精品解析:北京市顺义区第一中学2023-2024学年高二下学期期中考试化学试题
2024-06-19
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内容正文:
顺义一中2023-2024学年度第二学期高二年级期中考试化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Ni-59 As-75
第I卷(选择题共42分)
共21小题,每小题2分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目答案的一项。
1. 天然色素的提取往往应用到萃取操作,现在有用大量水提取的天然色素,下列溶剂不能用来萃取富集这些天然色素的是
A. 乙醇 B. 苯 C. 甲苯 D. 四氯化碳
2. 下列化学用语表述错误的是
A. HClO的电子式:
B. 中子数为10的氧原子:O
C. NH3分子的VSEPR模型:
D. 基态N原子的价层电子排布图:
3. 下列物质提纯方法中属于重结晶法的是
A. 除去工业酒精中含有的少量水
B. 粗苯甲酸的提纯
C. 从碘水中提纯碘
D. 除去硝基苯中含有的少量Br2
4. 下列关于有机化合物的说法,不正确的是
A. 一氯取代产物有4种 B. 名称为2-甲基丙烷
C. 属于烷烃、与乙烷互为同系物 D. 所有碳原子都是sp3杂化
5. 下列说法正确的是
A. 晶体中有阳离子,就一定有阴离子
B. 冰融化时水分子中共价键发生断裂
C. 共价晶体中共价键越强,熔点越高
D. 氯化钠熔化时离子键未被破坏
6. 下列物质的性质不能用化学键解释的是
A. 碘单质常温为固体 B. 氮气化学性质稳定
C. 金刚石熔点高 D. 金属铜能导电
7. 某烃与反应后能生成,则该烃不可能是
A. B.
C. D.
8. 下列事实不能说明基团间存在影响的是
A. 水与钠反应产生氢气的速率大于乙醇与钠的反应
B. 苯和甲苯分别与浓硝酸、浓硫酸混合加热,甲苯在30℃即可生成多硝基取代物
C. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能
D. 乙烯可以与溴水发生加成反应,而乙烷不能
9. 下列说法不正确的是
A. PCl3是极性键构成的极性分子
B. H+能与H2O以配位键形成H3O+
C. 分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定
D. 对固体进行X射线衍射测定是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法
10. 有机反应过程中,随反应条件不同,成键的碳原子可以形成碳正离子()、碳负离子()、甲基()等微粒。下列说法不正确的是
A. 的电子式是 B. 的空间构型为平面三角形
C. 键角: D. 中所有的原子不都在一个平面内
11. 下列说法不正确的是
A. 熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
B. 邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C. 酸性:CH3COOH>CH2ClCOOH>CCl3COOH
D. 冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
12. 与互为同分异构体的芳香族化合物的种类有
A. 4种 B. 5种 C. 6种 D. 7种
13. 关于化学式[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O的配合物的下列说法中正确的是
A. 配位体是Cl-和H2O,配位数是5
B. 内界和外界中的Cl-的数目比是1∶2
C. 配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti4+
D. 加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀
14. 维生素C的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子中含有4种官能团
B. 分子中含有多个羟基,其水溶性较好
C. 维生素C中含有2个手性碳原子
D. 能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色
15. 法匹拉韦是一种抗流感病毒的药物,其结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A. 该分子的化学式为C5H4N3O2F
B. 分子间可形成氢键
C. 分子中形成σ键与π键的数目之比为15∶4
D. 分子中C-N键的键能大于C-F键的键能
16. H2O2是常用的氧化剂,其分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。下列说法不正确的是
A. 分子能形成氢键 B. 在分子中只有键没有键
C. O原子采取杂化 D. 为非极性分子,溶于
17. 下列“原因分析”能正确解释“性质差异”的是
选项
性质差异
原因分析
A
金属活动性:
第一电离能:
B
气态氢化物稳定性:
分子间作用力:
C
熔点:金刚石>碳化硅>硅
化学键键能:i
D
熔点:
键能:
A. A B. B C. C D. D
18. 硒(34Se)在医药、催化、材料等领域有广泛应用,乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如图所示。关于硒及其化合物,下列说法正确的是
A. Se原子在周期表中位于s区
B. 乙烷硒啉分子中,C原子的杂化类型都是sp2杂化
C. 乙烷硒啉分子的核磁共振氢谱显示有5组峰
D. 键角大小:气态SeO3<SeO
19. 除去下列物质中的少量杂质(括号内),选用的试剂或分离方法不正确的是
混合物
试剂
分离方法
A
溴乙烷(乙醇)
四氯化碳
分液
B
乙酸乙酯(乙酸)
饱和碳酸钠溶液
分液
C
乙烷(乙烯)
溴水
洗气
D
乙炔(硫化氢)
硫酸铜溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
20. 氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可作研磨剂。
下列说法不正确的是
A. 六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键
B. 六方氮化硼可做润滑剂
C. 立方氮化硼晶胞中,N和B之间存在配位键
D. 立方氮化硼晶胞中硼原子的杂化方式是sp2
21. 为研究配合物的形成及性质,研究小组进行如下实验。下列说法不正确的是
序号
实验步骤
实验现象或结论
①
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀,后溶解,得到深蓝色的溶液
②
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
③
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4•H2O
④
将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液
无蓝色沉淀生成
⑤
向实验①溶液中插入光亮铁丝
一段时间后铁丝表面有金属光泽的红色固体析出
A. 加入乙醇有晶体析出是因为离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小
B. 该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力小于Cu2+与OH-的结合能力
C. 向④中深蓝色溶液中加入BaCl2溶液,会产生白色沉淀
D. 由实验⑤可知,铜离子与NH3形成配合物的过程是可逆反应
II卷(共58分)
22. 有机物的种类繁多,在日常生活中有重要的用途。请回答下列问题:
(1)键线式表示的分子式______,系统命名法名称是______。
(2)中含有的官能团的名称为______、______。
(3)A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
①分子中所有原子在同一平面上的是______(填标号,下同),常温下,含碳量最高的烃有______,能够发生加成反应的气态烃是______。
②写出C发生加聚反应的化学方程式:______。
③写出G生成三硝基取代物的化学方程式:______。
(4)有机物M(CH2=CH-CH=CH2)是合成顺丁橡胶的单体
①M的实验式为______。其二溴代物共有______种。
②发生1,4-加聚反应,得到顺丁橡胶(顺式结构产物)的反应方程式是______。
23. 2023年1月30日,中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变,实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题:
(1)第三周期主族元素中第一电离能比P大的元素是______。
(2)基态As原子的电子排布式为______。
(3)PH3与AsH3的空间构型均为______,其中沸点较高的是______,其中键角较大的是______,从结构的角度解释键角大小的原因______。
(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中锰原子的配位数为______。
(5)CH3CN中C原子的杂化类型为______。
(6)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρg/cm3,则该晶胞的边长a为______nm(列出计算式)。NiAs的相对分子质量134。
24. 某有机化合物A在食品,医药等领域中有广泛应用,研究有机化合物A的分子结构,性质如下:
(1)确定A的分子式
已知该物质含C、H、O三种元素,经元素分析得到有机化合物A的分子内各元素原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)是3∶6∶2,欲确定其分子式还需利用___________(填仪器名称),测得图谱如下图所示,则该物质分子式为___________。
(2)确定分子A的结构
使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下:
谱图
数据分析结果
红外光谱
含有
核磁共振氢谱
峰面积比为1:2:3
有机化合物A的结构简式为___________,所属的有机化合物类别是___________。
(3)研究A的结构和性质的关系
①已知:电离常数,,分析数据可知A的酸性略弱于乙酸,请从共价键极性的角度解释原因___________。
②有机化合物A的同分异构体属于酯类的有___________种。
③常温下有机化合物A为液体,面氨基乙酸()为固体,请解释其主要原因_____。
25. 如图是某课外小组制取乙炔并测定乙炔的某些性质的实验。
(1)写出实验室制取乙炔的化学方程式______。
(2)实验室制取乙炔时,分液漏斗中的液体a通常是______。
(3)装置D中的现象是______。
(4)若D装置中药品为溴水,其生成四溴代物的反应方程式为:______。
(5)已知:,如果要合成,所用的原料的结构简式为:______。
(6)芳香族化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如图所示:
请回答下列问题:
①A→B的反应类型是______,在该反应的副产物中,与B互为同分异构体的副产物的结构简式为______。
②A→C的化学方程式为______。
③A与酸性KMnO4溶液反应可得到D,写出D的结构简式:______。
26. 我国是世界稀土资源最丰富的国家,冶炼提纯技术也位于世界前茅。从某种磷精矿分离稀土元素的工业流程如下。
资料:磷精矿的主要成分为,还含有少量、FeO、、等(RE代表稀土(元素)。
(1)Sc是一种重要的稀土元素,基态Sc原子的核外电子排布式是__________。
(2)补全“酸浸”过程中与反应的化学方程式__________。
(3)“萃取”时可选择不同的萃取剂。
①有机磷萃取剂可通过反应制得,其中-R代表烃基。-R对产率的影响如下表。
-R
产率/%
82
62
20
由表中数据分析随-R中碳原子数增加,产率降低的原因_______。
②萃取剂的结构如图。其中,与配位的能力:1号O原子____2号O原子(填“>”、“<”或“=”)
(4)“反萃取”的目的是分离RE和Fe元素。向萃取液中通入,、、的沉淀率随pH变化如图。
①试剂X为_________选填“”或“NaClO”),控制pH为________。
②萃取剂改用会导致反萃取时RE产率降低,原因可能是___________。
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顺义一中2023-2024学年度第二学期高二年级期中考试化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Ni-59 As-75
第I卷(选择题共42分)
共21小题,每小题2分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目答案的一项。
1. 天然色素的提取往往应用到萃取操作,现在有用大量水提取的天然色素,下列溶剂不能用来萃取富集这些天然色素的是
A. 乙醇 B. 苯 C. 甲苯 D. 四氯化碳
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇与水互溶,不能从水溶液中萃取天然色素,A符合题意;
B.苯难溶于水,易溶解天然色素,可用作富集天然色素的萃取剂,B不符合题意;
C.甲苯难溶于水,密度比水小,易溶解天然色素,可用作富集天然色素的萃取剂,C不符合题意;
D.四氯化碳难溶于水,密度比水大,天然色素在四氯化碳中的溶解度比在水中大得多,所以四氯化碳可用作富集天然色素的萃取剂,D不符合题意;
故选A。
2. 下列化学用语表述错误的是
A. HClO的电子式:
B. 中子数为10的氧原子:O
C. NH3分子的VSEPR模型:
D. 基态N原子的价层电子排布图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HClO中O元素呈负化合价,在结构中得到H和Cl共用的电子,因此HClO的电子式为,A正确;
B.中子数为10,质子数为8的O原子其质量数为10+8=18,其原子表示为O,B正确;
C.根据VSEPR模型计算,NH3分子中有1对孤电子对,N还连接有3和H原子,因此NH3的VSEPR模型为四面体型,C错误;
D.基态N原子的价层电子排布为2s22p3,其电子排布图为,D正确;
故答案选C。
3. 下列物质提纯方法中属于重结晶法的是
A. 除去工业酒精中含有的少量水
B. 粗苯甲酸的提纯
C. 从碘水中提纯碘
D. 除去硝基苯中含有的少量Br2
【答案】B
【解析】
【详解】A.工业酒精的主要成分为乙醇,乙醇和水互溶,应用蒸馏法分离,故A错误;
B.苯甲酸溶解度随温度变化较大,可采用重结晶法提纯,故B正确;
C.根据碘在不同溶剂中的溶解度不同且易溶于四氯化碳或苯,应采用萃取分液的方法提纯碘,故C错误;
D.溴易溶于硝基苯,可以向其混合液中加入溶液,待与反应完全后,静置分层,分液提纯硝基苯,故D错误;
答案选B。
4. 下列关于有机化合物的说法,不正确的是
A. 一氯取代产物有4种 B. 名称为2-甲基丙烷
C. 属于烷烃、与乙烷互为同系物 D. 所有碳原子都是sp3杂化
【答案】A
【解析】
【详解】A.该有机化合物有2种氢,故一氯代物有2种,A错误;
B.根据有机化合物的结构简式可知,名称为2-甲基丙烷,B正确;
C.该有机物属于烷烃,结构与乙烷相似,分子式相差2个CH2,与乙烷互为同系物,C正确;
D.该有机物中所有碳原子都是饱和碳原子,均采取sp3杂化,D正确;
故选A。
5. 下列说法正确的是
A. 晶体中有阳离子,就一定有阴离子
B. 冰融化时水分子中共价键发生断裂
C. 共价晶体中共价键越强,熔点越高
D. 氯化钠熔化时离子键未被破坏
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶体中有阳离子不一定有阴离子,如金属晶体中只有阳离子和自由电子,没有阴离子,A错误;
B.冰融化时,水由固态变为液态,破坏的是氢键和范德华力,水分子中的共价键没有断裂,B错误;
C.共价晶体的熔点与共价键强弱有关,共价键越强,熔点越高,C正确;
D.氯化钠是离子晶体,熔化时破坏离子键,D错误;
故选C。
6. 下列物质的性质不能用化学键解释的是
A. 碘单质常温为固体 B. 氮气化学性质稳定
C. 金刚石熔点高 D. 金属铜能导电
【答案】A
【解析】
【详解】A.碘单质常温为固体,是因为碘分子间作用力大,与化学键无关,故A符合题意;
B.氮分子内存在氮氮三键,键能大,所以氮气化学性质稳定,能用化学键解释,故B不符合题意;
C.金刚石是共价晶体,碳原子间通过共价键结合,所以金刚石熔点高,能用化学键解释,故C不符合题意;
D.金属铜具有导电性,是因为金属中自由电子和金属阳离子形成金属键,金属的导电性能用化学键解释,故D不符合题意;
故选A。
7. 某烃与反应后能生成,则该烃不可能是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】给C原子编号定位为 ,通过去掉H原子来进行分析解答。
【详解】A.若2,3号各C原子去掉一个H原子,形成的烯烃为2-甲基-2-丁烯,即 ,A正确;
B.若3,4号C原子各去掉两个H原子,形成的炔烃为3-甲基-1-丁炔,即,B正确;
C.若1,2号C原子各去掉一个H原子,同时3,4号C原子各去掉一个H原子,形成的二烯烃为2-甲基-1,3-丁二烯,即,C正确;
D.含有两个甲基,与H2发生加成反应后支链甲基不会减少为1个,D错误;
故答案选D。
8. 下列事实不能说明基团间存在影响的是
A. 水与钠反应产生氢气的速率大于乙醇与钠的反应
B. 苯和甲苯分别与浓硝酸、浓硫酸混合加热,甲苯在30℃即可生成多硝基取代物
C. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能
D. 乙烯可以与溴水发生加成反应,而乙烷不能
【答案】D
【解析】
【详解】A.水和乙醇中都含有-OH,但水与钠反应产生氢气的速率大于乙醇与钠的反应,说明乙基降低了-OH的活泼性,能说明有机物基团之间会相互影响,A正确;
B.发生硝化反应时,苯比甲苯需要的温度高,说明甲基对苯环有影响,使苯环易发生取代反应,能说明有机物基团之间会相互影响,B正确;
C.甲苯和乙烷中都含有甲基,乙烷不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,但甲苯能够使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明苯环和甲基对甲基的影响不同,苯环使甲基易被氧化,能说明有机物基团之间会相互影响,C正确;
D.乙烯中含有碳碳双键,能够发生加成反应,化学性质较为活泼,而乙烷是烷烃,化学性质较为稳定,二者性质不同是因为乙烯含碳碳双键而乙烷不含,不能说明有机物基团之间会相互影响,D错误;
故选D。
9. 下列说法不正确的是
A. PCl3是极性键构成的极性分子
B. H+能与H2O以配位键形成H3O+
C. 分子晶体中,分子间作用力越大,分子越稳定
D. 对固体进行X射线衍射测定是区分晶体和非晶体最可靠的科学方法
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.PCl3中的P-Cl键为极性键,为三角锥形,分子中正、负电荷的中心是不重合的,为极性分子,故A正确;
B.H+能与H2O以配位键形成H3O+,故B正确;
C.分子间作用力只影响分子晶体的物理性质,如溶解性,熔沸点等,而物质的稳定性是由化学键强弱决定的,故C错误;
D.构成晶体的粒子在微观空间里呈现周期性的有序排列,晶体的这一结构特征可以通过X-射线衍射图谱反映出来,因此区分晶体和非晶体的最可靠的科学方法是对固体进行X-射线衍射实验,故D正确;
故选:C。
10. 有机反应过程中,随反应条件不同,成键的碳原子可以形成碳正离子()、碳负离子()、甲基()等微粒。下列说法不正确的是
A. 的电子式是 B. 的空间构型为平面三角形
C. 键角: D. 中所有的原子不都在一个平面内
【答案】C
【解析】
【详解】A.中碳原子有一个电子未共用电子对,其电子式是 ,A项正确;
B.中心原子周围有3个键,孤电子对数为,故为平面三角形,B项正确;
C.由于没有孤电子对,有一对孤电子对,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对对成键电子对的排斥作用,故键角:,C项错误;
D.中心原子周围3个键,1个孤电子,故其空间结构为三角锥形,即所有的原子不都在一个平面内,D项正确;
答案选C。
11. 下列说法不正确的是
A. 熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅
B. 邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点
C. 酸性:CH3COOH>CH2ClCOOH>CCl3COOH
D. 冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.金刚石、碳化硅、晶体硅都形成共价晶体,原子半径C<Si,则共价键长C-C<C-Si<Si-Si,所以熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅,A正确;
B.邻羟基苯甲醛能形成分子内的氢键,对羟基苯甲醛能形成分子间的氢键,分子内氢键使物质间的作用力减弱,分子间的氢键使物质间的作用力增强,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛的沸点,B正确;
C.当羧酸分子中碳原子数相同,含相同种类卤原子数目越多,酸性越强,则酸性:CH3COOH<CH2ClCOOH<CCl3COOH,C不正确;
D.超分子和金属离子通过非共价键结合,冠醚(18-冠-6)的空穴与K+尺寸适配,两者能通过弱相互作用形成超分子,D正确;
故选C。
12. 与互为同分异构体的芳香族化合物的种类有
A. 4种 B. 5种 C. 6种 D. 7种
【答案】B
【解析】
【详解】分子式为C7H8O,若只有1个侧链,含有苯环的同分异构体有 , 共2种;若有2个侧链,含有苯环同分异构体有 、 、 共3种;所以含有苯环的同分异构体有5种,选B;
13. 关于化学式[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O的配合物的下列说法中正确的是
A. 配位体是Cl-和H2O,配位数是5
B. 内界和外界中的Cl-的数目比是1∶2
C. 配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti4+
D. 加入足量AgNO3溶液,所有Cl-均被完全沉淀
【答案】B
【解析】
【详解】A.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O,配位体是Cl-和H2O,配位数是6,A错误;
B.配合物[TiCl(H2O)5]Cl2•H2O,内配离子是Cl-为1,外配离子是Cl-为2,内界和外界中的Cl-的数目比是1:2,B正确;
C.配离子是[TiCl(H2O)5]2+,中心离子是Ti3+,C错误;
D.加入足量AgNO3溶液,外界离子Cl-离子与Ag+反应,内配位离子Cl-不与Ag+反应,D错误;
故答案为:B。
14. 维生素C的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子中含有4种官能团
B. 分子中含有多个羟基,其水溶性较好
C. 维生素C中含有2个手性碳原子
D. 能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子中含有碳碳双键、羟基、酯基3种官能团,A错误;
B.分子中含有多个羟基,可以与水分子形成氢键,其水溶性较好,B正确;
C.,维生素C中含有2个手性碳原子(标记1与2处),C正确;
D.分子中含有碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
故选A。
15. 法匹拉韦是一种抗流感病毒的药物,其结构简式如图所示。下列说法不正确的是
A. 该分子的化学式为C5H4N3O2F
B. 分子间可形成氢键
C. 分子中形成σ键与π键的数目之比为15∶4
D. 分子中C-N键的键能大于C-F键的键能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图示结构简式可知,该有机物分子式为C5H4N3O2F,故A正确;
B.该有机物分子中含有N-H,其分子间能够形成氢键,故B正确;
C.该有机物含有1个C-H、1个C=C、1个C=N、2个C=O、3个N-H、4个C-N、1个C-F、2个C-C键,其中双键含有1个σ键、1个π键,则该分子中σ键与π键数目之比为15:4,故C正确;
D.原子半径N>F,键长越小键能越大,则该分子中C-N键的键能小于C-F键的键能,故D错误;
故选:D。
16. H2O2是常用的氧化剂,其分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。下列说法不正确的是
A. 分子能形成氢键 B. 在分子中只有键没有键
C. O原子采取杂化 D. 为非极性分子,溶于
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2O2分子中氢原子与电负性大且原子半径小的氧原子之间相连,可形成氢键,A正确;
B.H2O2分子中只有单键,则只有σ键没有π键,B正确;
C.H2O2分子中O原子形成两个σ键,有两对孤电子对,因此O原子采取sp3杂化,C正确;
D.H2O2分子的结构不对称,为极性分子,根据相似相溶规则,H2O2分子难溶于CCl4,D错误;
故答案为:D。
17. 下列“原因分析”能正确解释“性质差异”的是
选项
性质差异
原因分析
A
金属活动性:
第一电离能:
B
气态氢化物稳定性:
分子间作用力:
C
熔点:金刚石>碳化硅>硅
化学键键能:i
D
熔点:
键能:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Mg和Al的电子层数相同,Mg的原子半径大,原子核对最外层电子的吸引力小,镁易失去最外层电子,所以金属活动性:Mg>Al,A项错误;
B.稳定性与键能有关,与分子间作用力无关,B项错误;
C.化学键键能C-C>C-Si>Si-Si,所以熔点:金刚石>碳化硅>硅,C项正确;
D.为气体,为液体,为固体,三者均为分子晶体,它们的相对分子质量逐渐增大,分子间作用力-范德华力增强,所以氯,溴,碘单质熔沸点依次升高,和键能没有必然联系,D项错误;
答案选C。
18. 硒(34Se)在医药、催化、材料等领域有广泛应用,乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如图所示。关于硒及其化合物,下列说法正确的是
A. Se原子在周期表中位于s区
B. 乙烷硒啉分子中,C原子的杂化类型都是sp2杂化
C. 乙烷硒啉分子的核磁共振氢谱显示有5组峰
D. 键角大小:气态SeO3<SeO
【答案】C
【解析】
【详解】A.Se原子在周期表的位置是第4周期ⅥA,价层电子排布式为:4s24p4,位于p区,A错误;
B.乙烷硒啉分子中,C原子的杂化类型有sp2、sp3,苯环上的C为sp2杂化,此处的C为sp3杂化,B错误;
C.乙烷硒啉分子中有5种不同化学环境的氢原子,C正确;
D.SeO3中硒原子的价层电子对数3,孤电子对数为 0,分子的空间结构为平面三角形,键角为 120°,SeO中硒原子的价层电子对数4,孤电子对数为1,离子的空间结构为三角锥形,键角小于120°,键角大小:气态SeO3>SeO,D错误;
故选C。
19. 除去下列物质中的少量杂质(括号内),选用的试剂或分离方法不正确的是
混合物
试剂
分离方法
A
溴乙烷(乙醇)
四氯化碳
分液
B
乙酸乙酯(乙酸)
饱和碳酸钠溶液
分液
C
乙烷(乙烯)
溴水
洗气
D
乙炔(硫化氢)
硫酸铜溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.四氯化碳为有机溶剂,溴乙烷和乙醇均溶于四氯化碳,三者混溶不能用分液分离,A错误;
B.乙酸可与碳酸钠溶液反应生成乙酸钠溶于水,乙酸乙酯不溶于水,分层,则用分液的方法可分离,B正确;
C.乙烯与溴单质发生加成反应生成液体1,2-二溴乙烷,乙烷与溴不反应,可用溴水除去乙烷中的乙烯,C正确;
D.硫化氢与硫酸铜反应生成硫化铜沉淀,乙炔与其不反应,因此可用硫酸铜溶液除去乙炔中的硫化氢,D正确;
故选A。
20. 氮化硼(BN)晶体存在如图所示的两种结构。六方氮化硼的结构与石墨类似;立方氮化硼的结构与金刚石类似,可作研磨剂。
下列说法不正确的是
A. 六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键
B. 六方氮化硼可做润滑剂
C. 立方氮化硼晶胞中,N和B之间存在配位键
D. 立方氮化硼晶胞中硼原子的杂化方式是sp2
【答案】D
【解析】
【详解】A.六方氮化硼的结构和石墨相似,所以六方氮化硼层间存在分子间作用力,分子间作用力不属于化学键,所以六方氮化硼层间的相互作用不属于化学键,A正确;
B.六方氮化硼的结构与石墨类似,则其性质相似,石墨可以做润滑剂,则六方氮化硼可以做润滑剂,B正确;
C.B原子含有空轨道、N原子含有孤电子对,所以立方氮化硼中B和N原子之间存在配位键,C正确;
D.立方氮化硼中每个B原子形成4个B−N共价键,则立方氮化硼晶胞中硼原子的杂化方式是sp3,D错误;
故选D。
21. 为研究配合物的形成及性质,研究小组进行如下实验。下列说法不正确的是
序号
实验步骤
实验现象或结论
①
向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量
产生蓝色沉淀,后溶解,得到深蓝色的溶液
②
再加入无水乙醇
得到深蓝色晶体
③
测定深蓝色晶体的结构
晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4•H2O
④
将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液,再加入稀NaOH溶液
无蓝色沉淀生成
⑤
向实验①溶液中插入光亮铁丝
一段时间后铁丝表面有金属光泽的红色固体析出
A. 加入乙醇有晶体析出是因为离子晶体在极性较弱的乙醇中溶解度小
B. 该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力小于Cu2+与OH-的结合能力
C. 向④中深蓝色溶液中加入BaCl2溶液,会产生白色沉淀
D. 由实验⑤可知,铜离子与NH3形成配合物的过程是可逆反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.因为乙醇极性小于水,[Cu(NH3)4]SO4•H2O在极性较弱的乙醇中溶解度小,A正确;
B.硫酸铜溶液中,逐滴加入氨水,开始生成氢氧化铜沉淀,最后沉淀溶解,生成[Cu(NH3)4]SO4,说明该实验条件下,Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力,B错误;
C.实验④深蓝色溶液[Cu(NH3)4]SO4,硫酸根是外界,可以电离出来,所以加入BaCl2溶液,会产生硫酸钡白色沉淀,C正确;
D.由实验⑤可知,铜离子与形成配合物的过程是可逆反应,溶液中存在平衡,插入光亮铁丝后,发生置换反应,生成铜,D正确;
故选B。
II卷(共58分)
22. 有机物的种类繁多,在日常生活中有重要的用途。请回答下列问题:
(1)键线式表示的分子式______,系统命名法名称是______。
(2)中含有的官能团的名称为______、______。
(3)A~G是几种烃的分子球棍模型(如图),据此回答下列问题:
①分子中所有原子在同一平面上的是______(填标号,下同),常温下,含碳量最高的烃有______,能够发生加成反应的气态烃是______。
②写出C发生加聚反应的化学方程式:______。
③写出G生成三硝基取代物的化学方程式:______。
(4)有机物M(CH2=CH-CH=CH2)是合成顺丁橡胶的单体
①M的实验式为______。其二溴代物共有______种。
②发生1,4-加聚反应,得到顺丁橡胶(顺式结构产物)的反应方程式是______。
【答案】(1) ①. C6H14 ②. 2-甲基戊烷
(2) ①. 羟基 ②. 酯基
(3) ①. CDF ②. DF ③. CD ④. ⑤.
(4) ①. C2H3 ②. 5 ③. nCH2=CH-CH=CH2→
【解析】
【小问1详解】
根据键线式可知该物质的分子式为C6H14,根据系统命名法的命名原则可知该物质的名称为:2-甲基戊烷,故答案为:C6H14;2-甲基戊烷;
【小问2详解】
由结构简式中官能团的结构可知该物质中含羟基和酯基两种官能团,故答案为:羟基;酯基;
【小问3详解】
①由模型结构可知,ABEG中均含饱和碳原子,饱和碳与其所连的原子构成四面体结构,所有原子不可能共面;C为乙烯、D为乙炔、F为苯,均为平面结构,所有原子一定共面;
②烃类物质中碳氢个数比越大,则含碳量越高,由分子组成可知D乙炔和F苯含碳量相同,且最大;
③C中含碳碳双键,D中含碳碳三键,因此能发生加成,FG中含苯环也能发生加成,但常温下为液态,不符合条件,故答案为:CDF;DF;CD;
④C为乙烯,发生加聚反应的反应方程式为:
⑤G为甲苯,由甲苯生成三硝基取代物的化学方程式为:;
【小问4详解】
M分子式为C4H6,实验式为C2H3,二溴代物共有5种,分别为:Br2C=CH-CH=CH2、BrHC=CBr-CH=CH2、BrHC=CH-CBr=CH2、BrHC=CH-CH=CHBr、H2C=CBr-CBr=CH2;
有机物M发生1,4-加聚反应,得到顺丁橡胶(顺式结构产物)的反应方程式是:
nCH2=CH-CH=CH2→
23. 2023年1月30日,中国科学院朱庆山团队研究六方相砷化镍(NiAs)型到正交相磷化锰(MnP)型结构转变,实现了对锂硫催化剂的精确设计。回答下列问题:
(1)第三周期主族元素中第一电离能比P大的元素是______。
(2)基态As原子的电子排布式为______。
(3)PH3与AsH3的空间构型均为______,其中沸点较高的是______,其中键角较大的是______,从结构的角度解释键角大小的原因______。
(4)Mn的一种配合物化学式为[Mn(CO)5(CH3CN)],该配合物中锰原子的配位数为______。
(5)CH3CN中C原子的杂化类型为______。
(6)NiAs的一种晶胞结构如图所示。若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体的密度为ρg/cm3,则该晶胞的边长a为______nm(列出计算式)。NiAs的相对分子质量134。
【答案】(1)Cl (2)[Ar]3d104s22p3
(3) ①. 三角锥形 ②. AsH3 ③. PH3 ④. 中心原子电负性P大于As成键电子对离中心原子更近,成键电子对间斥力更大
(4)6 (5)sp3、sp
(6)
【解析】
【小问1详解】
第三周期元素第一电离能从左往右逐渐增大,P的3p3轨道呈半满状态,比相邻的S元素第一电离能更大,第三周期第一电离能比P大的主族元素有Cl元素;
【小问2详解】
As是第33号元素,在第四周期ⅤA族元素,基态As原子的电子排布式为[Ar];
【小问3详解】
与均为中心原子价层电子对为4,存在一对孤对电子的分子,空间构型均为三角锥形;两者均为分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越强,熔沸点越高,相对分子质量:<,沸点:<,沸点较高的是;中心原子电负性P大于As成键电子对离中心原子更近,成键电子对间斥力更大;
【小问4详解】
中心原子Mn含有六个配体,5个CO,一个CH3CN,故配位数为6;
【小问5详解】
的结构中,3个C-H单键,1个C-C单键,C原子的杂化类型为,一个C≡N键,C原子的杂化类型为sp;
【小问6详解】
该晶胞中含有As个数为,含有Ni为4;即含有4个NiAs,其质量为,设其棱长为acm,所以。
24. 某有机化合物A在食品,医药等领域中有广泛应用,研究有机化合物A的分子结构,性质如下:
(1)确定A的分子式
已知该物质含C、H、O三种元素,经元素分析得到有机化合物A的分子内各元素原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)是3∶6∶2,欲确定其分子式还需利用___________(填仪器名称),测得图谱如下图所示,则该物质分子式为___________。
(2)确定分子A的结构
使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如下:
谱图
数据分析结果
红外光谱
含有
核磁共振氢谱
峰面积比为1:2:3
有机化合物A的结构简式为___________,所属的有机化合物类别是___________。
(3)研究A的结构和性质的关系
①已知:电离常数,,分析数据可知A的酸性略弱于乙酸,请从共价键极性的角度解释原因___________。
②有机化合物A的同分异构体属于酯类的有___________种。
③常温下有机化合物A为液体,面氨基乙酸()为固体,请解释其主要原因_____。
【答案】(1) ①. 质谱仪 ②. C3H6O2
(2) ①. CH3CH2COOH ②. 羧酸
(3) ①. 烷基(R—)是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱 ②. 2 ③. 一是等物质的量的氨基乙酸形成的分子间氢键的数目比CH3CH2COOH形成的分子间氢键的数目多;二是氨基乙酸中既含氨基、又含羧基,氨基和羧基相互作用形成带有正电荷和负电荷的内盐
【解析】
【小问1详解】
有机化合物A的分子内各元素原子个数比N(C)∶N(H)∶N(O)=3∶6∶2,A的实验式为C3H6O2,A的分子式为(C3H6O2)n,欲确定A的分子式还需要知道A的相对分子质量,需要利用质谱仪测定A的相对分子质量;由质谱图可知,A的相对分子质量为74,则(3×12+6×1+2×16)n=74,解得n=1,A的分子式为C3H6O2;答案为:质谱仪;C3H6O2;
【小问2详解】
由红外光谱知,A中含有—COOH,由核磁共振氢谱知,A中有3种氢原子且个数比为1∶2∶3,则A的结构简式为CH3CH2COOH;所含官能团为羧基,所属有机化合物的类别是羧酸;答案为:CH3CH2COOH;羧酸;
【小问3详解】
①CH3CH2COOH的酸性略弱于乙酸的原因是:烷基(R—)是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱;答案为:烷基(R—)是推电子基团,烷基越长推电子效应越大,使羧基中的羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱;
②有机化合物A的同分异构体属于酯类的有HCOOCH2CH3、CH3COOCH3,共2种;答案为:2;
③常温下A为液体,氨基乙酸为固体,主要原因是:一是等物质的量的氨基乙酸形成的分子间氢键的数目比CH3CH2COOH形成的分子间氢键的数目多;二是氨基乙酸中既含氨基、又含羧基,氨基和羧基相互作用形成带有正电荷和负电荷的内盐;答案为:一是等物质的量的氨基乙酸形成的分子间氢键的数目比CH3CH2COOH形成的分子间氢键的数目多;二是氨基乙酸中既含氨基、又含羧基,氨基和羧基相互作用形成带有正电荷和负电荷的内盐。
25. 如图是某课外小组制取乙炔并测定乙炔的某些性质的实验。
(1)写出实验室制取乙炔的化学方程式______。
(2)实验室制取乙炔时,分液漏斗中的液体a通常是______。
(3)装置D中的现象是______。
(4)若D装置中药品为溴水,其生成四溴代物的反应方程式为:______。
(5)已知:,如果要合成,所用的原料的结构简式为:______。
(6)芳香族化合物A是一种基本化工原料,可以从煤和石油中得到。A、B、C、D、E的转化关系如图所示:
请回答下列问题:
①A→B的反应类型是______,在该反应的副产物中,与B互为同分异构体的副产物的结构简式为______。
②A→C的化学方程式为______。
③A与酸性KMnO4溶液反应可得到D,写出D的结构简式:______。
【答案】(1)CaC2+2H2O→Ca(OH)2+CH≡CH↑
(2)饱和食盐水 (3)酸性高锰酸钾溶液褪色
(4)CH≡CH+2Br2→CHBr2-CHBr2
(5)和 (6) ①. 取代反应 ②. ③. ④.
【解析】
【分析】该装置图为实验室制备乙炔,A装置产生乙炔,反应式为,反应产生的乙炔气体中混有硫化氢、磷化氢等杂质气体,会对乙炔性质实验造成干扰,可以用B硫酸铜溶液进行吸收;C装置的作用是吸收水蒸气,D装置检验乙炔的性质,E装置的作用为吸收二氧化碳和水蒸气。
【小问1详解】
实验室制备乙炔利用碳化钙和水反应生成乙炔和氢氧化钙,化学方程式为;
【小问2详解】
由于电石与水反应剧烈,所以常用饱和食盐水代替食盐水,以减慢反应速率,故分液漏斗中的液体为饱和食盐水;
【小问3详解】
乙炔属于不饱和烃,能够与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应,导致其褪色,则D中的现象为酸性高锰酸钾溶液褪色;
【小问4详解】
乙炔能与溴水发生加成反应使溴水褪色,其生成四溴代物的反应方程式为;
【小问5详解】
由已知信息可知,要合成,所用的原料结构简式为、;
【小问6详解】
根据转化关系图可知,A在光照条件下发生取代反应生成B,则A为,A与Br2在FeBr3的作用下发生取代反应生成C或,A与酸性高锰酸钾发生氧化反应生成,A与氢气发生加成反应生成E;①A→B的反应类型为取代反应,该反应发生四溴取代,与B互为同分异构体的副产物结构简式为;②A→C发生邻为或间位取代反应,方程式为;③A与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应得到D;
26. 我国是世界稀土资源最丰富的国家,冶炼提纯技术也位于世界前茅。从某种磷精矿分离稀土元素的工业流程如下。
资料:磷精矿的主要成分为,还含有少量、FeO、、等(RE代表稀土(元素)。
(1)Sc是一种重要的稀土元素,基态Sc原子的核外电子排布式是__________。
(2)补全“酸浸”过程中与反应的化学方程式__________。
(3)“萃取”时可选择不同的萃取剂。
①有机磷萃取剂可通过反应制得,其中-R代表烃基。-R对产率的影响如下表。
-R
产率/%
82
62
20
由表中数据分析随-R中碳原子数增加,产率降低的原因_______。
②萃取剂的结构如图。其中,与配位的能力:1号O原子____2号O原子(填“>”、“<”或“=”)
(4)“反萃取”的目的是分离RE和Fe元素。向萃取液中通入,、、的沉淀率随pH变化如图。
①试剂X为_________选填“”或“NaClO”),控制pH为________。
②萃取剂改用会导致反萃取时RE产率降低,原因可能是___________。
【答案】(1)1s22s22p63s23p63d14s2
(2)
(3) ①. 烃基为推电子基团,随着碳原子增加,烃基推电子能力增强,使得羟基中O-H更难断裂,导致产率降低 ②. <
(4) ①. ②. 2 ③. -C4H9有较强的推电子作用,使得稀土与萃取剂形成的配位键牢固,导致其难易断裂不易实现反萃取
【解析】
【分析】磷精矿加入硝酸酸浸后过滤,滤液加入萃取剂萃取出稀土元素,然后加入亚硫酸钠将铁离子转化为亚铁离子,加入氨气调节pH实施反萃取后处理得到稀土元素;
【小问1详解】
Sc为21号元素,基态Sc原子的核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d14s2;
【小问2详解】
根据质量守恒可知,“酸浸”过程中与反应还会生成磷酸,反应为;
【小问3详解】
①烃基为推电子基团,随着碳原子增加,烃基推电子能力增强,使得羟基中O-H更难断裂,导致产率降低;
②烃基推电子能力增强,使得羟基中O-H更难断裂,导致产率降低,则可知,烃基导致1号位氧更难与配位,故与配位的能力:1号O原子<2号O原子;
【小问4详解】
①由图可知,亚铁离子与RE的分离效果更好,则X为将铁离子转化为亚铁离子的试剂,故试剂X为,控制pH为2,此时分离效果较好;。
②萃取剂改用会导致反萃取时RE产率降低,原因可能是-C4H9有较强的推电子作用,使得稀土与萃取剂形成的配位键牢固,导致其难易断裂不易实现反萃取。
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