内容正文:
和平区2024-2025学年度第二学期高三年级第一次质量调查
化学学科试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间60分钟。答题时,请将第Ⅰ卷每小题答案选出后,用2B铅笔涂在答题卡的相应位置上,若仅答在卷子上则不给分。将第Ⅱ卷各题的答案直接答在答题卡相应位置上。
相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Fe56 Zn65 Ba137
第Ⅰ卷(选择题 共36分)
选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 先秦时期的《考工记》最早记载了我国古代精炼蚕丝工艺。“以涚水(草木灰水)沤(长时间浸泡)其丝,七日……”可除去蚕丝中的丝胶等杂质。下列说法错误的是
A. 草木灰经水浸、过滤得到涚水 B. 涚水的主要溶质是碳酸钾
C. 蚕丝纤维与棉纤维主要成分相同 D. 丝胶在碱性溶液中比在水中易水解
2. 下列成语涉及金属材料的是
A. 洛阳纸贵 B. 聚沙成塔 C. 金戈铁马 D. 甘之若饴
3. 化学与生活密切相关,下列不涉及化学变化的是
A. 明矾净水备用 B. 用水制冰供冷 C. 骨汤加醋提鲜 D. 茄子切面变色
4. 高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是
A. 聚乳酸可用于制造医用材料 B. 聚丙烯酰胺可发生水解反应
C. 聚丙烯可由丙烯通过缩聚反应合成 D. 聚丙烯腈纤维可由丙烯腈通过加聚反应合成
5. 在溶液中能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
6. 物质性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A. 葡萄酒中添加二氧化硫,既杀菌又防酒氧化,体现了二氧化硫的毒性和还原性
B. 氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了的氧化性
C. 常温下,浓硝酸可用铁罐盛放,体现浓硝酸的挥发性
D. 用氨水配制银氨溶液,体现了的配位性
7. 下列化学用语或表述正确的是
A. 中子数为6的碳核素: B. 的晶体类型:分子晶体
C. 的共价键类型:键 D. 的空间结构:平面三角形
8. 元素、、位于周期表中ⅤA族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 第一电离能:
C. 、、的键角逐渐增大
D. 、、的酸性逐渐减弱
9. 下列实验装置使用不正确的是
A. 图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B. 图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C. 图③装置用于测定中和反应的反应热
D. 图④装置用于制备乙酸乙酯
10. 化合物Z是合成连翘酯苷类似物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. X在催化剂作用下可与甲醛发生缩聚反应
B. Y与足量氢气加成的产物中含有3个手性碳原子
C. Z分子存在顺反异构
D. X、Z可用饱和溶液鉴别
11. Li-O2电池比能量高,有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2↑)对电池进行充电。下列叙述不正确的是
A. 充电时,阳极反应:Li2O2+2h+=2Li++O2↑
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,负极反应:Li-e-=Li+
12. 常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 当时,
B. M点:
C. M点:
D. N点:
第Ⅱ卷(非选择题 共64分)
注意事项:第Ⅱ卷共4页,用蓝、黑色墨水的钢笔或圆珠笔直接答在答题纸上。
相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Ag108 I127
13. 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)一氯乙烯()分子中,C的一个_______杂化轨道与的轨道形成_______键。
(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)。
(5)将晶体用液氨浸泡,溶解。将此混合物溶于水中后,溶液呈无色,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,一段时间后有银镜出现。试写出有关反应:
①晶体溶解液氨的离子方程式_______。
②写出该过程中发生银镜反应的化学方程式_______。
14. 一种基于、碘代烃类等,合成化合物vii的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物vii的分子式为_______。
(2)反应②中,化合物iii与无色无味气体y反应,生成化合物iv,原子利用率为100%。y为_______。
(3)根据化合物v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、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
_______
_______
消去反应
b
_______
_______
氧化反应(生成有机产物)
(4)化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为_______(写一种),其名称为_______。
(5)关于反应⑤的说法中,不正确的有_______。
a.反应过程中,有键和键断裂
b.反应过程中,有双键和单键形成
c.反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子
d.CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
(6)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物viii。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)从苯出发,第一步的化学方程式为_______(注明反应条件)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为_______。
(c)最后一步反应中,有机反应物为_______(写结构简式)。
15. 的熔点为,沸点为,易溶于,极易水解。实验室中,先将还原为W再制备,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)制W:检查装置气密性并加入。先通,其目的是_______,请简述通的后续操作_______。
(2)仪器A的名称为_______,证明已被完全还原的现象是_______。
(3)制:完全还原后,进行的操作为:a.冷却,停止通;b.用干燥的E'装置替换E;c.通;d.加热;e……
①操作c目的是_______。
②装置E'的主要缺点是_______,如果选用这个装置来完成实验,则必须采取的改进措施是_______。
(4)利用碘量法测定产品纯度,实验如下:
a.称量并转化:称量并将其转化为可溶的;
b.离子交换:;
c.析碘:交换后加入适量酸化的溶液,发生反应:;
d.滴定:析碘完全后,用标准溶液滴定,发生反应:;
e.滴定达终点时消耗的溶液。
①样品中(摩尔质量为)的质量分数为_______。
②开盖称量待测样品,则滴定时消耗溶液的体积将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中质量分数的测定值将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
16. 用磷石膏(主要成分是)可生产硫酸或硫。回答下列问题:
(1)用硫黄还原磷石膏。已知下列反应:
①
②
则反应:的_______。(用和表示)。
(2)用高硫煤还原磷石膏。温度对等时间内转化率影响的曲线如图甲所示,的作用是_______;当温度高于时,两条曲线趋于相同的可能原因是_______。
(3)用还原磷石膏。不同反应温度下可得到不同的产物。
①低于时,主要的还原产物是一种硫的最低价盐,该物质的化学式是_______。
②下,向盛有足量的真空恒容密闭容器中充入,起始压强为,主要发生反应:。该反应达到平衡时,,的转化率为80%,则初始时_______,该反应的分压平衡常数中_______。(分压=总压×物质的量分数,忽略副反应)。
(4)用C还原磷石膏。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与的物质的量之比)的混合物,煅烧至无气体产生,结果如图乙所示。
①当C/S值为0.5时,试解释的转化率接近80%,但的体积分数却低于10%的原因_______。
②当C/S值大于0.7时,反应所得气体中的体积分数不升反降,可能的原因是_______。
(5)生产硫酸:依上述四种还原途径,分析用磷石膏生产硫酸比较适宜途径和条件是_______。
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和平区2024-2025学年度第二学期高三年级第一次质量调查
化学学科试卷
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分。考试时间60分钟。答题时,请将第Ⅰ卷每小题答案选出后,用2B铅笔涂在答题卡的相应位置上,若仅答在卷子上则不给分。将第Ⅱ卷各题的答案直接答在答题卡相应位置上。
相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Fe56 Zn65 Ba137
第Ⅰ卷(选择题 共36分)
选择题(本题包括12小题,每小题3分,共36分。每小题只有一个选项符合题意。)
1. 先秦时期的《考工记》最早记载了我国古代精炼蚕丝工艺。“以涚水(草木灰水)沤(长时间浸泡)其丝,七日……”可除去蚕丝中的丝胶等杂质。下列说法错误的是
A. 草木灰经水浸、过滤得到涚水 B. 涚水的主要溶质是碳酸钾
C. 蚕丝纤维与棉纤维主要成分相同 D. 丝胶在碱性溶液中比在水中易水解
【答案】C
【解析】
【详解】A.草木灰主要成分是K2CO3,该物质易溶于水,因此草木灰经水浸、过滤得到涚水中含有可以去除油脂的洗涤剂K2CO3的水溶液,A正确;
B.草木灰中含有多种可溶性物质,其主要成分是碳酸钾,故涚水的主要溶质是碳酸钾,B正确;
C.蚕丝纤维主要成分是蛋白质,而棉纤维主要成分是纤维素,因此二者的主要成分不相同,C错误;
D.丝胶属于蛋白质,蛋白质是氨基酸脱水缩合形成的高分子化合物,在碱性溶液中由于水解产生的羧基能够与碱发生反应产生可溶性物质,因此其在碱性条件下比在中性水中更易发生水解反应,D正确;
故合理选项是C。
2. 下列成语涉及金属材料的是
A. 洛阳纸贵 B. 聚沙成塔 C. 金戈铁马 D. 甘之若饴
【答案】C
【解析】
【详解】A.纸的主要成分是纤维素,不是金属材料,A错误;
B.沙的主要成分是硅酸盐,不是金属材料,B错误;
C.金和铁都是金属,C正确;
D.甘之若饴意思是把它看成像糖那样甜,糖类是有机物,不是金属材料,D错误;
故选C。
3. 化学与生活密切相关,下列不涉及化学变化的是
A. 明矾净水备用 B. 用水制冰供冷 C. 骨汤加醋提鲜 D. 茄子切面变色
【答案】B
【解析】
【详解】A.明矾净水是因为Al3+水解生成了Al(OH)3胶体,胶体具有吸附杂质的作用从而净水,其中涉及到了化学变化,A错误;
B.水制冰是物理变化,没有新物质生成,不涉及化学变化,B正确;
C.骨汤加醋提鲜,在炖排骨的过程中,醋会和排骨中在高温下溶解的脂肪进行酯交换反应,生成低级酯具有香味,使菜肴的味道更鲜美,涉及化学变化,C错误;
D.茄子的果实中有一种叫单宁的物质,在空气中被氧化变黑,发生了化学变化,D错误;
故选B。
4. 高分子材料在各个领域中得到广泛应用。下列说法错误的是
A. 聚乳酸可用于制造医用材料 B. 聚丙烯酰胺可发生水解反应
C. 聚丙烯可由丙烯通过缩聚反应合成 D. 聚丙烯腈纤维可由丙烯腈通过加聚反应合成
【答案】C
【解析】
【详解】A.聚乳酸具有良好的生物相容性和生物可吸收性,可以用于制造手术缝合线、药物缓释材料等医用材料,A正确;
B.聚丙烯酰胺中含有酰胺基,可发生水解反应,B正确;
C.聚丙烯是由丙烯通过加聚反应合成的,C错误;
D.聚丙烯腈纤维是加聚产物,可由丙烯腈通过加聚反应合成,D正确;
故选C。
5. 在溶液中能大量共存的离子组是
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】
【详解】A.一起时溶液具有强氧化性,能氧化Fe2+,不能大量共存,故A不选;
B.要反应,不能大量共存,故B不选;
C.要发生氧化还原反应,生成的硫酸根与钡离子要反应,不能大量共存,故C不选;
D.相互间不反应,可以大量共存,故D选;
答案选D。
6. 物质性质决定用途,下列两者对应关系不正确的是
A. 葡萄酒中添加二氧化硫,既杀菌又防酒氧化,体现了二氧化硫的毒性和还原性
B. 氯化铁溶液腐蚀铜电路板,体现了的氧化性
C. 常温下,浓硝酸可用铁罐盛放,体现浓硝酸的挥发性
D. 用氨水配制银氨溶液,体现了的配位性
【答案】C
【解析】
【详解】A.葡萄酒中添加二氧化硫,利用它杀菌是利用了其毒性,利用它防酒氧化是利用了其还原性,所以“葡萄酒中添加二氧化硫,既杀菌又防酒氧化,体现了二氧化硫的毒性和还原性”这一说法是正确的,A正确;
B.氯化铁溶液腐蚀铜电路板的反应为2Fe3++Cu=2Fe2++Cu2+,Fe3+得到电子被还原,体现了Fe3+的氧化性,B正确;
C.铁在常温时遇到浓硫酸会钝化,可以用用铁罐车运输浓硝酸,与其挥发性无关,C错误;
D.银氨溶液的配制是在硝酸银中逐滴加入氨水,先生成白色沉淀AgOH,最后生成易溶于水的Ag(NH3)2OH,Ag(NH3)2OH中Ag+和NH3之间以配位键结合,体现了NH3的配位性,D正确;
故选C。
7. 下列化学用语或表述正确的是
A. 中子数为6的碳核素: B. 的晶体类型:分子晶体
C. 的共价键类型:键 D. 的空间结构:平面三角形
【答案】C
【解析】
【详解】A.中子数为6的C核素其质量数为6+6=12,故其表示应为,A错误;
B.晶体中只含有共价键,为共价晶体,B错误;
C.两个Cl原子的2p轨道单电子相互重叠形成p-p σ键,C正确;
D.PCl3的中心原子存在1对孤电子对,其VSEPR模型为四面体型,PCl3的空间结构为三角锥型,D错误;
故选C。
8. 元素、、位于周期表中ⅤA族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 第一电离能:
C. 、、的键角逐渐增大
D. 、、的酸性逐渐减弱
【答案】D
【解析】
【详解】A.同主族元素,从上到下原子半径依次增大,则、、的原子半径依次增大,,故A错误;
B.同主族元素,从上到下第一电离能依次减小,则N、P、As的第一电离能依次减小,,故B错误;
C.元素、、位于周期表中ⅤA族,元素非金属性大于H,从上到下原子半径依次增大,它们与H形成共价键的极性逐渐减弱,因此极性键间的排斥力逐渐减小,、、的键角逐渐减小,故C错误;
D.同主族元素,从上到下非金属性依次减弱,最高价氧化物对应水化物的酸性依次减弱,则硝酸、磷酸、砷酸的酸性依次减弱,故D正确;
故选D。
9. 下列实验装置使用不正确的是
A. 图①装置用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气
B. 图②装置用于标准酸溶液滴定未知碱溶液
C. 图③装置用于测定中和反应的反应热
D. 图④装置用于制备乙酸乙酯
【答案】A
【解析】
【详解】A.图①装置没有加热装置,不适用于二氧化锰和浓盐酸反应制氯气,A错误;
B.利用酸式滴定管中装有的标准酸溶液滴定未知碱溶液,装置和操作正确,B正确;
C.图③装置用于测定中和反应的反应热,温度计测温度、玻璃搅拌器起搅拌作用,装置密封、隔热保温效果好,C正确;
D.图④装置用于制备乙酸乙酯,导管末端不伸入液面下,利用饱和碳酸钠收集乙酸乙酯,D正确;
故选A。
10. 化合物Z是合成连翘酯苷类似物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. X在催化剂作用下可与甲醛发生缩聚反应
B. Y与足量氢气加成的产物中含有3个手性碳原子
C. Z分子存在顺反异构
D. X、Z可用饱和溶液鉴别
【答案】D
【解析】
【详解】A.X分子中含酚羟基,能与甲醛发生缩聚反应,A正确;
B.Y分子与足量氢气发生加成反应生成的物质含有3个手性碳,分别是三个取代基相连的碳原子,B正确;
C.Z分子每个双键碳原子均连不同的原子或原子团,故其存在顺反异构,C正确;
D.X和Z中均没有羧基,均无法和饱和碳酸氢钠溶液反应,故无法实现鉴别,D错误;
故选D。
11. Li-O2电池比能量高,有良好的应用前景。近年来科学家研究了一种光照充电Li-O2电池(如图所示)。光照时,光催化电极产生电子(e-)和空穴(h+),驱动阴极反应(Li++e-=Li)和阳极反应(Li2O2+2h+=2Li++O2↑)对电池进行充电。下列叙述不正确的是
A. 充电时,阳极反应:Li2O2+2h+=2Li++O2↑
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,负极反应:Li-e-=Li+
【答案】C
【解析】
【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),即阴阳极反应式相加得到充电时总反应:Li2O2=2Li+O2,由图可知,放电时Li→Li+,失去电子,金属Li电极为负极,O2→Li2O2,氧气得到电子,光催化电极为正极,据此分析解题。
【详解】A.由分析可知,充电时,阳极反应:Li2O2+2h+=2Li++O2↑,A正确;
B.充电时,电子驱动阴极反应,空穴驱动阳极反应,即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,根据原电池“同性相吸”,则Li+从负极穿过离子交换膜向正极迁移,C错误;
D.放电时,负极反应为充电时阴极反应的逆过程即为:Li-e-=Li+,D正确;
故答案为:C。
12. 常温下,向溶液中缓慢滴入相同浓度的溶液,混合溶液中某两种离子的浓度随HCOOH溶液体积的变化关系如图所示,下列说法不正确的是
A. 当时,
B. M点:
C. M点:
D. N点:
【答案】B
【解析】
【分析】溶液中缓慢滴入相同浓度的HCOOH溶液,发生浓度改变的微粒为Na+、H+、OH-和HCOO-,当HCOOH溶液的体积为20mL时,①表示的离子浓度减小,且由0.1mol/L减小至接近于0,②表示的离子浓度增大,且浓度由0增大至0.05mol/L,则①表示OH-,②表示HCOO-。
【详解】A.当时,所得溶液为NaOH和HCOONa等浓度的混合溶液,溶液中存在质子守恒:,,A正确;
B.根据分析,M点:,,mol/L,B错误;
C.M点:,溶液中存在电荷守恒:,可得,C正确;
D.N点加入20mL溶液,所得溶液为溶液,水解,溶液呈碱性,溶液中存在:,D正确;
故选B。
第Ⅱ卷(非选择题 共64分)
注意事项:第Ⅱ卷共4页,用蓝、黑色墨水的钢笔或圆珠笔直接答在答题纸上。
相对原子质量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 Ag108 I127
13. 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)一氯乙烯()分子中,C的一个_______杂化轨道与的轨道形成_______键。
(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)。
(5)将晶体用液氨浸泡,溶解。将此混合物溶于水中后,溶液呈无色,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,一段时间后有银镜出现。试写出有关反应:
①晶体溶解液氨的离子方程式_______。
②写出该过程中发生银镜反应的化学方程式_______。
【答案】(1) ①. ad ②. d
(2) ①. ②.
(3) ①. ②. 为离子晶体,为分子晶体
(4) ①. 电解质或离子导体 ②.
(5) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
基态F原子电子排布式为1s22s22p5。
a.是基态F原子2p能级1个电子激发到3s能级,故选a;
b.有10个电子,不是F原子的电子排布式,故不选b;
c.有8个电子,不是F原子的电子排布式,故不选c;
d.是基态F原子2p能级2个电子激发到3p能级,故选d;
选ad;
3p能级的能量大于3s,所以能量较高的是,选d。
【小问2详解】
单键都是键,一氯乙烯()分子中,C原子采用sp2杂化,C的一个杂化轨道与的轨道形成键。
【小问3详解】
卤化物受热发生非氧化还原反应,可知元素化合价不变,所以生成无色晶体X是CsCl,红棕色液体Y是ICl;CsCl是离子晶体、ICl是分子晶体,所以CsCl的熔点比ICl高。
【小问4详解】
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,可知晶体可以导电,因此,晶体在电池中可作为离子导体或电解质。
晶胞的体积为,根据均摊原则,晶胞中I-数为,则1mol中晶胞数为,1mol的体积为,则晶体的摩尔体积。
【小问5详解】
将晶体用液氨浸泡,溶解。将此混合物溶于水中后,溶液呈无色,再滴入3滴乙醛,振荡后将试管放在热水浴中温热,一段时间后有银镜出现,可知晶体用液氨浸泡得到和I- 。
①晶体溶解液氨的离子方程式。
②和乙醛反应生成乙酸铵、银、氨气、NH4I,该过程中发生银镜反应的化学方程式。
14. 一种基于、碘代烃类等,合成化合物vii的路线如下(加料顺序、反应条件略):
(1)化合物vii的分子式为_______。
(2)反应②中,化合物iii与无色无味气体y反应,生成化合物iv,原子利用率为100%。y为_______。
(3)根据化合物v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、条件
反应形成的新结构
反应类型
a
_______
_______
消去反应
b
_______
_______
氧化反应(生成有机产物)
(4)化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰。x的结构简式为_______(写一种),其名称为_______。
(5)关于反应⑤的说法中,不正确的有_______。
a.反应过程中,有键和键断裂
b.反应过程中,有双键和单键形成
c.反应物i中,氧原子采取杂化,并且存在手性碳原子
d.CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“头碰头”形成的键
(6)以苯、乙烯和为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物viii。
基于你设计的合成路线,回答下列问题:
(a)从苯出发,第一步的化学方程式为_______(注明反应条件)。
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为_______。
(c)最后一步反应中,有机反应物为_______(写结构简式)。
【答案】(1)
(2)或氧气
(3) ①. 浓硫酸,加热 ②. ③. ,、加热或酸性溶液 ④. 或
(4) ①. 或或 ②. 3-戊酮或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷
(5)cd (6) ①. ②. ③. 和
【解析】
【分析】反应①与HBr加热发生取代反应生成 ,反应②乙烯在催化剂作用下氧化生成,反应③与发生开环加成生成,反应④发生取代反应生成,反应⑤与及CO反应生成。
【小问1详解】
由结构,化合物vii的分子式为;
【小问2详解】
反应②中,化合物ⅲ与无色无味气体y反应,生成化合物ⅳ,原子利用率为100%,结合质量守恒,则反应②为乙烯在催化剂作用下氧化生成,那么y为或氧气。
【小问3详解】
化合物v中含有羟基,且与羟基相连的碳的邻碳上有氢,可在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成;
化合物v与羟基相连的碳上有氢,可在铜加热催化作用下氧化生成,或被酸性高锰酸钾溶液氧化生成;
【小问4详解】
化合物i 的分子式为C5H10O,不饱和度为1,x可形成碳碳双键或碳氧双键或一个圆环,化合物x为i的同分异构体,且在核磁共振氢谱上只有2组峰,说明分子中有对称结构,不对称的部分放在对称轴上,x的结构简式含酮羰基时为 (或含醛基时为或含圆环是为),其名称为3-戊酮(或2,2-二甲基丙醛或3,3-二甲基氧杂环丁烷);
【小问5详解】
a. 从产物中不存在键和键可以看出,反应过程中,有键和键断裂,故正确;
b. 反应物中不存在C=O双键,反应后的产物中存在碳氧双键,同时酯基中的C-O键也是在反应中形成,所以反应过程中,有C=O双键和C-O单键形成,故正确;
c. 反应物i 中,氧原子采取杂化,但与羟基相连的碳有对称轴,其它碳上均有2个氢,分子中不存在手性碳原子,故错误;
d. CO属于极性分子,分子中存在由p轨道“肩并肩”形成的π键,故错误;
故选cd;
【小问6详解】
以苯、乙烯和CO为含碳原料,利用反应③和⑤的原理,合成化合物ⅷ。乙烯与水在催化剂加热加压条件下合成乙醇;乙烯在银催化作用下氧化生成环氧乙醚;苯在铁催化作用下与溴生成溴苯,溴苯与环氧乙醚生成,与HI反应合成,最后根据反应⑤的原理, 与乙醇、CO合成化合物ⅷ。
(a) 从苯出发,第一步的化学方程式为;
(b)相关步骤涉及到烯烃制醇反应,其化学方程式为;
(c) 最后一步反应中,有机反应物为和。
15. 的熔点为,沸点为,易溶于,极易水解。实验室中,先将还原为W再制备,装置如图所示(夹持装置略)。回答下列问题:
(1)制W:检查装置气密性并加入。先通,其目的是_______,请简述通的后续操作_______。
(2)仪器A的名称为_______,证明已被完全还原的现象是_______。
(3)制:完全还原后,进行的操作为:a.冷却,停止通;b.用干燥的E'装置替换E;c.通;d.加热;e……
①操作c目的是_______。
②装置E'的主要缺点是_______,如果选用这个装置来完成实验,则必须采取的改进措施是_______。
(4)利用碘量法测定产品纯度,实验如下:
a.称量并转化:称量并将其转化为可溶的;
b.离子交换:;
c.析碘:交换后加入适量酸化的溶液,发生反应:;
d.滴定:析碘完全后,用标准溶液滴定,发生反应:;
e.滴定达终点时消耗的溶液。
①样品中(摩尔质量为)的质量分数为_______。
②开盖称量待测样品,则滴定时消耗溶液的体积将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”),样品中质量分数的测定值将_______(填“偏大”“偏小”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 排尽装置中空气,(防止与空气时加热爆炸) ②. 检验B出口处排出的氢气的纯度,当排出的纯净时,通冷凝水,加热管式炉,并对B处逸出的进行后续处理
(2) ①. 直形冷凝管 ②. 不再有水凝结
(3) ①. 排尽装置中的,防止与时加热爆炸 ②. 没有吸收多余的装置,(会造成空气污染);没有防止防止水蒸气进入的装置或缺少冷凝水装置,会造成产品水解,产率和纯度降低 ③. 在B'处加装盛有碱石灰的干燥管
(4) ①. ②. 偏大 ③. 偏大
【解析】
【分析】将WO3在加热条件下用H2还原为W,为防止空气干扰,还原WO3之前要除去装置中的空气;由信息可知WCl6极易水解,W与Cl2反应制取WCl6时,要在B处加装盛有碱石灰的干燥管,防止空气中的水蒸气进入E中;
【小问1详解】
根据分析,先通,其目的是排尽装置中空气,(防止与空气时加热爆炸);通的后续操作为检验B出口处排出的氢气的纯度,当排出的纯净时,通冷凝水,加热管式炉,并对B处逸出的进行后续处理;
【小问2详解】
仪器A的名称为直形冷凝管;WO3在加热条件下用H2还原为W,有水生成,证明已被完全还原的现象是不再有水凝结;
【小问3详解】
①操作c通,然后加热,目的是排尽装置中的,防止与时加热爆炸;
②有毒,装置E'的主要缺点是没有吸收多余的装置,(会造成空气污染);WCl6极易水解,没有防止防止水蒸气进入的装置或缺少冷凝水装置,会造成产品水解,产率和纯度降低;如果选用这个装置来完成实验,则必须采取的改进措施是在B'处加装盛有碱石灰的干燥管;
【小问4详解】
①根据题中信息,可得关系式:,样品中(摩尔质量为)的质量分数为=;
②开盖称量待测样品,WCl6会水解生成H2WO4,导致称取的样品质量增加,则滴定时消耗溶液的体积将偏大;样品中质量分数的测定值将偏大。
16. 用磷石膏(主要成分是)可生产硫酸或硫。回答下列问题:
(1)用硫黄还原磷石膏。已知下列反应:
①
②
则反应:的_______。(用和表示)。
(2)用高硫煤还原磷石膏。温度对等时间内转化率影响的曲线如图甲所示,的作用是_______;当温度高于时,两条曲线趋于相同的可能原因是_______。
(3)用还原磷石膏。不同反应温度下可得到不同的产物。
①低于时,主要的还原产物是一种硫的最低价盐,该物质的化学式是_______。
②下,向盛有足量的真空恒容密闭容器中充入,起始压强为,主要发生反应:。该反应达到平衡时,,的转化率为80%,则初始时_______,该反应的分压平衡常数中_______。(分压=总压×物质的量分数,忽略副反应)。
(4)用C还原磷石膏。向密闭容器中加入相同质量的几组不同C/S值(炭粉与的物质的量之比)的混合物,煅烧至无气体产生,结果如图乙所示。
①当C/S值为0.5时,试解释的转化率接近80%,但的体积分数却低于10%的原因_______。
②当C/S值大于0.7时,反应所得气体中的体积分数不升反降,可能的原因是_______。
(5)生产硫酸:依上述四种还原途径,分析用磷石膏生产硫酸比较适宜途径和条件是_______。
【答案】(1)
(2) ①. 作催化剂降低反应活化能,节约能源 ②. 两种情况下反应均趋于平衡,催化剂不影响平衡
(3) ①. ②. 1.0×10-4 ③. 0.32a
(4) ①. 炭粉与主要的产物和,少部分生成和 ②. 高温下,过量的C与反应生成CO,使气体总体积增大或部分转化为其他含硫物质
(5)用C还原磷石膏,C/S值为0.7;,作催化剂
【解析】
【小问1详解】
目标方程式可由得到,根据盖斯定律得;
【小问2详解】
由图甲可知,CaCl2改变反应速率,但不改变最终(平衡时)CaSO4的转化率,说明CaCl2作催化剂;当温度高于1200℃时,两种情况均达到平衡状态,则无论有无CaCl2,CaSO4的转化率趋于相同;
【小问3详解】
S的最低价态为-2价,则最低价盐为CaS;根据反应可知存在计量关系:CO~SO2~CO2,则反应掉的CO为8.0×10-5mol/L,则初始CO的浓度为;平衡时,c(CO2)= 8.0×10-5mol/L,c(CO)=( 1.0×10-4-8.0×10-5)mol/L=2×10-5 mol/L,则平衡时气体总物质的量浓度为=1.8×10-4 mol/L,设容器体积为VL,总压为,p(CO2)==p(SO2),p(CO)=,Kp=;
【小问4详解】
主要原因是其中大部分CaSO4与C反应转化成CaS和CO,少部分转化成CaO、CO2、SO2,故SO2含量少;当C/S值大于0.7,过量的C与CO2反应生成CO,使气体总体积增大导致SO2体积分数不增反减或CaSO4部分转化为其他含硫物质;
【小问5详解】
考虑实际生产成本和转化率,应选择用C还原磷石膏,C/S值选择0.7;另外加入CaCl2催化剂可以提高生产效率,温度选择900℃(温度太低CaSO4易生成CaS,且900℃时CaCl2催化效果很好)。
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