内容正文:
2025-2026学年第二学期高二化学期中考试试题
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填涂在答题卡上。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
可能用到的相对原子质量:C12 O16 S32 Zn65
一、单选题(每小题只有一个正确选项,每题2.5分)
1.化学与人类生产、生活、科研、环境等密切相关。下列说法错误的是
A.我国科学家近期成功构筑了一类超分子金属配位笼,超分子具有分子识别和自组装特征
B.我国研究人员成功制备出铝—锆—钪(Al-Zr-Sc)合金材料,Al-Zr-Sc合金的导电性与自由电子的运动相关
C.医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于烃
D.嫦娥六号探测器外钻杆是由碳化硅颗粒增强铝基复合材料制造,碳化硅属于共价晶体
2.下列化学用语或图示表达正确的是
A.丁烷的分子结构模型:
B.基态原子的简化电子排布式:
C.的核磁共振氢谱图:
D.2-甲基丁烷的键线式:
3.下列关于物质性质或应用解释错误的是
选项
性质或应用
解释
A.
延展性:生铁<纯铁
生铁的原子层间相对滑动更困难
B.
热稳定性:H2O>H2S
H2O分子间存在氢键
C.
硬度:金刚石>碳化硅
C-C键长小于C-Si
D.
熔点:C2H5NH3NO3<NH4NO3
的体积大于
4.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(配合物),其结构如图。下列说法正确的是
A.丁二酮肟中不存在非极性共价键 B.基态Ni2+核外电子的运动状态数为26
C.该配合物的配体数为4 D.Ni2+形成该配合物时化合价变为+4价
5.奥司他韦是目前治疗流感的常用药物之一,其分子结构如图所示,下列说法中正确的是
A.奥司他韦分子中只有2个手性碳原子
B.通过红外光谱有可能确定奥司他韦分子中含有酯基、氨基、醚键和酰胺基
C.通过质谱法可以测定奥司他韦分子中键长和键角等分子结构信息
D.奥司他韦分子式为C16H26N2O4
6.冠醚能与阳离子作用,12-冠-4与Li+作用而不与K+作用;18-冠-6与K+作用,但不与Li+或Na+作用。下列说法正确的是
A.冠醚适配碱金属离子,体现了超分子的自组装特征 B.超分子中O原子与K+间存在离子键
C.12-冠-4中C和O的杂化方式分别是sp3和sp2 D.18-冠-6可增大KMnO4在苯中的溶解度
7.为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法均正确的是
选项
A.
B.
C.
D.
混合物
乙醇(少量水)
甲烷(乙烯)
水(Br2)
苯甲酸固体(NaCl)
除杂试剂
CaO
酸性高锰酸钾溶液
乙醇
水
分离方法
蒸馏
洗气
萃取
分液
8.短周期主族元素X、Y、Z、M、N原子序数依次增大。X原子的核外电子总数与其周期数相等;Y的简单氢化物与其最高价含氧酸能发生化合反应;Z与Y同周期,且Z的简单氢化物常温下为液态;M是所在周期中原子半径最小的金属元素;N的最高价氧化物对应水化物是短周期中酸性最强的含氧酸。下列说法正确的是
A.简单离子半径:
B.非金属性:N>Z>Y,因此单质氧化性:N2>Z2>Y2
C.X、Y、Z可形成既含离子键又含共价键的化合物
D.M的单质与N的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应为放热反应,说明反应物总键能之和大于生成物总键能之和
9.某反应可有效降低汽车尾气污染物的排放,其反应历程如图所示(图中能量值均为相对能量,TS表示过渡态)。下列说法正确的是
A.反应②是该反应的决速步骤
B.N2O是该反应的中间产物
C.该反应历程中只有极性共价键的断裂和形成,没有非极性共价键的断裂和形成
D.该反应的总反应为
10.灰锡与金刚石的晶体类型相同,其晶胞如图甲所示,图乙为晶胞的俯视图,已知原子的分数坐标a点,c点。下列有关说法不正确的是
A.基态Sn原子的价层电子排布式为:5s25p2
B.Sn位于元素周期表的p区
C.若Sn-Sn键的键长为a pm,则晶胞参数为
D.灰锡的熔沸点高于金刚石
11.我国科学家首次在实验室实现CO2到淀粉的合成,其路线如下,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.4.4 g CO2含有的π键数目为
B.1 mol DHA中sp3杂化的原子数为
C.标准状况下22.4 L CH3OH含有的极性键数目为
D.由CH3OH生成1 mol HCHO转移电子数为
12.观察下列图像并结合相关信息,判断有关说法正确的是
金刚石
石墨
分液
A.金刚石与石墨中碳原子的杂化方式不同,金刚石中每个碳原子被6个六元环共用
B.石墨晶体中层内是共价键,层间是范德华力,所以石墨是一种过渡晶体
C.结构中键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2
D.分液操作时应将下层液体从分液漏斗下口放出,再将上层液体从下口继续放出
13.利用电化学原理模拟植物光合作用对CO2进行综合利用,原理如图所示。下列说法不正确的是
A.阴极的电极反应为
B.外电路中转移3 mol电子时,理论上消耗H2 33.6 L(标准状况下)
C.装置工作一段时间后,电解质溶液与反应前相比pH减小
D.该装置实现了光能向电能、化学能的转化
14.精细化学品Z是X与HBr反应的主产物,X→Z的反应机理如下,下列说法不正确的是
A.X与互为顺反异构体
B.X能使溴的CCl4溶液褪色
C.X与HBr反应有副产物生成
D.属于芳香族化合物,且和X互为同分异构体的有机物有4种(不考虑立体异构)
15.下列对事实的解释不正确的是
选项
事实
解释
A.
浓硝酸()不能溶解金,王水(浓硝酸与浓盐酸按体积比混合)能溶解金生成
浓盐酸能增强浓硝酸的氧化性
B.
石墨有类似金属的导电性
石墨中未参与杂化的p轨道中的电子可在整个碳原子平面中运动
C.
缺角的NaCl晶体在饱和NaCl溶液中慢慢变为完美的立方体块
晶体具有自范性
D.
KSCN溶液遇溶液显红色,遇溶液不显红色
溶液中较小
16.由乙酸制取丙二酸的流程如下(部分条件略)。下列说法不正确的是
已知:25℃时,,;HCN有毒,有挥发性
A.酸性:ClCH2COOH>CH3COOH
B.ii的目的是防止发生
C.ii中氯原子被取代,与ClCH2COONa中C-Cl键的极性有关
D.ii中若用过量NaOH代替Na2CO3可提高ClCH2COONa的产率
17.氮化镓是制备蓝光LED与5G射频芯片的核心半导体材料,其优异的性能源于独特的结构,而其工业生产流程也涉及一系列结构化学原理。下列从微观角度对相关物质性质进行的解释错误的是
选项
物质性质
微观解释
A.
GaN和GaP的晶体类型均与晶体Si的类似,GaN晶体的熔点约为1700℃,而GaP晶体的熔点为1457℃
GaN和GaP均为共价晶体,其中Ga-N键的键长短,键能大
B.
工业上采用Ga与NH3在高温条件下反应制备GaN,而不用N2直接与Ga反应
N2分子中键的键能大,化学性质不活泼,而NH3在高温条件下可分解生成高活性的NH2或N原子,更易与Ga反应
C.
NH3的键角(约107℃)大于PH3的键角(约93.5℃)
NH3分子间存在氢键,PH3分子间无氢键
D.
第一电离能
Al的3p能级电子的能量比Mg的3s能级电子的高
18.在2L恒容密闭容器中发生反应: 。某压强下起始时按照不同氢碳比[]投料,测得CO2的平衡转化率与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A.
B.a点起始充入2 mol CO2,5 min后达到平衡状态,则0~5 min内,
C.氢碳比:①<②<③
D.一定温度下,容器中CH3OCH3的分压不再改变时,该反应已达到化学平衡状态
二、解答题
19.钛及其化合物在化学工业中具有重要的应用前景。
(1)基态钛原子价层电子的轨道表示式为_____________________。
(2)三氯化钛(TiCl3)在有机合成、催化剂制备和废水处理等领域具有重要的应用价值,将钛溶于盐酸制得的三氯化钛,其晶体有两种异构体:(绿色)、(紫色),绿色与紫色异构体中非配位的数目比为________。
(3)氮化钛(TiN)具有优异的硬度和耐磨性,常用于刀具和磨具的涂层。高温条件下,过量的碳粉和N2将TiO2转化成TiN,写出该反应的化学方程式______________________。用铝掺杂的TiN比TiN耐磨性提升5倍以上,其晶胞结构如图所示,则该物质的所含的Al、Ti和N原子个数比为_________。
(4)纳米TiO2可作为以下反应的催化剂:
已知:晶体中存在更多的空位、位错等晶体缺陷,处于缺陷处的原子能量高,这些缺陷会成为催化反应的活性位点。若纳米TiO2晶胞的参数增大,Ti-O键的键长会变长,这会使纳米TiO2的热稳定性_____(填“增强”或“减弱”),同时对催化剂活性的影响是_____________________。
(5)金红石型TiO2被广泛应用于内外墙乳胶漆、木器涂料、结构性涂料和高性能塑料中。其晶胞为长方体,晶胞参数如上图所示。已知阿伏加德罗常数的值为,TiO2的相对质量为80,则该晶体的密度为__________________(列出计算式)。
20.锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用湿法工艺冶炼锌。以某硫化锌精矿(主要成分是ZnS,还含有少量FeS等其他成分)为原料冶炼锌的工艺流程如图所示:
已知:①焙砂的主要成分为ZnO、Fe3O4、SiO2;
②常温下,,;,。回答下列问题:
(1)基态Zn原子的价电子排布式为___________。
(2)“焙烧”前需将硫化锌精矿粉碎处理,其目的是____________________________。
(3)常温下,含尘烟气中的SO2可用氨水吸收,用氨水吸收SO2至溶液的时,所得溶液中的_____________。
(4)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,所得滤渣的成分为___________(填化学式)。
(5)硫化锌精矿的主要成分ZnS遇到硫酸铜溶液会慢慢地转化为铜蓝(CuS),发生反应,该反应的平衡常数___________。
(6)硫化锌可作为锂离子电池的负极材料,其晶胞形状为立方体,边长为a nm。在充电过程中,ZnS晶胞的组成变化如图所示。
①的化学式为___________(x和y用具体数字表示)。
②ZnS晶体中距离S2-最近的S2-有_______个。
③设阿伏加德罗常数的值为,ZnS晶体的密度为___________。
21.物质的组成与结构决定了物质的性质与变化,请结合所学知识回答下列问题:
(1)在晶体硅中,硅原子与Si-Si键个数的比为___________。石墨晶体层与层之间的作用力为_____________,层内碳原子间的作用力为_____________。
(2)AlN具有耐高温、抗冲击等优良品质,GaN被誉为第三代半导体材料,具有硬度大、熔点高的特点。
①AlN和GaN的成键结构与金刚石相似,均属于_______晶体。
②下列状态的铝中,电离最外层一个电子所需能量最大的是___________。
A.[Ne]3s23p1 B.[Ne]3s2 C.[Ne]3s13p1 D.[Ne]3s13p2
(3)铁能形成等多种配合物(Bipy结构如图)。
①基态Cl原子中能量最高的电子所占据的原子轨道的电子云轮廓图为_________形。
②Bipy的沸点为260℃,结构类似且相对分子质量接近的环戊二烯()的沸点为42.5℃,前者沸点较大的原因是_______________________________________。
③分子(或离子)中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大π键的电子数。如苯分子中的大π键可表示为。Bipy中存在的大π键可表示为_________。
④在水溶液中难被氧化,而则易被氧化为,请从离子的价电子排布角度解释比易被氧化的原因:_______________________________________________________。
22.西那卡塞(I)是第二代钙敏感受体调节剂,可用于治疗甲亢,其合成路线如下:
已知:Et为CH3CH2-,Me为-CH3。回答下列问题:
(1)MeOH的名称为___________,H中官能团的名称为_______________。
(2)D+E→F的反应类型为___________。
(3)B_________(填“不存在”或“存在”)顺反异构。
(4)C的分子式为___________。A+B→C时,加入的K2CO3的作用是______________________。
(5)已知由C经多步得到Ⅰ的另一种合成路线如图[PCC为氯铬酸吡啶(常见的氧化剂),LiAlH4可将还原为R-CH2OH(R、为烷基)]。N的结构简式为___________。
(6)写出同时满足下列条件的B的一种同分异构体的结构简式:___________。
①分子中有3种不同化学环境的氢原子且个数比为;②能发生银镜反应;③属于链状化合物。
23.工业上利用CO与H2反应合成甲醇,同时存在以下反应:
i.
ii.
iii. 。
回答下列问题:
(1)_________ 。
(2)向恒温恒容的密闭容器中通入1 mol CO和2 mol H2,在催化剂作用下仅发生反应i。下列能说明反应达到平衡状态的是________。(填字母)
A. B.混合气体的密度不变
C.混合气体平均相对分子质量不变 D.CO和H2的物质的量之比不变
(3)向恒温恒容密闭容器中,按不同投料比分别通入CO和H2,发生反应ii,测得CO的平衡转化率与温度的关系如图所示,则曲线a、b、c对应的投料比由大到小的顺序为___________,判断依据为________________________________________________________。
(4)一定温度下,向恒容密闭容器中按投料,在催化剂作用下发生反应i、ii,若起始压强为180 MPa,反应经t min后达到平衡,此时体系压强为80 MPa,H2O的分压,CH3OH的选择性为_________%[选择性],反应i的平衡常数________。
(5)一定条件下,反应iii存在,,则反应iii的平衡常数。_________(用、表示)。
(6)以NaOH为电解质溶液的CH3OCH3燃料电池,其负极的电极反应式为______________________。
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高二化学参考答案
1.【答案】C
【详解】A.超分子的重要特征就是分子识别与自组装,这是超分子化学的基本特点,A正确;
B.金属及合金属于金属晶体,其导电性依赖于自由电子的定向运动,B正确;
C.烃是仅由碳、氢两种元素组成的有机化合物,四氟乙烯的结构简式为,含有氟元素,不属于烃,C错误;
D.碳化硅中硅原子和碳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C。
2.【答案】D
【详解】A.丁烷的结构简式(CH3CH2CH2CH3),球棍模型中碳原子呈锯齿状排列。题目中的模型显示碳原子为4个,但中间两个碳原子上各少了一个氢原子,不符合丁烷的实际空间结构,A错误;
B.Se是34号元素,位于第四周期VIA族。根据电子排布规律,其简化电子排布式应为[Ar]3d104s24p4,题目中漏掉了3d10电子,B错误;
C.该有机物为异丁酸,分子中有3种等效氢(羧基氢含1种、次甲基含1种、两个连在同一碳上的甲基等效,共1种),核磁共振氢谱应出3组峰,峰面积比为1:1:6,题干中出现了4组峰,C错误;
D.2-甲基丁烷的结构为(CH3)2CHCH2CH3,其键线式主链有4个碳原子,支链在2号碳上,D正确;故选D。
3.【答案】B
【详解】A.生铁为铁碳合金,杂质原子会阻碍金属原子层的相对滑动,因此延展性弱于纯铁,A正确;
B.热稳定性是由分子内共价键键能决定的化学性质,热稳定性强于是因为O的非金属性强于S,键键能大于键,与分子间氢键无关,氢键仅影响熔沸点等物理性质,B错误;
C.金刚石和碳化硅均为共价晶体,键长越短键能越大,晶体硬度越高,C原子半径小于Si,因此键长小于键,金刚石硬度更大,C正确;
D.二者均为离子晶体,离子所带电荷数相同时,离子半径越大离子键越弱,晶体熔点越低,体积大于,因此离子键更弱、熔点更低,D正确; 故选B。
4.【答案】B
【详解】A.丁二酮肟结构中存在键,属于同种原子形成的非极性共价键,A错误;
B.Ni的原子序数为28,基态Ni原子核外有28个电子,失去2个电子形成后,核外有26个电子;根据泡利不相容原理,每个核外电子的运动状态都不相同,因此核外电子运动状态数为26,B正确;
C.该配合物中,1个丁二酮肟是1个配体,每个配体为双齿配体,共含有2个丁二酮肟配体,配位数为4,配体数为2,C错误;
D.形成配合物时,中心离子化合价不变,仍为价,D错误;故选B。
5.【答案】B
【详解】A.奥司他韦分子中有3个手性碳原子,即中连接四个不同原子或原子团的碳原子,故A选项错误;
B.不同化学键或官能团在红外光谱中的峰值不同,所以通过红外光谱有可能确定奥司他韦分子中含有酯基、氨基、醚键和酰胺基这些官能团的存在,故B选项正确;
C.质谱法是通过测量有机物分子的质荷比来确定分子的相对分子质量,不能测定分子中键长和键角等分子结构信息,故C选项错误;
D.奥司他韦的分子式为:,故D选项错误;故选B 。
6.【答案】D
【详解】A.冠醚适配碱金属离子,体现的是超分子的分子识别的特征,A错误;
B.冠醚的O原子不是离子,虽然带负电可与K+通过静电作用组装形成超分子,但这种作用力并不属于离子键,B错误;
C.12-冠-4中C为饱和C原子,其与O的价电子对数均为4,均采用杂化,C错误;
D.18-冠-6可通过与K+形成超分子增加在非极性溶液中的溶解度,D正确;故选D。
7.【答案】A
【详解】A.CaO可与水反应生成沸点较高的,通过蒸馏即可得到无水乙醇,A正确;
B.乙烯会被酸性高锰酸钾溶液氧化为,引入新的杂质,无法得到纯净的甲烷,B错误;
C.乙醇与水互溶,不能作为萃取剂提取水中的,无法达到除杂目的,C错误;
D.苯甲酸是固体,常温微溶于水,在热水中溶解度较大,NaCl易溶于水,应采用重结晶法提纯苯甲酸,分液法用于分离互不相溶液体,无法分离二者,D错误;故选A。
8.【答案】C
【分析】X:核外电子总数与其周期数相等,短周期中只有H(1个电子,第1周期)符合,故X为H,
Y:简单氢化物与其最高价含氧酸能发生化合反应,,故Y为N,
Z:与Y同周期,简单氢化物常温下为液态,为液态,故Z为O,
M:所在周期中原子半径最小的金属元素,第3周期金属元素Na、Mg、Al中,Al半径最小,故M为Al。
N:短周期中酸性最强的含氧酸是,故N为Cl。
【详解】A.、、核外电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,因此离子半径顺序为,A错误;
B.非金属性顺序为,且单质氧化性受共价键键能影响,实际氧化性为,B错误;
C.H、N、O三种元素可形成,其中铵根离子和硝酸根离子之间为离子键,两种离子内部的非金属原子之间为共价键,属于既含离子键又含共价键的化合物,C正确;
D.放热反应的焓变,因此反应物总键能之和小于生成物总键能之和,D错误;故选C。
9.【答案】B
【详解】A.决速步骤由活化能最大的基元反应决定,反应①活化能:,反应②活化能:,反应③活化能:,活化能最大的是反应①,因此反应①是决速步骤,A错误;
B.中间产物是反应过程中先生成、后被消耗的物质。该历程中反应②生成,又在反应③中作为反应物参与反应最终被消耗,因此是中间产物,B正确;
C.该反应最终生成,中的键属于非极性共价键,反应过程中形成了非极性共价键,C错误;
D.该反应包括三个基元反应:①2NO(g)=N2O2(g) △H=+199.2kJ/mol;②N2O2(g)+CO(g)=CO2(g)+N2O(g) △H=-513.5kJ/mol;③N2O(g)+CO(g)=2CO2(g)+N2(g) △H=-306.6kJ/mol,根据盖斯定律,总反应=①+②+③,△H=+199.2kJ/mol-513.5kJ/mol-306.6kJ/mol=,因此,D错误;故选B。
10.【答案】D
【详解】A.Sn的原子序数为50,基态原子电子排布式为[Kr]4d105s25p2,价层电子为最外层的5s和5p轨道电子,则基态原子的价层电子排布式为5s25p2,A正确;
B.Sn为50号元素,位于第五周期第IVA族,位于元素周期表的区,B正确;
C.键的键长为晶胞体对角线的,设晶胞参数为x pm,则有,解得,即晶胞参数为,C正确;
D.灰锡与金刚石的晶体类型相同,即灰锡也为共价晶体,Sn原子半径大于C,C-C的键长比Sn-Sn键的键长短,键能大,因此金刚石熔点高于灰锡,D错误;故选D。
11.【答案】C
【详解】A.4.4 g CO2物质的量为0.1mol,CO2的结构简式为O=C=O,1个分子含有2个π键,含有的π键数目为0.1mol×2=0.2mol,即0.2NA,A正确;
B.DHA中sp3杂化的原子为2个亚甲基中的碳原子和2个羟基中的氧原子,1个DHA分子中共有4个sp3杂化原子,因此1 mol DHA中sp3杂化的原子数为4NA,B正确;
C.标准状况下CH3OH为液体,不能用气体摩尔体积计算,22.4 L CH3OH含有的极性键数目远大于5NA,C错误;
D.CH3OH被氧化生成1个HCHO转移2个电子,则生成1 mol HCHO转移电子数为2 mol,即2NA,D正确; 故选C。
12.【答案】C
【详解】A.观察图像中的空间构型可知:金刚石中碳原子为杂化,石墨中碳原子为杂化,二者杂化方式不同;但同时也可以观察到金刚石中每个碳原子被12个六元环共用,并非6个,A错误;
B.石墨晶体中层内是共价键,层间是范德华力,石墨晶体中有两种作用力,所以石墨属于混合型晶体;过渡晶体的化学键性质呈现过渡特征,石墨不是过渡晶体,B错误;
C.观察图像得:键角3是中的键角,中的价层电子对数为4,无孤电子对,为正四面体结构,键角为;键角1、2对应的均为杂化,上的孤电子对会使键角小于,其中键角1的提供孤电子对与形成配位键,孤电子对数比键角2的更少,排斥作用更弱,键角更大,所以键角1、2、3由大到小的顺序:3>1>2,C正确;
D.分液操作时,要求下层液体从分液漏斗下口放出,上层液体必须从上口倒出,若从下口放出,会被下层残留液体污染,D错误;故选C。
13.【答案】C
【分析】据图可知,左侧电极二氧化碳生成甲醇,得到电子,作阴极;右侧电极氢气失去电子生成氢离子,作阳极。
【详解】A.电解质溶液初始为酸性溶液,Zn、Cu合金电极为阴极,实现反应产生,电极反应为,A正确;
B.外电路中转移3 mol电子时,理论上消耗,标况下33.6 L,B正确;
C.层为阳极,电极反应为,总方程式为,反应有水生成,装置工作一段时间后,电解质溶液与反应前相比pH应增大、酸性减弱,C错误;
D.装置由太阳能电池实现光能转化为电能,并作为电源进行电解,将电能转化为化学能,D正确;故选C。
14.【答案】D
【详解】
A.根据顺反异构体结构特征可知,X与互为顺反异构体,故A正确;
B.X中含有碳碳双键,能与溴的CCl4溶液发生加成反应,使其褪色,故B正确;
C.X是不对称烯烃,与HBr发生加成反应还可以生成 ,故C正确;
D.X的分子式为C9H10,不饱和度为5,其属于芳香族化合物的同分异构体包括:-CH2CH=CH2、-C(CH3)=CH2单取代的苯(有2种)、-CH=CH2和-CH3二取代苯(有3种),共有5种同分异构体,故D错误;故选D。
15.【答案】A
【详解】A.王水能溶解金是因为浓盐酸提供高浓度,与形成稳定的配离子,降低了的电极电势,使硝酸能够氧化,并非增强浓硝酸的氧化性,A错误;
B.石墨中原子采取杂化,未参与杂化的轨道形成离域大键,电子可在整个碳原子平面中运动,因此有类似金属的导电性,B正确;
C.晶体具有自范性,能自发呈现规则的多面体外形,因此缺角的晶体在饱和溶液中可慢慢变为完美立方体块,C正确;
D.与游离的反应显红色,属于配合物,在内界作为中心离子,电离出的游离浓度极低,因此遇溶液不显红色,D正确;故答案选A。
16.【答案】D
【详解】A.氯原子是吸电子基团,会增强羧基键的极性,使更易电离,因此酸性:,A正确;
B.已知酸性:,而酸性强于,因此酸性,若不先中和的羧基,会发生反应,生成有毒易挥发的,ii中和羧基的目的就是避免该反应的发生,B正确;
C.Cl的电负性远大于C,键极性较强,容易断裂发生取代反应,取代反应的发生与键的极性直接相关,C正确;
D.若用过量代替,作为强碱,不仅中和羧基,还会使中的键发生水解取代,生成,反而会降低的产率,D错误;故选D。
17.【答案】C
【详解】A.GaN、GaP和晶体Si均为共价晶体,N原子半径小于P,键键长比键短、键能更大,故GaN熔点更高,A正确;
B.分子中键键能极大,化学性质稳定,难以与Ga反应;高温可分解为高活性的含氮微粒,更易反应,B正确;
C.键角是分子内共价键的夹角,属于分子内部结构参数,与分子间氢键无关键角更大是因为N电负性大于P,成键电子对更靠近中心原子,成键电子对间排斥力更强,C错误;
D.Mg的价电子排布为(全满稳定结构),Al的价电子排布为,能级电子能量高于能级,更易失去,故第一电离能,D正确;故选C。
18.【答案】D
【详解】A.氢碳比相同时,升高温度,的平衡转化率减小,说明平衡逆向移动,,A错误;
B.a点起始充入,5min后达到平衡状态,则0~5min内,,B错误;
C.同一条件下氢碳比越大,的平衡转化率越高,故氢碳比:①>②>③,C错误;
D.根据化学平衡状态的定义,当反应达到平衡时,各组分的浓度或分压保持不变。因此,当容器中的分压不再改变时,说明该反应已达到化学平衡状态,D正确;故选D。
19.【答案】(1) (2)2:3 (3) 1:3:4
(4)减弱 催化活性增强 (5)
【详解】(1)Ti原子核外电子数为22,根据能量最低原理,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d24s2,价层电子排布式为3d24s2,s能级有一个轨道,d能级有5个轨道,根据洪特规则,基态Ti原子轨道表示式为;
(2)绿色异构体外界有2个为非配位离子、紫色异构体外界有3个为非配位离子,绿色与紫色异构体中非配位的数目比为2:3;
(3)高温下,过量的碳粉和将转化成TiN和CO,配平后化学方程式为;由晶胞结构可知:N原子位于顶点和面心,数目为;Ti原子位于棱心,数目为;Al原子位于体心,数目为1,则该物质的所含的Al、Ti和N原子个数比为1:3:4。
(4)键能与键长负相关,键长越长,键能越小,化学键越不稳定;Ti-O键键长变长,键能降低,会使纳米TiO2的热稳定性减弱;由题知,晶体中存在更多的空位、位错等晶体缺陷,处于缺陷处的原子能量高,这些缺陷会成为催化反应的活性位点,晶胞参数增大、键长变长,会使晶体缺陷增多,缺陷处原子能量升高,因此催化活性增强;
(5)由晶胞结构可知:Ti原子位于顶点和体心,数目为;O原子数目为,则晶胞内含2个TiO2单元,,,。
20.【答案】(1) (2)增大接触面积,加快反应速率 (3)8.4 (4)
(5) (6) 12
【分析】硫化锌精矿焙烧可生成ZnO、四氧化三铁等,含尘烟气含有含硫氧化物,经过净化可用于制备硫酸,焙砂酸浸,浸出渣回收利用,浸出液加入过量Zn得到的滤渣中含有Fe、Zn,滤液主要含有硫酸锌,经过电解沉积得到Zn和硫酸,废电积液中含有的硫酸可重复利用。
【详解】(1)Zn 原子序数为 30,核外电子按能级由低到高依次排布为,其价电子位于4s和3d轨道,因此价电子排布式为;
(2)“焙烧”前将硫化锌精矿粉碎,是为了增大固体反应物与空气中氧气的接触面积,使反应更充分,同时加快焙烧反应速率,故答案为增大接触面积,加快反应速率;
(3)SO2溶于水生成弱酸H2SO3,其两步电离常数分别为Ka1和Ka2,根据电离平衡关系:,已知,,当pH=5时,,代入数据计算得:;
(4)浸出液“净化”过程中加入的主要物质为锌粉,过量锌充分反应,可置换出铁,所得“滤渣”的成分为Zn、Fe;过滤可分离“滤液”'“滤渣”;
(5)反应,其平衡常数为,由溶度积关系,可得;
(6)①充电过程中,部分Zn2+被Li+替代进入晶体。设化学式为,由晶胞结构图可知,Zn2+或Li+的个数为7,S2-的个数为个,则,,即y=0.25,x=1.5,所以化学式为;
②ZnS晶体中,S2−形成的面心立方结构中,每个S2-周围与之最近的S2-为12个;
③ZnS晶体属于面心立方结构,一个晶胞中含有4个ZnS结构单元,其摩尔质量为,则一个晶胞的质量为;晶胞边长为 a nm,而1 nm=10−7 cm,故晶胞体积为,根据密度公式,代入可得。
21.【答案】(1) 1:2 范德华力 共价键 (2)共价 B
(3) 纺锤形 Bipy分子间能形成氢键 ,环戊二烯分子间不能形成氢键 Fe²⁺的价电子排布为3d⁶,易失去一个电子达到d 轨道半充满的稳定状态,而Mn²⁺的价电子排布为3d⁵,已是半充满稳定结构,故更难被氧化
【详解】(1)①在晶体硅中,每个硅原子与4个相邻的硅原子形成共价键,每个共价键被2个硅原子共用,故硅原子与键的个数比为:;②石墨晶体层与层之间的作用力为分子间作用力即范德华力;③石墨层内碳原子间的作用力为共价键。
(2)①由信息可知:和成键结构与金刚石相似,故均属于原子晶体;
②A.[Ne]3s23p1 为基态铝原子,电离电子,能量高,易电离;
B.[Ne]3s2为电离电子,为全充满结构,能量低,电离能大;
C.[Ne]3s13p1为激发态的,电子能量高,易电离;
D.[Ne]3s13p2为激发态的铝原子,电子能量高,易电离;
故电离最外层一个电子所需能量最大的是B。
(3)①基态原子的电子排布式为,能量最高的电子在轨道,其电子云轮廓图为纺锤形;
② Bipy的沸点远高于结构类似的环戊二烯,原因是Bipy分子间能形成氢键,而环戊二烯分子间不能形成氢键,氢键作用力更强,沸点更高;
③Bipy中参与形成大π键的原子数为5个,所以,参与形成大π键的电子数为6,所以,故Bipy中存在的大π键可表示为;
④ Fe2+的价电子排布为,易失去一个电子后变成,即达到d 轨道半充满的稳定状态,而Mn²⁺的价电子排布为,已是半充满稳定结构,故更难被氧化。
22.【答案】(1) 甲醇 酰胺基、碳氟键(或氟原子) (2)取代反应 (3)不存在
(4) 消耗生成的,增大产率 (5) (6)
【分析】A与B发生取代反应,生成C和;D与E发生取代反应,生成F和;C与F发生取代反应,生成G和;G中碳碳双键与氢气加成生成H;H中键被还原成,生成I;
【详解】(1)MeOH的结构简式为,名称为甲醇;由H的结构简式可知含有的官能团有酰胺基、碳氟键(或氟原子);
(2)D与E反应生成F和,反应类型为取代反应;
(3)B的结构简式为,碳碳双键中有1个碳原子连有2个相同的氢原子,不存在顺反异构;
(4)由可得C的分子式为;A与B反应生成C和,能与生成的反应,促进A+B→C的反应正向进行,增大反应物的利用率和产物产率,故答案为消耗生成的,增大产率(回答合理即可);
(5)与氢气发生加成反应,生成M(),M被还原为N();
(6)由可得B的分子式为,不饱和度为2,其同分异构体能发生银镜反应,说明含有醛基(或甲酸酯基);氢原子个数为4:2:2,符合条件的链状结构为。
23.【答案】(1) (2)AC (3) 同一温度下,增大,相当于增大的浓度,促进平衡正向移动,CO的转化率增大 (4)20
(5) (6)
【详解】(1)根据盖斯定律,反应反应反应,因此;
(2)A.正反应速率满足,当时,,反应达到平衡,A正确;
B.恒温恒容,反应全为气体,总质量不变、体积不变,密度始终不变,不能判断平衡,B错误;
C.平均相对分子质量,不变,反应前后气体物质的量变化,不变时说明不变,反应达到平衡,C正确;
D.起始投料,反应消耗也为,因此和物质的量之比始终为,不能判断平衡,D错误;
故答案选。
(3)增加的量,提高的转化率,相同温度下转化率越大,说明投料比越大,因此顺序为;
(4)设起始,,恒温恒容下,得平衡总物质的量,,得,由反应ⅱ知,故消耗,设生成,平衡时总物质的量:,代入得,故反应ⅰ消耗,的选择性;计算分压:,,,;
(5)平衡时,的消耗速率等于生成速率,生成速率,因此,整理得;
(6)碱性条件下,二甲醚在负极失电子生成碳酸根,配平得到上述电极反应式:。
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