湖北省鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校 2020高二下学期期中联考化学试题（解析版）

2020 年春季鄂东南省级示范高中教育教学改革联盟学校期中联考 高二化学试卷 第 I 卷（共 48 分） 一、选择题（每小题只有一个选项符合要求，请选出。共 16 小题，每题 3 分。共 48 分） 1. 金属的下列性质中，与自由电子无关的是：（ ） A. 密度大小 B. 容易导电 C. 延展性好 D. 易导热 【答案】A 【解析】 【详解】对于金属，其易导电、导热性及延展性均与自由电子有关，而密度大小与自由电子无关系，答案 选 A。 2.下列对焰色反应的光谱描述不正确的是（ ） A. 连续光谱 B. 原子光谱 C. 发射光谱 D. 线状光谱 【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】光谱按产生方式分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱，发射光谱又分为：线状光谱、带状光谱和 连续光谱，线状光谱又叫原子光谱，包含暗线光谱和明线光谱，焰色反应是当某些金属及其化合物在火焰 上灼烧时，原子中的电子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到能量较高的轨道，但处于能量较高轨道上 的电子是不稳定的，很快跃迁回能量较低的轨道，这时就将多余的能量以光的形式放出。而光的波长在可 见光范围内，因而能使火焰呈现颜色，焰色反应的光谱是明线光谱，主要是利用了发射光谱中的线状光谱， 而线状光谱又叫原子光谱； 故答案选 A。 3.价电子排布式为 4s1 的基态原子，其基态简单离子核外电子占有的轨道数为（ ） A. 5 B. 6 C. 9 D. 10 【答案】C 【解析】 【详解】价电子排布式为 4s1 的基态原子的电子排布式为 1s22s22p63s23p64s1，为 19 号 K 原子，其基态简单 离子的电子排布式为 1s22s22p63s23p6，核外电子占有的轨道数为 1+1+3+1+3=9，答案选 C。 4.下列各组物质性质的比较，结论正确的是（ ） A. 分子的极性：BCl3＜NCl3B. 分子的稳定性：HF＜H2O C. 微粒的半径：F-＜Na+ D. 酸性：H3PO4＜HClO 【答案】A 【解析】 【详解】A．BCl3 为平面正三角形分子，正负电荷重心重合，而 NCl3 为极性分子，则分子极性：BCl3＜ NCl3，A 正确； B．元素的非金属性越强，对应氢化物的热稳定性越强，非金属性 F>O，则氢化物的热稳定性：HF>H2O， B 错误； C．电子层数相同的离子，核内质子数越多半径越小，F-和 Na+都是两个电子层，质子数分别为 9 和 11，所 以半径大小为：F->Na+，C 错误； D．H3PO4 是一种中强酸，HClO 是一种弱酸，所以酸性：H3PO4>HClO ，D 错误。 答案选 A。 【点睛】酸性强弱的比较，注意非金属的非金属性强弱决定其最高价含氧酸的酸性强弱，但不决定其低价 含氧酸的酸性强弱。 5.在抗击新冠肺炎的斗争中，75%的酒精、含氯消毒液、过氧乙酸是人们常用的几种灭菌消毒剂，其中过氧 乙酸的合成原料为冰醋酸、硫酸、过氧化氢。以下说法正确的是（ ） A. 由于乙醇分子间和水分子间都有氢键，故两者因为“相似相溶”能以任意比例互溶 B. HClO 分子中中心原子采用 sp3 杂化，且所有原子最外层均达到 8 电子稳定结构 C. 过氧化氢是含有极性键和非极性键的非极性分子 D. 冰醋酸分子中 C 原子采用 sp3 和 sp2 两种杂化方式 【答案】D 【解析】 【详解】A．乙醇分子间存在氢键，乙醇和水分子间也能形成氢键，故乙醇能和水以任意比互溶，A 错误； B．HClO 中，中心原子 O 原子的价层电子对数是 4，以 sp3 杂化轨道成键，氯原子和氧原子最外层均达到 8 电子稳定结构，但氢原子最外层是 2 电子稳定结构，B 错误； C．过氧化氢分子中氢原子和氧原子之间存在极性共价键，氧原子和氧原子之间存在非极性共价键，而过氧 化氢是极性分子，C 错误； D．冰醋酸分子式为 CH3COOH，其中甲基（-CH3）中碳原子形成 4 个单键，杂化轨道数目为 4，采用的是 sp3 杂化；羧基（-COOH）中碳原子形成 3 个 σ 键，杂化轨道数目为 3，采用的是 sp2 杂化，D 正确。 答案选 D。6.多原子分子中各原子若在同一平面，且有 2 个以上相互平行的 p 轨道，则 p 电子可在多个原子间运动，形 成“离域 π 键”，下列物质中存在“离域π 键”的是（ ） A. SO2 B. PO43- C. H2S D. HCHO 【答案】A 【解析】 【详解】形成“离域 π 键”的形成条件是“原子都在同一平面且有 2 个以上相互平行的 p 轨道” ，根据价 层电子对互斥理论，PO43-为正四面体结构，原子不处于同一平面内，H2S、HCHO 中 H 原子没有 p 轨道， 不具备“离域 π 键”的形成条件，SO2 为平面三角形形结构，有 2 个以上相互平行的 p 轨道，可以形成“离 域 π 键”，答案选A。 7.下列说法中正确的组合是（ ） ①离子键没有方向性和饱和性，而共价键有方向性和饱和性 ②氯化钠熔化时离子键被破坏 ③H2O 的沸点比 HF 的沸点高，是由于水分子间氢键键能大于 HF 分子间氢键键能 ④存在有阳离子却没有阴离子的晶体 ⑤SiO2 晶体中每个硅原子与两个氧原子以共价键相结合 ⑥晶体中分子间作用力越大，分子越稳定 A. ①②③ B. ①②④ C. ②③⑤ D. ③⑤⑥ 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】①离子键通过阴阳离子之间的相互作用形成，离子键没有方向性和饱和性，共价键是原子之间通 过共用电子对形成，所以共价键有方向性和饱和性，故正确； ②氯化钠熔化时钠离子和氯离子间距离加大，离子键被破坏，故正确； ③H2O 沸点高于 HF 原因是 H2O 分子形成氢键个数多于 HF 形成氢键个数，故错误； ④存在有阳离子却没有阴离子的晶体，如金属晶体，故正确； ⑤SiO2 晶体中每个硅原子与 4 个氧原子以共价键相结合，故错误； ⑥晶体中分子内化学键键能越大，分子越稳定，故错误； 故选 B。 8.中科大陈乾旺教授等人发明合成金刚石的新方法，其化学原理是：①Na+CO2 C(金刚石)+C(石墨)+Na2CO3(未配平)，该方法比 1955 年人工首次制得金刚石的旧方法容易得多，其化学原理是：②C（石 墨） (金刚石）。以下表述正确的是（ ） A. 金刚石属于原子晶体 B. 反应①中各物质熔沸点高低顺序为：金刚石﹥石墨﹥Na2CO3﹥Na﹥CO2 C. 石墨晶体中，既有共价键，又有范德华力，但没有金属键 D. 干冰晶体中，与 1 个 CO2 分子紧邻且等距的 CO2 分子有 6 个 【答案】A 【解析】 【详解】A．金刚石是由碳原子通过共价键形成的原子晶体，A 正确； B．石墨结构中的碳碳键比金刚石的短，熔点比金刚石的高，B 错误； C．石墨晶体中，既有共价键，又有金属键，还有范德华力，是一种混合晶体，C 错误； D．干冰是分子晶体，CO2 分子位于立方体的顶点和面心上，以顶点上的 CO2 分子为例，与它距离最近的 CO2 分子分布在与该顶点相连的 12 个面的面心上，所以干冰晶胞中，每个 CO2 分子周围有 12 个与之紧邻且等 距的 CO2 分子，D 错误。 答案选 A。 9.下列说法正确的是（ ） A. 淀粉和纤维素互为同系物 B. 水可以用来分离苯和苯酚的混合物 C. 植物油氢化过程中发生了还原反应 D. 环己烯与甲苯可用酸性 KMnO4 溶液鉴别 【答案】C 【解析】 【详解】A．淀粉和纤维素的化学式为：(C6H10O5)n，由于 n 不能确定，二者都属于混合物，相差 n 个 C6H10O5，不满足同系物的条件，A 错误； B．苯和苯酚互溶且二者不能溶于水，B 错误； C．植物油中的烃基含有碳碳双键，氢化过程中与氢气发生了加成反应，有机反应中失氧或得氢又叫还原反 应，C 正确； D．环己烯与甲苯都能被酸性 KMnO4 溶液氧化而使酸性 KMnO4 溶液褪色，故不能用酸性 KMnO4 溶液鉴别， D 错误。 答案选 C。10.分子式为 C11H16 的有机物有多种，其中苯环上的二元取代物共有（ ） A. 16 种 B. 17 种 C. 18 种 D. 19 种 【答案】C 【解析】 【详解】分子式为 C11H16 的有机物的不饱和度为 11+1- =4，即苯环外无不饱和碳原子，组成为 C11H16 的 芳香烃，其苯环上有两个取代基时有两种类型，第一种类型两个取代基一个是甲基，一个是丁基（丁基共 有 4 种），它们在苯环上又有邻、间、对三种情况，共有 4×3=12 种；第二种类型两个取代基一个是乙基， 一个是丙基（丙基共有 2 种），它们在苯环上又有邻、间、对三种情况，共有 2×3=6 种，因此共有 12+6=18 种，答案选 C。 【 点 睛 】 丙 基 有 两 种 为 ： -CH2CH2CH3 、 ， 丁 基 有 四 种 为 ： -CH2CH2CH2CH3 、 、 、 。 11.已知：一类二烯烃与单烯烃或炔烃作用生成六元环状化合物的反应常用于有机合成，如 ，如果要一步合成 ，所用的有机物是（ ） A. 2，3—二甲基—l，3—丁二烯和乙炔 B. 1，3—戊二烯和丙烯 C. l，3—丁二烯和 2-丁烯 D. 2—甲基—l，3—丁二烯和乙烯 【答案】C 【解析】 【分析】 根据 1，3-丁二烯与乙烯反应 知，1，3-丁二烯中的两个碳碳双键断裂，中间形成 一个碳碳双键，边上两个半键与乙烯中的两个半键相连构成环状，类比 1，3-丁二烯与乙烯的加成反应采用 逆合成分析法即可。 【详解】A． ，故 A 错误； 16 2B． ，故 B 错误； C． ，故 C 正确； D． ，故 D 错误； 故选 C。 12.下列关于有机化合物的说法正确的是（ ） A. 甲烷和氯气在光照条件下反应的产物有 4 种 B. 键线 的系统命名为 3—乙基—1，3—丁二烯 C. 分子式为 C5H10Br2 主链碳原子数为 5 的结构有 9 种 D. 为检验 1—氯丙烷中的氯元素，可将 1—氯丙烷与 NaOH 溶液共热几分钟后，冷却，滴加 AgNO3 溶液， 观察是否有白色沉淀生成 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】A．甲烷和氯气在光照条件下反应的产物有：CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4、HCl，共 5 种，故 A 错误； B．键线 的系统命名为 2—乙基—1，3—丁二烯，故 B 错误； C．采用定一移一的分析方法，分子式为 C5H10Br2 主链碳原子数为 5 的结构如图： 、 、 所示，共有 9 种，故 C 正确； D．为检验 1—氯丙烷中的氯元素，可将 1—氯丙烷与 NaOH 溶液共热几分钟后，冷却，先滴加稀 HNO3 酸化， 再滴加 AgNO3 溶液，观察是否有白色沉淀生成，故 D 错误； 故选 C。13.“纳米小人”（NanoPutians”）是莱斯大学的 StephanieH.Chanteau 和 JamesM.Tour 创造出来的小家伙。他 们不仅设计出了一系列 2nm 大小的迷你小人分子，而且还真的把它们合成了出来。如图是其中的一种，下 列说法正确的是（ ） A. 如图“纳米小人”含苯环，属于芳香烃 B. 如图“纳米小人”所有碳原子可能共平面 C. 如图“纳米小人”含有三种官能团 D. 如图“纳米小人”能发生加成反应、取代反应、氧化反应、还原反应等反应 【答案】D 【解析】 【详解】A．该物质处理 C、H 元素还含有 O 元素，不属于烃类，故 A 错误； B．该物质中有四个碳原子连接在同一个饱和碳原子上，呈四面体结构，不可能所有碳原子都共面，故 B 错 误； C．该物质含有醚键和碳碳三键两种官能团，故 C 错误； D．该物质含有碳碳三键，可以发生加成反应、氧化反应、还原反应(与氢气的加成反应)，含有烷基，可以 发生取代反应，故 D 正确； 故答案为 D。 14.有机物 M 的相对分子质量不超过 150，经测定 M 具有下列性质： ①能燃烧，燃烧产物只有 CO2 和 H2O ②M 与醇或羧酸在浓硫酸存在下均能生成有香味的物质 ③在一定条件下，M 能发生分子内脱水反应，其生成物与溴水混合，溴水褪色 ④0.1molM 与足量 NaHCO3 溶液反应产生 4.48L(标准状况下)气体 下列物质与 M 互为同系物的是（ ） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【分析】 ①能燃烧，燃烧产物只有 CO2 和 H2O，一定含有 C、H 元素，可能含有 O 元素； ②M 与醇或羧酸在浓硫酸存在下均能生成有香味的物质，分子中含有-OH、-COOH； ③在一定条件下，M 能发生分子内脱水反应，其生成物与溴水混合，溴水褪色，羟基的邻碳上有 H； ④0.1molM 与足量 NaHCO3 溶液反应产生 4.48L(标准状况下)气体，即为 0.2mol 二氧化碳，分子中含有两个 -COOH。 【详解】由分析可知：M 分子中含有-OH、两个-COOH，M 相对分子质量小于 150，假设分子中含有两个 -OH、两个-COOH，150-45×2-17×2=26，26 可能有两 CH，分子结构为 ，但该分子的相对 分子质量等于于 150，与题意不符，故 M 分子只有一个-OH、两个-COOH，D 符合，故选 D。 15.1，2—二溴乙烷可作汽油抗爆剂的添加剂，常温下它是无色液体，密度 2.18g·cm-3，沸点 131.4℃，熔点 9.79℃，不溶于水，易溶于醇、醚、丙酮等有机溶剂。在实验室中可以用如图所示装置制备 1，2—二溴乙 烷。其中分液漏斗和烧瓶 a 中装有乙醇和浓硫酸的混合液，用于制备乙烯，试管 d 中装有液溴（表面覆盖 少量水）。下列有关说法不正确的是（ ） A. 实验中为了防止有机物大量挥发，应迅速升高反应温度至 170℃ B. 装置 c 和装置 e 中都盛有 NaOH 溶液，其吸收的杂质不相同 C. 制备乙烯和生成 1，2—二溴乙烷的反应类型分别是消去反应和加成反应 D. 向 d 中产物加入饱和 Na2CO3 溶液震荡静置，可用分液 方法进行分离 【答案】A 的【解析】 【分析】 制备 1，2-二溴乙烷，由实验装置可知，分液漏斗和烧瓶 a 中装有乙醇和浓硫酸的混合液，反应生成乙烯； 乙醇易挥发，且极易溶于水，所以 b 可吸收乙醇，并可防止倒吸，导管可以平衡压强，防止体系压强过高； c 中 NaOH 溶液可除去乙烯中混有的酸性物质，d 中发生乙烯和溴发生加成反应制备 1,2-二溴乙烷，e 可吸 收尾气中挥发的溴，以此来解答。 【详解】A．迅速升高反应温度至 170℃是为了减少副反应的发生，并不能防止有机物的挥发，故 A 错误； B．装置 c 中 NaOH 溶液主要吸收浓硫酸和乙醇反应过程中产生的酸性气体(主要为二氧化硫、二氧化碳)， 装置 e 主要吸收挥发出的溴，故 B 正确； C．乙醇发生消去反应生成乙烯，乙烯和溴发生加成反应生成 1 2-二溴乙烷，故 C 正确； D．d 中产品主要为 1,2-二溴乙烷，加入饱和 Na2CO3 溶液震荡静置，可以除去未反应的溴，产品不溶于水， 溶液会分层，可分液分离，故 D 正确； 故答案为 A。 16.已知某些饱和一元醛的常压时沸点(℃)如下表所示： 化合物 甲醛 乙醛 己醛 辛醛 沸点/℃ -21 21 130 163 饱和一元醛 R 常压时的沸点为 153℃。则 R 为（ ） A. 丙醛 B. 戊醛 C. 庚醛 D. 壬醛 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】根据表格可知饱和一元醛含碳原子数目越多沸点越高，R 常压时的沸点为 153℃，高于己醛(6 个碳) 低于辛醛(8 个碳)，所以应为庚醛(7 个碳)，故答案为 C。 第 II 卷（共 52 分） 17.苯甲酸是一种消毒防腐剂，其钠盐可抑制牙膏中微生物的生长。甲苯氧化法是实验室制备苯甲酸的常用 方法之一。 （一）反应原理 C6H5CH3+2KMnO4 C6H5COOK+KOH+2MnO2↓+H2O ,C6H5COOK+HCl→C6H5COOH+KCl 已知：苯甲酸相对分子质量 122，熔点 122.4℃；苯甲酸在水中的溶解度如下表。 温度/℃ 17.5 25 75 80 100 溶解度/g 3.00 3.99 5.90 8.39 11.7 （二）实验过程 ①将一定量甲苯、水、几粒沸石加入三颈烧瓶中； ②装上冷凝管，加热至沸后分批加入适量高锰酸钾，搅拌回流反应 4 小时； ③将反应混合物趁热减压过滤，并用热水洗涤滤渣，将洗涤液并入滤液中； ④滤液加入盐酸酸化后，抽滤(装置如图 1)、洗涤、干燥得苯甲酸粗产品。 （1）图 1 电动搅拌器的作用是_____，冷凝管中冷水应从_____（填“a”或“b”）口进入；判断甲苯被氧化完 全的实验现象是____。 （2）第③步抽滤操作时，要趁热进行，是因为_____，反应混合物趁热减压过滤后，若溶液呈红色，可用 少量 NaHSO3 溶液处理，反应 离子方程式为_____。 （三）纯度测定 （3）称取 1.22g 产品溶解在甲醇中配成 100mL 溶液，移取 25.00mL 溶液，用 KOH 标准溶液进行滴定，消 耗 KOH 的物质的量为 2.30×10-3mol，产品中苯甲酸质量百分数为____（保留两位有效数字）。 （四）实验反思 （4）得到的粗产品要进一步提纯苯甲酸，可采用_____的方法。 【答案】 (1). 加快反应速率，使反应更充分 (2). a (3). 由于甲苯被完全氧化后生成苯甲酸钾， 甲苯层消失，回流液不再有明显的油珠出现 (4). 为苯甲酸在热水中的溶解度较大，趁热过滤并用热水 洗涤，防止苯甲酸的损失 (5). 2MnO4－+3HSO3－+OH－=2MnO2↓+3SO42－+2H2O (6). 92% (7). 重 的结晶 【解析】 【分析】 一定量的甲苯和适量的 KMnO4 溶液在 100℃反应一段时间后停止反应，将反应混合物趁热减压过滤，并用 热水洗涤滤渣，将洗涤液并入滤液中，滤液中主要含苯甲酸钾，盐酸酸化抽滤、洗涤、干燥得苯甲酸粗产 品。 【详解】（1）图 1 电动搅拌器的作用是加快反应速率，使反应更充分；为确保冷凝效果，采用逆流法，冷 凝管中冷水应从 a（填“a”或“b”）口进入；判断甲苯被氧化完全的实验现象是由于甲苯被完全氧化后生成苯 甲酸钾，甲苯层消失，回流液不再有明显的油珠出现。故答案为：加快反应速率，使反应更充分；a；由于 甲苯被完全氧化后生成苯甲酸钾，甲苯层消失，回流液不再有明显的油珠出现。 （2）第③步抽滤操作时，要趁热进行，是因为苯甲酸在热水中的溶解度较大，趁热过滤并用热水洗涤，防 止苯甲酸的损失；反应混合物趁热减压过滤后，若溶液呈红色，说明溶液中含有过量的高锰酸钾溶液，可 用少量 NaHSO3 溶液处理，碱性高锰酸钾溶液与亚硫酸氢钠反应生成黑色沉淀 MnO2，亚硫酸根被氧化为硫 酸根，反应离子方程式为：2MnO4－+3HSO3－+OH－=2MnO2↓+3SO42－+2H2O。故答案为：为苯甲酸在热水中 的溶解度较大，趁热过滤并用热水洗涤，防止苯甲酸的损失；2MnO4－+3HSO3－+OH－=2MnO2↓+3SO42－+2H2O； （3）设苯甲酸的物质的量浓度为 x，则 25mL 苯甲酸溶液中苯甲酸的物质的量=0.025xmol， C6H5COOH+KOH→C6H5COOK+H2O 1mol 1mol 0.025xmol 2.30×10-3mol 1mol：1mol=0.025xmol：2.30×10-3mol x=0.92， 则 100mL 苯甲酸中苯甲酸的质量=0.092mol·L－1×0.1L×122g·mol－1=1.1224g， 其质量分数= ×100%=92%， 故答案为：92%； （4）由苯甲酸在 25℃和 100℃时的溶解度分别为 3.99g 和 11.7g，则苯甲酸的溶解度随着温度的升高变化较 大，而氯化钾的溶解度随着温度的升高变化不大，所以除去产品中 KCl 用重结晶；。故答案为：重结晶。 【点睛】本题主要考查了苯甲酸的制备实验方案设计，侧重于制备实验操作、物质的分离提纯、纯度计算、 6 5 3 ~ 1 1 0.025 2.30 10 C H COOH KOH mol mol xmol mol−× 1.1224 1.220 g g滴定原理的应用等知识点的考查，掌握制备的原理是解答的关键，难点（2）反应混合物趁热减压过滤后， 若溶液呈红色，说明溶液中含有过量的高锰酸钾溶液，可用少量 NaHSO3 溶液处理，由题意，此时溶液呈 碱性，碱性高锰酸钾溶液与亚硫酸氢钠反应生成黑色沉淀 MnO2，亚硫酸根被氧化为硫酸根，由此写出反应 离子方程式。 18.1，4—环己二醇是重要的化工中间体。由环己烷可制得 1，4—环己二醇，下列有 7 步反应（其中无机产 物都已略去），试回答下列问题： （1）上述反应中（填编号，下同）_____属于加成反应， _____属于消去反应，_____属于取代反应。 （2）写出下列化学方程式：反应②_____；反应⑥_____。 （3）与 1，4—环己二醇互为同分异构体且含羧基的结构有_____种。 【答案】 (1). ③⑤⑦ (2). ②④ (3). ①⑥ (4). (5). +2NaOH +2NaBr (6). 8 【解析】 【分析】 环己烷和氯气发生取代反应生成 1-氯环己烷，1-氯环己烷发生消去反应生成 A，A 为 ，根据 B 产物 结构简式知，A 和溴发生加成反应生成 B，B 发生消去反应生成 ，所以 B 为 ，则 A 和氯气 发生加成反应生成 B， 和溴发生 1，4-加成反应生成 ， 在氢氧化钠的水溶液、 加热条件下发生取代反应生成 C 为 ， 和氢气发生加成反应生成对 羟基环己二醇。 【详解】(1)上述反应中（填编号，下同）③⑤⑦属于加成反应，②④属于消去反应，①⑥属于取代反应。 故答案为：③⑤⑦；②④；①⑥； (2)②1-氯环己烷发生消去反应生成 ，方程式为： ；反应⑥， 在氢氧化钠的水溶液、加热条件下发生取代反应生成 C 为 ，+NaOH +2NaBr； 故答案为： ； +2NaOH +2NaBr； (3)相当于找戊基的种类：正戊烷形成 3 种酸：①.CH2（COOH）-CH2-CH2-CH2-CH3、②.CH3-CH（COOH） -CH2-CH2-CH3、③.CH3-CH2-CH（COOH）-CH2-CH3；异戊烷形成 4 种酸：①.CH2（COOH）-CH(CH3)-CH2-CH3、 ②.CH3-C（COOH）(CH3)-CH2-CH3、③.CH3-CH(CH3)-CH（COOH）-CH3、④.CH3-CH(CH3)-CH2-CH2COOH；新戊烷 形成 1 种酸：CH2(COOH)-C(CH3)3，与 1，4—环己二醇互为同分异构体且含羧基的结构有 8 种； 故答案为：8。 19.短周期元素 X、Y 的价电子数相同，且原子序数之比等于 1∶2；元素 Z 是人体必需的微量元素，位于第 四周期，其基态原子的内层轨道全部排满电子，且最外层电子数为 2。 （1）与 X 同周期且第一电离能比 X 大的元素有_____种。 （2）基态 Y 原子中，能量最高的核外电子占据的能级的电子云轮廓图形状为____。 （3）X 与 Y 可形成多种微粒，其中微粒的立体构型为正四面体形的是____（写化学式），写出两种与它互 为等电子体的粒子的化学式_____（写一种分子和一种离子） （4）Y 与 Z 形成的某种晶体的晶胞如图所示，该晶胞中 Z 微粒的配位数为_____，该化合物的化学式为 _____。 （5）已知 ZY 晶体的熔点约为 1700℃，ZX 与 ZY 结构相似，其熔点为 1975℃，构成 ZY 晶体的作用力是 _____，ZX 熔点较高的原因是_____。 【答案】 (1). 3 (2). 纺锤形（或哑铃形） (3). SO42－ (4). CCl4、PO43－ (5). 4 (6). ZnS (7). 离子键 (8). 氧原子半径小，与锌离子形成的离子键的键能大 【解析】 【分析】 短周期元素 X、Y 的价电子数相同，价电子数相同的短周期元素的序数差为 2 或者 8，且原子序数之比等于 1∶2，元素 X、Y 分别为 O、S；元素 Z 是人体必需的微量元素，位于第四周期，其基态原子的内层轨道全 部排满电子，则内层电子数=2+8+18=28，且最外层电子数为 2，所以该原子有 30 个电子，为 Zn 元素。 【详解】（1）N 元素 2p3 为半充满状态，结构稳定，与 O 同周期且第一电离能比 O 大的元素有 N、F、Ne 共 3 种。故答案为：3；（2）基态 S 原子中，3p 能量最高，核外电子占据的能级的电子云轮廓图形状为纺锤形（或哑铃形）。故答 案为：纺锤形（或哑铃形）； （3）O 与 S 可形成多种微粒，SO42－键合电子对数为 BP=4，孤电子对数为 LP= =0，则其价电 子对数为 VP=BP+LP=4，根据杂化轨道理论，中心原子 S 为 sp3 杂化，立体构型为正四面体形，两种与它互 为等电子体的粒子的化学式 CCl4、PO43－（写一种分子和一种离子），故答案为：SO42－；CCl4、PO43－； （4）晶胞中每个 Zn 与 4 个 S 相连，晶胞中 Zn 微粒的配位数为 4；属于立方晶胞，顶点粒子占 ，面心粒 子占 ，晶胞内部粒子为整个晶胞所有，Y 为 S，Z 为 Zn，根据晶胞结构，一个晶胞中含有 S 的个数为 8× +6× =4，含有 Zn 的个数为 4，因此该化合物的化学式为 ZnS； 故答案为：4；ZnS； （5）ZnS 晶体的熔点约为 1700℃，ZnO 与 ZnS 结构相似，其熔点为 1975℃，构成 ZnS 晶体的作用力是离 子键，ZnO 熔点较高的原因是氧原子半径小，与锌离子形成的离子键的键能大。故答案为：离子键；氧原 子半径小，与锌离子形成的离子键的键能大。 【点睛】本题主要考察物质结构知识，包括价电子排布式，价层电子对互斥理论，杂化轨道理论，晶胞的 计算，难点（3）等电子体的寻找，可以用价电子迁移法找到 CCl4，可以用电子-电荷互换法 PO42－。 20.Fe、Cu 都是重要的材料元素，其单质及化合物在诸多领域中都有广泛的应用。 （1）Fe 位于元素周期表的_____区，Fe2+的价层电子排布图为_____。 （2）向黄色 三氯化铁溶液中加入无色的 KSCN 溶液，溶液变成红色。该反应在有的教材中用方程式 FeCl3+3KSCN=Fe(SCN)3+3KCl 表示。经研究表明，Fe(SCN)3 是配合物，Fe3+与 SCN-不仅能以 1∶3 的个数 比配合，还可以其他个数比配合。请按要求填空： ①所得 Fe3+与 SCN-的配合物中，主要是 Fe3+与 SCN-以个数比 1∶1 配合所得离子显红色。含该离子的配合 物的化学式是____。 ②铁的另一种配合物铁氰化钾 K3[Fe(CN)6]俗称赤血盐，可用于检验 Fe2+，两者反应生成带有特征蓝色的沉 淀，请用离子方程式说明原理_____，该赤血盐其配体的电子式为：_____。 （3）Cu 的某种化合物的结构如图所示，该化合物中既含有配位键，又含有氢键，其中配位键和氢键均采 用虚线表示。 的 6 2 4 2 2 − × + 1 8 1 2 1 8 1 20.5mol 该化合物中含有 σ 键的个数为_____。Cu2+与 NH3 还可形成[Cu(NH3)4]2+配离子，该配离子的立体构 型为____。 【答案】 (1). d (2). (3). [Fe(SCN)]2+ (4). 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓ (5). (6). 9NA (7). 平面四边形 【解析】 【详解】(1)Fe 元素为 26 号元素，核外电子排布式为 1s22s22p63s23p63d64s2，位于第四周期第ⅤⅢ族，属于 d 区；铁原子失去 4s 能级两个电子形成 Fe2+，价电子为 3d6，排布图为 ； (2)①Fe3+与 SCN-以个数比 1∶1 配合所得离子为[Fe(SCN)]2+； ②反应的离子方程式为 3Fe2++2[Fe(CN)6]3-=Fe3[Fe(CN)6]2↓；其配体为 CN-，它的电子式为 ； (3)4 水分子与铜离子形成 4 个配位键，配位键属于 σ 键，水分子内部和硫酸根内部单键均为 σ 键，水分子 中氢原子和其他氧原子之间的氢键不是化学键，所以 0.5mol 该化合物中含有 σ 键的个数为 0.5NA×18=9NA； [Cu(NH3)4]2+配离子中铜离子杂化类型不是 sp3 杂化，其空间构型为平面四边形。 【点睛】氢键是一种分子间作用力，不属于化学键。