【化学——选修3：物质结构基础】有机反应中常用镍作催化剂。某-优题课

题文

【化学——选修3：物质结构基础】有机反应中常用镍作催化剂。某镍催化剂中含Ni 64.0%、Al 24.3%、Fe 1.4%，其余为C、H、O、N等元素。
（1）氰酸（HOCN）的结构式是             ，其中碳原子的杂化方式是         ，根据等电子体原理，可推测氰酸根离子的空间构型是                。
（2）用Cr₂O₃作原料，铝粉作还原剂的铝热法是生产金属铬的主要方法之一，该反应是一个自发放热反应，由此可判断Cr-O键和Al-O键中________________键更强。研究发现气态氯化铝（Al₂Cl₆）是具有配位键的化合物，可溶于非极性溶剂，分子中原子间成键的关系如下图所示。由此可知该分子是     （填“极性”或“非极性”）的。请在图中是配位键的斜线上加上箭头。

（3）铁有α、γ、δ三种晶体构型，其中α-Fe单质为体心立方晶体,δ-Fe单质为简单立方晶体。则这两种晶体结构中铁原子的配位数之比是          ，设α－Fe晶胞边长为a nm，δ－Fe晶胞边长为bnm，则这两种晶体的密度比为         。（用a、b的代数式表示）
（4）氧化镍(NiO )是一种纳米材料，比表面积S（m²/g）是评价纳米材料的重要参数之一（纳米粒子按球形计）。基态Ni²⁺有              个未成对电子，已知氧化镍的密度为ρg/cm³；其纳米粒子的直径为Dnm列式表示其比表面积                 m²/g。

科目化学题型填空题难度较难

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元素周期表中第ⅦA族元素的单质及其化合物的用途广泛。
（1）与氯元素同族的短周期元素的原子结构示意图为。
（2）能作为氯、溴、碘元素非金属性(原子得电子能力)递变规律的判断依据是(填序号)。
a． $C l_{2}$ 、 $B r_{2}$ 、 $I_{2}$ 的熔点 b． $C l_{2}$ 、 $B r_{2}$ 、 $I_{2}$ 的氧化性
c． $H C l$ 、 $H B r$ 、 $H I$ 的热稳定性 d． $H C l$ 、 $H B r$ 、 $H I$ 的酸性
（3）工业上，通过如下转化可制得 $K C I O_{3}$ 晶体：
$N a C l$ 溶液 $N a C l O_{3}$ 溶液 $K C l O_{3}$ 晶体
①完成I中反应的总化学方程式：□ $N a C l$ ＋□ $H_{2} O$ ＝□ $N a C l O_{3}$ ＋□。
②Ⅱ中转化的基本反应类型是，该反应过程能析出 $K C I_{3}$ 晶体而无其它晶体析出的原因是。
（4）一定条件，在水溶液中1 $m o l C l^{-}$ 、 $C l O^{-}$ ( $x$ ＝1，2，3，4)的能量( $K J$ )相对大小如右图所示。

① $D$ 是(填离子符号)。
② $B \to A + C$ 反应的热化学方程式为(用离子符号表示)。

用 $F e C l_{3}$ 酸性溶液脱除 $H_{2} S$ 后的废液，通过控制电压电解得以再生。某同学使用石墨电极，在不同电压（x）下电解pH=1的0.1 $m o l / L$ $F e C l_{2}$ 溶液，研究废液再生机理。记录如下（a、b、c代表电压值：）

序号	电压/V	阳极现象	检验阳极产物
I	x≥a	电极附近出现黄色，有气泡产生	有 $F e^{3 +}$ 、有 $C l_{2}$
II	a＞x≥b	电极附近出现黄色，无气泡产生	有 $F e^{3 +}$ 、无 $C l_{2}$
III	b＞x＞0	无明显变化	无 $F e^{3 +}$ 、无 $C l_{2}$

（1）用KSCN溶液检验出 $F e^{3 +}$ 的现象是。
（2）I中， $F e^{2 +}$ 产生的原因可能是 $C l^{-}$ 在阳极放电，生成的 $C l_{2}$ 将 $F e^{2 +}$ 氧化。写出有关反应的方程式。
（3）由II推测， $F e^{3 +}$ 产生的原因还可能是 $F e^{2 +}$ 在阳极放电，原因是 $F e^{2 +}$ 具有性。
（4）II中虽未检测出 $C l_{2}$ ，但 $C l^{-}$ 在阳极是否放电仍需进一步验证。电解pH=1的 $N a C l$ 溶液做对照实验，记录如下：

序号	电压/V	阳极现象	检验阳极产物
IV	a＞x≥c	无明显变化	有 $C l_{2}$
V	c＞x≥b	无明显变化	无 $C l_{2}$

①NaCl溶液的浓度是mol/L。
②IV中检测Cl₂的实验方法:。
③与II对比，得出的结论（写出两点）：。

NH₃经一系列反应可以得到HNO₃，如下图所示。

（1）I中， $N H_{3}$ 和 $O_{2}$ 在催化剂作用下反应，其化学方程式是。
（2）II中， $2 N O (g) + O_{2} = 2 N O_{2} (g)$ 。在其他条件相同时，分别测得 $N O$ 的平衡转化率在不同压强（ $P_{1}$ 、 $P_{2}$ ）下温度变化的曲线（如右图）。

①比较 $P_{1}$ 、 $P_{2}$ 的大小关系：。
②随温度升高，该反应平衡常数变化的趋势是。
（3）III中，降低温度，将NO₂（g）转化为N₂O₄（l），再制备浓硝酸。
①已知： $2 N O_{2} (g) = N_{2} O_{4} (g) △ H_{1}$
$2 N O_{2} (g) = N_{2} O_{4} (l) △ H_{2}$
下列能量变化示意图中，正确的是（选填字母）。

② $N_{2} O_{4}$ 与 $O_{2}$ 、 $H_{2} O$ 化合的化学方程式是。
（4）IV中，电解 $N O$ 制备 $N H_{4} N O_{3}$ ，其工作原理如右图所示，为使电解产物全部转化为 $N H_{4} N O_{3}$ ，需补充物质 $A$ ， $A$ 是，说明理由：。

顺丁橡胶、制备醇酸树脂的原料 $M$ 以及杀菌剂 $N$ 的合成路线如下：

（1） $C H_{2} = C H - C H = C H_{2}$ 的名称是;
（2）反应I的反应类型是（选填字母）;
a．加聚反应 b．缩聚反应
（3）顺式聚合物 $P$ 的结构式是（选填字母）;

（4）AP $A$ 的相对分子质量为108.
①反应II的化学方程式是

②1 $m o l B$ 完全转化为 $M$ 所消耗的 $H_{2}$ 的质量是 $g$ 。
（5）反应III的化学方程式是。
（6） $A$ 的某些同分异构体在相同反应条件下也能生成 $B$ 和 $C$ ，写出其中一种同分异构体的结构简式。

某研究小组为探究弱酸性条件下铁发生电化学腐蚀类型的影响因素，将混合均匀的新制铁粉和碳粉置于锥形瓶底部，塞上瓶塞(如图1)。从胶头滴管中滴入几滴醋酸溶液，同时测量容器中的压强变化。
（1）请完成以下实验设计表(表中不要留空格)：

编号	实验目的	碳粉/ $g$	铁粉/ $g$	醋酸/%
①	为以下实验作参照	0.5	2.0	90.0
②	醋酸浓度的影响	0.5		36.0
③		0.2	2.0	90.0

（2）编号①实验测得容器中压强随时间变化如图2。 $t_{2}$ 时，容器中压强明显小于起始压强，其原因是铁发生了腐蚀，请在图3中用箭头标出发生该腐蚀时电子流动方向；此时，碳粉表面发生了("氧化"或"还原")反应，其电极反应式是。

（3）该小组对图2中0～ $t_{1}$ 时压强变大的原因提出了如下假设，请你完成假设二：
假设一：发生析氢腐蚀产生了气体；
假设二：；
……
（4）为验证假设一，某同学设计了检验收集的气体中是否含有 $H_{2}$ 的方案。请你再设计一个实验方案验证假设一，写出实验步骤和结论。

实验步骤和结论(不要求写具体操作过程)：

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