论;第(4)小题,考查考生根据质量守恒定律进行计算的能力。
【例33】(09年安徽)是一种医药中间体,常用来制备抗凝血药,可通过
下列路线合成:
(1)A与银氨溶液反应有银镜生成,则A的结构简式是 。 (2)B→C的反应类型是 。 (3)E的结构简式是
(4)写出F和过量NaOH溶液共热时反应的化学方程式: (5)下列关于G的说法正确的是
a.能与溴单质反应 b. 能与金属钠反应 c. 1molG最多能和3mol氢气反应 d. 分子式是C9H6O3
答案:(1)CH3CHO (2)取代反应
(5)a、b、d
说明:本题以4-羟基香豆素的合成路线创设问题情境,以合成路线框图为信息载体,考查“有机化学基础”模块的核心内容:①分子式、结构简式等基本概念;②苯、烯、醛、醇、酸、酯和酚等典型有机化合物的基本性质;③氧化反应、取代反应等基本反应类型,相关反应化学方程式的规范书写。考查考生在陌生环境中应用化学基本知识解决问题的能力。在合成路线中主要运用了有机合成中的常见方法——逆合成方法,考查考生接受新信息、分析信息和加工信息的能力,运用正向思维和逆向思维推导相关有机物结构的能力。第(4)小题,对考生发散思维和思维的严谨性、深刻性有较高的要求,对不同思维水平的考生区分度较高。
【例34】(2009·全国Ⅰ卷)化合物H是一种香料,存在于金橘中,可用如下路线合成:
回答下列问题:
(1)11.2 L(标准状况)的烃A在氧气中充分燃烧可以产生88 g CO2和45 g H2O。A的分子式是___
(2)B和C均为一氯代烃,它们的名称(系统命名)分别为___;
(3)在催化剂存在下1 mol F与2 mol H2反应,生成3-苯基-1-丙醇。F的结构简式是
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(4)反应①的反应类型是_______; (5)反应②的化学方程式为_______
(6)写出所有与G具有相同官能团的G的芳香类同分异构体的结构简式: 。
答案:(1)C4H10,(2)2-甲基-1-氯丙烷、2-甲基-2-氯丙烷,
说明:本题以生活中的香料H的合成为为情境,考查卤代烃、醇、羧酸、酯等典型有机物性质及其转化,涉及有机物的分子式、结构简式和化学方程式的书写,有机物的命名,同分异构体书写等多个有机化学热点和重点知识。能力层面上综合考查考生逻辑推理能力;从试题提供的新信息中准确地提取实质性内容,并经与已有知识块整合,重组为新知识块的能力,以及将分析解决问题的成果用正确化学术语表达的能力。
【例35】(09年上海改编)海洋是资源的宝库,蕴藏着丰富的化学元素,如氯、溴、碘等。
(1)在光照条件下,氯气和氢气反应过程如下:
①Cl2 →Cl·+ Cl· , ② Cl· + H2 →HCl + H· ,③H·+ Cl2 → HCl + Cl·……
写出反应①中氯原子的核外电子排布式 ,反应②中形成的HCl共价键类型为 (填“σ键”或“п键”);反应③中被破坏的化学键属于 键(填“极性”或“非极性”)。 (2)在短周期主族元素中,氯元素及与其相邻元素的原子半径从大到小的顺序是 (用元素符号表示)。与氯元素同周期且金属性最强的元素位于周期表的第 周期 族。 (3)卤素单质及化合物在许多性质上都存在着递变规律。下列有关说法正确的是 。
a.卤化氢的键长按H—F、H—C1、H—Br、H—I的顺序依次增大 b. HF、HCl、HBr、HI中键的极性依次减弱 c.卤素单质与氢气化合按F2、Cl2、Br2、I2的顺序由难变易
(4)卤素单质的键能大小如右图。由图推断:
①非金属性强的卤素,其单质分子的化学键 断裂(填“容易”或“不容易”或“不一定容易”)。
②卤素单质键能大小与键长的关系为:
答案:(1)1s22s22p63s23p5;σ键,非极性,(2)S、Cl、F;三;ⅠA;(3)a、b (4) ①不一定容易;②除F2外,键长增长,键能减小(合理即给分)
说明:本题主要涉及选修模块3“物质结构”的“原子结构和元素性质”、“化学键与物质性质”、必修2的“元素周期律”等内容,具体落实在核外电子排布、共价键类型、原子半径大小比较、元素周期表、元素性质的递变规律、物质的稳定性、以及共价键强弱比较等知识点上。推理是本题的主要立意,要求考生根据已有的知识与题目给定的事实和条件,提取归纳相关信息,对化学问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或作出正确的判断,并能把推理过程准确地表达出来。
【例36】(11年山东理综)研究NO2、SO2 、CO等大气污染气体的处理具有重要意义。
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(1)NO2可用水吸收,相应的化学反应方程式为 。 利用反应6NO2+ 8NH3 7N2+12 H2O也可处理NO2。当转移1.2mol电子时,消耗
的NO2在标准状况下是 L。
(2)已知:2SO2(g)+O2(g)
2NO(g)+O2(g)
则反应NO2(g)+SO2(g)
2SO3(g) ΔH=-196.6 kJ·mol-1 2NO2(g) ΔH=-113.0 kJ·mol-1 SO3(g)+NO(g)的ΔH= kJ·mol-1。
一定条件下,将NO2与SO2以体积比1:2置于密闭容器中发生上述反应,下列能说明反
应达到平衡状态的是 。
a.体系压强保持不变 b.混合气体颜色保持不变
c.SO3和NO的体积比保持不变 d.每消耗1 mol SO3的同时生成1 mol NO2 测得上述反应平衡时NO2与SO2体积比为1:6,则平衡常数K= 。
(3)CO可用于合成甲醇,反应方程式为CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)。CO在不
同温度下的平衡转化率与压强的关系如图所示。该反应ΔH 0(填
“>”或“ <”)。实际生产条件控制在250℃、1.3×104kPa左右,选择此压强的理由是 。
答案:(1)3NO2+H2O=2HNO3+NO; 6.72 (2)—41.8; b; 2.67或8/3
(3)<; 在1.3×105kPa下,CO转化率已较高,再增大压强CO转化率提高不大,而生产成本增加,得不偿失
说明:本题主要涉及“化学1”、“化学2”和“化学反应原理”模块的核心内容。试题以大气污染气体的处理为情境,寓意化学不是制造问题,而是解决问题,体现了化学学科的价值。第(1)小题,考查化学方程式的书写、及氧化还原反应中电子转移和气体摩尔体积的简单计算;第(2)小题,考查盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断以及化学平衡常数等的计算;第(3)小题,要求考生在实际生产条件的选择中,既要考虑反应的特点、反应的速率和转化率,又要考虑生产设备和生产成本。本题着重考查考生观察图形、整合化学信息、解决实际问题的能力。
【例37】(10年全国Ⅰ)在溶液中,反应A+2B C分别在三种不同实验条件下进行,它们的起始浓度均为c(A)=0.100mol/L、c(B)=0.200mol/L、及c(C)=0mol/L。反应物A的浓度随时间的变化如下图所示。 请回答下列问题:
(1)与①比较,②和③分别仅改变一种反应条件。所改变的条件和判断的理由是:②________;③_________;
(2)实验②平衡时B的转化率为_________;实验③平衡时C的浓度为____________;
(3)该反应的△H _________0,判断其理由是________________________; (4)该反应进行到4.0min时的平均反应速度率:
实验②:vB=______________________; 实验③:vC=________________。 答案:(1)②加催化剂;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度未变
③温度升高;达到平衡的时间缩短,平衡时A的浓度减小
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(2)40%(或0.4);0.06mol/L;
(3)﹥;升高温度平衡向正方向移动,故该反应是吸热反应 (4)vB=2vA=-(0.072-0.100)mol/L/4.0min=0.014mol(L·min)-1
VC=vA=-(0.064-0.100)mol/L/4.0min=0.009mol(L·min)-1
说明:本题以图表为载体,考查了影响化学反应速率和化学平衡的具体因素(如浓度、压强、温度、催化剂等)、反应速率的计算、平衡转化率的计算、平衡浓度的计算、焓变等基本理论知识,第(1)小题,考查考生运用已有反应速率和平衡移动的知识解决实际问题的能力;第(2)小题,考查平衡转化率和化学平衡浓度的计算;(3)、(4)小题,着重考查考生观察图像、整合化学信息、解决实际问题的能力。
【38】现有甲、乙、丙、丁四种短周期元素,甲元素M电子层上的电子数是K电子层上电子数的一半;乙元素的单质在室温下,冷的浓硫酸或空气中表面都能生成致密的氧化膜;丙元素的单质在常温下是黄绿色气体;丁元素的二价阴离子与丙元素的阴离子具有相同的电子层结构。
(1) 写出甲、乙、丙、丁四种元素的符号。甲 、乙 、丙 、丁 。 (2)甲元素和乙元素最高价氧化物对应的水化物碱性较强的是 。
(3)将过量的丙元素的单质通入FeBr2溶液中,发生反应的离子方程式是: ,该反应的氧化剂是: (写物质名称)。
(4)由甲元素和丁元素组成的盐溶液的pH 7(填>、<、=)。
(5)将乙元素的单质(除去氧化膜)投入浓氯化铜溶液中,在其表面很快出现一层红色物质,产生气体的速率逐渐加快,触摸容器壁得知溶液温度迅速升高,收集气体,检验其具有可燃性。放出的气体是 (写化学式)。请从有关能量、是否有电化学作用等分析开始阶段产生气体的速率不断加快的原因: 。
答案:(1)Na Al Cl S (2) NaOH,
(3)3Cl2+2Fe2++4Br-=2Fe3+ +2Br2+6Cl- ,氯气; (4) >
(5) H2 铝先置换出氯化铜中的铜,然后在金属表面形成无数微小的原电池,负极发生的反应:Al-3e-= Al 3+,正极发生的反应:Cu2++ 2e- = Cu 、2H+ + 2e- = H2 ,所以溶液中有气体产生;由于该反应是放热反应,因此溶液温度迅速升高,产生氢气的速率不断加快。
说明:本题主要考查的内容是必修模块“化学1”中常见金属元素和非金属元素单质及其化合物的主要性质及应用、氧化还原反应及离子方程式的书写,必修模块“化学2”中物质结构与元素周期律;选修模块“化学反应原理”中盐的水解、原电池工作原理及化学反应能量的转化。在能力层面上,本题前四小题主要通过填空方式考查学生对这三个必考模块主要知识的理解程度;提炼试题提供的信息并加以转换、重组及与已有知识整合的能力;通过分析和综合,用正确的化学术语和语言文字表述来解决问题的能力。第(5)小题通过简答方式设问,有利于辨析学生解答问题的思维过程,充分了解考生对问题的掌握程度。本题涉及到的知识点比较多,思维跨度大。
【例39】(10年全国新课程)某同学在用稀硫酸与锌制取氢气的实验中,发现加入少量硫酸铜溶液可加快氢气的生成速率。请回答下列问题;
(1)上述实验中发生反应的化学方程式有 ;
(2)硫酸铜溶液可以加快氢氯生成速率的原因是 ; (3)实验室中现在Na2SO4、MgSO4、Ag2SO4、K2SO4等4种溶液,可与上述实验中CuSO4溶液起相似作用的是 ;
(4)要加快上述实验中气体产生的速率,还可采取的措施有 (答两种); (5)为了进一步研究硫酸铜的量对氢气生成速率的影响,该同学设计了如下一系列实验。将表中所给的混合溶液分别加入到6个盛有过量Zn粒的反应瓶中,收集4产生的气体,记
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