内容正文:
2022-2024 河南高考化学真题分考点汇编
考点 化学与生活
1.(2024·全国·高考真题)文房四宝是中华传统文化的瑰宝。下列有关叙述错误的是
A.羊毛可用于制毛笔,主要成分为蛋白质
B.松木可用于制墨,墨的主要成分是单质碳
C.竹子可用于造纸,纸的主要成分是纤维素
D.大理石可用于制砚台,主要成分为硅酸盐
2.(2022·全国·高考真题)生活中处处有化学,下列叙述正确的是
A.HB铅笔芯的成分为二氧化铅 B.碳酸氢钠可做食品膨松剂
C.青铜和黄铜是不同结构的单质铜 D.焰火中红色来源于钠盐灼烧
考点 氧化还原反应
3.(2023·全国·高考真题)下列应用中涉及到氧化还原反应的是
A.使用明矾对水进行净化 B.雪天道路上撒盐融雪
C.暖贴中的铁粉遇空气放热 D.荧光指示牌被照发光
考点 有机化合物
4.(2022·全国·高考真题)一种实现二氧化碳固定及再利用的反应如下:
下列叙述正确的是
A.化合物1分子中的所有原子共平面 B.化合物1与乙醇互为同系物
C.化合物2分子中含有羟基和酯基 D.化合物2可以发生开环聚合反应
5.(2023·全国·高考真题)下列反应得到相同的产物,相关叙述错误的是
A.①的反应类型为取代反应 B.反应②是合成酯的方法之一
C.产物分子中所有碳原子共平面 D.产物的化学名称是乙酸异丙酯
6.(2024·全国·高考真题)一种点击化学方法合成聚硫酸酯(W)的路线如下所示:
下列说法正确的是
A.双酚A是苯酚的同系物,可与甲醛发生聚合反应
B.催化聚合也可生成W
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成
D.在碱性条件下,W比聚苯乙烯更难降解
考点 化学实验、实验方案设计与评价
7.(2022·全国·高考真题)某白色粉末样品,可能含有、、和。取少量样品进行如下实验:
①溶于水,得到无色透明溶液
②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体逸出。离心分离。
③取②的上层清液,向其中滴加溶液有沉淀生成。
该样品中确定存在的是
A. B. C. D.
8.(2023·全国·高考真题)下列装置可以用于相应实验的是
A
B
C
D
制备
分离乙醇和乙酸
验证酸性
测量体积
A.A B.B C.C D.D
9.(2024·全国·高考真题)实验室中利用下图装置验证铁与水蒸气反应。下列说法错误的是
A.反应为
B.酒精灯移至湿棉花下方实验效果更好
C.用木柴点燃肥皂泡检验生成的氢气
D.使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉
10.(2022·全国·高考真题)由实验操作和现象,可得出相应正确结论的是
实验操作
现象
结论
A
向NaBr溶液中滴加过量氯水,再加入淀粉KI溶液
先变橙色,后变蓝色
氧化性:
B
向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热,加入少量新制的悬浊液
无砖红色沉淀
蔗糖未发生水解
C
石蜡油加强热,将产生的气体通入的溶液
溶液红棕色变无色
气体中含有不饱和烃
D
加热试管中的聚氯乙烯薄膜碎片
试管口润湿的蓝色石蕊试纸变红
氯乙烯加聚是可逆反应
A.A B.B C.C D.D
考点 元素周期律、结构与性质
11.(2023·全国·高考真题)一种矿物由短周期元素W、X、Y组成,溶于稀盐酸有无色无味气体生成。W、X、Y原子序数依次增大。简单离子与具有相同的电子结构。下列叙述正确的是
A.X的常见化合价有、 B.原子半径大小为
C.YX的水合物具有两性 D.W单质只有4种同素异形体
12.(2024·全国·高考真题)我国科学家最近研究的一种无机盐纳米药物具有高效的细胞内亚铁离子捕获和抗氧化能力。W、X、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,X和Y的第一电离能都比左右相邻元素的高。Z的M层未成对电子数为4。下列叙述错误的是
A.W、X、Y、Z四种元素的单质中Z的熔点最高
B.在X的简单氢化物中X原子轨道杂化类型为
C.Y的氢氧化物难溶于NaCl溶液,可以溶于溶液
D.中提供电子对与形成配位键
13.(2022·全国·高考真题)化合物可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。分子的总电子数为奇数,常温下为气体。该化合物的热重曲线如图所示,在以下热分解时无刺激性气体逸出。下列叙述正确的是
A.W、X、Y、Z的单质常温下均为气体
B.最高价氧化物的水化物的酸性:
C.阶段热分解失去4个
D.热分解后生成固体化合物
考点 化学反应方程式、离子方程式
14.(2023·全国·高考真题)一些化学试剂久置后易发生化学变化。下列化学方程式可正确解释相应变化的是
A
硫酸亚铁溶液出现棕黄色沉淀
B
硫化钠溶液出现浑浊颜色变深
C
溴水颜色逐渐褪去
D
胆矾表面出现白色粉末
A.A B.B C.C D.D
15.(2024·全国·高考真题)对于下列过程中发生的化学反应,相应离子方程式正确的是
A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗:
B.工业废水中的用去除:
C.海水提溴过程中将溴吹入吸收塔:
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度:
考点 电化学
16.(2022·全国·高考真题)电池比能量高,在汽车、航天等领域具有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2)对电池进行充电。下列叙述错误的是
A.充电时,电池的总反应
B.充电效率与光照产生的电子和空穴量有关
C.放电时,Li+从正极穿过离子交换膜向负极迁移
D.放电时,正极发生反应
17.(2023·全国·高考真题)室温钠-硫电池被认为是一种成本低、比能量高的能源存储系统。一种室温钠-硫电池的结构如图所示。将钠箔置于聚苯并咪唑膜上作为一个电极,表面喷涂有硫黄粉末的炭化纤维素纸作为另一电极。工作时,在硫电极发生反应:S8+e-→S,S+e-→S,2Na++S+2(1-)e-→Na2Sx
下列叙述错误的是
A.充电时Na+从钠电极向硫电极迁移
B.放电时外电路电子流动的方向是a→b
C.放电时正极反应为:2Na++S8+2e-→Na2Sx
D.炭化纤维素纸的作用是增强硫电极导电性能
18.(2024·全国·高考真题)一种可植入体内的微型电池工作原理如图所示,通过CuO催化消耗血糖发电,从而控制血糖浓度。当传感器检测到血糖浓度高于标准,电池启动。血糖浓度下降至标准,电池停止工作。(血糖浓度以葡萄糖浓度计)
电池工作时,下列叙述错误的是
A.电池总反应为
B.b电极上CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用
C.消耗18mg葡萄糖,理论上a电极有0.4mmol电子流入
D.两电极间血液中的在电场驱动下的迁移方向为b→a
考点 化学平衡、溶液酸碱度
19.(2022·全国·高考真题)常温下,一元酸的。在某体系中,与离子不能穿过隔膜,未电离的可自由穿过该膜(如图所示)。
设溶液中,当达到平衡时,下列叙述正确的是
A.溶液Ⅰ中
B.溶液Ⅱ中的HA的电离度为
C.溶液Ⅰ和Ⅱ中的不相等
D.溶液Ⅰ和Ⅱ中的之比为
20.(2024·全国·高考真题)常温下和的两种溶液中,分布系数δ与pH的变化关系如图所示。[比如:]
下列叙述正确的是
A.曲线M表示的变化关系
B.若酸的初始浓度为,则a点对应的溶液中有
C.的电离常数
D.时,
21.(2023·全国·高考真题)一定温度下,AgCl和Ag2CrO4的沉淀溶解平衡曲线如图所示。
下列说法正确的是
A.a点条件下能生成Ag2CrO4沉淀,也能生成AgCl沉淀
B.b点时,c(Cl-)=c(CrO),Ksp(AgCl)=Ksp(Ag2CrO4)
C.Ag2CrO4+2Cl-2AgCl+CrO的平衡常数K=107.9
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3溶液,先产生Ag2CrO4沉淀
考点 化学工艺流程
22.(2022·全国·高考真题)废旧铅蓄电池的铅膏中主要含有、、和Pb。还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等。为了保护环境、充分利用铅资源,通过下图流程实现铅的回收。
一些难溶电解质的溶度积常数如下表:
难溶电解质
一定条件下,一些金属氢氧化物沉淀时的如下表:
金属氢氧化物
开始沉淀的pH
2.3
6.8
3.5
7.2
完全沉淀的pH
3.2
8.3
4.6
9.1
回答下列问题:
(1)在“脱硫”中转化反应的离子方程式为 ,用沉淀溶解平衡原理解释选择的原因 。
(2)在“脱硫”中,加入不能使铅膏中完全转化,原因是 。
(3)在“酸浸”中,除加入醋酸(),还要加入。
(ⅰ)能被氧化的离子是 ;
(ⅱ)促进了金属Pb在醋酸中转化为,其化学方程式为 ;
(ⅲ)也能使转化为,的作用是 。
(4)“酸浸”后溶液的pH约为4.9,滤渣的主要成分是 。
(5)“沉铅”的滤液中,金属离子有 。
23.(2023·全国·高考真题)LiMn2O4作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。由菱锰矿(MnCO3,含有少量Si、Fe、Ni、Al等元素)制备LiMn2O4的流程如下:
已知:Ksp[Fe(OH)3]=2.8×10-39,Ksp[Al(OH)3]=1.3×10-33,Ksp[Ni(OH)2]=5.5×10-16。
回答下列问题:
(1)硫酸溶矿主要反应的化学方程式为 。为提高溶矿速率,可采取的措施 (举1例)。
(2)加入少量MnO2的作用是 。不宜使用H2O2替代MnO2,原因是 。
(3)溶矿反应完成后,反应器中溶液pH=4,此时c(Fe3+)= mol·L-1;用石灰乳调节至pH≈7,除去的金属离子是 。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,生成的沉淀有 。
(5)在电解槽中,发生电解反应的离子方程式为 。随着电解反应进行,为保持电解液成分稳定,应不断 。电解废液可在反应器中循环利用。
(6)煅烧窑中,生成LiMn2O4反应的化学方程式是 。
24.(2024·全国·高考真题)钴及其化合物在制造合金、磁性材料、催化剂及陶瓷釉等方面有着广泛应用。一种从湿法炼锌产生的废渣(主要含Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物)中富集回收得到含锰高钴成品的工艺如下:
已知溶液中相关离子开始沉淀和沉淀完全()时的pH:
开始沉淀的pH
1.5
6.9
—
7.4
6.2
沉淀完全的pH
2.8
8.4
1.1
9.4
8.2
回答下列问题:
(1)“酸浸”前废渣需粉碎处理,目的是 ;“滤渣1”中金属元素主要为 。
(2)“过滤1”后的溶液中加入的作用是 。取少量反应后的溶液,加入化学试剂 检验 ,若出现蓝色沉淀,需补加。
(3)“氧化沉钴”中氧化还原反应的离子方程式为 、 。
(4)“除钴液”中主要的盐有 (写化学式),残留的浓度为 。
考点 物质制备
25.(2024·全国·高考真题)吡咯类化合物在导电聚合物、化学传感器及药物制剂上有着广泛应用。一种合成1-(4-甲氧基苯基)-2,5-二甲基吡咯(用吡咯X表示)的反应和方法如下:
实验装置如图所示,将100 mmol己-2,5-二酮(熔点:-5.5℃,密度:)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点:57℃)放入①中,搅拌。
待反应完成后,加入50%的乙醇溶液,析出浅棕色固体。加热至65℃,至固体溶解,加入脱色剂,回流20 min,趁热过滤。滤液静置至室温,冰水浴冷却,有大量白色固体析出。经过滤、洗涤、干燥得到产品。
回答下列问题:
(1)量取己-2,5-二酮应使用的仪器为 (填名称)。
(2)仪器①用铁夹固定在③上,③的名称是 ;仪器②的名称是 。
(3)“搅拌”的作用是 。
(4)“加热”方式为 。
(5)使用的“脱色剂”是 。
(6)“趁热过滤”的目的是 ;用 洗涤白色固体。
(7)若需进一步提纯产品,可采用的方法是 。
26.(2023·全国·高考真题)元素分析是有机化合物的表征手段之一。按下图实验装置(部分装置略)对有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先 ,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查 。依次点燃煤气灯 ,进行实验。
(2)O2的作用有 。CuO的作用是 (举1例,用化学方程式表示)。
(3)c和d中的试剂分别是 、 (填标号)。c和d中的试剂不可调换,理由是 。
A.CaCl2 B.NaCl C.碱石灰(CaO+NaOH) D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作: 。取下c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为 。
27.(2022·全国·高考真题)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾()可用于无机合成、功能材料制备。实验室制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾可采用如下步骤:
Ⅰ.取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀。加热,沉淀转变成黑色,过滤。
Ⅱ.向草酸()溶液中加入适量固体,制得和混合溶液。
Ⅲ.将Ⅱ的混合溶液加热至80-85℃,加入Ⅰ中的黑色沉淀。全部溶解后,趁热过滤。
Ⅳ.将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩,经一系列操作后,干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体,进行表征和分析。
回答下列问题:
(1)由配制Ⅰ中的溶液,下列仪器中不需要的是 (填仪器名称)。
(2)长期存放的中,会出现少量白色固体,原因是 。
(3)Ⅰ中的黑色沉淀是 (写化学式)。
(4)Ⅱ中原料配比为,写出反应的化学方程式 。
(5)Ⅱ中,为防止反应过于剧烈而引起喷溅,加入应采取 的方法。
(6)Ⅲ中应采用 进行加热。
(7)Ⅳ中“一系列操作”包括 。
考点 化学反应原理
28.(2022·全国·高考真题)油气开采、石油化工、煤化工等行业废气普遍含有的硫化氢,需要回收处理并加以利用。回答下列问题:
(1)已知下列反应的热化学方程式:
①
②
③
计算热分解反应④的 。
(2)较普遍采用的处理方法是克劳斯工艺。即利用反应①和②生成单质硫。另一种方法是:利用反应④高温热分解。相比克劳斯工艺,高温热分解方法的优点是 ,缺点是 。
(3)在、反应条件下,将的混合气进行热分解反应。平衡时混合气中与的分压相等,平衡转化率为 ,平衡常数 。
(4)在、反应条件下,对于分别为、、、、的混合气,热分解反应过程中转化率随时间的变化如下图所示。
①越小,平衡转化率 ,理由是 。
②对应图中曲线 ,计算其在之间,分压的平均变化率为 。
29.(2023·全国·高考真题)硫酸亚铁在工农业生产中有许多用途,如可用作农药防治小麦黑穗病,制造磁性氧化铁、铁催化剂等。回答下列问题:
(1)在气氛中,的脱水热分解过程如图所示:
根据上述实验结果,可知 , 。
(2)已知下列热化学方程式:
则的 。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。平衡时的关系如下图所示。时,该反应的平衡总压 、平衡常数 。随反应温度升高而 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),平衡时 (用表示)。在时,,则 , (列出计算式)。
30.(2024·全国·高考真题)(四羰合镍,沸点43℃)可用于制备高纯镍,也是有机化合物羰基化反应的催化剂。回答下列问题:
(1)Ni基态原子价电子的轨道表示式为 。镍的晶胞结构类型与铜的相同,晶胞体积为,镍原子半径为 。
(2)结构如图甲所示,其中含有σ键的数目为 ,晶体的类型为 。
(3)在总压分别为0.10、0.50、1.0、2.0MPa下,Ni(s)和CO(g)反应达平衡时,体积分数x与温度的关系如图乙所示。反应的ΔH 0(填“大于”或“小于”)。从热力学角度考虑, 有利于的生成(写出两点)。、100℃时CO的平衡转化率α= ,该温度下平衡常数 。
(4)对于同位素交换反应,20℃时反应物浓度随时间的变化关系为(k为反应速率常数),则反应一半所需时间 (用k表示)。
考点 有机推断与合成
31.(2024·全国·高考真题)四氟咯草胺(化合物G)是一种新型除草剂,可有效控制稻田杂草。G的一条合成路线如下(略去部分试剂和条件,忽略立体化学)。
已知反应Ⅰ:
已知反应Ⅱ:为烃基或H,R、、、为烃基
回答下列问题:
(1)反应①的反应类型为 ;加入的作用是 。
(2)D分子中采用杂化的碳原子数是 。
(3)对照已知反应Ⅰ,反应③不使用也能进行,原因是 。
(4)E中含氧官能团名称是 。
(5)F的结构简式是 ;反应⑤分两步进行,第一步产物的分子式为,其结构简式是 。
(6)G中手性碳原子是 (写出序号)。
(7)化合物H是B的同分异构体,具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示为四组峰,且可以发生已知反应Ⅱ.则H的可能结构是 。
32.(2023·全国·高考真题)奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂,以下是一种合成路线(部分反应条件己简化)。
已知:
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)D的化学名称为 。
(4)F的核磁共振谱显示为两组峰,峰面积比为1∶1,其结构简式为 。
(5)H的结构简式为 。
(6)由I生成J的反应类型是 。
(7)在D的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种;
①能发生银镜反应;②遇FeCl3溶液显紫色;③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式为 。
33.(2022·全国·高考真题)左旋米那普伦是治疗成人重度抑郁症的药物之一,以下是其盐酸盐(化合物K)的一种合成路线(部分反应条件已简化,忽略立体化学):
已知:化合物F不能与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C的结构简式为 。
(3)写出由E生成F反应的化学方程式 。
(4)E中含氧官能团的名称为 。
(5)由G生成H的反应类型为 。
(6)I是一种有机物形成的盐,结构简式为 。
(7)在E的同分异构体中,同时满足下列条件的总数为 种。
a)含有一个苯环和三个甲基;
b)与饱和碳酸氢钠溶液反应产生二氧化碳;
c)能发生银镜反应,不能发生水解反应。
上述同分异构体经银镜反应后酸化,所得产物中,核磁共振氢谱显示有四组氢(氢原子数量比为6:3:2:1)的结构简式为 。
考点 物质性质与结构
34.(2023·全国·高考真题)中国第一辆火星车“祝融号”成功登陆火星。探测发现火星上存在大量橄榄石矿物()。回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为 。橄榄石中,各元素电负性大小顺序为 ,铁的化合价为 。
(2)已知一些物质的熔点数据如下表:
物质
熔点/℃
800.7
与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是 。分析同族元素的氯化物、、熔点变化趋势及其原因 。的空间结构为 ,其中的轨道杂化形式为 。
(3)一种硼镁化合物具有超导性能,晶体结构属于六方晶系,其晶体结构、晶胞沿c轴的投影图如下所示,晶胞中含有 个。该物质化学式为 ,B-B最近距离为 。
35.(2022·全国·高考真题)卤素单质及其化合物在科研和工农业生产中有着广泛的应用。回答下列问题:
(1)氟原子激发态的电子排布式有 ,其中能量较高的是 。(填标号)
a. b. c. d.
(2)①一氯乙烯分子中,C的一个 杂化轨道与Cl的轨道形成 键,并且Cl的轨道与C的轨道形成3中心4电子的大键。
②一氯乙烷、一氯乙烯、一氯乙炔分子中,键长的顺序是 ,理由:(ⅰ)C的杂化轨道中s成分越多,形成的键越强;(ⅱ) 。
(3)卤化物受热发生非氧化还原反应,生成无色晶体X和红棕色液体Y。X为 。解释X的熔点比Y高的原因 。
(4)晶体中离子作体心立方堆积(如图所示),主要分布在由构成的四面体、八面体等空隙中。在电场作用下,不需要克服太大的阻力即可发生迁移。因此,晶体在电池中可作为 。
已知阿伏加德罗常数为,则晶体的摩尔体积 (列出算式)。
试卷第1页,共3页
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参考答案:
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
D
B
C
D
C
B
A
D
B
C
题号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
答案
A
A
D
D
C
C
A
C
B
D
题号
21
答案
C
1.D
【详解】A.动物的毛、皮、角等的主要成分都是蛋白质,羊毛的主要成分为蛋白质,A正确;
B.墨的主要成分是炭黑,炭黑是碳元素的一种单质,碳的单质在常温下的化学性质很稳定,不易与其他物质发生化学反应,故用墨汁书写的字画历经千年仍不褪色,B正确;
C.竹子可用于造纸,竹子的主要成分是纤维素,用其造的纸的主要成分也是纤维素,C正确;
D.大理石可用于制砚台,大理石主要成分为碳酸钙,不是硅酸盐,D错误;
故选D。
2.B
【详解】A.铅笔芯的主要成分为石墨,不含二氧化铅,A错误;
B.碳酸氢钠不稳定,受热易分解产生二氧化碳,能使面团松软,可做食品膨松剂,B正确 ;
C.青铜是在纯铜(紫铜)中加入锡或铅的合金,黄铜为是由铜和锌所组成的合金,两者均属于混合物,不是铜单质,C错误;
D.钠元素灼烧显黄色,D错误;
故选B。
3.C
【详解】A.使用明矾对水进行净化过程中,明矾电离出的铝离子发生水解生成氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体粒子吸附水中的悬浮颗粒并沉降下来而水变得澄清,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,A不符合题意;
B.雪天道路上撒盐融雪,是因为雪遇到盐而使其熔点降低并熔化,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,B不符合题意;
C.暖贴中的铁粉遇空气放热,是因为暖贴中含有的铁粉、碳粉、氯化钠、水等物质,形成当这些物质遇到空气后形成无数微小原电池并开始工作,化学能转化为电能,无数微小原电池堆积在一起使得电能又转化为热能,该过程中铁元素和氧元素的化合价发生变化,因此,该过程涉及到氧化还原反应,C符合题意;
D.荧光指示牌被照发光,是因为光被指示牌发生了反射,该过程中没有任何一种元素的化合价发生变化,因此没有涉及到氧化还原反应,D不符合题意;
综上所述,本题选C。
4.D
【详解】A.化合物1分子中还有亚甲基结构,其中心碳原子采用sp3杂化方式,所以所有原子不可能共平面,A错误;
B.结构相似,分子组成上相差n个CH2的有机物互为同系物,上述化合物1为环氧乙烷,属于醚类,乙醇属于醇类,与乙醇结构不相似,不是同系物,B错误;
C.根据上述化合物2的分子结构可知,分子中含酯基,不含羟基,C错误;
D.化合物2分子可发生开环聚合形成高分子化合物,D正确;
答案选D。
5.C
【详解】A.反应①为乙酸和异丙醇在酸的催化下发生酯化反应生成了乙酸异丙酯和水,因此,①的反应类型为取代反应,A叙述正确;
B.反应②为乙酸和丙烯发生加成反应生成乙酸异丙酯,该反应的原子利用率为100%,因此,该反应是合成酯的方法之一,B叙述正确;
C.乙酸异丙酯分子中含有4个饱和的碳原子,其中异丙基中存在着一个饱和碳原子连接两个饱和碳原子和一个乙酰氧基,类比甲烷的正四面体结构可知,乙酸异丙酯分子中的所有碳原子不可能共平面,C叙述是错误;
D.两个反应的产物是相同的,从结构上看,该产物是由乙酸与异丙醇通过酯化反应生成的酯,故其化学名称是乙酸异丙酯,D叙述是正确;
综上所述,本题选C。
6.B
【详解】A.同系物之间的官能团的种类与数目均相同,双酚A有2个羟基,故其不是苯酚的同系物,A不正确;
B.题干中两种有机物之间通过缩聚反应生成W,根据题干中的反应机理可知, 也可以通过缩聚反应生成W,B正确;
C.生成W的反应③为缩聚反应,同时生成,C不正确;
D.W为聚硫酸酯,酯类物质在碱性条件下可以发生水解反应,因此,在碱性条件下,W比聚苯乙烯易降解,D不正确;
综上所述,本题选B。
7.A
【详解】由题意可知,①取少量样品溶于水得到无色透明溶液,说明固体溶于水且相互之间能共存,②向①的溶液中滴加过量稀盐酸,溶液变浑浊,有刺激性气体放出,说明固体中存在Na2S2O3,发生反应S2O+2H+=S↓+H2O+SO2↑,离心分离,③取②的上层清液,向其中滴加BaCl2溶液,有沉淀生成,则沉淀为BaSO4,说明固体中存在Na2SO4,不能确定是否有Na2SO3和Na2CO3,Na2SO3与过量盐酸反应生成二氧化硫,Na2CO3与过量盐酸反应生成二氧化碳,而这些现象可以被Na2S2O3与过量盐酸反应的现象覆盖掉,综上分析,该样品中确定存在的是:Na2SO4、Na2S2O3,
答案选A。
8.D
【详解】A.Na2CO3固体比较稳定,受热不易分解,所以不能采用加热碳酸钠的方式制备二氧化碳,A错误;
B.乙醇和乙酸是互溶的,不能采用分液的方式分离,应采用蒸馏来分离,B错误;
C.二氧化硫通入品红溶液中,可以验证其漂白性,不能验证酸性,C错误;
D.测量氧气体积时,装置选择量气管,测量时要恢复到室温,量气管和水准管两边液面高度相等时,氧气排开水的体积与氧气的体积相等,即可用如图装置测量氧气的体积,D正确;
故选D。
9.B
【详解】A.铁和水蒸气在高温下发生反应生成和,该反应的化学方程式为,A正确;
B.酒精灯放在铁粉下方加热可以产生高温,且不影响水的蒸发,若移至湿棉花下方则难以产生高温,则实验效果不好,B错误;
C.用木柴点燃肥皂泡,若产生尖锐的爆鸣声,则可检验生成的气体为氢气,C正确;
D.由于该实验中的反应要在高温下发生,因此要使用硬质玻璃试管盛装还原铁粉,D正确;
故选B。
10.C
【详解】A.向NaBr溶液中滴加过量氯水,溴离子被氧化为溴单质,但氯水过量,再加入淀粉KI溶液,过量的氯水可以将碘离子氧化为碘单质,无法证明溴单质的氧化性强于碘单质,A错误;
B.向蔗糖溶液中滴加稀硫酸,水浴加热后,应加入氢氧化钠溶液使体系呈碱性,若不加氢氧化钠,未反应的稀硫酸会和新制氢氧化铜反应,则不会产生砖红色沉淀,不能说明蔗糖没有发生水解,B错误;
C.石蜡油加强热,产生的气体能使溴的四氯化碳溶液褪色,说明气体中含有不饱和烃,与溴发生加成反应使溴的四氯化碳溶液褪色,C正确;
D.聚氯乙烯加强热产生能使湿润蓝色石蕊试纸变红的气体,说明产生了氯化氢,不能说明氯乙烯加聚是可逆反应,可逆反应是指在同一条件下,既能向正反应方向进行,同时又能向逆反应的方向进行的反应,而氯乙烯加聚和聚氯乙烯加强热分解条件不同,D错误;
答案选C。
11.A
【分析】W、X、Y为短周期元素,原子序数依次增大,简单离子X2-与Y2+具有相同的电子结构,则它们均为10电子微粒, X为O,Y为Mg,W、X、Y组成的物质能溶于稀盐酸有无色无味的气体产生,则W为C,产生的气体为二氧化碳,据此解答。
【详解】A.X为O,氧的常见价态有-1价和-2价,如H2O2和H2O,A正确;
B.W为C,X为O,Y为Mg,同主族时电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同时,原子序数越小,原子半径越大,所以原子半径大小为:Y>W>X,B错误;
C.Y为Mg,X为O,他们可形成MgO,水合物为Mg(OH)2,Mg(OH)2只能与酸反应生成盐和水,不能与碱反应,所以YX的水合物没有两性,C错误;
D.W为C,碳的同素异形体有:金刚石、石墨、石墨烯、富勒烯、碳纳米管等,种类不止四种,D错误;
故选A。
12.A
【分析】W、X 、Y、Z的原子序数依次增加,且W、X、Y属于不同族的短周期元素。W的外层电子数是其内层电子数的2倍,则W为C元素;每个周期的ⅡA和ⅤA的元素的第一电离能都比左右相邻元素的高,由于配合物中Y在外界,Y可形成简单阳离子,则Y属于金属元素,故X和Y分别为N和Mg;Z的M层未成对电子数为4,则其3d轨道上有4个不成对电子,其价电子排布式为,Z为Fe元素,为。
【详解】A.W、X、 Y、Z四种元素的单质中,N元素的单质形成分子晶体,Mg和Fe均形成金属晶体,C元素既可以形成金刚石又可以形成石墨,石墨的熔点最高,A不正确;
B.在X的简单氢化物是,其中C原子轨道杂化类型为,B正确;
C.Y的氢氧化物是,其属于中强碱,其难溶于水,难溶于溶液,但是,由于电离产生的可以破坏的沉淀溶解平衡,因此可以溶于溶液,C正确;
D.中提供电子对与形成配位键,D正确;
综上所述,本题选A。
13.D
【分析】化合物(YW4X5Z8·4W2Z)可用于电讯器材、高级玻璃的制造。W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增加,且加和为21。该化合物的热重曲线如图所示,在200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,即W为H,Z为O,YZ2分子的总电子数为奇数,常温下为气体,则Y为N,原子序数依次增加,且加和为21,则X为B。
【详解】A.X(B)的单质常温下为固体,故A错误;
B.根据非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,则最高价氧化物的水化物酸性:X(H3BO3)<Y(HNO3),故B错误;
C.根据前面已知200℃以下热分解时无刺激性气体逸出,则说明失去的是水,若100~200℃阶段热分解失去4个H2O,则质量分数,则说明不是失去4个H2O,故C错误;
D.化合物(NH4B5O8·4H2O)在500℃热分解后若生成固体化合物X2Z3(B2O3),根据硼元素守恒,则得到关系式2NH4B5O8·4H2O~5B2O3,则固体化合物B2O3质量分数为,说明假设正确,故D正确。
综上所述,答案为D。
14.D
【详解】A.溶液呈棕黄色是因为有Fe3+,有浑浊是产生了Fe(OH)3,因为硫酸亚铁久置后易被氧气氧化,化学方程式为:12FeSO4+3O2+6H2O=4Fe2(SO4)3+4Fe(OH)3↓,A错误;
B.硫化钠在空气中易被氧气氧化为淡黄色固体硫单质,使颜色加深,化学方程式为:2Na2S+O2+2H2O=4NaOH+2S↓,B错误;
C.溴水的主要成分是溴和水,它们会反应,但速度很慢,Br2+H2OHBrO+HBr,2HBrO=2HBr+O2,所以溴水放置太久会变质。但不是生成高溴酸,所以选项中的化学方程式错误,C错误;
D.胆矾为CuSO4·5H2O,颜色为蓝色,如果表面失去结晶水,则变为白色的CuSO4,化学方程式为:CuSO4·5H2O=CuSO4+5H2O,方程式正确,D正确;
故选D。
15.C
【详解】A.试管壁上的银镜用稀硝酸清洗,银溶于稀硝酸生成硝酸银和一氧化氮 气体,该反应的离子方程式为,A不正确;
B.由于的溶解度远远小于,因此,工业废水中的用去除,该反应的离子方程式为,B不正确;
C.海水提溴过程中将溴吹入吸收塔,在水溶液中将还原为,该反应的离子方程式为,C正确;
D.用草酸标准溶液测定高锰酸钾溶液的浓度,被氧化为,属于弱酸,该反应的离子方程式为,D不正确;
综上所述,本题选C。
16.C
【分析】充电时光照光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2),则充电时总反应为Li2O2=2Li+O2,结合图示,充电时金属Li电极为阴极,光催化电极为阳极;则放电时金属Li电极为负极,光催化电极为正极;据此作答。
【详解】A.光照时,光催化电极产生电子和空穴,驱动阴极反应和阳极反应对电池进行充电,结合阴极反应和阳极反应,充电时电池的总反应为Li2O2=2Li+O2,A正确;
B.充电时,光照光催化电极产生电子和空穴,阴极反应与电子有关,阳极反应与空穴有关,故充电效率与光照产生的电子和空穴量有关,B正确;
C.放电时,金属Li电极为负极,光催化电极为正极,Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;
D.放电时总反应为2Li+O2=Li2O2,正极反应为O2+2Li++2e-=Li2O2,D正确;
答案选C。
17.A
【分析】由题意可知放电时硫电极得电子,硫电极为原电池正极,钠电极为原电池负极。
【详解】A.充电时为电解池装置,阳离子移向阴极,即钠电极,故充电时,Na+由硫电极迁移至钠电极,A错误;
B.放电时Na在a电极失去电子,失去的电子经外电路流向b电极,硫黄粉在b电极上得电子与a电极释放出的Na+结合得到Na2Sx,电子在外电路的流向为a→b,B正确;
C.由题给的的一系列方程式相加可以得到放电时正极的反应式为2Na++S8+2e-→Na2Sx,C正确;
D.炭化纤维素纸中含有大量的炭,炭具有良好的导电性,可以增强硫电极的导电性能,D正确;
故答案选A。
18.C
【分析】由题中信息可知,b电极为负极,发生反应,然后再发生;a电极为正极,发生反应,在这个过程中发生的总反应为。
【详解】A.由题中信息可知,当电池开始工作时,a电极为电池正极,血液中的在a电极上得电子生成,电极反应式为;b电极为电池负极, 在b电极上失电子转化成CuO,电极反应式为,然后葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸,CuO被还原为,则电池总反应为,A正确;
B.b电极上CuO将葡萄糖被CuO氧化为葡萄糖酸后被还原为,在b电极上失电子转化成CuO,在这个过程中CuO的质量和化学性质保持不变,因此,CuO通过Cu(Ⅱ)和Cu(Ⅰ)相互转变起催化作用,B正确;
C.根据反应可知,参加反应时转移2 mol电子,的物质的量为0.1 mmol,则消耗18 mg葡萄糖时,理论上a电极有0.2 mmol电子流入,C错误;
D.原电池中阳离子从负极移向正极迁移,故迁移方向为b→a,D正确。
综上所述,本题选C。
19.B
【详解】A.常温下溶液I的pH=7.0,则溶液I中c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L,c(H+)<c(OH-)+c(A-),A错误;
B.常温下溶液II的pH=1.0,溶液中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),则=1.0×10-3,解得=,B正确;
C.根据题意,未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,C错误;
D.常温下溶液I的pH=7.0,溶液I中c(H+)=1×10-7mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液I中c总(HA)=(104+1)c(HA),溶液II的pH=1.0,溶液II中c(H+)=0.1mol/L,Ka==1.0×10-3,c总(HA)=c(HA)+c(A-),=1.0×10-3,溶液II中c总(HA)=1.01c(HA),未电离的HA可自由穿过隔膜,故溶液I和II中的c(HA)相等,溶液I和II中c总(HA)之比为[(104+1)c(HA)]∶[1.01c(HA)]=(104+1)∶1.01≈104,D错误;
答案选B。
20.D
【分析】随着pH的增大,、浓度减小,、浓度增大,—Cl为吸电子基团,的酸性强于,即),δ(酸分子)=δ(酸根离子)=0.5时的pH分别约为1.3、2.8,则两种酸的电离常数分别为,,由此分析解题。
【详解】A.根据分析,曲线M表示的变化关系,A错误;
B.根据,初始,若溶液中溶质只有,则,但a点对应的,说明此时溶液中加入了酸性更强的酸,根据电荷守恒,,B错误;
C.根据分析,CH2ClCOOH的电离常数Ka=10-2.8,C错误;
D.电离度,,则=,,时,,,D正确;
故答案选D。
21.C
【分析】根据图像,由(1.7,5)可得到Ag2CrO4的溶度积Ksp(Ag2CrO4)=c2(Ag+)·c(CrO)=(1×10-5)2×1×10-1.7=10-11.7,由(4.8,5)可得到AgCl的溶度积Ksp(AgCl)=c(Ag+)·c(Cl)=1×10-5×1×10-4.8=10-9.8,据此数据计算各选项结果。
【详解】A.假设a点坐标为(4,6.5),此时分别计算反应的浓度熵Q得,Q(AgCl)=10-10.5,Q(Ag2CrO4)=10-17,二者的浓度熵均小于其对应的溶度积Ksp,二者不会生成沉淀,A错误;
B.Ksp为难溶物的溶度积,是一种平衡常数,平衡常数只与温度有关,与浓度无关,根据分析可知,二者的溶度积不相同,B错误;
C.该反应的平衡常数表达式为K=,将表达式转化为与两种难溶物的溶度积有关的式子得K=====1×107.9,C正确;
D.向NaCl、Na2CrO4均为0.1mol·L-1的混合溶液中滴加AgNO3,开始沉淀时所需要的c(Ag+)分别为10-8.8和10-5.35,说明此时沉淀Cl-需要的银离子浓度更低,在这种情况下,先沉淀的是AgCl,D错误;
故答案选C。
22.(1) PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq) 反应PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==3.4105>105,PbSO4可以比较彻底的转化为PbCO3
(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K==0.04<<105,反应正向进行的程度有限
(3) Fe2+ Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O 作还原剂
(4)Fe(OH)3、Al(OH)3
(5)Ba2+、Na+
【分析】铅膏中主要含有PbSO4、PbO2、PbO和Pb,还有少量Ba、Fe、Al的盐或氧化物等,向铅膏中加入碳酸钠溶液进行脱硫,硫酸铅转化为碳酸铅,过滤,向所得固体中加入醋酸、过氧化氢进行酸浸,过氧化氢可将溶液中的亚铁离子氧化为铁离子,酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁,过滤后,向滤液中加入氢氧化钠溶液进行沉铅,得到氢氧化铅沉淀,滤液中的金属阳离子主要为钠离子和钡离子,氢氧化铅再进行处理得到PbO。
【详解】(1)“脱硫”中,碳酸钠溶液与硫酸铅反应生成碳酸铅和硫酸钠,反应的离子方程式为:PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq),由一些难溶电解质的溶度积常数的数据可知,Ksp(PbCO3)=7.410-14,Ksp(PbSO4)=2.510-8,反应PbSO4(s)+CO(aq)= PbCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈3.4105>105,说明可以转化的比较彻底,且转化后生成的碳酸铅可由酸浸进入溶液中,减少铅的损失。
(2)反应BaSO4(s)+CO(aq)= BaCO3(s)+SO(aq)的平衡常数K====≈0.04<<105,说明该反应正向进行的程度有限,因此加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化。
(3)(i)过氧化氢有氧化性,亚铁离子有还原性,会被过氧化氢氧化为铁离子。
(ii)过氧化氢促进金属Pb在醋酸溶液中转化为Pb(Ac)2,过氧化氢与Pb、HAc发生氧还原反应生成Pb(Ac)2和H2O,依据得失电子守恒和原子守恒可知,反应的化学方程式为:Pb+H2O2+2HAc=Pb(Ac)2+2H2O。
(iii)过氧化氢也能使PbO2转化为Pb(Ac)2,铅元素化合价由+4价降低到了+2价,PbO2是氧化剂,则过氧化氢是还原剂。
(4)酸浸后溶液的pH约为4.9,依据金属氢氧化物沉淀时的pH可知,滤渣主要成分为氢氧化铝、氢氧化铁。
(5)依据分析可知,加入碳酸钠不能使铅膏中的BaSO4完全转化,铁离子、铝离子转化为了氢氧化铁、氢氧化铝沉淀,铅转化为了氢氧化铅、最终变为了氧化铅,因此沉铅的滤液中,金属离子有Ba2+和加入碳酸钠、氢氧化钠时引入的Na+。
23.(1) MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑ 粉碎菱锰矿
(2) 将Fe2+氧化为Fe3+ Fe3+可以催化H2O2分解
(3) 2.8×10-9 Al3+
(4)BaSO4、NiS
(5) Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+ 补充Mn(OH)2
(6)2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑
【分析】根据题给的流程,将菱锰矿置于反应器中,加入硫酸和MnO2,可将固体溶解为离子,将杂质中的Fe、Ni、Al等元素物质也转化为其离子形式,同时,加入的MnO2可以将溶液中的Fe2+氧化为Fe3+;随后将溶液pH调至约等于7,此时,根据已知条件给出的三种氢氧化物的溶度积可以将溶液中的Al3+沉淀出来;随后加入BaS,可以将溶液中的Ni2+沉淀,得到相应的滤渣;后溶液中含有大量的Mn2+,将此溶液置于电解槽中电解,得到MnO2,将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【详解】(1)菱锰矿中主要含有MnCO3,加入硫酸后可以与其反应,硫酸溶矿主要反应的化学方程式为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑;为提高溶矿速率,可以将菱锰矿粉碎;故答案为:MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑、粉碎菱锰矿。
(2)根据分析,加入MnO2的作用是将酸溶后溶液中含有的Fe2+氧化为Fe3+,但不宜使用H2O2氧化Fe2+,因为氧化后生成的Fe3+可以催化H2O2分解,不能使溶液中的Fe2+全部氧化为Fe3+;故答案为:将Fe2+氧化为Fe3+、Fe3+可以催化H2O2分解。
(3)溶矿完成以后,反应器中溶液pH=4,此时溶液中c(OH-)=1.0×10-10mol·L-1,此时体系中含有的c(Fe3+)==2.8×10-9mol·L-1,这时,溶液中的c(Fe3+)小于1.0×10-5,认为Fe3+已经沉淀完全;用石灰乳调节至pH≈7,这时溶液中c(OH-)=1.0×10-7mol·L-1,溶液中c(Al3+)=1.3×10-12mol·L-1,c(Ni2+)==5.5×10-2mol·L-1,c(Al3+)小于1.0×10-5,Al3+沉淀完全,这一阶段除去的金属离子是Al3+;故答案为:2.8×10-9、Al3+。
(4)加入少量BaS溶液除去Ni2+,此时溶液中发生的离子方程式为Ba2++S2-+Ni2++SO=BaSO4↓+NiS↓,生成的沉淀有BaSO4、NiS;故答案为BaSO4、NiS。
(5)在电解槽中,Mn2+发生反应生成MnO2,反应的离子方程式为Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+;根据第二空“保持电解液成分稳定”的要求,需要寻找反应过程中发生改变的电解液成分。由离子方程式可知,Mn2+被消耗,H+生成,要保持电解液成分稳定,就得补充消耗掉的物质,移出生成的物质,结合溶液中的负离子,答案自然就出来了,即补充Mn(OH)2;故答案为:Mn2++2H2OH2↑+MnO2↓+2H+;补充Mn(OH)2。
(6)煅烧窑中MnO2与Li2CO3发生反应生成LiMn2O4,反应的化学方程式为2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑;故答案为:2Li2CO3+8MnO24LiMn2O4+2CO2↑+O2↑。
24.(1) 增大固液接触面积,加快酸浸速率,提高浸取效率 Pb
(2) 将溶液中的氧化为,以便在后续调pH时除去Fe元素 溶液
(3)
(4) 、
【分析】由题中信息可知,用硫酸处理含有Co、Zn、Pb、Fe的单质或氧化物的废渣,得到含有、、、、等离子的溶液,Pb的单质或氧化物与硫酸反应生成难溶的,则“滤渣1”为“酸浸”时生成的;向滤液中加入将氧化为,然后加入ZnO调节pH=4使完全转化为,则“滤渣Ⅱ”的主要成分为,滤液中的金属离子主要是、和;最后“氧化沉钴”,加入强氧化剂,将溶液中氧化为,在时形成沉淀,而则被还原为,还会与溶液中的发生归中反应生成,得到和的混合物,“除钴液”主要含有ZnSO4、K2SO4,据此解答。
【详解】(1)在原料预处理过程中,粉碎固体原料能增大固体与液体的接触面积,从而加快酸浸的反应速率,提高浸取效率;由分析可知,“滤渣1”的主要成分为PbSO4,则“滤渣1”中金属元素主要为Pb;
(2)酸浸液中含有、、、、等离子。由题表中数据可知,当完全沉淀时,未开始沉淀,而当完全沉淀时,已有一部分沉淀,因此为了除去溶液中的Fe元素且不沉淀,应先将氧化为,然后调节溶液的pH使完全水解转化为沉淀,因此,的作用是将氧化为,以便在后续调pH时除去Fe元素。常用溶液检验,若生成蓝色沉淀,则说明溶液中仍存在,需补加;
(3)由分析可知,该过程发生两个氧化还原反应,根据分析中两个反应的反应物、产物与反应环境(),结合得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒可写出两个离子方程式:、;
(4)最终得到的“除钴液”中含有的金属离子主要是最初“酸浸”时与加入ZnO调pH时引入的、加入“氧化沉钴”时引入的,而阴离子是在酸浸时引入的,因此其中主要的盐有和。当溶液时,恰好完全沉淀,此时溶液中,则,则。“除钴液”的,即,则,此时溶液中。
25.(1)量筒
(2) 铁架台 球形冷凝管
(3)使固液充分接触,加快反应速率
(4)水浴加热
(5)活性炭
(6) 除去不溶性杂质,避免固体产物析出 50%的乙醇溶液
(7)重结晶
【分析】将100 mmol己-2,5-二酮(熔点:-5.5℃,密度:)与100 mmol 4-甲氧基苯胺(熔点:57℃)放入两颈烧瓶中,利用球形冷凝管进行冷凝回流提高原料利用率,通过搅拌来提高反应速率,反应完成后,加入50%的乙醇溶液,析出浅棕色固体(即含杂质的产品),加热至65℃,至固体溶解,加入脱色剂(脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体,如:活性炭),回流20min,趁热过滤,使产品尽可能多地进入滤液,滤液静置至室温,冰水浴冷却,有大量白色固体析出,经过滤、洗涤、干燥得到产品。
【详解】(1)己-2,5-二酮的摩尔质量为,根据题中所给数据可知,所需己-2,5-二酮的体积为,所以选用量筒。
(2)③为铁架台;仪器②用于冷凝回流,为球形冷凝管。
(3)己-2,5-二酮的熔点为-5.5℃,常温下为液体,4-甲氧基苯胺的熔点为57℃,常温下为固体,搅拌可使固液反应物充分接触,加快反应速率。
(4)由题给信息“加热至65℃”可知,应用水浴加热,这样便于控制温度,且受热更均匀。
(5)“脱色剂”的作用是吸附反应过程中产生的有色物质,结合题中信息,加入脱色剂后回流,趁热过滤,保留滤液,即脱色剂为不溶于水和乙醇等溶剂的固体,所以可以选用活性炭作脱色剂。
(6)由题给信息可知,产品吡咯X为白色固体,加热至65℃可溶解在50%的乙醇溶液中,所以需趁热过滤,除去不溶性杂质,避免固体产物析出;由加入50%的乙醇溶液,析出浅棕色固体(即含杂质的产品)可知,常温下产品不溶于50%的乙醇溶液,所以为减少溶解损失,洗涤时可用50%的乙醇溶液。
(7)由产品的分离提纯过程可知,若需进一步提纯,可采用的方法为重结晶。
26.(1) 通入一定的O2 装置气密性 b、a
(2) 为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中 CO+CuOCu+CO2
(3) A C 碱石灰可以同时吸收水蒸气和二氧化碳,而氯化钙只能吸收水蒸气
(4)先熄灭煤气灯a,继续吹入一定量的O2,然后再熄灭煤气灯b,待装置冷却后停止通入O2,
(5)C4H6O4
【分析】利用如图所示的装置测定有机物中C、H两种元素的含量,这是一种经典的李比希元素测定法,将样品装入Pt坩埚中,后面放置一CuO做催化剂,用于催化前置坩埚中反应不完全的物质,后续将产物吹入道两U型管中,称量两U型管的增重计算有机物中C、H两种元素的含量,结合其他技术手段,从而得到有机物的分子式。
【详解】(1)实验前,应先通入一定的O2吹空石英管中的杂质气体,保证没有其他产物生成,而后将已U型管c、d与石英管连接,检查装置气密性,随后先点燃b处酒精灯后点燃a处酒精灯,保证当a处发生反应时产生的CO能被CuO反应生成CO2
(2)实验中O2的作用有:为实验提供氧化剂、提供气流保证反应产物完全进入到U型管中;CuO的作用是催化a处产生的CO,使CO反应为CO2,反应方程式为CO+CuOCu+CO2
(3)有机物燃烧后生成的CO2和H2O分别用碱石灰和无水CaCl2吸收,其中c管装有无水CaCl2,d管装有碱石灰,二者不可调换,因为碱石灰能同时吸收水蒸气和二氧化碳,而氯化钙只能吸收水蒸气,调换后影响最后分子式的确定;
(4)反应完全以后应先熄灭煤气灯a,继续吹入一定量的O2,然后再熄灭煤气灯b,待装置冷却后停止通入O2,保证石英管中的气体产物完全吹入两U型管中,使装置冷却;
(5)c管装有无水CaCl2,用来吸收生成的水蒸气,则增重量为水蒸气的质量,由此可以得到有机物中H元素的物质的量n(H)===0.0012mol;d管装有碱石灰,用来吸收生成的CO2,则增重量为CO2的质量,由此可以得到有机物中C元素的物质的量n(C)===0.0008mol;有机物中O元素的质量为0.0128g,其物质的量n(O)===0.0008mol;该有机物中C、H、O三种元素的原子个数比为0.0008:0.0012:0.0008=2:3:2;质谱测得该有机物的相对分子质量为118,则其化学式为C4H6O4;
【点睛】本实验的重点在于两U型管的摆放顺序,由于CO2需要用碱石灰吸收,而碱石灰的主要成分为CaO和NaOH,其成分中的CaO也可以吸收水蒸气,因此在摆放U型管位置时应将装有碱石灰的U型管置于无水CaCl2之后,保证实验结果。
27.(1)分液漏斗和球形冷凝管
(2)风化失去结晶水生成无水硫酸铜
(3)CuO
(4)3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑
(5)缓慢加入并搅拌
(6)水浴
(7)冷却结晶、过滤、洗涤
【分析】取已知浓度的溶液,搅拌下滴加足量溶液,产生浅蓝色沉淀氢氧化铜,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀,过滤,向草酸()溶液中加入适量固体,制得和混合溶液,将和混合溶液加热至80-85℃,加入氧化铜固体,全部溶解后,趁热过滤,将滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
【详解】(1)由固体配制硫酸铜溶液,需用天平称量一定质量的固体,将称量好的固体放入烧杯中,用量筒量取一定体积的水溶解,因此用不到的仪器有分液漏斗和球形冷凝管。
(2)含结晶水,长期放置会风化失去结晶水,生成无水硫酸铜,无水硫酸铜为白色固体。
(3)硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应生成蓝色的氢氧化铜沉淀,加热,氢氧化铜分解生成黑色的氧化铜沉淀。
(4)草酸和碳酸钾以物质的量之比为1.5:1发生非氧化还原反应生成、、CO2和水,依据原子守恒可知,反应的化学方程式为:3H2C2O4+2K2CO3=2KHC2O4+K2C2O4+2H2O+2CO2↑。
(5)为防止草酸和碳酸钾反应时反应剧烈,造成液体喷溅,可减缓反应速率,将碳酸钾进行缓慢加入并搅拌。
(6)Ⅲ中将混合溶液加热至80-85℃,应采取水浴加热,使液体受热均匀。
(7)从溶液获得晶体的一般方法为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,因此将Ⅲ的滤液用蒸汽浴加热浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,得到二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体。
28.(1)170
(2) 副产物氢气可作燃料 耗能高
(3) 50% 4.76
(4) 越高 n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,平衡向正反应方向进行,H2S平衡转化率越高 d 24.9
【详解】(1)已知:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g) ΔH1=-1036kJ/mol
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g) ΔH2=94kJ/mol
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g) ΔH3=-484kJ/mol
根据盖斯定律(①+②)×-③即得到2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的ΔH4=(-1036+94)kJ/mol×+484kJ/mol=170 kJ/mol;
(2)根据盖斯定律(①+②)×可得2H2S(g)+O2(g)=S2(g)+2H2O(g) ΔH=(-1036+94)kJ/mol×=-314kJ/mol,因此,克劳斯工艺的总反应是放热反应;根据硫化氢分解的化学方程式可知,高温热分解方法在生成单质硫的同时还有氢气生成。因此,高温热分解方法的优点是:可以获得氢气作燃料;但由于高温分解H2S会消耗大量能量,所以其缺点是耗能高;
(3)假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和4mol,根据三段式可知:
平衡时H2S和H2的分压相等,则二者的物质的量相等,即1-x=x,解得x=0.5,所以H2S的平衡转化率为,所以平衡常数Kp==≈4.76kPa;
(4)①由于正反应是体积增大的可逆反应,n(H2S):n(Ar)越小,H2S的分压越小,相当于降低压强,平衡向正反应方向移动,因此H2S平衡转化率越高;
②n(H2S):n(Ar)越小,H2S平衡转化率越高,所以n(H2S):n(Ar)=1:9对应的曲线是d;根据图象可知n(H2S):n(Ar)=1:9反应进行到0.1s时H2S转化率为0.24。假设在该条件下,硫化氢和氩的起始投料的物质的量分别为1mol和9mol,则根据三段式可知
此时H2S的压强为≈7.51kPa,H2S的起始压强为10kPa,所以H2S分压的平均变化率为=24.9kPa·s-1。
29.(1) 4 1
(2)(a+c-2b)
(3) 3 增大
(4) 46.26
【详解】(1)由图中信息可知,当失重比为19.4%时,转化为,则,解之得=4;当失重比为38.8%时,转化为,则,解之得y=1。
(2)①
②
③
根据盖斯定律可知,①+③-②2可得,则(a+c-2b)。
(3)将置入抽空的刚性容器中,升高温度发生分解反应:(Ⅰ)。由平衡时的关系图可知,时,,则,因此,该反应的平衡总压3、平衡常数。由图中信息可知,随着温度升高而增大,因此,随反应温度升高而增大。
(4)提高温度,上述容器中进一步发生反应(Ⅱ),在同温同压下,不同气体的物质的量之比等于其分压之比,由于仅发生反应(Ⅰ)时,则,因此,平衡时。在时,,则、,联立方程组消去,可得,代入相关数据可求出46.26,则,。
30.(1)
(2) 8 分子晶体
(3) 小于 降低温度、增大压强 97.3% 9000
(4)
【详解】(1)
Ni为28号元素,其基态原子的核外电子排布式为,则其价电子轨道表示式为;铜晶胞示意图为,镍的晶胞结构类型与铜的相同,则镍原子半径为晶胞面对角线长度的,因为晶胞体积为,所以晶胞棱长为a,面对角线长度为,则镍原子半径为。
(2)单键均为σ键,双键含有1个σ键和1个π键,三键含有1个σ键2个π键,由的结构可知,4个配体CO与中心原子Ni形成的4个配位键均为σ键,而每个配体CO中含有1个σ键2个π键,因此1个分子中含有8个σ键。的沸点很低,结合其结构可知该物质由分子构成,因此其晶体类型为分子晶体。
(3)随着温度升高,平衡时的体积分数减小,说明温度升高平衡逆移,因此该反应的;该反应的正反应是气体总分子数减小的放热反应,因此降低温度和增大压强均有利于的生成;由上述分析知,温度相同时,增大压强平衡正向移动,对应的平衡体系中的体积分数增大,则压强:,即对应的压强是1.0MPa.由题图乙可知,、100℃条件下达到平衡时,CO和的物质的量分数分别为0.1、0.9,设初始投入的CO为4mol,反应生成的为xmol,可得三段式:
,反应后总物质的量为:(4-3x)mol,根据阿伏加德罗定律,其他条件相同时,气体的体积分数即为其物质的量分数,因此有,解得,因此达到平衡时,CO的平衡转化率;气体的分压=总压强×该气体的物质的量分数,则该温度下的压强平衡常数。
(4)由题给关系式可得,当反应一半时,即,,,则。
31.(1) 取代反应 与生成的HBr反应,促进反应正向进行
(2)5
(3)D分子中同时存在—OH和
(4)酯基
(5)
(6)3和4
(7)、
【分析】
结合A、C的结构简式和B的分子式可知,B的结构简式为,A中—Br与B中发生取代反应,生成C和小分子HBr,加入的与生成的HBr发生反应,促进反应正向进行;由反应③的反应条件可知,反应③发生已知反应Ⅰ,则D中应含有—OH,再结合C的结构简式、D的分子式可知,C→D发生的是羰基的加氢还原反应,D的结构简式为,采取杂化的C原子为图中数字标注的C原子,有5个;D的分子中存在—OH和,依次发生反应③(类似已知反应Ⅰ)、反应④(取代反应)生成E,E中含氧官能团为酯基;根据E、G的结构简式和反应⑤、反应⑥的反应试剂,结合F的分子式可知,F的结构简式为。
【详解】(1)根据分析,反应①的反应类型为取代反应,反应中加入K2CO3的作用为与生成的HBr反应,促进反应正向进行。
(2)
根据分析,D分子中采用sp3杂化的碳原子数为5个,分别为。
(3)
已知反应Ⅰ为—OH与发生取代反应,生成的小分子HCl与结合生成铵盐。由D的结构简式可知,D分子中同时存在—OH和,故反应③不使用也能进行。
(4)由E的结构简式可知,E中含氧官能团的名称为酯基。
(5)
已知反应⑤分两步进行,结合F的结构简式知,E→F过程中,第二步为第一步产物发生已知反应Ⅱ,结合第一步产物的分子式及已知反应Ⅱ的机理知,第一步产物的结构简式为。
(6)手性碳原子指连有四个不同的原子或原子团的饱和碳原子,由G的结构简式知,其中手性碳原子为3和4号碳原子。
(7)
由思路分析可知,B的结构简式为,其同分异构体H能发生已知反应Ⅱ,说明其具有或结构;具有苯环结构,核磁共振氢谱中显示有4组峰,说明结构对称,则其可能的结构简式有、。
32.(1)醚键和羟基
(2)
(3)苯乙酸
(4)
(5)
(6)取代(水解)反应
(7) 13
【分析】
有机物A与有机物B发生反应生成有机物C,有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成有机物E,根据有机物E的结构可以推测,有机物C的结构为,进而推断出有机物D的结构为;有机物E与有机物F反应生成有机物G,有机物G根据已知条件发生反应生成有机物H,有机物H的结构为,有机物H发生两步反应得到目标化合物J(奥培米芬);据此分析解题。
【详解】(1)根据有机物A的结构,有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基。
(2)
根据分析,有机物C的结构简式为。
(3)
根据分析,有机物D的结构为,其化学名称为苯乙酸。
(4)
有机物F的核磁共振氢谱显示未两组峰,封面积比为1:1,说明这4个H原子被分为两组,且物质应该是一种对称的结构,结合有机物F的分子式可以得到,有机物F的结构简式为。
(5)
根据分析,有机物H的结构简式为。
(6)根据流程,有机物I在LiAlH4/四氢呋喃的条件下生成有机物J,从J的结构中可以看出,该反应为酯基的水解反应,其类型为取代(水解)反应。
(7)
能发生银镜反应说明该结构中含有醛基,能遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基,则满足这三个条件的同分异构体有13种。此时可能是情况有,固定醛基、酚羟基的位置处在邻位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在间位上,变换甲基的位置,这种情况下有4种可能;固定醛基、酚羟基的位置处在对位上,变换甲基的位置,这种情况下有2种可能;将醛基与亚甲基相连,变换酚羟基的位置,这种情况下有3种可能,因此满足以上条件的同分异构体有4+4+2+3=13种。其中,核磁共振氢谱显示为五组峰,且峰面积比为2:2:2:1:1,说明这总同分异构体中不能含有甲基且结构为一种对称结构,因此,这种同分异构体的结构简式为:。
33.(1)3-氯丙烯
(2)
(3)+H2O
(4)羟基、羧基
(5)取代反应
(6)
(7) 10 、
【分析】
A发生氧化反应生成B,B与C在NaNH2、甲苯条件下反应生成D,对比B、D的结构简式,结合C的分子式C8H7N,可推知C的结构简式为;D与30%Na2CO3反应后再酸化生成E,E在浓硫酸、甲苯条件下反应生成F,F不能与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,F中不含羧基,F的分子式为C11H10O2,F在E的基础上脱去1个H2O分子,说明E发生分子内酯化生成F,则F的结构简式为;F与(C2H5)2NH在AlCl3、甲苯条件下反应生成G,G与SOCl2、甲苯反应生成H,H的分子式为C15H20ClNO,H与I反应生成J,结合G、J的结构简式知,H的结构简式为;I的分子式为C8H4KNO2,I是一种有机物形成的盐,则I的结构简式为;据此作答。
【详解】(1)A的结构简式为CH2=CHCH2Cl,属于氯代烯烃,其化学名称为3-氯丙烯;答案为:3-氯丙烯。
(2)
根据分析,C的结构简式为;答案为:。
(3)
E的结构简式为,F的结构简式为,E生成F的化学方程式为+H2O;答案为:+H2O。
(4)
E的结构简式为,其中含氧官能团的名称为(醇)羟基、羧基;答案为:羟基、羧基。
(5)
G的结构简式为,H的结构简式为,G与SOCl2发生取代反应生成H;答案为:取代反应。
(6)
根据分析,I的结构简式为;答案为:。
(7)
E的结构简式为,E的分子式为C11H12O3,不饱和度为6;E的同分异构体与饱和NaHCO3溶液反应产生CO2,结合分子式中O原子的个数,说明含1个羧基,能发生银镜反应、不能发生水解反应说明还含1个醛基;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有3种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有6种位置;若3个甲基在苯环上的位置为时,羧基、醛基在苯环上有1种位置;故符合题意的同分异构体共有3+6+1=10种;上述同分异构体经银镜反应后酸化所得产物中核磁共振氢谱显示有4组氢且氢原子数量比为6:3:2:1的结构简式为、;答案为:10;、。
34.(1) O>Si>Fe>Mg +2
(2) 钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,而为分子晶体 随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是:、、均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大 正四面体
(3) 1
【详解】(1)为26号元素,基态原子的价电子排布式为。元素的金属性越强,其电负性越小,元素的非金属性越强则其电负性越大,因此,橄榄石()中,各元素电负性大小顺序为O>Si>Fe>Mg;因为中、、的化合价分别为+2、+4和-2,x+2-x=2,根据化合物中各元素的化合价的代数和为0,可以确定铁的化合价为+2。
(2)与均为第三周期元素,熔点明显高于,原因是:钠的电负性小于硅,氯化钠为离子晶体,其熔点较高;而为分子晶体,其熔点较低。由表中的数据可知, 、、熔点变化趋势为:随着同族元素的电子层数的增多,其熔点依次升高,其原因是:、、均形成分子晶体,分子晶体的熔点由分子间作用力决定,分子间作用力越大则其熔点越高;随着其相对分子质量增大,其分子间作用力依次增大。的空间结构为正四面体,其中的价层电子对数为4,因此的轨道杂化形式为。
(3)由硼镁化合物的晶体结构可知位于正六棱柱的顶点和面心,由均摊法可以求出正六棱柱中含有个,由晶胞沿c轴的投影图可知本题所给晶体结构包含三个晶胞,则晶胞中Mg的个数为1;晶体结构中在正六棱柱体内共6个,则该物质的化学式为;由晶胞沿c轴的投影图可知,B原子在图中两个正三角形的重心,该点到顶点的距离是该点到对边中点距离的2倍,顶点到对边的垂线长度为,因此B-B最近距离为。
35.(1) ad d
(2) sp2 σ 一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔 Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短
(3) CsCl CsCl为离子晶体,ICl为分子晶体
(4) 电解质
【详解】(1)F的原子序数为9,其基态原子电子排布式为1s22s22p5,
a.1s22s22p43s1,基态氟原子2p能级上的1个电子跃迁到3s能级上,属于氟原子的激发态,a正确;
b.1s22s22p43d2,核外共10个电子,不是氟原子,b错误;
c.1s22s12p5,核外共8个电子,不是氟原子,c错误;
d.1s22s22p33p2,基态氟原子2p能级上的2个电子跃迁到3p能级上,属于氟原子的激发态,d正确;
答案选ad;
而同一原子3p能级的能量比3s能级的能量高,因此能量最高的是1s22s22p33p2,答案选d;
(2)
①一氯乙烯的结构式为,碳为双键碳,采取sp2杂化,因此C的一个sp2杂化轨道与Cl的3px轨道形成C-Clσ键;
②C的杂化轨道中s成分越多,形成的C-Cl键越强,C-Cl键的键长越短,一氯乙烷中碳采取sp3杂化,一氯乙烯中碳采取sp2杂化,一氯乙炔中碳采取sp杂化,sp杂化时p成分少,sp3杂化时p成分多,因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔,同时Cl参与形成的大π键越多,形成的C-Cl键的键长越短,一氯乙烯中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成3中心4电子的大π键( ),一氯乙炔中Cl的3pz轨道与C的2pz轨道形成2套3中心4电子的大π键( ),因此三种物质中C-Cl键键长顺序为:一氯乙烷>一氯乙烯>一氯乙炔;
(3)CsICl2发生非氧化还原反应,各元素化合价不变,生成无色晶体和红棕色液体,则无色晶体为CsCl,红棕色液体为ICl,而CsCl为离子晶体,熔化时,克服的是离子键,ICl为分子晶体,熔化时,克服的是分子间作用力,因此CsCl的熔点比ICl高;
(4)由题意可知,在电场作用下,Ag+不需要克服太大阻力即可发生迁移,因此α-AgI晶体是优良的离子导体,在电池中可作为电解质;每个晶胞中含碘离子的个数为8+1=2个,依据化学式AgI可知,银离子个数也为2个,晶胞的物质的量n=mol=mol,晶胞体积V=a3pm3=(50410-12)3m3,则α-AgI晶体的摩尔体积Vm===m3/mol。
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页
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