内容正文:
2024年春季期高二期末教学质量监测
化学
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Mn-55
一、选择题(每题只有一个正确选项,每小题3分,共42分)
1. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误是
A. 利用油脂制备肥皂 B. 利用的酒精对生活物品消毒
C. 利用氯乙烯制备食品包装袋 D. 利用2-羟基丙酸(乳酸)制备可降解塑料
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 苯的实验式:
B. 分子形成的σ键电子云轮廓图:
C. 基态原子的价电子轨道表示式:
D. 冠醚与结合形成的超分子:
3. 下列叙述正确的是
A. 用水可以区别乙醇、苯与
B. 在苯酚浊液中加入溶液,苯酚浊液变澄清并产生气体
C. 新戊烷结构对称,其二氯取代物只有一种
D. 与互为同系物
4. 四种短周期主族元素原子序数依次增大,X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0,和的最外层电子数相同,元素的焰色试验呈黄色,四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是
A. 离子半径:
B. 原子中有6种空间运动状态电子
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D. 简单氢化物的沸点:
5. 硝苯地平临床用于预防和治疗冠心病、心绞痛,也用于治疗高血压,其结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A. 该有机物有5种官能团 B. 该有机物易溶于水
C. 该有机物所有原子可能共面 D. 该有机物能发生加成反应、取代反应
6. 下列关于物质结构和性质说法正确的是
A. 第二周期元素中,第一电离能介于之间的有1种
B. 酸性:
C. 与中心原子的杂化方式相同,均为V形结构
D. 键角:
7. 下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是
A. 苯酚使溴水褪色:
B. 苯乙烯使溴水褪色:
C. 苯使溴水褪色:
D. 苯甲醛使溴水褪色:
8. 复旦大学郑耿锋课题组合成铜(II)催化剂高效电催化还原制备。催化剂(T)结构如图所示。下列叙述正确的是
A. T中含有的3种元素位于元素周期表d区和p区
B. T中标记为、的碳原子形成的共价键均为非极性键
C. T中铜的配位数为4
D. T中3种元素的电负性:Cu>N>C
9. 我国科学家研究出一种高效率和高选择性地将转化为CO的方案,其原理为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 5.85gNaCl中含有分子数为0.1 B. 44g含有的π键数目为
C. 1.12L含有中子数为0.7 D. NaClO为阳极产物
10. 下列性质差异正确且与结构因素对应的是
选项
物质性质
结构因素
A
稳定性:
键长与键能
B
熔点:晶体硅>金刚石
分子极性
C
葡萄糖可以发生银镜反应
葡萄糖含有
D
甲苯可被酸性溶液氧化
甲基活化了苯环
A. A B. B C. C D. D
11. 尿素与甲醛制备线型脲醛树脂的化学方程式可表示为
下列关于该反应所涉及物质的说法正确的是
A. 该反应为加聚反应 B. 高聚物中C和N的杂化方式均只有一种
C. 上述物质均能与形成氢键 D. 除高聚物外,反应中只有1种极性分子
12. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是(夹持装置未画出)
A.制备晶体
B.检验溴乙烷消去产物
C.实验室制备乙烯
D.除中的
A. A B. B C. C D. D
13. 葡酚酮是由葡萄籽提取的一种花青素类衍生物(结构简式如图),具有良好的抗氧化活性。下列关于葡酚酮叙述错误的是
A. 分子中含有3个手性碳原子
B. 与足量的水溶液反应,键均可断裂
C. 可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 催化剂存在下与足量反应,键不能全部断裂
14. 单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型的高熔点超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是
A. 该晶体中存在共价键 B. 该物质化学式为
C. S位于H构成的八面体空隙中 D. 该晶体属于分子晶体
二、非选择题(共58分)
15. 环己酮是无色油状液体,30℃时在水中的溶解度为2.4g。实验室由环己醇备环已酮。
【实验原理】
+NaClO+NaCl+H2O ΔH<0
(已知:NaClO在酸性条件下,氧化性增强)
【装置示意图】
【实验步骤】
Ⅰ.烧瓶中依次加入5.2ml(5g)环己醇()和25mL冰醋酸,开动磁力搅拌器。在冰水浴冷却下,逐滴加入次氯酸钠溶液至稍过量。
Ⅱ.在室温下继续搅拌30min,然后加入饱和亚硫酸氢钠溶液。
Ⅲ.在反应混合物中加入30mL水、3g氯化铝,去掉仪器X,换成蒸馏装置,加热蒸馏,至馏出液无油珠滴出为止。
Ⅳ.在搅拌情况下向馏出液中加入无水碳酸钠至中性,然后再加入精制食盐使之饱和,将此液体倒入分液漏斗,分出有机层。
Ⅴ.向有机层中加入无水,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,得到产品3.2g。
回答下列问题。
(1)仪器X的名称为___________;环己酮中C的杂化方式为___________。
(2)步骤Ⅰ中,加入冰醋酸除作为溶剂外,还有的作用是___________。
(3)步骤Ⅰ中,次氯酸钠溶液要在冰水浴冷却下逐滴加入。在次氯酸钠的不同滴加速度下,在冰水浴存在的情况下,溶液温度随滴加时间变化曲线如图,为了控制好反应温度,应选择的滴速为___________滴/min。
(4)在步骤Ⅱ中,加入适量亚硫酸氢钠溶液的目的是(用离子方程式表示)___________。
(5)在步骤Ⅳ中,加入精制食盐的目的是___________。
(6)在步骤Ⅴ中,加入无水的作用为___________。
(7)产品的产率为___________(精确至0.1%)。
16. 工业合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学对社会发展的巨大贡献之一、在催化剂作用下发生反应:,回答下列问题:
(1)依据工业合成氨反应的能量变化图可知,___________。
(2)恒温恒容条件下,下列能说明该反应已达到平衡状态的量是___________(填字母)
A. 气体的密度保持不变
B. 、、的物质的量之比为1:3:2
C. 气体的平均摩尔质量保持不变
D. 消耗1mol,同时消耗2mol
(3)下图是当反应器中按投料后,在200℃、400℃、600℃反应达到平衡时,混合物中的物质的量分数随总压强的变化曲线。
①曲线a、b、c对应温度较高是___________(填“a”或“b”或“c”)。
②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是___________。(用、、表示)
③列出b点平衡常数的计算式___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;不要求计算结果)。
(4)利用质子传导固态电池合成氨示意图如下,生成氨气的电极反应式为___________。
(5)可用于制氨水和铵盐。常温下,将浓度均为0.1mol/L的氨水和溶液等体积混合,混合溶液显___________(填“酸性”“碱性”或“中性”),混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________。(已知:常温下)
17. 工业上用某软锰矿(主要成分为,还含有少量铁、铝及硅的氧化物)为原料制备尖晶石结构的锰酸锂()。流程如下图:
已知:室温下,部分金属离子以氢氧化物形成沉淀时的pH如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
1.7
3.4
7.1
完全沉淀的pH
9.7
3.2
4.4
9.8
回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为___________。
(2)“浸取”得到的浸取液中阳离子主要是,生成的离子方程式为___________,滤渣Ⅰ的主要成分是___________。(填化学式)。
(3)“精制”时,需调节溶液pH范围为___________。
(4)在催化剂存在下,从下表可知升高氧化温度有利于将氢氧化锰氧化为,分析工业“控温、氧化”过程中,最适宜选定的氧化温度为___________,原因是___________。
氧化温度/℃
230
280
300
330
350
400
的质量分数/%
70.8
72.3
73.4
74.9
75.1
75.5
(5)“锂化”是将和按一定的物质的量比配料,球磨,然后升温至,保温,自然冷却至室温得产品。所得混合气体的成分是___________(填化学式)。
(6)一种晶体的晶胞示意图如图,该长方体晶胞的长和宽均为anm,高为bnm。
①图中“●”代表的是___________(填“Mn”或“O”)。
②为阿伏加德罗常数,该晶体的密度为___________(列出计算式即可)。
18. 利喘贝是一种新的平喘药,其合成过程如下:
已知:ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.苯环上原有的取代基(或烃基)会使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,而—COOH会使新导入的取代基进入苯环的间位。
回答下列问题:
(1)化合物C的名称为___________。化合物E中官能团的名称是___________。
(2)由A到E的反应中,不涉及的反应类型有___________(填序号)。
a.取代反应 b.氧化反应 c.还原反应 d.加成反应
(3)由G生成H有气体生成,写出该反应的化学方程式___________。
(4)在F的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示有五组峰(氢原子数量比为1:2:2:2:1)的结构简式为___________。
①遇溶液显示紫色 ②能与反应
(5)结合上述流程中的信息,设计以乙苯为原料制备的合成路线(其他无机试剂任选):___________。
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2024年春季期高二期末教学质量监测
化学
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Na-23 Cl-35.5 Mn-55
一、选择题(每题只有一个正确选项,每小题3分,共42分)
1. 化学与生产、生活密切相关。下列说法错误的是
A. 利用油脂制备肥皂 B. 利用的酒精对生活物品消毒
C. 利用氯乙烯制备食品包装袋 D. 利用2-羟基丙酸(乳酸)制备可降解塑料
【答案】C
【解析】
【详解】A.油脂在碱性条件下水解为皂化反应,可以利用油脂制备肥皂,A正确;
B.生活中常利用的酒精对生活物品消毒,B正确;
C.利用氯乙烯可以制作聚氯乙烯,聚氯乙烯薄膜中掺有增塑剂,在室温下能“逃逸”出来,不能作食品外包装材料,C错误;
D.乳酸可以制备聚乳酸,在微生物作用下能够彻底分解生成水和二氧化碳,具有完全降解性,因此利用2-羟基丙酸(乳酸)制备可降解塑料,D正确;
故选C。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. 苯的实验式:
B. 分子形成的σ键电子云轮廓图:
C. 基态原子的价电子轨道表示式:
D. 冠醚与结合形成的超分子:
【答案】D
【解析】
【详解】A.是笨的分子式,苯的实验式是,A错误;
B.分子形成时每个氯原子提供轨道,形成的键电子云轮廓图为,B错误;
C.基态原子的价电子轨道表示式为,C错误;
D.冠醚的不同大小的空腔可以识别不同直径的离子,冠醚与结合形成的超分子为,D正确;
故选D。
3. 下列叙述正确的是
A. 用水可以区别乙醇、苯与
B. 在苯酚浊液中加入溶液,苯酚浊液变澄清并产生气体
C. 新戊烷结构对称,其二氯取代物只有一种
D. 与互为同系物
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇溶于水,苯和不溶于水,苯的密度比水小,的密度比水大,可鉴别,故A正确;
B.苯酚酸性弱于碳酸,在苯酚浊液中加入Na2CO3溶液,反应生成苯酚钠和碳酸氢钠,不会产生CO2气体,故B错误;
C.新戊烷的二氯取代物有两种,分别为C(CH3)CHCl2和C(CH2Cl)2(CH3)2,故C错误;
D.与含有的碳碳双键数目不同,结构不相似,不是同系物,故D错误;
答案选A。
4. 四种短周期主族元素原子序数依次增大,X的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0,和的最外层电子数相同,元素的焰色试验呈黄色,四种元素的最外层电子数之和为17。下列说法错误的是
A. 离子半径:
B. 原子中有6种空间运动状态的电子
C. 最高价氧化物对应的水化物的酸性:
D. 简单氢化物的沸点:
【答案】B
【解析】
【分析】四种短周期主族元素原子序数依次增大,由的焰色试验呈黄色可知,为钠元素,由的最高正化合价和最低负化合价的代数和为0,则为氢元素或碳元素,由四种元素的最外层电子数之和为17,结合和的最外层电子数相同可知,的最外层电子数为偶数,故为碳元素,和的最外层电子数为,故为氧元素,为硫元素。
【详解】A.电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;离子半径,即,A正确;
B.由分析可知,原子是,有5种空间运动状态的电子,B错误;
C.非金属性越强,最高价氧化物对应的水化物的酸性越强,非金属性,则最高价氧化物对应的水化物的酸性,即,C正确;
D.氢化钠沸点最高,水分子间存在氢键,沸点高于硫化氢,简单氢化物的沸点,D正确;
故选B。
5. 硝苯地平临床用于预防和治疗冠心病、心绞痛,也用于治疗高血压,其结构简式如图所示。下列有关说法正确的是
A. 该有机物有5种官能团 B. 该有机物易溶于水
C. 该有机物所有原子可能共面 D. 该有机物能发生加成反应、取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物有硝基、酯基、碳碳双键、亚氨基4种官能团,A项错误;
B.该有机物中含碳原子数目较多,且酯基、苯环、硝基均为疏水基团,故该物质不易溶于水,B项错误;
C.该有机物含有甲基,所有原子不可能共面,C项错误;
D.该有机物含有碳碳双键能加成,含有酯基、氨基等能发生取代反应,D项正确;
答案选D。
6. 下列关于物质结构和性质的说法正确的是
A. 第二周期元素中,第一电离能介于之间的有1种
B. 酸性:
C. 与中心原子的杂化方式相同,均为V形结构
D. 键角:
【答案】B
【解析】
【详解】A.同周期元素中第一电离能呈增大趋势,但第族大于第族,第族大于族,则第2周期元素中,第一电离能介于之间的有三种,A错误;
B.电负性,则吸电子能力,吸电子能力越强相应羧基的酸性越强,B正确;
C.中为杂化,中为杂化,杂化方式不同,C错误;
D.分子中存在一对电子对,中没有,电子对的排斥力要大于化学键之间排斥力,所以键角,D错误;
故选B。
7. 下列化学方程式中,不能正确表达反应颜色变化的是
A. 苯酚使溴水褪色:
B. 苯乙烯使溴水褪色:
C. 苯使溴水褪色:
D. 苯甲醛使溴水褪色:
【答案】C
【解析】
【详解】A.苯酚使溴水褪色反应中苯酚与溴水发生取代反应生成三溴苯酚白色沉淀,该表达式正确,A不选;
B.苯乙烯与溴水发生加成反应生成-二溴乙苯无色溶液,该表达式正确,B不选;
C.苯与溴水不反应苯使溴水褪色是萃取,并不是发生反应生成溴苯,该表达式不正确,C选;
D.苯甲醛与溴水发生氧化反应生成苯甲酸,该表达式正确,D不选;
故选C。
8. 复旦大学郑耿锋课题组合成铜(II)催化剂高效电催化还原制备。催化剂(T)结构如图所示。下列叙述正确的是
A. T中含有的3种元素位于元素周期表d区和p区
B. T中标记为、的碳原子形成的共价键均为非极性键
C. T中铜的配位数为4
D. T中3种元素的电负性:Cu>N>C
【答案】C
【解析】
【详解】A.C元素和N元素位于元素周期表p区,Cu元素位于ds区,故A错误;
B.碳原子形成的都是非极性键,的碳原子形成2个非极性键和1个极性键,故B错误;
C.由图可知,T中铜的配位数为4,故C正确;
D.非金属元素的电负性一般大于金属元素,同周期从左到右,元素的电负性逐渐增大,故电负性N>C>Cu,故D错误;
答案选C。
9. 我国科学家研究出一种高效率和高选择性地将转化为CO的方案,其原理为:。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 5.85gNaCl中含有分子数为0.1 B. 44g含有的π键数目为
C. 1.12L含有中子数为0.7 D. NaClO为阳极产物
【答案】D
【解析】
【详解】A.NaCl是离子化合物,不含有NaCl分子,故A错误;
B.的结构式为O=C=O,1个分子中含有两个π键,44g含有的π键数目为2,故B错误;
C.没有说明是标准状况,无法计算1.12L的物质的量,故C错误;
D.NaClO是NaCl被氧化后的产物,为阳极产物,故D正确;
答案选D。
10. 下列性质差异正确且与结构因素对应是
选项
物质性质
结构因素
A
稳定性:
键长与键能
B
熔点:晶体硅>金刚石
分子极性
C
葡萄糖可以发生银镜反应
葡萄糖含有
D
甲苯可被酸性溶液氧化
甲基活化了苯环
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.稳定性,表明键的键能子,A正确;
B.金刚石和晶体硅都是共价晶体,碳原子半径比硅原子半径小,所以金刚石中碳碳键强于晶体硅中的硅硅键,熔点高于晶体硅,结构因素是键长与键能,B错误;
C.葡萄糖可以发生银镜反应,是因为葡萄糖中存在醛基,具有还原性可以发生银镜反应,C错误;
D.甲苯可被酸性溶液氧化,苯环活化了甲基,D错误;
故选A。
11. 尿素与甲醛制备线型脲醛树脂的化学方程式可表示为
下列关于该反应所涉及物质的说法正确的是
A. 该反应为加聚反应 B. 高聚物中C和N的杂化方式均只有一种
C. 上述物质均能与形成氢键 D. 除高聚物外,反应中只有1种极性分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子中有小分子物质生成,则该反应为缩聚反应,A错误;
B.的杂化方式有两种,的杂化方式有,B错误;
C.均能与形成氢键,C正确;
D.均为极性分子,反应中不止有1种极性分子,D错误;
故选C。
12. 用下列实验装置进行相应实验,能达到实验目的的是(夹持装置未画出)
A.制备晶体
B.检验溴乙烷消去产物
C.实验室制备乙烯
D.除中的
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.往溶液中加入乙醇,使溶剂极性增强,的溶解度降低,从而析出晶体,故A正确;
B.加热溴乙烷、NaOH醇溶液时,乙醇挥发,挥发的乙醇也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能确定乙烯的存在,故B错误;
C.实验室制备乙烯要求溶液的温度达到170,温度计的位置应该在反应液中,故C错误;
D.Br2置换出I2,生成的I2继续溶解在CCl4中,成为新的杂质,不能达到除杂目的,故D错误;
答案选A。
13. 葡酚酮是由葡萄籽提取的一种花青素类衍生物(结构简式如图),具有良好的抗氧化活性。下列关于葡酚酮叙述错误的是
A. 分子中含有3个手性碳原子
B. 与足量的水溶液反应,键均可断裂
C. 可使酸性高锰酸钾溶液褪色
D. 催化剂存在下与足量反应,键不能全部断裂
【答案】B
【解析】
【详解】A.手性原子连接四个不同的原子或原子团,葡酚酮分子中含有3个手性碳原子,A正确;
B.葡酚酮中羧基、酚羟基与水溶液反应,键断裂,而没有与苯环相连的不与水溶液反应,键不断裂,B错误;
C.葡酚酮分子中含有酚羟基及醇羟基,具有强的还原性,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化而使溶液的紫色褪色,C正确;
D.葡酚酮中苯环和碳碳双键与足量反应,键断裂,羧基和酯基不能和发生加成反应,碳氧双键中的键不能断裂,D正确;
故选B。
14. 单质硫和氢气在低温高压下可形成一种新型的高熔点超导材料,其晶胞如图。下列说法错误的是
A. 该晶体中存在共价键 B. 该物质的化学式为
C. S位于H构成的八面体空隙中 D. 该晶体属于分子晶体
【答案】D
【解析】
【详解】A.晶体中S与H形成共价键,故A正确;
B.该晶胞中S原子个数=1+=2,H原子个数==6,则S、H原子个数之比=2:6=1:3,其化学式为H3S,故B正确;
C.以体心上的S原子为例,S原子位于H构成的正八面体空隙中,如图,故C正确;
D.该晶体是一种新型超导材料,说明能导电,而分子晶体是不可能导电的,故D错误;
答案选D。
二、非选择题(共58分)
15. 环己酮是无色油状液体,30℃时在水中的溶解度为2.4g。实验室由环己醇备环已酮。
【实验原理】
+NaClO+NaCl+H2O ΔH<0
(已知:NaClO酸性条件下,氧化性增强)
【装置示意图】
【实验步骤】
Ⅰ.烧瓶中依次加入5.2ml(5g)环己醇()和25mL冰醋酸,开动磁力搅拌器。在冰水浴冷却下,逐滴加入次氯酸钠溶液至稍过量。
Ⅱ.在室温下继续搅拌30min,然后加入饱和亚硫酸氢钠溶液。
Ⅲ.在反应混合物中加入30mL水、3g氯化铝,去掉仪器X,换成蒸馏装置,加热蒸馏,至馏出液无油珠滴出为止。
Ⅳ.在搅拌情况下向馏出液中加入无水碳酸钠至中性,然后再加入精制食盐使之饱和,将此液体倒入分液漏斗,分出有机层。
Ⅴ.向有机层中加入无水,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,得到产品3.2g。
回答下列问题。
(1)仪器X名称为___________;环己酮中C的杂化方式为___________。
(2)步骤Ⅰ中,加入冰醋酸除作为溶剂外,还有的作用是___________。
(3)步骤Ⅰ中,次氯酸钠溶液要在冰水浴冷却下逐滴加入。在次氯酸钠的不同滴加速度下,在冰水浴存在的情况下,溶液温度随滴加时间变化曲线如图,为了控制好反应温度,应选择的滴速为___________滴/min。
(4)在步骤Ⅱ中,加入适量亚硫酸氢钠溶液的目的是(用离子方程式表示)___________。
(5)在步骤Ⅳ中,加入精制食盐的目的是___________。
(6)在步骤Ⅴ中,加入无水的作用为___________。
(7)产品的产率为___________(精确至0.1%)。
【答案】(1) ①. (球形)冷凝管 ②. sp3、sp2
(2)提供酸性环境,增强 NaClO 的氧化性
(3)8 (4)
(5)降低环己酮在水中的溶解度
(6)除去水 (7)65.3%
【解析】
【分析】为了使所加液体能顺利滴入三颈烧瓶中采用恒压滴液漏斗;在三颈烧瓶中,由环己醇和冰醋酸、次氯酸钠等物质加热反应后蒸馏得到环己酮的粗产品,反应过程中,利用淀粉碘化钾试纸来判断反应进行的程度,并用亚硫酸氢钠具有还原性,可除去未反应完的次氯酸,可利用环己酮的沸点选择蒸馏收集,馏出液中含有杂质醋酸,为了纯化产物,因醋酸能和水以任意比例互溶,且与碳酸钠反应后的产物不溶于有机物溶液中,故向馏出液中分批加入无水碳酸钠至反应液呈中性为止除去产品中混有的醋酸杂质,由于有机物在盐溶液中的溶解度小,盐溶液能减少有机物的溶解损失,所以加入精制食盐使之变成饱和溶液,将混合液倒入分液漏斗中,分离即可得到有机层,据此分析答题。
【小问1详解】
由图可知,该装置起到冷凝回流作用,故该仪器的名称为(球形)冷凝管,环己酮中碳原子由单键和双键,故C的杂化方式为sp3、sp2;
【小问2详解】
用冰醋酸可提供酸性环境,使 NaClO转化为HClO,氧化性更强;
【小问3详解】
由题干知,反应需维持温度为30 ~ 35℃。结合图像知,为了实验安全,应选择滴速为8滴/min;
【小问4详解】
亚硫酸氢钠是还原剂,可还原过量的次氯酸钠,离子方程式为;
【小问5详解】
环己酮可溶于水,但溶解度不大,加入精制食盐是为了进一步减少它在水中的溶解量;
【小问6详解】
无水MgSO4有干燥的作用;
【小问7详解】
,理论上生成0.05mol环己酮,其质量为,。
16. 工业合成氨是人类科学技术上的一项重大突破,是化学对社会发展的巨大贡献之一、在催化剂作用下发生反应:,回答下列问题:
(1)依据工业合成氨反应的能量变化图可知,___________。
(2)恒温恒容条件下,下列能说明该反应已达到平衡状态的量是___________(填字母)
A. 气体的密度保持不变
B. 、、的物质的量之比为1:3:2
C. 气体的平均摩尔质量保持不变
D 消耗1mol,同时消耗2mol
(3)下图是当反应器中按投料后,在200℃、400℃、600℃反应达到平衡时,混合物中的物质的量分数随总压强的变化曲线。
①曲线a、b、c对应温度较高的是___________(填“a”或“b”或“c”)。
②M、N、Q点平衡常数K的大小关系是___________。(用、、表示)
③列出b点平衡常数的计算式___________(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;不要求计算结果)。
(4)利用质子传导固态电池合成氨示意图如下,生成氨气的电极反应式为___________。
(5)可用于制氨水和铵盐。常温下,将浓度均为0.1mol/L的氨水和溶液等体积混合,混合溶液显___________(填“酸性”“碱性”或“中性”),混合溶液中离子浓度由大到小的顺序为___________。(已知:常温下)
【答案】(1)-92.4 kJ•mol -1 (2)CD
(3) ①. c ②. KQ=KM>KN(或 KN<KQ=KM) ③.
(4)
(5) ①. 碱性 ②.
【解析】
【小问1详解】
依据工业合成氨反应的能量变化图可知,该反应为放热反应,-92.4 kJ•mol-1;
【小问2详解】
A.恒温恒容条件下,反应前后质量不变则密度不变,A不符合题意;
B.N2、H2、NH3的物质的量成比例无法确定是否平衡,B不符合题意;
C.反应前后气体的质量不变,物质的量是可变量,当气体的平均摩尔质量保持不变时 即气体的物质的量不变,可确认是平衡状态,C符合题意;
D.消耗 1molN2表示正向反应,同时消耗 2molNH3表示逆向反应,且与化学计量数成比例,D符合题意;
故答案选CD;
【小问3详解】
①合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动,NH3的物质的量分数减小,故曲线a、b、c对应温度较高的是c;
②合成氨反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,由图可知温度的大小关系为Q=M<N,则平衡常数的大小关系为KQ=KM>KN;
③根据图中的数据可知,b点时NH3的平衡物质的量分数为20%,总压强p 70MPa;起始投料比等于化学计量数之比,则b点时N2的物质的量分数为,H2的物质的量分数为20% 3 60%,则;
【小问4详解】
氮气得电子生成氨气,故生成氨气的电极反应式为;
【小问5详解】
因,,可知电离大于水解,溶液显碱性;结合电荷守恒,可知离子浓度排序为。
17. 工业上用某软锰矿(主要成分为,还含有少量铁、铝及硅的氧化物)为原料制备尖晶石结构的锰酸锂()。流程如下图:
已知:室温下,部分金属离子以氢氧化物形成沉淀时的pH如下表:
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
1.7
3.4
7.1
完全沉淀的pH
9.7
3.2
4.4
9.8
回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为___________。
(2)“浸取”得到浸取液中阳离子主要是,生成的离子方程式为___________,滤渣Ⅰ的主要成分是___________。(填化学式)。
(3)“精制”时,需调节溶液pH范围为___________。
(4)在催化剂存在下,从下表可知升高氧化温度有利于将氢氧化锰氧化为,分析工业“控温、氧化”过程中,最适宜选定的氧化温度为___________,原因是___________。
氧化温度/℃
230
280
300
330
350
400
的质量分数/%
70.8
72.3
73.4
74.9
75.1
75.5
(5)“锂化”是将和按一定的物质的量比配料,球磨,然后升温至,保温,自然冷却至室温得产品。所得混合气体的成分是___________(填化学式)。
(6)一种晶体的晶胞示意图如图,该长方体晶胞的长和宽均为anm,高为bnm。
①图中“●”代表的是___________(填“Mn”或“O”)。
②为阿伏加德罗常数,该晶体的密度为___________(列出计算式即可)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)
(4) ①. ②. 时,产率较高,温度再上升,产率的增长也很小,而且温度越高,对设备要求更高,能耗更大,成本更高,综合考虑最合适
(5)
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】软锰矿浆(主要成分为,还含有少量铁、铝及硅等元素的氧化物),加入浸取,被在酸性条件下还原为,铁、铝的氧化物转化为,的氧化物不与酸反应,进入滤渣中,滤液中先加入,将氧化为,再加入调节,使转化为沉淀,过滤后,滤渣为,滤液中加入氨水沉锰,生成沉淀,加水,通入控温、氧化,得到固体,加入进行锂化得到,根据质量守恒、电子守恒可知,还生成二氧化碳、氧气。
【小问1详解】
基态Mn原子的价电子排布式为;
【小问2详解】
由分析知被在酸性条件下还原为离子方程式为:,铁、铝的氧化物转化为离子,的氧化物不与酸反应,进入滤渣中;
【小问3详解】
有沉淀表可知,铁离子与铝离子沉淀完全时,沉淀时,则取值范围是;
【小问4详解】
最适宜选定的氧化温度为,此时产率较高,温度再上升,产率的增长也很小,而且温度越高,对设备要求更高,能耗更大,成本更高,综合考虑最合适;
【小问5详解】
根据质量守恒、电子守恒可知,则还生成;
【小问6详解】
①由图可知,根据均摊法,白球的数目为,黑球的数目为,中与原子个数比为,即黑球为;②为阿伏加德罗常数,该晶体的密度为;
18. 利喘贝是一种新的平喘药,其合成过程如下:
已知:ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
ⅳ.苯环上原有的取代基(或烃基)会使新导入的取代基进入苯环的邻位和对位,而—COOH会使新导入的取代基进入苯环的间位。
回答下列问题:
(1)化合物C的名称为___________。化合物E中官能团的名称是___________。
(2)由A到E的反应中,不涉及的反应类型有___________(填序号)。
a.取代反应 b.氧化反应 c.还原反应 d.加成反应
(3)由G生成H有气体生成,写出该反应的化学方程式___________。
(4)在F的同分异构体中,同时满足下列条件的共有___________种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示有五组峰(氢原子数量比为1:2:2:2:1)的结构简式为___________。
①遇溶液显示紫色 ②能与反应
(5)结合上述流程中的信息,设计以乙苯为原料制备的合成路线(其他无机试剂任选):___________。
【答案】(1) ①. 邻硝基苯甲酸或“2-硝基苯甲酸” ②. 酯基、氨基
(2)d (3)+CH2(COOH)2→+CO2↑+H2O
(4) ①. 13 ②.
(5)
【解析】
【分析】A 为甲苯,A 发生硝化反应取代甲基邻位的氢得到 B 为,B 发生氧化反应生成 C ( ),C 和甲醇发生酯化反应生成 D(),D 在 Fe/HCl 作用下反应生成 E( ), F 为 ,根据信息 i 知 F 和CH3I 在 NaOH 作用下反应生成 G(),根据信息ⅱ知 G和发生反应生成 H( ),E和H发生取代反应生成 I( ), I发生水解反应生成利喘贝。
【小问1详解】
化合物C的名称为邻硝基苯甲酸或“2-硝基苯甲酸”; 化合物E中官能团的名称是酯基、氨基;
【小问2详解】
A为甲苯,A发生硝化反应取代甲基邻位的氢得到B为,B 发生氧化反应生成 C(),C 和甲醇发生酯化反应生成 D,D( )在 Fe/HCl 作用下反应生成 E() 即硝基变为氨基,根据加氢去氧是还原,因此 D→E 的反应类型是还原反应,不涉及加成反应,故答案选d;
【小问3详解】
根据原子守恒可推测生成物为 CO2和 H2O,故化学方程式为+CH2(COOH)2→+CO2↑+H2O;
【小问4详解】
化学式为C8H8O3,能与NaHCO3反应即含有―COOH,遇 FeCl3显示紫色则含有一个苯环和酚羟基,若苯环三取代则考虑以下结构中苯环上 —CH3取代、、,共有2+4+4=10种。若苯环二取代则有、、。该物质的同分异构体有10+3=13种;其中核磁共振氢谱显示有五组峰(氢原子数量比为1:2:2:2:1)的结构简式为;
【小问5详解】
依据题中信息,要由合成, 应先合成,则应先进行硝化反应,引入-NO2,形成, 然后将-CH2CH3氧化,形成,再将-NO2还原,形成, 最终在 SOCl2作用下,两分子脱水形成;故合成路线为。
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