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天津2016届南开中学高三化学模拟试卷(含答案)

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2016-02-05

6.2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )

A.a为电池的正极

B.电池充电反应为LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLi

C.放电时,a极锂的化合价发生变化

D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移

【考点】原电池和电解池的工作原理.

【专题】电化学专题.

【分析】锂离子电池中,b电极为Li,放电时,Li失电子为负极,Li1﹣xMn2O4得电子为正极;充电时,Li+在阴极得电子,LiMn2O4在阳极失电子;据此分析.

【解答】解:A、锂离子电池中,b电极为Li,放电时,Li失电子为负极,Li1﹣xMn2O4得电子为正极,所以a为电池的正极,故A正确;

B、充电时,Li+在阴极得电子,LiMn2O4在阳极失电子,电池充电反应为LiMn2O4=Li1﹣xMn2O4+xLi,故B正确;

C、放电时,a为正极,正极上Li1﹣xMn2O4中Mn元素得电子,所以锂的化合价不变,故C错误;

D、放电时,溶液中阳离子向正极移动,即溶液中Li+从b向a迁移,故D正确;

故选C.

【点评】本题考查了锂电池的组成和工作原理,题目难度中等,本题注意把握原电池和电解池的组成和工作原理,注意根据电池反应中元素化合价的变化来判断正负极.

二、填空题(共4小题,每小题15分,满分64分)

7.A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍.B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,E+与D2﹣具有相同的电子数.A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸,回答下列问题;

(1)A在周期表中的位置是第一周期ⅠA族,写出一种工业制备单质F的离子方程式2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑

(2)B,D,E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为纯碱(或苏打),其水溶液与F单质反应的化学方程为2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3,在产物总加入少量KI,反应后加入CCl4并震荡,有机层显紫色.

(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如表:

物质 组成和结构信息 a 含有A的二元离子化合物 b 含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1 c 化学组成为BDF2 d 只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体 a的化学式NaH;b的化学式为Na2O2和Na2C2;c的电子式为;d的晶体类型是金属晶体

(4)有A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质.一种化合物分子通过氢键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为正四面体.

【考点】金刚石、二氧化硅等原子晶体的结构与性质的关系.

【专题】元素周期律与元素周期表专题.

【分析】A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,则A为H;B的最外层电子数是其所在周期数的2倍,则B为C或S,B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,则D为O,B的最高正价为+4价,则B为C;E+与D2﹣具有相同的电子数,则E为Na;A在F中燃烧,产物溶于水得到种强酸,则F为Cl;

(1)根据H在周期表中的位置分析;工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气;

(2)C、O、Na组成的化合物为碳酸钠;碳酸钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠;次氯酸钠能与KI反应生成碘单质;

(3)这几种元素只有Na能与H形成离子化合物;根据常见的氧的化合物和碳的化合物分析;根据COCl2结构式分析;只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为Na;

(4)H、C、O能形成H2O和CH4.

【解答】解:A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,则A为H;B的最外层电子数是其所在周期数的2倍,则B为C或S,B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,则D为O,B的最高正价为+4价,则B为C;E+与D2﹣具有相同的电子数,则E为Na;A在F中燃烧,产物溶于水得到种强酸,则F为Cl;

(1)已知A为H在周期表中位于第一周期ⅠA族;工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气,其电解离子方程式为:2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑;

故答案为:第一周期ⅠA族;2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑(;

(2)C、O、Na组成的一种盐中,Na的质量分数为43%,则为碳酸钠,其俗名为纯碱(或苏打);碳酸钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠,反应的化学方程式为:2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;次氯酸钠能与KI反应生成碘单质,反应后加入CCl4并震荡,有机层显紫色;

故答案为:纯碱(或苏打);2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;紫;

(3)这几种元素只有Na能与H形成离子化合物,则a的化学式为NaH;含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1,则为Na2O2和Na2C2;已知COCl2结构式为Cl﹣﹣Cl,则其电子式为;只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为Na,Na属于金属晶体;

故答案为:NaH;Na2O2和Na2C2;;金属晶体;

(4)H、C、O能形成H2O和CH4,H2O分子间能形成氢键,甲烷是沼气的主要成分,甲烷分子的空间结构为正四面体,故答案为:氢;正四面体.

【点评】本题考查了物质结构和元素周期表、化学式的推断、电子式的书写、化学方程式和离子方程式的书写、晶体类型、氢键等,题目涉及的知识点较多,侧重于考查学生对所学知识点综合应用能力,题目难度中等.

8.Hagemann 酶(H)是一种合成多环化合物的中间体,可由下列路线合成(部分反映条件略去):

(1)(A→B)为加成反应,则B的结构简式是CH2=CH﹣C≡CH;B→C的反应类型是加成反应.

(2)H中含有的官能团名称是碳碳双键、羰基、酯基,F的名称(系统命名)是2﹣丁炔酸乙酯.

(3)E→F的化学方程式是CH3C≡CCOOH+CH3CH2OHCH3C≡CCOOCH2CH3+H2O.

(4)TMOB是H的同分异构体,具有下列结构特征:①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有一个吸收峰;②存在甲氧基(CH3O﹣).TMOB的结构简式是.

(5)下列说法正确的是a、d.

a.A能和HCl反应得到聚氯乙烯的单体 b.D和F中均含有2个π健

c.1mol G完全燃烧生成7mol H2O d.H能发生加成,取代反应.

【考点】真题集萃;有机物的合成.

【专题】有机物的化学性质及推断.

【分析】从流程图可以看出,A→B是两个乙炔的加成反应,生成B,然后再甲醇(CH3OH)发生加成反应生成C(),可知B的结构简式是CH2=CH﹣C≡CH;结合F(CH3C≡CCOOCH2CH3)是由E和CH3CH2OH发生酯化反应的到的,所以E的结构简式为CH3C≡CCOOH.

(1)A→B是两个乙炔的加成反应,所以B的结构简式为CH2=CH﹣C≡CH,B→C是CH2=CH﹣C≡CH和甲醇的加成反应;

(2)H含有的官能团是碳碳双键,羰基,酯基;F命名为2﹣丁炔酸乙酯;

(3)E→F的反应是E(CH3C≡CCOOH)和CH3CH2OH发生的酯化反应;

(4)TMOB结构中含有苯环,存在甲氧基(CH3O﹣),又因为除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰,所以应该含有3个甲氧基(CH3O﹣),且三个甲氧基等价;

(5)a、乙炔与HCl加成可生成氯乙烯;

b、D中碳碳三键中含有2个π键,F中碳碳三键中含有2个π键、碳氧双键中含有1个π键;

c、一个G分子含有16个H原子,根据H原子守恒计算;

d、羰基可加成,酯基可发生水解反应,属于取代反应;

【解答】解:(1)A→B是两个乙炔的加成反应,所以B的结构简式为CH2=CH﹣C≡CH,B→C是CH2=CH﹣C≡CH和甲醇的加成反应生成C(),

故答案为:CH2=CH﹣C≡CH;加成反应;

(2)根据H的结构简式可知,H含有的官能团是碳碳双键,羰基,酯基;F的结构简式为CH3C≡CCOOCH2CH3,命名为2﹣丁炔酸乙酯,

故答案为:碳碳双键,羰基,酯基;2﹣丁炔酸乙酯;

(3)E→F的反应是E(CH3C≡CCOOH)和CH3CH2OH发生的酯化反应,所以反应方程式为CH3C≡CCOOH+CH3CH2OHCH3C≡CCOOCH2CH3+H2O,

故答案为:CH3C≡CCOOH+CH3CH2OHCH3C≡CCOOCH2CH3+H2O;

(4)TMOB是H的同分异构体,具有下列结构特征:①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰;②存在甲氧基(CH3O﹣),说明TMOB结构中含有苯环,存在甲氧基(CH3O﹣),又因为除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰,所以应该含有3个甲氧基(CH3O﹣),且三个甲氧基等价,所以TMOB的结构简式,

故答案为:;

(5)a、乙炔与HCl加成可生成氯乙烯,氯乙烯是生产聚氯乙烯的单体,故a正确;

b、D中碳碳三键中含有2个π键,F中碳碳三键中含有2个π键、碳氧双键中含有1个π键,共3个π键,故b错误;

c、一个G分子含有16个H原子,1molG含有16molH,1mol G完全燃烧生成8molH2O,故c错误;

d、H中的羰基可加成,酯基可发生水解反应,水解反应属于取代反应,故d正确;

故答案为:a、d.

【点评】本题考查了有机物的合成,难度中等,为历年高考选作试题,试题综合性强,把握有机物合成中官能团的变化是解题的关键.

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