内容正文:
2024年春期高2022级高二期中考试
化学试题
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。
满分:100分。考试时间:75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目的位置上,填涂在试卷上无效。
3.非选择题答案使用黑色签字笔填写在答题卡对应题目的位置上,填写在试卷上无效。
相对原子质量:H-1 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64
第一部分选择题(共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 基态铜原子的价电子排布式为
A. B. C. D.
2. 下列说法正确是
A. 中夹角比中的小
B. 常温下,乙酸易溶于水,则苯甲酸也易溶于水
C. 酸性:CF3COOH < CH3COOH
D. 氢原子核外只有一个电子,它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线
3. 化学与科学、技术、环境密切相关,下列说法不正确的是
A. 月壤中的“嫦娥石[]”其成分属于无机盐
B. 用于“深地一号”工程中的钻头材料金刚石属于共价晶体
C. “神舟”系列飞船返回舱使用的耐高温材料属于有机化合物
D. “长征号”火箭采用“液氧/液氢”作为推进剂,“液氢”属于绿色环保燃料
4. 下列表示不正确的是
A. 质子数为92、中子数为146的U原子:
B. HClO的电子式:
C. 的名称:2,2,4-三甲基己烷
D. H2S的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
5. 下列物质的分子中既有键又有键的是
① ②HCl ③ ④ ⑤(甲醛) ⑥C2H4
A. ③⑤⑥ B. ③④⑤⑥ C. ①②③ D. ②⑤⑥
6. 硅醚类化合物广泛应用于有机合成、分离分析和精细化工等领域,我国科研工作者开发了一种无催化剂下醇的高效硅基化新方法,反应机理如图所示[代表,代表烃基(一般指相应的烃失去一个氢原子后剩下的基团)]。下列说法不正确的是
A. 总反应属于取代反应
B. 反应过程中碳原子的成键数目不变
C. 反应过程中氮原子的价层电子对数目减少
D. 当为甲醇时,反应产物为和
7. 某有机物结构简式如图所示。下列关于该有机物说法错误的是
A. 分子式为 B. 该物质没有手性碳原子
C. 1mol该物质最多能与6mol反应 D. 该物质既能与NaOH溶液反应,又能与盐酸反应
8. 将一定量的有机物充分燃烧后的产物通入足量的石灰水中完全吸收,经过滤得沉淀15g,滤液的质量比原石灰水的质量少3g,该有机物可能是
A. B. C. D.
9. 有四种烃分子结构模型如图所示,下列有关说法不正确的是
A. b分子中所有原子都能共面 B. 、、互为同系物
C. 若中混有少量,可用酸性高锰酸钾溶液除去 D. 的一氯代物有2种
10. 我国是古代文明发源地。下列文物主要由无机非金属材料制成是
A.西周兽面纹方鼎
B.北朝青瓷莲花尊
C.唐葡萄花鸟纹银香囊
D.西汉T形帛画
A. A B. B C. C D. D
11. 用PVA包裹的是纳米级抗癌药物载体,具有良好的水溶性和靶向性,PVA的结构为,下列说法不正确的是
A. PVA在人体内不能发生水解反应 B. PVA与互为同系物
C. 该载体分散于水中可形成胶体 D. 该载体在磁场作用下具有靶向性
12. 下列陈述和均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述
陈述
从海水中提溴
具有氧化性
用溶液检验溶液是否变质
与生成红色沉淀
在船体上镶嵌锌块,避免船体遭受腐蚀
在锌、钢铁与海水构成的原电池中,钢铁作正极受到保护
利用铝热反应焊接铁轨
是共价晶体
A. A B. B C. C D. D
13. 水气变换反应(CO+H2OH2+CO2)是工业上大规模制氢的重要方法,HCOOH是中间产物。研究发现,在反应、中,仅对反应有催化加速作用;反应速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应建立平衡后始终处于平衡状态,T°C下,在密封石英管内完全充满1.0mol/LHCOOH水溶液,分解产物均完全溶于水中,发生如下反应:
Ⅰ.HCOOH(aq) CO(aq)+H2O(1)
Ⅱ.HCOOH(aq) CO2(aq)+H2(aq)
含碳粒子浓度与反应时间变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式):
下列说法正确的是
A. 反应活化能大于反应
B. 混合体系达平衡后:c(CO)+c(CO2)=1.0mol/L
C. 时,反应正反应速率<逆反应速率
D. 若在起始溶液中加入盐酸,则CO达浓度峰值时,的值与未加盐酸时相同
14. 为处理工业废水中的重金属离子,经常用Na2S作沉淀剂。室温下CuS和Ag2S在不同溶液中分别达到沉淀溶解平衡时,-lgc(S2−)与-lgc(Ag+)或-lgc(Cu2+)的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表-lgc(S2−)与-lgc(Ag+)的关系
B. a点对应的是未饱和的CuS溶液
C. 向浓度均为1 mol·L−1 AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,先析出Ag2S沉淀
D. 向b点溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成向a点方向移动
第二部分非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 现有五种元素,其中A、B、C、D为短周期主族元素,E、F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素原子核外有2个未成对电子
D元素的第一至第五电离能如下:
E是前四周期中电负性最小的元素
F在周期表的第七列
(1)A和B形成的最简单化合物为________化合物(填“离子”或“共价”),写出其电子式:________________。
(2)D元素基态原子中能量最高的原子轨道呈________________形。
(3)比较B元素和C元素第一电离能大小(用元素符号表示):_________________,并解释原因:________________。
(4)某同学推断E基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p7,该式违背了________________。
(5)F位于第________________族、________________区,该元素原子的简化电子排布式为________________。
16. 铬酸铅(PbCrO4)是黄色涂料“铬黄”的主要成分,实验室由某合金废料(主要成分为Fe、C、Cr2O3)制备PbCrO4的流程如图:
已知:Cr3+与Al3+的化学性质相似。
回答下列问题:
(1)基态82Pb2+的价层电子排布图为_______。
(2)“酸浸”时,加热可以加快反应速率,但温度不宜过高的原因是_______(用化学方程式解释)。
(3)“滤渣2”中电负性最大的元素是_______(填元素符号)。
(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为_______。
(5)“调节pH=6”的目的是_______。
(6)二卤化铅(PbX2)是一类重要的含铅化合物,其熔点如下表所示:
二卤化铅
PbF2
PbCl2
PbBr2
PbI2
熔点/℃
824
501
373
402
①结合PbX2熔点变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,PbX2中的化学键的离子性_______(填“增强”“不变”或“减弱”,后同)、共价性_______。
②PbF2的立方晶胞如图所示,其中X代表的离子是_______(填离子符号);若该晶胞参数为anm,则正、负离子的最小核间距为_______pm。
17. 艾曲泊帕是一种蛋白质的人造形式,能够增加人体血小板的生成,而降低病人出血风险,其中间体合成路线之一如下:
(1)B到C的化学反应方程式___________。
(2)流程中设计A到B,D到E的目的是___________。
(3)E到F的反应类型为___________。
(4)F中共平面的碳原子最多有___________个。
(5)E中官能团的名称为___________。
(6)写出同时满足下列条件的B的同分异构体的结构简式___________。
①含有苯环,且苯环上有两个取代基;
②能够与金属钠反应产生氢气;
③核磁共振氢谱显示有四组峰,峰面积比为1:2:2:2。
18. 广谱抗菌药物帕珠沙星(K)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.[或―COOR]
Ⅱ.
X=F,Br;Z=COR,COOR,CN等
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)①~⑤中共有_______种反应类型;B的同分异构体中,符合下列条件的结构简式为_______(任写1种)。
a.含有六元环结构 b.与溶液反应放出
c.含有5种化学环境的氢,峰面积之比为1∶1∶3∶2∶2
(2)C的结构简式为_______;E中含氧官能团的名称为_______。
(3)W中碳原子的轨道杂化方式有_______种;H→I的化学方程式为_______。
(4)已知:,其反应机理为:
①ⅰ中形成的化学键类型为_______。
②该反应苯环较难生成多元取代产物的原因是_______。
(5)根据上述信息,写出以和为主要原料制备的合成路线_______。
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2024年春期高2022级高二期中考试
化学试题
化学试卷分为第一部分(选择题)和第二部分(非选择题)两部分。
满分:100分。考试时间:75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡上相应位置。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂在答题卡对应题目的位置上,填涂在试卷上无效。
3.非选择题答案使用黑色签字笔填写在答题卡对应题目的位置上,填写在试卷上无效。
相对原子质量:H-1 O-16 S-32 Fe-56 Cu-64
第一部分选择题(共42分)
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求。
1. 基态铜原子的价电子排布式为
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】核外电子排布时要遵循构造原理、能量最低原理、洪特规则、泡利原理,原子轨道中电子处于全满、全空、半满时较稳定,Cu的原子序数为29,基态铜原子的电子排布式为:,价电子排布式为,
故选C。
2. 下列说法正确是
A. 中夹角比中的小
B. 常温下,乙酸易溶于水,则苯甲酸也易溶于水
C. 酸性:CF3COOH < CH3COOH
D. 氢原子核外只有一个电子,它产生的原子光谱中只有一根或明或暗的线
【答案】A
【解析】
【详解】A.的中心原子S原子的价层电子对数为,有1对孤电子对,为sp3杂化,而SO3中没有孤电子,为sp2杂化,故亚硫酸根中的O−S−O 夹角比中的小,A正确;
B.乙酸中甲基为憎水基,羧基为亲水基,后者占主导,则乙酸易溶于水,苯甲酸中苯环为憎水基,羧基为亲水基,前者占主导,则苯甲酸微溶于水,B错误;
C.电负性F>H,则吸电子能力F>H,吸电子能力增强导致羧基中氢更容易被电离出来,导致酸性增强,故,C错误;
D.氢原子产生的光谱是线状谱,不是只有一根或明或暗的线,D错误;
故选A。
3. 化学与科学、技术、环境密切相关,下列说法不正确的是
A. 月壤中的“嫦娥石[]”其成分属于无机盐
B. 用于“深地一号”工程中的钻头材料金刚石属于共价晶体
C. “神舟”系列飞船返回舱使用的耐高温材料属于有机化合物
D. “长征号”火箭采用“液氧/液氢”作为推进剂,“液氢”属于绿色环保燃料
【答案】C
【解析】
【详解】A.由化学式可知,月壤中的嫦娥石的主要成分是磷酸盐,属于无机盐,故A正确;
B.金刚石是熔沸点高、硬度大的共价晶体,故B正确;
C.氮化硅是性能优良、能耐高温的新型无机非金属材料,故C错误;
D.氢气在氧气中燃烧生成的水不会污染环境,所以液氢属于绿色环保燃料,故D正确;
故选C。
4. 下列表示不正确的是
A. 质子数为92、中子数为146的U原子:
B. HClO电子式:
C. 的名称:2,2,4-三甲基己烷
D. H2S的价层电子对互斥(VSEPR)模型:
【答案】D
【解析】
【详解】A.质子数为92、中子数为146的U原子质量数为92+146=238,表示为,A正确;
B.HClO为共价化合物,中心原子为氧,电子式:,B正确;
C.有机物系统命名法步骤:选最长碳链为主链,支链编号之和最小(两端等距又同基,支链编号之和最小);的名称:2,2,4-三甲基己烷,C正确;
D.H2S分子中中心S原子价层电子对数为2+=4,S原子采用sp3杂化,VSEPR模型为四面体型,D错误;
故选D。
5. 下列物质的分子中既有键又有键的是
① ②HCl ③ ④ ⑤(甲醛) ⑥C2H4
A. ③⑤⑥ B. ③④⑤⑥ C. ①②③ D. ②⑤⑥
【答案】A
【解析】
【分析】根据题中既有σ键又有π键可知,本题考查σ键和π键的判断,运用双键中有一个σ键和一个π键,三键中有一个σ键和两个π键分析。
【详解】①的结构式为,只存在共价单键,所以只存在键,故不符合题意;
②HCl的结构式为H-Cl,只存在共价单键,所以只存在键,故不符合题意;
③的结构式为,所以既有键又有键,故符合题意;
④的结构式为H-O-O-H,只存在共价单键,所以只存在键,故不符合题意;
⑤甲醛的结构式为,含C=O,所以既有键又有键,故符合题意;
⑥C2H4的结构式为,含C=C,所以既有键又有键,故符合题意;
综上所述,故符合题意的是③⑤⑥,
故选A。
6. 硅醚类化合物广泛应用于有机合成、分离分析和精细化工等领域,我国科研工作者开发了一种无催化剂下醇的高效硅基化新方法,反应机理如图所示[代表,代表烃基(一般指相应的烃失去一个氢原子后剩下的基团)]。下列说法不正确的是
A. 总反应属于取代反应
B. 反应过程中碳原子的成键数目不变
C. 反应过程中氮原子的价层电子对数目减少
D. 当为甲醇时,反应产物为和
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据反应转化关系可知总反应为羟基氢被-SiMe3取代的反应,属于取代反应,A正确;
B.由图可知,反应过程中碳原子的成键数目一直为4,不变,B正确;
C.反应过程中氮原子形成3个共价键且存在1对孤电子对,价层电子对数目一直为4,C错误;
D.根据反应转化关系可知总反应为羟基氢被-SiMe3取代的反应,则当为甲醇时,反应产物为和,D正确;
故选C。
7. 某有机物结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法错误的是
A. 分子式为 B. 该物质没有手性碳原子
C. 1mol该物质最多能与6mol反应 D. 该物质既能与NaOH溶液反应,又能与盐酸反应
【答案】C
【解析】
【分析】根据结构式可知,分子式为C16H18FN3O3,手性碳为与四个各不相同原子或基团相连碳原子,该有机物没有手性碳,其中苯环、酮羰基、碳碳双键都会与H2反应,有羧基和氨基(亚氨基和叔氨基),可以与NaOH溶液反应,又能与盐酸反应,据此回答。
【详解】A.由结构简式可知,分子式为,A正确;
B.该物质没有手性碳原子,B正确;
C.苯环、酮羰基、碳碳双键能与氢气发生加成反应,羧基不能,1mol该物质最多能与5mol反应,C错误;
D.该物质含有羧基,具有弱酸性,能与NaOH溶液反应,含有氨基(亚氨基和叔氨基),具有碱性,能与盐酸反应,D正确。
故选C。
8. 将一定量的有机物充分燃烧后的产物通入足量的石灰水中完全吸收,经过滤得沉淀15g,滤液的质量比原石灰水的质量少3g,该有机物可能是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】由题意知沉淀是碳酸钙,其物质的量为,即CO2的物质的量也是0.15mol,其质量是6.6g,由于滤液质量比原石灰水减少3g,所以生成物水和CO2 的质量为15g-3g=12g,因此水的质量是12g-6.6g=5.4g,其物质的量是,即C、H的原子个数之比为0.15︰0.3×2=1:4,答案选A。
9. 有四种烃分子结构模型如图所示,下列有关说法不正确的是
A. b分子中所有原子都能共面 B. 、、互为同系物
C. 若中混有少量,可用酸性高锰酸钾溶液除去 D. 的一氯代物有2种
【答案】C
【解析】
【分析】由图可知,a为甲烷、b为乙烯、c为乙烷、d为丁烷;
【详解】A.碳碳双键两端的原子共面,则b分子中所有原子都能共面,A正确;
B.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;a为甲烷、c为乙烷、d为丁烷,均为烷烃,互为同系物,B正确;
C.乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳,引入新杂质,不能除去乙烷中混有的少量乙烯,C错误;
D.d中只有甲基、亚甲基上的H原子,共2种H原子,则d的一氯代物有2种,D正确;
故选C。
10. 我国是古代文明发源地。下列文物主要由无机非金属材料制成的是
A.西周兽面纹方鼎
B.北朝青瓷莲花尊
C.唐葡萄花鸟纹银香囊
D.西汉T形帛画
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.西周兽面纹方鼎属于金属材料,A错误;
B.北朝青瓷莲花尊是我国著名传统瓷器的一种,瓷器主要含硅酸盐属于无机非金属材料,B正确;
C.唐葡萄花鸟纹银香囊的外壁用银制成,呈圆球形,通体镂空,属于金属材料,C错误;
D.T形帛画中的帛是用蚕丝制作的,蚕丝的主要成分为蛋白质,D错误;
本题选B。
11. 用PVA包裹的是纳米级抗癌药物载体,具有良好的水溶性和靶向性,PVA的结构为,下列说法不正确的是
A. PVA在人体内不能发生水解反应 B. PVA与互为同系物
C. 该载体分散于水中可形成胶体 D. 该载体在磁场作用下具有靶向性
【答案】B
【解析】
【详解】A.PVA是聚乙烯醇,没有可以发生水解的官能团,在人体内不发生水解反应,A正确;
B.同系物是结构相似,分子组成相差若干个CH2的有机物,PVA是高分子有机物,与乙醇结构不相似,不互为同系物,B错误;
C.纳米级抗癌药物载体分散于水中,刚好作为分散质,分散质粒子直径为纳米级刚好满足胶体的定义,C正确;
D.该载体中含有磁性氧化铁即Fe3O4,在磁场作用下具有靶向性,D正确;
本题选B。
12. 下列陈述和均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述
陈述
从海水中提溴
具有氧化性
用溶液检验溶液是否变质
与生成红色沉淀
在船体上镶嵌锌块,避免船体遭受腐蚀
在锌、钢铁与海水构成的原电池中,钢铁作正极受到保护
利用铝热反应焊接铁轨
是共价晶体
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应中,溴元素的化合价由-1价变为0价,所以溴离子失电子作还原剂,具有还原性,故A错误;
B.KSCN溶液检验Fe3+,生成配合物,溶液为血红色,不是生成沉淀,故B错误;
C.牺牲阳极法安装活泼金属做原电池负极,所以镶嵌的锌块作原电池的负极,钢铁作正极受到保护,故C正确;
D.利用铝热反应焊接铁轨是铝和氧化铁高温反应生成熔融铁,与是共价晶体无关,故D错误;
故选:C。
13. 水气变换反应(CO+H2OH2+CO2)是工业上大规模制氢的重要方法,HCOOH是中间产物。研究发现,在反应、中,仅对反应有催化加速作用;反应速率远大于反应Ⅱ,近似认为反应建立平衡后始终处于平衡状态,T°C下,在密封石英管内完全充满1.0mol/LHCOOH水溶液,分解产物均完全溶于水中,发生如下反应:
Ⅰ.HCOOH(aq) CO(aq)+H2O(1)
Ⅱ.HCOOH(aq) CO2(aq)+H2(aq)
含碳粒子浓度与反应时间的变化关系如图所示(忽略碳元素的其他存在形式):
下列说法正确的是
A. 反应活化能大于反应
B. 混合体系达平衡后:c(CO)+c(CO2)=1.0mol/L
C. 时,反应正反应速率<逆反应速率
D. 若在起始溶液中加入盐酸,则CO达浓度峰值时,的值与未加盐酸时相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应的活化能越小,反应速率越快,由图可知,反应I速率大于反应Ⅱ,则反应I活化能小于反应Ⅱ,故A错误;
B.混合体系达平衡后存在如下物料守恒关系c(CO)+c(CO2) +c(HCOOH)=1.0mol/L,故B错误;
C.由题意可知,时,反应I达到平衡,反应的正、逆反应速率相等,故C错误;
D.由方程式可知,反应I的平衡常数K=,平衡常数是温度函数,温度不变,平衡常数不变,则在起始溶液中加入盐酸,CO达浓度峰值时,的值与未加盐酸时相同,故D正确;
故选D。
14. 为处理工业废水中的重金属离子,经常用Na2S作沉淀剂。室温下CuS和Ag2S在不同溶液中分别达到沉淀溶解平衡时,-lgc(S2−)与-lgc(Ag+)或-lgc(Cu2+)的关系如图所示。下列说法错误的是
A. 曲线①代表-lgc(S2−)与-lgc(Ag+)的关系
B. a点对应的是未饱和的CuS溶液
C. 向浓度均为1 mol·L−1 AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,先析出Ag2S沉淀
D. 向b点溶液中加入少量Na2S固体,溶液组成向a点方向移动
【答案】D
【解析】
【详解】本题考查了沉淀溶解平衡曲线,溶解平衡的移动,综合考查图像分析能力和沉淀溶解平衡知识的应用能力。
A.CuS沉淀的溶解平衡曲线中横纵坐标截距相等,故曲线②代表-lgc(S2−)与-lgc(Cu2+)的关系,曲线①代表-lgc(S2−)与-lgc(Ag+)的关系,故A正确;
B.a点在曲线②上方,纵坐标值大于曲线②上的点,但离子浓度小于曲线②上的点,故a点对应的是未饱和的CuS溶液,故B正确;
C.向浓度均为1mol·L−1AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,由图可知,横坐标为0时,S2−浓度先使Ag2S达到饱和,先析出Ag2S沉淀,故C正确;
D.向b点溶液中加入少量Na2S固体,c(S2−)增大,Ag2S的溶解平衡逆向移动,c(Ag+)减小,故D错误;
故选D。
第二部分非选择题(共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 现有五种元素,其中A、B、C、D为短周期主族元素,E、F为第四周期元素,它们的原子序数依次增大。请根据下列相关信息,回答问题。
A元素的核外电子数和电子层数相等
B元素原子的核外p电子数比s电子数少1
C元素原子核外有2个未成对电子
D元素的第一至第五电离能如下:
E是前四周期中电负性最小的元素
F在周期表的第七列
(1)A和B形成的最简单化合物为________化合物(填“离子”或“共价”),写出其电子式:________________。
(2)D元素基态原子中能量最高的原子轨道呈________________形。
(3)比较B元素和C元素第一电离能大小(用元素符号表示):_________________,并解释原因:________________。
(4)某同学推断E基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p7,该式违背了________________。
(5)F位于第________________族、________________区,该元素原子的简化电子排布式为________________。
【答案】(1) ①. 共价 ②.
(2)球 (3) ①. N>O ②. N原子的2p轨道满足半充满状态,能量更低更稳定,所以N的第一电离能更高
(4)泡利原理 (5) ①. VIIB ②. d ③. [Ar]3d54s2
【解析】
【分析】A、B、C、D为短周期主族元素,A元素的核外电子数和电子层数相等,则A为H元素;B元素原子的核外p电子数比s电子数少1,其基态电子排布式为,为N元素;C元素原子核外有2个未成对电子且原子序数大于B,则基态电子排布式为,为O元素;根据D元素的电离能数据,该元素第二电离能与第三电离能相差很大,说明该元素原子最外层有2个电子,为Mg元素;E是前四周期中电负性最小的元素,根据电负性递变规律,该元素为K元素;F在周期表的第七列且为第四周期元素,则为Mn元素;
【小问1详解】
A和B形成的最简单化合物为氨、则为共价化合物,其电子式:。
【小问2详解】
D即镁元素基态原子中能量最高的原子轨道为3S轨道,呈球形。
【小问3详解】
同周期自左至右第一电离能呈增大趋势,但N原子核外电子排布形成半满结构,能量较低,N原子第一电离能高于O,则比较B元素和C元素第一电离能大小答案为:N>O;N原子的2p轨道满足半充满状态,能量更低更稳定,所以N的第一电离能更高
。
【小问4详解】
E为K元素,根据构造原理和泡利原理,基态K原子电子排布式为,根据泡利原理,同一个轨道中,两个电子自旋方式相反,某同学推断E基态原子电子排布式为1s22s22p63s23p7,则该排布式中1个3p轨道中有2个电子自旋相同,所以违背了泡利原理。
【小问5详解】
F为Mn,其原子序数为25,位于第VIIB族、d区,该元素原子的简化电子排布式为[Ar]3d54s2。
16. 铬酸铅(PbCrO4)是黄色涂料“铬黄”的主要成分,实验室由某合金废料(主要成分为Fe、C、Cr2O3)制备PbCrO4的流程如图:
已知:Cr3+与Al3+的化学性质相似。
回答下列问题:
(1)基态82Pb2+的价层电子排布图为_______。
(2)“酸浸”时,加热可以加快反应速率,但温度不宜过高的原因是_______(用化学方程式解释)。
(3)“滤渣2”中电负性最大的元素是_______(填元素符号)。
(4)“氧化”时发生反应的离子方程式为_______。
(5)“调节pH=6”的目的是_______。
(6)二卤化铅(PbX2)是一类重要的含铅化合物,其熔点如下表所示:
二卤化铅
PbF2
PbCl2
PbBr2
PbI2
熔点/℃
824
501
373
402
①结合PbX2的熔点变化规律,可推断:依F、Cl、Br、I次序,PbX2中的化学键的离子性_______(填“增强”“不变”或“减弱”,后同)、共价性_______。
②PbF2的立方晶胞如图所示,其中X代表的离子是_______(填离子符号);若该晶胞参数为anm,则正、负离子的最小核间距为_______pm。
【答案】(1) (2)
(3)O (4)
(5)防止生成Pb(OH)2,导致产品的纯度和产率降低
(6) ①. 减弱 ②. 增强 ③. Pb2+ ④.
【解析】
【分析】合金废料(主要成分为Fe、C、Cr2O3)加入稀硝酸,过滤,向滤液中加入足量氢氧化钠溶液沉淀铁,过滤,向滤液中加入过氧化钠氧化变为,调价pH值后加入醋酸溶液得到铬酸铅(PbCrO4)沉淀,过滤洗涤干燥得到铬酸铅(PbCrO4)。
【小问1详解】
Pb位于第ⅣA族,基态Pb价层电子排布式为6s26p2,基态Pb2+的价层电子排布式为6s2,故基态Pb2+的价层电子排布图为;故答案为:。
【小问2详解】
HNO3受热易分解生成二氧化氮、氧气和水,其化学方程式为;故答案为:。
【小问3详解】
“滤渣2”为Fe(OH)3,元素电负性由大到小的顺序为O>H>Fe,则电负性最大的为O;故答案为:O。
【小问4详解】
“除铁”后Cr元素以形式存在,被Na2O2氧化为,其离子方程式为;故答案为:。
【小问5详解】
“氧化”后溶液呈碱性,若直接加入Pb(CH3COO)2溶液,除了生成PbCrO4沉淀外,也会生成Pb(OH)2沉淀,则会导致产品的纯度和产率降低;故答案为:防止生成Pb(OH)2,导致产品的纯度和产率降低。
小问6详解】
①PbX2的熔点变化规律是PbF2、PbCl2、PbBr2、PbI2的熔点先降低后升高,且PbF2和PbCl2的熔点较高,而PbBr2和PbI2的熔点较低。由此可推断:PbF2和PbCl2属于离子晶体,则化学键中离子键成分为主,PbBr2和PbI2属于分子晶体,则化学键中以共价键成分为主,因为F、Cl、Br、I的电负性依次减小,所以PbX2中化学键的离子性减弱,共价性增强;故答案为:减弱;增强。
②依据均摊法可知:X的数目为,Y的数目为8,根据PbF2的化学式可知X代表Pb2+。由于该立方晶胞参数为a nm,体对角线长度为,正、负离子的最小核间距为;故答案为:故答案为:Pb2+;。
17. 艾曲泊帕是一种蛋白质的人造形式,能够增加人体血小板的生成,而降低病人出血风险,其中间体合成路线之一如下:
(1)B到C的化学反应方程式___________。
(2)流程中设计A到B,D到E的目的是___________。
(3)E到F的反应类型为___________。
(4)F中共平面的碳原子最多有___________个。
(5)E中官能团的名称为___________。
(6)写出同时满足下列条件的B的同分异构体的结构简式___________。
①含有苯环,且苯环上有两个取代基;
②能够与金属钠反应产生氢气;
③核磁共振氢谱显示有四组峰,峰面积比为1:2:2:2。
【答案】(1) (2)保护酚羟基,防止被氧化
(3)还原反应 (4)13
(5)硝基、羟基、羧基
(6)、
【解析】
【分析】(A)与CH3I在K2CO3作用下发生取代反应生成(B),对比、、(D)结构简式的不同,结合B转化为C的条件:HNO3、H2SO4、加热,可知B转化为C是硝基取代苯环醚键邻位上的H,所以C的结构简式为,对比D、E的结构简式可知,D转化为E发生的是取代反应,由氢原子取代甲基生成(E),然后E中硝基被还原为氨基生成F。
【小问1详解】
对比(B)、、(D)结构简式的不同,结合B转化为C的条件:HNO3、H2SO4、加热,可知B转化为C是硝基取代苯环醚键邻位上的H,所以C的结构简式为,B到C的化学反应方程式为;
【小问2详解】
(A)与CH3I在K2CO3作用下发生取代反应生成(B),过程中将-OH转化为-OCH3,对比D、E结构简式可知,D转化为E发生的是取代反应,由氢原子取代甲基生成(E),即将-OCH3转化为-OH,结合B转化为C的条件:HNO3、H2SO4、加热可知,流程中设计A到B,D到E的目的是保护酚羟基,防止被氧化;
【小问3详解】
E的结构简式为,F的结构简式为,对比E、F的结构简式可知,E中硝基被还原为氨基生成(F),所以E到F的反应类型为还原反应;
【小问4详解】
F的结构简式为,F中所有碳原子均采用sp2杂化,由于单键可以旋转,所以F中所有碳原子均可能共平面,即共平面的碳原子最多有13个;
【小问5详解】
E的结构简式为,E中官能团的名称为硝基、羟基、羧基;
【小问6详解】
B的结构简式为,苯环外一个氧原子、一个溴原子、一个饱和的碳原子,其同分异构体能够与金属钠反应产生氢气,说明分子中含有羟基,同时满足题目条件的B的同分异构体的结构简式有、。
18. 广谱抗菌药物帕珠沙星(K)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.[或―COOR]
Ⅱ.
X=F,Br;Z=COR,COOR,CN等
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)①~⑤中共有_______种反应类型;B的同分异构体中,符合下列条件的结构简式为_______(任写1种)。
a.含有六元环结构 b.与溶液反应放出
c.含有5种化学环境的氢,峰面积之比为1∶1∶3∶2∶2
(2)C的结构简式为_______;E中含氧官能团的名称为_______。
(3)W中碳原子的轨道杂化方式有_______种;H→I的化学方程式为_______。
(4)已知:,其反应机理为:
①ⅰ中形成的化学键类型为_______。
②该反应苯环较难生成多元取代产物的原因是_______。
(5)根据上述信息,写出以和为主要原料制备的合成路线_______。
【答案】(1) ①. 2 ②. 、(任写一种)
(2) ①. ②. 酮羰基、酯基
(3) ①. 3 ②.
(4) ①. 配位键 ②. 羰基具有吸电子作用,使苯环缺电子,难以与-R进一步反应
(5)合成路线参考:
【解析】
【分析】A与反应生成B,结合A的分子式,A为CH≡CCOOC2H5;E与在CH3COOH的作用下生成F,结合F的结构,和已知Ⅰ的信息,可得E为,B、D反应生成E,结合D的分子式,倒推得到D的结构为,C与SOCl2反应生成D,结合C的分子式,C的结构为,F发生取代反应生成G,H和C2H4Br2在一定条件下生成I,根据I的结构和H的分子式,H的结构为,G生成H参考已知Ⅱ的信息,结合W的分子式,可得W为,I生成J参考已知Ⅲ的信息,可得J为,J先与NaClO、OH-反应,再与H+反应生成K。
【小问1详解】
①为加成反应,②③④⑤为取代反应,共有2种反应类型;B的同分异构体a.含有六元环结构;b.与NaHCO3溶液反应放出CO2,即存在羧基;c.含有5种化学环境的氢,峰面积之比为1∶1∶3∶2∶2,符合条件的结构简式为、;
【小问2详解】
由分析得,C为;E为,E中含氧官能团有酯基、酮羰基;
【小问3详解】
W为,-CN中的C为sp杂化,-COO-中的碳为sp2杂化,其余C为sp3杂化,杂化方式共3种;由分析得H的结构为,H→I的化学方程式为:;
【小问4详解】
①i中Cl的孤电子对与Al上的空轨道形成配位键;
②羰基具有吸电子作用,使苯环缺电子,难以与-R进一步反应;
【小问5详解】
与SOCl2反应生成,与在AlCl3的作用下生成,发生已知信息Ⅱ的反应,生成,合成路线为:。
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