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2014年(全国II卷)化学


2014 年普通高等学校招生全国统一考试(全国 II 卷) 理科综合化学部分
7.下列过程没有发生化学反应的是 A.用活性炭去除冰箱中的异味 B.用热碱水清除炊具上残留的污垢 C.用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 D.用含硅胶、铁粉的透气小袋与食品一起密封包装 【答案】A 【解析】A、活性炭去除冰箱中的异味是利用活性炭的物理吸附作用,没有发生化学变 化,A 正确;B

、污垢的主要成分是油脂,该过程利用了油脂在碱性条件下(热碱溶液) 能发生彻底的水解反应,发生了化学变化,B 错误;C、水果在成熟的过程中,会释放 一种称为乙烯的物质,乙烯具有还原性,能够被酸性高锰酸钾溶液氧化,发生了氧化 反应,属于化学变化,C 错误;D、铁粉可吸收氧气,防止食品被氧化,属于化学变化, D 错误。 8.四联苯 A.3 种 【答案】C B.4 种 C .5 种 的一氯代物有 D.6 种

【解析】根据四联苯的结构可知,

的分子结构呈现对

称性,则四联苯分子中有 5 种不同类型的 H 原子,所以一氯代物也有 5 种。 9.下列反应中,反应后固体物质增重的是 A.氢气通过灼热的 CuO 粉末 C.铝与 Fe2O3发生铝热反应 【答案】B 【解析】A、发生的反应是 CuO+H2 Cu+H2O,固体从 CuO Cu,质量减 Na2CO3, B.二氧化碳通过 Na2O2粉末 D.将锌粒投入 Cu(NO3)2溶液

小,A 错误;B、发生的反应是2Na2O2+2CO2=Na2CO3+O2↑,固体从 Na2O2

1

质量增加,B 正确;C、发生的反应是 Al+Fe2O3

Al2O3+Fe,固体从 Al+Fe2O3

Al2O3+Fe,质量没有变化,C 错误;D、发生的反应是 Zn+Cu(NO3)2= Zn(NO3)2+Cu,固体 从 Zn Cu ,质量减小,D 错误。

10.下列图示试验正确的是

A.除去粗盐溶液中的不溶物

B.碳酸氢钠受热分解

C.除去 CO 气体中的 CO2气体 【答案】D

D.乙酸乙酯的制备

【解析】A、除去粗盐中的不溶物采取过滤的方法,过滤时要注意“一贴二低三靠”, “三靠”指的是玻璃棒下端要紧靠三层滤纸一侧、烧杯紧靠玻璃棒、漏斗下端紧靠烧杯内 壁,A 错误;B、加热固体,试管口要向下倾斜,B 错误;C、除去 CO 气体中的 CO2气体 要通过含有碱溶液的洗气瓶,要注意气流方向为长管进气、短管出气,C 错误;D、制备乙 酸乙酯的实验装置正确。 11.一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是 A. pH=5的 H2S 溶液中,c(H+)=c(HS-)=1× 10-5mol· L-1 B. pH=a 的氨水溶液,稀释10倍后,其 pH=b,则 a=b+1

2

C. pH=2的 H2C2O4溶液与 pH=12的 NaOH 溶液任意比例混合: c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+ c(HC2 O4 ? ) D. pH 相同的① CH3COONa② NaHCO3③ NaClO 三种溶液的 c(Na+):① >② >③ 【答案】D 【解析】 A、 pH=5的 H2S 溶液中, 存在 H2S H++ HS-、 HSH++ S2-、 H2O

? ? H++OH-三个电离平衡,所以 c (H ) =1× 10-5mol· L-1 > c (HS ) ,A 错误;B、氨水的溶质一水

合氨( NH3 ? H2O )属于弱电解质( NH3 ? H2O

NH4? ? OH? ),加水稀释,会使电

离平衡向正方向移动,促进了 NH3 ? H2O 的电离,所以 PH=a 的氨水溶液,稀释10倍后, 其 PH=b , 则
? ?

a>b+1 , B
?

错 误 ; C 、 根 据 电 荷 守 恒 可 知 :
?

c(Na ) + c (H ) = c(OH ) + c(HC2 O4 ) + c(C2 O4 ) , C

2?

错 误 ; D 、 酸 性 :

CH3COOH>H2CO3>HClO,根据盐类水解的规律可知:组成盐的酸根对应的酸越弱,该盐 的水解程度越大,溶液的减小就越强,PH 就越大,所以 PH 相同错误!未找到引用源。 CH3COONa② NaHCO3③ NaClO 三种溶液的 c(Na ) :① >② >③ ,D 正确。 12.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系。下列叙述错误的是 A.a 为电池的正极 B.电池充电反应为 LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi C.放电时,a 极锂的化合价发生变化 D.放电时,溶液中的 Li+从 b 向 a 迁移 【答案】C 【解析】根据题给装置图判断,电极 b 是原电池的负极,电极反应式为 Li-e- =Li+,电 极 a 是原电池的正极,电极反应为 LiMn2O4 +xLi +xe- =Li1-xMn2O4。 A、综上所述,a 是原电池的正极,A 正确;B、根据正负极的电极反应可知,电池充 电反应为 LiMn2O4=Li1-xMn2O4+xLi,B 正确;C、放电时,a 极锰的化合价发生变化,Li 的化合价没有变化,C 错误;D、放电时,溶液中的 Li+从 b 向 a 迁移,D 正确。 13.室温下,将1mol 的 CuSO4· 5H2O(s)溶于水会使溶液温度降低,热效应为 ΔH1,将1mol 的 CuSO4(s)溶于水会使溶液温度升高,热效应为 ΔH2;CuSO4· 5H2O 受热分解的化学方 程式为:CuSO4· 5H2O(s) CuSO4(s) +5H2O( l ),热效应为 ΔH3。则下列判断正确
?

3

的是 A.ΔH2>ΔH3 C.ΔH1+ΔH3=ΔH2 【答案】B 【解析】根据题意,发生反应的热化学方程式为: CuSO4· 5H2O(s)溶于水(溶液温度降低,该过程为吸热过程): CuSO4· 5H2O(s) Cu2+( aq )+SO42-( aq )+5H2O( l ) ΔH1>0 B.ΔH1<ΔH3 D.ΔH1+ΔH2=ΔH3

CuSO4(s)溶于水会(使溶液温度升高,该过程为放热过程) CuSO4(s) Cu2+( aq )+SO42-( aq ) ΔH2<0

CuSO4· 5H2O(s)受热分解的热化学方程式为 CuSO4· 5H2O(s) 根据盖斯定律可知:ΔH3=ΔH1-ΔH2>0 A、根据上述分析,ΔH2<0,ΔH3 >0,所以 A 错误;B、ΔH3=ΔH1-ΔH2(ΔH2<0), 所以 ΔH3>ΔH1,B 正确;C、ΔH3=ΔH1-ΔH2,C 错误;D、ΔH1+ΔH2<ΔH3,D 错误。 26.(13 分) 在容积为 100L 的容器中,通入一定量的 N2O4,发生反应 N2O4g) 度升高,混合气体的颜色变深。 2NO2 (g),随温 CuSO4(s) +5H2O( l ) ΔH3

回答下列问题: (1)反应的 ? H 0(填“大于”或“小于”);100℃时,体系中各物质浓度 mol· L
?1

随时间变化如上图所示。在 0~60s 时段,反应速率? (N 2 O4 ) 为 的平衡常数 K1 为 。

· s ;反应

?1

4

(2)100℃时达平衡后,改变反应温度为 T ,以 c(N2 O4 ) 以 0.0020 mol· L 率降低,经 10s 又达到平衡。 ①T 100℃(填“大于”或“小于”),判断理由是 。 。

?1

· s 的平均速

?1

②列式计算温度 T 时反应的平衡常数 K 2

(3)温度 T 时反应达平衡后,将反应容器的容积减少一半。平衡向(填“正反应”或“逆反 应”)方向移动,判断理由是 【答案】(13 分) (1)大于 0.0010 0.36mol· L
—1



(2)① 大于 反应正方向吸热,反应向吸热方向进行,故温度升高 ②平衡时,
— — — — — L 1+0.0020 mol· L 1· s 1× 10s× 2=0.16 mol· L 1, c (N2O4)=0.040 mol· L c (NO2)=0.120 mol·

1

-0.0020 mol· L 1· s 1× 10s=0.020 mol· L 1,则 K 2 ?
— — —

(0.16 mol ? L—1 ) 2 — =1.3 mol· L 1; 0.020 mol ? L—1

(3)逆反应 对气体分子数增大的反应,增大压强平衡向逆方向移动 【解析】(1)根据题目提供的信息:随温度升高,混合气体的颜色变深(NO2 浓度增 大),说明平衡 N2O4g) 2NO2 (g)向正方向移动,则说明正反应是吸热反应, ? H >0。
?1

根据图像可知,0~60s 时间段内,NO2 的物质的量浓度变化量是 0.120 mol· L

,所以

v(NO 2 ) ?

0.120mol ? L?1 — — =0.0020 mol· L 1· s 1, 根据各物质的化学反应速率之比等于化学计 60s
1 — — v(NO2 ) =0.0010 mol· L 1· s 1;由图像可知,100℃达到平衡 2


量数之比,所以? (N 2 O4 ) =


时, c (NO2)= 0.120 mol· L 1, c (N2O4)= 0.040 mol· L 1,所以化学平衡常数

K1 ?

(0.120 mol ? L—1 ) 2 — =0.36mol· L 1; —1 0.040 mol ? L
?1

(2)改变反应温度为 T ,以 c(N2 O4 ) 以 0.0020 mol· L

· s 的平均速率降低,说明 2NO2 (g)的焓变 ? H >0,
?1

?1

c(N2O4 ) 减低,平衡向着正方向移动,又因为该反应 N2O4g)
说明反应温度意味着温度升高;②因为 c(N2 O4 ) 以 0.0020 mol· L
— — —

· s ,反应经过的时间是


?1

10s,所以△ c (N2O4)= 0.0020 mol· L 1· s 1× 10s=0.020 mol· L 1,则△ c (NO2)= 0.020 mol· L
1

× 2= 0.040 mol· L 1,所以平衡时 c (N2O4)= 0.040 mol· L 1-0.020 mol· L 1=0.020 mol· L 1,
— — — —

5

L +0.040 mol· L =0.16 mol· L ,则 K 2 ? c (NO2)=0.120 mol·
—1 —1 —1 —1

(0.16 mol ? L—1 ) 2 =1.3 mol· L 0.020 mol ? L—1

; (3)温度为 T 时,达到平衡时,将反应容器的体积减小一半,此过程相当于增大用气

枪的过程。当其他条件不变时,增大压强,平衡会向着气体物质的量减小的方向移动,对 于此反应来说(N2O4 (g) 移动。 27.(15 分) 铅及其化合物可用于蓄电池、耐酸设备及 X 射线防护材料等。回答下列问题: (1)铅是碳的同族元素, 比碳多 4 个电子层, 铅在元素周期表的位置为第_ 第_ _族,PbO2 的酸性比 CO2 的酸性 (填“强”“弱”)。 。 ; _周期、 2NO2 (g)),当其他条件不变时,增大压强,平衡向逆方向

(2)PbO2 与浓盐酸共热生成黄绿色气体,反应的化学方程式为 (3)PbO2 可由 PbO 与次氯酸钠溶液反应制得反应的离子方程式为

PbO2 也可以通过石墨为电极 Pb(NO3)2 和 Cu(NO3)2 的混合溶液为电解液电解制取。 阳极发生 的电极反应式为_ _。 阴极上观察到的现象是_ _; 若电解液中不 _,这样做的主要缺点是

加入 Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为 _ 。

(4)PbO2 在加热过程发生分解的失重曲线如下图所示,已知失重曲线上的 a 点为样品 失重 4.0%( 即

样品起始质量 — a点固体质量 ?100% )的残留固体,若 a 点固体组成表 样品起始质量
_。

示为 PbOx 或 mPbO2· nPbO,列式计算 x 值和 m:n 值_

【答案】(15 分) (1) 六 ⅣA 弱

6

(2)PbO2+4HCl(浓) (3)PbO+ClO = PbO2+Cl 石墨上包上铜镀层 (4)根据 PbO2
— —

PbCl2+Cl2↑+2H2O Pb2++2H2O - 2e = PbO2↓+ 4H+


Pb2++2e =Pb↓


不能有效利用 Pb2+

PbO x +

2? x 2? x O2↑,有 × 32= 239 ? 4.0% , 2 2

x ? 2?

239 ? 4.0% 2m ? n m 0 .4 2 ? 1.4 , = =1.4 ,根据 mPbO2· nPbO, = n 0 .6 3 16 m?n

【解析】碳在元素周期表中的位置是第二周期,IVA 族,由图中所给的信息“铅是碳 的同族元素,比碳多 4 个电子层(相当于比 C 的周期数大 4)”,所以铅在元素周期表的 位置为第六周期,IVA 族;由于同主族元素随着核电荷数的逐渐增大,元素的非金属性逐 渐减弱,所以 PbO2 的酸性比 CO2 的酸性要弱; (2)PbO2 与浓盐酸共热生成黄绿色气体,则该黄色色气体是 Cl2,(则意味着该反应 为氧化还原反应),所以反应的方程式为 PbO2+4HCl(浓) PbCl2+Cl2↑+2H2O;

(3)由题目提供的信息可知,PbO 与次氯酸钠溶液反应属于氧化还原反应,Pb 化合 价升高,Cl 元素化合价降低,故离子方程式为 PbO+ClO = PbO2+Cl ; (4)电解池的阳极发生失电子反应(氧化反应),因为 Pb2+→PbO2 属于氧化反应, 所以发生的电极反应为 Pb2++2H2O - 2e = PbO2↓+ 4H+; 由于 Cu2+的放电能力强于 Pb2+,
— — —

故阴极上的电极反应为 Cu2++2e =Cu,则阴极产生的现象是石墨上包上铜镀层;若电解液


中不加入 Cu(NO3)2,阴极发生的电极反应式为 Pb2++2e =Pb↓,这样一来就不能有效利用


Pb2+。 ( 5 ) 样 品 失 重 的 原 因 是 生 成 了 氧 气 , 根 据 PbO2 PbO x +

2? x O2↑ , 有 2

2? x 239 ? 4.0% 2m ? n ? 1.4 , × 32= 239 ? 4.0% , x ? 2 ? =1.4 ,根据 mPbO2· nPbO, 2 16 m?n m 0 .4 2 = = 。 n 0 .6 3
28.(15 分) 某小组以 CoCl2· 6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄 色晶体 X,为确定其组成,进行如下实验。

7

① 氨的测定:精确成全 w g X,加入适量水溶解,加入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴 加入足量 10%NaOH 溶液,通入水蒸气,将样品中的氨全部蒸出,用 V1mL c1mol· L—1 的盐 酸标准溶液吸收。蒸氨结束后取下接收瓶,用 c2mol· L—1 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl, 到终点时消耗 V2mL NaOH 溶液。

3 2 1.水 2.安全管 3.10%NaOH 溶液 5 1 4 6 4.样品液 5.盐酸标准溶液 6.冰盐水 A B C

氨的测定装置(已省略加热和夹持装置) 错误!未找到引用源。氯的测定:准确称取样品 X,配成溶液后用 AgNO3标准溶液滴 定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现淡红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)。 回答下列问题: (1)装置中安全管的作用原理是_ (2)用 NaOH 标准溶液滴定过剩的 HCl 时,应使用_ 用的指示剂为 (3)样品中氨的质量分数表达式为_ _。 _。 _ _。 _式滴定管,可使

(4) 测定氨前应该对装置进行气密性检验, 若气密性不好测定结果将_ (填“偏高”或“偏低”)。 (5) 测定氯的过程中, 使用棕色测定管的原因是_ _
2?

_

_

_




?5 ? — 点终点时, 若溶液中 c(Ag ) ? 2.0 ?10 mol· L 1,c(CrO4 ) 为__

mol· L 1, (已知:

Ksp (Ag2CrO4 ) ? 1.12 ?10?12 )
(6) 经测定, 样品 X 中钴、 氨和氯的物质的量比为 1:6:3, 钴的化合价为_ 制备 X 的化学方程式为_ _ _ _ _ _,

,X 的制备过程中温度不能过高的

8

原因是_

_



【答案】(15 分) (1)当 A 中压力过大时,安全管中的液面上升,使 A 瓶中的压力稳定。 (2)碱 酚酞(或甲基红) (3)

(c1V1 ? c2V2 ) ?10?3 ?17 ?100% w

(4)偏低 (5)防止硝酸银见光分解 (6)+3 2.8× 10
—3

2CoCl2 +NH4Cl +10NH3 + H2O2 = 2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O

温度过高过氧化氢分解,氨气逸出 【解析】(1)分析装置可知,当 A 中压力过大时,安全管中的液面上升,使 A 瓶中 的压力稳定; (2)NaOH 标准溶液应使用碱式滴定管,在滴定时,可以选择酚酞(或甲基红)作为 指示剂; (3)氨滴定过程中发生的反应是 NH3+HCl=NH4Cl,消耗的 HCl 的物质的量是
?3 ?3 所以参加反应 NH3 的物质的量也是 (cV 则 NH3 (cV 1 1 ? c2V2 ) ?10 mol, 1 1 ? c2V2 ) ?10 mol,

?3 的质量是 (cV 1 1 ? c2V2 ) ?10 ?17 g,则氨的质量分数为

(c1V1 ? c2V2 ) ?10?3 ?17 ?100% ; w

(4)在进行氨的测定实验前要对装置的气密性进行检查,如若装置的气密性不好,则 会导致一部分氨气逸出,使氨气的测定结果降低; (5)测定氯的过程中,用 AgNO3 进行滴定,因为 AgNO3 见光易分解,所以必须使用 棕色滴定管进行滴定(防止 AgNO3 见光分解);根据沉淀溶解平衡可知,

Ksp (Ag2CrO4 ) ? c(Ag? )2 ? c(CrO42? ) ,
则 c(CrO4 ) =
2?

K sp ( Ag 2CrO4 ) c( Ag ? )2

1.12 ?10?12 — — = =2.8× 10 3 mol· L 1; ?5 ?1 2 (2.0 ?10 mol ? L )

(6)由题意“样品 X 中钴、氨和氯的物质的量比为 1:6:3”可以写出 X 的化学式为 [Co(NH3)6]Cl3,根据化合物中元素化合价代数和为 0,所以 Co 元素呈现+3 价;由制备 [Co(NH3)6]Cl3 的原料: CoCl2· 6H2O、 NH4Cl、 H2O2、 浓氨水, 可以写出反应的方程式为 2CoCl2

9

+NH4Cl +10NH3 + H2O2 = 2[Co(NH3)6]Cl3 + 2H2O,因为温度过高过氧化氢分解,导 致氨气逸出,所以 X 的制备过程中温度不能过高。 36.【化学——选修 2:化学与技术】(15 分) 将海水淡化与浓海水资源化结合起来是综合利用海水的重要途径之一。 一般是先将海水 淡化,再从剩余的浓海水中滤过一系列工艺流程提取其他产品。 回答下列问题: (1) 下列改进和优化海水综合利用工艺的设想和做法可行的是 ①用混凝法获取淡水 ③优化提取产品的品种 ②提高部分产品的质量 ④改进钾、溴、镁等的提取工艺 (填序号) 。

( 2 )采用“空气吹出法”从弄海水吹出 Br2 ,并用纯碱吸收,碱吸收溴的主要反应是 Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO 3 +NaHCO 3 ,吸收 1 mol Br2 时,转移的电子数为 mol。 (3)海水提取镁的一段工艺流程如下图: 浓海水 脱硫 澄清 产品 1

澄清液

合成

石灰乳

产品 2 浓海水的主要成分如下: 离子 浓度/(g·L )
-1

干燥

过滤

沉降

Na+ 63.7

Mg2+ 28.8

Cl— 144.6

SO42— 46.4 ,产品 2 的化学式 g。

该工艺过程中,脱硫阶段主要反应的离子方程式为 为 。1L 浓海水最多可得到产品 2 的质量为

(4)采用石墨阳极、不锈钢阴极电解熔融的氯化镁,发生反应的化学方程式 为 程式 ;电解时,若有少量水存在会造成产品镁的消耗,写出有关反应的化学方 。

【答案】[化学选修—2:化学与技术](15 分) (1)② ③ ④

10

(2)

5 3
Mg(OH)2 69.6
高温

(3)Ca2++SO42-= CaSO4↓ (4)MgCl 2
电解

Mg ? Cl 2?

Mg ? 2H 2 O

? H 2? Mg(OH) 2

【解析】(1)混凝法只能除去水中的悬浮颗粒物,不能获取淡水,故设想和做法可行 的是②③④。 (2)Br2+Na2CO3+H2O→NaBr+NaBrO 3 +NaHCO 3 属于氧化还原反应,我们可以利用 得失电子守恒进行方程式的配平,配平后即是 3Br2+6Na2CO3+3H2O=5NaBr+NaBrO 3 + 6NaHCO 3 ,所以吸收 1mol Br2 时转移电子的物质的量是

5 mol; 3


(3) 根据流程图可知, “脱硫” 阶段是除去浓海水中的 “SO42 ” , 加入的试剂是 “Ca2+” , 发生的离子反应是 Ca2++SO42-= CaSO4↓, 制备产品 2 的主要反应是 Mg2++2OH = Mg(OH)2,


所以产品 2 的化学式是 Mg(OH)2。 由题目中的信息可知, 1L 浓海水中含 Mg2+的质量是 28.8g (则 n (Mg2+) =1.2mol) , 那么 1.2mol 的 Mg2+最多可以得到 1.2mol 的 Mg(OH)2, 故 Mg(OH)2 的质量是 m(Mg ?OH?2 ) ? 1.2mol ? 58g / mol ? 69.6g ; (4)因为阳极的电极材料是石墨,所以电解熔融的氯化镁发的方程式为 MgCl2 Mg+2H2O Mg+Cl2↑;Mg 的化学性质比较活泼,能与水发生反应,反应的方程式为 Mg(OH)2+ H2↑。

37、[化学——选修 3:物质结构与性质](15 分) 周期表前四周期的元素 a、b、c、d、c,原子序数依此增大。a 的核外电子总数与其周 期数相同,b 的价电子层中的末成对电子有 3 个,c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍, d 与 c 同族;e 的最外层只有 1 个电子,但次外层有 18 个电子。回答下列问题: (1)a、c、d 中第一电离能最大的是________(填元素符号),e 的价层电子轨道示图为 ___________. (2)a 和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥形,该分子的中心原子的 杂化方式为 _________ ;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的化合物是 _________(填化学式,写出两种)。 (3) 这些元素形成的含氧酸中, 分子的中心原子的价层电子对数为 3 的酸是__________:

11

酸根呈三角锥结构的酸是___________。(填化学方式) (4)e 和 e 形成的一种离子化合物的晶体结构如图 1,则 e 离子的电荷为_________。 (5)这 5 种元素形成的一种 1:1 型离子化合物中,阴离子呈四面体结构;阳离子呈轴 向狭长的八面体结构(如图 2 所示)。

该化合物中,阴离子为________,阳离子中存在的化学键类型有__________;该化合 物中加热时首先失去的组分是_________,判断理由是_________。 【答案】[化学——选修 3:物质结构与性质] (15 分)

(1)N (2)sp3 (3)HNO2 (4)+1 (5)H2SO4 共价键和配位键 H2O H2O 与 Cu2+的配位键比 NH3 与 Cu2+的弱 H2O2 N2H4 HNO3 H2SO3

【解析】 题目所给的信息 “周期表前四周期的元素 a、 b、 c、 d、 c, 原子序数依此增大” 。 a 的核外电子总数与其周期数相同,说明 a 是 H 元素;b 的价电子层中的末成对电子有 3 个,则 b 是 N 元素;c 的最外层电子数为其内层电子数的 3 倍,则 c 是 O 元素;d 与 c 同 族,则 d 是 S 元素;e 的最外层只有 1 个电子,但次外层有 18 个电子,则 e 是 Cu 元素。 (1)根据同周期元素随着核电荷数的增大,第一电离能呈现逐渐增大的趋势。但当元 素的原子轨道呈全满、全空、半充满状态时,较稳定,同主族元素随着核电荷数的增大, 第一电离能逐渐减小。N 原子 2p 轨道为半充满状态,较稳定,所以 N、S、O 三种元素第 一电离能较大的是 N 元素;e 是 Cu 元素,Cu 原子核外有 29 个电子,其 3d、4s 电子为其 外 围 电 子 , 所 以 其 外 围 电 子 排 布 式 为 3d104s1 , 所 以 Cu 的 价 层 电 子 轨 道 示 意 图 为



12

(2)由上述可知,a 是 H 元素,和其他元素形成的二元共价化合物中,分子呈三角锥 形的分子式 NH3,从分子构型来看。氨分子形成不等性 SP3 杂化,连接三个 H 则分子呈三 角锥形,并有一个孤立 sp3 轨道的电子;分子中既含有极性共价键、又含有非极性共价键的 化合物是 H2O2、N2H4、C2H6 等; (3)这些元素形成的含氧酸中,分子的中心原子的阶层电子对数为 3 的酸是 HNO2 、 HNO3;酸根呈三角锥结构的酸是 H2SO3; (4)c 是 O 元素,e 是 Cu 元素,根据 O 和 Cu 元素形成的晶胞结构来看,1 个晶胞中 O 元素微粒的个数是 8× +1=2,Cu 元素的微粒的个数是 4,所以二者的个数比是 1:2,则 该离子化合物的化学式是 Cu2O,则 Cu 元素所带的电荷数是+1; (5)根据题目中的信息可知,5 种元素(H、N、O、S、Cu)形成的一种 1:1 型的离 子化合物中,阴离子呈四面体结构,可知该阴离子是 SO42 ,阳离子呈轴向狭长的八面体结


1 8

构 , 结 合 图 2 , 可 知 该 化 合 物 的 额 化 学 式 是 [Cu(NH3)4(H2O)2] SO4 , 阳 离 子 是 [Cu(NH3)4(H2O)2]2+,则阳离子中含有共价键和配位键。 38.[ 化学—选修 5:有机化学基础](15 分)

立方烷

具有高度对称性、高致密性、高张力能及高稳定性等特点,因此和成立方

烷及其衍生物呈为化学界关注的热点。下面是立方烷衍生物 I 的一种合成路线:

回答下列问题: (1)C 的结构简式为_________,E 的结构简式为__________。
3 的反应类型为__________,○ 5 的反应类型为__________。 (2)○

13

(3)化合物 A 可由环戍烷经三步反应合成:

反应1的试剂与条件为_________:反应2的化学方程式为__________;反应3可用的试剂 为____________。 (4)在1的合成路线中,互为同分异构体的化合物是__________(填化合物的代号)。 (5)1与碱石灰共热可转化为立方烷。立方烷的核磁共振氢谱中有________个峰。 (6)立方烷经硝化可得到六硝基立方烷,其可能的结构有________种。 【答案】[化学—选修 5:有机化学基础](15 分)

(1) (2)取代反应 消去反应

(3)Cl2/光照 (4)G 和 H (5)1 (6)3

O2/Cu

【解析】(1)C 是由 B(

)在 NaOH 的醇溶液发生消去反应生成的,根据

消去反应的规律,可知 C 的结构简式为

;E 是由 D(

)和 Br2 发生加成

14

反应得到的,所以 E 的结构简式为



(2) 根据流程路线可知: A (

) 生成 B (

) 属于取代反应, B (



在 NaOH 的醇溶液发生消去反应生成 C(

),C(

)与 NBS 在过氧化

氢存在的条件下加热发生取代反应生成 D(

),D(

)和 Br2 发生加成

生成 E(

),所以反应③是取代反应;反应⑤是 E(



生成 F(

),所以反应⑤属于消去反应;

(3)根据合成路线

,采取逆推法可知,生

成环戊酮可以由环戊醇发生氧化反应(Cu 或 Ag 作催化剂,加热)而生成,环戊醇可以由 一氯环戊烷在 NaOH 的水溶液中发生取代反应而生成,一氯环戊烷可以由环戊烷和 Cl2 发 生取代反应(光照)而生成,即 Cl OH
NaOH水溶液 ????? ? 加热

O
O2 Cu作催化剂 ????? ? 加热

Cl2 ??? ? 光照

15

故反应 1 的试剂与条件为 Cl2/光照, 反应 2 的化学方程式为 应 3 可用的试剂是 O2/Cu;

, 反

(4)在 1 的合成路线中,G 和 H 的分子式均为 C9H6O2Br2,二者的结构式不相同,所 以 G 和 H 互为同分异构体;

(5)根据立方烷的结构简式

可知,立方烷空间对称,只有 1 种类型的 H 原子,

所以立方烷的核磁共振氢谱中有 1 个峰; (6)由还原法可知,立方烷的二硝基代物和六硝基代物的种类相同,根据立方烷的结

构简式

可知,立方烷的分子式是 C8H8,立方烷的二硝基代物的结构由三种(相邻碳

原子、同面对角线碳原子、立体对角线),六硝基立方烷的结构也有 3 种。

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