内容正文:
都江堰市领川万汇实验学校2025-2026学年度下期高二3月考试
化学
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只将答题卡交回。
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷42分,第Ⅱ卷58分,共100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:F-19 Li-7 C-12 Na-23 Al-27 As-75 Cu-64 Zn-65 Ga-70 Ni-59 La-139
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列现象与电子的跃迁没有直接关联的是
A.氢原子发光
B.霓虹灯发光
C.燃放烟花
D.钠与水剧烈反应
A. A B. B C. C D. D
2. 下列各组指定的元素,能形成型化合物的是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
3. 下列化学用语表示或说法正确的是
A. HBr中σ键的电子云轮廓图:
B. 基态As原子的电子排布式:
C. 基态原子轨道表示式:违背了洪特规则
D. 基态铍原子最外层的电子云轮廓图:
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 62g白磷(,正四面体)中共价键的数目为
B. 与充分反应后,容器内气体分子数大于
C. 1 L浓度为1 mol/L的溶液中含的数目为
D. 标准状况下,22.4 L HF中含有的分子数为
5. X、Y、Z、Q、R五种元素的原子序数依次递增。R的原子序数为29,其余均为短周期主族元素,Q原子的价层电子排布式为,X、Z原子p轨道上的电子数分别为2和4,下列说法不正确的是
A. 原子半径:X>Z
B. 基态的价层电子排布式:
C. 电负性:R<Q<X
D. 酸性:
6. 为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分别有1个、7个运动状态完全不同的电子,Y原子中各亚层的电子数相等,W原子最外层电子数是内层的3倍,R的原子半径是该周期主族元素中最大的。下列说法正确的是
A. 最高价含氧酸的酸性: B. 简单离子半径:
C. 得电子能力: D. 形成的化合物一定不含离子键
7. 下列说法正确的是 ( )
A. 气体单质中,一定有σ键,可能有π键
B. 基态C原子有两个未成对电子,所以最多只能形成2个共价键
C. 1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性所决定的
D. 所有的原子轨道都具有一定的伸展方向,因此所有的共价键都具有方向性
8. 下列分子或离子的中心原子为sp3杂化,且杂化轨道容纳1对孤电子对的是( )
A. CH4、NH3、H2O B. CO2、BF3、SO
C. C2H4、SO2、BeCl2 D. NH3、PCl3、N2H4
9. 用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是
A. SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B. BF3键角为120°,SiCl4键角大于120°
C. COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D. PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
10. 分析下表数据,有关说法错误的是
化学键
O-O
O=O
N-N
N=N
N≡N
键能
142
497.3
193
418
948
化学键
C-C
C=C
C≡C
C-H
H-H
键能
347.7
615
812
413.4
436
A. 不能发生加成反应是因为其中的σ键比π键更稳定
B.
C. O存在,N存在;同样,C可能存在
D. 键长:;同样的:
11. 化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量,如:H(g)+I(g)→H—I(g)+297kJ,即H—I的键能为297kJ·mol-1,也可以理解为破坏1molH—I需要吸收297kJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成,下表是一些键能数据(单位:kJ·mol-1):
键能
键能
键能
H-H
436
Cl-Cl
243
H-Cl
432
S=S
255
H-S
339
C-F
427
C-Cl
330
C-I
218
H-F
565
C-O
347
H-O
464
阅读上述信息,下列说法不正确的是
A. 键能越大,物质的热稳定性越强
B. 每生成2molHCl气体,则释放出185kJ能量
C. H—O的键能大于H—S的键能,所以H2O的溶沸点高于H2S的溶沸点
D. C—Br的键能应在218~330kJ·mol-1之间
12. 从微粒结构角度分析,下列说法错误的是
A. 的空间结构为直线形,中心原子的杂化方式为sp
B. H2CO3中C原子的杂化方式为sp2
C. 三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
D. (相当于中一个氧被硫替代)中心原子S的杂化方式为sp3
13. 六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起温室效应。下列有关六氯化硫的推测正确的是
A. 六氟化硫不能燃烧
B. 六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构
C. 六氟化硫在水中的溶解度>六氟化硫在CS2中的溶解度
D. 六氟化硫分子是极性分子
14. 化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂,其结构式如图所示,A能除去锅炉水中溶解的氧气。下列说法正确的是
A. A分子中所有原子都在同一平面内
B. A分子中所含的σ键与π键个数之比为10:1
C. A分子中C、N均为sp2杂化
D. A与足量O2反应生成CO2、N2、H2O的物质的量之比为1:2:3
15. 科学家进行了利用CaF2晶体中释放出的Ca2+和F-脱除硅烷的研究,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法正确的是
A. F、Si和Ca三种元素均位于元素周期表的p区
B. 键能:Si-O键>Si-Si键,因此自然界中硅元素以二氧化硅或硅酸盐形式存在为主
C. CaF2晶胞中,A处原子分数坐标为,则B处原子分数坐标为
D. 脱除硅烷反应速率高度依赖晶体提供自由氟离子的能力,因此脱除硅烷能力:
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 已知A、B、C、D是短周期元素,E、F、M是第四周期的元素,其相关信息如下:
元素
相关信息
A
电子只有一种自旋取向,是宇宙中含量最多的元素
B
原子最外层电子数是内层电子总数的2倍
C
元素的基态原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,C与D属于同一周期
D
元素的基态原子价层电子排布是nsnnp2n
E
第四周期元素基态原子中,未成对电子数最多
F
元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满
M
元素的基态原子最外层只有1个电子,且内层轨道全部充满
请回答下列问题:
(1)元素B的基态原子的价层电子轨道表示式为___________,元素E基态原子的价层电子排布式为___________,元素F位于___________区(填“s”或“p”或“d”或“ds”)。
(2)第一电离能:C___________D(填“>”或“<”)。
(3)B与D形成的中,其中心原子杂化轨道类型是___________,该离子的空间构型为___________。
(4)M单质和C的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应的离子方程式是___________,
(5)元素F与M的第二电离能分别为,,的原因是___________。
17. 研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_______和_______。
(2)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点: H2O_______CO2:(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在_______
(4)丙酮()分子中甲基中碳原子轨道的杂化类型是_______,1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为_______。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(5)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_______。
(6)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为_______。
18. 已知H与O可以形成 H2O和H2O2两种化合物。请完成下列空白:
(1)H2O内的O−H、水分子间的范德华力和氢键,从强到弱依次为___________。
(2)H+可与 H2O 形成H3O+,H3O+中O采用___________杂化。H3O+中H−O−H键角比H2O中的___________,原因为___________。
(3)H2O2是常用的氧化剂,其分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。H2O2的电子式是___________,结构式是___________。H2O2是含有___________键和___________键的___________分子(填"极性"或"非极性")。H2O2能与水混溶,却不溶于CCl4。请予以解释:___________。
19. 碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60.、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为_______。
(2)石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式_______。
(3)C60属于_______晶体。
(4)石墨晶体中,层内C-C键的键长为142 pm,而金刚石中C-C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C-C间的σ键,而石墨层内的C-C间不仅存在σ键,还有_______键。
(5)若金刚石晶胞的晶胞参数a=365.6 pm,其密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
(6)Ge与C是同族元素,比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因_______。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
(7)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
关于这两种晶体的说法,正确的是_______(填序号)。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
c.两种晶体中的B-N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
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都江堰市领川万汇实验学校2025-2026学年度下期高二3月考试
化学
考试时间:75分钟 试卷满分:100分
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只将答题卡交回。
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。第Ⅰ卷42分,第Ⅱ卷58分,共100分,考试时间75分钟。
可能用到的相对原子质量:F-19 Li-7 C-12 Na-23 Al-27 As-75 Cu-64 Zn-65 Ga-70 Ni-59 La-139
第Ⅰ卷(选择题 共45分)
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45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. 下列现象与电子的跃迁没有直接关联的是
A.氢原子发光
B.霓虹灯发光
C.燃放烟花
D.钠与水剧烈反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.氢原子发光是氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时以光的形式释放能量产生的,与电子跃迁有直接关联,A不符合题意;
B.霓虹灯发光是稀有气体原子的核外电子在通电时吸收能量跃迁到高能级,再从高能级跃迁回低能级时释放光能产生的,与电子跃迁有直接关联,B不符合题意;
C.燃放烟花时呈现不同颜色是金属元素的焰色反应,本质是金属原子核外电子跃迁释放不同波长的光导致的,与电子跃迁有直接关联,C不符合题意;
D.钠与水剧烈反应是化学反应中发生了电子的转移(钠失电子、水中氢得电子),不存在原子核外电子在能级间的跃迁过程,与电子跃迁没有直接关联,D符合题意;
故选D。
2. 下列各组指定的元素,能形成型化合物的是
A. 和 B. 和
C. 和 D. 和
【答案】D
【解析】
【详解】A.和,前者为C,后者为O,不能形成C2O2,故A不符合题意;
B.和,前者为S,后者为O,不能形成S2O2,故B不符合题意;
C.和,前者为Mg,后者为F,不能形成Mg2F2,只能形成MgF2,故C不符合题意;
D.和,前者为Na,后者为O,能形成Na2O2,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
3. 下列化学用语表示或说法正确的是
A. HBr中σ键的电子云轮廓图:
B. 基态As原子的电子排布式:
C. 基态原子轨道表示式:违背了洪特规则
D. 基态铍原子最外层的电子云轮廓图:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HBr中σ键是H的s电子和Br的p电子头碰头形成的,电子云轮廓图:,A错误;
B.As为33号元素,基态As原子的电子排布式:,B错误;
C.洪特规则是指在相同能量的轨道上,电子总是尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同;基态原子轨道表示式:违背了洪特规则,C正确;
D.基态铍原子核外电子排布为1s22s2,最外层的电子云轮廓图为球形,D错误;
故选C。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 62g白磷(,正四面体)中共价键的数目为
B. 与充分反应后,容器内气体分子数大于
C. 1 L浓度为1 mol/L的溶液中含的数目为
D. 标准状况下,22.4 L HF中含有的分子数为
【答案】B
【解析】
【详解】A.62g白磷()的物质的量为,每个分子含6条P-P共价键,因此共价键总数为,而非,A错误;
B.反应为可逆反应,不能进行到底,若完全反应,气体总物质的量为,因反应可逆,实际气体物质的量大于,即大于,B正确;
C.溶液中会发生水解:,水解导致数目小于,C错误;
D.标准状况下,为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,因此的分子数远大于,D错误;
故答案选B。
5. X、Y、Z、Q、R五种元素的原子序数依次递增。R的原子序数为29,其余均为短周期主族元素,Q原子的价层电子排布式为,X、Z原子p轨道上的电子数分别为2和4,下列说法不正确的是
A. 原子半径:X>Z
B. 基态的价层电子排布式:
C. 电负性:R<Q<X
D. 酸性:
【答案】B
【解析】
【分析】R的原子序数为29,即为Cu;X、Y、Z、Q的原子序数依次递增,均为短周期元素,Q原子的价层电子排布式为,根据电子排布规律,同一能层的电子先填充s轨道再填充p轨道,故s轨道已填满,可得n=2,因为第一能层只有s能级,且,所以能够判断m=3,,Q元素为Si;X、Z原子p轨道上的电子数分别为2和4,则X元素为C,Z元素为O,Y元素为N;
【详解】A.同周期元素原子半径从左至右依次减小,故原子半径C>O,A项正确;
B.Cu的价层电子排布式为,则的价层电子排布式为,B项错误;
C.元素电负性变化规律为同周期元素从左至右电负性依次增强,同主族元素从上至下电负性依次减弱,金属元素电负性弱于非金属元素,则电负性强弱顺序为O>N>C>Si>Cu,C项正确;
D.元素电负性越强,非金属性越强,对应最高价氧化物的水化物酸性越强,则,D项正确;
故答案选B。
6. 为原子序数依次增大的短周期主族元素。X、Z原子中分别有1个、7个运动状态完全不同的电子,Y原子中各亚层的电子数相等,W原子最外层电子数是内层的3倍,R的原子半径是该周期主族元素中最大的。下列说法正确的是
A. 最高价含氧酸的酸性: B. 简单离子半径:
C. 得电子能力: D. 形成的化合物一定不含离子键
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、R为原子序数依次增大的短周期主族元素,X、Z原子中分别有1、7个运动状态完全不同的电子,则X、Z原子序数为1、7,则X是H元素、Z是N元素;Y原子中各亚层的电子数相等,则Y为C元素;R的原子半径是该周期主族元素中最大的,则R是Na元素;W原子最外层电子数是内层的3倍,则W为O元素。
【详解】A.氧元素的非金属性强,不存在正化合价,故A错误;
B.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越大,所以氧离子的离子半径大于钠离子,故B正确;
C.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,得电子能力依次增强,则得电子能力的顺序为O>N>C,故C错误;
D.H、N、O三种元素可以形成含有离子键的离子化合物硝酸铵或亚硝酸胺,故D错误;
故选B。
7. 下列说法正确的是 ( )
A. 气体单质中,一定有σ键,可能有π键
B. 基态C原子有两个未成对电子,所以最多只能形成2个共价键
C. 1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性所决定的
D. 所有的原子轨道都具有一定的伸展方向,因此所有的共价键都具有方向性
【答案】C
【解析】
【详解】分析:A.惰性气体为单原子分子;B.基态C原子有两个未成对电子,但可杂化形成4个等同的sp3杂化轨道;C.N最外层有5个电子,未成对电子数为3;D.s电子在形成共价键时,没有方向性.
解析:A. 惰性气体为单原子分子,没有化学键,故A错误;B. 基态C原子有两个未成对电子,但可杂化形成4个等同的sp3杂化轨道,可形成4个共价键,故B错误;C. N最外层有5个电子,未成对电子数为3,则1个N原子最多只能与3个H原子结合形成NH3分子,是由共价键的饱和性决定的,故C正确;D. s电子在形成共价键时,没有方向性,则不能所有的共价键都具有方向性,如p−p电子重叠需具有方向性,故D错误;故选C。
8. 下列分子或离子的中心原子为sp3杂化,且杂化轨道容纳1对孤电子对的是( )
A. CH4、NH3、H2O B. CO2、BF3、SO
C. C2H4、SO2、BeCl2 D. NH3、PCl3、N2H4
【答案】D
【解析】
【详解】A. CH4、NH3、H2O中心原子都为sp3杂化,CH4中没有孤电子对,NH3中有一对孤电子对,H2O中有2对孤电子对,A不和符合题意。
B. CO2中心原子为sp杂化没有孤电子对,BF3中心原子为sp2杂化没有孤电子对,SO中心原子为sp3杂化没有孤电子对,B不合符题意。
C. C2H4中心原子为sp2杂化没有孤电子对,SO2中心原子为sp2杂化有一个孤电子对,BeCl2中心原子为sp杂化,没有孤电子对,C不符合题意。
D. NH3、PCl3、N2H4中心原子都为sp3杂化,且杂化轨道容纳1对孤电子对,D符合题意。
9. 用价层电子对互斥理论(VSEPR)可以预测许多分子或离子的空间构型,有时也能用来推测键角大小,下列判断正确的是
A. SO2、CS2、HI都是直线形的分子
B. BF3键角为120°,SiCl4键角大于120°
C. COCl2、BF3、SO3都是平面三角形的分子
D. PCl3、NH3、PCl5都是三角锥形的分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.SO2中价层电子对个数=2+(6-2×2)÷2=3且含有1个孤电子对,所以二氧化硫为V型结构,CS2、HI为直线形结构,A项错误;
B.BF3中价层电子对个数=3+(3-3×1)÷2=3,所以为平面三角形结构;SiCl4中价层电子对个数=4+(4-4×1)÷2=4,为正四面体形结构,所以BF3键角为120°,SiCl4的键角等于109°28′,小于120°,B项错误;
C.COCl2、BF3、SO3中中心原子价层电子对个数都是3且不含孤电子对,所以这三种分子都是平面三角形结构,C项正确;
D.NH3、PCl3中价层电子对个数=3+(5-3×1)÷2=4且含有一个孤电子对,所以NH3、PCl3为三角锥形结构;PCl5中价层电子对个数=5+(5-5×1)÷2=5且不含孤电子对,为三角双锥结构,D项错误;
答案选C。
10. 分析下表数据,有关说法错误的是
化学键
O-O
O=O
N-N
N=N
N≡N
键能
142
497.3
193
418
948
化学键
C-C
C=C
C≡C
C-H
H-H
键能
347.7
615
812
413.4
436
A. 不能发生加成反应是因为其中的σ键比π键更稳定
B.
C. O存在,N存在;同样,C可能存在
D. 键长:;同样的:
【答案】A
【解析】
【详解】A.键能为948,远大于键能(193)的3倍,说明中π键比σ键更稳定,且不是不能发生加成反应,只是反应难度大,A错误;
B.反应焓变反应物总键能生成物总键能,代入数据计算得,B正确;
C.O最外层有6个电子,共用2对电子达到8电子稳定结构,故存在;N最外层有5个电子,共用3对电子达到8电子稳定结构,故存在;C最外层有4个电子,可通过sp杂化形成(如乙炔分子),C正确;
D.键能越大键长越短,结合表中键能数据可知键长:,,D正确;
故选A。
11. 化学键的键能是指气态原子间形成1mol化学键时释放的能量,如:H(g)+I(g)→H—I(g)+297kJ,即H—I的键能为297kJ·mol-1,也可以理解为破坏1molH—I需要吸收297kJ的热量。化学反应的发生可以看成旧化学键的破坏和新化学键的形成,下表是一些键能数据(单位:kJ·mol-1):
键能
键能
键能
H-H
436
Cl-Cl
243
H-Cl
432
S=S
255
H-S
339
C-F
427
C-Cl
330
C-I
218
H-F
565
C-O
347
H-O
464
阅读上述信息,下列说法不正确的是
A. 键能越大,物质的热稳定性越强
B. 每生成2molHCl气体,则释放出185kJ能量
C. H—O的键能大于H—S的键能,所以H2O的溶沸点高于H2S的溶沸点
D. C—Br的键能应在218~330kJ·mol-1之间
【答案】C
【解析】
【详解】A.键能越大,破坏该物质中的化学键所需能量越多,物质的热稳定性越强,A正确;
B.生成HCl气体的化学方程式为H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g),1mol氢气和1mol氯气反应可以生成2molHCl气体,根据题目所给数据可知,断键共吸收(436+243)kJ=679kJ,成键共释放432kJ×2=864kJ能量,所以每生成2molHCl气体,则释放出864kJ-679kJ=185kJ能量,B正确;
C.H2O和H2S的沸点与键能大小无关,H2O的溶沸点高于H2S的溶沸点是因为水分子间存在氢键,C错误;
D.Br原子半径介于Cl和I之间,则C—Br的键能应在C-Cl和C-I键的键能之间,即218~330kJ·mol-1之间,D正确;
综上所述答案为C。
12. 从微粒结构角度分析,下列说法错误的是
A. 的空间结构为直线形,中心原子的杂化方式为sp
B. H2CO3中C原子的杂化方式为sp2
C. 三氧化硫有单分子气体和三聚分子固体()两种存在形式,两种形式中S原子的杂化轨道类型相同
D. (相当于中一个氧被硫替代)中心原子S的杂化方式为sp3
【答案】C
【解析】
【详解】A.与CO2是等电子体,根据二氧化碳的空间结构,可知为直线形,中心原子的杂化方式为sp,故A正确;
B.H2CO3中C原子形成3个σ键,无孤电子对,杂化方式为sp2,故B正确;
C.三氧化硫有单分子气体中S原子有3个价电子对,采用sp2杂化,三聚三氧化硫分子固体()中S原子形成4个σ键,S原子采用sp3杂化,故C错误;
D.(相当于中一个氧被硫替代)中心原子S原子形成4个σ键,杂化方式为sp3,故D正确;
选C。
13. 六氟化硫分子呈正八面体形(如图所示),在高电压下仍有良好的绝缘性,在电器工业方面有着广泛的用途,但逸散到空气中会引起温室效应。下列有关六氯化硫的推测正确的是
A. 六氟化硫不能燃烧
B. 六氟化硫中各原子均达到8电子稳定结构
C. 六氟化硫在水中的溶解度>六氟化硫在CS2中的溶解度
D. 六氟化硫分子是极性分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.SF6中F为-1价,则S为+6价,S元素不能再失电子,所以不能被氧化,则六氟化硫不易燃烧生成二氧化硫,故A正确;
B.根据图片知,每个F原子和S原子形成一对共用电子对,每个S原子和六个F原子形成六对共用电子对,所以F原子都达到8电子稳定结构,但S原子最外层达到12电子,故B错误;
C.六氟化硫分子是非极性分子,水是极性溶剂,CS2是非极性溶剂,根据相似相溶原理,六氟化硫在水中的溶解度小于六氟化硫在CS2中的溶解度,故C错误;
D.该分子为正八面体结构,正负电荷中心重合,为非极性分子,故D错误;
故选A。
14. 化合物A是近年来采用的锅炉水添加剂,其结构式如图所示,A能除去锅炉水中溶解的氧气。下列说法正确的是
A. A分子中所有原子都在同一平面内
B. A分子中所含的σ键与π键个数之比为10:1
C. A分子中C、N均为sp2杂化
D. A与足量O2反应生成CO2、N2、H2O的物质的量之比为1:2:3
【答案】D
【解析】
【详解】A.由于氨气分子空间结构为三角锥形,即氮原子与所连的三个原子不在同一平面,所以A分子中所有原子不可能共平面,A错误;
B.共价单键都是σ,共价双键中一个是σ键,一个是π键。根据A结构式可知:在1个A分子中含有11个σ键和1个π键,σ键与π键个数之比为11:1,B错误;
C.A分子中N原子价层电子对数为3+=4,所以N原子杂化类型为sp3杂化,C错误;
D.根据质量守恒定律可知:1 mol A与足量O2反应生成CO2、N2、H2O的物质的量分别为1 mol、2 mol、3 mol,则A与足量O2反应生成CO2、N2、H2O的物质的量之比为1:2:3,D正确;
故合理选项是D。
15. 科学家进行了利用CaF2晶体中释放出的Ca2+和F-脱除硅烷的研究,拓展了金属氟化物材料的生物医学功能。下列说法正确的是
A. F、Si和Ca三种元素均位于元素周期表的p区
B. 键能:Si-O键>Si-Si键,因此自然界中硅元素以二氧化硅或硅酸盐形式存在为主
C. CaF2晶胞中,A处原子分数坐标为,则B处原子分数坐标为
D. 脱除硅烷反应速率高度依赖晶体提供自由氟离子的能力,因此脱除硅烷能力:
【答案】B
【解析】
【详解】A.F、Si位于元素周期表的p区,Ca位于元素周期表的s区,故A错误;
B.硅属于亲氧元素,Si元素的半径大于O元素,则键长:Si—O<Si—Si,键能:Si—O>Si—Si,所以硅在自然界中不能以单质存在,主要以二氧化硅和硅酸盐存在,故B正确;
C.B处位于底面面心,坐标为(,,),故C错误;
D.根据该选项所描述的情况,可知与氟原子结合能力越弱,则脱硅能力越强,所以同主族金属元素原子半径越大,与氟原子的结合能力越弱,所以脱硅能力应该是氟化钡大于氟化钙大于氟化镁,故D错误;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题 共55分)
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 已知A、B、C、D是短周期元素,E、F、M是第四周期的元素,其相关信息如下:
元素
相关信息
A
电子只有一种自旋取向,是宇宙中含量最多的元素
B
原子最外层电子数是内层电子总数的2倍
C
元素的基态原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,C与D属于同一周期
D
元素的基态原子价层电子排布是nsnnp2n
E
第四周期元素基态原子中,未成对电子数最多
F
元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满
M
元素的基态原子最外层只有1个电子,且内层轨道全部充满
请回答下列问题:
(1)元素B的基态原子的价层电子轨道表示式为___________,元素E基态原子的价层电子排布式为___________,元素F位于___________区(填“s”或“p”或“d”或“ds”)。
(2)第一电离能:C___________D(填“>”或“<”)。
(3)B与D形成的中,其中心原子杂化轨道类型是___________,该离子的空间构型为___________。
(4)M单质和C的最高价氧化物对应水化物的稀溶液反应的离子方程式是___________,
(5)元素F与M的第二电离能分别为,,的原因是___________。
【答案】(1) ①. ②. 3d54s1 ③. d
(2)> (3) ①. sp2 ②. 平面三角形
(4)
(5)失去1个电子后Fe+的价电子排布式为3d64s1,失去1个电子后Cu+的价电子排布为3d10,此时Cu+的3d轨道处于全充满状态,更稳定,故Fe的第二电离能小于铜的第二电离能
【解析】
【分析】已知A、B、C、D是短周期元素,E、F、M是第四周期的元素;
A.电子只有一种自旋取向即只有1个电子,是宇宙中含量最多的元素,则为H;
B.最外层电子数是内层2倍,即内层2个,最外层4个,则为6号元素C;
C.元素的基态原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,且C与D属于同一周期,即元素的基态原子电子排布1s22s22p3,则为N;
D.元素的基态原子价层电子排布是nsnnp2n,则n=2,为1s22s22p4,为O;
E.第四周期未成对电子最多为Cr,价层电子排布式为3d54s1,含6个未成对电子,则E为Cr;
F:F是第四周期的元素,元素基态的正三价离子的3d轨道为半充满为Fe,正三价离子的3d轨道为3d5,则F为Fe;
M.M是第四周期的元素,元素的基态原子最外层只有1个电子,且内层轨道全部充满,则M为Cu;
【小问1详解】
元素C价层电子排布是2s22p2,基态原子的价层电子轨道表示式为 ,元素Cr基态原子的价层电子排布式为3d54s1,元素铁为26号元素,位于d区。
【小问2详解】
同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故第一电离能大小:N>O;
【小问3详解】
中C原子的价层电子对数为,不含孤电子对,为平面三角形结构,C原子采用sp2杂化;
【小问4详解】
铜单质和氮的最高价氧化物对应水化物的稀溶液稀硝酸反应生成硝酸铜和NO、水,反应的离子方程式是;
【小问5详解】
失去1个电子后Fe+的价电子排布式为3d64s1,失去1个电子后Cu+的价电子排布为3d10,此时Cu+的3d轨道处于全充满状态,更稳定,故Fe的第二电离能小于铜的第二电离能。
17. 研究发现,在CO2低压合成甲醇反应(CO2+3H2=CH3OH+H2O)中,Co氧化物负载的Mn氧化物纳米粒子催化剂具有高活性,显示出良好的应用前景。回答下列问题:
(1)CO2和CH3OH分子中C原子的杂化形式分别为_______和_______。
(2)在CO2低压合成甲醇反应所涉及的4种物质中,沸点: H2O_______CO2:(填“大于”“小于”或“等于”)
(3)硝酸锰是制备上述反应催化剂的原料,Mn(NO3)2中的化学键除了σ键外,还存在_______
(4)丙酮()分子中甲基中碳原子轨道的杂化类型是_______,1 mol丙酮分子中含有σ键的数目为_______。(设NA为阿伏加德罗常数的值)
(5)C、H、O三种元素的电负性由小到大的顺序为_______。
(6)乙醇的沸点高于丙酮,这是因为_______。
【答案】(1) ①. sp ②. sp3
(2)大于 (3)离子键和π键
(4) ①. sp3 ②. 9NA
(5)H<C<O (6)乙醇分子间可以形成氢键
【解析】
【小问1详解】
CO2的结构式是O=C=O,碳原子的价层电子对数为,故杂化方式为sp杂化;CH3OH中,碳原子连有4个共价单键,价层电子对数为4,故杂化方式为sp3杂化;
【小问2详解】
四种物质固态时均为分子晶体,分子晶体的沸点主要取决于分子间作用力的大小,包括范德华力与氢键,范德华力主要考虑分子的极性和相对分子质量的大小,水与甲醇是极性分子,且分子间都存在氢键,水分子中氢键比甲醇多,二氧化碳与氢气均为非极性分子,二氧化碳的相对分子质量大,范德华力大,故沸点由高到低:H2O>CH3OH>CO2>H2,故答案为:大于;
【小问3详解】
硝酸锰是离子化合物,故存在离子键,在中,N原子的价层电子对数为,N为sp2杂化,离子的空间构型为平面三角形,N的5个价电子除去形成σ键的三个电子,还有未成键的2个电子,它与3个O的未成键电子,加上得到的一个电子,形成4中心6电子键;
【小问4详解】
单键都是σ键,双键中有一个σ键,一个π键,所以甲基中碳原子形成4个σ键,羰基中碳原子形成3个σ键,均没有孤对电子,甲基中碳原子的价层电子对数为4,碳原子采用sp3杂化,羰基中碳原子的价层电子对数为3,采用sp2杂化;丙酮分子中含有6个碳氢键,2个碳碳单键,1个碳氧双键,双键中含有一个σ键,所以分子中含有9个σ键,所以1mol丙酮分子中含有σ键的数目为9NA;
【小问5详解】
同周期从左到右,电负性逐渐增大,所以氧元素的电负性大于碳元素的电负性,而碳和氧在氢化物均表现负化合价,所以碳元素和氧元素的电负性均比氢元素的电负性大,故电负性由小到大顺序:H<C<O;
【小问6详解】
乙醇分子间存在氢键,而丙酮分子间不存在氢键,故乙醇的沸点高于丙酮。
18. 已知H与O可以形成 H2O和H2O2两种化合物。请完成下列空白:
(1)H2O内的O−H、水分子间的范德华力和氢键,从强到弱依次为___________。
(2)H+可与 H2O 形成H3O+,H3O+中O采用___________杂化。H3O+中H−O−H键角比H2O中的___________,原因为___________。
(3)H2O2是常用的氧化剂,其分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。H2O2的电子式是___________,结构式是___________。H2O2是含有___________键和___________键的___________分子(填"极性"或"非极性")。H2O2能与水混溶,却不溶于CCl4。请予以解释:___________。
【答案】(1)O−H>分子间氢键>范德华力
(2) ①. sp3 ②. 大 ③. H3O+中有1对孤对电子,H2O中有2对孤对电子,由于孤对电子对孤对电子的排斥力大于孤对电子对成对电子的排斥力,排斥力越大,使得成键键角越小
(3) ①. ②. H−O−O−H ③. 极性 ④. 非极性 ⑤. 极性 ⑥. H2O2和水都是极性分子,CCl4是非极性分子,根据“相似相溶”原理,则H2O2能与水混溶,不溶于CCl4
【解析】
【小问1详解】
H2O内的O−H、水分子间的范德华力和氢键,化学键的强度大于分子间氢键,氢键大于范德华力,因此从强到弱依次为O−H>分子间氢键>范德华力;故答案为:O−H>分子间氢键>范德华力。
【小问2详解】
H+可与 H2O 形成H3O+,H3O+中O原子价层电子对数为,采用sp3杂化。H3O+中有1对孤对电子,H2O中有2对孤对电子,由于孤对电子对孤对电子的排斥力大于孤对电子对成对电子的排斥力,排斥力越大,使得成键键角越小,因此H3O+中H−O−H键角比H2O中的大;故答案为:sp3;大;H3O+中有1对孤对电子,H2O中有2对孤对电子,由于孤对电子对孤对电子的排斥力大于孤对电子对成对电子的排斥力,排斥力越大,使得成键键角越小。
【小问3详解】
H2O2是常用的氧化剂,其分子结构如图所示,两个氢原子犹如在半展开的书的两面上。H2O2中氢与氧形成一对共用电子,氧和氧形成一对共用电子,其电子式是,根据一对共用电子用一根“−”表示,则H2O2结构式是H−O−O−H。根据同种元素形成非极性键,不同种元素形成极性共价键,H2O2不是中心对称,因此H2O2是含有极性键和非极性键的极性分子。H2O2和水都是极性分子,CCl4是非极性分子,根据“相似相溶”原理,则H2O2能与水混溶,不溶于CCl4;故答案为:;H−O−O−H;极性;非极性;极性;H2O2和水都是极性分子,CCl4是非极性分子,根据“相似相溶”原理,则H2O2能与水混溶,不溶于CCl4。
19. 碳元素的单质有多种形式,下图依次是C60、石墨和金刚石的结构图:
回答下列问题:
(1)金刚石、石墨、C60.、碳纳米管等都是碳元素的单质形式,它们互为_______。
(2)石墨烯(指单层石墨)中碳原子的杂化形式_______。
(3)C60属于_______晶体。
(4)石墨晶体中,层内C-C键的键长为142 pm,而金刚石中C-C键的键长为154 pm。其原因是金刚石中只存在C-C间的σ键,而石墨层内的C-C间不仅存在σ键,还有_______键。
(5)若金刚石晶胞的晶胞参数a=365.6 pm,其密度为_______g·cm-3(列出计算式即可)。
(6)Ge与C是同族元素,比较下列锗卤化物的熔点和沸点,分析其变化规律及原因_______。
GeCl4
GeBr4
GeI4
熔点/℃
−49.5
26
146
沸点/℃
83.1
186
约400
(7)氮化硼(BN)晶体有多种相结构。六方相氮化硼是通常存在的稳定相,与石墨相似,具有层状结构,可作高温润滑剂。立方相氮化硼是超硬材料,有优异的耐磨性。它们的晶体结构如图所示。
关于这两种晶体的说法,正确的是_______(填序号)。
a.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
b.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
c.两种晶体中的B-N键均为共价键
d.两种晶体均为分子晶体
【答案】(1)同素异形体
(2)sp2 (3)分子
(4)π (5)
(6)GeCl4、GeBr4、GeI4熔、沸点依次升高,主要原因是它们都形成分子晶体,分子结构相似,相对分子质量依次增大,分子间的作用力依次增大
(7)bc
【解析】
【小问1详解】
金刚石、石墨、C、碳纳米管等都是由碳元素形成的不同单质,它们互为同素异形体。
【小问2详解】
石墨烯(单层石墨)中,每个碳原子与周围3个碳原子形成3个 键,没有孤电子对,价层电子对数为3,故碳原子的杂化形式为sp。
【小问3详解】
C 是由 C 分子通过分子间作用力结合而成的,熔沸点较低,属于分子晶体。
【小问4详解】
石墨层内的碳原子采用sp杂化,除了形成 键外,未参与杂化的p轨道上的电子还形成了大 键,使得碳碳键具有一定的双键性质,因此键长比金刚石中的纯 键更短。
【小问5详解】
金刚石晶胞中含有的碳原子数为 。晶胞的体积 ,则其密度 。
【小问6详解】
GeCl、GeBr、GeI 均为正四面体构型的分子,形成分子晶体。对于组成和结构相似的分子晶体,相对分子质量越大,分子间作用力(范德华力)越强,克服分子间作用力所需的能量越高,因此它们的熔、沸点依次升高。
【小问7详解】
a.立方相氮化硼结构类似金刚石,原子间以单键相连,只含有 键,不含 键,属于共价晶体,硬度大,故a错误;
b.六方相氮化硼结构类似石墨,层与层之间依靠微弱的分子间作用力结合,容易滑动,所以质地软,故b正确;
c.B和N均为非金属元素,两种晶体中的B-N键均为共价键,故c正确;
d.立方相氮化硼为共价晶体,六方相氮化硼为混合型晶体,均不是分子晶体,故d错误。
综上所述,说法正确的是bc。
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