广东省四校2022-2023学年高二下学期期末联考化学试题
一、单项选择题(本题共16小题,共44分,每题只有1项符合题意。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。)
1.高分子材料在科学技术、生产生活等领域都发挥着重要作用。下列材料的主要成分不属于有机高分子的是( )
A.聚乳酸吸管 B.医用聚乙烯防护服
C.石墨烯 D.一次性医用口罩
2.下列属于烃的衍生物的是( )
A.甲烷 B.甲苯 C.乙烯 D.甘油
3.下列能发生加成和消去反应的是( )
A. B.
C. D.
4.关于反应,下列说法中,正确的是( )
A.一定是自发反应 B.升高温度,平衡常数增大
C.增大压强,正反应速率增大 D.催化剂不参与该反应过程
5.某基态原子核外电子排布式为。下列说法错误的是( )
A.原子核外有3个电子层 B.价电子数为4
C.处于第三周期VIA族 D.属于p区元素
6.下列有关微粒性质的排序中,错误的是( )
A.元素的电负性:
B.元素的第一电离能:
C.离子半径:
D.基态原子的未成对电子数:
7.下列物质的变化,仅破坏范德华力的是( )
A.碘单质的升华 B.溶于水
C.将液态水加热变为水蒸气 D.受热
8.下列实验事实中,与氢键无关的是( )
A.水结冰体积变大
B.的热稳定性比强
C.乙醇与水互溶
D.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛
9.当下列物质以晶体形式存在时,所属晶体类型相同的是( )
A.、 B.、 C.、 D.、
10.酶生物燃料电池依靠氧化还原酶将人体汗液中的生物燃料——乳酸()转化为丙酮酸(),有希望为可穿戴电子设备提供动力。该电池放电时,下列说法正确的是( )
A.将电能转化为化学能
B.电子移动方向:正极→汗液→负极
C.正极上发生氧化反应
D.乳酸在负极上失去电子
11.“奥司他韦”是一种治疗新冠病毒肺炎的药物,结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.奥司他韦分子中存在手性碳原子
B.该分子中含氮官能团的名称为氨基
C.该分子中碳原子的杂化方式有、、
D一定条件下,1mol该物质最多与1mol NaOH发生反应
12.下列有关装置与操作的描述,正确的是( )
A.装置A中液面读数为11.8mL
B.装置B可以准确测定中和热
C.使用装置C分离水与碘的溶液
D.使用装置D制备并收集乙酸乙酯
13.关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是( )
A.酚醛树脂、涤纶和顺丁橡胶都属于天然高分子材料
B.酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇
C.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
D.顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
14.下列实验设计正确且能达到对应实验目的的是( )
选项 实验设计 实验目的
A 将醋酸与混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液中 证明酸性:碳酸>苯酚
B 将铜丝灼烧后插入乙醇中,反复几次,取反应后的溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中 检验乙醇被催化氧化生成的乙醛
C 将装有同浓度、同体积溶液的两试管分别置于冷水和热水中,再同时向两支试管中加入溶液,振荡 探究温度对化学反应速率的影响
D 向NaOH溶液中加3滴溶液,再加入3滴溶液 证明沉淀可以转化为沉淀
A.A B.B C.C D.D
15.已知反应Ⅰ:。标准状态下,由最稳定的单质合成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓。气态环戊二烯()的标准摩尔生成焓为,则气态环戊烯()的标准摩尔生成焓为( )
A. B.
C. D.
16.常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.的NaX溶液中:
B.三种一元弱酸的电离常数:
C.当时,三种溶液中:
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.电镀实验在生产生活中应用广泛。
(1)Ⅰ.某实验小组设计了如图在纽扣上电镀铜的实验装置:
如图中,石墨是 (填阴极或阳极),对应的电极方程式为: ;如图装置电解一段时间后,溶液中 (填微粒化学式)浓度下降,从而影响镀铜的速率和质量。
(2)Ⅱ.实验小组利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究:
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 0.1mol/L+少量 阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验,铁电极表面有生成。
② 0.1mol/L+过量氨水 阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体,经检验,电解液中无Fe元素。
实验①中,无色气体产生的原因是或 。
(3)实验①中,气体减少,推测是由于溶液中减少,且 。
(4)欲测定实验①溶液中的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时当液面离容量瓶颈部的刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的 ,用标准溶液滴定时应选用 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(5)为确定实验①电解质溶液中的准确浓度,实验操作为:准确量取含有的溶液于带塞锥形瓶中,调节溶液,加入过量的,用标准溶液滴定至终点,消耗溶液。上述过程中反应的离子方程式:,。滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为:当滴入最后半滴标准溶液时,锥形 中溶液 。 (用、、等的代数式表示)。滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)实验②中,与过量氨水反应的离子方程式为 ,反应后的体系呈 色。
18.氮化硼是一种性能优异的新型材料,主要有六方氮化硼和立方氮化硼两种异构体,前者的结构类似石墨,后者的结构类似金刚石。
(1)基态硼原子的价电子排布式为 ,硼、碳、氮、氧的第一电离能由小到大的顺序为 (以元素符号作答)。
(2)某工厂需要一批氮化硼作为耐磨刀具原料,应选择 (填“六方”或“立方”)氮化硼,原因是 。
(3)六方氮化硼中硼原子的杂化方式为 杂化。立方氮化硼中距离N原子最近的B原子个数为 。在高温高压下六方氮化硼转化为立方氮化硼属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)已知立方氮化硼晶胞边长为361.5pm,则立方氮化硼的密度是 (列算式,设阿伏加德罗常数的数值为)。
19.元素铬在溶液中主要以(蓝紫色)、(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在,为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)在溶液中加入过量溶液,溶液由蓝紫色变为绿色,写出相应的离子方程式: 。
(2)和在溶液中可相互转化:(反应A)。室温下,初始浓度为的溶液中随的变化如图所示(整个过程中溶液体积保持不变)。
①由图可知,溶液减小,的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出反应A的平衡常数为 。
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小;则反应A的 (填“>”或“<”)0。
③向酸性溶液中加水,有同学认为溶液中所有离子的浓度都减小,你是否同意并说明理由 。
④向酸性溶液(橙色)中加入少量氢氧化钠固体(忽略溶液体积的变化),振荡后立即观察到溶液变为黄色,该结果不足以证明浓度的减小使得反应A的平衡逆向移动,理由是: 。
(3)在化学分析中采用为指示剂,以标准溶液滴定溶液中的,利用与生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中恰好沉淀完全(浓度等于)时,溶液中为 。(已知的分别为和)
(4)向酸性溶液中加入乙醇(乙醇被氧化为乙酸),溶液变为蓝紫色,反应的离子方程式为 。
20.一种高效的抗心律失常药物普罗帕酮(Ⅶ)的合成路线如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,其中的含氧官能团有 (写名称)
(2)芳香族化合物Ⅱ能发生银镜反应,其名称为 。
(3)反应①②③中属于还原反应的是 (填编号,下同),属于取代反应的是 。
(4)反应④是理论上原子利用率为100%的反应,则试剂X的结构简式为 。
(5)化合物Ⅰ的芳香族同分异构体中,能与反应产生气泡的有 种,其中核磁共振氢谱显示有五组峰的结构简式为 。
(6)参考上述信息,写出以环己烷和苯甲醛为有机原料制备化合物Ⅷ的合成路线 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】高分子材料
【解析】【解答】A、聚乳酸属于有机高分子材料,故A不符合题意;
B、聚乙烯属于有机高分子材料,故B不符合题意;
C、石墨烯为碳单质,不属于有机高分子化合物,故C符合题意;
D、一次性医用口罩的主要成分为聚丙烯,属于有机高分子材料,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】有机高分子的相对分子质量在一万以上。
2.【答案】D
【知识点】饱和烃与不饱和烃;醇类简介
【解析】【解答】甲烷、甲苯、乙烯中均只含有C、H两种元素,属于烃,甘油中除了C、H之外,还含有O元素,属于烃的衍生物,故选D;
故答案为:D。
【分析】烃分子中的氢原子被其它原子或原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物。
3.【答案】A
【知识点】加成反应;消去反应
【解析】【解答】A、该物质中含有醛基,能发生加成反应,含有醇羟基,且醇羟基的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,故A符合题意;
B、该物质中含有碳碳双键,能发生加成反应,但醇羟基的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故B不符合题意;
C、该物质中含有碳碳双键,能发生加成反应,含有羧基,能发生酯化反应,不能发生消去反应,故C不符合题意;
D、该物质中含有碳碳双键和醛基,能发生加成反应,不能发生消去反应,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】能发生加成反应,则有机物中含有碳碳不饱和键或含有醛基、苯环等,能发生消去反应,可为醇或卤代烃,且官能团邻位碳原子含有H原子。
4.【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、ΔH-TΔS<0时反应自发进行,该反应的ΔH<0,ΔS<0,则该反应在低温下能自发进行,故A错误;
B、升高温度,该反应的平衡逆向移动,平衡常数减小,故B错误;
C、增大压强,活化分子数增多,有效碰撞几率增大,正反应速率增大,故C正确;
D、催化剂能降低反应的活化能,即改变反应途径,加快反应速率,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析;
B、升温该反应的平衡逆向移动;
C、增大压强,该反应的速率增大;
D、催化剂可降低反应的活化能,增大反应速率。
5.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;原子结构的构造原理
【解析】【解答】A、由分析可知,该原子为S原子,S原子核外有3个电子层,故A正确;
B、S原子的价电子排布式为3s23p4,价电子数为6,故B错误;
C、S元素位于第三周期VIA族,故C正确;
D、S元素位于第三周期VIA族,属于p区元素,故D正确;
故答案为:B。
【分析】 核外电子排布式为,则为S原子。
6.【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性: ,则电负性: ,故A正确;
B、同主族从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Li>Na>K,故B错误;
C、电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,O2-、Na+、Mg2+具有相同的电子层结构,核电荷数:Mg>Na>O,则离子半径: ,故C正确;
D、基态P(3s23p3)、S(3s23p4)、Cl(3s23p5)原子的未成对电子数分别为3、2、1,则基态原子的未成对电子数:,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、元素的非金属性越强,电负性越大;
B、同主族从上到下,元素的第一电离能逐渐减小;
C、电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小;
D、基态P原子的未成对电子数为3,基态S原子的未成对电子数为2,基态Cl原子的未成对电子数为1。
7.【答案】A
【知识点】分子间作用力
【解析】【解答】A、碘为分子晶体,碘升华仅破坏范德华力,故A符合题意;
B、 为离子晶体,溶于水破坏离子键,故B不符合题意;
C、将液态水加热变为水蒸气破坏了氢键和范德华力,故C不符合题意;
D、氯化铵属于离子晶体,受热分解时,破坏了离子键和配位键,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】分子晶体的三态变化破坏范德华力。
8.【答案】B
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、水蒸气中水分子主要以单个分子的形式存在,液态水中多个水分子通过氢键结合在一起,形成(H2O)n,冰中所有水分子以氢键互相联结成晶体,氢键的形成使水分子之间的间隙增大,从而导致冰的密度比水的密度小,体积变大,故A不符合题意;
B、氢化物的稳定性与氢键无关,故B符合题意;
C、乙醇能与水形成氢键,所以和水以任意比互溶,故C不符合题意;
D、邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、冰中的氢键比液态水中的强,使得水分子排列得很规则,造成体积膨胀;
B、氢化物稳定性与共价键的强弱有关,与氢键无关;
C、乙醇与水能形成分子间氢键;
D、邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键。
9.【答案】C
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A、NaCl为离子晶体,HCl为分子晶体,故A不符合题意;
B、CO2由分子构成,属于分子晶体,SiO2属于原子晶体,故B不符合题意;
C、CCl4、CO2均属于分子晶体,故C符合题意;
D、Fe为金属晶体,I2属于分子晶体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】活泼金属与非金属形成离子键,非金属之间形成共价键,由离子构成的晶体为离子晶体,由分子构成的晶体为分子晶体,由原子构成且空间为网状结构的为共价晶体,由金属键和自由电子构成的为金属晶体。
10.【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、原电池是将化学能转化为电能的装置,故A错误;
B、原电池中,电子由负极向正极移动,故B错误;
C、原电池正极上发生还原反应,故C错误;
D、 乳酸()转化为丙酮酸(),发生氧化反应,则乳酸在负极上失去电子,故D正确;
故答案为:D。
【分析】 该装置构成原电池。
11.【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子,则奥司他韦分子中存在手性碳原子,用“*”标记如图:,故A正确;
B、奥司他韦分子中含氮官能团的名称为酰胺键、氨基,故B错误;
C、饱和碳原子采用sp3杂化,双键碳原子采用sp2杂化,该分子中不含sp杂化的碳原子,故C错误;
D、酰胺基、酯基水解生成的羧基均能与NaOH反应,则1mol该物质可与2mol NaOH发生反应,故D错误;
故答案为:A。
【分析】A、手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
B、该分子中含氮官能团有酰胺键、氨基;
C、该分子中不含sp杂化的碳原子;
D、酰胺基、酯基水解生成的羧基均能与NaOH反应。
12.【答案】C
【知识点】分液和萃取;中和热的测定;乙酸乙酯的制取;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A、由图可知,该仪器为酸式滴定管,酸式滴定管的精确度为0.01mL,则装置A中液面读数为11.80mL,故A错误;
B、为了防止热量散失,小烧杯口应与大烧杯平齐,故B错误;
C、碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且水与四氯化碳互不相溶,可通过分液分离水与碘的四氯化碳溶液,故C正确;
D、乙酸乙酯在NaOH溶液中水解,应用饱和碳酸钠溶液中和乙酸,吸收乙醇,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、酸式滴定管的精确度为0.01mL;
B、测定中和热时,小烧杯口应与大烧杯平齐;
C、水与四氯化碳互不相溶;
D、乙酸乙酯在NaOH溶液中水解。
13.【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;缩聚反应
【解析】【解答】A、酚醛树脂、涤纶和顺丁橡胶都是合成高分子材料,故A错误;
B、苯酚和甲醛通过缩聚反应生成酚醛树脂,则酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛,故B错误;
C、对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成涤纶,故C正确;
D、顺丁橡胶的单体是1,3-丁二烯,1,3-丁二烯与反-2-丁烯的分子式不同,两者不互为同分异构体,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、酚醛树脂、涤纶和顺丁橡胶都是人工合成的;
B、酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛;
C、对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应得到涤纶;
D、顺丁橡胶的单体为1,3-丁二烯。
14.【答案】C
【知识点】性质实验方案的设计;物质检验实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、乙酸具有挥发性,挥发的乙酸蒸气也能够与苯酚钠溶液发生反应产生苯酚沉淀,因此不能证明物质的酸性:碳酸>苯酚,故A错误;
B、乙醇易挥发,且乙醇也能使酸性高锰酸钾褪色,故B错误;
C、该实验除了温度,其他反应条件均相同,因此可以探究温度对化学反应速率的影响,故C正确;
D、NaOH溶液,直接反应生成氢氧化镁沉淀和氢氧化铁沉淀,未发生沉淀的转化,不能证明沉淀可以转化为沉淀,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、乙酸具有挥发性;
B、乙醇具有还原性;
C、该实验只有温度一个变量;
D、NaOH溶液过量,直接反应产生沉淀。
15.【答案】D
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】 已知反应Ⅰ: , 气态环戊二烯()的标准摩尔生成焓为, 则有反应Ⅱ:5C(s)+3H2(g)(g),根据盖斯定律,将Ⅰ+Ⅱ可得5C(s)+4H2(g)(g),则气态环戊烯()的标准摩尔生成焓为,故选D;
故答案为:D。
【分析】写出生成气态环戊二烯的热化学方程式,结合反应Ⅰ,根据盖斯定律即可得到气态环戊烯的标准摩尔生成焓。
16.【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;中和滴定;电离平衡常数
【解析】【解答】A、NaX溶液显碱性,则NaX溶液中:,故A正确;
B、酸性越强,电离常数越大,由分析可知,酸性:HX>HY>HZ,则 ,故B正确;
C、当pH=7时,c(H+)=c(OH-),NaX溶液中由电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-)+c(Cl-),则c(X-)=c(Na+)-c(Cl-),同理有:c(Y-)=c(Na+)-c(Cl-),c(Z-)=c(Na+)-c(Cl-),三份溶液滴定到pH=7时消耗HCl的量不同,故c(Cl-)不同,则,故C错误;
D、分别滴加20.00mL盐酸后,c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-)+c(Cl-)+c(Y-)+c(Z-),则有 ,故D正确;
故答案为:C。
【分析】 浓度均为的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,pH大小:NaZ>NaY>NaX,则酸性:HX>HY>HZ。
17.【答案】(1)阳极;;
(2)
(3)Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触
(4)(凹)液面(的最低点)与刻度线相切;酸式
(5)淀粉溶液;由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色;;偏小
(6);深蓝
【知识点】中和滴定;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)该装置要实现在纽扣上镀铜,则纽扣上发生的反应为Cu2++2e-=Cu,由此可知纽扣为阴极,石墨是阳极;阳极上发生氧化反应,电极反应式应为: ;电镀过程中不断消耗 ,导致 的浓度下降,从而影响镀铜的速率和质量,故答案为:阳极;;;
(2)①中加入稀硫酸,氢离子得电子生成氢气,则产生无色气体的原因可能为 或 ,故答案为: ;
(3)随着反应进行, 溶液中减少 ,且铜离子在阴极发生还原反应生成铜,Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触,导致气体减少,故答案为:Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触 ;
(4) 定容时当液面离容量瓶颈部的刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的(凹)液面(的最低点)与刻度线相切;高锰酸钾具有强氧化性,应选用酸式滴定管,故答案为:(凹)液面(的最低点)与刻度线相切;酸式;
(5)碘单质遇淀粉变蓝,因此可用淀粉溶液作滴定的指示剂;当滴入最后半滴标准溶液时,锥形 中溶液由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色时,达到滴定终点;根据滴定的离子方程式 ,可知, ;滴定终点时,俯视读数,则消耗的标准液体积偏小,测定结果偏小,故答案为:淀粉溶液;由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色; ;偏小;
(6) 与过量氨水发生反应: ;含有的溶液呈深蓝色,因此反应后的体系呈深蓝色,故答案为:;深蓝。
【分析】(1)在纽扣上电镀铜,则铜离子得电子在纽扣上生成铜,因此纽扣作阴极,石墨作阳极,阳极发生氧化反应;
(2)阴极发生还原反应;
(3)随着反应的进行,铜离子在阴极发生还原反应生成铜,溶液中减少,且Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触;
(4)高锰酸钾具有强氧化性;
(5)碘遇淀粉变蓝,可用淀粉作指示剂;当滴入最后半滴标准溶液时,锥形 中溶液由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色时,达到滴定终点;滴定管从上到下数值增大;
(6)硫酸铜与过量氨水发生反应 ,含有的溶液呈深蓝色。
18.【答案】(1);
(2)立方;立方氮化硼为共价晶体,硬度大;六方相氮化硼为混合型晶体,层间作用力为范德华力(比共价键弱),硬度小
(3);4;化学
(4)
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】(1)基态B原子核外有5个电子,其价电子排布式为: ;同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,则硼、碳、氮、氧的第一电离能由小到大的顺序为: ,故答案为:;;
(2)耐磨刀具原料应具有较大的硬度,立方氮化硼为共价晶体,硬度大;六方相氮化硼为混合型晶体,层间作用力为范德华力(比共价键弱),硬度小,因此应选择立方氮化硼,故答案为:立方;立方氮化硼为共价晶体,硬度大;六方相氮化硼为混合型晶体,层间作用力为范德华力(比共价键弱),硬度小;
(3)六方氮化硼中N原子和三个B原子形成3个共价单键,则B原子采用sp2杂化;立方氮化硼中,位于顶点的硼原子与位于体对角线上的氮原子的距离最近,则距离N原子最近的B原子个数为4;六方氮化硼和立方氮化硼属于不同物质,在高温高压下六方氮化硼转化为立方氮化硼的过程中有新物质生成,属于化学变化,故答案为:sp2;4;化学;
(4)立方氮化硼的晶体结构与金刚石类似,金刚石晶胞是立方体,其中8个顶点有8个碳原子,6个面各有6个碳原子,立方体内部还有4个碳原子,所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数为8,则立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子,一个晶胞中的质量为, 晶胞的体积是(361.5pm)3 ,则立方氮化硼的密度为 ,故答案为:。
【分析】(1)B为5号元素,根据构造原理书写其价电子排布式;同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
(2)耐磨刀具原料应具有硬度大的特点;
(3)六方氮化硼中N原子和三个B原子形成3个共价单键;位于顶点的硼原子与位于体对角线上的氮原子的距离最近;有新物质生成的变化属于化学变化;
(4)根据计算。
19.【答案】(1)
(2)增大;;<;不同意;溶液中存在水的电离平衡,,加水稀释使得变小而不变(只与温度有关),所以增大。
(3)
(4)
【知识点】化学平衡的影响因素;离子积常数;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1) 在溶液中加入过量溶液,溶液由蓝紫色变为绿色 ,说明生成 ,则反应的离子方程式为: ,故答案为: ;
(2)①溶液减小,溶液中氢离子浓度增大,的平衡正向移动, 的平衡转化率增大;A点 ,则 , ,则,故答案为:增大; ;
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小,说明升温该反应的平衡逆向移动,反应A为放热反应,ΔH<0,故答案为:<;
③向酸性溶液中加水,溶液被稀释,氢离子浓度减小,由于氢离子和氢氧根离子浓度的乘积相同,所以氢氧根离子浓度增大,故答案为:不同意;
④溶液中存在水的电离平衡,,加水稀释使得变小而不变 , 所以增大 ,该结果不足以证明浓度的减小使得反应A的平衡逆向移动,故答案为: 溶液中存在水的电离平衡,,加水稀释使得变小而不变(只与温度有关),所以增大 ;
(3) 当溶液中恰好沉淀完全时,c(Ag+)== 2.0×10-5mol/L,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+) ,则此时溶液中= 5.0×10-3mol/L,故答案为: ;
(4) 向酸性溶液中加入乙醇(乙醇被氧化为乙酸),溶液变为蓝紫色,说明有大量生成,则反应的离子方程式为: ,故答案为: 。
【分析】(1)溶液由蓝紫色变为绿色,说明Cr3+与NaOH反应生成;
(2)①pH减小,溶液酸性增强, 正向进行;根据计算;
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小,说明反应的平衡逆向移动;
③加水稀释 ,氢离子浓度减小,由于氢离子和氢氧根离子浓度的乘积相同,所以氢氧根离子浓度增大;
④溶液中存在水的电离平衡, , 只与温度有关;
(3)根据c(Ag+)=和 Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+) 计算;
(4)溶液变为蓝紫色,说明生成。
20.【答案】(1);酮羰基、羟基
(2)苯甲醛
(3)②;③
(4)
(5)4;
(6)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用;酮
【解析】【解答】(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知,其分子式为: ;化合物Ⅰ中的含氧官能团为酮羰基、羟基,故答案为:;酮羰基、羟基;
(2)芳香族化合物Ⅱ能发生银镜反应,说明分子中含有醛基,结合分子式可知,化合物Ⅱ为苯甲醛,故答案为:苯甲醛;
(3)反应①属于加成反应,反应②属于还原反应,反应③属于取代反应,故答案为:②;③;
(4)反应④的还原利用率为100%,再结合Ⅵ和Ⅶ的结构简式可知,试剂X为 ,故答案为: ;
(5)化合物Ⅰ的芳香族同分异构体中,能与反应产生气泡,说明含有羧基,则符合条件的同分异构体有:、、、 共4种,其中核磁共振氢谱显示有五组峰的结构简式为,故答案为:4;;
(6)可由和苯甲醛发生类似反应①的反应制得,由催化氧化得到,发生消去反应生成,环己烷和氯气在光照条件下反应生成,则以环己烷和苯甲醛为有机原料制备化合物Ⅷ的合成路线为: ,故答案为: 。
【分析】(1)根据Ⅰ的结构简式确定其分子式;Ⅰ中的含氧官能团为酮羰基、羟基;
(2)芳香族化合物Ⅱ能发生银镜反应,说明含有醛基;
(3)有机物分子中增加氢原子、减少氧原子的反应过程属于还原反应;取代反应是指化合物或有机物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应;
(4)反应④的还原利用率为100%,结合Ⅵ和Ⅶ的结构简式确定X的结构简式;
(5) 能与反应产生气泡的是羧酸;
(6)参照题干合成路线,采用逆合成分析法确定具体合成步骤。
广东省四校2022-2023学年高二下学期期末联考化学试题
一、单项选择题(本题共16小题,共44分,每题只有1项符合题意。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4分。)
1.高分子材料在科学技术、生产生活等领域都发挥着重要作用。下列材料的主要成分不属于有机高分子的是( )
A.聚乳酸吸管 B.医用聚乙烯防护服
C.石墨烯 D.一次性医用口罩
【答案】C
【知识点】高分子材料
【解析】【解答】A、聚乳酸属于有机高分子材料,故A不符合题意;
B、聚乙烯属于有机高分子材料,故B不符合题意;
C、石墨烯为碳单质,不属于有机高分子化合物,故C符合题意;
D、一次性医用口罩的主要成分为聚丙烯,属于有机高分子材料,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】有机高分子的相对分子质量在一万以上。
2.下列属于烃的衍生物的是( )
A.甲烷 B.甲苯 C.乙烯 D.甘油
【答案】D
【知识点】饱和烃与不饱和烃;醇类简介
【解析】【解答】甲烷、甲苯、乙烯中均只含有C、H两种元素,属于烃,甘油中除了C、H之外,还含有O元素,属于烃的衍生物,故选D;
故答案为:D。
【分析】烃分子中的氢原子被其它原子或原子团所取代而生成的一系列化合物称为烃的衍生物。
3.下列能发生加成和消去反应的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【知识点】加成反应;消去反应
【解析】【解答】A、该物质中含有醛基,能发生加成反应,含有醇羟基,且醇羟基的邻位碳原子上有氢原子,能发生消去反应,故A符合题意;
B、该物质中含有碳碳双键,能发生加成反应,但醇羟基的邻位碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,故B不符合题意;
C、该物质中含有碳碳双键,能发生加成反应,含有羧基,能发生酯化反应,不能发生消去反应,故C不符合题意;
D、该物质中含有碳碳双键和醛基,能发生加成反应,不能发生消去反应,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】能发生加成反应,则有机物中含有碳碳不饱和键或含有醛基、苯环等,能发生消去反应,可为醇或卤代烃,且官能团邻位碳原子含有H原子。
4.关于反应,下列说法中,正确的是( )
A.一定是自发反应 B.升高温度,平衡常数增大
C.增大压强,正反应速率增大 D.催化剂不参与该反应过程
【答案】C
【知识点】化学反应速率的影响因素;化学平衡的影响因素;化学平衡移动原理
【解析】【解答】A、ΔH-TΔS<0时反应自发进行,该反应的ΔH<0,ΔS<0,则该反应在低温下能自发进行,故A错误;
B、升高温度,该反应的平衡逆向移动,平衡常数减小,故B错误;
C、增大压强,活化分子数增多,有效碰撞几率增大,正反应速率增大,故C正确;
D、催化剂能降低反应的活化能,即改变反应途径,加快反应速率,故D错误;
故答案为:B。
【分析】A、根据ΔH-TΔS<0时反应自发进行分析;
B、升温该反应的平衡逆向移动;
C、增大压强,该反应的速率增大;
D、催化剂可降低反应的活化能,增大反应速率。
5.某基态原子核外电子排布式为。下列说法错误的是( )
A.原子核外有3个电子层 B.价电子数为4
C.处于第三周期VIA族 D.属于p区元素
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;原子结构的构造原理
【解析】【解答】A、由分析可知,该原子为S原子,S原子核外有3个电子层,故A正确;
B、S原子的价电子排布式为3s23p4,价电子数为6,故B错误;
C、S元素位于第三周期VIA族,故C正确;
D、S元素位于第三周期VIA族,属于p区元素,故D正确;
故答案为:B。
【分析】 核外电子排布式为,则为S原子。
6.下列有关微粒性质的排序中,错误的是( )
A.元素的电负性:
B.元素的第一电离能:
C.离子半径:
D.基态原子的未成对电子数:
【答案】B
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;微粒半径大小的比较
【解析】【解答】A、元素的非金属性越强,电负性越大,非金属性: ,则电负性: ,故A正确;
B、同主族从上到下,元素的第一电离能逐渐减小,则第一电离能:Li>Na>K,故B错误;
C、电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小,O2-、Na+、Mg2+具有相同的电子层结构,核电荷数:Mg>Na>O,则离子半径: ,故C正确;
D、基态P(3s23p3)、S(3s23p4)、Cl(3s23p5)原子的未成对电子数分别为3、2、1,则基态原子的未成对电子数:,故D正确;
故答案为:B。
【分析】A、元素的非金属性越强,电负性越大;
B、同主族从上到下,元素的第一电离能逐渐减小;
C、电子层数相同时,核电荷数越大,离子半径越小;
D、基态P原子的未成对电子数为3,基态S原子的未成对电子数为2,基态Cl原子的未成对电子数为1。
7.下列物质的变化,仅破坏范德华力的是( )
A.碘单质的升华 B.溶于水
C.将液态水加热变为水蒸气 D.受热
【答案】A
【知识点】分子间作用力
【解析】【解答】A、碘为分子晶体,碘升华仅破坏范德华力,故A符合题意;
B、 为离子晶体,溶于水破坏离子键,故B不符合题意;
C、将液态水加热变为水蒸气破坏了氢键和范德华力,故C不符合题意;
D、氯化铵属于离子晶体,受热分解时,破坏了离子键和配位键,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】分子晶体的三态变化破坏范德华力。
8.下列实验事实中,与氢键无关的是( )
A.水结冰体积变大
B.的热稳定性比强
C.乙醇与水互溶
D.邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛
【答案】B
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、水蒸气中水分子主要以单个分子的形式存在,液态水中多个水分子通过氢键结合在一起,形成(H2O)n,冰中所有水分子以氢键互相联结成晶体,氢键的形成使水分子之间的间隙增大,从而导致冰的密度比水的密度小,体积变大,故A不符合题意;
B、氢化物的稳定性与氢键无关,故B符合题意;
C、乙醇能与水形成氢键,所以和水以任意比互溶,故C不符合题意;
D、邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键,所以邻羟基苯甲醛的沸点低于对羟基苯甲醛,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A、冰中的氢键比液态水中的强,使得水分子排列得很规则,造成体积膨胀;
B、氢化物稳定性与共价键的强弱有关,与氢键无关;
C、乙醇与水能形成分子间氢键;
D、邻羟基苯甲醛形成分子内氢键,对羟基苯甲醛形成分子间氢键。
9.当下列物质以晶体形式存在时,所属晶体类型相同的是( )
A.、 B.、 C.、 D.、
【答案】C
【知识点】晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】A、NaCl为离子晶体,HCl为分子晶体,故A不符合题意;
B、CO2由分子构成,属于分子晶体,SiO2属于原子晶体,故B不符合题意;
C、CCl4、CO2均属于分子晶体,故C符合题意;
D、Fe为金属晶体,I2属于分子晶体,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】活泼金属与非金属形成离子键,非金属之间形成共价键,由离子构成的晶体为离子晶体,由分子构成的晶体为分子晶体,由原子构成且空间为网状结构的为共价晶体,由金属键和自由电子构成的为金属晶体。
10.酶生物燃料电池依靠氧化还原酶将人体汗液中的生物燃料——乳酸()转化为丙酮酸(),有希望为可穿戴电子设备提供动力。该电池放电时,下列说法正确的是( )
A.将电能转化为化学能
B.电子移动方向:正极→汗液→负极
C.正极上发生氧化反应
D.乳酸在负极上失去电子
【答案】D
【知识点】原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、原电池是将化学能转化为电能的装置,故A错误;
B、原电池中,电子由负极向正极移动,故B错误;
C、原电池正极上发生还原反应,故C错误;
D、 乳酸()转化为丙酮酸(),发生氧化反应,则乳酸在负极上失去电子,故D正确;
故答案为:D。
【分析】 该装置构成原电池。
11.“奥司他韦”是一种治疗新冠病毒肺炎的药物,结构如图所示。下列说法正确的是( )
A.奥司他韦分子中存在手性碳原子
B.该分子中含氮官能团的名称为氨基
C.该分子中碳原子的杂化方式有、、
D一定条件下,1mol该物质最多与1mol NaOH发生反应
【答案】A
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A、手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子,则奥司他韦分子中存在手性碳原子,用“*”标记如图:,故A正确;
B、奥司他韦分子中含氮官能团的名称为酰胺键、氨基,故B错误;
C、饱和碳原子采用sp3杂化,双键碳原子采用sp2杂化,该分子中不含sp杂化的碳原子,故C错误;
D、酰胺基、酯基水解生成的羧基均能与NaOH反应,则1mol该物质可与2mol NaOH发生反应,故D错误;
故答案为:A。
【分析】A、手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子;
B、该分子中含氮官能团有酰胺键、氨基;
C、该分子中不含sp杂化的碳原子;
D、酰胺基、酯基水解生成的羧基均能与NaOH反应。
12.下列有关装置与操作的描述,正确的是( )
A.装置A中液面读数为11.8mL
B.装置B可以准确测定中和热
C.使用装置C分离水与碘的溶液
D.使用装置D制备并收集乙酸乙酯
【答案】C
【知识点】分液和萃取;中和热的测定;乙酸乙酯的制取;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A、由图可知,该仪器为酸式滴定管,酸式滴定管的精确度为0.01mL,则装置A中液面读数为11.80mL,故A错误;
B、为了防止热量散失,小烧杯口应与大烧杯平齐,故B错误;
C、碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且水与四氯化碳互不相溶,可通过分液分离水与碘的四氯化碳溶液,故C正确;
D、乙酸乙酯在NaOH溶液中水解,应用饱和碳酸钠溶液中和乙酸,吸收乙醇,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、酸式滴定管的精确度为0.01mL;
B、测定中和热时,小烧杯口应与大烧杯平齐;
C、水与四氯化碳互不相溶;
D、乙酸乙酯在NaOH溶液中水解。
13.关于下列三种常见高分子材料的说法正确的是( )
A.酚醛树脂、涤纶和顺丁橡胶都属于天然高分子材料
B.酚醛树脂的单体是苯酚和甲醇
C.涤纶是对苯二甲酸和乙二醇通过缩聚反应得到的
D.顺丁橡胶的单体与反-2-丁烯互为同分异构体
【答案】C
【知识点】有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;缩聚反应
【解析】【解答】A、酚醛树脂、涤纶和顺丁橡胶都是合成高分子材料,故A错误;
B、苯酚和甲醛通过缩聚反应生成酚醛树脂,则酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛,故B错误;
C、对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应生成涤纶,故C正确;
D、顺丁橡胶的单体是1,3-丁二烯,1,3-丁二烯与反-2-丁烯的分子式不同,两者不互为同分异构体,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、酚醛树脂、涤纶和顺丁橡胶都是人工合成的;
B、酚醛树脂的单体是苯酚和甲醛;
C、对苯二甲酸和乙二醇发生缩聚反应得到涤纶;
D、顺丁橡胶的单体为1,3-丁二烯。
14.下列实验设计正确且能达到对应实验目的的是( )
选项 实验设计 实验目的
A 将醋酸与混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液中 证明酸性:碳酸>苯酚
B 将铜丝灼烧后插入乙醇中,反复几次,取反应后的溶液滴入酸性高锰酸钾溶液中 检验乙醇被催化氧化生成的乙醛
C 将装有同浓度、同体积溶液的两试管分别置于冷水和热水中,再同时向两支试管中加入溶液,振荡 探究温度对化学反应速率的影响
D 向NaOH溶液中加3滴溶液,再加入3滴溶液 证明沉淀可以转化为沉淀
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】性质实验方案的设计;物质检验实验方案的设计;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、乙酸具有挥发性,挥发的乙酸蒸气也能够与苯酚钠溶液发生反应产生苯酚沉淀,因此不能证明物质的酸性:碳酸>苯酚,故A错误;
B、乙醇易挥发,且乙醇也能使酸性高锰酸钾褪色,故B错误;
C、该实验除了温度,其他反应条件均相同,因此可以探究温度对化学反应速率的影响,故C正确;
D、NaOH溶液,直接反应生成氢氧化镁沉淀和氢氧化铁沉淀,未发生沉淀的转化,不能证明沉淀可以转化为沉淀,故D错误;
故答案为:C。
【分析】A、乙酸具有挥发性;
B、乙醇具有还原性;
C、该实验只有温度一个变量;
D、NaOH溶液过量,直接反应产生沉淀。
15.已知反应Ⅰ:。标准状态下,由最稳定的单质合成1mol某物质的焓变叫做该物质的标准摩尔生成焓。气态环戊二烯()的标准摩尔生成焓为,则气态环戊烯()的标准摩尔生成焓为( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】热化学方程式;盖斯定律及其应用
【解析】【解答】 已知反应Ⅰ: , 气态环戊二烯()的标准摩尔生成焓为, 则有反应Ⅱ:5C(s)+3H2(g)(g),根据盖斯定律,将Ⅰ+Ⅱ可得5C(s)+4H2(g)(g),则气态环戊烯()的标准摩尔生成焓为,故选D;
故答案为:D。
【分析】写出生成气态环戊二烯的热化学方程式,结合反应Ⅰ,根据盖斯定律即可得到气态环戊烯的标准摩尔生成焓。
16.常温下,用的盐酸分别滴定20.00mL浓度均为的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,滴定曲线如图所示。下列判断错误的是( )
A.的NaX溶液中:
B.三种一元弱酸的电离常数:
C.当时,三种溶液中:
D.分别滴加20.00mL盐酸后,再将三种溶液混合:
【答案】C
【知识点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;离子浓度大小的比较;中和滴定;电离平衡常数
【解析】【解答】A、NaX溶液显碱性,则NaX溶液中:,故A正确;
B、酸性越强,电离常数越大,由分析可知,酸性:HX>HY>HZ,则 ,故B正确;
C、当pH=7时,c(H+)=c(OH-),NaX溶液中由电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-)+c(Cl-),则c(X-)=c(Na+)-c(Cl-),同理有:c(Y-)=c(Na+)-c(Cl-),c(Z-)=c(Na+)-c(Cl-),三份溶液滴定到pH=7时消耗HCl的量不同,故c(Cl-)不同,则,故C错误;
D、分别滴加20.00mL盐酸后,c(Na+)=c(Cl-),根据电荷守恒有:c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(X-)+c(Cl-)+c(Y-)+c(Z-),则有 ,故D正确;
故答案为:C。
【分析】 浓度均为的三种一元弱酸的钠盐(NaX、NaY、NaZ)溶液,pH大小:NaZ>NaY>NaX,则酸性:HX>HY>HZ。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.电镀实验在生产生活中应用广泛。
(1)Ⅰ.某实验小组设计了如图在纽扣上电镀铜的实验装置:
如图中,石墨是 (填阴极或阳极),对应的电极方程式为: ;如图装置电解一段时间后,溶液中 (填微粒化学式)浓度下降,从而影响镀铜的速率和质量。
(2)Ⅱ.实验小组利用如图装置进行铁上电镀铜的实验探究:
装置示意图 序号 电解质溶液 实验现象
① 0.1mol/L+少量 阴极表面有无色气体,一段时间后阴极表面有红色固体,气体减少。经检验,铁电极表面有生成。
② 0.1mol/L+过量氨水 阴极表面未观察到气体,一段时间后阴极表面有致密红色固体,经检验,电解液中无Fe元素。
实验①中,无色气体产生的原因是或 。
(3)实验①中,气体减少,推测是由于溶液中减少,且 。
(4)欲测定实验①溶液中的浓度,需要用容量瓶配制某标准溶液,定容时当液面离容量瓶颈部的刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的 ,用标准溶液滴定时应选用 滴定管(填“酸式”或“碱式”)。
(5)为确定实验①电解质溶液中的准确浓度,实验操作为:准确量取含有的溶液于带塞锥形瓶中,调节溶液,加入过量的,用标准溶液滴定至终点,消耗溶液。上述过程中反应的离子方程式:,。滴定选用的指示剂为 ,滴定终点观察到的现象为:当滴入最后半滴标准溶液时,锥形 中溶液 。 (用、、等的代数式表示)。滴定终点时,某同学俯视读数,其他操作均正确,则测定结果 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
(6)实验②中,与过量氨水反应的离子方程式为 ,反应后的体系呈 色。
【答案】(1)阳极;;
(2)
(3)Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触
(4)(凹)液面(的最低点)与刻度线相切;酸式
(5)淀粉溶液;由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色;;偏小
(6);深蓝
【知识点】中和滴定;电镀;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)该装置要实现在纽扣上镀铜,则纽扣上发生的反应为Cu2++2e-=Cu,由此可知纽扣为阴极,石墨是阳极;阳极上发生氧化反应,电极反应式应为: ;电镀过程中不断消耗 ,导致 的浓度下降,从而影响镀铜的速率和质量,故答案为:阳极;;;
(2)①中加入稀硫酸,氢离子得电子生成氢气,则产生无色气体的原因可能为 或 ,故答案为: ;
(3)随着反应进行, 溶液中减少 ,且铜离子在阴极发生还原反应生成铜,Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触,导致气体减少,故答案为:Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触 ;
(4) 定容时当液面离容量瓶颈部的刻度线时,改用胶头滴管滴加蒸馏水至溶液的(凹)液面(的最低点)与刻度线相切;高锰酸钾具有强氧化性,应选用酸式滴定管,故答案为:(凹)液面(的最低点)与刻度线相切;酸式;
(5)碘单质遇淀粉变蓝,因此可用淀粉溶液作滴定的指示剂;当滴入最后半滴标准溶液时,锥形 中溶液由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色时,达到滴定终点;根据滴定的离子方程式 ,可知, ;滴定终点时,俯视读数,则消耗的标准液体积偏小,测定结果偏小,故答案为:淀粉溶液;由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色; ;偏小;
(6) 与过量氨水发生反应: ;含有的溶液呈深蓝色,因此反应后的体系呈深蓝色,故答案为:;深蓝。
【分析】(1)在纽扣上电镀铜,则铜离子得电子在纽扣上生成铜,因此纽扣作阴极,石墨作阳极,阳极发生氧化反应;
(2)阴极发生还原反应;
(3)随着反应的进行,铜离子在阴极发生还原反应生成铜,溶液中减少,且Cu覆盖铁电极,阻碍与铁接触;
(4)高锰酸钾具有强氧化性;
(5)碘遇淀粉变蓝,可用淀粉作指示剂;当滴入最后半滴标准溶液时,锥形 中溶液由(浅/淡)蓝色变为无色且半分钟内不变色时,达到滴定终点;滴定管从上到下数值增大;
(6)硫酸铜与过量氨水发生反应 ,含有的溶液呈深蓝色。
18.氮化硼是一种性能优异的新型材料,主要有六方氮化硼和立方氮化硼两种异构体,前者的结构类似石墨,后者的结构类似金刚石。
(1)基态硼原子的价电子排布式为 ,硼、碳、氮、氧的第一电离能由小到大的顺序为 (以元素符号作答)。
(2)某工厂需要一批氮化硼作为耐磨刀具原料,应选择 (填“六方”或“立方”)氮化硼,原因是 。
(3)六方氮化硼中硼原子的杂化方式为 杂化。立方氮化硼中距离N原子最近的B原子个数为 。在高温高压下六方氮化硼转化为立方氮化硼属于 (填“物理”或“化学”)变化。
(4)已知立方氮化硼晶胞边长为361.5pm,则立方氮化硼的密度是 (列算式,设阿伏加德罗常数的数值为)。
【答案】(1);
(2)立方;立方氮化硼为共价晶体,硬度大;六方相氮化硼为混合型晶体,层间作用力为范德华力(比共价键弱),硬度小
(3);4;化学
(4)
【知识点】原子核外电子排布;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算;晶体的类型与物质的性质的相互关系及应用
【解析】【解答】(1)基态B原子核外有5个电子,其价电子排布式为: ;同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素,则硼、碳、氮、氧的第一电离能由小到大的顺序为: ,故答案为:;;
(2)耐磨刀具原料应具有较大的硬度,立方氮化硼为共价晶体,硬度大;六方相氮化硼为混合型晶体,层间作用力为范德华力(比共价键弱),硬度小,因此应选择立方氮化硼,故答案为:立方;立方氮化硼为共价晶体,硬度大;六方相氮化硼为混合型晶体,层间作用力为范德华力(比共价键弱),硬度小;
(3)六方氮化硼中N原子和三个B原子形成3个共价单键,则B原子采用sp2杂化;立方氮化硼中,位于顶点的硼原子与位于体对角线上的氮原子的距离最近,则距离N原子最近的B原子个数为4;六方氮化硼和立方氮化硼属于不同物质,在高温高压下六方氮化硼转化为立方氮化硼的过程中有新物质生成,属于化学变化,故答案为:sp2;4;化学;
(4)立方氮化硼的晶体结构与金刚石类似,金刚石晶胞是立方体,其中8个顶点有8个碳原子,6个面各有6个碳原子,立方体内部还有4个碳原子,所以金刚石的一个晶胞中含有的碳原子数为8,则立方氮化硼晶胞中应该含有4个N和4个B原子,一个晶胞中的质量为, 晶胞的体积是(361.5pm)3 ,则立方氮化硼的密度为 ,故答案为:。
【分析】(1)B为5号元素,根据构造原理书写其价电子排布式;同一周期元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第IIA族、第VA族元素第一电离能大于其相邻元素;
(2)耐磨刀具原料应具有硬度大的特点;
(3)六方氮化硼中N原子和三个B原子形成3个共价单键;位于顶点的硼原子与位于体对角线上的氮原子的距离最近;有新物质生成的变化属于化学变化;
(4)根据计算。
19.元素铬在溶液中主要以(蓝紫色)、(绿色)、(橙红色)、(黄色)等形式存在,为难溶于水的灰蓝色固体,回答下列问题:
(1)在溶液中加入过量溶液,溶液由蓝紫色变为绿色,写出相应的离子方程式: 。
(2)和在溶液中可相互转化:(反应A)。室温下,初始浓度为的溶液中随的变化如图所示(整个过程中溶液体积保持不变)。
①由图可知,溶液减小,的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。根据A点数据,计算出反应A的平衡常数为 。
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小;则反应A的 (填“>”或“<”)0。
③向酸性溶液中加水,有同学认为溶液中所有离子的浓度都减小,你是否同意并说明理由 。
④向酸性溶液(橙色)中加入少量氢氧化钠固体(忽略溶液体积的变化),振荡后立即观察到溶液变为黄色,该结果不足以证明浓度的减小使得反应A的平衡逆向移动,理由是: 。
(3)在化学分析中采用为指示剂,以标准溶液滴定溶液中的,利用与生成砖红色沉淀,指示到达滴定终点。当溶液中恰好沉淀完全(浓度等于)时,溶液中为 。(已知的分别为和)
(4)向酸性溶液中加入乙醇(乙醇被氧化为乙酸),溶液变为蓝紫色,反应的离子方程式为 。
【答案】(1)
(2)增大;;<;不同意;溶液中存在水的电离平衡,,加水稀释使得变小而不变(只与温度有关),所以增大。
(3)
(4)
【知识点】化学平衡的影响因素;离子积常数;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】(1) 在溶液中加入过量溶液,溶液由蓝紫色变为绿色 ,说明生成 ,则反应的离子方程式为: ,故答案为: ;
(2)①溶液减小,溶液中氢离子浓度增大,的平衡正向移动, 的平衡转化率增大;A点 ,则 , ,则,故答案为:增大; ;
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小,说明升温该反应的平衡逆向移动,反应A为放热反应,ΔH<0,故答案为:<;
③向酸性溶液中加水,溶液被稀释,氢离子浓度减小,由于氢离子和氢氧根离子浓度的乘积相同,所以氢氧根离子浓度增大,故答案为:不同意;
④溶液中存在水的电离平衡,,加水稀释使得变小而不变 , 所以增大 ,该结果不足以证明浓度的减小使得反应A的平衡逆向移动,故答案为: 溶液中存在水的电离平衡,,加水稀释使得变小而不变(只与温度有关),所以增大 ;
(3) 当溶液中恰好沉淀完全时,c(Ag+)== 2.0×10-5mol/L,Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+) ,则此时溶液中= 5.0×10-3mol/L,故答案为: ;
(4) 向酸性溶液中加入乙醇(乙醇被氧化为乙酸),溶液变为蓝紫色,说明有大量生成,则反应的离子方程式为: ,故答案为: 。
【分析】(1)溶液由蓝紫色变为绿色,说明Cr3+与NaOH反应生成;
(2)①pH减小,溶液酸性增强, 正向进行;根据计算;
②升高温度,溶液中的平衡转化率减小,说明反应的平衡逆向移动;
③加水稀释 ,氢离子浓度减小,由于氢离子和氢氧根离子浓度的乘积相同,所以氢氧根离子浓度增大;
④溶液中存在水的电离平衡, , 只与温度有关;
(3)根据c(Ag+)=和 Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+) 计算;
(4)溶液变为蓝紫色,说明生成。
20.一种高效的抗心律失常药物普罗帕酮(Ⅶ)的合成路线如下:
(1)化合物Ⅰ的分子式为 ,其中的含氧官能团有 (写名称)
(2)芳香族化合物Ⅱ能发生银镜反应,其名称为 。
(3)反应①②③中属于还原反应的是 (填编号,下同),属于取代反应的是 。
(4)反应④是理论上原子利用率为100%的反应,则试剂X的结构简式为 。
(5)化合物Ⅰ的芳香族同分异构体中,能与反应产生气泡的有 种,其中核磁共振氢谱显示有五组峰的结构简式为 。
(6)参考上述信息,写出以环己烷和苯甲醛为有机原料制备化合物Ⅷ的合成路线 。
【答案】(1);酮羰基、羟基
(2)苯甲醛
(3)②;③
(4)
(5)4;
(6)
【知识点】有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体;有机化学反应的综合应用;酮
【解析】【解答】(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可知,其分子式为: ;化合物Ⅰ中的含氧官能团为酮羰基、羟基,故答案为:;酮羰基、羟基;
(2)芳香族化合物Ⅱ能发生银镜反应,说明分子中含有醛基,结合分子式可知,化合物Ⅱ为苯甲醛,故答案为:苯甲醛;
(3)反应①属于加成反应,反应②属于还原反应,反应③属于取代反应,故答案为:②;③;
(4)反应④的还原利用率为100%,再结合Ⅵ和Ⅶ的结构简式可知,试剂X为 ,故答案为: ;
(5)化合物Ⅰ的芳香族同分异构体中,能与反应产生气泡,说明含有羧基,则符合条件的同分异构体有:、、、 共4种,其中核磁共振氢谱显示有五组峰的结构简式为,故答案为:4;;
(6)可由和苯甲醛发生类似反应①的反应制得,由催化氧化得到,发生消去反应生成,环己烷和氯气在光照条件下反应生成,则以环己烷和苯甲醛为有机原料制备化合物Ⅷ的合成路线为: ,故答案为: 。
【分析】(1)根据Ⅰ的结构简式确定其分子式;Ⅰ中的含氧官能团为酮羰基、羟基;
(2)芳香族化合物Ⅱ能发生银镜反应,说明含有醛基;
(3)有机物分子中增加氢原子、减少氧原子的反应过程属于还原反应;取代反应是指化合物或有机物分子中任何一个原子或原子团被试剂中同类型的其它原子或原子团所替代的反应;
(4)反应④的还原利用率为100%,结合Ⅵ和Ⅶ的结构简式确定X的结构简式;
(5) 能与反应产生气泡的是羧酸;
(6)参照题干合成路线,采用逆合成分析法确定具体合成步骤。