2022届安徽省合肥一中高三第二次教学质量检测(合肥二模)理综化学试题含解析
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安徽省合肥市2022届高三第二次教学质量检测理综化学试题
一、单选题
1.2022年北京冬奥会不仅是运动健儿的“竞技场”,也是前沿科技的“试验田”。下列有关北京冬奥会中的化学知识叙述正确的是( )
A.冬奥礼服内胆添加了石墨烯发热材料,石墨烯属于烯烃类物质
B.“冰丝带”冬奥馆采用二氧化碳跨临界制冰技术,利用了二氧化碳分解吸热原理
C.火炬“飞扬”使用清洁的氢燃料,利用焰色反应给火焰着色,焰色反应是化学变化
D.冬奥餐厅使用了安全的可降解餐具,其材料聚乳酸是由乳酸合成的有机高分子
2.伽罗木醇是制作杀虫剂的常用原料,其结构简式如图所示。下列有关该物质的叙述正确的是( )
A.分子式为C10H16O
B.可发生消去、加成、氧化反应
C.与互为同分异构体
D.1 mol该物质与足量金属钠反应放出11.2L H2
3.下列实验装置可以达到实验目的是( )
A.装置①可用于熔融NaOH 固体
B.装置②可用于测定氯水的pH
C.装置③可用于除去NaCl固体中混有的NH4Cl
D.装置④可用于制备溴苯并验证发生了取代反应
4.某科研人员提出HCHO与O2在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成CO2、H2O的历程,该历程示意图如下(图中只画出了HAP的部分结构)。下列叙述不正确的是( )
A.该历程中HCHO中所有的C-H键均断裂
B.该过程的总反应为HCHO+O2→HAPCO2+H2O
C.该反应中反应物的总能量低于生成物的总能量
D.生成物CO2中的氧原子由HCHO和O2共同提供
5.X、Y、Z、W是原子序数依次增大的四种短周期元素,X氢化物的水溶液可用于刻蚀玻璃,Y是地壳中含量最高的金属元素,Z原子的核外电子数是X最外层电子数的2倍,W的单质是制作黑火药的原料之一。下列结论正确的是( )
A.工业上通过电解法获取Y的单质
B.简单氢化物的沸点:X
D.最高价氧化物水化物的酸性:Z>W
6.中国科学家设计出如图装置实现CO2的转化,可有效解决温室效应及能源问题,总反应为CO2+NaCl电解__CO+NaClO。忽略气体在溶液中的溶解及溶液的体积变化,下列叙述正确的是( )
A.A极为太阳能电池的正极
B.电极II的电极反应式为Cl-+2e-+H2O=ClO-+2H+
C.理论上转化44gCO2,左室溶液质量增重18g
D.电解结束后,电极II所在电极室溶液的pH变小
7.常温下,向100mL0.1mol·L-1的NaA溶液中通入HF(g),溶液中lgc(X-)c(HX)(X代表A或F)的值和pH的关系如图所示,已知酸性:HF>HA,忽略溶液体积的变化,下列叙述不正确的是( )
A.HA的电离常数K=10-7.5
B.当c(F-)=c(HA)时,混合溶液pH=7
C.通入0.01molHF时,c(F-)>c(A-)>c(HF)
D.随着HF的通入,溶液导电性先增大后减小
二、非选择题
8.二氯异氰尿酸钠[(CNO)3Cl2Na]是常用的杀菌消毒剂,常温下为白色固体,难溶于冷水。利用高浓度的NaClO溶液和异氰尿酸[(CNO) 3H3]固体制备二氯异氰尿酸钠,实验装置如下图所示(部分夹持装置略)。
已知:①3Cl2+6NaOHΔ__5NaCl+NaClO3+3H2O
②2NaClO+(CNO)3H3=(CNO) 3Cl2Na+NaOH+H2O
回答下列问题:
(1)装置A中发生反应的离子方程式为 。
(2)装置B中盛放的试剂为 ,若撤去该装置,对C中制备实验产生的影响是 。
(3)三颈烧瓶液面上出现黄绿色气体时,由上口加入(CNO) 3H3固体,反应过程中仍需不断通入Cl2,原因是 。
(4)装置C中冰水浴的目的是 。
(5)通过下列实验可测定二氯异氰尿酸钠样品中有效氯的含量(样品中不含NaClO):
反应原理:
[(CNO)3Cl2]-+H++2H2O=(CNO)3H3+2HClO
HClO+2I-+H+=I2+Cl-+H2O
I2+2S2O32-=S4O62-+2I-
实验步骤:准确称取wg样品配成100mL溶液,取25.00mL于碘量瓶中,加入适量稀硫酸和过量KI溶液,暗处静置充分反应后,用0.1000 mol·L-1Na2S2O3标准溶液滴定至溶液呈微黄色,加入淀粉指示剂继续滴定至终点,消耗Na2S2O3溶液VmL。
①滴定终点的现象是 。
②该样品中有效氯含量的表达式为 。(有效氯=测定中转化为HClO的氯的质量×2样品的质量×100%)。
③若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则有效氯的测定值将 (填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
9.钛合金是一种重要的航空材料,以下是以钛铁矿(主要成分为FeTiO3,含FeO和Fe2O3等杂质)为原料制备金属钛及副产品铁红的工艺流程:
已知:①TiO2+易水解为TiO2·nH2O;高温下钛易与N2、H2等反应。
②常温下,Ksp [Fe(OH)2]=8.0×10-16,Ksp[FeCO3]=3.2×10-11。
回答下列问题:
(1)钛铁矿溶煮前需要粉碎,其目的是 。
(2)在“滤液”中加入铁屑的作用是 。
(3)FeSO4溶液中加入NH4HCO3时还有气体放出,写出反应的化学方程式: ,该反应温度不宜过高,原因是 。
(4)制备FeCO3时,若将NH4HCO3换成(NH4)2CO3,还会产生Fe(OH)2,原因可能是:FeCO3+2OH-→Fe(OH)2+CO32-,计算该反应的平衡常数K= 。
(5)“富含TiO2+酸性液”加热并过滤后,所得“废液”中溶质的主要成分是 。
(6)已知TiO2(s)+2Cl2(g)→TiCl4(1)+O2(g) ΔH=+151kJ·mol-1。该反应极难进行,当向反应体系中加入碳后,则反应在高温条件下能顺利发生,从化学平衡的角度解释原因为 。
(7)镁与TiCl,高温下反应制备粗钛时需加保护气,下列可作为保护气的是____(填标号)。
A.H2 B.Ar C.CO2 D.N2
10.磷石膏是湿法生产磷酸的固体废弃物,主要成分是CaSO4·2H2O。用磷石膏生产硫酸或硫,既可减少对环境的污染又可使资源循环利用。回答下列问题:
(1)用硫磺还原磷石膏。已知下列反应:
3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH1
3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH2
则反应:2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g) ,ΔH= (用ΔH1和ΔH2表示)。
(2)以高硫煤为还原剂焙烧2.5小时,温度对CaSO4转化率的影响如下图所示,CaCl2的作用是 ;当温度高于1200℃时,无论有无CaCl2,CaSO4的转化率都趋于相同,可能的原因是 。
(3)用CO作还原剂与磷石膏反应,不同反应温度下可得到不同的产物。
①温度低于800℃时,主要的还原产物是一种硫的最低价盐,该物质的化学式是 。
②1150℃下,向盛有足量CaSO4的真空恒容密闭容器中充入一定量CO,反应体系起始压强为0.1a MPa,主要发生反应:CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)。该反应达到平衡时,c(SO2)=8.0×10-5mol·L-1,CO的转化率为80%,则初始时c(CO)= mol·L-1,该反应的分压平衡常数KP= MPa(用含a的代数式表示;分压=总压×物质的量分数;忽略副反应)。
(4)以C作还原剂。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与CaSO4的物质的量之比)的混合物,1100℃煅烧至无气体产生,结果如下图所示。当C/S值为0.5时,反应产物主要为CaO、SO2和CO2;当C/S值大于0.7时,反应所得气体中SO2的体积分数不升反降,可能的原因是 。
11.镍锰酸锂(LiNi0.5Mn1.5O4)是一种成本低、原料丰富且环境友好的尖晶石结构材料,被认为是下一代动力锂离子电池首选的正极材料之一。回答下列问题:
(1)基态Mn原子的价电子层电子排布式为 。
(2)Ni2+可与丁二酮肟反应生成如下物质:
①该物质中含有的化学键类型有 (填标号)。
A.共价键 B.离子键 C.配位键 D.金属键
②C、N、O的第一电离能由大到小的顺序是 。
(3)[Ni(N2H4)2](N3)2是一种富氮含能材料,N2H4中氮原子的杂化方式为 ;写出一种与N3-互为等电子体的分子 (填化学式);实验数据表明键角NH3>PH3>AsH3,分析原因是 。
(4)氮与碳还能形成一种离子液体的正离子 ,为使该正离子以单个形式存在以获得良好的溶解性能,与N原子相连的-C2H5,不能被H原子替换,原因是 。
(5)研究人员设计了新款Li3SBF4快离子导体,具有良好导电能力,为锂离子电池的发展做出了有益的贡献。晶胞图如下,其中BF4-位于体心,则Li+位于 (填“顶点”或“棱心”)。若该晶胞最近的Li+与BF4-距离为apm,则晶胞密度为 g·cm-3(列出计算式)。
12.氧氮杂环是新药研制过程中发现的一类重要活性物质,有抗肿瘤功效。下面是某研究小组提出的一种氧氮杂环类化合物F的合成路线:
已知:RCH=CHCOOR′+→一定条件
回答下列问题:
(1)A的名称是 ,B中含氧官能团的名称是 。
(2)B生成C的化学方程式为 。
(3)C与M一定条件下反应生成D,M的结构简式为 ,D生成E的反应类型是 。
(4)B的同分异构体中,满足以下条件有 种。
①不含-CH3②含2种官能团 ③含苯环,无其他环,且苯环上仅有2个取代基
其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3:2:2的结构简式为 。
(5)参照上述合成路线和信息,写出由和为原料合成的合成路线 (其他必要的试剂自选)。
答案解析部分
1.【答案】D
【解析】【解答】A.石墨烯是单层石墨,属于碳单质,A项不符合题意;
B.冰丝带利用的是固态二氧化碳(干冰)汽化吸收大量热的原理,B项不符合题意;
C.焰色反应过程中没有新物质产生,是物理变化,C项不符合题意;
D.带有“聚”字的物质,一般均为合成有机高分子材料,聚乳酸是合成有机高分子材料,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.碳单质不是有机物;
B.汽化是吸热过程;
C.焰色反应是物理变化,没有新物质产生;
D.合成有机高分子材料,一般带有“聚”字。
2.【答案】B
【解析】【解答】A.分子式为C10H18O,A项不符合题意;
B.分子中存在的碳碳双键,可发生加成、氧化反应。存在-OH且与-OH相连碳的邻位碳上有氢,可发生消去反应,B项符合题意;
C.该结构分子式为C10H16O,不是题干中分子的同分异构体,C项不符合题意;
D.没注明标况条件,D项不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.根据结构简式确定分子式;
B.依据官能团与性质的关系;
C.二者分子式不同;
D.没注明标况条件,无法计算。
3.【答案】C
【解析】【解答】A.NaOH为强碱能与瓷坩埚中的二氧化硅发生反应,不能用瓷坩埚熔融NaOH,故A不符合题意;
B.氯水中含有HClO,具有漂白性,能使pH试纸变红后褪色,因此不能用pH试纸测定氯水的pH值,故B不符合题意;
C.氯化铵受热易分解生成HCl和氨气,两者在圆底烧瓶底部重新化合成氯化铵,从而实现与氯化钠的分离,故C符合题意;
D.溴易挥发,进入硝酸银溶液中也会生成溴化银沉淀,干扰HBr的检验,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.强碱能与二氧化硅发生反应;
B.氯水具有漂白性,不能用pH试纸测定氯水的pH值,应用pH计测定;
C.氯化铵受热易分解生成HCl和氨气,冷凝后HCl和氨气又化合生成氯化铵;
D.溴易挥发,干扰HBr的检验。
4.【答案】C
【解析】【解答】A.反应HCHO→CO2,HCHO中所有的C-H键均断裂,A项不符合题意;
B.根据题干所示,反应物为HCHO和O2,生成物为CO2和H2O,HAP做催化剂,反应方程式为:HCHO+O2→HAPCO2+H2O,B项不符合题意;
C.该反应与甲醛和氧气燃烧:HCHO+O2==点燃CO2+H2O能量变化大致相同,甲醛燃烧为放热反应,故题中反应也为放热反应,反应物的总能量高于生成物的总能量,C项符合题意;
D.根据图示反应时HCHO中C-H键均断裂,连接O2提供的一个O原子形成CO2,则生成物CO2中的氧原子由HCHO和O2共同提供,D项不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.依据历程图中化学键的断裂分析;
B.依据历程图的反应物及产物书写;
C.燃烧均为放热反应;
D.依据原子守恒。
5.【答案】A
【解析】【解答】A.工业通过电解Al2O3制取Al,A项符合题意;
B.HF中含有氢键,沸点反常,简单氢化物的沸点:H2S
D.元素的非金属性硫大于硅,因此最高价氧化物水化物的酸性:H2SO4>H2SiO3,D项不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.活泼金属应用电解法制取;
B.分子间含有氢键,沸点反常高
C.核外电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,电子层越多,半径越大;
D.非金属性越强,最高价氧化物水化物的酸性越强。
6.【答案】C
【解析】【解答】A.根据上述分析可知,催化电极I附近CO2被还原为CO,为电解池的阴极,所以A极为电源的负极,A不符合题意;
B.电极II附近NaCl转化为NaClO,发生失电子的氧化反应,其电极反应式为Cl--2e-+ H2O=ClO-+2H+,B不符合题意;
C.左室CO2被还原为CO,其电极反应式为:CO2+2e-+2H+=CO+H2O,则理论上转化44gCO2(1mol),左室溶液质量增加的是1mol H2O的质量,为18g,C符合题意;
D.电解结束后,电极II发生反应的离子方程式为:Cl--2e-+ H2O=ClO-+2H+,但生成的氢离子会通过质子交换膜迁移到左室,消耗水分子的同时,生成的次氯酸根离子会发生水解,使溶液显碱性,因此所在电极室溶液的pH会变大,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.根据反应过程中化合价降低,作阴极,连接电源的负极;
B.阳极失电子发生氧化反应;
C.依据电极反应式分析;
D.考虑电极反应产物的水解。
7.【答案】D
【解析】【解答】A.HA的电离常数K=10-7.5,A不符合题意;
B.根据溶液中的电荷守恒可得c(Na+)+c(H+)=c(A-)+c(F-)+c(OH-),根据物料守恒c(A-)+c(HA)=c(Na+),若溶液中c(F-)=c(HA),联立方程可得,得出c(H+)= c(OH-),即pH=7,B不符合题意;
C.通入HF,发生反应为:HF+NaA=HA+NaF,通入0.01molHF时,HF与NaA恰好完全反应,溶液的溶质为等浓度的HA和NaF,因为HA的电离平衡常数为K(HA)=10-7.5,根据HF的电离平衡常数可知,NaF的水解平衡常数Kh(NaF)=KwKa(HF)=10-1410-3.45=10-10.55,推出溶液HA的电离程度大于F-的水解程度,所以离子浓度大小关系为:c(F-)>c(A-)>c(HF) ,C不符合题意;
D.通入HF,发生反应为:HF+NaA=HA+NaF,随着HF的增多,溶液中A-不断转化为F-,水解程度减弱,总离子浓度增大,即溶液的导电性增大,当NaA恰好与HF反应完后,溶液中溶质为HF、HA和NaF,HF会更多的电离出H+与F-,导电性也会增大,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.选择lgc(X-)c(HX)=0点,计算电离常数K;
B.根据溶液中的电荷守恒和物料守恒分析;
C.比较K(HA)和Kh(NaF)判断离子浓度大小;
D.根据反应过程中离子浓度大小判断。
8.【答案】(1)MnO2+4H++2Cl-Δ__Mn2++Cl2↑+2H2O
(2)饱和食盐水;挥发的氯化氢会和装置C中的NaOH反应,降低NaOH溶液的利用率
(3)使反应生成的NaOH再次生成次氯酸钠,提高原料的利用率
(4)防止温度过高生成NaClO3
(5)滴入最后半滴Na2S2O3溶液时,溶液的浅蓝色褪去且半分钟内颜色不恢复;1.42Vw%;偏高
【解析】【解答】在装置A中用MnO2和浓盐酸制取氯气,用饱和食盐水除去氯气中的HCl,氯气通入NaOH溶液中,生成的NaClO和异氰尿酸反应生成二氯异氰尿酸钠,最后用NaOH吸收多余的氯气。
(1)装置A中用MnO2和浓盐酸反应制取氯气,反应的离子方程式为:MnO2+4H++2Cl-Δ__Mn2++Cl2↑+2H2O。
(2)由于盐酸具有挥发性,生成的氯气中混有HCl,若不除去HCl,则HCl进入C中会消耗NaOH,降低NaOH的利用率,所以要用饱和食盐水除去氯气中的HCl。
(3)NaClO和异氰酸钠反应后生成NaOH,反应过程中不断通入氯气,氯气可以和生成的NaOH继续反应得到和异氰酸钠反应的NaClO,提高原料的利用率。
(4)在加热条件下,氯气和NaOH溶液反应会生成NaClO3,所以装置C中用冰水浴。
(5)①二氯异氰尿酸钠在酸溶液中转化为HClO,HClO将KI氧化为I2,加入淀粉做指示剂,I2遇淀粉变蓝,加入的Na2S2O3溶液和I2反应生成I-,所以当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液的浅蓝色褪去且半分钟颜色不恢复,达到滴定终点。
②根据反应方程式可知:HClO~2 Na2S2O3,25.00mL溶液消耗的Na2S2O3的物质的量为0.1000mol/L×V×10-3L=V×10-4mol,n(HClO)=5V×10-5mol,100mL溶液中n(HClO)=2V×10-4mol,根据有效氯的表达式,有效氯=2V×10-4mol×35.5g/mol×2wg×100%=1.42Vw%。
③若滴定前滴定管尖嘴有气泡,滴定后气泡消失,则消耗的标准液体积偏大,有效氯的测定值将偏高。
【分析】
(1)MnO2加热条件下可以将浓盐酸氧化为氯气;
(2)制备前应除杂和防止与原料发生反应。
(3)降低产物的浓度,促进平衡正向移动。
(4)利用已知信息,防止发生副反应。
(5)①依据I2遇淀粉变蓝,滴定终点时I2反应生成I-进行分析。
②依据关系式法计算。
③利用计算公式判断。
9.【答案】(1)增大接触面积,加快反应速率。
(2)将Fe3+还原为Fe2+
(3)FeSO4 + 2NH4HCO3 = FeCO3↓+ CO2↑+ H2O + (NH4)2SO4;防止NH4HCO3受热分解和减少Fe2+的水解。
(4)4×104
(5)H2SO4 (或H2SO4和FeSO4)
(6)碳与O2反应使O2浓度减小,平衡正向移动,且反应吸热,高温促进平衡正向移动。
(7)B
【解析】【解答】钛铁矿中含FeO和Fe2O3等杂质,加入浓硫酸后溶煮过滤可以除去难溶杂质,FeTiO3、FeO、Fe2O3溶于酸,滤液中含有TiO2+、Fe3+、Fe2+以及H2SO4。加入铁屑后,Fe3+转化为Fe2+。经冷却结晶,富含TiO2+的酸性液中含有TiO2+、H2SO4,还可能存在没有析出的少量FeSO4。经过后续操作可得到相应产品。
(1)通过粉碎可增大反应物接触面积,加快化学反应速率。
(2)根据滤液成分可知,加入铁屑后发生反应:2Fe3++Fe=3Fe2+,故加铁屑的目的是将Fe3+还原为Fe2+。
(3)FeSO4溶液呈酸性,故加入NH4HCO3时生成的气体应为CO2,产物中有FeCO3,故反应的化学方程式为:FeSO4 + 2NH4HCO3 = FeCO3↓+ CO2↑+ H2O+(NH4)2SO4;NH4HCO3受热分解,同时FeSO4溶液中存在水解平衡Fe2++2H2O⇌Fe(OH)2+2H+,升高温度会促进Fe2+水解,所以反应温度不宜过高。
(4)该反应平衡常数K=c(CO32-)c(OH-)2=KspFeCO3KspFe(OH)2=3.2×10-118.0×10-16=4×104
(5)TiO2+水解转化为TiO2·nH2O后,“废液”中溶质的主要成分是H2SO4 (或H2SO4和FeSO4)。
(6)已知反应产物中有O2,加入碳之后碳会与O2反应,使O2浓度减小,平衡正向移动。升高温度向吸热方向移动,反应为吸热反应,高温条件会促进平衡正向移动。
(7)高温下钛易与N2、H2等反应,CO2会与Mg反应,故可作为保护气的是Ar。
【分析】
(1)粉碎的目的是增大反应物接触面积。
(2)依据氧化还原反应的特点。
(3)依据现象书写;NH4HCO3受热分解,考虑反应的性质(受热分解和水解)。
(4)依据K=c(CO32-)c(OH-)2计算;
(5)依据原料的成分分析。
(6)依据外界因素对平衡的影响。
(7)保护气不能参加反应。
10.【答案】(1)3ΔH1-ΔH24
(2)作催化剂;两种情况下反应均达到平衡,催化剂CaCl2不改变平衡
(3)CaS;1×10-4;0.32a
(4)高温下,过量的C与CO2反应生成CO,使气体总体积增大(或CaSO4部分转化为其他含硫物质)
【解析】【解答】(1)令3CaSO4(s)+CaS(s)=4CaO(s)+4SO2(g) ΔH1①
3CaS(s)+CaSO4(s)=4CaO(s)+4S(s) ΔH2②
根据盖斯定律可知,反应:2CaSO4(s)+S(s)=2CaO(s)+3SO2(g)可由14(3×①-②)得到,所以对应反应热ΔH=3ΔH1-ΔH24;
(2)由图示可知CaCl2改变反应速率,但不改变最终CaSO4的转化率,说明CaCl2在转化过程中起催化剂作用;因催化剂CaCl2不改变平衡状态,当温度高于1200 ℃时,两种情况均达到平衡状态,则无论有无CaCl2,CaSO4的平衡转化率趋于相同;
(3)①S的最低价态为-2价,则温度低于800℃时,主要的还原产物是一种硫的最低价盐,CaSO4主要还原产物为CaS;
②根据反应:CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)可知,转化的CO的浓度与生成的SO2相同,所以该反应达到平衡时,Δc(CO)=c(SO2)=8.0×10-5mol·L-1,CO的转化率为80%,因此CO的初始浓度c0(CO)=Δc(CO)80%=8.0×10-5mol⋅L-180%=1×10-4mol⋅L-1;根据题意列出三段式如下:
CaSO4(s)+CO(g)=CaO(s)+CO2(g)+SO2(g)c01×10-400Δc0.8×10-40.8×10-40.8×10-4ct0.2×10-40.8×10-40.8×10-4,则
平衡时的总压强为0.1a MPa×(0.2+0.8+0.8)×10-41×10-4=0.18 a MPa,则CO(g)、CO2(g)、SO2(g)的平衡分压分别为0.21.8×0.18 a MPa=0.02 a MPa、0.81.8×0.18 a MPa=0.08 a MPa、0.81.8×0.18 a MPa=0.08 a MPa,所以Kp=0.08aMPa×0.08aMPa0.02aMPa =0.32aMPa;
(4)因高温下过量的C与CO2反应生成CO,方程式为C+CO2高温__2CO,从而使气体总体积增大,导致混合气体中SO2的体积分数不升反降,也可能是或CaSO4部分转化为其他含硫物质,从而使SO2的体积分数降低。
【分析】(1)根据盖斯定律计算;
(2) 催化剂可以改变反应速率,但不影响平衡;
(3)①S位于第VIA族,最低价态为-2价;
②利用“三段式”;
(4)其它气态物质的量增大或产生 SO2 。
11.【答案】(1)3d54s2
(2)AC;N>O>C
(3)sp3;CO2(或SiO2、CS2);原子核的距离逐渐增大,原子核间的斥力逐渐减小,所以键角逐渐减小
(4)氮原子上连氢原子容易形成分子间氢键,使该离子不易以单个形式存在
(5)棱心;140NA×(2×10-10)3g·cm-3
【解析】【解答】(1)锰的原子序数为25,则基态锰原子价层电子排布式为:3d54s2。
(2)①Ni含有空轨道,N原子含有孤电子对,所以配位键由N原子指向Ni原子,有4个配位键,该配合物N-O中O原子和-OH中的氢原子形成氢键,该物质中还有共价键,则该物质化学键类型为:配位键、共价键,氢键不是化学键,选AC项;
②同周期第一电离能从左向右呈增大的趋势,所以第一电离能O>C,由于N元素原子2p能级有3个电子,处于半充满状态,能量较低,所以第一电离能N>O,故C、N、O第一电离能由大到小的顺序为:N>O>C;
(3)①N2H4中氮原子价层电子对数=3+1=4,杂化类型为sp3;
②N3-中有三个原子,价电子总数为16个,利用同主族变换和左右移位法,与N3-互为等电子体的分子为CO2(或SiO2、CS2);氮族元素从上到下,原子半径逐渐增大,NH3、PH3、AsH3原子核的距离逐渐增大,原子核间的斥力逐渐减小,所以键角逐渐减小;
(4)氮原子上连氢原子容易形成分子间氢键,使该离子不易以单个形式存在;
(5)①由于BF4-位于体心,所以每个晶胞含有一个BF4-离子,依据化学式Li3SBF4可知晶胞中应该有3个Li+和1个S2-,所以Li+位于棱心;
②由于Li+与BF4-最近的距离为apm,故边长为2apm,体积为(2×10-10)3cm3,而晶胞质量为140NAg,故晶胞密度为140NA×(2×10-10)3g·cm-3。
【分析】(1)依据电子排布规律。
(2)①注意氢键不是化学键;
②同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素。
(3)①依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,判断杂化类型;
②等电子体利用同主族变换和左右移位法;同主族从上到下,原子半径逐渐增大,原子核间的斥力逐渐减小,所以键角逐渐减小;
(4)分子间氢键,会形成团簇分子;
(5)①利用均摊法,依据化学式的比例关系判断;
②利用ρ=mV计算。
12.【答案】(1)溴苯;羰基,羧基
(2)+C2H5OH⇌Δ浓硫酸+H2O
(3);加成反应
(4)6;
(5)方法1:+→→催化剂→催化剂H2方法2:+→→Δ浓硫酸→催化剂H2
【解析】【解答】根据题中已知条件可知酚羟基可以与RCH=CHCOOR′结构中的碳碳双键发生加成反应。根据本题合成路线,A结构为:;B与乙醇发生酯化反应生成C,C中存在结构-CH=CHCOOC2H5,C转化成D过程中碳碳双键变为单键,可知M中存在酚羟基,M与C发生加成反应生成D,M结构应为:;D中存在碳氧双键,E中变为碳氧单键同时形成羟基,-NH2转化为-NH-连接到了之前存在羰基的碳原子上,由此可知-NH2少的H应该转移成为羟基氢,故D转化成E的反应为加成反应;E转化为F的过程中N与C之间形成双键,-H与-OH消失,可知此步发生消去反应。
(1)A名称为溴苯;B中含氧官能团为:、-COOH,名称是羰基、羧基。
(2)B生成C为酯化反应,故反应方程式为:+C2H5OH⇌Δ浓硫酸+H2O
(3)M的结构简式为:;D生成E的反应类型是加成反应。
(4)观察B结构,B中存在一个溴和三个氧,故B的同分异构体中应有三个相同的含氧官能团,想要满足条件①②,此官能团只能是-CHO,则B的同分异构体中的两种官能团分别是-Br和-CHO。满足全部条件的B的同分异构体有6种:
、、、、、。其中核磁共振氢谱有三组峰,且峰面积之比为3:2:2的结构简式为:
(5)参照题干信息,中存在与苯环直接相连的-NH2,存在羰基,故可参照D与E的加成反应,则与反应会生成,再参照E生成F的过程,一定条件下发生消去反应可生成,再与氢气加成即可得到。
合成路线如下,方法1:
+→→催化剂→催化剂H2,也可利用教材中的消去反应原理设计,方法2:
+→→Δ浓硫酸→催化剂H2
【分析】
(1)根据本题合成路线中B的结构确定A名称;由结构简式确定官能团名称。
(2) 酯化反应为”酸脱羟基醇脱氢“
(3根据合成路线确定结构简式为:;依据官能团的变化确定反应类型。
(4)两种官能团分别是-Br和-CHO
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