【精品解析】广东省深圳市7校联考2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题

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广东省深圳市7校联考2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题
1.(2024高二下·深圳期中)人们常燃放烟花来增添节日的气氛,一般烟花用黑火药作起爆药剂,黑火药的组成成分为硝酸钾、木炭、硫黄。烟花颜色是各种盐的焰色,如黄色是钠盐的焰色,红色是锶盐的焰色等。下列说法错误的是
A.S原子的最高能层有6个电子
B.烟花秀利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理
C.Na原子由,形成发射光谱
D.基态原子中电子占据的最高能级的原子轨道形状是球形催化剂
2.(2024高二下·深圳期中)工业上,制备乙醇的原理为。下列说法错误的是
A.乙烯的电子式:
B.基态碳原子的电子排布式:
C.碳的原子结构示意图:
D.水分子的空间结构模型:
3.(2024高二下·深圳期中)下列有机物的系统命名正确的是
A. 2,2,3-三甲基丁烷
B. 3-乙基-1,3-丁二烯
C. 邻硝基甲苯
D. 2-甲基-3-丁炔
4.(2024高二下·深圳期中)异辛烷( )含量是汽油抗爆性能的重要指标,下列关于异辛烷说法错误的是
A.难溶水 B.一氯代物有4种
C.可由2种烯烃催化加氢制取 D.可由2种炔烃催化加氢制取
5.(2024高二下·深圳期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L含有的分子数为0.1
B.2.8g由乙烯和丙烯组成的混合物中,所含的原子总数为0.6
C.0.3mol 2-甲基丁烷中含有的碳碳单键数为1.5
D.常温常压下,60g中含有的分子数为
6.(2024高二下·深圳期中)葡萄皮薄、肉脆、多汁、皮可剥离,葡萄浆果除含水分外,还含有约15%~30%的糖类,主要是葡萄糖()。下列关于葡萄糖的说法错误的是
A.—OH的电子式为
B.分子中存在手性碳原子
C.分子中的碳原子存在两种杂化方式
D.葡萄糖易溶于水是因为葡萄糖分子内可以形成氢键
7.(2024高二下·深圳期中)下列粒子的VSEPR模型为四面体形且其空间结构为V形的是
A. B. C. D.
8.(2024高二下·深圳期中)按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物:
下列各步实验操作原理与方法正确的是
A B C D
步骤① 步骤② 步骤③ 步骤④
A.A B.B C.C D.D
9.(2024高二下·深圳期中)组成和结构可用 表示的有机物(不考虑立体结构)共有
A.3种 B.10种 C.20种 D.32种
10.(2024高二下·深圳期中)下列实验装置不能达到相应实验目的的是
A.图甲证明乙炔可使酸性溶液褪色
B.图乙用于实验室制硝基苯
C.图丙除去中的
D.图丁制备溴苯并验证有产生
11.(2024高二下·深圳期中)下列有关晶体的叙述中,正确的是(  )
A.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
B.金刚石、Si
C.NaF、NaCl、 、 晶体的熔点依次降低
C.金刚石的三维骨架结构中,由共价键形成的最小碳环上有4个碳原子
D.氯化钠晶体中,每个 周围紧邻且距离相等的 所形成的结构为正四面体形
12.(2024高二下·深圳期中)化合物(x)、 (y)、 (z) 的分子式均为,下列说法正确的是
A.z分子中的所有原子处于同一平面
B.x、z均能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.x的同分异构体只有y和z两种
D.x、y、z的一氯代物分别有3种、1种、2种
13.(2024高二下·深圳期中)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,W原子的核外电子数与X、Z原子的最外层电子数之和相等,Y的原子序数是Z原子最外层电子数的2倍,由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.简单离半径:X>Z B.单质Y的熔点高于单质X
C.简单氢化物的热稳定性:Y>Z D.Z的所有含氧酸均为强酸
14.(2024高二下·深圳期中)磷酸氯喹在临床上主要用于治疗疟疾病,据研究发现,该药物在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒2019-nCov的感染。已知磷酸氯喹的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:O>N>P
B.分子中的化学键全部都是极性键
C.磷酸氯喹分子中C、N原子均存在孤电子对
D.磷酸氯喹分子中C、N原子的杂化方式均有、杂化
15.(2024高二下·深圳期中)化合物M经李比希法和质谱法分析得知其分子式为,M的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3,M分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱如图所示。关于M的下列说法中,正确的是
A.M有酯基和苯基两种官能团
B.M在一定条件下可以发生加成反应、取代反应
C.符合题中M分子结构特征的有机物只有2种
D.M属于苯的同系物
16.(2024高二下·深圳期中)碳化钼负载的层状金团簇催化剂可用于低温水煤气变换反应。下列有关说法错误的是
A.碳化钼晶体的化学式为MoC
B.CO2分子中,中心原子碳的价层电子对数为2
C.碳化钼晶胞中,离Mo最近的Mo原子为8个
D.若碳化钼晶胞体积为V mL,则其晶体密度为
17.(2024高二下·深圳期中)非金属元素在生产、生活中应用广泛。根据所学知识,回答下列问题:
(1)磷与氯气在一定条件下反应,可以生成。
①基态磷原子的核外电子排布式为   ;基态磷原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈   形。
②分子中磷原子采用的杂化方式是   ,分子的空间构型为   。
(2)氮元素是植物生长所需的元素,常见氮肥有铵盐()、尿素()等,中H—N—H键的键角   (填“>”“<”或“=”)中N—C—N键的键角;1mol尿素分子中含有键的数目为   (代表阿伏加德罗常数的值)。
(3)C与N可以形成一种超硬的新材料,其晶体部分结构如图所示,下列有关该晶体的说法正确的是(填字母) 。
A.该晶体属于分子晶体 B.该晶体的硬度比金刚石还大
C.该晶体的化学式是 D.该晶体熔化时共价键被破坏
18.(2024高二下·深圳期中)某烃M含碳碳双键,相对分子质量为84,经燃烧实验测得其中碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%。
(1)利用   法测得M中含有碳碳双键,利用   法测定M的相对分子质量。
(2)M的分子式为   ,若M的核磁共振氢谱只有一组锋,则M的化学名称为   ;写出M发生加聚反应的化学方程式:   。
(3)若M与氢气通过加成反应生成2-甲基戊烷,则M的可能结构有   种(不考虑立体异构)。
(4)已知:烯烃(其中、、代表烃基)通过臭氧氧化并经锌和水处理可得到醛或酮,例如:
+
若M通过臭氧氧化并经锌和水处理得到X、Y,X、Y互为同系物且X的相对分子质量大于Y,X的核磁共振氢谱存在3组峰,且峰面积之比为,则M的键线式为   (不考虑立体异构)。
(2024高二下·深圳期中)聚对氯苯乙烯(F)是一种重要的化工原料,F的实验室制取流程如下:
已知:
Ⅰ.D的分子式为,且分子中含甲基。
Ⅱ.(R为烃基)。
回答下列问题:
19.B的名称为   ;E中官能团的名称为   。
20.写出反应C→D的化学方程式:   。
21.反应①~⑤中,属于取代反应的是   (填反应序号)。
22.1mol有机物F与足量的反应最多能消耗   mol。
23.芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则除D外,M的结构有   种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为   。
24.(2024高二下·深圳期中)铁、铜都是重要的过渡元素,它们的单质和化合物在生活、生产中有广泛应用。
(1)基态Fe原子价电子轨道表示式为   。
(2)已知铜的配合物A的结构简式如图所示。
①该配合物中的配位数为   ,该配合物中的第二周期元素的电负性由大到小的顺序为   。
②配体氨基乙酸根()受热分解可产生和,的VSEPR模型名称为   。
(3)亚铁氰化钾,化学式为,呈黄色结晶性粉末。中配体的配位原子是   (填元素符号),中C原子的杂化方式为   ,中键和键的数目之比为   。
(4)呈黑色或灰黑色,已知:晶胞中的位置如图1所示,位于所构成的四面体中心,晶胞的侧视图如图2所示。则配位数为   。已知图1中A原子的原子分数坐标为,则与A原子距离最近的的原子分数坐标为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A.S的原子序数为16,为第VIA族元素,因此最高能层有6个电子,故A正确;
B.烟花秀是电子的跃迁释放能量产生发射光谱形成的,即利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理,故B正确;
C.Na原子由,是电子吸收能量后,从能量低的轨道跃迁到能量更高的轨道上,形成的是吸收光谱,故C错误;
D.Sr的原子序数为38,位于周期表第五周期第IIA族,因此基态原子的价层电子排布式为5s2,所以电子占据的最高能级的原子轨道形状是球形,故D正确;
故答案为:C
【分析】A、根据S周期表中第ⅤA族,确定其最高能层的电子数。
B、烟花秀利用了原子核外电子跃迁释放的能量。
C、该过程中电子从低能量轨道跃迁到高能量轨道,需要吸收能量。
D、基态Sr原子的价电子排布式为5s2,据此确定轨道形状。
2.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.乙烯分子中两个C原子间存在2对共用电子对,因此其电子式为,故A错误;
B.碳的原子核外电子数为6,因此基态碳原子的电子排布式为,故B正确;
C.碳原子核外共有6个电子,有2个电子层,最外层电子数为4,因此碳原子的结构示意图为,故C正确;
D.水中氧原子分别与两个氢原子形成共价键,O的价层电子对数4,含有2对孤电子对,因此水分子为V型结构,其空间结构模型为,故D正确;
故答案为:A
【分析】A、根据乙烯的结构简式确定其电子式。
B、根据碳原子的核外电子数书写其电子排布式。
C、根据碳原子的核外电子数确定其原子结构示意图。
D、根据价层电子对数和孤电子对书确定H2O的空间结构。
3.【答案】A
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】A.主链上含有4个C原子,从离取代基较近的一端开始编号,则2号位有2个甲基、3号位有1个甲基,因此该有机物的名称为2,2,3-三甲基丁烷,A正确;
B. 双键所在碳链含有4个碳原子,且2号位上有一个乙基,因此该有机物的名称为2-乙基-1,3-丁二烯,B错误;
C.甲基对位上有一个硝基,因此该有机物的名称为对硝基甲苯,C错误;
D.三键所在碳链含有4个碳原子,从靠近三键碳原子的一端开始编号,3号位上有一个甲基,因此该有机物的名称为3-甲基-1-丁炔,D错误。
故答案为:A
【分析】此题是对有机物命名的考查,结合选项所给有机物的结构,结合有机物的命名规则进行命名。
4.【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;烯烃;乙炔炔烃
【解析】【解答】A.异辛烷属于烷烃,烷烃难溶于水,A正确;
B. 存在4种等效氢原子,因此其一氯代物有4种,B正确;
C.该有机物可由 、 加氢获得,C正确;
D.异辛烷不可由炔烃催化加氢制取,D错误;
故答案为:D
【分析】A、烷烃都难溶于水。
B、根据有机物中等效氢原子的个数确定其一氯代物的个数。
C、根据碳上氢原子的个数确定烯烃的结构。
D、要由炔烃加氢制取,则相连的两个碳原子上只能连有2个共价键。
5.【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;烷烃
【解析】【解答】A.标况下,三氯甲烷为液态,不能应用气体摩尔体积计算,A错误;
B.乙烯和丙烯的分子式分别为、,则其混合物的最简式为。2.8g混合物中所含“”的物质的量为,因此混合物中原子总数为0.6,B正确;
C.1个2-甲基丁烷分子含5个碳原子,即四个碳碳单键,因此0.3mol2-甲基丁烷中含有的碳碳单键数为1.2,C错误;
D.二氧化硅为共价晶体,不含分子,D错误;
故答案为:B
【分析】A、标准状态下CHCl3为液态。
B、乙烯和丙烯的最简式都是CH2,根据CH2计算混合物中所含原子总数。
C、一个2-甲基丁烷中含有4个碳碳单键。
D、SiO2为共价晶体,不含有分子。
6.【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;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】A.—OH的电子式为,A正确;
B.饱和碳原子连接四个不一样的原子或基团,该碳原子为手性碳原子。葡萄糖分子链中中间的4个碳为手性碳原子,B正确;
C.分子中的饱和碳原子采用sp3杂化,醛基中碳原子形成碳氧双键,采取sp2杂化,C正确;
D.葡萄糖易溶于水是因为葡萄糖分子与水分子间可以形成氢键,水溶性增强,D错误;
故答案为:D
【分析】A、-OH中氢氧原子存在共用电子对。
B、连接有四个不同的原子或原子团的碳原子,称为手性碳原子。
C、只形成单键的碳原子采用sp3杂化,形成双键的碳原子采用sp2杂化,形成三键的碳原子采用sp杂化。
D、葡萄糖中的羟基可形成氢键,使得水溶性增强。
7.【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.中心原子N的价层电子对数为,VSEPR模型是四面体形;含有一个孤电子对,空间结构是三角锥形,A不符合题意;
B.中心原子B的价层电子对数为,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,B不符合题意;
C.中心原子C的价层电子对数为,VSEPR模型与空间结构均为正四面体形,C不符合题意;
D.中心原子O的价层电子对数为,VSEPR模型是四面体形,含有两对孤电子对,空间结构是V形,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对微粒结构的考查,结合价层电子对数和孤电子对数分析。
8.【答案】D
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.步骤①为分离固体与液体混合物的操作,应使用过滤装置,A错误;
B.步骤②是将不互溶的有机层与水溶液层分离,应使用分液操作,B错误;
C.步骤③是从水溶液中获得固体溶质,应使用蒸发操作,C错误;
D.步骤④是从互溶液体中分离出溶剂,应使用蒸馏操作,D正确;
故答案为:D
【分析】A、步骤①后得到固体和溶液,属于固液混合物的分离。
B、步骤②为不互溶液体的分离,用分液。
C、步骤③从溶液中获得固体溶质,为蒸发结晶。
D、步骤④为互溶液体的分离,用蒸馏。
9.【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】有、、、 4种结构;有:、、、、 5种结构,则两种基团的组成共种,即 可表示的有机物有20种,C正确。
故答案为:C
【分析】此题是对同分异构体个数的考查,结合-C4H9、-C3H6Br的可能结构进行分析。
10.【答案】C
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.电石与饱和食盐水反应生成乙炔,同时还有杂质气体和生成,溶液可以除去和,乙炔通入酸性溶液中,溶液褪色,A正确;
B.在浓硫酸的作用下,苯在时与浓硝酸反应生成硝基苯,反应温度低于100℃,采用水浴加热,B正确;
C.乙烯能与溴水发生加成反应,二氧化硫具有较强的还原性,能与溴水发生氧化还原反应,不能用溴水除去二氧化硫中的乙烯,C错误;
D.苯与液溴在催化作用下反应生成溴苯和,溴可溶解在苯中,图丁装置中的苯可以吸收挥发出的溴蒸汽,若中产生淡黄色沉淀,则证明有产生,D正确。
故答案为:C
【分析】A、CuSO4用于除去乙炔中混有的H2S、PH3。
B、制取硝基苯的反应温度为50~60℃,采用水浴加热。
C、乙烯、SO2都能与溴水反应。
D、苯用于吸收气体中混有的Br2,通过AgNO3溶液中产生的沉淀的颜色,确定是否有HBr产生。
11.【答案】B
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);分子晶体
【解析】【解答】A.晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体,其中金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成,A不符合题意:
A.金刚石和SiC为共价晶体,共价晶体中键长越长,熔沸点越低,Si的半径比C的半径大,因此金刚石比SiC熔沸点高,NaF和NaCl属于离子晶体,离子晶体中所带电荷数越多、离子半径越小,熔沸点越高,F-的半径小于Cl-,因此NaF的熔沸点高于NaCl, 和 属于分子晶体, 中含有分子间氢键,因此 的熔沸点高于 ,熔沸点高低判断:一般共价晶体>离子晶体>分子晶体,B符合题意;
C.由金刚石的空间结构可知由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,C不符合题意;
D.NaCl晶体中,每个 周围紧邻6个 ,所形成的结构为正八面体形,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.晶体中不一定含有阴离子,金属晶体由阳离子和自由电子构成;
B.熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,原子晶体中键长越长熔沸点越低,离子晶体晶格能越大,物质的熔点越高,分子晶体中结构与组成相似,含有氢键的物质沸点相对较高;
C.根据金刚石的结构可知,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子;
D.NaCl晶体中每个 周围紧邻6个 ,构成八面体形。
12.【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;有机分子中原子共线、共面的判断
【解析】【解答】A.z分子中含饱和碳原子,为四面体结构,所有原子不处于同一平面,A错误;
B.x、z均含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应,因此都能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;
C.除y和z外,x还有多种链状同分异构体,C错误;
D.由结构的对称性可知,x、y、z的一氯代物分有5种、1种、3种,D错误;
故答案为:B
【分析】A、饱和碳原子为四面体结构,所有原子不可能共平面。
B、分子结构中含有碳碳双键,能与Br2反应。
C、x中还可能存在多种链状或环状同分异构体。
D、根据结构的对称性确定其所含的一氯代物的种类。
13.【答案】B
【知识点】原子结构与元素的性质;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,因此简单离子半径:,A错误;
B.单质Si为共价晶体,而单质Na为金属晶体,因此熔点:Si>Na,B正确;
C.非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强。由于非金属性:Si<Cl,因此简单氢化物的热稳定性:,C错误;
D. Cl元素的常见含氧酸有HClO、、、,其中HClO、属于弱酸,D错误;
故答案为:B
【分析】X的原子半径是短周期主族元素中半径最大的,因此X为Na。W可形成2个共价键,因此W为O。且W的核外电子数为X与Z最外层电子数之和。因此W的最外层电子数为6,Z的最外层电子数为7,因此Z为Cl。Y可形成4个共价键,因此Y为Si。据此结合元素周期律分析选项。
14.【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;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
【解析】【解答】A.同周期元素从左到右,第一电离能逐渐增大;同主族元素从上到下,第一电离能逐渐增大。N 元素是第 VA 族,最外层的 2p3为半充满,根据洪特规则,半满状态较稳定所以第一电离能更大,故第一电离能N>O>P,A错误;
B.同种元素形成的共价键为非极性键,分子中碳碳键属于非极性键,B错误;
C.碳原子最外层4个电子全部参与成键,因此碳原子周围没有孤电子对,C错误;
D.磷酸氯喹分子中C原子的杂化方式有、杂化,磷酸氯喹分子中N原子的杂化方式有、杂化,D正确;
故答案为:D
【分析】A、基态N原子的2p能级为半充满稳定结构,难以失去电子,第一电离能较大。
B、同种元素形成的共价键为非极性键,不同种元素形成的共价键为极性键。
C、C原子四个电子全部形成共价键,不存在孤电子对。
D、根据C、N原子的成键情况确定原子的杂化方式。
15.【答案】B
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.由分析可知M含有酯基一种官能团,苯不属于官能团,A错误;
B.M分子中含有苯环,能发生加成反应;含有酯基,能发生取代反应,B正确;
C.由上述分析可知,符合题中M分子结构特征的有机物只有,C错误;
D.苯的同系物中只含有C、H两种元素。M中还含有氧元素,不属于苯的同系物,D错误;
故答案为:B
【分析】M的核磁共振氢谱4个峰的面积比为1:2:2:3,因此结构中所含H原子的个数1、2、2、3,则含有-CH3。由红外光谱可知,分子结构中含有苯环、酯基;结合分子结构中H原子个数和结构的对称性可得,有机物M的结构简式为。据此结合选项分析。
16.【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算
【解析】【解答】A.根据均摊法可知,晶体中Mo原子的个数为8×+6×=4,C原子的个数为12×+1=4,因此该晶体的化学式为MoC,A正确;
B.在CO2分子中,中心碳原子的价层电子对数为,B正确;
C.由碳化钼晶胞可知,离Mo最近的Mo原子的个数为:=12个,C错误;
D.1个碳化钼晶胞中含有碳原子:,钼原子:,因此MoC晶体密度为ρ=,D正确;
故答案为:C
【分析】A、根据原子在晶胞中的位置,结合均摊法确定晶体的化学式。
B、计算中心碳原子的孤电子对数,从而得到其价层电子对数。
C、以顶点钼原子为中心,距离最近的钼原子位于面心。
D、根据公式计算晶体密度。
17.【答案】(1);哑铃;;三角锥形
(2)<;7
(3)
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①P的原子序数为15,其基态原子的核外电子排布式为,基态磷原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3p能级,呈哑铃形。
故答案为: ;哑铃
②的中心原子价层电子对数为,采取sp3杂化,有1对孤对电子,空间构型为三角锥形。
故答案为: ;三角锥形
(2)铵根离子空间构型为正四面体,H-N-H键的键角为109°28',而尿素中碳原子采取sp2杂化,与周围三个原子形成平面三角形,N-C-N键的键角约为120°,因此铵根离子中H-N-H键的键角小于尿素中N-C-N键的键角;单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,由尿素分子的结构式可知,1mol尿素分子含有7molσ键,数目为7NA。
故答案为:<; 7
(3)A.由晶体结构可知,C原子与N原子通过共价键形成空间网状结构,应为原子晶体,A错误;
B.氮原子的半径比碳原子半径小,C-N键的键长比C-C键的键长短,C-N键的键能比C-C键的键能大,该晶体硬度比金刚石硬度大,B正确;
C.每个C原子周围有4个N原子,每个N原子周围有3个C原子,该晶体的化学式为C3N4,C错误;
D.该晶体为原子晶体,熔化时破坏的是共价键,D正确;
故答案为:BD
【分析】(1)①磷的原子序数为15,据此写出其核外电子排布式。根据核外电子排布式确定能量最高的电子所占据的轨道,从而确定其轨道图形。
②根据中心原子的价层电子对数确定磷原子的杂化方式;结合价层电子对数和孤电子对数确定空间结构。
(2)根据空间结构确定键角大小。根据所给结构式确定分子中所含的是σ键个数,单键为1个σ键,双键包含1个σ键和1个π键,三键包含1个σ键和2个π键。据此分析。
(3)A、该晶体硬度高,属于共价晶体。
B、根据键能大小比较晶体的硬度大小。
C、根据均摊法确定原子个数比,从而得到晶体的化学式。
D、共价晶体熔化时需破坏共价键。
(1)【解答】(1)①P的原子序数为15,其基态原子的核外电子排布式为,基态磷原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3p能级,呈哑铃形;
②的中心原子价层电子对数为,采取sp3杂化,有1对孤对电子,空间构型为三角锥形;
(2)铵根离子空间构型为正四面体,H-N-H键的键角为109°28',而尿素中碳原子采取sp2杂化,与周围三个原子形成平面三角形,N-C-N键的键角约为120°,因此铵根离子中H-N-H键的键角小于尿素中N-C-N键的键角;单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,由尿素分子的结构式可知,1mol尿素分子含有7molσ键,数目为7NA;
(3)A.由晶体结构可知,C原子与N原子通过共价键形成空间网状结构,应为原子晶体,A错误;
B.氮原子的半径比碳原子半径小,C-N键的键长比C-C键的键长短,C-N键的键能比C-C键的键能大,该晶体硬度比金刚石硬度大,B正确;
C.每个C原子周围有4个N原子,每个N原子周围有3个C原子,该晶体的化学式为C3N4,C错误;
D.该晶体为原子晶体,熔化时破坏的是共价键,D正确;
答案选BD。
18.【答案】(1)红外光谱;质谱
(2);2,3-二甲基-2-丁烯;
(3)4
(4)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机化合物的命名;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)红外光谱可以探测中有机物中所含的官能团,利用质谱法可以测定有机物的相对分子质量。
故答案为:红外光谱;质谱
(2)碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%,故C原子与H原子的数目之比为:,由于该烃的相对分子质量为84,设组成为,则有14n=84,n=6,故该分子式为:;若它的核磁共振氢谱只有一组峰,说明只有一种氢,所以它的结构简式为,它的化学名称为2,3-二甲基-2-丁烯,发生加聚反应时的方程式为:。
故答案为: ; 2,3-二甲基-2-丁烯
(3)2-甲基戊烷的碳链结构为,其中碳碳双键可以存在的位置有:,一共有4种。
故答案为:4
(4)由于X、Y互为同系物,根据题目给出的已知信息,烯烃被氧化后的产物中有一个物质属于醛类,所以可知X、Y两个物质都属于醛类,也就是M中碳碳双键的两个碳原子上都必须连有一个氢原子,由于X的核磁共振氢谱存在3组峰,峰面积之比为6:1:1可知,X中含有两个甲基,并且连在同一个碳原子上,所以可以推出M的键线式为:。
故答案为:
【分析】(1)红外光谱用于测定化学键;质谱用于确定相对分子质量。
(2)根据元素质量分数确定分子中的原子个数比,再结合相对分子质量确定分子式。M中核磁共振氢谱只有一组峰,则所有氢原子等效,据此确定其结构简式和命名。根据结构简式书写其加聚反应的化学方程式。
(3)根据碳链结构确定碳碳双键的位置,从而确定M的可能结构。
(4)根据烯烃的氧化原理,结合题干信息确定M的结构简式。
(1)红外光谱可以探测中有机物中所含的官能团,利用质谱法可以测定有机物的相对分子质量;
(2)碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%,故C原子与H原子的数目之比为:,由于该烃的相对分子质量为84,设组成为,则有14n=84,n=6,故该分子式为:;若它的核磁共振氢谱只有一组峰,说明只有一种氢,所以它的结构简式为,它的化学名称为2,3-二甲基-2-丁烯,发生加聚反应时的方程式为:;
(3)2-甲基戊烷的碳链结构为,其中碳碳双键可以存在的位置有:,一共有4种;
(4)由于X、Y互为同系物,根据题目给出的已知信息,烯烃被氧化后的产物中有一个物质属于醛类,所以可知X、Y两个物质都属于醛类,也就是M中碳碳双键的两个碳原子上都必须连有一个氢原子,由于X的核磁共振氢谱存在3组峰,峰面积之比为6:1:1可知,X中含有两个甲基,并且连在同一个碳原子上,所以可以推出M的键线式为:。
【答案】19.乙苯;碳氯键、碳碳双键
20.
21.①②③
22.3n
23.11;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)B为乙苯,E为,所含的官能团为碳碳双键和碳氯键。
故答案为:乙苯; 碳氯键、碳碳双键
(2)C到D发生的是苯环上侧链上的取代反应,反应方程式为:。
故答案为:
(3)反应①②③都为取代反应,反应④为消去反应,反应⑤为加聚反应。
故答案为: ①②③
(4)F中存在苯环,1分子苯环能与3分子H2加成,因此1mol有机物F与足量的H2反应最多能消耗3nmolH2。
故答案为:3n
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基:
①两个取代基可能是—Cl和,在苯环上还有邻位和间位两种结构;
②若为—Cl和—CH2CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
③若为—CH2Cl 和—CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
④若为—CH3和—CHCl2,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
因此M的结构有11种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构简式为。
故答案为:11;
【分析】(1)根据B的结构简式确定其化学名称。根据E的结构简式确定其所含的官能团。
(2)C→D的条件为光照,发生烷烃基上的取代,因此反应②发生苯环上的取代,结合E的结构简式可得,C的结构简式为。由已知信息中“D分子中含有甲基”可确定D的结构简式。据此书写反应的化学方程式。
(3)根据反应物和生成物的结构特点,确定反应原理,从而判断反应类型是否属于取代反应。
(4)有机物F中苯环能与H2发生加成反应,据此确定1molF发生加成反应消耗的n(H2)。
(5)苯环上有2个取代基,则可能为—Cl和,—Cl和—CH2CH2Cl,—CH2Cl 和—CH2Cl,—CH3和—CHCl2;每种情况都有“邻间对”三种结构。据此确定同分异构体的个数。核磁共振氢谱峰面积比为1:1,则分子结构具有对称性,据此确定同分异构体的结构简式。
19.B为乙苯,E为,所含的官能团为碳碳双键和碳氯键;
20.C到D发生的是苯环上侧链上的取代反应,反应方程式为:;
21.反应①②③都为取代反应,反应④为消去反应,反应⑤为加聚反应;
22.F中存在苯环,1分子苯环能与3分子H2加成,因此1mol有机物F与足量的H2反应最多能消耗3nmolH2;
23.芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基:
①两个取代基可能是—Cl和,在苯环上还有邻位和间位两种结构;
②若为—Cl和—CH2CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
③若为—CH2Cl 和—CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
④若为—CH3和—CHCl2,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
因此M的结构有11种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构简式为。
24.【答案】(1)
(2)4;O>N>C;直线形
(3)C;sp;1∶1
(4)8;(,,)
【知识点】配合物的成键情况;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;物质结构中的化学键数目计算
【解析】【解答】(1)Fe原子核外有26个电子,基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为3d64s2,价电子轨道表示式为。
故答案为:
(2)①由该配合物的结构可知,Cu2+的配位数为4;该配合物中第二周期的元素有C、N、O,同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,则电负性由大到小的顺序为O>N>C。
故答案为:4;O>N>C
②CO2中中心C原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=0,故CO2的VSEPR模型名称为直线形。
故答案为:直线形
(3)CN-的电子式为,C的电负性小于N,C对孤电子对的吸引能力弱于N,故[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是C;CN-中C的价层电子对数为2,C原子采取sp杂化; 1个CN-中有1个σ键和2个π键、1个[Fe(CN)6]4-中有6个配位键,配位键属于σ键,故[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为12∶12=1∶1。
故答案为:C;sp;1:1
(4)Cu2S晶胞中S2-属于面心立方堆积,根据均摊法,1个晶胞中含S2-为8×+6×=4个,则含Cu+为8个,Cu+位于S2-所构成的四面体中心,即8个Cu+占据了8个四面体中心,结合晶胞的俯视图知,S2-的配位数为8;A原子的原子分数坐标为(0,0,0),则与A原子距离最近的Cu+位于由A和与A等距离最近的3个面心S2-构成的四面体中心,其原子分数坐标为(,,)。
故答案为:8;(,,)
【分析】(1)根据Fe的核外电子排布式确定价电子轨道表示式。
(2)①根据配合物A的结构简式确定Cu2+的配位数。N原子2p能级为半充满稳定结构,第一电离能较大。
②根据中心原子价层电子对数确定CO2的空间结构。
(3)由于电负性C>N,因此C形成配位键。根据CN-中碳原子的价层电子对数确定C原子的杂化方式。配位键属于特殊的σ键,据此确定[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的个数比。
(4)结合晶胞结构确定S2-的配位数。与A原子距离最近的Cu+位于由A和与A等距离最近的3个面心S2-构成的四面体中心,据此确定其分数坐标。
(1)Fe原子核外有26个电子,基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为3d64s2,价电子轨道表示式为。
(2)①由该配合物的结构可知,Cu2+的配位数为4;该配合物中第二周期的元素有C、N、O,同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,则电负性由大到小的顺序为O>N>C。
②CO2中中心C原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=0,故CO2的VSEPR模型名称为直线形。
(3)CN-的电子式为,C的电负性小于N,C对孤电子对的吸引能力弱于N,故[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是C;CN-中C的价层电子对数为2,C原子采取sp杂化; 1个CN-中有1个σ键和2个π键、1个[Fe(CN)6]4-中有6个配位键,配位键属于σ键,故[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为12∶12=1∶1。
(4)Cu2S晶胞中S2-属于面心立方堆积,根据均摊法,1个晶胞中含S2-为8×+6×=4个,则含Cu+为8个,Cu+位于S2-所构成的四面体中心,即8个Cu+占据了8个四面体中心,结合晶胞的俯视图知,S2-的配位数为8;A原子的原子分数坐标为(0,0,0),则与A原子距离最近的Cu+位于由A和与A等距离最近的3个面心S2-构成的四面体中心,其原子分数坐标为(,,)。
1 / 1广东省深圳市7校联考2023-2024学年高二下学期4月期中考试化学试题
1.(2024高二下·深圳期中)人们常燃放烟花来增添节日的气氛,一般烟花用黑火药作起爆药剂,黑火药的组成成分为硝酸钾、木炭、硫黄。烟花颜色是各种盐的焰色,如黄色是钠盐的焰色,红色是锶盐的焰色等。下列说法错误的是
A.S原子的最高能层有6个电子
B.烟花秀利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理
C.Na原子由,形成发射光谱
D.基态原子中电子占据的最高能级的原子轨道形状是球形催化剂
【答案】C
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用
【解析】【解答】A.S的原子序数为16,为第VIA族元素,因此最高能层有6个电子,故A正确;
B.烟花秀是电子的跃迁释放能量产生发射光谱形成的,即利用了原子核外电子跃迁释放能量的原理,故B正确;
C.Na原子由,是电子吸收能量后,从能量低的轨道跃迁到能量更高的轨道上,形成的是吸收光谱,故C错误;
D.Sr的原子序数为38,位于周期表第五周期第IIA族,因此基态原子的价层电子排布式为5s2,所以电子占据的最高能级的原子轨道形状是球形,故D正确;
故答案为:C
【分析】A、根据S周期表中第ⅤA族,确定其最高能层的电子数。
B、烟花秀利用了原子核外电子跃迁释放的能量。
C、该过程中电子从低能量轨道跃迁到高能量轨道,需要吸收能量。
D、基态Sr原子的价电子排布式为5s2,据此确定轨道形状。
2.(2024高二下·深圳期中)工业上,制备乙醇的原理为。下列说法错误的是
A.乙烯的电子式:
B.基态碳原子的电子排布式:
C.碳的原子结构示意图:
D.水分子的空间结构模型:
【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A.乙烯分子中两个C原子间存在2对共用电子对,因此其电子式为,故A错误;
B.碳的原子核外电子数为6,因此基态碳原子的电子排布式为,故B正确;
C.碳原子核外共有6个电子,有2个电子层,最外层电子数为4,因此碳原子的结构示意图为,故C正确;
D.水中氧原子分别与两个氢原子形成共价键,O的价层电子对数4,含有2对孤电子对,因此水分子为V型结构,其空间结构模型为,故D正确;
故答案为:A
【分析】A、根据乙烯的结构简式确定其电子式。
B、根据碳原子的核外电子数书写其电子排布式。
C、根据碳原子的核外电子数确定其原子结构示意图。
D、根据价层电子对数和孤电子对书确定H2O的空间结构。
3.(2024高二下·深圳期中)下列有机物的系统命名正确的是
A. 2,2,3-三甲基丁烷
B. 3-乙基-1,3-丁二烯
C. 邻硝基甲苯
D. 2-甲基-3-丁炔
【答案】A
【知识点】有机化合物的命名
【解析】【解答】A.主链上含有4个C原子,从离取代基较近的一端开始编号,则2号位有2个甲基、3号位有1个甲基,因此该有机物的名称为2,2,3-三甲基丁烷,A正确;
B. 双键所在碳链含有4个碳原子,且2号位上有一个乙基,因此该有机物的名称为2-乙基-1,3-丁二烯,B错误;
C.甲基对位上有一个硝基,因此该有机物的名称为对硝基甲苯,C错误;
D.三键所在碳链含有4个碳原子,从靠近三键碳原子的一端开始编号,3号位上有一个甲基,因此该有机物的名称为3-甲基-1-丁炔,D错误。
故答案为:A
【分析】此题是对有机物命名的考查,结合选项所给有机物的结构,结合有机物的命名规则进行命名。
4.(2024高二下·深圳期中)异辛烷( )含量是汽油抗爆性能的重要指标,下列关于异辛烷说法错误的是
A.难溶水 B.一氯代物有4种
C.可由2种烯烃催化加氢制取 D.可由2种炔烃催化加氢制取
【答案】D
【知识点】同分异构现象和同分异构体;烯烃;乙炔炔烃
【解析】【解答】A.异辛烷属于烷烃,烷烃难溶于水,A正确;
B. 存在4种等效氢原子,因此其一氯代物有4种,B正确;
C.该有机物可由 、 加氢获得,C正确;
D.异辛烷不可由炔烃催化加氢制取,D错误;
故答案为:D
【分析】A、烷烃都难溶于水。
B、根据有机物中等效氢原子的个数确定其一氯代物的个数。
C、根据碳上氢原子的个数确定烯烃的结构。
D、要由炔烃加氢制取,则相连的两个碳原子上只能连有2个共价键。
5.(2024高二下·深圳期中)设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.标准状况下,2.24L含有的分子数为0.1
B.2.8g由乙烯和丙烯组成的混合物中,所含的原子总数为0.6
C.0.3mol 2-甲基丁烷中含有的碳碳单键数为1.5
D.常温常压下,60g中含有的分子数为
【答案】B
【知识点】硅和二氧化硅;物质结构中的化学键数目计算;物质的量的相关计算;烷烃
【解析】【解答】A.标况下,三氯甲烷为液态,不能应用气体摩尔体积计算,A错误;
B.乙烯和丙烯的分子式分别为、,则其混合物的最简式为。2.8g混合物中所含“”的物质的量为,因此混合物中原子总数为0.6,B正确;
C.1个2-甲基丁烷分子含5个碳原子,即四个碳碳单键,因此0.3mol2-甲基丁烷中含有的碳碳单键数为1.2,C错误;
D.二氧化硅为共价晶体,不含分子,D错误;
故答案为:B
【分析】A、标准状态下CHCl3为液态。
B、乙烯和丙烯的最简式都是CH2,根据CH2计算混合物中所含原子总数。
C、一个2-甲基丁烷中含有4个碳碳单键。
D、SiO2为共价晶体,不含有分子。
6.(2024高二下·深圳期中)葡萄皮薄、肉脆、多汁、皮可剥离,葡萄浆果除含水分外,还含有约15%~30%的糖类,主要是葡萄糖()。下列关于葡萄糖的说法错误的是
A.—OH的电子式为
B.分子中存在手性碳原子
C.分子中的碳原子存在两种杂化方式
D.葡萄糖易溶于水是因为葡萄糖分子内可以形成氢键
【答案】D
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;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】A.—OH的电子式为,A正确;
B.饱和碳原子连接四个不一样的原子或基团,该碳原子为手性碳原子。葡萄糖分子链中中间的4个碳为手性碳原子,B正确;
C.分子中的饱和碳原子采用sp3杂化,醛基中碳原子形成碳氧双键,采取sp2杂化,C正确;
D.葡萄糖易溶于水是因为葡萄糖分子与水分子间可以形成氢键,水溶性增强,D错误;
故答案为:D
【分析】A、-OH中氢氧原子存在共用电子对。
B、连接有四个不同的原子或原子团的碳原子,称为手性碳原子。
C、只形成单键的碳原子采用sp3杂化,形成双键的碳原子采用sp2杂化,形成三键的碳原子采用sp杂化。
D、葡萄糖中的羟基可形成氢键,使得水溶性增强。
7.(2024高二下·深圳期中)下列粒子的VSEPR模型为四面体形且其空间结构为V形的是
A. B. C. D.
【答案】D
【知识点】判断简单分子或离子的构型
【解析】【解答】A.中心原子N的价层电子对数为,VSEPR模型是四面体形;含有一个孤电子对,空间结构是三角锥形,A不符合题意;
B.中心原子B的价层电子对数为,VSEPR模型和空间结构均为平面三角形,B不符合题意;
C.中心原子C的价层电子对数为,VSEPR模型与空间结构均为正四面体形,C不符合题意;
D.中心原子O的价层电子对数为,VSEPR模型是四面体形,含有两对孤电子对,空间结构是V形,D符合题意;
故答案为:D
【分析】此题是对微粒结构的考查,结合价层电子对数和孤电子对数分析。
8.(2024高二下·深圳期中)按以下实验方案可从海洋动物柄海鞘中提取具有抗肿瘤活性的天然产物:
下列各步实验操作原理与方法正确的是
A B C D
步骤① 步骤② 步骤③ 步骤④
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.步骤①为分离固体与液体混合物的操作,应使用过滤装置,A错误;
B.步骤②是将不互溶的有机层与水溶液层分离,应使用分液操作,B错误;
C.步骤③是从水溶液中获得固体溶质,应使用蒸发操作,C错误;
D.步骤④是从互溶液体中分离出溶剂,应使用蒸馏操作,D正确;
故答案为:D
【分析】A、步骤①后得到固体和溶液,属于固液混合物的分离。
B、步骤②为不互溶液体的分离,用分液。
C、步骤③从溶液中获得固体溶质,为蒸发结晶。
D、步骤④为互溶液体的分离,用蒸馏。
9.(2024高二下·深圳期中)组成和结构可用 表示的有机物(不考虑立体结构)共有
A.3种 B.10种 C.20种 D.32种
【答案】C
【知识点】同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】有、、、 4种结构;有:、、、、 5种结构,则两种基团的组成共种,即 可表示的有机物有20种,C正确。
故答案为:C
【分析】此题是对同分异构体个数的考查,结合-C4H9、-C3H6Br的可能结构进行分析。
10.(2024高二下·深圳期中)下列实验装置不能达到相应实验目的的是
A.图甲证明乙炔可使酸性溶液褪色
B.图乙用于实验室制硝基苯
C.图丙除去中的
D.图丁制备溴苯并验证有产生
【答案】C
【知识点】烯烃;苯的结构与性质;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.电石与饱和食盐水反应生成乙炔,同时还有杂质气体和生成,溶液可以除去和,乙炔通入酸性溶液中,溶液褪色,A正确;
B.在浓硫酸的作用下,苯在时与浓硝酸反应生成硝基苯,反应温度低于100℃,采用水浴加热,B正确;
C.乙烯能与溴水发生加成反应,二氧化硫具有较强的还原性,能与溴水发生氧化还原反应,不能用溴水除去二氧化硫中的乙烯,C错误;
D.苯与液溴在催化作用下反应生成溴苯和,溴可溶解在苯中,图丁装置中的苯可以吸收挥发出的溴蒸汽,若中产生淡黄色沉淀,则证明有产生,D正确。
故答案为:C
【分析】A、CuSO4用于除去乙炔中混有的H2S、PH3。
B、制取硝基苯的反应温度为50~60℃,采用水浴加热。
C、乙烯、SO2都能与溴水反应。
D、苯用于吸收气体中混有的Br2,通过AgNO3溶液中产生的沉淀的颜色,确定是否有HBr产生。
11.(2024高二下·深圳期中)下列有关晶体的叙述中,正确的是(  )
A.晶体中只要有阳离子就一定有阴离子
B.金刚石、Si
C.NaF、NaCl、 、 晶体的熔点依次降低
C.金刚石的三维骨架结构中,由共价键形成的最小碳环上有4个碳原子
D.氯化钠晶体中,每个 周围紧邻且距离相等的 所形成的结构为正四面体形
【答案】B
【知识点】离子晶体;原子晶体(共价晶体);分子晶体
【解析】【解答】A.晶体分为分子晶体、共价晶体、离子晶体、金属晶体,其中金属晶体是由金属阳离子和自由电子组成,A不符合题意:
A.金刚石和SiC为共价晶体,共价晶体中键长越长,熔沸点越低,Si的半径比C的半径大,因此金刚石比SiC熔沸点高,NaF和NaCl属于离子晶体,离子晶体中所带电荷数越多、离子半径越小,熔沸点越高,F-的半径小于Cl-,因此NaF的熔沸点高于NaCl, 和 属于分子晶体, 中含有分子间氢键,因此 的熔沸点高于 ,熔沸点高低判断:一般共价晶体>离子晶体>分子晶体,B符合题意;
C.由金刚石的空间结构可知由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子,C不符合题意;
D.NaCl晶体中,每个 周围紧邻6个 ,所形成的结构为正八面体形,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】A.晶体中不一定含有阴离子,金属晶体由阳离子和自由电子构成;
B.熔沸点:原子晶体>离子晶体>分子晶体,原子晶体中键长越长熔沸点越低,离子晶体晶格能越大,物质的熔点越高,分子晶体中结构与组成相似,含有氢键的物质沸点相对较高;
C.根据金刚石的结构可知,由共价键形成的最小碳环上有6个碳原子;
D.NaCl晶体中每个 周围紧邻6个 ,构成八面体形。
12.(2024高二下·深圳期中)化合物(x)、 (y)、 (z) 的分子式均为,下列说法正确的是
A.z分子中的所有原子处于同一平面
B.x、z均能使溴的四氯化碳溶液褪色
C.x的同分异构体只有y和z两种
D.x、y、z的一氯代物分别有3种、1种、2种
【答案】B
【知识点】同分异构现象和同分异构体;有机分子中原子共线、共面的判断
【解析】【解答】A.z分子中含饱和碳原子,为四面体结构,所有原子不处于同一平面,A错误;
B.x、z均含有碳碳双键,能与Br2发生加成反应,因此都能使溴的四氯化碳溶液褪色,B正确;
C.除y和z外,x还有多种链状同分异构体,C错误;
D.由结构的对称性可知,x、y、z的一氯代物分有5种、1种、3种,D错误;
故答案为:B
【分析】A、饱和碳原子为四面体结构,所有原子不可能共平面。
B、分子结构中含有碳碳双键,能与Br2反应。
C、x中还可能存在多种链状或环状同分异构体。
D、根据结构的对称性确定其所含的一氯代物的种类。
13.(2024高二下·深圳期中)短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,X的原子半径是所有短周期主族元素中最大的,W原子的核外电子数与X、Z原子的最外层电子数之和相等,Y的原子序数是Z原子最外层电子数的2倍,由W、X、Y三种元素形成的化合物M的结构如图所示。下列叙述正确的是
A.简单离半径:X>Z B.单质Y的熔点高于单质X
C.简单氢化物的热稳定性:Y>Z D.Z的所有含氧酸均为强酸
【答案】B
【知识点】原子结构与元素的性质;元素周期表中原子结构与元素性质的递变规律;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A.电子层结构相同,核电荷数越大,离子半径越小,因此简单离子半径:,A错误;
B.单质Si为共价晶体,而单质Na为金属晶体,因此熔点:Si>Na,B正确;
C.非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强。由于非金属性:Si<Cl,因此简单氢化物的热稳定性:,C错误;
D. Cl元素的常见含氧酸有HClO、、、,其中HClO、属于弱酸,D错误;
故答案为:B
【分析】X的原子半径是短周期主族元素中半径最大的,因此X为Na。W可形成2个共价键,因此W为O。且W的核外电子数为X与Z最外层电子数之和。因此W的最外层电子数为6,Z的最外层电子数为7,因此Z为Cl。Y可形成4个共价键,因此Y为Si。据此结合元素周期律分析选项。
14.(2024高二下·深圳期中)磷酸氯喹在临床上主要用于治疗疟疾病,据研究发现,该药物在细胞水平上能有效抑制新型冠状病毒2019-nCov的感染。已知磷酸氯喹的结构简式如图所示。下列说法正确的是
A.第一电离能:O>N>P
B.分子中的化学键全部都是极性键
C.磷酸氯喹分子中C、N原子均存在孤电子对
D.磷酸氯喹分子中C、N原子的杂化方式均有、杂化
【答案】D
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;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
【解析】【解答】A.同周期元素从左到右,第一电离能逐渐增大;同主族元素从上到下,第一电离能逐渐增大。N 元素是第 VA 族,最外层的 2p3为半充满,根据洪特规则,半满状态较稳定所以第一电离能更大,故第一电离能N>O>P,A错误;
B.同种元素形成的共价键为非极性键,分子中碳碳键属于非极性键,B错误;
C.碳原子最外层4个电子全部参与成键,因此碳原子周围没有孤电子对,C错误;
D.磷酸氯喹分子中C原子的杂化方式有、杂化,磷酸氯喹分子中N原子的杂化方式有、杂化,D正确;
故答案为:D
【分析】A、基态N原子的2p能级为半充满稳定结构,难以失去电子,第一电离能较大。
B、同种元素形成的共价键为非极性键,不同种元素形成的共价键为极性键。
C、C原子四个电子全部形成共价键,不存在孤电子对。
D、根据C、N原子的成键情况确定原子的杂化方式。
15.(2024高二下·深圳期中)化合物M经李比希法和质谱法分析得知其分子式为,M的核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为1∶2∶2∶3,M分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其红外光谱如图所示。关于M的下列说法中,正确的是
A.M有酯基和苯基两种官能团
B.M在一定条件下可以发生加成反应、取代反应
C.符合题中M分子结构特征的有机物只有2种
D.M属于苯的同系物
【答案】B
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.由分析可知M含有酯基一种官能团,苯不属于官能团,A错误;
B.M分子中含有苯环,能发生加成反应;含有酯基,能发生取代反应,B正确;
C.由上述分析可知,符合题中M分子结构特征的有机物只有,C错误;
D.苯的同系物中只含有C、H两种元素。M中还含有氧元素,不属于苯的同系物,D错误;
故答案为:B
【分析】M的核磁共振氢谱4个峰的面积比为1:2:2:3,因此结构中所含H原子的个数1、2、2、3,则含有-CH3。由红外光谱可知,分子结构中含有苯环、酯基;结合分子结构中H原子个数和结构的对称性可得,有机物M的结构简式为。据此结合选项分析。
16.(2024高二下·深圳期中)碳化钼负载的层状金团簇催化剂可用于低温水煤气变换反应。下列有关说法错误的是
A.碳化钼晶体的化学式为MoC
B.CO2分子中,中心原子碳的价层电子对数为2
C.碳化钼晶胞中,离Mo最近的Mo原子为8个
D.若碳化钼晶胞体积为V mL,则其晶体密度为
【答案】C
【知识点】判断简单分子或离子的构型;晶胞的计算
【解析】【解答】A.根据均摊法可知,晶体中Mo原子的个数为8×+6×=4,C原子的个数为12×+1=4,因此该晶体的化学式为MoC,A正确;
B.在CO2分子中,中心碳原子的价层电子对数为,B正确;
C.由碳化钼晶胞可知,离Mo最近的Mo原子的个数为:=12个,C错误;
D.1个碳化钼晶胞中含有碳原子:,钼原子:,因此MoC晶体密度为ρ=,D正确;
故答案为:C
【分析】A、根据原子在晶胞中的位置,结合均摊法确定晶体的化学式。
B、计算中心碳原子的孤电子对数,从而得到其价层电子对数。
C、以顶点钼原子为中心,距离最近的钼原子位于面心。
D、根据公式计算晶体密度。
17.(2024高二下·深圳期中)非金属元素在生产、生活中应用广泛。根据所学知识,回答下列问题:
(1)磷与氯气在一定条件下反应,可以生成。
①基态磷原子的核外电子排布式为   ;基态磷原子中能量最高的电子所占据的原子轨道呈   形。
②分子中磷原子采用的杂化方式是   ,分子的空间构型为   。
(2)氮元素是植物生长所需的元素,常见氮肥有铵盐()、尿素()等,中H—N—H键的键角   (填“>”“<”或“=”)中N—C—N键的键角;1mol尿素分子中含有键的数目为   (代表阿伏加德罗常数的值)。
(3)C与N可以形成一种超硬的新材料,其晶体部分结构如图所示,下列有关该晶体的说法正确的是(填字母) 。
A.该晶体属于分子晶体 B.该晶体的硬度比金刚石还大
C.该晶体的化学式是 D.该晶体熔化时共价键被破坏
【答案】(1);哑铃;;三角锥形
(2)<;7
(3)
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;键能、键长、键角及其应用;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】(1)①P的原子序数为15,其基态原子的核外电子排布式为,基态磷原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3p能级,呈哑铃形。
故答案为: ;哑铃
②的中心原子价层电子对数为,采取sp3杂化,有1对孤对电子,空间构型为三角锥形。
故答案为: ;三角锥形
(2)铵根离子空间构型为正四面体,H-N-H键的键角为109°28',而尿素中碳原子采取sp2杂化,与周围三个原子形成平面三角形,N-C-N键的键角约为120°,因此铵根离子中H-N-H键的键角小于尿素中N-C-N键的键角;单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,由尿素分子的结构式可知,1mol尿素分子含有7molσ键,数目为7NA。
故答案为:<; 7
(3)A.由晶体结构可知,C原子与N原子通过共价键形成空间网状结构,应为原子晶体,A错误;
B.氮原子的半径比碳原子半径小,C-N键的键长比C-C键的键长短,C-N键的键能比C-C键的键能大,该晶体硬度比金刚石硬度大,B正确;
C.每个C原子周围有4个N原子,每个N原子周围有3个C原子,该晶体的化学式为C3N4,C错误;
D.该晶体为原子晶体,熔化时破坏的是共价键,D正确;
故答案为:BD
【分析】(1)①磷的原子序数为15,据此写出其核外电子排布式。根据核外电子排布式确定能量最高的电子所占据的轨道,从而确定其轨道图形。
②根据中心原子的价层电子对数确定磷原子的杂化方式;结合价层电子对数和孤电子对数确定空间结构。
(2)根据空间结构确定键角大小。根据所给结构式确定分子中所含的是σ键个数,单键为1个σ键,双键包含1个σ键和1个π键,三键包含1个σ键和2个π键。据此分析。
(3)A、该晶体硬度高,属于共价晶体。
B、根据键能大小比较晶体的硬度大小。
C、根据均摊法确定原子个数比,从而得到晶体的化学式。
D、共价晶体熔化时需破坏共价键。
(1)【解答】(1)①P的原子序数为15,其基态原子的核外电子排布式为,基态磷原子中能量最高的电子所占据的原子轨道为3p能级,呈哑铃形;
②的中心原子价层电子对数为,采取sp3杂化,有1对孤对电子,空间构型为三角锥形;
(2)铵根离子空间构型为正四面体,H-N-H键的键角为109°28',而尿素中碳原子采取sp2杂化,与周围三个原子形成平面三角形,N-C-N键的键角约为120°,因此铵根离子中H-N-H键的键角小于尿素中N-C-N键的键角;单键为σ键,双键为1个σ键和1个π键,由尿素分子的结构式可知,1mol尿素分子含有7molσ键,数目为7NA;
(3)A.由晶体结构可知,C原子与N原子通过共价键形成空间网状结构,应为原子晶体,A错误;
B.氮原子的半径比碳原子半径小,C-N键的键长比C-C键的键长短,C-N键的键能比C-C键的键能大,该晶体硬度比金刚石硬度大,B正确;
C.每个C原子周围有4个N原子,每个N原子周围有3个C原子,该晶体的化学式为C3N4,C错误;
D.该晶体为原子晶体,熔化时破坏的是共价键,D正确;
答案选BD。
18.(2024高二下·深圳期中)某烃M含碳碳双键,相对分子质量为84,经燃烧实验测得其中碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%。
(1)利用   法测得M中含有碳碳双键,利用   法测定M的相对分子质量。
(2)M的分子式为   ,若M的核磁共振氢谱只有一组锋,则M的化学名称为   ;写出M发生加聚反应的化学方程式:   。
(3)若M与氢气通过加成反应生成2-甲基戊烷,则M的可能结构有   种(不考虑立体异构)。
(4)已知:烯烃(其中、、代表烃基)通过臭氧氧化并经锌和水处理可得到醛或酮,例如:
+
若M通过臭氧氧化并经锌和水处理得到X、Y,X、Y互为同系物且X的相对分子质量大于Y,X的核磁共振氢谱存在3组峰,且峰面积之比为,则M的键线式为   (不考虑立体异构)。
【答案】(1)红外光谱;质谱
(2);2,3-二甲基-2-丁烯;
(3)4
(4)
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;有机化合物的命名;有机分子式的推断与计算
【解析】【解答】(1)红外光谱可以探测中有机物中所含的官能团,利用质谱法可以测定有机物的相对分子质量。
故答案为:红外光谱;质谱
(2)碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%,故C原子与H原子的数目之比为:,由于该烃的相对分子质量为84,设组成为,则有14n=84,n=6,故该分子式为:;若它的核磁共振氢谱只有一组峰,说明只有一种氢,所以它的结构简式为,它的化学名称为2,3-二甲基-2-丁烯,发生加聚反应时的方程式为:。
故答案为: ; 2,3-二甲基-2-丁烯
(3)2-甲基戊烷的碳链结构为,其中碳碳双键可以存在的位置有:,一共有4种。
故答案为:4
(4)由于X、Y互为同系物,根据题目给出的已知信息,烯烃被氧化后的产物中有一个物质属于醛类,所以可知X、Y两个物质都属于醛类,也就是M中碳碳双键的两个碳原子上都必须连有一个氢原子,由于X的核磁共振氢谱存在3组峰,峰面积之比为6:1:1可知,X中含有两个甲基,并且连在同一个碳原子上,所以可以推出M的键线式为:。
故答案为:
【分析】(1)红外光谱用于测定化学键;质谱用于确定相对分子质量。
(2)根据元素质量分数确定分子中的原子个数比,再结合相对分子质量确定分子式。M中核磁共振氢谱只有一组峰,则所有氢原子等效,据此确定其结构简式和命名。根据结构简式书写其加聚反应的化学方程式。
(3)根据碳链结构确定碳碳双键的位置,从而确定M的可能结构。
(4)根据烯烃的氧化原理,结合题干信息确定M的结构简式。
(1)红外光谱可以探测中有机物中所含的官能团,利用质谱法可以测定有机物的相对分子质量;
(2)碳的质量分数为85.71%,氢的质量分数为14.29%,故C原子与H原子的数目之比为:,由于该烃的相对分子质量为84,设组成为,则有14n=84,n=6,故该分子式为:;若它的核磁共振氢谱只有一组峰,说明只有一种氢,所以它的结构简式为,它的化学名称为2,3-二甲基-2-丁烯,发生加聚反应时的方程式为:;
(3)2-甲基戊烷的碳链结构为,其中碳碳双键可以存在的位置有:,一共有4种;
(4)由于X、Y互为同系物,根据题目给出的已知信息,烯烃被氧化后的产物中有一个物质属于醛类,所以可知X、Y两个物质都属于醛类,也就是M中碳碳双键的两个碳原子上都必须连有一个氢原子,由于X的核磁共振氢谱存在3组峰,峰面积之比为6:1:1可知,X中含有两个甲基,并且连在同一个碳原子上,所以可以推出M的键线式为:。
(2024高二下·深圳期中)聚对氯苯乙烯(F)是一种重要的化工原料,F的实验室制取流程如下:
已知:
Ⅰ.D的分子式为,且分子中含甲基。
Ⅱ.(R为烃基)。
回答下列问题:
19.B的名称为   ;E中官能团的名称为   。
20.写出反应C→D的化学方程式:   。
21.反应①~⑤中,属于取代反应的是   (填反应序号)。
22.1mol有机物F与足量的反应最多能消耗   mol。
23.芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基,则除D外,M的结构有   种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱峰面积比为1∶1的结构简式为   。
【答案】19.乙苯;碳氯键、碳碳双键
20.
21.①②③
22.3n
23.11;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)B为乙苯,E为,所含的官能团为碳碳双键和碳氯键。
故答案为:乙苯; 碳氯键、碳碳双键
(2)C到D发生的是苯环上侧链上的取代反应,反应方程式为:。
故答案为:
(3)反应①②③都为取代反应,反应④为消去反应,反应⑤为加聚反应。
故答案为: ①②③
(4)F中存在苯环,1分子苯环能与3分子H2加成,因此1mol有机物F与足量的H2反应最多能消耗3nmolH2。
故答案为:3n
(5)芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基:
①两个取代基可能是—Cl和,在苯环上还有邻位和间位两种结构;
②若为—Cl和—CH2CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
③若为—CH2Cl 和—CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
④若为—CH3和—CHCl2,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
因此M的结构有11种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构简式为。
故答案为:11;
【分析】(1)根据B的结构简式确定其化学名称。根据E的结构简式确定其所含的官能团。
(2)C→D的条件为光照,发生烷烃基上的取代,因此反应②发生苯环上的取代,结合E的结构简式可得,C的结构简式为。由已知信息中“D分子中含有甲基”可确定D的结构简式。据此书写反应的化学方程式。
(3)根据反应物和生成物的结构特点,确定反应原理,从而判断反应类型是否属于取代反应。
(4)有机物F中苯环能与H2发生加成反应,据此确定1molF发生加成反应消耗的n(H2)。
(5)苯环上有2个取代基,则可能为—Cl和,—Cl和—CH2CH2Cl,—CH2Cl 和—CH2Cl,—CH3和—CHCl2;每种情况都有“邻间对”三种结构。据此确定同分异构体的个数。核磁共振氢谱峰面积比为1:1,则分子结构具有对称性,据此确定同分异构体的结构简式。
19.B为乙苯,E为,所含的官能团为碳碳双键和碳氯键;
20.C到D发生的是苯环上侧链上的取代反应,反应方程式为:;
21.反应①②③都为取代反应,反应④为消去反应,反应⑤为加聚反应;
22.F中存在苯环,1分子苯环能与3分子H2加成,因此1mol有机物F与足量的H2反应最多能消耗3nmolH2;
23.芳香族化合物M是D的同分异构体,且苯环上只有两个取代基:
①两个取代基可能是—Cl和,在苯环上还有邻位和间位两种结构;
②若为—Cl和—CH2CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
③若为—CH2Cl 和—CH2Cl,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
④若为—CH3和—CHCl2,在苯环上有邻位间位对位三种位置;
因此M的结构有11种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为1:1的结构简式为。
24.(2024高二下·深圳期中)铁、铜都是重要的过渡元素,它们的单质和化合物在生活、生产中有广泛应用。
(1)基态Fe原子价电子轨道表示式为   。
(2)已知铜的配合物A的结构简式如图所示。
①该配合物中的配位数为   ,该配合物中的第二周期元素的电负性由大到小的顺序为   。
②配体氨基乙酸根()受热分解可产生和,的VSEPR模型名称为   。
(3)亚铁氰化钾,化学式为,呈黄色结晶性粉末。中配体的配位原子是   (填元素符号),中C原子的杂化方式为   ,中键和键的数目之比为   。
(4)呈黑色或灰黑色,已知:晶胞中的位置如图1所示,位于所构成的四面体中心,晶胞的侧视图如图2所示。则配位数为   。已知图1中A原子的原子分数坐标为,则与A原子距离最近的的原子分数坐标为   。
【答案】(1)
(2)4;O>N>C;直线形
(3)C;sp;1∶1
(4)8;(,,)
【知识点】配合物的成键情况;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;物质结构中的化学键数目计算
【解析】【解答】(1)Fe原子核外有26个电子,基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为3d64s2,价电子轨道表示式为。
故答案为:
(2)①由该配合物的结构可知,Cu2+的配位数为4;该配合物中第二周期的元素有C、N、O,同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,则电负性由大到小的顺序为O>N>C。
故答案为:4;O>N>C
②CO2中中心C原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=0,故CO2的VSEPR模型名称为直线形。
故答案为:直线形
(3)CN-的电子式为,C的电负性小于N,C对孤电子对的吸引能力弱于N,故[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是C;CN-中C的价层电子对数为2,C原子采取sp杂化; 1个CN-中有1个σ键和2个π键、1个[Fe(CN)6]4-中有6个配位键,配位键属于σ键,故[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为12∶12=1∶1。
故答案为:C;sp;1:1
(4)Cu2S晶胞中S2-属于面心立方堆积,根据均摊法,1个晶胞中含S2-为8×+6×=4个,则含Cu+为8个,Cu+位于S2-所构成的四面体中心,即8个Cu+占据了8个四面体中心,结合晶胞的俯视图知,S2-的配位数为8;A原子的原子分数坐标为(0,0,0),则与A原子距离最近的Cu+位于由A和与A等距离最近的3个面心S2-构成的四面体中心,其原子分数坐标为(,,)。
故答案为:8;(,,)
【分析】(1)根据Fe的核外电子排布式确定价电子轨道表示式。
(2)①根据配合物A的结构简式确定Cu2+的配位数。N原子2p能级为半充满稳定结构,第一电离能较大。
②根据中心原子价层电子对数确定CO2的空间结构。
(3)由于电负性C>N,因此C形成配位键。根据CN-中碳原子的价层电子对数确定C原子的杂化方式。配位键属于特殊的σ键,据此确定[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的个数比。
(4)结合晶胞结构确定S2-的配位数。与A原子距离最近的Cu+位于由A和与A等距离最近的3个面心S2-构成的四面体中心,据此确定其分数坐标。
(1)Fe原子核外有26个电子,基态Fe原子的简化电子排布式为[Ar]3d64s2,价电子排布式为3d64s2,价电子轨道表示式为。
(2)①由该配合物的结构可知,Cu2+的配位数为4;该配合物中第二周期的元素有C、N、O,同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,则电负性由大到小的顺序为O>N>C。
②CO2中中心C原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=0,故CO2的VSEPR模型名称为直线形。
(3)CN-的电子式为,C的电负性小于N,C对孤电子对的吸引能力弱于N,故[Fe(CN)6]4-中配体CN-的配位原子是C;CN-中C的价层电子对数为2,C原子采取sp杂化; 1个CN-中有1个σ键和2个π键、1个[Fe(CN)6]4-中有6个配位键,配位键属于σ键,故[Fe(CN)6]4-中σ键和π键的数目之比为12∶12=1∶1。
(4)Cu2S晶胞中S2-属于面心立方堆积,根据均摊法,1个晶胞中含S2-为8×+6×=4个,则含Cu+为8个,Cu+位于S2-所构成的四面体中心,即8个Cu+占据了8个四面体中心,结合晶胞的俯视图知,S2-的配位数为8;A原子的原子分数坐标为(0,0,0),则与A原子距离最近的Cu+位于由A和与A等距离最近的3个面心S2-构成的四面体中心,其原子分数坐标为(,,)。
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