
14.下列有关粒子结构的描述错误的是( )
A.和均是价电子总数为8的分子
B.和均是正四面体的极性分子
C.和均是26电子的粒子
D.和均是分子中各原子都满足最外层8电子结构的分子
15.最近,中科院大连化物所研究发现了以三元氧化物为催化剂时,加氢制甲醇的反应机理如图所示(带*微粒为催化剂表面的吸附物种):
下列判断错误的是( )
A.是该反应的氧化剂
B.生成的可用作车用燃料
C.催化剂能加快反应速率,但不改变反应的反应热
D.该反应过程中既有非极性键的断裂,又有非极性键的形成
16.科学研究发现铂的两种化合物(短线表示化学键)有不同的特性,其中a具有抗癌作用,而b没有;则下列正确的说法是( )
A.a、b分子中,Pt原子与2个Cl原子,2个N原子间形成的结构与相似
B.a在水中的溶解度比b在水中的溶解度大
C.a、b互为同素异形体
D.a、b是同一物质
17.碱金属氯化物是典型的离子化合物,NaCl和CsCl的晶胞结构如图所示。其中的碱金属离子能够与冠醚形成超分子。
下列说法不正确的是( )
A.NaCl晶胞中a为
B.CsCl晶体中周围紧邻8个
C.碱金属离子与冠醚通过离子键形成超分子
D.不同空穴尺寸的冠醚可以对不同碱金属离子进行识别
18.3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是( )
A.分子中O原子和N原子均为杂化
B.分子中的键角大于的键角
C.分子中的极性大于的极性
D.分子式为
二、多选题
19.下列关于元素或化合物的叙述正确的是( )
A.第一电离能:
B.某主族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
C.在氨水中,大部分与以氢键结合形成分子,则的结构式为:
D.第四周期元素中,铬原子价电子层中未成对电子数最多
20.制取催化剂的原理为:。下列说法错误的是( )
A.基态碳原子价电子轨道表示式为
B.分子的空间结构为平面三角形
C.中3p-3p轨道重叠示意图为
D.手性异构体属于同分异构体
21.橙花醇的结构简式如图,根据乙烯和乙醇的有关性质,下列有关橙花醇的说法正确的是
A.分子式为
B.该分子中存在手性碳
C.与酸性高锰酸钾反应有产生
D.能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成三种产物
22.化合物Z具有广谱抗菌活性,可利用X和Y反应获得。下列有关说法正确的是( )
A.有机物X的分子式为
B.有机物Y中碳原子的杂化方式有两种
C.有机物Y可以和乙二醇发生缩聚反应
D.1mol有机物Z与足量NaOH溶液反应最多消耗4molNaOH
三、填空题
23.锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)在元素周期表中位于第________周期________族;同周期中,基态原子未成对电子数比多的元素是________(填元素符号)。
(2)如某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,该氧化物化学式为________。
当晶体有O原子脱出时,出现O空位,的化合价________(填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获有半导体性质的是________(填标号)。
A. B. C. D.
(3)(见下图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为________;中咪唑环存在大键,则N原子采取的轨道杂化方式为________。
(4)可作转化为的催化剂(见下图)。的熔点远大于,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是_______。
24.F是合成含松柏基化合物的中间体,其合成路线如下:
(1)A分子中的含氧官能团名称为醚键和__________。
(2)A→B中有副产物生成,该副产物的结构简式为__________。
(3)C→D的反应类型为__________;C转化为D时还生成和__________(填结构简式)。
(4)写出同时满足下列条件的F的一种芳香族同分异构体的结构简式:__________。碱性条件下水解后酸化,生成X、Y和Z三种有机产物。X分子中含有一个手性碳原子;Y和Z分子中均有2种不同化学环境的氢原子,Y能与溶液发生显色反应,Z不能被银氨溶液氧化。
(5)已知:与性质相似。写出以、和HCHO为原料制备的合成路线流程图_________________________________________________________________________________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
25.四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
已知反应Ⅰ: 已知反应Ⅱ: 为烃基或H,R、、、为烃基
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为________;加入的作用是___________________________。
(2)D分子中采用杂化的碳原子数是________。
(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用也能进行,原因是___________________________。
(4)E中含氧官能团名称是________。
(5)F的结构简式是______________;反应⑤分两步进行,第一步产物的分子式为,其结构简式是_________________。
(6)G中手性碳原子是________(写出序号)。
(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且可以发生已知反应Ⅱ。则H的可能结构是_____________________________。
26.物质的光学性质在科研中有重要的用途。回答下列问题:
Ⅰ.一种比率光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(Ⅱ)的高时空分辨率动态成像,反应如下所示:
(1)H、C、N、F四种元素电负性由大到小的顺序为________,M中键角F-B-F________(填“>”“<”或“=”)中键角F-B-F;基态的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为________________。
(2)均为平面结构的吡咯()和吡啶()是合成该探针的原料,吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较大的为__________(填化学名称),原因是________________。
Ⅱ.铪(Hf)的卤化物八面体离子是构建卤化物钙钛矿的基本发光单元,其构建的某晶胞结构如图所示。
(3)该晶胞中的配位数为__________,阴离子形成的八面体空隙有__________个。
(4)该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则最近距离为__________(列出计算式,不必化简)nm。
四、实验题
27.四氮化四硫(,N为+2价)为橙黄色固体,易被氧化,难溶于水,易溶于四氯化碳,可用氨气与反应制备,反应装置如图所示(夹持和加热装置已省略).
已知:;
步骤如下:
①反应时关闭止水夹,打开和,先向装置C中通入干燥纯净的,待装置C中充满黄绿色气体时,开始加热C,使与在95℃~105℃下反应生成.
②待装置C中的全部反应后,关闭止水夹,撤掉装置A、B.
③处连接制的装置,关闭止水夹,打开和,通入干燥纯净的,反应制得.回答下列问题:
(1)装置A用粉末与浓盐酸反应制取,发生装置A可以选用____________.(填选项)
a b c
(2)制备时为使装置C受热均匀,可采用的最佳加热方式为____________.
(3)制取的同时装置C中还生成一种常见固体单质和一种盐,写出反应的化学方程式________________________________________.
(4)装置E的作用是____________________________、_________________________.
(5)测定的纯度:称取样品(杂质不参与反应),加入NaOH溶液,并加热,释放出的氨气用足量100.00Ml1.000mol/L硼酸吸收[假定溶液体积不变,反应为:].反应后的溶液再用1.000mol/L的盐酸进行滴定[滴定反应为:],重复三次实验.实验数据记录如下表所示:
实验序号 初始读数 最终读数
Ⅰ 0.20 20.42
Ⅱ 0.40 24.85
Ⅲ 1.00 21.18
①该实验的下列有关说法正确的是____________.(填选项)
A.滴定时应先快后慢滴入盐酸,且眼睛注视滴定管中液面变化
B.滴加最后半滴方法是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用洗瓶以少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁,使溶液流入锥形瓶,振荡摇匀
C.滴定终点装盐酸的滴定管液面如图所示,则读数为23.90mL
D.滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,导致测定的结果偏高
②制得的的纯度为____________.(保留四位有效数字)
(6)副产物溶于水加入硫酸铜溶液中先沉淀后溶解,再向溶解后的深蓝色溶液中加入乙醇后,析出深蓝色晶体,下列叙述正确的是____________.(填选项)
A.析出的深蓝色晶体为
B.深蓝色晶体中的阴阳离子构型都为正四面体形
C.与形成的配位键比与形成的配位键更稳定
D.由配体形成配离子的过程中键角变大
参考答案
1.答案:D
解析:A.化合物I中含键,能使酸性溶液褪色,故A正确;
B.连有4个不同基团的碳原子为手性碳原子,则中有含有5个手性碳原子,如图中黑色球表示的碳,故B正确;
C.化合物Ⅱ中含,则一定条件下能发生取代、消去及加成反应,故C正确;
D.两种化合物中均含,均能使的溶液褪色,所以用的溶液不能检验化合物Ⅱ是否含化合物Ⅰ,故D错误;
故答案为D。
2.答案:C
解析:A.若其结构为,则与硝酸银反应后生成沉淀,故A错误;B.中存在六个配位键,外界只存在1个氯离子,该物质与硝酸银反应时只生成沉淀,故B错误;C.根据题意知,氮化铬和氮化银的物质的量之比是,根据氮离子守恒知,一个氯化铬化学式中含有2个氯离子,剩余的1个氯离子是配原子,所以氮化铬的化学式可能为,故C正确;D.若其结构为的配位键为6,但与硝酸银不产生,故D错误。
3.答案:C
解析:A.白磷、红磷、黑磷都是磷元素形成的不同种单质,互为同素异形体,故A正确;
B.由题给信息可知,黑磷是黑色有金属光泽的晶体,有与石墨类似的层状结构,在性能上与石墨相似,所以黑磷能导电,是一种新型无机非金属材料,故B正确;
C.由题意可知,白磷转化为红磷的反应为反应物总能量大于生成物总能量的放热反应,物质的能量越高越不稳定,所以红磷比白磷稳定,故C错误;
D.白磷的空间结构为正四面体形,是结构对称的非极性分子,由相似相溶原理可知,白磷难溶于水、易溶于非极性溶剂二硫化碳,故D正确;
故选C。
4.答案:B
解析:A.基态核外电子排布式为,A错误;
B.根据化学式可知,的配位数为6,B正确;
C.由图可知,与3个相连,其中2个被2个共有,则与的个数之比为1:(1+2×)=1:2,所以化学式应该为,C错误;
D.以面心的Fe为例,与其紧邻的Fe有12个,因此与每个Fe紧邻的Fe数为12,D错误;
故答案选B。
5.答案:A
解析:A.由图可知,该分子中S原子形成4个键,且没有孤电子对,价层电子对数为4,故A正确;
B.由结构式可知,该分子中与S相连的N原子价层电子对数为2+1=3,杂化方式为杂化,另外两个N原子价层电子对数为2,杂化方式为sp杂化,故B错误;
C.元素的非金属性越强,其电负性越大,由于元素的非金属性:F>O>N>S,则元素的电负性大小顺序为:F>O>N>S,C错误;
D.元素的非金属性越强,其第一电离能越大;同一周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势,但第IIA、第VA元素原子核外电子处于全满、半满的稳定状态,其第一电离能比同周期相邻元素的大,故这四种元素的第一电离能大小顺序:F>N>O>S,D错误;
故选A。
6.答案:C
解析:A.同周期,从左到右,电负性增大;同主族,从上到下,电负性减小,则电负性大小顺序为:,A正确;
B.酞菁钴(II)中,碳原子均形成3个σ键,没有孤电子对,其杂化方式只有杂化,B正确;
C.1号和3号N原子均形成3个共价键,有一对孤电子对,其VSEPR模型均为四面体形,C错误;
D.N原子形成3个共价键即可达到8电子稳定结构,所以2号和4号N原子与Co离子是通过配位键结合,D正确;
答案为C。
7.答案:C
A.BA.B原子最外层3个电子,分子中B原子的最外层电子只有6电子,A错误;
B.该分子中碳原子连接的4个基团各不相同,属于手性碳原子,B错误;
C.124g为1mol,1mol含有6molP—P,C正确;
D.冠醚可识别碱金属离子是因为冠醚与碱金属离子之间可以形成配位键,D错误;
故选C。
8.答案:B
A.NaClOA.NaClO为离子化合物,电子式为,故A错误;B.与均为10电子离子,具有相同的电子层结构,故B正确;C.分子的结构式为,不存在,故C错误;D.中有N、H元素形成的极性键,但结构不对称,属于极性分子,故D错误;答案选B。
9.答案:C
解析:根据EDTA结构,氮原子杂化方式为,A项错误;EDTA与金属离子形成配合物时,或提供孤电子对,B项错误;EDTA分子中存在羧基,故既含有键又含有键,C项正确;EDTA是共价化合物,属于分子晶体,D项错误。
10.答案:D
解析:利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境,A项正确;水解生成的胶体可用于污水处理,B项正确;聚乳酸(PLA)可以被微生物降解为二氧化碳和水,因而PLA能有效防止白色污染,是公认的环保材料,C项正确;中N原子采用杂化,D项错误。
11.答案:C
解析:A.N与3个H形成3个σ键,孤电子对数为,为三角锥形结构、极性分子,故A项错误;
B.中C与4个形成4个σ键,孤电子对数为0,为正四面体形结构、非极性分子,故B项错误;
C.中O与2个H形成2个σ键,孤电子对数为,为角形结构、极性分子,故C项正确;
D.中C与2个O形成2个σ键,孤电子对数为,为直线形结构、非极性分子,故D项错误;
故选C。
12.答案:B
解析:A.由结构图可知,诺蒎酸存在手性碳原子,A错误;
B.诺蒎酸含有羧基,能与碳酸氢钠反应,醇类不能反应,则可用溶液鉴别诺蒎酸和蒎二醇,B正确;
C.诺蒎酮含羰基可与发生加成反应,诺蒎酸不能与发生加成反应,C错误;
D.诺蒎酮的不饱和度为3,不可能有芳香族化合物的同分异构体,D错误;
故选B。
13.答案:A
解析:A.如图可知,含有6mol键,即6个;的物质的量为0.25mol,含键的个数为,A正确;
B.空间构型为三角锥形,与互为等电子体,则二者空间构型一样,故分子不可能所有的原子共平面,B错误;
C.P原子最外层有5个电子,中每个P与其它3个P原子形成单键,则P原子的价层电子对数为4,为杂化,C错误;
D.一般来说,元素的非金属性越强,电负性越强,则相关元素的电负性大小顺序应为:,D错误;
故选A。
14.答案:B
解析:A. 分子的价电子总数为:1×2+6=8,分子的价电子总数为:5+1×3=8,A正确;
B. 和中的C原子都杂化,但由于C一H键与C一C1键的键长不相同,故它们的分子构型都是四面体而不是正四面体,B错误; C. 和是同分异构体,分子式都是,其中电子数为6×2+8×1+6-26,C正确;
D. 和分子中的原子通过形成共价键共用电子,各原子都满足最外层8电子结构,D正确。
故选B。
15.答案:D
解析:A.由题干图示信息可知,该反应方程式为:,反应中中C的化合价降低,被还原,故是该反应的氧化剂,A正确;
B.甲醇汽车配备了专业的发动机和装置,故生成的可用作车用燃料,B正确;
C.催化剂能降低反应所需要的活化能,从而加快反应速率,但不改变反应的反应热,C正确;
D.由题干图示信息可知,该反应过程中有非极性键和极性键的断裂,但没有非极性键的形成,有和极性键的形成,D错误;
故选D。
16.答案:B
解析:A.a、b的性质不同,说明a、b是不同的分子,则它们的分子结构为平面结构,存在异构,而分子为四面体构型,不存在异构,A项错误;
B.a为极性分子,b为非极性分子,水为极性分子,根据相似相溶原理,a在水中的溶解度比b在水中的溶解度大,B项正确;
C.a、b均为化合物,不是同素异形体的关系,C项错误;
D.a、b性质不同,不是同种物质,互为同分异构体,D项错误;
答案选B。
17.答案:C
解析:A.钠离子的离子半径小于氯离子,所以氯化钠晶胞中a为离子半径较小的钠离子,故A正确;
B.由晶胞结构可知,氯化铯晶体中铯离子周围紧邻8个氯离子,故B正确;
C.碱金属离子与冠醚通过配位键形成超分子,故C错误;
D.冠醚与金属阳离子通过配位作用相结合,不同大小的冠醚可以识别不同大小的碱金属离子,故D正确;
故选C。
18.答案:B
解析:A.分子中O原子和N原子的价层电子对数均为4,故均为杂化,A正确;
B.N有一对孤对电子,O有两对孤对电子,孤对电子对成键电子排斥,键角变小,O的孤对电子多,排斥作用大,分子中的键角小于的键角,B错误;
C.电负性O>N>H,分子中的极性大于的极性,C正确;
D.由结构可知,分子式为,D正确;
故选B。
19.答案:BD
解析:A.同周期从左往右,第一电离能逐渐增大,但由于ⅤA族元素半充满稳定难失电子,第一电离能ⅤA>ⅥA。所以Cl>P>S>Si,A项错误;
B.由元素的电离能突跃看,电子失去第三电子时电离能剧增,说明该元素最多能失去2个电子,与强氧化剂反应显高价,B项正确;
C.氨水中电负性较小的N易提供孤电子对与水中的H形成氢键表示为,C项错误;
D.Cr价电子排布为,它的未成对电子数为6个,第四周期元素中,铬原子价电子层中未成对电子数最多,D项正确;
故选BD。
20.答案:AC
解析:A.基态碳原子价电子轨道表示式为,A错误;
B.中心原子价电子数为,无孤电子对,分子的空间构型为平面三角形,B正确;
C.中3p-3p轨道重叠形成σ键,轨道为头碰头重叠,重叠示意图为,C错误;
D.手性异构属于同分异构中的一种类型,所以手性异构体属于同分异构体,D正确;
故选AC。
21.答案:CD
解析:A.根据结构式可知,该有机物的分子式为,A错误;B.饱和碳原子四个基团必须是不同,该分子中不存在手性碳,B错误;C.橙花醇与酸性高锰酸钾反应,右侧双键断开,生成,持续被酸性高锰酸钾氧化,会有乙二酸生成,乙二酸的还原性较强,可以在酸性环境下与高锰酸钾反应产生二氧化碳,C正确;D.能与溴的四氮化碳溶液发生加成反应生成三种产物,左侧双键加成,右侧双键加成,以及两个双键的完全加成,D正确;故选CD。
22.答案:AC
解析:A.由X的结构可知,X的分子式为,A项正确;
B.有机物Y中碳原子的杂化方式为杂化,B项错误;
C.有机物Y中含有2个羧基,可以和乙二醇发生缩聚反应,C项正确;
D.有机物Z中,酚羟基、酯基、羧基均可以和NaOH反应,1mol有机物Z中含有2mol酚羟基、1mol羧基、1mol酯基,1mol酯基水解后又可形成1mol酚羟基和1mol羧基,则1mol有机物Z与足量NaOH溶液反应最多消耗5molNaOH,D项错误;
答案选AC。
23.答案:(1)四;ⅦB;Cr
(2);降低;A
(3)正四面体形;
(4)FDCA形成的分子间氢键更多
解析:(1)Mn的原子序数为25,位于元素周期表第四周期ⅦB族;基态Mn的电子排布式为:,未成对电子数有5个,同周期中,基态原子未成对电子数比Mn多的元素是Cr,基态Cr的电子排布式为,有6个未成对电子。
(2)由均摊法得,晶胞中Mn的数目为,O的数目为,即该氧化物的化学式为;晶体有O原子脱出时,出现O空位,即x减小,的化合价为+2x,即Mn的化合价降低;CaO中Ca的化合价为+2价、中V的化合价为+5价、中Fe的化合价为+3、CuO中Cu的化合价为+2,其中CaO中Ca的化合价下降只能为0,其余可下降得到比0大的价态,说明CaO不能通过这种方式获得半导体性质。
(3)根据价电子对互斥理论可知,中孤电子对,价电子对数为4,则的空间构型为正四面体形。由题意可知,中咪唑环存在大π键,形成大π键的原子轨道是未杂化的轨道,垂直于杂化轨道,则N原子的杂化方式为。
(4)由HMF和FDCA的结构可知,HMF和FDCA均能形成分子间氢键,但FDCA形成的分子间氢键更多,使得FDCA的熔点远大于HMF。
24.答案:(1)酮羰基
(2)
(3)消去反应;
(4)
(5)
解析:(1)A分子中的含氧官能团有醚键和酮羰基。
(2)副产物很可能与A→B的反应有关,A→B的反应为:。
其中A脱去酮羰基邻位C原子连接的H原子,甲醛脱去O原子,二甲胺脱去N原子连接的H原子,共脱去1分子,剩余部分结合生成B。副产物比B(分子式为)多1个N原子、3个C原子,可能是B中酮羰基邻位C原子连接的H原子再与1分子甲醛、1分子二甲胺发生类似A→B的反应:,产物分子式与题相符。
(3)C→D的反应中断裂了C—Hσ键、C—Nσ键,形成了C=C键,属于消去反应。根据原子守恒,C转化为D时还生成和。
(4)根据F的结构,该F的同分异构体(记为)中除含有6个苯环上的C原子外还有7个C原子,同时还有4个O原子,除苯环占据的4个不饱和度外还有2个不饱和度。水解后能生成三种有机物,说明其中含有2个酯基,即2个—COO—结构,占据了2个C原子、4个O原子,共2个不饱和度,还剩余5个C原子待分配。水解产物Y能与溶液发生显色反应,说明Y中含有苯环和酚羟基;Y分子中有2种不同化学环境的H原子,其中酚羟基上的H原子占1种,苯环上的H原子占1种,则Y只能是对苯二酚,其酚羟基来自中两个酯基的水解,Z不能被银氨溶液氧化,说明Z中不含有醛基,则的结构为,分别代表X、Z的烃基,共有5个饱和C原子。Z中有2种不同化学环境的H原子,其中羧基上的H原子占1种,则中只能有1种H原子,可能是甲基或叔丁基。若为,则中只剩下1个C,无法构成手性碳原子,因此为甲基。中含4个C,令其中1个C连接酯基,再连接1个H原子、1个甲基、1个乙基,即可形成手性碳原子(连接4个不同的原子或基团的碳原子为手性碳原子)。因此的结构简式为。
(5)参考E→F的反应,E中有类似的结构,可与丙酮反应形成F中的五元环结构(脱去虚线框内的2个H原子和1个O原子),反应为。则目标分子中右侧的部分结构来自原料与的反应,反应为。目标分子左侧的部分结构来自原料,发生水解反应后得到,再氧化即可。目标分子中间的部分结构可由曼尼希反应合成。注意中也含有酮羰基,遇到HCHO也会发生曼尼希反应:,因此必须先与发生反应,以保护其中的酮羰基。因此总合成路线为:。
25.答案:(1)取代反应;消耗反应生成的HBr,促进反应正向进行
(2)5
(3)D分子中有叔氨基
(4)酯基
(5)
(6)3、4
(7)
解析:(1)由A和C的结构简式结合B的分子式可知,B的结构简式为,反应①中,A中的C—Br σ键断裂形成C—N σ键,反应类型为取代反应;反应①为:HBr,加入是为了消耗反应产生的HBr,促进反应向右进行。
(2)由C的结构简式结合D的分子式可知,D的结构简式为:,有“*”标记的5个饱和碳原子,故D分子中采取杂化的碳原子数是5。
(3)根据已知反应可知,的作用是结合HCl分子,促进反应正向进行,由(2)中解题思路知,D的结构简式为,D分子中含有叔氨基,可代替结合HCl分子。
(4)由题图知,E中的含氧官能团为酯基。
(5)由结合F的分子式,以及G的结构简式可知,F的结构简式为;由第一步产物的分子式为可知,该分子的不饱和度为6,结合E的结构简式可知,该产物比E少了一个苯环和一个饱和碳原子,故第一步产物的结构简式为。
(6)手性碳原子是指与四个各不相同的原子或基团相连的碳原子,故G中的手性碳原子为3、4。
(7)B的分子式为,不饱和度为4,H能发生反应Ⅱ,说明H中含有—或—NH—,有苯环结构且不饱和度为4,故还含有两个饱和碳原子,该分子中有四种H,由于N原子上含一种氢,且含有苯环,故该分子中两个甲基在苯环两侧对称分布,则H可能的结构为。
26.答案:(1)F>N>C>H<5:4(或4:5)
(2)吡啶;吡啶分子中氮原子的孤对电子与氢离子配位,使其溶解度增大
(3)44
(4)
解析:(1)根据同一周期元素从左往右电负性逐渐增大可知,电负性,又因为中C呈负价,H呈正价,则电负性,故四种元素电负性由大到小的顺序为;由题图可知,M中B形成了4个共价键,即B采取杂化,而中B采取杂化,故M中键角中键角;是29号元素,故基态的价电子排布式为,其中两种自旋状态的电子数之比为5:4或4:5。
(2)吡啶分子中氮原子上的孤对电子不参与杂化,而参与形成大π键,吡啶分子中氮原子上的孤对电子参与杂化,氮原子上的孤对电子与氢离子配位,使其溶解度增大。
(3)由题给晶胞结构图可知,该晶胞中位于体内,阴离子位于8个顶点和6个面心,位于由顶点和面心的阴离子形成的正四面体的体心上,故的配位数为4;由题图可知,阴离子形成的八面体空隙有4个。
(4)由题给晶胞结构图可知,1个晶胞中含有8个,含有的个数为,阿伏加德罗常数的值为,则一个晶胞的质量为,设晶胞参数为,则一个晶胞的体积,该晶体的密度为,则有,解得,最近距离为面对角线的一半,即为。
27.答案:(1)c
(2)油浴加热(或电加热套加热)
(3)
(4)吸收多余的氨气,防止空气污染、液封,防止空气或氧气进入装置C中
(5)BD;84.47%
(6)CD
解析:装置A制取氯气,浓盐酸具有较强的挥发性,所以制取的氯气中有氯化氢和水蒸气,由于二氯化硫易水解,所以进入C装置的气体必须是干燥的,氯化氢和S不反应,所以B装置应是干燥装置,其中盛装浓硫酸,由于二氯化硫沸点较低,为防止其损失用冷凝管冷凝回流,由于氯气有毒,不能直接排放,同时防止空气中的水蒸气进入C装置,D装置中盛装碱石灰,干燥的氨气和S在加热条件下反应制取二氯化硫;二氯化硫与氨气在装置C中制备。
(1)装置A用粉末与浓盐酸反应制取,为固液加热型,发生装置A可以选用c;
(2)使与在95℃~105℃下反应生成,不能选择水浴加热,则受热均匀的最佳加热方式为油浴加热(或电加热套加热);
(3)据反应的现象以及元素种类可知,生成的同时还生成的一种常见固体单质为S、一种盐为,反应的化学方程式为
;
(4)装置E含有稀硫酸,可与碱性气体氨气反应作用是吸收多余的氨气,易被氧化,装置E另一个作用为防止空气污染、液封,防止空气或氧气进入装置C中;
(5)①A.滴定时眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化,故A错误;B.滴加最后半滴方法是:将旋塞稍稍转动,使半滴溶液悬于管口,用锥形瓶内壁将半滴溶液沾落,再用洗瓶以人少量蒸馏水吹洗锥形瓶内壁,使溶液流入锥形瓶,振荡摇匀,故B正确;C.酸式滴定管刻度上边的小(有0刻度),下边的大,则读数为24.10mL,故C错误;D.滴定管在滴定前有气泡,滴定后气泡消失,造成盐酸体积偏大,导致测定的结果偏高,故D正确;故选BD
②三次实验消耗盐酸的体积分别为20.42-0.20=20.22mL、24.85-0.4=24.45mL、21.18-1=20.18mL,第II次数据误差较大应舍去,平均消耗盐酸体积,结合化学方程式和原子守恒可得出关系式,所以,所以的纯度为;
(6)A.①向硫酸铜溶液中滴加过量氨水,产生蓝色沉淀为,继续加氨水沉淀溶解则是形成氨配合物,再向深蓝色透明溶液中加入乙醇,析出深蓝色的晶体,则析出的蓝色晶体为,故A错误;B.中与4个分子通过配位键形成平面结构,结构式为,不是正四面体形,故B错误;C.配合物向生成更稳定的配合物转化,所以判断和与的配位能力:,则与形成的配位键较稳定,故C正确;D.分子中原子的孤电子对进入的空轨道形成配位键后,原孤电子对与成键电子对间的排斥作用变为成键电子对间的排斥,排斥作用减弱,故形成配合物后H-N-H键角变大,故D正确;故选CD。