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考前特训答案精析_05高考化学_通用版(老高考)复习资料_2023年复习资料_二轮复习_2023年高考化学二轮复习讲义+课件(全国版)_2023年高考化学二轮复习讲义(全国版)_学生版_答案精析
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考前特训答案精析 选择题标准练 选择题标准练(一) 1.A 2.C 3.D [草酸属于弱酸,不能拆写为离子,A不正确;用次氯酸钠溶液吸收少量二氧化硫有 次氯酸生成:3ClO-+SO +HO===2HClO+SO+Cl-,B不正确;溶液中含有镁离子,根 2 2 据离子反应条件判断,生成氢氧化镁沉淀,C不正确;稀硝酸和银反应生成硝酸银、一氧化 氮和水,D正确。] 4.C [以锂硫电池为电源,通过电解含(NH )SO 的废水制备硫酸和化肥,M室得到硫酸说 4 2 4 明是氢氧根离子放电,电极反应式为2HO-4e-===4H++O↑,则a为正极,b为负极,故 2 2 A错误;电解池中阴离子移向阳极,SO通过膜1由原料室移向M室,则膜1为阴离子交换 膜,故 B 错误;由锂硫电池总反应 2Li+xS===LiS 可得负极反应式为 2Li+S-2e- 2 x ===LiS ,消耗2.8 g锂即物质的量为=0.4 mol,转移0.4 mol e-,M室的电极反应式为 2 x 2HO-4e-===4H++O↑,生成0.1 mol氧气,标准状况下气体体积为0.1 mol×22.4 L·mol-1 2 2 =2.24 L,故C正确;N室的电极反应是溶液中氢离子放电生成氢气,NH通过膜2由原料 室移向N室,c(NH)减小,使NH+HONH ·H O+H+向左移动,c(H+)减小,原料室中 2 3 2 溶液的pH增大,故D错误。] 5.A 6.C [由题干信息推知X是Al元素;Z无正价,Z是F元素,M是NaAlF ,Y是Na元素。 3 6 电子层结构相同,核电荷数越多离子半径越小,简单离子半径:F->Na+>Al3+,故A错误; NaF是离子化合物,只含离子键,故B错误;Na和水反应生成氢氧化钠和氢气,F 和水反 2 应生成HF和氧气,故C正确;Na和氧气反应可以生成NaO、NaO,故D错误。] 2 2 2 7.D 选择题标准练(二) 1.B 2.C [由结构简式知该化合物的分子式为C H O ,故A正确;苯环上的6个碳原子共平 14 12 4面,碳碳双键以及与双键碳相连的原子共平面,苯环和碳碳双键之间为单键相连,可以旋转 到同一平面上,故14个碳原子可以共平面,故B正确;有机物中苯环和碳碳双键都能与氢 气发生加成反应,故1 mol该化合物最多能与7 mol H 发生反应,故C错误;该有机物中含 2 有碳碳双键,能发生加聚反应和氧化反应,该有机物中含有羟基,能发生取代反应,故D 正确。] 3.B 4.A [由题图可知,此装置为原电池,a极发生还原反应,Cr O转化为Cr(OH) 同时生成 2 3 氢氧根离子,则 M为阴离子交换膜,使氢氧根离子通过,故A错误;b极苯酚发生氧化反 应生成CO ,电极反应式为C HOH-28e-+11HO===6CO↑+28H+,故B正确;电池工 2 6 5 2 2 作过程中,a极室发生反应:Cr O+6e-+7HO===2Cr(OH) +8OH-,a极室的pH升高,故 2 2 3 D正确。] 5.C [标准状况下,苯为液态,不能用标准气体摩尔体积计算2.24 L苯的物质的量,故A 错误;溶液体积未知,无法计算K+的数目,故B错误;S 、S 均由S原子构成,故32 g混 4 8 合物中含有的S原子的物质的量为1 mol,含S原子数为N ,故C正确;1 L 1.0 mol·L-1 A FeCl 溶液中含有氯化铁的物质的量为1 mol,FeCl 与Cu反应生成氯化铜和FeCl ,1 mol氯 3 3 2 化铁反应转移的电子数目为N ,故D错误。] A 6.D 7.B 选择题标准练(三) 1.A 2.D [根据酚酞分子的结构简式可知,其分子式为C H O ,故A错误;苯环能与氢气发 20 14 4 生加成反应,故B错误;饱和碳原子具有甲烷结构特点,为四面体结构,所以该分子中所 有碳原子一定不共平面,故C错误;酚酞是一种酸碱指示剂,酚羟基在碱性环境下与 OH- 反应,酯基在碱性、酸性环境下均发生水解,所以分子结构会因溶液酸碱性不同而发生改变, 故D正确。] 3.C [少量CO 通入NaClO溶液中,发生反应产生HClO、NaHCO ,反应的离子方程式为 2 3 CO +HO+ClO-===HClO+HCO,A错误;得失电子不守恒、电荷不守恒,离子方程式应 2 2 该为3Fe O +28H++NO===9Fe3++NO↑+14HO,B错误;CaSO 在溶液中存在沉淀溶解 3 4 2 4 平衡,向其中加入纯碱溶液,发生沉淀转化,生成更难溶的CaCO 沉淀,反应的离子方程 3 式为CO(aq)+CaSO(s)SO(aq)+CaCO (s),C正确;NaSiO 是可溶性物质,应该写成离 4 3 2 3 子形式,反应的离子方程式应该为SiO+2H+===HSiO↓,D错误。] 2 3 4.C 5.A [1个重水分子中含10个中子,而1个水分子中含8个中子,故1 mol重水比1 mol水多2N 个中子,A正确;标准状况下22.4 L乙烷的物质的量为1 mol,一个乙烷分子中含有 A 6个C—H和1个C—C,所以1 mol乙烷中共价键数目为7N ,B错误;NO 与水反应的化 A 2 学方程式为3NO +HO===2HNO +NO,4.6 g NO 的物质的量为0.1 mol,生成 mol NO,转 2 2 3 2 移N 个电子,C错误;铝离子在水溶液中会发生水解,Al3+数目小于N ,D错误。] A A 6.B [X、Y、Z、W是原子序数依次增大的短周期主族元素,乙是元素Z的单质,甲、丙、 丁、戊、己是由其中两种元素组成的化合物,丁为淡黄色固体,则丁为NaO ;己为红棕色 2 2 气体,则己为NO ;气体甲的水溶液呈碱性,则甲为NH ;NH 与乙反应生成丙,丙与乙反 2 3 3 应生成己(NO ),则丙为NO,乙为O ;丁(Na O)与戊反应生成乙(O ),Z为O,戊为CO 或 2 2 2 2 2 2 HO,若戊为CO ,原子序数小于Z(O)的有H、C、N三种元素,不满足条件,则戊只能为 2 2 HO,结合原子序数可知,X为H,Y为N,Z为O,W为Na。同周期主族元素从左到右原 2 子半径逐渐减小,同主族元素从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大小:W>Y>Z> X,故A正确;丁为NaO ,阴、阳离子个数比为1∶2,故B错误;金属钠能够与水反应生 2 2 成氢氧化钠和氢气,故C正确;X、W形成的化合物为NaH,NaH为离子化合物,故D正 确。] 7.A 选择题标准练(四) 1.D 2.A [由结构简式可知,奥司他韦分子中含有的碳碳双键能被酸性高锰酸钾溶液氧化,使 高锰酸钾溶液褪色,故A正确;由结构简式可知,奥司他韦分子中不含有苯环,不属于芳 香化合物,故B错误;由结构简式可知,奥司他韦分子中含有的碳碳双键能与溴水发生加 成反应,1 mol奥司他韦分子只能与1 mol Br 发生加成反应,故C错误;由结构简式可知, 2 奥司他韦分子中含有的官能团为碳碳双键、醚键、酰胺基、氨基、酯基,共 5种,故D错 误。] 3.A 4.C [a极发生还原反应:Cr O+6e-+7HO===2Cr(OH) +8OH-,该电极为原电池正极, 2 2 3 b极苯酚失电子被氧化为CO,电极反应式为C HOH-28e-+11HO===6CO↑+28H+,该 2 6 5 2 2 电极为原电池负极,c极为电解池阴极,电极反应为2H++2e-===H↑,d极为电解池阳极, 2 电极反应为 HO-e-===H++·OH,·OH 可进一步氧化苯酚,化学方程式为 C HOH+ 2 6 5 28·OH===6CO↑+17HO,据此答题。电极的电势比较:a(正极)>d(阳极)>c(阴极)>b(负极), 2 2 A错误;c电极区消耗2 mol H+生成氢气,则有2 mol H+由右室进入左室,所以溶液质量不 变,B错误;由分析可知,a为正极,原电池中阳离子向正极移动,阴离子向负极移动,Ⅱ室中Na+透过M膜进入a极区,Cl-透过N膜进入b极区,所以M为阳离子交换膜,N为阴 离子交换膜,D错误。] 5.D 6.A [据题给信息分析知R为K,Y为O,Z为F,因为W、X、Y(O)、Z(F)的原子序数依 次增大,所以W、X位于第二周期,设其化合价依次为a、b,则1+2a+b-3×2-2=0, 2a+b=7,仅当a=2、b=3时合理,所以W为Be,X为B,该物质是KBe BOF 。硼的非 2 3 2 金属性较弱,其最高价氧化物对应的水化物HBO 为弱酸,A项正确;K的单质与冷水反应 3 3 剧烈,B项错误;原子半径:K>Be>O>F,C项错误;非金属性:O<F,D项错误。] 7.B [加热促进铝离子水解,且生成的HCl易挥发,应在HCl气流中加热制备,A不符合 题意;NaHCO 溶液与NaAlO 溶液混合后产生氢氧化铝白色沉淀的同时生成碳酸钠,反应 3 2 的离子方程式为 HCO+AlO+HO===Al(OH) ↓+CO,故能验证结合 H+的能力: 2 3 COc(A2-),故c(HA-)>c(A2-)>c(OH-),B正确;由a点经b点到c点的过程中,溶液一直呈 酸性,且酸性越来越弱,酸抑制水电离的程度越来越弱,故水的电离程度一直增大,C正确; pH=4.4时,c(HA-)=c(A2-),故K ==10-4.4,HA-的水解常数K ===10-11 (3)b.冰水 饱和KOH溶液 2 c.除去杂质,减少KFeO 的溶解;提高产率,能快速干燥 (4)①高铁酸盐在酸性较强的 2 4 条件下不稳定,容易分解,与氨氮作用时间短,难以除去 ②pH=5时,锌元素以Zn2+形 式存在,pH=10时,锌元素几乎都以Zn(OH) 形式存在,Zn(OH) 被高铁酸钾水解生成的 2 2 Fe(OH) 捕集 3 解析 硝酸铁和过量次氯酸钠在过量NaOH溶液中反应生成高铁酸钠、氯化钠、硝酸钠, 过滤,向滤渣高铁酸钠中加入饱和KOH溶液生成溶解度更小的高铁酸钾,再过滤得到高铁 酸钾。(2)生成的NaFeO 需要转化为钾盐,根据题中信息,说明溶解度:NaFeO>K FeO。 2 4 2 4 2 4 (3)高铁酸钾低温下较稳定,可将滤液置于冰水中,由于高铁酸钾微溶于 KOH浓溶液,故用饱和KOH溶液溶解高铁酸钠;洗涤时不能用水洗,选用乙醇洗,是因为乙醇洗可以减少钾 盐的溶解,提高钾盐的产率,而且乙醇易挥发,可以更快地挥发并带走水分,能快速干燥。 (4)①图2中,pH越大氨氮的去除率越大,其原因可能是高铁酸钾在低温碱性条件下比较稳 定,高铁酸盐在酸性较强的条件下不稳定,容易分解,与氨氮作用时间短,难以除去。②由 题意知,含锌废水中锌离子的浓度为≈1.85×10-6 mol·L-1,当溶液pH为5时,溶液中没有 氢氧化锌沉淀生成,当溶液pH为10时,溶液中有氢氧化锌沉淀生成,由题给信息可知, KFeO 与HO反应生成Fe(OH) 的过程中,可以捕集某些难溶金属的氢氧化物形成共沉淀, 2 4 2 3 故pH=10时锌的去除率比pH=5时大得多。 4.(1)+3价 (2)溶解RuO CaSO 温度为65 ℃、pH为1.0 (3)6Na++12Fe2++2ClO+ 4 4 18SO+6HO===3NaFe (SO )(OH) ↓+2Cl-+6OH- 2 2 4 4 6 2 (4) (5)作保护气,防止钌与空气中的氧气反应 (6)87.8% 解析 由题给流程可知,钌矿石中加稀硫酸和亚硫酸钠“酸浸”时,钌元素转化为硫酸钌, 氧化亚铁、氧化镁转化为硫酸亚铁、硫酸镁,氧化钙与稀硫酸反应生成硫酸钙,二氧化硅与 硫酸不反应,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的滤渣和含有硫酸钌的滤液;向滤液中加入氯 酸钠溶液、碳酸钠溶液将铁元素转化为NaFe (SO )(OH) 沉淀,过滤,向滤液中加入氟化钠 2 4 4 6 2 溶液将镁元素转化为氟化镁沉淀,过滤,向滤液中加入浓碳酸钠溶液将钌元素转化为碳酸钌 沉淀,碳酸钌溶于盐酸得到氯化钌,向氯化钌溶液中加入草酸铵溶液将氯化钌转化为草酸钌 沉淀,在氩气氛围中灼烧草酸钌制得钌。(3)由分析可知,加入氯酸钠溶液、碳酸钠溶液的 目的是将铁元素转化为NaFe (SO )(OH) 沉淀,反应的离子方程式为6Na++12Fe2++2ClO 2 4 4 6 2 +18SO+6HO===3NaFe (SO )(OH) ↓+2Cl-+6OH-。(5)灼烧时氩气的作用是作保护气, 2 2 4 4 6 2 否则反应得到的钌会被空气中的氧气氧化。(6)若10 t钌矿石最终制得3 636 kg钌,由钌原子 个数守恒可知,钌的产率为×100%≈87.8%。 5.(1)增大矿石浸取率 粉碎矿石、适当升高温度(任写一条) (2)2Fe2++ClO-+3HO===2FeOOH↓+Cl-+4H+ (3)7.15≤pH<7.5 Zn2+水解产生H+, 2 加入NH ·H O消耗H+,可促进水解 (4)冷却结晶 防止温度过高,导致ZnSO·7H O分解 3 2 4 2 (5)MgC O=====MgO+CO↑+CO↑ 2 4 2 解析 镁菱锌矿(主要成分为ZnCO 、MgCO 等,含有少量FeCO 、CaCO 等杂质)用浓盐酸 3 3 3 3 浸取,过滤后的滤液中含有Zn2+、Mg2+、Fe2+、Ca2+,然后加入石灰和漂白粉氧化除铁, 过滤后在滤液中加入氨水沉锌,过滤,沉淀用硫酸溶解,然后依次经过蒸发浓缩、冷却结晶、 过滤、洗涤、干燥制得ZnSO·7H O;滤液中加入草酸沉淀镁离子得到草酸镁,离心洗涤后 4 2 灼烧得到氧化镁,据此解答。(2)“氧化除铁”在90 ℃,控制溶液pH在4.0~5.0,次氯酸 根离子作氧化剂,还原产物是氯离子,则得到针铁矿渣的离子方程式为 2Fe2++ClO-+3HO===2FeOOH↓+Cl-+4H+。(3)当锌离子完全沉淀时,溶液中氢氧根离子浓度是 mol·L 2 -1=×10-6 mol·L-1,则氢离子浓度是 mol·L-1=×10-7 mol·L-1,则pH=7.15;当镁离子开 始沉淀时溶液中氢氧根离子浓度是 mol·L-1=1.0×10-5.5 mol·L-1,则氢离子浓度是 mol·L-1=1.0×10-7.5 mol·L-1,则pH=7.5,所以应加入氨水调节pH的范围为7.15≤pH< 7.5;由于Zn2+水解产生H+,加入NH ·H O消耗H+,从而可促进水解。 3 2 (三)化学反应原理 1.(1)①+200.8 ②苯环上的碳碳键并不是单键和双键交替出现,而是介于单键与双键之间 一种独特的键 (2)①在恒压密闭容器中,掺入水蒸气,容器的体积增大,对于反应 (g,环己烷) (g)+3H(g),体系中的分压减小,压强减小上述平衡正向移动 ②适当 2 升高温度 (3)①3.0×10-4 ②C ③温度越高,副反应越多,导致转化为其他有机产物的 量增大,即生成的苯变少 (4) (g)+6H++6e-=== (g) 2 解析 (1)①由题表数据可得热化学方程式:Ⅰ: (g,环己烷)+9O(g)===6CO(g)+ 2 2 6HO(l) ΔH =-3 920 kJ·mol-1,Ⅱ: (g)+O(g)===6CO(g)+3HO(l) ΔH =-3 264 2 1 2 2 2 2 kJ·mol-1,Ⅲ:H(g)+O(g)===HO(l) ΔH =-285.6 kJ·mol-1,根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ- 2 2 2 3 3×Ⅲ得目标反应: (g,环己烷) (g)+3H(g),ΔH=ΔH -ΔH -3ΔH =-3 920 2 1 2 3 kJ·mol-1- (-3 264 kJ·mol-1)-3×(-285.6 kJ·mol-1)=+200.8 kJ·mol-1。②由于苯环上的碳碳键并不 是单键和双键交替出现,而是介于单键与双键之间一种独特的键,所以其键能也与之有较大 差异,故利用表格中的键能数据计算脱氢反应的ΔH时,计算值与实测值差异较大。(3)① 由题表数据可知,2.0~8.0 min内H 的物质的量改变量为(7.0-1.6)×10-3 mol=5.4×10-3 2 mol,根据反应的化学方程式可知,相同时间内苯的物质的量增加×5.4×10-3 mol=1.8×10- 3 mol,则v(苯)===3.0×10-4 mol·min-1。②由题图可知,温度越低,苯的选择性越高, 但环己烷的转化率越低,温度在650 ℃时,苯的选择性和环己烷的转化率均较高,则据此 判断此时选择最佳温度为650 ℃左右。③在温度较高时,随温度升高环己烷的转化率升高, 但温度越高,副反应越多,导致转化为其他有机产物的量增大,即生成的苯变少,导致苯的 选择性降低。(4)阴极气体产物除环己烷和H 外,无其他有机产物,阴极上苯和H+得到电子 2生成环己烷,该电极反应式为 (g)+6H++6e-=== (g),由图可知阳极反应为2HO 2 -4e-===O↑+4H+,则阳极生成2.8 mol O ,电路上转移的电子的物质的量为2.8×4=11.2 2 2 mol,根据阴极反应式: (g)+6H++6e-=== (g)、2H++2e-===H↑,设生成H 为x 2 2 mol,参与反应的苯的物质的量为y mol,则有:①2x+6y=11.2,剩余苯的物质的量为10 mol×24%-y=(2.4-y) mol,②=10%,联合①②解得x=2,即阴极产生H 的物质的量为2 2 mol。 2.(1)-93 (2)曲线b 1 343 (3)1 1.5 -1 1.6 (4)①> ②温度升高,温度对平衡的 影响大于压强对平衡的影响 ③12.5 解析 (1)由ΔH=反应物的键能之和-生成物的键能之和可得:ΔH=(945 kJ·mol-1+436 kJ· mol-1×3)-(391 kJ·mol-1×2×3)=-93 kJ·mol-1。(2)图1为有催化剂参与合成氨反应的反 应进程,图2中曲线b表示有催化剂参与合成氨反应的反应进程与能量变化,则曲线 b与图 1能量变化相符;由ΔH=-(E -E)可得:-93 kJ·mol-1=-(E -1 250 kJ·mol-1),解得E 2 1 2 2 =1 343 kJ·mol-1。(3)依据题给数据,由Ⅰ和Ⅱ的速率相比可得:=,解得α=1;由Ⅱ和Ⅲ 的速率相比可得:=,解得β=1.5;由Ⅰ和Ⅳ的速率相比可得:=,解得γ=-1;由Ⅰ和 Ⅴ的速率相比可得:=,解得m=1.6。(4)①合成氨反应为气体体积减小的反应,增大压强, 平衡向正反应方向移动,氮气的物质的量减小,由图可知,温度一定时,压强为 p时氮气的 物质的量小于压强为1.8 MPa时氮气的物质的量,则p大于1.8 MPa。②投料比一定时,随 着温度升高,不同压强下氮气的物质的量趋向相等说明温度升高,温度对平衡的影响大于压 强对平衡的影响。③由图可知,在1.8 MPa、373 K条件下,反应达到平衡时,氮气的物质 的量为0.4 mol,由化学方程式可知,平衡时氢气、氨气的物质的量分别为2.6 mol-(1 mol -0.4 mol)×3=0.8 mol、(1 mol-0.4 mol)×2=1.2 mol,则氮气、氢气、氨气的平衡分压分 别为×1.8 MPa=0.3 MPa、×1.8 MPa=0.6 MPa、×1.8 MPa=0.9 MPa,平衡常数K == p 12.5 MPa-2。 3.(1)-49.1 (2)①> ②90% (3)①反应①为吸热反应,温度升高不但能加快反应速率, 而且有利于该反应正向进行 ②反应②(或反应③)为放热反应,而反应①为吸热反应,所以温度升高不利于CHOH的合 3 成,但有利于CO的生成,所以CHOH产率降低 ③K= (4)增大压强或使用更高效的催 3 化剂 解析 (1)反应③=反应①+反应②,则ΔH=ΔH+ΔH=+41.4 kJ·mol-1+(-90.5 kJ·mol-1) 3 1 2 =-49.1 kJ·mol-1。(2)①反应③是气体体积减小的反应,同一温度下,增大压强,平衡正向 移动,CO 转化率升高,则p >p 。②在曲线A的条件下,起始充入CO(g)和H(g)的物质 2 A B 2 2的量分别为1 mol、3 mol,则CO(g)和H(g)的起始浓度分别为1 mol·L-1、3 mol·L-1,设c 2 2 点时,CO 的转化浓度为x mol·L-1,则H、CHOH、HO的转化浓度分别为3x mol·L-1、x 2 2 3 2 mol· L-1、x mol·L-1,则c点时CO 、H 、CHOH、HO的浓度分别为(1-x) mol·L-1、(3-3x) 2 2 3 2 mol· L-1、x mol·L-1、x mol·L-1,K==300,则=300,解得x=0.9,则c点对应CO 转化率为 2 ×100%=90%。(3)①反应①为吸热反应,温度升高不但能加快反应速率,而且有利于该反 应正向进行,故CO 转化率随温度升高而增大。②反应②(或反应③)为放热反应,而反应① 2 为吸热反应,所以温度升高不利于CHOH的合成,但有利于CO的生成,所以CHOH产率 3 3 降低,CHOH选择性减小。③反应①的平衡常数的表达式为K=。(4)反应②(或反应③)是气 3 体体积减小的反应,反应①是气体体积不变的反应,增大压强,反应①的平衡不移动,反应 ②(或反应③)的平衡正向移动,CHOH产率增大,CHOH选择性增大;使用更高效的催化 3 3 剂,加快反应②(或反应③)的速率,使CHOH产率增大,从而使CHOH选择性增大。 3 3 4.(1)AC (2)-180.5 (3)⑦ (4)增大 增大 (5)75% 3 240 (6)2NO+3ClO-+2OH- ===2NO+3Cl-+HO 2 解析 (1)根据示意图可知,Fe3+为反应的催化剂,能降低总反应的活化能,提高反应速率, A项正确;根据反应历程图可知反应物是氨气、NO和氧气,生成物是氮气和水,则脱硝过 程总反应的化学方程式为4NH +4NO+O===4N +6HO,B项错误;该反应历程中形成了 3 2 2 2 N≡N非极性键和H—O极性键,C项正确。(2)已知①C(s)+O(g)===CO(g) ΔH=-393.5 2 2 1 kJ·mol-1,②CO(g)+C(s)===2CO(g) ΔH=+172.5 kJ·mol-1,③2NO(g)+2CO(g)===N(g) 2 2 2 +2CO(g) ΔH =-746.5 kJ·mol-1,根据盖斯定律③+②-①可得 2NO(g)===N(g)+ 2 3 2 O(g),故ΔH=ΔH+ΔH-ΔH=-180.5 kJ·mol-1。(3)由表中数据可知,反应⑦的活化能最 2 3 2 1 大,反应的活化能越高,反应速率越慢,对整个反应有决定作用,所以决定H 催化还原NO 2 的反应速率的基元反应为⑦。(4)达到平衡后,再充入a mol NO(g)和a mol CO(g),相当于 等比例改变反应物的量,相当于加压,该反应是气体计量系数减小的反应,故加压后平衡正 向移动,NO的平衡转化率增大;再充入a mol NO(g)和a mol CO(g),反应容器为恒容容器, 气体物质的量增多,则压强增大。(5)一定温度下,固定体积的容器中,压强之比等于气体 物质的量之比,即=,设平衡时气体总物质的量为y mol,则=,解得y=3.75,设平衡时 CH 转化的物质的量为x mol,列三段式: 4 CH(g)+2NO (g)CO(g)+N(g)+2HO(g) 4 2 2 2 2 开始/mol 1 2 0 0 0 转化/mol x 2x x x 2x 平衡/mol 1-x 2-2x x x 2x 可得1-x+2-2x+x+x+2x=3.75,解得x=0.75,NO 的转化率为×100%=75%;K == 2 pkPa=3 240 kPa;温度不变,平衡常数不变,故若起始时加入 3 mol CH 和2 mol NO ,则在 4 2 该温度下的压强平衡常数还是3 240 kPa。(6)由图3可知当电流强度为4 A时,氯的主要存 在形式为ClO-,故此时是ClO-和一氧化氮反应生成氯离子和硝酸根离子,反应的离子方程 式为2NO+3ClO-+2OH-===2NO+3Cl-+HO。 2 5.(1)B (2)①72.5 ②第一步 第一步反应的活化能小 (3)①BD ②< > ③p (4)2CO +12e-+12H+===C H+4HO 阳 2 2 4 2 解析 (2)②反应速率较快的是第一步反应,理由是第一步反应的活化能小。(3)①恒温、恒 容且反应中全为气体物质,容器中混合气体的密度始终保持不变,A项错误;反应前后气体 的总物质的量不同,故容器内混合气体的压强保持不变能说明反应到达平衡状态,B项正确; 反应速率:2v (CO)=v (H )不能说明正、逆反应速率相等,不能说明反应到达平衡状态, 正 2 正 2 C项错误;同时断裂2 mol C—H和1 mol H—H能说明正、逆反应速率相等,能说明反应到 达平衡状态,D项正确。②增大压强,平衡逆向移动,甲烷的转化率降低,由图乙可知,压 强pv 。 1 2 正 逆 ③ CH(g)+CO(g)2CO(g)+2H(g) 4 2 2 起始/mol 0.2 0.2 0 0 转化/mol 0.1 0.1 0.2 0.2 平衡/mol 0.1 0.1 0.2 0.2 平衡时总物质的量为(0.1+0.1+0.2+0.2) mol=0.6 mol,则甲烷的平衡分压为p ,二氧化碳 2 的平衡分压为p ,一氧化碳的平衡分压为p ,氢气的平衡分压为p ,则X点对应温度下的 2 2 2 K = = p。(4)连接电源负极的一极为阴极,阴极电极反应式为 2CO +12e-+12H+ p 2 ===C H +4HO ,因为阳极室中的氢离子需要进入阴极室,故该装置中使用的是阳离子交 2 4 2 换膜。 (四)物质结构与性质(选考) 1.(1)3d84s2 N>C>H (2)sp3 C和P的原子半径相差较大, “头碰头”重叠形成σ键之 后很难进行“肩并肩”重叠形成π键 (3)C 4 (4)1∶1 +2价 (5)×1021 解析 (4)由晶胞图示可知,1个晶胞中含有NH 的个数为8×=2,苯分子的个数为4×= 3 2,故该包合物中氨与苯分子数目比,即b∶c=2∶2=1∶1;一个晶胞中含CN-的个数为 4,Ni的个数为8×+2×=2,其中Ni的平均化合价为+2价。(5)晶体密度为ρ== g·cm-3 =×1021 g·cm-3。 2.(1)[Ar]3d10(或1s22s22p63s23p63d10) (2)Zn>Cu>Al (3)H<C<O sp2、sp3(4)X-射线衍射实验 (5)D分子间存在氢键,增大了分子间作用力,C分子间没有氢键 3.(1)6 能量最低原理 (2)①sp3d2 17N ②6 A (3)K的原子半径较大,且价电子较少,金属键较弱 (4)12 4.(1)3d74s2 N (2)三角锥形 sp3 (3)2 6 (4)3∶4 (5)C N 氮化碳和金刚石都是原子 3 4 晶体,N的原子半径小于C,氮碳键的键能大于碳碳键 (6)(,,) ××1010 解析 (3)根据配合物的组成,1 mol配合物中外界有2 mol Cl-,因此与足量硝酸银溶液反应, 得到2 mol AgCl;Co2+的配位数为4+1+1=6。(4)(CN) 中每个原子最外层都达到8电子结 2 构,即(CN) 的结构式为N≡C—C≡N,一个分子中σ键的数目为3,π键的数目为4,因此 2 个数之比为3∶4。(5)根据图1可知,1个N连3个C,1个C连4个N,因此化学式为C N; 3 4 C N 、金刚石均为共价晶体,硬度与共价键强度有关,C的半径大于N,因此C—C的键长 3 4 比C—N的键长长,C—C的键能比C—N的键能小,因此金刚石的硬度比氮化碳低。(6)根 据题中要求,得出氮化镓的晶胞图为 ,则原子3的原子分数坐标为(,,); N原子在晶胞内部,个数为4,Ga原子位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,氮化镓的化 学式为GaN,晶胞的质量为×(70+14) g= g,根据密度的定义,得出晶胞的边长为 cm, Ga与N最近的距离,即Ga—N的键长应是体对角线的,从而推出Ga—N的键长为××1010 pm。 5.(1)3d9 Be (2)sp2和sp3 120° 109°28′ O—H B (3)15∶2 (4)乙酰丙酮的极性与 有机溶剂相似,故在有机溶剂中溶解性较好 (5)×1010 6.(1) (2)sp2、sp3 Ni<C<O<N (3)D (4)CO 1∶1 2 CNO- (5)①LaNi ②×1021 5 解析 (3)SeO中Se原子的价层电子对数为4+×(6+2-8)=4,VSEPR模型为正四面体形, 故不选A;SeO中Se原子的价层电子对数为3+×(6+2-6)=4,VSEPR模型为四面体形, 故不选B;SeO 中Se原子的价层电子对数为2+×(6-4)=3,VSEPR模型为平面三角形, 2 故选D。(4)CO 是直线形分子,结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子;双键中有 2 1个π键,三键中有2个π键,等物质的量的CO(C≡O)与CO 分子中的π键数目之比为 2 1∶1;CO 的价电子数是16,与CO 互为等电子体的阴离子为CNO-。(5)①根据均摊法, 2 2 晶胞中La原子数是12×+2×=3,Ni原子数是18×+6=15,该储氢材料的化学式为LaNi。②晶胞参数边长为a nm,高为b nm,则晶胞的体积为a2b×10-21 cm3,一个晶胞内 5 可以储存18个氢原子,储氢后的晶胞密度为 g·cm-3=×1021 g·cm-3。 (五)有机化学基础(选考) 1.(1)5 Br ,光照 (2)取代反应 羧基 2 (3) (4) NH 3 (5) 、 、 解析 根据A、B、C的分子式, 由D的结构简式逆推,可知C是 、B 是 、A是 。(1)2-氟甲苯 结构不对称,等效氢有5种; 2-氟甲苯和溴在光照条件下发生取代反应生成 。(2) 中Br被— CN取代生成 ,反应类型为取代反应;C( )中含氧官能团名 称为羧基。(4)由E与F反应生成G,经历多步反应,第一步为加成反应,第二步发生消去 反应,由G逆推,第一步产物的结构简式为 ;由G生成H步骤还产生了一 种无机分子,H分子比G分子少1个N原子、3个H原子,根据原子守恒,该无机分子是NH 。 3 (5)能发生银镜反应,说明含有醛基;遇FeCl 溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;具有— 3 CHF 基团;属 1,2,3-三取代苯衍生物,符合条件的 C 的同分异构体是 、 2 、 。 2.(1)碳碳双键 氧化反应 (2)甲醇 (3) (4) +ClCH COOCH +Zn+HO―→ 2 3 2 +Zn(OH)Cl↓ (5)C H O 3 (6) 11 18 4 解析 由有机物的转化关系可知, 与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应后,生成 物与甲醇发生酯化反应生成B( ),B( )在甲醇钠作用下发生取代反 应生成C ( )或 ,则C 为 ;C 和C 在 1 2 1 2 碱性条件下发生水解反应后,再在酸性条件下共热发生脱羧反应得到 D( ), 在酸性条件下与甲 醇发生酯化反应生成 E( ), 与 ClCH COOCH 、锌和水反应生成F( ), 在浓硫酸作用下 2 3共 热 到 170 ℃ 发 生 消 去 反 应 , 则 G 为 或 或 ; 在 镍 做 催 化 剂 条 件 下 , G 与 氢 气 发 生 加 成 反 应 生 成 H( );H( )发生类似B→C→D的转化得到 ,则I为 。 3.(1)苯甲醇 (2)碳碳双键、醛基 加成反应 (3) (4) + 2[Ag(NH)]OH――→ + 2Ag↓ + 3 2 3NH +HO (5)5 (6)CH CHOH――→CHCHO――→CHCH(OH)CH CHO 3 2 3 2 3 3 2 ―――――→CHCH(OH)CH COOH―――――→CHCH(OH)CH COOCH CH 3 2 3 2 2 3 解析 化合物A的分子式是C H ,则A是甲苯,结构简式是 ,A与Cl 在光照 7 8 2 条件下发生取代反应生成的B是 ,B与NaOH水溶液共热发生取代反应生成 C( ),C被催化氧化生成D( ),D与CHCHO在碱性条件下发 3 生加成反应生成E,E在一定条件下发生消去反应生成F,F与银氨溶液水浴加热发生氧化 反应,然后酸化可得G( ),G与CHOH在浓硫酸催化下加热发生酯 3 化反应生成H,H与CHMgBr作用然后酸化得到物质J。(5)G是 , 3 其同分异构体满足条件:①属于芳香化合物且除苯环外不含其他环;②既能发生水解反应, 又能与新制的Cu(OH) 共热生成红色固体,说明含有醛基和酯基,即含有甲酸形成的酯基, 2 分子中除苯环外,若含有1个侧链,则该侧链为HCOOCH==CH—或HC==C(OOCH)—,有 2 2种结构;若含有2个侧链,则分别为HCOO—、—CH==CH,二者在苯环上的位置有邻、 2 间、对 3 种,故符合要求的 G 的同分异构体共有 5 种。(6)CH CHOH 催化氧化生成 3 2 CHCHO,CHCHO在碱性条件下发生醛与醛之间的加成反应生成 CHCH(OH)CH CHO, 3 3 3 2 CHCH(OH)CH CHO 与银氨溶液水浴加热,然后酸化可得 CHCH(OH)CH COOH, 3 2 3 2 CHCH(OH)CH COOH 与 CHCHOH 在 浓 硫 酸 催 化 下 加 热 发 生 酯 化 反 应 生 成 3 2 3 2 CHCH(OH)CH COOCH CH,合成路线见答案。 3 2 2 34.(1)氨基、醚键 (2) (3)取代反应 (4) +NaOH―→ +NaSO 2 4 (5)14 (6)CH ==CHCH CHCH――→CHCHBrCH CHCH――――――→CHCHOHCH CHCH― 2 2 2 3 3 2 2 3 3 2 2 3 ―→CHCHCHCOCH ――→ 3 2 2 3 解析 根据C的分子式可知,B发生还原反应生成C: ,C和D发生取 代反应生成E: ,E在氢氧化钠溶液中发生取代反应生成F,F发生已 知信息反应生成H,据此解答。(5)G为CHCOCH CHCOOH,链状化合物K含有2种官能 3 2 2 团,根据题设条件含有醛基和羟基或羧基,因此可以是2个醛基和1个羟基或者是1个醛基 和1个羧基,如果是2个醛基和1个羟基,碳链结构为C—C—C(CHO) ,—OH有3种位置, 2 碳链结构为 ,—OH有1种位置,碳链结构为 ,—OH有3种位置, 碳链结构为OHC—C—C—C—CHO,—OH有2种位置;若是1个醛基和1个羧基,相当于 是丙烷分子中的2个氢原子被醛基和羧基取代,有5种不同结构,合计是14种,其中能被 氢气还原为醇且该醇的核磁共振氢谱显示三组峰,且峰面积之比为3∶6∶3的结构,说明结 构对称,该醇的结构简式为 。(6)由信息可知,CHCHCHCOCH 与 3 2 2 3 反应生成 ,然后酸化生成 ,CH==CHCH CHCH 与HBr 2 2 2 3 加成生成CHCHBrCH CHCH,然后水解生成CHCHOHCH CHCH,再发生催化氧化生成 3 2 2 3 3 2 2 3 CHCHCHCOCH ,合成路线见答案。 3 2 2 3 5.(1)(酚)羟基、酯基 (2)取代反应C HBrO (3) 7 5 2 (4) (5)9 (或 ) (6) ―――――→ ――――→ ――→ 解析 由有机物的转化关系可知, 在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应后,酸化 得到 ,则B为 ; 在溴化铁做催化剂条件下与液溴发生取代反应生成 , 与甲醇钠发生取代反应生成 , 与HOOCCH COOH 2 发生已知信息②的反应生成 ,则E为 ;发生已知信息③的反应生成 ,则F为 ;在浓硫 酸 作 用 下 , 与 共 热 发 生 酯 化 反 应 生 成 。(5)D的同分异构体H苯环上只有两个取代基,遇氯化铁溶 液发生显色反应,能发生水解反应,说明 H分子的取代基可能为—OH和—CHOOCH或— 2 OH和—OOCCH 或—OH和—COOCH ,两个取代基在苯环上都有邻、间、对三种位置关 3 3 系,则符合条件的H共有3×3=9种,其中核磁共振氢谱显示4组峰,且峰的面积之比为 3∶2∶2∶1的结构简式为 或 。(6)由题给路线中的相关知识可知,以 和乙酸为原料制备 的合成步骤为 在氢氧化钠水溶液中 共热发生水解反应生成 , 与乙酸发生已知信息②的反应生成 , 发生加聚反应生成 ,合成路线见答案。