合肥市2022届高三下期二模化学试卷及答案
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理科综合化学试题
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、考籍号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
5.考试结束后,只将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cu-64 Zn-65 Se-79
第I卷(选择题)
一、选择题:本题共7个小题,每小题6分。共42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. 化学与生活、生产、科技密切相关,下列说法正确的是
A. 水晶、石英玻璃都是二氧化硅晶体
B. 为消杀奥密克戎病毒,家庭中可将“84”消毒液和洁厕灵混用
C. 利用钛合金具有耐腐蚀、耐高压的特性,可制造深海载人舱的壳体
D. 非遗文化“北京绢人”技术制作的娃娃能用加酶洗涤剂清洗
【答案】C
【解析】
【详解】A.水晶、石英玻璃主要成分都是SiO2,前者是二氧化硅晶体,而石英玻璃不是二氧化硅晶体,属于非晶体,A错误;
B.若将“84”消毒液(主要成分为次氯酸钠)和洁厕灵(主要成分为盐酸)混合使用,二者会发生氧化还原反应产生有毒气体Cl2,因此二者不能混合使用,B错误;
C.钛合金具有耐腐蚀、耐高压的特性,可利用其这些性质用钛合金制造深海载人舱的壳体,C正确;
D.非遗文化“北京绢人”主要成分是蛋白质,蛋白质在酶的作用下会发生水解反应变为氨基酸,因此其制作的娃娃不能用加酶洗涤剂清洗,D错误;
故合理选项是C。
2. 化合物X常作中间体合成高效药物,下列有关X的说法错误的是
A. X在酸性或碱性溶液中均可发生反应
B. 所有碳原子可能共平面
C. 该化合物的分子式为C23H24O5
D. 1molX最多可与10molH2发生加成反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中含有酯基,酯基在酸性或者碱性条件下都可以水解,A正确;
B.苯环、碳碳双键、—COOC—为平面结构,则所有碳原子可能共平面,B正确;
C.根据X的结构简式可知其分子式为C23H24O5,C正确;
D.一个苯环和3个氢气加成,一个碳碳双键和1个氢气加成,则根据X的结构简式可知1molX最多可与8molH2发生加成反应,D错误;
故选D。
3. NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 2gD216O所含的中子数和电子数不相等
B. 1L1mol·L-1溴化铵水溶液中NH与H+离子数之和大于NA
C. 铜粉与足量硫磺加热反应,32g铜失去的电子数为NA
D. 标准状况下,22.4L乙醇中含有的共用电子对总数为8NA
【答案】B
【解析】
【详解】A.一个D216O分子中有10个中子,10个质子,10个电子,故2gD216O所含的中子数和电子数相等,A错误;
B.由电荷守恒,,,故,故而溶液中NH与H+离子数之和大于NA,B正确;
C.铜粉与足量硫磺加热反应生成Cu2S,32g铜即0.5mol铜失去的电子数为0.5NA,C错误;
D.标准状况下,乙醇是液体,22. 4L乙醇物质的量未知,无法计算含有的共用电子对总数,D错误;
故选B。
4. 下列实验操作中,装置选择合理的是
A
B
C
D
准确量取一定体积K2Cr2O7溶液
验证非金属性:S>C>Si
制备氢氧化铁胶体
制备并收集乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.量取一定体积K2Cr2O7标准溶液应该选用酸式滴定管,碱式滴定管下端的乳胶管能够被腐蚀,选项A错误;
B.比较非金属性,可根据元素对应的最高价氧化物的水化物的酸性强弱比较,硫酸与碳酸钠反应生成二氧化碳,二氧化碳气体通入硅酸钠溶液中可得硅酸沉淀,可证明非金属性的强弱,选项B正确;
C.氯化铁与NaOH溶液反应生成沉淀,不能制备胶体,应将氯化铁溶液滴到沸水中制备,选项C错误;
D.乙酸乙酯的制备必须加入浓硫酸为吸水剂和催化剂,选项D错误;
答案选B。
5. 短周期主族元素X、Y、Z、W、Q的原子序数依次增大,X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液。下列说法错误的是
A. 简单离子半径:W>Q>X>Y>Z
B. 元素X的气态氢化物与Q的单质可发生置换反应
C. Z、W的简单离子都能促进水的电离
D. Y与W具有相同的最高化合价
【答案】D
【解析】
【分析】常温下,Z的单质能溶于W的最高价氧化物的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,可联想到Al在浓硝酸、浓硫酸中的钝化,则Z应为Al元素,W的原子序数大于Al,则W为S元素,Q为原子序数大于S的短周期主族元素,则为Cl;X的气态氢化物极易溶于Y的氢化物中,且X的原子序数小于Y,应是指氨气极易溶于水,所以X为N元素,Y为O元素。
【详解】A.核外电子排布形同的时候,原子序数越小半径越大,另外电子层数越多,半径越大,故简单离子半径:W>Q>X>Y>Z,A正确;
B.N的气态氢化物为NH3,可以与Cl2发生:3Cl2+2NH3=N2+6HCl,该反应为置换反应,B正确;
C.Z、W的简单离子分别为铝离子、硫离子,都可以水解,促进水的电离,C正确;
D. W为S元素,Y为O元素,S的最高化合价为+6价,O不能失去最外层6个电子,没有+6价,最高化合价不同,D错误;
故选D。
6. 高电压水系锌-有机混合液流电池的装置如图所示。下列说法错误的是
A. 充电时,中性电解质NaCl的浓度减小
B. 充电时,阴极反应式为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-
C. 放电时,正极区溶液的pH减小
D. 放电时,1molFQ转化为FQH2,可消耗65gZn
【答案】C
【解析】
【详解】根据题意,充电时,FQH2生成FQ被氧化,所以充电时右侧为阳极,左侧为阴极,Zn(OH)被还原为Zn,则放电时左侧为负极,Zn被氧化为Zn(OH),右侧为正极FQ被还原为FQH2。
A.充电时,左侧阴极的电极反应为Zn(OH)+2e =Zn+4OH-,阴离子增多,为平衡电荷,中性电解质溶液中的Na+经阳膜迁移至左侧,Cl-经阴膜迁移至右侧,NaCl的浓度减小,故A正确;
B.根据分析可知,充电时左侧为阴极,阴极反应式为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-,故B正确;
C.放电时右侧为正极,电极反应为FQ+2H++2e-= FQH2,氢离子被消耗,pH增大,故C错误;
D.放电时正极电极反应为FQ+2H++2e-= FQH2,1molFQ转化为FQH2转移2mol电子,负极消耗1molZn,即可消耗65gZn,故D正确;
故答案为C。
7. 用HR表示甘氨酸(H2NCH2COOH),其为两性物质。0.001mol·L-1HR溶液中H2R+、HR和R-的浓度对数值1gc与pH的关系如图所示。已知三种微粒转化的平衡常数:H2R+HRR-。下列说法错误的是
A. 曲线③表示R- B. 甘氨酸溶液显弱碱性
C. M点,pH= D. NaR溶液中:c(OH-)=c(HR)+c(H+)+2c(H2R+)
【答案】B
【解析】
【详解】A.随pH增大,H2R+逐渐减小;随pH增大,HR先增大后减小;随pH增大, R-逐渐增大;曲线③表示R-,故A正确;
B.根据图示,c(H2R+)=c(HR)时pH=2.35,c(HR)=c(R-)时pH=9.78,则HR→H2R+的常数是,则HR的电离常数是10-9.78,所以甘氨酸溶液显弱酸性,故B错误;
C.M点,c(H2R+)= c(R-),,故C正确;
D.NaR溶液中,根据电荷守恒c(R-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+)+c(H2R+),根据物料守恒c(Na+)= c(HR)+c(H2R+)+ c(R-),所以c(OH-)=c(HR)+c(H+)+2c(H2R+),故D正确;
选B。
8. 三氯氧磷(POCl3)常作为半导体掺杂剂及光导纤维原料。一研究小组在实验室利用PCl3、SO2、Cl2在60~65℃时反应制备POCl3和SOCl2,所用实验装置如图所示(气体制备装置未画出)。
物质
熔点/℃
沸点/℃
其他
PCl3
-93.6
76.1
遇水剧烈水解,易与O2反应
POCl3
1.25
105.8
遇水剧烈水解,能溶于PCl3
SOCl2
-105
78.8
遇水剧烈水解,受热易分解
(1)氯气可由高锰酸钾固体与稀盐酸反应制备,该反应的离子方程式为_______。
(2)A、B装置中的试剂分别是_______。
(3)装置C中发生反应的化学方程式为_______。
(4)反应装置的虚线框中未画出的仪器最好选用_______(填仪器名称);装置E的作用是_______。
(5)反应结束后应采用_______(填操作名称)提纯POCl3产品。
(6)测定某掺杂剂中POCl3的含量(杂质不参与反应):准确称取4.000g样品在水解瓶中摇动至完全水解,将水解液配成250mL溶液,取25.00mL于锥形瓶中,加入0.4000mol·L-1的AgNO3溶液25.00mL,再加少许硝基苯防止AgCl参与后续反应,用力振荡。加入少量NH4Fe(SO4)2,用0.1000mol·L-1KSCN标准溶液滴定,消耗KSCN标准溶液22.00mL。[已知:AgCl和AgSCN均为难溶于水的白色固体,Ag3PO4可溶于硝酸,POCl3的相对分子质量为153.5]
①说明滴定到达终点的实验现象为_______。
②产品中POCl3的质量分数为_______。(保留一位小数)。
【答案】(1)2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O
(2)饱和食盐水、P2O5或无水氯化钙
(3)PCl3+SO2+Cl2POCl3+SOCl2
(4) ①. 球形冷凝管 ②. 干燥SO2,通过观察产生气泡速率控制通入气体的流速
(5)蒸馏 (6) ①. 当最后一滴KSCN标准液滴入锥形瓶,溶液由浅黄色变为血红色,且半分钟内不复原 ②. 99.8%
【解析】
【分析】本题考查PCl3、SO2、Cl2在60~65°C时反应制备POCl3和SOCl3的实验,根据资料卡片,本实验必须在无水条件下反应,所以装置A用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,B用P2O5或无水CaCl2除去氯气中的水蒸气,E用浓硫酸除去二氧化硫中的水蒸气,且A和E都可以通过观察产生气泡的速率控制通入气体的流速,D用无水CaCl2防止空气中的水蒸气进入,用F球形冷凝管进行冷凝回流,将PCl3充分反应,提高产率。
【小问1详解】
高锰酸钾和盐酸反应生成氯气和氯化锰,离子方程式为:2MnO+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;
小问2详解】
A装置用饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,B装置用P2O5或无水CaCl2除去氯气中的水蒸气,所以A、B装置中的试剂分别是饱和食盐水、P2O5或无水CaCl2;
【小问3详解】
由题意可知在装置C发生的反应为二氧化硫、氯气和三氯化磷反应生成POCl3和SOCl2,方程式为:PCl3+SO2+Cl2POCl3+SOCl2;
【小问4详解】
球形冷凝管与直球形冷凝管最大区别是球形冷凝管接触面积大,冷凝效果更好,能将反应物和生成物都充分冷凝回流,增加产率,所以虚线框中用球形冷凝管,因为球形冷凝管接触面积大,便于反应中各物质冷凝回流;装置E用浓硫酸除去二氧化硫中的水蒸气,且控制产生气泡的速率控制反应速率,所以E的作用是干燥SO2,通过观察产生气泡速率控制通入气体的流速;
【小问5详解】
根据资料卡片POCl3和SOCl2的沸点不同,所以提纯POCl3的操作是蒸馏
【小问6详解】
①用KSCN滴定过量的硝酸银,用NH4Fe(SO4)2做指示剂,当硝酸银反应完后,KSCN和NH4Fe(SO4)2中的三价铁反应,溶液显血红色,故滴定终点的现象是:当最后一滴KSCN标准液滴入锥形瓶,溶液由浅黄色变为血红色,且半分钟内不复原;
②根据条件可知:AgNO3的总物质的量为:0.4mol/L×0.025L=0.01mol, KSCN的物质的量为0.1mol/L×0.022L=0.0022mol,SCN-反应的Ag+为0.0022mol,Cl-反应的Ag+为0.01mol- 0.0022mol=0.0078 mol,Cl-的物质的量是0.0078 mol,根据元素守恒则25ml中POCl3物质的量是0.0078 mol×13=0.0026 mol,则4.000g样品中POCl3物质的量是0.0026 mol×10=0.026 mol,POCl3的质量分数为0.026 mol×153.5g/mol4g×100%=99.8%。
9. 一种从阳极泥(主要成分为Cu、Ag、Pt、Au、Ag2Se、Cu2S等)中回收Se和贵重金属的工艺流程如图所示:
已知:①该工艺中萃取与反萃取的原理为:2RH+Cu2+=R2Cu+2H+。
②S2O易与Ag+形成配离子:Ag++2S2O=[Ag(S2O3)2]3-,上述工艺条件下该反应的平衡常数为K=2.80×1013。
③上述工艺条件下,AgCl的溶度积常数:Ksp(AgCl)=1.80×10-10。
回答下列问题:
(1)“焙烧”产生的SO2与SeO2的混合烟气可用水吸收制得单质Se,该反应的化学方程式为_______。
(2)“滤渣I”的主要成分是_______(填化学式);“酸浸氧化”中通入氧气,体现了绿色化学的思想,其目的是_______。
(3)“反萃取剂”最好选用_______(填化学式)溶液。
(4)“溶浸”过程中滤渣II被Na2S2O3溶液溶解,发生反应的平衡常数为_______。
(5)“还原”过程中S2O没有参与氧化还原过程,“滤液IV”中还主要含有Na2SO3。“还原”过程中发生反应的离子方程式为_______。
(6)为减少工艺中试剂用量,“滤液IV”可返回_______(填工序名称)工序循环使用。但循环多次后,银的浸出率会降低。试从化学平衡的角度解释可能的原因:_______。
【答案】(1)2SO2+SeO2+2H2O=Se+2H2SO4
(2) ①. Pt、Au ②. 防止生成的氮氧化物排放到空气中
(3)HNO3 (4)5.04×103
(5)2[Ag(S2O3)2]3-+S2O+4OH-=2Ag+2SO+4S2O+2H2O
(6) ①. “溶浸" ②. 随循环次数的增加,浸出液中c(S2O)减小,c(Cl-)增大,AgCl(s)+2S2O(aq)=[Ag(S2O3)2]3-(aq)+Cl-(ag)平衡左移,银的浸出率降低
【解析】
【分析】阳极泥焙烧,得到Pt、Au、Ag、氧化铜的混合物和SO2、SeO2气体,烧渣中加入硝酸、通入氧气“酸浸氧化”,Pt、Au不溶于硝酸,过滤出Pt、Au,所得滤液Ⅰ中含有硝酸铜、硝酸银溶液,滤液Ⅰ中加入氯化钠,生成氯化银沉淀,过滤,滤液Ⅱ是硝酸铜溶液,加入萃取剂HR,有机相中加入硝酸反萃取,分液,得到硝酸铜溶液。滤渣Ⅱ是氯化银,加入Na2S2O3溶液溶解,得到含有[Ag(S2O3)2]3-的滤液Ⅲ,再加入氢氧化钠、Na2S2O4还原,得到金属银。
【小问1详解】
SO2与SeO2的混合烟气可用水吸收,反应生成单质Se,根据氧化还原反应规律,SO2被氧化为硫酸,反应的化学方程式为2SO2+SeO2+2H2O=Se+2H2SO4。
【小问2详解】
Pt、Au不溶于硝酸,“滤渣I”的主要成分是Pt、Au;“酸浸氧化”中若不通氧气,硝酸被Ag还原为NO,通入氧气,可以防止生成的氮氧化物排放到空气中;
【小问3详解】
根据2RH+Cu2+=R2Cu+2H+,增大氢离子浓度,反应逆向进行,反萃取得到硝酸铜溶液,所以 “反萃取剂”最好选用HNO3溶液。
【小问4详解】
“溶浸”过程中氯化银被Na2S2O3溶液溶解,反应的离子方程式AgCl+2S2O=[Ag(S2O3)2]3-+Cl-,反应的平衡常数为1.80×10-10×2.80×1013=5.04×103。
【小问5详解】
Na2S2O4被氧化为Na2SO3,被[Ag(S2O3)2]3- 被还原为Ag,S2O没有参与氧化还原过程,根据得失电子守恒,发生反应的离子方程式为2[Ag(S2O3)2]3-+S2O+4OH-=2Ag+2SO+4S2O+2H2O;
【小问6详解】
“还原”过程中S2O没有参与氧化还原过程,“滤液IV”含有Na2S2O3,为减少工艺中试剂用量,“滤液IV”可返回“溶浸”工序循环使用。随循环次数的增加,浸出液中c(S2O)减小,c(Cl-)增大,AgCl(s)+2S2O(aq)=[Ag(S2O3)2]3-(aq)+Cl-(ag)平衡左移,银的浸出率降低。
10. 减少CO2的排放、捕集并利用CO2是我国能源领域的一个重要战略方向。在CO2加氢合成甲醇的体系中,同时存在以下反应:
反应i:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-48.7 kJ·mol-1
反应ii:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ΔH2
(1)在特定温度下,由稳定态单质生成1 mol化合物的焓变叫做该物质在此温度下的标准摩尔生成焓。表中为几种物质在298 K的标准生成焓,则反应ii的ΔH2(298K)=_______kJ·mol-1。
物质
H2(g)
CO2(g)
CO(g)
H2O(g)
标准摩尔生成焓(kJ·mol-1)
0
-394
-111
-242
(2)在CO2加氢合成甲醇的体系中,下列说法不正确的是_______(填序号)。
A. 增大H2浓度有利于提高CO2的转化率
B. 若气体的平均相对分子质量不变,说明反应i、ii都已达平衡
C. 体系达平衡后,若压缩体积,反应i平衡正向移动,反应ii平衡不移动
D. 选用合适催化剂可以提高甲醇在单位时间内的产量
(3)某温度下,向容积恒为1 L的密闭容器中通入1 mol CO2(g)和5 mol H2(g),10 min后体系达到平衡,此时CO2的转化率为20%,CH3OH的选择性为50%。
已知:CH3OH的选择性:χ=×100%
①0-10 min内CO2的平均消耗速率v(CO2)=_______。
②反应i的平衡常数K=_______(写出计算式即可)。
③反应ii净速率v=v正-v逆=k正p(CO2)p(H2)-k逆p(CO)p(H2O),其中k正、k逆分别为正、逆反应的速率常数,p为气体的分压。降低温度时,k正-k逆_______(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)维持压强、投料比和反应时间不变,将CO2和H2按一定流速通过反应器,CO2的转化率α(CO2)和甲醇的选择性x(CH3OH)随温度变化的关系如图所示。已知催化剂活性随温度影响变化不大,结合反应i和反应ii,分析下列问题:
①甲醇的选择性随温度升高而下降的原因_______。
②CO2的转化率随温度升高也下降的可能原因_______。
③不考虑催化剂活性温度,为同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性,应选择的反应条件是_______(填序号)。
A.高温高压 B.高温低压 C.低温低压 D.低温高压
(5)科研人员通过电解酸化CO2制备甲醚(CH3OCH3),装置如图所示。该电解过程中,阴极的电极反应式_______。
【答案】(1)+41 (2)C
(3) ①. 0.02 mol·L-1·min-1 ②. ③. 减小
(4) ①. 反应i为放热反应,反应ii为吸热反应,温度升高反应i平衡逆向移动,反应ii平衡正向移动 ②. 温度升高对反应i中CO2转化率降低影响大于对反应ii中CO2转化率升高的影响 ③. D
(5)2CO2+12e-+12H+=CH3OCH3+3H2O
【解析】
【小问1详解】
△H2=生成物的标准生成焓总和-反应物的标准生成焓总和=(-111-242+394) kJ/mol=+41 kJ/mol;
【小问2详解】
A.增大H2浓度,平衡正向移动,有利于提高CO2的转化率,A正确;
B.根据质量守恒,混合气体的质量不变,反应i是气体体积减小的反应,反应ii是气体体积不变的反应,则气体的总物质的量随着反应进行减小,气体的平均相对分子质量增大,当气体的平均相对分子质量保持不变,说明反应体系已达平衡,B正确;
C.体系达平衡后,若压缩体积,相当于增大压强,则反应i平衡正向移动,会使反应i中CO2和H2量减小,H2O量增大,反应ii的化学平衡逆向移动,C错误;
D.选用合适的催化剂可以加快反应速率,从而提高CH3OH在单位时间内的产量,D正确;
故合理选项是C;
【小问3详解】
①0 ~10 min,CO2的转化率为20%,则△n(CO2)=1 mol×20%=0.2 mol,用CO2表示0 ~10 min内平均反应速率v(CO2)=;
②某温度下,向容积为1 L的密闭容器中通入1 mol CO2(g)和5 mol H2(g),10 min后体系达到平衡,此时CO2的转化率为20%,则消耗的n(CO2)=1 mol×20%=0.2 mol,CH3OH的选择性为50%,已知CH3OH的选择性=,则转化为CH3OH的n(CO2)=0.2 mol×50%=0.1 mol。平衡时n(CO2)=1 mol-0.2 mol=0.8 mol,n(H2)=5 mol-0.4 mol=4.6 mol,n(CH3OH)=0.1 mol,n(H2O)=0.2 mol,容器容积为1 L,c(CO2)=0.8 mol/L,c(H2)=4.6 mol/L,c(CH3OH)=0.1 mol/L,c(H2O)=0.2 mol/L,反应i的平衡常数K=;
③反应ii是吸热反应,降低温度,速率常数k正、k逆均减小,化学平衡逆向移动,则v逆减小的幅度小于v正,所以k正减小的幅度大于k逆,故k正-k逆减小;
【小问4详解】
①反应i为放热反应,升高温度,化学平衡逆向移动,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,所以甲醇的选择性随温度升高而下降;
②反应i为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳的转化率降低,反应ii为吸热反应,升高温度平衡正向移动,二氧化碳的转化率上升,但温度升高对反应i中二氧化碳的转化率降低的影响大于反应ii中二氧化碳的转化率的促进作用,所以二氧化碳的转化率随温度升高也在下降;
③生成甲醇的反应是气体体积减小的放热反应,要使平衡正向移动,根据平衡移动原理选择反应条件为低温高压,故合理选项是D;
【小问5详解】
在电解池中,阴极发生还原反应,所以由图示可知阴极上是CO2得到电子被还原生成CH3OCH3,电极反应方程式为:2CO2+12H++12e-=CH3OCH3+3H2O。
11. 铜、锌、铁及其化合物在日常生产生活中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)在元素周期表的分区中,铜属于_______区,比较元素铜和锌的第二电离能:I2(Cu)_______I2(Zn)(选填“>”、“<”或“=”),写出基态Fe原子的核外电子排布:_______。
(2)下列现代分析手段中,可用于检验水中痕量锌元素的是_______(填标号)。
A. X射线衍射 B. 原子光谱 C. 质谱 D. 红外光谱
(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物称为螯合物。FeCl3可与多种有机配体形成螯合物,如图所示结构为其中一种。该配合物分子中N原子的杂化类型为_______,1mol该螯合物中通过螯合作用形成的配位键有_______mol。
(4)Fe催化芳香烃硝化反应时会产生亚硝酰正离子NO。试比较亚硝酰正离子NO与亚硝酸根NO的键角大小:NO_______NO(选填“>”、“<”或“=”),并利用价层电子对互斥理论(VSEPR)简要解释原因:_______。
(5)近期我国科学家合成了一种电化学性能优异的铜硒化合物,其晶胞结构如图所示。其中铜元素以Cu+和Cu2+存在,则_______(选填“①”或“②”)为Cu2+。该晶体的密度为_______g/cm3(用代数式表示,设NA为阿伏伽德罗常数的值)。
【答案】(1) ①. ds ②. > ③. 1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2 (2)B
(3) ①. sp2、sp3 ②. 3
(4) ①. > ②. 根据VSEPR理论,NO为直线形结构,键角180°,NO为V形结构,键角略小于120°
(5) ①. ① ②.
【解析】
【小问1详解】
铜元素的基态原子的电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,铜属于ds区,铜的第二电离能大于锌的第二电离能,其原因是Cu+的3d轨道为全充满的稳定状态,再失去一个电子更难,Zn+再失去一个电子时,变成Zn2+,Zn2+的3d轨道为全充满的稳定状态,故Zn+更容易失去电子,电离能较小;Fe是26号元素,其基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3d64s2;
【小问2详解】
A.X射线衍射用于测晶体结构,A不符合;
B.光谱分析是利用特征谱线定性、定量地鉴定元素,B符合;
C.质谱可用于测定相对分子质量等,C不符合;
D.红外光谱,可确定分子中含有何种化学键或官能团,D不符合;
故选B;
【小问3详解】
由配合物的结构简式知,氮原子有单键、有双键;氮原子以双键相连接时其杂化类型为sp2、氮原子以单键相连接时其杂化类型为sp3,故答案为:N原子的杂化类型为sp2、sp3;由配合物的结构简式知,1mol该有机配体与Cu(Ⅱ)形成的配位键为3mol;
【小问4详解】
NO有2个σ键电子对,没有孤电子对,价层电子对为2,则其空间空间构型为直线型,NO有2个σ键电子对,有1个孤电子对,价层电子对为3,则其空间空间构型为V形结构,故键角NO>NO,故答案为:>;根据VSEPR理论,NO为直线形结构,键角180°,NO为V形结构,键角略小于120°;
【小问5详解】
由其晶胞结构示意图知,该铜硒化合物中铜的数目为 ,Se的数目为4,则化学式为Cu3Se2, Se为-2价,晶胞内负化合价共-8、①有2个、②有4个,按正负化合价代数和为0知,Cu2+为①;该晶体的密度即晶胞密度为。
12. 橡胶行业是国民经济的重要基础产业之一,在现代生产、军事工业、医疗行业中有广泛应用。如图是生产合成橡胶G和医用高分子材料C的路线图,已知B的分子式为C6H10O3。请回答下列问题:
(1)X中的含氧官能团名称是___,X的核磁共振氢谱有___组峰。
(2)A→B的反应类型是___。
(3)C的结构简式是___。
(4)X发生银镜反应的化学方程式为___。
(5)写出E→F的化学反应方程式___。
(6)A有多种同分异构体,其中属于酯类且含有碳碳双键的共有___种(不含立体异构)。
(7)已知:①②+SOCl2→+SO2+HCl。请将下列以为原料制备的合成路线流程图补充完整___(无机试剂任用)。
【答案】 ①. 醛基 ②. 3 ③. 酯化反应 ④. ⑤. CH2=C(CH3)CHO+2Ag(NH3)2OHCH2=C(CH3)COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O ⑥. +HCHO+H2O ⑦. 5 ⑧.
【解析】
【分析】根据X到A的反应条件可知,该过程为X中醛基被氧化成羧基的过程,所以X的结构简式为;X与氢气加成生成D,碳碳双键和醛基中的碳氧双键均可加成,则D为;F可以合成天然橡胶,所以F为;结合F和G的结构简式可知E为,所以D到E为羟基的消去反应;A与乙二醇发生酯化反应生成B,所以B为;B中含有碳碳双键,发生加聚反应生成C为。
【详解】(1)X为,其含氧官能团为醛基;含有3种环境的氢原子,所以核磁共振氢谱有3组峰;
(2)A到B为羧基和羟基的酯化反应(取代反应);
(3)根据分析可知C的结构简式为;
(4)X发生银镜反应的方程式为CH2=C(CH3)CHO+2Ag(NH3)2OHCH2=C(CH3)COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O;
(5)E为,F为,所以反应方程式为+HCHO +H2O;
(6)A的同分异构体中属于酯类且含有碳碳双键的有:CH2=CHCOOCH3、CH2=CHCH2OOCH、CH=C(CH3)OOCH、CH3CH=CHOOCH、CH2=CHOOCCH3,共5种;
(7)对比和的结构可知,需要将苯环加成,并再形成一个环,根据题目所给信息可知可以和SOCl2形成,而该结构可以取代苯环上的氢原子,据此可以形成另一个环状结构,再结合羟基可以发生消去反应生成双键、羰基可以和氢气加成生成羟基,可知合成路线应为 。
【点睛】解决本题的关键是学生需要对细节熟悉,要知道合成天然橡胶的原材料为异戊二烯;第7小题合成路线的设计为本题难点,要充分利用题目所给信息,找出形成另一个环的方法,要清楚羰基可以和氢气发生加成反应。
2019年安徽省合肥市高三一模化学试题与答案: 这是一份2019年安徽省合肥市高三一模化学试题与答案,共7页。
2017年安徽省合肥市高三一模化学试题与答案: 这是一份2017年安徽省合肥市高三一模化学试题与答案,共8页。
2016年安徽省合肥市高三一模化学试题与答案: 这是一份2016年安徽省合肥市高三一模化学试题与答案,共6页。