精品解析：江苏省南通市海安市如东县2023-2024学年高一下学期期中考试化学试题

2023 ~ 2024学年度第二学期期中考试 高一化学试题 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共6页，包含选择题(第1题~第13题，共39分)、非选择题(第14题~第17题，共61分)两部分。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请考生务必将自己的姓名、学校、班级、座位号、考试证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置，并将条形码贴在指定区城。 3.选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在其他位置作答一律无效。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，非选择题请用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡指定区域作答，在试卷或草稿纸上作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-10.8 C-12 N-14 O-16 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列有关认识正确的是 A. 组成相同的物质其性质相同 B. 氨气易液化与分子间存在氢键有关 C. 冰是原子间通过共价键形成的共价晶体 D. 晶体类型一定 是纯粹的，不存在过渡晶体 【答案】B 【解析】 【详解】A． 组成相同的物质可能是同分异构体，其性质不相同，A错误； B． 氮元素电负性较强，氮原子半径较小，氨分子间存在氢键，氨气易液化与分子间存在氢键有关，B正确； C． 冰是水分子间通过分子间作用力形成的分子晶体，C错误； D． 纯粹的典型晶体是不多的，即晶体类型不一定是纯粹的，存在过渡晶体，D错误； 答案选B。 2. 实验室用反应制备三氯化六氨合钴。下列有关说法正确的是 A. 中既含共价键又含离子键 B. 的基态核外电子排布式为 C. 空间结构为直线型 D. 中子数为18的氯原子可表示为 【答案】A 【解析】 【详解】A．中氯离子与之间通过离子键结合， 离子中氨分子内部存在共价键，Co与N原子之间存在配位键，也为共价键，故A正确； B．的基态核外电子排布式为，故B错误； C．的中心原子O原子的价层电子对数为，有两对孤电子对，空间结构为V形，故C错误； D．中子数为18的氯原子可表示为，故D错误； 3. 我国科学家首次拍摄到一种水合质子的原子级分辨图像，其结构如下图所示。下列有关该水合质子的说法不正确的是 A. 化学式为 B. 含2种化学环境不同的氢 C. 该水合质子H、O间的作用力均为氢键 D. 得电子后可生成H2 【答案】C 【解析】 【详解】A．由图可知含有5个H原子和2个O原子，其化学式为，故A正确； B．由图可知该物质为对称结构，含2种化学环境不同的氢，故B正确； C．该水合质子H、O间存在氢键和共价键，故C错误； D．该物质中，H的化合价为+1价，得电子后生成氢气，故D正确；  答案选C。 4. 下列有关C、N、O三种元素及其相关化合物的结构与性质说法错误的是 A. 基态原子未成对电子数：N<C B. 电负性：N<O C. 价电子数：C<N D. 第一电离能：O<N 【答案】A 【解析】 【详解】A．N的价电子排布为2s22p3，有三个未成对电子，C的价电子排布为2s22p2，有2个未成对电子，未成对电子数：N>C，A错误； B．同周期从左到右，电负性依次增大，电负性：N<O，B正确； C．N的价电子排布为2s22p3，价电子数为5，C的价电子排布为2s22p2，价电子数为4，价电子数：N>C，C正确； D．根据同一周期从左往右第一电离能呈增大趋势，ⅡA和ⅤA高于相邻元素，故第一电离能：O<N，D正确； 答案选A。 5. 下列说法正确的是 A. 所有非金属元素都分布在p区 B. 最外层只有一个电子的原子X和Y性质一定相似 C. 2p轨道上只有一个电子的X原子和3p轨道上只有一个电子的Y原子性质相似 D. L层电子数为奇数的原子和M层电子数为奇数的原子对应的元素一定都是主族元素 【答案】C 【解析】 【详解】A．非金属元素中位于区，A错误； B．最外层只有一个电子的原子可能是、碱金属原子，也可能是Ⅰ族或Ⅵ族元素的原子，因此性质不一定相似，B错误； C．轨道上只有一个电子的原子，其价电子排布式为，轨道上只有一个电子的原子，其价电子排布式为，这两种元素分别为和，均为Ⅱ族元素，性质相似，C正确； D．层电子数为奇数的原子，层一定没有排满8个，因此该元素一定位于第二周期，属于主族元素，层电子数为奇数的原子可以是第三周期元素的原子，也可以为第四周期元素的原子，如、等原子是副族元素的原子，D错误； 故选C。 阅读下列资料，完成下面小题： 砷元素广泛地存在于自然界，单质以灰砷、黑砷和黄砷形式存在，其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂中。砷的氧化物有As2O3和As2O5，水化物分别对应H3AsO3和H3AsO4。砷元素还是亲硫元素，如形成As2S3、As4S4等硫化物。油画创作通常需要用到多种无机颜料如雌黄(As2S3)，As2S3为酸性硫化物，具有较强还原性。砷和镓形成的砷化镓是重要的半导体材料。 6. 下列有关砷元素及其化合物的说法正确的是 A. 基态As电子排布式为[Ar]4s24p3 B. 灰砷、黑砷和黄砷是砷的同素异形体 C. AsH3沸点比NH3高 D. 第一电离能：I1(Ge)＜I1(As)＜I1(Se) 7. 研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应。下列说法正确的是 A. 和的空间结构都是正四面体形 B. 、中砷原子的杂化方式为sp2、sp3 C. 反应Ⅰ、Ⅱ中，元素As和S都被氧化 D. 反应Ⅰ、Ⅱ中，氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3：7 8. As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入四个S而形成。As4、砷化镓的结构如下，下列说法不正确的是 A. As4S4中含有极性共价键和非极性共价键 B. As4S4有4种不同的结构 C. 砷化镓晶胞中含有配位键 D. 砷化镓晶体中As原子周围等距且最近的As原子数为12 【答案】6. B 7. D 8. B 【解析】 【6题详解】 A．As是33号元素，根据构造原理可知基态As电子排布式为[Ar]3d104s24p3，A错误； B．灰砷、黑砷和黄砷是砷元素的不同性质的单质，它们都是砷的同素异形体，B正确； C．As、N都是同一主族的元素，AsH3、NH3结构相似，都是由分子通过分子间作用力结合形成的分子晶体，但NH3分子之间还存在氢键，增加了分子之间的吸引力，导致其熔沸点比AsH3高，故沸点：AsH3＜NH3，C错误； D．Ge、As、Se是同一周期元素，一般情况下原子序数越大，元素的第一电离能就越大，但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时，原子核外电子处于轨道的全充满、半充满的稳定状态，其第一电离能大于同一周期相邻元素。As是第ⅤA元素，故元素的第一电离能：I1(Ge)＜I1(Se)＜I1(As)，D错误； 故合理选项是B； 【7题详解】 A．和的中心S原子价层电子对数是4+=4，无孤对电子，则由于中同时存在的S-S键与S-O键的键长不同，因此的空间结构是四面体形，而不是正四面体形，中只有S-O共价键，空间结构是正四面体形，A错误； B．的中心As原子价层电子对数是3+=4，的中心As原子价层电子对数是4+=4，因此二者的砷原子的杂化方式都是sp3杂化，B错误； C．在As2S3中，As元素化合价+3价，S为-2价，在反应Ⅰ产物As2O3中，As元素化合价仍然为+3价，化合价没有发生变化，因此As元素没有被氧化，C错误； D．As2S3中As为+3价，S为-2价，在经过反应Ⅰ后，As的化合价没有变，S变为+2价，则1 mol As2S3失电子3×4 mol=12 mol；在经过反应Ⅱ后，As变为+5价，S变为+6价，则l mol As2S3失电子2×2 mol+3×8 mol=28 mol，故反应Ⅰ和Ⅱ中，氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为12 mol：28 mol=3 ：7，D正确； 故合理选项是D； 【8题详解】 A．As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入四个S而形成，则As4S4中砷原子和硫原子间存在极性共价键，砷原子间存在非极性共价键，A正确； B．As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入四个S而形成，As4S4有2种不同的结构，B错误； C．砷原子最外层有5个电子，镓原子最外层有3个电子，砷化镓晶胞中砷原子和镓原子均形成4个共价键，则砷化镓晶胞中含有配位键，C正确； D．由砷化镓的晶胞结构示意图可知，晶体中Ga原子周围与其距离最近的Ga原子的个数为=12，而GaAs中Ga和As原子个数比为1：1，故两原子的配位数相等，因此As原子周围与其距离最近的As原子的个数为12，晶体中As原子周围与其距离最近的As原子的个数为12，D正确； 故合理选项是B。 9. 下列说法正确的是 A. 金属焰色试验的原理是电子跃迁吸收能量 B. NH3热稳定性强，是因为氨气分子间存在氢键 C. 基态气态25Mn2+再失去1个电子比基态气态26Fe2+再失去1个电子难 D. AlN和GaN的成键结构与金刚石相似，为共价晶体，GaN的熔点高于AlN 【答案】C 【解析】 【详解】A．金属焰色试验的原理是电子由高能态向低能态跃迁时以光的形式释放能量的过程，A错误； B．NH3热稳定性强，是因为氨气分子内N-H键强，而与分子之间存在的氢键无关，B错误； C．基态气态25Mn2+价电子排布式是3d5，处于轨道的半充满的稳定状态，再失去1个电子需消耗很高能量，故25Mn2+稳定；而基态气态26Fe2+价电子排布式是3d6，再失去一个电子变为26Fe3+时就形成了价电子排布式是3d5的稳定状态，故基态气态25Mn2+再失去1个电子比基态气态26Fe2+再失去1个电子难，C正确； D．AlN和GaN的成键结构与金刚石相似，都为共价晶体，但由于原子半径：Ga＞Al，所以键长：Ga-N＞Al-N，化学键的键长越长，键能就越小，该化学键就越容易断裂，形成的相应物质的熔、沸点就越低，故GaN的熔点低于AlN，D错误； 故合理选项是C。 10. 硅材料在生活中占有重要地位。(结构如图所示)受热分解可生成和。是一种优良的耐高温结构陶瓷。下列有关说法不正确的是 A. 属于分子晶体 B. 键角： C. 基态和N原子的未成对电子数之比为 D. 中的、N原子轨道的杂化类型相同 【答案】A 【解析】 【详解】A．由Si3N4是一种优良的耐高温结构陶瓷可知，Si3N4属于共价晶体，A错误； B．的中心原子N原子的价层电子对数为，有两对孤电子对，为V形，的中心原子N原子的价层电子对数为，有一对孤电子对，为三角锥形，因此键角，故B正确； C．根据价层电子排布式可知，基态Si原子的未成对电子数为2，基态N原子的未成对电子数为3，故C正确； D．观察结构，Si(NH2)4中的Si、N均是单键连接达到饱和，因此原子轨道的杂化类型均为sp3杂化，两者相同，故D正确； 故答案选A。 11. T、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的五种短周期主族元素且分布于三个周期，W元素可形成硬度最大的单质，X是地壳中含量最多的元素，Y与X同主族。下列说法正确的是 A. 键的极性：T-Y＜T-X B. 离子半径：r(Z)＞r(Y)＞r(X) C. 氢化物的还原性：Y＜X D. Y、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＜Y 【答案】A 【解析】 【分析】T、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的五种短周期主族元素且分布于三个周期，则T是H元素；W元素可形成硬度最大的单质，则W是C元素；X是地壳中含量最多的元素，X是O元素，由于Y与X同主族，则Y是S元素，Z是17号Cl元素，然后根据元素周期律及物质的性质分析解答。 【详解】根据上述分析可知：T是H，W是C，X是O，Y是S，Z是Cl元素。 A．T是H，X是O，Y是S，O、S两种元素分别与H形成共价键，元素的非金属性越强，其形成的共价键的极性就越强。元素的非金属性：O＞S，所以共价键的极性：H—S＜H—O，A正确； B．根据上述分析可知：X是O，Y是S，Z是Cl元素，它们形成的简单离子分别是O2-、S2-、Cl-。离子核外电子层数越多，离子半径就越大；对于电子层结构相同的离子，核电荷数越大离子半径就越小，所以离子半径：r(S2-)＞r(Cl-)＞r(O2-)，B错误； C．根据上述分析可知：X是O，Y是S，二者是同一主族元素，元素的原子序数越大，元素的非金属性就越弱，形成的简单氢化物的稳定性就越弱，还原性就越强。元素的非金属性：O＞S，所以氢化物的还原性：H2S＞H2O，C错误； D．根据上述分析可知：Y是S，Z是Cl元素，二者是同一周期元素，原子序数越大，元素的非金属性就越强，其形成的最高价氧化物对应水化物的酸性就越强。元素的非金属性：Cl＞S，所以两种元素形成的最高价氧化物对应水化物的酸性：HClO4＞H2SO4，D错误； 故合理选项是A。 阅读下列材料，完成下面小题： 铜元素属于重金属元素，广泛应用于电子工业和航天邻域中。常见化合价为+1、+2，Cu(Ⅰ)和Cu (Ⅱ)能与许多配体如NH3、H2O、CO、Cl-、CN-、F-等形成配合物，在一定条件下Cu(Ⅰ)和Cu (Ⅱ)化合物能相互转化，因此在工业中具有十分重要的地位。 12. 下列有关[Cu(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+说法正确的是 A. 基态铜Cu(Ⅰ)的核外电子排布式为[Ar]3d94s1 B. Cu+转化成Cu2+失去的1个电子基态时填充在4s轨道上 C. 1 mol[Cu(NH3)4]2+σ键数目为12 mol D. [Cu(NH3)2]+不稳定，易被氧气氧化，可用于除去气体中的痕量O2，离子方程式为：4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH- 13. 由硫酸铜溶液制取[Cu(NH3)4]SO4·H2O(硫酸四氨合铜晶体)的实验如下： 步骤1：向盛有4 mL 0.1 mol/L蓝色CuSO4溶液的试管中，滴加几滴1 mol/L氨水，有蓝色沉淀生成； 步骤2：继续滴加氨水并振荡试管，沉淀溶解，得到深蓝色溶液； 步骤3：向试管中加入8 mL 95%乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁，有深蓝色晶体析出。 下列说法错误的是 A. CuSO4溶液呈蓝色的原因是[Cu(H2O)4]2+是蓝色的 B. 步骤2所发生反应的离子方程式为4NH3+Cu(OH)2=[Cu(NH3)4]2++2OH- C. 步骤3中加入8 mL 95%乙醇是因为乙醇与水可形成分子间氢键，易溶于水 D. H2O与Cu2+的配位能力弱于NH3 【答案】12. D 13. C 【解析】 【12题详解】 A．根据构造原理可知基态铜Cu(Ⅰ)的核外电子排布式为[Ar]3d10，A错误； B．Cu+转化成Cu2+失去的1个电子是3d轨道上的电子，失去的1个电子基态时填充在3d轨道上，满足全满状态，B错误； C．1 mol [Cu(NH3)4]2+中含有的σ键数目为4 mol+3 mol×4=16 mol，C错误； D．[Cu(NH3)2]+不稳定，易被氧气氧化，可用于除去气体中的痕量O2，反应的离子方程式为：4 [Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH-，D正确； 故合理选项是D； 【13题详解】 A．硫酸铜溶于水,铜离子与水分子通过配位键形成四水合铜离子，[Cu(H2O)4]2+是蓝色，所以硫酸铜溶液呈蓝色，A正确； B．氨气与氢氧化铜发生反应，通过配位键形成氢氧化四氨合铜配合物，发生反应的离子方程式为4NH3+Cu(OH)2=[Cu(NH3)4]2++2OH-，B正确； C．步骤3中加入8 mL95%乙醇是降低氢氧化四氨合铜溶解度，便于析出蓝色晶体，C错误； D．氧电负性大于氮，因此O原子吸引电子能力更强，所以H2O与Cu2+的配位能力弱于NH3，D正确； 故合理选项是C。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 对传统材料的优化和新材料的研发是材料化学永恒的研究主题。 （1）石墨烯可以看作是只有一个碳原子厚度的单层石墨(如图)。 ①石墨烯中碳原子数与碳碳共价键数之比为_______。 ②石墨烯中每个六元碳环平均拥有的碳原子数为_______。 ③石墨烯能导电的原因：_______。 （2）离子液体有良好的导电性。一种离子液体的结构如图： ①多数有机溶剂易挥发，但离子液体难挥发，其原因是_______。 ②内F-B-F之间的键角为_______。 ③和是离子液体中常见的阴离子。已知Al2Cl6的结构式为，请写出的结构式：_______。 【答案】（1） ①. 2：3 ②. 2 ③. 石墨烯中未参与杂化的2p电子的原子轨道相互平行且相互重叠，使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动 （2） ①. 离子液体的粒子全都是带电荷的离子 ②. 109°28' ③. 【解析】 【小问1详解】 ①石墨烯中，每个碳原子与相邻的3个C原子形成3个C-C，每个C-C键是相邻的两个C原子形成的故在石墨烯中碳原子数与碳碳共价键数之比为1：=2：3； ②根据石墨烯的片层结构可知：每个六边形含有6个C原子，每个C原子被相邻的3个六边形所共用，因此石墨烯中每个六元碳环平均拥有的碳原子数为6×=2个； ③石墨烯是C元素的单质，C原子价电子数目是4，但每个C原子只形成了3个共价键，C原子采用sp2杂化，还有1个价电子未形成共价键。石墨烯中未参与杂化的2p电子的原子轨道相互平行且相互重叠，使p轨道的电子可在整个碳原子平面中运动，因此在常温能导电； 【小问2详解】 ①多数有机溶剂易挥发，但离子液体难挥发，其原因是离子液体的粒子全都是带电荷的离子，阴、阳离子间通过静电作用而相互吸引，使离子之间的吸引力强，因此不易挥发； ②内B原子的价层电子对数是4+=4，无孤对电子，因此呈正四面体结构，其中F-B-F之间的键角为109°28′； ③根据Al2Cl6的结构式可知：每个Al与4个Cl原子形成4个Al-Cl共价键，则的结构式应该为。 15. 第ⅥA族、第ⅦA族的元素单质及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。 （1）S2Cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其电子式为_______；S2Br2与S2Cl2结构相似，熔、沸点：S2Cl2_______S2Br2 (填填“>”或“<”)。 （2）NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易形成配合物，其原因是_______。 （3）硒(Se)是一种非金属元素，可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。 ①原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Se原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。第四周期中第一电离能比Se元素大的共有_______种。 ②二硫键与二硒键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用如图表示。已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波长1_______2 (填“<”、“>”或“=”)。 ③某含硒化合物的晶胞如下图所示。其化学式为_______。 【答案】（1） ①. ②. < （2）在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，所以使得氮原子上的孤电子对难以形成配位键 （3） ①. 1或-1 ②. 3 ③. < ④. K2SeBr6 【解析】 【小问1详解】 S2Cl2分子结构与H2O2类似，分子中S原子之间形成1对共用电子对，Cl原子与S原子之间形成1对共用电子对，电子式为；S2Br2与S2Cl2结构相似，都是分子晶体，相对分子质量越大，熔、沸点越高，故S2Cl2<S2Br2 ； 【小问2详解】 在NF3中，共用电子对偏向F原子，偏离N原子，所以使得氮原子上的孤电子对难以形成配位键； 【小问3详解】 ①硒为第四周期ⅥA族元素，其价电子排布式为4s24p4，只有4p能级上有1个未充满的原子轨道，2个轨道中电子自旋方向相同，所以价电子自旋磁量子数代数和应为2×(+)或者2×(-)，故答案为：+1或-1；同一周期从左到右，元素的第一电离能有增大趋势，As的4p轨道为半充满的稳定状态，第一电离能大于Se，所以与硒同周期的p区元素中第一电离能大于硒的元素有As、Br、Kr等3种； ②二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理由图分析可知，已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波长：λ1＜λ2，其原因是硫半径小于硒半径，S-S键的键长小于Se-Se键长，S-S键的键能大于Se-Se键的键能，则光谱能量高，波长短，故答案为：＜； ③晶胞图中可以看出，K为体内，有8个；SeBr6（）位于顶点和面心，，K：SeBr6=8:4=2:1；化学式为K2SeBr6； 16. 过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。 （1）一种锰化合物在不同条件下能高效催化CO2还原为CO或HCOOH，反应如下： ①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，则1 mol该锰化合物中通过螯合作用形成的配位键有_______mol。 ②NH(CH2CH3)2中N的杂化方式为_______。 ③酸碱电子理论认为：凡能接受电子对的物质(分子、离子等)都称为酸，凡能给出电子对的物质(分子、离子等)都称为碱。NH(CH2CH3)2的碱性强于NH3的原因为_______。 （2）铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。FexNy的晶胞图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化图-2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_______。(已知：能量越低，物质越稳定) （3）金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。 ①与钛同周期的过渡元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的价层电子排布式为_______。 ②钛的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_______。 化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 （4）[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O=[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN ①1 mol [Zn(CN)4]2-中含有的π键数与1 mol [Zn(H2O)4]2+中含有的σ键数之比为_______。 ②[Zn(H2O)4]2+中H—O—H键角比HOCH2CN中H—O—C_______(填“大”、“小”、“相等”)。 【答案】（1） ①. 2 ②. sp3 ③. NH(CH2CH3)2分子中乙基是推电子基团，使得N上电子云密度更大，更容易结合H+ （2）Fe3CuN （3） ①. 3d84s2 ②. TiF4为离子晶体，熔点最高；TiCl4、TiBr4、TiI4都是分子晶体，组成和结构相似，其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增大，因而三者的熔点依次升高 （4） ①. 2：3 ②. 大 【解析】 【小问1详解】 ①根据图示可知在1个该锰化合物中有2个通过螯合作用形成的配位键，故在1 mol该锰化合物中通过螯合作用形成的配位键有2 mol； ②在NH(CH2CH3)2中N原子的价层电子对数是3+=4，因此N的杂化方式为sp3杂化； ③酸碱电子理论认为：凡能接受电子对物质(分子、离子等)都称为酸，凡能给出电子对的物质(分子、离子等)都称为碱。NH(CH2CH3)2的碱性强于NH3的原因是由于NH(CH2CH3)2分子中乙基是推电子基团，使得N上电子云密度更大，更容易结合H+，因此NH(CH2CH3)2的碱性比NH3更强； 【小问2详解】 物质含有能量越低，物质的稳定性就越强。根据图示可知Cu替代b位置Fe型的能量比Cu替代a位置Fe型的能量更高，故Cu替代a位置Fe型的物质稳定性更强。该构型的物质鉴别中含有Cu原子数目是8×=1，含有的Fe原子数目是6×=3，含有的N原子数目是1，故该稳定性物质化学式为Fe3CuN； 【小问3详解】 ①Ti是22号元素，根据构造原理可知基态Ti原子核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d24s2，价电子排布式是3d24s2，其中未成对电子数是2个。在第四周期中与Ti同周期的过渡元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的价层电子排布式为3d84s2； ②在钛的四卤化物中，TiF4为离子晶体，离子之间以离子键结合形成离子晶体，离子键是一种强烈的相互作用，断裂消耗很高能量，因此TiF4的熔点最高；而TiCl4、TiBr4、TiI4都是由分子通过微弱的分子间作用力结合形成的分子晶体，它们的组成和结构相似，其相对分子质量依次增大，分子间作用力逐渐增大，物质的熔沸点就越高，因而三者的熔点依次升高； 【小问4详解】 ①在[Zn(CN)4]2-的中心Zn2+与4个配位体CN-以4个配位键结合，配位键属于σ键；在每个配位体CN-中C、N原子以共价三键结合，其中1个是σ键，2个是π键，故在1个[Zn(CN)4]2-中含有4+4=8个σ键，4×2=8个π键；在[Zn(H2O)4]2+中，中心Zn2+与4个配位体H2O以4个配位键结合，配位键属于σ键；在每个配位体H2O中H、O原子以共价单键结合，因此1 mol[Zn(H2O)4]2+中含有4+4×2=12个共价键，因此1个[Zn(CN)4]2-中的π键与1个[Zn(H2O)4]2+中的σ键个数比是8：12=2：3，根据N=n·NA，因此1 mol [Zn(CN)4]2-中含有的π键数与1 mol [Zn(H2O)4]2+中含有的σ键数之比为2：3； ②[Zn(H2O)4]2+中氧原子的价层电子对数为3+1=4，含有1对孤对电子；HOCH2CN中氧原子的价层电子对数为2+2=4，含有2对孤对电子，孤对电子之间的斥力大于孤对与成键电子之间的斥力大于成键电子之间的斥力，则配合物中H-O-H键角比HOCH2CN中H-O-C大。 17. 硼酸(H3BO3)是一种重要的无机化合物。 （1）H3BO3的制备 由天然硼砂( 主要含Na2B4O7·10H2O及少量NaCl等)制备H3BO3的工艺流程如下： 硼酸盐中硼原子与氧原子分别形成[BO3]3-(三角形)、[BO4]5- (四面体)两种结构单元，它们通过角顶氧原子组成环状或链状结构。 ①“浸溶”前先将天然硼砂水洗的目的是_______。 ②[BO3]3-、[BO4]5-中硼原子的杂化类型分别是_______、_______。 ③写出Na2B4O7·10H2O与硝酸反应生成H3BO3的化学方程式：_______。 （2）H3BO3的测定 H3BO3溶液的酸性很弱，不能直接用NaOH溶液测定，必须先用物质A强化生成酸性相对较强的配合酸B(反应如下)，然后再用NaOH溶液进行测定。 为测定上述流程所制得的H3BO3纯度，实验方案如下：称取4.000 g H3BO3样品，用热水完全溶解后，加水定容至250 mL。取25.00 mL溶液，加入适量A，再用0.2500 mol /LNaOH进行测定，完全反应时消耗NaOH 20.00 mL。 ①画出B中阴离子X-的结构：_______。 ②根据实验数据，样品中H3BO3的纯度为_______(写出计算过程)。 （3）硼的运用 某选择性吸附材料的化学式为[C(NH2)3]4(B(OCH3)]3Cl，其中阴离子有Cl-和两种，部分晶体结构如图所示。 ①表示出该晶体中氢键的形成方式：_______(表示成形式)。 ②推测其中阳离子[C(NH2)3]+的空间结构为_______(填平面或四面体)型。 【答案】（1） ①. 除去NaCl ②. sp2 ③. sp3 ④. Na2B4O7·10H2O+2HNO3=2NaNO3+4H3BO3+5H2O （2） ①. ②. 77.25% （3） ①. N—H…O ②. 平面 【解析】 【分析】天然硼砂经水洗除去NaCl，然后加入硝酸，发生反应Na2B4O7·10H2O+2HNO3=2NaNO3+4H3BO3+5H2O，产生NaNO3、H3BO3，然后通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离得到NaNO3，滤液中含有H3BO3。由于H3BO3酸性很弱，可以使其与RCH(OH)CH(OH)R反应转化为相对酸性较强配合酸HX，再用NaOH溶液进行滴定，根据反应消耗NaOH标准溶液的体积来测定样品中H3BO3的含量。 【小问1详解】 ①由于天然硼砂(主要含Na2B4O7·10H2O及少量NaCl等)，则“浸溶”前先将天然硼砂水洗的目的是除去NaCl； ②[BO3]3-中硼原子的杂化类型分别是中中心原子的价层电子对数为：3+=3，所以B原子采用sp2杂化；在[BO4]5-中硼原子的价层电子对数为：4+=4，所以B原子采用sp3杂化； ③Na2B4O7·10H2O与硝酸反应生成H3BO3、硝酸钠和水，其反应的化学方程式为：Na2B4O7·10H2O+2HNO3=2NaNO3+4H3BO3+5H2O； 【小问2详解】 ①利用元素守恒可知，B中阴离子X-的结构为； ②根据实验数据，样品中H3BO3的纯度为n(H3BO3)=n(NaOH)=0.2500 mol/L×20 mL×10-3 mL/L=5.0×10-3 mol，原4.000 g H3BO3样品中n(H3BO3)=5.0×10-3 mol ×= 5.0 ×10-2 mol，m(H3BO3)=0.05 mol×61.8 g/mol=3.09 g，样品中w(H3BO3)=×100%=77.25%； 【小问3详解】 ①氢键可表示为X- H…Y，则该晶体中氢键的形成方式：N—H…O； ②由图可知，其中阳离子[C(NH2)3]+的空间结构为平面型。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2023 ~ 2024学年度第二学期期中考试 高一化学试题 注意事项 考生在答题前请认真阅读本注意事项及各题答题要求 1.本试卷共6页，包含选择题(第1题~第13题，共39分)、非选择题(第14题~第17题，共61分)两部分。本次考试时间为75分钟，满分100分。考试结束后，请将答题卡交回。 2.答题前，请考生务必将自己的姓名、学校、班级、座位号、考试证号用0.5毫米的黑色签字笔写在答题卡上相应的位置，并将条形码贴在指定区城。 3.选择题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，在其他位置作答一律无效。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案，非选择题请用0.5毫米的黑色签字笔在答题卡指定区域作答，在试卷或草稿纸上作答一律无效。 4.如有作图需要，可用2B铅笔作答，并请加黑加粗，描写清楚。 可能用到的相对原子质量：H-1 B-10.8 C-12 N-14 O-16 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项最符合题意。 1. 下列有关认识正确的是 A. 组成相同的物质其性质相同 B. 氨气易液化与分子间存在氢键有关 C. 冰是原子间通过共价键形成的共价晶体 D. 晶体类型一定 是纯粹的，不存在过渡晶体 2. 实验室用反应制备三氯化六氨合钴。下列有关说法正确的是 A. 中既含共价键又含离子键 B. 的基态核外电子排布式为 C. 的空间结构为直线型 D. 中子数为18的氯原子可表示为 3. 我国科学家首次拍摄到一种水合质子的原子级分辨图像，其结构如下图所示。下列有关该水合质子的说法不正确的是 A. 化学式为 B. 含2种化学环境不同的氢 C. 该水合质子H、O间的作用力均为氢键 D. 得电子后可生成H2 4. 下列有关C、N、O三种元素及其相关化合物的结构与性质说法错误的是 A. 基态原子未成对电子数：N<C B. 电负性：N<O C. 价电子数：C<N D. 第一电离能：O<N 5. 下列说法正确的是 A. 所有非金属元素都分布在p区 B. 最外层只有一个电子的原子X和Y性质一定相似 C. 2p轨道上只有一个电子的X原子和3p轨道上只有一个电子的Y原子性质相似 D. L层电子数为奇数的原子和M层电子数为奇数的原子对应的元素一定都是主族元素 阅读下列资料，完成下面小题： 砷元素广泛地存在于自然界，单质以灰砷、黑砷和黄砷形式存在，其化合物被运用在农药、除草剂、杀虫剂中。砷的氧化物有As2O3和As2O5，水化物分别对应H3AsO3和H3AsO4。砷元素还是亲硫元素，如形成As2S3、As4S4等硫化物。油画创作通常需要用到多种无机颜料如雌黄(As2S3)，As2S3为酸性硫化物，具有较强还原性。砷和镓形成的砷化镓是重要的半导体材料。 6. 下列有关砷元素及其化合物的说法正确的是 A. 基态As电子排布式为[Ar]4s24p3 B. 灰砷、黑砷和黄砷是砷同素异形体 C. AsH3沸点比NH3高 D. 第一电离能：I1(Ge)＜I1(As)＜I1(Se) 7. 研究发现，在不同的空气湿度和光照条件下，颜料雌黄(As2S3)褪色的主要原因是发生了以下两种化学反应。下列说法正确的是 A. 和的空间结构都是正四面体形 B. 、中砷原子的杂化方式为sp2、sp3 C. 反应Ⅰ、Ⅱ中，元素As和S都被氧化 D. 反应Ⅰ、Ⅱ中，氧化1 mol As2S3转移的电子数之比为3：7 8. As4S4的结构可以看作呈正四面体的As4中插入四个S而形成。As4、砷化镓的结构如下，下列说法不正确的是 A. As4S4中含有极性共价键和非极性共价键 B. As4S4有4种不同的结构 C. 砷化镓晶胞中含有配位键 D. 砷化镓晶体中As原子周围等距且最近的As原子数为12 9. 下列说法正确的是 A. 金属焰色试验的原理是电子跃迁吸收能量 B. NH3热稳定性强，是因为氨气分子间存在氢键 C. 基态气态25Mn2+再失去1个电子比基态气态26Fe2+再失去1个电子难 D. AlN和GaN的成键结构与金刚石相似，为共价晶体，GaN的熔点高于AlN 10. 硅材料在生活中占有重要地位。(结构如图所示)受热分解可生成和。是一种优良的耐高温结构陶瓷。下列有关说法不正确的是 A. 属于分子晶体 B. 键角： C. 基态和N原子的未成对电子数之比为 D. 中的、N原子轨道的杂化类型相同 11. T、W、X、Y、Z是原子序数依次增大的五种短周期主族元素且分布于三个周期，W元素可形成硬度最大的单质，X是地壳中含量最多的元素，Y与X同主族。下列说法正确的是 A. 键的极性：T-Y＜T-X B. 离子半径：r(Z)＞r(Y)＞r(X) C. 氢化物的还原性：Y＜X D. Y、Z的最高价氧化物对应水化物的酸性：Z＜Y 阅读下列材料，完成下面小题： 铜元素属于重金属元素，广泛应用于电子工业和航天邻域中。常见化合价为+1、+2，Cu(Ⅰ)和Cu (Ⅱ)能与许多配体如NH3、H2O、CO、Cl-、CN-、F-等形成配合物，在一定条件下Cu(Ⅰ)和Cu (Ⅱ)化合物能相互转化，因此在工业中具有十分重要的地位。 12. 下列有关[Cu(NH3)2]+、[Cu(NH3)4]2+说法正确的是 A. 基态铜Cu(Ⅰ)的核外电子排布式为[Ar]3d94s1 B. Cu+转化成Cu2+失去的1个电子基态时填充在4s轨道上 C. 1 mol[Cu(NH3)4]2+σ键数目为12 mol D. [Cu(NH3)2]+不稳定，易被氧气氧化，可用于除去气体中的痕量O2，离子方程式为：4[Cu(NH3)2]++O2+8NH3+2H2O=4[Cu(NH3)4]2++4OH- 13. 由硫酸铜溶液制取[Cu(NH3)4]SO4·H2O(硫酸四氨合铜晶体)的实验如下： 步骤1：向盛有4 mL 0.1 mol/L蓝色CuSO4溶液的试管中，滴加几滴1 mol/L氨水，有蓝色沉淀生成； 步骤2：继续滴加氨水并振荡试管，沉淀溶解，得到深蓝色溶液； 步骤3：向试管中加入8 mL 95%乙醇，并用玻璃棒摩擦试管壁，有深蓝色晶体析出。 下列说法错误的是 A. CuSO4溶液呈蓝色的原因是[Cu(H2O)4]2+是蓝色的 B. 步骤2所发生反应的离子方程式为4NH3+Cu(OH)2=[Cu(NH3)4]2++2OH- C. 步骤3中加入8 mL 95%乙醇是因为乙醇与水可形成分子间氢键，易溶于水 D. H2O与Cu2+配位能力弱于NH3 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 对传统材料的优化和新材料的研发是材料化学永恒的研究主题。 （1）石墨烯可以看作是只有一个碳原子厚度的单层石墨(如图)。 ①石墨烯中碳原子数与碳碳共价键数之比为_______。 ②石墨烯中每个六元碳环平均拥有的碳原子数为_______。 ③石墨烯能导电的原因：_______。 （2）离子液体有良好的导电性。一种离子液体的结构如图： ①多数有机溶剂易挥发，但离子液体难挥发，其原因是_______。 ②内F-B-F之间键角为_______。 ③和是离子液体中常见的阴离子。已知Al2Cl6的结构式为，请写出的结构式：_______。 15. 第ⅥA族、第ⅦA族的元素单质及其化合物在研究和生产中有许多重要用途。 （1）S2Cl2是广泛用于橡胶工业的硫化剂，其电子式为_______；S2Br2与S2Cl2结构相似，熔、沸点：S2Cl2_______S2Br2 (填填“>”或“<”)。 （2）NF3是微电子工业中一种优良的等离子蚀刻气体，与NH3的空间构型都是三角锥形，但NF3不易形成配合物，其原因是_______。 （3）硒(Se)是一种非金属元素，可以用作光敏材料、电解锰行业催化剂、动物体必需的营养元素和植物有益的营养元素等。 ①原子核外运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+表示，与之相反的用-表示，即称为电子的自旋磁量子数。对于基态Se原子，其价电子自旋磁量子数的代数和为_______。第四周期中第一电离能比Se元素大的共有_______种。 ②二硫键与二硒键是重要的光响应动态共价键，其光响应原理可用如图表示。已知光的波长与其能量成反比，则图中实现光响应的波长1_______2 (填“<”、“>”或“=”)。 ③某含硒化合物的晶胞如下图所示。其化学式为_______。 16. 过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛应用。 （1）一种锰化合物在不同条件下能高效催化CO2还原为CO或HCOOH，反应如下： ①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，则1 mol该锰化合物中通过螯合作用形成的配位键有_______mol。 ②NH(CH2CH3)2中N的杂化方式为_______。 ③酸碱电子理论认为：凡能接受电子对的物质(分子、离子等)都称为酸，凡能给出电子对的物质(分子、离子等)都称为碱。NH(CH2CH3)2的碱性强于NH3的原因为_______。 （2）铁氮化合物(FexNy)在磁记录材料领域有着广泛的应用前景。FexNy的晶胞图-1所示，Cu可以完全替代该晶体中a位置Fe或者b位置Fe，形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化图-2所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_______。(已知：能量越低，物质越稳定) （3）金属钛性能优越，被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。 ①与钛同周期的过渡元素中，基态原子的未成对电子数与钛相同的价层电子排布式为_______。 ②钛的四卤化物熔点如下表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_______。 化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 （4）[Zn(CN)4]2-在水溶液中与HCHO发生如下反应：4HCHO+[Zn(CN)4]2-+4H++4H2O=[Zn(H2O)4]2++4HOCH2CN ①1 mol [Zn(CN)4]2-中含有的π键数与1 mol [Zn(H2O)4]2+中含有的σ键数之比为_______。 ②[Zn(H2O)4]2+中H—O—H键角比HOCH2CN中H—O—C_______(填“大”、“小”、“相等”)。 17. 硼酸(H3BO3)是一种重要的无机化合物。 （1）H3BO3的制备 由天然硼砂( 主要含Na2B4O7·10H2O及少量NaCl等)制备H3BO3的工艺流程如下： 硼酸盐中硼原子与氧原子分别形成[BO3]3-(三角形)、[BO4]5- (四面体)两种结构单元，它们通过角顶氧原子组成环状或链状结构 ①“浸溶”前先将天然硼砂水洗的目的是_______。 ②[BO3]3-、[BO4]5-中硼原子的杂化类型分别是_______、_______。 ③写出Na2B4O7·10H2O与硝酸反应生成H3BO3的化学方程式：_______。 （2）H3BO3的测定 H3BO3溶液的酸性很弱，不能直接用NaOH溶液测定，必须先用物质A强化生成酸性相对较强的配合酸B(反应如下)，然后再用NaOH溶液进行测定。 为测定上述流程所制得的H3BO3纯度，实验方案如下：称取4.000 g H3BO3样品，用热水完全溶解后，加水定容至250 mL。取25.00 mL溶液，加入适量A，再用0.2500 mol /LNaOH进行测定，完全反应时消耗NaOH 20.00 mL。 ①画出B中阴离子X-的结构：_______。 ②根据实验数据，样品中H3BO3的纯度为_______(写出计算过程)。 （3）硼的运用 某选择性吸附材料的化学式为[C(NH2)3]4(B(OCH3)]3Cl，其中阴离子有Cl-和两种，部分晶体结构如图所示。 ①表示出该晶体中氢键的形成方式：_______(表示成形式)。 ②推测其中阳离子[C(NH2)3]+的空间结构为_______(填平面或四面体)型。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $