浙江省A9协作体2022-2023学年高二下学期期中联考化学试题
一、单选题
1.(2023高二下·浙江期中)下列含有π键的化合物是( )
A.N2 B.H2O C.CO2 D.石墨
【答案】C
【知识点】化学键;物质的简单分类
【解析】【解答】A.N2只由一种元素组成的纯净物,为单质。其结构式为N≡N含有π键,A不符合题意。
B.H2O为两种元素组成的纯净物,属于化合物,其结构式为H-O-H,不含由π键,B不符合题意。
C.CO2是由两种元素组成的纯净物,属于化合物;其结构式为O=C=O,含有π键,C符合题意。
D.石墨是碳元素组成的纯净物,属于单质,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,结合选项所给物质的结构式,确定其是否含有π键。
2.(2023高二下·浙江期中)硫代硫酸钠 (Na2S2O3) 应用广泛,下列说法不正确的是( )
A.中子数为10的氧原子:
B.Na元素位于周期表s 区
C.的结构与 相似,其空间构型为四面体形
D.基态S 原子核外价层电子的轨道表示式:
【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.质量数=质子数+中子数,因此中子数为10的氧原子,其质量数为10+8=18,所以其原子符号为,A不符合题意。
B.Na元素的原子最后填入的电子位于3s轨道,因此Na元素位于周期表的s区,B不符合题意。
C.SO42-中心原子的价层电子对数为,所以SO42-的空间结构为四面体形,由于S2O32-与SO42-的原子个数相同,价电子数也相同,因此二者互为等电子体,则其空间结构相同,都是四面体形,C不符合题意。
D.基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4,当电子填充入轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋平行,因此其轨道表示式为,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、中子数为10的氧原子,其质量数为18。
B、Na原子最后电子填入的为3s轨道,属于s区。
C、根据中心原子的价层电子对数确定SO42-的空间结构,结合等电子原理,确定S2O32-的空间结构。
D、电子填充入轨道中时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋平行。
3.(2023高二下·浙江期中)下列化学用语表示不正确的是( )
A.正丁醇的键线式:
B.s-p键电子云轮廓图:
C.sp2杂化轨道模型:
D.用电子式表示MgCl2 的形成过程:
【答案】A
【知识点】电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.正丁醇的结构简式为CH3CH2CH2CH2OH,其键线式为,A符合题意。
B.s-pσ键电子云的轮廓图为,B不符合题意。
C.sp2杂化轨道模型为,C不符合题意。
D.MgCl2是由Mg2+和Cl-形成的,用电子式表示其形成过程为,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、正丁醇的结构简式为CH3CH2CH2CH2OH。
B、s轨道为球形,p轨道为纺锥形。
C、sp2杂化轨道是由s轨道2个p轨道形成的。
D、MgCl2是由Mg2+和Cl-形成的。
4.(2023高二下·浙江期中)下列说法不正确的是( )
A.1s 2s 2→1s 2s 2过程中形成的是吸收光谱
B.Cr3+和Mn2+中未成对电子数之比为3:5
C.CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3两种有机物通过核磁共振氢谱可以鉴别
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定有未成对电子
【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的跃迁及应用;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.2px、2py的能量相同,因此电子从2px到2py的过程中不需要吸收或释放能量,所以不会形成吸收光谱或发射光谱,A符合题意。
B.Cr3+的核外电子排布式为[Ar]3d3,Mn2+的核外电子排布式为[Ar]3d5,因此两种离子中未成对电子数为3:5,B不符合题意。
C.CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3两种有机物的核磁共振氢谱中都含有3种不同化学环境的氢原子,且其原子个数比都为1:2:3,但三种氢原子的化学位移不同,因此可用核磁共振氢谱鉴别,C不符合题意。
D.由于每个原子轨道最多可容纳两个自旋状态相反的电子,因此核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有未成对电子,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、2px、2py的能量相同,不存在电子的跃迁。
B、根据Cr3+、Mn2+的核外电子排布式分析。
C、二者核磁共振氢谱峰面积比相同,但化学位移不同。
D、每个原子轨道最多可容纳两个自旋状态不同的电子。
5.(2023高二下·浙江期中)2023年2月3日,美国运输氯乙烯的火车脱轨,造成大量化学物质泄漏引发一系列的环境问题。
氯乙烯
下列关于氯乙烯的说法不正确的是( )
A.氯乙烯的沸点比乙烯高
B.图示为氯乙烯的空间填充模型,氯乙烯不存在顺反异构现象
C.聚氯乙烯可通过加聚反应制得,不能用来做食品包装袋
D.向溴的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液中分别通入氯乙烯,溶液均褪色, 且褪色原理相同
【答案】D
【知识点】烯烃;聚合反应
【解析】【解答】A.氯乙烯的沸点高于乙烯,A不符合题意。
B.氯乙烯的结构简式为CH2=CHCl,因此氯乙烯不存在顺反异构,B不符合题意。
C.聚氯乙烯可由氯乙烯发生加聚反应得到,聚氯乙烯是一种有毒物质,不能用做视频包装袋,C不符合题意。
D.氯乙烯的结构简式为CH2=CHCl,分子结构中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,使溴水褪色;能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,因此二者褪色的原理不同,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、碳原子数相同,卤代烃的沸点高于烃的沸点。
B、氯乙烯中不存在顺反异构。
C、聚氯乙烯是一种有毒物质。
D、氯乙烯中含有碳碳双键,结合褪色过程发生的反应确定反应原理。
6.(2023高二下·浙江期中)下列有关晶体的叙述中,正确的是( )
A.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键
B.共价晶体都是单质,很多共价晶体可以用来作耐磨耐高温材料
C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔点越高
D.固态时可导电的不一定是金属晶体
【答案】D
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);金属晶体;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A.离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,A不符合题意。
B.共价晶体可以是单质如Si,也可以是化合物如SiO2,很多共价晶体可以用作耐磨耐高温材料,B不符合题意。
C.分子晶体的熔点与分子间作用力有关,分子间作用力越大,则熔点越高,C不符合题意。
D.固态时可导电的不一定是金属晶体,如石墨为固态,能导电,但不属于金属晶体,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、离子晶体中可能含有共价键。
B、共价晶体可能为单质或化合物。
C、分子晶体的熔点与分子间组用力有关。
D、石墨为固体,能导电。
7.(2023高二下·浙江期中)对下列变化过程中发生反应的类型判断不正确的是( )
A.CH2=CH-CH=CH2+Br2 → CH2Br-CH=CH-CH2Br (加成反应)
B.CH4+2Cl2 C+4HCl (置换反应)
C. (取代反应)
D.+3H2 (还原反应)
【答案】C
【知识点】取代反应;加成反应
【解析】【解答】A.该反应中反应物中碳碳双键断裂,且生成物只有一种,因此该反应为加成反应,A不符合题意。
B.该反应中反应物为单质和化合物,生成物也为单质和化合物,因此该反应为置换反应,B不符合题意。
C.该反应中-NO2被还原为-NH2,因此该反应为还原反应,C符合题意。
D.该反应为苯与H2的加成反应,属于加成反应,也属于还原反应,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】此题是对有机反应类型的考查,结合加成反应、置换反应、取代反应和还原反映的原理、特点进行分析即可。
8.(2023高二下·浙江期中)某超分子的结构如图所示,下列有关超分子的描述不正确的是( )
A.图示中超分子的构成元素电负性大小顺序为: O>N>C>H
B.有的超分子是可以无限伸展的,所以这些超分子属于高分子化合物
C.超分子的特征是分子识别和分子自组装
D.图示中的超分子存在的作用力类型包含σ键、π键、氢键和范德华力
【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;化学键;化学键和分子间作用力的区别;超分子
【解析】【解答】A.同一周期,从左到右,电负性逐渐增强,因此电负性O>N>C>H,A不符合题意。
B.有的超分子可以无限延展,但若该延展是通过氢键结合的,则不属于高分子化合物,B不符合题意。
C.超分子的特征是分子识别和分子自组装,C不符合题意。
D.图示中的超分子存在的作用力类型包括σ键、π键、氢键和范德华力,C不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、同一周期,从左到右电负性逐渐增强。
B、分子间通过氢键的作用结合的,不属于高分子化合物。
C、超分子的特征是分子的识别和分子自组装。
D、结合超分子的结构确定其所含的作用力。
9.(2023高二下·浙江期中)α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法正确的是( )
A.分子中只含有极性键
B.分子中可能共平面的碳原子最多为7个
C.1molα-氰基丙烯酸异丁酯最多只能与2mol H2发生加成反应
D.分子中存在1个手性碳原子
【答案】B
【知识点】极性键和非极性键;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.分子中的C-H、C≡N、C-O、C=O都属于极性键,C-C为非极性键,A不符合题意。
B.C=C、C≡N、C=O都属于平面型结构,且与之相连的原子也在同一平面内,因此该分子中共平面的碳原子最多有7个,B符合题意。
C.该分子结构中C=C,C≡N都能与H2发生加成反应,因此1mol该物质最多能与3molH2发生加成反应,C不符合题意。
D.碳原子周围连接有4个不同的原子或原子团,则该碳原子为手性碳原子,因此该分子结构中不含有手性碳原子,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、由不同种元素的原子通过共用电子对结合的化学键为极性键。
B、C=C、C≡N、C=O都属于平面型结构,且与之相连的原子也在同一平面内。
C、C=C,C≡N都能与H2发生加成反应。
D、碳原子周围连接有4个不同的原子或原子团,则该碳原子为手性碳原子。
10.(2023高二下·浙江期中)设 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.10.4g 苯乙烯中含有的碳碳双键的总数为0.1NA
B.2.8g 由乙烯和丙烯组成的混合物中,所含的原子总数为0.6NA
C.室温下,7.2g 戊烷分子中,所含C-C 键的总数一定为0.4NA
D.标准状况下,2.24LCH2Cl2 分子中所含氯原子的总数为0.2NA
【答案】D
【知识点】气体摩尔体积;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.10.4g苯乙烯的物质的量,一个苯乙烯分子中含有一个碳碳双键,因此其所含的碳碳双键的总数为0.1NA,A不符合题意。
B.乙烯和丙烯的最简式都是CH2,则2.8g混合物中所含的原子总数为,B不符合题意。
C.7.2g戊烷的物质的量,一个戊烷分子中含有4个碳碳单键,因此其所含的碳碳单键的总数为0.4NA,C不符合题意。
D.标准状态下CH2Cl2不是气体,不可应用气体摩尔体积计算,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、一个苯乙烯中只含有一个碳碳双键。
B、乙烯和丙烯的最简式为CH2,计算其所含的物质的量,从而计算其原子总数。
C、一个戊烷分子中含有4个碳碳单键。
D、标准状态下CH2Cl2不是气体。
11.(2023高二下·浙江期中)下面性质的比较正确的是( )
A.同温同浓度下,酸性强弱: FCH2COOH>ClCH2COOH>CH3COOH>HCOOH
B.沸点:邻羟基苯甲醛>对羟基苯甲醛
C.键角: NH3 >H2O
D.稳定性:船式 C6H12 >椅式 C6H12
【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A、F、Cl电负性较强,可吸引电子,使得-COOH上氧原子的电子云密度降低,-COOH更容易电离出H+,酸性更强;-CH3为推电子基团,使得-COOH上电子云密度增大,难电离出H+,酸性减弱,因此酸性:FCH2COOH>ClCH2COOH>HCOOH>CH3COOH,A不符合题意。
B、邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,使得沸点降低;对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,使得沸点增大,因此沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,B不符合题意。
C、NH3为三角锥型结构,其键角为107°,H2O为V型结构,其键角为105°,所以键角:NH3>H2O,C符合题意。
D、船式结构的稳定性小于椅式结构,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、分析-COOH上氧原子的电子云密度,氧原子的电子云密度越小,其氢原子越容易电离,酸性越强。
B、形成分子间氢键,使得物质的熔点变大。
C、根据分子的空间结构,确定其键角大小。
D、船式结构的稳定性小于椅式结构的稳定性。
12.(2023高二下·浙江期中)下列“类比”结果正确的是( )
A.N2分子中存在NN键,化学性质稳定,则 的化学性质稳定
B.SO2的空间构型为V 形,则O3的空间构型也为V 形
C.聚乙烯不能使溴水褪色,则聚乙炔也不能使溴水褪色
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则苯的同系物(除苯)都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
【答案】B
【知识点】判断简单分子或离子的构型;乙炔炔烃;苯的同系物及其性质;聚合反应
【解析】【解答】A.N2分子中存在N≡N键,化学性质稳定;CH≡CH易发生加成反应,化学性质活泼,A不符合题意。
B.SO2中心原子的价层电子对数为,因此SO2的空间结构为V形,由于O3与SO2的原子个数相等,价电子数也相等,因此O3与SO2互为等电子体,其结构相似,所以O3的空间结构也为V形,B符合题意。
C.聚乙烯的结构简式为,不含有碳碳双键,因此不能使溴水褪色;聚乙炔的结构简式为,含有碳碳双键,能使溴水褪色,C不符合题意。
D.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子的,都能使酸性KMnO4溶液褪色,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、N2的化学性质稳定,CH≡CH易发生加成反应,化学性质活泼。
B、根据价层电子对数确定SO2的空间结构,结合等电子原理确定O3的空间结构。
C、聚乙烯中不含有碳碳双键,但聚乙炔中含有碳碳双键。
D、苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子,则可使酸性KMnO4溶液褪色。
13.(2023高二下·浙江期中) (对二甲苯)是重要的芳烃化合物之一,主要用作生产聚酯纤维和树脂、涂料、染 料及农药的原料。下列有关对二甲苯说法正确的是( )
A. 的系统命名为1,3- 二甲苯
B. 的苯环上的二氯取代物有3种
C.对二甲苯是一种有特殊气味的无色液体,不溶于水,密度比水大,易溶于有机溶剂
D.由于甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被取代,所以对二甲苯与氯气在光照条件下要生成
【答案】B
【知识点】相似相溶原理及其应用;有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】A.该有机物中两个甲基位于苯环的对位上,因此其系统命名为1,4-二甲苯,A不符合题意。
B.对二甲苯苯环上的一氯代物只有一种,其结构简式为,此时结构不具有对称性,因此另一个氯原子可位于以下三个位置,所以对二甲苯的二氯代物共有3种,B符合题意。
C.对二甲苯为芳香烃,其密度比水小,C不符合题意。
D.光照条件下与氯气反应,氯原子取代在甲基上,而不是苯环上,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、根据甲基在苯环上的位置进行命名。
B、根据结构的对称性确定其一氯代物的结构,进而再确定二氯代物的结构。
C、对二甲苯的密度比谁小。
D、光照条件下取代的是甲基上的氢原子。
14.(2023高二下·浙江期中)固体有晶体和非晶体之分(实际上还有介于两者之间的晶体),下列对晶体SiO2和非晶体SiO2相关叙述中不正确的是( )
A.相同质量的晶体SiO2转变为非晶体SiO2属于熵增过程
B.晶体SiO2具有自范性,非晶体SiO2没有自范性
C.晶体SiO2不具有物理性质各向异性的特点
D.图中 a 表示的是晶态SiO2的衍射图谱
【答案】C
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】A.由图可知,非晶体SiO2的混乱程度大于晶体SiO2,因此相同质量的晶体SiO2转变为非晶体SiO2的过程属于熵增过程,A不符合题意。
B.晶体SiO2能自发地呈现封闭的、规则的多面体外形,因此晶体SiO2具有自范性;而非晶体SiO2无法形成规则的多面体外形,所以非晶体SiO2没有自范性,B不符合题意。
C.晶体SiO2具有物理性质各向异性的特点,C符合题意。
D.图中曲线a具有尖锐的衍射峰,因此图中a表示的是晶态SiO2的衍射图谱,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、体系的混乱程度增大,熵值增大。
B、晶体的自范性是指在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
C、晶体SiO2具有各向异性。
D、图中a为晶态SiO2的衍射图。
15.(2023高二下·浙江期中)下列有关模型的解释正确的是( )
选项 模型 解释
A 由E原子和F原子构成 的气态团 簇分子模型 由E和F形成的气态团簇分子的分 子式为EF或FE
B 从结构可知,金刚石的熔点高于石墨的熔点
C 由于干冰中的CO2之间只存在范德华力,一个分子周围有12个紧邻分子,密度比冰高
D 晶体晶胞的另一种表示中,若N处于各顶点位置,则Fe处于体心位置,Cu处于棱心位置
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶胞的计算;金属晶体的基本堆积模型;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.该模型为分子团簇模型,因此其分子式可能为E4F4或F4E4,A不符合题意。
B.由结构无法直接得出金刚石和石墨的熔点高低,B不符合题意。
C.一个CO2分子周围,与之紧邻的分子位于晶胞的面心位置,因此与之紧邻的CO2分子的个数为个,C符合题意。
D.若N位于顶点位置,则晶胞中N的个数为;若Fe处于体心位置,则晶胞中Fe的个数为1;若Cu处于棱心位置,则晶胞中Cu的个数为,则该晶胞的化学式为FeCu3N,与原晶胞的化学式不同,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、该结构模型为团簇分子,不属于晶胞。
B、由结构可得出稳定性,无法得出熔点高低。
C、一个分子周围与之紧邻的分子位于其面心位置。
D、根据描述确定晶胞中的原子个数,从而得出分子式。
16.(2023高二下·浙江期中)咖啡因是咖啡中一种生物碱,对人类的健康发挥着积极作用。随着生活水平的日益提高,很多人不喜欢喝速溶咖啡,喜欢自己现磨现冲咖啡。化学老师喜欢的一种冲泡咖啡的过程如图:
咖啡因
(1)放入适量咖啡粉 (2)倒入适量的热水 (3)静置3分钟按压滤网 (4)倒入烧杯中
冲泡咖啡涉及了很多化学知识,下列说法不正确的是( )
A.咖啡因的分子式为C8H10N4O2,一个分子中采取sp3杂化的原子数为6个
B.将咖啡豆研磨成粉末,主要为了增大了咖啡的浸泡面积,冲泡出来的咖啡口感较浓郁
C.咖啡中的咖啡因可通过热水浸泡溶解,与咖啡因能与水形成氢键有关
D.步骤(2)(3)(4)涉及的主要操作等同于固-液萃取和分液
【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.咖啡因分子中三个形成单键的氮原子和三个甲基中的碳原子,都是以sp3杂化,因此共有6个原子,A不符合题意。
B.将咖啡豆研磨成粉末,可增大咖啡的浸泡面积,加快其溶解,使冲泡出来的咖啡口感较为浓郁,B不符合题意。
C.咖啡因可通过热水浸泡溶解,与咖啡因能与水形成氢键有关,C不符合题意。
D.步骤③中按压滤网,起到过滤作用,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、由原子周围形成的σ键和孤电子对确定原子的杂化类型。
B、研磨成粉末,可增大接触面积。
C、氢键可增大物质的溶解性。
D、步骤②③④是涉及过滤操作。
二、非选择题
17.(2023高二下·浙江期中)磷元素存在于人体所有细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质。近年来,很多磷化物 开始广泛应用在电化学、生物学、光学、催化等方面。
(1)PCl5在晶体状态时,由PCl、PCl两种离子构成, PCl 的空间结构名称为 ,基态磷原子电子排布式为 。
(2)由磷原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p3、②[Ne]3s23p24s1、③ [Ne]3s23p2, 有关这些微粒的叙述,不正确的是____。
A.微粒半径:②>①>③
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①③
C.电离一个电子所需最低能量:①>③>②
D.得电子能力:①>③
(3)氮化硼、磷化铝、磷化镓(镓为IⅠIA 族元素)晶胞结构都与金刚石的晶胞相似,氮化硼的 硬度仅次于金刚石,磷化铝和磷化镓都是很好的半导体材料,熔点如表所示,分析其变化的原因: 。
物质 氮化硼 磷化铝 磷化镓
熔点 3000℃ 2000℃ 1477℃
(4)磷化镓的晶胞结构如图所示,与镓原子距离最近且相等的镓原子有 个;A点坐标 为(0,0,0), B 点坐标为(), 则C 点坐标为 ;已知晶胞棱长为a pm, 阿伏加德罗常数为NA, 则磷化镓晶胞密度为 gcm3 (列出计算式)。
【答案】(1)正四面体;1s22s22p63s23p3或[Ne] 3s23p3
(2)C;D
(3)氮化硼、磷化铝、磷化镓均为共价晶体,共价晶体的原子间以共价键结合,原子半径越小,键长越短,键能越大,共价晶体的熔点就越高,原子半径:Ga>Al>B,P>N,所以熔点:氮化硼>磷化铝>磷化镓
(4)12;();
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)PCl4+的中心原子价层电子对数为,所以PCl4+的空间结构为正四面体。基态磷原子的核外电子数为15,其电子排布式为[Ne]3s23p3。
(2)A、②中有一个电子跃迁到N层,则其半径大于①和③;①中核外电子数大于③,因此①的半径大于③,所以可得微粒半径②>①>③,A不符合题意。
B、属于基态原子(或离子)的电子排布中不存在电子的跃迁,因此满足条件的是①③,B不符合题意。
C、①③为P的第一电离能和第二电离能,第一电离能小于第二电离能,所以电离一个电子所需的最低能量③>①;②中4s上含有一个电子,能量较高,越容易失去电子,因此其电离一个电子所需的能量最低。所以电离一个电子所需最低能量③>①>②,C符合题意。
D、①中3p轨道为半充满状态, 结构稳定;③中3p轨道善只有2个电子,容易得到一个电子形成半充满稳定结构,因此得电子能力①<③,D符合题意。
故答案为:CD
(3)氮化硼、磷化铝、磷化镓晶胞结构斗鱼金刚石晶胞相似,因此三者都是共价晶体。共价晶体的原子间以共价键结合,原子半径越小,键长越短,键能越大,共价晶体的熔点越高。由于原子半径Ga>Al>B、P>N,因此熔点氮化硼>磷化铝>磷化镓。
(4)与镓原子距离最近且相等的镓原子位于晶胞的面心,因此共有3×8×=12个。以A点为坐标系的原点,B的坐标为,因此C点的坐标为。晶胞中所含Ga原子的个数为,所含P原子的个数为4,因此可得该晶胞的密度。
【分析】(1)根据中心原子的价层电子对数确定空间结构。P的原子序数为15,结合构造原理确定基态P原子的核外电子排布式。
(2)A、根据核外电子结构判断原子半径。
B、属于基态原子(或离子),则核外电子未法神跃迁。
C、能量越高越容易失去电子,原子的第一电离能小于第二电离能.
D、①中3p为半充满状态不易得失电子。
(3)结合晶体类型,以及晶体熔点高低的影响因素分析。
(4)与镓原子距离最近且相等的镓原子位于晶胞的面心上。根据A、B点的坐标确定C点坐标。根据公式计算晶胞的密度。
18.(2023高二下·浙江期中)化合物X 由两种元素组成,相对分子质量的范围在100~200间,所有数据均为标准状况下测得,部分产物省略。
已知:气体A 是一种常见的烃, B 为二元化合物, E→F 为加聚反应。
(1)白 色 固 体B 的化学式为 ;X 的 化 学 式 为 。
(2)A→C的反应类型为 ; F的结构简式为 。
(3)下列说法正确的是 ____
A.实验室可用电石和饱和食盐水来制备气体A
B.化合物D 不能使溴水褪色
C.无色气体G 是酸性氧化物
D.白色沉淀M 中加入氨水后能溶解
(4)①写出由沉淀 I 到深蓝色溶液 K 的离子方程式 。②写出D→E 反应的化学方程式 。
(5)根据H→I→K 的现象,给出相应的三种微粒与阳离子结合由弱到强的排序 。
【答案】(1)CuCl;Cu2C2
(2)加成反应;
(3)A;D
(4)Cu(OH)2+4NH3 H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;CH2=CHCOOH+CH3OHCH2=CHCOOCH3+H2O
(5)<OH-<NH3
【知识点】乙炔炔烃;加成反应;酯化反应;复杂化学式的确定
【解析】【解答】(1)由分析可知,白色固体B为CuCl;化合物X为Cu2C2。
(2)A→C的过程中HC≡CH与HCN反应生成CH2=CHCN,该反应为加成反应。F的结构简式为。
(3)A、电石的成分为CaC2,与H2O反应的化学方程式为CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,因此实验室可用电石与饱和食盐水反应制取C2H2,A符合题意。
B、化合物D的化学式为CH2=CHCOOH,含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应,因此可使溴水褪色,B不符合题意。
C、无色气体G为NO,该气体不与H2O反应,也不与碱溶液反应,因此NO不属于酸性氧化物,C不符合题意。
D、白色沉淀M为AgCl,往AgCl中加入氨水,可反应生成[Ag(NH3)2]OH,形成银氨溶液,因此白色沉淀M中加入氨水后能溶解,D符合题意。
故答案为:AD
(4)①蓝色沉淀I为Cu(OH)2,加入氨水后,Cu(OH)2与NH3·H2O反应生成Cu(NH3)4(OH)2,形成深蓝色溶液,该反应的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
②D→E的过程中CH2=CHCOOH与CH3OH发生酯化反应,该反应的化学方程式为:CH2=CHCOOH+CH3OHCH2=CHCOOCH3+H2O。
(5)H→I→K的过程中,Cu(NO3)2与OH-反应生成Cu(OH)2,Cu(OH)2与氨水进一步反应生成Cu(NH3)4(OH)2,因此说明NO3-、OH-和NH3与阳离子结合的能力逐渐增强。
【分析】气体A能与HCN发生加成反应生成C,C与H2O/H+反应生成D,D与CH3OH发生酯化反应生成E,E能进一步发生加聚反应,生成F,因此E中含有碳碳双键。气体A是一种常见的烃,由X与浓盐酸反应生成,因此A为HC≡CH,则C为CH2=CHCN,D为CH2=CHCOOH,E为CH2=CHCOOCH3,F为。白色固体B与AgNO3和硝酸溶液反应生成无色气体G、天蓝色溶液H和白色沉淀M,因此G为NO、M为AgCl。天蓝色溶液H与NaOH溶液反应生成蓝色沉淀I,因此I为Cu(OH)2。据此可知化合物X中所含的元素为Cu和C。由于X的相对分子质量范围在100~200之间,且X能反应生成C2H2,因此X的化学式为Cu2C2。与浓盐酸反应生成的白色固体B为CuCl。
19.(2023高二下·浙江期中)现有W、X、Y、Z、L、M、Q 七种前四周期元素,原子序数依次增大。W原子的电子只有一种自旋取向,X 原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,Y 原子的2p 轨道有两个未成对电子,Z和 Q 原子最外层都只有1个电子, L 的单质为黄绿色的气体,元素M 的正三价离子的3d 能级为半充满。根据以上信息完成下列题目。
(1)银位于Q 的下一周期同一族,基态Ag 原子的价层电子的轨道表示式为 ;元素L的电子的空间运动状态共有 种;元素M的原子结构示意图为 。
(2)XW3为 分子(填“极性”或“非极性”),化合物X2W4的沸点(113.5℃)明显高于XW3的沸点(-33.5℃),除了相对分子质量的微弱影响外,主要原因是 。
(3)ZX3可用作汽车安全气囊的气源,已知具有相同原子数和核外电子数的微粒结构相似,则的电子式为 。
(4)ZQY2与足量的WL反应能生成L单质,试写出反应的化学方程式 。
【答案】(1);9;
(2)极性;N2H4分子间形成氢键的数目比NH3多
(3)
(4)2NaCuO2+8HCl=2CuCl2+2NaCl+Cl2↑+4H2O
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;“等电子原理”的应用;极性分子和非极性分子;氢键的存在对物质性质的影响;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)由分析可知,Q为Cu,基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1,Ag位于Cu的下一周期同一族,因此Ag的价层电子排布式为4d105s1,所以基态Ag原子价层电子轨道表示式为。元素L为Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,因此其电子的空间运动状态共有9种。元素M为Fe,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以其原子结构示意图为。
(2)XW3的化学式为NH3,其空间结构为三角锥形,所以NH3为极性分子。化合物X2W4的化学式为N2H4,N2H4可形成氢键的数目多于NH3,因此N2H4的沸点明显高于NH3。
(3)ZX3的化学式为NaN3,N3-的原子数为3,核外电子数为7×3+1=22,CO2与N3-具有相同的原子数和核外电子数,因此N3-与CO2的结构相似,因此N3-的电子式为。
(4)ZQY2的化学式为NaCuO2,WL的化学式为HCl,二者反应生成CuCl2、NaCl2、Cl2和H2O,该反应的化学方程式为:2NaCuO2+8HCl=2CuCl2+2NaCl+Cl2↑+4H2O。
【分析】W原子的电子只有一种自旋取向,因此W为H。X原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同,因此X的核外电子排布式为1s22s22p3,所以X为N。Y的2p轨道有两个未成对电子,因此Y的核外电子排布式为1s22s22p4,所以Y为O。L的单质为黄绿色气体,因此L为Cl。Z原子的最外层电子数为1,所以Z为Na。元素M的正三价离子的3d能级为半充满,因此M的正三价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,所以M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以M为Fe。Q原子的最外层只有1个电子,因此Q的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以Q为Cu。
20.(2023高二下·浙江期中)溴苯是一种化工原料,纯净的溴苯是一种无色液体,某校学生用如图所示装置进行实 验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应后的产物。请回答下列问题:
物质 苯 溴 溴苯
密度/(g · cm ) 0.88 3.12 1.50
沸点/℃ 80 59 156
在水中的溶解度 不溶 微溶 不溶
(1)装置中冷凝管除导气外,还有 的作用,冷凝水从 ( 填“a”或 “b”) 口 进入。
(2)实验开始时,关闭 K , 打开 K 和滴液漏斗活塞,滴加苯(15mL) 和液溴(4mL) 的混合液, 反应开始,写出装置Ⅱ中发生的主要有机反应的化学方程式 ,能说明苯与液溴发 生的是取代反应的现象是 , 装 置 Ⅲ 中小试管内苯的作用是 。
(3)充分反应后,经过下列步骤分离提纯。
①将装置 Ⅱ中的混合物过滤除去未反应的铁屑。
②黄褐色的粗产品→ ……→无色的粗溴苯。
③无色粗溴苯先用水洗涤,分离后再加入少量无水氯化钙,静置、过滤。
请选择合适的编号,按正确的操作顺序完成步骤②省略的实验操作:将经水洗后的粗产品 倒入分液漏斗,加入10mLNaOH 溶液 → → → 放在铁圈上静置 → → → → → 上层液体从上口倒出(操作不重复使用) 。
a.打开上口玻璃塞; b.塞上上口玻璃塞; c.关闭旋塞; d.打开旋塞; e.倒转分液漏斗振摇并 放气; f.使下层液体慢慢流出。
(4)经过以上分离操作后,粗溴苯还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中 必须进行的是 。
A. 重结晶 B. 过滤 C. 蒸馏 D. 萃取
【答案】(1)冷凝回流;a
(2);Ⅱ中试剂瓶有黄色沉淀;苯收集或除Br2防止干扰HBr的检验
(3)b;e;a;d;f;c
(4)苯;C
【知识点】苯的同系物及其性质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)装置中冷凝管除了导气作用之外,还有冷凝回流的作用,提高苯和液溴的转化率。为提高冷凝效果,冷凝管中冷凝水的方向应为“下口进,上口出”,因此冷凝水应从a口进入。
(2)苯与液溴在FeBr3催化作用下反应生成溴苯和HBr,该反应的化学方程式为。若苯与液溴发生加成反应,则无HBr生成;若苯与液溴发生取代反应,则有HBr生成。HBr能与AgNO3溶液反应生成AgBr淡黄色沉淀,因此能说明苯与液溴发生取代反映的现象是Ⅱ中试剂瓶内有淡黄色沉淀生成。装置Ⅲ中小试管内的苯用于溶解反应过程中挥发出的Br2,防止Br2干扰HBr的检验。
(3)将经水洗后的粗产品倒入分液漏斗内,加入10mLNaOH溶液,塞上上口玻璃塞,倒转分液漏斗振荡,过程中打开下口活塞进行放气。静置后打开上口玻璃塞,分层后打开旋塞,使下层液体缓慢流出,并用烧杯承接流程的下层液体。当下层液体流出后,关闭旋塞,上层液体从上口倒出。因此正确的实验操作顺序为beadfc。
(4)由于苯和粗溴苯可互溶,因此经过上述分离操作后,粗溴苯中还含有的杂质为苯。苯和溴苯为两种可互溶的液体,可采用蒸馏进行分离。
【分析】(1)冷凝管起到冷凝回流的作用,其中水流的方向为“下口进,上口出”。
(2)苯与液溴在FeBr3催化作用下反应生成溴苯和HBr,据此写出反应的化学方程式。苯与液溴发生取代反应,则生成HBr,结合AgNO3溶液中发生的反应确定现象。苯可吸收Br2,防止Br2与AgNO3溶液反应,造成干扰。
(3)根据实验过程确定实验步骤。
(4)苯和溴苯可互溶,分离提纯可用蒸馏。
21.(2023高二下·浙江期中)某化学小组为测定样品有机物G 的组成和结构,设计如图实验装置:
步骤:
① 搭建装置,检测装置的气密性;
② 准确称取4.3g样品有机物G放于电炉中;
③ 打开K1;关闭K2,让A装置反应一段时间后,再关闭K1打开K2;
④ 电炉通电,充分燃烧后产物只有水和二氧化碳,且被充分吸收;
⑤ 样品完全燃烧后,电炉断电,继续让A装置反应一段时间后再停止;
⑥ 测定装置D质量增加2.7g,U形管E质量增加8.8g;
⑦ 拿样品G去相关机构做质谱、红外光谱和核磁共振氢谱,谱图如下所示。
回答下列问题:
(1)装双氧水的仪器的名称是 。装置F 中碱石灰的作用是 。
(2)有机物G的分子式为 ,结构简式为 。
(3)有机物G的一些同分异构体能与碳酸氢钠溶液发生反应有气体生成,写出符合条件的G的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构) 。
(4)下列说法正确的是____
A.若删除装置A,改成通空气,对分子式测定实验结果无影响
B.装置B和D 都可以用装有碱石灰的装置E 替代
C.如果没有CuO,可能导致装置E所测物质的质量偏低
D.如果没有步骤⑤,导致测量的分子式中氧元素含量偏高
【答案】(1)分液漏斗;防止空气中的CO2和水蒸气进入装置E中,干扰实验结果
(2)C4H6O2;HCOOCH=CHCH3
(3)CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH
(4)C;D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;同分异构现象和同分异构体;烯烃;结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)装双氧水的仪器为分液漏斗。空气中含有CO2和水蒸气,也会被碱石灰吸收,装置E用于测定反应生成CO2的质量,因此不能让空气中的CO2和水蒸气进入装置E中,所以装置F中碱石灰的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气,防止干扰实验结果。
(2)反应生成m(H2O)=2.7g,m(CO2)=8.8g。所以有机物G中所含,;所以该有机物G中所含m(O)=4.3g-0.3g-2.4g=1.6g。所以n(H)=0.3mol、n(C)=0.2mol、n(O)=0.1mol。由质荷比可知,该有机物G的摩尔质量为86g·mol-1,因此4.3g有机物G的物质的量,所以该有机物G的分子式为C4H6O2。由红外光谱可知,该有机物中含有酯基、碳碳双键、-CH3;由核磁共振氢谱可知,该有机物中含有四种不同化学环境的氢原子,因此该有机物G的结构简式为HCOOClH=CHCH3。
(3)G的同分异构体能与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2,因此该同分异构体中含有-COOH,满足条件的同分异构体的结构简式为CH2=CHCH2COOH、CH2=C(CH3)COOH、CH3CH=CHCOOH。
(4)A、空气中含有CO2,会使得测得m(CO2)的质量偏大,从而导致分子式的测定结果出现偏差,A不符合题意。
B、装置B可用装有碱石灰的装置E替代,但装置D不可以,若用装有碱石灰的装置E代替装置D,由于碱石灰能吸收H2O和CO2,因此无法准确判断反应生成H2O、CO2的质量,无法得出该有机物的分子式,B不符合题意。
C、电炉中的CuO可将有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2,防止测得的碳元素的质量偏小,因此若没有CuO,则装置E所测得CO2的质量偏低,C符合题意。
D、步骤⑤继续通入O2,可将装置内残留的CO2、H2O全部赶入装置D、E中,使其被完全吸收;若缺少步骤⑤,会使测得的CO2和H2O的质量偏小,导致C、H元素的质量偏小,从而使得氧元素的质量偏大,D符合题意。
故答案为:CD
【分析】装置A中MnO2和H2O2反应生成O2。装置B中浓硫酸具有吸水性,可用于干燥O2。O2进入装置C中,与样品反应生成CO2和H2O,电炉中CuO是为了将样品燃烧过程中产生的CO完全转化为CO2。装置D中浓硫酸用于吸收反应生成的H2O,因此装置D增加的质量即为反应生成H2O的质量。装置E中碱石灰用于吸收反应生成的CO2,因此装置E增加的质量即为反应生成的CO2的质量。装置F中的碱石灰用于吸收空气中的CO2和水蒸气,防止进入装置E中,造成干扰。根据装置D、E增加的质量,结合元素质量守恒即可确定有机物G的分子式;再结合光谱图即可确定有机物G的结构简式。
浙江省A9协作体2022-2023学年高二下学期期中联考化学试题
一、单选题
1.(2023高二下·浙江期中)下列含有π键的化合物是( )
A.N2 B.H2O C.CO2 D.石墨
2.(2023高二下·浙江期中)硫代硫酸钠 (Na2S2O3) 应用广泛,下列说法不正确的是( )
A.中子数为10的氧原子:
B.Na元素位于周期表s 区
C.的结构与 相似,其空间构型为四面体形
D.基态S 原子核外价层电子的轨道表示式:
3.(2023高二下·浙江期中)下列化学用语表示不正确的是( )
A.正丁醇的键线式:
B.s-p键电子云轮廓图:
C.sp2杂化轨道模型:
D.用电子式表示MgCl2 的形成过程:
4.(2023高二下·浙江期中)下列说法不正确的是( )
A.1s 2s 2→1s 2s 2过程中形成的是吸收光谱
B.Cr3+和Mn2+中未成对电子数之比为3:5
C.CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3两种有机物通过核磁共振氢谱可以鉴别
D.核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定有未成对电子
5.(2023高二下·浙江期中)2023年2月3日,美国运输氯乙烯的火车脱轨,造成大量化学物质泄漏引发一系列的环境问题。
氯乙烯
下列关于氯乙烯的说法不正确的是( )
A.氯乙烯的沸点比乙烯高
B.图示为氯乙烯的空间填充模型,氯乙烯不存在顺反异构现象
C.聚氯乙烯可通过加聚反应制得,不能用来做食品包装袋
D.向溴的CCl4溶液和酸性KMnO4溶液中分别通入氯乙烯,溶液均褪色, 且褪色原理相同
6.(2023高二下·浙江期中)下列有关晶体的叙述中,正确的是( )
A.离子晶体中只含有离子键,不含有共价键
B.共价晶体都是单质,很多共价晶体可以用来作耐磨耐高温材料
C.分子晶体中,共价键键能越大,该分子晶体的熔点越高
D.固态时可导电的不一定是金属晶体
7.(2023高二下·浙江期中)对下列变化过程中发生反应的类型判断不正确的是( )
A.CH2=CH-CH=CH2+Br2 → CH2Br-CH=CH-CH2Br (加成反应)
B.CH4+2Cl2 C+4HCl (置换反应)
C. (取代反应)
D.+3H2 (还原反应)
8.(2023高二下·浙江期中)某超分子的结构如图所示,下列有关超分子的描述不正确的是( )
A.图示中超分子的构成元素电负性大小顺序为: O>N>C>H
B.有的超分子是可以无限伸展的,所以这些超分子属于高分子化合物
C.超分子的特征是分子识别和分子自组装
D.图示中的超分子存在的作用力类型包含σ键、π键、氢键和范德华力
9.(2023高二下·浙江期中)α-氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,其结构简式如下。下列关于α-氰基丙烯酸异丁酯的说法正确的是( )
A.分子中只含有极性键
B.分子中可能共平面的碳原子最多为7个
C.1molα-氰基丙烯酸异丁酯最多只能与2mol H2发生加成反应
D.分子中存在1个手性碳原子
10.(2023高二下·浙江期中)设 NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法不正确的是( )
A.10.4g 苯乙烯中含有的碳碳双键的总数为0.1NA
B.2.8g 由乙烯和丙烯组成的混合物中,所含的原子总数为0.6NA
C.室温下,7.2g 戊烷分子中,所含C-C 键的总数一定为0.4NA
D.标准状况下,2.24LCH2Cl2 分子中所含氯原子的总数为0.2NA
11.(2023高二下·浙江期中)下面性质的比较正确的是( )
A.同温同浓度下,酸性强弱: FCH2COOH>ClCH2COOH>CH3COOH>HCOOH
B.沸点:邻羟基苯甲醛>对羟基苯甲醛
C.键角: NH3 >H2O
D.稳定性:船式 C6H12 >椅式 C6H12
12.(2023高二下·浙江期中)下列“类比”结果正确的是( )
A.N2分子中存在NN键,化学性质稳定,则 的化学性质稳定
B.SO2的空间构型为V 形,则O3的空间构型也为V 形
C.聚乙烯不能使溴水褪色,则聚乙炔也不能使溴水褪色
D.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色,则苯的同系物(除苯)都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
13.(2023高二下·浙江期中) (对二甲苯)是重要的芳烃化合物之一,主要用作生产聚酯纤维和树脂、涂料、染 料及农药的原料。下列有关对二甲苯说法正确的是( )
A. 的系统命名为1,3- 二甲苯
B. 的苯环上的二氯取代物有3种
C.对二甲苯是一种有特殊气味的无色液体,不溶于水,密度比水大,易溶于有机溶剂
D.由于甲基使苯环上与甲基处于邻、对位的氢原子活化而易被取代,所以对二甲苯与氯气在光照条件下要生成
14.(2023高二下·浙江期中)固体有晶体和非晶体之分(实际上还有介于两者之间的晶体),下列对晶体SiO2和非晶体SiO2相关叙述中不正确的是( )
A.相同质量的晶体SiO2转变为非晶体SiO2属于熵增过程
B.晶体SiO2具有自范性,非晶体SiO2没有自范性
C.晶体SiO2不具有物理性质各向异性的特点
D.图中 a 表示的是晶态SiO2的衍射图谱
15.(2023高二下·浙江期中)下列有关模型的解释正确的是( )
选项 模型 解释
A 由E原子和F原子构成 的气态团 簇分子模型 由E和F形成的气态团簇分子的分 子式为EF或FE
B 从结构可知,金刚石的熔点高于石墨的熔点
C 由于干冰中的CO2之间只存在范德华力,一个分子周围有12个紧邻分子,密度比冰高
D 晶体晶胞的另一种表示中,若N处于各顶点位置,则Fe处于体心位置,Cu处于棱心位置
A.A B.B C.C D.D
16.(2023高二下·浙江期中)咖啡因是咖啡中一种生物碱,对人类的健康发挥着积极作用。随着生活水平的日益提高,很多人不喜欢喝速溶咖啡,喜欢自己现磨现冲咖啡。化学老师喜欢的一种冲泡咖啡的过程如图:
咖啡因
(1)放入适量咖啡粉 (2)倒入适量的热水 (3)静置3分钟按压滤网 (4)倒入烧杯中
冲泡咖啡涉及了很多化学知识,下列说法不正确的是( )
A.咖啡因的分子式为C8H10N4O2,一个分子中采取sp3杂化的原子数为6个
B.将咖啡豆研磨成粉末,主要为了增大了咖啡的浸泡面积,冲泡出来的咖啡口感较浓郁
C.咖啡中的咖啡因可通过热水浸泡溶解,与咖啡因能与水形成氢键有关
D.步骤(2)(3)(4)涉及的主要操作等同于固-液萃取和分液
二、非选择题
17.(2023高二下·浙江期中)磷元素存在于人体所有细胞中,是维持骨骼和牙齿的必要物质。近年来,很多磷化物 开始广泛应用在电化学、生物学、光学、催化等方面。
(1)PCl5在晶体状态时,由PCl、PCl两种离子构成, PCl 的空间结构名称为 ,基态磷原子电子排布式为 。
(2)由磷原子核形成的三种微粒,电子排布式分别为:①[Ne]3s23p3、②[Ne]3s23p24s1、③ [Ne]3s23p2, 有关这些微粒的叙述,不正确的是____。
A.微粒半径:②>①>③
B.电子排布属于基态原子(或离子)的是:①③
C.电离一个电子所需最低能量:①>③>②
D.得电子能力:①>③
(3)氮化硼、磷化铝、磷化镓(镓为IⅠIA 族元素)晶胞结构都与金刚石的晶胞相似,氮化硼的 硬度仅次于金刚石,磷化铝和磷化镓都是很好的半导体材料,熔点如表所示,分析其变化的原因: 。
物质 氮化硼 磷化铝 磷化镓
熔点 3000℃ 2000℃ 1477℃
(4)磷化镓的晶胞结构如图所示,与镓原子距离最近且相等的镓原子有 个;A点坐标 为(0,0,0), B 点坐标为(), 则C 点坐标为 ;已知晶胞棱长为a pm, 阿伏加德罗常数为NA, 则磷化镓晶胞密度为 gcm3 (列出计算式)。
18.(2023高二下·浙江期中)化合物X 由两种元素组成,相对分子质量的范围在100~200间,所有数据均为标准状况下测得,部分产物省略。
已知:气体A 是一种常见的烃, B 为二元化合物, E→F 为加聚反应。
(1)白 色 固 体B 的化学式为 ;X 的 化 学 式 为 。
(2)A→C的反应类型为 ; F的结构简式为 。
(3)下列说法正确的是 ____
A.实验室可用电石和饱和食盐水来制备气体A
B.化合物D 不能使溴水褪色
C.无色气体G 是酸性氧化物
D.白色沉淀M 中加入氨水后能溶解
(4)①写出由沉淀 I 到深蓝色溶液 K 的离子方程式 。②写出D→E 反应的化学方程式 。
(5)根据H→I→K 的现象,给出相应的三种微粒与阳离子结合由弱到强的排序 。
19.(2023高二下·浙江期中)现有W、X、Y、Z、L、M、Q 七种前四周期元素,原子序数依次增大。W原子的电子只有一种自旋取向,X 原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,Y 原子的2p 轨道有两个未成对电子,Z和 Q 原子最外层都只有1个电子, L 的单质为黄绿色的气体,元素M 的正三价离子的3d 能级为半充满。根据以上信息完成下列题目。
(1)银位于Q 的下一周期同一族,基态Ag 原子的价层电子的轨道表示式为 ;元素L的电子的空间运动状态共有 种;元素M的原子结构示意图为 。
(2)XW3为 分子(填“极性”或“非极性”),化合物X2W4的沸点(113.5℃)明显高于XW3的沸点(-33.5℃),除了相对分子质量的微弱影响外,主要原因是 。
(3)ZX3可用作汽车安全气囊的气源,已知具有相同原子数和核外电子数的微粒结构相似,则的电子式为 。
(4)ZQY2与足量的WL反应能生成L单质,试写出反应的化学方程式 。
20.(2023高二下·浙江期中)溴苯是一种化工原料,纯净的溴苯是一种无色液体,某校学生用如图所示装置进行实 验,以探究苯与溴发生反应的原理并分离提纯反应后的产物。请回答下列问题:
物质 苯 溴 溴苯
密度/(g · cm ) 0.88 3.12 1.50
沸点/℃ 80 59 156
在水中的溶解度 不溶 微溶 不溶
(1)装置中冷凝管除导气外,还有 的作用,冷凝水从 ( 填“a”或 “b”) 口 进入。
(2)实验开始时,关闭 K , 打开 K 和滴液漏斗活塞,滴加苯(15mL) 和液溴(4mL) 的混合液, 反应开始,写出装置Ⅱ中发生的主要有机反应的化学方程式 ,能说明苯与液溴发 生的是取代反应的现象是 , 装 置 Ⅲ 中小试管内苯的作用是 。
(3)充分反应后,经过下列步骤分离提纯。
①将装置 Ⅱ中的混合物过滤除去未反应的铁屑。
②黄褐色的粗产品→ ……→无色的粗溴苯。
③无色粗溴苯先用水洗涤,分离后再加入少量无水氯化钙,静置、过滤。
请选择合适的编号,按正确的操作顺序完成步骤②省略的实验操作:将经水洗后的粗产品 倒入分液漏斗,加入10mLNaOH 溶液 → → → 放在铁圈上静置 → → → → → 上层液体从上口倒出(操作不重复使用) 。
a.打开上口玻璃塞; b.塞上上口玻璃塞; c.关闭旋塞; d.打开旋塞; e.倒转分液漏斗振摇并 放气; f.使下层液体慢慢流出。
(4)经过以上分离操作后,粗溴苯还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中 必须进行的是 。
A. 重结晶 B. 过滤 C. 蒸馏 D. 萃取
21.(2023高二下·浙江期中)某化学小组为测定样品有机物G 的组成和结构,设计如图实验装置:
步骤:
① 搭建装置,检测装置的气密性;
② 准确称取4.3g样品有机物G放于电炉中;
③ 打开K1;关闭K2,让A装置反应一段时间后,再关闭K1打开K2;
④ 电炉通电,充分燃烧后产物只有水和二氧化碳,且被充分吸收;
⑤ 样品完全燃烧后,电炉断电,继续让A装置反应一段时间后再停止;
⑥ 测定装置D质量增加2.7g,U形管E质量增加8.8g;
⑦ 拿样品G去相关机构做质谱、红外光谱和核磁共振氢谱,谱图如下所示。
回答下列问题:
(1)装双氧水的仪器的名称是 。装置F 中碱石灰的作用是 。
(2)有机物G的分子式为 ,结构简式为 。
(3)有机物G的一些同分异构体能与碳酸氢钠溶液发生反应有气体生成,写出符合条件的G的所有同分异构体的结构简式(不考虑立体异构) 。
(4)下列说法正确的是____
A.若删除装置A,改成通空气,对分子式测定实验结果无影响
B.装置B和D 都可以用装有碱石灰的装置E 替代
C.如果没有CuO,可能导致装置E所测物质的质量偏低
D.如果没有步骤⑤,导致测量的分子式中氧元素含量偏高
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】化学键;物质的简单分类
【解析】【解答】A.N2只由一种元素组成的纯净物,为单质。其结构式为N≡N含有π键,A不符合题意。
B.H2O为两种元素组成的纯净物,属于化合物,其结构式为H-O-H,不含由π键,B不符合题意。
C.CO2是由两种元素组成的纯净物,属于化合物;其结构式为O=C=O,含有π键,C符合题意。
D.石墨是碳元素组成的纯净物,属于单质,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】化合物是由两种或两种以上元素组成的纯净物,结合选项所给物质的结构式,确定其是否含有π键。
2.【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.质量数=质子数+中子数,因此中子数为10的氧原子,其质量数为10+8=18,所以其原子符号为,A不符合题意。
B.Na元素的原子最后填入的电子位于3s轨道,因此Na元素位于周期表的s区,B不符合题意。
C.SO42-中心原子的价层电子对数为,所以SO42-的空间结构为四面体形,由于S2O32-与SO42-的原子个数相同,价电子数也相同,因此二者互为等电子体,则其空间结构相同,都是四面体形,C不符合题意。
D.基态硫原子的价层电子排布式为3s23p4,当电子填充入轨道时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋平行,因此其轨道表示式为,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、中子数为10的氧原子,其质量数为18。
B、Na原子最后电子填入的为3s轨道,属于s区。
C、根据中心原子的价层电子对数确定SO42-的空间结构,结合等电子原理,确定S2O32-的空间结构。
D、电子填充入轨道中时,总是优先单独占据一个轨道,且自旋平行。
3.【答案】A
【知识点】电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.正丁醇的结构简式为CH3CH2CH2CH2OH,其键线式为,A符合题意。
B.s-pσ键电子云的轮廓图为,B不符合题意。
C.sp2杂化轨道模型为,C不符合题意。
D.MgCl2是由Mg2+和Cl-形成的,用电子式表示其形成过程为,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、正丁醇的结构简式为CH3CH2CH2CH2OH。
B、s轨道为球形,p轨道为纺锥形。
C、sp2杂化轨道是由s轨道2个p轨道形成的。
D、MgCl2是由Mg2+和Cl-形成的。
4.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的跃迁及应用;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构
【解析】【解答】A.2px、2py的能量相同,因此电子从2px到2py的过程中不需要吸收或释放能量,所以不会形成吸收光谱或发射光谱,A符合题意。
B.Cr3+的核外电子排布式为[Ar]3d3,Mn2+的核外电子排布式为[Ar]3d5,因此两种离子中未成对电子数为3:5,B不符合题意。
C.CH3CH2COOH和HCOOCH2CH3两种有机物的核磁共振氢谱中都含有3种不同化学环境的氢原子,且其原子个数比都为1:2:3,但三种氢原子的化学位移不同,因此可用核磁共振氢谱鉴别,C不符合题意。
D.由于每个原子轨道最多可容纳两个自旋状态相反的电子,因此核外电子数为奇数的基态原子,其原子轨道中一定含有未成对电子,D不符合题意。
故答案为:A
【分析】A、2px、2py的能量相同,不存在电子的跃迁。
B、根据Cr3+、Mn2+的核外电子排布式分析。
C、二者核磁共振氢谱峰面积比相同,但化学位移不同。
D、每个原子轨道最多可容纳两个自旋状态不同的电子。
5.【答案】D
【知识点】烯烃;聚合反应
【解析】【解答】A.氯乙烯的沸点高于乙烯,A不符合题意。
B.氯乙烯的结构简式为CH2=CHCl,因此氯乙烯不存在顺反异构,B不符合题意。
C.聚氯乙烯可由氯乙烯发生加聚反应得到,聚氯乙烯是一种有毒物质,不能用做视频包装袋,C不符合题意。
D.氯乙烯的结构简式为CH2=CHCl,分子结构中含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,使溴水褪色;能被酸性KMnO4溶液氧化,使酸性KMnO4溶液褪色,因此二者褪色的原理不同,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、碳原子数相同,卤代烃的沸点高于烃的沸点。
B、氯乙烯中不存在顺反异构。
C、聚氯乙烯是一种有毒物质。
D、氯乙烯中含有碳碳双键,结合褪色过程发生的反应确定反应原理。
6.【答案】D
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);金属晶体;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A.离子晶体中一定含有离子键,可能含有共价键,A不符合题意。
B.共价晶体可以是单质如Si,也可以是化合物如SiO2,很多共价晶体可以用作耐磨耐高温材料,B不符合题意。
C.分子晶体的熔点与分子间作用力有关,分子间作用力越大,则熔点越高,C不符合题意。
D.固态时可导电的不一定是金属晶体,如石墨为固态,能导电,但不属于金属晶体,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、离子晶体中可能含有共价键。
B、共价晶体可能为单质或化合物。
C、分子晶体的熔点与分子间组用力有关。
D、石墨为固体,能导电。
7.【答案】C
【知识点】取代反应;加成反应
【解析】【解答】A.该反应中反应物中碳碳双键断裂,且生成物只有一种,因此该反应为加成反应,A不符合题意。
B.该反应中反应物为单质和化合物,生成物也为单质和化合物,因此该反应为置换反应,B不符合题意。
C.该反应中-NO2被还原为-NH2,因此该反应为还原反应,C符合题意。
D.该反应为苯与H2的加成反应,属于加成反应,也属于还原反应,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】此题是对有机反应类型的考查,结合加成反应、置换反应、取代反应和还原反映的原理、特点进行分析即可。
8.【答案】B
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;化学键;化学键和分子间作用力的区别;超分子
【解析】【解答】A.同一周期,从左到右,电负性逐渐增强,因此电负性O>N>C>H,A不符合题意。
B.有的超分子可以无限延展,但若该延展是通过氢键结合的,则不属于高分子化合物,B不符合题意。
C.超分子的特征是分子识别和分子自组装,C不符合题意。
D.图示中的超分子存在的作用力类型包括σ键、π键、氢键和范德华力,C不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、同一周期,从左到右电负性逐渐增强。
B、分子间通过氢键的作用结合的,不属于高分子化合物。
C、超分子的特征是分子的识别和分子自组装。
D、结合超分子的结构确定其所含的作用力。
9.【答案】B
【知识点】极性键和非极性键;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.分子中的C-H、C≡N、C-O、C=O都属于极性键,C-C为非极性键,A不符合题意。
B.C=C、C≡N、C=O都属于平面型结构,且与之相连的原子也在同一平面内,因此该分子中共平面的碳原子最多有7个,B符合题意。
C.该分子结构中C=C,C≡N都能与H2发生加成反应,因此1mol该物质最多能与3molH2发生加成反应,C不符合题意。
D.碳原子周围连接有4个不同的原子或原子团,则该碳原子为手性碳原子,因此该分子结构中不含有手性碳原子,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、由不同种元素的原子通过共用电子对结合的化学键为极性键。
B、C=C、C≡N、C=O都属于平面型结构,且与之相连的原子也在同一平面内。
C、C=C,C≡N都能与H2发生加成反应。
D、碳原子周围连接有4个不同的原子或原子团,则该碳原子为手性碳原子。
10.【答案】D
【知识点】气体摩尔体积;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.10.4g苯乙烯的物质的量,一个苯乙烯分子中含有一个碳碳双键,因此其所含的碳碳双键的总数为0.1NA,A不符合题意。
B.乙烯和丙烯的最简式都是CH2,则2.8g混合物中所含的原子总数为,B不符合题意。
C.7.2g戊烷的物质的量,一个戊烷分子中含有4个碳碳单键,因此其所含的碳碳单键的总数为0.4NA,C不符合题意。
D.标准状态下CH2Cl2不是气体,不可应用气体摩尔体积计算,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、一个苯乙烯中只含有一个碳碳双键。
B、乙烯和丙烯的最简式为CH2,计算其所含的物质的量,从而计算其原子总数。
C、一个戊烷分子中含有4个碳碳单键。
D、标准状态下CH2Cl2不是气体。
11.【答案】C
【知识点】键能、键长、键角及其应用;晶体熔沸点的比较
【解析】【解答】A、F、Cl电负性较强,可吸引电子,使得-COOH上氧原子的电子云密度降低,-COOH更容易电离出H+,酸性更强;-CH3为推电子基团,使得-COOH上电子云密度增大,难电离出H+,酸性减弱,因此酸性:FCH2COOH>ClCH2COOH>HCOOH>CH3COOH,A不符合题意。
B、邻羟基苯甲醛可形成分子内氢键,使得沸点降低;对羟基苯甲醛可形成分子间氢键,使得沸点增大,因此沸点:邻羟基苯甲醛<对羟基苯甲醛,B不符合题意。
C、NH3为三角锥型结构,其键角为107°,H2O为V型结构,其键角为105°,所以键角:NH3>H2O,C符合题意。
D、船式结构的稳定性小于椅式结构,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、分析-COOH上氧原子的电子云密度,氧原子的电子云密度越小,其氢原子越容易电离,酸性越强。
B、形成分子间氢键,使得物质的熔点变大。
C、根据分子的空间结构,确定其键角大小。
D、船式结构的稳定性小于椅式结构的稳定性。
12.【答案】B
【知识点】判断简单分子或离子的构型;乙炔炔烃;苯的同系物及其性质;聚合反应
【解析】【解答】A.N2分子中存在N≡N键,化学性质稳定;CH≡CH易发生加成反应,化学性质活泼,A不符合题意。
B.SO2中心原子的价层电子对数为,因此SO2的空间结构为V形,由于O3与SO2的原子个数相等,价电子数也相等,因此O3与SO2互为等电子体,其结构相似,所以O3的空间结构也为V形,B符合题意。
C.聚乙烯的结构简式为,不含有碳碳双键,因此不能使溴水褪色;聚乙炔的结构简式为,含有碳碳双键,能使溴水褪色,C不符合题意。
D.甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色,苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子的,都能使酸性KMnO4溶液褪色,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、N2的化学性质稳定,CH≡CH易发生加成反应,化学性质活泼。
B、根据价层电子对数确定SO2的空间结构,结合等电子原理确定O3的空间结构。
C、聚乙烯中不含有碳碳双键,但聚乙炔中含有碳碳双键。
D、苯的同系物中与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子,则可使酸性KMnO4溶液褪色。
13.【答案】B
【知识点】相似相溶原理及其应用;有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体;取代反应
【解析】【解答】A.该有机物中两个甲基位于苯环的对位上,因此其系统命名为1,4-二甲苯,A不符合题意。
B.对二甲苯苯环上的一氯代物只有一种,其结构简式为,此时结构不具有对称性,因此另一个氯原子可位于以下三个位置,所以对二甲苯的二氯代物共有3种,B符合题意。
C.对二甲苯为芳香烃,其密度比水小,C不符合题意。
D.光照条件下与氯气反应,氯原子取代在甲基上,而不是苯环上,D不符合题意。
故答案为:B
【分析】A、根据甲基在苯环上的位置进行命名。
B、根据结构的对称性确定其一氯代物的结构,进而再确定二氯代物的结构。
C、对二甲苯的密度比谁小。
D、光照条件下取代的是甲基上的氢原子。
14.【答案】C
【知识点】晶体的定义
【解析】【解答】A.由图可知,非晶体SiO2的混乱程度大于晶体SiO2,因此相同质量的晶体SiO2转变为非晶体SiO2的过程属于熵增过程,A不符合题意。
B.晶体SiO2能自发地呈现封闭的、规则的多面体外形,因此晶体SiO2具有自范性;而非晶体SiO2无法形成规则的多面体外形,所以非晶体SiO2没有自范性,B不符合题意。
C.晶体SiO2具有物理性质各向异性的特点,C符合题意。
D.图中曲线a具有尖锐的衍射峰,因此图中a表示的是晶态SiO2的衍射图谱,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、体系的混乱程度增大,熵值增大。
B、晶体的自范性是指在适宜条件下,晶体能够自发地呈现封闭的、规则的多面体外形。
C、晶体SiO2具有各向异性。
D、图中a为晶态SiO2的衍射图。
15.【答案】C
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶胞的计算;金属晶体的基本堆积模型;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A.该模型为分子团簇模型,因此其分子式可能为E4F4或F4E4,A不符合题意。
B.由结构无法直接得出金刚石和石墨的熔点高低,B不符合题意。
C.一个CO2分子周围,与之紧邻的分子位于晶胞的面心位置,因此与之紧邻的CO2分子的个数为个,C符合题意。
D.若N位于顶点位置,则晶胞中N的个数为;若Fe处于体心位置,则晶胞中Fe的个数为1;若Cu处于棱心位置,则晶胞中Cu的个数为,则该晶胞的化学式为FeCu3N,与原晶胞的化学式不同,D不符合题意。
故答案为:C
【分析】A、该结构模型为团簇分子,不属于晶胞。
B、由结构可得出稳定性,无法得出熔点高低。
C、一个分子周围与之紧邻的分子位于其面心位置。
D、根据描述确定晶胞中的原子个数,从而得出分子式。
16.【答案】D
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.咖啡因分子中三个形成单键的氮原子和三个甲基中的碳原子,都是以sp3杂化,因此共有6个原子,A不符合题意。
B.将咖啡豆研磨成粉末,可增大咖啡的浸泡面积,加快其溶解,使冲泡出来的咖啡口感较为浓郁,B不符合题意。
C.咖啡因可通过热水浸泡溶解,与咖啡因能与水形成氢键有关,C不符合题意。
D.步骤③中按压滤网,起到过滤作用,D符合题意。
故答案为:D
【分析】A、由原子周围形成的σ键和孤电子对确定原子的杂化类型。
B、研磨成粉末,可增大接触面积。
C、氢键可增大物质的溶解性。
D、步骤②③④是涉及过滤操作。
17.【答案】(1)正四面体;1s22s22p63s23p3或[Ne] 3s23p3
(2)C;D
(3)氮化硼、磷化铝、磷化镓均为共价晶体,共价晶体的原子间以共价键结合,原子半径越小,键长越短,键能越大,共价晶体的熔点就越高,原子半径:Ga>Al>B,P>N,所以熔点:氮化硼>磷化铝>磷化镓
(4)12;();
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】(1)PCl4+的中心原子价层电子对数为,所以PCl4+的空间结构为正四面体。基态磷原子的核外电子数为15,其电子排布式为[Ne]3s23p3。
(2)A、②中有一个电子跃迁到N层,则其半径大于①和③;①中核外电子数大于③,因此①的半径大于③,所以可得微粒半径②>①>③,A不符合题意。
B、属于基态原子(或离子)的电子排布中不存在电子的跃迁,因此满足条件的是①③,B不符合题意。
C、①③为P的第一电离能和第二电离能,第一电离能小于第二电离能,所以电离一个电子所需的最低能量③>①;②中4s上含有一个电子,能量较高,越容易失去电子,因此其电离一个电子所需的能量最低。所以电离一个电子所需最低能量③>①>②,C符合题意。
D、①中3p轨道为半充满状态, 结构稳定;③中3p轨道善只有2个电子,容易得到一个电子形成半充满稳定结构,因此得电子能力①<③,D符合题意。
故答案为:CD
(3)氮化硼、磷化铝、磷化镓晶胞结构斗鱼金刚石晶胞相似,因此三者都是共价晶体。共价晶体的原子间以共价键结合,原子半径越小,键长越短,键能越大,共价晶体的熔点越高。由于原子半径Ga>Al>B、P>N,因此熔点氮化硼>磷化铝>磷化镓。
(4)与镓原子距离最近且相等的镓原子位于晶胞的面心,因此共有3×8×=12个。以A点为坐标系的原点,B的坐标为,因此C点的坐标为。晶胞中所含Ga原子的个数为,所含P原子的个数为4,因此可得该晶胞的密度。
【分析】(1)根据中心原子的价层电子对数确定空间结构。P的原子序数为15,结合构造原理确定基态P原子的核外电子排布式。
(2)A、根据核外电子结构判断原子半径。
B、属于基态原子(或离子),则核外电子未法神跃迁。
C、能量越高越容易失去电子,原子的第一电离能小于第二电离能.
D、①中3p为半充满状态不易得失电子。
(3)结合晶体类型,以及晶体熔点高低的影响因素分析。
(4)与镓原子距离最近且相等的镓原子位于晶胞的面心上。根据A、B点的坐标确定C点坐标。根据公式计算晶胞的密度。
18.【答案】(1)CuCl;Cu2C2
(2)加成反应;
(3)A;D
(4)Cu(OH)2+4NH3 H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O;CH2=CHCOOH+CH3OHCH2=CHCOOCH3+H2O
(5)<OH-<NH3
【知识点】乙炔炔烃;加成反应;酯化反应;复杂化学式的确定
【解析】【解答】(1)由分析可知,白色固体B为CuCl;化合物X为Cu2C2。
(2)A→C的过程中HC≡CH与HCN反应生成CH2=CHCN,该反应为加成反应。F的结构简式为。
(3)A、电石的成分为CaC2,与H2O反应的化学方程式为CaC2+2H2O=Ca(OH)2+C2H2↑,因此实验室可用电石与饱和食盐水反应制取C2H2,A符合题意。
B、化合物D的化学式为CH2=CHCOOH,含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应,因此可使溴水褪色,B不符合题意。
C、无色气体G为NO,该气体不与H2O反应,也不与碱溶液反应,因此NO不属于酸性氧化物,C不符合题意。
D、白色沉淀M为AgCl,往AgCl中加入氨水,可反应生成[Ag(NH3)2]OH,形成银氨溶液,因此白色沉淀M中加入氨水后能溶解,D符合题意。
故答案为:AD
(4)①蓝色沉淀I为Cu(OH)2,加入氨水后,Cu(OH)2与NH3·H2O反应生成Cu(NH3)4(OH)2,形成深蓝色溶液,该反应的离子方程式为:Cu(OH)2+4NH3·H2O=[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O。
②D→E的过程中CH2=CHCOOH与CH3OH发生酯化反应,该反应的化学方程式为:CH2=CHCOOH+CH3OHCH2=CHCOOCH3+H2O。
(5)H→I→K的过程中,Cu(NO3)2与OH-反应生成Cu(OH)2,Cu(OH)2与氨水进一步反应生成Cu(NH3)4(OH)2,因此说明NO3-、OH-和NH3与阳离子结合的能力逐渐增强。
【分析】气体A能与HCN发生加成反应生成C,C与H2O/H+反应生成D,D与CH3OH发生酯化反应生成E,E能进一步发生加聚反应,生成F,因此E中含有碳碳双键。气体A是一种常见的烃,由X与浓盐酸反应生成,因此A为HC≡CH,则C为CH2=CHCN,D为CH2=CHCOOH,E为CH2=CHCOOCH3,F为。白色固体B与AgNO3和硝酸溶液反应生成无色气体G、天蓝色溶液H和白色沉淀M,因此G为NO、M为AgCl。天蓝色溶液H与NaOH溶液反应生成蓝色沉淀I,因此I为Cu(OH)2。据此可知化合物X中所含的元素为Cu和C。由于X的相对分子质量范围在100~200之间,且X能反应生成C2H2,因此X的化学式为Cu2C2。与浓盐酸反应生成的白色固体B为CuCl。
19.【答案】(1);9;
(2)极性;N2H4分子间形成氢键的数目比NH3多
(3)
(4)2NaCuO2+8HCl=2CuCl2+2NaCl+Cl2↑+4H2O
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;“等电子原理”的应用;极性分子和非极性分子;氢键的存在对物质性质的影响;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】(1)由分析可知,Q为Cu,基态Cu原子的价层电子排布式为3d104s1,Ag位于Cu的下一周期同一族,因此Ag的价层电子排布式为4d105s1,所以基态Ag原子价层电子轨道表示式为。元素L为Cl的核外电子排布式为1s22s22p63s23p5,因此其电子的空间运动状态共有9种。元素M为Fe,其核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以其原子结构示意图为。
(2)XW3的化学式为NH3,其空间结构为三角锥形,所以NH3为极性分子。化合物X2W4的化学式为N2H4,N2H4可形成氢键的数目多于NH3,因此N2H4的沸点明显高于NH3。
(3)ZX3的化学式为NaN3,N3-的原子数为3,核外电子数为7×3+1=22,CO2与N3-具有相同的原子数和核外电子数,因此N3-与CO2的结构相似,因此N3-的电子式为。
(4)ZQY2的化学式为NaCuO2,WL的化学式为HCl,二者反应生成CuCl2、NaCl2、Cl2和H2O,该反应的化学方程式为:2NaCuO2+8HCl=2CuCl2+2NaCl+Cl2↑+4H2O。
【分析】W原子的电子只有一种自旋取向,因此W为H。X原子最高能级的不同轨道都有电子,且自旋方向相同,因此X的核外电子排布式为1s22s22p3,所以X为N。Y的2p轨道有两个未成对电子,因此Y的核外电子排布式为1s22s22p4,所以Y为O。L的单质为黄绿色气体,因此L为Cl。Z原子的最外层电子数为1,所以Z为Na。元素M的正三价离子的3d能级为半充满,因此M的正三价离子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,所以M原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,所以M为Fe。Q原子的最外层只有1个电子,因此Q的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,所以Q为Cu。
20.【答案】(1)冷凝回流;a
(2);Ⅱ中试剂瓶有黄色沉淀;苯收集或除Br2防止干扰HBr的检验
(3)b;e;a;d;f;c
(4)苯;C
【知识点】苯的同系物及其性质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)装置中冷凝管除了导气作用之外,还有冷凝回流的作用,提高苯和液溴的转化率。为提高冷凝效果,冷凝管中冷凝水的方向应为“下口进,上口出”,因此冷凝水应从a口进入。
(2)苯与液溴在FeBr3催化作用下反应生成溴苯和HBr,该反应的化学方程式为。若苯与液溴发生加成反应,则无HBr生成;若苯与液溴发生取代反应,则有HBr生成。HBr能与AgNO3溶液反应生成AgBr淡黄色沉淀,因此能说明苯与液溴发生取代反映的现象是Ⅱ中试剂瓶内有淡黄色沉淀生成。装置Ⅲ中小试管内的苯用于溶解反应过程中挥发出的Br2,防止Br2干扰HBr的检验。
(3)将经水洗后的粗产品倒入分液漏斗内,加入10mLNaOH溶液,塞上上口玻璃塞,倒转分液漏斗振荡,过程中打开下口活塞进行放气。静置后打开上口玻璃塞,分层后打开旋塞,使下层液体缓慢流出,并用烧杯承接流程的下层液体。当下层液体流出后,关闭旋塞,上层液体从上口倒出。因此正确的实验操作顺序为beadfc。
(4)由于苯和粗溴苯可互溶,因此经过上述分离操作后,粗溴苯中还含有的杂质为苯。苯和溴苯为两种可互溶的液体,可采用蒸馏进行分离。
【分析】(1)冷凝管起到冷凝回流的作用,其中水流的方向为“下口进,上口出”。
(2)苯与液溴在FeBr3催化作用下反应生成溴苯和HBr,据此写出反应的化学方程式。苯与液溴发生取代反应,则生成HBr,结合AgNO3溶液中发生的反应确定现象。苯可吸收Br2,防止Br2与AgNO3溶液反应,造成干扰。
(3)根据实验过程确定实验步骤。
(4)苯和溴苯可互溶,分离提纯可用蒸馏。
21.【答案】(1)分液漏斗;防止空气中的CO2和水蒸气进入装置E中,干扰实验结果
(2)C4H6O2;HCOOCH=CHCH3
(3)CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、CH2=C(CH3)COOH
(4)C;D
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;同分异构现象和同分异构体;烯烃;结构简式;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)装双氧水的仪器为分液漏斗。空气中含有CO2和水蒸气,也会被碱石灰吸收,装置E用于测定反应生成CO2的质量,因此不能让空气中的CO2和水蒸气进入装置E中,所以装置F中碱石灰的作用是吸收空气中的CO2和水蒸气,防止干扰实验结果。
(2)反应生成m(H2O)=2.7g,m(CO2)=8.8g。所以有机物G中所含,;所以该有机物G中所含m(O)=4.3g-0.3g-2.4g=1.6g。所以n(H)=0.3mol、n(C)=0.2mol、n(O)=0.1mol。由质荷比可知,该有机物G的摩尔质量为86g·mol-1,因此4.3g有机物G的物质的量,所以该有机物G的分子式为C4H6O2。由红外光谱可知,该有机物中含有酯基、碳碳双键、-CH3;由核磁共振氢谱可知,该有机物中含有四种不同化学环境的氢原子,因此该有机物G的结构简式为HCOOClH=CHCH3。
(3)G的同分异构体能与饱和NaHCO3溶液反应生成CO2,因此该同分异构体中含有-COOH,满足条件的同分异构体的结构简式为CH2=CHCH2COOH、CH2=C(CH3)COOH、CH3CH=CHCOOH。
(4)A、空气中含有CO2,会使得测得m(CO2)的质量偏大,从而导致分子式的测定结果出现偏差,A不符合题意。
B、装置B可用装有碱石灰的装置E替代,但装置D不可以,若用装有碱石灰的装置E代替装置D,由于碱石灰能吸收H2O和CO2,因此无法准确判断反应生成H2O、CO2的质量,无法得出该有机物的分子式,B不符合题意。
C、电炉中的CuO可将有机物不完全燃烧产生的CO转化为CO2,防止测得的碳元素的质量偏小,因此若没有CuO,则装置E所测得CO2的质量偏低,C符合题意。
D、步骤⑤继续通入O2,可将装置内残留的CO2、H2O全部赶入装置D、E中,使其被完全吸收;若缺少步骤⑤,会使测得的CO2和H2O的质量偏小,导致C、H元素的质量偏小,从而使得氧元素的质量偏大,D符合题意。
故答案为:CD
【分析】装置A中MnO2和H2O2反应生成O2。装置B中浓硫酸具有吸水性,可用于干燥O2。O2进入装置C中,与样品反应生成CO2和H2O,电炉中CuO是为了将样品燃烧过程中产生的CO完全转化为CO2。装置D中浓硫酸用于吸收反应生成的H2O,因此装置D增加的质量即为反应生成H2O的质量。装置E中碱石灰用于吸收反应生成的CO2,因此装置E增加的质量即为反应生成的CO2的质量。装置F中的碱石灰用于吸收空气中的CO2和水蒸气,防止进入装置E中,造成干扰。根据装置D、E增加的质量,结合元素质量守恒即可确定有机物G的分子式;再结合光谱图即可确定有机物G的结构简式。