北京市北京大学附属中学2024-2025学年高三上学期开学考试化学试题（解析版）

这是一份北京市北京大学附属中学2024-2025学年高三上学期开学考试化学试题（解析版），共23页。试卷主要包含了 铋可改善钢的加工性能， 物质结构决定物质性质等内容，欢迎下载使用。
可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16
第I卷(选择题，共42分)
本部分共14题，每题3分，共42分。在每题列出的4个选项中，选出最符合题目要求的一项。
1. 铋可改善钢的加工性能。元素周期表中铋与砷(As)同主族，其最稳定的同位素为。下列说法不正确的是
A. 和的核外电子数相同B. 的中子数是126
C. Bi是第六周期元素D. Bi的原子半径比As的小
【答案】D
【解析】
【详解】A．和的质子数为83，则核外电子数为83，故核外电子数相同，故A项正确；
B．已知质量数等于质子数加中子数，则的中子数是209-83=126，故B项正确；
C．由题干信息可知，Bi是83号元素，54＜83＜86，则Bi属于第六周期元素，故C项正确；
D．已知As位于第4周期第VA族，而Bi位于第6周期第VA族，根据同一主族从上往下原子半径依次增大，即Bi的原子半径比As的大，故D项错误；
故本题选D。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HClO的结构式：B. 基态Cr原子的价电子排布式：
C. NaCl的晶胞：D. 反-2-丁烯的球棍模型：
【答案】A
【解析】
【详解】A．HClO的结构式为H-O-Cl，故A项正确；
B．基态Cr的价电子排布式为3d54s1，故B项错误；
C．NaCl的晶胞为，故C项错误；
D．表示顺-2-丁烯的分子结构模型，故D项错误；
故答案选A。
3. 下列事实不能直接从原子结构角度解释的是
A. 化合物ICl中Ⅰ为+1价B. 沸点：
C. 第一电离能：D. 热稳定性：
【答案】B
【解析】
【详解】A．氯元素的非金属性强于碘元素，氯化碘中共用电子对偏向非金属性强的氯原子一方，碘元素呈+1价，则氯化碘中碘元素呈+1价能直接从原子结构角度解释，A错误；
B．均为分子晶体，且分子结构相似，相对分子质量越大，熔沸点越高，的相对分子质量大于，故沸点：，不能从原子结构解释，B正确；
C．C、Si位于同一主族，但原子半径：Si>C，故第一电离能：，能直接从原子结构角度解释，C错误；
D．N、P位于同一主族，但原子半径NH，C-F键极性大于C-H键，使得羧基上的羟基极性增强，氢原子更容易电离，酸性增强，C正确；
D．H2O的分解温度(3000℃)远大于H2S(900℃)是因为氧原子半径小于硫，电负性氧大于硫，形成的氢氧键键能远大于氢硫键键能，D错误；
故选D。
6. 我国科学家从中国特有的喜树中分离得到具有肿瘤抑制作用的喜树碱，结构如图。下列关于喜树碱的说法不正确的是
A. 分子中含手性碳原子
B. 羟基中的极性强于乙基中的极性
C. 喜树碱与溶液反应最多消耗
D. 用*标注氮原子有孤电子对，能与含空轨道的以配位键结合
【答案】C
【解析】
【详解】A．分子中含手性碳原子，如图所示，，故A项正确；
B．氧的电负性强于碳，则O-H键的极性强于C-H键的极性，故B项错误；
C．1ml该有机物中含有1ml酯基、1ml酰胺键均消耗1mlNaOH溶液反应，最多消耗2mlNaOH，故C项错误；
D．含带*的氮原子能提供孤电子对、H+能接受孤电子对，所以带*的氮原子有孤电子对，能与含空轨道的H+以配位键结合，故D项正确；
故本题选C。
7. 离子液体具有电导率高、化学稳定性好等优点，在电化学领域用途广泛。由与NaF反应制得的是制备某离子液体的原料，该离子液体的结构简式如下。
下列说法不正确的是
A. 键角：
B. 该物质中的键数目为
C. 该离子液体中，C原子的杂化方式有2种
D. 该离子液体熔点较低，主要是因为阳离子的体积较大，离子键较弱
【答案】B
【解析】
【详解】A．BF3中心原子价层电子对数=3+，杂化轨道数=3，B采取sp2杂化，而中心原子价层电子对数=4+，杂化轨道数=4，B采取sp3杂化，所以键角：，故A项正确；
B．1ml该物质中含有4个B-Fσ键，阳离子中含有11个C-Hσ键、1个C-Cσ键、5个C-Nσ键、1个C=C中含有1个σ键、1个C=N中含有1个σ键，共含有σ键数目为23NA，故B项错误；
C．该离子液体中，含有碳碳双键，碳碳单键，碳氮双键，碳采取sp2、sp3杂化，故C项正确；
D．阳离子的体积较大，半径大，离子间的作用力小，离子键弱，则该离子液体熔点较低，故D项正确；
故本题选B。
8. 下列事实与元素周期律相关知识无关的是
A. 用金属Na与KCl反应冶炼金属钾
B. 向粉末中加入稀硝酸，固体逐渐溶解并有无色气体产生
C. 和暗处即化合爆炸，而和化合需光照或点燃
D. Na和水剧烈反应，Mg和热水缓慢反应，而Al难以和水反应
【答案】A
【解析】
【详解】A．工业上用钠制取钾：Na+KCl=K↑+NaCl（高温）是利用化学平衡，金属钠与氯化钾的反应时，钾的沸点比钠低，不断地将钾的蒸气分离出去，就能使反应持续进行，与元素周期律，A正确；
B．向粉末中加入稀硝酸，固体逐渐溶解并有无色气体产生，说明硝酸的酸性强于碳酸的酸性，两者都是最高价氧化为对应的水化物，说明非金属N>C，与元素周期律有关，B错误；
C．和暗处即化合爆炸，而和化合需光照或点燃，说明F的非金属性强于Cl，与元素周期律有关，C错误；
D．Na和水剧烈反应，Mg和热水缓慢反应，而Al难以和水反应，说明金属性Na>Mg>Al，与元素周期律有关，D错误；
故选A。
9. 下列解释实验事实的化学用语正确的是
A. 用过量NaOH溶液除去乙烯中的SO2：SO2+2OH-=+H2O
B. 铁粉在高温下与水蒸气反应生成可燃气体：3Fe+4H2O(g)Fe3O4+2H2
C. Ba(OH)2溶液与稀硫酸混合后溶液几乎不导电：Ba2+++H++OH-=BaSO4↓+H2O
D. 向NaHCO3溶液中加入CaCl2产生白色沉淀：Ca2++=CaCO3↓+H+
【答案】A
【解析】
【详解】A．用过量NaOH溶液除去乙烯中的SO2，氢氧化钠过量生成亚硫酸根，离子方程式正确，A正确；
B．铁粉在高温下与水蒸气反应生成可燃气体氢气，同时生成四氧化三铁，方程式配平有误，正确方程式为3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2，B错误；
C．Ba(OH)2溶液与稀硫酸混合后溶液几乎不导电，说明刚好完全反应，正确的离子方程式为Ba2+++2H++2OH-=BaSO4↓+2H2O，C错误；
D．碳酸钙和氢离子不能大量共存的，故该离子方程式错误，若该反应产生白色沉淀，则沉淀为碳酸钙、碳酸氢根转化为碳酸根被沉淀时释放的氢离子能与碳酸氢根反应产生二氧化碳，则：若产生沉淀必定同时有二氧化碳，D错误；
本题选A。
10. 下列实验设计能达成对应实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．实验室采用氯化铵和氢氧化钙固体加热制取氨气，加热时试管口向下倾斜，A正确；
B．氯气与溴化钠反应生成溴单质，可证明氧化性氯气大于溴单质，但溴单质易挥发，也能进入KI溶液中，氯气、溴单质都能与KI反应生成碘单质，因此不能说明溴和碘、氯和碘的得电子能力，B错误；
C．饱和碳酸钠能吸收二氧化碳，因此不能用饱和碳酸钠除二氧化碳中的二氧化硫，C错误；
D．转移溶液时需要用玻璃棒引流，D错误；
故选A。
11. 实验室中利用制取配合物的反应如下：。相关叙述正确的是
A. 的价电子轨道表达式为B. 该反应中是还原剂
C. 键角：D. 中的配位数为9
【答案】C
【解析】
【详解】A．C原子核外有27个电子，基态C原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d74s2，C2+的价电子排布式为3d7，价电子排布图为，A错误；
B．该反应中中O的化合价有-1价降低到-2价，为氧化剂，B错误；
C．中N原子有3对σ键电子对，有1对孤电子对，中O原子有2对σ键电子对，有2对孤电子对，孤电子对越多，对σ键电子对的斥力越大，键角越小，故键角：，C正确；
D．每个NH3配体与中心C3+间形成一根配位键，故中的配位数为6，D错误；
故选C。
12. 下列物质混合后，因发生氧化还原反应使溶液减小的是
A. 向浓硝酸中加入铜粉，产生红棕色气体
B. 向水中加入固体，产生无色气体
C. 向溶液中通入，生成黄色沉淀
D. 向酸性溶液中加入，溶液紫色褪去
【答案】C
【解析】
【详解】A．Cu+4HNO3（浓）=Cu（NO3）2+2NO2↑+2H2O，消耗了硝酸，因氧化还原反应使溶液pH增大，A不符合题意；
B．2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑，因氧化还原反应使溶液碱性增强，pH增大，B不符合题意；
C．Cl2将H2S氧化为S而自身被还原为HCl溶液pH减小，C符合题意；
D．酸性KMnO4和H2O2溶液混合，离子方程式为：2MnO+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O，消耗了氢离子，溶液pH增大，D不符合题意；
故选C。
13. 为尖晶石型锰系锂离子电池材料，其晶胞由8个立方单元组成，这8个立方单元可分为A、B两种类型。电池充电过程的总反应可表示为：。已知：充放电前后晶体中锰的化合价只有+3、+4，分别表示为Mn(III)、Mn(IV)。
下列说法不正确的是
A. 每个晶胞含8个
B. 立方单元B中Mn、O原子个数比为
C. 放电时，正极反应为
D. 若，则充电后材料中Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)比值为
【答案】B
【解析】
【详解】A．从A立方单元中可知，一个A单元中含2个，一个晶胞含4个A，所以每个晶胞含8个，故A正确；
B．由立方单元B可知Mn原子个数分别为，O原子个数为，所以Mn、O原子个数比为，故B错误；
C．放电时，正极得电子被还原，反应式为：，故C正确；
D．若，根据化合物化合价之和为0的原则，可计算出Mn(Ⅲ)与Mn(Ⅳ)的比值为，故D正确；
故选B
14. 依地酸铁钠是一种强化补铁剂。某实验小组采用如下实验探究该补铁剂中铁元素的化合价。(已知：依地酸根是常见的配体，邻二氮菲可与形成橙红色配合物)下列说法正确的是
A. 依据现象②和③推测，依地酸铁钠中不含Fe(Ⅲ)
B. 依据现象②和⑤推测，依地酸铁钠中含Fe(Ⅱ)
C. 依据现象①、②和③推测，与形成配合物的稳定性强于依地酸铁钠
D. 依据现象①、④和⑤推测，与依地酸根相比，邻二氮菲与形成的配合物更稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A．依据现象②和③推测，依地酸铁钠与形成配合物的稳定性强于，不能说明依地酸铁钠中不含Fe(Ⅲ)，A错误；
B．依据现象②和③不能推出依地酸铁钠中含Fe(Ⅱ)，⑤中加维生素C为还原剂，可还原Fe3+为Fe2+，也不能推出依地酸铁钠中含Fe(Ⅱ)，B错误；
C．依据现象①、②和③推测，依地酸铁钠与形成配合物的稳定性强于，C错误；
D．加入的维生素C为还原剂，溶液变为橙红色，由题可知邻二氮菲可与形成橙红色配合物，故邻二氮菲与形成的配合物更稳定，D正确；
故答案选D。
第II卷(非选择题，共58分)
15. 以和HCHO为主要成分的镀液可在某些材料上镀铜，原理如下：
（1）基态Cu原子的价层电子排布式为___________。
（2）晶体和溶液均显蓝色，原因是两者中均存在___________ (填化学符号)。
（3）镀铜反应利用了HCHO的___________性。
（4）选择HCHO进行化学镀铜的原因之一是它易溶于水。
①解释HCHO易溶于水的原因：___________。
②实验表明，HCHO水溶液中存在“水合甲醛”分子(分子式为)，它是甲醛与水发生加成反应的产物，“水合甲醛”的结构简式为___________。
（5）以下各微粒中，空间结构为平面三角形的是___________ (填字母)。
a． b．HCHO c．
（6）Cu-Ni镀层能增强材料的耐蚀性。按照原子价电子排布，把元素周期表划分为5个区，Ni位于___________区。
（7）聚酰亚胺具有高强度、耐紫外线、优良的热氧化稳定性等性质。某聚酰亚胺具有如下结构特征：
上述方法不适合在该聚酰亚胺基材上直接镀铜。原因是：
①___________
②聚合物有可能与配位。
【答案】（1）
（2）
（3）还原 （4） ①. HCHO为极性分子，且能与分子形成氢键 ②.
（5）bc （6）d
（7）聚酰亚胺存在酰胺基，在碱性条件下会发生水解
【解析】
【小问1详解】
铜元素为29号元素，基态Cu原子的价层电子排布式为：3d104s1，故答案为：3d104s1；
【小问2详解】
CuSO4⋅5H2O晶体和CuSO4溶液均显蓝色，原因是两者中均存在：[Cu(H2O)4]2+，故答案为：[Cu(H2O)4]2+；
【小问3详解】
由镀铜原理可知，Cu2+被还原为Cu，HCHO被氧化为HCOO-，则HCHO为还原剂，体现还原性，故答案为：还原；
【小问4详解】
①HCHO易溶于水是因为HCHO为极性分子，且能与H2O分子形成氢键，故答案为：HCHO为极性分子，且能与H2O分子形成氢键；
②“水合甲醛”分子(分子式为CH4O2)，它是甲醛与水发生加成反应的产物，“水合甲醛”的结构简式为：CH2(OH)2，故答案为：CH2(OH)2；
【小问5详解】
a．中心原子S原子周围的价层电子对数为：4+，没有孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知，它们的空间结构分别为正四面体形，故a项错误；
b．HCHO中心原子C原子周围的价层电子对数为：3+，没有孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知，它们的空间结构为平面三角形，故b项正确；
c．甲酸根离子中碳原子的价层电子对数为：3+0=3，没有孤电子对，根据价层电子对互斥理论可知，其空间结构为平面三角形，故c项正确；
故答案为：bc；
【小问6详解】
已知Ni是28号元素，位于元素周期表第四周期第Ⅷ族，则位于d区，故答案为：d；
【小问7详解】
由于该聚酰亚胺基材上存在酰胺键，在碱性条件下易发生水解而遭到破坏；聚合物中的O和 N中存在孤电子对，可能与Cu2+配位，则上述方法不适合在该聚酰亚胺基材上直接镀铜，故答案为：该聚酰亚胺基材上存在酰胺键，在碱性条件下易发生水解而遭到破坏。
16. 晶体具有周期性的微观结构，表现出许多独特的性质，用于制造各种材料。观察分析下列晶胞结构，回答以下问题。
（1）铜及其合金是重要的金属材料。
①每个Cu原子周围距离最近的Cu原子有___________个。
②将铜晶胞中立方体所有顶点位置的原子替换为Au，即得到一种铜金合金的晶胞，该铜金合金的化学式为___________。
（2）单晶硅等作为制造太阳能电池的材料已得到广泛应用。
①单晶硅中含有___________键。
②单晶硅的硬度低于金刚石，从原子结构角度解释其原因：___________。
（3）干冰常用作制冷剂、人工降雨材料等。
下图是冰的结构。下列事实能解释干冰的密度比冰大的是___________ (填字母)。
a．二氧化碳分子的质量大于水分子 b．干冰晶胞中二氧化碳分子堆积得更密集
c．水分子极性强，分子间作用力大 d．冰中氢键存在方向性，晶体有较大空隙，空间利用率低
（4）NiO晶体与晶体结构相似，晶胞为立方体。
①NiO的熔点远高于，结合下表说明原因：___________。
②NiO晶体中距离最近的两个间距为，NiO的摩尔质量为，阿伏加德罗常数的值为，则NiO晶体的密度为___________ (列计算式)。
③晶体普遍存在各种缺陷。某种NiO晶体中存在如图所示的缺陷：当一个空缺，会有两个被两个所取代，使晶体保持电中性。经测定某氧化镍样品中与的离子数之比为6：91.若该晶体的化学式为，则___________。
【答案】（1） ①. 12 ②.
（2） ①. 2 ②. 两者均为共价晶体，结构相似，原子半径：，键长：，键能：，因此硬度：单晶硅