湖北省部分省级示范高中2023-2024学年高二下学期4月期中测试化学试题（原卷版+解析版）

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试卷满分100分
注意事项：
1.答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答：用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后，请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到相对原子质量：H：1 B：11 C：12 N：14 O：16 S：32 u：64
一、选择题(本题共15小题，每小题3分，共45分。每小题只有一项符合题目要求)
1. 2024年武汉国际马拉松比赛于3月24日顺利举行，下列有关说法错误的是
A. 赛前美轮美奂的灯光秀与核外电子跃迁有关
B. 最美马拉松跑道一路“花香醉人”，这是微粒不断运动的结果
C. 赛道补给品热干面、小龙虾主要成分都是糖类
D. 组委会配发的聚酯纤维速干运动服属于合成有机高分子材料
【答案】C
【解析】
【详解】A．不同颜色的灯光是原子核外电子被激发后，从高能轨道向低能轨道跃迁时释放能量所至，故A正确；
B．花香是花朵中分子扩散导致，说明微粒在不断运动，故B正确；
C．小龙虾主要成分为蛋白质，故C错误；
D．聚酯纤维属于合成有机高分子材料，故D正确；
故选：C。
2. 下列图示或化学用语表示错误的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A．DNA分子中肽链之间通过氢键结合，DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成，故A正确；
B．中心S原子有4对价电子，孤电子对数为2，分子呈V形，球棍模型符合分子构型，故B正确；
C．中N提供孤电子对，H+提供空轨道形成配位键，故C正确；
D．邻羟基苯甲醛分子内氢键应表示为，故D错误；
故选：D。
3. 运载火箭常用偏二甲肼［］与作推进剂，二者反应生成、和。设为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法正确的是
A. 偏二甲肼中N原子的杂化类型均为
B. 标准状况下，11.2L 中的σ键数目为
C. 18g 含有的中子数为10
D. 92g 和混合气体含有的原子数为6
【答案】D
【解析】
【详解】A．偏二甲肼中N原子的杂化类型均为，故A错误；
B．1个分子中含2个σ键，则11.2L即0.5ml中的σ键数目为，故B错误；
C．1个中含8个中子，18g 即1ml含有的中子数为8，故C错误；
D．和最简式均为NO2，92g 和混合气体可视为92g NO2即2ml，含原子数为6，故D正确；
故选：D。
4. 物质的结构决定其性质，下列实例与解释不相符的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A．、均为离子晶体，熔点高低与离子键强弱有关，与摩尔质量无关，故A错误；
B．C原子的半径小于Si，C-H键的键长比Si-H键的键长短，键能大， 因此比的稳定性高，故B正确；
C．为弱极性分子，根据相似相溶原理，其在非极性溶剂中的溶解度大于在强极性溶剂水中的溶解度，故C正确；
D．F的电负性比Cl的电负性强，导致中的羧基中的羟基的极性增强，更容易电离，因此的酸性强于，故D正确；
故选：A。
5. 硼氢化合物又称硼烷，其中乙硼烷是最简单的硼烷，化学式为，其结构如下图所示，遇水发生水解，其化学方程式为：，设为阿伏加德罗常数的值，下列有关说法错误的是
A. 电负性：BZ>W
C. X的氢化物的沸点低于Y的氢化物D. Y、Z的氧化物大量排放会导致酸雨
【答案】D
【解析】
【分析】X、Y在第二周期且未成对电子数之比为2：3，X未成对电子数为2，X的核外电子排布，X是C，Y未成对电子数为3，Y的核外电子排布，Y是N，Z的最高化合价与最低化合价的代数和为4，结合阴离子结构图，可推知Z位于第VIA族，是S，W 为日常生活中应用最广泛的过渡金属，W是Fe，据此分析解题。
【详解】A．根据分析W是Fe，结合结构图可知化合价为+3，A错误；
B．根据分析X是C，Y是N，Z是O或S，W是Fe，第一电离能Y最大，B错误；
C．根据分析X是C，Y是N，但未指明是最简单氢化物，无法比较氢化物的沸点，C错误；
D．根据分析Y是N，Z是S，二氧化硫和氮氧化物大量排放会导致酸雨，D正确；
故选D。
12. 一定条件下，丙烯与HCl反应生成和的反应历程如图所示。下列说法正确的是
A. 丙烯与HCl的反应都是吸热反应
B. 丙烯中共平面的原子最多有8个
C. 可以通过核磁共振氢谱鉴别两种产物
D. 由上述机理可知，丙烯与发生加成反应，主要生成产物为1-丙醇
【答案】C
【解析】
【详解】A．由图可知，无论生成1-氯丙烷还是生成2-氯丙烷，反应物的总能量总是高于生成物的总能量，丙烯与HCl的反应都是放热反应，A错误；
B．碳碳双键两端碳原子以及直接与两个碳原子相连的原子共平面，甲基与形成碳碳双键碳原子以单键相连，根据单键可旋转特性，甲基中有1个H可共平面，即丙烯中共平面的原子最多有7个，B错误；
C．中含2种等效氢，中含3种等效氢，可以通过核磁共振氢谱鉴别两种产物，C正确；
D．活化能越低，反应越容易进行，根据反应机理可知，丙烯与发生加成反应，主要生成产物2-丙醇，D错误；
答案选C。
13. 一种含P催化剂催化甲烷中的碳氢键活化的反应机理如图所示。下列有关说法不正确的是
A. a中Pt的化合价为+4价B. 催化循环中Pt的配位数有3种
C. 与的VSEPR模型相同D. c→d发生的是氧化还原反应
【答案】A
【解析】
【详解】A．a中Pt结合2个-OSO3H，根据化合价代数和为零可知，其化合价为+2价，A不正确；
B．由图中abd物质结构可知，催化循环中Pt的配位数有3种，B正确；
C．SO2中心S原子价层电子对数为2+=3，采用sp2杂化；SO3中心S原子价层电子对数为3+=3，采用sp2杂化；VSEPR模型名称相同，C正确；
D．c→d过程中硫元素化合价发生改变，发生的是氧化还原反应，D正确；
故选A。
14. CuS晶胞结构中S2-的位置如图1所示。位于所构成的四面体中心，其晶胞俯视图如图2所示。若晶胞参数为a pm，阿伏加德罗常数的数值为，下列说法正确的是
A. CuS晶胞中，的配位数为6
B. CuS晶胞中，之间的最短距离为
C. CuS晶胞中，填充了8个四面体空隙
D. CuS晶体的密度为
【答案】D
【解析】
【详解】A．位于所构成的四面体中心，则的配位数为4，故A错误；
B．结合图2可知 之间的最短距离为面对角线的一半，即为，故B错误；
C．由图1可知位于顶点和面心，个数为4，结合化学式可知个数也是4个，则填充了4个四面体空隙，故C错误；
D．CuS晶胞质量为：，晶胞体积为，则密度为，故D正确；
故选：D。
15. 离子液体是在室温和室温附近温度下呈液体状态的盐类物质，一般由有机阳离子和无机阴离子组成，某离子液体(1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐)制备原理如图所示。下列说法错误的是
注：R为、X为、M为、A为
已知：具有类似于苯的芳香性，存在大π键。
A. 该离子液体的熔点低于氯化钠晶体
B. 分子中1号N原子更容易与形成配位键
C. 与键角，前者更小
D. 具有碱性，可以与盐酸反应生成相应的盐
【答案】B
【解析】
【详解】A．离子液体在室温和室温附近温度下呈液体状态，而氯化钠常温下呈固态，A项正确；
B．分子中1号原子的孤对电子参与形成大键号原子更容易提供孤对电子与形成配位键，B项错误；
C．中采用杂化，中采用杂化，中采用杂化，导致键角更大，C项正确；
D．2号原子容易结合，具有碱性，可以与盐酸反应生成相应的盐，D项正确；
故选：B。
二、非选择题(本题共4题，共55分)
16. Ⅰ．近年来运用有机合成的方法制备出了许多具有下图所示立体结构的环状化合物，如图：
（1）写出上述物质Ⅱ的分子式_______。
（2）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ之间的关系是______。
A. 同素异形体B. 同系物C. 同分异构体D. 同种物质
（3）物质Ⅰ、Ⅱ中含有的官能团的名称是_______。
Ⅱ．三聚氰胺最早被李比希于1834年合成，它有毒，不可用于食品加工或食品添加剂。经李比希法分析得知，三聚氰胺分子中，氮元素的含量高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，其余为碳元素。它的相对分子质量大于100，但小于150。试回答下列问题：
（4）分子中原子个数比______。
（5）三聚氰胺的分子式为________。
（6）若核磁共振氢谱显示只有1个吸收峰，红外光谱表征有1个由碳、氮两种元素组成的六元杂环。则三聚氰胺的结构简式为________。
【答案】（1） （2）C
（3）碳碳双键 （4）1∶2∶2
（5）
（6）
【解析】
【小问1详解】
上述物质Ⅱ的分子式：C6H6；
【小问2详解】
Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的分子式相同，结构不同，它们之间的关系是同分异构体，故选C；
【小问3详解】
物质I不含有官能团，物质Ⅱ含有碳碳双键；
【小问4详解】
已知三聚氰胺分子中，氮元素的含量高达66.67%，氢元素的质量分数为4.76%，碳元素的质量分数为=28.57%，因此C、H、N的个数比为N(C)：N(H)：N(N)＝：：1：2：2；
【小问5详解】
＜N(C)＜，即2.4＜N(C)＜3.6，又N(C)为正整数，所以N(C)=3，因为N(C)：N(H)：N(N)＝1：2：2，所以分子式为 C3H6N6；
【小问6详解】
核磁共振氢谱显示只有1个吸收峰，说明是对称结构，这6个H原子的环境相同，红外光谱表征有1个由碳、氮两种元素组成的六元杂环，又碳为四价元素，氮为三价元素，六元环中C、N各有3个原子交替出现，故三聚氰胺的结构简式为。
17. 如今，半导体“硅”已经成为信息时代高科技的代名词，高纯硅是现代信息、半导体和光伏发电等产业的基础材料。制备高纯硅的主要工艺流程如图所示：
已知：极易水解，反应过程中会产生氢气。
回答下列问题：
（1）二氧化硅和硅酸盐是构成地壳中大部分岩石、沙子和土壤的主要微粒，的晶体类型为________。
（2）写出④的化学方程式为________。
（3）以上①~⑤的流程中，包含置换反应的是______(填序号)。整个操作流程都需隔绝空气，原因是________(答出两条即可)。
（4）氮化硼陶瓷基复合材料电推进系统及以SiC单晶制作器件，在航空航天特殊环境下具有广泛的应用前景。科学家用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得了SiC纳米棒，反应的化学方程式为____。
（5）在硅酸盐中，四面体［如下图(a)］通过共用顶角氧离子可形成岛状、链状、层状、骨架网状四大结构型式。图(b)为一种链状结构的多硅酸根，其中Si原子的杂化形式为_____，其化学式为______。
【答案】（1）共价晶体
（2）
（3） ①. ①②④ ②. 防止发生水解、防止硅被氧化、防止氢气与氧气反应而发生爆炸
（4）
（5） ①. ②. 或
【解析】
【分析】石英砂中主要成分是SiO2，与C在高温下发生反应，得到粗硅，粗硅与HCl在300°C发生反应，生成粗SiHCl3，粗SiHCl3中含有少量SiCl4，根据二者沸点不同，可以采取蒸馏的方法分离，纯SiHCl3在1084°C条件下与H2反应生成高纯硅，化学方程式为。石英砂与焦炭在高温的氮气流中反应制得氮化硅，反应的化学方程式为。
【小问1详解】
的结构为共价键结合成的空间网状结构，所以为共价晶体；
【小问2详解】
根据分析可知，④的反应方程式为：；
【小问3详解】
以上①~⑤的流程中，①②④均属于置换反应；根据上述流程以及相关信息可知极易水解，反应过程中会产生氢气，而空气中含有氧气和水蒸气，因此整个操作流程都需隔绝空气，原因是防止发生水解、防止硅被氧化、防止氢气与氧气反应而发生爆炸；
【小问4详解】
根据提示，用金属钠、四氯化碳和四氯化硅制得了SiC纳米棒，反应的化学方程式为；
【小问5详解】
根据图(b)可知，每个Si原子周围都与4个O原子相连，无孤对电子，所以Si原子为sp3杂化；根据晶胞结构图可知，在一个五角形的晶胞中，共有6个Si原子，其中有4个被2个晶胞共有，所以Si原子的实际个数是4×1/2+2=4；1个五角形的晶胞中有18个O原子，其中完全属于该晶胞的是4个，（上下各2个），其余O原子均属于2个小正四面体共有，所以O原子的实际个数是4+14×1/2=11，每个独立的Si-O中的O原子带一个单位的负电荷，所以该晶胞的化学式是（Si4O11）n6n-或Si4O116-。
18. 苯甲酸乙酯可用于配制香水及食用香精。实验室可用苯甲酸与乙醇为原料制备苯甲酸乙酯，制备装置如图所示(部分装置已省略)。
已知：
Ⅰ．合成苯甲酸乙酯粗产品：按图甲装置，在仪器C中加入2.44g苯甲酸、15.0mL乙醇、3.0mL浓硫酸和适量环己烷(与乙醇、水可形成共沸物)，控制一定温度加热2h后停止加热。
（1）仪器A名称是_______。
（2）本实验中制取苯甲酸乙酯的化学方程式为________。
（3）实验时使用过量乙醇的目的是________。
（4）分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层，上层有机层从支管处流回烧瓶，下层水层从分水器下口放出，反应结束的标志是_______。
Ⅱ．粗产品的精制：将仪器C中的反应液倒入盛有水的烧杯中，滴加饱和溶液至溶液呈中性，用分液漏斗分出有机层，再用乙醚萃取水层中的残留产品，将二者合并转移至图乙的仪器D中，加入沸石和无水氯化钙，加热蒸馏，制得产品2.4mL。
（5）加入溶液的作用有_____。
a．除去硫酸和苯甲酸 b．降低苯甲酸乙酯的溶解度
（6）采用图乙装置进行蒸馏操作，收集_____℃的馏分。
（7）该实验中苯甲酸乙酯的产率是_______。
【答案】（1）球形冷凝管
（2）
（3）提高苯甲酸的转化率或苯甲酸乙酯的产率
（4）分水器内水层高度不再发生变化
（5）ab （6）212.0
（7）84%
【解析】
【分析】装置甲制备苯甲酸乙酯，其中分水器不断整出水蒸气，促使平衡正向移动，装置乙提纯苯甲酸乙酯，根据沸点的不同，利用蒸馏的方法进行提纯，结合物质的性质和问题分析解答。
【小问1详解】
由图可知，仪器A为球形冷凝管；
【小问2详解】
苯甲酸与乙醇发生酯化反应生成苯甲酸乙酯，化学方程式为：；
【小问3详解】
使用过量乙醇，能使平衡正向移动，提高苯甲酸的转化率或苯甲酸乙酯的产率；
【小问4详解】
由于分水器的“分水”原理是冷凝液在分水器中分层，上层有机层从支管处流回烧瓶，下层水层从分水器下口放出，所以反应结束的标志是分水器内水层高度不再发生变化；
【小问5详解】
根据乙酸乙酯制备实验中饱和碳酸钠的作用可判断加入Na2CO3溶液的作用是除去硫酸和苯甲酸以及降低苯甲酸乙酯的溶解度，故选ab；
【小问6详解】
苯甲酸乙酯的沸点是212.0℃，所以采用图乙装置进行蒸馏操作，收集212.0℃的馏分；
【小问7详解】
2.44 g苯甲酸的物质的量是2.44g÷122g/ml＝0.02ml，15.0 mL乙醇的物质的量是，所以乙醇过量，理论上生成苯甲酸乙酯的物质的量是0.02ml，质量是0.02ml×150g/ml＝3.0g，所以产率是。
19. 钠、镁、铝、铜及其化合物在生活中具有重要作用。回答下列问题：
（1）基态的价层轨道表示式为________。
（2）Na、Mg、Al的第一电离能从小到大的顺序为_______(填元素符号)。
（3）铝离子电池一般采用离子液体作为电解质，某含铝离子液体的结构如图：
该化合物中阴离子的空间构型为_______；传统的有机溶剂大多易挥发，而离子液体相对难挥发，原因是________。
（4）几种氧化物的化学键中离子键成分的百分数和氧化物的熔点如下表：
离子键成分的百分数：MgO高于，其原因是_______。
（5）氮、铜形成的某一种化合物，为立方晶系晶体，晶胞中氮原子只有一种位置，沿体对角线投影如图甲所示。
其中与N原子等距且最近的Cu原子有___个，请在图乙中画出该晶胞的结构示意图____(○为N，●为Cu)已知晶胞中最近的两个Cu原子间距离为a pm，则晶体的密度为_____(用含a、的代数式表示)。
【答案】（1） （2）NaMg，电负性差值越大，离子键的百分数越大
（5） ①. 6 ②. (○为N，●为Cu) ③.
【解析】
【小问1详解】
Cu原子序数29，基态价层电子排布式：，轨道表示式：；
【小问2详解】
Mg核外电子排布处于全充满稳定结构，其第一电离能大于相邻族元素：NaMg，电负性差值越大，离子键的百分数越大，离子键成分的百分数：MgO高于；
【小问5详解】
根据均摊法，该晶胞中与N原子等距且最近的Cu原子有6个；根据沿体对角线投影图，可知，N在顶点，Cu在棱心上，则该晶胞的结构示意图：；根据均摊法计算可知，N原子个数为：，Cu原子个数为：，晶胞中最近的两个Cu原子间距离为a pm，则晶胞棱长，晶胞密度：。A． DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成
B．分子的球棍模型
C．中配位键的形成
D．邻羟基苯甲醛分子内氢键示意图
选项
实例
解释
A
熔点：低于
摩尔质量
B
比的稳定性高
键的键能比键的键能大
C
在中的溶解度大于在中的溶解度
为极性分子，但极性较小
D
比酸性强
F的电负性比Cl的电负性强，导致中的羧基中的羟基的极性增强，更容易电离
物质
氢键
键能
28.1
冰
18.8
54
物质
乙醇
苯甲酸
乙醚
苯甲酸乙酯
密度/()
0.7893
1.2659
0.7318
1.0500
沸点/℃
785
249.0
34.5
212.0
相对分子质量
46
122
74
150
氧化物
MgO
离子键的百分数/%
62
50
41
熔点/℃
1132
2852
2054