1、湖北省黄冈中学 2018 届高三 5 月适应性考试理科综合化学试题1. 化学与社会、生活密切相关，下列说法正确的是（ ）A. 可以利用化学氧化（铬酸做氧化剂）的方法使铝制品表面的氧化膜产生美丽的颜色。B. 将单质铜制成“纳米铜”时，具有非常强的化学活性，在空气中可以燃烧，说明“纳米铜”的还原性比铜片更强C. 直馏汽油、裂化汽油、植物油均能使溴的四氯化碳溶液褪色D. 高压钠灯发出透雾性能力强的淡紫色光，常做路灯【答案】A【解析】分析：综合考察化学与社会、生活相关的知识。A 中主要考察氧化铝不与弱酸反应性质；B 中主要考察同种物质的化学性质是相同的；C 中主要考察裂化汽油、植物油中含有不饱和键性质
2、，直馏汽油不含碳碳双键；D 焰色反应属于金属元素的性质，属于物理变化。详解：经过化学或电化学抛光后的铝及铝合金制件，进行阳极氧化处理后，可得到光洁、光亮、透明度较高的氧化膜层，再经染色，可得到各种色彩鲜艳夺目的表面，A 正确；“纳米铜”和铜片是同一种物质，还原性相同，由于纳米铜颗粒较小，反应速率较快，B 错误；直馏汽油属于饱和烃，不能使溴的四氯化碳溶液褪色，裂化汽油、植物油中均含有不饱和键（碳碳双键） ，能够与溴发生加成反应，导致溴的四氯化碳溶液褪色，C 错误；高压钠灯能发出透雾能力强的黄色光，D 错误；正确答案：A。2. 设 NA为阿伏加德罗常数的数值，下列说法正确的是（ ）A. 1mol
3、金刚石中含有 2NA个 C-C 键，1mol SiO 2含有 2NA个 Si-O 键B. 标况下，将 9.2g 甲苯加入足量的酸性高锰酸钾溶液中转移的电子数为 0.6NAC. 在含 CO32-总数为 NA的 Na2CO3溶液中，Na +总数为 2NAD. 标准状况下，22.4 L 庚烷中所含的分子数约为 NA【答案】B【解析】分析：本题对阿伏加德罗常数相关知识进行了考察。A 中考察 1mol 金刚石中含有2NA个 C-C 键，1mol SiO 2含有 4NA个 Si-O 键；B 中考察甲苯中的甲基被氧化为羧基，根据化合价法则，判断出碳元素的化合价变化情况，然后计算反应电子转移的数目；C 中考察
4、碳酸根离子的水解规律；D 中考察只有气体在标况下，才能用气体摩尔体积进行计算。详解：1mol 金刚石中含有 2NA个 C-C 键，1molSiO 2含有 4NA个 Si-O 键，A 错误；由甲苯变为苯甲酸，碳元素化合价变化 7（-2/7+8/7）=6；9.2g 甲苯（即为 0.1mol）被氧化为苯甲酸，转移的电子数为 0.6NA，B 正确；Na 2CO3溶液中会有少量 CO32-发生水解，因此在含 CO32-总数为 NA的 Na2CO3溶液中，溶质的总量大于 1mol，所以 Na+总数大于 2NA，C 错误；标准状况下，庚烷为液态，无法用气体摩尔体积进行计算，D 错误；正确选项 B。3. 下列
5、有机物说法不正确的是（ ）A. BrCH2CHBrCH2Br 的名称为三溴丙烷B. 萘环上的一个 H 原子被-C 4H9取代后的产物共有 8 种C. 对甲基苯乙烯中最多有 17 个原子共面D. 纤维素和淀粉都是多糖，它们彻底水解后的产物相同【答案】A【解析】分析：本题对有机物的命名、同分异构体、原子共面、水解产物等基础知识进行考察。A 中要标出溴原子在碳链上的位置，再进行命名；B 中萘环上核磁共振氢谱中氢原子种数为 2，烃基-C 4H9的同分异构体的数目为 4，然后进行组合判断共为 8 种；C 中考察甲基、苯环、乙烯基中原子共面问题；D 中考察多糖水解的规律。点睛：分子中原子共线、共面的问题，
6、依据是乙烯的平面结构、乙炔的直线结构、甲烷的正面体结构、苯环的平面结构进行分析，比如有机物甲基苯乙烯能够共面的原子最多有 17 个，最少有 8 个。4. 工业上常用水蒸气蒸馏的方法（蒸馏装置如图）从植物组织中获取挥发性成分。这些挥发性成分的混合物统称精油，大都具有令人愉快的香味。从柠檬、橙子和柚子等水果的果皮中提取的精油 90%以上是柠檬烯（柠檬烯 ） 。提取柠檬烯的实验操作步骤如下：(1)将 12 个橙子皮剪成细碎的碎片，投入乙装置中，加入约 30 mL 水(2)松开活塞 K。加热水蒸气发生器至水沸腾，活塞 K 的支管口有大量水蒸气冒出时旋紧，打开冷凝水，水蒸气蒸馏即开始进行，可观察到在馏出
7、液的水面上有一层很薄的油层。下列说法不正确的是（ ）A. 当馏出液无明显油珠，澄清透明时，说明蒸馏完成B. 蒸馏结束后，为防止倒吸，立即停止加热C. 长玻管作安全管，平衡气压，防止由于导管堵塞引起爆炸D. 要得到纯精油，还需要用到以下分离提纯方法：萃取、分液、蒸馏【答案】B【解析】分析：本题为有机综合实验题，考察了实验中安全问题、分离、提纯等基本操作方法。玫瑰精油化学性质稳定，难溶于水，能同水蒸气一同蒸馏，故可以用水蒸气蒸馏的方法（蒸从植物组织中获取精油，然后在进行萃取、分液操作，进行分离。详解：柠檬烯不溶于水，密度比水小，因此当馏出液无明显油珠，澄清透明时，说明蒸馏完成，A 正确；蒸馏结束后
8、，先把乙中的导气管从溶液中移出，再停止加热，B 错误；长玻管与大气相通，能够起到平衡气压，防止由于导管堵塞引起爆炸，C 正确；得到的精油中含有其它成分，要想的得到柠檬烯，要进行萃取、分液、蒸馏操作才能实现目的，D 正确；正确选项 B。5. 短周期元素 W、X、Y、Z 在元素周期表中的相对位置如表所示，这四种元素的元素的原子最外层电子数之和为 20。则下列说法正确的是( )X YW ZA. 氢化物的沸点：YZB. 原子半径大小：ZWYXC. 工业上用电解熔融的 W 与 Y 所形成的化合物来制取 WD. X 的一种氢化物可以和 Z 的单质反应生成大量白烟【答案】D【解析】分析：考查元素周期表和元素
9、周期律的相关知识：涉及氢化物的沸点大小比较，原子半径大小比较，物质之间反应规律等；根据四种元素的原子最外层电子数之和满足 20 的条件，再根据四种元素在周期表中位置，通过分析可推测出 W 为镁元素，X 为氮元素，Y 为O 元素，Z 为 Cl 元素，据此答题。详解：水分子间存在有氢键，所以氢化物的沸点：YZ，A 错误；同一周期元素从左到右，原子半径减小，同一主族，从上到下，原子半径逐渐增大，因此原子半径大小：MgClNO, B错误；氧化镁熔点高，浪费能源，因此工业上用电解熔融的氯化镁制备金属镁，C 错误；氨气和氯气反应可以生成氯化铵和氮气，有白烟产生，D 正确；正确选项 D。点睛：工业上制备金属
10、镁：电解熔融的氯化镁而不是氧化镁，因为氧化镁熔点高；制备金属铝：电解熔融的氧化铝而不是氯化铝，因为氯化铝不导电。6. 某化学兴趣小组学生对塑料饭盒废弃物的水解液进行电渗析处理，同时得到对苯二甲酸。原理如图所示（H 2A 表示对苯二甲酸，A 2-表示对苯二甲酸根离子） ，下列说法正确的是（ ）A. 电极 a 为阴极，电极 b 产生氧气B. 通电一段时间后，硫酸溶液 pH 升高C. A2-通过阴离子交换膜进入浓缩室D. 对 200ml 的 8.3g/L 对苯二甲酸溶液，通电一段时间后，浓度上升到 0.1mol/L，阴极产生气体体积 4.48L【答案】C【解析】分析：A 2-通过阴离子交换膜进入浓缩
11、室中生成 H2A，说明 b 电极上阳离子放电，剩余 A2-，阳离子在阴极放电，b 电极为阴极，发生还原反应，电极 a 为阳极，发生氧化反应，据此进行问题的解答。7. 下列有关电解质溶液的说法正确的是( )A. 10mL0.1molL-1Na2CO3溶液逐滴滴加到 10mL0.1molL-1盐酸中，混合溶液中各离子浓度的大小关系：c(Na +)c(Cl-)c(HCO3-)c(CO32-)B. NH4HCO3溶液中存在：C(NH 4+)=C(HCO3-)+C(CO32-)+C(H2CO3)C. 常温下，测得某纯 CaSO3与水形成的浊液 pH 为 9，已知 Ka1(H2SO3)1.810 -2，K
12、 a2(H2SO3)6.010 -9，忽略 SO32-的第二步水解，则 Ksp(CaSO3)3.610 -10D. 若两种盐溶液的浓度相同且 pH(NaX)pH(NaY)，则 c(X )c(OH )c(Y )c(OH )【答案】D【解析】分析：A 中考察碳酸钠溶液滴加到盐酸中生成氯化钠和二氧化碳；B 中主要考察水解的盐溶液中存在的物料守恒规律，注意铵根离子、碳酸氢根离子均能发生水解；C 中先计算出亚硫酸根离子的水解平衡常数，再计算出溶液中钙离子和亚硫酸根离子浓度，然后根据Ksp(CaSO3)进行近似计算；D 根据两种盐的水解程度不同，水解能力强的，溶液的碱性强，氢离子浓度小，然后利用电荷守恒规
13、律进行解析。详解：10mL0.1molL -1Na2CO3溶液逐滴滴加到 10mL0.1molL-1盐酸中，开始时产生二氧化碳气体,滴加完毕后盐酸完全反应,碳酸钠过量,所以得到碳酸钠和氯化钠的混合物,所以离子浓度大小为: c(Na +)c(Cl-)c(CO32-)c(HCO3-)，A 错误；由于铵根离子、碳酸氢根离子均发生水解，因此根据物料守恒规律可知；c(NH 3H2O)+c(NH4+)=c(HCO3-)+c(CO32-)+c(H2CO3), B 错误；常温下,测得某纯 CaSO3与水形成的浊液 pH 为 9,由 CaSO3(s) Ca2+(aq)+SO32-(aq),且SO32-+H2O
14、HSO3-+OH-,得 c(HSO3-)=c(OH-)=110-5mol L-1,Ka2(H2SO3)=6.010-9,可知 SO32-+H2O HSO3-+OH-的水解常数 Kh=10-14/6.010-9=1.6710-6,以此计算 c(SO32-)=(110-5)2/1.6710-6 =610-5mol L-1,溶液中 c(Ca2+) c(SO32-)+c(HSO3-)=710-5mol L-1 ,Ksp(CaSO3)=c(Ca2+)c(SO32-)=710-5610-5=4.210-9, C 错误；若两种盐溶液的浓度相同且 pH(NaX)pH(NaY)，说明 NaX 水解能力强于 Na
15、Y，碱性：NaXNaY，所以 NaX 溶液中c(H+)小于 NaY 溶液中 c(H +)，根据电荷守恒关系：c(X )c(OH )= c(H+)+ c(Na+), c(Y )c(OH )= c(H+)+ c(Na+)可知，两溶液中 c(Na+)相等，所以 c(X )c(OH )c(Y )c(OH )，D 正确；正确选项 D。8. 磷化铝、磷化锌、磷化钙与水反应产生高毒的 PH3气体(熔点为-132，还原性强、易自燃)，可用于粮食熏蒸杀虫。卫生安全标准规定：当粮食中磷化物(以 PH3计)的含量低于0.05mgkg-1时算合格。可用以下方法测定粮食中残留的磷化物含量：【操作流程】安装吸收装置PH
16、3的产生与吸收转移 KMnO4吸收溶液亚硫酸钠标准溶液滴定。【实验装置】C 中盛 100 g 原粮，D 中盛有 20.00 mL 1.1210 -4 mol L-1KMnO4溶(H 2SO4酸化)。请回答下列问题：(1)仪器 C 的名称是_；(2)以磷化钙为例，写出磷化钙与水反应的化学方程式_；检查整套装置气密性良好的方法是_。(3)A 中盛装 KMnO4溶液的作用是_；通入空气的作用是_。若没有 B 装置，则实验中测得 PH3含量将_（填“偏低” 、 “偏高”或“不变” ）(4)D 中 PH3被氧化成磷酸，所发生反应的离子方程式为_。(5)把 D 中吸收液转移至容量瓶中，加水稀释至 250m
17、L，取 25.00mL 于锥形瓶中，用 5.010-5mol L-1的 Na2SO3标准溶液滴定剩余的 KMnO4溶液，消耗 Na2SO3标准溶液 11.00mL，则该原粮中磷化物(以 PH3计)的含量为_mg kg -1。【答案】 (1). 三颈烧瓶 (2). Ca 3P2+6H2O=3 Ca (OH)2+2PH3 (3). 关闭 K1、打开 K2用抽气泵缓慢抽气，若观察到 A、B、D 各装置中有气泡产生则气密性良好 或在 D 左边用橡胶管和止水夹封闭、关闭 K2用压差法；或关闭分液漏斗旋塞后对 C 加热法 (4). 除去空气中的还原性气体 (5). 吹出 PH3，使其全部被酸性 KMnO4
18、溶液吸收 (6). 偏低 (7). 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2+12H2O (8). 0.0085【解析】分析：本题为综合实验题。主要考察磷化氢制备的原理、装置气密性的检查方法；高锰酸钾溶液为强氧化剂，因此装置中盛放该试剂的作用除去还原性气体；为了保证实验的准确性，利用空气把 PH3全部带入到高锰酸钾溶液中进行吸收；最后根据反应的方程式中物质之间的关系计算出样品中 PH3含量。详解：(1) 仪器 C 为反应的发生器，名称是三颈烧瓶；正确答案：三颈烧瓶。(2) 磷化钙与水反应生成磷化氢和氢氧化钙，反应的化学方程式：Ca 3P2+6H2O=3Ca (OH)2+2PH3
19、；检查整套装置气密性方法：关闭 K1、打开 K2用抽气泵缓慢抽气，若观察到A、B、D 各装置中有气泡产生则气密性良好 或在 D 左边用橡胶管和止水夹封闭、关闭 K2用压差法；或关闭分液漏斗旋塞后对 C 加热法 ；正确答案：Ca 3P2+6H2O=3Ca (OH)2+2PH3；关闭 K1、打开 K2用抽气泵缓慢抽气，若观察到 A、B、D 各装置中有气泡产生则气密性良好 或在 D 左边用橡胶管和止水夹封闭、关闭 K2用压差法；或关闭分液漏斗旋塞后对C 加热法。 (3) 依据装置图进行分析判断，高锰酸钾溶液是强氧化剂，可以吸收空气中的还原性气体；通入空气，吹出 PH3，使其全部被酸性 KMnO4溶液
20、吸收，减小实验误差；B 中盛装焦性没食子酸的碱性溶液,其作用是吸收空气中的氧气,防止氧化装置 C 中生成的 PH3, 若没有 B 装置，PH3部分被氧气氧化，则实验中测得 PH3含量将偏低；正确答案：除去空气中的还原性气体 ； 吹出 PH3，使其全部被酸性 KMnO4溶液吸收； 偏低。(4) PH3被酸性高锰酸钾氧化成磷酸，高锰酸钾被还原为锰离子，结合电子守恒和电荷守恒、原子守恒配平书写得到离子方程式为：5PH 3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2+12H2O；正确答案：5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2+12H2O。(5) 根据 2KMnO4+5Na2SO
21、3+3H2SO4=2MnSO4+K2SO4+5Na2SO4+3H2O 反应可知，25 毫升溶液中剩余KMnO4的量为5.010 -51110-32/5mol,那么 250 毫升溶液中剩余 KMnO4的量为5.010-51110-310mol,由于 D 中盛有 KMnO4的量为 201.1210-410-3 mol，所以参加反应的 KMnO4的量 2.2410-6-2.210-6=0.0410-6 mol,根据 5PH3+8MnO4-+24H+=5H3PO4+8Mn2+12H2O 反应关系可知，消耗 PH3的量为410 -85/8mol；C 中盛 100g原粮，含有 PH3的量410 -85/8
22、 mol,质量为 8510-8g，则该原粮中磷化物(以 PH3计)的含量为 0.0085 mg kg-1；正确答案：0.0085。点睛;本题在进行最后一问计算时，要根据反应关系计算出参与反应的酸性高锰酸钾溶液的量，但是要注意这是量取 25 毫升溶液中消耗高锰酸钾的量，计算总量时要注意是 250 毫升样品溶液，也就是得扩大 10 倍才能进行准确计算，否则误差相差太大。9. ZnO 在医药、石化等领域有广泛的用途。研究小组用某闪锌矿(主要成分 ZnS，含有FeS、SiO 2、MnCO 3等杂质)制备氧化锌和硫单质，设计如下流程：请回答下列问题：(1)滤渣 1 的化学式为_，任写一种该物质的用途：_
23、。(2)沉淀 X 的化学式为_。(3)“转化”中主要反应的离子方程式为_。(4)若 Ksp(ZnCO3)=1.51010 ，溶液中离子浓度1.010 5 molL1 时，认为该离子沉淀完全。则欲使 1Lc(Zn2+)=1.5molL1 溶液中 Zn2+沉淀完全，需加入等体积的 Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为_molL 1 (写出精确计算结果，溶液混合时体积变化忽略不计)。(5)“一系列操作”包括过滤、洗涤、干燥。过滤所用的玻璃仪器有_；洗涤沉淀的操作为_。【答案】 (1). SiO 2 (2). 制玻璃、光导纤维 (3). Fe(OH) 3 (4). MnO4 +3Fe2+7H2O= M
24、nO2+3Fe(OH) 3+5H + 3Mn2+ + 2MnO4- + 2H2O = 5MnO2+ 4H + (5). 1.5+3105 (6). 烧杯、漏斗及玻璃棒 (7). 向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待蒸馏水流下后，重复操作 23 次【解析】分析：闪锌矿进行酸溶，只有二氧化硅不溶于酸，变为滤渣，碳酸锰与酸反应生成二氧化碳气体，硫化锌、硫化亚铁与酸反应生成硫化氢气体，滤液为硫酸锌、硫酸锰、硫酸亚铁等；硫化氢被氧气氧化为硫；滤液 1 调节溶液的 pH 后，用酸性高锰酸钾溶液氧化亚铁离子，生成铁离子，最终铁离子变为氢氧化铁沉淀，高锰酸根离子被还原为二氧化锰沉淀，同时高锰酸根离子与锰离子发归中
25、反应生成二氧化锰沉淀，滤液 2 中含有锌离子，加入碳酸钠后生成碳酸锌固体，煅烧后生成氧化锌。据此答题。详解：(1)根据流程可知，闪锌矿中只有二氧化硅与硫酸不反应，所以滤渣 1 的化学式为SiO2 ；二氧化硅可以用来制玻璃、光导纤维等；正确答案：SiO 2 ；制玻璃、光导纤维。(2)滤液中含有亚铁离子、具有还原性，能够被酸性高锰酸钾溶液氧化为铁离子，调节溶液的 pH 使铁离子变为沉淀，高锰酸根离子还原为二氧化锰固体，沉淀 X 的化学式为 Fe(OH)3 ；正确答案：Fe(OH) 3。(3)亚铁离子被酸性高锰酸钾溶液氧化为铁离子，高锰酸根离子还原为二氧化锰，同时溶液中的锰离子与高锰酸根离子发生归中
26、反应生成二氧化锰固体，离子方程式为：MnO4 +3Fe2+7H2O= MnO2+3Fe(OH) 3+5H +， 3Mn2+ +2MnO4- +2H2O =5MnO2+4H + ；正确答案：MnO4 +3Fe2+7H2O= MnO2+3Fe(OH) 3+5H +， 3Mn2+ +2MnO4- +2H2O = 5MnO2+4H + 。（4）c(Zn 2+)=1.0105 molL1 ，K sp(ZnCO3)= c(Zn2+)c(CO32-)=1.51010 ，带入数据，可得 c(CO32-)=1.5105 molL1 ，由于是等体积混合，所以原碳酸钠溶液中，CO 32-的量为3105 mol，1L
27、、c(Zn 2+)=1.5molL1 溶液中，使 CO32-发生沉淀，需要 CO32-的量为1.5mol，所以 Na2CO3溶液的物质的量浓度至少为（310 5 +1.5）/1=1.5+310 5 molL1 ；正确答案：1.5+310 5 。(5) 过滤所用的玻璃仪器有烧杯、漏斗及玻璃棒；洗涤沉淀的操作为向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待蒸馏水流下后，重复操作 23 次；正确答案：烧杯、漏斗及玻璃棒；向过滤器中加入蒸馏水浸没沉淀，待蒸馏水流下后，重复操作 23 次。10. 空气质量评价的主要污染物为 PM10、PM2.5、SO 2、NO 2、O 3、CO 等物质。研究脱硝(除NOx)技术和脱硫
28、(除 SO2)技术都是环境科学研究的热点，对于消除环境污染有重要意义。(1)已知催化剂存在的条件下 H2可以将 NO 还原为 N2。下图是一定条件下 H2还原 NO 生成 N2和 1 mol 水蒸气的能量变化示意图。写出该反应的热化学方程式_ 。 （H 用 E1、E 2、E 3表示） (2)升高温度绝大多数的化学反应速率增大，但是 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的速率却随着温度的升高而减小。某化学小组为研究该特殊现象的实质原因，查阅资料知 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)的反应历程分两步：I2NO(g)N 2O2(g)(快)； v 1 正 =k1 正 .c2(NO)； v 1 逆
29、 =k1 逆 .c(N2O2) H 10IIN 2O2(g)+O2(g)2NO2(g)(慢)； v 2 正 =k2 正 .c(N2O2)c(O2)； v 2 逆 =k2 逆 .c2(NO2) H 20请回答下列问题：一定温度下，反应 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)达到平衡状态，请写出用 k1 正 、k 1 逆 、k 2 正 、k 2 逆表示的平衡常数表达式 K=_。决定 2NO(g)+O2(g)2NO2(g)速率的是反应 II，反应 I 的活化能 E1与反应 II 的活化能 E2的大小关系为 E1_E2(填“” 、 “”或“=”)。根据速率方程分析，升高温度该反应速率减小的原因是_。A
30、k 2 正 增大，c(N 2O2)增大 Bk 2 正 减小，c(N 2O2)减小Ck 2 正 增大，c(N 2O2)减小 Dk 2 正 减小，c(N 2O2)增大由实验数据得到 v2 正 c(O 2)的关系可用图表示。当 x 点升高到某一温度时，反应重新达到平衡，则变为相应的点为_(填字母)。(3)我国科学家在天然气脱硫研究方面取得了新进展，利用如图装置可发生反应：H2S+O2=H2O2+S。已知甲池中发生的反应为：装置中 H+从_ 移向_(填“甲池”或“乙池”)。乙池溶液中发生的反应为_。【答案】 (1). )2H 2(g)+2NO(g)=N2(g)+2H2O(g) H=2(E 1-E2)k
31、Jmol 1 (2). (3). ” 、“”或“=”)图甲中 1 号 C 与相邻 C 形成的键角。(3)我国制墨工艺是将 50 nm 左右的石墨烯或氧化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系后者更为稳定，其原因是_。(4)石墨烯可转化为富勒烯(C 60)，某金属 M 与 C60可制备一种低温超导材料，晶胞如图丙所示，M 原子位于晶胞的棱心与内部。该晶胞中 M 原子的个数为_，该材料的化学式为_。(5)金刚石与石墨都是碳的同素异形体。若碳原子半径为 r，金刚石晶胞的边长为 a，根据硬球接触模型，金刚石晶胞中碳原子的空间占有率为_。(6)一定条件下，CH 4、CO 2都能与 H2O 形成笼状结构
32、(如下图所示)的水合物晶体，其相关参数见下表。CH 4与 H2O 形成的水合物晶体俗称“可燃冰” 。“可燃冰”中分子间存在的 2 种作用力是_；为开采深海海底的“可燃冰” ，有科学家提出用 CO2置换 CH4的设想。已知上图中笼状结构的空腔直径为 0.586 nm，结合图表从物质结构及性质的角度分析，该设想的依据是：_。参数分子分子直径/nm分子与 H2O 的结合能 E/(kJmol-1)CH4 0.436 16.40CO2 0.512 29.91【答案】 (1). 3 (2). sp 3 (3). (4). 氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定 (5). 12 (6). M3C60 (7). 10
33、0% (或 34%) (8). 氢键、范德华力 (9). CO2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且 CO2与水的结合能大于 CH4与水的结合能【解析】分析：本题对物质结构知识的综合考察。主要涉及到分子中 键数目的计算、氢键、分子间作用力等基础知识；根据中心原子价层电子对数就可以判定中心碳原子杂化方式，对于金刚石晶胞，体对角线与碳原子半径之间的关系为 r= ，就能够解答出金刚石晶胞中碳原子的空间占有率。详解：（1）图甲中，与 1 号碳相连的碳原子数为 3，所以 1 号碳与相邻碳形成 键的个数为 3；正确答案：3。（2）图乙中，1 号碳与相邻的 3 个碳和 1 个氧相连，形成 4 个 键，杂化方式
34、为 sp3 ；图乙中 1 号碳与相邻碳形成立体结构，而图甲中 1 号碳与相连碳构成的为平面结构，所以图乙中 1 号碳与相邻碳形成的键角要小；正确答案：sp 3 ；。(3) 由于氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定，所以将 50nm 左右的石墨烯或氧体对角线的长度为碳原子半径的化石墨烯溶于水，在相同条件下所得到的分散系氧化石墨烯更为稳定；正确答案：氧化石墨烯可与水形成氢键更稳定。(4) 该晶胞中 M 的原子个数为 121/4+9=12；该晶胞中 C60的个数为 81/8+61/2=4，所以该材料的化学式为 M3C60；正确答案：12；M 3C60。 (5)金刚石晶胞中含有碳原子数为 81/8+61/2
35、+4=8，金刚石不是紧密堆积结构，设体心有一个球，半径为 r cm，沿体对角线方向有 5 个球，体对角线距离为 8r=a3, r= ，原子的体积 V(原子)= 8=32r 3/3，晶胞的体积 V(晶胞)= a 3=（ ） 3，空间占有率= V(原子)/ V(晶胞)= = 100%；正确答案： 100% (或 34%)。(6)CH 4与形成的水合物俗称“可燃冰” ，分子晶体中作用力是范德华力，水分子之间存在氢键；正确答案：氢键、范德华力。由表格可知：二氧化碳的分子直径小于笼状结构的空腔直径，即 0.5120.586，能顺利进入笼状空腔内，且二氧化碳与水的结合能力强于甲烷，即 29.9116.40
36、；正确答案：CO 2的分子直径小于笼状结构空腔直径,且 CO2与水的结合能大于 CH4与水的结合能力。12. 化合物 H 是一种重要的有机合成中间体，由化合物 A 合成 H 的一种路线如下：已知：RCHCl 2 RCHO 回答下列问题：(1)A 的化学名称为_。(2)G 生成 H 的反应类型为_，F 中官能团名称是_。(3)由 A 生成 B 的化学方程式_，合成过程中 D 生成 E 的作用是_。(4)满足下列条件的 H 的同分异构体有_种，写出其中核磁共振氢谱有 4 组峰，且峰面积比为 6：2：2：1：1：1：1 的结构简式_。能够发生银镜反应，能够发生水解反应，水解后的产物能与 FeCl3溶
37、液发生显色反应 分子中只有一个环 苯环上有两个取代基，分子中含有两个甲基。(5) 己知 ,参照上述合成路线，以 为原料（无机试剂任选） ，设计制备 的路线_。【答案】 (1). 甲苯 (2). 酯基和氯原子 (3). 取代反应 (4). (5). 保护酚羟基 (6). 30 种 (7).(8). 【解析】分析：有机物的综合推断知识的考察。结合本题流程及分子式可知有机物 A 为甲苯，与浓硫酸反应生成对甲基苯磺酸（B） ，在碱性环境下生成对甲基苯酚钠，酸化后生成对甲基苯酚（D） ，该有机物与醋酸发生酯化生成酯（E） ；有机物 E 和氯气发生取代生成而取代物 F，在碱性环境下发生反应，在酸化后得到（
38、G） ；最后该有机物与 发生取代反应生成(H) ；据此解答问题。详解：(1)综合上述分析，A 的化学名称为甲苯； 正确答案：甲苯。（2）结合上述分析，G 生成 H 的反应类型为取代反应；F 结构为 ，官能团名称是酯基和氯原子；正确答案：取代反应；酯基和氯原子。(3)结合上述分析，甲苯发生取代反应生成对甲基苯磺酸，化学方程式；合成过程中 D 生成 E 的作用是保护酚羟基；正确答案：保护酚羟基； 。(4)有机物 H 为 ，满足下列条件的 H 的同分异构体：能够发生银镜反应，能够发生水解反应，水解后的产物能与 FeCl3溶液发生显色反应。结构中含有；分子中只有一个环；苯环上有两个取代基，分子中含有两
39、个甲基;根据分子式可知，结构中含有碳碳双键；具体结构为： 含有双键、2 个甲基的结构有 6 种； 含有双键、2 个甲基的结构有 6 种；含有双键、2 个甲基的结构有 6 种； 含有双键、2 个甲基的结构有 6 种； 含有双键、2 个甲基的结构有 3 种；含有双键、2 个甲基的结构有 3 种；共计有 30 种；其中核磁共振氢谱有 4 组峰，且峰面积比为 6：2：2：1：1：1：1 的结构简式 ；正确答案：30； 。(5) 与醋酸反应生成酚酯，然后甲基被酸性高锰酸钾溶液氧化为羧基，生成；该有机物在碱性环境下水解生成钠盐： ， 进行酸化可以得到 ；合成路线如下：；正确答案：。点睛：本题考查有机推断与有机合成、有机反应方程式的书写、同分异构体、信息获取与迁移应用等，综合性较强，需要学生完全凭借已知反应规律和合成路线进行推断，对学生的思维能力提出了更高的要求。
