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2023
年高
化学
广东
自主
命题
解析
2023年广东省普通高中学业水平选择性考试
化学
满分100分,考试用时75分钟
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色字迹钢笔或签字笔将自己的姓名、考生号、考场号和座位号填写在答题卡上。用2B铅笔将试卷类型(B)填涂在答题卡相应位置上。将条形码横贴在答题卡右上角“条形码粘贴处”。
2.作答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目选项的答案信息点涂黑:如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案,答案不能答在试卷上。
3.非选择题必须用黑色字迹钢笔或签字笔作答,答案必须写在答题卡各题目指定区域内相应位置上:如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案,不准使用铅笔和涂改液。不按以上要求作答的答案无效。
4.考生必须保持答题卡的整洁。考试结束后,将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 S-32 Cl-35.5 Fe-56 Cu-64 Zn-65
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题4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。
1. “高山流水觅知音”。下列中国古乐器中,主要由硅酸盐材料制成的是
A.九霄环佩木古琴
B.裴李岗文化骨笛
C.商朝后期陶埙
D.曾侯乙青铜编钟
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.九霄环佩木古琴主要构成是木材,动物筋制得,A错误;
B.裴李岗文化骨笛由动物骨骼构成,B错误;
C.商朝后期陶埙属于陶瓷,由硅酸盐制成,C正确;
D.曾侯乙青铜编钟主要由合金材料制成,D错误;
故选C。
2. 科教兴国,“可上九天揽月,可下五洋捉鳖”。下列说法正确的是
A. “天舟六号”为中国空间站送去推进剂气,是第族元素
B. 火星全球影像彩图显示了火星表土颜色,表土中赤铁矿主要成分为
C. 创造了可控核聚变运行纪录的“人造太阳”,其原料中的与互为同位素
D. “深地一号”为进军万米深度提供核心装备,制造钻头用的金刚石为金属晶体
【答案】C
【解析】
【详解】A.化学符号Xe,原子序数54,在元素周期表中处于第5周期0族,故A错误;
B.赤铁矿的主要成分是Fe2O3,不是FeO,故B错误;
C.与具有相同的质子数,不同的中子数,互为同位素,故C正确;
D.金刚石是共价晶体,故D错误;
故选C。
3. 建设美丽乡村,守护中华家园,衣食住行皆化学。下列说法正确的是
A. 千家万户通光纤,光纤的主要材质为 B. 乡村公路铺沥青,沥青属于天然无机材料
C. 美容扮靓迎佳节,化妆品中的甘油难溶于水 D. 均衡膳食助健康,主食中的淀粉可水解为葡萄糖
【答案】D
【解析】
【详解】A.光纤的主要材质为二氧化硅,A错误;
B.沥青属于有机材料,B错误;
C.甘油溶于水,C错误;
D.淀粉水解的最终产物为葡萄糖,D正确;
故选D。
4. 1827年,英国科学家法拉第进行了喷泉实验。在此启发下,兴趣小组利用以下装置,进行如下实验。其中,难以达到预期目的的是
A. 图1:喷泉实验 B. 图2:干燥 C. 图3:收集 D. 图4:制备
【答案】B
【解析】
【详解】A.极易溶于水,溶于水后圆底烧瓶内压强减小,从而产生喷泉,故A可以达到预期;
B.P2O5为酸性氧化物,具有碱性,两者可以发生反应,故不可以用P2O5干燥,故B不可以达到预期;
C.的密度比空气小,可采用向下排空气法收集,故C可以达到预期;
D.CaO与浓氨水混合后与水反应并放出大量的热,促使挥发,可用此装置制备,故D可以达到预期;
故选B。
5. 化学处处呈现美。下列说法正确的是
A. 舞台上干冰升华时,共价键断裂
B. 饱和溶液可析出无水蓝色晶体
C. 苯分子的正六边形结构,单双键交替呈现完美对称
D. 晨雾中的光束如梦如幻,是丁达尔效应带来的美景
【答案】D
【解析】
【详解】A.舞台上干冰升华物理变化,共价键没有断裂,A错误;
B.饱和溶液可析出的蓝色晶体中存在结晶水为五水硫酸铜,B错误;
C.苯分子的正六边形结构,六个碳碳键完全相同呈现完美对称,C错误;
D.晨雾中由于光照射胶体粒子散射形成的光束如梦如幻,是丁达尔效应带来的美景,D正确;
故选D。
6. 负载有和的活性炭,可选择性去除实现废酸的纯化,其工作原理如图。下列说法正确的是
A. 作原电池正极
B. 电子由经活性炭流向
C. 表面发生的电极反应:
D. 每消耗标准状况下的,最多去除
【答案】B
【解析】
【分析】在Pt得电子发生还原反应,Pt为正极,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极。
【详解】A.由分析可知,Cl-在Ag极失去电子发生氧化反应,Ag为负极,A错误;
B.电子由负极经活性炭流向正极,B正确;
C.溶液为酸性,故表面发生的电极反应为,C错误;
D.每消耗标准状况下的,转移电子2mol,而失去2mol电子,故最多去除,D错误。
故选B。
7. 劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
帮厨活动:帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐
加热使蛋白质变性
B
环保行动:宣传使用聚乳酸制造的包装材料
聚乳酸在自然界可生物降解
C
家务劳动:擦干已洗净的铁锅,以防生锈
铁丝在中燃烧生成
D
学农活动:利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气
沼气中含有的可作燃料
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.鸡蛋主要成分是蛋白质,帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐,加热使蛋白质变性,有关联,故A不符合题意;
B.聚乳酸在自然界可生物降解,为了减小污染,宣传使用聚乳酸制造的包装材料,两者有关联,故B不符合题意;
C.擦干已洗净的铁锅,以防生锈,防止生成氧化铁,铁丝在中燃烧生成,两者没有关联,故C 符合题意;
D.利用秸秆、厨余垃圾等生产沼气,沼气主要成分是甲烷,甲烷用作燃料,两者有关系,故D不符合题意。
综上所述,答案为C。
8. 2022年诺贝尔化学奖授予研究“点击化学”的科学家。图所示化合物是“点击化学”研究中的常用分子。关于该化合物,说法不正确的是
A. 能发生加成反应 B. 最多能与等物质的量的反应
C. 能使溴水和酸性溶液褪色 D. 能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.该化合物含有苯环,含有碳碳叁键都能和氢气发生加成反应,因此该物质能发生加成反应,故A正确;
B.该物质含有羧基和 ,因此1mol该物质最多能与2mol反应,故B错误;
C.该物质含有碳碳叁键,因此能使溴水和酸性溶液褪色,故C正确;
D.该物质含有羧基,因此能与氨基酸和蛋白质中的氨基反应,故D正确;
综上所述,答案为B。
9. 按图装置进行实验。将稀硫酸全部加入Ⅰ中的试管,关闭活塞。下列说法正确的是
A. Ⅰ中试管内的反应,体现的氧化性 B. Ⅱ中品红溶液褪色,体现的还原性
C. 在Ⅰ和Ⅲ的试管中,都出现了浑浊现象 D. 撤掉水浴,重做实验,Ⅳ中红色更快褪去
【答案】C
【解析】
【分析】Ⅰ中发生反应,二氧化硫进入Ⅱ中使品红溶液褪色,二氧化硫进入Ⅲ中与硫化钠反应生成S沉淀,二氧化硫进入Ⅳ中与氢氧化钠反应使溶液碱性减弱,酚酞褪色。
【详解】A.Ⅰ中试管内发生反应 ,氢元素化合价不变, 不体现氧化性,故A错误;
B.Ⅱ中品红溶液褪色,体现的漂白性,故B错误;
C.Ⅰ试管内发生反应,Ⅲ试管内发生反应,Ⅰ和Ⅲ的试管中都出现了浑浊现象,故C正确;
D.撤掉水浴,重做实验,反应速率减慢,Ⅳ中红色褪去的速率减慢,故D错误;
故选C。
10. 部分含或含物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是
A. 可存在c→d→e的转化 B. 能与反应生成c的物质只有b
C. 新制的d可用于检验葡萄糖中的醛基 D. 若b能与反应生成,则b中含共价键
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知a、b、c对应物质分别为:钠、氧化钠(过氧化钠)、氢氧化钠或a、b、e 、d对应物质分别为:铜、氧化亚铜、氧化铜、氢氧化铜。
【详解】A.由分析可知氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜,氢氧化铜受热分解生成氧化铜所以存在c→d→e的转化,A合理;
B.钠和氧化钠(过氧化钠)都能与反应都能生成氢氧化钠,B不合理;
C.新制氢氧化铜可用于检验葡萄糖中的醛基,C合理;
D.若b能与反应生成,则b为过氧化钠,结构中含共价键和离子键,D合理;
故选B。
11. 设为阿伏加德罗常数的值。侯氏制碱法涉及和等物质。下列叙述正确的是
A. 含有的共价键数目为
B. 完全分解,得到的分子数目为
C. 体积为的溶液中,数目为
D. 和的混合物中含,则混合物中质子数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.铵根中存在4个N-H共价键,1mol NH4Cl 含有的共价键数目为4NA,A错误;
B.碳酸氢钠受热分解生成碳酸钠、水和二氧化碳,1mol NaHCO3完全分解,得到0.5molCO2分子,B错误;
C.,会发生水解和电离,则1mol NaHCO3溶液中数目小于1NA,C错误;
D.NaCl 和NH4Cl的混合物中含1molCl-,则混合物为1mol,质子数为28NA,D正确;
故答案为:D。
12. 下列陈述Ⅰ与陈述Ⅱ均正确,且具有因果关系的是
选项
陈述Ⅰ
陈述Ⅱ
A
将浓硫酸加入蔗糖中形成多孔炭
浓硫酸具有氧化性和脱水性
B
装有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅
转化为的反应吸热
C
久置空气中的漂白粉遇盐酸产生
漂白粉的有效成分是
D
溶液导电性比同浓度醋酸强
溶液的比醋酸的高
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.蔗糖在浓硫酸作用下形成多孔炭主要是蔗糖在浓硫酸作用下脱水,得到碳和浓硫酸反应生成二氧化碳、二氧化硫和水,体现浓硫酸具有氧化性和脱水性,故A符合题意;
B.装有的密闭烧瓶冷却后颜色变浅,降低温度,平衡向生成方向移动,则转化为的反应为放热,故B不符合题意;
C.久置空气中的漂白粉遇盐酸产生是由于次氯酸钙变质,次氯酸钙和空气中二氧化碳、水反应生成碳酸钙,碳酸钙和盐酸反应生成二氧化碳,故C不符合题意;
D.溶液导电性比同浓度醋酸强,氯化钠是强电解质,醋酸是弱电解质,导电性强弱与溶液的比醋酸的高无关系,故D不符合题意。
综上所述,答案为A。
13. 利用活性石墨电极电解饱和食盐水,进行如图所示实验。闭合,一段时间后
A. U型管两侧均有气泡冒出,分别是和 B. a处布条褪色,说明具有漂白性
C. b处出现蓝色,说明还原性: D. 断开,立刻闭合,电流表发生偏转
【答案】D
【解析】
【分析】闭合,形成电解池,电解饱和食盐水,左侧为阳极,阳极氯离子失去电子生成氯气,电极反应为2Cl-—2e-=Cl2↑,右侧为阴极,阴极电极反应为2H++2e-=H2↑,总反应为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,据此解答。
【详解】A.根据分析,U型管两侧均有气泡冒出,分别是和,A错误;
B.左侧生成氯气,氯气遇到水生成HClO,具有漂白性,则a处布条褪色,说明HClO具有漂白性,B错误;
C.b处出现蓝色,发生Cl2+2KI=I2+2KCl,说明还原性:,C错误;
D.断开,立刻闭合,此时构成氢氯燃料电池,形成电流,电流表发生偏转,D正确;
故选D。
14. 化合物可作肥料,所含的5种元素位于主族,在每个短周期均有分布,仅有Y和M同族。Y的基态原子价层p轨道半充满,X的基态原子价层电子排布式为,X与M同周期,E在地壳中含量最多。下列说法正确的是
A. 元素电负性: B. 氢化物沸点:
C. 第一电离能: D. 和的空间结构均为三角锥形
【答案】A
【解析】
【分析】E在地壳中含量最多为氧元素,X的基态原子价层电子排布式为,所以, ,X为镁或者 ,X为锂,Y的基态原子价层p轨道半充满所以可能为氮或磷,Y和M同族所以为氮或磷,根据X与M同周期、化合价之和为零,可确定Z为氢元素、M为磷元素、X为镁元素、E为氧元素、Y氮元素。
【详解】A.元素电负性:氧大于氮大于氢,A正确;
B.磷化氢、氨气、水固体均是分子晶体,氨气、水固体中都存在氢键沸点高,磷化氢没有氢键沸点低,所以氢化物沸点:冰大于氨大于磷化氢,B错误;
C.同周期第一电离能自左向右总趋势逐渐增大,当出现第ⅡA族和第ⅤA族时比左右两侧元素电离能都要大,所以氮大于氧大于镁 ,C错误;
D.价层电子对为 ,有一对孤电子对,空间结构为三角锥形,价层电子对为,没有孤电子对,空间结构为平面三角形,D错误;
故选A。
15. 催化剂Ⅰ和Ⅱ均能催化反应。反应历程(下图)中,M为中间产物。其它条件相同时,下列说法不正确的是
A. 使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行 B. 反应达平衡时,升高温度,R的浓度增大
C. 使用Ⅱ时,反应体系更快达到平衡 D. 使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知两种催化剂均出现四个波峰,所以使用Ⅰ和Ⅱ,反应历程都分4步进行,A正确;
B.由图可知该反应是放热反应,所以达平衡时,升高温度平衡向左移动,R浓度增大,B正确;
C.由图可知Ⅰ的最高活化能小于Ⅱ的最高活化能,所以使用Ⅰ时反应速率更快,反应体系更快达到平衡,C错误;
D.由图可知在前两个历程中使用Ⅰ活化能较低反应速率较快,后两个历程中使用Ⅰ活化能较高反应速率较慢,所以使用Ⅰ时,反应过程中M所能达到的最高浓度更大,D正确;
故选C
16. 用一种具有“卯榫”结构的双极膜组装电解池(下图),可实现大电流催化电解溶液制氨。工作时,在双极膜界面处被催化解离成和,有利于电解反应顺利进行。下列说法不正确的是
A. 电解总反应:
B. 每生成,双极膜处有的解离
C. 电解过程中,阳极室中的物质的量不因反应而改变
D. 相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构可提高氨生成速率
【答案】B
【解析】
【分析】由信息大电流催化电解溶液制氨可知,在电极a处放电生成,发生还原反应,故电极a为阴极,电极方程式为,电极b为阳极,电极方程式为,“卯榫”结构的双极膜中的H+移向电极a,OH-移向电极b。
【详解】A.由分析中阴阳极电极方程式可知,电解总反应为,故A正确;
B.每生成,阴极得8mol e-,同时双极膜处有8mol 进入阴极室,即有8mol的解离,故B错误;
C.电解过程中,阳极室每消耗4mol ,同时有4mol 通过双极膜进入阳极室,KOH的物质的量不因反应而改变,故C正确;
D.相比于平面结构双极膜,“卯榫”结构具有更大的膜面积,有利于被催化解离成和,可提高氨生成速率,故D正确;
故选B。
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17. 化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化,其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化,用公式计算获得。
(1)盐酸浓度的测定:移取待测液,加入指示剂,用溶液滴定至终点,消耗溶液。
①上述滴定操作用到的仪器有___________。
A. B. C. D.
②该盐酸浓度为___________。
(2)热量的测定:取上述溶液和盐酸各进行反应,测得反应前后体系的温度值()分别为,则该过程放出的热量为___________(c和分别取和,忽略水以外各物质吸收的热量,下同)。
(3)借鉴(2)的方法,甲同学测量放热反应的焓变(忽略温度对焓变的影响,下同)。实验结果见下表。
序号
反应试剂
体系温度/
反应前
反应后
i
溶液
粉
a
b
ii
粉
a
c
①温度:b___________c(填“>”“<”或“=”)
②___________(选择表中一组数据计算)。结果表明,该方法可行。
(4)乙同学也借鉴(2)的方法,测量反应的焓变。
查阅资料:配制溶液时需加入酸。加酸的目的是___________。
提出猜想:粉与溶液混合,在反应A进行的过程中,可能存在粉和酸的反应。
验证猜想:用试纸测得溶液的不大于1;向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡冒出,说明存在反应A和___________(用离子方程式表示)。
实验小结:猜想成立,不能直接测反应A的焓变。
教师指导:鉴于以上问题,特别是气体生成带来的干扰,需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计:乙同学根据相关原理,重新设计了优化的实验方案,获得了反应A的焓变。该方案为___________。
(5)化学能可转化为热能,写出其在生产或生活中的一种应用___________。
【答案】(1) ①. AD ②. 0.5500
(2)
(3) ①. > ②. 或
(4) ①. 抑制水解 ②. ③. 将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为
(5)燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
【解析】
【小问1详解】
①滴定操作时需要用仪器有锥形瓶、酸式滴定管、碱式滴管、铁架台等,故选AD;
②滴定时发生的反应为HCl+NaOH=NaCl+H2O,故,故答案为0.5500;
【小问2详解】
由可得Q=××(50mL+50mL)×(T1-T2)=,故答案为;
【小问3详解】
溶液含有溶质的物质的量为0.02mol,粉和粉的物质的量分别为0.021mol、0.01 mol,实验i中有0.02 mol CuSO4发生反应,实验ii中有0.01mol CuSO4发生反应,实验i放出的热量多,则b>c;若按实验i进行计算,;若按实验ii进行计算,,故答案为:>;或;
【小问4详解】
易水解,为防止水解,在配制溶液时需加入酸;用试纸测得溶液的不大于1说明溶液中呈强酸性,向少量溶液中加入粉,溶液颜色变浅的同时有气泡即氢气产生,说明溶液中还存在与酸的反应,其离子方程式为;乙同学根据相关原理,重新设计优化的实验方案的重点为如何防止与酸反应产生影响,可以借助盖斯定律,设计分步反应来实现溶液与的反应,故可将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为,故答案为:抑制水解;;将一定量的粉加入一定浓度的溶液中反应,测量反应热,计算得到反应的焓变;根据(3)中实验计算得到反应的焓变;根据盖斯定律计算得到反应的焓变为;
【小问5详解】
化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛,化石燃料的燃烧、炸药开山、放射火箭等都是化学能转化热能的应用,另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用,故答案为:燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)。
18. 均是重要的战略性金属。从处理后的矿石硝酸浸取液(含)中,利用氨浸工艺可提取,并获得高附加值化工产品。工艺流程如下:
已知:氨性溶液由、和配制。常温下,与形成可溶于水的配离子:;易被空气氧化为;部分氢氧化物的如下表。
氢氧化物
回答下列问题:
(1)活性可与水反应,化学方程式为___________。
(2)常温下,的氨性溶液中,___________ (填“>”“<”或“=”)。
(3)“氨浸”时,由转化为的离子方程式为___________。
(4)会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中,出现了的明锐衍射峰。
①属于___________(填“晶体”或“非晶体”)。
②提高了的浸取速率,其原因是___________。
(5)①“析晶”过程中通入的酸性气体A为___________。
②由可制备晶体,其立方晶胞如图。与O最小间距大于与O最小间距,x、y为整数,则在晶胞中的位置为___________;晶体中一个周围与其最近的O的个数为___________。
(6)①“结晶纯化”过程中,没有引入新物质。晶体A含6个结晶水,则所得溶液中与的比值,理论上最高为___________。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义,在于可重复利用和___________(填化学式)。
【答案】(1)
(2)> (3)或
(4) ①. 晶体 ②. 减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹,增加了滤泥与氨性溶液的接触面积
(5) ①. ②. 体心 ③. 12
(6) ①. 0.4或 ②.
【解析】
【分析】硝酸浸取液(含)中加入活性氧化镁调节溶液pH值,过滤,得到滤液主要是硝酸镁,结晶纯化得到硝酸镁晶体,再热解得到氧化镁和硝酸。滤泥加入氨性溶液氨浸,过滤,向滤液中进行镍钴分离,,经过一系列得到氯化铬和饱和氯化镍溶液,向饱和氯化镍溶液中加入氯化氢气体得到氯化镍晶体。
【小问1详解】
活性可与水反应,化学方程式为;故答案为:。
【小问2详解】
常温下,的氨性溶液中,,,,则>;故答案为:>。
【小问3详解】
“氨浸”时,与亚硫酸根发生氧化还原反应,再与氨水反应生成,则由转化为的离子方程式为或;故答案为:或。
【小问4详解】
会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物。滤渣的X射线衍射图谱中,出现了的明锐衍射峰。
①X射线衍射图谱中,出现了的明锐衍射峰,则属于晶体;故答案为:晶体。
②根据题意会使滤泥中的一种胶状物质转化为疏松分布的棒状颗粒物,则能提高了的浸取速率,其原因是减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹,增加了滤泥与氨性溶液的接触面积;故答案为:减少胶状物质对镍钴氢氧化物的包裹,增加了滤泥与氨性溶液的接触面积。
【小问5详解】
①“析晶”过程中为了防止水解,因此通入的酸性气体A为;故答案为:。
②由可制备晶体,其立方晶胞如图。x、y为整数,根据图中信息Co、Al都只有一个原子,而氧(白色)原子有3个,与O最小间距大于与O最小间距,则Al在顶点,因此在晶胞中的位置为体心;晶体中一个周围与其最近的O原子,以顶点Al分析,面心的氧原子一个横截面有4个,三个横截面共12个,因此晶体中一个周围与其最近的O的个数为12;故答案为:体心;12。
【小问6详解】
①“结晶纯化”过程中,没有引入新物质。晶体A含6个结晶水,则晶体A为,根据,,还剩余5个水分子,因此所得溶液中与的比值理论上最高为;故答案为:0.4或。
②“热解”对于从矿石提取工艺的意义,根据前面分析,,在于可重复利用和;故答案为:。
19. 配合物广泛存在于自然界,且在生产和生活中都发挥着重要作用。
(1)某有机物能与形成橙红色的配离子,该配离子可被氧化成淡蓝色的配离子。
①基态的电子轨道表示式为___________。
②完成反应的离子方程式:______
(2)某研究小组对(1)中②的反应进行了研究。
用浓度分别为的溶液进行了三组实验,得到随时间t的变化曲线如图。
①时,在内,的平均消耗速率=___________。
②下列有关说法中,正确的有___________。
A.平衡后加水稀释,增大
B.平衡转化率:
C.三组实验中,反应速率都随反应进程一直减小
D.体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间:
(3)R的衍生物L可用于分离稀土。溶液中某稀土离子(用M表示)与L存在平衡:
研究组配制了L起始浓度与L起始浓度比不同的系列溶液,反应平衡后测定其核磁共振氢谱。配体L上的某个特征H在三个物种中的化学位移不同,该特征H对应吸收峰的相对峰面积S(体系中所有特征H的总峰面积计为1)如下表。
0
1.00
0
0
a
x
0.64
b
0.40
0.60
【注】核磁共振氢谱中相对峰面积S之比等于吸收峰对应H的原子数目之比;“”表示未检测到。
①时, ___________。
②时,平衡浓度比___________。
(4)研究组用吸收光谱法研究了(3)中M与L反应体系。当时,测得平衡时各物种随的变化曲线如图。时,计算M的平衡转化率___________(写出计算过程,结果保留两位有效数字)。
【答案】(1) ①. ②. HNO2
(2) ①. ②. A、B
(3) ①. 0.36 ②. 3:4或0.75
(4)98%
【解析】
【小问1详解】
①基态的电子轨道表示式为 ;
②根据原子守恒可知离子方程式中需要增加HNO2。
【小问2详解】
①浓度分别为的溶液,反应物浓度增加,反应速率增大,据此可知三者对应的曲线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ;时,在内,观察图像可知的平均消耗速率为;
②A.对于反应HNO2,加水稀释,平衡往粒子数增加的方向移动,含量增加,含量减小,增大,A正确;
B.浓度增加,转化率增加,故,B正确;
C.观察图像可知,三组实验反应速率都是前期速率增加,后期速率减小,C错误;
D.硝酸浓度越高,反应速率越快,体系由橙红色转变为淡蓝色所需时间越短,故,D错误;
故选AB。
【小问3详解】
①时,,且=0.64,得x=0.36;
②相比于含有两个配体,则与的浓度比应为相对峰面积S的一半与的相对峰面积S之比,即。
【小问4详解】
;,由L守恒可知,则;则M的转化率为。
20. 室温下可见光催化合成技术,对于人工模仿自然界、发展有机合成新方法意义重大。一种基于、碘代烃类等,合成化合物ⅶ的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物i的分子式为___________。化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为___________(写一种),其名称为___________。
(2)反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为。y为___________。
(3)根据化合物V的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
___________
___________
消去反应
b
___________
___________
氧化反应(生成有机产物)
(4)关于反应⑤的说法中,不正确的有___________。
A. 反应过程中,有键和键断裂
B. 反应过程中,有双键和单键形成
C. 反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子
D. 属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
(5)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)最后一步反应中,有机反应物为___________(写结构简式)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为___________。
(c)从苯出发,第一步的化学方程式为___________(注明反应条件)。
【答案】(1) ①. ②. (或 或 ) ③. 戊酮(或二甲基丙醛或二甲基氧杂环丁烷)
(2)或氧气
(3) ①. 浓硫酸,加热 ②. ③. 、,加热(或酸性溶液) ④. (或 ) (4)CD
(5) ①. 和 ②. ③.
【解析】
【分析】① 与HBr加热发生取代反应生成 ,②乙烯在催化剂作用下氧化生成 ,③ 与 发生开环加成生成 ,④ 发生取代反应生成 ,⑤ 与 及CO反应生成 。
【小问1详解】
化合物i 的分子式为。 不饱和度为1,x可形成碳碳双键或碳氧双键或一个圆环,化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰,说明分子中有对称结构,不对称的部分放在对称轴上,x的结构简式含酮羰基时为 (或含醛基时为 或含圆环是为 ),其名称为戊酮(或二甲基丙醛或二甲基氧杂环丁烷)。故答案为:; (或 或 );戊酮(或二甲基丙醛或二甲基氧杂环丁烷);
【小问2详解】
反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为,②乙烯在催化剂作用下氧化生成 ,y为或氧气。故答案为:或氧气;
【小问3详解】
根据化合物V 的结构特征,分析预测其可能的化学性质:含有羟基,且与羟基相连的碳的邻碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成 ,与羟基相连的碳上有氢,可在铜名银催化作用下氧化生成 ,或酸性溶液中氧化生成 ,见下表:
序号
反应试剂、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
浓硫酸,加热
消去反应
b
、,加热(或酸性溶液)
(或 )
氧化反应(生成有机产物)
故答案为:浓硫酸,加热; ;、,加热(或酸性溶液); (或 );
【小问4详解】
A. 从产物中不存在键和键可以看出,反应过程中,有键和键断裂,故A正确;
B. 反应物中不存在双键,酰碘基中碘原子离去与羟基中氢离去,余下的部分结合形成酯基中单键,所以反应过程中,有双键和单键形成,故B正确;
C. 反应物i 中,氧原子采取杂化,但与羟基相连的碳有对称轴,其它碳上均有2个氢,分子中不存在手性碳原子,故C错误;
D. 属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的键,故D错误;
故答案:CD;
【小问5详解】
以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。乙烯与水在催化剂加热加压条件下合成乙醇;乙烯在银催化作用下氧化生成环氧乙醚;苯在铁催化作用下与溴生成溴苯,溴苯与环氧乙醚生成 ,与HI反应合成 ,最后根据反应⑤的原理, 与乙醇、CO合成化合物ⅷ。
(a)最后一步反应中,有机反应物为 和。故答案为: 和;
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为。故答案为:;
(c)从苯出发,第一步的化学方程式为 。故答案为: 。