内容正文:
上海市延安中学2024学年第一学期9月质量调研
高三年级化学试卷
(考试时间60分钟,满分100分)
考生注意:
1.本考试设试卷和答题纸两部分,试卷包括试题与答题要求;所有答题必须涂(选择题)或写(非选题)在答题纸上;做在试卷上一律不得分。选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
2.答题纸与试卷在试题编号上是一一对应的,答题时应特别注意,不能错位。
3.答题前,考生务必在答题纸上用黑色水笔清楚填写姓名、班级、学号。
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Co-59
一、一种聚合物胶粘剂的合成(本题共15分)
1. M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
完成下列填空:
(1)反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是_____________。
(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为___________。
(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,_______________。
(4)写出结构简式。C________________ M________________
(5)D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式。_____________
(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。____________
①不含羰基②含有3种不同化学环境的氢原子
已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
二、生产氯气的新技术(本题共17分)
2. 近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
回答下列问题:
(一)直接氧化法
Deacon发明的直接氧化法原理为:。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式___________。
下图为恒容密闭容器中进行Deacon直接氧化法,进料浓度比分别等于、、时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
(2)由图可知反应平衡常数K(300℃)___________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。
(3)按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗,进料浓度比过低、过高的不利影响分别是___________。
(4)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
则的___________。
(5)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是___________ (写出2种)。
(二)电化学法
在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:
(6)写出电化学过程中阴极发生半反应:___________;电路中转移1mol电子,需消耗氧气___________L(标准状况)。
三、电解质溶液(本题共24分)
电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡。
3. 已知常温下,一些常见酸的电离平衡常数如下:
电离平衡常数
HClO
;
;
;
回答下列问题:
(1)相同浓度的、、、、,中结合的能力最弱的是___________。
(2)下列反应可以发生的是___________。
A
B.
C.
D.
(3)溶液呈___________性,结合相关化学用语加以说明___________。
(4)常温下,pH相等的NaClO和溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是NaClO___________,两溶液中:c(Na+)—c(ClO—)___________ c(K+)—c(CH3COO—)。(填“>”、“<”、“=”)
(5)常温下,向的溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH):c(CH3COO—)=5:9,此时溶液的___________。
(6)根据表格中的数据计算常温下的水解平衡常数___________。
(7)常温下,水电离的相同的三种溶液:①、②、③,其浓度由大到小的顺序是___________(填序号)。
4. 常温下,溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是
A B. C. D.
5. 向中逐滴加入过程中,pH变化如图所示,下列说法不正确的是
A. A、C两点水的电离程度:A>C
B. B点溶液中:
C. 若D点为恰好完全中和的点,则溶液中:
D. 溶液时,
6. 在进行胃部透视时,为取得良好的检查效果,需在检查前服用“钡餐”,“钡餐”的主要成分是硫酸钡。在25℃时,硫酸钡的溶度积常数为,钡离子是有毒的重金属离子,当体内钡离子浓度达到时,就会对健康产生危害,请计算并从沉淀溶解平衡的角度说明使用硫酸钡而不使用碳酸钡作为“钡餐”的主要成分的原因:___________。
四、环己醇的性质及应用(本题共22分)
I.环己醇()外观为无色透明油状液体或白色针状结晶,有似樟脑气味,有吸湿性,能与乙醇、乙酸乙酯等混溶。
7. 下列关于环己醇叙述,不正确的是___________。
A. 分子式为 B. 所有原子一定共面
C. 溶于乙醇过程中形成氢键 D. 含有手性碳原子
8. 环己醇及其同分异构体在下列哪种检测仪上显示出的图谱完全相同___________。
A. 质谱仪 B. 核磁共振仪 C. 红外光谱仪 D. 元素分析仪
9. 环己醇脱水得环己烯,下列叙述正确的是___________。
A. 脱水过程发生消去反应 B. 可用酸性高锰酸钾鉴别二者
C. 全部碳原子杂化方式未发生变化 D. 二者均可发生聚合反应
Ⅱ.工业上环己醇可用于制备氯代环己烷(),目前有两条生产线路制备
10. 环己醇与氯代环己烷均不能发生___________。
A. 氧化反应 B. 消去反应 C. 加成反应 D. 取代反应
一定条件氯代环己烷()脱氢即可得到氯苯(),氯苯广泛应用于医药中间体的制备。他非诺喹是一种抗疟疾新药,其中间体K的合成路线如下(部分条件已省略)
已知:
①
②
11. B中官能团名称为___________。
12. G的结构简式为___________。
13. 关于有机物J描述正确的是___________。
A. 分子内有两种含氧官能团 B. 分子式为
C. 1molJ最多与5mol氢气发生加成 D. 一定条件下能与HCN作用
14. X是D同分异构体,符合下列条件的X的结构筒式是___________。
①1molX能与足量银氨溶液生成4molAg
②X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰,峰面积比为
15. 已知:,写出以环己醇()和乙醇为原料合成的路线流程图___________。
(合成路线的表示方式为甲乙……目标产物)
五、钴配合物的制备(本题共22分)
16. (二氯化一氯五氨合钴)是一种易溶于热水、常温下难溶于水和乙醇紫红色晶体。因在离子鉴定、电镀、医学方面的广泛应用受到人们的关注。
某化学兴趣小组完成了部分该实验的实验报告:
化学实验报告
题目:制备
一、实验步骤
Ⅰ.将适量氯化铵溶于浓氨水中,充分搅拌下,分批次加入晶体,得到沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量溶液,得到溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体,烘干,得到产品。
查阅资料显示:
二、实验装置(部分)
三、实验反思
(1)仪器a的名称是________。
(2)本实验涉及钴配合物的配体有________________(填化学式),步骤Ⅱ所得钴配合物溶液中外界离子的检验方法是__________________________________________________。
(3)本实验应在通风橱中进行,原因是___________________________________。
(4)步骤Ⅰ中分批次加入晶体,原因是________________________。
(5)步骤Ⅱ中加入双氧水的目的是________________________;步骤Ⅲ中加入适量浓盐酸的目的是______________________。
(6)步骤Ⅳ洗涤操作为:先用冷水洗涤,再用乙醇洗涤。其中,乙醇洗涤的目的是__________________。
四、数据处理
评分标准:(已知:产率)
产率
评分等第
需努力
良好
优秀
(7)通过计算判断该兴趣小组本次实验的评分等第_______。(写出计算过程)
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上海市延安中学2024学年第一学期9月质量调研
高三年级化学试卷
(考试时间60分钟,满分100分)
考生注意:
1.本考试设试卷和答题纸两部分,试卷包括试题与答题要求;所有答题必须涂(选择题)或写(非选题)在答题纸上;做在试卷上一律不得分。选择类试题中,标注“不定项”的试题,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分;未特别标注的试题,每小题只有1个正确选项。
2.答题纸与试卷在试题编号上是一一对应的,答题时应特别注意,不能错位。
3.答题前,考生务必在答题纸上用黑色水笔清楚填写姓名、班级、学号。
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Na-23 Cl-35.5 Co-59
一、一种聚合物胶粘剂的合成(本题共15分)
1. M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):
完成下列填空:
(1)反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是_____________。
(2)除催化氧化法外,由A得到所需试剂为___________。
(3)已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,_______________。
(4)写出结构简式C________________ M________________
(5)D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式。_____________
(6)写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。____________
①不含羰基②含有3种不同化学环境的氢原子
已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。
【答案】 ①. 消去反应; ②. 浓硫酸,加热 ③. 银氨溶液 酸 ④. 碳碳双键比羰基易还原 ⑤. CH2=CHCHO ⑥. ) ⑦. ⑧.
【解析】
【分析】丙烯CH2=CHCH3在催化剂作用下与H2/CO发生反应生成丁醛CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2CHO在碱性条件下发生加成反应生成,其分子式为C8H16O2,与A的分子式C8H14O对比可知,反应①为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应。A经过两次连续加氢得到的Y为醇,C3H6经连续两次氧化得到的D为羧酸,则反应④的条件为浓硫酸,加热,生成的M为酯,据以上分析解答。
【详解】(1)根据题意可知合成M的主要途径为:丙烯CH2=CHCH3在催化剂作用下与H2/CO发生反应生成丁醛CH3CH2CH2CHO;CH3CH2CH2CHO在碱性条件下发生加成反应生成,其分子式为C8H16O2,与A的分子式C8H14O对比可知,反应①为在浓硫酸、加热条件下发生消去反应。A经过两次连续加氢得到的Y为醇,C3H6经连续两次氧化得到的D为羧酸,则反应④的条件为浓硫酸,加热,生成的M为酯。
(2)除催化氧化法外,由A得到还可以利用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液等将醛基氧化成羧基,然后再酸化的方法。故答案为银氨溶液,酸(其他合理答案亦可)。
(3)化合物A(C8H14O)与H2发生加成反应生成B(C8H16O),由B能发生银镜反应,说明碳碳双键首先与H2加成,即碳碳双键比醛基(羰基)易还原。故答案为碳碳双键比醛基(羰基)易还原(其他合理答案亦可)。
(4)丙烯CH2=CHCH3在催化剂作用下被O氧化为C(分子式为C3H4O),结构简式为:CH2=CHCHO;CH2=CHCHO进一步被催化氧化生成D(分子式为C3H4O2),D的结构简式为:CH2=CHCOOH;Y的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,D与Y在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成M,M的结构简式为:。
(5)D为CH2=CHCOOH,与1-丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3,CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3与氯乙烯发生加聚反应可生成高聚物:(其他合理答案亦可)。
(6)丁醛的结构简式为:CH3CH2CH2CHO,Ω=1,在其同分异构体中①不含羰基,说明分子中含有碳碳双键,②含有3种不同化学环境的氢原子且双键碳上连有羟基的结构不稳定。则符合条件的结构简式为:(其他合理答案亦可)。
【点睛】有机推断题型,考查学生有机化学基础知识同时还考查信息迁移能力、分析问题和解决问题等综合能力,因而深受出题者的青睐,是历年高考必考题型之一,题目难度中等。有机推断题常以框图题的形式出现,解题的关键是确定突破口:(1)根据有机物的性质推断官能团:有机物官能团往往具有一些特征反应和特殊的化学性质,这些都是有机物结构的突破口。①能使溴水褪色的物质可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基或酚类物质(产生白色沉淀);②能发生银镜反应或与新制Cu(OH)2悬浊液煮沸后生成红色沉淀的物质一定含有—CHO,并且氧化产物经酸化后转化为—COOH;③能与H2发生加成(还原)反应说明分子中可能还有碳碳双键、碳碳三键、羰基、苯环等;④能被催化氧化说明是碳碳双键、—CHO、醇类等;⑤Na、NaOH、Na2CO3等分别用来推断有机物中—OH、酸性官能团和酯基、—COOH等官能团的种类和数目;⑥能发生消去反应说明该有机物属于醇类或卤代烃;⑦能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质可能含有碳碳双键、碳碳三键、醛基、酚类物质或苯的同系物。(2)根据性质和有关数据推断官能团的数目。(3)从特定的变量进行推断,主要依据反应前后相对分子质量变化进行推断反应类型及官能团的变化。(4)依据反应前后分子式的变化进行推断,主要依据反应前后分子组成的变化进行推断反应类型及官能团的变化。最后准确书写有机物的结构式、结构简式等也是此类题型的关键点。
二、生产氯气的新技术(本题共17分)
2. 近年来,随着聚酯工业的快速发展,氯气的需求量和氯化氢的产出量也随之迅速增长。因此,将氯化氢转化为氯气的技术成为科学研究的热点。
回答下列问题:
(一)直接氧化法
Deacon发明的直接氧化法原理为:。
(1)写出上述反应的平衡常数表达式___________。
下图为恒容密闭容器中进行Deacon直接氧化法,进料浓度比分别等于、、时HCl平衡转化率随温度变化的关系:
(2)由图可知反应平衡常数K(300℃)___________K(400℃)(填“大于”或“小于”)。
(3)按化学计量比进料可以保持反应物高转化率,同时降低产物分离的能耗,进料浓度比过低、过高的不利影响分别是___________。
(4)Deacon直接氧化法可按下列催化过程进行:
则的___________。
(5)在一定温度的条件下,进一步提高HCl的转化率的方法是___________ (写出2种)。
(二)电化学法
在传统的电解氯化氢回收氯气技术的基础上,科学家最近采用碳基电极材料设计了一种新的工艺方案,主要包括电化学过程和化学过程,如下图所示:
(6)写出电化学过程中阴极发生的半反应:___________;电路中转移1mol电子,需消耗氧气___________L(标准状况)。
【答案】(1)
(2)大于 (3)过高O2和Cl2分离能耗较高;过低HCl转化率较低
(4)—116 (5)增大反应体系压强、及时移去产物
(6) ①. Fe3++e—=Fe2+ ②. 5.6
【解析】
小问1详解】
由方程式可知,反应的平衡常数表达式为,故答案为:;
【小问2详解】
由图可知,进料浓度比相同时,升高温度,氯化氢平衡转化率减小,说明平衡向逆反应方向移动,平衡常数减小,则300℃时反应的平衡常数大于400℃时,故答案为:大于;
小问3详解】
进料浓度比过低时,氧气浓度较大,氯化氢的转化率较高,但氯气和氧气分离能耗较高,生成成本提高;进料浓度比过高时,氧气浓度较低,导致氯化氢的转化率减小,所以投料浓度比过高或过低都不好,故答案为:过高O2和Cl2分离能耗较高;过低HCl转化率较低;
【小问4详解】
由盖斯定律可知,反应①×2+②×2+③×2得到反应,则反应ΔH=83kJ/mol×2+(—20 kJmol)×2+(—121 kJ/mol)×2=—116kJ/mol,故答案为:—116;
【小问5详解】
该反应是气体体积减小的反应,在一定温度的条件下,增大反应体系压强、及时移去产物,平衡都会向正反应方向移动,氯化氢的转化率都会增大,故答案为:增大反应体系压强、及时移去产物;
【小问6详解】
由图可知,左侧电极为电解池的阴极,铁离子在阴极得到电子发生还原反应生成亚铁离子,电极反应式为Fe3++e—=Fe2+;由得失电子数目守恒可知,电路中转移1mol电子时,标准状况下消耗氧气的体积为1mol××22.4L/mol=5.6L,故答案为:Fe3++e—=Fe2+;5.6。
三、电解质溶液(本题共24分)
电解质水溶液中存在电离平衡、水解平衡、溶解平衡。
3. 已知常温下,一些常见酸的电离平衡常数如下:
电离平衡常数
HClO
;
;
;
回答下列问题:
(1)相同浓度的、、、、,中结合的能力最弱的是___________。
(2)下列反应可以发生的是___________。
A.
B.
C.
D.
(3)溶液呈___________性,结合相关化学用语加以说明___________。
(4)常温下,pH相等的NaClO和溶液,其溶液的物质的量浓度的大小关系是NaClO___________,两溶液中:c(Na+)—c(ClO—)___________ c(K+)—c(CH3COO—)。(填“>”、“<”、“=”)
(5)常温下,向的溶液中滴加NaOH溶液至c(CH3COOH):c(CH3COO—)=5:9,此时溶液的___________。
(6)根据表格中的数据计算常温下的水解平衡常数___________。
(7)常温下,水电离的相同的三种溶液:①、②、③,其浓度由大到小的顺序是___________(填序号)。
【答案】(1) (2)AD
(3) ①. 碱 ②. 的水解常数Kh===≈2.38×10—8>Ka2,在溶液中的电离程度小于水解程度,所以溶液呈碱性
(4) ①. < ②. =
(5)5 (6)3.3×10—7
(7)②>①>③
【解析】
【小问1详解】
酸的电离平衡常数越大,酸性越强,对应的酸根离子水解程度越小,结合氢离子的能力越弱,由表格数据可知,草酸的二级电离常数最大,则草酸根离子在溶液中的水解程度最小,结合氢离子的能力最弱,故答案为:;
【小问2详解】
A.由电离常数可知,醋酸的电离常数大于碳酸的一级电离常数,则醋酸的酸性强于碳酸,由强酸制弱酸的原理可知,溶液中醋酸与碳酸根离子反应生成醋酸根离子、二氧化碳和水,反应的离子方程式为,故正确;
B.由电离常数可知,次氯酸的电离常数小于碳酸的一级电离常数,大于碳酸的二级电离常数,则酸性强弱顺序为>HClO>,由强酸制弱酸的原理可知,溶液中次氯酸根离子与二氧化碳反应生成次氯酸和碳酸氢根离子,反应的离子方程式为,故错误;
C.次氯酸根离子具有强氧化性,二氧化硫具有强还原性,所以溶液中的次氯酸根离子与二氧化硫发生氧化还原反应,不能发生复分解反应,故错误;
D.由电离常数可知,次氯酸的电离常数大于碳酸的二级电离常数,则次氯酸的酸性强于碳酸氢根离子,由强酸制弱酸的原理可知,溶液中次氯酸与碳酸根离子反应生成次氯酸根离子和碳酸氢根离子,反应的离子方程式为,故正确;
故选AD;
【小问3详解】
的水解常数Kh===≈2.38×10—8>Ka2,在溶液中的电离程度大于水解程度,所以溶液呈碱性,故答案为:碱;的水解常数Kh===≈2.38×10—8>Ka2,在溶液中的电离程度小于水解程度,所以溶液呈碱性;
【小问4详解】
由电离常数可知,醋酸的酸性强于次氯酸,则由水解规律可知,次氯酸根离子在溶液中的水解程度大于醋酸根离子,等浓度的次氯酸钠溶液的碱性强于醋酸钾溶液,所以pH相同的两种溶液中次氯酸钠溶液的浓度小于醋酸钾溶液;由电荷守恒可知,次氯酸钠溶液中c(Na+)—c(ClO—)= c(OH—)—c(H+),醋酸钾溶液c(K+)—c(CH3COO—) = c(OH—)—c(H+),两种溶液的pH相等,溶液中氢氧根离子浓度与氢离子浓度都相等,则两溶液中c(Na+)—c(ClO—)= c(K+)—c(CH3COO—),故答案为:<;=;
【小问5详解】
温度不变,平衡常数不变,醋酸的电离常数Ka= =1.8×10—5,溶液中c(CH3COOH):c(CH3COO—)=5:9时,溶液中的氢离子浓度为×1.8×10—5mol/L=1.0×10—5mol/L,则溶液pH为5,故答案为:5;
【小问6详解】
次氯酸根离子的水解常数Kh===≈3.3×10—7,故答案为:3.3×10—7;
【小问7详解】
由电离常数可知,酸性强弱顺序为>CH3COOH>,则由盐类水解规律可知,离子在溶液中的水解程度为>CH3COO—>,离子在溶液中的水解程度越大,水电离出的氢离子浓度越大,则水电离出的氢离子浓度相等的三种溶液中,盐溶液的浓度由大到小的顺序为②>①>③,故答案为:②>①>③。
4. 常温下,溶液加水稀释过程中,下列表达式的数据变大的是
A. B. C. D.
【答案】BD
【解析】
【详解】A.溶液加水稀释过程中,变小,A错误;
B.溶液加水稀释过程中,变小,电离常数不变,变大,B正确;
C.等于水的离子积常数,只与温度有关,温度不变,不变,C错误;
D.溶液加水稀释过程中,变小,变大,变大,D正确;
故选BD。
5. 向中逐滴加入过程中,pH变化如图所示,下列说法不正确的是
A. A、C两点水的电离程度:A>C
B. B点溶液中:
C. 若D点为恰好完全中和的点,则溶液中:
D. 溶液时,
【答案】AD
【解析】
【分析】由图可知,A点为0.1mol/L醋酸溶液,醋酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离;B点为等浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液呈酸性;C点为醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液呈中性;若D点为恰好完全中和的点,反应得到的溶液为醋酸钠溶液。
【详解】A.醋酸在溶液中电离出的氢离子抑制水的电离,醋酸钠在溶液中水解促进水的电离,所以A点水的电离程度小于C点,故A错误;
B.由分析可知,B点为等浓度的醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液中存在电荷守恒关系,故B正确;
C.若D点为恰好完全中和的点,反应得到的溶液为醋酸钠溶液,溶液中存在物料守恒关系,故C正确;
D.由分析可知,C点为醋酸和醋酸钠的混合溶液,溶液呈中性,则溶液pH为7时,消耗氢氧化钠溶液的体积小于20mL,故D错误;
故选AD
6. 在进行胃部透视时,为取得良好的检查效果,需在检查前服用“钡餐”,“钡餐”的主要成分是硫酸钡。在25℃时,硫酸钡的溶度积常数为,钡离子是有毒的重金属离子,当体内钡离子浓度达到时,就会对健康产生危害,请计算并从沉淀溶解平衡的角度说明使用硫酸钡而不使用碳酸钡作为“钡餐”的主要成分的原因:___________。
【答案】硫酸钡饱和溶液中存在如下平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),溶液中c(Ba2+)==1×10-5mol/L<2×10-3mol/L,胃液中H+对BaSO4的沉淀溶解平衡没有影响;碳酸钡饱和溶液中存在如下平衡:BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO(aq),胃液中H+能与CO离子反应,使溶解平衡右移,使Ba2+浓度增大而引起人体中毒
【解析】
【详解】硫酸钡饱和溶液中存在如下平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),溶液中c(Ba2+)==1.0×10-5mol/L<2×10-3mol/L,胃液中H+对BaSO4的沉淀溶解平衡没有影响;碳酸钡饱和溶液中存在如下平衡:BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO(aq),胃液中H+能与CO离子反应,使溶解平衡右移,使Ba2+浓度增大而引起人体中毒,所以使用硫酸钡而不使用碳酸钡作为“钡餐”,故答案为:硫酸钡饱和溶液中存在如下平衡:BaSO4(s)Ba2+(aq)+SO(aq),溶液中c(Ba2+)==1×10-5mol/L<2×10-3mol/L,胃液中H+对BaSO4的沉淀溶解平衡没有影响;碳酸钡饱和溶液中存在如下平衡:BaCO3(s)Ba2+(aq)+CO(aq),胃液中H+能与CO离子反应,使溶解平衡右移,使Ba2+浓度增大而引起人体中毒。
四、环己醇的性质及应用(本题共22分)
I.环己醇()外观为无色透明油状液体或白色针状结晶,有似樟脑气味,有吸湿性,能与乙醇、乙酸乙酯等混溶。
7. 下列关于环己醇叙述,不正确的是___________。
A. 分子式为 B. 所有原子一定共面
C. 溶于乙醇过程中形成氢键 D. 含有手性碳原子
8. 环己醇及其同分异构体在下列哪种检测仪上显示出的图谱完全相同___________。
A. 质谱仪 B. 核磁共振仪 C. 红外光谱仪 D. 元素分析仪
9. 环己醇脱水得环己烯,下列叙述正确的是___________。
A. 脱水过程发生消去反应 B. 可用酸性高锰酸钾鉴别二者
C. 全部碳原子杂化方式未发生变化 D. 二者均可发生聚合反应
Ⅱ.工业上环己醇可用于制备氯代环己烷(),目前有两条生产线路制备
10. 环己醇与氯代环己烷均不能发生___________。
A. 氧化反应 B. 消去反应 C. 加成反应 D. 取代反应
【答案】7. BD 8. D 9. A 10. C
【解析】
【7题详解】
A.由结构简式可知,环己醇的分子式为,故正确;
B.由结构简式可知,环己醇分子中含有空间构型为四面体形的饱和碳原子,分子中所有原子不可能共平面,故错误;
C.由结构简式可知,环己醇和乙醇能形成分子间氢键,所以溶于乙醇过程中形成氢键,故正确;
D.由结构简式可知,环己醇分子中不含有连有四个互不相同的原子或原子团的手性碳原子,故错误;
故选BD;
【8题详解】
同分异构体的分子式相同而结构不同,所以环己醇及其同分异构体在元素分析仪中检测仪上显示出的图谱完全相同,而质谱仪、核磁共振氢谱图、红外光谱图中信息不一定相同,故选D;
【9题详解】
A.浓硫酸作用下环己醇共热发生消去反应生成环己烯和水,故正确;
B.环己烯和环己醇均能使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不可用酸性高锰酸钾溶液鉴别环己烯和环己醇,故错误;
C.环己醇分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化,环己烯分子中饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化、双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,所以脱水过程中有碳原子杂化方式发生变化,故错误;
D.环己醇分子中的碳原子都是饱和碳原子,不能发生加聚反应,而环己烯分子中含有碳碳双键,一定条件下能发生加聚反应,故错误;
故选A;
【10题详解】
环己醇与氯代环己烷分子中的碳原子都是饱和碳原子,都不能发生加成反应,一定条件下都能发生氧化反应、消去反应和取代反应,故选C。
一定条件氯代环己烷()脱氢即可得到氯苯(),氯苯广泛应用于医药中间体的制备。他非诺喹是一种抗疟疾新药,其中间体K的合成路线如下(部分条件已省略)
已知:
①
②
11. B中官能团名称为___________。
12. G的结构简式为___________。
13. 关于有机物J描述正确的是___________。
A. 分子内有两种含氧官能团 B. 分子式为
C. 1molJ最多与5mol氢气发生加成 D. 一定条件下能与HCN作用
14. X是D的同分异构体,符合下列条件的X的结构筒式是___________。
①1molX能与足量银氨溶液生成4molAg
②X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰,峰面积比为
15. 已知:,写出以环己醇()和乙醇为原料合成的路线流程图___________。
(合成路线的表示方式为甲乙……目标产物)
【答案】11. 酯基 12. 13. BD
14. OHCCH(CH3)OCH(CH3)CHO
15.
【解析】
【分析】根据A的分子式C2H4O2以及能和乙醇发生酯化反应,即A为CH3COOH,发生酯化反应生成B为CH3COOCH2CH3,B发生信息①的反应生成D,根据D的分子式知,D为CH3COCH2COOCH2CH3,根据K的结构简式知,E和浓硝酸发生取代反应生成F为,F和甲醇发生反应生成G为,根据H的分子式知,G发生还原反应生成H为,D和H发生信息②的反应生成J为,J发生反应生成K,据此回答。
【11题详解】
由分析可知,B的结构简式为CH3COOCH2CH3,则B中官能团名称为酯基;
【12题详解】
由分析可知,G的结构简式为;
【13题详解】
A.由J的结构简式可知,分子内有醚键、酮羰基和肽键,即三种含氧官能团,A错误;
B.由J的结构简式可知,J的分子式为C11H13NO3,B正确;
C.由J的结构简式可知,J分子中含有苯环能与3molH2、酮羰基能与1molH2加成,故1molJ最多与4mol氢气发生加成反应,C错误;
D.由J的结构简式可知,分子中含有酮羰基在一定条件下能与HCN作用,D正确;
综上故选BD;
【14题详解】
D为CH3COCH2COOCH2CH3,X是D的同分异构体,X的结构简式符合下列条件:①1molX能与足量银氨溶液生成4molAg,说明含有2个醛基;②X中核磁共振氢谱中出现3组吸收峰,峰面积比为1∶1∶3,说明含有3种氢原子,且三种氢原子个数之比为1∶1∶3,符合条件的结构简式为OHCCH(CH3)OCH(CH3)CHO;
【15题详解】
环己醇发生消去反应生成环己烯,环己烯被酸性高锰酸钾溶液氧化生成HOOC(CH2)4COOH,HOOC(CH2)4COOH和乙醇发生酯化反应生成CH3CH2OOC(CH2)4COOCH2CH3,CH3CH2OOC(CH2)4COOCH2CH3发生信息①的反应生成,即合成路线为。
五、钴配合物的制备(本题共22分)
16. (二氯化一氯五氨合钴)是一种易溶于热水、常温下难溶于水和乙醇的紫红色晶体。因在离子鉴定、电镀、医学方面的广泛应用受到人们的关注。
某化学兴趣小组完成了部分该实验的实验报告:
化学实验报告
题目:制备
一、实验步骤
Ⅰ.将适量氯化铵溶于浓氨水中,充分搅拌下,分批次加入晶体,得到沉淀。
Ⅱ.边搅拌边慢慢滴入足量溶液,得到溶液。
Ⅲ.慢慢注入适量浓盐酸,得到沉淀,水浴加热,冷却至室温,得到紫红色晶体,减压过滤。
Ⅳ.依次用不同试剂洗涤晶体,烘干,得到产品。
查阅资料显示:
二、实验装置(部分)
三、实验反思
(1)仪器a的名称是________。
(2)本实验涉及钴配合物的配体有________________(填化学式),步骤Ⅱ所得钴配合物溶液中外界离子的检验方法是__________________________________________________。
(3)本实验应在通风橱中进行,原因是___________________________________。
(4)步骤Ⅰ中分批次加入晶体,原因是________________________。
(5)步骤Ⅱ中加入双氧水的目的是________________________;步骤Ⅲ中加入适量浓盐酸的目的是______________________。
(6)步骤Ⅳ洗涤操作为:先用冷水洗涤,再用乙醇洗涤。其中,乙醇洗涤的目的是__________________。
四、数据处理
评分标准:(已知:产率)
产率
评分等第
需努力
良好
优秀
(7)通过计算判断该兴趣小组本次实验的评分等第_______。(写出计算过程)
【答案】(1)分液漏斗
(2) ①. NH3、Cl−、H2O ②. 取步骤Ⅱ所得溶液于试管中,加入足量稀硝酸酸化后再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明外界离子是Cl−。
(3)需要使用浓氨水、浓盐酸这种有毒易挥发的物质
(4)控制化学反应进行的速率,避免其反应过快
(5) ①. 将钴元素由+2价氧化为+3价 ②. 增大溶液中氯离子浓度,使该反应[Co(NH3)5Cl]2++H2O[Co(NH3)5H2O]3++Cl−逆向移动生成二氯化一氯五氨合钴沉淀
(6)除去晶体表面的水分
(7)根据钴原子守恒,产率为:,等第为良好
【解析】
【分析】氯化铵、浓氨水、反应,得到[Co(NH3)6]Cl2沉淀,再加入30%过氧化氢,发生反应,得到[Co(NH3)5H2O]Cl3溶液,加入浓盐酸,存在[Co(NH3)5H2O]3++Cl−[Co(NH3)5Cl]2++H2O,有利于沉淀[Co(NH3)5Cl]Cl2的形成,据此分析回答问题。
【小问1详解】
由图示可知,仪器a的名称是分液漏斗;
【小问2详解】
配体是指在化学反应中与中心原子(通常是金属或类金属)结合形成配位键的原子、分子或离子,本实验涉及钴配合物的配体有:NH3,Cl-、H2O;步骤Ⅱ所得钴配合物溶液中外界离子是Cl-,检验方法为取步骤Ⅱ所得溶液于试管中,加入足量稀硝酸酸化后再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则说明外界离子是Cl−;
【小问3详解】
在实验操作的过程中要使用浓氨水、浓盐酸这种有毒易挥发的物质,故本实验需要在通风橱中进行;
【小问4详解】
步骤Ⅰ中分批次加入研细的CoCl2⋅6H2O晶体,可控制化学反应进行的速率,避免其反应过快;
【小问5详解】
根据分析可知,加入双氧水的目的是将钴元素由+2价氧化为+3价;浓盐酸中有很多的Cl-,增大溶液中氯离子浓度,使该反应[Co(NH3)5Cl]2++H2O⇌[Co(NH3)5H2O]3++Cl−逆向移动生成二氯化一氯五氨合钴沉淀;
小问6详解】
乙醇吸水易挥发,故用乙醇洗涤除去晶体表面的水分;
【小问7详解】
根据钴原子守恒,产率为:,故评分等第为良好。
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