内容正文:
高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考全范围。
5.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Na:23 K:39 Mn:55
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 高分子材料种类多,具有优异性能。下列有关高分子的说法错误的是
A. 聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性 B. 低密度聚乙烯支链少,软化温度较高
C. 羊毛、天然橡胶属于天然高分子材料 D. 高分子分离膜可用于海水淡化
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 纤维素分子式: B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
C. 羟基的电子式: D. ,过程中不能形成发射光谱
3. 由磷酸钙、石英和炭粉共热可制备白磷,反应的化学方程式为,下列说法正确的是
A. 键角: B. 的空间结构为平面四边形
C. 第一电离能: D. 和均属于共价晶体
4. 鉴别下列物质采用的试剂可行的是
A. 苯、己烷、己烯三种无色液体:溴水
B. 溶液、稀硫酸、溶液:酚酞试液
C. 乙醇、乙醛、葡萄糖三种溶液:酸性高锰酸钾溶液
D. 三种盐溶液:溶液
5. 臭氧化钾()被用作高能氧化剂。臭氧化钾溶于水可发生反应:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 中含键的数目为
B. 标准状况下,中氧分子数目为
C. 溶液中含数目为
D. 该反应中每转移电子生成分子的数目为
6. 有机物M是从中药忍冬藤中提取的有效成分,具有抗氧化作用,其结构简式如图所示。下列关于M的说法错误的是
A. M分子中存在3种含氧官能团 B. 与足量水溶液反应,键均可断裂
C. 与足量反应,可生成 D. 1个M分子中含有4个手性碳原子
7. 物质结构决定性质。下列有关物质性质的解释正确的是
选项
物质性质
解释
A
稳定性:
分子之间形成氢键
B
易溶于、乙醇
三者均为非极性分子
C
酸性:
电负性:
D
乙烯比乙炔活泼
分子间范德华力:乙烯>乙炔
A. A B. B C. C D. D
8. 下列反应的离子方程式正确的是
A 用醋酸和淀粉溶液检验:
B 氨水与稀盐酸反应:
C. 用溶液将水垢中的转化为:
D. 用惰性电极电解溶液:
9. 下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液中先加入过量稀硝酸,再加入几滴溶液
有白色沉淀产生
中含有杂质
B
向溶液中滴加少量氯水
溶液变为黄色
还原性:
C
将适量固体溶于水,加入浓盐酸后,再加入少量固体
溶液先由粉红色变为蓝色,再由蓝色变成粉红色{已知:呈粉红色,呈蓝色,呈无色}
配离子的稳定性:
D
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡、静置
生成白色沉淀
非金属性:
A. A B. B C. C D. D
10. 物质M是合成多种阻燃剂、耐高温材料的中间体原料,M的化学式可表示为。一种制备M的反应为,其中X、Y、Z、W分别代表原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z同主族,为10电子微粒。下列有关说法正确的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 的模型名称为三角锥形
C. 基态Z、W原子核外电子的空间运动状态均为9种
D. 实验室常用固体与烧碱加热反应制备
11. 碳酸二甲酯是一种重要的有机合成中间体。利用酯交换法合成碳酸二甲酯的反应机理如图所示(R为烃基)。下列说法错误的是
A. 是反应的催化剂 B. 反应过程中碳原子的杂化方式没有变化
C. 若R为甲基,则X的名称为1,3-丙二醇 D. 上述反应过程中,有键、键的断裂和形成
12. 钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”,其工作原理为。下列说法错误的是
A. 放电时,嵌入铝箔电极上,元素被氧化
B. 充电时,外电路中每转移,理论上碳基材料质量增加
C. 放电时,b极为负极,其电极反应式为
D. 该电池在充、放电过程中,依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入,发生氧化还原反应
13. 化合物X是一种潜在的热电材料,其晶胞结构如图1,沿x、y、z轴方向的投影均为图2.设X的最简式的相对分子质量为,晶体密度为表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 电负性: B. X的化学式:
C. 与等距且最近的有4个 D. X中相邻K之间的最短距离为
14. 时,向一定体积和浓度的溶液中逐滴滴加盐酸,溶液中与的关系如图所示。已知。下列说法错误的是
A. 水的电离程度: B. M→N的变化过程中,的比值逐渐减小
C. N点时, D. Q点时,溶液中
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 对氨基苯甲酸乙酯(,摩尔质量为)为局部麻醉药,常用于缓解疼痛和瘙痒。以为催化剂制备对氨基苯甲酸乙酯的反应原理为+CH3CH2OH+H2O。
已知:对氨基苯甲酸乙酯在乙醇、乙醚中易溶,在水中极微溶解,熔点为,沸点为,乙醇沸点为,乙醚沸点为。
实验步骤如下:
①向圆底烧瓶中依次加入对氨基苯甲酸、无水乙醇()及一定量的,摇匀后加入沸石,反应装置如图所示,加热,使反应物保持微沸回流,回流后,将烧瓶中溶液倒入烧杯中冷却。
②滤出催化剂,蒸馏,收集馏分,将残液倒入盛有冷水的烧杯中,在搅拌下分批加入试剂X,用试纸检验至弱碱性。
③将溶液“倾滗”到分液漏斗中,加入乙醚3次萃取,摇振后分出醚层。经无水硫酸镁干燥后,蒸出乙醚,残余液用乙醇-水(1:1)重结晶,“倾滗”和重结晶共得到产品。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________。
(2)步骤①中加入沸石的作用是___________。
(3)步骤②中试剂X是___________(填字母)。
a.饱和溶液 b.溶液 c.饱和溶液 d.稀硫酸
(4)步骤③中“倾滗"”操作相当于化学实验中的___________(填操作名称),蒸出乙醚时适宜的加热方式是___________。
(5)下列有关萃取、分液的操作错误的是___________(填字母)。
a.振荡
b.放气
c.静置
d.分液
(6)醇和酸的物质的量之比与对氨基苯甲酸乙酯的产率对应关系如下表:
n(醇):n(酸)
产率
31.8
43.8
a
①表中___________(保留一位小数)。
②醇和酸的物质的量之比要大于的原因是___________(写一条)。
16. 锡酸钠()主要用作电镀铜锡合金和碱性镀锡的基本原料。从铅锡锑合金的精炼生产过程中产生的冶炼浮渣(主要成分为锡、铅、锑、砷的氧化物)得到的流程如下:
已知:①常温下,;
②浸出液含阴离子有
回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)写出“碱浸”时发生反应的离子方程式:___________。
(3)“除铅”反应___________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(4)砷渣的化学式为___________。
(5)写出“除锑”时发生反应的化学方程式:___________。
(6)常温下“除砷”时,当原溶液中的沉淀完全时,溶液中,则至少需要加入等体积___________的溶液(结果保留三位有效数字)。
(7)以纯锡为阳极材料,和为电解液,待镀金属为阴极材料,可实现在待镀金属上的持续镀锡,则镀锡时,阴极的电极反应式为___________。
17. 的捕集、利用成为科学家研究的重要课题。催化重整对的减排具有重要意义,重整反应为。回答下列问题:
(1)已知部分化学键键能如下表:
化学键
键能
803
414
459
436
1072
重整反应的___________键键能小于键键能的原因是___________。
(2)向密闭容器中充入和,在不同条件下发生重整反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①条件下,能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. B.容器内气体密度不再改变
C.混合气体平均相对分子质量不变 D.单位时间内,断开键的数目和断开键的数目相同
②___________(填“>”或“<”)。
③若,在M点对应条件下,经过,反应达到平衡,则内,___________,该温度下,反应平衡常数___________(以分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,用分数表示)。
(3)该催化重整过程中会生成积碳,积碳会严重影响催化剂的活性。在一定温度下,测得某催化剂上积碳的生成速率方程为(k为速率常数)。
①在一定时,不同下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则由大到小的顺序为___________。
②欲减少积碳的产生,应___________(填“增大”或“减小”)投料比。
18. 瑞替加滨是一种抗癫痫新药,有机物M是合成瑞替加滨的关键中间体。合成M的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)E的名称为___________(用系统命名法命名),E分子中碳原子的杂化方式为___________。
(2)D中所含官能团的名称为___________。
(3)C→D的反应类型为___________。
(4)写出A→B的化学方程式(注明反应条件):___________。
(5)写出F的结构简式:___________。
(6)满足下列条件的H的同分异构体有___________种(不包括立体异构),写出一种符合条件的同分异构体的结构简式:___________。
①含手性碳原子;②能发生银镜反应;③和不连在同一个碳原子上,且与O不相连。
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高三化学
考生注意:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间75分钟。
2.答题前,考生务必用直径0.5毫米黑色墨水签字笔将密封线内项目填写清楚。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
4.本卷命题范围:高考全范围。
5.可能用到的相对原子质量:H:1 C:12 O:16 Na:23 K:39 Mn:55
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 高分子材料种类多,具有优异的性能。下列有关高分子的说法错误的是
A. 聚丙烯酸钠树脂具有高吸水性 B. 低密度聚乙烯支链少,软化温度较高
C. 羊毛、天然橡胶属于天然高分子材料 D. 高分子分离膜可用于海水淡化
【答案】B
【解析】
【详解】A.聚丙烯酸钠是一种高分子化合物,具有很强的亲水性,能够与水分子形成氢键,具有高吸水性,A正确;
B.低密度聚乙烯的主链有较多长短不一的支链,支链结构有碍于碳碳单键的旋转和链之间的接近,软化温度较低,B错误;
C.羊毛是一种天然蛋白质纤维,而天然橡胶则是从橡胶树上采集的胶乳经过凝固、干燥等工序制成的弹性固状物,均属于天然高分子材料,C正确;
D.高分子分离膜在海水淡化中的应用是通过膜的选择透过性,将海水中的盐分和其他杂质截留在膜的一侧,而淡水则通过膜进入另一侧,从而实现海水的淡化,D正确;
故选B。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 纤维素的分子式: B. 邻羟基苯甲醛分子内氢键:
C. 羟基的电子式: D. ,过程中不能形成发射光谱
【答案】D
【解析】
【详解】A.纤维素的分子式是,故A错误;
B.邻羟基苯甲醛分子内氢键应为醛基中氧原子与羟基中氢原子之间形成,故B错误;
C.羟基的电子式为,故C错误;
D.与两个原子轨道为同一能级,原子轨道的能量一样,过程中,电子能量不变,故不能形成发射光谱,故D正确;
选D。
3. 由磷酸钙、石英和炭粉共热可制备白磷,反应的化学方程式为,下列说法正确的是
A. 键角: B. 的空间结构为平面四边形
C. 第一电离能: D. 和均属于共价晶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.中心原子价层电子对数为4+=4,且不含孤电子对,空间结构为正四面体形,键角为,的空间构型为,键角为,则键角:,A正确,
B.由A可知,的空间结构为正四面体形,B错误;
C.同周期主族元素,从左往右第一电离能有增大的趋势,但第IIA族元素第一电离能大于第IIIA族元素,第V A族元素第一电离能大于第VIA族元素,则第一电离能:P>Si,C错误;
D.SiO2中Si原子与O原子通过共价键结合形成空间网状结构,属于共价晶体,晶体由分子通过分子间作用力形成,属于分子晶体,D错误;
故选A。
4. 鉴别下列物质采用的试剂可行的是
A. 苯、己烷、己烯三种无色液体:溴水
B. 溶液、稀硫酸、溶液:酚酞试液
C. 乙醇、乙醛、葡萄糖三种溶液:酸性高锰酸钾溶液
D. 三种盐溶液:溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯、己烷均不溶于水且密度均比水小,加入溴水,萃取后溴水褪色且分层,均为上层有色,无法鉴别,A不符合题意;
B.酚酞试液在酸性、中性溶液中均不变色,稀硫酸和溶液无法用酚酞试液鉴别,B不符合题意;
C.乙醇、乙醛、葡萄糖均可被酸性高锰酸钾溶液氧化,高锰酸钾溶液均褪色,无法鉴别,C不符合题意;
D.与不反应,与反应既有气体又有沉淀生成,与反应只有气体产生,现象不同,可以鉴别,D符合题意;
故选D。
5. 臭氧化钾()被用作高能氧化剂。臭氧化钾溶于水可发生反应:。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 中含键的数目为
B. 标准状况下,中氧分子数目为
C. 溶液中含数目为
D. 该反应中每转移电子生成分子的数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A.1个中有2个键,中含σ键的数目为,A正确;
B.标准状况下,的物质的量为,故氧分子数目为,B正确;
C.根据电荷守恒,,溶液中含数目大于,C错误;
D.由反应式可知,生成与转移电子的关系为,即,该反应中每转移电子生成分子的数目为,D正确;
故选C;
6. 有机物M是从中药忍冬藤中提取的有效成分,具有抗氧化作用,其结构简式如图所示。下列关于M的说法错误的是
A. M分子中存在3种含氧官能团 B. 与足量水溶液反应,键均可断裂
C. 与足量反应,可生成 D. 1个M分子中含有4个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.由M的结构可知,M中含有(酚)羟基、酮羰基、醚键,共3种含氧官能团,A正确;
B.M中的酚羟基均能与反应,键均可断裂,B正确;
C.M中含有6个羟基可以和Na反应生成H2,则该有机物与足量反应,可生成,C正确;
D.手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,M分子中不含手性碳原子,D错误;
故选D。
7. 物质结构决定性质。下列有关物质性质的解释正确的是
选项
物质性质
解释
A
稳定性:
分子之间形成氢键
B
易溶于、乙醇
三者均为非极性分子
C
酸性:
电负性:
D
乙烯比乙炔活泼
分子间范德华力:乙烯>乙炔
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子之间形成氢键影响其熔、沸点,稳定性为化学性质,与共价键强弱有关,与氢键无关,A项错误;
B.乙醇是极性分子,B项错误;
C.电负性:,使的羧基中的羟基的极性更大,更易电离出,故酸性:,C项正确;
C.乙烯中碳碳双键的键能小于乙炔中碳碳三键的键能,故乙烯比乙炔活泼,与范德华力大小无关,D项错误;
答案选C。
8. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 用醋酸和淀粉溶液检验:
B. 氨水与稀盐酸反应:
C. 用溶液将水垢中的转化为:
D. 用惰性电极电解溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.用醋酸和淀粉溶液检验的原理是在酸性条件下与反应生成,遇淀粉变蓝,由于醋酸是弱酸,在离子方程式中不能用表示,正确的离子方程式为:,A项错误;
B.氨水中的溶质与稀盐酸反应生成,B项正确;
C.与反应属于沉淀的转化,不能拆分,正确的离子方程式为,C项错误;
D.惰性电极电解溶液时生成的与会生成沉淀,正确的离子方程式为:,D项错误。
答案选B。
9. 下列根据实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作
实验现象
结论
A
向溶液中先加入过量稀硝酸,再加入几滴溶液
有白色沉淀产生
中含有杂质
B
向溶液中滴加少量氯水
溶液变为黄色
还原性:
C
将适量固体溶于水,加入浓盐酸后,再加入少量固体
溶液先由粉红色变为蓝色,再由蓝色变成粉红色{已知:呈粉红色,呈蓝色,呈无色}
配离子的稳定性:
D
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡、静置
生成白色沉淀
非金属性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.硝酸有强氧化性,可将氧化成,加入溶液产生白色沉淀,不能说明中含有杂质,A项不符合题意;
B.碘水和含铁离子的溶液均显黄色,无法证明是先被氧化,B项不符合题意;
C.溶液先由粉红色变为蓝色发生的反应为,再由蓝色变成粉红色发生的反应为,第二个反应说明配离子的稳定性:,C项符合题意;
D.对应的实验操作和现象证明盐酸的酸性强于硅酸,但是不能推理出氯元素的非金属性比硅强,D项不符合题意;
故选C。
10. 物质M是合成多种阻燃剂、耐高温材料的中间体原料,M的化学式可表示为。一种制备M的反应为,其中X、Y、Z、W分别代表原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z同主族,为10电子微粒。下列有关说法正确的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 的模型名称为三角锥形
C. 基态Z、W原子核外电子的空间运动状态均为9种
D. 实验室常用固体与烧碱加热反应制备
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、W分别代表原子序数依次增大的短周期主族元素,Y、Z同主族,由分子式和为10电子微粒可知推知为,则Y为N,X为H,Z为P,W为,以此解答。
【详解】A.分子间存在氢键,沸点较高,HCl的相对分子质量大于PH3,则HCl分子间作用力比PH3强,沸点比PH3高,则简单氢化物的沸点:,A错误;
B.中心原子价层电子对数为3+=4,模型名称为四面体形,B错误;
C.基态P、原子核外电子排布式分别为1s22s22p63s23p3、1s22s22p63s23p5,含有电子的轨道数均为9,核外电子的空间运动状态均为9种,C正确;
D.NaOH在加热条件下对玻璃仪器有强烈的腐蚀作用且成本相对较高,实验室常用和加热反应制备,D错误;
故选C。
11. 碳酸二甲酯是一种重要的有机合成中间体。利用酯交换法合成碳酸二甲酯的反应机理如图所示(R为烃基)。下列说法错误的是
A. 是反应的催化剂 B. 反应过程中碳原子的杂化方式没有变化
C. 若R为甲基,则X的名称为1,3-丙二醇 D. 上述反应过程中,有键、键的断裂和形成
【答案】C
【解析】
【详解】A.由反应机理图可知参与第①步反应,后又在第④步反应中生成,则是反应的催化剂,A正确;
B.中含有-CH2-和碳氧双键,C原子杂化方式为和,中与羟基相连的碳原子失去1个电子带正电,形成3个键且不含孤电子对,该碳原子杂化方式为,乙基碳原子为杂化,则整个反应过程中C原子杂化方式为和,没有变化,B正确;
C.反应③为取代反应,若R为甲基,则生成X的结构简式为:,名称为1,2-丙二醇,C错误;
D.题述反应过程中,反应①断裂键和形成键,反应②断裂键,反应④形成了键,D正确;
故选C。
12. 钠离子电池以其低成本、高安全性等成为锂离子电池的首选“备胎”,其工作原理为。下列说法错误的是
A. 放电时,嵌入铝箔电极上,元素被氧化
B. 充电时,外电路中每转移,理论上碳基材料质量增加
C. 放电时,b极为负极,其电极反应式为
D. 该电池在充、放电过程中,依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入,发生氧化还原反应
【答案】A
【解析】
【分析】由题干信息可知,放电过程中碳基材料为负极b,发生的电极反应式为,充电时,b与电源负极相连作阴极,电极反应式为,放电时a极为正极,正极反应式为,充电时,a与电源正极相连作阳极,电极反应式为。
【详解】A.放电时,嵌入铝箔电极上,此时锰元素化合价降低,被还原,A项错误;
B.充电时,外电路中转移,得电子由铝箔电极转移到碳基材料上,碳基材料质量增加,B项正确;
C.放电时,b极为负极,其电极反应式为,C项正确;
D.由分析可知,充、放电过程中,依靠钠离子在两极反复脱嵌和嵌入,碳元素和锰元素的化合价发生变化,发生了氧化还原反应,D项正确;
故选A。
13. 化合物X是一种潜在的热电材料,其晶胞结构如图1,沿x、y、z轴方向的投影均为图2.设X的最简式的相对分子质量为,晶体密度为表示阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 电负性: B. X的化学式:
C. 与等距且最近的有4个 D. X中相邻K之间的最短距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.非金属性越强,电负性越大,电负性Br>Se,故A正确;
B.由晶胞结构可知,K有8个,有,则X的化学式为,故B正确;
C.根据晶胞图,与等距且最近的有8个,故C错误;
D.设晶胞参数为,得到,解得,X中相邻之间的最短距离为晶胞参数的一半即,故D正确。
选C。
14. 时,向一定体积和浓度的溶液中逐滴滴加盐酸,溶液中与的关系如图所示。已知。下列说法错误的是
A. 水的电离程度: B. M→N的变化过程中,的比值逐渐减小
C. N点时, D. Q点时,溶液中
【答案】C
【解析】
【分析】溶液中水解促进水的电离使溶液呈碱性,逐滴滴加盐酸,和H+反应生成HA,c(HA)增大,pH减小,c(A-)减小。
【详解】A.溶液中水解促进水的电离使溶液呈碱性,M点溶液碱性强,说明水解程度大,水解促进水的电离,水的电离程度:,A正确;
B.M→N的变化过程中,变成,的物质的量减少,的物质的量不变,逐渐减小,B正确;
C.N点时pH=7,溶液呈中性,由电荷守恒和元素守恒得出,N点,,C错误;
D.Q点时,溶液中,,据得,,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 对氨基苯甲酸乙酯(,摩尔质量为)为局部麻醉药,常用于缓解疼痛和瘙痒。以为催化剂制备对氨基苯甲酸乙酯的反应原理为+CH3CH2OH+H2O。
已知:对氨基苯甲酸乙酯在乙醇、乙醚中易溶,在水中极微溶解,熔点为,沸点为,乙醇沸点为,乙醚沸点为。
实验步骤如下:
①向圆底烧瓶中依次加入对氨基苯甲酸、无水乙醇()及一定量的,摇匀后加入沸石,反应装置如图所示,加热,使反应物保持微沸回流,回流后,将烧瓶中溶液倒入烧杯中冷却。
②滤出催化剂,蒸馏,收集馏分,将残液倒入盛有冷水的烧杯中,在搅拌下分批加入试剂X,用试纸检验至弱碱性。
③将溶液“倾滗”到分液漏斗中,加入乙醚3次萃取,摇振后分出醚层。经无水硫酸镁干燥后,蒸出乙醚,残余液用乙醇-水(1:1)重结晶,“倾滗”和重结晶共得到产品。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称是___________。
(2)步骤①中加入沸石的作用是___________。
(3)步骤②中试剂X是___________(填字母)。
a.饱和溶液 b.溶液 c.饱和溶液 d.稀硫酸
(4)步骤③中“倾滗"”操作相当于化学实验中的___________(填操作名称),蒸出乙醚时适宜的加热方式是___________。
(5)下列有关萃取、分液的操作错误的是___________(填字母)。
a.振荡
b.放气
c.静置
d.分液
(6)醇和酸物质的量之比与对氨基苯甲酸乙酯的产率对应关系如下表:
n(醇):n(酸)
产率
31.8
43.8
a
①表中___________(保留一位小数)。
②醇和酸的物质的量之比要大于的原因是___________(写一条)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)防止剧烈沸腾或防止暴沸
(3)c (4) ①. 过滤 ②. 水浴加热
(5)a (6) ①. 60.0 ②. 乙醇既作反应物,又作为溶剂,因此醇与酸的物质的量之比大于或适当增加乙醇的用量,可提高酸的转化率
【解析】
【分析】由题中信息可知,在圆底烧瓶中加入对氨基苯甲酸、无水乙醇及一定量的,摇匀后加入沸石,反应装置如图所示,加热,使反应物保持微沸回流,回流2.0h后,将烧瓶中溶液倒入烧杯中冷却,滤出催化剂,蒸馏,收集75°C馏分,将残液倒入盛有40mL冷水的烧杯中,分批加入饱和Na2CO3溶液,用pH试纸检验至弱碱性,目的是中和对氨基苯甲酸,降低对氨基苯甲酸乙酯的溶解度,将溶液“倾滗”到分液漏斗中,加入乙醚3次萃取,摇振后分出醚层。经无水硫酸镁干燥后,蒸出乙醚,残余液用乙醇-水(1:1)重结晶,最终得到产物,据此分析作答。
【小问1详解】
仪器A的名称是球形冷凝管。
【小问2详解】
步骤①中加入沸石的作用是防止剧烈沸腾或防止暴沸。
【小问3详解】
对氨基苯甲酸和乙醇在硫酸氢钠作用下发生酯化反应,试剂X的作用是中和对氨基苯甲酸和NaHSO4,饱和溶液和稀硫酸不能中和酸,溶液会使产物对氨基苯甲酸乙酯发生水解,则试剂X应该选择饱和溶液,故选c。
【小问4详解】
对氨基苯甲酸乙酯在水中极微溶解,熔点为,操作②冷却后得到的残液中含有对氨基苯甲酸乙酯固体,“倾滗"”操作可以得到对氨基苯甲酸乙酯固体和饱和的对氨基苯甲酸乙酯溶液,则“倾滗"”操作相当于化学实验中的过滤,乙醚沸点为,蒸出乙醚时适宜的加热方式是水浴加热。
【小问5详解】
a.萃取操作振荡时,用左手握住分液漏斗活塞,右手压住分液漏斗口部,把分液漏斗倒转过来振荡,使两种液体充分接触,a错误;
b.萃取操作放气时,用左手握住分液漏斗活塞,右手压住分液漏斗口部,把分液漏斗倒转过来,打开活塞,将漏斗内气体放出,b正确;
c.萃取操作静置时,将分液漏斗放置在铁架台上,乙醚与水不互溶且密度比水小,分液漏斗中上层有机层,下层为水层,c正确;
d.萃取操作分液时,打开分液漏斗瓶塞,再将分液漏斗下面的活塞打开,使下层液体沿烧杯内壁流下。上层液体从分液漏斗上口倒出,d正确;
故选a。
【小问6详解】
①若按n(醇):n(酸)=投料,由题意可知,此时投入对氨基苯甲酸,0.4mol乙醇,由方程式可知,对氨基苯甲酸是少量的,理论上可以生成0.05mol对氨基苯甲酸乙酯,则对氨基苯甲酸乙酯的产率为=60%;
②醇和酸的物质的量之比要大于的原因是:乙醇既作反应物,又作为溶剂,因此醇与酸的物质的量之比大于或适当增加乙醇的用量,可提高酸的转化率。
16. 锡酸钠()主要用作电镀铜锡合金和碱性镀锡的基本原料。从铅锡锑合金的精炼生产过程中产生的冶炼浮渣(主要成分为锡、铅、锑、砷的氧化物)得到的流程如下:
已知:①常温下,;
②浸出液含阴离子有
回答下列问题:
(1)基态原子的价层电子排布式为___________。
(2)写出“碱浸”时发生反应的离子方程式:___________。
(3)“除铅”反应___________(填“属于”或“不属于”)氧化还原反应。
(4)砷渣的化学式为___________。
(5)写出“除锑”时发生反应的化学方程式:___________。
(6)常温下“除砷”时,当原溶液中的沉淀完全时,溶液中,则至少需要加入等体积___________的溶液(结果保留三位有效数字)。
(7)以纯锡为阳极材料,和为电解液,待镀金属为阴极材料,可实现在待镀金属上的持续镀锡,则镀锡时,阴极的电极反应式为___________。
【答案】(1)
(2)
(3)不属于 (4)
(5)
(6)或0.0602
(7)
【解析】
【分析】冶炼浮渣(主要成分为锡、铅、锑、砷的氧化物)加NaOH溶液、H2O2进行碱浸,该过程中氧化物转化为等离子;浸出液中加硫化钠溶液,将转化为PbS沉淀;过滤后,滤液中加氢氧化钡溶液,将转化为沉淀;过滤后,滤液中加Sn粉,置换出Sb,得到、NaOH的混合溶液,再经结晶得到,据此分析解答。
【小问1详解】
As为33号元素,位于第4周期第ⅣA族;基态原子的价层电子排布式为;
【小问2详解】
“碱浸”时与H2O2、NaOH反应生成,反应离子方程式为:;
【小问3详解】
转化为PbS沉淀过程中元素化合价没变,不属于氧化还原反应;
【小问4详解】
由以上分析可知砷渣的化学式为;
小问5详解】
“除锑”时Sn与反应生成Sb和,发生反应化学方程式:;
【小问6详解】
设溶液体积为1L,则原溶液中的物质的量为0.04mol,则消耗的物质的量为0.04mol×1.5=0.06mol,反应后为使,则溶液中c(Ba2+)=,此时溶液体积为2L,则n(Ba2+)=mol,则原的浓度=;
【小问7详解】
待镀金属上的持续镀锡,则镀锡时,阴极得电子生成Sn,电极方程式为:。
17. 的捕集、利用成为科学家研究的重要课题。催化重整对的减排具有重要意义,重整反应为。回答下列问题:
(1)已知部分化学键键能如下表:
化学键
键能
803
414
459
436
1072
重整反应的___________键键能小于键键能的原因是___________。
(2)向密闭容器中充入和,在不同条件下发生重整反应,测得平衡时的体积分数与温度、压强的关系如图所示。
①条件下,能说明反应达到平衡状态的是___________(填字母)。
A. B.容器内气体密度不再改变
C.混合气体平均相对分子质量不变 D.单位时间内,断开键的数目和断开键的数目相同
②___________(填“>”或“<”)。
③若,在M点对应条件下,经过,反应达到平衡,则内,___________,该温度下,反应的平衡常数___________(以分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数,用分数表示)。
(3)该催化重整过程中会生成积碳,积碳会严重影响催化剂的活性。在一定温度下,测得某催化剂上积碳的生成速率方程为(k为速率常数)。
①在一定时,不同下积碳量随时间的变化趋势如图所示,则由大到小的顺序为___________。
②欲减少积碳的产生,应___________(填“增大”或“减小”)投料比。
【答案】(1) ①. ②. 氧原子半径小于碳原子半径,键键长大于键键长,故键键能小于键键能
(2) ①. BC ②. > ③. 2 ④.
(3) ①. ②. 减小
【解析】
【小问1详解】
根据△H=反应物总键能-生成物总键能=(4×414+2×803)kJ·mol-1-(2×1072+2×436) kJ·mol-1=+246 kJ·mol-1;
原子半径C>O,键长C-H>O-H,键长越短,键能越大,故C-H键能小于O-H键键能;
小问2详解】
①A.达到平衡时,正逆反应速率相等,应该符合,A不符合;
B.该反应是在恒温恒容下进行,气体质量不变,气体体积变化,则密度是变量,容器内气体密度不再改变,说明反应达到平衡状态,B符合;
C.气体总质量不变,气体总物质的量是变量,混合气体平均相对分子质量是变量,当混合气体平均相对分子质量不变,反应达到平衡状态,C符合;
D.正逆反应速率相等时,单位时间内,断开键的数目和断开键的数目之比为1:2,D不符合;
答案选BC;
②反应是气体体积增加的反应,增大压强,平衡逆向移动,CO2的转化率减小,因此P1<P2;
③根据三段式:
M点时CO2的体积分数为30%,有,x=0.25,则平衡时n(CH4)=0.75mol,n(CO2)=0.75mol,n(CO)=0.5mol,n(H2)=0.5mol,分压强分别为:P(CH4)=,P(CO2)=,P(CO)=,P(H2)=,
=2kPa/min;
Kp=;
【小问3详解】
①由积碳的生成速率方程为可知,在一定时,积碳的速率与[P(CO2)]-0.5成正比,与P(CO2)成反比,因此CO2的分压强大小符合:;
②根据,欲减少积碳的产生,减少P(CH4),同时增大P(CO2),减小投料比。
18. 瑞替加滨是一种抗癫痫新药,有机物M是合成瑞替加滨的关键中间体。合成M的一种流程如下:
回答下列问题:
(1)E的名称为___________(用系统命名法命名),E分子中碳原子的杂化方式为___________。
(2)D中所含官能团的名称为___________。
(3)C→D的反应类型为___________。
(4)写出A→B的化学方程式(注明反应条件):___________。
(5)写出F的结构简式:___________。
(6)满足下列条件的H的同分异构体有___________种(不包括立体异构),写出一种符合条件的同分异构体的结构简式:___________。
①含手性碳原子;②能发生银镜反应;③和不连在同一个碳原子上,且与O不相连。
【答案】(1) ①. 4-氟苯甲醛 ②.
(2)氨基、硝基 (3)还原反应
(4)+2HNO3(浓)+2H2O
(5) (6) ①. 4 ②.
【解析】
【分析】A发生取代反应,硝化生成B,B在碳酸钠作用下与丙氨酸发生取代反应:氨基取代F,C到D是催化加氢还原一个硝基的反应,判断D与E的反应需要结合F的分子式和M的结构:醛基被D中新生成的氨基加成后脱去水分子得到F,F发生后续反应后生成M。
【小问1详解】
有两个官能团:氟原子和醛基,位于苯环的1,4位置,名称为:4-氟苯甲醛;
E中苯环和醛基的碳原子均为sp2杂化;
【小问2详解】
物质D:含有两种官能团:氨基、硝基;
【小问3详解】
根据分析,C到D的转化,是C中氨基对位的一个硝基生成氨基,为还原反应;
【小问4详解】
A→B发生硝化反应,由于F原子的定位作用,在其对位和一个邻位发生取代反应,化学方程式为:+2HNO3(浓)+2H2O;
【小问5详解】
D与E反应生成F,分子式相对于反应物少了H2O,结合M的结构,推知F的结构简式为:;
【小问6详解】
H的分子式为:C3H5O2Cl,符合①含手性碳原子;②能发生银镜反应;③和不连在同一个碳原子上,且与O不相连,同分异构体有四种:、、、,故答案为:4,。
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