文档内容
2023 年普通高等学校招生全国统一考试
理科综合能力测试化学部分(全国乙卷)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16
一、选择题:本题共 13小题,每小题 6分,共 78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。(化学部分为第 7~13题)
1. 下列应用中涉及到氧化还原反应的是
A. 使用明矾对水进行净化 B. 雪天道路上撒盐融雪
C. 暖贴中的铁粉遇空气放热 D. 荧光指示牌被照发光
【答案】C
【解析】
【详解】A.使用明矾对水进行净化过程中,明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶
体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来而水变得澄清,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因
此没有涉及到氧化还原反应,A不符合题意;
B.雪天道路上撒盐融雪,是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化,该过程中没有任何一种元素的化合价发
生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,B不符合题意;
C.暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠、水等物质,形成当这些物质遇到
空气后形成无数微小原电池并开始工作,化学能转化为电能,无数微小原电池堆积在一起使得电能又转化
为热能,该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化,因此,该过程涉及到氧化还原反应,C符合题意;
D.荧光指示牌被照发光,是因为光被指示牌发生了反射,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,
因此没有涉及到氧化还原反应,D不符合题意;
综上所述,本题选C。
2. 下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A. ①的反应类型为取代反应 B. 反应②是合成酯的方法之一
C. 产物分子中所有碳原子共平面 D. 产物的化学名称是乙酸异丙酯
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应①为乙酸和异丙醇在酸的催化下发生酯化反应生成了乙酸异丙酯和水,因此,①的反应类
型为取代反应,A叙述正确;
第1页 | 共18页B.反应②为乙酸和丙烯发生加成反应生成乙酸异丙酯,该反应的原子利用率为100%,因此,该反应是合
成酯的方法之一,B叙述正确;
C.乙酸异丙酯分子中含有4个饱和的碳原子,其中异丙基中存在着一个饱和碳原子连接两个饱和碳原子和
一个乙酰氧基,类比甲烷的正四面体结构可知,乙酸异丙酯分子中的所有碳原子不可能共平面,C叙述是
错误;
D.两个反应的产物是相同的,从结构上看,该产物是由乙酸与异丙醇通过酯化反应生成的酯,故其化学名
称是乙酸异丙酯,D叙述是正确;
综上所述,本题选C。
3. 下列装置可以用于相应实验的是
A B C D
制备CO 分离乙醇和乙酸 验证SO 酸性 测量O 体积
2 2 2
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na CO 固体比较稳定,受热不易分解,所以不能采用加热碳酸钠的方式制备二氧化碳,A错
2 3
误;
B.乙醇和乙酸是互溶的,不能采用分液的方式分离,应采用蒸馏来分离,B错误;
C.二氧化硫通入品红溶液中,可以验证其漂白性,不能验证酸性,C错误;
D.测量氧气体积时,装置选择量气筒,测量时要恢复到室温,量气筒和水准管两边液面高度相等时,氧气
排开水的体积与氧气的体积相等,即可用如图装置测量氧气的体积,D正确;
故选D。
4. 一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增
第2页 | 共18页大。简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A. X的常见化合价有-1、-2 B. 原子半径大小为Y>X>W
C. YX的水合物具有两性 D. W单质只有4种同素异形体
【答案】A
【解析】
【分析】W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,则它们均
为10电子微粒, X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为
C,产生的气体为二氧化碳,据此解答。
【详解】A.X为O,氧的常见价态有-1价和-2价,如H O 和H O,A正确;
2 2 2
B.W为C,X为O,Y为Mg,同主族时电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,
原子半径越大,所以原子半径大小为:Y>W>X,B错误;
C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,水合物为Mg(OH) ,Mg(OH) 只能与酸反应生成盐和水,不能与
2 2
碱反应,所以YX的水合物没有两性,C错误;
D.W为C,碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止四种,D错误;
故选A。
5. 一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A 硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀 6FeSO +O +2H O=2Fe SO +2Fe(OH) ¯
4 2 2 2 4 3 2
B 硫化钠溶液出现浑浊颜色变深 Na S+2O =Na SO
2 2 2 4
C 溴水颜色逐渐褪去 4Br +4H O=HBrO +7HBr
2 2 4
D 胆矾表面出现白色粉末 CuSO ×5H O=CuSO +5H O
4 2 4 2
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH) ,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,
3
化学方程式为: 12FeSO +3O +6H O=4Fe (SO ) +4Fe(OH) ↓,A错误;
4 2 2 2 4 3 3
B.硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为: 2 Na S + O + 2 H O
2 2 2
= 4 NaOH + 2 S↓,B错误;
第3页 | 共18页C.溴水的主要成分是溴和水,它们会反应,但速度很慢,Br +H O=HBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O ,所以
2 2 2
溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸,所以选项中的化学方程式错误,C错误;
D.胆矾为 CuSO ·5H O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的 CuSO ,化学方程式为:
4 2 4
CuSO ·5H O= CuSO +5H O,方程式正确,D正确;
4 2 4 2
故选D。
6. 室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。
将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,
x x
在硫电极发生反应: 1 S +e-→ 1 S2-, 1 S2-+e-→S2-,2Na++ S2-+2(1- )e-→Na S
2 8 2 8 2 8 4 4 4 4 2 x
下列叙述错误的是
A. 充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B. 放电时外电路电子流动的方向是a→b
x
C. 放电时正极反应为:2Na++ S +2e-→Na S
8 2 x
8
D. 炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子,硫电极为原电池正极,钠电极为原电池负极。
【详解】A.充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,即钠电极,故充电时,Na+由硫电极迁移至钠电极,A
错误;
B.放电时Na在a电极失去电子,失去的电子经外电路流向b电极,硫黄粉在b电极上得电子与a电极释
放出的Na+结合得到Na S ,电子在外电路的流向为a→b,B正确;
2 x
x
C.由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++ S +2e-→Na S ,C正确;
8 2 x
8
D.炭化纤维素纸中含有大量的炭,炭具有良好的导电性,可以增强硫电极的导电性能,D正确;
故答案选A。
第4页 | 共18页7. 一定温度下,AgCl和Ag CrO 的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
2 4
下列说法正确的是
A. a点条件下能生成Ag CrO 沉淀,也能生成AgCl沉淀
2 4
B. b点时,c(Cl-)=c(CrO2-),K (AgCl)=K (Ag CrO )
4 sp sp 2 4
C. Ag
2
CrO
4
+2Cl-2AgCl+CrO2
4
-的平衡常数K=107.9
D. 向NaCl、Na CrO 均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO 溶液,先产生Ag CrO 沉淀
2 4 3 2 4
【答案】C
【解析】
【分析】根据图像,由(1.7,5)可得到Ag CrO 的溶度积K (Ag CrO )=c2(Ag+)·c(CrO2-)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-
2 4 sp 2 4 4
11.7,由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积K (AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选项结
sp
果。
【详解】A.假设a点坐标为(4,6.5),此时分别计算反应的浓度熵Q得,Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag CrO )=10-
2 4
17,二者的浓度熵均小于其对应的溶度积K ,二者不会生成沉淀,A错误;
sp
B.K 为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者
sp
的溶度积不相同,B错误;
c(CrO2-)
C.该反应的平衡常数表达式为K= 4 ,将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K=
c2(Cl-)
c(CrO2-) c(CrO2-)×c2(Ag+) K (AgCrO ) 1´10-11.7
4 = 4 = sp 4 = =1×107.9,C正确;
c2(Cl-) c2(Cl-)×c2(Ag+) K 2(AgCl) (1´10-9.8)2
sp
D.向NaCl、Na CrO 均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO ,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8
2 4 3
和10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况下,先沉淀的是AgCl,D错误;
故答案选C。
第5页 | 共18页二、非选择题:本题共 4小题,共 58分。(必做题:26~28 题,选做题:35-36 题)
8. 元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分
析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先_______,而后将已称重的U型管c、d与石英管连
接,检查_______。依次点燃煤气灯_______,进行实验。
(2)O 的作用有_______。CuO的作用是_______(举1例,用化学方程式表示)。
2
(3)c和d中的试剂分别是_______、_______(填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是_______。
A.CaCl B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na SO
2 2 3
(4)Pt坩埚中样品C H O 反应完全后,应进行操作:_______。取下c和d管称重。
x y z
(5)若样品C H O 为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的
x y z
相对分子量为118,其分子式为_______。
【答案】(1) ①. 通入一定的O ②. 装置气密性 ③. b、a
2
D
(2) ①. 为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中 ②. CO+CuO Cu+CO
2
(3) ①. A ②. C ③. 碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳
(4)继续吹入一定量的O ,冷却装置
2
(5)C H O
4 6 4
【解析】
【分析】利用如图所示的装置测定有机物中C、H两种元素的含量,这是一种经典的李比希元素测定法,将
样品装入Pt坩埚中,后面放置一CuO做催化剂,用于催化前置坩埚中反应不完全的物质,后续将产物吹入
道两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手段,从而得到
有机物的分子式。
【小问1详解】
实验前,应先通入一定的O 吹空石英管中的杂质气体,保证没有其他产物生成,而后将已U型管c、d与
2
第6页 | 共18页石英管连接,检查装置气密性,随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯,保证当a处发生反应时产生的
CO能被CuO反应生成CO
2
【小问2详解】
实验中O 的作用有:为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;CuO的作用是催化
2
D
a处产生的CO,使CO反应为CO ,反应方程式为CO+CuO Cu+CO
2 2
【小问3详解】
有机物燃烧后生成的CO 和H O分别用碱石灰和无水CaCl 吸收,其中c管装有无水CaCl ,d管装有碱石
2 2 2 2
灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,影响最后分子式的确定;
【小问4详解】
反应完全以后应继续吹入一定量的O ,保证石英管中的气体产物完全吹入两U行管中,使装置冷却;
2
【小问5详解】
c管装有无水CaCl ,用来吸收生成的水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H元素的
2
2´m(H O) 2´0.0108g
物质的量n(H)= 2 = =0.0012mol;d管装有碱石灰,用来吸收生成的CO ,则增重量
M(H O) 18g×mol-1 2
2
m(CO ) 0.0352g
为CO 的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)= 2 = =0.0008mol;有机
2 M(CO ) 44g×mol-1
2
m(O) 0.00128g
物中O元素的物质的量为0.0128g,其物质的量n(O)= = =0.0008mol;该有机物中C、H、
M(O) 16g×mol-1
O三种元素的原子个数比为0.0008:0.0012:0.0008=2:3:2;质谱测得该有机物的相对分子质量为118,
则其化学式为C H O ;
4 6 4
【点睛】本实验的重点在于两U型管的摆放顺序,由于CO 需要用碱石灰吸收,而碱石灰的主要成分为CaO
2
和NaOH,其成分中的CaO也可以吸收水蒸气,因此在摆放U型管位置时应将装有碱石灰的U型管置于无
水CaCl 之后,保证实验结果。
2
9. LiMn O 作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO ,含有少量Si、Fe、Ni、Al等
2 4 3
元素)制备LiMn O 的流程如下:
2 4
已知:K [Fe(OH) ]=2.8×10-39,K [Al(OH) ]=1.3×10-33,K [Ni(OH) ]=5.5×10-16。
sp 3 sp 3 sp 2
第7页 | 共18页回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为_______。为提高溶矿速率,可采取的措施_______(举1例)。
(2)加入少量MnO 的作用是_______。不宜使用H O 替代MnO ,原因是_______。
2 2 2 2
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)=_______mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去
的金属离子是_______。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有_______。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为_______。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,
应不断_______。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)缎烧窑中,生成LiMn O 反应的化学方程式是_______。
2 4
【答案】(1) ① MnCO +H SO =MnSO +H O+CO ↑ ②. 粉碎菱锰矿
. 3 2 4 4 2 2
(2) ①. 将Fe2+氧化为Fe3+ ②. Fe3+可以催化H O 分解
2 2
(3) ①. 2.8×10-9 ②. Al3+
(4)BaSO 、NiS
4
电解
(5) ①. Mn2++2H O H ↑+MnO ↓+2H+ ②. 加入MnSO
2 2 2 4
煅烧
(6)2Li CO +8MnO 4LiMn O +2CO ↑+O ↑
2 3 2 2 4 2 2
【解析】
【分析】根据题给的流程,将菱锰矿置于反应器中,加入硫酸和MnO ,可将固体溶解为离子,将杂质中的
2
Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式,同时,加入的MnO 可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;随后
2
将溶液pH调至制约等于7,此时,根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出
来;随后加入BaS,可以将溶液中的Ni2+沉淀,得到相应的滤渣;后溶液中含有大量的Mn2+,将此溶液置
于电解槽中电解,得到MnO ,将MnO 与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn O 。
2 2 2 4
【小问1详解】
菱锰矿中主要含有 MnCO ,加入硫酸后可以与其反应,硫酸溶矿主要反应的化学方程式为:
3
MnCO +H SO =MnSO +H O+CO ↑ ; 为 提 高 溶 矿 速 率 , 可 以 将 菱 锰 矿 粉 碎 ; 故 答 案 为 :
3 2 4 4 2 2
MnCO +H SO =MnSO +H O+CO ↑、粉碎菱锰矿。
3 2 4 4 2 2
【小问2详解】
根据分析,加入MnO 的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+,但不宜使用H O 氧化Fe2+,因为
2 2 2
氧化后生成的Fe3+可以催化H O 分解,不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+;故答案为:将Fe2+氧化为
2 2
第8页 | 共18页Fe3+、Fe3+可以催化H O 分解。
2 2
【小问3详解】
溶矿完成以后,反应器中溶液 pH=4,此时溶液中 c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1,此时体系中含有的 c(Fe3+)=
K [Fe(OH) ]
sp 3 =2.8×10-9mol·L-1,这时,溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5,认为Fe3+已经沉淀完全;用石灰乳
c(3 OH-)
调节至pH≈7,这时溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1,溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1,c(Ni2+)=5.5×10-4mol·L-
1,c(Al3+)小于1.0×10-5,Al3+沉淀完全,这一阶段除去的金属离子是Al3+;故答案为:2.8×10-9、Al3+。
【小问4详解】
加入少量BaS溶液除去Ni2+,此时溶液中发生的离子方程式为BaS+Ni2++SO2-=BaSO ↓+NiS↓,生成的沉淀
4 4
有BaSO 、NiS。
4
【小问5详解】
电解
在电解槽中,Mn2+发生反应生成MnO ,反应的离子方程式为Mn2++2H O H ↑+MnO ↓+2H+;电解时电
2 2 2 2
电解
解液中 Mn2+大量减少,需要加入 MnSO 以保持电解液成分的稳定;故答案为:Mn2++2H O
4 2
H ↑+MnO ↓+2H+、加入MnSO 。
2 2 4
【小问6详解】
煅烧
煅烧窑中 MnO 与 Li CO 发生反应生成 LiMn O ,反应的化学方程式为 2Li CO +8MnO
2 2 3 2 4 2 3 2
煅烧
4LiMn O +2CO ↑+O ↑;故答案为:2Li CO +8MnO 4LiMn O +2CO ↑+O ↑。
2 4 2 2 2 3 2 2 4 2 2
10. 硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂
等。回答下列问题:
(1)在N 气氛中,FeSO ×7H O的脱水热分解过程如图所示:
2 4 2
第9页 | 共18页根据上述实验结果,可知x =_______,y= _______。
(2)已知下列热化学方程式:
FeSO ×7H Os=FeSO s+7H Og ΔH =akJ×mol-1
4 2 4 2 1
FeSO ×xH Os=FeSO s+xH Og ΔH =bkJ×mol-1
4 2 4 2 2
FeSO ×yH Os=FeSO s+yH Og ΔH =ckJ×mol-1
4 2 4 2 3
则FeSO ×7H Os+FeSO ×yH Os=2FeSO ×xH Os 的ΔH =_______kJ×mol-1。
4 2 4 2 4 2
(3)将FeSO 置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:
4
2FeSO
4
s
Fe
2
O
3
s+SO
2
g+SO
3
g (Ⅰ)。平衡时P
SO 3
-T的关系如下图所示。660K时,该反
应的平衡总压P =_______kPa、平衡常数K Ⅰ=_______(kPa)2。K Ⅰ 随反应温度升高而
总 p p
_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO
3
g
2SO
2
g+O
2
g (Ⅱ),平衡时P
O 2
=
第10页 | 共18页_______(用P 、P 表示)。在929K时,P =84.6kPa、P =35.7kPa,则P =_______kPa,
SO SO 总 SO SO
3 2 3 2
K Ⅱ=_______kPa(列出计算式)。
p
【答案】(1) ①. 4 ②. 1
(2)(a+c-2b)
(3) ①. 3 ②. 2.25 ③. 增大
P -P 46.262´2.64
(4) ①. SO 2 SO 3 ②. 46.26 ③.
4 35.72
【解析】
【小问1详解】
18(7-x)
由图中信息可知,当失重比为19.4%时,FeSO ×7H O转化为FeSO ×xH O,则 =19.4%,解
4 2 4 2 278
18(7-y)
之得x=4;当失重比为38.8%时,FeSO ×7H O转化为FeSO ×yH O,则 =38.8%,解之得
4 2 4 2 278
y=1。
【小问2详解】
①FeSO ×7H Os=FeSO s+7H Og DH =akJ×mol-1
4 2 4 2 1
②FeSO ×xH Os=FeSO s+xH Og DH =bkJ×mol-1
4 2 4 2 2
③FeSO ×yH Os=FeSO s+yH Og DH =ckJ×mol-1
4 2 4 2 3
根据盖斯定律可知,①+③-②´2可得FeSO ×7H Os+FeSO ×yH Os=2FeSO ×xH Os ,则
4 2 4 2 4 2
ΔH =(a+c-2b)kJ×mol-1。
【小问3详解】
将FeSO 置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:
4
2FeSO
4
s
Fe
2
O
3
s+SO
2
g+SO
3
g (Ⅰ)。由平衡时P
SO 3
-T的关系图可知,660K时,
P =1.5kPa,则P =1.5kPa ,因此,该反应的平衡总压P =3kPa、平衡常数
SO SO 总
3 2
K Ⅰ=1.5kPa´1.5kPa =2.25 (kPa)2。由图中信息可知,P 随着温度升高而增大,因此,K Ⅰ 随
p SO 3 p
反应温度升高而增大。
【小问4详解】
第11页 | 共18页提高温度,上述容器中进一步发生反应2SO 3 g 2SO 2 g+O 2 g (Ⅱ),在同温同压下,不同气体的
物质的量之比等于其分压之比,由于仅发生反应(Ⅰ)时P =P ,则P +2P =P -2P ,因此,平衡
SO SO SO O SO O
3 2 3 2 2 2
P -P
时P = SO 2 SO 3 。在929K时,P =84.6kPa、P =35.7kPa,则P +P +P =P 、
O 2 4 总 SO 3 SO 3 SO 2 O 2 总
P +2P =P -2P ,联立方程组消去P ,可得3P +5P =4P ,代入相关数据可求出P =
SO O SO O O SO SO 总 SO
3 2 2 2 2 3 2 2
46.26kPa,则P =84.6kPa-35.7kPa-46.26kPa =2.64kPa ,
O
2
(46.26kPa)2´2.64kPa 46.262´2.64
K Ⅱ= = kPa。
p (35.7kPa)2 35.72
[化学——选修 3:物质结构与性质]
11. 中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物(Mg Fe SiO )。回
x 2-x 4
答下列问题:
(1)基态Fe原子的价电子排布式为_______。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为_______,铁的化合价
为_______。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质 熔点/℃
NaCl 800.7
SiCl -68.8
4
GeCl -51.5
4
SnCl -34.1
4
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl ,原因是_______。分析同族元素的氯化物
4
SiCl 、GeCl 、SnCl 熔点变化趋势及其原因_______。SiCl 的空间结构为_______,其中Si的轨道杂
4 4 4 4
化形式为_______。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于立方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所
示,晶胞中含有_______个Mg。该物质化学式为_______,B-B最近距离为_______。
第12页 | 共18页【答案】(1) ①. 3d64s2 ②. O>Si>Fe>Mg ③. +2
(2) ①. 钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而SiCl 为分子晶体 ②. 随着同族元素的电子
4
层数的增多,其熔点依次升高,其原因是:SiCl 、GeCl 、SnCl 均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分
4 4 4
子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大
③. 正四面体 ④. sp3
(3) ①. 1
3
②. MgB ③. a
2
3
【解析】
【小问1详解】
Fe为26号元素,基态Fe原子的价电子排布式为3d64s2。元素的金属性越强,其电负性越小,元素的非金
属性越强则其电负性越大,因此,橄榄石(Mg Fe SiO )中,各元素电负性大小顺序为O>Si>Fe>Mg;
x 2-x 4
因为Mg Fe SiO 中Mg、Si、O的化合价分别为+2、+4和-2,x+2-x=2,根据化合物中各元素的化合价
x 2-x 4
的代数和为0,可以确定铁的化合价为+2。
【小问2详解】
Na与Si均为第三周期元素,NaCl熔点明显高于SiCl ,原因是:钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶
4
体,其熔点较高;而SiCl 为分子晶体,其熔点较低。由表中的数据可知, SiCl 、GeCl 、SnCl 熔点
4 4 4 4
变化趋势为:随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是:SiCl 、GeCl 、SnCl 均
4 4 4
形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子
质量增大,其分子间作用力依次增大。SiCl 的空间结构为正四面体,其中Si的价层电子对数为4,因此
4
Si的轨道杂化形式为sp3。
第13页 | 共18页【小问3详解】
由硼镁化合物的晶体结构可知Mg位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有
1 1
12´ +2´ =3个Mg,由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞,则晶胞中Mg的
6 2
个数为1;晶体结构中B在正六棱柱体内共6个,则该物质的化学式为MgB ;由晶胞沿c轴的投影图可
2
知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的
3 3 1 3
垂线长度为 a,因此B-B最近距离为 a´ ´2= a。
2 2 3 3
[化学——选修 5:有机化学基础]
12. 奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件己简化)。
已知:
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是_______。
(2)C的结构简式为_______。
(3)D的化学名称为_______。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为_______。
(5)H的结构简式为_______。
(6)由I生成J的反应类型是_______。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种;
第14页 | 共18页①能发生银镜反应;②遇FeCl 溶液显紫色;③含有苯环。
3
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为_______。
【答案】(1)醚键和羟基
(2) (3)苯乙酸
(4) (5) (6)还原反应
(7) ①. 13 ②.
【解析】
【分析】有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成
有 机 物 E , 根 据 有 机 物 E 的 结 构 可 以 推 测 , 有 机 物 C 的 结 构 为
,进而推断出有机物D的结构为 ;有机物
E 与有机物 F 反应生成有机物 G,有机物 G 根据已知条件发生反应生成有机物 H,有机物 H 的结构为
,有机物H发生两步反应得到目标化合物J(奥培米芬);据此分析解题。
【小问1详解】
根据有机物A的结构,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基。
第15页 | 共18页【小问2详解】
根据分析,有机物C的结构简式为 。
【小问3详解】
根据分析,有机物D的结构为 ,其化学名称为苯乙酸。
【小问4详解】
有机物F的核磁共振氢谱显示未两组峰,封面积比为1:1,说明这4个H原子被分为两组,且物质应该是
一种对称的结构,结合有机物F的分子式可以得到,有机物F的结构简式为 。
【小问5详解】
根据分析,有机物H的结构简式为 。
【小问6详解】
根据流程,有机物I在LiAlH /四氢呋喃的条件下生成有机物J,LiAlH 是一种非常强的还原剂能将酯基中
4 4
的羰基部分还原为醇,该反应作用在有机物I的酯基上得到醇,因此该反应为还原反应。
【小问7详解】
能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,能遇FeCl 溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,则满足这三个条
3
件的同分异构体有13种。此时可能是情况有,固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上,变换甲基的位置,这
种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在间位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;
固定醛基、酚羟基的位置处在对位上,变换甲基的位置,这种情况下有2种可能;将醛基与亚甲基相连,
变换酚羟基的位置,这种情况下有3种可能,因此满足以上条件的同分异构体有4+4+2+3=13种。其中,核
第16页 | 共18页磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2:2:2:1:1,说明这总同分异构体中不能含有甲基且结构为一
种对称结构,因此,这种同分异构体的结构简式为: 。
第17页 | 共18页第18页 | 共18页