内容正文:
2024~2025学年度第二学期高二年级期中考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选泽题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:苏教版选择性必修2专题2~专题4、选择性必修3专题1~专题2。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)。
1. 下列有机物类别划分正确的是
A. 属于酰胺 B. 属于烯烃
C. 属于酚类 D. 属于醛类
2. 下列关于C、Ge的相关说法正确的是
A. Ge属于副族元素 B. Ge属于ds区元素
C. 基态C原子价层电子排布式为1s22s22p2 D. 电负性:C>Ge
3. 下列关于晶体结构或性质的描述正确的是
A. 离子晶体溶于水时只破坏离子键
B. 共价晶体中共价键越强,晶体的熔点越高
C. 金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
D. 分子晶体中分子间作用力越大,该物质越稳定
4. 已知: 下列有关化学用语或图示表达正确的是
A. HCl分子中σ键的形成:
B. 35Cl⁻的结构示意图:
C. NH3的 VSEPR 模型:
D. NH4Cl的电子式:
5. 《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 基态原子未成对电子数:
C. 中阴离子的空间结构为平面三角形 D. 基态原子核外电子的空间运动状态有30种
6. 下列说法错误的是
A. 习惯命名为:异戊烷
B. 系统命名为:2-甲基-1-丁烯
C. 系统命名为:1,5-二甲苯
D. 间羟基苯甲醛结构简式为:
7. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含π键数目为
B. 1mol分子中含手性碳原子数目为
C. 分子中所含的σ键数目为
D. 和反应,生成的数目为
8. 以和氨水为原料制备。下列说法错误的是
A. 基态的电子排布式为
B. ⅤA族元素单质的晶体类型相同
C. 中的键角大于中的键角
D. 中的配位数为4,配位原子是N
9. 下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是
选项
粒子
空间结构
解释
A
氨基负离子
直线形
N原子采用杂化
B
二氧化硫
V形
S原子采用杂化
C
三角锥形
B原子采用杂化
D
乙炔
直线形
C原子采用杂化且C原子的价层电子均参与成键
A. A B. B C. C D. D
10. 几乎不溶于水,但在水中可以缓慢地发生水解,其水解机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 分子的空间结构是平面三角形 B. 水解产物是非极性分子
C. 可与某些金属离子形成配位键 D. 不能与形成氢键
11. 下列有关物质的提纯方法及主要装置均正确的是
选项
待提纯物质
杂质
主要操作方法
装置
A
乙醇
水
过滤
B
硝基苯
苯
蒸馏
C
乙烷
乙烯
通入酸性高锰酸钾溶液中,洗气
D
乙酸乙酯
乙酸
加入饱和氢氧化钠溶液,分液
A. A B. B C. C D. D
12. 有机化合物M(含有羧基,分子式为)常用于食品行业。下列说法错误的是
A. M的质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为90
B. 若想确定M的结构式,只需要通过红外光谱确定分子中是否含有羟基
C. M的同分异构体中有核磁共振氢谱只有2组峰且峰面积之比为的物质
D. M的同分异构体中有核磁共振氢谱只有1组峰的物质
13. X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次增大的前36号元素。X、Y是同周期元素,其原子序数相差1、价电子数之和为11;Z为第三周期元素,价层电子数为2;基态M原子有6个未成对电子;W属于ds区元素,有1个未成对电子。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y>X
B. M为ⅥB族元素,基态的价层电子排布式为
C. 含离子键和共价键,酸根离子的中心原子的杂化方式为
D. X和Y的简单氢化物分子间均存在氢键,二者均可以作为配合物中的配体
14. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其立方晶胞结构如图1所示,沿y轴投影如图2所示,A原子的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为 下列说法错误的是
A. 晶胞中B原子的分数坐标为(
B. 第三周期中第一电离能比 Mg大的主族元素有 4种
C. 晶胞中与铁原子等距离且最近的铁原子有12个
D. 该晶体的密度为
二、非选择题(本题共4小题,共58分)。
15. 我国科学家屠呦呦因青蒿素研究获得诺贝尔奖,青蒿素是从青蒿中提取的能有效治疗疟疾的有机化合物。已知青蒿素为无色针状晶体,熔点为,易溶于丙酮、乙醇和乙醚等有机溶剂,难溶于水。某校兴趣小组利用下列实验流程和实验装置提取青蒿素并确定其分子式。回答下列问题:
I.该兴趣小组的实验流程如图所示:
(1)在操作前要对青蒿干进行粉碎,其目的是________,操作b的名称是________。
(2)重结晶的操作步骤:加入的乙醇溶液溶解_______过滤、洗涤、干燥。
II.已知青蒿素是一种仅含有C、H、O三种元素的化合物,其相对分子质量为282。为确定其分子式,进行了如图实验:
实验步骤:
①连接装置,检查装置气密性;
②称量装置丙、丁中仪器及药品的质量;
③取青蒿素放入装置甲的硬质玻璃管中,点燃装置甲、乙中的酒精灯加热,充分反应;
④实验结束后冷却至室温,称量反应后装置丙、丁中仪器及药品的质量。
(3)装置乙的作用是________;装置丙、丁中吸收的生成物依次为________、_________(填化学式)。
(4)实验测得有关数据如表所示:
装置
实验前(仪器+药品)
实验后(仪器+药品)
丙
54.0g
73.8g
丁
80.0g
146.0g
则通过上述数据,可得出青蒿素的分子式为________。
(5)装置戊的作用是________。
16. 硫代硫酸不稳定,可在和无水条件下,由与反应而制得,其电离方程式为,。回答下列问题:
(1)中心原子采用_______杂化,其键角比中键角_______(填“大”或“小”),原因是_______。
(2)是一种油状液体,其分子结构如图1所示。为_______(填“极性”或“非极性”)分子,其在水中的溶解度_______(填“大于”“小于”或“等于”)其在中的溶解度。
(3)可看作中一个氧原子被硫原子取代而得到的产物,其结构如图2所示。
①的空间结构是_______。
②与反应的离子方程式为,根据所学知识分析,此反应中得到的是端基氧原子还是端基硫原子的电子,预测可能的结构是_______(填字母)。
a. b.
17. 钠、铝、铁、铜、镍等金属元素及其化合物具有广泛的应用。回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为_______。
(2)元素的电负性越大,其原子越不容易提供孤电子对。的配体中提供孤电子对的原子是_______(填元素符号);配合物中心原子含有未成对电子时,具有顺磁性。下列物质不具有顺磁性的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(3)是一种具有较高应用价值的储氢材料,其晶胞结构如图1所示,它由两个立方体叠加而成,已知立方体的棱长为。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。
图中位置①的分数坐标为,位置②的分数坐标为_______;的空间结构为_______;图2中晶胞在截面上离子相对位置正确的是_______(填字母);设阿伏加德罗常数的值为,则晶体的摩尔体积_______。
18. 钛被誉为“21世纪的金属”,其化合物广泛应用于国防、电讯器材、医疗器械和化工设备等领域。Ti在化合物中可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:
(1)已知与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,其结构如图1所示,该阳离子的化学式为___________,阴离子的VSEPR模型名称是___________。
(2)常温下为无色液体,熔点250K,沸点409K,则属于___________晶体。在水中或空气中极易水解,露置于空气中形成白色烟雾,烟雾中的固体成分可用表示,写出在空气中产生烟雾的化学方程式:___________。
(3)钛的一种配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如图2所示:
钛的配位数为___________;该配合物中存在的化学键有___________(填字母)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键 d.共价键 e.氢键
(4)用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子代替部分钛原子),其正立方体晶胞结构如图3所示,距离Ti最近的B有___________个,Ti与B的最近距离为___________nm;TiN晶体的密度是掺杂B后晶体密度的___________倍(保留两位有效数字,已知掺杂B后的晶体密度为,阿伏加德罗常数的值为,假设掺杂B前后,晶胞体积不变)。
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2024~2025学年度第二学期高二年级期中考试
化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选泽题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:苏教版选择性必修2专题2~专题4、选择性必修3专题1~专题2。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)。
1. 下列有机物类别划分正确的是
A. 属于酰胺 B. 属于烯烃
C. 属于酚类 D. 属于醛类
【答案】A
【解析】
【详解】A.CH3CONH2含有酰胺基,属于酰胺,A项正确;
B.含碳碳双键和羧基,属于烃的衍生物,B项错误;
C.苯环与羟基直接相连属于酚类,属于醇类,C项错误;
D.含有酯基,属于酯类,D项错误;
故答案选A。
2. 下列关于C、Ge的相关说法正确的是
A. Ge属于副族元素 B. Ge属于ds区元素
C. 基态C原子价层电子排布式为1s22s22p2 D. 电负性:C>Ge
【答案】D
【解析】
【详解】A.Ge是第四周期第ⅣA元素,因此Ge属于主族元素,A错误;
B.Ge是第四周期第ⅣA元素,因此Ge属于p区元素,B错误;
C.C是6号元素,根据构造原理,可知基态C原子的核外电子排布式是1s22s22p6,则基态C原子的价层电子排布式为2s22p2,C错误;
D.C、Ge是同一主族元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大,原子获得电子的能力就越小,其电负性就越小,所以元素的电负性:C>Ge,D正确;
故合理选项是D。
3. 下列关于晶体结构或性质的描述正确的是
A. 离子晶体溶于水时只破坏离子键
B. 共价晶体中共价键越强,晶体的熔点越高
C. 金属晶体的熔点都比分子晶体的熔点高
D. 分子晶体中分子间作用力越大,该物质越稳定
【答案】B
【解析】
【详解】A.离子晶体溶于水时可能破坏离子键和共价键(如NaHSO4在水中电离),因此“只破坏离子键”错误,A错误;
B.共价晶体的熔点由共价键强度决定,键越强熔点越高(如金刚石),B正确;
C.金属晶体熔点不一定更高(如汞熔点-39℃,低于硫等分子晶体),C错误;
D.分子晶体的稳定性由化学键决定,而非分子间作用力(如O2稳定性取决于O=O键),D错误;
故选B。
4. 已知: 下列有关化学用语或图示表达正确的是
A. HCl分子中σ键的形成:
B. 35Cl⁻的结构示意图:
C. NH3的 VSEPR 模型:
D. NH4Cl的电子式:
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCl分子中键为s-pσ键,形成图示正确,A正确;
B.35Cl⁻的结构示意图:,B错误;
C.NH3的 VSEPR 模型是四面体,C错误;
D.NH4Cl的电子式:,D错误;
故选A。
5. 《中华本草》等中医典籍中,记载了炉甘石入药,可用于治疗皮肤炎症或表面创伤。下列说法正确的是
A. 第一电离能: B. 基态原子未成对电子数:
C. 中阴离子的空间结构为平面三角形 D. 基态原子核外电子的空间运动状态有30种
【答案】C
【解析】
【详解】A.同周期元素从左到右第一电离能有增大趋势,ⅡA族原子s能级全充满、ⅤA族原子p能级半充满,结构稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,即第一电离能,A错误;
B.基态Zn原子核外电子排布式为:,未成对电子数为0,基态C原子电子排布式为:,未成对电子数为2,基态原子未成对电子数,B错误;
C.中心原子的价电子对个数,无孤电子对,其空间结构为平面三角形,C正确;
D.空间运动状态=已占原子轨道数,基态原子占有的轨道数,其核外电子的空间运动状态有15种,D错误;
故选C。
6. 下列说法错误的是
A. 习惯命名为:异戊烷
B. 系统命名为:2-甲基-1-丁烯
C. 系统命名为:1,5-二甲苯
D. 间羟基苯甲醛结构简式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中有5个碳原子,含有1个支链,属于戊烷的同分异构体,习惯命名为:异戊烷,A正确;
B.的主链为含有碳碳双键的最长碳链,在1号碳原子上含有双键,在2号碳原子上含有甲基,系统命名为:2-甲基-1-丁烯,B正确;
C.中苯环上的1,3号碳原子上含有甲基,系统命名为:1,3-二甲苯,C错误;
D.“间羟基苯甲醛” 指羟基(-OH)与醛基(-CHO )在苯环上处于间位,结构简式为,D正确;
故选C。
7. 设是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,中含π键数目为
B. 1mol分子中含手性碳原子数目为
C. 分子中所含的σ键数目为
D. 和反应,生成的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.中含有5个σ键和1个π键,的物质的量为1mol,含π键数目为,A正确;
B.分子中含有1个手性碳原子,故1mol分子中含手性碳原子数目为,B错误;
C.中含有3个σ键和2个π键,所以分子中所含键数为,C错误;
D.和反应为连锁反应,且题中未给出标准状况下,的物质的量无法计算,无法生成的数目,D错误;
故选A。
8. 以和氨水为原料制备。下列说法错误的是
A. 基态的电子排布式为
B. ⅤA族元素单质的晶体类型相同
C. 中的键角大于中的键角
D. 中的配位数为4,配位原子是N
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态的电子排布式为,A正确;
B.VA族元素单质的晶体类型从分子晶体到金属晶体转变,B错误;
C.中由于N的孤电子对与形成配位键,的键角大于中的键角,C正确;
D.中的配位数为4,配位原子是N,D正确;
故选B。
9. 下表中各粒子对应的空间结构及解释均正确的是
选项
粒子
空间结构
解释
A
氨基负离子
直线形
N原子采用杂化
B
二氧化硫
V形
S原子采用杂化
C
三角锥形
B原子采用杂化
D
乙炔
直线形
C原子采用杂化且C原子的价层电子均参与成键
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨基负离子中心N原子价层电子对数为,N原子采用sp3杂化,为V形结构,A错误;
B.二氧化硫中心S原子价层电子对数为,S原子采用sp2杂化,为V形结构,B错误;
C.的中心B原子价层电子对数为,S原子采用sp2杂化,为平面三角形,C错误;
D.乙炔电子式为, C原子采用sp杂化,为直线形分子,且C原子的价层电子均参与成键,D正确;
故选D。
10. 几乎不溶于水,但在水中可以缓慢地发生水解,其水解机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 分子的空间结构是平面三角形 B. 水解产物是非极性分子
C. 可与某些金属离子形成配位键 D. 不能与形成氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A.中中心原子的价层电子对数为,故空间结构为三角锥形,A项错误;
B.中中心原子的价层电子对数为,有一个孤对电子,正、负电荷中心不重合,为极性分子,B项错误;
C.分子中原子有孤电子对,当金属离子提供空轨道时可以形成相应配合物,C项正确;
D.分子中存在键和孤电子对,均能与形成氢键,D项错误;
故答案选C。
11. 下列有关物质的提纯方法及主要装置均正确的是
选项
待提纯物质
杂质
主要操作方法
装置
A
乙醇
水
过滤
B
硝基苯
苯
蒸馏
C
乙烷
乙烯
通入酸性高锰酸钾溶液中,洗气
D
乙酸乙酯
乙酸
加入饱和氢氧化钠溶液,分液
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇和水与任意比混溶,不能通过过滤的方法分离,A错误;
B.硝基苯与苯互溶且沸点不同,可以通过蒸馏的方式除去,方法及装置正确,B正确;
C.乙烯能与酸性高锰酸钾溶液发生反应生成CO2气体而引入新的杂质,C错误;
D.乙酸和乙酸乙酯均能与NaOH溶液反应,D错误;
故选D。
12. 有机化合物M(含有羧基,分子式为)常用于食品行业。下列说法错误的是
A. M的质谱图中最右侧的分子离子峰的质荷比数值为90
B. 若想确定M的结构式,只需要通过红外光谱确定分子中是否含有羟基
C. M的同分异构体中有核磁共振氢谱只有2组峰且峰面积之比为的物质
D. M的同分异构体中有核磁共振氢谱只有1组峰的物质
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子式为的相对分子质量为,质谱分子离子峰的质荷比为90,A正确;
B.红外光谱仅能检测官能团(如羟基),但无法确定羟基的位置或其他结构细节(如取代基位置),需结合核磁共振氢谱等进一步分析,B错误;
C.的同分异构体中,若存在两组峰且峰面积比为1:1,2组峰。例如,CH3COOOCH3,C正确;
D.碳酸二甲酯(O=C(OCH₃)₂)的分子式为,其两个甲氧基对称,氢谱仅有一组峰,D正确;
故选B。
13. X、Y、Z、M、W为五种原子序数依次增大的前36号元素。X、Y是同周期元素,其原子序数相差1、价电子数之和为11;Z为第三周期元素,价层电子数为2;基态M原子有6个未成对电子;W属于ds区元素,有1个未成对电子。下列说法正确的是
A. 原子半径:Z>Y>X
B. M为ⅥB族元素,基态的价层电子排布式为
C. 含离子键和共价键,酸根离子的中心原子的杂化方式为
D. X和Y的简单氢化物分子间均存在氢键,二者均可以作为配合物中的配体
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y是同周期元素,其原子序数相差1、价电子数之和为11,则X、Y价电子数分别为5、6,X是氮元素、Y是氧元素;Z为第三周期元素,价层电子数为2,则Z是镁元素;基态M原子有6个未成对电子,则价层电子排布式是,M是铬元素;W属于ds区元素,有1个未成对电子,则W是铜元素。
【详解】A.同周期元素原子半径随原子序数增大,则原子半径:Mg>N>O,A项错误;
B.基态铬价层电子排布式是,是ⅥB族元素,基态铜原子价层电子排布式,则的价层电子排布式为,B项错误;
C.含离子键和共价键,的中心原子价层电子对数为3,其杂化方式为,C项错误;
D.和都含有孤对电子,分子间均存在氢键,二者均可以作为配合物中的配体,D项正确;
答案选D。
14. 铁镁合金是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一,其立方晶胞结构如图1所示,沿y轴投影如图2所示,A原子的分数坐标为(0,0,0),阿伏加德罗常数的值为 下列说法错误的是
A. 晶胞中B原子的分数坐标为(
B. 第三周期中第一电离能比 Mg大的主族元素有 4种
C. 晶胞中与铁原子等距离且最近的铁原子有12个
D. 该晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A.结合图1看出Z坐标为,图2可看出X坐标为,Y坐标为,故A正确;
B.第三周期中第一电离能比 Mg大的主族元素Si、P 、S、Cl有 4种,故B正确;
C.晶胞中,以上底面的中心铁原子为参照,与上底面顶点的四个铁原子,与下面晶胞和上面晶胞面上的铁原子距离都相等,故晶胞中离同一个铁原子最近的其他铁原子个数为12个,故C正确;
D.一个晶胞中铁原子个,镁原子8个,该晶胞中的密度为,故D错误;
答案选D。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)。
15. 我国科学家屠呦呦因青蒿素研究获得诺贝尔奖,青蒿素是从青蒿中提取的能有效治疗疟疾的有机化合物。已知青蒿素为无色针状晶体,熔点为,易溶于丙酮、乙醇和乙醚等有机溶剂,难溶于水。某校兴趣小组利用下列实验流程和实验装置提取青蒿素并确定其分子式。回答下列问题:
I.该兴趣小组的实验流程如图所示:
(1)在操作前要对青蒿干进行粉碎,其目的是________,操作b的名称是________。
(2)重结晶的操作步骤:加入的乙醇溶液溶解_______过滤、洗涤、干燥。
II.已知青蒿素是一种仅含有C、H、O三种元素的化合物,其相对分子质量为282。为确定其分子式,进行了如图实验:
实验步骤:
①连接装置,检查装置气密性;
②称量装置丙、丁中仪器及药品的质量;
③取青蒿素放入装置甲的硬质玻璃管中,点燃装置甲、乙中的酒精灯加热,充分反应;
④实验结束后冷却至室温,称量反应后装置丙、丁中仪器及药品的质量。
(3)装置乙的作用是________;装置丙、丁中吸收的生成物依次为________、_________(填化学式)。
(4)实验测得有关数据如表所示:
装置
实验前(仪器+药品)
实验后(仪器+药品)
丙
54.0g
73.8g
丁
80.0g
146.0g
则通过上述数据,可得出青蒿素的分子式为________。
(5)装置戊的作用是________。
【答案】(1) ①. 增大青蒿与乙醚的接触面积,提高浸取率 ②. 蒸馏
(2) ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶
(3) ①. 青蒿素与氧气反应可能生成,装置乙将产生的转化为 ②. H2O ③. CO2
(4)
(5)防止空气中的水蒸气和二氧化碳被装置丁吸收
【解析】
【分析】青蒿干粉碎后加入乙醚,青蒿干中的青蒿素溶解到乙醚中,经过操作a得到提取液和残渣,则操作a为过滤,提取液经过操作b得到乙醚和粗品,则操作b为蒸馏,得到的粗品重结晶后得到精品。
【小问1详解】
操作a前将青蒿干粉碎,目的是增大青蒿与乙醚的接触面积,提高浸取率。操作b分离乙醚和粗青蒿素,操作名称为蒸馏。
【小问2详解】
重结晶的操作步骤为,加入95%的乙醇溶液溶解,蒸发浓缩,冷却结晶过滤、洗涤、干燥。
【小问3详解】
青蒿素与氧气反应的过程中可能产生CO,装置乙可将产生的CO转化为CO2。装置丙和丁的作用分别为吸收生成的水蒸气和二氧化碳,因为吸收二氧化碳使用的碱石灰在吸收二氧化碳的同时还能吸收水蒸气,因此吸收水蒸气需要在二氧化碳之前,故丙中物质用于吸收H2O,丁中物质用于吸收CO2。
【小问4详解】
丙装置质量增加量为19.8g,故水蒸气的质量为19.8g,物质的量为1.1mol,丁装置质量增加量为66g,则二氧化碳的质量为66g,物质的量为1.5mol,已知青蒿素的相对分子质量为282,28.2g青蒿素物质的量为0.1mol,则0.1mol青蒿素中含有15molC原子和22molH原子,则1个青蒿素分子中含有15个C和22个H,含有O个数为(282-15×12-22)÷16=5,其分子式为C15H22O5。
【小问5详解】
装置戊中装有碱石灰,可防止空气中的水蒸气和二氧化碳被装置丁吸收而影响实验结果。
16. 硫代硫酸不稳定,可在和无水条件下,由与反应而制得,其电离方程式为,。回答下列问题:
(1)中心原子采用_______杂化,其键角比中键角_______(填“大”或“小”),原因是_______。
(2)是一种油状液体,其分子结构如图1所示。为_______(填“极性”或“非极性”)分子,其在水中的溶解度_______(填“大于”“小于”或“等于”)其在中的溶解度。
(3)可看作中一个氧原子被硫原子取代而得到的产物,其结构如图2所示。
①的空间结构是_______。
②与反应的离子方程式为,根据所学知识分析,此反应中得到的是端基氧原子还是端基硫原子的电子,预测可能的结构是_______(填字母)。
a. b.
【答案】(1) ①. sp3 ②. 大 ③. 与的中心原子均为sp3杂化,中有1对孤电子对,中有2对孤电子对,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则H2O中排斥力更大使键角变小
(2) ①. 极性 ②. 大于
(3) ①. 四面体 ②. a
【解析】
【小问1详解】
H3O+中心原子的孤电子对数为,价层电子对数为4,则采用sp3杂化, H2O中心原子的孤电子对数为,价层电子对数为4,则采用sp3杂化,则H3O+的键角比H2O中键角大,原因是:H3O+与H2O的中心原子均为sp3杂化,H3O+中有1对孤电子对,H2O中有2对孤电子对,孤电子对和成键电子对之间的排斥力大于成键电子对之间的排斥力,则H2O中排斥力更大使键角变小。
【小问2详解】
据图1可知:H2S2不是对称结构,正负电荷重心不重合,为极性分子,水是极性溶剂,四氯化碳是非极性溶剂,根据相似相溶原理,其在水中的溶解度大于其在CCl4中的溶解度。
【小问3详解】
①的中心原子S原子的价层电子对数为4,则S原子的杂化方式为sp3杂化,空间构型是四面体结构;
②根据与反应的离子方程式,失去电子生成,为氧化产物,碘单质得到电子为氧化剂,的氧化性比碘单质弱,S的非金属性比碘弱,此反应中若得到的是端基硫原子的电子,则的结构为a,形成硫链,若此反应中若得到的是端基氧原子的电子,则的结构为b,会形成O-O,具有强氧化性,且氧的非金属性比碘强,这不符合得失电子规律,故此反应中得到的是端基硫原子的电子,选a。
17. 钠、铝、铁、铜、镍等金属元素及其化合物具有广泛的应用。回答下列问题:
(1)在元素周期表中的位置为_______。
(2)元素的电负性越大,其原子越不容易提供孤电子对。的配体中提供孤电子对的原子是_______(填元素符号);配合物中心原子含有未成对电子时,具有顺磁性。下列物质不具有顺磁性的是_______(填字母)。
A. B. C. D.
(3)是一种具有较高应用价值的储氢材料,其晶胞结构如图1所示,它由两个立方体叠加而成,已知立方体的棱长为。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。
图中位置①的分数坐标为,位置②的分数坐标为_______;的空间结构为_______;图2中晶胞在截面上离子相对位置正确的是_______(填字母);设阿伏加德罗常数的值为,则晶体的摩尔体积_______。
【答案】(1)第四周期第Ⅷ族
(2) ①. N ②. A
(3) ①. ②. 正四面体形 ③. B ④. a3NA×10-27
【解析】
【小问1详解】
铁是第26号元素,位于第四周期第Ⅷ族;
【小问2详解】
SCN-中S和N均有孤电子对,与形成配位键时,S的原子半径大,电子云易变形,N原子提供孤电子对;配合物中心原子含有未成对电子时,具有顺磁性,则:
A.[Cu(NH3)2]Cl中各个原子核外电子均已经形成电子对,无未成对电子,不具有顺磁性,A符合题意;
B.[Cu(NH3)4]SO4中的Cu2+外围电子排布式是3d9,有未成对电子,具有顺磁性,B不符合题意;
C.[Cr(H2O)5Cl]Cl2中的Cr3+外围电子排布式是3d3,有未成对电子,具有顺磁性,C不符合题意;
D.[Ni(NH3)6]SO4中的Ni2+外围电子排布式是3d8,有未成对电子,具有顺磁性,D不符合题意;
故答案选A;
【小问3详解】
根据①位置的坐标,结合各个原子的相对位置,可知②Na+的分数坐标为;中的中心Al3+价层电子对数是4+=4,无孤对电子,故的空间构型为正四面体形;根据晶胞结构可知,在x=0.5时,截面上离子相对位置正确的是B;在晶胞中含有Na+数目是6×+4×=4,含有的数目是8×+4×+1=4,1个晶胞的体积是V=(a×10-9 m)×(a×10-9 m)×(2a×10-9 m)=2a3×10-27 m3,阿伏加德罗常数的值为NA,则NaAlH4晶体的摩尔体积Vm=a3NA×10-27 m3/mol。
18. 钛被誉为“21世纪的金属”,其化合物广泛应用于国防、电讯器材、医疗器械和化工设备等领域。Ti在化合物中可呈现多种化合价,其中以+4价的Ti最为稳定。回答下列问题:
(1)已知与浓硫酸反应生成硫酸氧钛,硫酸氧钛晶体中阳离子为链状聚合形式的离子,其结构如图1所示,该阳离子的化学式为___________,阴离子的VSEPR模型名称是___________。
(2)常温下为无色液体,熔点250K,沸点409K,则属于___________晶体。在水中或空气中极易水解,露置于空气中形成白色烟雾,烟雾中的固体成分可用表示,写出在空气中产生烟雾的化学方程式:___________。
(3)钛的一种配合物可用于催化环烯烃聚合,其结构如图2所示:
钛的配位数为___________;该配合物中存在的化学键有___________(填字母)。
a.离子键 b.配位键 c.金属键 d.共价键 e.氢键
(4)用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子代替部分钛原子),其正立方体晶胞结构如图3所示,距离Ti最近的B有___________个,Ti与B的最近距离为___________nm;TiN晶体的密度是掺杂B后晶体密度的___________倍(保留两位有效数字,已知掺杂B后的晶体密度为,阿伏加德罗常数的值为,假设掺杂B前后,晶胞体积不变)。
【答案】(1) ①. [或] ②. 正四面体
(2) ①. 分子 ②.
(3) ①. 6 ②. bd
(4) ①. 4 ②. ③. 1.2
【解析】
【小问1详解】
该阳离子中每个Ti原子连接2个O原子、每个O原子连接2个Ti原子,则O、Ti原子个数之比为1:1,该离子中Ti为+4价,所以该阳离子为TiO2+[或];硫酸氧钛晶体中阴离子为硫酸根,硫酸根离子中S原子价层电子对数为,不含孤电子对,其空间构型为正四面体形,故答案为:TiO2+[或];正四面体形。
【小问2详解】
TiCl4常温下为无色液体,熔、沸点低,则TiCl4属于分子晶体。 TiCl4在空气中水解生成TiO2·nH2O和HCl,化学方程式为:,答案为:分子;。
【小问3详解】
Ti原子和氯原子、O原子之间存在配位键,根据图示可知:Ti原子的配位数是6;C-H和C-C及C-O原子之间存在共价键,所以含有的化学键为配位键和共价键,故合理选项是bd,故答案为:6;bd。
【小问4详解】
用B掺杂TiN后(晶胞结构中只是B原子部分代替钛原子),其晶胞结构如图所示,由图中可知距离Ti最近的B有4个;
1个晶胞中含有N原子个数为:,B为1个,Ti为:个,设晶胞的边长为anm,则有:,解得:a=nm,Ti与B的最近距离为面对角线的一半,则为=×107nm;
根据题意可知,B原子代替部分钛原子,因此一个TiN晶胞中含有Ti的个数为:个,N原子个数为: 个,故掺杂B后的晶体密度是TiN晶体的倍,故答案为:4;×107;1.2。
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