内容正文:
2023~2024学年第学期安徽县中联盟高二5月联考
化学试题
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修1、2,选择性必修3第一章~第二章。
5.可能用到的相对原子质量:H1 Cl2 N14 O16 Mg24 Ni59
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共计42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列晶体分类中正确的一组是
选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
A
KOH
Ne
B
石墨
C
NaCl
D
金刚石
玻璃
A. A B. B C. C D. D
2. 下列化学用语或描述中正确的是
A. 对硝基甲苯的结构简式:
B. 的系统命名:2,4-二甲基己烷
C. 乙炔的结构简式:CHCH
D. 的球棍模型:
3. 能够解释比的酸性强的原因是
A. 的相对分子质量比的大
B. F电负性比Cl的电负性大
C. 键键能比键的键能大
D. 沸点比的低
4. 某烯烃分子中含有一个碳碳双键,一定条件下与氢气加成所得产 物的键线式如图所示,此烯烃可能的结构(不考虑顺反异构)有
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
5. 肼()可用反应制备。下列说法正确的是
A. NaClO的电子式为
B. 的空间结构为四面体形
C. 元素的电负性:Cl>O
D. 分子间形成氢键是与互溶的原因之一
6. 以和氨水为原料制备。下列说法错误的是
A. 基态的电子排布式为
B. ⅤA族元素单质的晶体类型相同
C. 中的键角大于中的键角
D. 中的配位数为4,配位原子是N
7. 某同学用如图装置制取溴苯并探究反应类型。先向仪器a中加入15mL苯和少量铁屑,b中小心加入4.0mL液溴(b下端活塞关闭),向a中滴入液溴。下列有关说法正确的是
A. 仪器b的名称为分液漏斗
B. 仪器a中苯与液溴发生加成反应
C. 倒置漏斗中会出现白烟
D. a与d之间连接一个盛有的洗气瓶可探究反应类型
8. 某有机物只含有C、H、O三种元素,其球棍模型如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物易溶于水 B. 能和溶液反应
C. 所有的碳原子均采取杂化 D. 分子中有4种不同化学环境的氢原子
9. 短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次增大,X、W同主族,Z的基态原子的2p轨道半充满,M的最高正价与最低负价的绝对值之差为4,原子序数X+M=Y+W。下列有关说法错误的是
A. 第一电离能最小的是W B. 简单离子半径:W<M
C. W与X可形成离子化合物 D. Y的单质只有四种同素异形体
10. 以下三种物质的分子式均为。下列说法错误的是
A. ①②互为同分异构体
B. ①的一氯代物有6种
C. ③存在分子中含有苯环的同分异构体
D. ②分子中所有碳原子不可能处于同一平面
11. 下列说法正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 甘油酸()分子中含有一个手性碳原子
C. 如图晶胞中与S原子最近且等距离的M原子数为12
D. 分子中σ键和π键数目之比为1∶2
12. M(结构简式如图)是一种拟菊酯类仿生杀虫剂,因具有杀虫谱广、活性高、用量少、环境毒性低等优点而被广泛应用。下列有关M的说法错误的是
A. 能发生加成反应、取代反应 B. 含氧官能团有两种
C 能使酸性溶液褪色 D. 1molM最多可与5mol发生反应
13. 我国科学家提出了一种低能耗、无阳极氯腐蚀的混合海水电解制氢新技术。通过解耦全电解水反应,并在阳极利用肼氧化反应取代高能耗的水氧化过程,大幅度降低海水电解制氢能耗,同时高效处理含肼工业废水并拉低制氢成本。电解原理如图1、图2所示。下列有关说法错误的是
A. 电极应接电源负极
B. 当工作电压小于1V时,放电过程中阳极附近溶液的pH值增大
C. 当工作电压大于1.72V时,阳极存在电极反应
D. 当工作电压小于1V且消耗3.2g时,理论上生成4.48L(标准状况)
14. 在T℃时,将n的氨水逐滴滴入到10mLm盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是
A. 根据变化曲线可判断:;
B. b点溶液中存在
C. T℃时,氨水的电离常数为
D. 由a点到c点,溶液的导电性逐渐变弱
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 按要求完成下列各题:
(1)相对分子质量为72的烷烃的分子式为___________,结构有___________种(不含立体异构)。
(2)写出1,1,3-三甲基环己烷的结构简式:___________。
(3)按分子结构决定性质的观点可推断有如下性质:
①可发生的反应类型有___________(任写三种)。
②苯环上一氯代物有___________种。
③该有机化合物滴入溴溶液后反应的化学方程式为___________。
(4)一种有机物Y的键线式如图所示:。
①Y的一溴代物有___________种。
②有机物Z是Y的同分异构体,且属于芳香族化合物,则Z的结构简式是___________。
(5)已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱图如图所示。若A的化学式为,则其结构简式为___________。
16. 镍(Ni)形成的一种配合物有很好的催化水解能力和较好的载氧及抑菌性能,其合成反应的方程式(未配平)为:
已知为平面结构。回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式为___________。
(2)N、C、O电负性由大到小的顺序为___________。
(3)HCHO分子的空间结构为___________。
(4)甲分子中σ键与π键的数目比为___________,1个乙离子中C、S、N三种原子的杂化方式为的原子数目共有___________个。
(5)比较键角大小:气态分子________(填“>”“<”或“=”)离子,原因是_______。
(6)研究发现,Ni、Mg、C三种元素形成的一种晶体具有一定的超导性,该晶体的晶胞结构(只有碳原子位于晶胞内)如图所示:
①该晶体的化学式为___________。
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为,c原子的坐标参数为,则b原子的坐标参数为___________。
③已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则晶胞中C原子、Mg原子之间的最短距离为___________pm(用含d、的代数式表示)。
17. 甲烷是重要的化石燃料,用途广泛。一定量的在恒容密闭容器中发生反应:。平衡体系中各气体体积分数与温度的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)已知甲烷、碳、氢气的燃烧热分别为890.31、395.00、285.80,则上述反应的反应热=___________。
(2)下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的密度不变 b.气体总压强不再变化
c.每消耗1mol的同时有2mol生成 d.碳的质量不再改变
(3)℃时,若在平衡体系中充入惰性气体,此时反应速率___________(填“变大”“变小”或“不变”),且___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)℃时,若在平衡体系中充入等体积的和则平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动其理由是___________。
(5)℃时,反应达平衡后的转化率为_________(保留3位有效数字)。若平衡体系的总压强为xkPa,℃时该反应的平衡常数________kPa(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
18. 化合物X是一种香料,可采用乙烯与甲苯为主要原料,按如图所示路线合成:
已知:。
回答下列问题:
(1)E中所含官能团结构简式为___________;甲苯→C的反应类型为___________。
(2)写出由乙烯制取A的化学方程式:___________。
(3)乙烯能使溴水和酸性溶液褪色,二者褪色原理相同吗?原因是___________。
(4)C的芳香族同分异构体有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为___________。
(5)X的结构简式为___________。
(6)已知与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子的苯的同系物能被酸性溶液氧化,与苯环相连的烷基通常被氧化为羧基。以乙烯和甲苯为起始原料,参照上述合成路线合成:___________(其他无机试剂任选)。
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2023~2024学年第学期安徽县中联盟高二5月联考
化学试题
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:人教版选择性必修1、2,选择性必修3第一章~第二章。
5.可能用到的相对原子质量:H1 Cl2 N14 O16 Mg24 Ni59
一、选择题(本大题共14小题,每小题3分,共计42分。在每小题列出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1. 下列晶体分类中正确的一组是
选项
离子晶体
共价晶体
分子晶体
A
KOH
Ne
B
石墨
C
NaCl
D
金刚石
玻璃
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ne属于分子晶体,KOH属于离子晶体,NO2属于分子晶体,故A错误;
B.石墨属于混合晶体,故B错误;
C.NaCl由钠离子和氯离子形成的离子键,属于离子晶体,由Si和O原子形成的共价晶体,由分子组成,属于分子晶体,故C正确;
D.玻璃属于玻璃态物质,不属于晶体,故D错误;
故选C。
2. 下列化学用语或描述中正确的是
A. 对硝基甲苯的结构简式:
B. 的系统命名:2,4-二甲基己烷
C. 乙炔的结构简式:CHCH
D. 的球棍模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.对硝基甲苯中碳应与N相连接,对硝基甲苯的结构简式为:,A错误;
B.根据烷烃的系统命名法可知,的系统命名:2,4-二甲基己烷,B正确;
C.乙炔的结构简式:,C错误;
D.为甲烷的空间填充模型,故CH4的球棍模型为:,D错误;
故答案为:B。
3. 能够解释比的酸性强的原因是
A. 的相对分子质量比的大
B. F的电负性比Cl的电负性大
C. 键的键能比键的键能大
D. 的沸点比的低
【答案】B
【解析】
【详解】F电负性大于Cl,导致C—F的极性大于C—Cl的极性,导致羟基电子云更偏向O,而使CF3COOH的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出H+,酸性更强,故选B。
4. 某烯烃分子中含有一个碳碳双键,一定条件下与氢气加成所得产 物的键线式如图所示,此烯烃可能的结构(不考虑顺反异构)有
A. 3种 B. 4种 C. 5种 D. 6种
【答案】C
【解析】
【详解】每个C原子只能形成最多四个共价键,根据某烯烃分子中含有一个碳碳双键,一定条件下与氢气加成所得产物的结构式可知,该烯烃可能的双键的位置可能有;共五种,故答案选C。
5. 肼()可用反应制备。下列说法正确的是
A. NaClO的电子式为
B. 的空间结构为四面体形
C. 元素的电负性:Cl>O
D. 分子间形成氢键是与互溶的原因之一
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaClO是离子化合物,电子式为:,A错误;
B.分子中N原子的孤电子对数为1,空间结构是三角锥形,B错误:
C.根据ClO2中O显负价,Cl显正价,可知元素的电负性:O>Cl,C错误:
D.与互溶的原因之一是可形成分子间氢键,D正确。
答案选D。
6. 以和氨水为原料制备。下列说法错误的是
A. 基态的电子排布式为
B. ⅤA族元素单质的晶体类型相同
C. 中键角大于中的键角
D. 中的配位数为4,配位原子是N
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态的电子排布式为,A正确;
B.VA族元素单质的晶体类型从分子晶体到金属晶体转变,B错误;
C.中由于N的孤电子对与形成配位键,的键角大于中的键角,C正确;
D.中的配位数为4,配位原子是N,D正确;
故选B。
7. 某同学用如图装置制取溴苯并探究反应类型。先向仪器a中加入15mL苯和少量铁屑,b中小心加入4.0mL液溴(b下端活塞关闭),向a中滴入液溴。下列有关说法正确的是
A. 仪器b的名称为分液漏斗
B. 仪器a中苯与液溴发生加成反应
C. 倒置漏斗中会出现白烟
D. a与d之间连接一个盛有的洗气瓶可探究反应类型
【答案】D
【解析】
【详解】A.仪器b的名称为恒压滴液漏斗,A错误;
B.仪器a中苯与液溴发生取代反应,B错误;
C.HBr易溶于水,倒置漏斗中会出现白雾,C错误;
D.四氯化碳的作用是除去挥发出的,可根据实验现象来证明苯和溴单质的反应为取代反应,D正确。
故选D。
8. 某有机物只含有C、H、O三种元素,其球棍模型如图所示。下列说法错误的是
A. 该有机物易溶于水 B. 能和溶液反应
C. 所有的碳原子均采取杂化 D. 分子中有4种不同化学环境的氢原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该有机物的结构简式为,易溶于水,A正确;
B.含有羧基,能与溶液反应,B正确;
C.分子中羧基上的的碳原子采取杂化、其余碳原子采用杂化,C错误;
D.由其结构简式可知,该分子中含有4种不同化学环境的氢原子,D正确。
答案选C
9. 短周期主族元素X、Y、Z、W、M的原子序数依次增大,X、W同主族,Z的基态原子的2p轨道半充满,M的最高正价与最低负价的绝对值之差为4,原子序数X+M=Y+W。下列有关说法错误的是
A. 第一电离能最小的是W B. 简单离子半径:W<M
C. W与X可形成离子化合物 D. Y的单质只有四种同素异形体
【答案】D
【解析】
【分析】根据题意可推出Z为N元素,M为S元素,由X、W同主族,原子序数,若X为H,则W为Na,Y为C,符合题意;若X为Li,则W为Na,Y为O,原子序数Y大于Z,不符合题意,同理X为Be、B均不符合题意,故X、Y、Z、W、M依次为H、C、N、Na、S。
【详解】A.同周期从左到右,元素的第一电离能呈增大趋势,同主族从上到下第一电离能逐渐减小,故上述元素中Na第一电离能最小,A正确;
B.的电子层数比多1个,故的半径大于,B正确;
C.Na与H可形成NaH,属于离子化合物,C正确;
D.C元素形成的单质有金刚石、石墨、、石墨烯、碳纳米管等,不止四种,D错误。
故选D。
10. 以下三种物质的分子式均为。下列说法错误的是
A. ①②互为同分异构体
B. ①的一氯代物有6种
C. ③存在分子中含有苯环的同分异构体
D. ②分子中所有碳原子不可能处于同一平面
【答案】B
【解析】
【详解】A.①②的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,A项正确;
B.①中有5种不同化学化学环境的氢原子,一氯代物有5种,B项错误;
C.③的不饱和度为4,与苯的不饱和度相同,C项正确;
D.分子中含有饱和碳原子,所有碳原子不可能处于同一平面,D项正确。
答案选B。
11. 下列说法正确的是
A. 的VSEPR模型:
B. 甘油酸()分子中含有一个手性碳原子
C. 如图晶胞中与S原子最近且等距离的M原子数为12
D. 分子中σ键和π键数目之比为1∶2
【答案】B
【解析】
【详解】A.的成键电子对数是2,孤电子对数是1,价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形,A错误;
B.中标有*的是手性碳原子,B正确;
C.与S原子最近且等距离的M原子数为6,C错误;
D.分子中含有4个σ键和2个π键,数目之比为2∶1,D错误。
答案选B。
12. M(结构简式如图)是一种拟菊酯类仿生杀虫剂,因具有杀虫谱广、活性高、用量少、环境毒性低等优点而被广泛应用。下列有关M的说法错误的是
A. 能发生加成反应、取代反应 B. 含氧官能团有两种
C. 能使酸性溶液褪色 D. 1molM最多可与5mol发生反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.M含有碳碳双键和酯基(或甲基),能发生加成反应、取代反应,A正确;
B.M有酯基和羰基两种含氧官能团,B正确;
C.含有碳碳双键,能使酸性溶液褪色,C正确;
D.M分子中酯基不能与加成,1mol M最多可与4mol 发生反应,D错误。
答案选D。
13. 我国科学家提出了一种低能耗、无阳极氯腐蚀的混合海水电解制氢新技术。通过解耦全电解水反应,并在阳极利用肼氧化反应取代高能耗的水氧化过程,大幅度降低海水电解制氢能耗,同时高效处理含肼工业废水并拉低制氢成本。电解原理如图1、图2所示。下列有关说法错误的是
A. 电极应接电源负极
B. 当工作电压小于1V时,放电过程中阳极附近溶液的pH值增大
C. 当工作电压大于1.72V时,阳极存在电极反应
D. 当工作电压小于1V且消耗3.2g时,理论上生成4.48L(标准状况)
【答案】B
【解析】
【分析】M和电极处放电生成,为阴极,即N和为阳极,当工作电压大于1.72V时,放电,电极反应式为:;工作电压大于1.23V时,OH-放电,;工作电压小于1V时,N2H4放电,电极反应式为:。
【详解】A.电极处放电生成,为阴极,故A正确;
B.当工作电压小于1V时,N2H4放电,电极反应式为:,放电过程中阳极附近溶液的pH值减小,故B错误;
C.由图1可知,当工作电压大于1.72V时,放电,电极反应式:,故C正确;
D.由图可知,当工作电压小于1V时不放电,阳极的电极反应式为,阴极电极反应式为,消耗3.2g (即0.1mol)时,理论上生成0.2mol ,标准状况下的体积为4.48L,故D正确;
故选B。
14. 在T℃时,将n的氨水逐滴滴入到10mLm盐酸中,溶液pH和温度随加入氨水体积变化曲线如图所示。下列有关说法错误的是
A. 根据变化曲线可判断:;
B. b点溶液中存在
C. T℃时,氨水的电离常数为
D. 由a点到c点,溶液的导电性逐渐变弱
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图像可知,盐酸的初始pH=0,所以盐酸中,则,温度变化曲线的最高点即为酸碱恰好完全反应的点,而此时加入的氨水的体积小于盐酸的体积10mL,所以氨水的浓度大于,即,A正确;
B.b点是氨水和盐酸恰好完全反应的点,即此时溶液中的溶质为,根据元素质量守恒得:,B正确;
C.c点溶液加入了10mL氨水,此时溶液的总体积为20mL。溶液的pH=7,此时的温度为25℃,所以,溶液中存在电荷守恒:,所以,根据元素质量守恒,,所以25℃时的电离平衡常数为,C错误;
D.a点是的盐酸,b点是溶液,c点是和的混合液,从a点到b点,离子的物质的量几乎不变,但由于加入了氨水,溶液体积增大,导致可自由移动的离子浓度降低,导电性减弱;从b点到c点,由于加入的是弱电解质,离子物质的量增加的有限,但溶液体积增大很多,所以可自由移动的离子物质的量浓度降低,溶液的导电性也减弱,所以从a点到c点,溶液的导电性减弱,D正确。
故选C。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 按要求完成下列各题:
(1)相对分子质量为72的烷烃的分子式为___________,结构有___________种(不含立体异构)。
(2)写出1,1,3-三甲基环己烷的结构简式:___________。
(3)按分子结构决定性质的观点可推断有如下性质:
①可发生的反应类型有___________(任写三种)。
②苯环上一氯代物有___________种。
③该有机化合物滴入溴的溶液后反应的化学方程式为___________。
(4)一种有机物Y的键线式如图所示:。
①Y的一溴代物有___________种。
②有机物Z是Y的同分异构体,且属于芳香族化合物,则Z的结构简式是___________。
(5)已知某有机物A的红外光谱和核磁共振氢谱图如图所示。若A的化学式为,则其结构简式为___________。
【答案】(1) ①. C5H12 ②. 3
(2) (3) ①. 加成反应、氧化反应、还原反应或加聚反应 ②. 4 ③. +Br2
(4) ①. 2 ②.
(5)CH3CH2OH
【解析】
【小问1详解】
烷烃的组成通式CnH2n+2,则14n+2=72,解得n=5,故该烷烃的分子式为C5H12,结构为正戊烷、异戊烷、新戊烷共3种;
【小问2详解】
1,1,3-三甲基环己烷的结构简式:;
【小问3详解】
①能与氢气发生加成反应或还原反应,能与酸性高锰酸钾发生氧化反应,能自身发生加聚反应,可发生的反应类型有加成反应、氧化反应、还原反应或加聚反应;
②苯环上有2个取代基,其余是四种氢,则苯环上一氯代物有4种;
③该有机化合物中碳碳双键与溴的溶液发生加成反应,反应的化学方程式为+Br2→;
【小问4详解】
①Y的碳碳双键上一个H原子和饱和碳原子上一个H原子共由2种氢,其一溴代物有2种;
②有机物Z是Y的同分异构体,分子式为C8H8,且属于芳香族化合物即含有苯环,则Z的结构简式是;
【小问5详解】
根据红外光谱可知A具有的基团有C-H、O-H、C-O,核磁共振氢谱图表明有3种氢,且数目比为2:1:3,若A的化学式为,则其结构简式为CH3CH2OH。
16. 镍(Ni)形成的一种配合物有很好的催化水解能力和较好的载氧及抑菌性能,其合成反应的方程式(未配平)为:
已知为平面结构。回答下列问题:
(1)基态的核外电子排布式为___________。
(2)N、C、O电负性由大到小的顺序为___________。
(3)HCHO分子的空间结构为___________。
(4)甲分子中σ键与π键的数目比为___________,1个乙离子中C、S、N三种原子的杂化方式为的原子数目共有___________个。
(5)比较键角大小:气态分子________(填“>”“<”或“=”)离子,原因是_______。
(6)研究发现,Ni、Mg、C三种元素形成的一种晶体具有一定的超导性,该晶体的晶胞结构(只有碳原子位于晶胞内)如图所示:
①该晶体的化学式为___________。
②已知该晶胞中a原子的坐标参数为,c原子的坐标参数为,则b原子的坐标参数为___________。
③已知该晶体的密度为,阿伏加德罗常数的值为,则晶胞中C原子、Mg原子之间的最短距离为___________pm(用含d、的代数式表示)。
【答案】(1)或
(2)O>N>C (3)平面三角形
(4) ①. 17∶2 ②. 18
(5) ①. > ②. SO3分子中中心原子S采取sp2杂化,中中心原子S采取sp3杂化
(6) ①. ②. [或] ③.
【解析】
【小问1详解】
Ni原子核外电子数为28,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d84s2,基态Ni2+的核外电子排布式为或;
【小问2详解】
同周期从左到右元素的电负性逐渐增大,故N、C、O电负性由大到小的顺序为O>N>C;
【小问3详解】
HCHO中C原子的σ键数为3,孤电子对数为0,价层电子对数为3+0=3,分子的空间结构为平面三角形;
【小问4详解】
根据甲的分子结构,1个甲分子中含有17个σ键和2个π键,σ键和π键数目比为17:2,乙离子中除了两侧五元环上的原子,其余C、N原子的杂化方式均为,原子数目共有18个;
【小问5详解】
SO3中心原子杂化方式为sp2,空间构型为平面三角形,键角为120°,中心原子杂化方式为sp3,空间构型为三角锥形,键角接近109°,故键角:>;
【小问6详解】
①根据晶胞示意图,1个晶胞中含有Mg个数为=1,含有C个数为1,含有Ni个数为=3,晶体的化学式为;
②a原子的坐标参数为,c原子的坐标参数为,结合坐标系,则b原子的坐标参数为[或];
③根据前面的计算,1个晶胞含有1个,设晶胞参数为acm,则有d=,解得a=cm,C原子、Mg原子之间的最短距离为晶胞体对角线的一半,即为=pm。
17. 甲烷是重要的化石燃料,用途广泛。一定量的在恒容密闭容器中发生反应:。平衡体系中各气体体积分数与温度的关系如图所示:
回答下列问题:
(1)已知甲烷、碳、氢气的燃烧热分别为890.31、395.00、285.80,则上述反应的反应热=___________。
(2)下列不能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
a.混合气体的密度不变 b.气体总压强不再变化
c.每消耗1mol的同时有2mol生成 d.碳的质量不再改变
(3)℃时,若在平衡体系中充入惰性气体,此时反应速率___________(填“变大”“变小”或“不变”),且___________(填“>”“<”或“=”)。
(4)℃时,若在平衡体系中充入等体积的和则平衡___________(填“正向”“逆向”或“不”)移动其理由是___________。
(5)℃时,反应达平衡后的转化率为_________(保留3位有效数字)。若平衡体系的总压强为xkPa,℃时该反应的平衡常数________kPa(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)76.29
(2)c (3) ①. 不变 ②. =
(4) ①. 逆向 ②. ,平衡逆向移动
(5) ①. 33.3% ②.
【解析】
【小问1详解】
根据燃烧热分别写出热化学方程式,
①C(s)+O2(g)═CO2(g)△H=-395.00kJ/mol,②H2(g)+O2(g)═H2O(l)△H=-285.80kJ/mol;③CH4(g)+2O2(g)═CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.31kJ/mol,根据盖斯定律计算③-①-2×②得CH4(g)⇌C(s)+2H2(g)△H=(-890.31+395.00+2×285.80)kJ/mol=76.29kJ/mol;
【小问2详解】
a.气体质量改变,容器的体积不变,气体的密度为变量,当混合气体的密度不变,能说明达到平衡状态,故a正确;
b.该反应前后气体的物质的量发生改变,压强是变量,当气体总压强不再变化,能说明达到平衡状态,故b正确;
c. 每消耗1mol的同时有2mol生成,都指正反应方向的速率,不能说明达到平衡状态,故c错误;
d.碳的质量不再改变,能说明达到平衡状态,故d正确,
故答案为:c;
【小问3详解】
℃时,在恒容密闭容器中发生反应,若在平衡体系中充入惰性气体,各参与反应的物质浓度不变,此时反应速率不变;此时已达到平衡状态,=;
【小问4详解】
℃时,若在平衡体系中充入等体积的和,此时浓度商,平衡逆向移动;
【小问5详解】
假设加入1mol,℃时,和H2的体积分数相等,列三段式:,1-a=2a,则a=,反应达平衡后的转化率为,平衡体系的总压强为xkPa,,℃时该反应的平衡常数。
18. 化合物X是一种香料,可采用乙烯与甲苯为主要原料,按如图所示路线合成:
已知:。
回答下列问题:
(1)E中所含官能团结构简式为___________;甲苯→C的反应类型为___________。
(2)写出由乙烯制取A的化学方程式:___________。
(3)乙烯能使溴水和酸性溶液褪色,二者褪色原理相同吗?原因是___________。
(4)C的芳香族同分异构体有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为___________。
(5)X的结构简式为___________。
(6)已知与苯环直接相连的碳原子上连有氢原子的苯的同系物能被酸性溶液氧化,与苯环相连的烷基通常被氧化为羧基。以乙烯和甲苯为起始原料,参照上述合成路线合成:___________(其他无机试剂任选)。
【答案】(1) ① -CHO ②. 取代
(2)
(3)不同;乙烯使溴水褪色是发生了加成反应,而使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化反应
(4) ①. 3 ②.
(5) (6)
【解析】
【分析】乙烯与水在催化剂作用下发生加成反应生成A是CH3CH2OH,结合B的分子式可知,乙醇发生催化氧化生成B是CH3COOH,由C的分子式可知,甲苯与氯气在光照条件下发生甲基上的一氯取代生成C,故C为,C在氢氧化钠的水溶液中发生水解反应生成D为,D与乙酸发生酯化反应得到F为,D被氧化得到E为,结合信息可知X为。
【小问1详解】
E为,含有官能团为-CHO;甲苯→C的反应类型为取代反应;
【小问2详解】
乙烯与水发生加成反应生成乙醇,化学方程式为:;
【小问3详解】
乙烯能使溴水和酸性溶液褪色,二者褪色原理不同,乙烯使溴水褪色是发生了加成反应,而使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生了氧化反应;
【小问4详解】
C为,其芳香族同分异构体有3种:、、;其中核磁共振氢谱有三组峰的结构简式为;
【小问5详解】
由分析可知X的结构简式为;
【小问6详解】
甲苯能被酸性高锰酸钾氧化为苯甲酸;乙烯与水加成得到乙醇,两者发生酯化反应得到目标产物,合成路线为:。
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