内容正文:
芜湖一中2025-2026学年第二学期期末教学质量检测
高二化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Fe:56 Sb:122
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. 化学与生产、生活密切相关。下列所述化学知识错误的是
A. 舞台使用的干冰特效,是干冰中共价键断裂形成气态二氧化碳的过程
B. 甲酸在工业上可用作还原剂,是因为能表现出醛的性质
C. 等离子体中由于含有可自由移动的带电粒子,因此具有良好的导电性和流动性
D. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,可用于运动中的急性损伤时镇痛
2. 下列有关化学用语或相关图标使用错误的是
A. 的VSEPR模型:
B. 的名称:二甲基甲酰胺
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
D. 分子中的键电子云轮廓图:
3. 青蒿素是治疗疟疾的高效药。下列关于青蒿素的研究方法错误的是
A. 用乙醚提取青蒿素:萃取分液 B. 确定实验式:质谱法
C. 确定分子结构:X-射线衍射 D. 确定酯基和甲基结构片段:红外光谱
4. 下列分子的空间构型相同的一组是
A. 、 B. 、 C. HCN、HClO D. 、
5. 相同条件下,某气态烃的密度是氢气密度的28倍,其与溴化氢加成能生成两种沸点不同的卤代烃,且两种卤代烃水解后的产物都能发生催化氧化生成醛或酮,则该物质为
A. 丙烯 B. 2-甲基丙烯 C. 1-丁烯 D. 2-甲基-1-丁烯
6. 类比推测是科学研究中常用的方法之一。下列类比推测正确的是
A. 冰中1个周围有4个紧邻分子,晶体中1个周围也有4个紧邻分子
B. 和可以形成分子,和也可以形成分子
C. 晶体中的配位数为8,中的配位数也为8
D. 甲苯可以使酸性溶液褪色,乙苯也可以使酸性溶液褪色
7. 下列说法正确的是
A. 乙烯和环丙烷互为同系物
B. 依次断开中的4个,所需的能量是相同的
C. 与等物质的量的发生加成反应,其产物有5种(不考虑立体异构)
D. 分子中最多有6个碳原子在同一平面上
8. 对下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
键角:
电负性:
B
苯难以被酸性高锰酸钾溶液氧化
苯中不含有键
C
杯酚用于分离和
与杯酚中的空腔大小匹配
D
熔点:
晶体类型不同
A. A B. B C. C D. D
9. 实验室制备溴苯时,下列步骤中所选试剂及装置正确的是(加热及夹持装置略)
A. 溴苯合成
B. 尾气处理
C. 洗涤分液
D. 蒸馏提纯
A. A B. B C. C D. D
10. 某化合物的结构如图(“”代表配位键),其中、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,与位于同一主族。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 离子键百分数:
C. 基态原子核外有9种不同空间运动状态的电子
D. 与形成的离子中,中心原子采取杂化
11. 高效氯氟氰菊酯是常用的低毒杀虫剂,其结构简式如下图所示:
下列有关该物质说法正确的是
A. 分子式为 B. 含3个手性碳原子
C. 不能发生水解反应 D. 1 mol该分子最多可与发生加成反应
12. 下列除杂所用的试剂或方法有错误的是
选项
被提纯物质
杂质
除杂试剂
方法
A
酸性KMnO4溶液
洗气
B
苯甲酸
泥沙、NaCl
水
重结晶
C
乙酸乙酯
乙酸
饱和碳酸钠溶液
萃取分液
D
CH≡CH
溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
13. 为实现相关实验目的,某小组设计在试管中进行下列连续实验(加热等条件略去)
试剂甲产生现象
已知:苯酚与显色原理为:(苯酚)(紫色)
其中实验设计和预期现象都正确的是
选项
实验目的
甲
乙
丙
预期现象
A
证明某卤代烃中含有氯元素
卤代烃
NaOH溶液
AgNO3
有沉淀产生
B
证明丙烯醛中存在碳碳双键
丙烯醛(CH2=CHCHO)
新制悬浊液
溴水
溴水褪色
C
证明乙酰水杨酸的水解产物中存在酚羟基
乙酰水杨酸
()
稀硫酸
显紫色
D
证明与的性质不同
蒸馏水
KSCN
无红色出现
A. A B. B C. C D. D
14. 锑酸亚铁的晶胞如图所示,其晶胞参数:边长为、、,夹角为;原子填充在原子形成的正八面体空隙中。
已知:为阿伏加德罗常数的值;;
以晶胞参数为依据(即以顶点为原点;、、为坐标轴间的夹角;a nm、a nm、c nm为坐标轴上的单位长度)建立三维坐标系,可标注晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。
下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为 B. Sb原子的配位数为6
C. 晶胞中点原子的分数坐标为 D. 该晶体的密度为
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 已知、、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,其中、、为非金属元素,其它相关信息见下表。
X
宇宙中含量最多的元素
Y
最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
Z
基态原子价层电子排布是
M
核外只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子
N
与的最高能层数相同,且其最外层电子数等于其能层数
P
最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对
回答下列问题:
(1)P元素位于周期表的___________区。
(2)下表是六种元素中某种元素的部分电离能,由此判断该元素是___________(用相应的元素符号作答),其基态原子的价电子轨道表示式为___________。
元素
电离能/()
某种元素
578
1817
2745
11575
14830
(3)已知:原子总数和价电子总数均相等的两种粒子互为等电子体。等电子体通常具有相似的化学键特征和空间结构。现有和形成的一种化合物,试用等电子体知识预测该化合物中阴离子的空间构型为___________。
(4)由元素组成的两种单质、,其分子极性存在差异。试从相似相溶原理角度判断相同条件下两者在水中的溶解度:___________(填“>”或“<”)。
(5)由Y和Z组成的一种化合物,在固态时由两种离子构成,它的六方晶胞及其体对角截面图如下:
该化合物的化学式为___________,1处与3处的Y原子核间距为___________。
16. 配合物是中学阶段常见的化合物。回答下列问题。
Ⅰ.某同学设计以下实验,探究配合物的形成与转化。
(1)胆矾的化学式为___________,其中包含的化学键类型有___________(填序号)。
a.共价键 b.离子键 c.配位键 d.氢键 e.金属键
(2)写出④中生成深蓝色溶液的离子方程式:___________,每1 mol该反应生成的配合物中的阳离子所含的σ键为___________mol。
(3)加入乙醇后析出沉淀的原因是___________。
Ⅱ.某钴的稳定配合物的组成可表示为:,为进一步确定其离子构成情况,同学们进行如下探究:
(4)查阅资料:Co(Ⅲ)通常会形成配位数为6的稳定离子,如,其空间结构为如图2所示的正八面体结构。若其中有2个被取代,所形成的的结构有___________种。
(5)定量分析:用的溶液滴定的的水溶液。用传感器记录溶液电导率与滴加溶液体积的变化关系,得到如图3的曲线。综合以上信息,该配合物在水溶液中电离产生的阳离子的化学式为:___________。
17. 有机合成涉及众多重要的人名反应,在制备中应用广泛。
(1)+称为Diels-Alder反应,又称双烯合成。由环戊二烯合成金刚烷的流程如下:
①金刚烷的分子式为___________。
②二聚环戊二烯的结构简式为___________。
③是由烯烃A通过自身的Diels-Alder反应得到,则A的名称为___________。
(2)RX称为格氏反应。以和有机物为主要原料进行格氏反应:,若为芳香族化合物,分子式为,其核磁共振氢谱和质谱分析结果分别如下图1、2所示,则B的分子式为___________,产物C的结构简式为___________。
(3)CH3CHO+ CH3CHOCH2=CHCH2CHO,称为Aldol缩合反应,又称羟醛缩合反应。现以有机物D和甲醛为原料合成G的流程如下:
①D的结构简式为___________。
②F与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为___________。
③已知能发生:,具有六元环状结构,的结构简式为___________。
18. 佐米曲坦(化合物J)是治疗偏头痛的药物,其合成路线之一如下(部分反应条件省略):
(1)A的化学名称为___________,化合物E中官能团的名称为___________。
(2)B的结构简式为___________,C是否存在顺反异构:___________(填“是”或“否”)。
(3)由C到D的反应类型为___________。
(4)请写出该路线中由G生成H的化学方程式___________。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①含有 ②有1个手性碳原子 ③既能发生水解反应也能发生银镜反应
其中,核磁共振氢谱理论上有6组峰,且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
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芜湖一中2025-2026学年第二学期期末教学质量检测
高二化学试卷
可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Fe:56 Sb:122
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. 化学与生产、生活密切相关。下列所述化学知识错误的是
A. 舞台使用的干冰特效,是干冰中共价键断裂形成气态二氧化碳的过程
B. 甲酸在工业上可用作还原剂,是因为能表现出醛的性质
C. 等离子体中由于含有可自由移动的带电粒子,因此具有良好的导电性和流动性
D. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,可用于运动中的急性损伤时镇痛
【答案】A
【解析】
【详解】A.干冰升华为气态二氧化碳属于物理变化,仅破坏分子间作用力,分子内的共价键不会发生断裂,A错误;
B.甲酸结构简式为,分子中含有醛基结构,可被氧化表现出还原性,因此工业上可用作还原剂,B正确;
C.等离子体中含有大量可自由移动的带电粒子,因此具有良好的导电性和流动性,C正确;
D.液态氯乙烷沸点较低,汽化时会吸收大量热量,可使局部温度快速降低,起到镇痛作用,D正确;
故选A。
2. 下列有关化学用语或相关图标使用错误的是
A. 的VSEPR模型:
B. 的名称:二甲基甲酰胺
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
D. 分子中的键电子云轮廓图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心P原子的价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形(),A正确;
B.可看作甲酰胺中N原子上的2个H被甲基取代,名称为二甲基甲酰胺,B正确;
C.邻羟基苯甲醛的分子内氢键是羟基中与O相连的H(带部分正电),和醛基中电负性大的O(带部分负电)形成的(),C错误;
D.中H的轨道与Cl的轨道头碰头重叠形成键,Cl电负性大于H,电子云偏向Cl(),D正确;
故选C。
3. 青蒿素是治疗疟疾的高效药。下列关于青蒿素的研究方法错误的是
A. 用乙醚提取青蒿素:萃取分液 B. 确定实验式:质谱法
C. 确定分子结构:X-射线衍射 D. 确定酯基和甲基结构片段:红外光谱
【答案】B
【解析】
【详解】A.青蒿素在乙醚中溶解度远大于在水中溶解度,且乙醚与水不互溶,可通过萃取分液法提取,A正确;
B.质谱法的作用是测定有机物的相对分子质量,确定实验式需要通过元素分析法测定各元素质量分数再计算得到,不能用质谱法确定实验式,B错误;
C.X-射线衍射可以测定晶体的微观结构,能够获得有机物分子的空间结构信息,可用于确定分子结构,C正确;
D.红外光谱可以检测化学键、官能团及特征基团的特征吸收峰,酯基和甲基都有对应的特征红外吸收,可通过红外光谱确定二者结构片段,D正确;
故选B。
4. 下列分子的空间构型相同的一组是
A. 、 B. 、 C. HCN、HClO D. 、
【答案】B
【解析】
【详解】A.的中心B原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为平面三角形;的中心N原子价层电子对数为,孤电子对数为1,空间构型为三角锥形,二者构型不同,A不符合题意;
B.的中心C原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为直线形;的中心C原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为直线形,二者构型相同,B符合题意;
C.HCN的中心C原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为直线形;HClO的中心O原子价层电子对数为,孤电子对数为2,空间构型为V形,二者构型不同,C不符合题意;
D.的中心S原子价层电子对数为,孤电子对数为0,空间构型为平面三角形;的中心S原子价层电子对数为,孤电子对数为1,空间构型为V形,二者构型不同,D不符合题意;
故选B。
5. 相同条件下,某气态烃的密度是氢气密度的28倍,其与溴化氢加成能生成两种沸点不同的卤代烃,且两种卤代烃水解后的产物都能发生催化氧化生成醛或酮,则该物质为
A. 丙烯 B. 2-甲基丙烯 C. 1-丁烯 D. 2-甲基-1-丁烯
【答案】C
【解析】
【详解】第一步先推导烃的相对分子质量:同温同压下气体密度之比等于摩尔质量之比,因此该烃的摩尔质量为,相对分子质量为56。设该烃分子式为CxHy,则12x+y=56,故x=4,y=8,即分子式为C4H8。其能与溴化氢加成,说明为丁烯;加成能生成两种沸点不同的卤代烃,说明其结构为或,与HBr加成的产物为CH2BrCH2CH2CH3或CH3CHBrCH2CH3,与HBr加成的产物为或,卤代烃水解后Br原子被-OH取代得到对应醇,由于-OH所连的碳原子上同时连有氢原子的醇才能发生催化氧化生成醛或酮,则对应的两种卤代烃为物为CH2BrCH2CH2CH3或CH3CHBrCH2CH3,该气态烃为,名称为1-丁烯,故选C。
6. 类比推测是科学研究中常用的方法之一。下列类比推测正确的是
A. 冰中1个周围有4个紧邻分子,晶体中1个周围也有4个紧邻分子
B. 和可以形成分子,和也可以形成分子
C. 晶体中的配位数为8,中的配位数也为8
D. 甲苯可以使酸性溶液褪色,乙苯也可以使酸性溶液褪色
【答案】D
【解析】
【详解】A.冰中水分子间存在具有方向性的氢键,使1个周围有4个紧邻分子;晶体中分子间仅存在范德华力,属于分子密堆积,1个周围紧邻分子为12个,A错误;
B.P为第三周期元素,价层有可利用的d轨道,能形成;N为第二周期元素,价层无d轨道,最多只能形成4个共价键,不存在,B错误;
C.晶体为体心立方结构,配位数为8;晶体为面心立方结构,配位数为6,C错误;
D.甲苯、乙苯均为苯的同系物,与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子,均可被酸性氧化使溶液褪色,D正确;
故选D。
7. 下列说法正确的是
A. 乙烯和环丙烷互为同系物
B. 依次断开中的4个,所需的能量是相同的
C. 与等物质的量的发生加成反应,其产物有5种(不考虑立体异构)
D. 分子中最多有6个碳原子在同一平面上
【答案】D
【解析】
【详解】A.同系物需要物质结构相似、官能团一致且分子组成相差若干个,乙烯是含碳碳双键的烯烃,环丙烷是环状烷烃,二者碳骨架结构、官能团类型均不相同,不满足同系物的定义,A错误;
B.甲烷里四个键的平均键能数值相等,但分四次依次断裂键时,每断裂一个化学键后剩余的甲基、亚甲基等自由基稳定性不同,导致每一步断键需要吸收的能量并不相同,平均键能只是理论平均值,不等于分步断键能量,B错误;
C.与等物质的量的溴发生加成反应,发生1,2加成,有3种产物;发生1,4加成,有1种产物,所以有4种产物,C错误;
D.碳碳双键为平面结构,双键碳原子和与其直接相连的碳原子在同一平面上,单键可旋转,则最多有6个碳原子在同一平面上,D正确;
故选D。
8. 对下列事实解释错误的是
选项
事实
解释
A
键角:
电负性:
B
苯难以被酸性高锰酸钾溶液氧化
苯中不含有键
C
杯酚用于分离和
与杯酚中的空腔大小匹配
D
熔点:
晶体类型不同
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.N的电负性大于P,NH3中成键电子对更靠近中心N原子,成键电子对之间的排斥力更强,因此键角更大,解释合理,A正确;
B.苯中存在6中心6电子的大键,难以被酸性高锰酸钾氧化是因为苯的大键结构高度稳定,并非不含键,解释错误,B错误;
C.杯酚具有固定大小的空腔,C60的尺寸与空腔匹配可进入空腔,C70不能,因此可用于分离二者,解释合理,C正确;
D.AlF3属于离子晶体,AlCl3属于分子晶体,离子晶体的熔点远高于分子晶体,因此熔点AlF3>AlCl3,解释合理,D正确;
故选B。
9. 实验室制备溴苯时,下列步骤中所选试剂及装置正确的是(加热及夹持装置略)
A. 溴苯合成
B. 尾气处理
C. 洗涤分液
D. 蒸馏提纯
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.制备溴苯需要液溴,不能用溴水;苯与溴水不发生取代反应,只有纯液溴在FeBr3催化下才反应,A错误;
B.尾气中含极易溶于NaOH溶液的HBr,导管直接插入液面下会发生倒吸,需要防倒吸装置(如倒扣漏斗),B错误;
C.溴苯难溶于水,洗涤后可通过分液分离有机层和水层,使用分液漏斗分液,下层液体从下口放出,装置操作规范,C正确;
D.蒸馏装置的温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,不能插入液面下,D错误;
故选C
10. 某化合物的结构如图(“”代表配位键),其中、、、、是原子序数依次增大的短周期主族元素,与位于同一主族。下列说法正确的是
A. 第一电离能:
B. 离子键百分数:
C. 基态原子核外有9种不同空间运动状态的电子
D. 与形成的离子中,中心原子采取杂化
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、Q为原子序数依次增大的短周期主族元素,Y与Q同主族;结构中Q可提供孤电子对、Y提供空轨道形成配位键,Q形成2个普通共价键,由此推出Y为O、Q为S(氧硫同主族,S相对于O更易给出孤电子对形成配位键,O有空轨道接受孤电子对);X连接两个S原子,形成2个共价键且整体阴离子带1个单位负电荷,说明X自身得到1个电子达到稳定结构,X为N(N最外层5电子,成2根σ键再加1个外来电子,价层共8电子稳定);Z只形成1个单键,原子序数介于O与S之间,Z为F;W形成阳离子且原子序数最小,W为Li;
【详解】A.第一电离能变化规律为同周期主族元素自左向右总体升高,N的2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能;同主族元素从上至下第一电离能逐渐减小,,因此第一电离能顺序,A正确;
B.为,为,O的电负性大于S,Li与O的电负性差值更大,化学键中离子键占比更高,即离子键百分数,B错误;
C.Z为F,基态F原子电子排布式,电子的空间运动状态由原子轨道数目决定,1s、2s各1个轨道,2p有3个轨道,总计5个轨道,对应5种不同空间运动状态的电子,C错误;
D.为,中心S原子价层电子对数=4个σ键+0对孤电子对=4,根据价层电子对互斥理论,中心原子采取杂化,D错误;
故选A。
11. 高效氯氟氰菊酯是常用的低毒杀虫剂,其结构简式如下图所示:
下列有关该物质说法正确的是
A. 分子式为 B. 含3个手性碳原子
C. 不能发生水解反应 D. 1 mol该分子最多可与发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据该物质的结构简式可知,分子式为,A错误;
B.手性碳原子是指连有四个不同基团的饱和碳原子,该分子中,三元环上方的两个碳原子与酯基右侧的碳原子均连接四个不同的基团,含3个手性碳原子,B正确;
C.该物质含有酯基、氰基、卤素原子,均能发生水解反应,C错误;
D.该物质含两个苯环、一个碳碳双键、一个氰基,在合适的条件下均能与发生加成反应,1 mol该分子最多可与发生加成反应,D错误;
故答案选B。
12. 下列除杂所用的试剂或方法有错误的是
选项
被提纯物质
杂质
除杂试剂
方法
A
酸性KMnO4溶液
洗气
B
苯甲酸
泥沙、NaCl
水
重结晶
C
乙酸乙酯
乙酸
饱和碳酸钠溶液
萃取分液
D
CH≡CH
溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.会被酸性溶液氧化生成,引入新杂质,无法得到纯净的,A错误;
B.苯甲酸在水中溶解度随温度升高显著增大,溶解度受温度影响小,泥沙不溶于水,通过重结晶可除去杂质,B正确;
C.乙酸可与饱和碳酸钠溶液反应生成易溶于水的乙酸钠,且饱和碳酸钠溶液可降低乙酸乙酯的溶解度,乙酸乙酯与水不互溶,经萃取分液可除杂,C正确;
D.可与溶液反应生成沉淀被除去,不与反应也难溶于溶液,洗气可除杂,D正确;
故选A。
13. 为实现相关实验目的,某小组设计在试管中进行下列连续实验(加热等条件略去)
试剂甲产生现象
已知:苯酚与显色原理为:(苯酚)(紫色)
其中实验设计和预期现象都正确的是
选项
实验目的
甲
乙
丙
预期现象
A
证明某卤代烃中含有氯元素
卤代烃
NaOH溶液
AgNO3
有沉淀产生
B
证明丙烯醛中存在碳碳双键
丙烯醛(CH2=CHCHO)
新制悬浊液
溴水
溴水褪色
C
证明乙酰水杨酸的水解产物中存在酚羟基
乙酰水杨酸
()
稀硫酸
显紫色
D
证明与的性质不同
蒸馏水
KSCN
无红色出现
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.卤代烃在NaOH溶液中水解后溶液呈碱性,直接加溶液,会与反应生成沉淀,干扰检验,需先加稀硝酸酸化,A错误;
B.新制悬浊液与醛基反应需要加热,且反应后溶液呈碱性,溴水在碱性条件下会发生歧化反应褪色,无法证明是碳碳双键使溴水褪色,B错误;
C.乙酰水杨酸经稀硫酸水解后溶液酸性较强,大量使显色反应平衡逆向移动,无法显紫色,C错误;
D.中的Fe元素以形式存在,加入KSCN无红色出现,说明不存在自由,可证明二者性质不同,D正确;
故选D。
14. 锑酸亚铁的晶胞如图所示,其晶胞参数:边长为、、,夹角为;原子填充在原子形成的正八面体空隙中。
已知:为阿伏加德罗常数的值;;
以晶胞参数为依据(即以顶点为原点;、、为坐标轴间的夹角;a nm、a nm、c nm为坐标轴上的单位长度)建立三维坐标系,可标注晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。
下列说法错误的是
A. 该晶体的化学式为 B. Sb原子的配位数为6
C. 晶胞中点原子的分数坐标为 D. 该晶体的密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.据图可知一个晶胞中Sb原子处于棱上和内部,个数为;O原子位于表面和内部,个数为个;位于顶点和体心,个数为,所以锑酸亚铁的化学式为,A正确;
B.以位于晶胞内部的Sb原子为研究对象,距离Sb原子最近且相等的O原子的个数为6,Sb原子的配位数为6,B正确;
C.位于体心的Fe原子的分数坐标为,由晶胞结构可知,晶胞中W点Sb原子的原子分数坐标为,C错误;
D.据图可知一个晶胞中含有Sb原子的个数为,O原子的个数为个,的个数为,其晶胞参数分别为anm、anm、cnm,该晶体的密度为,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 已知、、、、、是原子序数依次增大的前四周期元素,其中、、为非金属元素,其它相关信息见下表。
X
宇宙中含量最多的元素
Y
最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同
Z
基态原子价层电子排布是
M
核外只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子
N
与的最高能层数相同,且其最外层电子数等于其能层数
P
最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对
回答下列问题:
(1)P元素位于周期表的___________区。
(2)下表是六种元素中某种元素的部分电离能,由此判断该元素是___________(用相应的元素符号作答),其基态原子的价电子轨道表示式为___________。
元素
电离能/()
某种元素
578
1817
2745
11575
14830
(3)已知:原子总数和价电子总数均相等的两种粒子互为等电子体。等电子体通常具有相似的化学键特征和空间结构。现有和形成的一种化合物,试用等电子体知识预测该化合物中阴离子的空间构型为___________。
(4)由元素组成的两种单质、,其分子极性存在差异。试从相似相溶原理角度判断相同条件下两者在水中的溶解度:___________(填“>”或“<”)。
(5)由Y和Z组成的一种化合物,在固态时由两种离子构成,它的六方晶胞及其体对角截面图如下:
该化合物的化学式为___________,1处与3处的Y原子核间距为___________。
【答案】(1)ds (2) ①. Al ②.
(3)直线形 (4)<
(5) ①. 或 ②.
【解析】
【分析】X为宇宙中最多的元素,因此X为H;Z基态原子价层电子排布是并且原子序数大于H,因此n=2,Z的原子价层电子排布是,Z为O;Y的原子序数小于O,并且最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,因此Y为N;M的原子序数大于O,核外只有两种形状的电子云,最外层只有一种自旋方向的电子,M是Na,N与的最高能层数相同,且其最外层电子数等于其能层数,因此N为Al;P的最外层只有一个电子,其次外层内的所有轨道的电子均成对,因此P为Cu,由此解答;
【小问1详解】
由分析可知,P为Cu,铜是第29号元素,其价电子排布为,因此位于元素周期表的ds区;
【小问2详解】
根据电离能的变化,可以发现,说明失去3个电子达到稳定结构,因此该元素只能是六种元素中的Al,铝的价电子排布为,因此基态的价电子轨道表达式为;
【小问3详解】
由分析可知,为,该化合物中的阴离子为,根据等电子理论,和二氧化碳为等电子体,二氧化碳为直线型sp杂化,因此的空间构型为直线形;
【小问4详解】
由分析可知,Z元素为O,因此为氧气,为臭氧;氧气为非极性分子,而臭氧为极性分子,由于水为极性分子,根据相似相溶原理,氧气在水中的溶解度小于臭氧在水中的溶解度;
【小问5详解】
由分析可知,Y和Z在晶胞中的两种离子为和,观察六方晶胞可知,的数量为个,而的数量为2个,因此该物质中和数量相同,因此化学式为;1处和3处Y原子位于同一平面,根据投影图可知,两个原子之间的距离为长对角线的,因此间距为。
【点睛】
16. 配合物是中学阶段常见的化合物。回答下列问题。
Ⅰ.某同学设计以下实验,探究配合物的形成与转化。
(1)胆矾的化学式为___________,其中包含的化学键类型有___________(填序号)。
a.共价键 b.离子键 c.配位键 d.氢键 e.金属键
(2)写出④中生成深蓝色溶液的离子方程式:___________,每1 mol该反应生成的配合物中的阳离子所含的σ键为___________mol。
(3)加入乙醇后析出沉淀的原因是___________。
Ⅱ.某钴的稳定配合物的组成可表示为:,为进一步确定其离子构成情况,同学们进行如下探究:
(4)查阅资料:Co(Ⅲ)通常会形成配位数为6的稳定离子,如,其空间结构为如图2所示的正八面体结构。若其中有2个被取代,所形成的的结构有___________种。
(5)定量分析:用的溶液滴定的的水溶液。用传感器记录溶液电导率与滴加溶液体积的变化关系,得到如图3的曲线。综合以上信息,该配合物在水溶液中电离产生的阳离子的化学式为:___________。
【答案】(1) ①. ②. abc
(2) ①. ②. 16
(3)减小溶剂极性,降低极性溶质的溶解度,促进溶质析出
(4)2 (5)
【解析】
【小问1详解】
胆矾的化学式为;在胆矾中,与之间存在离子键,内部的S与O之间、内部的H与O之间存在共价键,与之间存在配位键,虽然胆矾中存在氢键,但氢键属于分子间作用力,不属于化学键,故答案选abc。
【小问2详解】
蓝色沉淀为,加入过量氨水后,与反应生成深蓝色的四氨合铜络离子,离子方程式为。生成的配合物阳离子为,其中与4个形成4个配位键(配位键属于键),每个 分子中含有3个N-H 键,故每1 mol该反应生成的配合物中的阳离子所含的σ键为。
【小问3详解】
是离子化合物,在极性较强的水中溶解度较大,乙醇的极性比水弱,加入乙醇后溶剂的极性降低,使得 的溶解度减小,从而析出深蓝色晶体。
【小问4详解】
正八面体结构的中,6个顶点位置等效,当2个被取代时,2个可以处于相邻位置(顺式结构)或相对位置(反式结构),因此共有2种结构。
【小问5详解】
由图3可知,当加入溶液时电导率最低,此时外界的恰好完全沉淀。消耗的,而配合物X的物质的量。因此电离出,说明X的外界有2个,内界有1个和5个。故该配合物的化学式为,其电离产生的阳离子化学式为。
17. 有机合成涉及众多重要的人名反应,在制备中应用广泛。
(1)+称为Diels-Alder反应,又称双烯合成。由环戊二烯合成金刚烷的流程如下:
①金刚烷的分子式为___________。
②二聚环戊二烯的结构简式为___________。
③是由烯烃A通过自身的Diels-Alder反应得到,则A的名称为___________。
(2)RX称为格氏反应。以和有机物为主要原料进行格氏反应:,若为芳香族化合物,分子式为,其核磁共振氢谱和质谱分析结果分别如下图1、2所示,则B的分子式为___________,产物C的结构简式为___________。
(3)CH3CHO+ CH3CHOCH2=CHCH2CHO,称为Aldol缩合反应,又称羟醛缩合反应。现以有机物D和甲醛为原料合成G的流程如下:
①D的结构简式为___________。
②F与新制氢氧化铜悬浊液反应的化学方程式为___________。
③已知能发生:,具有六元环状结构,的结构简式为___________。
【答案】(1) ①. ②. ③. 2-甲基-1,3-丁二烯或异戊二烯
(2) ①. ②. 或
(3) ①. ②. +Cu(OH)2+NaOH+Cu2O↓+3H2O ③.
【解析】
【分析】(1)2分子发生Diels-Alder反应生成,与氢气加成生成,,在AlCl3条件下生成;
(3)根据E的结构简式可知,D为,与HCHO在碱性条件下发生加成反应生成,再消去生成,氧化生成,经多步反应转化为,据此分析;
【小问1详解】
①由金刚烷的结构简式可知,其分子式为;
②两个环戊二烯发生双烯合成,得到二聚环戊二烯,结构简式为;
③反应逆推,六元环中4个碳来自双烯体,剩余2个碳来自烯烃A,拆分得A结构为,系统命名为2-甲基-1,3-丁二烯或异戊二烯;
【小问2详解】
B的分子量为质谱最大质荷比120,结合分子式得,,分子式;核磁共振氢谱共4组峰,B符合的结构简式为或,格氏试剂和羰基加成,水解后得到C,则产物C的结构简式为或;
【小问3详解】
①逆推E结构,D与甲醛经羟醛缩合、脱水得到E,因此D为丙酮;
②F为,醛基被新制氢氧化铜氧化,碱性条件下反应为:;
③G为,两分子G发生酯化形成六元环二酯,结构为。
18. 佐米曲坦(化合物J)是治疗偏头痛的药物,其合成路线之一如下(部分反应条件省略):
(1)A的化学名称为___________,化合物E中官能团的名称为___________。
(2)B的结构简式为___________,C是否存在顺反异构:___________(填“是”或“否”)。
(3)由C到D的反应类型为___________。
(4)请写出该路线中由G生成H的化学方程式___________。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①含有 ②有1个手性碳原子 ③既能发生水解反应也能发生银镜反应
其中,核磁共振氢谱理论上有6组峰,且峰面积之比为的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。
【答案】(1) ①. 苯乙炔 ②. 氨基、酯基
(2) ①. ②. 是
(3)加成反应 (4)+COCl2+2HCl
(5) ①. 19 ②. 或或
【解析】
【分析】结合A的结构简式以及B 的分子式可知,A与HCN发生加成反应生成B为,B经过酸化得到C,结合C的分子式可知,C为,C与氨气发生加成反应生成D,D与甲醇发生酯化反应生成E,E发生硝化反应生成F,引入硝基,F发生还原反应生成G,结合H的分子式以及I的结构简式可推得H为,H发生还原反应生成I,I经系列反应生成J,据此分析解答。
【小问1详解】
由A的结构简式可知,A的化学名称为苯乙炔;E中官能团为氨基、酯基;
【小问2详解】
由分析知,B的结构简式为;C的结构简式为,碳碳双键两端的碳原子分别连接两个不同的原子或原子团,存在顺反异构;
【小问3详解】
由分析可知,C到D的反应类型为加成反应;
【小问4详解】
该路线中由G生成H的化学方程式为+COCl2+2HCl;
【小问5详解】
D为,同时满足下列条件的D的同分异构体:①含有, ②有1个手性碳原子,③既能发生水解反应也能发生银镜反应,说明为甲酸某酯,含有-OOCH结构,当上有1个取代基时,取代基可以是-CH(CH2CH3)OOCH、-CH(CH3)CH2OOCH、-CH2CH(CH3)OOCH,该六元环上有3种等效氢,故共有9种;当上有2个取代基时,可以是-CH3、-CH(CH3)OOCH,按照定一动一书写的思路,可以写出10种,综上所述,共19种。其中,核磁共振氢谱理论上有6组峰,且峰面积之比为3∶2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为、、。
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