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湖北十堰市第一中学2025-2026学年度高二第二学期期中考试-化学试卷含答案
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这是一份湖北十堰市第一中学2025-2026学年度高二第二学期期中考试-化学试卷含答案,共14页。试卷主要包含了单选题,解答题等内容,欢迎下载使用。
H-1 C-12 O-16 Ca-40 Ti-48 Br-80 Cu-64 K-39 I-127
第I卷 (选择题)一、单选题
1. 下列事实不能从原子结构角度解释的是
A. 霓虹灯光 B. 离子半径: Na+>Li+
C. 沸点: O3>O2 D. 热稳定性: H2O>H2 S
2. 实验室初步分离苯甲酸乙酯、苯甲酸和环己烷的流程如图所示:
已知:苯甲酸乙酯的沸点为 212.6∘C ,“乙醚-环己烷-水共沸物”的沸点为 62.1∘C 。 下列说法正确的是
A. 操作 a 为分液,操作 b 需用到球形冷凝管
B. 无水 MgSO4 可以用浓硫酸代替
C. 可用热水洗涤苯甲酸粗品
D. 操作 c 的顺序应为热溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
3. 下列说法正确的是
A. 0 族元素化学性质非常稳定,不与任何物质发生反应
B. BF3 的空间填充模型:
C. Li 在空气和氧气中燃烧分别生成 Li2O 和 Li2O2
D. CuNH34H2O22+ 在受热分解时先失去水分子
4. 乙酸是一种常见的有机物。下列有关乙酸的化学用语正确的是
A. 结构简式: C2H4O2
B. 分子的空间填充模型:
C. 甲基的电子式: H:CH:H
D. 基态碳原子的轨道表示式: 1 s↑↓↑↓↑↓∣ _____
5. 下列说法正确的是
A. 在元素周期表中, s 区、 d 区和 ds 区的元素都是金属
B. 在元素周期表中,每个纵列的价电子层的电子总数不一定相等
C. 某基态原子错误的核外电子排布图为 1s↑↓2s↑↓↑2p↑↓↑ ,该排布图违背了泡利原理
D. 道尔顿、汤姆孙、卢瑟福和门捷列夫对原子结构模型的建立作出了卓越的贡献
6. 下列选项中的示意图或图示正确的是
①过氧化钙的电子式: Ca2+⋮,⋮,⋮,⋮2−
②基态锰原子 25Mn 的价层电子排布式: 3 d74 s2
③离子结构示意图:束 β 为,可以表示 16O2− ,也可以表示 18O2−
④p-pσ键电子云模型:
⑤乙烯分子中的 π 键:
⑥np 能级的原子轨道图可表示为
A. ①③⑤ B. ②③⑥ C. ①④⑤ D. ②③⑥
7. 下列说法正确的是
A. 非极性分子中的原子上一定不含孤电子对
B. 非极性分子可以含有极性键, 但各个键的极性的向量和必须等于零
C. ABn 型分子的中心原子最外层满足 8 电子稳定结构,则 ABn 一定是非极性分子
D. 平面三角形分子一定是非极性分子
8. 从微观视角探析物质结构及性质是学习化学的有效方法。下列事实与解释不符的是
A. A B. B C. C D. D
9. 我国科学家利用 CCl4 与 Na、Mg 等活泼金属反应合成了金刚石。以下说法正确的是
A. CCl4 的 C−Cl 键是由碳的 2p 轨道与氯的 3p 轨道重叠形成的 σ 键
B. 金刚石中碳原子与 C−C 键的数目比为 1: 2
C. 钠在焰色试验中呈黄色是核外电子在能量不同轨道之间发生跃迁的结果,该
过程是化学变化
D. CCl4 分子中相邻共价键的键角约为 107∘
10. 某化合物常用作高效土壤熏蒸消毒剂, 其结构如图所示, 其中短周期主族元素 W、X、Y、Z、M 的原子序数依次增大,M 的基态原子的电子层数等于其最高能级原子轨道数。下列说法正确的是
A. 该物质中 X、Y 均采取 sp2 杂化
B. 元素电负性: Y>M>W
C. 基态原子未成对电子数: Y>X>M>W
D. 简单离子半径: M>Z>Y
11. CuI 常用于有机合成催化剂、人工降雨剂和加碘盐的碘来源。它的一种制备原理为 2CuSO4+5KI=2CuI↓+2 K2SO4+KI3,CuI 的晶胞如图所示。下列叙述错误的是
A. 等数目的 β−CuI、γ−CuI 晶胞的质量之比为 1:2
B. KI3 中阴离子 I3− 的中心原子价层电子对数为 5
C. α−CuI 中 1 个 Cu+ 与 12 个 Cu+ 等距离且最近
D. 上述反应中,被氧化的物质与被还原的物质的物质的量之比为 5:2
12. 类比法是一种学习化学的重要方法。下列说法错误的是
A. AlCl3 是共价化合物, BeCl2 也是共价化合物
B. CH3− 几何构型为三角锥形, CH3+ 几何构型也为三角锥形
C. N2H4 中 N 为 sp3 杂化, H2O2 中 O 也为 sp3 杂化
D. CCl3COOH 酸性强于 CH3COOH ,则 CF3COOH 酸性强于 CCl3COOH
13. 结合下表中数据,判断下列说法正确的是(氢键键长定义为 X−H⋯Y 的长度)
A. 依据键长:Si-Si>Si-O,推测原子半径:SiSi-O,推测沸点: H2O>SiO2
C. 依据键长,推测水分子间 O⋯H 距离大于分子内 O−H 键长
D. 依据氢键键能及沸点, 推测等物质的量水或乙醇中, 水中氢键数目少
14. 下列说法正确的是
A.
B. CH3CONH2 的官能团是胺基
C. 某单烯烃催化加氢可生成 3-甲基戊烷, 该烯烃有 4 种(考虑顺反异构)
D. 能氧化为醛的醇 C5H11OH 的同分异构体有 8 种
15. 某学习小组研究某烃的含氧衍生物 A 的研究过程如下: 称取 6.8 g 有机物 A 在足量氧气中充分燃烧, 并使产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰, 发现两者分别增重 3.6 g 和 17.6 g 。A 的质谱图、核磁共振氢谱图、红外光谱图分别如图甲、 乙、丙所示,其分子中只含有一个苯环且苯环上只有一个取代基。下列关于有机物 A 的叙述错误的是
甲
8
乙
丙
A. A 的分子式为 C8H8O2
B. 分子中所有 C、O 原子不可能共平面
C. A 属于芳香族化合物的同分异构体中,含有羧基的有机物有 4 种
D. 符合题中 A 分子结构的有机物的结构简式为
第II卷 (非选择题)二、解答题
16. 实验室制乙烯时存在许多副反应,并产生 SO2、CO2 、水蒸气等无机物。某实验小组用乙醇和浓硫酸反应制乙烯,再用制得的乙烯制备 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:
G
A
C
D
E
洗瓶
F
B
(1)在实验过程中,A 中安装温度计时水银球的位置为_____,仪器 D 的名称是_____。
(2)气体流向从左到右:将 B 插入装置 A 的①中,D 接装置 A 的②,装置 A 的③ 接装置 C,C 接_____。
(3)加热三颈烧瓶前,先将 E 与其前面连接装置断开,再加热,待温度升到约 120°C 时,连接 E 与其前面装置,并迅速升温至 160∼180∘C ,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 3.20 mL 液溴 ρ=3.0 g/cm3 和 3 mL 水的装置 E 的试管中,直至反应结束。
①判断装置 E 中反应结束的实验现象是_____。
②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°C馏分,最后得到 7.896 g 的 1,2-二溴乙烷
则粗品提纯的顺序是 a→b→a→ _____(填字母)。
③请计算最终所得到的 1,2-二溴乙烷的产率为_____。
(4)某烃 X 的质谱图中最大质荷比为 56,经核磁共振检测发现有机物 X 的谱图中四个峰的面积比为3: 2: 2: 1。
①X 的结构简式为_____;
②有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢,则Y的键线式为:_____。
17. 如图是元素周期表中的前四周期, 回答下列问题:
(1)a 元素的基态原子的电子排布图是图①、②中的一个。
另一个电子排布图错误的原因是:它不符合_____(填标号)。(a. 构造原理 b. 泡利原理 c. 洪特规则)
(2)下列状态的 a 原子或离子在跃迁时;用光谱仪可捕捉到发射光谱的是_____(填标号)。
a. 1 s22 s22p3 b. 1 s22 s2 c. 1 s22 s12p4 d. 1 s22 s12p3
(3)b、e 两种元素的第四电离能大小关系为_____,原因是_____。
(4)已知元素 c 、 f 的最简单的化合物中共用电子对偏向 f ,元素 c 、 g 的最简单的化合物中共用电子对偏向 c ,则元素 c、f、 g 的电负性由大到小的顺序为_____(填元素符号), SiHCl3 在浓 NaOH 溶液中发生反应的化学方程式为_____。
(5)某元素的原子价电子排布式为 nsn−1npn+1 ,该基态原子核外自旋方向相同的电子最多有_____个。
18. 由 H 、 B 、 C 、 O 、 N 、 S 、 Al 、 Fe 、 Ti 等元素能形成多种物质。这些物质有许多用途。请回答下列问题:
(1)某同学写出了铝原子的 4 种不同状态的电子排布图:
A.
B.
C.
D.
其中能量最低的是_____(填字母)。
(2) H2S 的键角比 H2O 的键角_____, CH2O 分子中 ∠H−C=O 的键角比 BF3 的键角_____(填“大”或“小”)。
(3)铁能与三氮唑(结构见图甲)形成多种配合物。
①1 ml 三氮唑中所含 σ 键的数目为_____ml,碳原子杂化方式是_____。
②三氮唑的沸点为 260∘C ,与之结构相似且相对分子质量接近的环戊二烯(结构见图乙)的沸点为 42.5∘C ,前者沸点较高的原因是_____。
环戊二烯
图乙
(4)近年来,钙钛矿太阳能电池是光电材料领域的研究热门,其晶胞结构如下图所示:
Ca
O
Ti
该晶胞中 Ca2+ 与 O2− 的最短距离是_____cm,该晶胞的密度为_____ g⋅cm−3 。
(已知晶胞参数为 anm ,阿伏加德罗常数用 NA 表示)
19. NH42M4O13⋅2H2O 常用于生产加氢、脱硫等石油精炼催化剂,微溶于水, 能溶于碱和氨水。工业中用钼精矿(主要含 MS2 ),还有 Cu 、 Fe 的化合物及 SiO2 等)为原料制备四钼酸铵的工艺流程如图所示。
回答下列问题:
(1) NH42M4O13⋅2H2O 中 M 的化合价为_____;“焙烧”产生的气体是_____。
(2)辉钼 MS2 在纳米电子设备制造领域比硅或富勒烯(如 C60 )更有优势,可用 H2 S 硫化 NH42MO4 溶液生产辉钼。 H2 S 分子的 VSEPR 模型为_____, NH42MO4 中所有元素的第一电离能由大到小的顺序为_____。
(3)“浸出”时, MO3 转化为 MO42− ,提高单位时间内钼浸出率的措施有_____(任写两种); “沉淀”时,加入 HNO3 的目的是_____。
(4)“净化”后溶液中若有低价钼 MO32− 表示 ) ,可加入适量 H2O2 将其氧化为 MO42− ,其反应离子方程式为_____。
(5)“净化”时加入 NH42 S ,为了使浸出液中残留的 Cu2+ 、 Fe2+ 离子浓度小于 1.0×10−6 ml/L ,应控制溶液的 pS2− 小于_____。(已知: pS2−=−lgcS2− ,
pKp=−lgKp;CuS 和 FeS 的 pKsp 分别为 35.2 和 17.2)。
1. C
A. 在通常情况下, 原子核外电子的排布总是使整个原子处于能量最低的状态。当电子由能量较高的轨道跃迁到能量较低的轨道时, 将释放能量, 即为电子的跃迁, 霓虹灯光、 激光、焰火等都与原子核外电子跃迁释放能量有关,可以用原子结构知识解释,A 不符合题意;
B. Na+ 的电子层数比 Li+ 的多,离子半径大,可以用原子结构知识解释,B 不符合题意;
C. O3 和 O2 均为分子晶体, O3 的相对分子质量大于 O2 的,故沸点: O3>O2 ,不能用原子结构知识解释, C 符合题意;
D. O 和 S 位于同一主族, O 原子的电子层数小于 S 原子的,半径更小, O 原子的非金属性更强,元素的非金属性越强,对应的氢化物越稳定,故热稳定性: H2O>H2S ,可以用原子结构知识解释, D 不符合题意;
故选 C。
2. D
混合物中加入饱和 Na2CO3 后,苯甲酸转化为易溶于水的苯甲酸钠,苯甲酸乙酯、 环己烷难溶于水,操作 a 分液分离有机相和水相;水相过经萃取、加硫酸酸化重新得到苯甲酸, 过滤得粗苯甲酸后提纯; 有机相利用沸点差异蒸馏分离出低沸点共沸物, 剩余有机相经干燥得到苯甲酸乙酯。
A. 操作 a 为分液正确,但操作 b 是蒸馏,蒸馏需要用直形冷凝管,球形冷凝管多用于回流反应, A 错误;
B. 无水 MgSO4 是固体干燥剂,仅吸水;浓硫酸为液体,具有脱水性和强酸性,会导致有机物脱水、苯甲酸乙酯水解,不能代替,B 错误;
C. 苯甲酸在热水中溶解度远大于冷水,用热水洗涤会造成苯甲酸大量溶解损失,应该用冷水洗涤,C错误;
D. 苯甲酸粗品提纯方法为重结晶,操作顺序为:热溶解(增大苯甲酸溶解度)→趁热过滤 (除去不溶性杂质,防止苯甲酸降温析出)→冷却结晶→过滤→洗涤→干燥,D 正确;
故选 D。
3. D
A. 0 族元素化学性质不活泼, 但在特定条件下也会发生反应, A 错误;
B. BF3 中 B 为中心原子,价层电子对数为 3 且无孤电子对,空间构型为平面正三角形,题图为四面体型构型, 空间填充模型错误, B 错误;
C. Li 在空气或氧气中燃烧均生成 Li2O , C 错误;
D. 该配离子中,配位能力 NH3>H2O ,水与 Cu2+ 形成的配位键更弱,因此受热分解时先失去水分子, D 正确;
故选 D。
4. C
A. C2H4O2 是乙酸的分子式,乙酸的结构简式应为 CH3COOH ,需要体现羧基官能团, A 错误;
B. 该空间填充模型只有 C、H 两种原子, 是乙烷的空间填充模型, 乙酸分子含有 2 个 O 原子, 乙酸的填充模型为 B 错误;
C. 甲基是中性基团, C 最外层 4 个电子,与 3 个 H 原子形成 3 对共用电子对,剩余 1 个单电子,电子式为 H:CH:H,C 正确;
D. 基态碳原子的电子排布为 1 s22 s22p2 ,根据洪特规则, 2p 能级的 2 个电子应分占不同简 C。
5. B
A. s 区的氢元素为非金属元素, A 错误;
B. 同主族元素的价电子层的电子总数一定相等,但过渡元素中一些族中价层电子数不一定相等, B 正确;
C. 由于简并轨道(能级相同的轨道)中电子优先单独占据 1 个轨道, 且自旋方向相同, 原子规则, C 错误;
D. 道尔顿提出近代原子学说, 汤姆孙发现了电子, 卢瑟福提出了带核的原子结构模型, 均对原子结构模型的建立作出了卓越的贡献, 而俄国化学家门捷列夫在原子结构的基础上, 发现了元素周期律, 并编制出元素周期表, 使得化学学习和研究变得有规律可循, D 错误; 故选 B。
6. A
①过氧化钙 CaO2 是离子化合物,由 Ca2+ 和过氧根 O22− 构成,过氧根中两个 O 共用 1 对电子, 所有原子满足 8 电子稳定结构, 图示电子式正确;
②Mn 为 25 号元素,基态原子价层电子排布为 3 d54 s2 ,图示错误;
③ 该示意图核电荷数为 8,核外电子总数为 10,对应 O2− ; 16O 和 18O 是同位素,质子数、 核外电子数相同,仅中子数不同,离子结构示意图不体现中子数,因此可以表示两种 O2− , 正确;
④ σ 键是 p 轨道沿键轴头碰头重叠,图示是 p 轨道肩并肩重叠,对应 π 键,图示错误,
⑤乙烯中双键由 1 个 σ 键和 1 个 π 键构成, π 键是两个碳原子的未杂化 p 轨道垂直于分子平面、肩并肩重叠形成,图示正确;
⑥np 能级的原子轨道是哑铃形,球形是 s 能级的原子轨道,图示错误;
①③⑤正确;
故选 A。
7. B
A. 非极性分子中的原子上可以含有孤电子对,例如 XeF4 (非极性分子)的中心原子 Xe 有孤电子对, A 错误;
B. 非极性分子可以含极性键,只要分子的正负电荷重心重合即为非极性分子 (如 CO2 ), B 正确;
C. 中心原子满足 8 电子结构的 ABn 型分子不一定是非极性分子,例如 NH3 (极性分子), C 错误;
D. 平面三角形分子若取代基不同(如假设存在不同基团的情况:HCHO),可能为极性分子, D 错误;
故选 B。
8. A
A. CaF2 是离子晶体,熔点由离子键强弱决定, C10H22 是分子晶体,熔点由分子间作用力决定,二者晶体类型不同,不能用键长比较解释熔点差异,A 选;
B. 甲烷发生取代反应时,每一步取代后剩余 C-H 键的化学环境发生改变,因此断开每步 C-H 键所需能量不同, B 不选;
C. 冠醚 18-冠-6 的空腔直径与 K+ 直径匹配,二者可形成配合物,因此能增大 KMnO4 在有机溶剂中的溶解度, C 不选;
D. Mg 原子的价电子排布为 3s2,3 s 为全充满稳定结构,失去的是 3 s 能级电子, A1 原子价电子排布为 3 s23p1 ,失去的是能量更高的 3p 能级电子,因此第一电离能 Mg>Al , D 不选; 故选 A。
9. B
A. 在 CCl4 分子中,中心碳原子为了与四个氯原子形成四个等价的化学键,其价电子层的 1 个 2 s 轨道和 3 个 2p 轨道会进行杂化,形成 4 个等价的 sp3 杂化轨道。 C−Clσ 键是由碳原子的 sp3 杂化轨道与氯原子的 3p 轨道头对头重叠形成的, A 错误;
B. 金刚石是原子晶体,其中每个碳原子都通过 sp3 杂化与周围的 4 个碳原子形成共价键, 但每一个 C-C 键都是由两个碳原子共有的, 所以实际的碳原子与 C-C 键的数目比为 1: 2, B 正确;
C. 焰色反应的本质是:原子中的电子吸收能量后从基态跃迁到激发态,再从激发态跃迁回较低能级或基态时, 以光的形式释放出特定波长的能量。这个过程只涉及电子能级的改变, 并没有新物质生成,因此属于物理变化,而不是化学变化,C 错误;
D. CCl4 分子的中心碳原子是 sp3 杂化,且没有孤对电子,根据价层电子对互斥理论,其分子构型为正四面体。在正四面体结构中,相邻共价键的键角是 109∘28′ (约 109.5∘ ), D 错误; 故答案选 B。
10. B
W、X、Y、Z、M 为短周期原子序数增大的元素, Z 易形成带一个单位正电荷的阳离子,则 Z 为 Na ;M 可形成二根键,M 为 S ;W 成一根键, X 成四根键, Y 成三根键,则 W、X、Y 分别为 H、C、N。
A. 该物质中左边 C 原子的价层电子对数为 4,为 sp3 杂化,右边 C 的价层电子对数为 3,采取 sp3 杂化, N 原子价层电子对数为 4,采取 sp3 杂化, A 错误;
B. W、Y、M 分别为 H、 N、 S,N 原子半径更小,电负性强于 S,NH3 和 H2 S 中 H 显正价, H 元素电负性较小,综上电负性 Y>M>W,B 正确;
C. 基态 H 原子未成对电子数为1,基态 C、 S 原子未成对电子数均为 2,基态 N 原子未成对电子数为 3,则基态原子未成对电子数的大小关系为 N>C=S>H,C 错误;
D. S2− 电子层数最多,半径最大, Na+ 和 N3− 电子层数相等,质子数越多,半径越小,所以 Na+Si−O ,说明原子半径 Si>O , 推测结论错误, A 错误;
B. SiO2 是共价晶体,沸点由共价键键能决定, H2O 是分子晶体,沸点由分子间作用力决定, 共价晶体沸点远高于分子晶体,沸点 SiO2>H2O, B 错误;
C. H2O 分子内 O−H 键长为 96pm ,氢键 O−H⋯O 总键长为 276pm ,因此分子间 O⋯H 距离为 276pm−96pm=180pm>96pm ,即大于分子内 O−H 键长, C 正确;
D. 乙醇中氢键键能大于水,但水的沸点高于乙醇,说明等物质的量的水中氢键总作用更强, 即水中氢键数目更多, 推测结论错误, D 错误;
故选 C。
14. C
A. 前者是苯酚, 羟基直接连在苯环上, 属于酚类, 后者羟基连在侧链烷基上, 属于醇,二者结构不相似,不满足同系物“结构相似,分子组成相差若干个 CH2 ”的要求, A 错误;
B. CH3CONH2 的官能团是酰胺基, B 错误;
C. 3-甲基戊烷中相邻碳原子上各去掉 1 个氢原子得到相应的烯烃, 该烯烃为
CH2=CHCHCH3CH2CH3、CH3CH=CCH3CH2CH3 (有顺反异构)、 CH2=CCH2CH32 ,所以该烯烃有 4 种, C 正确;
D. 能氧化为醛的醇 C5H11OH 中含有 −CH2OH ,该结构相当于丁烷中的一个氢原子被 −CH2OH 取代,如果丁烷为正丁烷,有 2 种氢原子,所以符合的醇有 2 种,如果丁烷为异丁烷,含有 2 种氢原子,则符合条件醇有 2 种,所以能氧化为醛的醇 C5H11OH 的同分异构体有 4 种, D 错误;
故选 C。
15. B
1. 分子式确定: 燃烧产物: 浓硫酸增重 3.6 g,nH2O=0.2 ml , nH=0.4 ml 。碱石灰增重 17.6 g,nCO2=0.4 ml , nC=0.4 ml 。根据质量守恒,
氧元素质量: mO=6.8−0.4×12+0.4×1=1.6 g, nO=0.1 ml 。质谱图显示相对分子质量为 136,结合原子比例得分子式为 C8H8O2 。
2. 结构推断: 含一个苯环且仅有一个取代基,红外光谱含 C=O×C−O−C 、苯环骨架, 推断为酯类。核磁共振氢谱有 4 组峰, 表明有 4 种化学环境不同的氢原子。符合条件的结构: ):苯环上 3 种 H ,甲氧基 1 种 H ,符合;乙酸苯酯 ): 虽也含 4 种 H ,但红外中 C−O−C 特征更符合苯甲酸甲酯,最终确定 A 为苯甲酸甲酯。据此分析以下各选项;
COOCH3
苯甲酸甲酯
A. 分子式 C8H8O2 , A 正确;
B. 苯甲酸甲酯中,苯环平面与酯基平面可通过单键旋转共面,所有 C、O 原子可能共平面, B 错误;
C. 含羧基的芳香族同分异构体有 4 种:苯乙酸,邻甲基苯甲酸,间甲基苯甲酸,对甲基苯甲酸, C 正确;
D. 结构简式为
故选 B。
16. (1) 伸入液面以下 恒压滴液漏斗
(2) F→E→G
(3) 装置 E 的试管中溶液颜色消失 d→c→e 70%
CH3CH2CH=CH2
本实验分为两个阶段: 第一阶段乙醇在浓硫酸、 170∘C 条件下发生消去反应制乙烯, 由于浓硫酸的强氧化性,副反应会生成 SO2、CO2 杂质; 第二阶段用纯净的乙烯和 Br2 加成制备 1,2-二溴乙烷, SO2 可还原溴单质会干扰主反应,因此需要先除去杂质,再进行加成反应,最后处理尾气、提纯得到产物。各装置作用: A (三颈烧瓶) 为乙烯发生装置, B 为温度计, D 为盛装乙醇-浓硫酸混合液的加料装置, C 为安全瓶, F 中 NaOH 用于除去酸性杂质,E 为乙烯与溴的加成反应装置,G 为尾气吸收装置。
(1)①实验室制乙烯需要控制反应液温度为 170∘C ,因此温度计水银球需要伸入三颈烧瓶的反应液面以下;
②D 装置带有侧管平衡压强,使液体顺利流下,名称为恒压滴液漏斗;
(2)气体流程为:制乙烯→安全瓶 C→ 除杂 F→ 加成反应 E→ 尾气处理 G ,因此连接顺序为 F→E→G;
(3)① E 中 Br2 为红棕色,溴完全反应后颜色消失,因此反应结束的现象为装置 E 的试管中溶液 Br2 的颜色完全褪去;
② 粗产品提纯步骤:水洗除去可溶性杂质 →NaOH 除去溴 → 水洗除去 NaOH→ 无水氯化钙干燥→过滤除去干燥剂→蒸馏得到纯净产物,因此顺序为 a→b→a→d→c→e ;
③ 产率计算: Br2 质量 mBr2=3.20mL×3.0 g/cm3=9.6 g,nBr2=9.6 g160 g/ml=0.06 ml , 理论上生成 n1,2-二溴乙烷=0.06 ml ,依据反应关系, 1 mlBr2 完全反应生成 1 ml,1,2 -二溴乙烷 (摩尔质量为 188 g/ml ),则产物的理论质量 m理论=0.06 ml×188 g/ml=11.28 g ,产率 =7.896 g11.28 g×100∘%=70% ;
(4)①某烃 X 的质谱图中最大质荷比为 56,其相对分子质量为 56,分子中最大碳原子数目 5612=4⋯8 ,则 X 的分子式为 C4H8 ; 经核磁共振检测发现 X 的谱图中四个峰的面积比为 3: 2: 2: 1,则 X 的结构简式为 CH3CH2CH=CH2 ;
②有机物 Y 与 X 互为同分异构体,且 Y 分子结构中只有一种等效氢,则 Y 为环丁烷,键线式为:
17. (1)c
(2)cd
(3) I4Fe>I4C Fe3+ 的 3 d 能级为半充满的稳定结构,更难失去第四个电子, 因此第四电离能更大
(4) C>H>Si SiHCl3+5NaOH (浓) =Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O
(5)9
根据周期表位置,推得 a 为 N,b 为 Fe,c 为 H,e 为 C,f 为 C,g 为 Si 。
(1)a 为 N 元素,基态原子的电子排布图是②,另一个电子排布图在 2p 轨道上没有做到“尽可能占据不同的轨道”, 违反洪特规则, 故选 C。
(2)发射光谱是电子从高能激发态跃迁回低能基态时释放能量产生的光谱:
a. 为基态 N 原子,不会向更低能级跃迁产生发射光谱, a 不符合题意;
b. 为基态 N3+ ,均为能量最低的基态,不会向更低能级跃迁产生发射光谱, b 不符合题意;
c. 是 N 原子的激发态 (电子从 2 s 跃迁到 2p ,能量高于基态),电子能从高能激发态跃迁回低能基态时释放能量产生发射光谱, c 符合题意;
d. 是 N+ 的激发态 (电子从 2 s 跃迁到 2p ,能量高于基态),可跃迁回基态,产生发射光谱, d 符合题意;
故选 cd。
(3)Fe 失去 3 个电子后为 Fe3+ ,电子排布式为 Ar3 d5 ,3d 半充满为稳定结构,再失去一个电子需要更高能量; C 失去 3 个电子后为 C3+ ,电子排布式为 Ar3d6 ,失去一个电子可得到 3 d5 稳定结构,更易失电子,因此第四电离能 Fe>C ;
(4)共用电子对偏向电负性更大的原子, CH4 中共用电子对偏向 C ,故电负性 C>H ; SiH4 中共用电子对偏向 H ,故电负性 H>Si ,因此顺序为 C>H>Si;SiHCl3 中 H 为 -1 价,和浓 NaOH 反应生成硅酸钠、氯化钠、氢气和水,配平方程式为:
SiHCl3+5NaOH(浓)=Na2SiO3+3NaCl+H2↑+2H2O;
(5)价电子排布为 nsn−1npn+1 , s 轨道最多填充 2 个电子,故 n−1=2 ,得 n=3 ,该元素基态价电子排布为 3 s23p4 ,为 S 元素,核外共 16 个电子,根据电子排布规则,自旋向上的电子共 11 s+12 s+32p+13 s+33p=9 ,多于自旋向下的 7 个电子,因此自旋方向相同的电子最多有 9 个。
18. (1)A
(2)小 大
(3) 8p 2 三氮唑分子间能形成氢键,环戊二烯分子间不能形成氢键
(4) 2a2×10−7136×1021NAa3
(1)铝为13号元素,基态原子核外电子排布符合能量最低原理,电子排布式为 1s22s22p63s23p1 ,对应电子排布图为 A 。 B 为 3 s 电子跃迁到 3p 轨道的激发态,能量高于基态; C 为 2p 的 2 个电子跃迁到 3p 轨道的激发态,能量更高; D 为 2p 轨道的 1 个电子跃迁到 3p 轨道的激发态,能量高,故能量最低的为 A 。
(2) H2O 和 H2 S 中心原子均为 sp3 杂化,均含 2 对孤电子对, O 的电负性大于 S , H2O 中成键电子对距离中心原子更近,成键电子对之间斥力更大,故 H2 S 键角比 H2O 小。 BF3 为平面正三角形结构,键角为 120∘,CH2O 中 C=O 双键的电子云密度更大,对 C−H 单键的斥力大于单键之间的斥力,故 ∠H−C=O 键角大于 BF3 的键角。
(3)①1 个三氮唑分子中,环内共 5 个σ键,同时含 1 个 N-Hσ键、2 个 C-Hσ键,总 σ 键数目为 8 ,故 1 ml 三氮唑中σ键物质的量为 8 ml。分子中碳原子均形成 3 个σ键,无孤电子对,杂化方式为 sp2 。
②三氮唑分子中含 N-H 键,分子间可形成氢键,环戊二烯分子间仅存在范德华力,氢键的作用力强于范德华力,故三氮唑沸点更高。
(4)晶胞参数为 a 中 nm ,即 a×10−7 cm , Ca2+ 位于体心, O2− 位于棱心,二者最短距离为面对角线的一半,即 2×a×10−72=2a2×10−7 cm 。用均摊法计算晶胞中微粒数目: Ti 位于顶点,数目为 8×18=1;O 位于棱心,数目为 12×14=3;Ca 位于体心,数目为 1 。晶胞质量为 40+48+3×16NA=136NAg ,晶胞体积为 a×10−73=a3×10−21 cm3 ,则晶胞密度为 ρ=mV=136NAa3×10−21=136×1021NAa3 g⋅cm−3 。
19. 1 +6 SO2
(2) 四面体形 N>O>H>M
(3) 适当升高温度、搅拌,或增大碳酸钠浓度、将焙砂粉碎,任写两种即可调节溶液 pH,促进四钼酸铵晶体析出
(4) MO32−+H2O2=MO42−+H2O
(5)11.2
起始原料为钼精矿,主要含 MS2 ,杂质为 Cu 、 Fe 的化合物及 SiO2 ,目标产物为 NH42M4O13⋅2H2O 。钼精矿粉碎后通入 O2 焙烧, MS2 被氧化为 M 的氧化物和 SO2 ,
Cu 、 Fe 的化合物转化为对应金属氧化物。焙砂加入 Na2CO3 和水浸出, SiO2 、 Cu 和 Fe 的氧化物等不溶物作为浸渣除去。浸出液加入 NH42S 净化,将剩余的 Cu2+ 、 Fe2+ 转化为硫化物沉淀除去,滤液中含 MO42− 。加入 NH4NO3 和 HNO3 调节溶液 pH ,析出目标产物四钼酸铵。
(1) NH42M4O13⋅2H2O 中 NH4+ 整体为 +1 价,O 为-2 价,结晶水整体为 0 价,设 M 的化合价为 x ,根据化合物中正负化合价代数和为 0 可得 2×+1+4x+13×−2=0 ,解得 x=+6 。焙烧时 MS2 与 O2 发生氧化还原反应, S 元素被氧化为 SO2 ,故焙烧产生的气体为 SO2 。
(2) H2S 分子中中心 S 原子的价层电子对数为 2+6−2×12=4 ,故其 VSEPR 模型为四面体形。 NH42MO4 含有的元素为 N、O、H、M ,同周期主族元素第一电离能从左到右呈增大趋势, N 原子 2p 轨道为半充满稳定结构,第一电离能大于 O,H 的第一电离能大于金属元素 M 小于 OO ,故第一电离能由大到小的顺序为 N>O>H>M 。
(3)提高单位时间内钼浸出率的措施可从加快反应速率角度选择,包括适当升高温度、搅拌、增大碳酸钠浓度、将焙砂粉碎增大接触面积等。四钼酸铵能溶于碱,加入 HNO3 可调节溶液 pH ,降低四钼酸铵的溶解度,促进其晶体析出。
(4) MO32− 被 H2O2 氧化为 MO42− , M 元素化合价从 +4 升高为 +6, H2O2 中 O 元素化合价从 -1 降低为 -2 , 根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平得离子方程式为 MO32−+H2O2=MO42−+H2O 。
(5)CuS 的 pKsp 大于 FeS,说明 CuS 的溶解度小于 FeS ,要使 Cu2+ 、 Fe2+ 离子浓度均小于 1.0×10−6 ml⋅L−1 ,需按 FeS 的溶度积计算。 pKspFeS=17.2 ,则
KspFeS=10−17.2=cFe2+⋅cS2− ,代入 cFe2+10−17.21.0×10−6=10−11.2 ml⋅L−1 ,故 pS2−=−lgcS2−C10H22
Ca-F 的键长小于 C-H 的键长
B
取代反应中逐个断开 CH4 中的 C−H 键, 每步所需能量不同
各步中的 C-H 键所处化学环境不同
C
冠醚 18-冠-6 可使 KMnO 4 在有机溶剂中的溶解度增大
冠醚 18-冠-6 空腔直径与 K+直径接近,可与之形成配合物
D
第一电离能: Mg>Al
Mg 原子失去 3 s 能级电子, Al 原子失去 3p 能级电子
微粒间作用
键能 /kJ⋅ml−1
键长/pm
晶体 SiO2 中 Si−O
452
162
晶体 Si 中 Si-Si
222
235
H2O 中 O−H
463
96
H2O 中 O−H⋯O
18.8
276
C2H5OH 中 O−H⋯O
25.9
266
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