专题02 物质结构与性质-【好题汇编】备战2024-2025学年高二化学下学期期末真题分类汇编（上海专用）

专题02 物质结构与性质 内容概览 考向1 二氧化碳 考向2 氟及其化合物 考向3 金属元素和非金属元素在工业生产上发挥重要作用 考向4 铬的配位化合物 考向5 锌电池 考向6 化学材料 考向7 常见金属及化合物 考向8 晶体结构与性质 考向9 铁及其化合物 考向10 元素的发现和应用 考向11 有机消毒剂 考向12 吡啶的组成和结构研究 考向13 Cu2O的制备 考向14 白藜芦醇 考向15 生物大分子与超分子 考向16 铜及其化合物 考向17 尿素的制备和应用 考向1 二氧化碳 (上海市金山区2023-2024学年第二学期质量监控)二氧化碳(CO2)具有较高的民用和工业价值,在多种领域有广泛应用,是一种非常宝贵的资源。 干冰可用于人工增雨作业。 (1)从物质分类角度看，二氧化碳属于________。 A．共价化合物 B．离子化合物 C．酸性氧化物 D．碱性氧化物 (2)写出CO2分子的结构式。________ (3)干冰气化过程属于________变化， A．物理 B．化学 该过程________热量， A．吸收 B．放出 气化过程中，微粒间的距离________。 A．变大 B．变小 解释干冰可用于人工降雨的原因。________ (4)碳元素有三种核素：12C、13C、14C。13C中的“13”是指________。 (5)C和Si是同主族元素，下列事实能说明两者非金属性相对强弱的是________。 A．沸点：CH4＜SiH4 B．相对原子质量：C＜Si C．酸性：H2CO3＞H2SiO (6)CO2甲烷化反应的原理：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)(正反应为放热反应)。上述反应中，反应物总能量________生成物总能量。 A．大于 B．小于 考向2 氟及其化合物 (上海财经大学附属北郊高级中学2023~2024学年第二学期高二化学(等级)试卷)氟单质及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。 1．基态F原子核外电子的运动状态有_______种。 2．下列能表示激发态氟原子的电子排布式是________。 A．1s22s12p5 B．1s22s22p6 C．1s22s22p43s1 D．1s22s22p43s2 3．当氟原子从激发态变为基态过程中，可以测量到的光谱是________。 A．原子吸收光谱 B．原子发射光谱 C．紫外-可见吸收光谱 D．红外吸收光谱 4．原子半径有多种计量方式。其中范德华半径是指分子晶体中相邻分子之间的两原子核间距的一半。F2晶体中分子的局部排列如图所示。其中可看作氟的范德华半径的是 A． B． C． D． 5．HF的水溶液称为氢氟酸，是一种弱酸，但浓的氢氨酸由于电离方式改变导致酸性变强：(HF)2H++HF2-。 (1)氢氟酸可保存在聚四氟乙烯容器中。聚四氟乙烯的结构简式为_______。 (2)H+能与继续结合形成H2F+。H2F+离子中F的价层电子对的空间结构为_______。 A．四面体形 B．平面三角形 C．直线形 D．角形 6．氢氟酸是工业上生产Na3AlF6 (俗称冰晶石)的主要原料。 (1) Na3AlF6的化学名称是_______。 (2)三种元素中，简单离子半径最小的是_______。(写离子符号) (3)在炼铝工业中，冰晶石被广泛用作_______。 A.催化剂 B.氧化剂 C.还原剂 D.助熔剂 7．工业上通过电解KF的无水HF溶液制备F2。为何不能用电解KF水溶液制备F2？_______。 考向3 金属元素和非金属元素在工业生产上发挥重要作用 (上海市延安中学2023-2024学年第二学期期末考试)中科院研究团队利用CH3OH和H2O在金属催化剂Cu/Cr-Al作用下生产H2，并将H2与金属Mg在一定条件下制得储氢物质X。 1．回答问题： (1)Al在周期表中的位置：___________，Al2O3晶体中微粒半径：rAl3+)________r(O2-) (填“”“”“”)，基态Al原子的轨道表示式为：___________，与铝同周期的元素中电负性最小的元素其电子式是：___________。 (2)基态29Cu的价层电子排布式：___________，这些价层电子共有___________个原子轨道；其基态原子核外共有___________种能量不同的电子；在元素周期表中处于：___________区。 2．下列关于原子轨道的叙述中，正确的是________。 A．电子运动的轨迹 B．电子离核远近 C．描述电子运动状态的函数 D．电子运动状态的能量高低 3．Mg、Al、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为________。 A．I1(Mg)＞I1(Al)＞I1(O) B．I1(O)＞I1(Mg)＞I1(Al) C． I1(O)＞I1(Al)＞I1(Mg) D．I1(Al)＞I1(Mg)＞I1(O) 4．新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料、碳纳米管(一种同轴管状结构的碳原子簇，是纳米级石墨晶体)、石墨炔都是近年来合成的新材料。回答下列问题： (1)C和Si的非金属性强弱顺序是C___________Si，列举一个事实说明___________。 (2)新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料曾助力“天问一号”成功探火，它不具有的性质是：___________。 A．密度大 B．耐高温 C．耐腐蚀 D．抗磨损 (3)下列关于火星上发现的二氧化碳的说法正确的是：___________。 A．电子式为： B．CO2能溶于水，但它是非极性分子 C．CO2的水溶液能够导电，但是非电解质 D．空间填充模型为 考向4 铬的配位化合物 (上海市第八中学2023~2024学年第二学期期终考试高二化学(等级考))铬属于过渡元素，三价铬离子能形成多种配位化合物，例如：[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+。 (1)对于基态Cr原子，下列叙述不正确的是_______。 A．铬位于周期表的第四周期VIB族 B．基态铬原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1 C．4s轨道上电子能量大于3d (2)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供空轨道形成配位键的原子或离子是_______，中心离子的配位数为_______。 (3)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中所含元素中，N、O、Cl三种元素第一电离能由大到小的顺序为____。 A．O>Cl>N B．Cl>N>O C．N>O>Cl D．O>N>Cl (4)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中基态Cl原子核外电子的运动状态有_______种，核外电子的空间运动状态有_______种。 (5)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示。 ①PH3的中心原子的杂化类型是_______。 A．sp B．sp2 C．sp3 ②PH3分子的空间构型是_______。 A直线形 B．平面三角形 C．三角锥形 D．正四面体形 ③NH3的沸点比PH3的高，原因是_______，H2O的键角小于NH3，原因是_______。 ④若晶胞参数为a×10-7cm，计算晶体密度ρ=_____ g· cm-3。(阿伏伽德罗常数的值为NA) 考向5 锌电池 (上海市金山中学2023-2024学年高二下学期期末)锌离子电池作为一种新兴且备受瞩目的离子型电池技术，其应用领域极为广泛，涵盖储能系统、交通工具、电子设备以及工业应用等多个方面。 1．SO42-的空间结构是________，中心原子的杂化形式是________。 2．S原子和O原子的电负性大小关系为________，从原子结构的角度说明理由________________。 MnO电极材料充放电过程的原理如图所示。 3．MnO晶胞的边长相等均为a nm，已知MnO的摩尔质量是 M g/mol，阿伏加德罗数为NA，该晶体的密度为______g/cm3。(1 nm = 10-7 cm) 4．I为MnO活化过程：MnO ______e− =Mn0.610.39O + 0.39 Mn2+；II代表电池______过程(填“放电”或“充电”)。 5．某种锌电池的结构示意图如下，回答下列问题： Zn与NaOH溶液反应可以形成Na2[Zn(OH)4]，下列说法不正确的是________。 A．离子方程式为：Zn+2OH-+2H2O→[Zn(OH)4]2- + H2↑ B．锌能从硫酸铜溶液中置换出铜 C．[Zn(OH)4]-离子中提供空轨道的是O原子 D．Na2[Zn(OH)4]晶体中存在离子键、共价键和配位键 6．将纳米级锌粉分散在溶剂中形成胶体，下列不属于胶体性质的是________。 A．丁达尔效应 B．电泳 C．能透过半透膜 D．不能透过滤纸 考向6 化学材料 (上海市嘉定一中2023-2024学年第二学期期末质量检测高二(等级))聚氮化硫(SN)ₓ是重要的超导材料，目前已成为全球材料行业研究的热点。 1．回答下列问题： (1)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是______。 A． B． C． D． (2)S原子的基态原子核外有____个未成对电子，有____种不同形状的电子云。 (3)S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______。 (4)已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其空间构型为_____。 (5)(CH3)3N中N原子杂化方式为_____。As与N是同主族元素， AsH3的相对分子质量比NH₃大，实验测得AsH3沸点化NH3低，其原因是_____。 2．GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 (1)氮化镓中氮原子与镓原子之间以______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。 (2)GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 M g·molˉ1，GaN晶体的密度为_____gg· cm-3 (只要求列算式，不必计算出结果，1pm=10-10cm)。 3．亚硝酰氯(NOCl)主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。NOCl在一定频率(v)光照射下会发生光解，其反应机理为：第一步： NOCl+hv→NOCl*； 第二步： 其中hv表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。 (1)以下均从选项中选择：第一步的焓变△H_____0；第二步的熵变△S____0填 (>，<，=)。 (2)激光照射下NOCl分子会发生解离，将产物通过质谱，发现存在m/z=30的离子峰，该峰对应的微粒是______(已知各产物微粒均带1个单位正电荷)。 A．NOCl B．NO C．Cl D．OCl 考向7 常见金属及化合物 (上海南汇中学2023-2024学年第二学期期末考试高二化学(等级))(一)湿法冶炼是以赤铜矿(Cu2O)精矿为主要原料，通过浸出、置换、电解等流程制备高纯度铜的工艺。 1．已知：Cu2O晶胞为立方体形。根据图示，大球d代表___________原子；每个Cu2O晶胞中含氧原子数目为___________个。 2．测定晶体结构最常用的仪器为___________。 A．质谱仪 B．核磁共振仪 C．红外光谱仪 D．X射线衍射仪 3．赤铜矿在稀硫酸中浸出，得到硫酸铜溶液，反应物Cu2O既是氧化剂又是还原剂，该反应的离子方程式为___________。 (二)铝单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。 4．若已知Al的原子半径为d pm，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量27，完成以下问题： ①Al在周期表中的位置：___________。 ②一个晶胞中Al原子的数目___________。 ③Al晶胞的密度表达式___________。 (三)氮化铁晶体可应用于磁记录材料领域，制备该晶体时需铁、氮气、丙酮和乙醇参与，其晶胞结构如图所示： 5．对于a位置的Fe原子，与其最近的且距离相等的N原子有___________个。 A．2 B．4 C．6 D．8 6．该氮化铁晶体的化学式为___________。 A．FeN B．Fe3N C．Fe4N D．Fe14N 7．丙酮(CH3COCH3)分子中碳原子轨道的杂化类型是___________。1mol丙酮分子中含有σ键的数目为___________；乙醇的沸点高于丙酮，这是因为___________；乙醇分子的核磁共振氢谱中有___________组峰。 8．某的晶胞如图所示，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。转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 9．铁可以形成多种配合物。一种配合物由Fe3+、NH3、Cl-、H2O组成，实验显示Fe3+、NH3、Cl-、H2O的物质的量之比为1∶3∶3∶1，向该配合物的水溶液加入AgNO3溶液，只能沉淀出三分之一的Cl-。 (1)该配合物的化学式是___________。 A．[Fe (NH3)3Cl(H2O)]Cl2 B．[Fe (NH3)3Cl2(H2O)]Cl C．[Fe (NH3)3(H2O)]Cl3 (2)该配合物的配体有___________。 考向8 晶体结构与性质 (上海南汇中学2023-2024学年第二学期期末考试高二化学(等级))自然界的晶体千姿百态，美丽的外形令人赏心悦目。不同类型晶体的性质也是差异很大，用途各异。 1．下列说法正确的是________。 A．水晶和玛瑙都是晶体，都有固定的熔点 B．蓝宝石晶体在不同方向上硬度一定相同 C．块状固体一定是晶体，粉末状固体一定是非晶体 D．晶胞是晶体结构的基本单元 2．关于晶体的叙述中，正确的是________。 A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定 C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体 3．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是 A．NaCl和HCl B．CO2和SiO2 C．NH3和H2O D．CCl4和NH4Cl 4．碳与硅属于同主族元素，但是由碳和硅形成的氧化物性质差异巨大，如熔沸点CO2 ___________ SiO2 (填写“>”、“<”或“=”)，其原因是___________。碳和硅形成的氯化物SiCl4和CCl4分子空间结构相同，则SiCl4中硅氯键之间的键角是___________。 5．下列晶体中，任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价键形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是 A．金刚石 B．石墨 C．足球烯 D．水晶 6．下图是冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H，下列说法正确的是________。 A．冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体 B．冰晶体具有三维骨架结构，是共价晶体 C．水分子间通过氢键形成冰晶体 D．冰融化后，水分子之间空隙增大 7．晶胞是晶体结构中基本的重复单元。下图是甲烷晶体的晶胞，结构中一个球代表一个甲烷分子，则1个甲烷晶胞中含有___________个甲烷分子，甲烷是___________(填“极性”或者“非极性”)分子。 8．CH4、H2O、CO2三分子中均含有___________(填“极性”或者“非极性”)共价键，三者共价键之间的键角按由大到小的顺序排列为___________。 9．钙钛矿具有独特的晶体结构，广泛应用于传感器、固体电阻器等诸多领域。图1、2均为钙钛矿型化合物，其中图1中另两种离子为O2-、Ti4+，图2中另两种离子为I-和Pb2+。 下列说法错误的是 A．钛酸钙的化学式为CaTiO3 B．图2中，Y为Pb2+ C．CH3NH3+中含有配位键 D．晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个 考向9 铁及其化合物 (上海市外国语附属学校2023-2024学年高二下学期期末)铁元素是人体必需的元素之一，补铁剂常用于防治缺铁性贫血。 1．铁元素位于元素周期表的________。 A．s区 B．d区 C．p区 D．f区 2．基态Fe2+的核外电子排布式是________。 A．[Ar]3d54s2 B．[Ar]3d54s1 C．[Ar]3d5 D．[Ar]3d6 3．实验室配制FeSO4溶液时，常加入少量的________。 A．铁粉 B．铜粉 C．盐酸 D．硫酸 4．检验FeSO4溶液是否变质的试剂可用________。 A．稀盐酸 B．酚酞试液 C．KSCN溶液 D．苯酚 5．血红蛋白(Hb)是血液中运输氧及二氧化碳的蛋白质，由球蛋白与血红素结合而成。血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物，其结构如图所示。 N原子的杂化轨道类型采取___________杂化，O2通过配位键与血红蛋白中的Fe2+结合如图所示，O2提供___________，Fe2+提供___________。 6．铁镁合金MgxFey是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm。该镁合金的化学式为___________，在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为___________，该铁镁合金储氢后的晶体密度为___________(用表示阿伏加德罗常数的值)。 考向10 元素的发现和应用 (上海市宝山区2023-2024学年高二第二学期学科等级考质量监测)百余种不同的元素，是构成大千世界中所有物质的“基石”。科学家们根据元素性质的递变规律、电子排布的规律等对元素进行编排设计出元素周期表。下表是部分元素周期表。 1．我国“天宫”空间站的核心舱“天和”选择了高效柔性砷化镓(GaAs)薄膜太阳能电池来供电。砷在周期表中的位置是_______，原子半径：Ga_______As(填“>”或“<”)。 2．半导体工业可以在硅芯片上集成上千亿根晶体管。碳和硅元素简单气态氢化物稳定性更强的_______。碳的最高价氧化物的电子式为_______。 3. 硒(Se)被誉为“生命的奇效元素”，下列关于硒的描述不正确的是_______。 A．富硒大米中的“硒”指硒元素 B．最高价氧化物是SeO2 C．单质常温下呈固态 D．质子数是34 4. 根据元素周期律，完成上表空白处X元素的信息填写。C_______，D_______。 氯元素可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。 5．判断Cl的非金属性比S强，可依据的事实是 A．氯气能溶于水，硫难溶于水 B．常温下，氯单质呈气态，硫单质呈固态 C．HCl的酸性比H2SO3的强 D．氯气与氢硫酸能发生置换反应 6．为研究氯气的性质，某小组同学设计了如下装置(夹持仪器和加热装置省略)： (1)装置C用于研究是否具有漂白性，现有： ①干燥的有色布条 ②湿润的有色布条 ③碱石灰 ④浓硫酸 ⑤无水氯化钙 其中Ⅰ处为______，Ⅲ处为①，Ⅱ处为______(填上述物质中的序号)。 (2)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到D中无色溶液逐渐变为橙色，再打开D装置的活塞，使D中溶液滴入E装置，振荡锥形瓶后静置一会儿，可以观察到下层液体呈紫红色。同学们经过认真讨论后认为该实验方案仍有不足，理由是______。 7．游泳池常用NaClO来抑制藻类生长，某次工作人员错用H2O2进行池水消毒，因两种物质相互反应，使游泳池中的藻类疯长。已知该反应产生了O2和NaCl，据此判断该反应中氧化剂是______，每生成标准状况下0.448LO2，转移电子数目是______。 考向11 有机消毒剂 (上海财经大学附属北郊高级中学2023~2024学年第二学期高二化学(等级)试卷)日常生活中我们所用的许多消毒剂都与有机化合物有关。外用缓释消毒剂聚维酮碘由有机高分子聚维酮与HI3形成，其结构如图： 1．聚维酮与HI3间的作用力属于_______。 A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．氢键 2．写出聚维酮单体的结构简式_______。该单体分子中，C原子的杂化方式有_______。图中聚维酮高分子链的聚合度为_______。(用含的代数式表示) 3．组成聚维酮的元素包括C、N、O，三种元素第一电离能由小到大依次为_______。 A．C、N、O B．O、N、C C．C、O、N D．N、O、C 4．有关聚维酮碘说法正确的是_______。 A．难溶于水，易溶于有机溶剂 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．能使蛋白质变性 D．1mol聚维酮碘中含有1molI3- 许多消毒洗手液中含有PCMX ()，这是一种酚类消毒剂。 5．在对PCMX进行系统命名时，苯环上Cl原子对应的位号应是_______。 A．1号位 B．2号位 C．4号位 D．6号位 6．PCMX在常温常压下为白色针状晶体，长期露置在空气中颜色会变深，原因是_______。 7．PCMX在水中溶解度较小，但在强碱性溶液中溶解性明显增大，原因是_______。(用离子方程式表示) 8．PCMX的摩尔质量为156.5 g·molˉ1，但在质谱图中却存在两个分子离子峰，它们的m/z值分别为156与158，解释这一现象。_______。 考向12 吡啶的组成和结构研究 7. 吡啶在工业上可用于合成药品、消毒剂、染料等，由C、H、N三种元素组成。 (1)准确称取吡啶3.95g，使其完全燃烧，将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b，测得管a增重2.25g，管b增重11g，则吡啶中C、H的原子个数比为_______。 (2)和碳原子相比，氮原子吸引电子能力更_______(填“强”或“弱”)，写出一个证明非金属强弱的方程式：_______ (3)比较C、N、O的第一电离能大小，并说明理由_______。 (4)吡啶的质谱如图所示，其相对分子质量为_______，吡啶的分子式为_______。 (5)继续测定吡啶的结构，核磁共振氢谱(面积比为)和红外光谱如下图，则可推测吡啶的结构简式为_______，可以看作苯分子中的一个_______(原子或原子团)被N取代的杂环化合物。 (6)根据吡啶的结构判断： i.吡啶是一种_______分子。 A．极性 B．非极性 ii.吡啶_______溶于水。 A．可 B．难 iii.吡啶具有_______性。 A．酸 B．碱 (7)例举一个吡啶与常用酸或碱反应生成盐的离子方程式_______。 (8)吡啶很容易与发生_____反应(反应类型)，写出产物六氢吡啶的结构简式______。 (9)写出任两种苯胺()的同分异构体的结构简式(要含有类似吡啶结构)_______、_______。 考向13 Cu2O的制备 (上海市曹杨二中2023~2024学年度第二学期高二年级期末考试) 以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O，进而应用于太阳能电池领域。 (1)推测抗坏血酸在制备Cu2O过程中所起的作用为_______。 A．氧化剂 B．还原剂 C．催化剂 (2)基态核外电子排布式为_______，有_______种空间运动状态的电子。 (3)已知：：Fe+Cu2+═Cu+Fe2+和2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，则下列判断不正确的是____。 A．Fe3+、Cu2+、Fe2+氧化性依次减弱 B．Fe、Fe2+、Cu还原性依次减弱 C．可发生反应Fe+2Fe3+═3Fe2+ D．将铁铜混合粉末放入FeCl3溶液中，铁粉先溶解 (4)SO42-的空间构型为_______。 A．平面四边形 B．三角锥形 C．正四面体形 D．正八面体形 (5)X射线研究证明，氯化铜为平面链状，且铜的电负性为1.9，氯的电负性为3.0，据此可推断：氯化铜为_______化合物，电离方程式为_______。 (6)抗坏血酸分子结构如图所示，抗坏血酸分子中有_______个手性碳原子；分子中碳原子的轨道杂化类型为_______。 (7)推测抗坏血酸在水中的溶解性_______(填“难溶于水”或“易溶于水”)，请分析溶解性的原因_______。 (8)若用氨水代替NaOH溶液，向100.0g16%的硫酸铜溶液中滴加氨水，得到无色溶液和12.9g浅蓝色沉淀。通过计算说明实验中得到的沉淀一定不只有Cu(OH)2_______。 考向14 白藜芦醇 (上海市金山中学2023-2024学年高二下学期期末)1. 白藜芦醇具有强的抗癌活性，其分子结构如下图所示。 (1)白藜芦醇分子中采用sp2杂化方式的原子的轨道表示式为_______，电负性最强元素最高能级的电子云轮廓图形状是_______，H原子价电子排布式为_______。 (2)关于C、O、H元素的下列说法中不正确的是_______。 A．第一电离能：I1(C)< I1(O) B．C元素位于第二周期第IVA族 C．C、H、O三种元素均属于p区元素 D．最简式为CHO的物质不可能是醛类 (3)白藜芦醇分子中官能团不包括_______。 A．酚羟基 B．碳碳双键 C．羧基 (4)能够测定白藜芦醇分子的分子离子峰质荷比为228的谱学分析方法是_______。 A．红外光谱 B．质谱 C．核磁共振氢谱 D．x-射线晶体衍射 (5)关于白藜芦醇的下列说法不正确的是_______。 A．白藜芦醇分子中不含手性碳原子 B．1 mol白藜芦醇可以和3 mol NaOH反应 C．白藜芦醇存在顺反异构 D．白藜芦醇和过量浓溴水反应，产物的分子式为C14H9O3Br7 (6)白藜芦醇在260℃升华，此过程中改变的作用力类型有_______。 A．共价键 B．范德华力 C．氢键 D．离子键 (7)已知：白藜芦醇的熔点253-255℃，在熔化状态下不导电，实验表明：白藜芦醇晶体属于_______(选填“离子晶体”、“共价晶体”或“分子晶体”)。 考向15 生物大分子与超分子 (上海市外国语附属学校2023-2024学年高二下学期期末)生物大分子是构成生命的基础物质。部分生物大分子可通过超分子组装形成一定的结构，从而显示出更复杂的功能。 1．下列关于有机化合物的说法不正确的是 A B C D 木糖醇()是一种天然甜味剂，属于糖类化合物 聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度 DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成 烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子 2．下列说法不正确的是________。 A．淀粉、纤维素、麦芽糖、蔗糖在一定条件下都可转化为葡萄糖 B．单一波长的X射线通过水晶时，记录仪上会产生明锐的衍射峰 C．通过红外光谱不能区别HCOOCH3和CH3COOH D．在鸡蛋清溶液中，加入硫酸铜溶液，蛋白质会发生变性 3．利用“杯酚”从C60和C70的混合物中纯化C60的过程如下图所示    “杯酚”分子内官能团之间通过___________(填“共价键”“配位键”或“氢键”)形成“杯底”。形成超分子时，C60与“杯酚”之间作用力是___________。 4．合成对叔丁基硫代杯[4]芳烃(M=720g/mol)的原理表示如下： 实验室制备对叔丁基硫代杯[4]芳烃的步骤如下： 利用如图所示装置(加热、搅拌、夹持等装置省略)，将60.00g对叔丁基苯酚(M=150g/mol)、25.60gS8、8g氢氧化钠和40mL二苯醚加入500mL三颈烧瓶中，在N2气氛下磁力加热搅拌，逐步升温到230℃，温度保持在230℃反应4小时。停止加热并冷却至100℃以下后，加入40mL 6mol·L-1的盐酸和400mL乙醇的混合溶液，搅拌，抽滤，用乙醇和蒸馏水交替洗涤固体，得到粗产物。将粗产物在氯仿/乙醇中重结晶，得到30.24g纯化的对叔丁基硫代杯[4]芳烃。回答下列问题： (1)仪器A的名称是___________，其作用是___________。 (2)对叔丁基邻苯二酚()的沸点小于2-叔丁基对苯二酚()的原因是___________。 (3)加热过程中要不断通入氮气，目的是___________。 (4)证明产物已经洗涤干净的操作是___________。 (5)实验过程中会产生一种有毒气体，尾气吸收装置中应用___________(填试剂名称)将该气体除去。 (6)在重结晶过程中，需要用到如图所示仪器中的___________(填字母)。 (7)本实验的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。 考向16 铜及其化合物 (上海南汇中学2023-2024学年第二学期期末考试高二化学(等级))铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)基态29Cu的价层电子排布式：___________。 (2)Cu+比Cu2+更稳定的原因是___________。 Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如表实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 I 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 Ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 Ⅲ 测定深蓝色晶体结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O Ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 (3)步骤I中反应的离子方程式为___________；___________。 (4)H—N—H键角大小：[Cu(NH3)4]2+___________ NH3 (填“>”、“=”或“<”)，其原因是___________。 (5)该实验能说明，Cu2+与NH3的结合能力___________(填“大于”“小于”或“等于”)Cu2+与OH-的结合能力。[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为___________(填“平面正方形”或者“四面体形”)。 (6)Cu2+能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2+]离子，结构如图，关于该配离子的说法正确的是___________。 A．该离子的配位数是4 B．该离子的配体数是4 C．形成配离子前后，Cu的化合价不变 D．该离子中含离子键、非极性键与极性键 考向17 尿素的制备和应用 (上海市南洋中学2023-2024学科高二年级化学(等级)学科期末)十九世纪初，科学家用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制备尿素：CO(NH2)2 ()实现了由无机物到有机物的合成。 1．下列有关说法正确的是___________。 A．NH4Cl电子式为 B．尿素中所有原子一定处于同一平面 C．CO(NH2)2分子中C满足8电子稳定结构 D．尿素分子中有非极性共价键 2．1mol CO(NH2)2中含有___________mol键，CO(NH2)2分子中碳原子的轨道杂化类型是___________。NH3分子的空间构型是___________，NH4+的空间构型是___________。 3．对于尿素分子中N、O两种基态原子，下列说法正确的是___________。 A．半径较 B．的未成对电子数较多 C．的电负性较大 D．的第一电离能较高 4．尿素晶体的晶胞如图所示。从图中可知尿素晶体中存在的主要作用力为共价键和___________。 5．尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。以NH3、CO2为原料生产尿素。CO(NH2)2的反应历程与能量变化如图所示。 (1)第一步反应生成的___________。(用图中有关表示)。 (2)两步反应中，第___________步(填“一”或“二”)反应是决速步骤。 (3)已知：① ② 则氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的热化学方程式为___________。 6．汽车尾气已成为城市空气的污染源之一、SCR技术利用尿素CO(NH2)2水溶液转化NOx的示意图如图所示。下列说法错误的是 A．尿素“热分解”产生NH3，发生的化学方程式可能为：CO(NH2)2+H2OCO2↑+2NH3↑ B．SCR催化转化器中发生反应的NH3与NOx的物质的量之比为 C．SCR催化转化器温度高时一定会减弱汽车尾气转化的效果 D．SCR术可以缓解光化学烟雾、酸雨等环境问题 7．电解尿素是一种低能耗制H2方法，总反应：CO(NH2)2+2OH-N2↑+3H2↑+CO32-。 (1)电极a的电极名称为___________，写出电极的电极方程式___________。 (2)已知尿素中C元素化合价为+4，一段时间后在a电极收集到标准状况下4.48L气体，则整个电路中转移的电子数为___________个。 6 / 22 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题02 物质结构与性质 内容概览 考向1 二氧化碳 考向2 氟及其化合物 考向3 金属元素和非金属元素在工业生产上发挥重要作用 考向4 铬的配位化合物 考向5 锌电池 考向6 化学材料 考向7 常见金属及化合物 考向8 晶体结构与性质 考向9 铁及其化合物 考向10 元素的发现和应用 考向11 有机消毒剂 考向12 吡啶的组成和结构研究 考向13 Cu2O的制备 考向14 白藜芦醇 考向15 生物大分子与超分子 考向16 铜及其化合物 考向17 尿素的制备和应用 考向1 二氧化碳 (上海市金山区2023-2024学年第二学期质量监控)二氧化碳(CO2)具有较高的民用和工业价值,在多种领域有广泛应用,是一种非常宝贵的资源。 干冰可用于人工增雨作业。 (1)从物质分类角度看，二氧化碳属于________。 A．共价化合物 B．离子化合物 C．酸性氧化物 D．碱性氧化物 (2)写出CO2分子的结构式。________ (3)干冰气化过程属于________变化， A．物理 B．化学 该过程________热量， A．吸收 B．放出 气化过程中，微粒间的距离________。 A．变大 B．变小 解释干冰可用于人工降雨的原因。________ (4)碳元素有三种核素：12C、13C、14C。13C中的“13”是指________。 (5)C和Si是同主族元素，下列事实能说明两者非金属性相对强弱的是________。 A．沸点：CH4＜SiH4 B．相对原子质量：C＜Si C．酸性：H2CO3＞H2SiO (6)CO2甲烷化反应的原理：CO2(g)＋4H2(g)CH4(g)＋2H2O(g)(正反应为放热反应)。上述反应中，反应物总能量________生成物总能量。 A．大于 B．小于 【答案】(1)AC (2)O=C=O (3)①A ②A ③A ④干冰在空气中气化，吸收大量热，周围的温度下降，使水蒸气冷凝成雨滴落下 (4)该种核素的质量数 (5)C (6)A 【解析】(1)二氧化碳中碳氧双键为共价键，不含其他类型的化学键，因此属于共价化合物，二氧化碳与碱(如NaOH溶液)反应只产生盐和水，因此属于酸性氧化物，故选AC。 (2)CO2分子的结构式为O=C=O。 (3)干冰，即固态的二氧化碳，在气化过程中直接由固态变为气态，而没有经过液态阶段。这一过程伴随着吸收大量的热，使得周围的温度迅速下降。干冰的这种由固态直接变为气态的过程，称为升华，是物理变化的一种形式，微粒间的距离变大；干冰可用于人工降雨的原因：干冰在空气中气化，吸收大量热，周围的温度下降，使水蒸气冷凝成雨滴落下。 (4)13C中的“13”是指该种核素的质量数。 (5)A项，沸点属于物理性质，不能说明两者非金属性强弱；B项，相对原子质量，不能说明两者非金属性强弱；C项，非金属性越强，最高价氧化物对应水化物的酸性越强，酸性：H2CO3>H2SiO3，说明碳的非金属性更强；故选C。 (6)该反应为放热反应，则反应物总能量高于生成物总能量，故选A。 考向2 氟及其化合物 (上海财经大学附属北郊高级中学2023~2024学年第二学期高二化学(等级)试卷)氟单质及其化合物在生产、生活和科研中应用广泛。 1．基态F原子核外电子的运动状态有_______种。 【答案】9 【解析】原子核外有几个电子，电子的运动状态就有几种，F原子核外有9个电子，所以运动状态有9种。 2．下列能表示激发态氟原子的电子排布式是________。 A．1s22s12p5 B．1s22s22p6 C．1s22s22p43s1 D．1s22s22p43s2 【答案】C 【解析】A项，1s22s12p5表示激发态的F+离子的电子排布式，A错误；B项，1s22s22p6表示的是F-离子的电子排布式，B错误；C项，1s22s22p43s1表示激发态的F原子的电子排布式，C正确；D项，1s22s22p43s2表示的是激发态的F-离子的电子排布式，D错误；故选C。 3．当氟原子从激发态变为基态过程中，可以测量到的光谱是________。 A．原子吸收光谱 B．原子发射光谱 C．紫外-可见吸收光谱 D．红外吸收光谱 【答案】B 【解析】发射光谱是处于高能级的原子或分子在向较低能级跃迁辐射，将多余的能量发射出去形成的光谱，当氟原子从激发态变为基态过程中，可以测量到的光谱是原子发射光谱，故选B。 4．原子半径有多种计量方式。其中范德华半径是指分子晶体中相邻分子之间的两原子核间距的一半。F2晶体中分子的局部排列如图所示。其中可看作氟的范德华半径的是________。 A． B． C． D． 【答案】B 【解析】由范德华半径的定义可知：范德华半径是指分子晶体中相邻分子之间的两原子核间距的一半。A项，是分子内相邻两原子核间距一半，A不符合；B项，是分子晶体中相邻分子之间的两原子核间距的一半，B符合；C项，不是原子核间距离的一半，B不符合；D项，不是相邻的原子，D不符合；故选B。 5．HF的水溶液称为氢氟酸，是一种弱酸，但浓的氢氨酸由于电离方式改变导致酸性变强：(HF)2H++HF2-。 (1)氢氟酸可保存在聚四氟乙烯容器中。聚四氟乙烯的结构简式为_______。 (2)H+能与继续结合形成H2F+。H2F+离子中F的价层电子对的空间结构为_______。 A．四面体形 B．平面三角形 C．直线形 D．角形 【答案】(1) (2)D 【解析】(1)聚四氟乙烯的结构简式可以根据聚四氯乙烯来推导，故答案为：； (2)H2F+离子中F的价层电子对数为，其VSEPR为四面体，空间构型为角形，故答案为D； 6．氢氟酸是工业上生产Na3AlF6 (俗称冰晶石)的主要原料。 (1) Na3AlF6的化学名称是_______。 (2)三种元素中，简单离子半径最小的是_______。(写离子符号) (3)在炼铝工业中，冰晶石被广泛用作_______。 A.催化剂 B.氧化剂 C.还原剂 D.助熔剂 【答案】 (1)六氟铝酸钠 (2)Al3+ (3)D 【解析】(1)Na3[AlF6]的化学名称是六氟铝酸钠； (2)Na+、Al3+、F-的电子层结构完全相同，而Al3+的核电荷数最大，所以它的离子半径最小，故答案为Al3+； (3)在炼铝工业中，冰晶石可以降低氧化铝的熔点，故选D； 7．工业上通过电解KF的无水HF溶液制备F2。为何不能用电解KF水溶液制备F2？_______。 【答案】氟离子放电顺序在OH-之后，且F2的氧化性很强，能够与水反应，2F2+2H2O=4HF+O2 【解析】氟离子放电顺序在OH-之后，且产生的F2会与水反应，所以不能电解HF溶液制备氟气，故答案为：氟离子放电顺序在OH-之后，且F2的氧化性很强，能够与水反应，2F2+2H2O=4HF+O2。 考向3 金属元素和非金属元素在工业生产上发挥重要作用 (上海市延安中学2023-2024学年第二学期期末考试)中科院研究团队利用CH3OH和H2O在金属催化剂Cu/Cr-Al作用下生产H2，并将H2与金属Mg在一定条件下制得储氢物质X。 1．回答问题： (1)Al在周期表中的位置：___________，Al2O3晶体中微粒半径：rAl3+)________r(O2-) (填“”“”“”)，基态Al原子的轨道表示式为：___________，与铝同周期的元素中电负性最小的元素其电子式是：___________。 (2)基态29Cu的价层电子排布式：___________，这些价层电子共有___________个原子轨道；其基态原子核外共有___________种能量不同的电子；在元素周期表中处于：___________区。 【答案】(1)①第三周期ⅢA族 ②＜ ③ ④Na• (2)①3d104s1 ②6 ③29 ④ds 【解析】(1)Al在周期表中的位置：第三周期ⅢA族；Al3+与O2-电子层数相同，Al核电荷数大于O，则半径：rAl3+)＜r(O2-)，基态Al原子的轨道表示式为：；同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增大，与铝同周期的元素中电负性最小的元素是钠，其电子式是：Na•； (2)基态29Cu的价层电子排布式：3d104s1；这些价层电子共有6个原子轨道；铜是29号元素，则其基态原子核外共有29种能量不同的电子；Cu在元素周期表中处于：ds区。 2．下列关于原子轨道的叙述中，正确的是 A．电子运动的轨迹 B．电子离核远近 C．描述电子运动状态的函数 D．电子运动状态的能量高低 【答案】C 【解析】 【解析】原子轨道为描述原子中电子运动状态的函数，此函数可用来计算在原子核外的特定空间中，找到原子中电子的几率，故故选C。 3．Mg、Al、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为 A．I1(Mg)＞I1(Al)＞I1(O) B．I1(O)＞I1(Mg)＞I1(Al) C． I1(O)＞I1(Al)＞I1(Mg) D．I1(Al)＞I1(Mg)＞I1(O) 【答案】B 【解析】同一周期从左到右，元素的第一电离能逐渐增大，但是第ⅡA与第ⅤA元素比同周期相邻元素第一电离能大，同主族元素从上到下，元素的第一电离能逐渐减小。因此Mg、Al、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为：I1(O)＞I1(Mg)＞I1(Al)；故选B。 4．新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料、碳纳米管(一种同轴管状结构的碳原子簇，是纳米级石墨晶体)、石墨炔都是近年来合成的新材料。回答下列问题： (1)C和Si的非金属性强弱顺序是C___________Si，列举一个事实说明___________。 (2)新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料曾助力“天问一号”成功探火，它不具有的性质是：___________。 A．密度大 B．耐高温 C．耐腐蚀 D．抗磨损 (3)下列关于火星上发现的二氧化碳的说法正确的是：___________。 A．电子式为： B．CO2能溶于水，但它是非极性分子 C．CO2的水溶液能够导电，但是非电解质 D．空间填充模型为 【答案】(1)① > ②碳的最高价氧化物对应的水化物H2CO3的酸性强于硅的最高价氧化物对应的水化物H2SiO3 (2)A (3)BCD 【解析】(1)同主族元素从上到下非金属性越来越弱，故C>Si；非金属性强弱可通过比较最高价氧化物的水化物的酸性强弱比较，H2SiO3的酸性比H2CO3弱，说明Si的非金属性比C弱可以作为事实说明； (2)根据新型碳化硅(SiC)增强铝基复合材料曾助力“天问一号”成功探火知，该材料应该具备的特点是：耐高温、耐腐蚀、抗磨损等，但由于从地球向太空发射时需克服地磁场强大的吸引作用，因此应该具有密度小、质量轻的特点，若材料的密度大，发射时就需消耗更高的能量，增大发射火箭的难度，故选A； (3)A项，二氧化碳分子中碳氧之间是碳氧双键，有两对共用电子对，A错误；B项，CO2能溶于水，空间构型是直线形，是非极性分子，B正确；C项，CO2的水溶液能够导电，导电的实质是溶于水生成的碳酸电离产生阴阳离子导电，故CO2是非电解质，C正确；D项，二氧化碳的空间填充模型是直线形，碳在中间，氧在两侧，D正确；故选BCD。 考向4 铬的配位化合物 (上海市第八中学2023~2024学年第二学期期终考试高二化学(等级考))铬属于过渡元素，三价铬离子能形成多种配位化合物，例如：[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+。 (1)对于基态Cr原子，下列叙述不正确的是_______。 A．铬位于周期表的第四周期VIB族 B．基态铬原子核外电子排布式为[Ar]3d54s1 C．4s轨道上电子能量大于3d (2)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中提供空轨道形成配位键的原子或离子是_______，中心离子的配位数为_______。 (3)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中所含元素中，N、O、Cl三种元素第一电离能由大到小的顺序为____。 A．O>Cl>N B．Cl>N>O C．N>O>Cl D．O>N>Cl (4)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中基态Cl原子核外电子的运动状态有_______种，核外电子的空间运动状态有_______种。 (5)[Cu(NH3)3(H2O)2Cl]2+中配体分子NH3、H2O以及分子PH3的空间结构和相应的键角如图所示。 ①PH3的中心原子的杂化类型是_______。 A．sp B．sp2 C．sp3 ②PH3分子的空间构型是_______。 A直线形 B．平面三角形 C．三角锥形 D．正四面体形 ③NH3的沸点比PH3的高，原因是_______，H2O的键角小于NH3，原因是_______。 ④若晶胞参数为a×10-7cm，计算晶体密度ρ=_____ g· cm-3。(阿伏伽德罗常数的值为NA) 【答案】(1)C (2)①Cr3+ ②6 (3)C (4)①17 ②9 (5)①C ②C ③NH3分子间存在氢键 ④NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化，与中心原子成键的原子都是氢原子，它们的孤电子对数分别是1、2，由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小 ⑤ 【解析】(1)A项，铬位于周期表的第四周期Ⅵ B族，A正确；B项，基态原子满足能量最低原理，Cr原子核外有24个电子，轨道处于半充满时体系总能量低，则核外电子排布应为[Ar]3d54s1，B正确；C项，Cr原子价电子排布式为3d54s1，由于能级交错，3d轨道能量比4s高，则3d电子能量较高，C不正确；故选C； (2)[Cr(NH3)3(H2O)2Cl]2+ 中，Cr3+提供空轨道，配体分别为NH3、H2O、Cl-，则提供空轨道形成配位键的原子或离子是Cr3+，中心离子的配位数为3+2+1=6； (3)第一电离能指气态基态电中性原子失去最外层的一个电子所需要的能量，第一电离能数值越小，原子越易失去电子，金属性越强；第一电离能数值越大，原子越难失去电子，非金属性越强。 N原子的2p3是一个半充满的亚稳定状态，所以N的第一电离能大于O，故第一电离能由大到小的顺序为N>O>Cl；故选C； (4)基态Cl原子核外有17个电子，电子排布式为1s22s22p63s23p5，核外电子的运动状态有17种，电子占据的轨道数为1+1+3+1+3=9，1个轨道为一个空间运动状态，故共有9种空间运动状态； (5)①从图中可以看出，PH3中中心原子P的价层电子对数为4，P的杂化类型是sp3，选C；②PH3中中心原子P的价层电子对数为4，存在一个孤电子对，PH3分子的空间构型是三角锥形，选C；③NH3分子间能形成氢键，而PH3分子间不能形成氢键，所以NH3的沸点比PH3的高；NH3、H2O的中心原子均为sp3杂化，与中心原子成键的原子都是氢原子，它们的孤电子对数分别是1、2，由于孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力，因此孤电子对数越多，键角越小；④根据分摊法，Cr3+在顶点和面心每个晶胞中平均分摊Cr3+的个数为，N3-在棱上和体心，个数为 ；晶体密度。 考向5 锌电池 (上海市金山中学2023-2024学年高二下学期期末)锌离子电池作为一种新兴且备受瞩目的离子型电池技术，其应用领域极为广泛，涵盖储能系统、交通工具、电子设备以及工业应用等多个方面。 1．SO42-的空间结构是________，中心原子的杂化形式是________。 【答案】①正四面体形 ②sp3 【解析】SO42-中心原子S价层电子对数：，无孤电子对，分子空间结构为正四面体形，杂化轨道数为4，杂化类型为sp3杂化。 2．S原子和O原子的电负性大小关系为________，从原子结构的角度说明理由________________。 【答案】①O＞S ②氧原子半径小于硫原子，对成键电子的吸引力更大 【解析】氧原子半径小于硫原子，对成键电子的吸引力更大，即电负性：O＞S。 MnO电极材料充放电过程的原理如图所示。 3．MnO晶胞的边长相等均为a nm，已知MnO的摩尔质量是 M g/mol，阿伏加德罗数为NA，该晶体的密度为______g/cm3。(1 nm = 10-7 cm) 4．I为MnO活化过程：MnO ______e− =Mn0.610.39O + 0.39 Mn2+；II代表电池______过程(填“放电”或“充电”)。 【答案】3． 4．①-0.78 ②放电 【解析】3．Mn位于棱心和体心，个数为，O位于顶点和面心，个数为，则晶胞密度：； 4．MnO活化过程中失电子，Mn2+脱嵌，根据电荷守恒可知，MnO-0.78e-=Mn0.610.39O+0.39Mn2+；由图可知，过程II中晶胞中嵌如了Zn2+，说明该过程中产生的Zn2+并移向MnO极，说明该过程为放电。 5．某种锌电池的结构示意图如下，回答下列问题： Zn与NaOH溶液反应可以形成Na2[Zn(OH)4]，下列说法不正确的是_______。 A．离子方程式为：Zn+2OH-+2H2O→[Zn(OH)4]2- + H2↑ B．锌能从硫酸铜溶液中置换出铜 C．[Zn(OH)4]-离子中提供空轨道的是O原子 D．Na2[Zn(OH)4]晶体中存在离子键、共价键和配位键 【答案】C 【解析】A项，根据题干信息，Zn与NaOH溶液反应可以形成Na2[Zn(OH)4]，离子方程式为：Zn+2OH-+2H2O→[Zn(OH)4]2- + H2↑，A正确；B项，锌的活泼性大于铜，锌能从硫酸铜溶液中置换出铜，B正确；C项，[Zn(OH)4]-离子中提供空轨道的是Zn原子，C错误；D项，Na+与[Zn(OH)4]2-间存在离子键，Zn与OH-间存在配位键，OH-内存在共价键，D正确；故选C。 6．将纳米级锌粉分散在溶剂中形成胶体，下列不属于胶体性质的是_______。 A．丁达尔效应 B．电泳 C．能透过半透膜 D．不能透过滤纸 【答案】CD 【解析】A项，胶体具有丁达尔效应，A正确；B项，胶粒在电场作用下定向移动，产生电泳现象，B正确；C项，胶体粒子能透过滤纸，不能透过半透膜，C错误；D项，胶体粒子能透过滤纸，不能透过半透膜，D错误；故选CD。 考向6 化学材料 (上海市嘉定一中2023-2024学年第二学期期末质量检测高二(等级))聚氮化硫(SN)ₓ是重要的超导材料，目前已成为全球材料行业研究的热点。 1．回答下列问题： (1)下列轨道表示式能表示氮原子的最低能量状态的是______。 A． B． C． D． (2)S原子的基态原子核外有____个未成对电子，有____种不同形状的电子云。 (3)S、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为______。 (4)已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其空间构型为_____。 (5)(CH3)3N中N原子杂化方式为_____。As与N是同主族元素， AsH3的相对分子质量比NH₃大，实验测得AsH3沸点化NH3低，其原因是_____。 【答案】(1)A (2)①2 ②2 (3)N＞O＞S (4)直线形 (5)①sp3 ②AsH3分子之间为范德华力，而NH3分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强 【解析】(1)、不符合洪特规则，能量较高，不是氮原子的轨道表示式，为氮原子处于基态时的电子轨道表示式，符合泡利原理、洪特规则以及能量最低原理，即处于最低能量状态，故A符合题意，故答案为：A； (2)S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4，S原子的基态原子核外3p轨道上有2个未成对电子，其余电子都成对，即S原子有2个未成对电子，S电子云为球形、p电子云为哑铃形，即有2种不同形状的电子云； (3)N、O元素均为第二周期主族元素，同周期主族元素中第VA族元素的第一电离能大于同周期相邻的两种元素，即N＞O，S、O均为第VIA族元素，同一主族从上至下第一电离能逐渐减小，即O＞S，所以第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞S； (4)已知SCN⁻中C原子为中心原子，则其中心原子碳原子的价层电子对数为2+(4-3-2+1)=2，无孤电子对，其空间构型为直线形； (5)(CH3)3N中N原子的σ键电子对数为3，孤电子对数为1，则其杂化方式为sp3，As与N是同主族元素，AsH3分子之间为范德华力，而NH3分子之间存在氢键，氢键比范德华力更强，所以AsH3沸点化NH3低。 2．GaN是一种重要的半导体材料，其晶胞结构和金刚石类似，其晶胞结构如图。 (1)氮化镓中氮原子与镓原子之间以______键相结合，与同一个Ga原子相连的N原子构成的空间构型为_______。 (2)GaN晶体的晶胞边长为apm，摩尔质量为 M g·molˉ1，GaN晶体的密度为_____gg· cm-3 (只要求列算式，不必计算出结果，1pm=10-10cm)。 【答案】(1)①共价键 ②正四面体 (2) 【解析】(1)金刚石是共价晶体，氮化镓与金刚石具有相似的晶体结构，氮化镓中氮原子与镓原子之间以共价键相结合。由晶胞结构可知，一个镓原子周围所有距离最近且相等的N原子有4个，4个N原子形成正四面体，Ga处于正四面体中心。 (2)由题干晶胞示意图可知，一个晶胞中Ga数目=8×+6×=4，N原子数目为4，相当于有4个“GaN”，故晶胞质量=4×g，则晶胞密度=4×g÷(a×10-10cm)3= g•cm-3。 3．亚硝酰氯(NOCl)主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。NOCl在一定频率(v)光照射下会发生光解，其反应机理为：第一步： NOCl+hv→NOCl*； 第二步： 其中hv表示一个光子能量，NOCl*表示NOCl的激发态。 (1)以下均从选项中选择：第一步的焓变△H_____0；第二步的熵变△S____0填 (>，<，=)。 (2)激光照射下NOCl分子会发生解离，将产物通过质谱，发现存在m/z=30的离子峰，该峰对应的微粒是______(已知各产物微粒均带1个单位正电荷)。 A．NOCl B．NO C．Cl D．OCl 【答案】(1)①＞ ②＞ (2)B 【解析】(1)第一步： NOCl+hv→NOCl*为基态到激发态，即需要吸热，所以第一步的焓变△H>0；第二步反应气体分子数增多，混乱度增大，是熵增的过程，其熵变△S>0； (2)A项，NOCl的 ，A不符合题意；B项，NO的 ，B符合题意；C项，Cl的 ，C不符合题意；D项，OCl的，D不符合题意；故选B。 考向7 常见金属及化合物 (上海南汇中学2023-2024学年第二学期期末考试高二化学(等级))(一)湿法冶炼是以赤铜矿(Cu2O)精矿为主要原料，通过浸出、置换、电解等流程制备高纯度铜的工艺。 1．已知：Cu2O晶胞为立方体形。根据图示，大球d代表___________原子；每个Cu2O晶胞中含氧原子数目为___________个。 2．测定晶体结构最常用的仪器为___________。 A．质谱仪 B．核磁共振仪 C．红外光谱仪 D．X射线衍射仪 3．赤铜矿在稀硫酸中浸出，得到硫酸铜溶液，反应物Cu2O既是氧化剂又是还原剂，该反应的离子方程式为___________。 (二)铝单质的晶体中原子的堆积方式如图甲所示，其晶胞特征如图乙所示，原子之间相互位置关系的平面图如图丙所示。 4．若已知Al的原子半径为d pm，NA代表阿伏加德罗常数，Al的相对原子质量27，完成以下问题： ①Al在周期表中的位置：___________。 ②一个晶胞中Al原子的数目___________。 ③Al晶胞的密度表达式___________。 (三)氮化铁晶体可应用于磁记录材料领域，制备该晶体时需铁、氮气、丙酮和乙醇参与，其晶胞结构如图所示： 5．对于a位置的Fe原子，与其最近的且距离相等的N原子有___________个。 A．2 B．4 C．6 D．8 6．该氮化铁晶体的化学式为___________。 A．FeN B．Fe3N C．Fe4N D．Fe14N 【答案】1．①Cu ②2 2．D 3．Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O 4．①第三周期第ⅢA族 ②4 ③ 5．D 6．C 【解析】1．根据图示，顶点和体心小球原子个数为1+8=2，内部大球d代表的原子个数为4，根据化学式Cu2O，大球d代表Cu，小球个数为O原子个数，则晶胞中含O原子的数目为2个，故答案为：Cu；2。 2．X射线衍射仪可以测定晶体结构，故答案为：D。 3．赤铜矿在稀硫酸中浸出，Cu2O发生歧化反应，得到硫酸铜溶液和铜，该反应的离子方程式为Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O，故答案为：Cu2O＋2H＋=Cu2＋＋Cu＋H2O。 4．①Al在周期表中的位置为第三周期第ⅢA族；②根据乙的结构可知晶胞Al的原子数＝；③已知Al的原子半径为d pm，则晶胞的面对角线是4dpm，则晶胞的边长是，所以晶胞的体积是，所以Al晶胞的密度表达式＝g/cm3； 5．对于a位置的Fe原子，位于顶点，与其最近的且距离相等的N原子位于体心，因此有8个，故答案为：D。 6．a位置Fe的个数为=1，b位置Fe的个数为=3，N位于晶胞内部，化学式为Fe4N，故选C。 7．丙酮(CH3COCH3)分子中碳原子轨道的杂化类型是___________。1mol丙酮分子中含有σ键的数目为___________；乙醇的沸点高于丙酮，这是因为___________；乙醇分子的核磁共振氢谱中有___________组峰。 【答案】①sp3、sp2 ②9NA ③乙醇分子间有氢键，丙酮分子间无氢键，乙醇的沸点高于丙酮 ④. 3 【解析】甲基中碳原子价层电子对数为4，即杂化类型为sp3，羰基上的碳原子杂化类型为sp2；成键原子之间只能形成一个σ键，1mol丙酮分子中含有σ键的数目是9NA；乙醇分子间有氢键，丙酮分子间无氢键，因此乙醇的沸点高于丙酮；乙醇的等效氢种类为3，且峰面积之比为1∶2∶3。 8．某的晶胞如图所示，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。转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图所示，其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 【答案】Fe3CuN 【解析】能量越低越稳定，从题图知，Cu替代a位置Fe型会更稳定，其晶胞中Cu位于8个顶点，，Fe位于面心，，N位于体心，，其化学式为Fe3CuN。 9．铁可以形成多种配合物。一种配合物由Fe3+、NH3、Cl-、H2O组成，实验显示Fe3+、NH3、Cl-、H2O的物质的量之比为1∶3∶3∶1，向该配合物的水溶液加入AgNO3溶液，只能沉淀出三分之一的Cl-。 (1)该配合物的化学式是___________。 A．[Fe (NH3)3Cl(H2O)]Cl2 B．[Fe (NH3)3Cl2(H2O)]Cl C．[Fe (NH3)3(H2O)]Cl3 (2)该配合物的配体有___________。 【答案】(1)B (2)NH3、H2O、Cl— 【解析】一种配合物由Fe3+、NH3、Cl-、H2O组成，实验显示Fe3+、NH3、Cl-、H2O的物质的量之比为1∶3∶3∶1，向该配合物的水溶液加入硝酸银溶液，只能沉淀出三分之一的Cl-，则配合物中铁离子为中心离子，2个氯离子为配体，1个氯离子为外界，水分子和氨分子为配体，铁离子的配位数为6，则配合物的化学式为[Fe (NH3)3Cl2(H2O)]Cl。 (1)由分析可知，配合物的化学式为[Fe (NH3)3Cl2(H2O)]Cl，故选B； (2)由分析可知，配合物的化学式为[Fe (NH3)3Cl2(H2O)]Cl，铁离子为中心离子，,配体为氯离子、氨分子和水分子，配位数为6。 考向8 晶体结构与性质 (上海南汇中学2023-2024学年第二学期期末考试高二化学(等级))自然界的晶体千姿百态，美丽的外形令人赏心悦目。不同类型晶体的性质也是差异很大，用途各异。 1．下列说法正确的是_______。 A．水晶和玛瑙都是晶体，都有固定的熔点 B．蓝宝石晶体在不同方向上硬度一定相同 C．块状固体一定是晶体，粉末状固体一定是非晶体 D．晶胞是晶体结构的基本单元 【答案】D 【解析】A项，玛瑙是熔融态SiO2快速冷却形成的，而水晶则是缓慢冷却形成的，玛瑙是非晶体，水晶是晶体，玛瑙没有固定的熔点，A错误；B项，由于质点的有序排列，故晶体具有各向异性的性质，蓝宝石属于晶体，在不同方向上硬度有一些差异，B错误；C项，晶体和非晶体的本质区别是组成晶体的粒子在三维空间里是否呈现周期性的有序排列，不管固体的颗粒大小，只要有组成粒子在三维空间里呈现周期性的有序排列就属于晶体，C错误；D项，晶体由晶胞构成，晶胞是晶体结构的基本单元，是晶体结构中最小的重复单元，D正确；故选D。 2．关于晶体的叙述中，正确的是_______。 A．原子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 B．分子晶体中，分子间的作用力越大，该分子越稳定 C．分子晶体中，共价键的键能越大，熔、沸点越高 D．某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体一定是离子晶体 【答案】A 【解析】A项， 原子晶体中，熔化要破坏共价键，共价键的键能越大，熔、沸点越高，故A正确； B项，分子晶体中，分子间的作用力越大，熔沸点越高，分子的稳定性由分子内共价键强弱来决定，故B错误；C项，分子晶体中，分子间的作用力越大，熔、沸点越高，共价键的键能越大，分子越稳定，故C错误；D项，某晶体溶于水后，可电离出自由移动的离子，该晶体可能是离子晶体，也可能是分子晶体，故D错误；故选A。 3．下列各组物质的晶体中，化学键类型相同、晶体类型也相同的是_______。 A．NaCl和HCl B．CO2和SiO2 C．NH3和H2O D．CCl4和NH4Cl 【答案】C 【解析】A项，NaCl是离子晶体，NaCl中只含离子键，固体HCl分子晶体，HCl中只含共价键，故A错误；B项，固体CO2是分子晶体，只含极性共价键，SiO2是共价晶体，只含极性共价键，化学键类型相同，晶体类型不同，故B错误；C项，固体NH3和H2O都是分子晶体，NH3和H2O都只含极性共价键，故C正确；D项，NH4Cl是离子晶体，铵根离子与氯离子之间为离子键，铵根离子中N-H键为极性共价键，CCl4是分子晶体，CCl4中只含极性共价键，故D错误；故故选C。 4．碳与硅属于同主族元素，但是由碳和硅形成的氧化物性质差异巨大，如熔沸点CO2 ___________ SiO2 (填写“>”、“<”或“=”)，其原因是___________。碳和硅形成的氯化物SiCl4和CCl4分子空间结构相同，则SiCl4中硅氯键之间的键角是___________。 【答案】①< ②二氧化硅是共价晶体，二氧化碳是分子晶体，一般来说共价晶体熔沸点高于分子晶体熔沸点 ③109°28′ 【解析】Si与C同主族，但SiO2与CO2的熔沸点等物理性质差距很大，从晶体结构角度解释其原因是二氧化硅是共价晶体，二氧化碳是分子晶体，一般来说原子晶体熔沸点高于分子晶体熔沸点；SiCl4和CCl4分子空间结构相似，都是正四面体结构，SiCl4中键角是109°28′。 5．下列晶体中，任何一个原子都被相邻四个原子包围，以共价键形成正四面体，并向空间伸展成网状结构的是_______。 A．金刚石 B．石墨 C．足球烯 D．水晶 【答案】A 【解析】A项，在金刚石原子晶体结构中每一个碳原子都被相邻四个碳原子包围，以共价键形成正四面体，并向空间伸展成网状结构，A符合题意；B.石墨是层状结构，在每一层中，每个碳原子被相邻的3个碳原子包围，形成平面网状结构，B不符合题意；C项，足球烯是分子晶体，分子间只存在分子间作用力，不能形成空间网状结构，C不符合题意；D.水晶是二氧化硅，结构和金刚石相似，但每个氧原子与2个硅原子形成共价键，D不符合题意。故选A。 6．下图是冰晶体的结构模型，大球代表O，小球代表H，下列说法正确的是_______。 A．冰晶体中每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体 B．冰晶体具有三维骨架结构，是共价晶体 C．水分子间通过氢键形成冰晶体 D．冰融化后，水分子之间空隙增大 【答案】AC 【解析】A项，由图可知，冰晶体中每个水分子可以与4个水分子形成分子间氢键，所以每个水分子与另外4个紧邻的水分子形成四面体，故A正确；B项，水分子间通过氢键形成冰晶体，冰晶体所以分子晶体，故B错误；C项，水分子间通过氢键形成冰晶体，冰晶体所以分子晶体，故C正确；D项，由于氢键有方向性，分子之间的空隙较大，当晶体熔化时，氢键被部分破坏，水分子之间的空隙减小，故D错误；故选AC。 7．晶胞是晶体结构中基本的重复单元。下图是甲烷晶体的晶胞，结构中一个球代表一个甲烷分子，则1个甲烷晶胞中含有___________个甲烷分子，甲烷是___________(填“极性”或者“非极性”)分子。 【答案】①4 ②非极性 【解析】甲烷晶胞中甲烷分子数目为=4，甲烷为正四面体形，因此甲烷是由极性键构成的结构对称的非极性分子。 8．CH4、H2O、CO2三分子中均含有___________(填“极性”或者“非极性”)共价键，三者共价键之间的键角按由大到小的顺序排列为___________。 【答案】①极性 ②CO2＞CH4＞H2O 【解析】CH4分子中所含共价键均为C-H单键，属于极性共价键，中心原子C的价层电子对数为，为正四面体形，键角为109°28′；H2O分子中所含共价键均为O-H单键，属于极性共价键，中心原子O的价层电子对数为，含有两对孤电子对，为V形，键角小于109°28′；CO2分子中所含共价键均为碳氧双键，属于极性共价键，中心原子C的价层电子对数为，为直线形，键角为180°。CH4、H2O、CO2三分子中均含极性共价键，CH4、H2O、CO2的键角分别为：109°28′、小于109°28′、180°，因此三者共价键之间的键角按由大到小的顺序排列为CO2＞CH4＞H2O。 9．钙钛矿具有独特的晶体结构，广泛应用于传感器、固体电阻器等诸多领域。图1、2均为钙钛矿型化合物，其中图1中另两种离子为O2-、Ti4+，图2中另两种离子为I-和Pb2+。 下列说法错误的是_______。 A．钛酸钙的化学式为CaTiO3 B．图2中，Y为Pb2+ C．CH3NH3+中含有配位键 D．晶胞中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个 【答案】B 【解析】A项，根据均摊原则，晶胞中Ca2+数为 、A离子数为、B离子数为1，根据化合价代数和等于0，A是O2-、B是Ti4+，钛酸钙的化学式为CaTiO3，故A正确；B项，根据均摊原则，图2中，CH3NH3+数为、X离子数为1、Y离子数，根据化合价代数和等于0，Y为I-、X为Pb2+，故B错误；C项，N原子能形成3个共价键，CH3NH3+中有1个N-H键为配位键，故C正确；D项，根据图示，图1中与每个Ca2+紧邻的O2-有12个，故D正确；选B。 考向9 铁及其化合物 (上海市外国语附属学校2023-2024学年高二下学期期末)铁元素是人体必需的元素之一，补铁剂常用于防治缺铁性贫血。 1．铁元素位于元素周期表的_______。 A．s区 B．d区 C．p区 D．f区 【答案】B 【解析】铁的价电子排布为3d64s2，位于d区，故选B。 2．基态Fe2+的核外电子排布式是_______。 A．[Ar]3d54s2 B．[Ar]3d54s1 C．[Ar]3d5 D．[Ar]3d6 【答案】D 【解析】基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，则Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，故选D。 3．实验室配制FeSO4溶液时，常加入少量的_______。 A．铁粉 B．铜粉 C．盐酸 D．硫酸 【答案】A 【解析】实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，需要加入还原剂，又因为不能引入新杂质，所以常在溶液中加入少量的铁粉，故选A。 4．检验FeSO4溶液是否变质的试剂可用_______。 A．稀盐酸 B．酚酞试液 C．KSCN溶液 D．苯酚 【答案】CD 【解析】Fe2＋易被氧化为Fe3＋，要检验FeSO4溶液是否变质，可检验溶液中是否含有Fe3＋，Fe3＋和KSCN溶液反应，溶液变血红色，Fe3＋和苯酚显色反应，紫色，故选CD。 5．血红蛋白(Hb)是血液中运输氧及二氧化碳的蛋白质，由球蛋白与血红素结合而成。血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物，其结构如图所示。 N原子的杂化轨道类型采取___________杂化，O2通过配位键与血红蛋白中的Fe2+结合如图所示，O2提供___________，Fe2+提供___________。 【答案】 ①. sp2 ②. 孤对电子 ③. 空轨道 【解析】①其N原子的电子轨道分布为1s22s22p1，在这些电子中，2s轨道中的一个电子跃迁到2p轨道中，形成2s12p2的稳定状态，故其轨道杂化方式为sp2杂化；；②氧原子最外层有6个电子，与另一个氧原子结合形成氧气分子时，其中一个氧原子的其中两个电子与另一个氧原子结合形成共价键，与另一个氧原子共用2个电子，达成8电子的稳定结构，氧气分子则剩下外围四个电子，即两对孤对电子，故氧气提供孤对电子；③亚铁离子的价电子排布式为3d6，其4s轨道上没有电子，需要与氧气的孤对电子形成配位键达成8电子稳定结构，故亚铁离子提供空轨道。 6．铁镁合金MgxFey是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm。该镁合金的化学式为___________，在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为___________，该铁镁合金储氢后的晶体密度为___________(用表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】①Mg2Fe ②12 ③ 【解析】由图可知，铁原子位于顶点和面心，由均摊法可知，铁原子个数为=4，Mg在体内，个数为8，故化学式为Mg2Fe；在铁镁合金晶体中，单独看铁原子排布特点为面心立方堆积形式，故与铁原子等距离且最近的铁原子数为12；H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，棱长=nm=cm，则晶胞体积=()3 cm3，储氢后化学式为Mg2FeH2，则。 考向10 元素的发现和应用 (上海市宝山区2023-2024学年高二第二学期学科等级考质量监测)百余种不同的元素，是构成大千世界中所有物质的“基石”。科学家们根据元素性质的递变规律、电子排布的规律等对元素进行编排设计出元素周期表。下表是部分元素周期表。 1．我国“天宫”空间站的核心舱“天和”选择了高效柔性砷化镓(GaAs)薄膜太阳能电池来供电。砷在周期表中的位置是_______，原子半径：Ga_______As(填“>”或“<”)。 2．半导体工业可以在硅芯片上集成上千亿根晶体管。碳和硅元素简单气态氢化物稳定性更强的_______。碳的最高价氧化物的电子式为_______。 3. 硒(Se)被誉为“生命的奇效元素”，下列关于硒的描述不正确的是_______。 A．富硒大米中的“硒”指硒元素 B．最高价氧化物是SeO2 C．单质常温下呈固态 D．质子数是34 4. 根据元素周期律，完成上表空白处X元素的信息填写。C_______，D_______。 【答案】1．①第4周期第VA族(或第15族) ②> 2．①CH4 ② 3．B 4．①4s24p2 ②69.72~74.92 【解析】1．由图可知，砷原子核外有4个电子层，且最外层电子数为5，所以砷在周期表中的位置是第四周期第VA族；Ga与As位于周期表同一周期，电子层数相同，核电荷数越大半径越小，所以原子半径Ga＞As。 2．碳和硅位于同一主族，同一主族的元素，随着原子序数增大，电子层数增大、原子半径增大、元素的非金属性递减，其简单气态氢化物稳定性减弱，所以其中稳定性更强的是CH4；碳的最高价氧化物为CO2，其电子式为；。 3．A项，硒(Se)被誉为“生命的奇效元素”， 富硒大米中的“硒”指硒元素，A正确；B项，硒元素与硫元素同族，最高价为+6价，最高价氧化物是SeO3，B错误；C项，同主族元素，从上往下，密度逐渐增大，氧气在常温下为气体，硫在常温下为固态，可以推出硒常温下为固态，C正确；D项，硒元素与氧元素同主族，与钙元素同周期，Se在元素周期表中的第四周期第VIA族，与氧元素原子序数相差18，其原子序数为16+18=34，质子数为34，D正确；故选B。 4．X为32号元素，为Ge，价层电子排布式为4s24p2，相对原子质量介于Ga和As之间，则C为4s24p2，D为69.72~74.92。 氯元素可形成多种含氧酸盐，广泛应用于杀菌、消毒及化工领域。 5．判断Cl的非金属性比S强，可依据的事实是_______。 A．氯气能溶于水，硫难溶于水 B．常温下，氯单质呈气态，硫单质呈固态 C．HCl的酸性比H2SO3的强 D．氯气与氢硫酸能发生置换反应 【答案】D 【解析】A项，溶解性是物理性质，非金属性是化学性质，二者没有必然的联系，故氯气能溶于水，硫难溶于水，不能说明Cl的非金属性强于S，A不符合题意；B项，物质的状态是物理性质，非金属性是化学性质，二者没有必然的联系，故常温下，氯气呈气态，硫呈固态，不能说明Cl的非金属性强于S，B不符合题意；C项，比较元素的非金属性需要用最高价氧化物对应的水化物进行比较，HCl的酸性比H2SO3的强不能说明Cl的非金属性强于S，C不符合题意；D项，氯气与氢硫酸能发生置换反应，置换出S单质，则说明氯气的氧化性大于S，即其非金属性强于硫，D符合题意；故选D。 6．为研究氯气的性质，某小组同学设计了如下装置(夹持仪器和加热装置省略)： (1)装置C用于研究是否具有漂白性，现有： ①干燥的有色布条 ②湿润的有色布条 ③碱石灰 ④浓硫酸 ⑤无水氯化钙 其中Ⅰ处为______，Ⅲ处为①，Ⅱ处为______(填上述物质中的序号)。 (2)设计装置D、E的目的是比较氯、溴、碘单质的氧化性强弱。当向D中缓缓通入一定量氯气时，可以看到D中无色溶液逐渐变为橙色，再打开D装置的活塞，使D中溶液滴入E装置，振荡锥形瓶后静置一会儿，可以观察到下层液体呈紫红色。同学们经过认真讨论后认为该实验方案仍有不足，理由是______。 【答案】(1) ①. ② ②. ⑤ (2)氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以氯气能置换出碘，若通入Cl2过量，可能是过量氯气置换出I2 【解析】装置A中MnO2和浓盐酸反应生成氯化锰、氯气、水，装置B中饱和食盐水的作用是除去氯气中混有的HCl气体，装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，所以I处放湿润的有色布条，Ⅱ中的干燥剂必须是固体干燥剂，且不能与氯气反应，所以选无水氯化钙，再通过干燥的有色布条验证氯气没有漂白性，D中氯气先和NaBr反应生成Br2，Br2再和NaI反应生成I2，F吸收尾气。 (1)装置C的实验目的是验证氯气是否具有漂白性，要验证干燥氯气无漂白性，湿润的有色布条中，氯气和水反应生成次氯酸具有漂白性，所以I处放湿润的有色布条，Ⅱ中的干燥剂必须是固体干燥剂，且不能与氯气反应，所以选无水氯化钙，再通过干燥的有色布条验证氯气没有漂白性，所以C中I、II、III依次放入湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条。 (2)氧化性Cl2＞Br2＞I2，所以氯气能置换出碘；若通入Cl2过量，可能是过量氯气置换出I2，因此该实验方案不足。 7．游泳池常用NaClO来抑制藻类生长，某次工作人员错用H2O2进行池水消毒，因两种物质相互反应，使游泳池中的藻类疯长。已知该反应产生了O2和NaCl，据此判断该反应中氧化剂是______，每生成标准状况下0.448LO2，转移电子数目是______。 【答案】①NaClO ②0.04NA 【解析】NaClO、H2O2反应生成了O2和NaCl，NaClO中氯元素化合价降低，NaClO是氧化剂；H2O2中氧元素化合价由-1升高为0生成氧气，生成1mol O2转移2mol电子，则成标准状况下0.448LO2，转移电子数目是。 考向11 有机消毒剂 (上海财经大学附属北郊高级中学2023~2024学年第二学期高二化学(等级)试卷)日常生活中我们所用的许多消毒剂都与有机化合物有关。外用缓释消毒剂聚维酮碘由有机高分子聚维酮与HI3形成，其结构如图： 1．聚维酮与HI3间的作用力属于_______。 A．离子键 B．共价键 C．配位键 D．氢键 2．写出聚维酮单体的结构简式_______。该单体分子中，C原子的杂化方式有_______。图中聚维酮高分子链的聚合度为_______。(用含的代数式表示) 3．组成聚维酮的元素包括C、N、O，三种元素第一电离能由小到大依次为_______。 A．C、N、O B．O、N、C C．C、O、N D．N、O、C 4．有关聚维酮碘说法正确的是_______。 A．难溶于水，易溶于有机溶剂 B．能使酸性KMnO4溶液褪色 C．能使蛋白质变性 D．1mol聚维酮碘中含有1molI3- 【答案】1．D 2．① ②sp3、sp2 ③2m+n 3．D 4．BC 【解析】1．由图可知，聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，故选D。 2．聚维酮是发生加聚反应的产物，聚维酮的单体是，该单体分子中有亚甲基和碳碳双键，C原子的杂化方式有sp3、sp2，由聚维酮碘的分子结构知，聚维酮分子中左侧链节由2个单体构成，因此，聚维酮分子由2m+n个单体聚合而成，聚合度为2m+n。 3．同一周期元素，元素的第一电离能随着原子序数增大而增大，但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素，C、N、O元素处于同一周期且原子序数逐渐增大，N处于第VA族，所以第一电离能N＞O＞C，故选D。 4．A项，聚维酮通过氢键与HI3形成聚维酮碘，可知聚维酮碘是一种水溶性物质，从结构上看，聚维酮碘可以与水形成氢键使其易溶于水，A错误；B项，HI3具有还原性，聚维酮碘能使酸性KMnO4溶液褪色，B正确；C项，聚维酮碘是常用的消毒剂，能使蛋白质变性，C正确；D项，由聚维酮碘的结构简式可知，3个加聚后结合1个HI3，则1mol聚维酮碘中含有，D错误；故选BC。 许多消毒洗手液中含有PCMX ()，这是一种酚类消毒剂。 5．在对PCMX进行系统命名时，苯环上Cl原子对应的位号应是_______。 A．1号位 B．2号位 C．4号位 D．6号位 6．PCMX在常温常压下为白色针状晶体，长期露置在空气中颜色会变深，原因是_______。 7．PCMX在水中溶解度较小，但在强碱性溶液中溶解性明显增大，原因是_______。(用离子方程式表示) 8．PCMX的摩尔质量为156.5 g·molˉ1，但在质谱图中却存在两个分子离子峰，它们的m/z值分别为156与158，解释这一现象。_______。 【答案】5． C 6．含有酚羟基，易被氧化 7．+OH-=+H2O 8．PCMX分子式为C8H9ClO，相对分子质量为156.5，质谱图中峰值最大值为其相对分子质量，但在质谱图中却存在两个分子离子峰，它们的m/z值分别为156与158，原因是PCMX中含有35Cl和37Cl 【解析】5．PCMX的母体是苯酚，以酚羟基相连的碳编号为1，则苯环上Cl原子对应的位号应是4号位，故选C； 6．已知苯酚易被空气氧化，PCMX含有酚羟基，长期露置在空气中颜色会变深，则原因是PCMX含有酚羟基，易被氧化； 7．酚羟基具有弱酸性，与强碱性溶液发生反应得到可溶性盐类，反应的离子方程式为+OH-=+H2O； 8．PCMX分子式为C8H9ClO，相对分子质量为156.5，质谱图中峰值最大值为其相对分子质量，但在质谱图中却存在两个分子离子峰，它们的值分别为156与158，原因是PCMX中含有35Cl和37Cl。 考向12 吡啶的组成和结构研究 7. 吡啶在工业上可用于合成药品、消毒剂、染料等，由C、H、N三种元素组成。 (1)准确称取吡啶3.95g，使其完全燃烧，将产物依次通过装有无水氯化钙的干燥管a和装有碱石灰的干燥管b，测得管a增重2.25g，管b增重11g，则吡啶中C、H的原子个数比为_______。 (2)和碳原子相比，氮原子吸引电子能力更_______(填“强”或“弱”)，写出一个证明非金属强弱的方程式：_______ (3)比较C、N、O的第一电离能大小，并说明理由_______。 (4)吡啶的质谱如图所示，其相对分子质量为_______，吡啶的分子式为_______。 (5)继续测定吡啶的结构，核磁共振氢谱(面积比为)和红外光谱如下图，则可推测吡啶的结构简式为_______，可以看作苯分子中的一个_______(原子或原子团)被N取代的杂环化合物。 (6)根据吡啶的结构判断： i.吡啶是一种_______分子。 A．极性 B．非极性 ii.吡啶_______溶于水。 A．可 B．难 iii.吡啶具有_______性。 A．酸 B．碱 (7)例举一个吡啶与常用酸或碱反应生成盐的离子方程式_______。 (8)吡啶很容易与发生_____反应(反应类型)，写出产物六氢吡啶的结构简式______。 (9)写出任两种苯胺()的同分异构体的结构简式(要含有类似吡啶结构)_______、_______。 【答案】(1)1∶1 (2)①强 ②NaHCO3+HNO3=NaNO3+CO2↑+H2O (3)当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大，而总的趋势是同周期，原子序数增大，电离能增大，N元素为半充满状态，第一电离能大于O元素，C、N、O的第一电离能大小：N>O>C (4)①79 ②C5H5N (5)① ②C (6)①A ②A ③B (7)+H+ (8)①加成 ② (9)① ②或 【解析】(1)3.95g吡啶中n(C)==0.25mol，n(H)= =0.25mol，则吡啶中C、H的原子个数比为1∶1。 (2)同周期主族元素，从左往右电负性依次增大，则电负性：C<N，氮原子吸引电子能力更强，非金属性：C<N，非金属越强，元素最高价含氧酸的酸性越强，则酸性：H2CO3<HNO3，根据强酸制取弱酸，有方程式：NaHCO3+HNO3=NaNO3+CO2↑+H2O。 (3)当外围电子在能量相等的轨道上形成全空、半满或全满结构时，原子的能量较低，元素的第一电离能较大，而总的趋势是同周期，原子序数增大，电离能增大，N元素为半充满状态，第一电离能大于O元素，C、N、O的第一电离能大小：N>O>C。 (4)由质谱图可知，吡啶相对分子质量为79，3.95g吡啶中n(C)==0.25mol，n(H)= =0.25mol，n(N)= ，n(C)： n(H)： n(N)=5：5：1，最简式为C5H5N，结合其相对分子质量为79，吡啶的分子式为C5H5N。 (5)继续测定吡啶的结构，核磁共振氢谱面积比为2：2：1，说明吡啶中含有3种环境的H原子且个数比为2：2：1，由红外光谱图可知，其中含有碳氮双键、碳碳双键、碳氢键、碳氮单键及类苯环的结构，则吡啶的结构简式为，可以看作苯分子中的一个C原子被N取代的杂环化合物。 (6)i.吡啶的正负电中心不重合，是一种极性分子，故选A；ii.吡啶和水都是极性分子，且氮原子周围形成较高的电子云密度。这种电子云密度的分布使得吡啶能够与水分子形成氢键，以此吡啶可溶于水，故选A；iii.吡啶氮原子周围形成较高的电子云密度，易结合质子而具有碱性，故选B。 (7)吡啶具有碱性，以和酸反应生成盐，离子方程式为：+H+。 (8)吡啶中含有碳碳双键、碳氮双键，很容易与H2发生加成反应，写出产物六氢吡啶的结构简式为。 (9)苯胺有类似吡啶结构的同分异构体为、、(写两种即可)。 考向13 Cu2O的制备 (上海市曹杨二中2023~2024学年度第二学期高二年级期末考试) 以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O，进而应用于太阳能电池领域。 (1)推测抗坏血酸在制备Cu2O过程中所起的作用为_______。 A．氧化剂 B．还原剂 C．催化剂 (2)基态核外电子排布式为_______，有_______种空间运动状态的电子。 (3)已知：：Fe+Cu2+═Cu+Fe2+和2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，则下列判断不正确的是____。 A．Fe3+、Cu2+、Fe2+氧化性依次减弱 B．Fe、Fe2+、Cu还原性依次减弱 C．可发生反应Fe+2Fe3+═3Fe2+ D．将铁铜混合粉末放入FeCl3溶液中，铁粉先溶解 (4)SO42-的空间构型为_______。 A．平面四边形 B．三角锥形 C．正四面体形 D．正八面体形 (5)X射线研究证明，氯化铜为平面链状，且铜的电负性为1.9，氯的电负性为3.0，据此可推断：氯化铜为_______化合物，电离方程式为_______。 (6)抗坏血酸分子结构如图所示，抗坏血酸分子中有_______个手性碳原子；分子中碳原子的轨道杂化类型为_______。 (7)推测抗坏血酸在水中的溶解性_______(填“难溶于水”或“易溶于水”)，请分析溶解性的原因_______。 (8)若用氨水代替NaOH溶液，向100.0g16%的硫酸铜溶液中滴加氨水，得到无色溶液和12.9g浅蓝色沉淀。通过计算说明实验中得到的沉淀一定不只有Cu(OH)2_______。 【答案】(1)B (2)①[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9 ②14 (3)B (4)C (5)①共价 ②CuCl2=Cu2++2Cl- (6)①2 ②sp3、sp2 (7)①易溶于水 ②抗坏血酸分子中羟基属于亲水基，能和水分子形成氢键 (8)根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，100.0g 16%的硫酸铜溶液完全反应生成氢氧化铜的质量为：=9.8g，而此时沉淀质量为12.9g，故得到的沉淀一定不只有Cu(OH)2 【解析】(1)以CuSO4、NaOH和抗坏血酸为原料，可制备Cu2O，Cu元素化合价由+2价下降到+1价，被还原，则抗坏血酸在制备Cu2O过程中所起的作用为还原剂，故选B。 (2)铜为第29号元素，失去2个电子为Cu2+，Cu2+基态核外电子排布式为：[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9，含有14个含有电子的轨道，有14种空间运动状态的电子。 (3)A项，依据：Fe+Cu2+═Cu+Fe2+和2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，根据氧化剂的氧化性大于氧化产物，则氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，故A正确；B项，依据：Fe+Cu2+═Cu+Fe2+和2Fe3++Cu═2Fe2++Cu2+，根据还原剂的还原性大于还原产物，则还原性Fe＞Cu＞Fe2+，故B错误；C项，由A氧化性Fe3+＞Cu2+＞Fe2+，所以可发生反应：Fe+2Fe3+═3Fe2+，故C正确；D项，由还原性Fe＞Fe2+＞Cu，所以将铁、铜混合粉末放入FeCl3溶液中，铁粉先溶解，故D正确．故选B。 (4)SO42-中心原子价层电子对数为4+=4，没有孤电子对，空间构型为正四面体形，故选C。 (5)铜的电负性为1.9，氯的电负性为3.0，二者电负性差值为3.0-1.9=1.1<1.7，氯化铜为共价化合物，氯化铜在水溶液中完全电离产生铜离子和氯离子，电离方程式为CuCl2=Cu2++2Cl-。 (6)手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子，分子中含有2个手性碳原子，如图所示： ，其中含有亚甲基和碳碳双键，碳原子的轨道杂化类型为sp3、sp2。 (7)抗坏血酸分子中羟基属于亲水基，能和水分子形成氢键，所以抗坏血酸易溶于水。 (8)根据质量守恒定律，化学反应前后，元素的种类和质量不变，100.0g 16%的硫酸铜溶液完全反应生成氢氧化铜的质量为：=9.8g，而此时沉淀质量为12.9g，故得到的沉淀一定不只有Cu(OH)2。 考向14 白藜芦醇 (上海市金山中学2023-2024学年高二下学期期末)1. 白藜芦醇具有强的抗癌活性，其分子结构如下图所示。 (1)白藜芦醇分子中采用sp2杂化方式的原子的轨道表示式为_______，电负性最强元素最高能级的电子云轮廓图形状是_______，H原子价电子排布式为_______。 (2)关于C、O、H元素的下列说法中不正确的是_______。 A．第一电离能：I1(C)< I1(O) B．C元素位于第二周期第IVA族 C．C、H、O三种元素均属于p区元素 D．最简式为CHO的物质不可能是醛类 (3)白藜芦醇分子中官能团不包括_______。 A．酚羟基 B．碳碳双键 C．羧基 (4)能够测定白藜芦醇分子的分子离子峰质荷比为228的谱学分析方法是_______。 A．红外光谱 B．质谱 C．核磁共振氢谱 D．x-射线晶体衍射 (5)关于白藜芦醇的下列说法不正确的是_______。 A．白藜芦醇分子中不含手性碳原子 B．1 mol白藜芦醇可以和3 mol NaOH反应 C．白藜芦醇存在顺反异构 D．白藜芦醇和过量浓溴水反应，产物的分子式为C14H9O3Br7 (6)白藜芦醇在260℃升华，此过程中改变的作用力类型有_______。 A．共价键 B．范德华力 C．氢键 D．离子键 (7)已知：白藜芦醇的熔点253-255℃，在熔化状态下不导电，实验表明：白藜芦醇晶体属于_______(选填“离子晶体”、“共价晶体”或“分子晶体”)。 【答案】(1)① ②哑铃形 ③1s1 (2)CD (3)C (4)B (5)D (6)BC (7)分子晶体 【解析】(1)白藜芦醇分子中采用sp2杂化方式的原子为碳原子，碳原子的轨道表示式为；分子中电负性最强元素是氧，其最高能级的电子云轮廓图形状是哑铃形；H原子价电子排布式为1s1； (2)A项，第一电离能：C<O，A正确；B项，C元素原子序数为6，位于第二周期第IVA,，B正确；C项，H元素属于s区元素，C错误；D项，最简式为CHO的物质可能是醛类，如乙二醛，D错误；故选CD； (3)根据白藜芦醇分子结构，所含官能团有羟基、碳碳双键，没有羧基，故选C； (4)能够测定分子离子峰质荷比的是质谱法，故选B； (5)A项，手性碳原子连接四个各不相同的基团，白藜芦醇分子中不含手性碳原子，A正确；B项，白藜芦醇含3个酚羟基，1 mol白藜芦醇可以和3 mol NaOH反应，B正确；C．白藜芦醇中碳碳双键两端原子分别连有两个不同的基团，存在顺反异构，C正确；D．白藜芦醇中碳碳双键可以与溴发生加成反应，酚羟基邻对位氢可以与溴发生取代反应，白藜芦醇和过量浓溴水反应，产物的分子式为C14H6O3Br7，D错误；故选D； (6)白藜芦醇在260℃升华，是物理变化，此过程中改变的作用力类型有范德华力、氢键，故选BC； (7)白藜芦醇熔点较低，且在熔化状态下不导电表明：白藜芦醇晶体属于分子晶体。 考向15 生物大分子与超分子 (上海市外国语附属学校2023-2024学年高二下学期期末)生物大分子是构成生命的基础物质。部分生物大分子可通过超分子组装形成一定的结构，从而显示出更复杂的功能。 1．下列关于有机化合物的说法不正确的是_______。 A B C D 木糖醇()是一种天然甜味剂，属于糖类化合物 聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度 DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成 烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子 【答案】A 【解析】A项，糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物，木糖醇属于多羟基醇类化合物，不属于糖类，A项错误；B项，网状结构相对线性结构具有更大的强度，B项正确；C项，DNA分子的两条链通过氢键相连，DNA分子在复制过程中存在氢键的断裂和形成，C项正确；D项，当溶液中的表面活性剂超过一定浓度时，众多表面活性剂分子或离子会缔合形成胶束，属于超分子，D项正确。故选A。 2．下列说法不正确的是_______。 A．淀粉、纤维素、麦芽糖、蔗糖在一定条件下都可转化为葡萄糖 B．单一波长的X射线通过水晶时，记录仪上会产生明锐的衍射峰 C．通过红外光谱不能区别HCOOCH3和CH3COOH D．在鸡蛋清溶液中，加入硫酸铜溶液，蛋白质会发生变性 【答案】C 【解析】A项，淀粉、纤维素为多糖，麦芽糖和蔗糖为二糖，前三者水解的最终产物为葡萄糖；蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖，故均可在一定条件下都可转化为葡萄糖，A正确；B项，当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰，而非晶体图谱中没有，水晶为晶体，记录仪上会产生明锐的衍射峰，B正确；C项，HCOOCH3和CH3COOH中的官能团分别为酯基和羧基，可用红外光谱法鉴别，C错误；D项，Cu2+为重金属离子，故在鸡蛋清溶液中，加入硫酸铜溶液，蛋白质会发生变性，D正确；故选C。 3．利用“杯酚”从C60和C70的混合物中纯化C60的过程如下图所示    “杯酚”分子内官能团之间通过___________(填“共价键”“配位键”或“氢键”)形成“杯底”。形成超分子时，C60与“杯酚”之间作用力是___________。 【答案】①氢键 ②范德华力 【解析】杯酚分子中含有羟基，通过氢键形成杯底，形成超分子时，C60与杯酚分子之间通过范德华力相结合。 4．合成对叔丁基硫代杯[4]芳烃(M=720g/mol)的原理表示如下： 实验室制备对叔丁基硫代杯[4]芳烃的步骤如下： 利用如图所示装置(加热、搅拌、夹持等装置省略)，将60.00g对叔丁基苯酚(M=150g/mol)、25.60gS8、8g氢氧化钠和40mL二苯醚加入500mL三颈烧瓶中，在N2气氛下磁力加热搅拌，逐步升温到230℃，温度保持在230℃反应4小时。停止加热并冷却至100℃以下后，加入40mL 6mol·L-1的盐酸和400mL乙醇的混合溶液，搅拌，抽滤，用乙醇和蒸馏水交替洗涤固体，得到粗产物。将粗产物在氯仿/乙醇中重结晶，得到30.24g纯化的对叔丁基硫代杯[4]芳烃。回答下列问题： (1)仪器A的名称是___________，其作用是___________。 (2)对叔丁基邻苯二酚()的沸点小于2-叔丁基对苯二酚()的原因是___________。 (3)加热过程中要不断通入氮气，目的是___________。 (4)证明产物已经洗涤干净的操作是___________。 (5)实验过程中会产生一种有毒气体，尾气吸收装置中应用___________(填试剂名称)将该气体除去。 (6)在重结晶过程中，需要用到如图所示仪器中的___________(填字母)。 (7)本实验的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。 【答案】(1)①球形冷凝管 ②导气、冷凝回流 (2)对叔丁基邻苯二酚易形成分子内氢键，而2-叔丁基对苯二酚易形成分子间氢键 (3)防止对叔丁基苯酚、S8被氧化 (4)取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀产生，说明已经洗涤干净 (5)硫酸铜溶液(其他合理答案也可) (6)BE (7)42.0% 【解析】60.00g对叔丁基苯酚、25.60gS8、8g氢氧化钠和40mL二苯醚加入500mL三颈烧瓶中，在N2气氛下磁力加热搅拌，逐步升温到230℃，温度保持在230℃反应4小时发生反应。停止加热并冷却至100℃以下后，向反应后的体系中加入盐酸和乙醇的混合溶液后抽滤可得粗产品，可知加入盐酸和乙醇的目的是使产品充分析出，洗涤后重结晶得到纯品，在计算产率时，产率是指实际产量与理论产量的比值。 (1)根据仪器A的构造可知A是球形冷凝管，作用是冷凝回流，同时将生成的H2S气体导入球形干燥管中进行吸收； (2)观察对叔丁基邻苯二酚和2-叔丁基对苯二酚的结构可知，对叔丁基邻苯二酚中的羟基较近，易形成分子内氢键，导致沸点较低，但2-叔丁基对苯二酚中的羟基较远，易形成分子间氢键，导致沸点较高； (3)由于酚羟基和S8都可以被空气中的氧气氧化，因此实验过程中要不断通入氮气防止它们被氧化； (4)由于冷却后加入了盐酸，所以可以通过检验氯离子判断是否洗涤干净，因此操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀产生，说明已经洗涤干净。 (5)实验过程中会产生一种有毒气体，可知尾气是H2S，因此可用硫酸铜溶液吸收(其他合理答案也可)； (6)重结晶是利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去的过程，是在烧杯中加热将产品溶解，然后冷却结晶后用漏斗过滤。因此在重结晶过程中，需要用到如图所示仪器中的普通漏斗和烧杯，故答案为BE； (7)60.00 g对叔丁基苯酚(相对分子质量为150)的物质的量为0.40 mol、25.60 g S8中S8的物质的量为0.10 mol，对叔丁基苯酚过量，因此理论上生成对叔丁基硫代杯[4]芳烃的物质的量为0.10 mol，质量为72.0g，实际质量为30.24 g，所以产率为×100%＝42.0%。 考向16 铜及其化合物 (上海南汇中学2023-2024学年第二学期期末考试高二化学(等级))铜及其化合物在生产和生活中有着广泛的应用。 (1)基态29Cu的价层电子排布式：___________。 (2)Cu+比Cu2+更稳定的原因是___________。 Cu2+能与多种物质形成配合物，为研究配合物的形成及性质，某小组进行如表实验。 序号 实验步骤 实验现象或结论 I 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量 产生蓝色沉淀，随后溶解并得到深蓝色的溶液 Ⅱ 再加入无水乙醇 得到深蓝色晶体 Ⅲ 测定深蓝色晶体结构 晶体的化学式为[Cu(NH3)4]SO4·H2O Ⅳ 将深蓝色晶体洗净后溶于水配成溶液，再加入稀NaOH溶液 无蓝色沉淀生成 (3)步骤I中反应的离子方程式为___________；___________。 (4)H—N—H键角大小：[Cu(NH3)4]2+___________ NH3 (填“>”、“=”或“<”)，其原因是___________。 (5)该实验能说明，Cu2+与NH3的结合能力___________(填“大于”“小于”或“等于”)Cu2+与OH-的结合能力。[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代，能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为___________(填“平面正方形”或者“四面体形”)。 (6)Cu2+能与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)形成[Cu(H2NCH2CH2NH2)2+]离子，结构如图，关于该配离子的说法正确的是___________。 A．该离子的配位数是4 B．该离子的配体数是4 C．形成配离子前后，Cu的化合价不变 D．该离子中含离子键、非极性键与极性键 【答案】(1)3d104s1 (2)Cu+的3d能级达到全充满，较稳定 (3)①Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+ ②Cu(OH)2+4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2+ +2OH-+4H2O (4)①＞ ②[Cu(NH3)4]2+中的N的价层电子对均为成键电子对，而NH3中的N存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小 (5)①大于 ②面正方形 (6)AC 【解析】(1)铜元素的原子序数为29，核外电子数为29，价电子排布式为3d104s1，故答案为：3d104s1。 (2)Cu+价层电子排布为3d10，而Cu2+价层电子排布为3d9，Cu+比Cu2+更稳定的原因是：Cu+的3d能级达到全充满，较稳定，故答案为：Cu+的3d能级达到全充满，较稳定。 (3) 向CuSO4溶液中逐滴加入氨水至过量，先生成蓝色的氢氧化铜沉淀，继续滴加氨水，得到硫酸四氨合铜，离子方程式为：Cu2++2NH3·H2O=Cu(OH)2↓+2NH4+，Cu(OH)2+4NH3·H2O= [Cu(NH3)4]2+ +2OH-+4H2O。 (4)[Cu(NH3)4]2+中N原子有4个成键电子对，而NH3中N有3个成键电子对，一个孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小，故键角：[Cu(NH3)4]2+>NH3；其原因是：[Cu(NH3)4]2+中的N的价层电子对均为成键电子对，而NH3中的N存在一对孤电子对，孤电子对对成键电子对的斥力比成键电子对之间的斥力更大，NH3中的键角更小。 (5)深蓝色晶体为硫酸四氨合铜，加入氢氧化钠溶液后无蓝色沉淀生成，说明Cu2+与NH3的结合能力大于Cu2+与OH-的结合能力；[Cu(NH3)4]2+具有对称的空间构型，[Cu(NH3)4]2+中的两个NH3被两个Cl-取代能得到两种不同结构的产物，则[Cu(NH3)4]2+的空间构型为平面正方形； (6)A项，观察该配离子的结构可知，该离子的配位数是4，A正确；B项，与中心离子铜离子相连的配体为2个，因此该离子的配体数是2，B错误；C项，形成配离子前后，Cu的化合价不变，仍是+2价，C正确；D项，该离子中含有离子键、非极性键、极性键、配位键，D错误；故选AC。 考向17 尿素的制备和应用 (上海市南洋中学2023-2024学科高二年级化学(等级)学科期末)十九世纪初，科学家用氰酸银(AgOCN)与NH4Cl在一定条件下反应制备尿素：CO(NH2)2 ()实现了由无机物到有机物的合成。 1．下列有关说法正确的是___________。 A．NH4Cl电子式为 B．尿素中所有原子一定处于同一平面 C．CO(NH2)2分子中C满足8电子稳定结构 D．尿素分子中有非极性共价键 2．1mol CO(NH2)2中含有___________mol键，CO(NH2)2分子中碳原子的轨道杂化类型是___________。NH3分子的空间构型是___________，NH4+的空间构型是___________。 3．对于尿素分子中N、O两种基态原子，下列说法正确的是___________。 A．半径较 B．的未成对电子数较多 C．的电负性较大 D．的第一电离能较高 4．尿素晶体的晶胞如图所示。从图中可知尿素晶体中存在的主要作用力为共价键和___________。 【答案】1．C 2．①7 ②sp2 ③三角锥形 ④正四面体形 3．BD 4．氢键 【解析】1．NH4Cl电子式为，A错误；尿素中N为sp3杂化，所有原子一定不处于同一平面，B错误；根据尿素结构可知，尿素中C原子形成了4对共用电子对，达到了8电子稳定结构，C正确；根据尿素的结构可知，尿素中形成的都是极性共价键，D错误； 2．1mol CO(NH2)2中含有(2+1+1+1+2)mol=7mol键；CO(NH2)2分子中碳原子形成了3个σ键没有孤电子对，轨道杂化类型是sp2；NH3有3个σ键，1对孤电子对，分子的空间构型是三角锥形；NH4+有4个σ键，没有孤电子对，空间构型是正四面体形； 3．N、O同周期，O的核电荷数大原子半径小；基态N原子有3个未成对电子，基态O原子有2个未成对电子，未成对电子数N多；N、O同周期，O的核电荷数大电负性大；N的2p轨道半充满，更稳定，其第一电离能大于相邻的O； 4．由晶胞图可知，尿素晶体里除了共价键外，氨基氢原子和羰基氧原子形成了分子间氢键。 5．尿素[CO(NH2)2]是首个由无机物人工合成的有机物。以NH3、CO2为原料生产尿素。CO(NH2)2的反应历程与能量变化如图所示。 (1)第一步反应生成的___________。(用图中有关表示)。 (2)两步反应中，第___________步(填“一”或“二”)反应是决速步骤。 (3)已知：① ② 则氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的热化学方程式为___________。 【答案】(1) (2)二 (3) 【解析】(1)观察图像可知，第一步反应生成NH2CO2NH4(s) 的。 (2)第二步反应的活化能更大，因此反应的决速步是第二步骤。 (3)根据盖斯定律，①+②可得氨气与二氧化碳气体合成固态尿素和气态水的反应热为，故热化学方程式为：。 6．汽车尾气已成为城市空气的污染源之一、SCR技术利用尿素CO(NH2)2水溶液转化NOx的示意图如图所示。下列说法错误的是 A．尿素“热分解”产生NH3，发生的化学方程式可能为：CO(NH2)2+H2OCO2↑+2NH3↑ B．SCR催化转化器中发生反应的NH3与NOx的物质的量之比为 C．SCR催化转化器温度高时一定会减弱汽车尾气转化的效果 D．SCR术可以缓解光化学烟雾、酸雨等环境问题 【答案】C 【解析】A项，尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2，根据原子守恒可得反应的化学方程式为：CO(NH2)2+H2OCO2↑+2NH3↑，故A正确；B项，NH3与NOx反应生成氮气，NH3中N为-3价，NOx中N为+2x价，根据得失电子守恒可得生反应的NH3与NOx的物质的量之比为，故B正确；C项，由于不知道该反应的催化剂的活性温度，无法判断温度过高是否会影响尾气的转化效果，故C错误；D项，该技术可以处理氮氧化物尾气，可以缓解光化学烟雾、酸雨等环境问题，故D正确；故选C。 7．电解尿素是一种低能耗制H2方法，总反应：CO(NH2)2+2OH-N2↑+3H2↑+CO32-。 (1)电极a的电极名称为___________，写出电极的电极方程式___________。 (2)已知尿素中C元素化合价为+4，一段时间后在a电极收集到标准状况下4.48L气体，则整个电路中转移的电子数为___________个。 【答案】(1)①阳极 ②6H2O+6e-=6H2↑＋6OH-或2H2O+2e-=H2↑＋2OH- (2)1.2NA 【解析】电解尿素的总反应方程式为：CO(NH2)2+2OH-N2↑+3H2↑+CO32-根据装置图分析，阳极产生N2和CO32-，阴极产生H2，考虑到电解质溶液为碱性，则阴极反应式为：6H2O+6e-=6H2↑＋6OH-，阳极反应式为：CO(NH2)2 +8OH--6e-= N2↑+CO32-＋6H2O。 (1)a与电源正极相连，则a为电解池的阳极，据分析b发生的电极方程式为6H2O+6e-=6H2↑＋6OH-或2H2O+2e-=H2↑＋2OH-； (2)据分析，a电极发生CO(NH2)2 +8OH--6e-= N2↑+CO32-＋6H2O，则有关系式(标准状况)，故a电极收集到标准状况下4.48L气体时整个电路中转移的电子数为。 42 / 42 学科网（北京）股份有限公司 $$