2020 年高考“7+3+2”提分专练必刷卷 10
化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28
一、选择题:本题共 7 个小题,每小题 6 分。共 42 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。
7. 化学与生产、生活、科技、环境等密切相关。下列说法正确的是
A.“华为麒麟 980”手机中芯片的主要成分是二氧化硅
B.“复兴号”高铁车厢连接处使用的增强聚四氟乙烯板属于有机高分子材料
C.《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取硷浣衣”中的硷是 Na2CO3
D.《梦溪笔谈》中“方家以磁石磨针锋,则能指南”中的磁石主要成分为 Fe2O3
【答案】B
【解析】
A. “华为麒麟 980”手机中芯片的主要成分是单质硅,不是二氧化硅,A 错误;
B. “复兴号”高铁车厢连接处使用的增强聚四氟乙烯板是由四氟乙烯通过加聚反应制成的,属于有机高分子材料,B
正确;
C. 《本草纲目》中“冬月灶中所烧薪柴之灰,令人以灰淋汁,取硷浣衣”中的硷是 K2CO3,K2CO3 是强碱弱酸盐,
水解使溶液显碱性,可洗衣服,C 错误;
D. 磁石主要成分为 Fe3O4,Fe2O3 无磁性,D 错误;故合理选项是 B。
8.设 NA 为阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A.2.8g14N2 与 14C16O 的混合物中,中子数目为 l.4NA
B.含 0. l molFeCl3 的溶液与 0. l mol 锌充分反应,转移电子数为 0.l NA
C.标准状况下,5.6gC4H8 中 C-C 的数目可能为 0.4NA
D.某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中,水电离产生的 OH-数目为 10-5 NA
【答案】C
【解析】
A. 14N2 的摩尔质量为 28g/mol,一个分子中有 14 个中子,14C16O 的摩尔质量为 30g/mol,一个分子中有 16 个中
子,二者的的摩尔质量和中子数都不同,2.8g 混合物中,中子数目不为 l.4NA,故 A 错误;
B.含 0. l molFeCl3 的溶液与 0. l mol 锌充分反应,方程式为 Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,锌过量,0. l mol FeCl3 完全
反应转化为 0. l mol FeCl2,消耗 0.05molZn,过量的锌继续与亚铁离子反应,Zn+Fe2+=Zn2++Fe,剩余 0.05mol 锌
只能消耗 0.05mol FeCl2,即氯化亚铁过量,整个过程中,0.1mol 的锌完全反应,转移电子数为
0.1mol×2×NA=0.2NA,故 B 错误;C.5.6gC4H8的物质的量为0.1mol,符合分子式C4H8的有机物有多种同分异构体:CH2=CH-CH2CH3、CH2=C(CH3)2、
、 、环丁烷( )、甲基环丙烷( ),若有机物的结构为环丁烷、甲基环丙烷
时,C-C 的数目为 0.4NA,故 C 正确;
D.某温度下,1LpH=9 的 Na2CO3 溶液中氢离子浓度为 10-9mol/L,溶液中的氢氧根离子来自水的电离,但溶液
温度未知,无法使用水的离子积常数计算,故 D 错误;答案选 C。
9.下列离子方程式的书写及评价,均合理的是
选项 离子方程式 评价
A
用铜电极电解饱和 KCl 溶液:2H2O+2Cl-
H2↑+Cl2↑+2OH-
正确:Cl-的失电子能力比 OH-强
B
向 CuSO4 溶液中通入过量的 H2S 气体:
Cu2++H2S=CuS↓+2H+
错误:H2S 的酸性比 H2SO4 弱
C
Ba(HCO3)2 溶液与足量的 NaOH 溶液反应:
Ba2++HCO3- +OH- ═BaCO3↓+H2O
错误:Ba2+与 HCO3-系数比应为 1:2
D
过量 SO2 通入到 NaClO 溶液中:SO2+ClO- +H2O=
HClO+HSO3-
正确:H2SO3 的酸性比 HClO 强
【答案】C
【解析】A 项、用铜电极电解饱和 KCl 溶液时,阳极是铜电极放电,溶液中 Cl-不能放电生成氯气,故 A 错误;
B 项、CuSO4 溶液能与过量的 H2S 气体反应能够发生的原因是生成的硫化铜沉淀不能溶于硫酸,与酸性强弱无关,
故 B 错误;
C 项、Ba(HCO3)2 溶液与足量的 NaOH 溶液反应,不足量的 Ba(HCO3)2 溶液完全反应,反应消耗的 Ba2+与 HCO3-
的物质的量比为 1:2,故离子方程式书写错误,故 C 正确;
D 项、SO2 具有还原性,NaClO 具有强氧化性,过量 SO2 通入到 NaClO 溶液中发生氧化还原反应,不是复分解
反应,与酸性强弱无关,故 D 错误;故选 C。
10.已知:① +HNO3 +H2O ΔH<0;②硝基苯沸点 210.9℃,蒸馏时选用空气冷凝管。
下列制取硝基苯的操作或装置(部分夹持仪器略去),正确的是
A.分液 B.配制混酸 C.水浴加热 D.蒸馏提纯
【答案】A
【解析】A.硝基苯是不溶于水且比水密度大的油状液体,油层在下层,故 A 正确;
B.将浓硫酸与浓硝酸混合的操作与将浓硫酸与水混合的操作相似,为有利于浓硫酸稀释时放出的热量快速散失,
避免液体飞溅,应将浓硫酸缓慢倒入浓硝酸中,并不断搅拌或振荡。故 B 错误;
C.采用水浴加热,温度计插入热水中,便于观察和控制热水的温度,但该装置中的热水太少,没有漫过试管中
被加热的液体,导致反应液受热不均匀,故 C 错误;
D.蒸馏装置中,温度计用于测量蒸气的温度,温度计的水银球不能插入液体中,应该与蒸馏烧瓶的支管口相平,
故 D 错误;答案选 A。
11.主族元素 X、Y、Z、W、R、T 的原子序数依次增大,且均不大于 20。其中 X—的电子层结构与氦相同,R
和 Y 同族,Y 元素的某种单质是一种自来水消毒剂,Z3+和 Y2—具有相同的电子层结构,T、W、Y 三种元素组成
的盐 T2WY3 的溶液通入过量 CO2 后产生白色沉淀。下列说法不正确的是( )
A.原子半径:T>R>W>Z
B.X 和 R 形成化合物的水溶液呈酸性
C.单质 T 具有很强的还原性,可与水反应
D.T、R、Z 三种元素的最高价氧化物对应的水化物两两能发生反应
【答案】A
【解析】
主族元素 X、Y、Z、W、R、T 的原子序数依次增大,且均不大于 20。其中 X-的电子层结构与氦相同,则 X 为
H 元素;R 和 Y 同族,Y 元素的某种单质是一种自来水消毒剂,即 O3,则 Y 为 O 元素,R 为 S 元素;Z3+和 Y2-
具有相同的电子层结构,Z 在 Y 的下一周期,Z 为 Al 元素;T、W、Y 三种元素组成的盐 T2WY3 的溶液通入过
量 CO2 后产生白色沉淀,且 W 的原子序数大于铝而小于硫,故 T2WY3 为 K2SiO3,生成的白色沉淀为硅酸。
A. 同周期元素从左到右,原子半径依次减小,电子层数越多,原子半径越大,故原子半径:T(K)>Z(Al)>W(Si)>R(S),
故 A 错误;
B. X 和 R 形成的化合物 H2S 为弱酸,故 B 正确;
C. T 为金属钾,具有很强的还原性,可与水反应生成氢氧化钾和氢气,故 C 正确;
D. T、R、Z 三种元素的最高价氧化物对应的水化物分别是氢氧化钾、硫酸、氢氧化铝,两两之间能发生反应,
故 D 正确;故选 A。12.下列各组中的反应,属于同一反应类型的是
A.由溴丙烷水解制丙醇;由丙烯与水反应制丙醇
B.由甲苯硝化制对硝基甲苯;由甲苯与酸性高锰酸钾溶液反应制苯甲酸
C.由氯代环己烷制环己烯;由丙烯与溴水反应制 1,2二溴丙烷
D.由乙酸和乙醇制乙酸乙酯;乙醇在浓硫酸加热至 140℃时生成二乙醚
【答案】D
【解析】
A、溴丙烷水解制丙醇属于取代反应,丙烯与水反应制丙醇的过程属于加成反应,反应类型不一样,故 A 错误;
B、甲苯硝化制对硝基甲苯,属于取代反应,由甲苯与酸性高锰酸钾溶液反应制苯甲酸,属于氧化反应,反应类
型不一样,故 B 错误;C、氯代环己烷消去制环己烯,属于消去反应,由丙烯加溴制 1,2-二溴丙烷,属于加成
反应,反应类型不一样,故 C 错误;D、乙酸和乙醇制乙酸乙酯属于取代反应,乙醇在浓硫酸加热至 140℃时生
成二乙醚属于取代反应,反应类型一样,故 D 正确;故选 D。
13.某化学小组设计了如图甲所示的数字化实验装置,研究常温下,向 1L0.1mol/LH2A 溶液中逐滴加入等浓度
NaOH 溶液时的 pH 变化情况,并绘制出溶液中含 A 元素的粒子的物质的量分数与溶液 pH 的关系如图乙所示,
则下列说法中正确的是
A.pH=4.0 时,图中 n(HA-)约为 0.0091mol
B.0.1mol/LNaHA 溶液中存在 c(A2-)+c(HA-)+c(H2A)=0.1mol/L
C.该实验应将左边的酸式滴定管换成右边碱式滴定管并加酚酞作指示剂
D.常温下,等物质的量浓度的 NaHA 与 Na2A 溶液等体积混合后溶液 pH=3.0
【答案】A
【解析】
A.pH=3 时 A2−、HA−的物质的量分数相等,所以二者的浓度相等,则 Ka2= =c(H+)=
0.001mol/L,由同一溶液中 = ,pH=4 时该酸的第二步电离常数不变,且原溶液中 n(HA−)+
n(A2−)=0.1mol,Ka2= = ×c(H+)= ×0.0001mol/L=0.001mol/L,n(HA−)约为
( )2A H( )
(HA )c
c c−
−
⋅ +
( )
2(A )
HA
c
c
−
− ( )
2(A )
HA
n
n
−
−
( )2A H( )
(HA )c
c c−
−
⋅ +
( )
2(A )
HA
n
n
−
− ( )
2(A )
HA
n
n
−
−0.0091mol,故 A 正确;
B.该二元酸第一步完全电离,第二步部分电离,所以 NaHA 只能电离不能水解,则溶液中不存在 H2A,根据物
料守恒得 c(A2−)+c(HA−)=0.1mol/L,故 B 错误;
C.根据图知,滴定终点时溶液呈酸性,应该选取甲基橙作指示剂,故 C 错误;
D.pH=3 时,溶液中不存在 H2A,说明该酸第一步完全电离,第二步部分电离,则 NaHA 只电离不水解,Na2A
能水解,且c(A2−)=c(HA−);等物质的量浓度的NaHA与Na2A溶液等体积混合,因为电离、水解程度不同导致c(A2−)、
c(HA−)不一定相等,则混合溶液的 pH 不一定等于 3,故 D 错误;
故答案选 A。
二、非选择题:共 58 分,第 26~28 题为必考题,每个试题考生都必须作答。第 35~36 题为选考题,考生根据要
求作答。
(一)必考题:共 43 分。
26.(14 分)工业锅炉内壁的水垢,不仅浪费燃料,而且容易引发安全隐患。某碳素钢锅炉水垢(主要成分有
CaCO3、CaSO4、Mg(OH)2、Fe2O3、SiO2 等)碱煮法清除的流程如下:
已知:20℃时几种难溶物的溶度积常数如下表(单位省略):
回答下列问题:
(1)“碱煮”环节,加入 Na3PO4 的主要目的是将 CaSO4 转化为 Ca3(PO4)2,请写出该离子方程式
______________________。
(2)“浸泡过程中,稀盐酸会溶解 Fe2O3。溶解后的 Fe2O3 会加速锅炉腐蚀,故需“还原”处理。
①锅炉被加速腐蚀的原因是______________________;
②浸泡液还原”处理时,Sn2+转化为 Sn4+,则反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为______________________。
(3)“钝化”处理的目的是在锅炉表面形成 Fe3O4 保护膜,同时生成可直接参与大气循环的气体。
①反应的离子方程式为_________________________________;
②为检验锅炉“钝化”处理后是否形成致密的保护膜,可往锅炉内壁刷上硫酸铜溶液。若观察到
______________________(填现象),则保护膜致密性欠佳。
(4)柠檬酸(用 H3R 表示)可用作清除锅炉水垢的酸洗剂,溶液中 H3R、H2R-、HR2-、R3-的含量与 pH 的关系
如图所示。由此可推知,0.1 mol ·L-1 Na2HR 溶液中各种阴离子浓度由大到小的排列顺序为
______________________。(5)用如图装置对锅炉用水(含 Ca2+、Mg2+、HCO3-)进行预处理,可有效防止水垢形成。电解时,Ca2+形成沉
淀的电极反应式为______________________。
【答案】
(1)3CaSO4+2PO43-=Ca3(PO4)2+3SO42- (2 分) (2)Fe+2Fe3+=3Fe2+ (2 分) 2:1(2 分)
(3)9Fe+8NO2-+4H2O=4N2↑+3Fe3O4+8OH- (2 分) 表面有红色物质出现(2 分)
(4)C(HR2-)>C(R2-)>C(OH-)>C(H2R-) (2 分)
(5)2Ca2++2HCO3-+2e-=2CaCO3↓+H2↑(或 2H2O++2e-=2OH-+H2↑, 2Ca2++ OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O) (2 分)
【解析】(1) Na3PO4 的作用是使坚硬、致密的硫酸钙生成磷酸钙 3CaSO4+2Na3PO4=Ca3(PO4)2+3Na2SO4,改写
成离子方程式;正确答案:3CaSO4+2PO43-=Ca3(PO4)2+3SO42-
(2)①Fe3+具有氧化性可以与具有还原性的铁反应生成亚铁离子,会腐蚀锅炉;正确答案:Fe+2Fe3+=3Fe2+。
②发生了 2Fe3++Sn2+=2Fe2++Sn4+反应,根据方程式得结果;正确答案:2:1。
(3) ①反应物亚硝酸钠和铁,产物是四氧化三铁和氮气,写出离子方程式;正确答案:9Fe+8NO2-+4H2O=
4N2↑+3Fe3O4+8OH-
②如果没有形成致密的保护膜,往锅炉内壁刷上硫酸铜溶液则会发生反应 Fe+CuSO4=FeSO4+Cu;正确答案:表
面有红色物质出现。
(4) 根据图像分析可知 HR2-浓度最大时 pHc(R2-)>c(OH-)>c(H2R-)
(5) 依据电解水原理分析,电解锅炉水实际上就是电解水,水电离出的氢离子在阴极放电,故阴极附近氢氧根
浓度偏大,与锅炉水中的钙镁离子生成沉淀,与电源负极相连的极是阴极,即 b 极附近生成沉淀;正确答案:
2Ca2++2HCO3-+2e-=2CaCO3↓+H2↑(或 2H2O++2e-=2OH-+H2↑, 2Ca2++OH-+HCO3-=CaCO3↓+H2O)。
27.(14 分)亚氯酸钠(NaClO2)是二氧化氯(ClO2)泡腾片的主要成分。实验室以氯酸钠(NaClO3)为原料先
制得 ClO2,再制备 NaClO2 粗产品,其流程如图:已知:①ClO2 可被 NaOH 溶液吸收,反应为 2ClO2+2NaOH=NaClO3+NaClO2+H2O。
②无水 NaClO2 性质稳定,有水存在时受热易分解。
(1)反应Ⅰ中若物质 X 为 SO2,则该制备 ClO2 反应的离子方程式为_____________________。
(2)实验在如图-1 所示的装置中进行。
①若 X 为硫磺与浓硫酸,也可反应生成 ClO2。该反应较剧烈。若该反应在装置 A 的三颈烧瓶中进行,则三种试
剂(a.浓硫酸;b.硫黄;c.NaClO3 溶液)添加入三颈烧瓶的顺序依次为______(填字母)。
②反应Ⅱ中双氧水的作用是___。保持反应时间、反应物和溶剂的用量不变,实验中提高 ClO2 吸收率的操作有:
装置 A 中分批加入硫黄、___(写出一种即可)。
(3)将装置 B 中溶液蒸发可析出 NaClO2,蒸发过程中宜控制的条件为______(填“减压”、“常压”或“加压”)。
(4)反应Ⅰ所得废液中主要溶质为 Na2SO4 和 NaHSO4,直接排放会污染环境且浪费资源。为从中获得芒硝
(Na2SO4·10H2O)和石膏(水合硫酸钙),请分别写出获得芒硝和石膏的实验方案:____________,
____________,将滤液进一步处理后排放(实验中须使用的试剂和设备有:CaO 固体、酚酞、冰水和冰水浴)。
已知:CaSO4 不溶于 Na2SO4 水溶液;Na2SO4 的溶解度曲线如图−2 所示。
【答案】(1)2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-(2 分)
(2)cab(2 分) 作还原剂(2 分) 水浴加热时控制温度不能过高(或加一个多孔球泡等)(2 分)
(3)减压 (2 分)
(4) 向废液中分批加入适量 CaO 固体并搅拌,用冰水浴控制反应温度,对浊液取样并滴加酚酞,至溶液呈浅红色时停止加入 CaO。静置后过滤,用水洗涤沉淀 2-3 次得到石膏(2 分);滤液蒸发浓缩,冷却结晶至 32.4℃
以下,接近 0℃,过滤,所得晶体用冰水洗涤 2-3 次,低温干燥得到芒硝(2 分)
【解析】(1)SO2 作还原剂,S 化合价升高 2,被氧化成 SO42-,ClO3-作氧化剂,被还原成 ClO2,Cl 化合价降低
1,结合电子得失守恒、电荷守恒、原子守恒可书写离子方程式:2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-,故答案为:
2ClO3-+SO2═2ClO2+SO42-;
(2)①反应剧烈,浓硫酸只能在最后添加,结合流程图可知先加 NaClO3,所以顺序为:先加 NaClO3,再加 S,
最后加浓硫酸,故答案为:cab;
②反应Ⅱ中 NaOH 和 ClO2 反应生成 NaClO3 和 NaClO2,过氧化氢的作用是将 NaClO3 还原成 NaClO2,过氧化氢
会分解,温度不宜太高,所以控制 A 中水浴加热时温度不过高,或者在 B 中搅拌、或者加一个多孔球泡,故答
案为:作还原剂;水浴加热时控制温度不能过高(或加一个多孔球泡等);
(3)无水 NaClO2 性质稳定,有水存在时受热易分解,应该减压,让水分尽快蒸发,故答案为:减压;
(4)加入一定量 CaO 使 NaHSO4 反应成 CaSO4,为了保证 NaHSO4 反应完,所加 CaO 需稍过量,CaO 过量溶液
就显碱性了,可以用酚酞作指示剂,当溶液变为浅红色时停止加 CaO,CaSO4 不溶于 Na2SO4 水溶液,此时可用
过滤、洗涤的方法得到石膏,此时滤液为 Na2SO4 溶液,还不是芒硝,从图上看,可将温度调整 32.4℃以下,形
成芒硝,析出芒硝晶体,过滤、洗涤、干燥就可得芒硝了,为了使芒硝产率较高,可用冰水洗涤,降低因溶解损
失的量,故答案为:向废液中分批加入适量 CaO 固体并搅拌,用冰水浴控制反应温度,对浊液取样并滴加酚酞,
至溶液呈浅红色时停止加入 CaO。静置后过滤,用水洗涤沉淀 2-3 次得到石膏;滤液蒸发浓缩,冷却结晶至
32.4℃以下,接近 0℃,过滤,所得晶体用冰水洗涤 2-3 次,低温干燥得到芒硝。
28.(15 分)研究氮及其化合物对化工生产有重要意义。
(1)已知:N2(g)+O2(g)=2NO(g); △H=+180 kJ·mol-1
4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(g); △H= -908 kJ·mol-1
请写出氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式:___________。
(2)工业合成氨的原理为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) ΔH=-92.4 kJ·mol-1。下图甲表示在一定体积的密闭
容器中反应时 N2 的物质的量浓度随时间的变化,图乙表示在其他条件不变的情况下,改变起始投料中 H2 与 N2
的物质的量之比(设为 k)对该平衡的影响。
①已知图甲中 0~t1 min 内,v(H2)=0.03 mol·L-1·min-1,则 t1=________ min;若从 t2 min 起仅改变一个反应条件,则所改变的条件可能是____________________________(填一种即可)。
②图乙中,b 点时 k=_________。
③已知某温度下该反应的平衡常数K=10,在该温度下向容器中同时加入下列浓度的混合气体:c(H2)=0.1 mol/L,
c(N2)=0.5 mol/L,c(NH3)=0.1 mol/L,则在平衡建立过程中 NH3 的浓度变化趋势是__________(填“逐渐增大”“逐
渐减小”或“恒定不变”)。
(3)联氨(又称肼,N2H4,无色液体)为二元弱碱,在水中的电离方式与氨相似,是一种应用广泛的化工原
料,可用作火箭燃料。(已知:N2H4+H+ N2H5+)
①N2H5+的电子式为_______。联氨与硫酸形成的酸式盐的化学式为________。
②联氨是一种常用的还原剂。向装有少量 AgCl 的试管中加入联氨溶液,观察到的现象
___________________________________________________________。
【答案】(1)4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) + 6H2O(g) ΔH=-1808 kJ·mol-1 (2 分)
(2)①30 (2 分) 降低温度(或增大 H2 浓度、减小 NH3 浓度) (1 分) ②3:1 (2 分) ③ 逐渐减小 (2 分)
(3)① (2 分) N2H6(HSO4)2(2 分) ②固体逐渐变黑,并有气泡产生(2 分)
【解析】(1)令①:N2(g)+O2(g)=2NO(g) △H=+180 kJ·mol-1,②:4NH3(g)+5O2(g) =4NO(g)+6H2O(g) △H= -908
kJ·mol-1,氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的化学方程式为③:4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) + 6H2O(g),③=②-5
①,△H=(-908-5 180)kJ·mol-1=-1808 kJ·mol-1,则氨气被一氧化氮氧化生成无毒气体的热化学方程式
4NH3(g) + 6NO(g)=5N2(g) + 6H2O(g) ΔH=-1808 kJ·mol-1;
(2)①0~t1 min 内,v(H2)=0.03 mol·L-1·min-1,,v(N2)=0.01 mol·L-1·min-1,则 = =0.01
mol·L-1·min-1,解得 t1=30min。从 t2 min 起 N2 的浓度逐渐减小,则所改变的条件可能是降低温度(或增大 H2 浓
度、减小 NH3 浓度)使得平衡正向移动引起的;
②当 N2 与 H2 的起始体积比符合方程式中化学计量数之比时,达到平衡时氨的体积分数最大,即图乙中,b 点时
k=3:1;
③c(H2)=0.1 mol/L,c(N2)=0.5 mol/L,c(NH3)=0.1 mol/L,则 Qc= = =20>10,所以反
应逆向进行,NH3 的浓度逐渐减小;
(3)①N2H4 是二元弱碱,其性质与氨气相似,第一步电离出 1 个氢氧根离子和 N2H5+,则第二步中 N2H5+电离
出 1 个氢氧根离子和 N2H62+。N2H5+的电子式为 。N2H4 是二元弱碱,其性质与氨气相似,第一
× ×
v c
t
=
1
0.3 /mol l
t
( )
( ) ( )
2
3
3
2 2c
c NH
c H N×
2
3
0.1
0.5 0.1×步电离出 1 个氢氧根离子和 N2H5+,则第二步中 N2H5+电离出 1 个氢氧根离子和 N2H62+,则联氨与硫酸形成的酸
式盐的化学式为 N2H6(HSO4)2;
②N2H4 被银离子氧化,银离子被还原生成单质银,-2 价的 N 元素被氧化为 N2,反应方程式为:
N2H4+4AgBr=4Ag↓+N2↑+4HBr,因此反应出现现象为:固体逐渐变黑,并有气泡产生。
(二)选考题:共 15 分。请考生从 2 道化学题中任选一题作答。如果多做,则按所做的第一题计分。
35.[化学——选修 3:物质结构与性质](15 分)
硼、硅、硒等元素及其化合物用途广泛。请回答下列问题:
(1)基态硒原子的价电子排布式为_______;SeO2 常温下为白色晶体,熔点为 340~350℃,315℃时升华,则 SeO2
固体为________晶体。
(2)在硼、硅、硒的气态氢化物中,其立体构型为正四面体的是_______(填化学式),在硅的氢化物中共用电
子对偏向氢元素,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,则硒与硅的电负性大小为 Se_____Si(填“>”或“<”)。
(3)在周期表的第二周期中,第一电离能介于硼元素和氮元素之间的元素有_____种。
(4)硼元素具有缺电子性(价电子数少于价层轨道数),其化合物可与具有孤对电子的分子或离子生成配合物,
如 BF3 能与 NH3 反应生成 BF3·NH3,BF3·NH3 中 B 与 N 之间形成______键;NH3 中 N 原子的杂化轨道类型为
______,写出与 NH3 等电子体的一种离子符号________。
(5)金刚砂(SiC)的摩氏硬度为 9.5,其晶胞结构如图所示。在 SiC 中,每个 Si 原子周围距离最近的 Si 原子
数目为________;若金刚砂的密度为 ρg·cm-3,NA 表示阿伏加德罗常数的值,则晶胞中碳原子与硅原子的最近
距离为________pm。(用含 ρ 和 NA 的式子表示)
【答案】
(1)4s24p4(1 分) 分子 (1 分) (2)SiH4 (1 分) >(1 分) (3)3 (2 分)
(4)配位(1 分) sp3 (2 分) H3O+ (2 分) (5)12 (2 分) (2 分)
【解析】
(1)Se 元素为 34 号元素,原子核外有 34 个电子,所以核外电子排布式为:1s22s22p63s23p63d104s24p4,基态硒
原子的价电子排布式为 4s24p4;SeO2 常温下白色晶体,熔、沸点低,为分子晶体,故答案为:4s24p4;分子;
(2)硒、硅均能与氢元素形成气态氢化物分别为 H2Se,SiH4,其分子结构分别 V 形、正四面体;若“Si-H”中键
合电子偏向氢原子,说明硅显正价,氢气与硒反应时单质硒是氧化剂,硒显负价,所以硒与硅的电负性相对大小
为 Se>Si,故答案为:SiH4;>;
(3) 第二周期中,元素的第一电离能处于 B 与 N 之间的元素有 Be、C、O 三种,故答案为:3;
103
A
3 160 104 ρN
× ×(4)BF3•NH3 中 B 原子含有 3 个 σ 键和 1 个配位键,所以其价层电子数是 4,B 原子采取 sp3 杂化,该化合物
中,B 原子提供空轨道的原子、N 原子提供孤电子对,所以 B、N 原子之间形成配位键;在 NH3 中,N 原子的价
层电子对数是3+(5-3×1)/2=4,所以杂化轨道类型为sp3;NH3中有10个电子,等电子体的一种离子符号有:H3O+,
故答案为:配位;sp3;H3O+;
(5)每个碳原子周围最近的碳原子数目为 12,因此在 SiC 中,每个 Si 原子周围距离最近的 Si 原子数目为 12;
该晶胞中 C 原子个数=8× +6× =4,Si 原子个数为 4,晶胞质量为 ,设晶胞边长为 a pm,则
(a×10-10)3×ρ×NA=4×40,解得 a= ,碳原子与硅原子的最近距离为晶胞体对角线长度的 ,所以碳原子
与硅原子的最近距离为 ,故答案为:12; 。
36.[化学——选修 5:有机化学基础](15 分)
美托洛尔是一种能降低血压,治疗心律不齐的药物,其一种合成路线如图所示:
回答下列问题:
(I)A 官能团的名称是____,B 的结构简式为___________。
(2)反应 I 的反应类型是____,反应Ⅱ的反应条件是__________。
(3)反应Ⅲ的化学方程式为__________。
(4)化合物 H 的芳香族类同分异构体 K,其性质如下:
①能发生水解反应
②核磁共振氢谱有 4 组峰.峰面积之比为 9:3:2:2
写出两种符合要求的 K 的结构简式:_________________。
(5)已知:
设计由对氯苯甲醛 为原料制备 的合成路线____。(无
1
8
1
2 A
28 124 gN
+×
103
A
160 10ρN
× 1
4
103
A
3 160 104 ρN
× × 103
A
3 160 104 ρN
× ×机试剂和反应条件所需有机试剂任选,标清反应条件)
【答案】
(1)氨基、醛基 (2 分) (2 分)
(2)加成反应 (1 分) 浓硫酸、加热 (1 分)
(3) + +HCl (2 分)
(4) 或 或 或
或 或 ; (4 分,写出一种得 2
分)
(5) (3 分)
【解析】
(1)根据上述分析 A 为 ,官能团有羟基和醛基;B 的结构简式为 ,故答案为:氨基、醛
基; ;
(2)C 到 D 的反应过程中,醛基中碳氧双键断裂形成碳氧单键,所以反应 I 的反应类型是加成反应;反应Ⅱ为
羟基间的脱水反应,反应条件是浓硫酸、加热;故答案为:加成反应;浓硫酸、加热;
(3)根据上述分析反应Ⅲ的化学方程式为: + +HCl,故答案为:
+ +HCl;
(4)①能发生水解反应,则结构中含有酯基;②核磁共振氢谱有 4 组峰,峰面积之比为 9:3:2:2;根据对称性分
→
→
→析结构中含有 3 个甲基,苯环上的取代基应该在对位,符合条件的结构简式为: 、
、 、 、
、
(5)由目标产物及原料分析知, 由 与 发生取
代反应得到,根据已知条件分析 可以由 得到, 由 与
氢气发生还原反应得到,根据合成路线图中信息知 可由 得到,故答案为:
。