文档内容
2021 年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上,并将自己的姓名、准考证号、
座位号填写在本试卷上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;如需
改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,涂写在本试卷上无效。
3.作答非选择题时,将答案书写在答题卡上,书写在本试卷上无效。
4.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Al 27 Cl35.5 Fe 56
一、选择题
1. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰,2060年实现碳中和,这对于改善环境,实现绿色发展至关重要。
碳中和是指CO 的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
2
A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料
B. 大规模开采可燃冰作为新能源
C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D. 研发催化剂将CO 还原为甲醇
2
【答案】D
【解析】
【分析】
【详解】A.将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,故A不符合题
意;
B.大规模开采可燃冰做为新能源,会增大二氧化碳的排放量,不符合碳中和的要求,故B不符合题意;
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染,不能减少二氧化碳的排放量,达不到碳中和的目的,故C不符合题意;
D.研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇,可以减少二氧化碳的排放量,达到碳中和的目的,故D符合题意;
故选D。
2. 在实验室采用如图装置制备气体,合理的是
第1页 | 共19页化学试剂 制备的气体
A Ca(OH) +NH Cl NH
2 4 3
B MnO +HCl(浓) Cl
2 2
C MnO +KClO O
2 3 2
D NaCl+H SO (浓) HCl
2 4
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【分析】由实验装置图可知,制备气体的装置为固固加热装置,收集气体的装置为向上排空气法,说明该
气体的密度大于空气的密度;
【详解】A.氨气的密度比空气小,不能用向上排空法收集,故A错误;
B.二氧化锰与浓盐酸共热制备氯气为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,
故B错误;
C.二氧化锰和氯酸钾共热制备氧气为固固加热的反应,能选用固固加热装置,氧气的密度大于空气,可选
用向上排空气法收集,故C正确;
D.氯化钠与浓硫酸共热制备为固液加热反应,需要选用固液加热装置,不能选用固固加热装置,故D错
误;
故选C。
3. 下列过程中的化学反应,相应的离子方程式正确的是
A. 用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙:CO2- +CaSO =CaCO +SO2-
3 4 3 4
第2页 | 共19页B. 过量铁粉加入稀硝酸中:Fe+4H+ +NO- =Fe3+ +NO+2H O
3 2
C. 硫酸铝溶液中滴加少量氢氧化钾溶液:Al3+ +4OH- = AlO- +2H O
2 2
D. 氯化铜溶液中通入硫化氢:Cu2+ +S2- =CuS¯
【答案】A
【解析】
【分析】
【详解】A.硫酸钙微溶,用碳酸钠溶液处理水垢中的硫酸钙转化为难溶的碳酸钙,离子方程式为:
CO2-+CaSO =CaCO +SO2-,故A正确;
3 4 3 4
B.过量的铁粉与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,离子方程式应为:
3Fe+8H++2NO-=3Fe2++2NO↑+4H O,故B错误;
3 2
C.硫酸铝溶液与少量氢氧化钾溶液反应生成氢氧化铝沉淀和硫酸钾,离子方程式应为:
Al3++3OH-=Al(OH) ↓,故C错误;
3
D.硫化氢为弱电解质,书写离子方程式时不能拆,离子方程式应为:Cu2++H S=CuS↓+2H+,故D错误;
2
答案选A。
4. 一种活性物质的结构简式为 ,下列有关该物质的叙
述正确的是
A. 能发生取代反应,不能发生加成反应
B. 既是乙醇的同系物也是乙酸的同系物
C. 与 互为同分异构体
D. 1mol该物质与碳酸钠反应得44gCO
2
【答案】C
【解析】
【分析】
【详解】A.该物质含有羟基、羧基、碳碳双键,能发生取代反应和加成反应,故A错误;
B.同系物是结构相似,分子式相差1个或n个CH 的有机物,该物质的分子式为C H O ,而且与乙醇、
2 10 18 3
乙酸结构不相似,故B错误;
第3页 | 共19页C.该物质的分子式为C H O , 的分子式为C H O ,所以二者的
10 18 3 10 18 3
分子式相同,结构式不同,互为同分异构体,故C正确;
D.该物质只含有一个羧基,1mol该物质与碳酸钠反应,生成0.5mol二氧化碳,质量为22g,故D错误;
故选C。
5. 我国嫦娥五号探测器带回1.731kg的月球土壤,经分析发现其构成与地球士壤类似土壤中含有的短周期
元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15。X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不与
W同族,下列结论正确的是
A. 原子半径大小顺序为W> X > Y > Z
B. 化合物XW中的化学键为离子键
C. Y单质的导电性能弱于Z单质的
D. Z的氧化物的水化物的酸性强于碳酸
【答案】B
【解析】
【分析】由短周期元素W、X、Y、Z,原子序数依次增大,最外层电子数之和为15, X、Y、Z为同周期
相邻元素,可知W所在主族可能为第ⅢA族或第ⅥA族元素,又因X、Y、Z为同周期相邻元素,且均不
与W同族,故W一定不是第ⅢA族元素,即W一定是第ⅥA族元素,进一步结合已知可推知W、X、Y、
Z依次为O、Mg、Al、Si,据此答题。
【详解】A.O原子有两层,Mg、Al、Si均有三层且原子序数依次增大,故原子半径大小顺序为Mg>Al>
Si>O,即X>Y>Z>W,A错误;
B.化合物XW即MgO为离子化合物,其中的化学键为离子键,B正确;
C.Y单质为铝单质,铝属于导体,导电性很强,Z单质为硅,为半导体,半导体导电性介于导体和绝缘体
之间,故Y单质的导电性能强于Z单质的,C错误;
D.Z的氧化物的水化物为硅酸,硅酸酸性弱于碳酸,D错误;
故选B。
6. 沿海电厂采用海水为冷却水,但在排水管中生物的附着和滋生会阻碍冷却水排放并降低冷却效率,为解
决这一问题,通常在管道口设置一对惰性电极(如图所示),通入一定的电流。
第4页 | 共19页下列叙述错误的是
A. 阳极发生将海水中的Cl-氧化生成Cl 的反应
2
B. 管道中可以生成氧化灭杀附着生物的NaClO
C. 阴极生成的H 应及时通风稀释安全地排入大气
2
D. 阳极表面形成的Mg(OH) 等积垢需要定期清理
2
【答案】D
【解析】
【分析】海水中除了水,还含有大量的Na+、Cl-、Mg2+等,根据题干信息可知,装置的原理是利用惰性电
极电解海水,阳极区溶液中的Cl-会优先失电子生成Cl ,阴极区H O优先得电子生成H 和OH-,结合海水
2 2 2
成分及电解产物分析解答。
【详解】A.根据分析可知,阳极区海水中的Cl-会优先失去电子生成Cl ,发生氧化反应,A正确;
2
B.设置的装置为电解池原理,根据分析知,阳极区生成的Cl 与阴极区生成的OH-在管道中会发生反应生
2
成NaCl、NaClO和H O,其中NaClO具有强氧化性,可氧化灭杀附着的生物,B正确;
2
C.因为H 是易燃性气体,所以阳极区生成的H 需及时通风稀释,安全地排入大气,以排除安全隐患,C
2 2
正确;
D.阴极的电极反应式为:2H O+2e-=H ↑+2OH-,会使海水中的Mg2+沉淀积垢,所以阴极表面会形成Mg(OH)
2 2 2
等积垢需定期清理,D错误。
故选D。
7. HA是一元弱酸,难溶盐MA的饱和溶液中c(M+)随c(H+)而变化,M+不发生水解。实验发现,298K
时c2(M+)-c(H+)为线性关系,如下图中实线所示。
第5页 | 共19页下列叙述错误的是
A. 溶液pH=4时,c(M+)<3.0´10-4mol×L-1
B. MA的溶度积度积K (MA)=5.0´10-8
sp
C. 溶液pH=7时,c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)
D. HA的电离常数K (HA)»2.0´10-4
a
【答案】C
【解析】
【分析】本题考查水溶液中离子浓度的关系,在解题过程中要注意电荷守恒和物料守恒的应用,具体见详
解。
【 详 解 】 A . 由 图 可 知 pH=4 , 即 c(H+)=10×10-5mol/L 时 , c2(M+)=7.5×10-8mol2/L2 , c(M+)=
7.5´10-8mol/L= 7.5´10-4mol/L<3.0×10-4mol/L,A正确;
B.由图可知,c(H+)=0时,可看作溶液中有较大浓度的OH-,此时A-的水解极大地被抑制,溶液中
c(M+)=c(A-),则K (MA)=c(M+)´c(A-)=c2(M+)=5.0´10-8,B正确;
sp
C.设调pH所用的酸为H X,则结合电荷守恒可知
n
c(M+)+c(H+)=c(A-)+c(OH-)+ nc Xn- ,题给等式右边缺阴离子部分nc(Xn-),C错误;
D.K (HA)=
c(H+)´c(A-)
当c A― =cHA 时,由物料守恒知c(A-)+c(HA)=c(M+),则
a c(HA)
c(M+) c2(M+)
c(A-)= ,K (MA)=c(M+)´c(A-)= =5.0´10-8,则c2(M+)=10´10-8,对应图得此时溶
2 sp 2
第6页 | 共19页c(H+)´c(A-)
液中c(H+)=2.0´10-4mol L-1,K (HA)= =c(H+)»2.0´10-4,D正确;
g a c(HA)
故选C。
二、非选择题
8. 磁选后的炼铁高钛炉渣,主要成分有TiO 、SiO 、Al O 、MgO、CaO以及少量的Fe O 。为节约
2 2 2 3 2 3
和充分利用资源,通过如下工艺流程回收钛、铝、镁等。
该工艺条件下,有关金属离子开始沉淀和沉淀完全的pH见下表
金属离子 Fe3+ Al3+ Mg2+ Ca2+
开始沉淀的pH 2.2 3.5 9.5 12.4
沉淀完全
c=1.0´10-5mol×L-1
的pH 3.2 4.7 11.1 13.8
回答下列问题:
(1)“焙烧”中,TiO 、SiO 几乎不发生反应,Al O 、MgO、CaO、Fe O 转化为相应的硫酸盐,写出
2 2 2 3 2 3
Al O 转化为NH AlSO 的化学方程式_______。
2 3 4 4 2
(2)“水浸”后“滤液”的pH约为2.0,在“分步沉淀”时用氨水逐步调节pH至11.6,依次析出的金属离子是
_______。
(3)“母液①"中Mg2+浓度为_______mol×L-1。
(4)“水浸渣”在160℃“酸溶”最适合的酸是_______。“酸溶渣”的成分是_______、_______。
(5)“酸溶”后,将溶液适当稀释并加热,TiO2+水解析出TiO ×xH O沉淀,该反应的离子方程式是
2 2
第7页 | 共19页_______。
(6)将“母液①”和“母液②”混合,吸收尾气,经处理得_______,循环利用。
焙烧
【 答 案 】 (1). Al O +4NH SO 2NH AlSO +6NH +3H O (2).
2 3 4 2 4 4 4 2 3 2
Fe3+、Al3+、Mg2+ (3). 1.0´10-6 (4). 硫酸 (5). SiO (6). CaSO (7).
2 4
TiO2++(x+1)H 2 O @ TiO 2 ×xH 2 O¯+2H+ (8). (NH 4 ) 2 SO 4
【解析】
【分析】由题给流程可知,高钛炉渣与硫酸铵混合后焙烧时,二氧化钛和二氧化硅不反应,氧化铝、氧化
镁、氧化钙、氧化铁转化为相应的硫酸盐,尾气为氨气;将焙烧后物质加入热水水浸,二氧化钛、二氧化
硅不溶于水,微溶的硫酸钙部分溶于水,硫酸铁、硫酸镁和硫酸铝铵溶于水,过滤得到含有二氧化钛、二
氧化硅、硫酸钙的水浸渣和含有硫酸铁、硫酸镁、硫酸铝铵和硫酸钙的滤液;向pH约为2.0的滤液中加入
氨水至11.6,溶液中铁离子、铝离子和镁离子依次沉淀,过滤得到含有硫酸铵、硫酸钙的母液①和氢氧化
物沉淀;向水浸渣中加入浓硫酸加热到160℃酸溶,二氧化硅和硫酸钙与浓硫酸不反应,二氧化钛与稀硫酸
反应得到TiOSO ,过滤得到含有二氧化硅、硫酸钙的酸溶渣和TiOSO 溶液;将TiOSO 溶液加入热水稀释
4 4 4
并适当加热,使TiOSO 完全水解生成TiO ·x H O沉淀和硫酸,过滤得到含有硫酸的母液②和TiO ·x
4 2 2 2
H O。
2
【详解】(1)氧化铝转化为硫酸铝铵发生的反应为氧化铝、硫酸铵在高温条件下反应生成硫酸铝铵、氨气和
焙烧
水 , 反 应 的 化 学 方 程 式 为 Al O +4(NH ) SO NH Al(SO ) +4NH ↑+3H O , 故 答 案 为 :
2 3 4 2 4 4 4 2 3 2
焙烧
Al O +4(NH ) SO NH Al(SO ) +4NH ↑+3H O;
2 3 4 2 4 4 4 2 3 2
(2)由题给开始沉淀和完全沉淀的pH可知,将pH约为2.0的滤液加入氨水调节溶液pH为11.6时,铁离子
首先沉淀、然后是铝离子、镁离子,钙离子没有沉淀,故答案为:Fe3+、Al3+、Mg2+;
(3)由镁离子完全沉淀时,溶液pH为11.1可知,氢氧化镁的溶度积为1×10—5×(1×10—2.9)2=1×10—10.8,当
1´10-10.8
溶液pH为11.6时,溶液中镁离子的浓度为 =1×10—6mol/L,故答案为:1×10—6;
(1´10-2.4)2
(4)增大溶液中硫酸根离子浓度,有利于使微溶的硫酸钙转化为沉淀,为了使微溶的硫酸钙完全沉淀,减少
TiOSO 溶液中含有硫酸钙的量,应加入浓硫酸加热到160℃酸溶;由分析可知,二氧化硅和硫酸钙与浓硫
4
酸不反应,则酸溶渣的主要成分为二氧化硅和硫酸钙,故答案为:硫酸;SiO 、CaSO ;
2 4
(5)酸溶后将TiOSO 溶液加入热水稀释并适当加热,能使TiOSO 完全水解生成TiO ·x H O沉淀和硫酸,
4 4 2 2
反应的离子方程式为TiO2++(x+1)H OΔTiO ·xH O+2H+,故答案为:
2 2 2
第8页 | 共19页TiO2++(x+1)H OΔTiO ·xH O+2H+;
2 2 2
(6)由分析可知,尾气为氨气,母液①为硫酸铵、母液②为硫酸,将母液①和母液②混合后吸收氨气得到硫
酸铵溶液,可以循环使用,故答案为:(NH ) SO 。
4 2 4
9. 氧化石墨烯具有稳定的网状结构,在能源、材料等领域有着重要的应用前景,通过氧化剥离石墨制备氧
化石墨烯的一种方法如下(转置如图所示):
Ⅰ.将浓H SO 、NaNO 、石墨粉末在c中混合,置于冰水浴中,剧烈搅拌下,分批缓慢加入KMnO 粉
2 4 3 4
末,塞好瓶口。
Ⅱ.转至油浴中,35℃搅拌1小时,缓慢滴加一定量的蒸馏水。升温至98℃并保持1小时。
Ⅲ.转移至大烧杯中,静置冷却至室温。加入大量蒸馏水,而后滴加H O 至悬浊液由紫色变为土黄色。
2 2
Ⅳ.离心分离,稀盐酸洗涤沉淀。
Ⅴ.蒸馏水洗涤沉淀。
Ⅵ.冷冻干燥,得到土黄色的氧化石墨烯。
回答下列问题:
(1)装置图中,仪器a、c的名称分别是_______、_______,仪器b的进水口是_______(填字母)。
(2)步骤Ⅰ中,需分批缓慢加入KMnO 粉末并使用冰水浴,原因是_______。
4
(3)步骤Ⅱ中的加热方式采用油浴,不使用热水浴,原因是_______。
(4)步骤Ⅲ中,H O 的作用是_______(以离子方程式表示)。
2 2
(5)步骤Ⅳ中,洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO2-来判断。检测的方法是_______。
4
(6)步骤Ⅴ可用pH试纸检测来判断Cl-是否洗净,其理由是_______。
【答案】 (1). 滴液漏斗 (2). 三颈烧瓶 (3). d (4). 反应放热,防止反应过快 (5). 反应温度
第9页 | 共19页接近水的沸点,油浴更易控温 (6). 2MnO- +5H O +6H+ =2Mn2+ +8H O+5O (7). 取少量
4 2 2 2 2
洗出液,滴加BaCl ,没有白色沉淀生成 (8). H+与Cl-电离平衡,洗出液接近中性时,可认为Cl-洗
2
净
【解析】
【分析】
【详解】(1)由图中仪器构造可知,a的仪器名称为滴液漏斗,c的仪器名称为三颈烧瓶;仪器b为球形冷凝
管,起冷凝回流作用,为了是冷凝效果更好,冷却水要从d口进,a口出,故答案为:分液漏斗;三颈烧瓶;
d;
(2)反应为放热反应,为控制反应速率,避免反应过于剧烈,需分批缓慢加入KMnO 粉末并使用冰水浴,故
4
答案为:反应放热,防止反应过快;
(3)油浴和水浴相比,由于油的比热容较水小,油浴控制温度更加灵敏和精确,该实验反应温度接近水的沸
点,故不采用热水浴,而采用油浴,故答案为:反应温度接近水的沸点,油浴更易控温;
(4)由滴加H O 后发生的现象可知,加入的目的是除去过量的KMnO ,则反应的离子方程式为:
2 2 4
2MnO-+5H O +6H+=2Mn2++5O ↑+8H O,故答案为:2MnO-+5H O +6H+=2Mn2++5O ↑+8H O ;
4 2 2 2 2 4 2 2 2 2
(5)该实验中为判断洗涤是否完成,可通过检测洗出液中是否存在SO2-来判断,检测方法是:取最后一次
4
洗涤液,滴加BaCl 溶液,若没有沉淀说明洗涤完成,故答案为:取少量洗出液,滴加BaCl ,没有白色沉
2 2
淀生成;
(6)步骤IV用稀盐酸洗涤沉淀,步骤V洗涤过量的盐酸,H+与Cl-电离平衡,洗出液接近中性时,可认为Cl-
洗净,故答案为:H+与Cl-电离平衡,洗出液接近中性时,可认为Cl-洗净。
10. 一氯化碘(ICl)是一种卤素互化物,具有强氧化性,可与金属直接反应,也可用作有机合成中的碘化剂。
回答下列问题:
(1)历史上海藻提碘中得到一种红棕色液体,由于性质相似,Liebig误认为是ICl,从而错过了一种新元素的
发现,该元素是_______。
(2)氯铂酸钡(BaPtCl )固体加热时部分分解为BaCl 、Pt和Cl ,376.8℃时平衡常数K′=1.0´104Pa2,
6 2 2 p
在一硬质玻璃烧瓶中加入过量BaPtCl ,抽真空后,通过一支管通入碘蒸气(然后将支管封闭),在376.8℃,
6
碘蒸气初始压强为20.0kPa。376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则p =_______kPa,反应
ICl
2ICl(g)=Cl (g)+I (g)的平衡常数K=_______(列出计算式即可)。
2 2
第10页 | 共19页(3)McMorris测定和计算了在136~180℃范围内下列反应的平衡常数K 。
p
2NO(g)+2ICl(g) 2NOCl(g)+I (g) K
ƒ 2 p1
2NOCl(g) 2NO(g)+Cl (g) K
ƒ 2 p2
1 1
得到lgK ~ 和lgK ~ 均为线性关系,如下图所示:
p1 T p2 T
①由图可知,NOCl分解为NO和Cl 反应的ΔH_______0(填“大于”或“小于”)
2
②反应2ICl(g)=Cl (g)+I (g)的K=_______(用K 、K 表示):该反应的ΔH_______0(填“大于”或“小
2 2 p1 p2
于”),写出推理过程_______。
(4)Kistiakowsky曾研究了NOCl光化学分解反应,在一定频率(v)光的照射下机理为:
NOCl+hv¾¾®NOCl*
NOCl+NOCl* ¾¾®2NO+Cl
2
其中hv表示一个光子能量,NOCl*表示NOCl的激发态。可知,分解1mol的NOCl需要吸收_______mol
光子。
100´
20´103-12.4´103
【答案】 (1). 溴(或Br) (2). 24.8 (3). (4). 大于 (5). K ×K
24.8´1032 p1 p2
1 1
(6). 大 于 (7). 设 T¢ >T, 即 < , 由 图 可 知 :
T′ T
lgK (T')-lgK (T)> lgK (T')-lgK (T) =lgK (T)-lgK (T')则 :
p2 p2 p1 p1 p1 p1
第11页 | 共19页lgéK (T')×K (T')ù >lgéK (T)×K (T)ù,即k(T')>k(T),因此该反应正反应为吸热反应,即ΔH大于
ë p2 p1 û ë p2 p1 û
0 (8). 0.5
【解析】
【分析】
【详解】(1)红棕色液体,推测为溴单质,因此错过发现的元素是溴(或Br);
(2)由题意玻376.8℃时璃烧瓶中发生两个反应:BaPtCl
6
(s)ƒ BaCl
2
(s)+Pt(s)+2Cl
2
(g)、
Cl
2
(g)+I
2
(g)ƒ2ICl(g)。BaPtCl
6
(s)ƒ BaCl
2
(s)+Pt(s)+2Cl
2
(g)的平衡常数K′
p
=1.0´104Pa2,则平衡时
p2(Cl )=1.0´104Pa2,平衡时p(Cl )=100Pa,设到达平衡时I (g)的分压减小pkPa,则
2 2 2
Cl (g)+ I (g) 2ICl(g)
2 2 ƒ
开始/(kPa) 20.0 0
,376.8℃平衡时,测得烧瓶中压强为32.5kPa,则
变化/(kPa) p 2p
平衡/(kPa) 0.1 20.0-p 2p
0.1+20.0+p=32.5,解得p=12.4,则平衡时p =2pkPa=2×12.4kPa=24.8kPa;则平衡时,I (g)的分压为
ICl 2
(20.0-p)kPa=(20×103-12.4×103)Pa,p =24.8kPa=24.8×103Pa,p(Cl )=0.1kPa=100Pa,因此反应
ICl 2
100´
20´103-12.4´103
2ICl(g)=Cl (g)+I (g)的平衡常数K= ;
2 2 24.8´1032
1
(3)①结合图可知,温度越高, 越小,lgKp 越大,即Kp 越大,说明升高温度平衡
2 2
T
2NOCl(g) ƒ 2NO(g)+Cl 2 (g)正向移动,则NOCl分解为NO和Cl 2 反应的大于0;
②Ⅰ.2NO(g)+2ICl(g)
ƒ
2NOCl(g)+I
2
(g) K
p1
Ⅱ.2NOCl(g)
ƒ
2NO(g)+Cl
2
(g) K
p2
Ⅰ+Ⅱ得2ICl(g)=Cl (g)+I (g),则2ICl(g)=Cl (g)+I (g)的K=K ×K ;该反应的ΔH大于0;推
2 2 2 2 p1 p2
1 1
理过程如下:设T¢ >T,即 < ,由图可知:
T′ T
lgK (T')-lgK (T)> lgK (T')-lgK (T) =lgK (T)-lgK (T')则:
p2 p2 p1 p1 p1 p1
lgéK (T')×K (T')ù >lgéK (T)×K (T)ù,即k(T')>k(T),因此该反应正反应为吸热反应,即ΔH大于
ë p2 p1 û ë p2 p1 û
0;
(4)Ⅰ.NOCl+hv¾¾®NOCl*
第12页 | 共19页Ⅱ.NOCl+NOCl* ¾¾®2NO+Cl
2
Ⅰ+Ⅱ得总反应为2NOCl+hv=2NO+Cl ,因此2molNOCl分解需要吸收1mol光子能量,则分解1mol的NOCl
2
需要吸收0.5mol光子。
11. 过渡金属元素铬
Cr
是不锈钢的重要成分,在工农业生产和国防建设中有着广泛应用。回答下列问题:
(1)对于基态Cr原子,下列叙述正确的是_______(填标号)。
A.轨道处于半充满时体系总能量低,核外电子排布应为[Ar]3d54s1
B.4s电子能量较高,总是在比3s电子离核更远的地方运动
C.电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大
(2)三价铬离子能形成多种配位化合物。éCrNH H O Clù 2+ 中提供电子对形成配位键的原子是
ë 3 3 2 2 û
_______,中心离子的配位数为_______。
(3)éCrNH H O Clù 2+ 中配体分子NH 、H O以及分子PH 的空间结构和相应的键角如图所示。
ë 3 3 2 2 û 3 2 3
PH 中P的杂化类型是_______。NH 的沸点比PH 的_______,原因是_______,H O的键角小于NH
3 3 3 2 3
的,分析原因_______。
(4)在金属材料中添加AlCr 颗粒,可以增强材料的耐腐蚀性、硬度和机械性能。AlCr 具有体心四方结构,
2 2
如图所示,处于顶角位置的是_______原子。设Cr和Al原子半径分别为r 和r ,则金属原子空间占有率
Cr Al
为_______%(列出计算表达式)。
第13页 | 共19页【答案】 (1). AC (2). N、O、Cl (3). 6 (4). sp3 (5). 高 (6). NH 存在分子间氢键
3
(7). NH 含有一对孤对电子,而H O含有两对孤对电子,H O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较
3 2 2
8π 2r3 +r3
大 (8). Al (9). Cr Al ´100
3a2c
【解析】
【分析】
【详解】(1) A. 基态原子满足能量最低原理,Cr有24个核外电子,轨道处于半充满时体系总能量低,核外
电子排布应为[Ar]3d54s1,A正确;
B. Cr核外电子排布为[Ar]3d54s1,由于能级交错,3d轨道能量高于4s轨道的能量,即3d电子能量较高,
B错误;
C. 电负性为原子对键合电子的吸引力,同周期除零族原子序数越大电负性越强,钾与铬位于同周期,铬原
子序数大于钾,故铬电负性比钾高,原子对键合电子的吸引力比钾大,C正确;
故答案为:AC;
(2)éCrNH H O Clù 2+ 中三价铬离子提供空轨道,N、O、Cl提供孤对电子与三价铬离子形成配位
ë 3 3 2 2 û
键,中心离子的配位数为N、O、Cl三种原子的个数和即3+2+1=6,故答案为:N、O、Cl;6;
(3)PH 的价层电子对为3+1=4,故PH 中P的杂化类型是sp3; N原子电负性较强,NH 分子之间存在分
3 3 3
子间氢键,因此NH 的沸点比PH 的高;H O的键角小于NH 的,原因是:NH 含有一对孤对电子,而
3 3 2 3 3
H O含有两对孤对电子,H O中的孤对电子对成键电子对的排斥作用较大,故答案为:sp3;高;NH
2 2 3
存在分子间氢键;NH 含有一对孤对电子,而H O含有两对孤对电子,H O中的孤对电子对成键电子对
3 2 2
的排斥作用较大;
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(4)已知AlCr 具有体心四方结构,如图所示,黑球个数为8´ +1=2,白球个数为8´ +2=4,结合化学
2 8 4
式AlCr 可知,白球为Cr,黑球为Al,即处于顶角位置的是Al原子。设Cr和Al原子半径分别为r 和
2 Cr
4πr3 4πr3 8π(2r3 +r3 )
r ,则金属原子的体积为 Cr ´4+ Al ´2= Cr Al ,故金属原子空间占有率=
Al
3 3 3
8π(2r C 3 r +r A 3 l ) 8π 2r3 +r3 8π 2r3 +r3
3 Cr Al ´100%,故答案为:Al; Cr Al ´100。
´100%= 3a2c 3a2c
a2c
12. 卤沙唑仑W是一种抗失眠药物,在医药工业中的一种合成方法如下:
已知:(ⅰ)
(ⅱ)
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)写出反应③的化学方程式_______。
(3)D具有的官能团名称是_______。(不考虑苯环)
(4)反应④中,Y的结构简式为_______。
(5)反应⑤的反应类型是_______。
(6)C的同分异构体中,含有苯环并能发生银镜反应的化合物共有_______种。
第15页 | 共19页(7)写出W的结构简式_______。
【 答 案 】 (1). 2 - 氟 甲 苯 ( 或 邻 氟 甲 苯 ) (2).
或
或
(3). 氨基、
羰基、卤素原子(溴原子、氟原子) (4). (5). 取代反应 (6). 10 (7).
【解析】
【分析】A( )在酸性高锰酸钾的氧化下生成B( ), 与SOCl 反应生成C
2
( ), 与 在氯化锌和氢氧化钠的作用下,发生取代反应生成
, 与 Y ( ) 发 生 取 代 反 应 生 成
第16页 | 共19页, 与 发 生 取 代 反 应 生 成 F
( ),F与乙酸、乙醇反应生成W( ),据此分析
解答。
【详解】(1)由A( )的结构可知,名称为:2-氟甲苯(或邻氟甲苯),故答案为:2-氟甲苯
(或邻氟甲苯);
(2)反应③为 与 在氯化锌和氢氧化钠的作用下,发生取代反应生成
,故答案为:
;
(3)含有的官能团为溴原子、氟原子、氨基、羰基,故答案为:氨基、羰基、卤素原子(溴原子、氟原子);
第17页 | 共19页(4) D为 ,E为 ,根据结构特点,及反应特征,可推出Y为
,故答案为: ;
(5) E为 ,F为 ,根据结构特点,可知
与 发生取代反应生成F,故答案为:取代反应;
(6) C为 ,含有苯环且能发生银镜反应的同分异构体为:含有醛基,氟原子,氯原子,即苯环上
含有三个不同的取代基,可能出现的结构有
第18页 | 共19页,故其同分异构体为10种,故
答案为:10;
(7)根据已知及分析可知, 与乙酸、乙醇反应生成 ,
故答案为: ;
第19页 | 共19页