1、河南省郑州市2020届高三化学第三次质量预测试题(含解析)相对原子质量:H 1 C 12 Li 7 O 16 Al 27 K 39 Mn 55 Cu 641.化学是一门中心学科,是人类进步的关键。下列说法正确的是A. 我国古代四大发明中有三项与化学反应密切相关B. 为防止蛋白质变性,疫苗应在冷冻条件下贮存C. 侯德榜制碱法的工艺包括制碱和制氯化铵两个过程D. 生产口罩所用的无纺熔喷布的主要材料为聚丙烯,其结构简式为【答案】C【解析】【详解】A我国古代四大发明分别为指南针、造纸术、活字印刷、火药,其中只有造纸术和火药两项与化学反应密切相关,故A错误;B有的疫苗冷冻后会使肽链断裂,影响疫苗效果,温
2、度过高也会使蛋白质变性,所以在储存和运输过程中,要求疫苗保存在一定温度条件下,故B错误;C侯氏制碱法的工艺是由制碱和制氯化铵两个过程组成的,制碱过程是使食盐水与氨气和二氧化碳反应,生成碳酸氢钠,碳酸氢钠经过滤、煅烧制得纯碱,所得滤液(主要含氯化钠和氯化铵)用于制备氯化铵;制备氯化铵的过程是使滤液吸收氨气、降温并向其中加入食盐粉,使氯化铵逐步从滤液中结晶析出,再经过滤、干燥制得氯化铵产品,故C正确;D聚丙烯的结构简式为,故D错误;答案为C。2.阿司匹林(Aspirin,乙酰水杨酸)具有解热止痛,抑制血小板凝聚,防止血栓形成的功效,是家庭中常备药品。水杨酸与乙酸酐反应制取阿司匹林的原理如图:下列有
3、关说法错误的是A. 水杨酸分子中所有原子可能共面B. 水杨酸的同分异构体中,属于苯环上二元取代物的还有5种(不考虑过氧键)C. 乙酰水杨酸在一定条件下能发生加成、水解、酯化等反应D. 分离乙酰水杨酸和乙酸可以加入饱和Na2CO3溶液后分液【答案】D【解析】【详解】A苯环为平面结构,氧氢单键可以旋转,所以酚羟基可以与苯环共面,碳氧双键为平面结构,羟基可以与其共面,碳氧双键平面与苯环平面以单键相连,单键可以旋转,所以水杨酸分子中所有原子可能共面,故A正确;B苯环上的两个取代基可以为OH和COOH,则有邻间对三种,水杨酸即为邻位的情况,两个取代基还可以是OH和OOCH,有邻间对三种,所以除水杨酸外还
4、有5种,故B正确;C乙酰水杨酸含有苯环,可以发生加成反应;含有酯基,可以发生水解反应;含有羧基,可以发生酯化反应,故C正确;D乙酰水杨酸含羧基,可以和碳酸钠溶液发生反应,所以不能用碳酸钠溶液分离乙酰水杨酸和乙酸,故D错误;答案为D。3.已知某二元酸H2A在溶液中存在如下电离:H2A=H+HA,HAH+A2,K=1.210-2。设NA为阿伏加德罗常数值。关于常温下0.01molL-1的H2A溶液,下列说法正确的是A. B. pH2C. c(H+)=2c(H2A)+c(HA)+c(OH) D. 1L溶液中H+数目为0.02NA【答案】B【解析】【详解】A,根据题意可知H2A第一步完全电离,第二步部
5、分电离,所以0.01molL-1的H2A溶液中c(H+)0.01mol/L,K=1.210-2,所以1.2,故A错误;BH2A第一步完全电离,第二步部分电离,所以0.01molL-1的H2A溶液中c(H+)0.01mol/L,则溶液的pH小于2,故B正确;C由于第一步完全电离,所以溶液中并不存在H2A,故C错误;DH2A第一步完全电离,第二步部分电离,所以0.01molL-1的H2A溶液中0.01mol/Lc(H+)0.02mol/L,则1L该溶液中氢离子数目小于0.02NA,故D错误;答案为B。4.M、X、Y、Z为4种原子序数依次增大的短周期主族元素,其原子序数之和为22。已知M、Y形成的化
6、合物使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,M、Z形成化合物的水溶液可以蚀刻玻璃,4种元素形成某种化合物的结构式为。下列说法正确的是A. X、Y均不属于第A族元素B. 原子半径:YXZMC. M与Y、Z三种元素只能形成共价化合物D. 该化合物中每种原子的最外层都达到了8电子稳定结构【答案】A【解析】【分析】M、Z形成化合物的水溶液可以蚀刻玻璃,该化合物应为HF,M的原子序数较小,所以M为H元素,Z为F元素;M、Y形成的化合物使湿润的红色石蕊试纸变蓝色,其中M为氢元素,则该化合物应为NH3,则Y为N元素;4种元素原子序数之和为22,则X的原子序数为22-1-7-9=5,所以X为B元素。【详解】AX为B元素,
7、位于第A族,Y为N元素,位于第A族,二者均不属于第A族元素,故A正确;BH原子最外层只有一层电子,原子半径最小,B、N、F为同周期元素,同周期元素自左至右原子半径依次减小,所以原子半径BNFH,即XYZM,故B错误;CH、N、F元素可以形成离子化合物NH4F,故C错误;D该化合物中H原子最外层只有2个电子,故D错误;答案为A。5.某兴趣小组利用索氏提取器,用石油醚做溶剂从花生仁中提取油脂,装置如图。石油醚的主要成分为戊烷和已烷的混合物,沸程为:3060。下列说法错误的是A. 石油醚易挥发易燃烧,提取过程不可选用明火直接加热B. 石油醚的沸程较大,加热前不必加入沸石C. 烧瓶中的石油醚受热经侧管
8、进入冷凝管,冷却后进入滤纸套筒与碎花生接触进行萃取D. 索氏提取器使用溶剂少,可循环连续萃取,萃取效率高【答案】B【解析】【详解】A该实验中的萃取剂为石油醚,石油醚易挥发,易燃,为了避免暴沸和防止逸出的石油醚与空气混合爆炸,提取过程不可选用明火直接加热,故A正确;B为了防止暴沸,加热前需要加入沸石,故B错误;C烧瓶中的石油醚受热经侧管进入冷凝管,冷凝后进入滤纸套筒与碎花生接触进行萃取,当萃取液液面达到虹吸管顶端时,经虹吸管返回烧瓶,实现对碎花生的连续萃取,故C正确;D根据图示装置,与常规的萃取相比,索氏提取器中当萃取液液面达到虹吸管顶端时,经虹吸管返回烧瓶,萃取后萃取液石油醚可循环连续萃取,萃
9、取液使用较少,萃取效率高,故D正确;故选B。6.我国学者最近研发一种新型铝石墨烯电池,其负极是金属铝,正极是石墨烯(Cn)薄膜,电解质为阳离子(EMI+)与阴离子()组成的离子液体,该电池的工作原理如图。已知能量密度是指一定质量物质中储存能量的大小。下列说法错误的是A. 该铝电极电池比锂电极电池的能量密度低B. 石墨烯电极的比表面积大,充放电性能优于石墨电极C. 充电时,有机阳离子(EMI+)向铝电极移动D. 放电时,负极的电极反应式为2Al+7Cl-6e=Al2Cl【答案】D【解析】【详解】A1gAl的物质的量为mol,可转移电子mol,1gLi的物质的量为mol,可转移电子mol,molm
10、ol,单位质量的物质转移的电子数越多,放出的能量越多,所以该铝电极电池比锂电极电池的能量密度低,故A正确;B石墨烯的表面积大,吸附的离子多,充放电性能优于石墨电极,故B正确;C放电时Al为负极发生氧化反应,则充电时Al电极发生还原反应为阴极,电解池中阳离子流向阴极,所以充电时,有机阳离子(EMI+)向铝电极移动,故C正确;D放电时Al为负极发生氧化反应,据图可知电极反应式为Al+7AlCl-3e=4Al2Cl,故D错误;答案为D。7.室温下,用0.10 molL-1NaOH溶液滴定20 mL 0.10 molL-1HA溶液,测得混合溶液的pH与lg 的关系如图所示。下列叙述正确的是A. HA为
11、弱酸,Ka的数量级为10-3B. b点时消耗NaOH溶液的体积大于20 mLC. 溶液的导电能力:baD. b点溶液中:c(Na+)=c(A)=(H+)=c(OH)=10-7mol/L【答案】C【解析】【详解】A据图可知溶液pH为7时溶液中同时存在HA和A,说明NaA溶液显碱性,存在A的水解,所以HA为弱酸;根据a点可知当lg=2时pH=5.8,即=102时c(H+)=10-5.8,Ka=10-3.81.5810-4,所以数量级为10-4,故A错误;B当NaOH溶液为20mL时,溶液中的溶质为NaA,由于HA为弱酸,所以溶液显碱性,所以当溶液pH=7时加入的NaOH溶液体积小于20mL,故B错
12、误;Ca点和b点溶液中均存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(A)+c(OH),所以溶液中总离子浓度均为2c(A)+c(OH),b点c(A)和c(OH)均更大,所以b点溶液中总离子浓度更大,离子所带电荷数相同,所以b点溶液导电能力更强,故C正确;Db点溶液中溶质为NaA和HA,存在电荷守恒:c(Na+)+c(H+)=c(A)+c(OH),溶液显中性,所以c(H+)=c(OH),所以c(Na+)=c(A),弱电解质的电离和弱酸根的水解都是微弱的,所以c(Na+)=c(A)(H+)=c(OH),故D错误;综上所述答案为C。8. KxCu(C2O4)yzH2O (水合草酸铜()酸钾)是一种化工原
13、料,实验室制备少量水合草酸铜酸钾并测定样品的组成,实验步骤如下:I制备CuO用图1所示装置将溶液混合后,小火加热至蓝色沉淀变黑色生成CuO,煮沸510分钟。稍冷却后全部转移至图2装置过滤,并用蒸馏水洗涤沉淀23次。(1)指出图2装置中操作中的错误_,图2操作需用蒸馏水洗涤沉淀23次,其目为_。检验沉淀洗涤干净的方法为_。制备KHC2O4和K2C2O4混合溶液称取3.0g H2C2O42H2O放入250mL烧杯中,加入40mL蒸馏水,微热(温度低于80)溶解。稍冷后分数次加入2.2g无水K2CO3,充分反应后生成含KHC2O4和K2C2O4的混合物。(2)该步骤中所得混合物中n(KHC2O4):
14、n(K2C2O4)=_。(取整数)制备水合草酸铜酸钾晶体将KHC2O4和K2C2O4混合溶液水浴微热,再将CuO连同滤纸一起加入到该溶液中,充分反应至CuO沉淀全部溶解,取出滤纸后,加热浓缩、冷却结晶、过滤,用乙醇淋洗,自然晾干,称量得到样品2.9760g(电子天平称量)。(3)步骤中KHC2O4的作用是_。用乙醇淋洗而不用水的优点是_。溶解CuO沉淀时,连同滤纸一起加人到溶液中的目的是_。测定水合草酸铜酸钾晶体的成分取少量制得的样品配成溶液。用标准酸性髙锰酸钾溶液滴定、用标准EDTA溶液(PAR为指示剂)滴定Cu2+,经计算样品中n(Cu):n()=1:2,假设制备样品的过程中Cu2+无损耗
15、。(4)水合草酸铜()酸钾晶体的化学式为_。【答案】 (1). 过滤时转移固液混合物没有通过玻璃棒引流 (2). 除去沉淀表面吸附的可溶性杂质离子 (3). 取少量最后一次洗涤流出液于试管中,滴入BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则已经洗涤干净 (4). 2:1 (5). 加快CuO的溶解(或酸性环境促进CuO的溶解) (6). 减少水合草酸铜酸钾的溶解损耗,加快晶体表面水分挥发 (7). 防止CuO的损耗 (8). K2Cu(C2O4)23H2O【解析】【分析】本实验的目的是制备少量水合草酸铜酸钾并测定样品的组成;首先利用硫酸铜和氢氧化钠溶液制取氢氧化铜沉淀,加热使其分解得到CuO;然后H2
16、C2O42H2O和无水K2CO3制备KHC2O4和K2C2O4混合溶液;然后将KHC2O4和K2C2O4混合溶液水浴微热,再将CuO连同滤纸一起加入到该溶液中,充分反应,经系列操作得到样品;最后测定水合草酸铜酸钾晶体的成分。【详解】(1)图2装置中操作中的错误为:过滤时转移固液混合物没有通过玻璃棒引流;为除去沉淀表面吸附的可溶性杂质离子,需要用蒸馏水洗涤沉淀23次;得到的CuO固体表面可能附着有硫酸钠,可以通过检验硫酸根来确定沉淀是否洗涤干净,具体方法为:取少量最后一次洗涤流出液于试管中,滴入BaCl2溶液,若无白色沉淀生成,则已经洗涤干净;(2)3.0g H2C2O42H2O物质的量为0.0
17、238mol,2.2g无水K2CO3的物质的量为0.0159mol,则根据碳元素守恒可得:n(KHC2O4)+n(K2C2O4)=0.0238 mol,根据K元素守恒可得n(KHC2O4)+2n(K2C2O4)=(0.01592)mol,联立解得n(KHC2O4)=0.0158mol,n(K2C2O4)=0.0080mol,所以n(KHC2O4):n(K2C2O4)=2:1;(3)KHC2O4可以电离出氢离子,加快CuO的溶解;用乙醇淋洗可以减少水合草酸铜酸钾的溶解损耗,同时乙醇易挥发可以加快晶体表面水分挥发;滤纸上附着有CuO,连同滤纸一起加人到溶液中可以减少CuO的损耗;(4)已知样品中n
18、(Cu):n()=1:2,所以y=2,根据电荷守恒可知x=2,所以根据n(K2C2O4)=0.0080mol,可知n(K2Cu(C2O4)2zH2O)=0.0080mol,样品质量为2.9760g,所以有=0.0159mol,解得z=3,所以水合草酸铜()酸钾晶体的化学式为K2Cu(C2O4)23H2O。【点睛】本题中的难点为计算,要注意电荷守恒、元素守恒等在化学计算中的应用。9.用海底锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)为原料,制备金属锰、镁的一种工艺流程路线如下:已知:几种难溶物的溶度积(25)如下表所示:化学式Mg(OH)2Mn(OH)2Al(OH
19、)3Fe(OH)3Ksp1.810-111810-131.010-334.010-38溶液中某离子浓度1.010-6molL-1时,认为该离子沉淀完全。完成下列问题:(1)“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应的离子方程式为_。(2)“滤液1”中c(Mn2+)为0.18molL-1,则“调节pH”的范围为_,“滤渣2”的成分为_。(3)“”处“萃取剂”萃取的成分是_;“”处用“盐酸反萃”的作用是_。(4)MgCl26H2O制取无水MgCl2时,需要在干燥的HCl气流中加热分解。HCl的作用为_。(5)该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为_。(6)一种海生假单孢菌(采自太平洋深
20、海处),在无氧条件下以醋酸为电子供体还原MnO2生成Mn2+机理如图所示。写出反应的总反应的离子方程式_。【答案】 (1). MnO2+SO2=Mn2+SO (2). 5pH8 (3). Fe(OH)3、Al(OH)3 (4). Mg2+ (5). 使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2 (6). 抑制MgCl2水解 (7). 萃取剂或有机相2 (8). MnO2+2HX=Mn2+2X+2OH-【解析】【分析】锰结核(主要成分为MnO2,含少量MgO、Fe2O3、Al2O3、SiO2)加入H2SO4进行酸浸,将MgO、Fe2O3、Al2O3转化为Mg2+、Fe3+、Al3+,并通入SO2将Mn
21、O2转化为Mn2+,自身被氧化为,SiO2不与二氧化硫和硫酸反应,则滤渣1中主要为SiO2,滤液1中主要含有Mg2+、Fe3+、Al3+、Mn2+及,调节滤液1的pH值,使Fe3+、Al3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3过滤除去,则滤渣2主要含有Al(OH)3、Fe(OH)3,滤液2主要含有Mg2+、Mn2+及的溶液,向滤液2加入有机萃取剂,溶液分层,分液后有机相1中主要含有Mg2+,水相1中主要含有Mn2+及,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,形成含有MgCl2的酸性溶液,对水相2蒸发结晶得到MgCl26H2O,在干燥的HCl气流中加热分解得到MgCl2,再
22、进行熔融电解得到金属镁,对水相1进行电解得到金属锰单质和H2SO4,电解后的溶液中含有H2SO4,可返回步骤酸浸使用,据此分析解答。【详解】(1)根据分析,“锰结核粉末”中MnO2与SO2反应,SO2将MnO2转化为Mn2+,自身被氧化为,离子方程式为MnO2+SO2=Mn2+SO;(2)调节滤液1的pH值,使Fe3+、Al3+转化为Al(OH)3、Fe(OH)3过滤除去,“滤液1”中Mn2+、Mg2+不能形成沉淀,溶液中某离子浓度1.010-6molL-1时,认为该离子沉淀完全,KspAl(OH)3=1.010-33,KspFe(OH)3=4.010-38,当Al3+完全沉淀时,Fe3+已经
23、完全沉淀,此时溶液中c(OH-)=1.010-9molL-1,pOH=9,则pH=14- pOH=5;根据KspMn(OH)2= 1.810-13,KspMg(OH)2= 1.810-11,当“滤液1”中c(Mn2+)为0.18molL-1时,溶液中c(OH-)=1.010-6molL-1,pOH=6,则pH=14- pOH=8,则“调节pH”的范围为5pH8;根据分析,“滤渣2”的成分为Fe(OH)3、Al(OH)3;(3)根据分析,“”处“萃取剂”萃取的成分是Mg2+;“”处用“盐酸反萃”的作用是使Mg2+与萃取剂分离转化为MgCl2;(4)MgCl2属于强酸弱碱盐,高温下,促进Mg2+发
24、生水解生成Mg(OH)2,在干燥的HCl气流中加热分解,可以抑制MgCl2水解;(5)根据分析,向有机相1中加入盐酸进行反萃取,Mg2+从有机相1转入水相2,分液后得到有机相2,即为萃取剂,则该工艺流程中除电解余液可循环利用外,还能循环利用的试剂为萃取剂或有机相2;(6)根据图示,反应为:Mn3+ HX= Mn2+X+H+,反应为:Mn2+ MnO2+2H2O=4OH-+2 Mn3+,2+可得,反应的总反应的离子方程式MnO2+2HX=Mn2+2X+2OH-。【点睛】易错点为(2),当溶液中某离子浓度1.010-6molL-1时,认为该离子沉淀完全,即离子完全沉淀时,溶液中该离子的浓度最大值为
25、1.010-6molL-1,因此溶液的pH5。10.过氧化氢是重要的化工产品,广泛应用于化学合成、医疗消毒等领域。(1)过氧化氢的电子式为_。(2)工业上电解硫酸氢盐溶液得到过二硫酸盐(),过二硫酸盐水解生成H2O2溶液和硫酸氢盐,生成的硫酸氢盐可以循环使用。电解硫酸氢盐溶液时阳极的电极反应式为_。写出过二硫酸盐水解的离子方程式_。(3)298K时,实验测得反应在不同浓度时的化学反应速率如表:实验编号1234c(HI) /molL-10.1000.2000.30000.1000.100c(H2O2)/molL-10.1000.1000.10002000.300v/molL-1s-10.007
26、600.015 30.022 70.015 10.022 8已知速率方程为,其中k为速率常数。根据表中数据判断:a=_,b=_。(4)“大象的牙膏”实验是将浓缩的过氧化氢与肥皂液混合,再滴加少量碘化钾溶液,即可观察到泡沫状物质像喷泉一样喷涌而出。反应中H2O2的分解机理为: 慢 快此反应过程中无催化剂和有催化剂的能量变化关系图像如图所示:则表示慢反应的曲线是_(填“a”或“b”)。1mol H2O2分解放出热量98 kJ,则H2O2分解的热化学方程式为_。(5)某科研团队研究体系(其中)氧化苯乙烯制取苯甲醛,反应的副产物主要为苯甲酸和环氧苯乙烷。一定条件下,测得一定时间内温度对氧化反应的影响如
27、图:注:苯乙烯转化率 苯甲醛选择性80时苯乙烯的转化率有所降低,其原因可能是_。结合苯乙烯的转化率,要获得较高的苯甲醛产率,应该选择的温度为_。【答案】 (1). (2). 2HSO-2e-=S2O+2H+或2SO-2e-=S2O (3). S2O+2H2O=2HSO+H2O2或S2O+2H2O =2H+SO+H2O2 (4). 1 (5). 1 (6). a (7). 2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) H=-196kJmol-1 (8). 高温促进了过氧化氢和过氧乙酸分解 (9). 70【解析】【详解】(1)过氧化氢为共价化合物,每个氧原子与另一个氧原子共用一对电子,与一个氢原子
28、共用一对电子,所以电子式为;(2)电解池中阳极发生氧化反应,根据题意可知电解时硫酸根(硫酸氢根)被氧化成S2O,所以阳极反应式为2HSO-2e-=S2O+2H+或2SO-2e-=S2O;过二硫酸盐水解生成玒H2O2溶液和硫酸氢盐,所以水解离子方程式为S2O+2H2O=2HSO+H2O2或S2O+2H2O =2H+SO+H2O2;(3)根据表格数据得:0.0076=k0.100a0.100b,0.0153=k0.100a0.200b,0.0151=k0.200a0.100b,联立可得2a=1,2b=1,所以a=1,b=1;(4)反应的活化能越大反应速率越慢,据图可知a曲线所示的反应活化能较大,所
29、以曲线a代表的是慢反应;1mol H2O2分解放出热量98 kJ,则2molH2O2分解生成2mol液态水和1mol氧气放出的热量为196kJ,热化学方程式为:2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g)H=-196kJmol-1;(5)高温促进了过氧化氢和过氧乙酸分解,导致苯乙烯的转化率有所降低;据图可知60以上时苯乙烯的转化率接近100%,而温度高于60时,70时苯甲醛的选择性最大,所以反应温度应选70。11.CuMnAl合金为磁性形状记忆合金材料之一,可用来制作各种新型的换能器、驱动器、敏感元件和微电子机械操纵系统。(1)下列状态的铝中,最外层电离出一个电子所需能量最小的是_(填标号)。
30、A. B. C. D. (2)AlCl3是某些有机反应的催化剂,如苯与乙酰氯反应的部分历程为:乙酰氯分子中碳原子的杂化类型为_。乙酰氯分子中CCCl_120(填“”、“=”或“”),判断理由是_。的空间构型为_。(3)温度不高时气态氯化铝为二聚分子(其结构如图所示)。写出Al2Cl6的结构式并标出配位键_。(4)CuMn合金的晶胞如图a所示,该晶胞可视为Mn、Al位于Cu形成的立方体体心位置,图b是沿立方格子对角面取得的截图。若A原子的坐标参数为(0,0,0),C为(1,1,1),则B原子的坐标参数为_。由晶胞可知该合金的化学式为_。已知r(Cu)r(Mn)=127pm,r(Al)=143pm
31、,则Cu原子之间的最短核间距离为_pm。该晶胞的密度为_gcm-3。(列出计算式即可,阿伏加德罗常数用NA表示)【答案】 (1). B (2). sp3sp2 (3). (4). 双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力 (5). 正四面体 (6). (7). (1,) (8). AlMnCu2 (9). 180或或311.76 (10). 【解析】【详解】(1)铝的第三电离能第二电离能第一电离能,基态大于激发态,ACD属于基态、B属于激发态,所以电离最外层一个电子所需能量最小的是B;(2)根据乙酰氯分子的结构可知该物质中甲基上的C原子形成4个键,价层电子对数为4,为sp3杂化;另一个C原子形
32、成3个键,1个键,所以价层电子对数为3,为sp2杂化;双键对单键的排斥力大于单键对单键的排斥力,所以乙酰氯分子中CCCl小于120;中心铝原子的价层电子对数为=4,不含孤电子对,所以为正四面体形;(3)根据氯化铝二聚分子的结构可知每个氯原子与4个氯原子形成4个键,由于铝原子最外层有只有3个电子,所以其中一个为配位键,由铝提供空轨道,氯原子提供孤电子对,所以Al2Cl6的结构式为;(4)A为原点,C为(1,1,1),B为右面面心,所以B的坐标为(1,);根据均摊法,该晶胞中Cu原子的个数为=8,Mn原子的个数为4,Al原子的个数为4,所以该合金的化学式为AlMnCu2;根据截面图结合几何知识可知
33、2r(Cu)+2r(Al)为体对角线的一半,设晶胞的棱长为a,则有a=22r(Cu)+2r(Al)=4(127+143)pm,所以a=pm;根据晶胞结构可知铜原子之间的最短核间距为棱长的一半,即a=180pm或pm或311.76pm;晶胞的质量m=g,晶胞的体积V=a3=()3pm3=(10-10)3cm3,所以晶胞的密度=gcm-3。【点睛】第4小题晶胞的相关计算为本题难点,容易看出Cu原子之间的最短核间距离为棱长的一半,关键是确定棱长,题目告诉了各原子的半径,根据截面图结合几何知识找出原子半径和棱长的关系为解题关键。12.格列本脲是一种降糖及利尿的药物,一种合成格列本脲的路线如图:已知:(
34、1) (2)回答下列问题:(1)B含有的官能团名称是_,D的名称是_。(2)H的结构简式为_。(3)写出下列反应的反应类型:_,_。(4)写出E与CH3I反应的化学反应方程式_。(5)符合下列要求的E的同分异构体有_种。具有酯基、能发生银镜反应 遇FeCl3溶液显紫色(6)以甲苯和为原料,其他无机试剂自选,参照上述格列本脲的合成路线,设计一条制备甲磺丁脲()的合成路线_.【答案】 (1). 氯原子 、羧基 (2). 邻羟基苯甲酸 (3). (4). 取代反应 (5). 加成反应 (6). +CH3I+HI (7). 10 (8). 【解析】【分析】根据A生成B的反应条件可知A发生氧化反应生成B
35、,则A中与苯环相连的碳原子上有氢原子;B中氯原子水解生成酚羟基,酚羟基和羧基再与NaOH反应生成C,C酸化得到D,D中苯环上的氢原子被氯原子取代生成E,根据F的结构简式可知取代的是酚羟基对位的氢原子,所以E为;E与CH3I发生取代反应(酚羟基的氢原子被甲基取代)之后再与SOCl2发生取代反应(羧基中的羟基被氯原子取代)生成F,F与H发生类似信息(2)的反应生成I,根据I的结构简式和该反应的机理可知H为;I再与ClSO3H发生取代反应生成J,J与NH3发生取代反应生成K,K再与发生加成反应生成格列本脲。【详解】(1)根据B的结构简式可知其含有的官能团为氯原子、羧基;D的名称应为邻羟基苯甲酸;(2
36、)F与H发生类似信息(2)的反应生成I,根据I的结构简式和该反应的机理可知H为;(3)反应中F中COCl中的氯原子被其他原子团代替,所以为取代反应;反应中的碳氮双键被加成,所以为加成反应;(4)E与CH3I反应时F中酚羟基的氢原子被甲基取代,化学方程式为+CH3I+HI;(5)E分子式为C7H5O3Cl,其同分异构体满足具有酯基、能发生银镜反应,则含有OOCH结构,遇FeCl3溶液显紫色,则含有酚羟基,所以其同分异构体苯环上含有三个不同的官能团,分别为OOCH、OH、Cl,采用定二移一的方法讨论,当OOCH和OH处于邻位时,苯环上其余四个氢原子环境各不相同,所以此时有4种;当OOCH和OH处于间位时,苯环上其余四个氢原子环境各不相同,所以此时也有4种;当OOCH和OH处于对位时,结构对称,此时只有2种,则共有4+4+2=10种同分异构体;(6)根据格列本脲的合成路线可知可以由和发生加成反应生成,根据I到K的转化过程可知可以先和ClSO3H发生取代反应生成,再与NH3发生取代反应生成,所以合成路线为。【点睛】苯环上有三个不同取代基时,有10种同分异构体,当三个取代基中有两个相同时,有6种同分异构体;对于合成路线的设计要注意观察所给原料和产物的结构特点,和题目所给流程进行对照,找出相似之处,进行替换即可。