内容正文:
山东名校考试联盟
2023—2024学年高二年级下学期期中检测
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,满分为100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 Na23 Si28 S32 Cl35.5 Mn55 Sr88 Tc98
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关分析仪器的说法错误的是
A. 可以用质谱法区分某一元素的两种同位素
B. X射线衍射可以区分某有机物和它的对映异构体
C. 用元素分析仪可以区分正丁烷和异丁烷
D. 可以利用紫外和可见光谱判断有机化合物分子中共轭程度的大小
【答案】C
【解析】
【详解】A.互为同位素的两种原子质量数不同,可以用质谱仪区分,A项正确;
B.X射线衍射可以确定原子间的距离和分子的三维结构,从而确定分子的空间结构,可以区分对映异构体,B项正确;
C.正丁烷和异丁烷两种物质元素种类一样,元素分析仪不能区分,C项错误;
D.紫外和可见光谱可以判断有机化合物分子中共轭程度的大小,D项正确;
故答案选C。
2. 下列化学用语正确的是
A. 三氧化硫的空间填充模型:
B. 和中,前者沸点较高
C. 对硝基甲苯的结构简式:
D. 和之间最强烈的氢键作用:
【答案】B
【解析】
【详解】A.SO3中中心S原子的价层电子对数为3+×(6-3×2)=3,SO3的空间构型为平面三角形,图示为三角锥形的球棍模型,故A项错误;
B.分子式相同的烷烃,支链越多沸点越低,异戊烷沸点高于新戊烷,故B项正确;
C.结构简式应注意原子的连接顺序,对硝基甲苯的结构简式应为,故C项错误;
D.参照NH3•H2O的电离方程式可知,NH3和H2O之间最强烈的氢键作用应为,故D项错误;
故本题选B。
3. 将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,一定属于顺磁性物质的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.配体CO使Ni的d轨道上的电子发生重排,使单电子都成对,使用空出来的1个3d轨道和1个4s轨道、2个4p轨道接受配体CO中C原子的孤电子对,形成配位键,Ni是dsp2杂化,所以不存在单电子,A项错误;
B.CrCl3中Cr(Ⅲ)有未成对电子,属于顺磁性物质,B项正确;
C.[Zn(NH3)4]SO4中Zn2+外围电子排布式为3d10,没有未成对电子,C项错误;
D.Na2[Zn(OH)4]中Zn2+外围电子排布式为3d10,没有未成对电子,D项错误;
选B。
4. 下列说法错误的是
A. 含有键
B. 中含有σ键、π键、离子键
C. 的空间结构为直线形,中心原子的杂化方式为sp
D. M层全充满且N层为的基态原子的电子排布式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.CH3CH2NO2中含有5个碳氢σ键、1个碳碳σ键、1个碳氮σ键、2个氮氧σ键,A项正确;
B.CH3COO-与之间为离子键,CH3COO-中含有π键,σ键,B项正确;
C.等电子体是指具有相同价电子数和相同原子数的分子、离子或原子团,可知与CO2互为等电子体,CO2的中心原子C原子的杂化方式为sp,空间结构为直线形,因此也相同,C项正确;
D.M层全充满且N层为4s2的基态原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s2,D项错误;
故答案选D。
5. 下列说法正确的是
A. 分子中含有两种键角
B. 、中键角:大于
C. 石墨晶体层与层之间为范德华力小于金刚石晶体内碳碳键的键能,故石墨熔点比金刚石低
D. 蒸馏和的混合物,首先被蒸出的是
【答案】D
【解析】
【详解】A.PCl5分子为三角双锥构型,含有90°、120°、180°三种键角,A项错误;
B.COCl2、HCHO均为sp2杂化,电负性Cl>C>H,COCl2中C—Cl键电子对离C原子远,排斥力小;HCHO中C—H键电子对离C原子近,排斥力大,故∠Cl—C—Cl小于∠H—C—H,B项错误;
C.石墨晶体层内碳碳键有σ键和大π键,碳碳键键长:石墨小于金刚石,故碳碳键键能:石墨大于金刚石,熔点:石墨高于金刚石,C项错误;
D.能形成分子内氢键,形成分子间氢键的概率小于,故的沸点低,蒸馏时首先被蒸出,D项正确;
本题选D。
6. 离子液体是在室温附近温度下呈液体状态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子组成。已知:表示阿伏加德罗常数的值。下列关于离子液体的说法错误的是
A. 该物质的熔沸点比氯化钠的高
B. 的空间构型为正四面体形
C. 中含有配位键的数目为
D. 中杂化的原子数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.该物质在室温附近温度下呈液体,一般由有机阳离子和无机阴离子组成,说明离子液体是离子化合物,离子化合物的熔沸点较高,但是,该物质熔沸点低于NaCl,因为NaCl在常温下是固体,A项错误;
B.[AlCl4]-中Al原子为sp3杂化,空间构型为正四面体形,B项正确;
C.[(CH3)3NH][AlCl4]中心原子N和Al各形成一个配位键,1mol该物质中含有配位键数目为2NA,C项正确。
D.[(CH3)3NH][AlCl4]中sp3杂化的原子为C、N、Al,1mol该物质中sp3杂化的原子数目为5NA,D项正确;
故答案为:A。
7. 进行下列有机实验时,操作正确的是
A. 制备乙酸乙酯时,应先加乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入硫酸和冰醋酸,再加入几片碎瓷片,用酒精灯加热
B. 制备硝基苯时,应先加浓硝酸,再加入浓硫酸,冷却至室温后再滴入约苯,最后水浴加热
C. 制取溴苯时,先加入少量铁屑和苯,再慢慢加入溴水
D. 可用溴的四氯化碳溶液洗去乙烷中混有的少量乙烯
【答案】B
【解析】
【详解】A.2mol•L-1硫酸是稀硫酸,制备乙酸乙酯时,应用浓硫酸,故A项错误。
B.制备硝基苯时,向试管中先加入一定量的浓硝酸后再加入浓硫酸,混合时放热,故冷却至室温后再滴入苯,最后水浴加热,控温50~60℃反应,故B项正确。
C.制取溴苯时,先加入少量铁屑和15mL苯,再慢慢加入4mL液溴,故C项错误。
D.乙烷和四氯化碳均为非极性分子,相似相溶,应使用溴水洗去乙烷中混有的少量乙烯,故D项错误;
故本题选B。
8. 下列关于物质的结构或性质及解释都正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
钠与水反应比钙与水反应更剧烈
第一电离能:
B
熔点:干冰
相对分子质量:
C
沸点:
相同条件下,中形成的氢键数目多于HF中的
D
与分子极性相同
二者都是由非极性键构成的分子
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.第一电离能钠小于钙,气态钠原子比气态钙原子更容易失去电子;但是,因为Ca2+形成水合离子时放出的能量(1653 kJ . mol -1)远比 Na+形成水合离子时放出的能量(405 kJ . mol-1)多,所以在水溶液里钙原子比钠原子更容易失去电子,但是钙与水反应生成的氢氧化钙微溶,所以剧烈程度比钠与水反应小,A项错误;
B.SiO2是共价晶体,熔化破坏共价键;干冰是分子晶体,熔化破坏分子间作用力,故SiO2熔点比干冰高,B项错误;
C.1molH2O平均形成2mol氢键,1molHF平均形成1mol氢键,故H2O的沸点高于HF,C项正确;
D.O2是非极性分子,O3是极性分子,D项错误;
本题选C。
9. W、R、X、Y、Z是原子半径依次增大的前两周期主族元素,Y原子基态电子排布中有2个单电子,Z原子基态电子排布中无单电子。W、R、X、Z四种元素可以组成型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形。下列说法正确的是
A. 属于极性分子,属于非极性分子
B. 阴阳离子的VSEPR模型不同
C. X的氢化物沸点一定大于Y的氢化物沸点
D. Y与H、O、Na四种元素组成物质的水溶液一定显碱性
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z是原子半径依次增大的前两周期主族元素,Z原子基态电子排布中无单电子,Z是Be元素。四种元素可以组成型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形,则阳离子为 、阴离子为,所以W是H元素、R是F元素、X是N元素。Y原子基态电子排布中有2个单电子,则Y为C。故W、R、X、Y、Z分别为H、F、N、C、Be元素。A2B型离子化合物为(NH4)2BeF4。
【详解】A.X2W4为N2H4是极性分子,Y2W4为C2H4是非极性分子,故A项正确;
B.(NH4)2BeF4中N、Be均为sp3杂化,阴阳离子的VSEPR模型均为正四面体形,故B项错误;
C.X的氢化物有NH3、N2H4;Y的氢化物为烃,种类多,有的相对分子质量大,沸点高,故C项错误;
D.Y与H、O、Na四种元素组成的物质有多种,NaHC2O4溶液显酸性、NaHCO3溶液显碱性,故D项错误;
故本题选A。
10. 某含的结晶水合物的结构片段如图所示(球与球之间的短线代表单键或双键)。
下列说法错误的是
A. 该结晶水合物的化学式为
B. 和之间的作用力类型为配位键
C. 基态Fe原子价电子的空间运动状态有6种
D. 把该晶体溶于的稀硫酸中,用邻二氮菲()可测定的浓度
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图知,每个上与2和水形成配位键,故该结晶水合物的化学式为,A正确;
B.由图知,与草酸根之间的作用力为离子键,和之间的作用力类型为配位键,B正确;
C.态Fe原子价电子排布式为3d64s2,占据6个轨道,故空间运动状态有6种,C正确;
D.1mol·L-1的稀硫酸中H+浓度过高,当H+浓度高时,邻二氮菲中的N优先与H+形成配位键,导致与Fe2+配位能力减弱,邻二氮菲测定Fe2+浓度的适宜pH范围为2~9,D错误;
故选D
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列说法错误的是
A. 有机物分子中所有碳原子处于同一平面
B. 有机物与氯气光照条件下,生成的二氯取代物有6种
C. 有机物分子中一氯取代物有4种
D. 有机物分子中一定在同一直线上的原子数最多有7个
【答案】AD
【解析】
【详解】A.该分子中所有碳原子都具有甲烷的结构特点,所有碳原子不可能处于同一平面,故A错误;
B.光照条件下,取代甲基上的氢,二氯取代物有6种,故B正确;
C.该分子上下、左右均对称,一氯取代物有4种,故C正确;
D.以碳碳双键为中心,根据乙烯、苯、乙炔、甲烷的结构特点,可以画出如图所示结构。由于碳碳单键可以绕轴自由旋转,炔直线一定在苯平面内,由于苯分子、乙烯分子的键角均为120°,炔直线与所在苯环正六边形对角线上的碳原子共线,因而5个碳原子和炔基上的1个氢原子共线,即5+1=6。故D错误;
本题选AD。
12. 有机物X与Y的异构化反应如图所示,、均为乙基时,下列说法错误的是
A. X、Y中不同杂化方式的碳原子数之比均为或
B. 依据红外光谱可以判断异构化反应是否发生
C. 的异构化产物为
D. X的同分异构体中,含醛基()和氨基()的有12种(不考虑立体异构)
【答案】C
【解析】
【详解】A.X、Y中C原子的杂化方式均为1个sp2、4个sp3,故A项正确;
B.X、Y中官能团不同,可用红外光谱判断异构化反应是否发生,故B项正确;
C.根据题意,的异构化产物应为,故C项错误;
D.R1、R2均为乙基,X的同分异构体中,含醛基(-CHO)和氨基(-NH2),可看成氨基取代C4H9CHO中烃基上的H,C4H9CHO的结构简式为CH3CH2CH2CH2CHO、CH3CH2CH(CH3)CHO、(CH3)2CHCH2CHO、(CH3)3CCHO,烃基上依次有4、4、3、1种H,符合题意的同分异构体共4+4+3+1=12种,故D项正确;
故本题选C。
13. 与、、均可形成以下配离子:蓝色的、深蓝色的、黄色的。其转化关系如图所示:
下列说法错误的是
A. 的键角:大于
B. 溶液I中存在平衡:,和共存使溶液显黄绿色
C. 溶液I加水稀释可呈黄色
D. 上述实验说明,配位能力大于
【答案】AC
【解析】
【分析】氯化铜溶液加入氯化钠固体,氯离子浓度增大,平衡右移,生成浓度,所得溶液通入氨水, 平衡右移,生成;
【详解】A.[Cu(H2O)4]2+中H-O-H的O中只含有一对孤电子对,而水分子中含有两对孤电子对,孤电子对与成键电子对间的排斥力大于成键电子对与成键电子对之间的排斥力,故[Cu(H2O)4]2+中H-O-H的键角大于H2O中H-O-H的键角,故A错误;
B.蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-存在转化:,蓝色的[Cu(H2O)4]2+和黄色的[CuCl4]2-共存使溶液显黄绿色,故B正确;
C.加水稀释使平衡逆向移动,蓝色的[Cu(H2O)4]2+含量增加,溶液显蓝色,故C错误;
D. 向溶液Ⅱ中缓慢通入NH3,发生,使溶液呈现深蓝色,说明配位能力大于,故D正确;
选AC。
14. 氟化镁的一种晶胞具有典型的四方晶系结构(如图所示),已知以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,晶胞中B的原子分数坐标为,晶胞有对称中心。下列说法正确的是
A. 白球表示镁原子
B. 与氟化钙晶胞结构相同
C. C的原子分数坐标为
D. 晶胞中B、C两原子之间的核间距为
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由均摊法可知,晶胞中白球的数目为:,黑球的数目为:,即黑球:白球=1:2,由氟化镁的化学式MgF2可知,白球为氟原子,故A错误;
B.氟化钙晶胞结构为,与氟化镁不同,故B错误;
C.晶胞中B的原子分数坐标为(0.81,0.19,0.5),晶胞含对称中心,可知C的原子分数坐标为(0.19,0.81,0.5),故C正确;
D.由BC原子分数坐标可知:,B、C两原子之间的核间距 ,故D正确;
答案选CD。
15. 氮与锂形成的一种晶体(),是由平面层(如图所示)和非密置层的Li交替排列形成,平面层的Li排列如石墨层中的C,N处于六元环的中心,非密置层的Li位于上下两层的N连线的中点,且连线与平面层垂直。已知平面层Li与Li之间的距离为,平面层之间的距离为,a略小于b且2a大于b。下列说法错误的是
A. 平面层的Li与非密置层的Li的最短距离为
B. 每个N周围等距且紧邻的Li有6个
C. 该晶体化学式为
D. 该晶体的密度为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.由勾股定理可知平面层的 Li与非密置层的 Li的最短距离为,A正确;
B.平面层的6个Li到N的距离均为anm;非密置层的Li到N的距离为nm,a大于,故每个N周围等距且紧邻的Li有2个,B错误;
C.晶胞结构如图:,可知化学式为Li3N,故C正确;
D.晶体密度为,D错误;
答案选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 过渡金属氧化物因具有特殊的电学、磁学性质引起研究者的广泛关注。回答下列问题:
(1)①第一电离能、、由小到大的顺序是_______。Tc是与Mn同一副族的相邻周期元素,与Mn有相似的价电子排布,基态Tc原子的价电子排布式为_______。
②下列O原子电子排布式表示的状态中,能量最低和最高的分别为_______、_______(填标号)
A. B.
C. D.
(2)可形成稳定的八面体配合物,结构如图所示。含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。该配合物中Tc原子参与杂化的原子轨道类型有_______种,该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_______mol。
(3)某化合物X的四方晶胞(晶胞参数,)结构如图所示,r大于。X晶胞中Tc的配位数是_______;A点Sr原子的分数坐标是_______。若阿伏加德罗常数的值为,化合物X的密度_______(用含a、c、的代数式表示)。
【答案】(1) ① I1(Ba)<I1(Sr)<I1(Ca) ②. 4d55s2 ③. A ④. D
(2) ①. 3 ②. 3
(3) ①. 6 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
①Ca、Sr、Ba为元素周期表中第ⅡA族,自上而下,半径逐渐增大,第一电离能I1(Ca)、I1(Sr)、I1(Ba)逐渐减小,所以第一电离能I1(Ca)、I1(Sr)、I1(Ba)顺序为I1(Ba)<I1(Sr)<I1(Ca);Tc是与Mn同一副族的相邻周期元素,与Mn(3d54s2)有相似的价电子排布,基态Tc原子的价电子排布式为4d55s2;
②图中O原子电子排布式表示的状态中,A为基态,故能量最低,B、C、D均为激发态,D中是2s、2p上的两个电子跃迁到3s上,能量最高,故选AD;
【小问2详解】
由图可知:Tc原子配位数为6,需要的杂化s、p、d三种类型的轨道;根据题目信息1mol该物质中通过螯合作用形成的配位键为3mol;
【小问3详解】
由图可知,X晶胞中Tc的配位数是6;A点原子的分数坐标为 ;根据均摊法,晶胞中共有Tc原子4个,Sr原子4个,每个Tc周围有6个O原子,每个O原子连有2个Tc,故Tc与O个数比为1:3,即每个晶胞有12个O,=。
17. 有机物与生活、生产联系非常密切。回答下列问题:
(1)某烃结构用键线式表示为,该烃与按物质的量之比为加成时,所得产物有_______种(不考虑立体异构)。
(2)某气态烃能与加成,所得的加成产物又能与反应,最后得到一种只含C、Cl两种元素的化合物,则该气态烃为_______(填标号)。
A. 丙烯 B. 1-丁炔 C. 丁烯 D. 2-甲基-1,3-丁二烯
(3)有8种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④聚1,3-丁二烯;⑤2-丁炔;⑥环己烷;⑦邻二甲苯;⑧环己烯。其中既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色的有_____(填序号)。
(4)分子式为的有机物中,含有手性碳原子的同分异构体有_______种。
(5)某烃的分子式为,该烃在催化剂作用下可以吸收;用热的酸性溶液氧化,得到丁酮()、琥珀酸()和丙酮()三者的混合物。写出该烃的结构简式:_______,其系统命名为_______。
(6)与发生1,4—加成反应,该生成物的链状结构的同分异构体有_______种(考虑立体异构);能发生加成聚合反应,写出一种聚合产物的顺式结构_______。
【答案】(1)5 (2)B
(3)④⑤⑧ (4)5
(5) ①. ②. 2,7-二甲基-2,6-壬二烯
(6) ①. 10 ②.
【解析】
【小问1详解】
该烃与按物质的量之比为加成时,1,2-加成产物包括三种:,,;1,4-加成产物有两种:,;共5种产物。
【小问2详解】
A.丙烯只能与加成,故A不选;
B.1-丁炔能与加成,所得的加成产物又能与取代反应,得到只含C、Cl两种元素的化合物,故B正确;
C.丁烯只能与加成,故C不选;
D.2-甲基-1,3-丁二烯能与加成,所得的加成产物又能与取代反应生成只含C、Cl两种元素的化合物,故D不选;
答案选B。
【小问3详解】
既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色的物质为:④聚1,3-丁二烯;⑤2-丁炔;⑧环己烯。
【小问4详解】
分子式为的有机物中,含有手性碳原子的同分异构体包括:,,共5种。
【小问5详解】
烃的分子式为,该烃在催化剂作用下可以吸收,说明含有两个不饱和度;用热的酸性溶液氧化,得到丁酮、琥珀酸和丙酮三者的混合物,则符合的结构为:,其系统命名为为2,7-二甲基-2,6-壬二烯。
【小问6详解】
与发生1,4-加成反应,产物为:,其为链状结构的同分异构体包括:,;其中存在手性异构,、存在顺反异构,同分异构体共10种。
能发生加成聚合反应,1,4-加聚的聚合产物为顺式结构:。
18. 硼烷—四氢呋喃()是一种硼氢化和还原性的试剂,易溶于四氢呋喃(),与水剧烈反应放出氢气,工业上常用于有机物中某些官能团的硼氢化和还原化。请回答下列问题:
(1)硼烷—四氢呋喃中组成元素的电负性由大到小的顺序为_______,同周期元素中,基态原子的第一电离能大于B的元素有_______种。
(2)先将和溶于二乙二醇二甲醚()中,充分溶解,再加入四氢呋喃,反应,经分离提纯即得较纯净的硼烷—四氢呋喃,同时还会生成。
①写出制备硼烷—四氢呋喃的化学方程式_______;
②标出中的配位键_____(用“”表示);和中B的杂化方式分别为______;
③二乙二醇二甲醚可由乙二醇()和甲醇()制得,乙二醇沸点高于甲醇的原因是_______。
(3)硼氢化钠在室温下是型的立方晶体(如图甲所示),下转变为四方晶体(如图乙所示)。
①硼氢化钠型立方晶体中,离最近的有_______个;
②硼氢化钠的四方晶体中,的配位数为_______,晶胞中A、B间距离_______nm。
【答案】(1) ①. O>C>H>B ②. 6
(2) ①. ②. ③. sp3、sp2 ④. 相同条件下,乙二醇形成分子间氢键数目多于甲醇的,且乙二醇的分子量大于甲醇的,因此沸点高于甲醇的
(3) ①. 12 ②. 8 ③.
【解析】
【小问1详解】
①硼烷-四氢呋喃组成元素有H、B、C、O,因此电负性由大到小的顺序为O>C>H>B,故答案为:硼烷-四氢呋喃组成元素有H、B、C、O,因此电负性由大到小的顺序为O>C>H>B,故答案为:O>C>H>B;
②第二周期元素的第一电离能从小到大的顺序为Li、B、Be、C、O、N、F、Ne,因此第一电离能大于B的有6种,故答案为:6;
【小问2详解】
①根据描述可知,NaBH4和BF3与四氢呋喃发生反应,生成硼烷-四氢呋喃和NaF,故方程式为:,故答案为:。
②标出中的配位键,B提供空轨道,N提供孤电子对,因此表示为,故答案为:;
③NaBH4和BF3中B的杂化方式分别为sp3、sp2,故答案为:sp3、sp2;
④乙二醇中含有两个羟基,均能形成氢键,而甲醇中含有一个羟基,形成氢键相比乙二醇要少,同时乙二醇的分子量大于甲醇的,因此乙二醇沸点高于甲醇的原因是:相同条件下,乙二醇形成分子间氢键数目多于甲醇的,且乙二醇的分子量大于甲醇的,故答案为:相同条件下,乙二醇形成分子间氢键数目多于甲醇的,且乙二醇的分子量大于甲醇的,因此沸点高于甲醇的;
【小问3详解】
①硼氢化钠的α型立方晶体中,离最近的,可以看晶胞中体心的黑球周围最近的黑球,也就是12个棱的棱心处,故答案为:12;
②硼氢化钠的四方晶体中,周围邻近的Na+有8个,因此的配位数为8,故答案为:8;
③若A点的坐标为(0,0,0),引入这样的坐标系,则B点的坐标为(),根据两点间距离公式计算得,故答案为:。
19. 锰及其化合物在化学实验室和化工生产应用非常广泛,回答下列问题:
(1)乙酰丙酮锰(III)是一种广泛用于苯酚类化合物氧化偶联的试剂,Me表示,中心离子为离子,其结构如图所示。
基态锰原子电子填充最高能层符号为_______,该物质中不同杂化方式的碳原子数之比为_______,中心离子填充在_______空隙中(填“四面体”或“八面体”)。
(2)从原子结构角度分析,基态原子中,Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能的原因是_______。
(3)能形成如图所示大π键,而羧基酸性随大π键电子云密度的增大而减弱,则、、酸性从强到弱顺序是_______。的顺式结构为_______分子(填“极性”、“非极性”)。
(4)Mn(II)位于围成的八面体空隙中,形成无限螺旋链的络离子,同一条链内原子作用很强,其形成晶胞结构沿对角线的投影如图a所示,晶胞俯视图如图b所示,晶胞参数为、和,则该晶胞所带电荷为_______。阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为_______(用含、a、c的式子表示)。
【答案】(1) ①. N ②. 3:2或2:3 ③. 八面体
(2)Mn的第三电离能破坏是3d5的半充满的稳定结构,Fe的第三电离能破坏是3d6的,因此前者高
(3) ①. CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH ②. 极性
(4) ①. -6 ②.
【解析】
【小问1详解】
基态Mn原子的电子排布式为[Ar]3d54s2,基态锰原子电子填充的最高能层为第四层,故符号为N;Me表示-CH3,碳为sp3杂化,其余碳原子均形成双键,为sp2杂化,因此不同杂化方式的碳原子数之比为3:2或2:3,中心离子为Mn3+周围有6个氧原子,故填充的八面体的空隙;
【小问2详解】
Mn2+的价电子排布式为3d5,Fe2+的价电子排布式为3d6,从原子结构角度分析,Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能的原因为:Mn的第三电离能破坏是3d5的半充满的稳定结构,Fe的第三电离能破坏是3d6的,因此前者高;
【小问3详解】
羧基酸性随大π键电子云密度的增大而减弱,CF3COOH、CCl3COOH中F的电负性大于Cl的,-CF3具有较强的吸电效应,降低了羧基的电子云,增强酸性,甲基是推电子基团,增大羧基电子云密度,减弱酸性,CH3COOH、CF3COOH、CCl3COOH酸性从强到弱顺序为:CF3COOH>CCl3COOH>CH3COOH;CH3CH=CHCH3的顺式结构为,很明显正负电荷中心不重合,属于极性分子;
【小问4详解】
根据投影图可以看出,每个Mn2+周围有6个氯离子,两个Mn2+共用一个氯离子,因此Mn:Cl=1:3,表示为,Mn2+位于六方晶胞的12个顶点、6个棱心、2个面心、1个体心,晶胞中含有6个Mn2+,即含有6个,该晶胞所带电荷为-6,该晶体的体积为nm3,则密度为。
20. 缺陷工程是提高SIBs性能的一种重要手段,由于缺陷的种类多样性和可插入或提取原子的极高选择性,研究人员可以在微观层面精准操控晶体结构,从而实现所需的性能优化。硒(Se)铜材料内部引入铟(In),显著提高了材料对于的存储能力。回答下列问题:
(1)In的原子序数为49号,基态1n的价电子的自旋量子数之和为_______,其位于元素周期表的_______区。
(2)某磁性材料载体的结构如图所示,该载体中含有的官能团有_______种,含氧官能团的名称为_______。
(3)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式如图所示,邻氨基吡啶的铜配合物中的配位数是_______。物质中含的大π键,可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则邻氨基吡啶()中环外的N原子与环可形成整体的大π键,则所含大π键可表示为_______,有机物的名称为_______(用系统命名法),其含有的大π键,则可能共平面的原子数最多有_______个。
(4)某硒(Se)铜材料中掺杂In后,晶胞发生的变化如图所示,图a、图c为立方晶胞,图b为四方晶胞,晶胞内未标出因掺杂而产生的0价Cu原子。
①写出第一步掺杂In的过程反应化学方程式为_______。
②图c的晶胞中In的化合价为+1和+3,则两种价态的In原子个数比为_______。
【答案】(1) ①. +1/2或-1/2 ②. p
(2) ①. 2 ②. 酮羰基
(3) ① 4 ②. ③. 2-甲基-1-苯基-1-丙烯或1-苯基-2-甲基-1-丙烯 ④. 18
(4) ①. 2Cu2Se+In=CuInSe2+3Cu ②. 1:1
【解析】
【小问1详解】
In的原子序数为49号,位于元素周期表的ⅢA族,因此基态In的价电子的自旋量子数之和为+1/2或-1/2;位于元素周期表的p区,答案:+1/2或-1/2、p;
【小问2详解】
根据图a可以判断出含有官能团有酰胺基和酮羰基,故有两种,名称为酮羰基、酰胺基,含氧官能团为酮羰基,答案:2、酮羰基;
【小问3详解】
根据图b可以发现铜离子周围邻近的原子有两个N和两个O,因此配位数为4;结构中环中的N原子提供单电子参与大π键,环外的N原子提供孤电子对参与形成大π键,因此表示为;的命名时,含有碳碳双键最长的碳链作为主链,同时将苯环作为取代基,故名称为2-甲基-1-苯基-1-丙烯或1-苯基-2-甲基-1-丙烯;苯环确定一个平面,碳碳双键也确定一个平面,当两个平面重合时共面原子数最多,同时甲基还会提供一个氢原子参与共面,故可能共面最多有18个,答案:4、、18;
【小问4详解】
根据图a可知,Se位于8个顶点和6个面心,晶胞含有4个Se,Cu位于晶胞的12个棱、5个内部,共有8个Cu,化学式为Cu2Se,晶胞图b中Cu位于8个顶点、4个面心和1个体心,共有4个,Se位于内部,共有8个,In位于4个棱、6个面,共有4个,故化学式为CuInSe2,图c中Se位于晶胞的8个顶点、6个面心,共有4个,In为内部,也有4个,化学式为In2Se2。①写出第一步掺杂In的过程反应化学方程式为2Cu2Se+In=CuInSe2+3Cu;②图c的晶胞中In的化合价为+1和+3,根据化合价代数和为0,可知两个In带4个正电荷,故两种价态的In原子个数比为1:1,答案:2Cu2Se+In=CuInSe2+3Cu 、1:1。
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2023—2024学年高二年级下学期期中检测
化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分,满分为100分,考试用时90分钟。
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
2.选择题答案必须使用2B铅笔(按填涂样例)正确填涂;非选择题答案必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。
3.请按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠、不破损。
可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 Na23 Si28 S32 Cl35.5 Mn55 Sr88 Tc98
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列有关分析仪器的说法错误的是
A. 可以用质谱法区分某一元素两种同位素
B. X射线衍射可以区分某有机物和它的对映异构体
C 用元素分析仪可以区分正丁烷和异丁烷
D. 可以利用紫外和可见光谱判断有机化合物分子中共轭程度的大小
2. 下列化学用语正确是
A. 三氧化硫的空间填充模型:
B. 和中,前者沸点较高
C. 对硝基甲苯的结构简式:
D. 和之间最强烈的氢键作用:
3. 将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质。下列物质中,一定属于顺磁性物质的是
A. B. C. D.
4. 下列说法错误的是
A. 含有键
B. 中含有σ键、π键、离子键
C. 的空间结构为直线形,中心原子的杂化方式为sp
D. M层全充满且N层为的基态原子的电子排布式为
5. 下列说法正确的是
A. 分子中含有两种键角
B. 、中键角:大于
C. 石墨晶体层与层之间为范德华力小于金刚石晶体内碳碳键的键能,故石墨熔点比金刚石低
D. 蒸馏和的混合物,首先被蒸出的是
6. 离子液体是在室温附近温度下呈液体状态的盐类物质,一般由有机阳离子和无机阴离子组成。已知:表示阿伏加德罗常数的值。下列关于离子液体的说法错误的是
A. 该物质的熔沸点比氯化钠的高
B. 的空间构型为正四面体形
C. 中含有配位键的数目为
D. 中杂化的原子数目为
7. 进行下列有机实验时,操作正确的是
A. 制备乙酸乙酯时,应先加乙醇,然后边振荡试管边慢慢加入硫酸和冰醋酸,再加入几片碎瓷片,用酒精灯加热
B. 制备硝基苯时,应先加浓硝酸,再加入浓硫酸,冷却至室温后再滴入约苯,最后水浴加热
C. 制取溴苯时,先加入少量铁屑和苯,再慢慢加入溴水
D. 可用溴的四氯化碳溶液洗去乙烷中混有的少量乙烯
8. 下列关于物质的结构或性质及解释都正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
钠与水反应比钙与水反应更剧烈
第一电离能:
B
熔点:干冰
相对分子质量:
C
沸点:
相同条件下,中形成的氢键数目多于HF中的
D
与分子极性相同
二者都是由非极性键构成的分子
A. A B. B C. C D. D
9. W、R、X、Y、Z是原子半径依次增大的前两周期主族元素,Y原子基态电子排布中有2个单电子,Z原子基态电子排布中无单电子。W、R、X、Z四种元素可以组成型离子化合物,阴阳离子皆由两种元素组成,且均为正四面体形。下列说法正确的是
A 属于极性分子,属于非极性分子
B. 阴阳离子的VSEPR模型不同
C. X的氢化物沸点一定大于Y的氢化物沸点
D. Y与H、O、Na四种元素组成物质的水溶液一定显碱性
10. 某含的结晶水合物的结构片段如图所示(球与球之间的短线代表单键或双键)。
下列说法错误的是
A. 该结晶水合物的化学式为
B. 和之间的作用力类型为配位键
C. 基态Fe原子价电子的空间运动状态有6种
D. 把该晶体溶于的稀硫酸中,用邻二氮菲()可测定的浓度
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列说法错误的是
A. 有机物分子中所有碳原子处于同一平面
B. 有机物与氯气光照条件下,生成的二氯取代物有6种
C. 有机物分子中一氯取代物有4种
D. 有机物分子中一定在同一直线上的原子数最多有7个
12. 有机物X与Y的异构化反应如图所示,、均为乙基时,下列说法错误的是
A. X、Y中不同杂化方式的碳原子数之比均为或
B. 依据红外光谱可以判断异构化反应是否发生
C. 的异构化产物为
D. X的同分异构体中,含醛基()和氨基()的有12种(不考虑立体异构)
13. 与、、均可形成以下配离子:蓝色的、深蓝色的、黄色的。其转化关系如图所示:
下列说法错误的是
A. 的键角:大于
B. 溶液I中存在平衡:,和共存使溶液显黄绿色
C. 溶液I加水稀释可呈黄色
D. 上述实验说明,配位能力大于
14. 氟化镁的一种晶胞具有典型的四方晶系结构(如图所示),已知以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标,晶胞中B的原子分数坐标为,晶胞有对称中心。下列说法正确的是
A. 白球表示镁原子
B. 与氟化钙晶胞结构相同
C. C的原子分数坐标为
D. 晶胞中B、C两原子之间的核间距为
15. 氮与锂形成的一种晶体(),是由平面层(如图所示)和非密置层的Li交替排列形成,平面层的Li排列如石墨层中的C,N处于六元环的中心,非密置层的Li位于上下两层的N连线的中点,且连线与平面层垂直。已知平面层Li与Li之间的距离为,平面层之间的距离为,a略小于b且2a大于b。下列说法错误的是
A. 平面层的Li与非密置层的Li的最短距离为
B. 每个N周围等距且紧邻的Li有6个
C. 该晶体化学式为
D. 该晶体的密度为
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 过渡金属氧化物因具有特殊的电学、磁学性质引起研究者的广泛关注。回答下列问题:
(1)①第一电离能、、由小到大的顺序是_______。Tc是与Mn同一副族的相邻周期元素,与Mn有相似的价电子排布,基态Tc原子的价电子排布式为_______。
②下列O原子电子排布式表示的状态中,能量最低和最高的分别为_______、_______(填标号)
A. B.
C. D.
(2)可形成稳定的八面体配合物,结构如图所示。含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。该配合物中Tc原子参与杂化的原子轨道类型有_______种,该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_______mol。
(3)某化合物X的四方晶胞(晶胞参数,)结构如图所示,r大于。X晶胞中Tc的配位数是_______;A点Sr原子的分数坐标是_______。若阿伏加德罗常数的值为,化合物X的密度_______(用含a、c、的代数式表示)。
17. 有机物与生活、生产联系非常密切。回答下列问题:
(1)某烃结构用键线式表示为,该烃与按物质的量之比为加成时,所得产物有_______种(不考虑立体异构)。
(2)某气态烃能与加成,所得的加成产物又能与反应,最后得到一种只含C、Cl两种元素的化合物,则该气态烃为_______(填标号)。
A. 丙烯 B. 1-丁炔 C. 丁烯 D. 2-甲基-1,3-丁二烯
(3)有8种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④聚1,3-丁二烯;⑤2-丁炔;⑥环己烷;⑦邻二甲苯;⑧环己烯。其中既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能使溴的四氯化碳溶液褪色的有_____(填序号)。
(4)分子式为的有机物中,含有手性碳原子的同分异构体有_______种。
(5)某烃的分子式为,该烃在催化剂作用下可以吸收;用热的酸性溶液氧化,得到丁酮()、琥珀酸()和丙酮()三者的混合物。写出该烃的结构简式:_______,其系统命名为_______。
(6)与发生1,4—加成反应,该生成物的链状结构的同分异构体有_______种(考虑立体异构);能发生加成聚合反应,写出一种聚合产物的顺式结构_______。
18. 硼烷—四氢呋喃()是一种硼氢化和还原性的试剂,易溶于四氢呋喃(),与水剧烈反应放出氢气,工业上常用于有机物中某些官能团的硼氢化和还原化。请回答下列问题:
(1)硼烷—四氢呋喃中组成元素的电负性由大到小的顺序为_______,同周期元素中,基态原子的第一电离能大于B的元素有_______种。
(2)先将和溶于二乙二醇二甲醚()中,充分溶解,再加入四氢呋喃,反应,经分离提纯即得较纯净的硼烷—四氢呋喃,同时还会生成。
①写出制备硼烷—四氢呋喃的化学方程式_______;
②标出中的配位键_____(用“”表示);和中B的杂化方式分别为______;
③二乙二醇二甲醚可由乙二醇()和甲醇()制得,乙二醇沸点高于甲醇的原因是_______。
(3)硼氢化钠在室温下是型的立方晶体(如图甲所示),下转变为四方晶体(如图乙所示)。
①硼氢化钠的型立方晶体中,离最近的有_______个;
②硼氢化钠的四方晶体中,的配位数为_______,晶胞中A、B间距离_______nm。
19. 锰及其化合物在化学实验室和化工生产应用非常广泛,回答下列问题:
(1)乙酰丙酮锰(III)是一种广泛用于苯酚类化合物氧化偶联的试剂,Me表示,中心离子为离子,其结构如图所示。
基态锰原子电子填充的最高能层符号为_______,该物质中不同杂化方式的碳原子数之比为_______,中心离子填充在_______空隙中(填“四面体”或“八面体”)。
(2)从原子结构角度分析,基态原子中,Mn的第三电离能大于Fe的第三电离能的原因是_______。
(3)能形成如图所示大π键,而羧基酸性随大π键电子云密度的增大而减弱,则、、酸性从强到弱顺序是_______。的顺式结构为_______分子(填“极性”、“非极性”)。
(4)Mn(II)位于围成的八面体空隙中,形成无限螺旋链的络离子,同一条链内原子作用很强,其形成晶胞结构沿对角线的投影如图a所示,晶胞俯视图如图b所示,晶胞参数为、和,则该晶胞所带电荷为_______。阿伏加德罗常数的值为,该晶体的密度为_______(用含、a、c的式子表示)。
20. 缺陷工程是提高SIBs性能的一种重要手段,由于缺陷的种类多样性和可插入或提取原子的极高选择性,研究人员可以在微观层面精准操控晶体结构,从而实现所需的性能优化。硒(Se)铜材料内部引入铟(In),显著提高了材料对于的存储能力。回答下列问题:
(1)In原子序数为49号,基态1n的价电子的自旋量子数之和为_______,其位于元素周期表的_______区。
(2)某磁性材料载体的结构如图所示,该载体中含有的官能团有_______种,含氧官能团的名称为_______。
(3)邻氨基吡啶的铜配合物在有机不对称合成中起催化诱导效应,其结构简式如图所示,邻氨基吡啶的铜配合物中的配位数是_______。物质中含的大π键,可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为),则邻氨基吡啶()中环外的N原子与环可形成整体的大π键,则所含大π键可表示为_______,有机物的名称为_______(用系统命名法),其含有的大π键,则可能共平面的原子数最多有_______个。
(4)某硒(Se)铜材料中掺杂In后,晶胞发生的变化如图所示,图a、图c为立方晶胞,图b为四方晶胞,晶胞内未标出因掺杂而产生的0价Cu原子。
①写出第一步掺杂In的过程反应化学方程式为_______。
②图c的晶胞中In的化合价为+1和+3,则两种价态的In原子个数比为_______。
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