内容正文:
2025-2026学年第二学期阶段性质量监测
高二化学试题
(考试时间:75分钟 试卷总分:100分)
注意:
1.本学科试卷分试题卷和答题卡两部分。试题卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)(共7页14题),全部答案必须按要求填在答题卡的相应答题栏内,否则不能得分。
2.相对原子质量:C-12 N-14 O-16 Ti-48
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、本题包括10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与人类生产生活密切相关。下列说法错误的是
钻石
智能手机芯片
冷链干冰
液晶电视
A. 金刚石的范德华力强,硬度极大,用于加工、研磨材料
B. 晶体硅为共价晶体,常用作半导体材料制芯片
C. 干冰属于分子晶体,常温极易升华吸热,用于冷链运输
D. 液晶分子兼具液体流动性与晶体各向异性,可制显示屏
2. 下列化学用语表示正确的是
A. HClO的结构式:
B. n s能级的原子轨道图可表示为
C. PH3的电子式为
D. Cl-的结构示意图:
3. 由徐光宪院士发起,经院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了CH4、BF3、NH3、H2S、O3、COCl2等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是
A. NH3 与 HCl 反应生成的化合物中既含离子键也含共价键
B. NH3、BF3 各原子均达到8电子稳定结构
C. CH4、COCl2 均只含σ键不含π键
D. O3 和 H2O 都属于非极性分子
4. 、都是重要的有机反应中间体,结构示意图分别为:。有关说法正确的是
A. 、碳原子杂化类型相同 B. 与NH3、H3O+ 互为等电子体
C. 的键角比 的键角小 D. 的键长比的长
5. 生活中许多常用物质的性质和用途都与结构有关,下列相关说法错误的是
邻羟基苯甲醛
H2O2分子空间结构示意图
醋酸分子球棍模型
18-冠-6
A. 邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,使得熔沸点比对羟基苯甲醛低
B. H2O2含有O-O非极性共价键,一定属于非极性分子
C. 醋酸分子与水分子可形成氢键,且符合相似相溶原理,二者能任意比例互溶
D. 18-冠-6中O电负性大,带负电荷,通过弱配位作用与K+结合,实现分子识别
6. P507萃取剂是一种有机磷酸萃取剂,主要用于稀土元素和有色金属的分离提取,具有良好的反萃能力和环保特性。其结构简式及其与Sc3+形成的配合物如下图所示。下列说法正确的是
A. 配合物由O提供孤电子对与Sc3+形成配位键
B. 配合物的中心原子位于元素周期表P区
C. 非金属元素电负性H < P < O < C
D. P507含3个手性碳原子
7. 一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则下列说法不正确的是
A. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
B. Y基态原子核外电子的空间运动状态有9种
C. ZR3和的VSEPR模型均为平面三角形
D. 最简单氢化物的沸点:Z<X
8. 我国科学家首次在实验室实现CO2到淀粉的合成,其路线如下,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 4.4 g CO2含有的π键数目为0.2NA
B. 1 mol DHA中sp3杂化的原子数为4NA
C. 标准状况下22.4 L CH3OH含有的极性键数目为5NA
D. 由CH3OH生成1 mol HCHO转移电子数为2NA
9. 实验小组用KSCN溶液检验Cu与FeCl3反应后的溶液。
已知:a.CuSCN为难溶于水的白色沉淀。
b.(SCN)2为拟卤素,水溶液呈黄色或淡黄绿色,性质与卤素相似,其离子与卤素离子性质相似。
下列说法一定错误的是
A. 实验过程i中Cu与FeCl3反应的离子方程式为
B. 通过实验现象可知,过程ii中与反应生成拟卤素(SCN)2,反应的离子方程式为
C. 该环境下Cu+结合的能力比强,是因为Cu+与形成难溶的CuSCN沉淀的倾向强于Fe3+与形成可溶性配合物的倾向
D. 振荡后实验现象说明体系存在可逆平衡:且平衡向正反应方向移动
10. Ce位于元素周期表第六周期ⅢB族,属于镧系元素。 Ce和O形成的一种化合物晶体的立方晶胞如下图所示,已知,1号和2号原子的分数坐标分别为(0,0,0)和、晶胞参数(或边长)为a pm。下列说法正确的是
A. 该化合物的化学式为Ce4O7
B. Ce的配位数为4
C. 3号原子的坐标为
D. 2号和3号原子的距离 pm
第Ⅱ卷 非选择题(共60分)
二、本题包括4大题,共60分
11. 已知X、Y、Z、R、Q、W是原子序数依次增大的短周期元素。其中X的核外电子运动状态只有一种;基态Y原子价层电子排布式为;基态R原子最外层电子数等于电子层数的3倍;Q元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;Y与W位于同族。M3+的3d轨道半充满。根据上述元素,回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置_______,该元素基态原子的最高能层符号为_______。
(2)Z、R、Q三种元素中,简单离子半径由小到大的顺序为_______。(用离子符号表示)。
(3)基态Y、Z、R原子的第一电离能最大的是_______。(用元素符号表示)
(4)ZR的空间构型为_______,YR2的熔点_______WR2的熔点 (填“高于”、“低于”、“等于”)。
(5)下列说法正确的是_______。
A. X、Y元素形成的16个电子的分子,既含键又含键
B. Y、Z、R的最简单氢化物的稳定性:Y>Z>R
C. Q2R2 中阴阳离子的个数比为1:1
D. M的基态原子中有6个未成对电子
12. (II)可形成多种配合物,呈现出多样化的性质和用途。
某小组制备配离子,实验如下:
已知:;
(1)①的核外电子排布式为_______。
②[Cu(NH3)4]2+中提供孤对电子的是_______原子,写出[Cu(NH3)4]2+的结构简式,用→标出配位键_______。
③步骤2中沉淀溶解的原因用离子方程式表示_______。运用平衡移动原理分析沉淀溶解的原因:_______。
(2)如下图所示,(II)配合物A和B可发生配位构型的转变,该转变可带来颜色的变化,因此可用作热致变色材料,在温度传感器、变色涂料等领域应用广泛。
①配合物A中存在的化学键类型有_______。
a.离子键 b.非极性共价键 c. 配位键 d范德华力 e.氢键 f.金属键
②已知:当(II)配合物A和B配位构型由八面体转变为四方平面时,吸收光谱蓝移,配合物颜色紫色变为橙色。则配合物A的颜色为_______。将配合物的颜色由紫色调整为橙色,需要进行的简单操作为_______。
13. 物质的组成与结构决定了物质的性质与变化,请结合所学知识回答下列问题:
(1)在晶体硅中,硅原子与Si-Si键个数的比为_______。石墨晶体层与层之间的作用力为_______,层内碳原子间的作用力为_______。
(2)AlN具有耐高温、抗冲击等优良品质,GaN被誉为第三代半导体材料,具有硬度大、熔点高的特点。
①AlN和GaN的成键结构与金刚石相似,均属于_______晶体。
②下列状态的铝中,电离最外层一个电子所需能量最大的是_______。
A.[Ne]3s23p1 B.[Ne]3s2 C. [Ne]3s13p1 D.[Ne]3s13p2
(3)铁能形成[Fe(Bipy)2C12]ClO4等多种配合物(Bipy结构如下图)。
①基态Cl原子中能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为_______形。
②Bipy 的沸点为260℃,结构类似且相对分子质量接近的环戊二烯()的沸点为42.5 ℃,前者沸点较大的原因是_______。
③分子(或离子)中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。如苯分子中的大π键可表示为。Bipy中存在的大π键可表示为_______。
④Mn2+在水溶液中难被氧化,而Fe2+则易被氧化为Fe3+,请从离子的价电子排布角度解释Fe2+比Mn2+易被氧化的原因:_______。
14. 钛及其化合物在化学工业中具有重要的应用前景。
(1)基态钛原子价层电子的轨道表示式为_______。
(2)三氯化钛(TiCl3)在有机合成、催化剂制备和废水处理等领域具有重要的应用价值,将钛溶于盐酸制得的三氯化钛,其晶体有两种异构体:(绿色)、(紫色),绿色与紫色异构体中非配位的数目比为_______。
(3)氮化钛(TiN)具有优异的硬度和耐磨性,常用于刀具和磨具的涂层。高温条件下,过量的碳粉和气将转化成TiN,写出该反应的化学方程式_______。用铝掺杂的TiN比TiN耐磨性提升5倍以上,其晶胞结构如图所示,则该物质的所含的Al、Ti和N原子个数比为_______。
(4)纳米可作为以下反应的催化剂:
已知:晶体中存在更多的空位、位错等晶体缺陷,处于缺陷处的原子能量高,这些缺陷会成为催化反应的活性位点。
若纳米晶胞的参数增大,Ti-O键的键长会变长,这会使纳米的热稳定性_______(填“增强”或“减弱”),同时对催化剂活性的影响是_______。
(5)金红石型被广泛应用于内外墙乳胶漆、木器涂料、结构性涂料和高性能塑料中。其晶胞为长方体,晶胞参数如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA,的相对质量为80,则该晶体的密度为_______(列出计算式)。
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2025-2026学年第二学期阶段性质量监测
高二化学试题
(考试时间:75分钟 试卷总分:100分)
注意:
1.本学科试卷分试题卷和答题卡两部分。试题卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)(共7页14题),全部答案必须按要求填在答题卡的相应答题栏内,否则不能得分。
2.相对原子质量:C-12 N-14 O-16 Ti-48
第Ⅰ卷 选择题(共40分)
一、本题包括10小题,每小题4分,共40分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 化学与人类生产生活密切相关。下列说法错误的是
钻石
智能手机芯片
冷链干冰
液晶电视
A. 金刚石的范德华力强,硬度极大,用于加工、研磨材料
B. 晶体硅为共价晶体,常用作半导体材料制芯片
C. 干冰属于分子晶体,常温极易升华吸热,用于冷链运输
D. 液晶分子兼具液体流动性与晶体各向异性,可制显示屏
【答案】A
【解析】
【详解】A.金刚石为共价晶体,硬度极大,用于加工、研磨材料,其硬度是由其网状的空间构型决定,而不是范德华力,A错误;
B.晶体硅为共价晶体,导电性介于导体和绝缘体之间,常用作半导体材料制芯片,B正确;
C.干冰属于分子晶体,常温极易升华吸热,可用作制冷剂,用于冷链运输,C正确;
D.液晶分子兼具液体流动性与晶体各向异性,可制显示屏,D正确;
故选A。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. HClO的结构式:
B. n s能级的原子轨道图可表示为
C. PH3的电子式为
D. Cl-的结构示意图:
【答案】B
【解析】
【详解】A.HClO的结构式:,A不正确;
B.s能级的原子轨道呈球形,每个s能级有1个原子轨道,ns能级的原子轨道图可表示为,B正确;
C.PH3属于共价化合物,电子式为,C不正确;
D.氯离子(Cl-)的结构示意图中,核电荷数为17,最外层电子数应为8,即为:,D不正确;
故选B。
3. 由徐光宪院士发起,经院士学子同创的《分子共和国》科普读物生动形象地戏说了CH4、BF3、NH3、H2S、O3、COCl2等众多“分子共和国”中的明星。下列说法正确的是
A. NH3 与 HCl 反应生成的化合物中既含离子键也含共价键
B. NH3、BF3 各原子均达到8电子稳定结构
C. CH4、COCl2 均只含σ键不含π键
D. O3 和 H2O 都属于非极性分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.与反应生成,与之间存在离子键,内部与之间存在共价键,既含离子键也含共价键,A正确;
B.中原子为2电子稳定结构,中原子最外层只有6个电子,所以NH3、BF3中并非各原子均达到8电子稳定结构,B错误;
C.分子中均为单键,只含键,但COCl2分子中存在碳氧双键,双键包含1个键和1个键,C错误;
D.和均为V形结构,正负电荷中心不重合,都属于极性分子,D错误;
故答案选A。
4. 、都是重要的有机反应中间体,结构示意图分别为:。有关说法正确的是
A. 、碳原子杂化类型相同 B. 与NH3、H3O+ 互为等电子体
C. 的键角比 的键角小 D. 的键长比的长
【答案】B
【解析】
【详解】A.计算中心C原子的价层电子对数:中,C价电子数为,形成3个键,无孤电子对,价层电子对数为3,杂化类型为;中,C价电子数为,形成3个键,含1对孤电子对,价层电子对数为4,杂化类型为,二者杂化类型不同,A错误;
B.等电子体定义为:原子总数相同、价电子总数相同的微粒互为等电子体。原子总数为4,价电子总数;原子总数为4,价电子总数;原子总数为4,价电子总数,三者原子总数、价电子总数均相等,互为等电子体,B正确;
C. 为平面三角形结构,键角约为;为三角锥形,孤电子对对成键电子对有排斥作用,键角小于,因此的键角比更大,C错误;
D. 杂化轨道中s成分越多,形成的化学键键长越短,中C为杂化,s成分比的杂化更多,因此的键长比更短,D错误;
故选B。
5. 生活中许多常用物质的性质和用途都与结构有关,下列相关说法错误的是
邻羟基苯甲醛
H2O2分子空间结构示意图
醋酸分子球棍模型
18-冠-6
A. 邻羟基苯甲醛易形成分子内氢键,使得熔沸点比对羟基苯甲醛低
B. H2O2含有O-O非极性共价键,一定属于非极性分子
C. 醋酸分子与水分子可形成氢键,且符合相似相溶原理,二者能任意比例互溶
D. 18-冠-6中O电负性大,带负电荷,通过弱配位作用与K+结合,实现分子识别
【答案】B
【解析】
【详解】A.邻羟基苯甲醛含有酚羟基、醛基,易形成分子内氢键,使得熔沸点比对羟基苯甲醛低,A正确;
B. H2O2含有O-O非极性共价键,但是正负电荷中心不重合,属于极性分子,B错误;
C.醋酸和水均为极性分子,醋酸分子与水分子可形成氢键,且符合相似相溶原理,二者能任意比例互溶,C正确;
D.18-冠-6中O通过弱的配位键与作用,体现超分子“分子识别”的特征,D正确;
故选B。
6. P507萃取剂是一种有机磷酸萃取剂,主要用于稀土元素和有色金属的分离提取,具有良好的反萃能力和环保特性。其结构简式及其与Sc3+形成的配合物如下图所示。下列说法正确的是
A. 配合物由O提供孤电子对与Sc3+形成配位键
B. 配合物的中心原子位于元素周期表P区
C. 非金属元素电负性H < P < O < C
D. P507含3个手性碳原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.配位键由孤电子对一方提供,原子有孤电子对,有空轨道,配位键由提供孤电子对形成,A正确;
B.中心原子的价电子排布为,位于元素周期表的区,不是区,B错误;
C.非金属元素电负性规律:同周期电负性从左到右增大,同主族从上到下减小,正确顺序为,C错误;
D.每个基团中仅含1个手性碳,分子共含有2个相同的基团,总手性碳原子数为2,不是3个,D错误;
答案选A。
7. 一种可为运动员补充能量的物质,其分子结构式如图。已知R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,则下列说法不正确的是
A. 最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y
B. Y基态原子核外电子的空间运动状态有9种
C. ZR3和的VSEPR模型均为平面三角形
D. 最简单氢化物的沸点:Z<X
【答案】C
【解析】
【分析】R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族,Y能形成5个共价键、Z形成3个共价键,则Z是N元素、Y是P元素;W形成4个共价键、R形成1个共价键,R是H元素、W是C元素;X形成2个共价键,X是O元素。
【详解】A.Z是N元素、Y是P元素,非金属性N>P,最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>Y,A正确;
B.Y是P元素,电子排布式为1s22s22p63s23p3,基态原子核外电子的空间运动状态有9种,B正确;
C.ZR3为NH3,中心N原子的价层电子对数为,为sp3杂化,N原子的最外层有1个孤电子对,VSEPR模型呈四面体形,为,中心C原子的价层电子对数为,C原子的最外层无孤电子对,则VSEPR模型为平面三角形,C不正确;
D.X、Z的简单氢化物分别为H2O、NH3,在H2O分子中形成更多氢键,最简单氢化物的沸点:Z<X,D正确;
故选C。
8. 我国科学家首次在实验室实现CO2到淀粉的合成,其路线如下,NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 4.4 g CO2含有的π键数目为0.2NA
B. 1 mol DHA中sp3杂化的原子数为4NA
C. 标准状况下22.4 L CH3OH含有的极性键数目为5NA
D. 由CH3OH生成1 mol HCHO转移电子数为2NA
【答案】C
【解析】
【详解】A.4.4 g CO2物质的量为0.1mol,CO2的结构简式为O=C=O,1个分子含有2个π键,含有的π键数目为0.1mol×2=0.2mol,即0.2NA,A正确;
B.DHA中sp3杂化的原子为2个亚甲基中的碳原子和2个羟基中的氧原子,1个DHA分子中共有4个sp3杂化原子,因此1 mol DHA中sp3杂化的原子数为4NA,B正确;
C.标准状况下CH3OH为液体,不能用气体摩尔体积计算,22.4 L CH3OH含有的极性键数目远大于5NA,C错误;
D.CH3OH被氧化生成1个HCHO转移2个电子,则生成1 mol HCHO转移电子数为2 mol,即2NA,D正确;
故选C。
9. 实验小组用KSCN溶液检验Cu与FeCl3反应后的溶液。
已知:a.CuSCN为难溶于水的白色沉淀。
b.(SCN)2为拟卤素,水溶液呈黄色或淡黄绿色,性质与卤素相似,其离子与卤素离子性质相似。
下列说法一定错误的是
A. 实验过程i中Cu与FeCl3反应的离子方程式为
B. 通过实验现象可知,过程ii中与反应生成拟卤素(SCN)2,反应的离子方程式为
C. 该环境下Cu+结合的能力比强,是因为Cu+与形成难溶的CuSCN沉淀的倾向强于Fe3+与形成可溶性配合物的倾向
D. 振荡后实验现象说明体系存在可逆平衡:且平衡向正反应方向移动
【答案】D
【解析】
【分析】主反应为铜与FeCl3溶液发生氧化还原反应:;显色反应为Fe3+与SCN-生成血红色络合物,用于检验 Fe3+;溶液中 Cu2+与 SCN-发生氧化还原反应:,生成的拟卤素可氧化 Fe2+为 Fe3+,但SCN-被持续消耗,导致血红色褪去,白色CuSCN沉淀增多。
【详解】A.Cu与Fe3+发生氧化还原反应生成Cu2+和Fe2+,离子方程式,符合得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒,A不符合题意;
B.Cu2+与SCN-反应时,Cu从+2价降为+1价,部分SCN-被氧化为(SCN)2,离子方程式符合得失电子守恒、电荷守恒,B不符合题意;
C.实验中加入KSCN后,先生成血红色的,振荡后红色褪去、CuSCN白色沉淀增多,说明结合的能力比更强;原因是与生成难溶CuSCN沉淀的倾向,强于与生成可溶性配合物的倾向,会从中夺走,C不符合题意;
D.振荡后血红色褪去,说明血红色物质的浓度降低,对于平衡,平衡向逆反应方向移动,D符合题意;
故答案选D。
10. Ce位于元素周期表第六周期ⅢB族,属于镧系元素。 Ce和O形成的一种化合物晶体的立方晶胞如下图所示,已知,1号和2号原子的分数坐标分别为(0,0,0)和、晶胞参数(或边长)为a pm。下列说法正确的是
A. 该化合物的化学式为Ce4O7
B. Ce的配位数为4
C. 3号原子的坐标为
D. 2号和3号原子的距离 pm
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据均摊法,O为8个,Ce为,化学式为CeO2,A错误;
B.以面心的Ce为基准,Ce的配位数为8,B错误;
C.1号和2号原子的分数坐标分别为(0,0,0)和,3号原子的坐标为,C错误;
D.面对角线为 pm,2号和3号原子的距离为面对角线的一半 pm,D正确;
故选D。
第Ⅱ卷 非选择题(共60分)
二、本题包括4大题,共60分
11. 已知X、Y、Z、R、Q、W是原子序数依次增大的短周期元素。其中X的核外电子运动状态只有一种;基态Y原子价层电子排布式为;基态R原子最外层电子数等于电子层数的3倍;Q元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子;Y与W位于同族。M3+的3d轨道半充满。根据上述元素,回答下列问题:
(1)W在元素周期表中的位置_______,该元素基态原子的最高能层符号为_______。
(2)Z、R、Q三种元素中,简单离子半径由小到大的顺序为_______。(用离子符号表示)。
(3)基态Y、Z、R原子的第一电离能最大的是_______。(用元素符号表示)
(4)ZR的空间构型为_______,YR2的熔点_______WR2的熔点 (填“高于”、“低于”、“等于”)。
(5)下列说法正确的是_______。
A. X、Y元素形成的16个电子的分子,既含键又含键
B. Y、Z、R的最简单氢化物的稳定性:Y>Z>R
C. Q2R2 中阴阳离子的个数比为1:1
D. M的基态原子中有6个未成对电子
【答案】(1) ①. 第三周期第IVA族 ②. M
(2)Na+<O2-<N3-
(3)N (4) ①. 平面三角形 ②. 低于 (5)A
【解析】
【分析】“X的核外电子运动状态只有一种”,故X是氢元素,原子序数为1;“基态Y原子价层电子排布式为nsnnpn”,因为s轨道最多容纳2个电子,所以n只能等于2,Y的价层电子排布式为2s22p2。因此,Y是碳元素,原子序数为6;“基态R原子最外层电子数等于电子层数的3倍”,是第二周期,最外层电子数为6。该元素为氧,原子序数为8;Z元素原子序数介于Y(C,6)和R(O,8)之间,所以Z是氮元素,原子序数为7;“Y与W位于同族”,Y是碳,所以W是硅元素,原子序数为14;“Q元素原子中只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子”,即只有s和p轨道,且最外层电子排布是全满或半满的某种特定状态,结合Q的原子序数在R之后W之前,且为短周期元素,故Q是钠元素;“M3+的3d轨道半充满”,则M原子的电子排布为[Ar]3d64s2。因此M是铁元素。
【小问1详解】
W是硅,原子序数14,位于第三周期第IVA族,电子排布式为1s22s22p63s23p2,最高能层是第三层,符号为M层;
【小问2详解】
Z是N,R是O,Q是Na,它们的简单离子分别是N3-、O2-、Na+,这三种离子具有相同的核外电子排布,故核电荷数越大,对电子的吸引力越强,离子半径越小。核电荷数:Na>O>N,因此离子半径由小到大的顺序为:Na+<O2-<N3-;
【小问3详解】
Y是C,Z是N,R是O,同处于第二周期,同一周期元素的第一电离能总体呈增大趋势,但第VA族N的p轨道处于半充满的稳定状态,其第一电离能大于相邻的第VIA族的O,因此第一电离能大小顺序为:N>O>C,最大的是N;
【小问4详解】
是,中心原子N的价层电子对数=3,采取sp2杂化,且没有孤电子对,因此空间构型为平面三角形;YR2是CO2,WR2是SiO2,CO2是分子晶体,微粒间作用力为范德华力;SiO2是共价晶体,微粒间作用力为共价键,由于共价键的键能远大于范德华力,因此SiO2的熔点远高于CO2,所以YR2的熔点低于WR2的熔点;
【小问5详解】
A.X、Y元素形成的16个电子的分子,既含键又含键,由C和H组成的16电子分子是C2H4。乙烯分子中含有C-H单键和C=C双键,A正确;
B.非金属性越强,氢化物越稳定,非金属性O>N>C。因此稳定性H2O>NH3>CH4,即R>Z>Y,B错误;
C.Q2R2是Na2O2,它由Na+和构成。阴阳离子个数比为,C错误;
D.Fe的基态电子排布式为[Ar]3d64s2,3d轨道上有6个电子,有4个未成对电子;4s轨道全满,无未成对电子,总共有4个未成对电子,D错误。
故选A。
12. (II)可形成多种配合物,呈现出多样化的性质和用途。
某小组制备配离子,实验如下:
已知:;
(1)①的核外电子排布式为_______。
②[Cu(NH3)4]2+中提供孤对电子的是_______原子,写出[Cu(NH3)4]2+的结构简式,用→标出配位键_______。
③步骤2中沉淀溶解的原因用离子方程式表示_______。运用平衡移动原理分析沉淀溶解的原因:_______。
(2)如下图所示,(II)配合物A和B可发生配位构型的转变,该转变可带来颜色的变化,因此可用作热致变色材料,在温度传感器、变色涂料等领域应用广泛。
①配合物A中存在的化学键类型有_______。
a.离子键 b.非极性共价键 c. 配位键 d范德华力 e.氢键 f.金属键
②已知:当(II)配合物A和B配位构型由八面体转变为四方平面时,吸收光谱蓝移,配合物颜色紫色变为橙色。则配合物A的颜色为_______。将配合物的颜色由紫色调整为橙色,需要进行的简单操作为_______。
【答案】(1) ①. [Ar]3d9或 1s22s22p63s23p63d9 ②. N ③. ④. Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH- ⑤. Cu(OH)2存在溶解平衡:Cu(OH)2(s)⇌Cu2+(aq)+2OH-(aq),滴入氨水后,NH3与Cu2+结合生成稳定的[Cu(NH3)4]2+,使溶液中Cu2+浓度降低,Cu(OH)2溶解平衡正向移动,最终沉淀溶解
(2) ①. abc ②. 橙色 ③. 降温
【解析】
【分析】CuSO4溶液滴加氨水先生成Cu(OH)2沉淀,再加氨水生成络合物,沉淀溶解,据分析答题。
【小问1详解】
铜为29号元素,失去最外层2个电子得到Cu2+,其核外电子排布式为[Ar]3d9或1s22s22p63s23p63d9,[Cu(NH3)4]2+中Cu2+提供空轨道,NH3分子作配体,N原子提供孤对电子,结构式为;沉淀溶解的原因是Cu2+与NH3形成[Cu(NH3)4]2+,方程式为Cu(OH)2+4NH3=[Cu(NH3)4]2++2OH-;
【小问2详解】
配合物A中存在的化学键有与络离子之间存在离子键,硝酸根内部及N-H之间存在共价键,N原子间存在非极性键、N原子与Cu之间存在配位键,故答案选abc;根据图示,A为四方平面形,B为八面体,则配合物A的颜色为橙色,当由紫色调整为橙色,即B转化为A,需要进行的简单操作为冷却降温。
13. 物质的组成与结构决定了物质的性质与变化,请结合所学知识回答下列问题:
(1)在晶体硅中,硅原子与Si-Si键个数的比为_______。石墨晶体层与层之间的作用力为_______,层内碳原子间的作用力为_______。
(2)AlN具有耐高温、抗冲击等优良品质,GaN被誉为第三代半导体材料,具有硬度大、熔点高的特点。
①AlN和GaN的成键结构与金刚石相似,均属于_______晶体。
②下列状态的铝中,电离最外层一个电子所需能量最大的是_______。
A.[Ne]3s23p1 B.[Ne]3s2 C. [Ne]3s13p1 D.[Ne]3s13p2
(3)铁能形成[Fe(Bipy)2C12]ClO4等多种配合物(Bipy结构如下图)。
①基态Cl原子中能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为_______形。
②Bipy 的沸点为260℃,结构类似且相对分子质量接近的环戊二烯()的沸点为42.5 ℃,前者沸点较大的原因是_______。
③分子(或离子)中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。如苯分子中的大π键可表示为。Bipy中存在的大π键可表示为_______。
④Mn2+在水溶液中难被氧化,而Fe2+则易被氧化为Fe3+,请从离子的价电子排布角度解释Fe2+比Mn2+易被氧化的原因:_______。
【答案】(1) ①. 1:2 ②. 范德华力 ③. 共价键
(2) ①. 共价或原子 ②. B
(3) ①. 纺锤形 ②. Bipy分子间能形成氢键 ,环戊二烯分子间不能形成氢键 ③. ④. Fe²⁺的价电子排布为3d⁶,易失去一个电子达到d 轨道半充满的稳定状态,而Mn²⁺的价电子排布为3d⁵,已是半充满稳定结构,故更难被氧化
【解析】
【小问1详解】
①在晶体硅中,每个硅原子与4个相邻的硅原子形成共价键,每个共价键被2个硅原子共用,故硅原子与键的个数比为:;②石墨晶体层与层之间的作用力为分子间作用力即范德华力;③石墨层内碳原子间的作用力为共价键。
【小问2详解】
①由信息可知:和成键结构与金刚石相似,故均属于原子晶体;
②A.[Ne]3s23p1 为基态铝原子,电离电子,能量高,易电离;
B.[Ne]3s2为电离电子,为全充满结构,能量低,电离能大;
C.[Ne]3s13p1为激发态的,电子能量高,易电离;
D.[Ne]3s13p2为激发态的铝原子,电子能量高,易电离;
故电离最外层一个电子所需能量最大的是B。
【小问3详解】
①基态原子的电子排布式为,能量最高的电子在轨道,其电子云轮廓图为纺锤形;
② Bipy的沸点远高于结构类似的环戊二烯,原因是Bipy分子间能形成氢键,而环戊二烯分子间不能形成氢键,氢键作用力更强,沸点更高;
③Bipy中参与形成大π键的原子数为5个,所以,参与形成大π键的电子数为6,所以,故Bipy中存在的大π键可表示为;
④ Fe2+的价电子排布为,易失去一个电子后变成,即达到d 轨道半充满的稳定状态,而Mn²⁺的价电子排布为,已是半充满稳定结构,故更难被氧化。
14. 钛及其化合物在化学工业中具有重要的应用前景。
(1)基态钛原子价层电子的轨道表示式为_______。
(2)三氯化钛(TiCl3)在有机合成、催化剂制备和废水处理等领域具有重要的应用价值,将钛溶于盐酸制得的三氯化钛,其晶体有两种异构体:(绿色)、(紫色),绿色与紫色异构体中非配位的数目比为_______。
(3)氮化钛(TiN)具有优异的硬度和耐磨性,常用于刀具和磨具的涂层。高温条件下,过量的碳粉和气将转化成TiN,写出该反应的化学方程式_______。用铝掺杂的TiN比TiN耐磨性提升5倍以上,其晶胞结构如图所示,则该物质的所含的Al、Ti和N原子个数比为_______。
(4)纳米可作为以下反应的催化剂:
已知:晶体中存在更多的空位、位错等晶体缺陷,处于缺陷处的原子能量高,这些缺陷会成为催化反应的活性位点。
若纳米晶胞的参数增大,Ti-O键的键长会变长,这会使纳米的热稳定性_______(填“增强”或“减弱”),同时对催化剂活性的影响是_______。
(5)金红石型被广泛应用于内外墙乳胶漆、木器涂料、结构性涂料和高性能塑料中。其晶胞为长方体,晶胞参数如图所示。已知阿伏加德罗常数的值为NA,的相对质量为80,则该晶体的密度为_______(列出计算式)。
【答案】(1) (2)2:3
(3) ①. ②. 1:3:4
(4) ①. 减弱 ②. 催化活性增强
(5)
【解析】
【小问1详解】
Ti原子核外电子数为22,根据能量最低原理,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,价层电子排布式为3d24s2,s能级有一个轨道,d能级有5个轨道,根据洪特规则,基态Ti原子轨道表示式为;
【小问2详解】
绿色异构体外界有2个为非配位离子、紫色异构体外界有3个为非配位离子,绿色与紫色异构体中非配位的数目比为2:3;
【小问3详解】
高温下,过量的碳粉和将转化成TiN和CO,配平后化学方程式为;由晶胞结构可知:N原子位于顶点和面心,数目为;Ti原子位于棱心,数目为;Al原子位于体心,数目为1,则该物质的所含的Al、Ti和N原子个数比为1:3:4。
【小问4详解】
键能与键长负相关,键长越长,键能越小,化学键越不稳定;Ti-O键键长变长,键能降低,会使纳米TiO2的热稳定性减弱;由题知,晶体中存在更多的空位、位错等晶体缺陷,处于缺陷处的原子能量高,这些缺陷会成为催化反应的活性位点,晶胞参数增大、键长变长,会使晶体缺陷增多,缺陷处原子能量升高,因此催化活性增强;
【小问5详解】
由晶胞结构可知:Ti原子位于顶点和体心,数目为;O原子数目为,则晶胞内含2个TiO2单元,,,。
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