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高二化学
(75分钟 100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 Na 23 Ti 48 Cr 52
Ga 70 Au 197
一、选择题(本题包括 14小题,每小题 3分,共 42分。在每小题给出的四个选项中,
只有一项是符合题目要求)
1.唐代诗人李商隐有诗云:春蚕到死丝方尽,蜡炬成灰泪始干。下列物质的晶体熔
化时与蜡烛熔化时破坏的作用力完全相同的是
A.碘 B.金刚石 C.NH3 D.CaCl2
2.若将基态 Si原子的简化电子排布式表示为[Ne]3s23 ,则违背了
A.能量守恒原理 B.泡利不相容原理
C.能量最低原理 D.洪特规则
3.下列多电子原子的原子轨道能量高低比较错误的是
A.2s<3s B.2px<2py C.3s<3d D.4s<4p
4.常温下,水的沸点为 100 ℃,硫化氢分子的结构与水相似,但硫化氢的沸点却很低,
为-60.7 ℃。引起这种差异的主要原因是
A.范德华力 B.共价键 C.氢键 D.相对分子质量
5.下列物质性质的变化规律与共价键有关的是
A.F2、Cl2、Br2、I2的熔、沸点逐渐升高
B.Li、Na、K的熔点依次降低
C.HF、HCl、HBr、HI的热稳定性依次减弱
D.NaF、NaCl、NaBr、NaI的熔点依次降低
6.下列比较正确的是
A.键的极性: <
B.第一电离能:O>Al>Mg
C.熔点:MgCl2D.键长:碳碳三键>碳碳双键>碳碳单键
7.V2O5-WO3/TiO2催化剂能催化 NH3脱除烟气中的 NO,反应为 4NH3+O2+4NO
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4N2+6H2O。下列说法错误的是
A.Ti元素属于 d区元素
B.第一电离能:N>O
C.稳定性:H2O>NH3
D.NH3是由极性键构成的非极性分子
8.设 NA为阿伏加德罗常数的值。下列有关叙述正确的是
A.18 g冰晶体中含有的氢键数目为 2NA
B.1 mol [Cu(H O) ]2+2 4 中含有的σ键的数目为 8NA
C.标准状况下,22.4 L CCl4中所含 的数目为 4NA
D.常温下,100 g 46% C2H5OH的水溶液中含 H原子的数目为 6NA
9.交警常用酒精检测仪检查司机是否酒后驾车,其反应原理为 C2H5OH+4CrO3(红
色)+6H2SO4 2Cr2(SO4)3(绿色)+2CO2↑+9H2O。下列有关说法正确的是
A.基态 Cr3+的价层电子排布式为 3d24s1
B.H2O的空间结构为直线形
C.钾的焰色呈紫色与电子跃迁有关
D.CH3COOH分子中σ键数∶π键数为 6∶1
10.氨基酸是蛋白质的基本组成单位,某氨基酸的结构简式如图所示。下列说法错
误的是
A. 的极性强于 的极性
B.该分子中碳原子的杂化方式为 sp3、sp2
C.该分子中有 2个手性碳原子
D.该分子可形成分子间氢键
11.化学处处呈现美。下列有关说法不正确的是
A.缺角的 NaCl晶体在饱和 NaCl溶液中变为完整的立方体块,与晶体的自范性有
关
B.舞台上的白雾给人仙气飘飘的视角效果,是干冰升华时共价键断裂所致
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C.向硫酸四氨合铜溶液中加入乙醇会析出深蓝色晶体,因为乙醇的极性比水小
D.雪花是天空中的水汽经凝华而来的一种晶体,其呈六角形与氢键的方向性有关
12.根据下表提供的信息(部分短周期元素的原子半径及主要化合价),下列判断正
确的是
元素代号 X Y Z W R
原子半径/nm 0.186 0.143 0.089 0.102 0.074
+6、+4、-
主要化合价 +1 +3 +2 -2
2
A.基态 Z原子占据的最高能级的电子云轮廓图的形状为哑铃形
B.最高价氧化物对应的水化物的碱性:Y>X
C.WR3分子的 VSEPR理论为
D.W 的中心原子的价电子对数为 4
13.一种以“沸石笼”为载体对NO进行催化还原的原理示意图如图所示。下列说法
正确的是
A.反应过程中 O原子的成键数目保持不变
B.O与 Cu形成配位键时,O提供孤电子对
C.等物质的量的 N 和 N2中σ键数目之比为 2∶1
D.NH3分子的空间结构为平面三角形
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14.砷化硼(BAs)是一种具有超高热导率的新型半导体材料,其制备原理为 4BI3 (g)
+As4 (g) 4BAs(s,晶体)+6I2(g)。下列说法错误的是
A.图 a表示 As4的结构,As4分子中成键电子对与孤电子对的数目之比为 3∶1
B.图 b表示晶态单质硼(B12)的基本结构单元,该基本结构单元为正二十面体
C.图 c表示 BAs的晶胞结构,As原子的配位数为 4
D.该反应涉及的元素原子中,I原子的半径最大
二、非选择题(本题包括 4小题,共 58分)
15.(16分)研究人员将二维材料六方氮化硼转移到钻了纳米腔的金衬底上方,从而
实现了双曲声子极化激元的电磁激励过程。这一成果为量子光子学的新应用打开
了大门,打破了此前认为的光子限制极限。回答下列问题:
(1)硼在元素周期表中的位置为 ,其基态原子核外共有 种不同空
间运动状态的电子。
(2)下列 N原子的电子轨道表示式表示的状态能量最高的是 (填字母,下
同),用光谱仪不能捕捉到发射光谱的是 。
A. B.
C. D.
(3)键角 NH3 (填“>”或“<”)PH3,原因
是 。
(4)氟硼酸铵(NH4BF4)是合成氮化硼纳米管的原料之一,B 的空间结构
为 ,其中硼原子的杂化轨道类型为 。
(5)氮化硼(BN)的主要结构有立方氮化硼(图 1)和六方氮化硼(图 2),前者类似于金
刚石,后者与石墨相似,六方晶胞结构如图 2右图所示。
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①X射线衍射实验测得立方氮化硼的晶胞参数为 361.5 pm,则立方氮化硼晶体中
N与 B的原子半径之和为 (只列计算式)pm。
②已知六方氮化硼晶体的密度为 d g ·cm-3,底面角分别为 60°和 120°,NA为阿伏加
德罗常数,则 NA= (用含 a、b、d的代数式表示)mol-1。
16.(12分)研究人员用钴、碳、氮和氢四种原子合成了一种新的 21电子茂金属配
合物,这种新的茂金属可创造出用于医学、催化和能源领域的新材料,帮助解决重
要的全球问题并提高人类的生活质量。回答下列问题:
(1)C、N、H三种元素的电负性由大到小的顺序为 。
(2)基态 Co3+的价层电子轨道表示式为 。
(3)Co可形成化学式均为 Co(NH3)5BrSO4的两种钴的配合物。已知 Co3+的配位数
是 6,为确定钴的配合物的结构,现对两种配合物进行了如下实验:在第一种配合物
的水溶液中加 BaCl2溶液,产生白色沉淀;在第二种配合物的水溶液中加 BaCl2溶
液,无明显现象。第一种配合物的内界可表示为 ,第二种配合物的内界可
表示为 。若在第二种配合物的溶液中滴加 AgNO3溶液,则产生的现象
是 。
(4)用 KCN处理含 Co2+的盐溶液,有红色的 Co(CN)2析出,将它溶于过量的 KCN
溶液后,可生成紫色的[Co(CN) 4-6] ,该配离子具有强还原性,在加热时能与水反应生
成淡黄色的[Co(CN) ]3-,[Co(CN) ]3-6 6 中σ键和π键的数目之比为 。
17.(14分)A、B、C、D、E为原子序数依次增大的短周期元素,A的周期序数与族
序数相等且与 B位于不同周期;B、C、D在元素周期表中位置紧邻,B与 C同周期,
且 B与 D、C与 E同主族;基态 B原子中,成对电子数与未成对电子数之比为 4∶3。
回答下列问题:
(1)D原子的结构示意图为 ,基态 E原子的价层电子排布式为 。
(2)C与 E可形成一种化合物X,将X冷却到 16.8 ℃时凝固得到一种螺旋状单链结
构的固体,其结构如图,则 X的晶体类型是 ,X的化学式为 。
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(3)B 、B 、B 的键角由大到小的顺序为 (填离子符号)。
(4)A、C、E三种元素可组成化合物A2EC3和A2EC4,酸性较弱的是 (填化
学式),理由是 (用化学方程式解释)。
18.(16分)钛被视为继铁、铝之后的第三金属,钛和钛的化合物在航天、化工、建
筑、医疗中都有着广泛的用途。回答下列问题:
(1)基态 Ti原子的简化电子排布式为[Ar] 。
(2)TiO2与光气(COCl2)、氯化亚砜(SOCl2)等反应可以制得 TiCl4。氯化亚砜的中
心原子的杂化方式为 ,光气是 (填“极性”或“非极性”)分子。
(3)钛与卤素形成的化合物 TiX4的熔点如下表:
TiX4 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4
熔点/℃ 377 -24 38.3 153
它们熔点差异的原因为 。
(4)硫酸氧钛是一种优良的催化剂,其阳离子的链状聚合形式如图 1所示,当其中含
有 n个钛原子时,该阳离子的化学式为 。S 的空间结构为 。
图 1
(5)超高硬度生物材料 Ti3Au合金是理想的人工髋关节和膝关节材料,其晶体有
α-Ti3Au(甲)、β-Ti3Au(乙)两种结构,如图 2所示。
图 2
①α-Ti3Au晶胞中,Ti原子周围与它距离相等且最近的 Ti原子有 个。
②β-Ti3Au的晶胞参数为509 pm,设NA为阿伏加德罗常数的值,每个晶胞面上有两
个 Ti原子。β-Ti3Au晶体的密度是 (列出计算式)g·cm-3。
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参考答案
1.A 解析:蜡烛熔化时破坏范德华力。碘是分子晶体,熔化时破坏范德华力,A项
符合题意;金刚石是共价晶体,熔化时破坏共价键,B项不符合题意;NH3是分子晶
体,NH3分子间能形成氢键,熔化时破坏氢键和范德华力,C项不符合题意;CaCl2是
离子晶体,熔化时破坏离子键,D项不符合题意。
2.D 解析:当电子排布在同一个能级的不同轨道时,基态原子中的电子总是单独
优先占据一个轨道,而且自旋状态相同,称为洪特规则。若将基态 Si原子的简化电
子排布式表示为[Ne]3s23 ,则违背了洪特规则。
3.B 解析:2px和 2py轨道是两个不同的原子轨道,空间伸展方向不同,两个轨道上
的电子的运动状态不同,但同一能级上的原子轨道具有相同的能量,B项错误。
4.C 解析:水和H2S的结构相似,二者形成的晶体也都是分子晶体。但因为水分子
间存在氢键,所以水的沸点高于 H2S的沸点。
5.C 解析: 、 、 、 的键能依次减小,故HF、HCl、HBr、
HI的热稳定性依次减弱,C项符合题意。
6.A 解析:电负性 F>N,元素电负性差值越大,键的极性越强,故键的极性 <
,A项正确;第一电离能 O>Mg>Al,B项错误;MgCl2为离子化合物,AlCl3为
共价化合物,所以熔点MgCl2>AlCl3,C项错误;相同原子间共用电子对数越多,键长
越短,故键长的大小关系为碳碳单键>碳碳双键>碳碳三键,D项错误。
7.D 解析:NH3的空间结构为三角锥形,正、负电荷重心不重合,为极性分子,D项
错误。
8.A 解析:冰晶体中每个水分子形成 4个氢键,每个氢键被 2个水分子共有,所以
每个水分子形成氢键的数目为 4× =2,则 18 g(1 mol)冰晶体中含有的氢键数目为
1 mol×2×NA mol-1=2NA,A项正确;1 mol [Cu(H 2+2O)4] 中含 4 mol配位键、8 mol
(σ键),则 1 mol [Cu(H 2+2O)4] 中所含σ键的数目为 12NA,B项错误;标准状况
下,CCl4不是气体,22.4 L CCl4的物质的量不是 1 mol,C项错误;100 g 46% C2H5OH
的水溶液中含 46 g乙醇、54 g水,故含 H原子的数目为 12NA,D项错误。
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9.C 解析:基态Cr3+的价层电子排布式为 3d3,A项错误;H2O的空间结构为V形,B
项错误;单键为σ键,一个双键含有一个σ键和一个π键,因此 CH3COOH分子中σ键
数∶π键数=7∶1,D项错误。
10.C 解析:O的电负性大于 C,则 O吸引电子的能力强于 C, 的极性强于
,A项正确;该分子中碳原子的杂化方式为 sp3、sp2,B项正确;该分子中有 1
个手性碳原子,C项错误;该分子中含 、 ,可形成分子间氢键,D
项正确。
11.B 解析:晶体具有规则的几何形状,有自范性,则缺角的 NaCl晶体在饱和 NaCl
溶液中慢慢变为完整的立方体块,体现了晶体的自范性,A项正确;干冰升华会吸
收周围环境的热量,使得水蒸气变成白雾,无共价键断裂,B项错误;乙醇的极性比
水小,硫酸四氨合铜是离子晶体,有较强的极性,其在乙醇中的溶解度更小,所以会
析出晶体,C项正确;氢键具有方向性和饱和性,则由天空中的水汽经凝华形成的雪
花呈六角形与氢键的方向性有关,D项正确。
12.D 解析:由题意可知,X、Y、Z、W、R分别为 Na、Al、Be、S、O。基态 Be
原子占据的最高能级为 2s,s能级的电子云轮廓图的形状为球形,A项错误;金属性
Na>Al,故碱性 NaOH>Al(OH)3,B项错误;SO3分子中 S原子的价电子对数为 3+
=3,则 SO3分子的 VSEPR理论为平面三角形,C项错误;S 中 S原子的价电
子对数为 4+ =4,D项正确。
13.B 解析:从反应过程②③可以看出O原子的成键数目发生改变,A项错误;O原
子含有孤电子对,Cu原子含有空轨道,所以 O提供孤电子对,B项正确;等物质的量
的 N 和 N2中σ键数目之比为 4∶1,C项错误;NH3分子的空间结构为三角锥形,D
项错误。
14.A 解析:结合图 a可知,As4分子中成键电子对数为 6,孤电子对数为 1×4=4,所
以 As4分子中成键电子对与孤电子对的数目之比为 3∶2,A项错误;由图 b可知,单
质硼(B12)的基本结构单元中上、下、前、后各有 5个正三角形,所以单质硼(B12)
的基本结构单元为正二十面体,B项正确;由图 c可知,每个 As原子与 4个 B原子
相连,As原子的配位数为 4,C项正确;B为第二周期元素,As为第四周期元素,I为
第五周期元素,所以反应涉及的元素原子中,I原子的半径最大,D项正确。
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15.(1)第二周期第ⅢA族(1分);3(2分)
(2)D(1分);A(1分)
(3)>(2分);N的电负性大于 P,NH3分子中成键电子对之间的斥力更大,键角更大(2
分)
(4)正四面体形(1分);sp3杂化(2分)
(5)① ×361.5(2分)
② (2分)
解析:(5)①立方氮化硼晶体中硼氮键的键长为晶胞体对角线长度的 ,故立方氮化
硼晶体中 N与 B的原子半径之和为 ×361.5 pm。
②由图 2右图可知,晶胞的体积为 a2b pm3,即 a2b×10-30 cm3,晶胞中氮原子的
个数为 4× +4× +1=2,硼原子的个数为 2× +2× +2× =2,故 d g·cm-3=
,则 NA= mol-1。
16.(1)N>C>H(2分)
(2) (2分)
(3)[CoBr(NH3)5]2+(2分);[Co(SO +4)(NH3)5] (2分);有淡黄色沉淀生成(2分)
(4)1∶1(2分)
解析:(4)配离子[Co(CN) ]3-6 中 Co3+与配体 CN-之间形成 6个配位键,即 6个σ键,一
个 CN-中含有 1个σ键和 2个π键,因此[Co(CN)6]3-中共有 12个σ键和 12个π键,σ键
和π键的数目之比为 1∶1。
17.(1) (2分);3s23p4(2分)
(2)分子晶体(2分);SO3(2分)
(3)N >N >N (2分)
(4)H2SO3(2分);Na2SO3+H2SO4 Na2SO4+SO2↑+H2O(或其他合理答案,2分)
解析:综合分析可知,A、B、C、D、E分别为 H、N、O、P、S。
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(2)原子半径 S>O,由图可知,一部分 O被共用,一部分 O未被共用,用均摊法可求出
其分子式为 SO3;SO3的凝固点为 16.8 ℃,比较低,且冷却凝固后才形成螺旋状单链
结构,所以 SO3为分子晶体。
(3)由价电子对互斥理论知,N 呈直线形,N 呈平面三角形,N 呈 V形,所以键
角由大到小的顺序为 N >N >N 。
18.(1)3d24s2(2分)
(2)sp3(2分);极性(2分)
(3)TiF4为离子晶体,其他均为分子晶体,离子晶体的熔点高于分子晶体,TiCl4、
TiBr4、TiI4的相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增强,熔点依次升高(2分)
(4)(TiO (2分);正四面体形(2分)
(5)①8(2分)
② (2分)
解析:(4)根据均摊法可知,平均 1个 Ti结合 1个 O,Ti的化合价为+4,O的化合价为
-2,则当其中含有 n个钛原子时,阳离子的化学式为(TiO 。
(5)①Ti原子在面心,以最上面的面心的 Ti原子为例,其与下方四个侧面面心的 Ti
原子距离相等且最近,与上方四个侧面面心的 Ti原子同样距离相等且最近,故 Ti
原子周围与它距离相等且最近的 Ti原子共 8个。
②在β-Ti3Au晶胞中,根据均摊法,Au位于顶点和体心,Au的个数为 2,Ti位于面心,
Ti的个数为 6,晶胞的质量为 g,晶胞的体积为(509×10-10)3 cm3,所以晶
体的密度ρ= g·cm-3。
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