【文档说明】【精准解析】河南省郑州市中原联盟2020届高三3月联考(线上)理科综合化学试题.doc,共(19)页,892.500 KB,由小赞的店铺上传
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郑州市中原联盟高三年级2020理综学科测试(线上)化学可能用到的相对原子质量:H-1C-12N-14O-16Cl-35.5V-51Cu-641.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.36g由35Cl和37C1组成的氯气中所含质子数一定为17NAB.5.6gC3H6和C2H4的混
合物中含有共用电子对的数目为1.2NAC.含4molSi-O键的二氧化硅晶体中,氧原子数为4NAD.一定条件下,6.4g铜与过量的硫反应,转移电子数目为0.2NA【答案】B【解析】【详解】A.35Cl和37C1的原子个数关系不定,则36g氯气不一定是0.5mol,所含质子数不一定
为17NA,A不正确;B.5.6gC3H6和5.6gC2H4中含有共用电子对的数目都是1.2NA,则5.6g混合气所含共用电子对数目也为1.2NA,B正确;C.1个“SiO2”中含有4个Si-O键,则含4mol
Si-O键的二氧化硅晶体为1mol,氧原子数为2NA,B不正确;D.铜与过量的硫反应生成Cu2S,6.4g铜转移电子数目为0.1NA,D不正确;故选B。2.某同学采用工业大理石(含有少量SiO2、Al2O3、F
e2O3等杂质)制取CaCl2·6H2O,设计了如下流程:下列说法不正确的是A.固体I中含有SiO2,固体II中含有Fe(OH)3B.使用石灰水时,要控制pH,防止固体II中Al(OH)3转化为AlO2-C
.试剂a选用盐酸,从溶液III得到CaCl2·6H2O产品的过程中,须控制条件防止其分解D.若改变实验方案,在溶液I中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液经蒸发浓缩、冷却结晶也可得到纯净CaCl2·6H2O【答案】D【解析】【分析】工业大理石(含有少量S
iO2、Al2O3、Fe2O3等杂质)加足量的盐酸,得到二氧化硅沉淀和氯化钙、氯化铝、氯化铁混合溶液,所以固体Ⅰ中含有SiO2,滤液中加石灰水,控制pH,可以得到Al(OH)3、Fe(OH)3沉淀,即为固体Ⅱ,过滤,向滤液加入盐酸中和过量的氢氧化钙,得氯化钙溶液,Ca
Cl2·6H2O易分解,从溶液中获得氯化钙晶体时,要防止其分解;【详解】A.根据上面的分析可知,固体Ⅰ中含有SiO2,固体Ⅱ中含有Fe(OH)3,A正确;B.氢氧化铝具有两性,可溶于氢氧化钙溶液,生成AlO2-,B正确;C.CaCl2·6H2O易分解,从溶液中获得氯化钙晶体时,要防止
其分解,C正确;D.若改变实验方案,在溶液Ⅰ中直接加氨水至沉淀完全,滤去沉淀,其溶液中含有氯化铵,经蒸发浓缩、冷却结晶得到的CaCl2·6H2O不纯,D错误;答案为D。3.黑索金是一种爆炸力极强的烈性炸药,比TNT猛烈1.5倍。可用浓硝酸硝解乌洛托品得到黑索金,
同时生成硝酸铵和甲醛(HCHO)。下列说法不正确的是()A.乌洛托品的分子式为C6H12N4B.乌洛托品分子结构中含有3个六元环C.乌洛托品的一氯代物只有一种D.乌洛托品得到黑索金反应中乌洛托品与硝酸的物质的量之比为1:4【答案】B【解析】
【详解】A.乌洛托品的分子中含有6个“CH2”和4个N原子,则分子式为C6H12N4,A正确;B.乌洛托品分子结构中含有4个六元环,B不正确;C.乌洛托品分子中含有6个完全相同的-CH2-,所以一氯代物只有一种,C正确;D.1mol乌洛托品与
4mol硝酸完全反应,生成1mol黑索金、1molNH4NO3和3molHCHO,D正确;故选B。4.短周期主族元素W、X、Y、Z的原子序数依次增加。A是元素Y的单质。常温下,甲的浓溶液具有脱水性,和A发生钝化
。丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,且丙是无色刺激性气味气体。上述物质的转化关系如图所示。下列说法正确的是()A.丁和戊中所含元素种类相同B.简单离子半径大小:X<YC.气态氢化物的还原性:X>ZD.Y的简单离子与Z的简单离子在水溶液中可大量共存【答案】A【
解析】【分析】甲的浓溶液具有脱水性,则甲为硫酸;常温下,和A发生钝化,则A为铝(Al);丙、丁、戊是由这些元素组成的二元化合物,且丙是无色刺激性气味气体,结合转化关系图,可得出丙为SO2,丁为H2O,乙为Al2(SO4)3;SO2与戊反应生成H2SO4,则戊为H2O2。从而得出W、
X、Y、Z分别为H、O、Al、S。【详解】A.丁和戊分别为H2O、H2O2,所含元素种类相同,A正确;B.简单离子半径:O2->Al3+,B不正确;C.气态氢化物的还原性:H2O<H2S,C不正确;D.Al3+与S2-在水溶液中发生双水解反应,不能大量共存,D不正确;故选A。5.实验
室从废定影液[含Ag(S2O3)23-和Br-等]中回收Ag和Br2的主要步骤为:向废定影液中加入Na2S溶液沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧Ag2S制Ag;制取Cl2并通入滤液氧化Br-,用苯萃取分液。其中部分操作的装置如图所示,下列叙述正确的是()A.
用装置甲分离Ag2S时,用玻璃棒不断搅拌B.用装置乙在空气中高温灼烧Ag2S制取AgC.用装置丙制备用于氧化滤液中Br-的Cl2D.用装置丁分液时,先放出水相再放出有机相【答案】C【解析】【详解】A.过滤分离Ag2S时,用玻璃棒不断搅拌,容易损坏滤纸
,A不正确;B.蒸发皿不能用于灼烧,在空气中高温灼烧Ag2S会生成SO2,污染环境,同时生成的Ag会被氧化成Ag2O,B不正确;C.KMnO4与浓盐酸不需加热就能反应生成Cl2,C正确;D.分液时,先放出水相,再从分液漏斗上口倒出有机相,D不正确;故选C
。6.2mol金属钠和1mol氯气反应的能量关系如图所示,下列说法不正确的是()A.ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6+ΔH7B.ΔH4的值数值上和Cl-Cl共价键的键能相等C.ΔH7<0,且该过程形成了分子间作用力D.Δ
H5<0,在相同条件下,2Br(g)的ΔH5′>ΔH5【答案】C【解析】【详解】A.由盖斯定律可得,ΔH1=ΔH2+ΔH3+ΔH4+ΔH5+ΔH6+ΔH7,A正确;B.ΔH4为破坏1molCl-Cl共价键所需的能
量,与形成1molCl-Cl共价键的键能在数值上相等,B正确;C.物质由气态转化为固态,放热,则ΔH7<0,且该过程形成了离子键,C不正确;D.Cl转化为Cl-,获得电子而放热,则ΔH5<0,在相同条件下,由于溴的非金属性比氯弱,得电子放出的能量比氯少,所以2Br(g)的ΔH5′>Δ
H5,D正确;故选C。7.向含Fe2+、I-、Br-的混合溶液中通入过量的氯气,溶液中四种粒子的物质的量变化如图所示,已知b-a=5,线段Ⅳ表示一种含氧酸,且Ⅰ和Ⅳ表示的物质中含有相同的元素。下列说法正确的是()A.线段Ⅱ表示Br-的变化情况B.原溶液中n(FeI2):n(Fe
Br2)=3:1C.根据图像无法计算a的值D.线段Ⅳ表示HIO3的变化情况【答案】D【解析】【分析】向仅含Fe2+、I-、Br-的溶液中通入适量氯气,还原性I->Fe2+>Br-,首先发生反应2I-+Cl2=I2+2Cl-,I-反应完毕,再反应反应2Fe2++Cl
2=2Fe3++2Cl-,Fe2+反应完毕,最后发生反应2Br-+Cl2=Br2+2Cl-,故线段I代表I-的变化情况,线段Ⅱ代表Fe2+的变化情况,线段Ⅲ代表Br-的变化情况;通入氯气,根据反应离子方程式可知溶液中n(I-)=2n(Cl2)=2mol,溶液中n
(Fe2+)=2n(Cl2)=2×(3mol-1mol)=4mol,Fe2+反应完毕,根据电荷守恒可知n(I-)+n(Br-)=2n(Fe2+),故n(Br-)=2n(Fe2+)-n(I-)=2×4mo
l-2mol=6mol,据此分析解答。【详解】A.根据分析可知,线段Ⅱ为亚铁离子被氯气氧化为铁离子,反应的离子方程式为:2Fe2++Cl2=2Fe3++2Cl-,不是氧化溴离子,故A错误;B.n(FeI2):n(FeBr2)=n(I-):n(Br-)=2mol:6mol=1:3,故
B错误;C.由分析可知,溶液中n(Br-)=2n(Fe2+)-n(I-)=2×4mol-2mol=6mol,根据2Br-+Cl2=Br2+2Cl-可知,溴离子反应需要氯气的物质的量为3mol,故a=3+3=6,故C错
误;D.线段IV表示一种含氧酸,且I和IV表示的物质中含有相同的元素,该元素为I元素,已知碘单质的物质的量为1mol,反应消耗氯气的物质的量为5mol,根据电子守恒,则该含氧酸中碘元素的化合价为:()1-025mol2mol=+5价,则该含氧酸为HIO3,即:线段Ⅳ表
示HIO3的变化情况,故D正确;故答案为D。8.连二亚硫酸钠(Na2S2O4)俗称保险粉,可以用作染色工艺的还原剂,纸浆、肥皂等的漂白剂。Na2S2O4易溶于水,难溶于乙醇,在碱性介质中较稳定,在空气中易被氧化。回答下列问题:(1)Na2
S2O4在潮湿空气中氧化,生成的两种常见酸式盐是___(填化学式)。(2)锌粉法制备Na2S2O4的工艺流程如图所示:①工业上常将锌块进行预处理得到锌粉-水悬浊液,其目的是__。②步骤Ⅰ中发生反应的化学方程式为__。③在步骤Ⅲ中得到的Na2S2O4固体要用乙醇洗涤,其优点是__,“后续
处理”最终要加入少量的Na2CO3固体,其原因是__。(3)目前,我国普遍采用甲酸钠法生产连二亚硫酸钠,其原理是先将HCOONa和烧碱加入乙醇水溶液中,然后通入SO2发生反应,有CO2气体放出,总反应的离子方程式是___。(4)有人设计了图示方
法同时制备连二亚硫酸钠和过二硫酸钠(Na2S2O8),并获得中国专利。电解过程中,阴极室生成Na2S2O4,a极的电极反应式为__,通过阳离子交换膜的离子主要是Na+,其迁移方向是__(填“a到b”或“b到a”)。【答案】(1).NaHSO3和NaHSO4(2).增
大锌粒的表面积,加快化学反应速率(3).Zn+2SO2=ZnS2O4(4).减少Na2S2O4的溶解损失,易于干燥(5).Na2CO3为碱性物质,“保险粉”在碱性介质中较稳定(6).HCOO-+OH-+2SO2=S2O42-+CO2+H2O(7).2SO42--2e-=S2O82-(8
).a到b【解析】【分析】(1)Na2S2O4中S显+4价,在潮湿空气中氧化,S转化为+6价,则生成的两种常见酸式盐应为硫酸和亚硫酸的酸式盐。(2)①将锌块进行预处理得到锌粉-水悬浊液,可以增大其与SO2的接触面积。
②步骤Ⅰ中,锌与SO2在水溶液中发生反应,生成ZnS2O4。③Na2S2O4固体易溶于水,难溶于乙醇,用乙醇洗涤,从溶解和干燥两个方面寻找原因;Na2S2O4在碱性介质中较稳定,Na2CO3固体可提供碱性环境。(3)HCOONa、烧碱、SO2发生反应,生成Na
2S2O4、CO2等,由此可写出反应的离子方程式。(4)a极的电解质为SO42-,由题意知,它将转化为S2O82-,由此可得出电极反应式;通过阳离子交换膜的离子主要是Na+,从电荷守恒出发可确定其迁移方向。【详解】(1)Na2S
2O4中S显+4价,在潮湿空气中被氧化,S部分转化为+6价,则生成的两种常见酸式盐为NaHSO3和NaHSO4。答案为:NaHSO3和NaHSO4;(2)①锌粉-水悬浊液与SO2的接触面积比锌粉与SO2的接触面积大,
反应速率快。答案为:增大锌粒的表面积,加快化学反应速率;②步骤Ⅰ中,锌与SO2在水溶液中发生反应,生成ZnS2O4,反应的化学方程式为Zn+2SO2=ZnS2O4。答案为:Zn+2SO2=ZnS2O4;③Na2S2O4固体易溶于水,难溶于乙醇,用乙醇洗涤,既可减少溶解损失,又易
于干燥;Na2S2O4在碱性介质中较稳定,Na2CO3固体可提供碱性环境,增强“保险粉”的稳定性。答案为:减少Na2S2O4的溶解损失,易于干燥;Na2CO3为碱性物质,“保险粉”在碱性介质中较稳定;(3)HCOONa、烧碱、
SO2发生反应,生成Na2S2O4、CO2等,反应的离子方程式为HCOO-+OH-+2SO2=S2O42-+CO2+H2O。答案为:HCOO-+OH-+2SO2=S2O42-+CO2+H2O;(4)a极的电解质为SO42-,由题意知,它将转化为S2O82-,电极反应式为2SO4
2--2e-=S2O82-;通过阳离子交换膜的离子主要是Na+,电极反应发生后,阳极Na+富余,它应向阴极迁移,所以Na+的迁移方向是由a到b。答案为:2SO42--2e-=S2O82-;a到b。【点睛】书写电极反应式时,应先确定电极的名称和电解质
,阳极失电子,则电极材料为惰性电极时,只能是溶液中的离子失电子,因而可得出阳极产物,同样可得出阴极产物;电极反应发生后,依据阴、阳离子的电荷数关系,在确保电荷守恒的前提下,富余离子透过交换膜向另一电极迁移。9.已知25℃时,Ksp(
Ag2S)=6.3×10-50、Ksp(AgCl)=1.5×10-16。某研究性学习小组探究AgCl、Ag2S沉淀转化的原因。步骤现象Ⅰ.将NaCl与AgNO3溶液混合产生白色沉淀Ⅱ.向所得固液混合物中加Na2S溶液沉淀变为黑色Ⅲ.滤出黑色沉淀,加入N
aCl溶液在空气中放置较长时间后,沉淀变为乳白色(1)Ⅰ中的白色沉淀是__。(2)Ⅱ中能说明沉淀变黑的离子方程式是__。(3)滤出步骤Ⅲ中乳白色沉淀,推测含有AgCl。用浓HNO3溶解,产生红棕色气体,沉淀部分溶解,过滤得到滤液X和白色沉淀Y。ⅰ.向X中滴加Ba(NO3)2
溶液,产生白色沉淀ⅱ.向Y中滴加KI溶液,产生黄色沉淀①由ⅰ判断,滤液X中被检出的离子是__。②由ⅰ、ⅱ可确认步骤Ⅲ中乳白色沉淀含有AgCl和另一种沉淀__。(4)该学生通过如下对照实验确认了步骤Ⅲ中乳白色沉淀产生的原因:在NaCl存在下,氧气将Ⅲ中黑色沉淀氧化。现象B:一
段时间后,出现乳白色沉淀C:一段时间后,无明显变化①A中产生的气体是___。②C中盛放的物质W是__。③该同学认为B中产生沉淀的反应如下(请补充完整):__2Ag2S+__+__+2H2O=4AgCl+__
+4NaOH④从溶解平衡移动的角度,解释B中NaCl的作用__。【答案】(1).AgCl(2).2AgCl(s)+S2-(aq)=Ag2S(s)+2Cl-(aq)(3).SO42-(4).S(5).O2(6).Ag2S的悬浊液(7).2Ag2S+1O2+4NaCl+2H2O=
4AgCl+2S+4NaOH(8).对于溶解平衡Ag2S(s)2Ag+(aq)+S2-(aq),O2将S2-氧化生成S时有Ag+游离出来,NaCl中大量的Cl-与游离的Ag+结合成AgCl沉淀,使得溶解平衡右移,B中最终出现乳白色沉淀AgCl和S【解析】【分析】(1)Ⅰ中的白
色沉淀由NaCl与AgNO3溶液发生反应生成。(2)Ⅱ中沉淀由白变黑,则表明白色沉淀与S2-反应,生成Ag2S沉淀等。(3)ⅰ.向X中滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,说明此沉淀为BaSO4;ⅱ.向Y中滴加KI溶液,产生黄色沉淀,说明AgCl转化为Ag
I;①由ⅰ判断,可确定滤液X中被检出的离子。②另一种沉淀应能被浓硝酸氧化,生成SO42-、NO2等。(4)①A中,MnO2是H2O2分解的催化剂,由此确定产生气体的成分。②因为C是做对比实验而设立的,由此可确定C中盛放的物质W。③B中,反应物还有NaCl、O2,由上面分析,生成物有S,由此可
完善方程式。④B中,Ag2S被氧化生成S,则Ag+会与NaCl作用,从而促进平衡正向移动。【详解】(1)Ⅰ中的白色沉淀由NaCl与AgNO3反应生成,则为AgCl。答案为:AgCl;(2)Ⅱ中沉淀由白变黑,则表明白色沉淀与S2-反应,生成Ag2S沉淀等,反应的离子方程式为2AgCl(s)+S2-(
aq)=Ag2S(s)+2Cl-(aq)。答案为:2AgCl(s)+S2-(aq)=Ag2S(s)+2Cl-(aq);(3)ⅰ.向X中滴加Ba(NO3)2溶液,产生白色沉淀,说明此沉淀为BaSO4;ⅱ.向Y中滴加KI溶液,产生黄色沉淀,说明AgCl
转化为AgI;①由ⅰ判断,可确定滤液X中被检出的离子为SO42-。答案为:SO42-;②另一种沉淀应能被浓硝酸氧化,生成SO42-、NO2等,则其为S。答案为:S;(4)①A中,MnO2是H2O2分解的催化剂,由此确定产生气体为O2。答案为:
O2;②因为C是做对比实验而设立的,由此可确定C中盛放的物质W为Ag2S的悬浊液。答案为:Ag2S的悬浊液;③B中,反应物还有NaCl、O2,由上面分析,生成物有S,由此可得出配平的方程式为2Ag2S+1O2+4NaCl+2H2O=4Ag
Cl+2S+4NaOH。答案为:2Ag2S+1O2+4NaCl+2H2O=4AgCl+2S+4NaOH;④B中,Ag2S被O2氧化生成S,则Ag+游离出来,会与NaCl中的Cl-结合,生成AgCl沉淀,从而促进平衡正向移动,B中最终出现乳白色沉淀AgCl和S。答案为:对于溶解平衡Ag2S(
s)2Ag+(aq)+S2-(aq),O2将S2-氧化生成S时有Ag+游离出来,NaCl中大量的Cl-与游离的Ag+结合成AgCl沉淀,使得溶解平衡右移,B中最终出现乳白色沉淀AgCl和S。【点睛】因为Ksp(Ag2S)=6.3×10-50、Ks
p(AgCl)=1.5×10-16,所以将AgCl转化为Ag2S我们容易理解,如何实现黑色沉淀向白色沉淀的转化,即Ag2S转化为AgCl,则需要改变反应条件,通过实验我们可得出是O2的帮助,结合前面推断,可确定还有S生成,然后利用守恒法便可将方程式配平。10.钒及其化合物在特种钢
材的生产、高效催化剂的制备及航天工业中用途广泛。工业上以富钒炉渣(主要成分为V2O5,含少量Fe2O3和FeO等杂质)为原料提取五氧化二钒的工艺流程如图所示:(1)五氧化二钒中钒的化合价为__。(2)焙烧炉中发生的主要反应化学方程式为__;也可用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应,写出对应的
化学反应方程式__,该方法的缺点是:__。(3)已知NH4VO3难溶于水,在水中的Ksp曲线如图1所示,则在实验中进行操作A所需要的玻璃仪器有__;向10mL含NaVO30.2mol/L的滤液中加入等体积的
NH4Cl溶液(忽略混合过程中的体积变化),欲使VO3-沉淀完全,则NH4Cl溶液的最小浓度为__。(当溶液中某离子浓度小于1×10-5mol/L时,认为该离子沉淀完全)(4)为研究煅烧过程中发生的化学变化,某研究小组取23
4gNH4VO3进行探究,焙烧过程中减少的质量随温度变化的曲线如图2所示,则C点所得物质化学式为__,写出CD段发生反应的化学方程式:__。【答案】(1).+5价(2).V2O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑(3).2V2O5+4NaCl+O24N
aVO3+2Cl2(4).产生有毒气体氯气,污染环境(5).烧杯、漏斗和玻璃棒(6).0.206mol/L(7).HVO3(8).2HVO3V2O5+H2O【解析】【分析】(1)富钒炉渣(主要成分为V2O5,含少量Fe2O3和FeO等杂质)加入纯碱焙烧,则发生V2
O5与Na2CO3反应,生成NaVO3和CO2;加水浸提,此时NaVO3及过量的Na2CO3溶解在水中形成溶液,Fe2O3和FeO等不溶而成为滤渣。滤液中加入NH4Cl、H2SO4后,NaVO3与NH4Cl反应生成NH4VO3和NaCl,Na2CO3与H2SO4反
应生成Na2SO4、H2O和CO2气体;因为NH4VO3难溶于水,所以过滤所得滤渣为NH4VO3,高温煅烧生成V2O5。(2)提取坐标图象中的数据,可得出当c(NH4+)=1×10-4mol/L,溶解达平衡,此时c(VO3-)=3×10-4mol/L,由此可求出Ksp=1×10-4×3×1
0-4=3×10-8。加入NH4Cl溶液,作用有两个,一个是将VO3-转化为沉淀,另一个是使溶液中VO3-与NH4+的浓度积满足溶度积关系。(3)在分析热重曲线时,先预测反应产物,再计算证实。NH4VO3热分解,应先生成酸,然后
再再分解生成氧化物。【详解】(1)五氧化二钒中,O显-2价,依据化合价的代数和为0,可求出钒的化合价为+5。答案为:+5;(2)焙烧炉中,V2O5与Na2CO3反应生成NaVO3和CO2,发生反应的化学方程式为V2
O5+Na2CO32NaVO3+CO2↑;用氯化钠和氧气代替纯碱进行焙烧反应,则应生成NaVO3和Cl2,反应的化学方程式为2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2;从反应方程式可以看出,有Cl2生成,则该方法的缺点是:产生有毒气体氯气,污染环境。答案为:V2O5+Na2
CO32NaVO3+CO2↑;2V2O5+4NaCl+O24NaVO3+2Cl2;产生有毒气体氯气,污染环境;(3)从以上分析可知,操作A为过滤,所需要的玻璃仪器有烧杯、漏斗和玻璃棒;由反应NaVO3+NH4Cl==NH4VO3↓NaCl
,可求出反应所需n(NaVO3)=0.01L×0.2mol/L=2×10-3mol;由Ksp=3×10-8,c(VO3-)=1×10-5mol/L,可求出混合溶液中,c(NH4+)=3×10-3mol
/L,则NH4Cl溶液的最小浓度为-33210mol310mol/L0.02L0.01L−+=0.206mol/L。答案为:烧杯、漏斗和玻璃棒;0.206mol/L;(4)n(NH4VO3)=234g117g/L=2mol,C点所得产物中,n(V)=2mol,M=234g3
4g2mol−=100/mol,100刚好为HVO3的相对分子质量,从而得出C点产物为HVO3。在D点,剩余固体质量为234g-52g=182g,此时含V的质量为2mol×51g/mol/=102g,则含O的质量为182g-102g=80g,n(O)=80
g16g/mol=5mol,从而得出D点产物的化学式为V2O5,反应的化学方程式为2HVO3V2O5+H2O。答案为:HVO3;2HVO3V2O5+H2O。【点睛】在分析热重实验的产物或发生的反应时,我们首先
要看物质分解共有几步,即看有多少个产物的平台,或有多少个斜坡,从而确定物质分解的步骤。若为结晶水合物,通常是先失结晶水,后发生盐的分解(生成氧化物)。若分解步骤多,失去结晶水应分多步完成。步骤确定好后,再用计算加以证实。11.氮、磷、硼、砷
的化合物用途非常广泛。根据所学知识回答下列问题:(1)如图所示,每条折线表示周期表ⅣA-ⅦA中的某一族元素氢化物的沸点变化。每个小黑点代表一种氢化物,其中a、b、c、d、e对应元素电负性最大的是__(用元素符号表示),e点代表的第三周期某元素的基态原子核外电子占据
的最高能层符号为__,该能层具有的原子轨道数为__。(2)已知反应:(CH3)3C-F+SbF5→(CH3)3CSbF6,该反应可生成(CH3)3C+,该离子中碳原子杂化方式有__。(3)一种新型储氢化合物氨硼
烷是乙烷的等电子体,且加热氨硼烷会慢慢释放氢气,推断氨硼烷的结构式为__(若含有配位键,要求用箭头表示)。(4)PCl5是一种白色晶体,在恒容密闭容器中加热可在148℃液化,形成一种能导电的熔体,测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子,熔体中P-Cl的
键长只有198nm和206nm两种,这两种离子的化学式为__;正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角原因为___。(5)砷化硼为立方晶系晶体,该晶胞中原子的分数坐标为:B:(0,0,0);(12,12,0);(12,0,12);(0,12,12)As:(14,14,14);(
14,34,34);(34,14,34);(34,34,14)①请在图中画出砷化硼晶胞的俯视图__。②与砷原子紧邻的硼原子有__个,与每个硼原子紧邻的硼原子有__个。【答案】(1).F(2).M(3).9(4).
sp3、sp2(5).(6).PCl4+、PCl6-(7).两者磷原子均采取sp3杂化,PCl3分子中P原子有一对孤电子对,孤电子和对成键电子对斥力更大,PCl4+中P没有孤电子对,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角(8).(9)
.4(10).12【解析】【分析】(1)从图中可以看出,a、b、c、d都是第二周期元素的氢化物的沸点,由于NH3、H2O、HF分子间都能形成氢键,使它们的沸点升高,只有CH4分子间不能形成氢键,所以沸点最
低,从而得出d为CH4的沸点,e为SiH4的沸点。在形成氢化物的分子中,HF形成氢键的能量最大,沸点最高。(2)(CH3)3C+离子中,CH3-价电子对数为4,与3个-CH3相连的C,价电子对数为3,由此可确定碳原子杂化方式。(3)氨硼烷是乙烷的等电子体
,则氨硼烷的结构简式为H2NBH2,由此可推出其结构式。(4)PCl5晶体中,正四面体形阳离子应为AB4+型,正八面体形阴离子应为AB6-型,由此可得出两种离子的化学式;正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角,其原因可从孤电子对的排斥作用进行分析。(5)从砷化硼晶体中
原子的分数坐标可以看出,B原子在立方体的顶点和面心:As原子在晶胞中的八个小立方体的体心。①砷化硼晶胞的俯视图中,B原子位于正方形的中心、顶点和棱心,4个As原子位于对角线上,且离顶点四分之一处。②与砷原子紧邻的硼原
子位于小立体的体心,砷原子位于小立方体的顶点;与每个硼原子(设此硼原子在立方体的顶点)紧邻的硼原子在相交于此顶点的三个面心。【详解】(1)由以上分析可知,d为CH4的沸点,e为SiH4的沸点。在形成氢化物的分子中,HF形成氢键的能量最大,沸点
最高。从而得出a、b、c、d、e对应元素电负性最大的是F,在Si的基态原子中,核外电子占据的最高能层符号为M,该能层具有的原子轨道(包括3s、3p、3d所具有的轨道)数共为9。答案为:F;M;9;(2)(CH3)3C+离子中,CH3-价电子对数为4,与3个
-CH3相连的C,价电子对数为3,由此可确定碳原子杂化方式分别为sp3、sp2。答案为:sp3、sp2;(3)氨硼烷是乙烷的等电子体,则氨硼烷的结构简式为H2NBH2,由此可推出其结构式为。答案为:;(4)
PCl5晶体中,正四面体形阳离子应为AB4+型,正八面体形阴离子应为AB6-型,由此可得出两种离子的化学式分别为PCl4+、PCl6-;正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角,其原因是:两者磷原子均采取sp3杂化,PCl3分子中P原子有一对孤电子对,孤电
子和对成键电子对斥力更大,PCl4+中P没有孤电子对,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角。答案为:PCl4+、PCl6-;两者磷原子均采取sp3杂化,PCl3分子中P原子有一对孤电子对,孤电子和对成键电子对斥力更大,
PCl4+中P没有孤电子对,正四面体形阳离子中键角大于PCl3的键角;(5)从砷化硼晶体中原子的分数坐标可以看出,B原子在立方体的顶点和面心:As原子在晶胞中的八个小立方体的体心。①砷化硼晶胞的俯视图中,B原子位于正方形的中心、顶点和棱心,4个As原子位
于对角线上,且离顶点四分之一处。则砷化硼晶胞的俯视图为。答案为:;②与砷原子紧邻的硼原子位于小立体的体心,砷原子位于小立方体的顶点,则与砷原子紧邻的硼原子有4个;与每个硼原子(设此硼原子在立方体的顶点)紧邻的硼原子在相交于此顶点的三个面心,则与每个硼原子紧邻
的硼原子有12个。答案为:4;12。【点睛】在计算与硼原子距离最近且相等的硼原子时,我们可设定便于观察其周围硼原子所在位置的一个硼原子,即在晶胞右上角的硼原子,它属于8个晶胞。在每个晶胞中,与它距离最近且相
等的硼原子分别位于相交的三个面的面心,每个面属于两个晶胞,则与每个硼原子紧邻的硼原子有382=12个。12.“麻黄素”是中枢神经兴奋剂,其合成路线如图所示:已知:CH3CCH+H2O(1)F中的官能团的名称为__。(2)B→C的反应条件是__
,反应类型是__,E的结构简式为__。(3)写出C→D的化学反应方程式__。(4)麻黄素的分子式为__。(5)H是G的同系物,也含醇羟基和碳氮双键,相对分子质量比G小28,且苯环上仅有一个侧链,则H的可能结
构有___种(不考虑结构)。(6)已知:R-CC-RR-CH=CH-R,请仿照题中流程图合成路线,设计以乙醇为起始主原料合成强吸水性树脂的合成路线,其它试剂及溶剂任选__。【答案】(1).羟基、羰基(2).Na
OH水溶液,加热(3).取代反应(或水解反应)(4).(5).2+O22+2H2O(6).C10H15NO(7).5(8).CH3CH2OHCH3CHO【解析】【分析】与Br2在NHS的作用下发生取代反应,生成和HBr;在NaOH水溶液、加热条件下发生水
解反应,生成;在Cu、∆条件下发生催化氧化反应,生成;与NaC≡CH、H+作用下,发生加成反应、酸化反应,生成;与H2O在HgSO4的催化作用下发生加成反应、异构化反应,生成;与CH3NH2在一定条件下发生加成、脱水反应,生成;再发生加成反应生成。【详解】(1)F为,含有
的官能团的名称为羟基、羰基。答案为:羟基、羰基;(2)→的反应条件是NaOH水溶液,加热,反应类型是取代反应(或水解反应),E的结构简式为。答案为:NaOH水溶液,加热;取代反应(或水解反应);;(3)在Cu、∆条件下发生催化氧化反应,生成和
水,化学反应方程式为2+O22+2H2O。答案为:2+O22+2H2O;(4)通过数或算,可得出麻黄素的分子式为C10H15NO。答案为:C10H15NO;(5)H是G的同系物,也含醇羟基和碳氮双键,相对分子质量比G小28,即比G
分子少2个“CH2”,且苯环上仅有一个侧链,则H的可能结构(略去苯环)为:-CH=N-CH2OH、-CH2CH=N-OH、--CH(OH)CH=NH、-CH(OH)-N=CH2、-N=CH-CH2OH,共有5种(不考虑结构)。答案为:5;(6)依据题给流程图,要合成目标有机物,需先制取CH3
CHO,利用CH3CHO,再利用信息R-CC-RR-CH=CH-R,制得,再加聚便可得到目标有机物。合成路线为:答案为:。【点睛】书写符合条件的同系物的结构简式时,可先确定可能含有的原子团,然后进行组装,组装时一定要注意,把不符合限制条件的结构简式排除掉,有些同学感觉
自己会做,结果出错了,其原因可能就在于此。