2023年高考押题预测卷01(全国乙卷)-化学(全解全析)
展开2023年高考押题预测卷01【全国乙卷】
化 学 全解全析
一、选择题:本题共7小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
7.“2022年中国十大科技”之一---谢和平团队开创全新原理海水无淡化原位直接电解制氢。该技术以疏水多孔聚四氟乙烯透气膜作为气路界面,以氢氧化钾溶液作为电解质溶液,将分子扩散、界面相平衡与电化学结合,破解科技界难题。下列说法正确的是
A.聚四氟乙烯可通过乙烯为单体制备,其孔径限制海水离子通过
B.KOH的电子式:,其浓度不影响制氢速率
C.该技术破解了析氯反应、钙镁沉积、催化剂失活等难题,有极大推广价值
D.有效控制水蒸汽的迁移速率大于水的电解速率时,可实现海水稳定制氢
【答案】C
【详解】该技术原理为隔膜两侧存在浓度差,且膜的孔径只允许气体通过,导致海水侧的液态水转化为水蒸气透过隔膜,进入电解质侧再液化,完美阻隔了海水离子的通过,从而后续对水电解制备氢气。
A.聚四氟乙烯通过四氟乙烯为单体制备,A错误;
B.KOH的电子式:,其电离出的钾离子与氢氧根离子可增强溶液的导电性,且其浓度可影响海水中水蒸汽的气化迁移速率,会影响制氢速率。故B错误;
C.传统海水电解制氢存在析氯反应(氯离子放电生成氯气)、钙镁沉积(氢离子放电,生成的氢氧根离子与海水中钙镁离子沉淀)、催化剂失活(海水高浓度氯离子腐蚀、钙镁沉积占位催化剂活性中心致使其中毒失活)等难题,海水占据地球表面72%,有极大推广基础,同时节约淡水,将海上太阳能及风能化为电能,提供零碳绿氢方案,完美!绝啦!C太正确了!
D.控制水蒸汽的迁移速率等于水的电解速率时,才能维持稳定膜两侧的渗透压,可实现海水稳定制氢,D错误;
故选C。
8.下列装置能达到实验目的的是
A.实验室可利用装置甲制备SO2 B.利用装置乙分离铁粉和I2
C.利用装置丙合成氨并检验氨的存在 D.实验室利用装置丁分离乙醇和水(部分装置已省略)
【答案】A
【详解】A.实验室中常用70%的浓硫酸和Na2SO3固体制备SO2,发生的反应为,故A符合题意;
B.加热时铁粉和会发生反应生成,不能利用装置乙分离铁粉和,故B不符合题意;
C.检验氨气选湿润的红色石蕊试纸,干燥的pH试纸不能检验氨气,故C不符合题意;
D.蒸馏时温度计应测蒸气的温度,温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口处水平,故D不符合题意;
故答案选A。
9.维生素D含量越高,老年大脑认知功能越好,目前已知的维生素D至少有10种分子,维生素D3是其中重要的一种(结构如图),下列有关说法正确的是
A.维生素D3是一种水溶性维生素
B.维生素D3分子式为
C.维生素D3可使酸性重铬酸钾溶液褪色
D.维生素D3分子中虚线框内所含碳原子不可能共平面
【答案】B
【详解】A.由结构可知维生素D3中烃基基团较大,烃基属于憎水基,因此维生素D3不易溶水,属于脂溶性维生素,故A错误;
B.由结构简式可知维生素D3分子式为,故B正确;
C.维生素D3可使酸性重铬酸钾溶液变色而非褪色,故C错误;
D.虚线框内的碳元素均处于碳碳双键的平面上,两平面可重合,所有碳原子可以共面,故D错误;
故选:B。
10.前四周期主族元素X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,其中,X与Y位于同一主族,X是构成生命体基本骨架的重要元素,Z的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,用W原子轰击可发生反应:,T单质为非金属,常温下为液体,下列说法错误的是
A.W的氧化物可用作干燥剂 B.简单离子半径:W
【分析】用W原子轰击可发生反应:,根据反应判断,W的质子数为,则W为Ca;X、Y、Z、W、T的原子序数依次增大,X是构成生命体基本骨架的重要元素,则X为C;X与Y位于同一主族,则Y为Si;Z的最高价氧化物对应的水化物为二元强酸,则Z为S;T单质为非金属,常温下为液体,则T为Br。
【详解】A.W的氧化物是CaO,能与水反应,可用作干燥剂,A正确;
B.一般电子层数越多,离子半径越大;离子核外电子层结构相同时,原子序数越小,离子半径越大,则简单离子半径:,B正确;
C.硅是亲氧元素,在自然界中与氧化合,以化合态形式存在,C错误;
D.元素的非金属性越强,简单氢化物的稳定性越强,非金属性:Si
11.下列离子方程式书写不正确的是
A.将过量SO2气体通入NaClO溶液中:SO2+H2O+ClO-=SO+Cl-+2H+
B.标准状况下将112 mL氯气通入10 mL 1 mol·L-1溴化亚铁溶液中:2Fe2++4Br-+3Cl2=2Br2+2Fe3++6Cl-
C.向FeSO4溶液中滴加NaHCO3溶液和稀氨水:Fe2++HCO+NH3·H2O=FeCO3↓+NH+H2O
D.明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液至沉淀的物质的量最大:2Al3++ 3SO+ 3Ba2++6OH- = 2Al(OH)3↓+3BaSO4↓
【答案】B
【详解】A.ClO-具有强氧化性,能将SO2氧化成SO,则其离子方程式为:SO2+H2O+ClO-=SO+Cl-+2H+,故A正确;
B.标况下,112mL氯气的物质的量为,10 mL 1 mol·L-1溴化亚铁溶液中,、,需消耗0.005,需消耗0.01mol,量不足,由于亚铁离子还原性强于溴离子,所以该离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,故B错误;
C.FeSO4为强酸弱碱盐,其溶液因亚铁离子水解呈酸性,而NaHCO3溶液和稀氨水均呈碱性,所以向FeSO4溶液中滴加NaHCO3溶液和稀氨水的离子方程式为:Fe2++HCO+NH3·H2O=FeCO3↓+NH+H2O,故C正确;
D.明矾溶于水后会电离出铝离子,所以向明矾溶液中滴加Ba(OH)2溶液,使沉淀的物质的量最大时,则生成的氢氧化铝未溶解,则其离子方程式为:2Al3++ 3SO+ 3Ba2++6OH- = 2Al(OH)3↓+3BaSO4↓,故D正确;
答案选B
12.利用浓差电池电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,其装置如图所示(a、b电极均为石墨电极)。下列说法正确的是(已知:溶液A为 1L 1mol/L AgNO3溶液; 溶液B为 1L 4mol/L AgNO3溶液)
A.电池放电过程中Ag(1)为正极,电极反应为Ag+ + e-= Ag
B.a电极的电极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,b电极上发生的是还原反应
C.c、d离子交换膜依次为阳离子交换膜和阴离子交换膜
D.电池从开始工作到停止放电,电解池理论上可制得80g氢氧化钠
【答案】B
【分析】由题意可知左边装置为浓差电池,右边装置为电解装置:电解硫酸钠溶液可以制得氧气、氢气、硫酸和氢氧化钠,因此a电极附近应该产生硫酸,则a电极附近应是水电离的氢氧根离子放电,因此a极为阳极,b极为阴极,Ag(1)为负极,Ag(2)为正极。
【详解】A.浓差电池放电时,两个电极区的硝酸银溶液的浓度差会逐渐减小,当两个电极区硝酸银溶液的浓度完全相等时,放电停止。电池放电过程中,Ag(2)电极上发生使Ag+浓度降低的还原反应Ag++e-=Ag,Ag(1)电极发生使Ag+浓度升高的氧化反应Ag-e-=Ag+,Ag(2)电极为正极,Ag(1)电极为负极,A项错误;
B.电解池中a、b电极依次为电解池的阳极和阴极,阳极反应为2H2O-4e-=O2↑+4H+,水电离的氢离子在阴极(b电极 )得电子发生还原反应,B项正确;
C.电解过程中,两个离子交换膜之间的硫酸钠溶液中,Na+通过阳离子交换膜d进入阴极(b极)区,SO通过阴离子交换膜c进入阳极(a极)区,因此c、d离子交换膜依次为阴离子交换膜和阳离子交换膜,C项错误;
D.电池从开始工作到停止放电,正极区硝酸银溶液的浓度将由4mol/L降低到2.5mol/L,负极区硝酸银溶液的浓度同时由1mol/L升高到2.5mol/L,正极反应可还原Ag+的物质的量为1L(4mol/L-2.5mol/L)=1.5mol,电路中转移1.5mol电子,电解池的阴极反应生成1.5molOH-,即阴极区可制得1.5mol氢氧化钠,其质量为60g,D项错误;
故选B。
13.某元素M的氢氧化物M(OH)3(s)在水中的溶解反应为M(OH)3(s)=M3+(aq)+3OH-(aq)、M(OH)3(s)+OH-(aq)==M(OH)(aq),25℃时,lgc与pH的关系如图所示,c为M3+或M(OH)的浓度。下列说法错误的是
A.曲线①代表lgc(M3+)与pH的关系
B.M(OH)3的Ksp为1×10-33.5
C.4.5≤pH≤9.3时,M主要以M(OH)3(s)形式存在
D.M(OH)与M3+在溶液中可以大量共存
【答案】D
【详解】A.随着pH的增大,增大,则减小,增大,即减小,增大,因此曲线①代表与pH的关系,曲线②代表与pH的关系,A正确;
B.由题给图像可知,pH=4.5时,,则的,B正确;
C.由题图可知,4.5≤pH≤9.3|时,和均小于等于,体系中元素M主要以形式存在,C正确;
D.含的溶液显碱性,含的溶液显酸性,与在溶液中因发生互相促进的水解反应而不能共存,D错误;
故答案为:D。
二、非选择题
(一)必考题:共43分。
26.(14分)氧化锌在橡胶、油漆涂料、化工、医疗及食品等行业有着广泛应用。一种以含锌烟灰(含有ZnO、CuO、PbO、FeO、Fe2O3、MnO、MnO2、CdO等)为原料制备氧化锌的工艺流程如图所示:
已知:i.二价金属氧化物能分别与氨配合生成配离子,如[Fe(NH3)2]2+、[Mn(NH3)2]2+、[Zn(NH3)4]2+;
ii.25°C时相关物质的Ksp如下表:
物质
MnS
FeS
ZnS
PbS
CdS
CuS
Ksp
2.5×10-13
6.3×10-18
1.6×10-24
8.0×10-28
3.6×10-29
5.0×10-36
iii.Zn(OH)2和ZnCO3的分解温度分别为125°C、300°C。
请回答下列问题:
(1)“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,写出生成FeOOH的离子方程式:___________;“氧化预处理”的目的是___________。
(2)若“氨浸”阶段溶解ZnO时消耗的n(NH3·H2O):n(NH4HCO3)=2:1,写出该反应的离子方程式:___________。
(3)已知:4NH3(aq)+Cu2+(aq)=[Cu(NH3)4]2+(aq) K=1013,则[Cu(NH3)4]2+(aq)+S2-(aq)=CuS(s)+4NH3(aq)的化学平衡常数K1为___________。
(4)实验室模拟蒸氨装置如图所示。蒸氨时控制温度为95°C左右,在装置b中[Zn(NH3)4]2+转化为碱式碳酸锌沉淀。
①用水蒸气对装置b加热时,连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为___________(填字母)。
A.液面上方但不接触液面 B.略伸入液面下 C.伸入溶液底部
②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下,为提高蒸氨效率和锌的沉淀率,可采取的措施是___________(写出一种)。
③混合气体e可返回至“___________”阶段循环利用。
(5)研究发现Znx(OH)y(CO3)z。热分解得到ZnO的过程可分为两步。某实验小组取11.2gZnx(OH)y(CO3)z固体进行热重分析,两步反应的固体失重率()依次为8.0%、19.6%,则Znx(OH)y(CO3)z的化学式为___________。
【答案】(1) 2FeO+ClO-+H2O=2FeOOH+C1- 避免FeO、MnO在“氨浸”时溶解
(2)ZnO+4+2=[Zn(NH3)4]2++2+5H2O
(3)2×1022
(4) C 增加水蒸气的流速(或增加单位时间通入的水蒸气用量,或在水蒸气出口采用多孔球泡等) 氨浸
(5)Zn2(OH)2CO3
【分析】“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,氨浸”阶段ZnO、CuO、PbO、CdO转化为[Zn(NH3)4]2+等配离子,过滤,得到滤液b,深度净化阶段,加入Na2S溶液,生成CuS、PbS、CdS,过滤,除去杂质,得到滤液d,蒸氨时, [Zn(NH3)4]2+转化为碱式碳酸锌沉淀,煅烧,得到氧化锌。
【详解】(1)已知“氧化预处理”阶段得到的氧化产物有FeOOH、MnO2,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平生成FeOOH的离子方程式:2FeO+ClO-+H2O=2FeOOH+C1-;根据相关物质的Ksp表格可知,“氧化预处理”的目的是避免FeO、MnO在“氨浸”时溶解,导致后续无法除去Fe2+、Mn2+。
(2)若“氨浸”阶段溶解ZnO时消耗的n(NH3·H2O):n(NH4HCO3)=2:1,该反应的离子方程式:ZnO+4+2=[Zn(NH3)4]2++2+5H2O。
(3)已知:4NH3(aq)+Cu2+(aq)=[Cu(NH3)4]2+(aq) K=1013,则
。
(4)①用水蒸气对装置b加热时,连接装置a、b的导管应插入装置b的位置为伸入溶液底部,保证将氨气充分蒸出,故选C。
②在不改变水蒸气的温度、浸出液用量和蒸氨时间的条件下,为提高蒸氨效率和锌的沉淀率,可采取的措施是增加水蒸气的流速(或增加单位时间通入的水蒸气用量,或在水蒸气出口采用多孔球泡等)。
③混合气体e为氨气和水蒸气的混合气体,故可返回至“氨浸”阶段循环利用。
(5),热分解得到ZnO的过程中,第一步失去水,第二步失去二氧化碳,故,,则,故Znx(OH)y(CO3)z的化学式为Zn2(OH)2CO3。
27.(14分)某实验小组在实验室用废铜屑制备甲酸铜晶体,实验流程如下:
回答下列问题:
(1)若甲同学设计方案:铜屑、稀硫酸加热通入氧气制得硫酸铜溶液,再与甲酸反应生成甲酸铜溶液,再结晶。请判断:甲同学___________(填“能”或“不能”)制得甲酸铜晶体。
(2)步骤Ⅱ制备,时,理论上CuSO4和NaHCO3物质的量之比为1:2时反应恰好生成,制备实际操作中需要控制二者物质的量之比___________1:2(填“>”、“=”或“<”)。
(3)操作步骤Ⅲ:向盛烧杯中加入一定量热蒸馏水,逐滴加入甲酸至蓝绿色固体恰好全部溶解,除去少量不溶性杂质;结晶,过滤,再洗涤晶体2~3次,晾干,得到产品。在除去不溶性杂质时,为了防止甲酸铜结晶析出,造成损失,可采取___________操作。过滤后洗涤甲酸铜结晶时为使固体快速干燥,可选___________(填写序号)来洗涤。
A.冷水 B.乙醇 C.四氯化碳 D.饱和甲酸铜溶液
(4)晶体中甲酸根含量的测定:
①下列仪器可供步骤A选用的是___________(写名称,下同);可供步骤C中滴定选用的是___________。
②溶液恒温80℃30min时应采取的操作方法是___________,步骤C滴定时当观察到___________即达到滴定终点。
③计算晶体中甲酸根的质量分数为___________。
【答案】(1)不能
(2)<
(3) 趁热过滤 B
(4) 烧杯、量筒(只写烧杯亦可) 烧杯、碱式滴定管 水浴加热 滴入最后半滴草酸溶液,溶液紫色褪去,且半分钟不恢复原来的颜色(表述合理即可) 30.00%
【分析】由题给流程可知,向废铜屑中加入过氧化氢和稀硫酸混合溶液,将铜屑溶解得到含有硫酸铜的溶液,加入小苏打得到碱式碳酸铜,在碱式碳酸铜中加一定量热蒸馏水,逐滴加入甲酸至蓝绿色固体恰好全部溶解,除去少量不溶性杂质;结晶,过滤,再洗涤晶体2~3次,晾干,得到产品。
【详解】(1)弱酸不能制强酸,甲酸是弱酸,不能和硫酸铜反应,故答案为:不能;
(2)步骤Ⅱ为溶液和溶液混合加热制备碱式碳酸铜,反应的离子方程式为:,因为碳酸氢钠易分解损失,所以实际取用碳酸氢钠稍微过量,硫酸铜和碳酸氢钠物质的量之比小于1:2;
(3)温度越高甲酸铜的溶解度越大,为防止甲酸铜结晶体析出而损失,可以采取趁热过滤的方式;甲酸铜结晶体易溶于水,难溶于乙醇等有机溶剂,故可以用乙醇来洗涤,故答案为B;
(4)①步骤A为配制250mL甲酸铜溶液的过程,应该选用250mL的容量瓶,题中给出的是100mL容量瓶,不能使用;需要量取3.00g晶体,托盘天平不能称取出3.00g晶体,故也不能用,溶解需要在烧杯中进行,另外可以用量筒量取所需要的蒸馏水的量,故答案为:烧杯、量筒;步骤C中滴定时,是用草酸钠溶液滴定过量的高锰酸钾,草酸钠应该放在碱式滴定管中,根据提供的仪器,被滴定的溶液应该在烧杯中,故答案为:烧杯、碱式滴定管;
②溶液恒温80℃30min时应采取的操作方法是水浴加热;高锰酸钾溶液本身有颜色,当其消耗完的时候,颜色褪去,故答案为:滴入最后半滴草酸溶液,溶液紫色褪去,且半分钟不恢复原来的颜色;
③高锰酸钾和甲酸根反应对应的关系式为:5HCOO-~2KMnO4,用草酸钠滴定过量的高锰酸钾时对应的关系式为:2KMnO4~5C2O,则和草酸根反应的高锰酸钾的物质的量n(KMnO4)=×0.02×25×10-3=0.0002mol,和甲酸根反应的高锰酸钾的物质的量n(KMnO4)=0.02×50×10-3-0.0002mol=0.0008mol,甲酸根的物质的量n(HCOO-)=×0.0008mol=0.002mol,则原来样品中含有的甲酸根的物质的量n(HCOO-)=0.0004mol×=0.02mol,质量m(HCOO-)=0.02mol×45g/mol=0.9g,则晶体中甲酸根的质量分数=。
28.(15分)丙烯是重要的化工原料,广泛用于合成聚丙烯、丙烯醛等工业领域。回答下列问题:
(1)丙烷无氧脱氢法制备丙烯的反应为 。科学上规定:在298.15K时,由最稳定的单质生成1mol化合物时的焓变,叫作该物质的标准摩尔生成焓();最稳定的单质的标准摩尔生成焓为零。
已知:部分物质的标准摩尔生成焓数据如表:
物质
-104
19.8
则上述反应的_______。
(2)时,将充入某刚性密闭容器中,在催化作用下发生无氧脱氢反应。用压强传感器测出容器内体系压强随时间的变化关系如表所示:
时间/min
0
60
120
180
240
300
360
压强/kPa
100
136
163
178
180
180
180
①已知:。0~60min内,用的分压变化表示上述脱氢反应的平均速率为_______。
②时,反应的平衡常数_______kPa。
(3)丙烷在有氧气参与的条件下也可以发生脱氢反应:。下列说法正确的是_______(填序号)。
A.相对于丙烷直接催化脱氢法,有氧气催化脱氢,反应更容易进行
B.相同条件下,氢气、丙烯、丙烷三种气体中,还原性最强的是氢气
C.恒温恒容条件下,当混合气体的密度不再随时间改变时,说明反应达到限度
D.通入更多的氧气,有利于提高丙烷转化率,提高丙烯的产率
(4)甲醇催化也可以制取丙烯,其反应为。
①该反应的阿伦尼乌斯经验公式的实验数据如图中直线a所示,已知阿伦尼乌斯经验公式为(为活化能,为速率常数,和为常数)。则该反应的活化能_______。
②下列措施能使速率常数k增大的是_______(填序号)。
a.升高温度 b.增大压强 c.增大
③当改变外界条件时,实验数据如上图中的直线b所示,则实验可能改变的外界条件是_______。
【答案】(1)+123.8
(2) 0.6 320
(3)AB
(4) 31.0 a 使用更高效的催化剂
【详解】(1)根据标准摩尔生成焓的定义,可得生成物的标准摩尔生成焓总和-反应物的标准摩尔生成焓总和;
故答案为:+123.8;
(2)①起始时容器中只有,压强为100kPa,设60min时反应生成的分压为,根据反应知此时的分压为、的分压为,60min时容器内气体总压强,得,则0~60min内,;
故答案为:0.6;
②时,丙烷无氧脱氢反应在240min时达到平衡状态,平衡时气体总压强为180kPa,设平衡时生成的分压为,则此时的分压为,的分压为,平衡时容器内气体总压强为,得,即,,;
故答案为:320;
(3)A.有氧气参与的丙烷催化脱氢反应,氢气被氧气氧化生成水时放热,能为脱氢提供能量,反应更容易进行,A正确;
B.体系中含有氢气、丙烯、丙烷三种气体,结合反应,可知相同条件下,氢气更容易被氧化,其还原性更强,B正确;
C.恒温恒容条件下,容器容积不变,气体总质量也不变,混合气体的密度为定值,故当混合气体的密度不再随时间改变时,不能说明反应达到限度,C错误;
D.通入更多的氧气,过量氧气可能将丙烯、丙烷氧化,反而不利于提高丙烷转化率和丙烯的产率,D错误;
故答案为:AB;
(4)①将直线a上两点坐标数据代入,可得方程组,解得;
故答案为:31;
②由可知,升高温度可使速率常数k增大,a正确;
故答案为:a;
③结合题图可知甲醇催化反应的阿伦尼乌斯经验公式为直线方程,为直线的斜率,时直线斜率增大,即活化能减小,改变的条件可能是使用了更高效的催化剂;
故答案为:使用更高效的催化剂。
(二)选考题:共15分。请考生在第35、36题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计。
35.(15分)磷、碳、氢等非金属及其化合物用途广泛。试回答下列问题。
(1)白磷(P4)在氯气中燃烧可生成PCl3和PCl5。
①形成PCl5时,P原子的一个3s电子激发入3d轨道后参与成键,该激发态的价电子排布式为___________。
②研究表明,在加压条件下PCl5于148℃液化时能发生与水类似的自耦电离,形成一种能导电的熔体,其电离方程式为 ___________ ,产生的阳离子的空间结构为___________;N和P都有+5价,但NCl5不存在,从原子结构的角度分析其原因:___________。
(2)分子中的大π键可用符号表示,其中m代表参与形成大π键的原子数,n代表参与形成大键的电子数(如苯分子中的大π键可表示为 )。一种观点认为,苯酚羟基中的O原子是sp2杂化则苯酚中的大π键可表示为___________ ,一定在同一平面上的原子有___________个;乙醇显中性而苯酚显酸性的原因是:在大π键中氧的p电子云向苯环转移,___________。
(3)镍镧合金(LaNin)具有很强的储氢能力,其晶胞结构如图所示,其中n=___________。 已知晶胞体积为9.0 ×10 -29 m3,若储氢后形成LaNinH5.5(氢进入晶胞空隙,晶胞体积不变),则氢在合金中的密度为___________g·cm-3(保留1位小数)。
【答案】(1) 3s13p23d1 PCl5PCl+PCl 正四面体形 P原子半径大,且有可以利用的3d空轨道采取sp3d杂化,N原子半径小且没有可以利用的d空轨道
(2) 13 使O原子上的电子云密度降低,O、H间的结合力减弱,易离解出H+
(3) 5 0.1
【详解】(1)①磷元素的原子序数为15,价电子排布式为3s23p3,由形成五氯化磷时,磷原子的一个3s电子激发入3d轨道后参与成键可知,激发态的价电子排布式为3s13p33d1,故答案为:3s13p33d1;
②由题意可知,五氯化磷发生与水类似的自耦电离电离出PCl和PCl,电离方程式为PCl5PCl+PCl,PCl离子中价层电子对数为4、孤对电子对数为0,则离子的空间结构为正四面体形;位于同一主族的磷原子的原子半径大于氮原子,磷原子可以利用3d空轨道采取sp3d杂化与氯原子形成五氯化磷,而氮原子没有可以利用的d空轨道,所以N和P都有+5价,但NCl5不存在,故答案为:PCl5PCl+PCl;正四面体形;P原子半径大,且有可以利用的3d空轨道采取sp3d杂化,N原子半径小且没有可以利用的d空轨道;
(2)若苯酚羟基中的氧原子的杂化方式为sp2杂化,未参与杂化的2个p电子与苯环上6个碳原子中未参与杂化的6个p电子形成大π键,则分子中的13个原子一定在同一平面上;乙醇显中性而苯酚显酸性的原因是在大π键中氧原子的p电子云向苯环转移,使羟基中氧原子上的电子云密度降低,氧原子和氢原子间的结合力减弱,易离解出氢离子,故答案为:;13;使O原子上的电子云密度降低,O、H间的结合力减弱,易离解出H+;
(3)由晶胞结构可知,晶胞中位于面上和体心的镍原子个数为8×+1=5,由储氢后形成LaNinH5.5可知,晶胞中氢原子的质量为g,则氢在合金中的密度为≈0.1g/cm3,故答案为:5;0.1。
36.(15分)有机化合物G是一种应用广泛的高分子膜材料,其合成路线如图:
已知:RCOOR1+R2OHRCOOR2+R1OH
回答下列问题:
(1)化合物B分子式______;有机物D的名称为______;化合物E的结构简式为______。
(2)试剂X中含有的官能团名称为_____;B→C的反应类型为_____,该流程中设计A→B,C→D的目的_____。
(3)F→G的化学方程式为______。
(4)(D)的同分异构体(M),其沸点M_____D(填“高于”或“低于”)。
(5)有机物B的同分异构体有多种,满足下列条件的有_____种;其中核磁共振氢谱中有4组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶6的结构简式为______(写出一种)。
①分子中除苯环外不含其他环
②能发生水解反应
③能发生银镜反应
【答案】(1) C9H10O2 4-羟基苯甲酸(对羟基苯甲酸)
(2) 羟基、羧基 氧化反应 保护酚羟基
(3)n+(n-1)H2O
(4)低于
(5) 14 或
【分析】与在硫酸存在条件下发生取代反应产生B:,B与酸性KMnO4溶液反应
产生C:,C在酸性条件下发生酯的水解反应产生D:,D与CH3OH在浓硫酸作用下加热,发生酯化反应产生分子式是C8H8O3的物质E:,E与试剂X在催化剂存在条件下发生酯交换反应产生F:,根据E、F结构简式,可知X是HOCH2COOH,F分子中含有-OH、-COOH,在一定条件下发生缩聚反应产生高聚物G。
【详解】(1)由分析可知,化合物B分子式;有机物D的名称为4-羟基苯甲酸(对羟基苯甲酸);化合物E的结构简式为;
(2)根据上述分析可知X是HOCH2COOH,其中所含官能团的名称是羟基、羧基;
B→C的反应为甲基被酸性高锰酸钾氧化为羧基,属于氧化反应;该流程中A→B中羟基转化为酯基、C→D中酯基水解转化为羟基,其目的保护酚羟基;
(3)F分子中含有-OH、-COOH,在一定条件下发生缩聚反应产生高聚物G,反应为:n+(n-1)H2O
(4)(M)形成分子内氢键,(D)形成分子间氢键,导致后者更高,故沸点M小于D;
(5)有机物B结构简式是,其同分异构体满足条件:①分子中除苯环外不含其他环;②能发生水解反应,说明含有酯基;③能发生银镜反应,说明含有醛基,因此含有甲酸酯基:
一取代有2种:、;
二取代有6种:、、、、、;
三取代有6种:、、、、、;
共14种不同结构;其中核磁共振氢谱中有4组峰且峰面积之比为1:1:2:6的结构简式为或。
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