精品解析：山东省烟台市2024-2025学年高二上学期期末考试化学试题

2024-2025学年度第一学期期末学业水平诊断 高二化学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 F 19 Ti 48 Bi 209 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学与科技密切相关。下列说法正确的是 A. 砷化镓可用于制作电子芯片，砷化镓属于金属材料 B. “硅-炭黑晶体管”是一种新型材料，硅、炭黑均属于共价晶体 C. “朱雀二号”液氧甲烷火箭入轨成功，是由极性键构成的非极性分子 D. 超分子粘合剂具有很高的粘合强度，超分子以共价键连接其他分子 【答案】C 【解析】 【详解】A．砷化镓是由非金属元素砷和类金属元素镓形成的半导体化合物，金属材料指金属单质或合金，因此砷化镓不属于金属材料，A错误； B．晶体硅属于共价晶体，炭黑是无定形碳，不存在共价晶体的空间网状结构，不属于共价晶体，B错误； C．中的键为极性共价键，分子为正四面体构型，正负电荷中心重合，因此是由极性键构成的非极性分子，C正确； D．超分子是通过氢键、范德华力等分子间作用力结合形成的聚集体，并非以共价键连接其他分子，D错误； 2. 下列化学用语或图示正确的是 A. 溶液中的水合离子： B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型： C. 4-甲基戊烷的键线式： D. 激发态H原子的轨道表示式： 【答案】B 【解析】 【详解】A．水合钠离子应是水分子中带负电的O朝向，即，水合氯离子应是水分子中带正电的H朝向，即，图示阴离子周围水分子朝向错误，A错误； B．中心O的价层电子对数为，VSEPR模型为四面体形，即，B正确； C．该键线式主链含5个C，取代基应从靠近支链的一端编号，正确命名为2-甲基戊烷，不是4-甲基戊烷，C错误； D．第一电子层（）只有能级，不存在轨道，图示错误，D错误； 故答案选B。 3. 下列各组分子空间构型和极性均相同的是 A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 【答案】A 【解析】 【详解】A．中心价层电子对数为4，含2对孤电子对，空间构型为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子；中心O为杂化，含1对孤电子对，空间构型为V形，正负电荷中心不重合，为极性分子，二者空间构型和极性均相同，A正确； B．中心价层电子对数为3，无孤电子对，空间构型为平面正三角形，正负电荷中心重合，为非极性分子；中心价层电子对数为4，含1对孤电子对，空间构型为三角锥形，正负电荷中心不重合，为极性分子，二者空间构型和极性均不同，B错误； C．中心价层电子对数为3，含1对孤电子对，空间构型为V形，为极性分子；中心C价层电子对数为2，无孤电子对，空间构型为直线形，为非极性分子，二者空间构型和极性均不同，C错误； D．为展开书页形结构，正负电荷中心不重合，为极性分子；为直线形结构，正负电荷中心重合，为非极性分子，二者空间构型和极性均不同，D错误； 故答案选A。 4. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 2.2g重水所含的电子数目为 B. 1金刚石中键的数目为 C. 常温下，1液态水中氢键数目为 D. 1白磷(，正四面体形)晶体中含有键数目为 【答案】D 【解析】 【详解】A．重水（）的摩尔质量为，重水的物质的量为，1个分子含10个电子，故电子数为，A错误； B．金刚石中每个原子与4个相邻原子形成键，每个键被2个原子共用，故金刚石含键数目为，B错误； C．水分子间的氢键被2个水分子共用，即使是固态冰，冰中氢键数目仅为，液态水氢键部分断裂，数目小于，C错误； D．为正四面体形结构，1个分子含6个键，故晶体中键数目为，D正确； 故选D。 5. 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成揭开了离子液体的研究序幕。下列说法错误的是 A. 键能： B. 第一电离能： C. 原子半径： D. 离子液体常温下呈液态与其离子体积较大有关 【答案】A 【解析】 【详解】A．同周期主族元素从左到右原子半径逐渐减小，H-X键的键长随X原子半径减小而缩短，键能随键长缩短而增大，实际键能顺序为，该选项排序颠倒，A错误； B．同周期主族元素第一电离能随原子序数增大呈递增趋势，N的2p轨道为半充满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻元素，因此第一电离能，符合规律，B正确； C．同周期主族元素原子半径随原子序数增大而减小，因此原子半径，C正确； D．离子液体的阴阳离子体积远大于普通无机盐（如NaCl）的离子，阴阳离子间的静电作用力随离子体积增大而显著减弱，晶格能小，导致其熔点降低，常温下呈液态，D正确； 故选A。 6. 结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 石墨与金刚石硬度差别大 石墨中碳碳键键能小于金刚石中碳碳键键能 C 沸点：正戊烷新戊烷 正戊烷分子间作用力大于新戊烷 D 硫易溶于 硫与均为非极性分子，相似相溶 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．甘油为丙三醇，分子中含有3个羟基，分子间可形成大量较强的氢键，分子间作用力强，因此为黏稠液体，解释合理，A正确； B．石墨为层状结构，层间作用力为较弱的范德华力，金刚石为空间网状结构的共价晶体，共价键在三维空间延展，二者硬度差异由晶体结构不同导致，且石墨层内碳碳键为杂化，键长比金刚石中碳碳键更短，键能实际大于金刚石中的碳碳键键能，解释错误，B错误； C．正戊烷和新戊烷互为同分异构体，新戊烷支链更多，分子间距离更大，范德华力更弱，因此沸点正戊烷大于新戊烷，解释合理，C正确； D．硫单质（如）为非极性分子，也为非极性分子，符合相似相溶原理，因此硫易溶于，解释合理，D正确； 故选B。 7. 钙钛矿量子点的结构与钙钛矿()相似，可用。表示。是钙钛矿型化合物，具有良好的光电化学性质。下列说法错误的是 A. 中B原子的价层电子对数为4 B. 位于元素周期表第四周期ⅣA族 C. 、O、B、H的电负性由大到小依次为 D. 与基态原子位于同一周期且含有相同未成对电子数的主族元素只有一种 【答案】D 【解析】 【详解】A．中B的价层电子对数为，A正确； B．是32号元素，核外电子排布为，位于元素周期表第四周期ⅣA族，B正确； C．同一周期元素，从左到右非金属性逐渐增强，非金属性越强电负性越大，金属元素电负性小于非金属，并且鲍林电负性数值为3.5、为2.1、为2.0、故电负性顺序为，C正确； D．基态原子价电子排布为，未成对电子数为2，第四周期主族元素中未成对电子数为2的有ⅣA族（）和ⅥA族（）共2种，D错误； 故选D。 8. 用探究、性质，实验步骤及观察到的现象如下： 下列说法错误的是 A. 中含有键 B. 与的配位能力： C. 氧化性： D. 过程④中配离子的空间构型发生变化 【答案】A 【解析】 【分析】白色CuCl粉末加入过量氨水，发生配位反应：，得到含一价铜配离子的无色溶液；含的溶液露置在空气中，具有还原性的Cu(I)被氧化为Cu(II)，生成深蓝色的四氨合铜配离子，溶液变为蓝色，反应可表示为： 。蓝色的溶液中加入适量铜粉振荡，Cu(II)被还原剂Cu还原为Cu(I)，再次生成无色的，反应为：。新得到的含的无色溶液再次露置空气，Cu(I)又一次被氧化为Cu(II)，重新生成蓝色的，溶液恢复蓝色。 【详解】A．1个中，每个​内部含3个键，2个​共6个键，同时和2个​之间还存在2个配位键，总计8个键，因此1 mol该配离子含8 mol键，A错误； B．与氨水反应时先生成蓝色沉淀，继续滴加过量氨水沉淀溶解得到深蓝色溶液，说明比更易与结合，因此与的配位能力：，B正确； C．步骤③中蓝色的和铜粉反应，被Cu还原为无色的，该反应中作氧化剂，是还原产物，根据氧化剂氧化性强于还原产物的规律，氧化性为，C正确； D．步骤④中无色的是直线形配离子，被空气中的氧化为蓝色的，后者为平面正方形空间构型，配离子空间构型发生了变化，D正确； 故选A。 9. 2-丁烯存在顺反异构，和2-丁烯类似，也存在顺铂和反铂两种同分异构体。下列说法错误的是 A. Ⅰ与Ⅱ中原子的配位数均为4 B. Ⅰ为顺铂，Ⅱ为反铂 C. Ⅱ的空间构型为平面正方形 D. 在水中的溶解度：Ⅰ>Ⅱ 【答案】C 【解析】 【详解】A．原子配位的配体为2个和2个，均为单齿配体，配位原子总数为4，因此的配位数均为4，A正确； B．顺式结构的特征是相同配体处于邻位（同侧），反式结构是相同配体处于对位（异侧），Ⅰ中两个、两个均处于同侧，为顺铂，Ⅱ中相同配体处于对位，为反铂，B正确； C．Ⅱ的 4 个配体不相同，Pt-Cl和Pt-N键的键长不相同，不是平面正方形，是平行四边形，C错误； D．顺铂是极性分子，反铂的正负电荷中心重合、为非极性分子，水是极性溶剂，根据相似相溶原理，极性溶质更易溶于极性溶剂，因此水中溶解度Ⅰ>Ⅱ，D正确； 故答案选C。 10. 金属铋及其化合物广泛用于电子设备、医药等领域。铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中的截面如图，晶胞的边长为，晶体密度为。下列说法错误的是 A. 该氟化物的化学式为 B. 粒子S、T之间的距离为 C. 晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 D. 阿伏加德罗常数的值为 【答案】C 【解析】 【详解】A．根据均摊法，Bi原子个数=12×+1=4，F原子个数=8×+6×+8=12，铋氟化物的化学式为BiF3，A正确； B．将晶胞均分为8个小立方体，由晶胞中MNPQ点的截面图可知，晶胞体内的8个位于8个小立方体的体心，以M为原点建立坐标系，令N的原子分数坐标为(0,0,1)，则T的原子分数坐标为， S的原子分数坐标为，所以粒子S、T之间的距离为×a nm= nm，B正确； C．以体心的Bi原子作中心，离它最近的有8个F，晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有8个，C错误； D．晶胞质量为g = g ，晶胞体积为(a×10−7cm)3 = a3×10−21cm3，由密度公式d=推导得NA = ，D正确； 故选C。 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 实例 解释 A 不存在稳定的分子 N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个键 B 键角： 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 晶体中配位数为8，而晶体中配位数为6 比的半径大 D 逐个断开中的键，每步所需能量不同 各步中的键所处化学环境不同 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．N原子为第二周期元素，价层只有2s、2p共4个轨道，最多可形成4个共价键，无法形成5个键，故不存在稳定，A正确； B．和均为含1对孤电子对的三角锥形结构，孤电子对与成键电子对斥力大于成键电子对间斥力只能解释二者键角均小于正四面体的，无法解释键角小于，二者键角差异是因为F电负性大于N，中成键电子对偏向F，成键电子对间斥力更小，B错误； C．离子晶体配位数与正负离子半径比有关，半径大于，中更大，配位数为8，配位数为6，C正确； D．中断开第一个键后，剩余基团中键所处化学环境发生变化，故每步断键所需能量不同，D正确； 故选B。 12. 离子化合物A的结构如图所示。W、M、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，基态Y原子价电子数是基态Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是 A. 阴、阳离子中均含配位键 B. 简单氢化物还原性： C. L与氢原子形成的分子存在对映异构体 D. 同周期内第一电离能比X大的元素有2种 【答案】B 【解析】 【分析】W、M、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素；W、Y原子序数之和等于Z，基态Y原子价电子数是基态Q原子价电子数的2倍，再结合结构图推断：W只形成1个共价键，故W为H；阴离子中心Q形成4个σ键带负电，是缺电子元素，结合价电子关系，Y价电子数是Q的2倍，推测Q为Al（价电子为3），则Y价电子数为6，Y是O；由W (1)+Y (8)=9，得到Z是F；再根据W<M<X<Y，MW3为-CH3，M为C，X在C、O之间，故X为N。即 W(H)、M (C)、X (N)、Y (O)、Z (F)、Q (Al)。 【详解】A．阳离子([N(CH3)2H2]+)中N提供孤电子对、H+有空轨道，存在配位键；阴离子(AlL4)-中Al有空轨道，L提供孤电子对，也有配位键，A正确； B．Z的简单氢化物是HF；Y的简单氢化物是H2O；X的简单氢化物是NH3，还原性看失电子能力：同周期从左到右非金属性增强，简单氢化物还原性减弱，非金属性：F>O>N，还原性：NH3>H2O>HF，也就是X>Y>Z，B错误； C．L与氢原子形成的分子为：，中心碳连接4个完全不同的基团：-CH3、-H、-F、-OH，存在手性，分子具有对映异构，C正确； D．X为N，第二周期第一电离能顺序：Li < B < Be < C < O < N < F < Ne，比N的第一电离能更大的元素：F、Ne，一共2种，D正确； 故选B。 13. 阿司匹林(乙酰水杨酸)具有解热镇痛作用，可由水杨酸合成。下列说法错误的是 A. 乙酰水杨酸的分子式为 B. 水杨酸分子中所有碳原子共平面 C. 水杨酸的沸点比对羟基苯甲酸的沸点高 D. 乙酰水杨酸分子中苯环上二氯代物的数目有4种 【答案】CD 【解析】 【详解】A．乙酰水杨酸分子含9个、8个、4个，分子式为，A正确； B．水杨酸中苯环为平面结构，羧基的碳原子直接与苯环相连，所有碳原子均共平面，B正确； C．水杨酸的羟基和羧基处于邻位，可形成分子内氢键，对羟基苯甲酸的羟基和羧基处于对位，只能形成分子间氢键，分子间氢键会使物质沸点升高，故水杨酸沸点低于对羟基苯甲酸，C错误； D．乙酰水杨酸苯环上两个取代基为邻位且结构不同，苯环上剩余4个氢原子均不等效，苯环上二氯代物共有种，D错误； 故答案选CD。 14. 固态锂离子氧化物可解决液态电解质易燃、易泄漏等问题。其立方晶胞和导电时迁移过程如图。已知该氧化物中为价，为价。下列说法正确的是 A. 位于O原子构成的八面体空隙 B. 若与空位的数目相等，则 C. 立方晶胞在体对角线方向上的投影为 D. 导电时，空位移动方向与电流方向相同 【答案】AB 【解析】 【分析】晶胞：LixLayTiO3，Ti：顶点，8个顶点，，O：棱上，12 条棱，，体心位置：La、Li+、空位共享这1个体心位置（总共1个位置），化合价：Ti为+4价，La为+3价，Li为+1价，O为-2价，电荷守恒：。 【详解】A．Ti在立方体顶点，O在12条棱的中点，顶点Ti周围最近O原子：一共6个O（上下、前后、左右），6个O正好围成正八面体，Ti在八面体中心，A正确； B．体心总共只有1个位置，这个位置分为三类：La、Li⁺、空位，Li+与空位的数目相等，设Li+数目=空位数目= a，La数目= y，所以：，将x=a代入电荷守恒式：x+3y=2，a+3(1-2a)=2，解得，，B正确； C．沿体对角线投影时，Ti应投影到外圈的六边形顶点上，正确的投影图为：，C错误； D．Li+是阳离子，导电时Li+定向移动方向=电流方向，Li+向右移动，相当于空位向左移动。空位移动方向与Li+移动方向相反，与电流方向相反，D错误； 故选AB。 15. 双钙钛矿型晶体的典型结构单元如图，其中O原子缺陷率为2.5%。已知：①B＇为价，B＂为价，A有价与价两种价态；②相对原子质量：A 59、B＇137、B＂139。下列说法正确的是 A. 晶体中价与价的A的个数比为 B. 晶体中与B＇距离最近的B＂构成正四面体 C. 一个晶胞中含有4个A原子 D. 该晶体单元的密度为 【答案】AD 【解析】 【详解】A．B'位于晶胞4个顶点，数目为；B''位于晶胞另外4个顶点，数目为；A位于晶胞体心，数目为1；O位于晶胞6个面心，缺陷率为2.5%，数目为；根据电中性原则，设+3价A的个数为，+4价A的个数为，，解得，即+3价A与+4价A个数比为13：7，A正确； B．由图可知，晶体中与B′原子距离最近的B′′原子构成了正八面体，B错误； C．图示并非完整晶胞，为部分，故完整晶胞中A原子数目为8，C错误； D．晶胞质量为，晶胞体积为，密度为，D正确； 故选AD。 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 根据给出的化学式或结构简式，回答下列问题： ①；②；③CH2=CH-CH=CH2；④；⑤；⑥CH3-C≡C-CH3；⑦；⑧C8H18； （1）属于同系物的是_________(填标号，下同)，属于同分异构体的是_________。 （2）⑤中含有的官能团的名称是_________，含有_________种极性键。 （3）⑦中含有_______种官能团，该物质能与发生反应生成，该产物分子中含有_______个手性碳原子。 （4）⑧分子中主链含有5个碳原子的同分异构体有_______种，其中一氯代物有3种的同分异构体的系统命名为________。 【答案】（1） ①. ①⑧ ②. ③⑥ （2） ①. 酰胺基 ②. 4 （3） ①. 5 ②. 4 （4） ①. 6 ②. 3‑甲基‑3‑乙基戊烷 【解析】 【分析】根据上述结构分别写出分子式：①是C5H12，②是C6H6O，③是C4H6，④是C10H8O，⑤是C2H5NO，⑥是C4H6，⑦是C10H7O4Br，⑧是C8H18。 【小问1详解】 同系物：结构相似，官能团种类数目相同，分子组成相差若干个CH2原子团；同分异构体：分子式完全相同，结构不同。 ①2-甲基丁烷(C5H12)（烷烃）， ⑧C8H18（辛烷，烷烃），二者都是饱和链烷烃，结构相似，相差C3H6→3CH2，故①⑧是同系物；③1，3-丁二烯(C4H6)，⑥2‑丁炔(C4H6)，分子式相同，结构不同，故③⑥是同分异构体。 【小问2详解】 ⑤的结构是：，其中为酰胺基，故⑤中含有的官能团的名称是酰胺基；极性键是不同原子之间形成的共价键，此分子中有C-H键，C=O键，C-N键，N-H键，一共4种极性键。 【小问3详解】 看⑦的结构，里面有-CHO（醛基），苯上连-OH（酚羟基），-C=C-（碳碳双键），-C-Br（碳溴键），-COOH（羧基），一共有5种官能团；该物质与发生反应生成的产物分子中的手性碳有：，该分子一共有4个手性碳。 【小问4详解】 ⑧的分子式是C8H18，故⑧是烷烃，主链固定5个C，剩余3个C作为支链（3个甲基(-CH3)、1个甲基(-CH3)和1个乙基(-CH2CH3），其中同分异构体有：2，2，3‑三甲基戊烷、2，2，4‑三甲基戊烷、2，3，3‑三甲基戊烷、2，3，4‑三甲基戊烷、2‑甲基‑3‑乙基戊烷、3‑甲基‑3‑乙基戊烷 ，一共有6种同分异构体；接下来找一氯代物只有 3 种的：，3‑甲基‑3‑乙基戊烷，等效氢有3 组，其中一氯代物有3种的同分异构体的系统命名为3‑甲基‑3‑乙基戊烷。 17. 下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。 回答下列问题： （1）元素⑦对应基态原子具有_______种能量不同的电子，有_______种运动状态不同的电子。 （2）下列元素②的轨道表示式表示的状态中，能量最高是_______(填标号)。 A. B. C. D. （3）第三周期元素中，第一电离能介于⑤、⑥之间的元素有_______(填元素符号)。 （4）元素⑨基态原子的价电子排布式是_______，同周期中基态原子未成对电子数比⑨多的元素是_______(填元素符号)。 （5）元素⑩位于元素周期表的_______区，该元素价氧化物和价氧化物的稳定性比较强的是_______(填化学式)，从结构上分析原因_______。 【答案】（1） ①. 5 ②. 17 （2）C （3） Mg、Si、S （4） ①. ②. Cr （5） ①. ds ②. ③. 的 价电子排布式为，处于全充满的稳定状态，而的 价电子排布式为，不如全充满状态稳定。 【解析】 【分析】 根据元素在周期表中的位置可知：①为H，②为Li，③为C，④为Mg，⑤为Al，⑥为P，⑦为Cl，⑧为Ca，⑨为Mn，⑩为Cu。 【小问1详解】 元素⑦为Cl，其基态原子核外电子排布式为；能级种数即为能量不同的电子种数，共有1s、2s、2p、3s、3p这5个能级，故有5种能量不同的电子；原子中没有运动状态完全相同的电子，Cl 原子核外有17个电子，故有17种运动状态不同的电子。  【小问2详解】 元素②为Li，基态电子排布式为；D 为基态，能量最低；A 中1个1s电子跃迁到2s轨道；B 中2个1s电子跃迁到2s和2p轨道；C中2个1s电子均跃迁到2p轨道；电子跃迁到越高的能级，体系吸收的能量越多，状态能量越高；故C状态能量最高。 【小问3详解】 元素⑤为Al，⑥为P；同一周期元素的第一电离能呈增大趋势，但第IIA族（Mg，3s全满）和第VA族（P，3p半满）的价电子排布处于稳定状态，其第一电离能大于同周期相邻元素。第三周期第一电离能大小顺序为 Na < Al < Mg < Si < S < P < Cl < Ar，故介于 Al 和 P 之间的元素有 Mg、Si、S。 【小问4详解】 元素⑨为Mn，原子序数为 25，基态原子的核外电子排布式为，其价电子排布式为；Fe 基态原子 3d 轨道上有 5 个未成对电子，同周期中未成对电子数比 Fe 多的元素为Cr：，价电子排布式为。 【小问5详解】 元素⑩为Cu，价电子排布式为，位于元素周期表的 ds 区；+1价铜的价电子排布式为，处于全充满的稳定状态，而+2价铜的 价电子电子排布式为，不如全充满状态稳定，故 价的比价的更稳定。 18. 硼是一种用途广泛的化工原料，主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。 回答下列问题： （1）形成分子时，基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价电子轨道表示式为________(填标号)。 A. B. C. D. （2）硼砂是含10个结晶水的四硼酸钠，其阴离子的球棍模型如图所示，_______；B原子的杂化方式为_______；硼砂晶体中存在的作用力有_______(填标号)。 A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力E．氢键 （3）吡啶()和硼烷-吡啶()的环状结构部分均与苯环相似，比较二者在水中溶解性大小并说明理由________。 （4）氨硼烷()储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。氨硼烷分子中与N原子相连的H原子呈正电性，与B原子相连的H原子呈负电性，不同电性的氢之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键，用“”表示。氨硼烷的一种制备方法如下： ⅰ.(乙硼烷) ⅱ. ①的空间构型为________；氨硼烷分子中存在配位键，能体现配位键的结构式为_________；比较熔点：________(填“>”“<”“=”)。 ②下列物质之间可能形成双氢键的是________(填标号)。 A．和 B．和 C．和 D．和 ③氨硼烷水解释氢的可能机理如下图所示，氨硼烷完全水解的化学方程式为________。 【答案】（1）C （2） ①. 2 ②. ③. ABDE （3）吡啶在水中溶解度更大；吡啶环上N原子有孤电子对，可以与水分子形成氢键；硼烷-吡啶中N的孤电子对已经和BH3形成配位键，无法再和水形成氢键，水溶性下降。 （4） ①. 正四面体形 ②. ③. < ④. BD ⑤. 【解析】 【小问1详解】 基态B原子的电子排布式为，其价电子层为。激发时，2s轨道上的1个电子吸收能量跃迁到2p空轨道上，形成的激发态。根据洪特规则，电子在能量相同的轨道上排布时，将尽可能分占不同的轨道且自旋方向相同，故其价电子轨道表示式为C选项所示。 【小问2详解】 由阴离子的球棍模型可知，该阴离子中含有4个B原子、5个环内O原子和4个环外羟基（-OH），其化学式为。根据化合价代数和等于离子电荷数，B为+3价，O为-2价，H为+1价，则，解得； 观察模型可知，有2个B原子与3个O原子形成3个键，无孤电子对，为杂化；另外2个B原子与4个O原子形成4个键，无孤电子对，为杂化；硼砂晶体中，钠离子与四硼酸根离子之间存在离子键。阴离子内部及水分子内部存在共价键。水分子之间、水分子与阴离子之间存在氢键和范德华力。不含金属键。故选ABDE。 【小问3详解】 影响物质在水中溶解性的重要因素之一是能否与水形成分子间氢键。吡啶分子中N原子上有一对孤电子对，可以与水分子中的H原子形成氢键，从而增大其在水中的溶解度。而在硼烷-吡啶中，N原子的孤电子对已经提供给B原子的空轨道形成了配位键，无法再与水分子形成氢键，导致其水溶性显著降低。 【小问4详解】 ①中B原子的价层电子对数为，且无孤电子对，故其空间构型为正四面体形；氨硼烷中N原子提供孤电子对，B原子提供空轨道形成配位键，结构式可表示为；分子间存在双氢键，而分子间仅存在较弱的范德华力，故熔点。 ②形成双氢键的条件是分子中存在带正电性的H原子和带负电性的H原子。 A．和中的H原子均与电负性较大的原子相连，均带正电性，只能形成普通氢键，A错误； B．中Si的电负性小于H，H带负电性，中C的电负性大于H且受Cl的吸电子影响，H带正电性，两者可形成双氢键，B正确； C．和中的H原子均带正电性，不能形成双氢键，C错误； D．中B的电负性小于H，H带负电性，中H带正电性，两者可形成双氢键，D正确； 故答案选BD。 ③根据机理图可知，在催化剂作用下与水反应，首先生成和，随后中间体不断与水反应释放出，B原子上的H逐渐被-OH取代，最终完全水解生成。综合各步反应，结合原子守恒和电荷守恒，总化学方程式为。 19. 钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： （1）在基态原子中，核外存在_______对自旋状态相反的电子，核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。 （2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是________。 （3）区分晶态和非晶态最可靠的科学方法是_________，与光气反应可用于制取，的空间构型为_________；的熔、沸点均高于结构与其相似的，主要原因是_______。 （4）金红石(钛的氧化物)的晶胞结构如图所示(晶胞参数，)。 ①该氧化物的晶体熔点为1850℃，其晶体类型最不可能是_________(填标号)。 A．共价晶体 B．离子晶体 C．分子晶体 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A、B点原子的分数坐标分别为和，则C点原子的分数坐标为________；若阿伏加德罗常数的值为，则此晶胞的密度_________(用含的代数式表示)。 【答案】（1） ①. 10 ②. N ③. 球形 （2） 钛原子的价电子数比铝多，金属键更强 （3） ①. X射线衍射实验 ②. 平面三角形 ③. 两者均为分子晶体，结构相似，的相对分子质量大于，分子间作用力更强 （4） ①. C ②. ③. 【解析】 【小问1详解】 基态原子（原子序数为22）的核外电子排布式为。其中、、、、、能级上的电子均成对，共20个电子，即存在10对自旋状态相反的电子；轨道上有2个自旋状态相同的单电子。核外电子占据的最高能层为第四层，其符号为N层。占据该能层的电子为电子，电子云轮廓图形状为球形。 【小问2详解】 钛和铝均形成金属晶体，金属晶体的硬度取决于金属键的强弱。钛的价电子排布为，价电子数为4，铝的价电子排布为，价电子数为3；钛的价电子数比铝多，因此钛的金属键比铝更强，硬度更大。 【小问3详解】 区分晶体和非晶体最可靠的科学方法是X射线衍射实验。在分子中，中心C原子与1个O原子形成双键，与2个Cl原子分别形成单键，中心原子的价层电子对数为，无孤电子对，采用杂化，故空间构型为平面三角形。和均为分子晶体，结构相似，由于的相对分子质量更大，分子间的范德华力更强，因此克服分子间作用力所需的能量更多，熔、沸点更高。 【小问4详解】 ① 该氧化物熔点高达1850℃，而分子晶体的熔点通常较低，因此其最不可能是分子晶体，故选C。② 根据晶胞结构和A、B的坐标可知，底面（）上的两个O原子处于对角线上，根据对称性，底面上另一个O原子的坐标为即。根据晶体的平移对称性，顶面（）的原子分布与底面完全相同，故C点原子的分数坐标为。该晶胞中原子位于顶点和体心，个数为；O原子位于上下底面和晶胞内部，个数为。晶胞的质量。晶胞的体积。因此晶胞的密度。 20. 硅被誉为“信息革命的催化剂”，创造美好生活离不开硅。回答下列问题： （1）5G芯片生产需要的材料为单晶硅，单晶硅的晶体类型为_________；若基态硅原子电子排布式为违背了_________。 （2）C和位于同主族，C原子2p轨道能“肩并肩”“头碰头”重叠成键，而原子的3p轨道主要“头碰头”重叠成键、难“肩并肩”重叠成键，其主要原因是________。 （3）硅酸盐中的阴离子结构丰富多样，既有有限数目的硅氧四面体构成的简单阴离子(图A)，也有以硅氧四面体结构单元构成的无限延长的单链(图B)、双链(图C)等更复杂的结构。图B中与O的原子数之比为_________；图C所示阴离子的化学式为_________。 （4）的晶胞结构如图所示，晶胞边长为。 ①金刚石、、的稳定性由强到弱的顺序为________。 ②原子的配位数是________；与C原子等距离最近的C原子有________个。 ③晶胞中A、B间距离________；设为阿伏加德罗常数的值，晶体的摩尔体积为________(列出计算式)。 【答案】（1） ①. 共价晶体（或原子晶体） ②. 洪特规则 （2）硅原子半径较大，p轨道难以“肩并肩”有效重叠形成稳定的键 （3） ①. ②. （或） （4） ①. 金刚石 > > ②. ③. 12 ④. ⑤. 【解析】 【分析】本题以硅及其化合物为载体，综合考查原子结构、化学键和晶体结构。解答时从硅的价电子排布和洪特规则出发判断电子排布问题，由原子半径对轨道重叠程度的影响理解同主族元素成键方式的差异，并借助均摊法、化合价代数和与体对角线关系完成链状硅酸根和金刚石型晶胞的组成与几何计算。 【小问1详解】 单晶硅是由硅原子通过共价键向空间延伸形成的网状结构，属于共价晶体（原子晶体）。基态硅原子的3p轨道上有2个电子，根据洪特规则，这两个电子应尽可能分占不同的p轨道且自旋方向相同（即），排布为违背了洪特规则。 【小问2详解】 C原子半径较小，2p轨道能有效重叠形成键；而Si原子半径较大，3p轨道在“肩并肩”重叠时重叠程度较小，难以形成稳定的键。 【小问3详解】 图B为单链结构，每个硅氧四面体中有2个氧原子与相邻四面体共享，因此每个Si原子平均拥有的O原子数为，Si与O的原子数之比为。图C为双链结构，可以看作两条单链并排相连，其中一半的硅氧四面体共享3个氧原子（平均拥有个O），另一半共享2个氧原子（平均拥有个O），因此平均每4个Si原子拥有个O原子。根据化合价代数和（Si为+4价，O为-2价），总电荷为，故该阴离子化学式为。 【小问4详解】 ①金刚石、、均为共价晶体，由于原子半径，故共价键键长，键能依次减小，晶体稳定性由强到弱的顺序为金刚石 > > 。②由晶胞结构可知，每个Si原子位于4个C原子构成的四面体空隙中心，故Si的配位数为4；C原子占据面心立方晶格的顶点和面心，与顶点C原子等距离最近的C原子位于相邻的12个面心上，故有12个。③A为体内的Si原子，B为顶点的C原子，A位于晶胞体对角线的处。晶胞体对角线长为，故A、B间距离。一个晶胞中含有个C原子和4个Si原子（全部在体内），即含有4个微粒。1摩尔含有个微粒，相当于个晶胞。晶胞体积为，故晶体的摩尔体积为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024-2025学年度第一学期期末学业水平诊断 高二化学 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。 2.回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 F 19 Ti 48 Bi 209 一、选择题：本题共10小题，每小题2分，共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。 1. 化学与科技密切相关。下列说法正确的是 A. 砷化镓可用于制作电子芯片，砷化镓属于金属材料 B. “硅-炭黑晶体管”是一种新型材料，硅、炭黑均属于共价晶体 C. “朱雀二号”液氧甲烷火箭入轨成功，是由极性键构成的非极性分子 D. 超分子粘合剂具有很高的粘合强度，超分子以共价键连接其他分子 2. 下列化学用语或图示正确的是 A. 溶液中的水合离子： B. 的价层电子对互斥(VSEPR)模型： C. 4-甲基戊烷的键线式： D. 激发态H原子的轨道表示式： 3. 下列各组分子空间构型和极性均相同的是 A. 和 B. 和 C. 和 D. 和 4. 代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是 A. 2.2g重水所含的电子数目为 B. 1金刚石中键的数目为 C. 常温下，1液态水中氢键数目为 D. 1白磷(，正四面体形)晶体中含有键数目为 5. 1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐的合成揭开了离子液体的研究序幕。下列说法错误的是 A. 键能： B. 第一电离能： C. 原子半径： D. 离子液体常温下呈液态与其离子体积较大有关 6. 结构决定性质，性质决定用途。下列事实解释错误的是 事实 解释 A 甘油是黏稠液体 甘油分子间的氢键较强 B 石墨与金刚石硬度差别大 石墨中碳碳键键能小于金刚石中碳碳键键能 C 沸点：正戊烷新戊烷 正戊烷分子间作用力大于新戊烷 D 硫易溶于 硫与均为非极性分子，相似相溶 A. A B. B C. C D. D 7. 钙钛矿量子点的结构与钙钛矿()相似，可用。表示。是钙钛矿型化合物，具有良好的光电化学性质。下列说法错误的是 A. 中B原子的价层电子对数为4 B. 位于元素周期表第四周期ⅣA族 C. 、O、B、H的电负性由大到小依次为 D. 与基态原子位于同一周期且含有相同未成对电子数的主族元素只有一种 8. 用探究、性质，实验步骤及观察到的现象如下： 下列说法错误的是 A. 中含有键 B. 与的配位能力： C. 氧化性： D. 过程④中配离子的空间构型发生变化 9. 2-丁烯存在顺反异构，和2-丁烯类似，也存在顺铂和反铂两种同分异构体。下列说法错误的是 A. Ⅰ与Ⅱ中原子的配位数均为4 B. Ⅰ为顺铂，Ⅱ为反铂 C. Ⅱ的空间构型为平面正方形 D. 在水中的溶解度：Ⅰ>Ⅱ 10. 金属铋及其化合物广泛用于电子设备、医药等领域。铋的一种氟化物的立方晶胞及晶胞中的截面如图，晶胞的边长为，晶体密度为。下列说法错误的是 A. 该氟化物的化学式为 B. 粒子S、T之间的距离为 C. 晶体中与铋离子最近且等距的氟离子有6个 D. 阿伏加德罗常数的值为 二、选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 11. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列实例与解释不符的是 实例 解释 A 不存在稳定的分子 N原子价层只有4个原子轨道，不能形成5个键 B 键角： 孤电子对与成键电子对的斥力大于成键电子对之间的斥力 C 晶体中配位数为8，而晶体中配位数为6 比的半径大 D 逐个断开中的键，每步所需能量不同 各步中的键所处化学环境不同 A. A B. B C. C D. D 12. 离子化合物A的结构如图所示。W、M、X、Y、Z、Q是核电荷数依次增大的短周期元素，W、Y原子序数之和等于Z，基态Y原子价电子数是基态Q原子价电子数的2倍。下列说法错误的是 A. 阴、阳离子中均含配位键 B. 简单氢化物还原性： C. L与氢原子形成的分子存在对映异构体 D. 同周期内第一电离能比X大的元素有2种 13. 阿司匹林(乙酰水杨酸)具有解热镇痛作用，可由水杨酸合成。下列说法错误的是 A. 乙酰水杨酸的分子式为 B. 水杨酸分子中所有碳原子共平面 C. 水杨酸的沸点比对羟基苯甲酸的沸点高 D. 乙酰水杨酸分子中苯环上二氯代物的数目有4种 14. 固态锂离子氧化物可解决液态电解质易燃、易泄漏等问题。其立方晶胞和导电时迁移过程如图。已知该氧化物中为价，为价。下列说法正确的是 A. 位于O原子构成的八面体空隙 B. 若与空位的数目相等，则 C. 立方晶胞在体对角线方向上的投影为 D. 导电时，空位移动方向与电流方向相同 15. 双钙钛矿型晶体的典型结构单元如图，其中O原子缺陷率为2.5%。已知：①B＇为价，B＂为价，A有价与价两种价态；②相对原子质量：A 59、B＇137、B＂139。下列说法正确的是 A. 晶体中价与价的A的个数比为 B. 晶体中与B＇距离最近的B＂构成正四面体 C. 一个晶胞中含有4个A原子 D. 该晶体单元的密度为 三、非选择题：本题共5小题，共60分。 16. 根据给出的化学式或结构简式，回答下列问题： ①；②；③CH2=CH-CH=CH2；④；⑤；⑥CH3-C≡C-CH3；⑦；⑧C8H18； （1）属于同系物的是_________(填标号，下同)，属于同分异构体的是_________。 （2）⑤中含有的官能团的名称是_________，含有_________种极性键。 （3）⑦中含有_______种官能团，该物质能与发生反应生成，该产物分子中含有_______个手性碳原子。 （4）⑧分子中主链含有5个碳原子的同分异构体有_______种，其中一氯代物有3种的同分异构体的系统命名为________。 17. 下表为元素周期表的一部分，其中的编号代表对应的元素。 回答下列问题： （1）元素⑦对应基态原子具有_______种能量不同的电子，有_______种运动状态不同的电子。 （2）下列元素②的轨道表示式表示的状态中，能量最高是_______(填标号)。 A. B. C. D. （3）第三周期元素中，第一电离能介于⑤、⑥之间的元素有_______(填元素符号)。 （4）元素⑨基态原子的价电子排布式是_______，同周期中基态原子未成对电子数比⑨多的元素是_______(填元素符号)。 （5）元素⑩位于元素周期表的_______区，该元素价氧化物和价氧化物的稳定性比较强的是_______(填化学式)，从结构上分析原因_______。 18. 硼是一种用途广泛的化工原料，主要用于生产硼砂、硼酸和硼的各种化合物。 回答下列问题： （1）形成分子时，基态B原子价电子层上的电子先进行激发，再进行杂化，激发时B原子的价电子轨道表示式为________(填标号)。 A. B. C. D. （2）硼砂是含10个结晶水的四硼酸钠，其阴离子的球棍模型如图所示，_______；B原子的杂化方式为_______；硼砂晶体中存在的作用力有_______(填标号)。 A．离子键 B．共价键 C．金属键 D．范德华力E．氢键 （3）吡啶()和硼烷-吡啶()的环状结构部分均与苯环相似，比较二者在水中溶解性大小并说明理由________。 （4）氨硼烷()储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。氨硼烷分子中与N原子相连的H原子呈正电性，与B原子相连的H原子呈负电性，不同电性的氢之间存在静电相互吸引作用，称为双氢键，用“”表示。氨硼烷的一种制备方法如下： ⅰ.(乙硼烷) ⅱ. ①的空间构型为________；氨硼烷分子中存在配位键，能体现配位键的结构式为_________；比较熔点：________(填“>”“<”“=”)。 ②下列物质之间可能形成双氢键的是________(填标号)。 A．和 B．和 C．和 D．和 ③氨硼烷水解释氢的可能机理如下图所示，氨硼烷完全水解的化学方程式为________。 19. 钛及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。回答下列问题： （1）在基态原子中，核外存在_______对自旋状态相反的电子，核外电子占据最高能层的符号是_______，占据该能层电子的电子云轮廓图形状为_______。 （2）钛比钢轻、比铝硬，是一种新兴的结构材料。钛硬度比铝大的原因是________。 （3）区分晶态和非晶态最可靠的科学方法是_________，与光气反应可用于制取，的空间构型为_________；的熔、沸点均高于结构与其相似的，主要原因是_______。 （4）金红石(钛的氧化物)的晶胞结构如图所示(晶胞参数，)。 ①该氧化物的晶体熔点为1850℃，其晶体类型最不可能是_________(填标号)。 A．共价晶体 B．离子晶体 C．分子晶体 ②以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置，称为原子的分数坐标，如A、B点原子的分数坐标分别为和，则C点原子的分数坐标为________；若阿伏加德罗常数的值为，则此晶胞的密度_________(用含的代数式表示)。 20. 硅被誉为“信息革命的催化剂”，创造美好生活离不开硅。回答下列问题： （1）5G芯片生产需要的材料为单晶硅，单晶硅的晶体类型为_________；若基态硅原子电子排布式为违背了_________。 （2）C和位于同主族，C原子2p轨道能“肩并肩”“头碰头”重叠成键，而原子的3p轨道主要“头碰头”重叠成键、难“肩并肩”重叠成键，其主要原因是________。 （3）硅酸盐中的阴离子结构丰富多样，既有有限数目的硅氧四面体构成的简单阴离子(图A)，也有以硅氧四面体结构单元构成的无限延长的单链(图B)、双链(图C)等更复杂的结构。图B中与O的原子数之比为_________；图C所示阴离子的化学式为_________。 （4）的晶胞结构如图所示，晶胞边长为。 ①金刚石、、的稳定性由强到弱的顺序为________。 ②原子的配位数是________；与C原子等距离最近的C原子有________个。 ③晶胞中A、B间距离________；设为阿伏加德罗常数的值，晶体的摩尔体积为________(列出计算式)。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $