四川省成都市2018届高三第一次诊断性检测理综化学试题Word版含解析
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四川省成都市2018届高三第一次诊断性检测理综化学试题
本试卷分选择题和非选择题两部分。
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,再选涂其它答案标号。
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一1 C-12 O-16 Cu-64 Mn-55 K-39 Au-197
1. 下列物质的化学性质及在生活中的相关应用均正确的是
A. 液氯具有强氧化性,常用作环境消毒剂
B. 苏打具有碱性,常用于中和人体过多胃酸
C. 铝箔具有还原性,可作为脱氧剂用于药品包装材料
D. 烹鱼时加入料酒发生氧化反应,可去腥提香
【答案】C
【解析】A项,液氯具有强氧化性,可作消毒剂,但液氯有毒,易造成环境污染,不能用作环境消毒剂,故A错误;B项,中和人体过多胃酸应使用小苏打而不是苏打,因为小苏打酸性弱、腐蚀性小,苏打碱性强、腐蚀性大,故B错误;C项,铝箔以其无毒、高遮光性、阻氧性和防潮性等优点,在药品包装中得到了广泛的应用,其中“阻氧性”就是指铝箔具有还原性,可作为脱氧剂用于药品包装材料,故C正确;D项,料酒主要成分中含有乙醇、乙酸、小分子酯类、可溶性蛋白质等,鱼体中的腥味物质主要是三甲胺等,能溶解在乙醇中,在加入烹饪料酒时,其腥味随着酒精挥发而被带走,料酒中含有的小分子酯本身具有香味,烹饪过程中乙醇和乙酸可能发生酯化反应生成乙酸乙酯具有香味,所以烹鱼时加入料酒可去腥提香,并不是发生氧化反应的原因,故D错误。
2. 下列分析正确的是
A. 异丁烷的二氯代物有4种
B. 区别蛋白质和淀粉可用浓硝酸做颜色反应
C. 石蜡油分解产物均能使酸性KMnO4溶液褪色
D. 甲苯的硝化反应方程式为:
【答案】B
【解析】A项,异丁烷为CH3CH(CH3)CH3,其二氯代物中,取代同一碳原子上的2个H原子有:CH3CH(CH3)CHCl2;取代不同碳原子上的2个H原子有:ClCH2CH(CH3)CH2Cl,ClCH2CCl(CH3)CH3,所以共有3种,故A错误;B项,浓硝酸可与蛋白质发生颜色反应,显黄色,而淀粉不具有这样的性质,所以可用浓硝酸做颜色反应来区别蛋白质和淀粉,故B正确;C项,石蜡油分解的产物主要是乙烯和烷烃的混合物,乙烯能使酸性KMnO4溶液褪色,而烷烃不能使酸性KMnO4溶液褪色,故C错误;D项,甲苯的硝化反应为:甲苯、浓硝酸与浓硫酸共热至55℃~60℃,生成硝基苯和水,所以甲苯的硝化反应需要浓硫酸而不是稀硫酸,故D错误。
3. 设N A为阿伏加德罗常数的值,下列叙述一定正确的是
A. 2.0gH218O和D2O的混合物中含有质子数为N A
B. 1.0L2.0mol/LNaOH溶液中含有氧原子数为2N A
C. 3.4gH2O2参加氧化还原反应时转移电子数为0.1 N A
D. 标准状况下2.24L的CCl4含有共价键数目为0.4 N A
【答案】A
【解析】A项,H218O与D2O的相对分子质量均为20,且一个分子所含质子数均为10个,所以2.0gH218O和D2O的混合物为0.1mol,含有0.1N A个分子,则含有质子数为N A,故A正确;B项,NaOH和水中都含有氧原子,所以1.0L2.0mol/LNaOH溶液中含有氧原子数应大于2N A,故B错误;C项,3.4gH2O2的物质的量是0.1mol,参加氧化还原反应时,-1价O可能发生自身氧化还原反应(如2H2O22H2O+O2),也可能作氧化剂全部被还原(如2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O),还可以作还原剂被氧化(如2MnO4-+5H2O2+6H+=2Mn2++5O2↑+8H2O),上述三种情况中,只有-1价O的自身氧化还原反应时,3.4g(0.1mol)H2O2反应转移电子数为0.1N A,而另外两种情况,
3.4g(0.1mol)H2O2反应转移电子数为0.2N A,故C错误;D项,1molCCl4含有共价键数目为0.4N A,而标准状况下CCl4不是气体,所以标准状况下2.24LCCl4物质的量应大于1mol,含有共价键数目肯定大于0.4N A,故D错误。
点睛:本题考查阿伏伽德罗常数的应用,该类试题知识覆盖面广,能较好的考查学生对知识的掌握情况,所以几乎是高考必考题。
本题的解题要点为阿伏伽德罗常数有关计算,该部分内容要求学生掌握微粒的构成关系(原子、分子、离子、电子、质子,化学键等数目)、气体
体积换算、化学反应中电子的转移等内容,要注意特殊物质的摩尔质量、气体摩尔体积的使用条件、歧化反应中的电子转移等。
如A项,H218O与D2O的相对分子质量都是20;B项,注意溶剂水中的氧原子;C项,H2O2中的-1价O可能发生歧化反应,也可能都被氧化或都被还原;D项,注意标准状况下CCl4是液体,不符合气体摩尔体积的使用条件。
4. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素。
其中X、Y为金属元素,W和Z同主族。
Z的核外电子数是W的2倍,W和Z的质子数之和等于X和Y的质子数之和。
下列说法不一定正确的是
A. 原子半径:X>Y>Z>W
B. Y位于第三周期第ⅢA族
C. W和X组成的化合物为碱性氧化物
D. 向W、X、Y组成的化合物水溶液中滴入稀盐酸至过量,溶液先变浑浊后澄清
【答案】C
【解析】W、X、Y、Z是原子序数依次增大的四种短周期主族元素,W和Z同主族,Z的核外电子数是W的2倍,则W为8号O元素,Z为16号S元素,二者质子数之和等于24,X、Y为金属元素,则X、Y为第三周期元素,W和Z的质子数之和等于X和Y的质子数之和,则X为Na 元素、Y为Al元素。
A项,X(Na)、Y(Al)、Z(S)是第三周期元素,W(O)是第二周期元素,所以W(O)的原子半径最小,又因为同周期元素原子序数越大半径越小,所以原子半径X(Na)>Y(Al)>Z(S),综上,原子半径:X>Y>Z>W,故A正确;B项,Y为Al元素位于第三周期第ⅢA族,故B正确;C项,W 为O元素、X为Na元素,二者组成的化合物为:Na2O和Na2O2,其中Na2O是碱性氧化物,Na2O2不是碱性氧化物,故C错误;D项,W、X、Y组成的化合物为NaAlO2,向NaAlO2水溶液中滴入稀盐酸,开始生成Al(OH)3沉淀,盐酸过量时Al(OH)3与H+生成Al3+,沉淀溶解,故D正确。
5. 下列实验过程中的相关步骤正确的是
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】D
...............
6. 摩拜单车利用车篮处的太阳能电池板向智能锁中的锂离子电池充电,电池反应原理为: LiCoO 2 + 6C Li 1-x CoO 2+Li x C 6。
示意图如右。
下列说法正确的是
A. 充电时,阳极的电极反应式为 Li1-x CoO2+xLi++xe-=LiCoO2
B. 该装置工作时涉及到的能量形式有3 种
C. 充电时锂离子由右向左移动
D. 放电时,正极质量增加
【答案】D
【解析】A项,该锂离子电池反应原理为:LiCoO2+6C Li1-x CoO2+Li x C6,则充电时,阳极发生失电子的氧化反应,电极反应式为:LiCoO2-xe-=Li1-x CoO2+xLi+,故A错误;B项,锂离子电池工作时,化学能转化为电能,涉及到2种能量形式之间的转化,故B错误;C项,充电时,阳极生成Li+,Li+向阴极(C极)移动,如图所示右边为C极,所以充电时锂离子由左向右移动,故C错误;D项,放电时,正极发生得电子还原反应,电极反应式为:Li1-x CoO2+xLi++xe-=LiCoO2,所以正极质量增加,故D正确。
7. 常温时,若Ca(OH)2和CaWO4(钨酸钙)的沉淀溶解平衡曲线如图所示(已知=0.58)。
下列分析不正确的是
A. a点表示Ca(OH)2与CaWO4均未达到溶解平衡状态
B. 饱和Ca(OH)2溶液和饱和CaWO4溶液等体积混合: c(OH-)>c(H+)>c(Ca2+)>c(WO42-)
C. 饱和Ca(OH)2溶液中加入少量Na2O,溶液变浑浊
D. 石灰乳与0.1mol/LNa2WO4溶液混合后发生反应:Ca(OH)2+WO42-=CaWO4 +2OH-
【答案】B
点睛:本题考查沉淀溶解平衡曲线,解题思路为:①明确横纵坐标的含义;②理解曲线上的点、线外的点的含义;③抓住K sp的特点,结合选项分析判断。
注意本题中横纵坐标不是直接用离子浓度表示的,而是用离子浓度的负对数表示的,所以横纵坐标数值越大,表示的离子浓度越小;B项,因为含Ca(OH)2的溶液显碱性,c(H+)不可能大于c(Ca2+),所以比较容易就能判断该项是错误的,但是要确定c(H+)与c(WO42-)的大小关系,最好通过计算来判断,因为两
饱和溶液等体积混合后可能析出CaWO4,溶液中c(WO42-)会很小。
8. 某化学小组欲进行如下实验探究金属与浓硫酸反应。
试回答下列问题。
(1)利用上图装置研究铜与浓硫酸反应,反应化学方程式为_________;B装置的目的是
______;x溶液为___________。
(2)将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金),实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快。
该气体可能为____,气体产生越来越快的原因可能是_____(至少两点)。
验证该气体的实验方案如下:
①装置连接顺序:x→_________;
②能证明上述假设成立的实验现象是__________。
(3)取少量镁粉加入盛浓硫酸的烧杯,在通风橱中实验。
充分反应后溶液中有灰白色悬浮物,设计方案研究该悬浮物的组成,请帮助完善。
(假设镁的化合物都溶于稀酸)
_____
写出产生该灰白色悬浮物主要反应的化学方程式_____。
【答案】 (1). Cu+2H2SO4(浓) CuSO4+SO2↑+2H2O (2). 检验产物SO2 (3). NaOH 溶液(其他合理答案均可得分) (4). H2 (5). 反应后期,c(H+)增大,与Zn反应生成H2 速率加快;黄铜为铜锌合金,与硫酸形成原电池产生H2 速率加快;反应放热 (6).
c→d→e→f→a→b→g (7). E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色 (8). (9).
3Mg+4H2SO4(浓)==3MgSO4+S+4H2O
【解析】(1)浓硫酸具有强氧化性,在加热条件下与Cu反应生成CuSO4、SO2和H2O,故化学方程式为:Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O;二氧化硫具有漂白性,可以使品红溶液褪色,常用品红溶液来检验二氧化硫气体;二氧化硫是有毒气体且为酸性气体,C为尾气吸收装置,故x溶液可以是NaOH溶液。
(2)若将上述实验中的铜改为黄铜(铜锌合金),实验后阶段浓硫酸变稀,与锌反应会产生氢气,所以实验后阶段可观察到倒立漏斗边缘有气体冒出,且越来越快,该气体可能为H2;根据影响化学反应速率的因素,结合该实验原理及条件,气体产生越来越快的原因可能是:反应后期,浓硫酸变为稀硫酸,电离程度增大,c(H+)增大,与Zn反应生成H2速率加快;黄铜为铜锌合金,与硫酸形成原电池产生H2速率加快;反应放热等。
①若要验证该气体是氢气,根据可供选择的装置及药品,先除去二氧化硫,再吸水干燥,然后通入灼热的氧化铜,最后检验产物是水,所以装置连接顺序:x→c→d→e→f→a→b→g。
②若E中(硬质玻璃管)黑色粉末变红,说明生成了铜单质,同时H中(球形干燥管)固体由白色变为蓝色,说明生成了水,由此可证明上述假设成立。
(3)镁与浓硫酸反应,硫酸可能表现酸性和强氧化性,固体生成物可能是含有镁元素、S元素的物质,烧杯中的混合物加水部分溶解,则不溶物可能为含S物质,过滤后可加入有机溶剂(如二硫化碳)溶解,故方案未完成部分可以为:;产生该灰白色悬浮物主要反应的化学方程式为:3Mg+4H2SO4(浓)=3MgSO4+S+4H2O。
9. 氨为重要化工原料,有广泛用途。
(1)合成氨中的氢气可由下列反应制取:
a.CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) △H=+216.4kJ/mol
b.CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) △H=-41.2kJ/mol
则反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g) △H=_________。
(2)起始时投入氮气和氢气分别为1mol、3mol,在不同温度和压强下合成氨。
平衡时混合物中氨的体积分数与温度关系如下图。
①恒压时,反应一定达到平衡状态的标志是______(填序号);
A.N2和H2的转化率相等
B.反应体系密度保持不变
C. 比值保持不变
D. =2
②P1_____P2(填“>”、“<”、“=”、“不确定”,下同);反应平衡常数:B点____D点;
③C点H2的转化率____;在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速
率:v(A)______ v(B)。
(3)N2H4可作火箭推进剂,NH3和NaClO在一定条件下反应可生成N2H4。
①写出NH3和NaClO 反应生成N2H4的化学方程式__________;
②已知25℃时N2H4水溶液呈弱碱性:
N2H4+H2O N2H5++OH- K1= 1×10-a;
N2H5++H2O N2H62++OH- K2=1×10-b。
25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使c(N2H5+)>c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+),应控制溶液pH 范围_________(用含a、b式子表示)。
【答案】 (1). +175.2kJ/mol (2). BC (3). < (4). > (5). 66.7% (6). < (7). 2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O (8). (14-b,14-a)
【解析】(1)a+b可得反应CH4(g)+2H2O(g)CO2(g)+4H2(g),根据盖斯定律,
△H=+216.4kJ/mol+(-41.2kJ/mol)=+175.2kJ/mol。
(2)①A项,氮气和氢气初始物质的量之比为1:3,由反应方程式N2+3H22NH3可得,氮气和氢气按物质的量之比为1:3反应,所以N2和H2的转化率是相等的,与是否达到平衡状态无关,故A错误;B项,该反应是一个气体分子数变化的反应,恒压时只要不平衡,气体体积就会发生变化,因为气体总质量不变,所以密度就会不断变化,当密度不变时,说明正逆反应速率相等,平衡不再发生移动,故B正确;C项,氢气是反应物,氨气是生成物,只要不平
衡,若氢气减少,则氨气必增多,其比值就会变化,当比值不变时说明已经处于平衡状态,故C正确;D项,氮气是反应物,氨气是生成物,只要不平衡,若氮气减少,则氨气必增多,其比值就会变化,当比值不变时说明已经处于平衡状态,但当比值=2时,却不一定不再变化,所以不一定是平衡状态,故D错误。
②合成氨反应是一个气体分子数减小的反应,增大压强有利于平衡正向移动,由图可知,温度相同时,压强为P1时平衡混合物中氨的体积分数小于压强为P2时,所以P1<P2;合成氨正反应为放热反应,温度越高化学平衡常数越小,D点温度高于B点温度,所以化学平衡常数:B点>D点。
③设c点H2的转化率为α(H2),列三段式得:
因为平衡混合物中氨的体积分数为50%,同温同压下气体体积分数=物质的量分数,所以
×100%=50%,解得α(H2)≈66.7%。
由图可得,A、B两点平衡混合物中氨的体积分数相同,B点温度和压强均高于A点温度和压强,则在A、B两点条件下,该反应从开始到平衡时生成氨气平均速率:v(A)<v(B)。
(3)①NH3与NaClO一定条件下发生氧化还原反应可得到肼(N2H4),NaClO作氧化剂,被还原为NaCl,根据原子守恒,还有水生成,故化学方程式为:2NH3+NaClO N2H4+NaCl+H2O。
②K1==1×10-a,所以c(N2H5+)=c(N2H4)时,c(OH-)=1×10-a,c(H+)==10-(14-a),pH=-lgc(H+)=14-a,则c(N2H5+)>c(N2H4)时,c(OH-)<1×10-a,c(H+)=>10-(14-a),
pH=-lgc(H+)<14-a;K2==1×10-b,所以c(N2H5+)=c(N2H62+)时,c(OH-)=1×10-b,c(H+)==10-(14-b),pH=-lgc(H+)=14-b,则c(N2H5+)>c(N2H62+)时,c(OH-)>1×10-b,
c(H+)=<10-(14-b),pH=-lgc(H+)>14-b。
所以25℃时,向N2H4水溶液中加入H2SO4,欲使
c(N2H5+)>c(N2H4),同时c(N2H5+)>c(N2H62+),应控制溶液pH范围为:(14-b,14-a)。
点睛:本题综合考查化学反应原理知识,主要涉及盖斯定律的应用、化学平衡图像、平衡状态的判断、转化率有关计算、水溶液中有关离子浓度关系的比较等知识。
注意化学平衡图像的分析方法,通过“定一议二”来控制变量,如定温时分析压强与平衡混合物中氨的体积分数的关系、定压时分析温度与平衡混合物中氨的体积分数的关系;注意列三段式解决转化率有关计算;注意最后小题的解题思路:控制pH使溶液中离子浓度符合某确定关系,要通过K1和K2的表达式找到c(N2H5+)、c(N2H4)、c(N2H62+)与c(OH-)的关系,再根据K w表达式进一步求得结果。
10. 高锰酸钾常用作消毒杀菌、水质净化剂等。
某小组用软锰矿(主要含MnO2,还含有少量SiO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)模拟工业制高锰酸钾流程如下。
试回答下列问题。
(1)配平焙烧时化学反应: □MnO2+□_____+□O2□K2MnO4+□H2O;工业生产中采用对空气加压的方法提高MnO2利用率,试用碰撞理论解释其原因__________。
(2)滤渣II 的成分有_______(化学式);第一次通CO2不能用稀盐酸代替的原因是_________。
(3)第二次通入过量CO2生成MnO2的离子方程式为_________。
(4)将滤液Ⅲ进行一系列操作得KMnO4。
由下图可知,从滤液Ⅲ得到KMnO4需经过_____、______、洗涤等操作。
(5)工业上按上述流程连续生产。
含MnO2a%的软锰矿1吨,理论上最多可制KMnO4___吨。
(6)利用电解法可得到更纯的KMnO4。
用惰性电极电解滤液II。
①电解槽阳极反应式为____________;
②阳极还可能有气体产生,该气体是__________。
【答案】 (1). 2 4 KOH 1 2 2 (2). 加压增大了氧气浓度,使单位体积内的活化分子数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快,使MnO2反应更充分 (3). Al(OH)3、H2SiO3 (4). 稀盐酸可溶解Al(OH)3,不易控制稀盐酸的用量 (5).
3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2↓+2MnO4-+4HCO3- (6). 蒸发结晶 (7). 趁热过滤 (8).
0.018a (9). MnO42--e-= MnO4- (10). O2
【解析】(1)MnO2中Mn的化合价为+4价,K2MnO4中Mn的化合价为+6价,O2中O的化合价为0价,生成物中都变成了-2价,根据得失电子守恒(化合价升降总数相等)得:MnO2前面系数为2,O2前面系数为1,K2MnO4前面系数为2;结合流程中焙烧时有KOH参与,所以未知的反应物应为KOH,根据原子守恒,KOH前面系数为4,水前面系数为2,故答案为:2 4 KOH 1 2 2。
根据有效碰撞理论,加压可增大氧气浓度,使单位体积内的活化分子数增加,有效碰撞次数增多,反应速率加快,使MnO2反应更充分,所以工业生产中采用对空气加压的方法提高MnO2利用率。
(2)根据流程滤液I主要是K2MnO4溶液,还含有SiO32-和AlO2-等杂质离子,通入CO2发生反应:CO2+H2O+SiO32-=H2SiO3↓+CO32-、CO2+H2O+AlO2-=Al(OH)3↓+CO32-,所以滤渣II的成分有Al(OH)3
和H2SiO3;因为第一次通入CO2目之一是生成Al(OH)3,而稀盐酸可溶解Al(OH)3,不易控制稀盐酸的用量,所以第一次通CO2不能用稀盐酸代替。
(3)第二次通入过量CO2生成MnO2,则MnO42-发生自身氧化还原反应,生成MnO2和MnO4-,因为CO2过量,所以还会生成HCO3-,故离子方程式为:3MnO42-+4CO2+2H2O=MnO2↓+2MnO4-+4HCO3-。
(4)滤液Ⅲ溶质主要是KMnO4与KHCO3,由图可看出,KMnO4溶解度受温度影响变化不大,而KHCO3溶解度,受温度影响变化较大,所以从滤液Ⅲ得到KMnO4需经过蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥等操作。
(5)根据Mn元素守恒,含MnO2a%的软锰矿1吨,理论上最多可制KMnO4:
1×a%×≈0.018a(吨)。
(6)①滤液II主要为K2MnO4溶液,用惰性电极电解得到KMnO4,MnO42-在阳极上失电子发生氧化反应,生成MnO4-,故阳极电极反应式为:MnO42--e-=MnO4-;②溶液中的OH-也可能失电子发生氧化反应,生成氧气,故阳极还可能有O2产生。
11. [化学一选修3:物质结构与性质]我国具有悠久的历史,在西汉就有湿法炼铜
(Fe+CuSO4=Cu+FeSO4),试回答下列问题。
(1)Cu2+的未成对电子数有______个,H、O、S 电负性由大到小的顺序为_______。
(2)在硫酸铜溶液中滴加过量氨水可形成[Cu(NH3)4]SO4蓝色溶液。
①[Cu(NH3)4]SO4中化学键类型有_______,[Cu(NH3)4]2+ 的结构简式为_______,阴离子中心原子杂化类型为______。
②氨的沸点远高于膦(PH3),原因是______________。
(3)铁铜合金晶体类型为_____;铁的第三(I3)和第四(I4)电离能分别为2957kJ/mol、
5290kJ/mol,比较数据并分析原因________________。
(4)金铜合金的一种晶体结构为立方晶型,如图所示。
①该合金的化学式为____;
②已知该合金的密度为dg/cm3,阿伏加德罗常数值为N A,两个金原子间最小间隙为
apm(1pm=10-10cm)。
则铜原子的半径为_______cm(写出计算表达式)。
【答案】 (1). 1 (2). O、S、H (3). 共价键、配位键、离子键 (4).
(5). sp3杂化 (6). 氨分子间存在氢键 (7). 金属晶体 (8). 基态铁原子的价电子排布式为3d64s2,失去3个电子后核外电子呈半充满稳定状态,因此I4远大于I3 (9). AuCu3(或Cu3Au) (10).
【解析】(1)Cu原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s1,故Cu2+的外围电子排布式为3d9,所以有1个未成对电子;同周期从左到右,电负性增大,电负性O>N,H元素与O、N元素化合时,H元素表现正化合价,所以H元素的电负性比O、N元素小,故电负性O>N>H。
(2)①SO42-、NH3中是以共价键结合形成的,(Cu(NH3)4)2+和SO42-之间结合的是离子键,配合物中Cu2+和(NH3)4(4个氨分子)以配位键结合,故[Cu(NH3)4]SO4中化学键类型有:共价键、离子键、配位键;[Cu(NH3)4]2+中Cu2+和(NH3)4(4个氨分子)以配位键结合,所以结构简式为:
;中心原子的孤对电子数=(a-xb),公式中a为中心原子的价电子数,对
于主族元素即为其中心原子的最外层电子数,x为与中心原子结合的原子数,b为与中心原子结合的原子最多能接受的电子数,H为1,其余为8-最外层电子数,硫酸根离子中,价层电子对数=σ键个数+(a-xb)=4+(6+2-4×2)=4,所以采取sp3杂化。
②氨分子间存在氢键,分子间作用力强,所以氨的沸点高于膦(PH3)。
(3)铁和铜属于金属,所以铁铜合金晶体是由金属键形成的晶体,属于金属晶体;因为基态铁原子的价电子排布式为3d64s2,根据洪特规则,原子轨道处于全充满、半充满或全空时,原子处于较低的能量状态,所以失去3个电子后核外电子呈半充满稳定状态,因此I4远大于I3。
(4)①根据均摊法计算,晶胞中金原子个数为8×=1,铜原子的个数为6×=3,则金和铜的原子个数比为1∶3,该合金的化学式为AuCu3(或Cu3Au)。
②合金的密度为d g·cm-3,晶胞质量为:g=g,设晶胞边长为a,则晶胞体积为a3,根据密度=质量÷体积,则a
=cm,该晶胞结构侧面可用如图表示:,中间为铜原子,周围是金原子,晶胞边长是cm,两个金原子间最小间隙为apm(1pm=10-10cm),即a×10-10cm,则金原子半径为:(-a×10-10)cm,设铜原子半径为r,则在等腰直角三角形中:
2()2=[2r+2×(-a×10-10)]2,所以×=2r+(-a×10-10),解得r=(×+5a×10-11)cm。
12. [化学一选修5:有机化学基础]用石油产品A(C3H6)为主要原料,合成具有广泛用途的有机玻璃PMMA。
流程如下(部分产物和条件省略)
试回答下列问题:
(1)B的名称________;X试剂为_______(化学式);D中官能团名称_________。
(2)E→G的化学方程式为____,反应类型是_________。
(3)T是G的同分异构体,1molT与足量新制Cu(OH)2悬浊液反应最多生成2molCu2O沉淀,T的结构有________种(不含立体结构)。
(4)若高分子化合物PMMA的相对分子质量为1.5×106,其聚合度为_______。
(5)参照上述流程,以为原料合成(其它原料自选)。
设计合成路线:________________________。
【答案】 (1). 2—丙醇(或异丙醇) (2). H2O (3). 羧基、羟基 (4).
(5). 酯化反应(或取代反应) (6). 4 (7). 1.5×104 (8).
【解析】流程中C为丙酮(),B催化氧化(与O2、Cu、加热)生成丙酮,则B为;又因为A分子式为C3H6,A与X在催化剂条件下反应生成B,所以A为丙烯(CH2=CH-CH3)、X是H2O;G一定条件下发生加聚反应生成PMMA,由PMMA的结构可推出G为:
;D为,D生成E,E和F在浓硫酸加热条件下生成G,所以E 为、F为甲醇,E和F发生酯化反应生成G。
(1)B为,名称为:2—丙醇(或异丙醇);X是H2O;D为,含有的官能团名称为:羧基和羟基。
(2)E和F在浓硫酸加热条件下发生酯化反应(取代反应)生成G,化学方程式为:
+CH3OH+H2O。
(3)T是G()的同分异构体,1molT与足量新制Cu(OH)2悬浊液反应最多生成2molCu2O沉淀,则T中含有2个醛基,可能的结构有:OHC(CH2)3CHO、OHCCH2CH(CH3)CHO、OHCC(CH3)2CHO、OHCCH(CH2CH3)CHO共4种。
(4)由PMMA的结构可得其分子式为(C5H8O2)n,所以相对分子质量为:100n=1.5×106,解得
n=1.5×104,即其聚合度为1.5×104。
(5)由流程中C→D的转化,要合成,需要合成,以
为原料,可以先水解生成,催化氧化生成
,故合成路线
为:。
点睛:本题通过有机玻璃PMMA的合成工艺流程为载体,考查有机化学的核心知识,涉及常见有机物官能团的结构、性质及相互转化关系,涉及有机物结构简式的确定、反应类型的判断、化学方程式的书写、同分异构体的识别和书写、合成路线的选择等知识。
能够通过题给情境,运用所学知识进行分析是完成此类题目的关键。
本题首先应该分析流程,借助题给信息和流程中已知的物质,推出未知物质,可从C开始逆推确定B、A和X,然后从PMMA逆推同时结合D正推,确定E、F和G;判断同分异构体的种数是该题的难点,针对不同的物质类别,抓住
书写同分异构体的一般规律,首先判断该物质中含有的官能团种类、取代基的个数及种类,注意书写过程中的不重不漏;物质制备合成路线的选择,需要根据物质之间结构的异同,利用所学化学知识和题给信息,选择合适的条件和试剂,可采用逆合成分析法。