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2023届高考化学二轮复习课后习题 综合能力训练(二)
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这是一份2023届高考化学二轮复习课后习题 综合能力训练(二)，共14页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
综合能力训练(二)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有一项符合题意)
1.(2022黑龙江绥化高三模拟)化学与生产、生活、环境密切相关。下列有关说法中正确的是( )。
A.使用加酶洗衣粉,水温越高,洗涤效果越好
B.将CO2合成聚碳酸酯类塑料,有利于实现碳中和
C.PM2.5是指直径大于2.5微米的颗粒污染物
D.可用稀硫酸除去铝锅中的水垢
2.下列操作不能达到实验目的的是( )。
选项
目的
操作
A
分离出苯中少量的苯酚
加入适量NaOH溶液,振荡、静置、分液,然后向苯酚钠溶液中通入足量的二氧化碳,分液
B
比较Cu(OH)2、Mg(OH)2溶度积的大小
向5 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,待有白色沉淀生成后,再滴加
0.2 mol·L-1CuCl2溶液
C
氧化性:Cl2>Br2
向KBrO3溶液中加入少量苯,再通入少量氯气,振荡
D
探究浓度对速率的影响
室温下,取等体积等浓度的两份Na2S2O3溶液,同时分别滴加0.1 mol·L-1 盐酸和1.0 mol·L-1盐酸
3.(2022广东肇庆二模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )。
A.pH=1的盐酸中所含氯离子数目为0.1NA
B.3.36 L O2和4.8 g 臭氧中含有的氧原子数均为0.3NA
C.将0.1 mol Cl2通入含过量NaOH的溶液中,转移的电子数目为0.2NA
D.一定条件下,0.1 mol Br2与0.1 mol H2充分反应后所含分子总数为0.2NA
4.(2022湖南常德模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增。相邻元素Y、Z位于同一周期且均具有多种常见气态氧化物。X分别与Y、Z可形成10个电子的分子。W的单质在空气中燃烧发出耀眼白光。M原子最外层电子数是其K层电子数的3倍。下列有关说法正确的是( )。
A.简单氢化物的稳定性:Y>Z
B.W的最高价氧化物的水化物为强碱
C.X、Y、Z形成的化合物中可能含有极性键和非极性键
D.M在空气中燃烧的主要产物为MO3
5.已知有机物是合成青蒿素的原料之一。下列有关该有机物的说法正确的是( )。
A.分子式为C6H11O4
B.可与酸性KMnO4溶液反应
C.既容易发生取代反应,又容易与氢气发生加成反应
D.是乙酸的同系物,能与碳酸钠反应
6.CH4和CO2都是温室气体,如图是我国科学家利用电解原理成功实现两种气体的处理装置示意图。下列说法错误的是( )。
A.电极A应与电源的负极相连
B.B极上发生反应CO2+2e-CO+O2-
C.可以采用石墨烯作电极,提高气体的吸附性
D.工作时,O2-从电极B侧向电极A侧移动
7.Al3+与F-具有很强的亲和性,当F-的浓度过大时,还会形成AlF63-。AlF3在一定溶剂中存在分步电离,常温下向某浓度的AlF3溶液中加入NaF,实验测定Al3+、AlF2+、AlF2+、AlF3在所有含铝元素微粒中的百分含量随pF[pF=-lg c(F-)]变化如图所示,下列说法错误的是( )。
A.曲线b表示AlF2+
B.pF=4时,c(AlF2+)>c(AlF3)>c(AlF2+)
C.pF=6.6时,3c(Al3+)+2c(AlF2+)+c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-)
D.常温下,Al3++3F-AlF3的化学平衡常数为1015.6
二、非选择题(58分,包括必考题和选考题两部分,第8~10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11~12题为选考题,考生根据要求选择一题作答)
8.(13分)亚硝酰氯(NOCl)常用作催化剂和合成洗涤剂,其沸点为-5.5 ℃,易水解。某学习小组在实验室中用如图所示装置制备NOCl。已知:HNO2既有氧化性又有还原性;AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3AgNO3+HNO2。
回答下列问题。
(1)装置B的作用是 。
(2)装置C中长颈漏斗的作用是 。
(3)实验开始时,先打开K1、K2,关闭K3,再打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸,当观察到C中 时关闭K1、K2。向装置D三颈烧瓶中通入干燥纯净Cl2,当瓶中充满黄绿色气体时,再打开K1、K3,制备NOCl。
(4)装置D中干燥管的作用是 。
(5)实验过程中,若学习小组同学用酒精灯大火加热制取NO,对本实验造成的不利影响是 、 。
(6)NOCl与H2O反应生成HNO2和HCl。
①设计实验证明HNO2是弱酸: 。(仅提供的试剂和用品:1 mol·L-1盐酸、1 mol·L-1 HNO2溶液、Na、NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)
②要验证NOCl与H2O反应后的溶液中存在Cl-和HNO2,合理的操作步骤及正确的顺序是 (填字母)。
a.向烧杯中滴加过量碘化钾淀粉溶液,溶液变蓝色
b.取1.0 mL三颈烧瓶中产品放入烧杯中,加入10.0 mL H2O充分反应
c.向烧杯中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
d.向烧杯中滴加足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,加入稀硝酸,搅拌,仍有白色沉淀
9.(14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题。
(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是 ,还可使用 代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是 ,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为 。
(3)加氨水过程中加热的目的是 。沉淀B的主要成分为 、 (写化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀硫酸处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应(未配平)为MnO4-+H++H2C2O4Mn2++CO2↑+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为 。
10.(16分)火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝:利用甲烷催化还原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳:将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。则0~10 min内,氢气的平均反应速率为 mol·L-1·min-1;第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
图1
②如图2,25 ℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300 mL某浓度的NaCl溶液,正极反应式为 。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为 mol。
图2
图3
③取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3 (填“>”“<”或“=”)0。
(3)脱硫:燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+) (填“>”“<”或“=”)c(NH3·H2O)。
11.[化学选修3—物质结构与性质]
(15分)化学链合成NH3取得新进展,该研究中涉及的物质有Ni-BaH2/Al2O3、Fe-K2O-Al2O3、Cs-Ru/MgO等。
请回答下列问题。
(1)基态Fe原子的价电子排布式为 ,Cs元素位于周期表中的 区。
(2)元素的第一电离能:Mg (填“>”或“<”)Al。H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为 ,其空间立体构型为 ,与NH3互为等电子体的粒子是 (填粒子符号,任写一种)。
(4)已知MgO的熔点为2 852 ℃,CaO的熔点为2 572 ℃,MgO的熔点高于CaO的原因是 。
(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示。
①与C原子紧邻的Ni原子有 个;
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(12,12,0),则c原子的坐标参数为 ;
③已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为 cm。
12.[化学选修5—有机化学基础]
(15分)他米巴罗汀(I)可用于治疗急性白血病,其合成研究具有重要意义,合成路线如图所示:
已知:
ⅰ.CH≡CH+
ⅱ.R—NO2R—NH2ⅲ.R1—NH2++HCl
(1)A中官能团名称是 。
(2)B的结构简式是 。
(3)试剂a是 。
(4)DE的化学方程式是 。
(5)已知H在合成I的同时,还生成甲醇,GH所加物质L的结构简式是 。
(6)B的一种同分异构体符合下列条件,其结构简式是 。
①能发生银镜反应
②核磁共振氢谱只有两组吸收峰
(7)DE的过程中有多种副产物,其中属于高分子化合物的结构简式是 。
(8)也是合成他米巴罗汀(I)的一种原料,合成路线如图所示。利用题中所给信息,可知中间产物的结构简式是 。
参考答案
综合能力训练(二)
1.B 解析 酶的催化应控制在一定温度范围内,防止温度过高而导致蛋白质变性,失去催化功能,A项错误;碳中和的思想是通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”,将CO2合成聚碳酸酯类塑料,有利于实现碳中和,B项正确;PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒污染物,C项错误;硫酸会与铝锅反应,破坏氧化膜使铝锅被腐蚀,D项错误。
2.C 解析 分离出苯中少量的苯酚,可在混合物中加入适量的NaOH溶液,充分振荡后用分液漏斗分液,分离出苯酚钠溶液,然后向苯酚钠溶液中通入足量的二氧化碳,再分液即可,故A不选;向5 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,待有白色沉淀生成后,再滴加0.2 mol·L-1 CuCl2溶液,白色沉淀转化为蓝色沉淀,可以证明Cu(OH)2、Mg(OH)2溶度积的大小,故B不选;应向KBr溶液中加入少量苯,再通入少量氯气,振荡,有机层变橙色,证明氧化性Cl2>Br2,故C选;向等体积等浓度的两份Na2S2O3溶液中同时分别滴加0.1 mol·L-1盐酸和1.0 mol·L-1盐酸,依据产生沉淀的快慢,可以证明浓度对反应速率的影响,故D不选。
3.D 解析 未给出溶液体积,离子数目无法确定,A项错误;没有给出标准状况,无法计算3.36 L O2的物质的量,B项错误;0.1 mol Cl2与过量NaOH溶液反应转移的电子数为0.1 mol ,C项错误;Br2与H2反应前后分子总数不变,D项正确。
4.C 解析 由题干信息可知,短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增。相邻元素Y、Z位于同一周期且均具有多种常见气态氧化物,X分别与Y、Z可形成10个电子的分子,则X为H,Y为C,Z为N;W的单质在空气中燃烧发出耀眼白光,则W为Mg或Al;M原子最外层电子数是其K层电子数的3倍,则M为S。Y为C,Z为N,由于非金属性N>C,故简单氢化物的稳定性为NH3>CH4,即Y
6.A 解析 科学家利用电化学装置将CH4和CO2转化生成C2H4、C2H6、H2O和CO。由原理图可知:阴极上CO2CO,电极反应式为CO2+2e-CO+O2-,阳极生成C2H4的电极反应式为2CH4+2O2--4e-C2H4+2H2O,据此分析。由原理图可知,阴极上CO2CO,阳极上CH4C2H4,则电极A为阳极,与电源的正极连接,A错误;电极B上CO2得电子生成CO,电极反应式为CO2+2e-CO+O2-,B正确;石墨烯能够导电,且其表面积大,吸附力强,因此能够提高气体的吸附性,C正确;工作时,O2-向阳极移动,因此从电极B侧向电极A侧移动,D正确。
7.C 解析 从左到右pF越来越大,AlF3在溶液中存在分步电离,所以图中a、b、c、d分别代表AlF3、AlF2+、AlF2+、Al3+变化曲线,故A正确;图中pF=4时,根据图中信息得到c(AlF2+)>c(AlF3)>c(AlF2+),故B正确;pF=6.6时,根据电荷守恒得到c(Na+)+3c(Al3+)+2c(AlF2+)+c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),故C错误;由图可知,pF=-lg c(F-)=3.8时,c(AlF3)=c(AlF2+),AlF2++F-AlF3的平衡常数K1=c(AlF3)c(F-)·c(AlF2+)=1c(F-)=110-3.8=103.8,根据pF=-lg c(F-)=5.2时,c(AlF2+)=c(AlF2+),AlF2++F-AlF2+的平衡常数K2=c(AlF2+)c(F-)·c(AlF2+)=1c(F-)=110-5.2=105.2,根据pF=-lg c(F-)=6.6时,c(Al3+)=c(AlF2+),Al3++F-AlF2+的平衡常数K3=c(AlF2+)c(F-)·c(Al3+)=1c(F-)=110-6.6=106.6,常温下,Al3++3F-AlF3的化学平衡常数为K=K1·K2·K3=103.8×105.2×106.6=1015.6,故D正确。
8.答案 (1)除去NO中的HNO3、NO2气体
(2)平衡系统内外压强,避免C中压强过大
(3)红棕色完全消失
(4)防止水蒸气进入三颈烧瓶中与NOCl反应
(5)温度过高造成HNO3分解(或挥发) 生成NO气体速度过快,NO来不及反应即大量逸出
(6)①用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸上,试纸变蓝,说明HNO2是弱酸
②bdc
解析 (1)A中制得的NO含有杂质HNO3、NO2,NO不溶于水,而杂质HNO3、NO2均易溶于水,故B的作用为除去NO中的HNO3、NO2气体。
(2)C中长颈漏斗的作用为平衡系统内外压强,避免C中压强过大。
(3)当C中红棕色完全消失时,不再存在NO2气体,得到比较纯净的NO。
(4)因为亚硝酰氯(NOCl)易水解,所以必须防止有水蒸气进入三颈烧瓶中与NOCl反应,故D的作用应该是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中。
(5)对圆底烧瓶大火加热,会使得反应迅速产生大量NO气体,会使较多的NO气体未参加反应便逸出,同时,温度较高时HNO3会分解或挥发,产生较多杂质气体。
(6)①若HNO2为弱酸,则NaNO2会水解,其溶液呈碱性,故可用红色石蕊试纸来检验。②由已知HNO2既有氧化性又有还原性,可以看出a是通过KI的还原性来检验含有HNO2的,c是通过酸性KMnO4溶液的氧化性来检验含有HNO2的,d步骤检验氯离子时引入了稀硝酸,故再通过KI的还原性来检验含有HNO2是不合理的,只能选用c步骤检验HNO2,故答案为bdc。
9.答案 (1)将Fe2+氧化为Fe3+ H2O2溶液
(2)SiO2 SiO2+ 4HFSiF4↑+2H2O
(3)促进Fe3+与Al3+水解 Fe(OH)3 Al(OH)3
(4)45.0%
解析 (1)由于Ksp[Fe(OH)2]≫Ksp[Fe(OH)3],Fe3+在pH较小时就可以转化为Fe(OH)3沉淀,所以需要将Fe2+氧化为Fe3+;H2O2是“绿色”氧化剂,可以将Fe2+氧化为Fe3+,而且不会引入杂质。
(2)二氧化硅不溶于盐酸和硝酸,因此沉淀A是SiO2,其与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。
(3)盐的水解是吸热反应,加热可以促进Fe3+与Al3+水解,有利于使Fe3+和Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀。沉淀B的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。
(4)根据反应可得如下关系式:5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4
n(KMnO4)=0.050 0 mol·L-1×36.00×10-3 L=1.8×10-3 mol
n(Ca2+)=1.8×10-3 mol×52=4.5×10-3 mol,则水泥样品中钙的质量分数为4.5×10-3mol×40 g·mol-10.400 g×100%=45.0%。
10.答案 (1)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1
(2)①0.225 正向 ②O2+4H++4e-2H2O
0.005 ③<
(3)NH4++H2ONH3·H2O+H+ =
解析 (1)CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1①,CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ·mol-1②,甲烷直接将NO2还原为N2的化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律,12(①+②)可得反应热ΔH=12(ΔH1+ΔH2)=12(-574 kJ·mol-1-1 160 kJ·mol-1)=-867 kJ·mol-1。
(2)①由图1可知,10 min时,反应已经达到平衡状态,Δc(CO2)=1.00 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.75 mol·L-1,所以10 min内,v(CO2)=Δc(CO2)Δt=0.075 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,故v(H2)=3v(CO2)=3×0.075 mol·L-1·min-1=0.225 mol·L-1·min-1;CO2的起始浓度为1.00 mol·L-1,而充入CO2的物质的量为1 mol,所以可知容器的容积为1 L,根据图1可知:c(CO2)平衡=0.25 mol·L-1,c(CH3OH)平衡=0.75 mol·L-1。建立“三段式”过程分析可知:
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
起始(mol·L-1) 1 3 0 0
转化(mol·L-1) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol·L-1) 0.25 0.75 0.75 0.75
则K=c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2)=0.75×0.750.753×0.25=163;保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)时,又因为Qc=c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2)=11245<163,故平衡正向移动;②在甲醇燃料电池中,正极O2得电子发生还原反应,酸性介质溶液中,电极反应为O2+4H++4e-2H2O;闭合回路中相同时间通过的电量相等,电解池的阴极电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,NaCl溶液的pH变为13,Δn(OH-)=(10-1-10-7) mol·L-1×0.3 L≈0.03 mol,可知电路中转移0.03 mol电子,左侧燃料电池的负极电极反应式为CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+,可知CH3OH~6e-,n(CH3OH)=16×0.03 mol=0.005 mol;③由图3可知最高点反应达到平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即ΔH3<0。
(3)(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,NH4+水解显酸性,NH4++H2ONH3·H2O+H+,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可得:c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO42-),则c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-),根据物料守恒有c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-),故c(Na+)=c(NH3·H2O)。
11.答案 (1)3d64s2 s
(2)> O>N>H
(3)sp3 三角锥形 H3O+(合理即可)
(4)二者均属于离子晶体,Mg2+的半径小于Ca2+,MgO的晶格能大于CaO
(5)①6 ②(12,0,12) ③321322ρNA
解析 (2)Mg的最外层为全充满状态,电子能量较低,所以第一电离能Mg>Al;H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为O>N>H;
(3)NH3分子是由极性共价键所形成的极性分子,N原子杂化后的4个sp3轨道中,有一个杂化轨道上有一对孤电子对不能再结合H原子,只能利用另外3个sp3轨道上的3个单电子结合3个H原子形成3个N—H键,而孤电子对对这3个键有较强的排斥作用,所以NH3分子空间立体构型为三角锥形,其中心原子的杂化方式为sp3杂化;NH3为10电子分子,所以等电子体可以是H3O+;
(4)从MgO与CaO的熔点均很高,可判断出二者的晶体类型均为离子晶体。但由于Mg2+的半径小于Ca2+的,MgO的晶格能大于CaO的,故CaO的熔点低于MgO;
(5)①从图中可看出Ni原子位于晶胞的面心上,而C原子位于晶胞的体心上,所以与体心位置最近的面心共有6个,即与C原子紧邻的Ni原子有6个;
②a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(12,12,0),在三维立体坐标轴中c原子所在位置为x=12,y=0,z=12,所以c原子的坐标参数为(12,0,12);
③设晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为a cm,则该晶胞的棱长为2a cm,晶胞体积为V=22a3 cm3,由于Ni位于面心,所以完全属于一个晶胞的Ni有6×12=3个,Mg位于顶点,所以完全属于一个晶胞的Mg有8×18=1个,C位于体心,完全属于该晶胞,所以该晶胞的质量可表示为m=3×59+24+12NA g,则晶体的密度ρ=mV=3×59+24+12NAg22a3cm3,解得a=321322ρNA。
12.答案 (1)碳碳三键
(2)
(3)浓硝酸、浓硫酸
(4)++2HCl
(5)
(6)
(7)
(8)
解析 A的分子式为C2H2,为乙炔,则A的结构简式为HC≡CH;由B的分子式及A的分子式,可确定1个B分子是由1个A分子与2个发生加成反应生成,从而得出B的结构简式为;B与H2加成生成C的结构简式为;C与HCl发生取代反应生成D,则D的结构简式为;D与苯在AlCl3的作用下发生取代反应生成(E),由G可逆推出F为,它是E与浓硝酸、浓硫酸作用制得的;F在Ni作用下被H2还原为(G);G与物质L在DMAP作用下生成H,H与NaOH甲醇溶液共热,然后酸化生成(I)和CH3OH;则可逆推出L为,H为。
(1)由以上分析知,A为HC≡CH,所含官能团名称是碳碳三键。
(2)由以上分析知,B的结构简式是。
(3)由以上分析知,试剂a是浓硝酸、浓硫酸。
(4)D为,E为,DE的化学方程式是++2HCl。
(5)由以上分析知,GH所加物质L的结构简式是。
(6)B为,它的一种同分异构体符合下列条件“①能发生银镜反应 ②核磁共振氢谱只有两组吸收峰”,则其含有2个—CHO,且有4个性质相同的—CH3,所以其结构简式是。
(7)D为,E为,DE的过程中,发生苯环上氢的取代反应,氢原子位置不同,产物不同,因此有多种副产物,其中属于高分子化合物的结构简式是。
(8)采用逆推法,I是,H是,根据物质在反应过程中碳链不变,中间产物与有机物2在AlCl3作用下生成H,结合题干信息可知应该是苯环上的2个邻位氢原子发生的取代反应,则由H可逆推出中间产物为。
综合能力训练(二)
(时间:45分钟 满分:100分)
一、选择题(共7小题,每小题6分,共42分。每小题只有一项符合题意)
1.(2022黑龙江绥化高三模拟)化学与生产、生活、环境密切相关。下列有关说法中正确的是( )。
A.使用加酶洗衣粉,水温越高,洗涤效果越好
B.将CO2合成聚碳酸酯类塑料,有利于实现碳中和
C.PM2.5是指直径大于2.5微米的颗粒污染物
D.可用稀硫酸除去铝锅中的水垢
2.下列操作不能达到实验目的的是( )。
选项
目的
操作
A
分离出苯中少量的苯酚
加入适量NaOH溶液,振荡、静置、分液,然后向苯酚钠溶液中通入足量的二氧化碳,分液
B
比较Cu(OH)2、Mg(OH)2溶度积的大小
向5 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,待有白色沉淀生成后,再滴加
0.2 mol·L-1CuCl2溶液
C
氧化性:Cl2>Br2
向KBrO3溶液中加入少量苯,再通入少量氯气,振荡
D
探究浓度对速率的影响
室温下,取等体积等浓度的两份Na2S2O3溶液,同时分别滴加0.1 mol·L-1 盐酸和1.0 mol·L-1盐酸
3.(2022广东肇庆二模)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是( )。
A.pH=1的盐酸中所含氯离子数目为0.1NA
B.3.36 L O2和4.8 g 臭氧中含有的氧原子数均为0.3NA
C.将0.1 mol Cl2通入含过量NaOH的溶液中,转移的电子数目为0.2NA
D.一定条件下,0.1 mol Br2与0.1 mol H2充分反应后所含分子总数为0.2NA
4.(2022湖南常德模拟)短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增。相邻元素Y、Z位于同一周期且均具有多种常见气态氧化物。X分别与Y、Z可形成10个电子的分子。W的单质在空气中燃烧发出耀眼白光。M原子最外层电子数是其K层电子数的3倍。下列有关说法正确的是( )。
A.简单氢化物的稳定性:Y>Z
B.W的最高价氧化物的水化物为强碱
C.X、Y、Z形成的化合物中可能含有极性键和非极性键
D.M在空气中燃烧的主要产物为MO3
5.已知有机物是合成青蒿素的原料之一。下列有关该有机物的说法正确的是( )。
A.分子式为C6H11O4
B.可与酸性KMnO4溶液反应
C.既容易发生取代反应,又容易与氢气发生加成反应
D.是乙酸的同系物,能与碳酸钠反应
6.CH4和CO2都是温室气体,如图是我国科学家利用电解原理成功实现两种气体的处理装置示意图。下列说法错误的是( )。
A.电极A应与电源的负极相连
B.B极上发生反应CO2+2e-CO+O2-
C.可以采用石墨烯作电极,提高气体的吸附性
D.工作时,O2-从电极B侧向电极A侧移动
7.Al3+与F-具有很强的亲和性,当F-的浓度过大时,还会形成AlF63-。AlF3在一定溶剂中存在分步电离,常温下向某浓度的AlF3溶液中加入NaF,实验测定Al3+、AlF2+、AlF2+、AlF3在所有含铝元素微粒中的百分含量随pF[pF=-lg c(F-)]变化如图所示,下列说法错误的是( )。
A.曲线b表示AlF2+
B.pF=4时,c(AlF2+)>c(AlF3)>c(AlF2+)
C.pF=6.6时,3c(Al3+)+2c(AlF2+)+c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-)
D.常温下,Al3++3F-AlF3的化学平衡常数为1015.6
二、非选择题(58分,包括必考题和选考题两部分,第8~10题为必考题,每个试题考生都必须作答。第11~12题为选考题,考生根据要求选择一题作答)
8.(13分)亚硝酰氯(NOCl)常用作催化剂和合成洗涤剂,其沸点为-5.5 ℃,易水解。某学习小组在实验室中用如图所示装置制备NOCl。已知:HNO2既有氧化性又有还原性;AgNO2微溶于水,能溶于硝酸,AgNO2+HNO3AgNO3+HNO2。
回答下列问题。
(1)装置B的作用是 。
(2)装置C中长颈漏斗的作用是 。
(3)实验开始时,先打开K1、K2,关闭K3,再打开分液漏斗活塞滴入适量稀硝酸,当观察到C中 时关闭K1、K2。向装置D三颈烧瓶中通入干燥纯净Cl2,当瓶中充满黄绿色气体时,再打开K1、K3,制备NOCl。
(4)装置D中干燥管的作用是 。
(5)实验过程中,若学习小组同学用酒精灯大火加热制取NO,对本实验造成的不利影响是 、 。
(6)NOCl与H2O反应生成HNO2和HCl。
①设计实验证明HNO2是弱酸: 。(仅提供的试剂和用品:1 mol·L-1盐酸、1 mol·L-1 HNO2溶液、Na、NaNO2溶液、红色石蕊试纸、蓝色石蕊试纸)
②要验证NOCl与H2O反应后的溶液中存在Cl-和HNO2,合理的操作步骤及正确的顺序是 (填字母)。
a.向烧杯中滴加过量碘化钾淀粉溶液,溶液变蓝色
b.取1.0 mL三颈烧瓶中产品放入烧杯中,加入10.0 mL H2O充分反应
c.向烧杯中滴加酸性KMnO4溶液,溶液紫红色褪去
d.向烧杯中滴加足量AgNO3溶液,有白色沉淀生成,加入稀硝酸,搅拌,仍有白色沉淀
9.(14分)水泥是重要的建筑材料。水泥熟料的主要成分为CaO、SiO2,并含有一定量的铁、铝等金属的氧化物。实验室测定水泥样品中钙含量的过程如图所示:
回答下列问题。
(1)在分解水泥样品过程中,以盐酸为溶剂,氯化铵为助溶剂,还需加入几滴硝酸。加入硝酸的目的是 ,还可使用 代替硝酸。
(2)沉淀A的主要成分是 ,其不溶于强酸但可与一种弱酸反应,该反应的化学方程式为 。
(3)加氨水过程中加热的目的是 。沉淀B的主要成分为 、 (写化学式)。
(4)草酸钙沉淀经稀硫酸处理后,用KMnO4标准溶液滴定,通过测定草酸的量可间接获知钙的含量,滴定反应(未配平)为MnO4-+H++H2C2O4Mn2++CO2↑+H2O。实验中称取0.400 g水泥样品,滴定时消耗了0.050 0 mol·L-1的KMnO4溶液36.00 mL,则该水泥样品中钙的质量分数为 。
10.(16分)火力发电厂释放出大量氮氧化物(NOx)、SO2和CO2等气体会造成环境问题。对燃煤废气进行脱硝、脱硫和脱碳等处理,可实现绿色环保、节能减排、废物利用等目的。
(1)脱硝:利用甲烷催化还原NOx。
CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1
CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ·mol-1
甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 。
(2)脱碳:将CO2转化为甲醇:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) ΔH3
①在一恒温恒容密闭容器中充入1 mol CO2和3 mol H2进行上述反应。测得CO2和CH3OH(g)浓度随时间变化如图1所示。则0~10 min内,氢气的平均反应速率为 mol·L-1·min-1;第10 min后,保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g),则平衡 (填“正向”“逆向”或“不”)移动。
图1
②如图2,25 ℃时以甲醇燃料电池(电解质溶液为稀硫酸)为电源来电解300 mL某浓度的NaCl溶液,正极反应式为 。在电解一段时间后,NaCl溶液的pH变为13(假设NaCl溶液的体积不变),则理论上消耗甲醇的物质的量为 mol。
图2
图3
③取五份等体积的CO2和H2的混合气体(物质的量之比均为1∶3),分别加入温度不同、容积相同的恒容密闭容器中,发生上述反应,反应相同时间后,测得甲醇的体积分数φ(CH3OH)与反应温度T的关系曲线如图3所示,则上述CO2转化为甲醇的反应的ΔH3 (填“>”“<”或“=”)0。
(3)脱硫:燃煤废气经脱硝、脱碳后,与一定量氨气、空气反应,生成硫酸铵。硫酸铵水溶液呈酸性的原因是 (用离子方程式表示);室温时,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则所得溶液中微粒浓度大小关系c(Na+) (填“>”“<”或“=”)c(NH3·H2O)。
11.[化学选修3—物质结构与性质]
(15分)化学链合成NH3取得新进展,该研究中涉及的物质有Ni-BaH2/Al2O3、Fe-K2O-Al2O3、Cs-Ru/MgO等。
请回答下列问题。
(1)基态Fe原子的价电子排布式为 ,Cs元素位于周期表中的 区。
(2)元素的第一电离能:Mg (填“>”或“<”)Al。H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为 (用元素符号表示)。
(3)NH3分子中中心原子的杂化方式为 ,其空间立体构型为 ,与NH3互为等电子体的粒子是 (填粒子符号,任写一种)。
(4)已知MgO的熔点为2 852 ℃,CaO的熔点为2 572 ℃,MgO的熔点高于CaO的原因是 。
(5)研究发现,只含Ni、Mg和C三种元素的晶体也具有超导性,该晶体的晶胞结构如图所示。
①与C原子紧邻的Ni原子有 个;
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(12,12,0),则c原子的坐标参数为 ;
③已知该晶体的密度为ρ g·cm-3,阿伏加德罗常数的值为NA,则晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为 cm。
12.[化学选修5—有机化学基础]
(15分)他米巴罗汀(I)可用于治疗急性白血病,其合成研究具有重要意义,合成路线如图所示:
已知:
ⅰ.CH≡CH+
ⅱ.R—NO2R—NH2ⅲ.R1—NH2++HCl
(1)A中官能团名称是 。
(2)B的结构简式是 。
(3)试剂a是 。
(4)DE的化学方程式是 。
(5)已知H在合成I的同时,还生成甲醇,GH所加物质L的结构简式是 。
(6)B的一种同分异构体符合下列条件,其结构简式是 。
①能发生银镜反应
②核磁共振氢谱只有两组吸收峰
(7)DE的过程中有多种副产物,其中属于高分子化合物的结构简式是 。
(8)也是合成他米巴罗汀(I)的一种原料,合成路线如图所示。利用题中所给信息,可知中间产物的结构简式是 。
参考答案
综合能力训练(二)
1.B 解析 酶的催化应控制在一定温度范围内,防止温度过高而导致蛋白质变性,失去催化功能,A项错误;碳中和的思想是通过植树造林、节能减排等形式,以抵消自身产生的二氧化碳排放量,实现二氧化碳“零排放”,将CO2合成聚碳酸酯类塑料,有利于实现碳中和,B项正确;PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒污染物,C项错误;硫酸会与铝锅反应,破坏氧化膜使铝锅被腐蚀,D项错误。
2.C 解析 分离出苯中少量的苯酚,可在混合物中加入适量的NaOH溶液,充分振荡后用分液漏斗分液,分离出苯酚钠溶液,然后向苯酚钠溶液中通入足量的二氧化碳,再分液即可,故A不选;向5 mL 0.2 mol·L-1 MgCl2溶液中滴加少量NaOH溶液,待有白色沉淀生成后,再滴加0.2 mol·L-1 CuCl2溶液,白色沉淀转化为蓝色沉淀,可以证明Cu(OH)2、Mg(OH)2溶度积的大小,故B不选;应向KBr溶液中加入少量苯,再通入少量氯气,振荡,有机层变橙色,证明氧化性Cl2>Br2,故C选;向等体积等浓度的两份Na2S2O3溶液中同时分别滴加0.1 mol·L-1盐酸和1.0 mol·L-1盐酸,依据产生沉淀的快慢,可以证明浓度对反应速率的影响,故D不选。
3.D 解析 未给出溶液体积,离子数目无法确定,A项错误;没有给出标准状况,无法计算3.36 L O2的物质的量,B项错误;0.1 mol Cl2与过量NaOH溶液反应转移的电子数为0.1 mol ,C项错误;Br2与H2反应前后分子总数不变,D项正确。
4.C 解析 由题干信息可知,短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次递增。相邻元素Y、Z位于同一周期且均具有多种常见气态氧化物,X分别与Y、Z可形成10个电子的分子,则X为H,Y为C,Z为N;W的单质在空气中燃烧发出耀眼白光,则W为Mg或Al;M原子最外层电子数是其K层电子数的3倍,则M为S。Y为C,Z为N,由于非金属性N>C,故简单氢化物的稳定性为NH3>CH4,即Y
6.A 解析 科学家利用电化学装置将CH4和CO2转化生成C2H4、C2H6、H2O和CO。由原理图可知:阴极上CO2CO,电极反应式为CO2+2e-CO+O2-,阳极生成C2H4的电极反应式为2CH4+2O2--4e-C2H4+2H2O,据此分析。由原理图可知,阴极上CO2CO,阳极上CH4C2H4,则电极A为阳极,与电源的正极连接,A错误;电极B上CO2得电子生成CO,电极反应式为CO2+2e-CO+O2-,B正确;石墨烯能够导电,且其表面积大,吸附力强,因此能够提高气体的吸附性,C正确;工作时,O2-向阳极移动,因此从电极B侧向电极A侧移动,D正确。
7.C 解析 从左到右pF越来越大,AlF3在溶液中存在分步电离,所以图中a、b、c、d分别代表AlF3、AlF2+、AlF2+、Al3+变化曲线,故A正确;图中pF=4时,根据图中信息得到c(AlF2+)>c(AlF3)>c(AlF2+),故B正确;pF=6.6时,根据电荷守恒得到c(Na+)+3c(Al3+)+2c(AlF2+)+c(AlF2+)+c(H+)=c(F-)+c(OH-),故C错误;由图可知,pF=-lg c(F-)=3.8时,c(AlF3)=c(AlF2+),AlF2++F-AlF3的平衡常数K1=c(AlF3)c(F-)·c(AlF2+)=1c(F-)=110-3.8=103.8,根据pF=-lg c(F-)=5.2时,c(AlF2+)=c(AlF2+),AlF2++F-AlF2+的平衡常数K2=c(AlF2+)c(F-)·c(AlF2+)=1c(F-)=110-5.2=105.2,根据pF=-lg c(F-)=6.6时,c(Al3+)=c(AlF2+),Al3++F-AlF2+的平衡常数K3=c(AlF2+)c(F-)·c(Al3+)=1c(F-)=110-6.6=106.6,常温下,Al3++3F-AlF3的化学平衡常数为K=K1·K2·K3=103.8×105.2×106.6=1015.6,故D正确。
8.答案 (1)除去NO中的HNO3、NO2气体
(2)平衡系统内外压强,避免C中压强过大
(3)红棕色完全消失
(4)防止水蒸气进入三颈烧瓶中与NOCl反应
(5)温度过高造成HNO3分解(或挥发) 生成NO气体速度过快,NO来不及反应即大量逸出
(6)①用玻璃棒蘸取NaNO2溶液,点在红色石蕊试纸上,试纸变蓝,说明HNO2是弱酸
②bdc
解析 (1)A中制得的NO含有杂质HNO3、NO2,NO不溶于水,而杂质HNO3、NO2均易溶于水,故B的作用为除去NO中的HNO3、NO2气体。
(2)C中长颈漏斗的作用为平衡系统内外压强,避免C中压强过大。
(3)当C中红棕色完全消失时,不再存在NO2气体,得到比较纯净的NO。
(4)因为亚硝酰氯(NOCl)易水解,所以必须防止有水蒸气进入三颈烧瓶中与NOCl反应,故D的作用应该是防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中。
(5)对圆底烧瓶大火加热,会使得反应迅速产生大量NO气体,会使较多的NO气体未参加反应便逸出,同时,温度较高时HNO3会分解或挥发,产生较多杂质气体。
(6)①若HNO2为弱酸,则NaNO2会水解,其溶液呈碱性,故可用红色石蕊试纸来检验。②由已知HNO2既有氧化性又有还原性,可以看出a是通过KI的还原性来检验含有HNO2的,c是通过酸性KMnO4溶液的氧化性来检验含有HNO2的,d步骤检验氯离子时引入了稀硝酸,故再通过KI的还原性来检验含有HNO2是不合理的,只能选用c步骤检验HNO2,故答案为bdc。
9.答案 (1)将Fe2+氧化为Fe3+ H2O2溶液
(2)SiO2 SiO2+ 4HFSiF4↑+2H2O
(3)促进Fe3+与Al3+水解 Fe(OH)3 Al(OH)3
(4)45.0%
解析 (1)由于Ksp[Fe(OH)2]≫Ksp[Fe(OH)3],Fe3+在pH较小时就可以转化为Fe(OH)3沉淀,所以需要将Fe2+氧化为Fe3+;H2O2是“绿色”氧化剂,可以将Fe2+氧化为Fe3+,而且不会引入杂质。
(2)二氧化硅不溶于盐酸和硝酸,因此沉淀A是SiO2,其与氢氟酸反应的化学方程式为SiO2+4HFSiF4↑+2H2O。
(3)盐的水解是吸热反应,加热可以促进Fe3+与Al3+水解,有利于使Fe3+和Al3+转化为Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀。沉淀B的主要成分为Fe(OH)3、Al(OH)3。
(4)根据反应可得如下关系式:5Ca2+~5H2C2O4~2KMnO4
n(KMnO4)=0.050 0 mol·L-1×36.00×10-3 L=1.8×10-3 mol
n(Ca2+)=1.8×10-3 mol×52=4.5×10-3 mol,则水泥样品中钙的质量分数为4.5×10-3mol×40 g·mol-10.400 g×100%=45.0%。
10.答案 (1)CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH=-867 kJ·mol-1
(2)①0.225 正向 ②O2+4H++4e-2H2O
0.005 ③<
(3)NH4++H2ONH3·H2O+H+ =
解析 (1)CH4(g)+4NO2(g)4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-574 kJ·mol-1①,CH4(g)+4NO(g)2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g) ΔH2=-1 160 kJ·mol-1②,甲烷直接将NO2还原为N2的化学方程式为CH4(g)+2NO2(g)N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),根据盖斯定律,12(①+②)可得反应热ΔH=12(ΔH1+ΔH2)=12(-574 kJ·mol-1-1 160 kJ·mol-1)=-867 kJ·mol-1。
(2)①由图1可知,10 min时,反应已经达到平衡状态,Δc(CO2)=1.00 mol·L-1-0.25 mol·L-1=0.75 mol·L-1,所以10 min内,v(CO2)=Δc(CO2)Δt=0.075 mol·L-1·min-1,反应速率之比等于化学计量数之比,故v(H2)=3v(CO2)=3×0.075 mol·L-1·min-1=0.225 mol·L-1·min-1;CO2的起始浓度为1.00 mol·L-1,而充入CO2的物质的量为1 mol,所以可知容器的容积为1 L,根据图1可知:c(CO2)平衡=0.25 mol·L-1,c(CH3OH)平衡=0.75 mol·L-1。建立“三段式”过程分析可知:
CO2(g) + 3H2(g) CH3OH(g) + H2O(g)
起始(mol·L-1) 1 3 0 0
转化(mol·L-1) 0.75 2.25 0.75 0.75
平衡(mol·L-1) 0.25 0.75 0.75 0.75
则K=c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2)=0.75×0.750.753×0.25=163;保持温度不变,向该密闭容器中再充入1 mol CO2(g)和1 mol H2O(g)时,又因为Qc=c(CH3OH)·c(H2O)c(CO2)·c3(H2)=11245<163,故平衡正向移动;②在甲醇燃料电池中,正极O2得电子发生还原反应,酸性介质溶液中,电极反应为O2+4H++4e-2H2O;闭合回路中相同时间通过的电量相等,电解池的阴极电极反应为2H2O+2e-H2↑+2OH-,NaCl溶液的pH变为13,Δn(OH-)=(10-1-10-7) mol·L-1×0.3 L≈0.03 mol,可知电路中转移0.03 mol电子,左侧燃料电池的负极电极反应式为CH3OH+H2O-6e-CO2↑+6H+,可知CH3OH~6e-,n(CH3OH)=16×0.03 mol=0.005 mol;③由图3可知最高点反应达到平衡,达平衡后,温度越高,φ(CH3OH)越小,说明升温平衡向逆反应方向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,即ΔH3<0。
(3)(NH4)2SO4为强酸弱碱盐,NH4+水解显酸性,NH4++H2ONH3·H2O+H+,向(NH4)2SO4溶液中滴入NaOH溶液至溶液呈中性,则c(H+)=c(OH-),根据电荷守恒可得:c(NH4+)+c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+2c(SO42-),则c(NH4+)+c(Na+)=2c(SO42-),根据物料守恒有c(NH4+)+c(NH3·H2O)=2c(SO42-),故c(Na+)=c(NH3·H2O)。
11.答案 (1)3d64s2 s
(2)> O>N>H
(3)sp3 三角锥形 H3O+(合理即可)
(4)二者均属于离子晶体,Mg2+的半径小于Ca2+,MgO的晶格能大于CaO
(5)①6 ②(12,0,12) ③321322ρNA
解析 (2)Mg的最外层为全充满状态,电子能量较低,所以第一电离能Mg>Al;H、N、O元素的电负性由大到小的顺序为O>N>H;
(3)NH3分子是由极性共价键所形成的极性分子,N原子杂化后的4个sp3轨道中,有一个杂化轨道上有一对孤电子对不能再结合H原子,只能利用另外3个sp3轨道上的3个单电子结合3个H原子形成3个N—H键,而孤电子对对这3个键有较强的排斥作用,所以NH3分子空间立体构型为三角锥形,其中心原子的杂化方式为sp3杂化;NH3为10电子分子,所以等电子体可以是H3O+;
(4)从MgO与CaO的熔点均很高,可判断出二者的晶体类型均为离子晶体。但由于Mg2+的半径小于Ca2+的,MgO的晶格能大于CaO的,故CaO的熔点低于MgO;
(5)①从图中可看出Ni原子位于晶胞的面心上,而C原子位于晶胞的体心上,所以与体心位置最近的面心共有6个,即与C原子紧邻的Ni原子有6个;
②a原子的坐标参数为(1,0,0),b原子的坐标参数为(12,12,0),在三维立体坐标轴中c原子所在位置为x=12,y=0,z=12,所以c原子的坐标参数为(12,0,12);
③设晶胞中Ni原子、Mg原子之间的最短距离为a cm,则该晶胞的棱长为2a cm,晶胞体积为V=22a3 cm3,由于Ni位于面心,所以完全属于一个晶胞的Ni有6×12=3个,Mg位于顶点,所以完全属于一个晶胞的Mg有8×18=1个,C位于体心,完全属于该晶胞,所以该晶胞的质量可表示为m=3×59+24+12NA g,则晶体的密度ρ=mV=3×59+24+12NAg22a3cm3,解得a=321322ρNA。
12.答案 (1)碳碳三键
(2)
(3)浓硝酸、浓硫酸
(4)++2HCl
(5)
(6)
(7)
(8)
解析 A的分子式为C2H2,为乙炔,则A的结构简式为HC≡CH;由B的分子式及A的分子式,可确定1个B分子是由1个A分子与2个发生加成反应生成,从而得出B的结构简式为;B与H2加成生成C的结构简式为;C与HCl发生取代反应生成D,则D的结构简式为;D与苯在AlCl3的作用下发生取代反应生成(E),由G可逆推出F为,它是E与浓硝酸、浓硫酸作用制得的;F在Ni作用下被H2还原为(G);G与物质L在DMAP作用下生成H,H与NaOH甲醇溶液共热,然后酸化生成(I)和CH3OH;则可逆推出L为,H为。
(1)由以上分析知,A为HC≡CH,所含官能团名称是碳碳三键。
(2)由以上分析知,B的结构简式是。
(3)由以上分析知,试剂a是浓硝酸、浓硫酸。
(4)D为,E为,DE的化学方程式是++2HCl。
(5)由以上分析知,GH所加物质L的结构简式是。
(6)B为,它的一种同分异构体符合下列条件“①能发生银镜反应 ②核磁共振氢谱只有两组吸收峰”,则其含有2个—CHO,且有4个性质相同的—CH3,所以其结构简式是。
(7)D为,E为,DE的过程中,发生苯环上氢的取代反应,氢原子位置不同,产物不同,因此有多种副产物,其中属于高分子化合物的结构简式是。
(8)采用逆推法,I是,H是,根据物质在反应过程中碳链不变,中间产物与有机物2在AlCl3作用下生成H,结合题干信息可知应该是苯环上的2个邻位氢原子发生的取代反应,则由H可逆推出中间产物为。
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