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黑龙江省部分学校2020届高三化学5月联考试题
黑龙江省部分学校2020届高三化学5月联考试题
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- 19 -
黑龙江省部分学校2020届高三化学5月联考试题(含解析)
考生注意:
1.本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分,共300分。考试时间150分钟。
2.请将各题答案填写在答题卡上。
3.可能用到的相对原子质量:H1 O16 Al27 Si28 S32 Fe56 Cu64 As75
第I卷(选择题 共126分)
一、选择题:本题共13小题,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.新冠病毒(如图)由蛋白质和核酸组成,核酸由核苷酸组成,核苷酸的单体由五碳糖、磷酸基和含氮碱基构成。下列说法错误的是
A. 蛋白质和核酸均是高分子化合物
B. 五碳糖(C5H10O5)与葡萄糖互为同系物
C. 蛋白质中含C、H、O、N等元素
D. NaClO溶液用作消毒剂,是因为NaClO能使病毒蛋白变性
【答案】B
【解析】
【详解】A. 蛋白质是由氨基酸脱水缩聚而成的,而所有的聚合物都是属于高分子化合物,核酸是由许多核苷酸聚合成的生物大分子化合物,A 正确;
B. 同系物要求结构相似,组成上相差n个CH2原子团;五碳糖( C5H10O5)与葡萄糖( C6H12O6)组成相差1个CH2O,不属于同系物关系,B错误;
C. 蛋白质的组成元素有 C、H、O 、N,有的还有P、S等,C正确;
D. NaClO溶液用作消毒剂,NaClO 具有强氧化性,能使病毒蛋白变性,D正确。
答案选B。
2.关于信息素N(结构如图所示),下说列法错误的是( )
A. 至少有6个碳原子一定共平面
B. 能使少量酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 分子式为C11H20O
D. 能发生酯化反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.如图:,“1”“2”“3”“4”号碳原子一定共面,由于碳碳单键可以绕轴旋转,其它碳原子不一定与“1”“2”“3”“4”号碳原子所在的平面共面,所以N中至少有4个碳原子共面,A错误;
B.信息素N中有碳碳双键,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,有羟基,且与羟基相连的C原子上有H,能被酸性高锰酸钾溶液氧化,故N能使少量酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.分子式为C11H20O,C正确;
D.含-OH,能和羧酸发生酯化反应,D正确。
答案选A。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值。关于常温下pH=5的NaH2PO4溶液,下列说法正确的是
A. 溶液中含有的H+的数目为10-5NA
B. c(H+)+c(H3PO4)=c(OH-)+c(HPO)
C. NaH2PO4溶液呈酸性是因为H2PO发生了水解反应
D. 加入pH=5的稀硫酸,溶液的酸性不变
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液的体积不知,无法求算溶液中H+的物质的量,从而不知道H+的数目,A错误;
B.NaH2PO4溶液中,根据电荷守恒,有c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(H2PO4-)+2c(HPO42-)+3c(PO43-),根据物料守恒,有c(Na+)=c(H3PO4)+c(H2PO4-)+c(HPO42-)+c(PO43-),结合两式,可得c(H3PO4)+c(H+)=c(OH-)+c(HPO42-)+2c(PO43-),B错误;
C.H2PO4-水解方程式为H2PO4-+H2OH3PO4+OH-,水解成碱性;NaH2PO4溶液呈酸性,是由于H2PO4-的电离程度大于水解程度,C错误;
D.两个pH相同的溶液混合后,pH不变,D正确;
答案选D。
4.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W、Y同主族,W、X、Y的最外层电子数之和与Z的最外层电子数相等,Y的族序数等于其周期数。下列说法错误的是( )
A. 四种元素形成的单质中,Z的单质沸点最低
B. WZ3中W满足8电子稳定结构
C. Y、Z形成的化合物的水溶液呈酸性
D. X的氧化物可能既含离子键又含共价键
【答案】B
【解析】
【分析】
Y的族序数等于其周期数,且W与Y同主族,由此可知Y应为铝元素,W为硼元素;W、X、Y的最外层电子数等于Z的最外层电子数,W与Y的最外层电子数之和为6,而短周期主族元素的最外层电子数均小于8,由此可知Z的最外层电子数为7,X的最外层电子数为1,Z为氯元素,X为钠元素。
【详解】A.四种元素形成的单质中氯气为气体单质,是四种单质中沸点最低的,故A正确;
B.WZ3是三氯化硼,其中硼原子为+3价,与氯原子形成3对共用电子对,外围只有6个电子,不满足8电子稳定结构,故B错误;
C.Y与Z形成的化合物是氯化铝,氯化铝属于强酸弱碱盐,水溶液呈酸性,故C正确;
D.X氧化物若是过氧化钠,则其中既含有离子键又含有共价键,若是氧化钠,其中只有离子键,故D正确;
故选:B。
5.海冰是海水冻结而成的咸水冰,海水冻结时,部分来不及流走的盐分(设以NaCl为主)以卤汁的形式被包裹在冰晶之间,形成“盐泡”,其大致结构如图所示,若海冰的冰龄达到1年以上,则融化后的水为淡水。下列叙述正确的是
A. 海冰内层“盐泡”越少,密度越大
B. 海冰冰龄越短,内层的“盐泡”越少
C. 每含1mol H2O的海冰内就有2×l0-5 NA个NaCl分子(NA为阿伏加德罗常数)
D. 海冰内层NaCl的浓度约为l0-3 mol/L(设冰的密度为0.9 g.cm-3)
【答案】D
【解析】
【详解】A.“盐泡”内含有NaCl等盐类,“盐泡”越多,质量越大,海冰密度越大,故A错误;
B.若海冰的冰龄达到1年以上融化后的水为淡水,即冰龄越长,“盐泡”渗出,内层的“盐泡”越少,故B错误;
C.NaC1是离子化合物,不存在NaCl分子,故C错误;
D.假设有1L海冰,质量为900 g,物质的量约为50mol,“盐泡”与H2O的个数比约为2×10-5:1.则氯化钠的物质的量约为1×10-3 mol,所以海冰内层NaCl的浓度约为10-3mol/L,故D正确;
故答案D。
6.在一定条件下,如图所示装置可实现有机物的电化学储氢,将10 mol由苯和环已烷组成的混合气体通入反应器中,下列说法不正确的是
A. N为电源的正极
B. H+从右向左移动
C. D电极上的电极反应式为
D. 苯的转化率为50%
【答案】C
【解析】
【分析】
根据图示,在电极D,苯转化为环己烷,为还原反应,苯发生还原反应得到电子,电极D为阴极,则M为负极,N为正极,电极E为阳极,在阳极,H2O失去电子,生成O2,据此分析解答。
【详解】A.根据分析N为电源的正极,A正确,不选;
B.在电解池中,H+向阴极移动,D为阴极,H+从右向左移动,B正确,不选;
C.根据图示,苯转化为环己烷,为还原反应,应得到电子,电解质溶液为酸性,电极方程式为,C错误,符合题意;
D.根据分析,电极E生成O2,电极方程式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,生成1.8molO2,转移7.2mol电子,根据电极D的反应方程式,反应了苯,10mol混合气体,苯的物质的量分数为24%,则苯的物质的量为2.4mol,反应了1.2mol,其转化率为50%,D正确,不选;
答案选C。
7.根据下列实验操作和现象所得出的结论正确的是
选项
实验操作和现象
结论
A
向某溶液中滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀
原溶液中有Fe2+,无Fe3+
B
向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体析出
Fe2+的氧化性强于Cu2+的氧化性
C
向碘水中加入等体积的CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色
I2在CCl4中溶解度大于在水中的溶解度
D
向某溶液中先加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成;再加入足量盐酸,白色沉淀不消失
原溶液中一定含有SO
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A. 滴加K3[Fe(CN)6]溶液,产生蓝色沉淀,说明原溶液中有Fe2+,但是不能确定是否有Fe3+,A错误;
B. 向CuSO4溶液中加入铁粉,有红色固体铜析出,说明Fe的还原性强于Cu的还原性, Cu2+的氧化性强于Fe2+的氧化性,B错误;
C. 向碘水中加入等体积的CCl4,振荡后静置,上层接近无色,下层显紫红色,CCl4将I2萃取,说明I2在CCl4中的溶解度大于在水中的溶解度,C正确;
D. 向某溶液中先加入Ba(NO3)2溶液,有白色沉淀生成;再加入足量盐酸,白色沉淀不消失,原溶液中不一定含有SO,还可能是SO,加入Ba(NO3)2溶液,先生成BaSO3白色沉淀,再加入足量盐酸,溶液中有NO和H+,将BaSO3氧化为BaSO4,D错误。
答案选C。
第II卷(非选择题 共174分)
三、非选择题:包括必考题和选考题两部分。第22~32题为必考题,每道试题考生都必须作答。第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共129分。
8.用一种硫化矿(含45%SiO2、20.4% Al2O3、30%FeS和少量GeS2等)制取盆景肥料NH4Fe(SO4)2及铝硅合金材料的工艺流程如下 :
(1)“矿石”粉碎的目的是_____________________ 。
(2)“混合气体”经过水吸收和空气氧化能再次利用。
①“焙烧”时,GeS2发生反应的化学方程式为____________________。
②“混合气体”的主要成分是_______________ (填化学式).
③FeS焙烧产生的Fe2O3会与(NH4)2SO4反应生成NH4Fe(SO4)2,该反应的化学方程式为_______________。 Al2O3也能发生类似反应.这两种氧化物转化为硫酸盐的转化率与温度的关系如图,上述流程中最适宜的“焙烧” 温度为_____________________。
(3)GeCl4的佛点低,可在酸性条件下利用蒸馏的方法进行分离,酸性条件的目的是_________。
(4)用电解氧化法可以增强合金 AlxSiy的防腐蚀能力,电解后在合金表面形成致密、耐腐蚀的氧化膜(主要成分为Al2O3), 电解质溶液为 H2SO4-H2C2O4混合溶液,阳极的电极反应式为______________________。
(5)假设流程中SiO2 损失了20%,Al2O3 损失了25%,当投入1 t硫化矿,加入了54kg纯铝时,铝硅合金中x:y=______________。
【答案】 (1). 使矿石充分灼烧 (2). GeS2+3O2GeO2+2SO2 (3). SO2、NH3 (4). 4(NH4)2SO4+Fe2O3 2NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑ (5). 300℃ (6). 防止GeCl4水解 (7). 2Al-6eˉ+3H2O =Al2O3+6H+ (8). 5:6
【解析】
【分析】
硫化矿(含45%SiO2、20.4% Al2O3、30%FeS和少量GeS2等)粉碎后加入硫酸铵在空气中焙烧,-2价S被氧化生成SO2,Ge元素转化为GeO2,FeS焙烧产生的Fe2O3会与(NH4)2SO4反应生成NH4Fe(SO4)2,控制焙烧温度,防止Al2O3也发生类似的反应;加水后,NH4Fe(SO4)2溶解,经系列处理得到NH4Fe(SO4)2;过滤得到滤渣为SiO2、Al2O3和GeO2,加盐酸溶解,Al2O3和GeO2得到的相应的氯化物,二氧化硅不溶解,过滤得到二氧化硅滤渣;蒸馏分离滤液中的GeCl4后再加入氨水调节pH得到Al(OH)3沉淀,过滤取Al(OH)3沉淀,与前序滤渣SiO2和焦炭高温焙烧还原得到Al和Si,再加纯铝搅拌得到合金。
【详解】(1)矿石粉碎后可以增大与空气的接触面积,使矿石充分灼烧;
(2)①“焙烧”时,GeS2中-2价S被氧化生成SO2,Ge元素转化为GeO2,方程式为GeS2+3O2GeO2+2SO2;
②混合气体中主要有硫元素被氧化生成的SO2,以及铵盐分解产生的NH3;
③Fe2O3会与(NH4)2SO4反应生成NH4Fe(SO4)2,该反应为非氧化还原反应,根据元素守恒可得方程式为4(NH4)2SO4+Fe2O32NH4Fe(SO4)2+3H2O+6NH3↑;因流程的目的是要是制备NH4Fe(SO4)2和硅铝合金,所以要使Fe2O3尽量反应,而Al2O3不反应,据图可知300℃时大部分氧化铁转化为硫酸盐,只有极少量氧化铝转化为硫酸盐,所以最合适的温度为300℃;
(3)GeCl4易水解,蒸馏过程中会HCl挥发造成彻底水解,所以需要在酸性条件下防止GeCl4水解,再进行蒸馏;
(4)电解池中阳极失电子发生氧化反应,根据题意可知Al单质被氧化成三氧化二铝,电解质溶液显酸性,所以电极方程式为2Al-6eˉ+3H2O =Al2O3+6H+;
(5)1 t硫化矿中SiO2的质量为1000kg×45%=450kg,流程中损失20%,所以被利用的二氧化硅的质量为450kg×(1-20%)=360kg,则n(Si)==6000mol;1 t硫化矿中SiO2的质量为1000kg×20.4%=204kg,流程中损失25%,所以被利用的Al2O3的质量为204kg×(1-25%)=153kg,又加入54kg铝,则n(Al)==5000mol,所以合金AlxSiy中x:y=5:6。
【点睛】蒸发易水解的氯化物(如氯化铁,氯化铜等)的水溶液时要注意,为防止溶质彻底水解而得不到目标产物,需要在HCl气流中抑制水解,进行蒸发。
9.CH3OCH3(二甲醚)常用作有机合成的原料,也用作溶剂和麻醉剂。CO2与H2合成CH3OCH3涉及的相关热化学方程式如下:
Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.1kJ·mol-1
Ⅱ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-24.5kJ·mol-1
Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2(g) ΔH3
Ⅳ.2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O(g) ΔH4
回答下列问题:
⑴ΔH4=__kJ·mol-1。
⑵体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应能自发进行。反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的自由能变与温度的关系如图a所示,在298~998K下均能自发进行的反应为__(填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
⑶在三个完全相同的恒容密闭容器中,起始时均通入3molH2和1molCO2,分别只发生反应Ⅰ、Ⅲ、Ⅳ时,CO2的平衡转化率与温度的关系如图b所示。
①ΔH3__0(填“>”或“<”)。
②反应Ⅳ,若A点总压强为pMPa,则A点时CO2的分压为p(CO2)__pMPa(精确到0.01)。
③在B点对应温度下, K(Ⅰ)__(填“大于”“小于”或“等于”)K(Ⅲ)。
⑷向一体积为1L的密闭容器中通入H2和CO2,只发生反应Ⅳ。CO2的平衡转化率与压强、温度及氢碳比m[m=]的关系分别如图c和图d所示。
①图c中压强从大到小的顺序为__,图d中氢碳比m从大到小的顺序为__。
②若在1L恒容密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2,CO2平衡转化率为50%,则在此温度下该反应的平衡常数K=__(保留整数)。
【答案】 (1). -122.54 (2). Ⅱ (3). > (4). 0.21 (5). 小于 (6). p1>p2>p3 (7). m1>m2>m3 (8). 23
【解析】
【分析】
⑴第Ⅰ个方程式的2倍加上第Ⅱ个方程式。
⑵根据图中信息得到298~998K下只有Ⅱ的ΔG<0。
⑶①升高温度,CO2的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正向是吸热反应;②三段式式建立关系,根据公式求出压强;③根据平衡常数分析产物与反应物的关系。
⑷①利用转化率分析压强,利用一个量不变,另一个量变化来分析。
②建立三段式建立再求平衡常数。
【详解】⑴将第Ⅰ个方程式的2倍加上第Ⅱ个方程式得到ΔH4=-122.54 kJ·mol−1;故答案为:-122.54。
⑵体系自由能变ΔG=ΔH-TΔS,ΔG<0时反应能自发进行,在298~998K下只有Ⅱ的ΔG<0,因此均能自发进行的反应为Ⅱ;故答案为:Ⅱ。
⑶①升高温度,CO2的平衡转化率增大,说明平衡正向移动,正向是吸热反应,即ΔH3>0;故答案为:>。
②,反应Ⅳ,若A点总压强为pMPa,则A点时CO2的分压为;故答案为:0.21。
③在B点对应温度下,根据Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)和Ⅲ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2(g)的反应,CO2转化率相等,产物的量相等,但Ⅰ中氢气平衡时量较少,但是大于1的值,由于是浓度三次方,因此平衡常数小,平衡常数K(Ⅰ)小于K(Ⅲ);故答案为:小于。
⑷①该反应是体积减小的反应,图c中定温度,从下到上看,转化率增大,说明平衡正向移动,向体积减小方向移动即加压,压强从大到小的顺序为p1>p2>p3,图d中可以理解为二氧化碳物质的量不变,氢气量不断增加,平衡正向移动,二氧化碳转化率不断增大,因此氢碳比m从大到小的顺序为m1>m2>m3;故答案为:m1>m2>m3。
②若在1L恒容密闭容器中充入0.2molCO2和0.6molH2,CO2的平衡转化率为50%,,则在此温度下该反应的平衡常数;故答案为:23。
10.某化学兴趣小组设计装置,进行实验探究KMnO4与浓盐酸的反应。
[实验1]设计如图1所示装置,并验证氯气的漂白性。
(1)高锰酸钾与浓盐酸的反应中,浓盐酸表现出的性质是_________;若实验中产生2.24 L(标准状况)Cl2,设NA为阿伏加德罗常数的值,则转移的电子数为___________。
(2)利用装置C验证氯气是否具有漂白性,则装置中I、II、III处依次放入的物质可能是__________________。
[实验2]设计如图2所示装置,左侧烧杯中加入100 mL由2.00 mol·L-1 KMnO4和6 mol·L-1 H2SO4组成的混合溶液,右侧烧杯中加入100 mL 5.00 mol·L-1 BaCl2溶液,盐桥选择KNO3琼脂。
(3)若用98%的浓硫酸(密度为1.84 g·cm-3)配制500 mL 6 mol·L-1的稀硫酸时,除了需用到玻璃棒、烧杯、量筒之外,还必须用到的玻璃仪器为____________;下列操作会导致所配溶液浓度偏小的是____________(填字母)。
A.容量瓶内壁附有水珠却未干燥处理 B.加水定容时俯视刻度线
C.颠倒摇匀后发现凹液面低于刻度线又加水补足 D.稀释过程中有少量液体溅出烧杯外
(4)左侧烧杯中石墨电极上的电极反应式为________________________________;盐桥中的K+移向____________ (填“左”或“右”)侧烧杯的溶液中。
(5)实验发现,其他条件不变,改用10.0 mol·L-1 H2SO4时,生成氯气的速率比使用6 mol·L-1 H2SO4时快且产生的气体体积更大,其可能的原因是______________________________。
【答案】 (1). 酸性、还原性 (2). 0.2NA (3). 湿润的有色布条、无水氯化钙、干燥的有色布条 (4). 500mL容量瓶、胶头滴管 (5). CD (6). MnO+5e-+8H+=Mn2++4H2O (7). 左 (8). 氢离子浓度大,KMnO4的氧化性增强,反应速率快能氧化更多的氯离子
【解析】
【分析】
[实验1](1)高锰酸钾与浓盐酸反应制备Cl2时,HCl部分被氧化,生成了Cl2,体现出了还原性;生成了KCl和MnCl2,体现出酸性;
(2)氯气溶于水生成的HClO具有漂白性,利用饱和食盐水除去HCl的氯气中含有水蒸气,因此先通过湿润的有色布条,探究氯气是否有漂白性;
[实验2](4)KMnO4能够氧化HCl生成Cl2,KMnO4在此过程中得到电子,发生还原反应,左侧石墨电极为正极;
(5)一般条件下,酸性越强,氧化性越强,KMnO4与HCl的反应速率越快。
【详解】[实验1](1)高锰酸钾和浓盐酸制备Cl2的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCl+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,HCl中有一部分Cl的化合价升高,生成了Cl2,体现出了还原性;有一部分化合价没有变化,形成了KCl和MnCl2,体现出了酸性;根据化学方程式生成5molCl2转移10mol电子,若产生的了2.24L即0.1molCl2,则转移的电子的物质的量为0.2mol,其数目为0.2NA;
(2)装置A生成Cl2,利用饱和食盐水除去Cl2中的HCl,经过B装置的氯气中含有水蒸气,因此先经过湿润的有色布条,再干燥,在经过干燥的有色布条;因此I为湿润的有色布条,Ⅲ为干燥的有色布条,Ⅱ为无水氯化钙,用于干燥Cl2;
[实验2](3)用浓硫酸配制一定物质量浓度的硫酸时,量取浓硫酸时需要量筒,浓硫酸稀释时,需要烧杯和玻璃棒;转移时,需要500mL容量瓶,定容时需要胶头滴管;因此还需要的玻璃仪器有500mL容量瓶、胶头滴管;
A.容量瓶内壁有水珠未干燥,对溶液中的硫酸的物质的量和溶液的体积均无影响,浓度不变,A不符合题意;
B.加水定容时,俯视刻度线,体积偏小,硫酸的浓度偏大,B不符合题意;
C.颠倒摇匀后,凹液面低于刻度线又补加水,相当于稀释,所配溶液浓度偏小,C符合题意;
D.稀释过程中,有少量液体溅出,则容量瓶溶液中的溶质减小,所配溶液浓度偏小,D符合题意;
答案选CD;
(4)利用原电池制备Cl2,左侧加入的KMnO4和H2SO4,KMnO4得到电子转化为Mn2+,其电极反应式为MnO4-+5e-+8H+=Mn2++4H2O;在原电池中,阳离子向正极移动,左侧KMnO4得到电子发生还原反应,则左侧的石墨电极为正极,则K+向左移动;
(5)在一般情况下,酸性越强,氧化性越强;硫酸的浓度越大,氢离子浓度越大,高锰酸钾的氧化性越强,化学反应速率越快,能氧化更多的氯离子。
(二)选考题:共45分。请考生从给出的2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多答,则每科按所答的第一题计分。
[化学——物质结构与性质]
11.锌、铁、铜及其化合物在生活、生产中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)基态Fe3+的核外电子排布式为____________。在第四周期过渡元素中,基态原子未成对电子数最多的元素为____________(用元素符号表示)。
(2)一水合甘氨酸锌[(H2NCH2COO)2Zn·H2O]是一种饲料添加剂,该化合物中所涉及的非金属元素电负性由大到小的顺序是____________(用元素符号表示);甘氨酸分子中N原子的杂化轨道类型为____________;从结构角度解释甘氨酸易溶于水的原因:________________。
(3)铜元素的第一电离能、第二电离能分别为746 kJ·mol-1、1958 kJ·mol-1;锌元素的第一电离能、第二电离能分别为906 kJ·mol-1、1733 kJ·mol-1,铜的第二电离能大于锌的第二电离能,其主要原因是___________________________________________________。
(4)磷酸铁(FePO4)可用于制造磷酸铁锂电池材料,PO的空间构型为______________。
(5)某种化合物由Fe、Cu、S三种元素组成,其晶胞结构如图所示,则化学式为__________,该晶胞上、下底面均为正方形,侧面与底面垂直,若该晶体的密度ρ g·cm-3,设NA为阿伏加德罗常数的值,结合图中的数据计算底面棱长a=____________(只要求列出计算式,用含b的代数式表示)pm。
【答案】 (1). [Ar]3d5 (2). Cr (3). O>N>C>H (4). sp3 (5). 甘氨酸是极性分子,氨基和羧基都能与水分子形成氢键 (6). 气态Cu失去一个电子变成Cu+后,其核外价电子排布式为3d10,形成了较稳定的全充满状态;而锌失去一个电子后,其核外价电子排布式为3d104s1 (7). 正四面体 (8). CuFeS2 (9).
【解析】
【详解】(1)Fe为26号元素,其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d64s2,失去3个电子形成Fe3+,其核外电子排布为1s22s22p63s23p63d5或[Ar]3d5;在3d过渡金属中,基态原子未成对电子数最多的元素的价电子排布式为3d54s1,该元素为Cr;
(2)一水合甘氨酸锌中含有的非金属元素有H、C、N、O,元素的非金属性越强,其电负性越大,非金属性大小顺序为O>N>C>H,则电负性大小排序为O>N>C>H;甘氨酸的结构简式为NH2CH2COOH,-NH2中N原子的价层电子对个数为4,则N原子的杂化类型为sp3;根据甘氨酸的结构简式,其含有-NH2、-COOH能够与水形成氢键,且甘氨酸是极性分子;
(3)气态Zn失去一个电子形成排布为[Ar]3d104s1的结构;而气态Cu失去一个电子变成Cu+,其核外电子排布式为为[Ar]3d10,Cu+的核外电子排布中3d轨道为全满结构,较稳定,再失去一个电子,需要的能量较高;答案为气态Cu失去一个电子变成Cu+后,其核外价电子排布式为3d10,形成了较稳定的全充满状态;而锌失去一个电子后,其核外价电子排布式为3d104s1;
(4)PO43-中P的价层电子对数目=,价层电子对数目为4,不含孤对电子对,则PO43-的空间构型为正四面体;
(5)晶胞内含有8个S,均为此晶胞所有,则此晶胞含有8个S;晶胞的8个顶点为Cu所占有,为8个晶胞所共有,面上有4个Cu,为2个晶胞所共有,还有1个Cu在晶胞内部,为此晶胞所共有,则此晶胞中一共含有个Cu;晶胞的4个棱上有Fe,为4个晶胞所共有,面上有6个Fe,为2个晶胞所共有,则此晶胞中一共含有个Fe;则此晶胞中Cu、Fe、S的个数比为4:4:8=1:1:2,则此化学式为CuFeS2;
晶胞的密度,可得。
[化学——有机化学基础]
12.化合物H是制取某药物的中间体,实验室由芳香族化合物A制备H的一种合成路线如下:
已知:Ⅰ.RCHO+CH2(COOH)2 RCH=CHCOOH
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)B的结构简式为____________,H的分子式为____________。
(2)C中含氧官能团的名称是____________,B→C的反应类型为____________。
(3)写出F+G→H的化学方程式:____________________________________。
(4)M是D的同分异构体,同时满足下列条件的M的结构有____________种。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②能发生水解反应;
③苯环上只有两个取代基。
其中核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1的M的结构简式为_______。
(5)写出以、CH2(COOH)2为原料合成的流程图(无机试剂任选)。
_____________________________________
【答案】 (1). (2). C17H16O4 (3). 醛基、羟基 (4). 取代反应 (5). (6). 9 (7). (8).
【解析】
【分析】
B的分子式为C7H8O,结合C的结构简式,可知B的结构简式为;A的分子式为C7H8O,结合B的结构简式,可知A的结构简式为,A到B为A中的-CH3转化为-CHO。C到D,C中的-Br被-OCH3取代,D转化为E,结合已知Ⅰ,则E的结构简式为;E到F,结合已知Ⅱ,可知E中的-OCH3转化为-OH,则F的结构简式为,结合H的结构简式,可知F与G发生酯化反应,则G的结构简式为。
【详解】(1)根据分析,B的结构简式为;将H的键线式转化为分子式,H的分子式为C17H16O4;
(2)C含有的含氧官能团分别为羟基、醛基;B到C,B中苯环上的H原子被-Br取代,因此B生成C为取代反应;
(3)结合H的结构简式,可知F与G发生酯化反应,F的结构简式为,G的结构简式为,则E与G反应生成H的反应方程式为++H2O;
(4)M是D的同分异构体,满足①能与FeCl3溶液发生显色反应,说明M含有酚羟基;②能发生水解反应,说明有酯基;③苯环上只有两个取代基,则其中一个取代基为-OH,另一个取代基可为-OOCCH3、-CH2OOCH、-COOCH3;苯环上2个取代基,均有邻、间、对三种,则一共有3×3=9种;其中核磁共振氢谱显示有4组峰,且峰面积之比为3:2:2:1,说明两个取代基处于对位,且含有1个-CH3,则M的结构简式可能为、;
(5)根据已知Ⅰ,苯甲醛和CH2(COOH)2反应可得到,经过水解得到苯甲醇,苯甲醇再氧化可得到苯甲醛;则合成路线为。
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