精品解析:安徽太湖中学等学校2025-2026学年高二下学期4月检测化学试题
2026-04-29
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内容正文:
高二化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔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,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:选择性必修1~选择性必修2第一章占15%;选择性必修2第二章~第三章占85%。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Nb-93
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,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 铁画作为安徽特有的传统工艺美术品,以低碳钢(铁碳合金)为原料,已有约300年历史。其主要组成元素铁位于周期表的分区为
A. 区 B. 区 C. 区 D. 区
2. 2026年召开的全国两会中提出要进一步推动发展绿色氢氨醇产业,即利用可再生能源电力生产绿氢,并将其转化为绿氨、绿色甲醇等载体的新兴产业。下列有关化学用语错误的是
A. 的模型:
B. 的电子式:
C. 基态碳原子的轨道表示式:
D. 用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程
3. 下列有关说法错误的是
A. 晶态硅和非晶态硅可用红外光谱区分
B. 乳酸()是手性分子
C. 乙烯与氢气加成后,键的类型由转化为
D. 邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为
4. 下列关于晶体结构与性质的说法正确的是
A. 晶体中的配位数为6 B. 二氧化硅晶体的分子式为
C. 碘晶体升华时破坏了共价键 D. 干冰晶体中,每个周围紧邻8个
5. 下列说法正确的是
A. 分子的极性:
B. 与的空间结构相同
C. 分子中三键的键长:
D. 杯酚与可通过共价键形成超分子,可用于对和的分离
6. 巧设实验,方得真知。下列实验装置正确且设计能达到目的的是
A.由制取无水固体
B.用标准浓度的稀硫酸测定溶液的浓度
C.铁制品表面镀铜
D.探究、对分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
7. 中药是中华民族的瑰宝,为造福人民健康做出巨大贡献。槟榔是一种常见的中药材,其提取出的槟榔碱结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 最高正价: B. 第一电离能:
C. 氢化物的沸点: D. 分子中、原子的杂化方式完全相同
8. 物质结构决定物质性质。下列关于物质性质或应用解释错误的是
选项
性质或应用
解释
A
沸点:
分子间可以形成氢键
B
酸性:
的电负性大于
C
粘稠度高的石蜡油的流动性比水的差
石蜡油的分子间作用力比水的小
D
可以氧化
中显正电性
A. A B. B C. C D. D
9. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 白磷()分子中孤电子对数为
B. 溶液中含有的数目为
C. 三聚分子()中键数目为
D. 用惰性电极电解熔融,阴极增重,外电路中通过电子的数目为
10. 观察模型或示意图,结合已学知识进行判断。下列相关说法错误的是
冰的微观结构
A. 中碳原子轨道的杂化类型为杂化
B. 分子中所有原子的价层电子对数均为4
C. 冰中分子的配位数是4,其原因是分子间存在氢键,氢键具有方向性
D. 分子中键与键的数目之比为
11. 氮化硼()是一种性能优异的无机材料,其晶体结构与金刚石、石墨类似,主要有立方氮化硼和六方氮化硼两种结构。下列关于氮化硼的说法正确的是
A. 立方氮化硼常用作润滑剂
B. 立方氮化硼的硬度大
C. 六方氮化硼的层状结构中层间存在共价键
D. 立方氮化硼和六方氮化硼的晶体类型均为共价晶体
12. 科学家通过射线测得晶体结构如图所示。已知:晶体加热时依次发生如下转化。下列说法正确的是
A. 可写为
B. 水分子①的键角小于
C. 通过实验得知晶体受热时首先失去的是和结合的结晶水
D. 晶体中存在的作用力有:离子键、共价键、配位键、氢键
13. 铌()被广泛应用于航空航天、电子、原子能、超导材料等领域,是一种十分重要的战略物资。铌的一种氧化物的立方晶胞如图所示,晶胞边长为,设阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 该物质化学式为
B. 1个原子周围距离最近的原子有8个
C. 该晶体的密度为
D. 该晶体沿轴方向的投影图为
14. 苹果酸是二元弱酸,以表示,常用于制造药物、糖果等。时,用标准溶液滴定未知浓度的溶液,溶液中、和的分布系数随溶液变化如图所示。如的分布系数。下列说法正确的是
A. 曲线③是的分布系数曲线
B. 的
C. 反应的平衡常数
D. 时,溶液中粒子浓度的大小关系为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 已知、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素。其中原子最外层电子数是内层电子数的2倍;基态原子最外层电子排布为;是非金属元素,其最外层电子数是其能层数的2倍;的单质在常温常压下是气体,其基态原子的层上有1个未成对的电子;与形成的合金为目前用量最多的金属材料。回答下列问题:
(1)元素在元素周期表中的位置是______;元素基态原子核外有______种空间运动状态不同的电子。
(2)、和氧三种元素中电负性最小的是______(填元素符号,下同),由、两种元素按原子个数比为组成化合物的模型名称为______。
(3)元素的简单气态氢化物和氟化氢相比,稳定性较强的是______(填化学式),其原因是______(请从键参数角度回答)。
(4)元素的原子能构成一种单层平面结构的新型材料,其平面结构如图所示,1号碳原子的杂化方式是______,每个六元环占有______个原子。
16. 以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵。回答下列问题:
(1)基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为______形;中的价层电子对数为______,根据价层电子对互斥理论,的空间结构为______。
(2)的结构式为______;能与水混溶,却不溶于,原因是______。
(3)分子中氮原子的杂化轨道类型为______;分子键角比分子中的键角大,请解释其原因:______。
(4)柠檬酸的结构简式如图所示。柠檬酸分子中键的数目为______,碳原子与氧形成的键的数目为______。
17. 工业上为了提高的浸取率,常将其放在一定量的、、的混合溶液中,其反应机理为(未配平)。已知:可看作是中的一个被替代的产物;中的两个被两个取代后形成两种结构不同的产物。回答下列问题:
(1)的空间结构是______;中配位原子为______。
(2)制备。
①写出由蓝色沉淀得到深蓝色溶液的离子反应方程式:______。
②根据上述实验可推测与、的配位能力:______(填“>”“<”或“=”)。
③写出硫酸四氨合铜晶体中阳离子的结构式:______。
(3)铜硒化合物是一种性能优异的电化学材料。某铜硒化合物的晶胞结构如图所示,其中有4个和4个位于体内。
①已知和的电负性分别为1.9和2.4,则与形成的该种化合物属______(填“离子”或“共价”)化合物,其化学式为______。
②该晶胞中若元素以价和价两种价态存在,即(Ⅰ)、(Ⅱ),晶胞中(Ⅰ)与(Ⅱ)的个数比为______。
18. 镓元素及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。回答下列问题:
(1)的原子序数为31,基态原子的价电子排布式为______。
(2)可形成(代表卤素原子)的化合物,金属镓()的几种卤化物熔点如下表:
物质
熔点
77.75
122.3
熔点比熔点高很多的原因:______。
(3)一种含镓的药物合成方法如图所示:
①化合物Ⅰ的组成元素中基态原子核外未成对电子数最多的是______(填元素符号)。
②化合物Ⅱ中的配位数为______,______。
(4)氮化镓作为第三代半导体材料被广泛应用于大功率充电器和通讯技术领域。已知一种立方氮化镓的晶胞结构与金刚石类似,晶胞结构如图所示,晶胞边长为。
①该晶胞中原子处于原子形成的______(填“正四面体”或“正八面体”)空隙。
②原子与原子间的最短距离为______。
③以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,如图建立坐标系,原子分数坐标为,原子分数坐标为,则原子分数坐标为______。
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高二化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔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,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:选择性必修1~选择性必修2第一章占15%;选择性必修2第二章~第三章占85%。
5.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Nb-93
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,只有一个选项是符合题目要求的。
1. 铁画作为安徽特有的传统工艺美术品,以低碳钢(铁碳合金)为原料,已有约300年历史。其主要组成元素铁位于周期表的分区为
A. 区 B. 区 C. 区 D. 区
【答案】B
【解析】
【详解】铁元素是26号元素,位于元素周期表的d区,B正确;
故答案选B。
2. 2026年召开的全国两会中提出要进一步推动发展绿色氢氨醇产业,即利用可再生能源电力生产绿氢,并将其转化为绿氨、绿色甲醇等载体的新兴产业。下列有关化学用语错误的是
A. 的模型:
B. 的电子式:
C. 基态碳原子的轨道表示式:
D. 用原子轨道描述氢原子形成氢分子的过程
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH3中N原子的价层电子对数为3+=4,有一对孤电子对,其VSEPR模型为四面体形,A正确;
B.CO2中C与O之间形成双键,B正确;
C.基态碳原子的核外电子排布式为1s22s22p2,根据洪特规则,2p轨道上的2个电子应该分别在2个轨道上,且自旋方向相同,C错误;
D.图中轨道描述的是氢原子形成氢分子的过程,D正确;
故答案选C。
3. 下列有关说法错误的是
A. 晶态硅和非晶态硅可用红外光谱区分
B. 乳酸()是手性分子
C. 乙烯与氢气加成后,键的类型由转化为
D. 邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为
【答案】A
【解析】
【详解】A.区分晶体和非晶体的科学方法为射线衍射实验,红外光谱不能区分晶态硅和非晶态硅,A项错误;
B.乳酸分子中与羟基相连的碳原子为手性碳原子,连接了氢原子、甲基、羟基、羧基4个不同的原子或基团,故乳酸是手性分子,B项正确;
C.乙烯中有碳碳双键,碳原子为sp2杂化,与氢气加成后,碳原子为sp3杂化,键的类型由转化为,C项正确;
D.邻羟基苯甲醛分子内氢键可表示为,D项正确;
故选A。
4. 下列关于晶体结构与性质的说法正确的是
A. 晶体中的配位数为6 B. 二氧化硅晶体的分子式为
C. 碘晶体升华时破坏了共价键 D. 干冰晶体中,每个周围紧邻8个
【答案】A
【解析】
【详解】A.晶体中的配位数为6,A正确;
B.二氧化硅是原子(共价)晶体,不存在分子,是其化学式而非分子式,B错误;
C.碘晶体升华只发生了物理变化,没有破坏共价键,C错误;
D.干冰晶体中,每个周围紧邻12个,D错误;
故答案选A。
5. 下列说法正确的是
A. 分子的极性:
B. 与的空间结构相同
C. 分子中三键的键长:
D. 杯酚与可通过共价键形成超分子,可用于对和的分离
【答案】C
【解析】
【详解】A.中4个键完全相同,均为极性键,但由于为正四面体形结构,故为非极性分子;为三角锥形结构,正负电荷中心不重合,故为极性分子;因此分子极性:,A错误;
B.中中心的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为平面三角形;
中中心的价层电子对数为,无孤电子对,空间结构为直线形; 二者空间结构不同,B错误;
C.由于原子半径:,分子中三键的键长:,C正确;
D.杯酚与通过分子间作用力形成超分子,而非共价键,D错误;
故选C。
6. 巧设实验,方得真知。下列实验装置正确且设计能达到目的的是
A.由制取无水固体
B.用标准浓度的稀硫酸测定溶液的浓度
C.铁制品表面镀铜
D.探究、对分解速率的影响
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.会发生水解反应:,而加热会促进水解反应的进行,并且在加热过程中随着的挥发,水解会进行得很彻底,故该操作无法得到无水固体,A错误;
B.图示为碱式滴定管,稀硫酸应盛放在酸式滴定管内,B错误;
C.铜片连接电源正极,发生氧化反应得到,铁制品连接电源负极,在铁制品处发生还原反应转化为,C正确;
D.探究、对分解速率的影响,溶液浓度应保持一致,且阴离子要相同,D错误。
故选C。
7. 中药是中华民族的瑰宝,为造福人民健康做出巨大贡献。槟榔是一种常见的中药材,其提取出的槟榔碱结构简式如图所示。下列说法正确的是
A. 最高正价: B. 第一电离能:
C. 氢化物的沸点: D. 分子中、原子的杂化方式完全相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.最高正价为价,最高正价:,A错误;
B.C、N、O属于同一周期元素且原子序数依次增大,同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,但第ⅤA族的大于第ⅥA族的,所以其第一电离能大小顺序是N>O>C,B正确;
C.中存在分子间氢键,但碳元素的氢化物可能是气态烃、液态烃、固态烃,其中固态烃的沸点可能高于,C错误;
D.由分子的结构简式可知,原子的杂化方式为、两种,原子的杂化方式为,两者的杂化方式不完全相同,D错误;
答案选B。
8. 物质结构决定物质性质。下列关于物质性质或应用解释错误的是
选项
性质或应用
解释
A
沸点:
分子间可以形成氢键
B
酸性:
的电负性大于
C
粘稠度高的石蜡油的流动性比水的差
石蜡油的分子间作用力比水的小
D
可以氧化
中显正电性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.沸点高是因其分子间存在氢键,A项正确;
B.电负性:,的吸电子能力强,则的酸性比强,酸性与、的电负性有关,B项正确;
C.石蜡油的成分主要是高碳烷烃,相对分子质量大,分子间作用力大,导致粘度大,因此石蜡油流动性比水差,C项错误;
D.的电负性大于,中显负电性,显正电性,中显负电性,中容易转移电子给中,该反应为,因此可以氧化,D项正确;
故选C。
9. 设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 白磷()分子中孤电子对数为
B. 溶液中含有的数目为
C. 三聚分子()中键数目为
D. 用惰性电极电解熔融,阴极增重,外电路中通过电子的数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.的物质的量为,其结构为,每个原子有一个孤电子对,所以中含孤电子对数为,A项正确;
B.会发生水解反应,故溶液中数目小于,B项错误;
C.1个三聚分子中含有12个键,故三聚分子()中键数目为,C项错误;
D.用惰性电极电解熔融时,阴极上的电极反应式为,析出,转移电子,外电路通过电子数为,D项错误;
故选A。
10. 观察模型或示意图,结合已学知识进行判断。下列相关说法错误的是
冰的微观结构
A. 中碳原子轨道的杂化类型为杂化
B. 分子中所有原子的价层电子对数均为4
C. 冰中分子的配位数是4,其原因是分子间存在氢键,氢键具有方向性
D. 分子中键与键的数目之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中每个碳原子与相邻3个碳原子形成键,无孤电子对,因此原子轨道杂化类型为杂化,A正确;
B.分子中原子与3个原子形成键,含1对孤电子对(价层电子对数);原子与2个原子形成2个键,含2对孤电子对(价层电子对数),因此所有原子的价层电子对数均为4,B正确;
C.冰中每个分子通过氢键与周围4个分子相连,配位数为4,氢键的方向性决定了这种规则排列,使冰具有疏松的网状结构,C正确;
D.的结构式为,分子中有2个键和2个键,键与键的数目之比为,D错误;
故选D。
11. 氮化硼()是一种性能优异的无机材料,其晶体结构与金刚石、石墨类似,主要有立方氮化硼和六方氮化硼两种结构。下列关于氮化硼的说法正确的是
A. 立方氮化硼常用作润滑剂
B. 立方氮化硼的硬度大
C. 六方氮化硼的层状结构中层间存在共价键
D. 立方氮化硼和六方氮化硼的晶体类型均为共价晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A.石墨可作为润滑剂,故常用作润滑剂的应该是与石墨结构相似的六方氮化硼,A错误;
B.立方氮化硼的结构类似金刚石,属于共价晶体,故其熔点高,硬度大,B正确;
C.六方氮化硼晶体中,层内原子和原子通过共价键结合,层间以分子间作用力结合,C错误;
D.立方氮化硼与金刚石类似为共价晶体,六方氮化硼与石墨晶体类似,属于混合型晶体,D错误;
故选B。
12. 科学家通过射线测得晶体结构如图所示。已知:晶体加热时依次发生如下转化。下列说法正确的是
A. 可写为
B. 水分子①的键角小于
C. 通过实验得知晶体受热时首先失去的是和结合的结晶水
D. 晶体中存在的作用力有:离子键、共价键、配位键、氢键
【答案】D
【解析】
【详解】A.从结构图可知:与4个形成配位键,构成;另有1个通过氢键与及配位水结合,作为结晶水,因此可写作,A错误;
B.与配位后,原子的1对孤电子对变为配位键,孤电子对斥力减弱,成键电子对斥力相对增强,键角变大,水分子①的键角大于,B错误;
C.由实验可知晶体加热时依次发生如下转化,故晶体应先失去配位水,C错误;
D.晶体中,与形成离子键,中和、中和形成共价键,与中的形成配位键,配位水与、结晶水之间形成氢键,四种作用力均存在,D正确;
故选D。
13. 铌()被广泛应用于航空航天、电子、原子能、超导材料等领域,是一种十分重要的战略物资。铌的一种氧化物的立方晶胞如图所示,晶胞边长为,设阿伏加德罗常数的值为。下列说法错误的是
A. 该物质化学式为
B. 1个原子周围距离最近的原子有8个
C. 该晶体的密度为
D. 该晶体沿轴方向的投影图为
【答案】D
【解析】
【详解】A.O(白球)位于晶胞12条棱的棱心,因此1个晶胞中O原子数;Nb(黑球)位于晶胞面心,1个晶胞中Nb原子数; ,则该物质的化学式为NbO,A正确;
B.以底面右侧棱上的O原子为研究对象,xy面与之最近的O原子有4个,yz面与之最近的O原子有4个,共有8个,B正确;
C.一个晶胞中含有3个 NbO;晶胞密度为,C正确;
D.该晶体沿轴方向的投影图为,D错误;
故答案选D。
14. 苹果酸是二元弱酸,以表示,常用于制造药物、糖果等。时,用标准溶液滴定未知浓度的溶液,溶液中、和的分布系数随溶液变化如图所示。如的分布系数。下列说法正确的是
A. 曲线③是的分布系数曲线
B. 的
C. 反应的平衡常数
D. 时,溶液中粒子浓度的大小关系为
【答案】C
【解析】
【分析】存在电离平衡:,,随升高,的分布系数减小,为曲线①,的分布系数先增大后减小,为曲线②,的分布系数增大,为曲线③,据此回答。
【详解】A.曲线③是的分布系数曲线,A错误;
B.根据图示,时,时,,B错误;
C.根据图示,时,时,,同理,反应的平衡常数,C正确;
D.由图像可知,时,溶液中,D错误;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 已知、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素。其中原子最外层电子数是内层电子数的2倍;基态原子最外层电子排布为;是非金属元素,其最外层电子数是其能层数的2倍;的单质在常温常压下是气体,其基态原子的层上有1个未成对的电子;与形成的合金为目前用量最多的金属材料。回答下列问题:
(1)元素在元素周期表中的位置是______;元素基态原子核外有______种空间运动状态不同的电子。
(2)、和氧三种元素中电负性最小的是______(填元素符号,下同),由、两种元素按原子个数比为组成化合物的模型名称为______。
(3)元素的简单气态氢化物和氟化氢相比,稳定性较强的是______(填化学式),其原因是______(请从键参数角度回答)。
(4)元素的原子能构成一种单层平面结构的新型材料,其平面结构如图所示,1号碳原子的杂化方式是______,每个六元环占有______个原子。
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②. 9
(2) ①. ②. 直线形
(3) ①. ②. 键的键能大于键
(4) ①. ②. 2
【解析】
【分析】Y基态原子最外层电子排布为,n只能为2,故最外层电子排布为2s22p3,Y为N;X原子最外层电子数是内层电子数的2倍,且其原子序数比Y小,故内层电子只能是K层电子,电子数为2,最外层电子数为4,X为C;Z的最外层电子数是其能层数的2倍,应是具有3个能层,最外层电子数为6,Z为S;结合M单质常温常压下是气体及其电子排布可知M为Cl;与形成的合金为目前用量最多的金属材料,该金属材料是钢,是Fe与C等元素形成的合金,故Q为Fe。
【小问1详解】
Q为Fe,在元素周期表中的位置为第四周期第Ⅷ族;Z(S)基态电子排布为1s22s22p63s23p4,电子共分布在9个不同的轨道中,故有9种空间运动状态不同的电子。
【小问2详解】
C、N、O三种元素的电负性顺序为C<N<O,电负性最小的是C;该化合物为CS2,其结构和CO2类似,VSEPR模型名称为直线型。
【小问3详解】
HCl和HF相比,稳定性更强的是HF,原因是键的键能大于键。
【小问4详解】
该材料为石墨烯,其结构与石墨的单层相同,每个碳的杂化方式都为sp2,并且每个碳都被三个六元环等分,相当于一个碳原子在一个六元环中的占比为,故每个六元环的碳原子数为。
16. 以铁、硫酸、柠檬酸、双氧水、氨水等为原料可制备柠檬酸铁铵。回答下列问题:
(1)基态原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为______形;中的价层电子对数为______,根据价层电子对互斥理论,的空间结构为______。
(2)的结构式为______;能与水混溶,却不溶于,原因是______。
(3)分子中氮原子的杂化轨道类型为______;分子键角比分子中的键角大,请解释其原因:______。
(4)柠檬酸的结构简式如图所示。柠檬酸分子中键的数目为______,碳原子与氧形成的键的数目为______。
【答案】(1) ①. 哑铃 ②. 4 ③. 正四面体形
(2) ①. ②. 相似相溶原理,水是极性分子,是非极性分子,是极性分子且能和水分子形成氢键
(3) ①. ②. 的电负性大于,键长比短,键间的排斥力大,故分子键角比分子中的键角大
(4) ①. 3 ②. 7
【解析】
【小问1详解】
基态S原子的电子排布式为1s22s22p63s23p4,电子占据的最高能级为3p,p能级电子云轮廓图为哑铃形;对于,根据价层电子对数的计算公式:价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数,S原子与4个O原子形成4个σ键,S原子的孤电子对数==0,所以S的价层电子对数为4+0=4;根据价层电子对互斥理论,当价层电子对数为4且无孤电子对时,空间结构为正四面体;
【小问2详解】
H2O2中O原子与H原子、O原子与O原子之间均以共价键相连,其结构式为H—O—O—H,H2O2和H2O均为极性分子,根据“相似相溶”原理,极性分子易溶于极性溶剂,且能和水分子形成氢键,所以H2O2能与水混溶,而CCl4为非极性分子,H2O2与CCl4极性不同,所以H2O2不溶于CCl4;
【小问3详解】
NH3分子中N原子的价层电子对数=σ键电子对数+孤电子对数=3+=4,根据杂化轨道理论,价层电子对数为4时,N原子的杂化轨道类型为sp3;N原子的电负性比P原子大,键长比短,NH3分子中N原子周围的电子云密度比PH3分子中P原子周围的电子云密度大,电子对之间的排斥作用更强,所以NH3分子H—N—H键角比PH3分子中的键角大;
【小问4详解】
由柠檬酸的结构简式可知,分子中含有3个羧基,1个羧基中含有1个碳氧双键,1个双键中含有1个π键,所以1mol柠檬酸分子中π键的数目为3mol;由柠檬酸结构简式可知,分子中含有3个羧基和1个醇羟基,每个羧基含有2个碳氧σ键,3个羧基共6个,醇羟基含有1个碳氧σ键,因此1mol柠檬酸分子中碳原子与氧形成的σ键的数目为 mol。
17. 工业上为了提高的浸取率,常将其放在一定量的、、的混合溶液中,其反应机理为(未配平)。已知:可看作是中的一个被替代的产物;中的两个被两个取代后形成两种结构不同的产物。回答下列问题:
(1)的空间结构是______;中配位原子为______。
(2)制备。
①写出由蓝色沉淀得到深蓝色溶液的离子反应方程式:______。
②根据上述实验可推测与、的配位能力:______(填“>”“<”或“=”)。
③写出硫酸四氨合铜晶体中阳离子的结构式:______。
(3)铜硒化合物是一种性能优异的电化学材料。某铜硒化合物的晶胞结构如图所示,其中有4个和4个位于体内。
①已知和的电负性分别为1.9和2.4,则与形成的该种化合物属______(填“离子”或“共价”)化合物,其化学式为______。
②该晶胞中若元素以价和价两种价态存在,即(Ⅰ)、(Ⅱ),晶胞中(Ⅰ)与(Ⅱ)的个数比为______。
【答案】(1) ①. 四面体形 ②.
(2) ①. 或 ②. ③.
(3) ①. 共价 ②. (或) ③.
【解析】
【分析】(2)向CuSO4溶液中先滴加适量氨水,Cu2+与氨水反应生成蓝色Cu(OH)2沉淀;继续滴加过量氨水,Cu(OH)2与过量NH3配位,转化为可溶性的深蓝色[Cu(NH3)4]SO4溶液;加入95%乙醇后,因硫酸四氨合铜在乙醇中溶解度降低,经玻璃棒摩擦试管壁诱导结晶,析出深蓝色[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体,该过程也说明NH3与Cu2+的配位能力强于H2O;
【小问1详解】
可看作中一个O被S替代,中心S原子价层电子对数为4(无孤电子对),故空间结构为四面体形;
[Au(S2O3)2]3-中,作为配体,配位原子为S(硫原子,硫代硫酸根中与中心硫相连的氧原子没有孤对电子,难以配位,端基硫原子提供孤电子对);
【小问2详解】
①蓝色沉淀为Cu(OH)2,与过量氨水反应的离子方程式:Cu(OH)2 + 4NH3 =[Cu(NH3)4]2+ + 2OH-(或Cu(OH)2 + 4NH3·H2O = [Cu(NH3)4]2+ + 2OH- + 4H2O) ;
②实验中NH3能取代Cu2+水合离子中的H2O形成更稳定的配离子,故配位能力:NH3 > H2O;
③硫酸四氨合铜的阳离子为[Cu(NH3)4]2+,结构式为:;
【小问3详解】
①Cu与Se的电负性差值为2.4-1.9=0.5(小于1.7,通常电负性差<1.7为共价化合物),故为共价化合物; 晶胞中Cu原子数:顶点8×=1,面心2×=1,体内4个,共1+1+4=6;Se原子数为体内4个,故原子个数比Cu:Se=6:4=3:2,化学式为Cu3Se2;
②设晶胞中Cu(I)为x个,Cu(Ⅱ)为y个,则x+y=6;化合物中正负化合价代数和为0,Se为-2价,故x+2y=4×2=8,解得x=4,y=2,故Cu(I)与Cu(Ⅱ)个数比为4:2=2:1。
18. 镓元素及其化合物在医药、国防、材料领域应用广泛。回答下列问题:
(1)的原子序数为31,基态原子的价电子排布式为______。
(2)可形成(代表卤素原子)的化合物,金属镓()的几种卤化物熔点如下表:
物质
熔点
77.75
122.3
熔点比熔点高很多的原因:______。
(3)一种含镓的药物合成方法如图所示:
①化合物Ⅰ的组成元素中基态原子核外未成对电子数最多的是______(填元素符号)。
②化合物Ⅱ中的配位数为______,______。
(4)氮化镓作为第三代半导体材料被广泛应用于大功率充电器和通讯技术领域。已知一种立方氮化镓的晶胞结构与金刚石类似,晶胞结构如图所示,晶胞边长为。
①该晶胞中原子处于原子形成的______(填“正四面体”或“正八面体”)空隙。
②原子与原子间的最短距离为______。
③以晶胞边长为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中的原子位置,如图建立坐标系,原子分数坐标为,原子分数坐标为,则原子分数坐标为______。
【答案】(1)
(2)因为是离子晶体,是分子晶体,离子键强于分子间作用力(合理即可)
(3) ①. ②. 6 ③. 1
(4) ①. 正四面体 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
Ga是第31号元素,其价电子排布式为;
【小问2详解】
熔化时,离子晶体断裂离子键,分子晶体破坏分子间作用力,因为是离子晶体,是分子晶体,离子键强于分子间作用力;
【小问3详解】
①化合物I的组成元素为碳、氢、氮、氧,基态原子未成对电子数分别为2、1、3、2,因此未成对电子数最多的是氮元素;
②由结构可知,Ga结合了2个配位N和4个配位O,共形成6个配位键,因此配位数为6;每个脱质子羧基带1个负电荷,环上的N为中性配位原子,2种配体共带4个负电荷,Ga为 +3价,总电荷为 +3−4=−1,因此x=1;
【小问4详解】
①该晶胞为闪锌矿结构,每个N原子周围有4个Ga原子,构成正四面体结构,因此N处于Ga形成的正四面体空隙中;
②Ga与N的最短距离为晶胞体对角线的,晶胞边长为a pm,则体对角线的长度为pm,Ga与N的最短距离为pm;
③已知A、B(),坐标系中C(N原子)沿x轴坐标为,y轴坐标为,z轴坐标为,因此C原子分数坐标为。
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