内容正文:
2025-2026学年第二学期3月月考
高二化学试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 O-16 Mn-55 La-139 Pb-207
第Ⅰ卷(选择题共42分)
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. 下列说法不正确的是
A. 石墨烯和丙烯互为同素异形体 B. 和互为同位素
C. 和互为同系物 D. 和为同种物质
2. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下,含有的键数目为
B. 25℃时,的溶液中含的数目为
C. 电解精炼铜时,若阳极质量减少了6.4 g,则电路中转移的电子数为
D. 在某密闭容器中盛有和,在一定条件下充分反应,生成的分子数为
3. 能正确表示下列反应的离子反应方程式的是
A. 的水解:
B. 用铁电极电解溶液:
C. 将含的废水用FeS进行处理:
D. 钢铁在海水中发生电化学腐蚀:
4. 下列化学用语的使用或描述正确的是
A. 用电子式表示的形成过程:
B. 分子的空间构型是V形
C. 化合物中含有离子键、非极性共价键
D. 的电子式:
5. 某大学科研小组利用Cu-ZnS催化剂实现高选择性光还原制,下列有关说法错误的是
A. 铜、锌元素均位于ds区 B. 中键和键的数目比为
C. 的键线式: D. 电负性:
6. 短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大。其中X元素的一种同位素原子无中子;Y元素原子有2个原子轨道充满电子,有2个未成对电子;基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等;短周期元素中M电负性最小。下列说法正确的是
A. 简单离子的半径: B. 键的极性:
C. 元素Z的最高正价为价 D. X与Y只能形成化合物
7. 氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相结合的新工艺设计节能超过30%。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出
下列说法不正确的是
A. X为
B. 比较图示中
C. 燃料电池中正极的电极反应式为
D. 这种设计的主要节能之一在于燃料电池可以补充电解池消耗的电能
8. 如图所示是氮化镓的三种晶体结构。下列说法不正确的是
A. 三种氮化镓的化学式均为GaN
B. 图乙的晶体可能是共价晶体
C. 通过X射线衍射实验可以区分晶体甲、乙、丙
D. 三种晶体结构中距离Ga最近的N个数相同
9. 探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤I 取一定量溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是
A. 步骤I产生的蓝色沉淀为
B. 步骤Ⅱ的两份溶液中:
C. 步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D. 步骤Ⅲ中产生气体为
10. 下列说法不正确的是
A. SiC是共价晶体,硬度大,可用作耐磨材料
B. 不存在稳定的分子,是因为N原子的L层只有4个原子轨道,不能形成5个键
C. 液态水急速冷却到160 K时形成的玻璃态水,它不存在晶体结构且密度与普通液态水的密度相同,可以推测其中不存在氢键
D. 在高温高压下,氢表现出金属的特性,成为“金属氢”,可以推测金属氢具有较好的导电性
11. 可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:。下列说法正确的是
A. 反应中各分子的键均为p-p 键
B. 分子为含极性键的非极性分子
C. Cl—O键长小于H—O键长
D. 反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
12. 原子序数依次增大的主族元素W、X、Y、Z,元素Y的简单气态氢化物可与其最高价氧化物的水化物反应生成盐,Z原子有4种能量不同的电子。该四种元素形成的具有储氢性能的化合物如图,下列说法错误的是
A. 化学键中离子键百分数:ZW<Z3Y
B. 氟化物键角:XF3>YF3
C. 简单离子的半径:Z>Y
D. 同周期第一电离能比Y大的元素有2种
13. 下列说法正确的是
A. 乙烯分子中的键和键之比为
B. 分子中一定既有键又有键
C. 向配合物溶液中加入足量的溶液,所有氯元素均被完全沉淀
D. 在硅酸盐中,四面体通过共用顶角氧离子形成一种无限长单链结构的多硅酸根如图a,其中的杂化方式与b图中单质中的杂化方式相同
14. 研究表明:在高压下可发生聚合,甚至改变成键方式,在高压下MgCO3中碳酸根离子形成环状三聚体如图所示,下列说法正确的是
A. 该种环状三聚体是一种有机阴离子
B. 该种环状三聚体中,O的杂化方式有2种
C. 高压下,相较于单个碳酸根离子,该种环状三聚体更稳定
D. 该种环状三聚体与Mg2+形成的化合物中,化学键种类有极性共价键、离子键及配位键
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 回答下列问题:
(1)写出含有18个氢原子的烷烃分子式:______。
(2)写出分子式为C3H7Cl的卤代烃的所有同分异构体的结构简式______。
(3)请根据官能团的不同对下列有机物进行分类:
① ② ③ ④
⑤H3C-CHO ⑥ CH3COOH ⑦
Ⅰ.酚:______,酮______,醛______(填序号)。
Ⅱ.④的官能团名称为______,⑥的官能团名称为______。
16. Ⅰ.航空母舰防腐涂料中使用的石墨烯,相控阵雷达使用的碳化硅都属于无机非金属材料。
(1)写出碳元素在周期表中的位置为______。
(2)已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3中氢元素的化合价为______价。
Ⅱ.25℃时,有关物质平衡常数的数值如表所示:
NH3·H2O
CH3COOH
H2S
H2CO3
HF
CuS
Kb=1.69×10-5
Ka=1.69×10-5
Ka1=1.1×10-7
Ka2=1.0×10-13
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka=6.3×10-4
Ksp=6.0×10-36
(3)25℃时,某浓度的NH4Cl溶液显酸性的原因(用离子方程式表示)_________。
(4)同浓度的CH3COO-,HS-、结合H+能力由大到小的顺序为_______。
(5)物质的量浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合(体积变化忽略不计),则下列关于混合溶液的说法中不正确的是________。
A.
B.
C.
D.
(6)血液中存在酸碱平衡,从而维持血液的pH基本不变,可表示如下:
①H+(aq)+(aq)⇌H2CO3(aq)
②H2CO3(aq)⇌H2O(1)+CO2(g)
血红蛋白分子(Hb)也有调节酸碱平衡的作用,可表示为:
③HbH+(aq)+O2(g)⇌HbO2(aq)+H+(aq)
下列说法不正确的是______。
A. 若血液pH为7.4,则血液中浓度比H2CO3大
B. 当血液pH降低时,会促进人体更快更多地排出CO2
C. 随pH增大,先增大后减小
D. 高氧环境中,血红蛋白与O2结合形成HbO2,促使H+释放
(7)反应H2S(aq)+Cu2+(aq)⇌CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为_______(保留小数点后一位)。
17. 某兴趣小组设计了一个燃料电池,并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,如图所示,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲中通入氧气的电极是______极(填“正”或“负”),甲装置中通甲烷气体的电极反应式是________。
(2)乙装置中电解的总离子方程式为________。
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为______L;丙装置中析出铜的质量为______g。
(4)某同学利用铅蓄电池设计电解法制取“84”消毒液或Fe(OH)2的实验装置如下图所示。
①若用于制“84”消毒液,电解质溶液为饱和食盐水,a为电池的______极,则A极上析出的气体为______。
②使用“84”消毒液时,不可与洁厕灵混用。结合离子方程式解释原因________。
③若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠溶液作电解质溶液,阳极选用______作电极。
18. B、N、Mg、Al元素在材料化学中广泛应用,回答下列问题:
(1)关于氮元素相关的结构与性质,下列说法正确的是______。
A. 基态N原子的电子排布式可表示为
B. 液氨中存在,中N的杂化方式为sp2
C. 将NH3通入H2O中,形成的氢键强弱:O-H…N>N-H…O
D. NH2OH中的H-N-O键角比NH3OH+中的H-N-O键角大
(2)NH3与BH3可反应生成H3N-BH3,从结构角度解释反应能发生的原因______。
(3)脂环氨硼烷()可作为储氢材料,下列说法正确的是______。
A. 电负性:N>C>B
B. 元素B、N的第一电离能均高于同周期相邻元素
C. 相同条件下在水中的溶解度:>
D. 激发态硼原子核外电子的轨道表示式:
(4)第一电离能:I1(Mg)>I1(Al),请从电子排布角度解释原因:________。
(5)在LaH中引入硼氢化物可合成一种超导作用的晶体,其晶胞为四方晶系(长方体),结构如下图。
①该晶体的化学式为______。
②B-H单元中存在的化学键类型有______(填写字母代号)。
A.离子键 B.配位键 C.极性共价键 D.非极性共价键 E.氢键
③若NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体密度为_______g·cm-3(用含a、b、NA的计算式表示)
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2025-2026学年第二学期3月月考
高二化学试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 O-16 Mn-55 La-139 Pb-207
第Ⅰ卷(选择题共42分)
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. 下列说法不正确的是
A. 石墨烯和丙烯互为同素异形体 B. 和互为同位素
C. 和互为同系物 D. 和为同种物质
【答案】A
【解析】
【详解】A.同素异形体是由同种元素组成的不同单质,石墨烯是碳元素的单质,丙烯是有机化合物,不属于单质,因此二者不互为同素异形体,A错误,符合题意;
B.质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子互为同位素,和质子数均为92,中子数不同,互为同位素,B说法正确,不符合题意;
C.结构相似、分子组成相差1个或若干个原子团的化合物互为同系物,和均属于饱和一元卤代烃,官能团种类和数目相同,结构相似,分子组成相差1个,互为同系物,C正确,不符合题意;
D.和,二者结构完全相同,只是书写顺序不同,属于同种物质,D正确,不符合题意;
故答案选A。
2. 设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是
A. 标准状况下,含有的键数目为
B. 25℃时,的溶液中含的数目为
C. 电解精炼铜时,若阳极质量减少了6.4 g,则电路中转移的电子数为
D. 在某密闭容器中盛有和,在一定条件下充分反应,生成的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯分子结构为H2C=CH2,1个乙烯分子中含5个σ键,标准状况下2.24L C2H4物质的量为0.1mol,所含σ键数目为0.5,A错误;
B.25℃时,的溶液中,1L该溶液中物质的量为0.1mol,数目为,B正确;
C.电解精炼铜时,阳极粗铜中比铜活泼的杂质(如Zn、Fe等)会优先放电溶解,因此阳极质量减少6.4g时,电路中转移电子数不一定为,C错误;
D.氮气与氢气合成氨的反应为可逆反应,反应物不能完全转化,1mol 和3mol 充分反应后,生成的分子数小于,D错误;
故答案选B。
3. 能正确表示下列反应的离子反应方程式的是
A. 的水解:
B. 用铁电极电解溶液:
C. 将含的废水用FeS进行处理:
D. 钢铁在海水中发生电化学腐蚀:
【答案】C
【解析】
【详解】A.该方程式表示的是的电离,而非水解,正确的水解方程式为,A错误;
B.铁是活性电极,用铁电极电解硫酸铜溶液时,阳极铁优先失电子,不会生成氧气,该过程的离子方程式为,B错误;
C.HgS的溶解度远小于FeS,可通过沉淀转化用FeS处理含的废水,该离子方程式正确,C正确;
D.海水为中性环境,钢铁在海水中发生吸氧腐蚀,不是析氢腐蚀,该离子方程式不符合实际反应,D错误;
答案选C。
4. 下列化学用语的使用或描述正确的是
A. 用电子式表示的形成过程:
B. 分子的空间构型是V形
C. 化合物中含有离子键、非极性共价键
D. 的电子式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是共价化合物,不存在阴阳离子,不能按离子化合物的形式书写电子式/形成过程,A错误;
B.与互为等电子体,中心C原子无孤电子对,价层电子对数为2,分子空间构型为直线形,不是V形,B错误;
C.化合物(叠氮化钠)由和构成,与之间存在离子键,内部氮原子之间存在非极性共价键,C正确;
D.是离子化合物,最外层有8个电子,题目所给电子式没有标出的电子式错误,只画了2个最外层电子(应为8个),D错误;
故选C。
5. 某大学科研小组利用Cu-ZnS催化剂实现高选择性光还原制,下列有关说法错误的是
A. 铜、锌元素均位于ds区 B. 中键和键的数目比为
C. 的键线式: D. 电负性:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu属于第IB族,Zn属于第IIB族,ds区包含IB、IIB族,因此铜、锌均位于ds区,A正确;
B.的结构式为,双键含1个键和1个键,因此的键和键数目比为,B正确;
C.丙酸含3个碳原子,羧基碳连接双键氧和羟基,该键线式的端点、拐点对应碳原子,结构符合丙酸的组成,C正确;
D.同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大,电负性顺序为,D错误;
故选D。
6. 短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大。其中X元素的一种同位素原子无中子;Y元素原子有2个原子轨道充满电子,有2个未成对电子;基态Z原子的s能级与p能级的电子数相等;短周期元素中M电负性最小。下列说法正确的是
A. 简单离子的半径: B. 键的极性:
C. 元素Z的最高正价为价 D. X与Y只能形成化合物
【答案】A
【解析】
【分析】X元素的一种同位素原子无中子,X为H;Y原子序数大于H,有2个原子轨道充满电子、2个未成对电子,电子排布为1s22s22p2,Y为C;Z原子序数大于C,s能级与p能级电子数相等,电子排布为1s22s22p4,Z为O;短周期元素中电负性最小的是Na,M为Na;据此作答。
【详解】A.Z、M的简单离子分别为O2-、Na+,二者电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,因此离子半径Z>M,A正确;
B.共价键的极性与成键原子的电负性差正相关,电负性差越大,键极性越强;H-C键的电负性差小于H-O键,因此键极性X-Y<X-Z,B错误;
C.Z为O元素,O元素没有+6价,C错误;
D.H与C可形成CH4、C2H6、C2H4等多种有机化合物,不只有YX4,D错误;
故选A。
7. 氯碱工业是高耗能产业,一种将电解池与燃料电池相结合的新工艺设计节能超过30%。在这种工艺设计中,相关物料的传输与转化关系如下图所示,其中的电极未标出
下列说法不正确的是
A. X为
B. 比较图示中
C. 燃料电池中正极的电极反应式为
D. 这种设计的主要节能之一在于燃料电池可以补充电解池消耗的电能
【答案】B
【解析】
【分析】该装置分为电解池和燃料电池(原电池)两部分,电解池电解饱和氯化钠溶液,阴极电极反应为,阳极电极反应为,
燃料电池以在的燃烧反应为总反应,正极得电子,电极反应为,负极失电子,电极反应为。
【详解】A.由分析可知,电解饱和食盐水时,阳极失电子生成,阴极得电子生成和,因此左侧出口的气体X为,供燃料电池使用,A正确;
B.由分析可知,负极消耗同时生成水,浓度降低,因此;正极生成,阳离子交换膜允许从负极移向正极,正极浓度升高,因此; 正确浓度顺序为:,B错误;
C.由分析可知,正极电极反应为,C正确;
D.该设计中,燃料电池可以将化学能转化为电能用于电解池,补充电解池消耗的电能,达到节能目的,D正确;
故选B。
8. 如图所示是氮化镓的三种晶体结构。下列说法不正确的是
A. 三种氮化镓的化学式均为GaN
B. 图乙的晶体可能是共价晶体
C. 通过X射线衍射实验可以区分晶体甲、乙、丙
D. 三种晶体结构中距离Ga最近的N个数相同
【答案】D
【解析】
【分析】甲中Ga的数目为,N的数目为,乙中Ga的数目为,N的数目为4,丙中Ga的数目为,N的数目为,据此分析;
【详解】A.对三种晶胞分别用均摊法计算Ga和N的数目比,最终均为,因此三种氮化镓的化学式均为,A正确;
B.图乙中Ga和N以共价键结合形成空间网状结构,符合共价晶体的结构特征,氮化镓是典型的共价晶体,因此图乙晶体可能为共价晶体,B正确;
C.不同晶体的X射线衍射图谱不同,因此可以通过X射线衍射实验区分甲、乙、丙三种不同晶体,C正确;
D.三种晶体结构不同,Ga的配位数(距离Ga最近的N的个数)不同,例如乙中距离Ga最近的N为4个,丙中距离Ga最近的N为6个,因此数目不相同,D错误;
故选D。
9. 探究含铜化合物性质的实验如下:
步骤I 取一定量溶液,加入适量浓氨水,产生蓝色沉淀。
步骤Ⅱ 将沉淀分成两等份,分别加入相同体积的浓氨水、稀盐酸,沉淀均完全溶解,溶液分别呈现深蓝色、蓝色。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得的深蓝色溶液中插入一根打磨过的铁钉,无明显现象;继续加入稀盐酸,振荡后静置,产生少量气泡,铁钉表面出现红色物质。
下列说法正确的是
A. 步骤I产生的蓝色沉淀为
B. 步骤Ⅱ的两份溶液中:
C. 步骤Ⅲ中无明显现象是由于铁钉遇深蓝色溶液迅速钝化
D. 步骤Ⅲ中产生气体为
【答案】B
【解析】
【详解】A.硫酸铜溶液中加入适量浓氨水,反应生成氢氧化铜蓝色沉淀,可溶于水,需要浓氨水过量才能生成,因此步骤I产生的蓝色沉淀不是,A错误;
B.深蓝色溶液中主要以络离子形式存在,游离浓度很低;蓝色溶液中主要是Cu(OH)2与盐酸反应生成游离,游离浓度更高,因此,B正确;
C.后续加入稀盐酸后铁钉可以发生反应生成红色物质,说明铁钉没有发生钝化,步骤Ⅲ无明显现象的原因是深蓝色溶液中游离浓度过低,无法被铁置换出铜,C错误;
D.加入稀盐酸后体系呈酸性,会与结合生成,不会放出,产生的气体是铁与酸反应生成的,D错误;
故答案选B。
10. 下列说法不正确的是
A. SiC是共价晶体,硬度大,可用作耐磨材料
B. 不存在稳定的分子,是因为N原子的L层只有4个原子轨道,不能形成5个键
C. 液态水急速冷却到160 K时形成的玻璃态水,它不存在晶体结构且密度与普通液态水的密度相同,可以推测其中不存在氢键
D. 在高温高压下,氢表现出金属的特性,成为“金属氢”,可以推测金属氢具有较好的导电性
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiC属于共价晶体,原子间以强共价键结合,硬度大,因此可用作耐磨材料,A正确;
B.N原子位于第二周期,L电子层只有4个原子轨道,最多只能形成4个共价键,无法形成5个N-F共价键,因此不存在稳定的NF5分子,B正确;
C.玻璃态水不存在规整的晶体结构,水分子间仍然存在氢键,C错误;
D.金属氢表现出金属的特性,导电性是金属的通性,因此可以推测金属氢具有较好的导电性,D正确;
故选C。
11. 可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:。下列说法正确的是
A. 反应中各分子的键均为p-p 键
B. 分子为含极性键的非极性分子
C. Cl—O键长小于H—O键长
D. 反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
【答案】D
【解析】
【详解】A.反应中H2O、HClO都含有H-Oσ键,H原子只有1s轨道电子,该σ键为s-pσ键,不是p-pσ键,A错误;
B.Cl2O分子中中心O原子价层电子对数为4,含2对孤电子对,空间构型为V形,分子正负电荷中心不重合,是含极性键的极性分子,B错误;
C.Cl原子半径大于H原子半径,因此Cl-O键长大于H-O键长,C错误;
D.Cl2O、H2O、HClO的中心原子均为O,中心O原子均为2个成键电子对+2个孤电子对,价层电子对数为4,因此各分子的VSEPR模型均为四面体形,D正确;
故选D。
12. 原子序数依次增大的主族元素W、X、Y、Z,元素Y的简单气态氢化物可与其最高价氧化物的水化物反应生成盐,Z原子有4种能量不同的电子。该四种元素形成的具有储氢性能的化合物如图,下列说法错误的是
A. 化学键中离子键百分数:ZW<Z3Y
B. 氟化物键角:XF3>YF3
C. 简单离子的半径:Z>Y
D. 同周期第一电离能比Y大的元素有2种
【答案】C
【解析】
【分析】原子序数依次增大的主族元素W、X、Y、Z,元素Y的简单气态氢化物可与其最高价氧化物的水化物反应生成盐,Y为氮;W形成1个共价键,为氢;Z原子有4种能量不同的电子,且原子序数最大,为钠;X形成4个共价键,且形成图示中阴离子结构,则X为B;
【详解】A.氮的电负性大于氢,氮钠的电负性差值更大,则化学键中离子键百分数:NaH<Na3N,A正确;
B.BF3中B为sp2杂化,为平面三角形;NF3中N为sp3杂化,为三角锥形,则氟化物键角:BF3>NF3,B正确;
C.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;简单离子的半径:Na+<N3-,C错误;
D.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,同周期第一电离能比N大的元素有F、Ne,共2种,D正确。
故选C。
13. 下列说法正确的是
A. 乙烯分子中的键和键之比为
B. 分子中一定既有键又有键
C. 向配合物溶液中加入足量的溶液,所有氯元素均被完全沉淀
D. 在硅酸盐中,四面体通过共用顶角氧离子形成一种无限长单链结构的多硅酸根如图a,其中的杂化方式与b图中单质中的杂化方式相同
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯分子中含有4个C-H键和1个C=C键,故σ键和π键之比为5:1,故A错误;
B.CO2含有C=O,所以CO2分子中含有σ键和π键,HCHO(甲醛)的结构式中含有C-H、C=O键,其分子中含有σ键和π键,而HClO中只存在共价单键,只存在σ键,故B错误;
C.加入足量AgNO3溶液,外界Cl-与Ag+反应,内界Cl-不与Ag+反应,故C错误;
D.硅酸盐中的硅酸根()为正四面体结构,所以中心原子Si原子采取了sp3杂化方式;S8单质中S原子有2个孤电子对和2个共价键,杂化方式也是sp3,故D正确。
答案选D。
14. 研究表明:在高压下可发生聚合,甚至改变成键方式,在高压下MgCO3中碳酸根离子形成环状三聚体如图所示,下列说法正确的是
A. 该种环状三聚体是一种有机阴离子
B. 该种环状三聚体中,O的杂化方式有2种
C. 高压下,相较于单个碳酸根离子,该种环状三聚体更稳定
D. 该种环状三聚体与Mg2+形成的化合物中,化学键种类有极性共价键、离子键及配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.碳酸盐属于无机化合物,由题意可知,碳酸镁在高压下化合物中碳酸根离子形成环状三聚体,则环状三聚体是一种无机阴离子,故A错误;
B.由图可知,环状三聚体中氧原子的价层电子对数都为4,杂化方式只有sp3,故B错误;
C.碳酸镁在高压下化合物中碳酸根离子形成环状三聚体,说明环状三聚体比单个碳酸根离子更稳定,故C正确;
D.由图可知,环状三聚体与镁离子形成的化合物中含有极性共价键、离子键,不存在配位键,故D错误;
故选C。
第Ⅱ卷(非选择题共58分)
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 回答下列问题:
(1)写出含有18个氢原子的烷烃分子式:______。
(2)写出分子式为C3H7Cl的卤代烃的所有同分异构体的结构简式______。
(3)请根据官能团的不同对下列有机物进行分类:
① ② ③ ④
⑤H3C-CHO ⑥ CH3COOH ⑦
Ⅰ.酚:______,酮______,醛______(填序号)。
Ⅱ.④的官能团名称为______,⑥的官能团名称为______。
【答案】(1)C8H18
(2)CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3
(3) ①. ③ ②. ② ③. ⑤ ④. 溴原子 ⑤. 羧基
【解析】
【小问1详解】
烷烃的通式为,2n+2=18,得出n=8,含有18个氢原子的烷烃分子式:。
【小问2详解】
丙烷有两种不同的氢原子,故分子式为C3H7Cl的卤代烃有两种分别为:CH3CH2CH2Cl和CH3CHClCH3。
【小问3详解】
①的官能团为醇羟基,属于醇;②的官能团为羰基,属于酮;③的官能团是酚羟基,属于酚;④的官能团为溴原子,属于卤代烃;⑤的官能团为醛基,属于醛;⑥的官能团是羧基,属于羧酸;⑦的官能团为酯基,属于酯;
Ⅰ.酚:③,酮:②,醛:⑤;
Ⅱ.④的官能团名称为溴原子,⑥的官能团名称为羧基。
16. Ⅰ.航空母舰防腐涂料中使用的石墨烯,相控阵雷达使用的碳化硅都属于无机非金属材料。
(1)写出碳元素在周期表中的位置为______。
(2)已知电负性Cl>H>Si,SiHCl3中氢元素的化合价为______价。
Ⅱ.25℃时,有关物质平衡常数的数值如表所示:
NH3·H2O
CH3COOH
H2S
H2CO3
HF
CuS
Kb=1.69×10-5
Ka=1.69×10-5
Ka1=1.1×10-7
Ka2=1.0×10-13
Ka1=4.5×10-7
Ka2=4.7×10-11
Ka=6.3×10-4
Ksp=6.0×10-36
(3)25℃时,某浓度的NH4Cl溶液显酸性的原因(用离子方程式表示)_________。
(4)同浓度的CH3COO-,HS-、结合H+能力由大到小的顺序为_______。
(5)物质的量浓度均为0.1 mol/L的CH3COOH和CH3COONa溶液等体积混合(体积变化忽略不计),则下列关于混合溶液的说法中不正确的是________。
A.
B.
C.
D.
(6)血液中存在酸碱平衡,从而维持血液的pH基本不变,可表示如下:
①H+(aq)+(aq)⇌H2CO3(aq)
②H2CO3(aq)⇌H2O(1)+CO2(g)
血红蛋白分子(Hb)也有调节酸碱平衡的作用,可表示为:
③HbH+(aq)+O2(g)⇌HbO2(aq)+H+(aq)
下列说法不正确的是______。
A. 若血液pH为7.4,则血液中浓度比H2CO3大
B. 当血液pH降低时,会促进人体更快更多地排出CO2
C. 随pH增大,先增大后减小
D. 高氧环境中,血红蛋白与O2结合形成HbO2,促使H+释放
(7)反应H2S(aq)+Cu2+(aq)⇌CuS(s)+2H+(aq)的平衡常数为_______(保留小数点后一位)。
【答案】(1)第二周期第ⅣA族
(2)-1 (3)
(4) (5)C (6)C
(7)1.8×1015
【解析】
【分析】
【小问1详解】
碳元素为6号元素,在元素周期表中位于第二周期第ⅣA族。
【小问2详解】
已知电负性Cl>H>Si,Si-H中共用电子对会偏向H,SiHCl3中氢元素的化合价为-1。
【小问3详解】
25℃时,某浓度的NH4Cl溶液中铵根离子会发生水解生成一水合氨和氢离子,导致溶液呈酸性,用离子方程式表示为:。
【小问4详解】
酸性越强,越容易电离,生成的酸根离子结合能力越弱,由于,同浓度的CH3COO-,HS-、结合H+能力由大到小的顺序为。
【小问5详解】
A.根据电荷守恒可知,,故,A正确;
B.根据物料守恒知,电荷守恒可知:,B正确;
C.根据物料守恒可知,C错误;
D.醋酸根的水解平衡常数,可知醋酸电离大于醋酸根水解,溶液呈酸性,故,D正确;
故选C。
【小问6详解】
A.,pH=7.4时,,故,A正确;
B.pH降低,浓度增大,题中平衡①、②均正向移动,生成更多,促进排出,B正确;
C.变形得,温度不变时、均为定值,该比值不变,C错误;
D.高氧环境中浓度增大,平衡③正向移动,促进释放,D正确;
故答案为C。
【小问7详解】
反应的平衡常数为:。
17. 某兴趣小组设计了一个燃料电池,并探究氯碱工业原理和粗铜的精炼原理,如图所示,其中乙装置中X为阳离子交换膜。请按要求回答相关问题:
(1)甲中通入氧气的电极是______极(填“正”或“负”),甲装置中通甲烷气体的电极反应式是________。
(2)乙装置中电解的总离子方程式为________。
(3)若在标准状况下,有2.24 L氧气参加反应,则乙装置中铁极上生成的气体体积为______L;丙装置中析出铜的质量为______g。
(4)某同学利用铅蓄电池设计电解法制取“84”消毒液或Fe(OH)2的实验装置如下图所示。
①若用于制“84”消毒液,电解质溶液为饱和食盐水,a为电池的______极,则A极上析出的气体为______。
②使用“84”消毒液时,不可与洁厕灵混用。结合离子方程式解释原因________。
③若用于制Fe(OH)2,使用硫酸钠溶液作电解质溶液,阳极选用______作电极。
【答案】(1) ①. 正 ②.
(2)
(3) ①. 4.48 ②. 12.8
(4) ①. 负 ②. 氢气或H2 ③. ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O ④. 铁或Fe
【解析】
【分析】由图可知,装置甲为化学能转化为电能的燃料电池,通入氧气的铂电极为正极,水分子作用下氧气在正极得到电子发生还原反应生成氢氧根离子,通入甲烷的铂电极是负极,碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水;装置乙为电解饱和食盐水的电解池,与负极相连的铁电极是电解池的阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,石墨电极为阳极,氯离子在阳极失去电子发生氧化反应生成氯气;装置丙为精炼铜的精炼池,粗铜是精炼池的阳极,锌、铁、铜在阳极失去电子发生氧化反应生成金属阳离子,精铜是阴极,铜离子在阴极得到电子发生还原反应生成铜。
【小问1详解】
由分析可知,装置甲为化学能转化为电能的燃料电池,通入氧气的铂电极为正极,通入甲烷的铂电极是负极,碱性条件下甲烷在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为:;
【小问2详解】
由分析可知,装置乙为电解饱和食盐水的电解池,电解的总反应为饱和食盐水电解生成氢氧化钠、氢气和氯气,反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
由得失电子数目守恒可知,标准状况下,有2.24 L氧气参加反应时,由阿伏加德罗定律可知,铁电极上生成氢气的体积为:=4.48 L;丙装置中阴极上析出铜的质量为:×64 g/mol=12.8 g;
【小问4详解】
①题给电解池用于制备“84”消毒液时,与直流电源负极相连的电极A为电解池阴极,水分子在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子;
②“84”消毒液的有效成分次氯酸钠能与洁厕灵的有效成分盐酸反应生成氯化钠、氯气和水,反应的离子方程式为:ClO-+Cl-+2H+=Cl2↑+H2O,所以使用“84”消毒液时,不可与洁厕灵混用,否则反应生成的有毒的氯气可能造成意外事故;
③溶液中的亚铁离子与氢氧根离子反应生成氢氧化亚铁白色沉淀,则题给电解池用于制备氢氧化亚铁时,铁电极应作电解池的阳极,提供生成氢氧化亚铁所需的亚铁离子。
18. B、N、Mg、Al元素在材料化学中广泛应用,回答下列问题:
(1)关于氮元素相关的结构与性质,下列说法正确的是______。
A. 基态N原子的电子排布式可表示为
B. 液氨中存在,中N的杂化方式为sp2
C. 将NH3通入H2O中,形成的氢键强弱:O-H…N>N-H…O
D. NH2OH中的H-N-O键角比NH3OH+中的H-N-O键角大
(2)NH3与BH3可反应生成H3N-BH3,从结构角度解释反应能发生的原因______。
(3)脂环氨硼烷()可作为储氢材料,下列说法正确的是______。
A. 电负性:N>C>B
B. 元素B、N的第一电离能均高于同周期相邻元素
C. 相同条件下在水中的溶解度:>
D. 激发态硼原子核外电子的轨道表示式:
(4)第一电离能:I1(Mg)>I1(Al),请从电子排布角度解释原因:________。
(5)在LaH中引入硼氢化物可合成一种超导作用的晶体,其晶胞为四方晶系(长方体),结构如下图。
①该晶体的化学式为______。
②B-H单元中存在的化学键类型有______(填写字母代号)。
A.离子键 B.配位键 C.极性共价键 D.非极性共价键 E.氢键
③若NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体密度为_______g·cm-3(用含a、b、NA的计算式表示)
【答案】(1)AC (2)NH3中N原子含有孤电子对,BH3中B原子有空轨道,两者可形成配位键 (3)AC
(4)Mg原子的价电子排布为3s2,3s轨道处于全充满稳定状态,第一电离能较大,Al原子的价电子排布为3s23p1,3p轨道上的电子能量较高,较易失去,故第一电离能:I1(Mg)>I1(Al)
(5) ①. LaB2H8 ②. BCD ③.
【解析】
【小问1详解】
A.基态N原子的原子序数为7,其电子排布式为,是洪特规则的体现,其电子排布式可表示为,A正确;
B.中N价层电子对数为:,其杂化方式为,B错误;
C.电负性:N<O,更容易给出孤电子对,故将通入中,形成的氢键强弱:O−H⋯N>N−H⋯O,C正确;
D.和中N原子都为杂化,中N原子有1个孤电子对,中N原子没有孤电子对,孤电子对与成键电子对间的斥力大于成键电子对间的斥力,故中的H−N−O键角比中的H−N−O键角小,D错误;
故选AC。
【小问2详解】
NH3中N原子含有孤电子对,BH3中B原子有空轨道,两者可形成配位键,故NH3与BH3可反应生成H3N-BH3。
【小问3详解】
A.同周期从左到右电负性依次增大,则电负性:,A正确;
B.同周期从左到右第一电离能逐渐增大,但第ⅡA、ⅤA族元素原子处于全充满、半充满结构,其第一电离能高于同周期相邻元素,但B原子电子排布式为:未处于全充满或半充满结构,B错误;
C.根据脂环氨硼烷和甲基环戊烷结构可知,脂环氨硼烷分子中含有N-H键,能与水分子形成氢键,甲基环戊烷不能形成氢键,则相同条件下在水中的溶解度:>,C正确;
D.基态硼原子的核外电子排布式为:,代表基态硼原子而非激发态,D错误;
故选AC。
【小问4详解】
Mg原子的价电子排布为3s2,3s轨道处于全充满稳定状态,第一电离能较大,Al原子的价电子排布为3s23p1,3p轨道上的电子能量较高,较易失去,故第一电离能:I1(Mg)>I1(Al)。
【小问5详解】
①根据晶胞结构可知,La位于晶胞的顶点和体心,其个数为:;B-H单元的位置在面上和棱上,其个数为:,每一个B-H单元是,故该晶胞的化学式为:;
②氢负离子提供孤对电子与B原子的空轨道形成配位键;含有B-H极性共价键以及非极性共价键B-B键,故选BCD;
③该晶胞的化学式为:,晶胞密度:。
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