精品解析:广东省广州市铁一中学2024-2025学年高三下学期2月月考化学试题
2025-03-07
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 广东省 |
| 地区(市) | 广州市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 8.33 MB |
| 发布时间 | 2025-03-07 |
| 更新时间 | 2025-04-29 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-03-07 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/50866835.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
2024——2025学年下学期广州市铁一中学高三年级2月月考
高三化学
本试卷共9页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
一、选择题:本大题16小题,1-10题每小题2分,11-16题每小题4分,共44分。
1. 我国在科技领域不断创新和超越,向世界展示了一张张“中国名片”。下列说法正确的是
A. 华为麒麟芯片的主体材料的晶体类型与石墨属于同种晶体
B. 首创了从二氧化碳到淀粉的合成,合成的淀粉和纤维素属于同分异构体
C. “神舟十六号”返回舱外表的陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀功能
D. “天问一号”着陆火星,探测到火星陨石中含有的和的化学性质不同
2. 生产生活皆含化学。下列说法正确的是
A. 冬奥会衣服内胆使用石墨烯了,石墨烯属于有机高分子发热材料
B. 在燃煤中添加生石灰可以减缓温室效应
C. 地沟油经碱性水解制备成肥皂实现资源再利用
D. 棉纤维、麻纤维、蚕丝纤维其主要成分都是纤维素
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HClO的电子式:
B. 铝原子最高能级的电子云轮廓图:
C. H2O的空间结构为
D. 基态碳原子的轨道表示式:
4. 某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙。用重结晶法提纯苯甲酸的实验步骤中,下列操作未涉及的是
A.加热溶解
B.冷却结晶
C.萃取后分液
D.趁热过滤
A. A B. B C. C D. D
5. 劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
食品加工:添加维生素C做防腐剂
维生素C具有还原性
B
工厂实践:用饱和碳酸钠除去锅炉水垢
C
家务劳动:用四氯乙烯对衣物进行干洗
四氯乙烯属于烃的衍生物
D
学农活动:撒草木灰改良酸性土壤
草木灰溶液显碱性
A. A B. B C. C D. D
6. 苯酚是一种重要的化工原料,其废水对生物具有毒害作用,在排放前必须经过处理。
为回收利用含苯酚的废水,某小组设计如下方案,有关说法正确的是
A. 步骤①中,分液时从分液漏斗下口先放出废水,再放出有机溶液
B. 试剂①可用NaOH溶液或Na2CO3溶液
C. 步骤①②的操作为分液,步骤③的操作为过滤
D. 试剂②若为少量CO2,则反应为2 +CO2+H2O=2 +
7. 部分含C或含N物质的分类与相应化合价关系如图所示。推断不合理的是
A. 存在a→b→c的转化
B. c一定是酸性氧化物
C. d、f中心原子均为sp2杂化
D. c、e可能有两种或两种以上化学式
8. 下列实验方案能达到实验目的是
A. 甲可制取无水 B. 乙可验证金属性:
C. 丙可验证非金属性: D. 丁可探究压强对平衡的影响
9. 设代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24L乙醇含非极性键数为
B. 1L 1mol/L的溶液中含有的数目为
C. 常温下,2g中所含中子数目为
D. 标准状况下,22.4L NO与足量充分反应,所得混合气中分子数为
10. 化学可以提高人们的生活质量。下列相关方程式正确的是
A. 管道疏通剂(苛性钠、铝粉):
B. 少量通入到氧化锌悬浊液:
C. 足量通入到氨水中:
D. 少量硫化氢气体通入到硫酸亚铁溶液:
11. 中国科学院武汉物理与数学研究所在甲烷和一氧化碳催化转化制备有机物X的反应机理(如图)研究方面取得重要进展。下列说法错误的是
A. 有机物X可用作厨房中的调味剂
B. 中间体和中C的化合价不同
C. 反应②过程中存在键的断裂
D. 过程⑤的反应为
12. 能形成结构式如图所示的离子。所含的4种元素位于主族,在每个短周期均有分布,和同族,和同周期。的轨道有2个未成对电子,下列说法正确的是
A. 元素电负性: B. 原子半径:
C. 最简单氢化物沸点: D. 和中的杂化轨道类型相同
13. 下列实验目的对应的实验操作和现象正确的是
实验目的
实验操作和现象
A
验证菠菜中含有铁元素
将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤,向滤液中加入少量稀硝酸后,再加几滴KSCN溶液,溶液变红
B
验证铜与浓硫酸共热反应生成CuSO4
向反应后的溶液中加入水,观察溶液为蓝色
C
测定中和反应热
用0.1mol/L的NaOH溶液滴定25ml盐酸溶液,用温度传感器采集锥形瓶内的温度变化
D
检验碘仿CHI3中含有碘元素
取少量碘仿于试管中,用稀HNO3酸化,加入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
14. 二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,可用作无毒的绿色消毒剂。二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2.3H2O;
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。
下列说法正确的是
A. 工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜
B. “ClO2发生器”中鼓入空气的作用是将NaClO3氧化成ClO2
C. 上述工艺流程中,理论制备的NaClO2.3H2O与获取的H2物质的量之比为1:3
D. 对NaClO2.3H2O晶体进行提纯可采取溶解、蒸发结晶、过滤、洗涤操作
15. 一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3,其过程中主要发生如下反应:
I:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)
II:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ•mol-1
向恒压密闭容器中充入1molCO2和3molH2,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示
[CH3OCH3的选择性=×100%]。下列说法正确的是
A. 210℃时以反应II为主,300℃时,以反应I为主
B. 由图可知,反应I的反应物键能之和大于生成物的键能之和
C. 反应状态达A点时,容器中n(CH3OCH3)为mol
D. 在反应时间和温度不变的情况下,要提高CH3OCH3选择性,可增大反应体系压强或使用对反应I催化活性更高的催化剂
16. 磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的使用寿命,放电时的反应为:。图1为某磷酸铁锂电池的切面,图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应:
B. (a)过程中1mol晶胞转移的电子数为
C. (b)代表放电过程,Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
D. 充电时的阳极反应:
二、非选择题:本大题4小题,每小题14分,共56分。
17. 苯酚能与Fe3+形成[Fe(C6H5O)6]3-的紫色配合物,该过程属于可逆反应。某小组同学探究铁离子与苯酚的反应。
(1)配制苯酚溶液,需要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、_______。
(2)探究铁盐种类和pH对苯酚与Fe3+显色反应的影响。查阅资料:
i.Na+对苯酚与Fe3+显色反应无影响;
ii.小组同学得出猜想H+对与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因是_______。
iii.[Fe(C6H5O)6]3-对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3-浓度在一定范围内成正比。
提出猜想:猜想1:Cl-对苯酚与Fe3+的显色反应有影响
猜想2:对苯酚与Fe3+的显色反应有影响
进行实验:常温下,用盐酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的0.1mol/L FeCl3溶液(a>b);用硫酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的0.05mol/L Fe2(SO4)3溶液。取4支试管各加入5ml 0.1mol/L苯酚溶液,按实验1~4分别再加入0.1mL含Fe3+的试剂,显色10min后用紫外-可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下,pH改变对Fe3+水解程度的影响可忽略)。
序号
含Fe3+的试剂
吸光度
0.1mol/L FeCl3溶液
0.05mol/L Fe2(SO4)3溶液
1
pH=a
/
A1
2
pH=b
/
A2
3
/
pH=a
A3
4
/
pH=b
A4
结果讨论:实验结果为
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想“H+对与苯酚的显色反应有抑制作用”成立的理由是_______。
②为进一步验证猜想,小组同学设计了实验5和6,补充下表中试剂M为_______。
序号
含的试剂
再加入的试剂
吸光度
溶液
溶液
5
/
NaCl固体
A5
6
/
试剂M
A6
③根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想1不成立,猜想2成立,且对苯酚与的显色反应起抑制作用,得出此结论的实验依据是:_______。
(3)通过以上实验结论分析:与苯酚相比,对羟基苯甲酸与FeCl3溶液发生显色反应_______。 (填“更容易”或“更难”)
(4)实验室中常用某些配合物的性质进行物质的检验,请举一例子并说明现象_______。
18. ZnSO4是制造锌钡白和锌盐主要原料,也可用作印染媒染剂,木材和皮革的保存剂。由菱锌矿(主要成分为,还含有少量:、、、、、PbO,、CdO和)制备流程如下:
已知:常温下,部分金属阳离子沉淀的pH如下表。
金属阳离子
开始沉淀pH
6.2
7.4
2.2
7.7
9.1
8.1
3.4
沉淀完全pH
8.2
8.9
3.2
97
11.1
10.1
4.7
(1)过滤获得的滤渣①的主要成分为SiO2、CaSO4、PbSO4、_______。
(2)加入KMnO4溶液后过滤可以得到和两种沉淀,Fe2+发生反应的离子方程式为_______,常温下,此时溶液pH仍为5,则溶液残留的微量Fe3+的浓度约为_______mol/L,根据“转化过滤”过程,推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池,则电势较高的一极为_______。
(3)脱完钙和镁之后的ZnSO4滤液中含有少量的K2SO4,ZnSO4的溶解度曲线如图。由滤液④获得的具体操作为_______,洗涤烘干。
(4)①氧化锌晶体的一种晶胞是如图甲所示的立方晶胞,其中与Zn原子距离最近的O原子数目有_______个,请在图乙中画出该晶胞沿y轴方向的平面投影图_______。
②Zn2+能形成多种配离子,已知Zn2+形成的一种配离子[Zn(NH3)2(H2O)2]2+只有一种空间结构,则[Zn(NH3)4]2+的空间结构为_______。
19. 酸性CuCl2溶液主要组成为HCl与CuCl2 (HCl与CuCl2会络合为H2CuCl4),其具有溶铜速率快、稳定、易控制及易再生等优点,常应用于印刷线路板(PCB)的刻蚀。刻蚀原理为Cu(s)+ H2CuCl4(aq)→H2CuCl3(aq)+ CuCl(s),CuCl(s)+2HCl(aq)→H2CuCl3(aq)
(1)CuCl中基态亚铜离子的价层电子轨道表示式为_______。
(2)CuCl2溶液中存在平衡: [Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-⇌CuCl (黄色)+4H2O ,下列说法不正确的是_______(填序号)。
A. 加入几滴溶液,平衡逆向移动
B. 加热溶液,溶液由蓝绿色变为黄绿色,平衡常数K增大
C. 加水稀释,c([Cu(H2O)4]2+):c(CuCl)的比值会减小
D. 加入少量固体,平衡正向移动,转化率增大
(3)盐酸的浓度会影响刻蚀速率,CuCl2浓度相同,盐酸浓度分别为1.5mol/L、2.5mol/L、3.0mol/L时,c(H2CuCl3)随时间的变化曲线如图所示,中间速率变缓慢的可能原因是_______。c(HCl)= 1.5mol/L时,在0~1.5min内,H2CuCl3的平均生成速率为_______。
(4)Cu2+能形成多种配合物。在CuCl2溶液中,存在以下氯化络合反应:
Cu2++ Cl-⇌CuCl+ K1=1.5 Cu2++ 2Cl-⇌CuCl2 K2=0.5
Cu2++ 3Cl-⇌CuCl K3=5×10-3 Cu2++ 4Cl-⇌ CuCl K4=2.5×10-5
在1.0×10-4mol/L CuCl2稀溶液中,改变溶液中Cl-起始浓度,测得铜元素的各物种分布系数δ与Cl-平衡浓度关系如图所示。
①曲线b表示微粒_______的物种分布系数。
②A点时溶液中c(Cl-)=_______。Cu2+的氯化络合转化率为_______。
(5)用电化学方法可实现酸性CuCl2刻蚀液的再生,在电解池的_______(填“阴”或“阳”)极实现CuCl转化为CuCl,电极反应式为_______。
20. 负载金属催化剂对有效提高产率、发展绿色化学技术和有机合成新方法意义重大。其参与合成化合物IX的路线如下:
(1)化合物I的分子式为_______,化合物III中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)化合物II发生水解反应生成有机产物的官能团名称为_______,根据生成新的有机产物的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂与条件
反应形成的新结构
反应类型
a
_______
_______
加成反应
b
_______
_______
氧化反应(生成有机产物)
(3)下列关于反应⑦正确的有_______(填序号)。
A. 该反应为原子利用率100%的反应
B. 反应过程中,有σ键、π键断裂和形成
C. 反应物VIII的质谱图中最大质荷比为171.5
D. 生成物IX属于极性分子,且无手性
(4)在VIII的芳香同分异构体中,其中含-COOH和-Cl结构,核磁共振氢谱图上有四组峰且峰面积之比为2:2:1:1的结构简式为_______(写一种)。
(5)设计以和为原料合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物为_______(写结构简式)。
②相关步骤涉及到卤代烃制炔烃的反应,其反应类型为_______。
③从氯苯出发,第一步反应的化学方程式为_______(注明反应条件)。
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2024——2025学年下学期广州市铁一中学高三年级2月月考
高三化学
本试卷共9页,20小题,满分100分。考试用时75分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cl-35.5
一、选择题:本大题16小题,1-10题每小题2分,11-16题每小题4分,共44分。
1. 我国在科技领域不断创新和超越,向世界展示了一张张“中国名片”。下列说法正确的是
A. 华为麒麟芯片的主体材料的晶体类型与石墨属于同种晶体
B. 首创了从二氧化碳到淀粉的合成,合成的淀粉和纤维素属于同分异构体
C. “神舟十六号”返回舱外表的陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀功能
D. “天问一号”着陆火星,探测到火星陨石中含有的和的化学性质不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.芯片的主体材料为单质硅,为共价晶体,而石墨为混合晶体,A错误;
B.同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物;淀粉和纤维素虽都写成(C6H10O5)n,但n不同分子式不同,不是同分异构体,B错误;
C.返回舱外表的陶瓷材料具有耐高温、抗腐蚀的功能,这样才能保证返回舱顺利返回,C正确;
D.和最外层电子数相同,两者的化学性质应该相同,D错误;
故选C。
2. 生产生活皆含化学。下列说法正确的是
A. 冬奥会衣服内胆使用石墨烯了,石墨烯属于有机高分子发热材料
B. 在燃煤中添加生石灰可以减缓温室效应
C. 地沟油经碱性水解制备成肥皂实现资源再利用
D. 棉纤维、麻纤维、蚕丝纤维其主要成分都是纤维素
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨烯属于碳单质,不属于有机高分子材料,A错误;
B.燃煤中加入生石灰可减少二氧化硫的排放,减少酸雨的形成,B错误;
C.“地沟油”的主要成分为油脂,油脂在碱性条件下水解称为皂化反应,用于制备肥皂实现资源再利用,C正确;
D.纤维、麻纤维的主要成分都是纤维素,蚕丝纤维的主要成分都是蛋白质,D错误;
故选C;
3. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. HClO的电子式:
B. 铝原子最高能级的电子云轮廓图:
C. H2O的空间结构为
D. 基态碳原子的轨道表示式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.HClO 的正确结构式应为 H―O―Cl,故电子式应为:,故A错误;
B.铝原子基态电子排布为 ,其最高能级电子处于 3p 轨道,3p 轨道呈哑铃形,故B正确;
C.分子的空间结构应为如图,为“V”形(键角约 104.5°),故C错误;
D.基态碳原子应按洪特规则将 2p 的两个电子分别占据两个空轨道且自旋平行,应为,故D错误;
故选B。
4. 某粗苯甲酸样品中含有少量氯化钠和泥沙。用重结晶法提纯苯甲酸的实验步骤中,下列操作未涉及的是
A.加热溶解
B.冷却结晶
C.萃取后分液
D.趁热过滤
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中加热溶解,便于分离泥沙,故A正确;
B.冷却结晶可析出苯甲酸晶体,故B正确;
C.重结晶实验中不涉及萃取、分液,故C错误;
D.苯甲酸在水中溶解度随温度降低而减小,需要趁热过滤,防止损失,故D正确;
故选:C
5. 劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
食品加工:添加维生素C做防腐剂
维生素C具有还原性
B
工厂实践:用饱和碳酸钠除去锅炉水垢
C
家务劳动:用四氯乙烯对衣物进行干洗
四氯乙烯属于烃的衍生物
D
学农活动:撒草木灰改良酸性土壤
草木灰溶液显碱性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.在食品加工时,添加维生素C做防腐剂,是由于维生素C具有还原性,能够消耗食品包装袋中的氧气,防止食物氧化变质,物质的用途与性质有关联,A不符合题意;
B.在工厂实践中,通常用饱和碳酸钠除去锅炉水垢,是由于CaSO4是微溶物质,在水中存在沉淀溶解平衡:CaSO4(s)Ca2+(aq)+(aq),当向其中加入饱和碳酸钠溶液时,溶液中Q=c(Ca2+)·c()>Ksp(CaCO3),形成CaCO3沉淀,使上述沉淀溶解平衡正向移动,最终使锅炉水垢中的CaSO4转化为更难溶的CaCO3沉淀,利用了溶度积常数,物质的用途与性质有关联,B不符合题意;
C.家务劳动时,用四氯乙烯对衣物进行干洗,是由于四氯乙烯是有机物质,能够溶解衣服上的有机物质,从而能够有效去除污渍,但这与其是否属于烃的衍生物无关,C符合题意;
D.在学农活动中向土壤中撒草木灰以改良酸性土壤,这是由于草木灰的主要成分是K2CO3,该物质是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,能够有效中和酸性土壤的酸性物质,达到中和的目的,物质的用途与性质有关联,D不符合题意;
故合理选项是C。
6. 苯酚是一种重要的化工原料,其废水对生物具有毒害作用,在排放前必须经过处理。
为回收利用含苯酚的废水,某小组设计如下方案,有关说法正确的是
A. 步骤①中,分液时从分液漏斗下口先放出废水,再放出有机溶液
B. 试剂①可用NaOH溶液或Na2CO3溶液
C. 步骤①②的操作为分液,步骤③的操作为过滤
D. 试剂②若为少量CO2,则反应为2 +CO2+H2O=2 +
【答案】B
【解析】
【分析】向含有苯酚的废水中加入有机溶剂苯,充分振荡,苯会萃取水中的苯酚,然后分液得到苯酚的苯溶液,向其中加入NaOH或Na2CO3溶液,苯酚反应变为可溶性苯酚钠进入水中而与苯分离,然后分液得到苯酚钠水溶液,向其中通入CO2气体,苯酚钠反应转化为苯酚和NaHCO3,然后根据苯酚与NaHCO3的沸点不同,采用蒸馏方法分离得到苯酚。
【详解】A.在步骤①中,由于水的密度比苯大,二者互不相溶,因此水层在下层,苯层在上层,分液时应先从分液漏斗下口放出下层的废水层,然后关闭分液漏斗的活塞,从上口将有机苯溶液倒出,A错误;
B.苯酚能与氢氧化钠或碳酸钠反应生成苯酚钠,所以试剂①可用NaOH溶液或Na2CO3溶液,B正确;
C.步骤①②都是分离两层互不相溶的液体,因此分离的操作都为分液,而步骤③是分离苯酚与NaHCO3溶液,其分离的操作方法也为分液,C错误;
D.苯酚钠溶液中通入少量二氧化碳,反应生成苯酚和碳酸氢钠,反应的离子方程式为:+CO2+H2O=↓+,D错误;
故合理选项是B。
7. 部分含C或含N物质的分类与相应化合价关系如图所示。推断不合理的是
A. 存在a→b→c的转化
B. c一定是酸性氧化物
C. d、f中心原子均为sp2杂化
D. c、e可能有两种或两种以上化学式
【答案】B
【解析】
【分析】若为C,则a为C单质,b为CO,c为CO2,d为碳酸,e为碳酸钠或碳酸氢钠;若为N,则a为N2,b为NO,c为NO2或N2O4, f为HNO3,据此分析;
【详解】A.对于N元素,N2在放电条件下与O2反应可生成NO,NO与O2再反应可生成NO2;对于C元素,O2不充足时转化为CO,CO再与O2反应生成CO2,都存在a→b→c的转化,A正确;
B.若c是CO2,则是酸性氧化物,若c为NO2,则不是酸性氧化物,B错误;
C.C元素有+4价的含氧酸,N元素有+5价的含氧酸,则d、f分别为H2CO3和HNO3,其中心原子的价层电子对数均为3,中心原子采用杂化,C正确;
D.对于N元素,c可能为NO2、N2O4,对于C元素,e可能为Na2CO3或NaHCO3,D正确;
故选B。
8. 下列实验方案能达到实验目的的是
A. 甲可制取无水 B. 乙可验证金属性:
C. 丙可验证非金属性: D. 丁可探究压强对平衡的影响
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲中镁离子水解,得到的最终产物为氢氧化镁,A错误;
B.该装置构成原电池,若铁钉两端溶液变红,没有蓝色沉淀生成,说明铁钉没有被腐蚀,说明锌为负极,铁为正极,金属性:,B正确;
C.丙中通过溴化钠溶液后得到的混合气中有Cl2和Br2,Cl2也能将硫化钠氧化为硫,不能证明非金属性Br>S,C错误;
D.氢气与碘蒸气反应前后气体分子数不变,压强对平衡无影响,故不能探究压强对平衡移动的影响,D错误;
故选B
9. 设代表阿伏加德罗常数的数值,下列说法正确的是
A. 标准状况下,2.24L乙醇含非极性键数为
B. 1L 1mol/L的溶液中含有的数目为
C. 常温下,2g中所含中子数目为
D. 标准状况下,22.4L NO与足量充分反应,所得混合气中分子数为
【答案】C
【解析】
【详解】A.标准状况下,2.24L乙醇为液态,其物质的量不是0.1mol,故含非极性键数也不是,A错误;
B.会发生水解,数目无法计算,B错误;
C.常温下,2g物质的量为:,所含中子数目为,C正确;
D.标准状况下, NO与充分反应得到,会部分转化为N2O4,无法计算的分子数,D错误;
故选C。
10. 化学可以提高人们的生活质量。下列相关方程式正确的是
A. 管道疏通剂(苛性钠、铝粉):
B. 少量通入到氧化锌悬浊液:
C. 足量通入到氨水中:
D. 少量硫化氢气体通入到硫酸亚铁溶液:
【答案】A
【解析】
【详解】A.管道疏通剂中的苛性钠(NaOH)与铝粉发生反应,铝在碱性条件下被氧化,生成偏铝酸盐和氢气,离子方程式,A正确;
B.少量SO2通入到氧化锌悬浊液中,应生成亚硫酸锌沉淀,正确的式子为,B错误;
C.足量SO2通入到氨水中生成亚硫酸氢铵,,C错误;
D.因为FeS可与H+反应,所以少量硫化氢气体通入到硫酸亚铁溶液中不发生反应,D错误;
故选A。
11. 中国科学院武汉物理与数学研究所在甲烷和一氧化碳催化转化制备有机物X的反应机理(如图)研究方面取得重要进展。下列说法错误的是
A. 有机物X可用作厨房中的调味剂
B. 中间体和中C的化合价不同
C. 反应②过程中存在键的断裂
D. 过程⑤的反应为
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,两条反应途径最终所获得的物质均为乙酸,结合题干“甲烷和一氧化碳催化转化制备有机物X”,所以有机物X为乙酸,可用作厨房中的调味剂,故A正确;
B.由于氧的电负性很强,电负性O>C>Zn,所以甲基碳原子直接连Zn和直接连O,最终碳元素的化合价不同,故B正确;
C.二氧化碳的结构式为O=C=O,由图示可知,反应②中二氧化碳分子中的一个碳氧双键转变成碳氧单键,所以过程中存在键的断裂,故C正确;
D.选项中化学方程式左右两边氢原子个数不守恒,过程⑤的反应为+2e-+3H+=+H2O,故D错误;
故答案为:D。
12. 能形成结构式如图所示的离子。所含的4种元素位于主族,在每个短周期均有分布,和同族,和同周期。的轨道有2个未成对电子,下列说法正确的是
A. 元素电负性: B. 原子半径:
C. 最简单氢化物沸点: D. 和中的杂化轨道类型相同
【答案】D
【解析】
【分析】W的3p轨道有2个未成对电子,即W为Si或S,图中W可形成6个键,即W为S,和同族,且Y可形成2个化学键,即Y为O,X和Y同周期,且X可形成4个键,即X为C,Z能形成1个化学键,且在每个短周期均有分布,因此Z在第一周期,Z为H。
【详解】A.同周期元素从左往右电负性逐渐增大,同族元素从上到下,电负性逐渐减小,即电负性:Y(O)>W(S)>Z(H),故A错误;
B.电子层数越大原子半径越大,电子层数相同时,核电荷数越大原子半径越小,即原子半径: W(S)>X(C)>Y(O)>Z(H),故B错误;
C.由于H2O可形成分子间氢键,导致其沸点较大,即最简单氢化物沸点: Y(O)>W(S)>X(C),故C错误;
D.(SO2)的价层电子对数为,即S为sp2杂化,(SO3)的价层电子对数为,即S为sp2杂化,故D正确;
故选D。
13. 下列实验目的对应的实验操作和现象正确的是
实验目的
实验操作和现象
A
验证菠菜中含有铁元素
将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤,向滤液中加入少量稀硝酸后,再加几滴KSCN溶液,溶液变红
B
验证铜与浓硫酸共热反应生成CuSO4
向反应后的溶液中加入水,观察溶液为蓝色
C
测定中和反应热
用0.1mol/L的NaOH溶液滴定25ml盐酸溶液,用温度传感器采集锥形瓶内的温度变化
D
检验碘仿CHI3中含有碘元素
取少量碘仿于试管中,用稀HNO3酸化,加入AgNO3溶液,有黄色沉淀生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.菠菜中含亚铁离子,将新鲜菠菜剪碎、研磨、溶解、过滤,向滤液中加入少量稀硝酸,将菠菜中的Fe2+氧化为Fe3+,再加几滴KSCN溶液,溶液变红,即生成,说明溶液中含有Fe3+,可以验证菠菜中含有铁元素,A正确;
B.浓硫酸具有吸水性,Cu与浓硫酸反应会生成白色的CuSO4,只有少量的CuSO4溶于溶液中,反应后的溶液中含有未反应的硫酸,检验有CuSO4生成时,应将反应后的溶液缓慢加入水中,否则会有危险,B错误;
C.酸碱中和反应是放热反应,但用0.1mol/L的NaOH溶液滴定25ml盐酸溶液,用温度传感器采集锥形瓶内的温度变化,此操作没有保温装置,热损失较大,导致测定的中和反应热误差较大,C错误;
D.CHI3不与稀HNO3反应生成I-,则不能用稀HNO3和AgNO3溶液检验碘仿CHI3中含有碘元素,D错误;
故选A。
14. 二氧化氯(ClO2)是一种黄绿色气体,可用作无毒的绿色消毒剂。二氧化氯的制备以及由二氧化氯制备一种重要的含氯消毒剂——亚氯酸钠(NaClO2)的工艺流程如图:
已知:①NaClO2的溶解度随温度升高而增大,适当条件下可结晶析出NaClO2.3H2O;
②纯ClO2易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下以保证安全。
下列说法正确的是
A. 工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气)用的是阴离子交换膜
B. “ClO2发生器”中鼓入空气的作用是将NaClO3氧化成ClO2
C. 上述工艺流程中,理论制备的NaClO2.3H2O与获取的H2物质的量之比为1:3
D. 对NaClO2.3H2O晶体进行提纯可采取溶解、蒸发结晶、过滤、洗涤操作
【答案】C
【解析】
【分析】电解法生产亚氯酸钠的工艺流程:无隔膜电解槽电解饱和氯化钠溶液:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,得到氯酸钠溶液,氯酸钠(NaClO3)在酸性条件下被二氧化硫还原成二氧化氯,发生反应2NaClO3+SO2=Na2SO4+2ClO2,ClO2在二氧化硫和空气混合气体中不易分解爆炸,通入空气的目的是稀释ClO2,防止ClO2爆炸,吸收塔中加入氢氧化钠、过氧化氢发生反应生成NaClO2,经过滤、结晶得到NaClO2·3H2O,以此分析解答。
【详解】A.工业上的氯碱工业(制备烧碱和氯气),为防止生成的氯气与OH-接触反应,应用阳离子交换膜,A错误;
B.由已知②可知,纯二氧化氯易分解爆炸,一般用稀有气体或空气稀释到10%以下安全,则发生器中鼓入空气的作用应是稀释二氧化氯以防止爆炸,B错误;
C.根据电解反应:NaCl+3H2ONaClO3+3H2↑,和氯原子守恒,可知理论制备的NaClO2.3H2O与获取的H2物质的量之比为1:3,C正确;
D.粗晶体经过重结晶可得到纯度更高的晶体,则要得到更纯的NaClO2·3H2O晶体必须进行的操作是重结晶,D错误;
故选C。
15. 一种捕获并资源化利用CO2的方法是将CO2催化加氢合成CH3OCH3,其过程中主要发生如下反应:
I:2CO2(g)+6H2(g)⇌CH3OCH3(g)+3H2O(g)
II:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g) ΔH=+41.2kJ•mol-1
向恒压密闭容器中充入1molCO2和3molH2,CO2的平衡转化率和平衡时CH3OCH3的选择性随温度的变化如图所示
[CH3OCH3的选择性=×100%]。下列说法正确的是
A. 210℃时以反应II为主,300℃时,以反应I为主
B. 由图可知,反应I的反应物键能之和大于生成物的键能之和
C. 反应状态达A点时,容器中n(CH3OCH3)为mol
D. 在反应时间和温度不变的情况下,要提高CH3OCH3选择性,可增大反应体系压强或使用对反应I催化活性更高的催化剂
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知,210℃时CH3OCH3选择性较高,此时以反应I为主;300℃时CH3OCH3选择性较低,CO2平衡转化率也降低,此时以反应II为主,A错误;
B.从图中随温度升高CH3OCH3选择性降低,CO2平衡转化率降低,可知反应I是放热反应(ΔH<0),所以反应物键能之和小于生成物键能之和,B错误;
C.反应状态达A点时,CO2的平衡转化率为25%,充入1molCO2,反应的CO2为0.25mol,CH3OCH3的选择性为25%,根据CH3OCH3的选择性公式,,C错误;
D.反应I是气体分子数减小的反应,增大反应体系压强,平衡正向移动,CH3OCH3选择性提高;使用对反应I催化活性更高的催化剂,可加快反应I的速率,使反应I在竞争中更占优势,从而提高CH3OCH3选择性,D正确;
故选D。
16. 磷酸铁锂电池在充放电过程中表现出了良好的循环稳定性,具有较长的使用寿命,放电时的反应为:。图1为某磷酸铁锂电池的切面,图2为LiFePO4晶胞充放电时Li+脱出和嵌入的示意图。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构。下列说法错误的是
A. 放电时,负极反应:
B. (a)过程中1mol晶胞转移的电子数为
C. (b)代表放电过程,Li+脱离石墨,经电解质嵌入正极
D. 充电时的阳极反应:
【答案】AB
【解析】
【分析】从总反应分析, LixC6变为C和Li+为氧化反应,该极为原电池的负极,而Li1-xFePO4变为LiFePO4发生还原反应,它为原电池的正极。
【详解】A.由上分析,放电的负极为,A项错误;
B.a过程由于Fe2+化合价升高为Fe3+,为了平衡电荷Li+脱嵌减少。从图看晶胞中减少了棱上1个和面心的一个Li+总共减少,所以1mol晶体中转移NA电子,B项错误;
C.放电时,该材料在正极发生还原反应,即Fe由+2变为+3为b过程,Li+嵌入正极,C项正确;
D.充电时的总反应为6C+LiFePO4=LixC6+Li1-xFePO4,阳极发生氧化反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+,D项正确;
故选AB。
二、非选择题:本大题4小题,每小题14分,共56分。
17. 苯酚能与Fe3+形成[Fe(C6H5O)6]3-的紫色配合物,该过程属于可逆反应。某小组同学探究铁离子与苯酚的反应。
(1)配制苯酚溶液,需要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、_______。
(2)探究铁盐种类和pH对苯酚与Fe3+显色反应的影响。查阅资料:
i.Na+对苯酚与Fe3+的显色反应无影响;
ii.小组同学得出猜想H+对与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因是_______。
iii.[Fe(C6H5O)6]3-对特定波长光的吸收程度(用吸光度A表示)与[Fe(C6H5O)6]3-浓度在一定范围内成正比。
提出猜想:猜想1:Cl-对苯酚与Fe3+的显色反应有影响
猜想2:对苯酚与Fe3+的显色反应有影响
进行实验:常温下,用盐酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的0.1mol/L FeCl3溶液(a>b);用硫酸调节pH,配制得到pH分别为a和b的0.05mol/L Fe2(SO4)3溶液。取4支试管各加入5ml 0.1mol/L苯酚溶液,按实验1~4分别再加入0.1mL含Fe3+的试剂,显色10min后用紫外-可见分光光度计测定该溶液的吸光度(本实验条件下,pH改变对Fe3+水解程度的影响可忽略)。
序号
含Fe3+的试剂
吸光度
0.1mol/L FeCl3溶液
0.05mol/L Fe2(SO4)3溶液
1
pH=a
/
A1
2
pH=b
/
A2
3
/
pH=a
A3
4
/
pH=b
A4
结果讨论:实验结果为
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想“H+对与苯酚的显色反应有抑制作用”成立的理由是_______。
②为进一步验证猜想,小组同学设计了实验5和6,补充下表中试剂M为_______。
序号
含的试剂
再加入的试剂
吸光度
溶液
溶液
5
/
NaCl固体
A5
6
/
试剂M
A6
③根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想1不成立,猜想2成立,且对苯酚与的显色反应起抑制作用,得出此结论的实验依据是:_______。
(3)通过以上实验结论分析:与苯酚相比,对羟基苯甲酸与FeCl3溶液发生显色反应_______。 (填“更容易”或“更难”)
(4)实验室中常用某些配合物的性质进行物质的检验,请举一例子并说明现象_______。
【答案】(1)100mL容量瓶 、胶头滴管
(2) ①. 铁离子与苯酚的显色时,存在反应Fe3++6C6H5OH⇌[Fe(C6H5O)6]3−+6H+,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3−的浓度减小,溶液颜色变浅 ②. 氯离子或硫酸根对苯酚与铁离子的显色反应也有影响 ③. 硫酸钠 ④. A3=A5
(3)更难 (4)Fe3+的检验:在溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液变为红色
【解析】
【分析】苯酚能与Fe3+形成[Fe(C6H5O)6]3-的紫色配合物,该过程属于可逆反应,某小组同学探究铁离子与苯酚的反应,铁离子与苯酚的显色时,存在反应Fe3++6C6H5OH [Fe(C6H5O)6]3−+6H+,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3−的浓度减小,溶液颜色变浅,为进一步验证氯离子或硫酸根对苯酚与铁离子显色反应也有影响,实验5和实验6中改变氯离子或硫酸根的浓度,据此解答。
【小问1详解】
配制苯酚溶液,需要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、100mL容量瓶 、胶头滴管;
【小问2详解】
小组同学得出猜想H+对与苯酚的显色反应有抑制作用,从化学平衡角度解释其原因是:铁离子与苯酚的显色时,存在反应Fe3++6C6H5OH [Fe(C6H5O)6]3−+6H+,氢离子浓度增大,平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3−的浓度减小,溶液颜色变浅;
①根据实验结果,小组同学认为此结果不足以证明猜想“H+对与苯酚的显色反应有抑制作用”成立的理由是:氯离子或硫酸根对苯酚与铁离子的显色反应也有影响;
②为进一步验证氯离子或硫酸根对苯酚与铁离子显色反应也有影响,实验5和实验6中改变氯离子或硫酸根的浓度,由表格可知,溶液总体积不变的情况下,实验5加入氯化钠固体改变氯离子的浓度,实验6需要改变硫酸根的浓度,则试剂M为硫酸钠;
③根据实验1~6的结果,小组同学得出猜想1不成立,猜想2成立,且对苯酚与的显色反应起抑制作用,即说明氯离子对苯酚与铁离子的显色反应没有影响,得出此结论的实验依据是:A5= A3;
【小问3详解】
H+对与苯酚的显色反应有抑制作用,对羟基苯甲酸中-COOH的电离导致溶液中c(H+)增大,抑制酚羟基的电离,所以与苯酚相比,对羟基苯甲酸与FeCl3溶液发生显色反应更难;
【小问4详解】
实验室中常用某些配合物的性质进行物质的检验,如与SCN-形成配合物,可用于的检验:在溶液中加入几滴KSCN溶液,溶液变为红色。
18. ZnSO4是制造锌钡白和锌盐的主要原料,也可用作印染媒染剂,木材和皮革的保存剂。由菱锌矿(主要成分为,还含有少量:、、、、、PbO,、CdO和)制备流程如下:
已知:常温下,部分金属阳离子沉淀的pH如下表。
金属阳离子
开始沉淀pH
6.2
7.4
2.2
7.7
9.1
8.1
3.4
沉淀完全pH
8.2
8.9
3.2
9.7
11.1
10.1
4.7
(1)过滤获得的滤渣①的主要成分为SiO2、CaSO4、PbSO4、_______。
(2)加入KMnO4溶液后过滤可以得到和两种沉淀,Fe2+发生反应的离子方程式为_______,常温下,此时溶液pH仍为5,则溶液残留的微量Fe3+的浓度约为_______mol/L,根据“转化过滤”过程,推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池,则电势较高的一极为_______。
(3)脱完钙和镁之后的ZnSO4滤液中含有少量的K2SO4,ZnSO4的溶解度曲线如图。由滤液④获得的具体操作为_______,洗涤烘干。
(4)①氧化锌晶体的一种晶胞是如图甲所示的立方晶胞,其中与Zn原子距离最近的O原子数目有_______个,请在图乙中画出该晶胞沿y轴方向的平面投影图_______。
②Zn2+能形成多种配离子,已知Zn2+形成的一种配离子[Zn(NH3)2(H2O)2]2+只有一种空间结构,则[Zn(NH3)4]2+的空间结构为_______。
【答案】(1)
(2) ①. ②. ③. Cd电极
(3)加热浓缩至330K(或以上,370K都对),直到析出大量晶体后,趁热过滤
(4) ①. 4 ②. ③. 正四面体
【解析】
【分析】菱锌矿主要成分为,还含有少量、、、、、PbO、、CdO和,焙烧后用硫酸“浸取”,加Zn(OH)2调pH=5,过滤出、、、和,滤液①加高锰酸钾把氧化为,高锰酸根离子被还原为,过滤可以得到和沉淀,滤液②加Zn粉置换出Cd,过滤,滤液③加HF生成MgF2、CaF2除钙镁,过滤,滤液④加热浓缩至330K(或以上,370K都对),直到析出大量晶体后,趁热过滤,洗涤、干燥得。
【小问1详解】
根据部分金属阳离子沉淀的pH表,加硫酸浸取后再调节pH=5,生成氢氧化铝、氢氧化铁沉淀,过滤获得的滤渣①的主要成分为、、、和;
【小问2详解】
加入溶液后过滤可以得到和两种沉淀,被高锰酸钾氧化为,高锰酸根离子被还原为,发生反应的离子方程式为;常温下,完全沉淀的pH为3.2,;此时溶液pH仍为5,则溶液残留的微量的浓度约为mol/L,根据“转化过滤”过程,加Zn粉置换出Cd,可知Zn的还原性大于Cd,推测若Zn、稀硫酸、Cd形成原电池,Cd是正极,则电势较高的一极为Cd电极;
【小问3详解】
根据的溶解度曲线。由滤液④获得的具体操作为:加热浓缩至330K(或以上,370K都对),直到析出大量晶体后,趁热过滤,再洗涤并干燥;
【小问4详解】
①由晶胞结构可知,位于体内的氧原子与4个锌原子的距离最近,由化学式可知,与锌原子距离最近的氧原子个数为4;该晶胞沿y轴方向的平面投影图中,位于顶点和面心的锌原子投影到正方形的顶点、面心和棱上,位于体内的氧原子投影到对角线上,投影图为;②由配离子只有一种空间结构可知,四氨合锌离子为正四面体结构,不是平面结构,故答案为:正四面体。
19. 酸性CuCl2溶液主要组成为HCl与CuCl2 (HCl与CuCl2会络合为H2CuCl4),其具有溶铜速率快、稳定、易控制及易再生等优点,常应用于印刷线路板(PCB)的刻蚀。刻蚀原理为Cu(s)+ H2CuCl4(aq)→H2CuCl3(aq)+ CuCl(s),CuCl(s)+2HCl(aq)→H2CuCl3(aq)
(1)CuCl中基态亚铜离子的价层电子轨道表示式为_______。
(2)CuCl2溶液中存在平衡: [Cu(H2O)4]2+(蓝色)+4Cl-⇌CuCl (黄色)+4H2O ,下列说法不正确的是_______(填序号)。
A. 加入几滴溶液,平衡逆向移动
B. 加热溶液,溶液由蓝绿色变为黄绿色,平衡常数K增大
C. 加水稀释,c([Cu(H2O)4]2+):c(CuCl)的比值会减小
D. 加入少量固体,平衡正向移动,转化率增大
(3)盐酸的浓度会影响刻蚀速率,CuCl2浓度相同,盐酸浓度分别为1.5mol/L、2.5mol/L、3.0mol/L时,c(H2CuCl3)随时间的变化曲线如图所示,中间速率变缓慢的可能原因是_______。c(HCl)= 1.5mol/L时,在0~1.5min内,H2CuCl3的平均生成速率为_______。
(4)Cu2+能形成多种配合物。在CuCl2溶液中,存在以下氯化络合反应:
Cu2++ Cl-⇌CuCl+ K1=1.5 Cu2++ 2Cl-⇌CuCl2 K2=0.5
Cu2++ 3Cl-⇌CuCl K3=5×10-3 Cu2++ 4Cl-⇌ CuCl K4=2.5×10-5
在1.0×10-4mol/L CuCl2稀溶液中,改变溶液中Cl-起始浓度,测得铜元素的各物种分布系数δ与Cl-平衡浓度关系如图所示。
①曲线b表示微粒_______的物种分布系数。
②A点时溶液中c(Cl-)=_______。Cu2+的氯化络合转化率为_______。
(5)用电化学方法可实现酸性CuCl2刻蚀液的再生,在电解池的_______(填“阴”或“阳”)极实现CuCl转化为CuCl,电极反应式为_______。
【答案】(1) (2)CD
(3) ①. 反应生成的固体CuCl覆盖了铜,阻碍反应进行,生成H2CuCl3的速率较慢 ②. 0.2mol·L-1·min-1
(4) ①. CuCl+ ②. ③.
(5) ①. 阳 ②. CuCl-e-+ Cl-= CuCl
【解析】
【小问1详解】
CuCl中基态亚铜离子的价层电子排布式为3d10,其轨道表示式为;
【小问2详解】
A.加入几滴溶液,Ag+与Cl-反应生成AgCl沉淀,使c(Cl-)减小,平衡逆向移动,A正确;
B.反应为吸热反应,加热溶液,平衡正向移动,溶液由蓝色变为黄绿色,平衡常数K增大,B正确;
C.加水稀释,c(Cl-)减小,,故增大,C不正确;
D.加入少量氯化钠固体,氯离子浓度增大,平衡正向移动,但氯离子本身的转化率减小,D不正确;
故选CD;
【小问3详解】
由刻蚀原理,铜会和H2CuCl4(aq)反应生成氯化亚铜沉淀,反应生成的固体CuCl覆盖了铜,阻碍反应进行,导致生成H2CuCl3的速率较慢;因HCl的浓度越低,平衡时H2CuCl3的浓度越低, 图中相同时间内最低的曲线为c(HCl)= 1.5mol/L时曲线,由曲线可知,c(HCl)= 1.5mol/L时,在0~1.5min内,H2CuCl3的浓度为0.3mol/L,平均生成速率为;
【小问4详解】
①曲线b表示微粒的物种分布系数先增大后减小,因开始时发生反应,分布系数增大,后随着的反应进行,分布系数减小,故曲线b表示微粒的物种分布系数;
②由图可知,A点时和物质种分布系数几乎为0,可以忽略不计,主要含铜微粒为Cu2+、和CuCl2;ab曲线相交,则,根据反应:可知,,;设、,据反应,,,,由铜元素守恒,,则4.5y+4.5y+y≈1.0×10-4mol/L,得y≈1.0×10-5mol/L;则Cu2+的氯化络合转化率为;
【小问5详解】
用电化学方法可实现酸性刻蚀液的再生,电解池中阳极失电子发生氧化反应,故在电解池的阳极实现CuCl转化为CuCl,电极反应式为CuCl-e-+ Cl-= CuCl。
20. 负载金属催化剂对有效提高产率、发展绿色化学技术和有机合成新方法意义重大。其参与合成化合物IX的路线如下:
(1)化合物I的分子式为_______,化合物III中碳原子的杂化轨道类型为_______。
(2)化合物II发生水解反应生成有机产物的官能团名称为_______,根据生成新的有机产物的结构特征,分析预测其可能的化学性质,完成下表。
序号
反应试剂与条件
反应形成的新结构
反应类型
a
_______
_______
加成反应
b
_______
_______
氧化反应(生成有机产物)
(3)下列关于反应⑦正确的有_______(填序号)。
A. 该反应为原子利用率100%的反应
B. 反应过程中,有σ键、π键的断裂和形成
C. 反应物VIII的质谱图中最大质荷比为171.5
D. 生成物IX属于极性分子,且无手性
(4)在VIII的芳香同分异构体中,其中含-COOH和-Cl结构,核磁共振氢谱图上有四组峰且峰面积之比为2:2:1:1的结构简式为_______(写一种)。
(5)设计以和为原料合成。基于你设计的合成路线,回答下列问题:
①最后一步反应中,有机反应物_______(写结构简式)。
②相关步骤涉及到卤代烃制炔烃的反应,其反应类型为_______。
③从氯苯出发,第一步反应的化学方程式为_______(注明反应条件)。
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 羟基 ②. ,Ni,△ ③. ④. ,Cu或Ag,△或酸性溶液或酸性溶液 ⑤. A1>A6、 (3)CD
(4)或或 (5) ①. 和 ②. 消去反应 ③.
【解析】
【分析】发生取代反应生成,与发生反应生成,在、DMF加热条件下发生消去反应生成,和NaN3反应生成;发生硝化反应生成,发生取代反应生成;和生成,据此分析;
【小问1详解】
化合物I()的分子式为,化合物III()中苯环上碳原子的杂化轨道类型为,碳碳双键上碳原子的杂化轨道类型为,故碳原子的杂化轨道类型为;
小问2详解】
化合物Ⅱ()发生水解反应,卤素位置即羟基位置,故生成,含有官能团名称为羟基;
a、含有苯环,在Ni作催化剂存在,加热的条件下与氢气发生加成反应,生成;
b、含有羟基,在铜或银作催化剂,加热的条件下发生催化氧化生成苯甲醛;含有羟基,酸性溶液或酸性溶液能把氧化为;
【小问3详解】
A. 反应⑦:和生成,有Ⅸ和氯化钠生成,所以该反应为原子利用率小于100%,故A错误;
B. 反应过程中,有δ键的断裂和形成,没有π键的断裂和形成,故B错误;
C. 反应物Ⅷ()的分子式为C7H6NO2Cl,相对分子质量为171.5,质谱图中最大质荷比为171.5,故C正确;
D. 生成物Ⅸ()属于极性分子,无手性碳原子,故D正确;
选CD;
【小问4详解】
在Ⅷ的芳香同分异构体中,含和,可能有1个取代基,有1种结构;可能有2个取代基-NHCOOH、或、-NHCl,有6种结构;可能有3个取代基、、-NH2,有10种结构,符合条件的结构有17种。核磁共振氢谱图上有四组峰且峰面积之比为的结构简式为或或;
【小问5详解】
①根据以上分析,和反应生成,所以最后一步的反应物是和
②相关步骤涉及到卤代烃制炔烃的反应是发生消去反应生成,其反应类型为消去反应。
③从氯苯出发,第一步反应为发生硝化反应生成,化学方程式为;
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