内容正文:
2025-2026学年下学期期中考试卷
高二年化学科
(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 Ca-40
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. 电影《哪吒2》爆火出圈,电影中炫酷的特效功不可没,以下说法中正确的是
A. 敖丙施展法术,使水结成冰,此过程中水分子之间的间隙减小
B. 风火轮耐高温、耐磨损、不导热,其主体材料可能为共价晶体
C. 结界兽形象设计灵感源自三星堆青铜大面具,铜原子的价层电子排布式为
D. 三昧真火为哪吒重塑肉身,钠元素在高温火焰中,电子由激发态转化成基态产生吸收光谱
2. 下列说法正确的是
A. 的球棍模型:
B. 羟基的电子式:
C. 乙烯分子中的键:
D. 基态碳原子的轨道表示式:
3. 下列变化需克服相同类型作用力的是
A. 碘和干冰的升华 B. 和熔化
C. 和溶于水 D. 液溴和汞的汽化
4. 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
5. 利用如图所示装置(加热装置已略去)对有机化合物Q(只含C、H、O元素或只含C、H元素)进行元素组成测定。现将2.64 g Q加入硬质玻璃管中,通入纯,充分反应后,反应只生成和,分别用无水氯化钙和固体氢氧化钠将产物完全吸收。下列说法错误的是
A. Q中一定含氧元素
B. 装置G的作用为排除空气中和的干扰
C. 纯除作氧化剂外,还可将生成的气体尽可能分别赶入E、F中充分吸收
D. 若要确定Q的结构简式,只需再利用核磁共振氢谱测定分子中不同化学环境的氢原子即可
6. 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
7. 抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法正确的是
A. 抗坏血酸的分子式为 B. 脱氢抗坏血酸中含有羟基、羰基和醚键
C. 抗坏血酸中所有碳原子采取杂化 D. 1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
8. 观察下列模型,判断下列说法错误的是
金刚石
碳化硅
石墨烯
气态团簇分子
A. 原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为
B. 石墨烯中碳原子和六元环个数比为
C. 石墨烯中含有π键,金刚石中没有π键
D. 气态团簇分子的分子式为或
9. 某电解质阴离子的结构如图所示。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素,Z的单质为空气的主要成分之一、下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 键长:
C. 最简单氢化物稳定性:
D. Y的最高价氧化物对应水化物在水中电离:
10. 下列装置或操作正确且能达到相应实验目的的是
A.除去工业乙醇中的杂质
B.分液时先打开分液漏斗上方的玻璃塞或将玻璃塞的小孔与瓶身的凹槽对齐,再打开下方的活塞
C.除去中混有的乙烯
D.通过重结晶法提纯苯甲酸
A. A B. B C. C D. D
11. 配离子在水溶液里的解离实质上是与水分子发生配体交换反应,如的解离反应之一为。下列说法正确的是
A. 键角:
B. 键的极性:
C. 的空间构型为平面四边形,说明不是sp3杂化
D. 中含有共价键、离子键和配位键
12. 物质的结构决定其性质。下列对物质性质的解释错误的是
选项
性质
解释
A
石墨具有导电性
石墨晶体层间存在范德华力
B
的水溶液具有碱性
原子上的孤对电子接受形成配位键
C
在水中的溶解度大于
是极性分子,是非极性分子
D
对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸
氢键类型不同
A. A B. B C. C D. D
13. 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%
14. 是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价原子。下列说法不正确的是
A. 晶胞中的配位数4
B. 晶胞中图中a点原子坐标为则b点坐标为
C. 每个晶胞中0价原子个数为
D. 放电过程,当转化为时,电极反应式为:
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
15. 已知有如下有机物,请根据所学知识回答下列问题(填标号):
① ② ③
④ ⑤ ⑥
⑦ ⑧ ⑨
(1)从官能团的角度分类,可以分为酯类的是___________。
(2)上述物质互为同系物的是___________,互为同分异构体的是___________。
(3)某炔烃与氢气充分加成能够得到①,该炔烃的结构简式为___________。
(4)③的系统命名为___________。
(5)④分子中的二氯代物有___________种。
(6)⑤能在一定条件下发生1,4加聚反应,其反应方程式为:___________。
(7)⑨分子中共平面的碳原子个数最多为___________个。
16. 下图是元素周期表中的前四周期,①~⑩为相应的元素,请从中选择合适的元素回答问题:
(1)③⑤两元素形成的化合物的空间构型为___________,其中心原子的杂化轨道类型为___________。
(2)元素②和③可以形成一种非极性分子,分子中元素②和③的原子个数比为,且均达到稳定结构。该分子的结构式为___________。
(3)②④与形成的三原子化合物互为等电子体的分子为___________。
(4)元素⑨原子的结构示意图为___________。
(5)元素⑩,基态原子的价层电子排布式为___________。
(6)的晶体结构示意图如下。
①写出的电子式___________。
②用表示阿伏加德罗常数的数值。该晶体的密度为___________。
③的熔点明显高于,分析原因:___________。
17. 配合物在医药科学、材料科学等领域有广泛的应用。
Ⅰ.一种有机补铜剂二甘氨酸合铜[]的制备过程如下:
步骤1:制备
(1)第4周期元素的基态原子中,未成对电子数与铜相同的有___________种。
(2)①中反应的离子方程式为___________。
(3)不采用溶液和直接反应制备的原因是___________。
步骤2:制备二甘氨酸合铜
(4)的配位原子为___________。
(5)在④所得产品中加入适量水,小火加热,天蓝色针状晶体逐渐溶解,析出深蓝色鳞状晶体。反式二甘氨酸合铜在水中溶解度比顺式小的主要原因是___________。
Ⅱ.1-甲基咪唑()可作为配体,常用于配合物的制备。
(6)其中带*号原子的杂化类型___________。
(7)在酸性环境中的配位能力将___________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(8)大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n为参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)。中也存在大键,其大键可表示为___________。
18. 从乙烯出发,设计了有机物Ⅰ的合成路线:
已知:①;
②稀冷碱性高锰酸钾溶液可将碳碳双键氧化为邻二醇(相邻碳上各连一个羟基)。
(1)Ⅰ的分子式___________。
(2)A→B的反应类型___________。
(3)D中的官能团名称为___________。可通过___________(填序号)确认其中的官能团。
a.核磁共振 b.红外光谱 c.质谱 d.X射线衍射
(4)在G的同分异构体中,符合炔烃,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积比为的结构简式为___________。
(5)写出H的键线式___________。
(6)下列说法正确的是___________。
A. G存在顺反异构体 B. B不存在同分异构体
C. F中有1个手性碳 D. G能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(7)已知丙烯与卤化氢反应时,反应过程中物质和能量变化示意图如下。
根据上图分析,两种中间体中更稳定的是中间体___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),请从甲基对碳碳双键的影响角度解释对应过渡态更加稳定的原因___________,试判断与加成后的主要产物为___________。
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2025-2026学年下学期期中考试卷
高二年化学科
(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 Ca-40
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. 电影《哪吒2》爆火出圈,电影中炫酷的特效功不可没,以下说法中正确的是
A. 敖丙施展法术,使水结成冰,此过程中水分子之间的间隙减小
B. 风火轮耐高温、耐磨损、不导热,其主体材料可能为共价晶体
C. 结界兽形象设计灵感源自三星堆青铜大面具,铜原子的价层电子排布式为
D. 三昧真火为哪吒重塑肉身,钠元素在高温火焰中,电子由激发态转化成基态产生吸收光谱
【答案】B
【解析】
【详解】A.水结成冰时,水分子通过氢键形成疏松的空间网状结构,分子间间隙增大,冰的密度小于水,A错误;
B.共价晶体中原子间以强共价键结合,具有熔点高(耐高温)、硬度大(耐磨损)、多数导热性差的特点,B正确;
C.Cu是29号元素,符合洪特规则特例(全满结构更稳定),价层电子排布式为,C错误;
D.高温下钠元素的电子由激发态转化为基态时,会释放能量,产生发射光谱,D错误;
故选B。
2. 下列说法正确的是
A. 的球棍模型:
B. 羟基的电子式:
C. 乙烯分子中的键:
D. 基态碳原子的轨道表示式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HClO的结构式为,O原子在H和Cl之间,且题图给出的是空间填充(比例)模型,球棍模型为,A错误;
B.羟基是中性基团,O原子最外层只有7个电子,电子式为,B错误;
C.乙烯中碳碳双键含1个键和1个键,键由两个碳原子的p轨道肩并肩重叠形成,成键区域位于键的上下两侧,图示符合键的结构,C正确;
D.基态碳原子的核外电子排布为,根据洪特规则,轨道的2个电子应分占不同的轨道,且自旋方向相同;题图中2个电子都排布在同一个轨道,违反了洪特规则,正确的轨道表示式为,D错误;
故选C。
3. 下列变化需克服相同类型作用力的是
A. 碘和干冰的升华 B. 和熔化
C. 和溶于水 D. 液溴和汞的汽化
【答案】A
【解析】
【详解】A.碘(I2)和干冰(CO2)均为分子晶体,升华时只需克服分子间作用力(范德华力),作用力类型相同,A正确;
B.SiO2是原子晶体,熔化时破坏共价键,而Na2O是离子晶体,熔化时破坏离子键,两者作用力类型不同,B错误;
C.NaCl溶于水时电离破坏离子键,HCl溶于水时先克服分子间作用力,再电离破坏共价键,作用力类型不同,C错误;
D.液溴汽化破坏分子间作用力,汞汽化破坏金属键,作用力类型不同,D错误;
故选A。
4. 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。
5. 利用如图所示装置(加热装置已略去)对有机化合物Q(只含C、H、O元素或只含C、H元素)进行元素组成测定。现将2.64 g Q加入硬质玻璃管中,通入纯,充分反应后,反应只生成和,分别用无水氯化钙和固体氢氧化钠将产物完全吸收。下列说法错误的是
A. Q中一定含氧元素
B. 装置G的作用为排除空气中和的干扰
C. 纯除作氧化剂外,还可将生成的气体尽可能分别赶入E、F中充分吸收
D. 若要确定Q的结构简式,只需再利用核磁共振氢谱测定分子中不同化学环境的氢原子即可
【答案】D
【解析】
【分析】分析实验装置和原理: 硬质玻璃管中Q与纯O2反应,生成CO2和H2O。无水氯化钙(E)吸收H2O,固体NaOH(F)吸收CO2。装置G的作用是防止空气中的CO2和H2O进入F,避免干扰测量。需要根据生成的H2O和CO2质量,计算Q中C、H、O的含量,H2O的质量为2.16 g,物质的量为(H2O)==0.12 mol,CO2的质量为5.28 g,物质的量为(CO2)= =0.12 mol,计算Q中C和H的质量:C的质量(C)=0.12 mol×12 g/ mol = 1.44 g,H的质量:(H) = 0.12 mol×2×1 g/mol=0.24g,C和H的总质量: m(C)+m(H)=1.44 g+0.24 g=1.68 g,Q的总质量为2.64 g,显然: (C)+ (H) = 1.68 g < 2.64 g, 这说明Q中一定含有O元素,且O的质量为:(O)=2.64 g −1.68 g=0.96 g,(O)==0.06 mol;故C、H、O的物质的量比为:(C):(H):(O)=2:4:1 ,最简式为C2H4O。据此分析以下各问;
【详解】A.根据上述计算,m(C) + m(H) = 1.68 g < 2.64 g,说明Q中一定含有O元素,A正确;
B.装置F用于吸收CO2,若空气中的CO2和H2O进入F,会导致CO2测量值偏高。装置G中的固体NaOH可以吸收空气中的CO2和H2O(g),防止空气中的CO2和H2O(g)进入F装置,B项正确;
C.通入的O2不仅作为氧化剂,还能将反应生成的H2O和CO2完全赶入E和F中,确保被完全吸收,C项正确;
D.由题干信息只能确定Q的最简式为C2H4O,而分子式可能是C2H4O、C4H8O2等,因此无法确定其结构简式;另外,即使确定了分子式,通常也需要质谱、核磁共振氢谱、红外光谱等多种信息才能确定唯一结构,仅有核磁共振氢谱不一定只有一种结构,D错误;
故选D。
6. 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。
7. 抗坏血酸(维生素C)是常用的抗氧化剂。
下列说法正确的是
A. 抗坏血酸的分子式为 B. 脱氢抗坏血酸中含有羟基、羰基和醚键
C. 抗坏血酸中所有碳原子采取杂化 D. 1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据抗坏血酸的结构简式,数出各原子数:C原子:6个;H原子:8个(结构中4个-OH、1个-CH2OH、1个-CH-,共8个H);O原子:6个,因此分子式应为,A错误;
B.脱氢抗坏血酸的五元环是内酯环(酯键,-COO-),而不是醚键(-C-O-C-),所以脱氢抗坏血酸含羟基、羰基和酯基(内酯),但不含醚键,B错误;
C.分子中碳碳双键碳原子和羰基碳原子为sp2杂化,其余3个碳原子为sp3杂化,C错误;
D.如图:,1个脱氢抗坏血酸分子中有2个手性碳原子,D正确;
因此答案选D。
8. 观察下列模型,判断下列说法错误的是
金刚石
碳化硅
石墨烯
气态团簇分子
A. 原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为
B. 石墨烯中碳原子和六元环个数比为
C. 石墨烯中含有π键,金刚石中没有π键
D. 气态团簇分子的分子式为或
【答案】A
【解析】
【详解】A.金刚石和碳化硅都是共价晶体,在晶体中每个C原子或Si原子与相邻的4个原子形成共价键,每个共价键为相邻的2个原子所共有,因此原子数相同的金刚石和碳化硅所含共价键的总数是原子数的2 倍,故原子数相同的金刚石和碳化硅共价键个数之比为1∶1,A错误;
B.在石墨烯中,每个C原子与相邻的3个C原子形成共价键。每个六元环由6个碳原子组成,每个C原子被3个六元环所共有,则每个六元环平均拥有的C原子数为,因此石墨烯中碳原子和六元环个数比为2∶1,B正确;
C.石墨烯中C原子采取杂化,所有未参与σ键的p轨道电子共同构成覆盖整个平面的大π键,石墨烯中含有π键,金刚石中碳原子采取杂化,没有π键,C正确;
D.E原子和F原子构成的气态团簇分子,分子式为E4F4或F4E4,D正确;
故选A。
9. 某电解质阴离子的结构如图所示。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素,Z的单质为空气的主要成分之一、下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 键长:
C. 最简单氢化物稳定性:
D. Y的最高价氧化物对应水化物在水中电离:
【答案】B
【解析】
【分析】由该阴离子结构可知Z形成2条共价键,Z的单质为空气的主要成分之一,Z为O;Y形成4条共价键,Y为C,Q形成1条共价键,Q为F,X得1个电子后形成4条共价键,则X最外层电子数为3,X为B,据此作答。
【详解】A.B、C、O为同周期元素,从左到右,第一电离能呈增大趋势,则第一电离能B<C<O,A错误;
B.同周期主族元素,原子序数越大原子半径越小,共价键键长随成键原子半径减小而缩短:原子半径,因此键长,B正确;
C.非金属性越强,最简单氢化物稳定性越强,因此最简单氢化物稳定性H2O<HF,C错误;
D.Y为C,其最高价氧化物的水化物为H2CO3,为二元弱酸,分步电离,电离方程式为、,D错误;
故选B。
10. 下列装置或操作正确且能达到相应实验目的的是
A.除去工业乙醇中的杂质
B.分液时先打开分液漏斗上方的玻璃塞或将玻璃塞的小孔与瓶身的凹槽对齐,再打开下方的活塞
C.除去中混有的乙烯
D.通过重结晶法提纯苯甲酸
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.蒸馏法提纯乙醇时,温度计用于测量蒸气温度,水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,不能伸入液面下,A不符合题意;
B.分液操作时,先打开分液漏斗上方玻璃塞(或将玻璃塞小孔与瓶身凹槽对齐),是为了平衡漏斗内外气压,保证下层液体顺利流下;四氯化碳密度大于水,萃取碘后碘的四氯化碳溶液在下层,装置和操作均正确,能达到目的,B符合题意;
C.乙烯被酸性高锰酸钾氧化会生成新杂质,无法得到纯净的甲烷,不能达到除杂目的,应该用溴水除杂,操作错误,C不符合题意;
D.苯甲酸溶解度随温度降低大幅减小,操作应为加热溶解后趁热过滤,再冷却结晶,不需要蒸发结晶,图中操作错误,不能达到目的,D不符合题意;
故选B。
11. 配离子在水溶液里的解离实质上是与水分子发生配体交换反应,如的解离反应之一为。下列说法正确的是
A. 键角:
B. 键的极性:
C. 的空间构型为平面四边形,说明不是sp3杂化
D. 中含有共价键、离子键和配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.和中心原子均为杂化,中心有2对孤电子对,中心有1对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对的斥力越大,键角越小,故键角,A错误;
B.键的极性与成键原子电负性差有关,电负性,键电负性差更大,极性更强,故键的极性,B错误;
C.若为杂化,的空间构型应为正四面体形,其实际为平面四边形,说明不是杂化,C正确;
D.为配离子,内部与之间存在配位键,内部存在共价键,不存在离子键,离子键存在于配离子与外界阴离子之间,D错误;
故选C。
12. 物质的结构决定其性质。下列对物质性质的解释错误的是
选项
性质
解释
A
石墨具有导电性
石墨晶体层间存在范德华力
B
的水溶液具有碱性
原子上的孤对电子接受形成配位键
C
在水中的溶解度大于
是极性分子,是非极性分子
D
对羟基苯甲酸的沸点高于邻羟基苯甲酸
氢键类型不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.石墨具有导电性是因为层内存在可自由移动的电子,与层间的范德华力无关,A错误;
B.中原子有孤对电子,可接受形成配位键,使溶液中浓度大于,水溶液显碱性,B正确;
C.水是极性溶剂,根据相似相溶原理,极性分子比非极性分子更易溶于水,C正确;
D.对羟基苯甲酸形成分子间氢键,沸点更高,邻羟基苯甲酸形成分子内氢键,沸点更低,二者氢键类型不同导致沸点差异,D正确;
故选A。
13. 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】
【分析】该图表示含Ti的分子筛催化烯烃环氧化反应的过程,波浪线表示含Si的骨架结构。首先,Ti活性中心处于I状态,加入H2O2后,H2O2与Ti配位,形成活化的Ti—过氧物种Ⅱ;随后过氧键进一步活化,形成具有较强氧化性的过氧钛中间体Ⅲ。烯烃进入后,与该活性氧物种发生氧转移反应,碳碳双键被氧化生成环氧化物,同时Ti中心转变为带有水分子的Ⅳ状态;最后脱去H2O,催化剂恢复到I状态,完成一个催化循环。因此,整个过程的核心是H2O2在Ti活性中心上被活化,再把氧原子转移给烯烃生成环氧化物,而Ti物种本身在反应前后再生,起催化作用,据此分析。
【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.反应中断裂的键有丙烯中C=C非极性键、H2O2中O-O非极性键及O-H极性键,形成的键为环氧丙烷中C-O极性键和O2中O-O非极性键,B正确;
C.过程中Ti的化学键(Ti-O)始终是4个,配位键不会改变Ti的化合价,故Ti元素的化合价不变,C错误;
D.反应生成了H2O,存在H2O2的分解反应,原子利用率小于100%,D错误;
故答案选B。
14. 是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价原子。下列说法不正确的是
A. 晶胞中的配位数4
B. 晶胞中图中a点原子坐标为则b点坐标为
C. 每个晶胞中0价原子个数为
D. 放电过程,当转化为时,电极反应式为:
【答案】C
【解析】
【详解】A.晶胞中位于Se2+形成的四面体空隙内,的配位数为4,故A正确;
B.根据图示,晶胞中图中a点原子坐标为,则b点坐标为,故B正确;
C.由题意可知,Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2-xSe+e-+Na+=NaCuSe+(1-x) Cu,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4,则每个晶胞中含有4个NaCuSe,晶胞中0价铜的个数为(4-4x),故C错误;
D.放电过程,当转化为时,根据电荷守恒,电极反应式为:,故D正确;
选C。
第Ⅱ卷(非选择题,共58分)
15. 已知有如下有机物,请根据所学知识回答下列问题(填标号):
① ② ③
④ ⑤ ⑥
⑦ ⑧ ⑨
(1)从官能团的角度分类,可以分为酯类的是___________。
(2)上述物质互为同系物的是___________,互为同分异构体的是___________。
(3)某炔烃与氢气充分加成能够得到①,该炔烃的结构简式为___________。
(4)③的系统命名为___________。
(5)④分子中的二氯代物有___________种。
(6)⑤能在一定条件下发生1,4加聚反应,其反应方程式为:___________。
(7)⑨分子中共平面的碳原子个数最多为___________个。
【答案】(1)⑧ (2) ①. ⑤⑥ ②. ④⑦
(3) (4)2-甲基-2-丁烯
(5)15 (6)
(7)9
【解析】
【小问1详解】
酯类的特征官能团是酯基,只有⑧丁二酸二乙酯含有酯基,属于酯类;
【小问2详解】
同系物要求结构相似、分子组成相差个:⑤是1,3-丁二烯,⑥是4-甲基-1,3-戊二烯,均含两个碳碳双键,结构相似,相差2个,互为同系物;同分异构体要求分子式相同、结构不同:④异丙苯和⑦正丙苯分子式均为,结构不同,互为同分异构体;
【小问3详解】
炔烃与氢气充分加成生成烷烃,反应前后碳骨架不变。烷烃的碳骨架中,只有与叔丁基相连的亚甲基和甲基上的碳原子之间能形成碳碳三键,故该炔烃的结构简式为;
【小问4详解】
有机物,选含双键的最长碳链,从靠近双键一端编号,双键在2号碳,2号碳连甲基,系统命名为2-甲基-2-丁烯;
【小问5详解】
④为异丙苯,分情况数二氯代物:两个氯都在苯环共6种,一个在苯环一个在侧链共种,两个氯都在侧链共3种,总计种;
【小问6详解】
1,3-丁二烯发生1,4-加聚,双键移到2、3号碳之间,两端1、4号碳连接成链,反应方程式为:;
【小问7详解】
⑨为对甲基苯乙烯,苯环为平面结构,乙烯基为平面结构,单键可旋转,甲基碳与苯环直接相连,一定共平面,乙烯基的两个碳也可旋转到与苯环共平面,所有碳原子共9个,最多全部共平面,故共平面碳原子最多为9个。
16. 下图是元素周期表中的前四周期,①~⑩为相应的元素,请从中选择合适的元素回答问题:
(1)③⑤两元素形成的化合物的空间构型为___________,其中心原子的杂化轨道类型为___________。
(2)元素②和③可以形成一种非极性分子,分子中元素②和③的原子个数比为,且均达到稳定结构。该分子的结构式为___________。
(3)②④与形成的三原子化合物互为等电子体的分子为___________。
(4)元素⑨原子的结构示意图为___________。
(5)元素⑩,基态原子的价层电子排布式为___________。
(6)的晶体结构示意图如下。
①写出的电子式___________。
②用表示阿伏加德罗常数的数值。该晶体的密度为___________。
③的熔点明显高于,分析原因:___________。
【答案】(1) ①. 三角锥形 ②.
(2)
(3)
(4) (5)
(6) ①. ②. ③. 是离子晶体,是分子晶体,前者的离子键强于后者的分子间作用力
【解析】
【分析】结合元素在周期表中的位置,可推断①为,②为,③为,④为,⑤为,⑥为,⑦为,⑧为,⑨为,⑩为。
【小问1详解】
③为,⑤为,二者形成的化合物为,中心原子的价层电子对数为,含1对孤电子对,空间构型为三角锥形,中心原子杂化轨道类型为杂化。
【小问2详解】
②为,③为,二者形成原子个数比为1:1的非极性分子,且均满足稳定结构,该分子为,结构式为。
【小问3详解】
②为,④为,二者形成的三原子化合物为,等电子体是原子总数相同、价电子总数相同的分子,符合条件的有、、等。
【小问4详解】
⑨为,核电荷数为24,核外电子分层排布,依次为2、8、13、1,对应原子结构示意图。
【小问5详解】
⑩为,位于第五周期第VA族,基态原子的价层电子排布式为。
【小问6详解】
①由和构成,电子式为。
②该晶胞中的个数为,的个数为,晶胞质量为,晶胞体积为,则晶体密度为。
③为离子晶体,熔化时需要破坏离子键,为分子晶体,熔化时仅需要破坏分子间作用力,离子键的强度远大于分子间作用力,因此的熔点明显高于。
17. 配合物在医药科学、材料科学等领域有广泛的应用。
Ⅰ.一种有机补铜剂二甘氨酸合铜[]的制备过程如下:
步骤1:制备
(1)第4周期元素的基态原子中,未成对电子数与铜相同的有___________种。
(2)①中反应的离子方程式为___________。
(3)不采用溶液和直接反应制备的原因是___________。
步骤2:制备二甘氨酸合铜
(4)的配位原子为___________。
(5)在④所得产品中加入适量水,小火加热,天蓝色针状晶体逐渐溶解,析出深蓝色鳞状晶体。反式二甘氨酸合铜在水中溶解度比顺式小的主要原因是___________。
Ⅱ.1-甲基咪唑()可作为配体,常用于配合物的制备。
(6)其中带*号原子的杂化类型___________。
(7)在酸性环境中的配位能力将___________(填“增强”、“减弱”或“不变”)。
(8)大键可用符号表示,其中m代表参与形成大键的原子数,n为参与形成大键的电子数(如苯分子中的大键可表示为)。中也存在大键,其大键可表示为___________。
【答案】(1)4 (2)或
(3)和快速生成的絮状沉淀易裹挟杂质(如)
(4)N、O (5)水为极性溶剂,反式二甘氨酸合铜极性更小,溶解度更低
(6)
(7)减弱 (8)
【解析】
【分析】二甘氨酸合铜[(H2NCH2COO)2Cu]的制备过程分析:步骤1:向CuSO4溶液中加入过量氨水,首先生成Cu(OH)2沉淀,随后沉淀溶解生成深蓝色的四氨合铜络离子,离子方程式为Cu2++4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++4H2O;接着加入NaOH溶液,将络离子转化为Cu(OH)2沉淀,反应为[Cu(NH3)4]2++2OH-=Cu(OH)2↓+4NH3;最后过滤并洗涤沉淀,除去附着的等杂质,得到纯净的Cu(OH)2固体。
步骤2:将Cu(OH)2与甘氨酸溶液反应,生成二甘氨酸合铜,该配合物存在顺式和反式两种空间结构,据此分析。
【小问1详解】
基态原子价电子排布为,未成对电子数为;第四周期基态原子未成对电子数为的元素有、、、,共种;
【小问2详解】
步骤①硫酸铜与过量氨水反应,生成可溶性四氨合铜配离子,离子方程式为;
【小问3详解】
与直接反应生成絮状沉淀,极易吸附包裹等杂质离子,难以洗涤除杂,无法得到纯净氢氧化铜;
【小问4详解】
中,甘氨酸的氨基原子、羧基原子均含有孤电子对,可与空轨道形成配位键,因此配位原子为;
【小问5详解】
水为极性溶剂,反式二甘氨酸合铜结构高度对称,分子极性更小;顺式结构不对称,分子极性更大。根据相似相溶原理,极性更小的反式异构体在水中溶解度低于顺式异构体;
【小问6详解】
带*号原子价层电子对数为3,存在2个键和1对孤电子对,杂化类型为杂化;
【小问7详解】
酸性环境中会与咪唑环原子孤电子对结合,导致原子提供孤电子对形成配位键的能力下降,配位能力减弱;
【小问8详解】
咪唑环上的5个原子(3个C和2个N)均采用sp2杂化并共平面。其中3个C原子和1个形成双键的N原子各提供1个未参与杂化的p电子,另1个形成单键的N原子提供1对孤电子对(2个p电子)参与形成大π键。因此,共有5个原子参与,6个电子形成大π键,其大π键可表示为。
18. 从乙烯出发,设计了有机物Ⅰ的合成路线:
已知:①;
②稀冷碱性高锰酸钾溶液可将碳碳双键氧化为邻二醇(相邻碳上各连一个羟基)。
(1)Ⅰ的分子式___________。
(2)A→B的反应类型___________。
(3)D中的官能团名称为___________。可通过___________(填序号)确认其中的官能团。
a.核磁共振 b.红外光谱 c.质谱 d.X射线衍射
(4)在G的同分异构体中,符合炔烃,其中核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积比为的结构简式为___________。
(5)写出H的键线式___________。
(6)下列说法正确的是___________。
A. G存在顺反异构体 B. B不存在同分异构体
C. F中有1个手性碳 D. G能使酸性高锰酸钾溶液褪色
(7)已知丙烯与卤化氢反应时,反应过程中物质和能量变化示意图如下。
根据上图分析,两种中间体中更稳定的是中间体___________(填“Ⅰ”或“Ⅱ”),请从甲基对碳碳双键的影响角度解释对应过渡态更加稳定的原因___________,试判断与加成后的主要产物为___________。
【答案】(1)
(2)加成反应 (3) ①. 羟基 ②. b
(4)
(5) (6)BCD
(7) ①. Ⅰ ②. 甲基为推电子基,使碳碳双键中远离甲基一侧的碳原子带部分负电荷,更易结合带正电的氢 ③.
【解析】
【分析】E→F的反应条件为KMnO4/NaOH(冷、稀),属于烯烃的顺式羟基化反应(将烯烃氧化为邻二醇)。因此,E应为烯烃,且其碳骨架与F一致;F的两个-OH分别在2号和3号碳上,故E的碳碳双键应位于2号碳与3号碳之间,其结构为
【小问1详解】
该分子包含一个六元环、一个五元环并合的结构,数得碳原子11个,氧原子2个。根据不饱和度计算或直接数氢原子,得出氢原子数为16,故答案为:;
【小问2详解】
A(乙烯)与HBr反应生成B(溴乙烷),是碳碳双键的断裂和H、Br原子的加成,属于加成反应,故答案为:加成反应;
【小问3详解】
D为2-甲基-2-丁醇,其官能团为羟基(-OH),鉴定官能团最常用且特征性强的方法是红外光谱(IR),不同的化学键和官能团在红外光谱中有特定的吸收频率,故选b,故答案为:羟基;b;
【小问4详解】
G的分子式为C5H8,其同分异构体为炔烃,要求核磁共振氢谱有3组峰,峰面积比为1:1:6。峰面积比1:1:6,说明有三种不同化学环境的氢原子,个数分别为1、1、6。6个氢原子通常意味着两个等效的甲基(-CH3)。结构CHC-CH(CH3)2(3-甲基-1-丁炔)满足条件:端基炔氢(1H),次甲基氢(1H),两个等效甲基氢(6H),故答案为:CH≡C−CH(CH3)2;
【小问5详解】
根据已知条件可知丁二烯与乙烯加成可得环形烯,根据I的特征可知左边的环为加成反应的结构,右边的结构未参与反应,是H自带的结构,H带一个碳碳双键,故可推断其结构为;
【小问6详解】
A.G为2-甲基-1,3-丁二烯,其双键碳原子上连接的基团不满足顺反异构的条件(至少有一个双键碳上连有两个相同的原子或基团),故A错误;
B.B为溴乙烷(CH3CH2Br),其结构固定,不存在同分异构体,故B正确;
C.F的3号碳原子连接了-H,-OH,-CH3,-C(OH)(CH3)2四个不同的基团,是手性碳,2号碳原子连接了两个相同的甲基,不是手性碳。因此F中只有1个手性碳,故C正确;
D.G含有碳碳双键,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,从而使溶液褪色,故D正确;
故答案为:BCD;
【小问7详解】
根据反应机理图,中间体I的能量更低,因此中间体I更稳定;
甲基(-CH3)是推电子基团,它通过诱导效应和超共轭效应向碳碳双键推电子,使得双键上远离甲基的碳原子电子云密度增大,带部分负电荷()。在亲电加成反应中,带正电的氢()更容易进攻这个带部分负电荷的碳原子,从而形成更稳定的碳正离子中间体;
与CH3CH=CH2相比,CF3CH=CH2中的-CF3是吸电子基,使CF3CH=CH2中远离-CF3一侧的碳原子带部分正电荷,容易与带负电荷的Br原子结合,故主要加成产物为CF3CH2CH2Br;
故答案为:Ⅰ;甲基为推电子基,使碳碳双键中远离甲基一侧的碳原子带部分负电荷,更易结合带正电的氢;CF3CH2CH2Br。
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