内容正文:
包头市第八十一中学高二年级期中考试化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56 Mn-55 Se-79
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 科技创新是推动高质量发展的关键动力。下列说法正确的是
A. “天宫二号”空间站使用了石墨烯存储器,石墨烯与金刚石互为同分异构体
B. 石墨烯属于烯烃
C. “长征七号”使用碳纤维材料减轻火箭质量,碳纤维属于有机高分子材料
D. “中国空间站”核心舱采用了先进的氮化硅陶瓷基复合材料,氮化硅为共价晶体
2. 下列化学用语正确的是
A. 羟基的电子式: B. 分子的空间填充模型
C. 的VSEPR模型 D. 丙炔的键线式:
3. 某六碳单烯烃与氯气在一定条件下发生取代反应只生成一种一氯代物,则该六碳单烯烃的系统命名为
A. 2,3-二甲基-2-丁烯 B. 3,3-二甲基-1-丁烯
C. 3-己烯 D. 2-甲基-2-戊烯
4. 下列5种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④甲苯;⑤乙炔;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应褪色的是
A. 只有⑤ B. ④⑤ C. ③④⑤ D. 全部
5. 下列说法错误的是
A. 共价键键能:HF>HCl>HBr B. N2O中σ键和π键的数目不相等
C. 分子的极性: D. H-N-H键角:
6. 某烃的结构简式如图所示,若分子中最多共线碳原子数为a,可能共面的碳原子数最多为b,含四面体结构的碳原子数为c,则a、b、c分别是
A. 3、14、6 B. 3、16、6 C. 3、16、5 D. 4、16、5
7. 对于“贝里斯—希尔曼”反应,下列说法不正确的是
A. 该反应属于加成反应 B. Ⅲ分子中有1个手性碳原子
C. Ⅱ分子按骨架分类属于脂环烃 D. Ⅲ分子中含有三种官能团
8. 下列说法中正确的有
①原子的能级是量子化的,所以原子光谱是不连续的线状谱线
②逐个断开CH4中的C-H键,各步中的C-H键所处化学环境不同,所以每步所需能量不同
③含有手性碳原子的分子叫做手性分子
④掺杂I2的聚乙炔比原聚乙炔膜的导电性降低
⑤氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用
⑥As的简化电子排布式为[Ar]4s24p3
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
9. 利用下列实验设计进行实验,能达到目的的是
A.通过滴定测定醋酸的浓度
B.证明苯和溴发生了取代反应
C.检验1-溴丙烷消去反应的产物
D.制备乙炔
A. A B. B C. C D. D
10. 下列说法正确的是
A. 聚乙炔能使溴水褪色,且含有顺反异构体
B. 1 mol乙烯与氯气完全加成后,产物再与氯气彻底取代,两个过程共消耗氯气3 mol
C. 由于侧链对苯环的影响,甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 等质量的CH4、C2H4、C3H4与足量氧气完全燃烧,耗氧量依次增大
11. 下列关于物质的结构或性质及解释都正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
H2O的热稳定性比H2S强
水分子间可以形成氢键
B
臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧是非极性分子
C
取少量溴乙烷,与氢氧化钠溶液共热后加入硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀
溴乙烷发生了水解反应
D
酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH
烃基(R-)越长推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
A. A B. B C. C D. D
12. 下列说法错误的是
A. 与溴1:1加成,产物有4种
B. 的三氯代物有3种,四氯代物有3种
C. 某单烯烃催化加氢可生成3-甲基戊烷,该烯烃有4种(含顺反异构)
D. 的一氯代物有3种
13. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A. 甲:分离苯和四氯化碳混合液
B. 乙:用(杯酚)识别和,操作①②为过滤,操作③为分液
C. 丙:制备乙酸乙酯并提高产率
D. 丁:除去甲烷中的乙烯
14. 我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物,具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力,组成元素均位于前四周期。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,W原子的2p能级有3个未成对电子,Y原子的M层未成对电子数为4,Z原子的s能级和p能级电子总数相等,X、Y、Z属于不同周期。下列叙述正确的是
A. 电负性:
B. 氢化物的沸点:
C. 中存在的化学键有:离子键、极性共价键、配位键
D. 工业上通过电解熔融的Z的氧化物获得Z单质
15. 某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由a、b两种正方体单元组成,且两种正方体单元中氧离子的空间位置相同。若通过嵌入或脱嵌晶胞的棱心和体心,可将该晶体设计为锂电池的正极材料 (m、n为正整数)。
已知:脱嵌率。下列说法错误的是
A. a单元中,体心位置的位于形成的四面体空隙中
B. 该晶胞中周围等距最近的有6个
C. 放电时,该锂电池的正极反应为
D. 若该正极材料中,则脱嵌率为50%
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
16. Ⅰ.可用铜氨液处理CO,反应为。回答下列问题:
(1)铜元素位于元素周期表中_______区。
(2)下列状态的氮中,失去最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A. B. C.
(3)M与铜位于同周期,的一种配合物组成为。
①含_______mol 键。
②配合物T与组成元素相同,中心离子的配位数相同。1 mol T溶于水,加入足量溶液可生成2 mol AgCl;且T溶于水加强碱再加热不产生氨气。则T的化学式为_______。
③从电负性和孤电子对角度解释,与水分子结构十分相似的极性很小的原因_______。
Ⅱ.硝酸铁和尿素在乙醇中生成。回答下列问题:
(4)基态的价层电子轨道表示式为_______。
(5)经测定晶体中存在与,中氮原子的杂化方式_______。
(6)八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是_______(填元素符号)。
(7)与铁位于同周期的锰可以形成多种重要化合物,其中硒化锰(MnSe)是一种半导体材料,其中的立方晶胞如图甲所示,晶胞边长为a nm。图乙是晶胞沿z轴方向的投影图(俯视图),其中1号原子的分数坐标为,图中2号原子的分数坐标为_______,晶体的密度为_______(表示阿伏加德罗常数的值,Mn和Se的相对原子质量分别取55和79)。
17. Ⅰ.实验室模拟制备一水硫酸四氨合铜过程如下。回答下列问题:
已知:一水硫酸四氨合铜是深蓝色晶体,常温下在空气中易与水和二氧化碳反应,生成铜的碱式盐。
(1)已知浅蓝色沉淀为,用离子方程式表示由浅蓝色沉淀得到深蓝色溶液的原理_______。
(2)加入乙醇的作用是_______。
(3)实验中采用减压过滤的优点是_______。(至少写2个优点)
(4)从滤液中回收乙醇并获得和的混合溶液,应先加入适量硫酸,再采用_______方法回收乙醇。
Ⅱ.青蒿素()是治疗疟疾的有效药物,可从黄花蒿茎叶中提取。青蒿素白色针状晶体,溶于乙醇和乙醚,对热不稳定。
(5)常见的提取方法如下。
①操作Ⅰ、Ⅱ中,用到的装置分别是_______、_______(填序号)。
②向干燥、破碎后的黄花蒿中加入乙醚的作用是_______。
③操作Ⅲ的名称是_______。
(6)一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为抗疟疾效果高10倍的双氢青蒿、青蒿琥酯钠盐等(如图所示)。
①用修饰青蒿素结构过程中,发生变化的官能团名称叫_______。
②比较青蒿素、双氢青蒿素、青蒿琥酯钠盐在水中的溶解性大小_______。
18. Ⅰ.端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应:。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
(1)D的化学名称为_______。
(2)①和③的反应类型分别为_______、_______。
(3)E的结构简式为_______。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气_______mol。
(4)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,写出其中2种的结构简式_______。
Ⅱ.对溴苯乙烯与丙烯的共聚物是一种高分子阻燃剂,具有低毒、热稳定性好等优点。完成下列填空:
(5)写出该共聚物的结构简式_______。
(6)实验室由乙苯制取对溴苯乙烯,需先经两步反应制得中间体。写出该两步反应所需的试剂及条件_______,_______。
(7)将与足量氢氧化钠溶液共热得到A(),该反应的化学方程式为_______。由上述反应可推知_______。
19. 某化学兴趣小组模拟李比希分析法,利用下列装置测定仅含碳、氢、氧的有机物的分子式
(1)作用一是实验前排空装置中空气且为实验提供氧化剂,二是_______。
(2)装置的作用是_______。
(3)若无,可能导致测得氧的质量分数_______(填“偏高”或“偏低”)。
(4)研究过程如下:称取9 g X在足量氧气中充分燃烧,实验结束后测量c和d分别增重5.4 g和13.2 g,对X进行波谱分析结果如图。
①X的结构简式为_______。
②若取X和的混合物1 mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为_______。
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包头市第八十一中学高二年级期中考试化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Fe-56 Mn-55 Se-79
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15个小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项最符合题意。
1. 科技创新是推动高质量发展的关键动力。下列说法正确的是
A. “天宫二号”空间站使用了石墨烯存储器,石墨烯与金刚石互为同分异构体
B. 石墨烯属于烯烃
C. “长征七号”使用碳纤维材料减轻火箭质量,碳纤维属于有机高分子材料
D. “中国空间站”核心舱采用了先进的氮化硅陶瓷基复合材料,氮化硅为共价晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物,石墨烯与金刚石是碳元素形成的不同单质,二者互为同素异形体,A错误;
B.烯烃是仅含碳、氢两种元素且含碳碳双键的有机化合物,石墨烯是碳单质,不含氢元素,不属于烯烃,B错误;
C.碳纤维的主要成分为碳单质,属于无机非金属材料,不属于有机高分子材料,C错误;
D.氮化硅中Si原子和N原子以共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语正确的是
A. 羟基的电子式: B. 分子的空间填充模型
C. 的VSEPR模型 D. 丙炔的键线式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟基(-OH)中O原子最外层有7个电子,电子式为,A错误;
B.中Cl原子半径大于C原子,空间填充模型为,B错误;
C.中心O原子价层电子对数为4,VSEPR模型为四面体形,包含2个孤电子对和2个σ键,图示符合该模型,C正确;
D.丙炔中碳碳三键的C原子为sp杂化,为直线形结构,键线式为,D错误;
故选C。
3. 某六碳单烯烃与氯气在一定条件下发生取代反应只生成一种一氯代物,则该六碳单烯烃的系统命名为
A. 2,3-二甲基-2-丁烯 B. 3,3-二甲基-1-丁烯
C. 3-己烯 D. 2-甲基-2-戊烯
【答案】A
【解析】
【详解】A.2,3-二甲基-2-丁烯的结构简式为:,是对称的结构,只含有1种环境的H原子,与氯气在一定条件下发生取代反应只生成1种一氯代物,A符合题意;
B.3,3-二甲基-1-丁烯的结构简式为:,结构不对称,含有3种环境的H原子,与氯气在一定条件下发生取代反应生成3种一氯代物,B不符合题意;
C.3-己烯的结构简式为:,含有3种环境的H原子,与氯气在一定条件下发生取代反应生成3种一氯代物,C不符合题意;
D.2-甲基-2-戊烯的结构简式为:,含有4种环境的H原子,与氯气在一定条件下发生取代反应生成4种一氯代物,D不符合题意;
故选A。
4. 下列5种物质:①甲烷;②苯;③聚乙烯;④甲苯;⑤乙炔;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应褪色的是
A. 只有⑤ B. ④⑤ C. ③④⑤ D. 全部
【答案】A
【解析】
【详解】①甲烷为饱和烃,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色,故①不符合题意;
②苯与高锰酸钾和溴水均不反应,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色,故②不符合题意;
③聚乙烯为乙烯的加聚反应产物,聚乙烯中不含不饱和键,既不能使酸性高锰酸钾溶液褪色又不能与溴水反应使之褪色,故③不符合题意;
④甲苯能被高锰酸钾氧化使其褪色,但与溴水不反应,不能使溴水褪色,故④不符合题意;
⑤乙炔中含碳碳三键,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色,故⑤符合题意;
根据以上分析可知,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色又能与溴水反应使之褪色的为:⑤,答案选A。
5. 下列说法错误的是
A. 共价键键能:HF>HCl>HBr B. N2O中σ键和π键的数目不相等
C. 分子的极性: D. H-N-H键角:
【答案】B
【解析】
【详解】A.原子半径F<Cl<Br,H-X键长HF<HCl<HBr,键长越短键能越大,因此共价键键能HF>HCl>HBr,A正确;
B.N2O与CO2互为等电子体,为直线形结构,分子内含2个σ键、2个π键,二者数目相等,B错误;
C.SO2为V形,属于极性分子,SO3为平面正三角形,属于非极性分子,因此分子极性:SO2>SO3,C正确;
D.NH3中N原子有1对孤对电子,孤对电子对成键电子对斥力更大,键角较小;[Ag(NH3)2]+中N的孤对电子配位给Ag+,孤对电子变为成键电子对,斥力减小,H-N-H键角更大,因此键角:[Ag(NH3)2]OH>NH3,D正确。
答案选B。
6. 某烃的结构简式如图所示,若分子中最多共线碳原子数为a,可能共面的碳原子数最多为b,含四面体结构的碳原子数为c,则a、b、c分别是
A. 3、14、6 B. 3、16、6 C. 3、16、5 D. 4、16、5
【答案】A
【解析】
【详解】已知乙炔基中碳原子为sp杂化,为直线形结构,则与乙炔基相连的C原子共线,则共有3个;苯环上的碳原子和碳碳双键两端的碳原子均为sp2杂化,碳原子形成的三条键为平面三角形,则可能共面的碳原子最多为14;饱和的碳原子为sp3杂化,此有机物中乙基、甲基及甲基所在的C原子中共计6个碳原子为四面体结构,故本题选A。
7. 对于“贝里斯—希尔曼”反应,下列说法不正确的是
A. 该反应属于加成反应 B. Ⅲ分子中有1个手性碳原子
C. Ⅱ分子按骨架分类属于脂环烃 D. Ⅲ分子中含有三种官能团
【答案】C
【解析】
【详解】A.I中碳氧双键和Ⅱ中碳氢键发生加成反应生成Ⅲ,A正确;
B.手性碳原子是饱和碳原子连接四个不同原子或原子团。Ⅲ分子中连接羟基、苯环、氢原子和含羰基的环烯基的碳原子为手性碳,且仅有1个,如图所示B正确;
C.Ⅱ分子中含C、H、O三种元素,属于烃的衍生物,不是脂环烃,C错误;
D.Ⅲ分子中含羟基、羰基、碳碳双键三种官能团,D正确;
故选C。
8. 下列说法中正确的有
①原子的能级是量子化的,所以原子光谱是不连续的线状谱线
②逐个断开CH4中的C-H键,各步中的C-H键所处化学环境不同,所以每步所需能量不同
③含有手性碳原子的分子叫做手性分子
④掺杂I2的聚乙炔比原聚乙炔膜的导电性降低
⑤氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用
⑥As的简化电子排布式为[Ar]4s24p3
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
【答案】B
【解析】
【详解】① 原子能级是量子化的,电子跃迁时吸收、释放的光子能量等于固定能级差,因此原子光谱为不连续的线状谱,正确;
②甲烷初始的4个C-H键等价,但逐个断开C-H键时,每一步的C-H键处于不同的剩余基团中,化学环境存在差异,因此各步解离所需能量不同 ,正确;
③ 含有手性碳原子的分子不一定是手性分子,如内消旋体含手性碳但存在对称面,不具有手性,错误;
④掺杂的聚乙炔会形成电荷转移络合物,导电性相比原聚乙炔大幅提升,属于导电高分子材料 ,错误;
⑤氯乙烷沸点低,汽化时吸收大量热量,可使局部组织快速降温,起到冷冻麻醉效果,正确;
⑥As是33号元素,简化电子排布式应为,题目漏写了的电子,错误;
符合题意的为①②⑤,故答案选B。
9. 利用下列实验设计进行实验,能达到目的的是
A.通过滴定测定醋酸的浓度
B.证明苯和溴发生了取代反应
C.检验1-溴丙烷消去反应的产物
D.制备乙炔
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.用NaOH标准溶液滴定醋酸时,锥形瓶中未添加酸碱指示剂,无法判断滴定终点,不能测定醋酸浓度,A错误;
B.苯和液溴在催化下反应,挥发的会被吸收除去,若后续溶液中产生淡黄色沉淀,说明有HBr生成,可证明苯和溴发生了取代反应,B正确;
C.1-溴丙烷消去反应过程中会挥发出乙醇,乙醇也能使酸性溶液变色,会干扰消去产物丙烯的检验,无法达到实验目的,C错误;
D.电石与饱和食盐水反应剧烈、放出大量热,且生成的氢氧化钙为糊状,易堵塞启普发生器,不能用该装置制备乙炔,D错误;
故选B。
10. 下列说法正确的是
A. 聚乙炔能使溴水褪色,且含有顺反异构体
B. 1 mol乙烯与氯气完全加成后,产物再与氯气彻底取代,两个过程共消耗氯气3 mol
C. 由于侧链对苯环的影响,甲苯可以使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 等质量的CH4、C2H4、C3H4与足量氧气完全燃烧,耗氧量依次增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚乙炔分子中含有碳碳双键,可与溴发生加成反应使溴水褪色;每个双键碳原子所连的两个基团(氢原子、聚合物链段)不同,因此存在顺反异构体,A正确;
B.1mol乙烯与氯气完全加成消耗1 mol Cl2,生成的1mol 1,2-二氯乙烷中含有4mol氢原子,彻底取代需要消耗4 mol Cl2,两个过程共消耗5 mol Cl2,B错误;
C.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,是苯环对侧链甲基的活化作用导致的,不是侧链对苯环的影响,C错误;
D.等质量的烃完全燃烧,氢元素质量分数越高耗氧量越大,三种物质氢的质量分数:,因此耗氧量依次减小,D错误;
故选A。
11. 下列关于物质的结构或性质及解释都正确的是
选项
物质的结构或性质
解释
A
H2O的热稳定性比H2S强
水分子间可以形成氢键
B
臭氧在四氯化碳中的溶解度高于在水中的溶解度
臭氧是非极性分子
C
取少量溴乙烷,与氢氧化钠溶液共热后加入硝酸银溶液,出现淡黄色沉淀
溴乙烷发生了水解反应
D
酸性:CH3COOH>CH3CH2COOH
烃基(R-)越长推电子效应越大,使羧基中羟基的极性越小,羧酸的酸性越弱
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.H2O的热稳定性由分子内氢氧键键能决定,因非金属性使得氢氧键的键能大于氢硫键的键能,氢键是分子间作用力,仅影响熔沸点等物理性质,与热稳定性无关,A错误;
B.O3是极性分子,其在四氯化碳中溶解度更高是因为O3的极性较弱,符合相似相溶规律,B错误;
C.溴乙烷与溶液共热后溶液显碱性,会与反应生成沉淀干扰检验,需先加稀硝酸酸化再加硝酸银,该操作无法证明溴乙烷发生水解,C错误;
D.烷基为推电子基团,烃基越长推电子效应越大,使羧基中羟基的键极性越小,越难电离出,羧酸酸性越弱,因此酸性:,D正确;
故选D。
12. 下列说法错误的是
A. 与溴1:1加成,产物有4种
B. 的三氯代物有3种,四氯代物有3种
C. 某单烯烃催化加氢可生成3-甲基戊烷,该烯烃有4种(含顺反异构)
D. 的一氯代物有3种
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物含3个双键,其中环上两个双键为共轭结构,与溴1:1加成时,包括3种1,2-加成产物和1种共轭双键的1,4-加成产物,共4种,A正确;
B.该物质为苯,三氯代物有连、偏、均3种,苯分子共6个氢原子,其四氯代物的种类数与二氯代物相同,二氯代物有邻、间、对3种,故四氯代物也为3种,B正确;
C.3-甲基戊烷的结构为,相邻碳原子各消去1个氢得到烯烃,分别为、(含顺反异构)、,共4种,C正确,不符合题意;
D.该物质为,分子中有4种等效氢,,故一氯代物有4种,不是3种,D错误;
故答案为D。
13. 下列实验装置或操作能达到相应实验目的的是
甲
乙
丙
丁
A. 甲:分离苯和四氯化碳混合液
B. 乙:用(杯酚)识别和,操作①②为过滤,操作③为分液
C. 丙:制备乙酸乙酯并提高产率
D. 丁:除去甲烷中的乙烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯和四氯化碳互溶,但沸点不同(苯沸点约80℃,四氯化碳约77℃),可通过蒸馏(分馏)的方法分离;而图中装置是分液装置,分液用于分离互不相溶的液体,无法分离互溶的苯和四氯化碳,A不符合题意;
B.用杯酚识别和,操作①②为固液分离操作,即为过滤;但操作③是分离互溶的氯仿与杯酚,应使用蒸馏而非分液,B不符合题意;
C.乙酸乙酯的制备反应为可逆反应:;为提高产率:温度计控制反应温度,避免副反应;冷凝管起到冷凝回流的作用,减少反应物挥发;分水器可分离出生成的水,推动平衡正向移动;电磁搅拌:促进反应均匀进行,C符合题意;
D.酸性KMnO4溶液具有强氧化性,乙烯会被其氧化为CO2气体;虽然除去了乙烯,但会引入新的杂质CO2,无法得到纯净的甲烷,因此不能用于除杂;除去甲烷中的乙烯,应使用溴水,D不符合题意;
因此答案为C;
14. 我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物,具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力,组成元素均位于前四周期。X原子的最外层电子数是其内层电子数的2倍,W原子的2p能级有3个未成对电子,Y原子的M层未成对电子数为4,Z原子的s能级和p能级电子总数相等,X、Y、Z属于不同周期。下列叙述正确的是
A. 电负性:
B. 氢化物的沸点:
C. 中存在的化学键有:离子键、极性共价键、配位键
D. 工业上通过电解熔融的Z的氧化物获得Z单质
【答案】C
【解析】
【分析】X原子最外层电子数是内层2倍,X的电子排布式为,X为C;W原子2p能级有3个未成对电子,W的电子排布式为,W为N;Y原子M层未成对电子数为4,Y原子的价电子排布式为,Y为Fe;Z的s能级电子总数与p能级相等,电子排布式为或,且X、Y、Z不同周期,Z为Mg。
【详解】A.同一周期从左到右元素电负性增强,一般非金属元素的电负性大于金属元素的电负性。电负性为,A错误;
B.X为C,C元素氢化物包含多种烃类,W为N元素,N的氢化物有、,大分子烃的沸点远高于N的氢化物的沸点,未指明为简单氢化物,无法得出该结论,B错误;
C.中与配离子之间存在离子键,内C、N之间存在极性共价键,中心与配体之间形成配位键,该物质存在离子键、极性共价键、配位键三种化学键,C正确;
D.Z为Mg,工业上通过电解熔融氯化镁获得Mg单质,MgO熔点极高,电解熔融MgO能耗过大,常采用电解熔融氯化镁获取镁单质,D错误;
故选C。
15. 某种离子型铁的氧化物晶胞如图所示,它由a、b两种正方体单元组成,且两种正方体单元中氧离子的空间位置相同。若通过嵌入或脱嵌晶胞的棱心和体心,可将该晶体设计为锂电池的正极材料 (m、n为正整数)。
已知:脱嵌率。下列说法错误的是
A. a单元中,体心位置的位于形成的四面体空隙中
B. 该晶胞中周围等距最近的有6个
C. 放电时,该锂电池的正极反应为
D. 若该正极材料中,则脱嵌率为50%
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图示,A单元中,体心位置的位于形成的四面体空隙中,A正确;
B.结合B正方体单元的图可知,Fe3+周围等距最近的O2-有6个,B正确;
C.放电时,该锂电池的正极得电子,电极反应为,C正确;
D.由于嵌入或脱嵌晶胞的棱心和体心,所以总数为,由化学式为可知,一个晶胞中O2-为32个,Fe有24个,Li有4个,根据化合价代数和为零,可算出个数为12,个数也为12,被氧化为,所以当正极材料中时,,x=3,则脱嵌率为75%,D错误;
故选D。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
16. Ⅰ.可用铜氨液处理CO,反应为。回答下列问题:
(1)铜元素位于元素周期表中_______区。
(2)下列状态的氮中,失去最外层一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。
A. B. C.
(3)M与铜位于同周期,的一种配合物组成为。
①含_______mol 键。
②配合物T与组成元素相同,中心离子的配位数相同。1 mol T溶于水,加入足量溶液可生成2 mol AgCl;且T溶于水加强碱再加热不产生氨气。则T的化学式为_______。
③从电负性和孤电子对角度解释,与水分子结构十分相似的极性很小的原因_______。
Ⅱ.硝酸铁和尿素在乙醇中生成。回答下列问题:
(4)基态的价层电子轨道表示式为_______。
(5)经测定晶体中存在与,中氮原子的杂化方式_______。
(6)八面体配离子中的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与配位的原子是_______(填元素符号)。
(7)与铁位于同周期的锰可以形成多种重要化合物,其中硒化锰(MnSe)是一种半导体材料,其中的立方晶胞如图甲所示,晶胞边长为a nm。图乙是晶胞沿z轴方向的投影图(俯视图),其中1号原子的分数坐标为,图中2号原子的分数坐标为_______,晶体的密度为_______(表示阿伏加德罗常数的值,Mn和Se的相对原子质量分别取55和79)。
【答案】(1)
ds (2)
A (3) ①.
23 ②.
[M(NH3)5Cl]Cl2·H2O ③.
F的电负性大于O,O-F键的键矩方向由O指向F,而O原子上的两对孤电子对的偶极矩方向与键矩方向相反,两者部分抵消,导致分子极性很小
(4)
(5)
sp杂化 (6)
O (7) ①.
(,,) ②.
【解析】
【小问1详解】
铜是29号元素,核外电子排布为,属于IB族,位于元素周期表ds区;
【小问2详解】
A为基态氮原子失去一个电子后的,其再失去一个电子所需能量为氮的第二电离能,大于第一电离能,B是基态N原子,失去一个2p电子需要克服第一电离能,C是N的激发态,失去3s电子所需能量最小,因此,A需要的能量最大,答案选A;
【小问3详解】
①中,5个内部含个键,1个内部含2个键,中心离子与6个配体形成6个配位键,总键共;
②和反应生成,说明一个T的外界有2个,加碱加热不产生氨气,说明所有都在内界做配体,配位数为6,因此内界还有1个做配体,作为结晶水,化学式为;
③从电负性和孤对电子角度看,F的电负性大于O,O-F键的键矩方向由O指向F,而O原子上的两对孤电子对的偶极矩方向与键矩方向相反,两者部分抵消,导致分子极性很小;
【小问4详解】
Fe原子价电子排布为,由Fe失去和1个电子得到,价层电子排布为,五个3d轨道各填充一个自旋平行的电子,故的价层电子轨道表示式为;
【小问5详解】
中中心N的价层电子对数为22,无孤对电子,因此N为杂化;
【小问6详解】
根据题目信息,中的配位数为6,配体为,碳氮键键长均相等,若N原子参与配位,由于配位作用会使参与配位的C-N键键长发生改变,导致分子内C-N键长不相等,说明配位原子为O,O原子位于C=O双键中,可提供孤对电子与形成配位键;
【小问7详解】
该晶胞中位于顶点和面心,位于晶胞内四面体空隙,结合1号原子坐标,可得2号分数坐标为,晶胞中含4个,晶胞质量,晶胞体积,密度。
17. Ⅰ.实验室模拟制备一水硫酸四氨合铜过程如下。回答下列问题:
已知:一水硫酸四氨合铜是深蓝色晶体,常温下在空气中易与水和二氧化碳反应,生成铜的碱式盐。
(1)已知浅蓝色沉淀为,用离子方程式表示由浅蓝色沉淀得到深蓝色溶液的原理_______。
(2)加入乙醇的作用是_______。
(3)实验中采用减压过滤的优点是_______。(至少写2个优点)
(4)从滤液中回收乙醇并获得和的混合溶液,应先加入适量硫酸,再采用_______方法回收乙醇。
Ⅱ.青蒿素()是治疗疟疾的有效药物,可从黄花蒿茎叶中提取。青蒿素白色针状晶体,溶于乙醇和乙醚,对热不稳定。
(5)常见的提取方法如下。
①操作Ⅰ、Ⅱ中,用到的装置分别是_______、_______(填序号)。
②向干燥、破碎后的黄花蒿中加入乙醚的作用是_______。
③操作Ⅲ的名称是_______。
(6)一定条件下,用将青蒿素选择性反应,结构修饰为抗疟疾效果高10倍的双氢青蒿、青蒿琥酯钠盐等(如图所示)。
①用修饰青蒿素结构过程中,发生变化的官能团名称叫_______。
②比较青蒿素、双氢青蒿素、青蒿琥酯钠盐在水中的溶解性大小_______。
【答案】(1)
Cu2(OH)2SO4+8NH3·H2O=2[Cu(NH3)4]2+++2OH-+8H2O
(2)
降低一水硫酸四氨合铜的溶解度,有利于晶体析出
(3)
过滤速度快;得到的晶体较干燥
(4)
蒸馏 (5) ①.
B ②.
A ③.
浸取(或萃取)青蒿素 ④.
重结晶 (6) ①.
酯基(或羰基) ②.
青蒿琥酯钠盐>双氢青蒿素>青蒿素
【解析】
【分析】实验Ⅰ中向溶液中加入适量氨水得到;继续滴加氨水得到,加入乙醇后析出,减压过滤、洗涤干燥得到;实验Ⅱ中将黄花蒿用乙醚浸出,过滤得浸出液,随后蒸馏除去乙醚得到浓缩浸出液,通过重结晶得到较纯的青蒿素;据此作答。
【小问1详解】
浅蓝色沉淀 与过量氨水反应,生成可溶性的深蓝色四氨合铜络离子 ,同时释放出 和 。根据原子守恒和电荷守恒,可写出对应的离子方程式为 ;
【小问2详解】
硫酸四氨合铜在乙醇中的溶解度远小于在水中的溶解度,加入乙醇可以降低溶剂的极性,从而降低配合物的溶解度,促使其结晶析出;
【小问3详解】
减压过滤(抽滤)利用抽气泵降低接收瓶内的压强,与大气压形成压强差,其主要优点是过滤速度快,且滤出的固体含水量较低,容易干燥;
【小问4详解】
加入适量硫酸后,滤液中的主要成分为乙醇、水以及 和 。由于乙醇的沸点较低,可以通过加热蒸馏的方法将其从混合溶液中分离回收;
【小问5详解】
① 操作Ⅰ是分离固体残渣和液体浸出液,属于固液分离的过滤操作,选用装置B;操作Ⅱ是从浸出液中分离出低沸点溶剂乙醚,属于蒸馏操作,选用装置A;
②青蒿素易溶于乙醚,加入乙醚作为溶剂,可以将青蒿素从黄花蒿组织中浸取(萃取)出来;
③将粗品提纯为精品,常用的结晶提纯方法是重结晶,故操作Ⅲ的名称为重结晶;
【小问6详解】
①对比青蒿素和双氢青蒿素的结构简式,可以看出青蒿素底部的内酯基(酯基)被 还原成了半缩醛羟基,因此发生变化的官能团是酯基(或羰基);
②青蒿素分子中没有亲水基团,难溶于水;双氢青蒿素增加了一个亲水基团羟基,水溶性略有增大;青蒿琥酯钠盐属于离子化合物,在水中极易溶解。因此,三者在水中的溶解性大小顺序为:青蒿琥酯钠盐 > 双氢青蒿素 > 青蒿素。
18. Ⅰ.端炔烃在催化剂存在下可发生偶联反应,称为Glaser反应:。下面是利用Glaser反应制备化合物E的一种合成路线:
(1)D的化学名称为_______。
(2)①和③的反应类型分别为_______、_______。
(3)E的结构简式为_______。用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气_______mol。
(4)芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,写出其中2种的结构简式_______。
Ⅱ.对溴苯乙烯与丙烯的共聚物是一种高分子阻燃剂,具有低毒、热稳定性好等优点。完成下列填空:
(5)写出该共聚物的结构简式_______。
(6)实验室由乙苯制取对溴苯乙烯,需先经两步反应制得中间体。写出该两步反应所需的试剂及条件_______,_______。
(7)将与足量氢氧化钠溶液共热得到A(),该反应的化学方程式为_______。由上述反应可推知_______。
【答案】(1)苯乙炔 (2) ①. 取代反应 ②. 消去反应
(3) ①. ②. 4
(4)、、等 (5)
(6) ①. Br2、FeBr3 ②. Br2、光照
(7) ①. ②. 苯环上的卤素原子比侧链上的卤素原子难水解
【解析】
【分析】A和氯乙烷反应生成B(C8H10),B与Cl2发生取代反应生成C(),由C逆推,B是、A是;苯乙炔发生Glaser反应生成E,E是。
【小问1详解】
D是,化学名称为苯乙炔;
【小问2详解】
①是苯和氯乙烷发生取代反应生成和氯化氢;③是发生消去反应生成,①和③的反应类型分别为取代反应、消去反应;
【小问3详解】
苯乙炔发生Glaser反应生成E ,E的结构简式为。E中含有2个碳碳三键,用1 mol E合成1,4-二苯基丁烷,理论上需要消耗氢气4mol。
【小问4详解】
芳香化合物F是C的同分异构体,其分子中只有两种不同化学环境的氢,数目比为3∶1,说明结构对称,其结构简式为、、等。
【小问5详解】
对溴苯乙烯与丙烯的共聚物的结构简式为。
【小问6详解】
乙苯和液Br2在FeBr3催化作用下发生取代反应生成,在光照条件下与Br2发生取代反应生成;
【小问7详解】
将与足量氢氧化钠溶液共热发生水解反应得到,该反应的化学方程式为。由上述反应可推知苯环上的卤素原子比侧链上的卤素原子难水解。
19. 某化学兴趣小组模拟李比希分析法,利用下列装置测定仅含碳、氢、氧的有机物的分子式
(1)作用一是实验前排空装置中空气且为实验提供氧化剂,二是_______。
(2)装置的作用是_______。
(3)若无,可能导致测得氧的质量分数_______(填“偏高”或“偏低”)。
(4)研究过程如下:称取9 g X在足量氧气中充分燃烧,实验结束后测量c和d分别增重5.4 g和13.2 g,对X进行波谱分析结果如图。
①X的结构简式为_______。
②若取X和的混合物1 mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为_______。
【答案】(1)实验结束后将装置中残留的H2O和CO2全部排入吸收装置c和d中使其被完全吸收
(2)防止空气中的H2O和CO2进入装置d中,影响碳元素含量的测定
(3)偏高 (4) ①. CH3CH(OH)COOH ②. 3 mol
【解析】
【分析】该模拟李比希分析法实验的原理是将有机物完全转化为和,通过测量装置c、d的增重,推算出产生的和的物质的量,进而推算出有机物中C和H元素的含量,从而得到其分子式。a处有机物发生燃烧生成和,由于其可能部分发生不完全燃烧生成CO,故在b处盛放CuO,发生反应:,从而确保有机物中的C元素完全转化为。c处无水CaCl2吸收H2O,分析有机物中H元素的含量。d处碱石灰吸收,分析有机物中C元素的含量。e处碱石灰则是防止空气中的H2O和CO2进入装置d中,影响碳元素含量的测定。
【小问1详解】
O2除了排空装置中空气,确保装置中为纯氧气气氛,提供氧化剂并防止杂质气体影响实验之外,本身作为一种气体,可以起到推动完全排除产生的和的作用。
【小问2详解】
e处盛装碱石灰的U形干燥管连通空气,防止空气中的和进入d影响其增重。
【小问3详解】
CuO负责将有机物不完全燃烧产生的CO完全氧化成CO2。若无CuO,则产生气体中存在部分CO,装置d的增重将偏低,实验得到的C元素含量偏低,O元素含量相应偏高。
【小问4详解】
①c增重5.4 g,即产生了5.4÷18 mol=0.3 mol H2O,对应0.6 mol H;d增重13.2 g,即产生了13.2÷44 mol=0.3 mol CO2,对应0.3 mol C。则X中O元素的质量为,即0.3 mol O。故X中C、H、O元素个数之比为0.3:0.6:0.3,其实验式为CH2O。根据质谱中质荷比最大的m/z=90的峰可知X的相对分子质量为90,则其分子式为C3H6O3。根据红外光谱图可知其含有羟基和羧基官能团。根据核磁共振氢谱可知其含有4种化学环境的氢,氢数比为1:1:1:3,可知其含有-CH3基团。结合上述分析综合推断,X是一种含有甲基的三碳羟基酸,其结构简式应为CH3CH(OH)COOH。
②1 mol CH3CH(OH)COOH充分燃烧需要3mol O2,1 mol C2H6O充分燃烧也需要3mol O2,X和的混合物1 mol进行燃烧实验,该混合物完全燃烧消耗氧气的物质的量为3 mol O2。
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