2023北京八十中高二(下)期中
化 学
(考试时间90分钟 满分100分)
提示:
试卷答案请一律填涂或书写在答题卡上,在试卷上作答无效。
在答题卡上,选择题用2B铅笔作答,其他试题用黑色签字笔作答。
相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 23 S 32 35.5
第一部分 选择题(共48分)
每小题3分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 我国首辆火星车“祝融号”的车身选用高强 性的新型铝基碳化硅复合材料。碳化硅()属于
A. 共价晶体 B. 分子晶体 C. 离子晶体 D. 金属晶体
2. 下列我国科研成果所涉及材料中,主要成分为有机材料的是
A.中国天眼传输信息的石英光纤材料 B.2022年冬奥会聚氨酯速滑服 C.能屏蔽电磁波的碳包覆银纳米线 D.“玉兔二号”钛合金筛网轮
A. A B. B C. C D. D
3. 下列有机化合物存在顺反异构的是
A. B.
C. D.
4. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. HClO的电子式:
B. 乙酸甲酯的结构简式:
C. 乙烯的分子结构模型:
D. 基态S原子的价层电子的轨道表示式:
5. 下列有关性质的比较,不能用元素周期律解释的是
A. 熔点: B. 酸性:
C. 金属性: D. 稳定性:
6. 我国科学家成功利用和人工合成了淀粉,使淀粉的生产方式从农业种植转为工业制造成为可能,其原理如下图所示。下列说法不正确的是
A. 分子中键和键个数比为1∶1
B. 甲醇沸点高于甲醛,是因为甲醇分子间能形成氢键
C. 甲醇分子和二羟基丙酮分子中碳原子的杂化类型均为
D. 二羟基丙酮与乳酸( )互为同分异构体
7. 有3种烃的碳骨架如图所示。下列说法不正确的是
A. a代表2-甲基丙烷
B. b、c分子中所有碳原子均在同一个平面内
C. b、c互为同分异构体
D. 一定条件下,a、b、c均能发生取代反应
8. 除去下列物质中的少量杂质(括号内为杂质),所用试剂或操作方法不正确的是
A. 苯(苯酚):溴水,过滤
B. 溴苯(溴):氢氧化钠溶液,分液
C. 乙烯(二氧化硫):氢氧化钠溶液,洗气
D. 乙酸乙酯(乙酸):饱和碳酸钠溶液,分液
9. 下列事实不能说明基团间存在影响的是
A. 氯乙酸的酸性强于乙酸
B. 苯酚能和溴水反应而苯不能
C. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能
D. 乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而乙烷不能
10. 维生素C的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子式是C6H8O6
B. 分子中含有多个羟基,其水溶性较好
C. 分子中含有碳碳双键、羟基、醚键3种官能团
D. 能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色
11. 下列物质性质的比较,顺序不正确的是
A. 元素的电负性:Cl>S>Na
B. 羧酸的酸性:CH2ClCOOH>CCl3COOH
C. 卤素单质的熔点:I2>Br2>Cl2>F2
D. 相同条件下,物质在水中的溶解度:C2H5OH>CH3(CH2)4OH
12. 常温下,乙酰苯胺是一种具有解热镇痛作用的白色晶体,20℃时在乙醇中的溶解度为36.9g,在水中的溶解度如下表(注:氯化钠可分散在醇中形成胶体)
温度/℃ 25 50 80 100
溶解度/g 0.56 0.84 3.5 5.5
某种乙酰苯胺样品中混入了少量氯化钠杂质,下列提纯乙酰苯胺的方法正确的是
A. 用水溶解后分液 B. 用乙醇溶解后过滤
C. 用水作溶剂进行重结晶 D. 用乙醇作溶剂进行重结晶
13. 用KMnO4氧化甲苯制备苯甲酸。实验方法:将甲苯和KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,过滤,将含有苯甲酸钾(C6H5COOK)和甲苯的滤液按如下流程分离苯甲酸并回收未反应的甲苯。
下列说法不正确的是
A. 操作Ⅰ的名称为分液,操作Ⅱ的名称为蒸馏
B. 加入浓盐酸酸化的目的是为了将苯甲酸钾转化为产物
C. 无色液体A是甲苯,白色固体B是苯甲酸
D. 为了得到更多的白色固体B,冷却结晶时温度越低越好
14. 将链状烷烃进行如下图所示转化是近年来发现的石油绿色裂解方法,反应温度更低,且催化剂具有良好的选择性。下列说法不正确的是
A. 反应物与产物是同系物
B. 沸点由高到低的顺序是:戊烷、丁烷、丙烷
C. 正丁烷的二氯取代物有6种
D. 该裂解方法所需温度低于常规裂解温度是由于催化剂降低了反应的焓变
15. 下表中的实验操作不能达到实验目的的是
选项 实验目的 实验操作
A 鉴别苯和甲苯 分别加入酸性高锰酸钾溶液,观察颜色变化
B 检验溴乙烷中的溴元素 将溴乙烷与溶液混合加热,静置,待溶液分层后,取上层清液用稀硝酸酸化,再加入溶液
C 分离甲醇(沸点65℃)、正丙醇(沸点97℃) 将混合溶液放入蒸馏烧瓶进行加热,分别收集相应的馏分
D 比较乙酸、碳酸、苯酚的酸性强弱 向碳酸钠固体中加入乙酸,将产生的气体通入苯酚钠溶液中
A. A B. B C. C D. D
16. “张-烯炔环异构化反应”被《Name Reactions》收录。该反应可高效构筑五元环状化合物,应用在许多药物的创新合成中,如:
资料:有机物结构可用键线式表示,如的键线式为 。
下列分析不正确的是
A. ①②互为同分异构体
B. ①②均含有三种官能团
C. 1mol①最多能与3mol发生加成反应
D. ①②均能与溶液反应
第二部分 非选择题(共52分)
17. 利用“杯酚”从C60和C70的混合物中纯化C70的过程如下图所示。
(1)“杯酚”的官能团是___________。
(2)“杯酚”分子内官能团之间通过___________(填作用力类型)形成“杯底”。
(3)对叔丁基苯酚[]与反应,生成“杯酚”和一种无机物。
①该无机物是___________。
②关于对叔丁基苯酚的叙述,正确的是___________(填序号)。
a.分子式为 b.分子中所有碳原子均为杂化
c.易被空气中的氧气氧化 d.1mol对叔丁基苯酚最多能与1mol发生反应
(4)不溶于氯仿(化学式为),“杯酚”溶于氯仿,可能的原因是___________。
18. ZnS、CdSe均为重要的半导体材料,可应用于生物标记和荧光显示领域,并在光电器件、生物传感和激光材料等方面也得到了广泛的应用。
(1)基态Zn原子的价层电子排布式为_______。
(2)在周期表中的位置为_______。
(3)S与P在周期表中是相邻元素,两者的第一电离能:S_______P(填“>”、“<”或“=”),解释其原因_______。
(4)CdSe的一种晶体为闪锌矿型结构,晶胞结构如图所示。
①晶胞中,与Cd原子距离最近且相等的Se原子有_______个。
②已知,晶胞边长a nm,阿伏加德罗常数为,CdSe的摩尔质量为。则CdSe晶体的密度是_______。(1nm=10-7cm)
(5)电化学沉积法可用于制备CdSe,其装置示意图如下。
电解过程中阳极有无色气泡产生,CdSe在阴极生成,纯度及颗粒大小会影响CdSe性能,沉积速率过快容易团聚。
①已知,是弱酸。控制合适的电压,可以使转化为纯净的CdSe,写出阴极的电极反应式:_______。
②研究表明,为得到更致密均匀的CdSe薄膜,可用二甲基甲酰胺( )做溶剂降低浓度,从结构的角度分析原因:_______。
19. 为解决汽车尾气达标排放,催化剂及其载体的选择和改良是关键。目前我国研制的稀土催化剂具有很好的催化转化效果,催化过程图如下。
(1)原子序数为40,价电子排布为:,它在周期表中属于___________区。
(2)C、N、O三种元素的简单氢化物的沸点由高到低的顺序为___________。
(3)、均能够与血红蛋白()中形成稳定的配合物使血红蛋白失去携氧能力,因而具有毒性。
已知:进入血液后有如下平衡:
①基态中未成对电子数为___________。
②在、结构中,C、N、O原子均含有孤电子对,与配位时,配位原子均不是原子,理由是:___________。
③高压氧舱可用于治疗中毒,结合平衡移动原理解释其原因:___________。
(4)下列有关说法正确的是___________。
A.、、都是非极性分子
B.每个中,含有1个键,2个键
C.沸点:
(5)若汽车尾气中含有的、、总物质的量为,完全转化为无毒物质,所需的物质的量范围为___________。
20. 依据下列①~⑧有机物回答问题
① ;② ;③;④;⑤;⑥;⑦;⑧
(1)用系统命名法对①②命名:___________、___________。
(2)分子②中最多有___________个碳原子共平面。
(3)与⑤互为同系物且碳原子数最少的有机物的结构简式为___________。
(4)⑤~⑧中互为同分异构体的是___________(填数字序号)。
(5)在水中的溶解度⑥大于⑦,原因是___________。
(6)与⑦含有相同官能团且能发生银镜反应的同分异构体有___________种(不考虑立体异构),其中含有3个甲基()的同分异构体的结构简式为___________。
(7)1mol⑧与足量氢氧化钠溶液共热,反应的化学方程式为___________。
21. 聚乙烯醇滴眼液可治疗眼部干涩等,主要成分是,某同学设计其合成路线如图:
已知:R1COOR2+R3OHR1COOR3+R2OH
(1)①的化学方程式是____。
(2)试剂a是____。
(3)②的反应类型是____。
(4)乙酸乙烯酯有多种同分异构体,其中能与NaHCO3溶液反应放出气体的有(不考虑立体异构):CH2=CH-CH2-COOH、____、____(填结构简式)。
(5)③的化学方程式是____。
(6)设计由乙烯制备B(C2H4O2)的合成路线(参照下述示例,注明物质与条件)。____
甲乙……目标产物
(7)工业上利用反应:CH≡CH+CH3COOH制备中间产物乙酸乙烯酯,其优点是____(答一条即可)。
22. 实验小组探究酸对平衡的影响。将0.005mol/L溶液(接近无色)和0.01mol/L溶液等体积混合,得到红色溶液。取两等份红色溶液,进行如下操作并记录现象。
(1)水解显酸性的原因是___________(用方程式表示)。
(2)甲同学认为加入酸后,会使体系中___________浓度改变,导致该平衡正向移动,溶液颜色加深。
【设计并实施实验】
【查阅资料】Fe3+和、均能发生络合反应:(黄色);(无色)。
(3)离子的空间构型为___________,与配位的原子是___________。
实验Ⅰ.探究现象a中溶液颜色变化的原因
编号 操作 现象
① 向2mL红色溶液中滴加5滴水 溶液颜色无明显变化
② 向2mL红色溶液中滴加5滴3mol/L溶液 溶液颜色变浅,呈橙色
(4)实验(1)的目的是___________。
(5)根据实验(1)和实验(2)的结果,从平衡移动角度解释现象a:___________。
实验Ⅱ.探究现象b中溶液呈浅黄色的原因
编号 操作 现象
③ 取1mL 0.0025mol/L溶液(无色),加入1mL 0.01mol/L溶液,再加入5滴1.5mol/L溶液 溶液先变红,加硫酸后变为浅黄色
④ 取1mL 0.005mol/L溶液 ___________
(6)结合实验(3)可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种,分别是___________。
(7)乙同学进一步补充了实验(4),确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的一种,请将实验④的操作及现象补充完整:___________。
参考答案
第一部分 选择题(共48分)
每小题3分。在每小题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 【答案】A
【详解】结构中一个碳原子通过共价键结合4个硅原子,一个硅原子通过共价键结合4个碳原子,构成空间网状结构,形成共价晶体,所以BCD错误,A正确,
故选A。
2. 【答案】B
【详解】A.中国天眼传输信息的石英光纤材料主要成分是二氧化硅属于无机非金属材料,A错误;
B.聚氨酯是有机合成高分子材料,属于有机材料,B正确;
C.碳包覆银纳米材料属于复合材料,不属于有机材料,C错误;
D.钛合金为含有金属钛元素的合金,其属于金属材料,不属于有机材料,D错误;
故选B。
3. 【答案】D
【分析】顺反异构产生的条件:①分子中至少有一个键不能自由旋转(如碳碳双键);②每个不能自由旋转的同一碳原子上(如碳碳双键两端的碳原子)不能有相同的基团,必须连有两个不同原子或原子团。
【详解】A.中碳碳双键两端的碳原子上连接2个氢原子,不存在顺反异构,A错误;
B.中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个氯原子,不存在顺反异构,B错误;
C.中碳碳双键两端的一个碳原子连接2个甲基,不存在顺反异构,C错误;
D.中碳碳双键两端的碳原子上连接2个不同结构,当两个氢原子位于双键同侧时是顺式异构,否则是反式异构, D正确;
故选D。
4. 【答案】A
【详解】A.已知O原子周围要形成2对共用电子对,而H与Cl均只能形成一对共用电子对,故HClO的电子式为:,A错误;
B.根据酯的命名原则可知,乙酸甲酯的结构简式为:,B正确;
C.已知乙烯为平面型分子,且碳原子半径比氢原子大,故乙烯的分子结构模型为:,C正确;
D.已知S为16号元素,其基态原子价层电子排布为:3s23p4,故基态S原子的价层电子的轨道表示式为:,D正确;
故答案为:A。
5. 【答案】A
【详解】A.由于CO2形成分子晶体,而SiO2形成共价晶体,故熔点:,与元素周期律无关,A符合题意;
B.P和S为同一周期元素,同一周期从左往右元素非金属性依次增强,则最高价氧化物对应水化物的酸性依次增强,故酸性与元素周期律有关,B不合题意;
C.Na和Mg为同一周期元素,同一周期从左往右元素金属性依次减弱,金属性:与元素周期律有关,C不合题意;
D.O和S为同一主族元素,同一主族从上往下元素的非金属性依次减弱,则其简单气态氢化物的稳定性依次减弱,则稳定性:与元素周期律有关,D不合题意;
故答案为:A。
6. 【答案】C
【详解】A.已知CO2的结构简式为:O=C=O,且知单键均为键,双键是一个键和一个键,三键为一个键和二个键,故分子中键和键个数比为2:2=1∶1,A正确;
B.甲醇中含有羟基,故甲醇能够形成分子间氢键,甲醛中不含氢键,故导致甲醇沸点高于甲醛,是因为甲醇分子间能形成氢键,B正确;
C.甲醇分子CH3OH中C原子周围形成4个键,则其价层电子对数为4,采用sp3杂化,而二羟基丙酮分子 中中间含碳氧双键的碳原子周围形成了3个键,无孤电子对,价层电子对数为3,采用sp2杂化,另外两个碳原子周围形成4个键,则其价层电子对数为4,采用sp3杂化,C错误;
D.二羟基丙酮 与乳酸( )分子式相同,结构不同,故互为同分异构体,D正确;
故答案为:C。
7. 【答案】B
【详解】A.由题干图示信息可知,a代表的物质结构简式为:CH3CH(CH3)2,其系统命名为:2-甲基丙烷,A正确;
B.由题干图示信息可知,b分子中含有碳碳双键,存在乙烯所在的平面结构,故分子中的四个碳原子共平面,但c分子中所有碳碳之间均为单键连接,即碳原子采用sp3杂化,其键角为109°28′,若所有碳原子在同一个平面内,则其碳碳键的夹角为90°,故不可能所有碳原子共平面,B错误;
C.由题干图示信息可知,b、c的分子式均为C4H8,二者分子式相同结构不同,故互为同分异构体,C正确;
D.烷烃、烯烃和环烷烃在一定条件下均能发生取代反应,即a、b、c均能发生取代反应,D正确;
故答案为:B。
8. 【答案】A
【详解】A.溴水与苯酚反应生成三溴苯酚,三溴苯酚、溴均易溶于苯,不能除杂,应选NaOH溶液、分液,故A错误;
B.溴与NaOH溶液反应后,与溴苯分层,然后分液分离,故B正确;
C.二氧化硫与NaOH溶液反应,乙烯不能,可洗气分离,故C正确;
D.乙酸与饱和碳酸钠溶液反应后,与乙酸乙酯分层,然后分液分离,故D正确;
故选:A。
9. 【答案】D
【详解】A.碳氯键键的极性强于碳氢键,氯乙酸分子中的氯原子使羧基的极性增强,更易电离出氢离子,所以氯乙酸的酸性强于乙酸,则氯乙酸的酸性强于乙酸说明基团间存在影响,故A不符合题意;
B.酚羟基使苯环邻对位氢原子的活性增强,所以苯酚能和溴水发生取代反应生成三溴苯酚而苯不能,则苯酚能和溴水反应而苯不能说明基团间存在影响,故B不符合题意;
C.苯环使甲基的活性增强,所以甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而甲烷不能说明基团间存在影响,故C不符合题意;
D.乙烯分子中含有碳碳双键,能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,而乙烷分子中不含有碳碳双键,不能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,则乙烯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而乙烷不能说明官能团影响反应物的性质,不能说明基团间存在影响,故D符合题意;
故选D。
10. 【答案】C
【详解】A.分子式是C6H8O6,A正确;
B.分子中含有多个羟基,其水溶性较好,B正确;
C.分子中含有碳碳双键、羟基、酯基3种官能团,C错误;
D.分子中含有碳碳双键能使酸性高锰酸钾溶液、溴的四氯化碳溶液褪色,D正确;
故答案为C。
11. 【答案】B
【详解】A.同一周期从左往右元素的电负性依次增强,故元素的电负性:Cl>S>Na,A正确;
B.Cl原子为吸引电子的基团,能使-OH上的氢活泼性增强,则CCl3COOH更易电离出氢离子,酸性:CH2ClCOOH<CCl3COOH,B错误;
C.卤素单质为分子晶体,相对分子质量越大熔沸点越高,因此卤素单质的熔点:I2>Br2>Cl2>F2,C正确;
D.一元醇中,烃基为疏水基,烃基基团越大,其溶解性越小,因此相同条件下,物质在水中的溶解度:C2H5OH>CH3(CH2)4OH,D正确;
故答案为:B。
12. 答案】C
【分析】
【详解】A.乙酰苯胺、氯化钠都是能溶于水的固体,溶于水后不分层,故不选A;
B.氯化钠可分散在醇中形成胶体,不能用过滤的方法分离,故不选B;
C.氯化钠在水中的溶解度随温度变化基本不变,根据表中数据,乙酰苯胺在水中的溶解度随温度降低而降低,所以可选用重结晶方法,先用水溶解加热形成乙酰苯胺的热饱和溶液,然后降温结晶让大量的乙酰苯胺析出晶体,故选C;
D.20℃时乙酰苯胺在乙醇中的溶解度为36.9g,氯化钠可分散在醇中形成胶体,不能用重结晶法提纯乙酰苯胺,故不选D;
选C。
13. 【答案】D
【分析】一定量的甲苯和适量的KMnO4溶液在100℃反应一段时间后停止反应,按如图流程分离出苯甲酸和回收未反应的甲苯,苯甲酸钾能溶于水,甲苯不溶于水,互不相溶的液体采用分液方法分离,从而得到有机层和水层,有机层中含有甲苯、水层中含有苯甲酸钾;有机层中的甲苯采用蒸馏方法得到无色液体A,A是甲苯;将水层加入浓盐酸酸化后,冷却结晶、过滤得到无色固体苯甲酸,据此分析解答。
【详解】A.由分析知操作Ⅰ的名称为分液,操作Ⅱ的名称为蒸馏,A正确;
B.根据强酸制取弱酸原理,加入浓盐酸将转化成溶解度较小的苯甲酸,B正确;
C.由分析可知,无色液体A是甲苯,白色固体B是苯甲酸,C正确;
D.温度太低杂质溶解度降低,可析出杂质,导致产物纯度降低,D错误;
故答案为:D。
14. 【答案】D
【详解】A.结构相似组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质互为同系物,反应物为正丁烷,产物为丙烷和正戊烷,三者均为烷烃互为同系物,A正确;
B.随着碳原子数的增多,烷烃的熔沸点逐渐升高,故3种烷烃在常压下的沸点由高到低的顺序是:戊烷、丁烷、丙烷,B正确;
C.正丁烷的二氯取代物的种类先考虑一氯代物有2种即CH2ClCH2CH2CH3和CH3CHClCH2CH3,然后再考虑第二个Cl取代上去分别有4种和2种,一共有6种,C正确;
D.催化剂能降低反应的活化能,故能加快反应速率,但对反应的焓变无影响,D错误;
故答案为:D。
15. 【答案】D
【详解】A.苯不能被酸性高锰酸钾溶液氧化而甲苯可以,所以可以用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和甲苯,选项A能达到实验目的;
B.溴乙烷发生水解生成乙醇和NaBr,上层清液中有Br-,用硝酸将可能过量的NaOH中和后加入硝酸银溶液,若生成淡黄色沉淀,则可检验溴乙烷中的溴元素,选项B能达到实验目的;
C.甲醇、正丙醇和正戊醇互溶但沸点不同,可以用蒸馏的方法将它们分开,选项C能达到实验目的;
D.乙酸挥发,随着生成的二氧化碳进入苯酚钠溶液中,苯酚钠溶液出现浑浊,不能确定是乙酸和苯酚钠反应还是碳酸和苯酚钠反应,所以不能比较碳酸和苯酚的酸性强弱,选项D不能达到实验目的;
答案选D。
16. 【答案】B
【详解】A.①②分子式都是C8H10O3,分子式相同但结构不同,所以二者互为同分异构体,A正确;
B.①中含有碳碳三键、碳碳双键、醇羟基、酯基四种官能团,②中含有碳碳双键、酯基、醛基三种官能团,B错误;
C.①中含有碳碳三键、碳碳双键、醇羟基、酯基四种官能团,1mol碳碳双键可以与1molH2加成,1mol碳碳三键能与2molH2加成,则1mol①最多能与3mol发生加成反应,C正确;
D.①②二者都含有酯基,酯基能和NaOH溶液反应,所以二者都能和氢氧化钠溶液反应,D正确;
故答案为:B。
第二部分 非选择题(共52分)
17. 【答案】(1)羟基 (2)氢键
(3) ①. H2O ②. ac
(4)“杯酚”和氯仿均为极性分子,C60是非极性分子
【小问1详解】
由题干图示“杯酚”的结构简式可知,其官能团是羟基,故答案为:羟基;
【小问2详解】
由题干图示“杯酚”的结构简式可知,其官能团是羟基,羟基易形成氢键,“杯酚”分子内官能团之间通过氢键,故答案为:氢键;
【小问3详解】
利用元素守恒可知,(对叔丁基苯酚)与HCHO在一定条件下反应,生成“杯酚”和一种无机物,①该无机物是H2O,故答案为:H2O;
②a.对叔丁基苯酚的结构简式为,其分子式为C10H14O,a正确;
b.分子中碳原子形成三个σ键或四个σ键,碳原子的杂化方式为sp2杂化或sp3杂化,b错误;
c.酚羟基具有强的还原性,易被空气中的氧气氧化,c正确;
d.对叔丁基苯酚中酚羟基的邻位与溴水发生取代反应,1mol对叔丁基苯酚最多能与2molBr2发生反应,d错误;
故答案为:ac;
【小问4详解】
由于“杯酚”和氯仿均为极性分子,C60是非极性分子,根据相似相溶原理可知,C60不溶于氯仿,“杯酚”溶于氯仿,故答案为:“杯酚”和氯仿均为极性分子,C60是非极性分子。
18. 【答案】(1)3d104s2
(2)第4周期第ⅥA族
(3) ①. < ②. P原子的3p能级上处于半充满的稳定结构,而S的3p能级不是全充满、半充满或者全空的稳定结构,P原子稳定,难失电子,第一电离能大
(4) ①. 4 ②.
(5) ①. 4H++Cd2++H2SeO3+6e-=CdSe+3H2O ②. 二甲基甲酰胺( )中的O原子和N原子均有孤电子对,能与Cd2+形成配位键,从而形成络合物,降低Cd2+的浓度
【小问1详解】
已知Zn是30号元素,其基态原子的核外电子排布式为:[Ar]3d104s2,故其基态Zn原子的价层电子排布式为3d104s2,故答案为:3d104s2;
【小问2详解】
是34号元素,其基态原子的核外电子排布式为:[Ar]3d104s24
p4,根据最高能层序数等于周期序数,最外层电子数等于主族序数,故在周期表中的位置为第4周期第ⅥA族,故答案为:第4周期第ⅥA族;
【小问3详解】
S与P在周期表中是相邻元素,S的价层电子排布式为:3s23p4,而P的价层电子排布式为:3s23p3,则P原子的3p能级上处于半充满的稳定结构,故其第一电离能大于S,故答案为:<;P原子的3p能级上处于半充满的稳定结构,而S的3p能级不是全充满、半充满或者全空的稳定结构,P原子稳定,难失电子,第一电离能大;
【小问4详解】
①由题干晶胞图示可知,与Cd原子距离最近且相等的Se原子有4个,如图 带星号的Cd周围同一层有两个Se离它等距离且最近,则上面一层也有2个,一共4个,故答案为:4;
②由晶胞示意图可知,一个晶胞中含有Cd的个数为:=4,Se个数为4,晶胞边长a nm,则一个晶胞的体积为:(a×10-7)3cm3,阿伏加德罗常数为,CdSe的摩尔质量为,一个晶胞的质量为:g,则CdSe晶体的密度是=,故答案为:;
【小问5详解】
①电解过程中阳极有无色气泡产生,阳极发生氧化反应,电极反应为:2H2O-4e-=4H++O2↑,已知H2SeO3是弱酸,控制合适的电压,可以使Cd2+转化为纯净的CdSe,CdSe在阴极生成,阴极发生还原反应,则阴极的电极反应式为:4H++Cd2++H2SeO3+6e-=CdSe+3H2O,故答案为:4H++Cd2++H2SeO3+6e-=CdSe+3H2O;
②二甲基甲酰胺( )中的O原子和N原子均有孤电子对,能与Cd2+形成配位键,从而形成络合物,故用二甲基甲酰胺( )做溶剂降低浓度,故答案为:二甲基甲酰胺( )中的O原子和N原子均有孤电子对,能与Cd2+形成配位键,从而形成络合物,降低Cd2+的浓度。
19. 【答案】(1)d (2)H2O> NH3> CH4
(3) ①. 4 ②. 氧原子电负性最大,成键时不易给出孤对电子 ③. 高压氧舱增大氧气的浓度,使平衡逆移,释放出CO,可用于治疗CO中毒
(4)B (5)0~5amol
【小问1详解】
Zr 原子序数为 40 ,价电子排布式为 4d25s2,最高能层为 5 ,位于周期表第 5 周期,价电子数为 4 ,位于第 4 纵列,所以位于第 ⅣB 族,即 Zr 位于周期表第 5 周期 ⅣB 族,在周期表中属于d区;
【小问2详解】
NH3和H2O分子间均存在氢键,氢键: H2O> NH3,CH4分子间是范德华力,简单氢化物的沸点由大到小的顺序为H2O> NH3> CH4,故答案为: H2O> NH3> CH4;
【小问3详解】
①基态Fe2+的价电子排布式为3d6,未成对电子数为4,故答案为: 4;
②在CO、NO结构中,C、N、O原子均含有孤电子对,与Fe2+配位时,配位原子均不是O原子,理由是氧原子电负性最大,成键时不易给出孤对电子,故答案为:氧原子电负性最大,成键时不易给出孤对电子;
③高压氧舱可用于治疗CO中毒,结合平衡移动原理解释其原因:高压氧舱增大氧气的浓度,使平衡逆移,释放出CO,可用于治疗CO中毒,故答案为:高压氧舱增大氧气的浓度,使平衡逆移,释放出CO,可用于治疗CO中毒;
【小问4详解】
A.O2为非金属单质,只含有非极性键,为非极性分子;CO2中含有极性键,为直线形分子,结构对称,分子中正负电荷重心重叠,为非极性分子;H2O为V形结构,含有极性键,正负电荷重心不重合,电荷分布不均匀,为极性分子,选项A错误;
B.在N2中,两个N原子之间共用三对电子,其中含有1个键,2个键,选项B正确;
C.H2O中存在氢键,常温下为液态,沸点最高,N2为非极性分子,CO为极性分子,两者相对分子质量相等且均为分子晶体,极性分子间的范德华力较强,沸点CO> N2,故沸点大小顺序为,选项C错误;
答案选B;
【小问5详解】
若汽车尾气中含有的、、总物质的量为,完全转化为无毒物质,若全部为、且按1:1时则无需要耗氧,发生反应2+2=2CO2+N2,若全部为则耗氧量最大,所需的物质的量为(3+)amol=5amol,故所需的物质的量范围为0~5amol。
20. 【答案】(1) ①. 2,3-二甲基戊烷 ②. 2,4-二甲基-2-戊烯
(2)6 (3)CH3OH
(4)⑥⑦ (5)⑥为羧酸,含有羧基能与H2O形成分子间氢键,而⑦为酯类物质,不能与H2O之间形成氢键
(6) ①. 4 ②. HCOO C(CH3)3
(7)+3NaOHCH3COONa++2H2O
【小问1详解】
根据烷烃的系统命名法可知,①的名称为:2,3-二甲基戊烷,根据烯烃的系统命名法可知,②的名称为:2,4-二甲基-2-戊烯;故答案为:2,3-二甲基戊烷;2,4-二甲基-2-戊烯;
【小问2详解】
由题干信息分子②中含有碳碳双键,则碳碳双键连接的5个碳原子一定共平面,另外两个碳原子最多一个与之共面,故最多有6个碳原子共平面,故答案为:6;
【小问3详解】
由题干信息可知,与⑤互为同系物即饱和一元醇,且碳原子数最少的有机物的结构简式为CH3OH,故答案为:CH3OH;
【小问4详解】
由题干信息⑤;⑥;⑦;⑧可知⑤~⑧中,⑥⑦分子式相同结构不同,互为同分异构体,故答案为:⑥⑦;
【小问5详解】
由题干信息可知,⑥为羧酸,含有羧基能与H2O形成分子间氢键,而⑦为酯类物质,不能与H2O之间形成氢键,导致在水中的溶解度⑥大于⑦,故答案为:⑥为羧酸,含有羧基能与H2O形成分子间氢键,而⑦为酯类物质,不能与H2O之间形成氢键;
【小问6详解】
与⑦即含有相同官能团即含有酯基,且能发生银镜反应即为甲酸酯,同分异构体有:HCOOR,R为丁基,丁基有4种即-CH2CH2CH2CH3、-CH(CH3)CH2CH3、-CH2CH(CH3)2、-C(CH3)3,故符合条件的同分异构有4种,其中含有3个甲基的同分异构体的结构简式为HCOOC(CH3)3,故答案为:4;HCOOC(CH3)3;
【小问7详解】
1mol⑧即其中酯基和酚羟基均能与NaOH溶液反应,故与足量氢氧化钠溶液共热,反应的化学方程式为+3NaOHCH3COONa++2H2O,故答案为:+3NaOHCH3COONa++2H2O。
21. 【答案】(1)CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br
(2)NaOH溶液 (3)加聚反应
(4) ①. CH3CH=CHCOOH ②.
(5)+nCH3OH+nCH3COOCH3
(6)CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH
(7)步骤少或原子利用率高等
【分析】由有机物的转化关系可知,CH2=CH2与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成BrCH2CH2Br,则A为BrCH2CH2Br;BrCH2CH2Br在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成HOCH2CH2OH,在浓硫酸作用下HOCH2CH2OH与CH3COOH共热发生酯化反应生成CH3COOCH2CH2OH,CH3COOCH2CH2OH在浓硫酸作用下共热发生消去反应生成CH3COOCH=CH2,一定条件下CH3COOCH=CH2发生加聚反应生成,催化剂作用下与甲醇共热发生取代反应生成。
【小问1详解】
由分析可知,反应①为CH2=CH2与溴的四氯化碳溶液发生加成反应生成BrCH2CH2Br,反应的化学方程式为CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br,故答案为:CH2=CH2+Br2BrCH2CH2Br;
【小问2详解】
由分析可知,试剂a氢氧化钠溶液,故答案为:NaOH溶液;
【小问3详解】
由分析可知,反应②为一定条件下CH3COOCH=CH2发生加聚反应生成,故答案为:加聚反应;
【小问4详解】
乙酸乙烯酯的同分异构体能与碳酸氢钠溶液反应放出气体说明分子中含有碳碳双键和羧基,同分异构体可以视作丙烯分子中的氢原子被羧基取代所得结构,符合条件的结构简式为CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH、,故答案为:CH3CH=CHCOOH;;
【小问5详解】
由分析可知,反应③为催化剂作用下与甲醇共热发生取代反应生成和乙酸甲酯,反应为的化学方程式+nCH3OH+nCH3COOCH3,故答案为:+nCH3OH+nCH3COOCH3;
【小问6详解】
由乙烯制备乙酸的合成步骤为催化剂作用下乙烯与水发生加成反应生成乙醇,在铜做催化剂的条件下,乙醇与氧气共热发生催化氧化反应生成乙醛,催化剂作用下,乙醛与氧气共热发生催化氧化反应生成乙酸,合成路线为CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH,故答案为:CH2=CH2CH3CH2OHCH3CHOCH3COOH;
【小问7详解】
由方程式可知,工业上制备乙酸乙烯酯的反应为加成反应,与题给制备乙酸乙烯酯的流程相比具有步骤少、原子利用率高等优点,故答案为:步骤少或原子利用率高等。
22. 【答案】(1)
(2)Fe3+ (3) ①. 四面体 ②. 氧原子
(4)作对比实验,排除稀释使溶液颜色变化的干扰
(5)加入盐酸,Fe3+和Cl-发生络合反应使c(Fe3+)减小,平衡逆向移动,c[Fe(SCN)3]减小,使溶液颜色变浅呈橙色
(6)FeCl和Fe(SCN)3
(7)取1mL 0.005 mol L 1FeCl3溶液,加入1mL蒸馏水,与实验③加入的1mL KSCN相对应的体积,再加入5滴1.5 mol L 1 H2SO4溶液,最后得到无色溶液,说明实验③中溶液呈浅黄色是Fe(SCN)3
【小问1详解】
FeCl3中Fe3+水解,结合水电离出的氢氧根离子,剩余氢离子,导致氢离子浓度大于氢氧根离子浓度,因此显酸性,Fe3+水解的离子方程式为:,答案为:;
【小问2详解】
甲同学认为加入酸后,会抑制铁离子水解,铁离子浓度增大,会使体系中Fe3+浓度增大,导致该平衡正向移动,溶液颜色加深,答案为:Fe3+;
【小问3详解】
中硫原子的价层电子对是4,空间构型为四面体,中硫原子没有孤电子对,所以形成配位键的是氧原子,答案为:四面体,氧原子;
【小问4详解】
实验①的目的是作对比实验,排除稀释使溶液颜色变化的干扰,答案为:作对比实验,排除稀释使溶液颜色变化的干扰;
【小问5详解】
根据实验①和实验②的结果,在Fe3++3SCN- Fe(SCN)3平衡体系中加入盐酸,Fe3+和Cl-发生络合反应使c(Fe3+)减小,平衡逆向移动,c[Fe(SCN)3]减小,使溶液颜色变浅呈橙色,答案为:加入盐酸,Fe3+和Cl-发生络合反应使c(Fe3+)减小,平衡逆向移动,c[Fe(SCN)3]减小,使溶液颜色变浅呈橙色;
【小问6详解】
根据题中信息,氯化铁中加入KSCN溶液,溶液变红色,再加入稀硫酸,由于信息中[Fe(SO4)2]-是无色,根据溶液中的离子与实验③可推测现象b中使溶液呈浅黄色的微粒可能有两种,分别是FeCl和Fe(SCN)3;
【小问7详解】
乙同学进一步补充了实验④,确证了现象b中使溶液呈浅黄色的微粒只是(5)中的一种,取1mL 0.005mol L 1 FeCl3溶液,加入1mL蒸馏水,与实验③加入的1mL KSCN相对应的体积,再加入5滴1.5mol L 1 H2SO4溶液,分析溶液是否发生变化,最后得到无色溶液,说明实验③中溶液呈浅黄色是Fe(SCN)3,答案为:取1mL 0.005mol L 1 FeCl3溶液,加入1mL蒸馏水,与实验③加入的1mL KSCN相对应的体积,再加入5滴1.5 mol L 1 H2SO4溶液,最后得到无色溶液,说明实验③中溶液呈浅黄色是Fe(SCN)3。