【分析】 【详解】
同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但ⅤA族3p能级为半满稳定状态,第一电离能高于同周期相邻元素,故第一电离能的大小顺序为:D>B>A>C, 故选:C。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.HBr是一种重要的工业原料,可以用来生产医用药品,合成染料或香料,用作石油化工的催化剂等。如图是工业制备HBr的一种生产流程:
(1)气体a是燃煤工业的烟道气和工业生产硫酸的尾气的成分,结合框图信息可判断气体a的分子式为___。混合物①中加的水为___(填“冰水”或“热水”),原因是___。
(2)试剂b为含氯的盐,b为___(用化学式表示),混合②的目的是___。第二次蒸馏后的“含c的溶液”中c为___。
(3)生产流程中操作A的名称___,实验室中蒸馏操作是在___中进行的。(填玻璃仪器名称) (4)工业生产中制得的氢溴酸带有淡淡的黄色。于是甲、乙两同学设计了实验加以探究:①甲同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为含有Fe3+,则用于证明该假设所用的试剂为___(填化学式),若假设成立可观察到的现象为___。
②乙同学假设工业氢溴酸呈淡黄色是因为其中含有杂质___,用于证明该假设成立的方法为___(简单写出实验步骤)。
【答案】SO2 冰水 防止Br2和HBr挥发 BaCl2 除去氢溴酸中杂质Br2,除去反应后的SO4 NaCl 过滤 蒸馏烧瓶 KSCN溶液 向溶液中加入少量KSCN溶液,溶液呈红色 溴单质 取少量溶液于试管中,向试管中加入少量苯,振荡摇匀后静置,若溶液上层为橙红色,则说明溶液中含有溴单质 【解析】 【详解】
(1)由流程图可知,气体a中含有硫元素,且气体a是燃煤工业的烟道气和工业生产硫酸的尾气的成分,因此a为SO2;Br2具有良好的挥发性,且该反应为放热反应,因此所加的水为冰水, 故答案为:SO2;冰水;防止Br2和HBr挥发;
(2)由过滤后滤渣为BaSO4可知试剂b为钡盐,结合b为“含氯的盐”可知其为氯化钡;氢溴酸粗品中含有少量溴单质,故混合②的目的是利用Na2SO3除去Br2,其反应为:Br2+Na2SO3+H2O= Na2SO4+2HBr,反应
2-会生成SO4,利用氯化钡除去,其反应为:BaCl2+Na2SO4=BaSO4↓+2NaCl,由此可知c为氯化钠, 故答案为:BaCl2;除去氢溴酸中杂质Br2,除去反应后的SO4;NaCl;
(3)操作A的目的是分离固体和液体,因此操作A为过滤;蒸馏试验中蒸馏操作是在蒸馏烧瓶中进行, 故答案为:过滤;蒸馏烧瓶;
(4)①.检验Fe3+常用KSCN溶液,Fe3+遇KSCN溶液变红;
故答案为:KSCN溶液;向溶液中加入少量KSCN溶液,溶液呈红色;
②.氢溴酸中含有少量的溴单质也会呈淡淡的黄色,若要验证其中含有溴单质,可取少量溶液于试管中,向试管中加入少量苯,振荡摇匀后静置,若溶液上层为橙红色,则说明溶液中含有溴单质,
故答案为:溴单质;取少量溶液于试管中,向试管中加入少量苯,振荡摇匀后静置,若溶液上层为橙红色,则说明溶液中含有溴单质。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.中国科学家运用穿山甲的鳞片特征,制作出具有自我恢复性的防弹衣,具有如此神奇功能的是聚对苯二甲酰对苯二胺(G)。其合成路线如下:
2-2-
回答下列问题:
(1)A的化学名称为___。
(2)B中含有的官能团名称为___,B→C的反应类型为___。 (3)B→D的化学反应方程式为___。 (4)G的结构简式为___。
(5)芳香化合物H是B的同分异构体,符合下列条件的H的结构共有___种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有四组峰的结构简式为___。
①能与NaHCO3溶液反应产生CO2;②能发生银镜反应 (6)参照上述合成路线,设计以
为原料(其他试剂任选),制备
___。的合成路线:
【答案】对二甲苯(或1,4-二甲苯) 羧基 取代反应
垐浓硫酸垐?+2CH3OH噲垐??+2H2O;
13
【解析】 【分析】
根据合成路线可知,
经氧化得到B,结合D的结构简式可逆推得到B为
,B与甲醇发生酯化反应可得到D,D与氨气发生取代反应生成E,E与次氯酸钠
反应得到F,F与C发生缩聚反应生成聚对苯二甲酰对苯二胺(G),可推知G的结构简式为:
,结合有机物的结构与性质分析作答。
【详解】
(1)根据A的结构,两个甲基处在对位,故命名为对二甲苯,或系统命名为1,4-二甲苯, 故答案为:对二甲苯(或1,4-二甲苯); (2)由D的结构逆推,可知B为对苯二甲酸(
对比B与C的结构,可知B→C的反应类型为取代反应, 故答案为:羧基;取代反应;
(3)B→D为酯化反应,反应的方程式为:
),含有的官能团名称为羧基,
垐浓硫酸垐?+2CH3OH噲垐??垐浓硫酸垐?+2CH3OH噲垐??+2H2O;
故答案为:+2H2O;
(4)已知G为聚对苯二甲酰对苯二胺,可知C和F在一定条件下发生缩聚反应而得到,其结构简式为
;
故答案为:
(4)芳香化合物H是B的同分异构体,能与NaHCO3溶液反应产生CO2;能发生银镜反应,说明含有
羧基和醛基,可能的结构有一个苯环连有三个不同官能团:—CHO、—COOH、—OH,有10种同分异构体;还可能一个苯环连两个不同官能团:HCOO—、—COOH,有邻、间、对三种;共10+3=13种。其中核磁共振氢谱有四组峰的H的结构简式为故答案为:13;
;
,
(6)设计以为原料,制备的合成路线,根据题目B→D、D→E、E→F
信息,可实现氨基的引入及碳链的缩短,具体的合成路线为
。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.铁及其化合物在生产生活及科学研究方面应用非常广泛。回答下列问题: (1)Fe原子的核外电子排布式为_________。
(2)含锰奥氏体钢是一种特殊的铁合金,主要由Fe和Mn组成,其中锰能增加钢铁的强度和硬度,提高耐冲击性能和耐磨性能。第三电离能I3(Fe)____I3(Mn)(填“大于”或“小于”),原因___。
(3)工业电解熔融的FeO、Fe2O3冶炼高纯铁。FeO与Fe2O3相比,_____熔点高,其主要原因是_______。 (4)FeCl3可与KSCN溶液发生显色反应。SCN-的三种元素中电负性最大的是_______。 (5)液态环戊二烯中存在的微粒间相互作用有____ A 范德华力 B 氢键 C ?键 D π键 环戊二烯分子中碳原子的杂化轨道类型是_____
配合物中配体提供电子对的方式包括孤对电子、π电子等。二茂铁的分子结构如图所示,其中铁的配位数是____。
(6)Fe(CO)3与NH3在一定条件下可合成一种具有磁性的氮化铁。该磁性氮化铁的晶胞结构如图所示。六棱柱底边边长为acm,高为ccm,阿伏加德罗常数的值为NA,该磁性氮化铁的密度为____(列出计算式)g·cm-3。

