四川省成都市北大成都附属实验中学2020届高考仿真理科综合化学试题（解析版）

2019-2020 学年度 2020 届高考仿真试题(一) 理科综合能力测试(化学部分) 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Na 23 Mn 55 第Ⅰ卷 一、选择题(每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1.化学与生产、生活及环境密切相关，下列有关说法正确的是(　　) A. 中国古代利用明矾溶液的酸性清洗铜镜表面的铜锈 B. 有人称“一带一路”是“现代丝绸之路”，丝绸的主要成分是纤维素，属于天然高分子化合物 C. 汽车尾气污染物中含有的氮氧化物是汽油不完全燃烧造成的 D. 用于光缆通信的光导纤维和制作航天服的聚酯纤维都是新型无机非金属材料 【答案】A 【解析】 【详解】A．明矾是 KAl(SO4)2•12H2O，其水溶液因 Al3＋水解而呈酸性，铜锈的主要成分为 Cu2(OH)2CO3， 可溶于酸性溶液，故可利用明矾溶液的酸性清洗铜镜表面的铜锈，A 正确； B．丝绸的主要成分是蛋白质，B 错误； C．汽车尾气污染物中含有的氮氧化物是空气中的氮气和氧气在汽车发动机产生的高温下发生反应生成的， 而不是汽油不完全燃烧造成的，C 错误； D．聚酯纤维是高分子材料，不属于新型无机非金属材料，D 错误； 故选 A。 2.X、Y、Z、R、W 是 5 种短周期主族元素，原子序数依次增大；它们可组成离子化合物 Z2Y 和共价化合物 RY3、XW4；已知 Y、R 同主族，Z、R、W 同周期，下列说法错误的是(　　) A. 原子半径：Z＞R＞W B. 气态氢化物稳定性：HnW＞HmR C. X2W6 分子中各原子最外层电子均满足 8 电子结构 D. Y、Z、R 三种元素组成的化合物水溶液一定显碱性 【答案】D 【解析】 分析】 Y、R 同主族、Y、R 能形成化合物 RY3，所以 Y 为氧元素、R 为硫元素；可组成离子化合物 Z2Y，可知 Z 为钠元素；R、W 原子序数依次增大，W 是氯元素；X、W 能形成共价化合物 XW4，则 X 是碳元素。 【【详解】A．Na、S、Cl 核外均有 3 层电子，当电子层数相同时，质子数越多，原子半径越小，故原子半径 Na ＞S＞Cl，A 正确； B．非金属性越强，气态氢化物的稳定性越强，Cl 的非金属性强于 S，故气态氢化物稳定性 HCl＞H2S，B 正确； C．C2Cl6 分子中两个碳原子间共用一对电子，每个碳原子还和三个氯原子共用三对电子，各原子最外层均 满足 8 电子结构，C 正确； D．Na2SO3 的水溶液显碱性，Na2SO4 的水溶液显中性，D 错误； 故选 D。 3.设 NA 为阿伏加德罗常数的数值。下列叙述正确的是 A. 46g 有机物 C2H6O 中含有极性共价键的数目一定为 7NA B. 密闭容器中 1molH2 与 1molI2 制备 HI，增加 2NA 个 H-I 键 C. 25℃，1LpH=13 的 Ba(OH)2 溶液中 OH-数为 0.2NA D. 0.1molFe 在足量氧气中燃烧，转移电子数为 4/15NA 【答案】D 【解析】 46g 有机物 C2H6O 的物质的量为 1mol，如果有机物为乙醇，含有极性共价键数目为 7NA，如果有机物为甲 醚，含有极性共价键数目为 8NA，A 错误；1molH2 与 1molI2 制备 HI 的反应为可逆反应，生成 HI 小于 2mol，H-I 键小于 2NA，B 错误；pH=13 的 Ba(OH)2 溶液，c(H+)=10-13mol/L, c(OH-)=10-1mol/L,25℃，1L、pH=13 的 Ba(OH)2 溶液中 OH-数为 0.1NA，C 错误；0.1molFe 在足量氧气中燃烧，生成四氧化三铁，转移电子数为 0.1×8/3×NA=4/15NA, D 正确；正确选项 D。 点睛：本题考查了阿伏加德罗常数的综合应用，涉及的知识较多，重在分析能力及化学计算能力的考查， 明确有机物存在同分异构体时，化学键类型有所不同；注意可逆反应不能进行完全，铁在氧气中燃烧生四 氧化三铁，铁元素化合价平均为+8/3 价。 4.根据下列实验操作及现象，能推出相应结论的是 实验操作及现象 结论 A 加热石蜡后生成的气体能使酸性高锰酸钾溶液 褪色 加热石蜡产生的气体一定是 乙烯 B 向饱和硼酸溶液中加少量 NaHCO3 粉末，无气泡 冒出 酸性：碳酸>硼酸C 向 MgCl2 溶液中滴加足量 NaOH 溶液，有白色沉 淀生成，再滴加 CuCl2 溶液，又有蓝色沉淀生 成 Ksp[Cu(OH)2]硼酸，故向饱和硼酸溶液中加少量 NaHCO3 粉末，无气泡冒出，选项 B 正确； C．向 MgCl2 溶液中滴加足量 NaOH 溶液，有白色沉淀生成，再滴加 CuCl2 溶液，又有蓝色沉淀生成，氢氧化 钠过量，不发生沉淀的转化，无法证明溶度积的大小，选项 C 错误； D．向淀粉溶液中加稀硫酸共热，冷却后没有用氢氧化钠中和至碱性，加入新制 Cu(OH)2 悬浊液，硫酸与氢 氧化铜反应，导致无砖红色沉淀生成，干扰醛基的检验，不能说明淀粉没有发生水解，选项 D 错误； 答案选 B。 5.分子式均为 C5H10O2 的两种有机物的结构简式如右图所示： 下列说法正确的是 A. 二者都能使 Br2 的 CCl4 溶液褪色 B. ①②分子中所有原子均可能处于同一平面 C. 等质量的①和②分别与足量钠反应生成等质量的 H2 D. 与其互为同分异构体的酯有 8 种（不考虑立体异构） 【答案】C 【解析】 A 项，只有②能与 Br2 发生加成反应而使其褪色，故 A 项错误;B 项，分子中均含有四面体碳，所有原子不可能处于同一平面，故 B 项错误；C 项，它们分子中均含有两个羟基，物质的量相同时，与足量的钠产生 H2 的物质的量也相同，故 C 项正确；D 项，若为甲酸酯有 4 种，若为乙酸酯则有 2 种，若为丙酸乙酯，只有 1 种，若为丁酸酯只有 2 种，故属于酯类的有 4+2+1+2=9 种，故 D 项错误。答案为 C。 6.某温度时，将 nmol·L－lCH3COOH 溶液滴入 10mL1.0mol·L－1NaOH 溶液中，溶液 pH 和温度随加入 CH3COOH 溶液体积变化曲线如图所示，下列有关说法正确的是 A. Kw：a>b B. 25℃时：K( CH3COOH)=1/(n-1) •10－7 C. nb 【答案】B 【解析】 【分析】 将 CH3COOH 溶液滴入 NaOH 溶液中，溶液 pH 逐渐减小，当恰好完全中和时，放热最多，温度最高，据此 判断； 【详解】A.由于温度 b>a，则 Kw：a1.0 ，故 C 项错误； D. b 点溶液温度最高，说明此时两溶液恰好反应生成醋酸钠，醋酸根离子水解促进了水的电离，则水的电 离程度 b>c，故 D 项错误； 综上，本题选 B。 【点睛】本题考查 Kw，Kw 与温度有关，温度越高 Kw 数值越大，水电离程度越大，温度越低 Kw 数值越 小，水的电离程度越小，所以判断 Kw 的大小重点要抓住此时的温度。 7.某同学用下图实验装置验证通过改变浓度来实现反应，2Fe3++2I-=2Fe2++I2 中 Fe3+与 Fe2+的相互转化。K 闭 合时，电流表指针第一次发生偏转，当指针归零后，向左管滴油加 0.01mol/L 的 AgNO3 溶液，发现指针第二 次偏转，方向相反。下列有关说法不正确的是（ ） .A. 指针第一次偏转时，b 极反应式为 Fe3++e-=Fe2+ B. 加入 AgNO3 后，a 为正极 C. 当 b 极有 0.001molFe3+被还原时，则通过盐桥的电子数为 0.001NA D. 第二次指针偏转的原因是：I-浓度减小，反应逆向进行 【答案】C 【解析】 原溶液第一次电流表指针偏转实验时，a 电极 2I--2e-=I2，a 为负极，b 电极 Fe3++e-=Fe2+，b 为正极，所以 A 描述正确。指针归零说明上述反应完全进行，这时在左侧滴加 AgNO3，Ag++I-=AgI↓，I-浓度减小后反应逆 向进行，a 电极 I2+2e-=2I-，a 为正极，b 电极 Fe2+-e-= Fe3+，b 为负极，所以 B、D 描述都正确。C、两种情 况下，盐桥都是通过离子迁移形成内电路的一部分，所以盐桥中没有电子转移，C 描述错误。正确答案 C。 点睛：无论是原电池还是电解池，外电路是通过电子定向移动形成电流，内电路则是通过离子的定向迁移 形成电流，所以它们的导电原理是不同的。 第 II 卷 二、非选择题 (一)必考题 8.锌锰干电池的负极是作为电池壳体的金属锌，正极是被二氧化锰和碳粉包围的石墨电极，电解质是氯化锌 和氯化铵的糊状物，该电池放电过程中产生 MnOOH。废旧电池中的 Zn、Mn 元素的回收，对环境保护有重 要的意义。 Ⅰ.回收锌元素，制备 ZnCl2 步骤一：向除去壳体及石墨电极的黑色糊状物中加水，搅拌，充分溶解，经过滤分离得固体和滤液。 步骤二：处理滤液，得到 ZnCl2·xH2O 晶体。 步骤三：将 SOCl2 与 ZnCl2·xH2O 晶体混合制取无水 ZnCl2。 制取无水 ZnCl2，回收剩余的 SOCl2 并验证生成物中含有 SO2(夹持及加热装置略)的装置如图：(已知：SOCl2 是一种常用的脱水剂，熔点－105℃，沸点 79℃，140℃以上时易分解，与水剧烈反应生成两 种气体。) （1）写出 SOCl2 与水反应的化学方程式：__。 （2）接口的连接顺序为 a→__→__→h→i→__→__→__→e。 Ⅱ.回收锰元素，制备 MnO2 （3）洗涤步骤一得到的固体，判断固体洗涤干净的方法：__。 （4）洗涤后的固体经初步蒸干后进行灼烧，灼烧的目的：__。 Ⅲ.二氧化锰纯度的测定 称取 1.40g 灼烧后的产品，加入 2.68g 草酸钠(Na2C2O4)固体，再加入足量的稀硫酸并加热(杂质不参与反应)， 充分反应后冷却，将所得溶液转移到 100mL 容量瓶中用蒸馏水稀释至刻线，从中取出 20.00mL，用 0.0200mol/L 高锰酸钾溶液进行滴定，滴定三次，消耗高锰酸钾溶液体积的平均值为 17.30mL。 （5）写出 MnO2 溶解反应 离子方程式__。 （6）产品的纯度为__。 （7）若灼烧不充分，滴定时消耗高锰酸钾溶液体积__(填“偏大”“偏小”“不变”)。 【答案】 (1). SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑ (2). f (3). g (4). b (5). c (6). d (7). 取最后 一次洗液，滴加稀 HNO3 酸化的 AgNO3 溶液，若无白色沉淀生成，则说明固体洗涤干净 (8). 除去碳粉， 并将 MnOOH 氧化为 MnO2 (9). MnO2＋C2O42-＋4H+=Mn2+＋2CO2↑＋2H2O (10). 97.4% (11). 偏大 【解析】 【分析】 根据实验原理及实验装置图，分析装置的链接顺序；根据题干信息中物质的性质及氧化还原反应原理书写 相关反应方程式；根据滴定原理计算产品纯度并进行误差分析。 【详解】（1）根据已知条件，SOCl2 与水反应生成与水剧烈反应生成两种气体，根据元素守恒判断为 SO2 和 HCl，则反应方程式为 SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑，故答案为：SOCl2＋H2O=SO2↑＋2HCl↑； 的（2）三颈烧瓶中 SOCl2 吸收结晶水得到 SO2 与 HCl，用冰水冷却收集 SOCl2，浓硫酸吸收水蒸气，防止后 面溶液中的水蒸气进入锥形瓶中，用品红溶液检验 SO2，用氢氧化钠溶液吸收尾气中的 SO2 与 HCl，防止污 染环境，h 装置防止倒吸，接口的连接顺序为 a→f→g→h→i→b→c→d→e，故答案为：f；g；b ； c；d； （3）判断固体洗涤干净的方法是检验洗涤液中有没有 Cl－：取最后一次洗液，滴加稀 HNO3 酸化的 AgNO3 溶液，若无白色沉淀生成，则说明固体洗涤干净，故答案为：取最后一次洗液，滴加稀 HNO3 酸化的 AgNO3 溶液，若无白色沉淀生成，则说明固体洗涤干净； （4）灼烧除去碳，并将 MnOOH 氧化为 MnO2，故答案为：除去碳粉，并将 MnOOH 氧化为 MnO2； （5）在 H＋作用下，KMnO4、MnO2 与 C2O 反应的离子方程式分别为 2MnO ＋5C2O ＋16H＋=2Mn2＋＋ 10CO2↑＋8H2O、MnO2＋C2O ＋4H＋===Mn2＋＋2CO2↑＋2H2O，故答案为：MnO2＋C2O42-＋4H+=Mn2+＋ 2CO2↑＋2H2O； （6）n(C2O )＝2.68g÷134g·mol－1＝0.02mol；滴定 100mL 稀释后溶液，消耗 n(MnO )＝0.0200mol·L－ 1×0.01730L×5＝0.001730mol；根据氧化还原反应中得失电子数相等得 n(MnO2)×2＋0.001730mol×5＝ 0.0200mol×2，得 n(MnO2)＝0.015675mol，MnO2 的质量分数＝ ＝0.974，即 97.4%， 故答案为：97.4%； （7）若灼烧不充分，杂质也会消耗高锰酸钾，滴定时消耗高锰酸钾溶液体积将偏大，故答案为：偏大。 9.一种从冶铅废渣中提取铅的工艺流程如图所示： 已知：醋酸铅易溶于水，难电离。火法炼铅是将方铅矿(主要成分为 PbS)在空气中焙烧，生成 PbO 和 SO2。 回答下列问题： (1)用方铅矿火法炼铅的反应的化学方程式为______。 (2)火法炼铅的废气中含 SO2，可将废气通入过量氨水中进行处理，反应的离子方程式为_____。 (3)冶铅废渣用硫酸洗涤后，生成的 PbSO4 表面常含有铜单质，为了溶解铜单质，常需要同时加入一定量的 H2O2 溶液，写出溶解铜单质发生反应的离子方程式_______；为加快此反应的速率，下列方法合理的是 _____(填标号)。 A．搅拌　　　B．适当加热　　　C．减压 10.015675mol 87g mol 1.40g −× ⋅(4)将饱和 Na2CO3 溶液加入滤渣 1 中发生的反应为 (aq)＋PbSO4(s) PbCO3(s)＋ (aq)，以 PbCO3 和焦炭为原料在高温条件下可制备金属铅，用化学方程式表示制备过程_______。 (5)工业上常用等体积的饱和 NaHCO3 溶液代替饱和 Na2CO3 溶液，将一定量的 PbSO4 转化为 PbCO3。PbSO4 与 NaHCO3 或 Na2CO3 的物质的量之比不同时，PbSO4 的转化率如表所示。 n(PbSO4)∶n(NaHCO3) 1∶1.5 1∶2 1∶3 Ⅰ PbSO4 转化率% 95.5 96.9 97.8 n(PbSO4)∶n(Na2CO3) 1∶1.5 1∶2 1∶3 Ⅱ PbSO4 的转化率% 98 98 98 依据表中数据，物质的量之比相同时，Ⅱ中 PbSO4 的转化率比Ⅰ中的略大，原因是______。 【答案】 (1). 2PbS＋3O2 2PbO＋2SO2 (2). 2NH3·H2O＋SO2 = 2 ＋ ＋H2O (3). Cu＋ H2O2＋2H+ = Cu2+＋2H2O (4). AB (5). PbCO3 PbO＋CO2↑、2PbO＋C 2Pb＋CO2↑(或 PbO＋ C Pb＋CO↑) (6). 物质的量之比相同时，Na2CO3 溶液中 c( )比 NaHCO3 溶液中的大 【解析】 【分析】 冶铅废渣用硫酸洗涤，生成 PbSO4，滤渣 1 为 PbSO4，加入饱和碳酸钠溶液，PbSO4 转化为 PbCO3，滤渣 2 为 PbCO3，加入醋酸溶液，PbCO3 溶解，得到醋酸铅溶液，和锌发生置换反应得到海绵铅，洗涤干燥后得 到粗铅。 【详解】(1)由火法炼铅是将方铅矿在空气中焙烧，生成 PbO 和 SO2，可知发生反应的化学方程式为 2PbS＋ 3O2 2PbO＋2SO2。 (2)SO2 与过量的氨水反应生成亚硫酸铵，反应的离子方程式为 2NH3·H2O＋SO2 = 2 ＋ ＋H2O。 (3)酸性条件下铜被 H2O2 氧化为 Cu2＋，反应的离子方程式是 Cu＋H2O2＋2H＋ = Cu2＋＋2H2O；搅拌能加快 反应速率，适当升高温度可使反应速率加快，该反应没有气体参与，减压对反应速率无影响，故选 AB。 (4)以 PbCO3 和焦炭为原料制备 Pb 的反应的化学方程式为 PbCO3 PbO＋CO2↑、2PbO＋C 2Pb＋ CO2↑(或 PbO＋C Pb＋CO↑)。 (5)物质的量之比相同时，Na2CO3 溶液中 c( )比 NaHCO3 溶液中的大，故Ⅱ中 PbSO4 的转化率比Ⅰ中的 的 2- 3CO 2- 4SO + 4NH 2- 3SO 2- 3CO + 4NH 2- 3SO 2- 3CO略大。 【点睛】(2)SO2 和氨水反应，由于 H2SO3 为二元酸，所以当 SO2 过量时生成酸式盐 NH4HSO3，当氨水过量 时，生成正盐(NH4)2SO3。(3)适当升温可以加快反应速率，但若温度过高，会使 H2O2 分解，反应速率反而 会降低。 10.氯气是现代工业的重要原料，将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热车点，回答下列问题： （1）Deacon 发明的直接氧化法为：4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g)。可按下列催化过程进行： Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+ Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1 Ⅱ.CuCl(s)+ O2(g)=CuO(s)+ Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1 Ⅲ.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3 反应Ⅰ能自发进行的条件是___。利用 ΔH1 和 ΔH2 计算 ΔH3 时，还需要利用反应___的 ΔH。 （2）如图为刚性容器中，进料浓度比 c(HCl)：c(O2)分别等于 1：1、4：1、7：1 时 HCl 平衡转化率随温 度变化的关系： 可知反应平衡常数 K（400℃）__K（500℃）（填“大于”或“小于”）。设容器内初始压强为p0，根据进料 浓度比 c(HCl)：c(O2)=4：1 数据，计算 400℃时容器内的平衡压强=___（列出计算式）。按化学计量比进 料可以保持反应物高转化率，同时降低产物分离的能耗。进料浓度比 c(HCl)：c(O2)过低、过高的不利影响 分别是___。 （3）已知：氯气与 NaOH 溶液反应可生成 NaClO3。有研究表明，生成 NaClO3 的反应分两步进行： Ⅰ.2ClO-=ClO2-+Cl- Ⅱ.ClO2-+ClO-=ClO3-+Cl- 常温下，反应Ⅱ能快速进行，但氯气与 NaOH 溶液反应很难得到 NaClO3，试用碰撞理论解释其原因：___。 （4）电解 NaClO3 水溶液可制备 NaClO4，写出阳极反应式：___。 【答案】 (1). 高温 (2). CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g） (3). 大于 (4). 0.848p0 (5). Cl2 和 O2 分离能耗较高、HCl 转化率较低 (6). 反应Ⅰ的活化能高，活化分子百分数低，不利于 ClO－ 的 1 2 1 2 1 2向 ClO3－转化 (7). ClO3－＋H2O－2e－=ClO4－＋2H＋ 【解析】 【详解】（1）Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+ Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1，△S＞0，则要△G=△H-T△S＜0，须 高温条件下才能自发； Ⅰ.CuCl2(s)=CuCl(s)+ Cl2(g) ΔH1=+83kJ·mol-1 Ⅱ.CuCl(s)+ O2(g)=CuO(s)+ Cl2(g) ΔH2=-20kJ·mol-1 Ⅲ.4HCl(g)+O2(g)=2Cl2(g)+2H2O(g) ΔH3 利用 ΔH1 和 ΔH2 计算 ΔH3 时，由盖斯定律，（Ⅲ-Ⅱ×2-Ⅰ×2）/2 得：还需要利用反应 CuO（s）+2HCl （g）＝CuCl2（s）+H2O（g）的 ΔH。 故答案为：高温；CuO（s）+2HCl（g）＝CuCl2（s）+H2O（g）； （2）根据图象可知，进料浓度比相同时，温度越高 HCl 平衡转化率越低，说明该反应为放热反应，升高温 度平衡向着逆向移动，则温度越高平衡常数越小，所以反应平衡常数 K（400℃）大于 K（500℃）；进料浓 度比 c（HCl）：c（O2）的比值越大，HCl 的平衡转化率越低，根据图象可知，相同温度时 HCl 转化率最 高的为进料浓度比 c（HCl）：c（O2）=4：1，该曲线中 400℃HCl 的平衡转化率为 76%。则 p= p0=0.848p0； 进料浓度比 c（HCl）：c（O2）过低时，O2 浓度较大，HCl 的转化率较高，但 Cl2 和 O2 分离能耗较高，生 成成本提高；进料浓度比 c（HCl）：c（O2）过高时，O2 浓度较低，导致 HCl 的转化率减小； 故答案为：大于；p= p0=0.848p0；Cl2 和 O2 分离能耗较高、HCl 转化 率较低； （3）生成 NaClO3 的反应分两步进行：Ⅰ.2ClO-=ClO2-+Cl-，Ⅱ.ClO2-+ClO-=ClO3-+Cl-，常温下，反应Ⅱ能 快速进行，但氯气与 NaOH 溶液反应很难得到 NaClO3，用碰撞理论解释其原因：反应Ⅰ的活化能高，活化 分子百分数低，不利于 ClO－向 ClO3－转化； 故答案为：反应Ⅰ的活化能高，活化分子百分数低，不利于 ClO－向 ClO3－转化； （4）电解 NaClO3 水溶液可制备 NaClO4，阳极发生氧化反应生成 ClO4－，阳极反应式：ClO3－＋H2O－2e－ =ClO4－＋2H＋。 1 2 1 2 1 2 1 2 2 2 24HCl g + O g 2Cl g + 2H O g 4 1 0 0 4 0.76 0.76 2 0.76 2 0.76 4 0.24 0.24 2 0.76 2 0.76 × × × × × × （ ） （ ） （ ） （ ） 初始 转化 平衡 4 0.24 1 0.24 2 0.76 2 0.76 4 1 × + × + × + × + 4 0.24 1 0.24 2 0.76 2 0.76 4 1 × + × + × + × +故答案为：ClO3－＋H2O－2e－=ClO4－＋2H＋。 【点睛】本题考查化学平衡计算、盖斯定律应用及电解原理等知识，明确化学平衡及其影响为解答关键， 难点（2）注意掌握盖斯定律内容及三段式在化学平衡计算中的应用，试题侧重考查学生的分析、理解能力 及综合应用能力。 (二)选考题 【化学——选修 3：物质结构与性质】 11.离子液体是一类具有很高应用价值的绿色溶剂和催化剂，其中的 EMIM＋由 H、C、N 三种元素组成，结 构如下图所示。回答下列问题： (1)碳原子价层电子的轨道表达式为______，基态碳原子中，核外电子占据的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，NH3、 、 中，中心原子价层电子对数不同于其他两种粒子的是 _______。NH3 比 PH3 的沸点高，原因是____________。 (3)氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都大的原因是____________。 (4)EMIM＋中，碳原子的杂化轨道类型为________。分子中的大 π 键可用符号 表示，其中 n 代表参与形 成的大 π 键原子数，m 代表参与形成的大 π 键电子数(如苯分子中的大 π 键可表示为 )，则 EMIM＋中的 大 π 键应表示为________。 (5)立方氮化硼硬度仅次于金刚石，但热稳定性远高于金刚石，其晶胞结构如下图所示。立方氮化硼属于 ______晶体，其中硼原子的配位数为_____。已知：立方氮化硼密度为 d g/cm3，B 原子半径为 x pm，N 原子 半径为 y pm，阿伏加德罗常数的值为 NA，则该晶胞中原子的空间利用率为_______(列出化简后的计算式)。 【答案】 (1). (2). 哑铃 (3). NH3 (4). 氨分子间存在氢键 (5). 基态氮原 - 3NO - 2NO m n∏ 6 6∏子电子占据的最高能级为半充满，较稳定 (6). sp2、sp3 (7). (8). 原子 (9). 4 (10). ×100% 【解析】 【分析】 根据构造原理、泡利原理和洪特规则写出碳原子的价层电子轨道表示式；根据价层电子对互斥理论计算中 心原子价层电子对数；根据大 π 键的书写方法和 EMIM＋的结构表示 EMIM＋里的大 π 键；根据晶体的物理 特征判断立方氮化硼的晶体类型，根据晶体结构判断 B 原子的配位数和计算晶胞中的原子利用率。 【详解】(1)碳原子价电子排布式为 2s22p2，所以价层电子的轨道表达式为 ；基态碳原子核 外电子占据的最高能级为 2p，p 轨道的电子云轮廓图为哑铃形。 (2)NH3 中 N 原子价层电子对个数＝3＋ (5-3×1)＝4，NO3－中 N 原子价层电子对个数＝3＋ (5＋1－ 3×2)＝3；NO2－中 N 原子价层电子对个数＝2＋ (5＋1－2×2)＝3，所以中心原子价层电子对数不同于其 他两种粒子的是 NH3；NH3 比 PH3 的沸点高是因为氨分子间存在氢键。 (3)ⅤA 族元素的第一电离能比同周期相邻元素的都大，是因为ⅤA 族元素的最高能级 p 轨道上的电子为半 充满状态，能量低，较稳定，失去一个电子需要的能量多，所以氮元素的第一电离能比同周期相邻元素都 大。 (4)根据 EMIM＋的结构图可知，甲基和亚甲基上的碳原子的杂化方式为 sp3，环上的碳原子的杂化方式为 sp2；五元环中存在大 π 键，参与形成大 π 键的原子总数为 5 个，每个氮原子提供 2 个电子，每个碳原子提 供 1 个电子，失去一个电子后，共有 6 个电子形成大 π 键，可用符号 表示。 (5)立方氮化硼硬度仅次于金刚石，晶体类型类似于金刚石，是原子晶体；晶胞中每个 N 原子连接 4 个 B 原 子，晶胞中 N 原子数为 4，B 原子数＝8× ＋6× ＝4，氮化硼化学式为 BN，所以晶胞中每个 B 原子也 连接 4 个 N 原子，即硼原子的配位数为 4；晶胞的质量 m＝ g＝ g，晶胞的体积 V＝ ＝ cm3＝ cm3，B、N 原子总体积 V′＝4×[ ]＝ ×(x3＋y3)×10－30cm3， 6 5∏ 3 3 30 4 ( ) 75 10 Ax y dNπ + × 1 2 1 2 1 2 6 5∏ 1 8 1 2 25 4 AN × A 100 N 质量 密度 100 AN d 100 AdN 10 3 10 34 ( 10 ) 4 ( 10 ) 3 3 x yπ π− −× ×+ 16 3 π晶胞中原子的空间利用率＝ ×100%＝ ×100%＝ ×100%。 【点睛】本题的难点在(5)。利用体积、密度、质量的关系求晶胞的体积，需要注意的是晶胞的质量是 4 个 BN 的相对质量除以阿伏伽德罗常数。原子的总体积也要注意是 4 个 B 原子和 4 个 N 原子的体积之和。另 外还要注意单位换算：1pm=10-10cm。 【化学——选修 5：有机化学基础】 12.苯氧布洛芬具有良好的解热、镇痛、抗炎、抗风湿作用 ,苯氧布洛芬的合成路线: 回答下列问题: (1)苯氧布洛芬中官能团的名称为____。 (2)碳原子上连有 4 个不同的原子或基团时,该碳称为手性碳。A~D 四种物质中,含有手性碳的有机物为 ____(填字母)。 (3)反应②的反应类型是____。 (4)若过程①发生的是取代反应,且另一种产物为 HBr,由 A 生成 B 发生反应的化学方程式为____。 (5)有机物 M 与 C 互为同分异构体,M 满足下列条件: Ⅰ.能与 FeCl3 溶液发生显色反应,1 mol M 可消耗 2 mol NaOH; Ⅱ.M 分子中有 6 种不同化学环境的氢,核磁共振氢谱为 3∶2∶2∶2∶2∶3,且分子中含有 结构。 写出符合条件的 M 的一种结构简式:____。 (6)根据已有知识并结合相关信息,写出以丙酮(CH3COCH3)为原料制备 2-甲基丙酸的合成路线流程图(无机试 剂任用)。_________________ 'V V 3 3 3016 ( ) 103 100 A x y dN π −× + × 3 3 30 4 ( ) 75 10 Ax y dNπ + ×【答案】 (1). 醚键 、 羧基 (2). CD (3). 还原反应 (4). + +HBr (5). (或 ) (6). 【解析】 【分析】 由有机物的转化关系可知，在碳酸钾和铜做催化剂作用下， 与 发生取代反应生 成 ， 在 硼 氢 化 钠 作 用 下 发 生 还 原 反 应 生 成 ， 与 PBr3 发生取代反应生成 ， 与氰化钠发生取 代反应生成 ， 酸性条件下发生水解反应生成 。 【详解】（1）苯氧布洛芬的结构简式为 ，官能团为醚键和羧基，故答案为：醚键、羧基； （2）含有手性碳的有机物含有饱和碳原子，且连有四个不同的原子或原子团，则 A~D 四种物质中 和 分子中含有手性碳原子，故答案为：CD； (3)反应②的反应为 在硼氢化钠作用下发生还原反应生成 ，故答案为：还原 反应；（4）由 A 生成 B 发生的反应为在碳酸钾和铜做催化剂作用下， 与 发生取代反 应生成 ，反应的化学方程式为 + +HBr，故答案为： + +HBr； （5）由能与 FeCl3 溶液发生显色反应，1 mol M 可消耗 2 mol NaOH 可知 M 含有两个酚羟基，由 M 分子中 有 6 种不同化学环境的氢,核磁共振氢谱为 3∶2∶2∶2∶2∶3，且分子中含有 结构可知，分子中 还含有两个甲基，且结构对称，结构简式为 或 ，故答案为： (或 )； （6）由题给信息和 2-甲基丙酸的结构，结合逆推法可知， 在硼氢化钠作用下发生还原反应 生成 ， 与 PBr3 发生取代反应生成 ， 与氰化钠发生取代 反应生成 ， 酸性条件下发生水解反应生成 2-甲基丙酸，合成路线如下： ， 故答案为： 。