精品解析：湖南省长沙市长郡中学2023-2024学年高二下学期期末考试化学试题

长郡中学2024年上学期高二期末考试 化学 时量：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量： 一、单项选择题（本题共14个小题，每小题3分，共42分） 1. 化学与科学、技术、社会、生活等密切相关。下列有关说法正确的是 A. 添加小苏打蒸制“粤菜”糕点，小苏打的化学式为 B. 利用Si可制作光导纤维 C. 铝合金材料密度小、硬度大可用作航天材料 D. 锌锰干电池属于二次电池，可以循环充放电 2. 下列比较中，正确的是 A. 第一电离能： B. 离子半径： C. 键长： D. 键角： 3. 针对下列物质的宏观性质，其微观解释不正确的是 选项 物质的宏观性质 微观解释 A 碘易溶于四氯化碳而难溶于水 碘非极性分子 B 的稳定性依次减弱 分子间氢键越来越弱 C 三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸 电负性： D 卤素单质从到熔、沸点依次升高 相对分子质量依次增大 A. A B. B C. C D. D 4. 铜和氧形成的一种离子化合物的晶胞结构如图所示，则下列说法正确的是 A. 该离子晶体是由阳离子和阴离子通过弱的相互作用形成的晶体 B. 该离子晶体中还存在 C. 该离子晶体中铜离子的化合价为 D. 该离子晶体由固态变为液态不需要破坏离子键 5. 下列说法正确的是 A. 按系统命名法，化合物的名称为3-甲基-2-乙基己烷 B. 苯的同系物都能使高锰酸钾褪色 C. 乙烷与光照条件下反应，可生成2种二氯代烃 D. 油脂在碱性条件下可以水解，石蜡油也可以在碱性条件下水解 6. 使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下图所示： 下列说法不正确的是 A. 图3为该有机化合物的质谱图 B. 该有机化合物的相对分子质量为74 C. 该有机化合物属于醚类物质 D. 该有机化合物中所有原子不可能在同一平面 7. 我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一，一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 分子中氮原子有两种杂化方式 B. 与足量加成后的产物分子中含有手性碳原子 C. 该物质与足量氢氧化钠溶液反应最多消耗 D. 该物质可发生取代反应、加成反应 8. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 选项 A B C D 目的 制备检验醛基用的 分离乙醇和乙酸 检验1-氯丁烷中氯元素 除去甲烷中的乙烯 装置或操作 A. A B. B C. C D. D 9. 聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可以用于手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等，其结构简式可表示为。下列有关聚乳酸的说法正确的是（已知为阿伏加德罗常数的值） A. 合成聚乳酸的反应为加聚反应 B. 聚乳酸中存在个手性碳原子 C. 聚乳酸的重复单元中有两种官能团 D. 2023年亚运会用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料作为吉祥物手办材料之一，可减少“白色污染” 10. 已知，现进行下列实验。 （1）将溶液和溶液等体积混合，得到悬浊液a；将悬浊液a过滤，得到滤液b和白色沉淀c。 （2）向滤液b中滴加溶液，滤液出现浑浊。 （3）向沉淀c中滴加溶液，沉淀变为黄色。 下列关于上述实验的分析不正确的是 A. 悬浊液a中存在沉淀溶解平衡： B. 滤液b中 C. 实验（3）表明转化为 D. 实验可以证明的比的小 11. 利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物），下列说法不正确的是 A. Y为电源正极 B. 电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变 C. 惰性电极a上发生反应为 D. 标准状况下，该电解装置每生成，理论上可得到环己烷 12. 在催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列叙述不正确的是 A. 催化剂可以同时产生多种反应历程 B. 过程③中氧元素化合价未发生变化 C. 机理图中存在极性键和非极性键的断裂 D. 增大的量，反应热和平衡产率不变 13. 探究汽车尾气中的无害化处理，催化剂作用下在容积为的容器中发生反应。向容器中充入和，经过的转化率随温度变化如图所示（不考虑温度对催化剂活性的影响）。下列说法不正确的是 A. B. 温度下，容器中产生氨气速率为 C. 温度下，反应的平衡常数 D. 温度下，可以通过更换高效催化剂提高的转化率 14. 实验室模拟侯氏制碱碳酸化制NaHCO3的过程，将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl)，实验现象及数据如图1，含碳粒子在水溶液中的物质的量分数(δ)与pH的关系如图2。 图1 图2 下列说法正确的是 A. 0min，溶液中 B. 0~60min，发生反应：CO2 +2NH3•H2O = 2NH+CO+ H2O C. 水的电离程度：0min>60min D. 0-100min，n(Na+)减小、n(Cl-)保持不变 二、非选择题（本题共4个小题，共58分） 15. 正溴丁烷为无色透明液体，可用作溶剂及有机合成时的烷基化试剂及中间体等；实验室用正丁醇、溴化钠和过量的浓硫酸共热制得。 有关反应方程式及数据如下： i．； ii．。 名称 相对分子质量 密度 沸点 溶解性 水硫酸 硫酸 乙醇 正丁醇 74 0.8 118.0 微溶 溶 溶 正溴丁烷 137 1.3 101.6 不溶 不溶 溶 有关实验装置图（省略夹持装置）如图1、图2所示，实验步骤如下： ①将浓硫酸和水混合稀释。 ②在圆底烧瓶中依次加入稍加稀释的浓硫酸、正丁醇及，充分摇振后加入几粒碎瓷片，按上图连接装置，用小火加热至沸，回流（此过程中，要经常摇动）。 ③冷却后，改成蒸馏装置，得到粗产品。 ④将粗产品依次用水洗、浓硫酸洗、水洗、饱和溶液洗，最后再水洗。 ⑤产物移入干燥的锥形瓶中，用无水固体间歇摇动，静置片刻，过滤除去固体，进行蒸馏纯化，收集馏分，得正溴丁烷。回答下列问题： （1）仪器a的名称是____________________，装置b的作用是_______________。 （2）浓硫酸稀释的操作为_______________。若浓硫酸未稍加稀释，得到的产品会呈黄色，除了用溶液外，除去该杂质最好还可选用下列试剂中的__________（填标号）。 A．四氯化碳 B．硫酸钠 C．氢氧化钠 D．亚硫酸钠 （3）通过查阅资料发现实验室制取正溴丁烷的反应有一定的可逆性，因此步骤②中加入的浓硫酸的作用除了与溴化钠反应生成溴化氢之外，还有________________（从化学平衡的角度来说明）。 （4）已知的熔点为，而的熔点为，请从物质结构的角度解释的熔点比的熔点高很多的原因：__________________。 （5）本实验的产率是__________。 16. 硒是人体不可缺少的微量元素，硒的应用范围非常广泛。以硫铁矿生产硫酸过程中产生的含硒物料（主要含等）提取硒的一种工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“脱硫”时，煤油为溶剂。脱硫率随温度的变化如图所示，试分析随温度的升高，脱硫率呈上升趋势的原因：______________，最佳脱硫温度为__________。 （2）“氧化酸浸”时，提高酸浸率的方法有____________（写一种方法），可转化成，该反应的化学方程式为__________。 （3）“精制”过程中，先将浸出转化成硒代硫酸钠再被酸化后生成硒，同时产生一种刺激性气味的气体。酸化时，该反应的离子方程式为______________。 （4）的晶胞结构如下图所示，其晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为。M原子的配位数为______，的晶体密度为_____（列出计算式）。 17. 我国在应对气候变化工作中取得显著成效，并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。因此将转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。 I．已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应I： 副反应Ⅱ： （1）已知：，则为__________。 （2）在恒温恒压下，和按体积比分别在普通反应器（A）和分子筛膜催化反应器（B）中反应，测得相关数据如下表所示。 反应器 平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间 普通反应器（A） 10.0 分子筛膜催化反应器（B） 8.0 已知：ⅰ．分子筛膜催化反应器（B）具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能； i．的选择性。 ①在普通反应器（A）中，下列能作为反应（主反应和副反应）达到平衡状态的判据是__________（填标号）。 A．体系压强不再变化 B．气体的密度不再改变 C． D．各物质浓度比不再改变 ②在分子筛膜催化反应器（B）中，的平衡转化率明显高于普通反应器（A），可能的原因是________________。 ③若普通反应器（A）中初始时，则平衡时与的物质的量之比为__________。 （3）不同条件下，按照投料，的平衡转化率如下图所示。 ①在压强下，时反应以__________（填“I”或“Ⅱ”）为主，压强由大到小的顺序是__________。 ②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是____________。 Ⅱ．近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料如乙烯、甲醇等，实现的回收利用。 （4）酸性电解质溶液中乙烯燃料电池的负极反应方程式为____________________。 18. 一种用于治疗高血脂的新药I的合成路线如图： 已知：a． b． 回答下列问题： （1）B的结构简式为：____________________；反应②的反应类型为__________。 （2）G中所含官能团的名称是____________________。 （3）已知卤代烃与氢氧化钠反应过程中，影响反应进行的难易因素之一是碳卤键的键能，键能越小，越容易形成碳正离子而发生反应，则①、②、③三种物质中最容易与氢氧化钠反应生成A的物质为__________（填序号）。该流程中转化为A的化学方程式为____________________。 （4）化合物W的相对分子质量比化合物C大14，且满足下列条件的W的结构简式为________。 ①遇溶液显紫色；②属于芳香族化合物；③能发生银镜反应； ④核磁共振氢谱图中有5组峰，峰面积比为。 （5）设计用甲苯和乙醛为原料制备的合成路线_________，其他无机试剂任选。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 长郡中学2024年上学期高二期末考试 化学 时量：75分钟 满分：100分 可能用到的相对原子质量： 一、单项选择题（本题共14个小题，每小题3分，共42分） 1. 化学与科学、技术、社会、生活等密切相关。下列有关说法正确的是 A. 添加小苏打蒸制“粤菜”糕点，小苏打的化学式为 B. 利用Si可制作光导纤维 C. 铝合金材料密度小、硬度大可用作航天材料 D. 锌锰干电池属于二次电池，可以循环充放电 【答案】C 【解析】 【详解】A．小苏打为碳酸氢钠，化学式为NaHCO3，A错误； B．光导纤维的成分是SiO2，B错误； C．铝合金材料密度小、硬度大可用作航天材料，C正确； D．锌锰干电池属于一次电池，不可以循环充放电，D错误； 故选C。 2. 下列比较中，正确的是 A. 第一电离能： B. 离子半径： C. 键长： D. 键角： 【答案】A 【解析】 【详解】A．B、Al均属于同一主族的元素，价电子相同，但B原子半径更小，更难失去电子，故第一电离能：，A正确； B．核外电子排布相同的离子，原子序数越大，核电荷数越大，对核外电子吸引力增强，半径减小，故，B错误； C．原子半径Br>Cl，故键长：，C错误； D．水分子和氨分子中心原子杂化方式均为sp3，但O原子连有两对孤电子对，N仅有一对，孤电子对数越多，孤电子对与成键电子对间的排斥力越大，故键角：，D错误。 故选A。 3. 针对下列物质的宏观性质，其微观解释不正确的是 选项 物质的宏观性质 微观解释 A 碘易溶于四氯化碳而难溶于水 碘为非极性分子 B 的稳定性依次减弱 分子间氢键越来越弱 C 三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸 电负性： D 卤素单质从到熔、沸点依次升高 相对分子质量依次增大 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．H2O为极性分子，I2和CCl4是非极性分子，根据相似相溶原理可知碘易溶于四氯化碳而难溶于水，故A正确； B．非金属性越强，对应的氢化物越稳定，非金属性：F＞Cl＞Br，则HF、HCl、HBr的热稳定性依次减弱，与氢键无关，故B错误； C．氟的电负性大于氯的电负性，F吸电子强于Cl，导致三氟乙酸的酸性大于三氯乙酸的酸性，故C正确； D．卤素单质F2到I2都为结构相似的分子晶体，相对分子质量越大，范德华力越大，熔沸点越高，故D正确； 故选B。 4. 铜和氧形成的一种离子化合物的晶胞结构如图所示，则下列说法正确的是 A. 该离子晶体是由阳离子和阴离子通过弱的相互作用形成的晶体 B. 该离子晶体中还存 C. 该离子晶体中铜离子的化合价为 D. 该离子晶体由固态变为液态不需要破坏离子键 【答案】C 【解析】 【详解】A．离子晶体的构成微粒是阴阳离子，阴、阳离子通过离子键结合，离子键中阴阳离子相互作用力较强，故A错误； B．该化合物的化学式为Cu2O，为离子化合物，由氧离子和亚铜离子构成，晶体中不含O-O共价键，故B错误； C．由均摊法可知，铜离子个数为4，氧离子个数为1+8×=2，该化合物的化学式为Cu2O，氧元素的化合价为-2价，依据化合物中正负化合价代数和为0可知，铜离子的化合价为+1，故C正确； D．该离子晶体由固态变为液态有自由移动的Cu+和O2-，需要破坏离子键，故D错误； 故选：C。 5. 下列说法正确的是 A. 按系统命名法，化合物的名称为3-甲基-2-乙基己烷 B. 苯的同系物都能使高锰酸钾褪色 C. 乙烷与在光照条件下反应，可生成2种二氯代烃 D. 油脂在碱性条件下可以水解，石蜡油也可以在碱性条件下水解 【答案】C 【解析】 【详解】A．该化合物中的最长碳链是7个碳，正确的名称为3，4-二甲基庚烷，故A错误； B．苯的同系物中的叔丁基苯不能使高锰酸钾溶液褪色，即与苯环直接相连的C原子上没有H，则不会使高锰酸钾溶液褪色，故B错误； C．乙烷的二氯取代物有2种同分异构体，即两个氯原子连在同一个碳原子上或两个碳原子分别连一个氯原子，故C正确； D．石蜡油为烃的混合物，不水解，故D错误； 故本题选C。 6. 使用现代分析仪器对有机化合物A的分子结构进行测定，相关结果如下图所示： 下列说法不正确的是 A. 图3为该有机化合物的质谱图 B. 该有机化合物的相对分子质量为74 C. 该有机化合物属于醚类物质 D. 该有机化合物中所有原子不可能在同一平面 【答案】A 【解析】 【详解】A．图3为该有机化合物的核磁共振氢谱图，故A错误；        B．X的最大质荷比为74，X的相对分子质量为74，故B正确； C．图2可知A中含有烷基与醚键，属于醚类物质，故C正确；        D．其通式可表示为CnH2n+2O，因此14n+2+16=74，解得n=4，故其分子式为C4H10O，该有机物含多个饱和碳原子，是四面体结构，所有原子不可能在同一平面，故D正确； 答案选A。 7. 我国科学家提出的聚集诱导发光机制已成为研究热点之一，一种具有聚集诱导发光性能的物质，其分子结构如图所示。下列说法不正确的是 A. 分子中氮原子有两种杂化方式 B. 与足量加成后的产物分子中含有手性碳原子 C. 该物质与足量氢氧化钠溶液反应最多消耗 D. 该物质可发生取代反应、加成反应 【答案】C 【解析】 【详解】A．分子中左边N原子价层电子对数为2+1=3，其杂化方式为sp2，右边氮原子价层电子对数为3+1=4，其杂化方式为sp3，故A正确； B．分子中碳原子相连的四个基团不同的碳原子是手性碳原子，与足量加成后的产物分子中含有手性碳原子，故B正确； C．1mol该有机物含有1mol羧基和1mol碳氯键(水解生成酚羟基)，因此最多可以消耗3molNaOH，故C错误； D．该物质含有羧基，能发生酯化反应即取代反应，含有苯环，能与氢气发生加成反应，故D正确； 综上所述，答案为C。 8. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是 选项 A B C D 目的 制备检验醛基用的 分离乙醇和乙酸 检验1-氯丁烷中氯元素 除去甲烷中的乙烯 装置或操作 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．向2mL10%的氢氧化钠溶液中滴加5滴5%的硫酸铜溶液，制得新制氢氧化铜，且氢氧化钠过量，检验醛基时产生砖红色沉淀，A正确； B．乙醇和乙酸两者互溶，不能用分液方法分离，B错误； C．1-氯丁烷中氯元素为氯原子，不能用硝酸酸化的硝酸银溶液检验，C错误； D．乙烯与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳气体，引入新的杂质，D错误； 故选A。 9. 聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性，可以用于手术缝合线、骨科固定材料、药物缓释材料等，其结构简式可表示为。下列有关聚乳酸的说法正确的是（已知为阿伏加德罗常数的值） A. 合成聚乳酸的反应为加聚反应 B. 聚乳酸中存在个手性碳原子 C. 聚乳酸的重复单元中有两种官能团 D. 2023年亚运会用聚乳酸塑料代替聚乙烯塑料作为吉祥物手办材料之一，可减少“白色污染” 【答案】D 【解析】 【详解】A．在聚乳酸的合成中，乳酸单体通过直接脱水缩合，得到高分子量的聚乳酸，故合成聚乳酸的反应为缩聚反应，A错误； B．连有4个不同基团的碳原子为手性碳原子，乳酸中含有1个手性碳原子，则1mol聚乳酸中存在nNA个手性碳原子，B错误； C．聚乳酸的重复单元为，重复单元中官能团只有酯基一种，C错误； D．聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性，是可降解的高分子材料，使用聚乳酸材料有利于减少白色污染，D正确； 故选D 10. 已知，现进行下列实验。 （1）将溶液和溶液等体积混合，得到悬浊液a；将悬浊液a过滤，得到滤液b和白色沉淀c。 （2）向滤液b中滴加溶液，滤液出现浑浊。 （3）向沉淀c中滴加溶液，沉淀变为黄色。 下列关于上述实验的分析不正确的是 A. 悬浊液a中存在沉淀溶解平衡： B. 滤液b中 C. 实验（3）表明转化为 D. 实验可以证明的比的小 【答案】B 【解析】 【分析】将溶液和溶液等体积混合，两者刚好完全反应：得到悬浊液a；将悬浊液a过滤，得到滤液b中含溶液，白色沉淀c为；向滤液b中滴加溶液，滤液出现浑浊，说明滤液b中含有Ag+；向沉淀c中滴加溶液，白色沉淀转化为黄色沉淀。 【详解】A．由分析可知，向滤液b中滴加溶液，滤液出现浑浊，说明滤液b中含有Ag+，可知悬浊液中存在沉淀溶解平衡，A正确； B．向滤液b中滴加溶液，滤液出现浑浊，说明实验（1）中银离子未完全沉淀，故滤液b中，B错误； C．实验（3）向沉淀中滴加溶液，白色沉淀变为黄色沉淀，说明转化为，C正确； D．一种沉淀更易转化为比它更难溶的沉淀，转化为说明，D正确； 故选B。 11. 利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢（忽略其他有机物），下列说法不正确的是 A. Y为电源正极 B. 电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变 C. 惰性电极a上发生的反应为 D. 在标准状况下，该电解装置每生成，理论上可得到环己烷 【答案】B 【解析】 【分析】由图可知，在惰性电极a得到电子生成，电极a发生还原反应，惰性电极a为阴极，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，以此解答。 【详解】A．由分析可知，惰性电极b为阳极，与电源的正极相连，Y为电源正极，A正确； B．由分析可知，惰性电极b为阳极，H2O在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-=O2+4H+，H+通过质子交换膜进入阴极区，硫酸溶液中H+物质的量不变，但水消耗了，硫酸溶液的物质的量浓度增大，B错误； C．由分析可知，在惰性电极a得到电子生成，电极方程式为：+6H++6e-=，C正确； D．标况下11.2LO2物质的量为，由2H2O-4e-=O2+4H+可知反应转移2mol电子，每转移6mol电子可得到1mol环己烷，则理论上转移2mol电子可得到环己烷，D正确； 故选B。 12. 在催化下，丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列叙述不正确的是 A. 催化剂可以同时产生多种反应历程 B. 过程③中氧元素化合价未发生变化 C. 机理图中存在极性键和非极性键的断裂 D. 增大的量，反应热和平衡产率不变 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图可知NO可同时参与反应①和反应②过程，由此可知催化剂可以同时产生多种反应历程，故A正确； B．过程③中氧元素化合价从-1到-2，发生变化，故B错误； C．机理图中存在反应②氢氧极性键和反应①氧氧之间非极性键的断裂，故C正确； D．NO为催化剂，故增大NO的量，反应热和平衡产率不变，故D正确； 答案选B。 13. 探究汽车尾气中的无害化处理，催化剂作用下在容积为的容器中发生反应。向容器中充入和，经过的转化率随温度变化如图所示（不考虑温度对催化剂活性的影响）。下列说法不正确的是 A. B. 温度下，容器中产生氨气速率为 C. 温度下，反应的平衡常数 D. 温度下，可以通过更换高效催化剂提高的转化率 【答案】B 【解析】 【详解】A．由图像可知，转化率达到最大，继续升高温度，NO转化率减小，则温度升高平衡逆向移动，该反应是放热反应，故，A正确； B．温度下NO的转化率为20%，消耗的，反应速率为，由反应速率之比等于系数比，则容器中产生氨气的速率为，B错误； C．温度下，NO的转化率为80%，消耗的，列三段式：，容器体积是1L，反应的平衡常数，C正确； D．催化剂具有选择性，所以温度下，可以通过更换高效催化剂提高NO的转化率，D正确； 故选B。 14. 实验室模拟侯氏制碱碳酸化制NaHCO3的过程，将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl)，实验现象及数据如图1，含碳粒子在水溶液中的物质的量分数(δ)与pH的关系如图2。 图1 图2 下列说法正确的是 A. 0min，溶液中 B. 0~60min，发生反应：CO2 +2NH3•H2O = 2NH+CO+ H2O C. 水的电离程度：0min>60min D. 0-100min，n(Na+)减小、n(Cl-)保持不变 【答案】D 【解析】 【分析】0min时溶液中的溶质为NH3与NaCl，溶液中存在，0~60min，随着反应的进行，60min时pH=10.3，生成的少量白色固体为NaHCO3，此时，0-100min，随着反应的进行，产生碳酸氢钠晶体越来越多，据此回答。 【详解】A．根据分析可知，0min时溶液中的溶质为NH3与NaCl，溶液中存在c(Na+)=c(Cl-)，则，A错误； B．0~60min，随着反应的进行，60min时pH=10.3，生成的少量白色固体为NaHCO3，由图2可知，溶液中，该反应的离子方程式：，B错误； C．0min时为饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl)，一水合氨抑制水的电离，60min时为碳酸氢钠与碳酸钠按1：1形成的溶液，促进水的电离，故水的电离程度：0min<60min，C错误； D．0-100min，随着反应的进行，产生碳酸氢钠晶体，故溶液中n(Na+)减少，n(Cl-)保持不变，D正确； 故选D。 二、非选择题（本题共4个小题，共58分） 15. 正溴丁烷为无色透明液体，可用作溶剂及有机合成时的烷基化试剂及中间体等；实验室用正丁醇、溴化钠和过量的浓硫酸共热制得。 有关反应方程式及数据如下： i．； ii．。 名称 相对分子质量 密度 沸点 溶解性 水硫酸 硫酸 乙醇 正丁醇 74 0.8 1180 微溶 溶 溶 正溴丁烷 137 1.3 101.6 不溶 不溶 溶 有关实验装置图（省略夹持装置）如图1、图2所示，实验步骤如下： ①将浓硫酸和水混合稀释。 ②在圆底烧瓶中依次加入稍加稀释的浓硫酸、正丁醇及，充分摇振后加入几粒碎瓷片，按上图连接装置，用小火加热至沸，回流（此过程中，要经常摇动）。 ③冷却后，改成蒸馏装置，得到粗产品。 ④将粗产品依次用水洗、浓硫酸洗、水洗、饱和溶液洗，最后再水洗。 ⑤产物移入干燥的锥形瓶中，用无水固体间歇摇动，静置片刻，过滤除去固体，进行蒸馏纯化，收集馏分，得正溴丁烷。回答下列问题： （1）仪器a的名称是____________________，装置b的作用是_______________。 （2）浓硫酸稀释的操作为_______________。若浓硫酸未稍加稀释，得到的产品会呈黄色，除了用溶液外，除去该杂质最好还可选用下列试剂中的__________（填标号）。 A．四氯化碳 B．硫酸钠 C．氢氧化钠 D．亚硫酸钠 （3）通过查阅资料发现实验室制取正溴丁烷的反应有一定的可逆性，因此步骤②中加入的浓硫酸的作用除了与溴化钠反应生成溴化氢之外，还有________________（从化学平衡的角度来说明）。 （4）已知的熔点为，而的熔点为，请从物质结构的角度解释的熔点比的熔点高很多的原因：__________________。 （5）本实验的产率是__________。 【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. 吸收尾气，防止污染空气 （2） ①. 向烧杯中加入一定体积的蒸馏水，缓慢沿烧杯内壁倒入等体积的浓硫酸，边加边用玻璃棒搅拌 ②. D （3）浓硫酸有吸水性，吸收生成的水，使平衡正向移动，提高产率 （4）为离子晶体，为分子晶体，离子键的强度比分子间作用力大得多，故的熔点比的熔点高很多 （5） 【解析】 【分析】NaBr和浓H2SO4反应生成HBr，HBr与正丁醇反应可制备1-溴丁烷，化学方程式为CH3CH2CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2CH2Br+H2O，蒸馏得到粗产品，将粗产品用水洗后，用浓硫酸洗，洗去未反应的1-丁醇，再用水洗，除去浓硫酸，用饱和NaHCO3溶液洗，除去Br2，再用水洗，除去NaHCO3，将产物移入干燥的锥形瓶中，用无水CaCl2固体间歇摇动，静置片刻，过滤除去CaCl2固体，除去产物中的水，进行蒸馏纯化，收集99～103℃馏分，得1-溴丁烷。 【小问1详解】 仪器a的名称是球形冷凝管，NaBr和浓H2SO4反应生成HBr，NaOH溶液用来吸收尾气HBr，装置b的作用是吸收尾气，防止污染空气； 【小问2详解】 浓硫酸稀释时放出大量热量，为了防止液体飞溅，向大量水中缓慢加入浓硫酸，则浓硫酸稀释的操作为向烧杯中加入一定体积的蒸馏水，缓慢沿烧杯内壁倒入等体积的浓硫酸，边加边用玻璃棒搅拌；得到的产品因溶有Br2会呈黄色，若用NaOH溶液会使正溴丁烷发生水解反应，Br2具有氧化性，选用亚硫酸钠具有还原性，两者发生氧化还原反应生成NaBr和硫酸钠，可用来除去产品中溴单质，故选D； 【小问3详解】 制取1-溴丁烷的反应有一定的可逆性，浓硫酸有吸水性，吸收生成的水，使平衡正向移动，提高产率； 【小问4详解】 的熔点比的熔点高很多的原因：为离子晶体，为分子晶体，离子键的强度比分子间作用力大得多，故的熔点比的熔点高很多； 【小问5详解】 0.8g/mL正丁醇的质量为0.8g/mL×=14.8g，物质的量为，由理论上可产生0.2mol正溴丁烷，质量为0.2mol×137g/mol=27.4g，实验得正溴丁烷，产率为。 16. 硒是人体不可缺少的微量元素，硒的应用范围非常广泛。以硫铁矿生产硫酸过程中产生的含硒物料（主要含等）提取硒的一种工艺流程如下： 回答下列问题： （1）“脱硫”时，煤油为溶剂。脱硫率随温度的变化如图所示，试分析随温度的升高，脱硫率呈上升趋势的原因：______________，最佳脱硫温度为__________。 （2）“氧化酸浸”时，提高酸浸率的方法有____________（写一种方法），可转化成，该反应的化学方程式为__________。 （3）“精制”过程中，先将浸出转化成硒代硫酸钠再被酸化后生成硒，同时产生一种刺激性气味的气体。酸化时，该反应的离子方程式为______________。 （4）的晶胞结构如下图所示，其晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为。M原子的配位数为______，的晶体密度为_____（列出计算式）。 【答案】（1） ①. 温度升高，单质硫在煤油中的溶解度增大 ②. （2） ①. 搅拌或延长浸出时间或适当提高酸溶液的浓度或适当提高酸浸温度等 ②. （3） （4） ①. 4 ②. 【解析】 【分析】含硒物料(主要含等)加入热煤油溶解硫，向剩余固体中加入氯酸钠、稀硫酸进行氧化酸浸，然后过滤，氧化浸出液中含有H2SeO3，控电位还原中发生氧化还原反应可生成Se； 【小问1详解】 含硒物料(主要含等)中含有硫单质，向物料中加入煤油，由于硫易溶于煤油，结合脱硫率随温度的变化图知，温度越高，硫单质在煤油中的溶解度越大，且温度控制在脱硫率最高。 【小问2详解】 “氧化酸浸”中，搅拌、延长浸出时间、适当提高酸溶液的浓度、适当提高酸浸温度等均可提高酸浸率。在酸性条件下，与发生氧化还原反应转化成和，离子方程式为。 【小问3详解】 “精制”过程中，先将浸出转化成硒代硫酸钠；硒代硫酸钠与稀硫酸发生氧化还原反应转化为硒单质，离子方程式为。 【小问4详解】 M原子的配位数为4；白色球个数、黑色球个数为8，根据其化学式知，黑色球表示、白色球表示，该晶胞体积的晶体密度。 17. 我国在应对气候变化工作中取得显著成效，并向国际社会承诺2030年实现“碳达峰”，2060年实现“碳中和”。因此将转化为高附加值化学品成为科学家研究的重要课题。 I．已知利用合成甲醇过程中主要发生以下反应： 主反应I： 副反应Ⅱ： （1）已知：，则为__________。 （2）在恒温恒压下，和按体积比分别在普通反应器（A）和分子筛膜催化反应器（B）中反应，测得相关数据如下表所示。 反应器 平衡转化率 甲醇的选择性 达到平衡时间 普通反应器（A） 10.0 分子筛膜催化反应器（B） 8.0 已知：ⅰ．分子筛膜催化反应器（B）具有催化反应、分离出部分水蒸气的双重功能； i．的选择性。 ①在普通反应器（A）中，下列能作为反应（主反应和副反应）达到平衡状态的判据是__________（填标号）。 A．体系压强不再变化 B．气体的密度不再改变 C． D．各物质浓度比不再改变 ②在分子筛膜催化反应器（B）中，的平衡转化率明显高于普通反应器（A），可能的原因是________________。 ③若普通反应器（A）中初始时，则平衡时与的物质的量之比为__________。 （3）不同条件下，按照投料，的平衡转化率如下图所示。 ①在压强下，时反应以__________（填“I”或“Ⅱ”）为主，压强由大到小的顺序是__________。 ②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是____________。 Ⅱ．近年来，有研究人员用通过电催化生成多种燃料如乙烯、甲醇等，实现的回收利用。 （4）酸性电解质溶液中乙烯燃料电池的负极反应方程式为____________________。 【答案】（1） （2） ①. BD ②. 分子筛膜具有分离出部分的功能，减小，根据勒夏特列原理，平衡正向移动 ③. （3） ①. I ②. ③. 反应I是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，温度高于之后，温度对反应Ⅱ的影响大于对反应I的影响，反应转化率主要由反应Ⅱ决定 （4） 【解析】 【小问1详解】 由盖斯定律，副反应Ⅱ+已知反应可得主反应I：=+41.2kJ/mol－90.6kJ/mol= ； 【小问2详解】 ①A．在恒温恒压下进行反应，则混合气体的压强一直保持不变，不能说明反应达到平衡状态，故A错误； B．在恒温恒压下进行反应，气体体积为变量，而气体质量不变，则气体的密度为变量，当气体的密度不再改变，达到平衡状态，故B正确； C．反应速率比等于系数比，不能说明正逆反应速率相等，不能判断达到平衡状态，故C错误；　D．各物质浓度比是一变量，当其不再改变时说明反应达到平衡状态，故D正确； 故选BD； ②分子筛膜具有分离部分H2O的功能，c(H2O)减小，根据勒夏特列原理，平衡正向移动，导致在反应器(B)中的平衡转化率明显高于反应器(A)； ③恒温恒压下，体积之比等于物质的量之比，按体积比1∶3投料，反应器(A)中初始时，二氧化碳为1mol，则氢气为3mol，由表知，二氧化碳平衡转化率为25.0%，则反应二氧化碳0.25mol，甲醇的选择性为80.0%，则生成甲醇0.25mol×80%=0.2mol，列三段式： 平衡时与的物质的量之比为0.05:0.25=1:5； 【小问3详解】 ①在压强下，反应I是放热反应，反应II是吸热反应，升高温度，反应I的平衡向逆反应方向移动，时的平衡转化率减小，说明反应由逆向移动，即反应以I为主；反应I为气体体积减小的反应、反应II为气体体积不变的反应，增大压强，反应I向正反应方向移动、反应II不移动，二氧化碳的转化率增大，由图可知，温度低于550℃时，压强为P3、P2、P1对应二氧化碳的转化率依次减小，则P3＞P2＞P1； ②压强为时，温度高于之后，随着温度升高平衡转化率增大的原因是：反应I是放热反应，反应Ⅱ是吸热反应，温度高于之后，温度对反应Ⅱ的影响大于对反应I的影响，反应转化率主要由反应Ⅱ决定； 【小问4详解】 酸性电解质溶液中乙烯燃料电池的负极上乙烯失电子生成二氧化碳，1mol乙烯转移12mol电子，由电荷守恒可知生成物还有12molH+，负极的反应方程式为。 18. 一种用于治疗高血脂的新药I的合成路线如图： 已知：a． b． 回答下列问题： （1）B的结构简式为：____________________；反应②的反应类型为__________。 （2）G中所含官能团的名称是____________________。 （3）已知卤代烃与氢氧化钠反应过程中，影响反应进行的难易因素之一是碳卤键的键能，键能越小，越容易形成碳正离子而发生反应，则①、②、③三种物质中最容易与氢氧化钠反应生成A的物质为__________（填序号）。该流程中转化为A的化学方程式为____________________。 （4）化合物W的相对分子质量比化合物C大14，且满足下列条件的W的结构简式为________。 ①遇溶液显紫色；②属于芳香族化合物；③能发生银镜反应； ④核磁共振氢谱图中有5组峰，峰面积比为。 （5）设计用甲苯和乙醛为原料制备的合成路线_________，其他无机试剂任选。 【答案】（1） ①. ②. 取代反应（或酯化反应） （2）羟基、醛基 （3） ①. ① ②. （4） （5） 【解析】 【分析】甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成，水解得到A为，A氧化生成B为，B进一步氧化生成C为，甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成D(CH2Cl2)，D在氢氧化钠的水溶液、加热条件下发生取代反应，但同一个碳原子上含有两个羟基不稳定会失水生成醛，则E为HCHO，CH3(CH2)6CHO和甲醛反应生成G，根据题给信息知G为，G和氢气发生加成反应生成H为，C与H发生酯化反应生成I为。 【小问1详解】 分析可知，A是，B是，C是，H是。反应②是C与H在浓硫酸催化下加热发生酯化反应产生I（）和水，酯化反应属于取代反应，故反应②的化学反应类型是取代反应（或酯化反应）。 【小问2详解】 G是，其中所含的官能团名称为羟基和醛基。 【小问3详解】 三种物质中，碳卤键键长最长，键能最小，最易形成碳正离子发生水解反应，故选①。该流程中转化为A的化学方程式为 。 【小问4详解】 化合物C是苯甲酸，化合物W比C相对分子质量大14，能同时满足：①遇溶液显紫色，说明含有酚羟基；②属于芳香族化合物，说明含有苯环；③能发生银镜反应，说明含有醛基；则说明W比C多一个原子团，核磁共振氢谱图中有5组峰，峰面积比为的结构简式为。 【小问5详解】 甲苯与在光照条件下发生取代反应产生，该物质与水溶液共热，发生反应产生，苯甲醛与乙醛在稀碱作用下发生醛与醛的加成反应产生。故以甲苯与乙醛为原料制取的合成路线为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$