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2022届宁夏回族自治区银川一中高三二模理科综合化学试题含解析
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这是一份2022届宁夏回族自治区银川一中高三二模理科综合化学试题含解析,共28页。
2022年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试试题卷
(银川一中第二次模拟考试)
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 N—14 O—16 Na—23 Ni—59
1. 《博物新编》)有关于磺强水制法记载:“以铅作一密炉,炉底贮以清水,焚硝磺于炉中,使硝磺之气重坠入水,然后将水再行蒸炼,一如蒸酒甑油之法,务使水汽尽行升散,则所存者是磺强水矣。”(提示:“硝”指,“磺”指硫黄)下列有关磺强水的说法正确的是
A. “焚硝磺”时发生的是氧化还原反应
B. 磺强水是一种易挥发的强电解质
C. 磺强水溶液的pH=2
D. 磺强水溶液中不存在分子
2. 下列离子方程式与实验对应不正确的是
选项
实验
离子方程式
A
向橙色K2Cr2O7溶液中加入NaOH溶液,溶液变黄色
+2OH−=2+H2O
B
向AgCl悬浊液中加Na2S溶液,有黑色难溶物生成
2AgCl+S2−=Ag2S+2Cl−
C
向NH4HCO3溶液中加入过量Ba(OH)2稀溶液,有白色沉淀产生
++Ba2++2OH-=BaCO3↓+NH3·H2O+H2O
D
向K2MnO4溶液(墨绿色)中加入适量醋酸,溶液变为紫色且有黑色沉淀生成
3+4H+=2+MnO2↓+2H2O
A. A B. B C. C D. D
3. 高聚物A在生物医学上有广泛应用。以N-乙烯基吡咯烷酮(NVP)和甲基丙烯酸β-羟乙酯(HEMA)为原料合成路线如下,则下列说法正确的是
A. NVP分子式为C6H8NO
B. 1mol高聚物A可以与2molNaOH反应
C. HEMA分子中所有的碳原子可能共面
D. HEMA和NVP通过缩聚反应生成高聚物A
4. 依据下列实验现象,得出的结论正确的是
操作
实验现象
结论
A
蘸有浓氨水的玻璃棒靠近某溶液
有白烟产生
该溶液是浓盐酸
B
将SO2通入BaCl2溶液
有白色沉淀生成
生成了BaSO3沉淀
C
加热盛有少量NH4Cl固体的试管,并在试管口放置湿润的蓝色石蕊试纸
石蕊试纸变红
NH4Cl显酸性
D
取少量某无色溶液,先滴加氯水,再加入少量溴苯,振荡、静置
溶液分层,下层呈紫红色
原无色溶液中一定有I-
A. A B. B C. C D. D
5. 已知元素W、X、Y、Z、Q分别为短周期主族元素,且原子序数依次增大。由五种元素构成的化合物相互转化关系如下图,其中A、C、D是常见的气体单质,D气体在常温下呈黄绿色。F气体极易溶于水,且液态常作制冷剂,B的焰色反应为黄色。图中的部分反应产物或反应物已略去。下列说法不正确的是
A. 原子半径由大到小顺序为Z>Q>X>Y>W
B. G是含有共价键的离子化合物
C. 1molD与H2O反应转移NA个电子
D. X、Q元素最高价氧化物对应水化物均为强酸
6. 我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率,同时释放电能,实验原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,Zn电极周围pH升高
B. 放电时,每生成1mol HCOO-,转移NA个电子
C. 使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成
D. 使用Sn催化剂,反应更易进行
7. 配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如[Ag(NH3)2]+的K不稳=。在一定温度下,向0.1mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+。溶液中pNH3与δ(X)的关系如图其中pNH3=-1g[c(NH3)]、δ(X)=(X代表Ag+或[Ag(NH3)2]+)。下列说法正确的是
A. 图中δ1代表的是δ([Ag(NH3)2]+) B. 向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)减小
C. 该溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-) D. 该温度时,K不稳([Ag(NH3)2]+)=107.3
8. 实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼(N2H4),并探究肼的性质。制备装置如下图所示。
回答下列问题:
(1)肼的电子式为_______。
(2)装置A试管中的试剂为_______。仪器a的作用是_______。
(3)装置B中制备肼的化学方程式为_______。
(4)上述装置存在一处缺陷,会导致肼的产率降低,改进方法是_______。
(5)①探究性质。已知N2H4是一种二元弱碱,在水中的电离与NH3相似,请写出肼第二步电离的电离方程式:_______。室温下向N2H4水溶液中滴加某强酸,溶液的pH与离子浓度关系如图所示,下列说法正确的是_______
A.N2H4在水溶液中的第二步电离平衡常数为10-1;
B.+N2H4⇌2的平衡常数为1.0×109;
C.N2H5Cl溶液中的水解能力大于电离能力;
D.N2H6Cl2溶液中:c(Cl-)=2c()+2c()
②测定产品中肼的质量分数。
称取装置B中溶液mg,加入适量NaHCO3固体(滴定过程中,调节溶液的pH保持在6.5左右),加水配成100mL溶液,移取25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴指示剂,用cmol·L−1的碘溶液滴定,滴定过程中有无色无味无毒气体产生。滴定终点平均消耗标准溶液VmL,产品中肼质量分数的表达式为____。
10. 以钛铁矿(主要成分为FeO·TiO2,还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“溶浸”后溶液中的金属阳离子主要包括Mg2+、TiOCl+___________。“滤液”经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以TiO2·2H2O形式存在),写出上述转变的离子方程式:___________。
(2)“溶钛”过程反应温度不能太高,其原因是___________。
(3)“沉铁”步骤反应的化学方程式为___________,“沉铁”后的滤液经处理后可返回___________工序循环利用。
(4)“煅烧”制备LiFePO4过程中,Li2CO3和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比为___________。
(5)以Li4Ti5O12和LiFePO4作电极组成电池,充电时发生反应:Li4Ti5O12+LiFePO4=Li4+xTi5O12+Li1-xFePO4(0<x<1),阳极的电极反应式为___________。
(6)从废旧LiFePO4电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO4电极,测得浸取液中c(Li+)=4mol·L-1,加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2CO3沉淀 ,若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,则反应后的溶液中CO的浓度为___________mol·L-1[已知Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和]。
12. 中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力,以CO2为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2+O2(g)⇌2H2O(g) ∆H3=-483.6kJ·mol-1,1摩尔液态水完全汽化吸收热量44千焦,则CH4燃烧热∆H=_______。
②500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4mol CO2和12mol H2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为p,则0~20min内,v(CH4)=_______mol·L-1·min-1,平衡时CH4选择性=_______(CH4选择性=,保留3位有效数字)。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g) ∆HX>Y>W
B. G是含有共价键的离子化合物
C. 1molD与H2O反应转移NA个电子
D. X、Q元素最高价氧化物对应水化物均为强酸
【5题答案】
【答案】C
【解析】
【分析】D气体在常温下呈黄绿色,则D为氯气;F气体极易溶于水,且液态常作制冷剂,则F为氨气;结合B的焰色反应为黄色和物质转化关系可得,A为氮气,B为氯化钠,C为氢气,D为氯气,E为氢氧化钠,F为氨气,H为氯化氢,G为氯化铵,元素W、X、Y、Z、Q分别为H、N、O、Na、Cl,据此解题。
【详解】A.一般电子层数越多半径越大,电子层数相同时核电荷数越大半径越小,故原子半径由大到小顺序为Na>Cl>N>O>H,故A正确;
B.氯化铵中N和H原子间为共价键、铵根和氯离子间为离子键,为离子晶体,故B正确;
C.氯气和水反应为可逆反应,1mol氯气不能全部转化,故转移电子数小于NA个,故C错误;
D.N的最高价氧化物对应水化物为硝酸,为强酸;Cl的最高价氧化物对应水化物为高氯酸,为强酸,故D正确;
故选C。
6. 我国科研团队设计了一种表面锂掺杂的锡纳米粒子催化剂s-SnLi可提高电催化制甲酸盐的产率,同时释放电能,实验原理如图所示。下列说法不正确的是
A. 充电时,Zn电极周围pH升高
B. 放电时,每生成1mol HCOO-,转移NA个电子
C. 使用催化剂Sn或者s-SnLi均能有效减少副产物CO的生成
D. 使用Sn催化剂,反应更易进行
【6题答案】
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据装置图,充电时,外电路电子流向Zn电极,即Zn电极反应式为Zn(OH)+2e-=Zn+4OH-,c(OH-)增大,pH增大,故A说法正确;
B.根据装置图可知,放电时,右侧电极反应式为CO2+2e-+H2O=HCOO-+OH-,生成1mol HCOO-时,转移电子物质的量为2mol,即转移2NA个电子,故B说法错误;
C.根据图像可知,在使用催化剂Sn和s-SnLi生成CO时活化能大,活化能大反应速率慢,且CO能量比HCOOH能量高,能量越低,物质越稳定,因此使用催化剂Sn和s-SnLi可以减少副产物CO的生成,故C说法正确;
D.根据图像可知,使用催化剂Sn,活化能小,反应更易进行,故D说法正确;
答案B。
7. 配离子的稳定性可用K不稳衡量,例如[Ag(NH3)2]+的K不稳=。在一定温度下,向0.1mol/L硝酸银溶液中滴入稀氨水,发生反应Ag++2NH3[Ag(NH3)2]+。溶液中pNH3与δ(X)的关系如图其中pNH3=-1g[c(NH3)]、δ(X)=(X代表Ag+或[Ag(NH3)2]+)。下列说法正确的是
A. 图中δ1代表的是δ([Ag(NH3)2]+) B. 向溶液中滴入稀硝酸,δ(Ag+)减小
C. 该溶液中c(NH4+)+c(H+)=c(OH-) D. 该温度时,K不稳([Ag(NH3)2]+)=107.3
【7题答案】
【答案】C
【解析】
【详解】A.pNH3越大即c(NH3)越小,则c(Ag+ )/c([Ag(NH3)2]+)越大,δ(Ag+)= 越大,故δ1代表的是δ(Ag+ ),故A选项错误;B.向体系中滴入硝酸,c(NH3)减小、δ(Ag+ )增大,故B选项错误;C.溶液电荷守恒c(Ag+)+c([Ag(NH3)2]+)+c(NH4+ )+c(H+ )=c(OH- )+c(NO3-)、物料守恒c(Ag+)+c([Ag(NH3)2]+) = c(NO3-),两式整理得c(NH4+ )+c(H+ )=c(OH- ),故C选项正确;D.选取a点即δ(Ag+ )=δ([Ag(NH3)2] ), K不稳= =(10-3.65)2=10-7.3,故D选项错误;答案:C。
8. 实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼(N2H4),并探究肼的性质。制备装置如下图所示。
回答下列问题:
(1)肼的电子式为_______。
(2)装置A试管中的试剂为_______。仪器a的作用是_______。
(3)装置B中制备肼的化学方程式为_______。
(4)上述装置存在一处缺陷,会导致肼的产率降低,改进方法是_______。
(5)①探究性质。已知N2H4是一种二元弱碱,在水中的电离与NH3相似,请写出肼第二步电离的电离方程式:_______。室温下向N2H4水溶液中滴加某强酸,溶液的pH与离子浓度关系如图所示,下列说法正确的是_______
A.N2H4在水溶液中的第二步电离平衡常数为10-1;
B.+N2H4⇌2的平衡常数为1.0×109;
C.N2H5Cl溶液中的水解能力大于电离能力;
D.N2H6Cl2溶液中:c(Cl-)=2c()+2c()
②测定产品中肼的质量分数。
称取装置B中溶液mg,加入适量NaHCO3固体(滴定过程中,调节溶液的pH保持在6.5左右),加水配成100mL溶液,移取25.00mL置于锥形瓶中,并滴加2~3滴指示剂,用cmol·L−1的碘溶液滴定,滴定过程中有无色无味无毒气体产生。滴定终点平均消耗标准溶液VmL,产品中肼质量分数的表达式为____。
【8题答案】
【答案】(1) (2) ①. 氯化铵和氢氧化钙固体 ②. 将氨气通入装置B中,且球形部分可以防止倒吸
(3)NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O
(4)在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶
(5) ①. N2H+H2ON2H+OH- ②. BC ③.
【解析】
【分析】实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼,装置A为生成氨气的装置,装置C为生成氯气装置,氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸钠,次氯酸钠再和氨生成肼。
【小问1详解】
肼的电子式为。
【小问2详解】
实验室模拟拉希法用氨和次氯酸钠反应制备肼,装置A为生成氨气的装置,且反应为固体加热反应,则试管中的试剂为氯化铵和氢氧化钙固体,两者反应生成氨气和氯化钙、水;氨气极易溶于水,仪器a的作用是将氨气通入装置B中,且球形部分可以防止倒吸。
【小问3详解】
装置B中氨和次氯酸钠反应生成肼,氮元素化合价升高,次氯酸具有氧化性则氯元素化合价降低生成氯化钠,NaClO+2NH3=NaCl+N2H4+H2O。
【小问4详解】
装置C反应生成氯气,浓盐酸具有挥发性,导致氯气不纯,氯化氢会和装置B中氢氧化钠溶液反应,导致肼的产率降低,改进方法是在装置B、C之间加装盛有饱和食盐水的洗气瓶,除去氯化氢气体。
【小问5详解】
①肼第二步电离的电离方程式N2H+H2ON2H+OH-;
A.,,由图像可知,M、N所表示的电离平衡常数分别是10-6、10-15,第一步电离平衡常数大于第二步电离平衡常数,所以N2H4在水溶液中的第二步电离平衡常数为10-15,故A错误;
B.N2H+N2H42N2H的平衡常数=1.0×109,故B正确;
C.N2H5Cl溶液中N2H的水解常数是10-8,N2H的电离常数是10-15,水解能力大于电离能力,故C正确;
D.根据电荷守N2H6Cl2溶液中:c(Cl-)+c(OH-)=c(N2H)+2c(N2H)+c(H+),c(OH-)c(N2H)+c(N2H)+c(H+),故D错误;
选BC。
②碘溶液能使淀粉变蓝色,故滴定过程中指示剂可选用淀粉溶液;
滴定过程中有无色无味无毒气体产生,碘具有氧化性,则碘和肼发生氧化还原反应生成碘离子和氮气,根据电子守恒可知,2I2~4e-~N2H4,则产品中N2H4的质量为,质量分数的表达式为。
10. 以钛铁矿(主要成分为FeO·TiO2,还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)为原料合成锂离子电池的电极材料钛酸锂(Li4Ti5O12)和磷酸亚铁锂(LiFePO4)的工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)“溶浸”后溶液中的金属阳离子主要包括Mg2+、TiOCl+___________。“滤液”经加热水解后转化为富钛渣(钛元素主要以TiO2·2H2O形式存在),写出上述转变的离子方程式:___________。
(2)“溶钛”过程反应温度不能太高,其原因是___________。
(3)“沉铁”步骤反应的化学方程式为___________,“沉铁”后的滤液经处理后可返回___________工序循环利用。
(4)“煅烧”制备LiFePO4过程中,Li2CO3和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比为___________。
(5)以Li4Ti5O12和LiFePO4作电极组成电池,充电时发生反应:Li4Ti5O12+LiFePO4=Li4+xTi5O12+Li1-xFePO4(0<x<1),阳极的电极反应式为___________。
(6)从废旧LiFePO4电极中可回收锂元素。用硝酸充分溶浸废旧LiFePO4电极,测得浸取液中c(Li+)=4mol·L-1,加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2CO3沉淀 ,若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,则反应后的溶液中CO的浓度为___________mol·L-1[已知Ksp(Li2CO3)=1.6×10-3,假设反应后溶液体积为反应前两溶液之和]。
【10题答案】
【答案】(1) ①. Fe2+、Ca2+ ②. TiOCl++3H2OTiO2·2H2O↓+2H++ Cl-
(2)双氧水和氨水都会因温度过高分解
(3) ①. 2FeCl2+ H2O2+ 2H3PO4= 2FePO4↓+4HCl+ 2H2O ②. 溶浸
(4)1:1 (5)LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi+
(6)0.04 mol·L-1
【解析】
【分析】钛铁矿(主要成分为FeO·TiO2,还含有MgO、CaO、SiO2等杂质)和足量盐酸反应后,其中只有杂质SiO2和盐酸不反应,其它成分都和盐酸反应生成溶于水的盐酸盐,过滤后的滤液中含有溶于水的盐酸盐,加热过程中,TiOCl+水解生成TiO2·2H2O沉淀,过滤得到含有TiO2·2H2O的富钛渣,加入双氧水、氨水后得到过氧钛化合物,煅烧后得到TiO2,然后和Li2CO3反应得到Li4Ti5O12,富铁液加入双氧水和磷酸后,Fe2+转化为FePO4沉淀,然后和Li2CO3、H2C2O4高温煅烧生成LiFePO4,据此分析解答。
【小问1详解】
钛铁矿的成分中只有SiO2与盐酸是不反应的,FeO·TiO2、MgO、CaO与盐酸反应后产生的阳离子有 Mg2+、TiOCl+、Fe2+、Ca2+等。TiOCl+水解成TiO2·2H2O的离子方程式是TiOCl++3H2OTiO2·2H2O↓+2H++ Cl-。
【小问2详解】
“溶钛”过程反应温度不能太高,其原因是加入的双氧水和氨水都会因温度过高分解。
【小问3详解】
由流程图可知,H2O2为氧化剂,H3PO4为沉淀剂,则“沉铁”步骤反应的化学方程式为2FeCl2+ H2O2+ 2H3PO4= 2FePO4↓+4HCl+ 2H2O,根据流程图,生成的盐酸可返回溶浸工序循环使用。
【小问4详解】
根据流程图,FePO4与Li2CO3和H2C2O4高温煅烧生成LiFePO4,则反应的化学方程式是2FePO4+ Li2CO3+ H2C2O42LiFePO4+ 3CO2↑+ H2O,根据化学计量数,可知Li2CO3和H2C2O4的理论投入量的物质的量之比为1:1。
【小问5详解】
充电时,和电源正极相连的电极叫阳极,反生氧化反应,根据充电时发生的反应Li4Ti5O12+LiFePO4=Li4+xTi5O12+Li1-xFePO4(0<x<1),LiFePO4生成Li1-xFePO4的过程中发生氧化反应,则阳极电极反应式为LiFePO4-xe-= Li1-xFePO4+xLi+。
【小问6详解】
浸取液中c(Li+)=4mol·L-1,加入等体积的碳酸钠溶液将Li+转化为Li2CO3沉淀,若沉淀中的锂元素占浸取液中锂元素总量的90%,设浸取液的体积为VL,则可知沉淀后的c(Li+)==0.2 mol·L-1,Ksp(Li2CO3)=c2(Li+)c()=1.6×10-3,则0.2 = 1.6×10-3,故=0.04 mol·L-1。
12. 中国科学家为实现“碳中和”目标而不断努力,以CO2为原料合成甲烷、乙醇等能源物质具有良好的发展前景。
(1)CO2在固体催化表面加氢合成甲烷过程中发生以下两个反应:
主反应:CO2(g)+4H2(g)⇌CH4(g)+2H2O(g) ∆H1=-156.9kJ·mol-1
副反应:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ∆H2=+41.1kJ·mol-1
①已知2H2+O2(g)⇌2H2O(g) ∆H3=-483.6kJ·mol-1,1摩尔液态水完全汽化吸收热量44千焦,则CH4燃烧热∆H=_______。
②500℃时,向1L恒容密闭容器中充入4mol CO2和12mol H2,初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol·L-1,体系压强为p,则0~20min内,v(CH4)=_______mol·L-1·min-1,平衡时CH4选择性=_______(CH4选择性=,保留3位有效数字)。
(2)已知CO2催化加氢合成乙醇的反应为:2CO2(g)+6H2(g)⇌C2H5OH(g)+3H2O(g) ∆HT2>T1 ②. m1>m2>m3 ③. 31 ④. 使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积)
【解析】
【小问1详解】
①由盖斯定律可知,则CH4燃烧的热化学方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(g) ΔH4=-ΔH1+2×ΔH3=-(-156.9kJ⋅mol-1)+2×(-483.6kJ⋅mol-1)=-810.3kJ⋅mol-1;1摩尔液态水完全汽化吸收热量44千焦,则CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)的焓变ΔH=-810.3kJ⋅mol-1+(-44kJ⋅mol-1×2)=-898.3kJ·mol-1,即CH4的燃烧热ΔH为-898.3kJ·mol-1;
②初始压强为p,20min时主、副反应都达到平衡状态,测得c(H2O)=5mol⋅L-1,则H2O的物质的量为5mol,体系压强为p,相同条件下压强比等于物质的量比,则反应后总的物质的量为(4+12)×=12mol;设主反应消耗CO2的物质的量为x mol,副反应消耗CO2的物质的量为y mol,则主副反应的三段式为:
则有: ,解得x=2mol,y=1mol,
则0~20min内,v(CH4)==0.1mol⋅L-1⋅min-1,平衡时CH4选择性=×100%≈66.7%;
【小问2详解】
①该反应为放热反应,其它条件相同时,升高温度,平衡逆向移动,二氧化碳的平衡转化率下降,则图1中投料比相同,温度从高到低的顺序为T3>T2>T1;
②其它条件相同时,增加氢气的物质的量,m增大,会促进二氧化碳的转化,提高二氧化碳的平衡转化率,则图2中m1、m2、m3从大到小的顺序为m1>m2>m3;
③Rlnk=-+C,作为活化能为直线斜率的相反数,a的斜率为=-31,故31kJ⋅mol-1;当改变外界条件时,实验数据如图3中的曲线b所示,b的斜率的绝对值减小,则反应的活化能减小,故实验可能改变的外界条件是使用更高效的催化剂(或增大催化剂比表面积)。
[化学—选修3:物质结构与性质]
14. Fe、Co、Ni均为第VIII族元素,它们的化合物在生产生活中有着广泛的应用。
(1)基态Ni原子价电子中成对电子数与未成对电子数之比为_______。
(2)镍和苯基硼酸共催化剂实现了丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)的绿色高效合成。丙醛(CH3CH2CHO)与丙烯醇(CH2=CH—CH2OH)分子量相等,但丙醛比丙烯醇的沸点低的多,其主要原因是_______。
(3)Co3+的一种配离子[Co(N3)(NH3)5]2+,1mol该配离子中所含σ键的数目为_______,与互为等电子体的一种分子为:_______,离子杂化类型为_______。
(4)某FexNy的晶胞如图1所示,Cu可以完全替代该晶体中a位置的Fe或者b位置的Fe,形成Cu替代型产物Fe(x-n)CunNy。FexNy转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示,其中更稳定的Cu替代型产物的化学式为_______。
(5)NiO的晶体结构如图所示,其中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C离子坐标参数为_______。一定温度下,NiO晶体可以自发地分散并形成“单分子层”,可以认为O2-作密置单层排列,Ni2+填充其中(如图),已知O2-的半径为apm,每平方米面积上分散的该晶体的质量为_______g(用含a、NA的代数式表示)。
【14题答案】
【答案】(1)4:1 (2)丙烯醇中分子间存在氢键
(3) ①. 23NA ②. CO2 ③. sp杂化
(4)Fe3CuN (5) ①. (1,,) ②.
【解析】
【小问1详解】
基态Ni原子的价电子排布为3d84s2, 其中单电子数目为2,成对电子数目为8,所以成对电子数与未成对电子数之比为4:1;
故答案为:4:1;
【小问2详解】
丙烯醇由于有羟基,可以形成分子间氢键,分子间作用力较大,熔沸点较高,故答案为:丙烯醇中分子间存在氢键;
【小问3详解】
1个[Co(N3)(NH3)5]2+中含有6个配位键,17个共价键,共含6+17=23个σ键,则1mol[Co(N3)(NH3)5]2+中含有σ键的数目为23NA,N3-有3个原子,16个价电子,与其互为等电子体的分子为CO2,N3-的价层电子对数,故杂化类型为sp杂化,故答案为:23NA;CO2;sp杂化;
【小问4详解】
根据晶胞结构图,a位置铁原子数是,b位置铁原子数是,N原子数是1,能量越低越稳定,所以Cu可以完全替代该晶体中a位置铁产物稳定,化学式为Fe3CuN;
【小问5详解】
若NiO晶胞中离子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),由图中可以看出C离子离坐标轴x为1,y为,z为,则坐标参数为:(1,,),根据结构可知,氧离子和相邻镍离子之间的距离为2a,距离最近的两个阳离子核间距离是距离最近的氧离子和镍离子的倍,所以其距离为2a,根据图片可知,每个氧化镍所占面积=2a ×2a ×,则每平方米含有氧化镍的个数,每个氧化镍的质量,所以每平方米含有氧化镍的质量,故答案为:(1,,);。
[化学—选修5:有机化学基础]
16. K是一种治疗带状疱疹后遗症神经痛的药物,可用A为原料来合成,路线如图。
已知:
i.RCHO++H2O
ii.RCONH2RNH2
iii.++H2O
(1)该二烯烃A的名称为_______。
(2)B具有的官能团的名称是_______,C的化学式是_______。
(3)由D生成E所需的试剂和条件分别是_______。
(4)已知F→G发生的是加成反应,请写出G的结构简式_______。
(5)H→I的反应类型为_______。
(6)M是I的同分异构体,则符合下列条件的M有_______种(不包括I)。
①与I具有相同六元环结构②环上的取代基数目和I相同
(7)已知I→J的的反应分两步进行:第一步,I与氨水反应生成P;第二步,P酸化生成J。写出I生成P的化学方程式_______。
【16题答案】
【答案】(1)2-甲基-1,3-丁二烯(或异戊二烯)
(2) ①. 碳碳双键、溴原子 ②. C5H11Br
(3)O2,催化剂(Cu或Ag),加热
(4) (5)取代反应(或脱水反应)
(6)7 (7)+2NH3·H2O→+2H2O
【解析】
【分析】A的结构简式为:,名称为2—甲基—1,3—丁二烯(或异戊二烯),A和溴化氢加成后生成物质B,且B还可以和氢气加成,则说明A和溴化氢加成的时候,只消耗了一个碳碳双键,再结合E的碳骨架结构可知B的结构简式为:,C的结构简式为,D的结构简式为;再结合已知信息可知F为,G为,H为,H发生已知iii的反应生成I为,以此解题。
【小问1详解】
由分析可知该二烯烃A的名称为2—甲基—1,3—丁二烯(或异戊二烯);
小问2详解】
由分析可知B为,具有的官能团的名称是:碳碳双键、溴原子;C为,化学式是C5H11Br;
【小问3详解】
由D生成E是醇的催化氧化,所需的试剂和条件分别是O2,催化剂(Cu或Ag),加热;
【小问4详解】
由分析可知G的结构简式为;
【小问5详解】
对比H的结构和I的结构可知H→I的反应类型为:取代反应(或脱水反应);
【小问6详解】
M是I的同分异构体,且满足①与I具有相同六元环结构②环上的取代基数且和J相同,则支链为丁基,丁基一共有4种,根据J的结构可知,丁基在环上的位置有2个,则满足要求的同分异构体一共有8种,除了J本身还有7种;
【小问7详解】
根据J的分子式,以及题中的已知ii,则I生成P应该是I和一水合氨的开环化合反应,方程式为:+2NH3·H2O→+2H2O。
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