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湖北省黄冈中学等八校2018届高三上学期第一次联考试题(12月)理综-化学试题(解析版)


湖北省鄂南高中+、华师一附中、黄冈中学等八校 2018 届高三上学期第一次联考试题(12 月)理综-化学试题(解

析版)

湖北省鄂南高中+、 华师一附中、 黄冈中学等八校 2018 届高三上学期第一次 联考试题(12 月)理综-化学试题
1.
下列说法中错误的是

A. 合成纤维的―六大纶‖都可以用聚合反应制备 B. 不能用燃烧法鉴别环己烷、苯、CCl4 C. 使用国际通行的凯氏定氮法测定奶粉中的蛋白质含量时,会把三聚氰胺当做蛋白质而导致测定结果偏高 D. 蓝矾、明矾、石膏、芒硝都是硫酸盐的结晶水合物 【答案】B 【解析】A、合成纤维的―六大纶‖,有些通过加聚反应制备,有些通过缩聚反应制备,都可以用聚合 反应制备,选项 A 正确;B、环己烷燃烧明亮的火焰,伴有黑烟,苯燃烧冒黑烟,比环己烷燃烧烟更 浓,而四氯化碳不能燃烧,现象不同,可利用燃烧法区别,选项 B 错误;C. 使用国际通行的凯氏定 氮法测定奶粉中的蛋白质含量时, 是通过测定氮的含量再换算成蛋白质的含量,会把三聚氰胺当做蛋 白质而导致测定结果偏高,选项 C 正确;D、蓝矾、明矾、石膏、芒硝的化学式分别是:CuSO ·5H O、 KAl(SO ) ·12H O、CaSO ·2H O、Na SO ·10H O,所以都硫酸盐的结晶水合物,选项 D 正确。答案选 B。 2.
4 2 4 2 2 4 2 2 4 2

设 N A 为阿伏加德罗常数,下列说法不正确的是

A. 32 g S8 单质中含有的 S—S 键个数约为 6.02×1023 B. 12.4g 白磷中含有磷原子数为 0.4NA C. 常温常压下,1 mol 氦气含有的核外电子数为 4 NA D. 0.1molOH 含 NA 个电子 【答案】C 【解析】 A、 一个 S8 分子中有 8 个 S—S 键, 则 32gS8 的物质的量为 0.125mol, 含有的 S—S 键为 1mol, 选项 A 正确;B、白磷分子为 P ,12.4g 白磷的物质的量为 0.1mol,所以含有磷原子数为 0.4N ,选 项 B 正确;C、稀有气体是单原子分子,每个氦气分子含有 2 个电子,1 mol 氦气含有的核外电子数 为 2NA,选项 C 不正确;D、0.1molOH 含 0.1mol × NAmol-1=NA 个电子,选项 D 正确。答案选 C。 3.
- 4 A -

X、Y、Z、W 是短周期元素,X 元素原子的最外层未达到 8 电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质; Y 元素原子最外电子层上 s、p 电子数相等;Z 元素+2 价阳离子的核外电子排布与氖原子相同;W 元素原子的 M 层 有 1 个未成对的 p 电子。下列有关这些元素性质的说法一定正确的是

A. X 元素的氢化物的水溶液显碱性 B. Z 元素的离子半径大于 W 元素的离子半径 C. Z 元素的单质在一定条件下能与 X 元素的单质反应 D. Y 元素最高价氧化物的晶体具有很高的熔点和沸点 【答案】C 【解析】试题分析:X 元素原子的最外层未达到 8 电子稳定结构,工业上通过分离液态空气获得其单质, 则 X 是 N 或 O。Y 元素原子最外电子层上 s、p 电子数相等,Y 是 C 或 Si。Z 元素+2 价阳离子的核外电 子排布与氖原子相同,Z 是 Mg。W 元素原子的 M 层有 1 个未成对的 p 电子,W 是 Al 或 Cl。A、 X 元素 的氢化物的水溶液显碱性(NH3)或中性(H2O),A 不正确;B、若 W 是氯元素,则氯离子半径大于镁

离子半径;B 不正确;C、镁既能和氮气反应生成氮化镁,也能和氧气反应生成氧化镁,C 正确;D、若 Y 是碳元素,则 CO2 形成的是分子晶体,熔沸点低,D 不正确;答案选 C。 考点:原子结构、元素周期律、元素周期表 4.
实验室以苯甲醛为原料制备间溴苯甲醛(实验装置见下图)。其实验步骤为: 步骤 1:将三颈瓶中的一定配比的无水 AlCl3、1,2-二氯乙烷和苯甲醛充分混合后,升温至 60℃,缓慢滴加经浓 硫酸干燥过的液溴,保温反应一段时间,冷却。 步骤 2:将反应混合物缓慢加入一定量的稀盐酸中,搅拌、静置、分液。有机相用 10%NaHCO3 溶液洗涤。 步骤 3:经洗涤的有机相加入适量无水 MgSO4 固体,放置一段时间后过滤。 步骤 4:减压蒸馏有机相,收集相应馏分。

下列说法错误的是

A. 甲同学认为步骤 1 中使用 1,2-二氯乙烷的目的是做催化剂,加快反应速率 B. 乙同学认为可在该实验装置的冷凝管后加接一只装有无水 MgSO4 的干燥管,实验效果可能会更好 C. 丙同学认为步骤 2 中有机相使用 10%NaHCO3 溶液洗涤可除去大部分未反应完的 Br2 D. 丁同学认为步骤 4 中减压蒸馏有机相是因为间溴苯甲醛高温下容易氧化或分解 【答案】A 【解析】A、根据信息,有机物中催化剂一般是无机物,故是 AlCl3,选项 A 错误;B、在该实验装置 的冷凝管后加接一只装有无水 MgSO4 的干燥管, 然后是过滤, 无水 MgSO4 的作用是除去有机相中水, 实验效果可能会更好,选项 B 正确;步骤 2 中有机相使用 10%NaHCO3 溶液洗涤,类似乙酸乙酯中饱 和碳酸钠的作用,除去溶解在间溴苯甲醛中溴和盐酸,选项 C 正确;D、醛基容易被氧化防止间溴苯 甲醛被氧化,选项 D 正确。答案选 A。 5.
下列实验现象或结论判断错误的是

A. 向 Ca(OH)2 和 NaAlO2 的混合溶液中通入 CO2 气体至过量,最终得到一种沉淀 B. 向 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸,一滴入盐酸马上产生 CO2 气体 C. 不法商贩使用明矾与小苏打炸油条的化学原理与泡沫灭火器工作的化学原理类似 D. 向 CuSO4 和 FeCl3 的混合溶液中加入过量氨水,只产生红褐色沉淀 【答案】B 【解析】A. 向 Ca(OH)2 和 NaAlO2 的混合溶液中通入 CO2 气体至过量,发生反应的化学方程式为: Ca(OH)2+ 2CO2=Ca(HCO3)2、NaAlO2+ CO2+2H O=NaHCO3+Al(OH) ↓,最终得到一种沉淀 Al(OH) ,选 项 A 正确;B. 向 Na2CO3 和 NaHCO3 的混合溶液中逐滴加入盐酸,开始滴入盐酸时发生的反应为: Na2CO3+HCl= NaHCO3+NaCl,故开始时滴入盐酸没有产生 CO2 气体,选项 B 错误;C. 不法商贩使用明 矾与小苏打炸油条的化学原理与泡沫灭火器工作的化学原理类似,发生反应 Al (SO ) +6NaHCO ==3Na SO +2Al(OH) ↓+6CO ↑,产生大量气泡,选项 C 正确;D. 向 CuSO4 和 FeCl3 的 混合溶液中加入过量氨水,只产生红褐色沉淀 Al(OH) 和深蓝色[Cu(NH ) ]SO 溶液,选项 D 正确。答 案选 B。 6.
2 3 3 2 4 3 3 2 4 3 2 3 3 4 4

磷酸毗醛素是细胞的重要组成部分,其结构式如下,下列有关叙述不正确的是

A. 该物质是一种磷酸酯类化合物 B. 该有机物能发生银镜反应 C. 该有机物可以发生取代、加成、氧化、还原、聚合反应 D. 1mol 该有机物与 NaOH 溶液反应,最多消耗 5mol NaOH 【答案】D 【解析】A、分子中含有醛基、羟基以及磷酸形成的酯基,是一种磷酸酯类化合物,选项 A 正确;B、 分子中含有醛基,能发生银镜反应,选项 B 正确;C、杂环中含有双键,分子中含有醛基、羟基以及 磷酸形成的酯基,羟基能发生酯化反应,属于取代反应,羟基、碳碳双键、醛基都能发生氧化反应, 醛基能发生还原反应,多个羟基可发生聚合反应,选项 C 正确;D、该物质是一种磷酸酯类化合物, 1mol 该有机物与 NaOH 溶液反应,最多消耗 3mol NaOH,选项 D 不正确。答案选 D。 点睛:本题考查有机物的结构和性质。侧重对学生能力的培养和解题方法的指导。该题的关键是准确 判断出分子中含有的官能团,然后依据相应官能团的结构和性质,灵活运用即可。有利于培养学生的 知识迁移能力和辑推理能力,注意酯化反应也可以是醇与含氧酸之间发生。 7.
室温时,下列各溶液的叙述中正确的是

A. 将 AgCl 与 AgBr 的饱和溶液等体积混合,再加入足量的浓 AgNO3 溶液,析出的 AgCl 沉淀少于 AgBr 沉淀 B. 已知酸性:HF>CH3COOH,pH 相等的 NaF 与 CH3COOK 溶液中:[c(Na+)-c(F )]<[c(K+)-c(CH3COO ) ] C. 0.1mol/L 的氨水的 pH=a,0.01mol/L 的氨水的 pH=b,则 a-1>b D. 0.10mol· L 1CH3COONa 溶液中通入 HCl 至溶液的 pH 恰好等于 7,则 c(Na )>c(CH3COOH)=c(Cl ) 【答案】D 【解析】A、在 AgCl 和 AgBr 两饱和溶液中,前者 c(Ag+)大于后者 c(Ag+),c(Cl-)>c(Br-),当将 AgCl、 AgBr 两饱和溶液混合时,发生沉淀的转化,生成更多的 AgBr 沉淀,与此同时,溶液中 c(Cl-)比原来 AgCl 饱和溶液中大,当加入足量的浓 AgNO3 溶液时,AgBr 沉淀有所增多,但 AgCl 沉淀增加更多, 选项 A 错误;B、pH 相等的 NaF 与 CH3COOK 溶液中 c(OH-)、c(H+)浓度分别相等,根据电荷守恒得 c(OH-)+c(F-)=c(Na+)+c(H+)、c(OH-)+c(CH3COO-)=c(K+)+c(H+)、则 c(OH-)-c(H+) =c(Na+)-c(F-)=c(K+)-c(CH3COO-),选项 B 错误;C、同一温度下,浓度不同的氨水中,氨 水的浓度越大其电离程度越小,所以 0.1mol/L 的氨水电离程度小于 0.01mol/L 的氨水,如果二者电 离程度相等,则 b=a-1,但稀氨水的电离程度大于浓氨水,则 b>a-1,选项 C 错误;D、pH 恰好等于 7,则 c(OH-)=c(H+),电荷守恒为:c(Na+)+c(H+)= c(CH3COO-)+ c(OH-)+ c(Cl ),故① c(Na+)= c(CH3COO-)+ c(Cl ),故 c(Na+)> c(CH3COO-),物料守恒为:②c(Na+)= c(CH3COO-) + c(CH3COOH),②式代入①式得 c(CH3COOH)=c(Cl ),综上,得:c(Na )>c(CH3COOH)=c(Cl ),选 项 D 正确。答案选 D。 点睛:本题考查了离子浓度大小比较,涉及弱电解质的电离及盐类水解,根据溶液酸碱性结合守恒思 想解答,注意 C 中氨水电离程度与氨水浓度的关系、注意酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进 水电离,pH 相等的不同酸,其抑制水电离程度相等。 8.
- - - + - - - - + -

过氧化钙(CaO2)是一种白色晶体,无臭无味,能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应;不溶于醇类、乙醚等,易与酸 反应,常用作杀菌剂、防腐剂等。通常利用 CaCl2 在碱性条件下与 H2O2 反应制得。 某化学兴趣小组在实验室制备 CaO2 的实验方案和装置示意图(图一)如下:

请回答下列问题: (1)三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式 为 ; (2)支管 B 的作用是 ; (3)步骤③中洗涤 CaO2· 8H2O 的液体 X 的最佳选择是 ; A.无水乙醇 B.浓盐酸 C.水 D.CaCl2 溶液 (4)过氧化钙可用于长途运输鱼苗,这体现了过氧化钙 的性质; A.可缓慢供氧 B.能吸收鱼苗呼出的 CO2 气体 C.能潮解 D.可抑菌 (5) 已知 CaO2 在 350℃时能迅速分解, 生成 CaO 和 O2。 该小组采用如图二所示的装置测定刚才制备的产品中 CaO2 的纯度(设杂质不分解产生气体) ①检查该装置气密性的方法是: ; ②使用 (填仪器名称)准确称取 0.5000g 样品, 置于试管中加热使其完全分解, 收集到 33.60mL(已 换算为标准状况)气体,则产品中过氧化钙的质量分数为 (保留 4 位有效数字);

【答案】CaCl2+H2O2+2NH3?H2O+6H2O=CaO2?8H2O↓+2NH4Cl 平衡气压,便于恒压滴液漏斗中的液体能够顺利滴
下 AABD 连接好装置,向水准管中注水至液面与量气管中形成高度差,静置一段时间,若高度差不变,则装置不漏 气,反之装置漏气分析天平或电子天平或电光天平 43.20%或 0.4320

【解析】 (1)利用 CaCl2 在碱性条件下与 H2O2 反应制得过氧化钙(CaO2),结合图示产物为过氧化钙晶 体,故三颈烧瓶中发生的主要反应的化学方程式为: CaCl2+H2O2+2NH3?H2O+6H2O=CaO2?8H2O↓+2NH4Cl;(2)支管 B 的作用是平衡气压,便于恒压滴液 漏斗中的液体能够顺利滴下;(3)A、过氧化钙不溶于醇类、乙醚等,选项 A 可选;B、过氧化钙易 与酸反应,选项 B 不选;C、过氧化钙能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应,选项 C 不选;D、CaCl2 溶液中也含有水,而过氧化钙能潮解,难溶于水,可与水缓慢反应,选项 D 不选;答案选 A 无水乙醇; (4)A、过氧化钙可与水缓慢反应,可缓慢供氧,选项 A 正确;B、能吸收鱼苗呼出的 CO2 气体,反 应为:中 2CaO2+ 2CO2=2CaCO3+O2,选项 B 正确;C、过氧化钙加入水中,与潮解无关,选项 C 错误; D、过氧化钙具有氧化性,可抑菌,选项 D 正确。答案选 ABD;(5)①检查该装置气密性的方法是: 连接好装置,向水准管中注水至液面与量气管中形成高度差,静置一段时间,若高度差不变,则装置 不漏气,反之装置漏气;②使用分析天平或电子天平或电光天平准确称取 0.5000g 样品,置于试管中 加热使其完全分解,收集到 33.60mL(已换算为标准状况)气体,根据反应 2CaO2 2CaO+ O2↑,则 产品中过氧化钙的质量分数为 2× 33.60mL×10?3L/mL22.4L/mol× 72g/mol0.5000g2×33.60mL×10-3L/mL22.4L/mol×72g/mol0.5000g× 100%=43.20%。 9.
下图是某工业生产过程。

溶解度表: 温度℃ 0 10 20 30 40 60 80 90 100 氯化铵 29.4 33.3 37.2 41.4 45.8 55.2 65.6 71.3 77.3 硫酸铵 70.6 73 75.4 78 81 88 95 98 103 硫酸钾 7.4 9.3 11.1 13 14.8 18.2 21.4 22.9 24.1 氯化钾 28 31.2 34.2 37.2 40.1 45.8 51.3 53.9 56.3 (1)本工业生产过程的目标产品 是 。(写化学式) (2)过滤Ⅰ操作所得固体中,除 CaCO3 外还有一种物质,该固体的用途有 (试举一例)。 (3)根据溶解度表转化Ⅱ适宜的温度是 A、0~10℃ B、20~30℃ C、40~60℃ D、90~100℃ 过滤Ⅱ操作所得滤渣是 。 (4)我国著名的化学家也利用了转化Ⅱ的反应原理制备了一种重要的碱,该制备的化学反应方程式为: (5)氯化钙结晶水合物(CaCl2· 6H2O)进行脱水处理可制得常用的干燥剂,根据下图选择最佳脱水的方法是

A、氯化氢气流中加热到 174℃ B、直接加热至 174℃ C、直接加热至 260℃ D、氯化氢气流中加热到 260℃ (6)上述工业流程实现了绿色化学的理念,其中 (填化学式)实现了 循环利用,副产品 (填化学式)可转化为原料,整个流 程基本实现了污染物零排放。 【答案】CaCl2· 6H2O 做石膏模型;加入到水泥中调节水泥的硬化速率;做建筑材料 DK2SO4(或 K2SO4 和 KCl) NH3+H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓CNH3CaCO3

【解析】

(1)根据上面流程,起点由水吸收氨气,再吸收二氧化碳,最后转化产出的为红色圈的 CaCl2· 6H2O, 本工业生产过程的目标产品是 CaCl2· 6H2O;而箭头指出的 CaCO3 受热分解可提供氧化钙和二氧化碳, 根据溶解性表中硫酸铵、氯化钾、硫酸钾和氯化铵中硫酸钾溶解度最小,在转化Ⅱ中溶解度最小的先 析出,故过滤Ⅱ滤渣 A 为硫酸钾,即箭头指出的在流程序中间的碳酸钙和硫酸钾都不是目标产品; (2)过滤Ⅰ操作所得固体中,除 CaCO3 外还有一种物质,根据前面转化Ⅰ加入的石膏应该过量且是 微溶,故还有的固体为石膏,用途有:做石膏模型;加入到水泥中调节水泥的硬化速率;做建筑材料 等;(3)根据溶解度表转化Ⅱ适宜的温度是 90~100℃,该温度范围内,硫酸铵、氯化钾、氯化铵的 溶解度都比硫酸钾溶解度大得多,容易析出硫酸钾晶体;过滤Ⅱ操作所得滤渣是 K2SO4(或 K2SO4 和 KCl);(4)我国著名的化学家也利用了转化Ⅱ的反应原理制备了一种重要的碱,该制备是在饱和 食盐水中通入足量的氨气,再通入足量的二氧化碳产生碳酸氢钠,化学反应方程式为: NH3+H2O+NaCl+CO2=NH4Cl+NaHCO3↓;(5)由于 CaCl2· 6H2O 的相对分子质量为 219、假如有 CaCl2· 4H2O、CaCl2· 2H2O、CaCl2· H2O、,则相对分子质量分别为 183、147、129,CaCl2 的相对分子 质量为 111, 根据相对分子质量及质量关系,将 CaCl2· 6H2O 转化为 CaCl2 最佳脱水的方法是应该选 D; (6)上述工业流程(参照前面的图)实现了绿色化学的理念,其中蒸氨过程中 NH3 实现了循环利用, 副产品 CaCO3 可转化为原料氧化钙和二氧化碳,整个流程基本实现了污染物零排放。 10.
―绿水青山就是金山银山‖,研究 NO2、NO、CO、NO2- 等大气污染物和水污染物的处理对建设美丽中国具有重要意 义。 (1)已知:①NO2 + CO CO2 + NO 该反应的平衡常数为 K1(下同) 每 1mol 下列物质分解为气态基态原子消耗能量分别为 NO2 CO CO2 NO 812kJ 1076kJ 1490kJ 632kJ ②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH=+179.5 kJ/mol K2 ③2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH=-112.3 kJ/mol K3 试写出 NO 与 CO 反应生成无污染物气体的热化学方程式 以及此热化学方程式的平衡常数 K= (用 K1、K2、K3 表示) (2)污染性气体 NO2 与 CO 在一定条件下的反应为:2NO2+4CO 4CO2+N2,某温度下,在 1L 密闭容器中充入 0.1mol NO2 和 0.2mol CO, 此时容器的压强为 1 个大气压, 5 秒时反应达到平衡时, 容器的压强变为原来的 29302930, 则反应开始到平衡时 CO 的平均反应速率 v(CO)= 。 若此温度下,某时刻测得 NO2、CO、CO2、N2 的浓度分别为 amol/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L,要使反应向逆 反应方向进行,a 的取值范围 。 (3)电化学降解 NO2 的原理如下图: ①电源的负极是 (填 A 或 B) 阴极反应式为 。 ②若电解过程中转移了 6mol 电子, 则膜两侧电解液的质量变化差(Δm 左?Δm 右)(Δm 左?Δm 右)为 g。

【答案】

2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g)2NO(g)+2CO(g)=N2(g)+2CO2(g) ΔH=-759.8kJ/molΔH=-759.8k
J/molK=K3?K21K2K=K3?K12K20.008mol/(L·s)0≤a<0.8(或 a<0.8)
B2NO-2+6e?+4H2O=N2↑? +8OH?2NO2-+6e?+4H2O=N2↑+8OH?(或

2NO-2+6e?+8H+=N2↑? +4H2O2NO2-+6e?+8H+=N2↑+4H2O)32
【解析】(1)根据焓变=反应物总键能-生成物总键能,则反应①NO2 (g)+ CO(g) CO2 (g)+ NO(g) ΔH1= (812+1076-1490-632) kJ/mol =-234 kJ/mol, ②N2(g)+O2(g) 2NO(g) ΔH2=+179.5 kJ/mol ;③2NO(g) +O2(g) 2NO2(g) ΔH3=-112.3 kJ/mol ;根据盖斯定律,由③+①×2-②得反应 2NO(g) + 2CO(g)= N2(g)+ 2CO2 (g) ΔH=ΔH3+ΔH1×2-ΔH2 =-112.3 kJ/mol +(-234 kJ/mol)×2-179.5 kJ/mol =-759.8 kJ/mol;当总反应式相加时平衡常数相乘、相减时相除、成倍时为幂,则平衡常数 K=K3?K21K2K3?K12K2; (2)设达到平衡时 CO 的浓度改变 x,则: 2NO2 + 4CO 4CO2 + N2 起始浓度(mol/L):0.1 0.2 0 0 改变浓度(mol/L): x 2x 2x 1212x 平衡浓度(mol/L):0.1-x 0.2-2x 2x 1212x

故(0.1?x)+(0.2?2x)+2x+12x0.1+0.20.1-x+0.2-2x+2x+12x0.1+0.2=29302930,解得 x=0.02mo/L, v(CO)=2×0.02mol/L5s2×0.02mol/L5s=0.008mol/(L· s); K=c(N2)c4(CO2)c4(CO)c2(NO2)c(N2)c4(CO2)c4(CO)c2(NO2)=0.01×0.0440.164×0.0820.01×0.0440.164×0.082; 若此温度下,某时刻测得 NO2、CO、CO2、N2 的浓度分别为 amol/L、0.4mol/L、0.1mol/L、1mol/L, 要使反应向逆反应方向进行,则 Q=c(N2)c4(CO2)c4(CO)c2(NO2)c(N2)c4(CO2)c4(CO)c2(NO2)=1×0.140.44×a21×0.140.44×a2<K=0.01×0.0440.164× 0.0820.01×0.0440.164×0.082,解得 a<0.8,a 的取值范围为 0≤a<0.8 或 a<0.8;(3)根据电化学降解 NO2-的原理图可知,Ag/Pt 电极上 NO2-转化为 N ,氮元素化合价从+3 价降为 0 价,被还原,发生还原 反应,作为阴极,则电源 B 为负极,故①电源的负极是 B,阴极反应式为:2NO +6e +4H O=N ↑+8OH 或 2NO +6e +8H =N ↑+4H O;②根据图示装置,阳极反应为 2H O-4e =O ↑+4H ,转移 6mol 电子时,阳 极消耗 3mol 水,产生 6molH 进入阴极室,阳极室质量减少 54g;阴极反应为 2NO +6e +8H =N ↑+4H O, 阴极室中放出 1molN (28g),同时有 6molH (6g)进入阴极室,因此阴极室质量减少 22g,膜两侧 电解液的质量变化差(△m 左-△m 右)=54g-22g=32g。 11.
2 2 2 2 + - + 2 2 2 2 2 + + 2 2 2 + 2

A、B、C、D 是 4 种前三周期元素,且原子序数逐渐增大,这四种元素的基态原子的未成对电子数和电子层数相等。 请回答下列问题:

(1)D 元素的基态原子价电子排布式 是: ; (2) A、 B、 C 三种元素可以形成化合物 A4B2C2, 它是厨房调味品之一。 1 mol A4B2C2 中含有 molσ 键,其中 B 原子采用的杂化方式为: ; (3)元素 F 的原子序数是介于 B 和 C 之间的,元素 B、C、F 的电负性的大小顺序 是: B、C、F 的第一电离能的大小顺序是 (由大 到小,用元素符号填空); (4)随着科学的发展和大型实验装置(如同步辐射和中子源)的建成,高压技术在物质研究中发挥越来越重要的 作用。高压不仅会引发物质的相变,也会导致新类型化学键的形成。近年来就有多个关于超高压下新型晶体的形成 与结构的研究报道。NaCl 晶体在 50~300GPa 的高压下和 Na 或 Cl2 反应,可以形成不同组成、不同结构的晶体。 下图给出其中三种晶体的晶胞(大球为氯原子,小球为钠原子)。写出 A、B、C 的化学式。 A: ; B: ; C:

(5)磷化硼是一种受到高度关注的耐磨涂料,它可用作金属的表面保护层。磷化硼可由三溴化硼和三溴化磷在氢 气中高温反应合成。合成磷化硼的化学反应方程式:BBr3+PBr3+3H2=BP+6HBr ①分别画出三溴化硼分子和三溴化磷分子的结构。 、

磷化硼晶体中磷原子作面心立方最密堆积,硼原子填入部分四面体空隙中。磷化硼的晶胞示意图如下:

②已知磷化硼的晶胞参数 a = 478 pm,计算晶体中硼原子和磷原子的核间距(dB-P)(写出计算式,不要求计算结 果) 。

【答案】3s23p37sp2、sp3O>N>CN>O>CNaCl3Na3ClNa2Cl
143–√a=143–√×478pm143a=143×478pm 或(dB-P=

平面三角形

三角锥 dB-P=

[(142–√a)2+(14a)2]12=143–√a=207142a2+14a212=143a=207pm)

【解析】A、B、C、D 是 4 种前三周期元素,且原子序数逐渐增大,这四种元素的基态原子的未成对 电子数和电子层数相等。第一周期中,有 1 个未成对电子的是氢原子,其电子排布式为 1s ;第二周 期中,未成对电子是 2 个的有两种分别为:C:1s 2s 2p 和 O:1s 2s 2p ;第三周期中,未成对电子是 3 个的是 P:1s 2s 2p 3s 3p ; A、B、C、D 分别为氢元素、碳元素、氧元素和磷元素。(1)D 元素 的基态原子价电子排布式是:3s 3p ;(2)A、B、C 三种元素可以形成化合物 A4B2C2,它是厨房调
1 2 2 2 2 2 4 2 2 6 2 3 2 3

味品之一,则为 CH COOH,即醋酸 。1 mol CH COOH 中含有 7molσ 键,其中碳原子采用 的杂化方式为:sp2、sp3; (3)元素 F 的原子序数是介于碳和氧之间的,故 F 为氮元素,元素原子的得电子能力越强,则电负 性越大,所以 O>N>C;同一周期元素,元素的第一电离能随着原子序数增大而增大,但第 IIA 族、第 VA 族元素第一电离能大于其相邻元素,C、N、O 元素处于同一周期且原子序数逐渐增大,N 处于第 VA 族,所以第一电离能 N>O>C;(4)根据晶胞计算 A 中钠原子数为 8×1818+1=2,氯原子数为 12 ×1212=6, 故分子式为 NaCl3; B 中钠原子数为 4×1414+2=3, 氯原子数为 8×1818=1, 故分子式为 Na3Cl; C 中钠原子数为 4×1414+2×1212+2=4,氯原子数为 8×1414=2,故分子式为 Na2Cl; (5)①三溴化 硼分子中硼原子的价层电子对数为 3+323+32=3,B 原子按 sp2 方式杂化,没有孤电子对,所以分子空
3 3

间构型为平面三角形,结构式为

,三溴化磷分子中磷原子的价层电子对数为 5+325+32=4,

P 原子按 sp3 方式杂化,有一对孤电子对,所以分子空间构型为三角锥形,结构式为 ;②磷 化硼晶体中磷原子作立方最密堆积,硼原子填入四面体空隙中,磷原子分布在面心和顶点上,如图所



已知磷化硼的晶胞边长 a=478pm,则晶胞的体对角线长为 3–√3a,晶体中硼

原子和磷原子的核间距应为体对角线的 1414,所以 dB-P=143–√143× 478pm=207pm。
12.
1941 年从猫薄荷植物中分离出来的荆芥内酯可用作安眠药、抗痉挛药、退热药等。通过荆芥内酯的氢化反应可以得 到二氢荆芥内酯,后者是有效的驱虫剂。为研究二氢荆芥内酯的合成和性质,进行如下反应:

A (



B

C (



D( (1)A 中官能团名称为



E( ;写出 B 的结构简式



(2)写出 B→C 的反应方程式 是 ; (3)D 物质的手性碳有 个 (4)写出同时满足下列条件的 D 的一种同分异构体的结构简式: ①能发生银镜反应;②分子中一个六元环;③分子中只有 3 种不同化学环境的氢。

;反应类型

_。

(5) 参照题干中的反应流程写出由

合成

的四步合成路线图 (无机试剂任选) :

【答案】碳碳双键,羧基

+ HBr

加成反应

4

【解析】(1)

中官能团名称为碳碳双键,羧基;

与甲醇发生酯化反应生成

B,则 B 的结构简式为



与 HBr 在过氧化物的作用下反应生成

,反应方程式为:

+ HBr

;反应类型是加成

反应;(3) 的手性碳有 4 个,如图(用*)标出: ;(4) 的同分 异构体满足条件①能发生银镜反应, 说明分子中含有醛基;③分子中只有 3 种不同化学环境的氢说明 分子高度对称, ②分子中一个六元环; 故可能是 6 个碳的环, 剩下 4 个碳分别为 2 个醛基和 2 个甲基,

其结构简式为:

;(5)参照题干中的前四步反应流程,由

合成

的四步合成路线图,流程如下:

。 点睛:本题考查有机物的合成,把握习题中的信息推断合成流程中的物质为解答的关键,侧重信息的 应用及知识迁移应用能力的考查,(3)中手性碳指人们将连有四个不同基团的碳原子形象地称为手性 碳原子(常以*标记手性碳原子);(5)中结合信息合成有机物,注意知识的迁移,其中在过氧化物 条件下碳碳双键上的加成是反马加成,即一般氢加在氢多的一边。


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