内容正文:
宣威六中9月份高二化学质量检测题
时间:75分钟,总分:100分
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 Br-80
注意:请将所有题目的答案填涂到答题卡上,填在试卷上无效!
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,每小题只有一项符合题目要求)。
1. 化学与科技、社会、生产和生活密切相关,下列有关说法错误的是
A. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于快速镇痛
B. 用聚乳酸塑料代替传统塑料可以减少白色污染
C. 蚕丝和棉花组成元素相同,且一定条件下均能发生水解
D. 聚四氟乙烯化学性质稳定,通常可以用作不粘锅的涂层材料
2. 下列相关化学用语不正确的是
A. 2-甲基丁烷的键线式:
B. 乙醇的结构式:
C. 顺-2-丁烯的球棍模型:
D. 乙酸的分子式为:
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2L氯仿(CHCl3)中含有C-Cl键的数目为1.5NA
B. 室温下,42g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为
C. 标准状况下,中含有C-H键的数目为4
D. 苯中含有的碳碳双键数目为0.3
4. 下列有机反应中,不属于取代反应的是
A.
B. 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
C. ClCH2CH=CH2+NaOHHOCH2CH=CH2+HCl
D.
5. 下列实验装置能达到目的的是
A.实验室制备乙酸乙酯
B.检验1-溴丙烷的消去产物
C.证明苯和溴发生取代反应
D.验证乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
6. 下列有机反应方程式书写正确的是
A. 乙烯与溴水反应:CH2=CH2+Br2CH3CHBr2
B. 乙醇的催化氧化:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
C. 苯的硝化反应+HNO3+H2O
D. 乙酸与乙醇发生酯化反应:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3
7. 莽草酸可作抗病毒、抗癌药物中间体,天然存在于木兰科植物八角等的干燥成熟果实中,其结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法正确的是
A. 分子式为
B. 在水溶液中,羧基不能电离出
C. 1mol该有机物能与3molNa发生反应
D. 该有机物能发生加成反应、氧化反应和酯化反应
8. 下列有机物的命名正确的是
A. 2,2-二甲基-3-丁炔:
B. 3-乙基-1-丁烯:
C. 1,2-二甲苯:
D. 2,2,3-三甲基戊烷:
9. 有机化合物性质因结构而多样,下列说法正确的是
A. 环戊烯()分子的核磁共振氢谱有3组峰
B. 乙烯和1,3-丁二烯互为同系物,化学性质相似
C. 甲苯能发生加成反应,但不能发生取代反应
D. 丙酮和环氧丙烷()互为同分异构体,化学性质相同
10. 欲除去下列物质中混有的少量杂质(括号内物质为杂质),能达到目的的是
A. 乙醇(水):加入生石灰,蒸馏
B. 溴乙烷(乙醇):通入溴化氢,分液
C. 乙醇(醋酸):加入NaOH溶液,过滤
D. 乙烷(乙烯):通过酸性高锰酸钾溶液,洗气
11. 下列关系正确的是
A. 沸点:戊烷>2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>丙烷
B. 密度:CCl4>H2O>苯
C. 同质量的物质燃烧耗O2量:丙炔>乙烷>甲烷
D. 同物质的量物质燃烧耗O2量:己烷>苯甲酸(C7H6O2)>苯
12. 以苯为基本原料可制备X、Y、Z、W等物质,下列有关说法中正确的是
A. 反应①是苯与溴水的取代反应 B. 可用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和W
C. X、苯、Y分子中所有原子均共平面 D. 可用溶液检验Z中的
13. 已知:,如果要合成,所用的起始原料可以是
A. 2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 B. 1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D. 2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙烯
14. 下列化学反应的产物中,存在同分异构体的是
①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解
②乙烷在催化剂作用下与Cl2发生取代反应
③2-氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热反应
④2-丁烯与氯化氢发生加成反应
⑤甲苯与液溴在催化剂的作用下反应
A. ①②③ B. ①②⑤ C. ②③④ D. ②③⑤
二、非选择题:(本题共4小题,共58分)。
15. 废旧锂离子电池的回收利用意义重大,其正极废料的主要成分是、铝、炭黑及其他微量杂质,回收利用的流程如下:
(1)“碱浸”步骤中铝溶解的离子方程式为________,“废渣1”的主要成分是_______。
(2)已知Li在化合物中显价,中Co的化合价为_____,“酸浸”步骤中固体溶解的化学方程式为_______,反应中的作用为_______。
(3)“酸浸”后的溶液中含有少量、、,滤渣2的主要成分是______。
(4)沉钴过程发生的反应属于______(填反应类型)。
(5)“母液”中的溶质成分是_______,生成固体的离子方程式为________。
16. 对溴甲苯()是一种有机合成原料,广泛应用于医药合成。实验室以甲苯和溴为原料,制备对溴甲苯并证明其反应类型,装置如图所示。
甲苯
溴
对溴甲苯
沸点/℃
110
59
184
水溶性
难溶
微溶
难溶
回答下列问题:
(1)装置甲中盛放铁粉的仪器名称为___________,装置甲中仪器A的导气管的作用是___________。
(2)装置甲中生成对溴甲苯的化学方程式为___________。
(3)装置乙中所盛放试剂的作用是___________。
(4)取装置甲中反应后的混合物,经过下列操作可获得纯净的对溴甲苯:
步骤1:水洗,分液;
步骤2:用NaOH稀溶液洗涤,分液;
步骤3:水洗,分液;
步骤4:加入无水CaCl2粉末干燥,过滤;
步骤5:通过(实验操作),分离对溴甲苯和甲苯。
请根据上述实验回答下列问题:
步骤1→步骤3需要用到实验仪器——分液漏斗,分液时需要先___________,再打开分液漏斗下方活塞放液;步骤5的实验操作名称是___________。
(5)关于该实验,下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 溴有很强的挥发性,所以用溴水代替液溴制取产品的产率更高
B. 装置丙中的导管应插入溶液中,使气体反应充分
C. 装置丙中有淡黄色沉淀生成时,说明该反应为取代反应
D. 装置丁中放NaOH稀溶液,能吸收HBr防止污染环境,同时还能防倒吸
(6)本实验用11.50g甲苯和足量的溴反应,反应过程中甲苯的利用率是80%,提纯粗对溴甲苯的过程中,对溴甲苯的损失率为4%,可获得___________g对溴甲苯。(计算结果保留2位小数)
17. 、、丙烯(CH3CH=CH2)等都是重要的化工原料。
(1)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中的含量,有效地开发利用,工业上可以用来生产甲醇燃料。在体积为2L的密闭容器中,充入1mol和3mol,一定条件下发生反应:。经测得和的物质的量随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,的平均反应速率_______。
②达到平衡时,的浓度为_______。
③达到平衡时,的体积分数为_______。
(2)工业上也可以用和为原料制备,反应方程式为:,在一体积固定的密闭容器中投入一定量的和进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A. 反应中与的物质的量之比为1:1
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内每消耗1mol,同时生成1mol
D. 的质量分数在混合气体中保持不变
(3)丙烷无氧条件下催化脱氢制丙烯,其原理为,反应历程如图所示。
该脱氢过程为_______(填“放热反应”或“吸热反应”)。
(4)某丙烯燃料电池工作原理如图所示,电解质溶液为NaOH溶液。
①电极a的电极反应式为_______。
②当外电路中转移3 mol电子时,理论上电解质溶液中减少的OH-的物质的量为_______mol。
18. 有机物A的产量用来衡量一个国家石油化工的发展水平,以A为原料合成香料G的流程如下:
请回答下列问题。
(1)A的名称为_______;C的官能团名称为_______。
(2)G的结构简式为_______。
(3)写出反应⑥的化学反应方程式_______。
(4)的反应类型为_______,H_______(填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(5)关于F的说法正确的是_______ 。
①F和乙醇互为同系物
②1mol F与足量金属钠反应可产生11.2L气体(标准状况下)
③F可以与水任意比互溶
④F与乙二酸反应可能生成环状有机物
⑤相同物质的量的A和F充分燃烧后,耗氧量相同
(6)有机物I(分子式为C5H10O2)与D互为同系物,则I可能结构有_______种。
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宣威六中9月份高二化学质量检测题
时间:75分钟,总分:100分
可能用到的相对原子量:H-1 C-12 Br-80
注意:请将所有题目的答案填涂到答题卡上,填在试卷上无效!
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,每小题只有一项符合题目要求)。
1. 化学与科技、社会、生产和生活密切相关,下列有关说法错误的是
A. 液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可用于快速镇痛
B. 用聚乳酸塑料代替传统塑料可以减少白色污染
C. 蚕丝和棉花组成元素相同,且一定条件下均能发生水解
D. 聚四氟乙烯化学性质稳定,通常可以用作不粘锅的涂层材料
【答案】C
【解析】
【详解】A.液态氯乙烷汽化时大量吸热事患处降温,具有冷冻麻醉作用,可用于快速镇痛,A正确;
B.聚乳酸塑料是可降解塑料,可以减少白色污染,B正确;
C.蚕丝主要成分是蛋白质,含C、H、O、N元素,而棉花主要成分是纤维素,含C、H、O元素,所以组成元素不完全相同,C错误;
D.聚四氟乙烯化学性质稳定,不与常见的化学物质反应,通常可以用作不粘锅的涂层材料,D正确;
故选C。
2. 下列相关化学用语不正确的是
A. 2-甲基丁烷的键线式:
B. 乙醇的结构式:
C. 顺-2-丁烯的球棍模型:
D. 乙酸的分子式为:
【答案】D
【解析】
【详解】A.2-甲基丁烷的主链上有4个碳原子,2号碳上有1个甲基,键线式为:,A正确;
B.乙醇的结构简式为CH3CH2OH,结构式为:,B正确;
C.顺-2-丁烯中甲基位于碳碳双键的同一侧,球棍模型为:,C正确;
D.乙酸的分子式为C2H4O2,D错误;
故选D。
3. 设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2L氯仿(CHCl3)中含有C-Cl键的数目为1.5NA
B. 室温下,42g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为
C. 标准状况下,中含有C-H键的数目为4
D. 苯中含有的碳碳双键数目为0.3
【答案】C
【解析】
【详解】A.氯仿在标准状况下不是气体,无法计算其物质的量,无法计算其中含有的C-Cl键的数目,A项错误;
B.乙烯和丙烯的实验式都为CH2,42g乙烯和丙烯的混合气体中“CH2”物质的量为,碳原子的物质的量为,故含有的碳原子数为,B项错误;
C.标准状况下,的物质的量为1mol,其中含有的C-H键的物质的量为4mol,故含有C-H键的数目为,C项正确;
D. 苯的结构中不存在碳碳双键,D项错误;
答案选C。
4. 下列有机反应中,不属于取代反应的是
A.
B. 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O
C. ClCH2CH=CH2+NaOHHOCH2CH=CH2+HCl
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲苯分子中的甲基氢原子被氯原子取代,属于取代反应,A不符合题意;
B.醇被氧化为醛的反应属于氧化反应,不属于取代反应,B符合题意;
C.在水、加热条件下,ClCH2CH=CH2与NaOH反应生成HOCH2CH=CH2,属于取代反应,C不符合题意;
D.苯环上的氢原子被硝基取代生成硝基苯,属于取代反应,D不符合题意;
故选B。
5. 下列实验装置能达到目的的是
A.实验室制备乙酸乙酯
B.检验1-溴丙烷的消去产物
C.证明苯和溴发生取代反应
D.验证乙炔的还原性
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.制备乙酸乙酯时末端导管不能伸入饱和碳酸钠溶液液面以下,否则会引起倒吸,故A不能达到目的;
B.1-溴丙烷发生消去反应生成的丙烯中混有挥发的醇,醇也能使高锰酸钾溶液褪色,因此应先除去醇后再通入高锰酸钾中检验消去产物,故B不能达到目的;
C.苯与液溴在溴化铁催化作用下反应生成溴苯和HBr,先通入四氯化碳中除去挥发的溴单质,再通入硝酸银溶液中检验HBr的生成,说明发生了取代反应,故C能达到目的;
D.电石与饱和食盐水反应生成的乙炔中混有硫化氢气体,硫化氢和乙炔都能使酸性高锰酸钾溶液褪色,该装置不能验证乙炔的还原性,D不能达到目的;
故选C。
6. 下列有机反应方程式书写正确的是
A. 乙烯与溴水反应:CH2=CH2+Br2CH3CHBr2
B. 乙醇的催化氧化:CH3CH2OH+3O22CO2+3H2O
C. 苯的硝化反应+HNO3+H2O
D. 乙酸与乙醇发生酯化反应:CH3COOH+CH3CH2OHCH3COOCH2CH3
【答案】C
【解析】
【详解】A.Br2拆开成两个Br原子,分别加在两个碳原子上,即CH2=CH2+Br2→,A错误;
B.所写方程式为乙醇的燃烧而不是催化氧化,正确方程式为:,B错误;
C.苯与HNO3取代,硝基取代苯环上H,生成硝基苯和水,C正确;
D.乙酸与乙醇酯化生成乙酸乙酯和水,D错误;
故答案选C。
7. 莽草酸可作抗病毒、抗癌药物中间体,天然存在于木兰科植物八角等的干燥成熟果实中,其结构简式如图所示。下列关于该有机物的说法正确的是
A. 分子式为
B. 在水溶液中,羧基不能电离出
C. 1mol该有机物能与3molNa发生反应
D. 该有机物能发生加成反应、氧化反应和酯化反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.结合题干中物质的结构式,其分子式为,故A错误;
B.羧基具有酸性,在水溶液中能电离出,故B错误;
C.1mol该有机物含有1mol羧基和3mol羟基,能,4molNa发生反应,故C错误;
D.该有机物含有碳碳双键能发生加成反应,羟基能发生氧化反应,羧基能发生酯化反应,故D正确。
答案为:D。
8. 下列有机物的命名正确的是
A. 2,2-二甲基-3-丁炔:
B. 3-乙基-1-丁烯:
C. 1,2-二甲苯:
D. 2,2,3-三甲基戊烷:
【答案】C
【解析】
【详解】A.是主链有4个碳的炔烃,1号碳上有碳碳三键,3号碳上有2个甲基,系统命名为3,3-二甲基-1-丁炔,故A错误;
B.是主链有5个碳的烯烃,1号碳上有碳碳双键,3号碳上有1个甲基,系统命名为3-甲基-1-戊烯,故B错误;
C.的苯环上有2个位于邻位的甲基,系统命名为1,2-二甲苯,故C正确;
D.是主链有5个碳的烷烃,2号碳上有2个甲基,4号碳上有1个甲基,系统命名为2,2,4-三甲基戊烷,故D错误;
故选C。
9. 有机化合物性质因结构而多样,下列说法正确的是
A. 环戊烯()分子的核磁共振氢谱有3组峰
B. 乙烯和1,3-丁二烯互为同系物,化学性质相似
C. 甲苯能发生加成反应,但不能发生取代反应
D. 丙酮和环氧丙烷()互为同分异构体,化学性质相同
【答案】A
【解析】
【详解】A.环戊烯()是轴对称分子,有3种氢原子:,核磁共振氢谱有3组峰,故A正确;
B.结构相似,分子组成相差一个或多个“CH2”原子团的化合物互称同系物,乙烯和1,3-丁二烯含碳碳双键数目不同,结构不相似,不互为同系物,故B错误;
C.甲苯中苯环能与氢气发生加成反应,与卤素单质可发生取代反应,故C错误;
D.同分异构体是分子式相同、结构不同的化合物互称同分异构体,丙酮和环氧丙烷分子式都是C3H6O,结构不同,互为同分异构体,但官能团不同、化学性质不相同,故D错误;
答案选A。
10. 欲除去下列物质中混有的少量杂质(括号内物质为杂质),能达到目的的是
A. 乙醇(水):加入生石灰,蒸馏
B. 溴乙烷(乙醇):通入溴化氢,分液
C. 乙醇(醋酸):加入NaOH溶液,过滤
D. 乙烷(乙烯):通过酸性高锰酸钾溶液,洗气
【答案】A
【解析】
【详解】A.生石灰与水反应生成氢氧化钙,再经过蒸馏可得到较为纯净的乙醇,A正确;
B.溴乙烷不溶于水,乙醇易溶于水,可用反萃取的方法分离,通入溴化氢,乙醇与溴化氢反应缓慢,难以完成实验,B错误;
C.乙醇与NaOH互溶,醋酸与氢氧化钠反应生成醋酸钠,加入NaOH溶液后通过蒸馏的方法进行分离,不能通过过滤分离,C错误;
D.乙烯能与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳,虽然除去了乙烯但是引入了新的杂质气体二氧化碳,D错误;
故答案选A。
11. 下列关系正确的是
A. 沸点:戊烷>2,2-二甲基戊烷>2,3-二甲基丁烷>丙烷
B. 密度:CCl4>H2O>苯
C. 同质量的物质燃烧耗O2量:丙炔>乙烷>甲烷
D. 同物质的量物质燃烧耗O2量:己烷>苯甲酸(C7H6O2)>苯
【答案】B
【解析】
【详解】A.相对分子质量:丙烷<戊烷<2,3-二甲基丁烷<2,2-二甲基戊烷,该四种物质的相对分子质量越大,分子间作用力越大,则沸点:丙烷<戊烷<2,3-二甲基丁烷<2,2-二甲基戊烷,A错误;
B.CCl4是甲烷的四氯代物,密度比水大,苯属于烃,密度比水小,则密度:CCl4>H2O>苯,B正确;
C.丙炔、乙烷、甲烷的碳原子数为1的表达式为、CH3、CH4,氢原子数越多,同质量时耗O2越多,所以同质量的物质燃烧耗O2量:丙炔<乙烷<甲烷,C错误;
D.己烷、苯甲酸(C7H6O2)、苯的分子式可表示为C6H14、C6H6∙CO2、C6H6,所以同物质的量物质燃烧耗O2量:己烷>苯甲酸(C7H6O2)=苯,D错误;
故选B。
12. 以苯为基本原料可制备X、Y、Z、W等物质,下列有关说法中正确的是
A. 反应①是苯与溴水的取代反应 B. 可用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯和W
C. X、苯、Y分子中所有原子均共平面 D. 可用溶液检验Z中的
【答案】B
【解析】
【分析】由有机物的转化关系可知,铁做催化剂条件下苯与液溴发生取代反应生成溴苯;催化剂作用下苯与氢气发生加成反应生成环己烷,则Y为环己烷;光照条件下环己烷与氯气发生取代反应生成一氯环己烷,则Z为一氯环己烷;一氯环己烷在氢氧化钠醇溶液中中共热发生消去反应生成环己烯。
【详解】A.由分析可知,反应①为铁做催化剂条件下苯与液溴发生取代反应生成溴苯和溴化氢,故A错误;
B.苯不能与酸性高锰酸钾溶液反应,环己烯能与酸性高锰酸钾溶液发生氧化反应使溶液褪色,则用酸性高锰酸钾溶液能鉴别苯和环己烯,故B正确;
C.Y即环己烷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C错误;
D.一氯环己烷中氯原子不能与硝酸银溶液反应,所以不能用硝酸银溶液检验一氯环己烷中的氯原子,故D错误;
故选B。
13. 已知:,如果要合成,所用的起始原料可以是
A. 2-甲基-1,3-丁二烯和2-丁炔 B. 1,3-戊二烯和2-丁炔
C. 2,3-二甲基-1,3-戊二烯和乙炔 D. 2,3-二甲基-1,3-丁二烯和丙烯
【答案】A
【解析】
【详解】按照题中所给信息,合成,采用逆推的方法进行,由可知起始原料为1-丙炔和2,3-二甲基-1,3-丁二烯;由可知起始原料2-丁炔和2-甲基-1,3-丁二烯,故选项A符合题意;
答案为A。
14. 下列化学反应的产物中,存在同分异构体的是
①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解
②乙烷在催化剂作用下与Cl2发生取代反应
③2-氯丁烷与NaOH乙醇溶液共热反应
④2-丁烯与氯化氢发生加成反应
⑤甲苯与液溴在催化剂的作用下反应
A. ①②③ B. ①②⑤ C. ②③④ D. ②③⑤
【答案】D
【解析】
【详解】①CH3CH2CH2Br在碱性溶液中水解得到CH3CH2CH2OH,无同分异构体,故①不符合题意;
②乙烷在催化剂作用下与发生二元取代、三元取代、四元取代反应均存在同分异构体,故②符合题意;
③2−氯丁烷与乙醇溶液共热,发生消去反应生成1−丁烯和2−丁烯,存在同分异构体,故③符合题意;
④2−丁烯与氯化氢发生加成反应只生成2−氯丁烷,不存在同分异构体,故④不符合题意;
⑤甲苯的苯环上处于甲基邻位或对位的氢原子均可被取代,存在同分异构体,故⑤符合题意。
因此②③⑤都存在同分异构体;故D符合题意;
故选D;
二、非选择题:(本题共4小题,共58分)。
15. 废旧锂离子电池的回收利用意义重大,其正极废料的主要成分是、铝、炭黑及其他微量杂质,回收利用的流程如下:
(1)“碱浸”步骤中铝溶解的离子方程式为________,“废渣1”的主要成分是_______。
(2)已知Li在化合物中显价,中Co的化合价为_____,“酸浸”步骤中固体溶解的化学方程式为_______,反应中的作用为_______。
(3)“酸浸”后的溶液中含有少量、、,滤渣2的主要成分是______。
(4)沉钴过程发生的反应属于______(填反应类型)。
(5)“母液”中的溶质成分是_______,生成固体的离子方程式为________。
【答案】(1) ①. ②. 碳黑
(2) ①. +3 ②. ③. 作还原剂
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2
(4)复分解反应 (5) ①. Li2SO4、(NH4)2SO4 ②.
【解析】
【分析】正极废料中含有LiCoO2和铝、炭黑及其他微量杂质,将废料先用碱液浸泡,其中的Al被充分溶解变为NaAlO2进入溶液,过滤后得到的滤液为含有NaAlO2,滤渣成分为LiCoO2、炭黑及其他微量杂质,将滤渣用H2O2、H2SO4处理后生成Li2SO4、CoSO4,反应的离子方程式为:,,炭黑及其他不溶性杂质进入滤渣1中,根据题给信息可知酸浸后的溶液中主要的金属离子是Co2+、Li+,还含有少量Fe3+、Al3+、Cu2+,向滤液中加入氨水,反应产生Fe(OH)3、Cu(OH)2、Al(OH)3沉淀,通过过滤进入滤渣2中,经除杂后加入(NH4)2C2O4,可得到CoC2O4固体,滤液中含有Li+、、,加入 (NH4)2CO3溶液后,Li+与反应形成Li2CO3沉淀,过滤,最后得到碳酸锂固体,以此解答该题。
【小问1详解】
“碱浸”步骤中铝与NaOH溶液反应产生NaAlO2、H2,Al溶解的离子方程式为;碱溶时Al形成NaAlO2进入浸出液,滤渣中含有LiCoO2及炭黑和不溶性杂质,加入稀硫酸及H2O2,发生氧化还原反应:,而炭黑不发生反应,故“废渣1”的主要成分是炭黑;
【小问2详解】
根据化合物中元素化合价代数和为0,由于Li是+1价,O为-2价,则Co为+3价;
“酸浸”时步骤中LiCoO2固体溶解的反应方程式为:;在该反应中O元素化合价由反应前H2O2中的-1价变为反应后O2中的0价,化合价升高,失去电子被氧化,所以H2O2为还原剂;
【小问3详解】
“酸浸”后的溶液中含有少量、、,加入氨水后分别转化为Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2沉淀,所以滤渣2的主要成分是Fe(OH)3、Al(OH)3、Cu(OH)2;
【小问4详解】
沉钴过程发生的反应为,由此可知发生的反应类型为复分解反应;
【小问5详解】
沉钴后,滤液中含有Li+、、,加入 (NH4)2CO3溶液后,Li+与反应形成Li2CO3沉淀,离子反应方程式为,过滤后,母液中剩余溶质的主要成分为Li2SO4、(NH4)2SO4。
16. 对溴甲苯()是一种有机合成原料,广泛应用于医药合成。实验室以甲苯和溴为原料,制备对溴甲苯并证明其反应类型,装置如图所示。
甲苯
溴
对溴甲苯
沸点/℃
110
59
184
水溶性
难溶
微溶
难溶
回答下列问题:
(1)装置甲中盛放铁粉的仪器名称为___________,装置甲中仪器A的导气管的作用是___________。
(2)装置甲中生成对溴甲苯的化学方程式为___________。
(3)装置乙中所盛放试剂的作用是___________。
(4)取装置甲中反应后的混合物,经过下列操作可获得纯净的对溴甲苯:
步骤1:水洗,分液;
步骤2:用NaOH稀溶液洗涤,分液;
步骤3:水洗,分液;
步骤4:加入无水CaCl2粉末干燥,过滤;
步骤5:通过(实验操作),分离对溴甲苯和甲苯。
请根据上述实验回答下列问题:
步骤1→步骤3需要用到实验仪器——分液漏斗,分液时需要先___________,再打开分液漏斗下方活塞放液;步骤5的实验操作名称是___________。
(5)关于该实验,下列说法正确的是___________(填字母)。
A. 溴有很强的挥发性,所以用溴水代替液溴制取产品的产率更高
B. 装置丙中的导管应插入溶液中,使气体反应充分
C. 装置丙中有淡黄色沉淀生成时,说明该反应为取代反应
D. 装置丁中放NaOH稀溶液,能吸收HBr防止污染环境,同时还能防倒吸
(6)本实验用11.50g甲苯和足量的溴反应,反应过程中甲苯的利用率是80%,提纯粗对溴甲苯的过程中,对溴甲苯的损失率为4%,可获得___________g对溴甲苯。(计算结果保留2位小数)
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. 平衡气压,使甲苯和液溴混合溶液顺利滴下
(2) (3)吸收HBr气体中的Br2和甲苯蒸气
(4) ①. 将分液漏斗上方的玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔 ②. 蒸馏 (5)CD
(6)16.42
【解析】
【分析】甲中甲苯与溴单质发生取代反应,生成对溴甲苯和HBr,通过乙装置吸收挥发的溴后,生成气体进入丙中硝酸银溶液来检验溴化氢,丁装置吸收多余的HBr,防止污染环境。
【小问1详解】
装置甲中盛放铁粉的仪器名称为三颈烧瓶;装置甲中仪器A的导气管的作用是平衡气压,使甲苯和液溴混合溶液顺利滴下,故答案为:三颈烧瓶;平衡气压,使甲苯和液溴混合溶液顺利滴下;
【小问2详解】
装置甲中生成对溴甲苯的化学方程式为,故答案为:;
【小问3详解】
由于HBr中可能混有挥发的溴和甲苯,故要使混合气体通入苯或四氯化碳,除去溴和甲苯,防止对HBr的检验造成干扰,装置乙中所盛放的四氯化碳或苯的作用是吸收HBr气体中的Br2和甲苯蒸气,故答案为:吸收HBr气体中的Br2和甲苯蒸气;
【小问4详解】
使用分液漏斗分液时需要先分液漏斗上方的玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔;对溴甲苯和甲苯两者相互溶解且沸点相差较大,采用蒸馏将两者分离,故答案为:将分液漏斗上方的玻璃塞打开或使玻璃塞上的凹槽对准分液漏斗口上的小孔;蒸馏;
【小问5详解】
A.溴水与甲苯不反应,不能用溴水代替液溴制取产品,A错误;
B.HBr易溶于水,装置丙中的硝酸银溶液导管不能插入溶液中,防止倒吸,B错误
C.装置丙中有淡黄色沉淀生成时,说明反应生成了HBr,该反应为取代反应,C正确;
D.装置丁中放NaOH稀溶液,能吸收HBr防止污染环境,同时还能防倒吸,D正确;
故答案为:CD;
【小问6详解】
,,对溴甲苯的质量为,故答案为:11.42。
17. 、、丙烯(CH3CH=CH2)等都是重要的化工原料。
(1)为倡导“节能减排”和“低碳经济”,降低大气中的含量,有效地开发利用,工业上可以用来生产甲醇燃料。在体积为2L的密闭容器中,充入1mol和3mol,一定条件下发生反应:。经测得和的物质的量随时间变化如图所示。
①从反应开始到平衡,的平均反应速率_______。
②达到平衡时,的浓度为_______。
③达到平衡时,的体积分数为_______。
(2)工业上也可以用和为原料制备,反应方程式为:,在一体积固定的密闭容器中投入一定量的和进行上述反应。下列叙述中能说明上述反应达到平衡状态的是_______。
A. 反应中与的物质的量之比为1:1
B. 混合气体的压强不随时间的变化而变化
C. 单位时间内每消耗1mol,同时生成1mol
D. 的质量分数在混合气体中保持不变
(3)丙烷无氧条件下催化脱氢制丙烯,其原理为,反应历程如图所示。
该脱氢过程为_______(填“放热反应”或“吸热反应”)。
(4)某丙烯燃料电池工作原理如图所示,电解质溶液为NaOH溶液。
①电极a的电极反应式为_______。
②当外电路中转移3 mol电子时,理论上电解质溶液中减少的OH-的物质的量为_______mol。
【答案】(1) ①. ②. 0.375 ③. 10% (2)BD
(3)吸热 (4) ①. C3H6-18e-+24OH-=3+15H2O ②. 1
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,10min时反应达到平衡,从反应开始到平衡,的平均反应速率;
②达到平衡时,CO2转化量为0.75 mol,由方程式可知,H2的转化量为0.75mol×3=2.25mol,则平衡时H2的浓度为==0.375 mol/L;
③根据已知条件列出“三段式”
达到平衡时,的体积分数为 =10%。
【小问2详解】
A.反应达到平衡时各物质物质的量不变、但不一定等于化学计量数之比,反应中与的物质的量之比为1∶1,不能说明反应达到平衡,A不选;
B.该反应是气体体积减小的反应,反应过程中压强减小,当混合气体的压强不随时间的变化而变化时,说明反应达到平衡,B选;
C.单位时间内每消耗1mol,同时生成1mol,不能说明正、逆反应速率相等,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.的质量分数在混合气体中保持不变,说明正、逆反应速率相等,能说明反应达到平衡,D选;
故选BD。
【小问3详解】
图示丙烷脱氢制丙烯过程中反应物的总能量低于生成物的总能量,故该过程为吸热反应。
【小问4详解】
①以丙烯为燃料的碱性(NaOH溶液)燃料电池中,通入O2的电极b为正极,a为负极,C3H6失去电子生成,根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为:C3H6-18e-+24OH-=3+15H2O;
②正极电极方程式为:O2+4e-+2H2O=4OH-,结合C3H6-18e-+24OH-=3+15H2O可知,当外电路中转移3 mol电子时,正极生成3mol OH-,负极消耗4molOH-,理论上电解质溶液中减少的OH-的物质的量为1mol。
18. 有机物A的产量用来衡量一个国家石油化工的发展水平,以A为原料合成香料G的流程如下:
请回答下列问题。
(1)A的名称为_______;C的官能团名称为_______。
(2)G的结构简式为_______。
(3)写出反应⑥的化学反应方程式_______。
(4)的反应类型为_______,H_______(填“能”或“不能”)使酸性高锰酸钾溶液褪色。
(5)关于F的说法正确的是_______ 。
①F和乙醇互为同系物
②1mol F与足量金属钠反应可产生11.2L气体(标准状况下)
③F可以与水任意比互溶
④F与乙二酸反应可能生成环状有机物
⑤相同物质的量的A和F充分燃烧后,耗氧量相同
(6)有机物I(分子式为C5H10O2)与D互为同系物,则I可能结构有_______种。
【答案】(1) ①. 乙烯 ②. 醛基
(2)CH3COOCH2CH2OOCCH3
(3)HOCH2CH2OH+2CH3COOHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O
(4) ①. 加聚反应 ②. 不能
(5)③④ (6)4
【解析】
【分析】有机物A的产量用来衡量一个国家石油化工的发展水平,A为乙烯(CH2=CH2),乙烯与水发生加成反应得到B为乙醇,乙醇催化氧化得到C为乙醛,乙醛氧化得到D为乙酸,乙烯经过催化氧化得到E为环氧乙烷,E与水反应得到F为乙二醇(HOCH2CH2OH),乙酸和乙二醇发生酯化反应得到G为CH3COOCH2CH2OOCCH3;乙烯发生加聚反应得到H为聚乙烯()。
【小问1详解】
由分析可知,A的名称为乙烯;C为乙醛,官能团名称为醛基。
【小问2详解】
由分析可知,G的结构简式为:CH3COOCH2CH2OOCCH3。
【小问3详解】
反应⑥中乙二醇和乙酸发生酯化反应生成CH3COOCH2CH2OOCCH3,化学方程式为:HOCH2CH2OH+2CH3COOHCH3COOCH2CH2OOCCH3+2H2O。
【小问4详解】
根据分析,的反应类型为加聚反应;H的结构简式为:,其中不含碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色。
【小问5详解】
①F为乙二醇,分子中含两个羟基,和乙醇不互为同系物,错误;
②1mol F含2mol羟基,与足量金属钠反应可产生1mol氢气,标况下体积为22.4L,错误;
③F为乙二醇,与水能形成分子间氢键,可以与水任意比互溶,正确;
④F为乙二醇,与乙二酸反应可能生成环状有机物:,正确;
⑤相同物质的量的A(C2H4)和F(C2H6O2,可写为:C2H2·2H2O),充分燃烧后,耗氧量不相同,错误;
故选③④。
【小问6详解】
有机物I(分子式为C5H10O2)与D互为同系物,则I中含有-COOH,I可以表示为C4H9-COOH,-C4H9(丁基)有4种结构,则I可能结构有4种。
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