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    2020-2021学年湖南省长沙市宁乡市高二下学期期末调研考试化学试题含解析
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    2020-2021学年湖南省长沙市宁乡市高二下学期期末调研考试化学试题含解析

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    这是一份2020-2021学年湖南省长沙市宁乡市高二下学期期末调研考试化学试题含解析,共22页。试卷主要包含了单选题,多选题,原理综合题,实验题,工业流程题,结构与性质,有机推断题等内容,欢迎下载使用。

    湖南省长沙市宁乡市2020-2021学年高二下学期期末调研考试化学试题
    学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________

    一、单选题
    1.2019年 12月以来,突发的新型冠状病毒肺炎威胁着人们的身体健康。以下是人们在防治新型冠状病毒肺炎时的一些认识,符合科学道理的是
    A.酒精消毒时,浓度越大越好 B.应经常保持室内清洁卫生和通风
    C.必须每天吃药,补充人体所需化学物质 D.吸烟、喝酒可以预防新型冠状病毒肺炎
    【答案】B
    【详解】A.酒精消毒浓度不是越高越好,75%的酒精消毒效果较好,A错误;
    B.经常打开门窗自然通风,改善室内空气质量,调节室内微小气候,可有效降低室内空气中微生物的数量与密度,减少人与病原体接触机会,是简单、有效地室内空气消毒方法,B正确;
    C.是药三分毒,药吃多了对身体会有伤害,而且人体所需的化学物质可以从食物中获取,C错误;
    D.吸烟、喝酒会危害人体健康,并不能预防“新型冠状病毒”,D错误;
    故选B。
    2.氮及其化合物的转化过程如图所示。下列分析合理的是

    A.催化剂a表面只发生极性共价键的断裂和形成
    B.N2与H2反应生成NH3的原子利用率为100%
    C.在催化剂b表面形成氮氧键时,不涉及电子转移
    D.催化剂a、b能提高反应的平衡转化率
    【答案】B
    【详解】A.催化剂表面发生氮气与氢气生成氨的反应,发生的是非极性共价键的断裂和极性共价键的形成,A项错误;
    B.氮气与氢气在催化剂表面发生反应,无副产物产生,原子利用率100%,B项正确;
    C.在催化剂b表面形成氮氧键时,NH3转化为NO,N的化合价由-3升高到+2价,失去电子,C项错误;
    D.催化剂a、b只能改变反应速率,不能提高平衡转化率,D项错误;
    故答案为B。
    3.不能正确表示下列变化的离子方程式是
    A.二氧化硫与酸性高锰酸钾溶液反应:5SO2+2H2O+2MnO4-2Mn2++5SO+4H+
    B.酸性碘化钾溶液中滴加适量双氧水:2I−+2H++H2O2I2+2H2O
    C.硅酸钠溶液和盐酸反应:SiO32-+2H+H2SiO3↓
    D.硫酸铜溶液中加少量的铁粉:3Cu2++2Fe2Fe3++3Cu
    【答案】D
    【详解】D.Fe3+氧化性大于Cu2+,所以Cu2+只能将Fe氧化到Fe2+,因而硫酸铜溶液中加少量的铁粉的离子方程式为Cu2++FeFe2++Cu,D项错误。其他3个选项的离子方程式都是正确的。
    故答案选D。
    4.常温下,下列各离子组在指定溶液中能大量存在的是
    A.无色溶液中:
    B.的溶液中:
    C.使石蕊变红的溶液中:
    D.的溶液中:
    【答案】D
    【详解】A. 在水溶液中显紫色,不符合题意要求,A错误;
    B. 与发生氧化还原反应,不能共存,B错误;
    C. 使石蕊变红的溶液为酸性溶液,与反应生成亚硫酸,不能共存,C错误;
    D. 的溶液为碱性溶液,均能共存,D正确;
    故答案为:D。

    5.下列实验中的颜色变化,与氧化还原反应无关的是

    A
    B
    C
    D
    实验
    FeSO4溶液中滴入NaOH溶液
    氯水中滴入石蕊溶液
    FeCl2溶液中滴入双氧水
    KCl溶液滴入AgNO3溶液
    现象
    产生白色沉淀,迅速变为灰绿色,最后变为红褐色
    溶液先变红,随后迅速褪色
    溶液变为棕黄色
    产生白色沉淀

    A.A B.B C.C D.D
    【答案】D
    【详解】A.NaOH溶液滴入FeSO4溶液中,产生白色沉淀,为Fe(OH)2,随后后变为红褐色,生成Fe(OH)3,Fe元素化合价发生变化,为氧化还原反应,故A不选;
    B.石蕊溶液滴入氯水中,生成盐酸和次氯酸,溶液变红与盐酸有关,后褪色与HClO的漂白性有关,Cl元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故B不选;
    C.FeCl2溶液中滴入双氧水发生氧化还原反应生成铁离子,导致溶液变为棕黄色,故C不选;
    D、KBr溶液中滴入AgNO3溶液发生复分解反应生成浅黄色沉淀溴化银,无氧化还原无关,故D选;
    故选:D。
    6.甲、乙、丙、X是中学化学中常见的4种物质,其转化关系符合下图。其中甲和X可能是

    A.甲为Fe、X为Cl2 B.甲为S、X为O2
    C.甲为SO2、X为NaOH溶液 D.甲为AlCl3溶液、X为NH3·H2O
    【答案】C
    【详解】A.甲为Fe,X是Cl2,则乙为FeCl3,FeCl3与Cl2不能再反应,不符合题中转化关系,A错误;
    B.甲为S,X:O2,则乙为SO2,丙为SO3,S与SO3不能生成SO2,不符合题中转化关系,B错误;
    C.甲为SO2,X:NaOH溶液,则乙为NaHSO3,丙为Na2SO3,Na2SO3与SO2反应生成NaHSO3,符合题中转化关系,C正确;
    D.若甲为AlCl3,X是NH3•H2O,则乙为氢氧化铝,氢氧化铝不能与氨水反应,所以不符合题中转化关系,D错误;
    答案选C。
    7.下列实验操作、现象和结论均正确的是
    选项
    实验操作
    现象
    结论
    A
    用铂丝蘸取某溶液进行焰色反应
    火焰呈黄色
    溶液为钠盐溶液
    B
    取少量试液于试管中,先加入BaCl2溶液,再滴加稀盐酸,
    产生的白色沉淀不溶解
    溶液中含有SO42-
    C
    将新制氯水和KI溶液在试管中混合后,加入CCl4,振荡静置
    溶液分层,下层呈紫色
    氧化性:Cl2 D
    取少量试液于试管中,加入KSCN溶液
    溶液变红色
    溶液中含有Fe3+

    A.A B.B C.C D.D
    【答案】D
    【详解】A、焰色反应是对某种元素进行检验的,所以该溶液不一定是钠盐溶液,也可能是NaOH溶液,故A错误;B、该溶液中若含有Ag+,也有同样的现象,故B错误;C、该现象说明氯气置换出了碘,故Cl2的氧化性强于碘的,所以C错误;D、只有Fe3+与KSCN反应生成溶于水的血红色物质,故D正确。本题正确答案为D。
    8.四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W元素的最外层电子数是其电子层数的二倍;X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的;Y是地壳中含量最多的金属元素;X与Z形成的离子化合物的水溶液呈中性。下列实验操作对应的实验现象中,不正确的是
    选项
    实验操作
    实验现象
    A
    将X单质投入到CuSO4溶液中
    生成大量红色固体
    B
    向Y的氯化物溶液中滴加氨水
    生成白色沉淀
    C
    将Z的单质通入到NaBr溶液中
    溶液变为黄色
    D
    将W的最高价氧化物通入到Na2SiO3溶液中
    生成白色沉淀

    A.A B.B C.C D.D
    【答案】A
    【详解】四种短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,W元素的最外层电子数是其电子层数的二倍,W是C元素,X的原子半径是短周期主族元素原子中最大的,X是Na元素,Y是地壳中含量最多的金属元素,Y是Al元素,X与Z形成的离子化合物的水溶液呈中性,则Z为Cl元素。A. 将单质钠投入到CuSO4溶液中,钠先和水反应生成NaOH和氢气,NaOH和CuSO4反应生成Cu(OH)2蓝色沉淀,钠不能置换出单质铜,所以无大量红色固体生成,故A错误;B. 向AlCl3溶液中滴加氨水,反应生成Al(OH)3白色沉淀,故B正确;C. 将氯气通入到NaBr溶液中,发生反应Cl2+2NaBr=2NaCl+Br2,生成的单质溴使溶液变为黄色,故C正确;D. 将CO2通入到Na2SiO3溶液中,发生反应CO2+H2O+Na2SiO3=Na2CO3+H2SiO3↓,生成H2SiO3白色沉淀,故D正确;答案选A。
    点睛:本题考查原子结构和元素周期律,试题难度不大,根据题目信息推断元素种类是解答本题的关键,本题的易错点是A项,因钠的活泼性强,与盐溶液反应时,钠先与水反应,生成的NaOH再与盐反应,所以在盐溶液中钠不能置换出金属。
    9.将等物质的量的X、Y气体充入某密闭容器中,一定条件下,发生如下反应并达到平衡:  ,改变某个条件并维持新条件直至达到新的平衡,表中关于新平衡与原平衡的比较正确的是
    选项
    改变的条件
    新平衡与原平衡比较
    A
    升高温度
    X的转化率变小
    B
    增大压强(压缩体积)
    X的浓度变小
    C
    充入一定量Y
    Y的转化率增大
    D
    使用适当催化剂
    X的体积分数变小

    A.A B.B C.C D.D
    【答案】A
    【详解】A.升高温度,平衡向吸热反应的方向移动,即逆向移动,X的转化率变小,A项正确;
    B.增大压强,平衡向气体分子数减小的方向移动,即正向移动,X的物质的量减小,但由于容器体积减小,各组分的浓度均比原平衡时的大,B项错误;
    C.增大一种反应物的浓度,能够提高另一种反应物的转化率,而其本身的转化率降低,C项错误;
    D.催化剂只能改变反应速率,不能影响平衡状态,故各物质的体积分数不变,D项错误;
    故选A。
    10.在密闭容器中发生反应 ,在温度为平衡体系中的体积分数随压强变化曲线如图所示。下列说法正确的是

    A.反应温度:
    B.a、b两点的平衡常数:
    C.a、c两点的平衡常数:
    D.b、c两点的反应速率:
    【答案】D
    【详解】A.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,二氧化氮的体积分数增大,由图可知,压强相同时,T2条件时二氧化氮的体积分数大于T1条件时,则T2>T1,故A错误;
    B.温度不变,化学平衡常数不变,由图可知,a、b两点的温度相同,则平衡常数Ka=Kb,故B错误;
    C.该反应为吸热反应,升高温度,平衡向正反应方向移动,化学平衡常数增大,由图可知,a、c两点的温度Ta>Tc,则平衡常数Ka>Kc,故C错误;
    D.反应温度越高、压强越大,反应速率越大,由图可知,b点的温度和压强均低于c点,则反应温度v(b)>v(c),故D正确;
    故选D。
    11.实验室从海带中提取碘的流程如图:
    海带海带灰悬浊液含I-水溶液含I2水溶液含I2的有机溶液
    下列操作装置不符合要求的是
    A. B. C. D.
    【答案】A
    【分析】由流程可知,海带在坩埚中灼烧成灰,在烧杯中浸泡溶解得到海带灰悬浊液,通过过滤装置,分离出滤液为含碘离子的溶液,加入氯气(或双氧水)作氧化剂,将碘离子氧化成碘单质,加四氯化碳萃取出碘单质,分液得到碘单质的有机溶液,以此来解答。
    【详解】A.选项中是溶液蒸发浓缩装置,海带灼烧应在坩埚中进行,故A错误;
    B.海带灰溶解在烧杯中进行,并用玻璃棒搅拌,故B正确;
    C.分离固体和溶液用过滤装置,故C正确;
    D.用含碘单质的水溶液分离碘单质用萃取分液的方法分离,故D正确;
    故选:A。

    二、多选题
    12.设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
    A.12gNaHSO4晶体中,阳离子总数为0.1NA
    B.标准状况下,11.2LCl2溶于水生成Cl-的数目为0.5NA
    C.常温常压下,18gH218O中含有的质子数为9NA
    D.25℃时,pH=5的NH4Cl溶液中,由水电离出的H+数目为10-5NA
    【答案】AC
    【详解】A.12g硫酸氢钠的物质的量为,而硫酸氢钠晶体由钠离子和硫酸氢根构成,故0.1mol硫酸氢钠晶体中含有阳离子为0.1NA个,故A正确;
    B.氯气和水的反应是可逆反应,不能进行彻底,故生成的氯离子个数小于0.5NA个,故B错误;
    C.H218O的摩尔质量为20g/mol,18gH218O的物质的量为,含有的质子数=0.9mol×10×NA/mol=9NA,故C正确;
    D.NH4Cl溶液体积不知,不能计算由水电离出的H+数目,故D错误;
    故选:AC。
    13.某同学组装了如图所示的电化学装置,电极I为Al,其它电极均为Cu,下列说法正确的是

    A.电极III的电极反应:4OH--2e-=O2↑+2H2O
    B.电极II质量逐渐增大
    C.电子方向:电极I→电极IV
    D.盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶,其作用是传递电子
    【答案】BC
    【分析】电极I为Al,其它电极均为Cu,电极I、Ⅱ构成原电池,铝为负极、铜为正极;电极Ⅲ、Ⅳ构成电解池,Ⅲ与原电池正极相连,Ⅲ是阳极,Ⅳ与原电池负极相连,Ⅳ为阴极。
    【详解】A.Ⅲ是电解池阳极,电极III的电极反应:4OH--4e-=O2↑+2H2O,故A错误;
    B.电极II为原电池正极,电极反应式为CU2++2e-=Cu,所以质量逐渐增大,故B正确;
    C.铝为负极、铜为正极;Ⅳ为电解池阴极,电子方向:电极I→电极IV,故C正确;
    D.盐桥中装有含氯化钾饱和溶液的琼胶,通过钾离子、氯离子移动导电,故D错误;
    选BC。
    14.有机物X、Y、Z在一定条件下可实现如图转化,下列说法正确的是(   )

    A.Z的六元环上的一氯代物共有4种(不考虑立体异构)
    B.Y和Z可以用酸性KMnO4溶液来鉴别
    C.X、Y、Z分子中所有碳原子均处于同一平面
    D.Y的分子式为C7H10O
    【答案】AD
    【分析】有机物要注意物质结构及官能团种类,根据结构的不同及官能团的性质对有机物进行分析,题中出现的官能团有碳碳双键、醛基、羟基,可据此进行分析。
    【详解】A.Z的六元环上有四种等效氢,故六元环上一氯代物有4种,A正确;
    B.Y中含碳碳双键和醛基,均可使高锰酸钾褪色,Z中含羟基,可使高锰酸钾褪色,故不能用酸性KMnO4溶液来鉴别,B错误;
    C.X中所有碳原子处于同一平面,Y和Z中均含有饱和碳原子上连接3个碳原子,故不可能所有碳原子共平面,C错误;
    D.Y的分子式为C7H10O,D正确;
    故答案选AD。

    三、原理综合题
    15.氮是地球上含量丰富的一种元素,氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。
    (1)根据能量变化示意图如图1,请写出NO2和CO反应的热化学方程式____。

    (2)在固定体积的密闭容器中,进行如下化学反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g) △H<0,其平衡常数K与温度T的关系如表:
    T/K
    298
    398
    498
    平衡常数K
    4.1×106
    K1
    K2

    ①试判断K1____K2(填写>、=,<)。
    ②下列各项能说明该反应已达到平衡状态的是____(填字母)
    a.容器内N2、H2、NH3的浓度之比为1:3:2
    b.v(N2)正=3v(H2)逆
    c.容器内压强保持不变
    d.混合气体的密度保持不变
    (3)对反应N2O4(g)2NO2(g) △H>0,在温度分别为T1、T2时,平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图2所示。

    ①A、C两点的反应速率:A____C(填>、=、<)。
    ②A、C两点N2O4的转化率:A____C(填>、=、<)。
    ③由状态B到状态A,可以采用的方法是____。
    (4)生产水煤气的过程如下:
    ①C(s)+CO2(g)2CO(g)    △H1
    ②C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) △H2
    反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H=____(用含△H1、△H2的代数式表示)。
    【答案】(1)NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)    ΔH=-234kJ•mol-1
    (2)     >     c
    (3)     <     >     加热(保证压强不变)
    (4)ΔH1-ΔH2

    【分析】(1)根据图像书写热化学方程式,利用能量的大小变化判断焓变;(2)根据反应类型判断平衡常数与温度的关系;利用温度对平衡的影响进行判断;根据平衡状态的定义及标准判断;(3)根据图像利用外界条件对平衡的影响进行判断速率大小,利用温度对平衡的影响判断温度的变化;(4)根据盖斯定律进行计算焓变大小;
    (1)
    根据能量图像判断,该反应是个能量由高到低的反应,该反应是放热反应,根据能量高度差判断放出热量为368-134=234;故该热化学方程式为:NO2(g)+CO(g)=CO2(g)+NO(g)    ΔH=-234kJ•mol-1;
    (2)
    ①根据化学反应中焓变小于零,判断平衡常数和温度成反比,故K1>K2;
    ②a.浓度之比没有说是定值,不能说明是否达到平衡;故a不符合题意;
    b.正逆速率之比不等于系数之比,故正逆反应速率不等,故b不符合题意;
    c.该反应是个不等体反应,压强对平衡有影响,当压强不变时,说明达到平衡;故c符合题意;
    d.根据密度公式等于质量除以容器的体积进行判断,反应前后气体质量不变,容器体积不变,故密度不随平衡移动而改变,故密度不变时不能说明达到平衡,故d不符合题意;
    故选答案c。
    故答案为:>、c;
    (3)
    ①根据速率的影响因素,利用图像中A、C两点的压强判断,C点压强大,故速率大,故答案为<;
    ②根据图像A、C两点的二氧化氮的体积分数判断,C点二氧化氮的体积分数小,故四氧化二氮转化少,故转化率A点大于C点,答案为:>;
    ③由状态B到状态A,根据图像判断压强不变,二氧化氮体积分数增大,故平衡向正反应方向移动,根据该反应是吸热反应判断,可以采用的方法是加热;故答案为加热;
    (4)
    根据反应①和②利用盖斯定律进行判断未知反应的焓变为:ΔH1-ΔH2;故答案为:ΔH1-ΔH2;
    【点睛】此题重点考查化学反应速率与平衡,注意图像给出的信息,利用图像结合速率与平衡影响进行判断。

    四、实验题
    16.醋酸亚铬[(CH3COO)2Cr•H2O]为砖红色晶体,难溶于冷水,易溶于酸,在气体分析中用作氧气吸收剂。一般制备方法是先在封闭体系中利用金属锌作还原剂,将三价铬还原为二价铬;二价铬再与醋酸钠溶液作用即可制得醋酸亚铬。实验装置如图所示,回答下列问题:

    (1)实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,目的是____,仪器a的名称是____。
    (2)将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3。
    ①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,该反应的离子方程式为____。
    ②同时c中有气体产生,该气体的作用是____。
    (3)打开K3,关闭K1和K2。c中亮蓝色溶液流入d,其原因是c中产生H2使压强大于大气压;d中析出砖红色沉淀,为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是____(冰浴)、过滤、洗涤、干燥。
    (4)指出装置d可能存在的缺点____。
    【答案】(1)     去除水中溶解氧     分液漏斗
    (2)     Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+     排除体系中空气
    (3)冷却
    (4)敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触

    【分析】醋酸亚铬在气体分析中用作氧气吸收剂,说明亚铬离子具有强还原性,易与氧气反应,则制备实验中应避免接触氧气,实验时,将过量锌粒和氯化铬固体置于c中,加入少量蒸馏水,按图连接好装置,打开K1、K2,关闭K3,盐酸与锌反应可生成氢气,可将装置内的空气排出,避免亚铬离子被氧化,且发生Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+,可观察到c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,打开K3,关闭K1和K2,c中压强增大,可将亮蓝色溶液流入d,可生成醋酸亚铬砖红色沉淀,以此解答该题。
    (1)
    为避免亚铬离子被氧化,应除去水中的溶解氧,则实验中所用蒸馏水均需经煮沸后迅速冷却,由装置图可知a为分液漏斗,故答案为:去除水中的溶解氧;分液漏斗;
    (2)
    ①c中溶液由绿色逐渐变为亮蓝色,说明生成亚铬离子,反应的离子方程式为Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+,故答案为:Zn+2Cr3+=Zn2++2Cr2+;
    ②盐酸与锌反应可生成氢气,可将装置内的空气排出,避免亚铬离子被氧化,故答案为:排除体系中空气;
    (3)
    打开K3,关闭K1和K2,c中压强增大,可将亮蓝色溶液流入d,为使沉淀充分析出并分离,需采用的操作是冷却、过滤、洗涤,干燥等,故答案为:冷却;
    (4)
    d为敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触而被氧化,应在密闭容器中制备,且缺少氢气的处理装置,故答案为:敞开体系,可能使醋酸亚铬与空气接触。

    五、工业流程题
    17.某工厂的工业废水中含有大量的FeSO4、较多的Cu2+和少量的Na+。为了减少污染并变废为宝,工厂计划从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜。请根据流程图,在方框和括号内填写物质名称(或主要成分的化学式)或操作方法,完成回收硫酸亚铁和铜的简单实验方案。

    (1)操作②的名称为____,所需要的玻璃仪器为玻璃棒、____、烧杯。
    (2)试剂⑤的化学式为____,发生的化学方程式为____。
    (3)为验证溶液⑧中含有SO:取少量的溶液⑧于试管中,先加入____再加入____,若观察到有____,则说明溶液⑧中含有SO。
    【答案】(1)     过滤     漏斗
    (2)     H2SO4     Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑
    (3)     足量稀盐酸     少量BaCl2溶液     白色沉淀

    【分析】工业废水中含大量硫酸亚铁、Cu2+和少量的Na+,从该废水中回收硫酸亚铁和金属铜,结合流程可知,①为Fe,操作②为过滤,则E中主要含硫酸亚铁,③中含Cu、Fe,加入⑤为H2SO4,操作⑥为过滤,得到⑦为Cu,⑧中主要含FeSO4,操作⑨为蒸发、浓缩、结晶、过滤,可得到FeSO4.7H2O,以此来解答。
    (1)
    操作②的名称为过滤,所需要的玻璃仪器为漏斗、玻璃棒、烧杯,故答案为:过滤;漏斗;
    (2)
    试剂⑤的化学式为H2SO4,化学方程式为Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑,故答案为:H2SO4;Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑;
    (3)
    先加入足量稀盐酸再加入少量BaCl2溶液,若观察到有白色沉淀,则说明溶液⑧中含有,故答案为:足量稀盐酸;少量BaCl2溶液;白色沉淀。

    六、结构与性质
    18.硫及其化合物有许多用途,相关物质的物理常数如下表所示:

    H2S
    S8
    FeS2
    SO2
    SO3
    H2SO4
    熔点/℃
    −85.5
    115.2
    >600(分解)
    −75.5
    16.8
    10.3
    沸点/℃
    −60.3
    444.6
    −10.0
    45.0
    337.0

    回答下列问题:
    (1)基态Fe原子价层电子的电子排布图(轨道表达式)为__________,基态S原子电子占据最高能级的电子云轮廓图为_________形。
    (2)根据价层电子对互斥理论,H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数不同于其他分子的是_________。
    (3)图(a)为S8的结构,其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多,主要原因为__________。

    (4)气态三氧化硫以单分子形式存在,其分子的立体构型为_____形,其中共价键的类型有______种;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子的杂化轨道类型为________。
    (5)FeS2晶体的晶胞如图(c)所示。晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,其晶体密度的计算表达式为___________g·cm−3;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长为______nm。
    【答案】          哑铃(纺锤)     H2S     S8相对分子质量大,分子间范德华力强     平面三角     2     sp3         
    【分析】(1)根据铁、硫的核外电子排布式解答;
    (2)根据价层电子对互斥理论分析;
    (3)根据影响分子晶体熔沸点高低的是分子间范德华力判断;
    (4)根据价层电子对互斥理论分析;
    (5)根据晶胞结构、结合密度表达式计算。
    【详解】(1)基态Fe原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d64s2,则其价层电子的电子排布图(轨道表达式)为;基态S原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,则电子占据最高能级是3p,其电子云轮廓图为哑铃(纺锤)形。
    (2)根据价层电子对互斥理论可知H2S、SO2、SO3的气态分子中,中心原子价层电子对数分别是,因此不同其他分子的是H2S。
    (3)S8、二氧化硫形成的晶体均是分子晶体,由于S8相对分子质量大,分子间范德华力强,所以其熔点和沸点要比二氧化硫的熔点和沸点高很多;
    (4)气态三氧化硫以单分子形式存在,根据(2)中分析可知中心原子含有的价层电子对数是3,且不存在孤对电子,所以其分子的立体构型为平面三角形。分子中存在氧硫双键,因此其中共价键的类型有2种,即σ键、π键;固体三氧化硫中存在如图(b)所示的三聚分子,该分子中S原子形成4个共价键,因此其杂化轨道类型为sp3。
    (5)根据晶胞结构可知含有铁原子的个数是12×1/4+1=4,硫原子个数是8×1/8+6×1/2=4,晶胞边长为a nm、FeS2相对式量为M,阿伏加德罗常数的值为NA,则其晶体密度的计算表达式为;晶胞中Fe2+位于所形成的正八面体的体心,该正八面体的边长是面对角线的一半,则为nm。
    【点睛】本题主要是考查核外电子排布、杂化轨道、空间构型、晶体熔沸点比较以及晶胞结构判断与计算等,难度中等。其中杂化形式的判断是难点,由价层电子特征判断分子立体构型时需注意:价层电子对互斥模型说明的是价层电子对的立体构型,而分子的立体构型指的是成键电子对的立体构型,不包括孤电子对。①当中心原子无孤电子对时,两者的构型一致;②当中心原子有孤电子对时,两者的构型不一致;价层电子对互斥模型能预测分子的几何构型,但不能解释分子的成键情况,杂化轨道理论能解释分子的成键情况,但不能预测分子的几何构型。两者相结合,具有一定的互补性,可达到处理问题简便、迅速、全面的效果。

    七、有机推断题
    19.已知:有机物A的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,B和D是生活中两种常见的有机物。现以A为主要原料合成乙酸乙酯,其合成路线如图1所示。

    (1)B分子中官能团的名称是____,反应①的反应类型是反应____。
    (2)反应②的化学方程式是____,反应④的化学方程式是____。
    (3)E是常见的高分子材料,E的结构简式是____;写出乙酸乙酯任一属于酯类的一种同分异构体____。
    (4)某同学用如图2所示的实验装置制取少量乙酸乙酯。实验结束后,试管甲中上层为透明的、不溶于水的油状液体。实验时,甲中饱和碳酸钠溶液的作用是____(填字母)。

    A.中和乙酸和乙醇
    B.中和乙酸并吸收部分乙醇
    C.加速酯的生成,提高其产率
    D.乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中的溶解度比在水中更小,有利于分层析出
    【答案】(1)     羟基     加成反应
    (2)     2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O     CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O
    (3)          HCOOCH2CH2CH3
    (4)BD

    【分析】有机物 A 的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平,A为乙烯,乙烯与H2O发生加成得到B乙醇,乙醇发生催化氧化得到C乙醛,乙醛再被氧化得到D乙酸;乙醇和乙酸发生酯化反应得到乙酸乙酯;A发生加聚反应得到聚乙烯。
    (1)
    B为乙醇,其官能团为-OH,名称为羟基;反应①为乙烯与水生成乙醇的反应,属于加成反应;
    (2)
    反应②为乙醇的催化氧化,乙醇在Cu或Ag作催化剂的作用下被O2氧化成乙醛,反应为】2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;反应④为乙醇和乙酸在浓硫酸催化作用下生成乙酸乙酯的反应,CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3+H2O;
    (3)
    E由乙烯加聚得到,为聚乙烯,其结构简式为 ;乙酸乙酯任一属于酯类的一种同分异构体,则含有酯基且碳原子总数为4,可以为甲酸丙酯:HCOOCH2CH2CH3;
    (4)
    实验时生成的乙酸乙酯中常含有一同挥发出来的乙酸、乙醇;饱和碳酸钠溶液可以中和乙酸,可以溶解乙醇,并降低乙酸乙酯在水中的溶解度,有利于其分层,故选BD。

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