山西省太原市2021-2022学年高二下学期期中考试化学试题（原卷版）

2021~2022 学年第二学期高二年级期中质量监测 化学试卷 可能用到的相对原子质量：O-16 Ca-40 Ti-48 Co-59 Cu-64 一、选择题(本题共20 小题，每小题2 分，共40 分，在每小题给出的四个选项中，只有一项 是符合题目要求的，请将正确选项填入答案栏内) 1. 蛋白质和核酸是生命的物质基础，其中都含有氮元素。下列化学用语表示正确的是 A. 氮分子的结构式：N≡N B. 基态氮原子最外能级的电子云轮廓图： C. NH3的球棍模型： D. 基态氮原子核外电子的轨道表示式： 2. 下列关于原子光谱的说法错误的是 A. 原子光谱告诉我们原子核外电子的能量是量子化的 B. 通过原子光谱可以发现新的元素，也可以鉴定某些元素 C. 焰色试验是电子从激发态跃迁回基态时才有的现象 D. 原子光谱包括吸收光谱和发射光谱 3. “各能级最多容纳的电子数，是该能级原子轨道数的二倍”，支撑这一结论的理论是 A. 构造原理 B. 泡利原理 C. 洪特规则 D. 能量最低原理 4. 两种元素的基态原子电子排布式分别是：①1s22s22p63s2②1s22s22p63s23p1，下列有关比较正确的是 A. 金属性：②>① B. 原子半径：②>① C. 第一电离能：①>② D. 最高正化合价：①>② 5. 下列分子或离子的空间结构判断不正确的是 A. NH 为正四面体形 B. BeCl2为直线形 C. NF3为V 形 D. CO 为平面三角形 6. 下列分子的中心原子采取sp2杂化的是 ①SO3 ②乙烯 ③乙炔 ④甲醛 ⑤NCl3 ⑥过氧化氢 A. ①②④ B. ①④⑥ C. ②③④ D. ②⑤⑥ 7. 晶胞是描述晶体结构的基本单元。下列示意图中(不同的小球代表不同的原子或离子)可以表示化学式为 AB2型化合物晶胞的是 A. B. C. D. 8. 下列关于键的极性和分子极性的说法中，错误的是 A. 只有非极性键的分子一定是非极性分子 B. 含极性键的非极性分子，其空间结构是对称的 C. 异核双原子分子一定是极性分子 D. 极性分子中一定只含有极性键 9. 在元素周期表中的某些元素之间存在着特殊的“对角线规则”，如Li 和Mg、Be 和Al、B 和Si 的一些性质 相似。下列说法不正确的是 A. 氢氧化铍是两性氢氧化物 B. B 和Si 的电负性数值相近 C. Li 在N2中燃烧生成Li3N D. Li 和Mg 的原子半径相近，且核外电子排布相同 10. 科学技术在物质结构的研究中具有非常重要的作用。下列说法错误的是 A. 质谱仪可以测定分子的相对分子质量 B. 可通过红外光谱分析测得共价键的键长和键角 C. 可通过红外光谱分析物质中含有何种化学键 D. 可通过X 射线衍射实验区分晶体和非晶体 11. 下列关于 键和 键的说法中，错误的是 A. 键的电子云图形是轴对称的， 键的电子云图形是镜面对称的 B. 键是原子轨道“头碰头”式重叠， 键是原子轨道“肩并肩”式重叠 C. 两个p 轨道不能形成 键，只能形成 键 D. H 只能形成 键，O 可以形成 键和 键 12. 下表列出8 种短周期元素的部分性质，下列有关叙述正确的是 元素 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ 原子半径/10-10m 0.74 1.52 1.60 1.10 0.99 0.75 1. 86 0.82 主要化合价 -2 +1 +2 +5、-3 +7、-1 +5、-3 +1 +3 A. ①和⑦形成的化合物中只含有离子键 B. ⑧的基态原子核外电子排布式为[Ne]3s23p1 C. 表格元素中，⑥的最高价氧化物对应水化物的酸性最强 D. 表格元素中，④和⑥的基态原子中未成对电子数最多 13. 我国中医古籍《玉楸药解》中记载：“胆矾味酸，性寒，入手太阴肺经。降逆止嗽，消肿化积。”胆矾 CuSO4·5H2O 可写为[Cu(H2O)4]SO4·H2O，其结构示意图为： 下列有关说法正确的是 A. 基态Cu2+的价层电子排布式为3d84s1 B. 硫原子采取sp3杂化，其价层电子对数为3 C. 胆矾中微粒间作用力包括离子键、极性键、配位键和氢键 D. 电负性：H<Cu<O<S 14. 臭氧通常存在于距离地面25km 左右的高层大气中，它能有效阻挡紫外线，保护人类健康。但是在近地 面，臭氧却是一种污染物。已知O3的空间结构为V 形，分子中正电中心和负电中心不重合。下列说法不 正确的是 A. O3和O2互为同素异形体 B. 在水中的溶解度：O3>O2 C. O3是极性分子，O2是非极性分子 D. O3分子中的共价键是极性键 15. 2022 年2 月20 日晚，第二十四届冬奧会在北京国家体育场胜利闭幕，下列关于“冰”与“雪”的说法正确 的是 A. 冰中氢键的键能为18.8kJ·mol-1，即融化含1mol 氢键的冰需要吸收18.8kJ 的热量 B. 密度ρ(干冰)>ρ(水)>ρ(冰)的原因是分子间作用力大小不同 C. 每一片雪花都是一幅精美图案，其六角形形状与氢键的 方向性有关 D. 可燃冰是甲烷分子与水分子之间通过氢键形成的 16. 冠醚是皇冠状的 分子，可有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子。18—冠—6 可与钾离子作用， 如图是18—冠—6 与钾离子以配位键结合形成的超分子结构示意图。下列说法错误的是 A. 超分子具有分子识别和自组装的特征 B. 该超分子中K+的配位数为6 C. 利用超分子的分子识别特征，还可以分离C60、C70 D. 冠醚与碱金属离子形成的配合物属于“超分子”，其形成的晶体是分子晶体 17. 2021 年诺贝尔化学奖授予马克斯·普朗克研究所的BenjaminList 与普林斯顿大学的 Davidw.C.MacMillan，两人在“不对称有机催化”领域的创新发明带来了一种极为精准的合成新工具，对医 药研究和绿色化学有极为重要的意义。如图为一种典型的不对称有机催化反应，下列有关表述错误的是 A. 乙中碳原子有两种杂化方式 B. 甲、乙、丙物质内都有分子间氢键 C. 甲中所有原子不可能处于同一平面内 D. 三种物质中只有丙有手性碳 18. 下列关于晶体的描述中，错误的是 A. 干冰晶体中，每个二氧化碳分子周围紧邻12 个二氧化碳分子 B. 氯化钠晶体中，每个Na+周围紧邻且距离相等的Na+共有6 个 C. 氯化铯晶体中，每个Cs+周围紧邻且距离相等的Cl-共有8 个 D. 金刚石为三维骨架结构，由共价键形成的碳原子环中，最小的环由6 个碳原子构成 19. 已知有关氮、磷的单键和三键的键能数据(单位：kJ·mol-1)如表： N—N N≡N P—P P≡P 193 946 197 489 下列说法错误的是 A. 从能量角度看，因为P2比P4能量更低所以通常以P4形式存在 B. 从能量角度看，因为 N2比N4( )能量更低所以通常以N2形式存在 C. 从原子半径角度看，因为P 原子半径较大不易形成π 键 D. P4分子中P 原子采取sp3杂化 20. 下列有关事实和解释均正确的是 选 项 事实 解释 A 分别向K3[Fe(CN)6]溶液和Fe(SCN)3溶液中滴 加等浓度的氢氧化钠溶液，只有Fe(SCN)3溶 液中有黄色沉淀生成 CN-对Fe3+的配位能力比SCN-更 强，溶液中没有Fe3+ B 向碘的四氯化碳溶液中加入适量浓KI 溶液， 振荡试管，溶液紫色变浅 c(I-)增大，I2+I- I 平衡向右 移动 C 向酸式滴定管中加入蒸馏水，打开活塞让水 缓缓流下，可看到水呈直线状垂直流入烧杯 中。若用头发摩擦过的气球靠近，水流会向 一侧偏转 水分子中含有极性键，会受到带电 物体的吸引 D 向盛有AgCl 沉淀的试管中滴入足量1mol/L 氨 水，振荡，溶液变澄清 AgCl+2NH3=[Ag(NH3)2]Cl，NH3的 N 接受电子对 A. A B. B C. C D. D 二、必做题(本题包括3 小题，共46 分) 21. 离子液体常被用作电化学研究的电解质、有机合成的溶剂和催化剂。如图为离子液体1—丁基—3—甲 基咪唑六氟磷酸盐的结构简式，回答下列问题： （1）该物质含有的化学键类型为____；其中C 原子的杂化轨道类型是____。 （2）大多数离子液体含有体积很大的阴、阳离子。如季铵阳离子(R4N+，即NH 的H 被烃基R 取代)、带 烃基侧链的咪唑、嘧啶等有环状含氮结构的有机铵正离子，请从配位键形成的角度来解释NH 的形成(H+ +NH3=NH )：____。阴离子如四氯铝酸根(AlCl )是一种配离子，其中的配位原子是____，配位体是____； 该阴离子中含有____个σ 键，空间结构名称为____。 （3）LiBH4—LiI 复合材料在低温下表现出较高的离子电导率，其中BH 离子可以被PS 离子部分取代。 根据BH 中元素的化合价判断，电负性H____B(填“>”或“<”)，其中B 原子的杂化轨道类型是____。PS 离子的价层电子对互斥模型名称为____。 22. 绿芦笋中含有天门冬氨酸(结构如图)和微量元素硒、铬、锰等，具有提高身体免疫力的功效。回答下列 问题： （1）天门冬氨酸中C、N、O 三种元素的第一电离能由大到小的顺序是____，电负性最大的元素的价层电 子轨道表示式____。铬元素位于周期表第____周期____族，其基态原子的电子排布式为____。 （2）天门冬氨酸中的共价键类型为____(填“σ 键”、“π 键”)，其中N 原子的杂化轨道类型为____，图中O —C—C 的键角__C—C—N 的键角(填“大于”或“小于”)。 （3）H2S 和H2Se 热稳定性较好的是____，从分子结构角度解释其原因：____。 （4）分子结构修饰在药物设计与合成中有广泛的应用。若将天门冬氨酸中的—NH2，换成—NO2，得到的 新物质的酸性会增强，原因是____。 （5）四个主族元素部分简单氢化物沸点随周期序数的变化如图所示。其中表示第VIA 族元素简单氢化物 沸点变化的是曲线____(填字母)，用分子间作用力解释该曲线：____。O—H…O 的键能小于F—H…F，但 水的沸点高于HF 的原因可能是____。 某些氢键的键能和键长 氢键X—H…Y 键能/(kJ·mol-1) 键长/pm 代表性例子 F—H…F 28.1 255 (HF)n O—H…O 18.8 276 冰 O—H…O 25.9 266 甲醇，乙醇 N—H…F 20.9 268 NH4F N—H…O 20.9 286 CH3CONH2 N—H…N 5.4 338 NH3 23. 据媒体报道，某公司目前研发出比当前广泛使用的锂离子电池成本更低、寿命更长、充电速度更快的 钠离子电池。该电池的负极材料为Na2Co2TeO6，电解液为NaClO4的碳酸丙烯酯溶液。回答下列问题： （1）基态Na 原子中，核外电子的空间运动状态有____种，其占据的最高能级电子云轮廓图形状为____。 基态52Te 的价电子排布式为____。 （2）用离子符号表示NaClO4中三种元素所对应的简单离子半径由大到小的顺序为____。第二周期元素中 第一电离能介于B、N 之间的有____种。 （3）通过金属Co(晶胞结构如图a 所示)在NH3中氮化可以制备出一系列氮化钴材料(用CoxN 表示，x 为正 整数，其晶胞结构如图b、c、d 所示)。回答下列问题： ①Co 在周期表中属于____区。 ②已知金属Co 的晶胞参数为a nm，则该晶体的密度为____g·cm-3。(列出计算式，用NA表示阿伏加德罗常 数的值) ③表示Co4N 晶胞的是图____(填“b”、“c”或“d”)，该晶体中1 个N 原子周围距离相等且最近的Co 原子数目 为____。 三、选做题(以下两组题任选一组题作答，共14 分，A 组较简单，若两组都做，按A 组计分) 24. 在高温超导领域，有一类化合物是钙钛矿型材料，此类化合物中最早被发现的是钛酸钙，其晶胞结构 如图所示。试回答下列问题： （1）基态Ti 原子的核外电子排布式为____。 （2）Ti 的四卤化物熔点如表所示，TiF4熔点高于其他三种卤化物，自TiCl4至TiI4熔点依次升高，原因是_ ___。 化合物 TiF4 TiCl4 TiBr4 TiI4 熔点/℃ 377 -24.12 38.3 155 （3）该钙钛矿的 化学式为____，其组成元素的电负性由大到小的顺序是____；金属离子与氧离子间的作 用力为____，该晶体中每个氧离子周围与它最近且距离相等的氧离子有____个。若晶胞参数为a pm，则晶 体密度为____g·cm-3(列出计算式，用NA表示阿伏加德罗常数的值)。 25. X、Y、Z、E、F 五种元素的原子序数依次递增。已知：F 位于周期表中第四周期IB 族，其余的均为短 周期主族元素，X、E 同主族，E 的氧化物是光导纤维的主要成分，X 是形成化合物种类最多的元素之一， 基态Z 原子核外p 轨道的未成对电子数为2。请回答下列问题： （1）基态Y 原子价层电子排布式为____。原子中运动的电子有两种相反的自旋状态，若一种自旋状态用+ ，表示，则与之相反的用- 表示，这称为电子的自旋量子数。对于基态的Y 原子，其价电子的自旋量 子数代数和为____。 （2）X、Y、E 三种元素的第一电离能由小到大的顺序为____(填元素符号，下同)；电负性由小到大的顺 序为____。 （3）X、Z 和氢元素按原子数目比为1：1：2 形成常温下呈气态的物质，其分子中键角约为____，其中X 原子的杂化轨道类型为____。 （4）F2+与NH3能形成[F(NH3)4]2+离子，[F(NH3)4]2+中的配位原子为____(填元素符号)。若[F(NH3)4]2+离子中 2 个NH3被2 个Cl-替代可以得到2 种不同的结构，则[F(NH3)4]2+离子的空间结构名称是____。(填“平面四方 形”或“正四面体”)。 （5）F2Z 的晶胞中(结构如图所示)所包含的F 离子数目为____。若其晶体密度为ρ g·cm-3，F 离子的半径为 r1 pm，Z 离子的半径为r2 pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞中原子的空间利用率(即原子的体积占 晶胞体积的百分率)为____。(用含ρ、r1、r2、NA的代数式表示，列式即可，不需化简)。