内容正文:
2024-2025学年度上学期期末考试
高二化学
可能需要的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-65
一、单选题。
1. 钛(22Ti)金属常被称为未来钢铁。钛有46Ti、47Ti、48Ti、49Ti、50Ti等同位素,下列关于金属钛的叙述中不正确的是
A. 以上五种钛原子中,中子数不可能为22 B. 钛元素在周期表中处于第四周期
C. 钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置 D. 钛元素是属于d区的过渡元素
2. 如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图),图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是
A. 电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B. 3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C. 由图乙可知,s能级的电子云轮廓图呈圆形,有无数条对称轴
D. 由图丙可知,p能级的原子轨道图呈哑铃形,且有3个伸展方向
3. 二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。如图是绿色电源“燃料电池”的工作原理示意图(a、b均为多孔性Pt电极)。该电池工作时,下列说法正确的是
A. a电极为该电池正极
B. 在 b 电极上得电子,被氧化
C. 电池工作时,a电极反应式:
D. 电池工作时,燃料电池内部从a电极移向b电极
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有键的数目为3NA
B. 溶液中含的数目为NA
C. 和的混合气体含有的分子数目为2NA
D. 水中含有的电子数为18NA
5. 下列说法不正确的是( )
A. 某价电子排布为3d14s2的基态原子,该元素位于周期表中第四周期第ⅢB族
B. 在元素周期表中,s区,d区和ds区的元素都是金属(氢元素除外)
C. 某基态原子的核外电子排布图为 , 它违背了泡利原理
D. Xe元素的所在族的原子的价电子排布式均为ns2np6,属于非金属元素
6. 如下为氟利昂(如)破坏臭氧层的反应过程示意图,下列说法错误的是
A. 过程I中只有极性键的断裂
B. 由过程II可知是催化剂
C. 过程III中键断裂是吸热过程,键形成是放热过程
D. 过程II和III的总反应可表示为
7. 下列现象不能用“相似相溶” 规律解释的是
A. 氯化氢易溶于水 B. 氯气易溶于NaOH溶液
C. 碘易溶于CCl4 D. 碘难溶于水
8. 价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A. PH3和H2O的VSEPR模型均为四面体
B. SO和NO的空间构型均为平面三角形
C. CO2和SO2均为非极性分子
D. H2O与H2S的键角相等
9. 二氯化二硫(),非平面结构,常温下是一种黄红色液体,有刺激性恶臭,熔点-80℃,沸点135.6℃,对于二氯化二硫的叙述不正确的是
A. 的电子式是 B. S采用杂化,键角是
C. 分子中既有极性键又有非极性键 D. 是极性分子
10. 根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ·mol-1),判断下列说法不正确的是
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
A. 元素Q元素可能为稀有气体 B. R和S均可能与U在同一主族
C. U元素可能在元素周期表的s区 D. 原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
11. 对下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
第一电离能:
N的轨道半充满,结构更稳定,能量更低
B
碳正离子稳定性:
电负性比F小,电子云更加的偏向碳正离子
C
热稳定性:
分子间存在氢键,分子间不存在氢键
D
键键长:
C的杂化轨道中s成分越多,形成的键越强,键长越短
A. A B. B C. C D. D
12. 下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是
A. 图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重
B. 图②中往电极区滴入2滴,产生蓝色沉淀
C. 图③中使成为原电池的正极,从而保护了钢铁输水管
D. 图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁
13. 下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比VA族其它元素氢化物的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥水分子在高温下也很稳定
⑦接近水沸点的水蒸气相对分子量大于18
⑧沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷
A. 4项 B. 5项 C. 6项 D. 7项
14. “律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中,提到了一种具有净水作用的物质,它由Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如下表:
元素
信息
Q
基态原子只有一种形状的轨道填有电子,并容易形成共价键
W
基态原子有5个原子轨道填充有电子,有2个未成对电子
X
最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应
Y
在元素周期表中位于第3周期、第VIA族
Z
焰色反应为紫色
下列说法正确的是
A. 电负性: B. Y易溶于水
C. 简单离子半径: D. 这种物质只含离子键
15. 氢键对生命活动具有重要意义。DNA中四种碱基间的配对方式如下图(~代表糖苷键)。下列说法错误的是
A. 所涉及的四种元素电负性大小关系:H<C<O<N
B. 鸟嘌呤分子中2号N原子的杂化类型为
C. 基态氧原子核外的电子有5种不同的空间运动状态
D. 氢键的强度较小,在DNA解旋和复制时容易断裂和形成
二、填空题(除标注外,每空2分)。
16. 高氯酸三碳酰肼合镍化是一种新型的起爆药,回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子的轨道表示式为________。
(2)基态碳原子核外电子有________种不同运动状态。
(3)的中心原子的价层电子对数为________,的VSEPR模型是________。
(4)化学式中的CHZ为碳酰肼,其结构为,是一种新型的环保锅炉水除氧剂:
①CHZ中氮原子的杂化轨道类型为________。
②1molCHZ中含有的键数目为________。
③键角:________(填“>”“<”或“=”)。
17. 在1778年,法国马厚比无意中发现用硫酸钠、木炭和铁(后改用氧化铁)一起灼烧,再用水滗取可得到纯碱。这一发明使他建立起世界上第一座纯碱工厂。
回答下列问题:
(1)基态铁原子的价层电子排布式为_____,其能级上有_____个运动状态不同的电子。
(2)基态S原子核外有_____对自旋方向相反的电子对。基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是_____。
(3)在氧、硫、钠、碳、铁元素中,金属性最强的元素与非金属性最强的元素组成的化合物是_____(填化学式)。
(4)下列氧原子的价电子轨道表示式表示的状态中,没有错误且能量最低的为_____(填字母,下同)。
A. B. C. D.
(5)下列有关说法正确的是_____。
A.元素没有焰色反应,所以铁元素没有发射光谱
B.基态铁原子价电子层核外未成对电子数目等于成对电子数目
C.节日燃放的焰火与原子核外电子跃迁释放能量有关
18. 研究人员发现氨硼烷(NH3BH3)水解制氢能实现便携式储氢与释氢。新型碳氮钌基纳米催化剂可实现氨硼烷催化水解高效制氢,其原理为NH3BH3+4CH3OHNH4B(OCH3)4+3H2↑。
请回答下列问题:
(1)H、C、N、O四种元素的第一电离能从大到小的顺序为_______。
(2)五种元素的电负性如表所示。
元素
H
B
C
N
O
电负性
2.1
2.0
2.5
3.0
3.5
①在氨硼烷中,H-B中H带部分______(填“正”或“负”)电荷,CH3OH中碳元素化合价为______。
②NH3中键角∠HNH______(填“大于”“小于”或“等于”)NH中键角∠HNH。
③B、C、N、O的电负性依次增大,其主要原因是_____。
(3)Te、Se都是第VIA族元素,SeF6与SF6具有相似的结构,熔,沸点:SeF6_____(填“>”“<”或“=”)SF6,原因为_____。
(4)根据表中的键能数据进行计算,2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H=______kJ•mol-1,2HBr(g)=H2(g)+Br2(g)的△H=______kJ•mol-1,计算结果说明______(填“HCl”或“HBr”)分子更容易发生热分解生成相应的单质。
共价键
H-H
Cl-Cl
Br-Br
H-Cl
H-Br
键能/(kJ•mol-1)
436.0
242.7
193.7
431.8
366.0
19. Ⅰ.如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色。
回答下列问题:
(1)B极是电源的_______极;一段时间后,装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明胶粒带_______(填“正”或“负”)电荷。
(2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为_______。阳极上产生气体的颜色为_______。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体,则D电极的质量增加_______g。
(3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应为_______电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后,欲使甲装置中电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的_______[填“CuO”或“”]。
II.某小组运用离子交换膜法制碱的原理,用如图所示装置电解溶液。
(4)左侧的离子交换膜为______(填“阴”或“阳”)交换膜,该电解槽的阳极反应式为______。
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2024-2025学年度上学期期末考试
高二化学
可能需要的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Fe-56 Cu-65
一、单选题。
1. 钛(22Ti)金属常被称为未来钢铁。钛有46Ti、47Ti、48Ti、49Ti、50Ti等同位素,下列关于金属钛的叙述中不正确的是
A. 以上五种钛原子中,中子数不可能为22 B. 钛元素在周期表中处于第四周期
C. 钛的不同同位素在周期表中处于不同的位置 D. 钛元素是属于d区的过渡元素
【答案】C
【解析】
【详解】质子数相同而中子数不同的同一种元素的不同核素互为同位素,由于互为同位素的原子碱液相同的质子数,所以在周期表中处于同一位置,选项C不正确,其余都是正确的,答案选C。
2. 如图甲是氢原子的1s电子云图(即概率密度分布图),图乙、丙分别表示s、p能级的电子云轮廓图。下列有关说法正确的是
A. 电子云图(即概率密度分布图)就是原子轨道图
B. 3p2表示3p能级中有两个原子轨道
C. 由图乙可知,s能级的电子云轮廓图呈圆形,有无数条对称轴
D. 由图丙可知,p能级的原子轨道图呈哑铃形,且有3个伸展方向
【答案】D
【解析】
【详解】电子云轮廓图与电子云图不是同一个概念,而是我们常说的原子轨道图,A项错误;3p2表示3p能级中容纳了两个电子,B项错误;s能级的电子云轮廓图呈球形而不是圆形,C项错误;p能级的原子轨道图呈哑铃形,有px、py、pz三个伸展方向,并且互相垂直,D项正确。
3. 二甲醚是一种绿色、可再生的新能源。如图是绿色电源“燃料电池”的工作原理示意图(a、b均为多孔性Pt电极)。该电池工作时,下列说法正确的是
A. a电极为该电池正极
B. 在 b 电极上得电子,被氧化
C. 电池工作时,a电极反应式:
D. 电池工作时,燃料电池内部从a电极移向b电极
【答案】D
【解析】
【分析】氧气得电子,化合价降低,故b电极是正极,由图知在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子,故a电极的反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+,据此回答。
【详解】A.通燃料的一极失电子,为负极,即a为负极,故A错误;
B.O2在b电极上得电子,被还原,故B错误;
C.在a电极二甲醚与水反应生成二氧化碳和氢离子,故a电极的反应式为CH3OCH3-12e-+3H2O=2CO2↑+12H+,故C错误;
D.原电池工作时,电解质溶液中的H+向正极移动,即从a极向b电极移动,故D正确;
故答案为C。
4. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 中含有键的数目为3NA
B. 溶液中含的数目为NA
C. 和的混合气体含有的分子数目为2NA
D. 水中含有的电子数为18NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.26gC2H2的物质的量为1mol,一个C2H2分子中含有3个键,故26gC2H2中含有键的数目为3NA,A正确;
B.在水溶液中发生水解,1L1mol⋅L-1NH4NO3溶液中含的数目小于NA,B错误;
C.CO和H2均由分子构成,1molCO和H2的混合气体含有的分子数目为NA,C错误;
D.1个H2O分子中含有10个电子,故水中含有的电子数为10NA,D错误;
答案选A。
5. 下列说法不正确的是( )
A. 某价电子排布为3d14s2的基态原子,该元素位于周期表中第四周期第ⅢB族
B. 在元素周期表中,s区,d区和ds区的元素都是金属(氢元素除外)
C. 某基态原子的核外电子排布图为 , 它违背了泡利原理
D. Xe元素的所在族的原子的价电子排布式均为ns2np6,属于非金属元素
【答案】D
【解析】
【详解】A.某价电子排布3d14s2基态原子,价层电子数为3,最高能层为4,位于第四周期,该元素位于周期表中第四周期第ⅢB族,故A正确;
B.H为s区元素,是非金属元素,其余的s区,d区和ds区的元素都是金属元素,故B正确;
C.电子排布图为 中3s能级的2个电子自旋方向相同,违背了泡利原理,故C正确;
D.Xe元素的所在族的原子(He除外)的价电子排布式均为ns2np6,He的价电子排布式为1s2,均为非金属元素,故D错误;
故选D。
6. 如下为氟利昂(如)破坏臭氧层的反应过程示意图,下列说法错误的是
A. 过程I中只有极性键的断裂
B. 由过程II可知是催化剂
C. 过程III中键断裂是吸热过程,键形成是放热过程
D. 过程II和III的总反应可表示为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图示可知,过程I是CFCl3→CFCl2+Cl,断裂了极性键C-Cl键,A正确;
B.过程II可表示为O3+Cl• = ClO+O2,是中间产物,B错误;
C.断裂化学键吸收热量,形成化学键放出热量,C正确;
D.根据题中信息可知,过程Ⅱ可表示为,D正确;
故选B。
7. 下列现象不能用“相似相溶” 规律解释的是
A. 氯化氢易溶于水 B. 氯气易溶于NaOH溶液
C. 碘易溶于CCl4 D. 碘难溶于水
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯化氢和水分子均是极性分子,根据相似相溶原理:极性分子组成的溶质易溶于极性分子组成的溶剂可以判断,A错误;
B.氯气和氢氧化钠之间发生反应生成可溶性的盐溶液,不符合相似相溶原理,B正确;
C.碘和四氯化碳都是非极性分子,根据相似相溶原理知,碘易溶于四氯化碳,C错误;
D.碘是非极性的分子,水是极性分子,非极性的分子难溶于极性分子组成的溶剂,D错误,
答案选B。
8. 价层电子对互斥理论可以预测某些微粒的空间结构。下列说法正确的是
A. PH3和H2O的VSEPR模型均为四面体
B. SO和NO的空间构型均为平面三角形
C. CO2和SO2均为非极性分子
D. H2O与H2S的键角相等
【答案】A
【解析】
【详解】A.PH3中心原子价层电子对数为3+=4,H2O中心原子价层电子对数为2+=4,二者的VSEPR模型均为四面体,A正确;
B.中心原子价层电子对数为3+=4,且含有1个孤电子对,空间构型为三角锥形,中心原子价层电子对数为3+=4,且没有孤电子对,空间构型为平面三角形,B错误;
C.CO2是直线形分子,正负电中心重合,为非极性分子,SO2中心原子价层电子对数为2+=3,且含有1个孤电子对,空间构型为V形,正负电中心不重合,为极性分子,C错误;
D.H2O与H2S中心原子价层电子对数均为4且都含有2个孤电子对,由于O原子电负性比S原子大,其电子云的排斥作用更强,导致H2O的键角比H2S的键角大,D错误;
故选A。
9. 二氯化二硫(),非平面结构,常温下是一种黄红色液体,有刺激性恶臭,熔点-80℃,沸点135.6℃,对于二氯化二硫的叙述不正确的是
A. 的电子式是 B. S采用杂化,键角是
C. 分子中既有极性键又有非极性键 D. 是极性分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.S2Cl2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,结合分子结构可知S2Cl2的结构式为Cl-S-S-Cl,电子式为,A正确;
B.S2Cl2分子中每个S原子价层电子对数=2+2=4,所以采取sp3杂化,有2个孤电子对,键角为小于,B错误;
C.S2Cl2中Cl-S属于极性键,S-S键属于非极性键, C正确;
D.分子的结构不对称,为极性分子,D正确;
故选B。
10. 根据下列五种元素的电离能数据(单位:kJ·mol-1),判断下列说法不正确的是
元素代号
I1
I2
I3
I4
Q
2 080
4 000
6 100
9 400
R
500
4 600
6 900
9 500
S
740
1 500
7 700
10 500
T
580
1 800
2 700
11 600
U
420
3 100
4 400
5 900
A. 元素Q元素可能为稀有气体 B. R和S均可能与U在同一主族
C. U元素可能在元素周期表的s区 D. 原子的价电子排布为ns2np1的可能是T元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.Q的第一电离能较大,说明Q结构稳定,Q元素可能为稀有气体,故A正确;
B.R、U的第一电离能与第二电离能相差较大,可知R、U都是ⅠA族元素,R、U在同一主族;S的第二电离能与第三电离能相差较大,S是ⅡA族元素,故B错误;
C.U元素的第一电离能与第二电离能相差较大,U是ⅠA族元素,在元素周期表的s区,故C正确;
D.T的第三电离能与第四电离能相差较大,T是ⅢA族元素,原子的价电子排布为ns2np1,故D正确;
选B。
11. 对下列事实的解释错误的是
选项
事实
解释
A
第一电离能:
N的轨道半充满,结构更稳定,能量更低
B
碳正离子稳定性:
电负性比F小,电子云更加的偏向碳正离子
C
热稳定性:
分子间存在氢键,分子间不存在氢键
D
键键长:
C的杂化轨道中s成分越多,形成的键越强,键长越短
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.N的电子排布式为1s22s22p3,O的电子排布式为1s22s22p4,即N的2p轨道半充满,结构更稳定,所以第一电离能N>O,故A正确;
B.Br电负性比F小,电子云更加的偏向碳正离子,所以碳正离子稳定性: ,故B正确;
C.分子间氢键只能影响物理性质,不能够影响化学性质,应该是元素的非金属性越强,氢化物的稳定性越强,所以热稳定性H2O>H2S,故C错误;
D.CH4中C的杂化类型为sp3,C2H4中C的杂化类型为sp2,C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-H键越强,键长越短,所以C-H键键长:CH4>C2H4,故D正确;
故答案为:C。
12. 下列关于金属的腐蚀与防护说法正确的是
A. 图①中越靠底部铁棒腐蚀越严重
B. 图②中往电极区滴入2滴,产生蓝色沉淀
C. 图③中使成为原电池的正极,从而保护了钢铁输水管
D. 图④中外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁
【答案】D
【解析】
【详解】A.越靠底部含氧量越少,铁棒腐蚀越不严重,A错误;
B.作负极,作正极,被保护了,所以不会产生蓝色沉淀,B错误;
C.成为原电池的负极,才能保护钢铁输水管,C错误;
D.外接电源使钢铁表面腐蚀电流接近于零,从而保护了钢铁,D正确;
故选D。
13. 下列现象与氢键有关的是
①NH3的熔、沸点比VA族其它元素氢化物的高
②小分子的醇、羧酸可以和水以任意比互溶
③冰的密度比液态水的密度小
④尿素的熔、沸点比醋酸的高
⑤邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低
⑥水分子在高温下也很稳定
⑦接近水沸点的水蒸气相对分子量大于18
⑧沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷
A. 4项 B. 5项 C. 6项 D. 7项
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】①因第①ⅤA族中,N的非金属性最强,NH3中分子之间存在氢键,则NH3的熔、沸点比ⅦA族其它元素氢化物的高,①正确;
②C原子个数小于4的醇、羧酸与水分子之间能形成氢键,增加了与水分子之间的吸引作用,因此可以和水以任意比互溶,②正确;
③冰中存在氢键,使其体积变大,则相同质量时冰的密度比液态水的密度小,③正确;
④尿素分子间形成的氢键比醋酸分子间形成的氢键数目多,使得尿素的熔、沸点比醋酸的高,④正确;
⑤对羟基苯甲酸易形成分子之间氢键,增大了分子之间的吸引力,而邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,所以邻羟基苯甲酸的熔、沸点比对羟基苯甲酸的低,⑤正确;
⑥水分子高温下也很稳定,其稳定性与化学键有关,而与分子之间的氢键无关,⑥错误;
⑦接近水沸点的水蒸气相对分子量大于18,水分子间因形成氢键相互缔合,与氢键有关,⑦正确;
⑧沸点:正戊烷>异戊烷>新戊烷,这与同分异构体的结构有关,当有机物碳原子数相同时,支链越多,熔沸点越低。⑧错误;
综上所述可知:与氢键有关的序号是①②③④⑤⑦,共6项,故合理选项是C。
14. “律动世界”国际化学元素周期表主题年活动报告中,提到了一种具有净水作用的物质,它由Q、W、X、Y、Z五种原子序数依次增大的元素组成。该五种元素的性质或结构信息如下表:
元素
信息
Q
基态原子只有一种形状的轨道填有电子,并容易形成共价键
W
基态原子有5个原子轨道填充有电子,有2个未成对电子
X
最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应
Y
在元素周期表中位于第3周期、第VIA族
Z
焰色反应为紫色
下列说法正确的是
A. 电负性: B. Y易溶于水
C. 简单离子半径: D. 这种物质只含离子键
【答案】C
【解析】
【分析】Q、W、X、Y、Z为五种原子序数依次增大的元素,Q基态原子只有一种形状的轨道填有电子,并容易形成共价键,则Q为H元素;Z焰色反应为紫色,则Z为K元素;Y在元素周期表中位于第3周期、第ⅥA族,则Y为S硫元素;X最高价氧化物对应的水化物与Y、Z最高价氧化物对应的水化物都能反应,说明X最高价氧化物对应的水化物为氢氧化铝,具有两性,则X为Al元素;W基态原子有5个原子轨道填充有电子,有2个未成对电子,且Q、W、X、Y、Z形成具有净水作用的物质,则W为O元素,净水性物质为硫酸铝钾晶体。
【详解】A.同周期从左到右,元素的电负性变强,同主族由上而下,元素电负性减弱,则电负性:,即,A错误;
B.Y为单质S,不溶于水,B错误;
C.电子层数越多,半径越大,当电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小,因此简单离子半径:,即,C正确;
D.根据分析,该物质为,属于离子化合物,中含有共价键,因此含有离子键和共价键,D错误;
答案选C。
15. 氢键对生命活动具有重要意义。DNA中四种碱基间的配对方式如下图(~代表糖苷键)。下列说法错误的是
A. 所涉及的四种元素电负性大小关系:H<C<O<N
B. 鸟嘌呤分子中2号N原子的杂化类型为
C. 基态氧原子核外的电子有5种不同的空间运动状态
D. 氢键的强度较小,在DNA解旋和复制时容易断裂和形成
【答案】A
【解析】
【详解】A.同周期从左往右电负性增强,电负性:H<C<N<O,A错误;
B.鸟嘌呤分子中2号N原子形成一个单键和一个双键,其杂化类型为杂化,B正确;
C.基态氧原子核外的电子排布:,占据5个原子轨道,则有5种不同的空间运动状态,C正确;
D.氢键为分子间作用力,强度较弱,在DNA解旋和复制时容易断裂和形成,D正确;
答案选A。
二、填空题(除标注外,每空2分)。
16. 高氯酸三碳酰肼合镍化是一种新型的起爆药,回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子的轨道表示式为________。
(2)基态碳原子核外电子有________种不同运动状态。
(3)的中心原子的价层电子对数为________,的VSEPR模型是________。
(4)化学式中的CHZ为碳酰肼,其结构为,是一种新型的环保锅炉水除氧剂:
①CHZ中氮原子的杂化轨道类型为________。
②1molCHZ中含有的键数目为________。
③键角:________(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) (2)6
(3) ①. 4 ②. 正四面体形
(4) ①. sp3 ②. 11 ③. =
【解析】
【小问1详解】
铜元素的原子序数为29,基态原子的价电子排布式为3d104s1,轨道表示式为,故答案为:;
【小问2详解】
碳元素的原子序数为6,基态原子的电子排布式为1s22s22p2,由泡利不相容原理可知,原子核外电子有6种不同运动状态,故答案为:6;
【小问3详解】
高氯酸根离子中氯原子的价层电子对数为4,离子的VSEPR模型为正四面体形,故答案为:4;正四面体形;
【小问4详解】
①由结构简式可知,碳酰肼分子中饱和氮原子的杂化方式为sp3杂化,故答案为:sp3;
②碳酰肼分子中单键为σ键,双键中含有1个σ键和1个π键,则1mol碳酰肼分子中含有的σ键数目为1mol×11×NAmol—1=11NA,故答案为:11;
③碳酸根离子和硝酸根离子的原子个数都为4、价电子数都为24,互为等电子体,等电子体具有相同的空间构型,则碳酸根离子的键角与硝酸根离子的键角相等,故答案为:=。
17. 在1778年,法国马厚比无意中发现用硫酸钠、木炭和铁(后改用氧化铁)一起灼烧,再用水滗取可得到纯碱。这一发明使他建立起世界上第一座纯碱工厂。
回答下列问题:
(1)基态铁原子的价层电子排布式为_____,其能级上有_____个运动状态不同的电子。
(2)基态S原子核外有_____对自旋方向相反的电子对。基态钠原子核外电子占据能量最高的能级符号是_____。
(3)在氧、硫、钠、碳、铁元素中,金属性最强的元素与非金属性最强的元素组成的化合物是_____(填化学式)。
(4)下列氧原子的价电子轨道表示式表示的状态中,没有错误且能量最低的为_____(填字母,下同)。
A. B. C. D.
(5)下列有关说法正确的是_____。
A.元素没有焰色反应,所以铁元素没有发射光谱
B.基态铁原子价电子层核外未成对电子数目等于成对电子数目
C.节日燃放的焰火与原子核外电子跃迁释放能量有关
【答案】(1) ①. 3d64s2 ②. 6
(2) ①. 7 ②. 3s
(3)Na2O、Na2O2 (4)A
(5)BC
【解析】
【小问1详解】
Fe原子序数26,基态铁原子的价层电子排布式:3d64s2;其3d能级上有6个电子,则有6个运动状态不同的电子;
【小问2详解】
基态S原子核外电子排布:1s22s22p63s23p4,有7对自旋方向相反的电子对;基态钠原子核外电子排布:1s22s22p63s1,电子占据能量最高的能级符号:3s;
【小问3详解】
同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强;同主族由上而下,金属性增强,非金属性变弱;氧、硫、钠、碳、铁元素中,金属性最强的元素为钠,与非金属性最强的元素氧,两者组成的化合物是为Na2O、Na2O2;
【小问4详解】
能量最低原理:原子核外的电子应优先排布在能量最低的能级里,然后由里到外,依次排布在能量逐渐升高的能级里;C、D不是基态电子排布,能量较高;洪特规则是指在相同能量的轨道上,电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同;B不符合洪特规则;A为基态原子的电子排布,能量最低且没有错误;
故选A;
【小问5详解】
A.元素没有焰色反应,但是铁原子中激发态电子跃迁到较低轨道,也会有发射光谱,错误;
B.基态Fe原子价电子排布为3d64s2,基态铁原子价电子层核外未成对电子数目等于成对电子数目等于4,正确;
C.电子由基态跃迁到激发态需要吸收光子,获得能量,由激发态跃迁到基态辐射光子,放出能量,因此日常生活中我们看到的许多可见光,如霓虹灯光、节日焰火,都与原子核外电子发生跃迁释放能量有关,正确;
故选BC。
18. 研究人员发现氨硼烷(NH3BH3)水解制氢能实现便携式储氢与释氢。新型碳氮钌基纳米催化剂可实现氨硼烷催化水解高效制氢,其原理为NH3BH3+4CH3OHNH4B(OCH3)4+3H2↑。
请回答下列问题:
(1)H、C、N、O四种元素的第一电离能从大到小的顺序为_______。
(2)五种元素的电负性如表所示。
元素
H
B
C
N
O
电负性
2.1
2.0
2.5
3.0
3.5
①在氨硼烷中,H-B中H带部分______(填“正”或“负”)电荷,CH3OH中碳元素化合价为______。
②NH3中键角∠HNH______(填“大于”“小于”或“等于”)NH中键角∠HNH。
③B、C、N、O的电负性依次增大,其主要原因是_____。
(3)Te、Se都是第VIA族元素,SeF6与SF6具有相似的结构,熔,沸点:SeF6_____(填“>”“<”或“=”)SF6,原因为_____。
(4)根据表中的键能数据进行计算,2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H=______kJ•mol-1,2HBr(g)=H2(g)+Br2(g)的△H=______kJ•mol-1,计算结果说明______(填“HCl”或“HBr”)分子更容易发生热分解生成相应的单质。
共价键
H-H
Cl-Cl
Br-Br
H-Cl
H-Br
键能/(kJ•mol-1)
436.0
242.7
193.7
431.8
366.0
【答案】(1)N>O>H>C
(2) ①. 负 ②. -2 ③. 小于 ④. 电子层数相同,核电荷数增多,半径减小,原子和对电子吸引力增强
(3) ①. > ②. SeF6与SF6都是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高
(4) ①. 184.9 ②. 102.3 ③. HBr
【解析】
【小问1详解】
由于氮元素原子2p能级处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于同周期相邻元素,所以C、N、O的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C ,H、C、N、O四种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>H>C;
【小问2详解】
①电负性H>B,在氨硼烷中,H-B中H带部分负电荷,CH3OH中H显+1价、O显-2价,根据化合价代数和等于0,碳元素化合价为-2。
②NH3中N原子价电子对数为4,有1个孤电子对,NH中N原子价电子对数为4,无孤电子对,NH3中键角∠HNH小于NH中键角∠HNH。
③B、C、N、O的电负性依次增大,其主要原因是电子层数相同,核电荷数增多,半径减小,原子和对电子吸引力增强。
【小问3详解】
Te、Se都是第VIA族元素,SeF6与SF6具有相似的结构,都是分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸点越高,所以熔,沸点:SeF6>SF6。
【小问4详解】
焓变=反应物总键能-生成物总键能,2HCl(g)=H2(g)+Cl2(g)的△H=431.8×2-436.0-242.7=184.9kJ•mol-1,2HBr(g)=H2(g)+Br2(g)的△H=366.0×2-436.0-193.7=102.3kJ•mol-1,计算结果说明HBr分子更容易发生热分解生成相应的单质。
19. Ⅰ.如图所示装置,C、D、E、F、X、Y都是惰性电极,甲、乙中溶液的浓度和体积都相同(假设通电前后溶液体积不变),A、B为外接直流电源的两极。将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色。
回答下列问题:
(1)B极是电源的_______极;一段时间后,装置丁中X极附近的颜色逐渐变浅,Y极附近的颜色逐渐变深,这表明胶粒带_______(填“正”或“负”)电荷。
(2)①电解饱和NaCl溶液的总反应化学方程式为_______。阳极上产生气体的颜色为_______。
②若C、F两电极共产生标准状况下6.72L的气体,则D电极的质量增加_______g。
(3)若在丙池中进行铁制品表面镀镍,电镀液用硫酸镍溶液,则镍应为_______电极(填“G”或“H”)。通电一段时间后,欲使甲装置中电解液恢复到起始状态,应向溶液中加入适量的_______[填“CuO”或“”]。
II.某小组运用离子交换膜法制碱的原理,用如图所示装置电解溶液。
(4)左侧的离子交换膜为______(填“阴”或“阳”)交换膜,该电解槽的阳极反应式为______。
【答案】(1) ①. 负 ②. 正
(2) ①. ②. 黄绿色 ③. 12.8
(3) ①. G ②. CuO
(4) ①. 阴 ②.
【解析】
【分析】将直流电源接通后,F极附近溶液呈红色,说明F极附近溶液显碱性,氢离子在该电极放电,所以F是阴极,可得出D、F、H和Y均为阴极,C、E、G和X均为阳极,A极是电源的正极,B极是电源的负极,据此分析。
【小问1详解】
F极附近溶液呈红色,说明F极附近溶液显碱性,氢离子在该电极放电,所以F是阴极,则B极是电源的负极;在丁池中,Y极是阴极,该电极附近颜色逐渐变深,根据异性电荷相互吸引,说明氢氧化铁胶体粒子带正电荷;
【小问2详解】
①电解饱和NaCl溶液生成氢气、氯气、氢氧化钠,总反应化学方程式为;阳极上氯离子失电子发生氧化反应,阳极生成氯气,产生气体的颜色为黄绿色;
②若C和F两电极共产生标准状况下6.72L(即0.3mol)的气体,由C、D、F电极发生的电极反应分别为,↑,根据转移电子数相等,C电极产生的气体是F电极的,故0.3mol气体中有,转移的电子数为0.4mol,故D电极增加12.8g铜;
【小问3详解】
电镀装置中,镀层金属作阳极,镀件作阴极,所以电极G为镍,电极H为铁件。在甲池中,电解硫酸铜溶液的总反应为,产生铜和氧气,故使其恢复到起始状态需要加入适量的CuO;
【小问4详解】
左侧电极为阳极,阳极的电极反应式为;阳极生成硫酸,则由透过阴离子交换膜向阳极移动,可知左侧的为阴离子交换膜。
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