精品解析:福建厦泉五校2025-2026学年高二年级第二学期期中联考 化学试题
2026-05-10
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内容正文:
厦泉五校2025-2026学年高二年级第二学期期中联考
化学试题
(考试时间:75 分钟 满分:100 分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Y-89 Ba-137
试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分
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. 化学在社会进步中发挥着关键性作用。下列说法错误的是
A. 福建舰的舰体材料合金钢,其强度、熔点均高于纯铁
B. 落户福建的第三代核电“华龙一号”,其核燃料棒中的裂变燃料铀元素属于过渡元素
C. 福建“智”造飞速发展,黑科技“凝聚态电池”的主材料石墨烯属于无机非金属材料
D. 福建物构所研究了一种纳米片(CoB/NBC)作为高能量密度硫电池的主体材料,其中的元素Co属于d区元素
2. 天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中正确的是
A. 在光照条件下,甲烷通入氯水中可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4
B. 一定条件下,甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中能使其紫色褪去
C. 甲烷能使溴水褪色
D. 甲烷和二者互为同系物
3. 下列物质的名称正确的是
A. 2-乙基丙烷 B. 2-甲基-4-戊炔
C. 1,3-丙二醇 D. 对二苯甲酸
4. 乙烯是石油化学工业重要的基本原料。有关乙烯的常见转化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 乙烷与环氧乙烷互为同系物 B. 乙醛与环氧乙烷互为同分异构体
C. 乙烯与水生成乙醇的反应是取代反应 D. 乙烷分子中含有共价键
5. 化学科技工作者设计了如下研究方案以实现物质的综合利用。下列说法正确的是
A. 是离子化合物 B. 只含有非极性共价键
C. 只含有离子键 D. 该研究过程中只涉及光能转变为化学能
6. 用图示的方法能够直观形象地将化学知识进行呈现。下列图示正确的是
A. S2-的结构示意图 B. 的结构式
C. 丙烯的球棍模型 D. NH3的VSEPR模型
7. 用少量与肼()的水溶液共同作用,处理核冷却系统内壁上的含铁氧化物的反应过程如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 的键数为
B. 的孤电子对数为
C. 的中心原子的未成对电子数为
D. 上述含铁氧化物被完全处理时转移电子数为
8. 可用作合成氨催化剂、其立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。已知截面单位面积含有原子个数越多,催化活性越低。下列说法不正确的是
A. 铁的配位数是8
B. 晶胞中原子的半径为
C. 截面单位面积含有的原子为(个/)
D. 、截面中,催化活性较低的是
9. 一种制备抗凝剂的原料M的结构简式如图。下列关于M的说法错误的是
A. 分子式为 B. 含有两种官能团
C. 一氯代物有2种(不考虑立体异构) D. 所有原子不可能共平面
10. X、Y、Z、W、R是原子序数依次增加的短周期主族元素,X、Y、W位于不同周期,原子序数:3Y=Z+R;X与Y组成的两种化合物在常温下呈液态;由上述元素组成的某缓冲溶液的主要成分结构如图所示。下列有关说法错误的是
A. 简单离子半径:Y>Z>W B. W分别与X、Y组成的化合物均含离子键
C. 简单氢化物的沸点:Y<Z D. R的最高价氧化物的水化物是弱酸
11. 下列对分子性质的解释中,不正确的是
A. “碘易溶于四氯化碳”“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释
B. H2O2分子的结构如图所示,可知H2O2为极性分子
C. 水很稳定(1000℃以上才会部分分解),是因为水中含有大量的氢键
D. 苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,是因为苯分子中含大π键,没有碳碳双键,大π键稳定性较强
12. 下列对一些实验事实的解释正确的是
实验事实
解释
A
熔点:AlF3(1290℃) >
AlCl3(178℃)
Al—F键的键长比Al—Cl键的键长短
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键间的键角是
C
用苯萃取碘水中的I2
苯和I2均为非极性分子且苯与水不互溶
D
NH3的沸点高于PH3
N—H键的键长比P—H键的键长短
A. A B. B C. C D. D
13. 和均可发生水解反应,其中的水解机理示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 为极性分子,而为非极性分子
B. 和空间构型均为三角锥形
C. 比难水解
D. 和的水解反应机理不同
14. 使用现代仪器对某有机物的结构进行测定,相关图谱如图所示,下列说法正确的是
A. 由质谱图可知该有机物相对分子质量为43
B. 由红外光谱可知该有机物中可能存在羧基
C. 由核磁共振氢谱可知该有机物分子中有2种不同化学环境的氢原子
D. 推测该有机物可能是
第 II 卷(非选择题,共58分)
15. 钛(Ti)及其合金大量用于航空工业,被誉为“空间金属”。以钙钛矿为原料冶炼钛单质,其工艺流程如下:
已知:,TiO2+易水解为偏钛酸H2TiO3,H2TiO3也可写成TiO(OH)2
(1)Ti位于周期表的第_______周期_______族。
(2)“水解”步骤反应的化学方程式为_______。
(3)请比较Ca2+与S2-半径大小,Ca2+_______S2-(填“>”“<”或“=”)。
(4)纳米TiO2可作为以下反应的催化剂:
①化合物乙的组成元素中第一电离能最大的是_______(填元素符号)。
②请写化合物乙中的官能团_______、_______(填名称)。
③某羧酸与化合物甲互为同分异构体,其结构简式为_______(写一种)。
(5)钙钛矿晶体立方晶胞结构如图所示,距离Ti原子最近的O原子有_______个。
16. 学习物质结构和性质的知识,能使你想象的翅膀变得更加有力。
(1)的空间结构为_______,属于_______分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)我国空间站日常运行所需电源主要由太阳能电池提供,太阳能电池主要材料是砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe),它们可以直接把光能转化成电能给空间站供电。
①Cd与Zn是相邻周期同族元素,基态Cd的价电子排布为_______。
②砷化镓(GaAs)能够承受太空高温环境,原因是_______。
(3)二个甲酸分子通过氢键形成二聚体(含八元环),画出该二聚体的结构:_______。
(4)具有高稳定性、超导电性的二维硼烯氧化物()的部分结构如图所示,则该氧化物的化学式为_______,其中B-B键的键长_______B-O键的键长(填“>”“<”或“=”)。
17. 铁(Fe)、钼(Mo)、钇(Y)等过渡金属元素化合物的应用研究是前沿科学之一,回答下列问题:
(1)基态铁离子的价电子轨道表示式为_______。
(2)纳米粒子具有类似于石墨的层状结构,具有优异的润滑性能,其原因是_______。
(3)某种含钼化合物是石油工业的优良催化剂,其分子结构简式如图1。
①该分子中第二周期元素的电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
②该分子中C原子的杂化轨道类型为_______。
(4)图2是由Y、Ba、Fe、O组成的晶胞,棱上的球代表Ba,顶点的球代表Y;四方锥中心和八面体中心的球代表Fe,小球代表O。其中O的俯视图如图3,是边长为的正方形。
①该晶体的化学式为_______。
②该晶体的密度为_______(用表示阿伏加德罗常数的值)。
18. 氮、硼元素的化合物用途广泛,氨硼烷是优质的储氢材料,氮化硼是金属拉丝的润滑剂。
(1)基态N原子中最高能级的原子轨道呈_______形,在空间有_______个伸展方向。
(2)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一、1mo NH4BF4含有_______mol配位键。
(3)中键角_______中键角(填“>”“<”或“=”)。
(4)分子中,与N原子相连的H带部分正电荷,与B原子相连的H带部分负电荷。H、B、N三种元素电负性由小到大的顺序是_______(填元素符号)。
(5)常温下为固体,氨硼烷晶体中存在的作用力有范德华力、配位键、_______和_______。
(6)氮化硼(BN)是一种硬度很高的晶体,其晶胞结构如图。
①原子1的坐标为,原子2的坐标为,则原子3的坐标为_______。
②熔点:氮化硼_______(填“>”或“<”)晶体硅,原因是_______。
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厦泉五校2025-2026学年高二年级第二学期期中联考
化学试题
(考试时间:75 分钟 满分:100 分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Y-89 Ba-137
试卷分第 I 卷(选择题)和第 II 卷(非选择题)两部分
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. 化学在社会进步中发挥着关键性作用。下列说法错误的是
A. 福建舰的舰体材料合金钢,其强度、熔点均高于纯铁
B. 落户福建的第三代核电“华龙一号”,其核燃料棒中的裂变燃料铀元素属于过渡元素
C. 福建“智”造飞速发展,黑科技“凝聚态电池”的主材料石墨烯属于无机非金属材料
D. 福建物构所研究了一种纳米片(CoB/NBC)作为高能量密度硫电池的主体材料,其中的元素Co属于d区元素
【答案】A
【解析】
【详解】A.合金钢的硬度高于纯铁,熔点比铁低,A错误;
B.铀是92号元素,在f区,属于过渡元素,B正确;
C.石墨烯的碳单质,属于无机非金属材料,C正确;
D.Co为27号元素,价电子排布为3d74s2,属于d区元素,D正确;
答案选A。
2. 天然气的主要成分为甲烷。下列关于甲烷的叙述中正确的是
A. 在光照条件下,甲烷通入氯水中可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4
B. 一定条件下,甲烷通入酸性高锰酸钾溶液中能使其紫色褪去
C. 甲烷能使溴水褪色
D. 甲烷和二者互为同系物
【答案】D
【解析】
【详解】A.在光照条件下,甲烷通入氯气中可生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3或CCl4,甲烷与氯水不反应,A错误;
B.甲烷与酸性高锰酸钾溶液中不能反应不能使其紫色褪去, B错误;
C.甲烷与溴水不反应,C错误;
D.甲烷和二者都是烷烃,组成上相差4个CH2,二者互为同系物,D正确;
故选D。
3. 下列物质的名称正确的是
A. 2-乙基丙烷 B. 2-甲基-4-戊炔
C. 1,3-丙二醇 D. 对二苯甲酸
【答案】C
【解析】
【分析】有机物系统命名法步骤:1、选主链:找出最长的①最长-选最长碳链为主链;②最多-遇等长碳链时,支链最多为主链;③最近-离支链最近一端编号;④最小-支链编号之和最小(两端等距又同基,支链编号之和最小);⑤最简-两不同取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号;如取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面;⑥含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,并表示出官能团的位置,官能团的位次最小。
【详解】A.命名为:2-甲基丁烷,A错误;
B.命名为:4-甲基-1-戊炔,B错误;
C.命名为:1,3-丙二醇,C正确;
D.命名为:对苯二甲酸,D错误;
故选C。
4. 乙烯是石油化学工业重要的基本原料。有关乙烯的常见转化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 乙烷与环氧乙烷互为同系物 B. 乙醛与环氧乙烷互为同分异构体
C. 乙烯与水生成乙醇的反应是取代反应 D. 乙烷分子中含有共价键
【答案】B
【解析】
【详解】A.同系物是指结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的有机化合物;乙烷与环氧乙烷结构不同,不互为同系物,A错误;
B.环氧乙烷含有醚键,乙醛含有醛基,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.乙烯与水生成乙醇的反应是加成反应,C错误;
D.乙烷分子中含碳碳、碳氢共价键,乙烷分子中含有7mol共价键,D错误;
故选B。
5. 化学科技工作者设计了如下研究方案以实现物质的综合利用。下列说法正确的是
A. 是离子化合物 B. 只含有非极性共价键
C. 只含有离子键 D. 该研究过程中只涉及光能转变为化学能
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2中C和O之间通过共价键形成的共价化合物,A错误;
B.H2中只含H-H非极性共价键,B正确;
C.NaOH中钠离子和氢氧根之间是离子键,氧和氢之间是共价键,C错误;
D.该过程中氯碱工业是电解,是电能转化为化学能,二氧化碳和氢气合成甲醇是光能转化为化学能,甲醇电池是化学能转化为电能,D错误;
答案选B。
6. 用图示的方法能够直观形象地将化学知识进行呈现。下列图示正确的是
A. S2-的结构示意图 B. 的结构式
C. 丙烯的球棍模型 D. NH3的VSEPR模型
【答案】D
【解析】
【详解】A. 中,核电荷数与核外电子数相等,则其为S的结构示意图,A不正确;
B.中,B与3个F形成共价键,与1个F-形成配位键,F-提供孤对电子,B原子提供空轨道,由F→B,B不正确;
C. 对应的结构简式为CH3CH2CH3,应是丙烷的球棍模型,C不正确;
D. 为四面体结构,且有1对孤对电子,应是NH3的VSEPR模型,D正确;
故选D。
7. 用少量与肼()的水溶液共同作用,处理核冷却系统内壁上的含铁氧化物的反应过程如图。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 的键数为
B. 的孤电子对数为
C. 的中心原子的未成对电子数为
D. 上述含铁氧化物被完全处理时转移电子数为
【答案】C
【解析】
【分析】体系中的首先和肼配位,生成配合物;和生成的发生氧化还原反应:作还原剂,将配合物中+2价的Cu还原为+1价,自身被氧化为,得到还原产物;和内壁附着的难溶含铁氧化物(酸性条件)发生氧化还原反应:+1价Cu被氧化,重新生成,回到上一步循环参与反应,同时中+3价Fe被还原为可溶性的,最终将内壁附着的难溶含铁氧化物转化为可溶物除去。
【详解】A.的结构式为,1个氮氮三键中含有1个键和2个键,因此的键数为,A正确;
B.的结构为,每个原子最外层有3个电子成键,剩余1对孤电子对,1个分子共含2对孤电子对,因此的孤电子对数为,B正确;
C.配合物中,配体是中性分子,因此中心为价;的核外电子排布为,轨道全充满,所有电子均成对,未成对电子数为0,因此该配合物的中心原子未成对电子数为0,不是,C错误;
D.题图中的含铁氧化物为,可写作,反应后被还原为,中含价,全部还原为价时共得到电子,转移电子数为,D正确;
故答案选C。
8. 可用作合成氨催化剂、其立方晶胞如图所示(晶胞边长为a pm)。已知截面单位面积含有原子个数越多,催化活性越低。下列说法不正确的是
A. 铁的配位数是8
B. 晶胞中原子的半径为
C. 截面单位面积含有的原子为(个/)
D. 、截面中,催化活性较低的是
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁原子位于体心和顶点,以体心为例最近且等距的铁原子为8个,故铁的配位数是8,A正确;
B.3个铁原子沿体对角线相切,故晶胞中原子的半径为,B正确;
C.n截面面积为,每个顶点被8个相邻晶胞共享,该截面上的4个顶点原子,每个对该平面的贡献为,体心原子完全属于本截面,所含原子数为,故n截面单位面积含有的Fe原子为,C错误;
D.m截面面积,每个顶点被8个相邻晶胞共用,每个晶胞的面被两个晶胞共用,每个晶胞的顶点原子贡献个原子给该晶面,所含原子数为,单位面积原子数为,n截面单位面积含有的Fe原子为,截面单位面积含有原子个数越多,催化活性越低,故催化活性较低是n,D正确;
故选C。
9. 一种制备抗凝剂的原料M的结构简式如图。下列关于M的说法错误的是
A. 分子式为 B. 含有两种官能团
C. 一氯代物有2种(不考虑立体异构) D. 所有原子不可能共平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子式为,A正确;
B.分子中只含有酯基一种官能团,B错误;
C.M的一氯代物有2种(不考虑立体异构),,C正确;
D.分子中两个甲基碳(sp3杂化)有且只有一个可能位于六元环的平面上,所以所有原子不可能在同一平面,D错误;
故选B。
10. X、Y、Z、W、R是原子序数依次增加的短周期主族元素,X、Y、W位于不同周期,原子序数:3Y=Z+R;X与Y组成的两种化合物在常温下呈液态;由上述元素组成的某缓冲溶液的主要成分结构如图所示。下列有关说法错误的是
A. 简单离子半径:Y>Z>W B. W分别与X、Y组成的化合物均含离子键
C. 简单氢化物的沸点:Y<Z D. R的最高价氧化物的水化物是弱酸
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、W位于不同周期,又因为X原子序数在五种元素中最小,则X为H,常温下X、Y形成两种液体二元化合物,说明Y为O, 中含有离子键,结合题意W应位于第三周期,则W为Na。又存在原子序数:3Y=Z+R,即24=Z+R,又因为Y为O,Y为O(原子序数8),W为Na(原子序数11),根据原子序数依次增加且Z为主族元素可知,Z为F(原子序数9),代入24=Z+R,R的原子序数为15,说明R为P。即X、Y、Z、W、R分别为H、O、F、Na、P,据此解答。
【详解】A.核外电子排布相同时,离子半径应遵循“序小径大”,即简单离子半径:O2->F->Na+,A正确;
B.Na分别与H、O可形成NaH、Na2O和Na2O2,均存在离子键,B正确;
C.H2O间氢键的个数比HF间氢键的个数多,即简单氢化物的沸点:H2O>HF,C错误;
D.P的最高价氧化物对应水化物H3PO4为弱酸,D正确;
故选C。
11. 下列对分子性质的解释中,不正确的是
A. “碘易溶于四氯化碳”“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释
B. H2O2分子的结构如图所示,可知H2O2为极性分子
C. 水很稳定(1000℃以上才会部分分解),是因为水中含有大量的氢键
D. 苯不能使酸性KMnO4溶液褪色,是因为苯分子中含大π键,没有碳碳双键,大π键稳定性较强
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲烷、碘、四氯化碳均为非极性分子,水分子为极性分子,根据相似相溶原理,碘易溶于四氯化碳、甲烷难溶于水,A正确;
B.H2O2分子的结构中正负电荷中心不重叠,故H2O2分子为极性分子,B正确;
C.水分子中的氢氧键键能高,难断键,故水分子稳定,C错误;
D.苯分子中含有大π键,没有碳碳双键,故不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故选C。
12. 下列对一些实验事实的解释正确的是
实验事实
解释
A
熔点:AlF3(1290℃) >
AlCl3(178℃)
Al—F键的键长比Al—Cl键的键长短
B
白磷为正四面体分子
白磷分子中P—P键间的键角是
C
用苯萃取碘水中的I2
苯和I2均为非极性分子且苯与水不互溶
D
NH3的沸点高于PH3
N—H键的键长比P—H键的键长短
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.为离子晶体,熔点高;为分子晶体,熔点低,A错误;
B.白磷分子为正四面体结构,键间的键角为60°,B错误;
C.苯和均为非极性分子,根据相似相溶原理,易溶于非极性溶剂苯,且苯与水不互溶形成分层,因此可用苯萃取碘水中的,C正确;
D.沸点高于是由于分子间能形成氢键,而不能,与键键长短无关,D错误;
故选C。
13. 和均可发生水解反应,其中的水解机理示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 为极性分子,而为非极性分子
B. 和空间构型均为三角锥形
C. 比难水解
D. 和的水解反应机理不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.NCl3中心原子为N原子,价层电子对数为4,有孤电子对,分子构型为三角锥形,正负电荷中心不重合,属于极性分子;SiCl4中心原子为Si原子,价层电子对数为4,无孤电子对,分子构型为四面体形,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A正确;
B.和中心原子均为N原子,价层电子对数均为4,均有1对孤电子对,分子构型均为三角锥形,B正确;
C.比的中心原子都有孤电子对,P的电负性小,更容易给出孤电子对,且P—Cl键键能小,更容易断裂,则更容易水解,C错误;
D.SiCl4的水解反应机理为,与题中NCl3的水解原理不同,D正确;
故选C。
14. 使用现代仪器对某有机物的结构进行测定,相关图谱如图所示,下列说法正确的是
A. 由质谱图可知该有机物相对分子质量为43
B. 由红外光谱可知该有机物中可能存在羧基
C. 由核磁共振氢谱可知该有机物分子中有2种不同化学环境的氢原子
D. 推测该有机物可能是
【答案】D
【解析】
【详解】A.由质谱图可知该有机物相对分子质量为88,A错误;
B.红外光谱中可知该有机物分子中不存在O—H键,则不可能存在羧基,B错误;
C.由核磁共振氢谱有三个峰可知该有机物的分子中有3种不同化学环境的氢原子,C错误;
D.综合三个图谱推测该有机物可能是,D正确;
答案选D。
第 II 卷(非选择题,共58分)
15. 钛(Ti)及其合金大量用于航空工业,被誉为“空间金属”。以钙钛矿为原料冶炼钛单质,其工艺流程如下:
已知:,TiO2+易水解为偏钛酸H2TiO3,H2TiO3也可写成TiO(OH)2
(1)Ti位于周期表的第_______周期_______族。
(2)“水解”步骤反应的化学方程式为_______。
(3)请比较Ca2+与S2-半径大小,Ca2+_______S2-(填“>”“<”或“=”)。
(4)纳米TiO2可作为以下反应的催化剂:
①化合物乙的组成元素中第一电离能最大的是_______(填元素符号)。
②请写化合物乙中的官能团_______、_______(填名称)。
③某羧酸与化合物甲互为同分异构体,其结构简式为_______(写一种)。
(5)钙钛矿晶体立方晶胞结构如图所示,距离Ti原子最近的O原子有_______个。
【答案】(1) ①. 四 ②. ⅣB
(2)TiOSO4+2H2O=H2TiO3+H2SO4
(3)< (4) ①. N ②. 醚键 ③. 氨基 ④. CH3CH2CH2COOH或(CH3)2CHCOOH
(5)6
【解析】
【分析】钙钛矿中加入硫酸进行酸浸,将钛转化为TiOSO4溶液,过滤得到滤渣主要成分为CaSO4,TiO2+易水解为偏钛酸H2TiO3,H2TiO3也可写成TiO(OH)2,过滤得到H2TiO3和滤液,主要成分为H2SO4,对沉淀进行煅烧得到TiO2,TiO2和C、Cl2进行高温氯化反应得到TiCl4,然后用Mg在Ar保护下与TiCl4进行高温还原得到Ti,据此分析解题。
【小问1详解】
Ti 的原子序数为22,核外电子排布可写为 ,最高能层为第 4 层,所以位于第四周期;Ti 属于过渡金属元素,在元素周期表中位于ⅣB族;
【小问2详解】
“水解”步骤中,流程图显示 水解生成偏钛酸 ,同时生成硫酸。根据原子守恒配平可得:;
【小问3详解】
比较离子半径时,一般先看电子层数。和 的核外电子数都为 18,电子层结构相同;核电荷数越大,对核外电子吸引越强,离子半径越小。的核电荷数为 20,的核电荷数为 16,所以 半径更小,因此:;
【小问4详解】
① 化合物乙中含有C、H、O、N 四种元素。比较第一电离能时,一般同周期从左到右增大,但 N 原子的为半充满稳定结构,第一电离能大于O;H的第一电离能也小于N,因此组成元素中第一电离能最大的是N;
② 化合物乙结构中含有醚键和氨基,其中属于醚键,属于氨基,所以官能团名称为:醚键、氨基;
③ 某羧酸与化合物甲互为同分异构体,说明二者分子式相同。化合物甲结构为,分子式为;与其同分异构的羧酸应为,可以写,也可以写;
【小问5详解】
图中 Ti 原子位于立方晶胞的顶点,O 原子位于面心位置,一个顶点 Ti 被8个晶胞共同占有,围绕这个Ti 原子,最近的O原子分布在与它相邻的6个面心方向上,即前后、左右、上下各有 1 个,所以距离 Ti 原子最近的O原子共有6个。
16. 学习物质结构和性质的知识,能使你想象的翅膀变得更加有力。
(1)的空间结构为_______,属于_______分子(填“极性”或“非极性”)。
(2)我国空间站日常运行所需电源主要由太阳能电池提供,太阳能电池主要材料是砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe),它们可以直接把光能转化成电能给空间站供电。
①Cd与Zn是相邻周期同族元素,基态Cd的价电子排布为_______。
②砷化镓(GaAs)能够承受太空高温环境,原因是_______。
(3)二个甲酸分子通过氢键形成二聚体(含八元环),画出该二聚体的结构:_______。
(4)具有高稳定性、超导电性的二维硼烯氧化物()的部分结构如图所示,则该氧化物的化学式为_______,其中B-B键的键长_______B-O键的键长(填“>”“<”或“=”)。
【答案】(1) ①. 平面三角形或平面正三角形 ②. 非极性
(2) ①. 4d105s2 ②. 砷化镓(GaAs)属于共价晶体,共价键键能强,熔点高
(3) (4) ①. B2O ②. >
【解析】
【小问1详解】
的成键电子对为3,孤电子对为,故其空间构型为平面三角形或平面正三角形,则BF3分子中的正负电荷中心重合,属于非极性分子;
【小问2详解】
①Cd与Zn是相邻周期同族元素位于第ⅡB族,故其价电子排布为4d105s2;
②可以从晶体类型的角度分析,砷化镓(GaAs)属于共价晶体,共价键键能强,熔点高;
【小问3详解】
其中一个甲酸分子的羟基上的氢和另一个甲酸分子的羧基上的氧形成了氢键,从形成环状结构,其二聚体的结构为:;
【小问4详解】
在每个环中,有氧原子个数,B原子数,该氧化物的化学式为B2O;B原子半径大于O原子半径,故B-B键的键长>B-O键的键长。
17. 铁(Fe)、钼(Mo)、钇(Y)等过渡金属元素化合物的应用研究是前沿科学之一,回答下列问题:
(1)基态铁离子的价电子轨道表示式为_______。
(2)纳米粒子具有类似于石墨的层状结构,具有优异的润滑性能,其原因是_______。
(3)某种含钼化合物是石油工业的优良催化剂,其分子结构简式如图1。
①该分子中第二周期元素的电负性由大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
②该分子中C原子的杂化轨道类型为_______。
(4)图2是由Y、Ba、Fe、O组成的晶胞,棱上的球代表Ba,顶点的球代表Y;四方锥中心和八面体中心的球代表Fe,小球代表O。其中O的俯视图如图3,是边长为的正方形。
①该晶体的化学式为_______。
②该晶体的密度为_______(用表示阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1) (2)层与层之间的范德华力较弱,外力作用下易发生滑动
(3) ①. O>N>C ②. 、
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
铁为26号元素,基态铁离子的电子排布式为[Ar]3d5,价电子轨道表示式为:;
【小问2详解】
层与层之间的范德华力较弱,外力作用下易发生滑动,所以纳米粒子具有类似于石墨的层状结构,具有优异的润滑性能;
【小问3详解】
①该分子中第二周期元素为C、N、O,同周期,从左到右,电负性逐渐增大,故电负性由大到小的顺序为:;
②该分子中C原子有双键碳原子、苯环碳原子和单键碳原子,其杂化轨道类型为、;
【小问4详解】
①Y为晶胞的顶点,Y原子个数为,Ba位于棱上,个数为,O原子有12个位于面上,有2个位于晶胞内,个数为,3个Fe原子位于晶胞内,所以该晶胞的化学式为:;
②一个晶胞的质量 ,晶胞体积 ,该晶体的密度 。该晶体的密度为。
18. 氮、硼元素的化合物用途广泛,氨硼烷是优质的储氢材料,氮化硼是金属拉丝的润滑剂。
(1)基态N原子中最高能级的原子轨道呈_______形,在空间有_______个伸展方向。
(2)NH4BF4(氟硼酸铵)是合成氮化硼纳米管的原料之一、1mo NH4BF4含有_______mol配位键。
(3)中键角_______中键角(填“>”“<”或“=”)。
(4)分子中,与N原子相连的H带部分正电荷,与B原子相连的H带部分负电荷。H、B、N三种元素电负性由小到大的顺序是_______(填元素符号)。
(5)常温下为固体,氨硼烷晶体中存在的作用力有范德华力、配位键、_______和_______。
(6)氮化硼(BN)是一种硬度很高的晶体,其晶胞结构如图。
①原子1的坐标为,原子2的坐标为,则原子3的坐标为_______。
②熔点:氮化硼_______(填“>”或“<”)晶体硅,原因是_______。
【答案】(1) ①. 哑铃(纺锤) ②. 3
(2)2 (3)<
(4)B<H<N (5) ①. 极性键 ②. 氢键
(6) ①. ②. > ③. 氮化硼和晶体硅都是共价晶体,N、B的原子半径均小于Si原子半径,N—B键长更短,键能更大
【解析】
【小问1详解】
基态N原子中最高能级的原子轨道为2p轨道,呈哑铃形(纺锤形),在空间有3个伸展方向;
【小问2详解】
(氟硼酸铵)含有、,1个离子中含有1个配位键、1个离子中也含有1个配位键,故1 mol(氟硼酸铵)含有2 mol配位键;
【小问3详解】
氨分子中氮原子含有1对孤对电子,中氮原子的孤对电子与硼原子形成配位键,孤电子对对成键电子对的排斥力大,所以氨分子中键角∠HNH小于中键角∠HNH;
【小问4详解】
分子中,与N原子相连的H呈正电性,说明N的电负性大于H;与B原子相连的H呈负电性,说明H的电负性大于B,因此3种元素电负性由小到大的顺序为B<H<N;
【小问5详解】
分子中存在分子间作用力,B原子和N原子之间存在配位键,N原子和另一分子中的H原子之间形成氢键,N-H、B-H、N-B之间存在极性键,所以氨硼烷晶体中存在的作用力有范德华力、配位键、极性键、氢键;
【小问6详解】
①原子1的坐标为,原子2的坐标为,则原子3的坐标为;
②氮化硼(BN)是一种硬度很高的晶体,说明氮化硼为共价晶体,晶体硅也是共价晶体,N原子半径、B原子半径均小于Si原子半径,N—B键长小于,N—B键能大于,故氮化硼的熔点大于晶体硅。
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