【精品解析】广东省华附、省实、广雅、深中四校2024-2025学年高二下学期期末联考化学试题

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广东省华附、省实、广雅、深中四校2024-2025学年高二下学期期末联考化学试题
一、单选题(第1-10题每小题2分,第11-16题每小题4分,共44分)
1.高分子在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.竹子可用于造纸,其主要成分是纤维素
B.聚乙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料
C.苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂
D.羊毛可用于制毛笔,主要成分为蛋白质
【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途;常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A.竹子富含纤维素,是造纸工业的常用原料,该选项描述正确;
B.聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的分子结构呈线型排列,具有热塑性特性,可通过加热重复加工成型,该选项描述正确;
C.酚醛树脂的合成过程是苯酚与甲醛发生缩聚反应(伴随水分子脱除),而非加聚反应,原选项表述有误;
D.羊毛纤维的主要化学成分为蛋白质,符合其作为纺织原料的实际应用,该选项描述正确;
正确答案:C
【分析】A.竹子的主要成分是纤维素;
B. 聚乙烯、聚氯乙烯 具有热塑性特性;
C.酚醛树脂是通过缩聚反应得到的;
D.羊毛的成分是蛋白质。
2.我国科技事业收获丰硕成果。下列与科技成就相关的描述正确的是
A.利用冠醚识别,催化氧化烯烃的反应
B.“嫦娥六号”带回地球的月壤中含有Si、Mg、Al等元素,Mg属于p区元素
C.空间站存储器所用的材料石墨烯与互为同位素
D.国产飞机C919中用于轴承的属于分子晶体
【答案】A
【知识点】同素异形体;同位素及其应用;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.冠醚通过其空腔尺寸选择性结合K+,形成可溶于有机相的复合物,从而促进KMnO4在非极性溶剂中对烯烃的氧化反应,该过程体现了相转移催化作用,故A选项正确;
B.镁(Mg)的基态电子排布为1s22s22p63s2,最外层电子填充在3s轨道,属于元素周期表区,而非区,故B选项错误;
C.石墨烯与C60均由碳元素组成,但结构不同(石墨烯为二维层状结构,C60为球状分子),属于同素异形体;同位素是指质子数相同而中子数不同的原子(如12C与14C),二者概念不同,故C选项错误;
D.Si3N4具有高熔点、高硬度等特性,属于原子晶体;分子晶体通常熔点低、硬度小(如干冰),与题干描述的高温轴承材料特性不符,故D选项错误;
综上所述,正确答案为A。
【分析】A.冠醚可识别钾离子,催化高锰酸钾在有机物中氧化反应;
B.根据周期表分区,镁属于s区;
C.石墨烯和 互为同分异构体;
D.属于 共价晶体。
3.“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 自制肥皂时,向植物油中加入NaOH溶液 油脂在碱性条件下水解
B 向工业废水中添加FeS以除去废水中的 FeS难溶且溶解度大于CuS
C 进行顺丁橡胶硫化 碳碳双键可打开与硫形成二硫键
D 用对游泳池进行消毒 水解显酸性
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.自制肥皂的原理是油脂在碱性条件下发生水解反应(皂化反应),该选项分析正确;
B.FeS与反应生成更难溶的CuS沉淀,符合溶度积规则,该选项分析正确;
C.橡胶硫化过程是通过硫与橡胶分子中的双键发生交联反应,形成网状结构,该选项分析正确;
D.CuSO4的消毒作用主要依靠的杀菌能力,而非其水解产生的酸性,该选项知识关联错误;
综上所述,错误的选项是D。
【分析】A.根据油脂在碱性条件下发生皂化反应,可制造肥皂;
B.铜离子和硫化亚铁发生沉淀转化,硫化铜更难溶;
C. 顺丁橡胶硫化时,碳碳双键断裂与硫形成二硫键;
D.铜离子可杀菌消毒,与其水解无关。
4.下列图示或化学用语表达错误的是
A.用于鉴定元素的原子光谱:
B.分子中σ键的形成:
C.的球棍模型:
D.甲酸甲酯的结构简式:
【答案】D
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用;共价键的形成及共价键的主要类型;结构简式
【解析】【解答】A.原子光谱图可用于元素的鉴定,该说法正确;
B.Cl原子与Cl原子通过p轨道的"头碰头"方式重叠,形成p-p σ键,该说法正确;
C. 的中心碳原子形成3个σ键且无孤电子对,其空间构型为平面正三角形,该说法正确;
D.甲酸甲酯的结构简式为,分子式为,原说法错误;
正确答案为D。
【分析】A.根据元素的特征谱线,可用原子光谱鉴别元素;
B.氯单质中是单键;
C. 碳酸根离子空间结构是平面三角形;
D.甲酸甲酯结构中有酯基,结构简式为。
5.近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
B.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌
C.太阳能光解水可制氢
D.氢氧燃料电池可将化学能转化为电能
【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;常见化学电源的种类及其工作原理;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.太阳能电池通过光伏效应将光能直接转化为电能,而非化学能转化为电能,A选项错误;B.锂离子电池放电过程中,锂离子从负极脱嵌,经电解质迁移至正极嵌入,B选项正确;
C.太阳能光催化分解水制氢是新能源研究的重要方向,C选项正确;
D.氢氧燃料电池通过氢氧反应直接将化学能转化为电能,D选项正确;
正确答案为A。
【分析】题目考查新能源相关知识,太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置。
6.下列实验的对应操作中,不合理的是
A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液 B.检验溴乙烷消去产物中的乙烯
C.用环己烯萃取溴水中的溴单质 D.用玻璃棒摩擦试管壁后,可析出晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】卤代烃简介;分液和萃取;中和滴定
【解析】【解答】A.在酸碱中和滴定实验中,操作规范为:左手控制滴定管活塞调节滴速,右手持锥形瓶并不断振荡,同时眼睛需观察锥形瓶内溶液颜色的变化情况。该描述符合实验要求,故A选项正确;
B.溴乙烷在乙醇溶液中发生消去反应生成乙烯时,由于乙醇易挥发,会干扰乙烯的检验(乙烯能使酸性高锰酸钾褪色)。因此需先将气体通过水洗装置除去乙醇蒸气,再通入酸性高锰酸钾溶液验证乙烯,该操作设计合理,故B选项正确;
C.环己烯含有碳碳双键,会与溴水中的溴单质发生加成反应,因此不能作为萃取剂用于萃取溴水中的溴,故C选项错误;
D.硫酸四氨合铜()在乙醇中的溶解度显著低于水,通过加入乙醇可降低溶解度促进结晶。配合玻璃棒摩擦试管壁可进一步诱导晶体析出,该操作正确,故D选项正确;
综上所述,错误的选项是C。
【分析】A.滴定操作时,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化;
B.乙烯可与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应;
C.环己烯和溴会发生加成反应;
D.乙醇会减低溶剂极性,用玻璃棒摩擦试管壁,析出晶体。
7.为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A.0.1mol晶体中,数目为
B.0.1mol/L溶液中离子数为
C.1mol与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
D.1mol中σ键的个数为
【答案】A
【知识点】配合物的成键情况;甲烷的取代反应;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.在NaHSO4晶体中,Na+与通过离子键结合,1mol NaHSO4可完全电离出1mol Na+,故0.1mol NaHSO4晶体含有0.1NA个Na+,选项A正确;
B.由于题目未提供溶液的体积,无法计算其具体数目,选项B错误;
C.在Cl2与CH4的取代反应中,1mol Cl2参与反应仅生成1mol HCl(另一个Cl原子进入有机产物),因此产生的HCl分子数为NA而非2NA,选项C错误;
D.[Cu(NH3)3CO]+配合物中:3个NH3提供3个配位σ键,CO提供1个配位σ键,NH3分子内部含9个N-H σ键,CO分子内部含1个σ键,总σ键数应为3+1+9+1=14NA,与选项D的10NA不符,故D错误;
正确答案为A。
【分析】A.根据 构成,含1个阳离子和1个阴离子;
B.体积未知,无法计算;
C.根据甲烷取代反应特点,生成HCl分子数为NA;
D.根据 含有化学键分析,含有配位键和配体分子的共价键。
8.茄科植物中广泛存在的东莨菪内酯(M,结构如图)能调节植物生长发育以及诱导植物的抗性。下列有关M的说法正确的是
A.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.与苯酚互为同系物
C.与完全加成后的有机产物中含有手性碳原子
D.1mol该物质最多消耗2molNaOH
【答案】C
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;烯烃;苯酚的化学性质;同系物
【解析】【解答】A.该物质含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应导致溶液褪色,因此A选项是错误的;
B.该分子含有酯基、醚键和碳碳双键等多种官能团,与苯酚的结构不相似,不属于同系物,故B选项是错误的;
C.手性碳原子是指连接四个不同原子或基团的碳原子。该物质经足量氢气还原后的产物为,其手性碳原子的位置和数量如结构式所示,共有4个手性碳原子,因此C选项是正确的;
D.该分子中1mol酚羟基可消耗1mol NaOH,酯基水解后生成的1mol酚羟基和1mol羧基可消耗2mol NaOH,因此1mol该物质最多消耗3mol NaOH,故D选项是错误的;
综上所述,正确答案是C。
【分析】根据有机物结构,含有羟基、醚键、酯基和碳碳双键,可与溴发生加成反应,与氢氧化钠反应,可消耗3mol,手性碳原子是连接4个不同原子或原子团的碳原子,据此分析。
9.可与多种配体形成配离子,如(红色)、(亮绿色),其中结构如图所示。已知在硫酸铁溶液中滴加过量草酸,溶液变亮绿色,再滴加少量KSCN溶液,溶液变为红色,下列有关说法错误的是
A.使用KSCN检验,比使用草酸钠更灵敏
B.和中的配位数分别为6和3
C.中C原子杂化方式为
D.离子中,提供空轨道用于形成配位键
【答案】B
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A. 实验现象表明,在硫酸铁溶液中加入过量草酸后,溶液变为亮绿色,此时再加入少量KSCN溶液,溶液立即变红。这说明KSCN对Fe3+的检测具有更高的灵敏度,因此选项A正确;
B. 在配合物[Fe(SCN)6]3-和[Fe(C2O4)3]3-中,Fe3+的配位数都是6,因此选项B是错误的;
C. 从草酸根离子(C2O42-)的结构可以看出,其中的碳原子形成了3个σ键,其杂化方式为sp2,因此选项C正确;
D. 在[Fe(C2O4)3]3-配离子中,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe3+提供空轨道用于形成配位键,因此选项D正确;
综上所述,错误的选项是B。
【分析】A.根据题意,检测三价铁离子用硫氰化钾更灵敏;
B. 根据题中 结构,Fe3+的配位数是6;
C.根据草酸根离子结构可知, C原子杂化方式为 ;
D.金属离子形成配位键时,提供空轨道。
10.下列方程式与所给事实不相符的是
A.苯酚钠溶液中通入,出现白色浑浊:
B.向AgCl浊液中加入氨水,溶液变澄清:
C.检验溶液中:
D.钢铁生锈,发生电化学腐蚀的负极反应式为:
【答案】B
【知识点】配合物的成键情况;电极反应和电池反应方程式;苯酚的化学性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A. 根据酸性强弱关系:碳酸(H2CO3) > 苯酚(C6H5OH)> 碳酸氢根(HCO3 ),当向苯酚钠溶液中通入CO2时,会发生反应生成苯酚和碳酸氢钠,化学方程式为:。由于生成的苯酚溶解度较低,会使溶液出现白色浑浊现象,因此A选项正确;
B. 向AgCl浊液中加入氨水时,AgCl会与氨水反应生成可溶性的氯化二氨合银([Ag(NH3)2]+)和氯离子(Cl ),化学方程式为:。因此B选项是错误的;
C. 用铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])检验Fe2+时,会发生反应生成蓝色沉淀(滕氏蓝),化学方程式为:。因此C选项是正确的;
D. 钢铁生锈是电化学腐蚀过程,负极(铁)失去电子生成Fe2+,反应为:;正极(氧气)得电子发生还原反应。因此D选项是正确的;
综上所述,只有B选项是错误的,故正确答案为B。
【分析】A. 苯酚钠和二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠;
B. 氯化银和难溶物,不能拆;
C. 铁氰化钾和二价铁离子反应生成蓝色沉淀;
D. 钢铁生锈,铁单质失电子生成二价铁离子。
11.乙醛在MgO的催化下可发生反应生成3-羟基丁醛,其反应历程如下。
下列说法错误的是
A.乙醛中的O易被Mg吸附
B.该过程涉及了极性键的断裂和非极性键的生成
C.乙醛和丙酮在MgO的催化下也可发生类似的反应
D.总反应为取代反应
【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;醛的化学性质;加成反应
【解析】【解答】A.根据反应历程图可以看出,乙醛分子中的氧原子(O)容易被Mg吸附,因此选项A正确;
B.该反应过程涉及极性键的断裂和非极性键的形成,所以选项B正确;
C.由于乙醛和丙酮分子中都含有羰基,并且都存在α-H,因此在MgO催化下也能发生类似的反应,故选项C正确;
D.从反应历程来看,该过程实际上是一个加成反应,而不是其他类型的反应,因此选项D是错误的。
综上所述,正确答案是D;
【分析】根据反应历程分析,乙醛中的O与Mg有吸附作用,有碳氧键断裂,碳碳键形成,整个历程属于加成反应。
12.化合物所含的5种元素均为短周期主族元素,、和为同周期元素,原子序数依次增加,的基态原子价层电子排布式为,的基态原子价层轨道半充满,是地壳中含量最多的元素,是有机分子的骨架元素,下列说法正确的是
A.元素电负性: B.简单氢化物沸点:
C.第一电离能: D.和的空间结构均为直线形
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、分析可知,Z=P,E=O,M=C,元素的非金属性越强,电负性越大,氧元素的非金属性强于碳元素,则氧元素的电负性大于碳元素,实际的电负性大小为:E>M>Z,A错误;
B、分析可知,Z=P,E=O,M=C,水分子能形成分子间氢键,磷化氢不能形成分子间氢键,则水分子的分子间作用力大于磷化氢,沸点高于磷化氢,实际的简单氢化物沸点大小为:E>Z>M,B错误;
C、由分析可知,X=Na,Y=Mg,Z=P,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为P>Mg>Na,C正确;
D、由分析可知,E=O,M=C,二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1,分子空间构型为V形,臭氧和二氧化硫的原子个数都为3、价电子数都为18,互为等电子体,等电子体具有相同的空间构型,所以臭氧和二氧化硫分子的空间构型都为V形,D错误;
故答案为:C
【分析】根据题目描述,化合物X3YZE4ME3中的5种元素均为短周期主族元素,且满足以下条件:E是地壳中含量最多的元素,故E为O;M是有机分子的骨架元素,故M为C;X、Y、Z为同周期元素,原子序数依次增加,因此X的基态原子价层电子排布式为nsn-2。经分析,n=3,故价层电子排布为3s1,即X为Na;Z的基态原子价层p轨道半充满,p轨道有3个电子,ZZ在第三周期(与X同周期),故价层电子为3s23p3,即Z为P;Y的原子序数在X(Na,原子序数11)和Z(P,原子序数15)之间,故Y为镁(Mg,原子序数12)。因此,元素分别为:X=Na,Y=Mg,Z=P,E=O,M=C。
13.以下实验方案,可以达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 提纯混有少量硝酸钾的氯化钠 在较高温度下制得浓溶液,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
B 除去苯中的苯酚 加入适量溴水后过滤
C 比较溶液中与的大小 测量0.1mol/L溶液的pH
D 证明的酸性比强 向溶液中加入CuS固体,观察固体是否溶解
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】物质的分离与提纯;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A. 氯化钠的溶解度受温度影响较小,无法通过冷却结晶法去除硝酸钾杂质。正确操作应为蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥,故A错误;
B. 苯酚与溴水生成的三溴苯酚会溶于苯,且引入新杂质溴。应使用NaOH溶液分液法除杂,故B错误;
C. 溶液中的电离()显著强于其水解(),使溶液呈酸性(pH<7),此时>,故C正确;
D. 因CuS的极小,稀硫酸不能溶解CuS,该实验无法证明酸性强于,故D错误;
【答案】C
【分析】A. 得到氯化钠需用蒸发结晶;
B. 根据苯酚性质,除去苯酚加入氢氧化钠,转化为苯酚钠;
C. 通过pH,可比较水解产物和电离产物浓度大小;
D. 硫化铜不溶于硫酸。
14.继电器在控制电路中应用非常广泛,有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。以下关于该继电器的说法中错误的是
已知电极材料为纳米Fe2O3,另一极为金属锂和石墨的复合材料。
A.充电完成时,电池能被磁铁吸引
B.该电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、锂盐等原料组成
C.充电时,该电池正极的电极反应式为3Li2O+2Fe-6e-═Fe2O3+6Li+
D.放电时,Li作电池的负极,Fe2O3作电池的正极
【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、充电完成时,电池体系产物为与,无铁磁性,无法被磁铁吸引;放电完成才生成单质,可被磁铁吸附,A错误;
B、该电池为锂基二次电池,能与水发生剧烈反应,电解液需选用无水高纯有机溶剂搭配锂盐配制,B正确;
C、充电时原正极作电解池阳极,发生失电子氧化反应,对应电极反应式:,C正确;
D、放电时单质失电子发生氧化反应,作负极;中元素得电子被还原,作正极,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
充放电物质变化规律:充电产物为,无单质铁,不能被磁铁吸附;放电生成单质,具备铁磁性;
锂电池电解液要求:金属锂易和水、醇类反应,电解液必须无水,由有机溶剂、锂盐构成;
充电阳极反应书写:充电时原正极对应阳极,单质失去电子结合生成,遵循电荷、原子守恒;
原电池正负极判断:活泼金属失电子为负极,金属氧化物得电子发生还原反应,作正极。
15.某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:()、(),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A. 图示中的活化能较高,错误;B. 图示中为放热反应,错误;
C. 图示中能量关系不符合题目要求(Y(g)能量应高于X(g),Z(g)能量应高于Y(g)),错误;
D. 图示完全符合题目描述的反应特征,正确。
【答案】D
【分析】(),说明Y(g)的能量高于X(g);.(),说明Z(g)的能量高于Y(g)。反应速率较快,活化能较低;反应速率较慢,活化能较高。
16.25℃下,用NaOH溶液分别滴定、两种溶液,(、),pM随pH变化关系如图所示,已知比更难溶。以下说法错误的是
A.①代表滴定溶液的变化关系
B.25℃下,的的数量级为
C.调控溶液的pH=7,可使工业废水中的完全沉淀(剩余浓度小于mol/L)
D.当与共沉淀时溶液中
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.①代表滴定CuSO4溶液的变化关系,A正确;
B.25℃下,①中pM=0时pH=4.2,即c(Cu2+)=1 mol/L,c(H+)=1×10 4.2 mol/L,c(OH )=1×10 9.8 mol/L。Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH )=1×10 19.6,数量级为10 20,B正确;
C.25℃下,②中pM=0时pH=6.5,即c(Fe2+)=1 mol/L,c(H+)=1×10 6.5 mol/L,c(OH )=1×10 7.5 mol/L。Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH )=1×10 15。调控pH=7时,c(OH )=1×10 7 mol/L,此时c(Fe2+)=1×10 1 mol/L > 1×10 5 mol/L,Fe2+未完全沉淀,C错误;
D.当Cu(OH)2与Fe(OH)2共沉淀时,c(Cu2+):c(Fe2+)=Ksp[Cu(OH)2]:Ksp[Fe(OH)2]=10 4.6:1,D正确;
故选C。
【分析】Cu(OH)2比Fe(OH)2更难溶,说明Ksp[Cu(OH)2] < Ksp[Fe(OH)2]。当pH相同时,c(OH )相同,此时c(Cu2+) < c(Fe2+)。因此,①代表滴定CuSO4溶液的变化关系,②代表滴定FeSO4溶液的变化关系。
二、非选择题(本题共4小题,每小题14分,共56分)
17.兴趣小组在实验室探究饱和溶液可用于收集乙酸乙酯的原因。
Ⅰ.研究乙酸乙酯在碱性溶液中的水解程度。
查阅资料:常温下,乙酸乙酯在NaOH溶液,溶液中水解的平衡常数分别为,,说明在溶液中乙酸乙酯理论上也可以完全水解。
(1)乙酸乙酯能在NaOH溶液中水解的化学反应方程式为   。
Ⅱ.探究影响乙酸乙酯水解速率的因素。
(2)兴趣小组探究浓度及温度对乙酸乙酯的水解速率的影响。
a.配制100mLNaOH溶液。
b.取a中的NaOH溶液,按下表配制系列溶液,水浴加热和搅拌条件下,利用pH计测得体系的pH随时间t变化的曲线如图。
序号 (NaOH)/mL ()/mL (乙酸乙酯)/mL 温度/℃
ⅰ 35.0 5.0 10.0 25
ⅱ 10.0 10.0 25
ⅲ 10.0 30.0 60
①则   ,   。
②根据实验数据,至少可获得三点实验结论。
结论1:增大浓度,乙酸乙酯水解速率   (填“增大”或“减小”)。
结论2:当低于一定数值时,乙酸乙酯水解速率较小。
结论3:水解速率与温度有关,水解速率随温度升高而增大。
③根据结论3,忽略温度对水电离的影响,在上图中,画出实验ⅲ中pH变化曲线   。
④已知25℃时饱和溶液中约为,依据上述结论,甲同学认为乙酸乙酯在饱和溶液中水解速率较小的原因是   。
(3)兴趣小组继续探究乙酸乙酯在水中的溶解度对其水解速率的影响。
提出假设:乙酸乙酯在水中溶解度较小,也可能使得水解速率较慢。
查阅资料:有关物质的极性值(极性值越大,物质极性越大)如表:
物质 乙醇 乙酸乙酯 水 NaOH溶液
极性值 4.3 4.4 10.2 >10.2
验证假设:以(2)中“实验ⅰ”为对照组,取10.0mL乙酸乙酯、35.0mL0.400mol/LNaOH溶液、以及   配成50.0mL混合溶液,25℃和搅拌条件下,测定体系pH随时间变化,相同时间与试验ⅰ相比,pH下降幅度,假设成立。
结论应用:室温下,向密闭容器中加入10.0mL饱和溶液,5.0mL乙酸乙酯,振荡静置。测得油层高度随时间t变化曲线如图,时间点之后油层高度变化加快的原因是   。
【答案】;30.0;10.0;增大;;25℃饱和碳酸钠溶液中过小;5.0mL乙醇;反应过程中生成乙醇,增加乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度,水解速率加快
【知识点】化学反应速率的影响因素;酯的性质
【解析】【解答】(1)乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式为:;
(2)①根据控制变量法,实验ⅰ、ⅱ、ⅲ的总体积应保持一致,均为50mL,因此x=30.0,y=10.0;
②对比实验ⅱ、ⅲ可知,在总体积相同的情况下,越大,相同时间内pH变化越大,说明氢氧根离子消耗更多,乙酸乙酯水解速率加快;
③实验ⅱ、ⅲ的总体积和相同,但实验ⅲ的温度更高。由于温度升高会加快反应速率,因此实验ⅲ的pH变化更快,其曲线斜率更大,图像如下:

④结合题干信息和表格数据,探究浓度及温度对乙酸乙酯水解速率的影响。由于饱和溶液中较低(约0.03 mol·L 1),导致乙酸乙酯水解速率较慢;
(3)乙同学认为乙酸乙酯在水中溶解度较小,限制了水解速率。根据相似相溶原理,将5.0 mL水替换为5.0 mL乙醇,可增大乙酸乙酯的溶解度,从而加快水解速率。此外,水解生成的乙醇也会进一步促进乙酸乙酯的溶解,形成正反馈效应,使反应速率加快。
【分析】在对比实验中,为了研究某一因素对实验结果的影响,需要控制其他变量保持一致,通过对比分析得出结论。
18.卤族元素(F、Cl、Br、I等)具有丰富的化学性质,其化合物具有广泛的应用。
(1)F和Cl元素最简单氢化物的热稳定性:HF   HCl,沸点:HF   HCl(填“>”、“<”或“=”)。
(2)碘元素在元素周期表中位于第五周期第ⅦA族,写出基态碘原子的价电子排布式:   。
(3)加入浓的KI溶液,可获得,中心原子I的杂化类型为,则中心原子I的价层电子对数是   。
(4)铝的三种卤化物的沸点如下表所示,解释这三种卤化物沸点差异的原因:   。
铝的卤化物
沸点 1500 370 430
(5)卤化银晶体具有特殊的结构和性质。图1为AgCl晶体的晶胞结构,类似NaCl;图2为α-AgI晶体的晶胞结构,图中只画出了晶胞中的位置,填充在围成的空隙中。图3为γ-AgI晶体的晶胞结构,图中只画出了晶胞中的位置,采取面心立方堆积方式,晶胞沿、、轴方向的投影均如图4所示。
①离子晶体中正负离子间并不是纯粹的静电作用,仍有部分原子轨道重叠,即共价性;如NaCl离子性为71%,共价性为29%。将NaCl、AgCl、AgI按离子性由大到小排列:   。
②确定AgCl晶胞的大小、形状等信息,可使用的测试仪器为   。
A.核磁共振仪 B.质谱仪 C.X射线衍射仪 D.红外光谱仪
③已知阿伏加德罗常数为,则α-AgI晶体的摩尔体积   (列出算式)。
④γ-AgI晶胞中与距离相等且最近的有   个,填充在构成的   (填“四面体”或“八面体”)空隙。
【答案】(1)>;>
(2)
(3)5
(4)为离子晶体,和为分子晶体,离子键强于分子间作用力;的相对分子质量大于,范德华力更大
(5)NaCl>AgCl>AgI;C;;12;四面体
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)电负性比较:F > Cl,因此F和Cl元素的最简单氢化物(HF和HCl)的热稳定性关系为HF > HCl。此外,HF分子间能形成氢键,导致其沸点高于HCl;
(2)碘元素的原子结构:核外有5个电子层,最外层电子数为7,在元素周期表中位于第五周期第ⅦA族。其基态原子的价电子分布在5s和5p能级,价电子排布式为5s25p5;
(3)的几何构型分析:中心I原子的价层电子对数计算:(7为中心I的价电子,2为配位I原子提供的电子,1为离子电荷)。 价层电子对构型为三角双锥形,含3对孤电子对和2对成键电子对。根据VSEPR理论,孤电子对优先占据赤道平面,使分子呈直线形构型。中心I的杂化方式为sp3d(杂化轨道数=价层电子对数);
(4)AlX3(X=F,Cl,Br)的沸点规律: AlF3为离子晶体,沸点显著高于分子晶体的AlCl3和AlBr3。
- 在分子晶体中,AlBr3的相对分子质量大于AlCl3,分子间作用力更强,故沸点顺序:AlF3 > AlBr3 > AlCl3;
(5)①Na+半径小于Ag+,NaCl离子性大于AgCl,I-半径大于Cl-,AgCl离子性大于AgI,故NaCl、AgCl、AgI按离子性由大到小排列为:NaCl>AgCl>AgI;
②X射线衍射仪可表征晶体结构信息,故答案为C;
③α-AgI晶体中I-个数为,则Ag+个数为2,一个晶胞中有2个α-AgI,摩尔体积为;
④如图所示,γ-AgI晶胞中与距离相等且最近的有12个,填充在构成的四面体空隙。
【分析】(1)共价键键能越大,分子越稳定;氟化氢分子间可形成氢键,沸点较高;
(2)碘元素价层电子排布式为 ;
(3)中心原子杂化前后轨道数不变;
(4)比较晶体沸点方法,类型不同,离子晶体高于分子晶体,同为分子晶体,比较相对分子质量;
(5)根据题意,两种原子电负性差值越大,离子性越高; X射线衍射 法可测定晶胞结构。
(1)电负性:F>Cl,则F和Cl元素最简单氢化物的热稳定性:HF>HCl;HF分子键间可形成氢键,则沸点:HF>HCl。
(2)碘元素原子核外有5个电子层、最外层电子数是7,位于在元素周期表中第五周期第ⅦA族,碘基态原子价电子为5s、5p能级上的电子,价电子排布式为5s25p5。
(3)中心原子I的价层电子对数为(其中7是中心I原子的价电子数,2是周围2个I原子提供的电子数,1是离子带的1个负电荷),价层电子对构型为三角双锥形,其中有3对孤电子对,2对成键电子对,根据价层电子对互斥理论,孤电子对优先占据赤道平面位置以减小斥力,所以的立体构型为直线形,中心原子I的杂化轨道数等于价层电子对数,所以中心原子I的杂化形式为sp3d。
(4)AlF3为离子晶体,AlCl3和AlBr3为分子晶体,故AlF3的沸点最高,AlBr3的相对分子质量大于AlCl3,故AlBr3的分子间作用力大于AlCl3,所以AlBr3的沸点高于AlCl3。
(5)①Na+半径小于Ag+,NaCl离子性大于AgCl,I-半径大于Cl-,AgCl离子性大于AgI,故NaCl、AgCl、AgI按离子性由大到小排列为:NaCl>AgCl>AgI;
②X射线衍射仪可表征晶体结构信息,故答案为C;
③α-AgI晶体中I-个数为,则Ag+个数为2,一个晶胞中有2个α-AgI,摩尔体积为;
④如图所示,γ-AgI晶胞中与距离相等且最近的有12个,填充在构成的四面体空隙。
19.在工业废酸回收处理过程中,同时涉及HCl的催化氧化和有机弱酸的相分配平衡。
Ⅰ.工业上采用催化氧化法处理HCl废气: 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如下图所示。已知:较低流速下转化率可近似为平衡转化率。
(1)已知该反应,则该反应在   (选填“高温”、“低温”或“任意条件”)下可自发反应。
(2)   ℃(选填“360”、“400”或“440”)。
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是   (填标号)。
A. 增大HCl的流速 B. 将温度升高40℃ C. 增大 D. 使用更高效的催化剂
(4)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数   (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
Ⅱ.弱酸在有机相和水相中存在平衡:(环己烷),平衡常数为。25℃时,向mL环己烷溶液中加入mL水进行萃取(忽略体积变化),用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中、环己烷中的浓度[]、水相萃取率随pH的变化关系如图。已知:在环己烷中不电离;曲线②代表水相萃取率。
(5)、、、的浓度分别为、、、mol/L,它们之间的关系式为:   =0.1。
(6)从平衡移动的角度,解释水相萃取率随pH增大而升高的趋势:   。
(7)由pH=2的数据,可计算25℃时平衡常数   。
【答案】低温;360;B,D;6;m + n + x + y;pH增大,水相中的电离平衡正移,减小,促使平衡正向移动,减小,水相萃取率升高;0.25
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)判断反应自发进行的依据是吉布斯自由能变化ΔG,其表达式为:。
已知该反应的焓变ΔH1 < 0(放热),熵变ΔS < 0(熵减)。在低温条件下,TΔS项较小,使得ΔG < 0,因此反应可自发进行;
(2)反应方程式为:,其焓变ΔH1 = 57.2 kJ·mol- ,表明该反应为放热反应。在流速较低时,转化率可视为平衡转化率。根据勒夏特列原理,温度升高时平衡向吸热方向移动(逆向),导致HCl转化率降低;反之,温度降低时转化率升高。因此,图中转化率最高的曲线对应的温度最低,即T3 = 360℃;
(3)A. 增大HCl流速会缩短反应时间,导致转化率降低,错误;
B. M点对应温度为360℃,升高温度会使平衡逆向移动,但实际图像显示转化率随温度升高而增大,说明此时反应未达平衡,升温加快反应速率,正确;
C. 增大n(HCl):n(O2)会降低HCl的转化率,错误;
D. 使用高效催化剂可加快反应速率,提高单位时间内的转化率,正确;
综上,正确答案为 BD。
(4)由图像可知,N点HCl的平衡转化率为80%,设起始,可列出三段式,,则。
(5)依据物料守恒,在水相和有机相中的总量不变,起始环己烷溶液浓度为0.1mol/L ,所以m + n + x + y= 0.1;
(6)随着pH增大,溶液中浓度增大,会与反应:、,水相中的电离平衡正移,减小,促使平衡正向移动,更多从环己烷进入水相,水相萃取率升高;
(7)pH = 2时,曲线①代表,曲线中pH = 2时,,水相中浓度m = 0.02mol/L(结合物料守恒及图像 )。根据,代入得。
【分析】(1)反应热力学分析:反应气体分子数减少,故熵变ΔS < 0。根据ΔH < 0(放热反应)及ΔG = ΔH - TΔS,低温时ΔG < 0,反应自发。 温度升高会抑制放热反应,平衡转化率降低。因此,相同流速下,转化率最低的曲线对应最高温度(如440℃)。横纵坐标意义:横坐标:HCl流速(mol/h),反映反应物通入速率。流速越低,停留时间越长,越衡状态。纵坐标:HCl转化率(%),体现反应程度。三条温度曲线(360℃、400℃、440℃)中,440℃曲线转化率最低,因高温不利于放热反应的平衡移动。反应物比例影响: 左图:n(HCl):n(O2) = 4:3;右图:n(HCl):n(O2) = 4:4。 增加O2比例(右图)使平衡正向移动,相同条件下HCl转化率更高,体现浓度对平衡的影响。
(2) 曲线①:环己烷中H2A浓度,随pH升高而降低(萃取至水相)。 曲线②:水相萃取率,pH升高促进H2A电离(H2A → HA- → A2-),萃取率上升。曲线③④⑤:水相中HA-、A2-等粒子浓度变化,受pH调控的电离平衡影响。关键点总结:温度通过ΔG影响反应方向,放热反应低温更易自发。反应物比例(O2增加)直接推动平衡右移。 萃取中pH通过电离平衡调控两相分配。
20.千金藤素常用于防治肿瘤病患者白细胞减少症、抗疟疾、调节免疫功能等,制备其关键中间体(I)的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为   ;化合物C中含有的官能团名称为   。
(2)反应②是原子利用率100%的反应,化合物ⅰ的结构简式为   。
(3)已知化合物ⅱ为羧酸,芳香化合物为ⅱ的同分异构体,能发生水解反应,且核磁共振氢谱中4组峰的面积之比为6:2:1:1。的结构简式为   (写出一种)。
(4)下列说法正确的是   。
A.有机物A碳原子杂化方式有、
B.化合物E的所有碳原子可能共平面
C.产品I属于极性分子,易溶于水
(5)参照上述路线,以和为主要原料合成流程中的物质H,基于你的设计,回答下列问题:
①第一步反应需使用一种二溴代烃为原料,其结构简式为   。
②相关步骤涉及芳香醇转化为芳香醛的反应,对应的化学方程式为   。
【答案】(1)邻甲基苯酚;羟基、醚键
(2)HCHO
(3)或
(4)AB
(5);2+O22+2H2O
【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;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为邻甲基苯酚;化合物C中含有的官能团为羟基和醚键;
(2)根据分析,化合物ⅰ的结构简式为HCHO;
(3)ⅱ的结构为。芳香化合物x是ⅱ的同分异构体,能发生水解反应说明含有酯基,核磁共振氢谱显示4组峰且峰面积比为6:2:1:1,说明有4种不同化学环境的氢原子且个数比为6:2:1:1。符合条件的x的结构简式为或;
(4)A.有机物A中苯环上的碳原子为sp2杂化,甲基中的碳原子为杂化,正确;
B.苯环和碳碳双键均为平面结构,化合物E的所有碳原子可能共平面,正确;
C.产品I结构不对称,是极性分子,但相对分子质量较大且含有疏水基团(烃基、醚键等),不易溶于水,错误;
故选AB。
(5)①根据H的结构,中的两个酚羟基与二溴代烃反应,该二溴代烃的结构简式为;
②第一步反应产物为,芳香醇转化为芳香醛的化学方程式为:
2 + O2 2 + 2H2O。
【分析】A发生取代反应生成B,反应②是原子利用率100%的反应,B与i反应生成C。根据B和C的结构简式可推断i为HCHO。C经催化氧化生成D,D与CH3NO2反应生成E,E发生还原反应生成F,F与ii发生取代反应生成G。由G和F的结构简式可知ii为。G与H发生取代反应生成I。
(1)根据A的结构简式,A的名称为:邻甲基苯酚;化合物C中含有的官能团名称为:羟基、醚键;
(2)根据分析,化合物ⅰ的结构简式为:HCHO;
(3)根据分析ⅱ为:,芳香化合物为ⅱ的同分异构体,能发生水解反应说明含酯基,核磁共振氢谱中4组峰且面积之比为6:2:1:1,说明含4种不同化学环境的氢原子且个数之比为6:2:1:1,满足条件的x的结构简式为:或;
(4)A.有机物A中苯环上的碳原子为sp2杂化,甲基中的碳原子为杂化,A正确;
B.苯环、碳碳双键为平面构型,化合物E的所有碳原子可能共平面,B正确;
C.产品I结构不对称,属于极性分子,相对分子质量较大,且含疏水基团(烃基、醚键等),不易溶于水,C错误;
故选AB。
(5)①根据H的结构,中2个酚羟基与二溴代烃反应,该二溴代烃的结构简式为:;
②经过第一步反应后的产物为:,故芳香醇转化为芳香醛的化学方程式为: 2+O22+2H2O。
1 / 1广东省华附、省实、广雅、深中四校2024-2025学年高二下学期期末联考化学试题
一、单选题(第1-10题每小题2分,第11-16题每小题4分,共44分)
1.高分子在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是
A.竹子可用于造纸,其主要成分是纤维素
B.聚乙烯、聚氯乙烯是热塑性塑料
C.苯酚与甲醛通过加聚反应得到酚醛树脂
D.羊毛可用于制毛笔,主要成分为蛋白质
2.我国科技事业收获丰硕成果。下列与科技成就相关的描述正确的是
A.利用冠醚识别,催化氧化烯烃的反应
B.“嫦娥六号”带回地球的月壤中含有Si、Mg、Al等元素,Mg属于p区元素
C.空间站存储器所用的材料石墨烯与互为同位素
D.国产飞机C919中用于轴承的属于分子晶体
3.“光荣属于劳动者,幸福属于劳动者。”下列劳动项目与所述化学知识没有关联的是
选项 劳动项目 化学知识
A 自制肥皂时,向植物油中加入NaOH溶液 油脂在碱性条件下水解
B 向工业废水中添加FeS以除去废水中的 FeS难溶且溶解度大于CuS
C 进行顺丁橡胶硫化 碳碳双键可打开与硫形成二硫键
D 用对游泳池进行消毒 水解显酸性
A.A B.B C.C D.D
4.下列图示或化学用语表达错误的是
A.用于鉴定元素的原子光谱:
B.分子中σ键的形成:
C.的球棍模型:
D.甲酸甲酯的结构简式:
5.近年来,我国新能源产业得到了蓬勃发展,下列说法错误的是
A.太阳能电池是一种将化学能转化为电能的装置
B.锂离子电池放电时锂离子从负极脱嵌
C.太阳能光解水可制氢
D.氢氧燃料电池可将化学能转化为电能
6.下列实验的对应操作中,不合理的是
A.用HCl标准溶液滴定NaOH溶液 B.检验溴乙烷消去产物中的乙烯
C.用环己烯萃取溴水中的溴单质 D.用玻璃棒摩擦试管壁后,可析出晶体
A.A B.B C.C D.D
7.为阿伏加德罗常数。下列说法正确的是
A.0.1mol晶体中,数目为
B.0.1mol/L溶液中离子数为
C.1mol与足量发生取代反应生成HCl分子的数目为
D.1mol中σ键的个数为
8.茄科植物中广泛存在的东莨菪内酯(M,结构如图)能调节植物生长发育以及诱导植物的抗性。下列有关M的说法正确的是
A.不能使溴的四氯化碳溶液褪色
B.与苯酚互为同系物
C.与完全加成后的有机产物中含有手性碳原子
D.1mol该物质最多消耗2molNaOH
9.可与多种配体形成配离子,如(红色)、(亮绿色),其中结构如图所示。已知在硫酸铁溶液中滴加过量草酸,溶液变亮绿色,再滴加少量KSCN溶液,溶液变为红色,下列有关说法错误的是
A.使用KSCN检验,比使用草酸钠更灵敏
B.和中的配位数分别为6和3
C.中C原子杂化方式为
D.离子中,提供空轨道用于形成配位键
10.下列方程式与所给事实不相符的是
A.苯酚钠溶液中通入,出现白色浑浊:
B.向AgCl浊液中加入氨水,溶液变澄清:
C.检验溶液中:
D.钢铁生锈,发生电化学腐蚀的负极反应式为:
11.乙醛在MgO的催化下可发生反应生成3-羟基丁醛,其反应历程如下。
下列说法错误的是
A.乙醛中的O易被Mg吸附
B.该过程涉及了极性键的断裂和非极性键的生成
C.乙醛和丙酮在MgO的催化下也可发生类似的反应
D.总反应为取代反应
12.化合物所含的5种元素均为短周期主族元素,、和为同周期元素,原子序数依次增加,的基态原子价层电子排布式为,的基态原子价层轨道半充满,是地壳中含量最多的元素,是有机分子的骨架元素,下列说法正确的是
A.元素电负性: B.简单氢化物沸点:
C.第一电离能: D.和的空间结构均为直线形
13.以下实验方案,可以达到实验目的的是
选项 实验目的 实验方案
A 提纯混有少量硝酸钾的氯化钠 在较高温度下制得浓溶液,冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
B 除去苯中的苯酚 加入适量溴水后过滤
C 比较溶液中与的大小 测量0.1mol/L溶液的pH
D 证明的酸性比强 向溶液中加入CuS固体,观察固体是否溶解
A.A B.B C.C D.D
14.继电器在控制电路中应用非常广泛,有一种新型继电器是以对电池的循环充放电实现自动离合(如图所示)。以下关于该继电器的说法中错误的是
已知电极材料为纳米Fe2O3,另一极为金属锂和石墨的复合材料。
A.充电完成时,电池能被磁铁吸引
B.该电池电解液一般由高纯度的有机溶剂、锂盐等原料组成
C.充电时,该电池正极的电极反应式为3Li2O+2Fe-6e-═Fe2O3+6Li+
D.放电时,Li作电池的负极,Fe2O3作电池的正极
15.某温度下,在密闭容器中充入一定量的X(g),发生下列反应:()、(),测得各气体浓度与反应时间的关系如图所示。下列反应进程示意图符合题意的是
A. B.
C. D.
16.25℃下,用NaOH溶液分别滴定、两种溶液,(、),pM随pH变化关系如图所示,已知比更难溶。以下说法错误的是
A.①代表滴定溶液的变化关系
B.25℃下,的的数量级为
C.调控溶液的pH=7,可使工业废水中的完全沉淀(剩余浓度小于mol/L)
D.当与共沉淀时溶液中
二、非选择题(本题共4小题,每小题14分,共56分)
17.兴趣小组在实验室探究饱和溶液可用于收集乙酸乙酯的原因。
Ⅰ.研究乙酸乙酯在碱性溶液中的水解程度。
查阅资料:常温下,乙酸乙酯在NaOH溶液,溶液中水解的平衡常数分别为,,说明在溶液中乙酸乙酯理论上也可以完全水解。
(1)乙酸乙酯能在NaOH溶液中水解的化学反应方程式为   。
Ⅱ.探究影响乙酸乙酯水解速率的因素。
(2)兴趣小组探究浓度及温度对乙酸乙酯的水解速率的影响。
a.配制100mLNaOH溶液。
b.取a中的NaOH溶液,按下表配制系列溶液,水浴加热和搅拌条件下,利用pH计测得体系的pH随时间t变化的曲线如图。
序号 (NaOH)/mL ()/mL (乙酸乙酯)/mL 温度/℃
ⅰ 35.0 5.0 10.0 25
ⅱ 10.0 10.0 25
ⅲ 10.0 30.0 60
①则   ,   。
②根据实验数据,至少可获得三点实验结论。
结论1:增大浓度,乙酸乙酯水解速率   (填“增大”或“减小”)。
结论2:当低于一定数值时,乙酸乙酯水解速率较小。
结论3:水解速率与温度有关,水解速率随温度升高而增大。
③根据结论3,忽略温度对水电离的影响,在上图中,画出实验ⅲ中pH变化曲线   。
④已知25℃时饱和溶液中约为,依据上述结论,甲同学认为乙酸乙酯在饱和溶液中水解速率较小的原因是   。
(3)兴趣小组继续探究乙酸乙酯在水中的溶解度对其水解速率的影响。
提出假设:乙酸乙酯在水中溶解度较小,也可能使得水解速率较慢。
查阅资料:有关物质的极性值(极性值越大,物质极性越大)如表:
物质 乙醇 乙酸乙酯 水 NaOH溶液
极性值 4.3 4.4 10.2 >10.2
验证假设:以(2)中“实验ⅰ”为对照组,取10.0mL乙酸乙酯、35.0mL0.400mol/LNaOH溶液、以及   配成50.0mL混合溶液,25℃和搅拌条件下,测定体系pH随时间变化,相同时间与试验ⅰ相比,pH下降幅度,假设成立。
结论应用:室温下,向密闭容器中加入10.0mL饱和溶液,5.0mL乙酸乙酯,振荡静置。测得油层高度随时间t变化曲线如图,时间点之后油层高度变化加快的原因是   。
18.卤族元素(F、Cl、Br、I等)具有丰富的化学性质,其化合物具有广泛的应用。
(1)F和Cl元素最简单氢化物的热稳定性:HF   HCl,沸点:HF   HCl(填“>”、“<”或“=”)。
(2)碘元素在元素周期表中位于第五周期第ⅦA族,写出基态碘原子的价电子排布式:   。
(3)加入浓的KI溶液,可获得,中心原子I的杂化类型为,则中心原子I的价层电子对数是   。
(4)铝的三种卤化物的沸点如下表所示,解释这三种卤化物沸点差异的原因:   。
铝的卤化物
沸点 1500 370 430
(5)卤化银晶体具有特殊的结构和性质。图1为AgCl晶体的晶胞结构,类似NaCl;图2为α-AgI晶体的晶胞结构,图中只画出了晶胞中的位置,填充在围成的空隙中。图3为γ-AgI晶体的晶胞结构,图中只画出了晶胞中的位置,采取面心立方堆积方式,晶胞沿、、轴方向的投影均如图4所示。
①离子晶体中正负离子间并不是纯粹的静电作用,仍有部分原子轨道重叠,即共价性;如NaCl离子性为71%,共价性为29%。将NaCl、AgCl、AgI按离子性由大到小排列:   。
②确定AgCl晶胞的大小、形状等信息,可使用的测试仪器为   。
A.核磁共振仪 B.质谱仪 C.X射线衍射仪 D.红外光谱仪
③已知阿伏加德罗常数为,则α-AgI晶体的摩尔体积   (列出算式)。
④γ-AgI晶胞中与距离相等且最近的有   个,填充在构成的   (填“四面体”或“八面体”)空隙。
19.在工业废酸回收处理过程中,同时涉及HCl的催化氧化和有机弱酸的相分配平衡。
Ⅰ.工业上采用催化氧化法处理HCl废气: 。将HCl和分别以不同起始流速通入反应器中,在360℃、400℃和440℃下反应,通过检测流出气成分绘制HCl转化率(α)曲线,如下图所示。已知:较低流速下转化率可近似为平衡转化率。
(1)已知该反应,则该反应在   (选填“高温”、“低温”或“任意条件”)下可自发反应。
(2)   ℃(选填“360”、“400”或“440”)。
(3)下列措施可提高M点HCl转化率的是   (填标号)。
A. 增大HCl的流速 B. 将温度升高40℃ C. 增大 D. 使用更高效的催化剂
(4)设N点的转化率为平衡转化率,则该温度下反应的平衡常数   (用平衡物质的量分数代替平衡浓度计算)。
Ⅱ.弱酸在有机相和水相中存在平衡:(环己烷),平衡常数为。25℃时,向mL环己烷溶液中加入mL水进行萃取(忽略体积变化),用NaOH(s)或HCl(g)调节水溶液pH。测得水溶液中、环己烷中的浓度[]、水相萃取率随pH的变化关系如图。已知:在环己烷中不电离;曲线②代表水相萃取率。
(5)、、、的浓度分别为、、、mol/L,它们之间的关系式为:   =0.1。
(6)从平衡移动的角度,解释水相萃取率随pH增大而升高的趋势:   。
(7)由pH=2的数据,可计算25℃时平衡常数   。
20.千金藤素常用于防治肿瘤病患者白细胞减少症、抗疟疾、调节免疫功能等,制备其关键中间体(I)的一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为   ;化合物C中含有的官能团名称为   。
(2)反应②是原子利用率100%的反应,化合物ⅰ的结构简式为   。
(3)已知化合物ⅱ为羧酸,芳香化合物为ⅱ的同分异构体,能发生水解反应,且核磁共振氢谱中4组峰的面积之比为6:2:1:1。的结构简式为   (写出一种)。
(4)下列说法正确的是   。
A.有机物A碳原子杂化方式有、
B.化合物E的所有碳原子可能共平面
C.产品I属于极性分子,易溶于水
(5)参照上述路线,以和为主要原料合成流程中的物质H,基于你的设计,回答下列问题:
①第一步反应需使用一种二溴代烃为原料,其结构简式为   。
②相关步骤涉及芳香醇转化为芳香醛的反应,对应的化学方程式为   。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】多糖的性质和用途;常用合成高分子材料的化学成分及其性能
【解析】【解答】A.竹子富含纤维素,是造纸工业的常用原料,该选项描述正确;
B.聚乙烯(PE)和聚氯乙烯(PVC)的分子结构呈线型排列,具有热塑性特性,可通过加热重复加工成型,该选项描述正确;
C.酚醛树脂的合成过程是苯酚与甲醛发生缩聚反应(伴随水分子脱除),而非加聚反应,原选项表述有误;
D.羊毛纤维的主要化学成分为蛋白质,符合其作为纺织原料的实际应用,该选项描述正确;
正确答案:C
【分析】A.竹子的主要成分是纤维素;
B. 聚乙烯、聚氯乙烯 具有热塑性特性;
C.酚醛树脂是通过缩聚反应得到的;
D.羊毛的成分是蛋白质。
2.【答案】A
【知识点】同素异形体;同位素及其应用;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】A.冠醚通过其空腔尺寸选择性结合K+,形成可溶于有机相的复合物,从而促进KMnO4在非极性溶剂中对烯烃的氧化反应,该过程体现了相转移催化作用,故A选项正确;
B.镁(Mg)的基态电子排布为1s22s22p63s2,最外层电子填充在3s轨道,属于元素周期表区,而非区,故B选项错误;
C.石墨烯与C60均由碳元素组成,但结构不同(石墨烯为二维层状结构,C60为球状分子),属于同素异形体;同位素是指质子数相同而中子数不同的原子(如12C与14C),二者概念不同,故C选项错误;
D.Si3N4具有高熔点、高硬度等特性,属于原子晶体;分子晶体通常熔点低、硬度小(如干冰),与题干描述的高温轴承材料特性不符,故D选项错误;
综上所述,正确答案为A。
【分析】A.冠醚可识别钾离子,催化高锰酸钾在有机物中氧化反应;
B.根据周期表分区,镁属于s区;
C.石墨烯和 互为同分异构体;
D.属于 共价晶体。
3.【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.自制肥皂的原理是油脂在碱性条件下发生水解反应(皂化反应),该选项分析正确;
B.FeS与反应生成更难溶的CuS沉淀,符合溶度积规则,该选项分析正确;
C.橡胶硫化过程是通过硫与橡胶分子中的双键发生交联反应,形成网状结构,该选项分析正确;
D.CuSO4的消毒作用主要依靠的杀菌能力,而非其水解产生的酸性,该选项知识关联错误;
综上所述,错误的选项是D。
【分析】A.根据油脂在碱性条件下发生皂化反应,可制造肥皂;
B.铜离子和硫化亚铁发生沉淀转化,硫化铜更难溶;
C. 顺丁橡胶硫化时,碳碳双键断裂与硫形成二硫键;
D.铜离子可杀菌消毒,与其水解无关。
4.【答案】D
【知识点】原子核外电子的跃迁及应用;共价键的形成及共价键的主要类型;结构简式
【解析】【解答】A.原子光谱图可用于元素的鉴定,该说法正确;
B.Cl原子与Cl原子通过p轨道的"头碰头"方式重叠,形成p-p σ键,该说法正确;
C. 的中心碳原子形成3个σ键且无孤电子对,其空间构型为平面正三角形,该说法正确;
D.甲酸甲酯的结构简式为,分子式为,原说法错误;
正确答案为D。
【分析】A.根据元素的特征谱线,可用原子光谱鉴别元素;
B.氯单质中是单键;
C. 碳酸根离子空间结构是平面三角形;
D.甲酸甲酯结构中有酯基,结构简式为。
5.【答案】A
【知识点】常见能量的转化及运用;常见化学电源的种类及其工作原理;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.太阳能电池通过光伏效应将光能直接转化为电能,而非化学能转化为电能,A选项错误;B.锂离子电池放电过程中,锂离子从负极脱嵌,经电解质迁移至正极嵌入,B选项正确;
C.太阳能光催化分解水制氢是新能源研究的重要方向,C选项正确;
D.氢氧燃料电池通过氢氧反应直接将化学能转化为电能,D选项正确;
正确答案为A。
【分析】题目考查新能源相关知识,太阳能电池是把太阳能转化为电能的装置。
6.【答案】C
【知识点】卤代烃简介;分液和萃取;中和滴定
【解析】【解答】A.在酸碱中和滴定实验中,操作规范为:左手控制滴定管活塞调节滴速,右手持锥形瓶并不断振荡,同时眼睛需观察锥形瓶内溶液颜色的变化情况。该描述符合实验要求,故A选项正确;
B.溴乙烷在乙醇溶液中发生消去反应生成乙烯时,由于乙醇易挥发,会干扰乙烯的检验(乙烯能使酸性高锰酸钾褪色)。因此需先将气体通过水洗装置除去乙醇蒸气,再通入酸性高锰酸钾溶液验证乙烯,该操作设计合理,故B选项正确;
C.环己烯含有碳碳双键,会与溴水中的溴单质发生加成反应,因此不能作为萃取剂用于萃取溴水中的溴,故C选项错误;
D.硫酸四氨合铜()在乙醇中的溶解度显著低于水,通过加入乙醇可降低溶解度促进结晶。配合玻璃棒摩擦试管壁可进一步诱导晶体析出,该操作正确,故D选项正确;
综上所述,错误的选项是C。
【分析】A.滴定操作时,眼睛注视锥形瓶中溶液颜色变化;
B.乙烯可与高锰酸钾溶液发生氧化还原反应;
C.环己烯和溴会发生加成反应;
D.乙醇会减低溶剂极性,用玻璃棒摩擦试管壁,析出晶体。
7.【答案】A
【知识点】配合物的成键情况;甲烷的取代反应;阿伏加德罗常数
【解析】【解答】A.在NaHSO4晶体中,Na+与通过离子键结合,1mol NaHSO4可完全电离出1mol Na+,故0.1mol NaHSO4晶体含有0.1NA个Na+,选项A正确;
B.由于题目未提供溶液的体积,无法计算其具体数目,选项B错误;
C.在Cl2与CH4的取代反应中,1mol Cl2参与反应仅生成1mol HCl(另一个Cl原子进入有机产物),因此产生的HCl分子数为NA而非2NA,选项C错误;
D.[Cu(NH3)3CO]+配合物中:3个NH3提供3个配位σ键,CO提供1个配位σ键,NH3分子内部含9个N-H σ键,CO分子内部含1个σ键,总σ键数应为3+1+9+1=14NA,与选项D的10NA不符,故D错误;
正确答案为A。
【分析】A.根据 构成,含1个阳离子和1个阴离子;
B.体积未知,无法计算;
C.根据甲烷取代反应特点,生成HCl分子数为NA;
D.根据 含有化学键分析,含有配位键和配体分子的共价键。
8.【答案】C
【知识点】“手性分子”在生命科学等方面的应用;烯烃;苯酚的化学性质;同系物
【解析】【解答】A.该物质含有碳碳双键,能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应导致溶液褪色,因此A选项是错误的;
B.该分子含有酯基、醚键和碳碳双键等多种官能团,与苯酚的结构不相似,不属于同系物,故B选项是错误的;
C.手性碳原子是指连接四个不同原子或基团的碳原子。该物质经足量氢气还原后的产物为,其手性碳原子的位置和数量如结构式所示,共有4个手性碳原子,因此C选项是正确的;
D.该分子中1mol酚羟基可消耗1mol NaOH,酯基水解后生成的1mol酚羟基和1mol羧基可消耗2mol NaOH,因此1mol该物质最多消耗3mol NaOH,故D选项是错误的;
综上所述,正确答案是C。
【分析】根据有机物结构,含有羟基、醚键、酯基和碳碳双键,可与溴发生加成反应,与氢氧化钠反应,可消耗3mol,手性碳原子是连接4个不同原子或原子团的碳原子,据此分析。
9.【答案】B
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A. 实验现象表明,在硫酸铁溶液中加入过量草酸后,溶液变为亮绿色,此时再加入少量KSCN溶液,溶液立即变红。这说明KSCN对Fe3+的检测具有更高的灵敏度,因此选项A正确;
B. 在配合物[Fe(SCN)6]3-和[Fe(C2O4)3]3-中,Fe3+的配位数都是6,因此选项B是错误的;
C. 从草酸根离子(C2O42-)的结构可以看出,其中的碳原子形成了3个σ键,其杂化方式为sp2,因此选项C正确;
D. 在[Fe(C2O4)3]3-配离子中,Fe3+的电子排布式为1s22s22p63s23p63d5,Fe3+提供空轨道用于形成配位键,因此选项D正确;
综上所述,错误的选项是B。
【分析】A.根据题意,检测三价铁离子用硫氰化钾更灵敏;
B. 根据题中 结构,Fe3+的配位数是6;
C.根据草酸根离子结构可知, C原子杂化方式为 ;
D.金属离子形成配位键时,提供空轨道。
10.【答案】B
【知识点】配合物的成键情况;电极反应和电池反应方程式;苯酚的化学性质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A. 根据酸性强弱关系:碳酸(H2CO3) > 苯酚(C6H5OH)> 碳酸氢根(HCO3 ),当向苯酚钠溶液中通入CO2时,会发生反应生成苯酚和碳酸氢钠,化学方程式为:。由于生成的苯酚溶解度较低,会使溶液出现白色浑浊现象,因此A选项正确;
B. 向AgCl浊液中加入氨水时,AgCl会与氨水反应生成可溶性的氯化二氨合银([Ag(NH3)2]+)和氯离子(Cl ),化学方程式为:。因此B选项是错误的;
C. 用铁氰化钾(K3[Fe(CN)6])检验Fe2+时,会发生反应生成蓝色沉淀(滕氏蓝),化学方程式为:。因此C选项是正确的;
D. 钢铁生锈是电化学腐蚀过程,负极(铁)失去电子生成Fe2+,反应为:;正极(氧气)得电子发生还原反应。因此D选项是正确的;
综上所述,只有B选项是错误的,故正确答案为B。
【分析】A. 苯酚钠和二氧化碳反应生成苯酚和碳酸氢钠;
B. 氯化银和难溶物,不能拆;
C. 铁氰化钾和二价铁离子反应生成蓝色沉淀;
D. 钢铁生锈,铁单质失电子生成二价铁离子。
11.【答案】D
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;醛的化学性质;加成反应
【解析】【解答】A.根据反应历程图可以看出,乙醛分子中的氧原子(O)容易被Mg吸附,因此选项A正确;
B.该反应过程涉及极性键的断裂和非极性键的形成,所以选项B正确;
C.由于乙醛和丙酮分子中都含有羰基,并且都存在α-H,因此在MgO催化下也能发生类似的反应,故选项C正确;
D.从反应历程来看,该过程实际上是一个加成反应,而不是其他类型的反应,因此选项D是错误的。
综上所述,正确答案是D;
【分析】根据反应历程分析,乙醛中的O与Mg有吸附作用,有碳氧键断裂,碳碳键形成,整个历程属于加成反应。
12.【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;判断简单分子或离子的构型;氢键的存在对物质性质的影响;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、分析可知,Z=P,E=O,M=C,元素的非金属性越强,电负性越大,氧元素的非金属性强于碳元素,则氧元素的电负性大于碳元素,实际的电负性大小为:E>M>Z,A错误;
B、分析可知,Z=P,E=O,M=C,水分子能形成分子间氢键,磷化氢不能形成分子间氢键,则水分子的分子间作用力大于磷化氢,沸点高于磷化氢,实际的简单氢化物沸点大小为:E>Z>M,B错误;
C、由分析可知,X=Na,Y=Mg,Z=P,同周期元素,从左到右第一电离能呈增大趋势,镁原子的3s轨道为稳定的全充满结构,元素的第一电离能大于相邻元素,则第一电离能由大到小的顺序为P>Mg>Na,C正确;
D、由分析可知,E=O,M=C,二氧化硫分子中硫原子的价层电子对数为3、孤对电子对数为1,分子空间构型为V形,臭氧和二氧化硫的原子个数都为3、价电子数都为18,互为等电子体,等电子体具有相同的空间构型,所以臭氧和二氧化硫分子的空间构型都为V形,D错误;
故答案为:C
【分析】根据题目描述,化合物X3YZE4ME3中的5种元素均为短周期主族元素,且满足以下条件:E是地壳中含量最多的元素,故E为O;M是有机分子的骨架元素,故M为C;X、Y、Z为同周期元素,原子序数依次增加,因此X的基态原子价层电子排布式为nsn-2。经分析,n=3,故价层电子排布为3s1,即X为Na;Z的基态原子价层p轨道半充满,p轨道有3个电子,ZZ在第三周期(与X同周期),故价层电子为3s23p3,即Z为P;Y的原子序数在X(Na,原子序数11)和Z(P,原子序数15)之间,故Y为镁(Mg,原子序数12)。因此,元素分别为:X=Na,Y=Mg,Z=P,E=O,M=C。
13.【答案】C
【知识点】物质的分离与提纯;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A. 氯化钠的溶解度受温度影响较小,无法通过冷却结晶法去除硝酸钾杂质。正确操作应为蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、干燥,故A错误;
B. 苯酚与溴水生成的三溴苯酚会溶于苯,且引入新杂质溴。应使用NaOH溶液分液法除杂,故B错误;
C. 溶液中的电离()显著强于其水解(),使溶液呈酸性(pH<7),此时>,故C正确;
D. 因CuS的极小,稀硫酸不能溶解CuS,该实验无法证明酸性强于,故D错误;
【答案】C
【分析】A. 得到氯化钠需用蒸发结晶;
B. 根据苯酚性质,除去苯酚加入氢氧化钠,转化为苯酚钠;
C. 通过pH,可比较水解产物和电离产物浓度大小;
D. 硫化铜不溶于硫酸。
14.【答案】A
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、充电完成时,电池体系产物为与,无铁磁性,无法被磁铁吸引;放电完成才生成单质,可被磁铁吸附,A错误;
B、该电池为锂基二次电池,能与水发生剧烈反应,电解液需选用无水高纯有机溶剂搭配锂盐配制,B正确;
C、充电时原正极作电解池阳极,发生失电子氧化反应,对应电极反应式:,C正确;
D、放电时单质失电子发生氧化反应,作负极;中元素得电子被还原,作正极,D正确;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
充放电物质变化规律:充电产物为,无单质铁,不能被磁铁吸附;放电生成单质,具备铁磁性;
锂电池电解液要求:金属锂易和水、醇类反应,电解液必须无水,由有机溶剂、锂盐构成;
充电阳极反应书写:充电时原正极对应阳极,单质失去电子结合生成,遵循电荷、原子守恒;
原电池正负极判断:活泼金属失电子为负极,金属氧化物得电子发生还原反应,作正极。
15.【答案】D
【知识点】吸热反应和放热反应;活化能及其对化学反应速率的影响
【解析】【解答】A. 图示中的活化能较高,错误;B. 图示中为放热反应,错误;
C. 图示中能量关系不符合题目要求(Y(g)能量应高于X(g),Z(g)能量应高于Y(g)),错误;
D. 图示完全符合题目描述的反应特征,正确。
【答案】D
【分析】(),说明Y(g)的能量高于X(g);.(),说明Z(g)的能量高于Y(g)。反应速率较快,活化能较低;反应速率较慢,活化能较高。
16.【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.①代表滴定CuSO4溶液的变化关系,A正确;
B.25℃下,①中pM=0时pH=4.2,即c(Cu2+)=1 mol/L,c(H+)=1×10 4.2 mol/L,c(OH )=1×10 9.8 mol/L。Ksp[Cu(OH)2]=c(Cu2+)·c2(OH )=1×10 19.6,数量级为10 20,B正确;
C.25℃下,②中pM=0时pH=6.5,即c(Fe2+)=1 mol/L,c(H+)=1×10 6.5 mol/L,c(OH )=1×10 7.5 mol/L。Ksp[Fe(OH)2]=c(Fe2+)·c2(OH )=1×10 15。调控pH=7时,c(OH )=1×10 7 mol/L,此时c(Fe2+)=1×10 1 mol/L > 1×10 5 mol/L,Fe2+未完全沉淀,C错误;
D.当Cu(OH)2与Fe(OH)2共沉淀时,c(Cu2+):c(Fe2+)=Ksp[Cu(OH)2]:Ksp[Fe(OH)2]=10 4.6:1,D正确;
故选C。
【分析】Cu(OH)2比Fe(OH)2更难溶,说明Ksp[Cu(OH)2] < Ksp[Fe(OH)2]。当pH相同时,c(OH )相同,此时c(Cu2+) < c(Fe2+)。因此,①代表滴定CuSO4溶液的变化关系,②代表滴定FeSO4溶液的变化关系。
17.【答案】;30.0;10.0;增大;;25℃饱和碳酸钠溶液中过小;5.0mL乙醇;反应过程中生成乙醇,增加乙酸乙酯在饱和碳酸钠溶液中溶解度,水解速率加快
【知识点】化学反应速率的影响因素;酯的性质
【解析】【解答】(1)乙酸乙酯在NaOH溶液中水解的化学方程式为:;
(2)①根据控制变量法,实验ⅰ、ⅱ、ⅲ的总体积应保持一致,均为50mL,因此x=30.0,y=10.0;
②对比实验ⅱ、ⅲ可知,在总体积相同的情况下,越大,相同时间内pH变化越大,说明氢氧根离子消耗更多,乙酸乙酯水解速率加快;
③实验ⅱ、ⅲ的总体积和相同,但实验ⅲ的温度更高。由于温度升高会加快反应速率,因此实验ⅲ的pH变化更快,其曲线斜率更大,图像如下:

④结合题干信息和表格数据,探究浓度及温度对乙酸乙酯水解速率的影响。由于饱和溶液中较低(约0.03 mol·L 1),导致乙酸乙酯水解速率较慢;
(3)乙同学认为乙酸乙酯在水中溶解度较小,限制了水解速率。根据相似相溶原理,将5.0 mL水替换为5.0 mL乙醇,可增大乙酸乙酯的溶解度,从而加快水解速率。此外,水解生成的乙醇也会进一步促进乙酸乙酯的溶解,形成正反馈效应,使反应速率加快。
【分析】在对比实验中,为了研究某一因素对实验结果的影响,需要控制其他变量保持一致,通过对比分析得出结论。
18.【答案】(1)>;>
(2)
(3)5
(4)为离子晶体,和为分子晶体,离子键强于分子间作用力;的相对分子质量大于,范德华力更大
(5)NaCl>AgCl>AgI;C;;12;四面体
【知识点】晶体熔沸点的比较;晶胞的计算;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1)电负性比较:F > Cl,因此F和Cl元素的最简单氢化物(HF和HCl)的热稳定性关系为HF > HCl。此外,HF分子间能形成氢键,导致其沸点高于HCl;
(2)碘元素的原子结构:核外有5个电子层,最外层电子数为7,在元素周期表中位于第五周期第ⅦA族。其基态原子的价电子分布在5s和5p能级,价电子排布式为5s25p5;
(3)的几何构型分析:中心I原子的价层电子对数计算:(7为中心I的价电子,2为配位I原子提供的电子,1为离子电荷)。 价层电子对构型为三角双锥形,含3对孤电子对和2对成键电子对。根据VSEPR理论,孤电子对优先占据赤道平面,使分子呈直线形构型。中心I的杂化方式为sp3d(杂化轨道数=价层电子对数);
(4)AlX3(X=F,Cl,Br)的沸点规律: AlF3为离子晶体,沸点显著高于分子晶体的AlCl3和AlBr3。
- 在分子晶体中,AlBr3的相对分子质量大于AlCl3,分子间作用力更强,故沸点顺序:AlF3 > AlBr3 > AlCl3;
(5)①Na+半径小于Ag+,NaCl离子性大于AgCl,I-半径大于Cl-,AgCl离子性大于AgI,故NaCl、AgCl、AgI按离子性由大到小排列为:NaCl>AgCl>AgI;
②X射线衍射仪可表征晶体结构信息,故答案为C;
③α-AgI晶体中I-个数为,则Ag+个数为2,一个晶胞中有2个α-AgI,摩尔体积为;
④如图所示,γ-AgI晶胞中与距离相等且最近的有12个,填充在构成的四面体空隙。
【分析】(1)共价键键能越大,分子越稳定;氟化氢分子间可形成氢键,沸点较高;
(2)碘元素价层电子排布式为 ;
(3)中心原子杂化前后轨道数不变;
(4)比较晶体沸点方法,类型不同,离子晶体高于分子晶体,同为分子晶体,比较相对分子质量;
(5)根据题意,两种原子电负性差值越大,离子性越高; X射线衍射 法可测定晶胞结构。
(1)电负性:F>Cl,则F和Cl元素最简单氢化物的热稳定性:HF>HCl;HF分子键间可形成氢键,则沸点:HF>HCl。
(2)碘元素原子核外有5个电子层、最外层电子数是7,位于在元素周期表中第五周期第ⅦA族,碘基态原子价电子为5s、5p能级上的电子,价电子排布式为5s25p5。
(3)中心原子I的价层电子对数为(其中7是中心I原子的价电子数,2是周围2个I原子提供的电子数,1是离子带的1个负电荷),价层电子对构型为三角双锥形,其中有3对孤电子对,2对成键电子对,根据价层电子对互斥理论,孤电子对优先占据赤道平面位置以减小斥力,所以的立体构型为直线形,中心原子I的杂化轨道数等于价层电子对数,所以中心原子I的杂化形式为sp3d。
(4)AlF3为离子晶体,AlCl3和AlBr3为分子晶体,故AlF3的沸点最高,AlBr3的相对分子质量大于AlCl3,故AlBr3的分子间作用力大于AlCl3,所以AlBr3的沸点高于AlCl3。
(5)①Na+半径小于Ag+,NaCl离子性大于AgCl,I-半径大于Cl-,AgCl离子性大于AgI,故NaCl、AgCl、AgI按离子性由大到小排列为:NaCl>AgCl>AgI;
②X射线衍射仪可表征晶体结构信息,故答案为C;
③α-AgI晶体中I-个数为,则Ag+个数为2,一个晶胞中有2个α-AgI,摩尔体积为;
④如图所示,γ-AgI晶胞中与距离相等且最近的有12个,填充在构成的四面体空隙。
19.【答案】低温;360;B,D;6;m + n + x + y;pH增大,水相中的电离平衡正移,减小,促使平衡正向移动,减小,水相萃取率升高;0.25
【知识点】化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)判断反应自发进行的依据是吉布斯自由能变化ΔG,其表达式为:。
已知该反应的焓变ΔH1 < 0(放热),熵变ΔS < 0(熵减)。在低温条件下,TΔS项较小,使得ΔG < 0,因此反应可自发进行;
(2)反应方程式为:,其焓变ΔH1 = 57.2 kJ·mol- ,表明该反应为放热反应。在流速较低时,转化率可视为平衡转化率。根据勒夏特列原理,温度升高时平衡向吸热方向移动(逆向),导致HCl转化率降低;反之,温度降低时转化率升高。因此,图中转化率最高的曲线对应的温度最低,即T3 = 360℃;
(3)A. 增大HCl流速会缩短反应时间,导致转化率降低,错误;
B. M点对应温度为360℃,升高温度会使平衡逆向移动,但实际图像显示转化率随温度升高而增大,说明此时反应未达平衡,升温加快反应速率,正确;
C. 增大n(HCl):n(O2)会降低HCl的转化率,错误;
D. 使用高效催化剂可加快反应速率,提高单位时间内的转化率,正确;
综上,正确答案为 BD。
(4)由图像可知,N点HCl的平衡转化率为80%,设起始,可列出三段式,,则。
(5)依据物料守恒,在水相和有机相中的总量不变,起始环己烷溶液浓度为0.1mol/L ,所以m + n + x + y= 0.1;
(6)随着pH增大,溶液中浓度增大,会与反应:、,水相中的电离平衡正移,减小,促使平衡正向移动,更多从环己烷进入水相,水相萃取率升高;
(7)pH = 2时,曲线①代表,曲线中pH = 2时,,水相中浓度m = 0.02mol/L(结合物料守恒及图像 )。根据,代入得。
【分析】(1)反应热力学分析:反应气体分子数减少,故熵变ΔS < 0。根据ΔH < 0(放热反应)及ΔG = ΔH - TΔS,低温时ΔG < 0,反应自发。 温度升高会抑制放热反应,平衡转化率降低。因此,相同流速下,转化率最低的曲线对应最高温度(如440℃)。横纵坐标意义:横坐标:HCl流速(mol/h),反映反应物通入速率。流速越低,停留时间越长,越衡状态。纵坐标:HCl转化率(%),体现反应程度。三条温度曲线(360℃、400℃、440℃)中,440℃曲线转化率最低,因高温不利于放热反应的平衡移动。反应物比例影响: 左图:n(HCl):n(O2) = 4:3;右图:n(HCl):n(O2) = 4:4。 增加O2比例(右图)使平衡正向移动,相同条件下HCl转化率更高,体现浓度对平衡的影响。
(2) 曲线①:环己烷中H2A浓度,随pH升高而降低(萃取至水相)。 曲线②:水相萃取率,pH升高促进H2A电离(H2A → HA- → A2-),萃取率上升。曲线③④⑤:水相中HA-、A2-等粒子浓度变化,受pH调控的电离平衡影响。关键点总结:温度通过ΔG影响反应方向,放热反应低温更易自发。反应物比例(O2增加)直接推动平衡右移。 萃取中pH通过电离平衡调控两相分配。
20.【答案】(1)邻甲基苯酚;羟基、醚键
(2)HCHO
(3)或
(4)AB
(5);2+O22+2H2O
【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;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)A的结构简式为邻甲基苯酚;化合物C中含有的官能团为羟基和醚键;
(2)根据分析,化合物ⅰ的结构简式为HCHO;
(3)ⅱ的结构为。芳香化合物x是ⅱ的同分异构体,能发生水解反应说明含有酯基,核磁共振氢谱显示4组峰且峰面积比为6:2:1:1,说明有4种不同化学环境的氢原子且个数比为6:2:1:1。符合条件的x的结构简式为或;
(4)A.有机物A中苯环上的碳原子为sp2杂化,甲基中的碳原子为杂化,正确;
B.苯环和碳碳双键均为平面结构,化合物E的所有碳原子可能共平面,正确;
C.产品I结构不对称,是极性分子,但相对分子质量较大且含有疏水基团(烃基、醚键等),不易溶于水,错误;
故选AB。
(5)①根据H的结构,中的两个酚羟基与二溴代烃反应,该二溴代烃的结构简式为;
②第一步反应产物为,芳香醇转化为芳香醛的化学方程式为:
2 + O2 2 + 2H2O。
【分析】A发生取代反应生成B,反应②是原子利用率100%的反应,B与i反应生成C。根据B和C的结构简式可推断i为HCHO。C经催化氧化生成D,D与CH3NO2反应生成E,E发生还原反应生成F,F与ii发生取代反应生成G。由G和F的结构简式可知ii为。G与H发生取代反应生成I。
(1)根据A的结构简式,A的名称为:邻甲基苯酚;化合物C中含有的官能团名称为:羟基、醚键;
(2)根据分析,化合物ⅰ的结构简式为:HCHO;
(3)根据分析ⅱ为:,芳香化合物为ⅱ的同分异构体,能发生水解反应说明含酯基,核磁共振氢谱中4组峰且面积之比为6:2:1:1,说明含4种不同化学环境的氢原子且个数之比为6:2:1:1,满足条件的x的结构简式为:或;
(4)A.有机物A中苯环上的碳原子为sp2杂化,甲基中的碳原子为杂化,A正确;
B.苯环、碳碳双键为平面构型,化合物E的所有碳原子可能共平面,B正确;
C.产品I结构不对称,属于极性分子,相对分子质量较大,且含疏水基团(烃基、醚键等),不易溶于水,C错误;
故选AB。
(5)①根据H的结构,中2个酚羟基与二溴代烃反应,该二溴代烃的结构简式为:;
②经过第一步反应后的产物为:,故芳香醇转化为芳香醛的化学方程式为: 2+O22+2H2O。
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