精品解析:江西省新余市第四中学、上高二中2018届高三第一次联考化学试题(解析版)
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2018届新余四中、上高二中第一次联考化学试题
1. 化学与生产、生活、环境密切相关,下列说法不正确的是( )
A. 涤纶是一种合成纤维,合成它的单体是对苯二甲酸与乙二醇
B. Fe 2O 3俗称铁红,常用作红色油漆及涂料
C. “神舟十号”太阳能电池板的主要成分是二氧化硅
D. “光化学烟雾”的形成与氮氧化合物有关
【答案】C
【解析】
A 项,涤纶是由对苯二甲酸与乙二醇在一定条件下发生缩聚反应生成的高分子,结构可表示为:
,是一种合成纤维,故A 正确;B 项,氧化铁是一种红棕色粉
末状固体,俗称铁红,可以作红色油漆和涂料,故B 正确;C 项,太阳能电池是以半导体材料为主,主要成分是高纯度硅,故C 错误;D 项,光化学烟雾是汽车、工厂等污染源排入大气的碳氢化合物和氮氧化物(NO x )等一次污染物在紫外光作用下发生光化学反应生成二次污染物,因此与氮氧化合物有关,故D 正确。
2. 设N A 为阿伏加德罗常数,下列叙述正确的是
①lmolCH 3CH 2C(CH 3)3所含甲基个数为4N A
②2.8g 乙烯和2.8g 聚乙烯中含碳原子数均为0.2N A
③1.0L1.0mol/LCH 3COOH 溶液中,CH 3COOH 分子数为N A
④8.8g 乙酸乙酯中含共用电子对数为1.4N A
⑤标准状况下,22.4L 乙醇完全燃烧后生成CO 2的分子数为2N A
⑥常温常压下,17g 甲基(一14CH 3)所含的中子数为9N A
⑦标准状况下,11.2L 氯仿中含有C —Cl 键的数目为1.5N A
⑧lmolC 15H 32分子中含碳碳键数目为14N A
A. ①③⑤⑦
B. ①②④⑧
C. ②③⑥⑧
D. ①②⑥⑧ 【答案】B
【解析】
【详解】①lmolCH 3CH 2C(CH 3)3含有4mol 甲基,含有甲基的数目为1mol×
4×N A mol -1=4N A ,故①正确; ②乙烯和聚乙烯的最简式相同为CH 2,碳元素的质量分数相等,则碳元素的质量相等为2.8g×1214
=2.4g ,所
以碳原子数目相等为
2.4g
12g/mol
×N A mol-1=0.2N A,故②正确;
③醋酸是弱电解质,1.0mol•L-1CH3COOH溶液中c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=1mol/L,所以c(CH3COO-)小于1mol/L,溶液中CH3COOH分子数小于1L×1mol/L×N A mol-1=N A,故③错误;
④乙酸乙酯分子中含有14对共用电子对,8.8g乙酸乙酯的物质的量为
8.8g
88g/mol
=0.1mol,8.8g乙酸乙酯中
共用电子对数为0.1mol×14×N A mol-1=1.4N A,故④正确;
⑤标准状况下,乙醇是液态,不能使用气体摩尔体积22.4L/mol,故⑤错误;
⑥甲基(一14CH3)中含有的中子数等于碳原子含有的中子数为14-6=8,17g甲基(一14CH3)的物质的量为
17g
17g/mol
=1mol,含有的中子数为1mol×8×N A mol-1=8N A,故⑥错误;
⑦标准状况下,氯仿是液态,不能使用气体摩尔体积22.4L/mol,故⑦错误;
⑧C15H32是烷烃,分子中含有含有14个C-C共价键数,lmolC15H32分子中含C-C共价键数目为
1mol×14×N A mol-1=14N A,故⑧正确;
故①②④⑧正确,故选B。
3. 能正确表示下列反应
的离子方程式是A. 向次氯酸钠溶液中通入足量SO2气体:ClO-+SO2+H2O===HClO+HSO3-B. 0.1 mol/L NH4Al(SO4)2溶液与0.2 mol/L Ba(OH)2溶液等体积混合:
Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=2BaSO4+AlO2-+2H2O
C. 用浓盐酸酸化的KMnO4溶液与H2O2反应,证明H2O2具有还原性:
2MnO4-+6H++5H2O2=2Mn2++5O2↑+8H2O
D. Fe2O3溶于过量氢碘酸溶液中:Fe2O3+6H++2I-=2Fe2++I2+3H2O
【答案】D
【解析】
A项,次氯酸钠溶液具有氧化性,亚硫酸氢根离子具有还原性,二者发生氧化还原反应,离子方程式为:
ClO-+SO2+H2O=SO42-+Cl-+2H+,故A错误;B项,NH4Al(SO4)2与Ba(OH)2物质的量之比1:2,离子方程式
为:NH4++Al3++2SO42-+2Ba2++4OH-=Al(OH)3↓+2BaSO4↓+NH3•H2O,故B错误;C项,高锰酸钾具有强的氧
化性,能氧化氯离子,所以不能用盐酸酸化,一般用稀硫酸酸化,故C错误;D项,Fe2O3可溶于氢碘酸,
Fe3+具有氧化性能氧化I-,反应的离子方程式为:Fe2O3+2I-+6H+=2Fe2++3H2O+I2,故D正确。
点睛:本题考查了离子方程式的书写,侧重考查氧化还原反应型离子方程式书写,明确反应实质是解题关
键,如题中A、C、D均涉及氧化还原反应的判断,注意与反应物的用量有关的反应,如B项属于复分解型
的离子反应,SO42-和Ba2+为1:1正好生成BaSO4沉淀,NH4+、Al3+、OH-为1:1:4,NH4+和Al3+都能与OH-反应,因为Al(OH)3难溶于NH3•H2O,所以生成Al(OH)3和NH3•H2O。
4. 下列对实验操作及结论的描述不正确的是( )
A. 夹紧弹簧夹,由长颈漏斗加水至产生液面差,一段时间后液面差不变,说明气密性良好
B. 打开弹簧夹,红墨水倒吸入导气管中,说明铁钉发生了吸氧腐蚀
C. 滴加浓硫酸后,高锰酸钾溶液褪色,说明浓硫酸使蔗糖脱水的同时还产生了二氧化硫
D. 加热片刻后高锰酸钾溶液褪色,说明石蜡油分解产生了乙烯
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.夹紧弹簧夹,由漏斗中加水至产生液面差,一段时间后液面差不变,说明气密性良好,正确;B.铁钉发生了吸氧腐蚀,装置中气体的压强减小,打开弹簧夹,红墨水倒吸入导气管,正确;
C.浓硫酸具有脱水性和强氧化性,浓硫酸使蔗糖脱水的同时还产生了二氧化硫,因此高锰酸钾溶液褪色,正确;
D.加热片刻后高锰酸钾溶液褪色,说明石蜡油分解产生了含有碳碳双键的物质,包括乙烯,错误,
答案选D。
5. 25℃时,用Na2S沉淀Cu2+、Zn2+两种金属离子(M2+),所需S2-最低浓度的对数值lgc(S2-)与lgc(M2+)的关系如图所示,下列说法不正确的是()
A. 向Cu2+浓度为10-5mol•L-1的工业废水中加入ZnS粉末,会有CuS沉淀析出
B. 25℃时K甲(CuS)约为1×10-35
C. 向100mLZn2+、Cu2+浓度均为10-5mol•L-1的混合溶液中逐滴加入10-4 mol•L-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀
D. Na2S溶液中:c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)═2c(Na+)
【答案】D
【解析】
在25℃时,CuS饱和溶液中存在沉淀溶解平衡:CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),K sp(CuS)=c(Cu2+)×c(S2-)=10-25×10-10=10-35,若向Cu2+浓度为10-5mol•L-1的废水中加入ZnS粉末,当溶液中c(S2-)>10-30mol•L-1,可使浓度商Q(CuS)>K sp(CuS),会有CuS沉淀析出,所以A、B都正确;由图可知,CuS的Ksp小于ZnS的Ksp,故CuS更难溶,所以向100mLZn2+、Cu2+浓度均为10-5mol•L-1的混合溶液中逐滴加入10-4mol•L-1的Na2S溶液,Cu2+先沉淀,故C正确;D项,Na2S溶液中,Na元素的物质的量为S元素物质的量的2倍,S元素的存在形式为:S2-、HS-、H2S,所以物料守恒关系为:
c(S2-)+c(HS-)+c(H2S)=1
2
c(Na+),故D错误。
点睛:本题主要考查了沉淀溶解平衡曲线,重在考查学生的分析能力。
分析时注意明确图像中横纵坐标的含义,得出lgc(M2+)•lgc(S2-)=lgQ(MS),因为曲线上的任意一点,都代表指定温度下的饱和溶液,故由对应的离子浓度可求K sp;然后根据具体操作,通过比较浓度商Q与K sp的关系得出溶液是否达到饱和状态,是否有沉淀析出等,如本题中的A项,加入ZnS粉末,很容易使溶液中c(S2-)>10-30mol•L-1,则一定会有CuS 沉淀析出。
6. 某实验小组依据反应:AsO43- + 2H+ + 2I-⇌ AsO33- + I2 + H2O 设计如图原电池,探究pH对AsO43-氧化性的影响.测得电压与pH的关系如图.下列有关叙述错误的是()
A. pH = 0.68时,反应处于平衡状态
B. 调节pH可以改变反应的方向
C. pH > 0.68时,负极电极反应式为2I——2e—═I2
D. pH = 5时,氧化性I2 > AsO43-
【答案】C
【解析】
AsO43-中As的化合价为+5价,I-中I的化合价为-1价,AsO33-中As的化合价为+3价,I2中I的化合价为0价。
A项,由图2可知,pH=0.68时,电压为零,说明正逆反应速率相等,反应处于平衡状态,故A正确;B项,pH>0.68时,电压小于0,反应逆向进行,pH<0.68时,电压大于0,反应正向进行,所以调节pH
可以改变反应的方向,故B正确;C项,pH>0.68时,电压小于0,反应逆向进行,As的化合价升高,AsO33-在负极失电子,则负极电极反应式为:AsO33--2e-+H2O=AsO43-+2H+,故C错误;D项,pH=5时,电压小于0,反应逆向进行,I元素化合价降低,As的化合价升高,I2作氧化剂,AsO43-是氧化产物,所以氧化性I2>AsO43-,故D正确。
7. 下列浓度关系正确的是()
A. 0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1mol/L的Ba(OH)2溶液至沉淀刚好完全:
c(NH4+)>c(OH-)>c(SO42-)>c(H +)
B.若将CO2通入0.1mol/L Na2CO3溶液至溶液中性,则溶液中:2c(CO32-)+c(HCO3-)=0.1mol/L
C. 0.1mol/L的NaOH溶液与0.2mol/L的HCN溶液等体积混合,所得溶液呈碱性:
c(Na+)>c(CN-)>c(HCN)>c(OH-)>c(H+)
D. 向1L 1mol/L的KOH热溶液中通入一定量的Cl2,恰好完全反应生成氯酸钾、次氯酸钾和氯化钾的混合溶液: c(K+)+c(H+)=6c(ClO3-)+2c(ClO-)+c(HClO)+c(OH-)
【答案】D
【解析】
A项,向0.1 mol/L的NH4HSO4溶液中滴加0.1 mol/L的Ba(OH)2溶液至沉淀刚好完全时发生反应为:NH4HSO4+Ba(OH)2=BaSO4↓+NH3•H2O+H2O,电离方程式为:NH3•H2O NH4++OH-,H2O H++OH-,所以c(OH-)应大于c(NH4+),故A错误;B项,将CO2通入0.1mol/LNa2CO3溶液至溶液中性,根据电荷守恒:2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(OH-)=c(Na+)+c(H+),c(OH-)=c(H+),则2c(CO32-)+c(HCO3-)=c(Na+),又因为c(Na+)=0.2mol/L,所以2c(CO32-)+c(HCO3-)=0.2mol/L,故B错误;C项,0.1mol/L的NaOH溶液与0.2mol/L 的HCN溶液等体积混合,发生反应:NaOH+HCN=NaCN+H2O,反应后溶液为NaCN和HCN等物质的量的混合溶液,因为所得溶液呈碱性,说明CN-的水解程度大于HCN的电离程度,所以各微粒的大小关系为:c(HCN)>c(Na+)>c(CN-)>c(OH-)>c(H+),故C错误;D项,由已知反应为:4Cl2+8KOH=6KCl+KClO+KClO3+4H2O,溶液中电荷守恒为:c(K+)+c(H+)=c(Cl-)+c(ClO3-)+c(ClO-)+c(OH-),氧化还原反应得失电子守恒为:c(Cl-)=5c(ClO3-)+c(ClO-)+c(HClO),将电子守恒等式代入上式得,c(K+)+c(H+)=6c(ClO3-)+2c(ClO-)+c(HClO)+c(OH-),故D正确。
8. 过氧化钙(CaO2)是一种白色晶体,无臭无味,能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应;不溶于醇类、乙醚等,易与酸反应,常用作杀菌剂、防腐剂等。
通常利用CaCl2在破性条件下与H2O2反应制得。
某化学兴趣小组在实验室制备CaO2的实验方案和装置示意图(图一) 如下:
请回答下列问题:
(1)三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为___________________________________;
(2)支管B 的作用是___________________________________;
(3)步骤3中洗涤CaO2·8H2O的液体X 的最佳选择是______;
A.无水乙醇
B.浓盐酸
C.水
D.CaCl2溶液
(4)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙___________的性质;
A.可缓慢供氧
B.能吸收鱼苗呼出的CO2气体
C.能潮解
D.可抑菌
(5)已知CaO2在350℃时能迅速分解,生成CaO和O2。
该小组采用如图二所示的装置测定刚才制备的产品中CaO2的纯度(设杂质不分解产生气体)
①检查该装置气密性的方法________________________;②使用______(填仪器名称)准确称取0.5000g 样品,置于试管中加热使其完全分解,收集到33.60mL(已换算为标准状况) 气体,则产品中过氧化钙的质量分数为__________________(保留4 位有效数字)
【答案】(1). CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl(2). 平衡气压,便于恒压滴液漏斗中的液体能够顺利滴下(3). A(4). ABD(5). 连接好装置,向水准管中注水至液面与量气管中形成高度差,静置一段时间,若高度差不变,则装置不漏气,反之装置漏气(6). 分析天平或电子天平或电光天平(7). 43.20%或0.4320
【解析】
(1)利用CaCl2在碱性条件下与H2O2反应制得过氧化钙(CaO2),结合图示产物为过氧化钙晶体,故三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为:CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl;(2)支管B 的作用是平衡气压,便于恒压滴液漏斗中的液体能够顺利滴下;(3)A、过氧化钙不溶于醇类、乙醚等,选
项A 可选;B 、过氧化钙易与酸反应,选项B 不选;C 、过氧化钙能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应,选项C 不选;D 、CaCl 2溶液中也含有水,而过氧化钙能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应,选项D 不选;答案选A 无水乙醇;(4)A 、过氧化钙可与水缓慢反应,可缓慢供氧,选项A 正确;B 、能吸收鱼苗呼出的CO 2气体,反应为:中2CaO 2+ 2CO 2=2CaCO 3+O 2,选项B 正确;C 、过氧化钙加入水中,与潮解无关,选项C 错误;D 、过氧化钙具有氧化性,可抑菌,选项D 正确。
答案选ABD ;(5)①检查该装置气密性的方法是:连接好装置,向水准管中注水至液面与量气管中形成高度差,静置一段时间,若高度差不变,则装置不漏气,反之装置漏气;②使用分析天平或电子天平或电光天平准确称取0.5000g 样品,置于试管中加热使其完全分解,收集到33.60mL(已换算为标准状况)气体,根据反应2CaO 22CaO+ O 2↑,则产品中过氧化钙的质量分数为
333.60mL 10/272/22.4/0.5000L mL g mol L mol
g
-⨯⨯⨯×100%=43.20%。
9. 为了充分应用资源,用工业废碱液(Ca (OH )2、NaOH )与烟道气(回收成分SO 2)来制取石膏(CaSO 4•2H 2O )和过二硫酸钠(Na 2S 2O 8)。
设计简要流程如图:
(1)烟道气中SO 2与废碱生成沉淀的化学方程式为_____;操作a 的名称是_____。
(2)生成CaSO 4•2H 2O 过程中没有涉及到的化学反应类型为_____(填序号)。
A.复分解反应
B.化合反应
C.分解反应
D.氧化反应
E.置换反应
(3)溶液Ⅰ通入空气发生反应的化学方程式为_____。
(4)用惰性电极电解时,阳极生成Na 2S 2O 8的电极反应为_____;在整个流程中可以循环利用的物质是H 2O 和_____(填化学式)。
(5)一定条件下将S 8(s )、O 2(g )、NaOH (s )转化过程中的能量关系用如图简单表示。
则S 8(s )燃烧的热化学反应方程式为_____。
(6)若制取ag Na 2S 2O 8时,阳极有bL 氧气(标况)产生。
则电解生成的H 2体积在标准状况下为_____L 。
【答案】
(1). Ca(OH)2+SO 2=CaSO 3↓+H 2O (2). 过滤 (3). CE (4). .2Na 2SO 3+O 2=2Na 2SO 4 (5). 2SO 42--2e -=S 2O 82-
(6). NaOH (7). .S 8(s)+8O 2(g)=8SO 2(g) ∆H=-8(a-b)kJ/mol (8).
【解析】
(1)SO 2为酸性氧化物,与碱反应生成盐和水,工业废碱液中含有Ca(OH)2和NaOH ,故烟道气中SO 2与
废碱生成沉淀的化学方程式为:Ca(OH)2+SO 2=CaSO 3↓+H 2O ;操作a 为分离固体和溶液,故操作a 的名称是:
过滤。
(2)生成CaSO 4•2H 2O 过程中涉及的反应有
Ca(OH)2+SO 2=CaSO 3↓+H 2O ,2CaSO 3+O 2=2CaSO 4,CaSO 4+2H 2O=CaSO 4•2H 2O ,涉及复分解反应、氧化还原反应、化合反应,不涉及分解反应和置换反应,故选CE 。
(3)溶液I 中含Na 2SO 3,通入空气发生氧化还原反应生成Na 2SO 4,化学方程式为:
2Na 2SO 3+O 2=2Na 2SO 4。
(4)用惰性电极电解Na 2SO 4溶液时,若阳极生成Na 2S 2O 8,则可推出,阴离子SO 42-在阳极失电子被氧化成S 2O 82-,电极反应为:2SO 42--2e -=S 2O 82-;阴极是氢离子放电产生氢气,溶液中氢氧根离子浓度增大,经过操作b(蒸发浓缩、冷却结晶),析出Na 2S 2O 8固体后过滤得到溶液Ⅱ,溶液Ⅱ主要为氢氧化钠溶液,可循环使用。
(5)根据能量变化示意图可得热反应方程式:①18
S 8(s)+O 2(g)+2NaOH(s)=Na 2SO 3(s)+H 2O(l) △H=-akJ/mol ,②SO 2(g)+2NaOH(s)=Na 2SO 3(s)+H 2O(l) △H=-bkJ/mol ,根据盖斯定律:(①-②)×
8得到:S 8(s)+8O 2(g)=8SO 2(g) △H=-8(a-b)kJ/mol 。
(6)根据电极反应式:2SO 42--2e -=S 2O 82-可知,制取agNa 2S 2O 8,失去电子的物质的量为:2×
ag÷238g/mol ;因为阳极有bL 标准状况的氧气产生,说明电解后期氢氧根离子在阳极放电产生氧气,根据关系O 2~4e -,
后期失电子的物质的量为:4×
bL÷22.4L/mol ,则在阳极失电子总物质的量为:2238/ag g mol ⨯+b 422.4/L L mol
⨯,电解过程中氢离在阴极得电子生成氢气,关系式为:H 2~2e -,根据得失电子守恒,阴极产生氢气的物质的量为:
(2238/ag g mol ⨯+b 422.4/L L mol
⨯)÷2=238/ag g mol +b 11.2/L L mol ,则电解生成的H 2在标准状况下体积为:(238/ag g mol +b 11.2/L L mol )×22.4L/mol=(11.2a +2b 119
)mol 。
10. 氢叠氨酸(HN 3)及其盐(NaN 3、NH 4N 3、CuN 3等) 都具有爆炸性,最近南京理工大学胡丙成教授团队成功合成出PHAC ,其化学式为(N 3)3 (NH 4)4Cl 。
回答问题:
(1)PHAC 中“N 3”的化合价为_____________,N 2F 2的电子式为_____________。
(2)汽车安全气囊中NaN 3可发生下列反应:NaN 3(s)=Na(s)+
32N 2(g) △H 1 2NaN 3(s)+CuO(s)=Na 2O(s)+3N 2(g)+Cu(s) △H 2
则反应CuO(s)+2Na(s)= Na 2O(s)+ Cu(s) △H=_______(用△H 1和△H 2表示)
(3)25℃,将1molNH 4N 3(s)投入一2L 的恒容密闭容器中,0.5min 后反应达到平衡,测得生成的两种单质的物质的量之和为1.6mol ,则NH 4N 3的平衡转化率为________,25℃时该反应的平衡常数K=__________。
(4)氢叠氨酸(HN 3)易溶于水,且酸性与醋酸相近。
①HN 3在水溶液中的电离方程式为_____________。
②0.1mol·L -1的HN 3溶液与0.1mol·L -1的NaN 3等体积混合,混合溶液中各离子浓度有大到小的顺序为_________________。
③已知T ℃时,Ksp(CuN 3)=5.0×10-9, Ksp(Cu 2S)=2.5×10-48,则相同温度下反应:Cu 2S(s)+2N 3-(aq)
2CuN 3(s)+S 2-(aq)的平衡常数K=_______________。
【答案】 (1). —1 (2).
(3). ∆H 2 —2∆H 1 (4). 40% (5). 0.0256 (6). HN 3
H ++N 3- (7). c(N 3-)>c(Na +)>c(H +)>c(OH -) (8). 1.0×10-31
【解析】
(1)根据正负价代数和为0可知PHAC 中“N 3”的化合价为-价。
根据8电子稳定结构可知N 2F 2的电子式为。
(2)已知:
①NaN 3(s)=Na(s)+3/2N 2(g) △H 1;
②2NaN3(s)+CuO(s)=Na2O(s)+3N2(g)+Cu(s) △H1;
则根据盖斯定律可知②-①×2即得到反应CuO(s)+2Na(s)=Na2O(s)+Cu(s) △H=△H2-2△H1。
(3)根据反应的方程式可知
NH4N3=2H2↑+2N2↑
起始浓度(mol/L) 0.5 0 0
转化浓度(mol/L) x 2x 2x
平衡浓度(mol/L) 0.5-x 2x 2x
则2x+2x=1.6/2,解得x=0.2
因此NH4N3的平衡转化率为0.2/0.5×100%=40%,25℃时该反应的平衡常数
K=
22
44
0.0256
0.5
x x
x
⨯
=
-。
(4)①氢叠氮酸(HN3)易溶于水,且酸性与醋酸相近,因此HN3在水溶液中的电离方程式为
HN3H++N3-。
②由于酸性与醋酸相近,因此0.1mol/L的HN3溶液与0.1mol/L的NaN3等体积混合后显酸性,则混合溶液中各离子浓度由大到小的顺序为c(N3-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-)。
③相同温度下反应
Cu2S(s)+2N3-(aq)2CuN3(s)+S2-(aq)的平衡常数
K=
222248
31 222292
33
()()() 2.510
1.010 ()()()(510)
c S c S c Cu
c N c N c Cu
--+-
---+
⋅⨯
==⨯
⋅⨯。
11. 法医常用马氏试砷法检验是否砒霜(As2O3)中毒,涉及的反应如下:
Ⅰ: 6Zn + As2O3 + 12HCl = 6ZnCl2 + 2AsH3 (砷烷) ↑+ 3H2O
Ⅱ: 2AsH3 = 2As(黑色砷镜) + 3H2
(1)写出砷的基态原子价电子排布图_________________
(2)砷烷的空间结构为_______________ ;砷烷中心原子杂化方式为_____________
(3)砷烷同族同系列物质相关性质如表:
熔点
沸点
从PH3→AsH3→SbH3,熔沸点依次升高的原因是_________________________,NH3分子例外的原因是
_________________________________.
(4)第一电离能数据 I(As)大于I(Se),可能的原因是_____________________.
(5)砷与铟 In形成的化合物(X)具有优良的光电性能,广泛应用于光纤通信用激光器,其立方晶胞结构如图
所示,则其化学式为 ________;晶胞边长 a=666.67pm,则其密度为______g/cm 3
;(边长a 可用 2000/3近似计算,设 NA = 6.0 ⅹ 1023mol —
)
【答案】 (1). (2). 三角锥形 (3). sP 3 (4). 对于分子组成结构相似的物质来说,随相对分子质量增加,分子间作用力增大,故熔沸点升高 (5). NH 3可以形成分子间氢键 (6). As 的价电子排布为4s 24p 3,为半充满结构,较稳定,所以第一电离能数据比Se 还大 (7). InAs (8).
4.27
5.
【解析】
(1)砷为33号元素,位于第V A 族,基态原子价电子排布图为,故答案为;
(2)砷烷的结构与氨气类似,空间结构为三角锥形;砷烷中心原子为sp 3杂化,故答案为三角锥形;sp 3杂化;
(3)
对于分子组成结构相似的物质来说,相对分子质量越大,物质的熔沸点越高,因此PH 3→AsH 3→SbH 3熔沸点依次升高;由于NH 3可以形成分子间氢键,导致NH 3分子的熔沸点反常,故答案为对于分子组成结构相似的物质来说.随相对分子质量增加,分子间作用力增大,故熔沸点升高; NH 3可以形成分子间氢键;
(4)
As 的价电子排布为4s 14p 3,为半充满结构,较稳定,所以第一电离能数据比Se 还大,故答案为As 的价电子排布为4s 14p 3,为半充满结构,较稳定,所以第一电离能数据比Se 还大;
(5)砷与铟(In)形成的化合物(X)的晶胞中含有As 原子数=4,含有原子数=8×18+6×12
=4,化学式为InAs ;1m olInAs 中含有14mol 晶胞,因此密度=2383(11575)1 6.010/(6.666710)4
g mol cm -+⨯⨯⨯⨯=4.275 g/cm 3,故答案为4.275。
12. 工业上常以烃的含氧衍生物X 为主要原料生产可降解塑料PCL{}及阻燃剂四溴双
酚A.合成线路如下:
已知:①X的蒸汽密度是相同条件下H2的47倍,遇FeCl3溶液显紫色;C为。
②。
③RCOCH2R′RCOOCH2R′。
(1)B的名称是_________________。
(2)B→C还需要的反应试剂及条件是___________。
C→D的反应类型是______________________。
(3)写出X→Y的化学方程式:_______________________________。
(4)0.5mol四溴双酚A在一定条件下与足量的NaOH溶液反应,最多消耗__molNaOH。
(5)符合以下条件的D的同分异构体有__种(不考虑空间异构)。
①含有两个甲基和两种官能团②能使溴的CCl4溶液褪色③能发生银镜反应
(6)已知由烯烃直接制备不饱和酯的新方法为:
利用乙烯为有机原料(无机物和反应条件自选)合成聚合物涂料,写出合成该涂料的反应流程图:________________________________。
【答案】(1). 环己醇(2). O2、Cu、加热(3). 氧化反应(4).
(5). 5(6). 10(7).
【解析】
由已知①X的蒸汽密度是相同条件下H2的47倍,则X相对分子质量为94,遇FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基,所以X为;X和氢气发生加成反应生成B,则B为;C为,则B发生催化氧化生成C,PCL{}为E发生缩聚反应产物,则E结构简式为HO(CH2)5COOH,D 发生水解反应后酸化得到E,则D结构简式为;由已知②,X()和丙酮发生取代反应生成
Y ,则Y 的结构简式为,四溴双酚A 结构简式为。
(1)B 为
,名称为:环己醇。
(2)B()发生催化氧化生成C(
),所以B→C 还需要的反应试剂及条件是:O 2、Cu 、加热;由已知③可得,C(
)生成D()的反应是氧化反应。
(3)X()和丙酮发生取代反应生成Y(),化学方程式:2++H 2O 。
(4)四溴双酚A()能和NaOH 溶液发生取代反应,取代反应后生成的酚羟基、HBr 又能和NaOH 发生中和反应,则0.5mol 四溴双酚A 在一定条件下与足量的NaOH 溶液反应,最多消耗
5molNaOH 。
(5)D 结构简式为
,符合下列条件的D 的同分异构体:①含有两个甲基和两种官能团,则官能团为醛基和羟基或碳碳双键和(羧基或酯基);②能使溴的CCl 4溶液褪色,则含碳碳双键;③能发生银镜反应说明含有醛基。
综合以上三点,符合条件的D 的同分异构体应为甲酸酯,有:
HCOOCH=CHCH(CH 3)2、HCOOCH=C(CH 3)CH 2CH 3、HCOOC(CH 3)=CHCH 2CH 3、HCOOC(CH 3)=C(CH 3)C H 3、HCOOC(CH 2CH 3)=CHCH 3、HCOOCH 2CH=C(CH 3)2、HCOOCH(CH 3)CH=CHCH 3、HCOOCH 2C(CH 3)=CHCH 3、HCOOC(CH 3)2CH=CH 2、HCOOCH(CH 3)C(CH 3)=CH 2,共10种。
(6)用逆推法分析:可用CH 2=CHCOOCH 2CH 3发生加聚反应生成
;由已知得到启发,可用CH 2=CH 2、CH 3CH 2OH 、CO 和O 2反应生成CH 2=CHCOOCH 2CH 3;一定条件下乙烯和水发生加成反应生成CH 3CH 2OH ,所以利用乙烯为有机原料(无机物和反应条件自选)合成聚合物涂料的流程图为:。
点睛:本题通过图框转化形式考查有机推断和有机合成,侧重考查学生分析推断及知识综合应用能力,解决这类题的关键是以反应类型为切入点,以物质类别判断(或特殊结构部位)为核心进行思考,通过分析已知物质和题给信息,使分散的图框内容成为系统的整体。
分析时往往采用正向和逆向相结合的方式进行推导,要充分关注转化条件与题中给出的新信息,从而推出正确结论。
要完成此类题目,必须熟悉烃的各种衍生
物间的转化关系,不仅要注意官能团的变化,还要注意同时伴随的分子中碳、氢、氧、卤素等原子数目以及有机物相对分子质量的变化,这种数量或质量的改变往往就是解题的突破口。