福建省龙岩市2023-2024学年高二下学期7月期末考试化学试题
1.(2024高二下·龙岩期末)福建舰是我国完全自主设计并建造的第一艘弹射起飞型航空母舰。下列说法错误的是
A.舰体使用密度小、强度高的钛合金,钛属于IIB族元素
B.螺旋桨采用镍铝青铜合金有强度大、不易锈蚀的特点
C.舰载雷达系统所用半导体材料碳化硅属于共价晶体
D.舰用发动机使用的燃料柴油主要成分属于烃类
【答案】A
【知识点】化学科学的主要研究对象
【解析】【解答】A.钛为第22号元素,在元素周期表第四周期IVB族,A错误;
B.镍铝青铜合金有强度大、不易锈蚀的特点 ,B正确;
C.碳化硅属于共价晶体,C正确;
D.柴油是烃类,D正确;
故答案为:A。
【分析】A、结合元素在周期表的位置判断;
B、镍铝青铜合金强度大、不易锈蚀;
C、碳化硅属于共价晶体;
D、烃的特点是只含C和H。
2.(2024高二下·龙岩期末)下列说法正确的是
A.霓虹灯发光时,电子由能量低的轨道跃迁到能量高的轨道
B.电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布
C.基态原子核外电子排布遵循泡利不相容原理,但在发生杂化后则不需要遵循
D.玻尔原子结构模型对氢原子中的核外电子由n=2跃迁到n=1时得到两条谱线作出了解释
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A.原子由基态变为激发态,吸收能量,由激发态变为基态,释放能量,A错误;
B.电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布,B正确;
C.基态原子核外电子发生杂化后仍然需要遵循遵循泡利不相容原理,C错误;
D.玻尔原子结构模型解释氢原子光谱是线性光谱,D错误;
故本题选B 。
【分析】A、发光为释放能量的结果。
B、电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布;
C、基态原子核外电子发生杂化后仍然需要遵循遵循泡利不相容原理;
D、玻尔原子结构模型解释氢原子光谱是线性光谱。
3.(2024高二下·龙岩期末)下列化学用语表述正确的是
A.基态Ni原子的价电子轨道表示式:
B.NH3分子的VSEPR模型:
C.HCl的形成过程:
D.的名称:2,2,4-三甲基己烷
【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;有机化合物的命名
【解析】【解答】A.基态Ni原子的价电子排布式3d84s2,价电子轨道表示式为,A错误;
B.NH3分子中N为sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,B错误;
C.HCl是共价化合物,用电子式表示不需要标明电子的转移方向,C错误;
D.先选择最长碳链为主链,距离支链最近一端进行编号,则其名称为2,2,4-三甲基己烷,D正确;
故答案为:D。
【分析】A、结合原子电子排布式判断;
B、sp3杂化,其价层电子对互斥模型为四面体;
C、非金属原子和非金属原子的结合是共价键,只含共价键的化合物为共价化合物;
D、先选择最长碳链为主链,距离支链最近一端进行编号。
4.(2024高二下·龙岩期末)下图是可用作治疗心脑血管等疾病的原料药物栀子苷的结构简式。下列说法错误的是
A.该化合物能发生消去反应、水解反应
B.碳原子杂化方式有sp2和sp3两种
C.所有碳原子可能都处于同一个平面
D.该分子中含有3个以上手性碳原子
【答案】C
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;酯的性质
【解析】【解答】A.含有醇羟基且邻碳有氢,可以发生消去反应,含有酯基可以发生水解反应,A正确;
B.碳碳双键上的碳原子,酯基上的碳原子为sp2杂化,全部都是单键的碳原子为sp3杂化,B正确;
C.分子中有碳原子同时连有3个碳原子,不可能所有碳原子都处于同一个平面,C错误;
D.该分子含有3个以上手性碳原子,如图所示:,D正确;
故答案为:C。
【分析】A、醇羟基且邻碳有氢,可以发生消去反应;
B、碳原子都是单键,为sp3杂化,碳含有一个双键为sp2杂化,含有一个三键为sp杂化;
C、共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面;
D、手性碳原子指的是一个碳原子周围连接四个完全不相同的结构。
5.(2024高二下·龙岩期末)生物材料衍生物2,5-呋喃二甲酸()可以替代化石燃料衍生物对苯二甲酸,与乙二醇合成聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)。下列说法错误的是
A.PEF能使酸性KMnO4溶液褪色
B.PEF能与H2发生加成反应
C.PEF的结构简式为
D.通过红外光谱法测定PEF的相对分子质量可得知其聚合度
【答案】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;有机物的结构和性质;烯烃;缩聚反应
【解析】【解答】2,5-呋喃二甲酸与乙二醇发生缩聚反应形成PEF,酸脱羟基醇脱氢,此时在中间形成多个酯基,其结构简式为
。
A.结合结构简式,分子含有碳碳双键、羟基,具有还原性,均能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;
B.结合结构简式,PEF中含有碳碳双键,可以和H2发生加成反应,B正确;
C.结合分析,可知PEF的结构简式为,C正确;
D.红外光谱可以测定分子中含有何种化学键或官能团的信息,D错误;
故答案为:D。
【分析】A、碳碳双键、羟基,具有还原性,均能使酸性KMnO4溶液褪色;
B、碳碳双键可以和氢气发生加成反应;
C、结合酸脱羟基醇脱氢判断其结构简式;
D、质谱图可以测定相对分子质量。
6.(2024高二下·龙岩期末)下列说法错误的是
A.两种二肽互为同分异构体,二者的水解产物不可能相同
B.室温下,在水中的溶解度:乙二醇>苯酚>氯乙烷
C.核磁共振氢谱能区分CH3CH2OH和CH3OCH3
D.用溴水可以鉴别1,3-丁二烯、苯酚溶液和乙苯
【答案】A
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A.若两种二肽互为同分异构体,二者的水解产物可以相同,也可以不相同,A错误;
B.在水中的溶解度:乙二醇>苯酚>溴乙烷,B正确;
C.CH3CH2OH含有3种等效氢,而CH3OCH3只有一种等效氢,可以进行鉴别,C正确;
D.1,3-丁二烯可以使溴水褪色;苯酚可以与饱和溴水生成三溴苯酚白色沉淀;乙苯与溴水不反应,但是可以萃取溴水中的溴,三者现象不同,D正确;
故答案为:A。
【分析】A、同分异构体的分子式相同,结构不同,氨基酸中既有羧基又有羟基,两个氨基酸分子之间可以相互脱水形成肽键;
B、羟基属于亲水基团,羟基数目越多,水溶性越强;
C、等效氢可以结合分子对称性判断;
D、碳碳双键和溴发生加成反应,苯酚和溴发生取代反应,乙苯和溴不反应。
7.(2024高二下·龙岩期末)下列化学反应与方程式相符的是
A.氢氧化钠溶液中加入过量草酸:
B.1-溴丙烷与NaOH的水溶液共热:
C.乙酸乙酯的制备:
D.由己二酸与己二胺经多步脱水缩合制取聚酰胺-66纤维:nH2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O
【答案】D
【知识点】卤代烃简介;酯化反应;缩聚反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.草酸过量时,生成草酸氢钠,其离子方程式为:,A错误;
B.1-溴丙烷与NaOH的水溶液发生卤代烃的水解,反应的方程式为:,B错误;
C.酯化反应时羧基脱羟基醇脱氢,生成CH3CO18OCH2CH3,C错误;
D.己二酸与己二胺一定条件下发生缩聚反应生成聚酰胺-66纤维和(2n-1)个H2O,D正确;
故答案为:D
【分析】A、氢氧化钠少量,草酸过量时,草酸和氢氧化钠按照化学计量数之比1:1反应;
B、卤代烃在氢氧化钠水溶液条件下发生水解;
C、酯化反应为酸脱羟基醇脱氢;
D、二酸和二胺反应的时候,中间不断形成肽键,结合而成形成高聚物。
8.(2024高二下·龙岩期末)下列实验装置及操作能达到实验目的的是
A.分离乙醇和乙酸 B.制备新制Cu(OH)2悬浊液用于检验醛基
C.检验1-氯丁烷中氯元素 D.验证丙烯醛(CH2=CHCHO)中有碳碳双键
A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【知识点】烯烃;卤代烃简介;分液和萃取;醛的化学性质
【解析】【解答】A.乙醇和乙酸可以互溶,不能用分液分离,A错误;
B.制备新制的氢氧化铜悬浊液,且氢氧化钠过量,可以检验醛基时产生砖红色沉淀,B正确;
C.卤代烃中的卤原子不会电离,不能直接加入硝酸银溶液检验,C错误;
D.银氨溶液过量时可与溴水中的溴发生反应,D错误;
故答案为:B。
【分析】A、互溶的液体不能用分液分离;
B、检验醛基时应该在碱性条件下;
C、应该先用氢氧化钠水溶液,将卤原子转移到水层中,再加入稀硝酸和硝酸银溶液;
D、可以采用酸性高锰酸钾溶液鉴别碳碳双键。
9.(2024高二下·龙岩期末)取适量氯化铜固体于试管中,逐滴加入蒸馏水溶解并稀释。下列说法正确的是
A.在含有的σ键数为8NA
B.可观察到固体溶解,溶液由蓝色逐渐变为黄绿色
C.稀释过程的现象不能说明Cu2+结合H2O的能力比Cu2+结合Cl-的强
D.中的2个Cl-被2个H2O替代,得到2种产物,则其空间结构为正四面体形
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A.水分子中σ键有O-H键和Cu与O之间的配位键,在含有的σ键数为12NA,A错误;
B.氯化铜溶于水,浓度大时存在黄绿色 、浓度小时存在蓝色,B错误;
C.稀释过程颜色变化与氯离子浓度有关,不能说明Cu2+结合H2O的能力比Cu2+结合Cl-的强,C正确;
D.中的2个Cl-被2个H2O替代,此时形成平面正方形,D错误;
故答案为:C
【分析】A、σ键即配对原子个数,即每一个共价键中必定含有一个σ键;
B、浓度大时存在黄绿色 、浓度小时存在蓝色;
C、稀释过程颜色变化与氯离子浓度有关;
D、中的2个Cl-被2个H2O替代,此时形成平面正方形。
10.(2024高二下·龙岩期末)下列关于物质性质的解释错误的是
选项 性质 解释
A 沸点:NH3>PH3 NH3分子间可以形成氢键
B Ka:三氟乙酸>三氯乙酸 电负性:氟元素>氯元素
C 熔点:MgO>NaCl 晶格能:MgO>NaCl
D 稳定性:聚四氟乙烯>聚乙烯 相对分子质量:四氟乙烯>乙烯
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶格能的应用;键能、键长、键角及其应用;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.氨气分子间能形成氢键,所以沸点高于PH3的沸点,A正确;
B.F的电负性比Cl大,使得三氟乙酸中O-H键的极性更大,更易电离出H+,则三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka,B正确;
C.离子半径越小,电荷数越多,其晶格能越大,熔点越高,则晶格能:MgO>NaCl,熔点:MgO>NaCl,C正确;
D.C-F的键长更短,其键能比更大,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,D错误;
故答案为:D
【分析】A、N、O、F三种原子和H形成氢键,沸点增高;
B、电负性越强,可以使O-H更容易断开;
C、离子半径越小,电荷数越多,其晶格能越大,熔点越高;
D、键长越短,键能越大,物质越稳定。
11.(2024高二下·龙岩期末)MnO2催化降解甲醛的机理如图。下列说法正确的是
A.基态Mn原子核外有15种运动状态不同的电子
B.在催化降解过程中,只发生极性键的断裂和形成
C.在催化降解过程中,涉及到的分子均为非极性分子
D.降解的总反应式为:
【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A.Mn原子为25号元素,核外有25种运动状态不同的电子,A错误;
B.在催化降解过程中,有O-O键断裂,O-O键属于非极性键,B错误;
C.在催化降解过程中有H2O,H2O是极性分子,C错误;
D.箭头起始为O2和HCHO,终止为CO2和H2O,MnO2为催化剂,总反应为,故D正确;
故答案为:D
【分析】A、结合核外电子排布式判断;
B、相同的非金属原子为非极性共价键结合,不同的非金属原子为极性共价键结合;
C、正电中心和负电中心不重合,为极性分子,正电中心和负电中心重合,为非极性分子;
D、箭头起始为反应物,终止为生成物。
12.(2024高二下·龙岩期末)一种可吸附甲醇的物质(化学式为)其部分晶体结构如图,其中为平面结构。下列说法正确的是
A.该晶体为分子晶体
B.中存在大π键
C.B-O键的极性比C-N键的极性小
D.该晶体涉及元素均位于元素周期表的p区
【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;晶体的定义;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.该物质含有阳离子和阴离子,属于离子晶体,A错误;
B.[C(NH2)3]+是平面结构,则C应该含有双键,则C原子轨道杂化类型均为sp2杂化,C和N形成大π键,B正确;
C.B-O键的极性比C-N键的极性大,C错误;
D.H的价电子排布式为1s1,位于s区,D错误;
故答案为:B
【分析】A、离子晶体由阳离子和阴离子构成;
B、C含有双键时为sp2杂化;
C、 电负性B<C,O>N;
D、结合价电子排布式判断。
13.(2024高二下·龙岩期末)室温离子液体L由X、Y、Z、M、W五种原子序数依次增大的短周期元素组成,结构如图所示。已知Y、Z、M位于同一周期且基态原子中未成对电子数各不相同,Z与W同主族。下列说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:Z>W>Y
B.Y或Z与M元素均不能形成平面形分子
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W>Y
D.室温下,L的导电性强于X、Z、M组成的盐
【答案】B
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】X可形成1个共价键,为H、F、Cl;Y形成4个共价键,为C、Si;Z形成3个共价键,为N、P;W形成5个共价键,为N或P;Y、Z、M的基态原子中未成对电子数各不相同,未成对电子数应是1,2,3个,则X、Y、Z、M、W五种原子分别是H、C、N、F、P。A.NH3、PH3、CH4的相对分子质量越大,其沸点越高,若而NH3形成氢键,沸点反常,则沸点NH3>PH3>CH4,A正确;
B.C与F可以形成CF2=CF2,为平面结构,B错误;
C.最高价氧化物对应水化物的酸性可以通过非金属性判断,非金属性N>P>C,因此酸性HNO3>H3PO4>H2CO3,C正确;
D.L是离子液体,可以导电,H、N、F组成的盐是NH4F,常温下为固体,不能导电,D正确;
故答案为:B
【分析】A、分子晶体的沸点可以根据范德华力判断,范德华力受相对分子质量影响,若分子存在氢键,则沸点反常;
B、参考乙烯分子,可以知道分子为平面形;
C、最高价氧化物对应水化物的酸性可以通过非金属性判断;
D、离子晶体熔融状态或者溶液中可以导电。
14.(2024高二下·龙岩期末)某高温超导材料,其晶胞结构如图。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是
A.该晶体的化学式为KCaB6C6
B.该晶体的密度为
C.该晶体中与C最近等距的B原子有6个
D.该晶体中由B与C原子形成的多面体有14个面
【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.晶胞中K原子在顶点,数目为 、Ca原子数在体心,数目为1、C原子数在面心,数目为 、B原子数在体心,数目为,所以该晶体的化学式为KCaB6C6,A正确;
B.该晶体的密度为,B正确;
C.结合平移法,可以知道晶体中与C最近等距的B原子有4个,C错误;
D.结合平移法,判断B与C形成的多面体为14个面,D正确。
选C。
【分析】A、结合均摊法判断化学式;
B、结合密度判断;
C、结合平移法判断C和B最近等距离的个数;
D、结合平移法判断B与C形成的多面体个数。
(2024高二下·龙岩期末)硼、砷等元素可形成结构、性质各异的物质,在生产、科研中发挥着重要用途。回答下列问题:
15.BF3与一定量的水形成,一定条件下可发生如下转化:
①熔化后,R中阴离子存在的化学键有 (填选项字母)。
a.离子键 b.非极性共价键 c.配位键
d.极性共价键 e.氢键
②多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域π键”,则B-F的键长:BF3 (填“>”或“<”或“=”)。
16.基态砷原子的价层电子排布式为 。沸点:CH3As(OH)2 (CH3)2AsOH(填“>”或“<”或“=”),原因是 。
17.LiZnAs晶体的立方晶胞结构如图1所示,M点原子分数坐标为;LiZnAs晶体部分Zn原子被Mn原子代替后可以形成一种新型稀磁半导体LiZnmMnnAs,其立方晶胞结构如图2所示。
①N点原子分数坐标为 。
②n= 。
③已知NA为阿伏加德罗常数的值,LiZnmMnnAs的摩尔质量为Mg·mol-1,晶体密度为dg·cm-3。晶胞中两个Zn原子之间的最短距离为 nm(列出计算式)。
【答案】15.cd;<
16.4s24p3;>;CH3As(OH)2与(CH3)2AsOH两种含砷有机酸均属于分子晶体,CH3As(OH)2含两个羟基,形成的氢键数目多,沸点高。
17.;0.25;
【知识点】配合物的成键情况;晶胞的计算;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【分析】(1) ①配位键属于化学键,相同的非金属原子为非极性共价键结合,不同的非金属原子为极性共价键结合;
②键长可以结合π键判断;
(2)结合原子序数判断价层电子排布式;沸点可以结合氢键的数目判断,氢键越多,沸点越高;
(3)①结合原子在晶胞中的位置判断坐标;
②结合均摊法判断;
③结合密度公式判断最短距离。
15.①根据R中阴离子结构可知,B原子最外层有3个价电子,可以与F原子共用形成极性共价键;B原子中含有空轨道,O原子上含有孤对电子,两者可以形成配位键,答案选cd。
②BF3中B原子采用杂化,空间结构为平面三角形,B、F原子均在同一平面上,且有相互平行的2p轨道,可以“肩并肩”形成4中心6电子的离域π键;中不存在离域π键,因此B-F的键长:BF3<。
16.砷为第33号元素,位于元素周期表的第四周期VA族,则基态砷原子的价层电子排布式为4s24p3;CH3As(OH)2与(CH3)2AsOH两种含砷有机酸均属于分子晶体,且可以形成分子间氢键,由于CH3As(OH)2含两个羟基,可形成的氢键数目多,因此沸点较高,即沸点:CH3As(OH)2>(CH3)2AsOH。
17.①根据图1晶胞结构中M、N两点的相对位置可知,若M点原子分数坐标为,则在x轴上,N点对应的分数坐标为;在y轴上,两点分数坐标一致,均为;在z轴上,N点对应的分数坐标为,因此N点坐标为。
②根据图2晶胞结构可知,Li原子数为,Zn原子数为,Mn原子数为,As原子数为4,则LiZnAs晶体部分Zn原子被Mn原子代替后的结构为LiZn0.75Mn0.25As,即n=0.25。
③设晶胞棱长为anm,则密度,根据图2可知两个Zn原子之间的最短距离为面对角线的,即。
(2024高二下·龙岩期末)亚铁离子是一种重要的金属阳离子,在化工、医药、农业等领域有广泛的用途。
18.[Fe(H2O)6]2+是一种常见催化剂,能催化臭氧(O3)与烟气(SO2、NOx)的反应。
①O、N、S元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
②请写出一种与互为等电子体的分子 。
③[Fe(H2O)6]2+吸收NO生成[Fe(NO)(H2O)6]2+,画出生成的[Fe(NO)(H2O)6]2+的结构简式,并用“→”标出所有配位键: 。
19.绿矾(FeSO4·7H2O)的结构如图,键角∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是 。加热时,图中 (填“a”或“b”)号位的水分子更容易失去。
20.某补铁剂的主要成分为琥珀酸亚铁,可用邻二氮菲测定Fe2+的含量,适宜pH范围为2~9,反应原理为(红色),邻二氮菲(phen)结构简式如图。
①[Fe(phen)3]2+中,Fe2+的配位数为 ,邻二氮菲中N原子的孤电子对占据 轨道。
②测定Fe2+浓度时,加入盐酸使溶液pH不断减小,红色逐渐变浅。从化学键角度分析原因: 。
【答案】18.N>O>S;SiF4或CCl4等其它合理答案; 或
19.∠3>∠1>∠2;b
20.6;sp2;随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏原配离子,导致红色变浅。
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况;“等电子原理”的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①同一主族元素,原子序数越大,元素的第一电离能就越小。O、S是同一主族元素,所以第一电离能:O>S;同一周期主族元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时,原子核外电子排布处于轨道的全充满、半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以第一电离能:N>O;因此O、N、S元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>S;
②等电子体是原子总数相等,原子最外层电子数也相等的微粒。则与互为等电子体的分子可以是SiF4或CCl4;
③在[Fe(NO)(H2O)6]2+中,中心离子是Fe2+,提供空轨道;配位体是NO、H2O,在配位体NO中,N原子提供孤电子对;在配位体H2O中,O原子提供孤电子对,因此用“→”标出所有配位键,结构为: 或 ;
(2)根据绿矾结构简式可知:∠3为中的化学键,的中心S原子价层电子对数是4+=4,无孤对电子,因此呈正四面体结构,键角是109°28';
∠2为H2O分子中的H-O-H,H2O的中心O原子价层电子对数是2+=4,有2对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,所以H2O呈V形,键角是104。5°;∠1为FeSO4·7H2O中配位体H2O的H-O-H,配位体H2O分子的O原子还形成了1个配位键,其上有1对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,孤电子对数越多,键角就越小,所以∠1<104。5°,因此键角∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是∠3>∠1>∠2;
根据图示可知b处的H2O分子离中心Fe2+及较远,结合力较小,加热时,因此图中b号位的水分子更容易失去;
(3)①在[Fe(phen)3]2+中,中心Fe2+结合3个配位体邻二氮菲,每个邻二氮菲分子中的2个N原子可以提供孤电子对而与Fe2+形成配位键,故Fe2+的配位数为6;邻二氮菲分子中N原子形成了N=C双键,可知N原子采用sp2杂化,占据sp2杂化轨道;
②测定Fe2+浓度时,加入盐酸使溶液pH不断减小,红色逐渐变浅,这是由于随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏了原有的配离子,因此会导致红色变浅。
【分析】(1) ①同周期元素,从左到右第一电离能增大,同主族元素,从上到下第一电离能减小,若元素的p能级处于半充满或者全充满,则反常;
②等电子体的原子总数相等,原子最外层电子数也相等;
③亚铁离子提供空轨道,氧原子和氮原子提供孤电子对;
(2)孤电子对越多,对化学键排斥力越大,则键角越小;
(3) ①配位数即形成配位键的数目;
② 随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏原配离子,导致红色变浅。
18.①同一主族元素,原子序数越大,元素的第一电离能就越小。O、S是同一主族元素,所以第一电离能:O>S;同一周期主族元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时,原子核外电子排布处于轨道的全充满、半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以第一电离能:N>O;因此O、N、S元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>S;
②等电子体是原子总数相等,原子最外层电子数也相等的微粒。则与互为等电子体的分子可以是SiF4或CCl4;
③在[Fe(NO)(H2O)6]2+中,中心离子是Fe2+,提供空轨道;配位体是NO、H2O,在配位体NO中,N原子提供孤电子对;在配位体H2O中,O原子提供孤电子对,因此用“→”标出所有配位键,结构为: 或 ;
19.根据绿矾结构简式可知:∠3为中的化学键,的中心S原子价层电子对数是4+=4,无孤对电子,因此呈正四面体结构,键角是109°28';
∠2为H2O分子中的H-O-H,H2O的中心O原子价层电子对数是2+=4,有2对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,所以H2O呈V形,键角是104。5°;∠1为FeSO4·7H2O中配位体H2O的H-O-H,配位体H2O分子的O原子还形成了1个配位键,其上有1对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,孤电子对数越多,键角就越小,所以∠1<104。5°,因此键角∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是∠3>∠1>∠2;
根据图示可知b处的H2O分子离中心Fe2+及较远,结合力较小,加热时,因此图中b号位的水分子更容易失去;
20.①在[Fe(phen)3]2+中,中心Fe2+结合3个配位体邻二氮菲,每个邻二氮菲分子中的2个N原子可以提供孤电子对而与Fe2+形成配位键,故Fe2+的配位数为6;邻二氮菲分子中N原子形成了N=C双键,可知N原子采用sp2杂化,占据sp2杂化轨道;
②测定Fe2+浓度时,加入盐酸使溶液pH不断减小,红色逐渐变浅,这是由于随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏了原有的配离子,因此会导致红色变浅。
(2024高二下·龙岩期末)[Co(Ⅱ)Salen]是科学家常用来模拟研究金属蛋白质载氧机理的一种配合物。
已知:①Co2+在溶液中易被氧化为Co3+;
②双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构简式分别如下:
I.按如图装置进行制备[Co(Ⅱ)Salen]
i.先通氮气,再向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴溶液,加热、搅拌、回流1h,直至反应完全。
ⅱ.回流结束后,进行一系列操作。
ⅲ.充分冷却后将溶液过滤,洗涤并干燥,得到配合物[Co(Ⅱ)Salen]。
(1)仪器c的名称为 21. 。
(2)使用恒压分液漏斗b的作用是 22. 。
(3)若不先通氮气会导致实验失败,其原因为 23. 。
(4)回流时烧瓶内气雾上升高度不宜超过凝管高度的。若气雾上升过高可采取的操作有 24. 。
(5)上述操作ⅱ回流结束后,接下来的操作顺序为 25. (填序号)。
①关闭冷凝水 ②停止加热 ③停止通氮气。
(6)双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的化学方程式为 26. 。
Ⅱ.按如图装置进行载氧量测定
(7)为尽可能减小测定误差,须先排尽量气管中的气泡,其具体操作是:往量气管内装水至略低于“0”刻度的位置, 27. .
(8)已知:M[Co(Ⅱ)Salen]=325g·mol-1,[Co(Ⅱ)Salen]在DMF中可吸氧。
载氧量测定结果
序号 [Co(Ⅱ)Salen]样品质量/g 吸氧体积/mL(标况下)
1 m 3.422
2 m 3.383
3 m 3.40
根据上表数据,配合物载氧量n(吸收的O2):n([Co(Ⅱ)Salen])的计算式为 28. 。
【答案】21.球形冷凝管;22.平衡气压,使漏斗中的液体顺利流下;23.Co2+或双水杨醛缩乙二胺会被空气中的氧气氧化;24.停止加热或增大冷凝水的流速等合理答案;25.②①③;26.+(CH3COO)2Co+2CH3COOH;27.上下移动水准调节器;28.(3.40×10-3×325):22.4m
【知识点】有机物的合成;常用仪器及其使用;化学实验安全及事故处理;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由装置图可知,仪器c的名称是球形冷凝管;
(2)使用恒压分液漏斗b的作用是平衡气压,使漏斗中的液体顺利流下;
(3)Co2+或双水杨醛缩乙二胺会被空气中的氧气氧化,通入氮气排除装置中的空气,防止其被氧化;
(4)气雾上升过高是因为温度过高,故可采取的措施是降低温度或增大冷凝水的流速;
(5)回流结束后,应先停止加热,再关闭冷凝水,最后停止通氮气,故顺序为②①③;
(6)从双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构可知,双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的同时生成醋酸,化学方程式为+(CH3COO)2Co→+2CH3COOH;
(7)排尽量气管中的气泡的具体操作是往量气管内装水至略低于“0”刻度的位置,上下移动水准调节器,使量气管液面接近顶端;
(8)由三次实验数据可知,标准状况下吸收氧气平均体积为,则,,故n(吸收的O2):n([Co(Ⅱ)Salen])= (3.40×10-3×325):22.4m。
【分析】(1)球形冷凝管的特点是冷凝管内管为连续性的球体;
(2)恒压分液漏斗的特点是平衡压强,便于液体流下;
(3)实验前通入氮气可以排除空气,实验后通入氮气则是使装置内部的气体排入后续装置;
(4)降低温度或增大冷凝水的流速可以避免气雾过高;
(5)应先停止加热,再关闭冷凝水,最后停止通氮气;
(6)结合后续流程判断反应方程式;
(7)上下移动水准调节器,平衡压强,使量气管液面接近顶端;
(8)化学计量数之比等于物质的量之比判断。
21.由装置图可知,仪器c的名称是球形冷凝管;
22.使用恒压分液漏斗b的作用是平衡气压,使漏斗中的液体顺利流下;
23.Co2+或双水杨醛缩乙二胺会被空气中的氧气氧化,通入氮气排除装置中的空气,防止其被氧化;
24.气雾上升过高是因为温度过高,故可采取的措施是降低温度或增大冷凝水的流速;
25.回流结束后,应先停止加热,再关闭冷凝水,最后停止通氮气,故顺序为②①③;
26.从双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构可知,双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的同时生成醋酸,化学方程式为+(CH3COO)2Co→+2CH3COOH;
27.排尽量气管中的气泡的具体操作是往量气管内装水至略低于“0”刻度的位置,上下移动水准调节器,使量气管液面接近顶端;
28.由三次实验数据可知,标准状况下吸收氧气平均体积为,则,,故n(吸收的O2):n([Co(Ⅱ)Salen])= (3.40×10-3×325):22.4m。
(2024高二下·龙岩期末)化合物M是制造电视和电脑显示器的主要材料,以下是这种材料的两种合成路线:
路线I:
路线Ⅱ:
已知:
29.A中官能团的名称是 。
30.M的分子式是 。
31.在一定条件下,下列物质能与化合物C发生反应的有 (填序号),并写出与之反应的化学方程式 。
a.Na b.NaOH溶液 c.NaHCO3溶液 d.银氨溶液
32.C有多种同分异构体,符合下列条件的共有 种,任写出其中一种的结构简式 。
a.遇FeCl3溶液显紫色
b.该分子的核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积比为
33.参照上述信息,以为原料,设计制备1,4-环己二甲酸()的合成路线(无机试剂可任选): 。
【答案】29.碳碳双键、醛基
30.C10H20O
31.d;+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O
32.3;
33.
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)中官能团的名称是碳碳双键、醛基。故答案为:碳碳双键、醛基;
(2)
M的分子式是C10H20O。故答案为:C10H20O;
(3)
根据以上分析可知化合物C的结构简式为,其中含有醛基,在一定条件下,银氨溶液能与化合物C发生反应,反应的化学方程式:+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O。
(4)
C有多种同分异构体,符合条件a.遇FeCl3溶液显紫色,含有酚基,b.该分子的核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积比为的共有3种,结构简式为。
(5)
以甲苯为原料,先合成对甲基苯甲苯醛,再氧化为,最后与氢气加成得,1,4-环己二甲酸的合成路线:。
【分析】(1)两个碳原子形成双键为碳碳双键,-CHO为醛基;
(2)分子式可以结合C、H、O三种原子的总数判断;
(3)结合口诀”一水二银三氨羧酸铵”判断;
(4)氯化铁显色,则含有酚羟基,核磁共振氢谱图可以用于判断等效氢的种类,结合碳链异构、位置异构判断同分异构体;
(5)合成路线的设计,一般要结合已知条件或者已知合成路线去看,根据题干要求的物质,采用顺推或者逆推法进行相应的设计。
29.中官能团的名称是碳碳双键、醛基。故答案为:碳碳双键、醛基;
30.M的分子式是C10H20O。故答案为:C10H20O;
31.根据以上分析可知化合物C的结构简式为,其中含有醛基,在一定条件下,银氨溶液能与化合物C发生反应,反应的化学方程式:+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O。
32.C有多种同分异构体,符合条件a.遇FeCl3溶液显紫色,含有酚基,b.该分子的核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积比为的共有3种,结构简式为。
33.以甲苯为原料,先合成对甲基苯甲苯醛,再氧化为,最后与氢气加成得,1,4-环己二甲酸的合成路线:。
福建省龙岩市2023-2024学年高二下学期7月期末考试化学试题
1.(2024高二下·龙岩期末)福建舰是我国完全自主设计并建造的第一艘弹射起飞型航空母舰。下列说法错误的是
A.舰体使用密度小、强度高的钛合金,钛属于IIB族元素
B.螺旋桨采用镍铝青铜合金有强度大、不易锈蚀的特点
C.舰载雷达系统所用半导体材料碳化硅属于共价晶体
D.舰用发动机使用的燃料柴油主要成分属于烃类
2.(2024高二下·龙岩期末)下列说法正确的是
A.霓虹灯发光时,电子由能量低的轨道跃迁到能量高的轨道
B.电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布
C.基态原子核外电子排布遵循泡利不相容原理,但在发生杂化后则不需要遵循
D.玻尔原子结构模型对氢原子中的核外电子由n=2跃迁到n=1时得到两条谱线作出了解释
3.(2024高二下·龙岩期末)下列化学用语表述正确的是
A.基态Ni原子的价电子轨道表示式:
B.NH3分子的VSEPR模型:
C.HCl的形成过程:
D.的名称:2,2,4-三甲基己烷
4.(2024高二下·龙岩期末)下图是可用作治疗心脑血管等疾病的原料药物栀子苷的结构简式。下列说法错误的是
A.该化合物能发生消去反应、水解反应
B.碳原子杂化方式有sp2和sp3两种
C.所有碳原子可能都处于同一个平面
D.该分子中含有3个以上手性碳原子
5.(2024高二下·龙岩期末)生物材料衍生物2,5-呋喃二甲酸()可以替代化石燃料衍生物对苯二甲酸,与乙二醇合成聚2,5-呋喃二甲酸乙二酯(PEF)。下列说法错误的是
A.PEF能使酸性KMnO4溶液褪色
B.PEF能与H2发生加成反应
C.PEF的结构简式为
D.通过红外光谱法测定PEF的相对分子质量可得知其聚合度
6.(2024高二下·龙岩期末)下列说法错误的是
A.两种二肽互为同分异构体,二者的水解产物不可能相同
B.室温下,在水中的溶解度:乙二醇>苯酚>氯乙烷
C.核磁共振氢谱能区分CH3CH2OH和CH3OCH3
D.用溴水可以鉴别1,3-丁二烯、苯酚溶液和乙苯
7.(2024高二下·龙岩期末)下列化学反应与方程式相符的是
A.氢氧化钠溶液中加入过量草酸:
B.1-溴丙烷与NaOH的水溶液共热:
C.乙酸乙酯的制备:
D.由己二酸与己二胺经多步脱水缩合制取聚酰胺-66纤维:nH2N(CH2)6NH2+nHOOC(CH2)4COOH+(2n-1)H2O
8.(2024高二下·龙岩期末)下列实验装置及操作能达到实验目的的是
A.分离乙醇和乙酸 B.制备新制Cu(OH)2悬浊液用于检验醛基
C.检验1-氯丁烷中氯元素 D.验证丙烯醛(CH2=CHCHO)中有碳碳双键
A.A B.B C.C D.D
9.(2024高二下·龙岩期末)取适量氯化铜固体于试管中,逐滴加入蒸馏水溶解并稀释。下列说法正确的是
A.在含有的σ键数为8NA
B.可观察到固体溶解,溶液由蓝色逐渐变为黄绿色
C.稀释过程的现象不能说明Cu2+结合H2O的能力比Cu2+结合Cl-的强
D.中的2个Cl-被2个H2O替代,得到2种产物,则其空间结构为正四面体形
10.(2024高二下·龙岩期末)下列关于物质性质的解释错误的是
选项 性质 解释
A 沸点:NH3>PH3 NH3分子间可以形成氢键
B Ka:三氟乙酸>三氯乙酸 电负性:氟元素>氯元素
C 熔点:MgO>NaCl 晶格能:MgO>NaCl
D 稳定性:聚四氟乙烯>聚乙烯 相对分子质量:四氟乙烯>乙烯
A.A B.B C.C D.D
11.(2024高二下·龙岩期末)MnO2催化降解甲醛的机理如图。下列说法正确的是
A.基态Mn原子核外有15种运动状态不同的电子
B.在催化降解过程中,只发生极性键的断裂和形成
C.在催化降解过程中,涉及到的分子均为非极性分子
D.降解的总反应式为:
12.(2024高二下·龙岩期末)一种可吸附甲醇的物质(化学式为)其部分晶体结构如图,其中为平面结构。下列说法正确的是
A.该晶体为分子晶体
B.中存在大π键
C.B-O键的极性比C-N键的极性小
D.该晶体涉及元素均位于元素周期表的p区
13.(2024高二下·龙岩期末)室温离子液体L由X、Y、Z、M、W五种原子序数依次增大的短周期元素组成,结构如图所示。已知Y、Z、M位于同一周期且基态原子中未成对电子数各不相同,Z与W同主族。下列说法错误的是
A.简单氢化物的沸点:Z>W>Y
B.Y或Z与M元素均不能形成平面形分子
C.最高价氧化物对应水化物的酸性:Z>W>Y
D.室温下,L的导电性强于X、Z、M组成的盐
14.(2024高二下·龙岩期末)某高温超导材料,其晶胞结构如图。阿伏加德罗常数的值为NA。下列说法错误的是
A.该晶体的化学式为KCaB6C6
B.该晶体的密度为
C.该晶体中与C最近等距的B原子有6个
D.该晶体中由B与C原子形成的多面体有14个面
(2024高二下·龙岩期末)硼、砷等元素可形成结构、性质各异的物质,在生产、科研中发挥着重要用途。回答下列问题:
15.BF3与一定量的水形成,一定条件下可发生如下转化:
①熔化后,R中阴离子存在的化学键有 (填选项字母)。
a.离子键 b.非极性共价键 c.配位键
d.极性共价键 e.氢键
②多原子分子中各原子若在同一平面,且有相互平行的p轨道,则p电子可在多个原子间运动,形成“离域π键”,则B-F的键长:BF3 (填“>”或“<”或“=”)。
16.基态砷原子的价层电子排布式为 。沸点:CH3As(OH)2 (CH3)2AsOH(填“>”或“<”或“=”),原因是 。
17.LiZnAs晶体的立方晶胞结构如图1所示,M点原子分数坐标为;LiZnAs晶体部分Zn原子被Mn原子代替后可以形成一种新型稀磁半导体LiZnmMnnAs,其立方晶胞结构如图2所示。
①N点原子分数坐标为 。
②n= 。
③已知NA为阿伏加德罗常数的值,LiZnmMnnAs的摩尔质量为Mg·mol-1,晶体密度为dg·cm-3。晶胞中两个Zn原子之间的最短距离为 nm(列出计算式)。
(2024高二下·龙岩期末)亚铁离子是一种重要的金属阳离子,在化工、医药、农业等领域有广泛的用途。
18.[Fe(H2O)6]2+是一种常见催化剂,能催化臭氧(O3)与烟气(SO2、NOx)的反应。
①O、N、S元素的第一电离能由大到小的顺序为 。
②请写出一种与互为等电子体的分子 。
③[Fe(H2O)6]2+吸收NO生成[Fe(NO)(H2O)6]2+,画出生成的[Fe(NO)(H2O)6]2+的结构简式,并用“→”标出所有配位键: 。
19.绿矾(FeSO4·7H2O)的结构如图,键角∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是 。加热时,图中 (填“a”或“b”)号位的水分子更容易失去。
20.某补铁剂的主要成分为琥珀酸亚铁,可用邻二氮菲测定Fe2+的含量,适宜pH范围为2~9,反应原理为(红色),邻二氮菲(phen)结构简式如图。
①[Fe(phen)3]2+中,Fe2+的配位数为 ,邻二氮菲中N原子的孤电子对占据 轨道。
②测定Fe2+浓度时,加入盐酸使溶液pH不断减小,红色逐渐变浅。从化学键角度分析原因: 。
(2024高二下·龙岩期末)[Co(Ⅱ)Salen]是科学家常用来模拟研究金属蛋白质载氧机理的一种配合物。
已知:①Co2+在溶液中易被氧化为Co3+;
②双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构简式分别如下:
I.按如图装置进行制备[Co(Ⅱ)Salen]
i.先通氮气,再向含有双水杨醛缩乙二胺的乙醇溶液中缓慢滴加醋酸钴溶液,加热、搅拌、回流1h,直至反应完全。
ⅱ.回流结束后,进行一系列操作。
ⅲ.充分冷却后将溶液过滤,洗涤并干燥,得到配合物[Co(Ⅱ)Salen]。
(1)仪器c的名称为 21. 。
(2)使用恒压分液漏斗b的作用是 22. 。
(3)若不先通氮气会导致实验失败,其原因为 23. 。
(4)回流时烧瓶内气雾上升高度不宜超过凝管高度的。若气雾上升过高可采取的操作有 24. 。
(5)上述操作ⅱ回流结束后,接下来的操作顺序为 25. (填序号)。
①关闭冷凝水 ②停止加热 ③停止通氮气。
(6)双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的化学方程式为 26. 。
Ⅱ.按如图装置进行载氧量测定
(7)为尽可能减小测定误差,须先排尽量气管中的气泡,其具体操作是:往量气管内装水至略低于“0”刻度的位置, 27. .
(8)已知:M[Co(Ⅱ)Salen]=325g·mol-1,[Co(Ⅱ)Salen]在DMF中可吸氧。
载氧量测定结果
序号 [Co(Ⅱ)Salen]样品质量/g 吸氧体积/mL(标况下)
1 m 3.422
2 m 3.383
3 m 3.40
根据上表数据,配合物载氧量n(吸收的O2):n([Co(Ⅱ)Salen])的计算式为 28. 。
(2024高二下·龙岩期末)化合物M是制造电视和电脑显示器的主要材料,以下是这种材料的两种合成路线:
路线I:
路线Ⅱ:
已知:
29.A中官能团的名称是 。
30.M的分子式是 。
31.在一定条件下,下列物质能与化合物C发生反应的有 (填序号),并写出与之反应的化学方程式 。
a.Na b.NaOH溶液 c.NaHCO3溶液 d.银氨溶液
32.C有多种同分异构体,符合下列条件的共有 种,任写出其中一种的结构简式 。
a.遇FeCl3溶液显紫色
b.该分子的核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积比为
33.参照上述信息,以为原料,设计制备1,4-环己二甲酸()的合成路线(无机试剂可任选): 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】化学科学的主要研究对象
【解析】【解答】A.钛为第22号元素,在元素周期表第四周期IVB族,A错误;
B.镍铝青铜合金有强度大、不易锈蚀的特点 ,B正确;
C.碳化硅属于共价晶体,C正确;
D.柴油是烃类,D正确;
故答案为:A。
【分析】A、结合元素在周期表的位置判断;
B、镍铝青铜合金强度大、不易锈蚀;
C、碳化硅属于共价晶体;
D、烃的特点是只含C和H。
2.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;原子核外电子的运动状态;原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A.原子由基态变为激发态,吸收能量,由激发态变为基态,释放能量,A错误;
B.电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布,B正确;
C.基态原子核外电子发生杂化后仍然需要遵循遵循泡利不相容原理,C错误;
D.玻尔原子结构模型解释氢原子光谱是线性光谱,D错误;
故本题选B 。
【分析】A、发光为释放能量的结果。
B、电子云图用于描述电子在核外空间某处单位体积内的概率分布;
C、基态原子核外电子发生杂化后仍然需要遵循遵循泡利不相容原理;
D、玻尔原子结构模型解释氢原子光谱是线性光谱。
3.【答案】D
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;用电子式表示简单的离子化合物和共价化合物的形成;有机化合物的命名
【解析】【解答】A.基态Ni原子的价电子排布式3d84s2,价电子轨道表示式为,A错误;
B.NH3分子中N为sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,B错误;
C.HCl是共价化合物,用电子式表示不需要标明电子的转移方向,C错误;
D.先选择最长碳链为主链,距离支链最近一端进行编号,则其名称为2,2,4-三甲基己烷,D正确;
故答案为:D。
【分析】A、结合原子电子排布式判断;
B、sp3杂化,其价层电子对互斥模型为四面体;
C、非金属原子和非金属原子的结合是共价键,只含共价键的化合物为共价化合物;
D、先选择最长碳链为主链,距离支链最近一端进行编号。
4.【答案】C
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;酯的性质
【解析】【解答】A.含有醇羟基且邻碳有氢,可以发生消去反应,含有酯基可以发生水解反应,A正确;
B.碳碳双键上的碳原子,酯基上的碳原子为sp2杂化,全部都是单键的碳原子为sp3杂化,B正确;
C.分子中有碳原子同时连有3个碳原子,不可能所有碳原子都处于同一个平面,C错误;
D.该分子含有3个以上手性碳原子,如图所示:,D正确;
故答案为:C。
【分析】A、醇羟基且邻碳有氢,可以发生消去反应;
B、碳原子都是单键,为sp3杂化,碳含有一个双键为sp2杂化,含有一个三键为sp杂化;
C、共平面的判断要注意一个原子周围有3个或以上的单键连接时,最多两个单键原子共平面;
D、手性碳原子指的是一个碳原子周围连接四个完全不相同的结构。
5.【答案】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;有机物的结构和性质;烯烃;缩聚反应
【解析】【解答】2,5-呋喃二甲酸与乙二醇发生缩聚反应形成PEF,酸脱羟基醇脱氢,此时在中间形成多个酯基,其结构简式为
。
A.结合结构简式,分子含有碳碳双键、羟基,具有还原性,均能使酸性KMnO4溶液褪色,A正确;
B.结合结构简式,PEF中含有碳碳双键,可以和H2发生加成反应,B正确;
C.结合分析,可知PEF的结构简式为,C正确;
D.红外光谱可以测定分子中含有何种化学键或官能团的信息,D错误;
故答案为:D。
【分析】A、碳碳双键、羟基,具有还原性,均能使酸性KMnO4溶液褪色;
B、碳碳双键可以和氢气发生加成反应;
C、结合酸脱羟基醇脱氢判断其结构简式;
D、质谱图可以测定相对分子质量。
6.【答案】A
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A.若两种二肽互为同分异构体,二者的水解产物可以相同,也可以不相同,A错误;
B.在水中的溶解度:乙二醇>苯酚>溴乙烷,B正确;
C.CH3CH2OH含有3种等效氢,而CH3OCH3只有一种等效氢,可以进行鉴别,C正确;
D.1,3-丁二烯可以使溴水褪色;苯酚可以与饱和溴水生成三溴苯酚白色沉淀;乙苯与溴水不反应,但是可以萃取溴水中的溴,三者现象不同,D正确;
故答案为:A。
【分析】A、同分异构体的分子式相同,结构不同,氨基酸中既有羧基又有羟基,两个氨基酸分子之间可以相互脱水形成肽键;
B、羟基属于亲水基团,羟基数目越多,水溶性越强;
C、等效氢可以结合分子对称性判断;
D、碳碳双键和溴发生加成反应,苯酚和溴发生取代反应,乙苯和溴不反应。
7.【答案】D
【知识点】卤代烃简介;酯化反应;缩聚反应;离子方程式的书写
【解析】【解答】A.草酸过量时,生成草酸氢钠,其离子方程式为:,A错误;
B.1-溴丙烷与NaOH的水溶液发生卤代烃的水解,反应的方程式为:,B错误;
C.酯化反应时羧基脱羟基醇脱氢,生成CH3CO18OCH2CH3,C错误;
D.己二酸与己二胺一定条件下发生缩聚反应生成聚酰胺-66纤维和(2n-1)个H2O,D正确;
故答案为:D
【分析】A、氢氧化钠少量,草酸过量时,草酸和氢氧化钠按照化学计量数之比1:1反应;
B、卤代烃在氢氧化钠水溶液条件下发生水解;
C、酯化反应为酸脱羟基醇脱氢;
D、二酸和二胺反应的时候,中间不断形成肽键,结合而成形成高聚物。
8.【答案】B
【知识点】烯烃;卤代烃简介;分液和萃取;醛的化学性质
【解析】【解答】A.乙醇和乙酸可以互溶,不能用分液分离,A错误;
B.制备新制的氢氧化铜悬浊液,且氢氧化钠过量,可以检验醛基时产生砖红色沉淀,B正确;
C.卤代烃中的卤原子不会电离,不能直接加入硝酸银溶液检验,C错误;
D.银氨溶液过量时可与溴水中的溴发生反应,D错误;
故答案为:B。
【分析】A、互溶的液体不能用分液分离;
B、检验醛基时应该在碱性条件下;
C、应该先用氢氧化钠水溶液,将卤原子转移到水层中,再加入稀硝酸和硝酸银溶液;
D、可以采用酸性高锰酸钾溶液鉴别碳碳双键。
9.【答案】C
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A.水分子中σ键有O-H键和Cu与O之间的配位键,在含有的σ键数为12NA,A错误;
B.氯化铜溶于水,浓度大时存在黄绿色 、浓度小时存在蓝色,B错误;
C.稀释过程颜色变化与氯离子浓度有关,不能说明Cu2+结合H2O的能力比Cu2+结合Cl-的强,C正确;
D.中的2个Cl-被2个H2O替代,此时形成平面正方形,D错误;
故答案为:C
【分析】A、σ键即配对原子个数,即每一个共价键中必定含有一个σ键;
B、浓度大时存在黄绿色 、浓度小时存在蓝色;
C、稀释过程颜色变化与氯离子浓度有关;
D、中的2个Cl-被2个H2O替代,此时形成平面正方形。
10.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;晶格能的应用;键能、键长、键角及其应用;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A.氨气分子间能形成氢键,所以沸点高于PH3的沸点,A正确;
B.F的电负性比Cl大,使得三氟乙酸中O-H键的极性更大,更易电离出H+,则三氟乙酸的Ka大于三氯乙酸的Ka,B正确;
C.离子半径越小,电荷数越多,其晶格能越大,熔点越高,则晶格能:MgO>NaCl,熔点:MgO>NaCl,C正确;
D.C-F的键长更短,其键能比更大,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,D错误;
故答案为:D
【分析】A、N、O、F三种原子和H形成氢键,沸点增高;
B、电负性越强,可以使O-H更容易断开;
C、离子半径越小,电荷数越多,其晶格能越大,熔点越高;
D、键长越短,键能越大,物质越稳定。
11.【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;极性分子和非极性分子
【解析】【解答】A.Mn原子为25号元素,核外有25种运动状态不同的电子,A错误;
B.在催化降解过程中,有O-O键断裂,O-O键属于非极性键,B错误;
C.在催化降解过程中有H2O,H2O是极性分子,C错误;
D.箭头起始为O2和HCHO,终止为CO2和H2O,MnO2为催化剂,总反应为,故D正确;
故答案为:D
【分析】A、结合核外电子排布式判断;
B、相同的非金属原子为非极性共价键结合,不同的非金属原子为极性共价键结合;
C、正电中心和负电中心不重合,为极性分子,正电中心和负电中心重合,为非极性分子;
D、箭头起始为反应物,终止为生成物。
12.【答案】B
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;晶体的定义;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.该物质含有阳离子和阴离子,属于离子晶体,A错误;
B.[C(NH2)3]+是平面结构,则C应该含有双键,则C原子轨道杂化类型均为sp2杂化,C和N形成大π键,B正确;
C.B-O键的极性比C-N键的极性大,C错误;
D.H的价电子排布式为1s1,位于s区,D错误;
故答案为:B
【分析】A、离子晶体由阳离子和阴离子构成;
B、C含有双键时为sp2杂化;
C、 电负性B<C,O>N;
D、结合价电子排布式判断。
13.【答案】B
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】X可形成1个共价键,为H、F、Cl;Y形成4个共价键,为C、Si;Z形成3个共价键,为N、P;W形成5个共价键,为N或P;Y、Z、M的基态原子中未成对电子数各不相同,未成对电子数应是1,2,3个,则X、Y、Z、M、W五种原子分别是H、C、N、F、P。A.NH3、PH3、CH4的相对分子质量越大,其沸点越高,若而NH3形成氢键,沸点反常,则沸点NH3>PH3>CH4,A正确;
B.C与F可以形成CF2=CF2,为平面结构,B错误;
C.最高价氧化物对应水化物的酸性可以通过非金属性判断,非金属性N>P>C,因此酸性HNO3>H3PO4>H2CO3,C正确;
D.L是离子液体,可以导电,H、N、F组成的盐是NH4F,常温下为固体,不能导电,D正确;
故答案为:B
【分析】A、分子晶体的沸点可以根据范德华力判断,范德华力受相对分子质量影响,若分子存在氢键,则沸点反常;
B、参考乙烯分子,可以知道分子为平面形;
C、最高价氧化物对应水化物的酸性可以通过非金属性判断;
D、离子晶体熔融状态或者溶液中可以导电。
14.【答案】C
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A.晶胞中K原子在顶点,数目为 、Ca原子数在体心,数目为1、C原子数在面心,数目为 、B原子数在体心,数目为,所以该晶体的化学式为KCaB6C6,A正确;
B.该晶体的密度为,B正确;
C.结合平移法,可以知道晶体中与C最近等距的B原子有4个,C错误;
D.结合平移法,判断B与C形成的多面体为14个面,D正确。
选C。
【分析】A、结合均摊法判断化学式;
B、结合密度判断;
C、结合平移法判断C和B最近等距离的个数;
D、结合平移法判断B与C形成的多面体个数。
【答案】15.cd;<
16.4s24p3;>;CH3As(OH)2与(CH3)2AsOH两种含砷有机酸均属于分子晶体,CH3As(OH)2含两个羟基,形成的氢键数目多,沸点高。
17.;0.25;
【知识点】配合物的成键情况;晶胞的计算;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【分析】(1) ①配位键属于化学键,相同的非金属原子为非极性共价键结合,不同的非金属原子为极性共价键结合;
②键长可以结合π键判断;
(2)结合原子序数判断价层电子排布式;沸点可以结合氢键的数目判断,氢键越多,沸点越高;
(3)①结合原子在晶胞中的位置判断坐标;
②结合均摊法判断;
③结合密度公式判断最短距离。
15.①根据R中阴离子结构可知,B原子最外层有3个价电子,可以与F原子共用形成极性共价键;B原子中含有空轨道,O原子上含有孤对电子,两者可以形成配位键,答案选cd。
②BF3中B原子采用杂化,空间结构为平面三角形,B、F原子均在同一平面上,且有相互平行的2p轨道,可以“肩并肩”形成4中心6电子的离域π键;中不存在离域π键,因此B-F的键长:BF3<。
16.砷为第33号元素,位于元素周期表的第四周期VA族,则基态砷原子的价层电子排布式为4s24p3;CH3As(OH)2与(CH3)2AsOH两种含砷有机酸均属于分子晶体,且可以形成分子间氢键,由于CH3As(OH)2含两个羟基,可形成的氢键数目多,因此沸点较高,即沸点:CH3As(OH)2>(CH3)2AsOH。
17.①根据图1晶胞结构中M、N两点的相对位置可知,若M点原子分数坐标为,则在x轴上,N点对应的分数坐标为;在y轴上,两点分数坐标一致,均为;在z轴上,N点对应的分数坐标为,因此N点坐标为。
②根据图2晶胞结构可知,Li原子数为,Zn原子数为,Mn原子数为,As原子数为4,则LiZnAs晶体部分Zn原子被Mn原子代替后的结构为LiZn0.75Mn0.25As,即n=0.25。
③设晶胞棱长为anm,则密度,根据图2可知两个Zn原子之间的最短距离为面对角线的,即。
【答案】18.N>O>S;SiF4或CCl4等其它合理答案; 或
19.∠3>∠1>∠2;b
20.6;sp2;随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏原配离子,导致红色变浅。
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;配合物的成键情况;“等电子原理”的应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①同一主族元素,原子序数越大,元素的第一电离能就越小。O、S是同一主族元素,所以第一电离能:O>S;同一周期主族元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时,原子核外电子排布处于轨道的全充满、半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以第一电离能:N>O;因此O、N、S元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>S;
②等电子体是原子总数相等,原子最外层电子数也相等的微粒。则与互为等电子体的分子可以是SiF4或CCl4;
③在[Fe(NO)(H2O)6]2+中,中心离子是Fe2+,提供空轨道;配位体是NO、H2O,在配位体NO中,N原子提供孤电子对;在配位体H2O中,O原子提供孤电子对,因此用“→”标出所有配位键,结构为: 或 ;
(2)根据绿矾结构简式可知:∠3为中的化学键,的中心S原子价层电子对数是4+=4,无孤对电子,因此呈正四面体结构,键角是109°28';
∠2为H2O分子中的H-O-H,H2O的中心O原子价层电子对数是2+=4,有2对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,所以H2O呈V形,键角是104。5°;∠1为FeSO4·7H2O中配位体H2O的H-O-H,配位体H2O分子的O原子还形成了1个配位键,其上有1对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,孤电子对数越多,键角就越小,所以∠1<104。5°,因此键角∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是∠3>∠1>∠2;
根据图示可知b处的H2O分子离中心Fe2+及较远,结合力较小,加热时,因此图中b号位的水分子更容易失去;
(3)①在[Fe(phen)3]2+中,中心Fe2+结合3个配位体邻二氮菲,每个邻二氮菲分子中的2个N原子可以提供孤电子对而与Fe2+形成配位键,故Fe2+的配位数为6;邻二氮菲分子中N原子形成了N=C双键,可知N原子采用sp2杂化,占据sp2杂化轨道;
②测定Fe2+浓度时,加入盐酸使溶液pH不断减小,红色逐渐变浅,这是由于随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏了原有的配离子,因此会导致红色变浅。
【分析】(1) ①同周期元素,从左到右第一电离能增大,同主族元素,从上到下第一电离能减小,若元素的p能级处于半充满或者全充满,则反常;
②等电子体的原子总数相等,原子最外层电子数也相等;
③亚铁离子提供空轨道,氧原子和氮原子提供孤电子对;
(2)孤电子对越多,对化学键排斥力越大,则键角越小;
(3) ①配位数即形成配位键的数目;
② 随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏原配离子,导致红色变浅。
18.①同一主族元素,原子序数越大,元素的第一电离能就越小。O、S是同一主族元素,所以第一电离能:O>S;同一周期主族元素的第一电离能随原子序数的增大而呈增大趋势,但当元素处于第ⅡA、第ⅤA时,原子核外电子排布处于轨道的全充满、半充满的稳定状态,其第一电离能大于同一周期相邻元素,所以第一电离能:N>O;因此O、N、S元素的第一电离能由大到小的顺序为:N>O>S;
②等电子体是原子总数相等,原子最外层电子数也相等的微粒。则与互为等电子体的分子可以是SiF4或CCl4;
③在[Fe(NO)(H2O)6]2+中,中心离子是Fe2+,提供空轨道;配位体是NO、H2O,在配位体NO中,N原子提供孤电子对;在配位体H2O中,O原子提供孤电子对,因此用“→”标出所有配位键,结构为: 或 ;
19.根据绿矾结构简式可知:∠3为中的化学键,的中心S原子价层电子对数是4+=4,无孤对电子,因此呈正四面体结构,键角是109°28';
∠2为H2O分子中的H-O-H,H2O的中心O原子价层电子对数是2+=4,有2对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,所以H2O呈V形,键角是104。5°;∠1为FeSO4·7H2O中配位体H2O的H-O-H,配位体H2O分子的O原子还形成了1个配位键,其上有1对孤电子对,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,孤电子对数越多,键角就越小,所以∠1<104。5°,因此键角∠1、∠2、∠3由大到小的顺序是∠3>∠1>∠2;
根据图示可知b处的H2O分子离中心Fe2+及较远,结合力较小,加热时,因此图中b号位的水分子更容易失去;
20.①在[Fe(phen)3]2+中,中心Fe2+结合3个配位体邻二氮菲,每个邻二氮菲分子中的2个N原子可以提供孤电子对而与Fe2+形成配位键,故Fe2+的配位数为6;邻二氮菲分子中N原子形成了N=C双键,可知N原子采用sp2杂化,占据sp2杂化轨道;
②测定Fe2+浓度时,加入盐酸使溶液pH不断减小,红色逐渐变浅,这是由于随着pH不断减小,c(H+)增大,H+比Fe2+更易与配合物离子中N原子形成配位键,破坏了原有的配离子,因此会导致红色变浅。
【答案】21.球形冷凝管;22.平衡气压,使漏斗中的液体顺利流下;23.Co2+或双水杨醛缩乙二胺会被空气中的氧气氧化;24.停止加热或增大冷凝水的流速等合理答案;25.②①③;26.+(CH3COO)2Co+2CH3COOH;27.上下移动水准调节器;28.(3.40×10-3×325):22.4m
【知识点】有机物的合成;常用仪器及其使用;化学实验安全及事故处理;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1)由装置图可知,仪器c的名称是球形冷凝管;
(2)使用恒压分液漏斗b的作用是平衡气压,使漏斗中的液体顺利流下;
(3)Co2+或双水杨醛缩乙二胺会被空气中的氧气氧化,通入氮气排除装置中的空气,防止其被氧化;
(4)气雾上升过高是因为温度过高,故可采取的措施是降低温度或增大冷凝水的流速;
(5)回流结束后,应先停止加热,再关闭冷凝水,最后停止通氮气,故顺序为②①③;
(6)从双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构可知,双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的同时生成醋酸,化学方程式为+(CH3COO)2Co→+2CH3COOH;
(7)排尽量气管中的气泡的具体操作是往量气管内装水至略低于“0”刻度的位置,上下移动水准调节器,使量气管液面接近顶端;
(8)由三次实验数据可知,标准状况下吸收氧气平均体积为,则,,故n(吸收的O2):n([Co(Ⅱ)Salen])= (3.40×10-3×325):22.4m。
【分析】(1)球形冷凝管的特点是冷凝管内管为连续性的球体;
(2)恒压分液漏斗的特点是平衡压强,便于液体流下;
(3)实验前通入氮气可以排除空气,实验后通入氮气则是使装置内部的气体排入后续装置;
(4)降低温度或增大冷凝水的流速可以避免气雾过高;
(5)应先停止加热,再关闭冷凝水,最后停止通氮气;
(6)结合后续流程判断反应方程式;
(7)上下移动水准调节器,平衡压强,使量气管液面接近顶端;
(8)化学计量数之比等于物质的量之比判断。
21.由装置图可知,仪器c的名称是球形冷凝管;
22.使用恒压分液漏斗b的作用是平衡气压,使漏斗中的液体顺利流下;
23.Co2+或双水杨醛缩乙二胺会被空气中的氧气氧化,通入氮气排除装置中的空气,防止其被氧化;
24.气雾上升过高是因为温度过高,故可采取的措施是降低温度或增大冷凝水的流速;
25.回流结束后,应先停止加热,再关闭冷凝水,最后停止通氮气,故顺序为②①③;
26.从双水杨醛缩乙二胺与[Co(Ⅱ)Salen]的结构可知,双水杨醛缩乙二胺与醋酸钴反应生成[Co(Ⅱ)Salen]的同时生成醋酸,化学方程式为+(CH3COO)2Co→+2CH3COOH;
27.排尽量气管中的气泡的具体操作是往量气管内装水至略低于“0”刻度的位置,上下移动水准调节器,使量气管液面接近顶端;
28.由三次实验数据可知,标准状况下吸收氧气平均体积为,则,,故n(吸收的O2):n([Co(Ⅱ)Salen])= (3.40×10-3×325):22.4m。
【答案】29.碳碳双键、醛基
30.C10H20O
31.d;+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O
32.3;
33.
【知识点】有机物的推断;有机物的合成;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)中官能团的名称是碳碳双键、醛基。故答案为:碳碳双键、醛基;
(2)
M的分子式是C10H20O。故答案为:C10H20O;
(3)
根据以上分析可知化合物C的结构简式为,其中含有醛基,在一定条件下,银氨溶液能与化合物C发生反应,反应的化学方程式:+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O。
(4)
C有多种同分异构体,符合条件a.遇FeCl3溶液显紫色,含有酚基,b.该分子的核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积比为的共有3种,结构简式为。
(5)
以甲苯为原料,先合成对甲基苯甲苯醛,再氧化为,最后与氢气加成得,1,4-环己二甲酸的合成路线:。
【分析】(1)两个碳原子形成双键为碳碳双键,-CHO为醛基;
(2)分子式可以结合C、H、O三种原子的总数判断;
(3)结合口诀”一水二银三氨羧酸铵”判断;
(4)氯化铁显色,则含有酚羟基,核磁共振氢谱图可以用于判断等效氢的种类,结合碳链异构、位置异构判断同分异构体;
(5)合成路线的设计,一般要结合已知条件或者已知合成路线去看,根据题干要求的物质,采用顺推或者逆推法进行相应的设计。
29.中官能团的名称是碳碳双键、醛基。故答案为:碳碳双键、醛基;
30.M的分子式是C10H20O。故答案为:C10H20O;
31.根据以上分析可知化合物C的结构简式为,其中含有醛基,在一定条件下,银氨溶液能与化合物C发生反应,反应的化学方程式:+2[Ag(NH3)2]OH+2Ag↓+3NH3↑+H2O。
32.C有多种同分异构体,符合条件a.遇FeCl3溶液显紫色,含有酚基,b.该分子的核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积比为的共有3种,结构简式为。
33.以甲苯为原料,先合成对甲基苯甲苯醛,再氧化为,最后与氢气加成得,1,4-环己二甲酸的合成路线:。