内容正文:
哈师大附中 2021 级高二下学期4月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题(本题包括 20 小题, 每小题 2 分,共 40 分。每小题只有 1 个选项符合题意。 )
1. 下列分子或离子的中心原子,带有一对孤电子对的是
A. H2O B. BeCl2 C. CH4 D. PCl3
2. 下列原子的轨道表示式违背了洪特规则的是
A. B.
C. D.
3. 下列物质的类别与所含官能团都正确的是
A. 酚
B. 羧酸
C. 醛
D. 酮
4. 下列物质不具有自范性、各向异性的是
A. 玻璃 B. 石墨 C. 水晶 D. 单晶冰糖
5. 下列有关化学键和晶体的说法正确的是
A. 干冰属于分子晶体,其升华破坏了共价键
B. 氯化铵固体属于离子晶体,其加热仅破坏了离子键
C. 晶体硅属于共价晶体,其熔化破坏了共价键
D. 汞属于分子晶体,其气化破坏了共价键
6. 下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A. 原子价电子排布式为的元素一定是主族元素
B. 基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第VIIA族元素
C. 原子的价电子排布式为的元素一定位于第IIIB~VIIB族
D. 基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
7. 下列化合物的一氯代物的数目大小排列顺序正确的是
①CH3CH2CH2CH2CH2CH3 ②(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3
③(CH3)3CCH2CH3 ④(CH3)3CCH2C(CH3)3
A. ①>②>③>④ B. ③>②>④>①
C. ③=①>②>④ D. ②>③=①>④
8. 下列说法正确的是
A. 键角:CH4>BF3>NH3>H2O
B. 中σ键和键比例为7∶1
C. 用重结晶法提纯苯甲酸的操作:加蒸馏水、加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量
D. SO和SiF4的中心原子的杂化类型均为sp3杂化,空间构型相同
9. 共价键、离子键和分子间作用力是微粒之间的三种作用力。下列晶体含有其中两种作用力的是
① ②SiC ③冰 ④金刚石 ⑤NaCl ⑥白磷
A. ①②⑤ B. ①③⑥ C. ②④⑥ D. ①②③⑥
10. 下列表示方式或图示正确的是
[Ar]4s24p4
A.基态Se原子的简化电子排布式
B.NH结构式
C.HF分子间的氢键
D.丙氨酸的手性异构体
A. A B. B C. C D. D
11. 下列各组物质,一定互为同系物的是
A. 和 B. CH3CH2OH和HOCH2CH2CH2OH
C. CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3 D. HCOOCH3和CH3COOCH2CH3
12. 金刚石硬度大,熔点高,用途非常广泛。工业上利用反应人工合成金刚石。已知:氯化钠晶胞结构如图1所示,相邻的与的距离为a cm,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. Ni、Co均属于元素周期表中的d区元素
B. 、NaCl、金刚石三种物质的熔点依次升高
C. 若NaCl晶体密度为,则
D. 12 g金刚石(晶体结构如图2所示)中含有C-C键的数目为
13. 利用超分子可以对一些物质进行分离,例如利用杯酚(结构如图1所示,用“ ”表示)分离和的过程如图2所示。下列说法正确的是
A. 杯酚分子中所有原子位于同一平面内
B. 操作①用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯
C. 杯酚与分子之间形成分子间氢键
D. 杯酚易溶于氯仿,难溶于甲苯
14. 下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,其中递变关系正确的选项是
A. B.
C. D.
15. 下列各组物质,属于官能团异构的是
A. CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 B. CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3
C. CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2OCH2CH3 D. CH3CH2CH2COOH和CH3CH(CH3)COOH
16. CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是
A. CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B. Ca2+位于的正八面体空隙处
C. 与Ca2+等距且最近的Ca2+有4个
D. CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个
17. 冠醚是皇冠状的分子,18-冠-6与K+ 形成的超分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. 含该超分子的物质属于分子晶体
B. 不同的冠醚可识别不同的碱金属离子
C. 冠醚与碱金属离子形成不同超分子中,碱金属离子的配位数不变
D 冠醚与碱金属离子之间形成离子键
18. 下列有机化合物属于链状化合物,且含有两种官能团的是
A. B.
C. BrCH2CH2CH2Br D.
19. 几种短周期元素原子半径及主要化合价如图所示,下列叙述不正确的是
A. 第一电离能:X>Y
B. Z的电负性小于W
C. Y元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
D. X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化还原反应
20. 下列表述中正确的有
①晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
②将熔融态SiO2缓慢冷却可以得到水晶
③等离子体具有良好的导电性,是一种特殊的液态物质
④接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的大一些
⑤熔融状态能导电,熔点在1000 ℃左右的晶体一定为离子晶体
⑥SO3有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化类型相同
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
二、选择题(本题包括 5 小题, 每小题 3 分,有 1~2 个选项符合题意,共 15 分。 )
21. 有机物X的分子式为,其红外光谱图如下,则有机物X可能的结构是
A. CH3COOCH2CH3 B. (CH3)2CHCOOH
C. HCOOCH2CH2CH3 D. CH3CH2COOCH3
22. 卟啉配合物叶绿素的部分结构如图所示,有关叙述正确的是
A. Mg2+的配位数为2
B. 该配合物中至少含有3个手性碳原子
C. 该配合物中非金属元素的第一电离能:N>O>C>H
D. 该配合物含有的非金属元素组成的C2H4、N2H4、H2O2均为非极性分子
23. 离子液体具有电导率高、熔点低、不燃烧、热稳定性高等优越性能,在电池电解质领域展现了良好的应用前景。某离子液体W的结构如图所示,其中M、N、Y、Z、Q、X是原子序数依次递增的短周期主族元素。下列分析正确的是
A. 原子半径:M>Y>Z>Q
B. 电负性:Q>X>Y>N
C. W中N原子采用sp3杂化
D. 最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱:N<X<Z<Q
24. 化学家们合成了如图所示的一系列的星烷,如三星烷、四星烷、五星烷等。下列说法不正确的是
A. 它们之间互为同系物
B. 五星烷的化学式为C15H20
C. 三星烷与丙苯互为同分异构体,四星烷与互为同分异构体
D. 它们的一氯代物均只有两种
25. 硒化锌是一种重要的半导体材料;其晶胞结构如图甲所示,已知晶胞参数为pnm,乙图为晶胞的俯视图,下列说法正确的是
A. 晶胞中硒原子的配位数为12
B. 晶胞中d点原子分数坐标为
C. 相邻两个Zn原子的最短距离为nm
D. 电负性:Zn>Se
三、填空题(本题包括 2 小题, 共 22 分。)
26. 请按要求填空:
(1)根据下图推测,若CsCl晶体中距离最近的两个Cs+间距为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数为___________,每个Cs+周围与其距离相等且次近的Cs+数为___________,距离为___________;每个Cs+周围等距且最近的Cl-数为___________。
(2)某烃A经红外光谱分析,含有-CH3、-CH2-和-CH-三种基团,质谱分析得出最大质荷比为86则烃A的分子式为___________,符合题意的结构有___________种。若烃A的核磁共振氢谱中吸收峰面积之比为6∶4∶3∶1,则烃A的系统名称为___________,它的一氯代物有___________种。
27. 石墨和富勒烯(C60)是两类常见的碳单质。C60以其完美的球烯受到科学家重视,其结构如下图所示。60个碳原子是等同的,均为近似杂化,但却有两种不同类型的碳碳键。其中一种为138 pm;另一种为145 pm。
(1)请在图中标明这2种类型的碳碳键的键长。___________
(2)石墨中的碳原子杂化类型为___________,键角是___________,最小环中平均含有的碳原子数为___________。
(3)石墨中存在的作用力类型有___________(填字母)。
a.键 b.键 c.极性键 d.非极性键 e.离子键 f.范德华力
(4)C60在水中溶解度___________在苯中溶解度(填“>”、“<”);原因是___________。
(5)石墨、C60互为同素异形体,但相同条件下,石墨的熔点比高得多,原因是___________。
(6)C60晶胞结构如图。已知晶胞参数为a cm,阿伏加德罗常数为NA mol-1,则C60密度为___________。
四、实验题(本题包括 2 小题, 共 23 分。)
28. 向盛有CuSO4溶液的试管中加入少量氨水,现象是_______;继续添加氨水,得到深蓝色透明溶液,该步骤的离子方程式为_______;若要得到深蓝色晶体,需进行的操作是_______,所得晶体的化学式为_______。AgCl沉淀也能溶解在氨水中,生成的配合物中配体的空间结构名称为_______,Ag+的配位数是_______,继续向溶液中加入足量HNO3溶液,观察到的现象是_______。
29. 青蒿素为无色针状晶体,熔点156~157 ℃,易溶于乙醚、丙酮和苯,在水中几乎不溶。
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如下。
(1)实验中要对青蒿进行粉碎,其目的是___________。
(2)操作ⅰ的名称是___________。
Ⅱ.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式,进行如图实验:
实验步骤:
①按图所示连接装置,检查装置的气密性;
②称量装置E、F中仪器及试剂的质量;
③取14.10 g青蒿素放入硬质玻璃管C中,点燃装置C、D处的酒精灯;
④实验结束后冷却至室温,称量装置E、F中仪器及试剂的质量。
(3)装置E、F应装入的试剂分别为___________、___________。
(4)实验测得数据如表:
装置
实验前
实验后
E
24.00 g
33.90 g
F
100.00 g
133.00 g
通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为___________。
(5)某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差,你改进方法是___________。
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哈师大附中 2021 级高二下学期4月月考
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题(本题包括 20 小题, 每小题 2 分,共 40 分。每小题只有 1 个选项符合题意。 )
1. 下列分子或离子的中心原子,带有一对孤电子对的是
A. H2O B. BeCl2 C. CH4 D. PCl3
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2O中O原子的孤电子对数=×(6-2×1)=2,故A不符合;
B.BeCl2中Be原子的孤电子对数=×(2-2×1)=0,故B不符合;
C.CH4中C原子的孤电子对数=×(4-4×1)=0,故C不符合;
D.PCl3中P原子的孤电子对数=×(5-3×1)=1,故D符合;
故选:D。
2. 下列原子的轨道表示式违背了洪特规则的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】洪特规则是指电子在能量相同的轨道(即等价轨道)上排布时,总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向同向。
【详解】A.该电子排布图违背了泡利原理,故A不符合题意;
B.该电子排布图违背了能量最低原理,故B不符合题意
C.该电子排布图违背了洪特规则,故C符合题意;
D.该电子排布图正确,故D不符合题意;
综上所述,答案为C。
3. 下列物质的类别与所含官能团都正确的是
A. 酚
B. 羧酸
C. 醛
D. 酮
【答案】B
【解析】
【详解】A.未直接与苯环相连,属于醇,A错误;
B.为羧酸,官能团为,B正确;
C.属于酯,官能团为酯基,C错误;
D.属于醚,官能团为 ,D错误;
故选B。
4. 下列物质不具有自范性、各向异性的是
A. 玻璃 B. 石墨 C. 水晶 D. 单晶冰糖
【答案】A
【解析】
【详解】具有自范性、各向异性的是晶体,石墨、水晶、单晶冰糖都是晶体,而玻璃不是晶体,故A符合题意。
综上所述,答案为A。
5. 下列有关化学键和晶体的说法正确的是
A. 干冰属于分子晶体,其升华破坏了共价键
B. 氯化铵固体属于离子晶体,其加热仅破坏了离子键
C. 晶体硅属于共价晶体,其熔化破坏了共价键
D. 汞属于分子晶体,其气化破坏了共价键
【答案】C
【解析】
【详解】A.干冰是固态二氧化碳,由二氧化碳分子构成,属于分子晶体,升华时破坏分子间作用力,A错误;
B.氯化铵固体是由氯离子和铵根离子通过离子键结合而成的离子晶体,加热氯化铵破坏了氯离子和铵根离子之间的离子键,同时加热氯化铵分解为氨气和HCl,破坏了H和N之间的共价键,B错误;
C.晶体硅是由Si原子之间通过共价键结合而成共价晶体,晶体硅熔化破坏了Si-Si共价键,C正确;
D.汞是常温下呈液态的金属,是由金属离子和自由电子通过金属键结合而成的金属晶体,其气化破坏了金属键,D错误;
答案选C。
6. 下列关于原子核外电子排布与元素在周期表中位置关系的表述正确的是
A. 原子的价电子排布式为的元素一定是主族元素
B. 基态原子的p能级上有5个电子的元素一定是第VIIA族元素
C. 原子的价电子排布式为的元素一定位于第IIIB~VIIB族
D. 基态原子的N层上只有1个电子的元素一定是主族元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子的价电子排布式为ns2np6的元素不是主族元素,如Ne、Ar,为零族元素,A错误;
B.基态原子的p能级上有5个电子的元素的价电子排布式为ns2np5,位于第VIIA族,B正确;
C.原子的价电子排布式为的元素位于第VIII族,是第ⅤB~VIIB族,C错误;
D.基态原子的N层上只有1个电子的元素可能为K、Cr或Cu,K为主族元素,Cr、Cu为副族元素,D错误;
答案选B。
7. 下列化合物的一氯代物的数目大小排列顺序正确的是
①CH3CH2CH2CH2CH2CH3 ②(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3
③(CH3)3CCH2CH3 ④(CH3)3CCH2C(CH3)3
A. ①>②>③>④ B. ③>②>④>①
C. ③=①>②>④ D. ②>③=①>④
【答案】D
【解析】
【详解】由对称分析法可以判断四种烷烃的一氯代物的数目。①CH3CH2CH2CH2CH2CH3 有3种;②(CH3)3CCH(CH3)CH2CH3有5种;③(CH3)3CCH2CH3 有3种;④(CH3)3CCH2C(CH3)3有2种。所以②>③=①>④,D正确。
点睛:若不能从结构简式上直接判断,可以把它们的结构式画出来,这样判断更直观。把握分子的对称性是重要手段。
8. 下列说法正确的是
A. 键角:CH4>BF3>NH3>H2O
B. 中σ键和键比例为7∶1
C. 用重结晶法提纯苯甲酸的操作:加蒸馏水、加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤、干燥称量
D. SO和SiF4的中心原子的杂化类型均为sp3杂化,空间构型相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.BF3、CH4、H2O、NH3的键角分别为BF3价层电子对数,sp2杂化,键角为120°、CH4价层电子对数,sp3杂化,无孤电子对、NH3价层电子对数,sp3杂化,一对孤电子对、H2O价层电子对数,sp3杂化,两对孤电子对,孤电子对越多,键角越小,BF3、CH4、H2O、NH3的键角分别为120°、109°28′、104.5°、107°18′,所以键角大小顺序为:BF3>CH4>NH3>H2O,A错误;
B.中σ键(20条)和键(2条)比例为10∶1,B错误;
C.重结晶法提纯苯甲酸的前三步是①加热溶解,②趁热过滤,③冷却结晶,再过滤、洗涤、干燥、称重,C正确;
D.SiF4中Si的价层电子对数=4+=4,空间构型为正四面体,SO中S的价层电子对数=3+=4,所以中心原子均为sp3杂化,空间构型为三角锥,D错误;
故选C。
9. 共价键、离子键和分子间作用力是微粒之间的三种作用力。下列晶体含有其中两种作用力的是
① ②SiC ③冰 ④金刚石 ⑤NaCl ⑥白磷
A. ①②⑤ B. ①③⑥ C. ②④⑥ D. ①②③⑥
【答案】B
【解析】
【详解】①Na2O2是离子晶体,其中钠离子与过氧根离子之间形成离子键,过氧根离子中氧原子之间形成非极性共价键,含有离子键和非极性共价键两种作用力,故①选;
②SiC是共价晶体,其中只存在硅原子与碳原子之间的共价键,故②不选;
③冰属于分子晶体,水分子内部存在氧和氢之间的极性共价键,还存在水分子间的作用力,还存在氢键,根据题目要求,氢键作用力相对较弱,不属于题目的三种作用力,故③选;
④金刚石是共价晶体,只存在碳原子与碳原子之间的共价键,故④不选;
⑤氯化钠属于离子晶体,其中只存在钠离子与氯离子之间形成离子键,故⑤不选;
⑥白磷属于分子晶体,白磷分子中磷原子之间形成共价键,分子间存在分子间作用力,含有共价键和分子间作用力两种作用力,故⑥选;
含有两种作用力的有①③⑥,故选B。
10. 下列表示方式或图示正确的是
[Ar]4s24p4
A.基态Se原子的简化电子排布式
B.NH结构式
C.HF分子间的氢键
D.丙氨酸的手性异构体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.已知Se是34号元素,故基态Se原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p4,A错误;
B.中的配位键是N提供孤电子对,H+提供空轨道,故结构式为,B错误;
C.氢键用虚线表示,化学键用实线表示,故HF分子间的氢键表示为:,C错误;
D.丙氨酸中碳原子上连着4个不同的基团和原子,即甲基、羧基、氨基、氢原子,故存在立体异构,是手性分子,丙氨酸的手性异构体表示为:,D正确;
故答案为D。
11. 下列各组物质,一定互为同系物的是
A 和 B. CH3CH2OH和HOCH2CH2CH2OH
C. CH3(CH2)3CH3和(CH3)2CHCH2CH3 D. HCOOCH3和CH3COOCH2CH3
【答案】D
【解析】
【分析】结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物互相称为同系物,同系物必须是同一类物质(含有相同且数量相等的官能团);
【详解】A.官能团分别为醇羟基、酚羟基,两者结构不相似,不是同系物,故A错误;
B.含羟基的数目不同,结构不相似,不是同系物,故B错误;
C.两者分子式相同结构不同,属于同分异构体,故C错误;
D.HCOOCH3和CH3COOCH2CH3相差2个‘CH2’,官能团都是酯基,属于同系物,故D正确;
故选D。
12. 金刚石硬度大,熔点高,用途非常广泛。工业上利用反应人工合成金刚石。已知:氯化钠晶胞结构如图1所示,相邻的与的距离为a cm,设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. Ni、Co均属于元素周期表中的d区元素
B. 、NaCl、金刚石三种物质的熔点依次升高
C. 若NaCl晶体密度为,则
D. 12 g金刚石(晶体结构如图2所示)中含有C-C键的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.钴元素、镍元素的原子序数分别为27、28,价电子排布式分别为3d74s2、3d84s2,均属于元素周期表中的d区元素,故A正确;
B.四氯化碳是熔点低的分子晶体、氯化钠是熔点较高的离子晶体、金刚石是熔点很高的共价晶体,所以三种物质的熔点依次升高,故B正确;
C.由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和面心的氯离子个数为8×+6×=4,位于棱上和体心的钠离子12×+1=4,由晶胞的质量公式可得:=(2a)3d,解得NA=,故C正确;
D.由晶体结构可知,金刚石中每个碳原子形成4个碳碳键,每个碳碳键为2个碳原子所共有,所以每个碳原子形成的碳碳键数目为4×=2,则12 g金刚石中含有碳碳键的数目为×2×NAmol—1=2NA,故D错误;
故选D。
13. 利用超分子可以对一些物质进行分离,例如利用杯酚(结构如图1所示,用“ ”表示)分离和的过程如图2所示。下列说法正确的是
A. 杯酚分子中所有原子位于同一平面内
B. 操作①用到的玻璃仪器有分液漏斗和烧杯
C. 杯酚与分子之间形成分子间氢键
D. 杯酚易溶于氯仿,难溶于甲苯
【答案】D
【解析】
【详解】A.杯酚分子中含有饱和碳原子,饱和碳原子与其相连的4个原子形成四面体结构,所有原子不可能位于同一平面内,A错误;
B.根据题图2信息知操作①后得到杯酚和混合固体、甲苯和混合液体,因此操作①是过滤,用到的玻璃仪器有漏斗、烧杯、玻璃棒,B错误;
C.分子中含有电负性大的原子(如N、O、F)才能形成分子间氢键,分子中不含电负性大的原子,因此杯酚与分子之间不能形成分子间氢键,C错误;
D.由操作①知杯酚不溶于甲苯,由操作②知杯酚易溶于氯仿,D正确;
故选D。
14. 下列曲线表示卤族元素某种性质随核电荷数的变化趋势,其中递变关系正确的选项是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.同主族元素从上到下非金属性减弱,则非金属性:F>Cl>Br,A正确;
B.非金属性越强,其单质的氧化性越强,则氧化性:F2>Cl2>Br2,B错误;
C.非金属性越强,其简单气态氢化物的稳定性越强,则稳定性:HF>HCl>HBr ,C错误;
D.卤素单质从上到下颜色加深,则颜色:Br2>Cl2>F2,D错误;
故答案选A。
15. 下列各组物质,属于官能团异构的是
A. CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2 B. CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3
C. CH3CH2CH2CH2OH和CH3CH2OCH2CH3 D. CH3CH2CH2COOH和CH3CH(CH3)COOH
【答案】C
【解析】
【详解】A.CH3CH2CH2CH3和CH3CH(CH3)2都属于烷烃,是由于碳链结构不同引起的异构体,A不符合题意;
B.CH2=C(CH3)2和CH3CH=CHCH3都属于烯烃,是由于碳链结构不同引起的异构体,B不符合题意;
C.CH3CH2CH2CH2OH含羟基,属于醇类;而CH3CH2OCH2CH3含醚键,属于醚类,二者是由于官能团不同引起的异构,属于官能团异构,C符合题意;
D.CH3CH2CH2COOH和(CH3)2CHCOOH都属于饱和一元羧酸,是由于碳链结构不同引起的异构体,D不符合题意;
故合理选项是C。
16. CaC2晶体的晶胞结构与NaCl晶体相似(如图所示),但CaC2晶体中由于哑铃形的存在,使晶胞沿一个方向拉长。则关于CaC2晶体的描述不正确的是
A. CaC2晶体的熔点较高、硬度也较大
B. Ca2+位于的正八面体空隙处
C. 与Ca2+等距且最近的Ca2+有4个
D. CaC2晶胞中共含有4个Ca2+和4个
【答案】B
【解析】
【详解】A.CaC2晶体属于离子晶体,故有较高的熔点和较大的硬度,A正确;
B.因为晶胞沿一个方向拉长,故和Ca2+距离相同且最近的只有4个即与拉长方向垂直的同一个面上,4个构成的是正方形,B错误;
C.以Ca2+为中心,与之等距离且最近的Ca2+是同一平面上的有4个,C正确;
D.该晶胞中含有Ca2+的个数=12,含有的个数=8,D正确;
故选B。
17. 冠醚是皇冠状的分子,18-冠-6与K+ 形成的超分子结构如图所示。下列说法正确的是
A. 含该超分子的物质属于分子晶体
B. 不同的冠醚可识别不同的碱金属离子
C. 冠醚与碱金属离子形成的不同超分子中,碱金属离子的配位数不变
D. 冠醚与碱金属离子之间形成离子键
【答案】B
【解析】
【详解】A.冠醚与碱金属离子形成的配合物中还含有阴离子,该物质是离子晶体,A错误;
B.有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,所以不同的冠醚可识别不同的碱金属离子,B正确;
C.中心碱金属离子的配位数是随着空穴大小不同而改变的,所以冠醚与碱金属离子形成的不同超分子中,碱金属离子的配位数改变,C错误;
D.冠醚与碱金属离子之间的配位键属于共价键,D错误;
故选B。
18. 下列有机化合物属于链状化合物,且含有两种官能团的是
A. B.
C. BrCH2CH2CH2Br D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.含有碳氯键和碳碳三键两种官能团,且碳骨架链状,A项符合题意;
B.含有两种官能团,但它不是链状化合物,B项不符合题意;
C.只含有碳溴键一种官能团,C项不符合题意;
D.为环状化合物,且只含有羟基一种官能团,D项不符合题意;
故答案选A。
19. 几种短周期元素的原子半径及主要化合价如图所示,下列叙述不正确的是
A. 第一电离能:X>Y
B. Z的电负性小于W
C. Y元素原子核外共有5种不同运动状态的电子
D. X的单质可分别与Z、W的单质发生氧化还原反应
【答案】C
【解析】
【分析】根据短周期元素的化合价与元素的原子半径大小关系可知:X是Mg,Y是Al,Z是N,W是O元素,然后根据元素周期律分析判断。
【详解】根据上述分析可知X是Mg,Y是Al,Z是N,W是O元素。
A.X是Mg,Y是Al,二者是同一周期元素,一般情况下,同一周期主族元素的原子序数越大,元素的第一电离能越大,但当元素处于第ⅡA时,处于原子轨道的全充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以镁的第一电离能大于铝,A正确;
B.Z是N,W是O元素,二者是同一周期元素,原子序数越大,元素的非金属性越强,其电负性就越大。元素的非金属性:O>N,则电负性:Z(N)<W(O),B正确;
C.在任何原子中都不存在运动状态完全相同的电子存在。Y是13号Al元素,铝原子核外有13个电子,每个电子的运动状态都不同,则有13种不同运动状态的电子,C错误;
D.X是Mg,Z是N,W是O元素,Mg能与N2反应产生Mg3N2,Mg与O2反应产生MgO,D正确;
故合理选项是C。
20. 下列表述中正确的有
①晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
②将熔融态SiO2缓慢冷却可以得到水晶
③等离子体具有良好的导电性,是一种特殊的液态物质
④接近水的沸点的水蒸气的相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的大一些
⑤熔融状态能导电,熔点在1000 ℃左右的晶体一定为离子晶体
⑥SO3有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化类型相同
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】A
【解析】
【详解】①晶体与非晶体的根本区别在于晶体有自范性,与是否有规则的几何外观无关,①错误;
②物质凝固可以得到晶体,熔融态的二氧化硅,缓慢冷却可得到水晶,快速冷却得到玛瑙,②正确;
③等离子体中的微粒带有电荷且能自由运动,具有良好的导电性,但是等离子体是物质在气态的基础上进一步形成的气态微粒聚集体,不是液态物质,③错误;
④接近水的沸点的水蒸气中水分子因氢键而形成了“缔合分子”,因此其相对分子质量测定值比按化学式H2O计算出来的大一些,④正确;
⑤熔融状态能导电,熔点在1000℃左右的晶体可能是金属晶体,⑤错误;
⑥SO3中S价层电子对数为3,杂化类型为sp2杂化,三聚分子中S形成4条单键,杂化类型为sp3杂化,⑥错误;
故答案选A。
二、选择题(本题包括 5 小题, 每小题 3 分,有 1~2 个选项符合题意,共 15 分。 )
21. 有机物X的分子式为,其红外光谱图如下,则有机物X可能的结构是
A. CH3COOCH2CH3 B. (CH3)2CHCOOH
C. HCOOCH2CH2CH3 D. CH3CH2COOCH3
【答案】AD
【解析】
【详解】根据红外光谱图可知,分子中存在不对称-CH3,C=O和C-O-C,结合分子式可知,有机物X结构可能是CH3COOCH2CH3或CH3CH2COOCH3,答案选AD。
22. 卟啉配合物叶绿素的部分结构如图所示,有关叙述正确的是
A. Mg2+的配位数为2
B. 该配合物中至少含有3个手性碳原子
C. 该配合物中非金属元素的第一电离能:N>O>C>H
D. 该配合物含有的非金属元素组成的C2H4、N2H4、H2O2均为非极性分子
【答案】BC
【解析】
【详解】A.配位数是指化合物中心原子周围的配位原子个数,由化合物结构可知Mg2+与4个N相连,配位数为4,A错误;
B.手性碳原子是饱和的,且与碳相连的四个基团均不相同,从化合物结构可知其中有3个碳是手性碳原子(如图中*标示):,B正确;
C.同周期第一电离能呈逐渐增大的趋势,N元素的价电子排布为2s22p3,为半充满稳定状态,第一电离能大于O,C的第一电离能大于H,因此配合物中非金属元素的第一电离能:N>O>C>H,C正确;
D.非极性分子结构高度对称,H2O2为极性分子,D错误;
故选BC。
23. 离子液体具有电导率高、熔点低、不燃烧、热稳定性高等优越性能,在电池电解质领域展现了良好的应用前景。某离子液体W的结构如图所示,其中M、N、Y、Z、Q、X是原子序数依次递增的短周期主族元素。下列分析正确的是
A. 原子半径:M>Y>Z>Q
B. 电负性:Q>X>Y>N
C. W中N原子采用sp3杂化
D. 最高价氧化物对应的水化物的酸性强弱:N<X<Z<Q
【答案】AC
【解析】
【分析】由W的结构可知,M+可能为Li+或Na+,根据成键特点,Q形成一根键,Q可能为H、F或Cl,N形成四根键,可能为C或Si,Z形成两根键,可能为O或S,X形成六根键,X为S,则Z为O,Y形成两根键同时得到一个电子,Y为N或P,其中M、N、Y、Z、Q、X是原子序数依次递增的短周期主族元素,则M为Li,N为C,Y为N,Z为O,Q为F,X为S,据此解答。
【详解】A.同周期元素从左至右原子半径逐渐减小,故原子半径:M>Y>Z>Q,故A正确;
B.电负性F>N>S>C,故B错误;
C.W中的C形成4个单键,价层电子对数为4,为sp3杂化,故C正确;
D.元素非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性C<S<O<F,但F和O元素无最高价氧化物对应的水化物,故D错误;
故答案选AC。
24. 化学家们合成了如图所示的一系列的星烷,如三星烷、四星烷、五星烷等。下列说法不正确的是
A. 它们之间互为同系物
B. 五星烷的化学式为C15H20
C. 三星烷与丙苯互为同分异构体,四星烷与互为同分异构体
D. 它们的一氯代物均只有两种
【答案】A
【解析】
【详解】A.由三星烷、四星烷、五星烷分子式分别为C9H12、C12H16、C15H20,星烷分子组成相差“C3H4”,不是同系物,故A错误;
B.星烷分子组成相差“C3H4”,an=a1+(n-1)d=C9H12+(n-1)C3H4,所以五星烷为C15H20,故B正确;
C.三星烷的分子式为C9H12,丙苯的分子式为C9H12,四星烷的分子式为C12H16,的分子式为C12H16,它们的结构不同,互为同分异构体,故C正确;
D.“星烷分子”高度对称,它们的一氯代物均只有2种,故D正确;
故选A。
25. 硒化锌是一种重要的半导体材料;其晶胞结构如图甲所示,已知晶胞参数为pnm,乙图为晶胞的俯视图,下列说法正确的是
A. 晶胞中硒原子的配位数为12
B. 晶胞中d点原子分数坐标为
C. 相邻两个Zn原子的最短距离为nm
D. 电负性:Zn>Se
【答案】B
【解析】
【详解】A.该晶胞中Zn原子的配位数是4,则ZnSe晶胞中Se原子的配位数也是4,A错误;
B.该晶胞中a点坐标为(0,0,0),b点坐标为B为( ,1,),则a原子位于坐标原点,b原子在坐标轴正方向空间内,由图乙可知d原子也在坐标轴正方向空间内,且到x轴、y轴、z轴的距离分别为、、,即d原子的坐标为(,,),B正确;
C.面对角线的两个Zn原子距离最短,为nm,C错误;
D.Zn、Se为同周期元素,根据非金属性越强,电负性越大,非金属性:Zn<Se,电负性:Zn<Se,D错误;
故选B。
三、填空题(本题包括 2 小题, 共 22 分。)
26. 请按要求填空:
(1)根据下图推测,若CsCl晶体中距离最近的两个Cs+间距为a,则每个Cs+周围与其距离为a的Cs+数为___________,每个Cs+周围与其距离相等且次近的Cs+数为___________,距离为___________;每个Cs+周围等距且最近的Cl-数为___________。
(2)某烃A经红外光谱分析,含有-CH3、-CH2-和-CH-三种基团,质谱分析得出最大质荷比为86则烃A的分子式为___________,符合题意的结构有___________种。若烃A的核磁共振氢谱中吸收峰面积之比为6∶4∶3∶1,则烃A的系统名称为___________,它的一氯代物有___________种。
【答案】(1) ①. 6 ②. 12 ③. a ④. 8
(2) ①. C6H14 ②. 2 ③. 3-甲基戊烷 ④. 4
【解析】
【小问1详解】
①CsCl晶体中距离最近的两个Cs+间距为a,即大立方体的边长为2a,以Cs+为中心进行延展堆放,形成一个以Cs+为中心的大立方体,以大立方体中心的Cs+为基准,与其最近的Cs+距离为a分别位于其上、下、前、后、左、右六个方位;
②与其次近的Cs+分别位于通过中心Cs+的三个切面的大正方形的顶点,个数为43=12;
③大立方体边长为2a,即最大的面对角线为a,所以其一半为a即每个Cs+周围与其次近Cs+之间的距离为a;
④与其第三近的Cs+分别位于大立方体的8个顶点,每个Cs+周围紧邻且等距离的Cl-为8个。
【小问2详解】
①烃A符合通式CnH2n+2,最大质荷比为86即相对分子质量为86,则12n+2n+2=86,解得n=6,则烃A的分子式为C6H14;
②含有-CH3、-CH2-和-CH-三种基团,结构有与共2种;
③烃A的核磁共振氢谱中吸收峰面积之比为6∶4∶3∶1,则符合的烃A为其系统名称为3-甲基戊烷;
④由于结构对称,有4种不同的氢环境,即一氯代物有4种。
27. 石墨和富勒烯(C60)是两类常见的碳单质。C60以其完美的球烯受到科学家重视,其结构如下图所示。60个碳原子是等同的,均为近似杂化,但却有两种不同类型的碳碳键。其中一种为138 pm;另一种为145 pm。
(1)请在图中标明这2种类型的碳碳键的键长。___________
(2)石墨中的碳原子杂化类型为___________,键角是___________,最小环中平均含有的碳原子数为___________。
(3)石墨中存在的作用力类型有___________(填字母)。
a.键 b.键 c.极性键 d.非极性键 e.离子键 f.范德华力
(4)C60在水中溶解度___________在苯中溶解度(填“>”、“<”);原因是___________。
(5)石墨、C60互为同素异形体,但相同条件下,石墨的熔点比高得多,原因是___________。
(6)C60晶胞结构如图。已知晶胞参数为a cm,阿伏加德罗常数为NA mol-1,则C60密度为___________。
【答案】(1) (2) ①. sp2 ②. 120º ③. 2
(3)abdf (4) ①. < ②. C60和苯均是非极性分子,水是极性分子,依据“相似相溶”规律,所以C60在苯中溶解性大于在水中溶解性
(5)石墨为混合型晶体,C60为分子晶体,石墨中共价键的强度大于C60中的范德华力
(6)
【解析】
【小问1详解】
碳碳双键的键长小于碳碳单键,在图中标明这2种类型的键,注明键长为:。
【小问2详解】
石墨中每个碳原子价层电子对数是3,碳原子杂化类型为sp2,石墨晶体中最小的环为六元环,正六边形,键角是120°,最小的环含有的原子数为6=2个。
【小问3详解】
石墨是一种混合型晶体。石墨晶体中,同一层里面的碳原子之间以共价键相互结合,层与层之间是范德华力,石墨中的碳原子采取的是sp2杂化,每一个碳原上都有一个2p轨道与平面垂直,p电子可以在同一层中自由移动,存在键 、键、非极性键、范德华力;答案选abdf。
【小问4详解】
C60和苯均是非极性分子,水是极性分子,依据“相似相溶”规律,所以C60在苯中溶解性大于在水中溶解性。
【小问5详解】
石墨、C60互为同素异形体,但相同条件下,石墨的熔点比高得多,原因是:石墨为混合型晶体,C60为分子晶体,石墨中共价键的强度大于C60中的范德华力。
【小问6详解】
由晶胞结构可知,每个晶胞中含有=4个C60,已知晶胞参数为a cm,阿伏加德罗常数为NA mol-1,则C60密度为
四、实验题(本题包括 2 小题, 共 23 分。)
28. 向盛有CuSO4溶液的试管中加入少量氨水,现象是_______;继续添加氨水,得到深蓝色透明溶液,该步骤的离子方程式为_______;若要得到深蓝色晶体,需进行的操作是_______,所得晶体的化学式为_______。AgCl沉淀也能溶解在氨水中,生成的配合物中配体的空间结构名称为_______,Ag+的配位数是_______,继续向溶液中加入足量HNO3溶液,观察到的现象是_______。
【答案】 ①. 产生蓝色沉淀 ②. Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- ③. 向深蓝色溶液中加入一定量(95%)乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁 ④. [Cu(NH3)2]SO4·H2O ⑤. 三角锥形 ⑥. 2 ⑦. 产生白色沉淀
【解析】
【分析】向盛有溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物为氢氧化铜蓝色沉淀,继续滴加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液为铜的配合物,铜离子形成[Cu(NH3)4]2+;
【详解】首先形成蓝色沉淀,方程式:Cu2++2NH3•H2O=Cu(OH)2↓+2H+;继续添加氨水,得到深蓝色透明溶液,该步骤的离子方程式为Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;若要得到深蓝色晶体,需进行的操作是:向深蓝色溶液中加入一定量(95%)乙醇,并用玻璃棒摩擦试管壁;所得晶体的化学式为[Cu(NH3)2]SO4·H2O。AgCl沉淀也能溶解在氨水中,生成的配合物中配体的空间结构名称为三角锥形,Ag+的配位数是2,继续向溶液中加入足量HNO3溶液,观察到的现象是产生白色沉淀。
29. 青蒿素为无色针状晶体,熔点156~157 ℃,易溶于乙醚、丙酮和苯,在水中几乎不溶。
Ⅰ.实验室用乙醚提取青蒿素的工艺流程如下。
(1)实验中要对青蒿进行粉碎,其目的是___________。
(2)操作ⅰ的名称是___________。
Ⅱ.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式,进行如图实验:
实验步骤:
①按图所示连接装置,检查装置的气密性;
②称量装置E、F中仪器及试剂的质量;
③取14.10 g青蒿素放入硬质玻璃管C中,点燃装置C、D处的酒精灯;
④实验结束后冷却至室温,称量装置E、F中仪器及试剂的质量。
(3)装置E、F应装入的试剂分别为___________、___________。
(4)实验测得数据如表:
装置
实验前
实验后
E
24.00 g
33.90 g
F
100.00 g
133.00 g
通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为___________。
(5)某同学认为使用上述方法会产生较大实验误差,你的改进方法是___________。
【答案】(1)增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出率
(2)(萃取) 过滤 (3) ①. CaCl2(或P2O5) ②. 碱石灰
(4)C15H22O5
(5)在C装置左侧增加一个F装置(或盛有碱石灰的U型管);同时在F装置右侧再增加一个F装置(或盛有碱石灰的U型管)
【解析】
【分析】Ⅰ:从青蒿中提取青蒿素时,先将青蒿粉碎,用乙醚萃取,然后过滤;将提取液进行蒸馏,收集乙醚,并得到青蒿素粗品;
Ⅱ:将青蒿素在C处燃烧,燃烧的产物通入氧化铜中,将可能生成一氧化碳进一步变为二氧化碳,E处用无水氯化钙吸收水,F处用碱石灰吸收二氧化碳。
【小问1详解】
操作i前要对青蒿进行粉碎,其目的是:增大青蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出率;
【小问2详解】
加入乙醚后,用乙醚萃取青蒿素,在通过过滤操作实现固液分离;
【小问3详解】
青蒿素燃烧生成二氧化碳和水,且应先吸收水,后吸收二氧化碳,则装置E、F应装入的试剂分别为无水氯化钙(或五氧化二磷等)、碱石灰;
【小问4详解】
m(H2O)=33.90g-24.00g=9.9g,m(CO2)=133.00g -100.00g =33.00g,n(H2O)= =0.55mol,n(CO2)==0.75mol,则青蒿素中含氧元素质量为m(O)=14.10g-0.55mol×2×1g/mol-0.75mol×12g/mol=4.00g,n(O)==0.25mol,C:H:O=0.75mol:1.1mol:0.25mol=15:22:5,青蒿素的最简式为C15H22O5,其式量刚好为282,所以青蒿素的分子式为C15H22O5;
【小问5详解】
由于通入的空气中含有CO2和水蒸气,会干扰测定结果,空气也会从F装置右侧的导管进入E、F装置,所以使用上述方法会产生较大实验误差,改进方法是:在C装置左侧增加一个F装置(或盛有碱石灰的U型管);同时在F装置右侧再增加一个F装置(或盛有碱石灰的U型管)。
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