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2019-2020年高考化學二輪復習 專題十五 化學與技術(shù)(2)限時集訓 新人教版
1.(xx貴州省貴陽市期末)NaCl是價廉且應用廣泛的化工業(yè)原料,例如,純堿工業(yè)、氯堿工業(yè)、氯酸鉀工業(yè)、肥皂工業(yè)等。
(1)19世紀60年代氨堿法是純堿工業(yè)廣泛使用的方法,20世紀20年代以后被聯(lián)合制堿法逐漸取代。
①請寫出以NaCl為原料利用氨堿法生產(chǎn)純堿的化學方程式 ;
②在聯(lián)合制堿法中,純堿工廠與 工廠進行聯(lián)合生產(chǎn),以方便的獲得原料 ;
③在聯(lián)合制堿法中循環(huán)使用,而在氨堿法中循環(huán)使用率不高的物質(zhì)是 。
(2)氯酸鉀是重要的化工業(yè)產(chǎn)品,在火柴、炸藥、雷管、焰火等制造中有重要應用,工業(yè)中首先通過電解熱食鹽水制得氯酸鈉,再加入一定量的氯化鉀即可得到氯酸鉀沉淀。
①在火柴、炸藥、雷管、焰火的制造過程中大量使用氯酸鉀,主要應用氯酸鉀的 性;
②請寫出電解食鹽水生產(chǎn)氯酸鈉的化學方程式 ,該工藝過程中使用的裝置與氯堿工業(yè)中使用的裝置主要區(qū)別有 (請答出兩點);
(3)在肥皂的工業(yè)生成過程中,也要使用NaCl的目的是 。
1.【答案】(1)① NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 、2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O ② 合成氨 NH3、CO2 ③ CO2 NaCl
(2)① 強氧化 (“氧化”也可) ② NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑ 需要加熱恒溫控制、沒有離子交換膜 (3)加入食鹽使肥皂析出
【解析】(1)NaCl為原料利用氨堿法生產(chǎn)純堿是利用NaHCO3的溶解度相對較小,先向飽和食鹽水中通入氨氣至飽和,再通入CO2,反應的化學反應式為:NaCl+NH3+CO2+H2O=NaHCO3↓+NH4Cl 2NaHCO3 Na2CO3+CO2↑+H2O(1分)有于氨堿法生產(chǎn)純堿需氨氣,所以應與合成氨工廠進行聯(lián)合生產(chǎn),以便獲得氨氣與二氧化碳;氨堿法中循環(huán)使用率不高的物質(zhì)是CO2與NaCl;
(2)火柴、炸藥、雷管、焰火的制造過程中大量使用氯酸鉀,利用氯酸鉀強氧化性;由于電解飽和實驗水得到氯酸鈉與氫氣,所以需要加熱恒溫控制,沒有離子交換膜;
(3)在肥皂的工業(yè)生成過程中加入食鹽利用鹽析使肥皂析出。
2.(xx湖北省武昌市期末)世界環(huán)保聯(lián)盟建議全面禁止使用氯氣用于飲用水的消毒,而
建議采用高效“綠色”消毒劑二氧化氯。二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體,易溶于水、不穩(wěn)定、呈黃綠色,在生產(chǎn)和使用時必須盡量用稀有氣體進行稀釋,同時需要避免光照、震動或受熱。實驗室以電解法制備ClO2的流程如下:
(1)ClO2中所有原子 (填“是”或“不是”)都滿足8電子結(jié)構(gòu)。上圖所示方法制得的混合氣中雜質(zhì)氣體B能使石蕊試液顯藍色,除去該雜質(zhì)氣體可選用 __;
A.飽和食鹽水 B.堿石灰 C.濃硫酸 D.蒸餾水
(2)穩(wěn)定性二氧化氯是為推廣二氧化氯而開發(fā)的新型產(chǎn)品。下列說法正確的是 ;
A.二氧化氯可廣泛用于工業(yè)和飲用水處理
B.應用在食品工業(yè)中能有效地延長食品貯藏期
C.穩(wěn)定性二氧化氯的出現(xiàn)大大增加了二氧化氯的使用范圍
D.在工作區(qū)和成品儲藏室內(nèi),要有通風裝置和監(jiān)測及警報裝置
(3)歐洲國家主要采用氯酸鈉氧化濃鹽酸制備,但該方法缺點是產(chǎn)率低、產(chǎn)品難以分離,還可能污染環(huán)境。寫出該方法發(fā)生的化學方程式 ;
(4)我國廣泛采用經(jīng)干燥空氣稀釋的氯氣與固體亞氯酸鈉(NaClO2)反應制備,化學方程式是 ,此法相比歐洲方法的優(yōu)點是
(5)科學家又研究出了一種新的制備方法,利用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液還原氯酸鈉,化學反應方程式為 ,此法提高了生產(chǎn)及儲存、運輸?shù)陌踩?,原因是____ 。
2.【答案】(1)不是 C (2)A、B、C、D
(3)2NaClO3+4HCl(濃) === 2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O
(4)2NaClO2+Cl2 === 2NaCl+2ClO2
產(chǎn)率高,易于分離,沒有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品
(5)H2C2O4+2NaClO3+H2SO4=== Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O
反應過程中生成的二氧化碳起到稀釋作用
【解析】(1)Cl最外層7個電子,只有1個單電子,O最外層6個電子,含2個單電子,則O原子不能滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),產(chǎn)物中雜質(zhì)氣體B能使石蕊試液顯藍色,為氨氣,可選酸來除雜,只有C中濃硫酸符合。
(2)ClO2可廣泛用于工業(yè)和飲用水處理,代替Cl2,為“綠色”消毒劑,A項正確;應用在食品工業(yè)中能有效地延長食品貯藏期,能殺菌消毒,B項正確;穩(wěn)定性二氧化氯的出現(xiàn)大大增加了二氧化氯的使用范圍,便于運輸和應用,C項正確;二氧化氯是一種極易爆炸的強氧化性氣體,在工作區(qū)和成品儲藏室內(nèi),要有通風裝置和監(jiān)測及警報裝,D項正確。
(3)氯酸鈉氧化濃鹽酸生成氯化鈉、氯氣、二氧化氯、水,該反應為2NaClO3+4HCl(濃)═2NaCl+Cl2↑+2ClO2↑+2H2O。
(4)氯氣與固體亞氯酸鈉(NaClO2)反應,生成氯化鈉和二氧化氯,該反應為2NaClO2+Cl2═2NaCl+2ClO2,該法相比歐洲方法的優(yōu)點為安全性好,沒有產(chǎn)生毒副產(chǎn)品。
(5)用硫酸酸化的草酸(H2C2O4)溶液還原氯酸鈉,反應生成硫酸鈉、二氧化碳、二氧化氯、水,該反應為H2C2O4+2NaClO3+H2SO4═Na2SO4+2CO2↑+2ClO2↑+2H2O,此法提高了生產(chǎn)及儲存、運輸?shù)陌踩裕蚴欠磻^程中生成的二氧化碳起到稀釋作用。
3.(xx河南省開封市第一次模擬)硫酸廠用煅燒黃鐵礦(FeS2)來制取硫酸,實驗室利用硫酸廠燒渣(主要成分是Fe2O3及少量FeS、SiO2制備綠礬。
(一)SO2和O2反應制取的反應原理為:,在一密閉容器中一定時間內(nèi)達到平衡。
(1)該反應的平衡常數(shù)表達式為______。
(2)該反應達到平衡狀態(tài)的標志是______。
A.v(SO2)=v(SO3) B.混合物的平均相對分子質(zhì)量不變
C.混合氣體質(zhì)量不變 D.各組分的體積分數(shù)不變
(二)某科研單位利用原電池原理,用SO2和O2來制備硫酸,裝置如圖,電極為多孔的材料,能吸附氣體,同時也能使氣體與電解質(zhì)溶液充分接觸。
(3)B電極的電極反應式為______;溶液中H+的移動方向由______極到______極;電池總反應式為___ ___。
(三)利用燒渣制綠礬的過程如下
測定綠礬產(chǎn)品中含量的實驗步驟:
a.稱取5.7 g產(chǎn)品,溶解,配成250 mL。溶液。
b.量取25 mL待測液于錐形瓶中。
c.用硫酸酸化的0. 01 mol/LKMnO4 溶液滴定至終點,消耗KMnO4溶液體積40 mL。根據(jù)上述步驟同答下列問題。
(4)滴定時發(fā)生反應的離子方程式為(完成并配平離子反應方程式)。
(5)用硫酸酸化的KMnO4滴定終點的標志是 。
(6)計算上述產(chǎn)品中的FeSO47H2O質(zhì)量分數(shù)為______。
3.【答案】(1) (2)BD (3)SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+ B A
2SO2+O2+2H2O=2H2SO4(或2SO2+O2+2H2O=4H++SO42-)
(4)5Fe2++MnO4-+8H+=5Fe3++Mn2++4H2O
(5)滴定最后一滴酸性KMnO4時溶液呈淡紫色,半分鐘內(nèi)不褪色
(6)0.975或97.5%
【解析】(2)未指明SO2和SO3的速率方向,A項錯誤;該反應是氣體體積減小的反應,混合氣體的相對分子質(zhì)量和各組分體積分數(shù)不變均能夠說明達到平衡狀態(tài),B、D項正確;反應混合物均為氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律,無論反應是否平衡,氣體質(zhì)量不變,C項錯誤。
(3)該裝置的總反應方程式為:2SO2+O2+2H2O=2H2SO4。由圖可知,B電極生成H2SO4,則SO2在該電極發(fā)生氧化反應,為負極:SO2+2H2O-2e-=SO42-+4H+。H+移向正極(B→A)。
(4)MnO4-→Mn2+化合價降低5價,F(xiàn)e2+→Fe3+化合價升高1價,根據(jù)得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒可配平反應方程式。
(5)酸性高錳酸鉀溶液呈紫紅色,即是反應物,同時也起到指示劑作用,滴定最后一滴酸性KMnO4時溶液呈淡紫色,半分鐘內(nèi)不褪色。
(6)反應存在數(shù)量關(guān)系為:5FeSO47H2O~MnO4-
5278g 1mol
m 0.01molL-10.04L
m=0.556g,則產(chǎn)品純度為:(0.556g10)/5.7g100%=97.5%
4.(xx河北省唐山市期末)工業(yè)上用鈦鐵精礦(FeTiO3)提煉TiO2的工藝流程如下:
(1)寫出硫酸酸浸溶解鈦鐵精礦的離子方程式 。酸浸時為了提高浸出率,可以采取的措施為 。
(2)鈦鐵精礦后冷卻、結(jié)晶得到的副產(chǎn)物A為 ,結(jié)晶析出A時,為保持較高的酸度不能加水,其原因可能為 。
(3)濾液水解時往往需加大量水稀釋同時加熱,其目的是 。
(4)上述工藝流程中體現(xiàn)綠色化學理念的是 。
(5)工業(yè)上將TiO2和碳粉混合加熱氯化生成的TiCl4,然后在高溫下用金屬鎂還原TiCl4得到金屬鈦,寫出TiO2制備Ti的化學方程式: 。
4.【答案】(1)FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O 增大硫酸濃度或加熱升高溫度或邊加硫酸邊攪拌或增加浸出時間
(2)FeSO47H2O 減少FeSO47H2O的溶解量、抑制TiO2+水解
(3)促進水解趨于完全,得到更多的H2TiO3沉淀
(4)水解得到的稀硫酸可以循環(huán)使用
(5)TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO TiCl4+2MgTi+2MgCl2
【解析】(1)FeTiO3中Fe、Ti 分別顯+2、+4 價,溶于硫酸得到對應的硫酸鹽FeSO4、TiOSO4:FeTiO3+4H+=Fe2++TiO2++2H2O。
(2)副產(chǎn)物A 為硫 酸亞鐵溶液結(jié)晶得到的FeSO47H2O,結(jié)晶時不能加水,是為了抑制TiO2+水解、減少FeSO47H2O 的溶 解量。
(3)濾液水解時往往需加大量水稀釋同時加熱,主要是促進TiO2+ 水解趨于完全,得到更多的H2TiO3 沉淀。
(4)該工藝流程中硫酸可以循環(huán)使用,體現(xiàn)綠色化學理念。
(5)高溫下碳粉轉(zhuǎn)化為CO:TiO2+2C+2Cl2TiCl4+2CO。TiCl4與鎂反應為置換反應:TiCl4+2MgTi+2MgCl2。
5.(xx甘肅省蘭州市、張掖市第一次診斷)(1)下列關(guān)于工業(yè)生產(chǎn)說法正確的是 。(填序號)
A.在侯氏制堿工業(yè)中,向飽和氯化鈉溶液中先通二氧化碳,后通氨氣
B.在硫酸工業(yè)、合成氨工業(yè)、硝酸工業(yè)中,皆采用循環(huán)操作提高原料利用率
C.在氯堿工業(yè),電解槽被離子交換膜隔成陰極室和陽極室
D.工業(yè)上采用電解熔融氯化鋁的方法制取金屬鋁
E.石油裂化屬于化學變化,主要目的是為了獲得短鏈不飽和氣態(tài)烴
(2)我國規(guī)定飲用水質(zhì)量標準規(guī)定必須符合下表中要求:
pH
Ca2+ 、Mg2+總濃度
細菌總數(shù)
6.5~8.5
< 0.004 5 molL-1
<100個mL-1
以下是原水處理成自來水的工藝流程示意圖:
①原水中含Ca2+ 、Mg2+ 、HCO3- 、Cl-等,加入石灰生成Ca(OH)2,進而發(fā)生若干復分解反應,寫出其中的離子方程式(只要求寫出兩個): ;
。
②FeSO47H2O是常用的凝聚劑,它在水中最終生成 沉淀;
通入二氧化碳的目的是 和 。
③氣體A的作用是 ,通??梢杂肅a(ClO)2 替代A,下列物質(zhì)中
同樣可以作為氣體A的代用品(填編號,多選倒扣)。
a.ClO2 b.濃氨水 c.K2FeO4 d.SO2
5.【答案】(1)BC (2)①HCO3-+OH-=CO32-+H2O、Mg2++2OH-=Mg(OH)2↓、Ca2++HCO3-+OH-=CaCO3↓+H2O(任選其二)
②膠體Fe(OH)3 除去Ca2+ 調(diào)節(jié)pH ③殺菌消毒 ac
【解析】(1)在侯氏制堿工業(yè)中,常溫下1體積水能夠溶解2體積的CO2、700體積NH3,向飽和氯化鈉溶液中先通二氧化碳,后通氨氣,二氧化碳在溶液中溶解量少,生成碳酸氫鈉少,應先通入氨氣再通入二氧化碳,A項錯誤;在硫酸工業(yè)中二氧化硫可以循環(huán)利用、合成氨工業(yè)中氫氣、氮氣可以循環(huán)利用、硝酸工業(yè)中一氧化氮可以循環(huán)利用,皆采用循環(huán)操作提高原料利用率,B項正確;在氯堿工業(yè),電解槽被離子交換膜隔成陰極室和陽極室,陽極室生成氯氣,陰極室生成氫氣和氫氧化鈉,C項正確;氯化鋁是共價化合物,工業(yè)上不能采用電解熔融氯化鋁的方法制取金屬鋁,應電解熔融的氧化鋁制備,D項錯誤;石油裂化屬于化學變化,主要目的是得到相對分子量小的烴,裂解是為了獲得短鏈不飽和氣態(tài)烴,E項錯誤。
(2)①由于Mg(OH)2的溶解度比MgCO3小,故加入Ca(OH)2會沉淀Mg2+生成Mg(OH)2沉淀,可以和HCO3-反應生成CaCO3和水,反應的離子方程式為:HCO3-+OH-═CO32-+H2O,Mg2++2OH-═Mg(OH)2↓。②綠礬水解生成氫氧化亞鐵,在空氣中迅速被氧化為氫氧化鐵,氫氧化鐵膠體具有吸附懸浮雜質(zhì)的主要作用;絮凝劑在原水處理流程中的作用是吸附水中懸浮雜質(zhì)使之沉降;通入CO2的目的是除去過量的Ca(OH)2和調(diào)節(jié)pH。
③氣體A是氯氣,目的是氯氣和水反應生成的次氯酸具有強氧化性,能殺菌消毒,替代物質(zhì)需要具備氧化性的物質(zhì)才能起到消毒殺菌。
ClO2 具有氧化性可以替代氯氣消毒殺菌,a項正確;濃氨水是一元弱堿溶液,不能殺菌消毒,b項錯誤;K2FeO4 是高鐵酸鉀具有氧化性能起到殺菌消毒的作用,c項正確;SO2是有毒氣體,具有弱氧化性,不能用來殺菌消毒,d項錯誤。
專題十六 物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)
1. (xx四川省成都市期末)X、Y、Z、W、R五種分屬于不同主族的短周期元素,原子序數(shù)依次增大,X的氣態(tài)氫化物分子只有一對孤對電子;Y、Z、W的最高價氧化物的水化物可以兩兩相互反應。
(1)X在周期表中的位置________;Z3+的核外電子排布式_________。
(2)Y、Z、R的第一電離能大小順序________(用元素符號表示)。
(3)W最高正價氧化物分子構(gòu)型為_________;將該氧化物溶于水,則所得溶液陰離子中的W雜化軌道類型為_________。
(4)將R的單質(zhì)與Y的最高價氧化物對應水化物混合,其反應的離子方程式為________。
(5)右圖所示為Y、Z形成的合金晶胞結(jié)構(gòu),如果將含l mol Y的該合金置于足量水中充分反應,放出標況下氣體________L。
1.【答案】(1)第二周期、VA族 1s22s22p6 (2)Na
O>C。
(3)根據(jù)等電子體原理可知,O22+的電子式 為,在1mol三鍵含有2mol的π鍵和1mol的δ鍵,故1mol O22+中,含有2NA個π鍵。
(4)Ca2+位于晶胞的棱上,由于晶胞沿一個方向拉長,1個Ca2+周圍距離最近的C22-有4個。(5)Cu為29號元素,Cu的基態(tài)原子的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1,失去2個電子后生成Cu+,Cu+的基本電子排布式為1s22s22p63s23p63d10。
(6)H2C=CH-C≡N中,H2C=和=CH-中的C原子都形成3個δ鍵,碳原子的雜化軌道類型為sp和sp2雜化,同一直線上有3個原子。
5.(xx河北省唐山市期末)已知A、B、C、D、E、F六種元素的原子序數(shù)依次遞增,A、B、C、D位于前三周期。A位于周期表的s區(qū),其原子中電子層數(shù)和未成對電子數(shù)相同;B的基態(tài)原子中電子占據(jù)三種能量不同的原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同;D原子的核外成對電子數(shù)是未成對電子數(shù)的3倍;F為28號元素;E的一種氧化物具有磁性。請回答下列問題:
(1)基態(tài)E核外電子排布式為: ,第二周期基態(tài)原子未成對電子數(shù)與F相同且電負性最小的元素名稱為 。
(2)CD3-的空間構(gòu)型 (用文字描述)。
(3)配合物F(BD)n的中心原子價電子數(shù)與配體提供電子總數(shù)之和為18,則n= ,根據(jù)等電子原理,BD分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為 。
(4)A、B、D三種元素組成的一種化合物M是新裝修居室中常含有的一種有害氣體:M分子中的中心原子采用 雜化。
(5)一種E和F的合金晶體具有面心立方最密堆積的結(jié)構(gòu)。在晶胞中,F(xiàn)原子位于頂點,E原子位于面心,則該合金中F原子與E原子個數(shù)之比為 ,若該晶胞的邊長為apm,則合金的密度為 gcm-3(只要求列算式,不必計算出數(shù)值,阿伏伽德羅常數(shù)為NA)。
5.【答案】(1)1s22s22p63s23p6 3d64s2 碳 (2)平面三角形 (3)4 1∶2
(4)sp2 (5)1∶3 (58+563)1030/(a3NA)(其他合理答案均給分)
【解析】s區(qū)電子層數(shù)和未成對電子數(shù)相同的元素是氫,即A元素是氫;B的基態(tài)有三個能量不同原子軌道,且每種軌道中的電子總數(shù)相同,則電子排布式為1s22s22p2,是碳元素;根據(jù)D元素的結(jié)構(gòu)可知其電子排布式為1s22s22p4,D是氧元素,則C是氮元素;28號元素是鎳,F(xiàn)e3O4是磁性氧化鐵,故為E元素。
(1)Ni的未成對電子數(shù)為2,故第二周期有兩個未成對電子數(shù)是碳和氧,電負性最小的是碳。
(2)NO3-中氮原子的價層電子對數(shù):(5+1)/2=3,故氮原子雜化類型為sp2,是平面三角形。
(3)Ni的價電子排布式為3d84s2,CO提供的價電子數(shù)為2,故n=4。CO與N2互為等電子體,存在三鍵故分子內(nèi)σ鍵與π鍵個數(shù)之比為1:2。
(4)HCHO的碳原子的價層電子對數(shù):(4+2)/2=3,故碳原子的雜化類型為sp2。
(5)根據(jù)E、F在晶胞中的位置可知,每個晶胞含E、F個數(shù)分別為3、1。
6. (xx湖北省宜昌市期末)I.氫能的存儲是氫能應用的主要瓶頸,配位氫化物、富氫載體化合韌是目前所采用的主要儲氫材料。
(1)Ti(BH4)2是一種過渡元素硼氫化物儲氫材料。在基態(tài)Ti2+中,電子占據(jù)的最高能層符號為 ,該能層具有的原子軌道數(shù)為 ;
(2)液氨是富氫物質(zhì),是氫能的理想載體,利用實現(xiàn)儲氫和輸氫。下列說法正確的是 ;
a.NH3分子中氮原子的軌道雜化方式為sp2雜化
b.NH+4與PH+4、CH4、BH-4、ClO—4互為等電子體
c.相同壓強時,NH3的沸點比PH3的沸點高
d.[Cu(NH3)4]2+離子中,N原子是配位原子
(3)已知NF3與NH3的空間構(gòu)型相同,但NF3不易與Cu2+形成配離子,其原因是 ;
II.氯化鈉是生活中的常用調(diào)味品,也是結(jié)構(gòu)化學中研究離子晶體時常用的代表物,其晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示。
(1)設氯化鈉晶體中Na+與跟它最近鄰的Cl—之間的距離為r,則該Na+與跟它次近鄰的C1—個數(shù)為 ,該Na+與跟它次近鄰的Cl—之間的距離為 ;
(2)已知在氯化鈉晶體中Na+的半徑為以a pm,Cl—的半徑為b pm,它們在晶
體中是緊密接觸的,則在氯化鈉晶體中離子的空間利用率為 ;(用含a、b的式子表示)
(3)納米材料的表面原子占總原子數(shù)的比例很大,這是它有許多特殊性質(zhì)的原因。假設某氯化鈉顆粒形狀為立方體,邊長為氯化鈉晶胞的10倍,則該氯化鈉顆粒中表面原子占總原子數(shù)的百分比為 。
6.【答案】Ⅰ.(1)M 9 (2)cd (3)N、F、H三種元素的電負性為F > N >H,在NF3中,共用電子對偏向F,偏離N原子,使得氮原子上的孤電子對難于與Cu2+形成配位鍵。
Ⅱ.(1)8 r (2) (3)26% 或
【解析】(1)鈦是22號元素,Ti2+核外有20個電子,根據(jù)構(gòu)造原理知其基態(tài)核外電子排
布式為:1s22s22p63s23p63d2,占據(jù)最高能量的電子層為M層,該能層填充電子的軌道有3s、2p、3d共9個軌道。
(2)NH3分子中N原子含有3個共用電子對和一個孤電子對,所以其價層電子對是4,采用sp3雜化,a錯誤;ClO4-與NH4+不是等電子體,b項錯誤;相同壓強時,氨氣中含有氫鍵,PH3中不含氫鍵,所以NH3沸點比PH3高,c正確; [Cu(NH3)4]2+離子中,N原子提供孤電子對,所以N原子是配位原子,d正確。
II.(1)與Na+次近鄰的Cl-處于晶胞的體心位置,故次近鄰的Cl-有8個。設二者之間距離為x,則x2=r2+2r2,x=r。
(2)晶胞中含有Na+、Cl-分別為4個,離子體積為:[4π(a3+b3)]/3,而晶胞的體積為:(2a+2b)3,故體積的空間利用率為:。
(3)由于立方體中的總原子數(shù)為n3(n為棱上原子數(shù)),因此邊長為氯化鈉晶胞邊長的10倍的氯化鈉顆粒中總原子數(shù)為213,而其內(nèi)部的總原子數(shù)為193(相當于將外面剝掉一層),所以其表面的原子數(shù)為213-193。表面原子占總原子數(shù)的百分數(shù):(213-193)/213=26%。
專題十七 有機化學基礎
1.(xx江蘇省揚州市期末)下列說法正確的是
A.蛋白質(zhì)的水解可用于分離和提純蛋白質(zhì)
B.丙烯酸甲酯可通過縮聚反應生成高分子化合物
C.用乙醇和濃硫酸制備乙烯時,可用水浴加熱控制反應的溫度
D.有機物的核磁共振氫譜有兩個峰,且峰面積之比為3∶1
1.【答案】D【解析】可以利用蛋白質(zhì)的鹽析分離和提純蛋白質(zhì),A項錯誤;丙烯酸甲酯含有碳碳雙鍵,能夠發(fā)生能夠發(fā)生加聚反應生成高分子化合物,B項錯誤;乙醇通過消去反應生成乙烯,所需溫度為170℃不能使用水浴加熱,C項錯誤;分子中有兩類氫原子,數(shù)量比為3:1,D項正確。
2.(xx浙江省湖州市期末)下列說法正確的是
A. 按系統(tǒng)命名法,化合物 的名稱是2,5,5—三甲基—3—乙基庚烷
B. 將 與NaOH的醇溶液共熱可制備CH3—CH═CH2
C. 向檸檬醛 中加入酸性高錳酸鉀,若溶液褪色,說明分子中含有醛基
D. 三種氨基酸脫水,最多可生成6種二肽
2.【答案】A【解析】將鍵線式展開為:CH3CH2(CH3)2CCH2CH(CH2CH3)CH(CH3)2,根據(jù)烷烴命名原則可知名稱正確,A項正確;醇的消去反應條件為濃硫酸、加熱,B項錯誤;檸檬醛中含有碳碳雙鍵,也能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色,C項錯誤;三種氨基酸形成二肽12種,D項錯誤。
3.(xx江西省吉安市期末)質(zhì)譜圖表明某有機物的相對分子質(zhì)量為70,紅外光譜表征到C=C和C=O的存在,1H核磁共振譜如右圖(峰面積之比依次為1:1:1:3),下列說法正確的是
A.分子中共有5種化學環(huán)境不同的氫原子
B.該有機物的結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH=CHCOOH
C.該物質(zhì)的分子式為C4H6O
D.該有機物不可能與新制氫氧化銅反應
3.【答案】C【解析】分子中共有4個峰,所以有4種化學環(huán)境不同的氫原子,故A項錯誤;CH3CH=CHCOOH的相對分子質(zhì)量為86,B項錯誤;C4H6O的相對分子質(zhì)量為70,根據(jù)題意該有機物結(jié)構(gòu)為:CH3CH=CHCHO,C項正確、D項錯誤。
4. (xx北京市海淀區(qū)期末)氯霉素主要成分的結(jié)構(gòu)簡式為:,下列有關(guān)該化合物的說法不正確的是
A.屬于芳香族化合物 B.能發(fā)生水解反應
C.不能發(fā)生消去反應 D.能發(fā)生催化氧化
4.【答案】C【解析】氯霉素含有苯環(huán),屬于芳香族化合物,A項正確;氯霉素含有肽鍵,能發(fā)生水解反應,B項正確;氯霉素含有羥基,能發(fā)生消去反應,以及催化氧化反應,C項錯誤、D項正確。
5.(xx安徽省池州市期末)以丙烯為原料合成高分子纖維P的路線如下:
(1)①的反應類型是______________。
(2)C的核磁共振氫譜顯示3個吸收峰,②的化學方程式是___________________
(3)③是加成反應,D分子中苯環(huán)上的一氯代物只有一種。D的結(jié)構(gòu)簡式是______________。
(4)④的化學方程式是___________________________________________
(5)P的結(jié)構(gòu)簡式是____________
5.【答案】(1)加成反應 (2)CH2=CHCH2OH+H2O HOCH2CH2CH2OH
(3)
(4)
(5)
【解析】(1)對比A和B的化學式知,A到B發(fā)生A與氫氣的加成反應,把醛基還原為羥基;
(2)由C的核磁共振氫譜可判斷出C的結(jié)構(gòu)簡式為HOCH2CH2CH2OH,B的結(jié)構(gòu)簡式為CH2=CHCH2OH,故反應②是B與水發(fā)生加成反應,化學方程式為;
(3)依據(jù)加成反應的原理,再結(jié)合題意判斷出D的結(jié)構(gòu)簡式為;
(4)D被酸性高錳酸鉀溶液氧化生成E, E為 ,在濃硫酸催化、加熱條件下和甲醇發(fā)生酯化反應,化學方程式為;
(5)利用題中所給信息,結(jié)合C和F的結(jié)構(gòu)簡式判斷出P的結(jié)構(gòu)簡式為。
6.(xx北京市西城區(qū)期末)(16分)雙草酸酯(CPPO)是冷光源發(fā)光材料的主要成分,合成某雙草酸酯的路線設計如下:
已知:
催化劑
①
②一定條件
(1)B分子中含有的官能團名稱是______。
(2)該CPPO結(jié)構(gòu)中有______種不同化學環(huán)境的氫原子。
(3)反應④的化學方程式是______。
(4)在反應①~⑧中屬于取代反應的是______。
(5)C的結(jié)構(gòu)簡式是______。
(6)寫出F和H在一定條件下聚合生成高分子化合物的化學方程式______。
(7)資料顯示:反應⑧有一定的限度,在D與I發(fā)生反應時加入有機堿三乙胺能提高目標產(chǎn)物的產(chǎn)率,其原因是______。
6.【答案】(1)羥基 (2)3 (3)CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br (4)②③⑤⑧
(5)
(6)
(7)有機堿三乙胺能跟反應⑧的生成物HCl發(fā)生反應,使合成雙草酸酯的平衡右移。(2分)
【解析】 (1)CH2=CH2與HCl發(fā)生加成反應生成A (CH3 CH2Cl),A (CH3 CH2Cl)在NaOH溶液加熱條件下發(fā)生水解反應生成B(CH3 CH2OH),B分子中含有的官能團名稱是羥基。
(2)CPPO結(jié)構(gòu)對稱,分子中乙基上有兩種不同化學環(huán)境的氫原子、苯環(huán)上有一種氫原子,共三種氫原子,故有三種吸收峰。
(3)CH2=CH2與溴水發(fā)生加成反應生成E (CH2Br-CH2Br),反應方程式為CH2=CH2+Br2 CH2Br-CH2Br;
(4)在反應①~⑧中,①是加成反應,②是水解反應(取代反應),③是取代反應,④是加成反應,⑤是取代反應,⑥是氧化反應,⑦是氧化反應,⑧是取代反應。
(5)結(jié)合信息①、②和CPPO的結(jié)構(gòu)簡式可知CPPO中的乙二酸酯部分來自I,苯環(huán)側(cè)鏈的CH3CH2O來自B,利用酯水解規(guī)律可知C的結(jié)構(gòu)簡式為:。
(6)F是,H是,二者在一定條件下發(fā)生縮聚反應生成高分子化合物的化學方程式為:
。
(7)在D與I發(fā)生反應制取CPPO時加入有機堿三乙胺,有機堿三乙胺能跟反應⑧的生成物HCl發(fā)生反應,使合成CPPO的平衡右移,提高目標產(chǎn)物CPPO的產(chǎn)率。
7.(xx北京市東城區(qū)期末)氯丁橡膠E()的合成路線如下:
(1)氯丁橡膠中官能團的名稱是____________。
(2)②的反應條件和無機試劑是____________。
(3)若A為反式結(jié)構(gòu),用結(jié)構(gòu)簡式表示A的結(jié)構(gòu)是___________。
(4)④的化學方程式是___________________。
(5)B的同分異構(gòu)體有多種,寫出屬于酯類且能發(fā)生銀鏡反應的所有的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式: _____________
7.【答案】(1)氯原子、碳碳雙鍵
(2)NaOH溶液、加熱
(3)
(4)HOCH2CHClCH2CH2OHCH2=CClCH=CH2+2H2O
(5)HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2
【解析】(1)由氯丁橡膠的結(jié)構(gòu)簡式可知,氯丁橡膠中的官能團有碳碳雙鍵和氯原子;
(2)對比A和B的結(jié)構(gòu)簡式和化學式可以看出,A到B發(fā)生鹵代烴的水解反應,故反應條件是氫氧化鈉的水溶液加熱;
(3)A的反式結(jié)構(gòu)式為;
(4)由合成路線知,B的結(jié)構(gòu)簡式為:HOCH2-CH=CH-CH2OH,B到C發(fā)生加成反應引入Cl,故C的結(jié)構(gòu)簡式為:HOCH2-CHClCH2CH2OH,C到D發(fā)生二元醇的消去反應,故反應④的化學方程式為:HOCH2CHClCH2CH2OHCH2=CClCH=CH2+2H2O;
(5)B的化學式為C4H8O2,B的同分異構(gòu)體中屬于酯類且能發(fā)生銀鏡反應的是HCOOCH2CH2CH3、HCOOCH(CH3)2。
8.(xx安徽省池州市期末)有機物A(C10H20O2)具有蘭花香味,可用做香皂、洗發(fā)香波的芳香賦予劑。已知:
①B分子中沒有支鏈。②D能與碳酸氧鈉溶液反應放出二氧化碳。
③D、E互為具有相同官能團的同分異構(gòu)體。E分子烴基上的氫若被氯原子取代,其一氯代物只有一種。④F可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
(1)D可以發(fā)生的反應有 (選填序號)。
①取代反應 ②消去反應③加聚反應 ④氧化反應
(2)C分子所含的官能團的結(jié)構(gòu)簡式是____,F(xiàn)分子中所含的官能團的名稱是____。
(3)任意寫出一種與D、E具有相同分子式且屬于乙酸酯類的物質(zhì)結(jié)構(gòu)簡式:____
(4)B→C的化學方程式是_ ,C發(fā)生銀鏡反應的離子方程式為 。
(5)E可用于生產(chǎn)氨芐青霉素等。已知E的制備方法不同于其常見的同系物,據(jù)報道,可由2一甲基—1—丙醇和甲酸在一定條件下制取E。該反應的化學方程式是:____。
8.【答案】
【解析】從A的分子式(C10H20O2)及D、E具有相同官能團的同分異構(gòu)體,則B、E均有5個碳原子且B無支鏈,能夠發(fā)生連續(xù)氧化,故B、C、D的結(jié)構(gòu)為CH3CH2CH2CH2CH2OH、CH3CH2CH2CH2CHO、CH3CH2CH2CH2COOH。由于E分子中烴基上的氫原子被取代只能生成一種氯代物,故E的結(jié)構(gòu)簡式為:。
9.(xx河南省開封市第一次模擬)I.施安卡因(G)是一種抗心律失常藥物,可由下列路線合成。
(1)已知A是的單體,則A中所含官能團的名稱是______ 。
(2)B的結(jié)構(gòu)簡式為______;用系統(tǒng)命名法給C命各為______。
(3)C與足量NaOH醇溶液共熱時反應的化學方程式為______。F→G的反應類型為______。
(4)L是E的同分異構(gòu)體,分子中含有苯環(huán)且苯環(huán)上一氯代物只有兩種,則L所有可能的結(jié)構(gòu)簡式有、_______、_______、_______。
Ⅱ.H是C的同系物,其核磁共振氫譜有兩個峰。按如下路線,由H可合成高聚物V:
(5)H的結(jié)構(gòu)簡式為______。
(6)Q→V反應的化學方程式______.
9.【答案】
【解析】I.(1)從高聚物的結(jié)構(gòu)可知是通過加聚反應生成的,故可推出其單體A是丙烯酸,官能團有碳碳雙鍵和羧基。
(2)A→B的反應為烯烴加氫反應,其結(jié)構(gòu)簡式為CH3CH2COOH。C的命名應以丙酸為母體,名稱為2-溴丙酸。
(3)C在堿性醇溶液中發(fā)生消去反應。對比F、G的結(jié)構(gòu)差異可知,F(xiàn)的Br原子被-NH2所代替,故為取代反應。
(4)從L的取代物只有兩種可知,分子的空間對稱性較強。則可能的結(jié)構(gòu)有對位二元取代物:;或兩個甲基處于間位:。
II.C的同系物分子式應該符合通式為CnH2n-1O2Br,結(jié)合H的相對分子質(zhì)量為167,則其分子式C4H7O2Br。因H的核磁共振氫譜有兩個峰,故其結(jié)構(gòu)簡式為:。從題給流程及反應條件可推出N、Q、V的結(jié)構(gòu)簡式。
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