精品解析：湖北省部分省级示范高中2024-2025学高二下学期期中化学试题

湖北省部分省级示范高中2024～2025学年下学期期中测试 高二化学试卷 试卷满分：100分 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H：1 Li：7 C：12 O：16 S：32 一、选择题：(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项符合题目要求) 1. 电影《哪吒2》爆火出圈，电影中炫酷的特效功不可没，以下说法中正确的是 A. 风火轮耐高温、耐磨损、不导热，其主体材料可能为共价晶体 B. 敖丙施展法术，使水结成冰，此过程中水分子之间的间隙减小 C. 结界兽形象设计灵感源自三星堆青铜大面具，铜原子的价层电子排布式为 D. 三昧真火为哪吒重塑肉身，高温火焰通常属于等离子体，其中只含有阴离子和阳离子 2. 化学用语是学习化学的工具，下列化学用语表示正确的是 A．乙烯空间填充模型 B．环己烷的稳定空间结构模型 C．氨气分子的VSEPR模型 D．对羟基苯甲醛分子间氢键示意图 A. A B. B C. C D. D 3. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 分子中含有键数为 B. 中键的数目为 C. 乙二胺()中杂化的原子数为 D. 中硼的价层电子对数为 4. 下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是 A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 5. 下列关于有机物的说法中，错误的是 A. 环戊烯()分子的核磁共振氢谱有3组峰 B. 丙炔的结构简式： C. 和互为同分异构体 D. 和两者互为同系物 6. 恩前列素是一种治疗十二指肠溃疡药物，分子结构如图所示。其分子中存在两个碳碳双键共用同一个碳的联烯结构，其两端的碳原子未参与杂化的轨道相互垂直。 下列说法正确的是 A. 该分子含6种官能团 B. 该物质的分子式为 C. 恩前列素中的碳原子杂化方式有三种 D. 虚线框内所有碳原子位于同一平面 7. 下列实验中，所选装置或实验设计合理的是 A. 图①装置为重结晶法提纯苯甲酸 B. 图②装置可以制取明矾晶体 C. 图③装置可以分离苯和的混合物 D. 图④装置可以分离和固体 8. 超分子有许多特殊化学性质。12-冠-4可与作用而不与、作用；18-冠-6可与作用(如下图)，但不与或作用。 下列说法错误的是 A. 18-冠-6分子中的原子与间存在离子键 B. 超分子的上述特性为“分子识别”，可利用该特性分离和 C. 18-冠-6分子中，原子和原子的杂化轨道类型均为杂化 D. 18-冠-6分子的命名与分子中碳和氧的数目有关，分子中所有原子不可能共平面 9. 下列有关物质结构、性质的实例与解释描述错误的是 选项 实例 解释 A 用蒸馏法分离提纯二氯甲烷和三氯甲烷 利用二氯甲烷和三氯甲烷沸点的差异性 B 乙酸的酸性大于丙酸 烷基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基极性越小，羧酸酸性越弱 C 干冰中每个分子周围有12个等距且最近的分子 干冰晶胞的堆积方式为分子密堆积 D 臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度 臭氧和四氯化碳均为非极性分子，符合“相似相溶”的规律 A. A B. B C. C D. D 10. 将有机物完全燃烧可生成和(标准状况下)。的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。 下列关于有机物的叙述错误的是 A. 该有机物的实验式为 B. 由以上信息可以推测X分子可能为含有酯基的芳香族化合物 C. 由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子 D. 属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 11. 砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。 下列说法错误的是 A. 砷化镓晶体的化学式为GaAs B. 图甲中，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中 C. 图甲中，若Ga-As的键长为，则晶胞边长为 D. 稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为 12. 某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，的原子序数等于、原子序数之和，为非金属性最强的元素。下列说法正确的是 A. 键角： B. 分子的极性： C. 沸点： D. 第一电离能： 13. 下列关于微粒间的作用力说法正确的是 A. 分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B. 离子键的强弱只和离子所带电荷有关 C. 晶体中有阳离子一定有阴离子 D. 石墨晶体既存在共价键又存在范德华力，属于混合型晶体 14. 邻二氮菲(白色粉末)是一种重要的配体，可与配位，得到橙红色配合物，常用于测定微量的浓度。 下列说法正确的是 A. 邻二氮菲的一氯代物有8种 B. 邻二氮菲是联吡啶()的同系物 C. 离子的配位数为3 D. 形成配合物后中部分能级之间的能量差发生了变化 15. 2021年诺贝尔化学奖授予了在不对称有机催化领域做出杰出贡献的科学家。下图展示了相关反应不对称羟醛缩合反应的机理循环图(Ph为苯基)。 下列叙述错误的是 A. L-脯氨酸是该反应的催化剂 B. 产物⑧中所有碳原子有可能位于同一平面 C. ③中N原子采用杂化 D. 若用苯乙酮()代替①，则产物应为 二、非选择题：共4小题，共55分。 16. 20世纪70年代初，我国科学家用有机溶剂A从中药中提取并用柱色谱分离得到抗疟疾有效成分青蒿素，青蒿素为无色针状晶体，通过射线衍射最终测定了青蒿素的分子结构(如图)： I．青蒿素的提取流程： （1）将黄花蒿破碎的原因是___________，操作III的分离提纯方法名称是___________。 II．有机物结构测定 （2）下列关于青蒿素的说法错误的是___________。 A. 有7个手性碳原子 B. 可发生加聚反应 C. 与反应产生气体 D. 易溶于有机溶剂，难溶于水 （3）使用现代分析仪器对有机物A的分子结构进行测定，相关结果如图所示： 用键线式表示的结构为___________，可与反应产生的同分异构体有___________种。 III．青蒿素分子结构修饰 （4）科学家将青蒿素还原转化为疗效更好的双氢青蒿素，其结构如图所示。从溶解性的角度分析双氢青蒿素疗效更好的原因___________。 17. 铍用于宇航器件的构筑。一种从绿柱石(主要含有，还含有和等杂质)中提取铍的工艺流程如图1所示： 已知“熔炼”时发生反应：。 （1）“滤渣1”的主要成分是___________。 （2）“滤渣2”的主要成分是，从溶液到水合晶体的操作为___________。 （3）氧化除杂步骤中①的离子方程式为___________，该步骤使用了，它是___________分子(填“极性分子”或“非极性分子”)。 （4）沉铍步骤用氨水而不用的原因是___________(用离子方程式表示)。 （5）BeO晶体是制备氟硼铍酸钾晶体(该晶体用于制造深紫外固体激光器)的原料之一、BeO的晶胞结构与类似，如图2所示。该晶胞中原子的位置可以用原子分数坐标表示，若原子a、b的坐标分别为(0，0，0)、，则原子的坐标为___________；沿晶胞面对角线投影，图3能正确描述投影结果的是___________(填标号)。 18. 据剑桥结构数据库(CSD)统计，截至2023年，含N配体的金属配合物超过50万种，涵盖简单氨合物到复杂的酶模拟物。 （1）、可与、形成笼形包合物，其四方晶胞结构如图1所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为，。晶胞中原子均参与形成配位键，与的配位数之比为___________，___________，吡啶()代替苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据___________(填标号)。 A．轨道 B．轨道 C．sp杂化轨道 D．杂化轨道 （2）水中的溶解度吡啶远大于苯，主要原因是①___________，②___________。 （3）①、②、③的碱性随原子的电子云密度增大而增强，其中碱性最弱的是___________。(填序号) （4）含化合物还可用于研究模拟酶，当某有机物结合或(表示化合价为+1)时，分别形成如图2所示和。微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较和B中微粒间相互作用力的差异：___________。 19. 锂离子电池是现代科技的隐形王者。它驱动手机、汽车，托起清洁能源的黎明。请回答下列问题： （1）某锂离子电池主要由Li、S、Co元素组成，Co(Ⅲ)可形成多种配合物。已知中Co(Ⅲ)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加溶液，无明显现象，则该配合物可表示为___________，该配合物中键角___________键角(填“>”“=”或“<”)。 （2）中国科学家首次成功制得大面积单晶层状石墨炔(如图1)，可与石墨共同作为锂离子电池的负极材料。石墨炔中碳原子杂化方式为___________，石墨炔具有良好的导电性，可用作高性能导电材料，原因是___________。 （3）磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体，其晶胞结构如图2甲所示。该负极材料的化学式为___________。放电时从石墨层脱嵌移向正极，负极电极反应为___________。(反应物和生成物的化学式写最简整数比)。在甲晶胞中，石墨层中最近的两个碳原子间的距离是，石墨层与层间的距离是，则负极材料的密度为___________(列出计算式即可，用表示阿伏加德罗常数的值)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖北省部分省级示范高中2024～2025学年下学期期中测试 高二化学试卷 试卷满分：100分 注意事项： 1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。 2.选择题的作答：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。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。 可能用到的相对原子质量：H：1 Li：7 C：12 O：16 S：32 一、选择题：(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项符合题目要求) 1. 电影《哪吒2》爆火出圈，电影中炫酷的特效功不可没，以下说法中正确的是 A. 风火轮耐高温、耐磨损、不导热，其主体材料可能为共价晶体 B. 敖丙施展法术，使水结成冰，此过程中水分子之间的间隙减小 C. 结界兽形象设计灵感源自三星堆青铜大面具，铜原子的价层电子排布式为 D. 三昧真火为哪吒重塑肉身，高温火焰通常属于等离子体，其中只含有阴离子和阳离子 【答案】A 【解析】 【详解】A．共价晶体如二氧化硅具有耐高温、耐磨损的特性，且导热性较差，因此风火轮的材料可能为共价晶体，A正确； B．冰分子中所有水分子以氢键互相联结成晶体，在冰的结构中每个水分子都位于四面体中心，它与周围的四个水分子分别以氢键相结合，这样的结构并不是紧密的，使水分子之间的间隙增大，从而导致水结冰时水分子之间的间隙增大，B错误； C．铜的基态原子价层电子排布式为，而非，C错误； D．等离子体包含电子、离子及中性粒子，D错误； 故答案选A。 2. 化学用语是学习化学的工具，下列化学用语表示正确的是 A．乙烯空间填充模型 B．环己烷的稳定空间结构模型 C．氨气分子的VSEPR模型 D．对羟基苯甲醛分子间氢键示意图 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．A为乙烯的球棍模型，A错误； B．环己烷中6个碳原子均采取杂化，6个碳原子通过单键呈锯齿状连接成环，每个碳原子还有2个键，B正确； C．氨气分子中心氮原子价层电子对，氮原子采取杂化，氨气分子的VSEPR模型为四面体，图为氨气分子的空间结构，C错误； D．氢键是由氢原子与电负性大的原子（如F、O、N）以共价键结合后，与另一个电负性大、半径小的原子（如F、O、N）之间形成的X—H…Y 形式的相互作用，对羟基苯甲醛分子间氢键应是一个分子中羟基的氢原子（带部分正电荷）与另一个分子中醛基的氧原子（带孤电子对）相互作用形成的，D错误； 故答案选B。 3. 设为阿伏加德罗常数的值，下列说法中正确的是 A. 分子中含有的键数为 B. 中键的数目为 C. 乙二胺()中杂化的原子数为 D. 中硼的价层电子对数为 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子为环状结构，每个分子含8个键，的物质的量为0.125mol，故键数为，A错误； B．中，每个含3个键，两个共6个，与形成2个配位σ键，含1个键，总键数为，B错误； C．乙二胺中两个N原子和两个C原子均采用杂化，故1mol乙二胺中杂化原子数为，C错误； D．中B的价层电子对数为，中价层电子对数为，D正确； 故答案选D。 4. 下列各组物质中，都是由极性键构成的极性分子的是 A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 【答案】A 【解析】 【详解】A．PCl3磷原子位于中心，三个Cl原子形成三角锥形结构（孤对电子导致不对称），含有极性键且分子极性未被抵消；NCl3氮原子位于中心，三个Cl原子和一个孤对电子形成三角锥形（类似NH₃），含有极性键且分子极性未被抵消，A符合题意； B．BeCl2直线型结构（对称），含有极性键但偶极矩相互抵消，为非极性分子； HCl双原子分子（结构不对称），含有极性键且为极性分子，B不符合题意； C．NH3为三角锥形结构（孤对电子导致不对称），含有极性键且为极性分子；BH3为平面三角形结构（对称），含有极性键但偶极矩相互抵消，为非极性分子，C不符合题意； D．CO2为直线型结构（对称），含有极性键但偶极矩相互抵消，为非极性分子；SO2为V形结构（不对称），含有极性键且为极性分子 ，D不符合题意； 故选A。 5. 下列关于有机物的说法中，错误的是 A. 环戊烯()分子的核磁共振氢谱有3组峰 B. 丙炔的结构简式： C. 和互为同分异构体 D. 和两者互为同系物 【答案】C 【解析】 【详解】A．为对称结构，根据结构简式可知，有3种等效氢原子，在核磁共振氢谱中有3组吸收峰，A正确； B．丙炔中含有碳碳三键，则结构简式为，B正确； C．甲烷为正四面体结构，则二氯甲烷为四面体结构，因此和为同一物质，C错误； D．同系物是指结构相似，在组成上相差一个或若干个CH2原子团的化合物，和均为烷烃，结构相似，且组成上相差2个CH2原子团，因此两者互为同系物，D正确； 答案选C。 6. 恩前列素是一种治疗十二指肠溃疡的药物，分子结构如图所示。其分子中存在两个碳碳双键共用同一个碳的联烯结构，其两端的碳原子未参与杂化的轨道相互垂直。 下列说法正确的是 A. 该分子含6种官能团 B. 该物质的分子式为 C. 恩前列素中的碳原子杂化方式有三种 D. 虚线框内所有碳原子位于同一平面 【答案】C 【解析】 【详解】A．该分子包含羰基、碳碳双键、酯基、醚键、羟基五种官能团，A错误； B．该分子的分子式为：，B错误； C．饱和碳原子为杂化、苯环和仅有一个碳碳双键的碳原子为杂化、碳原子两侧有两个碳碳双键，此碳原子为杂化，共有三种杂化方式，C正确； D．虚线框内中间的碳原子两边的双键相互垂直，所以里面的碳原子并非所有共面，D错误； 故答案选：C。 7. 下列实验中，所选装置或实验设计合理的是 A. 图①装置为重结晶法提纯苯甲酸 B. 图②装置可以制取明矾晶体 C. 图③装置可以分离苯和的混合物 D. 图④装置可以分离和固体 【答案】B 【解析】 【详解】A．重结晶法提纯苯甲酸应在烧杯中加热溶解，A错误； B．在饱和明矾溶液中，明矾晶体会慢慢变大，图②装置可以制取明矾晶体，B正确； C．分离苯和四氯化碳需要用到蒸馏烧瓶，需控制温度，而不是圆底烧瓶，C错误； D．碘升华后蒸气遇冷凝华，氯化铵固体加热分解生成氨气和氯化氢，氨气和氯化氢又重新结合生成氯化铵，与碘单质再次混合，D错误。 故答案选B。 8. 超分子有许多特殊的化学性质。12-冠-4可与作用而不与、作用；18-冠-6可与作用(如下图)，但不与或作用。 下列说法错误的是 A. 18-冠-6分子中的原子与间存在离子键 B. 超分子的上述特性为“分子识别”，可利用该特性分离和 C. 18-冠-6分子中，原子和原子的杂化轨道类型均为杂化 D. 18-冠-6分子的命名与分子中碳和氧的数目有关，分子中所有原子不可能共平面 【答案】A 【解析】 【详解】A．18﹣冠﹣6分子中O原子与K+间通过配位键形成超分子，属于超分子特性分子识别，不存在离子键，A错误； B．18﹣冠﹣6与钾离子作用，不与锂离子或钠离子作用，这反映了超分子的“分子识别”的特征，超分子的上述特性为“分子识别”，可利用该特性可以分离和，B正确； C．18﹣冠﹣6中，C和O的价层电子对数均为4，杂化轨道类型均为sp3杂化，C正确； D．18﹣冠﹣6分子中，碳原子和氧原子的杂化轨道类型均为sp3杂化，所有原子不可能共平面，故D正确； 故答案选A。 9. 下列有关物质结构、性质的实例与解释描述错误的是 选项 实例 解释 A 用蒸馏法分离提纯二氯甲烷和三氯甲烷 利用二氯甲烷和三氯甲烷沸点的差异性 B 乙酸的酸性大于丙酸 烷基越长，推电子效应越大，使羧基中的羟基极性越小，羧酸酸性越弱 C 干冰中每个分子周围有12个等距且最近的分子 干冰晶胞的堆积方式为分子密堆积 D 臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度 臭氧和四氯化碳均为非极性分子，符合“相似相溶”的规律 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．蒸馏法利用沸点差异分离物质，二氯甲烷和三氯甲烷沸点差异明显，可用蒸馏法分离，A正确； B．乙酸的酸性强于丙酸，因乙基的推电子效应比甲基强，导致丙酸羧基极性更弱，酸性更弱，B正确； C．干冰为面心立方密堆积，每个分子周围有12个等距且最近的分子，符合分子密堆积特征，C正确； D．臭氧（V形结构）是弱极性分子，四氯化碳是非极性分子，水是极性分子，D错误； 故答案选D。 10. 将有机物完全燃烧可生成和(标准状况下)。质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、乙、丙所示，其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。 下列关于有机物的叙述错误的是 A. 该有机物的实验式为 B. 由以上信息可以推测X分子可能为含有酯基的芳香族化合物 C. 由核磁共振氢谱可知，该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子 D. 属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有3种 【答案】D 【解析】 【分析】利用李比希燃烧法计算，有机物完全燃烧可生成（物质的量为0.2mol）和(标准状况下)（物质的量0.4mol），有机物X中含O，，实验式为，实验式的相对分子质量为68，根据的质谱图可知，的相对分子质量为136，，化学式为；根据红外光谱图、核磁共振氢谱图、及信息（只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基），确定X结构简式为。 【详解】A．根据上述分析可知，该有机物的实验式为，A正确； B．根据上述分析可知，结构中含有苯环、酯基，属于含有酯基的芳香族化合物，B正确； C．核磁共振氢谱图中含有4个吸收峰，则该有机物分子中有4种不同化学环境的氢原子，C正确； D．属于芳香族化合物的同分异构体中，含有羧基的有机物有 、 、 、 ，4种，D错误； 故选D。 11. 砷化镓的晶胞结构如图甲所示。将Mn掺杂到晶体中得到稀磁性半导体材料，其晶胞结构如图乙所示。 下列说法错误的是 A. 砷化镓晶体的化学式为GaAs B. 图甲中，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中 C. 图甲中，若Ga-As的键长为，则晶胞边长为 D. 稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为 【答案】C 【解析】 【详解】A．晶胞中As的个数为4： Ga的个数为，故A正确； B．由图甲可知，距As原子最近的4个Ga原子构成的正四面体，As原子位于Ga原子构成的正四面体空隙中，故B正确； C．由砷化镓晶胞结构可知，假设晶胞边长为cpm，Ga和As的最近距离为晶胞体对角线长度cpm的，Ga和As的最近距离是则晶胞边长为，故C错误； D．由图乙可知，掺杂Mn之后，晶胞中Mn的数目为11，As的数目为4，故稀磁性半导体材料中，Mn、As的原子个数比为：4＝5：32，故D正确； 故答案选C。 12. 某种离子液体的结构如图所示，X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，的原子序数等于、原子序数之和，为非金属性最强的元素。下列说法正确的是 A. 键角： B. 分子的极性： C. 沸点： D. 第一电离能： 【答案】B 【解析】 【分析】X、Y、Z、M、Q为原子序数依次增大的短周期元素，Q为非金属性最强的元素，则Q为F，根据该离子液体的结构知X、Q有一个价键，Z有四个价键，M有三个价键，Y得到一个电子形成四个价键，Z的原子序数等于X、Y原子序数之和，则X为H，Y为B，Z为C，M为N。可以推测出X、Y、Z、M、Q分别为H、B、C、N、F，据此分析； 【详解】A．MX3为NH3，ZX4为CH4，NH3中心原子价层电子对数，采用sp3杂化，有一对孤电子对，CH4中心原子价层电子对数，采用sp3杂化，无孤电子对，孤电子对越多键角越小，故键角NH3<CH4，A错误； B．根据价层电子互斥理论，YQ3为BF3，空间构型为平面三角形，为非极性分子，MQ3即NF3的空间构型为三角锥形，为极性分子，故分子极性BF3<NF3，B正确； C．XQ为HF，MX3为NH3，均可以形成分子间氢键，F的电负性更大，形成的氢键更强，故沸点为：HF＞NH3，C错误； D．H第一电离能介于C和N之间，故N的第一电离能大于H的第一电离能，D错误； 故选B。 13. 下列关于微粒间的作用力说法正确的是 A. 分子晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 B. 离子键的强弱只和离子所带电荷有关 C. 在晶体中有阳离子一定有阴离子 D. 石墨晶体既存在共价键又存在范德华力，属于混合型晶体 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子晶体的稳定性由分子内共价键决定，分子间作用力影响熔沸点，A错误； B．离子键强弱与离子电荷和离子半径均有关，B错误； C．金属晶体含阳离子和自由电子，无阴离子，C错误； D．石墨层内为共价键，层间为范德华力，属于混合型晶体，D正确； 故答案选D。 14. 邻二氮菲(白色粉末)是一种重要的配体，可与配位，得到橙红色配合物，常用于测定微量的浓度。 下列说法正确的是 A. 邻二氮菲的一氯代物有8种 B. 邻二氮菲是联吡啶()的同系物 C. 离子的配位数为3 D. 形成配合物后中部分能级之间的能量差发生了变化 【答案】D 【解析】 【详解】A．邻二氮菲结构对称，有4种氢原子，其一氯代物有4种，A错误； B．邻二氮菲和联吡啶的分子式不是相差n个CH2，所以二者不是同系物，B错误； C．根据配离子结构，离子的配位数为6，C错误； D．Fe2+在自由离子状态下，d轨道能量相同，当与邻二氮菲形成配位键时，d轨道能量发生改变，从而改变能级间的能量差，D正确； 故选D。 15. 2021年诺贝尔化学奖授予了在不对称有机催化领域做出杰出贡献的科学家。下图展示了相关反应不对称羟醛缩合反应的机理循环图(Ph为苯基)。 下列叙述错误的是 A. L-脯氨酸是该反应的催化剂 B. 产物⑧中所有碳原子有可能位于同一平面 C. ③中N原子采用杂化 D. 若用苯乙酮()代替①，则产物应为 【答案】C 【解析】 【分析】不对称羟醛缩合反应的机理循环图中，L-脯氨酸为催化剂；①、⑤为反应物，⑧为反应产物，其余部分为中间体； 【详解】A．从催化循环机理图可知，L-脯氨酸参与了反应后又重新生成，为该反应的催化剂，A正确； B．产物⑧中含有苯环，苯环为平面型，与苯环相连的碳原子通过单键与其他碳原子相连，所有碳原子有可能位于同一平面，B正确； C．③中原子形成三个键，失去1个电子，无孤电子对，采用杂化，C错误； D．苯乙酮()代替①，苯乙酮和⑤反应，产物为，D正确； 故选C。 二、非选择题：共4小题，共55分。 16. 20世纪70年代初，我国科学家用有机溶剂A从中药中提取并用柱色谱分离得到抗疟疾有效成分青蒿素，青蒿素为无色针状晶体，通过射线衍射最终测定了青蒿素的分子结构(如图)： I．青蒿素的提取流程： （1）将黄花蒿破碎的原因是___________，操作III的分离提纯方法名称是___________。 II．有机物结构测定 （2）下列关于青蒿素的说法错误的是___________。 A 有7个手性碳原子 B. 可发生加聚反应 C. 与反应产生气体 D. 易溶于有机溶剂，难溶于水 （3）使用现代分析仪器对有机物A的分子结构进行测定，相关结果如图所示： 用键线式表示的结构为___________，可与反应产生的同分异构体有___________种。 III．青蒿素分子结构修饰 （4）科学家将青蒿素还原转化为疗效更好的双氢青蒿素，其结构如图所示。从溶解性的角度分析双氢青蒿素疗效更好的原因___________。 【答案】（1） ①. 增大与萃取剂的接触面积，提高萃取效率 ②. 重结晶 （2）BC （3） ①. ②. 4 （4）双氢青蒿素引入了羟基，能与水分子形成分子间氢键，水溶性更好 【解析】 【分析】I．提取青蒿素：对黄花蒿进行干燥破碎，可以增大黄花蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素的浸取率，用乙醚对青蒿素进行浸取后，过滤，可得滤液和滤渣，浸出液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品和乙醚，对粗品加95%的乙醇，重结晶、过滤可得精品。 【小问1详解】 根据分析，将黄花蒿破碎可增大其与萃取剂的接触面积，提高萃取效率；操作III的分离提纯方法名称是重结晶； 【小问2详解】 A．根据结构式可知，青蒿素分子中含有7个手性碳原子，故A正确； B．根据青蒿素结构简式可知，不存在碳碳双键或三键，不能发生加聚反应，故B错误； C．根据青蒿素结构简式可知，不存在羧基，不能与反应产生气体，故C错误； D．青蒿素分子中含有的官能团是酯基和醚键，不含亲水基羟基与羧基，因此青蒿素易溶于有机溶剂，不易溶于水，故D正确； 故答案为BC。 【小问3详解】 从质谱图看，该物质的最大质荷比为74，则相对分子质量为74，从红外光谱看，该物质中存在C-O和C-H，同时相对分子质量为74，则该物质化学式为C4H10O，从核磁共振氢谱看，物质中氢谱峰面积为2∶3，则存在两种氢，所以A的结构简式为CH3CH2OCH2CH3，键线式为；A的同分异构体，分子中没有不饱和度且能与Na产生H2，则该物质为C4H9OH醇类，根据碳链异构和位置异构可知，、，则C4H9-OH有4种同分异构体； 【小问4详解】 对比青蒿素与双氢青蒿素，双氢青蒿素引入了羟基，能与水分子形成分子间氢键，因此水溶性更好。 17. 铍用于宇航器件构筑。一种从绿柱石(主要含有，还含有和等杂质)中提取铍的工艺流程如图1所示： 已知“熔炼”时发生反应：。 （1）“滤渣1”的主要成分是___________。 （2）“滤渣2”的主要成分是，从溶液到水合晶体的操作为___________。 （3）氧化除杂步骤中①的离子方程式为___________，该步骤使用了，它是___________分子(填“极性分子”或“非极性分子”)。 （4）沉铍步骤用氨水而不用的原因是___________(用离子方程式表示)。 （5）BeO晶体是制备氟硼铍酸钾晶体(该晶体用于制造深紫外固体激光器)的原料之一、BeO的晶胞结构与类似，如图2所示。该晶胞中原子的位置可以用原子分数坐标表示，若原子a、b的坐标分别为(0，0，0)、，则原子的坐标为___________；沿晶胞面对角线投影，图3能正确描述投影结果的是___________(填标号)。 【答案】（1）、 （2）蒸发浓缩、冷却结晶 （3） ①. ②. 极性分子 （4） （5） ①. ②. B 【解析】 【分析】绿柱石(主要含有，还含有和等杂质)与CaO混合在高温下熔炼，发生反应：，再用硫酸酸浸生成硫酸铝、硫酸铁、硫酸亚铁、硫酸铍，滤渣1中除了SiO2外还含有CaSO4，向滤液滴加硫酸铵生成滤渣2为，过滤后向滤液中加入H2O2溶液，将Fe2+氧化为Fe3+，用氨水调pH使Fe3+转化为氢氧化铁，过滤后滴加氨水生成氢氧化铍，煅烧氢氧化铍生成氧化铍，最终得到铍，据此解答。 【小问1详解】 由分析可知，滤渣1中除SiO2，还含有CaSO4； 【小问2详解】 “滤渣2”的主要成分是，从溶液到水合晶体的操作为蒸发浓缩、冷却结晶； 【小问3详解】 根据分析，步骤中①将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为，该步骤使用了，它是极性分子； 【小问4详解】 根据对角线规则，铍和铝的化学性质相似，“沉铍”时，若选用氢氧化钠溶液可能造成的影响是氢氧化铍能溶于过量的氢氧化钠溶液生成，离子方程式为； 【小问5详解】 将整个晶胞切成8个等大小正方体，若原子a、b的坐标分别为(0，0，0)、，则原子位于前排左下角的中心，所以坐标为；沿晶胞面对角线投影，假设以上面过b进行投影，其中2个氧原子会重合，所以图3能正确描述投影结果的是图B。 18. 据剑桥结构数据库(CSD)统计，截至2023年，含N配体的金属配合物超过50万种，涵盖简单氨合物到复杂的酶模拟物。 （1）、可与、形成笼形包合物，其四方晶胞结构如图1所示(H原子未画出)，每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为，。晶胞中原子均参与形成配位键，与的配位数之比为___________，___________，吡啶()代替苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据___________(填标号)。 A．轨道 B．轨道 C．sp杂化轨道 D．杂化轨道 （2）水中的溶解度吡啶远大于苯，主要原因是①___________，②___________。 （3）①、②、③的碱性随原子的电子云密度增大而增强，其中碱性最弱的是___________。(填序号) （4）含化合物还可用于研究模拟酶，当某有机物结合或(表示化合价为+1)时，分别形成如图2所示和。微粒间的相互作用包括化学键和分子间相互作用，比较和B中微粒间相互作用力的差异：___________。 【答案】（1） ①. ②. 2：1：1 ③. D （2） ①. 吡啶能与分子形成分子间氢键 ②. 吡啶和均为极性分子，而苯为非极性分子，符合相似相溶的原理 （3）③ （4）A中存在分子间氢键，B中存在配位键 【解析】 【小问1详解】 由题干晶胞示意图可得，Ni2+周围连接四个原子团，形成的配位键数目为4，空间结构为正方形，VESPR模型为平面四边形，采用dsp2杂化；如图，Zn2+周围形成的配位键数目为6，VESPR模型为正八面体，采用sp3d2杂化，所以Ni2+与Zn2+的配位数之比为4:6=2:3；含有CN-（小黑球N+小白球C）为：，含有NH3（棱上小黑球）个数为：，晶胞中苯环在四个侧面且每个苯环只有一半属于该晶胞，所以苯环个数为：，则该晶胞的化学式为：，即x:y:z=4:2:2=2:1:1；吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键，则说明吡啶中N原子也是采用sp2杂化，杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对，则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道，故选D； 【小问2详解】 已知苯分子为非极性分子，H2O分子为极性分子，且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键，从而导致在水中的溶解度，吡啶远大于苯，故原因为：吡啶能与分子形成分子间氢键；吡啶和H2O均为极性分子相似相溶，而苯为非极性分子，符合相似相溶的原理； 【小问3详解】 已知-CH3为推电子基团，-Cl是吸电子基团，则N原子电子云密度大小顺序为：＞  ＞   ，题干信息显示：碱性随N原子电子云密度的增大而增强，则碱性最弱的为：   ，故选③； 【小问4详解】 由图2知，A中存在共价键和分子间氢键，B中存在共价键和配位键，故差异为A中存在分子间氢键，B中存在配位键。 19. 锂离子电池是现代科技的隐形王者。它驱动手机、汽车，托起清洁能源的黎明。请回答下列问题： （1）某锂离子电池主要由Li、S、Co元素组成，Co(Ⅲ)可形成多种配合物。已知中Co(Ⅲ)的配位数为6，向该配合物的溶液中滴加溶液，无明显现象，则该配合物可表示为___________，该配合物中键角___________键角(填“>”“=”或“<”)。 （2）中国科学家首次成功制得大面积单晶层状石墨炔(如图1)，可与石墨共同作为锂离子电池的负极材料。石墨炔中碳原子杂化方式为___________，石墨炔具有良好的导电性，可用作高性能导电材料，原因是___________。 （3）磷酸铁锂电池的负极材料为Li原子嵌入两层石墨层中间形成的晶体，其晶胞结构如图2甲所示。该负极材料的化学式为___________。放电时从石墨层脱嵌移向正极，负极电极反应为___________。(反应物和生成物的化学式写最简整数比)。在甲晶胞中，石墨层中最近的两个碳原子间的距离是，石墨层与层间的距离是，则负极材料的密度为___________(列出计算式即可，用表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】（1） ①. ②. > （2） ①. 、 ②. 石墨炔中存在大键，电子可以做定向移动 （3） ①. ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 向该配合物的溶液中滴加溶液，无明显现象说明、是配体，没有发生电离，应该位于内界，位于外界，则该配合物可表示为：。该配合物中，N原子无孤电子对，而氨气的氮原子存在一对孤对电子，所以键角键角； 【小问2详解】 石墨炔中苯环上的碳原子采用杂化，碳碳三键上的碳原子采用杂化；石墨炔具有良好的导电性，可用作高性能导电材料，原因是石墨炔中存在大键，电子可以做定向移动； 【小问3详解】 根据均摊法：一个晶胞中的碳：C=2+8×=6，而Li+处于立方体的8个顶点，所以一个晶胞中的Li+数为=1，故化学式为：；同理分析，乙化学式为；放电时，负极失去电子发生氧化反应生成和锂离子，反应式为；甲底面为底角为60°的等边平行四边形，在甲晶胞中，石墨层中最近的两个碳原子间的距离是apm，则晶胞底面边长为3apm，则底面积为，石墨层与层间的距离是bpm，则负极材料的密度为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$