内容正文:
晋城一中2024年高考预测题
理科综合试题
试卷分为第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分300分,考试时间150分钟。请将全部答案按要求写在答卷纸上。
可能用到的相对原子质量:
第I卷(选择题)
一、选择题:(本题共13小题,每小题6分,共78分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)。
1. 《备急千金要方》中记载:“上二味(注;菖蒲、枸杞根)细锉,以水四石,煮取一石六斗,去滓,酿二斛米酒,熟稍稍长之。”下列说法错误的是
A. “菖蒲”中含有天然高分子
B. “去滓”可采用过滤的方法
C. 上述文中涉及了萃取、分液操作
D. 上述酿制“米酒”的过程中发生了化学反应
2. 儿茶酸具有抗菌、抗氧化作用,常用于治疗烧伤、小儿肺炎等疾病,可采用如图所示路线合成。下列说法正确的是
A. Y存在二元芳香酸的同分异构体 B. 可用酸性溶液鉴别X和Z
C. X分子中所有原子可能共平面 D. Z与足量的溴水反应消耗
3. 化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作合理的是
A.石油分馏
B.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的溶液
C.观察K元素的焰色
D.称量NaOH固体
A. A B. B C. C D. D
4. X、Y、Z、W为原子半径依次增大的短周期p区元素,由四种元素形成的微粒Q可作为绿色催化剂和溶剂离子液体的阴离子,Q的结构如图所示下列说法正确的是
A. 氢化物的沸点:
B. 电负性:
C. W的氧化物对应的水化物属于强酸
D. 该阴离子中Y不满足8电子稳定结构
5. 在催化剂表面,一种合成碳酸二甲酯反应机理如图,下列说法错误的是
A. 该反应总方程式为2CH3OH+CO2+H2O
B 该反应有利于碳中和和碳达峰
C. 反应Ⅲ为取代反应
D. 中均有键的断裂
6. 近期我国科学家报道了一种低成本高储能液流电池,其工作原理如下图。下列说法中错误的是
A. 电极M为正极
B. 离子交换膜应选用阳离子交换膜
C. 电极N上发生反应的电极反应为
D. 理论上N电极质量减少,电路中转移的电子数目为
7. 有一种有机三元弱酸广泛存在于水果中,用表示,时,用调节溶液的,溶液中含各种微粒的分布系数与的关系如图所示[比如的分布系数:],下列叙述正确的是
A. B. 曲线1代表,曲线4代表
C. 反应的 D. 溶液、溶液都显酸性
第Ⅱ卷(非选择题)
三、非选择题(共174分)
8. 2023 年诺贝尔化学奖授予发现量子点的三位科学家,量子点的尺寸一般在1 nm~10 nm之间,是一种纳米级别的半导体。量子点的尺寸不同,则发光颜色不同,吸收光谱波长不同。实验室一种制备CdSe量子点的方法如下:
一、CdSe量子点前驱体的制备
Ⅰ.N2气氛中,取1 mmol Se粉于三颈烧瓶中,加入15 mL的十八烯溶剂,加热到280℃,Se粉完全溶解形成橙色透明溶液;
Ⅱ.N2气氛中,将1 mmol CdCl2溶于4 mL油酸,加热至120℃,使CdCl2完全溶于油酸,形成油酸镉澄清液体。
二、CdSe量子点的生长与制备
Ⅲ.将步骤Ⅱ中制备好的油酸镉溶液注射至步骤Ⅰ中含有Se粉的三颈烧瓶中,如下图所示,保持反应温度为260℃,反应45min。
三、CdSe量子点的纯化
Ⅳ.待反应液冷却后,加入20 mL乙醇溶液,CdSe析出,离心分离,加入正己烷分散后,再次加入乙醇,离心分离,重复2~3次后,用乙醇和丙酮洗涤 CdSe,即可得到干净的CdSe量子点。
回答下列问题:
(1)Cd为第五周期ⅡB族,则Cd的价层电子排布式为___________。
(2)步骤Ⅱ中N2的作用为___________,油酸与镉配位的原子为___________。
(3)Se的一种制备方法如下:向Na2SeO3水溶液中加入进行还原,得Se单质,过滤,洗涤,干燥,静置。制备过程中,会产生一种对环境无污染的气体,则该反应的离子方程式为___________;此方法获得Se单质过程中无需使用的仪器是___________(填名称)。
(4)步骤Ⅲ中,当监测到___________现象时,证明CdSe量子点生长基本停止,制备完成。除此方法外,还可利用___________物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。
(5)步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇作用是___________。
(6)CdSe洗涤干净的标志是___________。
9. 以银精矿(主要成分为Ag2S、FeS2、ZnS)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下:
已知:酸性环境下,有较强的氧化性,被还原为Cl-。
(1)“分离转化”时,为提高的转化率可采取的措施是___________;转化为AgCl和S的化学方程式为___________。
(2)已知:,,若不加KClO3,直接加氯化物,依据反应,能否实现此反应较完全转化?并说明理由:___________。
(3)滤液1中的金属阳离子有___________。在整个工艺中可循环利用的物质是___________。
(4)“浸银”时,发生反应的离子方程式为___________。
(5)“分离转化”时,除上述方法外也可以使用过量FeCl3、HCl和的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以形式浸出,建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、H⁺的作用___________。
(6)还原过程中所用的N2H4,分子可能有两种不同的构象——顺式和反式,沿N—N键轴方向的投影如下图所示,其中(a)为反式,(b)为顺式。测得分子极性很大,说明它具有___________构象(填“反式”或“顺式”)。
10. 环氧乙烷(,简称EO)是在有机合成中常用的试剂。EO常温下易燃易爆,其爆炸极限为3~100%。近年来,常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备EO。部分涉及反应为:
主反应:
副反应:
(1)已知 ,则EO燃烧热为___________kJ⋅mol-1。
(2)在温度为T,压强为P0的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,需___________体系中氮气分压(填“增大”或“减小”)。但在实际生产中并非如此,其可能原因是___________。
(3)向温度为T,刚性容器中加入投料比为2∶3∶3的乙烯、氧气、氮气。已知平衡后: ,(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。忽略其他反应,乙烯的平衡转化率为___________,副反应的平衡常数 为___________(列出计算式即可)。
(4)以Ag为催化剂反应机理如下:
反应Ⅰ: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有___________(填标号)。
A.降低温度 B.通入氦气 C.增大CO2浓度 D.增大浓度
②加入1,2-二氯乙烷会发生。一定条件下,反应经过一定时间后,EO产率及选择性与1,2—二氯乙烷浓度关系如图。1,2—二氯乙烷能使EO产率先增加后降低的原因是___________。
11. 以乙酸—4—甲基苯酚酯()为主要原料,可以合成重要的医药中间体H(),其合成线路如下:
已知:①同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:。
②。
③
请回答下列问题:
(1)C的化学名称为___________。
(2)的反应类型相同,均属于___________反应(填反应类型),但反应条件不同,其中的反应条件为___________。
(3)H中含氧官能团名称为___________,E的结构简式为___________。
(4)的化学方程式为___________。
(5)M是R的同分异构体,遇氯化铁溶液发生显色反应,则符合条件的M的结构可能有___________种(不包括立体异构)。其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰的面积之比为的结构简式为___________(写一种即可)。
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晋城一中2024年高考预测题
理科综合试题
试卷分为第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分300分,考试时间150分钟。请将全部答案按要求写在答卷纸上。
可能用到的相对原子质量:
第I卷(选择题)
一、选择题:(本题共13小题,每小题6分,共78分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)。
1. 《备急千金要方》中记载:“上二味(注;菖蒲、枸杞根)细锉,以水四石,煮取一石六斗,去滓,酿二斛米酒,熟稍稍长之。”下列说法错误的是
A. “菖蒲”中含有天然高分子
B. “去滓”可采用过滤的方法
C. 上述文中涉及了萃取、分液操作
D. 上述酿制“米酒”的过程中发生了化学反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.“菖葫”中含有纤维素、蛋白质等,为天然有机高分子,故A选项正确;
B.去滓,指除去不溶性杂质,涉及操作为过滤,故B选项正确
C.细锉涉及的操作为研磨;以水四石,煮取一石六斗,为溶解、蒸馏操作;去滓,指除去不溶性杂质,涉及操作为过滤;没有涉及萃取、分液操作,故C选项错误;
D.酿制“米酒”的过程中发生了淀粉水解生成葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下生成乙醇的化学反应,故选项D正确;
故答案选C。
2. 儿茶酸具有抗菌、抗氧化作用,常用于治疗烧伤、小儿肺炎等疾病,可采用如图所示路线合成。下列说法正确的是
A. Y存在二元芳香酸的同分异构体 B. 可用酸性溶液鉴别X和Z
C. X分子中所有原子可能共平面 D. Z与足量的溴水反应消耗
【答案】A
【解析】
【详解】A.Y的分子式为,不饱和度为6,存在二元芳香酸的同分异构体,A项正确;
B.X中存在的、Z中存在的酚羟基均能被酸性溶液氧化,故无法鉴别,B项错误;
C.X分子中存在饱和碳原子,所有原子不可能共平面,C项错误;
D.Z的物质的量未明确,消耗的不能确定,D项错误;
本题选A。
3. 化学实验操作是进行科学实验的基础。下列操作合理的是
A.石油分馏
B.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的溶液
C.观察K元素的焰色
D.称量NaOH固体
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.温度计水银球没有放支管口处,冷却水应下进上出,A错误;
B.氢氧化钠溶液滴定醋酸不能选用石蕊试液作指示剂,应该用酚酞,B错误;
C.观察K元素的焰色需透过蓝色钴玻璃,C错误;
D.称量NaOH固体用小烧杯,D正确;
故选D。
4. X、Y、Z、W为原子半径依次增大的短周期p区元素,由四种元素形成的微粒Q可作为绿色催化剂和溶剂离子液体的阴离子,Q的结构如图所示下列说法正确的是
A. 氢化物的沸点:
B. 电负性:
C. W的氧化物对应的水化物属于强酸
D. 该阴离子中Y不满足8电子稳定结构
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子半径依次增大短周期p区元素,X形成1个共价键,Z形成4个共价键,Y可形成2个共价键,W形成6个共价键,则X、Y、Z、W依次为F、O、C、S,据此回答。
【详解】A.碳的氢化物可能为气体、液体、固体,沸点不一定比HF低,A错误;
B.非金属性越强,电负性越大,则电负性:F>O>C,B正确;
C.硫的氧化物可能为SO2,而H2SO3为弱酸,C错误;
D.Y=W中Y满足8电子结构,Y-W中Y形成1个共价键、另得到1个电子,也满足8电子结构,该阴离子中W不满足8电子稳定结构,D错误;
故选B。
5. 在催化剂表面,一种合成碳酸二甲酯的反应机理如图,下列说法错误的是
A. 该反应总方程式为2CH3OH+CO2+H2O
B. 该反应有利于碳中和和碳达峰
C. 反应Ⅲ为取代反应
D. 中均有键的断裂
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,合成碳酸二甲酯的反应为甲醇和二氧化碳做催化剂作用下反应生成碳酸二甲酯和水,反应的化学方程式为2CH3OH+CO2+H2O,故A正确;
B.由图可知,合成碳酸二甲酯的反应为甲醇和二氧化碳做催化剂作用下反应生成碳酸二甲酯和水,反应能减少二氧化碳的排放,有利于碳中和和碳达峰的实现,故B正确;
C.由图可知,反应Ⅲ为甲醇与发生取代反应生成碳酸二甲酯和,故C正确;
D.由图可知,反应Ⅱ中没有氢氧键的断裂,故D错误;
故选D。
6. 近期我国科学家报道了一种低成本高储能液流电池,其工作原理如下图。下列说法中错误的是
A. 电极M为正极
B. 离子交换膜应选用阳离子交换膜
C. 电极N上发生反应的电极反应为
D. 理论上N电极质量减少,电路中转移的电子数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.由浓稀溶液变化分析可知电极M为正极,碘单质在M极上发生反应得电子生成I−,A项正确;
B.离子交换膜应选用阴离子交换膜,使正极区生成的向负极区移动,B项错误;
C.根据电极反应原理判断负极(电极N)上发生氧化反应,电极反应式为,C项正确;
D.根据得失电子守恒可知理论上N电极质量减少,即生成Na+ 1mol,电路中转移的电子数目为,D项正确;
本题选B。
7. 有一种有机三元弱酸广泛存在于水果中,用表示,时,用调节溶液的,溶液中含各种微粒的分布系数与的关系如图所示[比如的分布系数:],下列叙述正确的是
A B. 曲线1代表,曲线4代表
C. 反应的 D. 溶液、溶液都显酸性
【答案】A
【解析】
【分析】H3A为有机三元弱酸,与氢氧化钠溶液反应时,溶液的pH越小,H3A的分布系数越大,溶液的pH越大,A3—的分布系数越大,则曲线1、2、3、4发表代表H3A、H2A—、HA2—、A3—的分布系数;由图可知,溶液中H3A、H2A—的浓度相等时,溶液pH为2.1,则电离常数Ka1(H3A)= = c(H+)=10—2.1,同理可知,Ka2(H3A)=10—7.2、Ka3(H3A)=10—12.3。
【详解】A.由分析可知,H3A的电离常数Ka1(H3A)=10—2.1、Ka2(H3A)=10—7.2、Ka3(H3A)=10—12.3,则==10—5.1,==10—5.1,则,故A正确;
B.由分析可知,曲线1、2、3、4发表代表H3A、H2A—、HA2—、A3—的分布系数,故B错误;
C.由方程式可知,反应的平衡常数K=====105.1,故C错误;
D.由电离常数可知,HA2—水解常数Kh==>Ka3,则HA2—在溶液中的水解程度大于电离程度,Na2HA溶液呈碱性,故D错误;
故选A。
第Ⅱ卷(非选择题)
三、非选择题(共174分)
8. 2023 年诺贝尔化学奖授予发现量子点的三位科学家,量子点的尺寸一般在1 nm~10 nm之间,是一种纳米级别的半导体。量子点的尺寸不同,则发光颜色不同,吸收光谱波长不同。实验室一种制备CdSe量子点的方法如下:
一、CdSe量子点前驱体的制备
Ⅰ.N2气氛中,取1 mmol Se粉于三颈烧瓶中,加入15 mL的十八烯溶剂,加热到280℃,Se粉完全溶解形成橙色透明溶液;
Ⅱ.N2气氛中,将1 mmol CdCl2溶于4 mL油酸,加热至120℃,使CdCl2完全溶于油酸,形成油酸镉澄清液体。
二、CdSe量子点的生长与制备
Ⅲ.将步骤Ⅱ中制备好的油酸镉溶液注射至步骤Ⅰ中含有Se粉的三颈烧瓶中,如下图所示,保持反应温度为260℃,反应45min。
三、CdSe量子点的纯化
Ⅳ.待反应液冷却后,加入20 mL乙醇溶液,CdSe析出,离心分离,加入正己烷分散后,再次加入乙醇,离心分离,重复2~3次后,用乙醇和丙酮洗涤 CdSe,即可得到干净的CdSe量子点。
回答下列问题:
(1)Cd为第五周期ⅡB族,则Cd的价层电子排布式为___________。
(2)步骤Ⅱ中N2的作用为___________,油酸与镉配位的原子为___________。
(3)Se的一种制备方法如下:向Na2SeO3水溶液中加入进行还原,得Se单质,过滤,洗涤,干燥,静置。制备过程中,会产生一种对环境无污染的气体,则该反应的离子方程式为___________;此方法获得Se单质过程中无需使用的仪器是___________(填名称)。
(4)步骤Ⅲ中,当监测到___________现象时,证明CdSe量子点生长基本停止,制备完成。除此方法外,还可利用___________物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。
(5)步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是___________。
(6)CdSe洗涤干净的标志是___________。
【答案】(1)4d105s2
(2) ①. 排尽装置中的空气,防止油酸被氧化 ②. O原子
(3) ①. +N2H4∙H2O=Se+N2↑+2OH-+2H2O ②. 蒸发皿、分液漏斗
(4) ①. 吸收光谱波长几乎不再发生变化(或者发光颜色不再发生改变) ②. 丁达尔效应
(5)降低CdSe的溶解度,促进析出
(6)取最后一次洗涤液于洁净试管中,加入硝酸酸化硝酸银溶液,如不出现白色沉淀则证明洗涤干净
【解析】
【分析】N2气氛中,取1 mmol Se粉于三颈烧瓶中,加入15 mL的十八烯溶剂,加热到280℃,Se粉完全溶解形成橙色透明溶液;N2气氛中,将1 mmol CdCl2溶于4 mL油酸,加热至120℃,使CdCl2完全溶于油酸,形成油酸镉澄清液体;油酸镉溶液注射至含有Se粉的三颈烧瓶中,保持反应温度为260℃,反应45min;待反应液冷却后,加入20 mL乙醇溶液,CdSe析出,离心分离,加入正己烷分散后,再次加入乙醇,离心分离,重复2-3次后,用乙醇和丙酮洗涤 CdSe,即可得到干净的CdSe量子点。
【小问1详解】
Cd为第五周期ⅡB族,则Cd的价层电子排布式为4d104s2。
【小问2详解】
油酸的分子式为C17H33COOH,油酸中含碳碳双键、易发生氧化反应,故步骤Ⅱ中N2的作用为排尽装置中的空气,防止油酸被氧化;油酸中只有O原子上有孤电子对,故油酸与镉配位的原子为O原子。
【小问3详解】
向Na2SeO3水溶液中加入N2H4∙H2O进行还原,得Se单质,同时会产生一种对环境无污染的气体,该无污染的气体为N2,根据得失电子守恒、原子守恒和电荷守恒,反应的离子方程式为+N2H4∙H2O=Se+N2↑+2OH-+2H2O;过滤时需要使用漏斗、玻璃棒,干燥时需要干燥器,故不需要使用的仪器是分液漏斗、蒸发皿。
【小问4详解】
由于“量子点的尺寸不同,则发光颜色不同,吸收光谱波长不同”,故步骤Ⅲ中,当监测到吸收光谱波长几乎不再发生变化(或者发光颜色不再发生改变)时,证明CdSe量子点生长基本停止,制备完成;由于“量子点的尺寸一般在1 nm~10 nm之间,是一种纳米级别的半导体”,还可利用丁达尔效应物理现象初步鉴定CdSe量子点制备成功。
【小问5详解】
根据制备过程知,步骤Ⅳ中加入20 mL乙醇的作用是降低CdSe的溶解度,促进析出。
【小问6详解】
根据制备过程,要证明CdSe洗涤干净只要证明最后的洗涤液中不含Cl-即可,故CdSe洗涤干净的标志是取最后一次洗涤液于洁净试管中,加入硝酸酸化的硝酸银溶液,如不出现白色沉淀则证明洗涤干净。
9. 以银精矿(主要成分为Ag2S、FeS2、ZnS)为原料采用“预氧化湿法提银”工艺流程如下:
已知:酸性环境下,有较强的氧化性,被还原为Cl-。
(1)“分离转化”时,为提高的转化率可采取的措施是___________;转化为AgCl和S的化学方程式为___________。
(2)已知:,,若不加KClO3,直接加氯化物,依据反应,能否实现此反应较完全转化?并说明理由:___________。
(3)滤液1中的金属阳离子有___________。在整个工艺中可循环利用的物质是___________。
(4)“浸银”时,发生反应的离子方程式为___________。
(5)“分离转化”时,除上述方法外也可以使用过量FeCl3、HCl和的混合液作为浸出剂,将Ag2S中的银以形式浸出,建立化学平衡状态。请解释浸出剂中、H⁺的作用___________。
(6)还原过程中所用的N2H4,分子可能有两种不同的构象——顺式和反式,沿N—N键轴方向的投影如下图所示,其中(a)为反式,(b)为顺式。测得分子极性很大,说明它具有___________构象(填“反式”或“顺式”)。
【答案】(1) ①. 适当延长浸取时间、减小颗粒直径、适当升高温度等 ②. 3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O
(2),K较小,几乎不能转化
(3) ①. K+、Fe3+、Zn2+ ②. Na2SO3
(4)AgCl+2=[Ag(SO3)2]3-+Cl-
(5)Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-浓度,有利于平衡正向移动,提高Ag2S浸出率,溶液中Fe3+水解,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀
(6)顺式
【解析】
【分析】由流程可知,银精矿加盐酸和氯酸钾浸取主要发生3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O,过滤1分离出滤渣中含有S、AgCl,加Na2SO3溶液发生AgCl+2Na2SO3=Na3[Ag(SO3)2]+NaCl,过滤2分离出滤渣为S,滤液为Na3[Ag(SO3)2]和NaCl,在滤液中加N2H4,发生[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O,得到粗银;
【小问1详解】
为提高Ag2S的转化率可采取的措施是适当延长浸取时间、减小颗粒直径、适当升高温度等,“分离转化”时,加入盐酸时发生反应Ag2S+2Cl-⇌2AgCl+S2-,酸性环境中KClO3可以将-2价的S氧化硫单质,促使平衡正向移动,从而把Ag2S转化为AgCl和S,Ag2S转化为AgCl和S的化学方程式为3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O;
【小问2详解】
若不加KClO3,直接加氯化物,依据反应Ag2S+2Cl-⇌2AgCl+S2-,,K较小,几乎不能转化;
【小问3详解】
银精矿加盐酸和氯酸钾浸取主要发生3Ag2S+6HCl+KClO3=6AgCl+KCl+3S+3H2O,酸性环境下,有较强的氧化性,FeS2、ZnS分别反应生成FeCl3、ZnCl2,滤液1中的金属阳离子有K+、Fe3+、Zn2+;滤液为Na3[Ag(SO3)2]和NaCl,在滤液中加N2H4,发生[Ag(SO3)2]3-+N2H4+4OH-=4Ag↓+8+N2↑+4H2O,滤液2中Na2SO3可循环利用;
【小问4详解】
“浸银”时,发生反应的离子方程式为AgCl+2=[Ag(SO3)2]3-+Cl-;
【小问5详解】
Cl-与Ag2S电离出的Ag+结合生成[AgCl2]-,增大溶液中S2-浓度,有利于平衡正向移动,提高Ag2S浸出率,溶液中Fe3+水解,H+可以抑制Fe3+水解,防止生成Fe(OH)3沉淀;
【小问6详解】
由图可知,构象a的正负电性中心基本重合,分子的极性小,而构象b的正负电性中心不重合,为极性分子,测得分子极性很大,符合(b),说明它具有顺式构象。
10. 环氧乙烷(,简称EO)是在有机合成中常用的试剂。EO常温下易燃易爆,其爆炸极限为3~100%。近年来,常用以乙烯、氧气、氮气混合气投料的乙烯氧化法制备EO。部分涉及反应为:
主反应:
副反应:
(1)已知 ,则EO的燃烧热为___________kJ⋅mol-1。
(2)在温度为T,压强为P0的环境下,欲提高乙烯的平衡转化率,需___________体系中氮气分压(填“增大”或“减小”)。但在实际生产中并非如此,其可能原因是___________。
(3)向温度为T,刚性容器中加入投料比为2∶3∶3的乙烯、氧气、氮气。已知平衡后: ,(其中二碳化合物为分子中含两个碳原子的化合物)。忽略其他反应,乙烯的平衡转化率为___________,副反应的平衡常数 为___________(列出计算式即可)。
(4)以Ag为催化剂的反应机理如下:
反应Ⅰ: 慢
反应Ⅱ: 快
反应Ⅲ: 快
①一定能够提高主反应反应速率的措施有___________(填标号)。
A.降低温度 B.通入氦气 C.增大CO2浓度 D.增大浓度
②加入1,2-二氯乙烷会发生。一定条件下,反应经过一定时间后,EO产率及选择性与1,2—二氯乙烷浓度关系如图。1,2—二氯乙烷能使EO产率先增加后降低的原因是___________。
【答案】(1)-1304
(2) ①. 减小 ②. EO在常温下易燃易爆,其爆炸极限为3%~100%,需加入氮气稀释气体,防止环氧乙烷浓度高而爆炸
(3) ①. 50% ②.
(4) ①. D ②. 1,2-二氯乙烷能使EO产量先增加后降低的原因是,1,2-二氯乙烷浓度低时抑制副反应增加主反应选择性,1,2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂失活降低催化效果
【解析】
【小问1详解】
EO燃烧热的热化学方程式为,根据盖斯定律该反应的,故EO的燃烧热为-1304kJ/mol;
【小问2详解】
在温度为T,压强为P0的环境下,减小氮气分压,相当于给反应体系增大压强,对于主反应来说,增大压强平衡正向移动,对于副反应来说改变压强平衡不移动,故乙烯平衡转化率增大应减小体系中氮气分压;但在实际生产中并非如此,其可能原因是EO在常温下易燃易爆,其爆炸极限为3%~100%,需加入氮气稀释气体,防止环氧乙烷浓度高而爆炸;
【小问3详解】
设起始时,乙烯、氧气、氮气分别为2mol、3mol、3mol,氮气不参与反应,设乙烯在主反应中的平衡转化量为xmol,在副反应中的平衡转化量为ymol,列出三段式:
根据题目,,则,,则x=0.6mol,y=0.4mol,则平衡时乙烯的物质的量为1mol,氧气为1.5mol,二氧化碳为0.8mol,水为0.8mol,EO为0.6mol,平衡时气体的总物质的量为1+1.5+0.8+0.8+0.6+3=7.7mol,乙烯的平衡转化率为,副反应的平衡常数为;
【小问4详解】
①A.降低温度反应速率减慢,A错误;B.若在刚性容器中通入惰性气体,反应体系中各物质的浓度不变,则不影响反应速率,B错误;C.增大CO2浓度不影响主反应的速率,C错误;D.反应I是慢反应,决定反应速率,增大浓度,可以加快主反应速率,D正确;
故选D。
②加入少量1,2-二氯乙烷会消耗,减少与乙烯的副反应,即减少反应Ⅲ的发生,但1,2-二氯乙烷过量,会使Ag催化剂转化为氯化银,使银不能再生,催化循环受阻,降低EO产量,故1,2-二氯乙烷能使EO产量先增加后降低的原因是,1,2-二氯乙烷浓度低时抑制副反应增加主反应选择性,1,2-二氯乙烷浓度较高时则会使催化剂失活降低催化效果。
11. 以乙酸—4—甲基苯酚酯()为主要原料,可以合成重要的医药中间体H(),其合成线路如下:
已知:①同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应:。
②。
③
请回答下列问题:
(1)C的化学名称为___________。
(2)的反应类型相同,均属于___________反应(填反应类型),但反应条件不同,其中的反应条件为___________。
(3)H中含氧官能团名称为___________,E的结构简式为___________。
(4)的化学方程式为___________。
(5)M是R的同分异构体,遇氯化铁溶液发生显色反应,则符合条件的M的结构可能有___________种(不包括立体异构)。其中,核磁共振氢谱显示4组峰,且峰的面积之比为的结构简式为___________(写一种即可)。
【答案】(1)对羟基苯甲醛
(2) ①. 取代反应 ②. Br2,光照
(3) ①. 羟基、酯基 ②.
(4)++H2O
(5) ①. 9 ②. 或
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,光照条件下与溴发生取代反应生成,则B为;在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应后,酸化得到,在溴化铁做催化剂条件下与液溴发生取代反应生成,与甲醇钠发生取代反应生成,则E为;催化剂作用下与HOOCCH2COOH发生信息②反应生成,三溴化硼作用下发生信息③反应生成,则G为;浓硫酸作用下与共热发生酯化反应生成,则R为。
【小问1详解】
由结构简式可知,的名称为对羟基苯甲醛,故答案为:对羟基苯甲醛;
【小问2详解】
由分析可知,A→B的反应为光照条件下与溴发生取代反应生成和溴化氢,C→D的反应为在溴化铁做催化剂条件下与液溴发生取代反应生成和溴化氢,故答案为:取代反应;Br2,光照;
【小问3详解】
由结构简式可知,的含氧官能团为羟基、酯基;E的结构简式为,故答案为:羟基、酯基;;
【小问4详解】
由分析可知,G+R→H的反应为浓硫酸作用下与共热发生酯化反应生成和水,反应化学方程式为++H2O,故答案为:++H2O;
【小问5详解】
由分析可知,R的结构简式为,R的同分异构体M遇氯化铁溶液发生显色反应,说明M分子中含有酚羟基,同分异构体的结构可以视作乙苯、邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯分子中苯环上的氢原子被羟基取代所得结构,分别为3、2、3、1,共有9种,其中核磁共振氢谱显示4组峰,且峰的面积之比为1:2:6:1的结构简式为、,故答案为:9;或。
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