精品解析:河南郑州星源外国语学校等校2025-2026学年高二下学期期中考试 化学试卷
2026-05-02
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内容正文:
秘密★启用前
普通高中2025-2026学年(下)高二年级期中考试
化学(鲁科版)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:P-31 Cu-64 Sn-119
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. 下列物质分类正确的是
A. 属于有机化合物
B. 属于醇
C. 属于醛类
D. 是苯的同系物
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. sp杂化轨道示意图:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
C. 乙醇分子的球棍模型:
D. 的化学名称是3-甲基戊烷
3. 绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的无机化合物,在工业、农业、医药等领域有多种用途。下列说法错误的是
A. Fe元素位于周期表中d区
B. 可用KSCN溶液检验绿矾是否被氧化变质
C. 绿矾的水溶液呈酸性
D. 中S的价层电子对数为3
4. 已知苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水及有机溶剂。某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙,经过如图实验步骤进行提纯:
下列说法正确的是
A. 玻璃棒在加热溶解和趁热过滤中的作用相同
B. 趁热过滤的目的是防止苯甲酸结晶析出
C. 冷却结晶时快速降温可提高产品的纯度
D. 可选用乙醇洗涤苯甲酸以减少产品损失
5. 维生素C又称为抗坏血酸,其结构简式如图。
下列关于该物质说法错误的是
A. 能使酸性KMnO4溶液褪色
B. 可发生加成、取代、氧化等反应
C. 能在碱性溶液中稳定存在
D. 1个分子中存在2个手性碳原子
6. 研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子(主体)可以充当“快递员”,携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。在KMnO4水溶液氧化烯烃时,加入冠醚的反应原理示意图如下:
下列说法正确的是
A. 冠醚与K+通过离子键形成超分子
B. 冠醚分子中所有碳原子可能共平面
C. 加入冠醚可提高KMnO4对烯烃的氧化效果
D. 任意一种冠醚均可与K+适配
7. W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W、X、Z位于不同周期,Y、R同主族,基态X的p能级有3个未成对电子,基态Z原子的s能级和p能级电子数相等。下列说法错误的是
A. Z3X2能与H2O反应放出XW3
B. W、X、Y组成的化合物中只含共价键
C. 简单氢化物稳定性:Y>R
D. 单质沸点:R>Y>W
8. 乙烯是植物激素,可以催熟果实。植物体内乙烯的生物合成反应如下:
2+O22C2H4+2HCN+2CO2+2H2O
下列说法错误的是
A. 分子中含有羧基和氨基
B. CO2属于极性键构成的极性分子
C. HCN分子的中心C原子的杂化方式为sp
D. 乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色
9. 干冰、ZnS和SiO2晶体的晶胞结构如图甲、乙、丙。
下列说法错误的是
A. SiO2熔化破坏共价键
B. ZnS晶胞沿z轴向xy平面投影,其投影图为
C. 干冰晶体中每个CO2分子周围有12个等距且最近的CO2分子
D. 图丙中白球表示Si原子
10. 丁二酮肟常用于检验Ni2+。在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀二丁二酮肟合镍,其结构如图。
下列关于二丁二酮肟合镍的说法正确的是
A. 其中C、N、O原子均存在孤电子对
B. 基态Ni2+核外有3个未成对电子
C. 存在共价键、氢键和配位键
D. 1 mol二丁二酮肟合镍中含30 mol σ键
11. 下列说法错误的是
A. NCl3的VSEPR模型为四面体形
B. 苯分子内存在大π键
C. X射线衍射可区分晶体与非晶体
D. NaCl、CsCl晶体中阴离子配位数均为6
12. 新型高性能炸药BNCP的结构如图。
下列说法错误的是
A. 中心钴离子的基态价层电子排布式为3d6
B. 中心钴离子的配位数为6
C. 键角H-N-H:BNCP小于NH3
D. 的空间结构为正四面体形
13. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
电负性:F>Cl,导致CF3COOH中羧基上羟基极性弱于CCl3COOH
B
SO2具有还原性
SO2的VSEPR模型为平面三角形
C
中键角:
双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力
D
热稳定性:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键
A. A B. B C. C D. D
14. 有机物X的分子式为C4H9OCl,且能与钠反应放出氢气,符合该条件的有机物种类有(不考虑立体异构)
A. 10种 B. 11种 C. 12种 D. 14种
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 根据下列有机化合物,回答下列问题:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧CH3CH2CH=CH2 ⑨CH3CH2OH ⑩CH3OCH3
(1)上述物质中属于烃的是___________(填序号,下同),属于酚的是___________。
(2)⑤中含氧官能团有羟基、酯基,还有___________(填名称),③的化学名称为___________。
(3)等质量的②分别与足量Na和NaHCO3溶液反应,放出气体物质的量之比为___________。
(4)上述物质除⑨⑩外,还有___________(写一对)互为同分异构体;⑨的键线式为___________。
(5)⑨和⑩属于___________(“碳骨架”或“官能团”)异构,1 mol ①最多能与___________mol H2发生加成反应,加成产物属于___________(填“醇”或“酚”)。
16. 金(Au),银(Ag)及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)已知Ag的原子序数是47,其基态原子的价层电子排布与Cu类似,则基态Ag原子的最外层电子的电子云轮廓图形状为___________,原子核外共有___________个p电子。
(2)Au的化学性质稳定,不溶于浓硝酸和浓硫酸,但可溶于王水:。
①Au能溶于王水的原因为___________。
②硝酸分子的结构如图。
其中N-O键的键长:a___________(填“>”<”或“=”)b;结合所给结构分析硝酸易挥发的原因有:ⅰ.HNO3相对分子质量较小;ⅱ.___________。
(3)Ag+能与形成配合物。AgCl难溶于水,但可以溶于KCN,离子方程式为。中σ键和π键的个数比为___________,与原子总数,价电子总数均相同的微粒有___________(任写1种)。
17. X、Y、Z、W、R、Q位于前四周期。基态X原子的2p轨道半充满;Y是地壳中含量最多的元素;基态原子中,Z与Y的价层电子数相同,且Z的单质为淡黄色固体;W在第三周期元素中简单离子半径最小;R在前四周期主族元素中电负性最小;基态Q原子有5个未成对电子。回答下列问题:
(1)R的原子结构示意图为___________,Q位于元素周期表中第___________周期第___________族。
(2)Y、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。
(3)X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示),从原子结构角度解释其原因为___________。
(4)上述某种元素的逐级电离能如表,该元素是___________(填元素符号);该元素的单质与R元素最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为___________。
电离能
I1
I2
I3
I4
I5
逐级电离能/(kJ·mol-1)
578
1817
2745
11575
14830
(5)Z和Q组成的立方晶系矿石的晶胞结构如图。
①若a原子的分数坐标为,b原子的分数坐标为,则c原子的分数坐标为___________。
②已知a、b原子的核间距为d cm,该晶体的密度为 g·cm-3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的摩尔质量为___________g·mol-1(用含d、、NA的代数式表示)。
18. 铜、硫的相关化合物在药物化学及工业化学领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Cu原子与基态Cu2+未成对电子数之比为___________;Cu元素有两种常见离子,从原子结构角度解释高温下Cu+比Cu2+稳定的原因是___________。
(2)Cu2+的配合物有多种。
①向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水,溶液由蓝色变为深蓝色。从实验现象判断配位键的强弱:[Cu(H2O)4]2+___________[Cu(NH3)4]2+(填“>”“<”或“=”),从配位原子的性质角度解释其原因是___________。
②某氨基吡啶衍生物铜配合物X的结构简式如图。
X中碳原子的杂化轨道类型有___________种;除Cl外,组成该配合物的非金属元素电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(3)已知第ⅥA族元素氢化物的沸点如表:
物质
H2O
H2S
H2Se
H2Te
沸点/℃
100
-60
-41.5
-2
则沸点出现上述变化规律的原因为___________。
(4)以磷、锡和铜形成的一种合金硬度较大,可制作耐磨零件和弹性元件,其晶胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a pm。
该晶体的化学式为___________,晶体密度为___________g·cm-3。
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秘密★启用前
普通高中2025-2026学年(下)高二年级期中考试
化学(鲁科版)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:P-31 Cu-64 Sn-119
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. 下列物质分类正确的是
A. 属于有机化合物
B. 属于醇
C. 属于醛类
D. 是苯的同系物
【答案】B
【解析】
【详解】A.该物质为碳酸,属于无机物,不属于有机化合物,A错误;
B.该物质中羟基连接在苯环的侧链碳原子上,符合醇的定义,属于醇,B正确;
C.该物质为甲酸甲酯,官能团为酯基,属于酯类,不属于醛类,C错误;
D.苯的同系物要求苯环连接饱和烷基,通式为,该物质侧链含有碳碳双键,不符合苯的同系物的定义,D错误;
故答案选B。
2. 下列化学用语或图示表达错误的是
A. sp杂化轨道示意图:
B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图:
C. 乙醇分子的球棍模型:
D. 的化学名称是3-甲基戊烷
【答案】C
【解析】
【详解】A.sp杂化轨道是1个s轨道和1个p轨道杂化,形成2个夹角为180°的杂化轨道,A正确;
B.氢键的表示方法是用虚线连接,图示表示正确,B正确;
C.乙醇分子的球棍模型为,C错误;
D.该烷烃主链5个碳原子,3号碳连1个甲基,名称为3-甲基戊烷,D正确;
故选C。
3. 绿矾(FeSO4·7H2O)是一种常见的无机化合物,在工业、农业、医药等领域有多种用途。下列说法错误的是
A. Fe元素位于周期表中d区
B. 可用KSCN溶液检验绿矾是否被氧化变质
C. 绿矾的水溶液呈酸性
D. 中S的价层电子对数为3
【答案】D
【解析】
【详解】A.Fe为26号元素,位于第四周期第Ⅷ族,属于周期表d区,A正确;
B.绿矾氧化变质会生成,KSCN溶液遇显红色,可检验绿矾是否变质,B正确;
C.绿矾水溶液中发生水解反应:,溶液呈酸性,C正确;
D.中S的σ键数为4,孤电子对数为,价层电子对数为,D错误;
故答案选D。
4. 已知苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水及有机溶剂。某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙,经过如图实验步骤进行提纯:
下列说法正确的是
A. 玻璃棒在加热溶解和趁热过滤中的作用相同
B. 趁热过滤的目的是防止苯甲酸结晶析出
C. 冷却结晶时快速降温可提高产品的纯度
D. 可选用乙醇洗涤苯甲酸以减少产品损失
【答案】B
【解析】
【详解】A.在“加热溶解”步骤中,玻璃棒的作用是搅拌,以加速溶解并使溶液受热均匀。在“趁热过滤”步骤中,玻璃棒的作用是引流,引导液体沿棒流入漏斗,防止液体溅出或冲破滤纸,两者作用不同,A错误;
B.苯甲酸在热水中溶解度大,在冷水中溶解度小。趁热过滤是为了在苯甲酸完全溶解的状态下,将不溶性杂质(泥沙)除去。如果待溶液冷却后再过滤,苯甲酸会结晶析出,与泥沙混合在一起,导致无法分离并造成产品损失。因此,趁热过滤的关键目的就是为了防止苯甲酸在过滤时结晶,B正确;
C.快速降温会使苯甲酸晶体快速、无序地形成,得到的是细小的晶体。这个过程容易将含有杂质(如氯化钠)的母液包裹在晶体内部,导致产品纯度下降。为了获得更高纯度的产品,应缓慢冷却,使晶体有足够时间有序生长,形成较大、较纯净的晶体,C错误;
D.题目信息指出“苯甲酸易溶于有机溶剂”,乙醇是有机溶剂,苯甲酸在其中的溶解度很大。如果用乙醇洗涤,会导致大量苯甲酸产品溶解而损失。洗涤晶体应选用产品溶解度很小的溶剂,本实验中应使用少量冷水洗涤,因为苯甲酸微溶于冷水,这样既能洗去杂质,又能最大限度地减少产品损失,D错误;
故答案选B。
5. 维生素C又称为抗坏血酸,其结构简式如图。
下列关于该物质说法错误的是
A. 能使酸性KMnO4溶液褪色
B. 可发生加成、取代、氧化等反应
C. 能在碱性溶液中稳定存在
D. 1个分子中存在2个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.维生素C分子中含有碳碳双键、羟基,均可被酸性氧化,能使溶液褪色,A正确;
B.碳碳双键可发生加成、氧化反应,羟基、酯基可发生取代反应,因此能发生加成、取代、氧化等反应,B正确;
C.分子中含有酯基,碱性条件下会发生水解反应,无法在碱性溶液中稳定存在,C错误;
D.手性碳原子是连接4种不同基团的饱和碳原子,该分子中手性碳原子如图:,共2个,D正确;
故答案选C。
6. 研究超分子的科学家发明了很多新型分子,这些分子(主体)可以充当“快递员”,携带其他分子或离子(客体)运输到指定区域,称为“主客体化学”。在KMnO4水溶液氧化烯烃时,加入冠醚的反应原理示意图如下:
下列说法正确的是
A. 冠醚与K+通过离子键形成超分子
B. 冠醚分子中所有碳原子可能共平面
C. 加入冠醚可提高KMnO4对烯烃的氧化效果
D. 任意一种冠醚均可与K+适配
【答案】C
【解析】
【详解】A.冠醚是中性分子,与通过非共价键结合,不是离子键,故A错误;
B.冠醚分子是环状结构,所有碳原子均为杂化,杂化的碳原子形成四面体构型,分子中所有碳原子不可能共处同一平面,故B错误;
C.由于水溶液中与烯烃接触不充分,氧化效果较差,加入冠醚后,冠醚可与阳离子形成超分子,将阳离子及对应的阴离子带入有机溶剂烯烃中,与烯烃充分接触,反应速率加快,氧化效果提高,故C正确;
D.冠醚的空穴大小不同,适配的碱金属离子大小也不同(如半径小于,需适配空穴更小的冠醚),并非任意一种冠醚均可与适配,故D错误;
故选C。
7. W、X、Y、Z、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中W、X、Z位于不同周期,Y、R同主族,基态X的p能级有3个未成对电子,基态Z原子的s能级和p能级电子数相等。下列说法错误的是
A. Z3X2能与H2O反应放出XW3
B. W、X、Y组成的化合物中只含共价键
C. 简单氢化物稳定性:Y>R
D. 单质沸点:R>Y>W
【答案】B
【解析】
【分析】先推出各元素:W、X、Z位于不同短周期,故W为第一周期的,X为第二周期元素,Z为第三周期元素;基态X的p能级有3个未成对电子,价电子排布为,X为;基态Z的s能级和p能级电子数相等,电子排布为,Z为;Y原子序数在7~12之间,且与R同主族、R为短周期元素,故Y为,R为。
【详解】A.为,与水反应的化学方程式为,可放出(),A正确;
B.H、N、O可组成化合物,该物质中铵根和硝酸根之间存在离子键,并非只含共价键,B错误;
C.同主族元素从上到下非金属性减弱,简单氢化物稳定性随非金属性减弱而降低,非金属性,故氢化物稳定性,即,C正确;
D.常温下S单质为固体,、为气体,气体相对分子质量越大沸点越高,相对分子质量,故单质沸点,即 ,D正确;
故选B。
8. 乙烯是植物激素,可以催熟果实。植物体内乙烯的生物合成反应如下:
2+O22C2H4+2HCN+2CO2+2H2O
下列说法错误的是
A. 分子中含有羧基和氨基
B. CO2属于极性键构成的极性分子
C. HCN分子的中心C原子的杂化方式为sp
D. 乙烯能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.该分子结构中含有-COOH(羧基)和-NH2(氨基),A正确;
B.CO2的结构式为,虽然含有C=O极性键,但分子是直线形对称结构,正电中心和负电中心重合,属于非极性分子,B错误;
C.HCN的结构式为H-C≡N,中心C原子形成2个σ键,没有孤对电子,所以杂化方式为sp杂化,C正确;
D.乙烯含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应,从而使溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
故选B。
9. 干冰、ZnS和SiO2晶体的晶胞结构如图甲、乙、丙。
下列说法错误的是
A. SiO2熔化破坏共价键
B. ZnS晶胞沿z轴向xy平面投影,其投影图为
C. 干冰晶体中每个CO2分子周围有12个等距且最近的CO2分子
D. 图丙中白球表示Si原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.属于共价晶体,原子间以共价键结合,熔化时破坏Si-O共价键,A正确;
B.ZnS晶胞中位于面心立方的顶点和面心,沿z轴向xy平面投影时,除四个顶点有的投影(白球),四条边中点、正方形中心也应有的投影,所给投影图缺少上述位置的白球,B错误;
C.干冰晶体为面心立方最密堆积,每个分子周围等距且最近的分子数为12,C正确;
D.晶胞中Si原子个数与O原子个数比为1:2,丙图中白球总数为,黑球总数为16,比例为1:2,且Si原子半径大于O,故白球为Si原子,D正确;
故答案选B。
10. 丁二酮肟常用于检验Ni2+。在稀氨水介质中,丁二酮肟与Ni2+反应生成鲜红色沉淀二丁二酮肟合镍,其结构如图。
下列关于二丁二酮肟合镍的说法正确的是
A. 其中C、N、O原子均存在孤电子对
B. 基态Ni2+核外有3个未成对电子
C. 存在共价键、氢键和配位键
D. 1 mol二丁二酮肟合镍中含30 mol σ键
【答案】C
【解析】
【详解】A.二丁二酮肟合镍中的所有C原子均形成4个共价键,无孤电子对,A错误;
B.基态价电子排布为,3d轨道只有2个未成对电子,B错误;
C.结构中存在、、等共价键,的配位键,还有的氢键,三种作用力均存在,C正确;
D.1 mol该物质中,两个配体内部就含28 mol键,另外还有4个配位键,总键物质的量为32 mol,D错误;
故选C。
11. 下列说法错误的是
A. NCl3的VSEPR模型为四面体形
B. 苯分子内存在大π键
C. X射线衍射可区分晶体与非晶体
D. NaCl、CsCl晶体中阴离子配位数均为6
【答案】D
【解析】
【详解】A.中心N原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,A正确;
B.苯分子中6个C原子均采取杂化,剩余未参与杂化的p轨道垂直于分子平面平行重叠,形成大π键,B正确;
C.晶体能产生尖锐的X射线衍射峰,非晶体没有,因此X射线衍射可区分晶体与非晶体,C正确;
D.NaCl晶体中配位数为6,CsCl晶体中配位数为8,二者阴离子配位数不都为6,D错误;
故选D。
12. 新型高性能炸药BNCP的结构如图。
下列说法错误的是
A. 中心钴离子的基态价层电子排布式为3d6
B. 中心钴离子的配位数为6
C. 键角H-N-H:BNCP小于NH3
D. 的空间结构为正四面体形
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中Co与N之间均为配位键,中N原子带一个单位负电荷,结构中存在两个,配离子整体带一个单位正电荷,所以中心钴离子为Co3+,基态价层电子排布式为3d6,A正确;
B.图中Co与N之间均为配位键,配位数为6,B正确;
C.键角H-N-H:BNCP中,NH3形成配位键,N原子已经没有孤电子对,而NH3中,N原子存在孤电子对,所以键角H-N-H:BNCP大于NH3,C错误;
D.的价层电子对数为,空间结构为正四面体形,D正确;
故答案选C。
13. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且两者具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
酸性:CF3COOH>CCl3COOH
电负性:F>Cl,导致CF3COOH中羧基上羟基极性弱于CCl3COOH
B
SO2具有还原性
SO2的VSEPR模型为平面三角形
C
中键角:
双键与单键之间的斥力>单键与单键之间的斥力
D
热稳定性:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键,H2S分子间无氢键
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.由于电负性F大于Cl,导致CF3COOH中羧基上羟基极性强于CCl3COOH,陈述II错误,A不符合题意;
B.具有还原性,表述正确,的中心原子S的价层电子对数为,故VSEPR模型为平面三角形,但两者之间没有因果关系,B不符合题意;
C.该物质为甲醛,中心碳原子为杂化,是碳氧双键与碳氢单键的键角,是两个碳氢单键的键角,理论键角是120°,但根据价层电子对斥力规律:双键电子云密度更大,双键与单键的斥力 > 单键与单键的斥力,因此键角略大于120°,略小于120°,即,两个陈述均正确,且存在因果关系,C符合题意;
D.气态氢化物的热稳定性与元素的非金属性有关,由于非金属性O大于S,故热稳定性:大于,与分子间氢键无关,D不符合题意;
故选C。
14. 有机物X的分子式为C4H9OCl,且能与钠反应放出氢气,符合该条件的有机物种类有(不考虑立体异构)
A. 10种 B. 11种 C. 12种 D. 14种
【答案】C
【解析】
【详解】①能与钠反应放出氢气,说明分子含羟基,该物质为饱和氯代醇,等效于中两个氢被、取代;②丁烷有2种碳架:正丁烷(直链)、异丁烷(带1个支链): 正丁烷碳架:,共8种; 异丁烷碳架:,共4种;总计种;
故答案选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 根据下列有机化合物,回答下列问题:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧CH3CH2CH=CH2 ⑨CH3CH2OH ⑩CH3OCH3
(1)上述物质中属于烃的是___________(填序号,下同),属于酚的是___________。
(2)⑤中含氧官能团有羟基、酯基,还有___________(填名称),③的化学名称为___________。
(3)等质量的②分别与足量Na和NaHCO3溶液反应,放出气体物质的量之比为___________。
(4)上述物质除⑨⑩外,还有___________(写一对)互为同分异构体;⑨的键线式为___________。
(5)⑨和⑩属于___________(“碳骨架”或“官能团”)异构,1 mol ①最多能与___________mol H2发生加成反应,加成产物属于___________(填“醇”或“酚”)。
【答案】(1) ①. ③④⑥⑧ ②. ①
(2) ①. 醚键、羰基 ②. 2,3-二甲基己烷 (3)3:2
(4) ①. ①⑦ ②.
(5) ①. 官能团 ②. 3 ③. 醇
【解析】
【小问1详解】
烃是只含有碳氢两种元素的有机物,故属于烃的只有③④⑥⑧,酚需要苯环上连有羟基,故属于酚类的是①。
【小问2详解】
根据结构简式可知,⑤中含氧官能团有羟基、酯基,还有醚键、羰基;根据结构简式可知,③的化学名称为2,3-二甲基己烷。
【小问3详解】
②中含有一个羧基和两个羟基,钠与羧基和羟基都能反应,一个②与钠反应放出1.5个氢气,一个②与碳酸氢钠溶液反应放出1个二氧化碳,故等质量的②分别与足量Na和NaHCO3溶液反应,放出气体物质的量之比为3:2。
【小问4详解】
上述物质除⑨⑩外,还有①⑦也是同分异构体,化学式均为;⑨的键线式为。
【小问5详解】
⑨的官能团是羟基,⑩的官能团是醚键,故⑨和⑩属于官能团异构,1 mol ①最多能与3 mol发生加成反应;加成产物中羟基连着脂肪烃基故属于醇。
16. 金(Au),银(Ag)及其化合物在生产、生活中应用广泛。回答下列问题:
(1)已知Ag的原子序数是47,其基态原子的价层电子排布与Cu类似,则基态Ag原子的最外层电子的电子云轮廓图形状为___________,原子核外共有___________个p电子。
(2)Au的化学性质稳定,不溶于浓硝酸和浓硫酸,但可溶于王水:。
①Au能溶于王水的原因为___________。
②硝酸分子的结构如图。
其中N-O键的键长:a___________(填“>”<”或“=”)b;结合所给结构分析硝酸易挥发的原因有:ⅰ.HNO3相对分子质量较小;ⅱ.___________。
(3)Ag+能与形成配合物。AgCl难溶于水,但可以溶于KCN,离子方程式为。中σ键和π键的个数比为___________,与原子总数,价电子总数均相同的微粒有___________(任写1种)。
【答案】(1) ①. 球形 ②. 18
(2) ①. 浓硝酸将Au氧化为Au3+,浓盐酸中的Cl-与Au3+形成稳定的配离子,促进了金的溶解 ②. < ③. 分子间氢键较少,分子间作用力较弱
(3) ①. 1:2 ②. N2或CO
【解析】
【小问1详解】
Ag的原子序数是47。根据题意,其基态原子的价层电子排布与Cu类似,Cu的价层电子排布为,Ag位于第五周期,因此其价层电子排布为,Ag原子的最外层是第五电子层,最外层电子在轨道上。s轨道的电子云轮廓图形状是球形;Ag的基态原子核外电子排布式为。p电子分布在、和轨道上,分别有6个电子,故总的p电子数为18个;
【小问2详解】
①王水是浓硝酸和浓盐酸的混合物。在该反应中,浓硝酸作为强氧化剂,将Au氧化为Au3+。同时,浓盐酸提供了大量的氯离子,这些Cl-能与生成的Au3+形成非常稳定的配离子。配离子的形成极大地降低了溶液中游离Au3+的浓度,促使Au的氧化反应持续向右进行,从而使Au溶解;
② 图中a代表氮原子和氧原子之间的双键(N=O),b代表氮原子和羟基中的氧原子之间的单键(N-O)。化学键的键长与键级成反比,双键的键级高于单键,因此双键比单键短。所以,键长a < b;物质的挥发性取决于分子间作用力的强弱。硝酸是共价化合物,在固态和液态时以分子形式存在,属于分子晶体。分子晶体中,分子之间通过较弱的范德华力(和氢键)结合,相比于离子晶体或原子晶体,其分子间作用力要弱得多,因此熔点、沸点较低,容易挥发。
【小问3详解】
①离子的结构与N2分子是等电子体,电子式为。碳原子和氮原子之间有3对共用电子对,即碳氮三键,一个三键是由1个σ键和2个π键构成的。因此,σ键和π键的个数比为1:2;
②与CN⁻原子总数,价电子总数均相同的微粒有:首先1个的原子总数为2个,价电子总数=4+5+1=10个,因此我们需要寻找一个由2个原子组成,且总价电子数为10的微粒,例如:N2、CO等。
17. X、Y、Z、W、R、Q位于前四周期。基态X原子的2p轨道半充满;Y是地壳中含量最多的元素;基态原子中,Z与Y的价层电子数相同,且Z的单质为淡黄色固体;W在第三周期元素中简单离子半径最小;R在前四周期主族元素中电负性最小;基态Q原子有5个未成对电子。回答下列问题:
(1)R的原子结构示意图为___________,Q位于元素周期表中第___________周期第___________族。
(2)Y、Z、W的简单离子半径由大到小的顺序为___________(用离子符号表示)。
(3)X、Y、Z的第一电离能由大到小的顺序为___________(用元素符号表示),从原子结构角度解释其原因为___________。
(4)上述某种元素的逐级电离能如表,该元素是___________(填元素符号);该元素的单质与R元素最高价氧化物对应的水化物反应的离子方程式为___________。
电离能
I1
I2
I3
I4
I5
逐级电离能/(kJ·mol-1)
578
1817
2745
11575
14830
(5)Z和Q组成的立方晶系矿石的晶胞结构如图。
①若a原子的分数坐标为,b原子的分数坐标为,则c原子的分数坐标为___________。
②已知a、b原子的核间距为d cm,该晶体的密度为 g·cm-3,设阿伏加德罗常数的值为NA,则晶体的摩尔质量为___________g·mol-1(用含d、、NA的代数式表示)。
【答案】(1) ①. ②. 四 ③. ⅦB
(2)>>
(3) ①. N>O>S ②. N的2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于O;S原子电子层数比O原子多,原子半径大,第一电离能小于O;
(4) ①. Al ②.
(5) ①. ②.
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R、Q位于前四周期。基态X原子的2p轨道半充满,则电子排布为,则X为N元素;Y是地壳中含量最高的元素,则Y为O元素;Z的单质为淡黄色固体,且Z与Y价层电子数相同,则Z为S元素;W在第三周期元素中简单离子半径最小,则W为Al元素(电子层数越多,离子半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,原子核对电子的吸引力越强,离子半径越小);R是前四周期主族元素中电负性最小,即金属性最强,则R为K元素;基态Q原子位于前四周期,且有5个未成对电子,符合条件的价电子排布为,故Q为Mn元素。
【小问1详解】
由分析可知,R为K元素,原子序数为19,故原子结构示意图,Q为Mn元素,原子序数为25,电子排布式为,故其位于第四周期第族;
【小问2详解】
Y、Z、W的简单离子分别为、、,电子层数越多,半径越大:>,电子层结构相同时,核电荷数越大,半径越小:>,故简单离子半径由大到小的顺序为>>;
【小问3详解】
由分析可知,X为N元素,Y为O元素,Z为S元素,同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,但N的2p轨道为半充满的稳定结构,则N的第一电离能大于O;同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,故O的第一电离能大于S,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>S;N的第一电离能大于O的原因:N的2p轨道为半充满的稳定结构,第一电离能大于O;S的第一电离能小于O的原因:S原子电子层数比O原子多,原子半径大,第一电离能小于O;
【小问4详解】
通过分析表中数据可知,与的差值(8830 kJ/mol)远大于与的差值(928 kJ/mol),说明该元素最外层有3个电子,失去3个电子后达到稳定结构,后续再失去电子需要更大的能量,结合所推断出的元素,该元素应该为Al,与R的最高价氧化物对应的水化物(KOH)反应的离子方程式为:
【小问5详解】
由分析可知,Z为S元素,Q为Mn元素,晶胞为立方晶系,已知a原子的分数坐标为,b原子的分数坐标为,结合晶胞结构,c原子在晶胞的右下角靠前靠下位置,和a原子在空间上呈对称分布,所以分数坐标为;a、b核间距为d cm,该距离为晶胞体对角线的,因此晶胞体对角线L=4d cm,晶胞中Mn原子位于顶点和面心,Mn原子个数为,S原子全部位于晶胞内部,其个数为4,即晶胞含4个MnS,由密度公式,得
18. 铜、硫的相关化合物在药物化学及工业化学领域应用广泛。回答下列问题:
(1)基态Cu原子与基态Cu2+未成对电子数之比为___________;Cu元素有两种常见离子,从原子结构角度解释高温下Cu+比Cu2+稳定的原因是___________。
(2)Cu2+的配合物有多种。
①向硫酸铜溶液中逐滴加入氨水,溶液由蓝色变为深蓝色。从实验现象判断配位键的强弱:[Cu(H2O)4]2+___________[Cu(NH3)4]2+(填“>”“<”或“=”),从配位原子的性质角度解释其原因是___________。
②某氨基吡啶衍生物铜配合物X的结构简式如图。
X中碳原子的杂化轨道类型有___________种;除Cl外,组成该配合物的非金属元素电负性由大到小的顺序为___________(用元素符号表示)。
(3)已知第ⅥA族元素氢化物的沸点如表:
物质
H2O
H2S
H2Se
H2Te
沸点/℃
100
-60
-41.5
-2
则沸点出现上述变化规律的原因为___________。
(4)以磷、锡和铜形成的一种合金硬度较大,可制作耐磨零件和弹性元件,其晶胞结构如图。设NA为阿伏加德罗常数的值,晶胞参数为a pm。
该晶体的化学式为___________,晶体密度为___________g·cm-3。
【答案】(1) ①. 1:1 ②. 的价电子排布式为,的价电子排布式为,根据洪特规则特例,全充满轨道能量更低,结构更稳定,故比更稳定
(2) ①. < ②. 配位原子N的电负性小于O,对孤电子对的吸引力更弱,更易给出孤电子对形成配位键,配位键更强 ③. 2 ④. O>N>C>H
(3)水分子间能形成氢键,因此沸点远高于同主族其他氢化物;其余三种氢化物分子间只有范德华力,范德华力随相对分子质量增大而增大,因此沸点随相对分子质量增大而升高
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
基态原子的价层电子排布式为,有一个未成对电子,基态的价层电子排布式为:有一个未成对电子,故未成对电子数之比为1:1;的价电子排布式为:,根据洪特规则特例,全充满轨道能量更低,结构更稳定,故高温下比更稳定;
【小问2详解】
①从实验现象来看,该反应由转化为,由不稳定的物质转化为更稳定的物质,故<;原因是配位原子N的电负性小于O,对孤电子对的吸引力更弱,更易给出孤电子对形成配位键,配位键更强;
②该配合物中,甲基中的C为sp3杂化,苯环、碳氧双键中的C为sp2杂化,共2种杂化类型;除Cl外,非金属元素为H、C、N、O,根据电负性的递变规律:在周期表中从左往右越来越大,从上往下越来越小,故顺序为O>N>C>H;
【小问3详解】
第ⅥA族元素氢化物为分子构成的物质,影响熔沸点的因素为分子间作用力,氢键的作用力远强于范德华力,水分子间能形成氢键,因此沸点远高于同主族其他氢化物;其余三种氢化物分子间只有范德华力,范德华力随相对分子质量增大而增大,因此沸点随相对分子质量增大而升高;
【小问4详解】
用均摊法计算晶胞中原子数:Sn位于晶胞顶点,数目为;P位于晶胞体心,数目为1;Cu全部位于晶胞面上,数目为,因此化学式为;晶胞密度,其中晶胞质量,晶胞体积,则。
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