1、 2020 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 广东省理科综合能力测试模拟试题广东省理科综合能力测试模拟试题(二二) 化学试题化学试题 1.生活因化学更美好。下列说法错误的是 A. 氯化铵溶液常用作除锈剂 B. 聚乙烯塑料薄膜可用作食品包装袋 C. 硫酸钡常用于胃肠 X射线造影检查 D. 活性炭可用于除去冰箱的异味，此外还具有杀菌作用 【答案】D 【详解】A氯化铵水解呈酸性，可用作金属表面除锈剂，A正确； B聚乙烯塑料薄膜无毒，可用作食品包装袋，B正确； C硫酸钡几乎不溶于水，也不溶于胃酸，常用于胃肠 X 射线造影检查，C正确； D活性炭不具备杀菌作用，D 错误。 答
2、案选 D。 2.下列说法正确的是 A. 糖类和蛋白质都是天然高分子化合物 B. 以淀粉为原料可制取乙酸乙酯 C. 氨气经催化氧化生成 NO属于氮的固定 D. 用 Ba(OH)2溶液可以鉴别碳酸钠溶液和碳酸氢钠溶液 【答案】B 【详解】A糖类不一定都是天然高分子化合物，如葡萄糖为单糖，不是天然高分子化合物，A错误； B淀粉可水解生成葡萄糖，葡萄糖发生酒化反应生成乙醇，乙醇氧化生成乙酸，乙酸与乙醇发生酯化反应 生成乙酸乙酯，B正确； C氮的固定指游离态的氮转换为化合态氮的过程，氨气的催化氧化过程化合态氮转换为化合态氮，不属于 氮的固定，C错误； DBa(OH)2和碳酸钠反应生成碳酸钡沉淀和水，和碳
3、酸氢钠反应生成碳酸钡沉淀和水和 NaOH，两个反应 现象相同，不能鉴别，D错误。 答案选 B。 3.有机物 M(HOCH2CH=CHCH2OH)是一种有机合成中间体，下列关于 M 的说法不正确的是 A. 能溶于水 B. 不存在顺反异构 C. 可以发生加聚反应 D. 同分异构体中属于酯类的有 4 种 【答案】B 【分析】 【详解】AM含 2 个羟基、只有 4 个碳原子，M 能溶于水，A正确； B存在 和 顺反异构体，B错误； CM 含碳碳双键，能发生加聚反应，C正确； D M属于酯类的的同分异构体有 HCOOCH2CH2CH3、 HCOOCH(CH3)2、 CH3COOCH2CH3、 CH3CH
4、2COOCH3 四种，D正确； 答案选 B。 4.前 20 号主族元素 W、X、Y、Z的原子序数依次增大，W的氢化物可腐蚀玻璃，1molX 的最高价氧化物对 应水化物需要用 3molNaOH才能中和，Y-与 Z+具有相同的电子层结构。下列说法正确的是 A. 标准状态下 W 的氢化物为气体 B. 离子半径：XYZ C. Z的氢化物为离子化合物 D. X和 Y形成的化合物中各原子均满足 8 电子稳定结构 【答案】C 【分析】 W 的氢化物可腐蚀玻璃，则 W为 F；1molX 的最高价氧化物对应水化物需要用 3molNaOH 才能中和，则 X 为 P；Y-与 Z+具有相同的电子层结构且原子序数比 X
5、大，则 Y为 Cl，Z为 K；综上所述，W、X、Y、Z分 别为：F、P、Cl、K，据此解答。 【详解】AW为 F，其氢化物为 HF，标准状态下 HF为液体，A错误； BP3-、Cl-、K+核外电子排布相同，核电荷数 P3-Cl-K+，故离子半径：X(P3-)Y(Cl-)Z(K+)，B 错误； CZ的氢化物为 KH，为离子化合物，C正确； DX(P)和 Y(Cl)形成的化合物 PCl5中 P 原子最外层电子数为 10，不满足 8电子稳定结构，D错误。 答案选 C。 5.三氯化硼(BCl3)是一种重要的化工原料。某实验小组利用干燥的氯气和下列装置(装置可重复使用)制备 BCl3并验证反应中有 CO
6、生成。 已知：i.实验室制备 BCl3化学方程式为：B2O3+3C+3Cl2 2BCl3+3CO； ii.BCl3的熔点为-107.3，沸点为 12.5，遇水水解生成 H3BO3和 HCl。下列说法不正确的是 A. 实验装置合理的连接顺序为 B. 装置中发生反应的离子方程式为 Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O C. 装置的作用是冷凝并收集 BCl3 D. 验证有 CO生成的现象是装置中 CuO由黑色变成红色，且装置中澄清石灰水变浑浊 【答案】A 【分析】用 Cl2与 B2O3、C反应生成 BCl3和 CO，三氯化硼的熔点为107.3，沸点为 12.5，所以收集三 氯化硼要用冰水冷凝；
7、检验 CO 之前，为防止未反应的 Cl2、可能存在的 CO2对 CO的检验造成干扰，要先 将气体通入 NaOH溶液中；为防止氢氧化钠溶液中水蒸气进入 BCl3收集装置而使 BCl3水解，在通入 NaOH 溶液之前需先通过干燥装置；气体通过 NaOH溶液后又带上水蒸气，再次干燥后将气体通入灼热的氧化铜， 再将生成的气体通过澄清石灰水；若灼热的氧化铜变红且澄清石灰水变浑浊，可证明原反应中有一氧化碳 生成；未反应的 CO有毒，不能排放到空气中，要用排水法收集后进行处理，据此分析解答。 【详解】A由分析可知，实验装置合理的连接顺序为，A错误； B气体通入装置后，未反应的 Cl2被 NaOH溶液吸收，反
8、应的离子方程式为：Cl2+2OH-=Cl-+ClO-+H2O， B正确； C结合分析可知，装置作用是冷凝并收集 BCl3，C正确； D若原反应有 CO 生成，中 CuO将由黑色变成红色，装置中澄清石灰水将变浑浊，D正确。 答案选 A。 【点睛】凡是涉及遇水水解、潮解、反应的物质，在实验设计时一定要考虑在合适的位置加干燥装置，比 如加干燥装置隔绝空气中的水蒸气、通入水溶液之前加干燥装置。 6.我国是煤炭消费大国，高硫煤(主要含 FeS2)在我国煤炭消费中占有相当大的比例，其燃烧时产生的 SO2对 环境和人体健康造成了一定的负面影响，所以运用电化学法进行煤的燃前脱硫是一项具有前景的技术。已 知：
9、2FeS2+7O2+8NaOH=2Fe(OH)2+4Na2SO4+2H2O， 图甲是模拟电化学法脱硫的示意图(电极均为惰性电极)， 对此方法说法不正确的是 A. 将煤制成水煤浆加入电解槽有利于反应充分进行 B. 阳极的电极反应式为 4OH-4e-=O2+2H2O C. 煤中的铁元素最终以 Fe(OH)2的形式存在 D. 根据图乙中的信息，NaOH 溶液的适宜浓度为 1mol/L 【答案】C 【分析】 图甲装置为电解池装置，阳极反应式为：4OH-4e-=O2+2H2O，阴极反应式为：2H2O+2e-=2OH-+H2，总反 应为： 222 2H O2H+O 电解 ，电解产生的 O2将 FeS2氧化
10、，从而达到脱硫目的，发生的反应为： 2FeS2+7O2+8NaOH=2Fe(OH)2+4Na2SO4+2H2O，据此解答。 【详解】A将煤制成水煤浆加入电解槽可增大反应物的接触面积，有利于反应的充分进行，A正确； B由分析可知，阳极的电极反应式为 4OH-4e-=O2+2H2O，B正确； CFe(OH)2在潮湿的环境中容易被 O2氧化成 Fe(OH)3，故煤中的铁元素最终不可能以 Fe(OH)2形式存在，C 错误； D由图乙可知，NaOH溶液的浓度为 1mol/L时，脱硫率最高，即 NaOH溶液的适宜浓度为 1mol/L，D正 确。 答案选 C。 7.Fe3+与 SO32-不能大量共存的原因是
11、存在氧化还原反应和双水解反应之争。如图是利用手持技术测量向 FeCl3溶液滴加 Na2SO3溶液过程中的 pH和电导率的变化情况： 实验过程还发现： i.b 点时溶液澄清透明， 向其中分别加入 KSCN溶液和 NaOH 溶液， 现象分别为出现血红色和灰绿色难溶物； ii.c 点和 d 点均出现明显红褐色难溶物，取上层清液，分别加入 KSCN 溶液和 NaOH溶液，现象分别为出现 血红色和无明显变化。 结合以上信息，下列分析不合理是 A. a点溶液在配置时需加入盐酸 B. 结合 b 点附近 pH的变化以及实验现象，说明此处发生了氧化还原反应 C. c点溶液中发生的主要反应为 2Fe3+3SO32
12、-+6H2O=2Fe(OH)3+3H2SO3 D. 取 d点处上层清液，向其中滴加 K3Fe(CN)6，溶液会出现蓝色沉淀 【答案】D 【详解】AFe3+易水解，则配制 FeCl3溶液溶液时，常加入盐酸，抑制水解 Fe3+，故 A正确； Bb 点时溶液澄清透明，向其中分别加入 KSCN 溶液和 NaOH 溶液，现象分别为出现血红色和灰绿色难溶 物，说明 b 点溶液中含有 Fe2+和 Fe3+，其中 Fe2+为 Fe3+的还原产物，则说明发生氧化还原反应，故 B 正确； Cc 点出现明显红褐色难溶物，且上层清液中，分别加入 KSCN 溶液和 NaOH溶液，现象分别为出现血红 色和无明显变化，说明
13、红褪色沉淀为 Fe(OH)3，溶液中无 Fe2+，则此时发生反应的化学方程式为 2Fe3+3SO32-+6H2O=2Fe(OH)3+3H2SO3，故 C正确； Dd点上层清液中加入 NaOH 溶液，无明显变化，说明 d 点溶液中无 Fe2+，则滴加 K3Fe(CN)6，不会出现 蓝色沉淀，故 D错误； 故答案为 D。 8.碳酸铈Ce2(CO3)3是制备稀土发光材料、汽车尾气净化催化剂的重要原料。碳酸铈可由铈的氯化物和碳酸 氢铵反应制备。甲同学利用下列装置模拟制备 Ce2(CO3)3： 已知：i.装置 C中溶液为亚硫酸钠溶液； ii.KspCe2(CO3)3=1.00 10-28； iii.Ce
14、3+易被空气氧化成 Ce4+。 (1)装置 D中盛放稀盐酸的实验仪器名称为_，装置 C 中溶液的作用是_。 (2)装置 A中发生的化学反应方程式为_。 (3)实验装置中有一处不合理，请针对不合理之处写出改进措施：_。 (4)装置 B中制备 Ce2(CO3)3反应的离子方程式为_。 (5)实验过程中当 Ce3+沉淀完全时 351 c Ce1 10 mol L ，溶液中 2- 3 c CO为_。 (6)Ce2(CO3)3在装置 B中沉淀，然后经过静置、过滤、洗涤、干燥后即可得到产品。检验产品是否洗涤干净 方法为_。 (7)为测定产品中 Ce2(CO3)3的纯度，取2.00g产品加入稀硫酸、 22
15、H O溶液至全部溶解，配成100.00mL溶 液，取25.00mL溶液用 1 0.10mol L的 4 FeSO溶液滴定至终点(铈被还原成 Ce3+)，消耗 4 FeSO溶液 20.00mL，则产品中 Ce2(CO3)3的纯度为_。 【 答 案 】 (1). 分 液 漏 斗 (2). 防 止 空 气 中 的 氧 气 进 入 装 置 B 中 氧 化 Ce3+ (3). 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3 (4). 装置 BD之间连接饱和碳酸氢钠溶液， 吸收挥发出来的 HCl 气体 (5). 2Ce3+6HCO3-=Ce2(CO3)3+3CO2+3H2O (6). 10-
16、6mol/L (7). 取最后一次洗涤后的滤液 少许于试管中，加入少量硝酸银溶液，如无沉淀产生，则证明已经洗涤干净 (8). 92.00% 【分析】 碳酸铈可由铈的氯化物和碳酸氢铵反应生成 Ce2(CO3)3，则装置 A 中生成的 NH3通入盛装 CeCl3溶液的广口 瓶中时，同时要通入过量装置 D中制得的 CO2，方可制得 Ce2(CO3)3；操作过程中需要注意除去 CO2中混有 的 HCl，洗涤 Ce2(CO3)3时只要最后一次洗涤液中检验不到 Cl-即为洗涤干净。 【详解】(1)装置 D中盛放稀盐酸的实验仪器名称为分液漏斗，装置 C中溶液为亚硫酸钠溶液，有较强还原 性，能防止空气中的氧气
17、进入装置 B中氧化 Ce3+； (2)装置 A是制氨气，发生的化学反应方程式为 2NH4Cl+Ca(OH)2 CaCl2+2H2O+2NH3； (3) CO2中混有的 HCl，需要在装置 BD 之间连接饱和碳酸氢钠溶液，吸收挥发出来的 HCl 气体； (4)装置 B中 CeCl3溶液和碳酸氢铵反应生成 Ce2(CO3)3，发生反应的离子方程式为 2Ce3+6HCO3-=Ce2(CO3)3+3CO2+3H2O； (5)已知 KspCe2(CO3)3=c2(Ce3+) c3(CO32-)=1.00 10-28，且 c (Ce3+)=1 10-5mol/L，则 2- 3 c CO= 28 3 2 5
18、 1.00 10 1 10 mol/L=1 10-6mol/L； (6)最初沉淀 Ce2(CO3)3的洗涤液中含有 Cl-，当取最后一次洗涤后的滤液少许于试管中，加入少量硝酸银溶 液，如无沉淀产生，则证明已经洗涤干净； (7)已知滴定时发生反应为 Ce4+Fe2+=Ce3+Fe3+，消耗 1 0.10mol L的 4 FeSO溶液 20.00mL，即参加反应的 Fe2+的物质的量为 0.02L 0.10mol/L=2 10-3mol，则产品中 Ce2(CO3)3的纯度为 3 1001 2 10460 / 252 100% 2.00 mL molg mol mL g =92.00%。 【点睛】本
19、题为物质制备的实验探究，涉及实验基本操作，解题注意点包括 Ce3+易被空气氧化，要有防氧 化措施，碳酸铈可由铈的氯化物和碳酸氢铵反应制备，则需要通过量 CO2，且要除去混有的 HCl杂质气体。 9.铍作为一种新兴材料日益被重视，是原子能、火箭、导弹、航空以及冶金工业中不可缺少的宝贵材料。铍 及其化合物大多具有毒性。如图是以一种已经预处理后的含铍矿绿柱石(主要含有BeO， 23 Al O， 2 SiO， 23 Fe O和FeO等)为原料制取单质铍的工艺流程： 已知：i.铍和铝的化学性质相似； ii.氯化铍在融熔态时较难电离； iii.Be(OH)2pH10时会溶解； iV. 38 sp3 KFe
20、(OH)1.0 10。 (1)滤渣 1 的主要成分是_。 (2)在“除铝”过程中铝会以铝铵矾 442 2 NHAl SO12H O 的形式析出， 则此过程中生成铝铵矾的化学方 程式为_。 (3)“除铁”过程要求不引入新的杂质，其操作应为_。 (4)在“沉铍”过程中，若改为加入过量的NaOH溶液，则铍的存在形式是_(填离子符号)。 (5)在“分解”过程中产生的 4 NH F烟气会发生反应： 4423 2NH FNH HFNH，可用 42 NH HF代替HF用 于雕刻玻璃，反应过程中有 4 NH F生成，请写出此反应的化学方程式：_。 (6)工艺中采用氟化铍镁热还原法制取铍需要真空环境的原因是_。
21、 氯化铍熔盐电解法也可以制取铍， 但是在电解过程中需要加入等量的NaCl，加入NaCl的作用是_。 (7)铍铜因具有良好的导电性、导热性、耐腐蚀性、耐热冲击性以及无磁性、无火花等特性而成为最为广泛 使用的一种铍合金。若绿柱石中BeO的含量为 a%，上述工艺流程中 Be 的产率为 b%，则 1t绿柱石理论 上可以生产含 2%Be 的铍铜合金_t。 (8)工艺流程中产生的含有 2 Be 的废水可以用石灰中和生物净化法进行净化。不同的 pH值和温度下， 石灰中和生物净化法净化后溶液中的铍的浓度如图所示，则为了减少污染，最应选用的 pH范围和温度 分别是_(填序号)。 A.911，30 B.710，3
22、0 C.811，35 【答案】 (1). SiO2 (2). (NH4)2SO4+Al2(SO4)3+24H2O=2(NH4)Al(SO4)2 12H2O (3). 在滤液中加入 适量 H2O2，再加适量氨水调整的 pH3 (4). BeO22- (5). SiO2+4NH4HF2=SiF4+4NH4F+2H2O (6). 防止 Be和 Mg 被氧化 (7). 增强熔融盐的导电性 (8). 1.8 10-3ab (9). B 【分析】 用稀硫酸溶解含铍矿绿柱石，其中 BeO、Al2O3、Fe2O3和 FeO均能溶于酸，而 SiO2不溶于酸且不溶于水， 经过滤，滤渣为 SiO2，而滤液中主要含有
23、 Be2+、Al3+、Fe3+、Fe2+及过量的酸，滤液中加入(NH4)2SO4有铝 铵矾(NH4)Al(SO4)2 12H2O析出，经过过滤除去，达到除铝的目的，继续向所得滤液中加入加入适量 H2O2 氧化 Fe2+，再加适量氨水调整的 pH，使溶液中 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3沉淀，再过滤除去，达到除铁的目 的，再向滤液中加入氨水、HF，得到(NH4)2BeF4，高温分解得到 BeF2，加入镁在高温下反应生成 Be，以此 解答该题。 【详解】(1)由分析知，滤渣 1的主要成分是 SiO2； (2) 向含 Al3+的滤液中加入(NH4)2SO4有铝铵矾(NH4)Al(SO4)2 12
24、H2O析出，发生反应的化学方程式为 (NH4)2SO4+Al2(SO4)3+24H2O=2(NH4)Al(SO4)2 12H2O； (3)已知 38 sp3 KFe(OH)1.0 10，当 c(Fe3+)=1 10-5mol/L时，c(OH-)= 38 3 5 1 10 1 10 mol/L=1 10-11mol/L， 此时溶液 pH=3；则“除铁”过程要求先氧化 Fe2+，再调节溶液 pH3，使 Fe3+完全转化为 Fe(OH)3沉淀，在不 引入新的杂质的前提下，正确操作应为向滤液中加入适量 H2O2，再加适量氨水调整的 pH3； (4) Be(OH)2能溶于 NaOH溶液，则 “沉铍”过程
25、中，若加入过量的NaOH溶液，Be(OH)2会溶于 NaOH生成 NaBeO2，即铍的存在形式是 BeO22-； (5) 用 42 NH HF代替HF用于雕刻玻璃，即 SiO2能与 NH4HF2反应生成 SiF4和 NH4F，发生反应的化学方程 式为 SiO2+4NH4HF2=SiF4+4NH4F+2H2O； (6)Be和 Mg 易在空气中被氧气氧化，则采用氟化铍镁热还原法制取铍需要真空环境，达到防止 Be 和 Mg 被 氧化的目的；氯化铍在融熔态时较难电离，在电解过程中需要加入等量的 NaCl，可增强熔融盐的导电性； (7)根据原子守恒，依据已知条件 1t该绿柱石理论上能生产含镀量 2%的镀
26、铜台金 6 1 10% 9/% 25/ 2% a g molb g mol =1.8 103abg=1.8 10-3abt； (8)当溶液 pH在 710 左右、温度 30时溶液中 c(Be)最低，即净化效果最好，故答案为 B。 【点睛】本题以制备 Be的工业流程为载体，重点考查物质分离和提纯，涉及反应原理的理解与应用、分离 提纯基本操作、盐类水解等知识点，特别是 Al(OH)3 两性知识的迁移，明确反应原理及流程图中每一步发 生的反应、采用的操作方法是解本题关键。 10.柴油机车尾气脱 x NO是在全球范围内受关注的热点问题。 (1)柴油机车尾气中的NO是空气中的 2 N在高温中燃烧生成的，
27、其生成的反应机理如下： A22A A+B2NO+B B +A2NO+A 已知298K时的键能数据： 化学键 O=O NN N=O 键能/kJ mol-1 498.0 946.0 630.0 上述机理中 2 A代表的是_(填“ 2 N”或“ 2 O”)，作出该判断的原因是_。 根据上述NO的生成机理，试写出通常状况下 2 N燃烧生成NO的热化学方程式：_。 (2)TWC技术是利用燃料不完全燃烧生成的CO将尾气中的NO还原为无害气体的技术，且 2NO+2CO垐? 噲 ? 2CO2+N2 H0。现将含 COa%(体积分数，下同)、NO0.30%的模拟汽车尾气以 100mL min-1的流速通过 45
28、0的反应器，出口气体中 CO 的含量变为 b%(气体体积变化忽略不计)，则 v(CO)=_mL min-1。若将反应器温度降低至 350，出口气体中 CO的含量_b%(填“”“” 或“=”) (3)SCR技术是利用 3 NH将尾气中的NO选择性还原为无害气体的技术。其中 3 NH是通过尿素CO(NH2)2 分解生成的： .CO(NH2)2(s)NH3(g)+HNCO(g) H1 .HNCO(g)+H2O(g)NH3(g)+CO2(g) H2 一定温度下，往一恒容密闭容器中投入足量的 CO(NH2)2固体和一定量的水蒸气，发生上述反应。当反应 达到平衡时，测得 c(NH3)=pmol/L、c(H
29、NCO)=qmol/L，则反应的平衡常数为_(用含 p、q的表达式 表示，下同)，c(CO2)=_mol/L。 我国科学家在研究温度、氧气浓度对尿素水解产物浓度的影响后，得到如下数据： 通过数据对比可以发现在有氧气、1100以上时，体系中 3 NH浓度接近 0LL-1，其可能原因：_ 【答案】 (1). O2 (2). O2中O=O键能比N2中NN键能小， 更易解离为原子 (3). N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+184.0kJ/mol (4). (a-b) (5). (6). qp (7). p-q 2 (8). 氧气在高温时将 NH3氧化 【分析】 (1)H=反应物的键能和-生
30、成物的键能和； (2) 结合 v(CO)的单位 mL min-1和温度对平衡的移动分析即可； (3)根据反应原理，结合平衡常数的计算公式和氨气的还原性分析。 【详解】(1) 已知 O=O的键能为 498.0 kJ mol-1，NN的键能为 946.0 kJ mol-1，则 O2中 O=O键能比 N2中 NN 键能小，更易解离为原子，故上述机理中 A2代表的是 O2； 已知 N2(g)+O2(g)=2NO(g)，则H=反应物的键能和-生成物的键能和=(946.0 kJ mol-1)+(498.0 kJ mol-1)-2(630.0 kJ mol-1)=+184.0kJ/mol，故通常状况下 2
31、N燃烧生成NO的热化学方程式为 N2(g)+O2(g)=2NO(g) H=+184.0kJ/mol； (2)设通过时间为 1min，则每通入 100mL混合气体中含 CO 的体积为 amL，出口 100mL混合气体中含 CO 的体积为 bmL，故 v(CO)= amLbmL 1min =(a-b)mL min-1；已知 2NO+2CO垐? 噲 ? 2CO2+N2 H0，则将反应 器温度降低至 350，平衡将正向移动，CO的转化率提高，导致出口气体中 CO 的含量b%； (3) 当反应达到平衡时， 测得 c(NH3)=pmol/L、 c(HNCO)=qmol/L， 则反应的平衡常数 K=c(NH
32、3) c(HNCO)= pq(mol/L)2； 设 c(CO2)=cmol/L， 由 HNCO(g)+H2O(g)NH3(g)+CO2(g)可知反应中参加反应的 c(HNCO)和生成 c(NH3)均为 cmol/L，再根据 CO(NH2)2(s)NH3(g)+HNCO(g)可知反应中生成 c(HNCO)=c(NH3)，即 qmol/L- cmol/L= pmol/L+ cmol/L，解得：c= p 2 q ，即 c(CO2)= p 2 q _mol/L； 通过比较温度、氧气浓度对尿素水解产物浓度的影响后，发现在有氧气、1100以上时，体系中 3 NH浓 度接近 0LL-1，其可能原因是氨气有还
33、原性，在高温下能被氧气氧化。 【点睛】注意第（2）小题中反应速率的单位，为计算的易错点。 11.钙钛矿可以制成太阳能电池、发光二极管和催化剂，甚至可以制成未来量子计算机的元件。钙钛矿并不 是专指某种含钙和钛的化合物，而是一类具有 ABX3组成的晶体材料的总称，其中 A 和 B是阳离子，X是 阴离子。 (1)历史上所发现的第一种钙钛矿，是天然矿物钛酸钙(CaTiO3)，其中 Ti4 +的核外电子排布式为_；钛酸钙 中两种阳离子中半径较大的是_。 (2)一种有机卤化铅钙钛矿是由CH (NH2)2+、Pb2+和 Cl-构成的，这种钙钛矿的化学式为_，在CH(NH2)2 +中碳原子的杂化方式为_。 (
34、3)2018年我国科学家制得世界首例无金属钙钛矿材料。下列有机阳离子均可用于制备无金属钙钛矿： 其中含有手性碳原子的是_(填序号)。 (4)如图是 CaTiO3的两种晶胞结构示意图，两种晶胞的参数均为 abc379. 5 pm，=90； 在晶胞 I中氧离子占据的是_(填“体心”“面心”或“顶点”)， 在晶胞 II中氧离子之间最近的距离是_pm(列出 计算表达式)。 (5)无金属钙钛矿 MDABCONH4 I3的晶胞类型与 CaTiO3相同。 若在 MDABCONH4I3的晶胞中 NH4的分 数坐标为( 1 2 ，1 2 ，1 2 )，其中一种 I-的分数坐标为(0，0，1 2 )，则 MDAB
35、CO 的分数坐标为_。与 MDABCO 距离最近的 I-的个数为_个。 【答案】 (1). 1s22s22p63s23p6 (2). Ca2+ (3). CH(NH2)2PbCl3 (4). sp2 (5). 和 (6). 面 心 (7). 379.5 2 2 (8). (0,0,0) (9). 6 【分析】 (1)Ti 的核电荷数为 22，按照电子排布规律写出其电子排布式；Ca2+和 Ti4+的离子核外排布相同，核电荷数 大，离子半径小； (2)化合物是电中性的，正负化合价代数和为 0；根据CH(NH2)2+中碳原子价层电子对数判断杂化轨道方 式； (3)碳原子连接 4个不同的原子或原子团时
36、为手性碳原子； (4) 根据均摊法可知晶胞中含有氧离子数目为 3，再结合晶胞 I结构分析即可；晶胞 II中氧离子位于立方体 的棱边上，两个直接相连的棱边上氧离子间的距离最短； (5)无金属钙钛矿 MDABCONH4I3的晶胞类型与 CaTiO3相同；若在 MDABCONH4I3的晶胞中 NH4的分 数坐标为( 1 2 ， 1 2 ， 1 2 )，其中一种 I-的分数坐标为(0，0， 1 2 )，则 NH4位于立方体的体心，I-位于立方体的 棱边上，晶胞类型为晶胞 II，即 MDABCO 位于晶胞的顶点。 【详解】(1) Ti的核电荷数为 22，其电子排布式为 1s22s22p63s23p63d
37、24s2，则 Ti4 +的核外电子排布式为 1s22s22p63s23p6；Ca2+和 Ti4+的离子核外排布相同，核电荷数大，离子半径小，即 Ca2+半径比 Ti4+大； (2) 有机卤化铅钙钛矿是由CH (NH2)2+、Pb2+和 Cl-构成的，结合化合物电中性及原子的最简式整数比原则， 这种钙钛矿的化学式为CH(NH2)2PbCl3；在CH(NH2)2+中碳原子价层电子对数为 3，无孤对电子，则碳 原子的杂化方式为 sp2； (3) 碳原子连接 4个不同的原子或原子团时为手性碳原子， 则和中无含手性 碳原子；和分子结构中红色标注的碳原子， 均连接 4 个不同的原子或原子团， 为手性碳原子
38、，故答案为和； (4)在 CaTiO3的晶胞 I含有体心离子数有 1 个，顶点离子数为 81 8 =1，面心离子数为 61 2 =3，则氧离子占 据的是面心；晶胞 II中氧离子位于立方体的棱边上，两个直接相连的棱边上氧离子间的距离最短，氧离子 之间最近的距离是 22 a = 379.5 2 2 pm； (5)在 MDABCONH4I3的晶胞中 NH4的分数坐标为( 1 2 ， 1 2 ， 1 2 )，其中一种 I-的分数坐标为(0，0， 1 2 )， 则 NH4位于立方体的体心，I-位于立方体的棱边上，晶胞类型为 CaTiO3晶胞 II，即 MDABCO 位于晶胞的 顶点，分数坐标为(0，0，
39、0)；与 MDABCO 距离最近的 I-的个数为 3 81 4 =6。 【点睛】均摊法确定立方晶胞中粒子数目的方法是：顶点：每个顶点的原子被 8 个晶胞共有，所以晶胞 对顶点原子只占 1 8 份额；棱：每条棱的原子被 4 个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占 1 4 份额；面上： 每个面的原子被 2个晶胞共有，所以晶胞对顶点原子只占 1 2 份额；内部：内部原子不与其他晶胞分享， 完全属于该晶胞。 12.化合物 H俗名“氯巴占”，是一种经典的镇静类药物，常用于治疗焦虑症，以下是氯巴占的合成路线： 请回答下列问题： (1)化合物 A 中含氧官能团的名称为_，化合物 B 的名称为_。 (2)异丙醇的
40、结构简式为_。 (3)EF的反应类型为_。 (4)写出 FG的化学反应方程式：_。 (5)化合物 D 遇水能剧烈水解并生成大量白雾，试写出 D 与水反应的化学方程式：_。 (6)写出 2 个符合下列条件的化合物 D的同分异构体：_。 i.结构中只含有一个六元环； ii.核磁共振氢谱中有 3组信号峰，且峰面积之比为 1:2:4。 (7)由丙二酸可以制备化合物 D，请以乙烯为原料制备丙二酸，写出合成路线_(无机试剂任选)。已知 碱性条件下：R-Cl+CN-R-CN+Cl-，R-CN在酸性条件下能水解生成 R-COOH。 【 答 案 】 (1). 硝 基 (2). 苯 胺 (3). (4). 还 原
41、 反 应 (5). 异丙醇、异丙醇钠 +CH3CH2OH (6). +H2O+HCl (7). 、 、 (8). 氯水 - CN 酸 氧化 【分析】 和发 生 取 代 反 应 生 成和HF ，与 继续发生取代反应生成和 HCl，再和 H2发 生 还 原 反 应 生 成，发 生 分 子 内 取 代 生 成 ，最后再与 CH3I 发生取代反应生成，据此流程分析解 题即可。 【详解】(1)化合物 A 的结构简式为，分子结构中的含氧官能团的名称为硝基，化合物 B 的 结构简式为，其化学名称为苯胺； (2)异丙醇即为 2-丙醇，其结构简式为； (3)EF为和 H2发生还原反应生成 ， 则反应类型为还原反
42、应 或加成反应； (4) FG 为发生分子内取代生成 ，发生反应的化学反应方程式为： 异丙醇、异丙醇钠 +CH3CH2OH； (5)化合物 D 为，遇水能剧烈水解并生成大量白雾，即有 HCl 生成，则发生反应的化学 方程式为+H2O+HCl； (6) 化合物 D为，其同分异构体满足的条件：i.结构中只含有一个六元环； ii.核磁共振 氢谱中有 3 组信号峰，且峰面积之比为 1:2:4，说明结构具有一定对称性，则满足条件的同分异构体有 、； (7)乙烯与氯水发生加成反应可生成 ClCH2CH2OH，ClCH2CH2OH 有碱性条件下与 NaCN 作用可发生取代反 应生成 HOCH2CH2CN，再水解即可得到 HOCH2CH2COOH，最后 HOCH2CH2COOH 催化氧化得丙二酸，具 体合成路线为 氯水 - CN 酸 氧化 。 【点睛】考查有机推断与合成，难点是结合流程中各物质的结构简式准确判断流程中每一步转化时发生反 应原理，至于合成题结合信息，明确引入羧基的方法即可。
