综合题15.0分
化学

请从以下3题中任选一题作答。

【化学——选修2:化学与技术】请回答26-30题。

硫酸工业是化学工业中历史悠久的工业部门,世界硫酸产量仍在逐年增长,工业制取硫酸流程如下:

【化学—选修:物质结构与性质】请回答31-35题。

碳、氮、氧、氟、硫、钛等元素的化合物广泛存在于自然界,回答下列问题:

【化学——选修5:有机化学基础】请回答35-40题。

药物盐酸沙格雷酯片,改善慢性动脉闭塞症所引起的溃疡、疼痛以及冷感等缺血性诸症状。化合物H是合成盐酸沙格雷酯的重要中间体,其合成路线如下:

已知:①

②C2H5OH+SOCl2C2H5Cl+SO2+HCl;

26.工业制硫酸时所用硫铁矿的主要成分为FeS2,写出沸腾炉内发生反应的化学方程式        

27.硫酸的最大消费渠道是化肥工业,用硫酸制造的常见化肥有K2SO4、(NH4)2SO4等,为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,请完善下列步骤:

①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量______溶液,产生白色沉淀。

②___________、__________、_________(依次填写实验操作名称)。

③冷却、称重。

28.硫酸生产中,根据化学平衡原理来确定的条件或措施有         (填写序号)。

29.在硫酸工业中,通过下列反应使二氧化硫转化为三氧化硫:2SO2(g)+O2(g) 2SO3(g) ΔH=-98.3 kJ·mol-1,在实际工业生产中,常采用“二转二吸法”,即将第一次转化生成的SO2分离后,将未转化的SO2进行二次转化,假若两次SO2的转化率均为95%,则最终SO2的转化率为             

30.实验室可利用硫酸厂炉渣(主要成分为铁的氧化物及少量FeS、SiO2等)制备聚铁和绿矾(FeSO4•7H2O),聚铁的化学式为[Fe2(OH)n(SO4)3﹣0.5n]m,制备过程如图所示,下列说法错误的是             

31.氧气分子中σ键和π键的比值为       ;基态Ti原子的电子排布式为          

32.N、O、F三种元素第一电离能由大到小的顺序为         ;三种元素分别形成的最简单氢化物的稳定性由强到弱顺序是           (填化学式)。

33.工业上常用二氧化硫来漂白纸浆、毛、丝、草帽等,SO2分子的空间构型为             ; 在SO2中,S原子的杂化轨道类型为          

34.氮化碳是一种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物,且原子间均以单键结合。下列关于C3N4晶体的说法正确的是

35.钙钛矿型复合氧化物是一种具有独特物理性质和化学性质的新型无机非金属材料,晶胞结构如图所示,钙钛矿型复合氧化物晶体类型为           ,每个Ti原子周围最近的O原子数目为       , 若晶胞的边长为a cm,阿伏加德罗常数为NA,则钙钛矿型复合氧化物的密度为        g·cm-3(不需要化简)。

36.F的分子式为                      

37.A在核磁共振氢谱上有___________种特征峰,B→C的反应类型是_________,C→D的反应类型是_________。

38.A的同分异构体种类很多,符合以下条件的A的同分异构体共有________种,结构简式为___________ 、___________       。 

①属于苯的衍生物; 

②在核磁共振氢谱上有4种特征峰;

39.写出C与足量的SOCl2溶液共热充分反应的化学方程式:____________________。

40.化合物是合成抗癌药物美发伦的中间体,请写出以为原料制备该化合物的合成路线流程图(无机试剂任用)。合成路线流程图示例如下:

第1小题正确答案及相关解析

正确答案

4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2

解析

沸腾炉内FeS2与O2在高温条件下生成Fe2O3和SO2,故答案为:4FeS2+11O2 2Fe2O3+8SO2

考查方向

本题考查工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等。

解题思路

沸腾炉内FeS2与O2在高温条件下生成Fe2O3和SO2

易错点

本题考查的知识点多,如:工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等,只有掌握相关的基础知识,解题并不困难,难度中等。

第2小题正确答案及相关解析

正确答案

①氯化钡 ②过滤、洗涤、干燥

解析

为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,应该根据下列步骤进行相关实验:①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量氯化钡溶液,产生白色沉淀;②再过滤、洗涤、干燥;③冷却、称重,④计算。

考查方向

本题考查工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等。

解题思路

为测定混合肥料K2SO4、(NH4)2SO4中钾的含量,应该根据下列步骤进行相关实验:①称取钾氮肥试样并溶于水,加入足量氯化钡溶液,产生白色沉淀;②再过滤、洗涤、干燥;③冷却、称重,④计算。

易错点

本题考查的知识点多,如:工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等,只有掌握相关的基础知识,解题并不困难,难度中等。

第3小题正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎,目的是为了增大黄铁矿与空气的接触面,加快4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 反应速率,而不是从2SO2+O22SO3 反应中化学平衡角度考虑,故A不正确;

B.使用V2O5作催化剂,催化2SO2+O22SO3 反应,只能加快该反应的速率,不能使平衡移动,故B不正确;

C.接触室中催化转化器使用适宜的温度,目的是使催化剂活性最强,使反应速率最快,而实际上升高温度,会促使2SO2+O22SO3 平衡向吸热方向移动,即逆向移动,不利于提高SO2的转化率,故C不正确;

D.从沸腾炉中出来的气体成分为SO2、O2、N2,经过净化后,进入接触室,炉气中要有过量的空气,即增大O2浓度,会促使2SO2+O

考查方向

本题考查工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等。

解题思路

A.矿石加入沸腾炉之前先粉碎,目的是为了增大黄铁矿与空气的接触面,加快4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2 反应速率,而不是从2SO2+O22SO3 反应中化学平衡角度考虑;

B.使用V2O5作催化剂,催化2SO2+O22SO3 反应,只能加快该反应的速率,不能使平衡移动;

C.接触室中催化转化器使用适宜的温度,目的是使催化剂活性最强,使反应速率最快,而实际上升高温度,会促使2SO2+O22SO3 平衡向吸热方向移动,即逆向移动,不利于提高SO2的转化率;

D.从沸腾炉中出来的气体成分为SO2、O2、N2,经过净化后,进入接触室,炉气中要有过量的空气,即增大O2浓度,会促使2SO2+O2<

易错点

本题考查的知识点多,如:工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等,只有掌握相关的基础知识,解题并不困难,难度中等。

第4小题正确答案及相关解析

正确答案

99.75%;

解析

设二氧化硫的初始浓度为a,则第一次转化掉的二氧化硫浓度为a×95%,剩余的二氧化硫浓度为a×(1-95%),进入第二次转化,则第二次转化掉的二氧化硫浓度为a×(1-95%)×95%,根据公式:转化率═转化浓度/初始浓度×100%,最终SO2的转化率═[a×95%+a×(1-95%)×95%]/a×100%═99.75%;

考查方向

本题考查工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等。

解题思路

设二氧化硫的初始浓度为a,则第一次转化掉的二氧化硫浓度为a×95%,剩余的二氧化硫浓度为a×(1-95%),进入第二次转化,则第二次转化掉的二氧化硫浓度为a×(1-95%)×95%,根据公式:转化率═转化浓度/初始浓度×100%计算;

易错点

本题考查的知识点多,如:工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等,只有掌握相关的基础知识,解题并不困难,难度中等。

第5小题正确答案及相关解析

正确答案

D

解析

分析流程可知炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到固体W为氧化还原反应生成的硫单质和SiO2等,溶液X为含有Fe3+离子的溶液,调节溶液PH得到溶液Z加热得到聚铁,溶液X中加入铁反应生成硫酸亚铁溶液Y,蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体

A、炉渣中FeS与硫酸和氧气反应生成硫单质硫酸铁和水,反应的离子方程式为4FeS+3O2+12H+═4Fe3++4S↓+6H2O,故A正确;

B、炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到固体W为氧化还原反应生成的硫单质和SiO2等,固体W灼烧得到气体为二氧化硫,故B正确;

C、溶液X中加入过量铁粉,铁和硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁,通过蒸发浓缩,冷却结晶,过滤析出得到绿矾,符合晶体析出步骤,故C正确;

D、用pH试纸测定方法为:将试纸放在表面皿上,用洁净的玻璃棒蘸取待测液,点在试纸的中央,然后与标准比色卡对比.氢氧化铁的含量比硫酸亚铁高,若溶液Z的PH偏小,则聚铁中生成的氢氧根的含量减少,使铁的含量减少,故D错误;

故选D。

考查方向

本题考查工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等。

解题思路

分析流程可知炉渣加入硫酸溶液同时通入氧气得到固体W为氧化还原反应生成的硫单质和SiO2等,溶液X为含有Fe3+离子的溶液,调节溶液pH得到溶液Z加热得到聚铁,溶液X中加入铁反应生成硫酸亚铁溶液Y,蒸发结晶得到硫酸亚铁晶体,据此答题。

易错点

本题考查的知识点多,如:工业接触法制硫酸的原理、反应速率、转化率、反应的热效应、工业尾气的处理等,只有掌握相关的基础知识,解题并不困难,难度中等。

第6小题正确答案及相关解析

正确答案

1:1    1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2

解析

氧气分子是2个氧原子通过形成2个共用电子对形成的非极性分子,分子中含1个σ键和1个π键,σ键和π键的比值为1:1;基态Ti原子的电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2。

解题思路

氧气分子是2个氧原子通过形成2个共用电子对形成的非极性分子;基态Ti原子的电子排布式为1s2 2s2 2p6 3s2 3p6 3d2 4s2。

易错点

本题考查较为综合,涉及电子排布式、键能、同分异构体等问题,题目难度不大,注意基础知识的积累。

第7小题正确答案及相关解析

正确答案

F>N>O    HF>H2O>NH3

解析

同周期第一电离能自左而右具有增大趋势,所以第一电离能F>O。由于氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低,第一电离能大于相邻元素,所以三种元素的第一电离能数值由大到小的顺序为F>N>O;元素的非金属性越强,对应最简单氢化物得稳定性越强,三种元素分别形成的最简单氢化物的稳定性由强到弱顺序是HF>H2O>NH3

解题思路

氮元素原子2p能级有3个电子,处于半满稳定状态,能量较低;元素的非金属性越强,对应最简单氢化物得稳定性越强。

易错点

本题考查较为综合,涉及电子排布式、键能、同分异构体等问题,题目难度不大,注意基础知识的积累。

第8小题正确答案及相关解析

正确答案

V形    sp2

解析

SO2分子中心原子价电子对数=6/2=3,S原子的杂化轨道类型为sp2杂化,由于孤电子对的原因,空间构型为V形;

解题思路

SO2分子中心原子价电子对数=6/2=3,S原子的杂化轨道类型为sp2杂化;

易错点

本题考查较为综合,涉及电子排布式、键能、同分异构体等问题,题目难度不大,注意基础知识的积累。

第9小题正确答案及相关解析

正确答案

C

解析

氮化碳是一种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物,且原子间均以单键结合。

A.氮化碳是一种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物,C3N4晶体是原子晶体,A错误;

B.C-N键的键长比金刚石中的C-C键的键长短,因为氮原子的电负性比碳大,使C-N键的极性比C-C键大,B错误;

C.C3N4晶体中每个C原子可以形成4个共价单键,连接4个N原子,而每个N原子可以形成3个共价单键,连接3个C原子,C正确;

D.C3N4晶体是原子晶体,晶体中微粒间通过共价键结合,D错误。

故选C。

考查方向

键能、键长、键角及其应用、结构简式、原子核外电子排布。

解题思路

氮化碳是一种硬度可以和金刚石相媲美而在自然界中尚未发现的新的共价化合物,且原子间均以单键结合。

易错点

本题考查较为综合,涉及电子排布式、键能、同分异构体等问题,题目难度不大,注意基础知识的积累。

第10小题正确答案及相关解析

正确答案

离子晶体   6    

解析

钙钛矿型复合氧化物晶胞结构如图所示,每个晶胞中钙离子个数=8×1/8=1,钛离子个数=1,氧离子个数=6×1/2=3,因此钙钛矿型复合氧化物化学式为:CaTiO3,钙钛矿型复合氧化物由金属离子和酸根离子构成的化合物,晶体类型为离子晶体,每个Ti原子周围最近的O原子数目为6个,若晶胞的边长为a cm,阿伏加德罗常数为NA,每个晶胞质量为(136/NA )g,晶胞体积为a3 cm3,则钙钛矿型复合氧化物的密度为g·cm-3

考查方向

键能、键长、键角及其应用、结构简式、原子核外电子排布。

解题思路

每个晶胞中钙离子个数=8×1/8=1,钛离子个数=1,氧离子个数=6×1/2=3,因此钙钛矿型复合氧化物化学式为:CaTiO3,钙钛矿型复合氧化物由金属离子和酸根离子构成的化合物,晶体类型为离子晶体,每个Ti原子周围最近的O原子数目为6个,若晶胞的边长为a cm,阿伏加德罗常数为NA,每个晶胞质量为(136/NA )g,晶胞体积为a3 cm3,则钙钛矿型复合氧化物的密度为g·cm-3

易错点

本题考查较为综合,涉及电子排布式、键能、同分异构体等问题,题目难度不大,注意基础知识的积累。

第11小题正确答案及相关解析

正确答案

C15H16O2

解析

由F的结构式可以看出,F的分子式为C15H16O2

解题思路

由F的结构式可以看出;

易错点

本题考查有机物的合成,明确合成图中物质的结构与性质的关系、碳链结构与官能团的变化等即可解答,题目难度中等,

第12小题正确答案及相关解析

正确答案

6   加成反应   取代反应

解析

A的等效氢原子有6种,在核磁共振氢谱上有6种特征峰,B→C是醛基加氢变成羟基,反应类型是加成反应,由②C2H5OH+SOCl2C2H5Cl+SO2+HCl,可知C→D的反应类型是取代反应;

解题思路

A的等效氢原子有6种,在核磁共振氢谱上有6种特征峰,B→C是醛基加氢变成羟基,反应类型是加成反应,由②C2H5OH+SOCl2C2H5Cl+SO2+HCl,可知C→D的反应类型是取代反应;

易错点

本题考查有机物的合成,明确合成图中物质的结构与性质的关系、碳链结构与官能团的变化等即可解答,题目难度中等,

第13小题正确答案及相关解析

正确答案

2    

解析

的同分异构体种类很多,符合①属于苯的衍生物、②在核磁共振氢谱上有4种特征峰条件的同分异构体共有2种,结构简式为

考查方向

有机物的合成;有机物分子中的官能团及其结构。

解题思路

的同分异构体种类很多,符合①属于苯的衍生物、②在核磁共振氢谱上有4种特征峰条件的同分异构体共有2种。

易错点

本题考查有机物的合成,明确合成图中物质的结构与性质的关系、碳链结构与官能团的变化等即可解答,题目难度中等,(5)为解答的难点,注意结合信息来分析解答。

第14小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

由②可知;与足量的SOCl2溶液共热充分反应的化学方程式:

考查方向

有机物的合成

解题思路

由②可知;

易错点

本题考查有机物的合成,明确合成图中物质的结构与性质的关系、碳链结构与官能团的变化等即可解答,题目难度中等,(5)为解答的难点,注意结合信息来分析解答。

第15小题正确答案及相关解析

正确答案

解析

苯硝化生成硝基苯,硝基苯加成生成苯胺,苯胺和环氧乙烷反应,再和二氯亚砜发生取代反应,即可得到化合物为原料制备该化合物的合成路线流程图如下:

考查方向

有机物的合成;有机物分子中的官能团及其结构。

解题思路

苯硝化生成硝基苯,硝基苯加成生成苯胺,苯胺和环氧乙烷反应,再和二氯亚砜发生取代反应,即可得到化合物

易错点

本题考查有机物的合成,明确合成图中物质的结构与性质的关系、碳链结构与官能团的变化等即可解答,题目难度中等,此题为解答的难点,注意结合信息来分析解答。