2023高三二轮复习化学(老高考)题型专项训练课件PPT
展开选择题专练(一)
1.[2022·山东实验中学1月质检]《抱朴子》中记载“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”,下列过程运用的原理与之相似的是 ( )
答案:D
解析:“丹砂烧之成水银,积变又还成丹砂”指HgS在加热条件下分解生成Hg和S,降温后Hg和S又重新化合生成HgS,均发生化学反应。从石油中获得汽油是分馏操作,发生物理变化,A项错误;分离单质碘和氯化钠的混合物采用加热的方法使碘升华,发生物理变化,B项错误;加热除去碳酸钠中的碳酸氢钠,是使碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和CO2,发生化学变化,但不存在碳酸钠、水和CO2化合生成碳酸氢钠的过程,C项错误;加热分离氯化铵和氯化钠,其中氯化铵在加热时分解生成NH3和HCl,温度降低,NH3和HCl又化合生成NH4Cl,均发生化学变化,原理相似,D项正确。
2.[2022·江苏苏州月考]我们常用的生姜因含有姜辣素而有辛辣刺激的味道,当生姜干燥后,姜辣素会转变成姜烯酚,辛辣程度增加两倍,若将生姜加热则会产生较多的姜酮,刺激性减小,且还有一点甜味。下列有关这三种有机物的说法正确的是 ( )
解析:由姜辣素的结构简式可知其含酚羟基,该官能团在空气中易被氧化,A项错误;姜辣素中的酚羟基能与羟基发生缩聚反应,姜烯酚中含碳碳双键,能发生加聚反应,B项正确;发生加成反应时,1 mol姜烯酚中的碳碳双键消耗1 mol Br2,酚羟基的邻、对位碳原子上的氢原子能与Br2发生取代反应,1 mol姜烯酚发生取代反应只能消耗1 mol Br2,故1 mol姜烯酚与足量溴水反应最多消耗2 mol Br2,C项错误;通过碳碳单键、碳氧单键的旋转,姜酮分子中的所有碳原子均可能共平面,D项错误。
答案:B
3.[2022·四川成都石室中学诊断]短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,四种元素可以组成一种分子簇,其分子结构如图所示(球的大小表示原子半径的相对大小),W、X位于不同周期,X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍,Z的族序数等于其周期数,下列说法一定正确的是 ( )
答案:D
解析:由X原子的最外层电子数是次外层电子数的3倍可知,X为O,由题图可知,W、X、Y、Z的原子半径大小顺序为Y>Z>X>W,W、X位于不同周期且原子序数W<X,故W为H;由Z的族序数等于其周期数且原子序数Z>X(O)可知,Z为Al;由Y的原子序数比Z小,原子半径比Z大可知,Y与Z同周期,则Y为Na或Mg。O可以分别与H和Na形成化合物H2O2和Na2O2,与Mg不能形成化合物Mg2O2,A项错误;氯化铝为共价化合物,熔融状态下不导电,不能用电解熔融氯化铝的方法制备铝单质,B项错误;电子排布相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,故简单离子半径O2->Na+>Mg2+>Al3+>H+,C项错误;Na+、Mg2+的半径均大于Al3+,Na+、Mg2+所带电荷数均小于Al3+,则金属钠、镁中的金属键的键能均小于金属铝,故钠、镁单质的沸点比铝单质的低,D项正确。
4.[2022·山东青岛联考]过碳酸钠(2Na2CO3·3H2O2)是一种集洗涤、漂白、杀菌于一体的氧系漂白剂。某兴趣小组制备过碳酸钠的实验方案如图所示。
下列说法错误的是 ( )
答案:D
5.[2022·山东寿光现代中学月考]如图1所示为一种新型污水处理装置,该装置可利用一种微生物将有机废水中的化学能直接转化为电能。如图2所示为电解氯化铜溶液装置的一部分。下列说法错误的是 ( )
答案:C
6.[2022·湖北宜昌联考]碘硫热化学循环如图所示,该过程由三步反应组成,下列说法正确的是 ( )
答案:A
答案:A
选择题专练(二)
解析:制备水泥的原料是石灰石、黏土等,原料混合后经高温煅烧即可制得水泥,A项正确;水泥生产过程中加入石膏的目的是调节水泥的凝结硬化速率,从而调整水泥的凝结时间,B项正确;水的作用是与硅酸三钙反应从而形成相互交联的结构,C项错误;3CaO·SiO2与水反应放热,以冰代水减少了热膨胀及水蒸气的产生,保证了建筑的质量,D项正确。
答案:C
2.[2022·山东实验中学模拟]如图所示是有机合成中的部分片段:
a b
c d
下列说法错误的是 ( )
答案:D
解析:a中含有碳碳双键和醛基,可以发生加成反应、氧化反应,氢原子在一定条件下可以被取代,A项正确;a中含有碳碳双键和醛基,b中含有碳碳双键,c、d中羟基碳原子上均含有α-H,且d中还含有醛基,它们都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,B项正确;d中含有2个饱和碳原子,所有原子不可能共平面,C项正确;与b互为同分异构体、含有1个—COOH 和2个—CH3,则若把其中1个甲基作为取代基,有 4种结构,把乙基作为取代基,有 2种结构,共6种,D项错误。
3.[2022·山东烟台期末]我国科学家发明了一种“可固氮”的Mg-N2二次电池,“固氮”时的装置如图所示,钌复合电极质量不断增加,下列说法错误的是 ( )
答案:C
4.[2022·山东新高考联合调研]某工厂用LiF、PCl5作原料,低温反应制备LiPF6,其流程如图所示:
已知:HF的沸点是19.5 ℃。
下列说法错误的是 ( )
答案:C
5.[2021·浙江1月选考]铝硅酸盐型分子筛中有许多笼状空穴和通道(如图),其骨架的基本结构单元是硅氧四面体和铝氧四面体,化学组成可表示为Ma[(AlO2)x·(SiO2)y]·zH2O(M代表金属离子)。
下列推测不正确的是 ( )
答案:A
6.[2021·浙江6月选考]取两份10 mL 0.05 mol·L-1的NaHCO3溶液,一份滴加0.05 mol·L-1的盐酸,另一份滴加0.05 mol·L-1NaOH溶液,溶液的pH随加入酸(或碱)体积的变化如图。
下列说法不正确的是 ( )
答案:C
7.[2022·重庆调研]下列实验操作正确且能达到实验目的的是 ( )
答案:C
解析:U形管里只能装固体,装液体气体无法通过,用甲装置不能干燥H2,故A不符合题意;氨气密度小于空气,不能用向上排空气法收集NH3,故B不符合题意;用丙装置排饱和食盐水可收集Cl2,故C符合题意;NaHCO3在加热时会分解,丁装置不能除去NaHCO3中的Na2CO3,故D不符合题意。
选择题专练(三)
1.冬季燃煤活动排放的大量活性溴化合物BrCl能通过光解释放溴自由基和氯自由基,从而影响大气中自由基(OH、HO2、NO2)的浓度,其原理如图所示。下列说法错误的是 ( )
答案:B
2.[2022·江西南昌模拟]烟酸又称尼克酸、维生素B3,是人和动物不可缺少的营养成分,烟酸分子中六元环的结构与苯环相似。下列有关烟酸的说法错误的是( )
答案:A
解析:
六元环上的双键可以发生加成反应,—COOH可以发生取代反应,不含有能发生消去反应的官能团,不能发生消去反应,A错误;分子式是C6H5NO2,与硝基苯分子式相同,结构不同,互为同分异构体,D正确。
3.[2022·江苏基地学校联考]为探究新制氯水的性质,某学生做了如表所示的实验。其中涉及的离子方程式书写正确的是 ( )
答案:D
4.[2022·山东济南质检]已知:钠完全燃烧的产物是白色的过氧化钠固体,极少量超氧化钠的生成使产物表现为淡黄色。某学习小组设计了一套基于“烟囱效应”(促进空气流动)的实验装置(如图所示,夹持装置略)来探究钠的燃烧反应。下列关于该实验的说法错误的是 ( )
答案:C
解析:管内的空气被加热,密度减小,小于管外空气的密度,从玻璃管上口即右侧逸出,产生压强差,促进外部空气从下口即左管进入,A正确;结合题意可知,钠在水平管内燃烧生成白色的过氧化钠,流动的空气将过氧化钠带到右侧,在右侧生成超氧化钠显淡黄色,所以加热过程中,先观察到产生白色固体,之后在右侧玻璃管中出现淡黄色固体,B正确;“烟囱效应”的原理是产生压强差促进空气流动,则右侧玻璃管较长更容易观察到右侧有淡黄色的超氧化钠生成,C错误;过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气而溶解,故最终玻璃管中残留的固体可以用水进行清洗,D正确。
5.[2022·北京海淀区期末]天津大学化学团队以CO2与辛胺为原料实现了甲酸和辛腈的高选择性合成,装置如图所示。下列说法正确的是 ( )
答案:C
下列说法不正确的是 ( )
答案:C
7.[2022·绍兴模拟]甘氨酸盐酸盐(HOOCCH2NH3Cl)的水溶液呈酸性,溶液中存在以下平衡:
常温时,向10 mL一定浓度的HOOCCH2NH3Cl的水溶液中滴入同浓度的NaOH溶液。混合溶液pH随加入NaOH溶液体积的变化如图所示。下列说法不正确的是( )
答案:C
选择题专练(四)
1.唐代赵蕤所题《嫘祖圣地》碑文记载:“生前首创种桑养蚕之法,抽丝编绢之术;谏诤黄帝,旨定农桑,法制衣裳……弼政之功,殁世不忘”。下列有关说法正确的是( )
答案:D
解析:“抽丝编绢”是用蚕丝编制布匹,为物理变化,A项错误;蚕丝的主要成分为蛋白质,棉纤维的主要成分为纤维素,二者都是天然高分子化合物,但蛋白质灼烧时有烧焦羽毛的气味,可以用灼烧的方法进行鉴别,B项错误;蚕丝的主要成分为蛋白质,蛋白质水解生成氨基酸,C项错误;丝绸制品的主要成分为蛋白质,高温熨烫时会发生蛋白质变性,D项正确。
2.[2022·湖南长沙雅礼中学月考]四种多硼酸根离子的结构示意图如图所示,下列有关叙述正确的是 ( )
答案:C
3.[2022·四川成都七中模拟]金合欢醇广泛应用于多种香型的香精中,其结构简式如图所示。下列说法错误的是 ( )
答案:B
4.[2022·河南名校联盟联考]主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大且不超过20,化合物ZYWX常用作检验某金属阳离子的试剂,电解该化合物的水溶液可生成一种结构如图所示的黄色液体(YWX)2。下列说法正确的是( )
答案:C
5.[2022·北京朝阳区期末]某实验小组研究金属电化学腐蚀,实验如表所示:
下列说法错误的是 ( )
答案:C
6.[2022·四川成都石室中学诊断]电化学溶解-沉淀法是一种回收处理H2S的新方法,其工艺原理如图所示。已知:Zn与强酸、强碱都能反应生成H2;Zn2+在过量的强碱溶液中以[Zn(OH)4]2-的形式存在。下列说法错误的是 ( )
答案:D
7.[2021·浙江1月选考]实验测得10 mL 0.50 mol·L-1 NH4Cl溶液、10 mL 0.50 mol·L-1CH3COONa溶液的pH分别随温度与稀释加水量的变化如图所示。已知25 ℃时CH3COOH和NH3·H2O 的电离常数均为1.8×10-5,下列说法不正确的是( )
答案:C
填空题专练(一)
1.[2022·平顶山模拟]NaBiO3(铋酸钠,浅黄色不溶于冷水的固体)是分析化学常用试剂。工业上以辉铋矿粉(主要成分是Bi2S3,含少量SiO2、Cu2S、FeS2等杂质)为原料制备铋酸钠的流程如下:
请回答下列问题:
(1)“浸渣”的主要成分是 (填化学式)。用硝酸替代“盐酸,NaClO3”也可以实现“酸浸”,从环保角度考虑,存在的缺点是 。
答案:(1)SiO2 产生大气污染物NOx
(2)检验“酸浸”液中是否含Fe2+,可选择的试剂是 (填标号)。
答案:(2)B
(3)“除铁”的离子方程式为 。
答案:(4)4.0×10-7
(5)探究NaBiO3的性质:
①实验Ⅱ中发生反应的离子方程式为 。
③结合上述流程中“氧化”步骤中发生的反应,说明NaBiO3和Cl2的氧化性相对强弱不一致的主要原因是 。
解析:本实验由辉铋矿粉加入HCl、NaClO3溶解原材料,将铁氧化成三价铁,除去SiO2,加入CuO调节pH除去Fe3+,加入过量氨水除去铜,最后加入NaOH、Cl2氧化得到NaBiO3,据此分析回答问题。
(1)分析原料成分可知,二氧化硅不溶于酸溶液,故滤渣主要成分是SiO2;硝酸具有强氧化性,还原产物为氮的氧化物,会污染环境。
(2)Fe2+遇KSCN无现象,A错误;可用K3[Fe(CN)6]溶液,若生成蓝色沉淀,则证明有Fe2+,B正确;因溶液中有Fe3+,故不能用KSCN溶液和双氧水,C错误。
2.[2022·无锡模拟]某学习小组在实验室进行了有关碘化铅(PbI2)的实验探究。回答下列问题:
Ⅰ.制备PbI2的悬浊液
(1)KI溶液和Pb(NO3)2溶液反应,会产生金黄色的PbI2沉淀,形成美丽的“黄金雨”。
①KI溶液在空气中久置会变质,其原因是 。
②生成PbI2的化学方程式为 。
充分反应后,经一系列操作得到纯净的PbI2固体,向其中加入蒸馏水,得到PbI2悬浊液。
答案:(1)①I-会被空气中的O2氧化
Ⅱ.探究浓度对PbI2沉淀溶解平衡的影响
[查阅资料]ⅰ.温度一定时,强电解质稀溶液的电导率随溶液中离子浓度的增大而增大;
ⅱ.26.5 ℃时,PbI2饱和溶液的电导率为368 μS·cm-1。
(2)稀释对PbI2溶解平衡的影响
26.5 ℃时,向PbI2悬浊液中加入一定体积的蒸馏水,通过图甲所示装置测定电导率,并得到电导率随时间变化的曲线(图乙)。
①实验装置中仪器X的名称为 。
②由电导率变化曲线可知,实验中通过仪器X加入蒸馏水的方式是 (填标号)。
③曲线图中, 段(用字母表示,任写一段)表示PbI2固体的溶解达到平衡状态;c→d段溶液的电导率逐渐增大的原因是 , 导致溶液中离子浓度不断增大。
答案:(2)①酸式滴定管 ②B ③ab或ba(答“de”“ed”“gh”“hg”“jk”“kj”均可) PbI2固体不断溶解
26.5 ℃时,将PbI2悬浊液静置后,取200 mL上层清液[c(I-)=2.5×10-3 mol·L-1]于烧杯中,另取蒸馏水于相同规格的烧杯中进行对比实验,再分别向其中加入1 mol·L-1 KI溶液。实验数据记录如表:
(3)c(KI)对PbI2沉淀溶解平衡的影响
③表格数据A2-A1 B2-B1(填“大于”“小于”或“等于”),说明增大KI的浓度,PbI2沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动。
①上述实验过程中,增大PbI2饱和溶液中I-的浓度,可观察到的实验现象是 。
②利用蒸馏水进行对比实验时,所取蒸馏水的体积为 mL。
答案:(3)①产生金黄色沉淀(或“产生亮黄色沉淀”“产生黄色浑浊”) ②200 ③小于
解析:(3)①增大PbI2饱和溶液中I-的浓度,沉淀溶解平衡逆向移动,清液中会产生金黄色的PbI2沉淀。②为保证变量唯一,所用蒸馏水的体积应与所用“上层清液”的体积相同,即200 mL。③增大KI的浓度,PbI2沉淀溶解平衡向生成沉淀的方向移动,导致溶液中的离子浓度减小,电导率的变化会小于蒸馏水中,所以A2-A1小于B2-B1。
3.[2022·黄冈模拟]CO、CO2加氢有利于缓解化石能源消耗,实现“碳中和”。该体系主要涉及以下反应:
回答下列问题:
(1)上述反应中,ΔH5= (写出一个代数式即可)。
答案:(1)ΔH2-2ΔH1或ΔH3-2ΔH4
解析:(1)根据盖斯定律,Ⅱ-Ⅰ×2可得Ⅴ,Ⅲ-2×Ⅳ也可得Ⅴ,所以ΔH5=ΔH2-2ΔH1或ΔH3-2ΔH4。
(2)密闭容器中,上述反应体系在一定条件下建立平衡后,下列描述正确的是 (填标号)。
答案:(2)CD
解析(2)催化剂可以加快反应速率,但不能改变平衡转化率,A错误;降低温度,正、逆反应速率均减小,B错误;增大CO的浓度,反应Ⅰ、Ⅱ平衡正向移动,CH3OH(g)、C2H5OH(g)的浓度增大,反应Ⅲ、Ⅳ的平衡均向左移动,C正确;氩气不参与反应,恒温恒容充入氩气,反应Ⅰ、Ⅱ中的反应物和生成物的浓度均不改变,平衡不移动,D正确。
①图甲中x 3(填“大于”“小于”或“等于”),其原因是 。
答案:(3)①大于 相同温度下,氢碳比越大(或增加氢气的物质的量),该体系加氢反应的平衡向右进行,CO和CO2的平衡转化率均增大,故x>3 ②0.8 0.75
(4)常温常压下,以Ag为催化剂,在酸性水溶液中将CO2电催化还原为CO的反应历程如图所示:
①据图可知,CO和CO2相比, (填化学式)更稳定。
4.[2022·焦作模拟]硅及其化合物在生产生活中有广泛应用。根据所学知识,回答下列问题。
(1)三甲基卤硅烷[(CH3)3SiX,X为Cl、Br、I]是重要的化工原料。
①氯元素基态原子的价层电子排布式为 ;按照核外电子排布对元素周期表分区,溴元素位于 区;基态硅原子中有 种运动状态不同的电子。
②Br、I的第一电离能的大小关系:I1(Br) I1(I)(填“大于”“小于”或“等于”)。
③常温下,(CH3)3SiI中Si—I键比(CH3)3SiCl中Si—Cl键易断裂的原因是 。
答案:(1)①3s23p5 p 14 ②大于 ③I的原子半径比Cl的原子半径大,导致Si—I键键能较小,易断裂;而Si—Cl键键能较大,不易断裂
解析:(1)①Cl原子核外有17个电子,核外电子排布式为[Ne]3s23p5,价层电子排布式为3s23p5;溴原子的价层电子排布式为4s24p5,属于p区;硅原子核外有14个电子,每个电子的运动状态各不相同,即有14种运动状态不同的电子。②同主族元素自上而下第一电离能逐渐减小,所以I1(Br)大于I1(I)。③I的原子半径比Cl的原子半径大,导致Si—I键键能较小,易断裂;而Si—Cl键键能较大,不易断裂。
(2)(CH3)3SiCl可作为下列有机合成反应的催化剂。
①1个有机物A分子中采取sp2杂化的碳原子有 个。
②有机物B的沸点低于对羟基苯甲醛( )的沸点,其原因是 。
③CH3CN中σ键与π键个数比为 。
答案:(2)①7 ②邻羟基苯甲醛主要形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛只能形成分子间氢键,所以后者的沸点高于前者 ③5∶2
解析(2)①苯环上的碳原子以及碳氧双键中的碳原子为sp2杂化,共有7个。②B为邻羟基苯甲醛,羟基与醛基距离较近,主要形成分子内氢键,而对羟基苯甲醛只能形成分子间氢键,分子间氢键可以增大沸点,所以后者的沸点高于前者。③单键均为σ键,碳氮三键中有一个σ键、两个π键,所以σ键与π键的个数比为5∶2。
(3)一种钛硅碳新型材料可用作高铁车体与供电网的连接材料。该材料的晶胞属于六方晶系(a、b方向的夹角为120°,c方向垂直于a、b方向,棱长a=b≠c),如图甲所示;晶胞中碳原子的投影位置如图乙所示。
①该钛硅碳新型材料的化学式为 。
②已知该新型材料的密度为4.51 g·cm-3,且a、b的长度均为307 pm,阿伏加德罗常数的值用NA表示,则c的长度为 pm (列出计算式)。
5.[2021·山东化学]一种利胆药物F的合成路线如图:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
答案:(1) 4
(2)检验B中是否含有A的试剂为 ;B→C的反应类型为 。
答案:(2)FeCl3溶液 氧化反应
(1)A的结构简式为 ;符合下列条件的A的同分异构体有 种。
①含有酚羟基 ②不能发生银镜反应 ③含有四种化学环境的氢
(3)C→D的化学方程式为 ;E中含氧官能团共 种。
答案:(3) +CH3OH +H2O 3
(4)已知: ,综合上述信息,写出由 和 制备 的合成路线 。
答案:(4)
解析:由信息反应Ⅱ以及F的结构简式和E的分子式可知E的结构简式为 ,D发生信息反应Ⅰ得到E,则D的结构简式为 ,C与CH3OH发生反应生成D,C相较于D少1个碳原子,说明C→D是酯化反应,因此C的结构简式为 ,B→C碳链不变,而A→B碳链增长,且增长的碳原子数等于 中碳原子数,同时B→C的反应条件为NaClO2、H+,NaClO2具有氧化性,因此B→C为氧化反应,A→B为取代反应,C8H8O3的不饱和度为5,说明苯环上的取代基中含有不饱和键,因此A的结构简式为 ,B的结构简式为 。
(1)由上述分析可知,A的结构简式为 ;A的同分异构体中满足:①含有酚羟基;②不能发生银镜反应,说明结构中不含醛基;③含有四种化学环境的氢。说明具有对称结构,则满足条件的结构有: 、 、 、 ,共有4种。(2)A中含有酚羟基,B中不含酚羟基,可利用FeCl3溶液检验B中是否含有A,若含有A,则加入FeCl3溶液后溶液呈紫色;由上述分析可知,B→C的反应类型为氧化反应。
(3)C→D为 与CH3OH在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生酯化反应生成 ,反应的化学方程式为 +CH3OH +H2O;E的结构简式为 ,其中的含氧官能团为醚键、酚羟基、酯基,共3种。(4)由 和 制备 过程需要增长碳链,可利用题干中A→B的反应实现,然后利用信息反应Ⅰ得到目标产物,目标产物中碳碳双键位于端基碳原子上,因此需要 与HBr在40 ℃下发生加成反应生成 ,因此合成路线为
填空题专练(二)
1.[2022·盐城二模]轻质碳酸钙可用作橡胶的填料。以磷石膏(含CaSO4和少量SiO2、Fe2O3等)为原料制备轻质碳酸钙和铝铵矾的实验流程如下:
(1)“转化”步骤CaSO4转化为CaCO3的化学方程式为 。
(2)“除杂”时通入NH3的目的是 。
答案:(2)将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀
解析:(2)“除杂”过程中应当除去Fe3+,故通入NH3的目的是将Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀。
(3)“碳化”过程在如图所示的装置中进行。多孔球泡的作用是 。
答案:(3)增大气体与溶液的接触面积,加快反应速率
解析:(3)多孔球泡可以使气体与溶液充分接触,故作用为增大气体与溶液的接触面积,加快反应速率。
2.[2022·安庆模拟]氮、磷、铁、钴等元素的化合物在现代农业、科技、国防建设中有着许多独特的用途。
(1)N2H4是一种良好的火箭发射燃料,熔点、沸点分别为1.4 ℃、113.5 ℃。N2H4中氮原子的杂化轨道类型为 ,N2H4沸点较高的主要原因是 。
答案:(1)sp3 N2H4分子间存在氢键
解析:(1)N2H4中N原子含有3个成键电子对和1个孤电子对,则价层电子对数为4,所以氮原子杂化轨道类型为sp3;N2H4分子间可形成氢键,分子间含有氢键的沸点较高。
(3)磷原子在成键时,能将一个3s电子激发进入3d能级而参加成键,写出该激发态磷原子的核外电子排布式 。
答案:(3)1s22s22p63s13p33d1
解析(3)磷为15号元素,基态P原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p3;磷在成键时,能将一个3s电子激发进入3d能级而参加成键,该激发态原子的核外电子排布式为1s22s22p63s13p33d1。
答案:(4)d [∶C︙︙N∶]- N>O>C 2
解析(4)由元素周期表结构可知,铁、钴位于周期表的d区;CN-的电子式为[∶C︙︙N∶]-;同周期主族元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,N元素的p轨道处于半充满状态,第一电离能大于同周期相邻元素,则C、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序为N>O>C。[Co(NH3)6]3+为正八面体结构,Co3+位于正八面体中心,其中2个NH3分子换成Cl-后结构中有2种位置不同的Cl-,可以形成2种不同的结构形式。
(5)Co可以形成六方晶系的CoO(OH),晶胞结构如图2所示,以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子坐标。已知晶胞含对称中心,其中1号O原子的坐标为(0.666 7,0.333 3,0.107 7),则2号O原子的坐标为 。设NA为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为 g·cm-3(用代数式表示)。
3.[2022·汉中联考]氧化钪(Sc2O3)是一种稀土氧化物,广泛应用于航天、激光、导弹等尖端科学领域。以钪锰矿石(主要含MnO2、SiO2及少量Sc2O3、Al2O3、CaO、FeO)为原料制备Sc2O3和三氯化钪(ScCl3)的工艺流程如图,其中TBP和P507均为有机萃取剂。
回答下列问题:
(1)“溶解”时铁屑被MnO2氧化为Fe3+,该反应的离子方程式是 。
(2)“滤渣”的主要成分是 。
答案:(2)CaSO4、SiO2
(4)“萃余液2”中的金属阳离子除Al3+、Ca2+外,还有 。
答案:(4)Mn2+
(5)“沉钪”后获得Sc2O3的操作Ⅰ为 ,写出由Sc2O3制备三氯化钪的化学反应方程式 。
答案:(6)砖红色沉淀且30 s内沉淀不消失 0.005
解析:钪锰矿石(主要含MnO2、SiO2及少量Sc2O3、Al2O3、CaO、FeO)加入稀硫酸后,溶液中含有Al3+、Fe2+、Ca2+、Sc3+,再加入Fe,可以将二氧化锰还原为Mn2+,铁被氧化成Fe3+,滤渣中含有SiO2,加入TBP和HCl可以除去Fe3+,得到有机相和萃余液1,萃余液1中加入有机萃取剂P507萃取Sc3+,萃余液2中剩余Al3+、Ca2+、Mn2+,富钪有机相加入氢氧化钠后得到反萃固体Sc(OH)3,加入HCl得到ScCl3,加入H2C2O4后得到Sc2(C2O4)3,在空气中灼烧后生成Sc2O3。
(2)钪锰矿石中不与硫酸和废铁屑反应的物质为二氧化硅,以及钙离子与硫酸根离子反应生成微溶的CaSO4,“滤渣”的主要成分是CaSO4和SiO2。
(4)根据分析可知,萃余液2中剩余Al3+、Ca2+、Mn2+。
(1)总反应的ΔH= kJ·mol-1。
答案:(1)+165.1
(2)反应Ⅰ在恒压条件下,不同进气比[n(CH4)∶n(H2O)]和不同温度时测得相应的平衡转化率如下表。
①c点平衡混合物中H2的体积分数为 ,a、b两点对应的反应速率va vb(填“<”“=”或“>”),判断的理由为 。
②若d点的总压强为a MPa,则d点的分压平衡常数Kp为 (用平衡分压代替浓度计算,分压=总压×物质的量分数,计算结果精确到0.01)。
答案:(2)①50% < 反应Ⅰ为吸热反应,投料比相同时平衡转化率越高则体系的温度越高,反应速率越快②21.33a2(MPa)2
解析:(2)①设c点CH4、H2O初始投料为1 mol,根据三段式可知
②设d点CH4、H2O初始投料为1 mol,根据三段式可知
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,研究表明该反应用Fe3O4作催化剂,反应历程如下:
已知第一步为慢反应,则第一步反应的活化能比第二步反应的 (填“大”或“小”)。由于CO还原性较强,若将Fe3O4还原成Fe,并以Fe的形式大量存在于反应体系中,会使催化剂失去活性,但在实际生产中一般不会发生催化剂失去活性的情况,请结合一氧化碳的催化变换反应历程说明理由 。
答案: (3)大 由于第二步反应快,催化剂不会以铁的形式大量存在于反应体系中,所以不会出现催化剂的失活
解析:(3)由于第一步为慢反应,则第一步反应的活化能比第二步反应的大,由于第二步反应快,催化剂不会以铁的形式大量存在于反应体系中,所以不会出现催化剂的失活。
答案:(4)减小 Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高
解析:(4)CO催化变换反应是放热反应,温度升高时,平衡逆向移动,所以CO催化变换反应的Kp减小,根据速率方程可知当T>Tm时Kp减小对v的降低大于k增大对v的提高,所以v逐渐减小。
5.[2022·广州二模]乙肝新药的中间体化合物J的一种合成路线如图:
已知:RCOOH
回答下列问题:
(2)D中含氧官能团的名称为 。
答案:(1)对溴苯甲酸或4-溴苯甲酸
答案:(2)硝基、酯基
(1)A的化学名称为 。
(3)反应②中还有HBr生成,则M的结构简式为 。
答案:(3)
(4)写出反应③的化学方程式 。
(5)由G生成J的过程中,设计反应④和反应⑤的目的是 。
答案:(5)保护羧基
(6)化合物Q是A的同系物,相对分子质量比A多14;化合物Q的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构)。
条件:①与FeCl3溶液发生显色反应;②能发生银镜反应;③苯环上取代基数目小于4。其中,核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式为 。
答案:(6)23
(7)根据上述信息,以 和 为原料,设计合成 的路线(无机试剂任选) 。
答案:(7)
解析: 在浓硫酸催化下与浓硝酸发生硝化反应生成B,结合B的分子式及后边产物D的结构可推出B为 , 在浓硫酸催化下与甲醇发生酯化反应生成C( ), 与化合物M反应生成D,根据D的结构简式及C的分子式的差别推出M为 ,M和C发生取代反应生成D和溴化氢;E在一定条件下反应生成F,根据F的分子式可推知E发生水解反应生成甲醇和F,F为 。
(1)A为 ,化学名称为对溴苯甲酸或4-溴苯甲酸。
(2)D为 ,含氧官能团的名称为硝基、酯基。
(3)反应②中还有HBr生成,则M的结构简式为 。
(5)由G生成J的过程中,设计反应④和反应⑤先将羧基转化为酯基,再将酯基转化为羧基,故其目的是保护羧基。
(6)化合物Q是A( )的同系物,相对分子质量比A的多14,则多一个“CH2”原子团;化合物Q的同分异构体中,同时满足条件:①与FeCl3溶液发生显色反应,则含有酚羟基;②能发生银镜反应,则含有醛基;③苯环上取代基数目小于4,若除酚羟基外还有一个取代基,则可以为—CH(Br)CHO,与酚羟基的位置有邻、间、对位,共3种;若还有两个取代基,则有溴原子、—CH2CHO或—CH2Br和—CHO,跟酚羟基一起定一移二,分别有10种,故共有23种同分异构体。其中,核磁共振氢谱有五组峰,且峰面积之比为2∶2∶1∶1∶1的结构简式为 。
(7)以 发生硝化反应生成硝基苯,硝基苯还原得到苯胺,苯胺与 反应生成 ,合成 的路线如下: 。
填空题专练(三)
1.[2022·福建漳州一测]用水钴矿(主要成分为Co2O3,含少量Fe2O3、Al2O3、MnO等)制取CoCl2·6H2O的一种流程如图所示:
已知:Ⅰ.浸出液中含有的阳离子主要有H+、Co2+、Fe2+、Mn2+、Al3+等。
Ⅲ.部分氢氧化物沉淀完全时溶液的pH如表所示。
回答下列问题:
(1)X应选择 (填标号),理由是 。
a.NaHCO3 b.NH4HSO4 c.KNO3 d.Na2SO3
答案:(1)d 水钴矿中的Co2O3和Fe2O3中金属元素均为+3价,而浸出液中Co、Fe元素均为+2价,需加入具有还原性的物质
解析:(1)X应选择Na2SO3,因为水钴矿中Co2O3和Fe2O3中金属元素均为+3价,而浸出液中Co和Fe均为+2价,故X应为具有还原性的物质。
(2)在“浸出液”中加入适量NaClO3的目的是 ;加入的NaClO3不能过量,从环保角度考虑,其原因可能是 。
答案:(2)将Fe2+氧化为Fe3+ 过量的NaClO3会氧化Cl-,生成有毒气体Cl2
(3)调节pH=a,a的取值范围为 ,可以通过加入CoCO3调节pH,请写出生成沉淀的反应的离子方程式: 。
(4)操作Y包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、 (填“高压”“常压”或“减压”)烘干。
答案:(4)减压
解析(4)为了防止烘干过程中产品失去结晶水,洗涤后应减压烘干。
2.[2022·哈尔滨九中二模]1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)是重要的有机化工原料,不溶于水,常用作有机溶剂,沸点83.6 ℃,实验室可用“乙烯液相直接氯化法”来制备:
(1)关于乙装置及其中的反应,请填空:
①仪器A的名称: 。
②乙装置控制反应温度在50~70 ℃(加热装置已省略),控制在此温度范围的原因: 。
③乙装置在通入气体前,加入适量的1,2-二氯乙烷,其作用是 。
(2)根据实验原理,该装置的连接顺序为a→ →bc← ←j(按接口顺序连接,装置可重复使用)。
答案:(2)f→g→h→i i←h←e←d
解析:(2)利用甲装置生成氯气,生成的氯气通过饱和食盐水除去HCl,经过浓硫酸干燥后通入装置乙,装置戊中加热乙醇得到乙烯,通入水除去挥发的乙醇,再经浓硫酸干燥后通入装置乙,与氯气发生反应生成1,2-二氯乙烷,因此装置的连接顺序为a→f→g→h→i→bc←i←h←e←d←j。
(3)产品提纯:由于有副反应存在,该方法获得的1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)还含有少量的多氯代物和HCl。下列提纯操作的顺序是:用水洗涤,静置,分去水层; (填序号);干燥;精馏。
①蒸馏脱去大部分水,获得共沸物
②加碱性物质闪蒸除去酸性物质及部分高沸物
③用水洗涤余碱至中性
④将馏分静置、分液
答案:(3)②③①④
解析:(3)由于有副反应存在,该方法获得的1,2-二氯乙烷(CH2ClCH2Cl)还含有少量的多氯代物和HCl,可通过以下操作提纯1,2-二氯乙烷:用水洗涤,静置,分去水层;加入碱性物质闪蒸除去酸性物质及部分高沸物,用水洗涤多余的碱,再蒸馏脱去水,得到共沸物,然后将馏分静置、分液;干燥后进行精馏,因此操作的顺序为②③①④。
①滴定时,应选用的指示剂为 (填标号)。
②产品中1,2-二氯乙烷的纯度为 %。
③实验中加入硝基苯的作用是 。
答案:(4)①C ②90 ③防止在滴加NH4SCN溶液时,AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀
解析:(4)①达到滴定终点时SCN-开始过量,SCN-与铁离子发生显色反应,应选择含铁离子的物质作指示剂,由于氯化铁会影响氯离子测定,应使用Fe(NO3)3作指示剂。
③防止在滴加NH4SCN时,AgCl沉淀部分转化为AgSCN沉淀,滴加NH4SCN溶液前可加入硝基苯使沉淀表面被有机物覆盖,如果不进行此操作,则会有AgCl部分电离,消耗的NH4SCN溶液偏多,因此实验中加入硝基苯的作用是防止在滴加NH4SCN溶液时,AgCl沉淀转化为AgSCN沉淀。
3.[2022·汕头模拟] CO2是一种温室气体,对人类的生存环境产生巨大的影响,将CO2作为原料转化为有用化学品,对实现碳中和及生态环境保护有着重要意义。
Ⅰ.工业上以CO2和NH3为原料合成尿素,在合成塔中存在如下转化:
答案:(1)-93.7
答案:(2)AC
解析:(2)A.增大CO2的浓度,平衡正向移动,有利于NH3的转化率增大,故A正确;B.因为正反应是熵减的反应,即ΔS<0,根据ΔH-TΔS<0可知,反应在低温下才能自发进行,高温下是不能自发进行的,故B错误;C.混合气体的密度不再发生改变,即混合气体的质量不再改变,也即各组分的量不再改变,反应达到平衡状态,故C正确;D.在恒容密闭容器中,充入He,各物质浓度不变,平衡不移动,故D错误。
(3)反应达到平衡后,平衡常数K=81,此时测得c(CO)为3 mol·L-1,则CH4的转化率为 (保留2位有效数字)。
答案:(3)60%
(4)制备“合成气”反应历程分两步:
上述反应中C(ads)为吸附性活性炭,反应历程的能量变化如下:
①反应速率快慢比较:反应① 反应②(填“>”“<”或“=”),请依据有效碰撞理论微观探析其原因 。
4.[2022·潍坊二模]砷化镓(GaAs)、碲化镉(CdTe)等太阳能电池适合光电转换,可以直接把光能转化成电能。回答下列问题:
(1)元素As与N同族,预测As的氢化物分子的立体构型为 ,其基态原子最外层p轨道电子的自旋状态 (填“相同”或“相反”)。
答案:(1)三角锥形 相同
解析:(1)元素As与N同族,在氢化物中N为sp3杂化,则As也为sp3杂化,预测As的氢化物分子的空间构型为三角锥形;As的最外层电子排布式为4s24p3,4p轨道的电子自旋方向相同。
(2)元素Cd与Zn是同一副族的相邻元素,Cd的价层电子排布式为4d105s2,Cd2+的价层电子排布式为 。
答案:(2)4d10
(3)经X射线衍射实验证明在碲酸(H6TeO6)分子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结构,碲酸中碲原子的价层电子对数为 。
答案:(3)6
解析:(2)Cd的价层电子排布式为4d105s2,Cd2+的价层电子排布式为4d10。
解析:(3)碲酸(H6TeO6)分子内的6个羟基排列在碲原子的周围呈八面体结构,碲原子的价层电子对数为6。
(4)Te、Se都是第ⅥA族的元素,SeF6与SF6具有相似的结构,则熔沸点SeF6 SF6(填“>”“<”或“=”);二硒键和二硫键是重要的光响应动态共价键,其光响应原理可用如图表示,已知光的波长与其能量成反比,则图中实现光响应的波长:λ1 λ2(填“>”“<”或“=”),其原因是 。
答案:(4)> < Se的原子半径比S的原子半径大,Se—Se键键能比S—S键键能小,则光谱能量低,波长大
解析:(4)SeF6与SF6具有相似的结构,均为分子晶体,SeF6相对分子质量大,分子间作用力强,熔沸点高,故熔沸点SeF6>SF6;Se的原子半径比S的原子半径大,Se—Se键键能比S—S键键能小,则光谱能量低,波长大,故λ1<λ2。
(5)CdTe的晶胞属于立方晶系,晶胞参数如图1所示。以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。如原子M的坐标为(0,0,0),则原子N的坐标为 。
该晶胞沿其面对角线方向上的投影如图2所示,则代表Te原子的位置是 (填序号),晶胞中原子6和11之间的距离为 pm(用含a的代数式表示)。
5.[2022·菏泽二模]靛蓝类色素广泛用于食品、医药和印染工业。靛蓝(化合物X)和多环化合物Y的一种合成路线如图所示(部分反应条件或试剂略去)。
已知:ⅰ.R1—CHO+
(1)B的名称是 。
答案:(1)2-硝基甲苯或邻硝基甲苯
(2)E→G的反应类型是 。
答案:(2)氧化反应
(3)符合下列条件的J的同分异构体有 种。
a.苯环上含有两个取代基,其中一个是硝基
b.能发生银镜反应
c.可与氢氧化钠溶液发生化学反应
其中核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1的有机物的结构简式是 。
答案:(3)15
(4)G →J反应的化学方程式是 。
答案:(4) +
(5)K中除苯环外还含有一个五元环,K中所含官能团的名称是 。
答案:(5)羰基、肽键
(6)已知:ⅱ. +R3—NH2
ⅲ. 中C N键性质类似于羰基,在一定条件下能发生类似ⅰ的反应。根据上述信息写出M与L在一定条件下转化为Y的路线图 。
答案:(6)
解析:由E可知,该有机物中含有苯环,故可知A为甲苯,B为甲苯与浓硫酸和浓硝酸加热发生硝化反应生成邻硝基甲苯,邻硝基甲苯和卤素单质发生取代反应,然后发生水解反应生成邻硝基苯甲醇,具体反应流程如图所示:
。
(1)由上述流程分析可知,B为 ,名称为2-硝基甲苯或邻硝基甲苯。
(2)从E到G为 ,该反应为醇羟基的催化氧化,反应类型为氧化反应。
(3)由同分异构体满足的条件可知,苯环上有两个取代基,其中一个为硝基,另一个能发生银镜反应说明有醛基,可与氢氧化钠反应说明有酯基,则该物质为甲酸某酯,符合以上条件的J的同分异构体有: 、 、 、 、 ,两个取代基分别有邻、间、对三种排列,所以共5×3=15种。其中核磁共振氢谱显示4组峰,且峰面积比为6∶2∶2∶1的有机物结构简式是 。
(4)G和I发生已知信息的反应生成J,根据G和J的结构简式可判断I为丙酮,反应方程式为 + 。
(5)由分析可知K的结构简式为 ,该有机物中含有的官能团为羰基和肽键。
(6)由分析可知该流程为 。
填空题专练(四)
1.[2022·辽宁模拟]某种电镀污泥主要含有碲化亚铜(Cu2Te)、三氧化二铬(Cr2O3)以及少量的金(Au),可用于制取Na2Cr2O7溶液、金属铜和粗碲等,以实现有害废料的资源化利用,工艺流程如下:
(1)Te元素在元素周期表中的位置为 ,该元素最高化合价为 。
答案:(1)第五周期ⅥA族 +6
(2)煅烧时,Cr2O3发生反应的化学方程式为 。
(3)浸出液中除了含有TeOSO4(在电解过程中不反应)外,还含有 (填化学式)。电解沉积过程中析出单质铜的电极为 极。
答案: (3)CuSO4 阴
(4)工业上用重铬酸钠(Na2Cr2O7)母液生产重铬酸钾(K2Cr2O7)的工艺流程如图所示:
通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7的原因是 。
答案:(4)低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小
(5)测定产品中K2Cr2O7含量的方法如下:称取试样2.50 g配成250 mL溶液,取25.00 mL置于锥形瓶中,加入足量稀硫酸和几滴指示剂,用0.100 0 mol·L-1(NH4)2Fe(SO4)2标准液进行滴定。滴定过程中发生反应的离子方程式为 。若三次实验消耗(NH4)2Fe(SO4)2标准液的体积平均为25.00 mL,则所得产品中K2Cr2O7的纯度为 。
(1)Te在元素周期表中与氧元素同主族,且核外有5个电子层,所以位置为第五周期ⅥA族;其最外电子层上有6个电子,所以其最高化合价为+6。
(3)沉渣中加入稀硫酸,CuO转化为CuSO4,TeO2转化为TeOSO4,所以还含有CuSO4。电解沉积过程中,Cu2+在电解池的阴极得到电子被还原为Cu,析出单质铜的电极为阴极。
(4)冷却结晶,能析出大量K2Cr2O7,说明在低温条件下K2Cr2O7的溶解度在整个体系中最小,且K2Cr2O7的溶解度随温度的降低而显著减小,因此通过冷却结晶能析出大量K2Cr2O7。
2.某同学在实验室以FeS2、焦炭以及干燥纯净的O2反应制取单质硫,并检验产物中的CO,设计如下实验。回答下列问题:
(1)可用如图所示装置制取干燥纯净的O2。
①仪器X的名称为 ,若其中盛放的是蒸馏水,锥形瓶中应加入的试剂可以是 (填化学式, 下同);若锥形瓶中加入的是MnO2,则仪器X中应盛放的试剂为 。
②若锥形瓶中加入的是酸性KMnO4溶液,仪器X中盛放的是H2O2溶液,则反应生成O2的离子方程式为 。
解析:(1)①根据仪器的构造可知,仪器X的名称为分液漏斗;由于是制取O2,水和Na2O2反应可以生成O2,故锥形瓶中应加入Na2O2;MnO2可催化分解H2O2产生O2,故仪器X中盛放的试剂是H2O2。
(2)利用如下装置(装置不可重复使用,部分夹持仪器已省略)制备单质硫并验证碳氧化后气体中的CO。
①正确的连接顺序为w→ef(或fe)→ →cd(或dc)→g。(填接口的小写字母)
②能说明产物中有CO的现象是 。
③若充分反应后装置D中的固体能被磁铁吸引,则装置D中FeS2与C的物质的量之比为1∶4时发生反应,生成CO和单质硫的化学方程式为 。
解析:(2)①在制取硫的过程中由于高温可能产生硫蒸气、CO2、SO2等,为了避免干扰后续检验,需用浓NaOH溶液将其除去,但此时气体中仍含有杂质水蒸气,在进入硬质玻璃管之前,用无水CaCl2将水蒸气除去,故正确的连接顺序为w→ef(或fe)→ji→lk→cd(或dc)→g。
②能说明产物中有CO的现象是:装置C中硬质玻璃管中黑色固体变红,生成的气体使澄清石灰水变浑浊。
答案:(3)8.960%
ΔH2
回答下列问题:
(1)ΔH2= kJ·mol-1。
答案:(1)+40
答案:(2)c
(3)按照n(CO2)∶n(C2H6)=1∶1投料,测得C2H6平衡转化率[α(C2H6)]与温度、压强的关系如图所示,则压强p1、p2、p3由大到小的顺序为 ,判断的理由是 。
答案:(3)p1>p2>p3 温度相同时,加压平衡逆向移动,故压强越大,C2H6的平衡转化率越小
(4)在C2H4合成体系内会发生副反应。
4.[2022·石家庄质检]新型半导体材料如碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)等在国防技术、航空航天及5G技术等领域扮演着重要的角色。回答下列问题:
(1)基态Si原子中,核外电子占据的最高能层的符号为 ,占据最高能级的电子的电子云轮廓图形状为 ;基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p1,其转化为下列激发态时,吸收能量最少的是 (填选项字母)。
答案:(1)M 哑铃(或纺锤)形 B
解析:(1)基态Si原子中,核外电子占据三层,其中最高能层的符号为M,占据最高能级为p能级,电子的电子云轮廓图形状为哑铃(或纺锤)形;基态Ga原子的核外电子排布为[Ar]3d104s24p1,其转化为下列激发态时,吸收能量最少,则基态Ga原子的电子进入高能级的电子最少,电子从基态进入高能级电子由多到少的顺序为C>B,A、D违反洪特规则,所以所需能量最少的为B。
(2)C与Si是同主族元素,C原子之间可以形成双键、三键,但Si原子之间难以形成双键、三键。从原子结构分析,其原因为 。
答案:(2)Si原子半径大,原子之间形成的σ键键长较长,p-p轨道肩并肩重叠程度小或几乎不重叠,难以形成π键
解析:(2)Si原子半径大,原子之间形成的σ键键长较长,p-p轨道肩并肩重叠程度小或几乎不重叠,难以形成π键。
答案:(3)正四面体形 sp2杂化和sp3杂化
(4)GaCl3的熔点为77.9 ℃,GaF3的熔点为1 000 ℃,试分析GaCl3熔点低于GaF3的原因为 ;气态GaCl3常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8e-结构,据此写出二聚体的结构式为 。
答案:(4)GaCl3为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,GaF3为离子晶体,熔化时破坏离子键,离子键强于分子间作用力,所以GaCl3的熔点低于GaF3
解析:(4)GaCl3的熔点为77.9 ℃,GaCl3为分子晶体,熔化时破坏分子间作用力,GaF3的熔点为1 000 ℃,为离子晶体,熔化时破坏离子键,离子键强于分子间作用力,所以GaCl3的熔点低于GaF3;气态GaCl3常以二聚体形式存在,二聚体中各原子均满足8e-结构,说明Ga形成一个配位键,二聚体的结构式为 。
(5)B和Mg形成的化合物刷新了金属化合物超导温度的最高记录。该化合物的晶体结构单元如图所示,其中Mg原子间形成正六棱柱,6个B原子分别位于六个三棱柱体心。则该化合物的化学式可表示为 ;相邻B原子与Mg原子间的最短距离为 nm(用含x、y的代数式表示)。
5.[2022·苏州模拟]有机合成在创新药研发中应用十分广泛,有机物F是目前最好的前列腺抗癌药物,其合成路线如下:
已知:
①取代基—CH3可表示为Me;
②RCOOH RCOOR';
③ 或 ;
④苯甲酸卤代时,主要生成间位产物。
(1)化合物C中的官能团有溴原子、氟原子、 。
答案:(1)酰胺键(肽键)
(2)下列说法正确的是 (填序号)。
答案:(2)B
(3)化合物E的结构简式为 。
答案:(3)
(4)写出B→C的化学方程式(无需注明条件) 。
答案:(4) +MeNH2 +HCl
(5)化合物G比C少一个Br原子但多一个H原子,同时满足下列条件G的同分异构体共 种。
①苯环上存在两个取代基,且每个取代基只含一个碳原子;
②不含手性碳原子;
③可发生银镜反应;
④其中一个取代基中含N—F键。
写出一种核磁共振氢谱中有5种氢原子的结构简式 。
答案:(5)9 (合理即可)
(6)写出由甲苯合成 的合成路线图,条件不用标出,无机化合物任选 。
答案:(6)
解析:A与SOCl2发生—OH被—Cl的取代反应产生B,B与MeNH2发生Cl原子与MeNH—的取代反应产生C,C与 在CuCl、K2CO3作用下发生Br与—NH2上H原子的取代反应产生D,D与K2CO3、H2O、CH3I发生信息②的反应产生E( ),E与 反应产生F,据此分析解答。
(1)根据化合物C的结构简式可知,该物质分子中含有的官能团有溴原子、氟原子、酰胺键(肽键)。
(2)根据物质转化关系可知A→B、B→C、C→D的反应类型都是取代反应,A错误;根据物质F的结构简式可知,化合物F分子式是C21H16N4O2F4S,B正确;手性碳原子是连接4个不同的原子或原子团的碳原子,物质 分子中的中间C原子上连接了2个甲基、1个羧基、1个氨基,因此该物质分子中不存在手性碳原子,C错误;由已知信息③④可知,苯甲酸发生卤代反应时主要生成间位取代产物,而甲苯发生取代反应时主要生成邻、对位上的取代产物,因此由甲苯制取A物质时,应该使甲苯与Br2、F2在Fe催化作用下发生卤代反应,生成物中甲基在苯环上对位上为Br原子,一个邻位上为F原子,然后与酸性KMnO4溶液发生氧化反应,使甲基变为—COOH,就得到物质A,D错误。
(3)根据上述分析可知化合物E结构简式为 。(4)B是 ,C是 ,则B与MeNH2发生取代反应产生C与HCl的化学方程式为 +MeNH2 +HCl。
(5)化合物G比C少一个Br原子但多一个H原子,同时满足下列条件:①苯环上存在两个取代基,且每个取代基只含一个碳原子;②不含手性碳原子;③可发生银镜反应,说明含有醛基;④其中一个取代基中含N—F键;则两个取代基可能结构有:①—CHO、—N(F)CH3、②—CHO、—CH2NHF、③—CH3、—N(F)CHO三种情况,每一种情况下两个取代基在苯环上的相对位置有邻、间、对三种,故符合条件的G的同分异构体数目为3×3=9种;其中核磁共振氢谱中有5种氢原子的结构简式可以是 等。
(6)甲苯与Br2在Fe催化作用下发生甲基对位上的取代反应产生 ,该物质被酸性KMnO4溶液氧化为 ,然后与SOCl2发生取代反应产生 ,再与NH2CH3发生取代反应产生目标产物 ,则由甲苯制取 的流程图为
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