精品解析：上海外国语大学附属外国语学校东校2023-2024学年高二下学期期末（等级）考试化学试题

上海市外国语附属学校2023-2024学年高二下学期期末考试 化学试题 一、铁及其化合物 铁元素是人体必需的元素之一，补铁剂常用于防治缺铁性贫血。 1. 铁元素位于元素周期表的 A s区 B. d区 C. p区 D. f区 2. 基态Fe2+的核外电子排布式是 A. [Ar]3d54s2 B. [Ar]3d54s1 C. [Ar]3d5 D. [Ar]3d6 3. 实验室配制FeSO4溶液时，常加入少量的 A. 铁粉 B. 铜粉 C. 盐酸 D. 硫酸 4. 检验FeSO4溶液是否变质的试剂可用 A. 稀盐酸 B. 酚酞试液 C. KSCN溶液 D. 苯酚 5. 血红蛋白(Hb)是血液中运输氧及二氧化碳的蛋白质，由球蛋白与血红素结合而成。血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物，其结构如图所示。 N原子的杂化轨道类型采取___________杂化，O2通过配位键与血红蛋白中的Fe2+结合如图所示，O2提供___________，Fe2+提供___________。 6. 铁镁合金MgxFey是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm。该镁合金的化学式为___________，在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为___________，该铁镁合金储氢后的晶体密度为___________(用表示阿伏加德罗常数的值)。 二、合成高分子 7. 链烃A是重要的有机化工原料，由A经以下反应可制备一种有机玻璃： 已知以下信息： ①核磁共振氢谱表明D只有一种化学环境的氢； ②羰基化合物可发生以下反应：(注：R′可以是烃基，也可以是H原子) ③E在甲醇、硫酸的作用下，发生酯化、脱水反应生成F。 回答下列问题： （1）A的化学名称为___________，A生成B的反应类型为___________。 （2）B生成C化学方程式为___________。 （3）D的结构简式为___________，分子中最多有 ___________个原子共平面。 （4）F的分子式为___________。 （5）写出F的同分异构体中能同时满足下列条件的其中一种的结构简式___________； ①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体   ②能使Br2的四氯化碳溶液褪色 ③核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为3：2：2：1 （6）聚乳酸()在近年来已经广泛应用于一次性餐具、食品包装材料等领域，使用聚乳酸材料的优点是___________。 （7）根据上述信息，设计由乙醇制备聚乳酸()的合成路线________。(无机试剂任选) 三、制备无水氯化钴 8. CoCl2常作湿度指示剂、分析试剂等。以钴渣(主要成分是CoO、Co2O3，含少量Ni、SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备无水氯化钴(CoCl2)的流程如图(部分产物和条件省略)： 已知：① 几种金属离子转化为氢氧化物沉淀的pH如表所示： 金属离子 Al3+ Co2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 4.0 7.6 7.7 完全沉淀的pH 5.2 9.2 9.5 ② SOCl2易水解生成两种气体，其中一种气体能使品红溶液褪色。 回答下列问题： （1）“酸浸”中提高反应速率的措施是_________________________(答一点即可）；SO2的作用是________________，其发生反应的离子方程式为________________。 （2）“除铝”得到固体的主要成分是______(填化学式)，该步调节pH的范围为_______。 （3）“除镍”中分离有机层操作若在实验室中进行，需要使用的玻璃仪器为______(填名称)。 （4）“系列操作”包括__________、_________、过滤、洗涤等。 （5）在加热条件下“脱水”，写出该过程中总反应的化学方程式：____________________。 四、生物大分子与超分子 生物大分子是构成生命的基础物质。部分生物大分子可通过超分子组装形成一定的结构，从而显示出更复杂的功能。 9. 下列关于有机化合物的说法不正确的是 A B C D 木糖醇()是一种天然甜味剂，属于糖类化合物 聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度 DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成 烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子 A. A B. B C. C D. D 10. 下列说法不正确的是 A. 淀粉、纤维素、麦芽糖、蔗糖在一定条件下都可转化为葡萄糖 B. 单一波长的X射线通过水晶时，记录仪上会产生明锐的衍射峰 C. 通过红外光谱不能区别HCOOCH3和CH3COOH D. 在鸡蛋清溶液中，加入硫酸铜溶液，蛋白质会发生变性 11. 利用“杯酚”从C60和C70的混合物中纯化C60的过程如下图所示    “杯酚”分子内官能团之间通过___________(填“共价键”“配位键”或“氢键”)形成“杯底”。形成超分子时，C60与“杯酚”之间的作用力是___________。 12. 合成对叔丁基硫代杯[4]芳烃(M=720g/mol)的原理表示如下： 实验室制备对叔丁基硫代杯[4]芳烃的步骤如下： 利用如图所示装置(加热、搅拌、夹持等装置省略)，将60.00g对叔丁基苯酚(M=150g/mol)、25.60gS8、8g氢氧化钠和40mL二苯醚加入500mL三颈烧瓶中，在N2气氛下磁力加热搅拌，逐步升温到230℃，温度保持在230℃反应4小时。停止加热并冷却至100℃以下后，加入40mL 6mol·L-1的盐酸和400mL乙醇的混合溶液，搅拌，抽滤，用乙醇和蒸馏水交替洗涤固体，得到粗产物。将粗产物在氯仿/乙醇中重结晶，得到30.24g纯化的对叔丁基硫代杯[4]芳烃。回答下列问题： （1）仪器A的名称是___________，其作用是___________。 （2）对叔丁基邻苯二酚()的沸点小于2-叔丁基对苯二酚()的原因是___________。 （3）加热过程中要不断通入氮气，目的是___________。 （4）证明产物已经洗涤干净的操作是___________。 （5）实验过程中会产生一种有毒气体，尾气吸收装置中应用___________(填试剂名称)将该气体除去。 （6）在重结晶过程中，需要用到如图所示仪器中的___________(填字母)。 （7）本实验的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。 五、“一碳”化学 研究含有一个碳原子物质的化学称为“一碳”化学。 13. 完成下列问题 （1）以和为原料制取甲醇，在催化剂的作用下合成甲醇，该反应的热化学方程式为  。 ①该反应在___________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下易自发进行。 ②该反应分两步进行： 第一步：Cu/ZnO*+H2=Cu/Zn*+H2O   第二步：Cu/Zn*+H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH 已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用时间，由此推知以下能正确表示反应过程中能量变化的示意图为___________(填标号)。 A． B． C． D． （2）以CO和氢气为原料制备甲醇： CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)，在一个密闭容器中，充入lmolCO和2molH2发生反应，测得平衡时H2的体积分数与温度、压强的关系如图1所示。 ①压强P1___________ P2(填“大于”或“小于”)。 ②a点条件下，H2的平衡转化率为___________，该温度下达到平衡后，在容积不变的条件下再充入mol CO和mol CH3OH，平衡___________(填“正向” “逆向”或“不”)移动，新平衡时的逆反应速率___________ (填“大于” “等于”或“小于”)原平衡。 （3）使用惰性电极通过电解原理也可以制取甲醇，其反应装置如图所示，则电极a应该接在电源___________极(填“正”或“负”)；生成甲醇的电极反应式为___________。 14. 甲胺是重要的化工原料，被广泛应用于国民经济各个领域，是农药、医药、橡胶等领域内的重要的基本化工原料。 （1）制取甲胺的反应为CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下： 共价键 C-O H-O N-H C-N 键能/kJ·mol-1 351 463 393 293 则该反应的ΔH=___________。 （2）甲胺(CH3NH2)是一种弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(用CH3NH3Cl表示)。下列叙述正确的是___________。 A. CH3NH3Cl在水中的电离方程式为：CH3NH3ClCH3NH+Cl- B. 0.01 mol/L CH3NH2水溶液的 pH=12 C. 0.1 mol/L CH3NH2水溶液加水稀释，pH降低 D. CH3NH3Cl水溶液中：c(Cl-)>c(H+)>c(CH3NH)>c(OH- ) （3）与甲胺类似，氨基酸也能与酸反应，请结合官能团性质解释甘氨酸(H2NCH2COOH)的熔点高于分子量相近的丙酸(CH3CH2COOH)和丁胺(CH3CH2CH2NH2)的原因：___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 上海市外国语附属学校2023-2024学年高二下学期期末考试 化学试题 一、铁及其化合物 铁元素是人体必需的元素之一，补铁剂常用于防治缺铁性贫血。 1. 铁元素位于元素周期表的 A. s区 B. d区 C. p区 D. f区 【答案】B 【解析】 【详解】铁的价电子排布为3d64s2，位于d区，故选B。 2. 基态Fe2+的核外电子排布式是 A. [Ar]3d54s2 B. [Ar]3d54s1 C. [Ar]3d5 D. [Ar]3d6 【答案】D 【解析】 【详解】基态Fe原子的电子排布式为[Ar]3d64s2，则Fe2+的电子排布式为[Ar]3d6，故选D。 3. 实验室配制FeSO4溶液时，常加入少量的 A. 铁粉 B. 铜粉 C. 盐酸 D. 硫酸 【答案】A 【解析】 【详解】实验室在配制FeSO4溶液时，为防止FeSO4被氧化而变质，需要加入还原剂，又因为不能引入新杂质，所以常在溶液中加入少量的铁粉，答案选A。 4. 检验FeSO4溶液是否变质的试剂可用 A. 稀盐酸 B. 酚酞试液 C. KSCN溶液 D. 苯酚 【答案】CD 【解析】 【详解】Fe2＋易被氧化为Fe3＋，要检验FeSO4溶液是否变质，可检验溶液中是否含有Fe3＋，Fe3＋和KSCN溶液反应，溶液变血红色，Fe3＋和苯酚显色反应，紫色，故选CD。 5. 血红蛋白(Hb)是血液中运输氧及二氧化碳的蛋白质，由球蛋白与血红素结合而成。血红素是由中心Fe2+与配体卟啉衍生物结合成的大环配位化合物，其结构如图所示。 N原子的杂化轨道类型采取___________杂化，O2通过配位键与血红蛋白中的Fe2+结合如图所示，O2提供___________，Fe2+提供___________。 【答案】 ①. sp2 ②. 孤对电子 ③. 空轨道 【解析】 【详解】①其N原子的电子轨道分布为1s22s22p1，在这些电子中，2s轨道中的一个电子跃迁到2p轨道中，形成2s12p2的稳定状态，故其轨道杂化方式为sp2杂化；； ②氧原子最外层有6个电子，与另一个氧原子结合形成氧气分子时，其中一个氧原子的其中两个电子与另一个氧原子结合形成共价键，与另一个氧原子共用2个电子，达成8电子的稳定结构，氧气分子则剩下外围四个电子，即两对孤对电子，故氧气提供孤对电子； ③亚铁离子的价电子排布式为3d6，其4s轨道上没有电子，需要与氧气的孤对电子形成配位键达成8电子稳定结构，故亚铁离子提供空轨道。 6. 铁镁合金MgxFey是目前已发现的储氢密度最高的储氢材料之一，其晶胞结构如图所示。储氢时，H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，且最近的两个氢分子之间的距离为a nm。该镁合金的化学式为___________，在铁镁合金晶体中，与铁原子等距离且最近的铁原子数为___________，该铁镁合金储氢后的晶体密度为___________(用表示阿伏加德罗常数的值)。 【答案】 ①. Mg2Fe ②. 12 ③. 【解析】 【详解】由图可知，铁原子位于顶点和面心，由均摊法可知，铁原子个数为=4，Mg在体内，个数为8，故化学式为Mg2Fe；在铁镁合金晶体中，单独看铁原子排布特点为面心立方堆积形式，故与铁原子等距离且最近的铁原子数为12；H2分子在晶胞的体心和棱的中心位置，棱长=nm=cm，则晶胞体积=()3 cm3，储氢后化学式为Mg2FeH2，则。 二、合成高分子 7. 链烃A是重要的有机化工原料，由A经以下反应可制备一种有机玻璃： 已知以下信息： ①核磁共振氢谱表明D只有一种化学环境的氢； ②羰基化合物可发生以下反应：(注：R′可以是烃基，也可以是H原子) ③E在甲醇、硫酸的作用下，发生酯化、脱水反应生成F。 回答下列问题： （1）A的化学名称为___________，A生成B的反应类型为___________。 （2）B生成C的化学方程式为___________。 （3）D的结构简式为___________，分子中最多有 ___________个原子共平面。 （4）F的分子式为___________。 （5）写出F的同分异构体中能同时满足下列条件的其中一种的结构简式___________； ①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体   ②能使Br2的四氯化碳溶液褪色 ③核磁共振氢谱显示4组峰，且峰面积比为3：2：2：1 （6）聚乳酸()在近年来已经广泛应用于一次性餐具、食品包装材料等领域，使用聚乳酸材料的优点是___________。 （7）根据上述信息，设计由乙醇制备聚乳酸()的合成路线________。(无机试剂任选) 【答案】（1） ① 丙烯 ②. 加成反应 （2）CH3CHClCH3+NaOHCH3CH(OH)CH3+NaCl （3） ①. CH3COCH3 ②. 6 （4）C5H8O2 （5）CH2=C(CH3)CH2COOH、 （6）有利于减少白色污染 （7）CH3CH2OHCH3CHO 【解析】 【分析】A是链烃，根据A的分子式知，A的结构简式为CH2=CHCH3，A和HCl发生加成反应生成B，B发生取代反应生成C，C发生催化氧化反应生成D，核磁共振氢谱表明D只有一种化学环境的氢，则D的结构简式为CH3COCH3，C的结构简式为CH3CH(OH)CH3，B的结构简式为CH3CHClCH3，D与HCN发生加成反应然后酸化得到E；F发生加聚反应生成有机玻璃，则F结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3；E在甲醇、硫酸的作用下发生酯化、脱水反应生成F，则E结构简式为；结合有机化学基础知识解答。 【小问1详解】 A的结构简式为CH2=CHCH3，化学名称为丙烯，A生成B的反应类型为加成反应； 【小问2详解】 C的结构简式为CH3CH(OH)CH3，B的结构简式为CH3CHClCH3，B发生水解反应生成C，B生成C的化学方程式为CH3CHClCH3+NaOHCH3CH(OH)CH3+NaCl； 【小问3详解】 D的结构简式为CH3COCH3，羰基是平面结构，HCHO也是平面结构，CH3COCH3是2个甲基取代甲醛分子中的氢原子，每个甲基最多还可以提供一个氢原子与之共平面，分子中最多有6个原子共平面； 【小问4详解】 F结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3，分子式为C5H8O2； 【小问5详解】 F结构简式为CH2=C(CH3)COOCH3，F的同分异构体中能同时满足下列条件： ①能与饱和NaHCO3溶液反应产生气体，说明含有羧基； ②能使Br2的四氯化碳溶液褪色说明含有碳碳双键； ③核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为3﹕2﹕2﹕1的是CH2=C(CH3)CH2COOH、； 【小问6详解】 聚乳酸含有酯基，能发生水解反应生成小分子化合物，优点是有利于减少白色污染； 【小问7详解】 由乙醇为起始原料制备聚乳酸，乙醇先氧化生成乙醛，乙醛与HCN发生加成反应，然后水解生成，发生缩聚反应生成聚乳酸，合成路线为CH3CH2OHCH3CHO； 三、制备无水氯化钴 8. CoCl2常作湿度指示剂、分析试剂等。以钴渣(主要成分是CoO、Co2O3，含少量Ni、SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备无水氯化钴(CoCl2)的流程如图(部分产物和条件省略)： 已知：① 几种金属离子转化为氢氧化物沉淀的pH如表所示： 金属离子 Al3+ Co2+ Ni2+ 开始沉淀的pH 4.0 7.6 7.7 完全沉淀的pH 5.2 9.2 9.5 ② SOCl2易水解生成两种气体，其中一种气体能使品红溶液褪色。 回答下列问题： （1）“酸浸”中提高反应速率的措施是_________________________(答一点即可）；SO2的作用是________________，其发生反应的离子方程式为________________。 （2）“除铝”得到固体的主要成分是______(填化学式)，该步调节pH的范围为_______。 （3）“除镍”中分离有机层的操作若在实验室中进行，需要使用的玻璃仪器为______(填名称)。 （4）“系列操作”包括__________、_________、过滤、洗涤等。 （5）在加热条件下“脱水”，写出该过程中总反应的化学方程式：____________________。 【答案】（1） ①. 矿石溶解前将其粉碎、适当升高温度、适当增大硫酸溶液的浓度等(答一点即可） ②. 将Co3+还原为Co2+ ③. 2Co3++SO2+2H2O=2Co2++SO+4H+ （2） ①. Al(OH)3、SiO2 ②. 5.2≤pH<7.6 （3）烧杯和分液漏斗 （4） ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶 （5）CoCl2·6H2O+6SOCl2CoCl2+6SO2↑+12HCl↑ 【解析】 【分析】以钴渣(主要成分是CoO、Co2O3，含少量Ni、SiO2、Al2O3等杂质)为原料制备无水氯化钴(CoCl2)，硫酸酸浸后Al2O3转化为Al3+，Co2O3转化为Co3+，CoO转化为Co2+，Ni转化为Ni2+，SiO2不与硫酸反应，以沉淀形式存在，通入SO2的目的是将Co3+还原为Co2+；加入碳酸钠固体将铝离子转化为Al(OH)3沉淀，过滤后的固体中有Al(OH)3、SiO2，加入萃取剂HX除去Ni2+，加入碳酸钠调沉钴得到碳酸钴，加入盐酸酸溶后经过一系列操作得到CoCl2，以此解答。 【小问1详解】 “酸浸”中提高反应速率的措施是：矿石溶解前将其粉碎、适当升高温度、适当增大硫酸溶液的浓度等。SO2的作用是将Co3+还原为Co2+，该反应中SO2中S元素化合价由+4价上升到+6价，根据得失电子守恒和原子守恒配平方程式为2Co3++SO2+2H2O=2Co2++SO+4H+。 【小问2详解】 由分析可知，“除铝”得到固体的主要成分是Al(OH)3、SiO2，该步骤只让Al3+沉淀，Ni2+和Co2+不沉淀，由表格可知该步调节pH的范围为5.2≤pH<7.6。 【小问3详解】 “除镍”中分离有机层的操作若在实验室中进行，需要使用的玻璃仪器有烧杯和分液漏斗。 【小问4详解】 酸溶后的溶液经过冷却热饱和溶液可以得到六水合氯化钴，则“系列操作”包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤等。 【小问5详解】 在加热条件下“脱水”， CoCl2·6H2O和SOCl2反应生成CoCl2，该过程中总反应的化学方程式为CoCl2·6H2O+6SOCl2CoCl2+6SO2↑+12HCl↑。 四、生物大分子与超分子 生物大分子是构成生命的基础物质。部分生物大分子可通过超分子组装形成一定的结构，从而显示出更复杂的功能。 9. 下列关于有机化合物的说法不正确的是 A B C D 木糖醇()是一种天然甜味剂，属于糖类化合物 聚乙烯由线型结构转变为网状结构能够增加材料的强度 DNA分子复制过程中存在氢键的断裂和形成 烷基磺酸钠(表面活性剂)在水中聚集形成的胶束属于超分子 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．糖是多羟基醛或多羟基酮及其衍生物、聚合物，木糖醇属于多羟基醇类化合物，不属于糖类，A项错误； B．网状结构相对线性结构具有更大的强度，B项正确； C．DNA分子的两条链通过氢键相连，DNA分子在复制过程中存在氢键的断裂和形成，C项正确； D．当溶液中的表面活性剂超过一定浓度时，众多表面活性剂分子或离子会缔合形成胶束，属于超分子，D项正确。 答案选A。 10. 下列说法不正确的是 A. 淀粉、纤维素、麦芽糖、蔗糖在一定条件下都可转化为葡萄糖 B. 单一波长的X射线通过水晶时，记录仪上会产生明锐的衍射峰 C. 通过红外光谱不能区别HCOOCH3和CH3COOH D. 在鸡蛋清溶液中，加入硫酸铜溶液，蛋白质会发生变性 【答案】C 【解析】 【详解】A．淀粉、纤维素为多糖，麦芽糖和蔗糖为二糖，前三者水解的最终产物为葡萄糖；蔗糖的水解产物为葡萄糖和果糖，故均可在一定条件下都可转化为葡萄糖，A正确； B．当单一波长的X射线通过晶体时，会在记录仪上产生分立的斑点或者明锐的衍射峰，而非晶体图谱中没有，水晶为晶体，记录仪上会产生明锐的衍射峰，B正确； C．HCOOCH3和CH3COOH中的官能团分别为酯基和羧基，可用红外光谱法鉴别，C错误； D．Cu2+为重金属离子，故在鸡蛋清溶液中，加入硫酸铜溶液，蛋白质会发生变性，D正确； 故选C。 11. 利用“杯酚”从C60和C70的混合物中纯化C60的过程如下图所示    “杯酚”分子内官能团之间通过___________(填“共价键”“配位键”或“氢键”)形成“杯底”。形成超分子时，C60与“杯酚”之间作用力是___________。 【答案】 ①. 氢键 ②. 范德华力 【解析】 【详解】杯酚分子中含有羟基，通过氢键形成杯底，形成超分子时，C60与杯酚分子之间通过范德华力相结合。 12. 合成对叔丁基硫代杯[4]芳烃(M=720g/mol)的原理表示如下： 实验室制备对叔丁基硫代杯[4]芳烃的步骤如下： 利用如图所示装置(加热、搅拌、夹持等装置省略)，将60.00g对叔丁基苯酚(M=150g/mol)、25.60gS8、8g氢氧化钠和40mL二苯醚加入500mL三颈烧瓶中，在N2气氛下磁力加热搅拌，逐步升温到230℃，温度保持在230℃反应4小时。停止加热并冷却至100℃以下后，加入40mL 6mol·L-1的盐酸和400mL乙醇的混合溶液，搅拌，抽滤，用乙醇和蒸馏水交替洗涤固体，得到粗产物。将粗产物在氯仿/乙醇中重结晶，得到30.24g纯化的对叔丁基硫代杯[4]芳烃。回答下列问题： （1）仪器A的名称是___________，其作用是___________。 （2）对叔丁基邻苯二酚()的沸点小于2-叔丁基对苯二酚()的原因是___________。 （3）加热过程中要不断通入氮气，目的是___________。 （4）证明产物已经洗涤干净的操作是___________。 （5）实验过程中会产生一种有毒气体，尾气吸收装置中应用___________(填试剂名称)将该气体除去。 （6）在重结晶过程中，需要用到如图所示仪器中的___________(填字母)。 （7）本实验的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。 【答案】（1） ①. 球形冷凝管 ②. 导气、冷凝回流 （2）对叔丁基邻苯二酚易形成分子内氢键，而2-叔丁基对苯二酚易形成分子间氢键 （3）防止对叔丁基苯酚、S8被氧化 （4）取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀产生，说明已经洗涤干净 （5）硫酸铜溶液(其他合理答案也可) （6）BE （7）42.0% 【解析】 【分析】60.00g对叔丁基苯酚、25.60gS8、8g氢氧化钠和40mL二苯醚加入500mL三颈烧瓶中，在N2气氛下磁力加热搅拌，逐步升温到230℃，温度保持在230℃反应4小时发生反应。停止加热并冷却至100℃以下后，向反应后的体系中加入盐酸和乙醇的混合溶液后抽滤可得粗产品，可知加入盐酸和乙醇的目的是使产品充分析出，洗涤后重结晶得到纯品，在计算产率时，产率是指实际产量与理论产量的比值，据此作答。 【小问1详解】 根据仪器A的构造可知A是球形冷凝管，作用是冷凝回流，同时将生成的H2S气体导入球形干燥管中进行吸收，故答案为：球形冷凝管；导气、冷凝回流； 【小问2详解】 观察对叔丁基邻苯二酚和2-叔丁基对苯二酚的结构可知，对叔丁基邻苯二酚中的羟基较近，易形成分子内氢键，导致沸点较低，但2-叔丁基对苯二酚中的羟基较远，易形成分子间氢键，导致沸点较高，故答案为：对叔丁基邻苯二酚易形成分子内氢键，而2-叔丁基对苯二酚易形成分子间氢键； 【小问3详解】 由于酚羟基和S8都可以被空气中的氧气氧化，因此实验过程中要不断通入氮气防止它们被氧化，故答案为：防止对叔丁基苯酚、S8被氧化； 【小问4详解】 由于冷却后加入了盐酸，所以可以通过检验氯离子判断是否洗涤干净，因此操作为取最后一次洗涤液少许于试管中，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若没有白色沉淀产生，说明已经洗涤干净。 【小问5详解】 实验过程中会产生一种有毒气体，可知尾气是H2S，因此可用硫酸铜溶液吸收，故答案为：硫酸铜溶液（其他合理答案也可）； 【小问6详解】 重结晶是利用被提纯物质与杂质在同一溶剂中的溶解度不同而将杂质除去的过程，是在烧杯中加热将产品溶解，然后冷却结晶后用漏斗过滤。因此在重结晶过程中，需要用到如图所示仪器中的普通漏斗和烧杯，故答案为：BE； 小问7详解】 60.00 g对叔丁基苯酚（相对分子质量为150）的物质的量为0.40 mol、25.60 g S8中S8的物质的量为0.10 mol，对叔丁基苯酚过量，因此理论上生成对叔丁基硫代杯[4]芳烃的物质的量为0.10 mol，质量为72.0g，实际质量为30.24 g，所以产率为×100%＝42.0%。 五、“一碳”化学 研究含有一个碳原子物质的化学称为“一碳”化学。 13. 完成下列问题 （1）以和为原料制取甲醇，在催化剂的作用下合成甲醇，该反应的热化学方程式为  。 ①该反应在___________(填“高温”、“低温”或“任意温度”)下易自发进行。 ②该反应分两步进行： 第一步：Cu/ZnO*+H2=Cu/Zn*+H2O   第二步：Cu/Zn*+H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH 已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，由此推知以下能正确表示反应过程中能量变化的示意图为___________(填标号)。 A． B． C． D． （2）以CO和氢气为原料制备甲醇： CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)，在一个密闭容器中，充入lmolCO和2molH2发生反应，测得平衡时H2的体积分数与温度、压强的关系如图1所示。 ①压强P1___________ P2(填“大于”或“小于”)。 ②a点条件下，H2的平衡转化率为___________，该温度下达到平衡后，在容积不变的条件下再充入mol CO和mol CH3OH，平衡___________(填“正向” “逆向”或“不”)移动，新平衡时的逆反应速率___________ (填“大于” “等于”或“小于”)原平衡。 （3）使用惰性电极通过电解原理也可以制取甲醇，其反应装置如图所示，则电极a应该接在电源的___________极(填“正”或“负”)；生成甲醇的电极反应式为___________。 【答案】（1） ①. 低温 ②. B （2） ①. 小于 ②. 66.7% ③. 正向 ④. 大于 （3） ①. 负 ②. CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O 【解析】 【小问1详解】 ①  是气体体积减小的放热反应，，当时，反应能够自发进行，则该反应在低温下易自发进行； ②可以分为两步：第一步：Cu/ZnO*+H2=Cu/Zn*+H2O  ，第二步：Cu/Zn*+H2+CO2=Cu/ZnO*+CH3OH，第一步为吸热反应，反应物的总能量低于生成物，已知第二步反应几乎不影响总反应达到平衡所用的时间，说明第二步是快反应，活化能小于第一步反应，则能正确表示反应过程中能量变化的示意图为，故选B。 【小问2详解】 ①CO(g)+ 2H2(g)CH3OH(g)是气体体积减小的反应，增大压强，平衡正向移动，平衡时H2的体积分数减小，则压强P1小于P2； ②根据a点数据列出“三段式” 平衡时H2的体积分数为=40%，解得x=，H2的平衡转化率为=66.7%，平衡常数K= ，该温度下达到平衡后，在容积不变的条件下再充入mol CO和mol CH3OH，Q=，平衡正向移动，反应物浓度增大，新平衡时的逆反应速率大于原平衡。 【小问3详解】 由图可知，CO2在a极区得到电子生成CH3OH，a极为阴极，电极a应该接在电源的负极，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：CO2+6e-+6H+=CH3OH+H2O。 14. 甲胺是重要的化工原料，被广泛应用于国民经济各个领域，是农药、医药、橡胶等领域内的重要的基本化工原料。 （1）制取甲胺的反应为CH3OH(g)＋NH3(g)CH3NH2(g)＋H2O(g) ΔH。已知该反应中相关化学键的键能数据如下： 共价键 C-O H-O N-H C-N 键能/kJ·mol-1 351 463 393 293 则该反应的ΔH=___________。 （2）甲胺(CH3NH2)是一种弱碱，可与盐酸反应生成盐酸盐(用CH3NH3Cl表示)。下列叙述正确的是___________。 A. CH3NH3Cl在水中的电离方程式为：CH3NH3ClCH3NH+Cl- B. 0.01 mol/L CH3NH2水溶液的 pH=12 C. 0.1 mol/L CH3NH2水溶液加水稀释，pH降低 D. CH3NH3Cl水溶液中：c(Cl-)>c(H+)>c(CH3NH)>c(OH- ) （3）与甲胺类似，氨基酸也能与酸反应，请结合官能团性质解释甘氨酸(H2NCH2COOH)的熔点高于分子量相近的丙酸(CH3CH2COOH)和丁胺(CH3CH2CH2NH2)的原因：___________。 【答案】（1）-12 kJ/mol （2）C （3）甘氨酸(H2NCH2COOH)分子中羧基和氨基均能形成氢键，而丙酸、丁胺中只有1个官能团形成氢键，形成氢键数目小于甘氨酸 【解析】 【小问1详解】 反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差，则反应为CH3OH(g)+NH3(g)⇌CH3NH2(g)+H2O(g)的反应热ΔH=[3×E(C-H)+351+463+3×393]kJ/mol-[ 3×E(C-H)+293+2×393+2×463]kJ/mol=-12 kJ/mol； 【小问2详解】 A．CH3NH3Cl是盐，在水中完全的电离，电离方程式为：CH3NH3Cl=+Cl-，A错误； B．甲胺是一种弱碱，其在水溶液中只有部分分子发生电离，则0.01mol/L CH3NH2水溶液的pH＜12，B错误； C．甲胺(CH3NH2)是一种弱碱，水溶液加水稀释，碱性变弱，pH降低，C正确； D．CH3NH3Cl水溶液中主要存Cl-和，会发生水解使得溶液显酸性，故c(Cl-)> c()>c(H+)> c(OH-)，D错误； 故选C。 【小问3详解】 甘氨酸(H2NCH2COOH)分子中羧基和氨基均能形成氢键，而丙酸、丁胺中只有1个官能团形成氢键，形成氢键数目小于甘氨酸，故甘氨酸(H2NCH2COOH)的熔点高于分子量相近的丙酸、丁胺。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$