高考名师推荐化学选做题练习3

苯酚是一种重要的化工原料。以苯酚为主要起始原料，经下列反应可制得香料M和高分子化合物N。(部分产物及反应条件已略去)

(1)B的官能团名称_____________。苯酚与浓溴水反应生成白色沉淀，可用于苯酚的定性检验和定量测定，反应的化学方程式为                   。
(2)已知C的分子式为C₅H₁₂O，C能与金属Na反应，C分子中有3中不同化学环境的氢原子，则M的结构简式为                       。
(3)生成N的反应的化学方程式                 ，反应类为        。
(4)以苯酚为基础原料也可以合成防腐剂F，已知F的相对分子质量为152，其中氧元素的质量分数为31.58%，F完全燃烧只生成CO₂和H₂O，则F的分子式是              ；
已知F具有如下结构特征：
①分子结构中含有苯环，能与NaHCO₃溶液反应，但不能发生水解反应；
②分子结构中不存在“-O-O-”的连接方式。
符合上述条件的F的同分异构体有           种，其中核磁共振氢谱显示其分子中含有4种不同的氢原子的是          (写结构简式)

Cu₃N具有良好的电学和光学性能，在电子工业领域、航空航天领域、国防领域、通讯领域以及光学工业等领域中，发挥着广泛的、不可替代的巨大作用。
(1)与N^3-含有相同电子数的三原子分子的空间构型是               。
(2)Cu具有良好的导电、导热和延展性，请解释Cu具有导电性的原因     。
(3)在Cu的催化作用下，乙醇可被空气氧化为乙醛，乙醛分子中碳原子的杂化方式是__________，乙醛分子中H—C—O的键角__________乙醇分子中的H—C—O的键角(填“大于”、“等于”或“小于”)。
(4)Cu⁺的核外电子排布式为                    ，其在酸性溶液中不稳定，可发生歧化反应生成Cu²⁺和Cu，但CuO在高温下会分解成Cu₂O，试从结构角度解释高温下CuO为何会生成Cu₂O                                 。
(5)[Cu(H₂O)₄]²⁺为平面正方形结构，其中的两个H₂O被Cl^－取代有两种不同的结构，试画出[Cu(H₂O)₂(Cl)₂]具有极性的分子的结构式              。
(6)Cu₃N的晶胞结构下图所示：

N^3－的配位数为__________，Cu⁺半径为apm，N^3－半径为b pm，Cu₃N的密度__________g/cm³。(阿伏加德罗为常数用N_A表示)

工业上以黄铁矿为原料生产硫酸主要分为三个阶段进行，即煅烧、催化氧化、吸收。请回答下列问题：
(1)煅烧黄铁矿形成的炉气必须经除尘、洗涤、干燥后进入           (填设备名称)，其主要目的是                。
(2)催化氧化所使用的催化剂钒触媒(V₂O₅)能加快二氧化硫氧化速率，此过程中产生了一连串的中间体(如图1)

其中a、c二步反应的化学方程式可表示为：           、         。
(3)550℃时，SO₂转化为SO₃的平衡转化率(α)与体系总压强(P)的关系如图2所示，

则：将2.0mol SO₂和1.0mol O₂置于5L密闭容器中，反应达平衡后，体系总压强为0.10M Pa，A与B表示不同压强下的SO₂转化率，通常情况下工业生产中采用常压的原因是：       。
(4)为循环利用催化剂，科研人员最新研制了一种离子交换法回收钒的新工艺，回收率达91.7%以上。已知废钒催化剂中含有V₂O₅、VOSO₄及不溶性残渣，查阅资料知：VOSO₄可溶于水，V₂O₅难溶于水，NH₄VO₃难溶于水。该工艺的流程如图如下：

则反应①②③④中属于氧化还原反应的是           (填数字序号)，反应①的离子方程式为                                       ，该工艺中反应③的沉淀率(又称沉钒率)是回收钒的关键之一，沉钒率的高低除受溶液pH影响外，还需要控制氯化铵系数(NH₄Cl加入质量与料液中V₂O₅的质量比)和温度。根据下图试建议控制氯化铵系数和温度：           、           。

(1)原料A是苯的最简单的同系物，其名称是     ；合成G的反应类型是     。
(2)写出B的结构简式              。
(3)写出反应D→E的化学方程式：                                   。
(4)杀灭菊酯的核磁共振氢谱共有           种峰。
(5)氨基酸X与I互为同分异构体，且X是萘(  )的一取代物，含有碳碳叁键，X所有可能的结构共有          种。高聚物Y是由X通过肽键连接而成，Y的结构简式是                         (只要求写一种)。

能源、材料和信息是现代社会的三大“支柱”。
(1)目前，利用金属或合金储氢的研究已取得很大进展，下图是一种镍基合金储氢后的晶胞结构图。

① Ni原子的价电子排布式是              。
② 该合金储氢后，含1mol La的合金可吸附H₂的数目为      。
(2)南师大结构化学实验室合成了一种多功能材料——对硝基苯酚水合物(化学式为C₆H₅NO₃·1.5H₂O)。实验表明，加热至94℃时该晶体能失去结晶水，由黄色变成鲜亮的红色，在空气中温度降低又变为黄色，具有可逆热色性；同时实验还表明它具有使激光倍频的二阶非线性光学性质。
①晶体中四种基本元素的电负性由大到小的顺序是              。
②对硝基苯酚水合物失去结晶水的过程中，破坏的微粒间作用力是       。
(3)科学家把NaNO₃和Na₂O在一定条件下反应得到一种白色晶体，已知其中阴离子与SO₄^2－互为等电子体，且该阴离子中的各原子的最外层电子都满足8电子稳定结构。该阴离子的电子式是      ，其中心原子N的杂化方式是    。
(4)在金刚石晶体的一个晶胞(如图1)中，含有       个碳原子。在二氧化硅晶体的一个晶胞中，含有     个化学键。原子晶体能否形成最密堆积结构，原因是                          。
(5)铁晶体的晶胞结构(如图2)：若铁原子的半径是r cm，则铁的密度是    。

二氧化硫是硫的重要化合物，在生产、生活中有广泛应用。二氧化硫有毒，并且是形成酸雨的主要气体。无论是实验室制备还是工业生产，二氧化硫尾气吸收或烟气脱硫都非常重要。完成下列填空：
(1)实验室可用铜和浓硫酸加热或硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫。

如果用硫酸和亚硫酸钠反应制取二氧化硫，并希望能控制反应速度，上图中可选用的发生装置是         (填写字母)。
(2)若用硫酸和亚硫酸钠反应制取3.36L(标准状况)二氧化硫，至少需要称取亚硫酸钠      g(保留一位小数)；如果已有4.0%亚硫酸钠(质量分数)，被氧化成硫酸钠，则至少需称取该亚硫酸钠       g(保留一位小数)。
(3)实验室二氧化硫尾气吸收与工业烟气脱硫的化学原理相通。
石灰—石膏法和碱法是常用的烟气脱硫法。石灰-石膏法的吸收反应为：SO₂+Ca(OH)₂=CaSO₃↓+H₂O。吸收产物亚硫酸钙由管道输送至氧化塔氧化，反应为2CaSO₃+O₂+4H₂O=2CaSO₄·2H₂O。其流程如下图：


碱法的吸收反应为SO₂+2NaOH=Na₂SO₃+H₂O。碱法的特点是氢氧化钠碱性强、吸收快、效率高。其流程如下图：

已知：

 
石灰-石膏法和碱法吸收二氧化硫的化学原理相同之处是                 。和碱法相比，石灰-石膏法的优点是             ，缺点是                。
(4)在石灰-石膏法和碱法的基础上，设计一个改进的、能实现物料循环的烟气脱硫方案(用流程图表示)。

共聚法可改进有机高分子化合物的性质，高分子聚合物P的合成路线如下：

(1)B的名称为_____________，E中所含官能团的名称为       ；      
(2)I由F经①～③合成，F可以使溴水褪色。
a．①的化学方程式是                   
b．②的反应试剂是                     
c．③的反应类型是                                  
(3)下列说法正确的是           
a．C可与水任意比例混合            
b．A与1，3-丁二烯互为同系物
c．由I生成M时，1mol最多消耗3molNaOH   
d．N不存在顺反异构体
(4)写出E与N按照物质的量之比为1:1发生共聚生成P的化学反应方程式        高聚物P的亲水性比由E形成的聚合物_____(填“强、弱”)。
(5)D的同系物K比D分子少一个碳原子，K 有多种同分异构体，符合下列条件的K的同分异构体有     种。写出其中核磁共振氢谱为1：2：2：2：3的一种同分异构体的结构简式          。
a．苯环上有两种等效氢           
b．能与氢氧化钠溶液反应
c．一定条件下1mol该有机物与足量金属钠充分反应，生成1molH₂                  

铜单质及其化合物在很多领域中都有重要的用途。请回答以下问题：
(1)超细铜粉可用作导电材料、催化剂等，其制备方法如下：

①NH₄CuSO₃中金属阳离子的核外电子排布式为______。N、O、S三种元素的第一电离能大小顺序为__________________(填元素符号)。
②SO₄^2-的空间构型为________。
(2)某学生用硫酸铜溶液与氨水做了一组实验，CuSO₄溶液中加氨水生成蓝色沉淀，再加氨水沉淀溶解，得到深蓝色透明溶液，最后向该溶液中加入一定量乙醇，析出[Cu(NH₃)₄]SO₄·H₂O晶体，请解释加入乙醇后析出晶体的原因_________；在该晶体中存在的化学键的种类有_________。
(3)氯和钾与不同价态的铜可生成两种化合物，其阴离子均为无限长链结构(如图所示)，a位置上Cl原子的杂化轨道类型为________。已知其中一种化合物的化学式为KCuCl₃，则另一种化合物的化学式为____________。

用晶体的X射线衍射法可以测得阿伏加德罗常数的值。对金属铜的测定得到以下结果：铜晶胞为面心立方最密堆积，边长为361 pm。又知铜的密度为9.00 g·cm^－3，则铜原子的直径约为__________pm，阿伏加德罗常数的值为________[已知Ar(Cu)＝63.5]。

水是一种重要的自然资源，是人类赖以生存不可缺少的物质。水质优劣直接影响人体健康。
(1)含有较多       的水称为硬水，硬水加热后产生沉淀的离子方程式为____________(写出生成一种沉淀物的即可)。
(2)下图为某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：

①活性炭的作用是____________；O₃消毒的优点是___________。
②A、B中放置的物质名称分别是A_________；B__________。A、B中放置的物质是否可以互换?请说明原因__________。
(3)通过施加一定压力使水分子通过半透膜而将大分子或离子截留, 从而获得纯净水的方法称为               。电渗析法净化水时, 使离子通过半透膜的推动力是            。
(4)检验蒸馏水的纯度时, 最简单易行的方法是测定水的               。
(5)某城市用水中，c(Ca²⁺)为1.0×10^-3mol/L， c(Mg²⁺)为5.0×10^-4mol/L，c(HCO₃^-)为8.0×10^-4mol/L。如用药剂软化该水1000L，应加入Ca(OH) ₂           g， Na₂CO₃__________ g