本題包括A、B兩小題,分別對應(yīng)于“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”和“實驗化學(xué)”兩個選修模塊的內(nèi)容。請選定其中一題,并在相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答。若兩題都做,則按A題評分。
A.乙炔是有機(jī)合成工業(yè)的一種原料。工業(yè)上曾用與水反應(yīng)生成乙炔。
(1) 中與互為等電子體,的電子式可表示為 ;1mol 中含有的鍵數(shù)目為 。
(2)將乙炔通入溶液生成紅棕色沉淀。基態(tài)核外電子排布式為 。
(3)乙炔與氫氰酸反應(yīng)可得丙烯腈。丙烯腈分子中碳原子軌道雜化類型是 ;分子中處于同一直線上的原子數(shù)目最多為 。
(4) 晶體的晶胞結(jié)構(gòu)與晶體的相似(如右圖所示),但晶體中含有的中啞鈴形的存在,使晶胞沿一個方向拉長。晶體中1個周圍距離最近的數(shù)目為 。
B.對硝基甲苯是醫(yī)藥、染料等工業(yè)的一種重要有機(jī)中間體,它常以濃硝酸為硝化劑,濃硫酸為催化劑,通過甲苯的硝化反應(yīng)制備。
一種新的制備對硝基甲苯的實驗方法是:以發(fā)煙硝酸為硝化劑,固體NaHSO4為催化劑(可循環(huán)使用),在溶液中,加入乙酸酐(有脫水作用),45℃反應(yīng)1h 。反應(yīng)結(jié)束后,過濾,濾液分別用5% NaHCO3,溶液、水洗至中性,再經(jīng)分離提純得到對硝基甲苯。
(l)上述實驗中過濾的目的是 。
(2) 濾液在分液漏斗中洗滌靜置后,有機(jī)層處于 層(填“上”或'下”);放液時,若發(fā)現(xiàn)液體流不下來,其可能原因除分液漏斗活塞堵塞外,還有 。
(3) 下列給出了催化劑種類及用量對甲苯硝化反應(yīng)影響的實驗結(jié)果。
催化劑 |
n(催化劑) |
硝化產(chǎn)物中各種異構(gòu)體質(zhì)量分?jǐn)?shù)(%) |
總產(chǎn)率(%) |
||
n(甲苯) |
對硝基甲苯 |
鄰硝基甲苯 |
間硝基甲苯 |
||
濃H2SO4 |
1.0 |
35.6 |
60.2 |
4.2 |
98.0 |
1.2 |
36.5 |
59.5 |
4.0 |
99.8 |
|
NaHSO4 |
0.15 |
44.6 |
55.1 |
0.3 |
98.9 |
0.25 |
46.3 |
52.8 |
0.9 |
99.9 |
|
0.32 |
47.9 |
51.8 |
0.3 |
99.9 |
|
0.36 |
45.2 |
54.2 |
0.6 |
99.9 |
①NaHSO4催化制備對硝基甲苯時,催化劑與甲苯的最佳物質(zhì)的量之比為 。
②由甲苯硝化得到的各種產(chǎn)物的含量可知,甲苯硝化反應(yīng)的特點是 。
③與濃硫酸催化甲苯硝化相比,NaHSO4催化甲苯硝化的優(yōu)點有_ 、 。
【答案】
(1) 2NA
(2)1s22s22p63s23p63d10
(3)sp雜化 sp2雜化 3
(4)4
【解析】本題主要考察核外電子排布式、等電子體原理、雜化軌道、分子的平面構(gòu)型、晶體結(jié)構(gòu)等
(1)根據(jù)等電子體原理可知,O22+的電子式,在1mol三鍵含有2mol的鍵和1mol的鍵,故1mol O22+中,含有2NA個鍵
(2)Cu為29號元素,要注意3d軌道寫在4s軌道的前面同時還有就是它的3d結(jié)構(gòu),Cu+的基本電子排布式為1s22s22p63s23p63d10
(3)—通過丙烯氰的結(jié)構(gòu)可以知道碳原子的雜化軌道類型為sp和sp2雜化,同一直線上有3個原子。
(4)依據(jù)晶胞示意圖可以看出,從晶胞結(jié)構(gòu)圖中可以看出,1個Ca2+周圍距離最近的C22-
有4個,而不是6個,要特別主要題給的信息。
【答案】
(1)回收NaHSO4
(2)下 分液漏斗上口塞子未打開
(3)①0.32
②甲苯硝化主要得到對硝基甲苯和鄰硝基甲苯
③在硝化產(chǎn)物中對硝基甲苯比例提高 催化劑用量少且能循環(huán)使用
【解析】本題主要考察的是物質(zhì)的性質(zhì)和制備,同時考查了數(shù)據(jù)的處理與分析能力,能夠迅速在表中提取到有用信息,利用信息解決有關(guān)問題。
(1)NaHSO4在該反應(yīng)中作為催化劑,因此反應(yīng)后過濾的目的是為了回收NaHSO4
(2)該反應(yīng)是以CCl4 作為有機(jī)溶劑,CCl4的密度比水大。故有機(jī)層在下層;分液漏斗里的液體放不下來,出了分液漏斗堵塞,還有可能是分液漏斗上口活塞未打開
(3)①從題給數(shù)據(jù)分析,當(dāng)催化劑與甲苯的比例為0.32時,總產(chǎn)率最高且對硝基甲苯的含量最高 ②從題給數(shù)據(jù)可以看出,無論以何種比例反應(yīng),產(chǎn)物中的主要成分主要是對硝基甲苯和鄰硝基甲苯; ③用NaHSO4 做催化劑的優(yōu)點是在硝化物中對消極甲苯的比例提高、同時催化劑能循環(huán)使用。
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
電離能/kJ?mol-1 | I1 | I2 | I3 | I4 |
X | 496 | 4562 | 6912 | 9543 |
Y | 738 | 1451 | 7733 | 10540 |
Z | 578 | 1817 | 2745 | 11578 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
O | 2- 4 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
表1溫度 | 表2氫氣壓力 | 表3催化劑用量 | 表4嗎啉用量 | |||||||||||||||
序號 | 溫度/℃ | 轉(zhuǎn)化率/% | 選擇 性/% |
反應(yīng)時間/h | 序號 | 氫氣壓力/MPa | 選擇性/% | 反應(yīng)時間/h | 序號 | 雷尼鎳用量/g | 選擇性/% | 反應(yīng)時間/h | 序號 | 嗎啉用量/% | 選擇性/% | |||
① | 40 | 未完全 | 99.6 | 6 | ① | 0.5 | 99.6 | 3.7 | ① | 2 | 98.25 | 5 | ① | 0.0 | 84.3 | |||
② | 60 | 100 | 99.7 | 4 | ② | 1.0 | 99.7 | 2 | ② | 4 | 99.20 | 2.2 | ② | 0.3 | 99.3 | |||
③ | 80 | 100 | 99.6 | 2.45 | ③ | 1.5 | 99.2 | 1.6 | ③ | 6 | 99.60 | 1.9 | ③ | 0.5 | 99.7 | |||
④ | 100 | 100 | 99.6 | 2 | ④ | 2.0 | 96.4 | 1.15 | ④ | 8 | 99.60 | 1.4 | ④ | 0.7 | 99.6 | |||
⑤ | 120 | 100 | 98.6 | 1.7 | ⑤ | ⑤ | 10 | 99.10 | 1.4 | ⑤ | 1.2 | 99.7 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
電離能/kJ?mol-1 | I1 | I2 |
銅 | 746 | 1958 |
鋅 | 906 | 1733 |
NaNO3 | KNO3 | NaCl | KCl | |
10℃ | 80.5 | 20.9 | 35.7 | 31.0 |
100℃ | 175 | 246 | 39.1 | 56.6 |
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科目:高中化學(xué) 來源: 題型:閱讀理解
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