济宁市第一中学2023-2024学年高二下学期3月质量检测(二)
化学
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
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。
3.回答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸,试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠,不破损。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Se-79 Bi-209
第Ⅰ卷(选择题共40分)
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. 近年来,我国航天科技事业取得了辉煌的成就。下列说法错误的是
A. 某型长征运载火箭以液氧和煤油为推进剂,液氧分子间靠范德华力凝聚在一起
B. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气,Xe是54号元素,位于p区
C. 我国科学家由嫦娥五号带回的月壤样品中,首次发现了天然玻璃纤维,该纤维中的主要氧化物属于分子晶体
D. “神州十三号”航天员使用塑料航天面窗,塑料属于有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.液氧由分子构成,分子间靠范德华力凝聚在一起,故A正确;
B.Xe是54号元素,是0族元素,位于p区,故B正确;
C.属于共价晶体,故C错误;
D.塑料为合成有机高分子材料,故D正确。
答案选C。
2. 下列说法正确的是
A. 含有的物质一定能与在一定条件下发生加成反应
B. 含有的物质不是醛就是酮
C. 两种有机物若具有相似的化学性质则互为同系物
D. 含有相同官能团的物质其化学性质必然相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.含有的物质一定能与在一定条件下发生加成反应,故A正确;
B.含有的物质也可能是酸或者酯,故B错误;
C.两种有机物若具有相似的化学性质也可能使同分异构体,例如正丁烷和异丁烷,故C错误;
D.酚与醇均含-OH,但-OH连接的烃基不同,则化学性质不同,故D错误。
答案选A。
3. 下列说法正确的是
A. 分子的VSEPR模型:
B. 甲基是推电子基团,所以结合氢离子的能力
C. 乙二胺()的沸点比三甲胺高的原因是乙二胺存在分子间氢键,三甲胺存在分子内氢键
D. 由铝原子核形成的下列三种微粒:a.、b.、c.,再失去一个电子所需最低能量由大到小的顺序是:c>a>b
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨气分子中氮原子加层电子对数为:3+=4,分子的VSEPR模型为四面体形,故A错误;
B.甲基的推电子能力强于氢原子,则(CH3)3N易接受质子,所以结合氢离子的能力,故B正确;
C.乙二胺分子中N原子上连接有氢原子,可形成氢键,而三甲胺分子中是三个甲基,不能形成氢键,故乙二胺的沸点比三甲胺高很多;故C错误;
D.a为基态Al2+,b为为激发态Al原子,c为基态Al+,逐级电离能依次增大,故再失去一个电子所需最低能量由大到小的顺序是:a>c>b,故D错误。
答案选B。
4. 下列关于微粒间的作用力说法正确的有几个
①分子晶体中分子间作用力越大,分子越稳定性
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金属晶体中存在金属键,所以金属晶体的熔沸点都很高
④石墨中碳碳键比金刚石中碳碳键键能更大,所以石墨的熔点、硬度等都比金刚石的高
⑤中的N-H键成键原理完全相同
⑥金刚石、SiC、NaF、NaCl、、NH3晶体的熔点依次降低
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
【答案】A
【解析】
【详解】①分子的稳定性属于化学性质,与共价键有关,分子间作用力与稳定性无关,故①错误;
②晶体只要有阳离子不一定有阴离子,如金属晶体含有组成微粒阳离子和电子,故②错误;
③金属晶体的熔沸点不一定都高,如Na、K、Rb的熔点就较低,故③错误;
④石墨为层状结构,层与层之间的作用力是范德华力,故石墨的硬度小,故④错误;
⑤中有一个N-H键是配位键,成键原理不完全相同,故⑤错误;
⑥金刚石、SiC是共价晶体(原子晶体),键能C-C>Si-C,金刚石熔点高于SiC;NaF、NaCl是离子晶体,NaF的晶格能大,熔点高于NaCl;、NH3是分子晶体,是固体,NH3是气体,故的熔点高于NH3;故⑥正确。
综上,只有⑥正确。
答案选A。
5. 如图为钾的某种氧化物晶体的一个晶胞(该晶胞为立方晶胞)。该物质被称为“化学氧自救剂”,可用于煤矿井下急救。下列有关说法正确的是
A. 该物质化学式为
B. 位于构成的八面体空隙中,的配位数是6
C. 该物质存在离子键,在固态时可导电
D. 该晶胞参数为anm,则其晶体密度为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由晶胞结构可知,K+的个数为=4,的个数为,说明阴离子的化学式为,化学式为,故A错误;
B.由图可知,构成的空隙是正八面体空隙,位于构成的八面体空隙中,的配位数是6,故B正确;
C.该物质存在离子键,固态时离子不能自由移动,固态时不可导电,故C错误;
D.晶胞参数为anm,则晶胞的体积V=cm3;晶胞的质量m=g;根据晶体的密度ρ===,故D错误。
答案选B。
6. 具有很好的导电性,在光学、电学等行业有着重要的用途,其分子结构如图所示。将干燥的氨气通入的溶液中,可制得该物质:(已知分子结构为。下列说法错误的是
A. 属于分子晶体,中含有8mol极性键
B. 中S采取杂化
C. 参与上述制备反应,转移0.3mol电子
D. 在上述反应中体现了还原性和碱性
【答案】C
【解析】
【详解】A.S4N4是由分子构成的,属于分子晶体,该分子中含有8个极性键,则1molS4N4中含有8mol极性键,故A正确;
B.中S原子的价层电子对为4,采取杂化,故B正确;
C.n(S2Cl2)==0.3mol,S4N4中S是+2价、N是-2价,NH3中N是-3价,6S2Cl2+16NH3=S4N4+S8+12NH4Cl中NH3一部分由-3价变为-2价,还有一部分没有变价生成了NH4Cl体,S2Cl2中+1价的硫元素一部分变为S4N4中+2价的S,一部分变为零价的S8,所以6S2Cl2~8e-,所以40.5gS2Cl2参与上述制备反应,转移电子的物质的量为×0.3mol=0.4mol,故C错误;
D.在此反应中,16molNH3中有4mol被氧化为-2价,剩余的12mol生成了NH4Cl,化合价不变,即NH3既做了还原剂又做了碱,故D正确。
答案选C。
7. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
金刚石 石墨 石墨炔
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A. 金刚石中最小环为六元环,通过旋转单键,六元环中六个碳可以在同一平面上
B. 石墨晶体中存在共价键、分子间作用力、离子键等多种类型作用力
C. 等质量的石墨和金刚石中碳碳σ键数目之比为3:4
D. 三种物质均能导电
【答案】C
【解析】
【详解】A.金刚石中最小环为六元环,但其为空间网状结构,环中的碳原子不能共面,故A错误;
B.石墨晶体中不存在离子键,故B错误;
C.由晶胞结构可知金刚石中1个碳原子与周围4个碳原子形成σ键,而石墨中1个碳原子与周围3个碳原子形成σ键,等质量的石墨和金刚石中碳碳σ键数目之比为3:4,故C正确;
D.金刚石中没有自由移动电子,不能导电,D项错误;
故选:C
8. 近日,科学家利用交叉偶联合成无保护的碳芳苷化合物,在药物合成中有广泛应用。现有两种碳芳苷化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 甲、乙均能发生加成、氧化和取代反应 B. 甲、乙中官能团分别为4种、5种
C. 甲中苯环上的一氯代物有5种 D. 乙分子中含有5个手性碳原子
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲、乙中均含苯环都能发生加成反应,都含羟基能被氧化,且能发生酯化反应即取代反应,故A正确;
B.甲中含羟基、醚键、碳氯键三种官能团;乙中含羟基、醚键、碳氟键、酰胺基4种官能团,故B错误;
C.甲中苯环上有5种氢原子如图:,则其一氯代物有5种,故C正确;
D.手性碳原子是指与4个不同的原子或原子团直接相连的碳原子,由乙的结构可知左侧六元环中的5个碳原子均为手性碳原子,故D正确;
故选B。
9. 二氯二吡啶合铂分子是一种铂配合物,空间构型为平面四边形,有顺式和反式两种同分异构体(如图)。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。下列说法错误的是
A. 二氯二吡啶合铂分子中铂为+2价
B. 顺式二氯二吡啶合铂分子的极性小于反式二氯二吡啶合铂
C. 已知吡啶为平面形,可推知吡啶中N原子杂化方式为
D. 吡啶分子中与Pt形成配位键的电子对位于N原子的p轨道上
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氯二吡啶合铂是由Pt2+、Cl-和吡啶结合形成的铂配合物,铂为+2价,A正确;
B.顺式二氯二吡啶合铂分子结构不对称,为极性分子,反式二氯二吡啶合铂分子中Cl-、吡啶均关于Pt2+呈对称结构,分子中正负电荷重心重合,属于非极性分子,顺式二氯二吡啶合铂分子的极性大于反式二氯二吡啶合铂,B错误;
C.由吡啶的结构简式可以看出,N原子形成2个σ键,N上还有1对孤电子对,杂化方式为,C正确;
D.吡啶分子中与Pt形成配位键的电子对位于N原子的2p轨道上,D正确;
故选B。
10. 实验室将乙酸、正丁醇、浓硫酸加入圆底烧瓶中,加热条件下制备乙酸正丁酯的装置(加热和夹持装置已省略)和有关信息如下:
乙酸 正丁醇 乙酸正丁酯
熔点/℃ 166 -89.5 -73.5
沸点/℃ 117.9 117 126.0
密度() 1.1 0.80 0.88
下列说法正确的是
A. 应从A的a口通入冷凝水
B. 浓硫酸在该反应中起催化剂的作用,可以改变反应热从而提高化学反应速率
C. 装置B的作用是不断分离出产生的水,使反应向正向移动,提高产率
D. 提纯乙酸正丁酯可采取水洗、氢氧化钠溶液洗、无水氯化钙干燥、过滤一系列操作
【答案】C
【解析】
【详解】A.冷凝水应该下进上出,应从A的b口通入冷凝水,故A错误;
B.催化剂不能改变反应热,是通过降低活化能加快反应速率,故B错误;
C.由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层,生成乙酸丁酯的反应为可逆反应,生成物有水,分离生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率,所以要通过分水器不断分离除去反应生成的水,故C正确;
D.用氢氧化钠溶液会使乙酸正丁酯发生水解,应改用饱和碳酸钠溶液洗,故D错误。
答案选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. 某种阴离子结构如图所示,Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大,基态Q原子的电子填充了3个能级,有4对成对电子,Z与其他元素不在同一周期。下列说法错误的是
A. Q和W形成的化合物中W为正价
B. 最简单氢化物的沸点:W>Q>Y
C. Q、W、X的单质分子均为非极性分子
D. 同周期中第一电离能小于X的元素有5种
【答案】C
【解析】
【分析】Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大,基态Q原子的电子填充了3个能级,有4对成对电子,则Q是F;Z与其他元素不在同一周期,原子半径最大,能形成6条共价键,则Z是S;Y能形成4条共价键,则Y是C,W能形成2条共价键,且原子半径小于Y,则W是O,X的原子半径大于W而小于Y,则X是N;即Q、W、X、Y、Z分别是F、O、N、C、S;
【详解】A.F与O形成的化合物中,O显正价,因为F的电负性比O大,故A正确;
B.W、Q、Y分别为O、F、C,沸点H2O>HF>CH4,故B正确;
C.O3是极性分子,故C错误;
D.同周期中第一电离能小于N的元素有,Li、Be、B、C、O,共5种,故D正确。
答案选C。
12. 下列实验的设计方案、现象和结论有错误的是
选项 实验目的 设计方案和实验现象 结论
A 检验菠菜中是否含有铁元素 取少量菠菜叶剪碎研磨后加水搅拌,取上层清液于试管中,加入稀硝酸后,再加入KSCN溶液,溶液变红 菠菜中含有铁元素
B 检验尿液中是否含有葡萄糖 取尿液适量,向其中加入NaOH至溶液呈碱性,加入新制的悬浊液,加热煮沸,产生砖红色沉淀 尿液中含有葡萄糖
C 向的水溶液中滴加硝酸银溶液 无明显现象 该配合物中的配位数是6
D 比较配离子、的稳定性 将固体溶于水,加入适量浓盐酸后,再加入固体。溶液先由粉红色变为蓝色,再由蓝色变成粉红色(已知:呈粉红色,呈蓝色,呈无色) 稳定性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.亚铁离子被硝酸氧化为铁离子,铁离子能使KSCN溶液变红色,若溶液变红,说明菠菜中含有铁元素,故A正确;
B.在碱性条件下生成砖红色沉淀,说明尿液中含有葡萄糖,故B正确;
C.向配合物Co(NH)3Cl3的水溶液中滴加硝酸银溶液,无沉淀产生,说明氯原子为内界,所以其化学式为Co[(NH3)3Cl3],配位数是6,故C正确;
D.溶液中存在化学平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl- [CoCl4]2-+6H2O,再加入固体,由蓝色变成粉红色,说明上述平衡逆向移动,说明Zn2+络合Cl-的能力更强,则配离子的稳定性:[ZnCl4]2->[CoCl4]2-,故D错误。
答案选D。
13. 下列说法正确的是
A. 图A中,18-冠-6中O原子(灰球)电负性大,带负电荷,通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
B. 图B中,1mol该物质含有23molσ键
C. 图B物质中的C均为杂化
D. 图C中,表示硅氧四面体,则该硅酸盐结构的通式为
【答案】BD
【解析】
【详解】A.A中冠醚与K+之间并非离子键,而是通过配位键结合,故A错误;
B.1个图B物质中含有23个σ键,则1mol该物质含有σ键23mol,故B正确;
C.图B中物质中形成双键的碳原子采用sp2杂化,故C错误;
D.该结构的最小重复单位如图(虚线框内):,最小重复单位中Si原子个数为:4+4×=6,O原子个数为:14+6×=17,Si元素化合价为+4价、O元素化合价为-2价,则(Si6O17)整体化合价为-10,所以该硅酸盐结构的通式为,故D正确。
答案选BD。
14. 有机物X→Y的异构化反应如图所示。下列说法不正确的是
A. X的分子式为
B. 可用红外光谱、质谱等均可区分X和Y
C. X分子中所有碳原子不可能共平面
D. 含-OH和的Y的同分异构体有18种
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据X结构,X的分子式为,A正确;
B.两者所含官能团、相对分子质量不同,用红外光谱、质谱等均可区分X和Y,B正确;
C.X分子中羟所在的碳原子为sp3杂化,所连基团构成四面体结构,所有碳原子不可能共平面,C正确;
D.Y的分子式为C15H12O,则含-OH和的Y的同分异构体还含有一个—CH3,共有23种:,含有-CH2OH和的Y的同分异构体有3种,即,D错误;
故选D。
15. 普鲁士蓝类材料具有开放式的骨架结构,骨架内具有大量的氧化还原位点,可作为水系碱金属离子的正极材料。电解质阳离子为钠离子时,称为钠离子电池,充放电过程中晶胞的组成变化如图所示。下列说法错误的是
A. 每个普鲁士黄晶胞转化为普鲁士蓝晶胞,转移电子数为8
B. 充电时阳极反应可能为
C. 充电过程中若一个晶胞有5个,则该晶胞中数目为3
D. 当水合阳离子与晶胞中离子通道大小匹配时,才能进行可逆的嵌入和脱嵌过程
【答案】AC
【解析】
【详解】A.根据图示,1个普鲁士黄晶胞转化为1个普鲁士蓝晶胞,4个碱金属离子嵌入,需4个铁离子得电子,转化为4个亚铁离子,需转移电子数为4,A错误;
B.充电过程中,阳极钠离子脱出,晶胞中亚铁离子转化为铁离子,阳极反应可能为,B正确;
C.1个普鲁士黄晶胞最多嵌入8个碱金属离子,形成1个普鲁士白晶胞,此时要有8个铁离子得电子,形成8个亚铁离子。现1个晶胞中有5个亚铁离子,说明嵌入5个碱金属离子,C错误;
D.如果水合阳离子的大小和晶胞的离子通道大小不匹配,无法进入和离开晶胞,必须保证大小匹配,才能进行可逆的嵌入和脱嵌过程,D正确;
答案选AC。
16. 化学,让生活更美好。回答下列问题:
(1)乳酸亚铁是一种常用的补铁剂。
①基态核外电子的空间运动状态有________种。
②乳酸分子中σ键与π键的数目比为________。
③乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为________。
(2)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如图:
①该新药分子中有________种不同化学环境的C原子。
②研究发现,适量硒酸钠可减轻重金属铊引起的中毒。
比较键角大小:________(填“>”、“<”或“=”),原因是________。
③、、的沸点由高到低的顺序为________(填化学式)。
(3)砷化镓(GaAs)是一种优良的半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池等。
①根据元素周期律,原子半径Ga________As(填“>”、“<”)。
②分子的空间构型为________。的熔点高于1000℃,的熔点为77.9℃,其原因是________。
【答案】(1) ①. 14 ②. 11:1 ③.
(2) ①. 8 ②. > ③. 和的中心原子均为杂化,中的原子没有孤对电子,中的有两对孤对电子,孤对电子对成键电子的斥力大于成键电子之间的斥力 ④. H2O>H2Se>H2S
(3) ①. > ②. 三角锥形 ③. GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体
【解析】
【小问1详解】
①基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,基态Fe失去最外层2个电子得,基态核外电子的空间运动状态有14种。
②乳酸分子的结构式为,单键为键,双键中有1个键与1个键,键与键的数目比为11:1。
③元素非金属性越强,电负性越大,乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为。
【小问2详解】
①该新药分子结构对称,有8种不同化学环境的C原子。
②和的中心原子均为杂化,中的原子没有孤对电子,中的有两对孤对电子,孤对电子对成键电子的斥力大于成键电子之间的斥力,所以键角>;
③同一主族元素的氢化物中,能形成分子间氢键的氢化物熔沸点较高,不能形成分子间氢键的氢化物熔沸点随着相对分子质量的增大而升高,H2O能形成分子间氢键,熔沸点最高,H2S、H2Se都不能形成分子间氢键,相对分子质量:H2Se>H2S,所以熔沸点:H2Se>H2S,则H2O、H2S、H2Se的沸点由高到低的顺序是H2O>H2Se>H2S。
【小问3详解】
①Ga和As为同一周期元素,同一周期原子半径从左到右逐渐减小,原子半径Ga>As。
②AsCl3分子中As原子价层电子对个数=3+=4,且含有一个孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知该分子的立体构型为三角锥形,As原子杂化方式为sp3杂化。GaF3为离子晶体,GaCl3为分子晶体,所以CaF3的熔点高于1000℃,GaCl3的熔点为77.9℃。
17. 由苯乙烯经下列反应可制得B、H两种高分子化合物,它们都是常用的塑料。
(1)聚合物B的结构简式是________,F转化为G的反应类型为________。
(2)G中所含官能团的名称为________,写出其中一种官能团的电子式________。
(3)写出G的符合下列条件的同分异构体X结构简式________。
A.属于芳香族化合物 B.能与碳酸氢钠反应 C.核磁共振氢谱有四组峰
(4)C转化为D是在热的氢氧化钠溶液中进行的水解反应,该反应的化学方程式为________。
(5)由D生成E的化学方程式为________。
【答案】17. ①. ②. 还原反应
18. ①. 羟基、羧基 ②. 或
19. 20. +2NaOH+2NaBr
21. +O2+2H2O
【解析】
【分析】苯乙烯发生聚合反应生成B,B的结构简式为,苯乙烯与溴发生加成反应生成C,故C为,则C发生水解反应生成D,则D为, D连续氧化生成E,E为,F为,F与氢气发生还原反应生成G,G为,G发生缩聚反应生成H为,据此解答。
【小问1详解】
苯乙烯发生聚合反应生成B,聚合物B的结构简式是;F转化为G的反应类型为还原反应;
【小问2详解】
G为,所含官能团为羟基、羧基;羟基电子式为,羧基为;
【小问3详解】
X属于芳香族化合物,则含有苯环;能与碳酸氢钠反应,则含有羧基;核磁共振氢谱有四组峰,符合条件的同分异构体X结构简式为。
【小问4详解】
C在碱性条件下发生水解反应生成D,化学方程式为+2NaOH+2NaBr;
【小问5详解】
D催化氧化生成E,方程式为+O2+2H2O。
18. 过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于________区,与钛同周期的过渡元素中,基态原子的成对电子数与钛相同的还有________种。
(2)在浓的的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为的晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为2:4,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为________。
(3)铜的某种氯化物晶胞形状为立方体,边长为anm,结构如图,回答下列问题:
①该物质的化学式是________,Cl的配位数是________。
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,称作原子分数坐标,例如A(0,0,0),则D原子的分数坐标为________。
③晶体的密度,阿伏加德罗常数的值为,晶胞中C、D两原子核间距为________cm(列出计算式即可)。
(4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。EDTA(乙二胺四乙酸)螯合物的结构如下图所示,EDTA中C原子的杂化方式为________,1molEDTA通过螯合作用形成了________mol五元环。
【答案】18. ①. d ②. 3
19. [TiCl2(H2O)4]Cl·2H2O
20. ①. CuCl ②. 4 ③. ④.
21. ①. sp2、sp3 ②. 5
【解析】
【小问1详解】
钛的核外电子排布式为[Ar]3d24s2,最后一个电子填充在3d层,故钛元素属于d区元素;与Ti同周期的所有过渡元素的基态原子中成对电子数与钛相同的有Sc、V、Mn,共计3种;
【小问2详解】
在浓的TiCl3的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为TiCl3·6H2O的晶体,由于该晶体中两种配体的物质的量之比为2∶4,这说明3个氯离子中有2个是配体,6个水分子中有4个是配体,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为[TiCl2(H2O)4]Cl·2H2O;
【小问3详解】
①利用均摊法可知,晶胞中有4个Cu原子,Cl原子个数为,两者个数比为1∶1,故该物质的化学式为CuCl;以面心的Cl为例,距离Cl最进的Cu为4个,则Cl的配位数为4;
②已知坐标参数为;;,C和D的连线处于晶胞的体对角线上,且C、D间的距离等于体对角线长度的,所以D原子的坐标参数为;
③设晶胞中C、D两原子核间为xcm,则晶胞体对角线的长度为4xcm;晶胞体对角线长度等于晶胞棱长的倍,晶胞的质量,则晶体的密度,得x=cm。
【小问4详解】
由结构可知配体为EDTA,有1个EDTA,即有1种配体,由图可知,有双键C也有单键C,C有sp2、sp3杂化,由图可知有5个五元环,故1molEDTA通过螯合作用形成了5mol五元环。
19. Ⅰ.物质的光学性质在科研中有重要的用途,回答下列问题:
一种比率光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(Ⅱ)的高时空分辨率动态成像,反应如图所示:
(1)M中键角F-B-F________中键角F-B-F(填“>”、“<”或“=”);基态的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为________。
(2)均为平面结构的吡咯()和吡啶()是合成该探针的原料,吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较大的为________,原因是________。
Ⅱ.分析如图晶胞结构特点,回答下列问题:
(3)立方氮化硼硬度仅次于金刚石,但热稳定性远高于金刚石,其晶胞结构如图所示。已知:立方氮化硼密度为,B原子半径为xpm,N原子半径为ypm,阿伏加德罗常数的值为,则该晶胞中原子的空间利用率(晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率)为________(列出计算式即可,不用化简)。
(4)硒氧化铋是一类全新二维半导体芯片材料,为四方晶系晶胞结构(如图所示),可以看成带正电的层与带负电的层交替堆积。据此推断硒氧化铋的化学式为________。晶胞棱边夹角均为90°,则晶体密度的计算式为________。
【答案】(1) ①. < ②. 5∶4
(2) ①. 吡啶 ②. 吡咯是一个五元杂环化合物,其中氮原子与两个碳原子相连,形成一个环状结构,在吡咯中,氮原子的孤对电子参与了环的芳香性,这使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其碱性,更难与盐酸反应,即降低其溶解性
(3)
(4) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
由题干图示信息可知,M中B周围形成了4个共价键,即B采用sp3杂化,而BF3中B采用sp2杂化,故M中键角F-B-F<BF3中键角F-B-F,已知Cu是29号元素,故基态Cu2+的价电子排布式为:3d9,故其中两种自旋状态的电子数之比为5∶4;
【小问2详解】
吡咯与吡啶相比,吡咯是一个五元杂环化合物,其中氮原子与两个碳原子相连,形成一个环状结构,在吡咯中,氮原子的孤对电子参与了环的芳香性,这使得氮原子上的电子云密度降低,从而减弱了其碱性,即吡啶更容易与盐酸电离出的H+结合,即吡咯再盐酸中的溶解性比吡啶的更大;
【小问3详解】
立方氮化硼硬度仅次于金刚石,晶体类型类似于金刚石,是共价晶体,晶胞中每个N原子连接4个B原子,氮化硼化学式为BN,所以晶胞中每个B原子也连接4个N原子,即硼原子的配位数为4,晶胞中N原子数为4,B原子数=;晶胞的质量m=,已知:立方氮化硼密度为dg·cm-3,晶胞的体积,B原子半径为xpm,N原子半径为ypm,B、N原子总体积,则该晶胞中原子的空间利用率=;
【小问4详解】
根据电荷守恒知,该晶胞中与个数比为1 : 1,故该晶体的化学式为,该晶胞中含有Se个数=8+1=2,结合化学式知该晶胞中含2个,故该晶胞的质量m=,该晶胞体积V=a×10-10×a×10-10×c×10-10cm3=a2c×10-30 cm3,故该晶体的密度=。
20. 环己酮()是一种重要的化工原料,一种由氧化环己醇()制备环己酮的实验方法如下:
相关数据如下:
物质 密度 沸点/℃(101kPa) 与水形成共沸物的沸点/℃ 部分性质
环己醇 0.96 161.0 97.8 能溶于水,具有还原性,易被氧化
环己酮 0.95 155.0 98.0/3.4kPa 95.0 微溶于水,遇氧化剂易发生开环反应
回答下列问题:
(1)的作用是________;加入食盐的目的是________。
(2)环己酮的产率受用量的影响,当环己酮产率达最大值后,增加的用量其产率反而下降,原因是________。
(3)减压蒸馏的装置如下图所示,仪器A的名称为________,为了便于控制温度,加热方式最好选用________(填“水浴”或“油浴”)。进行减压蒸馏时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还有________。
减压蒸馏的操作顺序为:打开双通旋塞,打开真空泵,缓慢关闭双通旋塞,接通冷凝水,开启磁力加热搅拌器,进行减压蒸馏。减压蒸馏完成后,需进行下列操作,正确的操作顺序是________(填标号)。
a.关闭真空泵 b.关闭磁力加热搅拌器,冷却至室温
c.缓慢打开双通旋塞 d.停止通冷凝水
(4)本实验中环己酮的产率为________(保留2位有效数字)。
(5)传统的制备环已酮实验用酸性作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸(),该反应的离子方程式为________。
【答案】20. ①. 做催化剂 ②. 降低环己酮在水中的溶解度,便以液体分离
21. 环己酮进一步被氧化发生开环反应
22. ①. 直形冷凝管 ②. 油浴 ③. 防止暴沸 ④. bdca
23. 83% 24. 3 +4Cr2+32H+→3+8Cr3++19H2O
【解析】
【分析】由H2O2氧化环己醇制备环己酮,先使10mL环己醇和2.0gFeCl3混合,然后滴加30%H2O2在60℃~70℃下反应70min制备环己酮,反应后的溶液中加入50mL水后进行蒸馏,得到共沸馏出液,向共沸馏出液中加入食盐以减小环己酮在水中的溶解度,便于液体分离,搅拌后进行分液得到有机层,主要含有环己酮和环己醇,向其中加入MgSO4干燥,然后对过滤得到的液体进行减压蒸馏,得到环己酮,据此分析解题。
【小问1详解】
根据分析,FeCl3为反应的催化剂,加入食盐的目的是降低环己酮在水中的溶解度,便以液体分离;
【小问2详解】
由题干相关数据可知,环己酮微溶于水,遇氧化剂易发生开环反应,故当环己酮产率达最大值后,H2O2具有氧化性,增加H2O2的用量将导致环己酮进一步发生开环反应,而导致其产率反而下降;
【小问3详解】
仪器A为直形冷凝管,水浴温度不能高于100℃,环己酮的沸点为155℃,故为了便于控制温度,加热方式最好选用油浴;进行减压蒸馏时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还有防止暴沸的作用;减压蒸馏的操作顺序为:打开双通旋塞,打开真空泵,缓慢关闭双通旋塞,接通冷凝水,开启磁力加热搅拌器,进行减压蒸馏,减压蒸馏完成后,先后需进行的操作为b.关闭磁力加热搅拌器,冷却至室温,d.停止通冷凝水故c.缓慢打开双通旋塞,a.关闭真空泵,即正确的操作顺序是bdca;
【小问4详解】
反应过程碳原子守恒,可得:n(环己酮)=n(环己醇)==0.096mol,则环己酮的产率为≈83%;
【小问5详解】
传统的制备环己酮实验用酸性K2Cr2O7作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸,离子方程式为3 +4Cr2+32H+→3+8Cr3++19H2O。济宁市第一中学2023-2024学年高二下学期3月质量检测(二)
化学
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、考生号、座号填写在相应位置,认真核对条形码上的姓名、考生号和座号,并将条形码粘贴在指定位置上。
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。
3.回答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔书写,按照题号在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸,试题卷上答题无效。保持卡面清洁,不折叠,不破损。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 K-39 Se-79 Bi-209
第Ⅰ卷(选择题共40分)
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. 近年来,我国航天科技事业取得了辉煌的成就。下列说法错误的是
A. 某型长征运载火箭以液氧和煤油为推进剂,液氧分子间靠范德华力凝聚在一起
B. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂Xe气,Xe是54号元素,位于p区
C. 我国科学家由嫦娥五号带回的月壤样品中,首次发现了天然玻璃纤维,该纤维中的主要氧化物属于分子晶体
D. “神州十三号”航天员使用塑料航天面窗,塑料属于有机高分子材料
2. 下列说法正确的是
A. 含有的物质一定能与在一定条件下发生加成反应
B. 含有的物质不是醛就是酮
C. 两种有机物若具有相似的化学性质则互为同系物
D. 含有相同官能团的物质其化学性质必然相同
3. 下列说法正确的是
A. 分子的VSEPR模型:
B. 甲基是推电子基团,所以结合氢离子的能力
C. 乙二胺()的沸点比三甲胺高的原因是乙二胺存在分子间氢键,三甲胺存在分子内氢键
D. 由铝原子核形成的下列三种微粒:a.、b.、c.,再失去一个电子所需最低能量由大到小的顺序是:c>a>b
4. 下列关于微粒间的作用力说法正确的有几个
①分子晶体中分子间作用力越大,分子越稳定性
②在晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
③金属晶体中存在金属键,所以金属晶体的熔沸点都很高
④石墨中碳碳键比金刚石中碳碳键键能更大,所以石墨的熔点、硬度等都比金刚石的高
⑤中的N-H键成键原理完全相同
⑥金刚石、SiC、NaF、NaCl、、NH3晶体的熔点依次降低
A. 1 B. 2 C. 3 D. 4
5. 如图为钾的某种氧化物晶体的一个晶胞(该晶胞为立方晶胞)。该物质被称为“化学氧自救剂”,可用于煤矿井下急救。下列有关说法正确的是
A. 该物质的化学式为
B. 位于构成八面体空隙中,的配位数是6
C. 该物质存在离子键,在固态时可导电
D. 该晶胞参数为anm,则其晶体密度为
6. 具有很好的导电性,在光学、电学等行业有着重要的用途,其分子结构如图所示。将干燥的氨气通入的溶液中,可制得该物质:(已知分子结构为。下列说法错误的是
A. 属于分子晶体,中含有8mol极性键
B. 中S采取杂化
C. 参与上述制备反应,转移0.3mol电子
D. 在上述反应中体现了还原性和碱性
7. 中国科学家首次成功制得大面积单晶石墨炔,是碳材料科学的一大进步。
金刚石 石墨 石墨炔
下列关于金刚石、石墨、石墨炔的说法正确的是
A. 金刚石中最小环为六元环,通过旋转单键,六元环中六个碳可以在同一平面上
B. 石墨晶体中存在共价键、分子间作用力、离子键等多种类型作用力
C. 等质量的石墨和金刚石中碳碳σ键数目之比为3:4
D. 三种物质均能导电
8. 近日,科学家利用交叉偶联合成无保护的碳芳苷化合物,在药物合成中有广泛应用。现有两种碳芳苷化合物的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 甲、乙均能发生加成、氧化和取代反应 B. 甲、乙中官能团分别为4种、5种
C. 甲中苯环上的一氯代物有5种 D. 乙分子中含有5个手性碳原子
9. 二氯二吡啶合铂分子是一种铂配合物,空间构型为平面四边形,有顺式和反式两种同分异构体(如图)。科学研究表明,顺式分子具有抗癌活性。下列说法错误的是
A. 二氯二吡啶合铂分子中铂为+2价
B. 顺式二氯二吡啶合铂分子的极性小于反式二氯二吡啶合铂
C. 已知吡啶为平面形,可推知吡啶中N原子的杂化方式为
D. 吡啶分子中与Pt形成配位键的电子对位于N原子的p轨道上
10. 实验室将乙酸、正丁醇、浓硫酸加入圆底烧瓶中,加热条件下制备乙酸正丁酯的装置(加热和夹持装置已省略)和有关信息如下:
乙酸 正丁醇 乙酸正丁酯
熔点/℃ 16.6 -89.5 -73.5
沸点/℃ 117.9 117 126.0
密度() 1.1 0.80 0.88
下列说法正确的是
A. 应从A的a口通入冷凝水
B. 浓硫酸在该反应中起催化剂的作用,可以改变反应热从而提高化学反应速率
C. 装置B的作用是不断分离出产生的水,使反应向正向移动,提高产率
D. 提纯乙酸正丁酯可采取水洗、氢氧化钠溶液洗、无水氯化钙干燥、过滤一系列操作
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. 某种阴离子结构如图所示,Q、W、X、Y、Z五种短周期元素的原子半径依次增大,基态Q原子的电子填充了3个能级,有4对成对电子,Z与其他元素不在同一周期。下列说法错误的是
A. Q和W形成的化合物中W为正价
B. 最简单氢化物的沸点:W>Q>Y
C. Q、W、X的单质分子均为非极性分子
D. 同周期中第一电离能小于X的元素有5种
12. 下列实验的设计方案、现象和结论有错误的是
选项 实验目的 设计方案和实验现象 结论
A 检验菠菜中是否含有铁元素 取少量菠菜叶剪碎研磨后加水搅拌,取上层清液于试管中,加入稀硝酸后,再加入KSCN溶液,溶液变红 菠菜中含有铁元素
B 检验尿液中是否含有葡萄糖 取尿液适量,向其中加入NaOH至溶液呈碱性,加入新制的悬浊液,加热煮沸,产生砖红色沉淀 尿液中含有葡萄糖
C 向的水溶液中滴加硝酸银溶液 无明显现象 该配合物中的配位数是6
D 比较配离子、的稳定性 将固体溶于水,加入适量浓盐酸后,再加入固体。溶液先由粉红色变为蓝色,再由蓝色变成粉红色(已知:呈粉红色,呈蓝色,呈无色) 稳定性:
A. A B. B C. C D. D
13. 下列说法正确的是
A. 图A中,18-冠-6中O原子(灰球)电负性大,带负电荷,通过离子键与作用,体现了超分子“分子识别”的特征
B. 图B中,1mol该物质含有23molσ键
C. 图B物质中的C均为杂化
D. 图C中,表示硅氧四面体,则该硅酸盐结构的通式为
14. 有机物X→Y的异构化反应如图所示。下列说法不正确的是
A. X的分子式为
B. 可用红外光谱、质谱等均可区分X和Y
C. X分子中所有碳原子不可能共平面
D. 含-OH和的Y的同分异构体有18种
15. 普鲁士蓝类材料具有开放式的骨架结构,骨架内具有大量的氧化还原位点,可作为水系碱金属离子的正极材料。电解质阳离子为钠离子时,称为钠离子电池,充放电过程中晶胞的组成变化如图所示。下列说法错误的是
A. 每个普鲁士黄晶胞转化为普鲁士蓝晶胞,转移电子数为8
B. 充电时阳极反应可能为
C. 充电过程中若一个晶胞有5个,则该晶胞中数目为3
D. 当水合阳离子与晶胞中离子通道大小匹配时,才能进行可逆的嵌入和脱嵌过程
16. 化学,让生活更美好。回答下列问题:
(1)乳酸亚铁是一种常用的补铁剂。
①基态核外电子的空间运动状态有________种。
②乳酸分子中σ键与π键的数目比为________。
③乳酸亚铁中各元素的电负性由大到小的顺序为________。
(2)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构式如图:
①该新药分子中有________种不同化学环境的C原子。
②研究发现,适量硒酸钠可减轻重金属铊引起的中毒。
比较键角大小:________(填“>”、“<”或“=”),原因是________。
③、、的沸点由高到低的顺序为________(填化学式)。
(3)砷化镓(GaAs)是一种优良半导体材料,可用于制作微型激光器或太阳能电池等。
①根据元素周期律,原子半径Ga________As(填“>”、“<”)。
②分子的空间构型为________。的熔点高于1000℃,的熔点为77.9℃,其原因是________。
17. 由苯乙烯经下列反应可制得B、H两种高分子化合物,它们都是常用的塑料。
(1)聚合物B的结构简式是________,F转化为G的反应类型为________。
(2)G中所含官能团的名称为________,写出其中一种官能团的电子式________。
(3)写出G的符合下列条件的同分异构体X结构简式________。
A.属于芳香族化合物 B.能与碳酸氢钠反应 C.核磁共振氢谱有四组峰
(4)C转化为D是在热的氢氧化钠溶液中进行的水解反应,该反应的化学方程式为________。
(5)由D生成E的化学方程式为________。
18. 过渡金属及其化合物在化工、医药、材料等领域有着广泛的应用。
(1)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于________区,与钛同周期的过渡元素中,基态原子的成对电子数与钛相同的还有________种。
(2)在浓的的盐酸溶液中加入乙醚,并通入HCl至饱和,可得到配位数为6、组成为的晶体,该晶体中两种配体的物质的量之比为2:4,则由该配合离子组成的晶体化学式还可以写为________。
(3)铜的某种氯化物晶胞形状为立方体,边长为anm,结构如图,回答下列问题:
①该物质的化学式是________,Cl的配位数是________。
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,称作原子分数坐标,例如A(0,0,0),则D原子的分数坐标为________。
③晶体的密度,阿伏加德罗常数的值为,晶胞中C、D两原子核间距为________cm(列出计算式即可)。
(4)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。EDTA(乙二胺四乙酸)螯合物的结构如下图所示,EDTA中C原子的杂化方式为________,1molEDTA通过螯合作用形成了________mol五元环。
19. Ⅰ.物质的光学性质在科研中有重要的用途,回答下列问题:
一种比率光声探针M与配位,可用于小鼠脑内铜(Ⅱ)的高时空分辨率动态成像,反应如图所示:
(1)M中键角F-B-F________中键角F-B-F(填“>”、“<”或“=”);基态的价电子中,两种自旋状态的电子数之比为________。
(2)均为平面结构的吡咯()和吡啶()是合成该探针的原料,吡咯和吡啶在盐酸中溶解度较大的为________,原因是________。
Ⅱ.分析如图晶胞结构特点,回答下列问题:
(3)立方氮化硼硬度仅次于金刚石,但热稳定性远高于金刚石,其晶胞结构如图所示。已知:立方氮化硼密度为,B原子半径为xpm,N原子半径为ypm,阿伏加德罗常数值为,则该晶胞中原子的空间利用率(晶胞中原子的体积占晶胞体积的百分率)为________(列出计算式即可,不用化简)。
(4)硒氧化铋是一类全新二维半导体芯片材料,为四方晶系晶胞结构(如图所示),可以看成带正电的层与带负电的层交替堆积。据此推断硒氧化铋的化学式为________。晶胞棱边夹角均为90°,则晶体密度的计算式为________。
20. 环己酮()是一种重要的化工原料,一种由氧化环己醇()制备环己酮的实验方法如下:
相关数据如下:
物质 密度 沸点/℃(101kPa) 与水形成共沸物的沸点/℃ 部分性质
环己醇 0.96 161.0 978 能溶于水,具有还原性,易被氧化
环己酮 0.95 1550 98.0/3.4kPa 95.0 微溶于水,遇氧化剂易发生开环反应
回答下列问题:
(1)的作用是________;加入食盐的目的是________。
(2)环己酮的产率受用量的影响,当环己酮产率达最大值后,增加的用量其产率反而下降,原因是________。
(3)减压蒸馏的装置如下图所示,仪器A的名称为________,为了便于控制温度,加热方式最好选用________(填“水浴”或“油浴”)。进行减压蒸馏时,使用磁力加热搅拌器加热,磁子的作用除搅拌使混合物均匀受热外,还有________。
减压蒸馏的操作顺序为:打开双通旋塞,打开真空泵,缓慢关闭双通旋塞,接通冷凝水,开启磁力加热搅拌器,进行减压蒸馏。减压蒸馏完成后,需进行下列操作,正确的操作顺序是________(填标号)。
a.关闭真空泵 b.关闭磁力加热搅拌器,冷却至室温
c.缓慢打开双通旋塞 d.停止通冷凝水
(4)本实验中环己酮的产率为________(保留2位有效数字)。
(5)传统的制备环已酮实验用酸性作氧化剂,更易把环己醇氧化生成己二酸(),该反应的离子方程式为________。