内容正文:
广州市育才中学2025学年第二学期期中考试
高二化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Br-80 Cu-64 Se-79
第I卷(选择题,共44分)
一、单项选择题(本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 二十大报告指出,我国在一些关键核心技术实现突破,载人航天、探月探火、深海深地探测、超级计算机、卫星导航等领域取得重大成果。下列说法错误的是
A.“天问一号”使用了SiO2气凝胶,SiO2是共价晶体
B.天和核心舱使用了新型SiC,SiC俗称金刚砂
C.“奋斗者”号潜水艇原料中的46Ti与47Ti互为同素异形体
D.北斗导航卫星的太阳能电池含砷化镓器件,砷是p区元素
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.是原子和原子通过共价键形成空间网状结构的共价晶体,A正确;
B.俗称金刚砂,属于耐高温的新型无机非金属材料,可用于核心舱的制造,B正确;
C.与是质子数相同、中子数不同的同种元素的不同原子,二者互为同位素,C错误;
D.基态砷原子的价层电子排布为,位于周期表第四周期第ⅤA族,属于p区元素,D正确;
故选C。
2. 作为研究化学的工具,化学用语也是一种国际性的科技语言。下列化学用语或图示表达正确的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. Br原子的简化电子排布式:[Ar]3d104s24p6
C. NH3分子的 VSEPR模型为
D. 异戊烷的结构简式:(CH3)2CHCH2CH3
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液中,带正电,应吸引水分子中带负电的端,即朝向;带负电,应吸引水分子中带正电的端,即朝向,图示不符合该规律,A错误;
B.是35号元素,基态原子简化电子排布式为,选项给出的是的电子排布式,B错误;
C.中心原子价层电子对数为,VSEPR模型为四面体形,图示为的空间构型(三角锥形),不是VSEPR模型,C错误;
D.异戊烷系统命名为2-甲基丁烷,结构简式为,D正确;
因此答案选D。
3. PH3是一种无色剧毒气体,其分子结构和NH3相似,但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断正确的是
A. PH3分子呈正四面体
B. PH3分子是非极性分子
C. PH3分子稳定性低于NH3分子,因为N-H键键能高
D. PH3沸点低于NH3沸点,因为P-H键键能低
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子为三角锥形结构,分子结构与相似,也为三角锥形,不是正四面体,A错误;
B.为三角锥形,空间结构不对称,正负电荷重心不重合,属于极性分子,B错误;
C.分子稳定性由共价键键能决定,键能越大分子越稳定,键键能高于键,因此稳定性低于,C正确;
D.沸点由分子间作用力决定,分子间存在氢键,因此沸点高于,与共价键键能无关,D错误;
故选C。
4. 下列有关有机化学的化学用语不正确的是
A. 羟基的电子式为: B. 聚氯乙烯的结构简式:
C. 丙烯的键线式 D. 2,3-二甲基丁烷的键线式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.羟基中氧原子最外层有6个电子,与氢原子共用1对电子,剩余1个未成对电子,其电子式为,A正确;
B.聚氯乙烯是发生加聚反应的产物,反应后碳碳双键断裂变为单键,其结构简式为,B错误;
C.丙烯结构为,其键线式为,C正确;
D.2,3-二甲基丁烷主链含4个碳原子,2、3号碳上各连1个甲基,其键线式为,D正确;
故选B。
5. 已知黑火药爆炸时的反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,下列有关说法不正确的是
A. CO2不是电解质
B. N原子间以共价三键结合,键能大,故N2化学性质很稳定
C. 上述化学方程式涉及元素的电负性:N>O>S
D. KNO3与K2S晶体中,微粒间的作用力不完全相同
【答案】C
【解析】
【详解】A.溶于水时是与水反应生成的电离出离子导电,自身不能电离,属于非电解质,因此不是电解质,A正确;
B.分子中原子之间以共价三键结合,键能大,断裂共价键需要较高能量,因此化学性质很稳定,B正确;
C.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,因此电负性,同主族从上到下电负性逐渐减小,因此电负性,正确顺序为,C错误;
D.晶体中与之间为离子键,内部存在共价键;晶体中仅存在与S2-之间的离子键,因此二者微粒间作用力不完全相同,D正确;
故选C。
6. NA为阿伏加德罗常数,下列叙述中不正确的是
A. 1mol羟基(-OH)中所含电子数为10NA
B. 46gC2H6O分子中,含有的碳氢键数目不一定为5NA
C. 标准状况下,22.4LCHCl3分子中含有的键数为4NA
D. 1mol苯乙烯分子中含有碳碳双键数为NA
【答案】AC
【解析】
【详解】A.羟基为中性基团,1个羟基的电子数等于质子数之和,为,故1mol羟基所含电子数为,A错误;
B.存在乙醇和二甲醚两种同分异构体,1 mol乙醇含个碳氢键,1 mol二甲醚含个碳氢键,因此碳氢键数目不一定为,B正确;
C.标准状况下为液体,不能用标准状况下的气体摩尔体积计算其物质的量,22.4 L物质的量远大于1 mol,含有的键数远大于,C错误;
D.苯环中的化学键为介于单键和双键之间的特殊键,不含碳碳双键,1 mol苯乙烯仅侧链含有1 mol碳碳双键,故碳碳双键数为,D正确;
故选AC。
7. 下列有机物中,互为同分异构体的是
①;②;③;④;⑤;⑥;
A. ①② B. ②④ C. ③⑥ D. ③⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①,分子式为C5H12;
②分子式为C7H16;
③分子式为C5H10;
④分子式为C7H16;
⑤分子式为C5H8;
⑥分子式为C5H8;
②④、⑤⑥互为同分异构体,故选B;
8. 下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是
A. 苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷;甲烷与氯气混合后的光照反应
B. 乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在加热条件下反应;乙烯与水在一定条件下生成乙醇的反应
D. 乙烯生成聚乙烯的反应;在苯中滴入溴水,溴水层变无色
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷属于加成反应,甲烷与氯气混合后的光照反应属于取代反应,A不符合题意;
B.乙烯与溴的四氯化碳溶液反应属于加成反应,乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色属于氧化反应,B不符合题意;
C.苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在加热条件下的硝化反应属于取代反应,乙烯与水在一定条件下生成乙醇的反应属于加成反应,C符合题意;
D.乙烯生成聚乙烯的反应属于加聚反应,在苯中滴入溴水,溴水层变无色是萃取过程,属于物理变化,D不符合题意;
故选C。
9. 对某未知有机物进行质谱和核磁共振氢谱分析,结果如图所示。下列说法正确的是
A. 该物质的相对分子质量为31
B. 该物质的结构简式有可能是CH3OCH3
C. 该物质的分子中存在2种官能团
D. 该物质的分子中不同类型的氢原子个数之比为3:2:1
【答案】D
【解析】
【详解】A.质谱图中最大质荷比为46,因此该物质相对分子质量为46,A错误;
B.若该物质为二甲醚,则仅含1种等效氢,与核磁共振氢谱有3组峰的结果不符合,因此该物质的结构简式不可能是,B错误;
C.核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为3∶2∶1,即该物质有3种等效氢且每种等效氢的氢原子个数之比为3∶2∶1,再结合该物质相对分子质量为46,可推知该物质为,仅含羟基1种官能团,C错误;
D.核磁共振氢谱有3组峰,且峰面积之比为3∶2∶1,即分子中不同类型的氢原子个数之比为3∶2∶1,D正确;
故选D。
10. 关于下列实验装置,说法不正确的是
A.除去水中的溴单质
B.明矾大晶体的制备,把晶核悬挂在玻璃杯中央,使溶液缓慢降温
C.蒸发氯化钠溶液,制备氯化钠晶体
D.提纯含氯化钠的粗碘
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.图示为过滤装置,用于分离难溶性固体与液体,可溶于水,无法通过过滤除去水中的溴单质,A错误;
B.制备明矾大晶体时,将晶核悬挂在饱和明矾溶液中央,缓慢降温可使晶体缓慢规则生长,得到较大的晶体,B正确;
C.的溶解度随温度变化很小,可通过蒸发结晶得到晶体,图示蒸发操作使用蒸发皿、玻璃棒搅拌,操作规范,C正确;
D.易升华,加热时粗碘中的变为碘蒸气,在盛有冷水的烧瓶底部凝华得到纯净,难挥发,可实现提纯,D正确;
故选A。
11. 下列说法正确的是
A. 电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B. 通过X射线衍射实验确定苯分子内含有碳碳双键
C. 核电荷数为26的元素,原子核外价电子轨道表示式
D. 质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式为C5H12
【答案】C
【解析】
【详解】A.原子光谱包括发射光谱和吸收光谱,基态跃迁到激发态会产生吸收光谱,激发态跃迁到基态会产生发射光谱,并非仅激发态跃迁到基态才产生原子光谱,A错误;
B.X射线衍射实验可证明苯分子中碳碳键是介于单键和双键之间的特殊化学键,不存在碳碳双键,B错误;
C.核电荷数为26的元素是,价电子排布为,根据泡利原理和洪特规则,能级有1个轨道填充1对自旋相反的电子,剩余4个轨道各填充1个自旋相同的单电子,能级填充1对自旋相反的电子,与给出的轨道表示式一致,C正确;
D.相对分子质量为72的有机物分子式不一定为,例如的相对分子质量也为72,仅通过相对分子质量无法确定唯一分子式,D错误;
故选C。
12. 下表列出25℃时不同羧酸的pKa(即-lgKa)。根据表中的数据推测,结论不正确的是
羧酸
CH3COOH
CH2FCOOH
CH2ClCOOH
CH2BrCOOH
pKa
4.76
2.59
2.87
2.90
A. 酸性强弱:CH2ICOOH<CH2BrCOOH
B. 对键合电子的吸引能力强弱:F>Cl>Br
C. 25℃时的pKa大小:CHF2COOH<CH2FCOOH
D. 25℃时 0.1mol/L溶液的碱性强弱:CH3COONa<CH2ClCOONa
【答案】D
【解析】
【详解】A.电负性,卤原子吸电子能力,因此酸性弱于,A正确;
B.同主族元素从上到下电负性逐渐减小,对键合电子的吸引能力逐渐减弱,因此吸引能力,B正确;
C.是强吸电子基团,分子中原子个数越多,吸电子诱导效应越强,羧基中键极性越强,越易电离出,酸性越强,越小,因此的小于,C正确;
D.根据可知酸性,弱酸酸性越弱,其对应强碱弱酸盐的水解程度越大,相同浓度下溶液碱性越强,因此碱性,D错误;
因此答案选D。
13. 异辛烷,含量是汽油抗爆性能的重要指标,下列关于异辛烷说法正确的是
A. 易溶于水 B. 一氯代物有5种
C. 可由3种烯烃催化加氢制取 D. 不可由炔烃经催化加氢制取
【答案】D
【解析】
【详解】A.异辛烷属于烷烃,烃类均为疏水物质,难溶于水,A错误;
B.异辛烷()分子中共有4种等效氢原子,故其一氯代物有4种,B错误;C.烯烃催化加氢得到烷烃,要求烷烃中相邻两个碳原子上均连有氢原子,可形成键,异辛烷仅存在2种符合条件的位置,故仅可由2种烯烃催化加氢制取,C错误;
D.炔烃催化加氢得到烷烃,要求烷烃中相邻两个碳原子上均至少连有2个氢原子,可形成键,异辛烷不存在符合条件的相邻碳原子,故不可由炔烃催化加氢制取,D正确;
因此答案选D。
14. 某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 氢化物沸点: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. 基态原子的电子的空间运动状态有3种
【答案】D
【解析】
【分析】基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子,并且Z形成两个共价键,所以Z是O元素,M形成一个共价键,X形成四个共价键,则M是H元素,X是C元素,结合阴阳离子结构,以及M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,则知W是B元素,Y是N元素。
【详解】A.X的氢化物有常温下呈气态的CH4、呈液态的苯、呈固态的蒽等,Y的氢化物有常温下呈气态的NH3、呈液态的N2H4等,A错误;
B.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;原子半径:,B错误;
C.同周期从左到右,第一电离能呈逐渐增大的趋势,且第ⅡA族与第ⅤA族元素的第一电离能大于其右边相邻元素,所以B<C<O<N,C错误;
D.把电子在原子核外的一个空间运动状态称为一个原子轨道,因而空间运动状态个数等于轨道数;为B,基态B原子核外电子排布为1s22s22p1,基态原子的电子的空间运动状态有3种,D正确;
故选D。
15. 工业上可由乙苯生产苯乙烯:,下列有关说法正确的是
A. 用酸性高锰酸钾溶液可以区分乙苯和苯乙烯
B. 乙苯和苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多都为7
C. 1mol苯乙烯可与4mol氢气加成,加成产物的一氯代物共有6种
D. 乙苯和苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应和氧化反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙苯和苯乙烯都能被高锰酸钾氧化,不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别乙苯和苯乙烯,故A错误;
B.乙苯和苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多都为8,故B错误;
C.1mol苯乙烯可与4mol氢气加成,加成产物有6种等效氢,一氯代物共有6种,故C正确;
D.乙苯不能发生加聚反应,故D错误;
选C。
16. 薄荷醇卤代后的产物(X)可发生如下反应,据此可鉴别薄荷醇与新薄荷醇。下列有关说法错误的是
A. 有机物X中含有4个手性碳原子
B. 有机物Y、Z的分子式为,互为同分异构体
C. 该反应为消去反应,消去①号H原子的产物为Z
D. Y、Z分子质谱图上均存在质荷比数值为138的分子离子峰
【答案】A
【解析】
【详解】A.有机物X中含有3个手性碳原子,A错误;
B.有机物Y、Z含有10个C,18个H,分子式为,分子式相同,结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.该反应为消去反应生成碳碳双键,消去的是氯原子和邻位碳上的氢原子,由碳碳双键的位置可确定产物Z消去的是①号H原子,C正确;
D.Y、Z的分子式为,互为同分异构体,相对分子质量相同,故质荷比数值相同,均为138的分子离子峰,D正确;
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题,共56分)
17. 1,2-二溴乙烷可制造杀虫剂、药品等,也是有机合成的重要中间体。实验室用乙醇和浓硫酸反应制乙烯(含少量CO2、SO2),再用溴与之反应生成1,2-二溴乙烷。实验中用到下列仪器(短接口或橡皮管均已略去),回答下列问题:
(1)写出乙烯与溴反应的化学方程式:__________________________。
(2)气体流向从左到右:将B插入A①中,D接A②,A③接C,C→F→E→G。装置A中温度计水银球的位置应插入三颈烧瓶的_____________(填“液面以上”或“液面以下”)。若用分液漏斗代替装置D,由于装置内压强_______(填“大于”或“小于”)外界大气压,会导致液体不能顺利滴下。
(3)加热三颈烧瓶前,先将E与其前面连接装置断开以减少溴的损失,再加热,待温度升到约120℃时,连接E与其前面装置,并迅速升温至160~180℃,从D中慢慢滴加乙醇-浓硫酸混合液,保持乙烯气体均匀地通入装有3.20mL液溴(ρ=3.0g·cm-3)和3mL水的E试管,直至反应结束,判断反应结束的现象是____________________。
(4)将粗产品通过以下操作提纯得到1,2-二溴乙烷。
a.水洗涤
b.氢氧化钠溶液洗涤
c.过滤
d.用无水氯化钙干燥
e.蒸馏收集129~133℃馏分,最后得到7.896g的1,2-二溴乙烷
①粗品提纯的顺序是a→b→a→_____________(填序号)。
②1,2-二溴乙烷的产率为_____________。
(5)检验溴乙烷中含有溴元素,通常采用的实验方法与现象是:取少量溴乙烷于试管中,加入NaOH溶液并加热,静置冷却后,_____________。
【答案】(1)
(2) ①.
液面以下 ②.
大于 (3)
E试管中溶液颜色完全褪去
(4) ①.
d、c、e ②.
70% (5)
加入稀硝酸酸化,再滴加溶液,有淡黄色沉淀生成
【解析】
【分析】本实验的目的是制备1,2-二溴乙烷。装置A中乙醇和浓硫酸在170℃下发生消去反应生成乙烯,由于浓硫酸具有强氧化性和脱水性,会伴随副反应生成、等杂质气体。装置C为安全瓶,防止倒吸;装置F中盛有10% NaOH溶液,用于除去乙烯气体中混有的、等酸性杂质气体;纯净的乙烯进入装置E中与液溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷;由于溴易挥发且有毒,最后通过装置G中的稀碱液吸收尾气,防止污染环境。
【小问1详解】
乙烯含有碳碳双键,能与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,化学方程式为。
【小问2详解】
装置A中制备乙烯需要控制反应液的温度在170℃左右,因此温度计水银球应插入三颈烧瓶的液面以下。装置D为恒压滴液漏斗,其侧管能平衡漏斗内外压强;若改用普通分液漏斗,由于反应生成气体且体系受热膨胀,导致装置内压强大于外界大气压,会使得漏斗内的液体不能顺利滴下。
【小问3详解】
液溴为红棕色(或橙色),与乙烯反应生成的1,2-二溴乙烷为无色液体。当反应结束时,溴被完全消耗,因此判断反应结束的直观现象是E试管中溶液颜色完全褪去。
【小问4详解】
① 粗产品中含有未反应的溴、乙醇等杂质。提纯步骤为:先用水洗涤除去部分水溶性杂质(a),再用NaOH溶液洗涤除去残留的溴等酸性物质(b),接着再次用水洗涤除去残留的碱液(a),然后加入无水氯化钙进行干燥除水(d),过滤除去固体干燥剂(c),最后通过蒸馏收集129~133℃的馏分得到纯品(e)。故后续操作顺序为d、c、e。
② 3.20 mL液溴的质量为,其物质的量为。根据化学方程式,理论上生成1,2-二溴乙烷的物质的量也为0.06 mol,理论质量为。实际得到7.896 g,故产率为。
【小问5详解】
检验卤代烃中的卤素原子,需先在碱性条件下加热使其水解,将卤素原子转化为卤素离子()。静置冷却后,必须先加入稀硝酸酸化,以中和过量的NaOH,防止加入时生成沉淀干扰检验,然后再滴加溶液。若生成淡黄色沉淀(),则说明溴乙烷中含有溴元素。
18. 二氧化铈(CeO2)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示:
已知:①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,也能与结合成[CeSO4]2+;
②在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
回答下列问题:
(1)氧化焙烧中氧化的目的是_____________。
(2)“反萃取”中,在稀硫酸和H2O2的作用下Ce4+转化为Ce3+,反应的离子方程式为:_____________。
(3)向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,pH应大于__________时,Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。[已知Ksp [Ce(OH)3]=1.0×10-20,当时,认为Ce3+沉淀完全。]
(4)“氧化”步骤中氧化剂与还原剂物质的量之比为____________。
(5)氧化铈(CeO2)常用作玻璃工业添加剂,在其立方晶胞中掺杂Y2O3,Y3+占据原来Ce4+的位置,可以得到更稳定的结构,如图所示。
①已知M点原子的分数坐标为(0,0,0),则N点原子的分数坐标为____________。
②CeO2晶胞中与Ce4+距离最近的Ce4+的个数为____________。
【答案】(1)将+3价的Ce氧化为+4价,便于后续萃取分离
(2)
(3)9 (4)1:2
(5) ①. ②. 12
【解析】
【分析】将氟碳铈矿加入氧化剂进行焙烧。焙烧过程中,碳酸根分解产生,同时加入氧化剂将原料中的价铈氧化为 价铈。后加入盐酸,溶解焙烧后的固体。此时溶液中主要含有以及等杂质。加入萃取剂。根据已知信息,在硫酸体系中能被萃取剂萃取,而不能。酸浸后的溶液通过萃取,目的是将从水层转移到有机层中,从而实现与部分水溶性杂质的分离。得到含铈的有机层和弃去的水层。使用氟洗液洗涤有机层,可以洗去有机层中夹带的杂质。有机层加入和 进行反萃取得到含的水层。向含的水层中先加入氢氧化钠,将Ce3+转化为Ce(OH)3沉淀,过滤后在加入次氯酸钠,是强氧化剂,将Ce(OH)3氧化生成。过滤分离出 固体。将 进行加热分解。最终得到纯净的二氧化铈,据此解答;
【小问1详解】
氟碳铈矿的主要成分是,其中铈的化合价为 +3 价。根据已知信息②,在硫酸体系中能被萃取剂萃取,而不能。为了后续能通过萃取分离铈元素,需要将+3价的铈氧化为+4价。
【小问2详解】
“反萃取”时,在稀硫酸和的作用下,转化为。是氧化剂,被还原为,化合价从+4降至+3,得1个电子。是还原剂,在酸性条件下被氧化为,氧元素从-1价升至0价,失2个电子。根据得失电子守恒,与的物质的量之比为 2:1,再根据电荷守恒和元素守恒配平,离子方程式为。
【小问3详解】
已知。当时,认为沉淀完全。此时:,对应的,即。所以应大于9时,完全生成沉淀。
【小问4详解】
“氧化”步骤是用将氧化为 。氧化剂:,从+1价降至-1价,得2个电子。还原剂:,从+3价升至+4价,失1个电子。根据电子守恒,氧化剂与还原剂的物质的量之比为。
【小问5详解】
①已知M点为 。观察掺杂后的晶胞图,N点位于右侧面(的面)的面心位置。坐标为1(右侧面)。坐标为(前后方向的中点)。 坐标为(上下方向的中点)。故N点原子的分数坐标为 。
②晶胞中,位于顶点和面心。在面心立方结构中,每个顶点(或面心)周围距离最近的同种原子(面心或顶点)位于面心位置,配位数为12(即同层 4 个,上层 4 个,下层 4 个)。
19. 铜、铁、镍及其化合物在合成材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答:
(1)丁二酮肟(分子式为C4H8N2O2)常用于检验Ni2+,反应时生成双齿配合物,其结构如图所示。
配合物中心离子的配体数目为____________;组成丁二酮肟的碳、氮、氧三种元素第一电离能由大到小的顺序为____________(用元素符号表示);丁二酮肟镍中含有的化学键类型有____________。(填字母)。
A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.共价键
(2)配合物K4[Fe(CN)6]中的配体为CN-,则中心离子的价电子排布式为____________,[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为____________。
(3)近期我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物,其晶胞结构如图所示。该铜硒化合物的化学式为____________,该晶体的密度为_________g·cm-3(用含a和c的式子表示,设阿伏加德罗常数的值为NA)。
【答案】(1) ①.
2 ②.
N>O>C ③. BD
(2) ①.
②.
1:1 (3) ①.
②.
【解析】
【小问1详解】
从图中可知,Ni与四个N形成配位键,配体为2个丁二酮肟;同周期元素从左到右第一电离能呈增大的趋势,但是N的2p轨道半充满较稳定,第一电离能大于相邻元素,故第一电离能由大到小的顺序为N>O>C;丁二酮肟镍中含有的化学键类型有配位键、共价键,不含离子键,氢键不属于化学键,答案选BD。
【小问2详解】
配合物K4[Fe(CN)6]中的配体为CN-,中心离子为Fe2+,其价层电子排布式为3d6;[Fe(CN)6]4-中Fe与N之间形成6个配位键,CN-中存在C≡N键,则σ键和π键的数目之比为(6+6):(6×2)=1:1。
【小问3详解】
根据均摊法可知,该晶胞中含有Cu个数为,Se个数为4,该铜硒化合物的化学式为Cu3Se2;该晶胞中含有6个Cu和4个Se,晶胞密度为g/cm3。
20. 聚对氯苯乙烯(F)是一种重要的化工原料,F的实验室制取流程如下:
已知:
Ⅰ.D的分子式为,且分子中含甲基。
Ⅱ.(R为烃基)。
回答下列问题:
(1)B的名称为______________;E中官能团的名称为______________。
(2)写出反应C→D的化学方程式:_________________________________。
(3)反应①~⑤中,属于取代反应的是______________(填反应序号)。
(4)1mol有机物F与足量的反应最多能消耗__________mol 。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则除D外,M的结构有________种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为__________________。
【答案】(1) ①. 乙苯 ②. 碳氯键、碳碳双键
(2) (3)①②③
(4)3n (5) ①. 11 ②.
【解析】
【分析】苯与CH3CH2Cl在一定条件下发生取代反应生成乙苯,乙苯与Cl2在催化剂作用下发生反应,结合E的结构可知,该反应为苯环上乙基对位碳原子上的氢被取代,所以C为,C与Cl2在光照条件下发生侧链上的取代反应生成D,D可能是或,又已知D中含有甲基,则D为。
【小问1详解】
B为乙苯,E为,所含的官能团为碳碳双键和碳氯键;
【小问2详解】
C到D发生的是苯环上侧链上的取代反应,反应方程式为:;
【小问3详解】
反应①②③都为取代反应,反应④为消去反应,反应⑤为加聚反应;
【小问4详解】
F中存在苯环,1分子苯环能与3分子H2加成,因此1mol有机物F与足量的H2反应最多能消耗3nmolH2;
【小问5详解】
芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基:
①两个取代基可能是—Cl和,在苯环上还有邻位和间位两种结构;
②若为—Cl和—CH2CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
③若为—CH2Cl 和—CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
④若为—CH3和—CHCl2,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
因此M的结构有11种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构简式为。
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广州市育才中学2025学年第二学期期中考试
高二化学试卷
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Br-80 Cu-64 Se-79
第I卷(选择题,共44分)
一、单项选择题(本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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. 二十大报告指出,我国在一些关键核心技术实现突破,载人航天、探月探火、深海深地探测、超级计算机、卫星导航等领域取得重大成果。下列说法错误的是
A.“天问一号”使用了SiO2气凝胶,SiO2是共价晶体
B.天和核心舱使用了新型SiC,SiC俗称金刚砂
C.“奋斗者”号潜水艇原料中的46Ti与47Ti互为同素异形体
D.北斗导航卫星的太阳能电池含砷化镓器件,砷是p区元素
A. A B. B C. C D. D
2. 作为研究化学的工具,化学用语也是一种国际性的科技语言。下列化学用语或图示表达正确的是
A. NaCl溶液中的水合离子:
B. Br原子的简化电子排布式:[Ar]3d104s24p6
C. NH3分子的 VSEPR模型为
D. 异戊烷的结构简式:(CH3)2CHCH2CH3
3. PH3是一种无色剧毒气体,其分子结构和NH3相似,但P-H键键能比N-H键键能低。下列判断正确的是
A. PH3分子呈正四面体
B. PH3分子是非极性分子
C. PH3分子稳定性低于NH3分子,因为N-H键键能高
D. PH3沸点低于NH3沸点,因为P-H键键能低
4. 下列有关有机化学的化学用语不正确的是
A. 羟基的电子式为: B. 聚氯乙烯的结构简式:
C. 丙烯的键线式 D. 2,3-二甲基丁烷的键线式:
5. 已知黑火药爆炸时的反应为2KNO3+S+3CK2S+N2↑+3CO2↑,下列有关说法不正确的是
A. CO2不是电解质
B. N原子间以共价三键结合,键能大,故N2化学性质很稳定
C. 上述化学方程式涉及元素的电负性:N>O>S
D. KNO3与K2S晶体中,微粒间的作用力不完全相同
6. NA为阿伏加德罗常数,下列叙述中不正确的是
A. 1mol羟基(-OH)中所含电子数为10NA
B. 46gC2H6O分子中,含有的碳氢键数目不一定为5NA
C. 标准状况下,22.4LCHCl3分子中含有的键数为4NA
D. 1mol苯乙烯分子中含有碳碳双键数为NA
7. 下列有机物中,互为同分异构体的是
①;②;③;④;⑤;⑥;
A. ①② B. ②④ C. ③⑥ D. ③⑤
8. 下列反应中前者属于取代反应,后者属于加成反应的是
A. 苯与氢气在一定条件下反应生成环己烷;甲烷与氯气混合后的光照反应
B. 乙烯与溴的四氯化碳溶液反应;乙烯使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 苯与浓硝酸和浓硫酸的混合液在加热条件下反应;乙烯与水在一定条件下生成乙醇的反应
D. 乙烯生成聚乙烯的反应;在苯中滴入溴水,溴水层变无色
9. 对某未知有机物进行质谱和核磁共振氢谱分析,结果如图所示。下列说法正确的是
A. 该物质的相对分子质量为31
B. 该物质的结构简式有可能是CH3OCH3
C. 该物质的分子中存在2种官能团
D. 该物质的分子中不同类型的氢原子个数之比为3:2:1
10. 关于下列实验装置,说法不正确的是
A.除去水中的溴单质
B.明矾大晶体的制备,把晶核悬挂在玻璃杯中央,使溶液缓慢降温
C.蒸发氯化钠溶液,制备氯化钠晶体
D.提纯含氯化钠的粗碘
A. A B. B C. C D. D
11. 下列说法正确的是
A. 电子仅在激发态跃迁到基态才产生原子光谱
B. 通过X射线衍射实验确定苯分子内含有碳碳双键
C. 核电荷数为26的元素,原子核外价电子轨道表示式
D. 质谱法测得某有机物的相对分子质量为72,可推断其分子式为C5H12
12. 下表列出25℃时不同羧酸的pKa(即-lgKa)。根据表中的数据推测,结论不正确的是
羧酸
CH3COOH
CH2FCOOH
CH2ClCOOH
CH2BrCOOH
pKa
4.76
2.59
2.87
2.90
A. 酸性强弱:CH2ICOOH<CH2BrCOOH
B. 对键合电子的吸引能力强弱:F>Cl>Br
C. 25℃时的pKa大小:CHF2COOH<CH2FCOOH
D. 25℃时 0.1mol/L溶液的碱性强弱:CH3COONa<CH2ClCOONa
13. 异辛烷,含量是汽油抗爆性能的重要指标,下列关于异辛烷说法正确的是
A. 易溶于水 B. 一氯代物有5种
C. 可由3种烯烃催化加氢制取 D. 不可由炔烃经催化加氢制取
14. 某多孔储氢材料前驱体结构如图,M、W、X、Y、Z五种元素原子序数依次增大,基态Z原子的电子填充了3个能级,其中有2个未成对电子。下列说法正确的是
A. 氢化物沸点: B. 原子半径:
C. 第一电离能: D. 基态原子的电子的空间运动状态有3种
15. 工业上可由乙苯生产苯乙烯:,下列有关说法正确的是
A. 用酸性高锰酸钾溶液可以区分乙苯和苯乙烯
B. 乙苯和苯乙烯分子中共平面的碳原子数最多都为7
C. 1mol苯乙烯可与4mol氢气加成,加成产物的一氯代物共有6种
D. 乙苯和苯乙烯均能发生取代反应、加聚反应和氧化反应
16. 薄荷醇卤代后的产物(X)可发生如下反应,据此可鉴别薄荷醇与新薄荷醇。下列有关说法错误的是
A. 有机物X中含有4个手性碳原子
B. 有机物Y、Z的分子式为,互为同分异构体
C. 该反应为消去反应,消去①号H原子的产物为Z
D. Y、Z分子质谱图上均存在质荷比数值为138的分子离子峰
第Ⅱ卷(非选择题,共56分)
17. 1,2-二溴乙烷可制造杀虫剂、药品等,也是有机合成的重要中间体。实验室用乙醇和浓硫酸反应制乙烯(含少量CO2、SO2),再用溴与之反应生成1,2-二溴乙烷。实验中用到下列仪器(短接口或橡皮管均已略去),回答下列问题:
(1)写出乙烯与溴反应的化学方程式:__________________________。
(2)气体流向从左到右:将B插入A①中,D接A②,A③接C,C→F→E→G。装置A中温度计水银球的位置应插入三颈烧瓶的_____________(填“液面以上”或“液面以下”)。若用分液漏斗代替装置D,由于装置内压强_______(填“大于”或“小于”)外界大气压,会导致液体不能顺利滴下。
(3)加热三颈烧瓶前,先将E与其前面连接装置断开以减少溴的损失,再加热,待温度升到约120℃时,连接E与其前面装置,并迅速升温至160~180℃,从D中慢慢滴加乙醇-浓硫酸混合液,保持乙烯气体均匀地通入装有3.20mL液溴(ρ=3.0g·cm-3)和3mL水的E试管,直至反应结束,判断反应结束的现象是____________________。
(4)将粗产品通过以下操作提纯得到1,2-二溴乙烷。
a.水洗涤
b.氢氧化钠溶液洗涤
c.过滤
d.用无水氯化钙干燥
e.蒸馏收集129~133℃馏分,最后得到7.896g的1,2-二溴乙烷
①粗品提纯的顺序是a→b→a→_____________(填序号)。
②1,2-二溴乙烷的产率为_____________。
(5)检验溴乙烷中含有溴元素,通常采用的实验方法与现象是:取少量溴乙烷于试管中,加入NaOH溶液并加热,静置冷却后,_____________。
18. 二氧化铈(CeO2)是一种用途广泛的稀土化合物。以氟碳铈矿(主要含CeFCO3)为原料制备CeO2的一种工艺流程如图所示:
已知:①Ce4+能与F-结合成[CeFx](4-x)+,也能与结合成[CeSO4]2+;
②在硫酸体系中Ce4+能被萃取剂[(HA)2]萃取,而Ce3+不能。
回答下列问题:
(1)氧化焙烧中氧化的目的是_____________。
(2)“反萃取”中,在稀硫酸和H2O2的作用下Ce4+转化为Ce3+,反应的离子方程式为:_____________。
(3)向水层中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,pH应大于__________时,Ce3+完全生成Ce(OH)3沉淀。[已知Ksp [Ce(OH)3]=1.0×10-20,当时,认为Ce3+沉淀完全。]
(4)“氧化”步骤中氧化剂与还原剂物质的量之比为____________。
(5)氧化铈(CeO2)常用作玻璃工业添加剂,在其立方晶胞中掺杂Y2O3,Y3+占据原来Ce4+的位置,可以得到更稳定的结构,如图所示。
①已知M点原子的分数坐标为(0,0,0),则N点原子的分数坐标为____________。
②CeO2晶胞中与Ce4+距离最近的Ce4+的个数为____________。
19. 铜、铁、镍及其化合物在合成材料以及催化剂等方面应用广泛。请回答:
(1)丁二酮肟(分子式为C4H8N2O2)常用于检验Ni2+,反应时生成双齿配合物,其结构如图所示。
配合物中心离子的配体数目为____________;组成丁二酮肟的碳、氮、氧三种元素第一电离能由大到小的顺序为____________(用元素符号表示);丁二酮肟镍中含有的化学键类型有____________。(填字母)。
A.离子键 B.配位键 C.氢键 D.共价键
(2)配合物K4[Fe(CN)6]中的配体为CN-,则中心离子的价电子排布式为____________,[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为____________。
(3)近期我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物,其晶胞结构如图所示。该铜硒化合物的化学式为____________,该晶体的密度为_________g·cm-3(用含a和c的式子表示,设阿伏加德罗常数的值为NA)。
20. 聚对氯苯乙烯(F)是一种重要的化工原料,F的实验室制取流程如下:
已知:
Ⅰ.D的分子式为,且分子中含甲基。
Ⅱ.(R为烃基)。
回答下列问题:
(1)B的名称为______________;E中官能团的名称为______________。
(2)写出反应C→D的化学方程式:_________________________________。
(3)反应①~⑤中,属于取代反应的是______________(填反应序号)。
(4)1mol有机物F与足量的反应最多能消耗__________mol 。
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则除D外,M的结构有________种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为__________________。
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