
?唐山一中2021—2022學(xué)年度第一學(xué)期期中考試
高三年級(jí) 化學(xué)試卷
說明:
1.考試時(shí)間75分鐘,滿分100分。
2.將第Ⅰ卷答案用2B鉛筆涂在答題卡上,將卷Ⅱ答案用黑色的簽字筆書寫在答題卡上。
可能用到的相對(duì)原子量 H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Si-28 P-31 S-32 Cl-35.5 Co-59 Zn-65 Sn-119 I-127
第Ⅰ卷(選擇題 共43分)
一.單項(xiàng)選擇題(共9小題,每小題3分,計(jì)27分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,只有一個(gè)選項(xiàng)正確。)
1. 化學(xué)與生產(chǎn)、生活密切相關(guān)。下列說法錯(cuò)誤的是
A. 生活中“鹵水點(diǎn)豆腐”的原理是Mg2+、Ca2+等離子使蛋白質(zhì)膠體發(fā)生聚沉
B. 有機(jī)玻璃和高溫結(jié)構(gòu)陶瓷都屬于新型無機(jī)非金屬材料
C. 新能源汽車的推廣與使用有利于減少光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生
D. 茶葉中含有的茶多酚可用于制備食品防腐劑
【答案】B
【解析】
【詳解】A. 生活中“鹵水點(diǎn)豆腐”的原理是Mg2+、Ca2+等離子使蛋白質(zhì)膠體發(fā)生聚沉,A正確;
B.有機(jī)玻璃屬于有機(jī)合成材料,B錯(cuò)誤;
C. 導(dǎo)致光化學(xué)煙霧的主要?dú)怏w為氮氧化物,新能源汽車的推廣與使用可減少氮氧化物的排放,有利于減少光化學(xué)煙霧的產(chǎn)生,C正確;
D. 茶葉中含有的茶多酚可用于制備食品防腐劑,D正確。
答案為B。
2. 材料與人類生活密切相關(guān),下列物品中最難降解的是
A. 真絲圍巾 B. 宣紙 C. PVC塑料卡片 D. 淀粉做的餐具
【答案】C
【解析】
【詳解】A. 真絲圍巾的主要成分是蠶絲,蠶絲屬于蛋白質(zhì),是天然有機(jī)高分子,容易降解;B. 宣紙的主要成分是纖維素,,是天然有機(jī)高分子,容易降解;C. PVC塑料卡片的主要成分是聚氯乙烯,難以降解;D. 淀粉是天然有機(jī)高分子,淀粉做的餐具容易降解,D正確。本題選C。
3. 設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說法不正確的是
A. 46 g乙醇中含有的共價(jià)鍵數(shù)為8NA
B. 12.4 g白磷(P4)中所包含的P?P共價(jià)鍵有0.4NA
C. 標(biāo)準(zhǔn)狀況下,2.24 L CH2Cl2含有的分子數(shù)大于0.1NA
D. 常溫下,2 L 0.1 mol?L?1 FeCl3溶液與1 L 0.2 mol?L?1 FeCl3溶液所含F(xiàn)e3+數(shù)目不同
【答案】B
【解析】
【詳解】A.一個(gè)乙醇分子中含有8個(gè)共價(jià)鍵,46g乙醇的物質(zhì)的量為1mol,則其中含共價(jià)鍵數(shù)為8NA,A正確;
B.1個(gè)白磷分子中含有6個(gè)P-P共價(jià)鍵,12.4g白磷的物質(zhì)的量為0.1mol,則其中含有的P-P共價(jià)鍵為0.6NA,B錯(cuò)誤;
C.標(biāo)況下,二氯甲烷為液態(tài),2.24L二氯甲烷的物質(zhì)的量大于0.1mol,其分子數(shù)大于0.1NA,C正確;
D.氯化鐵為強(qiáng)酸弱堿鹽,鐵離子發(fā)生水解,水解程度受溶液濃度的影響,故兩者中鐵離子數(shù)目不同,D正確;
答案選B。
4. 下列說法在一定條件下可以實(shí)現(xiàn)的是
①酸性氧化物與堿反應(yīng)
②弱酸與鹽溶液反應(yīng)可生成強(qiáng)酸
③沒有水生成,也沒有沉淀和氣體生成的復(fù)分解反應(yīng)
④兩種酸溶液充分反應(yīng)后的溶液呈中性
⑤有單質(zhì)參加的非氧化還原反應(yīng)
⑥兩種含氧化合物反應(yīng)的產(chǎn)物有氣體
A. ①②③④⑤⑥ B. ①②③⑤ C. ②④⑤⑥ D. ③④⑤⑥
【答案】A
【解析】
【詳解】①酸性氧化物能堿反應(yīng)生成水和鹽,故①可以實(shí)現(xiàn);
②弱酸和鹽反應(yīng)生成更難溶的物質(zhì)可以實(shí)現(xiàn),如H2S+ CusO4=CuS↓+H2SO4,故②可以實(shí)現(xiàn);
③酸和鹽反應(yīng)生成弱酸的復(fù)分解反應(yīng)符合題意,如HCl + CH3COONa = CH3COOH+ NaCl,故③可以實(shí)現(xiàn);
④根據(jù)反應(yīng)2H2S+ H2SO3=3H2O+S↓可知,氫硫酸和亞硫酸溶液充分反應(yīng)后的溶液體系為中性,故④可以實(shí)現(xiàn);
⑤同素異形體之間的轉(zhuǎn)化屬于有單質(zhì)參加的非氧化還原反應(yīng),故⑤可以實(shí)現(xiàn);
⑥反應(yīng)2Na2O2+2H2O=4NaOH+O2↑和3NO2 + H2O = 2HNO3 + NO是兩種氧化物反應(yīng)產(chǎn)物有氣體的反應(yīng),故⑥可以實(shí)現(xiàn);
綜上所述,①②③④⑤⑥均可實(shí)現(xiàn),A正確;
故答案為A。
5. 下列關(guān)于有機(jī)物的說法中,正確的是
A. 鹵代烴均可發(fā)生消去反應(yīng)
B. 苯、乙醇和乙烯都能發(fā)生加成反應(yīng)
C. 石油分餾可獲得乙烯、苯及其衍生物
D. 用新制的Cu(OH)2懸濁液可檢驗(yàn)乙醛分子中醛基的存在
【答案】D
【解析】
【詳解】A.鹵代烴中鹵素元素連接的碳有鄰位碳,且鄰位碳上有氫原子才能發(fā)生消去反應(yīng),并不是所有的鹵代烴都能發(fā)生,故A錯(cuò)誤;
B.乙醇不能發(fā)生加成反應(yīng),故B錯(cuò)誤;
C.石油分餾是物理變化、石油分餾能得到直餾汽油、煤油等產(chǎn)品、不能得到乙烯,C錯(cuò)誤;
D.乙醛和新制的氫氧化銅懸濁液反應(yīng)生成磚紅色沉淀,能用其進(jìn)行醛基的檢驗(yàn),D正確;
故選D。
6. 化合物A(結(jié)構(gòu)式如下圖)是重要的藥物中間體和分析試劑,化合物A由原子序數(shù)依次增大的短周期元素X、Y、Z、W可組成,W是地殼中分布最廣的元素,下列說法正確的是
A. Y的氫化物的沸點(diǎn)一定低于W的氫化物的沸點(diǎn)
B. 原子半徑大小順序?yàn)椋篧>Z>Y>X
C. 非金屬性強(qiáng)弱順序?yàn)椋篨>W(wǎng)>Y>Z
D. X、Y、Z、W四種元素可形成離子化合物
【答案】D
【解析】
【分析】化合物A由原子序數(shù)依次增大的短周期元素X、Y、Z、W可組成,W是地殼中分布最廣的元素,則W為O元素,由化合物A的結(jié)構(gòu)式可知,X只形成一根共價(jià)鍵,原子序數(shù)小于O,且在這幾種元素中原子序數(shù)最小,則X為H元素,Y形成四根共價(jià)鍵,且原子序數(shù)小于O,則Y為C元素,Z形成三根共價(jià)鍵,且原子序數(shù)小于O,則Z為N元素,據(jù)此解答。
【詳解】A.由上述分析可知,Y為C元素,W為O元素,C的氫化物有可能是分子量很大的烴,沸點(diǎn)有可能比H2O或H2O2高,故A錯(cuò)誤;
B.由上述分析可知,X為H元素,Y為C元素,Z為N元素,W為O元素,根據(jù)電子層數(shù)越多,半徑越大,同周期元素隨著原子序數(shù)的遞增,半徑減小,則H只有一個(gè)電子層,半徑最小,C、N、O均有二個(gè)電子層,屬于同周期元素,原子序數(shù)C<N<O,半徑C>N>O>H,即Y>Z>W(wǎng)>X,故B錯(cuò)誤;
C.由上述分析可知,X為H元素,Y為C元素,Z為N元素,W為O元素,根據(jù)同周期元素從左至右非金屬性依次增強(qiáng),則原子序數(shù)C<N<O,非金屬性O(shè)>N>C,在CH4中H呈現(xiàn)正價(jià),非金屬性C>H,所以非金屬性O(shè)>N>C>H,即W>Z>Y>X,故C錯(cuò)誤;
D.由上述分析可知,X為H元素,Y為C元素,Z為N元素,W為O元素,這四種元素可形成(NH4)2CO3或NH4HCO3離子化合物,故D正確;
答案為D。
7. 網(wǎng)絡(luò)斗圖“早已看穿了一切”深受同學(xué)喜愛,其化學(xué)名稱為2,3-過氧二環(huán)[2,2,2]-5-辛烯,關(guān)于該物質(zhì)說法不正確的是
A. 該物質(zhì)中的所有碳原子均處于同一平面 B. 該物質(zhì)具有一定的氧化性
C. 該物質(zhì)可使酸性高錳酸鉀溶液褪色 D. 該物質(zhì)屬于烴的衍生物
【答案】A
【解析】
【詳解】A.由2,3-過氧二環(huán)[2,2,2]-5-辛烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,該結(jié)構(gòu)中有多個(gè)飽和碳原子,具有甲烷的結(jié)構(gòu)特征,則所有的碳原子不在同一個(gè)平面上,故A錯(cuò)誤;
B.由2,3-過氧二環(huán)[2,2,2]-5-辛烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,該結(jié)構(gòu)中有過氧結(jié)構(gòu),該物質(zhì)具有一定的氧化性,故B正確;
C.由2,3-過氧二環(huán)[2,2,2]-5-辛烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,該結(jié)構(gòu)中有碳碳雙鍵,可使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故C正確;
D.由2,3-過氧二環(huán)[2,2,2]-5-辛烯結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,該物質(zhì)是由C、H、O三種元素組成,屬于烴的衍生物,故D正確;
答案為A。
8. 下列實(shí)驗(yàn)操作或現(xiàn)象正確且能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br />
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />
實(shí)驗(yàn)操作或現(xiàn)象
A
證明溶液中含有Fe2+
向某溶液中先滴加氯水,再滴加少量KSCN溶液,溶液變成血紅色
B
除去CO2中少量的SO2
將混合氣體通過飽和Na2CO3溶液
C
證明AgI的Ksp小于AgCl的Ksp
向兩份相同的銀氨溶液中分別滴加2滴等濃度的NaCl和NaI溶液,一份中產(chǎn)生黃色沉淀,另一份無明顯現(xiàn)象
D
清洗用KMnO4制備O2的試管中殘留的MnO2
用稀鹽酸清洗并用酒精燈加熱試管
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.向某溶液中先滴加氯水,再滴加少量KSCN溶液,溶液變成血紅色,不能證明原溶液中含有Fe2+,也可能本來就有Fe3+,A錯(cuò)誤;
B.Na2CO3溶液也能吸收CO2,B錯(cuò)誤;
C.向兩份相同的銀氨溶液中分別滴加2滴等濃度的NaCl和NaI溶液,一份中產(chǎn)生黃色沉淀,另一份無明顯現(xiàn)象,說明相同條件下,I-更容易形成AgI沉淀,即證明AgI的Ksp小于AgCl的Ksp,C正確;
D.清洗用KMnO4制備O2的試管中殘留的MnO2,應(yīng)用濃鹽酸清洗并用酒精燈加熱試管,D錯(cuò)誤。
故答案選C。
9. CH4與Cl2生成CH3Cl的反應(yīng)過程中,中間態(tài)物質(zhì)的能量關(guān)系如圖所示(Ea表示活化能)。下列說法錯(cuò)誤的是
A. 已知Cl?是由Cl2在光照條件下化學(xué)鍵斷裂生成的,該過程可表示為:2
B. CH4+Cl2CH3Cl+HCl是一步就能完成的反應(yīng)
C. 圖中ΔH<0,其大小與Ea1、Ea2無關(guān)
D. 相同條件下,Ea越大相應(yīng)的反應(yīng)速率越慢
【答案】B
【解析】
【詳解】A.已知Cl?是由Cl2在光照條件下化學(xué)鍵斷裂生成的,由分子轉(zhuǎn)化為活性原子,該過程可表示為:,A正確;
B.由圖Cl?先與CH4分子形成過渡態(tài)[CH3···H···Cl],生成中間體CH3·+HCl,再與Cl2反應(yīng)經(jīng)過第二過渡態(tài),CH3···Cl···Cl,生成CH3Cl+Cl?,總反應(yīng)為CH4+Cl2CH3Cl+HCl,不是一步完成的,B錯(cuò)誤;
C.圖中反應(yīng)物總能量大于生成物總能量,ΔH<0,其大小與Ea1、Ea2無關(guān),C正確;
D.相同條件下,Ea越大,活化分子百分?jǐn)?shù)越少,相應(yīng)的反應(yīng)速率越慢,D正確;
故答案選B。
二.不定項(xiàng)選擇題(共4小題,每小題4分,計(jì)16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有一個(gè)或者兩個(gè)選項(xiàng)正確,若正確答案只包括一個(gè)選項(xiàng),多選時(shí),該小題得0分;若正確答案包括兩個(gè)選項(xiàng),只選一個(gè)且正確的得2分,選兩個(gè)且都正確的得4分,但只要選錯(cuò)一個(gè),該小題得0分。)
10. 已知2NO+2H2=2H2O+N2的速率方程為正=k正cα(NO)cβ(H2),在800℃下測(cè)定了不同初始濃度及正反應(yīng)速率的關(guān)系,數(shù)據(jù)如表,則下列說法中正確的是
實(shí)驗(yàn)
c0(NO)/(mol·L-l)
c0(H2)/(mol·L-l)
v正
1
1
1
v
2
2
1
4v
3
1
2
2v
4
2
x
16v
A. α、β值分別為2、1
B. 表中的x為4
C. 降低溫度,k正可能增大
D. 若逆=k逆c2(H2O)c(N2),則Kc=
【答案】AB
【解析】
【分析】
【詳解】A.比較表中1、2兩組的數(shù)據(jù)可知,NO濃度變?yōu)樵瓉淼?倍,反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉淼?倍,故α=2,1、3兩組數(shù)據(jù)可知,H2的濃度變?yōu)樵瓉淼?倍,反應(yīng)速率變?yōu)樵瓉淼?倍,故β=1,A正確;
B.根據(jù)A的分析可知,α=2,β=1,結(jié)合正=k正cα(NO)cβ(H2)和表中數(shù)據(jù)可知,表中的x為4,B正確;
C.降低溫度,反應(yīng)速率減慢,故k正不可能增大只能減小,C錯(cuò)誤;
D.若逆=k逆c2(H2O)c(N2),平衡時(shí),即k正c2(NO)c (H2)=k逆c2(H2O)c(N2),則Kc==,D錯(cuò)誤;
故答案為:AB。
11. 某化學(xué)實(shí)驗(yàn)探究小組探究MnO2與某些鹽溶液反應(yīng),設(shè)計(jì)如下裝置。左燒杯中加入50 mL 6 mol·L?1硫酸溶液,右燒杯中加入50 mL 6 mol·L?1的CaCl2溶液,鹽橋選擇氯化鉀瓊脂。當(dāng)閉合開關(guān)K時(shí),電流表中出現(xiàn)指針偏轉(zhuǎn),下列說法正確的是
A. 該實(shí)驗(yàn)裝置屬于電解池
B. 左側(cè)燒杯中的電極反應(yīng)式為:MnO2+ 4H++2e? =Mn2++ 2H2O
C. C電極上發(fā)生還原反應(yīng),產(chǎn)生的氣體可使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán)
D. 若鹽橋換成KNO3瓊脂,則C電極上產(chǎn)生的氣體的總量不變
【答案】B
【解析】
【分析】該實(shí)驗(yàn)裝置是利用MnO2將Cl-氧化的氧化還原反應(yīng)而設(shè)計(jì)的原電池工作裝置,故左側(cè)為正極,發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,右側(cè)為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑,據(jù)此結(jié)合原電池的工作原理解題。
【詳解】A.由圖可知,該實(shí)驗(yàn)裝置沒有外接電源,故不屬于電解池,屬于帶鹽橋的原電池,A錯(cuò)誤;
B.由分析可知,左側(cè)燒杯為正極區(qū),發(fā)生電極反應(yīng)式為:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,B正確;
C.由分析可知,C電極為負(fù)極,發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為:2Cl--2e-=Cl2↑,產(chǎn)生的氣體Cl2可使?jié)駶?rùn)的淀粉碘化鉀試紙變藍(lán),C錯(cuò)誤;
D.由于鹽橋中的陰離子移向負(fù)極區(qū),故若鹽橋換成KNO3瓊脂,則負(fù)極區(qū)的Cl-的物質(zhì)的量減少,故C電極上產(chǎn)生的氣體的總量減少,D錯(cuò)誤;
故答案為:B。
12. 工業(yè)合成三氧化硫的反應(yīng)為,反應(yīng)過程可用如圖模擬(代表O2分子, 代表SO2分子,代表催化劑)下列說法正確的是
A. 過程Ⅰ和過程Ⅳ決定了整個(gè)反應(yīng)進(jìn)行的程度
B. 過程Ⅱ?yàn)榉艧岱磻?yīng),過程Ⅲ為吸熱反應(yīng)
C. 1molSO2和1molO2反應(yīng),放出的熱量小于99kJ
D. 催化劑可降低整個(gè)反應(yīng)的活化能,因此使△H減小
【答案】C
【解析】
【分析】
【詳解】A.過程I是吸附放熱過程,自發(fā)進(jìn)行程度大,但過程II是共價(jià)鍵斷裂的過程,過程IV是生成物解吸過程,需要消耗能量,它們的活化能相對(duì)較大,決定了全部反應(yīng)進(jìn)行的程度,A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,過程II化學(xué)鍵斷裂,為吸熱過程,過程III化學(xué)鍵形成,為放熱過程,B錯(cuò)誤;
C.反應(yīng)2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)△H=-198kJ/mol是可逆反應(yīng),所以1molSO2和1molO2反應(yīng)時(shí)消耗SO2的物質(zhì)的量小于1mol,放熱小于99kJ,C正確;
D.催化劑不能改變反應(yīng)的始終態(tài),不能改變反應(yīng)物和生成物的內(nèi)能,所以不能改變反應(yīng)熱,D錯(cuò)誤;
故答案為:C。
13. 常溫下,用0.2 mol·L?1鹽酸滴定25.00 mL 0.2 mol·L?1 NH3?H2O溶液,所得溶液pH、和NH3?H2O的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與滴加鹽酸體積的關(guān)系如圖所示。下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 曲線①代表φ(NH3?H2O),曲線②代表φ()
B. a點(diǎn)溶液中存在c(Cl?)>c()=c(NH3?H2O)
C. NH3?H2O的電離常數(shù)的數(shù)量級(jí)為10?4
D. 若選擇甲基橙為指示劑,滴定終點(diǎn)溶液的顏色變化為黃色變?yōu)榧t色
【答案】BC
【解析】
【詳解】A.隨著V(HCl)的增大,溶液中c(NH3·H2O)減小、c()增大,則溶液中φ(NH3·H2O)減小、φ()增大,根據(jù)圖知,曲線①代表φ(NH3·H2O),曲線②代表φ(),故A正確;
B.a(chǎn)點(diǎn)φ(NH3·H2O)=φ(),則c(NH3·H2O)=c(),溶液的pH=9.26,溶液呈堿性,則c(OH-)>c(H+),溶液中存在電荷守恒c()+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),則c()>c(Cl-),所以存在c()=c(NH3·H2O)>c(Cl-),故B錯(cuò)誤;
C.當(dāng)φ(NH3·H2O)=φ()時(shí),c(NH3·H2O)=c(),溶液的pH=9.26,溶液中c(OH-)=mol/L=10-4.74mol/L,NH3·H2O的電離常數(shù)Kb==10-4.74,即NH3·H2O的電離常數(shù)的數(shù)量級(jí)為10-5,故C錯(cuò)誤;
D.滴定終點(diǎn)時(shí),所得溶液溶質(zhì)為NH4Cl,水解顯酸性,可選擇甲基橙為指示劑,滴定終點(diǎn)溶液的顏色變化為黃色變?yōu)榧t色,故D正確;
答案為BC。
第Ⅱ卷(非選擇題 共57分)
三.非選擇題:(共57分。第14~16題為必考題,每個(gè)試題考生都必須作答。第17~18題為選考題,考生根據(jù)要求作答。)
14. FTO導(dǎo)電玻璃為摻雜氟的SnO2透明導(dǎo)電玻璃,廣泛用于液晶顯示屏、薄膜太陽能電池基底等方面,SnCl4可用于制作FTO導(dǎo)電玻璃。實(shí)驗(yàn)室可用熔融的錫與Cl2反應(yīng)制備SnCl4,此反應(yīng)放熱,生成的SnCl4易水解生成SnO2·xH2O?;卮鹣铝袉栴}:
有關(guān)物理性質(zhì)如下表:
物質(zhì)
顏色、狀態(tài)
熔點(diǎn)/℃
沸點(diǎn)/℃
Sn
銀白色固體
231.9
2260
SnCl4
無色液體
-33
114
SnCl2
無色晶體
246
652
(1)Ⅱ裝置中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_____________________________。
(2)將上述裝置用玻璃管連接,組裝成一套制備SnCl4的實(shí)驗(yàn)裝置(每個(gè)裝置最多使用一次),正確的順序是(填各接口字母序號(hào)):B____________N,A____________。Ⅲ處中應(yīng)選用的冷凝管為____(填選項(xiàng)字母);
(3)檢查裝置氣密性并裝好藥品后,應(yīng)先打開Ⅱ中的分液漏斗活塞,待出現(xiàn)_________現(xiàn)象后,再點(diǎn)燃Ⅰ處的酒精燈。
(4)Ⅵ裝置的作用是__________________。若沒有Ⅵ裝置,可能發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為________________。
(5)產(chǎn)品SnCl4中?;煊蠸nCl2,利用反應(yīng)Sn2++I(xiàn)2=Sn4++2I-可測(cè)定產(chǎn)品的純度。稱取m g產(chǎn)品,用濃鹽酸溶解并加水稀釋,以淀粉溶液為指示劑,用c mol·L?1碘標(biāo)準(zhǔn)液滴定至終點(diǎn),消耗標(biāo)準(zhǔn)液V mL。產(chǎn)品的純度為______________(用含字母的代數(shù)式表示)。
【答案】(1)2+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2) ①. HIEF ②. CDJ(或K) ③. B
(3)Ⅰ中蒸餾燒瓶中充滿黃綠色氣體
(4) ①. 吸收多余的氯氣,并防止水蒸氣進(jìn)入錐形瓶 ②. SnCl4+(x+2)H2O=SnO2?xH2O↓+4HCl↑
(5)×100%
【解析】
【分析】實(shí)驗(yàn)室可用熔融的錫與Cl2反應(yīng)制備SnCl4,先利用裝置Ⅱ制備氯氣,因產(chǎn)生的Cl2中會(huì)混有雜質(zhì)氣體HCl和水蒸氣,用裝置V的飽和NaCl溶液除去Cl2中的HCl,再將氣體通入IV裝置,利用濃硫酸的吸水性干燥得純凈的Cl2;將純凈的Cl2通入Ⅰ裝置,與熔融的錫反應(yīng)生成SnCl4蒸氣,該蒸氣經(jīng)裝置Ⅲ的冷凝得到SnCl4液體,因SnCl4易水解,要注意防水蒸氣進(jìn)入裝置Ⅲ以及吸收多余的Cl2,防止污染空氣,故可在裝置Ⅲ之后,連接裝置VI。
【小問1詳解】
在Ⅱ裝置中KMnO4與濃鹽酸反應(yīng)產(chǎn)生KCl、MnCl2、Cl2、H2O,根據(jù)電子守恒、原子守恒,結(jié)合物質(zhì)的拆分原則,可知發(fā)生該反應(yīng)的離子方程式為:2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O。
【小問2詳解】
在裝置II中制取Cl2,Cl2中含有雜質(zhì)HCl及水蒸氣,先通過裝置V的飽和食鹽水除去雜質(zhì)HCl,然后通過裝置IV的濃硫酸干燥除去水蒸氣,導(dǎo)氣管都是長(zhǎng)進(jìn)短出,然后將Cl2由N通入到裝置I中制取SnCl4,產(chǎn)生的SnCl4并裝置III冷凝收集在D中,為防止生成的SnCl4水解,同時(shí)吸收多余的Cl2,再使氣體由D經(jīng)裝置VI的J進(jìn)入,由K排出,故按接口的先后順序?yàn)椋築HIEFNACDJK。裝置III進(jìn)行冷凝操作時(shí),為了充分冷凝,要采用逆流原理,冷卻水下進(jìn)上出。為避免冷凝產(chǎn)生的液體SnCl4滯留在冷凝管中,要采用直形冷凝管,故合理選項(xiàng)是B。
【小問3詳解】
檢查裝置氣密性并裝好藥品后,為防止Sn與裝置中的空氣發(fā)生反應(yīng),應(yīng)先打開Ⅱ中的分液漏斗活塞,待裝置Ⅰ中蒸餾燒瓶中充滿黃綠色氣體,排凈空氣后,再點(diǎn)燃Ⅰ處的酒精燈。
【小問4詳解】
Ⅵ 裝置的作用是吸收多余的氯氣,并防止水蒸氣進(jìn)入錐形瓶,避免制取的SnCl4水解。若沒有裝置VI,SnCl4水解產(chǎn)生SnO2·xH2O 和HCl,反應(yīng)的化學(xué)方程式為:SnCl4+(x+2)H2O=SnO2·xH2O↓+4HCl↑。
【小問5詳解】
根據(jù)反應(yīng)Sn2++I(xiàn)2=Sn4++2I-可知,SnCl2的物質(zhì)的量為c mol·L?1×V ×10-3L=cV×10-3 mol,則樣品的純度為。
15. H2和CH4都是很重要的燃料,在現(xiàn)代化工生產(chǎn)中也有著不可替代的作用。請(qǐng)分析回答下面的問題:
(1)經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)在催化劑銠表面H2催化還原NO的詳細(xì)反應(yīng)機(jī)理如表[表中下標(biāo)“(S)”表示吸附態(tài)組分]所示,在其他條件一定時(shí),決定該反應(yīng)速率的基元反應(yīng)(指在反應(yīng)中一步直接轉(zhuǎn)化為產(chǎn)物的反應(yīng),又稱為簡(jiǎn)單反應(yīng))為_______________,基元反應(yīng) NO + Rh(S) →NO(S)的ΔH =_______________ kJ·mol?1。
基元反應(yīng)
活化能 Ea/ (kJ·mol-1)
H2 + Rh(S) + Rh(S)→H(S) + H(S)
12.6
NO + Rh(S)→NO(S)
0.0
NO(S) + Rh(S)→N(S) + O(S)
97.5
N(S) + N(S)→N2 + Rh(S) + Rh(S)
120.9
H(S) + O(S)→OH(S) + Rh(S)
83.7
OH(S) + H(S)→H2O(S) + Rh(S)
33.5
H2O(S)→H2O+ Rh(S)
45.0
H(S) + H(S)→H2 + Rh(S) + Rh(S)
77.8
NO(S)→NO + Rh(S)
108.9
OH(S) + Rh(S)→H(S) + O(S)
37.7
(2)利用甲烷制備甲醇的一種方法叫甲烷催化氧化法,該方法的有關(guān)反應(yīng)如下:
主反應(yīng): CH4(g) +O2(g)CH3OH(g) ΔH=-26 kJ·mol?1
副反應(yīng): CH4(g) + 2O2(g)CO2(g) + 2H2O(g) ΔH
科學(xué)家研究了CH4、O2和H2O(g)(H2O的作用是活化催化劑)按照一定體積比在催化劑表面合成甲醇的反應(yīng)。在恒溫恒容的密閉容器中CH4、O2和H2O(g)按體積比2:1:8投入,充分反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,CO2的體積分?jǐn)?shù)為,則該催化劑對(duì)甲醇的選擇性是_____(甲醇的選擇性=×100%)。副反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=________________。
(3)甲烷和水蒸氣催化制氫的過程中主要發(fā)生兩個(gè)反應(yīng):
①CH4(g) + H2O(g)CO(g) + 3H2(g) ΔH= +206 kJ·mol?1;
②CO(g) + H2O(g)CO2(g) + H2(g) ΔH=-41 kJ·mol?1
恒壓下,將n(CH4):n(H2O) = 1:3的混合氣體投入反應(yīng)器中,平衡時(shí),各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)與溫度的關(guān)系如圖所示。簡(jiǎn)述600℃前后CO2含量變化的原因:_______。
(4)香港城市大學(xué)研發(fā)的Zn/富Co(Ⅲ)-Co3O4電池B(如圖),采用ZnSO4和CoSO4為電解質(zhì)溶液,充放電過程中a極發(fā)生CoO與Co3O4之間的轉(zhuǎn)化,現(xiàn)利用甲烷燃料電池對(duì)其充電,充電時(shí)a極的電極反應(yīng)為____________________,當(dāng)甲烷燃料電池外電路通過4 mol電子時(shí),電池B電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少______ g。
【答案】(1) ①. N(S) + N(S)→N2 + Rh(S) + Rh(S) ②. -108.9
(2) ①. 80% ②. 352.8
(3)600℃前隨溫度升高,CO濃度增大使反應(yīng)②正向進(jìn)行的程度大于溫度升高使其逆向進(jìn)行的程度,600℃后隨溫度升高,CO濃度增大使反應(yīng)②正向進(jìn)行的程度小于溫度升高使其逆向進(jìn)行的程度
(4) ①. 4CoO-2e-=Co3O4+Co2+ ②. 12
【解析】
【分析】根據(jù)題中表格數(shù)據(jù),結(jié)合慢反應(yīng)是決速的,寫出決定該反應(yīng)速率的基元反應(yīng)和計(jì)算基元反應(yīng) NO + Rh(S) →NO(S)的ΔH;根據(jù)題中信息,結(jié)合化學(xué)平衡計(jì)算催化劑對(duì)甲醇的選擇性和副反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp值;根據(jù)題中圖示信息,結(jié)合題中兩個(gè)反應(yīng),解釋600℃前后CO2含量變化的原因;根據(jù)題中圖示信息,寫出充電時(shí)a極的電極反應(yīng);根據(jù)電解池陰陽極電極反應(yīng),由轉(zhuǎn)移電子守恒,計(jì)算電池B電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少的質(zhì)量;據(jù)此解答。
【小問1詳解】
由表中數(shù)據(jù)可知,反應(yīng)N(S) + N(S)→N2 + Rh(S) + Rh(S)的活化能最大,反應(yīng)的活化能越高,反應(yīng)速率越慢,對(duì)整個(gè)反應(yīng)有決定作用,所以決定H2催化還原NO的反應(yīng)速率的基元反應(yīng)為N(S) + N(S)→N2 + Rh(S) + Rh(S);反應(yīng)NO + Rh(S) →NO(S)的活化能為0.0kJ/mol,NO(S)→NO + Rh(S)的活化能為108.9kJ/mol,即NO + Rh(S) →NO(S)的正反應(yīng)活化能為0.0kJ/mol、逆反應(yīng)的活化能為108.9kJ/mol,則基元反應(yīng)NO + Rh(S) →NO(S)的△H=(0.0-108.9)kJ/mol=-108.9kJ/mol;答案為N(S) + N(S)→N2 + Rh(S) + Rh(S);-108.9。
【小問2詳解】
在恒溫恒容的密閉容器中CH4、O2和H2O(g)按體積比2:1:8投入,充分反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,CO2的體積分?jǐn)?shù)為,假設(shè)CH4的物質(zhì)的量為2amol,O2的物質(zhì)的量為amol,H2O(g)的物質(zhì)的量為8amol,充分反應(yīng)達(dá)平衡后,測(cè)得CH4的轉(zhuǎn)化率為50%,則平衡時(shí),CH4的物質(zhì)的量為amol,CH3OH的物質(zhì)的量為x,CO2的物質(zhì)的量為y,且x+y=a(C原子守恒),由和可知,平衡時(shí)O2的物質(zhì)的量為(a--2y)mol,H2O(g)的物質(zhì)的量為(8a+2y)mol,平衡時(shí)總的物質(zhì)的量為n(總)=[a+x+y+(a--2y)+ (8a+2y)]mol=(10a++y)mol,平衡時(shí)CO2的體積分?jǐn)?shù)為,則,化簡(jiǎn)得52y-=10a,聯(lián)立,解之得x=,y=,由甲醇的選擇性=×100%)可知,甲醇的選擇性=×100%=80%;平衡時(shí)總的物質(zhì)的量為n(總) =(10a++y)mol=10=,設(shè)平衡時(shí)壓強(qiáng)為p,則平衡時(shí)p(CH4)==,p(O2)===,p(CO2)== ,p(H2O)==,所以副反應(yīng)的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp===352.8;答案為80%;352.8。
【小問3詳解】
由題中圖示信息可知,600℃前CO2含量增大,600℃后CO2含量下降,所以600℃前隨溫度升高,CO濃度增大使反應(yīng)②正向進(jìn)行的程度大于溫度升高使其逆向進(jìn)行的程度,600℃后隨溫度升高,CO濃度增大使反應(yīng)②正向進(jìn)行的程度小于溫度升高使其逆向進(jìn)行的程度;答案為600℃前隨溫度升高,CO濃度增大使反應(yīng)②正向進(jìn)行的程度大于溫度升高使其逆向進(jìn)行的程度,600℃后隨溫度升高,CO濃度增大使反應(yīng)②正向進(jìn)行的程度小于溫度升高使其逆向進(jìn)行的程度。
【小問4詳解】
由題中圖示可知,Zn/富Co(Ⅲ)-Co3O4電池放電時(shí)a是正極,b是負(fù)極,則充電時(shí)a為陽極,失去電子發(fā)生氧化反應(yīng),電極反應(yīng)式為4CoO-2e-=Co3O4+Co2+,b為陰極,得電子發(fā)生還原反應(yīng),電極反應(yīng)式為Zn2++2e-=Zn,當(dāng)甲烷燃料電池外電路通過4 mol電子時(shí),陽極產(chǎn)生2molCo2+,即電解質(zhì)溶液增加2mol×59g/mol=118g,陰極產(chǎn)生2molZn,即電解質(zhì)溶液減小2mol×65g/mol=130g,所以電池B電解質(zhì)溶液質(zhì)量減少130g-118g=12g;答案為4CoO-2e-=Co3O4+Co2+;12。
16. 2020年初,突如其來的新型冠狀肺炎在全世界肆虐,依據(jù)研究,含氯消毒劑可以有效消滅新冠病毒,為阻斷疫情做出了巨大貢獻(xiàn)。二氧化氯(ClO2)就是其中一種高效消毒滅菌劑,但其穩(wěn)定性較差,可轉(zhuǎn)化為NaClO2保存。分別利用吸收法和電解法兩種方法得到較穩(wěn)定的NaClO2。其工藝流程示意圖如圖所示:
已知:(Ⅰ)純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下。
(Ⅱ)飽和NaClO2溶液在溫度低于38 ℃時(shí)析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38 ℃時(shí)析出的晶體是NaClO2,高于60 ℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl。
(1)步驟1中,生成C1O2的離子方程式是_______,通入空氣的作用是_________。
(2)方法1中,反應(yīng)的離子方程式是_________________,利用方法1制NaClO2時(shí),溫度不能超過20 ℃,可能的原因是______。
(3)方法2中,將ClO2通入電解槽的陰極室,飽和NaCl溶液加入電解槽的陽極室,電解一段時(shí)間后,可得到產(chǎn)品,寫出電解時(shí)陰極的電極反應(yīng)式________________。
(4)步驟3中從NaClO2溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟為:①減壓,55 ℃蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過濾;③__________________;④低于60 ℃干燥,得到成品。
(5)為測(cè)定制得的晶體中NaClO2的含量,做如下操作:
①稱取a g樣品于燒杯中,加入適量蒸餾水溶解后加過量的碘化鉀晶體,再滴入適量的稀硫酸,充分反應(yīng)。將所得混合液配成100 mL待測(cè)溶液。
②移取25.00 mL待測(cè)溶液于錐形瓶中,用b mol·L?1 Na2S2O3標(biāo)準(zhǔn)液滴定,至滴定終點(diǎn)。重復(fù)2次,測(cè)得消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積的平均值為c mL(已知:I2+2=2I?+)。樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為_____。(用含a、b、c的代數(shù)式表示)。在滴定操作正確無誤的情況下,測(cè)得結(jié)果偏高,可能的原因是_______________(用離子方程式和文字表示)。
【答案】(1) ①. 2+SO2=+2ClO2 ②. 稀釋產(chǎn)生的ClO2,防止其分解爆炸
(2) ①. 2OH?+2ClO2+H2O2=2+O2+2H2O ②. H2O2溫度較高時(shí)易分解
(3)ClO2+e?=
(4)用38 °C~60 °C溫水洗滌
(5) ①. ×100% ②. 4H++4I?+O2=I2+2H2O,操作①環(huán)節(jié)有部分I?被空氣氧化為I2,消耗Na2S2O3增多,結(jié)果偏高
【解析】
【分析】由題中制備流程可知,NaClO3在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2,同時(shí)得到NaHSO4,ClO2發(fā)生器中發(fā)生反應(yīng)H2SO4+2NaClO3+SO2=2ClO2↑+2NaHSO4,純ClO2易分解爆炸,通入足量空氣稀釋ClO2以防止爆炸;方法1中發(fā)生2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2,根據(jù)題中信息可知,高于38℃時(shí)析出NaClO2晶體,且控制溫度低于60℃,減壓蒸發(fā)結(jié)晶、過濾、洗滌、干燥得到NaClO2產(chǎn)品;方法2中電解時(shí)陽極上發(fā)生2Cl--2e-=Cl2↑,陰極上發(fā)生ClO2+e-=,陰極上析出NaClO2,結(jié)晶、干燥得到NaClO2產(chǎn)品;據(jù)此解答。
【小問1詳解】
步驟1中,NaClO3在酸性條件下與二氧化硫發(fā)生氧化還原反應(yīng)生成ClO2,同時(shí)得到NaHSO4,反應(yīng)的離子方程式為2+SO2=+2ClO2,由題中信息可知,純ClO2易分解爆炸,一般用稀有氣體或空氣稀釋到10%以下,所以通入空氣的作用是稀釋產(chǎn)生的ClO2,防止其分解爆炸;答案為2+SO2=+2ClO2 ;稀釋產(chǎn)生的ClO2,防止其分解爆炸。
【小問2詳解】
方法I中發(fā)生2NaOH+2ClO2+H2O2=2NaClO2+2H2O+O2↑,反應(yīng)的離子方程式是 2OH-+2ClO2+H2O2═2+2H2O+O2,利用方法1 制NaClO2時(shí),溫度不能超過20℃,可能的原因是H2O2溫度較高時(shí)易分解;答案為2OH-+2ClO2+H2O2═2+2H2O+O2; H2O2溫度較高時(shí)易分解。
【小問3詳解】
由題中信息可知,方法2中,將ClO2通入電解槽的陰極室,飽和NaCl溶液加入電解槽的陽極室,電解一段時(shí)間后,可得到產(chǎn)品,則陽極上電極反應(yīng)式為2Cl--2e-=Cl2↑,陰極上電極反應(yīng)式為ClO2+e-=,陰極上析出NaClO2;答案為ClO2+e?=。
【小問4詳解】
由題中信息可知,飽和NaClO2溶液在溫度低于38 ℃時(shí)析出的晶體是NaClO2·3H2O,高于38 ℃時(shí)析出的晶體是NaClO2,高于60 ℃時(shí)NaClO2分解成NaClO3和NaCl,所以步驟3中從NaClO2溶液中獲得NaClO2晶體的操作步驟為①減壓,55 ℃蒸發(fā)結(jié)晶;②趁熱過濾;③用38 °C~60 °C溫水洗滌;④低于60 ℃干燥,得到成品;答案為用38 °C~60 °C溫水洗滌。
【小問5詳解】
NaClO2溶液在酸性條件下與過量的KI發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為+4I-+4H+=2I2+Cl-+2H2O,I2與Na2S2O3反應(yīng)的離子方程式為I2+2=2I?+,關(guān)系式為NaClO2~2I2~4,所以25.00 mL待測(cè)溶液NaClO2的物質(zhì)的量為n(NaClO2)==,則ag樣品中NaClO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為=×100%;由于碘離子在空氣中能被空氣中的氧氣氧化,發(fā)生反應(yīng)4H++4I-+O2═2I2+2H2O,生成 的碘能消耗Na2S2O3,所以在滴定操作正確無誤的情況下,測(cè)得結(jié)果也可能偏高;答案為×100%;4H++4I?+O2=2I2+2H2O,操作①環(huán)節(jié)有部分I?被空氣氧化為I2,消耗Na2S2O3增多,結(jié)果偏高。
(二)選考題:共15分,請(qǐng)考生從2道題中任選一題作答,并用2B鉛筆將答題卡上所選題目對(duì)應(yīng)的題號(hào)右側(cè)方框涂黑,按所圖題號(hào)進(jìn)行評(píng)分;多涂、多答,按所涂的首題進(jìn)行評(píng)分;不涂,按本選考題的首題進(jìn)行評(píng)分。
17. 2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位開發(fā)鋰離子電池的科學(xué)家。TiS2、LiCoO2和LiMnO2等都是鋰離子電池的載體。回答下列問題:
(1)基態(tài)Co原子中電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為_______,價(jià)電子軌道排布圖為_______。
(2)已知第三電離能的數(shù)據(jù):I3(Mn)=3246 kJ·mol?1,I3(Fe)=2957 kJ·mol?1。I3(Mn)>I3(Fe)的主要原因____________________________________________________。
(3)Co3+、Co2+能與NH3、H2O、SCN-等配體形成配合物。
①1 mol [Co(NH3)6]3+含___________mol σ鍵。
②SCN?的結(jié)構(gòu)式為[S=C=N]?, SCN?與Co2+形成的配離子中配位原子是____(填元素符號(hào))。
(4)工業(yè)上采用電解熔融LiCl制備金屬Li,Na還原TiCl4制備Ti。已知LiCl、TiCl4的熔點(diǎn)分別為605?℃、-24?℃,它們的熔點(diǎn)相差很大,其主要原因是____________________。
(5)金屬Ti中,Ti原子采取________堆積,Ti的原子半徑為r nm,則晶胞的高為_____nm。
【答案】(1) ①. N ②.
(2)Mn2+的價(jià)電子排布式為3d5,半滿較穩(wěn)定,不易失電子,F(xiàn)e2+的價(jià)電子排布式為3d6,失去1個(gè)電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較易形成Fe3+,所以I3(Mn) >I3(Fe)
(3) ①. 24 ②. S
(4)LiCl是離子晶體,TiCl4是分子晶體,離子鍵比分子間作用力強(qiáng)
(5) ①. 六方最密堆積 ②. 或3.266 r
【解析】
【分析】根據(jù)Co的原子序數(shù),結(jié)合核外電子排布規(guī)律,判斷電子占據(jù)的最高能層和畫出價(jià)電子軌道排布圖;根據(jù)價(jià)電子排布,結(jié)合半滿較穩(wěn)定,解釋I3(Mn)>I3(Fe);根據(jù)配合物結(jié)構(gòu),判斷1 mol [Co(NH3)6]3+含σ鍵24mol;根據(jù)配合物形成條件,結(jié)合電負(fù)性判斷形成的配離子中配位原子;根據(jù)晶體類型解釋熔點(diǎn)相差很大的原因;根據(jù)Ti的排列方式判斷Ti原子的堆積方式,并計(jì)算晶胞的高;據(jù)此解答。
【小問1詳解】
Co的原子序數(shù)為27,核外有27個(gè)電子,其電子排布式為1s22s22p63s23p63d74s2,分四層排布,即有四個(gè)能層,所以電子占據(jù)的最高能層符號(hào)為N層,價(jià)電子排布式為3d74s2,其價(jià)電子軌道排布圖為 ;答案為N;。
【小問2詳解】
Mn2+價(jià)層電子排布式為3d5,半滿較穩(wěn)定,不易失電子形成Mn3+,F(xiàn)e2+價(jià)層電子排布式為3d6,要失去1個(gè)電子才達(dá)到穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較易形成Fe3+,故錳的第三電離能大于鐵;答案為Mn2+的價(jià)電子排布式為3d5,半滿較穩(wěn)定,不易失電子,F(xiàn)e2+的價(jià)電子排布式為3d6,失去1個(gè)電子達(dá)穩(wěn)定結(jié)構(gòu),較易形成Fe3+,所以I3(Mn)>I3(Fe)。
【小問3詳解】
①6個(gè)配體NH3分子中含6×3=18個(gè)σ鍵,Co3+和6個(gè)配體NH3分子的N原子分別形成6個(gè)配位鍵,均為σ鍵,1 mol [Co(NH3)6]3+含σ鍵為18mol+6mol=24mol;答案為24。
②作為配體要能提供孤電子對(duì),SCN-中S原子、N原子均能提供,但電負(fù)性小作配位原子,S的電負(fù)性小,所以與金屬離子形成的配離子配位原子是S;答案為S。
【小問4詳解】
采用電解熔融氯化鋰制備鋰,說明LiCl熔融能導(dǎo)電,還有熔點(diǎn)為605℃,綜合判斷LiCl是離子晶體,TiCl4是僅依據(jù)熔點(diǎn)即可判斷其為分子晶體,離子鍵比分子間作用力強(qiáng),所以它們的熔點(diǎn)相差很大;答案為L(zhǎng)iCl是離子晶體,TiCl4是分子晶體,離子鍵比分子間作用力強(qiáng)。
【小問5詳解】
Ti原子密置層排列為ABAB…排列方式,屬于六方最密堆積,六方最密堆積如圖 所示,DABO為正四面體,正四面體的高為晶胞的高的一半,Ti的原子半徑為r nm,則a=b=2rnm,AE為平行四邊形的高,即AE=asin 60°=,AG處于AE的處,即AG=AE=×=,DG2+AG2=AD2,AD=a,則DG=,DG為正四面體的高,所以晶胞的高為h=2DG=2××2r=或3.266 r;答案為六方最密堆積;或3.266 r。
18. 2月4日,中國(guó)工程院院士、國(guó)家衛(wèi)健委高級(jí)別專家組成員李蘭娟團(tuán)隊(duì)公布治療新型冠狀病毒感染的肺炎的最新研究成果,阿比朵爾可有效抑制病毒。阿比朵爾(G)的合成路線如圖所示
(1)A的名稱是___________,C中官能團(tuán)的名稱為___________ 。
(2)C→D的反應(yīng)類型為___________,由D生成E的化學(xué)方程式為___________。
(3)符合下列條件的B的同分異構(gòu)體有___________種(不考慮立體異構(gòu)),其中核磁共振氫譜呈現(xiàn)4個(gè)吸收峰的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________。
①能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體;②為六元環(huán)狀結(jié)構(gòu)。
(4)H的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________ 。
(5)結(jié)合上述合成路線,設(shè)計(jì)出以乙醇和為原料(其他無機(jī)試劑任選),合成的路線(不超過4步)___________。
【答案】 ①. 乙酸乙酯 ②. 羰基、酯基、氯原子 ③. 取代反應(yīng) ④. +CH3NH3+H2O ⑤. 3 ⑥. ⑦. (CH3)2NH或 ⑧. CH3CH2OH CH3COOH CH3COOC2H5
【解析】
【分析】CH3COOCH2CH3在NaH的作用下生成,為兩分子的A生成B和CH3CH2OH,屬于取代反應(yīng),B與SO2Cl2發(fā)生取代反應(yīng)生成C,C與發(fā)生取代反應(yīng)生成D(),D與氨基甲烷發(fā)生取代反應(yīng)生成E()和水,E與再次發(fā)生取代反應(yīng)生成F,F(xiàn)與HCHO和H分子反應(yīng)生成G(),根據(jù)G和F的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式對(duì)比可知,H為NH(CH3)3或,據(jù)此分析解答。
【詳解】(1)A為CH3COOCH2CH3,其名稱為乙酸乙酯;C的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:,所以其官能團(tuán)為:羰基、酯基和氯原子,故答案為:乙酸乙酯;羰基、酯基、氯原子;
(2)根據(jù)上述分析可知,C與發(fā)生取代反應(yīng)生成D()和HCl,所以C→D的反應(yīng)類型為取代反應(yīng);D與氨基甲烷發(fā)生取代反應(yīng)生成E()和水,其化學(xué)方程式為:+CH3NH3+H2O,故答案為:取代反應(yīng);+CH3NH3+H2O;
(3)B為,其分子式為C6H10O3,①能與飽和碳酸氫鈉溶液反應(yīng)產(chǎn)生使澄清石灰水變渾濁的氣體,說明含有羧基;②為六元環(huán)狀結(jié)構(gòu),羧基中含1個(gè)C原子,則該六元環(huán)中有一個(gè)O原子,則滿足條件的B的同分異構(gòu)體可以為:、、共3種;其中分子中有4種不能環(huán)境的氫原子如上圖所示,所以核磁共振氫譜呈現(xiàn)4個(gè)吸收峰的異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,故答案為:3;;
(4)根據(jù)上述分析可知,H為(CH3)2NH或;
(5)需先將乙醇合成乙酸乙酯,再利用A→B和F→G的合成路線分析即可,具體合成路線為:CH3CH2OH CH3COOH CH3COOC2H5 。
這是一份重慶市南開中學(xué)2023-2024學(xué)年高三化學(xué)上學(xué)期11月期中考試試題(Word版附解析),共20頁。
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