内容正文:
2024-2025年高二下学期化学期中考试试卷
要用到的相对原子量:H 1 C 12 As 75 Ni 59 Cu 64 I 127 Sn 119
1. 下列说法正确的是
A. 乙炔的实验式:CH B. 乙基的电子式:
C. 和互为同系物 D. 空间填充模型:
2. 下列说法正确的是
A. ,分子中含有手性碳
B. 沸点:邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
C. 与氯气发生取代反应后,可生成6种有机产物
D. 的一溴代物有4种
3. 下列有机物命名正确的是
A. 二溴乙烷
B. 2-甲基-3-丁烯
C. 2-甲基-4-乙基戊烷
D. 2-丁醇
4. 在探索苯结构的过程中,人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图)。下列说法正确的是
A. 1~5对应的结构中的一氯取代物只有一种的有3个
B. 1~5对应的结构均能使溴水因反应而褪色
C. 1~5对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个
D. 1~5对应的结构均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
5. 下列说法正确的是
A. 熔点:正戊烷>2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>丙烷
B. 萃取后分液时,下层液体从下口倒出后,上层液体再从下口流出
C. 碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物不存在同分异构体的烷烃有4种
D. 分子式、、分别只表示一种物质
6. 使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如图,下列说法正确的是
A. 根据质荷比可确定A的相对分子质量为74 g/mol
B. A的同分异构体中与A具有相同官能团的物质只有1种
C. 实验室制备出的A可用NaOH溶液洗涤
D. A的分子式可能为
7. 下列关于化学键类型和分子构型的说法正确的是
A. 晶体中存在的空间构型与水分子相同
B. 分子间存在氢键,故的稳定性均大于
C. 和的分子构型相同,键角相等
D. 相同条件下,溶液的酸性比溶液的酸性弱
8. 下列关于晶体的说法中,不正确的是
①晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
②MgO晶体中化学键的键能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点
④含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
⑤干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻;CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6
⑥分子晶体中一定存在共价键,而离子晶体中可能存在共价键
A. ①②③ B. ②③④ C. ③④⑤⑥ D. ②③⑤⑥
9. 阿伏加德罗常数约为,下列说法中一定正确的是
A. 晶体中含有个Si-O键
B. 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图1所示),则0.12 g石墨烯中含有个碳原子
C. 晶体(如图2所示)中含有个晶胞结构单元
D. 标准状况下,和光照下充分反应后的分子数目为
10. 下列说法不正确的是
A. 将加入足量溶液中,可以得到2 mol AgCl沉淀
B. 配离子为,中心离子为,配位数为6,配位原子为N
C. 配合物中键数目为
D. 配离子具有对称空间结构,其中2个被2个替代能得到2种产物
11. 下列化学用语的表达错误的是
A. 用电子式表示的形成:
B. 基态硫原子价电子排布图(轨道表示式)为
C. 用电子云轮廓图表示H-H的s-sσ键形成的示意图:
D. 化合物中铁的化合价为+2价
12. 杂环化合物吡啶()和吡咯()的结构与苯类似。下列说法错误的是
A. 吡啶和吡咯分子中所有原子均共平面
B. 吡啶和吡咯中C、N原子的杂化方式均相同
C. 吡啶和吡咯中N原子的价层孤电子对所处轨道类型相同
D. 吡啶接受质子能力强于吡咯
13. 已知R、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中R、X、Y与Z同一周期,Y与W同族,形成的化合物M的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:W>Z>Y>X>R
B. 第一电离能:Z>X>Y>W
C. R与Y的单质反应可生成含非极性键的化合物
D. 在水中的溶解度:
14. 红砷镍晶体结构如图所示,下列叙述正确的是
A. 和均为过渡元素
B. 原子的配位数为4
C. 下方原子的分数坐标为,则上方原子的分数坐标为
D. 已知晶体密度为,晶胞参数为,则阿伏加德罗常数可表示为
15. 已知有如下8种有机物,其中③④均只由C、H两种元素组成,请根据所学知识回答下列问题:
①;②;③;④;
⑤;⑥;
⑦;⑧
(1)上述物质属于芳香烃的是_______(填标号,下同)。
(2)上述物质互为同系物的是_______,互为同分异构体的是_______。
(3)中含氧官能团的名称为_______。
(4)用系统命名法命名有机物_______;
(5)已知1 mol烃B中含42 mol电子,且C、H两种元素的质量比为5:1,则其分子式为_______,该烃分子中的一个氢原子被溴原子取代后,一共可形成_______种结构。
(6)某烷烃的相对分子质量为114,与溴单质发生取代反应所得的一溴代物只有一种。写出该取代反应的化学方程式:_______。
16. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
核外只有一个未成对电子,且电子有三种空间运动状态
Y
s轨道电子数比p轨道多一个,且第一电离能大于同周期相邻元素
Z
电负性是短周期中最小的
M
+3价基态离子最高能级处于半满状态
回答下列问题:
(1)写出X元素的名称_______。
(2)写出M元素+2价离子的价电子轨道表示式_______。
(3)基态Z元素原子核外电子占据的最高能层包含的原子轨道数为_______。
(4)W、X、Z可形成强还原性物质,W、X、Z三种元素电负性由大到小的顺序是_______(用元素符号表示)。
(5)大π键可用符号表示,m为参与形成大π键的原子数目,n为平行p轨道里的电子数,如苯分子的大键写作,石墨中的大π键写作(见下图a),被称为“无机苯”,结构与苯类似,写出的大π键_______,某化合物XY的结构(见下图b)中也存在的大π键,但石墨是电的良导体,XY却具有优异的电绝缘性,从电负性角度分析化合物XY不导电的可能原因_______。
17. Ⅰ、碳族元素中的Sn和氧族元素中的Te的有机化合物受到广泛关注。文献报道了利用有八面体结构的有机碲酸A与三甲基氯化锡B合成了一种具有抗癌活性的含碲和锡有机化合物C,反应前后Te和Sn的杂化方式不变。请回答下列问题:
(1)Te元素的原子序数为_______。
(2)用一个溴原子和一个氯原子取代有机碲酸A中与Te相连的两个羟基,结构仍为八面体,取代后的有机碲酸可能有_______种。
(3)化合物B可以用合成,为立方晶体,其晶胞沿面对角线的投影如图所示:
①晶胞中Sn和I之间的最近距离为a pm,的密度的计算式为_______(设阿伏加德罗常数为);
②晶胞中由碘原子所围成的空隙中心的坐标为_______。
Ⅱ、
(4)、、都是重要的有机反应中间体。则,的空间构型分别为_______、_______。
(5)类卤素对应的酸有两种,理论上硫氰酸()的沸点低于异硫氰酸()的沸点,其原因是_______。
18. 科幻电影《阿凡达》中外星人流的是蓝色的血液,其实血液的颜色主要是由血蛋白中含有的金属元素决定的,如含铁元素的为常见红色血液、含铜元素的为蓝色血液、含钒元素的为绿色血液等,铜、铁、钒在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题:
(1)基态Fe、V的核外未成对电子数之比为:_______。
(2)V有、、、等多种化合价,其中最稳定的化合价是_______,V的第三电离能小于Mn的第三电离能,原因是_______。
(3)溶液常用作农业杀菌剂,溶液中存在。
①该离子中存在的化学键有_______(填字母)。
A.共价键 B.离子键 C.氢键 D.范德华力 E.配位键
②含有σ键的数目为_______。
③向溶液里加过量氨水,可生成,再向溶液中加入乙醇,可以析出深蓝色固体,要确定该固体是晶体还是非晶体,最科学的方法是_______。
④与的结构相似,二者键角大小关系为_______(填“>”或“<”),理由是:_______。
(4)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为
①原子B的坐标参数为_______。
②若该晶体密度为,则铜镍原子间最短距离为_______cm
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2024-2025年高二下学期化学期中考试试卷
要用到的相对原子量:H 1 C 12 As 75 Ni 59 Cu 64 I 127 Sn 119
1. 下列说法正确的是
A. 乙炔的实验式:CH B. 乙基的电子式:
C. 和互为同系物 D. 空间填充模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙炔的分子式是,实验式(最简式)是,A正确;
B.乙基()的电子式中,有一个单电子未成对,正确的电子式为:,B错误;
C.(苯酚,属于酚类)和(苯甲醇,属于醇类),官能团种类不同,结构不相似,不互为同系物,C错误;
D.中原子半径比原子大,空间填充模型中中心原子(C)的体积应小于周围的 Cl 原子,题目中的模型比例错误,D错误;
故答案选A。
2. 下列说法正确的是
A. ,分子中含有手性碳
B. 沸点:邻羟基苯甲酸>对羟基苯甲酸
C. 与氯气发生取代反应后,可生成6种有机产物
D. 的一溴代物有4种
【答案】A
【解析】
【详解】A.手性碳是指连有四个不同基团的碳原子。 观察 的结构,与氨基()相连的碳原子,连接的四个基团均不相同,属于手性碳,因此分子中含有手性碳,A 正确;
B.邻羟基苯甲酸易形成分子内氢键,而对羟基苯甲酸易形成分子间氢键,分子间氢键会使沸点升高,所以沸点:邻羟基苯甲酸 < 对羟基苯甲酸,B 错误;
C.与氯气发生取代反应,生成的有机产物有:一氯乙烷(1 种)、二氯乙烷(2 种)、三氯乙烷(2 种)、四氯乙烷(2 种)、五氯乙烷(1 种)、六氯乙烷(1 种),共 种,不是 6 种,C 错误;
D.甲基环己烷()的结构中,不同化学环境的氢原子有 5 种(甲基上 1 种、环上与甲基相连碳 1 种、环上邻位 1 种、间位 1 种、对位 1 种),因此一溴代物有 5 种,不是 4 种,D 错误;
故答案选A。
3. 下列有机物命名正确的是
A. 二溴乙烷
B. 2-甲基-3-丁烯
C. 2-甲基-4-乙基戊烷
D. 2-丁醇
【答案】D
【解析】
【详解】A.命名中没有指明溴原子的位置,正确的命名应该是,A错误;
B.烯烃命名时,要用双键两端碳原子中较小的数字来表示双键位置。该物质的碳碳双键在 2号和 3号碳之间,正确的命名应该是,B错误;
C.烷烃命名要选择最长的碳链作主链,该物质的最长碳链有 6 个碳原子,正确的命名应该是,C错误;
D.该醇的主链有 4 个碳原子,羟基在 2 号碳原子上,命名为,符合系统命名规则,D正确;
故答案选D。
4. 在探索苯结构的过程中,人们写出了符合分子式“C6H6”的多种可能结构(如图)。下列说法正确的是
A. 1~5对应的结构中的一氯取代物只有一种的有3个
B. 1~5对应的结构均能使溴水因反应而褪色
C. 1~5对应的结构中所有原子均可能处于同一平面的有1个
D. 1~5对应的结构均不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】C
【解析】
【详解】A.1~5对应的结构中只有1、4的一氯取代物有一种,A项错误;
B.1~5对应的结构中,1、4不能使溴水因发生反应而褪色,B项错误;
C.1~5对应的结构中只有苯中所有原子处于同一平面内,C项正确;
D.1~5对应的结构中,2、3、5中均含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,D项错误。
故本题选C。
5. 下列说法正确的是
A. 熔点:正戊烷>2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>丙烷
B. 萃取后分液时,下层液体从下口倒出后,上层液体再从下口流出
C. 碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物不存在同分异构体的烷烃有4种
D. 分子式、、分别只表示一种物质
【答案】C
【解析】
【详解】A.烷烃熔点随碳原子数增多而升高,2,2-二甲基戊烷含7个碳原子,正戊烷仅含5个碳原子,熔点应为2,2-二甲基戊烷>正戊烷,排序错误,A错误;
B.分液操作中,下层液体从下口放出后,上层液体需从上口倒出,避免上层液体被残留在下口的下层液体污染,B错误;
C.碳原子数小于10的链状烷烃中,一氯代物无同分异构体的烷烃为甲烷、乙烷、2,2-二甲基丙烷(新戊烷)、2,2,3,3-四甲基丁烷,共4种,C正确;
D.分子式可表示乙醇()和二甲醚()两种物质,并非只代表一种物质,D错误;
故答案选C。
6. 使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定,相关结果如图,下列说法正确的是
A. 根据质荷比可确定A的相对分子质量为74 g/mol
B. A的同分异构体中与A具有相同官能团的物质只有1种
C. 实验室制备出的A可用NaOH溶液洗涤
D. A的分子式可能为
【答案】C
【解析】
【详解】A.质荷比的最大值为 74,说明 A 的相对分子质量为 74,单位是 “1”,不是 “g/mol”,A 错误;
B.根据核磁共振氢谱可以看到该分子有两种化学环境的氢原子及红外光谱中存在“”,所以A 是乙醚,属于醚类,具有相同官能团(醚键)的同分异构体有:、,共 2 种,B 错误;
C.实验室制乙醚常含有乙酸、乙醇等杂质,可用溶液洗涤,乙醚不反应且不溶于水,故实验室制备出的乙醚可用NaOH溶液洗涤,C正确;
D.根据质谱的相对分子质量 74,结合醚的通式计算,分子式为,非“可能”,D 错误;
故答案选C。
7. 下列关于化学键类型和分子构型的说法正确的是
A. 晶体中存在的空间构型与水分子相同
B. 分子间存在氢键,故的稳定性均大于
C. 和的分子构型相同,键角相等
D. 相同条件下,溶液的酸性比溶液的酸性弱
【答案】A
【解析】
【详解】A.中心I原子的价层电子对数为,孤电子对数为2,空间构型为V形,与水分子相同,A正确;
B.分子的稳定性由共价键键能决定,稳定性大于是因为键键能大于键,氢键影响熔沸点,与稳定性无关,B错误;
C.和均为正四面体形,但的键角为,的键角为,键角不相等,C错误;
D.F的电负性大于Cl,的吸电子诱导效应强于,使得中羧基的键更易电离,酸性更强,D错误;
故选A。
8. 下列关于晶体的说法中,不正确的是
①晶体尽可能采取紧密堆积方式,以使其变得比较稳定
②MgO晶体中化学键的键能远比NaCl大,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小
③共价键可决定分子晶体的熔、沸点
④含有金属阳离子的晶体一定是离子晶体
⑤干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻;CsCl和NaCl晶体中阴、阳离子的配位数都为6
⑥分子晶体中一定存在共价键,而离子晶体中可能存在共价键
A. ①②③ B. ②③④ C. ③④⑤⑥ D. ②③⑤⑥
【答案】C
【解析】
【详解】①在以没有方向性和饱和性的作用力结合形成晶体时,晶体尽量采取紧密堆积方式以使其变得比较稳定,故①正确;
②MgO 的熔点比NaCl 高,这是因为前者离子所带的电荷数多,离子半径小,MgO晶格能大,故②正确;
③分子间作用力决定分子晶体的熔、沸点,共价键决定其稳定性,故③错误;
④含有金属阳离子的晶体不一定是离子晶体,如金属晶体中含有金属阳离子,故④错误;
⑤干冰晶体中,一个CO2分子周围有12个CO2分子紧邻;NaCl 晶体中阴、阳离子的配位数都为 6,CsCl 晶体中阴、阳离子的配位数都为 8,故⑤错误;
⑥分子晶体中不一定存在共价键,如稀有气体,故⑥错误;
故答案为:C。
9. 阿伏加德罗常数约为,下列说法中一定正确的是
A. 晶体中含有个Si-O键
B. 石墨烯是由碳原子构成的单层片状结构的新材料(结构示意图如图1所示),则0.12 g石墨烯中含有个碳原子
C. 晶体(如图2所示)中含有个晶胞结构单元
D. 标准状况下,和光照下充分反应后的分子数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.60g二氧化硅的物质的量为1mol,含有1mol硅原子,形成了4mol硅氧键,含有4×6.02×1023个Si-O键,故A错误;
B.0.12g石墨烯中含有0.12g碳原子,含有0.01molC,即含有6.02×1021个碳原子,故B错误;
C.720g C60晶体含有1molC60,根据图示可知,C60晶体为面心立方排布,根据均摊法,每个C60晶胞有个C60分子,1molC60分子可以形成0.25mol晶胞结构单元,即含有1.505×1023个晶胞结构单元,故C错误;
D.标准状况下,为1mol甲烷、为1mol氯气,所含分子共2mol,光照下甲烷和氯气的取代反应为分子数不变的反应,则充分反应后的分子数目为,故D正确;
故选D。
10. 下列说法不正确的是
A. 将加入足量溶液中,可以得到2 mol AgCl沉淀
B. 配离子为,中心离子为,配位数为6,配位原子为N
C. 配合物中键数目为
D. 配离子具有对称空间结构,其中2个被2个替代能得到2种产物
【答案】B
【解析】
【详解】A.配合物中,外界有2个可电离,与足量反应生成2 mol 沉淀,A正确;
B.配离子中,配体为,配位原子为C,C电负性小于N,更易给出孤对电子,B错误;
C.1个中,含6个配位σ键,且每个内部含1个σ键,共12个σ键,故1 mol 中σ键数目为,C正确;
D.配离子为平面正方形结构,2个被2个替代时,存在顺式、反式两种同分异构体,能得到2种产物,D正确;
故选B。
11. 下列化学用语的表达错误的是
A. 用电子式表示的形成:
B. 基态硫原子价电子排布图(轨道表示式)为
C. 用电子云轮廓图表示H-H的s-sσ键形成的示意图:
D. 化合物中铁的化合价为+2价
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫化钾是离子化合物,表示硫化钾形成的电子式为: ,A正确;
B.硫元素的原子序数为16,基态原子的价电子排布式为3s23p4,轨道表示式为:,B正确;
C.H-H键是头碰头的s-sσ键,表示σ键形成的示意图为:,C正确;
D.由图可知,化合物的基本结构单位为K2Fe2S4,化学式为KFeS2,钾元素和硫元素的化合价分别为+1价和-2价,由化合价代数和为0可知,铁元素的化合价为+3价,D错误;
故选D。
12. 杂环化合物吡啶()和吡咯()的结构与苯类似。下列说法错误的是
A. 吡啶和吡咯分子中所有原子均共平面
B. 吡啶和吡咯中C、N原子的杂化方式均相同
C. 吡啶和吡咯中N原子的价层孤电子对所处轨道类型相同
D. 吡啶接受质子能力强于吡咯
【答案】C
【解析】
【详解】A.吡啶和吡咯中C和N都是以sp2杂化,所有吡啶和吡咯分子中所有原子均共平面,故A正确;
B.吡啶和吡咯中C和N都是以sp2杂化,故B正确;
C.吡啶中N的一对孤对电子占据一个sp2杂化轨道,而吡咯中N的一对孤对电子位于未参与杂化的p轨道上,故C错误;
D.N-H键中电子对向N原子方向偏移,所以吡咯具有一定酸性,与吡啶相比,不易与质子结合,所以吡啶接受质子能力强于吡咯;故D正确;
故答案选C。
13. 已知R、X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期主族元素,其中R、X、Y与Z同一周期,Y与W同族,形成的化合物M的结构如图所示。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:W>Z>Y>X>R
B. 第一电离能:Z>X>Y>W
C. R与Y的单质反应可生成含非极性键的化合物
D. 在水中的溶解度:
【答案】B
【解析】
【分析】根据化合物M的结构式可知,Y形成两个共价键,W形成六个共价键,Y与W同族,因此它们位于第ⅥA族,则W为S,Y为O;R、X、Y、Z位于第二周期,R带一个单位正电荷,则R为Li;Z形成一个共价键,则Z为F;X形成两个共价键且使形成的阴离子带一个单位负电荷,则X为N。
【详解】A.电子层数相同,核电荷数越多,离子半径越小,电子层数越多,离子半径越大,所以离子半径:W>X>Y>Z>R,A错误;
B.同主族元素从上到下第一电离能逐渐减小,同周期元素从左向右第一电离能呈增大趋势,但第ⅤA族第一电离能大于第ⅥA族,因此第一电离能:Z>X>Y>W,B正确;
C.R是Li,Y是O,Li在中燃烧生成,中不含非极性键,C错误;
D.与水分子间可以形成氢键,溶解度增大,与水分子间不能形成氢键,因此在水中的溶解度:,D错误;
故选B。
14. 红砷镍晶体结构如图所示,下列叙述正确的是
A. 和均为过渡元素
B. 原子的配位数为4
C. 下方原子的分数坐标为,则上方原子的分数坐标为
D. 已知晶体密度为,晶胞参数为,则阿伏加德罗常数可表示为
【答案】C
【解析】
【详解】A.As位于元素周期表的第四周期第ⅤA族,不是过渡元素,A错误;
B.由图中晶胞可知,As的配位数为6,则Ni的配位数也是6(提示:Ni和As的配位数相同),B错误;
C.根据图中提示,坐标原点位于左下角的Ni原子,且夹角为60°,则根据数学规则,结合提示可知,距离较近的As原子即下方的As原子分数坐标为,而较远的As原子即上方的As原子分数坐标为,C正确;
D.根据均摊原则,晶胞中As原子数为2,Ni原子数为,晶胞参数为a=b=m pm、c=n pm,晶胞的体积为m2n×10-30cm3,晶体密度为pg·cm-3,则
,阿伏加德罗常数NA可表示为,D错误;
故答案选C。
15. 已知有如下8种有机物,其中③④均只由C、H两种元素组成,请根据所学知识回答下列问题:
①;②;③;④;
⑤;⑥;
⑦;⑧
(1)上述物质属于芳香烃的是_______(填标号,下同)。
(2)上述物质互为同系物的是_______,互为同分异构体的是_______。
(3)中含氧官能团的名称为_______。
(4)用系统命名法命名有机物_______;
(5)已知1 mol烃B中含42 mol电子,且C、H两种元素的质量比为5:1,则其分子式为_______,该烃分子中的一个氢原子被溴原子取代后,一共可形成_______种结构。
(6)某烷烃的相对分子质量为114,与溴单质发生取代反应所得的一溴代物只有一种。写出该取代反应的化学方程式:_______。
【答案】(1)⑦ (2) ①. ③④ ②. ①⑤
(3)酯基、羟基 (4)2-甲基-3-乙基戊烷
(5) ①. ②. 8
(6)
【解析】
【小问1详解】
芳香烃是仅含C、H元素且含有苯环的有机物,所给物质中只有⑦(苯乙烯)符合定义;答案为⑦;
【小问2详解】
同系物要求结构相似、分子组成相差若干个原子团,③是异戊烷、④是甲烷,均为烷烃,符合同系物要求;同分异构体要求分子式相同、结构不同,①环己烷和⑤3-己烯分子式均为C6H12,结构不同,互为同分异构体;答案为③④;①⑤;
【小问3详解】
该有机物的含氧官能团为羟基()和酯基(-COO-),碳碳双键不含氧,不属于含氧官能团;答案为酯基、羟基;
【小问4详解】
选择最长碳链为主链,共5个碳原子,为戊烷;从靠近取代基的一端编号,2位连有甲基、3位连有乙基,因此命名为2-甲基-3-乙基戊烷;
【小问5详解】
由C、H质量比得,最简式为,其电子总数为,符合1mol烃含42mol电子的条件,因此分子式为;戊烷的同分异构体有正戊烷(3种等效氢)、异戊烷(4种等效氢)、新戊烷(1种等效氢),一溴代物共种;
【小问6详解】
烷烃通式为,由相对分子质量114得,解得,分子式为;一溴代物只有一种说明所有氢原子等效,结构为2,2,3,3-四甲基丁烷,光照下与溴单质发生取代反应生成一溴代物和溴化氢,反应的化学方程式为。
16. W、X、Y、Z、M是原子序数依次增大的前四周期元素,其元素性质或结构如下:
元素
元素性质或原子结构
W
电子只有一种自旋取向
X
核外只有一个未成对电子,且电子有三种空间运动状态
Y
s轨道电子数比p轨道多一个,且第一电离能大于同周期相邻元素
Z
电负性是短周期中最小的
M
+3价基态离子最高能级处于半满状态
回答下列问题:
(1)写出X元素的名称_______。
(2)写出M元素+2价离子的价电子轨道表示式_______。
(3)基态Z元素原子核外电子占据的最高能层包含的原子轨道数为_______。
(4)W、X、Z可形成强还原性物质,W、X、Z三种元素电负性由大到小的顺序是_______(用元素符号表示)。
(5)大π键可用符号表示,m为参与形成大π键的原子数目,n为平行p轨道里的电子数,如苯分子的大键写作,石墨中的大π键写作(见下图a),被称为“无机苯”,结构与苯类似,写出的大π键_______,某化合物XY的结构(见下图b)中也存在的大π键,但石墨是电的良导体,XY却具有优异的电绝缘性,从电负性角度分析化合物XY不导电的可能原因_______。
【答案】(1)硼 (2)
(3)9 (4)H>B>Na
(5) ①. ②. 电负性B<N,N对电子吸引能力强,层内无自由移动的电子
【解析】
【分析】W电子只有一种自旋取向可知W只有一个电子,则W为H;X核外有3种空间运动状态,且只有一个未成对电子,其核外电子排布式为:,W为B;Y: s轨道电子数比p轨道多一个,且第一电离能大于同周期相邻元素,Y为N;Z电负性是短周期中最小的,Z为Na;M的+3价基态离子最高能级处于半满状态,M为Fe;据此解答。
【小问1详解】
由以上分析可知W为B,名称为硼,故答案为:硼;
【小问2详解】
M为Fe,其二价离子价电子轨道表示式,故答案为:;
【小问3详解】
钠的最高能层为3,该能层存在s、p、d三种轨道,分别有1、3、5个,总共9个轨道,故答案为:9;
【小问4详解】
Na为活泼金属电负性最小,在该化合物中H为-1价,B为+3价,电负性H>B,则三种元素的电负性:H>B>Na,故答案为:H>B>Na;
【小问5详解】
被称为“无机苯”,结构与苯类似,3个N提供3对孤电子对,3个B提供三个空轨道,形成的大π键为;BN中N的电负性大于B,N对电子吸引能力强,电子被N原子牢牢吸引,导致层内电子不能自由移动,因此不具有导电性,故答案为:;电负性B<N,N对电子吸引能力强,层内无自由移动的电子;
17. Ⅰ、碳族元素中的Sn和氧族元素中的Te的有机化合物受到广泛关注。文献报道了利用有八面体结构的有机碲酸A与三甲基氯化锡B合成了一种具有抗癌活性的含碲和锡有机化合物C,反应前后Te和Sn的杂化方式不变。请回答下列问题:
(1)Te元素的原子序数为_______。
(2)用一个溴原子和一个氯原子取代有机碲酸A中与Te相连的两个羟基,结构仍为八面体,取代后的有机碲酸可能有_______种。
(3)化合物B可以用合成,为立方晶体,其晶胞沿面对角线的投影如图所示:
①晶胞中Sn和I之间的最近距离为a pm,的密度的计算式为_______(设阿伏加德罗常数为);
②晶胞中由碘原子所围成的空隙中心的坐标为_______。
Ⅱ、
(4)、、都是重要的有机反应中间体。则,的空间构型分别为_______、_______。
(5)类卤素对应的酸有两种,理论上硫氰酸()的沸点低于异硫氰酸()的沸点,其原因是_______。
【答案】(1)52 (2)4
(3) ①. ②.
(4) ①. 平面三角形 ②. 三角锥形
(5)异硫氰酸分子间存在氢键,而硫氰酸分子间只存在范德华力
【解析】
【小问1详解】
Te位于第五周期第ⅥA族,Te核外电子排布为2、8、18、18、6,原子序数应为2+8+18+18+6=52;
【小问2详解】
A中与Te相连的羟基有两种不同类型,和Te在同一水平面的是一种类型,另一种类型是位于含Te水平面下方的羟基(与对氟苯基处于对位)。用一个溴原子和一个氯原子取代有机碲酸A中与Te在同一个水平面上的两个羟基,若平面上的一个羟基被溴取代,另一个羟基被氯取代,则氯和溴有两种相对位置:邻位和对位;如果氯取代平面下方的羟基,溴取代与Te在同一水平面的一个羟基;还可以反过来溴原子取代平面下方的羟基,则氯原子取代与Te在同一平面上的一个羟基,所以共四种不同的结构,即取代后的有机碲酸可能有4种。
【小问3详解】
① 为立方晶体,根据其晶胞沿面对角线的投影和化学式可以推知,4个I位于晶胞内部,若将晶胞分成8个相等的小立方体,则4个I位于其中四个不相邻的小立方体的体心,Sn位于立方晶胞的8个顶点。一个晶胞中有1个Sn和4个I。晶胞中Sn和I之间的最近距离为体对角线的四分之一,所以该晶胞参数为pm=cm;晶胞密度为;
②晶胞中由碘原子围成的空隙为正四面体,其正四面体的中心为晶胞立方体的体心,其坐标为。
【小问4详解】
中C的价层电子对数为,3个键,没有孤电子对,空间构型为平面三角形;
中C的价层电子对数为,3个键,还有1个孤电子对,空间构型为三角锥形;
【小问5详解】
异硫氰酸中含有N-H,可以形成分子间氢键,而硫氰酸分子间,没有氢键,作用力只有范德华力,氢键一般大于范德华力,因此硫氰酸的沸点低于异硫氰酸的沸点;
18. 科幻电影《阿凡达》中外星人流的是蓝色的血液,其实血液的颜色主要是由血蛋白中含有的金属元素决定的,如含铁元素的为常见红色血液、含铜元素的为蓝色血液、含钒元素的为绿色血液等,铜、铁、钒在科学研究和工农业生产中有许多用途。回答下列问题:
(1)基态Fe、V的核外未成对电子数之比为:_______。
(2)V有、、、等多种化合价,其中最稳定的化合价是_______,V的第三电离能小于Mn的第三电离能,原因是_______。
(3)溶液常用作农业杀菌剂,溶液中存在。
①该离子中存在的化学键有_______(填字母)。
A.共价键 B.离子键 C.氢键 D.范德华力 E.配位键
②含有σ键的数目为_______。
③向溶液里加过量氨水,可生成,再向溶液中加入乙醇,可以析出深蓝色固体,要确定该固体是晶体还是非晶体,最科学的方法是_______。
④与的结构相似,二者键角大小关系为_______(填“>”或“<”),理由是:_______。
(4)白铜(铜镍合金)的立方晶胞结构如图所示,其中原子A的坐标参数为
①原子B的坐标参数为_______。
②若该晶体密度为,则铜镍原子间最短距离为_______cm
【答案】(1)4:3 (2) ①. ②. 的价电子排布式为,的价电子排布式为,的3d轨道处于半充满状态,能量更低更稳定,使得Mn失去第3个电子所需能量更高,所以V的第三电离能小于Mn的第三电离能
(3) ①. AE ②. ③. X射线衍射法 ④. < ⑤. 电负性:,在中成键电子对偏向N,成键电子对之间的排斥力大,键角大,中成键电子对偏向F,成键电子对之间的排斥力小,键角小
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
铁元素的原子序数为26,基态原子的价电子排布式为3d64s2,核外未成对电子数为4;钒元素的原子序数为23,基态原子的价电子排布式为3d34s2,核外未成对电子数为3,则基态铁原子和钒原子的核外未成对电子数之比为4:3;
【小问2详解】
钒元素的原子序数为23,基态原子的价电子排布式为3d34s2,+5价钒元素的价电子排布式为3s23p6,3p轨道为稳定的全充满结构,所以钒元素最稳定的化合价是+5价;Mn2+的价电子排布式为3d5,V2+的价电子排布式为3d3,Mn2+的3d轨道处于半充满状态,能量更低更稳定,使得锰元素失去第3个电子所需能量更高,所以钒元素的第三电离能小于锰元素的第三电离能;
【小问3详解】
①四水合铜离子的中心离子铜离子与配体水分子形成配位键,水分子中氧原子与氢原子之间形成共价键,水分子间还可以形成氢键,但氢键不属于化学键,则离子中存在的化学键有共价键、配位键,故选AE;
②四水合铜离子中配位键为σ键,水分子中氢氧键属于σ键,则1 mol配离子中含有σ键的数目为:1 mol×12×NA mol-1=12NA;
③确定深蓝色固体是晶体还是非晶体的最可靠的科学方法是X射线衍射法;
④氢元素、氮元素和氟元素的电负性大小顺序:,则氨分子中成键电子对偏向电负性大的氮原子,成键电子对之间的排斥力大,键角大,三氟化氮中成键电子对偏向电负性大的氟原子,成键电子对之间的排斥力小,键角小,所以三氟化氮的键角小于氨分子;
【小问4详解】
①由题意可知,晶胞中位于顶点的原子A的坐标参数为(0,1,0)可知,晶胞的边长为1,则位于面心的原子B的坐标参数为;
②由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点的镍原子个数为:8×=1,位于面心的铜原子个数为:6×=3,设晶胞的边长为a cm,由晶胞的质量公式可得:=a3d,解得:a=,晶胞中铜镍原子间最短距离为面对角线的一半,则最短距离为:。
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