精品解析：湖南省长沙市湖南师大附中2024-2025学年高二下学期期中考试化学试题

湖南师大附中2024-2025学年度高二第二学期期中考试 化学 时量：75分钟 满分：100分 得分：___________ 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Sc-45 一、选择题(本题包括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. 下列关于有机物的说法不正确的是 A. 甘油可作护肤保湿剂 B 聚氯乙烯分子中含碳碳双键 C. 碘酒是指单质碘的乙醇溶液 D. 乙烯是水果催熟剂，可以用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 2. 化学用语是化学学科的专业语言，是学习化学的基本工具，下列化学用语不正确的是 A. 基态溴原子简化电子排布式： B. 乙烷的空间填充模型： C. 的电子式为 D. 轨道的电子云轮廓图： 3. 下列离子方程式书写正确的是 A. 草酸与酸性高锰酸钾溶液反应： B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应： C. 乙酸乙酯在碱性环境下水解： D. 向苯酚钠溶液中通入少量 4. 下列实验装置或操作正确且能达到相应实验目的的是 A．检验溴乙烷中的溴元素 B．制备乙酸乙酯 C．乙炔的实验室制取及检验 D．分离沸点不同的液体混合物 A. A B. B C. C D. D 5. 下列有机物命名错误的是 A. 2，4-二甲基己烷 B. 3-异丙基戊烷 C. 3-甲基-4-乙基己烷 D. 2，5-二甲基-3-乙基己烷 6. 已知甲醛分子的所有原子共平面，某芳香化合物的结构简式为，下列关于该芳香化合物的说法错误的是 A. 分子中在同一直线上的原子最多有4个 B. 分子中可能在同一平面上的原子最多有18个 C. 碳原子存在3种杂化方式 D. 1mol该物质含19NA个σ键 7. 以2-溴丙烷为原料制取1，2-丙二醇，需要经过的反应是 A. 加成-消去-取代 B. 消去-加成-取代 C. 消去-取代-加成 D. 取代-消去-加成 8. 为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法不正确的一组是 选项 待提纯的物质 除杂试剂 分离方法 A 乙酸乙酯(乙酸) 饱和溶液 分液 B 蒸馏 C 溴苯(溴) 溶液 分液 D (Br2) 萃取 A. A B. B C. C D. D 9. 从中草药中提取的(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于的说法错误的是 A. 其溶液显酸性，可与溶液反应 B. 可与浓溴水发生加成反应，但不能发生取代反应 C. 苯环上氢原子发生氯代时，一氯代物有6种 D. 该分子最多与发生加成反应 10. 已知某芳香族化合物X的分子式为，则X的同分异构体中核磁共振氢谱图符合下图的物质种数为 A. 4种 B. 5种 C. 6种 D. 7种 11. 青蒿素是高效抗疟疾药，为无色针状晶体，在水中几乎不溶，易溶于丙酮、氯仿和苯中，可溶于乙醇、乙醚和石油中，且在95%的乙醇中溶解度随温度升高而升高，熔点为，热稳定性差。已知：乙醚沸点为。提取青蒿素的主要工艺如下所示： 下列有关此工艺操作说法不正确的是 A. 破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率 B. 操作需要用到的玻璃仪器有分液漏斗、玻璃棒、烧杯 C. 操作是蒸馏，利用了乙醚与青蒿素的沸点相差较大 D. 操作的主要过程为加95%的乙醇，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 12. 已知X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素，X和Z同主族，Y、Z、W、R同周期，W的简单氢化物可用作制冷剂。它们组成的某种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是 A. 第一电离能： B. 简单离子半径： C. Z的单质可能为极性分子 D 能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了其漂白性 13. 乙醇和乙酸在酸性条件下生成乙酸乙酯，反应机理如图，下列说法错误的是 A 形成配位键，断裂配位键 B. 的反应的原子利用率为100% C. 质子发生转移 D. 若反应条件为浓硫酸，只能加快反应速率，不能提高乙酸乙酯的平衡产率 14. 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加入溶液体积的变化关系如图所示，下列说法错误的是 A. 水的电离程度： B. M点： C. 当时， D. N点： 二、非选择题(本题包括4小题，共58分) 15. 正丁醚是一种重要的有机溶剂，以正丁醇为原料可制得正丁醚，反应原理和反应装置如下： (正丁醚) 已知： 物质 状态 相对分子质量 沸点/℃ 密度/ 水中溶解性 正丁醇 无色液体 74 117.2 0.8109 微溶 正丁醚 无色液体 130 142.4 0.773 难溶 查阅资料：正丁醇能溶解在50%的硫酸中，而正丁醚则溶解很少。 实验步骤如下： ①将正丁醇和浓硫酸加到A中，并加几粒沸石，在分水器中加入一定体积的饱和食盐水，用电热套加热A，维持至反应完成； ②A中液体冷却后连同分水器中的液体一起倒入盛有水的分液漏斗中，振荡后静置，分液得到粗产品； ③得到的粗产品先用50%硫酸洗涤2次(每次)、再用水洗涤； ④向③中洗涤后的产物中加入少量无水氯化钙固体，静置片刻，过滤除去氯化钙固体； ⑤进行蒸馏纯化，收集的馏分，得正丁醚。 回答下列问题： （1）仪器A的名称为___________。进行步骤⑤时，下列玻璃仪器需要用到的是___________(填标号)。 （2）下列关于步骤①中的操作分析正确的是___________(填标号)。 a．浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先加入正丁醇，再加入浓硫酸 b．若加热后发现未加沸石，应立即补加 c．加热A前，冷却水需先从a口进入 d．分水器中加饱和食盐水而不用水，是为了降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度 e．仪器B起到冷凝回流的作用 （3）步骤①使用电热套加热而不使用酒精灯直接加热，原因是___________(写出两点)。当观察到___________(填实验现象)时，停止加热，结束反应。结合平衡移动原理解释步骤①中使用分水器的目的：___________。 （4）下列关于步骤③中粗产品的提纯操作分析正确的是___________(填标号)。 a．用50%的硫酸洗涤可以除去未反应的正丁醇 b．将用50%的硫酸洗涤的次数改为一次(总酸量不变)，洗涤效果更好 c．用水洗涤可以除去酸洗时带入的酸 d．分液时下层液体、上层液体依次从下口放出 （5）本实验所得到的正丁醚的产率是___________(保留三位有效数字)。 16. 钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪的一种流程如下： 已知：①，当某离子浓度时，可认为该离子已沉淀完全； ②； ③草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物。 回答下列问题： （1）钪元素在周期表中的位置为___________。 （2）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤液是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合这三种液体的实验操作是___________。 （3）常温下，“调”时先加入氨水调至，过滤，滤渣的主要成分是___________(填化学式)；再向滤液中加入氨水调至，此时滤液中的浓度为___________。 （4）用草酸“沉钪”，写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式：___________，反应过程中，若草酸用量过多，钪的沉淀率会下降，原因可能是___________。 （5）在空气中将草酸钪充分“灼烧”，所发生反应的化学方程式为___________。 （6）可用氧化钪制备金属钪，钪晶体在较高温度下的晶胞结构如图所示，已知其晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体密度为___________(列出计算式即可)。 17. 芝麻酚又名3，4-亚甲二氧基苯酚，是芝麻油重要的香气成分，也是芝麻油重要的品质稳定剂。一种制备芝麻酚的路线如下： 回答下列问题： （1）A的结构简式为___________，E中的官能团名称为___________。 （2）的化学反应类型依次为___________、___________。 （3）已知F的分子式为，写出F的结构简式：___________。 （4）写出中第2步反应的化学方程式：___________。 （5）写出1种满足下列条件的化合物E的同分异构体的结构简式：___________。 ①苯环上的一氯代物只有2种；②能与溶液反应显紫色；③能与发生反应。 （6）请结合以上流程及已学知识，设计以为原料，制备的合成路线流程图___________。(其他试剂任选) 18. CO2资源化利用是科学工作者重点研究的课题。一定条件下，CO2可合成燃料甲醇，主要反应的热化学方程式如下： i． ⅱ． ⅲ． （1）二氧化碳与氢气合成甲醇反应的___________。 （2）若在某绝热刚性密闭容器中通入等量CO2和H2，只发生反应i，则下列不能作为判断反应达到平衡的依据的是___________(填标号)。 A. 容器内CO的体积分数不再改变 B. 容器内气体的密度不变 C. 容器内气体的压强不变 D. 容器内CO2与H2的比例保持不变 （3）向两个恒压(压强分别为0.1MPa、1.0MPa)密闭容器中均通入1molCO2、4molH2的混合气体，只发生反应i和反应ⅲ。平衡时CH4或CO占所有含碳化合物的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示。 ①表示压强为1.0MPa时和曲线的分别是___________和___________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)，判断1.0MPa时曲线的理由为___________。 ②c点时，容器内CO2的物质的量为___________mol。 ③600℃时，反应i的压强平衡常数Kp=___________(结果保留2位有效数字，Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （4）科学工作者采用电催化方法用CO2重整CH4制取合成气(CO、H2组成的混合气体)，其装置示意图如图所示。该装置工作时，阴极的电极反应式为___________；若产生4.48L合成气(已换算为标准状况)，理论上外电路中转移___________mol电子。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 湖南师大附中2024-2025学年度高二第二学期期中考试 化学 时量：75分钟 满分：100分 得分：___________ 可能用到的相对原子质量：H-1 C-12 O-16 Sc-45 一、选择题(本题包括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. 下列关于有机物的说法不正确的是 A. 甘油可作护肤保湿剂 B. 聚氯乙烯分子中含碳碳双键 C. 碘酒是指单质碘的乙醇溶液 D. 乙烯是水果催熟剂，可以用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果 【答案】B 【解析】 【详解】A．甘油是丙三醇，具有吸湿性，可作护肤保 湿剂，故A正确； B．聚氯乙烯分子中不含碳碳双键，故B错误； C．碘酒是指单质碘的乙醇溶液，故C正确； D．乙烯是水果催熟剂，乙烯能被高锰酸钾氧化，可以用浸泡过高锰酸钾溶液的硅藻土保鲜水果，故D正确； 故选B。 2. 化学用语是化学学科的专业语言，是学习化学的基本工具，下列化学用语不正确的是 A. 基态溴原子简化电子排布式： B. 乙烷空间填充模型： C. 的电子式为 D. 轨道的电子云轮廓图： 【答案】D 【解析】 【详解】A．溴为35号元素，简化电子排布式为，故A正确； B．乙烷结构简式为CH3CH3，空间填充模型为，故B正确； C．CSO与CO2为等电子体，根据CO2可知CSO电子式为，故C正确； D．px轨道的对称轴为x轴，电子云呈哑铃型，轮廓图为，故D错误； 故答案为D。 3. 下列离子方程式书写正确的是 A. 草酸与酸性高锰酸钾溶液反应： B. 铅酸蓄电池充电时的阳极反应： C. 乙酸乙酯在碱性环境下水解： D. 向苯酚钠溶液中通入少量 【答案】D 【解析】 【详解】A. 草酸为弱酸，应写化学式，正确的离子方程式为： ，A错误； B. 铅蓄电池充电时阳极上是PbSO4发生氧化反应，正确的电极反应式为：，B错误； C. 乙酸乙酯在碱性环境下水解生成乙酸盐和乙醇，正确的方程式为，C错误； D. 由于酸性：，故向苯酚钠溶液中通入少量CO2，最终生成碳酸氢钠，离子方程式正确，D正确； 故选D。 4. 下列实验装置或操作正确且能达到相应实验目的的是 A．检验溴乙烷中的溴元素 B．制备乙酸乙酯 C．乙炔的实验室制取及检验 D．分离沸点不同的液体混合物 A. A B. B C. C D. D 【答案】C 【解析】 【详解】A．溴乙烷分子不能电离出溴离子，故加入硝酸银不能检验溴乙烷中的溴元素，故A错误； B．酯化反应中需要浓硫酸作催化剂、吸水剂，不能选稀硫酸，故B错误； C．电石与饱和食盐水制备乙炔，会产生H2S等杂质，首先通过CuSO4溶液除去H2S，再用具有强氧化性的酸性KMnO4溶液与具有强还原性的乙炔反应检验乙炔，故C正确； D．蒸馏操作中温度计的水银球应在蒸馏烧瓶的支管口处，故D错误； 故答案为C。 5. 下列有机物命名错误的是 A. 2，4-二甲基己烷 B. 3-异丙基戊烷 C. 3-甲基-4-乙基己烷 D. 2，5-二甲基-3-乙基己烷 【答案】B 【解析】 【详解】A．，最长碳链为6个碳，第2、4个碳上各有一个甲基的烷烃，系统命名为2，4-二甲基己烷，A正确； B．，最长碳链为5个碳，第2个碳上有一个甲基，第3个碳上有一个乙基的烷烃，系统命名为2-甲基-3-乙基戊烷，B错误； C．，最长碳链为6个碳，第3个碳上有一个甲基，第4个碳上有一个乙基的烷烃，系统命名为3-甲基-4-乙基己烷，C正确； D．，最长碳链为6个碳，第2、5个碳上各有一个甲基，第3个碳上有一个乙基的烷烃，系统命名为2，5-二甲基-3-乙基己烷，D正确； 答案选B。 6. 已知甲醛分子的所有原子共平面，某芳香化合物的结构简式为，下列关于该芳香化合物的说法错误的是 A. 分子中在同一直线上的原子最多有4个 B. 分子中可能在同一平面上的原子最多有18个 C. 碳原子存在3种杂化方式 D. 1mol该物质含19NA个σ键 【答案】B 【解析】 【分析】根据解答： 【详解】A．炔直线位于醛平面上，但甲基上的氢原子都不在炔直线上，因此同一直线上的原子最多有4个，故A正确； B．转动②处C-C键，使末端甲基中的一个氢位于醛平面上，转动①处C-C键可使两平面重合为同一平面，因此可能在同一平面上的原子最多有17个，故B错误； C．苯环、羰基碳为sp2杂化，碳碳三键的碳为sp杂化，甲基碳为sp3杂化，共有3种，故C正确； D．分子中含有10个C-C σ键、8个C-H σ键、1个C-O σ键，共19个σ键，则1mol该物质含19NA个σ键，故D正确； 故答案为B。 7. 以2-溴丙烷为原料制取1，2-丙二醇，需要经过的反应是 A. 加成-消去-取代 B. 消去-加成-取代 C. 消去-取代-加成 D. 取代-消去-加成 【答案】B 【解析】 【详解】以2-溴丙烷为原料制取1，2-丙二醇，步骤为①2-溴丙烷在NaOH醇溶液中发生消去反应生成丙烯；②丙烯与溴单质发生加成反应生成1，2-二溴丙烷；③1，2-二溴丙烷在NaOH水溶液条件水解(取代反应)生成1，2-丙二醇。 故选：B。 8. 为提纯下列物质(括号内为杂质)，所用的除杂试剂和分离方法不正确的一组是 选项 待提纯的物质 除杂试剂 分离方法 A 乙酸乙酯(乙酸) 饱和溶液 分液 B 蒸馏 C 溴苯(溴) 溶液 分液 D (Br2) 萃取 A. A B. B C. C D. D 【答案】D 【解析】 【详解】A．饱和溶液可吸收乙醇，中和乙酸，减少乙酸乙酯的溶解，故用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中的乙酸，A正确； B．氧化钙和水反应生成氢氧化钙，然后蒸馏即可得到乙醇，B正确； C．单质溴易溶于有机溶剂，溴能和氢氧化钠溶液反应生成无机盐，再通过分液即可除去无机物，获得溴苯，C正确； D．单质溴易溶于有机溶剂，四氯化碳与苯互溶，应该用氢氧化钠溶液除去苯中的溴单质，D不正确； 答案选D。 9. 从中草药中提取的(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于的说法错误的是 A. 其溶液显酸性，可与溶液反应 B. 可与浓溴水发生加成反应，但不能发生取代反应 C. 苯环上氢原子发生氯代时，一氯代物有6种 D. 该分子最多与发生加成反应 【答案】B 【解析】 【详解】A．含有酚羟基，水溶液为酸性，可与碳酸钠反应生成苯酚钠和碳酸氢钠，故A正确； B．苯环上酚羟基邻位有氢，能与浓溴水发生取代反应，碳碳双键能与浓溴水发生加成反应，故B错误； C．苯环上有6种化学环境的氢，一氯代物有6种，故C正确； D．1mol苯环与3mol H2反应，1mol碳碳双键、羰基与1mol H2反应，则1mol该分子最多与9mol H2发生加成反应，故D正确； 故答案为B。 10. 已知某芳香族化合物X的分子式为，则X的同分异构体中核磁共振氢谱图符合下图的物质种数为 A. 4种 B. 5种 C. 6种 D. 7种 【答案】C 【解析】 【详解】芳香族化合物，则含有苯环，不饱和度为5，故支链上有一个双键，核磁共振氢谱有四个吸收峰，说明分子中含有4种H原子，峰面积之比为2：2：1：3，则四种氢原子个数之比=2：2：1：3，①支链为-COOH和-CH3，处于对位，有1种同分异构，②-COOCH3有1种同分异构，③-OOCCH3有1种同分异构，④支链为-CH3和-O-CHO，处于对位，有1种同分异构体，⑤支链为-O-CH3和-CHO，处于对位，有1种同分异构体，⑥支链为-OH和-COCH3，处于对位，有1种同分异构，共6种； 故选C。 11. 青蒿素是高效的抗疟疾药，为无色针状晶体，在水中几乎不溶，易溶于丙酮、氯仿和苯中，可溶于乙醇、乙醚和石油中，且在95%的乙醇中溶解度随温度升高而升高，熔点为，热稳定性差。已知：乙醚沸点为。提取青蒿素的主要工艺如下所示： 下列有关此工艺操作说法不正确的是 A. 破碎的目的是增大青蒿与乙醚的接触面积，提高青蒿素浸取率 B. 操作需要用到的玻璃仪器有分液漏斗、玻璃棒、烧杯 C. 操作是蒸馏，利用了乙醚与青蒿素的沸点相差较大 D. 操作的主要过程为加95%的乙醇，蒸发浓缩、冷却结晶、过滤 【答案】B 【解析】 【分析】对青蒿进行干燥破碎，可以增大青蒿与乙醇的接触面积，提高青蒿素的浸出率，用乙醚对青蒿素进行浸取后，过滤，可得滤液和滤渣，提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗产品，对粗产品可加95%的乙醇，浓缩、冷却结晶、过滤可得精品，据此分析； 【详解】A．将青蒿素干燥粉碎增大了与乙醚的接触面积，可提高青蒿素浸取率，A正确； B．操作I为过滤，需要用到的玻璃仪器有漏斗、玻璃棒、烧杯，B错误； C．操作Ⅱ是蒸馏，利用了乙醚与青蒿素的沸点相差较大，乙醚沸点低可回收利用，C正确； D．由题意可知，青蒿素在水中几乎不溶，故操作Ⅲ的主要过程不是加水溶解，而是加入95%的乙醇溶解，再进行蒸发浓缩、冷却结晶、过滤，D正确； 故选B。 12. 已知X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素，X和Z同主族，Y、Z、W、R同周期，W的简单氢化物可用作制冷剂。它们组成的某种化合物的结构如图所示。下列叙述正确的是 A. 第一电离能： B. 简单离子半径： C. Z的单质可能为极性分子 D. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了其漂白性 【答案】C 【解析】 【分析】W的简单氢化物可用作制冷剂，说明W是N元素；由物质的结构可知，X能形成6个共价键，且X和W不是同周期元素，说明X是S元素；X和Z同主族，则Z是O元素；Y、Z、W、R同周期，即为第二周期元素，Y能形成1个共价单键，R能形成+1价阳离子，说明Y是F元素，R是Li元素。 【详解】A．同周期元素从左至右第一电离能呈增大趋势，但是N原子的2p能级为半充满状态，更稳定，故第一电离能：F＞N＞O，A项错误； B．Li+只有1个电子层，N3-、O2-、F-均有2个电子层，且核外电子排布完全相同，随着核电荷数的增加，简单离子半径逐渐减小，故简单离子半径N3-＞O2-＞F-＞Li+，B项错误； C．O3是V形分子，为极性分子，C项正确； D．SO2具有还原性，能被酸性高锰酸钾溶液氧化，从而使酸性高锰酸钾溶液褪色，体现了其还原性，D项错误； 故选C。 13. 乙醇和乙酸在酸性条件下生成乙酸乙酯，反应机理如图，下列说法错误的是 A. 形成配位键，断裂配位键 B. 的反应的原子利用率为100% C. 质子发生转移 D. 若反应条件为浓硫酸，只能加快反应速率，不能提高乙酸乙酯的平衡产率 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，中氢离子提供空轨道、氧原子提供孤电子对形成配位键，形成的配位键断裂，A正确； B．的反应中原子全部反应生成一种物质，原子利用率为100%，B正确； C．由图可知，过程中下侧的质子转移到了右侧羟基上，质子发生转移，C正确； D．浓硫酸具有吸水性，吸收生成的水，导致平衡正向移动，能提高乙酸乙酯的平衡产率，D错误; 答案选D。 14. 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加入溶液体积的变化关系如图所示，下列说法错误的是 A. 水的电离程度： B. M点： C. 当时， D. N点： 【答案】D 【解析】 【分析】结合起点和终点，向溶液中滴入相同浓度的溶液，发生浓度改变的微粒是Na+、、和；当，溶液中存在Na+、H+和，，随着加入溶液，减少但不会降到0，当，，随着加入溶液，会与反应而减少，当，溶质为，，，很少，接近于0，则斜率为负的曲线代表；当时，中=，很小，随着加入溶液，溶质由变为和混物，最终为，增加的很少，而增加的多，当，溶质为，少部分水解，，斜率为正的曲线代表，即经过M点在下降的曲线表示的是浓度的改变，经过M点、N点的在上升的曲线表示的是浓度的改变。 【详解】A．N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa，此时仅存在HCOONa的水解，M点时仍剩余有未反应的NaOH，对水的电离是抑制的，故水的电离程度M＜N，故A正确； B．M点溶液中电荷守恒有，M点交点可知，联合可得，故B正确； C．当时，溶液中的溶质为，根据电荷守恒有，根据物料守恒，两式整理可得，故C正确； D．N点HCOOH溶液与NaOH溶液恰好反应生成HCOONa，甲酸根发生水解，因此及观察图中N点可知，，根据，可知，故D错误； 故答案选D。 二、非选择题(本题包括4小题，共58分) 15. 正丁醚是一种重要的有机溶剂，以正丁醇为原料可制得正丁醚，反应原理和反应装置如下： (正丁醚) 已知： 物质 状态 相对分子质量 沸点/℃ 密度/ 水中溶解性 正丁醇 无色液体 74 117.2 0.8109 微溶 正丁醚 无色液体 130 142.4 0.773 难溶 查阅资料：正丁醇能溶解在50%的硫酸中，而正丁醚则溶解很少。 实验步骤如下： ①将正丁醇和浓硫酸加到A中，并加几粒沸石，在分水器中加入一定体积饱和食盐水，用电热套加热A，维持至反应完成； ②A中液体冷却后连同分水器中的液体一起倒入盛有水的分液漏斗中，振荡后静置，分液得到粗产品； ③得到的粗产品先用50%硫酸洗涤2次(每次)、再用水洗涤； ④向③中洗涤后的产物中加入少量无水氯化钙固体，静置片刻，过滤除去氯化钙固体； ⑤进行蒸馏纯化，收集的馏分，得正丁醚。 回答下列问题： （1）仪器A的名称为___________。进行步骤⑤时，下列玻璃仪器需要用到的是___________(填标号)。 （2）下列关于步骤①中的操作分析正确的是___________(填标号)。 a．浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先加入正丁醇，再加入浓硫酸 b．若加热后发现未加沸石，应立即补加 c．加热A前，冷却水需先从a口进入 d．分水器中加饱和食盐水而不用水，是为了降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度 e．仪器B起到冷凝回流的作用 （3）步骤①使用电热套加热而不使用酒精灯直接加热，原因是___________(写出两点)。当观察到___________(填实验现象)时，停止加热，结束反应。结合平衡移动原理解释步骤①中使用分水器的目的：___________。 （4）下列关于步骤③中粗产品的提纯操作分析正确的是___________(填标号)。 a．用50%的硫酸洗涤可以除去未反应的正丁醇 b．将用50%的硫酸洗涤的次数改为一次(总酸量不变)，洗涤效果更好 c．用水洗涤可以除去酸洗时带入的酸 d．分液时下层液体、上层液体依次从下口放出 （5）本实验所得到的正丁醚的产率是___________(保留三位有效数字)。 【答案】（1） ①. 三颈烧瓶 ②. ac （2）ade （3） ①. 温度控制更精确；受热均匀；电热套不是明火，加热不易引起着火；操作简单 ②. 分水器中的下层(或水层)液面不再增加 ③. 及时分离反应生成的水，使平衡向生成正丁醚的方向移动，有利于提高正丁醚的产率 （4）ac （5）49.2% 【解析】 【分析】正丁醇在浓硫酸存在下加热到发生分子间脱水反应生成正丁醚和水，所得正丁醚粗产物中有水、浓硫酸以及未反应的正丁醇等，分液后先用一定量的50%硫酸洗去正丁醇，接着用水洗去有机层残留的硫酸，再加入一定质量的无水除去有机层中的，此时正丁醚中混有的主要杂质为正丁醇，通过蒸馏，收集的馏分得到正丁醚。 【小问1详解】 仪器A的名称为三颈烧瓶，步骤⑤为蒸馏操作，提供的玻璃仪器中需要用到直形冷凝管和圆底烧瓶，故选ac。 【小问2详解】 a．浓硫酸的密度大于正丁醇的密度，为防止液体飞溅，类比浓硫酸的稀释，步骤①中浓硫酸和正丁醇的添加顺序为先加入正丁醇，再加入浓硫酸，a正确； b．若加热后发现未加沸石，应冷却至室温后再补加，b错误； c．加热A前，冷却水应下进上出，需先从b口进入，c错误； d．分水器中加饱和食盐水而不用水，可降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度，d正确；e．仪器B为球形冷凝管，起到冷凝回流的作用，e正确；故选ade。 【小问3详解】 有机实验中许多有机物易挥发且易燃，结合图中电热套结构，步骤①使用电热套加热而不使用酒精灯直接加热，其原因有温度控制更精确、受热均匀、电热套不是明火加热不易引起着火、操作简单等。制备正丁醚的反应是可逆反应，有水生成，当分水器下层水层液面不再增加说明反应结束，可停止加热。利用分水器及时分离反应生成的水，使平衡向生成正丁醚的方向移动，有利于提高正丁醚的产率。 【小问4详解】 a．根据资料可知，用50%的硫酸洗涤可以除去未反应的正丁醇，a正确； b．用50%的硫酸多次洗涤，除去正丁醇的效果更好，b错误； c．用水洗涤可以除去酸洗时带入的酸，c正确； d．分液时下层液体从下口放出，上层液体从上口倒出，d错误；故选ac。 【小问5详解】 根据计量系教关系： 可得，解得，因此正丁醚的产率为。 16. 钪及其化合物具有许多优良的性能，在宇航、电子、超导等方面有着广泛的应用。从钛白工业废酸(含钪、钛、铁、锰等离子)中提取氧化钪的一种流程如下： 已知：①，当某离子浓度时，可认为该离子已沉淀完全； ②； ③草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物。 回答下列问题： （1）钪元素在周期表中的位置为___________。 （2）洗涤“油相”可除去大量的钛离子。洗涤液是用93%的硫酸、27.5%的双氧水和水按一定比例混合而成。混合这三种液体的实验操作是___________。 （3）常温下，“调”时先加入氨水调至，过滤，滤渣的主要成分是___________(填化学式)；再向滤液中加入氨水调至，此时滤液中的浓度为___________。 （4）用草酸“沉钪”，写出“沉钪”得到草酸钪的离子方程式：___________，反应过程中，若草酸用量过多，钪的沉淀率会下降，原因可能是___________。 （5）在空气中将草酸钪充分“灼烧”，所发生反应的化学方程式为___________。 （6）可用氧化钪制备金属钪，钪晶体在较高温度下的晶胞结构如图所示，已知其晶胞参数为，阿伏加德罗常数的值为，则该晶体密度为___________(列出计算式即可)。 【答案】（1）第四周期第族 （2）将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入双氧水中，并不断搅拌 （3） ①. ②. （4） ①. ②. 草酸钪沉淀转化为可溶性配合物 （5） （6） 【解析】 【分析】洗涤“油相”可除去大量的钛离子，反萃取使锰、铁和钪沉淀与杂质分离，滤渣为Fe(OH)3、Mn(OH)2和Sc(OH)3，酸溶将Fe(OH)3、Mn(OH)2、Sc(OH)3溶解；通过调pH将Mn(OH)2、Fe(OH)3与Sc(OH)3分离；第二次酸溶将Sc(OH)3溶解，草酸沉钪得到Sc2(C2O4)3沉淀，灼烧后得到Sc2O3，据此分析解题。 【小问1详解】 钪元素在周期表中的位置为第四周期第ⅢB族； 【小问2详解】 不同的液体在混合时，一般是先加密度较小、易挥发的，后加密度大、难挥发的，若混合时放热，则最后加受热易分解的。因此，混合时的实验操作是将浓硫酸沿烧杯内壁慢慢注入水中，并用玻璃棒不断搅拌，冷却后再慢慢注入双氧水中，并不断搅拌； 【小问3详解】 废酸中含钪、钛、铁、锰等离子，洗涤“油相”已除去大量的钛离子。根据，可以求出余下3种离子沉淀完全(离子浓度)的，得出锰离子沉淀完全的约为10，钪离子沉淀完全的约为5，而铁离子沉淀完全的约为3，所以先加入氨水调至，过滤，滤渣的主要成分是；再向滤液中加入氨水调至，此时溶液中，滤液中的浓度为； 【小问4详解】 “沉钪”得到草酸钪的离子方程式为；由已知信息③可知，草酸可与多种金属离子形成可溶性配合物，故草酸用量过多时，草酸钪沉淀可能会转化为可溶性配合物，导致钪的沉淀率下降； 【小问5详解】 草酸钪“灼烧”时的化学方程式为； 【小问6详解】 根据钪晶体晶胞结构图可知，每个钪晶胞均摊到2个钪原子，晶胞参数为，则晶体密度为。 17. 芝麻酚又名3，4-亚甲二氧基苯酚，是芝麻油重要的香气成分，也是芝麻油重要的品质稳定剂。一种制备芝麻酚的路线如下： 回答下列问题： （1）A的结构简式为___________，E中的官能团名称为___________。 （2）的化学反应类型依次为___________、___________。 （3）已知F的分子式为，写出F的结构简式：___________。 （4）写出中第2步反应的化学方程式：___________。 （5）写出1种满足下列条件的化合物E的同分异构体的结构简式：___________。 ①苯环上的一氯代物只有2种；②能与溶液反应显紫色；③能与发生反应。 （6）请结合以上流程及已学知识，设计以为原料，制备的合成路线流程图___________。(其他试剂任选) 【答案】（1） ①. ②. 醚键、(酮)羰基 （2） ①. 氧化反应 ②. 取代反应 （3） （4） （5）(或) （6） 【解析】 【分析】A的分子式为C6H10，有2个不饱和度，根据B可知A中也含碳环且为6碳环，占一个不饱和度，还有一个不饱和度一定为双键，从而得知A的结构式，名称为环己烯，A先与溴水加成生成，再水解生成B，B脱氢生成了C，根据D分子式可知，C发生取代反应生成了D（），D发生取代反应生成了E（），E发生氧化生成F（），F水解生成了G()，G酸化形成酚羟基生成H，以此分析； 【小问1详解】 A能加成，根据B的结构可知A为环己烯，官能团为碳碳双键，结构式为；E（）中的官能团名称为醚键、(酮)羰基； 【小问2详解】 B为，C为，的化学反应为去氢反应，故反应类型为氧化反应，C为，D为，的化学反应为羟基上的H被取代，反应类型为取代反应； 【小问3详解】 根据F的分子式可知，E中增加了一个氧原子，发生氧化反应生成F，故F的结构简式：； 【小问4详解】 A的结构式，A先与溴水加成生成，再水解生成B，中第2步反应为卤代烃的水解反应，化学方程式：； 【小问5详解】 化合物E的化学式为C9H8O3，同分异构体的结构简式：①苯环上一氯代物只有2种，说明苯环上只有2种氢原子；②能与溶液反应显紫色，说明含有酚羟基；③能与发生反应，说明含有羧基；故分子结构简式或； 【小问6详解】 可以由可以由水解生成，由转化可知，氧化生成，而发生催化氧化生成，合成路线：。 18. CO2资源化利用是科学工作者重点研究的课题。一定条件下，CO2可合成燃料甲醇，主要反应的热化学方程式如下： i． ⅱ． ⅲ． （1）二氧化碳与氢气合成甲醇的反应的___________。 （2）若在某绝热刚性密闭容器中通入等量CO2和H2，只发生反应i，则下列不能作为判断反应达到平衡的依据的是___________(填标号)。 A. 容器内CO的体积分数不再改变 B. 容器内气体的密度不变 C. 容器内气体的压强不变 D. 容器内CO2与H2的比例保持不变 （3）向两个恒压(压强分别为0.1MPa、1.0MPa)密闭容器中均通入1molCO2、4molH2的混合气体，只发生反应i和反应ⅲ。平衡时CH4或CO占所有含碳化合物的物质的量分数随温度的变化曲线如图所示。 ①表示压强为1.0MPa时和曲线的分别是___________和___________(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)，判断1.0MPa时曲线的理由为___________。 ②c点时，容器内CO2的物质的量为___________mol。 ③600℃时，反应i的压强平衡常数Kp=___________(结果保留2位有效数字，Kp为用分压表示的平衡常数，分压=总压×物质的量分数)。 （4）科学工作者采用电催化方法用CO2重整CH4制取合成气(CO、H2组成的混合气体)，其装置示意图如图所示。该装置工作时，阴极的电极反应式为___________；若产生4.48L合成气(已换算为标准状况)，理论上外电路中转移___________mol电子。 【答案】（1）-488 （2）BD （3） ①. 甲 ②. 丁 ③. 反应ⅲ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，减小，且反应ⅲ随着压强增大，平衡正向移动，增大，故曲线甲为1.0MPa下的 ④. 0.2 ⑤. 2.4 （4） ①. ②. 0.1 【解析】 【小问1详解】 i． ⅱ． ⅲ． 依据盖斯定律，将反应i+ ⅱ得：二氧化碳与氢气合成甲醇的反应的△H4=△H1+△H2=(+41.2 kJ∙mol-1)+(-90.0 kJ∙mol-1)=-48.8kJ∙mol-1。 【小问2详解】 A．容器内CO的体积分数不再改变，则正、逆反应速率相等，反应达平衡状态，A不符合题意； B．不管反应进行到什么程度，混合气的总质量不变，混合气的总物质的量不变，则容器内气体的密度始终不变，所以由气体的密度不变，不能确定反应是否达平衡状态，B符合题意； C．随着反应的不断进行，虽然混合气的物质的量不变，但混合气的温度不断降低，压强不断减小，所以当容器内气体的压强不变时，反应达平衡状态，C不符合题意； D．某绝热刚性密闭容器中通入等量CO2和H2，依据反应方程式，CO2和H2按1:1摩尔比发生反应，则容器内CO2与H2的比例始终保持不变，所以由CO2与H2的比例不变，不能判断反应是否达平衡状态，D符合题意； 故选BD。 【小问3详解】 向两个恒压(压强分别为0.1MPa、1.0MPa)密闭容器中均通入1molCO2、4molH2的混合气体，只发生反应i和反应ⅲ。 反应i为气体体积不变的吸热反应，反应ⅲ为气体体积减小的放热反应，压强一定时，升高温度，反应i的平衡正向移动，增大，反应ⅲ的平衡逆向移动，减小，则甲、乙表示，丙、丁表示；温度一定时，增大压强，反应ⅲ的平衡正向移动，增大，c(H2O)增大，c(CO2)、c(H2)减小，使反应i的平衡逆向移动，减小，即温度一定时压强越大，越大，越小，所以图中甲、乙、丙、丁分别表示1.0MPa时、0.1MPa时、0.1MPa时、1.0MPa时。 ①由分析可知，表示压强为1.0MPa时和的曲线分别是甲和丁，判断1.0MPa时曲线的理由为：反应ⅲ为放热反应，温度升高，平衡逆向移动，减小，且反应iii随着压强增大，平衡正向移动，增大，故曲线甲为1.0MPa下的。 ②图中曲线乙、丙分别表示0.1MPa时、0.1MPa时，且c点时==40%，++=1，则=20%，c点时n(CH4)=n(CO)=1mol×40%=0.4mol，n(CO2)=1mol-0.4mol-0.4mol=0.2mol，所以c点时，容器内CO2的物质的量为0.2mol。 ③图中曲线甲、丁分别表示1.0MPa时、1.0MPa时，且600℃时=10%，=80%，++=1，则=10%，即平衡时n(CH4)=0.8mol，n(CO)= n(CO2)= 0.1mol，根据反应ⅰ、ⅲ可知，此时n(H2O)= 0.1mol+0.8mol×2=1.7mol，n(H2)=4mol-0.1mol-0.8mol×4=0.7mol，容器中气体的总物质的量为0.8mol+0.1mol+0.1mol+1.7mol+0.7mol=3.4mol，p(CO)=p(CO2)==MPa，p(H2O)=MPa，p(H2)=MPa，则反应i的压强平衡常数Kp==≈2.4。 【小问4详解】 CO2重整CH4制取合成气，图中CO2在N电极上转化为CO，C元素化合价降低，N电极为阴极，依据得失电子守恒、电荷守恒和元素守恒，可得出阴极的电极反应式为CO2+2e-=CO+O2-；图中CH4在M电极上转化为CO和H2，C的化合价升高6，H的化合价降低1，整体升高6-1×4=2，即1molCH4失去2mole-，M电极为阳极，电极反应式为CH4-2e-+O2-=CO+2H2，电解总反应为CO2+CH42CO+2H2，若产生4.48L合成气(标准状况)，物质的量为=0.2mol，理论上外电路中转移电子的物质的量为=0.1mol。 【点睛】在电解反应CO2+CH42CO+2H2中，CO2作氧化剂，CH4既作氧化剂又作还原剂。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $$