内容正文:
北京市广渠门中学2024-2025学年度第二学期期中试题
高二化学
时间:90分钟
本试卷共5页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上,在试卷上作答无效
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 F19 S32 Ca40 Cu64 Br80
第一部分
本部分共21题,每题2分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列有机化合物存在顺反异构的是
A. CH2=CH2 B. CH2 =CHCH3
C. CH2 = CHCH2CH3 D. CH3CH= CHCH3
【答案】D
【解析】
【详解】根据分析可知,CH3CH= CHCH3中的双键碳上都分别连接了1个H原子和1个甲基,符合题意,存在顺反异构,A、B、C中的左侧碳原子上都连接了2个H原子,不存在顺反异构,故D正确;
故选:D。
2. 下列各组物质既能用溴水鉴别,也能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的是
A. 苯和甲苯 B. 己烷和己烯 C. 己烯和己炔 D. 己烯和甲苯
【答案】B
【解析】
【分析】既能用溴水鉴别,也能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的有机物应含有不饱和键。
【详解】A.苯、甲苯均与溴水都不发生反应,不能用溴水鉴别,故A不符合题意;
B.己烯含有碳碳双键,可与酸性高锰酸钾发生氧化反应,可与溴水发生加成反应,而己烷与二者均不反应,可鉴别,故B符合题意;
C.己烯和已炔分别含有碳碳双键、碳碳三键,均可与酸性高锰酸钾发生氧化反应,与溴水发生加成反应,实验现象相同,不能鉴别,故C不符合题意;
D.己烯和甲苯均可与酸性高锰酸钾发生氧化反应,高锰酸钾溶液均褪色,实验现象相同,不能鉴别,故D不符合题意;
故选:B。
3. 关于化合物2−苯基丙烯(),下列说法正确的是
A. 不能使稀高锰酸钾溶液褪色
B. 可以发生加成聚合反应
C. 分子中所有原子共平面
D. 易溶于水及甲苯
【答案】B
【解析】
【分析】2-苯基丙烯的分子式为C9H10,官能团为碳碳双键,能够发生加成反应、氧化反应和加聚反应。
【详解】A项、2-苯基丙烯的官能团为碳碳双键,能够与高锰酸钾溶液发生氧化反应,使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;
B项、2-苯基丙烯的官能团为碳碳双键,一定条件下能够发生加聚反应生成聚2-苯基丙烯,故B正确;
C项、有机物分子中含有饱和碳原子,所有原子不可能在同一平面。2-苯基丙烯中含有甲基,所有原子不可能在同一平面上,故C错误;
D项、2-苯基丙烯为烃类,分子中不含羟基、羧基等亲水基团,难溶于水,易溶于有机溶剂,则2-苯基丙烯难溶于水,易溶于有机溶剂甲苯,故D错误。
故选B。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,侧重分析与应用能力的考查,注意把握有机物的结构,掌握各类反应的特点,并会根据物质分子结构特点进行判断是解答关键。
4. 具有解热镇痛及消炎作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式为,下列关于“芬必得”主要成分的叙述错误的是
A. 分子式为 B. 属于芳香烃 C. 属于羧酸类有机物 D. 可以发生取代反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.由“芬必得”主要成分的结构简式可知,该有机物分子的分子式为:C13H18O2,故A项正确;
B.分子中含有苯环、羧基,属于芳香族化合物,不属于芳香烃,故B项错误;
C.分子中含有羧基,该物质可属于羧酸类有机物,故C项正确;
D.该有机物分子中含有苯环可发生取代反应,故D项正确;
故本题选B。
5. 有3种烃的碳骨架如图所示。下列说法不正确的是
A. a为2-甲基丙烷
B. b分子中的碳原子有sp2和sp3两种杂化方式
C. b、c的化学式均为C4 H10
D. 一定条件下,a、b、c均能发生取代反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.a为烷烃,根据烷烃的系统命名法,a的名称为2-甲基丙烷,故A正确;
B.b分子中的2个饱和碳原子的杂化方式为sp3,2个连接碳碳双键的碳原子的杂化方式为sp2,故B正确;
C.b、c分子中均有4个碳原子和8个氢原子,所以分子式均为C4H8,故C错误;
D.a、b、c中均有饱和碳原子,均能发生取代反应,故D正确;
故选C。
6. 某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙。用重结晶法提纯苯甲酸的实验步骤中,下列操作未涉及的是
A.加热溶解
B.冷却结晶
C.萃取后分液
D.趁热过滤
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中加热溶解,便于分离泥沙,故A正确;
B.冷却结晶可析出苯甲酸晶体,故B正确;
C.重结晶实验中不涉及萃取、分液,故C错误;
D.苯甲酸在水中溶解度随温度降低而减小,需要趁热过滤,防止损失,故D正确;
故选:C。
7. 中医药根植于中华传统文化。下列说法不正确的是
A. 屠呦呦团队用乙醚从青蒿中提取了青蒿素,采用了萃取的方法
B. 中药甘草、金银花、石膏、明矾等的主要化学成分都是有机物
C. 汤药存放于冰箱中,可以减小其腐败变质的速率
D. 煎制草药不宜使用铁质容器,可能因为草药的有些成分能与铁发生反应影响药效
【答案】B
【解析】
【详解】A.屠呦呦团队用乙醚从青蒿中提取了青蒿素,利用青蒿素在乙醚中较大的溶解度,采用了萃取的方法,A正确;
B.中药甘草、金银花的主要化学成分是有机物,石膏、明矾属于无机物,B错误;
C.温度降低,反应速率降低,故汤药存放于冰箱中,可以减小其腐败变质的速率,C正确;
D.煎制草药不宜使用铁质容器,应该使用耐腐蚀的陶制器皿,可能因为草药的有些成分能与铁发生反应影响药效,D正确;
故选B。
8. 下列化学用语或图示不正确的是
A. 1-丁烯的实验式:CH2
B. 的VSEPR模型:
C. 基态Cr原子的价层电子排布式:3d54s1
D. HCl分子中σ键的形成:
【答案】B
【解析】
【详解】A.1-丁烯的结构简式:CH2═CH-CH2CH3,其实验式为CH2,选项A正确;
B.的中心原子价层电子对数为,故其VSEPR模型为四面体形,选项B不正确;
C.基态 Cr 原子为24号元素,价电子排布式为3d54s1,选项C正确;
D.HCl分子中σ键的形成:,选项D正确;
答案选B。
9. 关于下列4种物质的说法正确的是
A. ①的晶体为共价晶体
B. ①与②完全反应时,转移2mol电子
C. 室温时,②在水中的溶解度小于其在乙醇中的溶解度
D. ③和④体积不同的主要原因是分子数不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.铜为金属晶体,不是共价晶体,故A错误;
B.铜与硫共热反应生成硫化亚铜,则64g铜与32g完全反应时,铜不足量,反应转移1mol电子,故B错误;
C.硫单质不溶于水,微溶于酒精,所以室温时,硫在水中的溶解度小于其在乙醇中的溶解度,故C正确;
D.18g水和46g乙醇体积不同的主要原因是密度不同,故D错误;
故选C。
10. 和S均属于VIA族元素。下列关于Se及其化合物性质的比较不正确的是
A. 第一电离能: B. 原子半径:Se<As
C. 还原性: D. 沸点:
【答案】A
【解析】
【详解】A.属于VA族元素,其np轨道上的电子处于半充满状态,更稳定,第一电离能更大,所以第一电离能:,故A错误;
B.同周期从左到右原子半径逐渐减小,所以原子半径:Se<As,故B正确;
C.同主族从上到下非金属性逐渐减弱,气态氢化物的还原性逐渐增强,所以还原性:,故C正确;
D.两者是结构相似的分子,相对分子质量越大,分子间作用力就越大,沸点就越高,所以沸点:,故D正确;
故选A。
11. 对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
熔点:
是共价晶体,是分子晶体,共价键比分子间作用力强
B
键角:
中心原子均采取杂化,孤电子对有较大的斥力
C
稳定性:HF>HI
HF分子间存在氢键, HI分子间不存在氢键
D
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
F的电负性大于C1,F-C的极性大于Cl-C,使的极性大于的极性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2是共价晶体,CO2是分子晶体,共价键比分子间作用力强,所以SiO2的熔点高于CO2的熔点,A正确;
B.中的氮原子和H2O分子中的氧原子均采取sp3杂化,中氮原子和H2O分子中氧原子的孤对电子对数分别为0和2,孤对电子对数越多,对成键电子对的斥力越大,键角越小,所以的键角大于H2O分子的,B正确;
C.氢化物的稳定性与键能大小有关,与氢键无关,HF的稳定性强于HI是因为H—F的键能比H—I的大,C错误;
D.氟元素的电负性大于氯元素,F—C的极性大于Cl—C,使F3C—的极性大于Cl3C—的极性,导致CF3COOH中的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,所以CF3COOH酸性强于CCl3COOH,D正确;
故选C。
12. 中国首次在月球上发现新矿物并命名为“嫦娥石”,其晶体组成为。是一种稀土元素,常以形式存在。下列说法不正确的是。
A. Y属于金属元素 B. 属于s区元素
C. 嫦娥石中的化合价为 D. 可利用X射线衍射法获取其晶体结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.由题干信息可知是一种稀土元素,稀土元素均属于金属元素,A正确;
B.Ca的核外电子排布式为[Ar]4s2,故其属于s区元素,B正确;
C.根据嫦娥石的组成为,其中常以形式存在,Ca为+2价,磷酸根带3个单位负电荷,根据化学式中各元素的化合价代数和为0可知,嫦娥石中的化合价为+2,C错误;
D.X射线衍射实验是获得晶体结构最科学可靠的方法,故可利用X射线衍射法获取其晶体结构,D正确;
故答案为:C。
13. 我国科研团队在人工合成淀粉方面取得突破性进展,通过、制得,进而合成了淀粉。用代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是。
A. 和混合气体的分子数为
B. 通过与制得,转移电子数为
C. 标准状况下,中含有的C—H键
D. 淀粉中含C原子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.和混合气体的分子数为0.2mol×NAmol-1=0.2NA,A错误;
B.根据反应方程式:CO2+3H2=CH3OH+H2O可转移电子数目为6e-,通过与制得即=1mol,则转移电子数为,B错误;
C.由于标准状况下CH3OH为液体,则无法计算中含有的C—H键,C错误;
D.淀粉中含C原子数为=,D正确;
故答案为:D。
14. 下列化学用语或图示表达不正确的是。
A. 基态C原子的价层电子轨道表示式:
B. 反−2−丁烯的分子结构模型:
C. 丙酮的结构简式:
D. 的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.基态C原子的价层电子排布式为2s22p2,则价层电子轨道表示式:,故A错误;
B.反−2−丁烯为,其分子结构模型:,故B正确;
C.丙酮的结构简式CH3COCH3或,故C正确;
D.是氮氮共用三对电子,其电子式:,故D正确。
综上所述,答案为A。
15. 下列指定微粒或化学键的个数比为1:2的是
A. C原子中的质子和中子 B. Na2O2固体中的阴离子和阳离子
C. SiO2晶体中的硅原子和共价键 D. FeCl2溶液中的Fe2+和Cl—
【答案】B
【解析】
【详解】A.C原子中的质子数和中子数都为6,则质子和中子的个数比为1:1,故A不符合题意;
B.过氧化钠中过氧根离子和钠离子的个数比为1:2,故B符合题意;
C.二氧化硅中每个硅原子与4个氧原子形成4个硅氧共价键,则晶体中的硅原子和共价键的个数比为1:4,故C不符合题意;
D.氯化亚铁是强酸弱碱盐,亚铁离子在溶液中水解,所以溶液中亚铁离子和氯离子的个数比小于1:2,故D不符合题意;
故选B。
16. 下列所给事实对应离子方程式书写不正确的是。
A. 饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳产生沉淀:
B. 硝酸银溶液中加入过量氨水:
C. 草酸溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液:
D. 硝酸亚铁溶液中加入稀硫酸:
【答案】C
【解析】
【详解】A.饱和碳酸钠溶液中通入足量二氧化碳,反应生成碳酸氢钠沉淀,离子方程式为:,故A正确;
B.硝酸银溶液中加入过量氨水生成,离子方程式为:,故B正确;
C.草酸为弱酸,离子方程式书写时不能拆,故C错误;
D.硝酸亚铁溶液中加入稀硫酸发生氧化还原反应生成一氧化氮和硝酸铁,离子方程式为:,故D正确;
故选C。
17. 探究影响H2O2分解速率的影响因素,实验方案如图。
下列说法不正确的是
A. 对比①②,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响
B. 对比②③④,可探究温度对H2O2分解速率的影响
C. H2O2是直线形的非极性分子
D. H2O2易溶于水,主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A.实验②是在实验①的溶液中加入催化剂FeCl3,与实验①做对比实验,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响,A正确;
B.实验②是参照,③、④相当于在②的基础上升高和降低温度,可探究温度对H2O2分解速率的影响,B正确;
C.H2O2的分子结构为,分子结构不对称,为极性分子,C不正确;
D.H2O2为极性分子,水也为极性分子,H2O2易溶于水,满足相似相溶原理,更主要是H2O2与H2O分子之间能形成氢键,D正确;
故选C。
18. 我国科研人员发现氟磺酰基叠氮是一种安全、高效的“点击化学”试剂,其结构式如图,其中S为价。下列说法正确的是。
A. 该分子中S原子的价层电子对数为4 B. 该分子中N原子均为杂化
C. 电负性:F>O>S>N D. 第一电离能:F>O>N>S
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,该分子中S原子形成4个键,且没有孤电子对,价层电子对数为4,故A正确;
B.由结构式可知,该分子中与S相连的N原子价层电子对数为2+1=3,杂化方式为杂化,另外两个N原子价层电子对数为2,杂化方式为sp杂化,故B错误;
C.元素的非金属性越强,其电负性越大,由于元素的非金属性: F>O>N>S,则元素的电负性大小顺序为:F>O>N>S,C错误;
D.元素的非金属性越强,其第一电离能越大;同一周期元素从左往右第一电离能呈增大趋势,但第IIA、第VA元素原子核外电子处于全满、半满的稳定状态,其第一电离能比同周期相邻元素的大,故这四种元素的第一电离能大小顺序:F>N>O>S,D错误;
故选A。
19. 我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看作将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得,T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是
A. T-碳与金刚石互为同素异形体
B. T-碳与金刚石均属于共价晶体
C. T-碳与金刚石中键角均为
D. T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.T-碳与金刚石均为碳的单质,结构不同,互为同素异形体,故A正确;
B.由晶胞结构可知T-碳也是以四面体为结构单元的空间网状结构,两者均为共价晶体,故B正确;
C.T-碳中4个碳原子围成正四面体结构,该结构中键角为60°,故C错误;
D.由晶胞结构可知,在T-碳晶胞中四个碳原子组成的正四面体结构单元有8个位于顶点,6个位于面心,4个位于体内,个数为:,则碳原子个数为32,故D正确;
故选:C。
20. 用圆底烧瓶收集后进行喷泉实验。下列说法不正确的是
A. 和都是极性分子
B. 和分子中的共价键都是键
C. 分子的键角小于分子的键角
D. 烧瓶中溶液颜色变红的原因:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是三角锥形,是V形,两者的正负电荷中心都不重合,都是极性分子,故A正确;
B.和分子中中心原子都是杂化类型,配原子都是H原子只有s轨道电子,所以共价键都是键,故B正确;
C.两者中心原子都是杂化,有两对孤电子对,有一对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对的排斥力就越大,所形成的键角就越小,所以分子的键角大于分子的键角,故C错误;
D.烧杯中烧瓶中溶液遇酚酞颜色变红说明溶液显碱性,其原因:,故D正确;
故选C。
21. 冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化剂,能加快KMnO4与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大两者结合能力越强。
碱金属离子
结合常数
冠醚
Na+
(直径:204pm)
K+
(直径:276pm)
冠醚A(空腔直径:260~320pm)
199
1183
冠醚B(空腔直径:170~220pm)
371
312
下列说法不正确的是
A. 推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关
B. 实验 中c(Na+):①>②>③
C. 冠醚通过与K+结合将携带进入有机相,从而加快反应速率
D. 为加快KMnO4与环己烯的反应速率,选择冠醚A比冠醚B更合适
【答案】B
【解析】
【详解】A.从表中数据可以看出,冠醚的空腔直径与Na+或K+直径接近时,结合常数大,由此可推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关,A正确;
B.冠醚A结合Na+的能力弱于结合K+的能力,所以K+可将冠醚A中的部分Na+替代出来,由实验 中,可得出c(Na+):①>③>②,B不正确;
C.冠醚与K+结合,从而将携带进入有机相,催化KMnO4与环己烯的反应,从而加快反应速率,C正确;
D.由表中数据可推出,冠醚A结合K+的能力比冠醚B强,为加快KMnO4与环己烯的反应速率,选择冠醚A比冠醚B更合适,D正确;
故选B。
第二部分
本部分共6题,共58分。
22. 下图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。
(1)电石与饱和食盐水反应的化学方程式是_______。
(2)b中试剂的作用是_______。
(3)c中溶液褪色,生成物的结构简式是。_______。
(4)d中溶液褪色,说明乙炔具有的性质是_______。
(5)若在空气中点燃乙炔,可观察到的实验现象是_______。
【答案】(1)CaC2+2H2OCa(OH)2+CHCH↑
(2)除去乙炔中的硫化氢等杂质
(3)CHBr2-CHBr2或CHBr=CHBr
(4)还原性 (5)明亮的火焰,浓烈的黑烟
【解析】
【分析】电石和饱和食盐水中的水反应生成乙炔,电石中含有硫、磷等杂质,导致乙炔中混有硫化氢、磷化氢等杂质,硫酸铜溶液能除去杂质,乙炔能和溴发生加成反应从而使溴的四氯化碳溶液褪色,乙炔有还原性,能被酸性高锰酸钾溶液氧化。
【小问1详解】
电石的主要成分是CaC2,能和水反应生成乙炔和氢氧化钙,化学方程式为:CaC2+2H2O → Ca(OH)2+CH ≡ CH↑。
【小问2详解】
硫酸铜溶液的作用是除去乙炔中的硫化氢等杂质。
【小问3详解】
乙炔和溴发生加成反应,若溴足量,则生成CHBr2-CHBr2,若溴不足量,生成CHBr=CHBr。
【小问4详解】
乙炔具有还原性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
【小问5详解】
乙炔含碳量高,在空气中点燃乙炔,可观察到明亮的火焰和浓烈的黑烟。
23. ①~⑧是几种有机物的名称、分子式或结构简式:
①C2H2 ②丁烷 ③CH3(CH2)3CH3 ④(CH3)2CHCH2CH3 ⑤新戊烷
⑥CH3CH(C2H5)CH2CH(C2H5)CH3 ⑦苯 ⑧
据此回答下列问题:
(1)①分子中C的杂化方式为_________。C2H2与H2O加成的化学方程式为________。
(2)②③④⑤中沸点最高的是_________(填序号,下同);沸点最低的是_________。
(3)⑥的系统命名为_________。
(4)⑦的同系物A,其蒸气密度是同温同压下H2密度的60倍,且苯环上的一溴代物只有一种,A的结构简式为_________。
(5)⑧的分子式为________,其含氧官能团为________。
【答案】(1) ①. sp杂化 ②.
(2) ①. ③ ②. ②
(3)3,5-二甲基庚烷
(4) (5) ①. C9H6O2 ②. 酯基
【解析】
【小问1详解】
①为乙炔,其结构简式为HC≡CH,其中碳的σ键为2,没有孤电子对,则其杂化方式为sp;乙炔中含有碳碳三键,可以和水加成生成结构不稳定的乙烯醇,随后再转化为结构稳定的乙醛,方程式为:;
【小问2详解】
②③④⑤都属于分子构成的物质,其中③④⑤属于同分异构,且分子量较大,沸点较高,这三者相比支链越少沸点越高,则②③④⑤中沸点最高的是③;沸点最低的②;
【小问3详解】
⑥中最长的碳链上有7个碳,且在3,5位置上各自有1个甲基,则其名称为:3,5-二甲基庚烷;
【小问4详解】
⑦的同系物A,其蒸气密度是同温同压下H2密度的60倍,则其分子量为120,且是苯的同系物,则符合通式CnH2n-6,则12n+2n-6=120,n=9,由于其苯环上的一溴代物只有一种,说明其苯环上只有1种等效氢,故其结构简式为;
【小问5详解】
⑧结构简式为,其不饱和度为7,同时结合其结构简式可知,其分子式为C9H6O2;其含氧官能团为酯基。
24. Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:2R—CC—HR—CC—CC—R+H2,下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)①的反应类型为_________;B的结构简式为_________。
(2)D有________个原子在同一平面,最多有_________个原子在一条直线上。
(3)E的结构简式为________。用1molE合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气________mol。
(4)步骤②反应的化学方程式为_________。
(5)芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢原子,数目比为3∶1,符合条件的F有5种,分别为、、、________、________。
【答案】(1) ①. 取代反应 ②.
(2) ①. 14 ②. 6
(3) ①. ②. 4
(4)
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】B在光照条件下与氯气发生取代反应生成C,由C的结构简式可逆推出B为,则A为苯,苯和一氯乙烷在AlCl3作催化剂、加热条件下发生取代反应生成B和HCl,C发生消去反应得到D,由D的结构简式,参照题给信息,可推出E的结构简式为。
【小问1详解】
反应①过程中,苯和一氯乙烷在AlCl3作催化剂、加热条件下发生取代反应生成乙苯和HCl,反应类型为取代反应;B为乙苯,的结构简式为。
【小问2详解】
D为,其中含“苯平面(12原子共面)”和“炔直线(碳碳三键两端的碳原子及碳原子上直接相连的两个原子一共4个原子一定共线)”结构,则所有原子(14个)均在同一平面;乙炔基中的3个原子及与乙炔基碳原子直接相连的苯环C、该苯环C的对位C及对位C上的H共6个原子一定共线,最多有6个原子在一条直线上。
【小问3详解】
由D的结构简式,参照题给信息,可推出E的结构简式为。用1molE合成1,4-二苯基丁烷,1molE中2mol碳碳三键都发生加成反应生成烷基,则理论上需要消耗氢气4mol。
【小问4详解】
由分析知,B为,苯和一氯乙烷在AlCl3作催化剂、加热条件下发生取代反应生成和HCl,则步骤②反应的化学方程式为。
【小问5详解】
C为 ,芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢原子,说明其结构较为对称,数目比为3∶1即两种H的个数分别为6个和2个,符合条件的F有5种,除了、、外,还有、。
25. 氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强,其单质在1886年才被首次分离出来。
(1)基态原子的核外电子排布式为___________。
(2)氟氧化物、的结构已经确定。
O—O键长/pm
121
148
①依据数据推测键的稳定性:___________(填“>”或“<”)。
②中F-O-F的键角小于中的键角,解释原因:___________。
(3)是一种有特殊性质的氢化物。
①已知:氢键中三原子在一条直线上时,作用力最强。测定结果表明,固体中分子排列成锯齿形。画出含2个HF的重复单元结构:___________。
②中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子,写出该过程的离子方程式:___________。
(4)工业上用萤石(主要成分)制备。晶体的一种立方晶胞如图所示。
①晶体中距离最近的有___________个。
②晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度___________(列出计算式)。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 和中原子均为杂化且均有2个孤电子对(或和分子结构相似),原子电负性大于,与中相比,中键成键电子对更加偏向原子,中心原子的电子云密度小,中成键电子对之间排斥力小于中,故的键角小于中键角
(3) ①. ②.
(4) ①. 8 ②.
【解析】
【小问1详解】
F元素原子序数为9,根据核外电子排布规则,基态F原子的核外电子排布式为1s22s22p5。
【小问2详解】
①键长越长,键能越小,O2F2中O—O键的长度小于H2O2中O—O键的长度,则O2F2中O—O键的键能大于H2O2中O—O键的键能,则O—O键的稳定性:O2F2>H2O2;
②中F-O-F的键角小于中的键角,原因:和中原子均为杂化且均有2个孤电子对(或和分子结构相似),原子电负性大于,与中相比,中键成键电子对更加偏向原子,中心原子的电子云密度小,中成键电子对之间排斥力小于中,故的键角小于中键角。
【小问3详解】
①测定结果表明,(HF)n固体中HF分子排列为锯齿形,含2个HF的重复单元结构为:;
②HF溶剂中加入BF3可以解离出HF和具有正四面体形结构的阴离子,该阴离子为[BF4]-,离子方程式为:。
【小问4详解】
①由晶胞结构可知,占据8个顶点和6个面心的粒子数为,体内的离子个数为8,据化学式CaF2可知,占据8个顶点和6个面心的为Ca2+,8个F−位于晶体的内部,CaF2晶体中距离Ca2+最近的F−有8个;
②由晶胞结构可知,Ca2+的个数为,F−的个数为8,晶胞边长为,则该晶体的密度。
26. 是一种锂离子电池的正极材料,放电时生成。
(1)下列电子排布图表示的Li原子的状态中,能量最高的为___________(填序号)。
a.b.c.
(2)从价电子排布的角度解释Fe位于元素周期表d区的原因:___________。
(3)的制备:
的结构如图1所示。
①和之间的作用力类型为___________。
②的大于的,从结构角度解释原因:___________。
(4)锂离子电池充放电过程中,正极材料晶胞的组成变化如图2所示。
①由于的空间构型为___________,且磷氧键键能较大,锂离子嵌入和脱出时,磷酸铁锂的空间骨架不易发生形变,具有良好的循环稳定性。
②正极材料在和之间转化时,经过中间产物。转化为的过程中,每摩晶胞转移电子的物质的量为___________摩。
【答案】(1)a (2)基态Fe原子的价电子排布为,最后填入电子的能级为3d
(3) ①. 配位键 ②. 中的甲基为推电子基团,使羧基中的氧氢键极性减弱;中的羧基为吸电子基团,使另一羧基中的氧氢键极性增强。
(4) ①. 正四面体 ②. 4x
【解析】
【小问1详解】
根据能量大小顺序:2p>2s>1s分析,b能量最低,当2p轨道有两个电子时,根据洪特规则应该分占不同的轨道,电子的能量最低,若两个自旋方向相反的电子占据一个轨道其能量要高些,故能量最高的为a。
【小问2详解】
基态Fe原子的价电子排布为,最后填入电子的能级为3d,故铁属于d区。
【小问3详解】
①提供空轨道,中的氧原子提供孤对电子对,二者之间形成配位键。
②的大于的,从结构角度解释原因:中的甲基为推电子基团,使羧基中的氧氢键极性减弱;中的羧基为吸电子基团,使另一羧基中的氧氢键极性增强,更容易电离,故其电离平衡常数比醋酸的电离平衡常数大。
【小问4详解】
①的中心原子为磷原子,其价层电子对数为,没有孤电子对,故空间构型为正四面体结构。
②正极材料在和之间转化时,经过中间产物。转化为的过程中,电极反应为,一个晶胞中含有锂离子的个数为,故每个晶胞含有4个,每摩晶胞反应就是有4mol反应,转移电子的物质的量为4xmol。
27. 实验小组探究KI 与Cu(NO3)2 的反应,进行实验一:
注: 本实验忽略Cu2+在此条件下的水解。
(1)取棕黄色清液,加入少量______溶液(试剂a),清液变为______色,说明生成了I2。
(2)探究生成I2的原因。
①甲同学进行如下实验: 向2mL Imol/LKI 溶液中加入1mL______溶液( 硝酸酸化,pH=1.5 ),再加入少量试剂a,观察到与(1)相同的现象。甲同学由此得出结论: 实验一中生成I2 的原因是酸性条件下,NO3- 氧化了I-。
②乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除____氧化I-的可能性。
③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-,应在实验一的基础上进行检验______的实验。
(3)探究棕黑色沉淀的组成。
①查阅资料得知: CuI 为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设:
a.CuI吸附I2; b.______吸附I2。
为证明上述假设是否成立,取棕黑色沉淀进行实验二:
已知: CuI难溶于CCl4;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(无色);Cu++2S2O32-=Cu(S2O3)23-(无色)。
由实验二得出结论: 棕黑色沉淀是CuI吸附I2 形成的。
②现象ⅲ为______________。
③用化学平衡移动原理解释产生现象ii 的原因:________________。
④由实验二可推知,Cu(NO3)2 与KI 反应过程中,一定发生的反应的离子方程式为______。
【答案】 ①. 淀粉 ②. 蓝 ③. 2 mol·L−1 NaNO3(或KNO3) ④. 溶液中的Cu2+,空气中的O2 ⑤. NO3-的还原产物(NO、NO2等) ⑥. Cu ⑦. 棕黑色固体颜色变浅,溶液变为紫红色 ⑧. CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡:CuI(s) Cu+(aq) + I-(aq),加入足量Na2S2O3溶液后,S2O32-与Cu+反应生成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小,平衡右移从而使白色沉淀溶解 ⑨. 2Cu2+ + 4I- 2CuI↓+ I2
【解析】
【详解】考查实验方案设计与评价,(1)此实验目的是验证产生I2,利用淀粉遇碘变蓝,进行验证,即试剂a为淀粉溶液,清液变为蓝色,说明生成I2;(2)①上述实验中Cu2+有可能氧化I-得到I2,因此需要排除Cu2+干扰,需要向2mL1mol·L-1KI溶液中加入1mL2mol·L-1KNO3溶液(硝酸酸化,pH=1.5),再加入少量淀粉溶液;②Cu2+也具有氧化性,溶液中溶解一部分氧气,都有可能氧化I-,因此该实验没有排除Cu2+、空气中的氧气对实验的干扰;③根据实验目的,需要检验NO3-的还原产物;(3)①根据假设a,Cu2+化合价降低为+1价,也有可能降低为0价,因此假设b,Cu吸附I2;②I2易溶于有机溶剂,CuI不溶于CCl4,因此实验iii的现象是棕黑色固体颜色变浅,四氯化碳溶液变为紫红色;③CuI在溶液中存在沉淀溶解平衡:CuI(s) Cu+(aq) + I-(aq),加入足量Na2S2O3溶液后,S2O32-与Cu+反应生成Cu(S2O3)23-使c(Cu+)减小,平衡右移从而使白色沉淀溶解;④因为不考虑Cu2+水解,根据实验二,发生Cu2+把I-氧化成I2,本身被还原成+1价Cu,因此离子方程式为2Cu2++4I-=2CuI↓+I2。
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北京市广渠门中学2024-2025学年度第二学期期中试题
高二化学
时间:90分钟
本试卷共5页,100分。考试时长90分钟。考生务必将答案答在答题纸上,在试卷上作答无效
可能用到的相对原子质量:H1 C12 O16 F19 S32 Ca40 Cu64 Br80
第一部分
本部分共21题,每题2分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列有机化合物存在顺反异构的是
A. CH2=CH2 B. CH2 =CHCH3
C. CH2 = CHCH2CH3 D. CH3CH= CHCH3
2. 下列各组物质既能用溴水鉴别,也能用酸性高锰酸钾溶液鉴别的是
A. 苯和甲苯 B. 己烷和己烯 C. 己烯和己炔 D. 己烯和甲苯
3. 关于化合物2−苯基丙烯(),下列说法正确的是
A. 不能使稀高锰酸钾溶液褪色
B. 可以发生加成聚合反应
C. 分子中所有原子共平面
D. 易溶于水及甲苯
4. 具有解热镇痛及消炎作用的药物“芬必得”主要成分的结构简式为,下列关于“芬必得”主要成分的叙述错误的是
A. 分子式为 B. 属于芳香烃 C. 属于羧酸类有机物 D. 可以发生取代反应
5. 有3种烃的碳骨架如图所示。下列说法不正确的是
A. a为2-甲基丙烷
B. b分子中的碳原子有sp2和sp3两种杂化方式
C. b、c的化学式均为C4 H10
D. 一定条件下,a、b、c均能发生取代反应
6. 某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙。用重结晶法提纯苯甲酸的实验步骤中,下列操作未涉及的是
A.加热溶解
B.冷却结晶
C.萃取后分液
D.趁热过滤
A. A B. B C. C D. D
7. 中医药根植于中华传统文化。下列说法不正确的是
A. 屠呦呦团队用乙醚从青蒿中提取了青蒿素,采用了萃取的方法
B. 中药甘草、金银花、石膏、明矾等的主要化学成分都是有机物
C. 汤药存放于冰箱中,可以减小其腐败变质的速率
D. 煎制草药不宜使用铁质容器,可能因为草药的有些成分能与铁发生反应影响药效
8. 下列化学用语或图示不正确的是
A. 1-丁烯的实验式:CH2
B. 的VSEPR模型:
C. 基态Cr原子的价层电子排布式:3d54s1
D. HCl分子中σ键的形成:
9. 关于下列4种物质的说法正确的是
A. ①的晶体为共价晶体
B. ①与②完全反应时,转移2mol电子
C. 室温时,②在水中的溶解度小于其在乙醇中的溶解度
D. ③和④体积不同的主要原因是分子数不同
10. 和S均属于VIA族元素。下列关于Se及其化合物性质的比较不正确的是
A. 第一电离能: B. 原子半径:Se<As
C. 还原性: D. 沸点:
11. 对下列事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A
熔点:
是共价晶体,是分子晶体,共价键比分子间作用力强
B
键角:
中心原子均采取杂化,孤电子对有较大的斥力
C
稳定性:HF>HI
HF分子间存在氢键, HI分子间不存在氢键
D
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
F的电负性大于C1,F-C的极性大于Cl-C,使的极性大于的极性
A. A B. B C. C D. D
12. 中国首次在月球上发现新矿物并命名为“嫦娥石”,其晶体组成为。是一种稀土元素,常以形式存在。下列说法不正确的是。
A. Y属于金属元素 B. 属于s区元素
C. 嫦娥石中的化合价为 D. 可利用X射线衍射法获取其晶体结构
13. 我国科研团队在人工合成淀粉方面取得突破性进展,通过、制得,进而合成了淀粉。用代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是。
A. 和混合气体的分子数为
B. 通过与制得,转移电子数为
C. 标准状况下,中含有的C—H键
D. 淀粉中含C原子数为
14. 下列化学用语或图示表达不正确的是。
A. 基态C原子的价层电子轨道表示式:
B. 反−2−丁烯的分子结构模型:
C. 丙酮的结构简式:
D. 的电子式:
15. 下列指定微粒或化学键的个数比为1:2的是
A. C原子中的质子和中子 B. Na2O2固体中的阴离子和阳离子
C. SiO2晶体中的硅原子和共价键 D. FeCl2溶液中的Fe2+和Cl—
16. 下列所给事实对应离子方程式书写不正确的是。
A. 饱和碳酸钠溶液中通入二氧化碳产生沉淀:
B. 硝酸银溶液中加入过量氨水:
C. 草酸溶液中滴入酸性高锰酸钾溶液:
D. 硝酸亚铁溶液中加入稀硫酸:
17. 探究影响H2O2分解速率的影响因素,实验方案如图。
下列说法不正确的是
A. 对比①②,可探究FeCl3溶液对H2O2分解速率的影响
B. 对比②③④,可探究温度对H2O2分解速率的影响
C. H2O2是直线形的非极性分子
D. H2O2易溶于水,主要是由于H2O2与H2O分子之间能形成氢键
18. 我国科研人员发现氟磺酰基叠氮是一种安全、高效的“点击化学”试剂,其结构式如图,其中S为价。下列说法正确的是。
A. 该分子中S原子的价层电子对数为4 B. 该分子中N原子均为杂化
C. 电负性:F>O>S>N D. 第一电离能:F>O>N>S
19. 我国科学家预言的T-碳已被合成。T-碳的晶体结构可看作将金刚石中的碳原子用由四个碳原子组成的正四面体结构单元取代所得,T-碳和金刚石的晶胞如图所示。下列说法不正确的是
A. T-碳与金刚石互为同素异形体
B. T-碳与金刚石均属于共价晶体
C. T-碳与金刚石中键角均为
D. T-碳晶胞中平均含有32个碳原子
20. 用圆底烧瓶收集后进行喷泉实验。下列说法不正确的是
A. 和都是极性分子
B. 和分子中的共价键都是键
C. 分子的键角小于分子的键角
D. 烧瓶中溶液颜色变红的原因:
21. 冠醚能与碱金属离子结合(如图所示),是有机反应很好的催化剂,能加快KMnO4与环己烯的反应速率。
用结合常数表示冠醚与碱金属离子的结合能力,结合常数越大两者结合能力越强。
碱金属离子
结合常数
冠醚
Na+
(直径:204pm)
K+
(直径:276pm)
冠醚A(空腔直径:260~320pm)
199
1183
冠醚B(空腔直径:170~220pm)
371
312
下列说法不正确的是
A. 推测结合常数的大小与碱金属离子直径、冠醚空腔直径有关
B. 实验 中c(Na+):①>②>③
C. 冠醚通过与K+结合将携带进入有机相,从而加快反应速率
D. 为加快KMnO4与环己烯的反应速率,选择冠醚A比冠醚B更合适
第二部分
本部分共6题,共58分。
22. 下图是制备和研究乙炔性质的实验装置图。
(1)电石与饱和食盐水反应的化学方程式是_______。
(2)b中试剂的作用是_______。
(3)c中溶液褪色,生成物的结构简式是。_______。
(4)d中溶液褪色,说明乙炔具有的性质是_______。
(5)若在空气中点燃乙炔,可观察到的实验现象是_______。
23. ①~⑧是几种有机物的名称、分子式或结构简式:
①C2H2 ②丁烷 ③CH3(CH2)3CH3 ④(CH3)2CHCH2CH3 ⑤新戊烷
⑥CH3CH(C2H5)CH2CH(C2H5)CH3 ⑦苯 ⑧
据此回答下列问题:
(1)①分子中C的杂化方式为_________。C2H2与H2O加成的化学方程式为________。
(2)②③④⑤中沸点最高的是_________(填序号,下同);沸点最低的是_________。
(3)⑥的系统命名为_________。
(4)⑦的同系物A,其蒸气密度是同温同压下H2密度的60倍,且苯环上的一溴代物只有一种,A的结构简式为_________。
(5)⑧的分子式为________,其含氧官能团为________。
24. Glaser反应是指端炔烃在催化剂存在下发生的偶联反应,例如:2R—CC—HR—CC—CC—R+H2,下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
回答下列问题:
(1)①的反应类型为_________;B的结构简式为_________。
(2)D有________个原子在同一平面,最多有_________个原子在一条直线上。
(3)E的结构简式为________。用1molE合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气________mol。
(4)步骤②反应的化学方程式为_________。
(5)芳香族化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢原子,数目比为3∶1,符合条件的F有5种,分别为、、、________、________。
25. 氟在已知元素中电负性最大、非金属性最强,其单质在1886年才被首次分离出来。
(1)基态原子的核外电子排布式为___________。
(2)氟氧化物、的结构已经确定。
O—O键长/pm
121
148
①依据数据推测键的稳定性:___________(填“>”或“<”)。
②中F-O-F的键角小于中的键角,解释原因:___________。
(3)是一种有特殊性质的氢化物。
①已知:氢键中三原子在一条直线上时,作用力最强。测定结果表明,固体中分子排列成锯齿形。画出含2个HF的重复单元结构:___________。
②中加入可以解离出和具有正四面体形结构的阴离子,写出该过程的离子方程式:___________。
(4)工业上用萤石(主要成分)制备。晶体的一种立方晶胞如图所示。
①晶体中距离最近的有___________个。
②晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为。该晶体的密度___________(列出计算式)。
26. 是一种锂离子电池的正极材料,放电时生成。
(1)下列电子排布图表示的Li原子的状态中,能量最高的为___________(填序号)。
a.b.c.
(2)从价电子排布的角度解释Fe位于元素周期表d区的原因:___________。
(3)的制备:
的结构如图1所示。
①和之间的作用力类型为___________。
②的大于的,从结构角度解释原因:___________。
(4)锂离子电池充放电过程中,正极材料晶胞的组成变化如图2所示。
①由于的空间构型为___________,且磷氧键键能较大,锂离子嵌入和脱出时,磷酸铁锂的空间骨架不易发生形变,具有良好的循环稳定性。
②正极材料在和之间转化时,经过中间产物。转化为的过程中,每摩晶胞转移电子的物质的量为___________摩。
27. 实验小组探究KI 与Cu(NO3)2 的反应,进行实验一:
注: 本实验忽略Cu2+在此条件下的水解。
(1)取棕黄色清液,加入少量______溶液(试剂a),清液变为______色,说明生成了I2。
(2)探究生成I2的原因。
①甲同学进行如下实验: 向2mL Imol/LKI 溶液中加入1mL______溶液( 硝酸酸化,pH=1.5 ),再加入少量试剂a,观察到与(1)相同的现象。甲同学由此得出结论: 实验一中生成I2 的原因是酸性条件下,NO3- 氧化了I-。
②乙同学认为仅由甲同学的实验还不能得出相应结论。他的理由是该实验没有排除____氧化I-的可能性。
③若要确证实验一中是NO3-氧化了I-,应在实验一的基础上进行检验______的实验。
(3)探究棕黑色沉淀的组成。
①查阅资料得知: CuI 为难溶于水的白色固体。于是对棕黑色沉淀的组成提出两种假设:
a.CuI吸附I2; b.______吸附I2。
为证明上述假设是否成立,取棕黑色沉淀进行实验二:
已知: CuI难溶于CCl4;I2+2S2O32-=2I-+S4O62-(无色);Cu++2S2O32-=Cu(S2O3)23-(无色)。
由实验二得出结论: 棕黑色沉淀是CuI吸附I2 形成的。
②现象ⅲ为______________。
③用化学平衡移动原理解释产生现象ii 的原因:________________。
④由实验二可推知,Cu(NO3)2 与KI 反应过程中,一定发生的反应的离子方程式为______。
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