内容正文:
高2022级高二下半期考试
考试科目:化学 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
可能用到的相对原子质量:O:16 Si:28 Cl:35.5 Cu:64
一、单选题(每小题3分 共42分)
1. 化学与生产、生活、科技息息相关。下列相关说法错误的是
A. 世界上最轻的固体——气凝胶,属于胶体
B. 华为麒麟芯片,其主要成分是
C. “梦天”空间冷原子钟组通过改变电子飞行轨道而计时发生的变化不属于化学变化
D. 清华团队最新成果“石墨烯人工喉”还原失声者的原声,其中石墨烯属于烯烃
【答案】D
【解析】
【详解】A.气凝胶为固态纳米微粒,A正确;
B.华为麒麟芯片为半导体材料,其主要成分是,B正确;
C.改变电子飞行轨道而计时发生的变化为物理变化,不属于化学变化,C正确;
D.石墨烯为碳单质,属于无机物,不属于烯烃,D错误;
答案选D。
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 基态镓原子的电子排布式为[Ar]4s24p1
B. 60gSiO2中含有Si-O键数目为
C. 砷化氢(AsH3)分子的球棍模型:
D. 过氧化钠(Na2O2)的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态镓原子的电子排布式为[Ar]3d104s24p1,A错误;
B.60gSiO2的物质的量为1mol,SiO2晶体中每个硅原子含有4个Si-O键,所以60gSiO2晶体中含有Si-O键数目为,B正确;
C.砷化氢分子中心原子有1对孤电子对、价层电子对数为4,空间构型为三角锥形,故球棍模型正确,C正确;
D.过氧化钠(Na2O2)由钠离子和过氧根构成,电子式:,D正确;
故选A。
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HClO的电子式为
B. 基态原子的价层电子轨道表示式为
C. 的名称为2—乙基丁烷
D. 分子的VSEPR模型为
【答案】B
【解析】
【详解】A.次氯酸的结构式为Cl—O—H,电子式为,故A错误;
B.铬元素的原子序数为24,基态原子的价层电子排布式为3d54s1,轨道表示式为,故B正确;
C.由结构简式可知,烷烃分子中最长碳链含有5个碳原子,支链为1个甲基,名称为3—甲基戊烷,故C错误;
D.氨分子中氮原子的价层电子对数为4,有1个孤电子对,分子的VSEPR模型为,故D错误;
故选B。
4. 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。
5. 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。
6. 下列说法正确的是
A. O2和O3互为同素异形体
B. 和互为同分异构体
C. 和是不同一种物质
D. 与互为同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.O2和O3都是氧元素的单质,所以它们互为同素异形体,A正确;
B.甲烷为正四面体结构,则其二溴取代物只有一种结构,和为同一种结构,B错误;
C.两者主链相同、甲基所在位置相同,为同一物质,C错误;
D.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;两者结构不同,不是同系物,D错误;
故选A。
7. 下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是
A. 重结晶法提纯苯甲酸:①⑥⑦
B. 蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4:②⑤⑥
C. 分离苯和四氯化碳:③⑦
D. 用盐酸滴定NaOH溶液:④⑥
【答案】D
【解析】
【详解】A.利用重结晶来提纯苯甲酸,具体操作为加热溶解、趁热过滤和冷却结晶,用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒、酒精灯,用不到锥形瓶,故A错误;
B.蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4需要用到酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、锥形瓶、直形冷凝管等,图示中的②为球形冷凝管,故B错误;
C.苯和四氯化碳是互溶的,不能用分液法分离,故C错误;
D.酸碱滴定法测定NaOH溶液浓度,需要用到酸式滴定管和锥形瓶,用到图示中的④⑥,故D正确;
答案选D。
8. 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。
9. 分子式为的脂肪烃,分子中含有2个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)
A. 6种 B. 5种 C. 4种 D. 3种
【答案】A
【解析】
【详解】的脂肪烃为链状单烯烃,分子中有2个甲基的同分异构体有:、、、、、,共6种,答案选A。
10. 某化合物通过界面埋入可以实现钙钛矿太阳能电池的高稳定性,其结构如图所示。是原子序数依次增大的前四周期主族元素,与的原子序数之和与的原子序数相等。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 和的VSEPR模型名称相同
D. 常温下,遇W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液钝化
【答案】C
【解析】
【分析】由题意可知W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前四周期主族元素,结合结构图和成键情况可推知,X形成2个共价键,可推知X最外层可能有6个电子,位于VIA族;Y形成1个共价键,可推知Y最外层可能有7个电子(根据原子序数排除Y为H),位于VIIA族;Z形成6个共价键,可推知Z最外层可能有6个电子,位于VIA族,X和Z同族,结合原子序数可推知,X为O,Z为S;根据X和Z,可知Y为F。W形成2个共价键且阴离子部分带1个单位负电荷,可推知W最外层可能有5个电子,位于VA族;结合原子序数可知W为N;M带1个单位负电荷,可推知M最外层可能有1个电子,位于IA族,结合原子序数可知M为K。因此,W为N,X为O,Y为F,Z为S,M为K,据此分析解题。
【详解】A.第一电离能:,A正确;
B.简单氢化物的稳定性:H2O>H2S,B正确;
C.和的VSEPR模型名称分别为四面体形和平面三角形,C错误;
D.常温下,Al遇浓硝酸会发生钝化,D正确;
故选C。
11. 苯甲酸()常用作食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下,下列说法不正确的是
A. 操作I加热溶解的目的是增大粗苯甲酸的溶解度
B. 操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C. 苯甲酸与互为同分异构体
D. 操作Ⅳ要用冷水洗涤晶体
【答案】B
【解析】
【分析】苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水。粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠,加水、加热溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,从而形成悬浊液;趁热过滤出泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出;将滤液冷却结晶,大部分苯甲酸结晶析出,氯化钠仍留在母液中;过滤、用冷水洗涤,便可得到纯净的苯甲酸。
【详解】A.操作Ⅰ中,为增大粗苯甲酸的溶解度,进行加热溶解,A正确;
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的,是除去泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出,NaCl含量少,通常不结晶析出,B不正确;
C.苯甲酸与分子式均为C7H6O2,结构不同,互为同分异构体,C正确;
D.苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水,所以操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体,既可去除晶体表面吸附的杂质离子,又能减少溶解损失,D正确;
答案选B。
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. 过渡元素钌(Ru)及其化合物用途广泛。利用水合肼()还原时获得了一种新的配合物,其配离子结构如图。
下列说法错误的是
A. 在水合肼和所含非金属元素中,电负性最大的元素为O
B. 当形成配离子后,的键长将减小
C. 同周期且基态原子的单电子数与相同的元素有2种
D. 中心原子配位数为6
【答案】B
【解析】
【详解】A.水合肼()和所含非金属元素为氢、氮、氧和氯元素,所以电负性最大的元素为O元素,A正确;
B.当以配位键形成配离子后,的键长将增大,B错误;
C.同周期且基态原子的单电子数与相同的元素有钠元素、铝元素,即有2种,C正确;
D.中心原子含有5个氨气配体、1个氮气配体,即配位数为6,D正确;
故选B。
14. 下列有关物质结构的说法正确的是
A. 图①中18-冠-6通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
B. 图②物质相较NaBF4摩尔质量更大,具有更高的熔沸点
C. 图③晶体磷化硼晶胞沿轴方向上的投影图为
D. 图③晶胞参数为d cm,则硼原子与磷原子最近的距离为d cm
【答案】D
【解析】
【详解】A.图①中18-冠-6中不含有阴离子,与K+间不能形成离子键,应为18-冠-6通过配位键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征,A错误;
B.图②物质属于离子晶体,构成阳离子的基团较NaBF4中半径更大,离子键能更弱,具有较低的熔沸点,B错误;
C.图③晶体磷化硼晶胞中,六个面心都存在P原子,则沿轴方向上的投影图为,C错误;
D.图③晶胞参数为d cm,则硼原子与磷原子最近的距离为体对角线的四分之一,为:dcm,D正确;
故选D。
第II卷(非选择题)
15. 回答下列问题。
(1)有机物A()中含氧官能团的名称为___________。
(2)有机物B的结构简式如下图所示,其中共有___________个手性碳原子;若该有机物是由等物质的量的烯烃和H2加成得到的,则原烯烃的结构有___________种。
(3)有机物C的分子式为C8H18,其一氯代物只有1种,则有机物C的结构简式为___________。
(4)用系统命名法命名下列物质:
___________;___________。
(5)下列化合物中,核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3:2的是___________(填选项字母)。
A. B. C. D.
(6)乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体,其结构式分别为和,通过下列方法或检测仪得出的信息或信号完全相同的是___________(填选项字母)。
A. 李比希元素分析法 B. 红外光谱仪 C. 核磁共振仪 D. 质谱仪
【答案】(1)酯基、羟基
(2) ①. 1 ②. 5
(3)(CH3)3CC(CH3)3
(4) ①. 3,3-二甲基-1-丁烯 ②. 2,3,8-三甲基-5-乙基-壬烷 (5)D (6)A
【解析】
【小问1详解】
含氧官能团的名称为酯基、羟基;
【小问2详解】
手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子。由图可知,共有1个手性碳原子;若该有机物是由等物质的量的烯烃和H2加成得到的,则原烯烃含有1个碳碳双键,结合碳成键特点可知,结构有,共5种;
【小问3详解】
有机物C的分子式为C8H18,则为烷烃,其一氯代物只有1种,则结构对称,有机物C的结构简式为(CH3)3CC(CH3)3;
【小问4详解】
有机物系统命名法步骤:①最长-选最长碳链为主链;②最多-遇等长碳链时,支链最多为主链;③含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,并表示出官能团的位置,官能团的位次最小。
为3,3-二甲基-1-丁烯;为2,3,8-三甲基-5-乙基-壬烷;
【小问5详解】
核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3:2,则分子中只有2种氢,且氢原子数之比为3:2。
A.该化合物有3种氢,A不符合题意;
B.该化合物有2种氢,且个数比为6:2=3:1,B不符合题意;
C.该化合物有2种氢,且个数比为6:2=3:1,C不符合题意;
D.该化合物有2种氢,且个数比为6:4=3:2,,D符合题意;
故选D。
【小问6详解】
A.二者互为同分异构体,则通过李比希元素分析法得出的信息完全相同,A项符合题意;
B.官能团分别为羧基、酯基,基团不同,红外光谱信号不同,B项不符合题意;
C.二者含有的氢原子的种类和个数虽然相同,但峰出现的位置不同,核磁共振氢谱信号不完全相同,C项不符合题意;
D.二者的相对分子质量相等,质谱法测定的最大质荷比相同,但信号不完全相同,D项不符合题意。
故选A。
16. 综合利用化石燃料,提高利用率,有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题:
Ⅰ.利用-干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
上述反应中C(ads)为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
(1)-干重整反应的热化学方程式为___________(选用、、、、的关系式表示反应热),反应Ⅱ是___________(填“慢反应”或“快反应”)。
(2)在恒压条件下,等物质的量的(g)和(g)发生干重整反应时,各物质的平衡转化率随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应: ,则表示平衡转化率的是曲线___________(填“A”或“B”),判断的依据是___________。
Ⅱ.在一密闭容器中,通入1mol 和3mol (g)发生甲烷的水蒸气重整反应。甲烷的水蒸气重整涉及以下反应:
③
④
(3)如图所示,压强为kPa,温度低于700℃时,加入CaO可明显提高平衡体系混合气中的物质的量,原因是___________。
(4)500℃时,反应相同时间后测得的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点的浓度大小关系为c(G)___________c(E)(填“>”“<”或“=”),结合两图中的相关数据,计算此温度下反应③的压力平衡常数___________(用分压代替浓度,分压等于总压×物质的量分数,列出计算式,无需化简)。
(5)我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式___________。
【答案】(1) ①. +=2CO+ 2H2 =E3-E1 ②. 快反应
(2) ①. B ②. CO2的转化率大于
(3)加入CaO和反应使浓度降低,反应④平衡正向移动,平衡体系混合气中H2的物质的量增大
(4) ①. > ②.
(5)CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2
【解析】
【小问1详解】
-干重整反应生成CO和H2,由图可知反应物的能量高于生成物,该反应为吸热反应,=生成物能量-反应物能量=E3-E1,热化学方程式为:+=2CO+ 2H2 =E3-E1;由图可知,反应Ⅱ的活化能小于反应Ⅰ,反应Ⅱ是快反应。
【小问2详解】
等物质的量的CH4(g)和CO2(g)发生干重整反应+=2CO+ 2H2,同时还发生了副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g),则CO2的转化率大于,则表示CH4平衡转化率的是曲线B。
【小问3详解】
压强为P0kPa,温度低于700℃时,加入CaO和反应使浓度降低,反应④平衡正向移动,平衡体系混合气中H2的物质的量增大。
【小问4详解】
温度、投料量相同,由图乙可看出E、G两点CH4转化率相同,可知E、G两点CH4物质的量相等,但G点压强大,所以G点对应的体积小,CH4的浓度大,即c(G) >c( E);500℃ 时由图甲可知平衡时n( H2) =2.1 mol,由图乙可知,相同反应时间,G点CH4转化率小于F点,但G点压强大于F点,则G点已达到平衡,CH4平衡转化率为0.6,列三段式:
平衡时气体总物质的量为:0.4mol+0.3mol+2.1mol+0.3mol+2.1mol=5.2mol,此温度下反应③的压力平衡常数 。
【小问5详解】
由外接直流电源可以判断是电解池,根据元素化合价变化,Ni- YSZ电极上发生CH4→H2+ CO2的转变,则该电极为阳极,发生氧化反应,结合图示,电极反应式为CH4-4e-+2O2-=CO2+2H2。
17. 铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等氧化物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示:
已知:
i)最高价铬酸根离子在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在;
ii)时,硅元素以形式存在;
iii)在之间,铝元素以形式存在。
回答下列问题:
(1)基态基态原子共有_______种空间运动状态的电子。
(2)向浸取液中滴加稀硫酸过程中含铬离子转化反应的离子方程式为_______。
(3)水浸渣中主要物质为_______(填化学式)。
(4)“沉淀”步骤调到弱碱性,主要除去的杂质为_______(填化学式)。
(5)“除硅磷”步骤中,使硅、磷分别以和的形式沉淀,该步需要控制溶液的以达到最好的除杂效果,下列说法正确的是_______(填标号)。
a.若过小,磷酸根离子会与反应使其浓度降低导致无法完全沉淀
b.若过小,会抑制硅酸根离子水解,导致硅酸镁无法完全沉淀
c.若过大,会导致镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成沉淀,导致产品中混有杂质
d.若过大,溶液中铵根离子浓度增大,导致无法完全沉淀
(6)“分离钒”步骤中,将溶液调到1.8左右得到沉淀,在时,溶解为或,在碱性条件下,溶解为或,上述性质说明具有_______(填标号)。
A.酸性 B.碱性 C.两性
(7)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠溶液,反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)15 (2)
(3)
(4)
(5)ac (6)C
(7)
【解析】
【分析】铬钒渣(铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等的化合物)中分离提取铬和钒的流程为:铬钒渣在Na2CO3、NaOH作用下高温焙烧,钒和铬被氧化为相应的最高价含氧酸盐Na2CrO4、NaVO3,铝、硅、磷等的化合物转化为Na[Al(OH)4]、Na2SiO3、Na3PO4,铁的化合物转化为Fe2O3,加水浸取熔渣,过滤,水浸渣中主要有Fe2O3,水浸液加入稀硫酸调溶液的pH到弱碱性时Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀,过滤得到含有Al(OH)3的滤渣,再加入MgSO4和(NH4)2SO4除硅磷,使硅、磷分别转化为MgSiO3、MgNH4PO4沉淀,过滤除去沉淀得到含有NaVO3、Na2CrO4的滤液,加入稀硫酸将溶液pH调到1.8左右得到V2O5沉淀,Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,具有强氧化性,与加入的Na2S2O5反应生成Cr3+,调pH使Cr3+转化为Cr(OH)3沉淀,达到分离提取铬和钒目的;
【小问1详解】
24号Cr元素的原子的电子排布式为:1s²2s²2p⁶3s²3p⁶3d⁵4s¹,基态 Cr 原子的核外电子有1+1+3+1+3+5+1=15种空间运动状态,故答案为:15;
【小问2详解】
已知,最高价铬酸根离子在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在;浸取液中滴加稀硫酸过程中含铬离子转化反应的离子方程式为:,故答案为:;
【小问3详解】
由分析可知,水浸渣中主要有Fe2O3,故答案为:Fe2O3;
【小问4详解】
水浸液加入稀硫酸调溶液的pH到弱碱性时Na[Al(OH)4]转化为Al(OH)3沉淀,过滤得到含有Al(OH)3的滤渣,故为:Al(OH)3;
【小问5详解】
、水解呈碱性,“除硅磷”步骤中控制溶液的pH以达到最好的除杂效果。
a.若pH过小时溶液的碱性减弱, 与H+会反应,使c()降低,不能完全MgNH4PO4沉淀,故a项正确;
b.若pH过小时溶液的碱性减弱,同时会与H+反应生成硅酸胶状沉淀,不利于硅、磷转化为MgSiO3和MgNH4PO4沉淀,故b项错误;
c.pH过大时溶液的碱性增强,沉淀剂中的Mg2+、分别转化为Mg(OH)2沉淀、NH3•H2O,溶液中c()降低,导致不能完全生成MgNH4PO4沉淀,故c项正确;
d.由c可知,pH过大时溶液的碱性增强,溶液中c()降低,故d项错误;
故答案为:ac;
【小问6详解】
V2O5在pH<1时,溶解为或,在碱性条件下,溶解为或,上述性质说明V2O5具有两性,故答案为:C;
【小问7详解】
具有氧化性、焦亚硫酸钠具有还原性,“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠溶液发生氧化还原反应生成硫酸根离子和Cr3+、,反应中铬化合价由+6变为+3、硫化合价由+4变为+6,结合电子守恒可知,反应的离子方程式为:,故答案为:。
18. 硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
(1)基态原子价层电子排布式是__________。
(2)比较原子和原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:____________________。
(3)的空间结构是__________。
(4)同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同,实验过程为。过程ⅱ中,断裂的只有硫硫键,若过程ⅰ所用试剂是和,过程ⅱ含硫产物是__________。
(5)的晶胞形状为长方体,边长分别为、,结构如图所示。
晶胞中的个数为__________。已知的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为__________。
(6)浸金时,作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由:____________________。
【答案】(1)
(2),O、S为同主族元素,电子层数:S>O,原子半径:S>O,原子核对最外层电子的吸引力:O>S,O不易失去一个电子
(3)四面体形 (4)、
(5) ①. 4 ②.
(6)中的中心原子S无孤电子对,不能做配位原子;端基S原子含有孤电子对,能做配位原子
【解析】
【小问1详解】
S是16号元素,位于元素周期表第三周期ⅥA族,基态S原子价层电子排布式为;
【小问2详解】
S和O为同主族元素,O原子核外有2个电子层,S原子核外有3个电子层,O原子半径小,原子核对最外层电子的吸引力大,不易失去1个电子,即O的第一电离能大于S的第一电离能;
【小问3详解】
的中心S原子价层电子对数为4+=4,无孤电子对,空间构型为正四面体形,可看作是中1个O原子被S原子取代,则的空间构型为四面体形;
【小问4详解】
过程ⅱ中断裂的只有硫硫键,根据反应机理可知,整个过程中最终转化为, 最终转化为。若过程ⅰ所用的试剂为和,则过程Ⅱ的含硫产物是、;
【小问5详解】
由晶胞结构可知,位于晶胞顶点、棱心、面心和体心,则1个晶胞中的个数为;全部位于晶胞内,个数为4,则晶胞中含有4个,故该晶体的密度;
【小问6详解】
具有孤电子对的原子一般可以提供电子与中心原子配位:中的中心S原子的价层电子对数为4,无孤电子对,不能做配位原子;端基S原子含有孤电子对,能做配位原子。
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高2022级高二下半期考试
考试科目:化学 考试时间:75分钟
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
可能用到的相对原子质量:O:16 Si:28 Cl:35.5 Cu:64
一、单选题(每小题3分 共42分)
1. 化学与生产、生活、科技息息相关。下列相关说法错误的是
A. 世界上最轻的固体——气凝胶,属于胶体
B. 华为麒麟芯片,其主要成分是
C. “梦天”空间冷原子钟组通过改变电子飞行轨道而计时发生的变化不属于化学变化
D. 清华团队最新成果“石墨烯人工喉”还原失声者的原声,其中石墨烯属于烯烃
2. 下列化学用语表示错误的是
A. 基态镓原子的电子排布式为[Ar]4s24p1
B. 60gSiO2中含有Si-O键数目为
C. 砷化氢(AsH3)分子的球棍模型:
D. 过氧化钠(Na2O2)的电子式:
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HClO的电子式为
B. 基态原子的价层电子轨道表示式为
C. 的名称为2—乙基丁烷
D. 分子的VSEPR模型为
4. 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
5. 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.
6. 下列说法正确的是
A. O2和O3互为同素异形体
B. 和互为同分异构体
C. 和是不同一种物质
D. 与互为同系物
7. 下列玻璃仪器在相应实验中选用合理的是
A. 重结晶法提纯苯甲酸:①⑥⑦
B. 蒸馏法分离CH2Cl2和CCl4:②⑤⑥
C. 分离苯和四氯化碳:③⑦
D. 用盐酸滴定NaOH溶液:④⑥
8. 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
9. 分子式为的脂肪烃,分子中含有2个甲基的同分异构体共有(不考虑立体异构)
A. 6种 B. 5种 C. 4种 D. 3种
10. 某化合物通过界面埋入可以实现钙钛矿太阳能电池的高稳定性,其结构如图所示。是原子序数依次增大的前四周期主族元素,与的原子序数之和与的原子序数相等。下列说法错误的是
A. 第一电离能:
B. 简单氢化物的稳定性:
C. 和的VSEPR模型名称相同
D. 常温下,遇W的最高价氧化物对应水化物的浓溶液钝化
11. 苯甲酸()常用作食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下,下列说法不正确的是
A. 操作I加热溶解的目的是增大粗苯甲酸的溶解度
B. 操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C. 苯甲酸与互为同分异构体
D. 操作Ⅳ要用冷水洗涤晶体
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. 过渡元素钌(Ru)及其化合物用途广泛。利用水合肼()还原时获得了一种新的配合物,其配离子结构如图。
下列说法错误的是
A. 在水合肼和所含非金属元素中,电负性最大的元素为O
B. 当形成配离子后,的键长将减小
C. 同周期且基态原子的单电子数与相同的元素有2种
D. 中心原子配位数为6
14. 下列有关物质结构的说法正确的是
A. 图①中18-冠-6通过离子键与K+作用,体现了超分子“分子识别”的特征
B. 图②物质相较NaBF4摩尔质量更大,具有更高的熔沸点
C. 图③晶体磷化硼晶胞沿轴方向上的投影图为
D. 图③晶胞参数为d cm,则硼原子与磷原子最近的距离为d cm
第II卷(非选择题)
15. 回答下列问题。
(1)有机物A()中含氧官能团的名称为___________。
(2)有机物B的结构简式如下图所示,其中共有___________个手性碳原子;若该有机物是由等物质的量的烯烃和H2加成得到的,则原烯烃的结构有___________种。
(3)有机物C的分子式为C8H18,其一氯代物只有1种,则有机物C的结构简式为___________。
(4)用系统命名法命名下列物质:
___________;___________。
(5)下列化合物中,核磁共振氢谱只出现两组峰且峰面积之比为3:2的是___________(填选项字母)。
A. B. C. D.
(6)乙酸和甲酸甲酯互为同分异构体,其结构式分别为和,通过下列方法或检测仪得出的信息或信号完全相同的是___________(填选项字母)。
A. 李比希元素分析法 B. 红外光谱仪 C. 核磁共振仪 D. 质谱仪
16. 综合利用化石燃料,提高利用率,有助于实现“碳达峰、碳中和”。回答下列问题:
Ⅰ.利用-干重整反应不仅可以对天然气资源综合利用,还可以缓解温室效应对环境的影响。该反应一般认为通过如下步骤来实现:
①
②
上述反应中C(ads)为吸附活性炭,反应历程的能量变化如图所示:
(1)-干重整反应的热化学方程式为___________(选用、、、、的关系式表示反应热),反应Ⅱ是___________(填“慢反应”或“快反应”)。
(2)在恒压条件下,等物质的量的(g)和(g)发生干重整反应时,各物质的平衡转化率随温度变化如图所示。已知在干重整中还发生了副反应: ,则表示平衡转化率的是曲线___________(填“A”或“B”),判断的依据是___________。
Ⅱ.在一密闭容器中,通入1mol 和3mol (g)发生甲烷的水蒸气重整反应。甲烷的水蒸气重整涉及以下反应:
③
④
(3)如图所示,压强为kPa,温度低于700℃时,加入CaO可明显提高平衡体系混合气中的物质的量,原因是___________。
(4)500℃时,反应相同时间后测得的转化率随压强的变化如图所示。则图中E点和G点的浓度大小关系为c(G)___________c(E)(填“>”“<”或“=”),结合两图中的相关数据,计算此温度下反应③的压力平衡常数___________(用分压代替浓度,分压等于总压×物质的量分数,列出计算式,无需化简)。
(5)我国科技工作者发明了一种电化学分解甲烷的方法。其电化学反应原理如图所示。请写出Ni-YSZ电极上发生的电极反应方程式___________。
17. 铬和钒具有广泛用途。铬钒渣中铬和钒以低价态含氧酸盐形式存在,主要杂质为铁、铝、硅、磷等氧化物,从铬钒渣中分离提取铬和钒的一种流程如图所示:
已知:
i)最高价铬酸根离子在酸性介质中以存在,在碱性介质中以存在;
ii)时,硅元素以形式存在;
iii)在之间,铝元素以形式存在。
回答下列问题:
(1)基态基态原子共有_______种空间运动状态的电子。
(2)向浸取液中滴加稀硫酸过程中含铬离子转化反应的离子方程式为_______。
(3)水浸渣中主要物质为_______(填化学式)。
(4)“沉淀”步骤调到弱碱性,主要除去的杂质为_______(填化学式)。
(5)“除硅磷”步骤中,使硅、磷分别以和的形式沉淀,该步需要控制溶液的以达到最好的除杂效果,下列说法正确的是_______(填标号)。
a.若过小,磷酸根离子会与反应使其浓度降低导致无法完全沉淀
b.若过小,会抑制硅酸根离子水解,导致硅酸镁无法完全沉淀
c.若过大,会导致镁离子生成氢氧化镁沉淀,不能形成沉淀,导致产品中混有杂质
d.若过大,溶液中铵根离子浓度增大,导致无法完全沉淀
(6)“分离钒”步骤中,将溶液调到1.8左右得到沉淀,在时,溶解为或,在碱性条件下,溶解为或,上述性质说明具有_______(填标号)。
A.酸性 B.碱性 C.两性
(7)“还原”步骤中加入焦亚硫酸钠溶液,反应的离子方程式为_______。
18. 硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根可看作是中的一个原子被原子取代的产物。
(1)基态原子价层电子排布式是__________。
(2)比较原子和原子的第一电离能大小,从原子结构的角度说明理由:____________________。
(3)的空间结构是__________。
(4)同位素示踪实验可证实中两个原子的化学环境不同,实验过程为。过程ⅱ中,断裂的只有硫硫键,若过程ⅰ所用试剂是和,过程ⅱ含硫产物是__________。
(5)的晶胞形状为长方体,边长分别为、,结构如图所示。
晶胞中的个数为__________。已知的摩尔质量是,阿伏加德罗常数为,该晶体的密度为__________。
(6)浸金时,作为配体可提供孤电子对与形成。分别判断中的中心S原子和端基S原子能否做配位原子并说明理由:____________________。
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