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文档简介
2012年河南高考新课标卷理科综合试题(化学)郑州市教研室高考备考中心7. 下列叙述中正确的是A.液溴易挥发,在存放液溴的试剂瓶中应加水封B.能使润湿的淀粉KI试纸变成蓝色的物质一定是Cl2C.某溶液加入CCl4, CCl4层显紫色,证明原溶液中存在I-D.某溶液中加入BaCl2溶液,产生不溶于稀硝酸的白色沉淀,该溶液一定含有Ag+【考察意图】考查卤素的相关性质,离子的检验等基础知识。较易题。(必修1)【解析】溴易挥发,密度比水大,液溴应保存在棕色瓶中并水封,A正确;NO2、HNO3、H2O2、Br2、FeCl3等强化剂均能将KI氧化生成单质I2而使湿润的淀粉KI试纸变蓝,B错误;CCl4层显紫色,只能说明原溶液中含有碘单质,并不是一定有碘离子,C错误;加入BaCl2溶液产生不溶于稀硝酸的沉淀,该沉淀可能是AgCl,也可能是BaSO4,原溶液也可能只存在硫酸根离子而不含Ag+,D错误。【答案】A8. 下列说法中正确的是A.医用酒精的浓度通常为95% B.单质硅是将太阳能转变为电能的常用材料C.淀粉、纤维素和油脂都属于高分子化合物D.合成纤维和光导纤维都是新型无机非金属材料【考察意图】考查化学与生活密切相关的生活常识。较易题(必修2)【解析】 医用酒精的浓度是75%,错误;单质硅是将太阳能转化为电能的重要材料,正确;油脂不属于高分子化合物,错误;合成纤维属于高分子材料,不属于新型无机非金属材料,错误。【答案】D9. 用NA表示阿佛加德罗常数的值。下列叙述中不正确的是A.分子总数为NA的NO2和CO2混合气体中含有的氧原子数为2NA B. 28g乙烯和环丁烷(C4H8)的混合气体中含有的碳原子数为2NAC.常温常压下,92g的NO2和N2O4混合气体中含有的原子数为6 NAD.常温常压下,22.4 L 氯气与足量镁粉充分反应,转移的电子数为2NA【考察意图】考查物质的量、气体摩尔体积、阿伏伽德罗定律、阿伏伽德罗常数知识等的综合运用。中等难度。(必修1)【解析】NO2与CO2属于等氧原子分子,NA个NO2和CO2的混合气体中,必含有2 NA个氧原子,A正确;乙烯和环丁烷的最简式相同(CH2),即含碳元素的质量分数相同,28 g两者的混合物中共含有2NA个CH2,即含有2NA个碳原子,B正确;NO2和N2O4的最简式相同(NO2),92g NO2和N2O4混合气体中含有2NA个NO2,即6NA个原子,C正确;常温常压,22.4 L氯气的物质的量小于1moL,与足量镁粉充分反应时转移的电子数小于2NA。【答案】D10. 分子式为C5H12O且可与金属钠反应放出氢气的有机化合物有(不考虑立体异构)A5种 B. 6种 C. 7种 D. 8种【考察意图】 考查饱和一元醇同分异构体的判断。中等难度。(必修2)【解析】 同学们熟知C5H12的同分异构体有三种,分别为正戊烷、异戊烷、新戊烷,三者含有等效氢的数目分别对应为3、4、1,采用代换法,将8种等效氢分别换成羟基将得到8种饱和一元醇。【答案】D11.已知温度T时水的离子积常数为KW,该温度下,将浓度为a mol L-1的一元酸HA与b mol L-1的一元碱BOH等体积混合,可判断该溶液呈中性的依据是A. a=bB.混合溶液的pH=7C.混合溶液中,c(H+)= mol L-1D. 混合溶液中,c(H+)+ c(B+)= c(OH-)+ c(A-)【考察意图】 考查水的电离和溶液的酸碱性等相关知识。中等难度。(化学反应原理)【解析】 在某温度下,判断溶液呈中性的依据只能是c(H+)= c(OH-),只有在常温下才能用pH=7,溶液呈中性时c(H+)= mol L-1。A明显错误,D选项在任何条件下电荷守恒都成立。【答案】C12.分析下表中各项的排布规律,按此规律排布第26项应为12345678910C2H4C2H6C2H6OC2H4O2C3H6C3H8C3H8OC3H6O2C4H8C4H10AC7H16 B. C7H14O2 C. C8H18 D. C8H18O【考察意图】 考查对有机物分子式排布规律的观察及推理能力。中等难度。(必修2)【解析】 由表中信息可得出,分子式的排布规律为烯烃、烷烃、饱和一元醇、饱和一元羧酸(酯),排布六轮第24项以7个碳原子结束,则第26项应是8个碳原子的烷烃。【答案】C13. 短周期元素W、X、Y、Z的原子序数依次增大,其中W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同。X的一种核素在考古时常用来鉴定一些文物的年代,工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质,而Z不能形成双原子分子。根据以上叙述,下列说法中正确的是A. 上述四种元素的原子半径大小为WXYZB. W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为20C. W与Y可形成既含极性共价键又含非极性共价键的化合物D. 由W与X组成的化合物的沸点总低于由W与Y组成的化合物的沸点【考察意图】考查原子结构、元素周期律、元素性质及物质性质等综合知识。较难。(必修2)【解析】 由“X的一种核素常用来鉴别一些文物的年代”知X为C元素,由 “工业上采用液态空气分馏方法来生产Y的单质”知Y为N或O元素,由“Z不能形成双原子分子”知Z为Ne元素;再结合“W的阴离子的核外电子数与X、Y、Z原子的核外内层电子数相同”,知W为H元素。原子半径大小顺序为W(H)Y(N或O)X(C)Z(Ne),A错误;W、X、Y、Z原子的核外最外层电子数的总和为1+4+5+8=18或1+4+6+8=19,B错误;W与Y可形成C2H4等既含极性共价键又含非极性共价键的化合物,C正确;W与X形成的多碳烃(如石蜡)的沸点高于W与Y形成的NH3或H2O的沸点,D错误。【答案】C启示:2012年全国新课标卷的选择题非常基础,是考生得分的基本分,切题容易,上手简单,只要细心,基本可保证42分都能到手。其中有机两道(T-10、T-12),分别涉及了同分异构和分子式的排布规律;元素知识一道(T-7),化学与生活一道(T8),NA一道(T-9),溶液的性质一道(T-11),物质结构一道(T-13)。题目中没有复杂的运算,没有繁琐的推导,选择题的复习难度不宜过难,但覆盖面要足够大。一些常规考题,核心知识,如原电池、离子共存、离子方程式、离子浓度的比较、化学反应速率与化学平衡、沉淀溶解平衡、化学反应与能量变化、氧化还原反应、物质的分离与除杂、常见仪器的使用、化学实验基本操作、简单计算等也要重视。因为化学选择题量少,但化学的核心知识没有减少,明年的选择题主要考查那些知识点,只有考试揭晓才能知道。高考试题不排除某些考试试题的重复。如12题,看到这道试题就感到似曾相识,回忆一下,正是2007年宁夏卷的第7题的翻版。(2007宁夏卷)根据下表中烃的分子式排列规律,判断空格中烃的同分异构体数目是12345678CH4C2H4C3H8C4H8C6H12C7H16C8H16A3 B. 4 C. 5 D. 626.(14分)铁是应用最广泛的金属,铁的卤化物、氧化物以及高价铁的含氧酸盐均为重要化合物。(1)要确定铁的某氯化物FeClx的化学式,可用离子交换和滴定的方法。实验中称取0.54 g 的FeClx样品,溶解后先进行阳离子交换预处理,再通过含有饱和OH-的阴离子交换柱,使Cl-和OH-发生交换。交换完成后,流出溶液的OH-用0.4 molL-1的盐酸滴定,滴至终点时消耗盐酸25.0 mL。计算该样品中氯对物质的量,并求出FeClx中x的值: (列出计算过程);(2)现有一含有FeCl2和FeCl3的混合样品,采用上述方法测得n(Fe): n(Cl)=1:2.1,则该样品中FeCl3的物质的量分数为 。在实验中,FeCl2可用铁粉和 反应制备,FeCl3可用铁粉和 反应制备;(3)FeCl3与氢碘酸反应时可生成棕色物质,该反应的离子方程式为 ;(4)高铁酸钾(K2 FeO4)是一种强氧化剂,可作为水处理剂和高容量电池燃料。FeCl3与KClO在强碱性条件下反应可制取K2FeO4,其反应的离子方程式为 。与MnO2-Zn电池类似,K2 FeO4-Zn也可以组成碱性电池,K2 FeO4在电池中作为正极材料,其电极反应式为 ,该电池总反应的离子方程式为 。【考察意图】 考查元素化学,包括简单计算、氯化物的制取、离子方程式的书写、电化学知识等。难度中等偏上。涉及必修1及化学反应原理知识。【解析】 (1)n(Cl-)= n(OH-)= n(HCl)= 0.0250L0.40 molL-1=0.01 molm(Fe)= 0.54g-0.01 mol35.5gmol-1=0.19 gn(Fe)=0.034mol n(Fe): n(Cl)=0.0034:0.01013, x=3(2) 解法一:设FeCl3的物质的量为x,FeCl2的物质的量分数为y,依题意得:,解得:,= 0.1解法二:FeCl2中1molFe对应2molCl,FeCl3中1molFe对应3molCl,混合物中1molFe对应2.1 mol Cl,由十字交叉法:,即n(FeCl2): n(FeCl3)=9:1, =0.1实验室中用铁与盐酸反应制取FeCl2,用铁与氯气反应制取FeCl3。解法三:设混合物为1mol,FeCl3的物质的量分数为x,则FeCl2的物质的量分数为(1-x),依题意得:3x+2(1-x)=2.1,x=0.1实验室中用铁与盐酸反应制取FeCl2,用铁与氯气反应制取FeCl3。(3)该反应实际上是Fe3+氧化了I-,离子方程式为2Fe3+2I-=2 Fe2+ + I2 或2Fe3+3I-=2 Fe2+ + I3-(4)强碱条件下FeCl3被KClO氧化为K2FeO4的离子方程式为:2Fe3+3ClO-+10OH-= 2FeO42-+ 3Cl-+5H2O或分开写为:Fe3+ 3OH-= Fe(OH)32 Fe(OH)3+ 3ClO-+4OH-= 2FeO42-+ 3Cl-+5H2OK2FeO4-Zn碱性电池的电池方程式可以写成四种形式:3Zn + 2 K2FeO4 +8 H2O = 3Zn(OH)2 + 2Fe(OH)3 + 4KOH或3Zn + 2 K2FeO4 +2 H2O = 3ZnO + Fe2O3 + 4KOH或3Zn + 2 K2FeO4 +5H2O = 3Zn(OH)2 + Fe2O3 + 4KOH或3Zn + 2 K2FeO4 +5H2O = 3ZnO + 2Fe(OH)3 + 4KOH对应的离子方程式也应该有四种。正极电极反应式为FeO42-+3e-+4 H2O= Fe(OH)3+5OH-或2FeO42-+6e-+5 H2O= Fe2O3+10OH-【答案】(1)n(Cl)=0.0250L0.40 molL-1=0.01 mol(2分)0.54g-0.01 mol35.5gmol-1=0.19 gn(Cl)=0.19g/56 gmol-1=0.0034 moln(Fe): n(Cl)=0.0034:0.01013, x=3(2分)(必修1)(2)0.10 盐酸 氯气(3分)(必修1)(3)2Fe3+2I-=2 Fe2+ + I2 (或2Fe3+3I-=2 Fe2+ + I3-)(1分)(必修1)(4)2 Fe(OH)3+3ClO-+4OH-=2 FeO42-+5H2O+3Cl-(2分)(必修1)(或2Fe3+ 3ClO-+10OH- = 2FeO42- + 3Cl- + 5H2O)FeO42- + 3e- + 4H2O= Fe(OH)3 + 5OH-(2分)(化学反应原理)2FeO42+ 8H2O + 3Zn = 2Fe(OH)3 + 3 Zn (OH)2 +4OH-(2分)(化学反应原理)【启示】:高考对元素部分的能力层次要求越来越高。正常情况下,本题考生能轻松得到的有7分,即(1)计算n(Cl-)(2分)、(2)中计算(1分)、FeCl2和 FeCl3的实验室制备方法(2分)、Fe3+与I-反应的离子方程式(1分)。本题计算占5分,而且要求计算过程,这是我们平时教学中易忽略的内容,也是学生答题的软肋,复习中要引起重视。第(4)对电化学知识的考查,对考生的能力要求很高,要求考生在有限的时间内提取题干所给信息,并快速整合,运用所学知识解决问题。这一步学生的失分很高。这道题突出了能力要求,加大了选拔功能,化学味很浓,注重在新情境下学生分析问题、解决问题能力的考查。瑕疵之处:能力型部分赋分太高(10分),作为化学主观性试题的开篇试题,特别是对电化学知识的考查,远远超出了大部分考生的能力层次,而且答案多种,不利于引导中学教师对元素部分的教学。第(2)步FeCl2的实验室制法,学生若先制取FeCl3,然后加铁粉制FeCl2能否成功?FeCl3的制取,用铁粉和盐酸反应后加入双氧水或氯水是否可行?(都不给分!)27.(15分)光气(COCl2)在塑料、制革、制药等工业中有许多用途,工业上采用高温下CO与Cl2在活性炭催化下合成。(1)实验室中常用来制备氯气的化学方程式为 ;(2)工业上利用天然气(主要成分为CH4)与CO2进行高温重整制备CO,已知CH4、H2和CO的燃烧热(H)分别为-890.3 kJmol-1、-285.8 kJmol-1和-283.0 kJmol-1,则生成1m3(标准状况)CO所需热量为 ;(3)实验室中可用氯仿(CHCl3)与双氧水直接反应制备光气,其反应的化学方程式为 ;(4)COCl2的分解反应为COCl2(g)= Cl2(g)+ CO(g)H= +108 kJmol-1。反应体系达到平衡后,各物质的浓度在不同条件下的变化状况如下图所示(第10 min 到 14 min的COCl2)浓度变化曲线未标出): 计算反应在第8 min 时的平衡常数K = ; 比较第2 min 反应温度T(2)与第8 min 反应温度T(8) 的高低:T(2) T(8)(填“”、“”或“=”); 若12 min 时反应于温度T(8) 下重新达到平衡,则此时c(COCl2)= 比较产物CO在2-3 min 、5-6 min 和12-13 min 时平均反应速率平均反应速率分别以(2-3)、(5-6)和(12-13)表示的大小 ; 比较反应物COCl2在5-6 min 和15-16 min 时平均反应速率的大小: (5-6) (15-16)(填“”、“”或“=”),原因是 。【考察意图】 考查化学方程式的书写、热化学方程式的计算、化学反应速率的计算、化学平衡的影响因素、平衡常数的计算等综合知识。涉及识图,题目较难。属于化学反应原理综合题。【解析】 (1)氯气的实验室制法属于基础知识,属于了解记忆层次。(2)CH4、H2、CO燃烧的热化学方程式分别为:CH4(g)2O2(g)= 2H2O (l)CO2(g) H1= 890.3kJmoL-1 H2(g)1/2O2(g)= H2O (l) H2= 285.8 kJmoL-1 CO(g)1/2O2(g)= CO2(g) H3= 283.0 kJmoL-1 由盖斯定律, - 2- 2得: CH4(g)CO2(g)=2H2(g)2CO(g) H=+247.3 kJmoL-1则生成1molCO时需要吸收的热量为123.65 kJ。生成1m3 CO时需要吸收的热量为:(3)氯仿与双氧水反应制备光气,依据信息写出配平即可:CHCl3 + H2O2 = HCl + H2O +COCl2(4)由图读出,8min时Cl2、CO、COCl2的平衡浓度分别为0.11 moLL-1、0.085 moLL-1、0.04 moLL-1, 第4 min 时平衡开始移动,第8min时达到新的平衡,由于Cl2、CO的浓度增大,COCl2的浓度减小,可知平衡正向移动,而正向是吸热反应,外界条件改变应为升高温度,即T(2)T(8). 第10 min 时改变的外界条件是从平衡体系移走0.035 moLL-1 的CO,平衡正向移动,12min 达到新平衡时Cl2的浓度增加0.01 moLL-1,则COCl2的浓度比减少0.01 moLL-1,即c(COCl2)=0.04 moLL-1-0.01 moLL-1=0.03 moLL-1.或根据平衡常数计算,K=COCl2= 0.31molL-1化学反应速率是以单位时间内物质的浓度变化来表示的,由图可知,T(2-3)和T(12-13)段CO的浓度变化为0,T(5-6)段CO的浓度变化为0.005 molL-1,故CO的平均反应速率大小为(5-6)(2-3) =(12-13)。 由图可知,COCl2在T(5-6)的浓度变化略大于T(15-16),因为随着反应的进行,c(COCl2)减小,反应速率逐渐减慢。【答案】(1)MnO2 + 4HCl(浓) MnCl2 + Cl2+ 2H2O (1分)(2) 5.52103 kJ (2分)(3) CHCl3 + H2O2 = HCl + H2O +COCl2(2分)(4) 0.234 molL-1(2分)0.230.24皆可得分 (2分) 0.031(2分)0.030.031之间皆得分 (5-6)(2-3)= (12-13) (2分) (1分) 在相同温度时,该反应的反应物浓度越高,反应速率越大(1分)【启示】今年的理论试题出乎意料的难。除(1)(1分)和(3)(2分)考生能轻松得分外,其它12分设问对 能力的要求都很高。(2)需要理解燃烧热的概念并利用盖斯定律拐个大弯计算,(3)需要考生合理推断并配平,(4)如果识图能力太差则全盘皆输,而计算给出的数据凑得结果还都不是整数,好在、只是比较大小,不需要计算。本题计算赋分5分。高考对考生的读图、读表能力要求更高了,对计算能力的要求更高了,把数据、信息隐藏在图表中,是试题难度加大的一个方向。不可否认,对图表的设计,命题人很是下了一番功夫,要求考生具备较高的学科素养,突出了试题的选拔功能。瑕疵:题目给出的数据不好,计算太繁琐。中学化学的学习关键是让学生学习化学中的“理”,涉及到计算可设置技巧些,复杂的计算我们可以使用计算器工具来解决,没必要让学生对化学产生不应有的畏惧心理。28.(14分)溴苯是一种化工原料,实验室合成溴苯的装置示意图及有关数据如下:苯溴溴苯密度/gcm-30.883.101.50沸点/8059156水中溶解度微溶微溶微溶按下列合成步骤回答问题:(1)在a中加入15 mL 无水苯和少量铁屑。在b中小心加入4.0 mL 液态溴。向a中加入几滴溴,有白色烟雾产生,是因为生成了 气体。继续滴加至液溴滴完。装置d的作用是 ;(2)液溴滴完后,经过下列步骤分离提纯:项a中加入10 mL水,然后过滤除去未反应的铁屑;滤液依次用10 mL水、8 mL 10%的NaOH溶液、10 mL水洗涤。NaOH溶液洗涤的作用是 ;向分出的粗溴苯中加入少量的无水氯化钙,静置、过滤。加入氯化钙的目的是 ;(3)经以上分离操作后,粗溴苯中还含有的主要杂质为 ,要进一步提纯,下列操作中必须的是 (填入正确选项前的字母);A. 重结晶 B. 过滤 C. 蒸馏 D. 萃取(4)在该实验中,a 的容积最适合的是 (填入正确选项前的字母)。A. 25 mL B. 50 mL C. 250 mL D. 500 mL 【考察意图】 以溴苯的制取为载体,考查反应原理、仪器的使用、产品的除杂与干燥、尾气的处理等综合实验基础知识。难度中等。主要涉及必修1和必修2知识。【解析】 (1)苯和液溴发生反应的原理为:,装置中冷凝管的作用是冷凝回流和导气,反应过程中由于生成了HBr而产生白雾,同时会有少量HBr和Br2挥发出来,尾气需要用NaOH溶液吸收处理,倒置的小漏斗还有防止倒吸的作用。(2)反应完毕,产品依次进行水洗、碱洗和水洗,分别除去无机杂质、液溴和碱液,再干燥去水。(3)经过(2)处理后粗溴苯还含有苯杂质,然后采用蒸馏的方法除去苯。(4)实验过程中向a中加入液体的体积为19 mL,反应液的体积一般为反应器的,最好选50mL的烧瓶。【答案】(1) HBr (2分) 吸收HBr和Br2 (2分) (2)除HBr和没反应的Br2 (2分) 干燥 (2分) (3)苯 C (4分) (4)B (2分)【启示】实验题出得有点出乎意料,没想到会以有机反应为载体。在必修2中,有机知识都是以点的形式出现,各个知识点之间的联系非常松散,很难设计综合实验。好在实验内容出得还比较基础简单,实验题仍是主观性必考试题中最易得分的一道题。有机化学作为我市的必修课程,主导方向是对的,不管选学化学与技术还是物质结构与性质,都必须选有机化学基础。瑕疵: 题干中语言叙述不准确,苯和液溴反应,挥发出来的是HBr的酸雾,不应叙述为白色烟雾。 装置中的d指向不明确。学生若看作指向小漏斗,则答成防倒吸,若理解为指向吸收装置,则答成吸收挥发出来的Br2和HBr,而答前者则损失1分。 鲁科版必修2中没有溴苯的制取知识,学生对溴苯的性质不了解,没选修有机的学生会有些吃亏。当然题目中给出了苯、溴苯和液溴的相关物理性质,学生可以当作信息题来做。36.化学选修2化学与技术(15分) 由黄铜矿(主要成分是CuFeS2)炼制精铜的工艺流程示意图如下:(1)在反射炉中,把铜精矿砂和石英砂混合加热到1000左右,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,且部分Fe的硫化物转变为低价氧化物。该过程中两个主要反应的化学方程式分别是 、 ,反射炉内生成炉渣的主要成分是 ; (2) 冰铜(Cu2S和FeS互相熔合而成含Cu为20%50%。转炉中,将冰铜加熔剂(石英砂)在1200左右吹入空气进行吹炼。冰铜中的Cu2S被氧化为Cu2O,生成的Cu2O与Cu2S反应,生成Cu量约为98.5%的粗铜,该过程发生反应的化学方程式分别是 、 ; (3)粗铜的电解精炼如右图所示。在粗铜的电解过程中,粗铜板应是图中电极 (填图中的字母;在电极d上发生的电极反应式为 ;若粗铜中还含有Au、Ag、Fe,它们在电解槽中的存在形式和位置为 。【考察意图】 本题考查以信息为主体的氧化还原反应方程式的书写与配平,铜的精炼等综合知识。【解析】 (1)信息显示,黄铜矿炼制粗铜的过程中,黄铜矿与空气反应生成Cu和Fe的低价硫化物,部分Fe的硫化物转变为低价氧化物,预示反应过程中,CuFeS2被空气中的氧气氧化为FeS、Cu2S和SO2,部分FeS继续被氧气氧化为FeO和SO2,其中FeO和石英砂熔合为炉渣硅酸亚铁。(2)Cu2S被氧化为Cu2O,其中S应被氧化为SO2,Cu2O与Cu2S再继续反应升Cu,其中-2价的S肯定会被氧化为SO2。(3)粗铜的精炼中,以粗铜为阳极,精铜为阴极,电极反应式分别为:阳极:Cu 2e- = Cu2+ ,阴极:Cu2+ + 2e- = Cu,其中粗铜中的Ag、Au以阳极泥的形式在阳极附近沉积下来,Fe的活泼型比Cu强,会以Fe2+的形式进入溶液。【答案】(1)2CuFeS2O2高温 Cu2S+2FeSSO2(2分)2FeS3O2 高温 2FeO2SO2(2分)FeSiO3或FeOSiO2(2分)(2)2Cu2S3O2高温 2Cu2O2SO2(2分);2Cu2OCu2S高温 6CuSO2(2分)(3)c (1分) Cu22e= Cu (2分) Au、Ag以单质形式存在C(阳极)下方(1分),Fe以Fe2+ 形式进入电解液中(1分)。【启示】为了平衡选修内容的选考人数,原以为今年化学与技术的难度会小一些,没想到对能力层次的要求也如此之高。(1)、(2)中的10分要求考生有很强的提炼信息、整合信息并运用信息的能力,要求考生对化学方程式的配平技巧应用娴熟,奇偶法很见效。选考技术的考生一般情况下是因为有机和结构学起来感到吃力,综合实力并不是太强,灵活运用知识的能力也不是太强。本题比较容易的只有铜的精炼部分(4分)。37.化学选修3物质结构与性质(15分)A 族的样、硫、硒(Se)、碲(Te)等元素在化合物中常表现出多种氧化态,含A 族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:(1)S单质的常见形式为S8,其环状结构如下图所示,S原子采用的轨道杂化方式是 ;(2)原子的第一电离能是指气态电中性基态原子失去一个电子转化为气态基态正离子所需要的最低能量,O、S、Se原子的第一电离能由大到小的顺序为 ;(3)Se原子序数为 ,其核外M层电子的排布式为 ;(4)H2Se的酸性比H2S (填“强”或“弱”)。气态SeO3分子的立体构型为 ,SO32-离子的立体构型为 ;(5)H2SeO3的K1和K2分别为2.710-3和2.510-8,H2SeO4第一步几乎完全电离,K2为1.210-2,请根据结构与性质的关系解释:H2SeO3和H2SeO4第一步电离程度大于第二步电离的原因: ;H2SeO4比H2SeO3酸性强的原因: ;(6)ZnS在荧光体、光导体材料、涂料、颜料等行业中应用广泛。立方ZnS晶体结构如下图所示,其晶胞边长为540.0 pm,密度为 gcm-3(列式并计算),a位置S2-离子与b位置Zn2+离子之间的距离为 pm(列式表示)。 【考察意图】 考查考查原子结构中杂化轨道、电离能、原子序数、电子排布式,分子结构中氢化物水溶液酸性的比较、分子的空间结构、含氧酸酸性强弱的比较,晶体结构中晶胞的相关计算等综合知识。难度较大。【解析】 (1)S8中S原子的价电子对数为,S原子为sp3杂化。(2)同一主族元素,从上到下,随着原子序数的递增,第一电离能逐渐减小。(3)Se是第四周期元素,比S的原子叙数大18,其原子序数为16+18=34,其电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,则W层电子的排布式为3s23p63d10(4)同主族元素氢化物水溶液的酸性从上到下逐渐增强。SeO3中Se原子的价电子对数位,Se原子为SP2杂化,SeO3应为平面正三角形;SeO32-中Se原子的价电子对数位,Se原子为SP3杂化,SeO32-的几何结构应为四面体,其中四面体的一个角为孤对电子占据,离子的立体构型应三角锥形。(5) H2SeO3和H2SeO4第一步电离后产生HSeO3-或HSeO4-,带负电荷的阴离子对H+有很强的束缚作用,很难继续电离出H+。 H2SeO4和H2SeO3可分别写为(HO)2SeO2和(HO)2SeO,前者Se的化合价高于后者,Se的正电性越高,导致SeOH中O的电子向Se偏移,在溶液中越易电离出H+,表现出酸性越强。(6)读图可知,ZnS的每个晶胞中含有4个ZnS,依题意可得:(540pm10-10cmpm-1)3NA = 4MZnS,=gcm-3解法一:晶胞边长用x表示,如图,连接ac和和ad,根据勾股定理,ac2=2x2, ad2=3x2, ad=xb点应处于ad线的处,ab=ad=x=540.0 pm=135 pm解法二:该晶胞可看作8个小立方体组成,b在其中一个小立方体的中心。如图,连接cd,做辅助线cd和bd,则cb2=2cd2, ab2=ac2+ cb2= cd2+ cb2=3cd2,Ab=cd=135 pm解法三:利用a2=b2 + c2 - 2 bc cosA 或(余弦定理或正弦定理)求解。【答案】 (1)sp3 (1分) (2)OSSe(1分) (3)34 (1分) 3s23p63d10(1分) (4)强 (1分) 平面三角形 (1分) 三角锥形(1分)(5) 第一步电离后生成的负离子较难再进一步电离出带正电荷的氢离子(2分) H2SeO3 和H2SeO4可表示为(HO)2 SeO和(HO)2 SeO2。H2SeO3中的Se为+4价,而H2SeO4中的Se为+6价,正电性更高,导致Se-O-H中O的电子更向Se偏移,越易电离出H+(2分)(5)(4.04.2皆可,2分)或(2分)【启示】:通常认为结构化学入题快,各小问之间互不株连,好学生容易得分。但事实证明,结构化学如果和元素化学或理论化学连起手来,试题可以出得很难。今年结构的难度是0.3.复习结构时,有必要对一些原理适当扩充,还要兼顾不同版本。如对平衡常数的考查,人教版不带单位
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