内容正文:
常德市一中2025年上学期高二年级第一次月水平检测试题
化学
(时量:75分钟 满分:100分 )
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Mn55 Fe56 Zn65 Se79
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 乙酸和乙醇均为生活中常见有机物,下列说法错误的是
A. 乙酸和乙醇中的碳原子杂化类型分别有2种、1种
B. 可用质谱仪鉴别乙酸和乙醇
C. 可用分液的方法分离乙酸和乙醇
D. 乙醇的核磁共振氢谱图中有3组峰,峰面积之比为
2. 与溶液反应生成沉淀(带有特征蓝色)。这是检验溶液中的常用方法。下列有关说法错误的是
A. 的电子式为 B. 的结构示意图为
C. 铁氰根离子的结构为 D. 基态的价层电子轨道表示式为
3. 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 澄清透明溶液中: B. 使甲基橙变红的溶液中:
C. 的溶液中: D. 的溶液中:
4. 下列操作正确的是
A. 甲装置可以用于制备氯气
B. 乙装置可以用于洗去氯气中混有的氯化氢
C. 丙可以用于收集CO
D. 丁装置用于实验室焙烧硫酸铜晶体制备硫酸铜
5. 一种抗癫痫药物的合成中间体的结构如图所示,下列关于该有机物的说法正确的是
A. 属于烃类 B. 分子式为
C. 分子中含有三种官能团 D. 分子中只含有1个手性碳原子
6. 工业上常采用接触法制取重要产品——硫酸,以下为接触法制硫酸的反应:
①
②
③
下列说法正确的是
A. 反应①中,反应物的总能量低于生成物的总能量
B. 反应②中,若使用作催化剂,则释放出的热量更多
C. 对于反应③,要使反应自发进行,宜采取较高温度
D. 反应 的焓变
7. 下列事实与氢键无关的是
A. 沸点低于 B. 的熔点高于
C. 的沸点高于 D. 比更易溶于水
8. 饮用水中的对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将还原为N2,反应的离子方程式为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 消耗lmolAl,反应转移的电子数为 B. 的空间构型是正四面体形
C. 标准状况下,11.2LN2中含π键数目为 D. 2mol液态水中含有的氢键数目少于
9. 某些元素形成的化合物表现出与卤素单质相似的性质,称为拟卤素,如(结构为等。下列关于这三种物质的说法错误的是
A. 均为非极性分子 B. 碳原子均采用杂化
C. 所有原子均满足8电子稳定结构 D. 分子中均存在极性键和非极性键
10. 时,气体和气体在的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应:。时反应达到平衡,生成的物质的量为,反应过程中的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 化学计量数之比
B. 后,的消耗速率等于的生成速率
C. 内的平均反应速率为mol∙L-1∙min-1
D. 该温度下,反应的平衡常数
11. 是原子序数依次增大的5种短周期主族元素,其元素性质或原子结构如表,下列说法正确的是
元素
元素性质或原子结构
电子只有一种自旋取向
基态原子核外价层电子排布满足
基态原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等
与基态原子的价层电子数相同
基态原子核外只有一个未成对电子
A. 电负性:
B. 简单离子半径:
C. 的第一电离能高于同周期相邻元素
D. 与能形成两种化合物,且所有原子均满足8电子稳定结构
12. 是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,晶胞如图所示,下列说法错误的是
A. 合成反应中,还原剂是和C
B. 晶胞中含有的个数为4
C. 每个周围与它最近且距离相等的有8个
D. 为V形结构
13. 新型可充电镁—溴电池能量密度高,循环性能优越,在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过),下列说法不正确的是
A. 当通过离子选择性膜时,导线中通过
B. 放电时,正极反应:
C. 放电时,Mg电极发生还原反应
D. 充电时,Mg电极应连接电源负极
14. 常温下,用HCl(g)调节SrF2浊液的pH,测得在通入HCl(g)的过程中,体系中-lgc(X)(X代表Sr2+或F-)与的关系如图所示。下列说法错误的是
已知:SrF2为微溶于水,溶于盐酸,不溶于氢氟酸、乙醇和丙酮的固体。
A.
B. L2表示的变化情况
C. 随着HCl的加入,SrF2溶解度逐渐增大
D. m、n点对应的溶液中均存在
二、填空题:本题共4小题,共58分。
15. 以废铁屑、低品位软锰矿[主要成分有、等]为原料,制备硫酸锰,进一步电解制备金属锰,工艺流程如图所示:
已知:I.部分金属阳离子以氢氧化物沉淀时的如表:
金属阳离子
开始沉淀的
6.8
1.8
3.7
8.6
5.2
沉淀完全的
8.3
2.8
4.7
10.1
6.7
II.几种化合物的溶解性或溶度积如表:
化合物
溶解性或溶度积
溶于水
溶于水
(1)基态的价层电子排布式为_______。
(2)为去除废铁屑表面的油污可采用的方法为_______;“浸出”后浸出液中的+2价金属阳离子有、_______。
(3)锰的浸出率结果如图所示。
由图可知,影响锰浸出率因素有_______。
(4)“除铁、铝”过程中,浸出液需要先用试剂A处理,然后加入,反应后溶液的。试剂A的作用是_______。
(5)“除铜”过程中,当铜离子恰好完全沉淀(当离子浓度小于或等于时视为完全沉淀)时,溶液中_______。
(6)用惰性电极电解中性溶液可以制得金属。装置如图所示。
若生成,右室溶液中最终增加_______。
16. 有A、B两种有机物,按要求回答下列问题:
(1)取有机物A3.0g,测得完全燃烧后生成3.6gH2O和3.36LCO2(标准状况),已知相同条件下,该有机物的蒸气密度是氢气的30倍,则该有机物的分子式为_______,若该物质能与金属钠反应放出氢气,则该有机物的官能团的名称为_______。
(2)有机物B分子式为C4H8O2,其红外光谱图如图:
又测得其核磁共振氢谱图中有3组峰,且峰面积比为6:1:1,试推测该有机物的结构并写出结构简式:_______。
(3)主链含6个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有_______(不考虑立体异构)。
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
(4)采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,该物的核磁共振氢谱如图:
①X的结构简式为_______。
②写出X与溴水反应方程式_______。
③有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢,则Y的键线式为:_______。
17. 锌的合金及化合物应用广泛。碳酸酐酶是一种含锌金属酶,人体内碳酸酐酶可以大大加快水合和脱水的反应速率。碳酸酐酶的结构片段如图所示,请回答下列问题:
(1)位于元素周期表_______区。
(2)碳酸酐酶的结构片段中,的配位数为_______,碳酸酐酶结构片段中含有的键数目为_______。
(3)金属能溶于氨水,生成以氨为配体且配位数为4的配离子并放出氢气,与氨水反应的离子方程式为:_______;的键角_______的键角(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图1所示,晶胞边长为。
①与原子距离最近且等距离的的个数为_______。
②1号原子的坐标为号原子的坐标为,图2是晶胞沿轴的投影图,3号原子的坐标为_______。
③设为阿伏加德罗常数的值,该晶体密度为_______。
18. I.二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1=-90.7 kJ·mol-1 K1
②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1 K3
回答下列问题:
(1)反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1;该反应的平衡常数K=_______(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中,能提高(1)中CH3OCH3产率的有_______。
A.使用过量的CO B.升高温度 C.增大压强
II.在催化剂作用下,可被氢气还原为甲醇:[同时有副反应发生],平衡转化率随温度和压强的变化如图。
(3)判断由大到小的顺序为:_______。解释压强一定时,的平衡转化率呈现如图变化的原:______。同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是______。
(4)向压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和,进行反应,达到平衡状态时,的转化率为20%,生成的物质的量为,则甲醇的选择性为_______%[甲醇选择性]。
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常德市一中2025年上学期高二年级第一次月水平检测试题
化学
(时量:75分钟 满分:100分 )
可能用到的相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Mn55 Fe56 Zn65 Se79
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 乙酸和乙醇均为生活中常见有机物,下列说法错误的是
A. 乙酸和乙醇中的碳原子杂化类型分别有2种、1种
B. 可用质谱仪鉴别乙酸和乙醇
C. 可用分液的方法分离乙酸和乙醇
D. 乙醇的核磁共振氢谱图中有3组峰,峰面积之比为
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙酸和乙醇中的碳原子杂化类型分别有2种,1种 ,A正确;
B.可用质谱仪鉴别乙酸和乙醇 ,二者相对分子质量不同,B正确;
C.不可用分液的方法分离乙酸和乙醇,两者互溶,C错误;
D.乙醇的核磁共振氢谱图中有3组峰,峰面积之比为3:2:1,D正确;
故选C。
2. 与溶液反应生成沉淀(带有特征蓝色)。这是检验溶液中的常用方法。下列有关说法错误的是
A. 的电子式为 B. 的结构示意图为
C. 铁氰根离子的结构为 D. 基态的价层电子轨道表示式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.的电子式为,A错误;
B.的电子排布式为1s22s22p63s23p6,结构示意图为,B正确;
C.中阴离子为,其中铁提供空轨道、-CN中碳提供孤电子对,从而形成配位键,结构式:,C正确;
D.铁原子失去2个电子形成亚铁离子,基态Fe2+的价层电子排布图为,D正确;
故选A。
3. 室温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A. 澄清透明溶液中: B. 使甲基橙变红的溶液中:
C. 的溶液中: D. 的溶液中:
【答案】B
【解析】
【详解】A.和发生双水解反应,不能大量共存,故A不选;
B.使甲基橙变红的溶液呈酸性,在酸性环境中不发生反应,可以大量共存,故B选;
C.的溶液呈碱性,不能在碱性环境中大量共存,故C不选;
D.的溶液中,Fe3+会和S2-发生氧化还原反应,不能大量共存,故D不选;
故选B。
4. 下列操作正确的是
A. 甲装置可以用于制备氯气
B. 乙装置可以用于洗去氯气中混有的氯化氢
C. 丙可以用于收集CO
D. 丁装置用于实验室焙烧硫酸铜晶体制备硫酸铜
【答案】B
【解析】
【详解】A.MnO2和浓HCl共热制得Cl2,甲装置缺少加热、不可以用于制备氯气,A错误;
B.氯化氢极易溶于水,用饱和食盐水可吸收氯气中的氯化氢、防止氯气溶解, 故乙装置可以用于洗去氯气中混有的氯化氢,B正确;
C.CO密度与空气相近,不能用排气法收集,丙不可以用于收集CO、用排水法收集CO,C错误;
D. 丁装置中为蒸发皿、不能用于灼烧固体,应该用坩埚焙烧硫酸铜晶体制备硫酸铜,D错误;
答案选B。
5. 一种抗癫痫药物的合成中间体的结构如图所示,下列关于该有机物的说法正确的是
A. 属于烃类 B. 分子式
C 分子中含有三种官能团 D. 分子中只含有1个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物中含有O元素,不属于烃类,A错误;
B.该分子式为,B错误;
C.该有机物中含有羟基和酯基两种官能团,C错误;
D.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,分子中与羟基相连的碳原子为手性碳原子,D正确;
故选D。
6. 工业上常采用接触法制取重要产品——硫酸,以下为接触法制硫酸的反应:
①
②
③
下列说法正确的是
A. 反应①中,反应物的总能量低于生成物的总能量
B. 反应②中,若使用作催化剂,则释放出的热量更多
C. 对于反应③,要使反应自发进行,宜采取较高温度
D. 反应 的焓变
【答案】D
【解析】
【详解】A.从题中所给热化学方程式可知,反应①为放热反应,所以反应物的总能量高于生成物的总能量,故A错误;
B.催化剂只能改变化学反应速率,不能改变反应热,所以反应②中,若使用V2O5作催化剂,则释放出的热量不变,故B错误;
C.对于反应③,,要使反应自发进行,需要,则低温下自发进行,故C错误;
D.根据盖斯定律,由①×+②×2+③×4得,则其焓变,故D正确;
故答案:D。
7. 下列事实与氢键无关的是
A. 的沸点低于 B. 的熔点高于
C. 的沸点高于 D. 比更易溶于水
【答案】A
【解析】
【详解】A.的相对分子质量低于,分子间范德华力较小,故的沸点低于,与氢键无关,A正确;
B.分子间存在氢键,而分子间只存在范德华力,故熔点高于,B错误;
C.分子间存在氢键,而分子间只存在范德华力,故的沸点高于,C错误;
D.可与水分子间形成氢键,比更易溶于水,D错误;
故选A。
8. 饮用水中的对人类健康会产生危害,为了降低饮用水中的浓度,可以在碱性条件下用铝粉将还原为N2,反应的离子方程式为。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 消耗lmolAl,反应转移的电子数为 B. 的空间构型是正四面体形
C. 标准状况下,11.2LN2中含π键数目为 D. 2mol液态水中含有的氢键数目少于
【答案】B
【解析】
【详解】A.Al转变为,化合价升高3,则消耗1molAl,反应转移的电子数为,A正确;
B.以N为中心原子,孤电子对,则价层电子对数为3,空间构型为平面三角形,B错误;
C.1个N2分子中含有2个π键,标准状况下,11.2LN2物质的量为,含π键数目为,C正确;
D.1mol冰中含有2mol氢键,液态水中的氢键数目少于冰,因此2mol液态水中含有的氢键数目少于,D正确;
故选B。
9. 某些元素形成的化合物表现出与卤素单质相似的性质,称为拟卤素,如(结构为等。下列关于这三种物质的说法错误的是
A. 均为非极性分子 B. 碳原子均采用杂化
C. 所有原子均满足8电子稳定结构 D. 分子中均存在极性键和非极性键
【答案】A
【解析】
【详解】A.(SCN)2、(OCN)2这两种物质中O和S价层电子对数为4,有孤电子对,为V形,为极性分子,故A错误;
B.、、中碳原子都形成三键,采取sp杂化,故B正确;
C.、、中碳原子形成4个共价键,N原子形成3个共价键,O原子形成2个共价键,均满足8电子稳定结构,故C正确;
D.、、中存在C-S、CN、O-C极性键和S-S、C-C、O-O非极性键,故D正确;
故选A。
10. 时,气体和气体在的恒容密闭容器中混合并在一定条件下发生反应:。时反应达到平衡,生成的物质的量为,反应过程中的物质的量浓度随时间的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 化学计量数之比
B. 后,的消耗速率等于的生成速率
C. 内的平均反应速率为mol∙L-1∙min-1
D. 该温度下,反应的平衡常数
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,X、Y、Z三种气体的转化量之比为(0.8×5mol-0.2×5mol):(0.5×5mol-0.3×5mol):2mol=3:1:2,化学计量数之比,A错误;
B.后X、Y的物质的量不变,反应达到平衡,则v正(X)=3v逆(Y),的消耗速率等于的生成速率的3倍,B错误;
C.内的平均反应速率v(Z)=v(X)= =mol∙L-1∙min-1,C正确;
D.该温度下,反应的平衡常数,D错误;
故选C。
11. 是原子序数依次增大的5种短周期主族元素,其元素性质或原子结构如表,下列说法正确的是
元素
元素性质或原子结构
电子只有一种自旋取向
基态原子核外价层电子排布满足
基态原子核外能级上的电子总数与能级上的电子总数相等
与基态原子的价层电子数相同
基态原子核外只有一个未成对电子
A. 电负性:
B. 简单离子半径:
C. 的第一电离能高于同周期相邻元素
D. 与能形成两种化合物,且所有原子均满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】
【分析】是原子序数依次增大的5种短周期主族元素,电子只有一种自旋取向,判断出X为H;原子核外价层电子排布满足,即,Y为O;原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等,即基态Z的核外电子排布为1s22s22p63s2,Z为Mg;M与基态原子的价层电子数相同,与Y同主族,M为S,基态原子核外只有一个未成对电子,N为Cl。
【详解】A.同周期主族元素,从左到右元素电负性递增,在同主族中,自上而下元素电负性递减,电负性:,A正确;
B.Z、Y、M、N的简单离子分别为:Mg2+、O2-、S2-、Cl-,电子层数越多半径越大,同层时核电荷数越大,半径越小,故离子半径:S2->Cl->O2->Mg2+,B错误;
C.M为S元素,S的第一电离能低于同周期相邻元素Cl,C错误;
D.H和O能形成H2O2、H2O两种化合物,H原子不满足8电子稳定结构,D错误;
故选A。
12. 是一种高活性的人工固氮产物,其合成反应为,晶胞如图所示,下列说法错误的是
A. 合成反应中,还原剂是和C
B. 晶胞中含有的个数为4
C. 每个周围与它最近且距离相等的有8个
D. 为V形结构
【答案】D
【解析】
【详解】A.LiH中H元素为-1价,由图中化合价可知, N元素为-3价,C元素为+4价,根据反应可知,H元素由-1价升高到0价,C元素由0价升高到+4价,N元素由0价降低到-3价,由此可知还原剂是和C,故A正确;
B.根据均摊法可知,位于晶胞中的面上,则含有的个数为,故B正确;
C.观察位于体心的可知,与它最近且距离相等的有8个,故C正确;
D.的中心原子C原子的价层电子对数为,且与CO2互为等电子体,可知为直线形分子,故D错误;
故答案选D。
13. 新型可充电镁—溴电池能量密度高,循环性能优越,在未来能量存储领域潜力巨大。某镁—溴电池装置如下图(正负极区之间的离子选择性膜只允许通过),下列说法不正确的是
A. 当通过离子选择性膜时,导线中通过
B. 放电时,正极反应为:
C. 放电时,Mg电极发生还原反应
D. 充电时,Mg电极应连接电源负极
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据电荷守恒,当0.1 mol Mg2+通过离子选择性膜时,导线中通过0.2 mol e−,故A正确;
B.由原电池原理可知,放电时,正极发生还原反应,电极反应为:,B正确;
C.放电时,镁是负极,Mg电极失电子,发生氧化反应,C错误;
D.放电时,镁是负极,充电时,Mg电极应连接电源负极,D正确;
故选C。
14. 常温下,用HCl(g)调节SrF2浊液的pH,测得在通入HCl(g)的过程中,体系中-lgc(X)(X代表Sr2+或F-)与的关系如图所示。下列说法错误的是
已知:SrF2为微溶于水,溶于盐酸,不溶于氢氟酸、乙醇和丙酮的固体。
A.
B. L2表示的变化情况
C. 随着HCl的加入,SrF2溶解度逐渐增大
D. m、n点对应的溶液中均存在
【答案】B
【解析】
【详解】A.HF的电离平衡常数,纵坐标相当于,随着变大,变大,变小,则表示的变化情况,表示的变化情况,根据m、n两点的数据,得,A正确;
B.根据A项分析,表示的变化情况,B错误;
C.随着HCl的加入,SrF2溶解平衡正向移动,溶解度增大,C正确;
D.m、n点时的溶液中均存在电荷守恒有,又根据SrF2组成可知,溶液中存在物料守恒,可得,D正确;
故选B。
二、填空题:本题共4小题,共58分。
15. 以废铁屑、低品位软锰矿[主要成分有、等]为原料,制备硫酸锰,进一步电解制备金属锰,工艺流程如图所示:
已知:I.部分金属阳离子以氢氧化物沉淀时如表:
金属阳离子
开始沉淀的
6.8
1.8
3.7
8.6
5.2
沉淀完全的
8.3
2.8
47
10.1
6.7
II.几种化合物的溶解性或溶度积如表:
化合物
溶解性或溶度积
溶于水
溶于水
(1)基态的价层电子排布式为_______。
(2)为去除废铁屑表面的油污可采用的方法为_______;“浸出”后浸出液中的+2价金属阳离子有、_______。
(3)锰的浸出率结果如图所示。
由图可知,影响锰浸出率的因素有_______。
(4)“除铁、铝”过程中,浸出液需要先用试剂A处理,然后加入,反应后溶液的。试剂A的作用是_______。
(5)“除铜”过程中,当铜离子恰好完全沉淀(当离子浓度小于或等于时视为完全沉淀)时,溶液中_______。
(6)用惰性电极电解中性溶液可以制得金属。装置如图所示。
若生成,右室溶液中最终增加_______。
【答案】(1)
(2) ①. 用热的纯碱溶液浸泡废铁屑 ②. 、
(3)浸出温度和浸出时间
(4)将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子
(5)
(6)1
【解析】
【分析】软锰矿的主要成分有、、、、和,加入稀硫酸,除外,其余物质均可溶于稀硫酸,溶液中存在、、、、,因浸出时加入了废铁屑,可被还原为,因可与生成微溶的,故浸出后,溶液中存在、、、和,故滤渣I中存在和;向滤液中加入可将氧化为,加入可调节溶液的pH,同时生成和,起到除去和的目的,故试剂A为,滤渣II为和;此时溶液中存在、和,向溶液中加入,可反应生成沉淀,故滤渣III为;此时滤液中存在和,向滤液中加入,可将转化为沉淀而除去,最后加调节溶液的pH=7,电解中性的制得金属。
【小问1详解】
为25号元素,核外共25个电子,电子排布式为,的电子排布式为,其价层电子的排布式为;
【小问2详解】
因油脂在碱性溶液中可发生水解,因此除去废铁屑表面的油污可将废铁屑浸泡在热的纯碱溶液中;由分析可知,“浸出”后,溶液中存在的离子有:、、、和,其中+2价的金属阳离子为、、和;
【小问3详解】
由图可知随着温度的升高,锰的浸出率会降低,时间越长,锰的浸出率越大,因此影响浸出率的因素有浸出温度和浸出时间;
【小问4详解】
由分析可知,试剂A为,可将氧化为,加入可调节溶液的,同时生成和,因此加入试剂A的作用是将溶液中的氧化为;
【小问5详解】
在“除Cu”的过程中,向溶液中加入,可反应生成沉淀,由溶度积的数据可知,当铜离子浓度小于或等于时完全沉淀,此时;
【小问6详解】
用惰性电极电解中性溶液可以制得金属,左室为阴极,得电子变为,阴离子由左室经阴离子交换膜转移至右室,右室为阳极,电极反应为,当生成时,电子转移1mol,则右室溶液中最终增加1mol。
16. 有A、B两种有机物,按要求回答下列问题:
(1)取有机物A3.0g,测得完全燃烧后生成3.6gH2O和3.36LCO2(标准状况),已知相同条件下,该有机物的蒸气密度是氢气的30倍,则该有机物的分子式为_______,若该物质能与金属钠反应放出氢气,则该有机物的官能团的名称为_______。
(2)有机物B的分子式为C4H8O2,其红外光谱图如图:
又测得其核磁共振氢谱图中有3组峰,且峰面积比为6:1:1,试推测该有机物的结构并写出结构简式:_______。
(3)主链含6个碳原子,有甲基、乙基2个支链的烷烃有_______(不考虑立体异构)。
A. 2种 B. 3种 C. 4种 D. 5种
(4)采用现代仪器分析方法,可以快速、准确地测定有机化合物的分子结构。某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,该物的核磁共振氢谱如图:
①X的结构简式为_______。
②写出X与溴水反应方程式_______。
③有机物Y与X互为同分异构体,且Y分子结构中只有一种等效氢,则Y的键线式为:_______。
【答案】(1) ①. C3H8O ②. 羟基
(2) (3)C
(4) ①. CH2=CH-CH2-CH3 ②. CH2=CH-CH2-CH3+Br2→CH2Br-CHBr-CH2CH3 ③.
【解析】
【小问1详解】
有机物的蒸气密度是氢气的30倍,Mr(A)=30×2=60,n(A)==0.05mol,而n(CO2)==0.15mol,n(H2O)==0.2mol,根据原子守恒可知,A分子中N(C)=,N(H)=,N(O)=,故A的分子式为C3H8O,若该物质能与金属钠反应放出氢气,则该有机物的官能团的名称为羟基;
【小问2详解】
有机物B的分子式为C4H8O2,核磁共振氢谱图有3组信号峰,说明含有3种氢原子,且峰面积比为6:1:1,说明有2个对称的甲基,红外光谱图显示还含有C=O、C-O-C,满足条件的结构简式为;
【小问3详解】
主链6个C原子,则乙基只能在3号C上,甲基可以在中间所有的C上,该分子不对称,甲基分别在中间四个碳原子上,共有4种;
【小问4详解】
①某烯烃X的质谱图中最大质荷比为56,则X相对分子质量为56,分子中最大碳原子数目==4••••••8,故X分子式为C4H8,它的核磁共振氢谱有4种化学环境不同的氢,且数目之比为1:2:2:3,故X为CH2=CH-CH2-CH3;
②CH2=CH-CH2-CH3与溴水发生加成反应,反应方程式为CH2=CH-CH2-CH3+Br2→CH3Br-CHBr-CH2CH3;
③有机物Y与CH2=CHCH2CH3互为同分异构体,且Y 分子结构中只有一种等效氢,则Y为环丁烷,键线式为:。
17. 锌的合金及化合物应用广泛。碳酸酐酶是一种含锌金属酶,人体内碳酸酐酶可以大大加快水合和脱水的反应速率。碳酸酐酶的结构片段如图所示,请回答下列问题:
(1)位于元素周期表的_______区。
(2)碳酸酐酶的结构片段中,的配位数为_______,碳酸酐酶结构片段中含有的键数目为_______。
(3)金属能溶于氨水,生成以氨为配体且配位数为4的配离子并放出氢气,与氨水反应的离子方程式为:_______;的键角_______的键角(填“大于”、“小于”或“等于”)。
(4)硒化锌是一种重要的半导体材料,其晶胞结构如图1所示,晶胞边长为。
①与原子距离最近且等距离的的个数为_______。
②1号原子的坐标为号原子的坐标为,图2是晶胞沿轴的投影图,3号原子的坐标为_______。
③设为阿伏加德罗常数的值,该晶体密度为_______。
【答案】(1)ds (2) ①. 4 ②. 42
(3) ①. +4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2+2H2O ②. 大于
(4) ①. 4 ②. ③.
【解析】
【小问1详解】
锌是第30号元素,按照核外电子排布的构造原理进行电子填充,基态锌原子的电子排布式1s22s22p63s23p63d104s2,位于周期表的ds区;
【小问2详解】
由图可知,中心离子Zn2+与4个原子形成配位键,其配位数为4;结构片段中每个5元环中含有12个键,有4个配位键,H2O中还有2个键,即1个结构片段中含有42个键,故1mol结构片段中含有键数目为42;
【小问3详解】
Zn能溶于氨水,生成以氨为配体,配位数为4的配离子,该配离子为:[Zn(NH3)4]2+,Zn与氨水反应的离子方程式为+4NH3·H2O=[Zn(NH3)4]2++2OH-+H2+2H2O;与的中心原子都有4个价层电子对,都采用sp3杂化,N上有1个孤电子对,O上有2个孤电子对,孤电子对对成键电子对排斥力更大,导致键角更小,故键角:大于;
【小问4详解】
①由晶胞的结构可知,与原子距离最近且等距离的的个数为4;
②1号原子的坐标为,2号原子的坐标为,各坐标轴的方向为,3号原子位于晶胞的右下后方的体内,在x、y、z轴上投影的截距分别为,即3号原子的坐标为;
③晶胞的边长为apm,则晶胞的体积V=a3pm3=(a×10-10)3cm3;根据均摊法可知一个晶胞中Zn原子的个数为4,Se原子个数=8×+6×=4,所以晶胞的质量m=,故晶体的密度为==。
18. I.二甲醚(DME)被誉为“21世纪的清洁燃料”,由合成气制备二甲醚的主要原理如下:
①CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g) ΔH1=-90.7 kJ·mol-1 K1
②2CH3OH(g)⇌CH3OCH3(g)+H2O(g) ΔH2=-23.5 kJ·mol-1 K2
③CO(g)+H2O(g)⇌CO2(g)+H2(g) ΔH3=-41.2 kJ·mol-1 K3
回答下列问题:
(1)反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=_______kJ·mol-1;该反应的平衡常数K=_______(用K1、K2、K3表示)。
(2)下列措施中,能提高(1)中CH3OCH3产率的有_______。
A.使用过量的CO B.升高温度 C.增大压强
II.在催化剂作用下,可被氢气还原为甲醇:[同时有副反应发生],平衡转化率随温度和压强的变化如图。
(3)判断由大到小的顺序为:_______。解释压强一定时,的平衡转化率呈现如图变化的原:______。同时增大的平衡转化率和的产率可采取的措施是______。
(4)向压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和,进行反应,达到平衡状态时,的转化率为20%,生成的物质的量为,则甲醇的选择性为_______%[甲醇选择性]。
【答案】(1) ①. -246.1 ②. K·K2·K3
(2)AC (3) ①. ②. 之前以副反应为主,转化率随着温度升高而增大,之后以主反应为主,转化率随着温度升高而降低 ③. 增大压强
(4)50
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)可看作为由反应①+反应②+反应③得到,则其反应的;根据热化学方程式可得反应①的平衡常数为、反应②的平衡常数为、反应③的平衡常数为,则反应3H2(g)+3CO(g)⇌CH3OCH3(g)+CO2(g)的平衡常数为,故答案为:;。
【小问2详解】
A.使用过量的一氧化碳,反应物一氧化碳的浓度增大,平衡向正反应方向移动,甲醇的产率增大,A正确;
B.该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,甲醇的产率减小,B错误;
C.该反应是气体体积减小的反应,增大压强,平衡向正反应方向移动,甲醇的产率增大,C正确;
故答案为:AC。
【小问3详解】
由主反应为气体体积减小的反应,副反应为气体体积不变的反应可知,则增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡转化率越大,则压强关系为:;由主反应为放热反应,升高温度平衡向逆反应方向移动,而副反应为吸热反应,升高温度平衡向正反应方向移动可知,在压强不变时,随温度的升高的平衡转化率先逐渐增大,说明是以副反应为主,当温度达到TK后,的平衡转化率又逐渐减小,说明是以主反应为主;所以如果要同时增大的平衡转化率和的产率采取的措施可以是:增大压强,故答案为:;之前以副反应为主,转化率随着温度升高而增大,之后以主反应为主,转化率随着温度升高而降低;增大压强。
【小问4详解】
根据在压强为p的恒温恒压密闭容器中加入和进行反应,达到平衡状态时,的转化率为20%,则消耗的,生成的物质的量为,根据C原子守恒,可得到生成CO时被消耗的的物质的量为,则可以得到转化为的的物质的量为,最后得到甲醇的选择性,故答案为:50。
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