将尾气与________________同时通入氢氧化钠溶液中。
【答案】6 10 18 3 10 6 N 20 1350 MnO2+4HCl(浓)2NO+Cl2═2NOCl F中的水蒸气进入D装置中，会导致产品水解 NO O2 【解析】 【分析】
Ⅰ.N元素化合价由+5降低为0，铝元素化合价由0升高为+3；根据反应的离子方程式计算消耗金属铝的质量；
Ⅱ.实验室在加热条件下用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气；NO与Cl2发生化合反应生成NOCl，根据NOCl遇水易水解分析装置E的作用；尾气中含有NO，NO不能与氢氧化钠溶液反应。 【详解】
(1) N元素化合价由+5降低为0，铝元素化合价由0升高为+3，根据得失电子守恒、元素守恒、电荷守恒配平离子方程式为6NO3-+10Al+18H2O==3N2↑+10Al(OH)3+6OH-。
(2)上述反应中，N元素化合价由+5降低为0，被还原的元素是N，每生成2 mol N2转移2mol×2×(5－0)=20mol电子。
(3) 100 m3废水含有NO3-的物质的量是100×103L×3×10-4 mol/L=30mol，设反应消耗铝的物质的量是n
MnCl2+Cl2↑+2H2O
6NO3-+10Al+18H2O==3N2↑+10Al?OH?3+6OH-6mol30moln?10moln
30mol?10mol=50mol，则所消耗金属铝的质量为50mol×27g/mol= 1350g。
6molV(4) 实验室在加热条件下用二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气，制Cl2时发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓) = MnCl2+Cl2↑+2H2O。
(5) ①装置D中NO与Cl2发生化合反应生成NOCl，发生的反应方程式为2NO+Cl2═2NOCl。 ②NOCl遇水易水解，若没有E装置，F中的水蒸气进入D装置中，会导致产品水解。
③尾气中含有NO，NO不能与氢氧化钠溶液反应，该气体为NO，氧气与NO反应生成NO2，为了充分吸收尾气，可将尾气与O2同时通入氢氧化钠溶液中。 【点睛】
本题考查了物质制备方案设计以及实验方案评价、氧化还原反应方程式的配平，侧重于考查学生的分析问题和解决问题的能力。
三、推断题（本题包括1个小题，共10分）
17．化合物 I(）是治疗心脏病的一种重要药物，可由简单有机物 A、B 和
萘（ ）合成，路线如下：
(1)C的结构简式为_________，E的化学名称_______。
(2)由萘生成C、B生成E的反应类型分别为_________、_________ 。 (3)I中含氧官能团的名称为_______。
(4)D可使溴水褪色，由D生成G的反应实现了原子利用率100%，则该反应的化学方程式为_______________。
(5)同位素标记可用来分析有机反应中的断键情况，若用超重氢（T）标记的
G（）与F反应，所得H的结构简式为 则反应中G（）断
裂的化学键为 _______（填编号）
(6)Y为H的同分异构体，满足以下条件的共有______种,请写出其中任意一种的结构简式_________。 ①含有萘环，且环上只有一个取代基。 ②可发生水解反应，但不能发生银镜反应。
【答案】 乙醇 取代反应 加成反应 醚键和羟基
ad 8
(任写一种，符合题目要求即可)
【解析】 【分析】
和氯气在催化剂作用下发生取代生成C，C在碱性条件下发生发生水解反应生成F，F和G在
碱性条件下生成H，根据H的结构简式，可知C的结构简式为，F的结构简式为
；B(乙烯)在催化剂作用下与水发生加成反应生成E，则E为乙醇，乙醇与氨气发生取
代反应生成(CH3CH2)3N，据此分析解答。 【详解】
(1)根据分析C的结构简式为，E的化学名称是乙醇；
(2)根据分析，和氯气在催化剂作用下发生取代生成C，反应类型为取代反应；B(乙烯)在催化
剂作用下与水发生加成反应生成E，反应类型为加成反应；
(3)化合物 I的结构简式为，其中含氧官能团有醚键和羟基；
(4) A与氯气在加热条件下反应生成D，D在催化剂作用下被氧气氧化生成G，D可使溴水褪色，说明D中含有碳碳双键，由D生成G的反应实现了原子利用率100%，结合G的结构简式可知，D的结构简式为
，则该反应的化学方程式为：
；
(5)反应中G（）到H( )过程中，氯原子从G分子中脱离，则a位置的键
发生断键；含有重氢的环状结构断开，说明d位置化学键断裂；断裂的化学键为ad；
(6)H的结构简式为 ，Y为H的同分异构体，含有萘环，且环上只有一个取代基，可
发生水解反应，但不能发生银镜反应，说明分子中由酯基，没有醛基，故符合要求的结构简式为
、、
、 、
、 、 、
，共有8种(任写一种，符合题目要求即可)。
四、综合题（本题包括2个小题，共20分）
18．锂离子电池是现代高性能电池的代表，高性能的电极材料与物质结构密切相关。
(l) LiFePO4因具有良好的结构稳定性而成为新一代正极材料，这与PO43-的结构密切相关，PO43-的立体构型为____。P、O、S的电负性从大到小的顺序为______________
(2)通常在电极材料表面进行“碳”包覆处理以增强其导电性。抗坏血酸常被用作碳包覆的
碳源，其易溶于水的原因是 ___，抗坏血酸中碳原子的杂化方式为 ___，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目为______
(3) Li+过度脱出易导致锂电池结构坍塌产生O2而爆炸，实验证实O2因具有单电子而成为顺磁性分子，下列结构式（黑点代表电子）中最有可能代表O2分子结构的是____（填标号）。 A．
B．
C．
D．
(4)目前最常用的电极材料有锂钴复合氧化物和石墨。
①锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构（图a），按照Li-O-Co-O-Li–O-Co-O- Li--顺序排列，
则该化合物的化学式为____，Co3+的价层电子排布式为_____。
②石墨晶胞（图b）层间距为d pm，C—C键长为a pm，石墨晶体的密度为p g/cm3，列式表示阿伏加德罗常数为____mol-l。
【答案】正四面体 O>S>P 分子中含有多个羟基，可与水分子间形成氢键 sp2、sp3 2NA B LiCoO2 3d 【解析】 【分析】
(l) 根据价层电子对互斥理论，计算磷酸根离子的价电子对数，找出PO43-空间构型，P、O、S的电负性从大到小的顺序按非金属性强弱和电负性大小之间的关系来回答；
6
163a2dρ?1030
(2)抗坏血酸易溶于水的原因从影响溶解性的因素——含羟基及其与水的作用来分析，抗
坏血酸中碳原子的杂化方式从碳碳键角度分析，1mol抗坏血酸中手性碳原子的数目结合定义和图示结构判断；
(3)结合信息和示意图选择判断；
(4)结合①锂钴复合氧化物中Li、Co、O分别形成了六边层状结构（图a），用均摊法计算晶胞内的原子数，求该化合物的化学式，钴的原子序数为27，则按电子排布规律可写Co3+的价层电子排布式；
②已知石墨晶胞（图b）层间距为d pm，C—C键长为a pm，按晶胞的密度等于晶体的密度为p g/cm3，列式求阿伏加德罗常数； 【详解】
(l) PO43-中P原子价层电子对个数型为正四面体结构； 答案为：正四面体；
元素的非金属性越强，其电负性越大，则电负性O>S>P；
5?0?4?3?4 且不含孤电子对，根据价层电子对互斥理论判断空间构
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