精品解析:四川省眉山市洪雅中学校2023-2024学年高二下学期第四学期4月月考化学试题
2024-08-04
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内容正文:
洪雅中学高2022级第四学期4月月考
化学试题
说明:1.考试时间:75分钟,全卷满分:100分。
2.请将所有试题的答案填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量有H-1 Li-7 N-14 O-16 P-31 Cl-35.5 Cu-64
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分)
1. 科研人员发现在-50℃环境中,用水可制得直径在的光纤,其性能与石英光纤相似。下列说法正确的是
A. 石英光纤的主要成分是硅 B. 1mol冰比1mol液态水含有更多的氢键
C. 冰光纤是一种胶体,具有丁达尔现象 D. 冰光纤和石英光纤都是分子晶体
2. 下列化学式中只能表示一种物质的是
A. B. C. D.
3. 下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为Ⅴ形的是。
A. B. C. D.
4. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式: B. 基态原子简化电子排布式:
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键: D. 乙烯的空间填充模型:
5. 下列对分子的性质的解释中,不正确的是
A. 水很稳定(1000℃以上才会部分分解),是因为水中的键能大
B. 乳酸[]有一对手性异构体,其分子中含有一个手性碳原子
C. “碘易溶于四氯化碳”,“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释
D. HCOOH的酸性比强,是因为烃基是吸电子基。
6. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 11.2L的N2中含有NA个π键 B. 12.4g的白磷P4中含有0.4NA个非极性键
C. 1molH2O最多形成2NA个氢键 D. 44g的N2O中含有16NA个电子
7. 配合物可用于离子检验,下列说法不正确的是
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3−,中心离子为,配位数为6
C. 1mol配合物中键数目为
D. 该配合物为离子化合物,易电离,1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共
8. 正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法不正确的是
A. 正硼酸晶体属于共价化合物
B. 分子中硼原子最外层未达到8电子稳定结构
C. H3BO3 分子的稳定性与氢键有关
D. 含1mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
9. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作
现象
结论
A
取两支试管,分别加入溶液,将其中一支试管的溶液加热
未加热的溶液呈绿色,加热后的溶液呈黄绿色
为吸热反应
B
向盛有水溶液的试管中滴加几滴酸性溶液,振荡
酸性溶液褪色
具有漂白性
C
向乙醇中加入一小粒金属钠
有气体产生
乙醇中含有水
D
和按1∶1混合,光照
试管壁出现油状液滴
油状液滴为
A. A B. B C. C D. D
10. 某有机化合物的结构简式如图所示。关于该化合物的下列说法正确的是( )
A. 该有机物分子式C15H16O
B. 该有机物属于醇
C. 该有机物分子中所有的原子都共面
D. 该有机物有两种官能团
11. 短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素,W2X是维持生命过程的必需物质,WY可用于玻璃的刻蚀,ZX2是酸雨的主要形成原因之一。下列说法错误的是
A. 四种元素中,W的电负性最小,Y的第一电离能最大
B. W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和sp2杂化
C. W2X的稳定性高于W2Z是因为W2X分子间存在氢键
D. Z的最高价氧化物的空间构型为平面正三角形
12. 全固态锂硫电池是一种新型电池,其能量密度约为一般电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍,且成本更低廉。已知锂硫电池的总反应为,用此电池作电源电解足量的溶液,其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 乙池溶液中的NO3移向铁电极
B. 乙池石墨电极反应式为
C. 甲池充电时,锂电极发生氧化反应
D. 甲池中消耗14g锂,乙池中产生氧气标准状况下
13. NA表示阿伏加德罗常数,有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是
A. 在1mol金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数分别为NA、2NA
B. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE
C. 在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体形
D. 在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
14. 室温下,用0.100mol·L−1的NaOH溶液分别滴定均为20.00mL0.100mol·L−1的HCl溶液和醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. Ⅰ表示的是滴定醋酸的曲线
B. pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)>20.00mL
C. V(NaOH)=20.00mL时,两份溶液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
D. V(NaOH)=10.00mL时,醋酸中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
二、非选择题(本题包括4小题,共58分。)
15. 回答下列问题:
(1)观察下列有机物,并按碳骨架把它们分类,完成填空:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
属于链状化合物的是___________(填序号,下同),属于脂环化合物的是___________,属于芳香族化合物的是___________。
(2)下列3种有机化合物
A. B. C.
写出化合物A、B、C中的官能团的名称:___________、___________、___________。
(3)分子式为的同分异构体中属于醇类的有____________种;有机物中碳原子的杂化方式为____________,写出与互为同分异构体且属于链状炔烃的化合物的结构简式:____________(写一种)。
16. 硫酸铜晶体溶解后溶液呈天蓝色,滴加氨水直至过量,再加入无水乙醇,析出深蓝色晶体,化学式为。请根据上述实验现象回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为____________,三种元素的第一电离能从大到小的顺序是____________。
(2)配合物中的配体是____________,配位数是____________。
(3)与胆矾的结构相似,下图为胆矾的结构图,则晶体中,存在的作用力类型有____________。
A范德华力 B.共价键 C.氢键 D.离子键 E.配位键
(4)乙醇和二甲醚互为同分异构体,但乙醇的沸点明显高于二甲醚,原因是____________,配合物中,、三微粒的键角由大到小顺序是____________。
(5)已知阿伏加德罗常数为,铜晶体的晶胞如下图所示,若铜原子半径为,则铜晶体的密度为____________(用含的式子表示,不用化简)。
17. 废旧印刷电路板中铜元素含量较高,为充分利用资源,变废为宝实验小组探究利用废旧印刷电路板来制备胆矾,具体流程如图所示:
请回答:
(1)“溶解”过程中,为选择合适的溶解试剂,查阅资料后,小组同学设计如下实验。
实验编号
铜片质量/g
试剂及用量
现象
1号
0.5
开始铜片表面有气泡生成(先慢后快,40min后,溶液蓝色明显铜片表面光亮
2号
0.5
氨水
立即产生大量气泡溶液为深蓝色,铜片表面附着少量蓝色沉淀
①“萃取”往往和分液操作同时进行,分液需要的玻璃仪器是____________,1号实验有气泡产生的原因是____________。
②2号实验中深蓝色溶液为铜氨溶液,写出四氨合铜离子的结构式___________。
(2)“转化”时铜氨溶液中的与有机物RH发生反应的离子方程式为__________。“反萃取”过程中,所加试剂Y的化学式为___________。
(3)“系列操作”具体指____________(填选项字母)。
A.蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜后停止加热,冷却、过滤、洗涤、干燥
C.蒸发浓缩至大量晶体析出后停止加热,冷却、过滤、洗涤、干燥
(4)为测定铜氨溶液中铜元素的含量,可采用如下方法:
ⅰ.移取铜氨溶液于锥形瓶中,滴加稀,调节溶液的为3~4
ⅱ.加入适当过量的溶液,并加入淀粉溶液;
iii.用标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积为。
①已知铜氨溶液中存在下列络合平衡,ⅰ中加调节溶液的为3~4的目的是____________,iii中滴定至终点时,溶液的颜色变化为____________。
②该铜氨溶液中铜元素的含量为____________(保留两位有效数字)。
18. I.温室气体让地球发烧,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,将应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
(1)在催化作用下由和转化为,一定温度下,在恒容密闭容器中按1∶1充入和,发生反应分子中键与键的数目比是____________,下列各项能判断该反应已经达到平衡状态的是____________。
A.混合气体的密度不变 B.的体积分数保持不变
C. D.混合气体的总压强不变
II.研究证明,可作为合成低碳烯烃的原料,目前利用与合成乙烯相关的热化学方程式如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(2)由制的热化学方程式___________。
(3)一定条件下,的反应历程如图所示:
该反应的反应速率由第_______(“1”或“2”)步决定。
III.在三个容积均为的密闭容器中以不同的氢碳比充入和,在一定条件下发生反应:的平衡转化率随温度的变化如图所示。
(4)的平衡转化率随温度的升高而降低,其原因是____________,氢碳比①_______②(填“>”“<”或“=”)。
(5)若起始充入,计算点的平衡常数____________。
Ⅳ.一种新型短路膜电化学电池可以消除,装置如下图所示:
(6)该装置可用于空气中的捕获,缓解温室效应,由装置示意图可知,向____________极移动,负极的电极反应式是____________。
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洪雅中学高2022级第四学期4月月考
化学试题
说明:1.考试时间:75分钟,全卷满分:100分。
2.请将所有试题的答案填写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量有H-1 Li-7 N-14 O-16 P-31 Cl-35.5 Cu-64
一、选择题(每小题只有一个选项符合题意,每题3分,共42分)
1. 科研人员发现在-50℃环境中,用水可制得直径在的光纤,其性能与石英光纤相似。下列说法正确的是
A. 石英光纤的主要成分是硅 B. 1mol冰比1mol液态水含有更多的氢键
C. 冰光纤是一种胶体,具有丁达尔现象 D. 冰光纤和石英光纤都是分子晶体
【答案】B
【解析】
【详解】A. 石英光纤的主要成分是二氧化硅,故A错误;
B. 冰中水分子有序排列,分子间更容易形成氢键,1mol冰比1mol液态水含有更多的氢键,故B正确;
C. 冰光纤是纯净物,不是胶体,故C错误;
D. 冰光纤是分子晶体,石英光纤是共价晶体,故D错误;
故选B。
2. 下列化学式中只能表示一种物质的是
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.C3H6可以是丙烯,还可能是环丙烷,所以不能只表示一种物质,故A错误;
B.C3H8只有一种结构不存在同分异构体,所以能只表示丙烷一种物质,故B正确;
C.C2H6O可以存在同分异构体,可以是CH3CH2OH,CH3OCH3,所以不能只表示一种物质,故C错误;
D.C3H6O2可以为羧酸和酯类物质,可能为丙酸,有可能为甲酸乙酯或乙酸甲酯,表示的不是一种物质,故D错误;
故选:B。
3. 下列粒子的VSEPR模型为四面体且其空间结构为Ⅴ形的是。
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.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,则分子的VSEPR模型为三角形,空间构型结构为V形,A错误;
B.三氟化氮分子中氮原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,则分子的VSEPR模型为四面体形,空间构型结构为三角锥形,B错误;
C.水合氢离子中氧原子的价层电子对数为4,孤对电子对数为1,则离子的VSEPR模型为四面体形,空间构型结构为三角锥形,C错误;
D.OF2分子中价层电子对为2+2=4,孤对电子对数为2,则分子的VSEPR模型为四面体形,空间构型结构为V形,D正确;
故选D。
4. 下列化学用语表示正确的是
A. 的电子式: B. 基态原子简化电子排布式:
C. 邻羟基苯甲醛分子内氢键: D. 乙烯的空间填充模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.HCN中C和N共用3对电子对,N原子需满足8电子稳定结构,电子式是:,A错误;
B.溴元素的原子序数为35,基态原子的简化电子排布式为[Ar]3d104s24p5,B错误;
C.邻羟基苯甲醛中羟基O—H键的极性较大,与醛基氧原子之间可形成分子内氢键,可表示,C正确;
D.图示为乙烯的球棍模型,乙烯的空间填充模型为,D错误;
故选C。
5. 下列对分子的性质的解释中,不正确的是
A. 水很稳定(1000℃以上才会部分分解),是因为水中的键能大
B. 乳酸[]有一对手性异构体,其分子中含有一个手性碳原子
C. “碘易溶于四氯化碳”,“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释
D. HCOOH的酸性比强,是因为烃基是吸电子基。
【答案】D
【解析】
【详解】A.水很稳定(1000℃以上才会部分分解),是因为水中存在大量的键,且的键能大,A正确;
B.乳酸[]有一对手性异构体,其分子中含有一个手性碳原子连接的四个不同的基团分别为:氢原子、甲基、羧基、羟基,B正确;
C.碘、四氯化碳、甲烷都是非极性分子,水位极性分子,“碘易溶于四氯化碳”,“甲烷难溶于水”都可用相似相溶原理解释,C正确;
D.HCOOH的酸性比强,是因为乙酸分子中多了甲基,甲基具有给电子诱导效应,使得乙酸的酸性较甲酸为弱,D错误;
答案选D。
6. NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 11.2L的N2中含有NA个π键 B. 12.4g的白磷P4中含有0.4NA个非极性键
C. 1molH2O最多形成2NA个氢键 D. 44g的N2O中含有16NA个电子
【答案】C
【解析】
【详解】A.未指明是否在标准状况下,无法根据气体体积确定物质的量,A错误;
B.的白磷是,有的非极性键,B错误;
C.一个水分子形成4个氢键,一个氢键两个水分子共用,最多形成个氢键,C正确;
D.的是,含有的电子,D错误;
故答案选C。
7. 配合物可用于离子检验,下列说法不正确的是
A. 此配合物中存在离子键、配位键、极性键、非极性键
B. 配离子为[Fe(CN)6]3−,中心离子为,配位数为6
C. 1mol配合物中键数目为
D. 该配合物为离子化合物,易电离,1mol该配合物电离得到阴、阳离子的数目共
【答案】A
【解析】
【详解】A. 与之间存在离子键,与之间存在配位键,中碳原子与氮原子之间存在极性键,不存在非极性键,A项错误;
B. 配合物中,配离子为,中心离子为,配位数为6,B项正确;
C. 中碳原子与氮原子之间存在1个键,与之间的配位键属于键,则配合物中键数目为,C项正确;
D. 该配合物为离子化合物,易电离,其电离方程式为,该配合物电离得到阴、阳离子的数目共,D项正确;
故选A。
8. 正硼酸(H3BO3)是一种片层状结构白色晶体,层内的H3BO3分子通过氢键相连(如图)。下列有关说法不正确的是
A. 正硼酸晶体属于共价化合物
B. 分子中硼原子最外层未达到8电子稳定结构
C. H3BO3 分子的稳定性与氢键有关
D. 含1mol H3BO3的晶体中有3 mol氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A.正硼酸晶体中存在H3BO3分子,且该晶体中存在氢键,说明硼酸由分子构成,是分子晶体,属于共价化合物,故A正确;
B.硼原子最外层只有3个电子,与氧原子形成3对共用电子对,因此B原子不是8e-稳定结构,故B正确;
C.分子的稳定性与分子内的B-O、H-O共价键有关,熔沸点与氢键有关,故C错误;
D.一个H3BO3分子对应着6个氢键,一个氢键对应着2个H3BO3分子,因此含有1 molH3BO3分子的晶体中有3mol氢键,故D正确;
故选:C。
9. 由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作
现象
结论
A
取两支试管,分别加入溶液,将其中一支试管的溶液加热
未加热的溶液呈绿色,加热后的溶液呈黄绿色
为吸热反应
B
向盛有水溶液的试管中滴加几滴酸性溶液,振荡
酸性溶液褪色
具有漂白性
C
向乙醇中加入一小粒金属钠
有气体产生
乙醇中含有水
D
和按1∶1混合,光照
试管壁出现油状液滴
油状液滴为
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.加热后的溶液呈黄绿色,可知加热使[Cu(H2O)4]2++4Cl-⇌[CuCl4]2-+4H2O正向进行,则[Cu(H2O)4]2++4Cl-⇌[CuCl4]2-+4H2O为吸热反应,故A正确;
B.酸性高锰酸钾溶液氧化二氧化硫,溶液褪色,可知二氧化硫具有还原性,故B错误;
C.钠能与乙醇反应生成氢气,有气体产生不能说明乙醇中含有水,故C错误;
D.甲烷与Cl2按1∶1反应可生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳,其中一氯甲烷是气体,二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳都是油状液体,故D错误;
故答案选A。
10. 某有机化合物的结构简式如图所示。关于该化合物的下列说法正确的是( )
A. 该有机物分子式C15H16O
B. 该有机物属于醇
C. 该有机物分子中所有的原子都共面
D. 该有机物有两种官能团
【答案】D
【解析】
【分析】该有机物分子中含有酚羟基、碳碳双键两种官能团,根据酚类物质和烯烃的化学性质进行迁移。
【详解】A. 该有机物分子式C15H14O,A不正确;
B. 该有机物分子中有羟基,但羟基直接连在苯环上,故其属于酚,不属于醇,B不正确;
C.该分子中含有甲基,联系甲烷的空间结构可知,该有机物分子中所有的原子不可能都共面,C不正确;
D. 该有机物分子中含有酚羟基、碳碳双键两种官能团,D正确。
综上所述,关于该化合物的下列说法正确的是D。
【点睛】判断有机物分子中所有原子是否共面时,我们通常根据甲烷、乙烯、乙炔和苯的分子结构模型进行,找出与其结构相似的有机物片段,然后分析有多少原子可能共面或共线,最多有多少原子共面或共线,要求要熟悉这些基本模型的结构特点。
11. 短周期元素W、X、Y和Z的原子序数依次增大。W是宇宙中最丰富的元素,W2X是维持生命过程的必需物质,WY可用于玻璃的刻蚀,ZX2是酸雨的主要形成原因之一。下列说法错误的是
A. 四种元素中,W的电负性最小,Y的第一电离能最大
B. W2X和ZX2的中心原子分别为sp3和sp2杂化
C. W2X的稳定性高于W2Z是因为W2X分子间存在氢键
D. Z的最高价氧化物的空间构型为平面正三角形
【答案】C
【解析】
【分析】W是宇宙中最丰富的元素,则W为H元素;W2X是维持生命过程的必需物质,则X为O元素;WY可用于玻璃的刻蚀,则Y为F元素;ZX2是酸雨的主要形成原因之一,则Z为S元素。
【详解】A.W、X、Y、Z分别为H、O、F、S,H的非金属性最弱,电负性最小,F的非金属性最强,第一电离能最大,A正确;
B.W2X为H2O,O的价层电子对数为4,ZX2为SO2,中心S原子的价层电子对数为3,则中心原子分别为sp3和sp2杂化,B正确;
C.W2X为H2O,W2Z为H2S,前者共价键的键能大于后者,所以稳定性前者高于后者,与H2O分子间存在氢键无关,C错误;
D.Z的最高价氧化物为SO3,中心S原子发生sp2杂化,其空间构型为平面正三角形,D正确;
故选C。
12. 全固态锂硫电池是一种新型电池,其能量密度约为一般电子设备中广泛使用的锂离子电池的4倍,且成本更低廉。已知锂硫电池的总反应为,用此电池作电源电解足量的溶液,其工作原理如图所示。下列有关说法正确的是
A. 乙池溶液中的NO3移向铁电极
B. 乙池石墨电极反应式为
C. 甲池充电时,锂电极发生氧化反应
D. 甲池中消耗14g锂,乙池中产生氧气标准状况下
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.甲为原电池,其中Li电极为负极,所连接的Fe电极为阴极,S电极为正极,所连接的C电极为阳极,电解池中移向阳极电极,故A错误;
B.石墨电极为阳极,其电极反应式为,故B错误;
C.甲池充电时,Li电极为阴极,得电子发生还原反应,故C错误;
D.根据得失电子守恒有,甲池中消耗14g锂,乙池产生的物质的量为,故D正确。
13. NA表示阿伏加德罗常数,有关晶体的结构如图所示,下列说法中不正确的是
A. 在1mol金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数分别为NA、2NA
B. 该气态团簇分子的分子式为EF或FE
C. 在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-形成正八面体形
D. 在CaF2晶体中,每个晶胞平均占有4个Ca2+
【答案】B
【解析】
【详解】A.金刚石中每个C原子形成4个共价键,每个共价键被两个碳原子共用,所以每个碳原子具有2个共价键,即碳原子与碳碳键个数的比为1:2,所以在1 mol金刚石晶体中,碳原子与碳碳键个数分别为NA、2NA,A正确;
B.气态团簇分子不同于晶胞,气态团簇分子中含有4个E原子,4个F原子,则分子式为E4F4或F4E4,B错误;
C.在NaCl晶体中,距Na+最近的Cl-有6个,距Cl-最近的Na+有6个,这6个离子构成一个正八面体,C正确;
D.Ca2+位于晶胞的顶点和面心,根据均摊法,个数为=4,D正确;
答案选B。
14. 室温下,用0.100mol·L−1的NaOH溶液分别滴定均为20.00mL0.100mol·L−1的HCl溶液和醋酸溶液,滴定曲线如图所示。下列说法正确的是
A. Ⅰ表示的是滴定醋酸的曲线
B. pH=7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)>20.00mL
C. V(NaOH)=20.00mL时,两份溶液中c(Cl-)>c(CH3COO-)
D. V(NaOH)=10.00mL时,醋酸中c(Na+)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
【答案】C
【解析】
【详解】A. 0.100mol·L-1的HCl溶液和醋酸溶液,醋酸属于弱酸,存在电离平衡,所以起点pH较小的Ⅰ表示的是滴定盐酸的曲线,A项错误;
B. 当醋酸与氢氧化钠恰好完全反应时,形成醋酸钠溶液,醋酸钠水解使溶液pH>7,所以pH =7时,滴定醋酸消耗的V(NaOH)<20.00mL,B项错误;
C. V(NaOH)= 20.00mL时,酸碱恰好完全反应,因为CH3COO-水解而消耗,所以两份溶液中c(Cl-)>c(CH3COO-),C项正确;
D. V(NaOH)=10.00mL时,生成的醋酸钠与剩余醋酸浓度相等,由于醋酸的电离程度大于醋酸钠的水解程度,所以溶液中c(CH3COO-)>c(Na+)>c(H+)>c(OH-),D项错误;
答案选C。
二、非选择题(本题包括4小题,共58分。)
15. 回答下列问题:
(1)观察下列有机物,并按碳骨架把它们分类,完成填空:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨ ⑩
属于链状化合物的是___________(填序号,下同),属于脂环化合物的是___________,属于芳香族化合物的是___________。
(2)下列3种有机化合物
A. B. C.
写出化合物A、B、C中的官能团的名称:___________、___________、___________。
(3)分子式为的同分异构体中属于醇类的有____________种;有机物中碳原子的杂化方式为____________,写出与互为同分异构体且属于链状炔烃的化合物的结构简式:____________(写一种)。
【答案】(1) ①. ①②③④⑤⑦ ②. ⑧ ③. ⑥⑨⑩
(2) ①. 碳碳双键 ②. 羟基 ③. 酯基
(3) ①. 8 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
链状化合物就是没有环状结构,因此属于链状化合物的是①②③④⑤⑦,脂环化合物是指有环状,但不是苯环,属于脂环化合物的是⑧,芳香族化合物是指含苯环的化合物,属于芳香族化合物的是⑥⑨⑩;故答案为:①②③④⑤⑦;⑧;⑥⑨⑩。
【小问2详解】
化合物A、B、C中的官能团的名称:碳碳双键、羟基、酯基;故答案为:碳碳双键;羟基;酯基。
【小问3详解】
分子式为C5H12O的同分异构体中属于醇类,说明含有羟基即C5H11OH,相当于戊烷中一个氢原子被羟基取代,戊烷有三种结构,正戊烷有三种位置的氢,异戊烷有四种位置的氢,新戊烷有一种位置的氢,因此分子式为C5H12O的同分异构体中属于醇类的有8种;有机物中饱和碳原子价层电子对数为4,C采取sp3杂化,碳碳双键上碳原子价层电子对数为3,杂化方式为sp2;与(分子式为C5H8)互为同分异构体且属于链状炔烃的化合物的结构简式:;故答案为:8; (写其中一种即可)。
16. 硫酸铜晶体溶解后溶液呈天蓝色,滴加氨水直至过量,再加入无水乙醇,析出深蓝色晶体,化学式为。请根据上述实验现象回答下列问题:
(1)基态铜原子的价电子排布式为____________,三种元素的第一电离能从大到小的顺序是____________。
(2)配合物中的配体是____________,配位数是____________。
(3)与胆矾的结构相似,下图为胆矾的结构图,则晶体中,存在的作用力类型有____________。
A范德华力 B.共价键 C.氢键 D.离子键 E.配位键
(4)乙醇和二甲醚互为同分异构体,但乙醇的沸点明显高于二甲醚,原因是____________,配合物中,、三微粒的键角由大到小顺序是____________。
(5)已知阿伏加德罗常数为,铜晶体的晶胞如下图所示,若铜原子半径为,则铜晶体的密度为____________(用含的式子表示,不用化简)。
【答案】(1) ①. ②. N>O>S
(2) ①. ②. 4
(3)BCDE (4) ①. 乙醇分子间能够形成氢键,而二甲醚分子间不能形成氢键 ②.
(5)
【解析】
【小问1详解】
基态铜原子的价电子为其3d、4s能级上的电子,其基态价电子排布式为3d104s1,同主族元素从上到下第一电离能依次减小,所以第一电离能O>S,N、O立于同周期,N原子2p能级为半充满状态,结构较为稳定,第一电离能N>O;N、O、S三种元素的第一电离能从大到小的顺序为N>O>S;
【小问2详解】
配合物中Cu2+含有空轨道,氨气中N原子含孤电子,配体是,4个氨气中的N都形成配位键,配位数是4;
【小问3详解】
与胆砜的结构相似,则为离子晶体,不存在范德华力,中Cu与N元素间形成配位键,H与N之间形成共价键,由结构可知O和H原子存在氢键,Cu与硫酸根离子之间形成离子键,故选BCDE;
【小问4详解】
相对分子质量相近的分子,分子间能形成氢键的物质沸点较高,乙醇分子间能形成氢键,而二甲醚不能,所以乙醇的沸点远高于二甲醚的沸点,、H2O三种物质的中心原子都是sp3杂化,杂化轨道都是正四面体构形,其中是等性杂化,四条杂化轨道都是成键电子,键角=正常正四面体键角=109°28′,NH3和H2O都是不等性杂化,中心原子N、O分别有1条、2条杂化轨道填入孤对电子,孤对电子的排斥力比成键电子大,因此键角被压缩,孤对电子数越多,斥力越大,键角被压缩的越小,所以键角大小顺序为>NH3>H2O;
【小问5详解】
由均摊法,铜原子数目为,晶胞质量为,铜原子半径为,两个铜原子最近距离是晶胞棱长,所以晶胞棱长为,晶胞体积为,则铜晶体的密度为。
17. 废旧印刷电路板中铜元素含量较高,为充分利用资源,变废为宝实验小组探究利用废旧印刷电路板来制备胆矾,具体流程如图所示:
请回答:
(1)“溶解”过程中,为选择合适的溶解试剂,查阅资料后,小组同学设计如下实验。
实验编号
铜片质量/g
试剂及用量
现象
1号
0.5
开始铜片表面有气泡生成(先慢后快,40min后,溶液蓝色明显铜片表面光亮
2号
0.5
氨水
立即产生大量气泡溶液为深蓝色,铜片表面附着少量蓝色沉淀
①“萃取”往往和分液操作同时进行,分液需要的玻璃仪器是____________,1号实验有气泡产生的原因是____________。
②2号实验中深蓝色溶液为铜氨溶液,写出四氨合铜离子的结构式___________。
(2)“转化”时铜氨溶液中的与有机物RH发生反应的离子方程式为__________。“反萃取”过程中,所加试剂Y的化学式为___________。
(3)“系列操作”具体指____________(填选项字母)。
A.蒸发浓缩、趁热过滤、洗涤、干燥
B.蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜后停止加热,冷却、过滤、洗涤、干燥
C.蒸发浓缩至大量晶体析出后停止加热,冷却、过滤、洗涤、干燥
(4)为测定铜氨溶液中铜元素的含量,可采用如下方法:
ⅰ.移取铜氨溶液于锥形瓶中,滴加稀,调节溶液的为3~4
ⅱ.加入适当过量的溶液,并加入淀粉溶液;
iii.用标准溶液滴定至终点,消耗标准液体积为。
①已知铜氨溶液中存在下列络合平衡,ⅰ中加调节溶液的为3~4的目的是____________,iii中滴定至终点时,溶液的颜色变化为____________。
②该铜氨溶液中铜元素的含量为____________(保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. 分液漏斗、烧杯 ②. 被氧化为催化分解产生 ③.
(2) ①. ②.
(3)B (4) ①. 加入硫酸溶液后,硫酸与氨反应,使上述平衡正向移动生成 ②. 当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不复原 ③.
【解析】
【分析】溶解废旧印刷电路板,滤液中含有Cu2+,与氨气反应生成铜氨溶液,加入RH转化为CuR2,加入Y为反萃取生成硫酸铜,经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到胆矾;
【小问1详解】
①分液需要的玻璃仪器是分液漏斗、烧杯,1号实验溶液蓝色明显说明Cu被氧化生成Cu2+,过氧化氢分解生成水和氧气,铜离子具有催化作用,加快过氧化氢分解产生氧气,则有气泡产生的原因是被氧化为催化分解产生;②2号实验中深蓝色溶液为铜氨溶液,氨气和铜离子形成配位键,Cu中心原子,NH3是配体,四氨合铜离子的结构式;
【小问2详解】
“转化”时铜氨溶液和有机物RH反应生成有机物CuR2,故离子方程式为:, “反萃取”时加入试剂Y可使有机物CuR2转化为CuSO4和有机物,则Y为;
【小问3详解】
“系列操作”具体指蒸发浓缩至溶液表面出现晶膜后停止加热,冷却、过滤、洗涤、干燥,故选B;
【小问4详解】
①ⅰ中加调节溶液的为3~4的目的是加入硫酸溶液后,硫酸与氨反应,使平衡正向移动生成;iii中滴定至终点时,碘单质被消耗完,淀粉做指示剂则溶液颜色由蓝色变无色,因此溶液的颜色变化为当滴入最后半滴标准溶液时,溶液由蓝色变为无色且半分钟不复原;
②由反应、可得关系式:,消耗标准液体积为,则n(Cu2+)= n()=,该铜氨溶液中铜元素的含量为。
18. I.温室气体让地球发烧,倡导低碳生活,是一种可持续发展的环保责任,将应用于生产中实现其综合利用是目前的研究热点。
(1)在催化作用下由和转化为,一定温度下,在恒容密闭容器中按1∶1充入和,发生反应分子中键与键的数目比是____________,下列各项能判断该反应已经达到平衡状态的是____________。
A.混合气体的密度不变 B.的体积分数保持不变
C. D.混合气体的总压强不变
II.研究证明,可作为合成低碳烯烃的原料,目前利用与合成乙烯相关的热化学方程式如下:
反应ⅰ:
反应ⅱ:
(2)由制的热化学方程式___________。
(3)一定条件下,的反应历程如图所示:
该反应的反应速率由第_______(“1”或“2”)步决定。
III.在三个容积均为的密闭容器中以不同的氢碳比充入和,在一定条件下发生反应:的平衡转化率随温度的变化如图所示。
(4)的平衡转化率随温度的升高而降低,其原因是____________,氢碳比①_______②(填“>”“<”或“=”)。
(5)若起始充入,计算点的平衡常数____________。
Ⅳ.一种新型短路膜电化学电池可以消除,装置如下图所示:
(6)该装置可用于空气中的捕获,缓解温室效应,由装置示意图可知,向____________极移动,负极的电极反应式是____________。
【答案】(1) ①. ②. BD
(2)
(3)1 (4) ①. 该反应为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,导致平衡转化率减小 ②. >
(5)512 (6) ①. 负 ②.
【解析】
【小问1详解】
单键全部由键形成,双键由1个键与1个键形成,分子中存在C=O双键,其他都是单键,则键与键的数目比是7:1;A.反应前后气体总质量和容器容积均不变,则混合气体的密度始终不变,不能说明反应达到平衡状态;B.CO2的体积分数保持不变即物质的量不再发生改变,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态;C.v(CO2)=v(CH4)没有指明反应方向,不能说明反应达到平衡状态;D.反应前后质量不变,混合气体的物质的量减小,所以混合气体的平均摩尔质量不变时,说明反应达到平衡状态;答案选BD。
【小问2详解】
根据盖斯定律可知ⅰ×2+ⅱ即得到CO2制C2H4的热化学方程式为;
【小问3详解】
根据示意图可知第一步反应的活化能最大,所以该反应的反应速率由第1步决定;
【小问4详解】
由于该反应为放热反应,随着温度升高,平衡逆向移动,导致CO2平衡转化率减小;温度不变时,增大氢气的浓度提高二氧化碳的平衡转化率,所以氢碳比①>②;
【小问5详解】
P点时二氧化碳转化率是0.5,根据三段式可知,容器体积为1L,P点和Q点温度相同,则该温度下平衡常数;
【小问6详解】
原电池中阴离子向负极移动,装置中氧气得到电子,氢气失去电子,氢气所在电极是负极,所以碳酸氢根离子向负极移动,因此负极反应式为。
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