黑龙江省齐齐哈尔市八中2020届高三一模考试理综化学试题 Word版含解析
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齐齐哈尔市八中2019-2020学年高三理科综合
化学部分
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 S-32 C1-35.5 Cu-64
一、选择题:每小题6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.中华文明博大精深。下列说法错误的是
A. 黏土烧制陶瓷的过程中发生了化学变化
B. 商代后期制作的司母戊鼎属于铜合金制品
C. 侯氏制碱法中的“碱”指的是纯碱
D. 屠呦呦发现的用于治疗疟疾的青蒿素()属于有机高分子化合物
【答案】D
【解析】
【详解】A. 黏土烧制陶瓷的过程需要高温加热,逐渐去除了有机物,无机物之间相互反应生成了新物质,发生了化学变化,故A正确;
B. 司母戊鼎由青铜制成,青铜中含有铜元素、锡元素、铅元素等,属于合金,故B正确;
C. 侯氏制碱法中的“碱”指的是纯碱,即碳酸钠,故C正确;
D. 青蒿素的相对分子质量较小,不属于有机高分子化合物,故D错误;
故选D。
【点睛】有机高分子化合物,由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物,属于混合物。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。
2.已知NA是阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 反应中,每生成294 gg释放的中子数为3NA
B. 常温常压下,22.4 L乙烷和丙烯(C3 H6)的混合物中氢原子数目为6NA
C. 1 L0.5 mol. L-1'碳酸钠溶液含有的CO32- 数目小于0.5NA
D. 0.1 mol H2O2与MnO2充分作用生成O2,转移的电子数为0.1NA
【答案】B
【解析】
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【详解】A.根据质量守恒原理得:x=249+48-294=3,即每生成1mol释放的中子数为3mol,即3NA,故A正确;
B. 常温常压下,无法由体积计算物质的量,也就无法计算微粒数目,故B错误;
C. 1 L0.5 mol. L-1'碳酸钠溶液中溶质的物质的量为1 L×0.5 mol. L-1=0.5mol,CO32-部分水解,所以含有的CO32- 数目小于0.5NA,故C正确;
D. 0.1 mol H2O2与MnO2充分作用生成0.05molO2,O元素由-1价升高为0价,失去1个电子,则转移的电子数为0.05mol×2=0.1mol,即0.1NA,故D正确;
故选B。
3.下列关于有机化合物的说法正确的是
A. 糖类、油脂、蛋白质均只含C、H、O三种元素
B. 乙烯,乙醇、植物油均能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 2 -苯基丙烯( )分子中所有原子共平面
D. 二环[1,1,0]丁烷()的二氯代物有3种(不考虑立体异构)
【答案】B
【解析】
【详解】A. 蛋白质中还含有N等元素,故A错误;
B. 乙烯和植物油中含有碳碳双键,乙醇中含有羟基,均能被高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B正确;
C. 2 -苯基丙烯( )分子中所有碳原子可以共平面,但甲基中的氢原子与苯环不能共面,故C错误;
D. 二环[1,1,0]丁烷()的二氯代物,其中两个氯原子在同一个碳原子上的有1种,在相邻碳原子上的有1中,在相对碳原子上的有2中,共有4种(不考虑立体异构),故D错误;
故选B。
【点睛】蛋白质的组成元素一般为碳、氢、氧,氮、硫,少数含有磷,一定含有的是碳、氢、氧、氮。
4.由下列实验和现象得出的结论正确的是
实验和现象
结论
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选项
A
向某溶液中滴加浓NaOH溶液并加热,将湿润的蓝色石蕊试纸靠近试管口,试纸颜色无明显变化
原溶液中一定无NH4+
B
将少量某无色气体通入澄清石灰水中,出现白色沉淀
该气体一定是CO2
C
向某无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡、静置,下层溶液显紫红色
原无色溶液中一定有I—
D
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,产生白色胶状沉淀
氯的非金属性强于硅
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 滴加浓NaOH溶液并加热,若有NH4+,则会有氨气放出,应该用湿润的红色石蕊试纸检验,故A错误;
B. 二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊,则气体不一定为CO2,故B错误;
C. 某无色溶液中滴加氯水和CCl4,振防、静置,下层溶液显紫红色,可知碘离子被氧化生成碘单质,则原溶液中有I-,故C正确;
D. 由现象可知,盐酸的酸性大于硅酸的酸性,但盐酸为无氧酸,不能比较Cl、Si的非金属性,故D错误;
故选C。
5.W、R、X、Y均为短周期元素且原子序数依次增大.Y的最高正价和最低负价之和等于0;常温常压下,W和R组成的化合物有多种,其中两种化合物能相互转化,但元素化合价没有变化;这4种元素原子的最外层电子数之和等于R原子的核电荷数的2倍。下列说法正确的是
A. 元素的非金属性为R>Y> W
B. 原子半径为W>R>X> Y
C. R与其他三种元素均可形成二元共价化合物
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D. 简单氢化物的热稳定性为R> W> Y
【答案】D
【解析】
【分析】
W、R、X、Y的原子序数依次增大,Y的最高正价和最低负价之和等于0,则Y位于第IVA族;W和R组成的化合物有多种,其中两种化合物能相互转化,但元素化合价没有变化,二氧化氮和四氧化二氮之间能相互转化,且没有电子转移,则W为N、R为O元素;这4种元素的最外层电子数之和等于R原子的核电荷数的2倍,R核电荷数为8,W最外层有5个电子、R最外层有6个电子、Y最外层有4个电子,则X最外层有1,且X原子序数大于R而小于Y,为Na元素,Y为硅,然后结合元素的性质和元素周期律来解答。
【详解】A. W、R、Y分别是N、O、Si元素,同一周期元素,元素非金属性随着原子序数增大而增强,同一主族元素,元素非金属性随着原子序数增大而减弱,所以非金属性强弱顺序是R>W>Y,故A错误;
B. 原子电子层数越多其原子半径越大,同一周期元素,原子半径随着原子序数增大而减小,所以原子半径大小顺序是X>Y>W>R,故B错误;
C.活泼金属和活泼非金属元素之间易形成离子化合物,R活泼非金属元素、X是活泼金属元素,二者易形成离子化合物Na2O、Na2O2,故C错误;
D. 元素的非金属性越强,其简单氢化物的稳定性越强,非金属性R>W>Y,则简单氢化物的热稳定性次序为R>W>Y,故D正确;
故选D。
6.化石燃料开采、加工过程中会产生剧毒气体硫化氢(H2S),可通过间接电化学法除去,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 反应池中处理硫化氢的反应是H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+
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B. 电极a为阳极,电极b为阴极
C. 若交换膜为质子(H+ )交换膜,则NaOH溶液的浓度逐渐变大
D. 若交换膜为阳离子交换膜,b电极区会产生红褐色沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A. 由图示知反应池中,Fe3+与硫化氢发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:H2S+2Fe3+=2Fe2++S↓+2H+,故A正确;
B.a极产生Fe3+,发生氧化反应,所以为阳极,b为阴极,故B正确;
C. 若交换膜为质子交换膜,则H+进入b极,则NaOH溶液的浓度逐渐变小,故C错误
D. 若交换膜阳离子交换膜,Fe3+会向阴极移动,与氢氧根离子生成红褐色Fe(OH)沉淀3,故D正确;
故选C。
7.常温下,向20mL0.2mol·L-1H2A溶液中滴加0.2mol.L-1NaOH溶液,溶液中微粒H2A、HA-、A2-的物质的量的变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. 当V[NaOH(aq)]=20 mL时.c(OH- )=c(H+ )+c(HA- )+2c(H2A)
B. 在P点时,c(Na+ )+c(H+ )=c(OH- )+c(HA- ) +c(A2- )+c(H2A)
C. 当V[NaOH(aq)]=30 mL时,2c(Na+ )=3[c(HA- )+c(A2- )+c(H2A)]
D 当V[NaOH(aq)]=40 mL.时.c(Na+ )>c(A2- )>c(OH- )>c(HA- )>c(H2A)>c(H+)
【答案】A
【解析】
【详解】A. 当V(NaOH)=20mL时,二者恰好完全反应生成NaHA,根据电荷守恒得:c(OH-)+2c(A2-)+c(HA-)=c(H+)+c(Na+),根据物料守恒得c(Na+)=c(HA-)+c(H2A)+c(A2-),二者结合可得:c(OH-)+c(A2-)=c(H+)+c(H2A),则c(OH-)
c(HA-),正确的离子浓度大小为:c(Na+)>c(A2-)>c(OH-)>c(HA-)>c(H2A)>c(H+),故D正确;
故选B。
二、非选择题:第26~28题为必考题,每个试题考生都必须作答。第35~36题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:
8.重铬酸钾常用作有机合成的氧化剂和催化剂等。由含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)制备K2Cr2O7的流程如图所示。
已知:i.在酸性条件下,H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+。
ii.相关金属离子形成氢氧化物沉淀的pH范围如下:
金属离子
Fe3+
Cr3+
开始沉淀pH
1.5
4.9
沉淀完全的pH
2.8
6.8
回答下列问题:
(1)滤渣①的主要成分为_________(填化学式)。
(2)"氧化”步骤中发生反应的离子方程式为____________。
(3)“加热"操作的目的是_________。
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(4)“酸化"过程中发生的反应为2CrO42- +2H+Cr2O72-+ H2O (K=4.0×1014L3·mol -3)。已知“酸化”后溶液(pH=1)中c(Cr2O72- )=6. 4×10-3 mol·L-1,则溶液中c(CrO42-)=_______。
(5)可利用微生物电池将镀铬废水中的Cr2O72-催化还原,其工作原理如图所示:
在该电池中,b作______极,a极的电极反应为__________
(6)K2 Cr2O7标准溶液还可用于测定市售硫代硫酸钠晶体(Na2S2O3·5H2O,M=248 g·mol -1)的纯度。测定步骤如下:
i.溶液配制:称取1.2400g市售硫代硫酸钠晶体样品,用新煮沸并冷却的蒸馏水在烧杯中溶解,完全溶解后.全部转移至100mL容量瓶中.加蒸馏水至刻度线。
ii.滴定:取0.01000 mol. L-1的K2Cr2 O7标准溶液20. 00 mL,稀硫酸酸化后加入过量KI溶液,发生反应(Cr2O72-被还原成Cr3+ ,I-被氧化成I2)。然后用硫代硫酸钠样品溶液滴定至淡黄绿色,发生反应:I2+2S2O32 - =S4O62-+2I-。加入淀粉溶液作为指示剂,继续滴定,当溶液蓝色褪去.即为终点。平行滴定3次,样品溶液的平均用量为25.00mL。
①稀硫酸酸化的K2Cr2O7标准溶液与KI溶液反应的离子方程式为_________
②该市售硫代硫酸钠晶体样品的纯度为_______%(保留1位小数)。
【答案】 (1). Cr(OH)3、Fe(OH)3 (2). 2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O (3). 除去过量的H2O2 (4). (5). 正 (6). CH3COOH−8e−+2H2O=2CO2↑+8H+ (7). Cr2O72-+14H++6I-=3I2+2Cr3++7H2O (8). 96.0
【解析】
【分析】
含铬废液(主要含Cr3+、Fe3+、K+、SO42-等)制备K2Cr2O7的流程:废液与足量KOH反应生成沉淀Cr(OH)3、Fe(OH)3,过滤得到滤渣①Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物,除去K+、SO42-等离子,碱性条件下在滤渣中加入过氧化氢氧化Cr(OH)3生成K2CrO4,过滤除去Fe(OH)3,得到K2CrO4滤液②,加热除去过量过氧化氢,防止后续加酸时H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+
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,加酸调pH=1,使K2CrO4溶液转化为K2Cr2O7溶液,蒸发结晶得到K2Cr2O7晶体,以此解答。
【详解】(1)根据形成氢氧化物沉淀的pH范围知滤渣①成分为Cr(OH)3、Fe(OH)3混合物,故答案为:Cr(OH)3、Fe(OH)3;
(2)“氧化”步骤中,碱性条件下,过氧化氢氧化Cr(OH)3,生成K2Cr2O7溶液,结合转移电子守恒、原子守恒得化学方程式为2Cr(OH)3+3H2O2+4KOH=2K2CrO4+8H2O,则离子方程式为:2Cr(OH)3+3H202+4OH-=2CrO42-+8H20,故答案为:2Cr(OH)3+3H2O2+4OH-=2CrO42-+8H2O;
(3)因为在酸性条件下,H2O2能将Cr2O72-还原为Cr3+,为防止后续“酸化”步骤中Cr2O72-将Cr2O72-还原为Cr3+而混入杂质,所以酸化之前必须除去H2O2,并且H2O2对热不稳定、易分解,通过加热可除去,故答案为:除去过量的H2O2;
(4)“酸化”后溶液(pH=1),即c(H+)=0.1mol/L,反应2CrO42- +2H+Cr2O72-+ H2O K=,则,故答案为:;
(5)b极上Cr2O72−被还原,应为正极反应,则a为负极,乙酸被氧化生成二氧化碳,电极方程式为:CH3COOH−8e−+2H2O=2CO2↑+8H+,故答案为:正;CH3COOH−8e−+2H2O=2CO2↑+8H+;
(6)①在酸性条件下,Cr2O72-被还原成Cr3+ ,I-被氧化成I2,同时有水生成,根据电子转移守恒配平反应得:Cr2O72-+14H++6I-=3I2+2Cr3++7H2O,故答案为:Cr2O72-+14H++6I-=3I2+2Cr3++7H2O;
②根据氧化还原反应中电子转移守恒得:n(I2)=3n(Cr2O72-)=3×0.01000 mol. L-1×0.02L=0.0006mol,根据I2+2S2O32 - =S4O62-+2I-得:n(Na2S2O3)=2n(I2)= 0.0006mol×2=0.0012mol,则该市售硫代硫酸钠晶体样品的纯度为,故答案为:96.0%。
9.丙烷、乙烯等有机物在工业上有广泛的应用。回答下列问题:
(1)丙烷中混有乙烯杂质,实验室用如图装置除杂,得到纯净的丙烷。若试剂a为酸性高锰酸钾溶液,则试剂b、c的名称分别为______、_______。
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(2)如图为各组物质的能量总和及相互间转化的能量关系。丙烷气体分解得到石墨(C)和氢气的热化学方程式为_________。
(3)在两个容积均为1 L的恒容密闭容器中以不同的氢碳比[n(H2)/n(CO2)]充入2 mol H2和一定量的CO2,在一定条件下发生反应2CO2(g) +6H2(g)C2 H4(g) +4H2O(g) △H。CO2的平衡转化率α(CO2)与温度的关系如图所示:
①该反应的∆H___________(填“>”“<"或“=")0,判断的理由是__________。
②在氢碳比为2.0时,Q点v(逆)_______P点v(逆)(填“>”“<"或“=”)。
③氢碳比:x_____2. 0(填“>”“<”或“=”)。
④Q点对应温度下,该反应平衡常数K=_______L3· mol-3。
【答案】 (1). 饱和氢氧化钠溶液 (2). 浓硫酸 (3). C3H8(g)═3C(石墨,s)+4H2(g) △H=△H1−△H2−△H3 (4). < (5). 温度升高CO2的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,正反应为放热反应 (6). < (7). > (8). 64
【解析】
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【分析】
(1)根据乙烯的性质及氧化产物分析解答;(2)根据盖斯定律及图示能量变化分析解答;(3)根据平衡移动原理及平衡常数表达式进行相关计算。
【详解】(1)乙烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成二氧化碳气体,所以试剂b为饱和氢氧化钠溶液,目的是除去二氧化碳气体,试剂c为浓硫酸,目的是除去水分,故答案为:饱和氢氧化钠溶液;浓硫酸;
(2)根据能量变化示意图结合盖斯定律可知,丙烷气体(C3H8)分解得到石墨(C)和氢气的热化学方程式为:C3H8(g)═3C(石墨,s)+4H2(g) △H=△H1−△H2−△H3,故答案为:C3H8(g)═3C(石墨,s)+4H2(g) △H=△H1−△H2−△H3;
(3)①由图可知,随温度升高CO2的平衡转化率减小,说明升高温度平衡逆向移动,升高温度平衡向吸热反应移动,则正反应为放热反应,故△H<0,故答案为:<;温度升高CO2的平衡转化率减小,平衡逆向移动,故逆反应是吸热反应,正反应为放热反应;
②在氢碳比为2.0时,P点达平衡,Q点未达平衡,此时二氧化碳的转化率比平衡时小,说明此时要继续转化更多的二氧化碳,反应物浓度在减小,生成物浓度在增大,正反应速率在减小,逆反应速率在增大,所以此时逆反应速率比平衡时逆反应速率小,故答案为:<;
③由图象可知x的碳氢比不等于2,在相同条件下反应达平衡时,二氧化碳的转化率增大了,说明是增大了氢气的量,提高二化碳的转化率,即氢碳比越大,二氧化碳转化率越大,故答案为:>;
④Q点和P点相同温度下K相同,P点平衡时二氧化碳转化率为0.5,氢碳比n(H2)/n(CO2)=2,设起始时氢气为2mol/L、二氧化碳为1mol/L,则二氧化碳浓度变化量为0.5mol/L,则:
代入平衡常数表达式,故答案为:64。
10.三硫代碳酸钠(Na2CS3)在农业上用作杀菌剂和杀线虫剂,在工业上用于处理废水中的重金属离子。某化学兴趣小组对Na2CS3的一些性质进行探究。回答下列问题:
(1)在试管中加入少量三硫代碳酸钠样品,加水溶解,测得溶液pH=10,由此可知H2CS3是______(填“强”或“弱”)酸。向该溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,由此说明Na2CS3
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具有______性。(填“还原”或“氧化”)。
(2)为了测定某Na2CS3溶液的浓度,按如图装置进行实验。将35.0 mL该Na2CS3溶液置于下列装置A的三颈烧瓶中,打开仪器d的活塞,滴入足量稀硫酸,关闭活塞。
已知:CS32- +2H+==CS2 +H2S↑,CS2 和H2S均有毒;CS2不溶于水,沸点46°C,与CO2某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。
①仪器d的名称是__________。反应开始时需要先通入一段时间N2,其作用为______。
②B中发生反应的离子方程式是________。
③反应结束后。打开活塞K。再缓慢通入热N2(高于60°C)一段时间,其目的是__________。
④为了计算该Na2CS3溶液的浓度,可测定B中生成沉淀的质量。称量B中沉淀质量之前,需要进行的实验操作名称是过滤、_____、________;若B中生成沉淀的质量为8.4g,则该Na2CS3溶液的物质的量浓度是___________。
⑤若反应结束后将通热N2改为通热空气(高于60°C),通过测定C中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶液的浓度时,计算值______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】 (1). 弱 (2). 还原 (3). 分液漏斗 (4). 排除装置中的空气 (5). Cu2++H2S=CuS↓+2H+ (6). 将装置中的H2S全部排入B中被充分吸收;将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收 (7). 洗涤 (8). 干燥 (9). 2.5mol/L (10). 偏高
【解析】
【分析】
(1)根据盐类水解原理及酸性高锰酸钾的强氧化性分析解答;(2)根据实验目的、实验装置及空气的组成和H2S的还原性分析解答;运用关系式法进行相关计算。
【详解】(1)在试管中加入少量三硫代碳酸钠样品,加水溶解,洲得溶液pH=10,溶液显碱性,说明盐为强碱弱酸盐;向该溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去证明盐被氧化发生氧化还原反应,Na2CS3具有还原性,故答案为:弱;还原性;
(2)①根据仪器构造分析,仪器d的名称分液漏斗;N2
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化学性质比较稳定,为了防止空气中氧气将H2S氧化,所以反应开始时需要先通入一段时间N2,排除装置中的空气,故答案为:分液漏斗;排除装置中的空气;
②B中发生反应是硫酸铜和硫化氢反应生成黑色硫化铜沉淀,反应的离子方程式为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+,故答案为:Cu2++H2S=CuS↓+2H+;
③反应结束后打开活塞K,再缓慢通入热N2一段时间,其目的是:将装置中的H2S全部排入B中被充分吸收;将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收,故答案为:将装置中的H2S全部排入B中被充分吸收,将装置中的CS2全部排入C中被充分吸收;
④称量B中沉淀质量之前需要进行的实验操作名称是:过滤、洗涤、干燥,若B中生成沉淀的质量为8.4g,物质的量=,物质的量守恒,CS32-+2H+=CS2+H2S↑,Cu2++H2S=CuS↓+2H+,得到定量关系:CS32−∼H2S∼CuS, n(Na2CS3)= n(CuS)=0.0875mol,则35.0mL三硫代碳酸钠溶液的物质的量浓度,故答案为:洗涤、干燥; 2.5mol/L;
⑤若反应结束后将通热N2改为通热空气,通过测定C中溶液质量的增加值来计算三硫代碳酸钠溶液的浓度时,C中除吸收二硫化碳还会吸收空气中二氧化碳,溶液质量增加偏大,计算得到溶液浓度或偏高,故答案为:偏高。
(二)选考题:请考生2道化学题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
11.氮、铜及其化合物以及乙醇、氯化钠的用途广泛。回答下列问题:
(1)基态氮原子中含有______种运动状态不同的电子,与N3-含有相同电子数的四原子分子是_______(写化学式),其立体构型是________。
(2)C、N、O、F四种元素的第一电离能由小到大的顺序为_____。
(3)Cu+价层电子的轨道表达式(电子排布图)为______。CuO在高温下能分解生成Cu2O,其原因是_______。
(4)在加热和Cu的催化作用下,乙醇可被空气氧化为乙醛(CH3CHO),乙醛分子中碳原子的杂化方式是____,乙醛分子中H一C—O的键角____ (填“大于”等于”或“小于”)乙醇分子中的H—C—O的键角。
(5)[Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H2O被Cl-取代后有两种不同的结构,其中[Cu( H2O)2(Cl)2]是非极性分子的结构式为________。
(6)如图所示为NaCl晶体的晶胞结构图和晶胞截面图(截面图中的大球为Cl-,小球为Na+);
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①晶胞中距离1个Na+最近的Cl-有_____个 ,这些C1-围成的图形是___________。
②若晶体密度为ρg●cm-3,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则Na+的离子半径为_______pm(列出计算表达式)。
【答案】 (1). 7 (2). NH3 (3). 三角锥形 (4). C<O<N<F (5). (6). Cu+的价电子排布为3d10,为全满结构,其结构更稳定 (7). sp3、sp2 (8). > (9). (10). 6 (11). 正八面体 (12).
【解析】
【详解】(1)氮原子一共有7个电子,每个电子的运动状态均不同,则共含有7种运动状态不同的电子;与N3-含有相同电子数的四原子分子是NH3;中心原子的价电子对数为,有1对孤电子对,则该分子空间构型为三角锥形,故答案为:7;NH3;三角锥形;
(2)同一周期元素,其第一电离能随着原子序数增大而呈增大趋势,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,C、N、O、F位于同一周期且分别位于第IVA族、第VA族、第VIA族、第VIIA族,所以第一电离能大小顺序为C<O<N<F,故答案为:C<O<N<F;
(3)Cu+的核外有28个电子,根据构造原理知其基态离子核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d10,则Cu+价层电子的轨道表达式为:;原子轨道处于全空、半满或全满时最稳定,Cu+的3d轨道上全满,稳定,故答案为:;Cu+的价电子排布为3d10,为全满结构,其结构更稳定;
(4)乙醛分子中甲基上碳原子含有4个σ键,醛基上的碳原子含有3个σ键,所以甲基中的碳原子采用sp3杂化,醛基中的碳原子采用sp2杂化,醛基中碳原子采用sp2杂化、乙醇中含有醇羟基的碳原子采用sp3
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杂化,导致乙醛分子中H-C-O的键角大于乙醇分子中的H-C-O的键角,故答案为:sp3、sp2;>;
(5)Cu(H2O)4]2+为平面正方形结构,其中的两个H2O被Cl-取代有两种不同的结构,[Cu(H2O)2(Cl)2]是非极性分子,说明该分子的结构不对称,则其结构式为,故答案为:;
(6)①由Na、Cl两元素形成的化合物为NaCl,以中间的黑色球为Na+离子研究,距离一个Na+最近的Cl-在其上下前后左右共6个,围成的图形是正八面体,故答案为:6,正八面体;
②晶胞中Na+离子数目=1+12×=4,Cl-离子数目=8×+6×=4,故晶胞质量m=g,晶胞体积V=cm3,令Cl-离子半径为r,则棱长为,则,解得:,Na+的半径为,故答案为:。
【点睛】注意轨道表达式(电子排布图)与电子排布式的区别,此处为易错点。还应该注意单位的换算。
12.新合成的药物J的合成方法如图所示:
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已知:R1—NH—R2+Cl—R3+HCl
R1COOR2+R3CH2COOR4+R2OH
(R1、R2、R3、R4为氢或烃基)
回答下列问题:
(1)B的化学名称为______________,F的结构简式为_____________
(2)有机物CH2=CHCH2NH2中的官能团名称是_______,由A生成B的反应类型为_____
(3)③的化学方程式为__________。
(4)已知④有一定的反应限度,反应进行时加入吡啶(C5H5N,属于有机碱)能提高J的产率,原因是________。
(5)有机物K分子组成比F少两个氢原子,符合下列要求的K的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。
①遇FeCl3溶液显紫色
②苯环上有两个取代基
(6)是一种重要的化工中间体。以环已醇()和乙醇为起始原料,结合已知信息选择必要的无机试剂,写出制备的合成路线:_________________。(已知:RHC=CHR'
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RCOOH+R'COOH,R、R'为烃基。用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上注明试剂和反应条件)
【答案】 (1). 3-氯-1-丙烯 (2). (3). 碳碳双键和氨基 (4). 取代反应 (5). (6). 吡啶显碱性,能与反应④的产物HCl发生中和反应,使平衡正向移动,提高J产率 (7). 15 (8).
【解析】
【分析】
由A、B分子式,C的结构简式,可知A为CH3CH=CH2,A发生取代反应生成B为ClCH2CH=CH2;B中氯原子被氨基取代得到, 根据C的分子式既反应条件,可知反应②发生题给信息中的取代反应,可知C为;比较C、D分子式,结合E的结构简式分析,反应③为题给信息中的成环反应,可知D为;D发生酯的水解反应生成E,比较E和G的结构,结合反应条件分析中间产物F的结构为;对比G、J的结构,G与发生取代反应生成J,据此分析解答。
【详解】(1)B为ClCH2CH=CH2,化学名称为3-氯-1-丙烯,比较E和G的结构,结合反应条件分析中间产物F的结构为故答案为:3-氯-1-丙烯;;
(2)根据官能团的结构分析,有机物CH2=CHCH2NH2中的官能团有碳碳双键和氨基;比较A和B的结构变化可知该反应为取代反应,故答案为:碳碳双键和氨基;取代反应;
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(3)根据上述分析,反应③的化学方程式为,故答案为:;
(4)反应④为取代反应,生成有机物的同时可生成HCl,而吡啶呈碱性,可与HCl发生中和反应,使平衡正向移动,提高J的产率,故答案为:吡啶显碱性,能与反应④的产物HCl发生中和反应,使平衡正向移动,提高J产率;
(5)F为,分子式为C8H13NO,则K的分子式为C8H11NO,①遇FeCl3溶液显紫色,则结构中含有酚羟基;②苯环上有两个取代基,一个为OH,则另一个为由2个C原子6个H原子1个N原子构成的取代基,其结构有-CH2CH2NH2、-CH2NHCH3、-CH(CH3)NH2、-NHCH2CH3、-N(CH3)2共5种,两取代基的位置共有邻、间、对三种情况,所以K的同分异构体有3×5=15种,故答案为:15;
(6)由题给信息可知,由反应得到,用酸性高锰酸钾溶液氧化的己二酸,己二酸与乙醇发生酯化反应得到,可由原料发生消去反应获取,则合成路线流程图为:,故答案为:。
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【点睛】解决这类题的关键是以反应类型为突破口,以物质类别判断为核心进行思考。经常在一系列推导关系中有部分物质已知,这些已知物往往成为思维“分散”的联结点。可以由原料结合反应条件正向推导产物,也可以从产物结合条件逆向推导原料,也可以从中间产物出发向两侧推导,审题时要抓住基础知识,结合新信息进行分析、联想、对照、迁移应用、参照反应条件推出结论。解题的关键是要熟悉烃的各种衍生物间的转化关系,不仅要注意物质官能团的衍变,还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤素原子数目以及有机物相对分子质量的衍变,这种数量、质量的改变往往成为解题的突破口。
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