2022年海南省新高考化学试卷(解析版)
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一、选择题:本题共8小题,每小题2分,共16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.(2分)化学与日常生活息息相关。下列说法错误的是( )
A.使用含氟牙膏能预防龋齿
B.小苏打的主要成分是Na2CO3
C.可用食醋除去水垢中的碳酸钙
D.使用食品添加剂不应降低食品本身营养价值
【解答】解:A.釉质对牙齿起着保护作用,其主要成分为羟基磷灰石(Ca5(PO4)3OH),使用含氟牙膏会生成氟磷灰石(Ca5(PO4)3F),可以预防龋齿,故A正确;
B.小苏打是NaHCO3的俗称,故B错误;
C.食醋是酸性的可与碳酸钙反应,除去水垢中的碳酸钙,故C正确;
D.国内外对食品添加剂都有严格规定和审批程序,只要严格按照国家批准的品种、范围、计量使用添加剂,安全才有保障,食品添加剂若降低食品本身营养价值,就不可添加,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查物质的性质与用途,涉及盐类水解的分析应用、物质的性质等,掌握物质性质和反应实质是关键,为高考常见题型,注意相关知识的学习与积累,难度不大。
2.(2分)《医学入门》中记载我国传统中医提纯铜绿的方法:“水洗净,细研水飞,去石澄清,慢火熬干。”其中未涉及的操作是( )
A.洗涤 B.粉碎 C.萃取 D.蒸发
【解答】解:提纯铜绿的方法:“水洗净,细研水飞,去石澄清,慢火熬干”,可知洗涤后,溶解于水中,过滤后蒸发,因铜绿加热灼烧可失去结晶水,则不能灼烧,即文中涉及的操作方法是洗涤、溶解、蒸发,没有涉及萃取,
故选:C。
【点评】本题考查混合物分离提纯,为高频考点,把握习题中的信息、混合物分离提纯方法、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意该过程与萃取、蒸馏、灼烧无关,题目难度不大。
3.(2分)下列实验操作规范的是( )
A.过滤 B.排空气法收集CO2
C.混合浓硫酸和乙醇 D.溶液的转移
【解答】解:A.过滤时,漏斗下方应紧靠烧杯内壁,故A错误;
B.二氧化碳不与空气中的成分反应,密度大于空气,应用向上排空气法,故B正确;
C.浓硫酸密度比乙醇大,两者混合时,防止液滴飞溅应该将浓硫酸加入乙醇中,故C错误;
D.溶液转移时,防止液体洒出容量瓶应用玻璃棒引流,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查了常见仪器使用方法、试纸的使用方法,熟悉仪器的正确使用方法是解题关键,注意对相关知识的积累,难度不大。
4.(2分)化学物质在体育领域有广泛用途。下列说法错误的是( )
A.涤纶可作为制作运动服的材料
B.纤维素可以为运动员提供能量
C.木糖醇可用作运动饮料的甜味剂
D.“复方氯乙烷气雾剂”可用于运动中急性损伤的镇痛
【解答】解:A.涤纶是一种人造纤维,可用于纺织成布,制作运动服,故A正确;;
B.人体不含纤维素分解酶,不可将纤维素水解为葡萄糖供能,故B错误;
C.木糖醇属于醇类但有甜味,并且无毒,可用作运动饮料的甜味剂,故C正确;
D.氯乙烷冷镇痛喷雾剂用于受伤运动员应急处理,主要是由于氯乙烷迅速气化局部降温减轻疼痛,故D正确;
故选:B。
【点评】本题考查了生活中的化学知识j,解题的关键是了解生化中的化学,难度不大,应注意基础知识的掌握。
5.(2分)钠和钾是两种常见金属。下列说法正确的是( )
A.钠元素的第一电离能大于钾
B.基态钾原子价层电子轨道表示式为
C.钾能置换出NaCl溶液中的钠
D.钠元素与钾元素的原子序数相差18
【解答】解:A.K和Na同族,最外层电子数均为1,钾元素的第一电离能小于钠元素的第一电离能,更容易失去最外层的电子,更活泼,故A正确;
B.基态钾原子价层电子轨道表示式为,故B错误;
C.钾和NaCl溶液反应,会先和水反应,不能置换中钠,故C错误;
D.钠与钾元素的原子序数相差19﹣11=8,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查钠和钾的结构和性质,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确原子结构、元素周期律是解本题关键,题目难度不大。
6.(2分)依据下列实验,预测的实验现象正确的是( )
选项
实验内容
预测的实验现象
A
MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量
产生白色沉淀后沉淀消失
B
FeCl2溶液中滴加KSCN溶液
溶液变血红色
C
AgI悬浊液中滴加NaCl溶液至过量
黄色沉淀全部转化为白色沉淀
D
酸性KMnO4溶液中滴加乙醇至过量
溶液紫红色褪去
A.A B.B C.C D.D
【解答】解:A.MgCl2溶液中滴加NaOH溶液至过量,生成白色沉淀,氢氧化镁不溶于碱,故A错误;
B.铁离子遇到硫氰化钾溶液变红,亚铁离子不变红,故B错误;
C.氯化银的Ksp大于碘化银的Ksp,黄色沉淀不会转化为白色沉淀,故C错误;
D.乙醇具有还原性,可以被高锰酸钾溶液氧化,使高锰酸钾溶液褪色,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学实验的评价,涉及物质鉴别和检验、离子检验,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
7.(2分)在2.8gFe中加入100mL3mol•L﹣1HCl,Fe完全溶解。NA代表阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.反应转移电子为0.1mol
B.HCl溶液中Cl﹣数为3NA
C.2.8g56Fe含有的中子数为1.3NA
D.反应生成标准状况下气体3.36L
【解答】解:A.Fe不足,根据铁物质的量计算,则反应转移电子为0.1mol,故A正确;
B.100mL3mol•L﹣1HCl物质的量为0.1L×3mol/L=0.3mol,HCl溶液中Cl﹣数为0.3NA,故B错误;
C.2.8g56Fe物质的量为0.05mol,含有的中子数为0.05mol×(56﹣26)×NA/mol=1.5NA,故C错误;
D.根据Fe+2HCl=FeCl2+H2↑,HCl过量,铁为0.05mol,产生H20.05mol,标况下体积为0.05mol×22.4L/mol=1.12L,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了阿伏加德罗常数的分析应用,主要是微粒结构,氧化还原反应电子转移计算,掌握基础是关键,题目较简单
8.(2分)某温度下,反应CH2═CH2(g)+H2O(g)⇌CH3CH2OH(g)在密闭容器中达到平衡。下列说法正确的是( )
A.增大压强,v正>v逆,平衡常数增大
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度增大
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),平衡向正反应方向移动
D.恒容下,充入一定量的CH2═CH2(g),CH2═CH2(g)的平衡转化率增大
【解答】解:A.该反应是体积减小的反应,增大压强,v正>v逆,平衡常数不变,故A错误;
B.加入催化剂,平衡时CH3CH2OH(g)的浓度不变,故B错误;
C.恒容下,充入一定量的H2O(g),水的浓度增大,平衡向正反应方向移动,故C正确;
D.恒容下,充入一定量的CH2═CH2(g),CH2═CH2(g)的平衡转化率减小,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查化学平衡移动影响因素,反应方向的判断,题目难度不大,注意结合反应条件的改变对反应物和平衡的影响分析。
二、选择题:本题共6小题,每小题4分,共24分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确得2分,选两个且都正确得4分,但只要选错一个就得0分。
9.(4分)一种采用H2O(g)和N2(g)为原料制备NH3(g)的装置示意图如图。下列有关说法正确的是( )
A.在b电极上,N2被还原
B.金属Ag可作为a电极的材料
C.改变工作电源电压,反应速率不变
D.电解过程中,固体氧化物电解质中O2﹣不断减少
【解答】解:A,b电极反应为N2+3H2O+6e﹣=2NH3+3O2﹣,在b电极上,N2得到电子被还原,故A正确;
B.a为阳极,电解池中,除金铂之外金属做电极,电极失去电子,故不能用Ag做电极,故B错误;
C.电压升高,电流增大,电解速率加快,故C错误;
D.结合a电极反应为2O2﹣﹣4e﹣=O2↑,b电极反应为N2+3H2O+6e﹣=2NH3+3O2﹣,反应过程固体氧化物电解质中O2﹣不变,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查电解池原理的应用,难度不大,结合电极中物质的变化判断电极为解答的关键,注意根据物质的转化写出电极反应。
(多选)10.(4分)已知CH3COOH+Cl2ClCH2COOH+HCl,ClCH2COOH的酸性比CH3COOH强。下列有关说法正确的是( )
A.HCl的电子式为
B.Cl﹣Cl键的键长比I﹣I键短
C.CH3COOH分子中只有σ键
D.ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强
【解答】解:A.氯化氢为共价化合物,氢原子与氯原子共用1对电子,电子式为:,故A错误;
B.F、Cl、Br、I属于同一主族,从上到下原子半径增大,则原子半径:F<Cl<Br<I,原子半径越大,共价键键长越大,则共价键的键长:F﹣F<Cl﹣Cl<Br﹣Br<I﹣I,故B正确;
C.共价单键为σ键,共价双键中含有1个σ键和1个π键,共价三键中含有1个σ键、2个π键,CH3COOH分子中含有σ键和π键,故C错误;
D.Cl吸电子能力大于I,导致ClCH2COOH比ICH2COOH易电离出氢离子,所以ClCH2COOH的酸性比ICH2COOH强,故D正确;
故选:BD。
【点评】本题主要考查化学键、电子式、物质酸碱性等知识点,解题的关键是掌握化学基本概念,难度较小。
11.(4分)短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,X、Y同周期并相邻,Y是组成水的元素之一,Z在同周期主族元素中金属性最强,W原子在同周期主族元素中原子半径最小。下列判断正确的是( )
A.XW3是非极性分子
B.简单氢化物沸点:X>Y
C.Y与Z形成的化合物是离子化合物
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液呈酸性
【解答】解:A.XW3为NCl3,属于极性分子,故A错误;
B.H2O在常温常压下为液体,NH3在常温常压下为气体,简单氢化物的沸点X<Y,故B错误;
C.Y与Z形成的化合物为氧化钠或是过氧化钠,均属于离子化合物,故C正确;
D.X、Y、Z三种元素组成的化合物水溶液不一定呈酸性,如硝酸钠溶液显中性,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,把握物质的性质、元素化合物知识来推断元素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用,题目难度不大。
(多选)12.(4分)化合物“E7974”具有抗肿瘤活性,结构简式如图。下列有关该化合物说法正确的是( )
A.能使Br2的CCl4溶液褪色
B.分子中含有4种官能团
C.分子中含有4个手性碳原子
D.1mol该化合物最多与2molNaOH反应
【解答】解:A.由有机物的结构可知,该有机物含有碳碳双键,能使Br2的CCl4溶液褪色,故A正确;
B.由图可知该有机物含有氨基、酰胺基、碳碳双键和羧基,共4种官能团,故B正确;
C.连接4个不同基团的碳原子为手性碳原子,由图可知该有机物含3个手性碳,故C错误;
D.分子结构中2个酰胺基和羧基可以与NaOH,则1mol该化合物最多与3molNaOH反应,故D错误;
故选:AB。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握有机物的结构、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意选项C为解答的难点,题目难度不大。
(多选)13.(4分)NaClO溶液具有漂白能力。已知25℃时,Ka(HClO)=4.0×10﹣8。下列关于NaClO溶液说法正确的是( )
A.0.01mol•L﹣1溶液中,c(ClO﹣)<0.01mol•L﹣1
B.长期露置在空气中,释放Cl2,漂白能力减弱
C.通入过量SO2,反应的离子方程式为SO2+ClO﹣+H2O═HSO3﹣+HClO
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,c(HClO)>c(ClO﹣)=c(Na+)
【解答】解:A.0.01mol•L﹣1NaClO溶液中,因ClO﹣会水解使得c(ClO﹣)<0.01mol•L﹣1,故A正确;
B.NaClO溶液长期露置在空气中,ClO﹣会水解生产次氯酸,次氯酸不稳定受热分解生成HCl和O2,使得漂白能力减弱,故B错误;
C.向NaClO溶液中通入过量SO2,反应生成硫酸钠、氯化钠和氯化氢,正确的离子方程式为:ClO﹣+SO2+2H2O═SO42﹣+Cl﹣+4H+,故C错误;
D.25℃,pH=7.0的NaClO和HClO的混合溶液中,次氯酸的电离程度与次氯酸根离子的水解程度相等,Ka(HClO)==10﹣7×=4.0×10﹣8,则=0.4,可知c(HClO)>c(ClO﹣),则可知c(HClO)>c(ClO﹣)=c(Na+),故D正确;
故选:AD。
【点评】本题考查了弱电解质的电离和盐类的水解,明确酸根离子水解的关系是解本题关键,难度中等。
(多选)14.(4分)某元素M的氢氧化物M(OH)2(s)在水中的溶解反应为:
M(OH)2(s)⇌M2+(aq)+2OH﹣(aq)
M(OH)2(s)+2OH﹣(aq)⇌M(OH)(aq)
25℃,﹣lgc与pH的关系如图所示,c为M2+或M(OH)浓度的值。下列说法错误的是( )
A.曲线①代表﹣lgc(M2+)与pH的关系
B.M(OH)2的Ksp约为1×10﹣10
C.向c(M2+)=0.1mol•L﹣1的溶液中加入NaOH溶液至pH=9.0,体系中元素M主要以M(OH)2(s)存在
D.向c[M(OH)]=0.1mol•L﹣1的溶液中加入等体积0.4mol•L﹣1的HCl后,体系中元素M主要以M2+存在
【解答】解:A.由分析可知曲线①代表﹣lgc(M2+)与pH的关系,故A正确;
B.M(OH)2(s)⇌M2+(aq)+2OH﹣(aq)K=c(M2+)c2(OH﹣),由图可知,在pH=7.0时,﹣lgc(M2+)=3,c(M2+)=10﹣3mol/L,则c(H+)=10﹣7 mol/L,c(OH﹣)==mol/L=10﹣7mol/L,K=c(M2+)c2(OH﹣)=10﹣3×(10﹣7)2=10﹣17,故B错误;
C.由图像可知在pH=9时M(OH)和M2+含量极低,主要以M(OH)2(s)存在,故C正确;
D.根据图像c[M(OH)]=0.1mol•L﹣1时溶液的pH约为14.5,c(OH﹣)=mol/L≈3.2mol/L,加入等体积0.4mol•L﹣1的HCl后,溶液中发生中和反应,反应后c(OH﹣)=mol/L=1.4mol/L,此时体系中元素M仍主要以M(OH)存在,故D错误;
故选:BD。
【点评】本题考查了Ksp的有关计算,为高频考点,侧重于学生的分析、计算能力的考查,要注意溶液中离子浓度的关系,难度不大。
三、非选择题:共5题,共60分。
15.(10分)胆矾(CuSO4•5H2O)是一种重要化工原料。某研究小组以生锈的铜屑为原料[主要成分是Cu,含有少量的油污、CuO、CuCO3、Cu(OH)2]制备胆矾。流程如图。
回答问题:
(1)步骤①的目的是 除油污 。
(2)步骤②中,若仅用浓H2SO4溶解固体B,将生成 SO2 (填化学式)污染环境。
(3)步骤②中,在H2O2存在下Cu溶于稀H2SO4,反应的化学方程式为 Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O 。
(4)经步骤④得到的胆矾,不能用水洗涤的主要原因是 胆矾易溶于水 。
(5)实验证明,滤液D能将I﹣氧化为I2。
i.甲同学认为不可能是步骤②中过量H2O2将I﹣氧化为I2,理由是 溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解 。
ii.乙同学通过实验证实,只能是Cu2+将I﹣氧化为I2,写出乙同学的实验方案及结果 取滤液,向其中加入适量硫化钠,使铜离子恰好完全沉淀,再加入I﹣,不能被氧化 (不要求写具体操作过程)。
【解答】解:(1)碱性条件下油脂能水解生成高级脂肪酸盐和甘油,碳酸钠溶液呈碱性,能促进油脂水解,所以碳酸钠溶液的作用是去除油污,
故答案为:除油污;
(2)固体B主要成分为Cu,加热条件下,浓硫酸和Cu反应生成CuSO4、SO2、H2O,该反应的方程式为:Cu+2H2SO4CuSO4+2H2O+SO2↑,SO2有毒而污染空气,若仅用浓H2SO4溶解固体B,会生成SO2,污染环境,
故答案为:SO2;
(3)H2O2有氧化性、Cu有还原性,在酸性条件下中,H2O2、Cu、H2SO4发生氧化还原反应生成CuSO4、H2O,该反应化学方程式为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O,
故答案为:Cu+H2O2+H2SO4=CuSO4+2H2O;
(4)胆矾易溶于水,为防止胆矾溶解,所以不可用水洗涤,
故答案为:胆矾易溶于水;
(5)i.溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解,所以不存在H2O2氧化I﹣,
故答案为:溶液C经步骤③加热浓缩后双氧水已完全分解;
ii.要验证是否是Cu2+将I﹣氧化为I2,只要去除溶液中的Cu2+即可,方法为:取滤液,向其中加入适量Na2S,使Cu2+恰好完全沉淀,再加入I﹣,不能被氧化,
故答案为:取滤液,向其中加入适量硫化钠,使铜离子恰好完全沉淀,再加入I﹣,不能被氧化。
【点评】本题考查物质制备及物质分离提纯,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确流程图中各物质的成分及其性质、物质分离提纯方法是解本题关键,(5)题实验方案设计是解答难点,题目难度中等。
16.(10分)某空间站的生命保障系统功能之一是实现氧循环。其中涉及反应:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)
回答问题:
(1)已知:电解液态水制备1molO2(g),电解反应的ΔH=+572kJ•mol﹣1。由此计算H2(g)的燃烧热(焓)ΔH= ﹣286 kJ•mol﹣1。
(2)已知:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)的平衡常数(K)与反应温度(t)之间的关系如图1所示。
①若反应为基元反应,且反应的ΔH与活化能(Ea)的关系为|ΔH|>Ea。补充完成该反应过程的能量变化示意图(图2) 。
②某研究小组模拟该反应。温度t下,向容积为10L的抽空的密闭容器中通入0.1molCO2和0.4molH2,反应平衡后测得容器中n(CH4)=0.05mol。则CO2的转化率为 50% ,反应温度t约为 660.2 ℃。
(3)在相同条件下,CO2(g)与H2(g)还会发生不利于氧循环的副反应:
CO2(g)+3H2(g)H2O(g)+CH3OH(g)
在反应器中按n(CO2):n(H2)=1:4通入反应物,在不同温度、不同催化剂条件下,反应进行到2min时,测得反应器中CH3OH、CH4浓度(μmol•L﹣1)如下表所示。
催化剂
t=350℃
t=400℃
c(CH3OH)
c(CH4)
c(CH3OH)
c(CH4)
催化剂Ⅰ
10.8
12722
345.2
42780
催化剂Ⅱ
9.2
10775
34
38932
在选择使用催化剂Ⅰ和350℃条件下反应,0~2min生成CH3OH的平均反应速率为 5.4 μmol•L﹣1•min﹣1;若某空间站的生命保障系统实际选择使用催化剂Ⅱ和400℃的反应条件,原因是 400℃的反应速率更快,相同温度下,催化剂Ⅱ副产物浓度低,甲烷与甲醇比例高 。
【解答】解:(1)已知2H2O2H2↑+O2↑,△H=+572kJ•mol﹣1,则氢气燃烧生成1mol液态水放出热量为:286kJ,故△H=﹣286kJ/mol,
故答案为:﹣286;
(2)①△H>Ea,则生成物能量低于a,则图应该为,
故答案为;
②列出三步法:CO2(g)+4H2(g)2H2O(g)+CH4(g)
0.1mol 0.4mol 0 0
0.05mol 0.2mol 0.1mol 0.05mol
0.05mol 0.2mol 0.1mol 0.05mol
故二氧化碳的转化率=×100%=×100%=50%;
K===625,对应的温度是660.2℃;
故答案为:50%;660.2;
(3)根据v===5.4μmol•L﹣1•min﹣1;由图可知400℃的反应速率更快,相同温度下,催化剂Ⅱ副产物浓度低,甲烷与甲醇比例高,
故答案为:5.4;400℃的反应速率更快,相同温度下,催化剂Ⅱ副产物浓度低,甲烷与甲醇比例高。
【点评】本题考查反应热与焓变,为高频考点,把握盖斯定律为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
17.(12分)磷酸氢二铵[(NH4)2HPO4]常用于干粉灭火剂。某研究小组用磷酸吸收氨气制备(NH4)2HPO4,装置如图所示(夹持和搅拌装置已省略)。
回答问题:
(1)实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)制备氨气的化学方程式为 2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑ 。
(2)现有浓H3PO4质量分数为85%,密度为1.7g•mL﹣1。若实验需100mL1.7mol•L﹣1的H3PO4溶液,则需浓H3PO4 11.5 mL(保留一位小数)。
(3)装置中活塞K2的作用为 平衡压强防倒吸 。实验过程中,当出现 倒吸 现象时,应及时关闭K1,打开K2。
(4)当溶液pH为8.0~9.0时,停止通NH3,即可制得(NH4)2HPO4溶液。若继续通入NH3,当pH>10.0时,溶液中OH﹣、 NH4+ 和 PO43﹣ (填离子符号)浓度明显增加。
(5)若本实验不选用pH传感器,还可选用 酚酞 作指示剂,当溶液颜色由 无色 变为 浅红色 时,停止通NH3。
【解答】解:(1)加热条件下,实验室用NH4Cl(s)和Ca(OH)2(s)生成氨气、氯化钙和水,根据反应物、生成物及反应条件书写方程式:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑,
故答案为:2NH4Cl+Ca(OH)2CaCl2+2H2O+2NH3↑;
(2)n(H3PO4)=0.1L×1.7mol•L﹣1=0.17mol,m=nM=0.17mol×98g/mol=16.66g,ρ=,即V==≈11.5mL,
故答案为:11.5;
(3)由图可知,装置中活塞K2是防倒吸的,如果实验过程中出现倒吸现象时,应及时关闭K1,打开K2,
故答案为:平衡压强防倒吸;倒吸;
(4)继续通入NH3,溶液中氨水的量增加,一水合氨电离导致NH4+、OH﹣增加,电离方程式为NH3•H2O⇌NH4++OH﹣,则NH4+、OH﹣,所以HPO42﹣⇌H++PO43﹣平衡向右移动,c(PO43﹣)增大;
故答案为:NH4+;PO43﹣;
(5)(NH4)2HPO4溶液呈碱性,酚酞变色范围为8~10,所以可用酚酞作指示剂,当溶液由无色变为浅红色时,停止通氨气,
故答案为:酚酞;无色;浅红色。
【点评】本题考查物质制备及实验方案设计,侧重考查阅读、分析、判断及知识综合运用能力,明确实验原理、元素化合物的性质、实验操作规范性是解本题关键,题目难度中等。
18.(14分)黄酮哌酯是一种解痉药,可通过如图路线合成:
回答问题:
(1)A→B的反应类型为 取代反应或磺化反应 。
(2)已知B为一元强酸,室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(3)C的化学名称为 苯酚 ,D的结构简式为 。
(4)E和F可用 氯化铁溶液 (写出试剂)鉴别。
(5)X是F的同分异构体,符合下列条件。X可能的结构简式为 或 (任写一种)。
①含有酯基
②含有苯环
③核磁共振氢谱有两组峰
(6)已知酸酐能与羟基化合物反应生成酯。写出下列F→G反应方程式中M和N的结构简式 、 H2O 。
(7)设计以为原料合成的路线 (其他试剂任选)。
已知:
【解答】解:(1)A中氢原子被磺酸基取代生成B,A→B的反应类型为取代反应或磺化反应,
故答案为:取代反应或磺化反应;
(2)已知B为一元强酸,则B能和NaOH以1:1发生中和反应,所以室温下B与NaOH溶液反应的化学方程式为,
故答案为:;
(3)C的化学名称为苯酚,D的结构简式为,
故答案为:苯酚;;
(4)F比E多酚羟基,含有酚羟基的有机物能和氯化铁溶液发生显色反应,所以E和F可用氯化铁溶液鉴别,
故答案为:氯化铁溶液;
(5)X是F的同分异构体,符合下列条件:
①含有酯基;
②含有苯环;
③核磁共振氢谱有两组峰,说明含有两种氢原子,F的不饱和度是6,根据F中不饱和度及氧原子个数知,X中含有两个酯基且X的结构对称,符合条件的结构简式、,
故答案为:或;
(6)F中酚羟基和苯甲酸酐发生取代反应生成苯甲酸,F中亚甲基和羰基发生加成反应生成醇羟基、醇羟基发生消去反应生成G和H2O,同时生成F→G反应方程式中M和N的结构简式、H2O,
故答案为;H2O;
(7)以为原料合成,对二甲苯中两个甲基发生氧化反应生成羧基;苯环上的氢原子发生A生成B、B生成C的反应引入酚羟基;酚羟基发生取代反应然后发生异构化得到目标产物,合成路线为,
故答案为:。
【点评】本题考查有机物推断和合成,侧重考查对比、分析、判断及知识综合运用能力,正确推断各物质的结构简式是解本题关键,采用知识迁移、逆向思维方法进行合成路线设计,题目难度中等。
19.(14分)以Cu2O、ZnO等半导体材料制作的传感器和芯片具有能耗低、效率高的优势。
回答问题:
(1)基态O原子的电子排布式 1s22s22p4 ,其中未成对电子有 2 个。
(2)Cu、Zn等金属具有良好的导电性,从金属键的理论看,原因是 自由电子在外加电场中作定向移动 。
(3)酞菁的铜、锌配合物在光电传感器方面有着重要的应用价值。酞菁分子结构如图1,分子中所有原子共平面,所有N原子的杂化轨道类型相同,均采取 sp2 杂化。
邻苯二甲酸酐()和邻苯二甲酰亚胺()都是合成酞菁的原料,后者熔点高于前者,主要原因是 两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高 。
(4)金属Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子。Zn与氨水反应的离子方程式为 Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH﹣ 。
(5)ZnO晶体中部分O原子被N原子替代后可以改善半导体的性能。Zn﹣N键中离子键成分的百分数小于Zn﹣O键,原因是 O的电负性比N大,即Zn﹣O的极性比Zn﹣N的极性大,离子键成分的百分数更高 。
(6)图2为某ZnO晶胞示意图,图3是若干晶胞无隙并置而成的底面O原子排列局部平面图。▱abcd为所取晶胞的下底面,为锐角等于60°的菱形。以此为参考,用给出的字母表示出与所取晶胞相邻的两个晶胞的底面 ▱cdhi 、 ▱bcfe 。
【解答】解:(1)O原子核外有8个电子,根据构造原理书写基态O的电子排布图为,则其电子排布式为:1s22s22p4,其2p能级上有2个未成对电子,
故答案为:1s22s22p4;2;
(2)通常情况下,金属晶体内部电子的运动是自由流动的,但在外加电场的作用下会定向移动形成电流,所以金属具有导电性,
故答案为:自由电子在外加电场中作定向移动;
(3)由图1可知,物质中的N,有2个σ键,孤电子对数为:×(5﹣3×1)=1,其杂化方式为sp2,邻苯二甲酰亚胺可形成分子间氢键,使其分子间作用力增大,熔点更高,
故答案为:sp2;两者均为分子晶体,后者能形成分子间氢键,使分子间作用力增大,熔点更高;
(4)Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子,该配离子为:Zn(NH3)42+,Zn与氨水反应的离子方程式为:Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH﹣,
故答案为:Zn+4NH3+2H2O=[Zn(NH3)4]2++H2↑+2OH﹣;
(5)O的电负性比N大,即Zn﹣O的极性比Zn﹣N的极性大,离子键成分的百分数更高,
故答案为:O的电负性比N大,即Zn﹣O的极性比Zn﹣N的极性大,离子键成分的百分数更高;
(6)根据晶胞示意图,一个晶胞中8个O原子位于晶胞的顶点,1个O原子位于晶胞体内,4个Zn原子位于晶胞棱上,1个Zn原子位于晶胞体内,棱上的3个Zn原子和体内的Zn原子、O原子形成四面体结构,则与其相邻的晶胞与该晶胞公用bc和cd,结合晶胞平移原则可知相邻的两个晶胞底面为cdhi和bcfe,
故答案为:▱cdhi;▱bcfe。
【点评】本题考查物质结构和性质,为高频考点,涉及晶胞计算、空间构型、原子核外电子排布等知识点,侧重考查学生知识应用、计算、空间想象能力,难点是晶胞计算,属于能力的考查,题目难度中等。
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