国初章节强化1

全国高中学生化学竞赛考点强化训练1全国高中学生化学竞赛考点强化训练 1化学键（胡波题库）（省预赛前使用）A组1.由IIIA族元素A和VI族元素B组成的阴离子结构如下图，所带电荷数x、y、z依次为A XBATB B/ / / /LU U B /TA-B-I B ,A234 B 2 3 2C564D43222000 年 1 月底，罗马尼亚一金矿污水处理池因降暴雨而发生裂口， 10 万升含氰化物和铅、汞 等重金属的污水流入蒂萨河（多瑙河支流），造成该河 90%以上的动植物死亡。这是继切尔诺贝利核泄 漏以来，欧洲最严重的环境污染事件。氰气（CN）2和氰化物都是剧毒性物质，氰分子的结构式为N三 CC三N,性质与卤素相似，下列叙述错误的是A 氰分子中四原子共直线，是非极性分子B 氰分子中C三N键长大于C三C键长C 氰气能与强碱溶液反应得到氰化物和次氰酸盐D 氰化氢在一定条件下能与烯烃发生加成反应3. 1996年诺贝尔化学奖授于斯莫利等三位化学家，以表彰他们发现富勒烯（C60）开辟了化学研 究的新领域。C60分子结构酷似足球，由12个五边形与20个六边形构成，碳一碳键长介于单键与双键 之间。在此基础上人们又发现了棒碳（链式炔烃）是由300500个碳原子组成的新物质，其分子中只 含有交替连接的单键和叁键。请对以下三个问题进行选择：（1）以下说法中不正确的是A 棒碳是直线型结构B 棒碳在一定条件下可以转化成金刚石C 棒碳是原子晶体D 棒碳中所有的化学键都是非极性共价键（2）有关C60的说法不正确的是A C60是分子晶体B C60能发生加成反应C C60摩尔质量是720D C60在一定条件下能与CuO发生置换反应（3）有关金刚石、石墨、C60、棒碳的说法不正确的是A 都是碳的同素异形体B 棒碳化学性质最活泼C 它们的物理性质不同D 它们与氧气反应唯一产物是二氧化碳B组4. 以共价单键相连的非金属单质中，1个原子与相邻原子成键的数目为8N个，N为该非金属元素的族序数，这一现象化学家称为8N规则。某 非金属单质结构如图所示，构成该单质的元素位于：A IIIAB WAC VA D A5. 据权威刊物报道，1996年科学家在宇宙中发现H3分子。甲、乙、丙、 丁四位同学对此有如下认识，其中正确的是全国高中学生化学竞赛考点强化训练1A甲认为上述发现绝对不可能，因为H3的分子违背了价键理论B 乙认为宇宙中还可能存在另一种氢单质，因为氢元素有三种同位素，必然有三种同素异形体C 丙认为如果上述发现存在，则证明传统价键理论有一定的局限性而有待发展D 丁认为H3分子实质上是H2分子与H+以配位键结合的产物，应该写成H3+ 6三硫化四磷分子的结构研究表明，该分子中没有不饱和键，且各原子的最外层均已达到了8 个 电子的结构。在一个三硫化四磷分子中含有的共价键个数是A 7 个 B 9 个 C 19 个D 不能确定7下列分子结构图中的大黑点表示原子序数小于10 的元素的“原子实”(指原子除去最外层电子的 剩余部分)，小黑点表示没形成共价键的最外层电子，短线表示共价键。其中分子结构图与化学式关系错误 的是* (NH3)B : (HCN)43C ：*：/.： (C3H4O)Df(BF3)8.已知三角锥形分子E和直线形分子G反应，生成两种直线形分子L和M (组成E、G、L、MB L 是极性分子D M 化学性质活泼A G 是最活泼的非金属单质C E 能使紫色石蕊试液变蓝色9化学变化过程中伴随着电势能的变化。下面是有关这个问题的几个说法：中性钠原子失去电 子的过程中系统的电势能增大；中性氯原子得到电子过程中系统的电势能减小；钠离子和氯离子 结合成氯化钠分子的过程中系统的电势能增大；氯化钠分子电离为钠离子和氯离子的过程中系统的 电势能减小。上述说法中正确的有A B C D 10下列化学键中碳的正电性最强的是A CFB C 一 OC CSiD CCl11. 下列各物种中，键角ZOXO最大的是A NO2B NO2C NO2D CO3212. 下表所列是不同物质中氧一氧键的键长和键能数据，其中a和b未测出。根据一个原则可以 估计键能dcba,该原则是13. 将 O2 经过适当的化学反应可制得 O2、 键能最大的是O2、O22-的化合物，四种微粒中原子间距离最小、A14 .O2 B O2C O2DO22列各组物质中，键长最短的是Q2-O2-O25键长(pm)149128121112键能(kJ mol1)abc=494d=628A 成键电子数越少键能越大B 成键电子数越多键能越大C 键长越短的其键能越大D 以上都不是A15O3B O2C O2D O22 估计下列分子或离子中键角最小的是A NH3B NO3C NH4D NCl316下列物质中，在水中溶解度最小的是A LiF B NaF C KF D CsF17. CH3+、CH3 、CH3-都是重要的有机反应中间体，它们的电子式分别 ，其中CH3+中四个原水是共平面的，三个键角相等，则键角应是。18. 石墨能与熔融金属钾作用，形成兰色的C24K、灰色的C48K、C60K等，有一种青铜色的CxK中K （用0表示）的分布如图所示，贝收 =;有一种石墨化合物为C6K,在图标出K的分布情况（用x表示）；另有一种石墨化合物c32k，其的分布也类似图的中心六边形， 则最近两个K原子之间的距离为石墨键长的倍。19. 求算下面每个物质的键角？1) SO2(2) SO3(3) SO32(4) SO42(5) SF6(6) S3220. 第二周期元素A与氢形成的如下化合物中的AA键的键能（kJ/mol）： CH3 CH3 346，H2NNH2 247， HO OH 207试问：它们的键能为什么依次下降？21. OF2的键角（103.2）小于H2O的键角 请给予解释。（104.5）,但Cl2O的键角（110.8）大于H2O的键角,22. 2004年7月德俄两国化学家共同宣布，在高压下氮气会发生聚合得到高聚氮，这种高聚氮的NN键的键能为160kJ/mol （N2 的键能为942kJ/mol）,晶体结构如图所示。在这种晶体中，每个氮 原子的配位数为；按键型分类时，属于.晶体。这种固体的可能潜在应用是，这是因为：.。23. 二元分子的极性决定于组成原子电负性差，故可预测CO 的分子的极性NO大，但实验发现CO分子的极性比NO的极性小 30%，试对这一事实给出可能的解释；CO 和 NO 这两种氧化物中，哪一种熔点较低？为什么？24. 请就BF3的有关知识回答下列问题：(1) 几何构型及其成键情况；(2) 分子是否有极性？(3) 如果把BF3与乙醚放在一起，BF3键长从130pm增加到141pm，试问所成新化合物的成键 情况及其极性如何？(4) BF3分子结构发生了哪些变化？25. (1)氮形成一系列氧化物，一个主要的氧化物是NO2，种红棕色的活泼气体。 画出NO2的路易斯结构式，用VSEPR预测它的形状 用VSEPR预测NO2-和NO2+离子的构型，并与NO2比较(2)另有氮的两个化合物三甲胺(Me3N)和三甲硅烷胺(H3Si)3N，已观察到两化合物中氮上的键 角分别为108和120，解释键角为什么不同。(3)氮和硼都能生成三氯化物，在BF3中键能为646kJ/mol,在NF3中仅为280kJ/mol,说明两者 键能的差别。(4) NF3的bp为一129C，而NH3的bp为一33C, NH3能作Lewis碱，NF3却不能，NF3的 偶极矩(0.24D)此NH3 (1.46D)小得多，即使氟的电负性比氢大得多。 解释nf3和nh3的沸点和酸碱性的差别。 为什么 NF3 偶极矩较小。26人类与癌症的斗争，是本世纪人类所面临的最严重的挑战之一。为抵御这一致命疾病而研究 更有成效的药物，其成功关键取决于对药物作用机理的认识。目前使用的药物中，著名的顺钠盐Cis (NH3)2PtCl2，可作为典型例子被引证。这一化合物的作用机理，包括了 PtCl键的水解，它发生在这 一配合物被输送通过细胞膜的过程中，随后两个羟基在进行复制的DNA链上被相邻的氨基所交换。这 一过程能影响最活跃的癌细胞的生长和分裂，因此，可以于抗癌细胞的生长。 1978 年，一些法国研究 者制备出一种符合这一目的的全新的化合物。研究者在一个2L的容器中装入200g PC-和50g NH4CI, 在400C下，加热8h。冷却至25C后，容器内压强为45.72bar。反应中释放的气体极易溶于水，得到 一强酸溶液。所形成的无色晶状物用水洗涤以除去残留的PCl5，在空气中晾干后，得到108.42g干燥 的产物。该固体显示出非常有趣的物理性质：速热可在114C时熔化，256C时沸腾；而缓慢加热，约 在250C时才观察到熔化。缓慢加热所得到的熔化物冷却固化时得到橡皮状树脂。256C蒸馏该熔化物, 得一液体，它可在114C固化。该晶体可在乙醚中溶解，用冰点测定仪确定其摩尔质量为(34015) g/mol。(1) 确定最初所形成的化合物的组成。2) 绘出该化合物的分子结构。3) 解释该化合物对水解的作用为何异常稳定？在加热该化合物时发生了什么反应？(4)由已给出的键长：PN 160pm, PCl 198pm，我们能预言该化合物的抗癌活性吗?与之相比，(NH3)2PtCl2分子的相对键长是PtN 200pm，PtCl 230pm。27.已知HF (g)的厶小是一271kJ/mol,并知道下列键能(单位：kJ/mol)：H F： 565H H： 435试计算FF的键能？28. 计算下面反应的AH?胡波无机化学键)C2H5C1 (gHCl (g)+C2H4 (g) 已知下列键能(单位：kJ/mol)：CCCHClClCClHClCC34841424232743161529. 两个有相同化学式C4H8O的物质通过电子衍射法在气态进行检测。化合物A的碳氧键距为143 pm,化合物B的为124 pm。关于这两个化合物你能得出什么结论？30. 碳碳单键键距是154pm。在丙烷C3H8中两端碳间的距离是多少？假设任何碳的四个键都指向 正四面体的顶点。31. C-C健的平均键能是347kJ/mol。能否由此推测出Si-Si单键的键能？并说明原因。32.假定 CCl 键的共价半径加和,下图三个二氯苯中两个氯的距离分别应是多少？假设苯环是 一个正六边形，并且每一个C-Cl键与通过该六边形的中心直线重合。已知相邻两个碳的距离是140pm。(b)何二氯苯的三个构造异构体全国高中学生化学竞赛考点强化训练133已知一个聚合物分子是由1001 个碳原子在一直线上以逐一成键形式聚合而成的。在确保分子中任意一个C-C-C四面体角正常存在的基础上，该分子的最大长度是多少？34. BBr3是一个对称的平面分子，所有的BBr都互成120。已知溴原子间的距离是324pm, 溴的共价半径是114pm,试估计硼的共价半径(假设该分子中仅存在单键)？35 .氯晶体中Cl2分子是分子层状的，并按人字型排列，相互之间以共价键相联。层内氯与氯之间 的最短距离为198pm，相邻层与层之间通过van der Waals力相连，相邻层与层之间的氯原子之间最小 距离是369pm。低温下观察固态HC1晶体，HCl键长为125pm，Cl-Cl之间的最短距离为369pm。(1) 估算Cl原子的van der Waals半径；(2) 如何解释HCl晶体中Cl之间的最短距离。全国高中学生化学竞赛考点强化训练1化学键(胡波题库) 参考答案1D2B3 （ 1 ）C （ 2） C （3 ）D4C5C6B7C8D9A10 A11 A12 C13 B14 C15 D16 A解释是软硬酸碱理论，Li+最硬，与硬碱F-匹配，并且Li+.F-半径接近，晶格能大日十17 H：CL HH：|H 1一H：C： 120L H18 X=8取一个小正三角形，K为(1/6)X3 = 1/2, C为4；原六边形的中心和各边中点，图略；久弓 利 用面积法，一个六边形面积有2个C，(2、3a)2/x2=8/3219 (1)略小于 120(2) 120(3)略小于 10928 (4) 10928(5) 90(6)略小于 1092820 乙烷中的碳原子没有孤对电子，肼中的氮原子有1 对孤对电子，过氧化氢中的氧有2对孤对电子， 使 AA 键的键能减小。21 F电负性大于氧大于氢，故OF2中O周围电子密度相对小于H2O中情形，ZFOFVZHOH；而在 Cl2O中Cl-O间有n键形成，O周围电子对间斥力加大，键角变大。22 3原子 炸药(或高能材料)高聚氮分解成N2释放大量能量23比较两种分子的结构：在CO分子中，按照给予一接受机理形成配位键，部分地补偿了电子密度从氧向碳的转移，因此导致分子极性减少； 熔点的高低决定于分子间力的大小，而 NO分子的这种力更大些(极性大，具有未配对电子)，这种使NO的熔点比CO高(分别为一164C 和一205 C) o24 (1) B为sp2杂化，平面分子，有本大n4键；( 2)非极性，因结构对称；(3) B由sp2杂化变为sp3杂化。因B缺电子，有空轨道，能接受乙醚分子中O的孤对电子，形 成新的化学键；(4) 略25 (1)NO2的Lewis结构为：按VSEPR理论，理想分子应是直线型的，但在N上有一不成对的单电子存在，由于该电子和其他两成键电子对的斥力，键角比180小(132),分子 的形状为角形-XJNO2+ Lewjs结构式为：这样氮上没有不成键的电子存在，两个n键为180，使成健电子间的斥力最小，得到直线结构 (180)n键不影响分子的形状：NO2- Lewis 结构为：.d：i2在NO2-的氮中有一对孤对电子，由于孤对电子和成键电子对的斥力，两键间夹角从理想的120 收缩到 115(2)三甲胺分子形状为锥形，在氮上有一孤对电子。由于孤对电子，使Me-N-Me角从109。4减到108，而三甲硅烷胺N(SiH3)3中Si的d轨道和氮 的p轨道重叠，使N Si键具有n键特征，这样氮的弧对电子发生离域，分子为平面型，键角为120(3) N和B均为三价，NF3为三角锥形.在BF3中，由于F和B的p轨道重叠，使BF健具有(4)NF3和NH3有不同的沸点是因为NH3中有氢键，NF3中没有NF3中F的高电负性，降低了 N的碱度，所以NF3不能作为Lewis碱。在NF3 中,孤对电子产生的偶极方向和NF健产生的偶极方向相反而抵消，在NH3中NH键 的净偶极矩和孤对电子的偶极矩方向一致t!IVI)IJFHP P z? I：、 26 (1) PNC12(2)门、V/ Ci Cl(3) 它具有其轭n键的开链结构，所以它与一些有机聚合物相似。迅速加热时，(PNC12)3熔化而 不断裂，缓慢加热时会引起环的破裂而形成线型聚合体。4) 可以预言谈化合物的抗癌活性。27 153kJ/mol28 43kJ29 在化合物 A 中，碳氧键距是碳原子和氧原子头价单键半径之和：77 pm+66 pm= 143 pm因此氧不会处于终端位置，所以A应是一个杂环化合物：四氢咲喃图(a) o在化合物B中，碳氧键距接近122 pm的双键键距。因此氧一定处于终端位置。所以B应是2 丁酮图(b)。(rJGHgCCHjClIi(b)30 251pm31由于Si原子比C原子大，因此它会有较少的轨道重叠，它的键能可能小于300 kJ/mol。32 ( a) 316pm ( b) 547pm ( c) 632pm33 126nm34 73 pm35 (1)相邻层间Cl原子中心的最短距离可认为是van der Waals半径的两倍，所以其van der Waals 半径是369pm的一半，即185pm。通常估计van der Waals半径的拇指规则是：在其共价半径上再 加上80pm，在这里用这种方法得的结果是180pm。（2）由于HC1的极性，其晶体要稳定的话，HC1分子中的一个H必须紧靠另一个相邻分子的Cl 原子，因此HCl分子中最短的Cl-Cl间距实际上是Cl-H-Cl中Cl到Cl的距离。如果虚线只表 示van der Waals力，则Cl-Cl间距应该等于HCl键长加上氯和氢的van der Waals半径。为了估 计H原子的van der Waals半径，可先从HCl键长中扣除Cl原子的共价半径（99pm）来估计氢 的共价半径，得到的值为26pm与别的原子相比，H的共价半径随不同的化合物而更经常变化，但 通常是3040pm之间的某一数值）。那么H原子的van der Waals半径近似为30+80= 110pm。最 后，Cl 到 Cl 之间的总距离可估算为 r （HCI）+rvdw（H）+rvdw（Cl）=125 + 110+185=420pm。 事实上，Cl到Cl之间的距离比这个值小得多，表明HCl分子间的作用力要强于van der Waals力。 这种间距的偏小是由于一个分子H原子与另一个分子中Cl原子间的氢键作用引起的。