内容正文:
福建省泉州市永春第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试
化学试题
考试时间75分钟,试卷总分100分
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 F19 Mg24 P31 S32 Cl35.5 K39 Ca40 Fe56 Cu64 Se79 Ag108
一、选择题(本题共18小题,1-10小题每题2分,11-18小题每题3分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)。
1. 我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”。《易经》记载:“泽中有火”“上火下泽”。“泽”,指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是
A. “气”“火”在水中都能形成分子间氢键
B. “气”沸点低于“火”
C. “气”“火”分子的空间结构都是正四面体形
D. 每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 空间填充模型:
C. 3,4-二甲基-1,3-戊二烯的键线式:
D. 的VSEPR模型:
3. 下列有机物分类正确的是
A. 芳香族化合物 B. 羧酸
C. 醛 D. 酚
4. 某有机物A的分子式为C4H10O,其红外光谱如图所示,则A的结构简式为
A. B.
C. D.
5. 是检验的特效试剂,可用作食盐中的抗结剂。下列说法正确的是
A. 和互为同分异构体
B. 基态与中未成对电子的个数之比为4∶5
C. 基态N原子中,电子占据的最高能层符号为2p
D. 的电子式为
6. 进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是
A. B.
C. D.
7. SiH4的分子结构与CH4类似,对SiH4作出如下推测,其中不正确的是
A. SiH4晶体是分子晶体 B. SiH4的热稳定性比CH4弱
C. SiH4是由极性键形成的非极性分子 D. SiH4的沸点低于CH4
8. 设为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 14g乙烯和环丙烷的混合物中含C-H键数目为
B. 标准状况下,2.24L己烷完全燃烧后,所生成的分子数为
C. 1mol甲基()所含的电子总数为
D. 78g苯中含有的碳碳单键的数目为
9. 某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是
A. B. C. 2:9:4 D.
10. 下列变化需克服相同类型作用力的是
A. 溴的气化和加热分解 B. 和水晶的熔化
C. 氯化氢和氯化钾的溶解 D. 碘和干冰的升华
11. X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素,X元素的一种单质是自然界最硬的非金属单质,Y元素的最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物反应可生成一种盐,Z元素的一种氧化物常用作红色油漆和涂料。X、Y、Z形成的一种离子(如图所示)对应的钾盐被用来鉴别。下列有关说法错误的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 最高价氧化物对应水化物的酸性:
C. 图示离子中X、Y、Z元素均满足8电子稳定结构
D. Z的一种含氧酸钾盐具有强氧化性,可用于净水和消毒杀菌
12. 2022年诺贝尔化学奖授予了三位研究点击化学的科学家。Cu+催化的叠氮化物-炔烃环加成和催化剂CuCl的晶体结构如图所示。下列说法正确的是
A. 晶胞结构中,Cu+的配位数为8
B. 基态Cu的价层电子排布式为3d94s2
C. 叠氮化物-炔烃环加成反应只有σ键的断裂与形成
D. 若晶体的密度为dg/cm3,则晶胞参数
13. 某有机物的键线式为,有关该物质叙述正确的是
A. 该分子最多有7个碳原子共面,最多4个碳原子共线
B. 1 mol该物质与充分发生加成反应,能消耗2 mol
C. 该物质一氯取代产物种类有6种
D. 该物质与互为同分异构体
14. 实验室可用萤石(CaF2)与浓硫酸制取HF,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应:,CaF2的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为apm。下列说法不正确的是
A. 氢化物的稳定性:HF>H2O>SiH4
B. SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同
C. CaF2的晶体密度为(NA为阿伏伽德罗常数的值)
D. CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为
15. 一种合成药物结构如图,下列有关说法不正确的是
A. 分子中碳原子有2种杂化类型
B. 组成元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H
C. 该分子中有手性碳因而分子具有旋光性
D. 分子中所有氮原子上都有1对孤电子对
16. 某烷烃一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有两种,这种烷烃的名称是
A. 正壬烷 B. 2,6-二甲基庚烷
C. 2,2,4,4-四甲基戊烷 D. 2,3,4-三甲基己烷
17. 如图为某烃的键线式结构,下列说法错误的是
A. 该烃与环己二烯相差5个“CH2”基团
B. 一定条件下,能发生加聚反应
C. 苯环上只有一个取代基的同分异构体共有8种
D. 该烃和Br2按物质的量之比1:1加成时,所得产物共有5种
18. 晶体中,围成正四面体空隙(1、3、6、7号氧围成)和正八面体空隙3、6、7、8、9、12号氧围成),中有一半的填充在正四面体空隙中,和另一半填充在正八面体空隙中,下列有关说法错误的是
A. 若1、3、6、7号氧围成的正四面体空隙填充有,则8、9、12、14号氧围成的正四面体空隙也填充有
B. 晶体中正四面体空隙数与正八面体空隙数之比为
C. 若1、3、6、7号氧围成的正四面体空隙填充有,设立方体的棱长为1,11号坐标为则该的坐标为
D. 若立方体棱长为,则晶体密度计算式为
二、非选择题(本大题共5道题,共56分)
19. 按要求回答下列问题:
(1)烷烃A在同温、同压下蒸汽的密度是H2的36倍,其分子式为___________。
(2)立方烷的六氯代物有___________种。
(3)中含有的官能团名称为___________。
(4)其系统命名法名称应为___________。
(5)硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成:其中•表示氧原子,中心◯表示硅原子,其俯视图为。
①晶胞可理解成将金刚石晶胞(如图1所示)中的C原子置换成Si原子,然后在之间插入O原子而形成。
推测晶胞中含有___________个O原子。
②蒙脱石散中的“()”是一种大片层状的多硅酸根,其可能结构如图2所示,则___________。
20. 硒是人体不可缺少的微量元素,铈是稀土元素中丰度最大的元素,它们的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)“依布硒”是一种有机硒化物,具有良好的抗炎活性,其结构简式如图1所示。“依布硒”中Se原子的杂化类型为___________,元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)与具有相似的结构,室温时,是一种气体。沸点高低:___________(填“>”或“<”或“=”),原因是___________。
(3)二硫键和二硒键是重要的光响应动态共价键,其光响应原理如下图所示。已知光的波长与其能量成反比,则图中实现光响应的波长:___________(填“>”或“<”或“=”)。
(4)二氧化铈()氧载体具有良好的储氧放氧能力,可用于甲烷化学链重整,其原理如下图所示。
中x=___________,和个数比为___________。
21. 在光照条件下与反应,可得到各种氯代甲烷。取一支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气,并置于光亮处(如图)。回答下列问题:
(1)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 反应过程中试管内黄绿色逐渐变浅,试管壁上有油珠产生
B. 将该装置放在黑暗处,与也能反应
C. 该实验可得到五种产物
D. 和完全反应后试管内液面上升,液体充满试管
(2)写出生成的化学方程式为___________,该反应类型为___________。
(3)氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如、)反应,包括以下几步:
Ⅰ.链引发
Ⅱ.链传递…
Ⅲ.链终止…
①写出由生成过程中链传递的方程式:、___________。
②已知:25℃、101kPa时,中键和HCl中键的键能分别是4439 kJ⋅mol-1和431 kJ⋅mol-1。则反应完全反应___________(填“放出”或“吸收”)热量。
(4)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。
分析上图可知,中键能比中键能___________(填“大”或“小”)。
22. 硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知:硼镁矿主要成分为,硼砂的化学式为。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如下。请回答下列有关问题:
已知:在20℃、40℃、60℃、100℃时溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。
(1)B原子的电子排布式为___________。
(2)硼砂溶于热水后,常用调pH至2~3,紧接着再采用“热过滤”、冷却结晶获得硼酸晶体。“热过滤”的目的是___________。
(3)X为晶体加热脱水的产物,其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为___________。
(4)已知硼酸()是一种片层状结构的白色晶体,层内的分子通过氢键(如图,用虚线表示)相连。硼酸在冷水中溶解度很小,但在热水中较大,原因是___________。
已知硼酸在水中电离产生的过程为,下列有关硼酸及其相关化合物的说法正确的是___________(填标号)。
A.硼酸的电离过程中有配位键形成 B.硼酸为三元酸
C.的水溶液呈碱性 D.硼酸和中的键角相同
(5)Fe-Mg合金是储氢密度很高的材料之一,其晶胞结构如图所示。若该晶体储氢时,分子在晶胞的体心和棱的中心位置。
①该Fe-Mg合金中,每个Fe原子周围与它最近且相等距离的Mg原子有___________个。
②要储存1 kg,至少需要___________kg Fe-Mg合金。
23. 烯烃中含有不饱和键,易发生氧化反应、加成反应和加聚反应等。
已知:
i.
ii.RCH=CHR'RCHO+ R'CHO(R、R'代表烃基或氢)
iii.
(1)CH2=CH-CH=CH2中官能团是___________。
(2)顺式聚合物P的结构式是___________。
(3)A的相对分子质量为108。
①反应II化学方程式是___________。
②C分子的空间结构为___________。
(4)A的某些同分异构体在相同反应条件下也能生成B和C,写出这些同分异构体的结构简式___________。
(5)某烯烃分子式为C8H14,被酸性KMnO4氧化后的产物为:,CH3COOH。写出该烯烃的结构简式___________。
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福建省泉州市永春第一中学2023-2024学年高二下学期4月期中考试
化学试题
考试时间75分钟,试卷总分100分
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 F19 Mg24 P31 S32 Cl35.5 K39 Ca40 Fe56 Cu64 Se79 Ag108
一、选择题(本题共18小题,1-10小题每题2分,11-18小题每题3分,共44分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)。
1. 我国传统文化包含丰富的化学知识。苏轼的《格物粗谈》中记载:“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味”。《易经》记载:“泽中有火”“上火下泽”。“泽”,指湖泊池沼。下列关于“气”和“火”的说法正确的是
A. “气”“火”在水中都能形成分子间氢键
B. “气”的沸点低于“火”
C. “气”“火”分子的空间结构都是正四面体形
D. 每个“气”“火”分子中σ键数目之比为5∶4
【答案】D
【解析】
【分析】乙烯具有催熟作用,“气”是指乙烯,湖泊池沼中腐烂的植物发酵会产生甲烷,甲烷能燃烧,所以“火”是指甲烷气体。
【详解】A.氢原子与电负性大的原子X以共价键结合,若与电负性大、半径小的原子Y(O、F、N等)接近,在X与Y之间以氢为媒介,生成形式的一种特殊的分子间或分子内相互作用,称为氢键,因此乙烯和甲烷不能形成分子间氢键,A错误;
B.乙烯的相对分子质量大于甲烷,范德华力大,所以熔沸点高,则乙烯的沸点高于甲烷,故B错误;
C.乙烯含碳碳双键,分子的空间结构为平面结构,故C错误;
D.乙烯结构简式为CH2=CH2,单键由1个键形成,双键由1个键和1个π键形成,每个乙烯分子中含键数目为5,甲烷结构简式为CH4,每个甲烷分子中含键数目为4,则数目之比为5∶4,故D正确;
故选:D。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 基态的价电子轨道表示式:
B. 的空间填充模型:
C. 3,4-二甲基-1,3-戊二烯的键线式:
D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.基态的价电子排布式为3d6,价电子轨道表示式:,故A错误;
B.中C原子杂化方式为sp,为直线形,由于Cl原子半径大于C原子,故B错误;
C.3,4-二甲基-1,3-戊二烯的键线式:,故C正确;
D.的价层电子对数为2+=3,含有1个孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,故D错误;
故选C。
3. 下列有机物分类正确的是
A. 芳香族化合物 B. 羧酸
C. 醛 D. 酚
【答案】B
【解析】
【详解】A.中无苯环,不是芳香族化合物,属于脂肪醇类,A错误;
B.中含有羧基,属于羧酸,B正确;
C.中含有羧基,不属于醛类物质,C错误;
D.中羟基为醇羟基,不是酚羟基,D错误;
答案选B。
4. 某有机物A的分子式为C4H10O,其红外光谱如图所示,则A的结构简式为
A. B.
C D.
【答案】A
【解析】
【分析】该分子式C4H10O,红外光谱显示存在对称的甲基(-CH3),对称的亚甲基(-CH2)和醚键,可得出分子的结构CH3CH2OCH2CH3。
【详解】A.CH3CH2OCH2CH3分子式C4H10O,存在对称的甲基(-CH3),对称的亚甲基(-CH2)和醚键,可得出分子的结构CH3CH2OCH2CH3,A符合题意;
B.分子式C4H10O,两个亚甲基(-CH2-)不对称,没有对称的亚甲基(-CH2-),B不合题意;
C.分子式C4H10O,三个亚甲基(-CH2-)不对称,一个甲基,且不含醚键,C不合题意;
D.分子式C4H10O,没有亚甲基(-CH2-),有3个甲基(-CH3),D错误;
故答案为:A。
5. 是检验的特效试剂,可用作食盐中的抗结剂。下列说法正确的是
A. 和互为同分异构体
B. 基态与中未成对电子的个数之比为4∶5
C. 基态N原子中,电子占据的最高能层符号为2p
D. 的电子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.和化学式不同,不互为同分异构体,A错误;
B.基态价层电子排布:,基态价层电子排布:,未成对电子的个数之比为4∶5,B正确;
C.基态N原子核外电子排布:,电子占据的最高能层符号为L,C错误;
D.为离子化合物,电子式:,D错误;
答案选B。
6. 进行一氯取代反应后,只能生成三种沸点不同的产物的烷烃是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】某烷烃发生氯代反应后,只能生成三种沸点不同的一氯代产物,则说明该有机物的一氯代物有3种;根据等效氢原子来判断各烷烃中氢原子的种类,有几种类型的氢原子就有几种一氯代物,据此进行解答。
【详解】A.中有5种位置不同的氢,所以其一氯代物有5种,能生成5种沸点不同的产物,故A不选;
B.中有4种位置不同的氢,所以其一氯代物有4种,能生成4种沸点不同的产物,故B不选;
C.含有2种等效氢,所以能生成2种沸点不同的有机物,故C不选;
D.中有3种位置不同的氢,所以其一氯代物有3种,能生成3种沸点不同的产物,故D选;
故选D。
7. SiH4的分子结构与CH4类似,对SiH4作出如下推测,其中不正确的是
A. SiH4晶体是分子晶体 B. SiH4的热稳定性比CH4弱
C. SiH4是由极性键形成的非极性分子 D. SiH4的沸点低于CH4
【答案】D
【解析】
【详解】A.SiH4存在分子,通过分子间作用力形成晶体,为分子晶体,A正确;
B.C、Si属于同一主族,非金属性:C>Si,元素非金属性越强,其简单氢化物越稳定,即SiH4的热稳定性比CH4弱,B正确;
C.SiH4的分子结构与CH4类似,CH4是极性键形成的非极性分子,则SiH4也是极性键形成的非极性分子,C正确;
D.SiH4的分子结构与CH4类似,且SiH4的相对分子质量高于CH4,则SiH4的沸点大于CH4,D错误;
故答案为:D。
8. 设为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 14g乙烯和环丙烷的混合物中含C-H键数目为
B. 标准状况下,2.24L己烷完全燃烧后,所生成的分子数为
C. 1mol甲基()所含的电子总数为
D. 78g苯中含有的碳碳单键的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯和环丙烷的最简式均为CH2,故两者混合其平均组成可看成是CH2,n(CH2)=,1个CH2中含有2根C—H键,则1mol CH2中含有C—H键为2mol,即2NA,A正确;
B.标准状况下,己烷为液体,故不能使用22.4L/mol求算其物质的量,B错误;
C.1个中含有电子数为9个(C、H所含电子之和),则1mol中含有电子数为9mol,即9NA,C错误;
D.苯中无碳碳单键,D错误;
故答案选A。
9. 某晶体的一部分如图所示,这种晶体中A、B、C三种微粒数之比是
A. B. C. 2:9:4 D.
【答案】B
【解析】
【详解】A为顶点、B为面上棱和侧边上棱、C为晶胞内,根据均摊法,一个晶胞中粒子A的个数为6,粒子B的个数为,粒子C的个数为1,所以A、B、C三种粒子数之比为:2:1=1:4:2,故选B。
10. 下列变化需克服相同类型作用力的是
A. 溴的气化和加热分解 B. 和水晶的熔化
C. 氯化氢和氯化钾的溶解 D. 碘和干冰的升华
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴气化破坏分子间作用力,加热分解生成氨气和氯化氢,破坏离子键和共价键,A项错误;
B.Na2O2属于离子晶体,水晶是原子晶体,熔化时分别破坏离子键和分子间作用力,B项错误;
C.氯化氢溶于水破坏共价键,氯化钾溶解破坏离子键,C项错误;
D.碘和干冰属于分子晶体,升华时破坏分子间作用力,类型相同,D项正确;
故答案为:D。
11. X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素,X元素的一种单质是自然界最硬的非金属单质,Y元素的最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物反应可生成一种盐,Z元素的一种氧化物常用作红色油漆和涂料。X、Y、Z形成的一种离子(如图所示)对应的钾盐被用来鉴别。下列有关说法错误的是
A. 简单氢化物的稳定性:
B. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:
C. 图示离子中X、Y、Z元素均满足8电子稳定结构
D. Z的一种含氧酸钾盐具有强氧化性,可用于净水和消毒杀菌
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z是原子序数依次增大的前四周期元素,X元素的一种单质是自然界最硬的非金属单质,故X为O;Y元素的最高价氧化物对应的水化物与其简单氢化物反应可生成一种盐,Y为N;Z元素的一种氧化物常用作红色油漆和涂料,Z为Fe。X、Y、Z形成的一种离子(如图所示)对应的钾盐即铁氰化钾被用来鉴别Fe2+。
【详解】A.简单氢化物的稳定性与非金属性一致,CH4<NH3,A正确;
B.最高价氧化物对应的水化物的酸性:H2CO3<HNO3,B正确;
C.图示离子中X、Y元素均满足8电子稳定结构,Z元素最外层电子数大于8,C错误;
D.具有强氧化性,可用于净水和消毒杀菌,D正确;
故选C。
12. 2022年诺贝尔化学奖授予了三位研究点击化学的科学家。Cu+催化的叠氮化物-炔烃环加成和催化剂CuCl的晶体结构如图所示。下列说法正确的是
A. 晶胞结构中,Cu+的配位数为8
B. 基态Cu的价层电子排布式为3d94s2
C. 叠氮化物-炔烃环加成反应只有σ键的断裂与形成
D. 若晶体的密度为dg/cm3,则晶胞参数
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干晶胞示意图可知,晶胞结构中,Cu+位于顶点和面心的Cl-形成的8个正四面体中的4个中心,故Cu+的配位数即离Cu+最近且距离相等的Cl-数目为4,A错误;
B.已知Cu是29号元素,故基态Cu的价层电子排布式为3d104s1,B错误;
C.已知单键均为σ键,双键为一个σ键和一个π键,三键为一个σ键和2个π键,根据题干反应可知,叠氮化物-炔烃环加成反应只有π键的断裂和只有σ键的形成,C错误;
D.由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有4个Cu+,Cl-个数为:=4,即一个晶胞的质量为:,故若晶体的密度为dg/cm3,则晶胞参数,D正确;
故选D。
13. 某有机物的键线式为,有关该物质叙述正确的是
A. 该分子最多有7个碳原子共面,最多4个碳原子共线
B. 1 mol该物质与充分发生加成反应,能消耗2 mol
C. 该物质一氯取代产物种类有6种
D. 该物质与互为同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子最多有7个碳原子共面,最多3个碳原子共线,A项错误;
B.1mol碳碳双键能与1 mol加成,1mol碳碳三键能与2 mol 加成,因此1 mol该物质充分发生加成反应能消耗3 mol,B项错误;
C.该物质有6种不同化学环境的氢原子,因此一氯取代产物种类有6种,C项正确;
D.该物质与分子式不同,不是同分异构体,而是互为同系物,D项错误;
故答案选C。
14. 实验室可用萤石(CaF2)与浓硫酸制取HF,氢氟酸可用来刻蚀玻璃,发生反应:,CaF2的立方晶胞如图所示,其晶胞参数为apm。下列说法不正确的是
A. 氢化物的稳定性:HF>H2O>SiH4
B. SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同
C. CaF2的晶体密度为(NA为阿伏伽德罗常数的值)
D. CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.周期表中同主族从下到上,同周期从左到右,元素的非金属性增强,最高价氧化物对应的水化物的酸性增强,元素的氢化物稳定性增强,元素的非金属性F>O>Si,氢化物的稳定性:HF>H2O>SiH4,故A正确;
B. SiF4、H2O、SO、SiO2四者的中心原子的杂化方式相同,均为sp3杂化,故B正确;
C.由氟化钙晶胞可知每个晶胞中含有4个Ca2+,8个F-,CaF2的晶体密度为,故C正确;
D. CaF2晶体中Ca2+和Ca2+之间的最近距离与F-和F-之间的最近距离之比为,故D错误;
故选D。
15. 一种合成药物结构如图,下列有关说法不正确的是
A. 分子中碳原子有2种杂化类型
B. 组成元素的电负性由大到小的顺序为O>N>C>H
C. 该分子中有手性碳因而分子具有旋光性
D. 分子中所有氮原子上都有1对孤电子对
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中饱和的C原子为sp3杂化,不饱和C原子为sp2杂化,故A正确;
B.同周期元素,核电荷数越大电负性越强,则该分子组成元素的电负性由大到小的顺序为:O>N>C>H,故B正确;
C.手性碳是指C所连的四个基团均不相同,该分子中没有手性碳,故C错误;
D.分子中所有氮原子都形成3个单键,则每个N原子上都有一对孤电子对,故D正确;
故选C。
16. 某烷烃一个分子里含有9个碳原子,其一氯代物只有两种,这种烷烃的名称是
A. 正壬烷 B. 2,6-二甲基庚烷
C. 2,2,4,4-四甲基戊烷 D. 2,3,4-三甲基己烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.正壬烷分子中有5种等效H原子,一氯代物有5种,选项A不符合题意;
B.2,6二甲基庚烷分子中有4种等效H原子,一氯代物有4种,选项B不符合题意;
C.2,2,4,4四甲基戊烷分子中有2种等效H原子,一氯代物只有2种,选项C符合题意;
D.2,3,4三甲基己烷分子中有8种等效H原子,一氯代物有8种,选项D不符合题意;
答案选C。
17. 如图为某烃的键线式结构,下列说法错误的是
A. 该烃与环己二烯相差5个“CH2”基团
B. 一定条件下,能发生加聚反应
C. 苯环上只有一个取代基的同分异构体共有8种
D. 该烃和Br2按物质的量之比1:1加成时,所得产物共有5种
【答案】A
【解析】
【详解】A.该分子的分子式为C11H16而环己二烯的分子式为C6H8,它们之间差C5H8,A项错误;
B.该分子中含有碳碳双键,可以发生加成、加聚反应、氧化反应,B项正确;
C.该分子含有4个不饱和度,含一个苯环和一个C5H11烷基,由基元法-C5H11为8种,所以该同分异构体为8种,C项正确;
D.该物质为含三个双键的多烯烃,可以发生1,2-加成也可以发生1,4-加成。前者有三种后者2种,总共5种,D项正确;
答案选A。
18. 晶体中,围成正四面体空隙(1、3、6、7号氧围成)和正八面体空隙3、6、7、8、9、12号氧围成),中有一半的填充在正四面体空隙中,和另一半填充在正八面体空隙中,下列有关说法错误的是
A. 若1、3、6、7号氧围成的正四面体空隙填充有,则8、9、12、14号氧围成的正四面体空隙也填充有
B. 晶体中正四面体空隙数与正八面体空隙数之比为
C. 若1、3、6、7号氧围成的正四面体空隙填充有,设立方体的棱长为1,11号坐标为则该的坐标为
D. 若立方体棱长为,则晶体密度计算式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.只有一个位于正四面体空隙,A错误;
B.由晶胞结构可知,1、3、6、7号围成的正四面体空隙有8个,3、6、7、8、9、12号围成正八面体空隙,将晶胞补全可知共用一条棱和四个面心与该棱顶点也围成正八面体,而这样的正八面体为4个晶胞共有,晶胞中正八面体数目为,则晶体中正四面体空隙数与正八面体空隙数之比为,B正确;
C.根据11号点坐标,确定该坐标为,C正确;
D.该立方体中有1个,体积为,晶体的密度为,D正确。
故选A。
二、非选择题(本大题共5道题,共56分)
19. 按要求回答下列问题:
(1)烷烃A在同温、同压下蒸汽的密度是H2的36倍,其分子式为___________。
(2)立方烷的六氯代物有___________种。
(3)中含有的官能团名称为___________。
(4)其系统命名法名称应为___________。
(5)硅酸盐与二氧化硅一样,都是以硅氧四面体作为基本结构单元。硅氧四面体可以表示成:其中•表示氧原子,中心◯表示硅原子,其俯视图为。
①晶胞可理解成将金刚石晶胞(如图1所示)中的C原子置换成Si原子,然后在之间插入O原子而形成。
推测晶胞中含有___________个O原子。
②蒙脱石散中的“()”是一种大片层状的多硅酸根,其可能结构如图2所示,则___________。
【答案】(1)C5H12
(2)3 (3)羧基
(4)4-甲基-2-戊炔
(5) ①. 16 ②. 2:5
【解析】
【小问1详解】
烷烃A在同温、同压下蒸汽的密度是H2的36倍,说明其相对分子量为72,根据烷烃通式CnH2n+2,可得A分子式为C5H12;
【小问2详解】
立方烷分子中含有8个H,其二氯代物与六氯代物的种类相同,立方烷的同分异构体分别是:一条棱、面对角线、体对角线上的两个氢原子被氯原子代替,所以二氯代物(也即六氯代物)的同分异构体共有3种;
【小问3详解】
中含有的官能团名称为羧基;
【小问4详解】
(CH3)2CHC≡CCH3根据系统命名法从右往左编号,主链有5个碳原子,名称应为4-甲基-2-戊炔;
【小问5详解】
①根据图1可知,晶胞中Si的个数为=8,二氧化硅的化学式为SiO2,硅原子和氧原子个数比为1∶2,因此二氧化硅晶胞中含有16个氧原子;
②根据图2可知,为基本单元,其中三个氧原子中每个氧原子被2个基本单元共用,一个氧原子全部属于基本单元,因此该单元中氧原子个数为=,因此SixOy中x∶y=1∶=2∶5。
20. 硒是人体不可缺少的微量元素,铈是稀土元素中丰度最大的元素,它们的化合物在生产、生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)“依布硒”是一种有机硒化物,具有良好的抗炎活性,其结构简式如图1所示。“依布硒”中Se原子的杂化类型为___________,元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为___________。
(2)与具有相似的结构,室温时,是一种气体。沸点高低:___________(填“>”或“<”或“=”),原因是___________。
(3)二硫键和二硒键是重要的光响应动态共价键,其光响应原理如下图所示。已知光的波长与其能量成反比,则图中实现光响应的波长:___________(填“>”或“<”或“=”)。
(4)二氧化铈()氧载体具有良好的储氧放氧能力,可用于甲烷化学链重整,其原理如下图所示。
中x=___________,和个数比为___________。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. > ②. 与均为分子晶体,相对分子质量大于,分子间范德华力更大
(3)< (4) ①. ②. 1:1
【解析】
【小问1详解】
根据所给结构,“依布硒”中Se原子以2个单键连接其它原子,有两对孤对电子,杂化类型为sp3,通一周期从左到右第一电离能呈增大趋势,但是N由于最高能级电子半满,故第一电离能N>O,同一主族从上到下第一电离能减小,故第一电离能Se<O,故第一电离能由大到小顺序为N>O>Se;
【小问2详解】
由SeF6是气体推知两者属于分子晶体,结构相似时,分子晶体相对分子质量越大,范德华力越大,沸点越高,相对分子质量SeF6大于SF6,SeF6分子间范德华力更大,则沸点:SeF6>SF6;
【小问3详解】
原子半径r(S)<r(Se),因此形成的S-S键键能大于Se-Se键键能,S-S键断裂时需要的能量大,光的波长小;
【小问4详解】
观察CeO2-x的结构,Ce的原子个数为=4,O原子个数为7,则2-x=,x=;假设该结构中Ce4+个数为y,则Ce3+个数为4-y,根据电中性原则,4y+3(4-y)=7×2,解得y=2,则Ce4+:Ce3+个数比为1:1。
21. 在光照条件下与反应,可得到各种氯代甲烷。取一支硬质大试管,通过排饱和食盐水的方法先后收集半试管甲烷和半试管氯气,并置于光亮处(如图)。回答下列问题:
(1)下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 反应过程中试管内黄绿色逐渐变浅,试管壁上有油珠产生
B. 将该装置放在黑暗处,与也能反应
C. 该实验可得到五种产物
D. 和完全反应后试管内液面上升,液体充满试管
(2)写出生成的化学方程式为___________,该反应类型为___________。
(3)氯代的机理为自由基(带有单电子的原子或原子团,如、)反应,包括以下几步:
Ⅰ.链引发
Ⅱ.链传递…
Ⅲ.链终止…
①写出由生成过程中链传递的方程式:、___________。
②已知:25℃、101kPa时,中键和HCl中键的键能分别是4439 kJ⋅mol-1和431 kJ⋅mol-1。则反应完全反应___________(填“放出”或“吸收”)热量。
(4)丙烷氯代反应中链传递的一步反应能量变化如图。
分析上图可知,中键能比中键能___________(填“大”或“小”)。
【答案】(1)AC (2) ①. ②. 卤代反应(或取代反应)
(3) ①. ②. 吸收
(4)大
【解析】
【小问1详解】
A.反应过程中,氯气的浓度降低,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳为油状液体,试管内黄绿色逐渐变浅,试管壁上有油珠产生,故A项正确;
B.与在光照条件下反应,在暗处不反应,故B项错误;
C.该实验可得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳、氯化氢五种产物,故C项正确;
D.和完全反应,产物中有一氯甲烷,一氯甲烷是难溶于水的气体,试管内液面上升,液体不能充满试管,故D项错误;
故本题选AC;
【小问2详解】
甲烷和氯气发生取代反应生成和氯化氢,反应的化学方程式为:,故答案为:;
②该反应类型为卤代反应(取代反应),故答案为:卤代反应(取代反应);
【小问3详解】
①由生成过程中链传递的方程式:、,故答案为:。
②中键和HCl中键的键能分别是和。则反应反应断裂1mol键同时生成1mol键,断键吸热、成键放热,完全反应吸收(439-431)=8kJ热量,故答案为:吸收;
【小问4详解】
根据图示,的能量大于的能量,所以中键能比中键能大,故答案为:大。
22. 硼、镁及其化合物在工农业生产中应用广泛。已知:硼镁矿主要成分为,硼砂的化学式为。利用硼镁矿制取金属镁及粗硼的工艺流程如下。请回答下列有关问题:
已知:在20℃、40℃、60℃、100℃时溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。
(1)B原子的电子排布式为___________。
(2)硼砂溶于热水后,常用调pH至2~3,紧接着再采用“热过滤”、冷却结晶获得硼酸晶体。“热过滤”的目的是___________。
(3)X为晶体加热脱水的产物,其与Mg反应制取粗硼的化学方程式为___________。
(4)已知硼酸()是一种片层状结构白色晶体,层内的分子通过氢键(如图,用虚线表示)相连。硼酸在冷水中溶解度很小,但在热水中较大,原因是___________。
已知硼酸在水中电离产生的过程为,下列有关硼酸及其相关化合物的说法正确的是___________(填标号)。
A.硼酸的电离过程中有配位键形成 B.硼酸为三元酸
C.的水溶液呈碱性 D.硼酸和中的键角相同
(5)Fe-Mg合金是储氢密度很高的材料之一,其晶胞结构如图所示。若该晶体储氢时,分子在晶胞的体心和棱的中心位置。
①该Fe-Mg合金中,每个Fe原子周围与它最近且相等距离的Mg原子有___________个。
②要储存1 kg,至少需要___________kg Fe-Mg合金。
【答案】(1)
(2)防止温度下降导致从溶液中提前析出
(3)
(4) ①. 晶体中硼酸分子间以氢键缔合在一起,难以溶解;加热时,晶体中部分氢键被破坏,硼酸分子与水分子形成氢键,溶解度增大 ②. AC
(5) ①. 8 ②. 52
【解析】
【分析】硼镁矿加入氢氧化钠浓溶液过滤得到氢氧化化镁沉淀,加入浓盐酸溶解转化为氯化镁,通过蒸发浓缩得到氯化镁结晶水合物,在氯化氢气流中加热得到氯化镁固体,电解得到镁;滤液中主要是NaBO2,通入适量二氧化碳气体得到硼砂,溶于热水后,用H2SO4调pH2~3制取H3BO3,加热得到B2O3,镁与B2O3在高温下置换得到粗硼和氧化镁:;
【小问1详解】
B为5号元素,原子的电子排布式为;
【小问2详解】
已知:在20℃、40℃、60℃、100℃时溶解度依次为5.0g、8.7g、14.8g、40.2g。则“热过滤”的目的是防止温度下降导致从溶液中提前析出,造成损失;
【小问3详解】
晶体加热脱水的产物为B2O3,镁与B2O3在高温下置换得到粗硼和氧化镁:;
小问4详解】
由图可知:晶体内分子能形成氢键,晶体中硼酸分子间以氢键缔合在一起,难以溶解,加热时,晶体中部分氢键被破坏,硼酸分子与水分子形成氢键,溶解度增大,故在冷水中溶解度很小,但在热水中较大;
A.硼酸的电离过程中B原子能和OH-上的孤电子对结合形成配位键,A正确;
B.由硼酸电离式可知,硼酸为一元极弱酸,B错误;
C.为强碱弱酸盐,其水溶液水解呈碱性,C正确;
D.硼酸中B为sp2杂化,键角120º;中B为sp3杂化,键角109º28´;不相同,D错误;
故选AC。
【小问5详解】
①该Fe-Mg合金中,每个Fe原子周围与它最近且相等距离Mg原子在上下层各有4个,共有8个。
②据“均摊法”,晶胞中含个Fe、8个Mg,合金化学式为FeMg2;该晶体储氢时,分子在晶胞的体心和棱的中心位置,则会吸收个,则吸收氢后化学式为FeMg2H2;要储存1 kg,至少需要kg Fe-Mg合金。
23. 烯烃中含有不饱和键,易发生氧化反应、加成反应和加聚反应等。
已知:
i.
ii.RCH=CHR'RCHO+ R'CHO(R、R'代表烃基或氢)
iii.
(1)CH2=CH-CH=CH2中的官能团是___________。
(2)顺式聚合物P的结构式是___________。
(3)A的相对分子质量为108。
①反应II化学方程式是___________。
②C分子的空间结构为___________。
(4)A的某些同分异构体在相同反应条件下也能生成B和C,写出这些同分异构体的结构简式___________。
(5)某烯烃分子式为C8H14,被酸性KMnO4氧化后的产物为:,CH3COOH。写出该烯烃的结构简式___________。
【答案】(1)碳碳双键
(2) (3) ①. ②. 平面三角形
(4)或 (5)
【解析】
【分析】根据已知信息和转化关系可知,发生反应Ⅱ生成A,A发生已知反应ⅱ生成B和C,A的相对分子质量为108,则A为 ,C为HCHO。
【小问1详解】
中含有的官能团为碳碳双键,故答案为:碳碳双键;
【小问2详解】
发生聚合反应生成顺式聚合物P,两个相同原子或基团在双键或脂环的同侧的为顺式异构体,则顺式聚合物P的结构简式为 ;
【小问3详解】
①由上述分析可知,A为 ,则反应Ⅱ的化学方程式为;
②由上述分析可知,C为HCHO,单键均是σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则HCHO分子中含有3个σ键,1个π键,σ键与π键个数之比为3:1,HCHO中心碳原子杂化类型为sp2杂化,空间构型为平面三角形;
【小问4详解】
A的结构简式为 ,其同分异构体在相同反应条件下也能生成B和C,根据已知ii可知,符合条件的同分异构体为、;
【小问5详解】
双键碳上不含氢被氧化为酮,双键碳上含H被氧化为羧酸,某烯烃分子式为,不饱和度为2,根据已知ⅲ可知该烯烃应含有2个碳碳双键,被酸性氧化后的产物为:CH3COOH、 ,结合已知ⅲ的反应可知,该烯烃的结构简式为。
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