内容正文:
莆田一中2025-2026学年下学期第一学段考试试卷
高二化学必修2(专题8)、选必2、选必3(专题1)
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Si-28 P-31 Cl-35.5 Ti-48 Fe-56 Co-59
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,1~6题每小题3分,7~12题每小题4分,共42分)
1. 福建舰是我国完全自主设计并建造的第一艘弹射起飞型航空母舰。下列说法错误的是
A. 舰体使用密度小、强度高的钛合金,钛属于ⅡB族元素
B. 螺旋桨采用镍铝青铜合金有强度大、不易锈蚀的特点
C. 舰载雷达系统所用半导体材料碳化硅属于共价晶体
D. 福建舰所用燃料为重油,是石油分馏产物
2. 我国研究人员发现一种可用于治疗高血压的药物,其结构如图所示,下列有关该药物说法正确的是
A. 分子中C原子有三种杂化方式 B. 所有碳原子可能共平面
C. 该物质属于芳香烃 D. 含有1个手性碳原子
3. 某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大短周期元素,下列说法错误的是
A. 键角: B. 电负性:
C. 最简单氢化物沸点: D. X、Y、R均可与Z组成标况下为气态的化合物
4. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 6.2 g白磷中含键数目为0.3
B. 1 mol SiC中含有Si-C键的数目为2
C. 标准状况下,2.24L 中含原子数目为0.5
D. 30g 中含Si-O键的数目为2
5. 在下列溶液中一定能大量共存的离子组是
A. 酸性溶液中:、、、
B. 氨水溶液中:、、、
C. 澄清透明溶液中:、、、
D. 碱性溶液中:、、、
6. 探究对银镜反应的影响,实验步骤如下:
下列说法错误的是
A. 棕黑色悬浊液中固体主要为 B. “试剂X”为1.0 mL蒸馏水
C. 黑色悬浊液1与2中固体的主要成分不同 D. 实验后可用稀硝酸洗去银镜
7. 下列化学反应方程式书写正确的是
A. Cu在参与下与浓氨水反应:
B. 向[溶液中加入少量硝酸银溶液:
C. 用苯乙烯合成聚苯乙烯:
D. 苯的硝化反应:
8. 常用于制备磁芯、磁盘和传感器等,其立方晶胞如图所示。下列叙述错误的是
已知:晶胞参数为a nm,为阿伏加德罗常数的值。
A. Ti周围等距且最近的O有12个
B. 图中A点原子的分数坐标为
C. 晶体密度为
D. Fe和Ti之间的距离与Fe和O之间的距离之比为
9. 下列关于物质性质或应用解释错误的是
性质或应用
解释
A
的熔点比的低
的离子键更强
B
磷单质通常不以形式存在
磷原子之间难以形成三键
C
酸性:HCl>HF
F元素的电负性更强
D
石墨具有导电性
未参与杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面中运动
A. A B. B C. C D. D
10. 某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下,苯甲酸易溶于乙醇:25℃和75℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34g和2.2g)。
下列说法不正确的是
A. “过滤1”需趁热,减少苯甲酸的析出
B. 为除去NaCl,“结晶”时应采用蒸发结晶
C. “洗涤”时,不宜用乙醇作洗涤剂
D. “洗涤”时,为检验苯甲酸中含有的NaCl是否除净,可选用硝酸酸化的AgNO3溶液
11. 环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 过程中Ⅱ是催化剂
B. 过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 过程中元素的化合价发生了变化
D. 丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%
12. 常温下,铜(Ⅰ)可与乙腈(简写为L)配位,其水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标()为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为。
下列描述正确的是
A. 的
B. n从0增加到2,结合L的能力随之减小
C. 当时,
D. 当时,
二、非选择题(4大题,共58分)
13. 现有如图所示几种有机物的结构,回答下列问题:①;②;③;④;⑤;⑥。
(1)①的核磁共振氢谱显示为___________组峰,峰面积之比为___________。
(2)写出②在一定条件下与水反应的化学方程式:___________。
(3)与④互为同系物的是___________(填序号)。
(4)1 mol ③与足量钠反应生成___________mol 。
(5)⑥的分子式为___________。
(6)③可与乙酸反应生成一种具有特殊香味的液体,反应方程式为___________。
14. 锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)Mn的价电子排布式为___________。
(2)Mn的某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,该氧化物化学式为___________。
当晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是___________(填标号)。
A.CaO B. C. D.CuO
(3)(下方如图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为___________;中构成咪唑环的原子共平面,则N原子采取的杂化方式为___________。
(4)可作HMF转化为FDCA的催化剂(如图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是___________。
15. 钴配合物Z的化学式为,室温下是紫色固体,难溶于水。实验室由固体制备Z的过程如下(通风橱内制备,部分条件省略):
①将4.76 g 固体分次加入含有适量的浓氨水中,搅拌溶解。
②在搅拌下,依次向上述溶液中缓慢滴加30% 溶液、过量的浓盐酸。
③在85℃水浴下加热20分钟,冷却至室温,收集固体,得到产品Z。
回答下列问题:
(1)配合物Z中钴元素的化合价为___________。
(2)步骤③中水浴温度控制在85℃的原因是___________。
(3)步骤③中“收集固体”的装置可以选择___________(填标号)。
A. B. C. D.
(4)实验最终得到固体Z的质量为3.20 g,Z的产率为___________%(精确到0.1)。
(5)已知步骤①所得溶液中钴元素以形式存在,则步骤③中生成Z的化学反应方程式为___________。
(6)若控制该体系中的钴氨比例,可得到两种颜色不同的产物X和Y,二者分子式均为,其阳离子的空间结构均与Z中阳离子接近(Z的阳离子结构为八面体形,每个分子到中心原子的距离相等,如下图)。其中心原子采取的杂化方式可能是___________(填序号①杂化、②杂化、③杂化),下列说法正确的是___________(填标号)。
A.与足量溶液反应,等质量X和Y得到的白色沉淀质量不相同
B.X和Y的阳离子中,2个氯离子之间的距离相同
C.分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角变大
D.1 mol 中存在的键数目为18
16. 利用黄铜矿(主要含,以及少量PbS、)和为原料制备的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“氧化浸出”使用离子液体,通过调节其烷基链长度,可实现对Cu(Ⅱ)的高选择性萃取。黄铜矿中Cu(Ⅱ)浸出率与离子液体的关系如图。
①最佳离子液体为___________(填标号)。
②离子液体中阴离子的作用有___________。
③将发生反应的离子方程式补充完整并配平:___________。
(2)“氨浸”中加入适量的有利于后续与配位,原因是___________。
(3)“转化”生成的离子方程式为___________。
(4)的四方晶胞结构如图,棱边夹角均为90°。
①晶体中微粒间的作用力有___________。(填标号)
A.离子键 B.金属键 C.配位键 D.非极性共价键
②与Pt等距离且最近的Pt有___________个,面心处于形成的___________空隙中。
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莆田一中2025-2026学年下学期第一学段考试试卷
高二化学必修2(专题8)、选必2、选必3(专题1)
可能用到的相对原子质量:H-1 N-14 O-16 Si-28 P-31 Cl-35.5 Ti-48 Fe-56 Co-59
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,1~6题每小题3分,7~12题每小题4分,共42分)
1. 福建舰是我国完全自主设计并建造的第一艘弹射起飞型航空母舰。下列说法错误的是
A. 舰体使用密度小、强度高的钛合金,钛属于ⅡB族元素
B. 螺旋桨采用镍铝青铜合金有强度大、不易锈蚀的特点
C. 舰载雷达系统所用半导体材料碳化硅属于共价晶体
D. 福建舰所用燃料为重油,是石油分馏产物
【答案】A
【解析】
【详解】A.钛为22号元素,位于元素周期表第四周期ⅣB族,不属于ⅡB族,A错误;
B.镍铝青铜合金为金属合金,具备强度大、抗锈蚀的优良性能,适合作为螺旋桨材料,B正确;
C.碳化硅中C原子与Si原子通过共价键形成空间网状结构,属于共价晶体,C正确;
D.重油是石油常压分馏后得到的高沸点馏分,属于石油分馏产物,可作为舰用燃料,D正确;
故选A。
2. 我国研究人员发现一种可用于治疗高血压的药物,其结构如图所示,下列有关该药物说法正确的是
A. 分子中C原子有三种杂化方式 B. 所有碳原子可能共平面
C. 该物质属于芳香烃 D. 含有1个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中C原子仅存在(苯环、双键、羰基上的C)和(饱和烷基、环烷烃上的C)两种杂化方式,不存在杂化的C,A错误;
B.分子中存在多个杂化的饱和碳原子,为四面体空间结构,所有碳原子不可能共平面,B错误;
C.芳香烃只含C、H两种元素,该物质还含有N、O元素,属于烃的衍生物,不属于芳香烃,C错误;
D.手性碳原子是连有4个不同基团的饱和碳原子,该分子中仅连有羟基、甲基的环戊烷环上的1个碳原子符合手性碳定义,D正确;
故答案选D。
3. 某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大短周期元素,下列说法错误的是
A. 键角: B. 电负性:
C. 最简单氢化物沸点: D. X、Y、R均可与Z组成标况下为气态的化合物
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、R为原子序数依次增大短周期元素,由图,X形成4个共价键且原子序数小,X为碳,Z形成2个共价键、R形成6个共价键,则Z为氧、R为硫,那么Y为氮;Q形成1个共价键且原子序数大于氧,则为氟;
【详解】A.二氧化碳中碳的价层电子对数为,为sp杂化,为直线形结构,二氧化硫中硫的价层电子对数为,为sp2杂化,为V形结构,则键角:,A错误;
B.同周期从左到右,金属性减弱,非金属性变强,元素的电负性变强;电负性:,B正确;
C.水分子形成氢键数大于氨气分子,则水沸点高于氨气,甲烷不能形成氢键,沸点最低,故最简单氢化物沸点:,C正确;
D.一氧化碳、二氧化碳、一氧化氮、二氧化硫均为标况下的气态化合物,D正确;
故选A。
4. 设为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 6.2 g白磷中含键数目为0.3
B. 1 mol SiC中含有Si-C键的数目为2
C. 标准状况下,2.24L 中含原子数目为0.5
D. 30g 中含Si-O键的数目为2
【答案】B
【解析】
【详解】A.白磷分子式为,为正四面体结构,1个分子含6个键,6.2g 的物质的量为,含键物质的量为,数目为,A正确;
B.为原子晶体,1个原子周围形成4个键,中含1mol,共含键,数目为,不是,B错误;
C.标准状况下的物质的量为,1个分子含5个原子,总原子物质的量为,数目为,C正确;
D.为原子晶体,1个原子周围形成4个键,的物质的量为,含键物质的量为,数目为,D正确;
故选B。
5. 在下列溶液中一定能大量共存的离子组是
A. 酸性溶液中:、、、
B. 氨水溶液中:、、、
C. 澄清透明溶液中:、、、
D. 碱性溶液中:、、、
【答案】D
【解析】
【详解】A.酸性溶液中存在大量,与反应生成弱电解质HClO,与反应生成和,同时会与发生氧化还原反应,不能大量共存,A错误;
B.氨水中存在大量,、均可与反应生成络合物,且、与也可发生反应生成沉淀,不能大量共存,B错误;
C.与会发生络合反应生成血红色络合物,不能大量共存,C错误;
D.碱性溶液中存在大量,、、、之间互不反应,且均不与反应,能大量共存,D正确;
故选D。
6. 探究对银镜反应的影响,实验步骤如下:
下列说法错误的是
A. 棕黑色悬浊液中固体主要为 B. “试剂X”为1.0 mL蒸馏水
C. 黑色悬浊液1与2中固体的主要成分不同 D. 实验后可用稀硝酸洗去银镜
【答案】C
【解析】
【分析】向溶液滴加2%氨水反应生成的白色的不稳定分解生成黑色,形成棕黑色悬浊液,继续滴加2%氨水生成氢氧化二氨合银,均分两份,探究对银镜反应的影响,需要作对比实验,为控制单一变量,使后续溶液体积相同,则试剂X为1.0 mL蒸馏水,一份加入蒸馏水后加入乙醛溶液,加热发生银镜反应生成银单质,黑色悬浊液1主要成分为银;另一份加入碳酸钠溶液后加入乙醛溶液发生银镜反应生成银单质,黑色悬浊液2主要成分为银单质。
【详解】A.经分析可知不稳定分解生成黑色,形成棕黑色悬浊液,棕黑色悬浊液中固体主要为,A正确;
B.探究对银镜反应的影响,需要作对比实验,一份加入蒸馏水后加入乙醛溶液,另一份加入碳酸钠溶液后加入乙醛溶液,“试剂X”为1.0 mL蒸馏水,B正确;
C.两份溶液均发生银镜反应生成银单质,黑色悬浊液1、2主要成分均为银单质,C错误;
D.实验后生成的银单质附着在试管壁上,利用银与稀硝酸反应可用稀硝酸洗去银镜,D正确;
故选C。
7. 下列化学反应方程式书写正确的是
A. Cu在参与下与浓氨水反应:
B. 向[溶液中加入少量硝酸银溶液:
C. 用苯乙烯合成聚苯乙烯:
D. 苯的硝化反应:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Cu在参与下被氧化为+2价铜,在浓氨水作用下生成四氨合铜离子,其离子方程式为:,A错误;
B.1mol外界中含2mol氯离子,内界中氯离子与中心离子Co3+形成配位键,不与银离子反应,所以向[溶液中加入少量硝酸银溶液的离子方程式为:,B错误;
C.用苯乙烯发生加聚反应可合成聚苯乙烯,其化学方程式为:nC6H5CH=CH2,C错误;
D.苯在浓硫酸、水浴加热条件下与浓硝酸发生取代反应生成硝基苯和水,其化学方程式为:,D正确;
故选D。
8. 常用于制备磁芯、磁盘和传感器等,其立方晶胞如图所示。下列叙述错误的是
已知:晶胞参数为a nm,为阿伏加德罗常数的值。
A. Ti周围等距且最近的O有12个
B. 图中A点原子的分数坐标为
C. 晶体密度为
D. Fe和Ti之间的距离与Fe和O之间的距离之比为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,Ti位于顶点,周围等距且最近的O位于面心,每个Ti周围等距且最近的O有12个,A正确;
B.根据图中已知的两个Ti的坐标(0,0,0)和(1,1,1),A点O在左侧面心位置,分数坐标为,B正确;
C.根据晶胞结构示意图,晶胞中Fe个数为1,O个数为=3,Ti的个数为=1,晶胞的质量为,晶胞的体积为,晶体的密度为,C正确;
D.Fe和Ti之间的距离为体对角线的,即为,Fe和O之间的距离为棱长的一半,即为a nm,则两者的比值为,D错误;
故答案选D。
9. 下列关于物质性质或应用解释错误的是
性质或应用
解释
A
的熔点比的低
的离子键更强
B
磷单质通常不以形式存在
磷原子之间难以形成三键
C
酸性:HCl>HF
F元素的电负性更强
D
石墨具有导电性
未参与杂化的p轨道重叠使电子可在整个碳原子平面中运动
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.离子晶体熔点与离子键强度正相关,中所带负电荷高于中的,离子键更强,熔点更高,A正确;
B.P原子半径较大,p轨道肩并肩重叠程度小,难以形成稳定的p-pπ键,因此磷单质难以形成含P≡P三键的结构,B正确;
C.HCl酸性强于HF的原因是H-F键键能远大于H-Cl键,且HF分子间存在氢键易缔合,在水溶液中更难电离出,与F电负性更强无直接关系,若仅考虑电负性,HF极性更强反而更易电离,与事实矛盾,C错误;
D.石墨中C原子采取杂化,未参与杂化的p轨道“肩并肩”平行重叠形成离域大π键,电子可在整个碳原子平面内自由移动,因此具有导电性,D正确;
故选C。
10. 某粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,某实验小组提纯苯甲酸的实验流程如图(已知:常温下,苯甲酸易溶于乙醇:25℃和75℃时苯甲酸在水中的溶解度分别为0.34g和2.2g)。
下列说法不正确的是
A. “过滤1”需趁热,减少苯甲酸的析出
B. 为除去NaCl,“结晶”时应采用蒸发结晶
C. “洗涤”时,不宜用乙醇作洗涤剂
D. “洗涤”时,为检验苯甲酸中含有的NaCl是否除净,可选用硝酸酸化的AgNO3溶液
【答案】B
【解析】
【分析】粗苯甲酸样品中含有少量NaCl和泥沙,加热水溶解,为防止苯甲酸结晶析出,需趁热过滤除去泥沙,滤液冷却结晶,过滤,洗涤、干燥得苯甲酸晶体。
【详解】A.苯甲酸在水中的溶解度随温度升高而增大,“过滤1”是除去泥沙,为防止苯甲酸结晶析出,需趁热过滤,故A正确;
B.氯化钠的溶解度受温度影响不大,苯甲酸在水中的溶解度随温度升高而增大,为除去NaCl,“结晶”时应采用冷却结晶,使NaCl留在滤液中,故B错误;
C.常温下,苯甲酸微溶于水,易溶于乙醇,洗涤时不宜用乙醇,应用冷水,故C正确;
D.若洗涤液中不含氯离子,说明氯化钠已经除净,“洗涤”时,取最后一次洗涤液,加硝酸酸化的AgNO3溶液,若没有沉淀生成,说明不含氯化钠,故D正确;
选B。
11. 环氧化合物是重要的有机合成中间体。以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯()为原料生产环氧丙烷()的反应机理如图所示。下列说法正确的是
A. 过程中Ⅱ是催化剂
B. 过程中有极性键和非极性键的断裂和形成
C. 过程中元素的化合价发生了变化
D. 丙烯与双氧水反应生成环氧丙烷的原子利用率为100%
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据反应原理,Ⅰ先消耗再生成,是整个历程的催化剂,Ⅱ先生成,再消耗,是中间产物,A错误;
B.过程中存在中O-O非极性键的断裂,以及中非极性键的形成;还存在极性键的断裂,以及极性键的形成,B正确;
C.过程中Ti的化学键()始终是4个,配位键不会改变Ti的化合价,故元素的化合价不变,C错误;
D.反应生成了,且存在的分解反应,原子利用率小于100%,D错误;
故选B。
12. 常温下,铜(Ⅰ)可与乙腈(简写为L)配位,其水溶液体系中含铜物种的分布曲线如图。纵坐标()为含铜物种占总铜的物质的量分数,总铜浓度为。
下列描述正确的是
A. 的
B. n从0增加到2,结合L的能力随之减小
C. 当时,
D. 当时,
【答案】B
【解析】
【详解】A.对于反应,平衡常数,当图中时,,则同取对数可得:,由图象可知,在Cu+与[CuL]+的交点处,lgc(L)=-2.63,根据K1=1/c(L),得lgK1=-lgc(L)=2.63;同理可得lgK2=1.39,lgK3=0.27。则,即,故A错误;
B.结合L的离子方程式为,当时,,由图像交点可知,随着n变大,逐渐变大,则K值变小,说明结合L的能力随之减小,故B项正确;
C.当时,由图像可知, ,可忽略不计,则, , ,故C项错误;
D.由图像可知,当 时,,故D项错误;
故选B。
二、非选择题(4大题,共58分)
13. 现有如图所示几种有机物的结构,回答下列问题:①;②;③;④;⑤;⑥。
(1)①的核磁共振氢谱显示为___________组峰,峰面积之比为___________。
(2)写出②在一定条件下与水反应的化学方程式:___________。
(3)与④互为同系物的是___________(填序号)。
(4)1 mol ③与足量钠反应生成___________mol 。
(5)⑥的分子式为___________。
(6)③可与乙酸反应生成一种具有特殊香味的液体,反应方程式为___________。
【答案】(1) ①. 3 ②. =
(2) (3)①⑤ (4)0.5
(5)
(6):
【解析】
【小问1详解】
①为正戊烷(),其分子结构对称。两端的甲基()上的6个H为一种,与甲基相连的两个亚甲基()上的4个H为一种,中间的亚甲基()上的2个H为一种。因此,其核磁共振氢谱显示为3组峰,峰面积之比等于各类氢原子数目之比,即=。
【小问2详解】
②为乙烯(),在一定条件下(如催化剂、加热、加压)与水发生加成反应生成乙醇。化学方程式为:。
【小问3详解】
④为乙烷(),属于烷烃。同系物是指结构相似,在分子组成上相差一个或若干个原子团的物质。在所给物质中,①正戊烷()和⑤正庚烷()也都是烷烃,与乙烷互为同系物。
【小问4详解】
③为乙醇(),与足量金属钠反应的化学方程式为:,1 mol乙醇与足量钠反应生成 0.5 mol 。
【小问5详解】
该分子含有14个碳原子和12个氢原子,所以其分子式为:。
【小问6详解】
③乙醇()可与乙酸()在浓硫酸催化并加热的条件下发生酯化反应,生成具有特殊香味的乙酸乙酯和水。反应方程式为:。
14. 锰氧化物具有较大应用价值,回答下列问题:
(1)Mn的价电子排布式为___________。
(2)Mn的某种氧化物的四方晶胞及其在xy平面的投影如图所示,该氧化物化学式为___________。
当晶体有O原子脱出时,出现O空位,Mn的化合价___________(填“升高”“降低”或“不变”),O空位的产生使晶体具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获得半导体性质的是___________(填标号)。
A.CaO B. C. D.CuO
(3)(下方如图)是晶型转变的诱导剂。的空间构型为___________;中构成咪唑环的原子共平面,则N原子采取的杂化方式为___________。
(4)可作HMF转化为FDCA的催化剂(如图)。FDCA的熔点远大于HMF,除相对分子质量存在差异外,另一重要原因是___________。
【答案】(1)
(2) ①. ②. 降低 ③. A
(3) ①. 正四面体形 ②.
(4)FDCA形成的分子间氢键更多
【解析】
【小问1详解】
锰(Mn)是25号元素,位于元素周期表第四周期第ⅦB族。其基态原子的核外电子排布式为,价电子排布式为。
【小问2详解】
由晶胞结构可知,Mn 原子(黑球)位于晶胞的 8 个顶点和 1 个体心,数目为+1=2,O 原子(白球):位于晶胞的面上和内部,数目为,Mn 与 O 的原子个数比为,因此化学式为。晶体中,当 O 原子脱出时,晶体中出现 O 空位。失去氧原子相当于失去了负电荷,为了平衡电荷,Mn 的化合价需要降低,通过失去氧原子产生空位来获得半导体性质,要求金属元素能够降低化合价,
A.CaO中Ca 为碱土金属,通常只有 +2 价,极难降低化合价;
B.中V 为过渡金属,具有+5、+4、+3等多种价态;
C.中Fe 为过渡金属,具有+3、+2 等价态;
D.CuO中Cu 为过渡金属,具有+2、+1价态;
因此,只有CaO 难以通过失去氧原子降低金属化合价的方式获得半导体性质,故选A。
【小问3详解】
在 离子中,中心原子 B 的价层电子对数为,且不含孤电子对,B 原子采取杂化,空间构型为正四面体;中构成咪唑环的原子共平面,说明环上的 N 原子采取杂化。
【小问4详解】
HMF 含有一个羟基(-OH)和一个醛基(-CHO),FDCA 含有两个羧基(-COOH)。FDCA 能形成更多的分子间氢键,氢键的存在显著提高了物质的熔点。
15. 钴配合物Z的化学式为,室温下是紫色固体,难溶于水。实验室由固体制备Z的过程如下(通风橱内制备,部分条件省略):
①将4.76 g 固体分次加入含有适量的浓氨水中,搅拌溶解。
②在搅拌下,依次向上述溶液中缓慢滴加30% 溶液、过量的浓盐酸。
③在85℃水浴下加热20分钟,冷却至室温,收集固体,得到产品Z。
回答下列问题:
(1)配合物Z中钴元素的化合价为___________。
(2)步骤③中水浴温度控制在85℃的原因是___________。
(3)步骤③中“收集固体”的装置可以选择___________(填标号)。
A. B. C. D.
(4)实验最终得到固体Z的质量为3.20 g,Z的产率为___________%(精确到0.1)。
(5)已知步骤①所得溶液中钴元素以形式存在,则步骤③中生成Z的化学反应方程式为___________。
(6)若控制该体系中的钴氨比例,可得到两种颜色不同的产物X和Y,二者分子式均为,其阳离子的空间结构均与Z中阳离子接近(Z的阳离子结构为八面体形,每个分子到中心原子的距离相等,如下图)。其中心原子采取的杂化方式可能是___________(填序号①杂化、②杂化、③杂化),下列说法正确的是___________(填标号)。
A.与足量溶液反应,等质量X和Y得到的白色沉淀质量不相同
B.X和Y的阳离子中,2个氯离子之间的距离相同
C.分子与钴离子形成配合物后H-N-H键角变大
D.1 mol 中存在的键数目为18
【答案】(1)+3 (2)温度低于85℃,反应速率太慢,温度高于85℃,导致和分解 (3)B (4)63.9
(5)
(6) ①. ③ ②. CD
【解析】
【分析】CoCl2溶解在含有适量的浓氨水中,在搅拌下,依次向上述溶液中缓慢滴加30% 溶液、过量的浓盐酸,在85℃左右反应20分钟,生成产品Z,然后过滤得到固体,经过一系列操作得到结晶水合物。
【小问1详解】
配合物Z的化学式为,在内界 中,氨气()是中性配体,氯离子作为配体,化合价为-1,设钴(Co)元素的化合价为 ,根据化合价代数和为零,有: ,x=+3,钴元素的化合价为 +3。
【小问2详解】
步骤③中水浴温度控制在85℃的原因是:温度低于85℃,反应速率太慢,温度高于85℃,导致和分解。
【小问3详解】
步骤③描述为“冷却至室温,收集固体”,产物Z是难溶于水的固体,需要通过固液分离的方法将其从溶液中分离出来,即过滤操作,故选B。
【小问4详解】
起始反应物,根据钴原子守恒,理论上生成的物质的量也为,理论产量为,实际产量为,产率为。
【小问5详解】
根据题意,反应物为、 和,产物为、和,配平后的化学方程式为:。
【小问6详解】
该配离子中心原子为,与6个配体形成八面体结构,其价层电子对数为6,,杂化方式为,X和Y是 的顺式和反式两种几何异构体,反式中 2 个Cl-处于对位,顺式中 2 个Cl-处于邻位,
A.两种异构体的外界都只有一个,等质量的X和Y含有相同物质的量的外界,因此与足量溶液反应,等质量X和Y得到的白色沉淀质量相同,A错误;
B.顺式异构体中两个 配体相邻,距离较近;反式异构体中两个配体相对,距离较远,B错误;
C.在分子中,N上的孤对电子对N-H键的排斥力较大,形成配位键后,孤对电子参与成键,排斥力减小,键角会变大,C正确;
D.氨气中N-H键为σ键,配位键也是σ键,1个 单元中,有 个N-H σ键和6个配位σ键,共18个σ键,因此1 mol该物质含有 个σ键,D正确;
故选CD。
16. 利用黄铜矿(主要含,以及少量PbS、)和为原料制备的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“氧化浸出”使用离子液体,通过调节其烷基链长度,可实现对Cu(Ⅱ)的高选择性萃取。黄铜矿中Cu(Ⅱ)浸出率与离子液体的关系如图。
①最佳离子液体为___________(填标号)。
②离子液体中阴离子的作用有___________。
③将发生反应的离子方程式补充完整并配平:___________。
(2)“氨浸”中加入适量的有利于后续与配位,原因是___________。
(3)“转化”生成的离子方程式为___________。
(4)的四方晶胞结构如图,棱边夹角均为90°。
①晶体中微粒间的作用力有___________。(填标号)
A.离子键 B.金属键 C.配位键 D.非极性共价键
②与Pt等距离且最近的Pt有___________个,面心处于形成的___________空隙中。
【答案】(1) ①. A ②. 提供H+,为浸出提供酸性环境,提供沉淀Pb2+ ③.
(2)使逆向移动,降低OH-的浓度,防止生成氢氧化铜沉淀
(3)↓
(4) ①. AC ②. 8 ③. 八面体
【解析】
【分析】黄铜矿主要含,以及少量PbS、。黄铜矿中加使用离子液体、KBrO3“氧化浸出”, 反应生成硫酸铜、硫酸铁、S沉淀,PbS反应生成PbSO4、S沉淀;不反应;过滤,滤渣中含有、PbSO4、S;过滤后的浸出液中含有和,经萃取分离后,进入萃取剂,水相(萃余液)主要为硫酸铁溶液;萃取液中加氨水、硫酸铵“氨浸”后得到 ,再与反应得到。
【小问1详解】
①根据图示,使用离子液体A时,Cu(Ⅱ)的浸出率最高,所以最佳离子液体为A。
② 能电离出氢离子、,离子液体中阴离子的作用有:提供H+,为浸出提供酸性环境,提供沉淀Pb2+。
③根据得失电子守恒配平离子方程式为。;
【小问2详解】
“氨浸”中加入适量的,使逆向移动,降低OH-的浓度,防止生成氢氧化铜沉淀,有利于后续与配位。
【小问3详解】
根据分析知,转化过程是结合为目标产物,离子方程式为↓ 。
【小问4详解】
①晶体中之间存在离子键、Cu2+与NH3、Pt2+与Cl-之间存在配位键,微粒间的作用力有离子键、配位键,无金属键、非极性共价键,选AC。
②Pt位于晶胞顶点和体心,与Pt等距离且最近的Pt有8个,面心处于形成的八面体空隙中。
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