内容正文:
高一化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:N 14 O 16 A1 27 Cr 52 Fe 56 Ni 59 Zn 65 Bi 209
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 生活中处处有化学。下列叙述错误的是
A. 油性笔在白板上的笔迹用汽油可擦掉
B. 棉花属天然纤维,主要成分为纤维素
C. 家用液化石油气的主要成分属于烃类
D. 供糖尿病患者食用的“无糖食品”专指不含蔗糖
2. 科学在创新中不断发展。下列实验或事实能用相应理论、概念或模型解释的是
选项
实验/事实
理论、概念或模型
A
甲烷分子为正四面体结构
鲍林提出的杂化轨道理论
B
在外磁场存在时钠原子光谱中出现谱线分裂现象
玻尔提出的原子结构模型
C
α粒子散射实验
汤姆孙提出的“葡萄干布丁”模型
D
苯不能使酸性溶液褪色
凯库勒提出的苯的分子结构模型
A. A B. B C. C D. D
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 分子的空间填充模型:
B. 用电子式表示HCl的形成过程:
C. 的VSEPR模型:
D. 键形成的轨道重叠示意图:
4. 关于和的结构与性质,下列说法正确的是
A. 均为含极性键的非极性分子
B. 所有原子均满足8电子的稳定结构
C. 的熔沸点最高,键角
D. B-F键间的夹角为120°,可证明分子中四个原子共面
5. 下列说法错误的是
A. 电子云图是形象地描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的图形
B. 基态原子M层全充满,N层只有1个电子的元素位于s区
C. 基态原子N层上仅有2个电子元素,可能是主族元素或过渡元素
D. d能级最多能容纳10个电子,支持这一结论的理论是泡利不相容原理
6. 根据元素周期律,下列说法正确的是
A. 晶体的熔点: B. 化合物中键的极性:
C. 碱性: D. 化合物中离子键百分数:
7. 下列过程中共价键未被完全破坏的是
A. 碘晶体升华 B. 溴蒸气被木炭吸附
C. 醋酸溶于水 D. 氯化氢气体溶于水
8. 下列说法正确的是
A. 乙醇和乳酸(CH3CHOHCOOH)均具有旋光性
B. 水和乙醇可以以任意比例互溶、NH3能与HCl反应均与氢键有关
C. 用纳米级金属颗粒粉剂作为催化剂可以加快反应速率,增大生成物的平衡浓度
D. 缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块,体现了晶体的自范性
9. 某温度时,在2L容器中发生A、B两种气态物质之间的转化反应,A、B物质的量时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 4min时反应达到平衡
B. 反应开始至4min时B的平均反应速率为
C. 该反应的化学方程式为
D. 8min时逆反应速率大于正反应速率
10. 结构如图,常温常压下为液体,化学性质稳定,在医药化学、生物化学和有机合成等领域具有广泛的应用前景。已知中咪唑环存在。下列说法错误的是
A. 存在离子键、共价键
B. 咪唑环中N原子的杂化方式为
C. 常温常压下为液体,属于超分子
D. 的空间构型为八面体形
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列由实验得出结论正确的是
实验
结论
A
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
B
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明
发生加成反应,产物无色、可溶于四氯化碳
C
将石蜡裂解产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
裂解产生的气体被氧化
D
向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加热4~5min.冷却后向其中加入新制悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀
淀粉没有发生水解
A. A B. B C. C D. D
12. 化合物是常用的有机反应的催化剂。W、X、Y、Z、R的原子序数依次增加,W、X、Y、Z为前四个不同周期的主族元素。基态X原子最外层电子数是次外层的2倍,Y是所在周期中最高价氧化物对应水化物酸性最强的,Z的价电子仅占据所在能层1个原子轨道,Z与Y组成的离子化合物。R的价电子排布式为,与铁同族。下列说法错误的是
A. R位于第6周期第VIII族
B. 原子半径:
C. Y的氢化物既有氧化性又有还原性
D. Z所在周期基态原子的未成对电子数为1的共有4个
13. 几种常见的晶胞或结构如图,下列说法错误的是
A. 图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4
B. 图2所示结构中,配位键与σ键个数之比为
C. 熔点:图2所示物质>图1所示物质
D. 图3所示物质含有离子键、共价键、配位键、氢键
14. 一种含钴化合物结构如图,具有重要的应用价值。下列关于该化合物的说法错误的是
A. Co的化合价为+2价
B. S原子采取杂化
C. 既含有极性共价键,又含有非极性共价键
D. 每个Co周围有4种配体
15. 某锂硫化物的立方晶胞如图1所示。下列关于该晶胞的说法错误的是
A. S与Li的配位数之比为1:2
B. S与Li之间的最短距离为
C. 沿晶胞体对角线投影将得到图2
D. 若坐标取向不变,将p点S平移至体心,则平移后每个晶胞中位于棱心的S有8个(不考虑均摊)
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 研究化学反应中的能量变化对人类社会有重要意义。回答下列问题:
(1)判断反应,在恒容条件下达到平衡状态的标志是_______(填标号)。
A. 容器内气体的压强不变
B. 三者的浓度之比为
C. 的物质的量不再变化
D. CO的生成速率和的消耗速率相等
(2)的官能团名称为_______,与乙酸酯化反应的化学方程式为_______。
现有①-④四个反应,观察思考并回答(3)-(5)题:
① ②
③ ④
(3)①-④四个反应中能量变化符合图甲的是_______(填标号)。
(4)①-④四个反应中可用于设计原电池的是_______(填标号),当导线中有1mol电子通过时,理论上发生的变化是_______(填标号)。
A.负极质量减轻32.5g B.溶液增重31.5g
C.有气体产生的一极为负极 D.放出11.2L气体
(5)对于反应②,将形状相同的等量且足量锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中,同时向X中加入少量饱和溶液,发生反应生成氢气的体积(V)与时间(t)的关系如图乙所示。则n曲线表示锌与稀硫酸_______(填“X”或“Y”)反应。
17. 将3D打印制备的固载镍离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
(1)化合物Ⅰ的分子式为_______,属于_______化合物(填“离子”或“共价”)。
(2)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法错误的是_______。
A. 化合物Ⅰ、Ⅲ分别属于烯烃类、醇类
B. 由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,只有π键的断裂与形成
C. 葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能形成分子内氢键
D. 由化合物Ⅱ到Ⅲ转化中,C原子杂化方式发生改变,有手性碳原子形成
(3)镍(Ni)是一种重要的金属,在材料科学等领域有广泛应用。
①Ni3+离子的价电子排布式为_______。Ni的熔点明显高于Ca,其原因是_______。
②Ni(Ⅱ)-NTA (镍-次氮基三乙酸)常用于检测带有组氨酸标签的重组蛋白。其作用原理是基于Ni2+与组氨酸残基中的咪唑基团之间的配位作用(如图所示)。图示结构中,1molNi2+形成的配位键有_______mol,N的杂化方式有_______种(不考虑R部分)。
③镍的某种氧化物晶胞结构为NaCl型,离子均填满、无空缺。下列各图中,可从该晶胞中分割出来的有_______(填标号);已知晶体密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中最近的两个镍离子之间的距离为_______nm(用含ρ和的代数式表示)。
18. a~i代表周期表中前四周期的9种元素,原子序数依次增大,具有如下特征:
元素
特征
a
质子数最小的元素
b
基态原子p能级上有1个未成对电子
c
基态原子各能级上的电子数相同
d
最高价含氧酸具有强氧化性
e
族序数等于周期数的3倍
f
地壳中含量最多的金属元素
g
最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素
h
同周期中阴离子半径最小的元素
i
价电子排布式中,各能级电子数均为半满状态
回答下列问题(用对应的微粒符号表示):
(1)元素a和d组成的微粒的电子式为_______,元素a和d还可组成另一种如图所示的微粒,已知所有原子共平面,则微粒中存在的大π键可表示为_______。
(2)下图中能表示出b、c、d、e四种元素的第一电离能变化的是_______(填标号)。
(3)元素b的最高价氧化物对应水化物为一元弱酸,结构如图所示。从配位键角度思考,其水溶液显酸性的原因是_______(用离子方程式表示);元素f、g和h对应的简单离子,半径由大到小的顺序为_______。
(4)元素d、e可以组成微粒:,两种微粒键角由大到小的顺序为_______,判断理由为_______。
(5)元素f和i组成的晶胞结构如图(坐标系的夹角均为)。A点原子的分数坐标为,则B点原子的分数坐标为_______;设f和i原子半径分别为和,则金属原子空间占有率为_______(列出计算表达式)。
19. 硫酸四氨合铜——是深蓝色晶体,溶于水,不溶于乙醇,常用作杀虫剂、媒染剂等。实验室制备该晶体的步骤如下:
①在盛有蓝色溶液的小烧杯中逐滴滴加的氨水,直至最终形成深蓝色的透明溶液。
②加入6mL95%的乙醇,并用玻璃棒摩擦烧杯内壁,溶液中析出深蓝色晶体。
③抽滤,洗涤,低温烘干即得产品,称重为0.0861g。
已知:溶液中存在等多步离解平衡。
回答下列问题:
(1)配制一定物质的量浓度溶液的过程中,下列仪器必须用到的是_______(填标号)。
(2)依据题给信息,和二者中,更易与形成配位键的是_______,判断依据为_______。
(3)步骤②中,加入乙醇的作用是_______;用玻璃棒摩擦烧杯内壁的目的是_______。
(4)产品的产率为_______;实验中若采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法来获得晶体,将导致测得的产率_______(填“偏高”或“偏低”),理由是_______。
(5)为测定产品的晶体结构,通常使用的仪器是_______。
20. 铁、铋及其化合物在生产、科研领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态的价层电子的轨道表示式为_______;与N同族,则在周期表中的位置是_______,其基态原子的核外电子有_______种运动状态。
(2)Bi的某种氧化物具有非常高的氧离子导电性能,其晶胞具有立方萤石矿型结构,其中Bi的位置如图所示,氧缺陷四分之一。则该氧化物的化学式为_______,消除氧缺陷的过程中晶体作_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)(以下用A表示)是一种重要的铁基化合物,在18-冠醚-6的存在下,A与强还原剂在乙醚中反应可得到配合物Q,Q也可由A和反应制得的三角形配合物M制备,转化流程如下(Me代表“”):
配合物Q、M中,中心Fe的化合价分别为_______、_______;Q的阴离子中电负性最大的元素是_______。
(4)铁酸铋是当前多铁材料研究的热点之一,其立方晶胞结构如图。晶胞中与Bi等距离且最近的O有_______个;若阿伏加德罗常数的值为,则晶胞密度_______(用含a、的代数式表示)。
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高一化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:N 14 O 16 A1 27 Cr 52 Fe 56 Ni 59 Zn 65 Bi 209
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 生活中处处有化学。下列叙述错误的是
A. 油性笔在白板上笔迹用汽油可擦掉
B. 棉花属天然纤维,主要成分为纤维素
C. 家用液化石油气的主要成分属于烃类
D. 供糖尿病患者食用的“无糖食品”专指不含蔗糖
【答案】D
【解析】
【详解】A.油性笔的笔迹可被汽油溶解,因两者均为有机物,遵循相似相溶原理,故A正确;
B.棉花是天然纤维,主要成分为纤维素,故B正确;
C.液化石油气主要成分为丙烷、丁烷等烃类物质,故C正确;
D.根据我国标准,“无糖食品”是指食品中糖(主要指葡萄糖、果糖、蔗糖等单糖和双糖)的含量不高于,并非特指不含蔗糖,故D错误;
选D。
2. 科学在创新中不断发展。下列实验或事实能用相应理论、概念或模型解释的是
选项
实验/事实
理论、概念或模型
A
甲烷分子为正四面体结构
鲍林提出的杂化轨道理论
B
在外磁场存在时钠原子光谱中出现谱线分裂现象
玻尔提出的原子结构模型
C
α粒子散射实验
汤姆孙提出的“葡萄干布丁”模型
D
苯不能使酸性溶液褪色
凯库勒提出的苯的分子结构模型
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.鲍林提出的杂化轨道理论解释了甲烷的正四面体结构,故A正确;
B.钠原子光谱在外磁场中的谱线分裂,需用量子力学解释,玻尔模型无法说明,故B错误;
C.卢瑟福进行α粒子散射实验,否定了汤姆孙的“葡萄干布丁”模型,提出了核式模型,故C错误;
D.苯的稳定性由离域π键解释,凯库勒模型(单双键交替)无法解释苯不能使酸性溶液褪色,故D错误;
选A。
3. 下列化学用语或图示正确的是
A. 分子的空间填充模型:
B. 用电子式表示HCl的形成过程:
C. 的VSEPR模型:
D. 键形成的轨道重叠示意图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子的球棍模型是,故A错误;
B.HCl是共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程为,故B错误;
C.中O原子价电子对数为4,有2个孤电子对,VSEPR模型为,故C正确;
D.键形成的轨道重叠示意图为,故D错误;
选C。
4. 关于和的结构与性质,下列说法正确的是
A. 均为含极性键的非极性分子
B. 所有原子均满足8电子的稳定结构
C. 的熔沸点最高,键角
D. B-F键间的夹角为120°,可证明分子中四个原子共面
【答案】D
【解析】
【详解】A.BF3和SF6结构对称,是非极性分子;NF3空间构型为三角锥,结构不对称,为极性分子,故A错误;
B.BF3中的B原子最外层仅有6个电子,中的S原子最外层有12个电子,均不满足8电子结构,故B错误;
C.三者均为分子晶体,的相对分子质量最大,分子间作用力最强,熔沸点最高; NF3中N原子价电子对数为4,有1个孤电子对;BF3中B原子价电子对数为3,无孤电子对,键角NF3<BF3,故C错误;
D.BF3中B原子价电子对数为3,无孤电子对,键角120°,为平面三角形结构,四个原子共面,故D正确;
选D。
5. 下列说法错误的是
A. 电子云图是形象地描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布的图形
B. 基态原子M层全充满,N层只有1个电子的元素位于s区
C. 基态原子N层上仅有2个电子的元素,可能是主族元素或过渡元素
D. d能级最多能容纳10个电子,支持这一结论的理论是泡利不相容原理
【答案】B
【解析】
【详解】A.电子云图用概率密度分布形象化描述在原子核外空间出现的一定运动状态的电子,A正确;
B.基态原子M层全充满(3s23p63d10)、N层1个电子(4s1)的元素是铜(Cu)元素,该元素位于ds区而非s区,B错误;
C.基态原子N层仅有2个电子(4s2)的元素可能是主族元素(如Ca)或过渡元素(如Sc),C正确;
D.根据泡利不相容原理可知,d能级最多容纳10个电子,因d能级有5个轨道且每个轨道最多容纳2个电子,且这两个电子自旋相反,D正确;
答案选B。
6. 根据元素周期律,下列说法正确的是
A. 晶体的熔点: B. 化合物中键的极性:
C. 碱性: D. 化合物中离子键百分数:
【答案】A
【解析】
【详解】A.SiC和Si均为原子晶体,SiC中C-Si键的键长比Si-Si键更短,键能更大,故熔点更高,A正确;
B.键的极性由电负性差决定,C(2.55)与Cl(3.16)的电负性差(0.61)大于N(3.04)与Cl(3.16)的差(0.12),故C-Cl键极性更大,B错误;
C.碱金属氢氧化物碱性从上到下增强,Rb的金属性强于Li,故RbOH的碱性强于LiOH,C错误;
D.根据Pauling离子性公式计算,Na与O的电负性差(2.51)大于Mg与O的差(2.13),Na₂O的离子键百分数更高,故D错误;
答案选A。
7. 下列过程中共价键未被完全破坏的是
A. 碘晶体升华 B. 溴蒸气被木炭吸附
C. 醋酸溶于水 D. 氯化氢气体溶于水
【答案】C
【解析】
【详解】A.碘升华是物理变化,破坏分子间作用力,I2分子内的共价键未被破坏,A不合题意;
B.溴蒸气被木炭吸附是物理吸附,Br2分子内的共价键未被破坏,B不合题意;
C.醋酸溶于水时部分电离,部分CH3COOH分子解离为CH3COO⁻和H⁺,但大部分仍以分子形式存在,共价键未被完全破坏,C符合题意;
D.HCl溶于水完全电离为H⁺和Cl⁻,共价键被完全破坏,D不合题意;
故答案为:C。
8. 下列说法正确的是
A. 乙醇和乳酸(CH3CHOHCOOH)均具有旋光性
B 水和乙醇可以以任意比例互溶、NH3能与HCl反应均与氢键有关
C. 用纳米级金属颗粒粉剂作为催化剂可以加快反应速率,增大生成物的平衡浓度
D. 缺角NaCl晶体在饱和NaCl溶液中变为完美立方体块,体现了晶体的自范性
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇分子中没有手性碳原子,而乳酸分子(CH3CHOHCOOH)中的第二个碳连四个不同基团(-CH3、-OH、-COOH、-H),分子中具有手性碳原子,因此乙醇无旋光性,乳酸有旋光性。A错误;
B.水和乙醇互溶与氢键有关正确,但NH3与HCl反应是酸碱中和,主要涉及离子键而非氢键。B错误;
C.催化剂仅改变反应速率,不改变平衡状态,因此不会增大生成物的平衡浓度。C错误;
D.缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中通过溶解-结晶动态平衡恢复完整,体现晶体内部结构的规则性和自修复能力,属于自范性的表现。D正确;
答案选D。
9. 某温度时,在2L容器中发生A、B两种气态物质之间的转化反应,A、B物质的量时间变化曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 4min时反应达到平衡
B. 反应开始至4min时B的平均反应速率为
C. 该反应的化学方程式为
D. 8min时逆反应速率大于正反应速率
【答案】B
【解析】
【分析】图象分析A为反应物,B为生成物,物质的量不变化说明反应达到平衡状态,依据A、B消耗的物质的量之比计算得到化学方程式的计量数之比,A物质的量变化=0.8mol-0.2mol=0.6mol;B变化物质的量=0.5mol-0.2mol=0.3mol,AB反应的物质的量之比2∶1,所以反应的化学方程式为。
【详解】A.物质的量不变化说明反应达到平衡状态,4min时A减少B增加,反应没有达到平衡,故A错误;
B.反应开始至4min时B的平均反应速率为,故B正确;
C.该反应的化学方程式为,故C错误;
D.8min时反应达到平衡,逆反应速率等于正反应速率,故D错误;
故选B。
10. 结构如图,常温常压下为液体,化学性质稳定,在医药化学、生物化学和有机合成等领域具有广泛的应用前景。已知中咪唑环存在。下列说法错误的是
A. 存在离子键、共价键
B. 咪唑环中N原子的杂化方式为
C. 常温常压下为液体,属于超分子
D. 的空间构型为八面体形
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题给结构可知,[BMIM]+与之间存在离子键,[BMIM]+与的内部均存在共价键,A说法正确;
B.根据题意可知,咪唑环存在,故咪唑环为平面结构,N原子的杂化方式为,B说法正确;
C.[BMIM]+属于离子液体,常温常压下为液体,不属于超分子,C说法错误;
D.中心P原子的价电子对数为6,没有孤电子对,空间构型为八面体形,D说法正确;
故答案选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列由实验得出的结论正确的是
实验
结论
A
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红
生成的一氯甲烷具有酸性
B
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明
发生加成反应,产物无色、可溶于四氯化碳
C
将石蜡裂解产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色
裂解产生的气体被氧化
D
向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加热4~5min.冷却后向其中加入新制悬浊液,加热至沸腾,无砖红色沉淀
淀粉没有发生水解
A. A B. B C. C D. D
【答案】BC
【解析】
【详解】A.甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红,甲烷和氯气发生取代反应生成的HCl具有酸性,A错误;
B.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,乙烯和溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,该产物无色且可溶于四氯化碳,因此溶液最终变为无色透明,B正确;
C.将石蜡裂解产生的气体通入酸性高锰酸钾溶液中,溶液褪色,说明产生的气体被氧化,C正确;
D.检验淀粉是否发生水解,向淀粉溶液中加少量稀硫酸,加热4~5min,冷却后先加氢氧化钠中和硫酸,再加入新制Cu(OH)2悬浊液,加热至沸腾,D错误;
故选BC。
12. 化合物是常用的有机反应的催化剂。W、X、Y、Z、R的原子序数依次增加,W、X、Y、Z为前四个不同周期的主族元素。基态X原子最外层电子数是次外层的2倍,Y是所在周期中最高价氧化物对应水化物酸性最强的,Z的价电子仅占据所在能层1个原子轨道,Z与Y组成的离子化合物。R的价电子排布式为,与铁同族。下列说法错误的是
A. R位于第6周期第VIII族
B. 原子半径:
C. Y的氢化物既有氧化性又有还原性
D. Z所在周期基态原子的未成对电子数为1的共有4个
【答案】D
【解析】
【分析】化合物是常用的有机反应的催化剂。W、X、Y、Z、R的原子序数依次增加,W、X、Y、Z为前四个不同周期的主族元素。基态X原子最外层电子数是次外层的2倍,各电子层电子数为2、4,故为C元素;Y是所在周期中最高价氧化物对应水化物酸性最强的,为高氯酸,则Y为Cl元素;Z的价电子仅占据所在能层1个原子轨道,Z与Y组成的离子化合物,则Z为+1价,故为K元素。R的价电子排布式为,与铁同族为铂(Pt);结合价键可知W为H;
【详解】A.R的价电子排布为5d96s1,与铁同族(VIII族),位于第六周期。铂(Pt)的价电子排布与此一致,且旧分类中铂系元素归为VIII族, A正确;
B.Z(K)、Y(Cl)、W(H)的原子半径顺序为K > Cl > H,符合主族元素原子半径变化规律,B正确;
C.Y为Cl,其氢化物HCl中Cl为-1价,既可被氧化(如与强氧化剂反应生成Cl2),又可被还原(如H+被还原为H2),C正确;
D.Z(K)位于第四周期,该周期主族元素中未成对电子数为1的原子有K(4s1)、Ga(4p1)、Br(4p5),共3个,而非4个,D错误;
答案选D。
13. 几种常见的晶胞或结构如图,下列说法错误的是
A. 图1所示晶胞中阳、阴离子的配位数分别为8和4
B. 图2所示结构中,配位键与σ键个数之比为
C. 熔点:图2所示物质>图1所示物质
D. 图3所示物质含有离子键、共价键、配位键、氢键
【答案】CD
【解析】
【详解】A.图1所示晶胞中黑球有8个,白球有个,则黑球与白球个数比为2:1,化学式为或,则图1为晶胞,黑球代表,白球代表,周围最近的有8个,周围最近的有4个,即阳、阴离子的配位数分别为8和4,A项正确;
B.图2所示结构为分子结构,黑球代表Al,白球代表Cl,Al原子最外层有3个电子,在该分子结构中每个铝原子形成3个σ键,具有空轨道,与具有孤电子对的Cl原子形成1个配位键,故该分子结构中配位键与σ键个数之比为,B项正确;
C.图2所示物质为分子,图1所示物质为离子晶体,熔点,C项错误;
D.图3所示物质为晶胞,含有之间的离子键,共价键及中氮原子形成3个共价键时的孤电子对与空轨道形成的配位键,不含有氢键,D项错误;
答案选CD。
14. 一种含钴化合物结构如图,具有重要的应用价值。下列关于该化合物的说法错误的是
A. Co的化合价为+2价
B. S原子采取杂化
C. 既含有极性共价键,又含有非极性共价键
D 每个Co周围有4种配体
【答案】BD
【解析】
【详解】A.配体中2个硫酸根离子与2个Co离子带的电荷相同,Co的化合价为+2价,故A正确;
B.S形成4个键,价层电子对数为4,S原子采取杂化,故B错误;
C.既含有S-O等极性共价键,又含有C-C非极性共价键,故C正确;
D.每个Co周围有3种配体,、H2O、SO,故D错误;
故选BD。
15. 某锂硫化物的立方晶胞如图1所示。下列关于该晶胞的说法错误的是
A. S与Li的配位数之比为1:2
B. S与Li之间的最短距离为
C. 沿晶胞体对角线投影将得到图2
D. 若坐标取向不变,将p点S平移至体心,则平移后每个晶胞中位于棱心的S有8个(不考虑均摊)
【答案】AD
【解析】
【详解】A.根据均摊法,S位于顶点和面上,顶点的原子被8个晶胞共用,面上的原子被2个晶胞共用,所以S的数目为,Li位于体内,数目为8。配位数是指一个原子周围最近邻的异原子的数目。从晶胞结构可知,每个S周围最近邻的Li有8个,每个Li周围最近邻的S有4个。所以S与Li的配位数之比为8: 4 =2:1,A错误;
B.观察晶胞结构,S与Li之间的最短距离为体对角线的,已知晶胞边长为a nm,根据勾股定理,体对角线长度为,那么S与Li之间的最短距离为,B正确;
C.沿晶胞体对角线投影,将看到如图2所示的投影图,因为从体对角线方向看,能看到顶点、面心和体内的原子的投影情况与图2相符,C正确;
D.若坐标取向不变,将p点S平移至体心,原来位于棱心的S的位置不变,原来棱心没有S原子(从原晶胞结构可知),平移后每个晶胞中位于棱心的S仍然为0个,D错误;
故答案选AD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 研究化学反应中的能量变化对人类社会有重要意义。回答下列问题:
(1)判断反应,在恒容条件下达到平衡状态的标志是_______(填标号)。
A. 容器内气体压强不变
B. 三者的浓度之比为
C. 的物质的量不再变化
D. CO的生成速率和的消耗速率相等
(2)的官能团名称为_______,与乙酸酯化反应的化学方程式为_______。
现有①-④四个反应,观察思考并回答(3)-(5)题:
① ②
③ ④
(3)①-④四个反应中能量变化符合图甲的是_______(填标号)。
(4)①-④四个反应中可用于设计原电池的是_______(填标号),当导线中有1mol电子通过时,理论上发生的变化是_______(填标号)。
A.负极质量减轻32.5g B.溶液增重31.5g
C.有气体产生的一极为负极 D.放出11.2L气体
(5)对于反应②,将形状相同的等量且足量锌块分别加入到等浓度等体积的两份稀硫酸X、Y中,同时向X中加入少量饱和溶液,发生反应生成氢气的体积(V)与时间(t)的关系如图乙所示。则n曲线表示锌与稀硫酸_______(填“X”或“Y”)反应。
【答案】(1)AC (2) ①. 羟基 ②.
(3)①③ (4) ①. ② ②. AB
(5)Y
【解析】
【小问1详解】
A.反应前后气体分子数改变,恒容时压强随反应进行变化,压强不变说明达平衡,A正确;
B.CO、H2、CH3OH三者浓度比为1:2:1不能表明浓度不再变化,不是平衡标志,B错误;
C.H2物质的量不再变化,说明正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡,C正确;
D.CO的生成速率和CH3OH的消耗速率都体现逆反应方向,不能说明平衡,D错误;
故选AC。
【小问2详解】
CH3OH的官能团名称为羟基;其与乙酸酯化反应的方程式为。
【小问3详解】
由图甲为生成物能量大于反应物能量,则该反应为吸热反应,反应①和③为吸热反应,②和④为放热反应,故选①③。
【小问4详解】
能设计成原电池的反应是自发进行的氧化还原反应,②和③均为氧化还原反应,但是③不能在常温下进行,锌与稀硫酸的反应为自发的氧化还原反应,能被设计成原电池,故答案为②;
对于该原电池,负极反应式为Zn-2e-=Zn2+,当有1mol电子通过时,负极消耗0.5molZn,质量减轻0.5mol×65g/mol=32.5g,溶液中进入0.5molZn2+(质量32.5g),放出0.5molH2(质量1g),溶液增重32.5g−1g=31.5g,有气体产生的一极为正极(得电子生成H2),未指明标准状况,不能算H2体积,故选AB。
【小问5详解】
向X中加少量饱和溶液,Zn置换出Cu,构成原电池,反应速率加快,但部分Zn用于置换Cu,最终生成H2体积比Y中少,图中m曲线反应速率快、n曲线反应速率慢,所以n曲线表示锌与稀硫酸Y反应。
17. 将3D打印制备的固载镍离子陶瓷催化材料,用于化学催化和生物催化一体化技术,以实现化合物Ⅲ的绿色合成,示意图如下(反应条件略)。
(1)化合物Ⅰ的分子式为_______,属于_______化合物(填“离子”或“共价”)。
(2)关于上述示意图中的相关物质及转化,下列说法错误的是_______。
A. 化合物Ⅰ、Ⅲ分别属于烯烃类、醇类
B. 由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,只有π键的断裂与形成
C. 葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能形成分子内氢键
D. 由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,C原子杂化方式发生改变,有手性碳原子形成
(3)镍(Ni)是一种重要的金属,在材料科学等领域有广泛应用。
①Ni3+离子的价电子排布式为_______。Ni的熔点明显高于Ca,其原因是_______。
②Ni(Ⅱ)-NTA (镍-次氮基三乙酸)常用于检测带有组氨酸标签的重组蛋白。其作用原理是基于Ni2+与组氨酸残基中的咪唑基团之间的配位作用(如图所示)。图示结构中,1molNi2+形成的配位键有_______mol,N的杂化方式有_______种(不考虑R部分)。
③镍的某种氧化物晶胞结构为NaCl型,离子均填满、无空缺。下列各图中,可从该晶胞中分割出来的有_______(填标号);已知晶体密度为,为阿伏加德罗常数的值,则晶胞中最近的两个镍离子之间的距离为_______nm(用含ρ和的代数式表示)。
【答案】(1) ①. C8H8 ②. 共价 (2)BC
(3) ①. 3d7 ②. Ni与Ca同周期,Ni的原子半径比较小且价电子数多,形成的金属键比较强,熔沸点比较高 ③. 6 ④. 2 ⑤. cd ⑥.
【解析】
【小问1详解】
由题干转化流程图中化合物Ⅰ的结构简式可知,化合物Ⅰ的分子式为C8H8,均由C、H原子通过共价键形成的化合物,属于共价化合物,故答案为:C8H8;共价;
【小问2详解】
A.由题干转化流程图可知,化合物Ⅰ、Ⅲ中分别含有碳碳双键和羟基,故分别属于烯烃类、醇类,A正确;
B.由题干转化流程图可知,由化合物Ⅰ到Ⅱ的转化中,有C=C中π键的断裂,也有C=C中σ键的断裂,有C=O中σ键和π键的形成,B错误;
C.葡萄糖易溶于水,是因为其分子中有多个羟基,能与水分子形成分子间氢键,而不是由于葡萄糖分子中羟基形成分子内氢键,C错误;
D.由题干转化流程图可知,由化合物Ⅱ到Ⅲ的转化中,C=O上的C原子为sp2杂化,转化为COH中的C为sp3杂化,即C原子杂化方式发生改变,同时连有4个互不相同的原子或原子团的碳原子为手性碳原子,故有手性碳原子形成,D正确;
故答案为:BC;
【小问3详解】
①已知Ni3+是28号元素,则Ni3+离子的价电子排布式为3d7,Ni与Ca同周期,Ni的原子半径比较小且价电子数多,形成的金属键比较强,导致Ni的熔点明显高于Ca,故答案为:3d7;Ni与Ca同周期,Ni的原子半径比较小且价电子数多,形成的金属键比较强,熔沸点比较高;
②由题干图示结构可知,Ni2+周围有6个配位键,1molNi2+形成的配位键有6mol,C=N上每个N原子周围的价层电子对数为3,采用sp2杂化,单键上的N周围价层电子对数为4,采用sp3杂化,故N的杂化方式有sp3、sp2两种,故答案为:6;2;
③镍的某种氧化物晶胞结构为NaCl型离子均填满、无空缺,即Na+位于8个顶点和6个面心,Cl-位于12条棱心和体心上,则下列各图中,可从该晶胞中分割出来的有cd;则一个晶胞中含有Ni2+个数为:=4或者=4,即一个晶胞中含有4个NiO,已知晶体密度为,为阿伏加德罗常数的值,设晶胞参数为dnm,则有=,解得d=nm,则晶胞中最近的两个镍离子之间的距离为面对角线的一般,为nm,故答案为:cd;。
18. a~i代表周期表中前四周期的9种元素,原子序数依次增大,具有如下特征:
元素
特征
a
质子数最小的元素
b
基态原子p能级上有1个未成对电子
c
基态原子各能级上的电子数相同
d
最高价含氧酸具有强氧化性
e
族序数等于周期数的3倍
f
地壳中含量最多的金属元素
g
最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素
h
同周期中阴离子半径最小的元素
i
价电子排布式中,各能级的电子数均为半满状态
回答下列问题(用对应的微粒符号表示):
(1)元素a和d组成的微粒的电子式为_______,元素a和d还可组成另一种如图所示的微粒,已知所有原子共平面,则微粒中存在的大π键可表示为_______。
(2)下图中能表示出b、c、d、e四种元素的第一电离能变化的是_______(填标号)。
(3)元素b的最高价氧化物对应水化物为一元弱酸,结构如图所示。从配位键角度思考,其水溶液显酸性的原因是_______(用离子方程式表示);元素f、g和h对应的简单离子,半径由大到小的顺序为_______。
(4)元素d、e可以组成微粒:,两种微粒的键角由大到小的顺序为_______,判断理由为_______。
(5)元素f和i组成的晶胞结构如图(坐标系的夹角均为)。A点原子的分数坐标为,则B点原子的分数坐标为_______;设f和i原子半径分别为和,则金属原子空间占有率为_______(列出计算表达式)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)① (3) ①. ②.
(4) ①. ②. 和两种微粒中心原子的杂化方式均为杂化,的中心N原子上有一对孤电子对,由于孤电子对排斥力大,使得键角变小
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】a~i代表周期表中前四周期的9种元素,原子序数依次增大,a的质子数最小,a为H;c的基态原子各能级上的电子数相同,c为C;b的基态原子p能级上有1个未成对电子,原子序数小于C,b为B; d的最高价含氧酸具有强氧化性,d为N;e的族序数等于周期数的3倍,e为O;f是地壳中含量最多的金属元素,f为Al;g的最高正价是最低负价绝对值3倍的短周期元素,g为S;h为同周期中阴离子半径最小的元素,h为Cl;i的价电子排布式中,各能级的电子数均为半满状态,即为3d54s1,i为Cr。
【小问1详解】
a为H,d为N,元素a和d组成的微粒为N2H4,电子式为:;微粒中所有原子共平面,则中心N原子为sp2杂化,4个N原子均提供1个孤电子对形成大π键,微粒带2个单位正电荷,故大π键中共6个电子,大π键可表示为:;
【小问2详解】
b为B,c为C,d为N,e为O,同周期从左往右元素的第一电离能呈增大趋势,N的核外电子排布半满,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能B<C<O<N,选①;
【小问3详解】
b为B,B的最高价氧化物对应水化物为一元弱酸,中B的最外层有6个电子,B能提供空轨道与氢氧根中O原子形成配位键,氢离子进入溶液中显酸性,离子方程式表示为:;f为Al,g为S,h为Cl,形成的简单离子中Al3+有2个电子层,半径最小,S2-、Cl-有3个电子层且核外电子排布相同,核电荷数大的半径小,故半径由大到小的顺序为:;
【小问4详解】
d为N,e为O,的中心N原子的价层电子对数均为:,均为sp2杂化,中N原子含1个孤电子对,由于孤电子对排斥力大,使得键角变小,故键角由大到小的顺序为:,判断理由为:和两种微粒中心原子的杂化方式均为杂化,的中心N原子上有一对孤电子对,由于孤电子对排斥力大,使得键角变小;
【小问5详解】
元素f为Al,i为Cr,A点原子的分数坐标为,B点占高度的,B点原子的分数坐标为:;晶胞中Al原子个数为:,Cr原子个数为:,设Al和Cr原子半径分别为和,则金属原子空间占有率为:。
19. 硫酸四氨合铜——是深蓝色晶体,溶于水,不溶于乙醇,常用作杀虫剂、媒染剂等。实验室制备该晶体的步骤如下:
①在盛有蓝色溶液的小烧杯中逐滴滴加的氨水,直至最终形成深蓝色的透明溶液。
②加入6mL95%的乙醇,并用玻璃棒摩擦烧杯内壁,溶液中析出深蓝色晶体。
③抽滤,洗涤,低温烘干即得产品,称重为0.0861g。
已知:溶液中存在等多步离解平衡。
回答下列问题:
(1)配制一定物质的量浓度溶液的过程中,下列仪器必须用到的是_______(填标号)。
(2)依据题给信息,和二者中,更易与形成配位键的是_______,判断依据为_______。
(3)步骤②中,加入乙醇的作用是_______;用玻璃棒摩擦烧杯内壁的目的是_______。
(4)产品的产率为_______;实验中若采用蒸发浓缩、冷却结晶的方法来获得晶体,将导致测得的产率_______(填“偏高”或“偏低”),理由是_______。
(5)为测定产品的晶体结构,通常使用的仪器是_______。
【答案】(1)③④⑥⑦
(2) ①. ②. 依据题给信息,蓝色的溶液最终变为深蓝色的透明溶液,即发生了到的转化,说明更易与形成配位键。
(3) ①. 降低硫酸四氨合铜的溶解度,有利于析出晶体 ②. 加快结晶速度(或答有助于形成晶核,促进结晶析出)
(4) ①. 70% ②. 偏低 ③. 蒸发浓缩时易使离解释放出
(5)X射线衍射仪
【解析】
【分析】向硫酸铜溶液中加入氨水,先生成蓝色沉淀氢氧化铜;继续加入氨水,沉淀溶解,得到,继续加入氨水,得到深蓝色溶液硫酸四氨合铜,加入乙醇,降低溶剂极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度,并用玻璃棒摩擦试管壁促进晶体析出。
【小问1详解】
配制一定物质的量浓度溶液,所需要的仪器有③容量瓶、④玻璃棒、⑥烧杯和⑦胶头滴管。
【小问2详解】
蓝色的溶液最终变为深蓝色的透明溶液,即发生了到的转化,说明NH3中的N原子孤对电子更易提供给(即NH3为更强配体),可形成更稳定的。
【小问3详解】
过程②加入95%乙醇的作用是降低溶剂极性,减小硫酸四氨合铜的溶解度,有利于析出晶体。用玻璃棒摩擦烧杯壁是为了提供晶核或诱导结晶,有利于析出晶体,加快结晶速度。
【小问4详解】
由,理论上可得配合物质量 ,实际所得为,则产率为:。若改用“蒸发浓缩、冷却结晶”则产率偏低,原因是加热蒸发会导致NH3逸出,配合物部分分解或损失。
【小问5详解】
X射线衍射仪的作用是依据物质独特的衍射图谱识别晶体结构。
20. 铁、铋及其化合物在生产、科研领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态的价层电子的轨道表示式为_______;与N同族,则在周期表中的位置是_______,其基态原子的核外电子有_______种运动状态。
(2)Bi的某种氧化物具有非常高的氧离子导电性能,其晶胞具有立方萤石矿型结构,其中Bi的位置如图所示,氧缺陷四分之一。则该氧化物的化学式为_______,消除氧缺陷的过程中晶体作_______(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)(以下用A表示)是一种重要的铁基化合物,在18-冠醚-6的存在下,A与强还原剂在乙醚中反应可得到配合物Q,Q也可由A和反应制得的三角形配合物M制备,转化流程如下(Me代表“”):
配合物Q、M中,中心Fe的化合价分别为_______、_______;Q的阴离子中电负性最大的元素是_______。
(4)铁酸铋是当前多铁材料研究的热点之一,其立方晶胞结构如图。晶胞中与Bi等距离且最近的O有_______个;若阿伏加德罗常数的值为,则晶胞密度_______(用含a、的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 第6周期第VA族 ③. 83
(2) ①. ②. 还原剂
(3) ①. +1 ②. +2 ③. N
(4) ①. 12 ②.
【解析】
【分析】(1)态的价层电子排布式为,以此为依据书写轨道表达式;同族元素元素周期表中的位置,可以判断Bi所在的族与N相同,根据原子序数83确定Bi所在的周期;电子的运动状态与元素的序数相同。
(2)晶胞中原子个数需要用均摊法确定Bi原子个数,再利用立方萤石矿型结构,其中Bi的位置如图所示,氧缺陷四分之一确定O原子个数;氧化还原反应中,消除氧缺陷的过程即给晶体补O,晶体作还原剂。
(3)元素的电负性大小与其非金属性一致。
(4)晶胞中的配位数指的是离研究原子最近的原子个数,密度计算需要用公式。
【小问1详解】
基态的价层电子的轨道表示式为。原子序数为83,在第6周期,与N在同族,在第VA族。原子核外电子的运动状态都不一样,故有几个电子就有几种运动状态,由83个电子就有83种运动状态。
故答案为: 第6周期第VA族 83。
【小问2详解】
根据晶胞中Bi的位置利用均摊法可确定Bi原子个数为4,其晶胞具有立方萤石矿型结构,故Bi的氧化物可表示为Bi4O8;氧缺陷四分之一可得实际的O个数为,该氧化物晶胞中Bi有4个,O有6个,化学式为。消除氧缺陷的过程需要给晶体中补氧,Bi的化合价由+3变为+4,晶体作还原剂。
故答案为: 还原剂。
【小问3详解】
A()变为Q()过程中与强还原剂反应,AQ降1价,A中Fe为+2价,Q中Fe为+1价;Q也可由A和反应制得的三角形配合物M,与Fe形成配位键,Fe化合价不变为+2价。Q的阴离子中的元素由Fe、N、Si、C、H,电负性与元素的非金属性一致,故电负性最大的是N。
故答案为:+1 +2 N。
【小问4详解】
晶胞中与Bi等距离且最近的O在Bi原子所在中心的三个侧面,每个侧面4个O原子,共12个。按照均摊法1个晶胞中由1个Fe、1个Bi和3个O,。
故答案为:12 。
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