精品解析:广西壮族自治区玉林市北流中学、玉林市第一中学、容县中学2024-2025学年高二下学期4月期中联考 化学试题
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内容正文:
2025年4月高二年级四校联考试题
化学
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Si-28 S-32 Zn-65
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列物质的主要成分不含有机物的是
A. 西瓜 B. 塑料垃圾桶 C. 不锈钢笔筒 D. 聚丙烯材质眼镜架
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的VSEPR模型: B. 顺丁烯的结构简式:
C. 2-甲基戊烷的键线式: D. 的名称:甲基戊烯
3. 下列与物质性质有关的说法不正确的是
A. 邻硝基苯酚()的沸点高于对硝基苯酚(),是因为后者形成了分子间氢键
B. 的酸性强于,是因为F的电负性大使中极性强
C. 冠醚识别碱金属离子,与微粒直径有关
D. 配位能力大于,向中加过量氨水可生成
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 晶体中Si—O键的数目为
B. 标准状况下,中含有极性共价键数目为
C. 聚乙烯中含有的键数目为
D. 配离子中含键数目为
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.制取乙炔
B.制取硝基苯
C.验证1-溴丁烷发生消去反应
D.分离苯和溴苯的混合物
A. A B. B C. C D. D
6. 下列化学方程式书写错误的是
A.
B.
C.
D.
7. W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为17.其中,W、Z位于同一主族,X为同周期半径最大的主族元素,Y元素基态原子最高能层中s轨道和p轨道电子数相同。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:Z>Y
B. Z元素的最高价氧化物的水化物为二元强酸
C. W、Z对应的简单氢化物沸点:W>Z
D. W与X形成的化合物均属于离子晶体且化学键类型相同
8. 广霍香具有开胃止呕、发表解暑之功效。愈创木烯是广霍香的重要提取物之一,其结构如图所示。下列有关愈创木烯的说法正确的是
A. 该有机物属于芳香族化合物 B. 能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C. 与乙烯互为同系物 D. 分子中所有碳原子可能共面
9. 下列除去杂质的试剂和方法错误的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂和方法
A
乙醇(水)
CaO,蒸馏
B
溴苯(溴)
NaOH溶液,分液
C
乙烷(乙烯)
溶液,洗气
D
苯甲酸(NaCl)
蒸馏水,重结晶
A. A B. B C. C D. D
10. 化学能与电能的直接转化需要在一定的装置中才能实现。下列装置与对应叙述相符的是
A. 装置①中的溶液浓度保持不变
B. 装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施
C. 装置③的正极电极反应式:
D. 装置④的正极电极反应式:
11. 古时可用制备硫酸,同时产生的硫酸可进一步制备硝酸,部分物质的转化如图所示:
下列叙述正确的是
A. M一定是红色粉末固体 B. 上述过程仅涉及1个氧化还原反应
C. 制备硝酸过程中浓硫酸表现出强氧化性 D. 采用“微热”避免硝酸分解
12. 氮化钛是一种导电材料,也是一种催化剂。氮化钛晶胞如图所示,A的原子坐标为,C的原子坐标为,已知:它的晶胞参数为apm。下列叙述错误的是
A. 基态钛原子有2个未成对电子 B. B的原子坐标为
C. 氮原子的配位数为12 D. Ti原子之间的最短距离为
13. 萘()与浓硫酸发生取代反应可以生成2种取代产物,反应进程中能量变化如图所示。其中相同投料,经历相同时间,不同反应温度时产物的比例不同,在40℃和160℃时,得到1-取代产物与2-取代产物的比例分别为96:4和15:85,下列说法正确的是
A. 1-取代产物比2-取代产物更稳定
B. 升高温度,可以提高2-取代产物在总产物中的比例
C. 与40℃相比,160℃时萘的平衡转化率更大
D. 萘与取代产物中碳原子杂化方式不同
14. 常温下,向溶液中逐滴加入溶液,所得溶液的pH变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. a点溶液中, B. b点溶液中,
C. 常温下, D. a、b、c三点溶液中,b点溶液中水的电离程度最大
二、非选择题
15. ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构如下:
①乙烷硒啉分子中C原子的杂化方式是___________。
②Se位于元素周期表中的___________区,基态Se原子的价层电子的轨道表示式为___________。
(2)基态硫原子核外电子的空间运动状态有___________种,基态氧原子中占据最高能级的电子的电子云轮廓图为___________形。
(3)比较键角大小:___________(填“>”、“<”“=”),空间结构为___________。
(4)立方ZnS晶胞结构如图所示,的配位数是___________。已知晶胞边长为540.0pm,NA代表阿伏加德罗常数,则其密度为___________(列计算式)。
16. 为降低温室效应,的捕集利用技术成为研究的重点。
(1)一种利用的反应为: 。下列措施能使已达到平衡时反应的正反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是___________。
A. 及时分离出水蒸气 B. 适当降低温度
C. 增大的浓度 D. 缩小体积,增大压强
(2)和发生如下反应可以制取甲醇和二甲醚。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
写出由合成热化学方程式___________。
(3)CO合成甲醇的反应为 ,在容积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入、与、,在催化剂作用下发生反应,平衡时甲醇的体积分数与温度的关系如图所示。
①能判断甲,乙容器中反应已达到化学平衡状态的依据是___________。
A.混合气体的密度不变 B.
C.容器中的气体的压强不变 D.
②300℃时,当甲容器中()的体积分数处于D点时,此时v(正)___________v(逆)。
③该反应的___________0(填“>”或“=”“<”),判断的理由是___________
④A、B、C三点的平衡常数、、大小关系是___________,___________。
(4)向一定浓度的溶液通入至饱和,在电极上反应生成尿素,电解原理如图所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。电解过程中生成尿素的电极反应式为___________。
17. 某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比)的混合物(混酸);
②在三颈烧瓶里装15mL甲苯;
③装好其他药品,并组装好仪器;
④向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度在30℃左右,大约反应10分钟至三颈烧瓶底有大量(淡黄色油状)液体出现;
⑥分离出一硝基甲苯
(已知:甲苯的密度为,沸点为110.5℃;硝基苯的密度为,沸点210.9℃)根据上述实验,回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是___________。
(2)L仪器名称是___________,进水口是___________,其作用是___________。
(3)甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式是___________。
(4)分离产品方案如下:
①操作1的名称是___________;操作2的名称是___________;
②产品2的核磁共振氢谱中有5个峰,它的名称为___________。
18. 有机物种类繁多,广泛存在,在生产和生活中有着重要的应用。
(1)下列各组有机物中,互为同系物的是___________(填序号),互为同分异构体的是___________(填序号)
①乙烷和异丁烷;②和;③和;④二甲醚和乙醇;⑤和
(2)某芳香烃的分子式为,它可能有的同分异构体共___________种,其中一溴代物只有两种的是___________(填结构简式),该芳香烃与酸性溶液反应可得到有机物,A中所含官能团名称是___________。
(3)氯苯是有机生产中重要的生产原料,利用氯苯可合成,其工艺流程如图所示:(部分试剂和反应条件已略去)
a.B分子中含有的官能团名称为___________,反应②④的反应类型是___________
b.反应④的化学方程式为___________
c.反应⑦的化学方程式为___________
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2025年4月高二年级四校联考试题
化学
(本试卷满分100分,考试时间75分钟)
注意事项:
1.答题前,务必将自己的姓名、班级、考号填写在答题卡规定的位置上。
2.答选择题时,必须使用2B铅笔将答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦擦干净后,再选涂其它答案标号。
3.答非选择题时,必须使用0.5毫米黑色签字笔,将答案书写在答题卡规定的位置上。
4.所有题目必须在答题卡上作答,在试题卷上答题无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Si-28 S-32 Zn-65
一、选择题(每小题只有一个选项符合题目要求)
1. 化学与生产、生活密切相关,下列物质的主要成分不含有机物的是
A. 西瓜 B. 塑料垃圾桶 C. 不锈钢笔筒 D. 聚丙烯材质眼镜架
【答案】C
【解析】
【详解】A.西瓜的主要成分是糖类物质,属于有机物,A不合题意;
B.塑料垃圾桶中塑料属于有机物,B不合题意;
C.不锈钢笔筒中不锈钢属于金属材料,不属于有机物,C符合题意;
D.聚丙烯材质眼镜架中聚丙烯属于有机高分子材料,D不合题意;
故选C。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. 的VSEPR模型: B. 顺丁烯的结构简式:
C. 2-甲基戊烷的键线式: D. 的名称:甲基戊烯
【答案】C
【解析】
【详解】A.中心原子S周围的价层电子对数为,有1对孤电子对,故的VSEPR模型为平面三角形,故A正确;
B.丁烯中两个甲基在碳碳双键平面的同侧为顺式结构,B正确;
C.烷烃的命名规则:选取最长碳链作为主链,从距离支链最近的一端开始编号,故的名称为甲基丁烷,故C错误;
D.烯烃的命名规则:选取含碳碳双键在内的最长碳链作为主链,从距离碳碳双键最近的一端开始编号,故的名称为甲基戊烯,故D正确;
故选C。
3. 下列与物质性质有关的说法不正确的是
A. 邻硝基苯酚()的沸点高于对硝基苯酚(),是因为后者形成了分子间氢键
B. 的酸性强于,是因为F的电负性大使中极性强
C. 冠醚识别碱金属离子,与微粒直径有关
D. 配位能力大于,向中加过量氨水可生成
【答案】A
【解析】
【详解】A.邻硝基苯酚()的沸点低于对硝基苯酚(),是因为后者易形成分子间氢键(使沸点升高),前者易形成分子内氢键(使沸点降低),故A错误;
B.的酸性强于是因为F的电负性大,-F为吸电子基,使中极性强,更易断裂而电离出,故B正确;
C.冠醚是一类皇冠状的分子,有不同大小的空穴适配不同大小的碱金属离子,C正确;
D.因N的电负性小于O的电负性,配位能力:>,向中加过量氨水可生成,D正确;
故选A。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 晶体中Si—O键的数目为
B. 标准状况下,中含有极性共价键数目为
C. 聚乙烯中含有的键数目为
D. 配离子中含键数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.1molSiO2中有4molSi-O键,30gSiO2晶体中Si-O键的数目为=2NA,故A错误;
B.四氯化碳标准状况下不是气体,不能直接运用22.4L/mol计算出四氯化碳物质的量,故B错误;
C.聚乙烯的结构简式为 ,不含不饱和键,因此聚乙烯中不含π键,故C错误;
D.Cu2+与4个H2O形成配位键,即形成4个σ键,1个水分子中含有2个σ键,因此1mol[Cu(H2O)4]2+中含有σ键的数目为(4+2×4)NA=12NA,故D正确;
答案为D。
5. 下列实验装置能达到实验目的的是
A.制取乙炔
B.制取硝基苯
C.验证1-溴丁烷发生消去反应
D.分离苯和溴苯的混合物
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.电石中混有杂质(CaS等),反应过程中会产生等杂质,溶液可以与之反应(),从而实现除杂,A正确;
B.制取硝基苯要水浴加热(控制在),因此还需要温度计测定水浴的温度,B错误;
C.溴丁烷在氢氧化钠的乙醇溶液中加热可发生消去反应生成丁烯,丁烯中含有挥发出来的乙醇,二者都具有还原性,均可以使酸性高锰酸钾溶液褪色,故酸性高锰酸钾溶液褪色不能证明有丁烯生成,不能验证溴丁烷发生消去反应,C错误;
D.温度计用于测定蒸馏时馏分的温度,故温度计水银球应置于蒸馏烧瓶支管口处,且冷凝水应该下口进,上口出,故D错误;
故选A。
6. 下列化学方程式书写错误的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.催化剂作用下乙炔与水发生加成反应生成CH2=CHOH,CH2=CHOH不稳定,重排成乙醛,反应的化学方程式为,故A正确;
B.氯化铁作催化剂条件下甲苯与氯气发生取代反应生成或和氯化氢,故B错误;
C.乙烯在氧气中燃烧生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为,故C正确;
D.催化剂作用下氯乙烯发生加聚反应生成聚氯乙烯,反应的化学方程式为,故D正确;
故选B。
7. W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,最外层电子数之和为17.其中,W、Z位于同一主族,X为同周期半径最大的主族元素,Y元素基态原子最高能层中s轨道和p轨道电子数相同。下列说法不正确的是
A. 第一电离能:Z>Y
B. Z元素的最高价氧化物的水化物为二元强酸
C. W、Z对应的简单氢化物沸点:W>Z
D. W与X形成的化合物均属于离子晶体且化学键类型相同
【答案】D
【解析】
【分析】W、X、Y、Z为短周期主族元素,原子序数依次增大,X为同周期半径最大的主族元素,X为Na元素,Y元素基态原子最高能层中s轨道和p轨道电子数相同,Y元素的电子排布式为1s22s22p63s23p2,Y为Si元素,四种元素最外层电子数之和为17,W、Z位于同一主族,且二者最外层电子数之和为17-5=12,则W为O,Z为S元素。
【详解】A.同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而增大,第IIA族和VA族元素反常,Si、S位于同一周期,则第一电离能:S>Si,A正确;
B.S元素的最高价氧化物的水化物为H2SO4,为二元强酸,B正确;
C.H2O分子间能够形成氢键,则沸点:H2O>H2S,C正确;
D.O和Na形成的化合物Na2O、Na2O2均属于离子晶体,Na2O中只含有离子键,Na2O2中既含有离子键也含有共价键,D错误;
故选D。
8. 广霍香具有开胃止呕、发表解暑之功效。愈创木烯是广霍香的重要提取物之一,其结构如图所示。下列有关愈创木烯的说法正确的是
A. 该有机物属于芳香族化合物 B. 能发生取代反应、加成反应和氧化反应
C. 与乙烯互为同系物 D. 分子中所有碳原子可能共面
【答案】B
【解析】
【详解】A.由结构简式可知,愈创木烯不含苯环,不属于芳香族化合物,A错误;
B.分子中含有甲基等,能发生取代反应;含碳碳双键,能发生加成反应和氧化反应,B正确;
C.结构相似、分子组成上相差一个或多个CH2原子团的有机物互为同系物,愈创木烯含两个碳碳双键而乙烯含一个碳碳双键,二者结构不相似,不是同类物质,不互为同系物,C错误;
D.分子中含多个直接相连的饱和碳原子,则所有碳原子不可能共面,D错误;
故选B。
9. 下列除去杂质的试剂和方法错误的是
选项
物质(括号内为杂质)
除杂试剂和方法
A
乙醇(水)
CaO,蒸馏
B
溴苯(溴)
NaOH溶液,分液
C
乙烷(乙烯)
溶液,洗气
D
苯甲酸(NaCl)
蒸馏水,重结晶
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.与水反应生成,增大与乙醇的沸点差异,通过蒸馏可分离出乙醇,故A正确;
B.溴与反应生成和(水溶性),溴苯不溶于水,分液后可得纯净溴苯,故B正确;
C.可将乙烯氧化为,导致乙烷中混入,故C错误;
D.苯甲酸在水中溶解度随温度变化大,溶解度受温度影响小,用蒸馏水重结晶可分离,故D正确;
故选C。
10. 化学能与电能的直接转化需要在一定的装置中才能实现。下列装置与对应叙述相符的是
A. 装置①中的溶液浓度保持不变
B. 装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施
C. 装置③的正极电极反应式:
D. 装置④的正极电极反应式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置①阳极先是锌失去电子,再是铁失去电子,再是铜失去电子,而阴极铜离子得到电子,因此溶液中的浓度会降低,故A不符合题意;
B.装置②可通过牺牲阳极保护钢铁设施,则应该接一块活泼性比铁强的金属,比如金属锌,而不是能接活泼性比铁弱的金属,或则会加快铁的腐蚀,故B不符合题意;
C.装置③的正极是铁离子得到电子变为亚铁离子,其电极反应式:,故C不符合题意;
D.装置④是氢氧酸性燃料电池,则正极电极反应式:,故D符合题意。
综上所述,答案为D。
11. 古时可用制备硫酸,同时产生的硫酸可进一步制备硝酸,部分物质的转化如图所示:
下列叙述正确的是
A. M一定是红色粉末固体 B. 上述过程仅涉及1个氧化还原反应
C. 制备硝酸过程中浓硫酸表现出强氧化性 D. 采用“微热”避免硝酸分解
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据氧化还原反应原理,硫元素化合价降低,必有元素化合价升高,依题意,铁元素化合价升高,即铁元素化合价由价可能升至价,则M可能是(黑色)或(红色),故A错误;
B.上述转化过程涉及两个氧化还原反应:硫酸亚铁分解的反应、二氧化硫被氧化生成硫酸的反应,故B错误;
C.制备硝酸的反应是复分解反应,没有发生氧化还原反应,该反应利用高沸点的硫酸制低沸点的硝酸,故C错误;
D.硝酸受热易分解,微热条件下制备硝酸,避免硝酸分解,故D正确;
答案选D。
12. 氮化钛是一种导电材料,也是一种催化剂。氮化钛晶胞如图所示,A的原子坐标为,C的原子坐标为,已知:它的晶胞参数为apm。下列叙述错误的是
A. 基态钛原子有2个未成对电子 B. B的原子坐标为
C. 氮原子的配位数为12 D. Ti原子之间的最短距离为
【答案】C
【解析】
【详解】A.钛为22号元素,基态钛原子价层电子排布式为,3d能级上的2个电子为未成对电子,故A项正确;
B.A的原子坐标为,C的原子坐标为,B位于右侧面心,则B的原子坐标为,故B项正确;
C.由晶胞图可知,1个氮原子与6个钛原子(N的上下左右前后各一个)等距且最近,则氮原子的配位数为6,故C项错误;
D.晶胞参数为apm,则面对角线的长度为,观察题图知,Ti原子之间的最短距离为面对角线的一半,即,故D项正确;
故选C。
13. 萘()与浓硫酸发生取代反应可以生成2种取代产物,反应进程中能量变化如图所示。其中相同投料,经历相同时间,不同反应温度时产物的比例不同,在40℃和160℃时,得到1-取代产物与2-取代产物的比例分别为96:4和15:85,下列说法正确的是
A. 1-取代产物比2-取代产物更稳定
B. 升高温度,可以提高2-取代产物在总产物中的比例
C. 与40℃相比,160℃时萘的平衡转化率更大
D. 萘与取代产物中碳原子杂化方式不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,2-取代物能量比1-取代物能量低,故2-取代产物更稳定,A错误;
B.在40℃和160℃时,得到1-取代产物与2-取代产物的比例分别为96:4和15:85,可知升高温度,可以提高2-取代产物在总产物中的比例,B正确;
C.由图可知,萘与浓硫酸发生取代的反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,萘的平衡转化率减小,因此40℃时萘的平衡转化率更大,C错误;
D.萘与取代产物中碳原子均为杂化,D错误;
故选B。
14. 常温下,向溶液中逐滴加入溶液,所得溶液的pH变化曲线如图所示。下列说法错误的是
A. a点溶液中, B. b点溶液中,
C. 常温下, D. a、b、c三点溶液中,b点溶液中水的电离程度最大
【答案】B
【解析】
【分析】向溶液中逐滴加入溶液,二者能发生酸碱中和生成NaA和水,根据pH的变化曲线可知,a为起始点(未加溶液),b为中性点,c点加入的溶液的体积为100mL,此时为加过量溶液的点,据此分析。
【详解】A.a点溶液是,,则,,溶液中全部来自水的电离,,A正确;
B.b点溶液的,,根据电荷守恒,,则,所以,B错误;
C.a点溶液是,,,电离平衡时,,则,,C正确;
D.a点溶质是HA,b点溶质是NaA及少量的HA,c点溶质是等浓度的NaA与NaOH,酸碱抑制水的电离,a、b、c三点溶液中,a点和c点溶液中水的电离受到抑制,b点溶液中,水的电离不受影响,则b点溶液中水的电离程度最大,D正确;
故选B。
二、非选择题
15. ⅥA族元素的化合物在研究和生产中有许多重要用途。请回答下列问题:
(1)乙烷硒啉(Ethaselen)是一种抗癌新药,其结构如下:
①乙烷硒啉分子中C原子的杂化方式是___________。
②Se位于元素周期表中的___________区,基态Se原子的价层电子的轨道表示式为___________。
(2)基态硫原子核外电子的空间运动状态有___________种,基态氧原子中占据最高能级的电子的电子云轮廓图为___________形。
(3)比较键角大小:___________(填“>”、“<”“=”),空间结构为___________。
(4)立方ZnS晶胞结构如图所示,的配位数是___________。已知晶胞边长为540.0pm,NA代表阿伏加德罗常数,则其密度为___________(列计算式)。
【答案】(1) ①. ②. p ③.
(2) ①. 9 ②. 哑铃形
(3) ①. > ②. 三角锥形
(4) ①. 4 ②.
【解析】
【小问1详解】
①由结构简式可知,乙烷硒啉分子中苯环上碳原子和双键碳原子的杂化方式为sp2杂化,饱和碳原子的杂化方式为sp3杂化;
②硒元素的原子序数为34,基态原子的价层电子排布式为4s24p4,硒元素处于元素周期表的p区,轨道表示式为;
【小问2详解】
基态硫原子核外电子排布为1s22s22p63s23p4,运动轨道数有1s、2s、3s、3个2p轨道、3个3p轨道,共9个轨道,核外电子的空间运动状态有9种;基态氧原子核外电子排布为1s22s22p4,最高能级为2p,电子云轮廓为哑铃形;
【小问3详解】
SO3中心原子S价层电子对数为3+×(6-3×2)=3,S为sp2杂化,H2S中心原子S价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,S为sp3杂化,因此键角SO3>H2S;中心原子S价层电子对数为,有1对孤电子对,空间构型为三角锥形;
【小问4详解】
根据晶胞结构可判断S2-的配位数是4;晶胞硫离子的数目是,锌离子数目是4,已知晶胞边长为540pm,NA代表阿伏加德罗常数,晶胞密度ρ==g/cm3=g/cm3。
16. 为降低温室效应,的捕集利用技术成为研究的重点。
(1)一种利用的反应为: 。下列措施能使已达到平衡时反应的正反应速率增大,且平衡向正反应方向移动的是___________。
A. 及时分离出水蒸气 B. 适当降低温度
C. 增大的浓度 D. 缩小体积,增大压强
(2)和发生如下反应可以制取甲醇和二甲醚。
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
写出由合成热化学方程式___________。
(3)CO合成甲醇的反应为 ,在容积均为2L的甲、乙两个恒容密闭容器中分别充入、与、,在催化剂作用下发生反应,平衡时甲醇的体积分数与温度的关系如图所示。
①能判断甲,乙容器中反应已达到化学平衡状态的依据是___________。
A.混合气体的密度不变 B.
C.容器中的气体的压强不变 D.
②300℃时,当甲容器中()的体积分数处于D点时,此时v(正)___________v(逆)。
③该反应的___________0(填“>”或“=”“<”),判断的理由是___________
④A、B、C三点的平衡常数、、大小关系是___________,___________。
(4)向一定浓度的溶液通入至饱和,在电极上反应生成尿素,电解原理如图所示(阴、阳极区溶液均为溶液)。电解过程中生成尿素的电极反应式为___________。
【答案】(1)CD (2)
(3) ①. C ②. > ③. < ④. 在相同条件下,随着温度的升高,平衡时甲醇的百分含量减小,说明升温平衡逆向移动,该反应正向是放热反应 ⑤. ⑥. 12
(4)
【解析】
【小问1详解】
A.及时分离出水蒸气,生成物浓度降低,正、逆反应速率都降低,平衡向正反应方向移动,故A项不符合题意;
B.适当降低温度,正、逆反应速率降低,该反应为放热反应,降温使平衡向正反应方向移动,故B项不符合题意;
C.增大的浓度,反应物浓度增大,正逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动,故C项符合题意;
D.该反应前后气体分子数减少,缩小体积,增大压强,正逆反应速率均增大,平衡向正反应方向移动,故D项符合题意;
故答案为:CD。
【小问2详解】
由合成的化学方程式为,可由反应Ⅱ-2×反应Ⅰ得到,故,热化学方程式为: ;
故答案为: 。
【小问3详解】
①该反应前后气体分子数减少,加压平衡正向移动,若乙的体积为4L,甲和乙的达到相同的平衡状态,但乙的体积为2L,相当于加压,平衡正向移动,相同情况下的体积分数大,故曲线Ⅰ代表容器乙中发生的反应,曲线Ⅱ代表容器甲中发生的反应。随着温度升高,甲醇的体积分数降低,该反应为放热反应。
A.该反应气体总质量不变,恒容条件下混合气体的密度一直不变,不能判断该反应是否达到化学平衡状态,故A项错误;
B.当时才达到化学平衡状态,故B项错误;
C.该反应前后气体分子数减少,恒容条件下容器中的气体的压强不变时,说明该反应达到化学平衡状态,故C项正确;
D.当时,不能判断该反应是否达到化学平衡状态,故D项错误;
故答案为:C。
②300℃时,当甲容器中的体积分数处于D点时,仍未达到化学平衡状态,甲醇的体积分数低于平衡时,故反应正向进行,v(正)>v(逆);
故答案为:>。
③该反应为放热反应,,原因是:在相同条件下,随着温度的升高,平衡时甲醇的百分含量减小,说明升高温度平衡逆向移动,该反应是放热反应;
故答案为:<。
④
故答案为:在相同条件下,随着温度的升高,平衡时甲醇的百分含量减小,说明升高温度平衡逆向移动,该反应是放热反应。
⑤平衡常数只与温度有关,该反应为放热反应,温度升高,平衡常数减小,B、C温度均为300℃,平衡常数相同,A、B、C三点的平衡常数、、大小关系是:;
故答案为:。
⑥根据图中数据,设CO转化了x mol,可列出三段式:甲醇的体积分数为50%,故,,;
故答案为:12。
【小问4详解】
电解过程中生成尿素的电极为阴极,发生还原反应,由硝酸根离子和二氧化碳在酸性条件下生成尿素,电极反应式为:;
故答案为:。
17. 某同学设计如图所示装置制备一硝基甲苯。实验步骤如下:
①配制浓硫酸和浓硝酸(按体积比)的混合物(混酸);
②在三颈烧瓶里装15mL甲苯;
③装好其他药品,并组装好仪器;
④向三颈烧瓶中加入混酸,并不断搅拌;
⑤控制温度在30℃左右,大约反应10分钟至三颈烧瓶底有大量(淡黄色油状)液体出现;
⑥分离出一硝基甲苯
(已知:甲苯的密度为,沸点为110.5℃;硝基苯的密度为,沸点210.9℃)根据上述实验,回答下列问题:
(1)浓硫酸的作用是___________。
(2)L仪器名称是___________,进水口是___________,其作用是___________。
(3)甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式是___________。
(4)分离产品方案如下:
①操作1的名称是___________;操作2的名称是___________;
②产品2的核磁共振氢谱中有5个峰,它的名称为___________。
【答案】(1)催化剂、吸水剂
(2) ①. 球形冷凝管 ②. b ③. 冷凝回流,提高原料利用率
(3) (4) ①. 分液 ②. 蒸馏 ③. 邻硝基甲苯(或硝基甲苯)
【解析】
【分析】制备一硝基甲苯:分别量取浓硫酸和浓硝酸,将浓硝酸倒入烧杯中,浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入,并不断搅拌,配制混合溶液(即混酸),因反应液体沸点较低,加热时容易发生暴沸,所以在三颈瓶中加入沸石,再向三颈瓶中加入混酸,并不断搅拌,控制温度30℃,水浴(水的沸点100℃)目的能均匀加热,且便于控制反应速率,温度约为30℃,反应大约10min,三颈瓶底有大量淡黄色油状液体出现,分离出一硝基甲苯,经提纯最终得到纯净的一硝基甲苯,制得纯净的一硝基甲苯共15g,据此分析结合各小题信息解题。
【小问1详解】
浓硫酸的密度大于硝酸,浓硝酸中有水,浓硫酸溶于水会放热,浓硫酸在反应中起到催化剂和吸水剂的作用。
【小问2详解】
根据装置图可知,L仪器名称是球形冷凝管,其作用是用于冷凝回流,充分利用原料,提高生成物的产量,水流方向为逆流,进水口为b,故答案为:球形冷凝管;b;冷凝回流,提高原料利用率;
【小问3详解】
甲苯与混酸加热发生取代反应,生成对硝基甲苯和水,反应的化学方程式为:;
【小问4详解】
①因为分离得到的是无机和有机两种液体,而有机物和无机物是不相溶的,因此操作1是分液;分离两种沸点的不同液体,采用蒸馏的方法,所以操作2为蒸馏,故答案为:分液;蒸馏;
②甲基为邻对位定位基,甲苯发生硝化反应时生成邻硝基甲苯和对硝基甲苯,产品2的核磁共振氢谱中有5个峰,它的名称为邻硝基甲苯或硝基甲苯,故答案为:邻硝基甲苯或硝基甲苯。
18. 有机物种类繁多,广泛存在,在生产和生活中有着重要的应用。
(1)下列各组有机物中,互为同系物的是___________(填序号),互为同分异构体的是___________(填序号)
①乙烷和异丁烷;②和;③和;④二甲醚和乙醇;⑤和
(2)某芳香烃的分子式为,它可能有的同分异构体共___________种,其中一溴代物只有两种的是___________(填结构简式),该芳香烃与酸性溶液反应可得到有机物,A中所含官能团名称是___________。
(3)氯苯是有机生产中重要的生产原料,利用氯苯可合成,其工艺流程如图所示:(部分试剂和反应条件已略去)
a.B分子中含有的官能团名称为___________,反应②④的反应类型是___________
b.反应④的化学方程式为___________
c.反应⑦的化学方程式为___________
【答案】(1) ①. ①⑤ ②. ②④
(2) ①. 4 ②. ③. 羧基
(3) ①. 碳碳双键 ②. 消去反应 ③. ④.
【解析】
【分析】氯苯与发生加成反应生成,在NaOH的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成的,与溴发生加成反应生成,发生消去反应生成,与溴发生加成反应生成, 与发生加成反应生成的C为 ,水解生成。
【小问1详解】
乙烷和异丁烷结构相似,分子组成相差2个CH2,乙烷和异丁烷互为同系物;和结构相似,分子组成相差2个CH2,和互为同系物;互为同系物的是①⑤;和分子式都是C3H6Cl2、结构不同,和互为同分异构体;二甲醚和乙醇分子式都是C2H6O、结构不同,二甲醚和乙醇互为同分异构体;互为同分异构体的是②④。
【小问2详解】
某芳香烃的分子式为,则可能为乙苯或二甲苯(邻、间、对)共4种同分异构体,其中一溴代物只有两种的是;与酸性溶液反应,甲基被氧化为羧基,产物为,官能团的名称是羧基。
【小问3详解】
a.B为 ,B分子中含有的官能团名称为碳碳双键;①③⑤⑥均为加成反应,②④均为消去反应,⑦为取代反应;
b.反应④为在NaOH的乙醇溶液、加热条件下发生消去反应生成、溴化钠、水,反应的化学方程式为;
c.反应⑦是在氢氧化钠水溶液中发生水解反应生成、NaBr,化学方程式为。
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