内容正文:
2025-2026学年度第二学期高二年期中考
化学试卷
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64
一、选择题(本题共14题,每题3分,共42分。在所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 研究原子、分子结构与性质、晶体结构是现代科学发展的基石,下列说法正确的是
A. 晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
B. 通过红外光谱仪测定红外光谱图分析分子的化学键或官能团信息
C. 电子排布式符合能量最低原理
D. NH3是非极性分子,在四氯化碳中的溶解度小于在水中的溶解度
2. 下列叙述中正确的是
A. 立方氮化硼结构中1mol BN含有4mol B-N键
B. 乳酸分子含有2个手性碳原子
C. 杯酚分离C60和C70,通过共价键形成超分子,体现了“分子识别”的特性
D. 图示为苯甲酸晶体微观结构,晶体类型为混合型晶体
3. 下列表示不正确的是
A. 的核磁共振氢谱有两组峰 B. 的名称:2,3,3-三甲基戊烷
C. 属于酯类化合物 D. 的空间填充模型:
4. 下列轨道表示式所表示的不同状态的硼原子中,能量最高的是
A. B.
C. D.
5. 还原氧化铜是实验室制备的一种方法。下列说法错误的是
A. 极性:
B. Cu元素位于元素周期表ds区
C. 的VSEPR模型:
D. 中,形成配位键时提供空轨道的原子为
6. 是橙黄色液体,泄漏时会产生窒息性气体,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液(不溶物为单质硫)。其分子结构如图所示。下列关于的说法正确的是
A. 分子中含有极性键和非极性键
B. 分子的空间结构是平面形
C. 结构与相似,则熔、沸点:
D. 与水发生的反应不属于氧化还原反应
7. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. H3O+的电子式:
B. 基态铝原子最高能级的电子云轮廓图:
C. H2SO3在水中的电离方程式:
D. 石英的分子式:SiO2
8. 硒化锌材料不溶于水,其对热冲击具有很强的承受能力,使它成为高功率CO2激光器系统中的窗口的最佳光学材料。硒化锌晶胞结构如图所示。已知:晶胞参数为a pm,下列说法正确的是
A. 该晶胞中硒原子的配位数为6
B. Zn和Se在周期表中都位于ds区,属于过渡元素
C. Zn和Se最近距离为 pm
D. 若c的原子坐标为,则b的原子坐标为
9. 下列有关微粒性质的比较,说法错误的是
A. 离子半径: B. 离子键百分数:NaCl>NaI
C. 第一电离能:P<S<Cl D. 键角:
10. 锂离子电池常用的一种离子导体的阴离子如图所示,由同周期元素原子W、X、Y、Z构成。基态Y原子的s 轨道与p轨道电子数相等,Z 的核外电子总数是W的最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 同周期元素第一电离能小于Y的有4种
B. 基态X原子核外电子有5种空间运动状态
C. 简单氢化物的沸点:Z>Y>X
D. W和Z可形成含有极性共价键的非极性分子中,各原子都满足8电子稳定结构
11. 有机物中处于同一平面的碳原子最多有
A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8个
12. 六硝基合钴酸钾是一种黄色难溶物。检验或的反应原理如下:(未配平)。下列说法正确的是
A. 将上述反应设计成原电池,负极产物为NO
B. 配合物中配位原子是氧原子
C. 基态Co原子的价层电子中,成对电子数与未成对电子数之比为
D. 该配合物的配位数为9
13. 某硫酸铜晶体结构片段如图所示:
下列说法正确的是
A. 该硫酸铜晶体中存在的化学键有离子键、共价键、配位键、氢键
B. 将“缺角”的硫酸铜晶体放入饱和硫酸铜溶液中,硫酸铜晶体变规整,体现了晶体的各向异性
C. 向硫酸铜溶液中加入过量氨水,生成深蓝色沉淀
D. 根据晶体结构,该晶体的化学式可表示为CuSO4·5H2O,也可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O
14. 和均可发生水解反应,其中的水解机理示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 为极性分子而为非极性分子 B. 和中的N均为杂化
C. 和的水解反应机理相同 D. 和均能与形成氢键
二、非选择题:共4题,共58分。
15. 、、、、、是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表,用化学用语回答下列问题:
元素
相关信息
原子核外有种不同运动状态的电子
基态原子中电子总数与电子总数相等
原子半径在短周期主族元素中最大
逐级电离能依次为、、、、、
基态原子的最外层轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
基态原子核外有个能级且能量最高的能级上有个电子
(1)R元素在元素周期表中的位置为_______,是_______区的元素。
(2)与X同族元素的简单氢化物(包含X的简单氢化物)中,沸点最低的是_______。
(3)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是_______用元素符号表示。
(4)R元素可形成和,其中较稳定的是_______用离子符号表示,原因是_______。
(5)已知T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0,则它们形成的化合物是_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
16. 我国科学家屠呦呦因青蒿素研究获得诺贝尔奖,青蒿素是从传统药材中发现的能治疗疟疾的有机化合物。青蒿素为无色针状晶体,熔点为156~157℃,易溶于丙酮、氯仿和乙醚,在水中几乎不溶。
I.用溶剂A浸取青蒿素的工艺流程如下图所示:
(1)操作I前对青蒿进行干燥粉碎的目的是___________。
(2)操作Ⅱ的名称是___________。
(3)利用重结晶法提纯粗品时其操作步骤为:加热溶解→趁热过滤→___________→过滤、洗涤、干燥。
(4)关于溶剂A的分子结构可通过现代分析方法进行测定,得到的谱线图如下(图3中两组峰的面积之比为2:3)。根据以下结果,推测A的结构简式为___________。
Ⅱ.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式,进行如图实验:
实验步骤:
①按图所示连接装置,检查装置的气密性;
②称量装置E、F中仪器及试剂的质量;
③取14.10 g青蒿素放入C中的硬质玻璃管,点燃装置C、D处的酒精灯,充分反应;
④实验结束后冷却至室温,称量装置E、F中仪器及试剂的质量。
(5)装置D的作用是___________。
(6)装置E中装入的试剂不可能是___________(填字母序号)。
a.无水氯化钙 b.氢氧化钠固体 c.五氧化二磷 d.硅胶
(7)某同学认为上述装置还有不足之处,可能产生较大的实验误差,请提出你的改进方法:___________。
(8)通过改进后,实验测得数据如表,通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为___________。
装置
实验前
实验后
E
84.00 g
93.90 g
F
100.00 g
133.00 g
17. 工业上以天然锆英石(主要成分为,含有等杂质)为原料生产的工艺流程如下:
已知:①“溶浸”后溶液中金属元素的存在形式为;
②煅烧后固体主要成分为和;
③“还原”前后相关物质升华温度及沸点如图。
(1)Zr的价电子排布式为,则Zr在周期表的位置为___________。
(2)在“溶浸”时生成一种黄绿色气体,发生的离子方程式为___________。
(3)“调pH”后,废液中,则废液中为___________mol/L。(已知:25℃时,)
(4)“高温氯化时,转化为,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为___________。
(5)的沸点远高于的原因可能是___________。
(6)“还原”的主要目的是___________。
(7)下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,p处Zr的坐标参数为为阿伏加德罗常数的值。
则该氧化物的化学式为___________,p点和q点之间的距离为___________,晶体中Zr的配位数为___________。
18. 配合物在生活生产中应用广泛。某化学兴趣小组在实验室探究铜氨配合物的制备。
Ⅰ.配制溶液
(1)配制100 mL 0.1 mol/L 溶液,需要用托盘天平称量胆矾()的质量为___________g。
Ⅱ.制备溶液
(2)的配位键中提供___________(填“空轨道”或“孤电子对”)
(3)实验ⅱ中生成蓝色沉淀的离子方程式为:___________。
(4)实验ⅰ中蓝色沉淀不溶解,说明和之间不易发生反应。理论分析:反应
小组同学认为该反应进行的程度很小是导致铜氨配合物制备不理想的原因。
①提出猜想
猜想a:结合平衡移动原理,增大可明显促进铜氨配离子的生成。
猜想b:引入可明显促进铜氨配离子的生成。
猜想c:引入可明显促进铜氨配离子的生成。
分析讨论猜想c不成立,其理由是___________。
②实验验证为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验ⅲ、ⅳ。
序号
操作
现象
ⅲ
将实验ⅰ中的浊液a过滤,洗涤沉淀,将固体平均分成两份于试管中。
滴加过量6 的氨水
蓝色沉淀不溶解
ⅳ
滴加过量6 的氨水,再加入少量___________(化学式)固体
蓝色沉淀溶解,溶液呈深蓝色。
③实验结论猜想b成立。
④从平衡移动的角度,结合化学用语解答为什么促进的生成:___________。
Ⅲ.制备硫酸四氨合铜晶体
(5)向实验ⅱ得到的深蓝色溶液中加入___________,析出晶体。
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2025-2026学年度第二学期高二年期中考
化学试卷
时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64
一、选择题(本题共14题,每题3分,共42分。在所给的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 研究原子、分子结构与性质、晶体结构是现代科学发展的基石,下列说法正确的是
A. 晶体与非晶体的根本区别在于固体是否具有规则的几何外形
B. 通过红外光谱仪测定红外光谱图分析分子的化学键或官能团信息
C. 电子排布式符合能量最低原理
D. NH3是非极性分子,在四氯化碳中的溶解度小于在水中的溶解度
【答案】B
【解析】
【详解】A.晶体与非晶体的根本区别是内部微粒是否呈周期性有序排列,具有规则几何外形只是晶体的宏观特征之一,非晶体也可通过人工加工得到规则外形,A错误;
B.不同化学键或官能团的红外吸收频率不同,在红外光谱图上会呈现不同的特征峰,因此可通过红外光谱分析分子的化学键或官能团信息,B正确;
C.基态原子核外电子填充时,4s能级能量低于3d,应先填充4s能级再填充3d能级,该排布式未填充4s就填充3d,属于激发态电子排布,不符合能量最低原理,C错误;
D.为三角锥形结构,正负电荷中心不重合,属于极性分子,选项中“是非极性分子”的表述错误,D错误;
故选B。
2. 下列叙述中正确的是
A. 立方氮化硼结构中1mol BN含有4mol B-N键
B. 乳酸分子含有2个手性碳原子
C. 杯酚分离C60和C70,通过共价键形成超分子,体现了“分子识别”的特性
D. 图示为苯甲酸晶体微观结构,晶体类型为混合型晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.立方氮化硼结构与金刚石类似,每个B原子与4个N原子相连,每个N原子与4个B原子相连,因此,在立方氮化硼晶体中,1 mol BN(即1 mol B原子和1 mol N原子)含有4 mol B-N键,A正确;
B.乳酸的结构简式为,仅连羟基的碳原子连接4种不同基团,羧基碳原子不是手性碳原子,只有1个手性碳原子,B错误;
C.杯酚与通过分子间作用力形成超分子,不是通过共价键形成超分子,即杯酚分离和,通过分子间作用力形成超分子,体现了“分子识别”的特性,C错误;
D.苯甲酸晶体属于分子晶体,不属于混合型晶体,D错误;
故答案选A。
3. 下列表示不正确的是
A. 的核磁共振氢谱有两组峰 B. 的名称:2,3,3-三甲基戊烷
C. 属于酯类化合物 D. 的空间填充模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.分子结构对称,分子中含有3种不同化学环境的氢原子,所以核磁共振氢谱有3组峰,A错误;
B.根据系统命名法规则,选最长的碳链为主链,其上有5个C原子,离支链最近的一端开始编碳号,其中3号碳上有两个甲基,2号碳上有一个甲基,所以的名称为:2,3,3-三甲基戊烷,B正确;
C.该化合物含有酯基,属于酯类化合物,C正确;
D.CH4的空间构型为正四面体,且H原子半径小于C原子,所以CH4的空间填充模型为:,D正确;
故选A。
4. 下列轨道表示式所表示的不同状态的硼原子中,能量最高的是
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.A为基态硼原子,此时能量最低,故A不符合题意;
B.B为激发态硼原子,2s上两个电子跃迁到2p上,且不符合洪特规则,此时能量为四种状态中最高,B符合题意;
C.C为激发态硼原子,2s上两个电子跃迁到2p上,符合洪特规则,C中三个电子分占不同轨道且自旋相同,能量较低,此时能量比B低,故C不符合题意;
D.D为激发态硼原子,2s上一个电子跃迁到2p上,此时能量比B低,故D不符合题意;
故答案选B。
5. 还原氧化铜是实验室制备的一种方法。下列说法错误的是
A. 极性:
B. Cu元素位于元素周期表ds区
C. 的VSEPR模型:
D. 中,形成配位键时提供空轨道的原子为
【答案】D
【解析】
【详解】A.氨气分子是极性分子,氮气是非极性分子,极性:,A项正确;
B.根据元素周期表的分区规则,Cu是29号元素,其价电子排布式为3d104s1,属于IB族元素,所以Cu位于元素周期表ds区,B项正确;
C.氨分子中中心原子N原子的价层电子对数是4,VSEPR模型为四面体形,图示正确,C项正确;
D.在中,Cu2+提供轨道,中的N提供 孤电子对,D项错误;
答案选D。
6. 是橙黄色液体,泄漏时会产生窒息性气体,喷水雾可减慢其挥发,并产生酸性悬浊液(不溶物为单质硫)。其分子结构如图所示。下列关于的说法正确的是
A. 分子中含有极性键和非极性键
B. 分子的空间结构是平面形
C. 结构与相似,则熔、沸点:
D. 与水发生的反应不属于氧化还原反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.的分子的结构式为,键为极性键,键为非极性键,A正确;
B.由的分子结构图可知,分子是二面角结构,B错误;
C.与结构相似,且均为分子晶体,相对分子质量越大,熔、沸点越高,则熔、沸点:,C错误;
D.中S为价,与水反应生成单质硫,反应中有元素化合价变化,该反应属于氧化还原反应,D错误;
故选A。
7. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. H3O+的电子式:
B. 基态铝原子最高能级的电子云轮廓图:
C. H2SO3在水中的电离方程式:
D. 石英的分子式:SiO2
【答案】B
【解析】
【详解】A.H3O+属于复杂离子,其电子式必须加注中括号;正确的电子式应当为;A错误;
B.基态铝原子最高能级的电子为3p电子,其电子云为哑铃形,B正确;
C.H2SO3为弱酸,在水中分步电离,因此第一步电离是:H2SO3+H+;第二步电离为:;C错误;
D.石英主要成分为二氧化硅,二氧化硅由原子构成,其中包含无数硅氧四面体单元;硅氧原子比1:2;因此SiO2为晶体中硅原子和氧原子的最简整数比,为化学式,不是分子式;D错误;
故答案选B。
8. 硒化锌材料不溶于水,其对热冲击具有很强的承受能力,使它成为高功率CO2激光器系统中的窗口的最佳光学材料。硒化锌晶胞结构如图所示。已知:晶胞参数为a pm,下列说法正确的是
A. 该晶胞中硒原子的配位数为6
B. Zn和Se在周期表中都位于ds区,属于过渡元素
C. Zn和Se最近距离为 pm
D. 若c的原子坐标为,则b的原子坐标为
【答案】C
【解析】
【分析】我们先对硒化锌晶胞进行分析:该晶胞为闪锌矿型结构,黑球位于晶胞的顶点和面心,共个;白球全部位于晶胞内部,共4个,化学式为,原子比为。
【详解】A.配位数分析:每个原子周围最近且等距的原子共4个,因此硒原子的配位数为4,不是6,A错误;
B.周期表分区分析:核外电子排布为,位于区,属于过渡元素;核外电子排布为,位于区,是第ⅥA族主族元素,不属于过渡元素,B错误;
C.最近距离计算:晶胞参数为,晶胞体对角线总长度为,与的最近距离为体对角线的,即,C正确;
D.原子坐标分析:坐标原点为左下角顶点,晶胞边长为1个单位,已知 ,观察 b 的位置, b 的正确原子坐标是,D错误;
故选C。
9. 下列有关微粒性质的比较,说法错误的是
A. 离子半径: B. 离子键百分数:NaCl>NaI
C. 第一电离能:P<S<Cl D. 键角:
【答案】C
【解析】
【详解】A.核外电子排布相同,核电荷数依次增大,故离子半径逐渐减小,A正确;
B.电负性,电负性的差值越大,离子键百分数越大,故离子键百分数NaCl>NaI, B正确;
C.同周期主族元素第一电离能整体随原子序数增大而增大,但第ⅤA族元素的p轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于相邻的第ⅥA族元素,因此第一电离能顺序为,C错误;
D.中N的价层电子对数为3,无孤电子对,空间构型为平面三角形,键角为120°,中N的价层电子对数为3,含1对孤电子对,空间构型为V形,孤电子对的排斥作用使键角减小,因此键角,D正确;
故选C。
10. 锂离子电池常用的一种离子导体的阴离子如图所示,由同周期元素原子W、X、Y、Z构成。基态Y原子的s 轨道与p轨道电子数相等,Z 的核外电子总数是W的最外层电子数的3倍。下列说法正确的是
A. 同周期元素第一电离能小于Y的有4种
B. 基态X原子核外电子有5种空间运动状态
C. 简单氢化物的沸点:Z>Y>X
D. W和Z可形成含有极性共价键的非极性分子中,各原子都满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】
【分析】阴离子由同周期元素原子W、X、Y、Z构成,基态Y原子的s轨道与p轨道电子数相等,图中Y形成2个共价键,Y的电子排布为1s22s22p4,Y为O;X形成4个共价键,X为C;Z形成1个共价键,Z为F;Z的核外电子总数是W的最外层电子数的3倍,W的最外层电子数为3,W为B,综上所述:W为B、X为C、Y为O、Z为F,以此来解答。
【详解】A.同周期主族元素从左向右第一电离能增大,ⅡA、ⅤA族反常,第二周期元素第一电离能顺序:,第一电离能小于O的元素为Li、Be、B、C,A正确;
B.基态C原子核外电子排布为,电子的空间运动状态数目=原子轨道数,基态碳原子占据1s一个轨道,2s一个轨道,2p两个轨道,共4个轨道,因此核外电子有4种不同空间运动状态,B错误;
C.简单氢化物分别为,沸点:常温下为液态,HF为气态,因此沸点,即,C错误;
D.W(B)和Z(F)形成的,是含极性共价键的非极性分子,但B原子最外层只有6个电子,不满足8电子稳定结构,D错误;
答案选A。
11. 有机物中处于同一平面的碳原子最多有
A. 5个 B. 6个 C. 7个 D. 8个
【答案】B
【解析】
【详解】碳碳双键:所有原子共平面;碳碳三键:所有原子共直线,因此三键所在直线上的所有原子,都可以落在碳碳双键的平面上。饱和碳原子:呈四面体结构,但单键可以旋转,因此饱和碳原子连接的基团可以通过旋转,让更多原子进入同一平面;双键的2个C原子,加上直接相连的C原子,共3个C原子一定在同一平面;由于三键是直线型,这2个C原子可以完全落在双键的平面上,这4个碳原子一定在同一平面;与三键直接相连的饱和C原子与碳碳三键在同一直线上,这个碳原子也一定在上述平面内;饱和碳原子通过旋转,最多可以使一个甲基碳原子进入碳碳双键形成的平面,即处于同一平面的碳原子最多有6个,如图:;故选B。
12. 六硝基合钴酸钾是一种黄色难溶物。检验或的反应原理如下:(未配平)。下列说法正确的是
A. 将上述反应设计成原电池,负极产物为NO
B. 配合物中配位原子是氧原子
C. 基态Co原子的价层电子中,成对电子数与未成对电子数之比为
D. 该配合物的配位数为9
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应中,被氧化为(失电子,发生氧化反应),中+3价被还原为中+2价(得电子,发生还原反应)。原电池中负极发生氧化反应,正极发生还原反应,因此是正极产物,A错误;
B.作为配体时,提供孤对电子的配位原子为电负性更小、更易给出孤电子对的N原子,B错误;
C.基态Co原子价层电子排布为,成对电子数为6,未成对电子数为3,二者比值为,C正确;
D.该配合物中配体为,共6个配体,配位数为6,D错误;
故选C。
13. 某硫酸铜晶体结构片段如图所示:
下列说法正确的是
A. 该硫酸铜晶体中存在的化学键有离子键、共价键、配位键、氢键
B. 将“缺角”的硫酸铜晶体放入饱和硫酸铜溶液中,硫酸铜晶体变规整,体现了晶体的各向异性
C. 向硫酸铜溶液中加入过量氨水,生成深蓝色沉淀
D. 根据晶体结构,该晶体的化学式可表示为CuSO4·5H2O,也可表示为[Cu(H2O)4]SO4·H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.该硫酸铜晶体中存在的化学键有:[Cu(H2O)4]2+与硫酸根离子之间的离子键、硫酸根离子中S-O间、水分子中O-H间都形成共价键,1个Cu2+与4个水分子中的O原子间形成配位键,但氢键不属于化学键,A错误;
B.将“缺角”的硫酸铜晶体放入饱和硫酸铜溶液中,硫酸铜晶体变规整,体现了晶体的自范性(晶体自发呈现多面体外形的特性),不是各向异性(晶体不同方向物理性质不同的特性),B错误;
C.向CuSO4溶液中加入过量氨水,先生成氢氧化铜蓝色沉淀,继续加氨水,沉淀溶解,生成[Cu(NH3)4]2+深蓝色溶液,C错误;
D.铜离子周围有4个H2O分子通过配位键结合,还有1个H2O分子通过氢键等与晶体结构关联,所以该晶体的化学式可表示为CuSO4•5H2O,也可表示为[Cu(H2O)4]SO4•H2O,D正确;
故答案为:D。
14. 和均可发生水解反应,其中的水解机理示意图如下:
下列说法不正确的是
A. 为极性分子而为非极性分子 B. 和中的N均为杂化
C. 和的水解反应机理相同 D. 和均能与形成氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A.中中心原子N的价层电子对数为,故空间构型为三角锥形,其分子中正、负电荷中心不重合,为极性分子,而中中心原子的价层电子对数为:,是正四面体形结构,为非极性分子,A正确;
B.和中中心原子N周围的价层电子对数均为:,故二者N均为杂化,B正确;
C.由题干反应历程图可知,水解时首先中的H原子与上的孤电子对结合,O与Cl结合形成HClO,而上无孤电子对,故的水解反应机理与之不相同,C错误;
D.和分子中均存在N-H键和孤电子对,故均能与形成氢键,D正确;
故答案选C。
二、非选择题:共4题,共58分。
15. 、、、、、是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表,用化学用语回答下列问题:
元素
相关信息
原子核外有种不同运动状态的电子
基态原子中电子总数与电子总数相等
原子半径在短周期主族元素中最大
逐级电离能依次为、、、、、
基态原子的最外层轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反
基态原子核外有个能级且能量最高的能级上有个电子
(1)R元素在元素周期表中的位置为_______,是_______区的元素。
(2)与X同族元素的简单氢化物(包含X的简单氢化物)中,沸点最低的是_______。
(3)X、Y、Z、M四种元素的原子半径由小到大的顺序是_______用元素符号表示。
(4)R元素可形成和,其中较稳定的是_______用离子符号表示,原因是_______。
(5)已知T元素和Q元素的电负性分别为1.5和3.0,则它们形成的化合物是_______(填“离子化合物”或“共价化合物”)。
【答案】(1) ①. 第四周期第Ⅷ族 ②.
(2)
(3)
(4) ①. ②. 的价层电子排布式为能级处于半充满状态,能量较低,结构更加稳定
(5)共价化合物
【解析】
【分析】X元素原子核外有种不同运动状态的电子,则X为碳元素;
Y元素的基态原子中电子总数与电子总数相等,则核外电子排布为,则Y为氧元素;
Z元素的原子半径在同周期元素中最大且应该在第三周期,则Z为钠元素;
M原子的第四电离能剧增,表现价,则M为元素;
Q元素的基态原子的最外层轨道上有两个电子的自旋方向与其他电子的自旋方向相反,则 轨道上有个电子,则Q为氯元素;
元素R基态原子核外有个能级且能量最高的能级上有个电子,则核外电子排布为,则R为铁元素;
【15题详解】
R为铁元素,位于元素周期表第四周期第Ⅷ族;位于元素周期表的区;
【16题详解】
相对分子质量越小,分子间作用力越弱,沸点越低,与X同族元素的简单氢化物沸点最低的是;
【17题详解】
、、、四种元素对应为、、、、在第二周期且排在左边,故原子半径、在第三周期且排在左边,故;综上,原子半径由小到大的顺序是;
【18题详解】
为的价层电子排布为,处于能级半充满状态,能量低,结构稳定;
故答案为:的价层电子排布式为能级处于半充满状态,能量较低,结构更加稳定;
【19题详解】
T元素和Q元素的电负性分别为和,二者差值为1.5<1.7,则它们形成的化合物是共价化合物。
16. 我国科学家屠呦呦因青蒿素研究获得诺贝尔奖,青蒿素是从传统药材中发现的能治疗疟疾的有机化合物。青蒿素为无色针状晶体,熔点为156~157℃,易溶于丙酮、氯仿和乙醚,在水中几乎不溶。
I.用溶剂A浸取青蒿素的工艺流程如下图所示:
(1)操作I前对青蒿进行干燥粉碎的目的是___________。
(2)操作Ⅱ的名称是___________。
(3)利用重结晶法提纯粗品时其操作步骤为:加热溶解→趁热过滤→___________→过滤、洗涤、干燥。
(4)关于溶剂A的分子结构可通过现代分析方法进行测定,得到的谱线图如下(图3中两组峰的面积之比为2:3)。根据以下结果,推测A的结构简式为___________。
Ⅱ.已知青蒿素是一种烃的含氧衍生物,某同学为确定其化学式,进行如图实验:
实验步骤:
①按图所示连接装置,检查装置的气密性;
②称量装置E、F中仪器及试剂的质量;
③取14.10 g青蒿素放入C中的硬质玻璃管,点燃装置C、D处的酒精灯,充分反应;
④实验结束后冷却至室温,称量装置E、F中仪器及试剂的质量。
(5)装置D的作用是___________。
(6)装置E中装入的试剂不可能是___________(填字母序号)。
a.无水氯化钙 b.氢氧化钠固体 c.五氧化二磷 d.硅胶
(7)某同学认为上述装置还有不足之处,可能产生较大的实验误差,请提出你的改进方法:___________。
(8)通过改进后,实验测得数据如表,通过质谱仪测得青蒿素的相对分子质量为282,结合上述数据,得出青蒿素的分子式为___________。
装置
实验前
实验后
E
84.00 g
93.90 g
F
100.00 g
133.00 g
【答案】(1)干燥能防止有效成分水解、利于粉碎,粉碎能增大青蒿与溶剂A的接触面积,提高浸出效率
(2)蒸馏 (3)冷却结晶
(4)CH3CH2OCH2CH3
(5)将C中可能产生的CO转化为CO2
(6)b (7)在右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置
(8)C15H22O5
【解析】
【分析】青蒿粉碎后,加入溶剂A,过滤,将滤液进行蒸馏得到溶剂A和粗品,将粗品进行一系列过程得到精品。青蒿素分子式的确定:将一定质量的青蒿素在C处燃烧,将燃烧的产物通入氧化铜中,将可能生成一氧化碳进一步变为二氧化碳,E处用干燥剂吸收反应生成的水,从而计算青蒿素中含有氢元素的质量,F处用碱石灰吸收反应生成的二氧化碳,计算出青蒿素中含有碳元素的质量。据此回答问题。
【小问1详解】
操作I是过滤,为了得到更多的青蒿素,在操作I前要对青蒿进行干燥粉碎,其目的是:干燥能防止有效成分水解、利于粉碎,粉碎能增大青蒿素与溶剂A的接触面积,提高浸出效率;故答案为:增大青蒿素与溶剂A的接触面积,提高浸出效率。
【小问2详解】
提取液是互溶物,要分离得到溶剂A和粗品,则操作Ⅱ的名称是蒸馏;故答案为:蒸馏。
【小问3详解】
重结晶是从溶液得到晶体,步骤为加热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;故答案为:冷却结晶。
【小问4详解】
由质谱图可知,溶剂A的相对分子质量为74,由红外光谱图知,溶剂A中存在醚键和烃基C-H,由图3核磁共振氢谱知溶剂A结构中有2种氢且个数比为2:3,故溶剂A的结构简式为CH3CH2OCH2CH3,故答案为CH3CH2OCH2CH3。
【小问5详解】
由分析可知,装置D的作用是将C中可能产生的CO转化为CO2,故答案为将C中可能产生的CO转化为CO2。
【小问6详解】
由分析可知装置E的作用是吸收水,不能吸收二氧化碳,氢氧化钠会与二氧化碳反应,故装置E的试剂不可能是氢氧化钠固体,故答案为b。
【小问7详解】
由于空气中含有CO2和水蒸气,空气会从F装置右侧的导管进入E、F装置,干扰测定结果,从而产生较大实验误差,故改进方法为在右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置,故答案为在右侧增加防止空气中二氧化碳、水蒸气进入装置F的装置。
【小问8详解】
由分析及数据可知知,=9.90 g,=0.55 mol,=33 g,=0.75 mol,所以青蒿素中氧原子的质量为=4 g,=0.25 mol,==15:22:5,故青蒿素的最简式为C15H22O5,青蒿素的相对分子质量为282,则青蒿素的分子式为C15H22O5,故答案为C15H22O5。
17. 工业上以天然锆英石(主要成分为,含有等杂质)为原料生产的工艺流程如下:
已知:①“溶浸”后溶液中金属元素的存在形式为;
②煅烧后固体主要成分为和;
③“还原”前后相关物质升华温度及沸点如图。
(1)Zr的价电子排布式为,则Zr在周期表的位置为___________。
(2)在“溶浸”时生成一种黄绿色气体,发生的离子方程式为___________。
(3)“调pH”后,废液中,则废液中为___________mol/L。(已知:25℃时,)
(4)“高温氯化时,转化为,同时生成一种还原性气体,该反应的化学方程式为___________。
(5)的沸点远高于的原因可能是___________。
(6)“还原”的主要目的是___________。
(7)下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,p处Zr的坐标参数为为阿伏加德罗常数的值。
则该氧化物的化学式为___________,p点和q点之间的距离为___________,晶体中Zr的配位数为___________。
【答案】(1)第五周期第ⅣB族
(2)
(3)
(4)
(5)为离子晶体,为分子晶体,离子键的作用力远强于分子间作用力,因此沸点远高于
(6)把还原为沸点更高的,防止升华影响纯度
(7) ①. ZrO2 ②. pm ③. 4
【解析】
【分析】天然锆英石(主要成分为,含有、、、等杂质)中加入硝酸、浓盐酸溶浸,SiO2不参与反应而进入滤渣1,“溶浸”后溶液中金属元素的存在形式为、、、,加入PbO“沉铅”,此时铅转化为PbCl2;再往滤液中加入氨水调pH,使ZrO2+、Cr3+、Fe3+转化为对应的氢氧化物沉淀,煅烧后转化为、和,再加入C、Cl2进行“高温氯化”生成ZrCl4、FeCl3、CrCl3,通入氢气将FeCl3还原为FeCl2,升华后ZrCl4转化为气体,FeCl2、CrCl3仍以固态形式存在,最后ZrCl4与NaCl在特定条件下化合生成Na2ZrCl6,据此解答。
【小问1详解】
Zr的价电子排布为,电子层数为5,位于d区,价电子总数为4,因此位于第五周期第ⅣB族;
【小问2详解】
中含+4价Pb,酸性环境下可氧化生成黄绿色的,Pb元素全部转化为,发生反应的离子方程式为:;
【小问3详解】
由,代入数据得:,再由得:;
【小问4详解】
“高温氯化”时,转化为,同时生成一种还原性气体,该气体为CO,经配平得该反应的化学方程式为:;
【小问5详解】
为离子晶体,为分子晶体,离子键的作用力远强于分子间作用力,因此沸点远高于;
【小问6详解】
由题给信息可知,和的升华温度相近,不利于分离提纯,则“还原”的主要目的是:把还原为沸点更高的,防止升华影响纯度;
【小问7详解】
由均摊法,该晶胞中Zr个数为4,O个数为,所以该氧化物化学式为ZrO2;根据p点坐标参数为,可知q点坐标参数为,所以pq距离为= pm;根据Zr的坐标参数和图示结构可知,Zr的配位数为4。
18. 配合物在生活生产中应用广泛。某化学兴趣小组在实验室探究铜氨配合物的制备。
Ⅰ.配制溶液
(1)配制100 mL 0.1 mol/L 溶液,需要用托盘天平称量胆矾()的质量为___________g。
Ⅱ.制备溶液
(2)的配位键中提供___________(填“空轨道”或“孤电子对”)
(3)实验ⅱ中生成蓝色沉淀的离子方程式为:___________。
(4)实验ⅰ中蓝色沉淀不溶解,说明和之间不易发生反应。理论分析:反应
小组同学认为该反应进行的程度很小是导致铜氨配合物制备不理想的原因。
①提出猜想
猜想a:结合平衡移动原理,增大可明显促进铜氨配离子的生成。
猜想b:引入可明显促进铜氨配离子的生成。
猜想c:引入可明显促进铜氨配离子的生成。
分析讨论猜想c不成立,其理由是___________。
②实验验证为验证猜想a、b是否成立,设计并完成实验ⅲ、ⅳ。
序号
操作
现象
ⅲ
将实验ⅰ中的浊液a过滤,洗涤沉淀,将固体平均分成两份于试管中。
滴加过量6 的氨水
蓝色沉淀不溶解
ⅳ
滴加过量6 的氨水,再加入少量___________(化学式)固体
蓝色沉淀溶解,溶液呈深蓝色。
③实验结论猜想b成立。
④从平衡移动的角度,结合化学用语解答为什么促进的生成:___________。
Ⅲ.制备硫酸四氨合铜晶体
(5)向实验ⅱ得到的深蓝色溶液中加入___________,析出晶体。
【答案】(1)2.5 (2)孤电子对
(3)
(4) ①. 未参与上述平衡 ②. ③. 与结合生成,使降低,升高,平衡正向移动
(5)乙醇
【解析】
【小问1详解】
配制100 mL的溶液需要使用100 mL的容量瓶,所需五水硫酸铜质量为0.1 mol/L×0.1 L×250 g/mol=2.5 g。
【小问2详解】
配离子中Cu2+提供空轨道,NH3中N原子提供孤电子对。
【小问3详解】
实验ii中Cu2+与氨水反应生成蓝色沉淀的离子方程式为。
【小问4详解】
硫酸根未参与上述离子反应,所以猜想c不成立;根据实验iv的现象以及得出引入铵根可明显促进铜氨配离子生成的结论,滴加氨水,再加入少量可以使蓝色沉淀溶解的固体为(NH4)2SO4(阴离子为硫酸根,不引入额外杂质离子),从平衡移动的角度解释原理为与结合生成,使降低,升高,平衡正向移动。
【小问5详解】
在铜氨配离子溶液中加入极性溶剂乙醇可以析出晶体。
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