四川省泸县第一中学2023-2024学年高三上学期10月月考理综化学试题(Word版附解析)
展开注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.考试时间150分钟,满分300
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 S32 Cl35.5 K39 Ti48 Fe56 I127
一、选择题:本题共13个小题,每小题6分,共78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. 化学与生产、生活、科技息息相关。下列说法错误的是
A. 铁粉和碳粉混合物常用作食品干燥剂和脱氧剂
B. 液氢液氧火箭发动机工作时发生氧化还原反应
C. 天和核心舱建造使用了钛合金和铝合金
D. 锅炉用水中加入氯化铁可使硬水软化
【答案】D
【解析】
【详解】A.铁粉和碳粉混合物可形成原电池原理,加快铁与氧气反应,同时能消耗水,常用作食品干燥剂和脱氧剂,故A正确;
B.氢气和氧气发生燃烧反应,为氧化还原反应,故B正确;
C.钛合金和铝合金具有优良的机械性能,可用作制造空间站核心舱,故C正确;
D.硬水软化需除去水中大量的钙离子和镁离子等,氯化铁与这些离子不能反应,故不能使硬水软化,故D错误;
故选:D。
2. 向盛有硫酸铜水溶液的试管里加入氨水,首先形成难溶物,继续添加氨水,难溶物溶解得到深蓝色的透明溶液。下列对此现象说法正确的是
A. 反应后溶液中不存在任何沉淀,所以反应前后Cu2+的浓度不变
B. 沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+
C. 向反应后的溶液加入乙醇,溶液没有发生变化
D. 在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+给出孤对电子,NH3提供空轨道
【答案】B
【解析】
【详解】A.反应后Cu2+变[Cu(NH3)4]2+,故A错误;
B.沉淀溶解后,将生成深蓝色的配合离子[Cu(NH3)4]2+,故B正确;
C.该[Cu(NH3)4]2+在乙醇的中溶解度小,向反应后的溶液加入乙醇,会有晶体析出,故C错误;
D.在[Cu(NH3)4]2+离子中,Cu2+提供空轨道,NH3分子中N原子给出孤对电子,故D错误;
选B。
3. 下列实验操作和实验现象不相匹配的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.将一小块钠投入硫酸铜溶液中,Na与溶液中的H2O反应产生NaOH、H2,NaOH与CuSO4发生复分解反应产生Cu(OH)2沉淀和Na2SO4,因此看到反应,有气泡冒出,产生蓝色沉淀,A正确;
B.将Na2O2加入适量水中,Na2O2与H2O反应产生NaOH、O2,NaOH是碱,能够使酚酞溶液变为红色,但由于Na2O2具有强氧化性,又会将红色物质氧化变为无色物质,因此看到溶液先变红后褪色,有气泡产生,B正确;
C.重铬酸钾在溶液中存在化学平衡:+H2O2+2H+,向该溶液中滴加几滴浓硫酸,溶液中c(H+)增大,平衡逆向移动,导致溶液橙色变深,C错误;
D.铜与氯气在点燃条件下反应生成氯化铜,物质颜色为棕黄色,因此产生棕黄色的烟,D正确;
故合理选项是C。
4. 2022年诺贝尔化学奖颁给了研究“点击化学”的三位化学家。一种点击化学标记试剂的结构如图所示。已知标记试剂可发生点击反应,下列关于该物质的叙述正确的是
A. 分子式为B. 所有C、O、N三种原子可能共平面
C. 可发生加成反应,不能发生取代反应D. 虚线框内的基团能够发生点击反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由题干分子结构简式可知,该化合物的分子式为C19H15NO3,A错误;
B.由题干分子结构简式可知,N原子周围形成了3个C-N单键,则N原子还有1对孤电子对,即该N原子采用sp3杂化,形成三角锥形结构,则不可能所有C、O、N三种原子共平面,B错误;
C.由题干分子结构简式可知,该有机物中含有碳碳三键、苯环,故可与H2等发生加成反应,同时含有酰胺键和羧基,以及苯环上都能发生取代反应,C错误;
D.由题干信息可知,该化合物是一种点击化学标记试剂,且标记试剂可发生点击反应,则虚线框内的基团能够发生点击反应,D正确;
故答案为:D。
5. 一种由短周期主族元素组成的化合物结构如图所示。其中X、Y、Z简单离子的核外电子排布相同,X、E同主族,且二者能形成一种具有漂白性的物质。下列说法错误的是
A. 氢化物的稳定性:X>Y>E
B. ZY的水溶液pH>7
C. Z与X、E都能形成既含离子键又含共价键的化合物
D. 该化合物除元素E外最外层都满足8e-稳定结构
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】W为C、X为O、Y为F、Z为Na、E为S。
A.氢化物的稳定性:Y>X>E,选项A错误;
B.ZY的水溶液这种。氟离子水解,所以溶液pH>7,选项B正确;
C.Na与O、S能形成Na2O2、Na2S2,既含离子键又含共价键,选项C正确;
D.根据图可知,硫元素周围有两根双键,两根单键,不满足8e-稳定结构,其他元素最外层都满足8e-稳定结构,选项D正确;
答案选A。
6. 在两只锥形瓶中分别加入浓度均为l ml•L-1的盐酸和NH4Cl溶液,将温度和pH 传感器与溶液相连,往瓶中同时加入过量的质量、形状均相同的镁条,实验结果如下图。关于该实验的下列说法,正确的是
A. P点溶液:c(NH4+) + 2c(Mg2+) >c(Cl-)
B. 反应剧烈程度:NH4Cl >HCl
C. Q点溶液显碱性是因为MgCl2发生水解
D. 1000s后,镁与NH4Cl溶液反应停止
【答案】A
【解析】
【分析】浓度均为l ml•L-1的盐酸和NH4Cl溶液中加入过量的质量、形状均相同的镁条,反应的实质都是Mg+2H+==Mg2++H2↑,从图中可以看出,反应初期,盐酸与镁反应速率快,放出的热量多。反应一段时间后,NH4Cl溶液的pH迅速上升,然后基本恒定;盐酸溶液的pH缓慢上升,当反应时间接近3000s时,pH才迅速上升,然后保持恒定。
【详解】A.从图中可以看出,P点溶液的pH>7,此时c(OH-)>c(H+);依据电荷守恒可知,c(NH4+) + 2c(Mg2+)+c(H+)=c(Cl-)+ c(OH-),所以c(NH4+) + 2c(Mg2+) >c(Cl-),A正确;
B.镁与盐酸反应,溶液温度迅速升高,并达最高点,反应放出的热量多,所以反应剧烈程度:HCl >NH4Cl,B不正确;
C.MgCl2水解时,溶液显酸性,所以Q点溶液显碱性不是MgCl2发生水解所致,C不正确;
D.1000s后,镁与NH4Cl溶液反应温度仍在缓慢上升,溶液的pH仍在缓慢增大,说明反应仍在正向进行,D不正确;
故选A。
7. 以柏林绿Fe[Fe(CN)6]为代表的新型可充电钠离子电池,其放电工作原理如图所示。下列说法错误的是
A. 放电时,正极反应为Fe[Fe(CN)6]+2e-+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6]
B. 充电时,M箔接电源的负极
C. 充电时,Na+通过交换膜从左室移向右室
D. 外电路中通过0.2ml电子时,负极质量变化为2.4g
【答案】B
【解析】
【分析】
【详解】A.根据工作原理,Mg失电子作负极,M作正极,正极反应式为Fe[Fe(CN)6]+2e-+2Na+=Na2Fe[Fe(CN)6],A项正确;
B.充电时,电池的负极接电源的负极,电池的正极接电源的正极,即M箔接电源的正极,B项错误;
C.充电时该装置作电解池,电解池工作时阳离子移向阴极,Na+应从左室移向右室,C项正确;
D.负极上应是2Mg-4e-+2Cl-=[Mg2Cl2]2+,当电路中通过0.2ml电子时,消耗0.1mlMg,质量减少2.4g,D项正确;
答案选B。
三、非选择题:共174分。第22~32题为必考题,每个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. 化学兴趣小组对某品牌牙膏中的摩擦剂成分及其含量进行以下探究:
已知:该牙膏摩擦剂由碳酸钙、氢氧化铝组成;牙膏中的其它成分与NaOH和盐酸均不反应。
I.摩擦剂中氢氧化铝的定性检验。取适量牙膏样品于烧杯中,加水充分搅拌后过滤,滤渣中加入过量NaOH溶液,过滤,向滤液中通入过量CO2有白色沉淀生成。
(1)在上述操作中,需要用到图中的实验仪器有______(选填编号)
(2)氢氧化铝与NaOH溶液反应的离子方程式为______,有同学认为滤液中通CO2后有白色沉淀生成不能证明摩擦剂中一定含有Al(OH)3,若要进一步证明含Al(OH)3,需要补充的操作是______(写出操作、现象和结论)。
Ⅱ.牙膏样品中碳酸钙的定量测定。利用如图所示装置(图中夹持仪器略去)进行实验,充分反应后,测定C中生成的BaCO3沉淀质量,以确定碳酸钙的质量分数。
依据实验过程回答下列问题:
(3)装置A中发生反应的离子方程式为______,反应结束后,还要持续通一段时间空气的目的是______。
(4)下列各项措施中,能提高测定准确度的是______(选填编号)。
a.把盐酸换成不具有挥发性的硫酸
b.在A~B之间增添盛有浓硫酸的干燥装置
c.滴加盐酸不宜过快
d.在B~C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置
(5)实验中准确称取8.0 g样品三份,进行三次测定,测得生成BaCO3平均质量为1.97 g。则样品中碳酸钙的质量分数为______。
【答案】 ①. BCD ②. Al(OH)3+OH-=+2H2O ③. 将沉淀过滤洗涤,然后向其中加入适量盐酸,若沉淀溶解,无气泡产生,说明含有Al(OH)3,否则不含有Al(OH)3; ④. CO2+2OH-=+H2O ⑤. 使反应产生的二氧化碳气体全部被装置C中的氢氧化钡溶液吸收 ⑥. c ⑦. 12.5%
【解析】
【分析】I.将适量牙膏放入烧杯中,加水充分搅拌后过滤,使难溶性物质与可溶性物质分离,然后向滤渣中加入过量 NaOH溶液,Al(OH)3反应产生可溶性NaAlO2,CaCO3不能溶解,过滤后滤液中含有NaAlO2及过量NaOH,向其中通入足量CO2气体,NaOH变为NaHCO3,NaAlO2变为Al(OH)3,结合物质的溶解性判断产生沉淀的成分;
Ⅱ.实验通过C装置生成的碳酸钡的质量测定二氧化碳的质量,进而计算牙膏中碳酸钙的质量分数。实验前先通入空气,排出装置中的空气,A可以除去空气中的CO2,B中盐酸与CaCO3反应产生CO2气体,气体进入C与Ba(OH)2反应产生BaCO3沉淀,装置D可以防止空气中CO2与Ba(OH)2反应,实验结束后,再通入空气,把生成的CO2气体全部排入C中,使之完全转化为BaCO3沉淀。
【详解】I.(1)牙膏与水混合,充分搅拌过滤时使用的仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故需要使用的实验仪器序号为BCD;
(2)Al(OH)3是两性氢氧化物,能够与强酸、强碱发生反应,Al(OH)3与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2O,该反应的离子方程式为Al(OH)3+OH-=+2H2O;
若摩擦剂中无Al(OH)3,向加入NaOH后的滤液中通入足量CO2气体,发生反应:NaOH+CO2=NaHCO3,若产生的NaHCO3比较多,而其溶解度又比较小,则产生的沉淀可能是NaHCO3沉淀;若摩擦剂中含有Al(OH)3,Al(OH)3与NaOH反应变为可溶性物质NaAlO2,此时的滤液中含有过量NaOH及反应产生的NaAlO2,再向该滤液中通入足量CO2气体时,NaOH先发生反应产生Na2CO3,然后发生反应Na2CO3+CO2+H2O=2NaHCO3,NaAlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+NaHCO3,则此时产生的沉淀可能是Al(OH)3、NaHCO3的混合物,故有同学认为滤液中通CO2后有白色沉淀生成不能证明摩擦剂中一定含有Al(OH)3,若要进一步证明含Al(OH)3,可将该沉淀过滤出来洗涤干净,向其中加入适量盐酸,若沉淀溶解,无气泡产生,说明含有Al(OH)3,否则不含有Al(OH)3;
Ⅱ.(3)装置A的作用是吸收空气中CO2,发生反应产生Na2CO3,该反应的离子方程式为:CO2+2OH-=+H2O;反应结束后,还要持续通一段时间空气的目的是将反应产生的CO2气体全部排入装置C中,与Ba(OH)2溶液反应产生BaCO3沉淀,以减小实验误差;
(4) a.若把盐酸换成不具有挥发性的硫酸,CaCO3与硫酸反应产生微弱性CaSO4覆盖在CaCO3表面,使反应不能进一步发生,导致测定准确度偏低,a不符合题意;
b.B、C中的反应均是在溶液中进行,因此不需要干燥装置,若在A~B之间增添盛有浓硫酸的干燥装置,不能提高实验测定准确度,b不符合题意
c.若滴加盐酸过快,则生成CO2过快,C中CO2不能全部被Ba(OH)2溶液吸收,所以滴加盐酸不宜过快可以使CO2被充分吸收,从而可提高实验准确度,c符合题意;
d.若在B~C之间增添盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置,挥发的HCl进入盛有饱和碳酸氢钠溶液的洗气装置反应生成CO2气体,则在C中被氢氧化钡吸收的CO2偏多,会使测定准确度偏低,d不符合题意;
故合理选项是c;
(5)BaCO3质量为1.97 g,则n(BaCO3)==0.01 ml,根据C元素守恒可知在8.0 g样品中含有CaCO3的物质的量是0.01 ml,其质量m(CaCO3)=0.01 ml×100g/ml=1.0 g,所以样品中碳酸钙的质量分数为×100%=12.5%。
9. 硫酸铅( PbSO4) 广泛应用于制造铅蓄电池、白色颜料等。工业生产中利用方铅矿(主要成分为 PbS, 含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2 ) 制备PbSO4的工艺流程如图:
已知:
i. PbCl2难溶于冷水,易溶于热水
ii. PbCl2 (s) + 2 Cl- ( aq ) PbCl42-( aq ) △H> 0
iii.Ksp(PbSO4) =1. 08 ×10-8 , Ksp(PbC12) = 1. 6× 10 -5
(1)“浸取”过程中盐酸与MnO2、P bS 发生反应生成PbCl2和S 的化学方程式为______________,加入NaCl 的目的是__________________。
(2)沉降操作时加入冰水的作用是_______________________。
(3) 20°C 时 ,PbCl2 ( s) 在不同浓度盐酸中的最大溶解量( g • L-1 ) 如图所示。下列叙述正确的是_____________(填字母)
A 盐酸浓度越小,Ksp(PbC12)越小
B.x、y 两点对应的溶液中c( Pb2+ )不相等
C 当盐酸浓度为1 ml• L-1时,溶液中c( Pb2+)一定最小
D. 当盐酸浓度小于1 ml• L-1时 ,随 HCl 浓度增大,P bCl2溶解量减少是因为 Cl-浓度增大使 PbCl2溶解平衡逆向移动
(4)调 pH 的目的是__________,PbC12 “转化”后得到 PbSO4, 当c (Cl-)= 0.100ml/L 时 ,c( SO42-) =________________。
(5)滤液 a 经过处理后可以返回到______工序循环使用。利用制备的硫酸铅与氢氧化钠反应制备目前用量最大的热稳定剂--三盐基硫酸 (3 PbO•PbSO4•H2O) ,写出该反应的化学方程式 _____________________.
【答案】 ①. MnO2 + PbS +4HCl =PbCl2+ S + MnCl2+ 2H2O ②. 增大c( Cl- ) 浓度,平衡ii 向右移动, 增大PbCl2溶解性(或将难溶的PbCl2 转化为 PbCl42-溶入水中,增大PbCl2 溶解性) ③. PbCl2 难溶于冷水,降低PbCl2的 溶解度,便于PbCl2 析出晶体 ④. BD ⑤. 使 Fe3+ 沉淀而除去 ⑥. 6. 75 × 10-6 ⑦. 浸取 ⑧. 4PbSO4+ 6 NaOH=3 PbO • PbSO4•H2O + 3Na2SO4 +2 H2O
【解析】
【分析】方铅矿精矿(主要成分为PbS,含有FeS2等杂质)和软锰矿(主要成分为MnO2)中加入稀盐酸,盐酸与MnO2、PbS发生反应生成PbCl2和S,MnO2被还原成Mn2+,加入的NaCl可促进反应PbCl2(s)+2Cl-(aq)⇌PbCl42-(aq)平衡正向移动使更多的Pb元素存在于溶液中;加入Fe2O3溶液调节溶液pH,使铁离子转化成氢氧化铁沉淀除去,然后过滤;PbCl2难溶于冷水,将滤液冷水沉降过滤得到PbCl2晶体,之后加入稀硫酸发生沉淀转化,生成硫酸铅晶体,过滤得到晶体烘干得到硫酸铅粉末,滤液a中主要成分为HCl。
【详解】(1)根据题意可知该过程中MnO2将PbS2中的S元素氧化成S单质,锰元素被还原成Mn2+,根据电子守恒和元素守恒可得方程式为MnO2+PbS+4HClPbCl2+S+MnCl2 +2H2O;加入NaCl 的目的是增大c( Cl- ) 浓度,平衡ii 向右移动, 增大PbCl2溶解性(或将难溶的PbCl2 转化为 PbCl42-溶入水中,增大PbCl2 溶解性);
(2)温度降低,PbC12+2C1-PbC142-平衡左移,使PbC142-转化为PbC12,便于析出PbC12晶体(或PbC12难溶于冷水,降低PbC12的溶解度,便于析出PbC12晶体),所以沉降时加入冰水;
(3)PbCl2是微溶化合物,溶于水存在平衡:PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl-(aq),由图象可知在浓度为1ml/L时溶解量最小;结合题目所给信息可知,小于1ml/L时,主要是电离出氯离子抑制氯化铅的溶解,大于1ml/L时,可发生PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq),而促进溶解。
A.Ksp(PbCl2)只受温度的影响,温度不变,则Ksp(PbCl2)不变,故A错误;
B.根据分析可知x、y两点对应的溶液中的溶质不同,所以c(Pb2+)不相等,故B正确;
C.根据分析可知当盐酸浓度大于1ml/L之后,主要发生反应:PbCl2(s)+2Cl-(aq)PbCl42-(aq),所以此时c(Pb2+)不一定最小,故C错误;
D.根据分析可知盐酸浓度小于1ml·L-1时,主要存在平衡PbCl2(s)Pb2+(aq)+2Cl-(aq),氯离子的增多使平衡逆向移动,故D正确;
综上所述选BD;
(4)调节pH的主要目的是使Fe3+转化为沉淀,从而除去;
沉淀转化的方程式为PbCl2(s)+SO42-(aq)⇌PbSO4(s)+2Cl-(aq),该反应的平衡常数K=,所以当c(Cl-)=0.1ml/L时,c(SO42-)=6.75×10-6ml/L;
(5)发生沉淀转化后,滤液a中的主要溶质为HCl,所以经处理后可以返回到浸取工序循环使用;反应物有PbSO4和NaOH,生成中有3PbO·PbSO4·H2O ,根据元素化合价的变化可知该反应不是氧化还原反应,根据元素守恒可得方程式:4PbSO4+6NaOH=3PbO·PbSO4·H2O+3Na2SO4+2H2O。
10. 将CO2应用于生产清洁燃料甲醇,既能缓解温室效应的影响,又能为能源的制备开辟新的渠道,其合成反应为CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。回答下列问题:
(1)如图为CO2平衡转化率和温度、压强的关系,其中压强分别为3.0MPa、4.0MPa和5.0MPa。据图可知,该反应为_______________反应(填“放热”或“吸热")。设CO2的初始浓度为cml•L-1,根据5.0MPa时的数据计算该反应的平衡常数K(240k)=_______________ (列出计算式即可)。若在4.0MPa时减小投料比,则CO2的平衡转化率曲线可能位于II线的_______________(填“上方”或“下方”)。
(2)利用二氧化碳制得的甲醇还可以制取甲胺,其反应原理为CH3OH(g)+NH3(g)CH3NH2(g)+H2O(g)△H。已知该反应中相关化学键的键能数据如下
则该反应的△H=_______________k.J•ml-1 。
(3)已知:①CO(g)+NO2(g)CO2(g)+NO(g) △H1=-226kJ•rnl-1
②N2(g)+2O2(g)2NO2(g)△H2=+68kJ•ml-1
③N2(g)+O2(g)2NO(g) △H3=+183kJ•ml-1
则:2CO(g)+2NO(g)2CO2(g)+N2(g) △H=_______________kJ•ml-1。
(4)一定温度下,下列措施一定能加快反应CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)的速率的是_______________(填选项字母)。
A.及时移去甲醇 B.改进催化剂 C.提高反应物浓度 D.增大容器压强
(5)甲烷重整可选氧化物NiO- Al2O3作为催化剂,工业上常用Ni(NO3)2、Al(NO3)3混合液加入氨水调节pH=12(常温),然后将浊液高压恒温放置及煅烧等操作制备该催化剂。加入氨水调节pH=12时,c(Ni2+)为_______________。[已知:Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16]
【答案】 ①. 放热 ②. ③. 上方 ④. -12 ⑤. -750 ⑥. BC ⑦. 5×10-2 ml·L-1
【解析】
【详解】(1)根据图象,随着温度的升高,CO2的转化率降低,说明升高温度平衡向逆反应方向移动,根据勒夏特列原理,推出该反应的正反应是放热反应:反应为气体体积减小的反应,作等温线,增大压强,平衡向正反应方向移动,CO2的转化率增大,I为5.0MPa下进行的曲线,240K时CO2的转化率为0.8,则可列三段式为
根据化学平衡常平数的表达式K= ;根据上述分析,II曲线代表4.0MPa下进行的曲线,减小投料比,相当于增大H2的量,CO2的量不变,平衡向正反应方向进行,CO2的转化率增大,即CO2的平衡转化曲线可能位于II曲线的上方,故答案为:放热;;上方;
(2)反应热等于反应物总键能减去生成物总键能,故△H =351 kJ/ml +393 kJ/ml -293 kJ/ml -463kJ/ml=-12kJ/ml,故答案为:-12;
(3)由盖斯定律:①×2+②-③×2可得:2CO(g)+2NO(g) 2CO2(g)+N2(g)△H=-750kJ•ml-1,故答案为:-750;
(4)A.及时移去甲醇,则生成物的浓度减小,反应速率减慢,故A错误;
B.改进催化剂能加快反应速率,故B正确;
C.提高反应物浓度,反应物浓度增大,则反应速率加快,故C正确;
D.若缩小体积而使容器压强增大,则反应速率加快,若通入惰性气体使容器压强增大,则反应速率不变,故D错误;
综上所述,答案为:BC;
(5)pH=12,c(OH-)=0.01ml·L-1,Ksp[Ni(OH)2]=5×10-16,c(Ni2+)=,故答案为:5×10-2 ml·L-1。
(二)选考题:共45分。请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答。如果多做,则每学科按所做的第一题计分。
[化学——选修3:物质结构与性质]
11. 铬是一种应用广泛的金属材料。请回答下列问题:
(1)基态铬的价电子排布式为_____________,其单电子数目为______________。
(2)Cr(NH3)3F3中所含非金属元素的电负性由大到小的顺序是_______________。
(3)NH3中N的价层电子对数为____________,已知Cr(NH3)3F3中Cr的配位数为6,Cr的配位原子是_____________,NH3与Cr3+成键后,N的杂化类型为 ____________。
(4)Cr(NH3)3F3固体易升华,其熔沸点均较NaCl 低很多,其原因是________________。
(5)将Cr(NH3)3F3在充足氧气中灼烧有Cr2O3生成,从Cr2O3晶体中取出的具有重复性的六棱柱结构如图所示,已知Cr2O3的摩尔质量为Mg/ml,晶体的密度为ρg/cm3,六棱柱的体积为Vcm3。六棱柱结构内部的小白球代表________(填“铬离子”或“氧离子”)阿伏加 德罗常数NA =___________ml-1(用含M,V,ρ的代数式表示)。
【答案】 ①. 3d54s1 ②. 6 ③. F>N>H ④. 4 ⑤. N和F ⑥. sp3杂化 ⑦. Cr(NH3)3F3为分子晶体,NaCl为离子晶体,分子间作用力远远小于离子键 ⑧. 铬离子 ⑨.
【解析】
【详解】(1)Cr为24号元素,其核外电子排布为1s22s22p63s23p64s13d5,则其价电子排布为3d54s1,其中3d和4s轨道上的电子均为单电子,因此单电子数为6;
(2)同周期自左而右,电负性增大,电负性F>N;H元素与F、N元素化合时,H元素表现正化合价,H元素的电负性比F、N元素小,故电负性F>N>H;
(3)NH3中N的价层电子对数=;
由Cr配位数为6知,该物质为配盐(无外界),所以N和F均为配位原子;
NH3中孤电子对在与Cr成键时,N的价层电子对数不变,所以杂化类型不变,N的杂化类型为sp3;
(4)由Cr(NH3)3F3易升华可知,其熔沸点较低,应为分子晶体,而NaCl为离子晶体,离子键
强于分子间作用力,所以NaCl熔沸点高很多;
(5)由图示可知,该六棱柱中白色小球有4个,均为六棱柱所有;在六棱柱的顶点有12个黑色小球,为6个六棱柱所有;上下的面心有2个黑色小球,为2个六棱柱所有,在六棱柱内部还有3个黑色小球,则六棱柱中黑色小球共有个,白色小球和黑色小球的比例为4:6=2:3,根据化学式Cr2O3,可知白色小球为铬离子;
根据计算六棱柱中有4个Cr和6个O,则其质量,则晶体密度,则。
[化学——选修5:有机化学基础]
12. 化合物G是重要的药物中间体,合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的分子式为_________。
(2)B中含氧官能团的名称为_________。
(3)D→E的反应类型为_________。
(4)已知B与(CH3CO)2O的反应比例为1:2,B→C的反应方程式为_________。
(5)路线中②④的目的是_________。
(6)满足下列条件的B的同分异构体有_________种(不考虑立体异构)。
①苯环上只有2个取代基
②能与FeCl3溶液发生显色反应且能发生银镜反应
写出其中核磁共振氢谱为五组峰的物质的结构简式为_________。
(7)参考上述合成线路,写出以1-溴丁烷、丙二酸二乙酯、尿素[CO(NH2)2]为起始原料制备的合成线路(其它试剂任选)_________。
【答案】 ①. C8H8O2 ②. 羰基、羟基 ③. 取代反应(或水解反应) ④. ⑤. 保护酚羟基 ⑥. 12 ⑦. ⑧.
【解析】
【详解】(1)由A()可知其分子式为:C8H8O2;
(2)B()中含氧官能团为羰基、酚羟基;
(3)对比D与E的结构可知,D中酯基均转化为羟基,说明该反应为取代反应(或水解反应);
(4)对比B与C的结构,联系反应物可知,B与(CH3CO)2O与羟基中H和Cl原子发生取代反应,其断键位置位于(CH3CO)2O中酯基的C-O键,其反应方程式为:;
(5)②将酚羟基反应为其它不易发生氧化反应的原子团,④将原子团生成酚羟基,由此可知,步骤②④的目的是保护酚羟基;
(6)能与FeCl3溶液发生显色反应且能发生银镜反应,说明有机物中含有酚羟基、醛基,B的不饱和度为5,此要求下的结构中苯环与醛基已将不饱和度占用,因此其它原子团均为饱和原子团,该有机物基本框架为,其中R为烷烃基,因此满足要求的结构有:结构有:、、、,另外与酚羟基存在位置异构,一共有4×3=12种结构;核磁共振氢谱为五组峰说明苯环具有对称结构,因此该物质为:;实验操作
实验现象
A
将一小块钠投入硫酸铜溶液中
有气泡冒出,产生蓝色沉淀
B
将Na2O2加入适量水中,滴入几滴酚酞
溶液先变红后褪色,有气泡产生
C
向重铬酸钾溶液中滴加几滴浓硫酸
随着浓硫酸加入,溶液颜色变浅
D
将铜丝在盛满氯气的烧瓶中点燃
烧瓶中充满棕黄色的烟
共价键
C—O
H—O
N—H
C—N
键能/k.J•ml-1
351
463
393
293
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