内容正文:
大庆铁人中学2024级高二年级上学期期末考试
化学
2026.01
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,如有条形码,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号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。
4.保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Cr-52 Cu-64
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 下列属于极性分子的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCl是由极性键形成的双原子分子,正负电荷中心不重合,属于极性分子,A符合题意;
B.N2是非极性键形成的单质分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子,B不符合题意;
C.He是单原子分子,正负电荷中心重合,属于非极性分子,C不符合题意;
D.CH4是由极性键形成的正四面体结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,D不符合题意;
答案选A。
2. 下列分子或离子的VSEPR模型与其空间结构不一致的是
A. B. CO C. O3 D. N
【答案】C
【解析】
【详解】A.的中心N原子价层电子对数为4,孤电子对数为0,VSEPR模型和空间结构均为正四面体形,二者一致,A不符合题意;
B.的中心C原子价层电子对数为3,孤电子对数为0,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,二者一致,B不符合题意;
C.的中心O原子价层电子对数为3(含2个σ键和1个孤电子对),VSEPR模型为平面三角形,但空间结构因孤电子对存在而为V形,二者不一致,C符合题意;
D.的中心N原子价层电子对数为2,孤电子对数为0,VSEPR模型和空间结构均为直线形,二者一致,D不符合题意;
故选C。
3. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 氮气可以用作食品保护气与氮氮三键的键能有关
B. 可用红外光谱仪鉴别真宝石和玻璃仿造的假宝石
C. LED灯发光与原子核外电子跃迁释放能量有关
D. 人体细胞和细胞器的双分子膜体现了超分子的自组装特性
【答案】B
【解析】
【详解】A.氮气用作食品保护气是因为氮氮三键的键能高(946 kJ/mol),使其化学性质稳定,不易与其他物质反应,A正确;
B.红外光谱仪主要用于检测分子中的官能团和化学键类型,无法有效区分晶体(如宝石)和非晶体(如玻璃),鉴别真伪宝石通常需用X射线衍射仪等基于晶体结构差异的方法,B错误;
C.LED灯发光是半导体材料中电子从高能级跃迁到低能级时释放光能的过程,属于原子核外电子跃迁,C正确;
D.人体细胞和细胞器的双分子膜(如磷脂双分子层)由两亲性分子通过非共价作用自组装形成,体现了超分子的自组装特性,D正确;
故选B。
4. 下列化学用语表示或说法正确的是
A. 用电子云轮廓图表示H-Cl的s-pσ键的形成:
B. 用电子式表示CaCl2的形成过程:
C. 基态原子轨道表示式:违背了泡利原理
D. Ga的基态原子简化电子排布式:[Ar]4s24p1
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子中,的轨道与的轨道沿键轴方向重叠形成s-p σ键。图中用电子云轮廓图展示了的电子云和的电子云的重叠过程,A正确;
B.是离子化合物,其形成过程的电子式应为:,B错误;
C.该轨道表示式中,轨道的3个电子应单独分占且自旋平行,违背了洪特规则,C错误;
D.的原子序数为31,其简化电子排布式应为:,D错误;
故答案选A。
5. 类比是学习化学的重要方法。下列类比正确的是
A. 由单质熔点,类比推理:熔点
B. 由是非极性分子,类比推理:是非极性分子
C. 由空间结构为平面三角形,类比推理:空间结构为平面三角形
D. 由酸性,类比推理:酸性
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯气、溴、碘都是组成相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,所以单质熔点依次增大,而锂、钠、钾是价电子数相同的金属晶体,离子半径依次增大,金属键依次减弱,单质熔点依次减小,故A错误;
B.四氯化硅分子中硅原子的价层电子对数为4+=4,孤对电子对数为0,分子的空间构型是结构对称的正四面体形,属于非极性分子,而四氟化硫分子中硫原子的价层电子对数为4+=5,孤对电子对数为1,分子的空间构型是结构不对称的变形四面体形,属于极性分子,故B错误;
C.三氟化硼分子中硼原子的价层电子对数为3+=3,孤对电子对数为0,分子的空间结构为平面三角形,而三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为3+=4,孤对电子对数为1,分子的空间结构为三角锥形,故C错误;
D.氟原子、氯原子、溴原子都是吸电子基,氟元素的电负性大于氯元素,氟原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于氯原子,使得三氟乙酸的酸性强于三氯乙酸,同理,氯元素的电负性大于溴元素,氯原子会使羧基中羟基的极性增大程度大于溴原子,使得氯乙酸的酸性强于溴乙酸,故D正确;
故选D。
6. 下列有关物质结构与性质说法错误的是
A. “电子气理论”用于描述金属键本质,可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性
B. 二氧化碳晶胞中CO2分子的排列有4种不同的取向
C. 由于臭氧的极性微弱,它在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度
D. 液晶具有液体的流动性,不能表现出类似晶体的各向异性
【答案】D
【解析】
【详解】A.电子气理论"正确描述了金属键的本质,即金属阳离子与自由电子的相互作用,这一理论能够合理解释金属晶体的延展性、导电性和导热性,A正确;
B.二氧化碳晶体(干冰)为面心立方晶胞,每个晶胞含4个CO2分子,分子取向沿晶胞体对角线方向,共有4种不同的空间取向(如[111]、[1-1-1]、[-11-1]、[-1-11]),这是晶体结构的标准特征,B正确;
C.臭氧分子极性微弱,水为极性溶剂而CCl4为非极性溶剂,根据相似相溶原理,臭氧在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度,C正确;
D.液晶是介于液态和晶态之间的物质状态,具有液体的流动性,同时能表现出类似晶体的各向异性(如光学各向异性),D错误;
故选D。
7. 下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示)。
元素
电离能//kJ·mol-1
……
R
740
1500
7700
10500
……
关于元素R的下列推断中,错误的是
A. R元素位于元素周期表中第ⅡA族
B. R元素基态原子的电子排布式为
C. R元素的最高正化合价为价
D. R元素的第一电离能高于同周期相邻元素的
【答案】B
【解析】
【分析】从表中原子的第一至第四电离能可以看出,元素的第一、第二电离能都较小,第三电离能剧增,可失去2个电子,最高化合价为+2价,即最外层应有2个电子,应为第IIA族元素,R元素可能是Mg或Be,回答下列问题;
【详解】A.根据分析可知:R元素最外层应有2个电子,所以R元素位于元素周期表中第ⅡA族,A正确;
B.根据分析可知:R元素可能是Mg或Be,电子排布式为或,B错误;
C.根据分析可知:R元素最外层应有2个电子,所以R的最高正价为+2价,C正确;
D.根据分析可知:R元素同周期第ⅡA族核外电子排布式为,其能级处于全充满状态,能量低,稳定,第一电离能大于同周期相邻元素,所以R元素第一电离能大于同周期相邻元素,D正确;
故答案选B。
8. 物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异
主要原因
A
沸点:
电离能:
B
酸性:
电负性:
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:
D
熔点:
离子电荷:
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.H2O沸点高于H2S的主要原因是H2O分子间存在氢键、H2S分子间不存在氢键,而非O的电离能大于S,电离能与沸点无直接关联,A错误;
B.HClO酸性强于HBrO是因为Cl的电负性大于Br,导致O-H键极性更强,更易解离H+,B正确;
C.金刚石硬度大于晶体硅是因为C原子半径小于Si,C-C键键能更大,共价结构更稳定,C正确;
D.MgO和NaF均属于离子晶体,Mg2+和Na+半径差异不大、O2−和F−半径差异不大,Mg2+和O2−各带电2个单位电荷,Na+和F−各带电1个单位电荷,则离子电荷是影响晶格能的决定性因素,使得MgO的离子键强度更大,晶格能更高,熔点更高,D正确;
故选A。
9. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列解释与实例不符的是
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
王水能溶解金、铂等金属
浓盐酸增强了浓硝酸的酸性
C
CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位
Cs+比Na+的半径大
D
逐个断开CH4中的C-H键,每步所需能量不同
各步中的C-H键所处化学环境不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子光谱呈现不连续的线状谱线,是因为原子能级是量子化的(即分立的)。电子在不同能级间跃迁时吸收或发射特定波长的光,形成线状光谱,A正确;
B.王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物,其中浓硝酸是强氧化剂,能氧化金、铂等不活泼金属,浓盐酸提供的能与金属离子形成稳定的配离子,促进了溶解。其溶解金属是浓硝酸的强氧化性与浓盐酸的强配位性共同作用的结果,B错误;
C.离子晶体的配位数取决于阴、阳离子半径的相对大小,离子半径比越大,能吸引更多的异性离子,即配位数更大,周围最多能排布8个,周围最多能排布6个,说明比半径大,C正确;
D.逐个断开中的C-H键,依次生成、、和C,各步的化学环境不同,导致各步的解离能不同,D正确;
故选B。
10. 如图有机物是手性分子,手性分子往往具有一定的光学活性。下列关于该有机物的说法正确的是
A. 该分子中含有1个手性碳原子
B. 该分子中有6个碳原子采用sp3杂化
C. 该分子中碳原子的杂化类型有3种
D. 该有机物与乙酸发生酯化反应的有机产物也是手性分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据手性碳的定义可知,结构中(带星号)为手性碳,则结构中含有1个手性碳原子,A正确;
B.该分子中环上有5个饱和碳原子,分别为1个甲基,3个亚甲基以及1个CH,故采用杂化的碳原子共有5个,B错误;
C.该分子中饱和碳原子为sp3杂化,双键碳为sp2杂化,一共2种,C错误;
D.该有机物与乙酸发生酯化反应,手性碳原子所连接的有两个相同的基团,产物分子中不再有手性碳原子,故有机产物不是手性分子,D错误;
故选A。
11. 一种高聚物被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子,下列说法正确的是
A. X、Z的第一电离能: B. X、Y的简单氢化物的键角:
C. 最高价含氧酸的酸性: D. X、Y、Z均能形成多种氧化物
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y价电子数相等,X、Y属于同一主族,且X形成5个键,Y形成3个键,基态Y的轨道半充满,则X为P元素,Y为N元素,X、Z电子层数相同, Z的最外层只有1个未成对电子,Z形成1个键,Z为Cl元素,以此分析。
【详解】A.第一电离能同周期从左到右有增大趋势,第一电离能:Cl>P,A错误;
B.X、Y的简单氢化物分别为:PH3和NH3,二者中心原子杂化方式相同,孤电子对数相同,电负性:N>P,共用电子对距N近,成键电子对斥力N-H大于P-H,键角:NH3>PH3,B错误;
C.元素的非金属性越强,其最高价含氧酸酸性越强,非金属性:Cl>N>P,酸性:HClO4>HNO3>H3PO4,C错误;
D.P、N、Cl均能形成多种氧化物,D正确;
答案选D。
12. 常温下,向0.100mol/L二元酸H2X溶液中滴加某浓度的NaOH溶液,溶液中的物质的量分数()随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 该滴定过程可以选择甲基橙作指示剂
B. NaHX溶液中,c(HX-)>c(H2X)>c(X2−)
C. b点所表示的溶液中:c(Na+)<2c(X2−)+c(HX-)
D. a、b、c三个交点处,溶液中水的电离程度:a>b>c
【答案】C
【解析】
【分析】由图中 a 点(pH=4.35,)可得:;由 c 点(pH=7.35,)可得:。
【详解】A.滴定终点时溶液主要为 , 水解使溶液呈碱性,应选用酚酞(变色范围8.2-10.0)作指示剂,而甲基橙的变色范围为3.1-4.4,在酸性区间,不适合,A错误;
B. 溶液中, 同时存在电离和水解,水解常数:,电离常数:,因为 ,所以 的电离程度大于水解程度,故 ,因此溶液中浓度关系为:,B错误;
C.b点溶液中存在电荷守恒:,由图可知,b点pH小于7,溶液呈酸性,,代入上式得:,C正确;
D.a点溶质主要为 和 , 的电离抑制水的电离;b点溶质主要为 ;c点溶质主要为 和,溶液酸性越强或碱性越强,水的电离被抑制的程度越大。a、b、c三点的pH分别为4.35、约5.85、7.35,溶液酸性依次减弱至弱碱性,pH逐渐接近7,因此水的电离程度逐渐增大,顺序为c > b > a,D错误;
故答案选C。
13. 常温下,用溶液分别滴定溶液、溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示,图中为或。下列说法正确的是
A. 表示的沉淀溶解平衡曲线
B. 常温下,a点是的饱和溶液
C. 常温下,
D. 常温下,的平衡常数为
【答案】D
【解析】
【分析】温度不变时,溶度积为常数,Ksp(AgSCN)= c(SCN-)∙c(Ag+),c(Ag+)增大,则c(SCN-)减小,二者浓度变化倍数相同;,c(Ag+)增大,则减小,但二者浓度的变化倍数不同,结合曲线分析,当c(Ag+)由10-6mol/L增大10-2mol/L,c(Xn-)由10-6mol/L减小到10-10mol/L,由此可知二者变化倍数相同,则可以断定曲线L2为AgSCN的溶解平衡曲线,曲线L1为的溶解平衡曲线。
【详解】A.根据分析,曲线L2为AgSCN的溶解平衡曲线,A错误;
B.根据分析,曲线L1为的溶解平衡曲线,a点的c(Ag+)小于溶解平衡时的c(Ag+),则a点的浓度积Qc()<Ksp(),故a点为的不饱和溶液,B错误;
C.常温下,Ksp(AgSCN)= c(SCN-)∙c(Ag+)=10-6×10-6=10-12,C错误;
D.常温下,Ksp()=10-3.92×(10-4)2=10-11.92,Ksp(AgSCN)=10-12,反应的平衡常数,D正确;
故选D。
14. 金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu(H2O)4]SO4溶液。下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A. 与H+结合的能力:OH- > NH
B. 与氨形成配位键的能力:H+ > Cu2+
C. 和分子中的键长:O-H > N-H
D. 微粒所含电子数:NH > NH
【答案】B
【解析】
【详解】A.遇水转化为,反应为:,从中夺取生成,说明与的结合能力强于,因此结合的能力:,A错误;
B.与的孤对电子结合形成,该化学键为配位键。向溶液中加入稀硫酸,与结合形成,由于与的结合能力强于,导致配离子被破坏,继而与水分子结合生成。因此,可推断与氨形成配位键的能力:,B正确;
C.N原子的半径比O原子大,且O的电负性更强,使得O-H键的键长比N-H键的键长更短,因此键长比键长短,即键长:,C错误;
D.的电子数为 ,的电子数为 ,二者电子数相等,D错误;
故答案选B。
15. 一种高迁移率的新型热电材料,其四方晶系的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标
原子
0
0
0
0
0
0.5
0.25
0.25
0.125
下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式为
B. 与最近的原子有4个
C. 晶胞中1号原子和2号原子之间的距离为
D. 该晶胞沿轴的投影为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.在晶胞中的位置:8个顶点,4个面心,1个体心,Cd个数为1+8×;在晶胞中的位置:4个棱心,6个面心,Sn的个数为4×,在晶胞中的位置:8个体内,因此化学式为,A错误;
B.与最近的原子有2个,B错误;
C.1号原子坐标为,2号原子坐标为,两点之间的距离为,C正确;
D.该晶胞沿轴投影图的中心应该出现白色小球,D错误;
答案选C。
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 硼元素在医药、储氢材料、超导材料等领域具有重要应用。回答下列问题:
(1)基态B原子的电子排布式是______,第二周期的主族元素中基态原子的第一电离能比B大的元素有______种。
(2)硼酸(H3BO3)为一元弱酸(H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+),具有抑菌消炎作用,可由乙硼烷(B2H6)水解制得。
①[B(OH)4]-中化学键类型有______(填标号)。
A.氢键 B.共价键 C.配位键 D.离子键
②乙硼烷(B2H6)与联氨(N2H4)的相对分子质量相近,但乙硼烷的熔点(−165.5℃)、沸点(−92.6℃)分别低于联氨的熔点(1.4℃)、沸点(113.5℃),原因是___________。
(3)氨硼烷(NH3BH3)可作为储氢材料。在一定条件下NH3BH3和H2O发生反应,产生H2,反应后溶液中的阴离子为B3O,反应的离子方程式为___________。B3O的结构中硼原子和氧原子交替形成平面六元环,B-O键均为单键,画出其结构图___________。
(4)具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,晶胞中Cu原子位于面心,Ag原子位于顶点,氢原子可进入到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Ag原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(晶胞结构如图)相似,该晶体储氢后的化学式为___________ (活泼金属在前)。
【答案】(1) ①. ②. 5
(2) ①. BC ②. 联氨分子间能形成氢键,乙硼烷分子间只存在范德华力
(3) ①. ②.
(4)Cu3AgH8
【解析】
【小问1详解】
B的原子序数为5,基态电子排布式为 ;第二周期主族元素中,第一电离能从左到右呈增大趋势,但第ⅡA族和第ⅤA族电离能出现反常,因此比B大的有Be、C、N、O、F,共 5 种,故答案为:;5;
【小问2详解】
①B与O之间存在共价键,其中1个O与B形成配位键,因为B原子有空轨道,O原子有孤对电子,故答案选:BC;
②联氨()分子间能形成氢键,而乙硼烷()分子间只存在范德华力,氢键的作用力更强,因此联氨的熔、沸点远高于乙硼烷,故答案为:联氨分子间能形成氢键,乙硼烷分子间只存在范德华力;
【小问3详解】
由题,和发生反应,产生,反应后溶液中的阴离子为,离子方程式为:,由硼、氧原子交替形成平面六元环,B—O均为单键,结构为: ,故答案为:; ;
【小问4详解】
由晶胞结构可知, Cu原子位于面心: 个,Ag原子位于顶点: 个,氢原子进入四面体空隙,结构与相似,晶胞中F⁻有8个,因此H原子有8个,因此化学式为 ,故答案为:。
17. 氮、铬及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态Cr原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)CrCl3为紫色单斜晶体,常用作媒染剂和催化剂。已知三氯化铬(CrCl3)为紫色晶体,熔点为83℃,易潮解,易升华,能溶于水但不易水解,高温下能被氧气氧化。根据信息判断CrCl3中的化学键为___________ (填“共价键”或“离子键”)。
(3)实验室常用含氮微粒与形成稳定的红色物质来检验的存在。中原子均满足8电子稳定结构,推测其空间构型为___________。
(4)已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域键”(或大键)。大键可用表示,其中m、n分别代表参与形成大键的原子个数和电子数。下列微粒中存在“离域键”的是___________ (填标号)。
A. CH2 = CH-CH = CH2 B. CCl4 C. H2O D. SO2
(5)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的一种配合物,IMI的结构为,存在离域键Π,则IMI中N的杂化方式是___________,IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物在常温下为液态而非固态,原因是___________。
(6)某铜铬合金的立方晶胞结构如图所示,阿伏加德罗常数的值用NA表示,若合金的密度为d g·cm−3,晶胞参数(a)的表达式为___________nm(化为最简形式)。
【答案】(1) (2)共价键
(3)直线形 (4)AD
(5) ①. ②. 其阴阳离子半径均较大,所带电荷较小,形成的晶体离子键较弱,熔点较低
(6)×107
【解析】
【小问1详解】
Cr是24号元素,基态Cr原子的核外电子排布式为,价电子轨道表示式为。
【小问2详解】
已知三氯化铬熔点为83℃,熔点较低,易潮解,易升华,这些性质符合分子晶体的特点。分子晶体中原子之间一般通过共价键结合,所以中的化学键为共价键。
【小问3详解】
中心碳原子的价层电子对数为=σ键数+孤电子对数=2+0=2,且没有孤电子对,空间构型为直线形。
【小问4详解】
根据形成“离域键”的条件:多原子分子中,原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的轨道。
A.该分子中所有碳原子均为杂化,分子为平面结构,4个碳原子的p轨道相互平行,形成共轭体系,存在离域π键(),A符合题意;
B.为正四面体结构,原子不都在同一平面上,不满足形成离域π键的条件,不存在离域π键,B不符合题意;
C.分子为型,O原子为杂化,H原子无p轨道,无法形成相互平行的p轨道体系,不存在离域π键,C不符合题意;
D.分子为型,中心S原子为杂化,3个原子共平面,S原子和2个O原子的p轨道平行,形成三中心四电子的离域π键(),D符合题意;
故选AD。
【小问5详解】
已知IMI中存在离域键Π,说明IMI分子中各原子共面,且原子之间有相互平行的p轨道。 氮原子若为杂化,则为四面体构型,不可能形成离域π键,而杂化时,氮原子形成平面三角形结构,未参与杂化的p轨道可以与其他原子的p轨道平行,从而形成离域π键,所以IMI中N的杂化方式是。离子化合物在常温下为液态而非固态,原因是其阴阳离子半径均较大,所带电荷较小,形成的晶体离子键较弱,导致形成的离子键键能小,熔点较低。
【小问6详解】
根据铜铬合金的立方晶胞结构,结合均摊法,原子个数为:,原子个数为:,所以晶胞的化学式为,一个晶胞的质量为:,体积为:,根据可得:,解得。
18. 缺铜会造成一系列的严重后果。一种有机补铜剂二甘氨酸合铜的制备过程如下:
回答下列问题:
(1)已知:二甘氨酸合铜有顺式()和反式()两种结构。则二甘氨酸合铜中铜原子的配位数为___________;顺式二甘氨酸合铜的极性___________反式二甘氨酸合铜(填“大于”或“小于”)。
(2)为检验Cu(OH)2沉淀已洗涤干净,设计实验方案___________。
(3)制备二甘氨酸合铜时加入10 mL 95%乙醇溶液的作用是___________。
(4)抽滤装置如图所示,抽滤的优点是___________;抽滤完毕需进行下列操作,从实验安全角度考虑,你认为接下来最合理的第一步操作为___________ (填标号)。
①取下布氏漏斗 ②关闭水泵开关 ③打开活塞K ④拔下抽滤瓶处橡皮管
(5)二甘氨酸合铜纯度的测定实验如下:
已知:
i.2Cu2+ + 4I− = 2CuI ↓ + I2,2S2O+ I2 = 2I− + S4O;
ⅱ.加入适量NH4SCN溶液目的是将CuI转化为CuSCN,释放出CuI吸附的I2。
若进行三次平行实验,平均消耗0.01000 mol·L-1 Na2S2O3溶液25.00 mL,则产品中二甘氨酸合铜(相对分子质量用M表示)的纯度为___________%(用含M的最简形式表示)。
【答案】(1) ①. 4 ②. 大于
(2)取少量最后一次洗涤液于试管中,先加足量稀盐酸,再加氯化钡溶液,若无白色沉淀生成,证明已洗涤干净(合理即可)
(3)降低溶剂的极性,减小产品的溶解度,有利于产品结晶析出
(4) ①. 分离固液速度更快,且产品更干燥 ②. ③
(5)0.2500M
【解析】
【分析】向装有CuSO4溶液的三颈烧瓶中滴加氨水,先生成氢氧化铜蓝色沉淀,后蓝色沉淀消失,溶液变为深蓝色硫酸四氨合铜,再加入过量的NaOH溶液生成氢氧化铜。Cu(OH)2固体置于烧杯中,加入甘氨酸,充分反应后趁热过滤,往滤液中加入10mL95%的乙醇溶液降低产品的溶解度,冷却结晶,过滤、洗涤、干燥,制得产品(H2NCH2COO)2Cu,据此回答。
【小问1详解】
二甘氨酸合铜中铜原子与2个N、2个O原子形成配位键,配位数为4;顺式甘氨酸铜分子对称性弱,极性强;反式甘氨酸铜分子对称性强,极性弱,顺式二甘氨酸合铜的极性大于反式二甘氨酸合铜;
【小问2详解】
Cu(OH)2沉淀中可能含有的杂质为硫酸铵,若洗涤液中不含硫酸根离子,说明Cu(OH)2沉淀已洗涤干净,为检验Cu(OH)2沉淀已洗涤干净,设计实验方案:取最后一次洗涤液于试管中,先加盐酸,再加氯化钡溶液,无沉淀生成说明Cu(OH)2沉淀已洗涤干净;
【小问3详解】
滤液中加入10mL95%乙醇溶液,冷却结晶能析出二甘氨酸合铜,乙醇的作用是降低溶剂的极性,减小产品的溶解度,有利于产品结晶析出;
【小问4详解】
抽滤的优点是:过滤和洗涤速度快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥;抽滤完毕需进行下列操作,从实验安全角度考虑,先打开安全瓶的活塞K,拔下抽滤瓶处橡皮管,关闭水泵开关,取下布氏漏斗,最合理的第一步操作为打开活塞K,故选③;
【小问5详解】
根据2Cu2+ + 4I− = 2CuI ↓ + I2,2S2O+ I2 = 2I− + S4O建立反应关系式,则0.5g产品中,则产品中二甘氨酸合铜(相对分子质量用M表示)的纯度为。
19. 磷尾矿是磷矿石浮选过程中排放的工业废弃物,主要含有Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3,工业上通过以下流程从磷尾矿中提取钙、镁、磷,具有较高的经济与生态环境效应。
(1)基态磷原子有___________种不同空间运动状态的电子。
(2)下图是不同煅烧温度下磷尾矿的X射线衍射图谱,通过测定矿物晶体结构获得其组成信息,如(a)图表示600℃时矿物由Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3组成,即尚未分解。由图可知分解温度CaCO3___________MgCO3(填“>”,“<”或“=”),磷尾矿在900℃条件下煅烧的方程式为___________。
(3)“浸钙”时加入一定量0.1 mol/L的NH4Cl溶液,若浸取液I中c(Mg2+)为1×10−5mol/L,则此时溶液中c(NH) =___________mol/L(结果保留2位有效数字),已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5,Ksp[Mg(OH)2] =1.0×10−11。
(4)“沉钙”反应的离子方程式为___________。
(5)浸取液Ⅱ中Mg2+的含量可以铬黑T(以In3-表示)为指示剂,用EDTA(以H2Y2−表示)标准溶液滴定测得。
已知:H2Y2−(无色)+Mg2+MgY2−(无色)+2H+、In3−(蓝色)+Mg2+MgIn-(酒红色)。
①滴定终点时锥形瓶中溶液颜色变化为___________。
②滴定分析发现,将温度从40℃升高到90℃可以显著提高“浸镁”效率,从化学平衡的角度分析原因___________。
(6)“酸解”反应制备H3PO4的化学方程式为___________。
【答案】(1)9 (2) ①. > ②.
(3)0.0018 (4)
(5) ①. 酒红色变蓝色 ②. ,温度升高时,溶解度降低而逸出,使平衡正向移动
(6)
【解析】
【分析】整个工艺以磷尾矿(主要含、)为原料,首先在下煅烧,使碳酸盐分解为金属氧化物并释放(气体A);煅烧后的矿粉经溶液“浸钙”,分离出含的浸取液Ⅰ,再通入气体A进行“沉钙”得到;剩余矿粉经溶液“浸镁”,分离出含的浸取液Ⅱ,再沉淀得到;最后向残留固体中加入浓硫酸“酸解”,生成、沉淀和气体(气体B),从而实现钙、镁、磷的分离与提取。
【小问1详解】
磷原子的电子排布为,空间运动状态数等于轨道数:
、、各1个轨道,、各3个轨道,因此总轨道数 = ,即基态磷原子有9种不同空间运动状态的电子,故答案为:9;
【小问2详解】
从X射线衍射图谱可知,时未分解,时出现但无,时出现,说明的分解温度大于;在下分解的化学方程式为:,故答案为:>;;
【小问3详解】
由,代入,可计算,溶液中存在电离平衡,其平衡常数,可得,题中加入了的溶液,可近似认为反应后溶液中氨的总浓度为,即,联立两式求解得,故答案为:;
【小问4详解】
气体A为,与浸取液Ⅰ中的、反应生成沉淀,离子方程式为:;
【小问5详解】
滴定前,与铬黑T形成酒红色的;滴定终点时,EDTA置换出,指示剂游离呈蓝色,因此颜色变化为:酒红色变蓝色;浸镁的反应为,温度升高时,溶解度降低而逸出,使平衡正向移动,从而提高“浸镁”效率,故答案为:酒红色变蓝色;,温度升高时,溶解度降低而逸出,使平衡正向移动;
【小问6详解】
由题,与浓硫酸反应生成、沉淀和气体,方程式为:。
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大庆铁人中学2024级高二年级上学期期末考试
化学
2026.01
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、班级、考场号/座位号填写在答题卡上,如有条形码,认真核对条形码上的姓名、准考证号,并将条形码粘贴在答题卡的指定位置上。
2.选择题答案使用2B铅笔填涂,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案的标号;非选择题答案使用0.5毫米黑色中性(签字)笔或碳素笔书写,字体工整,笔迹清楚。
3.请按照题号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。
4.保持卷面及答题卡清洁,不折叠,不破损,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 K-39 Cr-52 Cu-64
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。)
1. 下列属于极性分子的是
A. B. C. D.
2. 下列分子或离子的VSEPR模型与其空间结构不一致的是
A. B. CO C. O3 D. N
3. 化学与生产、生活密切相关,下列说法不正确的是
A. 氮气可以用作食品保护气与氮氮三键的键能有关
B. 可用红外光谱仪鉴别真宝石和玻璃仿造的假宝石
C. LED灯发光与原子核外电子跃迁释放能量有关
D. 人体细胞和细胞器的双分子膜体现了超分子的自组装特性
4. 下列化学用语表示或说法正确的是
A. 用电子云轮廓图表示H-Cl的s-pσ键的形成:
B. 用电子式表示CaCl2的形成过程:
C. 基态原子轨道表示式:违背了泡利原理
D. Ga的基态原子简化电子排布式:[Ar]4s24p1
5. 类比是学习化学的重要方法。下列类比正确的是
A. 由单质熔点,类比推理:熔点
B. 由是非极性分子,类比推理:是非极性分子
C. 由空间结构为平面三角形,类比推理:空间结构为平面三角形
D. 由酸性,类比推理:酸性
6. 下列有关物质结构与性质说法错误的是
A. “电子气理论”用于描述金属键本质,可用于解释金属晶体的延展性、导电性和导热性
B. 二氧化碳晶胞中CO2分子的排列有4种不同的取向
C. 由于臭氧的极性微弱,它在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度
D. 液晶具有液体的流动性,不能表现出类似晶体的各向异性
7. 下表列出了某短周期元素R的各级电离能数据(用、……表示)。
元素
电离能//kJ·mol-1
……
R
740
1500
7700
10500
……
关于元素R的下列推断中,错误的是
A. R元素位于元素周期表中第ⅡA族
B. R元素基态原子的电子排布式为
C. R元素的最高正化合价为价
D. R元素的第一电离能高于同周期相邻元素的
8. 物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异
主要原因
A
沸点:
电离能:
B
酸性:
电负性:
C
硬度:金刚石>晶体硅
原子半径:
D
熔点:
离子电荷:
A. A B. B C. C D. D
9. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列解释与实例不符的是
实例
解释
A
原子光谱是不连续的线状谱线
原子的能级是量子化的
B
王水能溶解金、铂等金属
浓盐酸增强了浓硝酸的酸性
C
CsCl晶体中Cs+与8个Cl-配位,而NaCl晶体中Na+与6个Cl-配位
Cs+比Na+的半径大
D
逐个断开CH4中的C-H键,每步所需能量不同
各步中的C-H键所处化学环境不同
A. A B. B C. C D. D
10. 如图有机物是手性分子,手性分子往往具有一定的光学活性。下列关于该有机物的说法正确的是
A. 该分子中含有1个手性碳原子
B. 该分子中有6个碳原子采用sp3杂化
C. 该分子中碳原子的杂化类型有3种
D. 该有机物与乙酸发生酯化反应的有机产物也是手性分子
11. 一种高聚物被称为“无机橡胶”,可由如图所示的环状三聚体制备。X、Y和Z都是短周期元素,X、Y价电子数相等,X、Z电子层数相同,基态Y的轨道半充满,Z的最外层只有1个未成对电子,下列说法正确的是
A. X、Z的第一电离能: B. X、Y的简单氢化物的键角:
C. 最高价含氧酸的酸性: D. X、Y、Z均能形成多种氧化物
12. 常温下,向0.100mol/L二元酸H2X溶液中滴加某浓度的NaOH溶液,溶液中的物质的量分数()随溶液pH的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 该滴定过程可以选择甲基橙作指示剂
B. NaHX溶液中,c(HX-)>c(H2X)>c(X2−)
C. b点所表示的溶液中:c(Na+)<2c(X2−)+c(HX-)
D. a、b、c三个交点处,溶液中水的电离程度:a>b>c
13. 常温下,用溶液分别滴定溶液、溶液,所得的沉淀溶解平衡图像如图所示,图中为或。下列说法正确的是
A. 表示的沉淀溶解平衡曲线
B. 常温下,a点是的饱和溶液
C. 常温下,
D. 常温下,的平衡常数为
14. 金属钠的液氨溶液放置时缓慢放出气体,同时生成NaNH2。NaNH2遇水转化为NaOH。Cu(OH)2溶于氨水得到深蓝色[Cu(NH3)4](OH)2溶液,加入稀硫酸又转化为蓝色[Cu(H2O)4]SO4溶液。下列有关物质结构或性质的比较中,正确的是
A. 与H+结合的能力:OH- > NH
B. 与氨形成配位键的能力:H+ > Cu2+
C. 和分子中的键长:O-H > N-H
D. 微粒所含电子数:NH > NH
15. 一种高迁移率的新型热电材料,其四方晶系的晶胞结构如图所示,晶胞棱边夹角均为,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。
坐标
原子
0
0
0
0
0
0.5
0.25
0.25
0.125
下列说法正确的是
A. 该晶体的化学式为
B. 与最近的原子有4个
C. 晶胞中1号原子和2号原子之间的距离为
D. 该晶胞沿轴的投影为:
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 硼元素在医药、储氢材料、超导材料等领域具有重要应用。回答下列问题:
(1)基态B原子的电子排布式是______,第二周期的主族元素中基态原子的第一电离能比B大的元素有______种。
(2)硼酸(H3BO3)为一元弱酸(H3BO3+H2O [B(OH)4]-+H+),具有抑菌消炎作用,可由乙硼烷(B2H6)水解制得。
①[B(OH)4]-中化学键类型有______(填标号)。
A.氢键 B.共价键 C.配位键 D.离子键
②乙硼烷(B2H6)与联氨(N2H4)的相对分子质量相近,但乙硼烷的熔点(−165.5℃)、沸点(−92.6℃)分别低于联氨的熔点(1.4℃)、沸点(113.5℃),原因是___________。
(3)氨硼烷(NH3BH3)可作为储氢材料。在一定条件下NH3BH3和H2O发生反应,产生H2,反应后溶液中的阴离子为B3O,反应的离子方程式为___________。B3O的结构中硼原子和氧原子交替形成平面六元环,B-O键均为单键,画出其结构图___________。
(4)具有储氢功能的铜合金晶体具有立方最密堆积的结构,晶胞中Cu原子位于面心,Ag原子位于顶点,氢原子可进入到由Cu原子与Ag原子构成的四面体空隙中。若将Cu原子与Ag原子等同看待,该晶体储氢后的晶胞结构与CaF2(晶胞结构如图)相似,该晶体储氢后的化学式为___________ (活泼金属在前)。
17. 氮、铬及其相关化合物用途非常广泛。回答下列问题:
(1)基态Cr原子的价电子轨道表示式为___________。
(2)CrCl3为紫色单斜晶体,常用作媒染剂和催化剂。已知三氯化铬(CrCl3)为紫色晶体,熔点为83℃,易潮解,易升华,能溶于水但不易水解,高温下能被氧气氧化。根据信息判断CrCl3中的化学键为___________ (填“共价键”或“离子键”)。
(3)实验室常用含氮微粒与形成稳定的红色物质来检验的存在。中原子均满足8电子稳定结构,推测其空间构型为___________。
(4)已知:多原子分子中,若原子都在同一平面上且这些原子有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域键”(或大键)。大键可用表示,其中m、n分别代表参与形成大键的原子个数和电子数。下列微粒中存在“离域键”的是___________ (填标号)。
A. CH2 = CH-CH = CH2 B. CCl4 C. H2O D. SO2
(5)[Zn(IMI)4](ClO4)2是Zn2+的一种配合物,IMI的结构为,存在离域键Π,则IMI中N的杂化方式是___________,IMI的某种衍生物与甘氨酸形成的离子化合物在常温下为液态而非固态,原因是___________。
(6)某铜铬合金的立方晶胞结构如图所示,阿伏加德罗常数的值用NA表示,若合金的密度为d g·cm−3,晶胞参数(a)的表达式为___________nm(化为最简形式)。
18. 缺铜会造成一系列的严重后果。一种有机补铜剂二甘氨酸合铜的制备过程如下:
回答下列问题:
(1)已知:二甘氨酸合铜有顺式()和反式()两种结构。则二甘氨酸合铜中铜原子的配位数为___________;顺式二甘氨酸合铜的极性___________反式二甘氨酸合铜(填“大于”或“小于”)。
(2)为检验Cu(OH)2沉淀已洗涤干净,设计实验方案___________。
(3)制备二甘氨酸合铜时加入10 mL 95%乙醇溶液的作用是___________。
(4)抽滤装置如图所示,抽滤的优点是___________;抽滤完毕需进行下列操作,从实验安全角度考虑,你认为接下来最合理的第一步操作为___________ (填标号)。
①取下布氏漏斗 ②关闭水泵开关 ③打开活塞K ④拔下抽滤瓶处橡皮管
(5)二甘氨酸合铜纯度的测定实验如下:
已知:
i.2Cu2+ + 4I− = 2CuI ↓ + I2,2S2O+ I2 = 2I− + S4O;
ⅱ.加入适量NH4SCN溶液目的是将CuI转化为CuSCN,释放出CuI吸附的I2。
若进行三次平行实验,平均消耗0.01000 mol·L-1 Na2S2O3溶液25.00 mL,则产品中二甘氨酸合铜(相对分子质量用M表示)的纯度为___________%(用含M的最简形式表示)。
19. 磷尾矿是磷矿石浮选过程中排放的工业废弃物,主要含有Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3,工业上通过以下流程从磷尾矿中提取钙、镁、磷,具有较高的经济与生态环境效应。
(1)基态磷原子有___________种不同空间运动状态的电子。
(2)下图是不同煅烧温度下磷尾矿的X射线衍射图谱,通过测定矿物晶体结构获得其组成信息,如(a)图表示600℃时矿物由Ca5(PO4)3F和CaCO3·MgCO3组成,即尚未分解。由图可知分解温度CaCO3___________MgCO3(填“>”,“<”或“=”),磷尾矿在900℃条件下煅烧的方程式为___________。
(3)“浸钙”时加入一定量0.1 mol/L的NH4Cl溶液,若浸取液I中c(Mg2+)为1×10−5mol/L,则此时溶液中c(NH) =___________mol/L(结果保留2位有效数字),已知Kb(NH3·H2O)=1.8×10−5,Ksp[Mg(OH)2] =1.0×10−11。
(4)“沉钙”反应的离子方程式为___________。
(5)浸取液Ⅱ中Mg2+的含量可以铬黑T(以In3-表示)为指示剂,用EDTA(以H2Y2−表示)标准溶液滴定测得。
已知:H2Y2−(无色)+Mg2+MgY2−(无色)+2H+、In3−(蓝色)+Mg2+MgIn-(酒红色)。
①滴定终点时锥形瓶中溶液颜色变化为___________。
②滴定分析发现,将温度从40℃升高到90℃可以显著提高“浸镁”效率,从化学平衡的角度分析原因___________。
(6)“酸解”反应制备H3PO4的化学方程式为___________。
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