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2024 届明日之星高考化学精英模拟卷 【新课标卷】
可能用到的相对原子质量:H-1、N-14
一、选择题:本题共 7小题,每小题 6分,共 42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项
符合题目要求。
7.中华文化博大精深,为世界的发展做出了重要的贡献。下列说法正确的是( )
A.指南针的磁石的主要成分是三氧化二铁
B.蔡侯纸的主要成分属于合成高分子材料
C.瓷器是以黏土为主要原料烧制而成
D.制作豆腐时,需添加石膏使蛋白质变性
8.靛蓝是由蓝草经发酵打靛得到的一种染料,明代《天工开物》对蓝草制靛、染色工艺等有
过记载,下列有关说法错误的是( )
A.1 mol靛蓝最多可以和9 mol H 发生加成反应
2
B.由靛蓝生成靛白的反应是还原反应
C.靛白与氢气完全加成后的产物分子中有4个手性碳原子
D.靛蓝和靛白均可以发生聚合反应生成高分子
9.物质甲是一种青霉素类抗生素,其结构如图所示。前20号元素X、Y、Z、W、Q、M原子
序数依次增大,其中X与M、W与Q分别位于同主族。
下列说法正确的是( )
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A.最简单气态氢化物的稳定性:W<Z B.简单离子半径:M>Q
C.基态原子的未成对电子数:Y=Q D.电负性:W<Q
10.全有机质子电池因其可持续性和优异的倍率性能而受到广泛关注。南开大学牛志强团队采
用原位电聚合法设计合成了一种 π 偶联聚合物(PO),其C=N基团确保PO分子在ZnSO
4
电解质中显示出吸收/去除H的行为。据此设计出温和电解质中可持续质子二次电池,工作
原理如图所示。放电时,PO吸收H转化为P。下列有关说法错误的是( )
A.放电时,电池的b极为负极
B.放电时,H由b极向a极移动,并被a极吸收
C.充电时,b极的电极反应式:P2nH 2ne PR
D.充电时,每转移2 mol电子,阳极质量减轻2ng
11.室温下,下列实验方案对应的实验现象及结论不正确的是( )
选项 实验方案 实验现象及结论
把FeSO 置入抽空的刚性容器中,加热使 BaCl 溶液中产生白色沉淀,品红
4 2
A 其充分反应,将生成的气体依次通入 溶液褪色,说明反应生成了SO 和
3
BaCl 溶液和品红溶液 SO
2 2
有气体和白色沉淀产生,对应的
离子方程式为
向NH AlSO 溶液中加入过量Ba(OH)
4 4 2 2
B
△
溶液,并加热 NH Al3 SO2 Ba2 5OH
4 4
NIH AlO BaSO 3H O
3 2 4 2
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将封装有NO 和N O 混合气体的圆底烧 红棕色加深,则NO 转化为N O
2 2 4 2 2 4
C
瓶浸泡在热水中 的反应是放热反应
向盛有3mL0.1molL1 CuSO 溶液的试管
4
中滴加1.2molL1的氨水至刚开始产生的 析出深蓝色的晶体,加入乙醇的
D
目的是降低溶剂的极性
沉淀完全溶解,再加入乙醇,并用玻璃棒
摩擦试管壁
12.某种含铜微粒可用作汽车尾气脱氮的催化剂,催化机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.CuⅡNO NH /NH是反应的催化剂
2 3 2 4
B.该反应可消耗氮气
C.该反应中有极性键的断裂和形成、非极性键的形成,没有非极性键的断裂
D.每1 mol NO参与反应,转移电子数为3N (N 为阿伏加德罗常数的值)
A A
13.研究表明纳米银可催化三价砷氧化为五价砷。已知室温下,三元弱酸H AsO 和H AsO 水
3 3 3 4
溶液中含砷的各物种的分布分数与pH的关系如图所示。
下列说法错误的是( )
A.K H AsO 的数量级为1012
a3 3 4
B.0.1molL1 H AsO 溶液的 pH为5.1
3 3
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C.向含0.2molH AsO 的溶液中加入 0.3 mol NeOH固体,所得溶液中:
3 4
e
Na
e
H
AsO
c
HAsO2
c
H
c
OH
2 4 4
D.pH为10时,三价砷转化为五价砷的主要反应的离子方程式为
Ag
2H AsO O 2OH 2HAsO2 2H O
2 3 2 4 2
二、非选择题(共 58分)
27.(14分)工业上从一种废旧三元锂电池正极材料(主要成分为LiCo Mn Ni O ,还含有铝
x y z 2
箔、炭黑、有机黏合剂等)中回收钴、锰、镍、锂的工艺流程如图所示。
已知:ⅰ.“碱浸”后的滤渣中主要含有Co O、CoO、MnO、Li O和NiO;
2 3 2
ⅱ.K CoC O 11018,K MnC O 11013,K NiC O 41010。
sp 2 4 sp 2 4 sp 2 4
回答下列问题:
(1)“灼烧”的目的是_________。
(2)“碱浸”时除去的金属元素是_________(填元素符号)。
(3)“酸浸”时反应温度不宜过高,原因是_________;加入H O 的目的是_________。
2 2
(4)若“酸浸”后溶液中Ni2、Co2、Mn2的浓度均为0.1molL1,欲使Co2完全沉淀(离子
浓度小于等于1105 molL1)而不使Ni2、Mn2沉淀,需调节p
C
O2
的范围为
2 4
_________[已知p
C
O2
lgc
C
O2
]。
2 4 2 4
(5)“沉锰”时溶液要保持酸性,发生反应的离子方程式是_________;该反应中的氧化剂与
还原剂的物质的量之比为_________。
(6)“沉镍”时,需要加入NaOH溶液和较低浓度的Na CO 溶液,不能加入较高浓度的
2 3
Na CO 溶液的原因是_________。
2 3
28.(15分)水合肼的分子式为N H H O,是一种强还原剂,与氧化剂接触会剧烈反应并放
2 4 2
出大量的热。实验室可用次氯酸钠与氨气反应制备少量水合肼,其实验装置如图1所示。
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回答下列问题:
(1)方框A中为制备氨气的装置,可选择如下装置______,相应的化学方程式为______。
(2)多孔球泡的作用是_____。
(3)在实验过程中,需控制浓盐酸的滴加速度,原因是_____。
(4)反应一段时间以后,在装置B中制得水合肼,生成水合肼的离子方程式为_____。
(5)用图2装置进行粗产品中肼的纯度测定:反应前,右侧量气装置的读数为V mL(室温
1
下),称取mg肼的粗产品,加入水和少量淀粉配成溶液后,再逐滴滴人碘液(粗产品中的
杂质不与碘液反应),充分振荡,_______(填现象)即表示反应完全,用右侧量气装置收集
反应后气体,读数为V mL(室温下)。(已知:N H 2I N 4HI;室温下,气体
2 2 4 2 2
摩尔体积约为24.5Lmol1)
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(6)下列能导致肼的含量测定结果偏高的是_______%。(填标号)
a.第二次读数时,左侧液面低于右侧液面
b.反应过程中没有导管a
c.读数时,滴定前平视,滴定后俯视
d.反应结束时,装置未恢复至室温
(7)粗产品中肼的纯度为_______%。
29.(14分)我国科研团队首次在月球上发现的新矿物命名为“嫦娥石”,嫦娥石的一种伴生矿
物为方石英,其晶体结构和金刚石相似,嫦娥石的另一种伴生矿物为陨硫铁,主要成分为
FeS,FeS可用于制备净水剂NH Fe SO (OH) 。
4 3 4 2 6
已知:①Fe(s)S(s) FeS(s) H 95.6kJ/mol
②Fe O (s)3CO(g) 2Fe(s)3CO (g) H 24.73kJ/mol
2 3 2
③2CO(g)O (g) 2CO (g) H 565.96kJ/mol
2 2
④S(s)O (g) SO (g) H 297.23kJ/mol
2 2
(1)FeS煅烧可生成Fe O 和SO ,该反应的热化学方程式为_______。
2 3 2
(2)在一密闭容器中加入一定量的NH Fe SO (OH) (s),只发生反应:
4 3 4 2 6
3 7
NH Fe SO (OH) (s) Fe O (s)2SO (g)NH (g) H O(g),下列措施能提高平
4 3 4 2 6 2 2 3 3 3 2 2
衡转化率的是______(填标号)。
A.加入NH Fe SO (OH)
4 3 4 2 6
B.使SO、NH 、H O液化并及时分离
3 3 2
C.选择合适的催化剂并加入
D.保持压强不变充入氦气
(3)温度为T C,压强为P 时,在体积可变的密闭容器中加入一定量的
0
NH Fe SO (OH) 固体,只发生反应:
4 3 4 2 6
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3 7
NH Fe SO (OH) (s) Fe O (s)2SO (g)NH (g) H O(g),达到平衡后,NH
4 3 4 2 6 2 2 3 3 3 2 2 3
的物质的量为0.1 mol,此时压强平衡常数K =_______(列出计算式)。[提示:用分压计算
p
的平衡常数为K ,分压=总压×气体物质的量分数]保持温度和压强不变,向容器中充入Ar,
p
随着通入Ar的量增大,NH 的量增大的原因是_______。若测得平衡状态下nNH 与n(Ar)
3 3
的关系如图甲所示,n(Ar)为0.1 mol时,H O的物质的量为_______。
2
(4)嫦娥石中的阴离子结构单元为FePO 16 ,PO3的VSEPR模型名称为________。采
4 6 4
用新型LiFePO 电池作为动力的汽车有极好的加速性能,这种电池中的铁元素与嫦娥石阴离
4
子中铁元素价态________(填“相同”或“不同”)。新型磷酸铁锂电池广泛应用于移动电源、
电动汽车等领域,放电时正极材料为FePO ,写出该电池放电时正极的电极反应式:
4
________。
(5)嫦娥石的一种伴生矿物为方石英,其晶体结构与金刚石类似,晶胞结构如图丙所示,
Si—O键长为anm,若A原子的原子坐标为(0,1,1),C原子的原子坐标为(0,0,
0),则白球E原子的原子坐标为∠AED=109°28',晶胞的边长为________cm(列出计算式
即可)。
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30.(15分)化合物E是合成治疗哮喘、支气管炎、风湿等疾病药物的中间体,其一种合成路
线如图:
(1)A分子中碳原子的杂化类型为_______。
(2)AB经历两步反应,反应类型依次为_______。
(3)C的结构简式为_______。
(4)F与A互为同分异构体,所有符合下列条件的F的结构为_______(不考虑立体异
构)。
①既能发生银镜反应又能发生水解反应,也能与FeCl 溶液发生显色反应;
3
②其核磁共振氢谱有4组吸收峰。
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(5)设计以 、CH OH为原料制备
3
的合成路线流程图(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
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答案以及解析
7.答案:C
解析:指南针的磁石的主要成分是具有磁性的四氧化三铁,A错误:蔡侯纸的主要成分为纤
维素,为天然高分子材料,B错误:瓷器由黏土在高温下烧结而成,C正确:石膏的主要成
分是硫酸钙结晶水合物,硫酸钙不属于重金属盐,不会使蛋白质变性,D错误。
8.答案:C
解析:靛蓝的结构简式为 ,其中含有两个苯环,两个羰基和一个碳
碳双键,故1 mol靛蓝可以与3 mol×2+1 mol×2+1 mol=9 mol H 发生加成反应,A正确;靛
2
蓝分子式为C H N O ,靛白分子式为C H N O ,由靛蓝到靛白1个分子中增加了两个氢
16 10 2 2 16 12 2 2
原子,在有机反应中加氢属于还原反应,B正确;靛白与氢气完全加成后的产物的结构简式
为 (标注*的为手性碳原子),共有8个手性碳原子,C错误;靛蓝
中含有碳碳双键,可以发生加聚反应生成高分子,靛白中含有碳碳双键、两个亚氨基和两个
羟基,可以发生加聚反应或缩聚反应生成高分子,D正确。
9.答案:C
解析:根据元素周期律,非金属性:O>N,则最简单气态氢化物的稳定性:H O NH ,A
2 3
错误;K与S2核外电子排布相同,S2核电荷数小,半径大,B错误;基态C原子的价层电
子排布式为2s22p2,基态S原子的价层电子排布式为3s23p4,二者未成对电子数都是2,C正
确;同主族元素从上到下电负性逐渐减小,电负性:O>S,D错误。
10.答案:D
解析:根据以上分析,放电时,a极为正极,b极为负极,A正确;放电时,阳离子由负极
(b极)移向正极(a极),即H由b极向a极移动,并被a极吸收,B正确;充电时,b极
为阴极,发生还原反应:P2nH 2ne PR,C正确;充电时,根据阳极(a极)反
应,每转移2 mol电子,阳极失去2 mol H,质量减轻 2 g,D错误。
11.答案:B
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△
解析:FeSO 受热发生分解,化学方程式为2FeSO Fe O SO SO ,SO 可与水反应
4 4 2 3 2 3 3
产生SO2进而与BaCl 反应生成BaSO 白色沉淀,混合气体通入BaCl 溶液中产生白色沉淀,
4 2 4 2
说明反应生成了SO ,通入品红溶液,品红溶液褪色,说明反应生成了SO ,A正确;加入
3 2
过量Ba(OH) 溶液,NH AlSO 溶液中NH、Al3、SO2均参加反应,离子方程式中离子
2 4 4 2 4 4
的化学计量数之比应符合该化学式中的离子配比,即n
NH
:n
Al3
:n
SO2
=1:1:2,对应
4 4
△
的离子方程式应为NH Al3 2SO2 2Ba2 5OH NH AlO 2BaSO 3H O,B
4 4 3 2 4 2
错误;装有NO 和N O 气体的烧瓶中存在反应2NO (g)N O (g),将烧瓶浸泡在热水
2 2 4 2 2 4
中,观察到烧瓶内气体红棕色加深,说明NO 浓度增大,上述平衡逆向移动,故能说明反应
2
2NO (g)N O (g)是放热反应,C正确;CuSO 溶液中滴加氨水,先生成Cu(OH) 沉
2 2 4 4 2
淀,然后Cu(OH) 溶于过量氨水生成CuNH 2 ,加入乙醇降低溶剂的极性,析出深蓝色
2 3 4
的晶体CuNH SO H O,D正确。
3 4 4 2
12.答案:D
解析:CuⅡNO NH /NH先生成,后被消耗,是反应的中间产物,A错误;由图可
2 3 2 4
知,该反应生成氮气,且氮气没有被消耗,B错误;③→④的反应涉及极性键和非极性键的
形成以及极性键的断裂,④→⑤的反应涉及非极性键的断裂,C错误;由催化机理图可知总
催化剂
反应为4NH 4NOO 4N 6H O,每1 mol NO参与反应,转移电子数为3N ,D
3 2 2 2 A
正确。
13.答案:B
c
AsO3
c
H
解析:H AsO 的三级电离常数K H AsO 4 ,根据图2可知,当
3 4 a3 3 4
c
HAsO2
4
c HAsO2 c AsO3 时,pH为11.5,所以K H AsO 1011.5,其数量级为1012,A正
4 4 a3 3 4
确;根据图1可知,H AsO 的一级电离常数K H AsO 109.2,则0.1molL1 H AsO 溶液
3 3 a1 3 3 3 3
一级电离产生的c2 H 109.20.1mol2L2,则c H 105.1 molL1,H AsO 还有二级电
3 3
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离及三级电离,故溶液中c H 105.1 molL1,pH<5.1,B错误;0.2molH AsO 与0.3 mol
3 4
NaOH完全反应生成0.1mol NaH AsO 和0.1mol NaHAsO ,由图2可推出
2 4 4
K H AsO 102.2,K H AsO 107.0,故HAsO2的水解常数K HAsO2 107.0,则
a1 3 4 a2 3 4 4 h 4
有c
H
AsO
c
HAsO2
,此时溶液显中性,有c
H
c
OH
,C正确;pH=10时,三
2 4 4
价砷主要存在形式为H AsO,五价砷主要存在形式为HAsO2,Ag为催化剂,故其转化的离
2 3 4
Ag
子方程式为2H AsO O 2OH 2HAsO2 2H O,D正确。
2 3 2 4 2
27.(14分)答案:(1)除去正极材料中的炭黑及有机黏合剂,将金属元素转化为氧化物
(1分)
(2)Al(1分)
(3)防止H O 分解(2分);将Co O 还原为Co2(2分)
2 2 2 3
(4)12p
C
O2
13(2分)
2 4
(5)3Mn2 2MnO 2H O 5MnO 4H(2分);2:3(2分)
4 2 2
(6)Na CO 浓度过高会使Li沉淀,影响Ni2和Li的分离(2分)
2 3
解析:(1)“灼烧”时,正极材料中的炭黑及有机黏合剂会燃烧转化为气体除去,
LiCo Mn Ni O 转化为相应的氧化物。
x y z 2
(2)向灼烧渣中加入过量氢氧化钠溶液碱浸,Al元素会转化为NaAl(OH) 除去。
4
(3)由“酸浸”时加入的物质有H O 可知,温度不宜过高的原因是防止H O 分解;根据“碱
2 2 2 2
浸”后的滤渣中含有Co O ,Co O 中Co为+3价,“酸浸”后沉钴时Co为+2价可知,加入
2 3 2 3
H O 的目的是将Co O 还原为Co2。
2 2 2 3
(4)已知K CoC O c Co2 c C O2 11018,钴离子完全沉淀时,溶液中
sp 2 4 2 4
c C O2
11018
molL1 1013 molL1,则p C O2 13;已知
2 4 1105 2 4
K MnC O c Mn2 c C O2 11013,锰离子浓度为0.1molL1,要不使锰离子沉
sp 2 4 2 4
淀,需使溶液中c C O2
11013
molL1 1012 molL1,即p C O2 12,所以使溶液中
2 4 0.1 2 4
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钴离子完全沉淀,而锰离子、镍离子不沉淀的p
C
O2
的范围为12p
C
O2
13。
2 4 2 4
(5)“沉锰”时,加入高锰酸钾的目的是将溶液中的锰离子转化为二氧化锰,反应的离子方程
式为3Mn2 2MnO 2H O 5MnO 4H;其中MnO为氧化剂,Mn2为还原剂,则
4 2 2 4
氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:3。
(6)碳酸钠溶液浓度过高会使溶液中的锂离子转化为碳酸锂沉淀,从而影响镍离子和锂离子
的分离,所以沉镍时选择加入氢氧化钠溶液和较低浓度的碳酸钠溶液。
△
28.(15分)答案:(1)a(或c)(2分);NH H O NH H O(或
3 2 3 2
NH H OCaO Ca(OH) NH )(2分)
3 2 2 3
(2)防倒吸(1分)
(3)肼有还原性,会与氯气以及次氯酸钠发生氧化还原反应,降低肼的产量(合理即可)
(2分)
(4)2NH ClO N H H OCl(2分)
3 2 4 2
(5)滴入最后半滴碘液,溶液由无色变为蓝色,且半分钟内不褪色(2分)
(6)bcd(2分)
32V V
(7) 2 1 (2分)
245m
解析:(1)实验室制备氨气总共有三种方法,化学方程式分别为
△ △
2NH ClCa(OH) CaCl 2NH 2H O、NH H O NH H O、
4 2 2 3 2 3 2 3 2
NH∣H OCaO NH Ca(OH) [提示:不能用类似启普发生器的装置]。
3 2 3 2
(2)氨气极易溶于水,多孔球泡气孔较小,内部体积大,可起到防倒吸的作用。
(4)由题干可知次氯酸钠与氨气反应制备水合肼的离子方程式为
2NH ClO N H H OCl。
3 2 4 2
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(5)由信息可知肼与碘单质反应生成碘离子,当滴加最后半滴碘液时,溶液由无色变为蓝
色,且半分钟内不褪色,此时表明反应完全[点拨:判断颜色变化时,要判断当滴加最后半滴
碘液时,溶液中多出来的是碘液还是与碘液反应的物质]。
(6)a项,第二次读数时,若左侧液面低,会导致测量体积偏小,最终导致肼的含量测量值
偏低;b项,若反应过程中没有导管,装置内压强偏大,气体体积偏大,会使测量结果偏
高;c项,滴定后俯视,导致测量体积偏大,测量结果偏高;d项,反应结束时,装置未恢复
至室温,导致气体体积偏大,测量结果会偏高。
(7)该过程涉及反应N H 2I N 4HI,此时测量氮气体积为V V mL,则生成
2 4 2 2 2 1
V V 103
氮气的物质的量为 2 1 mol,则粗产品中肼的纯度为
24.5
32V V 103 32V V
2 1 100% 2 1 %。
24.5m 245m
29.(14分)答案:(1)4FeS(s)7O (g) 2Fe O (s)4SO (g) H 2454.94kJ/mol(2
2 2 3 2
分)
(2)BD(1分)
7
2
(3)
P
0.2
P
0.1
P
0.352(2分);该反应的正反应是气体分子数增大的反
0 0.65 0 0.65 0 0.65
应,随着氩气通入量的增大,平衡体系中各气体的分压减小,平衡向正反应方向移动(1
分);0.7(1分)
(4)正四面体形(1分);相同(1分);FePO Li e LiFePO (1分)
4 4
1 3 3 8a
(5)( , , )(2分); 107(2分)
4 4 4 3
解析:(1)FeS煅烧生成Fe O 和SO 的化学方程式为4FeS7O 2Fe O 4SO ;根据
2 3 2 2 2 3 2
盖斯定律,③×3+④×4-①×4-②×2可得该反应的热化学方程式为
4FeS(s)7O (g) 2Fe O (s)4SO (g) H 2454.94kJ/mol。
2 2 3 2
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(2)NH Fe SO (OH) 为固体,加入固体,平衡不移动,A不符合题意;使
4 3 4 2 6
SO、NH 、H O液化并及时分离,可使平衡正向移动,平衡转化率增大,B符合题意;催化
3 3 2
剂不能使平衡移动,不改变平衡转化率,C不符合题意;该反应的正反应是气体分子数增大
的反应,保持压强不变充人氦气,随着氩气通入量的增大,平衡向正反应方向移动,平衡转
化率增大,D符合题意。
3 7
(3)根据NH Fe SO (OH) (s) Fe O (s)2SO (g)NH (g) H O(g)可知,达
4 n 4 2 6 2 2 3 3 3 2 2
到平衡后,当NH 的物质的量为0.1 mol,则SO 的物质的量为0.2 mol,H O的物质的量为
3 3 2
0.35 mol,气体的总物质的量为0.65 mol,此时压强平衡常数
7
2
0.2 0.1 0.352;该反应的正反应是气体分子数增大的反应,随着氩
K P P P
p 0 0.65 0 0.65 0 0.65
气通入量的增大,平衡体系中各气体的分压减小,平衡向正反应方向移动,NH 的量增大。
3
由图甲可知,n(Ar)0.1mol时,nNH 0.2mol,由方程式中的系数可知
3
nH O0.7mol。
2
(4)PO3的价层电子对个数为4且不含孤电子对,根据价层电子对互斥理论可知PO3的
4 4
VSEPR模型为正四面体结构;FePO 16 中铁元素的化合价为+2,LiFePO 中铁元素的化
4 6 4
合价为+2,二者化合价相同。
(5)由晶胞结构图丙可知,若A原子的原子坐标为(0,1,1),C原子的原子坐标为(0,
1 3 3
0,0),则白球E原子的原子坐标为( , , );Si—O键长为a nma107 cm,设晶
4 4 4
1
胞边长为l,硅氧原子在体对角线上,硅氧键的键长为体对角线的 ,根据几何关系可知
8
8a
l 107 cm。
3
30.(15分)答案:(1)sp3、sp2(2分)
(2)加成反应、消去反应(2分)
(3) (3分)
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(4) (3分)
(5)
(5分)
解析:(1)A中甲基和亚甲基中的碳原子为sp3杂化,羧基中的碳原子和苯环中的碳原子为
sp2杂化。
(2)由思路分析可知A→B依次经历加成反应、消去反应两个过程。
(3)由思路分析可知,C的结构简式为 。
(4)A的分子式为C H O ,F与A互为同分异构体,F既能发生银镜反应又能发生水解反
10 12 4
应,说明有酯基和醛基或类似醛基的结构,A分子中共 5个不饱和度,则F分子中含有
,能与FeCl 溶液发生显色反应说明有酚羟基,核磁共振氢谱有4组吸收峰,
3
说明分子结构对称,因此符合条件的F的同分异构体只有 2种,结构简式为
和 。
(5)结合题给信息逆推可知,目标产物可由 发生D→E的反应得到,
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可由 与CH OH反应得到, 可由
3
与 发生A→B中的反应、生成的碳碳双键与HBr加
成、—Br再水解得到,为避免酯化时发生副反应以及酯基在碱性条件下水解,—Br应最后水
解,具体路线见答案。
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