1、2021 年普通高等学校招生全国统一考试年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力模拟测试（二）理科综合能力模拟测试（二） 化学部分化学部分 第第 I 卷卷 选择题选择题 （每题（每题 6 分，共分，共 42 分）分） 7.化学与生产、生活密切相关，下列叙述中正确的是 A“天青过雨”是青花瓷极品：其成分属于传统硅酸盐，是以黏土为原料，经高温烧制而成 B2021 年 3 月 31 日起中国天眼 FAST 全球开放：其构成材料碳化硅为新型有机材料 C网民自主发起“我爱新疆棉”，抵制国外政治抹黑：棉花中的纤维素与果糖互为同系物 D石墨烯弹性气凝胶可制成轻质“碳海绵”：用作吸油材料处理海上原油时，烯
2、烃发生加成反应 【答案】A 【解析】瓷器为硅酸盐材料，以黏土原料，经高温烧制而成 A 正确；碳化硅为无机物，B 不正确；纤维 素为高分子，果糖为单糖，构构不相似，C 不正确；石墨烯弹性气凝胶制成的“碳海绵”疏松多孔，具有很 强的吸附能力，可用作处理海上原油泄漏的吸油材料，D 错误；故选 A。 同系物同系物要求同时满足：要求同时满足：1.结构相似结构相似 2.组成相差若干个组成相差若干个 CH2。 结构相似指结构相似指必须含相同种类与个数的官能团，且碳架相同必须含相同种类与个数的官能团，且碳架相同(如均为链状或环状）如均为链状或环状） 关注热点：关注热点：碳排放指碳排放指 CO2、CH4等温室气
3、体的排放；碳中和指将人类排放的等温室气体的排放；碳中和指将人类排放的 CO2通过光合作用的方式吸通过光合作用的方式吸 收，正负收，正负抵消，从而实现碳的零排放。，从而实现碳的零排放。 8.具有结构的有机物为呋喃类化合物，广泛用于制药，其中呋喃丙胺(Z)是一种抗血吸虫药物，实 验室可由呋喃丙烯醛(X)经如图途径合成： 以下叙述正确的是 AX 不可能存在芳香类化合物的同分异构体 B不考虑立体异构，与 Y 具有相同官能团的呋喃类化合物共有 9 种 C相同物质的量的 X、Y 与足量 H2发生加成反应时，耗 H2量相同 DZ 分子中最多有 14 个原子共平面 【答案】B 【解析】X 分子式为 C7H6O
4、2，不饱和度为 5，可以存在苯环结构，故 A 错误；与 Y 具有相同官能团的呋 喃类化合物有、 、， 共 9 种， 故 B 正确； X 中CHO 可以与 H2加成，但 Y 中COOH 不可以，故耗 H2量不同，故 C 错误；如图 ，则 Z 最多 13 个原子共平面，故 D 错误；答案选 B。 共面问题：甲烷型共面问题：甲烷型-四面体，乙烯型四面体，乙烯型-6 原子共面，苯型原子共面，苯型-12 原子共面原子共面 手性碳手性碳:连接连接 4 个不同基团的单键个不同基团的单键 C; 顺反异构：每个双键顺反异构：每个双键 C 均连接不同基团均连接不同基团 性质性质:烷烃：取代，烯：加成，苯：取代烷烃
5、：取代，烯：加成，苯：取代+加成，醇：氧化加成，醇：氧化+酯化酯化+取代取代+消去，酸：酯化消去，酸：酯化+碳酸盐反应，碳酸盐反应， 酯：水解（取代） 。凡有机碳不是酯：水解（取代） 。凡有机碳不是+4 价均可燃价均可燃-氧化氧化 9.某化合物的结构如图，其中 X、Y、Z、W 四种元素分布在三个短周期，原子序数依次增大，且 Y、Z、 W 的简单离子具有相同的电子层结构。下列叙述错误的是 A简单离子半径：ZY BZ 单质可以和水，也可以和甲醇反应 CW 的氧化物可溶于 Z 的氢氧化物溶液 DZX 和 Z2Y 所含化学键类型完全相同 【答案】A 【解析】X、Y、Z、W 四种元素分布在三个短周期，原
6、子序数依次增大，X 为 H，且 Y、Z、W 的简单 离子具有相同的电子层结构， 由图中结构式可知， Y 成了两个共价键， W 成了四个共价键， Z 易形成 Z+， Y、Z、W 分别为 O、Na、Al，该化合物为四羟基合铝酸钠，由此分析。经分析可知，Y、Z、W 分别为 O、Na、Al，核外电子排布相同的离子，核电荷数越大，半径越小，所以，简单离子半径 YZW，故 A 错误；Z 是钠，钠可以与水反应，也能和甲醇反应生成氢气，故 B 正确；Z、W 分别为 Na、Al，氧化 铝具有两性，可以与氢氧化钠溶液反应，故 C 正确；ZX 是 NaH，Z2Y 是 Na2O，所含化学键都是离子键， 类型完全相同，
7、故 D 正确；故选 D。 非金属常见成键数：非金属常见成键数：H/卤素卤素:1 O/S:2 N/P:3 C/Si:4 绝大多金属与非金属间：离子键，非金属绝大多金属与非金属间：离子键，非金属+非金属：共价键非金属：共价键 特例特例铵盐是由非金属构成的离子化合物，铵根与酸根间铵盐是由非金属构成的离子化合物，铵根与酸根间-离子键，铵根内部：共价键离子键，铵根内部：共价键 AlCl3共价化合物共价化合物 10.某学习小组拟利用下列装置探究 CO2和锌粉反应是否生成 CO，已知 CO 能与氯化钯溶液发生反 应生成黑色金属钯：CO+PdCl2+H2OCO2+Pd+2HCl。实验装置如图所示： 下列叙述正
8、确的是（ ） A. 实验开始时，先加热 d 处酒精灯，再打开活塞 K B. 装置 b、c 中分别装有饱和 Na2CO3溶液和浓硫酸 C. 观察到装置 f 中溶液变黑，说明有 CO 气体生成 D. 装置 e 的作用是防倒吸，装置 f 导管口处点燃可以处理尾气 【答案】C 【解析】解：A.实验开始时，应先打开活塞 K，通入 CO2将装置内空气排净，防止锌粉与空气反应， 故 A 项错误； B.制取的 CO2中含有 HCl 和水蒸气，应先通过饱和 NaHCO3溶液除去 HCl，再通过浓硫酸干燥，故 B 项错误； C.若 f 中溶液变黑色，说明生成钯，证明有 CO 生成，故 C 项正确； D.尾气中含有
9、 CO 和 CO2，直接点燃可能导致爆炸或者无法点燃，采用点燃法处理尾气不合理，故 D 项错误。 11.科研人员利用 Cu/ZnO催化某反应的机理如下图所示，下列叙述错误的是( ) A该反应可以消耗温室气体 CO2 B过程中均有 H-O键断裂 C过程生成的中间体甲氧基(CH3O-)的电子式： D催化剂降低了该反应的活化能，加快了反应速率 【答案】B 【详解】 A根据图示流程，步骤中加入 3mol的 H2和 1mol的 CO2，与 OH 自由基作用经过后续的步生成 甲醇，中间过程中并没有生成 CO2，该反应可以消耗温室气体 CO2，A正确； B根据图示，步骤中 O-H 键断裂与 CO2结合形成
10、OCO2H自由基，步骤 OCO2H自由基中的碳氧键 断裂，结合 H自由基生成水和 OCHOH自由基，步骤中并没有 O-H键断裂，步骤 OCHOH自由基中 碳氧键断裂，结合 H自由基生成 OH2C 自由基，步骤中并没有 O-H键断裂，B 错误； C C与H之间， C与O之间均以单键形式连接， O原子最外层剩余一个单电子， 甲氧基的电子式为， C正确；D催化剂可以降低化学反应活化能，加快反应速率，但不能提高转化率，D正确； 反应机理：反应机理：看箭头看箭头加进加进-反应物，流出反应物，流出-生成物，环上生成物，环上-循环的物质，中间产物或催化剂。循环的物质，中间产物或催化剂。 催化剂催化剂-先消耗
11、再生成先消耗再生成，中间产物，中间产物-先生成再消耗。先生成再消耗。 12.“太阳水”电池由三个电极组成，其中 a 为 TiO2电极，b 为 Pt 电极，c 为 WO3 电极，电解质溶液为 pH=3 的 Li2SO4-H2SO4 溶液。锂离子交换膜将电池分为 A、B 两个区，A 区与大气相通，B 区为封闭 体系并有 N2 保护。下列关于该电池的说法错误的是 A若用导线连接 a、c，则 a 为负极，该电极附近 pH 减小 B若用导线连接 a、c，则 c 电极的电极反应式为 HxWO3-xe=WO3+ xH+ C若用导线连接 b、c，b 电极的电极反应式为 O2+4H+4e=2H2O D利用该装置
12、，可实现太阳能向电能转化 【答案】B 【解析】根据示意图可知，a 与 c 相连后，a 电极发生失电子的氧化反应所以作负极，考虑到电解质溶液 为 pH=3 的 Li2SO4-H2SO4溶液，所以 a 极的电极反应式为： 22 2H O4eO4H ；由于生成 H+，所 以 a 极附近的 pH 下降；A 项正确；根据示意图可知，a 与 c 相连后，c 为正极，发生得电子的还原反应， 电极反应式应写作： 3x3 WOxHxe =H WO ；B 项错误；根据示意图，b 与 c 若相连，b 极为正极 发生氧气的还原反应，考虑到电解质溶液为 pH=3 的 Li2SO4-H2SO4溶液，所以电极反应式为： 2
13、2 O4H4e =2H O ；C 项正确；连接 a 与 c 后，将太阳能转变成 B 中的化学能，再连接 b，c 后， 就可将化学能再转变成电能，最终实现了太阳能向电能的转化，D 项正确；答案选 B。 原电池：原电池：外电路外电路电子移动，负极流出；电子移动，负极流出；内电路内电路离子移动，离子移动， +到到+，-到到- 电解池：内电路阴离子移向阳极，阳离子到阴极电解池：内电路阴离子移向阳极，阳离子到阴极 充电：充电：正接正，负接负（放电时的负极，充电接外电路负极）正接正，负接负（放电时的负极，充电接外电路负极） 计算：计算：牢记两个与牢记两个与“电电”相关的守恒相关的守恒 电子守恒电子守恒（各
14、极电子流量相同）（各极电子流量相同） 电荷守恒电荷守恒（即溶液不带电。有交换膜时用此法分析流入或流出的电子与转移的离子间的关系，因为离子（即溶液不带电。有交换膜时用此法分析流入或流出的电子与转移的离子间的关系，因为离子 的移动在此还背负平衡电荷的使命）的移动在此还背负平衡电荷的使命） 电极反应： 根据化合价升降书写电子得失数目，电极反应： 根据化合价升降书写电子得失数目， 若化合价不清 （如有机物放电） 可先根据原子守恒配平，若化合价不清 （如有机物放电） 可先根据原子守恒配平， 再利用电子守恒配得失电子数目再利用电子守恒配得失电子数目 13.25 时，0.1 mol/LR2SO4溶液加水稀释
15、，混合溶液中 + c(R ) -lg c(ROH) 与 1 c(OH ) lg mol L 的关系如图所示。下 列说法错误的是 AKb(ROH)的数量级为 10-6 BP、Q 点对应溶液中 c(H+ )的值：PQ C若将溶液无限稀释,溶液中 c(R+ )2c(SO 2- 4 ) D相同条件下，若改为 c(R2SO4)=0.2 mol/L，P 点移至 W 点 【答案】D 【解析】根据题目可知，R2SO4为强酸弱碱盐，P 点时， 1 c(OH ) lg mol L =-8.0，即 c(OH-)=10-8mol/L，而 + c(R ) -lg c(ROH) =-2.3，即 c R c ROH =10
16、-2.3。Kb(ROH)= c Rc OH c ROH =10-2.3 10-8=10-5.7，即 Kb(ROH)的数 量级为 10-6，A 说法正确； 1 c(OH ) lg mol L 的值越大，c(OH-)越大，则氢离子浓度越小，故 P、Q 点对应溶液 中 c(H+)的值：PQ，B 说法正确；若将溶液无限稀释，R+水解程度减小，则溶液接近中性，故溶液中 c(R+)2c(SO 2- 4 )，C 说法正确；相同条件下，若改为 c(R 2SO4)=0.2 mol/L，c(OH -)增大， + c(R ) -lg c(ROH) 减小， 与 P 点移至 W 点的趋势不符，D 说法错误；答案为 D。
17、 根据化学平衡常数速记所有的根据化学平衡常数速记所有的 K,（Ka、Kb、Kh、Kw、KSP）,且且 K 只受温度影响只受温度影响 水溶液牢记：水溶液牢记： 电荷守恒电荷守恒-（全离子式）（全离子式） 物料守恒物料守恒-（分离式，但无（分离式，但无 H+与与 OH-） 若四不像，则可根据上述两平衡合并推导若四不像，则可根据上述两平衡合并推导 第第 II 卷卷 非选择题（共非选择题（共 58 分）分） 26.（14 分）K2Cr2O7是实验室常用试剂。回答下列问题： （1）实验室配制一定浓度的 K2Cr2O7溶液(橙红色)并标定的实验步骤如下： 步骤 I称取约 5 g K2Cr2O7于烧杯中，加
18、入少量蒸馏水溶解，配制成 1 L溶液； 步骤 II移取 30.00 mL已配制的 K2Cr2O7溶液于碘量瓶中，加入 2 g过量 KI，再加 20 mL20%的硫酸，摇 匀( 2- 27 Cr O还原为亮绿色的 Cr3+)，在暗处放置 10 min，加水稀释，用 c mol L-1的 Na2S2O3标准溶液滴定 (I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6)，接近终点时，加入几滴淀粉溶液，继续滴定至终点，消耗 V mL Na2S2O3 溶液。 步骤 I需要的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外，还需要_、胶头滴管。 为何滴定前不能加入淀粉？ ； K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为_(用含 c、
19、V的代数式表示)。 （2）为验证 Cu与 Cr3+的氧化还原能力，利用下列电池装置进行实验。 电池装置中，盐桥用于连接两电极电解质溶液，盐桥中的阴、阳离子应满足下列条件： i不与溶液中的物质发生化学反应； ii离子的电迁移率(u)应尽可能地相近。根据下表数据，盐桥中应选择_作为电解质。 25无限稀溶液中离子的电迁移率 阳离子 u/m2 s-1 V-1 阴离子 u/m2 s-1 V-1 H+ 36.30 10-8 OH- 20.52 10-8 K+ 7.62 10-8 2- 4 SO 8.27 10-8 Ba2+ 6.59 10-8 Cl- 7.91 10-8 Na+ 5.19 10-8 - 3
20、 NO 7.40 10-8 Li+ 4.01 10-8 - 3 HCO 4.61 10-8 电流表显示电子由铜电极流向铂电极可知，盐桥中的阴离子进入_电极溶液中。 一段时间后铜电极溶液中 Cu2+变为 1.03 mol L-1，铂电极溶液中 Cr3+的浓度为_mol L-1(假设 两边溶液体积相等且不变化)；铂电极的电极反应式为_。 由实验结果可确定还原性：Cu_(填“大于”或“小于”)Cr3+。 【答案】 （【答案】 （1）1000mL容量瓶 当碘水浓度较大时，容易使滴定终点滞后 180 cV mol L-1 （2） 硫酸钾 铜 1.02 14H+ 2- 27 Cr O+6e-=2 Cr3+
21、7H2O 大于 【详解】 （1）配制 1L一定物质的量浓度的溶液，需要的玻璃仪器除烧杯、量筒、玻璃棒外，还需要 1000mL 容量瓶、胶头滴管； 当碘水浓度较大时，高分子淀粉易将碘分子包裹，造成滴定时碘与淀粉的解离滞后，造成终点滞后。 根据实验反应原理可知，发生反应：14H+ 2- 27 Cr O+6I-=2Cr3+7H2O+3I2，I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6；据 此可知反应关系： 2- 27 Cr O3I26Na2S2O3，设 K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为 xmol/L，则： 6 x 30.00 10-3=c V 10-3，解之的 x= 180 cV mol/L；
22、 （2） 盐桥中离子不与溶液中的离子反应， 且离子的满足电迁移率(u)应尽可能地相近。 根据下表数据， 虽然锂离子和碳酸氢根离子电迁移率最相近，但是碳酸氢根离子与铜离子发生双水解反应，不能大量共 存，不能选择；据表数据只有选择钾离子和硫酸根离子，二者的电迁移率也很相近（与其余的几组相比 较，数值相差较大，不能选择） ，且与两极电解质溶液共存，所以盐桥中应选择硫酸钾作为电解质。 电流表显示电子由铜电极流向铂电极可知，说明铜做负极，铂电极为正极，根据阳离子移向正极，阴 离子移向负极的规律可知，盐桥中的阴离子进入铜电极； 铜做负极， 极反应 Cu-2e-=Cu2+； 一段时间后铜电极溶液中 Cu2+
23、变为 1.03mol L-1， 铜离子变化了 0.03mol/L， 则转移电子的量为 0.06mol；铂电极为正极，正极极反应：14H+ 2- 27 Cr O+6e-=2Cr3+7H2O，根据电子转移 守恒规律， 所以生成Cr3+的量为 0.02mol， 原溶液中存在铬离子， 所以铂电极溶液中 Cr3+的浓度1.02mol L-1 ； 根据实验可知，铜做原电池的负极，发生氧化反应，铜做还原剂；铂电极做原电池的正极，发生还原 反应： 14H+ 2- 27 Cr O+6e-=2Cr3+7H2O， 根据还原剂的还原性大于还原产物的还原性可知， 可确定还原性： Cu大于 Cr3+。 27.（15 分）
24、CO2/ HCOOH 循环在氢能的贮存/释放、燃料电池等方面具有重要应用。 （1）CO2催化加氢。在密闭容器中，向含有催化剂的 KHCO3溶液(CO2与 KOH 溶液反应制得)中通入 H2 生成 HCOO-，其离子方程式为_；其他条件不变，HCO3-转化为 HCOO- 的转化率随温度的变化如图-1 所示。反应温度在 4080范围内，HCO3-催化加氢的转化率迅速上升， 其主要原因是_。 （2） HCOOH 燃料电池。研究 HCOOH 燃料电池性能的装置如图-2 所示，两电极区间用允许 K+、H+ 通过的半透膜隔开。 电池负极电极反应式为_；放电过程中需补充的 物质 A 为_(填化学式)。 图-
25、2 所示的 HCOOH 燃料电池放电的本质是通过 HCOOH 与 O2的反应，将化学能转化为电能，其反 应的离子方程式为_。 （3） HCOOH 催化释氢。在催化剂作用下， HCOOH 分解生成 CO2和 H2可能的反应机理如图-3 所示。 HCOOD 催化释氢反应除生成 CO2外，还生成_(填化学式)。 研究发现：其他条件不变时，以 HCOOK 溶液代替 HCOOH 催化释氢的效果更佳，其具体优点是 _。 【答案】 （1） 322 HCOHHCOOH O 催化剂 温度升高反应速率增大，温度升高催化剂的活性增 强 （2） 32 HCOO2OH2eHCOH O H2SO4 232 2HCOOH2
26、OHO2HCO2H O 或 23 2HCOOO2HCO （3） HD 提高释放氢气的速率，提高释放出氢气的纯度 【解析】 （1）含有催化剂的 KHCO3溶液中通入 H2生成 HCOO，根据元素守恒和电荷守恒可得离子方程式为： 3 HCO+H2 催化剂 HCOO+H2O；反应温度在 4080范围内时，随温度升高，活化分子增多，反应速 率加快，同时温度升高催化剂的活性增强，所以 3 HCO的催化加氢速率迅速上升； （2）左侧为负极，碱性环境中 HCOO失电子被氧化为 3 HCO，根据电荷守恒和元素守恒可得电极反应 式为 HCOO+2OH2e= 3 HCO+H2O；电池放电过程中，钾离子移向正极，即
27、右侧，根据图示可知 右侧的阴离子为硫酸根，而随着硫酸钾不断被排除，硫酸根逐渐减少，铁离子和亚铁离子进行循环，所 以需要补充硫酸根，为增强氧气的氧化性，溶液最好显酸性，则物质 A 为 H2SO4； 根据装置图可知电池放电的本质是 HCOOH 在碱性环境中被氧气氧化为 3 HCO，根据电子守恒和电荷 守恒可得离子方程式为 2HCOOH+O2+2OH = 2 3 HCO+2H2O 或 2HCOO+O2= 2 3 HCO； （3）根据分析可知 HCOOD 可以产生 HCOO和 D+，所以最终产物为 CO2和 HD(H与 D+结合生成)； HCOOK 是强电解质，更容易产生 HCOO和 K+，更快的产生
28、 KH，KH 可以与水反应生成 H2和 KOH， 生成的 KOH 可以吸收分解产生的 CO2，从而使氢气更纯净，所以具体优点是：提高释放氢气的速率，提 高释放出氢气的纯度。 28.（14 分）我国是干电池的生产和消费大国。某科研团队设计了以下流程对碱性锌锰干电池的废旧资源 进行回收利用： 已知：Ksp(MnS)=2.5 1013，Ksp(ZnS)=1.6 1024 Mn(OH)2开始沉淀时 pH 为 8.3,完全沉淀的 pH 为 9.8 碱性锌锰干电池是以锌粉为负极，二氧化锰为正极，氢氧化钾溶液为电解质。电池总反应为 2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2，请写出电池的正极
29、反应式_； 为了提高碳包的浸出效率，可以采取的措施有_；(写一条即可) 向滤液 1 中加入 MnS 的目的是_； 已知 MnSO4的溶解度曲线如图所示，从滤液 2 中析出 MnSO4 H2O 晶体的操作是蒸发结晶、 _、洗涤、低温干燥； 为了选择试剂 X，在相同条件下，分别用 3 g 碳包进行制备 MnSO4的实验，得到数据如表 1，请写出 最佳试剂 X 与碳包中的主要成分发生反应的化学方程式_。 工业上经常采用向滤液 2 中加入 NaHCO3溶液来制备 MnCO3，不选择 Na2CO3溶液的原因是 _； 【答案】 （【答案】 （1）MnO2+H2O +e = MnOOH+OH （2） 适当的
30、升温(或搅拌) （3） 将溶液中的 Zn2+转 化为 ZnS 沉淀而除去 （4） 趁热过滤 （5） H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2 或 H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O2 （6） Na2CO3溶液的碱性强，容易产生 Mn(OH)2的沉 淀 【详解】 锌粉为负极， 发生氧化反应， 氢氧化钾溶液为电解质时发生的电极反应式为Zn+4OH-2e-= ZnO22-+2H2O， 用电池总反应 2MnO2+ Zn+2KOH= 2MnOOH+K2ZnO2减去负极电极反应，即得电池的正极反应式为 MnO2+H2O +e= MnOOH+OH； 通过适当
31、的升温、固体粉碎或搅拌等措施可提高碳包的浸出效率； 滤液 1含有 Zn2+，遇加入的 MnS可以生成 ZnS沉淀，再通过过滤即可除去； 有 MnSO4的溶解度曲线可知 MnSO4 H2O在温度超过 40后溶解度随温度的升高而降低，则将滤液 2 溶液蒸发结晶、趁热过滤、洗涤、并低温干燥防分解即可得到 MnSO4 H2O 晶体； 由表 1可知选用 30%的过氧化氢获得的 MnSO4质量最高，则 30%的过氧化氢为最佳试剂，与 MnO2在 酸性条件下发生反应的化学方程式为 H2O2+MnO2+H2SO4=MnSO4+2H2O+O2或 H2O2+ 2MnOOH+2H2SO4=2MnSO4+4H2O+O
32、2； 相同浓度的 NaHCO3溶液和 Na2CO3溶液，因 CO32-的水解能力强于 HCO3-，Na2CO3溶液的碱性强，更 容易产生 Mn(OH)2的沉淀； 35.（15 分） （选修 3-物质结构与性质）2020 年 12 月 17 日凌晨，嫦娥五号完成“ 挖土” 之旅返回地球。 查阅资料， 月球玄武岩是构成月球的岩石之一，主要由辉石(主要成分硅酸盐)和钛铁矿(主要成分 FeTiO3) 等组成。回答下列问题： （1）基态铁原子的价电子排布式为：_。 （2）与 Fe 同周期，且最外层电子数相同的主族元素是_(填元素符号)。 （3）基态 Ti 原子核外电子占据的最高能层符号为_；其最外层电子
33、的电子云轮廓图为_。 （4）1molFe3Fe(CN)62中含有 键数为_， Fe(CN)63-中配体为_ ，其中 C 原子的杂化轨 道类型为_ ，H、C、N、Si 四种元素的电负性由大到小的顺序为_ 。 （5）FeTiO3的结构如图 1 所示，其中由 O 围成的_(填“ 四面体空隙” 或“ 八面体空隙” )被 Fe 占 据。 在图 2 中画出 FeTiO3结构的另一种表示_ (要求： Fe 处于晶胞的顶点)， Ti 的配位数为_。 （6）已知该晶胞的密度为 g/cm3，NA表示阿伏加德罗常数的值。计算晶胞参数 a=_pm。(列出计 算表达式) 【答案】 （1）3d 4s2 （2） Ca （3
34、） N 球形 （4） 24N A CN sp 杂化 NCH Si （5）八面体空隙 12 （6） 【解析】 （1）铁元素的原子序数为 26，价电子数 8，基态铁原子的价电子排布式为 3d 4s2； （2）铁元素位于元素周期表第四周期，铁原子的最外层电子数为 2，与铁同周期，且最外层电子数相同 的主族元素是钙； （3） 基态 Ti 原子的的价电子排布式为 3d24s2，核外电子占据的最高能层符号为 N，4s 电子云轮廓图为 球形； （4） Fe(CN)63+离子中铁离子与氰酸根离子形成 6 个配位键，每个氰酸根离子中含有 1 个 键， 1molFe3Fe(CN)62中含有 2mol Fe(CN)
35、63+离子，含有 键的数目为(1 6+6) 2mol NA mol1=24NA；氰酸 根离子含有碳氮三键， 则碳原子的杂化方式为 sp 杂化； 非金属元素的非金属性越强， 电负性越大， H、 C、 N、 Si 四种元素的非金属性有强到弱的顺序为 NCHSi， 则电负性由大到小的顺序为 NCHSi； （5）由图 1 晶体结构可知，由 O 原子围成的八面体空隙被 Fe 原子占据，钛原子()处于晶胞顶点时， 铁原子()位于体心，氧原子()位于面心，当铁原子处于晶胞的顶点时，钛原子位于体心，氧原子()位 于棱上，晶胞结构示意图为，与钛原子距离最近的氧原子有 12 个，则钛原子的配位数为 12； （6）
36、由晶胞的质量公式可得：(a 1010)3=，解得 a=pm。 36.（15 分） （选修 5-有机化学基础）近年来，我国科学家在手性螺环配合物催化的不对称合成研究及应 用方面取得了举世瞩目的成就。某螺环二酚类手性螺环配体(K)的合成路线如下： 10 A (16 3+56+48) 10 N A (16 3+56+48) N 3 10 A (16 3+56+48) 10 N 已知如下信息：RCHO+CH3COR 2 EtOH/H O NaOH ，R，R=烃基 回答下列问题： （1）化合物 A是一种重要的化工产品，常用于医院等公共场所的消毒，可与 FeCl3溶液发生显色反应， 其结构简式为_；反应的
37、反应类型为_。 （2）化合物 C 可发生银镜反应，其名称为_，G的结构简式为_、J的结构简式为_。 （3） C的一种同分异构体可与 FeCl3溶液发生显色反应， 其核磁共振氢谱有 4 组峰， 峰面积比为 322 1，该异构体的结构简式为_。 （4）反应的反应条件为_。 （5） 在反应的条件下， 若以化合物 E 为原料， 相应的反应产物为_和_， 上述反应结果表明， 中间体 F中 Br 原子在 EH的合成过程中的作用为_。 【答案】（【答案】（1） 取代反应 （2） 间甲氧基苯甲醛 （3） （4） 液溴、 FeBr3 （5） 促 进 GH成环反应的发生 【分析】 A与FeCl3溶液发生显色反应，
38、 说明含有酚-OH， 能与CH3I/NaOH共热， 发生取代反应产生B：， 则 A 是，B与 O2，Co(OAc)2、CH3OH、NaOH 反应产生分子式为 C8H8O2的物质 C，C 能 够发生银镜反应，说明 C中含有-CHO，则 C 结构简式是，D 为，D 与 H2在 Ni作催化剂条件下发生加成反应产生 E，对比 E、F可知：F比 E 多 2 个 Br原子，故 EF的反 应条件为液溴、FeBr3，FeBr3为催化剂。经多聚酸、加热条件脱去 H2O 分子生成 G： ；根据 K 的结构简式及反应条件可逆推 J 为。 【详解】 （1）由分析可知：A结构简式为，反应的类型是取代反应； （2）由上述
39、分析可知物质 C结构简式是：，名称为：间甲氧基苯甲醛；物质 D结构简式 是；物质 G结构简式是；物质 J 的结构简式是； （3）化合物 C是，C 的一种同分异构体可与 FeCl3溶液发生显色反应，说明含有酚-OH，其 核磁共振氢谱有 4组峰，说明分子中含有 4种不同位置的 H 原子，峰面积比为 3221，则说明分子 中四种 H 原子的个数比为 3221，有两个处于对应的取代基，一个是-OH，一个是 COCH3，则该同 分异构体的结构简式为； （4）由上述分析可知：反应的反应条件为液溴为反应物，FeBr3为催化剂； （5）若以化合物 E()为原料，在反应的条件下发生反应，因没有-Br 占去-OCH3对应 的位置，会产生两种产物，结构简式分别是、，原因是使红色五角星 标注地方成环，因此 F中 Br 原子的作用是占据-OCH3对应的位置，使反应只有一种结 构。因此上述反应结果表明，中间体 F中 Br 原子在 EH 的合成过程中的作用为促进 GH成环反应的 发生。
