内容正文:
2026年春季高二年级期中考试
化学试卷
考试时间:2026年4月23日下午14:30-17:05 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Cu-64
一、单选题(本大题共15小题,每小题3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. 现代化学有很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法中不正确的是
A. 利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
B. 用红外光谱仪可区别与
C. 质谱仪是通过分析最小的碎片离子测出分子的相对质量
D. 通过晶体X射线衍射实验,可以判断出晶体中哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角
2. 下列化学用语表达不正确的是
A. 乙炔的空间填充模型:
B. 碳的基态原子轨道表示式写法错误,违背了泡利原理
C. 的VSEPR模型:
D. 过氧化钙的电子式:
3. 价层电子排布为的元素在周期表中的位置是
A. 第三周期VB族 B. 第三周期VIIB族
C. 第四周期VB族 D. 第四周期VIIB族
4. 下列关于原子结构和元素性质的叙述中,正确的是
A. 第IA族元素的电负性从上到下逐渐减小
B. 钠原子的核外电子排布由时,释放能量,由基态转化成激发态
C. 第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据
D. 基态原子核外电子排布时,总是先排入ns能级再排入(n-1)d能级
5. 下列说法正确的是
A. 和属于同类有机物
B. 和属于碳架异构
C. 的一溴代物和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
D. 按系统命名法,化合物的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
6. 短周期元素M的逐级电离能()分别为738,1451,7733,10540,M氧化物的化学式最可能是
A. B. MO C. D.
7. 下列关于卤族元素及其单质和化合物的性质变化排序不正确的是
A. 电负性:F>Cl>Br>I B. 第一电离能:F>Cl>Br>I
C. 单质的熔点: D. 酸性:HF>HCl>HBr>HI
8. 下列关于共价键的描述正确的是
A. 因为键能:H—O>H—S,所以的沸点高于的沸点
B. 原子轨道具有一定的伸展方向,所形成的共价键都具有方向性
C. 中含有以“头碰头”形式形成的键和键
D. 杂化轨道不可能形成键
9. 下列各组物质变化,所克服的粒子间作用属于同种类型的是
A. Hg和苯挥发 B. Si和熔化
C. 切割金刚石和石墨 D. NaCl和HCl溶于水
10. 已知9.6 g某有机化合物在氧气中完全燃烧,只生成和。以下关于该有机物的信息:①组成元素 ②实验式 ③分子式 ④结构式,可以完全确定的有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
11. 甲醛已经被世界卫生组织认定为一类致癌物,一种新型催化剂可实现在室温下甲醛的氧化去除,反应原理为:。下列有关说法正确的是
A. HCHO、、都含有π键
B. 1 mol HCHO含有键
C. HCHO、中心原子杂化类型相同
D. HCHO分子极性较弱,在水中溶解度不大
12. 下列有机物,在一定条件下发生取代反应,能生成的二氯代物种类最多的是
A. B. C. D.
13. 克拉维酸属于B-内酰胺酶抑制剂类抗生素,其结构如图所示。克拉维酸在临床上通常与阿莫西林、替卡西林等药物组成复方制剂、用于治疗耐药菌引起的感染。下列克拉维酸的描述中错误的是
A. 分子式为 B. 含有6种不同的官能团
C. 有2个手性碳原子 D. 可以与酸性溶液反应
14. 实验室从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤作用的活性成分的方法如下:
其中涉及到的四个操作步骤中,不会用到的装置是
A. B. C. D.
15. 短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,A元素原子的核外电子只有一种运动状态;基态B原子s能级的电子总数比p能级的多1;基态C原子中成对电子数是未成对电子数的3倍;基态D原子的核外没有未成对电子,E与C位于同一主族。下列说法不正确的是
A. 离子键的百分数:DC>DE B. 简单氢化物的沸点:B<C
C. 的VSEPR模型为四面体形 D. 在水中的溶解度:AF>BC
二、非选择题(本大题共4小题,共55分)。
16. 氯及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用,按要求回答下列问题:
(1)与相比,中N原子结合能力更_______(填“强”或“弱”),与足量盐酸反应的离子反应方程式为_______。
(2)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质,下列物质属于顺磁性物质的是_______(填字母)。
A. B. C.
(3)CuCl属于共价化合物、气态CuCl分子的相对分子质量为199,该分子中含有配位键,则气态CuCl分子的结构式为_______。
(4)已知:若多原子分子中各原子在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成大键,中心原子为Cl,中心原子为O,二者均为V形结构,但中存在大键()。由以上信息推断:中Cl原子的轨道杂化方式为_______;O-Cl-O键角_______Cl-O-Cl键角(填“>”“<”或“=”)。与中Cl-O键的键长相比,前者较小,说明原因_______。
17. 工业冶炼硼的流程如下图:
(1)基态B原子的核外电子占据最高能级的电子云轮廓图形状为_______。
(2)第二周期中,第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有_______种。
(3)检验硼酸()是否洗涤干净的操作为_______。
(4)整个流程中可循环利用的物质是_______。
(5)硼酸是一元弱酸,在水中可产生,则硼酸在水中的电离方程式为:_______。中的化学键类型有_______。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键
(6)已知常温常压下,硼酸晶体结构为层状,其二维平面结构如图所示。
试从微粒间作用力的角度解释加热后硼酸的溶解度增大的主要原因:_______。
18. 受中医古籍《肘后备急方》中将青蒿“绞汁”用药的启发,屠呦呦采用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素。已知:青蒿素为无色针状晶体,在乙醇(沸点78℃)、乙醚(沸点35℃)等有机溶剂中可溶,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差。
青蒿素的提取流程:
(1)在原料处理过程中,对黄花蒿进行破碎的目的是_______。
(2)用乙醚作为溶剂提取黄花蒿中的青蒿素,操作I方法为_______。
(3)操作Ⅲ的主要过程包括_______。
A. 加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
B. 加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C. 加入乙醚进行萃取分液
D. 加热至固体质量恒定
(4)科学家在青蒿素的研究中发现,一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。
①下列说法正确的是_______(填字母)。
a.青蒿素分子不存在手性异构体
b.青蒿素能发生水解反应
c.青蒿素转化为双氢青蒿素属于加成反应
d.双氢青蒿素的水溶性比青蒿素好,具有更好的疗效
②从物质结构角度解释:在上述提取流程中,用乙醚作溶剂,提取效率高于乙醇的原因是_______。
(5)测定产品中青蒿素的纯度:取青蒿素样品8.0 g配制成250 mL溶液,取25.00 mL加入锥形瓶中,再加入足量的KI溶液和几滴淀粉溶液,再加入溶液,蓝色恰好褪去。
已知:①青蒿素分子中含有过氧键(-O-O-),可与NaI反应生成碘单质;
②;
③M(青蒿素)=282 g/mol。
则该产品中青蒿素的质量分数为_______。(保留三位有效数字)
19. 2025年三位科学家开创性地合成了金属-有机框架材料(简称MOF材料)而获得诺贝尔化学奖。MOF材料具备富含孔隙的空间立体网状结构,可实现气体储存和分离。
I.金刚石、晶体硅是常见的空间立体网状结构的物质。
(1)Si元素在周期表中的位置是_______。
(2)钻石是经过琢磨的金刚石,金刚石熔点高于晶体硅,原因为_______。
Ⅱ.科学家用与四氰基苯基甲烷[结构简式如图1,可简写为]合成了一种MOF材料,其四方晶胞如图2。
(3)基态的价层电子轨道表示式为_______。
(4)中,C原子的杂化方式有_______。
(5)①晶胞中与形成配位键的配位原子是_______。
②已知:、的摩尔质量分别为、,该晶体的密度为_______。()
Ⅲ.工业上采用金属有机框架材料(MOFs)选择性吸附,如下图所示:
(6)该材料能吸附而不能吸附CO可能的原因是_______。
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2026年春季高二年级期中考试
化学试卷
考试时间:2026年4月23日下午14:30-17:05 试卷满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Cu-64
一、单选题(本大题共15小题,每小题3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. 现代化学有很多先进的方法和手段来测定有机物的组成和结构。下列说法中不正确的是
A. 利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析
B. 用红外光谱仪可区别与
C. 质谱仪是通过分析最小的碎片离子测出分子的相对质量
D. 通过晶体X射线衍射实验,可以判断出晶体中哪些原子之间存在化学键,确定键长和键角
【答案】C
【解析】
【详解】A .利用原子光谱上的特征谱线来鉴定元素,称为光谱分析,A正确;
B.用红外光谱仪可以测定官能团的红外光谱,含有酯基,含有羧基,在红外光谱中峰位置不同,可以区分,B正确;
C.质谱仪是通过分析最大的碎片离子即分子离子,测出分子的相对质量,C错误;
D.通过晶体的X射线衍射实验可以确定键长、键角,D正确。
故答案选C。
2. 下列化学用语表达不正确的是
A. 乙炔的空间填充模型:
B. 碳的基态原子轨道表示式写法错误,违背了泡利原理
C. 的VSEPR模型:
D. 过氧化钙的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙炔分子的空间构型为直线形,四个原子在一条直线上,空间填充模型为: ,A正确;
B.碳的基态原子轨道表示式应为,违背了洪特规则,而没有违背泡利原理,B错误;
C.的中心原子价层电子对数=,且含有1个孤电子对,的价层电子对互斥模型: ,C正确;
D.过氧化钙是由钙离子和过氧根离子构成的,电子式:,D正确;
故选B。
3. 价层电子排布为的元素在周期表中的位置是
A. 第三周期VB族 B. 第三周期VIIB族
C. 第四周期VB族 D. 第四周期VIIB族
【答案】D
【解析】
【详解】该元素的基态原子核外电子排布式为,根据电子排布式知,该原子含有4个能层,位于第四周期,其价电子排布式为,属于第VIIB族元素,所以该元素位于第四周期VIIB族。
故选D。
4. 下列关于原子结构和元素性质的叙述中,正确的是
A. 第IA族元素的电负性从上到下逐渐减小
B. 钠原子的核外电子排布由时,释放能量,由基态转化成激发态
C. 第一电离能的大小可以作为判断元素金属性强弱的依据
D. 基态原子核外电子排布时,总是先排入ns能级再排入(n-1)d能级
【答案】A
【解析】
【详解】A.同主族从上到下,元素的电负性逐渐减小,A正确;
B.钠原子的核外电子排布由时,能量升高,为基态向激发态转化,吸收能量,B错误;
C.同周期元素的金属性从左到右依次减弱,第一电离能趋势是从左往右依次增强,但是存在反常情况,同周期第一电离能IIA>ⅢA,VA>VIA,故变化规律不完全一致,C错误;
D.基态原子核外电子排布时,由于ns能级能量低于(n-1)d能级,所以先排入ns能级再排(n-1)d能级,但Cu和Cr原子排布分别处于全充满和半充满状态时整个原子能量更低,因此会先排入(n-1)d能级以达成全充满或半充满结构,不是先排满ns能级再排(n-1)d能级,D错误;
故答案选A。
5. 下列说法正确的是
A. 和属于同类有机物
B. 和属于碳架异构
C. 的一溴代物和的一溴代物都有4种(不考虑立体异构)
D. 按系统命名法,化合物的名称是2,3,4-三甲基-2-乙基戊烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.为酚类,为醇类,不是同类有机物,A错误;
B.两个分子均为2-甲基丁烷,为相同物质,B错误;
C.的一溴代物和的一溴代物都有4种,C正确;
D.按系统命名法,化合物的名称是2,3,4,4-四甲基己烷:D错误。
故答案选C。
6. 短周期元素M的逐级电离能()分别为738,1451,7733,10540,M氧化物的化学式最可能是
A. B. MO C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】元素M的逐级电离能(kJ/mol)分别为738,1451,7733,10540,该元素的第三电离能剧增,故该元素化合价表现为+2价,故氧化物的化学式为MO,故选B。
7. 下列关于卤族元素及其单质和化合物的性质变化排序不正确的是
A. 电负性:F>Cl>Br>I B. 第一电离能:F>Cl>Br>I
C. 单质的熔点: D. 酸性:HF>HCl>HBr>HI
【答案】D
【解析】
【详解】A.同主族元素的电负性从上至下减小,故电负性:F>Cl>Br>I,A正确;
B.同主族元素从上到下原子半径增大,原子核对外层电子吸引力减弱,第一电离能逐渐减小,F>Cl>Br>I,B正确;
C.卤素单质熔化破坏分子间作用力,卤素单质的相对分子质量越大,分子间作用力越大,单质的熔点越大:,C正确;
D.卤化氢中,卤原子半径从上到下逐渐增大,H−X键键能逐渐减小,更易电离出H+,酸性逐渐增强,且HF是弱酸,正确的酸性顺序应为:HF<HCl<HBr<HI,D错误;
故选D。
8. 下列关于共价键的描述正确的是
A. 因为键能:H—O>H—S,所以的沸点高于的沸点
B. 原子轨道具有一定的伸展方向,所形成的共价键都具有方向性
C. 中含有以“头碰头”形式形成的键和键
D. 杂化轨道不可能形成键
【答案】D
【解析】
【详解】A.水分子之间含有氢键,沸点比高,与键能无关,A错误;
B.H的1s电子为球形对称,s-s轨道重叠没有方向性,则H-H键无方向性,B错误;
C.乙烷中两个C原子均为杂化,即均含4条轨道,其中每个C原子的三条轨道与3个氢原子的1s轨道“头碰头”形成σ键,两个碳原子之间用剩余的轨道“头碰头”形成σ键,无s-p及p-p轨道形成的化学键,C错误;
D.杂化轨道只能形成σ键和容纳孤电子对,不可能形成键,未参与杂化的-p轨道肩并肩才会形成π键,D正确;
故答案选D。
9. 下列各组物质变化,所克服的粒子间作用属于同种类型的是
A. Hg和苯挥发 B. Si和熔化
C. 切割金刚石和石墨 D. NaCl和HCl溶于水
【答案】B
【解析】
【详解】A.Hg和苯分别属于金属晶体和分子晶体,挥发时破坏的作用力分别是金属键和分子间作用力,类型不同,A错误;
B.Si和均属于共价晶体,熔化时均破坏共价键,类型相同,B正确;
C.切割金刚石和石墨分别破坏共价键和分子间作用力,类型不同,C错误;
D.NaCl和HCl溶于水,分别克服离子键和共价键,作用力类型不同,D错误;
故选B。
10. 已知9.6 g某有机化合物在氧气中完全燃烧,只生成和。以下关于该有机物的信息:①组成元素 ②实验式 ③分子式 ④结构式,可以完全确定的有
A. 1种 B. 2种 C. 3种 D. 4种
【答案】D
【解析】
【详解】9.6g该有机物完全燃烧生成 、 ,所以9.6 g该有机物中 ; , ,故 。
综上所述,该有机物一定含有C、H、O三种元素,故①组成元素; ,实验式为;该有机物实验式为,由于最简式碳原子已饱和,所以该有机物分子式就是;故③分子式可以确定;结构式为CH3OH;
故选D。
11. 甲醛已经被世界卫生组织认定为一类致癌物,一种新型催化剂可实现在室温下甲醛的氧化去除,反应原理为:。下列有关说法正确的是
A. HCHO、、都含有π键
B. 1 mol HCHO含有键
C. HCHO、中心原子杂化类型相同
D. HCHO分子极性较弱,在水中溶解度不大
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCHO、、中均含有双键,都含有键,A正确;
B.甲醛结构式是,1个甲醛分子中有3个键,1 mol HCHO含有键,B错误;
C.HCHO中C原子杂化类型是,是直线形分子,C原子杂化类型是sp,杂化类型不同,C错误;
D.HCHO是极性分子,且可以与水形成分子间氢键,易溶于水,D错误;
故选A。
12. 下列有机物,在一定条件下发生取代反应,能生成的二氯代物种类最多的是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】下列有机物,在一定条件下发生取代反应,能生成的二氯代物种类分别为:
A.10种;
B.7种;
C.3种;
D.7种。
故选A。
13. 克拉维酸属于B-内酰胺酶抑制剂类抗生素,其结构如图所示。克拉维酸在临床上通常与阿莫西林、替卡西林等药物组成复方制剂、用于治疗耐药菌引起的感染。下列克拉维酸的描述中错误的是
A. 分子式为 B. 含有6种不同的官能团
C. 有2个手性碳原子 D. 可以与酸性溶液反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.克拉维酸()分子中含有8个C,不饱和度为5,分子式为,A正确;
B.克拉维酸含有5种不同的官能团,分别是酰胺基,羧基,醚键,碳碳双键和羟基,B错误;
C.与四个不同的原子或原子团相连的碳原子为手性碳,有2个手性碳原子:,C正确;
D.碳碳双键和-CH2OH均能与酸性高锰酸钾溶液反应,D正确;
故选B。
14. 实验室从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤作用的活性成分的方法如下:
其中涉及到的四个操作步骤中,不会用到的装置是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.步骤①为样品粉末用甲苯+甲醇溶解后过滤,得到滤液和不溶性物质,操作原理是过滤,A正确;
B.步骤②为滤液中加入NaNO3溶液后分层,分离水层和有机层,操作原理是分液,B正确;
C.步骤③为水层溶液析出固体,操作原理是结晶,而图C为灼烧固体,C错误;
D.步骤④为有机层溶液分离出甲苯,有机层含甲苯和甲醇(互溶且沸点不同),操作原理是蒸馏,D正确;
故选C。
15. 短周期主族元素A、B、C、D、E、F的原子序数依次增大,A元素原子的核外电子只有一种运动状态;基态B原子s能级的电子总数比p能级的多1;基态C原子中成对电子数是未成对电子数的3倍;基态D原子的核外没有未成对电子,E与C位于同一主族。下列说法不正确的是
A. 离子键的百分数:DC>DE B. 简单氢化物的沸点:B<C
C. 的VSEPR模型为四面体形 D. 在水中的溶解度:AF>BC
【答案】C
【解析】
【分析】A元素原子的核外电子只有一种运动状态,A为H;基态B原子s能级的电子总数比p能级的多1,B为N;基态C原子中成对电子数是未成对电子数的3倍,C为O;基态D原子的核外没有未成对电子,D为Mg;E与C位于同一主族,E为S;F为排在S之后的短周期主族元素,F为Cl。
【详解】A.同主族从上到下电负性减弱,电负性O>S,故离子键的百分数:MgO>MgS,A正确;
B.常温下氨为气态,水为液态,简单氢化物的沸点:,B正确;
C.的中心N原子的价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,C错误;
D.HCl极易溶于水,NO难溶于水,在水中的溶解度:HCl>NO,D正确;
故选C。
二、非选择题(本大题共4小题,共55分)。
16. 氯及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用,按要求回答下列问题:
(1)与相比,中N原子结合能力更_______(填“强”或“弱”),与足量盐酸反应的离子反应方程式为_______。
(2)将含有未成对电子的物质置于外磁场中,会使磁场强度增大,称其为顺磁性物质,下列物质属于顺磁性物质的是_______(填字母)。
A. B. C.
(3)CuCl属于共价化合物、气态CuCl分子的相对分子质量为199,该分子中含有配位键,则气态CuCl分子的结构式为_______。
(4)已知:若多原子分子中各原子在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成大键,中心原子为Cl,中心原子为O,二者均为V形结构,但中存在大键()。由以上信息推断:中Cl原子的轨道杂化方式为_______;O-Cl-O键角_______Cl-O-Cl键角(填“>”“<”或“=”)。与中Cl-O键的键长相比,前者较小,说明原因_______。
【答案】(1) ①. 弱 ②.
(2)B (3)
(4) ①. ②. > ③. 分子中既存在键,又存在大键,原子轨道重叠的程度较大,而分子中只存在普通的键,因此分子比分子中Cl-O键的键长更小
【解析】
【小问1详解】
①相对于,Cl的电负性大于C,或根据Cl原子为吸电子基团,甲基为推电子基团推断,中电子云更偏向N,N电子云密度更大,给电子能力更强,更易结合,因此中N原子结合能力弱;
②中的氨基显碱性,会与酸反应,与足量盐酸反应的离子反应方程式为:;
【小问2详解】
根据已知信息可得,具有顺磁性物质应含有未成对电子;
A.中Cu的化合价为+1价,外围电子排布是,各原子核外电子均已成对,A错误;
B.中的外围电子排布是,有未成对电子,B正确;
C.中外围电子排布是,各原子核外电子均已成对,C错误;
故答案选B;
【小问3详解】
CuCl属于共价化合物,气态CuCl分子的相对分子质量为199,设分子式为,则,解得,该分子中含有配位键,则气态CuCl分子的结构式可能为;
【小问4详解】
中心原子为Cl,存在大键,由此推断,其中Cl原子有1条p轨道未参与杂化,则Cl原子的轨道杂化方式为;中心原子为O,其价层电子对数为,因此,O的杂化方式为,杂化的键角一定大于的,因此,虽然和均为V形结构,但O-Cl-O键角大于Cl-O-Cl键角;分子中既存在σ键,又存在大π键,原子轨道重叠的程度较大,而分子中只存在普通的σ键,因此分子比分子中Cl-O键的键长更小。
17. 工业冶炼硼的流程如下图:
(1)基态B原子的核外电子占据最高能级的电子云轮廓图形状为_______。
(2)第二周期中,第一电离能位于硼元素与氮元素之间的元素有_______种。
(3)检验硼酸()是否洗涤干净的操作为_______。
(4)整个流程中可循环利用的物质是_______。
(5)硼酸是一元弱酸,在水中可产生,则硼酸在水中的电离方程式为:_______。中的化学键类型有_______。
A.离子键 B.共价键 C.配位键 D.氢键
(6)已知常温常压下,硼酸晶体结构为层状,其二维平面结构如图所示。
试从微粒间作用力的角度解释加热后硼酸的溶解度增大的主要原因:_______。
【答案】(1)哑铃形 (2)3(或三)
(3)取最后一次洗涤液,先加盐酸酸化,再加入溶液,无明显现象,则说明已洗净
(4)
(5) ①. ②. BC
(6)硼酸分子间通过氢键结合,加热时氢键被破坏,有利于硼酸与水形成氢键从而增大溶解度
【解析】
【分析】二氧化碳与碳酸钠溶液、2MgO·B2O3反应生成了轻质碳酸镁和Na2B4O7溶液;轻质碳酸镁分解得到轻质氧化镁,向Na2B4O7溶液加入硫酸后经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、冰水洗涤可得到硼酸晶体,硼酸加热分解得到B2O3,B2O3与镁发生置换反应得到单质。
【小问1详解】
基态B原子的电子排布式为,核外电子最高能级为2p,其电子云轮廓图形状为哑铃形;
【小问2详解】
同一周期,主族元素第一电离能随着原子序数增大而增大,但第ⅡA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,第二周期元素中,第一电离能介于B、N之间的元素为Be、C、O,故答案为3种元素;
【小问3详解】
溶液中含有,检验晶体是否洗涤干净,只要检验最后一次洗涤液中是否有即可,则操作方法为:取最后一次洗涤液,先加盐酸酸化,再加入溶液,无明显现象,则说明已洗净;
【小问4详解】
轻质碳酸镁加热分解为轻质氧化镁时,有气体生成,而可以回到流程第一步参与反应,则整个流程中可循环利用的物质是;
【小问5详解】
的电离方程式:;的结构中存在的化学键有共价键(B-O、O-H)、配位键(B←OH),不存在离子键,而氢键是分子间作用力,不属于共价键,故选BC;
【小问6详解】
硼酸层状结构中,硼酸分子之间以氢键结合,加热后硼酸分子间的氢键被破坏,硼酸分子可与水分子形成氢键,因此溶解度增大。
18. 受中医古籍《肘后备急方》中将青蒿“绞汁”用药的启发,屠呦呦采用乙醚从黄花蒿中提取青蒿素。已知:青蒿素为无色针状晶体,在乙醇(沸点78℃)、乙醚(沸点35℃)等有机溶剂中可溶,在水中几乎不溶,熔点为156~157℃,热稳定性差。
青蒿素的提取流程:
(1)在原料处理过程中,对黄花蒿进行破碎的目的是_______。
(2)用乙醚作为溶剂提取黄花蒿中的青蒿素,操作I方法为_______。
(3)操作Ⅲ的主要过程包括_______。
A. 加水溶解,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤
B. 加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤
C. 加入乙醚进行萃取分液
D. 加热至固体质量恒定
(4)科学家在青蒿素的研究中发现,一定条件下可把青蒿素转化为双氢青蒿素。
①下列说法正确的是_______(填字母)。
a.青蒿素分子不存在手性异构体
b.青蒿素能发生水解反应
c.青蒿素转化为双氢青蒿素属于加成反应
d.双氢青蒿素的水溶性比青蒿素好,具有更好的疗效
②从物质结构角度解释:在上述提取流程中,用乙醚作溶剂,提取效率高于乙醇的原因是_______。
(5)测定产品中青蒿素的纯度:取青蒿素样品8.0 g配制成250 mL溶液,取25.00 mL加入锥形瓶中,再加入足量的KI溶液和几滴淀粉溶液,再加入溶液,蓝色恰好褪去。
已知:①青蒿素分子中含有过氧键(-O-O-),可与NaI反应生成碘单质;
②;
③M(青蒿素)=282 g/mol。
则该产品中青蒿素的质量分数为_______。(保留三位有效数字)
【答案】(1)增大黄花蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率与浸取速率
(2)萃取、过滤 (3)B
(4) ①. bcd ②. 青蒿素分子中含有过氧键,该结构受热易分解,而乙醚的沸点比乙醇的低,在低温下易分离,可减少温度较高时青蒿素发生分解而损失(或:乙醚沸点更低,提取温度更低,减少青蒿素因受热分解而损失,等合理答案均可)
(5)70.5%
【解析】
【分析】本流程是从黄花蒿中提取提纯青蒿素,步骤如下:原料预处理:干燥破碎黄花蒿,干燥除去原料中水分,避免干扰有机溶剂萃取;破碎的目的是:增大黄花蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸出率(提取效率)。操作I:浸取后分离,用乙醚浸泡浸出青蒿素后,需要分离固体残渣和青蒿素的乙醚提取液,因此操作I的方法是:萃取、过滤。操作II:分离回收乙醚得到粗品,利用乙醚沸点远低于青蒿素分解温度的特点,通过蒸馏(减压蒸馏)蒸出乙醚回收,得到青蒿素粗品。操作III:粗品提纯得到精品,青蒿素几乎不溶于水、可溶于乙醇、热稳定性差,因此可在乙醇中重结晶得到精品。
【小问1详解】
对黄花蒿进行破碎的目的是增大黄花蒿与乙醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率与浸取速率;
【小问2详解】
操作I是萃取后固液分离,故方法为萃取、过滤;
【小问3详解】
根据分析,对粗品加95%的乙醇,浓缩、结晶、过滤可得精品,故选B
【小问4详解】
①a.青蒿素分子中存在多个手性碳原子,存在手性异构体,a错误;
b.青蒿素分子中含有酯基,能发生水解反应,b正确;
c.青蒿素转化为双氢青蒿素属于加成反应,c正确;
d.双氢青蒿素中含有羟基,能与水分子间形成氢键,水溶性比青蒿素好,具有更好的疗效,d正确。
故答案为bcd;
②乙醚沸点()远低于乙醇(),提取时温度更低,青蒿素分子中含有过氧键,对热不稳定,低温提取可减少其分解,提高提取效率,故答案为:青蒿素分子中含有过氧键,该结构受热易分解,乙醚的沸点比乙醇的低,在低温下易分离,可减少温度较高时青蒿素发生分解而损失;
【小问5详解】
青蒿素分子内含有-O-O-,相当于,能氧化,用还原,发生反应:,由此可得出关系式:青蒿素~~,
,则n(青蒿素) ,则该产品中青蒿素的质量分数为 。
19. 2025年三位科学家开创性地合成了金属-有机框架材料(简称MOF材料)而获得诺贝尔化学奖。MOF材料具备富含孔隙的空间立体网状结构,可实现气体储存和分离。
I.金刚石、晶体硅是常见的空间立体网状结构的物质。
(1)Si元素在周期表中的位置是_______。
(2)钻石是经过琢磨的金刚石,金刚石熔点高于晶体硅,原因为_______。
Ⅱ.科学家用与四氰基苯基甲烷[结构简式如图1,可简写为]合成了一种MOF材料,其四方晶胞如图2。
(3)基态的价层电子轨道表示式为_______。
(4)中,C原子的杂化方式有_______。
(5)①晶胞中与形成配位键的配位原子是_______。
②已知:、的摩尔质量分别为、,该晶体的密度为_______。()
Ⅲ.工业上采用金属有机框架材料(MOFs)选择性吸附,如下图所示:
(6)该材料能吸附而不能吸附CO可能的原因是_______。
【答案】(1)第三周期第IVA族(或第3周期第IVA族)
(2)金刚石和晶体硅均为共价晶体,熔点取决于共价键的强弱,因碳的原子半径小于硅,金刚石C—C键的键长比Si—Si键的键长更短,键能更高,所以金刚石熔点高于晶体硅。
(3) (4)sp、、
(5) ①. N(或氮) ②.
(6)分子直径小于该材料孔径,而CO分子直径超过该材料孔径(或材料的孔径与分子大小匹配,而与CO分子大小不匹配)
【解析】
【小问1详解】
硅(Si)的原子序数是14,位于第三周期第IVA族;
【小问2详解】
金刚石和晶体硅均为共价晶体,熔点取决于共价键的强弱,因碳的原子半径小于硅,金刚石C—C键的键长比Si—Si键的键长更短,键能更高,所以金刚石熔点高于晶体硅;
【小问3详解】
Cu的原子序数是29,其基态电子排布为,失去一个4s电子后得到的电子排布为,基态的价层电子轨道表示式为:;
【小问4详解】
中苯环上的碳原子杂化,中的碳原子形成一个三键(),属于sp杂化,连接四个苯环的中心碳原子,形成四个单键,属于杂化,故中C原子的杂化方式有sp、和共3种;
【小问5详解】
①根据图1,分子中C原子不含孤电子对,但含有氰基(),其中N原子具有孤电子对,含有空轨道,能够接受N原子的孤电子对形成配位键,配位原子是N;
②图2中,位于晶胞的顶点和体心,个数为,位于晶胞面上,个数为,由电荷守恒可知的个数为2,已知、的摩尔质量分别为、,则晶胞质量为:,晶胞体积为:,密度为:;
【小问6详解】
由图可知,材料的孔径为0.33~0.35 nm,分子的大小为0.338 nm,CO分子的大小为0.376 nm,所以该材料能吸附而不能吸附CO可能的原因是材料的孔径与分子的大小匹配,而与CO分子大小不匹配。
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