2021-2022学年重庆市渝东六校共同体高二(下)联合诊断性测试化学试卷(含答案解析)
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这是一份2021-2022学年重庆市渝东六校共同体高二(下)联合诊断性测试化学试卷(含答案解析),共18页。试卷主要包含了 李时珍在《本草纲目》中写到, 下列说法中正确的是等内容,欢迎下载使用。
2021-2022学年重庆市渝东六校共同体高二(下)联合诊断性测试化学试卷
1. 我国四川广汉的三星堆遗址距今已有3000∼5000年历史,2021年3月20日,三星堆遗址新出土了多达500多件重要文物,如黄金面具、丝绸“黑炭"、青铜神树、陶瓷碎片等。下列有关叙述错误的是( )
A. 黄金面具、青铜神树的成分均为纯金属,属于金属晶体
B. 丝绸转化为“黑炭”的过程涉及化学变化
C. 三星堆中含有大量的陶瓷碎片,属于无机非金属材料
D. 考古时利用614C测定文物的年代,614C的中子数为8
2. 李时珍在《本草纲目》中写到:“烧酒非古法也,自元时始创其法。用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承取滴露。”“凡酸坏之酒,皆可蒸烧”“以烧酒复烧二次,……,价值数倍也。”这里用到的方法可用于分离( )
A. 碘水 B. 苯和水
C. 苯甲酸和氯化钠 D. 二氯甲烷和四氯化碳
3. 下列有关化学用语表示正确的是( )
A. 氯离子(Cl−)的结构示意图:
B. 2−乙基−1,3−丁二烯的键线式:
C. 丙烷分子的空间填充模型:
D. 基态Br原子简化电子排布式:[Ar]4s24p5
4. 下列说法中正确的是( )
A. 所有金属元素都分布在d区和ds区
B. 元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素都是金属元素
C. ns电子的能量不一定高于(n−1)p电子的能量
D. 电子排布式(21Sc)1s22s22p63s23p63d3违反了洪特规则
5. 关于有机物的结构和性质,下列说法不正确的是( )
A. CH3CH2OH和HOCH2CH2OH的核磁共振氢谱中都有两组峰
B. 某烃的相对分子质量为58,则其分子式一定为C4H10
C. 某烃完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为2:1,则其实验式为CH
D. 甲烷、乙烷、丙烷都能在光照条件下和氯气发生取代反应
6. 下列反应中,其有机产物含有两个官能团的是( )
A. lmol乙炔与2mol溴化氢发生加成反应
B. 乙烯与H2O发生加成反应
C. 在FeBr3催化下,苯与液溴发生取代反应
D. 甲苯发生硝化反应生成梯恩梯(TNT)
7. 下列由实验得出的结论正确的是( )
实验
结论
A
甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红
生成的有机物具有酸性
B
将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液最终变为无色透明
生成的1,2−二溴乙烷无色、可溶于四氯化碳
C
乙烷中混有杂质乙烯,可将混合气体通入溴水溶液中,除去杂质乙烯
乙烯被溴水氧化
D
乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体
乙醇分子中的氢与水分子中的氢具有相同的活性
A. A B. B C. C D. D
8. 现有四种元素基态原子的电子排布式如下。则下列有关比较中正确的是( )
①1s22s22p63s23p4 ②1s22s22p63s23p3 ③1s22s22p3 ④1s22s22p5
A. 原子半径:①>②>③>④ B. 单电子数:④>①>③=②
C. 电负性:④>③>①>② D. 第一电离能:④>③>①>②
9. 短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素,W2X是维持生命过程的必需物质,WY可用于玻璃的刻蚀,ZX2是酸雨的主要形成原因之一。下列说法错误的是( )
A. 四种元素中,W的电负性最小,Y的第一电离能最大
B. W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和sp2杂化
C. W2X的稳定性高于W2Z是因为W2X分子间存在氢键
D. Z的最高价氧化物的空间构型为平面正三角形
10. NA表示阿伏加德罗常数,有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是( )
A. 在1mol金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数分别为NA、2NA
B. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE
C. 在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl−形成正八面体形
D. 在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
11. 有机化合物M的结构如图所示。关于M下列说法不正确的是( )
A. 分子中共含有2种不同的官能团
B. 分子中碳原子有sp、sp2、sp3三种杂化方式
C. 最多可与4molH2发生加成反应
D. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
12. 下列晶体性质的比较中错误的有( )
①熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅>四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷
②沸点:HF>H2O>NH3>PH3
③硬度:白磷>冰>二氧化硅
④熔点:Na>Mg>镁铝合金>Al>Hg
⑤熔点:NaF>NaCl>NaBr>NaI
A. 1项 B. 2项 C. 3项 D. 4项
13. 关于化合物(b),(d),(p)的下列说法正确的是( )
A. b、d、p都属于芳香烃,b、d互为同分异构体,b、p互为同系物
B. b、d均有3种一氯代物,p有5种一氯代物
C. b、p最多都可有6个原子处于同一直线
D. d有10个碳原子处于同一平面,p最少有12个碳原子处于同一平面
14. 已知:[Co(H2O)6]2+呈粉红色,[CoCl4]2−呈蓝色,[ZnCl4]2−为无色。现将CoCl2溶于水,加入浓盐酸后,溶液由粉红色变为蓝色,存在以下平衡:[Co(H2O)6]2++4Cl−⇌[CoCl4]2−+6H2O,用该溶液做实验,溶液的颜色变化如下:
以下结论和解释正确的是( )
A. 由实验①可推知正反应为放热反应
B. 等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2−中σ键数之比为9:4
C. 实验②是由于c(H2O)增大,导致平衡逆向移动
D. 由实验③可知配离子的稳定性:[ZnCl4]2−>[CoCl4]2−
15. 按要求填空。
(1)有机化合物的名称为_______,所含官能团的名称为_______。
(2)有机化合物A的结构简式为:,A的分子式为_______,其一氯代物有_______种。
(3)下列分子中键角由大到小排列顺序是_______(填序号)。
①CH4②NH3③H2O④BF3⑤BeCl2
(4)某种苯的同系物W完全燃烧时,生成CO2和H2O的物质的量之比为8:5,若该物质的一氯代物有两种,则W的名称为_______。
(5)有机化合物A是一种重要的化工原料,在一定条件下可以发生如下反应:
已知:苯环侧链上的烃基在一定条件下能被氧化成羧基。
①A的结构简式为_______, B中官能团的名称为_______。
②写出A→D反应的化学方程式:_______,A→C反应的反应类型为_______。
③C中含有杂质时通常用重结晶实验除杂,该实验所需的玻璃仪器有_______(填序号)。
A.烧杯 B.酒精灯 C.锥形瓶 D.量筒 E.普通漏斗 F.玻璃棒 G.分液漏斗
16. A、B、C、D、E、F六种元素均位于元素周期表的前四周期,且原子序数依次增大。元素A是原子半径最小的元素;B元素基态原子的核外电子占据四个原子轨道;D元素原子的成对电子总数是未成对电子总数的3倍;E与D位于同一主族;F位于第Ⅷ族,在地壳中含量排金属中第二位。
(1)F2+的价电子排布图为_______。
(2)B、C、D元素的第一电离能由大到小的顺序是_______(用元素符号表示)。
(3)B、C、D的某些氢化物的分子中都含有18个电子,B的这种氢化物的中心原子杂化方式为_______,等物质的量B、C、D的这种氢化物的分子中含有σ键的个数之比为_______。
(4)D常见的两种单质D2和D3,其中_______(填化学式)在水中的溶解度更大。
(5)B、E可形成分子式为BE2的化合物,其电子式为_______。
(6)实验室合成一种由B和C两种元素形成的化合物,该化合物具有三维骨架结构,其中每个B原子与4个C原子形成共价键,每个C原子与3个B原子形成共价键。其化学式为_______,预测该化合物熔点 _______金刚石(填“高于”或“低于”)。
17. 联氨(N2H4)可以用于处理高压锅炉水中的氧,防止锅炉被腐蚀,其中一种可能的反应机理如图所示,回答下列问题:
(1)[Cu(NH3)4]2+是一种常见的配离子,其中心离子核外电子排布式为_______,配体为_______。
(2)Cu2O与NH3⋅H2O反应能形成较稳定的[Cu(NH3)4]2+的原因是_______。
(3)写出碱性条件下,[Cu(NH3)4]2+与NaClO反应的离子方程式_______。
(4)N2H4与O2的相对分子质量相近,但N2H4的熔点(2℃)、沸点(114℃)分别远远高于O2的熔点(−218℃)、沸点(−183℃),原因是_______。
(5)NaClO发生水解可生成HClO。HClO的空间构型是_______,中心原子的杂化类型是_______。
(6)已知Cu2O晶胞的结构如图所示:
①在该晶胞中,Cu+的配位数(距离Cu+最近的O2−个数)是_______。
②已知该晶体密度为ρg/cm3,NA表示阿伏加德罗常数的数值,则晶胞参数a(立方体边长)为_______pm(用含ρ和NA的代数式表示)。
18. 氯化苄(C6H5CH2Cl)为无色液体,是一种重要的有机化工原料。现在实验室模拟工业上用甲苯与干燥氯气在光照条件下加热反应合成氯化苄、分离出氯化苄并检验样品的纯度,已知相关物质的部分物理性质如表所示,其装置(夹持装置略去)如图所示:
物质
溶解性
熔点(℃)
沸点(℃)
相对分子质量
甲苯
极微溶于水,能与乙醇、乙醚等混溶
−94.9
110
92
氯化苄
微溶于水,易溶于苯、甲苯等有机溶剂
−39
178.8
126.5
二氯化苄
不溶于水,溶于乙醇、乙醚
−16
205
161
三氯化苄
不溶于水,溶于乙醇、乙醚和苯
−7
220
195.5
回答下列问题:
(1)装置D的名称_______,装置C中试剂的名称为_______。
(2)装置A中,发生的离子反应方程式为:_______,装置F的作用是_______。
(3)装置D中,发生的主要反应为:_______ ,该反应类型是_______。
(4)实验结束时,为了得到纯净的氯化苄,简述其操作:_______。
(5)检测氯化苄样品的纯度:已知:卤代烃(R−X)在氢氧化钠水溶液中,在加热条件下能发生水解反应,R−X+NaOH→R−OH+NaX(R−表示烃基,X表示卤素)。
①称取16.00g样品于烧杯中,加入足量NaOH水溶液,水浴加热1小时,冷却后加入过量稀HNO3溶液,再将全部溶液转移到容量瓶中配成100 mL溶液。取20.00mL溶液于试管中,加入足量的AgNO3溶液,充分振荡,过滤、洗涤、干燥,称量固体质量为3.444g,则该样品的纯度为_______%(结果保留小数点后1位)。
②实际测量中,由于样品中混入二氯化苄、三氯化苄等杂质,会使结果_______(填偏高、偏低、无影响)。
答案和解析
1.【答案】A
【解析】A.青铜神树的成分为铜合金,故A错误;
B.丝绸转化为“黑炭”的过程中有新物质生成,属于化学变化,故B正确;
C.陶瓷碎片的主要成分是硅酸盐,硅酸盐属于无机非金属材料,故C正确;
D.614C的质子数为6、质量数为14,中子数为(14−6)=8,故D正确;
故选:A。
2.【答案】D
【解析】题干信息显示,制取烧酒的方法是蒸馏法。
A.分离碘水,需采用萃取法,A不符合题意;
B.苯和水不互溶,可采用分液法分离,B不符合题意;
C.苯甲酸和氯化钠都能溶于水,但苯甲酸溶解度不大,可采用重结晶法分离,C不符合题意;
D.二氯甲烷和四氯化碳互溶,但沸点相差较大,可采用蒸馏法分离,D符合题意;
故选:D。
3.【答案】B
【解析】A.氯离子(Cl−)的结构示意图中,最外层电子数应为8,即为:,A不正确;
B.2−乙基−1,3−丁二烯的结构简式为CH2=C(CH2CH3)−CH=CH2,键线式为,B正确;
C.为丙烷分子的球棍模型,而不是空间填充模型,C不正确;
D.基态Br原子简化电子排布式中,应包含3d轨道的电子排布,所以应为[Ar]3d104s24p5,D不正确;
故选:B。
4.【答案】B
【解析】A项,在周期表中金属元素分布在s区、d区和ds区,故A错误;
B项,元素周期表中ⅢB族到ⅡB族10个纵行的元素,称为过渡元素,全部为金属,故B正确;
C项,电子能量与能层和能级都有关,ns电子的能量一定高于(n−1)p电子的能量,故C错误;
D项,根据能量最低原理知,电子先排能量低的轨道后排能量高的轨道,则 21Sc的电子排布式为1s22s22p63s23p63d14s2,故D错误;
答案选B。
5.【答案】A
【解析】A.CH3CH2OH分子中含有3种氢原子,所以其核磁共振氢谱中有三组峰,A错误;
B.某烃的相对分子质量为58,利用商余法,可求出分子中含有4个C原子、10个H原子,则其分子式一定为C4H10,B正确;
C.某烃完全燃烧生成CO2和H2O的物质的量之比为2:1,则其分子中C、H原子个数比为2:2=1:1,所以其实验式为CH,C正确;
D.甲烷、乙烷、丙烷都属于烷烃,在光照条件下都能和氯气发生取代反应,生成氯代烷烃和氯化氢,D正确;
故选:A。
6.【答案】A
【解析】A.1mol乙炔与2mol溴化氢发生加成反应,碳碳三键全部加成,有机产物中含有2个溴原子,即2个官能团,A符合题意;
B.乙烯与水发生加成反应生成乙醇,有机产物含有1个羟基,即1个官能团,B不符合题意;
C.在FeBr3催化下,苯与液溴发生取代反应生成溴苯,有机产物中存在1个溴原子官能团,C不符合题意;
D.甲苯硝化生成三硝基甲苯,有机产物中含有3个硝基,即3个官能团,D不符合题意;
答案选A。
7.【答案】B
【解析】A.甲烷与氯气在光照下反应后的混合气体能使湿润的石蕊试纸变红,是由于CH4与Cl2在光照条件下发生取代反应产生了HCl,HCl溶于水发生电离产生了H+,使溶液显酸性,而不能说是有机物具有酸性,A错误;
B.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,乙烯与溴发生加成反应产生1,2−二溴乙烷,该物质无色、可溶于四氯化碳,因此导致溶液最终变为无色透明,B正确;
C.乙烷中混有杂质乙烯,可将混合气体通入溴水溶液中,乙烯与溴发生加成反应产生1,2−二溴乙烷,1,2−二溴乙烷是液态物质,甲烷是气体,二者状态不变,可以分离,从而达到除去杂质乙烯的目的,不能说是乙烯被溴水氧化,C错误;
D.乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,但乙醇比水与金属Na反应缓慢得多,这说明乙醇分子中的氢与水分子中的氢活性不相同,D错误;
故合理选项是B。
8.【答案】C
【解析】
【分析】
依据电子排布式①1s22s22p63s23p4、②1s22s22p63s23p3、③1s22s22p3、④1s22s22p5,可确定①、②、③、④元素分别为S、P、N、F元素。
【解答】
A.一般,电子层数越多半径越大,电子层数相同的原子,核电荷数越大,原子半径越小,所以原子半径:②(P)>①(S)>③(N)>④(F),A错误;
B.根据四种元素基态原子的电子排布式可知,这四种元素的单电子数分别为2、3、3、1,则单电子数关系为:③=②>①>④,B错误;
C.①、②、③、④元素分别为S、P、N、F元素,非金属性F>N>S>P,所以电负性:④>③>①>②,C正确;
D.①、②、③、④元素分别为S、P、N、F元素,同一周期,从左到右,元素的第一电离能逐渐升高,但第IIA族、第VA族的元素的第一电离能高于其相邻元素,则P的第一电离能比S大;虽然N的第一电离能出现反常,但仍比F小,所以第一电离能:④>③>②>①,D错误;
故选:C。
9.【答案】C
【解析】
【分析】
W是宇宙中最丰富的元素,则W为H元素;W2X是维持生命过程的必需物质,则X为O元素;WY可用于玻璃的刻蚀,则Y为F元素;ZX2是酸雨的主要形成原因之一,则Z为S元素。
【解答】
A.W、X、Y、Z分别为H、O、F、S,H的非金属性最弱,电负性最小,F的非金属性最强,第一电离能最大,A正确;
B.W2X为H2O,O的价层电子对数为4,ZX2为SO2,中心S原子的价层电子对数为3,则中心原子分别为sp3和sp2杂化,B正确;
C.W2X为H2O,W2Z为H2S,前者共价键的键能大于后者,所以稳定性前者高于后者,与H2O分子间存在氢键无关,C错误;
D.Z的最高价氧化物为SO3,中心S原子发生sp2杂化,其空间构型为平面正三角形,D正确;
故选:C。
10.【答案】B
【解析】A.金刚石中每个C原子形成4个共价键,每个共价键被两个碳原子共用,所以每个碳原子具有2个共价键,即碳原子与碳碳键个数的比为1:2,所以在1mol金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数分别为NA、2NA,A正确;
B.气态团簇分子不同于晶胞,气态团簇分子中含有4个E原子、4个F原子,则分子式为E4F4或F4E4,B错误;
C.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl−有6个,距Cl−最近的Na+有6个,这6个离子构成一个正八面体,C正确;
D.Ca2+位于晶胞的顶点和面心,根据均摊法,个数为8×18+6×12=4,D正确;
答案选B。
11.【答案】B
【解析】A.分子中含有羟基和碳碳双键,共2种官能团,A正确;
B.苯环和碳碳双键中碳原子杂化方式为sp2杂化,其余碳原子为sp3杂化,B错误;
C.苯环消耗3mol氢气,碳碳双键消耗1mol氢气,共4mol,C正确;
D.羟基、碳碳双键、与苯环直接相连的碳原子均可使酸性高锰酸钾溶液褪色,D正确;
故选:B。
12.【答案】C
【解析】①金刚石、碳化硅、晶体硅都为原子晶体,C原子半径小于Si原子半径,键长比较:C−C晶体硅;卤族元素原子与Si原子形成组成和结构相似的分子晶体,分子间不存在氢键,因相对分子质量:四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,故分子间作用力:四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,所以熔点:四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,原子晶体熔点大于分子晶体,熔点:金刚石>碳化硅>晶体硅>四氯化碳>三氯甲烷>二氯甲烷,正确;
②HF、H2O、NH3含氢键,PH3不含氢键,但水中氢键数目最多,则沸点:H2O>HF>NH3>PH3,错误;
③白磷、冰均为分子晶体,二氧化硅为原子晶体,原子晶体的硬度大,则硬度:二氧化硅>白磷>冰,错误;
④同周期元素从左到右原子半径减小,价电子增多,金属键增强,金属熔点增大,合金熔点小于合金的任一金属,汞常温是液态金属熔点低,故熔点:Al>Mg>镁铝合金>Na>Hg,错误;
⑤NaF、NaCl、NaBr、NaI属于离子晶体,离子半径越大,晶格能越小,熔沸点越低,正确;
错误的有3项,故答案选C。
13.【答案】C
【解析】A.b的分子式为C12H10、d的分子式为C10H8,二者不互为同分异构体,A错误;
B.d的结构简式为,分子中只有2种不同性质的氢原子,所以有2种一氯代物,B错误;
C.b为,红线上的4个C、2个H一定共直线、p为,红线上的6个C原子一定共直线,所以b、p最多都可有6个原子处于同一直线,C正确;
D.p中,1个苯环内的6个C、与苯环相连的2个−CH3中的C,在红线上的另一苯环(含−CH3)中的3个C,共11个碳原子处于同一平面,D错误;
故选:C。
14.【答案】D
【解析】
【分析】
实验①中置于冰水浴中,溶液颜色由蓝色溶液变为粉红色溶液,说明反应[Co(H2O)6]2++4Cl− ⇌ [CoCl4]2−+6H2O平衡逆向移动,则可推知正反应为吸热反应;实验②中加水后,溶液由蓝色变为粉红色,说明反应[Co(H2O)6]2++4Cl− ⇌ [CoCl4]2−+6H2O平衡逆向移动;由实验③可知,加入氯化锌固体,溶液变为粉红色,[Co(H2O)6]2++4Cl− ⇌ [CoCl4]2−+6H2O逆向移动,可知锌离子结合氯离子生成更稳定的配离子[ZnCl4]2−。
【解答】
A.由分析可知正反应为吸热反应,A错误;
B.1个[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2−中σ键数目分别为:18、4,故等物质的量的[Co(H2O)6]2+和[CoCl4]2−中σ键数之比为18:4=9:2,B错误;
C.由于H2O为纯液体,其浓度保持不变,由分析可知实验②中加水后平衡逆向移动,其原因是由于c(Cl−)、c([Co(H2O)6]2+)、c([CoCl4]2−)减小,导致正反应速率减小的幅度大于逆反应速率减小的幅度,从而导致平衡逆向移动,C错误;
D.由分析可知实验③加入氯化锌固体,锌离子结合氯离子生成更稳定的配离子[ZnCl4]2−,导致氯离子浓度减小,平衡逆向移动,则配离子的稳定性:[ZnCl4]2−>[CoCl4]2−,D正确;
故选:D。
15.【答案】(1)4−甲基−2−乙基−1−戊烯;碳碳双键
(2)C7H14;5种
(3)⑤④①②③
(4)对二甲苯(或1,4−二甲苯)
(5)①;碳溴键
②n ;氧化反应
③ABEF
【解析】(1)选择分子中包含碳碳双键在内的最长碳链为主链,该物质分子中包含碳碳双键在内的最长碳链上含有5个C原子,从右端离碳碳双键较近的一端为起点,给主链上的C原子编号,以确定碳碳双键及支链在主链上的位置。当有多种取代基时,在命名时要先写简单的取代基名称,再写复杂的取代基的名称,取代基与名称中用小短线连接,则该物质名称为4−甲基−2−乙基−1−戊烯;
(2)根据C原子价电子数目是4,可知该有机物分子式是C7H14;该物质分子中六元环高度对称,该物质分子中含有5种不同位置的H原子,因此其一氯取代产物有5种;
(3)①CH4中心C原子价层电子对数是4,无孤对电子,分子呈正四面体结构,键角是109∘28′;
②NH3中心N原子价层电子对数是4,有1对孤对电子,孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,导致NH3分子呈三角锥结构,键角是107∘18′;
③H2O中心O原子价层电子对数是4,有2对孤对电子,由于孤电子对对成键电子对的排斥作用大于成键电子对的排斥作用,且孤电子对数越多,排斥作用越多,使H2O分子呈V形结合,键角是104.5∘;
④BF3分子中心B原子价层电子对数是3,无孤对电子,分子呈平面三角形体结构,键角是120∘;
⑤BeCl2分子中心Be原子价层电子对数是2,无孤对电子,分子呈直线型结构,键角是180∘;
故上述几种微粒中键角由大到小关系为:⑤>④>①>②>③;
(4)某种苯的同系物W完全燃烧时,生成CO2和H2O的物质的量之比为8:5,根据元素守恒,可知其分子式是C8H10,若该物质的一氯代物有两种,说明其分子中含有两种不同位置的H原子,因此W结构为,名称为对二甲苯(或1,4−二甲苯);
(5)化合物A分子式为C8H8,能够被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸,能够在催化剂存在时反应变为高分子化合物,则A为苯乙烯,结构简式为,A与Br2的CCl4溶液发生加成反应产生B是,产生的高分子化合物D是。
①根据上述分析可知A结构简式是;B是,分子中含有的官能团名称为碳溴键;
②A结构简式是,A分子中含有不饱和的碳碳双键,在一定条件下发生加聚反应产生,该反应的化学方程式为:n;
A是,由于与苯环连接的C原子上含有H原子,可以被酸性KMnO4溶液氧化为苯甲酸,该反应类型是氧化反应;
③C是苯甲酸,分子中含有杂质时通常用重结晶方法来除杂,该实验时涉及物质的溶解、过滤操作。要在烧杯中溶解苯甲酸,为促进物质溶解,需使用玻璃棒搅拌,并用酒精灯对物质的溶液进行加热,使物质溶解度增大,然后降温结晶,苯甲酸结晶析出,再通过过滤分离出来,就需使用漏斗,故所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、酒精灯、漏斗,故合理选项是ABEF。
16.【答案】(1)
(2)N>O>C
(3)sp3;7:5:3
(4)O3
(5)
(6)C3N4;高于
【解析】A、B、C、D、E、F六种元素均位于元素周期表的前四周期,且原子序数依次增大。元素A是原子半径最小的元素,则A为H元素;B元素基态原子的核外电子占据四个原子轨道,则B为C元素;D元素原子的成对电子总数是未成对电子总数的3倍,则D为O元素,C为N元素;E与D位于同一主族,则E为S元素;F位于第Ⅷ族,在地壳中含量排金属中第二位,则F为Fe元素。
(1)F为Fe元素,其原子序数为26,Fe2+的价电子排布式为3d6,价电子排布图为 ,故答案为: ;
(2)B为C元素,C为N元素,D为O元素;同一周期元素,从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,其中N的2p轨道为稳定的半充满结构,N的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为N>O>C,故答案为:N>O>C;
(3)B为C元素,C为N元素,D为O元素,它们的含有18个电子的氢化物分别为C2H6、N2H4、H2O2,C2H6分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化;C2H6、N2H4和H2O2分子都含有18个电子,分子中含有σ键的数目分别为7、5、3,所以等物质的量的乙烷、联氨和过氧化氢分子中含有σ键的个数之比为7:5:3,故答案为:sp3;7:5:3;
(4)D为O元素,O2是结构对称的非极性分子,O3和SO2为结构相似的等电子体,SO2的空间构型为结构不对称的V形,属于极性分子,所以O3也为极性分子,由相似相溶原理可知,O3在水中的溶解度大于O2,故答案为:O3;
(5)B为C元素,E为S元素,它们构成的CS2是共价化合物,其电子式为 ,故答案为: ;
(6)B为C元素,C为N元素,由化合物具有三维骨架结构,化合物中每个C原子与4个N原子形成共价键,每个N原子与3个C原子形成共价键可知,该化合物为共价晶体,化学式为C3N4,由于N的原子半径小于C,所以C3N4晶体中,碳氮键的键长小于碳碳键,键能大于碳碳键,所以C3N4的熔点高于金刚石,故答案为:C3N4;高于。
17.【答案】(1)1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9;NH3
(2)氨中的氮原子提供孤对电子与亚铜离子形成配位键
(3)[Cu(NH3)4]2++2ClO−+2OH−=CuO+2N2H4+3H2O+2Cl−
(4)N2H4分子之间存在氢键,氧气分子之间为范德华力,氢键比范德华力更强
(5)V形;sp3
(6)①2;②3288ρNA×1010
【解析】(1)铜为29号元素,基态原子的核外电子排布为1s22s22p63s23p63d104s1,4s和3d轨道上各失去一个电子形成铜离子,所以基态Cu2+核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d9或[Ar]3d9;NH3中N原子提供孤电子对,配体为NH3;
(2)Cu2O与NH3⋅H2O反应能形成较稳定的[Cu(NH3)4]2+的原因是:NH3⋅H2O中NH3的N原子提供孤对电子与Cu+形成配位键;故答案为:氨中的氮原子提供孤对电子与亚铜离子形成配位键;
(3)从图分析,[Cu(NH3)4]2+与NaClO反应生成氧化铜和N2H4,根据氧化还原反应分析氮元素化合价升高,氯元素化合价降低,该反应的离子方程式为:[Cu(NH3)4]2++2ClO−+2OH−=CuO+2N2H4+3H2O+2Cl−;
(4)N2H4与O2的相对分子质量相近,但N2H4的熔点(2℃)、沸点(114℃)分别远远高于O2的熔点(−218℃)、沸点(−183℃),原因是N2H4分子之间存在氢键,氧气分子之间为范德华力,氢键比范德华力更强;
(5)HClO的中心原子氧原子孤电子对数为6-1-12=2,价层电子对数为2+2=4,所以空间构型是V形,中心原子氧原子的杂化类型是sp3;
(6)①晶胞中大白球数为1+8×18=2,小白球数目为4,结合化学式分析,大白球为氧,小白球为铜,该晶胞中亚铜离子的配位数为2;
②晶胞的质量为2×64×2+16NAg,则有2×64×2+16NA=ρ×a×−10,解得晶胞参数a为3288ρNA×1010。
18.【答案】(1)三颈烧瓶(或者三口烧瓶);浓硫酸
(2)2MnO4-+10Cl−+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;防止NaOH溶液中的水蒸气进入D中,影响反应进行
(3)+Cl2HCl+ ;取代反应
(4)关闭K1和K2,打开K3,加热三颈烧瓶,蒸馏混合物,收集178.8℃左右的馏分
(5)①94.9②偏高
【解析】
【分析】
设计本实验的目的是利用甲苯与氯气在漫射光的照射下制取氯化苄。先用KMnO4与浓盐酸反应制取氯气,经除杂、净化后制得纯净的氯气,然后与甲苯混合于三颈烧瓶中发生反应,加热、回流以提高原料的利用率;然后经过蒸馏获得产品。
【解答】
(1)装置D的名称三颈烧瓶(或者三口烧瓶),装置C用于干燥氯气,所以试剂的名称为浓硫酸。
故答案为:三颈烧瓶(或者三口烧瓶);浓硫酸;
(2)装置A中,KMnO4与浓盐酸反应,生成MnCl2、KCl、Cl2等,发生的离子反应方程式为:2MnO4-+10Cl−+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O,装置E用于甲苯、氯气等的冷凝回流,则装置F中CaCl2具有吸水作用,其作用是防止NaOH溶液中的水蒸气进入D中,影响反应进行。
故答案为:2MnO4-+10Cl−+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;防止NaOH溶液中的水蒸气进入D中,影响反应进行;
(3)装置D中,甲苯与氯气发生取代,生成氯化苄等,发生的主要反应为:+Cl2HCl+,该反应类型是取代反应。
故答案为:+Cl2HCl+;取代反应;
(4)实验结束时,为了得到纯净的氯化苄,需要进行蒸馏,同时控制温度使氯化苄蒸出,其操作为:关闭K1和K2,打开K3,加热三颈烧瓶,蒸馏混合物,收集178.8℃左右的馏分。
故答案为:关闭K1和K2,打开K3,加热三颈烧瓶,蒸馏混合物,收集178.8℃左右的馏分;
(5)①m(AgCl)=3.444g,20mL混合液中n(氯化苄)=n(AgCl)=3.444g143.5g/mol=0.024mol,则该样品的纯度为0.024mol×100mL20mL×126.5g/mol16g×100%≈94.9%;
②实际测量中,由于样品中混入二氯化苄、三氯化苄等杂质,使消耗AgNO3溶液的体积增大,由此算出的氯化苄的质量增大,从而使结果偏高。
故答案为:94.9;偏高。
【点睛】分离互溶的有机液体混合物时,常采用蒸馏法。
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