1、第四周 非选择题增分练26硼(B)可形成 H3BO3、NaBH 4、NaBO 2 等化合物，用途广泛。(1)H3BO3 为一元弱酸，可由硼砂(Na 2B4O710H2O)与盐酸加热反应制得。该反应的化学方程式为_。常温下 0.1 molL1 的 H3BO3 溶液 pH 约为 5.0，则 H3BO3 的电离常数 Ka 约为_。(2)在恒容密闭容器中发生储氢反应：BPO 4(s)4Na(s) 2H 2(g)Na3PO4(s)NaBH 4(s) H0图(a)为 NaBH4 产率与反应温度的关系曲线：反应达到平衡时，下列有关叙述正确的是_。(填字母)A生成 1 mol NaBH4 只需 1 mol B
2、PO4、4 mol Na 和 2 mol H2B若向容器内通入少量 H2，则 v(放氢)v( 吸氢)C升高温度，放氢速率加快，重新达到平衡时容器压强增大D降低温度，该反应的平衡常数减小NaBH 4 的产率在 603 K 之前随温度升高而增大的原因是_。(3)NaBH4 可水解放出氢气，反应方程式为 NaBH42H 2O=NaBO24H 2。t 1/2 为 NaBH4 水解的半衰期 (水解一半所需要的时间，单位为分钟)。lg t1/2 随 pH 和温度的变化如图(b)所示，在酸性条件下， NaBH4 不能稳定存在，原因是_(用离子方程式表示) ；T 1_(填“ ”或“”)T 2。用 H2 制备
3、H2O2 的一种工艺简单、能耗低的方法，反应原理如图(c)所示。总反应的化学方程式为_。解析：(1)H 3BO3、Na2B4O710H2O 中 B 元素的化合价均为3，Na 2B4O710H2O 与盐酸在加热条件下发生的反应为复分解反应，生成硼酸和 NaCl，化学方程式为Na2B4O710H2O2HCl 4H3BO32NaCl 5H 2O。H3BO3溶液呈酸性，发生电离：= = = = = H3BO3 H2OB(OH)4 H ，溶液的 pH5.0，则 c(H )10 5 molL1 ，其电离常数Ka 1.010 9 。(2)该反应为可逆反应，1 mol cH cBOH4 cH3BO3 10 5
4、10 50.1 10 5BPO4、4 mol Na 和 2 mol H2不能完全转化生成 1 mol NaBH4，A 项错误；若向容器内通入少量 H2，平衡向正反应方向移动，v(放氢) v(吸氢) ，B 项正确；升高温度，吸氢、放氢速率均加快，平衡向逆反应方向移动，气体分子数增多，容器压强增大，C 项正确；降低温度，平衡向正反应方向移动，平衡常数增大，D 项错误。NaBH 4的产率在 603 K 之前随温度升高而增大，是因为反应没有达到平衡状 态，温度升高，反应速率加快。(3)分析 NaBH4的水解反应可知，BH 中 H 为1 价，H 2O 中 H 为1 价，两者能发生氧化还原反应。在酸性条件
5、下， 4NaBH4不能稳定存在，其原理是 BH 与 H 发生氧化还原反应： 4BH H 3H 2O=H3BO34H 2。 t1/2越大， 则 lg t1/2也越大。根据 图示，pH 相同时，T 1 4对应的 t1/2大，反应速率慢，故 T1T 2。根据图示，用 H2制备 H2O2，Pd、PdCl2O22 为中间产物，PdCl 42 为催化剂，故总反应的化学方程式为 H2O 2 H2O2。= = = = =PdCl42 答案：(1)Na 2B4O710H2O2HCl 4H3BO32NaCl5H 2O 1.010 9= = = = = (2)BC 反应未达到平衡状态，温度升高，反应速率加快(3)B
6、H H 3H 2O=H3BO34H 2 H 2O 2 H2O2 4 = = = = =PdCl42 27碱式氧化镍(NiOOH) 可用作镍氢电池的正极材料，可用废镍催化剂(主要含Ni、Al，还含少量 Cr、FeS 等) 来制备，其工艺流程如下：回答下列问题：(1)“浸泡除铝”时，发生反应的离子方程式为_。(2)“溶解”时放出的气体为_( 填化学式)。(3)已知金属离子开始沉淀和完全沉淀的 pH 如表：开始沉淀的 pH 完全沉淀的 pHNi2 6.2 8.6Fe2 7.6 9.1Fe3 2.3 3.3Cr3 4.5 5.6“调 pH 1”时，溶液 pH 的范围为_。(4)在空气中加热 Ni(OH
7、)2 可得 NiOOH，请写出此反应的化学方程式：_。(5)金属铬在溶液中有多种存在形式，CrO 和 Cr2O 在溶液中可相互转化。室温24 27下，初始浓度为 1.0 molL1 的 Na2CrO4 溶液中 c(Cr2O )随 c(H )的变化如图所示，用27离子方程式表示 Na2CrO4 溶液中的转化反应_，根据 A 点数据计算出该转化反应的平衡常数为_，温度升高，溶液中 CrO 的平衡转化率减小，则该反应的 H_(填“” “”或“”)240。解析：(1)“浸泡除铝”时加入 NaOH 溶液，发生反应的离子方程式为2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2。(2)“溶解”时加入稀硫酸，稀硫
8、酸能与 2Ni、Cr、FeS 反 应，所以“溶解 ”时放出的气体为 H2和 H2S。(3)结合题给流程图可知， “调pH 1”前 Fe2 已经被氧化 为 Fe3 ，故 “调 pH 1”的目的是除去 Fe3 、Cr3 ，同 时保证Ni2 不生成沉淀，由题表中数据可知， “调 pH 1”时溶液 pH 的范围为 5.66.2。(4) 在空气中加热 Ni(OH)2可得 NiOOH，根据得失 电子守恒和原子守恒可得： 4Ni(OH)2O 24NiOOH2H 2O。(5)由题图可知，随着 H 浓度的增大，CrO 不断转化为= = = = = 24Cr2O ，离子方程式 为 2CrO 2H Cr2O H 2
9、O。A 点时溶液中 Cr2O 的浓27 24 27 27度为 0.25 molL1 ，则溶液中 c(CrO )1.0 molL1 0.25 molL1 20.5 molL1 ，24又 c(H )1.010 7 molL 1，故 该转化反应的平衡常数K 10 14；温度升高，溶液中 CrO 的平衡转化率减小，即平衡逆cCr2O27c2CrO24c2H 24向移动，说明正反应放热，则该反应的 H0。答案：(1)2Al2OH 2H 2O=2AlO 3H 2 2(2)H2、H 2S (3)5.66.2(4)4Ni(OH)2O 2 4NiOOH2H 2O= = = = = (5)2CrO 2H Cr2O
10、 H 2O 10 14 24 2728过碳酸钠(Na 2CO4)是一种很好的供氧剂 ，其与稀盐酸反应的化学方程式为2Na2CO44HCl= =4NaCl 2CO2O 22H 2O。市售过碳酸钠一般都含有碳酸钠，为测定某过碳酸钠样品(只含 Na2CO4 和 Na2CO3)的纯度，某化学兴趣小组采用以下两种方案实施：方案一：(1)操作和的名称分别为_、_。(2)上述操作中，使用到玻璃棒的有_( 填操作序号)。(3)请简述操作的操作过程： _。方案二：按如图装好实验装置，Q 为一塑料气袋，随意取适量样品于其中，打开分液漏斗活塞，将稀盐酸滴入气袋中至充分反应。(4)为测定反应生成气体的总体积，滴稀盐酸
11、前必须关闭_ ，打开_( 填“K1”“K2”或“K 3”)，导管 A 的作用是_。(5)当上述反应停止后，使 K1、K 3 处于关闭状态，K 2 处于打开状态，再缓缓打开K1。B 中装的固体试剂是_，为何要缓缓打开K1？_ 。(6)实验结束时，量筒中有 x mL 水，量筒中收集到了 y mL 气体，则样品中过碳酸钠的质量分数是_。解析：(1)为获得样品的质量值，需要进行称量，故操作是称量；为从溶液中得到固体溶质，需要进行蒸发，故操作是蒸发结晶。(2)操作用玻璃棒搅拌以加快反应速率；操作用玻璃棒搅拌以加快溶液的蒸发并防止出现暴沸现象。(3) 蒸发结晶时，通常不能将水全部蒸发完再停止加热，应待还有
12、少量水或出 现大量晶体时就停止加 热，然后利用余 热将剩余的少量水蒸干。(4) 反应是在塑料气袋中进行的，生成的 CO2、O2均在袋内，气袋膨胀会将瓶内空气排出，通过量筒测量气体体 积，故首先 应关闭 K2、K1，打开 K3，此时测量出的体积为CO2、O2两种气体的体积之和( 瓶内排出的空气体积与塑料气袋内生成的气体体积相等)。导管 A 可平衡气压，有利于分液漏斗中稀盐酸的顺利滴下，同时消除滴下稀盐酸的体积对气体体积的影响。(6)B 中固体试剂为碱石灰，吸收反应产生的 CO2，则量筒收集的是 y mL 氧气，由 2Na2CO44HCl= =4NaCl2CO 2O 22H 2O，可求出 m(Na
13、2CO4)2122 gmol1 ，Na2CO4产生的 CO2体积是 O2体积的两倍，量筒收集的y10 3 L22.4 Lmol 1气体体积等于袋内生成的全部的气体体积，故由碳酸 钠与 盐酸反应生成的二氧化碳体积为(x3y)mL，m(Na 2CO3) 106 gmol1 ，代入x 3y10 3 L22.4 Lmol 1即可算出过碳酸钠的质量分数。mNa2CO4mNa2CO4 mNa2CO3答案：(1)称量 蒸发结晶 (2)(3)加热蒸发至蒸发皿中出现大量晶体时，停止加热，利用余热蒸干蒸发皿中的水(4)K1、K 2 K 3 平衡分液漏斗内和反应体系内压强，使稀盐酸顺利滴下，同时消除滴下稀盐酸的体积
14、对气体体积的影响(5)碱石灰(合理答案均可 ) 让生成的 CO2 能充分被 B 中碱石灰吸收，使量筒内收集到较纯净的 O2(6)122y53x 37y35选修 3：物质结构与性质 目前，广泛推广使用的磷酸铁锂电池的工作原理为 LiFePO4C LixC放 电 充 电Li1x FePO4。回答下列问题：(1)LiFePO4 中基态铁离子的价层电子排布图为_。基态碳原子 s 能级、p 能级上电子数之比为_。(2)在元素周期表中，氮元素分别与磷、氧相邻，在 N、O、P 中，第一电离能最大的是_(填元素符号)，判断依据是_ ；NH3 的键角略大于 PH3，从原子结构角度说明原因： _。(3)卤素与磷可
15、形成多种磷化物。例如，PCl 3、PBr 3 等。PCl 3 中磷的杂化类型为_；PBr 3 的空间构型为_。与 PO 互为等电子体的分子有_(填一种即34可)。(4)电池反应中 C 常以足球烯 (C60)的形式参与，足球烯的结构如图 所示，1 mol 足球烯含_个 键。(5)锂、铁单质晶胞分别如图、图所示，铁、锂晶胞的配位数之比为 _。图晶胞的堆积方式是_(填名称 )。(6)金刚石晶胞如图所示。已知金刚石的密度为 gcm3 ，N A 代表阿伏加德罗常数的值。金刚石中 CC 键的键长为_pm(用代数式表示)。解析：(1)LiFePO 4中含亚铁离子， Fe2 的价层电子排布式为 3d6，由此可
16、得其价层电子排布图。基态碳原子的核外电 子排布式为 1s22s22p2。(2)N 和 P 位于同主族，N 的原子半径小于 P，所以，N 的第一电离能大于磷；N 和 O 位于同周期，N 的 2p 能级达到半充满的稳定状态， O 的 2p 能 级上有 4 个电 子，所以， N 的第一电离能大于 O，故 这三种元素中 N 的第一电离能最大。N 的原子半径小于 P，NH3分子中 HN 键之间的排斥力大于 PH3中 HP 键，所以 NH3分子的键角大于 PH3。(3)PCl3分子中 P 原子的价层电子对数为 4，其杂化类型为sp3。PBr3分子中 P 的价层电 子对数为 4，有 1 个孤电子对 ，其空间
17、构型呈三角锥形。与 PO互为等电子体的分子有 CCl4、CBr4、CI4、SiF4、SiCl4、SiBr4等。(4) 足球烯中每个碳原子34形成两个单键、一个双键，每个键为两个碳原子共有，一个双键中含一个 键和一个 键，则每个碳原子净摊 1/2 个 键 ，1 个 C60含 30 个 键。 (5)图、图晶胞中配位数分别为8、12，配位数之比为 23。图 晶胞的堆积方式为体心立方堆积。(6)设金刚石的晶胞参数为 a cm，一个金 刚石晶胞含 8 个碳原子，由 得，a2 。设碳碳键键长为812NAa3 3 12NAR，其等于体 对 角线长度的 1/4，则有(4 R)23a 2 cm2，R a cm
18、1010 pm。34 32 3 12NA答案：(1) (2)N N 和 P 位于同主族，N 的原子半径小于 P，N 的第一电离能大于 P；N 和 O 位于同周期，N 原子的 2p 能级达到半充满的稳定状态，N 的第一电离能大于 ON 的原子半径小于 P，氢氮键之间排斥力大于氢磷键(3)sp3 三角锥形 CCl 4、SiCl 4、CBr 4、SiF 4 等(任写一种)(4)30NA (5)32 体心立方堆积(6) 101032 3 12NA36选修 5：有机化学基础氯贝特是一种降脂药，尤其对家族性 型高血脂症治疗效果最好。氯贝特的一条合成路线如下(流程中部分反应物、生成物及反应条件已略去) ：已
19、知：.R 1ONaClR 2 R1OR2NaCl(R 1、R 2代表含碳原子基团) 回答下列问题：(1)下列关于氯贝特的说法正确的是_( 填字母)。a氯贝特属于卤代烃b氯贝特属于芳香族化合物，且与甲互为同系物c用碳酸氢钠溶液可以鉴别甲和氯贝特两种物质d氯贝特既能发生加成反应，又能发生取代反应(2)反应的反应类型为_。(3)氯贝特中官能团的名称为_。(4)A 的化学名称为 _，由 D 生成氯贝特的化学方程式为_。(5)具有两种官能团的二取代芳香族化合物 E 是甲的同分异构体，0.5 mol E 与足量氢氧化钠溶液反应共消耗 1.5 mol NaOH，则 E 共有_种结构(不含立体异构) ，其中核
20、磁共振氢谱为五组峰的结构简式为_。(6)参照上述合成路线，写出以丙醇和丙酸为原料制备 2羟基丙酸1丙酯的合成路线(无机试剂任选)。解析：由信息反应可知 A 中含有 羧基，C 是 ，再由甲的结构可知 B 是CH3CCl(CH3)COOH，则 A 是 CH3CH(CH3)COOH，由 D 转化为 的条件可知发生了取代反应，所以 D 是 。(1)a 项，该物质中除 C、H、Cl 外还含有 O，所以不属于卤代烃， 错误；b 项， 氯贝特中含有苯环，所以属于芳香族化合物，但其分子中含有氯原子，甲的结 构中不含氯原子不互为同系物，错误；c 项，甲中含有 羧基，能与 NaHCO3反应生成 CO2，但 氯贝特
21、与 NaHCO3不反应，正确；d 项，氯贝特中的苯环能发生加成反应，酯基和苯环上的 氢能发生取代反应，正确。(2)CH 3CCl(CH3)COOH 和发生取代反应生成甲和 NaCl。(4)由流程可知 与 Cl2发生取代反应生成 和 HCl。(5)由于苯环上只有两个取代基，而 0.5 mol E消耗 1.5 mol NaOH，所以取代基 为酚羟基和酚羟基形成的酯，即 OH 和 C3H7COO，而C3H7可表示为 CH3CH2CH2和(CH 3)2CH，由于苯 环 上两个取代基可能位于邻、间、对三种不同的位置，所以符合条件的同分异构体共有 6 种，而核磁共振氢谱有五组峰的为。(6)2羟基丙酸1 丙酯的结构简式为 CH3CH(OH)COOCH2CH2CH3，该酯是由 CH3CH(OH)COOH 与 CH3CH2CH2OH 发生酯化反应得到的，CH3CH(OH)COOH 可根据 A 转化为氯贝特的流程得到，从而得出制备流程。答案：(1)cd (2) 取代反应 (3) 氯原子、醚键、酯基(4)2甲基丙酸(5)6 (6)CH3CH2COOH CH3CH(Cl)COOH CH3CH(OH)COOH PCl3 NaOH溶 液 / 酸 化CH3CH(OH)COOCH2CH2CH3 CH3CH2CH2OH 浓 硫 酸 /
