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2022年新高考化学适应性考试模拟卷(山东专用)(六)
展开2022年山东新高考适用性考试模拟卷(六)
化学
(考试时间:90分钟试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16Na-23 Mg-24 Al-27 S-32Cl-35.5 Fe-56 Cu-64
一、选择题:本题共10个小题,每小题2分,共20分。每小题只有一项是符合题目要求。
1.下列有关资源开发和利用的说法正确的是( )
A.海水制盐后可以利用氯碱工业,电解饱和食盐水制备金属钠
B.海带中的碘是以I-形式存在,向浸泡过海带灰的水中滴加淀粉,有蓝色出现
C.将生活垃圾分类回收,加工、使之再生、再利用,对废旧金属进行回收利用就是保护金属资源的途径之一
D.工业上对煤进行干馏、液化和气化等物理方法处理,目的是降低污染和获得更多化工原料
【答案】C
【解析】A. 海水制盐后可以利用氯碱工业,电解饱和食盐水生成氢氧化钠、氯气和氢气,得不到金属钠,A错误;
B. 使淀粉溶液变蓝的是I2,故海带中的碘是以I-形式存在,向浸泡过海带灰的水中滴加淀粉,没有蓝色出现,B错误;
C. 将生活垃圾分类回收,加工、使之再生、再利用,对废旧金属进行回收利用就是保护金属资源的途径之一,C正确;
D. 对煤进行干馏、液化和气化均是化学变化,D错误;
2.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.26gC2H2和C6H6的混合物中原子总数为4NA
B.1mol甲基中含有的电子数为10NA
C.由1molCH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中,CH3COO-数小于NA
D.0.1molCH3CH=CH2与足量的HBr反应生成的CH3CH2CH2Br的分子数是0.1NA
【答案】A
【解析】A.C2H2和C6H6的最简式均为CH,故26g混合物中含CH的物质的量为n= =2mol,故含原子为4NA个,故A正确;
B.甲基中含9个电子,故1mol甲基中含9NA个,故B错误;
C.由1molCH3COONa和少量CH3COOH形成的中性溶液中,c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO−)+c(OH-),则醋酸根离子与钠离子浓度及数目相等,钠离子的物质的量为1mol,则CH3COO−数目为NA个,故C错误;
D.CH3CH=CH2与足量的HBr反应的产物有两种:CH3CH2CH2Br、CH3CHBrCH3,故生成的CH3CH2CH2Br的分子数小于0.1NA,故D错误;
3.新冠肺炎疫情牵动人心,化学在对抗疫情中起到重要作用。已知短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W的最外层电子数等于电子层数等于原子序数,W与X形成的一种原子数比为1:1的液体是强力的氧化剂可用于杀菌消毒,YZX的水溶液是84消毒液的主要成分,Z的单质是一种黄绿色气体。下列说法不正确的是( )
A.X没有最高正价,但是有正价
B.W与X形成的化合物中绝对不含非极性共价键
C.Y单质的还原性是短周期里最强的
D.Z最高价氧化物水化物是一种具有强氧化性的强酸
【答案】B
【解析】A. X的非金属性很强,主族元素的最高正价为族序数,氧没有最高正价,但是与氟形成化合物时,氧为正价,A正确;
B. W与X形成的化合物中可能含非极性共价键,B错误;
C. Y单质为钠单质,钠元素在短周期中非金属性最强,故单质还原性是短周期里最强,C正确;
D. Z最高价氧化物水化物是高氯酸,是一种具有强氧化性的强酸,D正确。
4.将SO2分别通入无氧、有氧的浓度均为0.1 mol·L-1的 BaCl2溶液和Ba(NO3)2溶液中,探究体系中微粒间的相互作用,实验记录如下:
实验记录
pH变化
溶液中是否产生沉淀
BaCl2溶液(无氧)中无白色沉淀、BaCl2溶液(有氧)中有白色沉淀
Ba(NO3)2溶液(无氧)中有白色沉淀、Ba(NO3)2溶液(有氧)中有白色沉淀
下列说法不正确的是( )
A.曲线a 所示溶液pH降低的原因:SO2 + H2OH2SO3H+ + HSO3-
B.曲线c 所示溶液中发生反应:2Ba2+ + O2 + 2SO2 + 2H2O =2BaSO4↓+ 4H+
C.与曲线a、b、c对比,可知曲线d所表示的过程中NO3-是氧化SO2的主要微粒
D.依据该实验预测0.2 mol·L-1的KNO3溶液(无氧)也可以氧化SO2
【答案】C
【解析】A、曲线a表示无氧环境下,氯化钡溶液 pH变化减小,说明二氧化硫生成了弱酸亚硫酸,溶液pH降低的原因是SO2 + H2OH2SO3H+ + HSO3-,故A正确;
B、曲线c表示有氧环境下,氯化钡溶液 pH变化较大,则说明二氧化硫被氧气氧化为强酸硫酸,反应的方程式是2Ba2+ + O2 + 2SO2 + 2H2O =2BaSO4↓+ 4H+,故B正确;
C、氯化钡、硝酸钡在有氧环境下,pH变化几乎相同,所以不能说明曲线d所表示的过程中NO3-是氧化SO2的主要微粒,故C错误;
D、0.1 mol·L-1的Ba(NO3)2硝酸钡在无氧环境下可以氧化二氧化硫,依据该实验预测0.2 mol·L-1的KNO3溶液(无氧)也可以氧化SO2,故D正确;
5.如图是硫元素在自然界中的循环图。下列有关说法不正确的是( )
A.大量使用化石燃料是形成酸雨的原因之一
B.循环过程中既有硫元素的氧化也有硫元素的还原
C.若有机体中的硫存在形式是,硫元素显-2价
D.大气中的SO2必须氧化成SO3才能形成酸雨
【答案】D
【解析】A.大量使用化石燃料可生成SO2及氮氧化物,能够形成酸雨,A正确;
B.根据循环图可知,S可转化为H2S,S的化合价降低,被还原,B正确;
C.若有机体中的硫存在形式是,类比—O—H,可知硫元素的化合价为-2价,C正确;
D.大气中的SO2与H2O可发生反应生成H2SO3,不一定需要氧化才可以形成酸雨,D错误;
6.由下列实验及现象不能推出相应结论的是( )
选项
实验
现象
结论
A
向0.1mol/LFeCl2溶液中加入1滴KSCN溶液,再滴加氯水
开始无明显现象,滴加氯水后溶液变红
氧化性:Cl2>Fe3+
B
向某钠盐中滴加盐酸,产生的气体通入品红溶液
品红溶液褪色
该钠盐可能为Na2S2O3
C
乙烯通入中性KMnO4溶液中
溶液褪色并产生黑色沉淀
乙烯具有还原性
D
将苯加入橙色的溴水中振荡并静置
下层液体几乎无色
苯与Br2发生了
取代反应
【答案】D
【解析】A.向0.1mol/LFeCl2溶液中加入1滴KSCN溶液,再滴加氯水,开始无明显现象,滴加氯水后溶液变红,说明Cl2把Fe2+氧化为Fe3+,氧化性:Cl2>Fe3+,故不选A;
B.Na2S2O3和盐酸反应生成氯化钠、硫沉淀、二氧化硫气体,二氧化硫能使品红溶液褪色,故不选B;
C.乙烯通入中性KMnO4溶液中,高锰酸钾被还原为MnO2沉淀,说明乙烯具有还原性,故不选C;
D.将苯加入橙色的溴水中振荡并静置,苯萃取溴水中的溴,使下层液体几乎无色,这是物理变化,不能说明苯与Br2发生了取代反应,故选D;
7.下图为有机物M、N、Q的转化关系,有关说法正确的是( )
A.M生成N的反应类型是取代反应 B.可用酸性KMnO4溶液区分N与Q
C.N的同分异构体有6种 D.0.3 mol Q与足量金属钠反应生成6.72L H2
【答案】B
【解析】A.和HCl发生加成反应生成,反应类型是加成反应,故A错误;
B.含有羟基,能使高锰酸钾溶液褪色,不含羟基,不能使高锰酸钾溶液褪色,所以可用酸性KMnO4溶液区分N与Q,故B正确;
C.N的分子式是C4H8Cl2,同分异构体有、、、、、、、、,共9种(含N),故C错误;
D.Q中含有2个羟基,0.3 mol Q与足量金属钠反应生成0.3 mol H2,非标准状况下不一定是6.72L,故D错误;
8.下列有关仪器的使用方法或实验操作正确的是( )
A.用坩埚灼烧干海带制海带灰
B.蒸馏时,温度计水银球插入液面以下
C.用长颈漏斗分离CCl4萃取碘后的水层与有机层
D.用容量瓶配制溶液时,若加水超过刻度线,用胶头滴管吸出多余液体
【答案】A
【解析】A.灼烧干海带所需温度较高,需要在坩埚中进行,故A正确;
B.蒸馏时温度计测定馏分的温度,温度计的水银球在蒸馏烧瓶的支管口处,故B错误;
C.萃取应选分液漏斗,用分液漏斗分离CCl4萃取碘后的水层与有机层,故C错误;
D.若加水超过刻度线,配制失败,应重新配制,故D错误;
9.厨房垃圾发酵液可通过电渗析法处理,同时得到乳酸的原理如图所示 (图中 HA 表示乳酸分子,A - 表示乳酸根离子) 。下列说法正确的是( )
A.通电后,阳极附近 pH 增大
B.电子从负极经电解质溶液回到正极
C.当电路中通过 2mol 电子的电量时,会有 1mol 的 O2 生成
D.通电后, A- 通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室
【答案】D
【解析】A.氢氧根离子在阳极上失电子发生氧化反应,氢离子浓度增大,pH减小,故A错误;
B.电子不能通过溶液,故B错误;
C.阳极反应式4OH--4e-═2H2O+O2↑,所以当电路中通过2mol电子的电量时,会有0.5mol的O2生成,故C错误;
D.阳极OH-放电,c(H+)增大,H+从阳极通过阳离子交换膜进入浓缩室,则A-通过阴离子交换膜从阴极进入浓缩室,故D正确;
10.废弃物的综合利用有利于节约资源、保护环境。实验室利用废旧电池的铜帽(主要成分为Cu、Zn)制备CuSO4·5H2O的部分实验步骤如图:
下列说法错误的是( )
A.“溶解I”中,为加快溶解速率,可将铜帽粉碎
B.“滤液I”中,溶质的主要成分为ZnSO4
C.“溶解II”过程中,有大量的气体产生
D.“操作I”需要用到酒精灯玻璃棒等仪器
【答案】C
【解析】A.为将铜帽粉碎,增大与稀硫酸的接触面积,可加快溶解速率,故A正确;
B.“溶解I”中,铜不与硫酸反应,锌与硫酸反应生成可溶性盐硫酸锌,则“滤液I”中溶质的主要成分为ZnSO4,故B正确;
C.“溶解II”过程中,酸性条件下,双氧水可氧化铜,发生反应为:Cu+H2O2+H2SO4= CuSO4+2H2O,反应过程中没有气体产生,故C错误;
D.“操作I”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤,需要用到酒精灯玻璃棒等仪器,故D正确;
二、选择题:本题共5个小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或者俩个选项是符合题目要求。全部选对得四分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.据《X-MOL》报道:RobertPipes等设计的添加PDS()的Li-CO2电池,正极物质转化原理如图所示。下列说法错误的是( )
A.PDS起增强导电性作用
B.负极反应式为Li-e-=Li+
C.电池总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C
D.正极上发生的反应之一为+2CO2+2e-=2
【答案】A
【解析】A. 根据图中信息,PDS是非电解质,不导电,在流程中捕获CO2的作用,A错误;
B. 负极电极是金属Li,其电极反应式为Li-e-=Li+, B正确;
C. 由图中物质转化可知,PDS不消耗,因此电池总反应为4Li+3CO2=2Li2CO3+C,C正确;
D. 第一步PDS捕获CO2,发生的反应为+2CO2+2e-=2,第二步发生的电极反应为6+6e-=3+ 2C + 4CO32-,D正确;
12.CO与N2O在铁催化剂表面进行如下两步反应,其相对能量与反应历程如图所示。
第一步:Fe*+N2O=FeO*+N2
第二步:FeO*+CO=Fe*+CO2
下列叙述错误的是( )
A.Fe*是反应的催化剂
B.两步反应的ΔH均小于0
C.第一步反应比第二步反应快
D.总反应为CO+N2O=N2+CO2
【答案】C
【解析】A.由题意可知,第一步Fe*被消耗,第二步Fe*又生成,说明Fe*是反应的催化剂,故A正确;
B.根据反应历程图,可知两步反应的生成物的总能量低于反应总能量的反应,则两步反应均为放热反应,△H均小于0,故B正确;
C.根据反应历程图,第一步活化能高于第二步活化能,活化能越高,反应速率越慢,则第一步反应比第二步反应慢,故C错误;
D.第一步反应+第二步反应=总反应,则总反应为CO+N2O=N2+CO2,故D正确,
13.某离子化物MCl(s)在水中溶解并发生电离,该过程的微观示意图如图。已知NA为阿伏伽德罗常数的值。下列相关说法正确的是( )
A.1molMCl中含有NA对共用电子对
B.MCl为弱电解质,在水中仅部分电离
C.M+和Cl-均与水分子中的氧原子结合形成水合离子
D.MCl在水作用下的溶解和电离过程是物理变化
【答案】D
【解析】A. MCl为离子化合物,不存在共用电子对,A错误;
B. MCl为离子化合物,故MCl为强电解质,在水中完全电离,B错误;
C. M+与水分子中的氧原子结合形成水合离子、Cl-与水分子中的氢原子结合形成水合离子,C错误;
D. MCl在水作用下的溶解和电离过程中没有新物质生成,是物理变化,D正确;
14.常温下,向10.00mL浓度均为0.100mol•L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH•H2O]的混合溶液中逐滴加入盐酸。利用传感器测得该过程溶液中的阳离子总浓度变化曲线如图;巳知二甲胺在水中电离与氨相似,常温下Kb[(CH3)2NH•H2O]=l.60×l0-4。下列说法正确的是( )
A.a点溶液中,c[(CH3)2NH2+]约为l.60×l0-4mol/L
B.从a到c的过程中,水的电离程度最大的是c点
C.c点溶液中:3c(Na+)+c[(CH3)2NH2+]=2c(Cl-)
D.V(HCl)=15.00mL时,c[(CH3)2NH2+]<c[(CH3)2NH•H2O]
【答案】AB
【解析】A. a点溶液为浓度均为0.100mol•L-1的NaOH溶液和二甲胺[(CH3)2NH•H2O]的混合溶液,二甲胺的电离被抑制,则c(OH-)≈0.100mol•L-1,c[(CH3)2NH•H2O] ≈0.100mol•L-1,, c[(CH3)2NH2+]≈l.60×l0-4mol/L,A正确;
B.由图中a到b阳离子总浓度不断降低可知,a到b是盐酸中和氢氧化钠的过程,b点是盐酸和氢氧化钠恰好中和,故可推知HCl的浓度为0.100mol•L-1,b点为二甲胺和氯化钠的混合溶液,b点因二甲胺的电离呈碱性,水的电离被抑制,b到c是盐酸中和二甲胺的过程,c点二甲胺被恰好中和,其氯化物水溶液因水解呈酸性,故水的电离程度最大的是c点,B正确;
C.c点溶液中,加入HCl的体积为20mL,则溶液中,;因为水解消耗一部分,故,则3c(Na+)+c[(CH3)2NH2+]≠2c(Cl-),C错误;
D.V(HCl)=15.00mL时,二甲胺有一半被中和,(CH3)2NH2Cl和(CH3)2NH•H2O 物质的量浓度相等,均为,常温下Kb[(CH3)2NH•H2O]=l.60×l0-4,则溶液中, 溶液呈碱性,即二甲胺的电离程度大于(CH3)2NH2Cl 水解程度,故c[(CH3)2NH2+]>c[(CH3)2NH•H2O],D错误;
15.一定条件下,通过下列反应可实现燃煤烟气中硫的回收:SO2(g)+2CO(g)⇌2CO2(g)+S(l) ΔH<0,下列有关说法正确的是( )
A.若反应在恒容的密闭容器中进行,平衡前随着反应的进行,容器内压强始终不变
B.若反应在恒容的密闭容器中进行,则与在恒压时相比,SO2的转化率更高
C.若反应在恒容的密闭容器中进行至平衡时,其他条件不变,升高温度可提高SO2的转化率
D.其他条件不变,使用不同催化剂,该反应的平衡常数不变
【答案】D
【解析】A.平衡前随着反应的进行,气体的物质的量浓度不断减小,容器内压强减小,A不正确;
B.恒容条件下达平衡时,气体的物质的量浓度减小,压强减小,恒压时相当于恒容时加压,平衡正向移动,所以恒压时SO2的转化率更高,B不正确;
C.由于正反应的ΔH<0,所以升高温度,平衡逆向移动,SO2的转化率降低,C不正确;
D.其他条件不变时,使用不同的催化剂,虽然反应速率不同,但化学平衡常数只和温度有关,所以该反应的平衡常数不变,D正确;
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(12分)细菌冶金是近年来新兴的绿色冶金工艺,它主要是应用细菌法溶浸贫矿、废矿、尾矿和炉渣等,以回收某些贵重有色金属和稀有金属,节约矿产资源,最大限度地利用矿藏的一种冶金方法。其中细菌治铜的生产流程为:
(1)上述生产流程中有三步用到了同一种分离方法,实验室中不能用这种分离方法来分离液态胶体中分散质的原因是___。
(2)绿矾(FeSO4·7H2O)是一种良好的还原剂,也可用来制取治疗缺铁性贫血的药剂和食品调味剂。在保存绿矾时,必须___。在溶液B中加入适量(NH4)2(SO4)2固体,加热浓缩时,可以得到(NH4)2Fe(SO4)4·6H2O的原因是___。
(3)溶液B中一定含有的金属阳离子是___。若在溶液A中加入少量铁屑只发生其中的一个反应,则此反应的平衡常数的表达式为___。
(4)写出黄铜矿中的CuS·FeS在氧化亚铁硫杆菌作用下被空气氧化生成溶液A的离子方程式:___。
(5)氧化亚铜可用作船底防污漆,以杀死低级海生动物而保护船体,也可用作陶瓷和搪瓷的着色剂和红色玻璃的染色剂,氧化亚铜也是一种重要的半导体材料。请用浓的强碱溶液,根据反应2Cu+H2OCu2O+H2↑,设计出工业生产氧化亚铜的一种方法:___(只要求画实验装置图,其他必要材料任选)。
【答案】(1)胶体的分散质(或胶体粒子)能透过滤纸
(2)密封保存,防止被空气中氧气氧化 相同温度下,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小
(3) Fe2+ K=
(4)4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O (5)
【解析】(1)题给生产流程中有三步用到了同一种分离方法是过滤,胶体分散质粒子能通过滤纸,所以不能用过滤法来分离液态胶体中的分散质;
(2)绿矾是一种良好的还原剂,易被氧化,所以保存绿矾时必须密封保存,防止被空气中的氧气氧化;相同温度下,硫酸亚铁铵在水中的溶解度比FeSO4和(NH4)2SO4的溶解度小,所以在溶液B中加入适量(NH4)2SO4固体,加热浓缩时,可以得到(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O;
(3)溶液A中的Fe3+、Cu2+都能与铁屑反应生成Fe2+,所以加入足量铁粉后溶液中一定含有的金属阳离子是Fe2+;氧化性Fe3+>Cu2+,加入少量铁屑只发生Fe和Fe3+的反应,平衡常数的表达式为K=;
(4)CuS•FeS在氧化亚铁硫杆菌作用下被空气中的氧气氧化生成Fe3+、Cu2+和SO42-,反应的离子方程式为4CuS·FeS+17O2+4H+4Cu2++4Fe3++8SO42-+2H2O;
(5)根据反应2Cu+H2OCu2O+H2↑,铜失电子发生氧化反应,可用电解法制备氧化亚铜,铜作阳极,因此可设计工业生产氧化亚铜的装置图是。
17.(12分)氮化锂(Li3N)是有机合成的催化剂,Li3N遇水剧烈反应。某小组设计实验制备氮化锂并测定其纯度,装置如图所示:
实验室用NH4Cl溶液和NaNO2溶液共热制备N2。
(1)盛装NH4Cl溶液的仪器名称是___________。
(2)安全漏斗中“安全”含义是__________。实验室将锂保存在_____(填“煤油”“石蜡油”或“水”)中。
(3)写出制备N2的化学方程式__________。
(4)D装置的作用是____________。
(5)测定Li3N产品纯度:取mg Li3N产品按如图所示装置实验。
打开止水夹,向安全漏斗中加入足量水,当Li3N完全反应后,调平F和G中液面,测得NH3体积为VL(已折合成标准状况)。
①读数前调平F和G中液面的目的是使收集NH3的大气压________(填“大于”“小于”或“等于”)外界大气压。
②该Li3N产品的纯度为________%(只列出含m和V的计算式,不必计算化简)。若 Li3N产品混有Li,则测得纯度_____________(选填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)圆底烧瓶 (2)残留在漏斗颈部的液体起液封作用;当内部气体多、压强大时,又可通过积留液体而放出气体 石蜡油 (3)NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O (4) 防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入,干扰试验 (5) ① 等于 ② 偏高
【解析】(1)盛装NH4Cl溶液的仪器是圆底烧瓶,答案为:圆底烧瓶;
(2)安全漏斗颈部呈弹簧状,残留液体起液封作用,当内部气体多、压强大时,又可通过积留液体而放出气体;锂的密度小于煤油,锂与水反应,常将锂保存在石蜡油中。答案为:残留在漏斗颈部的液体起液封作用,当内部气体多、压强大时,又可通过积留液体而放出气体;石蜡油
(3)亚硝酸钠与氯化铵共热生成氮气、氯化钠和水。反应方程式为:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O。答案为:NaNO2+NH4ClNaCl+N2↑+2H2O;
(4)锂能与二氧化碳、水反应,氮化锂能与水反应,故用D装置吸收空气中的水蒸气和二氧化碳。答案为:防止空气中的水蒸气和二氧化碳进入,干扰试验;
(5)①氨气压强无法直接测定,只能测定外界大气压,当G和F中液面相平时,氨气压强等于外界大气压。答案为:等于;
②装置E中发生反应:Li3N+3H2O=3LiOH+NH3↑,根据题意有:n(NH3)=mol,则ω(Li3N)=×100%=%。锂能与水反应产生H2,如果产品混有锂,则产生气体体积偏大,测得产品纯度偏高;答案为:;偏高。
18.(12分)太阳能电池材料和半导体材料对未来社会的发展有重要的作用。对铜、铅、砷化合物的研究成为科学家研究的热点。
(1)有机氯化铅CH3NH2PbCl3钙矿太阳能电池有优异的光电性能。基态氯原子中核外电子占据的最高能级符号是___,基态铅原子的价层电子排布式是___。
(2)二苯氰砷结构为:分子中碳原子杂化轨道类型为___,与CN-等电子体的一种分子的电子式是___。
(3)Cu+与NH3形成的配合物可表示为[Cu(NH3)n]+。该配合物中,Cu+的4s轨道及4p轨道通过sp杂化接受NH3提供的孤电子对。已知下列物质键角数据:
CH4
NH3
H2O
[Cu(NH3)n]+
∠HCH
∠HNH
∠HOH
∠HNH
109.5°
107°
105°
接近109.5°
①[Cu(NH3)n]+中n=___;Cu+与n个氮原子的空间结构呈___形。
②[Cu(NH3)n]+中∠HNH键角接近109.5°的原因是___。
(4)有机卤化铅(CH3NH2PbX3)的晶胞结构如图所示,与CH3NH距离最近的Pb2+有___个,距离最近的CH3NH有___个。若X-为I-,晶胞密度为dg•cm-3,则两个I-之间的最小距离为___cm。(用NA表示阿伏加德罗常数的值,列出计算式即可,CH3NH2PbI3相对分子质量为620)
【答案】(1)3p 6s26p2
(2)sp、sp2
(3)①2 直线 ② 氨分子中的氮原子孤电子配位后,对成键电子对的斥力减小,四个电子对几乎均匀分布,呈正四面体,所以键角接近109.5°
(4) 8 6
【解析】 (1)基态氯原子中核外电子有三个电子层,最外层有7个电子,核外电子排布为1s22s22p63s23p5,则占据的最高能级符号是3p,铅为第六周期ⅣA族的元素,价电子数为4,基态铅原子的价层电子排布式是6s26p2;
(2)分子中苯环上的碳原子为sp2杂化,碳氮三键中的碳原子为sp杂化,则碳原子杂化轨道类型为sp和sp2;与CN-中有14个电子,与CN-等电子体是等电子体的一种分子为N2,其的电子式为:;
(3)①该配合物中,Cu+的4s轨道及4p轨道通过sp杂化接受NH3提供的孤电子对,则n=2,Cu+与2个氮原子的空间结构呈直线形;
②[Cu(NH3)n]+中∠HNH键角接近109.5°的原因是:氨分子中的氮原子的孤电子对配位后,对成键电子对的斥力减小,四个电子对几乎均匀分布,呈正四面体形,所以键角接近109.5°;
(4)由晶胞结构可知,Pb2+位于晶胞的中心, CH3NH位于晶胞的顶点, 则与CH3NH距离最近的Pb2+有8个,距离最近的CH3NH有6个;若X-为I-,位于晶胞的面心,设晶胞的棱长为acm,体积为a3cm3,一个晶胞中含有一个晶胞CH3NH2PbI3,质量为,密度为=,则a=,面对角线的长度为,两个I-之间的最小距离为面对角线长度的一半,则距离为。
19.(12分)CaS在环境保护、制备电致发光材料等方面用途非常广泛。回答下列问题:
(1)制取CaS的反应如下:
反应(I):CaSO4(s)+2C(s)CaS(s)+2CO2(g) △H1
反应(II):CaCO3(s)+H2S(g)CaS(s)+H2O(g)+CO2(g) △H2=+165kJ·mol-1
①若在恒温恒容密闭容器中只发生反应(I),达到平衡时向容器中通入少量CO2,则反应再次达到平衡时c(CO2)将___(填“增大”“减小”或“不变”)。
②已知下列热化学方程式:.
i:S2(g)+CaSO4(s)CaS(g)+2SO2(g) △H=+240.4kJ·mol-1
ii:2SO2(g)+4CO(g)=S2(g)+4CO2(g) △H=+16.0kJ·mol-1
iii:C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.5kJ·mol-1
则反应(I)的△H1=___kJ·mol-1。
③反应(II)的△S___(填“>”“<”或“=”)0。若反应(II)在恒温恒容密闭容器中进行,能说明该反应已达到平衡状态的是___(填字母)。
A.v(H2O)正=v(CO2)正
B.容器中气体总压强不再随时间变化
C.容器中同时存在H2S(g)、CO2(g)和H2O(g)
D.单位时间内断裂H-S键与断裂C=O键数目相等
(2)CaS能被许多物质氧化,有关反应的lgKp与温度关系如图(Kp为以分压表示的平衡常数;分压=总压×物质的量分数;图中数据由压强单位为kPa得出)。
①属于吸热反应的是___ (填“a”“b”或“c”)。
②相同温度下,反应a、b、c的lgKp(a)、lgKp(b)、lgKp(c)之间满足的关系是lgKp(c)=___。
③反应c在Q点时:p(SO2)=___kPa,以浓度表示的平衡常数Kc=___Kp[用R、T表示;已知气体的压强、体积、温度满足pV=nRT(n为气体的物质的量,R为恒量)]。
【答案】(1)①不变 ② +601.4 > BD (2) ① c ②2lgKp(b)-2lgKp(a) ③ 1 (RT)
【解析】 (1)①若在恒温恒容密闭容器中只发生反应(I),平衡常数K=c2(CO2),温度不变平衡常数不变,则反应再次达到平衡时c(CO2)将不变;
②已知下列热化学方程式:.
i:S2(g)+CaSO4(s)CaS(g)+2SO2(g) △H=+240.4kJ·mol-1
ii:2SO2(g)+4CO(g)=S2(g)+4CO2(g) △H=+16.0kJ·mol-1
iii:C(s)+CO2(g)=2CO(g) △H=+172.5kJ·mol-1
根据盖斯定律,i+ii+iii ×2可得:CaSO4(s)+2C(s)CaS(s)+2CO2(g) △H1=+601.4 kJ·mol-1;
③反应(II) CaCO3(s)+H2S(g)CaS(s)+H2O(g)+CO2(g)为气体体积增大的反应体系,体系的混乱度增大,则△S>0;
A.v(H2O)正=v(CO2)正都是正反应方向的速率,不能作为判断反应达到平衡的依据,故A不符合题意;
B.恒温恒容条件下,反应(II)为气体体积增大的反应体系,当容器中气体总压强不再随时间变化时,反应达到平衡状态,故B符合题意;
C.不论反应是否达到平衡状态,只要反应一开始,容器中就同时存在H2S(g)、CO2(g)和H2O(g),不能作为判断反应达到平衡状态的标志,故C不符合题意;
D.单位时间内断裂H-S键与断裂C=O键数目相等,即消耗1mol H2S的同时也消耗1mol的CO2,即正逆反应速率相等,可说明反应达到平衡状态,故D符合题意;
答案选BD。
(2)①根据图像,随温度升高反应a、b 的lgKp减小,平衡常数减小,说明反应逆向移动,则正反应为放热反应;随温度升高反应c的lgKp增大,平衡常数增大,说明反应正向移动,则正反应为吸热反应;
②a:CaS(s)+O2(g)⇌CaSO4(s) Kp(a)
b:CaS(s)+O2(g)⇌CaO(s)+SO2(g) Kp(b)
c:CaSO4(s)+CaS(s) ⇌CaO(s)+SO2(g) Kp(c)
根据盖斯定律c=2(b-a)可得,Kp(c)=()2;
则lgKp(c)=2lg ()=2lgKp(b)-2lgKp(a);
③反应c:CaSO4(s)+CaS(s) ⇌CaO(s)+SO2(g)在Q点时,lgKp(c)=0,Kp(c)=1=,则p(SO2)=1kPa;以浓度表示该反应的平衡常数Kc=,根据pV=nRT,=c,则c(SO2)=,则Kc===(RT),则,Kc=(RT)Kp。
20.(12分)现有以异丁烯为原料合成某二酸的合成路线如下:
已知:R-CH2CNR-CH2COONa+NH3
(1)A的系统命名是_______________,B的官能团名称是_______________________。
(2)步骤③的反应类型是____________________________。
(3) 同一有机物中的两个同种官能团在反应时,一者参与反应占绝大多数,另一者几乎不反应,这被称之为“位置专一性”。请从反应物结构角度,简要解释步骤②中消去氯原子时的位置专一性:______________________________。
(4)步骤⑤的产物C经酸化后,可发生分子内酯化,写出该内酯的结构简式______________________。
(5)写出步骤⑥的化学方程式___________________________________。
(6)均符合下列条件B的同分异构体有________个。
a.所有碳原子一定共平面; b.核磁共振氢谱有3 组峰。
(7)利用题目给的信息,写出由异丁烯为原料,两步合成的路线流程______。
【答案】(1)2-甲基-1,2-二氯丙烷 碳碳双键、氯原子 (2) 取代反应 (3) 因为A物质中有一个Cl-官能团邻位无H原子,故它不易消去HCl而反应 (4) (5) 2CH2=C(CH2OH)CH2COOH + O2 2H2O + 2CH2=C(CHO)CH2COOH (6) 3 (7)
【解析】(1)根据CH2=C(CH3)2,推出反应①的类型为加成反应,即A的结构简式为CH2ClCCl(CH3)2,A的命名为2-甲基-1,2-二氯丙烷;A→B发生消去反应,根据反应③的产物,推出B的结构简式为CH2=C(CH3)CH2Cl,含有的官能团是碳碳双键和氯原子;
(2)步骤③应是CN-取代氯原子,此反应属于取代反应;
(3)因为A物质中有一个连接Cl的碳原子的邻位碳原子上没有H原子,该氯原子具有“位置专一性”,其不能发生消去反应;
(4)根据信息,C的结构简式为CH2=C(CH2Cl)CH2CN,C的结构简式为CH2=C(CH2OH)CH2COONa,C经酸化后得出物质为CH2=C(CH2OH)CH2COOH,通过酯化反应生成内酯,其结构简式为;
(5)反应⑥为氧化反应,羟基被氧化成醛,即反应⑥化学方程式为 2CH2=C(CH2OH)CH2COOH + O2 2H2O + 2CH2=C(CHO)CH2COOH;
(6)所有碳原子一定共面,根据乙烯空间构型为平面进行判断,有3组峰,说明有3种不同的氢原子,符合条件的同分异构体是、、,共3种;
(7)异丁烯结构简式为CH2=C(CH3)2,然后与氯气发生取代反应,然后与NaCN发生取代反应,即合成路线为:。
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