湖南省湖南师范大学附属中学2021-2022学年高二上学期期末考试化学试题（解析版）

这是一份湖南省湖南师范大学附属中学2021-2022学年高二上学期期末考试化学试题（解析版），共25页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
湖南师大附中2021~2022学年度高二第一学期期末考试
化学
时量：75分钟　满分：100分
可能用到的相对原子质量：Li～7　O～16　Na～23　S～32
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30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。
1. 下列有关表述正确的是（ ）
A. 可表示单核10电子粒子基态时的电子排布
B. 错误，违背了泡利不相容原理
C. 表示基态N原子的价电子排布
2. 四种元素的基态原子的电子排布式如下，下列说法正确的是
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5
A. 原子半径：②>①>④>③ B. 未成对电子数：③=②>①>④
C. 电负性：④>③>②>① D. 第一电离能：④>③>①>②
3. LiAlH4是一种强还原剂，能将乙酸(如图所示)直接还原成乙醇，即：CH3COOHCH3CH2OH，下列有关说法不正确的是

A. 第三周期元素中简单离子半径最小的是Al3+
B. AlH4-的空间构型是正四面体形
C. CH3COOH分子中键角α＞β
D. 上述反应中通过官能团间的转化实现了物质类别的转化
4. 顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现第一种具有抗癌活性的金属化合物；碳铂是1，1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构简式如图所示，其毒副作用低于顺铂。已知NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

碳铂
A. 碳铂中所有碳原子在同一个平面中
B. 碳铂分子属于手性分子
C. 碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D. 1 mol顺铂中含有σ键的数目为12NA(配位键属于σ键)
5. 某化合物的分子式为AB2，常温下为气态。A属第ⅥA族元素，B属第ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性分别为3.5和4.0，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是
A. AB2分子的VSEPR模型为四面体形
B. A—B键为极性共价键，AB2分子为极性分子
C. 简单气态氢化物的稳定性：AO2->F-
B. 在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有两种
C. 焰色试验与电子跃迁有关
D. 基态铝原子占据的最高能级的电子云轮廓图的形状为球形
（2）基态V原子中具有_______种不同能量的电子，具有_______种不同空间运动状态的电子，具有_______种不同运动状态的电子。
（3）基态Cu原子的简化电子排布式为_______，基态Se原子的价电子轨道表示式为_______，基态Mn2+的价电子排布式为_______。
（4）Li2O是离子晶体，其形成过程中的能量变化如图(a)所示。

可知，Li原子第一电离能为_______kJ·mol-1，O=O键键能为_______kJ·mol-1。
16. 物质的结构决定了物质的性质，请从“结构决定性质”角度完成下列各题：
（1）CH3COOH与HCOOCH3(甲酸甲酯)互为同分异构体，乙酸和甲酸甲酯中沸点较高的是_______，主要原因是_______。
（2）向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体，加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的原因是_______。
（3）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g)　ΔH=-313 kJ·mol-1，F—F键的键能为159 kJ·mol-1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为_______ kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的_______(填“高”或“低”)，原因是_______。
17. 2019年12月17日，经中央军委批准，中国第一艘国产航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”，舷号为“17”。2020年9月24日下午，国防部举行例行记者会，国防部新闻局副局长、国防部新闻发言人谭克非大校称：中国海军山东舰已完成例行训练和海上试验。
（1）航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则晶体硅、金刚石、碳化硅的熔点由高到低的顺序为：金刚石>碳化硅>晶体硅，原因是_______。
（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）航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利用铜萃取剂M，通过如图反应实现铜离子的富集，进行回收。

上述物质M中含有的作用力有_______。
A.离子键　B.非极性共价键　C.极性共价键　D.氢键　E.配位键
18. A、B、C、D为原子序数依次增大的四种元素，A2-和B+具有相同的电子构型；B、C、D为同周期元素，C核外电子总数是最外层电子数的3倍；D元素最外层有一个未成对电子。回答下列问题：
（1）单质A有两种同素异形体，其中沸点高的是_______(填分子式)，原因是_______，A和B的氢化物所属的晶体类型分别为_______和_______。
（2）C和D反应可生成组成比为1∶3的化合物E，E的空间结构为_______，中心原子的杂化轨道类型为_______。
（3）单质D与湿润的碳酸钠反应可制备D2A，其化学方程式为_______。
（4）A和B能够形成化合物F，其晶胞结构如图所示，晶胞参数，a=0.566 nm，F的化学式为_______，晶体F的密度为_______g·cm-3(结果保留两位小数)。

19. 碳原子构成的单质具有多种同素异形体，也对应着有多种不同晶体类型。请根据以下信息，回答下列问题。
（1）下图为金刚石的晶胞：

①沿晶胞对角面取得截图(如图c方式截图)，所得截图如图d所示，请在图d中白圈处找出未画出的碳原子，请在图中白圈处找出未画出的碳原子，并在相应位置上按图示碳原子涂黑_______。

②已知在金刚石晶体中，每个碳原子周围的任意两根碳碳键被2个六元碳环所共有，请计算：金刚石晶体中每个碳原子被_______个六元碳环所共有，每个C—C被_______个六元碳环所共用。
③若再将任何两个成键的碳原子连线的中心处插入一个氧原子，就构成了某种特殊“碳氧化物”的晶胞。下列说法正确的是_______(填标号)。
a.该“碳氧化物”晶体中每个碳原子周围的氧原子数是2
b.一个晶胞中含有8个“碳氧化物”分子
c.该“碳氧化物”的化学式为CO2
d.这种晶体是共价晶体
（2）①下图为石墨和石墨烯的结构示意图。石墨烯是从石墨材料中剥离出来，由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体。下列关于石墨与石墨烯的说法正确的是_______。

A.从石墨中剥离石墨烯需要破坏化学键
B.石墨中的碳原子采取sp2杂化
C.石墨属于混合型晶体，层与层之间存在分子间作用力
D.层内碳原子间存在共价键
E.石墨烯中平均每个六元碳环含有3个碳原子
②石墨可用作锂离子电池的负极材料，Li+嵌入石墨的两层间，导致石墨的层堆积方式发生改变，形成化学式为LixC6的嵌入化合物，某石墨嵌入化合物的平面结构如图所示，则x=_______；若每个六元环都对应一个Li+，则化学式为_______。








湖南师大附中2021~2022学年度高二第一学期期末考试
化学
时量：75分钟　满分：100分
可能用到的相对原子质量：Li～7　O～16　Na～23　S～32
一、选择题：本题共10小题，每小题3分，共30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。
1. 下列有关表述正确的是（ ）
A. 可表示单核10电子粒子基态时的电子排布
B. 错误，违背了泡利不相容原理
C. 表示基态N原子的价电子排布
D. 表示处于激发态B原子的电子排布
【答案】A
【解析】
【详解】A.图中共有10个电子，且为Ne原子的基态时电子排布，因而可表示单核10电子粒子基态时的电子排布，A项正确；
B.泡利不相容原理是指一个原子轨道最多容纳2个电子，而且自旋方向相反，图中各轨道并不违背，B项错误；
C.N原子价电子为2s22p3，不能表示基态N原子的价电子排布，C项错误；
D. 表示处于基态B原子的电子排布，D项错误；
故选A。
2. 四种元素的基态原子的电子排布式如下，下列说法正确的是
①1s22s22p63s23p4；②1s22s22p63s23p3；③1s22s22p3；④1s22s22p5
A. 原子半径：②>①>④>③ B. 未成对电子数：③=②>①>④
C. 电负性：④>③>②>① D. 第一电离能：④>③>①>②
【答案】B
【解析】
【详解】①1s22s22p63s23p4、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3、④1s22s22p5分别是S、P、N、F元素，
A．同周期自左而右原子半径减小，所以原子半径P＞S，N＞F，电子层越多原子半径越大，故原子半径P＞S＞N＞F，即②＞①＞③＞④，故A错误；
B．S、P、N、F原子中未成对电子数分别是2、3、3、1，则未成对电子数：③=②＞①＞④，故B正确；
C．同周期自左而右电负性增大，所以电负性P＜S，N＜F，N元素非金属性与S元素强，所以电负性P＜N，故电负性P＜S＜N＜F，即：④＞③＞①＞②，故C错误；
D．同周期自左而右第一电离能呈增大趋势，故第一电离能N＜F，但P元素原子3p能级容纳3个电子，为半满稳定状态，能量较低，第一电离能高于同周期相邻元素，所以第一电离能S＜P，同主族自上而下第一电离能降低，所以第一电离能N＞P，所以第一电离能S＜P＜N＜F，即④＞③＞②＞①，故D错误；
故选：B。
3. LiAlH4是一种强还原剂，能将乙酸(如图所示)直接还原成乙醇，即：CH3COOHCH3CH2OH，下列有关说法不正确的是

A. 第三周期元素中简单离子半径最小的是Al3+
B. AlH4-的空间构型是正四面体形
C. CH3COOH分子中键角α＞β
D. 上述反应中通过官能团间的转化实现了物质类别的转化
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A．第三周期元素中，阳离子有钠离子、镁离子和铝离子，均为10电子结构，核电荷数大则离子半径小，第三周期的阴离子有硫离子和氯离子，均为18电子结构，阴离子半径比同周期阳离子半径大，则简单离子半径最小的是Al3+，A正确；
B． AlH 的中心原子孤电子对数= ，价层电子对数=4+0=4，则空间构型是正四面体形，B正确；
C． C=O双键比C−O单键键长短，且C=O双键上O原子距离中心原子较近，C=O双键上中氧原子含有2对孤对电子，对成键电子对排斥力大于C−O单键上的O上2对孤电子对对成键电子对的排斥力，故导致分子中键角α小于键角β，C错误；
D． 上述反应使乙酸转变为乙醇，通过官能团间的转化实现了物质类别的转化，D正确；
答案选C。
4. 顺铂[Pt(NH3)2Cl2]是1969年发现第一种具有抗癌活性的金属化合物；碳铂是1，1-环丁二羧酸二氨合铂(Ⅱ)的简称，属于第二代铂族抗癌药物，结构简式如图所示，其毒副作用低于顺铂。已知NA表示阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是

碳铂
A. 碳铂中所有碳原子在同一个平面中
B. 碳铂分子属于手性分子
C. 碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数之比为2∶1
D. 1 mol顺铂中含有σ键的数目为12NA(配位键属于σ键)
【答案】C
【解析】
【详解】A．甲烷为正四面体结构，该分子中饱和碳原子具有甲烷结构特点，所以该分子中所有碳原子一定不共平面，故A错误；
B．该分子中不存在手性碳原子，所以不属于手性分子，故B错误；
C．该分子中饱和碳原子都采用sp3杂化，连接碳氧双键的碳原子采用sp2杂化，采用sp3、sp2的碳原子个数分别是4、2，所以碳铂分子中sp3杂化的碳原子与sp2杂化的碳原子数之比为2：1，故C正确；
D．1个顺铂分子中含有6个N-H σ键、2个Pt-Cl σ键、2个N-Pt σ键，所以该分子中含有10个σ键，所以1mol顺铂中含有σ键的数目为10NA，故D错误；
故选：C。
5. 某化合物的分子式为AB2，常温下为气态。A属第ⅥA族元素，B属第ⅦA族元素，A和B在同一周期，它们的电负性分别为3.5和4.0，已知AB2分子的键角为103.3°。下列推断不正确的是
A. AB2分子的VSEPR模型为四面体形
B. A—B键为极性共价键，AB2分子为极性分子
C. 简单气态氢化物的稳定性：AO2->F-
B. 在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有两种
C. 焰色试验与电子跃迁有关
D. 基态铝原子占据的最高能级的电子云轮廓图的形状为球形
（2）基态V原子中具有_______种不同能量的电子，具有_______种不同空间运动状态的电子，具有_______种不同运动状态的电子。
（3）基态Cu原子的简化电子排布式为_______，基态Se原子的价电子轨道表示式为_______，基态Mn2+的价电子排布式为_______。
（4）Li2O是离子晶体，其形成过程中的能量变化如图(a)所示。

可知，Li原子第一电离能为_______kJ·mol-1，O=O键键能为_______kJ·mol-1。
【答案】（1）BD （2） ①. 7 ②. 13 ③. 23
（3） ①. [Ar]3d104s1 ②. ③. 3d5
（4） ①. 520 ②. 498
【解析】
【小问1详解】
A．元素的非金属性越强，其简单离子的还原性越弱，非金属性：F＞O＞P，则简单离子的还原性：P3-＞O2-＞F-，故A正确；
B．在元素周期表第二周期中元素原子的第一电离能介于硼和氮之间的元素有Be、C、O元素，三种元素，故B错误；
C．形成烟花的过程中金属原子由较高能量的激发态跃迁到较低能量的激发态乃至基态，电子发生跃迁，故C正确；
D．基态铝原子占据的最高能级为p能级，p能级的电子电子云形状为哑铃形，故D错误；
故答案为：BD；
【小问2详解】
基态V原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d34s2，该原子中具有1s、2s、2p、3s、3p、3d、4s共7种不同能量的电子，s能级的电子有1种空间运动状态，p能级上的电子有3种不同空间运动状态，d能级上的电子有5种不同空间运动状态，所以具有1+1+3+1+3+3+1=10种不同空间运动状态的电子，每一个电子具有一种移动状态，所以具有23种不同运动状态的电子，故答案为：7；10；23；
【小问3详解】
基态Cu原子核外有29个电子，根据构造原理书写其简化基态核外电子排布式为[Ar]3d104s1，基态Se原子的价电子为4s、4p能级上的电子，其价电子轨道表示式为，基态Mn2+的价电子为3d能级上的5个电子，其价电子排布式为3d5，故答案为：[Ar]3d104s1；；3d5；
【小问4详解】
Li原子的第一电离能为Li(g)原子失去1个电子形成Li+(g)所需要的能量，故Li的第一电离能为：=520kJ/mol；O=O键键能是指断裂1molO=O键生成O(g)原子所需能量，故O=O键的键能为：2×249kJ/mol=498kJ/mol，故答案为：520；498。
16. 物质的结构决定了物质的性质，请从“结构决定性质”角度完成下列各题：
（1）CH3COOH与HCOOCH3(甲酸甲酯)互为同分异构体，乙酸和甲酸甲酯中沸点较高的是_______，主要原因是_______。
（2）向CuSO4溶液中加入少量氨水生成蓝色沉淀，继续加入过量氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体，加入乙醇后析出[Cu(NH3)4]SO4·H2O晶体的原因是_______。
（3）F2与其他卤素单质反应可以形成卤素互化物，例如ClF3、BrF3等。已知反应Cl2(g)+3F2(g)=2ClF3(g)　ΔH=-313 kJ·mol-1，F—F键的键能为159 kJ·mol-1，Cl—Cl键的键能为242 kJ·mol-1，则ClF3中Cl—F键的平均键能为_______ kJ·mol-1。ClF3的熔、沸点比BrF3的_______(填“高”或“低”)，原因是_______。
【答案】（1） ①. 乙酸 ②. 乙酸存在分子间氢键
（2）乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低了溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度或[Cu(NH3)4]SO4·H2O为离子晶体，极性很大，而乙醇分子极性较小，不能“相似相溶”
（3） ①. 172 ②. 低 ③. ClF3、BrF3均为分子晶体，且结构组成相似，BrF3相对分子质量大于ClF3，所以BrF3中的范德华力更大，所以熔、沸点更高
【解析】
【小问1详解】
乙酸分子间能形成氢键，因此乙酸的沸点高于甲酸甲酯，故答案为：乙酸；乙酸存在分子间氢键；
【小问2详解】
根据相似相容原理，极性分子易溶于极性溶剂，乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度，故答案为：乙醇分子极性比水分子极性弱，加入乙醇降低了溶剂的极性，从而减小溶质的溶解度(或[Cu(NH3)4]SO4·H2O为离子晶体，极性很大，而乙醇分子极性较小，不能“相似相溶”)；
【小问3详解】
设Cl-F键的平均键能为QkJ/mol，则242kJ/mol+159kJ/mol×3-2×3×Q=-313kJ/mol，解得Q=172kJ/mol；ClF3、BrF3均为分子晶体，且结构组成相似，BrF3相对分子质量大于ClF3，所以BrF3中的范德华力更大，熔沸点更高，故答案为：172；低；ClF3、BrF3均为分子晶体，且结构组成相似，BrF3相对分子质量大于ClF3，所以BrF3中的范德华力更大，所以熔、沸点更高。
17. 2019年12月17日，经中央军委批准，中国第一艘国产航母命名为“中国人民解放军海军山东舰”，舷号为“17”。2020年9月24日下午，国防部举行例行记者会，国防部新闻局副局长、国防部新闻发言人谭克非大校称：中国海军山东舰已完成例行训练和海上试验。
（1）航母用钢可由低硅生铁冶炼而成，则晶体硅、金刚石、碳化硅的熔点由高到低的顺序为：金刚石>碳化硅>晶体硅，原因是_______。
（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）航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利用铜萃取剂M，通过如图反应实现铜离子的富集，进行回收。

上述物质M中含有的作用力有_______。
A.离子键　B.非极性共价键　C.极性共价键　D.氢键　E.配位键
【答案】（1）三者都为共价晶体，r(C)