精品解析：上海市嘉定区第一中学2024-2025学年高三上学期11月月考化学学科（等级考）试卷

上海市嘉定一中2024学年第一学期11月 高三年级化学学科(等级考)试卷 (满分100分，时间60分钟，答案全部填写在答题纸上) 说明： 本试题的选择题，没有特别注明，为单选题，只有一个正确选项；若注明双选，有两个正确选项，漏选、错选均不得分；若注明不定项，有1~2个正确选项，多选、错选不得分，漏选得一半分数。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ba-137 一、亚硝酰氯(NOCl)常温常压下是一种黄色气体，熔点-64.5℃，沸点-5.5℃，极易水解。主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。 1. 关于N与O两种元素的比较正确的是 A. 第一电离能：O>N B. 电负性：N>O C. 原子半径：O>N D. 基态原子核外未成对电子数：N>O 2. NOCl 分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为_____，该分子的空间构型______。 3. NOCl水解生成两种酸，写出相应的化学方程式：_______。 4. NOCl 在一定频率(v)光的照射下会发生光解，其反应机理为： 第一步：NOCl(g) + hv=NOCl*(g)； 第二步：NOCl(g) + NOCl*(g)=2NO(g) + Cl2(g) 其中 hv 表示一个光子能量，NOCl*表示 NOCl 的激发态。 （1）以下均从选项中选择：第一步的焓变 ΔH_______0；第二步的熵变 ΔS_______0。 A．大于 B． 小于 C．等于 （2）分解1molNOCl 需要吸收_______mol 光子。 5. 实验室可用NO与Cl2 在通常条件下制备NOCl，(已知NO2 与Cl2反应可得到NO2Cl)，装置如下图所示。 实验时，先通入一种气体，待E中U形管内充满该气体时，再缓缓通入另一种气体。 （1）装置F的作用是_______。 （2）实验中应先通Cl2还是NO？_______。请举出一条理由_______。 二、氯化铁晶体的制备与测定 6. 氯化铁是重要的化工原料。实验室制备FeCl3晶体(带一定数目结晶水)过程如下。 第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液Ⅰ。 第二步：向溶液Ⅰ中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液Ⅱ。 第三步：黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到 FeCl3 晶体。 （1）第一步中发生的主要反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、_______(用离子方程式表示)。 （2）第二步中通入(或加入)X可以是_______。 A. KMnO4 B. Cl2 C. HNO3 D. H2O2 （3）第三步中一系列操作依次是_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 （4）在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是____。FeCl3晶体(化学式记为FeCl3·nH2O)中结晶水数目n可用如下方法测定：称取5.338gFeCl3 晶体样品，溶于浓盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴指示剂，并用 0.100 mol·L-1 标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次(已知：)。配制FeCl3溶液所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需____。 （5）关于本实验操作说法正确的是_______。 A. 润洗滴定管时，应从滴定管上口加满所需溶液，使滴定管内壁充分润洗 B. 滴定前应用待测液润洗锥形瓶，以减少滴定误差 C. 滴定时左手不允许离开活塞，不允许放任溶液自己流下 D. 滴定时两眼应注视滴定管中液面下降情况 （6）滴定时指示剂应选择_______(填名称)；判断达到滴定终点的现象是_______。 （7）某次滴定前后滴定管中液面示数如图所示，本次滴定消耗标准Na2S2O3溶液_______mL。 （8）若三次实验平均消耗标准Na2S2O3溶液20.00mL，列式计算FeCl3 晶体中结晶水的数目n为____(精确至0.1，已知)。 三、火星探测“天问一号”利用环绕器在火星上空开展了全球遥感探测，通过分析火星表面反射太阳的光谱特征数据，发现火星土壤富含三价铁。 7. 火星表面反射太阳的光谱属于_______。 A．发射光谱 B．吸收光谱 8. 基态 Fe3+离子核外电子共有_______种能量，其中未成对电子数为_______。 9. 火星土壤中三价铁的形成与氯氧酸盐()有关。与是氯氧酸盐的两种稳定形态。关于两者比较正确的是 A. 结合能力： B. O-Cl-O 键角： C. 含有相同数量的σ键 D. Cl原子杂化方式相同 10. “祝融号”登陆火星表面，探测发现火星某些区域存在一种叫做Jarosite(化学组成为[KFe3(SO4)a(OH)b])的矿物，被认为是火星上曾经有水的证据。为确定Jarosite的化学式，可进行如下实验。 （1）固体A的组成为_______(填化学式)。 （2）Jarosite 的化学式为_______。 11. “天问一号”在火星北极区域发现了冰的存在，其中大部分是干冰，小部分是水冰。水冰(图1)与干冰(图2)的晶体结构如图所示： （1）水冰中每个氧原子的价电子都用于成键，有的成O—H键，有的成O—H…O氢键。若平均每个水分子与x个水分子形成氢键，1mol水冰中含ymol氢键，则x、y的值分别为_______。 A. ， B. ， C. ， D. ， （2）干冰晶体中分子共有四种不同空间取向。与分子距离最近且空间取向相同的分子有_______个。 A. 4 B. 6 C. 8 D. 12 （3）已知某温度下干冰晶胞棱长为，则该温度下干冰密度为_______(NA的数值取)。 四、最古老的染料—靛蓝 12. 靛蓝在我国生产和使用已有三千多年的历史。1870 年，德国化学家拜耳(Baeyer)首次合成了靛蓝，并于 1905 年因确定靛蓝的结构而获得诺贝尔化学奖。靛蓝的一种合成路线如图所示。 已知：。 （1）B的化学名称为_______；靛蓝中含有的官能团除了亚氨基(-NH-)外，还有_______。 （2）D→E所需的试剂与条件为_______。 （3）E→F第一步反应的反应式：_______。 （4）F分子中最多有_______个原子在同一条直线上。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 （5）检验最终靛蓝中是否有葡萄糖残留可选用的试剂是_______。 A. Br2的CCl4溶液 B. KMnO4 酸性溶液 C. 银氨溶液 D. NaHCO3溶液 （6）拜耳当时给出的靛蓝的结构实际上是错误的，他给出的其实是异靛蓝(结构如图)的结构。 ①靛蓝与异靛蓝互为_______。 A．构造异构体 B．顺反异构体 C．对映异构体 ②已知异靛蓝的沸点高于靛蓝，从结构角度解释原因_______。 （7）写出满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式_______。 i．苯环上有三个取代基，其中一个为氰基(-CN) ii．能与NaOH溶液反应 iii．核磁共振氢谱中共有三组峰，其面积之比为 2∶2∶1 （8）写出由A合成B的另一种转化路线_______。 五、湿法炼铅 13. 湿法炼铅可用方铅矿(主要成分为PbS)作原料，在制备金属铅的同时，还可制得硫黄，相对环保。湿法炼铅的工艺流程如下。 已知：PbCl2是一种难溶于冷水，易溶于热水的弱电解质。在浓度较大的溶液中，存在平衡：。 （1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为_______。 （2）PbS 晶体是一种具有半导体特性的材料。化学家在实验室中合成了边长在40~60 nm的PbS立方体。 ①测定PbS晶体结构可采用的仪器分析技术是_______。 A． 原子发射光谱 B．紫外-可见光光谱 C．红外光谱 D．X射线晶体衍射 ②分散质粒子符合上述PbS立方体尺寸的分散系属于_______(填名称)。 （3）方铅矿浸取溶解的原理为：。实际操作中，会向FeCl3浸取液中加入NaCl，其作用有_______。 A. 提高浸取速率 B. 增大Fe3+氧化能力 C. 防止生成 PbCl2 D. 降低反应活化能 （4）从滤渣1中提取回收硫可用溶剂萃取法，可选用的溶剂是_______。 A. 热水 B. 乙醇 C. 二硫化碳 D. 稀硫酸 （5）操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于PbCl2的析出，从平衡移动的角度分析可能的原因_______。将溶液3和滤液2分别置于如图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。 ①溶液3应置于_______中。 A．阳极室 B．阴极室 ②获得金属铅的电极反应式为_______。 ③简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市嘉定一中2024学年第一学期11月 高三年级化学学科(等级考)试卷 (满分100分，时间60分钟，答案全部填写在答题纸上) 说明： 本试题的选择题，没有特别注明，为单选题，只有一个正确选项；若注明双选，有两个正确选项，漏选、错选均不得分；若注明不定项，有1~2个正确选项，多选、错选不得分，漏选得一半分数。 相对原子质量：H-1 C-12 N-14 O-16 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Ba-137 一、亚硝酰氯(NOCl)常温常压下是一种黄色气体，熔点-64.5℃，沸点-5.5℃，极易水解。主要用于合成洗涤剂、催化剂，也可用作有机合成中间体。 1. 关于N与O两种元素的比较正确的是 A. 第一电离能：O>N B. 电负性：N>O C. 原子半径：O>N D. 基态原子核外未成对电子数：N>O 【答案】D 【解析】 【详解】A．由于N的价层电子排布式为，为半充满状态，能量较低，难失电子，因此第一电离能高于，故第一电离能:：，A错误； B．非金属性越强则电负性越大，非金属性：，电负性：，B错误； C．同周期从左往右原子半径在减小，因此原子半径：，C错误； D．的价层电子排布式为，未成对电子数为，氧的价层电子排布式为，未成对电子数为，基态原子核外未成对电子数：，D正确； 故选D。 2. NOCl 分子中各原子均满足8电子稳定结构，则NOCl的电子式为_____，该分子的空间构型______。 【答案】 ①. ②. V形 【解析】 【详解】分子中各原子均满足8电子稳定结构，其中N原子化合价为价，O原子化合价为价，Cl原子化合价为价，则氮原子与氧原子形成两对共用电子对，与氯原子形成一对共用电子对，则分子的电子式为：；分子的中心原子N原子存在一对孤电子，利用价层电子对互斥理论得到的VSEPR模型为平面三角形，则分子的空间构为V形。 故答案为：；V形。 3. NOCl水解生成两种酸，写出相应的化学方程式：_______。 【答案】 【解析】 【详解】亚硝酰氯()中氮元素的化合价为+3价，氯元素的化合价为价，氧原子的化合价为价，其水解生成两种酸，则化合价未发生变化，则水解分别得到亚硝酸和盐酸，水解方程式为：。 4. NOCl 在一定频率(v)光的照射下会发生光解，其反应机理为： 第一步：NOCl(g) + hv=NOCl*(g)； 第二步：NOCl(g) + NOCl*(g)=2NO(g) + Cl2(g) 其中 hv 表示一个光子能量，NOCl*表示 NOCl 的激发态。 （1）以下均从选项中选择：第一步的焓变 ΔH_______0；第二步的熵变 ΔS_______0。 A．大于 B． 小于 C．等于 （2）分解1molNOCl 需要吸收_______mol 光子。 【答案】（1） ①. A ②. A （2）0.5 【解析】 【小问1详解】 第一步： NOCl+hv→NOCl*为基态到激发态，即需要吸热，所以第一步的焓变△H>0；第二步反应气体分子数增多，混乱度增大，是熵增的过程，其熵变△S>0，故答案为：A；A； 【小问2详解】 由反应机理可知，反应总反应方程式为：，故分解需要吸收0.5mol光子，故答案为：0.5。 5. 实验室可用NO与Cl2 在通常条件下制备NOCl，(已知NO2 与Cl2反应可得到NO2Cl)，装置如下图所示。 实验时，先通入一种气体，待E中U形管内充满该气体时，再缓缓通入另一种气体。 （1）装置F的作用是_______。 （2）实验中应先通Cl2还是NO？_______。请举出一条理由_______。 【答案】（1）防止G中水蒸气进入U形管，避免引起NOCl水解 （2） ①. Cl2 ②. 先通Cl2.可以排除装置中的空气，避免O2与NO生成NO2，进而产生杂质NO2Cl 【解析】 【小问1详解】 NOCl会发生水解，因此装置F的作用是防止G中水蒸气进入U形管，避免引起NOCl水解 【小问2详解】 本实验是用Cl2和NO制备NOCl，但NO2与Cl2反应可得到NO2Cl，因此要先通入Cl2，用Cl2排除装置中的空气，避免空气与O2生成NO2，进而产生杂质NO2Cl。 二、氯化铁晶体的制备与测定 6. 氯化铁是重要的化工原料。实验室制备FeCl3晶体(带一定数目结晶水)过程如下。 第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液Ⅰ。 第二步：向溶液Ⅰ中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液Ⅱ。 第三步：黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到 FeCl3 晶体。 （1）第一步中发生的主要反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、_______(用离子方程式表示)。 （2）第二步中通入(或加入)X可以是_______。 A. KMnO4 B. Cl2 C. HNO3 D. H2O2 （3）第三步中一系列操作依次是_______、_______、过滤、洗涤、干燥。 （4）在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是____。FeCl3晶体(化学式记为FeCl3·nH2O)中结晶水数目n可用如下方法测定：称取5.338gFeCl3 晶体样品，溶于浓盐酸，配制成100mL溶液；取出10.00mL，加入稍过量的KI溶液，充分反应后，滴入几滴指示剂，并用 0.100 mol·L-1 标准Na2S2O3溶液滴定至终点，平行测定三次(已知：)。配制FeCl3溶液所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需____。 （5）关于本实验操作说法正确的是_______。 A. 润洗滴定管时，应从滴定管上口加满所需溶液，使滴定管内壁充分润洗 B. 滴定前应用待测液润洗锥形瓶，以减少滴定误差 C. 滴定时左手不允许离开活塞，不允许放任溶液自己流下 D. 滴定时两眼应注视滴定管中液面下降情况 （6）滴定时指示剂应选择_______(填名称)；判断达到滴定终点的现象是_______。 （7）某次滴定前后滴定管中液面示数如图所示，本次滴定消耗标准Na2S2O3溶液_______mL。 （8）若三次实验平均消耗标准Na2S2O3溶液20.00mL，列式计算FeCl3 晶体中结晶水的数目n为____(精确至0.1，已知)。 【答案】（1）2Fe3++Fe=3Fe2+ （2）BD （3） ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶 （4） ①. 抑制FeCl3水解 ②. 100mL容量瓶、胶头滴管 （5）C （6） ①. 淀粉溶液 ②. 当滴入最后半滴标准Na2S2O3溶液时，溶液由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色 （7）19.40 （8）5.8 【解析】 【分析】实验室制备FeCl3晶体时，分三步进行。第一步：用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，此时Fe2O3与HCl发生反应生成FeCl3等，生成的FeCl3与Fe反应生成FeCl2等，过量的HCl再与Fe反应生成FeCl2等，从而得到浅绿色溶液Ⅰ。第二步：向溶液Ⅰ中通入(或加入)强氧化剂，为保证所得溶液的纯净，此氧化剂应为Cl2或H2O2，将Fe2+氧化为Fe3+，充分反应得到黄色溶液Ⅱ。第三步：黄色溶液Ⅱ经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作，得到 FeCl3 晶体。 【小问1详解】 第一步中，用足量稀盐酸溶解废铁屑(表面已锈蚀)，得到浅绿色溶液，则除发生Fe、Fe2O3与H+反应外，还发生Fe与Fe3+的反应，发生的主要反应有：Fe+2H+=Fe2++H2↑、Fe2O3+6H+=2Fe3++3H2O、2Fe3++Fe=3Fe2+。 【小问2详解】 第二步中，向溶液Ⅰ中通入(或加入)X，充分反应得到黄色溶液，则表明Fe2+被X氧化为Fe3+。 A．KMnO4不仅能将Fe2+氧化为Fe3+，还能将Cl-氧化为Cl2，且引入杂质离子Mn2+、K+，不能得到纯净的FeCl3溶液，A不符合题意； B．通入Cl2，能将FeCl2氧化为FeCl3，且不引入杂质离子，B符合题意； C．加入HNO3，能将FeCl2氧化为FeCl3，但溶液中同时混入Fe(NO3)3，且生成NO污染空气，C不符合题意； D．加入H2O2，发生反应2Fe2++H2O2+2H+=2Fe3++2H2O，能将FeCl2氧化为FeCl3，且不引入杂质离子，D符合题意； 故选BD。 【小问3详解】 第三步中，黄色溶液Ⅱ经一系列操作，得到 FeCl3 晶体。此步是将溶液中的溶质结晶析出，则一系列操作依次是：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。 【小问4详解】 FeCl3是强酸弱碱盐，易发生水解，则在整个实验过程中，盐酸必须保持过量，主要原因是：抑制FeCl3水解。 配制100mLFeCl3溶液，应在100mL容量瓶中配制，则所需的玻璃仪器除烧杯、玻璃棒外，还需100mL容量瓶、胶头滴管。 【小问5详解】 A. 润洗滴定管时，应从滴定管上口加入少量待盛装的溶液，使滴定管内壁充分润洗，并不需要加满，A不正确； B. 滴定前，不需要用待测液润洗锥形瓶，否则会使测定结果偏高，B不正确； C. 滴定时左手轻轻地向内扣住活塞，不允许离开活塞，手心空握以免碰到活塞使其松动漏出溶液，不允许放任溶液自己流下，C正确； D. 滴定时两眼应注视锥形瓶内液体颜色变化，不能注视滴定管中液面下降情况，D不正确； 故选C。 【小问6详解】 指示I2的存在情况，通常使用淀粉溶液，则滴定时指示剂应选择淀粉溶液；滴定前，溶液呈蓝色，滴定达终点时，溶液呈无色，则判断达到滴定终点的现象是：当滴入最后半滴标准Na2S2O3溶液时，溶液由蓝色变为无色，且在半分钟内不变色。 【小问7详解】 某次滴定前后滴定管中液面示数如图所示，滴定前读数为1.15mL，滴定后读数为20.55mL，则本次滴定消耗标准Na2S2O3溶液体积为20.55mL-1.15mL=19.40mL。 【小问8详解】 由反应可建立关系式：2Fe3+——I2——2Na2S2O3，n(Na2S2O3)= 0.100 mol·L-1×0.02000L=2.000×10-3mol，则原样品中，n(FeCl3·nH2O)= 2.000×10-3mol×=2.000×10-2mol，(162.5+18n)g/mol==266.9，n=5.8。 【点睛】读取滴定管中液面所在位置时，应读到小数点后两位。 三、火星探测“天问一号”利用环绕器在火星上空开展了全球遥感探测，通过分析火星表面反射太阳的光谱特征数据，发现火星土壤富含三价铁。 7. 火星表面反射太阳的光谱属于_______。 A．发射光谱 B．吸收光谱 【答案】B 【解析】 【详解】可以将火星反射的光线穿过棱镜进行色散，得到的光谱是火星物质吸收部分光线后反射回棱镜的，因此火星表面反射太阳的光谱属于吸收光谱‌。 故答案为：B。 8. 基态 Fe3+离子核外电子共有_______种能量，其中未成对电子数为_______。 【答案】 ①. 6 ②. 【解析】 【详解】基态 离子的核外电子排布为，核外电子的能量只和能级有关，具体来说，1s、2s、2p、3s、3p、3d各自只有一种能量状态，所以一共有6种不同的能量状态‌。基态 离子价层电子排布式为，所以未成对电子数为。 9. 火星土壤中三价铁的形成与氯氧酸盐()有关。与是氯氧酸盐的两种稳定形态。关于两者比较正确的是 A. 结合能力： B. O-Cl-O 键角： C. 含有相同数量的σ键 D. Cl原子杂化方式相同 【答案】BD 【解析】 【详解】A．同一元素不同化合价的含氧酸，化合价越高，酸性越强，则酸性：；酸性越强，电离出的能力越强，相应酸根结合氢离子的能力越弱，则结合氢离子能力：，A错误； B．的中心原子的价层电子对数是：。的中心原子的价层电子对数是：，含有对孤电子对，由于孤电子对对成键电子对的排斥作用，使得中的键角减小，因此键角：，B正确； C．中含有键，中含有键，键数目不相同，C错误； D．的中心原子的价层电子对数是：，采用；的中心原子的价层电子对数是：，采用，D正确； 故选BD。 10. “祝融号”登陆火星表面，探测发现火星某些区域存在一种叫做Jarosite(化学组成为[KFe3(SO4)a(OH)b])的矿物，被认为是火星上曾经有水的证据。为确定Jarosite的化学式，可进行如下实验。 （1）固体A的组成为_______(填化学式)。 （2）Jarosite 的化学式为_______。 【答案】（1）K2SO4、Fe2(SO4)3、Fe2O3 （2）KFe3(SO4)2(OH)6 【解析】 【分析】分析实验过程，在550℃加热Jarosite，生成0.54g气态水和固体A。固体A经加水溶解得到1.60g红棕色固体E和溶液B。将溶液B等分两份，第一份加足量NaOH溶液，生成红褐色沉淀C，可知C为Fe(OH)3。灼烧C，得到0.4g红棕色固体E，可知E为Fe2O3。第二份溶液中加足量BaCl2溶液，生成2.33g白色沉淀D。可知D为BaSO4。根据H2O的质量计算OH-的物质的量，根据Fe2O3的质量计算铁元素的物质的量，根据BaSO4的质量计算SO的物质的量，最终计算出a、b的值。 【小问1详解】 由分析可知，加热[KFe3(SO4)a(OH)b]后生成H2O和固体A。固体A中含有Fe2O3，同时依据红色沉淀C为Fe(OH)3，可知还生成了Fe2(SO4)3。根据元素守恒，可知Jarosite在550℃分解生成K2SO4、Fe2(SO4)3、Fe2O3和H2O。故固体A为：K2SO4、Fe2(SO4)3、Fe2O3；答案为：K2SO4、Fe2(SO4)3、Fe2O3； 【小问2详解】 0.54g H2O的物质的量=，则样品中OH-的物质的量为0.06mol；Fe2O3的物质的量=，则样品中含n(Fe)=0.015mol×2=0.03mol。生成2.33gBaSO4，则n(SO)=。因此有n(Fe):n(SO):n(OH-)=0.03:0.02:0.06=3:2:6。结合题给信息，可知a=2，b=6。Jarosite 的化学式为KFe3(SO4)2(OH)6。答案为：KFe3(SO4)2(OH)6。 11. “天问一号”在火星北极区域发现了冰的存在，其中大部分是干冰，小部分是水冰。水冰(图1)与干冰(图2)的晶体结构如图所示： （1）水冰中每个氧原子的价电子都用于成键，有的成O—H键，有的成O—H…O氢键。若平均每个水分子与x个水分子形成氢键，1mol水冰中含ymol氢键，则x、y的值分别为_______。 A. ， B. ， C. ， D. ， （2）干冰晶体中分子共有四种不同空间取向。与分子距离最近且空间取向相同的分子有_______个。 A. 4 B. 6 C. 8 D. 12 （3）已知某温度下干冰晶胞棱长为，则该温度下干冰密度为_______(NA的数值取)。 【答案】（1）D （2）B （3）1.56 【解析】 【小问1详解】 根据图1水冰的结构，与金刚石的结构类似，则平均每个水分子与4个水分子通过氢键进行结合，即1个水分子结合了4个氢键，但每个氢键都由2个水分子共用，得到平均每个水分子有2个氢键，则1mol水冰中含有氢键数为，所以得到，。 故答案为：D。 【小问2详解】 干冰晶体中二氧化碳分子的排列方向有4种，顶点1种，3个相对的面心上3种，不管是那一种方向的排列，最近的2个二氧化碳分子都可以用1个二氧化碳分子为中心，按照x、y、z轴分布找到最近的原子，结合轴的2个方向可以找到共6个二氧化碳分子符合。 故答案为：B。 【小问3详解】 根据图2可知，1个干冰晶胞中有8个二氧化碳分子位于顶点，有6个二氧化碳分子位于面心，则平均1个晶胞含有的二氧化碳分子数为：，干冰晶体的化学式为，干冰晶胞棱长为，则体积为，干冰密度为。 故答案为：1.56。 四、最古老的染料—靛蓝 12. 靛蓝在我国生产和使用已有三千多年的历史。1870 年，德国化学家拜耳(Baeyer)首次合成了靛蓝，并于 1905 年因确定靛蓝的结构而获得诺贝尔化学奖。靛蓝的一种合成路线如图所示。 已知：。 （1）B的化学名称为_______；靛蓝中含有的官能团除了亚氨基(-NH-)外，还有_______。 （2）D→E所需的试剂与条件为_______。 （3）E→F第一步反应的反应式：_______。 （4）F分子中最多有_______个原子在同一条直线上。 A. 3 B. 4 C. 5 D. 6 （5）检验最终靛蓝中是否有葡萄糖残留可选用的试剂是_______。 A. Br2的CCl4溶液 B. KMnO4 酸性溶液 C. 银氨溶液 D. NaHCO3溶液 （6）拜耳当时给出的靛蓝的结构实际上是错误的，他给出的其实是异靛蓝(结构如图)的结构。 ①靛蓝与异靛蓝互为_______。 A．构造异构体 B．顺反异构体 C．对映异构体 ②已知异靛蓝的沸点高于靛蓝，从结构角度解释原因_______。 （7）写出满足下列条件的F的一种同分异构体的结构简式_______。 i．苯环上有三个取代基，其中一个为氰基(-CN) ii．能与NaOH溶液反应 iii．核磁共振氢谱中共有三组峰，其面积之比为 2∶2∶1 （8）写出由A合成B的另一种转化路线_______。 【答案】（1） ①. 苯甲醛 ②. 羰基、碳碳双键 （2）浓HNO3、浓H2SO4、加热 （3）+3NaOH+2NaBr+3H2O （4）D （5）C （6） ①. B ②. 靛蓝中亚氨基与羰基距离较近，能形成分子内氢键，而异靛蓝只能形成分子间氢键 （7） 、、、； （8） 【解析】 【分析】由A的分子式可知A的结构简式为，A与MnO2加热反应，被氧化为，结合信息的反应，可知C的结构简式为，继续与Br2加成得到，结合F的结构简式，可知D到E发生的是硝化反应，E的结构简式为，再发生消去反应、酸化后得到F，F最后得到靛蓝。 【小问1详解】 由B的结构简式可知其名称为苯甲醛；根据靛蓝的结构简式，含有的官能团除了亚氨基外，还有羰基、碳碳双键； 【小问2详解】 由上述分析可知，A→B的反应类型为氧化反应；D→E为硝化反应，所需的试剂与条件为浓HNO3、浓H2SO4、加热； 【小问3详解】 E→F的第一步反应是两个溴原子发生消去反应，化学方程式为：+3NaOH+2NaBr+3H2O； 【小问4详解】 F中含有碳碳三键，碳碳叁键上四个原子在一条直线上，苯环对位原子在一条直线上，可以看出最多有6个原子在同一条直线上；答案为D； 【小问5详解】 A．葡萄糖中含有醛基，靛蓝中有碳碳双键，都能使Br2的CCl4溶液褪色，故A不选； B．葡萄糖中含有醛基，靛蓝中有碳碳双键，都能使酸性KMnO4溶液褪色，故B不选； C．葡萄糖能与银氨溶液发生银镜反应，而靛蓝不能发生银镜反应，可以检验靛蓝中是否含有葡萄糖，故C选； D．葡萄糖和靛蓝都不与碳酸氢钠溶液反应，故D不选； 故选：C； 【小问6详解】 ①根据靛蓝和异靛蓝的结构二者都有碳碳双键，可以判断两者互为顺反异构体；故选：B。 ②靛蓝中亚氨基与羰基距离较近，能形成分子内氢键，而异靛蓝只能形成分子间氢键，故异靛蓝的沸点高于靛蓝； 【小问7详解】 F的结构简式为，除了苯环还有4个不饱和度，其同分异构体苯环上有三个取代基，其中一个为氰基，还剩余2个C，4个O，且还有两个不饱和度；能与NaOH溶液反应，另外两个取代基为两个-COOH或两个-OOCH；核磁共振氢谱中共有三组峰，其面积之比为，说明为对称结构；满足条件的同分异构体中属于酸类的有 、属于酯类的有、； 【小问8详解】 由甲苯合成苯甲醛的另一条路线，甲苯先生成，水解后得到，催化氧化得到，路线为：。 五、湿法炼铅 13. 湿法炼铅可用方铅矿(主要成分为PbS)作原料，在制备金属铅的同时，还可制得硫黄，相对环保。湿法炼铅的工艺流程如下。 已知：PbCl2是一种难溶于冷水，易溶于热水的弱电解质。在浓度较大的溶液中，存在平衡：。 （1）铅是碳的同族元素，比碳多4个电子层。铅在元素周期表的位置为_______。 （2）PbS 晶体是一种具有半导体特性的材料。化学家在实验室中合成了边长在40~60 nm的PbS立方体。 ①测定PbS晶体结构可采用的仪器分析技术是_______。 A． 原子发射光谱 B．紫外-可见光光谱 C．红外光谱 D．X射线晶体衍射 ②分散质粒子符合上述PbS立方体尺寸的分散系属于_______(填名称)。 （3）方铅矿浸取溶解的原理为：。实际操作中，会向FeCl3浸取液中加入NaCl，其作用有_______。 A. 提高浸取速率 B. 增大Fe3+氧化能力 C. 防止生成 PbCl2 D. 降低反应活化能 （4）从滤渣1中提取回收硫可用溶剂萃取法，可选用的溶剂是_______。 A. 热水 B. 乙醇 C. 二硫化碳 D. 稀硫酸 （5）操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于PbCl2的析出，从平衡移动的角度分析可能的原因_______。将溶液3和滤液2分别置于如图所示电解装置的两个极室中，可制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生。 ①溶液3应置于_______中。 A．阳极室 B．阴极室 ②获得金属铅的电极反应式为_______。 ③简述滤液2电解后再生为FeCl3的原理_______。 【答案】（1）第六周期第ⅣA族 （2） ①. D ②. 胶体 （3）AC （4）C （5） ①. 降低PbCl2的溶解度，同倍数降低Cl-和浓度，使平衡正向移动生成； ②. B ③. ④. 阳极发生，溶液中c(Fe3+)升高，同时Cl-穿过负离子交换膜进入阳极室，使FeCl3再生 【解析】 【分析】根据滤渣1中含S可知，PbS与FeCl3发生氧化还原反应，根据在Cl-浓度较大的溶液中存在平衡：可知，滤液1中含有Na+、Fe2+、Pb2+、和Cl-，根据PbCl2难溶于冷水可知操作b为加入水并降温，使溶液中c(Cl-)降低，平衡逆向移动，PbCl2析出，过滤后滤液2中含有Na+、Fe2+、Cl-，PbCl2在NaCl溶液中转变为，溶液3为Na2PbCl4溶液，然后电解Na2PbCl4溶液和滤液2制备Pb。 【小问1详解】 铅在元素周期表的位置为：第六周期第ⅣA族； 【小问2详解】 ①测定PbS晶体结构可采用的仪器分析技术是晶体X射线衍射，故选D； ②PbS立方体分散质粒子尺寸为40~60nm，该分散系属于胶体； 【小问3详解】 A．该反应中，Cl-为反应物，增大Cl-浓度能提高浸取速率，A正确； B．Fe3+将-2价S元素氧化为S单质，并未表现出更高的氧化能力，B错误； C．增大Cl-浓度，Pb元素转化为，防止生成PbCl2，C正确； D．Cl-为反应物，不能降低反应活化能，D错误； 故选：AC； 【小问4详解】 硫单质易溶于二硫化碳，故选C； 【小问5详解】 操作a为加适量水稀释并冷却，该操作有利于PbCl2的析出，原因：降低PbCl2的溶解度，同倍数降低Cl-和浓度，使平衡正向移动生成； ①该电解实验的目的是：制取金属铅并使浸取液中的FeCl3再生，Na2PbCl4中Pb元素由+2价降低为0价，在阴极发生还原反应，Na2PbCl4放在阴极室，故选B； ②获得金属铅的电极反应式为：； ③滤液2电解后再生为FeCl3的原理：阳极发生，溶液中c(Fe3+)升高，同时Cl-穿过负离子交换膜进入阳极室，使FeCl3再生。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $