内容正文:
2024年7月份第2周
化学
一、单选题
1.下列有关物质的分类正确的是( )
选项
氧化物
酸
碱
盐
A
HCl
B
C
D
A.A B.B C.C D.D
2.强力粘胶剂“502”的主要成分为氰基丙烯酸乙酯,其结构如图所示。下列有关该分子的说法正确的是( )
A.分子式为 B.所有原子都满足8电子稳定结构
C.分子中含有4个键 D.分子中有2种不同化学环境的氢原子
3.白磷在空气中易自燃,常保存在冷水中,熔点为,其晶胞结构如图所示,下列说法错误的是( )
A.分子属于非极性分子 B.一个晶胞中含4个分子
C.晶体中相邻分子间存在范德华力 D.该晶体属于混合晶体
4.与反应过程的能量变化如图所示,下列说法中正确的是( )
A.该反应为吸热反应
B.和的总能量大于和的总能量
C.该反应的热化学方程式为
D.和反应生成和要放出的热量
5.设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.等物质的量的和中,所含的氢原子数均为
B.标准状况下,中,所含的质子数为
C.的溶液中,所含的数为
D.加热条件下,乙醇与足量的乙酸反应,生成的乙酸乙酯分子数为
6.25℃时,的溶液滴定等浓度、体积为的溶液,混合液的与滴入溶液体积的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
已知:不考虑溶液混合时温度和体积的变化。
A.a点溶液中,
B.点溶液中,共含6种微粒
C.点溶液中,
D.a、b、c三点溶液中,均为
7.铝电解厂烟气净化的一种简单流程如图,下列说法错误的是( )
A.常温下,的溶液的为1
B.由上述流程可知,酸性:
C.在水中的电离方程式为
D.电解熔融的制单质时,为了降低的熔点,常加入
8.阅读下列材料,完成下面问题:
氧元素及其化合物的应用广泛。性质活泼,遇活泼金属可以形成过氧化物()或超氧化物()。超氧化物是强氧化剂,与剧烈反应放出。加热或重金属氧化物可得到。工业上采用电解KHSO4溶液制备,阴极生成H2,阳极生成过二硫酸根离子(),再与水反应得到。
下列说法正确的是( )
A.、互称为同素异形体
B.和的中心原子轨道杂化类型均为
C.分子中的化学键均为极性共价键
D.晶体中存在与、之间的强烈相互作用
9.实验室利用和制备晶体。下列实验装置和操作能达到实验目的的是( )
A.用装置甲制备
B.用装置乙制备
C.用装置丙制备溶液
D.用装置丁蒸干溶液获得晶体
10.铝-硫二次电池是一种新型化学电源,放电时的电池反应为,工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电时,电子由Al极经电解质溶液向多孔碳极移动
B.离子交换膜为阳离子交换膜
C.充电时,阳极反应式为
D.放电时,每转移电子,有离子穿过交换膜
11.催化加氢制甲醇中发生的反应有:
i.
ii.
iii.
将和按通入密闭容器中发生反应,测得不同压强下的平衡转化率以及相同压强下选择性[选择性为]随温度的变化如图所示。下列说法错误的是
A.相同压强下,从0到350℃,的平衡产率先降低后逐渐增大
B.的选择性曲线为a
C.由大到小的顺序为
D.三条曲线接近重合的原因是催化剂失去活性而造成的
二、填空题
12.是生产多晶硅的副产物,利用对废弃的锂电池正极材料进行氯化处理以回收Li、Co等金属的工艺流程如图所示,回答下列问题:
(1)过滤时,所用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒和__________,其中玻璃棒的作用是______________________________。
(2)烧渣是、和的混合物,“500℃焙烧”后剩余的应先除去,否则水浸时会产生大量烟雾,发生的反应为。
①属于__________(填“弱”或“强”)酸。
②该反应中,每断裂,此时生成HCl的质量为__________g。
(3)滤饼3的主要成分为(含少量的碳酸钠),除去该混合物中碳酸钠的方法为______________________________。
(4)常温下已知,若“沉钴过滤”的控制为,则溶液中浓度为__________(用含的代数式表示)。
(5)一种的配离子为。
已知:原子的半径为,为阿伏加德罗常数的值。
①该配离子中提供电子对形成配位键的原子是__________(填元素名称)。
②常温下,金属钴晶体的晶胞结构(六方最密堆积)如图所示,该晶体的密度为__________(用含r和的代数式表示)。
13.单团簇催化剂(SCCs)是指由多个金属原子组成的亚纳米小颗粒,对其结构、性能、应用的研究具有广阔的前景。
(1)某SCCs的结构如下:
Cys的结构简式为,其组成元素中电负性从大到小依次是________,基态氮原子价层电子轨道表示式为________。
(2)南京理工大学某课题组基于单团簇催化剂,提出了一种NO还原反应(NORR)的新型结构~活性关系,经研究发现主要反应如下:
反应i. ;
反应ii. 。
则=________。
(3)在℃、100 kPa反应条件下,向密闭容器中充入2 mol NO和6 mol发生上述反应i和ii,测得含氮元素物质占比[例如×100%]与时间的关系如图所示。已知:反应ii为快反应,其平衡的建立可认为不受慢反应i的影响,即可认为反应ⅱ建立平衡后始终处于平衡状态。
①表示和占比的曲线分别是________、____。(填“”“”或“”)
②若选择对反应ii催化效果更好的催化剂,则A点可能移向________(填“E”“E点上方”或
“E点下方”)。
③已知C点、D点均为平衡点,则反应i的平衡常数=(列出计算式即可,平衡时分压代替平衡浓度)。
14.马来酸依那普利是治疗高血压长效药。一种合成路线如下:
回答下列问题:
(1)化合物C中苯环上碳的2p轨道形成____中心____电子大π键。
(2)D中含氧官能团的名称是____。A的系统命名法名称是____。
(3)1个E分子含____个手性碳原子。在D→E转化中,如果D与的反应看成两步反应,第一步是加成反应;第二步是____(填反应类型)。
(4)写出A→B的化学方程式:____。
(5)在A的芳香族同分异构体中,遇,溶液发生显色反应的结构有____种,其中,在核磁共振氢谱上有四组峰且峰的面积之比为1:1:2:6的结构简式为____(写一种即可)。
(6)参照上述合成路线,以苯胺()和为原料合成,设计合成路线:
____(其他无机试剂任选)。
三、实验题
15.乙酰苯胺()有止痛、退热的功能,在实验室按以下流程进行制备。
Ⅰ查阅资料:苯胺易被氧化,乙酰苯胺在碱性条件下水解,其他物质的有关性质如下表。
名称
熔点/℃
沸点/℃
溶解度/g(20℃)
水
乙醇
苯胺
-6.3
184
3.4
任意比混溶
冰醋酸
16.6
118
任意比混溶
任意比混溶
乙酰苯胺
114.3
304
0.46(温度越高,溶解度越大)
36.9
Ⅱ制备过程:
(1)原理与装置。
实验装置如图。在三颈烧瓶中先加入0.1g锌粒和15.0mL(0.26mol)冰醋酸,然后用恒压滴液漏斗滴加10.0mL(0.11mol)苯胺。
①仪器a的名称是________,冷凝水的进水口为________(填“M”或“N”)。
②加入锌粒,除了防止暴沸外,还能起到的作用是________。
③写出该制备方法的主要反应方程式________。
④制备过程中温度计控制示数在105°C左右的原因是________。
(2)制得粗产品。
实验流程包括:,其中最合适的“洗涤”是________(填标号)。
a.15%的乙醇溶液 b.NaOH溶液 c.冰水 d.热水
(3)重结晶提纯。
粗产品溶于沸水中配成饱和溶液→再加入少量蒸馏水→加入活性炭脱色→加热煮沸→________→冷却结晶→过滤一洗涤→干燥,得到10.0g产品。
Ⅲ.计算产率。
(4)已知:,本实验中乙酰苯胺的产率为________。
参考答案
1.答案:C
解析:不是氧化物,不是碱,A项错误;不是酸,B项错误;不是酸,D项错误。
2.答案:C
解析:A选项,分子式为;B选项,H原子不满足8电子;D选项,分子中有3种不同化学环境的氢原子。
3.答案:D
解析:该晶体属于分子晶体。
4.答案:B
解析:从题图数据可知,该反应的,为放热反应,A错误;从题图可知,反应物的总能量高,生成物的总能量低,与所具有的总能量大于与所具有的总能量,B正确;从题图数据可知,该反应的,反应的热化学方程式为,C错误;从题图数据可知,该反应的,正反应为放热反应,则逆反应为吸热反应,所以和反应生成和要吸收热量,D错误。
5.答案:B
解析:未指明具体的物质的量,A项错误;会水解,C项错误;该反应为可逆反应,D项错误。
6.答案:D
解析:a、c两点溶液中,不为,D项错误。
7.答案:A
解析:HF为弱酸,A项错误。
8.答案:B
解析:同素异形体是指同一元素形成的性质不同的几种单质,而、是由不同核素组成的同一种物质,不互称为同素异形体,A错误;
B.中心原子O周围的价层电子对数为:3+=4,中心原子O周围的价层电子对数为:2+=4,即二者中心原子轨道杂化类型均为,B正确;
C.分子中含有O-O键为非极性键,O-H键为极性共价键,C错误;
D.晶体中存在和,故不存在与、之间的强烈相互作用,D错误;
故答案为:B。
9.答案:A
解析:A.实验室常用Cu与浓硫酸加热反应来制备,A符合题意;
B.只加热氯化铵生成氨气和HCl,但和HCl冷却后又反应生成,故不能图中固体加热装置来制备氨气,B不合题意;
C.、均易溶于水,不能将通入的导管直接插入水中,否则将产生倒吸,存在安全隐患,C不合题意;
D.蒸发时亚硫酸氢铵易分解,也易被氧化,应选冷却结晶法获得晶体,D不合题意;
故答案为:A。
10.答案:B
解析:A.电子不会在电解质溶液中迁移,A错误;
B.由分析,根据放电时两电极的电极反应,左右两极室反应后阴离子所带电荷数发生变化,右侧负极室负电荷变少,左侧增加,为保证电中性,离子交换膜为阳离子交换膜,B正确;
C.充电时,左侧电源为阳极,阳极失电子,电极反应式为,C错误;
D.由于阳离子所带电荷数未知,放电时,每转移6mol电子,不一定是6mol离子穿过交换膜,D错误;
故选B。
11.答案:A
解析:A.相同压强下,由方程式i和ii可知二氧化碳转化率越大,水的产率越大,由图得到,在不同的压强下,二氧化碳转化率变化不同,在P3条件下就是逐渐增大,故A错误;
B.温度升高,反应ii正向移动,反应i和iii逆向移动,CO选择性增大,甲醇选择性减小,故B正确;
C.加压i和iii正向移动,反应ii不移动,压强越大,二氧化碳转化率越大,故C正确;
D.低温时,压强不同,转化率不同,温度升高一定时,转化率一样,可能催化剂失去活性,故D正确;
答案选A。
12.答案:(1)漏斗;引流
(2)①弱;②14.6
(3)将该混合物溶于水,过滤、干燥
(4)
(5)①氮;②
解析:(5)②六方最密堆积:
如图1所示,底面边长为,高,面积。同理,晶胞内的原子与面上的3个原子形成正四面体,如图2所示,高,。
13.答案:(1);
(2)+46.2;
(3)①;
②E点上方
③或
解析:(1)的组成元素中电负性大小顺序是;基态氮原子价层电子轨道表示式为。
(2)根据盖斯定律,反应ii-反应i可得,即。
(3)①反应ii为快反应,曲线表示物质快速减少,故表示NO,NH3快速增加,故曲线表示氨气,曲线表示氮气;
②若选择对反应ii催化效果更好的催化剂,反应ii会更快,生成达到最高点所用时间短,的占比更大,因此A点可能移向E点上方的某个点;
③达到平衡,氮气的物质的量为,NO的物质的量为,根据氮原子守恒,氨气的物质的量为(2-0.86×2-0.12)mol=0.16mol,根据氧原子守恒,水的物质的量为(2-0.12)mol=1.88mol,根据氢原子守恒,氢气的物质的量为,总物质的量为6.9 mol。则反应i的平衡常数。
14.答案:(1)6;6
(2)酯基、羰基;2-苯基乙醇;
(3)2;消去反应
(4);
(5)9;或;
(6)
解析:(1)苯环含6中心6电子大键。
(2)由D的结构简式可知,其含氧官能团的名称为酯基和基,A的系统命名是2-苯基乙醇。
(3)E分子含2个手性碳原子,如图用*号表示。
D与ii有机物的反应可看作第一步:氨基与酮基加成生成羟基;第二步:消去羟基生成氮碳双键。
(4)醇与溴化氢发生取代反应,另一产物为水。
(5)同分异构体含(酚)羟基,若苯环含2个取代基,则有1个羟基、1个乙基,有3种结构;若苯环含3个取代基,则有2个甲基、1个羟基,共有6种结构;符合条件的同分异构体有9种。其中,有四组峰的结构高度对称,如图所示:或。
(6)利用D到E原理设计合成路线:第一步,催化氧化;第二步,加成和消去;第三步,选择性加成反应,最终生成目标产物。
15.答案:(1)①球形冷凝管;答“冷凝管”也得分;N;
②锌粒与醋酸反应产生的氢气可排出装置中的空气,防止苯胺被氧化;
③;
④温度高于105℃,冰醋酸蒸出,降低了原料的利用率;温度低于105℃,不利于蒸出水,影响乙酰苯胺产率的提高;
(2)c;
(3)趁热过滤;
(4)67%;
解析:(1)①球形冷凝管a的作用是冷凝回流(减少苯胺和冰醋酸蒸出),冷凝水下进上出,则进水口为N。
②)根据题干信息,苯胺易被氧化,而锌粒可与酸反应生成氢气,形成氢气环境,从而防止苯胺被氧化,则加入锌粒还能起到的作用是防止苯胺被氧化。
③该制备方法的主要反应方程式。
④)制备过程中温度计控制示数在105"℃左右的原因是:已知冰醋酸具有挥发性,因此温度过高,冰醋酸蒸出,降低了反应物的利用率,但温度过低,不利于蒸出水,所以将温度控制在约105°C时。
(2)由于乙酰苯胺易溶于酒精,在水中温度越高,乙酰苯胺溶解度越大,且在碱性条件下易水解,故选用冰水洗涤,故选c。
(3)由表格数据可知,该晶体可通过冷却结晶获得。重结晶时,将粗产品溶于沸水中配成饱和溶液,再加入少量蒸馏水,加入活性炭脱色,接着加热煮沸,趁热过滤后冷却结晶,再过滤、洗涤、干燥得到最终产品,故答案为:趁热过滤。
(4)根据分析,制备乙酰苯胺的实验原理为以0.11mol的苯胺和0.26mol的冰醋酸为原料,可知冰醋酸过量,根据反应方程式可求得理论上制得的乙酰苯胺的物质的量为0.11mol,则质量为 0.11molx135g/mol=14.85g,则根据公式产率=可知,乙酰苯胺的产率为。
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