内容正文:
高二年级2023-2024学年第二学期期末调研
化学学科
可能用到的相对原子质量:Se—79
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意
1. 含碳物质的转化在生产生活、环境保护中具有重要意义。下列说法正确的是
A. 植树造林、节能减排有助于实现“碳中和”
B. 含碳、氢、氧元素的化合物都是有机化合物
C. 煤、石油的用途就是作燃料
D. 石墨烯与金刚石互为同系物
2. 反应可用于实验室制备乙炔气体。下列说法正确的是
A. 的电子式: B. 的结构式:
C. Ca的价电子排布式: D. 、均为极性分子
3. 实验室制取、干燥、收集NH3并进行喷泉实验,其原理及装置均正确的是
A.制备NH3
B.干燥NH3
C.收集NH3
D.NH3的喷泉实验
A. A B. B C. C D. D
4. 等元素的单质或化合物广泛应用于半导体工业.下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 电负性:
C. 电离能: D. 酸性:
阅读下列材料,完成下面小题:氯元素及其化合物具有重要应用。、是氯元素2种核素,氯元素能形成NaCl、、、、、、NaClO、、等重要化合物。电解饱和食盐水是氯碱工业的基础;可用于自来水消毒,在稀硫酸和的混合溶液中通入气体可制得;是生产医药、农药的重要原料,在催化剂作用下合成的反应为 ()。
5. 下列说法不正确的是
A 、都属于氯元素
B. 的键角比的键角小
C. 、的中心原子轨道杂化类型均为
D. 题图所示的NaCl晶胞中含有4个和4个
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 反应
B. 在稀硫酸和的混合溶液中通入气体生成的反应:
C. 常温下与NaOH溶液反应:
D. 氯碱工业电解饱和食盐水的阳极反应:
7. 下列物质性质与用途或结构与性质具有对应关系的是
A. 具有氧化性,可用于漂白纸浆
B. 具有还原性,可用于自来水杀菌消毒
C. NaCl中含有离子键、中含有共价键,NaCl的熔点比高
D. NaClO中含有,NaClO溶液呈碱性
8. 750℃时,NH3和O2发生以下两个反应:
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1
②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2
下列说法正确的是
A. 反应①的平衡常数可表示为K1=
B. 反应②的△S<0
C. 反应①中每生成2molNO,转移电子数约6.02×1024
D. 反应②的△H2=2E(N≡N)+12E(H-O)-12E(N-H)-3E(O=O)
9. 药品乙是一种免疫调节剂,其合成路线如下,下列说法正确的是
A. Y分子中含有2个手性碳原子
B. 可以用酸性溶液检验Y中是否含有X
C. 最多能与反应
D. 的反应类型为水解反应,产物之一为
10. 隔膜电解法制备 K2FeO4的工作原理如下图所示。下列说法正确的是
A. 隔膜为阴离子交换膜
B. 该方法中KOH可以循环使用,但需另外补充
C. Fe电极上的反应为:Fe - 6e- 4H2O = FeO 8H+
D. 电路中每转移0.2mol e-,Pt 电极上理论上产生 2.24L气体
11. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加氨水至沉淀溶解,再加入8mL95%乙醇,过滤
制备晶体
B
室温下,用pH计分别测量溶液和溶液的pH,比较pH大小
比较、结合的能力
C
室温下,向NaCl和NaI混合溶液中滴加几滴溶液,观察生成沉淀的颜色
比较、的大小
D
向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,加热,再加入银氨溶液水浴加热,观察是否有银镜生成
淀粉水解产物具有还原性
A. A B. B C. C D. D
12. 一种捕集水煤气中CO2的过程如图所示。对捕集过程中物质转化和溶液成分进行分析(吸收塔中溶液恢复至室温,、。下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:
C. 再生塔中产生CO2的离子方程式为:
D. 室温下,当吸收塔中溶液时,此溶液的
13. 苯乙烯是制备高分子的原料。乙苯脱氢制苯乙烯的主反应和两个副反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在913K、100kPa下,将质量比为的水蒸气和乙苯在催化剂作用下反应,测得乙苯的转化率和苯乙烯、苯、甲苯的选择性与时间的关系如下图所示。
下列说法不正确的是
A. 曲线a表示乙苯的转化率
B. 时,所得H2的物质的量逐渐减少
C. 其他条件不变,增大水蒸气与乙苯的质量比,可以提高乙苯的平衡转化率
D. 时,苯乙烯选择性下降的原因之一是反应Ⅰ生成的H2促进了反应Ⅲ的进行
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 含硫、含氮工业生产尾气的处理一直是研究的热点。
(1)利用电化学原理处理工业生产尾气中的SO2、NO,同时获得和产品的工艺流程可表示为
①吸收。下列措施能提高尾气中SO2吸收率有___________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②氧化。酸性条件下,与NO反应生成和物质的量之比为的与,该反应的化学方程式为___________。
③电解。生成的电极反应式为___________。
(2)铁元素与EDTA的配合物中,只有的配合物[Fe(Ⅱ)EDTA]能吸附氮氧化物,Fe(Ⅱ)EDTA吸附NO生成,与吸附后的溶液反应可以实现[Fe(Ⅱ)EDTA]再生,同时生成。
①EDTA与形成的配离子如图1所示,的配位数是___________。
②Fe(Ⅱ)EDTA吸收含有氮氧化物的烟气,烟气中O2的体积分数对氮氧化物残留率的影响如图2所示。当O2的体积分数大于2%时,氮氧化物残留率升高的原因是:___________。
③将已吸收22.4L(标准状况)NO的再生,理论上消耗的物质的量为___________。
15. 化合物G是制备一种生物碱的中间体,其合成路线如下:
(1)A→B反应分为A→X→B两步,第二步是消去反应。X的结构简式为___________。
(2)C的分子式为,C的结构简式为___________。
(3)须在无水环境中使用,不能与水或酸接触,原因是___________。
(4)写出一种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:___________。
Ⅰ.与溶液显紫色;
Ⅱ.发生水解反应后所得有机产物有三种,酸化后一种为α-氨基丙酸,另两种均含有2种化学环境不同的氢。
(5)已知:①苯环上发生取代反应时,若原有基团为-CH3、—X(卤素原子),则新进入基团在其邻、对位;若原有基团为-NO2,则新进入基团则在其间位。
②。
③可将羰基或酯基还原为醇。
写出以CH3COCH2COOCH3、为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16. 实验室从电解铜阳极泥(含Cu、Au、、等)中提取硒及银、金等贵金属,过程如下:
已知:①升华温度为315℃。
②氯化法提取Au的原理:Au在溶有的盐酸中可反应生成溶液,可被还原为Au。
(1)“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧,所得固体有CuO、Au、、、、等。“焙烧”时采用低温的目的是___________。
(2)“浸出”时先加入稀硫酸,再加入盐酸。加盐酸时发生反应如下:,该反应平衡常数K=___________(用、、、来表达)。
(3)“浸出渣”中含有AgCl、Au及少量惰性物质。
①用溶液浸取浸出渣得到含溶液,用甲醛还原可生成银。碱性条件下,用甲醛还原生成银和的离子反应方程式为:___________。
②补充完整以浸出渣为原料回收Au的实验方案:___________,得到金。(实验中须使用如下图所示实验装置及以下试剂:、盐酸、溶液、溶液)
(4)通过如下步骤测定粗硒样品中Se的质量分数:
步骤1:准确称取0.1600g粗硒样品,加入足量硝酸充分溶解生成溶液,配成100.00mL溶液;
步骤2:取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加入和溶液,使之充分反应;
步骤3:滴入2~3滴淀粉指示剂,振荡,逐滴加入物质的量浓度为的标准溶液滴定至终点,恰好完全反应,消耗20.00mL标准溶液。
已知:;。
计算粗硒样品中Se的质量分数,并写出计算过程____________。
17. 发展二甲醚()的生产和使用技术具有重要意义。
(1)工业上利用反应合成二甲醚。该反应需要在无水条件下进行的原因是_________。
(2)一种利用合成气两步制备二甲醚的过程可表示为。
①是一种甲醇脱水的催化剂。晶胞结构如图1所示(B中镁原子未画出)。用“●”标记出B中的镁原子_________。
②催化形成二甲醚的过程可表示为
控制起始温度为250℃,以固定流速向装有催化剂的反应器中分别通入纯甲醇和的甲醇溶液,得到甲醇转化率.反应器温度随通入液体时长的关系如图2所示。通入甲醇溶液的反应器中,甲醇转化率逐渐降低的原因是___________。
(3)利用二甲醚可通过以下途径制取氢气。
途径Ⅰ: kJ⋅mol
途径Ⅱ: kJ⋅mol
①“自热重整”可看做是途径Ⅰ和途径Ⅱ相结合的一种制氢方法:向二甲醚、水蒸气的混合气中通入少量氧气。通入氧气最主要的目的是______________。
②途径Ⅱ中主要包括三个的基本反应:;;。下列措施一定可以提高单位时间内产率的是_________(填序号)。
A.升高温度 B.增大反应器中压强 C.使用甲醇水解的高效催化剂
③在“双位点”催化作用下,与水反应的反应路径如图3所示,在答题卡上画出图中方框内中间体的结构:___________。
(4)从物质转化和资源综合利用角度分析,的应用价值为_________。
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高二年级2023-2024学年第二学期期末调研
化学学科
可能用到的相对原子质量:Se—79
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意
1. 含碳物质的转化在生产生活、环境保护中具有重要意义。下列说法正确的是
A. 植树造林、节能减排有助于实现“碳中和”
B. 含碳、氢、氧元素的化合物都是有机化合物
C. 煤、石油的用途就是作燃料
D. 石墨烯与金刚石互为同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.植树造林、节能减排可以减少二氧化碳的排放,有助于实现碳中和,故A正确;
B.含碳、氢、氧元素的化合物不都是有机化合物,如碳酸,故B错误;
C.煤、石油都可以进行深加工,得到很多化工原料,故C错误;
D.石墨烯与金刚石都是碳的不同单质,互为同素异形体,故D错误;
答案选A。
2. 反应可用于实验室制备乙炔气体。下列说法正确的是
A. 的电子式: B. 的结构式:
C. Ca的价电子排布式: D. 、均为极性分子
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氧根离子中O原子满足8电子稳定结构、带1个单位的负电荷,电子式为,故A错误;
B.用短线“-”代替共用电子对即为结构式,乙炔分子中氢原子与碳原子之间形成1对共用电子对、碳原子之间形成3对共用电子对,结构式为H-C≡C-H,故B正确;
C.Ca的核外电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,Ca是主族元素,最外层电子为价电子,其价电子排布式为:4s2,故C错误;
D.中正负电荷中心重合,是非极性分子,故D错误;
答案选B。
3. 实验室制取、干燥、收集NH3并进行喷泉实验,其原理及装置均正确的是
A.制备NH3
B.干燥NH3
C.收集NH3
D.NH3的喷泉实验
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.混合固体加热制取气体时,试管口应向下倾斜,故A错误;
B.氨气能与硫酸反应,因此不能用浓硫酸干燥氨气,故B错误;
C.收集气体装置不能用单孔塞,否则会引起爆炸,故C错误;
D.烧瓶中收集氨气,利用氨气极易溶于水,滴管挤出水后氨气溶解,形成较大压强差,从而形成喷泉,故D正确;
故选:D。
4. 等元素的单质或化合物广泛应用于半导体工业.下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 电负性:
C. 电离能: D. 酸性:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Si电子层数为3,原子半径最大,C与O为同周期元素,从左往右原子半径在减小,所以O原子半径最小,顺序为r(Si)>r(C)>r(O),A错误;
B.非金属性越强,电负性越大,所以电负性:χ(Cl)>χ(C)>χ(Si),B错误;
C.根据同周期从左往右,第一电离能在增大,同主族从上往下,第一电离能在减小可知,电离能: (O)>(C)>(Si),C正确;
D.碳酸的酸性强于硅酸,酸性:H2CO3>HClO>H2SiO3,硅酸酸性最弱,D错误;
故选C。
阅读下列材料,完成下面小题:氯元素及其化合物具有重要应用。、是氯元素的2种核素,氯元素能形成NaCl、、、、、、NaClO、、等重要化合物。电解饱和食盐水是氯碱工业的基础;可用于自来水消毒,在稀硫酸和的混合溶液中通入气体可制得;是生产医药、农药的重要原料,在催化剂作用下合成的反应为 ()。
5. 下列说法不正确的是
A. 、都属于氯元素
B. 的键角比的键角小
C. 、的中心原子轨道杂化类型均为
D. 题图所示的NaCl晶胞中含有4个和4个
6. 下列化学反应表示正确的是
A. 反应
B. 在稀硫酸和的混合溶液中通入气体生成的反应:
C. 常温下与NaOH溶液反应:
D. 氯碱工业电解饱和食盐水的阳极反应:
7. 下列物质性质与用途或结构与性质具有对应关系的是
A 具有氧化性,可用于漂白纸浆
B. 具有还原性,可用于自来水杀菌消毒
C. NaCl中含有离子键、中含有共价键,NaCl的熔点比高
D. NaClO中含有,NaClO溶液呈碱性
【答案】5. C 6. B 7. D
【解析】
【5题详解】
A.质子数相同,故、都属于氯元素,故A正确;
B.孤电子对数越多,对成键电子对的斥力作用越强,键角越小,中心Cl原子的价层电子对数为,有2对孤电子对,中心Cl原子的价层电子对数为,有1对孤电子对,则的键角比的键角小,故B正确;
C.中心O原子的价层电子对数为,杂化类型均为,中心Cl原子的价层电子对数为,杂化类型为,故C错误;
D.由均摊法,NaCl晶胞中含有个和个,故D正确;
故选C。
【6题详解】
A.已知(),气态物质转化为液态放出热量,则反应,故A错误;
B.将SO2通入稀硫酸和溶液反应生成,根据氧化还原反应的规律,同时应生成硫酸氢钠,反应方程式为,故B正确;
C.常温下与NaOH溶液反应生成NaCl、NaClO和水,离子方程式为:,故C错误;
D.氯碱工业电解饱和食盐水的阳极反应是氯离子失电子生成氯气,电极反应式为:,故D错误;
故选B。
【7题详解】
A.具有漂白性,可用于漂白纸浆,A错误;
B.具有氧化性,可用于自来水杀菌消毒,B错误;
C.NaCl的熔点比高,是因为NaCl形成离子晶体,AlCl3形成分子晶体,C错误;
D.NaClO中含有,是弱酸根,水解使NaClO溶液显碱性,D正确;
答案选D。
8. 750℃时,NH3和O2发生以下两个反应:
①4NH3(g)+5O2(g)4NO(g)+6H2O(g) △H1
②4NH3(g)+3O2(g)2N2(g)+6H2O(g) △H2
下列说法正确的是
A. 反应①的平衡常数可表示为K1=
B. 反应②的△S<0
C. 反应①中每生成2molNO,转移电子数约为6.02×1024
D. 反应②的△H2=2E(N≡N)+12E(H-O)-12E(N-H)-3E(O=O)
【答案】C
【解析】
【详解】A.反应①的平衡常数可表示为K1=,A错误;
B.反应②反应物生成物均为气态,系数之和反应物小于生成物,所以反应②的△S大于0,B错误;
C.由方程式可知生成1molNO时电子转移5mol,所以反应①中每生成2molNO,转移电子10mol约为6.02×1024,C正确;
D.反应②的△H2=-2E(N≡N),D错误;
故选C。
9. 药品乙是一种免疫调节剂,其合成路线如下,下列说法正确的是
A. Y分子中含有2个手性碳原子
B. 可以用酸性溶液检验Y中是否含有X
C. 最多能与反应
D. 的反应类型为水解反应,产物之一为
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,Y分子中含有如图*所示的1个手性碳原子:,故A错误;
B.由结构简式可知,X分子中含有的醛基和Y分子中与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子,都能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,则不能用酸性高锰酸钾溶液检验Y中是否含有X,故B错误;
C.由结构简式可知,Z分子中含有的羧基能与碳酸氢钠溶液反应,则1molZ最多能与1mol碳酸氢钠反应,故C正确;
D.由有机物的转化关系可知,Y分子发生水解反应生成Z和,故D错误;
故选C。
10. 隔膜电解法制备 K2FeO4的工作原理如下图所示。下列说法正确的是
A. 隔膜为阴离子交换膜
B. 该方法中KOH可以循环使用,但需另外补充
C. Fe电极上的反应为:Fe - 6e- 4H2O = FeO 8H+
D. 电路中每转移0.2mol e-,Pt 电极上理论上产生 2.24L气体
【答案】B
【解析】
【分析】该装置为电解池,与直流电源正极相连的铁电极为阳极,碱性条件下,铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子,电极反应式为,铂电极为阴极,水在阴极得到电子发生还原反应生成氢气和氢氧根离子,电极反应式为,电解的总反应为,则电解时,钾离子通过阳离子交换膜从左池移向右池。
【详解】A.由分析可知,电解池中隔膜为阳离子交换膜,故A错误;
B.由分析可知,电解的总反应为,反应中消耗氢氧根离子,需要补充氢氧化钾,故B正确;
C.由分析可知,与直流电源正极相连的铁电极为阳极,碱性条件下,铁失去电子发生氧化反应生成高铁酸根离子,电极反应式为,故C错误;
D.没有标况,不确定生成的气体的体积,故D错误;
故选B。
11. 下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项
探究方案
探究目的
A
向溶液中滴加氨水至沉淀溶解,再加入8mL95%乙醇,过滤
制备晶体
B
室温下,用pH计分别测量溶液和溶液的pH,比较pH大小
比较、结合的能力
C
室温下,向NaCl和NaI的混合溶液中滴加几滴溶液,观察生成沉淀的颜色
比较、的大小
D
向淀粉溶液中加入少量稀硫酸,加热,再加入银氨溶液水浴加热,观察是否有银镜生成
淀粉水解产物具有还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.向4mL5%CuSO4溶液中滴加浓氨水至沉淀溶解,此时生成,再加入8mL95%乙醇,析出晶体,过滤可分离出晶体,故A正确;
B.CH3COONa溶液和NaNO2溶液的浓度未知,应测定等浓度盐溶液的pH,故B错误;
C.NaCl和NaI的浓度未知,应该用等浓度的NaCl和NaI混合溶液,故C错误;
D.淀粉水解后,没有加NaOH中和硫酸,加银氨溶液不能检验葡萄糖,故D错误;
答案选A;
12. 一种捕集水煤气中CO2的过程如图所示。对捕集过程中物质转化和溶液成分进行分析(吸收塔中溶液恢复至室温,、。下列说法正确的是
A 溶液中:
B. 溶液中:
C. 再生塔中产生CO2的离子方程式为:
D. 室温下,当吸收塔中溶液时,此溶液的
【答案】D
【解析】
【详解】A.K2CO3溶液中,由电荷守恒:,依据物料守恒: ,联立两式整理可得,故A错误;
B.溶液中存在电离平衡,同时存在的水解平衡:,水解常数为,则水解程度大于电离程度,因此,故B错误;
C.再生塔中发生KHCO3的分解反应产生CO2,离子方程式为:,故C错误;
D.吸收塔中,,当吸收塔中溶液时,,溶液pH=10,故D正确;
故选:D。
13. 苯乙烯是制备高分子的原料。乙苯脱氢制苯乙烯的主反应和两个副反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
反应Ⅲ:
在913K、100kPa下,将质量比为的水蒸气和乙苯在催化剂作用下反应,测得乙苯的转化率和苯乙烯、苯、甲苯的选择性与时间的关系如下图所示。
下列说法不正确的是
A. 曲线a表示乙苯的转化率
B. 时,所得H2的物质的量逐渐减少
C. 其他条件不变,增大水蒸气与乙苯的质量比,可以提高乙苯的平衡转化率
D. 时,苯乙烯选择性下降的原因之一是反应Ⅰ生成的H2促进了反应Ⅲ的进行
【答案】B
【解析】
【分析】苯乙烯是主反应产物,选择性最大,随着反应的进行,主反应生成的氢气促使副反应Ⅲ正向移动,使得甲苯的选择性大于苯的选择性,乙苯转化率增大,曲线a表示乙苯的转化率,b为甲苯选择性,据此回答。
【详解】A.根据分析可知,曲线a表示乙苯的转化率,故A正确;
B.主反应Ⅰ生成氢气,反应Ⅲ消耗氢气,反应Ⅰ生成的氢气用于反应Ⅲ,氢气的物质的量应为先增大后减小,而不是一直减小,故B错误;
C.其他条件不变,恒压条件下,增大水蒸气与乙苯的质量比,相当于减小压强,乙苯的平衡转化率增大,故C正确;
D.根据分析可知,t1~t4时,苯乙烯选择性下降的原因之一是反应Ⅰ生成的H2促进了反应Ⅲ的进行,故D正确;
答案选B。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 含硫、含氮工业生产尾气的处理一直是研究的热点。
(1)利用电化学原理处理工业生产尾气中的SO2、NO,同时获得和产品的工艺流程可表示为
①吸收。下列措施能提高尾气中SO2吸收率的有___________(填字母)。
A.加快通入尾气的速率
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液
②氧化。酸性条件下,与NO反应生成和物质的量之比为的与,该反应的化学方程式为___________。
③电解。生成的电极反应式为___________。
(2)铁元素与EDTA的配合物中,只有的配合物[Fe(Ⅱ)EDTA]能吸附氮氧化物,Fe(Ⅱ)EDTA吸附NO生成,与吸附后的溶液反应可以实现[Fe(Ⅱ)EDTA]再生,同时生成。
①EDTA与形成的配离子如图1所示,的配位数是___________。
②Fe(Ⅱ)EDTA吸收含有氮氧化物的烟气,烟气中O2的体积分数对氮氧化物残留率的影响如图2所示。当O2的体积分数大于2%时,氮氧化物残留率升高的原因是:___________。
③将已吸收22.4L(标准状况)NO的再生,理论上消耗的物质的量为___________。
【答案】(1) ①. BC ②. ③. 2SO+4H++2e-=S2O+2H2O
(2) ①. 6 ②. 氧气含量高于 2%时,过量氧气将 Fe2+氧化成 Fe3+,Fe3+不能与 EDTA 形成能吸附氮氧化物的配合物,氮氧化物残留率升高 ③. 2.5mol
【解析】
【分析】(1)吸收过程中二氧化硫是酸性氧化物,和氢氧化钠之间发生反应生成亚硫酸钠,NO和氢氧化钠之间不会反应,氧化步骤中NO在酸性条件下,NO和Ce4+之间会发生氧化还原反应生成生成和与;在电解槽的阳极2Ce3+-2e-=2Ce4+,阴极电极反应式为:2SO+4H++2e-=S2O+2H2O,通入氨气、氧气,2NO+O2+2H++2NH3=2NH+2NO;
【小问1详解】
①A.加快通入尾气的速率,气体不能充分反应,故A错误;
B.采用气、液逆流的方式吸收尾气,可使气体与氢氧化钠溶液充分反应,故B正确;
C.吸收尾气过程中定期补加适量NaOH溶液,可使气体充分反应,故C正确;
答案为BC;
②酸性条件下,与NO反应生成和物质的量之比为的与,该反应的化学方程式为;
③由分析可知,电解生成的电极反应式为2SO+4H++2e-=S2O+2H2O;
【小问2详解】
①根据图1可知:EDTA与形成的配离子,的配位数是6;
②Fe(Ⅱ)EDTA吸收烟气中氮氧化物,其他条件相同时,烟气中O2含量对氮氧化物去除率的影响如题图2所示,在O2含量2%前后,氮氧化物残留率率先降低后升高的原因是氧气含量低于 2%时,少量氧气将 NO 氧化成 NO2,NO2在水中溶解度大于 NO(或者 NO2更易被吸附),所以氮氧化物残留率降低;氧气含量高于 2%时,过量氧气将 Fe2+氧化成 Fe3+,Fe3+不能与 EDTA 形成能吸附氮氧化物的配合物,氮氧化物残留率升高;
③与吸附后的溶液反应可以实现[Fe(Ⅱ)EDTA]再生,同时生成,反应的离子方程式为:2Fe(Ⅱ)EDTA•NO+5S2+8H2O=2Fe(Ⅱ)EDTA+2+10+8H+,已吸收22.4L(标准状况)NO的的物质的量为1mol,理论上消耗的物质的量为2.5mol。
15. 化合物G是制备一种生物碱的中间体,其合成路线如下:
(1)A→B反应分为A→X→B两步,第二步是消去反应。X的结构简式为___________。
(2)C的分子式为,C的结构简式为___________。
(3)须在无水环境中使用,不能与水或酸接触,原因是___________。
(4)写出一种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式:___________。
Ⅰ.与溶液显紫色;
Ⅱ.发生水解反应后所得有机产物有三种,酸化后一种为α-氨基丙酸,另两种均含有2种化学环境不同的氢。
(5)已知:①苯环上发生取代反应时,若原有基团为-CH3、—X(卤素原子),则新进入基团在其邻、对位;若原有基团为-NO2,则新进入基团则在其间位。
②。
③可将羰基或酯基还原为醇。
写出以CH3COCH2COOCH3、为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1) (2)
(3)由于LiAlH4中的氢元素显负一价,该物质具有强烈的还原性。要隔绝空气要密封保存,使用时防止与水、酸接触。与水反应会产生氢气
(4)或 (5)
【解析】
【分析】A中醛基先发生氧化反应然后发生消去反应生成B,根据B、D的结构简式及反应条件知, B中碳碳双键、硝基发生还原反应生成C为,C发生取代反应生成D,D发生反应生成E,E和(COCl)2发生取代反应生成F,F发生加成反应生成G。
最后一问中,根据目标产物结构简式知,甲苯中苯环上甲基的对位引入硝基,硝基被还原生成氨基,甲苯中甲基的邻位卤素原子,然后再和CH3COCH2COOCH3发生信息②的反应,根据取代位置知道,甲苯先发生取代反应引入硝基,然后引入溴原子
【小问1详解】
A→B反应分为A→X→B两步,第二步是消去反应,则第一个是醛基发生加成反应生成醇羟基得到X,则X的结构简式为,故答案为;
【小问2详解】
LiAlH4具有强烈的还原性,根据B、C、D三种物质转化特点,分析出C的结构简式为;
【小问3详解】
由于LiAlH4中的氢元素显负一价,该物质具有强烈的还原性。要隔绝空气要密封保存,使用时防止与水、酸接触,与水反应会产生氢气;
【小问4详解】
B与FeCl3溶液显紫色说明含有酚羟基,发生水解反应后所得有机产物有三种,酸化后一种为α-氨基丙酸,另两种均含有2种化学环境不同的氢,结合其不饱和度,还含有一个酯基,根据氧原子个数可知,含有酚羟基的有机物中应该还有三个酚羟基且结构对称,则水解的另外两种有机物分别是CH3COOH和,符合条件的结构简式为或;
【小问5详解】
根据目标产物的结构简式可知,甲苯中苯环上甲基的对位引入硝基,硝基被还原生成氨基,甲苯中甲基的邻位卤素原子,然后再和CH3COCH2COOCH3发生信息②的反应,根据取代位置知道,甲苯先发生取代反应引入硝基,然后引入溴原子,所以合成线路是
【点睛】本题考查有机物的合成,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,正确推断各物质的结构简式是解本题关键,采用知识迁移、逆向思维方法进行合成路线设计
16. 实验室从电解铜阳极泥(含Cu、Au、、等)中提取硒及银、金等贵金属,过程如下:
已知:①升华温度为315℃。
②氯化法提取Au的原理:Au在溶有的盐酸中可反应生成溶液,可被还原为Au。
(1)“焙烧”时通常采用低温氧化焙烧,所得固体有CuO、Au、、、、等。“焙烧”时采用低温的目的是___________。
(2)“浸出”时先加入稀硫酸,再加入盐酸。加盐酸时发生反应如下:,该反应平衡常数K=___________(用、、、来表达)。
(3)“浸出渣”中含有AgCl、Au及少量惰性物质。
①用溶液浸取浸出渣得到含溶液,用甲醛还原可生成银。碱性条件下,用甲醛还原生成银和的离子反应方程式为:___________。
②补充完整以浸出渣为原料回收Au的实验方案:___________,得到金。(实验中须使用如下图所示实验装置及以下试剂:、盐酸、溶液、溶液)
(4)通过如下步骤测定粗硒样品中Se的质量分数:
步骤1:准确称取0.1600g粗硒样品,加入足量硝酸充分溶解生成溶液,配成100.00mL溶液;
步骤2:取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,加入和溶液,使之充分反应;
步骤3:滴入2~3滴淀粉指示剂,振荡,逐滴加入物质的量浓度为的标准溶液滴定至终点,恰好完全反应,消耗20.00mL标准溶液。
已知:;。
计算粗硒样品中Se的质量分数,并写出计算过程____________。
【答案】(1)防止因SeO2升华导致硒的回收率降低
(2)
(3) ①. 4[Ag(S2O3)2]3-+HCHO+6OH-=4Ag↓+8++4H2O ②. 向浸出渣中加入一定量盐酸,从导管a处通入Cl2至(黄色)固体不再溶解,过滤,向滤液中加入FeSO4溶液,至向上层清液中继续滴加FeSO4溶液不再产生沉淀时停止滴加,过滤,洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液不再产生沉淀
(4)98.75%
【解析】
【分析】从电解铜阳极泥(含Cu、Au、Ag2Se、Cu2Se等)中提取硒及银、金等贵金属,由流程可知,焙烧时,所得固体有CuO、Au、CuSeO3、CuSeO4、Ag2SeO3、SeO2等,Se和S在同一主族,同一主族元素性质相似,故焙烧生成产物A为SeO2,A与水反应生成H2SeO3溶液,还原时发生H2SeO3+2HCOOH=Se+2CO2↑+3H2O,得到粗硒。
【小问1详解】
“焙烧”时采用低温的目的是:防止因SeO2升华导致硒的回收率降低,故答案为:防止因SeO2升华导致硒的回收率降低;
【小问2详解】
加盐酸时发生反应:Ag2SeO3+2H++2Cl-═H2SeO3+2AgCl,该反应平衡常数=;
【小问3详解】
①碱性条件下,用甲醛还原[Ag(S2O3)2]3-可生成银、硫代硫酸根离子、水和碳酸根离子,反应的离子方程式为:4[Ag(S2O3)2]3-+HCHO+6OH-=4Ag↓+8++4H2O;
②以浸出渣为原料回收Au的实验方案为:向浸出渣中加入一定量的盐酸,从导管a处通入Cl2至(黄色)固体不再溶解,过滤,向滤液中加入FeSO4溶液,至向上层清液中继续滴加FeSO4溶液不再产生沉淀时停止滴加,过滤,洗涤滤渣至最后一次洗涤滤液加入BaCl2溶液不再产生沉淀;
【小问4详解】
根据化学方程式定量关系可知,Se~H2SeO3~2I2~4Na2S2O3,n(H2SeO3)=c(I2)=n()=0.1mol/L×20×10-3L×=5×10-4mol,硒的质量分数=。
17. 发展二甲醚()的生产和使用技术具有重要意义。
(1)工业上利用反应合成二甲醚。该反应需要在无水条件下进行的原因是_________。
(2)一种利用合成气两步制备二甲醚的过程可表示为。
①是一种甲醇脱水的催化剂。晶胞结构如图1所示(B中镁原子未画出)。用“●”标记出B中的镁原子_________。
②催化形成二甲醚的过程可表示为
控制起始温度为250℃,以固定流速向装有催化剂的反应器中分别通入纯甲醇和的甲醇溶液,得到甲醇转化率.反应器温度随通入液体时长的关系如图2所示。通入甲醇溶液的反应器中,甲醇转化率逐渐降低的原因是___________。
(3)利用二甲醚可通过以下途径制取氢气。
途径Ⅰ: kJ⋅mol
途径Ⅱ: kJ⋅mol
①“自热重整”可看做是途径Ⅰ和途径Ⅱ相结合的一种制氢方法:向二甲醚、水蒸气的混合气中通入少量氧气。通入氧气最主要的目的是______________。
②途径Ⅱ中主要包括三个的基本反应:;;。下列措施一定可以提高单位时间内产率的是_________(填序号)。
A.升高温度 B.增大反应器中压强 C.使用甲醇水解的高效催化剂
③在“双位点”催化作用下,与水反应的反应路径如图3所示,在答题卡上画出图中方框内中间体的结构:___________。
(4)从物质转化和资源综合利用角度分析,的应用价值为_________。
【答案】(1)更容易与水反应生成难电离的,使减小
(2) ①. ②. 水、甲醇对催化剂活性位点形成竞争吸附,参与催化反应的甲醇减少
(3) ①. 氧气和二甲醚反应放热,促进途径Ⅱ反应正向进行,提高H2产率 ②. C ③.
(4)有利于实现碳中和,可用作储氢材料
【解析】
【小问1详解】
利用反应合成二甲醚,需要在无水条件下进行的原因:更容易与水反应生成难电离的,使减小;
【小问2详解】
①根据晶胞需满足“无隙并置”要求,则在B中标出Mg如图:;
②通入甲醇溶液的反应器中,甲醇转化率逐渐降低的原因:水、甲醇对催化剂活性位点形成竞争吸附,参与催化反应的甲醇减少;
【小问3详解】
①制氢过程中向二甲醚、水蒸气的混合气中通入少量氧气最主要的目的是:氧气和二甲醚反应放热,促进途径Ⅱ反应正向进行,提高H2产率;
②A.三个基本反应,不同温度下对不同反应影响程度不同,所以升温不一定提高单位时间内产率;
B.对应反应,增大压强会导致平衡逆向移动,不利于生成氢气;
C.使用甲醇水解的高效催化剂,可以降低反应活化能,提高单位时间内产率;
③中间体是指在反应过程中生成,但有参与后续反应,则中间体结构::
【小问4详解】
从物质转化和资源综合利用角度分析,的应用价值:有利于实现碳中和,可用作储氢材料。
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