资源描述
2025年陕西省蓝田县高三化学第一学期期末监测试题
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号、考场号和座位号填写在试题卷和答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码粘贴在答题卡右上角"条形码粘贴处"。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑;如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案。答案不能答在试题卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹的钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上;如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新答案;不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答无效。
4.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、某学习小组设计如下装置进行原电池原理的探究。一段时间后取出铜棒洗净,发现浸泡在稀硝酸铜溶液中铜棒变细,浓硝酸铜溶液中铜棒变粗。对该实验的说法正确的是
A.处于稀硝酸中的铜棒为电池的正极,电极反应为:Cu2+ +2e- =Cu
B.该装置可以实现“零能耗”镀铜
C.配置上述试验所用硝酸铜溶液应加入适量的硝酸溶液使铜棒溶解
D.铜棒上部电势高,下部电势低
2、下列有关化学用语表示正确的是
A.中子数为10的氟原子:10F
B.乙酸乙酯的结构简式:C4H8O2
C.Mg2+的结构示意图:
D.过氧化氢的电子式为:
3、常温下,向50 mL溶有0.1molCl2的氯水中滴加2mol/L的NaOH溶液,得到溶液pH随所加NaOH溶液体积的变化图像如下图所示。下列说法正确的是
A.若a点pH=4,且c(Cl-)=m·c(ClO-),则Ka(HClO)=
B.若x=100,b点对应溶液中:c(OH-)>c(H+),可用pH试纸测定其pH
C.b~c段,随NaOH溶液的滴入,逐渐增大
D.若y=200,c点对应溶液中:c(OH-)-c(H+)=2c(Cl-)+c(HClO)
4、有一未知的无色溶液中可能含有、、、、、、。分别取样:①用计测试,溶液显弱酸性;②加适量氯水和淀粉无明显现象。由此可知原溶液中
A.可能不含 B.可能含有
C.一定含有 D.一定含有3种离子
5、W、X、Y和Z为原子序数依次增大的四种短周期主族元素,W为空气中含量最多的元素,Y的周期数等于其族序数,W、X、Y的最高价氧化物对应的水化物可两两反应生成盐和水,Z的最外层电子数是最内层电子数的3倍。下列叙述正确的是
A.X、Y均可形成两种氧化物
B.离子的半径大小顺序:r(X+)<r(Z2-)
C.W和Z的氢化物之间不能反应
D.X的氢化物(XH)中含有共价键
6、2018年11月4日凌晨,福建泉州泉港区发生“碳九”泄露,对海洋环境造成污染,危害人类健康。“碳九”芳烃主要成分包含(a)、 (b)、(c)等,下列有关三种上述物质说法错误的是
A.a、b、c互为同分异构体 B.a、b、c均能与酸性高锰酸钾溶液反应
C.a中所有碳原子处于同一平面 D.1molb最多能与4molH2发生反应
7、对于工业合成氨反应N2+3H2⇌2NH3+Q(Q>0),下列判断正确的是( )
A.3体积和足量反应,必定生成2体积
B.使用合适的催化剂,可以提高提高原料的利用率
C.左右比室温更有利于向合成氨的方向进行
D.及时使氨液化、分离的主要目的是提高和的利用率
8、设 NA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.22.4 L 乙烷中所含的极性共价键数目为 7NA
B.某温度下,将 1molCl2 通入足量水中转移电子数为 NA
C.常温常压下,3.0 g 含葡萄糖的冰醋酸中含有的原子总数为 0.4NA
D.室温下,1LpH 为 13 的 NaOH 溶液和 Ba(OH)2 混合溶液中含 OH-个数为 0.01NA
9、海水淡化是解决沿海城市饮用水问题的关键技术。下图是电渗析法淡化海水装置的工作原理示意图(电解槽内部的“┆”和“│”表示不同类型的离子交换膜)。工作过程中b电极上持续产生Cl2。下列关于该装置的说法错误的是
A.工作过程中b极电势高于a极
B.“┆”表示阴离子交换膜,“│”表示阳离子交换膜
C.海水预处理主要是除去Ca2+、Mg2+等
D.A口流出的是“浓水”,B口流出的是淡水
10、锌–空气燃料电池可用作电动车动力电源,电池的电解质溶液为KOH溶液,反应为2Zn+O2+4OH–+2H2O===2Zn(OH)42-。下列说法正确的是( )
A.充电时,电解质溶液中K+向阳极移动
B.充电时,电解质溶液中c(OH-) 逐渐减小
C.放电时,负极反应为:Zn+4OH–-2e–= Zn(OH)42-
D.放电时,电路中通过2mol电子,消耗氧气22.4L(标准状况)
11、2019年7月1日起,上海进入垃圾分类强制时代,随后西安等地也纷纷开始实行垃圾分类。这体现了我国保护环境的决心,而环境保护与化学息息相关,下列有关说法正确的是
A.废弃的聚乙烯塑料属于白色垃圾,不可降解,能使溴水褪色
B.可回收的易拉罐中含金属铝,可通过电解氯化铝制取
C.废旧电池中含有镍、镉等重金属,不可用填埋法处理
D.含棉、麻、丝、毛及合成纤维的废旧衣物燃烧处理时都只生成CO2和H2O
12、如图是H3AsO4水溶液中含砷的各物种分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系。下列说法错误的是
A.NaH2AsO4溶液呈酸性
B.向NaH2AsO4溶液滴加 NaOH 溶液过程中,先增加后减少
C.H3AsO4和HAsO42-在溶液中不能大量共存
D.Ka3( H3AsO 4) 的数量级为10-12
13、从海带中提取碘的实验中,包括灼烧、浸取和过滤、氧化、萃取、反萃取等步骤。下列说法正确的是( )
A.灼烧中用到的仪器有蒸发皿、三脚架、酒精灯、玻璃棒
B.过滤中用到的仪器只有烧杯、漏斗(带滤纸)、铁架台
C.萃取得到碘的四氯化碳溶液,分液时从分液漏斗上口倒出
D.反萃取是在有机相中加入浓氢氧化钠溶液,振荡、静置、分液,再向水相中滴加45%硫酸溶液,过滤得固态碘
14、下列化学用语表示正确的是()
A.中子数为16的硫原子:S B.Cl-的结构示意图:
C.甲酸甲酯的结构简式:HCOOCH3 D.氢氧化钠的电子式:
15、NA为阿伏伽德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.30g丙醇中存在的共价键总数为5NA
B.1molD2O与1molH2O中,中子数之比为2:1
C.含0.2molH2SO4的浓硫酸与足量的镁反应,转移电子数大于0.2NA
D.密闭容器中1molPCl3与1molCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P-Cl键
16、已知:。下列关于(b)、(d)、(p)的说法不正确的是
A.有机物可由2分子b反应生成
B.b、d、p均能使稀酸性高锰酸钾溶液褪色
C.b、q、p均可与乙烯发生反应
D.p的二氯代物有五种
二、非选择题(本题包括5小题)
17、用两种不饱和烃A和D为原料可以合成一类新药有机物J ,合成路线如下:
已知①
②有机物J结构中含两个环。
回答下列问题:
(1)C的名称是________________。
(2)A→B试剂和反应条件为________________。
(3)H→J的化学反应方程式为_______________。
(4)已知符合下列条件的 N的同分异构体有___________种,其中核磁共振氢谱显示环上只有 3 组峰,且峰面积之比为 4:4:1,写出符合条件一种同分异构体的结构简式____________。
①含有基团、环上有三个取代基②与NaHCO3反应产生气泡 ③可发生缩聚反应,M的所有同分异构体在下列表征仪器中显示的信号(或数据)完全相同是_____。
a.质谱仪 b.红外光谱仪 c.元素分析仪 d.核磁共振仪
(5)利用题中信息和所学知识,写出以A和甲烷为原料,合成的路线流程图____________(其它试剂自选)。
18、慢心律是一种治疗心律失常的药物。它的合成路线如图所示。
(1)C中的含氧官能团名称为_____和_____;
(2)由B→C的反应类型是_____。
(3)由A制备B的过程中有少量副产物E,它与B互为同分异构体。写出E的结构简式:_____。
(4)写出同时满足下列条件的化合物D的一种同分异构体的结构简式:_____。
①属于a﹣氨基酸;②是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有两种;③分子中有2个手性碳原子
(5)已知乙烯在催化剂作用下与氧气反应可以生成环氧乙烷()。写出以邻甲基苯酚()和乙醇为原料制备的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例见本题题干_____。
19、KI广泛应用于分析试剂、感光材料、制药和食品添加剂等。实验室制备KI的装置如下图所示。
已知:①3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O②3H2S+KIO3KI+3S↓+3H2O
(1)利用上图装置制备KI,其连接顺序为_____________(按气流方向,用小写字母表示)。
(2)检查装置A气密性的方法是____________;装置D的作用是____________________。
(3)制备KI时,向三颈瓶中逐滴滴入KOH溶液,加热并不断搅拌,观察到棕黄色溶液变为无色时,立即停止滴加KOH溶液,然后通入足量H2S气体。
①反应结束后,向三颈瓶中加入硫酸溶液并加热,可以除去KI溶液中的H2S,原因是________________________________________。
②用肼(N2H4)替代H2S,制得产品纯度更高,理由是_______________(用化学方程式表示)。
(4)设计实验方案除去KI溶液中的稀硫酸_____________________________。
(5)若得到1.6g硫单质,理论上制得KI的质量为_________________g。
20、氮化铝(室温下与水缓慢反应)是一种新型无机材料,广泛应用于集成电路生产领域。化学研究小组同学按下列流程制取氮化铝并测定所得产物中AlN的质量分数。
己知:AlN+NaOH+3H2O=Na[Al(OH)4]+NH3↑。
回答下列问题:
(1)检查装置气密性,加入药品,开始实验。最先点燃___(“A”、“C”或“E”)处的酒精灯或酒精喷灯。
(2)装置A中发生反应的离子方程式为___,装置C中主要反应的化学方程式为___,制得的AlN中可能含有氧化铝、活性炭外还可能含有___。
(3)实验中发现氮气的产生速率过快,严重影响尾气的处理。实验中应采取的措施是___(写出一种措施即可)。
(4)称取5.0g装置C中所得产物,加入NaOH溶液,测得生成氨气的体积为1.68 L(标准状况),则所得产物中AlN的质量分数为___。
(5)也可用铝粉与氮气在1000℃时反应制取AlN。在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,共主要原因是___。
21、太阳能电池可分为:硅太阳能电池,化合物太阳能电池,如砷化镓(GaAs)、铜铟镓硒(CIGS)、硫化镉(CdS),功能高分子太阳能电池等,Al-Ni常作电极。据此回答问题:
(1)镍(Ni)在周期表中的位置为______;S原子的价电子排布式为________;Ga、As和Se的第一电离能由大到小的顺序是________。
(2)Na3As3中As原子的杂化方式为_____;AsCl3的空间构型为____。
(3)GaAs熔点为1238℃,GaN熔点约为1500°,GaAs熔点低于GaN的原因为__________。
(4)写出一种与SO42-互为等电子体的分子_________。
(5)GaAs的晶胞结构如图所示,其中As原子形成的空隙类型有正八面体形和正四面体形,该晶胞中Ga原子所处空隙类型为_____。已知GaAs的密度为ρg/cm3,Ga和As的摩尔质量分别为 MGa g/mol和MAsg/mol,则GaAs晶胞中Ga之间的最短距离为________pm。
参考答案
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、B
【解析】
原电池,负极发生氧化反应,正极发生还原反应,正极电势比负极电势高。题意中,说明稀硝酸铜中铜作负极,铜变成铜离子进入溶液,下层浓硝酸铜中发生还原反应,铜离子得电子变成铜析出。
【详解】
A. 题意中稀硝酸铜溶液中铜棒变细,浓硝酸铜溶液中铜棒变粗,说明稀硝酸铜中铜作负极,铜变成铜离子进入溶液,电极反应为: Cu -2e- = Cu2+;A项错误;
B. 稀硝酸铜溶液中铜棒变细,浓硝酸铜溶液中铜棒变粗,这样该装置可以实现“零能耗”镀铜,B项正确;
C. 配置上述试验所用硝酸铜溶液若加如硝酸,硝酸会与铜电极反应,不发生题目中的电化学,C项错误;
D. 铜棒上部为负极,电势低,下部为正极,电势高,D项错误。
答案选B。
2、C
【解析】
A. 中子数为10的氟原子为:,选项A错误;
B. C4H8O2为乙酸乙酯的分子式,乙酸乙酯的结构简式:CH3COOC2H5,选项B错误;
C. Mg2+的结构示意图为:,选项C正确;
D. 过氧化氢是共价化合物,两个氧原子之间共用一对电子,过氧化氢的电子式应为: ,选项D错误。
答案选C。
3、D
【解析】
A.若a点pH=4,(H+)=10-4mol/L,溶液呈酸性,根据方程式知c(HClO)=c(Cl-)-c(ClO-),c(Cl-)=mc(ClO-),则c(HClO)=(m-1)c(ClO-),Ka(HClO)==,A错误;
B.若x=100,Cl2恰好与NaOH溶液完全反应生成NaCl、NaClO,NaClO水解生成次氯酸,溶液呈碱性,但次氯酸具有漂白性,不能用pH试纸测pH,应选pH计测量,B错误;
C.b~c段,随NaOH溶液的滴入,溶液的pH不断增大,溶液中c(H+)减小,温度不变则Ka(HClO)=不变,所以减小,C错误;
D.若y=200,c点对应溶液中存在0.1molNaCl、0.1molNaClO、0.2molNaOH,根据电荷守恒得:c(H+)+c(Na+)=c(Cl-)+c(ClO-)+c(OH-)①,物料守恒得:c(Cl-)= c(ClO-) +c(HClO)②,2c(Cl-)+2c(ClO-)+2c(HClO)=c(Na+)③,由①+③+②得:c(OH-)=2c(Cl-)+c(HClO)+c(H+),D正确;
故答案是D。
4、C
【解析】
溶液为无色,则溶液中没有Cu2+;由①可知溶液显弱酸性,上述离子只有NH4+能水解使溶液显酸性,则一定含有NH4+;而S2-能水解显碱性,即S2-与NH4+不能共存于同一溶液中,则一定不含有S2-;再由氯水能氧化I-生成碘单质,而碘遇淀粉变蓝,而②中加氯水和淀粉无明显现象,则一定不含有I-;又溶液呈电中性,有阳离子必有阴离子,则溶液中有NH4+,必须同时存在阴离子,即SO42-必然存在;而Ba2+、SO42-能结合生成沉淀,则这两种离子不能共存,即一定不存在Ba2+;显然剩下的Na+是否存在无法判断,综上所述C正确。
故选C。
解决此类问题的通常从以下几个方面考虑:溶液的酸碱性及颜色;离子间因为发生反应而不能共存;电荷守恒。
5、B
【解析】
W是空气中含量最多的元素,则W为N元素。Y的周期数等于其族序数,另Y的原子序数大于W的原子序数,则Y在第三周期第ⅢA族,Y为Al元素。Y的最高价氧化物对应的水化物为Al(OH)3,可以与N的最高价氧化物的水化物HNO3反应生成盐和水,在Al和N之间的元素,Al(OH)3只能与Na的最高价的氧化物的水化物NaOH反应生成盐和水,则X为Na元素。Z的最外层电子数是最内层电子数的3倍,最内层的电子数为2个,则Z的最外层电子数为6,则Z为S元素。
A.Na的氧化物为Na2O和Na2O2(其中Na2O2为过氧化物,属于特殊的氧化物),有2种;Al的氧化物为Al2O3,只有1种,A错误;
B.S2-核外有3个电子层,Na+核外只有2个电子层,电子层数越多,离子半径越大,则有r(Na+)<r(S2-),B正确;
C.W和Z的氢化物分别为NH3和H2S,可发生下列反应NH3+H2S=NH4HS或2NH3+H2S=(NH4)2S,C错误;
D.Na的氢化物NaH,由Na+和H-构成,只有离子键,D错误。
答案选B。
离子半径比较方法可以归纳为:①核外电子排布相同时,核电荷数越大,离子半径越小;②核外电子排布不同的短周期元素离子,其电子层数越多,离子半径越大。
6、A
【解析】
A.a、c分子式是C9H12,结构不同,是同分异构体;而b分子式是C9H8,b与a、c的分子式不相同,因此不能与a、c称为同分异构体,A错误;
B.a、b、c三种物质中与苯环连接的C原子上都有H原子,且b中含碳碳双键,因此均能被酸性高锰酸钾溶液氧化,B正确;
C.苯分子是平面分子,a中三个甲基的C原子取代苯分子中H原子的位置与苯环的碳原子相连,所以一定在苯环的平面内,C正确;
D.b分子内含有1个苯环和1个碳碳双键,所以1molb最多能与4molH2发生反应,D正确;
故合理选项是A。
7、D
【解析】
A.合成氨为可逆反应,则3体积H2和足量N2反应,氢气不能完全转化,生成氨气小于2体积,选项A错误;
B.催化剂不影响化学平衡,不能提高提高原料的利用率,选项B错误;
C.该反应的正反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,则室温比500℃左右更有利于向合成氨的方向进行,选项C错误;
D.及时使氨液化、分离,可使平衡正向移动,则提高N2和H2的利用率,选项D正确;
答案选D。
本题考查化学平衡,为高频考点,把握温度、浓度、催化剂对反应的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项A为解答的易错点,合成氨为可逆反应。
8、C
【解析】
A. 没有说明是否为标准状态,所以无法由体积计算气体的物质的量,即无法确定所含化学键数目,故A错误;
B. Cl2 和水反应为可逆反应,所有转移电子数小于NA,故B错误;
C. 葡萄糖和冰醋酸的最简式都为CH2O,则3.0 g 含葡萄糖的冰醋酸中含有的原子总数为 =0.4NA,故C正确;
D. pH=13,c(OH-)=,则1L溶液中OH-个数为 0.1NA,故D错误;
故选C。
9、D
【解析】
电解过程中b电极上持续产生Cl2,则电极b为电解池阳极,氯离子放电生成氯气,电极反应为:2Cl--2e-=Cl2↑,电极a为电解池的阴极,溶液中氢离子得到电子生成氢气,电极反应为2H++2e-=H2↑,工作过程中,氯离子向b移动,因此虚线为阴离子交换膜,钠离子向a移动,实线为阳离子交换膜,据此分析解答。
【详解】
A.电极b为电解池阳极,电极a为电解池的阴极, b极电势高于a极,故A正确;
B.根据分析, “┆”表示阴离子交换膜,“│”表示阳离子交换膜,故B正确;
C.为了防止海水中的Ca2+、Mg2+、SO42-等堵塞离子交换膜,影响电解,电解前,海水需要预处理,除去其中的Ca2+、Mg2+等,故C正确;
D.根据分析,实线为阳离子交换膜,虚线为阴离子交换膜,钠离子向a移动,氯离子向b移动,各间隔室的排出液中,A口流出的是淡水, B口流出的是“浓水”,故D错误;
答案选D。
10、C
【解析】
A.充电时,阳离子向阴极移动,即K+向阴极移动,A项错误;
B.放电时总反应为2Zn+O2+4OH–+ 2H2O=2Zn(OH)42-,则充电时生成氢氧化钾,溶液中的氢氧根离子浓度增大,B项错误;
C.放电时,锌在负极失去电子,电极反应为Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-,C项正确;
D.标准状况下22.4L氧气的物质的量为1摩尔,电路中转移4摩尔电子,D项错误;
答案选C。
电极反应式的书写是电化学中必考的一项内容,一般先写出还原剂(氧化剂)和氧化产物(还原产物),然后标出电子转移的数目,最后根据原子守恒和电荷守恒完成缺项部分和配平反应方程式,作为原电池,正极反应式为:O2+2H2O+4e-=4OH-,负极电极反应式为:Zn+4OH–-2e–=Zn(OH)42-;充电是电解池,阳离子在阴极上放电,阴离子在阳极上放电,即阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,对可充电池来说,充电时原电池的正极接电源正极,原电池的负极接电源的负极,不能接反,否则发生危险或电极互换,电极反应式是原电池电极反应式的逆过程;涉及到气体体积,首先看一下有没有标准状况,如果有,进行计算,如果没有必然是错误选项。
11、C
【解析】
A.聚乙烯结构中不含碳碳双键,不能使溴水褪色,故A错误;
B.氯化铝为共价化合物,受热易升华,电解得不到金属铝;金属铝采用电解氧化铝制备,故B错误;
C.镍、镉等重金属会造成水土污染,应集中处理,不可用填埋法处理,故C正确;
D.丝、毛中主要含蛋白质,含有C、H、O、N等元素,燃烧不止生成CO2和H2O,故D错误;
答案:C
12、B
【解析】
A. 由图像知,H2AsO4-溶液pH小于7,则NaH2AsO4溶液呈酸性,故A正确;
B. ,向NaH2AsO4溶液滴加 NaOH溶液,c(H+)逐渐减小,则过程中,逐渐减少,故B错误;
C. 由图示知,酸性条件下H3AsO4可以大量存在,在碱性条件下HAsO42-能大量存在,则它们在溶液中不能大量共存,故C正确;
D. 由图知,pH=11.5时,c(HAsO42-)=c(AsO43-),Ka3( H3AsO 4)= ,故D正确;
故选B。
13、D
【解析】
A.灼烧时应使用坩埚和泥三角,不能用蒸发皿,故A错误;
B.过滤时还需要玻璃棒引流,故B错误;
C.四氯化碳的密度比水大,在下层,分液时应从下口放出,故C错误;
D.有机相中加入浓氢氧化钠溶液,碘单质与碱液发生歧化反应,生成物溶于水相,分液后向水相中滴加硫酸,含碘物质发生归中反应生成碘单质,碘单质微溶,所以会析出固态碘,过滤得到碘单质,故D正确;
故答案为D。
14、C
【解析】
A. S原子的质子数是16,中子数为16的硫原子:S,故A错误;
B. Cl-的质子数是17,核外电子数是18,Cl-的结构示意图是,故B错误;
C. 甲酸甲酯是甲酸和甲醇酯化反应的产物,甲酸甲酯的结构简式是HCOOCH3,故C正确;
D. 氢氧化钠是离子化合物,氢氧化钠的电子式是,故D错误。
15、C
【解析】
A.30g丙醇物质的量为:=0.5mol,存在的共价键总数为0.5mol×11×NA=5.5NA,故A错误;
B.1molD2O与1molH2O中,中子数之比为10:8=5:4,故B错误;
C.0.2mol H2SO4的浓硫酸和足量的镁反应如果只生成二氧化硫则转移电子数等于0.2NA,如果只生成氢气则转移电子数为0.4NA,随着反应进行浓硫酸浓度降低,所以反应中既有二氧化硫又有氢气生成,转移电子数大于0.2NA小于0.4NA,故C正确;
D.三氯化磷与氯气反应为可逆反应,不能进行到底,密闭容器中1 mol PCl3与1moCl2反应制备PCl5(g),增加小于2NA个P−Cl键,故D错误;
故答案选C。
熟练掌握公式的使用和物质的结构是解题关键,注意丙醇分子结构特点,注意浓硫酸的特性。
16、D
【解析】
A. 根据已知反应可知,有机物可由2分子b反应生成,故A正确;
B. b、d、p均含有碳碳双键,则都能使稀酸性高锰酸钾溶液褪色,故B正确;
C. 根据已知反应可知,b、q、p均可与乙烯发生反应,故C正确;
D. p有2种等效氢原子,根据“定一移一”的思路可得其二氯代物有以下四种,分别是3种、1种,故D错误;
故选D。
二、非选择题(本题包括5小题)
17、邻溴苯甲醛 Br2、FeBr3(或Fe) +H2O 19 、、 c
【解析】
由题可知,A和D为两种不饱和的烃,根据已知①,C和F发生反应生成G,可知C的结构式为,F为,则E为,D与HBr发生加成反应得到E,故D为,B到C为催化氧化,则B为,A发生取代反应得到B,故A为,G在该条件下得到H,结合已知①可以得到H为,由于有机物J结构中含两个环,故可能是H发生分子内的酯化,得到J,据此分析解答问题。
【详解】
(1)根据上述分析,C的结构式为,叫做邻溴苯甲醛,故答案为:邻溴苯甲醛;
(2)A→B为苯环上的取代反应,条件为Br2、FeBr3(或Fe),故答案为:Br2、FeBr3(或Fe);
(3) H为,由于有机物J结构中含两个环,故可能是H发生分子内的酯化,得到JH→J的化学反应方程式为+H2O,故答案为:+H2O;
(4),根据以上分析C为,由转化关系可推出M为,N为,其分子式为C8H14O3,N的同分异构体中符合下列条件:①含有基团、环上有三个取代基②与NaHCO3反应产生气泡说明含有羧基 ③可发生缩聚反应,说明含有羧基和羟基,则环上有三个不同取代基分别为甲基、羟基和羧基。先分析环上有两个取代基时共有4种结构(邻间对和同一个碳上),这4种结构对应的第三个取代基的取代产物分别有6种,6种,4种,3种,所以共有6+6+4+3=19种同分异构体,其中核磁共振氢谱显示环上只有 3 组峰,且峰面积之比为 4:4:1且满足条件的物质有、、。
M的同分异构体的元素组成相同,在元素分析仪中显示的信号完全相同,故答案为:c;、、 (任选其一即可);
(5) 根据题干信息,以和甲烷为原料,合成的路线如下:。
18、醚键 羰基 氧化反应
【解析】
根据C的结构简式判断其含有的官能团;对比B、C结构可知,B中﹣醇羟基转化羰基;中含有2个C﹣O键,与A发生反应时可有两种不同的断裂方式;
D的同分异构体同时满足如下条件:①属于α﹣氨基酸,氨基、羧基连接同一碳原子上,②是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有两种,可以是2个不同的取代基处于对位位置,③分子中含有2个手性碳原子,说明C原子上连接4个不同的原子或原子团;制备,应先制备,乙醇消去可生成乙烯,乙烯氧化可生成,与反应生成,进而氧化可生成,再与乙醇发生酯化反应得到目标物。
【详解】
(1)根据C的结构简式可知,C中含氧官能团为醚键和羰基,故答案为:醚键、羰基;
(2)对比B、C结构可知,B中﹣CH(OH)﹣转化为C=O,属于氧化反应,故答案为:氧化反应;
(3)中含有2个C﹣O键,与A发生反应时可有两种不同的断裂方式,副产物E,它与B互为同分异构体,E的结构简式为,故答案为:;
(4)D的一种同分异构体同时满足如下条件:①属于α﹣氨基酸,氨基、羧基连接同一碳原子上,②是苯的衍生物,且苯环上的一氯代物只有两种,可以是2个不同的取代基处于对位位置,③分子中含有两个手性碳原子,说明C原子上连接4个不同的原子或原子团,符合条件的结构简式为:,故答案为:;
(5)制备,应先制备,乙醇消去可生成乙烯,乙烯氧化可生成,与反应生成,进而氧化可生成,再与乙醇发生酯化反应得到目标物,合成路线流程图:,
故答案为:。
19、a→e→f→c→d→b 关闭活塞,向球形漏斗内加水至形成一段水柱,一段时间内液柱高度不发生变化,说明装置气密性良好 除去H2S中的HCl气体 加热使H2S的溶解度减小而放出;硫酸电离出的氢离子增大了c(H+),促使H2S电离平衡左移,导致H2S放出。 3N2H4+2KIO3=2KI+3N2↑+6H2O 向KI溶液中加入足量BaCO3固体,充分搅拌后过滤、洗涤,将滤液和洗涤液合并 16.6
【解析】
根据题干信息可知①3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O②3H2S+KIO3KI+3S↓+3H2O,需要的反应物为H2S、KOH、I2,A装置根据强酸制弱酸原理制备硫化氢气体,FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑;D装置用于除去H2S中的HCl气体,导管e进f出;C装置是制取KI的装置,硫化氢气体从c进入装置与其他反应物充分接触,剩余气体从d出去进入B装置,除掉未反应的硫化氢气体防止污染环境。
【详解】
(1)根据上面分析可知,制备KI,按气流方向其连接顺序为a→e→f→c→d→b;
答案:a→e→f→c→d→b
(2)装置A是启普发生器,检验气密性可利用压强差原理,方法是关闭活塞,向球形漏斗内加水至形成一段水柱,一段时间内液柱高度不发生变化,说明装置气密性良好;因为盐酸易挥发,所以制得的硫化氢中混有氯化氢,装置D的作用是除去H2S中的HCl气体;
答案:关闭活塞,向球形漏斗内加水至形成一段水柱,一段时间内液柱高度不发生变化,说明装置气密性良好 除去H2S中的HCl气体
(3)制备KI时,向三颈瓶中逐滴滴入KOH溶液,加热并不断搅拌,观察到棕黄色溶液变为无色时,也就是反应3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O结束,立即停止滴加KOH溶液,然后通入足量H2S气体,发生反应3H2S+KIO3KI+3S↓+3H2O。
①反应结束后,向三颈瓶中加入硫酸溶液并加热,可以除去KI溶液中的H2S,原因可以从电离平衡和气体溶解度随温度升高而减小分析;
答案:加热使H2S的溶解度减小而放出;硫酸电离出的氢离子增大了c(H+),促使H2S电离平衡左移,导致H2S放出。
②因为肼(N2H4)也具有强还原性,可以肼(N2H4)替代H2S,肼(N2H4)的氧化产物为氮气,可以使制得产品纯度更高,用化学方程式表示为3N2H4+2KIO3=2KI+3N2↑+6H2O。
答案:3N2H4+2KIO3=2KI+3N2↑+6H2O
(4)选择的药品在除杂的同时,要保证不掺入新的杂质,因此选择BaCO3;
答案:向KI溶液中加入足量BaCO3固体,充分搅拌后过滤、洗涤,将滤液和洗涤液合并
(5)根据题干信息①3I2+6KOH5KI+KIO3+3H2O②3H2S+KIO3KI+3S↓+3H2O,列关系式计算;
6KI ~ 3S
6mol 3mol
n(KI )mol mol
得n(KI)=0.1mol
m(KI)=n(KI) ×M(KI)=0.1mol×166g/mol=16.6g;
答案:16.6
20、A NH4++ NO2-N2↑+2H2O Al2O3 +N2+3C 2AlN +3CO Al4C3 减缓亚硝酸钠的滴加速度或降低A处酒精灯加热的温度 61.5% NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢,氯化氢破坏了Al表面的氧化膜,便于Al快速反应
【解析】
⑴A装置制取氮气,浓硫酸干燥,氮气排除装置内的空气,反之Al反应时被空气氧化。
⑵根据氧化还原反应写出A、C的反应式,利用物质之间的反应推出C中可能出现的产物。
⑶从影响反应速率的因素思考减缓氮气生成速率。
⑷根据关系得出AlN的物质的量,计算产物中的质量分数。
⑸氯化铵在反应中易分解,生成的HCl在反应中破坏了Al表面的氧化膜,加速反应。
【详解】
⑴A处是制取氮气的反应,可以排除装置内的空气,反之反应时Al被氧气氧化,因此最先点燃A处的酒精灯或酒精喷灯,故答案为:A。
⑵装置A是制取氮气的反应,A中发生反应的离子方程式为NH4++ NO2- N2↑+2H2O,装置C中主要反应的化学方程式为Al2O3 +N2+3C 2AlN +3CO,制得的AlN中可能含有氧化铝、活性炭外还可能是Al和C形成的化合物Al4C3,故答案为:NH4++ NO2- N2↑+2H2O;Al2O3 +N2+3C 2AlN +3CO;Al4C3。
⑶实验中发现氮气的产生速率过快,严重影响尾气的处理,减缓氮气的生成速度采取的措施是减缓亚硝酸钠的滴加速度或降低A处酒精灯加热的温度,故答案为:减缓亚硝酸钠的滴加速度或降低A处酒精灯加热的温度。
⑷生成氨气的体积为1.68 L即物质的量为0.075mol,根据方程式关系得出AlN的物质的量为0.075mol,则所得产物中AlN的质量分数为,故答案为:61.5%。
⑸在铝粉中添加少量NH4Cl固体并充分混合,有利于AlN的制备,可能是NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢,氯化氢破坏了Al表面的氧化膜,从而Al直接和氮气反应,因此其主要原因是NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢,氯化氢破坏了Al表面的氧化膜,故答案为:NH4Cl受热分解生成氨气和氯化氢,氯化氢破坏了Al表面的氧化膜,便于Al快速反应。
21、第四周期第Ⅷ族 3s23p4 As>Se>Ga sp3 三角锥形 均为原子晶体,且GaN中N原子半径小,Ga-N 键长比Ga-As短,键能更大,熔点更高 CCl4、SiCl4、 SiF4、 CF4(填其中一种即可) 正四面体形 ×1010
【解析】
(1)镍是28号元素,根据构造原理,可确定Ni、S的核外电子排布式,结合原子结构与元素在元素周期表的位置关系确定其在周期表中的位置;一般情况下,同一周期的元素原子序数越大,元素的第一电离能就越大,但当原子核外电子处于其轨道上的全满、半满、全空时是稳定结构,比相应原子序数大1个的VIA的元素大分析。
(2)根据As原子最外层电子数及形成化学键的关系分析Na3As3中As原子的杂化方式;AsCl3的空间构型要根据成键电子对与孤对电子分析其空间构型;
(3)GaAs根据微粒间的作用力与微粒半径大小分析物质熔点高低;
(4)根据等电子体的概念分析其相应的等电子体;
(5)根据微粒的空间构型及相对位置分析其空间构型,用均摊法先计算晶胞中含有的As、Ga原子数目,计算出晶胞的质量,结合晶胞的密度可得晶胞的体积。
【详解】
(1)镍是28号元素,根据构造原理,可确定Ni核外电子排布式是1s22s22p63s23p63d84s2,在元素在元素周期表的位置为第四周期第Ⅷ族;S原子的价电子排布式为1s22s22p4;一般情况下,同一周期的元素原子序数越大,元素的第一电离能就越大,但As原子核外最外层的4p轨道的电子处于半充满的较稳定状态,比同周期原子序数大1个的VIA的Se元素大,所以Ga、As和Se的第一电离能由大到小的顺序是As>Se>Ga。
(2)在Na3As3中As最外层有5个电子,形成3个共价键即δ键电子对数为3,另外还有1个孤电子对,所以As的杂化方式为sp3;AsCl3中As的价层电子对数=3+(5-1×3)=4,As原子采用sp3杂化,由于孤电子对对成键电子对排斥了强,所以AsCl3分子空间构成三角锥形分子;
(3)GaAs熔点为1238℃,GaN熔点约为1500°,GaAs熔点低于GaN是因为两种晶体均为原子晶体,且GaN中N原子半径比Ga小,Ga-N 键长比Ga-As短,键能更大,断裂化学键需要的能量大,因此熔点更高;
(4)根据等电子体的概念是原子数相同,最外层电子数也相同的微粒,则SO42-相应的等电子体是CCl4、SiCl4、 SiF4、 CF4;
(5)该晶胞中Ga原子处于与它最近的四个As原子所构成的正四面体的几何中心,因此Ga所处空隙类型为正四面体;在该晶胞中含有的As原子数目为:=4,含有的Ga原子数目为:1×4=4,因此该晶胞在含有4个GaAs,则晶胞的质量为m=g,由于晶胞的密度为ρg/cm3,所以晶胞的体积为V=cm3,则晶胞的边长L=cm=×1010pm。在该晶体在两个Ga原子之间的距离为晶胞边长的倍,所以两个Ga原子之间的距离为×1010pm。
本题考查物质结构和性质的
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