【新教材】高考化學(xué)21題等值模擬【第21題】及答案

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1、新教材適用·高考化學(xué) 第二十一題　選考題 A．物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 1． (1)C、N、O三種元素第一電離能從大到小的順序是____________________。 (2)肼(N2H4)分子可視為NH3分子中的一個氫原子被—NH2(氨基)取代形成的另一種氮的氫化物。 NH3分子的空間構(gòu)型是________；與N2H4分子屬于等電子體的是_______________。 (3)金屬鎳及其化合物在合金材料以及催化劑等方面應(yīng)用廣泛。請回答下列問題： ①Ni原子的核外電子排布式為______________________________________________； ②NiO、FeO

2、的晶體結(jié)構(gòu)類型均與氯化鈉的相同，Ni2＋和Fe2＋的離子半徑分別為69 pm和78 pm，則熔點NiO______FeO(填“<”或“>”)； ③NiO晶胞中Ni和O的配位數(shù)分別為________、_____________________________。 (4)元素金(Au)處于周期表中的第六周期，與Cu同族，其價電子排布與Cu相似，Au原子的價電子排布式為________；一種銅金合金晶體具有立方最密堆積的結(jié)構(gòu)，在晶胞中Cu原子處于面心，Au原子處于頂點位置，則該合金中Cu原子與Au原子數(shù)量之比為__________；該晶體中，原子之間的強相互作用是__________；上述晶體具有

3、儲氫功能，氫原子可進入到由Cu原子與Au原子構(gòu)成的四面體空隙中。若將Cu原子與Au原子等同看待，該晶體儲氫后的晶胞結(jié)構(gòu)與CaF2(如下圖)的結(jié)構(gòu)相似，該晶體儲氫后的化學(xué)式應(yīng)為____________________________________________________________________。 答案　(1)N>O>C (2)三角錐形　CH3OH(CH3SH) (3)①1s22s22p63s23p63d84s2或[Ar]3d84s2 ②>　③6　6 (4)5d106s1　3∶1　金屬鍵　H8AuCu3 2． A、B、C、D、E五種元素，原子序數(shù)依次遞增。A元素的

4、周期數(shù)、主族數(shù)、原子序數(shù)相同；B元素的前六級電離能的數(shù)值變化如圖所示： C元素的基態(tài)原子核外有六種不同運動狀態(tài)的價電子；D與B同主族，電負性D

5、)D60分子中每個D原子均采用sp2雜化，則1 mol D60分子中π鍵的數(shù)目為________。 (4)A2C有多種晶體結(jié)構(gòu)，其中一種晶體中分子的空間排列方式與金剛石晶體類似，該晶體晶胞中含有________個A2C分子，A2C的配位數(shù)為________，A2C之間的作用力為________。 已知晶胞的棱長為a pm，阿伏加德羅常數(shù)為NA，試列式計算此晶體的密度____g·cm－3 (用含a、NA的代數(shù)式表示)。 (5)E(BC)5中E周圍的價電子總數(shù)為________，配位原子是________(填元素符號)。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d64s2或[Ar]3

6、d64s2 (2)sp3　三角錐形　H3O＋比H2O的鍵角大，因為H2O中O原子有2對孤對電子，H3O＋只有1對孤對電子，排斥力較小 (3)30NA (4)8　4　氫鍵和范德華力　 (5)18　C 解析　周期數(shù)、主族數(shù)、原子序數(shù)相同的只有H，由電離能數(shù)值變化圖可知B最外層有4個電子為ⅣA族元素，C元素有6個價電子，E為Fe元素，綜合信息可知A～E依次為H、C、O、Si、Fe四種元素。 (3)每個D原子均采用sp2雜化，即每個D原子都以一個π鍵與另一原子結(jié)合，一個π鍵被兩個原子共用，故π鍵數(shù)＝60÷2×NA＝30NA。 (4)需要聯(lián)想教材中金剛石晶胞的結(jié)構(gòu)，由于1個晶胞中含有8個水

7、分子，則一個晶胞的質(zhì)量＝， ρ＝g·cm－3＝g·cm－3。 3． 第ⅢA、ⅤA族元素組成的化合物AlN、AlP、AlAs等是人工合成的半導(dǎo)體材料，它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似，與NaCl的晶體類型不同。 (1)核電荷數(shù)比As小4的原子基態(tài)的電子排布式為_____________________________。 (2)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素有________種。 (3)NCl3中心原子雜化方式為________________，NCl3的空間構(gòu)型為__________。 (4)在AlN晶體中，每個Al原子與________個N原子相連，AlN屬

8、于________晶體。 (5)設(shè)NaCl的摩爾質(zhì)量為Mr g·mol－1，食鹽晶體的密度為ρ g·cm－3，阿伏加德羅常數(shù)的值為NA。食鹽晶體中兩個距離最近的鈉離子中心間的距離為________cm。 答案　(1)1s22s22p63s23p63d104s1(或[Ar]3d104s1) (2)5 (3)sp3雜化　三角錐形 (4)4　原子 (5)· 解析　(1)核電荷數(shù)比As小4的原子為Cu，其基態(tài)的電子排布式為1s22s22p63s23p63d104s1或[Ar]3d104s1；(2)前四周期元素中，基態(tài)原子中未成對電子與其所在周期數(shù)相同的元素有5種，對應(yīng)元素和價電子構(gòu)型分別

9、是：氫(1s1)、碳(2s22p2)、氧(2s22p4)、磷(3s23p3)、鐵(3d64s2)，注意沒有3d44s2(應(yīng)為3d54s1)；(3)類比NH3可推知NCl3中心原子雜化方式為sp3雜化，NCl3的空間構(gòu)型為三角錐形；(4)依據(jù)題干信息“它們的晶體結(jié)構(gòu)與單晶硅相似”，通過硅類推AlN的晶體類型為原子晶體，每個Al原子與4個N原子相連；(5)設(shè)Cl－與Na＋的最近距離為a cm，則兩個最近的Na＋間的距離為a cm，又：·NA＝Mr，即：a＝，所以Na＋間的最近距離為·。 4． 銅單質(zhì)及其化合物在很多領(lǐng)域中都有重要的用途。請回答以下問題： (1)超細銅粉可用作導(dǎo)電材料、催化劑等，

10、其制備方法如下： ①NH4CuSO3中金屬陽離子的核外電子排布式為______。N、O、S三種元素的第一電離能大小順序為________(填元素符號)。 ②SO的空間構(gòu)型為________。 (2)氯化亞銅(CuCl)的某制備過程：向CuCl2溶液中通入一定量SO2，微熱，反應(yīng)一段時間后即生成CuCl白色沉淀。 ①寫出上述制備CuCl的離子方程式：_______________________________________。 ②CuCl的熔點比CuO的熔點________(填“高”或“低”)。 (3)氯和鉀與不同價態(tài)的銅可生成兩種化合物，其陰離子均為無限長鏈結(jié)構(gòu)(如圖所示)，

11、a位置上Cl原子的雜化軌道類型為________。已知其中一種化合物的化學(xué)式為KCuCl3，則另一種化合物的化學(xué)式為____________。 (4)用晶體的X射線衍射法可以測得阿伏加德羅常數(shù)的值。對金屬銅的測定得到以下結(jié)果：銅晶胞為面心立方最密堆積，邊長為361 pm。又知銅的密度為9.00 g·cm－3，則銅晶胞的體積是________cm3，晶胞的質(zhì)量是__________g，阿伏加德羅常數(shù)的值為________[已知Ar(Cu)＝63.6]。 答案　(1)①1s22s22p63s23p63d10(或[Ar]3d10)　N>O>S?、谡拿骟w形 (2)①2Cu2＋＋2Cl－＋S

12、O2＋2H2O2CuCl↓＋4H＋＋SO?、诘? (3)sp3雜化　K2CuCl3 (4)4.70×10－23　4.23×10－22　6.01×10－23 解析　(1)同主族元素O、S的第一電離能大小順序為O>S，同周期元素O、N的第一電離能大小順序為N>O(N反常)，故第一電離能大小順序為N>O>S。(2)SO的價層電子對數(shù)＝＝4，有四個配體，沒有孤對電子，因而S原子是sp3雜化，SO為正四面體結(jié)構(gòu)。(2)②由于Cl－的半徑比O2－的大，且Cl－所帶電荷數(shù)比O2－帶的少，則CuCl的晶格能比CuO的小，故CuCl的熔點比CuO的低。(3)據(jù)圖知a位置上的Cl原子形成了2個σ鍵，同時還有2

13、個孤電子對，其雜化軌道類型為sp3雜化；由于銅的化合價有＋1、＋2，已知KCuCl3中銅為＋2價，則＋1價的銅形成化合物的化學(xué)式為K2CuCl3。(4)根據(jù)銅晶胞為面心立方最密堆積，由邊長可計算出晶胞的體積V＝(361 pm)3≈4.70×10－23 cm3；根據(jù)m＝ρ×V＝9.00 g·cm－3×4.70×10－23cm3＝4.23×10－22g；由于一個銅晶胞中含有的銅原子數(shù)為8×＋6×＝4(個)，則NA＝≈6.01×1023mol－1。 B．實驗化學(xué) 1． 芐叉丙酮(相對分子質(zhì)量為146)是一種無色或淡黃色晶體，易溶于乙醇、乙醚，微溶于水，可用作香料的留香劑或用于制取香料增香劑，還可

14、作為殺菌劑等。實驗室合成原理及實驗裝置如下： 實驗步驟如下： 步驟1：在100 mL三頸燒瓶中(裝置如圖所示)，分別裝上滴液漏斗、球形冷凝管和溫度計，在電磁攪拌下依次加入22.5 mL 10%氫氧化鈉溶液和4 mL(0.054 mol，稍過量)丙酮，然后滴加5.3 mL(0.05 mol)新制苯甲醛。 步驟2：再通過滴液漏斗加入1∶1鹽酸中和至中性，用分液漏斗分出黃色油層。水層用3×10 mL乙醚萃取，將萃取液與油層合并，用10 mL飽和食鹽水洗滌1次后用無水硫酸鎂干燥。然后蒸餾，在55 ℃左右蒸餾回收乙醚，可得黃色油狀的芐叉丙酮5.0 g。 (1)裝置中儀器a的名稱是____

15、____。 (2)回流時，流入燒瓶的除H2O外還有________(填結(jié)構(gòu)簡式)。 (3)為了提高產(chǎn)率，如何滴加苯甲醛________。 (4)苯甲醛久置后含有苯甲酸，后者不但會影響反應(yīng)的進行，而且混在產(chǎn)物中不易除去，需用10%碳酸鈉溶液洗至無二氧化碳放出，然后用水洗滌，再用無水硫酸鎂干燥。干燥時可加入1%對苯二酚，減壓蒸餾得到。加入對苯二酚的作用是________。 (5)本實驗產(chǎn)率為________。 答案　(1)滴液漏斗(恒壓滴液漏斗) (2)CH3COCH3、C6H5CHO (3)逐滴慢慢加入，并不斷攪拌 (4)防止苯甲醛被氧化 (5)68.5% 解析　(2)因為丙

16、酮、苯甲醛均易揮發(fā)，所以回流時，滴入燒瓶的除水外，還有丙酮、苯甲醛。 (3)為了使苯甲醛充分反應(yīng)，所以應(yīng)慢慢滴入苯甲醛。 (4)加入對苯二酚可防止苯甲醛被氧化。 (5)×100%≈68.5%。 2． 乙?；F是常用的汽油的抗震劑，由二茂鐵合成乙酰基二茂鐵的原理如下： 其實驗步驟如下： 步驟1：如圖Ⅰ所示，取1 g二茂鐵與3 mL乙酸酐于裝置中，開通攪拌器，慢慢滴加85%的磷酸1 mL，加熱回流5 min。 步驟2：待反應(yīng)液冷卻后，倒入燒杯中加入10 g碎冰，攪拌至冰全部融化，緩慢滴加NaHCO3溶液中和至中性，置于冰水浴中15 min。抽濾，烘干，得到乙酰基二茂鐵粗

17、 產(chǎn)品。 步驟3：將乙?；F粗產(chǎn)品溶解在苯中，從圖Ⅱ裝置的分液漏斗中滴下，再用乙醚淋洗。 步驟4：將其中一段時間的淋洗液收集，并進行操作X，得到純凈的針狀晶體乙?；F并回收乙醚。 (1)步驟2中的抽濾操作，除燒杯、玻璃棒外，還必須使用的屬于硅酸鹽材質(zhì)的儀器有________。 (2)步驟2中不需要測定溶液的pH就可以判斷溶液接近中性，其現(xiàn)象是______________。 (3)步驟3將粗產(chǎn)品中雜質(zhì)分離實驗的原理是____________________。 (4)步驟4中操作X的名稱是____________，該操作中不能使用明火的原因是__________。 (5)為確

18、定產(chǎn)品乙?；F中是否含有雜質(zhì)二乙?；F()，可以使用的儀器分析方法是__________________。 答案　(1)布氏漏斗、抽濾瓶 (2)滴加NaHCO3溶液不再產(chǎn)生氣泡 (3)不同物質(zhì)在擴散劑中擴散的速率不同 (4)蒸餾　乙醚易揮發(fā)且易燃 (5)質(zhì)譜法或核磁共振氫譜 解析　(1)抽濾操作要用到布氏漏斗和抽濾瓶。 (2)在步驟1中加入磷酸，磷酸與NaHCO3反應(yīng)生成CO2氣體，所以當(dāng)溶液接近中性時，不再產(chǎn)生氣泡。 (4)淋洗液中的有機物沸點差別較大，所以用蒸餾的方法將其分離，該實驗不能用明火，是因為乙醚易揮發(fā)且易燃。 (5)乙酰基二茂鐵與二乙?；F中的氫原子

19、類型相同，但個數(shù)不同，所以用質(zhì)譜法或核磁共振氫譜分析。 3． 七水硫酸鎂(MgSO4·7H2O)在印染、造紙和醫(yī)藥等工業(yè)上都有廣泛的應(yīng)用，利用化工廠生產(chǎn)硼砂的廢渣——硼鎂泥可制取七水硫酸鎂。硼鎂泥的主要成分是MgCO3，還含有其他雜質(zhì)(MgO、SiO2、Fe2O3、FeO、CaO、Al2O3、MnO等)。 表1　部分陽離子以氫氧化物形式完全沉淀時溶液的pH 沉淀物 Al(OH)3 Fe(OH)3 Fe(OH)2 Mn(OH)2 Mg(OH)2 pH值 5.2 3.2 9.7 10.4 11.2 表2　兩種鹽的溶解度(單位為g/100 g水) 溫度/℃ 10

20、30 40 50 60 CaSO4 0.19 0.21 0.21 0.20 0.19 MgSO4·7H2O 30.9] 35.5 40.8 45.6 硼鎂泥制取七水硫酸鎂的工藝流程如下： 根據(jù)以上流程圖并參考表格pH數(shù)據(jù)和溶解度數(shù)據(jù)，試回答下列問題： (1)操作Ⅰ的濾液中加入硼鎂泥，調(diào)節(jié)溶液的pH＝5～6，再加入NaClO溶液加熱煮沸，將溶液中的Mn2＋氧化成MnO2，F(xiàn)e2＋氧化成Fe3＋，反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式為______________，__________________。加熱煮沸的主要目的是__________________。 (2)沉淀

21、B中除MnO2外還含有__________________(填化學(xué)式)等物質(zhì)，過濾用到的玻璃儀器有____________。 (3)檢驗操作Ⅱ后的濾液中是否含有Fe3＋的實驗方法是________________。 (4)產(chǎn)生沉淀C的化學(xué)式是________________，操作Ⅲ需趁熱進行的理由是______________。 答案　(1)Mn2＋＋ClO－＋H2O===MnO2↓＋Cl－＋2H＋ 2Fe2＋＋ClO－＋2H＋===2Fe3＋＋Cl－＋H2O、Fe3＋＋3H2OFe(OH)3↓＋3H＋　促進 Fe3＋、Al3＋的水解 (2)Fe(OH)3、Al(OH)3　燒杯、漏

22、斗、玻璃棒 (3)向濾液中加入KSCN，觀察濾液是否變血紅色 (4)CaSO4·2H2O或CaSO4　防止MgSO4在溫度降低時結(jié)晶析出 解析　(1)根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知Fe3＋易水解生成Fe(OH)3沉淀，NaClO具有強氧化性，能將Fe2＋氧化成Fe3＋，易于除去。鹽的水解為吸熱反應(yīng)，加熱有利于促進Fe3＋、Al3＋的水解生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。 (2)過濾用到的儀器或用品有鐵架臺、燒杯、玻璃棒、漏斗以及濾紙，其中玻璃儀器有燒杯、漏斗、玻璃棒。 (3)檢驗Fe3＋用KSCN溶液，觀察溶液是否變血紅。 (4)溫度越高，CaSO4的溶解度越小，而MgSO4的溶解度越大，

23、所以沉淀C的化學(xué)式為CaSO4·2H2O或CaSO4，此時MgSO4留在濾液中。 4． 三氧化二鐵和氧化亞銅都是紅色粉末，常用作顏料。某?；瘜W(xué)實驗小組通過實驗來探究某紅色粉末是Fe2O3、Cu2O或二者的混合物。探究過程如下： [查閱資料] Cu2O是一種堿性氧化物，溶于稀硫酸生成Cu和CuSO4，在空氣中加熱生成CuO。 [提出假設(shè)] 假設(shè)1：紅色粉末是Fe2O3； 假設(shè)2：紅色粉末是Cu2O； 假設(shè)3：紅色粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。 [設(shè)計探究實驗] 取少量粉末放入足量稀硫酸中，在所得溶液中再滴加KSCN試劑。 (1)若假設(shè)1成立，則實驗現(xiàn)象是________

24、____________________________________。 (2)若滴加KSCN試劑后溶液不變血紅色，則證明原固體粉末中一定不含三氧化二鐵。你認為這種說法合理嗎？并簡述你的理由______________________________________。 (3)若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加KSCN試劑時溶液不變血紅色，則證明原固體粉末是__________________________________________________________________。 [探究延伸] 經(jīng)實驗分析，確定紅色粉末為Fe2O3和Cu2O的混合物。 (4)該實驗小組欲用加

25、熱法測定Cu2O的質(zhì)量分數(shù)。取a g固體粉末在空氣中充分加熱，待質(zhì)量不再變化時，稱其質(zhì)量為b g(b＞a)，則混合物中Cu2O的質(zhì)量分數(shù)為__________。 答案　(1)固體完全溶解，溶液呈血紅色 (2)不合理，當(dāng)原固體粉末為Fe2O3和Cu2O的混合物時，加入稀硫酸后產(chǎn)生的Fe3＋可能全部與Cu反應(yīng)生成Fe2＋，滴加KSCN溶液后也不變血紅色 (3)Fe2O3和Cu2O的混合物 (4)×100% 解析　(1)若紅色粉末是Fe2O3，則加入足量稀硫酸后固體會完全溶解，在所得溶液中再滴加KSCN試劑，溶液呈血紅色。 (3)若固體粉末完全溶解無固體存在，滴加KSCN試劑時溶液不變血紅色，說明溶液中沒有Fe3＋，即Fe3＋全部與Cu反應(yīng)生成Fe2＋，所以原固體粉末是Fe2O3和Cu2O的混合物。 (4)2Cu2O＋O24CuO，固體增加的質(zhì)量就是參與反應(yīng)的氧氣的質(zhì)量。可得關(guān)系式：＝，故m(Cu2O)＝9(b－a) g，混合物中Cu2O的質(zhì)量分數(shù)為×100%。