2019届宁夏银川市高三下学期质量检测理科综合试卷化学试卷(解析版)
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2019年银川市高三质量检测
理科综合能力测试(化学部分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Ni-59
一、选择题:本题共13小题,每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学与社会、生活密切相关。
对下列现象或事实的解释正确的是
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.化石燃料燃烧时采取脱硫措施是为了减少二氧化硫的排放,以免污染空气,故A错误;
B.盐的水解反应是吸热反应,所以升高温度,促进盐的水解,溶液的碱性更强,因此用热的纯碱溶液可以洗去油污,并不是碳酸钠可与油污直接反应,故B错误;
C.后母戊鼎是青铜器,属于铜合金制品,故C错误;
D.丁达尔效应是胶体所特有的性质,故静置后的淘米水能发生丁达尔效应,则说明淘米水是胶体,故D正确。
故选D。
2.海水化学资源开发利用的部分过程如图所示,下列说法正确的是
A. 从海水中得到粗盐主要是通过蒸发操作实现的
B. 用澄清的石灰水可鉴别NaHCO3和Na2CO3
C. 在步骤③中可通入Cl2使溴离子被还原为Br2
D. 在步骤④中,SO2水溶液吸收Br2后,溶液的pH增大
【答案】A
【解析】
【详解】A.从海水中得到粗盐采用蒸发的方法,故A正确;
B.在NaHCO3或Na2CO3中加入澄清的石灰水,现象均为产生白色沉淀,所以不能用澄清的石灰水鉴别NaHCO3和Na2CO3,故B错误;
C.步骤③中发生反应的化学方程式为:2NaBr+Cl2= Br2+2NaCl,Br的化合价由-1价升高为0价,溴离子被氧化为Br2,故C错误;
D.步骤④中SO2水溶液吸收Br2,发生反应的化学方程式为:SO2+Br2+2H2O=H2SO4+2HBr,溶液的酸性增强,pH减小,故D错误。
故选A。
3.下列关于有机化合物的说法正确的是
A. C4H9C1的同分异构体数目为3
B. 用饱和Na2CO3溶液可鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
C. 乙烯与溴水、酸性高锰酸钾溶液都能发生加成反应
D. 淀粉、油脂和蛋白质均为能发生水解反应的高分子化合物
【答案】B
【解析】
【详解】A.C4H9C1的同分异构体包括CH3CH2CH2CH2Cl、CH3CH2CHClCH3、(CH3)2CHCH2Cl、(CH3)3CCl,共4种,故A错误;
B.乙酸与碳酸钠反应生成气体,乙醇与碳酸钠不反应不分层,乙酸乙酯与碳酸钠溶液分层,现象不同,可鉴别,故B正确;
C.乙烯与高锰酸钾溶液反应属于氧化反应,与溴水的反应属于加成反应,故C错误;
D.油脂的相对分子质量在10000以下,不是高分子,而淀粉、蛋白质都是能发生水解反应的高分子化合物,故D错误。
故选B。
4.N A代表阿伏加德罗常数的值。
下列说法正确的是
A. 6.0g醋酸中含有非极性键总数为0.2N A
B. 22.4L(标准状况)氖气含有的质子数为10N A
C. 1L0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中,HCO3-离子数为0.1N A
D. 过氧化钠与水反应时,生成0.1mo1氧气转移的电子数为0.4N
【答案】B
【解析】
【详解】A.1个醋酸分子中含有1个非极性键,6.0g醋酸的物质的量为6.0g÷60g/mol=0.1mol,故含有非极性键总数为0.1N A,故A错误;
B.标准状况下,22.4L氖气的物质的量为1mol,氖气是单原子分子,1个氖气分子中含有10个质子,故含有的原子数约为N A,故B正确;
C.NaHCO3的物质的量为1L×0.1mol·L-1=0.1mol,HCO3-在溶液中能电离为CO32-和水解为H2CO3,根据物料守恒可知,溶液中的HCO3-、CO32-、H2CO3之和为0.1N A个,故C错误;
D.过氧化钠与水反应时,氧元素的价态由-1价变为0价,一半降为-2价,故当生成0.1mol氧气时转移0.2mol 电子即0.2N A个,故D错误。
故选B。
5.短周期主族元素W、M、X、Y、Z原子序数依次增大。
W的族序数是周期数的3倍,Ⅹ原子的最外层只有一个电子,Y是地壳中含量最多的金属元素,Z在同周期中原子半径最小。
下列说法错误的是
A. X2W2和X2W中阴、阳离子数之比均为1:2
B. 可用M的单质与W的氢化物反应证明非金属性M>W
C. M、Z两种元素气态氢化物的稳定性比较:M<Z
D. 盐XZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到含XZW的溶液
【答案】C
【解析】
【分析】
短周期主族元素W、M、X、Y、Z原子序数依次增大。
W的族序数是周期数的3倍,则W是O,X原子的最外层只有一个电子,且在O的后面,则X是Na,Y是地壳中含量最多的金属元素,则Y为Al,Z在同周期中原子半径最小,则Z为Cl,M在W、X之间,则M为F,据此答题。
【详解】由上述分析可知:W是O,M为F,X是Na,Y为Al,Z为Cl。
A.X和W形成氧化钠和过氧化钠,氧化钠和过氧化钠中阴、阳离子数之比均为1:2,故A正确;
B.氟气与水反应的化学方程式为2F2+2H2O=4HF+O2,氟能够将氧从其化合物中置换出来,说明非金属性:F>O,故B正确;
C.M、Z位于同一主族,非金属性:F>Cl,形成气态氢化物的稳定性HF>HCl,故C错误;
D.NaClO与浓盐酸反应的化学方程式为:NaClO+2HCl=NaCl+H2O+Cl2↑,有黄绿色气体产生,氯气与冷的氢氧化钠溶液反应的化学方程式为Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O,又得到NaClO溶液,故D正确。
故选C。
【点睛】非金属性强弱的比较规律:①单质的氧化性:一般情况下,氧化性越强,对应非金属性越强;②单质和酸或者和水的反应程度:反应越剧烈,非金属性越强;③对应氢化物的稳定性:氢化物越稳定,非金属性越强;④和氢气化合的难易程度:化合反应越容易,非金属性越强;⑤最高价氧化物对应水化物的酸性:酸性越强,非金属越强;⑥由对应最低价阴离子的还原性:还原性越强,对应非金属性越弱;⑦置换反应:非金属性强的制非金属性弱的。
6.下列根据实验操作和现象所得出的结论合理的是
A. A
B. B
C. C
D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.不能排除硝酸根离子的影响,应在硫酸铁溶液中加入硫酸酸化的过氧化氢,故A错误;
B.向盛有FeSO4溶液的试管中滴入氯水,原溶液中的亚铁离子被氧化为铁离子,也可能为原溶液中含有铁离子,因此不能判断原FeSO4溶液已被空气中O2氧化变质,故B错误;
C.将灼热的铜丝伸入盛有无水乙醇的试管中,有刺激性气味产生,说明有乙醛生成,乙醇在催化剂条件下被氧化为乙醛,发生氧化反应,故C错误;
D.NaHCO3溶液与NaAlO2溶液,反应中碳酸氢钠提供氢离子与偏铝酸根反应生成生成Al(OH)3,说明结合H+的能力:AlO2->CO32-,故D正确。
故选D。
7.一种新型的双离子可充电电池的原理如图所示,以下说法正确的是
A. 电极a发生的反应为还原反应
B. 充电时a极与电源的正极相连
C. 正极发生的电极反应可能为:CaFeO3+e-=CaFeO2.5+1/2O2-
D. 放电时,每当有N A个Na+移向b极,外电路中一定转移2N A个电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,电极a发生的反应为Na-e-=Na+,为氧化反应,故A错误;
B.充电时a极发生的反应为Na++e-=Na,还原反应,则a为电解池的阴极,阴极与电源的负极相连,故B 错误;
C.由图可知,电极b为正极,发生的电极反应可能为:CaFeO3+e-=CaFeO2.5+1/2O2-,故C正确;
D.放电时,每当有N A个Na+移向b极,外电路中转移N A个电子,故D错误。
故选C。
三、非选择题:共174分。
第22~32题为必考题,每个试题考生都必须作答。
第33~38题为选考题,考生根据要求作答。
(一)必考题:共129分。
8.Na2S2O4俗称保险粉,常用做纺织工业的漂白剂、脱色剂等。
某科研小组制备并探究其性质。
资料:Na2S2O4易溶于水,具有极强的还原性,易被空气氧化,在碱性介质中稳定。
Ⅰ.制备Na2S2O4 (部分加热等辅助仪器略去)
(1)仪器①的名称是___________。
(2)B装置用于制备Na2S2O4。
第一步反应:Zn+2SO2ZnS2O4;第二步,加入NaOH溶液,于28~35℃下反应生成Na2S2O4,该步反应的化学方程式为___________。
(3)实验时,先向B中通入SO2的原因,除产生Zn S2O4之外,另一原因是___________。
(4)反应后除去B中的沉淀,在滤液中加入一定量的NaCl固体搅拌,有Na2S2O4晶体析出。
加入NaCl固体的作用是___________
Ⅱ.探究Na2S2O4的性质
(5)隔绝空气加热Na2S2O4固体完全分解得到固体产物Na2SO3、Na2S2O3和SO2,但科研小组没有做到完全隔绝空气,得到的固体产物中还含有Na2SO4。
请设计实验证明该分解产物中含有Na2SO4。
实验方案是
___________。
(可选试剂:稀盐酸、稀硫酸、稀硝酸、BaCl2溶液、AgNO3溶液、KMnO4,溶液)
(6)制备纳米级银粉用NaOH溶液溶解Na2S2O4,加入一定量的AgNO3溶液,生成纳米级的银粉。
在制备银粉的反应中,氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,且生成的含硫物质只有一种,写出该反应的离子方程式___________。
(7)为测定某含硫代硫酸钠样品的纯度(其它杂质均不参加反应)设计如下方案,并进行实验:
①准确称取该硫代硫酸钠样品mg,配制成250mL待测溶液。
②移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加入少量淀粉溶液,用nmol·L-1I2标准溶液滴定(发生反应:2S2O32-+I2=S4O32-+2I-),至滴定终点。
③滴定终点的现象为___________,平均消耗I2标准溶液VmL,样品中Na2S2O4的纯度为___________(用代数式表示)。
【答案】(1). 圆底烧瓶(2). ZnS2O4+2NaOH Na2S2O4 + Zn(OH)2 (3). 排出装置中残留的O2或空气(或防止生成物Na2S2O4被氧化) (4). 加入氯化钠,增大了Na+离子浓度,促进Na2S2O4结晶析出(用沉淀溶解平衡解释可以(5). 取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质(6). 2Ag++S2O42—+4OH—=2Ag↓+2SO32—+2H2O (7). 滴入最后一滴I2,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色(8). 3.16nv/m(或316nv/m%或3.16nv/m×100%) 【解析】
【分析】
装置A中的浓硫酸通过分液漏斗滴到蒸馏烧瓶中和Cu反应制得二氧化硫,二氧化硫和Zn在三颈烧瓶中反应生成ZnS2O4,加入NaOH溶液反应生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀,装置C中氢氧化钠溶液吸收二氧化硫尾气,防止污染空气,据此答题。
【详解】(1)仪器①的名称是圆底烧瓶,故答案为:圆底烧瓶。
(2)28~35℃下反应生成的ZnS2O4与NaOH溶液反应,反应生成Na2S2O4和Zn(OH)2沉淀,反应的化学方
程式为ZnS2O4+2NaOH Na2S2O4+Zn(OH)2↓,故答案为:ZnS2O4+2NaOH Na2S2O4+Zn(OH)2↓。
(3)由于Na2S2O4具有极强的还原性,易被空气氧化,所以B装置反应前应排尽装置中的空气,防止氧气干扰实验,故答案为:排出装置中残留的O2或空气(或防止生成物Na2S2O4被氧化)。
(4)加入NaCl固体的目的是,溶液中的Na+离子浓度增大,使Na2S2O4的溶解度降低,更易结晶析出,提高产率,故答案为:加入氯化钠,增大了Na+离子浓度,促进Na2S2O4结晶析出(用沉淀溶解平衡解释可以)。
(5)应固体中含有的Na2SO3、Na2S2O3会干扰Na2SO4的检验,应先加入足量的稀盐酸,排除Na2SO3、Na2S2O3的干扰,再加入BaCl2溶液,检验是否存在Na2SO4,故答案为:取少量产品溶于足量稀盐酸,静置,取上层清液(或过滤,取滤液),滴加BaCl2溶液,若出现沉淀则说明含有Na2SO4杂质。
(6)由题意可知,AgNO3溶液和碱性Na2S2O4溶液反应生成纳米级的银粉,反应中Ag元素的化合价升高,做氧化剂,Na2S2O4做氧化剂被氧化,因氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1,由得失电子数目守恒可知S2O32-被氧化为SO32-,反应的方程式:2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O,故答案为:
2Ag++S2O42-+4OH-=2Ag↓+2SO32-+2H2O。
(7)移取25.00mL待测溶液于锥形瓶中,加入少量淀粉溶液,用nmol·L-1I2标准溶液滴定至终点,滴定终点的现象为:滴入最后一滴I2,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色,根据离子方程式进行计算得到25.00mL 硫代硫酸钠物质的量:
2S2O32-+I2=S4O32-+2I-
2 1
n(Na2S2O3)nmol/L×V×10-3L
n(Na2S2O3)=2nV×10-3mol
配制的250mL溶液中含有n(Na2S2O3)=0.02nVmol,样品中n(Na2S2O3)的百分含量
=0.02nV×158g/mol÷m×100%=3.16nV/m,故答案为:滴入最后一滴I2,溶液变为蓝色,且半分钟不褪色;
3.16nv/m(或316nv/m%或3.16nv/m×100%)。
9.中国航空航天事业飞速发展,银铜合金广泛用于航空工业。
从银铜合金切割废料中回收银并制备铜化工产品的工艺如下:
注:A1(OH)3和Cu(OH)2分解温度分别为450℃和80℃
(1)在电解精炼银时,阳极材料为___________。
(2)加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4速率的措施为___________(写出两种)。
(3)滤渣A与稀HNO3反应,产生的气体在空气中迅速变为红棕色,滤渣A与稀HNO3反应的离子方程式为______________________。
(4)过滤操作需要的玻璃仪器除烧杯外还有___________。
(5)固体混合物B的组成为___________;在生成固体B的过程中,需控制NaOH的加入量,若NaOH过量,则因过量引起的反应的离子方程式为___________。
(6)煅烧阶段通入惰性气体的原因___________。
【答案】(1). 粗银(2). 拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案(3). 3Ag + 4H+ + NO3- = 3Ag++NO↑ + 2H2O (4). 漏斗、玻璃棒(5). Al(OH)3和CuO的混合物(6). Al(OH)3+OH-=AlO2—+2H2O (7). 保护气(或防止铜被氧化)
【解析】
【分析】
银铜合金在空气中熔炼,渣料中含有氧化铜和少量的银,加入稀硫酸,过滤后得到硫酸铜溶液,在硫酸铜溶液中加入硫酸铝和稀氢氧化钠溶液,煮沸、过滤得到Al(OH)3和CuO的混合物,煅烧可得到CuAlO2,据此答题。
【详解】(1)电解精炼铜时,纯铜作阴极,粗铜作阳极,硫酸铜溶液作电解液,电解精炼银与此类似,则纯银作阴极,粗银作阳极,硝酸银溶液作电解液,故答案为:粗银。
(2)加快渣料(含少量银)溶于稀H2SO4速率的措施有搅拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案,故答案为:搅拌、渣料粉碎、适当升温、适当增大H2SO4的浓度或其它合理答案。
(3)滤渣A的主要成分是Ag,稀硝酸是氧化性酸,能溶解银、产生无色气体,即
3Ag+4HNO3(稀)=3AgNO3+NO↑+2H2O,离子方程式为:3Ag+4H+ +NO3-=3Ag++NO↑+2H2O,无色的一氧化氮气体在空气迅速被氧化为红棕色的二氧化氮气体,即2NO+O2=2NO2;故答案为:3Ag+4H+ +NO3-=3Ag++NO↑+2H2O。
(4)过滤操作需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗、玻璃棒,故答案为:漏斗、玻璃棒。
(5)结合信息和流程图可知:硫酸铜、硫酸铝与稀氢氧化钠溶液反应生成氢氧化铜和氢氧化铝,煮沸是氢氧化铜分解生成氧化铜,氢氧化铝不分解,所以固体B的主要成分是Al(OH)3和CuO的混合物,若NaOH 过量,两性氢氧化物Al(OH)3就会溶解,反应氮的离子方程式为:Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O,故答案为:Al(OH)3和CuO的混合物;Al(OH)3+OH-=AlO2-+2H2O。
(6)煅烧阶段通入惰性气体的原因是做保护气(或防止铜被氧化),故答案为:保护气(或防止铜被氧化)。
【点睛】分析流程题需要掌握的技巧是:浏览全题,确定该流程的目的,看懂生产流程图,了解流程图以外的文字描述、表格信息,后续设问中的提示性信息,并在下一步分析和解题中随时进行联系和调用。
10.“绿色”和“生态文明”是未来的发展主题,而CO2的有效利用可以缓解温室效应,解决能源短缺问题;
(1)在新型纳米催化剂Na-Fe3O4,和HMCM-22的表面将CO2先转化为烯烃再转化为烷烃,已知CO2转化为CO的反应为CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol;
2 CO2 (g)+6H2(g)=C2H4(g)+4 H2O (g) △H=-128kJ/mol
则CO转化为C2H4的热化学方程式为______________________。
(2)用氨水捕捉烟气中的CO2生成NH4CO3。
通常情况下,控制反应温度在35℃-40℃范围内的原因
___________。
(3)有科学家提出可利用FeO吸收CO2,6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s) K1(平衡常数),对该反应的描述正确的是______
a.生成1mol Fe3O4时电子转移总数为2N A
b.压缩容器体积,可增大CO2的转化率,c(CO2)减小
C.恒温恒容下,气体的密度不变可作为平衡的标志
d.恒温恒压下,气体摩尔质量不变可作为平衡的标志
(4)CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H,一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1 molCO2和
3mo1H2。
在不同催化剂作用下发生反应I、反应II、反应II,相同时间内CO2的转化率随温度变化如图所示:
①活化能最小的为___________(填“反应I”、“反应II”、“反应III”)。
②b点反应速率v(正)___________v(逆)(填“>”、“=”或“<”)。
③T4温度下该反应的衡常数___________(保留两位有效数字)
④CO2的平衡转化率与温度、压强的关系如图所示:则该反应为___________(放热反应、吸热反应);
P1___________P2(填“>”、“=”或“<”)
(5)用NaOH溶液吸收CO2所得饱和碳酸钠溶液可以对废电池屮的铅膏(主要成PbSO4)进行脱硫反应。
已知Ksp(PbSO4)=1.6×10-8,Ksp(PbCO3)=7.4×10-14,PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq),则该反应的平衡常数K=___________(保留两位有效数字):若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶体,则c(SO42-):c(CO32-)的比值将___________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1). 2CO(g) +4H2(g) =C2H4(g) +2H2O(g) △H= -210kJ/mol (2). 防止NH4HCO3分解,低于35℃反应速率慢高于40℃分解(或温度太高,气体物质的溶解性降低) (3). ac (4). 反应I (5). > (6). 59.26(或1600/27) (7). 放热反应(8). < (9). 2.16×105(10). 不变
【解析】
【详解】(1)已知CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) △H=+41kJ/mol①;2CO2(g)+6H2(g)=C2H4(g)+4H2O(g) △H=-128kJ/mol②;由盖斯定律②-①×2可得:2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H=(-128kJ/mol)-(+41kJ/mol)×2=-210kJ/mol,则CO转化为C2H4的热化学方程式为2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H=-210kJ/mol,故答案为:2CO(g)+4H2(g)=C2H4(g)+2H2O(g) △H=-210kJ/mol。
(2)通常情况下,控制反应温度在35℃-40℃范围内,因为温度低于35℃,反应速率慢;高于40℃,NH4HCO3受热易分解(或温度太高,气体物质的溶解性降低),故答案为:防止NH4HCO3分解,低于35℃反应速率慢高于40℃分解(或温度太高,气体物质的溶解性降低)。
(3)a.由6FeO(s)+CO2(g)2Fe3O4(s)+C(s)可知,反应方程式FeO中铁元素化合价+2升至Fe3O4中+8/3,CO2由+4降至C中碳元素的0价,每生成1molC转移电子4mol,生成Fe3O42mol,则生成1molFe3O4转移电子2mol,电子转移总数为2N A,故a正确;
b.压缩容器体积实质为增大压强,反应前后气体体积减小,平衡向逆反应方向移动,CO2的转化率减小,c(CO2)增大,故b错误;
c.恒温恒容下,气体的密度ρ=m/V,若密度不变,说明CO2的质量不变,则CO2的浓度不变,可以作为达到平衡的标志,故c正确;
d.恒温恒压下,气体摩尔质量M=m/n,摩尔质量不变不能作为达到平衡的标志,故d错误。
故答案为:ac。
(4)①相同温度下,相同时间内反应I中CO2的转化率越大,所以催化效果最佳的是反应I,活化能也最小,故答案为:反应I。
②b点要达到平衡,CO2的转化率增大,反应正向进行,故反应速率v(正)>v(逆),故答案为:>。
③一定条件下,向2L恒容密闭容器中充入1molCO2和3mo1H2,由图像可知,T4温度下,CO2的平衡转化率为80%,则转化的CO2的物质的量浓度为1mol/2L×80%=0.4mol/L,
CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)
开始(mol/L)0.5 1.5 0 0
转化(mol/L)0.4 1.2 0.4 0.4
平衡(mol/L)0.1 0.3 0.4 0.4
T4温度下该反应的平衡常数K=c(CH3OH)c(H2O)/c3(H2)c(CO2)=0.4×0.4/(0.3)3×0.1=59.26,故答案为:59.26(或1600/27)。
④由图可知,相同压强时,温度越高,CO2的转化率越小,可以知道该反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,△H<0;由反应可知,减小压强平衡逆向移动,由图可知,相同温度时,P2对应的转化率增大,P1<P2,即该反应为气体体积减小的反应,压强越大,转化率越大,故答案为:放热反应,<。
(5)根据方程式PbSO4(s)+CO32-(aq)PbCO3(s)+SO42-(aq)可知反应的平衡常数
K=c(SO42-)/c(SO42-)=c(SO42-)c(Pb2+)/c(SO42-)c(Pb2+)= Ksp(PbSO4)/Ksp(PbCO3)=1.6×10-8/7.4×10-14=2.16×105,若在其溶液中加入少量Pb(NO3)2晶体,由于平衡常数只与温度有关系,则根据该反应的平衡常数表达式可知c(SO42-):c(CO32-)的比值不变,故答案为:2.16×105,不变。
(二)选考题:共45分。
请考生从2道物理题、2道化学题、2道生物题中每科任选一题作答,如果多{,则每学科按所做的第一题计分。
11.翡翠是玉石中的一种,其主要成分为硅酸铝钠NaAl(Si2O6),常含微量Cr、Ni、Mn、Mg、Fe等元素。
回答下列问题:
(1)Cr3+电子排布式为______________________,基态Si原子中,电子占据的最高能层符号为
______________________。
(2)翡翠中主要成分为硅酸铝钠,四种元素的第一电离能由大到小的顺序___________。
(3)锰的一种化合物的化学式为Mn(BH4)2(THF)3,THT的结构简式如图所示:
①THF中C原子的杂化轨道类型为___________,②BH4-的空间构型为___________
③NaBH4所含化学键类型有_____________
A、离子键
B、共价键
C、氢键
D、配位键
(4)MnO的熔点(1660℃)比MnS的熔点(1610℃)高,原因______________________。
(5)Ni可以形成多种氧化物,其中一种Ni x O晶体的晶胞结构为NaCl型,由于晶体缺陷,x为0.88,且晶体中Ni的存在形式为Ni2+、Ni3+,则晶体中N i2+和Ni3+最简整数比为___________,该晶体的晶胞参数为428pm,则晶体密度为___________g·cm-3(N A表示阿伏加德罗常数的值,列出表达式即可)
【答案】(1). [Ar]3d3(2). M (3). O>Si>Al>Na (4). sp3(5). 正四面体(6). ABD (7). 均为离子晶体,O2-半径小于S2-半径,MnO的晶格能大于MnS(或MnO的离子键强于MnS (8). 8:3 (9). 4×(0.88×59+16)/N A(428×10-10)3[或4×67.92/N A(428×10-10)3、271.68/N A(428×10-10)3、3.46×1024/N A]
【解析】
【分析】
(1)Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cr3+;,Si原子核外电子数为14,基态原子核外电子排布为1s22s22p63s23p2;
(2)非金属性越强,第一电离能越大;
(3)根据杂化轨道理论进行判断;
(4)二者为离子晶体,O2-半径小于S2-半径,MnO的晶格能大于MnS(或MnO的离子键强于MnS;
(5)根据密度=质量/体积进行计算。
【详解】(1)Cr原子核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d54s1,失去4s能级1个电子、3d能级2个电子形成Cr3+,基态Cr3+的核外电子排布式为[Ar]3d3,Si原子核外电子数为14,基态原子核外电子排布为
1s22s22p63s23p2,电子占据的最高能层符号为M,故答案为:[Ar]3d3;M。
(2)硅酸铝钠由O、Na、Al、Si四种元素构成,非金属性越强,第一电离能越大。
所以第四种元素的第一电离能由大到小的顺序为O>Si>Al>Na,故答案为:O>Si>Al>Na。
(3)①根据THF的结构式可知,C原子的杂化轨道类型为sp3杂化,故答案为:sp3。
②BH4-中B原子价层电子数=4+1/2×(3+1-4×1)=4,且不含孤电子对,根据杂化轨道理论,BH4-中B原子的杂化类型为sp3杂化,所以空间构型是正四面体构型;
故答案为:正四面体。
③Na+和BH-4之间存在离子键,硼原子和氢原子之间存在共价键、配位键,所以该化合物中不含氢键,故NaBH4所含化学键类型有离子键、共价键、配位键,故答案为:ABD。
(4)MnO的熔点(1650℃)比MnS的熔点(1610℃)高,二者熔点较高,应为离子晶体,O2-半径小于
S2-半径,MnO的晶格能大于MnS,离子晶体晶格能越大,熔点越高,则MnO的熔点较高,故答案为:均为离子晶体,O2-半径小于S2-半径,MnO的晶格能大于MnS(或MnO的离子键强于MnS。
(5)x为0.88,设晶体中Ni3+个数为x、Ni2+个数为y,则x+y=0.88,3x+2y-2=0(此式为化合价代数和为零),可解得:x=0.24;y=0.64,则晶体中Ni2+和Ni3+最简整数比为0.64:0.24=8:3;取1mol晶胞,则含有N A个晶胞,Ni x O晶体的晶胞结构为NaCl型,则一个晶胞中,Ni原子数目为8×1/8+6×1/2=4,O原子数
目为12×1/4+1=4,则1mol晶胞的质量为m=4×(0.88×59+16)g,一个晶胞的体积为
V=4283pm3=(428×10-10)3cm3,则晶体的密度为ρ=m/N A V=4×(0.88×59+10)/N A(428×10-10)3g·cm-3,
故答案为:8:3;4×(0.88×59+16)/N A(428×10-10)3[或4×67.92/N A(428×10-10)3、271.68/N A(428×10-10)3、
3.46×1024/N A]。
【点睛】第5小问根据均摊法计算晶胞中原子数目,进而计算晶胞质量,再根据晶胞密度=质量/体积计算。
12.抗血栓药物氯贝丁酯()的一种合成路线如下图,部分反应条件及部分反应物、生成物已略去。
回答下列问题:
(1)E中官能团的名称为___________。
(2)有机物A的化学名称为___________,B的结构简式为___________,反应Ⅱ的反应类型为___________。
(3)要实现反应I的转化,加入下列物质能达到目的的是___________。
A.NaHCO.B NaOH C.Na2CO3 D.CH3COONa
(4)写出反应Ⅲ的化学方程式_________________________________。
(5)产物E有多种同分异构体,满足下列条件的所有同分异构体G有___________种。
①属于酯类且与FeCl3溶液显紫色:②能发生银镜反应;③1molG最多与2 molNaOH反应;④苯环上只有2个取代基且处于对位。
(6)结合以上合成路线信息,设计以CH3CH2 COOH为原料(无机试剂任选),合成有机物
的合成路线_______________________________。
【答案】(1). 羧基、醚键(2). 2-甲基丙酸(3). (4). 取代反应(5). bc
(6). (7). 5 (8).
【解析】
【分析】
C发生反应Ⅰ生成苯酚钠,说明C为苯酚,B与D发生取代反应生成E,由E的结构可知,B为
(CH3)2CClCOOH,由氯贝丁酯()的结构可知F为
,则反应Ⅲ为E与乙醇的酯化反应,据此答题。
【详解】(1)E的结构简式为:,含有的官能团为羧基、醚键,故答案为:羧基、醚键。
(2)有机物A的化学名称为2-甲基丙酸,B的结构简式为,反应Ⅱ为取代反应,故答案为:2-甲基丙酸;;取代反应。
(3)反应Ⅰ为苯酚生成苯酚钠的反应。
a.苯酚的酸性比碳酸弱,与NaHCO3不能反应,故a错误;
b.苯酚显酸性,与NaOH可以反应生成苯酚钠,故b正确;
c.苯酚的酸性比碳酸氢钠强,可以与Na2CO3反应生成苯酚钠,故c正确;
d.苯酚的酸性比乙酸弱,与CH3COONa不反应,故d错误。
故答案为:bc。
(4)反应Ⅲ是酯化反应,反应的化学方程式为:
,故答案为:。
(5)产物E为,①属于酯类且与FeCl3溶液显紫色,说明含有酚羟基;②能发生银镜反应,说明属于甲酸酯类;③1molG最多与2molNaOH反应,说明不能甲酸苯酚酯;④苯环上只有2个取
代基且处于对位,满足条件的同分异构体:其中1个侧链为羟基,另一侧链为HCOOC3H7-,HCOOC3H7-的结构有5种:HCOOCH2CH2CH2-,HCOOCH2CH(CH3)-,HCOOCH(CH3)CH2-,HCOOC(CH3)2-,HCOOCH(CH2CH3)-,因此G有5种,故答案为:5。
(6)以CH3CH2COOH为原料合成有机物,需要合成CH2=CHCOOH,根据题干流程图中A→B,可以首先实现的转化,再将中的氯离子消去生成CH2=CHCOONa,最后酸化即可,合成路线为:
,
故答案为:。
【点睛】有机推断应以特征点为解题突破口,按照已知条件建立的知识结构,结合信息和相关知识进行推理、计算、排除干扰,最后做出正确推断。
一般可采用顺推法、逆推法、多法结合推断,顺藤摸瓜,问题就迎刃而解了。