1、四川省泸县第四中学2020届高三化学下学期第四次学月考试试题(含解析)1.化学与科技、医药、工业生产均密切相关。下列有关叙述正确的是A. 素有“现代工业的骨骼”之称的碳纤维是一种新型的有机高分子材料B. 古代记载文字的器物甲骨,其主要成分是蛋白质C. 打造生态文明建设,我国近年来大力发展核电、光电,电能属于一次、可再生能源D. 用于新版人民币票面文字等处的油墨中所含有的Fe3O4是一种磁性物质【答案】D【解析】【详解】A. 素有“现代工业的骨骼”之称的碳纤维是一种新型碳元素的单质,不属于有机高分子材料,A错误;B. 古代记载文字的器物甲骨,其主要成分是钙质物质,不是蛋白质,B错误;C. 电能不
2、是一次能源,属于二次能源,C错误;D. Fe3O4俗称磁性氧化铁,是一种具有磁性的物质,D正确;故合理选项是D。2.萜类化合物广泛存在于动植物体内。下列关于萜类化合物a、b的说法正确的是A. a中六元环上的一氯代物共有3种(不考虑立体异构)B. a分子中所有原子都可能共平面,b的分子式为C10H12OC. a和b都能发生加成反应、氧化反应、取代反应D. 1 mol b与足量的钠反应产生1 mol H2【答案】C【解析】【详解】A. 不考虑立体异构,a中六元环上有5种不同化学环境的氢原子,则其六元环上的一氯代物有5种,A错误;B. a分子中含有6个饱和碳原子,所有原子不可能都共平面,b分子中有1
3、0个碳原子和1个氧原子,不饱和度为4,故氢原子数=102+2-42=14,分子式应为C10H14O,B错误;C. a中含有碳碳双键,b中含有苯环,两者在一定条件下都能与氢气发生加成反应,a、b中都含有烷基,一定条件下都能与氯气发生取代反应,a、b都可以燃烧,都能与酸性高锰酸钾溶液反应,即都能发生氧化反应,C正确;D. b中含有1个羟基,1 mol b与足量的钠反应产生0.5 mol H2,D错误;故合理选项是C。【点睛】本题考查有机物的结构和性质,注意把握有机物的结构和官能团的性质,为解答该类题目的关键,侧重考查学生的分析能力与判断能力。3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是A. 2
4、5 ,pH12的Na2CO3溶液中含有OH的数目为0.01NAB. 1 mol苯乙烯()中含有的碳碳双键数为4NAC. 加热条件下,4.6 g金属Na与足量O2反应的产物中阳离子和阴离子总数为0.3NAD. 常温时,1 L 0.1 molL1的硝酸铵溶液中,NH4+和H总数为0.1NA【答案】C【解析】【详解】A、25 ,pH12Na2CO3溶液中含有OH的浓度是0.01mol/L,但不能确定溶液的体积,则不能计算其数目,A错误;B、苯环不含有碳碳双键,则1 mol苯乙烯中含有的碳碳双键数为NA,B错误;C、不论是氧化钠还是过氧化钠,阴阳离子的个数之比均是1:2,所以加热条件下,4.6 g金属
5、Na即0.2molNa与足量O2反应的产物中阳离子和阴离子总数为0.3NA,C正确;D、根据电荷守恒可知c(NH4+)+ c(H+)= c(NO3-)+ c(OH-),常温时,1 L 0.1 molL1的硝酸铵溶液中,NO3-的物质的量为0.1mol,则NH4+和H+总数大于0.1NA,D错误。答案选C。4.下列离子方程式正确的是( )A FeBr2溶液中通入过量氯气:2Fe2+Cl2=2Fe3+2Cl-B. 石灰石溶于醋酸:CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2+CO2+H2OC. 铜与浓硝酸反应:3Cu+8H+2NO3-=3Cu2+2NO+4H2OD. 过氧化钠与水反应:N
6、a2O2+H2O=2Na+2OH-+O2【答案】B【解析】【详解】A.向FeBr2溶液中通入过量氯气,溶液中Fe2与Br均被氧化,其离子反应方程式为2Fe2+4Br3Cl2=2Fe3+2Br26Cl-,A项错误;B. 石灰石不溶于水,醋酸为弱酸,故石灰石溶于醋酸的离子反应方程式为CaCO3+2CH3COOH=2CH3COO-+Ca2+CO2+H2O,B项正确;C. 铜与浓硝酸反应生成二氧化氮,其离子方程式为Cu+4H+2NO3Cu2+2NO2+2H2O,C项错误;D. 过氧化钠与水反应的离子反应为2Na2O2+2H2O4Na+4OH+O2,D项错误;答案选B。【点睛】离子方程式的书写正误判断是
7、高频考点,要求学生熟练书写高中化学基本离子反应方程式的同时,掌握其正误判断的方法也是解题的突破口,一般规律可归纳为:1.是否符合客观事实,如铁和稀硫酸反应生成的是亚铁离子而不是铁离子;2.是否遵循电荷守恒与质量守恒定律,必须同时遵循,否则书写错误,如Fe + Fe3+= 2Fe2+,显然不遵循电荷守恒定律;3.观察化学式是否可拆,不该拆的拆成离子,或该拆成离子的没有拆分,都是错误的书写;4.分析反应物用量,要遵循以少定多的原则书写正确的离子方程式,如本题的A项是难点;5.观察能否发生氧化还原反应,氧化还原反应也是离子反应方程式的一种。总之,掌握离子反应的实质,是正确书写离子反应方程式并学会判断
8、其书写正误的根本宗旨。5.已知A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,其中元素A、E的单质在常温下呈气态,元素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,元素D是地壳中含量最多的金属元素。下列说法正确的是A. B的单质在自然界只有一种核素B. 元素C、D、E的简单离子的半径依次减小C. A、E分别与C形成的化合物中含有一种相同类型的化学键D. 这几种元素可能形成的简单离子中E的简单离子的还原性最强【答案】C【解析】【分析】A、B、C、D、E是短周期中原子序数依次增大的5种主族元素,元素C在同周期的主族元素中原子半径最大,则C处于IA族,元
9、素B的原子最外层电子数是其电子层数的2倍,B原子最外层电子数为4或6,C的原子序数大于B,则B为C、C为Na元素;而元素A、E的单质在常温下呈气态,可推知A为H元素,E为Cl元素,元素D的合金是日常生活中常用的金属材料,可推知D为Al。【详解】A、 B为碳,单质在自然界有多种核素,如:12C、13C、14C,故A错误;B、元素C、D、E的简单离子的半径ClNaAl3,故B错误;C、A、E分别与C形成的化合物中含有一种相同类型的化学键:NaH、NaCl中均含离子键,故C正确;D. 这几种元素可能形成的简单离子中H的简单离子H-的还原性最强,故D错误;故选C。6.下图是采用新能源储能器件将CO2转
10、化为固体产物,实现CO2的固定和储能灵活应用的装置。储能器件使用的Li-CO2电池组成为钌电极/CO2-饱和LiClO4-DMSO电解液/锂片。下列说法正确的是A. Li-CO2电池电解液由LiClO4和DMSO溶于水得到B. CO2的固定中,每转移8mole-,生成3mol气体C. 过程中电能转化为化学能D. 过程的钌电极的电极反应式为2Li2CO3+C-4e-=4Li+3CO2【答案】D【解析】【分析】【详解】A.金属锂能够与水反应,电解液不能由LiClO4和DMSO溶于水得到,A错误;B.由反应式2Li2CO3 =4Li+2CO2+O2+4e-可知,得到4 mole-,生成2mol二氧化
11、碳和1mol氧气,现转移8 mole-,生成6mol气体,B错误;C.通过图示可知,电子不断流出,过程中化学能转化为电能,C错误;D.由图示可知,碳变为二氧化碳,发生氧化反应,过程的钌电极为负极,电极反应式为2Li2CO3 +C-4e-=4Li+3CO2,D正确;正确选项D。7.25,向20 mL 0.1 molL1 MOH溶液中滴加0.1 molL1 CH3COOH溶液, 所得溶液的pH(对应曲线M)及导电能力(对应曲线N)变化如图所示。下列叙述正确的是A. MOH是弱碱,其Kb1.01021B. b点溶液中,c(CH3COO) c(CH3COOH)0.1 molL1C. 水的离子积常数Kw
12、:bcaD. c点溶液中,c(CH3COO)c(M+)c(H+)c(OH)【答案】D【解析】【详解】A由图0.1molL1MOH溶液的pH=11,MOH是弱碱,根据平衡常数定义Kb 1.0105,故A错;B. b点溶液中两者恰好反应,生成CH3COOM盐溶液,且pH=3,说明M+水解程度大于CH3COO的水解程度,c(CH3COO) c(CH3COOH)0.05molL1,故B错;C.因为 a b c三点在一条曲线上,温度相同,所以水的离子积常数Kw相同,故C错;D. c点溶液中,醋酸过量溶液显酸性,所以c(CH3COO)c(M+)c(H+)c(OH),故D正确;故答案选D。【点睛】水的离子积
13、常数Kw只与温度有关。根据物料守恒的规律进行判别。通过图像中线的走向判断溶液中离子变化大小。8.ClO2是红黄色有毒气体,有刺激性气味,沸点为11,极易溶于水但不与水反应,遇热水缓慢水解成次氯酸、氯气和氧气,见光也易分解,因此其溶液置于冷暗处相对稳定。某校合作学习小组的同学欲制备二氧化氯水溶液并检验其性质。.二氧化氯水溶液制备。向圆底烧瓶中先加入10gKClO3固体和9gH2C2O42H2O(草酸),然后再加入5mL稀硫酸,用磁力搅拌器搅拌(如下图);将烧瓶放在热水浴中,保持水浴温度在6080,至B中广口瓶内溶液呈深红黄色时停止加热。回答下列问题:(1)装置A用水浴加热的优点是_;装置A中水浴
14、温度不宜低于60也不宜高于80,其原因是_。(2)装置A中反应生成ClO2及KHSO4等产物的化学方程式为_。(3)装置B的水中需放入冰块的目的是_,装置C的作用是_.设计实验验证ClO2的氧化性。(4)取适量ClO2水溶液加入H2S溶液中,振荡,得无色溶液。欲检验H2S的氧化产物,还需要用到的试剂是_。(5)证明ClO2的氧化性比Fe3+强的方案是_。(6)将少量ClO2水溶液滴入盛有MnSO4溶液的试管中,振荡,有黑色沉淀生成,则该反应的离子方程式为_。【答案】 (1). 受热均匀,且易控制温度 (2). 温度低,反应速率慢且生成的ClO2不易逸出;温度过高,会加剧ClO2水解 (3).
15、(或2KClO3+H2C2O42H2O+2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+4H2O) (4). 减少ClO2挥发和水解(或其他合理答案) (5). 吸收尾气中的ClO2和Cl2 (6). BaCl2溶液和稀盐酸(或盐酸酸化的BaCl2溶液) (7). 将ClO2气体通入FeSO4溶液中,并滴入KSCN溶液,观察溶液颜色变化,若溶液变为血红色,则证明ClO2的氧化性比Fe3+强(或其他合理答案) (8). 2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+12H+2Cl-【解析】【详解】.(1)装置A用水浴加热的优点是受热均匀,且易控制温度;根据信息可知ClO2极易溶于水但不与水反应,
16、遇热水缓慢水解成次氯酸、氯气和氧气;温度高,加剧ClO2水解,因此装置A中水浴温度不宜过高,但是温度如果太低,反应速率较慢,影响ClO2的生成;因此要控制水浴温度不宜低于60也不宜高于80;正确答案:受热均匀,且易控制温度;温度低,反应速率慢且生成的ClO2不易逸出;温度过高,会加剧ClO2水解。(2)KClO3固体和H2C2O42H2O固体,在酸性条件下发生氧化还原反应,生成ClO2及KHSO4等,化学方程式为 (或2KClO3+H2C2O42H2O+2H2SO4=2ClO2+2CO2+2KHSO4+4H2O) ;正确答案: (或2KClO3+H2C2O42H2O+2H2SO4=2ClO2+
17、2CO2+2KHSO4+4H2O) 。(3)装置B的水中需放入冰块,就是给气体ClO2降温,减少ClO2挥发和水解;装置C中氢氧化钠溶液能够吸收尾气中的ClO2和Cl2;正确答案:减少ClO2挥发和水解(或其他合理答案);吸收尾气中的ClO2和Cl2。.(4)取适量ClO2水溶液加入H2S溶液中,振荡,得无色溶液,说明-2价的硫可能被氧化为亚硫酸根离子或硫酸根离子,因此欲检验H2S的氧化产物,需要用到BaCl2溶液和稀盐酸(或盐酸酸化的BaCl2溶液)进行检验;正确答案:BaCl2溶液和稀盐酸(或盐酸酸化的BaCl2溶液)进行检验。(5)利用ClO2的氧化性把亚铁离子氧化为铁离子,再利用KSC
18、N溶液检验铁离子的存在;具体操作:将ClO2气体通入FeSO4溶液中,并滴入KSCN溶液,观察溶液颜色变化,若溶液变为血红色,则证明ClO2的氧化性比Fe3+强;正确答案:将ClO2气体通入FeSO4溶液中,并滴入KSCN溶液,观察溶液颜色变化,若溶液变为血红色,则证明ClO2的氧化性比Fe3+强。(或其他合理答案)(6)ClO2具有氧化性,能够把+2价锰氧化为+4价的黑色沉淀MnO2,反应的离子方程式为:2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+12H+2Cl-;正确答案:2ClO2+5Mn2+6H2O=5MnO2+12H+2Cl-。9.以冶炼金属铝的废弃物铝灰为原料制取超细氧化铝,既能降
19、低环境污染又可提高铝资源的利用率。已知铝灰的主要成分为A12O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),其制备流程如下:(1)用上图中“滤渣”和NaOH焙烧制备硅酸钠,可采用的装置为_(填选项编号)。(2)流程中加入H2O2 有气体产生,原因是_。(3)通过调节溶液的pH来“沉铁”,得到Fe(OH)3。己知:为保证产品的纯度,可以选用下列物质中的_调节溶液pH(填字母),调节pH的范围为_。aA12O3 bNaOH cAl(OH) 3 dNa2CO3(4)煅烧硫酸铝铵晶体,发生的主要反应为:4NH4 Al(SO4)212H2O 2Al2O3+2NH3+N2+5SO3+3SO2+53H2O,
20、将产生的气体通过下图所示的装置:集气瓶中收集到的气体是_(填化学式);装有KMnO4溶液洗气瓶的作用是_;选用一种常用化学试剂和稀硝酸检验硫酸铝铵,该试剂是_。【答案】 (1). B (2). Fe3+对H2O2的分解有催化作用 (3). a c (4). 3.2pH3.7 (5). N2 (6). 吸收SO2 (7). Ba(OH)2(溶液)【解析】【分析】铝灰的主要成分为A12O3(含少量杂质SiO2、FeO、Fe2O3),加入稀硫酸浸取,氧化铝、氧化亚铁、氧化铁反应生成硫酸铝、硫酸亚铁、硫酸铁,过滤得到的滤渣为SiO2;向滤液中加入H2O2将Fe2+氧化成Fe3+,然后调节pH使Fe3+
21、转化成Fe(OH)3沉淀与Al3+分离,向硫酸铝溶液中加入硫酸铵溶液得到硫酸铝铵溶液,硫酸铝铵溶液经结晶、干燥、煅烧得到Al2O3,据此分析作答。【详解】(1)能够焙烧固体的仪器是坩埚,NaOH能和二氧化硅反应生成硅酸钠,所以不能采用瓷坩埚灼烧,所以应该采用铁坩埚,故选B。(2)在实验流程中,H2O2具有氧化性,能氧化亚铁离子生成铁离子,离子方程式为2Fe2+H2O2+2H+=2Fe3+2H2O,而Fe3+对H2O2的分解有催化作用,所以有气体产生。(3)为保证产品的纯度,可以选用A12O3 、Al(OH) 3调节溶液pH使Fe3+转化成Fe(OH)3沉淀而除去,NaOH、Na2CO3虽然可调
22、节溶液的pH,但会引入新杂质,选ac;Fe3+开始沉淀的pH=2.2,沉淀完全的pH=3.2,Al3+开始沉淀的pH为3.7,为使Fe3+完全沉淀、而Al3+不形成沉淀,调节pH的范围为3.2pH3.7。答案:ac 3.2pH3.7。(4) 因为4NH4 Al(SO4)212H2O 2Al2O3+2NH3+N2+5SO3+3SO2+53H2O,NH3、N2、SO3、SO2的混合气体通入饱和亚硫酸钠溶液,NH3、SO3被吸收,剩余N2、SO2再通入酸性高锰酸钾溶液,SO2被吸收,剩余N2,所以集气瓶中收集到的气体是N2。装有KMnO4溶液洗气瓶的作用是吸收SO2气体。选用一种常用化学试剂和稀硝酸
23、检验硫酸铝铵,检验硫酸根用Ba2+,检验NH4+、Al3+用OH-,所以该试剂是Ba(OH)2(溶液),答案:Ba(OH)2(溶液)。10.碳及其化合物在有机合成、能源开发等工农业方面具有十分广泛的应用。I.工业生产精细化工产品乙二醛(OHC-CHO)(1)乙醇(CH3CH2OH)液相硝酸氧化法:在Cu(NO3)2催化下,用稀硝酸氧化乙醇制取乙二醛,此反应的化学方程式为_。该法具有原料易得、反应条件温和等优点,但也存在比较明显的缺点_。(2)乙二醇(HOCH2CH2OH)气相氧化法已知:2H2(g)+O2(g) 2H2O(g)H=-484kJ/mol,化学平衡常数为K1OHC-CHO(g)+2
24、H2(g) HOCH2CH2OH(g) H=-78kJ/mol,化学平衡常数为K2则乙二醇气相氧化反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g) OHC-CHO(g)+2H2O(g)的H=_;相同温度下,该反应的化学平衡常数K=_(用含K1、K2的代数式表示)。.CO2的综合利用(3)一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中发生反应C(s)+CO2(g)2CO(g)。平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示,则下列说法正确的是_(填字母)。a.反应达平衡状态时,混合气体的平均相对分子质量保持不变b.A点的正反应速率比B点正反应速率小C.550时,若充入氦气,则V正、V逆均减小,平
25、衡不移动d.T时,反应达平衡后CO2的转化率为66.7%e. T时,若再充入1molCO2和1molCO,平衡不移动(4)氨气、CO2在一定条件下可合成尿素,其反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g),右图表示合成塔中氨碳比a与CO2转化率的关系。a为n(NH3)/n(CO2),b为水碳比n(H2O)/n(CO2)。则b应控制在_a.1.5-1.6b.1-1.1c.0.6-0.7a应控制在4.0的理由是_【答案】 (1). CH2CH2OH+2HNO3OHC-CHO+2NO+3H2O (2). 硝酸会腐蚀设备,生成的NO会污染空气 (3). -406kJ/mol
26、(4). K1/K2 (5). abe (6). c (7). 氨碳比a4.0时CO2转化率增加不明显且浪费原料【解析】【分析】本题考查化学方程式的书写、盖斯定律的应用、化学平衡图像的分析、化学平衡常数。【详解】I.(1)稀HNO3将CH3CH2OH氧化成OHC-CHO,稀HNO3自身被还原成NO,CH3CH2OH中C的平均化合价为-2价,OHC-CHO中C的平均化合价为+1价,N元素的化合价由+5价降为+2价,根据得失电子守恒和原子守恒,反应的化学方程式为CH3CH2OH+2HNO3(稀)OHC-CHO+2NO+3H2O。根据反应,该方法比较明显的缺点是:HNO3会腐蚀设备,生成的NO会污染
27、空气。(2)将反应编号,2H2(g)+O2(g)2H2O(g)H=-484kJ/mol(式)OHC-CHO(g)+2H2(g)HOCH2CH2OH(g)H=-78kJ/mol(式)应用盖斯定律,式-式得HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)H=(-484kJ/mol)-(-78kJ/mol)=-406kJ/mol。根据化学平衡常数的含义,K1=,K2=,反应HOCH2CH2OH(g)+O2(g)OHC-CHO(g)+2H2O(g)的化学平衡常数K=。II.(3)a项,开始时气体只有CO2,CO2的相对分子质量为44,建立平衡过程中生成CO,混合气体的平均相对
28、分子量减小,达到平衡时混合气体的平均相对分子质量保持不变,a项正确;b项,A点温度低于B点温度,A点的正反应速率比B点正反应速率小,b项正确;c项,该容器为体积可变的恒压容器,550时若充入He气,容器体积增大,正、逆均减小,平衡向正反应方向移动,c项错误;d项,设起始CO2物质的量为amol,从起始到平衡时转化CO2物质的量为xmol,转化CO物质的量为2xmol,平衡时CO2、CO物质的量分别为(a-x)mol、2xmol,根据图像T达到平衡时CO2和CO的体积分数相等,则(a-x)mol=2xmol,解得x=,达到平衡后CO2的转化率为100%=33.3%,d项错误;e项,根据图像T达到
29、平衡时CO2和CO的体积分数相等,CO2和CO物质的量相等,若再充入1molCO2和1molCO,瞬时CO2和CO的体积分数仍相等,处于平衡状态,平衡不移动,e项正确;答案选abe。(4)根据图像在相同氨碳比时,水碳比在0.6-0.7时CO2的转化率最大,b应控制在0.6-0.7,答案选c。根据图像,氨碳比a4.0时CO2转化率增加不明显且浪费原料,所以a应控制在4.0。11.2017年4月26日,中田首艘国产航母在大连正式下水,标志着我国自主设计航空母舰取得重大阶段性成果。请回答下列问题:(1)航母用钢可由低硅生铁冶炼而成。硅原子L能层的电子分布图为_;Fe3+比Fe2+稳定的原因是_;铁氰
30、化钾K3Fe(CN)6溶液可以检验Fe2+。1 mol CN-中含有键的数为_,与CN-互为等电子体的分子有_(写出一种),铁氰化钾晶体中各种微粒间相互作用不包括_;a. 离子键 b. 共价键 c.配位键 d. 金属键 e. 氢键 f. 范德华力(2)航母螺旋桨主要用铜合金制造。含铜废液可以利用铜萃取剂M,通过如下反应实现铜离子的富集,进行回收。M所含元素的电负性由大到小的顺序为_(用元素符号表示);X中采用sp3杂化的非金属原子有_(填写元素名称),采用sp3杂化的原子有_个;(3)Fe3O4是Fe3+、Fe2+、O2-通过离子键而组成的复杂离子晶体。O2-的重复排列方式如图所示,已知该晶体
31、的晶胞参数为a nm,密度为b g/cm3,则NA=_mol-1。(列出含a、b的计算式)(白球表示O2-)【答案】 (1). (2). Fe3+价层电子排布式为3d5,处于半充满的稳定状态 (3). 2NA (4). CO (5). def (6). ONCH (7). C、O (8). 9 (9). 【解析】【详解】(1)Si元素原子序数为14,核外电子排布式为1s22s22p63s23p2,可知其L能层有2个s电子,6个p电子,电子分布图为;Fe是26号元素,Fe原子失去最外层的2个4s电子变为Fe2+,核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,价层电子排布式为3d6,当Fe
32、2+再失去1个3d电子时,价层电子排布式变为3d5,处于d轨道的半充满的稳定状态,所以Fe3+比Fe2+稳定;CN-中C、N原子间通过三键结合,其中含有1个键,2个键,则1 mol CN-中含有键的数为2NA;由于等电子体中原子总数相等,价电子总数也相等,所以与CN-互为等电子体的分子是CO;铁氰化钾K3Fe(CN)6为离子晶体,含有离子键,在络离子Fe(CN)63-中,中心Fe3+与配位体之间通过配位键结合,在配位体CN-中含有共价键,化合物中不含有金属键、氢键、范德华力,故合理选项是def;(2)根据M结构简式可知其中含有C、H、O、N四种元素,由于同一周期元素电负性随原子序数的增大而增大
33、,则ONC,H元素的非金属性最弱,其电负性最小,故这四种元素的电负性由大到小的顺序为:ONCH;根据X示意图可知烃基-C8H17中的8个C原子及羟基-OH原子采用sp3杂化,而N原子形成C、N双键,采用sp2杂化,所以X中采用sp3杂化的非金属原子有C、O,采用sp3杂化的原子数目由8+1=9;(3)根据O2-排布图示可将Fe3O4变为如图所示结构:其中Fe2+离子处于晶胞的顶点、面心以及A位置立方体的体心。O2-位于A、B小立方体的内部,每个小立方体内部各有4个O2-。Fe3+离子处于晶胞B位置小立方体内部,每个B中含有4个Fe3+,晶胞中Fe2+离子数目=4+8+6=8,Fe3+离子数目=
34、44=16,O2-离子数目=48=32,故晶胞中Fe2+、Fe3+、O2-的个数比为8:16:32,晶胞相当于有8个“Fe3O4”,晶胞质量m=8g,该晶体的晶胞参数为a nm,密度为b g/cm3,所以b= =,故NA=。【点睛】本题考查了原子核外电子排布、原子杂化方式、等电子体、元素电负性比较及晶体计算等,需要学生具备扎实的物质结构基础与灵活运用能力,(3)中关键是理解原子所处的位置,将O2-位置结构变形,利用均摊法分析判断晶胞中含有的各种离子数目,最后根据密度公式进行有关计算。12.苯是一种非常重要的化工原料,利用苯可以合成多种有机物。有人设计了合成芳纶、PF树脂和肉桂酸乙酯的路线,如下
35、图: 回答下列问题:(1)反应条件1是_。(2)B分子中的官能团的名称为_,BC的反应类型为_。(3)D的结构简式为_,生成PF树脂的化学方程式为_。(4)试剂E是_。(5)由J合成肉桂酸乙酯化学方程式为 _。(6)写出同时满足下列条件的肉桂酸乙酯的一种同分异构体_。苯环上仅有2个取代基且处于对位能发生水解反应和银镜反应,其中一种水解产物遇FeCl3溶液显色存在顺反异构(7)以D为原料,选用必要的无机试剂合成乙二醛,写出合成路线(用结构简式表示有机物,用箭头表示转化关系,箭头上或下注明试剂和反应条件)。_【答案】 (1). 浓硝酸、浓硫酸、加热 (2). 氨基 (3). 缩聚反应 (4). C
36、H3CHO (5). (6). 银氨溶液或新制氢氧化铜浊液 (7). (8). (9). 【解析】根据反应及芳纶的结构可知,苯与浓硝酸在浓硫酸的催化下发生硝化反应生成对硝基苯A,根据已知可知A反应生成B,B的结构简式为,与发生缩聚反应生成芳纶;苯在一定条件下反应生成苯酚,苯酚与甲醛发生缩聚反应生成PF树脂,根据结构可推出D为乙醛;苯通过一系列转化得到苯甲醛,根据已知,苯甲醛和乙醛在氢氧化钠溶液中发生反应生成H,H的结构简式为,加热生成I,I的结构简式为,根据肉桂酸乙酯的结构倒推J与乙醇反应生成肉桂酸乙酯,则J为,在银氨溶液或新制氢氧化铜浊液中氧化后再酸化得到。(1)反应条件1是苯与浓硝酸在浓硫
37、酸的催化下发生硝化反应生成对硝基苯,故反应条件为浓硝酸、浓硫酸、加热;(2)B为,分子中的官能团的名称为氨基,BC是与发生缩聚反应生成芳纶;(3)D的结构简式为CH3CHO,生成PF树脂的化学方程式为;(4)I在试剂E下被氧化后酸化得到J,则试剂E是银氨溶液或新制氢氧化铜浊液;(5)由J合成肉桂酸乙酯的化学方程式为;(6)肉桂酸乙酯的同分异构体满足:苯环上仅有2个取代基且处于对位,能发生水解反应和银镜反应,其中一种水解产物遇FeCl3溶液显色,则为酯且水解后有酚的结构,存在顺反异构,符合条件的同分异构体有、;(7)乙醛催化加氢得到乙醇,乙醇在浓硫酸催化下迅速加热到170发生消去反应生成乙烯,乙烯与溴水反应得到1,2-二溴乙烷, 1,2-二溴乙烷在氢氧化钠的水溶液中加热发生取代反应生成乙二醇,乙二醇在铜的催化下加热得到乙二醛,合成路线为:。