浙江省舟山中学2023-2024学年高二下学期4月月考化学试卷(Word版附解析)
展开1.本卷满分100分,考试时间90分钟。
2.答题时,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填写相应数字。
3.考试结束后,只需上交答题卷。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 A1-27 Si-28 P-31 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Ga-70 Br-80 Ag-108 I-127 Ba-137
第I卷(选择题48分)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HCl分子中的σ键电子云轮廓图:
B. 基态Cl原子的价电子轨道表示式:
C. 二氧化硅的分子式为SiO2
D. NaOH的电子式为
2. 下面关于四种短周期元素的原子比较正确的是
①基态原子的电子排布式:;②3p轨道半充满的原子;③原子核外有4种不同能量的电子,且只有一个单电子;④s能级电子总数等于p能级电子总数的p区原子
A. 最高正化合价:④=①>②>③B. 原子半径:③>②>①>④
C. 电负性;③>②>①>④D. 第一电离能:④>①>②>③。
3. 优氯净()是常用的杀菌消毒剂。下列与优氯净组成元素有关的说法正确的是
A. 电负性:O>N>CB. 原子半径:Cl>Na>O
C. O在周期表中的位置是第2周期ⅣA族D. 热稳定性:
4. 2-噻吩乙醇()是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:
下列说法错误的是
A. 噻吩中S原子有1对孤对电子
B. 生成2-噻吩钠的化学方程式为:2+2Na2+H2
C. 噻吩沸点低于咪唑()的原因:咪唑分子间存在氢键,使熔、沸点升高
D. 噻吩()中所有原子共平面
5. 设为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A. 1ml白磷中含有P-P共价键的数目为
B. 1mlHF平均可形成个氢键
C. 分子中含有的σ键数目为
D. 中含有的中子数为
6. 3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子中O原子和N原子均为杂化
B. 分子中的键角大于的键角
C. 分子中的极性大于的极性
D. 分子式为
7. 下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是
A. 平面三角形 杂化B. 平面三角形 杂化
C. V形 杂化D. 三角锥形 杂化
8. 已知:血红蛋白可与结合,血红蛋白更易与CO配位,血红蛋白与配位示意如图所示,血红蛋白(Hb)与、CO结合的反应可表示为①;②。
下列说法错误的是
A. 相同温度下,
B. 血红蛋白结合后Fe的配位数为6
C. 已知反应,则
D. 高压氧舱可治疗CO中毒
9. 下列有关说法正确的是
A. 图A中分子含有手性碳原子,该物质具有旋光性
B. 图B中金属铜为面心立方堆积,原子的空间利用率为
C. 图C为H原子的电子云,由图可见H原子核外靠近核运动的电子多
D. 图D所示为金属Mg的1个六方晶胞结构
10. 硒化锌()是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,已知晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. Zn位于元素周期表ds区
B. 基态Se原子核外有18种不同空间运动状态的电子
C. A点原子坐标为,则B点原子坐标为
D. 该体密度为
11. 配位化合物较稳定且用运广泛。可与、、等配体形成溶液呈浅紫色的、红色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的的配离子,不能与形成配位离子。下列说法错误的是
A. Fe晶体中原子通过金属阳离子和自由电子间的静电作用相结合
B. 可用NaF和KSCN溶液检验溶液中是否含有
C. 溶液Ⅰ中仅参与形成范德华力和氢键
D. 上述实验可得出,与形成配合物的能力:
12. 下列对一些实验事实的理论解释错误的是
A. AB. BC. CD. D
13. 由四种短周期主族元素形成的某有机物甲的结构如图所示,甲分子中所有原子共平面,X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y、Z、W、X的原子半径依次减小。下列说法错误的是
A. 通常状况下,由于甲分子间形成氢键使甲呈固态
B. 为直线形分子,其中2个Y原子均采取sp杂化
C. 由于甲分子中所有原子共平面,所以甲分子中Z的杂化方式为
D. 电负性:Z
14. 六方硫化锌结构是S原子作六方最密堆积,其晶胞如图所示,图中A点分数坐标为点分数坐标为;底,高。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶胞中,填充空隙类型为正四面体空隙B. 图中S原子的配位数为6
C. 图中的核间距约为D. 该晶体的化学式为
15. 钴酞菁(Pc-C,已知酞菁分子中所有原子共平而)和金属分子笼1通过“一锅法”合成了超分子复合物Pc-C@1,以Pc-C@1为催化剂将CO2转化为CO的反应机理如图所示。
下列叙述错误的是
A. 酞菁中a、b、c三处氮原子的杂化类型相同
B. 上述过程总反应式为
C. 反应过程中有s-sp3σ键形成
D. 钴酞菁分子中两个氮原子提供孤对电子,与C2+形成配位键
16. 下列由实验操作及现象能够得出相应结论的是
A. AB. BC. CD. D
第II卷(非选择题52分)
二、 非选择题(本大题共5小题,共52分)
17. 《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量中和两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果,这种测量方法叫“铝铍测年法”。自然界一共存在三种硅的稳定同位素,分别是、和。完成下列填空:
(1)和_______。
A. 是不同核素,具有相同的物理性质B. 是同一种核素
C. 具有相同的中子数D. 具有相同的化学性质
(2)Si原子的结构示意图为_______。
(3)基态Si原子能量最高的能层和该能层中电子排布式分别为_______。
A. K层,B. M层,C. M层,D. L层,
(4)的中子数为_______;一个原子的质量为_______g。(用表示)
(5)空间结构与相似,分子中存在的化学键为_____,空间构型_______。
A.离子键 B.共价键 C.金属键
(6)与碳的氢化物类似,硅元素的氢化物硅烷的通式为:。下列有关说法不正确的是_____。
A. 没有同分异构体
B. 键能比键能小,故热稳定性:
C. 中Si原子杂化方式均为
D. 可与水反应生成氢气
(7)在硅酸盐中,四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为_______,Si与O的原子数之比为_______。
18. 某抗失眠药物的结构简式为,其分子式为。回答下列问题:
(1)C、O、N中原子半径最小的是______(填元素符号),解释其原因:______。
(2)、和分子的价层电子对互斥模型是否相同______(填“是”或“否”,下同),中心原子的杂化类型是否相同______,分子空间构型是否相同______,分子中共价键键角最小的是______(填化学式)。三种分子中甲烷的沸点最低,解释其原因是______。
(3)在由H元素与O元素形成的化合物中,含有非极性键的某极性分子的结构式为______,在由C元素与O元素形成的化合物中,含有极性键的某非极性分子的电子式为______。
(4)元素周期表中位于斜对角线的两种元素及其性质十分相似,称之为对角线规则。根据元素周期表对角线规则,金属铍Be与铝单质性质十分相似。写出金属铍Be与NaOH溶液反应的化学方程式__________________。
(5)用“*”标出下列化合物中的手性碳原子:________。
19. X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表所示:
(1)X元素位于元素周期表的位置______。
(2)X、Y、Z三种元素的原子半径由小到大的排列顺序______。
(3)含Z元素的化合物在灼烧时火焰呈黄色。许多金属盐在灼烧时都会使火焰呈特征颜色,其原因是______。
(4)M的原子结构示意图为______,基态M原子的核外电子填充时最高能级符号为______。
(5)写出Q元素基态原子的价层电子排布图(即轨道表示式)______。
(6)写出基态简化的电子排布式______,基态价层电子排布图(即轨道表示式)______。
20. 四氮化四硫(,S为+2价)是重要硫一氮二元化合物,室温下为橙黄色固体,难溶于水,能溶于等有机溶剂,可用与(红棕色液体)反应制备,反应装置如图所示(夹持装置略)。
已知:,回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________;装置D的作用是________。
(2)四氮化四硫()为双楔形笼状结构,如下图(a)所示。S和N原子交替构成一个假想的八元环,各S-N键长几乎相等。请回答以下问题:
①的双楔形笼状结构可通过________实验测得。
②分子中正、负电荷的重心完全重合,则为分子________(填“极性”或“非极性”)。
③已知:多原子分子中相互平行的多条p轨道,连贯重叠构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成大π键,如苯分子存在型大π键。有研究者提出的另一种平面八元环结构,如上图(b),S原子的杂化方式为________;请写出平面中的大π键类型________。
(3)装置C中生成的同时,还生成一种常见固体单质和一种盐,该反应的化学方程式为________;证明反应完全的现象是________。
(4)分离产物后测定产品纯度:
i.取0.1000g样品加入三颈烧瓶中,再加入足量NaOH溶液并加热蒸出;
ii.将蒸出的通入含甲基橙的标准溶液中,消耗。
根据上述实验,计算样品中的纯度________(列出表达式)。
21. 铬(Cr)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以络铁矿(主要成分为FeCr2O4,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示:
回答下列问题;
(1)FeCr2O4中Fe为+2价,Cr的化合价为______,“焙烧”中FeCr2O4反应的化学方程式为__________。
(2)“沉铝”中所得滤渣的成分为________,需控制pH=6~10的原因为_______________。
(3)“酸化”中反应的离子方程式为____________;若该反应的平衡常数K=4×1014,已知:“酸化”后溶液中c()=1.6×10-3ml/L,则溶液中c()=_______ml/L。
(4)Ca、O、Cr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物,晶胞结构如图所示,其中Ca2+、O2-采用面心立方最密堆积方式(处于面对角线上的钙离子与氧离子紧密相邻)。
已知钙离子、氧离子半径分别为xpm、ypm,晶胞中Cr4+位于O2-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为________pm。选项
实验事实
理论解释
A
熔点:碳化硅<金刚石
C-Si键能小于C-C键能
B
酸性:
氟的电负性大于氯的电负性,F-C的极性大于Cl-C的极性,导致羧基中羟基的极性更大,更易电离出
C
聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯
C-F的键能比C-H的键能大,键能越大,化学性质越稳定
D
对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低
对羟基苯甲醛形成分子内氢键,邻羟基苯甲醛形成分子间氢键
选项
实验操作及现象
结论
A
向ZnS(白色)悬浊液中加入少量溶液,有黑色沉淀(CuS)生成
B
将石灰石与盐酸反应产生的气体直接通入水玻璃中,生成白色沉淀
非金属性:
C
向盛有溶液的试管中边滴入水溶液边振荡,有白色沉淀生成
生成的白色沉淀为
D
取溶液,加入溶液,加入萃取分液后,向水层滴入溶液,溶液变成红色
与所发生的反应为可逆反应
元素
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
位于第三周期,且原子半径是同周期主族元素中最大的
M
基态原子核外最外层所有p轨道为半充满状态
Q
基态原子核外最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与最外层p轨道上其他电子的自旋方向相反
R
基态原子核外有7个能级且d轨道上有6个电子
2024年浙江省舟山中学清明返校测高二化学试题卷
1.本卷满分100分,考试时间90分钟。
2.答题时,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填写相应数字。
3.考试结束后,只需上交答题卷。
可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 A1-27 Si-28 P-31 S-32 Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Ga-70 Br-80 Ag-108 I-127 Ba-137
第I卷(选择题48分)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HCl分子中的σ键电子云轮廓图:
B. 基态Cl原子的价电子轨道表示式:
C. 二氧化硅的分子式为SiO2
D. NaOH的电子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.HCl中σ键是由s轨道(球形)与p轨道(哑铃形或纺锤形),头碰头形成的,其电子云轮廓图为 ,A错误;
B.基态Cl原子的价电子表示式3s23p5,其价电子轨道表示式为 ,B正确;
C.二氧化硅是共价晶体,不存在分子式,C错误;
D.氢氧化钠是含有共价键的离子化合物,电子式为,D错误;
故选B。
2. 下面关于四种短周期元素的原子比较正确的是
①基态原子的电子排布式:;②3p轨道半充满的原子;③原子核外有4种不同能量的电子,且只有一个单电子;④s能级电子总数等于p能级电子总数的p区原子
A. 最高正化合价:④=①>②>③B. 原子半径:③>②>①>④
C. 电负性;③>②>①>④D. 第一电离能:④>①>②>③。
【答案】B
【解析】
【详解】①基态原子的电子排布式:,①为S;②3p轨道半充满的原子,②是P;③原子核外有4种不同能量的电子,且只有一个单电子,③为Na;④s能级电子总数等于p能级电子总数的p区原子,④是O。则
A.氧元素没有最高价,A错误;
B.同周期自左向右原子半径逐渐减小,同主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径:Na>P>S>O,B正确;
C.非金属性越强,电负性越大,则电负性;O>S>P>Na,C错误;
D.磷元素的3p轨道电子处于半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,则 第一电离能:O>P>S>Na,D错误;
答案选B。
3. 优氯净()是常用的杀菌消毒剂。下列与优氯净组成元素有关的说法正确的是
A. 电负性:O>N>CB. 原子半径:Cl>Na>O
C. O在周期表中的位置是第2周期ⅣA族D. 热稳定性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,电负性依次增大,则电负性大小顺序为O>N>C,故A正确;
B.电子层数越多半径越大,同周期元素,从左到右原子半径依次减小,则原子半径Na>Cl>O,故B错误;
C.氧元素的原子序数为8,位于元素周期表中第2周期ⅥA族,故C错误;
D.同周期元素,从左到右非金属性依次增强,简单氢化物的热稳定性增强,则氨分子的热稳定性弱于水分子,故D错误;
故选A
4. 2-噻吩乙醇()是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:
下列说法错误的是
A. 噻吩中S原子有1对孤对电子
B. 生成2-噻吩钠的化学方程式为:2+2Na2+H2
C. 噻吩沸点低于咪唑()的原因:咪唑分子间存在氢键,使熔、沸点升高
D. 噻吩()中所有原子共平面
【答案】A
【解析】
【详解】A.在噻吩分子中,硫原子与两个相邻的碳原子共享两对电子,形成了两个共价键,没有孤对电子,A错误;
B.噻吩与钠的化学方程式为:2+2Na→2+H2↑,B正确;
C.噻吩分子间不存在氢键,咪唑分子间存在氢键,故噻吩沸点低于咪唑,C正确;
D.噻吩()中所有原子共平面,D正确;
故选A。
5. 设为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A. 1ml白磷中含有P-P共价键的数目为
B. 1mlHF平均可形成个氢键
C. 分子中含有的σ键数目为
D. 中含有的中子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.白磷分子式为P4,分子结构为,1个白磷分子中含6个P-P键,1ml白磷分子中含6mlP-P键,A错误;
B.HF中氢键可表示为F-H…F-,1mlHF平均可形成个氢键,B错误;
C.1个分子中含有的σ键数目为5,的物质的量为1ml,分子中含有的σ键数目为5,C错误;
D.的物质的量为0.1ml,1个中含有10个中子,0.1ml中含有的中子数为,D正确;
故选D。
6. 3-氨基-1-金刚烷醇可用于合成药物维格列汀(治疗2型糖尿病),其分子结构如图所示。下列说法不正确是
A. 分子中O原子和N原子均为杂化
B. 分子中的键角大于的键角
C. 分子中的极性大于的极性
D. 分子式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中O原子和N原子的价层电子对数均为4,故均为杂化,A正确;
B.N有一对孤对电子,O有两对孤对电子,孤对电子对成键电子排斥,键角变小,O的孤对电子多,排斥作用大,分子中的键角小于的键角,B错误;
C.电负性O>N>H,分子中的极性大于的极性,C正确;
D.由结构可知,分子式为,D正确;
故选B。
7. 下列分子或离子的空间结构和中心原子的杂化方式均正确的是
A. 平面三角形 杂化B. 平面三角形 杂化
C. V形 杂化D. 三角锥形 杂化
【答案】C
【解析】
【详解】A.AsH3中心原子的价层电子对数=3+(5-3×1)=4,为sp3,有一对孤电子对,立体构型为三角锥形,A错误;
B.H3O+的中心原子的价层电子对数=3+(6-1-3×1)=4,为sp3,有一对孤电子对,立体构型为三角锥形,B错误;
C.H2Se中心原子的价层电子对数=2+(6-2×1)=4,为sp3,有两对孤电子对,立体构型为V形,C正确;
D.中心原子的价层电子对数=3+(4+2-3×2)=3,为sp2,没有孤电子对,立体构型为平面三角形,D错误;
故答案为:C。
8. 已知:血红蛋白可与结合,血红蛋白更易与CO配位,血红蛋白与配位示意如图所示,血红蛋白(Hb)与、CO结合的反应可表示为①;②。
下列说法错误的是
A. 相同温度下,
B. 血红蛋白结合后Fe的配位数为6
C. 已知反应,则
D. 高压氧舱可治疗CO中毒
【答案】A
【解析】
【详解】A.血红蛋白可与氧气结合,血红蛋白更易与一氧化碳配位说明反应②比反应①正向进行的程度大,所以相同温度下平衡常数K1小于K2,故A错误;
B.由图可知,血红蛋白中中心离子为亚铁离子,配位原子为氧原子,配位数为6,故B正确;
C.由盖斯定律可知,反应②—①得到反应,则反应△H3=△H2—△H1<0,所以焓变,故C正确;
D.由盖斯定律可知,反应②—①得到反应,一氧化碳中毒患者进入高压氧舱治疗,氧气浓度增大,平衡向逆反应方向移动,Hb(CO)浓度减小,从而缓解一氧化碳中毒,故D正确;
故选A。
9. 下列有关说法正确的是
A. 图A中分子含有手性碳原子,该物质具有旋光性
B. 图B中金属铜为面心立方堆积,原子的空间利用率为
C. 图C为H原子的电子云,由图可见H原子核外靠近核运动的电子多
D. 图D所示为金属Mg的1个六方晶胞结构
【答案】A
【解析】
【详解】A.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,A中含有手性碳原子为,该物质具有旋光性,A正确;
B.图B中金属铜为面心立方堆积,含有=4个Cu原子,晶胞中处于面对角线的原子直接相切,设铜的原子半径为r,则面对角线长度为4r,晶胞边长为,晶体铜的空间利用率为×100%,B错误;
C.电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少,H原子最外层只有一个电子,只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会较大,C错误;
D.金属Mg的1个六方晶胞结构为,图D是六方晶胞结构的基本单位,D错误;
故选A。
10. 硒化锌()是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图甲所示,乙图为该晶胞沿z轴方向在xy平面的投影,已知晶胞边长为,阿伏加德罗常数的值为,下列说法错误的是
A. Zn位于元素周期表的ds区
B. 基态Se原子核外有18种不同空间运动状态电子
C. A点原子坐标为,则B点原子坐标为
D. 该体密度为
【答案】C
【解析】
【详解】A.Zn的价层电子排布式为,位于元素周期表的ds区,A正确;
B.基态Se原子核外电子排布式为,电子的空间运动状态数=电子所占原子轨道数,s、p、d原子轨道数分别为1、3、5,所以基态Se原子核外有种不同空间运动状态的电子,B正确;
C.A点原子坐标为,由图乙可知,B点原子坐标为,C错误;
D.该晶胞中,位于晶胞内部的Zn原子个数为4,位于晶胞顶点和面心的Se原子个数为,则,D正确;
故选C。
11. 的配位化合物较稳定且用运广泛。可与、、等配体形成溶液呈浅紫色的、红色的、无色的配离子。某同学按如下步骤完成实验:
已知:向的溶液中加入KSCN溶液生成蓝色的的配离子,不能与形成配位离子。下列说法错误的是
A. Fe晶体中原子通过金属阳离子和自由电子间的静电作用相结合
B. 可用NaF和KSCN溶液检验溶液中是否含有
C. 溶液Ⅰ中仅参与形成范德华力和氢键
D. 上述实验可得出,与形成配合物的能力:
【答案】C
【解析】
【分析】Fe(NO3)3·9H2O(s)溶于水所得溶液Ⅰ显紫色,显示的是的颜色,接着加入KSCN得到溶液Ⅱ,溶液显红色,说明溶液中铁主要以[Fe(SCN)6]3+形式存在,再加入NaF得到溶液Ⅲ,溶液无色,说明溶液中铁主要以无色的[FeF6]3+配离子存在。
【详解】A.Fe晶体属于金属晶体,Fe晶体中原子通过金属阳离子和自由电子间的静电作用相结合,A正确;
B.可用NaF和KSCN溶液检验FeCl3溶液中是否含有C2+,具体操作为向溶液中加入NaF使铁离子转化为无色的[FeF6]3-配离子,再加入KSCN溶液,若含有C2+,则生成蓝色的[C(SCN)4]2-配离子,B正确;
C.Fe(NO3)3·9H2O(s)溶于水所得溶液Ⅰ显紫色,显示的是的颜色,参与形成配位键,C错误;
D.由流程可知,[Fe(SCN)6]3+可以转化为,说明与形成配合物的能力:,D正确;
故选C。
12. 下列对一些实验事实的理论解释错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.两种晶体都是共价晶体,原子半径越小,键长越短,键能越大,熔点越高,原子半径:C
C.C-F的键能比C-H的键能大,键能越大,化学性质越稳定,则聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯,C正确;
D.对羟基苯甲醛受距离影响无法形成分子内氢键而形成分子间氢键,熔沸点更高,而邻羟基苯甲醛可以形成分子内氢键而熔沸点较低,D错误;
故选D。
13. 由四种短周期主族元素形成的某有机物甲的结构如图所示,甲分子中所有原子共平面,X、Y、Z、W的原子序数依次增大,Y、Z、W、X的原子半径依次减小。下列说法错误的是
A. 通常状况下,由于甲分子间形成氢键使甲呈固态
B. 为直线形分子,其中2个Y原子均采取sp杂化
C. 由于甲分子中所有原子共平面,所以甲分子中Z的杂化方式为
D. 电负性:Z
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为短周期主族元素且原子序数依次增大,X半径最小,只连一个键,X为H元素;Y连4个键,Y为C元素; Z形成3个共价键,Z为N元素;W形成2个共价键,W为O元素,以此来解答。
【详解】由上述分析,X、Y、Z、W分别为H、C、N、O;
A.化合物甲为尿素,分子间形成氢键使熔点变高,甲呈固态,故A正确;
C.(YZ)2的结构式为N≡C-C≡N,为直线形分子,两个C均采用sp杂化,故B正确;
C.尿素分子中所有原子共平面,所以甲分子中N的杂化方式为,故C正确;
D.电负性:N
答案选D。
14. 六方硫化锌的结构是S原子作六方最密堆积,其晶胞如图所示,图中A点分数坐标为点分数坐标为;底,高。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 晶胞中,填充空隙类型为正四面体空隙B. 图中S原子的配位数为6
C. 图中的核间距约为D. 该晶体的化学式为
【答案】B
【解析】
【详解】A.图中,白球为S,黑球为Zn,黑球邻近的白球围成的空间几何体为正四面体,故Zn2+的填充空隙类型为正四面体空隙,A项正确;
B.图中A、B距离S原子最近的Zn原子是4个,因此S原子的配位数为4,B项错误;
C.图中A、B的核间距为,C项正确;
D.晶胞中的S原子个数=,Zn原子个数=,该晶体的化学式为ZnS,D项正确;
故答案为:B。
15. 钴酞菁(Pc-C,已知酞菁分子中所有原子共平而)和金属分子笼1通过“一锅法”合成了超分子复合物Pc-C@1,以Pc-C@1为催化剂将CO2转化为CO的反应机理如图所示。
下列叙述错误的是
A. 酞菁中a、b、c三处氮原子的杂化类型相同
B. 上述过程总反应式为
C. 反应过程中有s-sp3σ键形成
D. 钴酞菁分子中两个氮原子提供孤对电子,与C2+形成配位键
【答案】A
【解析】
【详解】A.酞菁钴中,单键氮原子采用sp3,双键氨原子采用sp2杂化,A错误;
B.根据图示可知,上述过程总反应式为,B正确;
C.由图可知,反应过程中,过程③④均有s-sp3σ键形成,C正确;
D.钴酞菁分子中,失去了2个H+的酞菁离子与钴离子通过配位键结合成分子,其中氮原子提供孤对电子与钴离子形成配位键,D正确;
故选A。
16. 下列由实验操作及现象能够得出相应结论的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.溶解度小沉淀可以转化为溶解度更小的沉淀,向ZnS(白色)悬浊液中加入少量溶液,有黑色沉淀(CuS)生成,说明沉淀由ZnS转化为CuS,即,A正确;
B.盐酸易挥发,生成的二氧化碳中含有HCl,则不能证明为二氧化碳与硅酸钠溶液反应,且氯元素最高价氧化物的水化物是高氯酸而不是盐酸,故无法比较C的非金属性大于Si,B错误;
C.向Ba(OH)2溶液中滴入SO2,反应产生BaSO3白色沉淀,C错误;
D.取KI溶液,加入溶液,反应中过量,萃取分液后,向水层中滴入KSCN溶液,溶液变成红色,也有可能是过量的引起的,D错误;
故答案选:A。
第II卷(非选择题52分)
二、 非选择题(本大题共5小题,共52分)
17. 《自然》杂志曾报道我国科学家通过测量中和两种核素的比例确定“北京人”生存年代的研究结果,这种测量方法叫“铝铍测年法”。自然界一共存在三种硅的稳定同位素,分别是、和。完成下列填空:
(1)和_______。
A. 是不同核素,具有相同的物理性质B. 是同一种核素
C. 具有相同的中子数D. 具有相同的化学性质
(2)Si原子的结构示意图为_______。
(3)基态Si原子能量最高的能层和该能层中电子排布式分别为_______。
A. K层,B. M层,C. M层,D. L层,
(4)的中子数为_______;一个原子的质量为_______g。(用表示)
(5)空间结构与相似,分子中存在的化学键为_____,空间构型_______。
A.离子键 B.共价键 C.金属键
(6)与碳的氢化物类似,硅元素的氢化物硅烷的通式为:。下列有关说法不正确的是_____。
A. 没有同分异构体
B. 键能比键能小,故热稳定性:
C. 中Si原子杂化方式均为
D. 可与水反应生成氢气
(7)在硅酸盐中,四面体[如下图(a)]通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大类结构型式。图(b)为一种无限长单链结构的多硅酸根,其中Si原子的杂化形式为_______,Si与O的原子数之比为_______。
【答案】(1)D (2) (3)B
(4) ①. 14 ②.
(5) ①. B ②. 正四面体结构 (6)BD
(7) ①. sp3 ②. 1:3
【解析】
【小问1详解】
26Al和27Al都属于铝元素,是质子数相同,中子数不同的两种原子,为铝的两种核素,互为同位素,物理性质不同,化学性质相同,故正确的选D;
【小问2详解】
Si原子有14个电子,原子结构示意图为;
【小问3详解】
基态Si原子的电子排布式为:1s22s22p63s23p2,能量最高的能层为M层,该能层中电子排布式为3s23p2,故选B;
【小问4详解】
28Si的中子数为:28-14=14;28Si的质量数为28,摩尔质量为28g/ml,一个原子的质量为;
【小问5详解】
SiCl4空间结构与CH4相似,SiCl4是共价化合物,中心原子为sp3杂化,且没有孤电子对,分子空间构型为正四面体结构,所以分子中存在的化学键为共价键,选B,空间构型为正四面体结构;
小问6详解】
硅元素的氢化物与碳的氢化物类似,所以可以类比烃求解判断;
A.丙烷(C3H8)没有同分异构体,故Si3H8也没有同分异构体,A正确;
B.相比F,Si原子半径大,非金属性弱,Si−Si键能比C−C键能小,故热稳定性:SinH2n+2
D.烷烃不与水反应,硅烷SinH2n+2也不与水反应生成氢气,D错误;
故选BD;
【小问7详解】
在多硅酸根中每个硅原子都与4个O形成4个Si—O单键,因而Si原子都是sp3杂化;观察图(b)可知,每个四面体通过两个氧原子与其它四面体连接形成链状结构,因而每个四面体中硅原子数是1,氧原子数=2+2×=3,即Si与O的原子个数比为1∶3。
18. 某抗失眠药物的结构简式为,其分子式为。回答下列问题:
(1)C、O、N中原子半径最小的是______(填元素符号),解释其原因:______。
(2)、和分子的价层电子对互斥模型是否相同______(填“是”或“否”,下同),中心原子的杂化类型是否相同______,分子空间构型是否相同______,分子中共价键键角最小的是______(填化学式)。三种分子中甲烷的沸点最低,解释其原因是______。
(3)在由H元素与O元素形成的化合物中,含有非极性键的某极性分子的结构式为______,在由C元素与O元素形成的化合物中,含有极性键的某非极性分子的电子式为______。
(4)元素周期表中位于斜对角线的两种元素及其性质十分相似,称之为对角线规则。根据元素周期表对角线规则,金属铍Be与铝单质性质十分相似。写出金属铍Be与NaOH溶液反应的化学方程式__________________。
(5)用“*”标出下列化合物中的手性碳原子:________。
【答案】(1) ①. O ②. C、O、N核电荷数逐渐变大,对核外电子的引力增大,导致原子半径依次减小
(2) ①. 是 ②. 是 ③. 否 ④. ⑤. 水分子、氨分子均能形成氢键,导致其沸点升高
(3) ①. H-O-O-H ②.
(4)
(5)
【解析】
【小问1详解】
C、O、N核电荷数逐渐变大,对核外电子的引力增大,导致原子半径依次减小,最小的是O;
【小问2详解】
、和分子的中心原子的价电子对数均为4,则其价层电子对互斥模型相同,中心原子的杂化类型均为sp3杂化,、和分子的孤电子对数分别为0、1、2,导致其分子空间构型分别为正四面体形、三角锥形、V形;孤电子对与成键电子对之间的斥力大于成键电子对之间的斥力,故分子中共价键键角最小的是。三种分子中甲烷的沸点最低,其原因是水分子、氨分子均能形成氢键,导致其沸点升高;
【小问3详解】
由H元素与O元素形成的化合物中,含有非极性键的某极性分子为过氧化氢,结构式为H-O-O-H,在由C元素与O元素形成的化合物中,含有极性键的某非极性分子为二氧化碳,电子式为;
【小问4详解】
金属铍Be与铝单质性质十分相似,铝和氢氧化钠反应为:,则金属铍Be与NaOH溶液反应的化学方程式;
【小问5详解】
手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;化合物中的手性碳原子为:。
19. X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,其相关信息如下表所示:
(1)X元素位于元素周期表的位置______。
(2)X、Y、Z三种元素的原子半径由小到大的排列顺序______。
(3)含Z元素的化合物在灼烧时火焰呈黄色。许多金属盐在灼烧时都会使火焰呈特征颜色,其原因是______。
(4)M的原子结构示意图为______,基态M原子的核外电子填充时最高能级符号为______。
(5)写出Q元素基态原子的价层电子排布图(即轨道表示式)______。
(6)写出基态简化的电子排布式______,基态价层电子排布图(即轨道表示式)______。
【答案】(1)第二周期ⅣA族
(2)O<C<Na (3)电子由激发态向基态跃迁时,以一定波长光的形式释放能量
(4) ①. ②. 3p
(5) (6) ①. ②.
【解析】
【分析】X、Y、Z、M、Q、R是元素周期表前四周期元素,且原子序数依次增大,X原子核外有6种不同运动状态的电子,X为C,Y元素基态原子中s电子总数与p电子总数相等,Y核外电子排布为1s22s22p4或1s22s22p63s2,Z位于第三周期,且原子半径是同周期主族元素中最大的,Z为Na,Y原子序数比Z小,Y为O,M基态原子核外最外层所有p轨道为半充满状态,M为电子排布式的P或的As,Q基态原子核外最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与最外层p轨道上其他电子的自旋方向相反,即最外层p轨道上共5个电子,Q为Cl或Br,R基态原子核外有7个能级且d轨道上有6个电子,电子排布式应为,R为Fe,由于M、Q原子序数小于R,因此M为P,Q为Cl,综上:X为C、Y为O、Z为Na、M为P、Q为Cl、R为Fe。
【小问1详解】
X为C,位于第二周期ⅣA族;
【小问2详解】
电子层数越多,半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多,半径越小,即原子半径:O<C<Na;
【小问3详解】
许多金属盐在灼烧时都会使火焰呈特征颜色,其原因是:电子由激发态向基态跃迁时,以一定波长光的形式释放能量;
【小问4详解】
M为P,原子结构示意图为:;基态P原子电子排布式为:,核外电子填充时最高能级符号为3p;
【小问5详解】
Q为Cl,价层电子排布式为:3s23p5,价层电子排布图为:;
【小问6详解】
R为Fe,基态电子排布式应为,Fe3+简化的电子排布式为;基态Fe2+的价层电子排布图为:。
20. 四氮化四硫(,S为+2价)是重要的硫一氮二元化合物,室温下为橙黄色固体,难溶于水,能溶于等有机溶剂,可用与(红棕色液体)反应制备,反应装置如图所示(夹持装置略)。
已知:,回答下列问题:
(1)仪器a的名称为________;装置D的作用是________。
(2)四氮化四硫()为双楔形笼状结构,如下图(a)所示。S和N原子交替构成一个假想的八元环,各S-N键长几乎相等。请回答以下问题:
①的双楔形笼状结构可通过________实验测得。
②分子中正、负电荷的重心完全重合,则为分子________(填“极性”或“非极性”)。
③已知:多原子分子中相互平行的多条p轨道,连贯重叠构成一个整体,p电子在多个原子间运动形成大π键,如苯分子存在型大π键。有研究者提出的另一种平面八元环结构,如上图(b),S原子的杂化方式为________;请写出平面中的大π键类型________。
(3)装置C中生成的同时,还生成一种常见固体单质和一种盐,该反应的化学方程式为________;证明反应完全的现象是________。
(4)分离产物后测定产品纯度:
i.取0.1000g样品加入三颈烧瓶中,再加入足量NaOH溶液并加热蒸出;
ii.将蒸出的通入含甲基橙的标准溶液中,消耗。
根据上述实验,计算样品中的纯度________(列出表达式)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗 ②. 吸收多余的氨气,防止污染空气,同时防止倒吸
(2) ①. X射线衍射 ②. 非极性 ③. ④.
(3) ①. ②. 溶液红棕色褪去
(4)92cV%
【解析】
【分析】装置A制备氨气,装置B干燥氨气,然后通入装置C中与SCl2(红棕色液体)反应制备S4N4,使硫粉与氯气在50℃下反应生成SCl2,装置D是尾气吸收装置,用于吸收多余的氨气并能放倒吸,据此解答。
【小问1详解】
仪器a的名称为分液漏斗;装置D的作用是吸收多余的氨气,防止污染空气,同时防止倒吸;
【小问2详解】
①的双楔形笼状结构可通过X射线衍射实验测得。
②分子中正、负电荷的重心完全重合,因此为非极性分子。
③由于是平面形结构,所以S原子的杂化方式为;其中氮原子提供1个电子、硫原子提供2个电子形成大π键,则平面中的大π键类型为。
【小问3详解】
装置C中氨气与SCl2生成S4N4,还有一种常见固体单质和一种盐,根据质量守恒推知化学方程式为;由于SCl2是红棕色液体,所以证明SCl2反应完全的现象是溶液红棕色褪去;
【小问4详解】
根据元素守恒及滴定关系,得出S4N4~4NH3~2H2SO4,所以S4N4的纯度表达式为。
21. 铬(Cr)广泛应用于冶金、化工、航天等领域。工业上以络铁矿(主要成分为FeCr2O4,含有少量Al2O3)为原料制备金属铬的工艺流程如图所示:
回答下列问题;
(1)FeCr2O4中Fe为+2价,Cr的化合价为______,“焙烧”中FeCr2O4反应的化学方程式为__________。
(2)“沉铝”中所得滤渣的成分为________,需控制pH=6~10的原因为_______________。
(3)“酸化”中反应的离子方程式为____________;若该反应的平衡常数K=4×1014,已知:“酸化”后溶液中c()=1.6×10-3ml/L,则溶液中c()=_______ml/L。
(4)Ca、O、Cr可以形成一种具有特殊导电性的复合氧化物,晶胞结构如图所示,其中Ca2+、O2-采用面心立方最密堆积方式(处于面对角线上的钙离子与氧离子紧密相邻)。
已知钙离子、氧离子半径分别为xpm、ypm,晶胞中Cr4+位于O2-所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为________pm。
【答案】(1) ①. +3 ②. 4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
(2) ①. Al(OH)3 ②. 使完全沉淀
(3) ①. 2+2H+=+H2O ②. 2×10-8
(4)(x+y)
【解析】
【分析】铬铁矿粉加入碳酸钠、空气焙烧生成Na2CrO4和Fe2O3,Al2O3生成NaAlO2,溶于水形成Na2CrO4和NaAlO2溶液,加入稀硫酸调节控制pH=6~10沉铝,使NaAlO2转化为Al(OH)3沉淀,过滤后滤液中再加入稀硫酸调节pH将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,电解Na2Cr2O7得到Cr单质。
【小问1详解】
FeCr2O4中Fe为+2价,根据化合价的代数和为零,Cr的化合价为+3价;“焙烧”中FeCr2O4被氧化为Fe2O3和Na2Cr2O4,反应的化学方程式为4FeCr2O4+7O2+8Na2CO32Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2;
【小问2详解】
根据分析,“沉铝”中所得滤渣的成分为Al(OH)3,控制pH=6~10,使完全沉淀;
【小问3详解】
“酸化”使Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,反应的离子方程式为:2+2H+=+H2O;
K=,pH=1,c(H+)=0.1ml/L,c()=1.6×10-3ml/L,则c()=2×10-8ml/L;
【小问4详解】
该晶胞中Ca个数=8×=1,O个数=6×=3,Cr个数是1,因此化学式为CaCrO3;处于面对角线上的钙离子、氧离子紧密相邻,晶胞边长是二者半径之和的倍,故该晶胞参数(边长)为(x+y)pm。该正八面体的边长为晶胞边长的倍,故正八面体的边长为(x+y)pm。
选项
实验事实
理论解释
A
熔点:碳化硅<金刚石
C-Si键能小于C-C键能
B
酸性:
氟的电负性大于氯的电负性,F-C的极性大于Cl-C的极性,导致羧基中羟基的极性更大,更易电离出
C
聚四氟乙烯的化学稳定性高于聚乙烯
C-F的键能比C-H的键能大,键能越大,化学性质越稳定
D
对羟基苯甲醛()比邻羟基苯甲醛()的沸点低
对羟基苯甲醛形成分子内氢键,邻羟基苯甲醛形成分子间氢键
选项
实验操作及现象
结论
A
向ZnS(白色)悬浊液中加入少量溶液,有黑色沉淀(CuS)生成
B
将石灰石与盐酸反应产生的气体直接通入水玻璃中,生成白色沉淀
非金属性:
C
向盛有溶液的试管中边滴入水溶液边振荡,有白色沉淀生成
生成的白色沉淀为
D
取溶液,加入溶液,加入萃取分液后,向水层滴入溶液,溶液变成红色
与所发生的反应为可逆反应
元素
相关信息
X
原子核外有6种不同运动状态的电子
Y
基态原子中s电子总数与p电子总数相等
Z
位于第三周期,且原子半径是同周期主族元素中最大的
M
基态原子核外最外层所有p轨道为半充满状态
Q
基态原子核外最外层p轨道上有两个电子的自旋方向与最外层p轨道上其他电子的自旋方向相反
R
基态原子核外有7个能级且d轨道上有6个电子
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