浙江省舟山市2021年高考化学质量跟踪监视试题
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2021届新高考化学模拟试卷
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.中国工程院院士李兰娟团队发现,阿比朵尔对2019-nCoV 具有一定的抑制作用,其结构简式如图所示,下面有关该化合物的说法正确的是
A .室温可溶于水和酒精
B .氢原子种类数为10
C .不能使酸性KMnO 4溶液褪色
D .1mol 该分子最多与8mol 氢气反应
2.电化学合成氨法实现了氨的常温常压合成,一种碱性介质下的工作原理示意图如下所示。
下列说法错误的是
A .b 接外加电源的正极
B .交换膜为阴离子交换膜
C .左池的电极反应式为223N 6H O 6e 2NH 6OH --++===+
D .右池中水发生还原反应生成氧气
3.《内经》曰:“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”。
合理膳食,能提高免疫力。
下列说法错误的是( )
A .蔗糖水解生成互为同分异构体的葡糖糖和果糖
B .食用油在酶作用下水解为高级脂肪酸和甘油
C .苹果中富含的苹果酸[HOOCCH(OH)CH 2COOH]是乙二酸的同系物
D .天然蛋白质水解后均得到α-氨基酸,甘氨酸和丙氨酸两种分子间可生成两种二肽
4.如图所示过程除去 AlCl 3溶液中含有的 Mg 2+、K + 杂质离子并尽可能减小 AlCl 3 的损失。
下列说法正确的是
A .NaOH 溶液可以用Ba(OH)2溶液来代替
B .溶液a 中含有 Al 3+、K +、Cl -、Na +、OH -
C .溶液 b 中只含有 NaCl
D .向溶液a 和沉淀a 中滴加盐酸都要过量
5.下列材料或物质的应用与其对应的性质完全相符合的是
A .Mg 、Al 合金用来制造飞机外壳—合金熔点低
B .食品盒中常放一小袋Fe 粉—Fe 粉具有还原性
C .SiO 2用来制造光导纤维—SiO 2耐酸性
D .葡萄酒中含SO 2—SO 2有漂白性
6.设N A 表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A .标准状况下,1LC 2H 5OH 完全燃烧后生成的CO 2分子个数约为
A N 11.2
B .20gD 2O 与20gH 218O 含有的中子数均为10N A
C .1mol·L -1Al(NO 3)3溶液中含有3N A 个NO 3-
D .50mL12mol·L -1盐酸与足量MnO 2共热,转移的电子数为0.3N A
7.中国科学院院士张青莲教授曾主持测定了铟(49In )等9种元素相对原子质量的新值,被采用为国际新标准。
已知:铟与铝(13Al )同主族。
下列说法错误的是( )
A .In 的金属性大于 Al
B .In 最外层有 2 种能量的电子
C .
11549In 的中子数为 66 D .115
49In 原子的相对原子质量为 115
8.常温下,下列各组离子一定能在指定溶液中大量共存的是( )
A .使酚酞变红色的溶液中:Na +、Al 3+、SO 42-、Cl -
B .=1×10-13mol·L -1的溶液中:NH 4+、Ca 2+、Cl -、NO 3-
C .与Al 反应能放出H 2的溶液中:Fe 2+、K +、NO 3-、SO 42-
D .水电离的c(H +)=1×10-13mol·L -1的溶液中:K +、Na +、AlO 2-、CO 32-
9.高温下,超氧化钾晶体(KO 2)呈立方体结构。
如图为超氧化钾晶体的一个晶胞(晶体中最小的重复单元)。
则下列有关说法正确的是( )
A.KO2中只存在离子键
B.超氧化钾的化学式为KO2,每个晶胞含有1个K+和1个O2-
C.晶体中与每个K+距离最近的O2-有6个
D.晶体中,所有原子之间都以离子键相结合
10.以下说法不正确的是
A.日韩贸易争端中日本限制出口韩国的高纯度氟化氢,主要用于半导体硅表面的刻蚀
B.硫酸亚铁可用作治疗缺铁性贫血的药剂,与维生素C片一起服用,效果更佳
C.硫酸铜可用作农药,我国古代也用胆矾制取硫酸
D.使生物质在一定条件下发生化学反应,产生热值较高的可燃气体。
该过程属于生物化学转换
11.化学与生活、生产密切相关。
下列叙述不正确的是()
A.高纯硅可用于制作光导纤维
B.碳酸钠热溶液呈碱性,可用于除去餐具上的油污
C.利用太阳能蒸发海水的过程属于物理变化
D.淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖
12.我国科学家在世界上第一次为一种名为“钴酞菁”的分子(直径为1.3×10-9m)恢复了磁性。
“钴酞菁”分子结构和性质与人体内的血红素及植物体内的叶绿素非常相似。
下列说法中正确的是
A.其分子直径比氯离子小
B.在水中形成的分散系属于悬浊液
C.在水中形成的分散系具有丁达尔效应
D.“钴酞菁”分子不能透过滤纸
13.美国《Science》杂志曾经报道:在40 GPa高压下,用激光器加热到1800K,人们成功制得了原子晶体干冰。
有关原子晶体干冰的推断错误的是
A.有很高的熔点和沸点B.易汽化,可用作制冷材料
C.含有极性共价键D.硬度大,可用作耐磨材料
14.捕获二氧化碳生成甲酸的过程如图所示。
下列说法不正确的是(N A为阿伏加德罗常数的值) ( )
A.10.1gN(C2H5)3中所含的共价键数目为2.1N A
B.标准状况下,22.4LCO2中所含的电子数目为22N A
C.在捕获过程中,二氧化碳分子中的共价键完全断裂
D.100g 46%的甲酸水溶液中所含的氧原子数目为5N A
15.25℃时,将1.0Lcmol/LCH3COOH溶液与0.1molNaOH固体混合,使之充分反应。
然后向该混合溶液中加入CH3COOH 或CH3COONa固体(忽略体积和温度变化),引起溶液pH的变化如图所示。
下列叙述错误的是
A.该温度下,醋酸的电离平衡常数K a=
-8 10 c
B.a点对应的混合溶液中c(CH3COOH)>c(Na+)>c(OH-)
C.水的电离程度:c>b>a
D.当混合溶液呈中性时,c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-)
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.二氧化氯(ClO2)是一种高效消毒剂,易溶于水,沸点为11.0℃,极易爆炸。
在干燥空气稀释条件下,用干燥的氯气与固体亚氯酸钠制备二氧化氯,装置如图:
(1)仪器a的名称为_____________,装置A中反应的离子方程式为_______________。
(2)试剂X是_______________________。
(3)装置D中冰水的主要作用是___________。
装置D内发生反应的化学方程式为_______________。
(5)已知NaClO2饱和溶液在不同温度时析出的晶体情况如下表。
温度<38℃38℃~60℃>60℃
析出晶体NaClO2·3H2O NaClO2分解成NaClO3和NaCl
利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体的操作步骤:55℃蒸发结晶、_________、38~60℃的温水洗涤、低于60℃干燥。
(6)工业上也常用以下方法制备ClO2。
①酸性条件下双氧水与NaClO3反应,则反应的离子方程式为_______________________。
②如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
则阴极电极反应式为____________。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.由芳香烃A制备M(可用作消毒剂、抗氧化剂、医药中间体)的一种合成路线如下:
已知: R1COOR2
请回答:
(1)A的结构简式为_____;D中官能团的名称为___ 。
(2)由D生成E的反应类型为____;G的分子式为___ 。
(3)由E与足量氢氧化钠的乙醇溶液反应的化学方程式为____。
(4)M的结构简式为____。
(5)芳香化合物H为C的同分异构体,H既能发生银镜反应又能发生水解反应,其核磁共振氢谱有4组吸收峰。
写出符合要求的H的一种结构简式______。
(6)参照上述合成路线和信息,以苯甲酸乙酯和CH3MgBr为原料(无机试剂任选),设计制备
的合成路线_____。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.氮化铝(AlN)陶瓷是一种新型无机非金属材料,最高可稳定到2473K,导热性好、热膨胀系数小,是良好的耐热冲击材料。
制取原理为:Al2O3+3C+N22A1N+3CO,回答下列问题:
(1)氮化铝的晶体类型为________。
在上述化学方程式中第二周期元素的第一电离能由小到大的顺序是
______。
(2)基态氧原子电子占据最高能级的原子轨道的形状是________,未成对电子数为________。
(3)等电子体具有相似的结构。
CO与N2互为等电子体,CO分子中σ键与π键数目之比为_______。
(4)Cu2+处于:[Cu(NH3)4]2+的中心,若将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,则有2种结构,则Cu2+是否为sp3杂化________(填“是”或“否”)理由为_________。
(5)AlN晶体结构如图所示,1个Al原子周围距离最近的Al原子数为______个;若晶胞结构的高为a nm,底边长为b nm,N A表示阿伏伽德罗常数的值,则其密度为_______g.cm-3(列出计算式)。
19.(6分)研究和深度开发CO、CO2的应用对构建生态文明社会具有重要的意义。
(1)CO 2和H2可直接合成甲醇,向一密闭容器中充入CO2和H2,发生反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH= a kJ/mol
①保持温度、体积一定,能说明上述反应达到平衡状态的是________。
A.容器内压强不变B.3v正(CH3OH)= v正(H2)
C.容器内气体的密度不变D.CO2与H2O的物质的量之比保持不变
②测得不同温度时CH3OH的物质的量随时间的变化如图所示,则a______0(填“>”或“<”)。
(2)工业生产中需对空气中的CO进行监测。
应中有0.02 mol电子转移,则生成Pd沉淀的质量为________。
②使用电化学一氧化碳气体传感器定量检测空气中CO含量,其模型如图所示。
这种传感器利用了原电池原理,则该电池的负极反应式为________。
(3)某催化剂可将CO2和CH4转化成乙酸。
催化剂的催化效率和乙酸的生成速率随温度的变化关系如图所示。
乙酸的生成速率主要取决于温度影响的范围是________。
(4)常温下,将一定量的CO2通入石灰乳中充分反应,达平衡后,溶液的pH为11,则c(CO32-)=_______。
(已知:K sp[Ca(OH)2]=5.6×10−6,K sp(CaCO3) =2.8×10−9)
(5)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。
图4是通过光电转化原理以廉价原料制备新产品的示意图。
催化剂a、b之间连接导线上电子流动方向是_______(填“a→b”或“b→a”)
参考答案
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.B
【解析】
【分析】
【详解】
B .如图所示有10种氢原子,故B 正确;
C .该分子中含有碳碳双键和酚羟基,能被酸性高锰酸钾氧化使其褪色,故C 错误;
D .碳碳双键、苯环可以与氢气加成,所以1mol 该分子最多与7mol 氢气加成,故D 错误;
故答案为B 。
2.D
【解析】
【详解】
A .在电化学合成氨法中,N 2发生还原反应,而电解池的阴极发生还原反应,通N 2的极为阴极,则a 为电源负极,b 为电源的正极,故A 正确;
B .由图示可知,电解池工作时,左侧池中OH -向右池移动,则交换膜为阴离子交换膜,故B 正确;
C .左池中N 2发生还原反应生成NH 3,则电极反应式为223N 6H O 6e 2NH 6OH --++===+,故C 正确;
D .右池中发生氧化反应,电极反应式为4OH --4e -=2H 2O+O 2↑,则是4OH -发生还原反应生成氧气,故D 错误;
故答案为D 。
3.C
【解析】
【分析】
【详解】
A .蔗糖水解产物为葡萄糖和果糖,二者分子式均为C 6H 12O 6,互为同分异构体,故A 正确;
B .食用油为油脂,油脂是高级脂肪酸与甘油形成的酯,在体内酶的催化作用下水解,生成高级脂肪酸和甘油,故B 正确;
C .苹果酸含有羟基,乙二酸不含羟基,二者结构不相似,不属于同系物,故C 错误;
D .天然蛋白质都是由α氨基酸缩聚而成的,水解均得到α-氨基酸;甘氨酸脱去氨基,丙氨酸脱去羟基为一种,甘氨酸脱去羟基、丙氨酸脱去氨基为一种,共两种,故D 正确;
故答案为C 。
【点睛】
甘氨酸和丙氨酸分子间可以形成两种二肽,甘氨酸和甘氨酸有一种、丙氨酸和丙氨酸有一种,即两种氨基酸可以形成共4种二肽。
4.A
【解析】
A选项,NaOH主要作用是将铝离子变为偏铝酸根,因此可以用氢氧化钾、氢氧化钡来代替,故A正确;B选项,溶液a中含有K+、Cl-、Na+、AlO2-、OH-,故B错误;
C选项,溶液b 中含有氯化钠、氯化钾,故C错误;
D选项,向溶液a中滴加盐酸过量会使生成的氢氧化铝沉淀溶解,故D错误;
综上所述,答案为A。
5.B
【解析】
【分析】
【详解】
A. Mg、Al合金用来制飞机外壳是利用其密度小,硬度和强度都很大的性质,不是因为合金熔点低,故A 错误;
B. 食品合中常放一小袋Fe粉,利用其具有较强的还原性,防止食品被氧化,故B正确;
C. SiO2用来制造光导纤维是利用其光学性质,不是耐酸性,故C错误;
D. 葡萄酒里都含有SO2,起保鲜、杀菌和抗氧化作用,不是用来漂白,故D错误。
答案选B。
【点睛】
本题易错选项D,注意SO2有毒不能用于食品的漂白,在葡萄酒里都含有SO2,起保鲜、杀菌和抗氧化作用。
6.B
【解析】
【详解】
A选项,标准状况下乙醇为液体,不能用气体摩尔体积来计算,故A错误;
B选项,D2O与H218O的摩尔质量均为20g·mol-1,故20gD2O与20gH218O的物质的量均为1mol,且它们每个分子中均含10个中子,故1mol两者中均含10N A个中子,故B正确;
C选项,溶液体积未知,无法计算离子个数,故C错误;
D选项,50mL12mol·L-1盐酸与足量MnO2共热反应一段时间后,盐酸浓度减小,无法继续反应,转移电子数目小于0.3N A,故D错误。
综上所述,答案为B。
【点睛】
计算溶液中溶质物质的量时一定要注意题中给没给溶液的体积,二氧化锰与浓盐酸、铜与浓硫酸反应,当盐酸浓度或浓硫酸浓度降低变为稀溶液时就不再反应了。
7.D
【分析】
A、同一主族元素的金属性随着原子序数的增大而增强;
B、铟与铝(13Al)同主族,则In的最外层电子数为3,排布在s、p轨道上;
C、中子数=质量数-质子数,据此计算判断;
In的质量数为115。
D、115
49
【详解】
A、铟与铝(13Al)同主族,并且铟元素的原子序数较大,同主族从上至下金属性逐渐增加,所以In的金属性强,故A不符合题意;
B、In的最外层电子数为3,排布在5s、5p轨道上,5s能级上两个电子能量相同,但小于5p能级上的电子能量,所以In最外层有2 种能量的电子,故B不符合题意;
In的质量数为115、质子数为49,所以中子数=119-49=66,故C不符合题意;
C、115
49
In的质量数为115,In的相对原子质量为天然存在的核素In的质量数与其丰度的乘积之和,故D D、115
49
符合题意;
故选:D。
8.B
【解析】
【详解】
A、酚酞变红色的溶液,此溶液显碱性,Al3+、OH-生成沉淀或AlO2-,不能大量共存,故A错误;
B、根据信息,此溶液中c(H+)>c(OH-),溶液显酸性,这些离子不反应,能大量共存,故正确;
C、与Al能放出氢气的,同业可能显酸性也可能显碱性,若是碱性,则Fe2+和OH-不共存,若酸性,NO3-在酸性条件下具有强氧化性,不产生H2,故C错误;
D、水电离的c(H+)=1×10-13mol·L-1的溶液,此物质对水电离有抑制,溶液可能显酸性也可能显碱性,AlO2-、CO32-和H+不能大量共存,故D错误。
答案选B。
9.C
【解析】
【详解】
A、K+离子与O2-离子形成离子键,O2-离子中O原子间形成共价键,故A错误;
B、K+离子位于顶点和面心,数目为8×1/8+6×1/2=4,O2-离子位于棱心和体心,数目为12×1/4+1=4,即每个晶胞中含有4个K+和4个O2-,故B错误;
C、由晶胞图可知,以晶胞上方面心的K+为研究对象,其平面上与其距离最近的O2-有4个,上方和下方各
D、O原子间以共价键结合,故D错误。
故选C。
【点睛】
易错点为C项,由晶胞图可知,以晶胞上方面心的K+为研究对象,其平面上与其距离最近的O2-有4个,上方和下方各有一个。
10.D
【解析】
【分析】
【详解】
A. 高纯度氟化氢能溶解半导体硅表面的SiO2、Si,A项正确;
B. 维生素C有还原性,可防止硫酸亚铁中的亚铁被氧化成+3铁,B项正确;
C. 硫酸铜可配制农药波尔多液,胆矾高温分解生成的三氧化硫溶于水可制取硫酸,C项正确;
D. 使生物质在一定条件下发生化学反应,产生热值较高的可燃气体。
该过程属于热化学转换,而不是生物化学转换,D项错误。
本题选D。
11.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.高纯硅用于制太阳能电池或芯片等,而光导纤维的材料是二氧化硅,故A错误;
B.利用碳酸钠热溶液水解呈碱性,可除餐具上的油污,故B正确;
C.海水蒸发是物理变化,故C正确;
D.淀粉和纤维素均为多糖,一定条件下,淀粉和纤维素水解的最终产物均为葡萄糖,故D正确;
故答案为A。
12.C
【解析】
【详解】
A. 氯离子半径小于1nm,因此其分子直径比氯离子大,故A错误;
B. 在水中形成的分散系属于胶体,故B错误;
C. 在水中形成的分散系属于胶体,胶体具有丁达尔效应,故C正确;
D. “钴酞菁”分子直径小于滤纸中空隙的直径,故D错误。
综上所述,答案为C。
【点睛】
胶体具有丁达尔效应、利用渗析的方法净化胶体,要注意胶体是混合物。
13.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.原子晶体具有很高的熔点、沸点,所以原子晶体干冰有很高的熔点、沸点,故A正确;
B.原子晶体干冰有很高的沸点,不易汽化,不可用作制冷材料,故B错误;
C.不同非金属元素之间形成极性键,二氧化碳中存在O=C极性键,故C正确
D.原子晶体硬度大,所以原子晶体干冰的硬度大,可用作耐磨材料,故D正确;
故选:B。
14.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.10.1gN(C2H5)3物质的量0.1mol,一个N(C2H5)3含有共价键数目为21根,则10.1gN(C2H5)3含有的共价键数目为2.1N A,故A正确;
B.标准状况下,22.4LCO2的物质的量是1mol,1个CO2分子中有22个电子,所以含的电子数目为22N A,故B正确;
C.在捕获过程中,根据图中信息可以看出二氧化碳分子中的共价键没有完全断裂,故C错误;
D.100g 46%的甲酸水溶液,甲酸的质量是46g,物质的量为1mol,水的质量为54g,物质的量为3mol,因此共所含的氧原子数目为5N A,故D正确;
选C。
15.A
【解析】1.0Lcmol/LCH3COOH溶液与0.1molNaOH固体混合溶液的pH=4.3,溶液显酸性,加入醋酸后,溶液酸性增强,加入醋酸钠,溶液的酸性减弱。
A.该温度下,1.0Lcmol/LCH3COOH溶液与0.1molNaOH固体混合溶液的pH=4.3,醋酸的电离平衡常数
K a=
()()
()
3
3
c CH COO c H
c CH COOH
-+
⨯
=
()
4.3 4.3
4.3
100.110
10
c
--
-
⨯+
-
≈
4.3
100.1
c
-⨯
=
5.3
10
c
-
,故A错误;B. a点溶液的pH=3.1,
是加入的醋酸后的结果,根据电荷守恒知,c(CH3COO-)>c(Na+),醋酸的电离程度较小,则
c(CH3COOH)>c(Na+)>c(OH-),故B正确;C. a以醋酸的电离为主,抑制水的电离,酸性越强,水的电离程度越小,b点加入醋酸水的电离程度减小,c点加入醋酸钠,水的电离程度增大,故水的电离程度c>b>a,故C正确;D. 当混合溶液呈中性时,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒有c(Na+)=c(CH3COO-),则
c(Na+)=c(CH3COO-)>c(H+)=c(OH-),故D正确;故选A。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.分液漏斗MnO2 + 4H+ + 2Cl-∆
Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O 饱和食盐水冷凝二氧化氯Cl2 +
2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl 2OH-+Cl2 = ClO-+Cl-+H2O 趁热过滤H2O2 + 2H++ 2ClO3-= 2ClO2 + 2H2O + O2↑ClO2 + e-= ClO2-
【解析】
【分析】
(1)看图得出仪器a的名称,装置A是二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰和水。
(2)试剂X是除掉HCl气体。
(3)二氧化氯(ClO2)沸点为11.0℃,因此得装置D中冰水的主要作用,装置D内发生反应是氯气与固体亚氯酸钠生成二氧化氯。
(4)装置E中主要是氯气的尾气处理。
(5)由于<38℃是以NaClO2·3H2O晶体,操作要注意不能低于38℃。
(6)①H2O2、H+与ClO3-反应得到ClO2。
②左边为ClO2反应生成ClO2-,得到电子,发生还原反应。
【详解】
(1)仪器a的名称为分液漏斗,装置A是二氧化锰和浓盐酸加热反应生成氯气、氯化锰和水,其反应的离
子方程式为MnO2 + 4H+ + 2Cl-∆
Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O;故答案为:分液漏斗;MnO2 + 4H+ + 2Cl-
∆
Mn2+ +
Cl2↑ + 2H2O。
(2)试剂X是除掉HCl气体,因此用饱和食盐水;故答案为:饱和食盐水。
(3)二氧化氯(ClO2)沸点为11.0℃,因此装置D中冰水的主要作用是冷凝二氧化氯。
装置D内发生反应是氯气与固体亚氯酸钠生成二氧化氯,其化学方程式为Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl;故答案为:冷凝二氧化氯;Cl2 + 2NaClO2 =2 ClO2 + NaCl。
(4)装置E中主要是氯气的尾气处理,其反应的离子方程式为:2OH-+Cl2 = ClO-+Cl-+H2O;故答案为:2OH-+Cl2 = ClO-+Cl-+H2O。
(5)利用NaClO2溶液制得NaClO2晶体的操作步骤:由于<38℃是以NaClO2·3H2O晶体,因此55℃蒸发结晶、趁热过滤、38~60℃的温水洗涤、低于60℃干燥;故答案为:趁热过滤。
(6)①酸性条件下双氧水与NaClO3反应,则反应的离子方程式为H2O2 + 2H++ 2ClO3-= 2ClO2 + 2H2O + O2↑。
②如图所示为直接电解氯酸钠、自动催化循环制备高纯ClO2的实验。
左边为ClO2反应生成ClO2-,得到电子,发生还原反应,其为阴极,其电极反应式为ClO2 + e-= ClO2-;故答案为:ClO2 + e-= ClO2-。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.羧基、氯原子加成反应C10H16O2
+2NaOH+NaCl+2H2O
【解析】
【分析】
A的分子式为C7H8,结合B的结构,应是与CO发生加成反应,可知A为.对比B与C的结构,结合反应条件、C的分子式,可知B中醛基氧化为羧基得到C,C与氯气发生苯环上取代反应生成D,D与氢气发生加成反应生成E,E发生取代反应生成F,故C为、D为、E为.F
与乙醇发生酯化反应生成G为,G发生信息中反应生成M为。
【详解】
(1)A的结构简式为;D为,其官能团为羧基、氯原子;
(2)根据分析可知D与氢气发生加成反应生成E;G的结构简式为,分子式为C10H16O2;
(3)E为,与足量氢氧化钠的乙醇溶液在加热条件发生氯原子的消去反应,以及羧基与氢氧化钠的
中和反应,故反应方程式为:+2NaOH +NaCl+2H 2O ;
(4)由分析可知M 的结构简式为;
(5)C 为,其同分异构体H 既能发生银镜反应又能发生水解反应说明其含有—CHO 结
构且含有酯基,核磁共振氢谱有4组吸收峰说明其结构对称,则符合条件的H 为:; (6)加聚反应得到,发生消去反应得到,由信息可知苯甲酸乙酯与①CH 3MgBr 、②H +/H 2O 作用得到,合成路线流程图为。
【点睛】
解决本题充分利用物质的结构与反应条件进行分析判断,熟练掌握官能团的性质与转化;注意对信息的理解,明确题目所给反应中是哪个化学键的断裂与形成。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.原子晶体 C<O<N 哑铃形(或纺锤形) 2 1:2 否 若是sp 3杂化[Cu(NH 3)4]2+的空间构型为正四面体形,将配离子[Cu(NH 3)4]2+中的2个NH 3换为CN -,则只有1种结构 12 221A 227143ab 10N 2
-⨯+⨯ 【解析】
【分析】
(1)原子晶体的熔沸点较高、硬度大,同一周期元素的电离能呈增大趋势;
(2)根据O原子核外电子排布及各个能级的原子轨道的形状确定未成对电子数目;
(3)等电子体结构相似,结合共价单键都是σ键与π键,共价双键一个是σ键,1个是π键;共价三键1个σ键个2个π键分析;
(4)根据将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,有2种结构,判断Cu2+中原子杂化类型;
(5)利用均摊方法计算一个晶胞中含有的离Al原子最近的Al原子个数,先计算一个晶胞中含有的Al、N原
子数目,然后根据晶胞密度计算公式
m
ρ
V
=计算。
【详解】
(1)由于原子晶体的熔沸点较高、硬度大,而氮化铝(AlN)陶瓷最高可稳定到2473K,说明原子间结合力强,熔沸点高,属于原子晶体;在上述反应中涉及到的第二周期的元素有C、N、O三种元素,同一元素的电离能随原子序数的增大而增大,但由于N原子最外层的p电子处于半充满的稳定状态,不容易失去电子,属于其第一电离能比相邻的O元素要大,故三种元素的第一电离能由小到大的顺序是C<O<N;
(2)O是8号元素,核外电子排布为1s22s22p4,可见基态氧原子电子占据最高能级是2p能级,其原子轨道的形状是哑铃形(或纺锤形),由于2p轨道数目是3 个,原子核外电子总是尽可能成单排列,而且自旋方向相同,一个轨道最多可容纳2个电子,自旋方向相反,所以未成对电子数为2个;
(3) N2结构简式是N≡N,等电子体具有相似的结构。
CO与N2互为等电子体,所以CO分子中含有1个σ
键和2个π键,因此CO分子中σ键与π键数目之比为1:2;
(4)由于将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,有2种结构,说明[Cu(NH3)4]2+形成是平面正方形结构,Cu2+在平面正方形对角线的交点上;若是Cu2+采用sp3杂化,由于正四面体任何两个顶点都处于相邻位置,那么[Cu(NH3)4]2+的空间构型为正四面体形,将配离子[Cu(NH3)4]2+中的2个NH3换为CN-,则只有1种结构,所以Cu2+不是采用sp3杂化;
(5)由晶体结构示意图可知与Al原子连接的N原子构成的是正四面体结构,与N原子连接的Al原子构成的也是正四面体结构,则晶体中若Al原子处于立方体顶点上,可截图为,可见顶点Al原子到面心最近Al原子最近,在一个晶胞中有3个这种Al原子,且通过该Al原子可形成8个晶胞,
每个Al原子被计算了2次,因此与1个Al原子周围距离最近的Al原子数为38
2
⨯
=12个;也可以按照题
图画实线部分截图为。
在该结构图中,底面为菱形,处于对位的两个顶角分别为60°、
120°,其中含有Al原子个数为Al:11
441
612
⨯+⨯+=2,含有N原子数目为N:
11
221
36
⨯+⨯+=2,因
此一个该结构中含有2个AlN ,底面面积为S=32b ×(10-7 cm) b ×(10-7 cm)=3 2
b 2×10-14 cm 2,晶胞高为a nm=a ×10-7
cm ,则该结构体积V=3 a b 2×10-21 cm 3,该结构质量m=()22714A N +g ,所以该结构(即晶胞)的密度为()221322714g m ρV 3ab 10A N cm -+==⨯=221A 227143ab 10N 2-⨯+⨯g/cm 3。
【点睛】
本题考查了物质结构的知识,涉及元素电离能大小比较、原子的杂化、等电子体及晶胞有关计算等。
掌握物质结构知识是解题关键,在进行晶胞计算时要学会利用均摊方法,难点是计算晶胞中含有的Al 、N 原子数目,同时会计算晶胞的体积,结合密度计算公式计算,需要学生具有一定的空间想象能力和计算能力,在计算晶体密度时要注意长度单位的换算关系。
学生要具备扎实的基础知识与综合运用知识分析问题、解决问题的能力。
19.AD < 1.06g CO+4OH --2e -=CO 32-+2H 2O 300℃~400℃ 5×10-10mol/L a→b
【解析】
【分析】
(1)①当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度、百分含量不变,以及由此衍生的一些量也不发生变化,说明可逆反应到达平衡状态,据此分析判断;
②根据“先拐先平,数值大”可知,体系II 反应温度高,甲醇物质的量小,据此分析判断;
(2)①依据PdCl 2~Pd ~2e -计算;②一氧化碳发生氧化反应生成二氧化碳,应该在原电池的负极上反应,据此书写负极电极反应;
(3)由图知,乙酸的生成速率在250℃时减慢,是因为催化剂的催化效率降低,在300℃后又逐渐增大,是温度升高造成的,据此分析判断;
(4)pH 为11时溶液中c(H +)=10-11mol/L ,根据K w 计算c(OH -),根据K sp [Ca(OH)2]计算溶液中c(Ca 2+),结合K sp (CaCO 3)计算溶液中c(CO 32-);
(5)根据质子的移动方向分析判断原电池的正负极,外电路中电子通过导线由负极流向正极。
【详解】
(1)①A .CO 2(g)+3H 2(g)CH 3OH(g)+H 2O(g)是气体体积减小的反应,容器内压强不变即平衡体系的总物质的量或浓度不变,所以容器内压强不变可判断反应达到平衡状态,故A 正确;B .3v 正(CH 3OH)=v 正(H 2)时,二者速率之比始终符合计量关系,所以3v 正(CH 3OH)=v 正(H 2)不能判断是平衡状态,故B 错误;C .保持温度、体积一定,各物质均为气体,根据ρ=m V
可知,气体的密度始终不变,不能判断是平衡状态,故C 错误;D .CO 2与H 2O 的物质的量之比保持不变,即CO 2与H 2O 的浓度不变,所以反应达到平衡状态,故D。