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文档介绍
【化学】内蒙古鄂尔多斯市第一中学2020届高三下学期第一次模拟考试(解析版)
内蒙古鄂尔多斯市第一中学2020届高三下学期第一次模拟考试 可能用到的相对原子质量: H-1 Be-9 C-12 N-14 O-16 Al-27 S-32 Fe-56 Cu-64 一、选择题:本题共 7个小题,每小题 6 分,共42 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.化学与生产、生活及社会发展密切相关,下列有关说法不正确的是( ) A. “血液透析”和“静电除尘”利用了胶体的不同性质 B. 氨基酸在人体中生成新的蛋白质的反应属于缩聚反应 C. 从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现 D. 在食品袋中放入盛有硅胶的透气小袋,可防止食物受潮 【答案】C 【详解】A. 血液和空气都属于胶体,“血液透析”利用的是渗析原理,“静电除尘”利用的是胶体的电泳原理,利用了胶体的不同性质,A项正确; B. 氨基酸在人体中生成新的蛋白质的反应属于缩聚反应,B项正确; C. 从海水中提取物质不一定要通过化学反应才能实现,如提取氯化钠,蒸发结晶即可,C项错误; D. 硅胶具有吸水作用,可防止食物受潮,D项正确; 答案选C。 【点睛】C项考查的是关于海水水资源的利用常识,海水中可以提取溴、碘、镁元素,每个工艺流程及所涉及的化学反应,学生要注意归纳总结,这些过程均涉及化学变化,而海水中提取氯化钠、蒸馏水等则是物理变化,学生要加以理解并识记。 2.设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( ) A. 0.5mol雄黄(As4S4),结构如图,含有NA个S-S键 B. 将1 mol NH4NO3溶于适量稀氨水中,所得溶液呈中性,则溶液中NH4+的数目为NA C. 标准状况下,33.6L二氯甲烷中含有氯原子的数目为3NA D. 高温下,16.8gFe与足量水蒸气完全反应,转移的电子数为0.6NA 【答案】B 【解析】A.S原子最外层有六个电子,形成2个共价键,As原子最外层五个,形成3个共价键,由结构图知白色球为硫原子,分子中不存在S-S键,故A错误;B. NH4NO3==NH4++ NO3-,NH3.H2O NH4++OH-,溶于适量稀氨水中,所得溶液呈中性,则溶液中n(NH4+)=n(NO3-), NH4+的数目等于NA,故B正确;C.标况下,二氯甲烷为液体,不能使用气体摩尔体积,故C错误;D.16.8g铁的物质的量为0.3mol,而铁与水蒸汽反应后变为+8/3价,故0.3mol铁失去0.8mol电子即0,8NA个,所以D错误; 所以B选项是正确的。 3.下图是部分短周期元素原子半径与原子序数的关系图,下列说法正确的是( ) A. M、N的氧化物都能与Z、R的最高价氧化物对应水化物反应 B. Y的单质能从含R简单离子的水溶液中置换出R单质 C. X、M两种元素组成的化合物熔点很高 D. 简单离子半径:R>M>X 【答案】C 【解析】由图可知,为第二周期和第三周期元素的原子半径的变化,根据原子序数关系可知X为O元素,Y为F元素,Z为Na元素,M为Al元素,N为Si元素,R为Cl元素,A.M、N的氧化物Al2O3、SiO2都能与Z、R的最高价氧化物对应水化物NaOH反应,但SiO2不与R的最高价氧化物对应水化物HClO4反应,选项A错误;B.F2非常活泼,与含氯离子的水溶液反应时直接与水反应,无法置换出氯气,选项B错误;C.X、M两种元素组成的化合物氧化铝熔点很高,选项C正确;D.O2-、Al3+电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,Cl-比它们多一个电子层,半径最大,故离子半径Cl->O2->Al3+,选项D错误。答案选C。 点睛:本题考查结构性质位置关系应用,推断元素是解题关键,侧重对化学用语的考查,注意理解氢氧化铝的两性,能与强酸强碱反应,由图可知,为第二周期和第三周期元素的原子半径的变化,根据原子序数关系可知X为O元素,Y为F元素,Z为Na元素,M为Al元素,N为Si元素,R为Cl元素,据此分析得解。 4.实验室利用下图装置制取无水A1C13(183℃升华,遇潮湿空气即产生大量白雾),下列说法正确的是( ) A. ①的试管中盛装二氧化锰,用于常温下制备氯气 B. ②、③、⑥、⑦的试管中依次盛装浓H2SO4、饱和食盐水、浓H2SO4、NaOH溶液 C. 滴加浓盐酸的同时点燃④的酒精灯 D. ⑤用于收集AlCl3,⑥、⑦可以用一个装有碱石灰的干燥管代替 【答案】D 【分析】由实验装置可知,①为浓盐酸与强氧化剂反应生成氯气,②中饱和食盐水可除去氯气中的HCl,③中浓硫酸干燥氯气,④中Al与氯气反应生成AlCl3,⑤为收集氯化铝的装置;⑥中浓硫酸防止水进入④和⑤中引起氯化铝水解,⑦中NaOH溶液吸收尾气中的氯气,以此来来解答。 【详解】A. ①的试管中盛装二氧化锰,常温与浓盐酸不反应,需要加热制备氯气,A项错误; B. 由上述分析可知②、③、⑥、⑦的试管中依次盛装饱和食盐水、浓H2SO4、浓H2SO4、NaOH溶液,B项错误; C. 滴加浓盐酸使产生的氯气排出装置中的氧气,再点燃④的酒精灯,C项错误; D. ⑤用于收集AlCl3,⑥、⑦两个装置要防止其水解,且要吸收尾气中的氯气,则⑥、⑦可以用一个装有碱石灰的干燥管代替,D项正确; 答案选D。 5.向0.1 mol∙L-1的NH4HCO3溶液中逐渐加入0.1 mol∙L-1NaOH 溶液时,含氮、含碳粒子的分布情况如图所示(纵坐标是各粒子的分布系数,即物质的量分数a),根据图象下列说法不正确的是 ( ) A. 开始阶段,HCO3-反而略有增加,可能是因为 NH4HCO3 溶液中存在 H2CO3,发生的主要反应是 H2CO3+OH-=HCO3-+H2O B. 当 pH 大于 8.7 以后,碳酸氢根离子和铵根离子同时与氢氧根离子反应 C. pH=9.5 时,溶液中 c(HCO3-)>c(NH3∙H2O)>c(NH4+)>c(CO32-) D. 滴加氢氧化钠溶液时,首先发生的反应:2NH4HCO3+2NaOH=(NH4)2CO3+Na2CO3 【答案】D 【详解】NH4HCO3溶液中存在NH4+水解平衡,即NH4++H2ONH3•H2O+H+①; HCO3-的水解平衡,即HCO3-+H2OH2CO3+OH-②; HCO3-的电离平衡,即HCO3-H++CO32-③; A.在溶液中未加氢氧化钠溶液时,溶液的pH=7.7,呈碱性,说明上述三个平衡中第②个HCO3-的水解为主,滴加氢氧化钠的开始阶段,氢氧根浓度增大,平衡②向逆反应方向移动,HCO3-的量略有增加,即逆方向的反应是H2CO3+OH-=HCO3-+H2O,A正确; B. 对于平衡①,氢氧根与氢离子反应,平衡正向移动,NH3•H2O的量增加,NH4+被消耗,当pH大于8.7以后,CO32-的量在增加,平衡③受到影响,HCO3-被消耗,即碳酸氢根离子和铵根离子都与氢氧根离子反应,B正确; C. 从图中可直接看出pH=9.5时,溶液中c(HCO3-)>c(NH3∙H2O)>c(NH4+)>c(CO32-),C正确; D. 滴加氢氧化钠溶液时,HCO3-的量并没减小,反而增大,NH4+的量减少,说明首先不是HCO3-与OH-反应,而是NH4+先反应,即NH4HCO3+NaOH=NaHCO3+NH3•H2O,D错误; 故合理选项是D。 6.关于下列各实验装置的叙述中,错误的是 ( ) A. 装置可用于分离蔗糖和葡萄糖,且烧杯中的清水应多次更换 B. 装置可用于制备少量 Fe(OH)2沉淀,并保持较长时间白色 C. 装置可用从a处加水的方法检验的气密性,原理为液差法 D. 装置用于研究钢铁的吸氧腐蚀,一段时间后导管末端会进入一段水柱 【答案】A 【详解】A. 蔗糖、葡萄糖分子的直径都比较小,可以通过半透膜,因此通过渗析的方法不能分离蔗糖和葡萄糖,A错误; B. 根据装置图可知:Fe为阳极,失去电子,发生氧化反应,电极反应式为Fe-2e-=Fe2+;在阴极石墨电极上,溶液中的H+得到电子变为H2逸出,电极反应式为2H++2e-=H2↑,H+放电,破坏了水的电离平衡,使溶液中OH-浓度增大,发生反应:Fe2++OH-=Fe(OH)2↓,由于在溶液表面覆盖保护层苯可以阻止O2在溶液中的溶解,故可以较长时间观察到产生的Fe(OH)2白色沉淀,B正确; C. 关闭分液漏斗的活塞,由a处加水,若装置不漏气,会长时间观察到U型管左右两侧有高度差,C正确; D. 若发生吸氧腐蚀,一段时间后,具支试管中空气中的O2会因反应消耗,气体减少,小试管中的水在外界大气压强作用下会进入小试管中,从而在导管末端形成一段水柱,D正确; 故合理选项是A。 7.相对分子质量为128的有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O,若A含一个六碳环且可与NaHCO3溶液反应,则环上一氯代物的数目为( ) A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】C 【详解】有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O,说明一定含有C、H元素,还含有一个六元碳环且可与NaHCO3溶液反应,说明含有羧基—COOH,羧基的式量是45,则烃基的式量128-45=83,则符合六元环的烃基是C6H11—,则该物质是 ,由于在环上有4种不同位置的H原子,它们分别被氯原子取代就得到一种一氯取代产物。所以环上一氯代物的数目为4种,选项是C。 二、非选择题。第 8~10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第 11与12题为选考题,考生根据要求作答。 8.单晶硅是信息产业中重要的基础材料。工业上可用焦炭与石英砂(SiO2)的混合物在高温下与氯气反应生成SiCl4和CO,SiCl4经提纯后用氢气还原得高纯硅。以下是实验室制备 SiCl4的装置示意图: 实验过程中,石英砂中的铁、铝等杂质也能转化为相应氯化物,SiCl4、AlCl3、FeCl3遇水均易水解,有关物质的物理常数见下表: 物质 SiCl4 AlCl3 FeCl3 沸点/℃ 57.7 — 315 熔点/℃ -70.0 — — 升华温度/℃ — 180 300 (1)装置B中的试剂是___________,装置 D 中制备SiCl4的化学方程式是__________________________________________________。 (2) D、E 间导管短且粗的作用是__________________________________。 (3)G中吸收尾气一段时间后,吸收液中肯定存在OH-、Cl-和SO42-,请设计实验,探究该吸收液中可能存在的其他酸根离子(忽略空气中CO2的影响)。 【提出假设】假设1:只有SO32-;假设2:既无SO32-也无ClO-;假设3:______________。 【设计方案进行实验】可供选择的实验试剂有:3 mol/L H2SO4、1 mol/L NaOH、0.01 mol/LKMnO4、溴水、淀粉-KI、品红等溶液。 取少量吸收液于试管中,滴加 3 mol/L H2SO4 至溶液呈酸性,然后将所得溶液分置于a、b、c三支试管中,分别进行下列实验。请完成下表: 序号 操作 可能出现的现象 结论 ① 向a试管中滴加几滴_____溶液 若溶液褪色 则假设1成立 若溶液不褪色 则假设2或3成立 ② 向b试管中滴加几滴_____溶液 若溶液褪色 则假设1或3成立 若溶液不褪色 假设2成立 ③ 向c试管中滴加几滴_____溶液 _____________ 假设3成立 【答案】(1). 饱和食盐水 (2). SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO (3). 防止生成物中的AlCl3,FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管 (4). 只有ClO- (5). 0.01 mol/L KMnO4溶液(或溴水) (6). 品红 (7). 淀粉-KI (8). 若溶液变为蓝色 【分析】制备四氯化硅的实验流程:A中发生二氧化锰与浓盐酸的反应生成氯气,B中饱和食盐水除去Cl2中杂质HCl,C装置中浓硫酸干燥氯气,D中发生Si与氯气的反应生成四氯化硅,由信息可知,四氯化硅的沸点低,则E装置冷却可收集四氯化硅,F可防止F右端的水蒸气进入装置E中与四氯化硅反应,造成产物不纯,最后G处理含氯气的尾气。据此解答。 【详解】(1)装置A是氯气发生装置,A中二氧化锰与浓盐酸在加热条件下反应生成氯化锰、氯气和水,其离子方程式为MnO2+4H++2Cl-Mn2++2H2O+Cl2↑;浓盐酸具有挥发性,所以制取得到的Cl2中含有杂质HCl及水蒸气,装置B的作用是除去杂质HCl,结合Cl2与水的反应是可逆反应的特点,装置B使用的试剂是饱和食盐水,用以除去杂质HCl;在D装置中二氧化硅、碳和氯气反应生成四氯化硅和一氧化碳,反应为:SiO2+2C+2Cl2SiCl4+2CO; (2)石英砂中的杂质Fe、Al会与Cl2反应产生FeCl3、AlCl3,这两种物质的熔沸点比较高,在室温下成固态,D、E间导管短且粗就可防止生成物中的AlCl3,FeCl3等杂质凝结成固体堵塞导管; (3)由假设1和假设2可知,要检测的为SO32-和ClO-,故假设3为只有ClO-,又因为SO32-具有还原性,会使KMnO4溶液(或溴水)褪色,而ClO-不会,所以可以用0.01 mol/L KMnO4溶液(或溴水)来检测,证明假设1成立;SO32-与硫酸反应产生H2SO3,H2SO3分解产生的SO2和ClO-具有漂白性,会使品红溶液褪色,所以可以用品红溶液来检测假设2是否成立;ClO-具有氧化性,可以氧化KI反应生成碘单质,碘单质遇到淀粉边蓝色,若溶液变为蓝色,证明含有ClO-,否则不含有ClO-,因此可以使用淀粉-KI溶液用来检测假设3是否成立。 【点睛】本题考查制备实验方案的设计,综合了氯气的制法、硅的提纯等实验知识,注意把握制备原理及实验流程中的反应、物质的性质等为解答的关键,侧重考查学生的分析与实验能力。 9.Ⅰ.化学反应总是伴随能量变化,已知下列化学反应的焓变 2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H1 SO2(g)+ I2(g) + 2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) △H2 H2SO4(l)=H2O(g) + SO2(g) +1/2O2(g) △H3 2H2O(g)=2H2(g)+ O2(g) △H4 (1)△H4与△H1、△H2、△H3之间关系是:△H4=_________________________。 (2)若反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) 在150℃下能自发进行,则△H ____ 0 A.大于 B.小于 C.等于 D.大于或小于都可 Ⅱ.以CO2为碳源制取低碳有机物成为国际研究焦点,下面为CO2加氢制取乙醇的反应: 2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) △H=QkJ/mol (Q>0) 在密闭容器中,按CO2与H2的物质的量之比为1:3进行投料,在5MPa下测得不同温度下平衡体系中各种物质的体积分数(y%)如下图所示。完成下列填空: (1)表示CH3CH2OH体积分数曲线是____(选填序号) (2)在一定温度下反应达到平衡的标志是_____ A.平衡常数K不再增大 B.CO2的转化率不再增大 C.混合气体的平均相对分子质量不再改变 D.反应物不再转化为生成物 (3)其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是_______(选填编号);达到平衡后,能提高H2转化率的操作是_______(选填编号) A.降低温度 B.充入更多的H2C.移去乙醇 D.增大容器体积 (4)图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数yR=_______%。 【答案】(1). △H4=2△H1+2△H2+2△H3 (2). B (3). b (4). BC (5). B (6). C (7). 37.5 【详解】Ⅰ.(1)已知: ① 2HI(g)=H2(g)+I2(g) △H1 ② SO2(g)+ I2(g) + 2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g) △H2 ③ H2SO4(l)=H2O(g) + SO2(g) +1/2O2(g) △H3 ④ 2H2O(g)=2H2(g)+ O2(g) △H4 根据盖斯定律(①+②+③)×2即得到④,因此△H4=2△H1+2△H2+2△H3; (2)化学反应自发进行的判据是△H-T△S<0,反应SO2(g)+I2(g)+2H2O(g)=H2SO4(l)+2HI(g)是熵减的反应,在150℃下能自发进行,则△H一定小于0,选B; Ⅱ.(1)升高温度,平衡正向移动,二氧化碳与氢气的含量减小,乙醇与水的含量增加,反应开始时按H2与CO2的物质的量之比为3:1进行投料,所以生成的乙醇与水的物质的量比仍为1:3,即水的含量是乙醇含量的3倍,所以表示CH3CH2OH组分的曲线是b; (2)A.对于一个确定的化学反应,平衡常数K始终不变,不能作为标志,A项错误;B.反应开始时二氧化碳的转化率一直升高,达平衡时CO2的转化率不再增大,B项正确;C.该反应是反应前后气体的物质的量改变的可逆反应,气体总质量不变,所以混合气体的平均相对分子质量一直在变化,达平衡时不再变化,C项正确;D.化学平衡是动态平衡,反应一直进行,D项错误;选BC。 (3)对于反应2CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g) ΔH>0,A.降低温度,化学反应速率降低,平衡逆向移动,H2转化率降低;B.充入更多的H2,化学反应速率增大,平衡正向移动,但H2的转化率降低;C.移去乙醇,化学反应速率降低,平衡正向移动,H2转化率增大;D.增大容器体积,化学反应速率降低,平衡逆向移动,H2 的转化率降低,其他条件恒定,如果想提高CO2的反应速率,可以采取的反应条件是B,达到平衡后,能提高H2转化率的操作是C; (4)根据题意: 列方程3x=3-6x,解得x=1/3,则图中曲线a和c的交点R对应物质的体积分数为3x/(4-4x)×100%=37.5%。 10.工业生产中产生的SO2、NO直接排放将对大气造成严重污染。利用电化学原理吸收 SO2和NO,同时获得Na2S2O4和NH4NO3产品的工艺流程图如下(Ce为铈元素)。 请回答下列问题: (1)装置 I 中生成 HSO3-的离子方程式为_________________________________________。 (2)含硫各微粒(H2SO3、HSO3-和 SO32-)存在于SO2与NaOH溶液反应后的溶液中,它们的物质的量分数ω与溶液pH的关系如图所示: ①下列说法正确的是_______(填标号)。 A. pH=7 时,溶液中 c( Na+)<c(HSO3-)+c(SO32-) B. 由图中数据,可以估算出 H2SO3 的第二级电离平衡常数 K2≈10-7 C. 为获得尽可能纯的 NaHSO3,应将溶液的 pH 控制在 4~5 为宜 D. pH=9时溶液中 c(OH-)=c (H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3) ②向pH=5的NaHSO3溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,溶液中出现浑浊,其pH降为 2,用化学平衡移动原理解释溶液pH降低的原因_______________________________________。 (3)装置Ⅱ中的反应在酸性条件下进行,写出NO被氧化为NO2-离子方程式___________________________________________________。 (4)装置Ⅲ的作用之一是再生Ce4+,其原理如图所示。 图中A为电源的_______(填“正”或“负”)极。右侧反应室中发生的主要电极反应为___________________________________。 (5)已知进入装置Ⅳ的溶液中NO2-的浓度为0.75 mol/L,要使1 m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,需至少向装置Ⅳ中通入标准状况下的O2的体积为_______L 【答案】(1). SO2+OH-=HSO3- (2). BCD (3). HSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+H+,加入CaCl2溶液后,Ca2+与SO32-结合形成CaSO3白色沉淀,消耗溶液中SO32-,使电离平衡正向移动,使溶液中c(H+)增大 (4). NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+ (5). 正 (6). 2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O (7). 8400 【分析】装置Ⅰ中酸性氧化物SO2和强碱氢氧化钠之间发生反应产生HSO3-,NO和氢氧化钠之间不会反应;装置Ⅱ中NO在酸性条件下,NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应产生NO2-、NO3-;装置Ⅲ中,在电解槽的阳极2Ce3+-2e-=2Ce4+,阴极电极反应式为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O;装置Ⅳ中通入氨气、氧气,NO2-与氨气、氧气反应产生NH4NO2。然后结合化学反应原理逐一分析解答。 【详解】(1)装置Ⅰ中二氧化硫是酸性氧化物,能和强碱氢氧化钠发生反应产生NaHSO3,反应的离子方程式为:SO2+OH-=HSO3-, (2)①A.pH=7时,溶液呈中性,c(H+)=c(OH-),溶液中存在电荷守恒:c(H+)+c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-)+c(OH-),故溶液中c(Na+)=c(HSO3-)+2c(SO32-),所以c(Na+)>c(HSO3-)+c(SO32-),A错误; B.HSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+H+,由图中数据,pH=7时,c(HSO3-)=c(SO32-),由Ka的表达式可知,H2SO3的第二级电离平衡常数K2≈c(H+)=10-7,B正确; C.溶液的pH控制在4~5时,c(HSO3-)最大,则为获得尽可能纯的NaHSO3,可将溶液的pH控制在4~5左右,C正确; D.由图可知,pH=9时溶液为亚硫酸钠溶液,根据质子守恒可得:c(OH-)=c (H+)+c(HSO3-)+2c(H2SO3),D正确; 故合理选项是BCD; ②NaHSO3溶液pH=5,说明HSO3-电离程度大于其水解程度,HSO3-在溶液中存在电离平衡:HSO3-SO32-+H+,向该溶液中滴加一定浓度的CaCl2溶液,Ca2+与SO32-结合形成CaSO3白色沉淀,消耗溶液中SO32-,电离平衡正向移动,使溶液中c(H+)增大,最终导致溶液的pH由5降为2; (3)在装置Ⅱ中NO在酸性条件下,NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+,NO+2H2O+3Ce4+=3Ce3++NO3-+4H+,反应产生NO2-的离子方程式为:NO+H2O+Ce4+=Ce3++NO2-+2H+; (4)由装置图可知:在左侧Ce3+失去电子变为Ce4+,所以左侧电极为阳极,与电源A连接,A电极为电源的正极;右侧电极为阴极,与电源B电极连接,B电极为负极;在装置Ⅲ中,在电解槽的阳极发生反应:2Ce3+-2e-=2Ce4+,左侧正电荷数目增加,使溶液中H+不断通过质子交换膜由左侧进入右侧,在右侧的阴极发生的电极反应式为:2HSO3-+2H++2e-=S2O42-+2H2O; (5)装置Ⅳ中通入氨气、氧气,发生反应2NO2-+O2+2H++2NH3=2NH4++2NO3-,NO2-的浓度为0.75 mol/L,要使1m3该溶液中的NO2-完全转化为NH4NO3,n(NO2-)=cV=0.75 mol/L×1000 L=750 mol,根据反应方程式中物质反应关系可知消耗氧气的物质的量n(O2)=n(NO2-)=375 mol,则消耗氧气在标准状况下的体积V=375 mol×22.4 L/mol=8400 L。 【点睛】本题考查以工业生产中化学原理吸收SO2和NO的工艺为线索,考查氧化还原反应、离子反应、弱电解质的电离及盐的水解、物质的量的有关计算等知识。掌握反应原理是本题解答的关键,在比较离子浓度大小时,要结合图象中微粒种类、浓度大小和溶液pH关系分析判断。 11.(1)PM2.5富含大量的有毒、有害物质,易引发二次光化学烟雾,光化学烟雾中含有 NOx、HCOOH、(PAN)等二次污染物。 ①1mol PAN中含有的σ键数目为_______。PAN中除H外其余三种元素的第一电离能由大到小的顺序为_________________。 ②NO能被FeSO4溶液吸收生成配合物[Fe(NO)(H2O)5]SO4,该配合物中中心离子的配位数为_______,中心离子的核外电子排布式为_______。 ③相同压强下,HCOOH 的沸点比 CH3OCH3_______ (填高或低),其原因是_______________________________________________。 (2)PM2.5微细粒子包含(NH4)2SO4、NH4NO3等。 ①(NH4)2SO4 晶体中各种微粒间的作用力不涉及_______ (填序号)。 a.离子键 b.共价键 c.配位键 d.范德华力 e.氢键 ②NH4NO3中阳离子的空间构型为_____,阴离子的中心原子轨道采用_______杂化。 (3)测定大气中 PM2.5的浓度方法之一是 β-射线吸收法,β-射线放射源可用85Kr。已知 Kr晶体的晶胞结构如图所示,设晶体中与每个 Kr 原子紧相邻的 Kr原子有m个,晶胞中Kr 原子为n个,则=______ (填数字)。 【答案】(1). 10NA (2). N>O>C (3). 6 (4). 1s22s22p63s23p63d6 (5). 高 (6). HCOOH分子间能形成氢键,CH3OCH3分子间不能形成氢键 (7). de (8). 正四面体 (9). sp2 (10). 3 【详解】(1)①PAN结构简式为,根据PAN分子结构可知1个PAN分子中含有10个σ键,则1 mol PAN中含有的σ键数目为10NA;在PAN分子中除H元素外,还含有C、N、O三种元素,由于同一周期元素,元素第一电离能随着原子序数增大而增大,但第ⅡA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,所以第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C; ②Fe2+含有空轨道,为配位化合物的中心离子,NO、H2O含有孤对电子,为配位体,该配合物中的中心离子的配位数为1+5=6,Fe原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,Fe原子失去4s能级上的2个电子形成Fe2+,所以Fe2+的核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d6; ③HCOOH分子间能形成氢键,CH3OCH3分子间不能形成氢键,氢键的存在增加了分子之间的吸引力,使物质熔化、气化需要消耗较多的能量,所以相同压强下,HCOOH的沸点比CH3OCH3高; (2)①(NH4)2SO4晶体属于离子晶体,在晶体中NH4+和SO42-之间以离子键结合,在NH4+内部的N-H和SO42-内部的S-O键都是共价键,其中NH4+内部含一个配位键,但硫酸铵晶体中不存在范德华力和氢键,故合理选项是选de; ②NH4+的中心原子是N原子,N的价层电子对数==4,孤电子对==0,所以NH4+的空间构型为正四面体,NO3-的中心原子N原子价层电子对数==3,所以N原子杂化方式是sp2杂化; (3)根据均摊法,以顶点Kr原子计算,与之相邻且最近的Kr原子位于晶胞该顶点连接的三个面心上,而顶点的原子为8个立方体共有,每个面心上的Kr为两个立方体共有,故最近的Kr为(3×8)÷2=12,该晶胞中Kr有8×+6×=4,所以m:n=12:4=3。 【点睛】本题考查物质结构和性质,涉及化学键、原子杂化、电离能比较、原子核外电子排布、晶胞计算等知识点,明确原子结构、原子杂化计算方法、分子结构及晶胞结构是解本题关键,注意:氢键只影响物理性质,不影响化学性质;注意理解同一周期元素第一电离能异常情况;在晶胞计算中要学会使用均摊方法。侧重考查基本公式灵活运用及空间想像能力、计算能力。 12.有机化合物K是一种聚酯材料,合成路线如下: 己知:①AlCl3为生成A的有机反应的催化剂②F不能与银氨溶液发生反应,但能与Na反应。 (1)C的化学名称为___________,反应的①反应条件为___________,K的结构简式为___________________。 (2)生成A的有机反应类型为_______________,生成A的有机反应分为以下三步: 第一步:CH3COCl+AlCl3→CH3CO++AlCl4- 第二步:_______________________________________; 第三步:AlCl4-+H+→AlCl3+HCl 请写出第二步反应。 (3)由G生成H的化学方程式为___________________________________________________ (4)A的某种同系物M比A多一个碳原子,M的同分异构体很多,其中能同时满足这以下条件的有___种,核磁共振氢谱中峰面积之比为6:2:1:1的是_______________。 ①属于芳香族化合物 ②能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应; (5)天然橡胶的单体是异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯),请以乙炔和丙酮为原料,按照加成、加成、消去的反应类型顺序三步合成天然橡胶的单体。(无机试剂任选)___________________________________________________。 【答案】(1). 苯乙烯 (2). 浓硫酸、加热 (3). (4). 取代反应 (5). C6H6+CH3CO+→C6H5COCH3+H+ (6). HOCH2CH2CH2CH2OH+O2OHCCH2CH2CH2CHO+2H2O (7). 14种 (8). 、 (9). CHCH 【分析】F不能与银氨溶液发生反应,但能与Na反应,说明F中含有醇羟基,二者为加成反应,F为HOCH2C≡CCH2OH,F和氢气发生加成反应生成G,根据G分子式知,G结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,G发生催化氧化反应生成H为OHCCH2CH2CHO,H发生氧化反应然后酸化得到I为HOOCCH2CH2COOH; 根据苯结构和B的分子式知,生成A的反应为取代反应,A为,B为;C能和溴发生加成反应,则生成C的反应为消去反应,则C为,D为 ,E能和I发生酯化反应生成聚酯,则生成E的反应为水解反应,则E为;E、I发生缩聚反应生成K,K结构简式为; (6)HC≡CH和CH3COCH3在碱性条件下发生加成反应生成(CH3)2COHC≡CH,(CH3)2COHC≡CH和氢气发生加成反应生成(CH3)2COHCH=CH2,(CH3)2COHCH=CH2发生消去反应生成CH2=C(CH3)CH=CH。 【详解】(1)根据分析,C为,化学名称为苯乙烯;反应①为醇的消去反应,反应条件是浓硫酸、加热;K结构简式为; 故答案为苯乙烯;浓硫酸、加热;; (2)生成A的有机反应类型为取代反应,生成A的有机反应分为以下三步: 第一步:CH3COCl+AlCl3→CH3CO++AlCl4-; 第二步:C6H6+CH3CO+→C6H5COCH3+H+; 第三步:AlCl4-+H+→AlCl3+HCl 故答案为取代反应;C6H6+CH3CO+→C6H5COCH3+H+; (3)G结构简式为HOCH2CH2CH2CH2OH,G发生催化氧化反应生成H为OHCCH2CH2CHO,由G生成H的化学方程式为HOCH2CH2CH2CH2OH+O2OHCCH2CH2CH2CHO+2H2O, 故答案为HOCH2CH2CH2CH2OH+O2OHCCH2CH2CH2CHO+2H2O; (4)A为,A的某种同系物M比A多一个碳原子,M的同分异构体很多,其中①属于芳香族化合物,说明分子中由苯环,②能与新制的Cu(OH)2悬浊液反应,说明分子中有醛基(-CHO);能同时满足这以下条件的有一个苯环链接-CH2CH2CHO或-CH(CH3)CHO,共两种;还可以是一个苯环链接一个-CH2CHO和- CH3 共邻间对三种;还可以是一个苯环链接一个-CHO和一个-CH2CH3共邻间对三种;还可以还可以是一个苯环链接一个-CHO和两个-CH3分别共四种,或共两种;因此,符合条件的一共有14种;核磁共振氢谱中峰面积之比为6:2:1:1,则该有机物中有4种不同环境的氢原子,符合要求的结构式为、, 故答案为14种; 、; (5)HC≡CH和CH3COCH3在碱性条件下发生加成反应生成(CH3)2COHC≡CH,(CH3)2COHC≡CH和氢气发生加成反应生成(CH3)2COHCH=CH2,(CH3)2COHCH=CH2发生消去反应生成CH2=C(CH3)CH=CH,其合成路线为:, 故答案为。查看更多