内容正文:
化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Al 27 S 32 Cl 35.5 Ca 40 Fe 56
选择题部分
一、选择题(每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1. 根据氧化物分类,下列各组物质与其属于类别不对应的是
A. SiO2—酸性氧化物 B. As2O3—两性氧化物
C. NO2—酸性氧化物 D. MnO2—不成盐氧化物
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. NaH的电子式:
B. 基态原子的轨道表示式:
C. OF2的VSEPR模型:
D. 2-甲基-3-苯基戊烷的结构简式:
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L HF所含的分子数目为NA
B. 常温下,1 L 0.1 mol/L NH4HSO4溶液中,由水电离出的H+数目大于10-13NA
C. 0.5 mol雄黄(As4S4,结构如图)含有NA个S—S键
D. 标准状况下,11.2 L NH3溶于水溶液中、的微粒数之和为
4. 下列实验装置中,可以达到实验目的的是
A.去除废铁屑表面油污
B.验证SO2的漂白性
C.析出NaCl
D.提纯乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
5. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其形成的某化合物如图所示。已知晶体X呈黑色,且硬度高、脆性大,Y的单质在空气中含量为第二位。下列说法不正确的是
A. 配位能力:Y>W>X B. 电负性:Y>X>W
C. 存在H2Y化合物 D. 该化合物可用于制备洗涤剂
6. 下列物质的结构或性质不能说明其用途的是
结构或性质
用途
A
低压高密度聚乙烯支链少
制作塑料薄膜、食品包装袋
B
聚乙烯醇在水中具有强溶解性
配制滴眼液
C
TiCl4的水解程度大
可用于生产白色颜料
D
烷基硫酸酯盐由硫酸分子内的羟基被烃基取代所得
制造去油污能力强的洗涤剂
A. A B. B C. C D. D
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. NaSO3Cl与水反应:NaSO3Cl+H2O=Na++OH-+HSO3Cl-
B. 向含1 mol FeBr2的溶液中通入1 mol Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
C. 氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化氮:
D. 乙二醛与酸性高锰酸钾溶液反应:
8. 近期,科学家利用人工智能(AI)和可解释的深度学习模型,从超过1200万种化合物中识别出一种革命性的新型抗生素类型,展示了深度学习在药物发现中的潜力。以下是其中一种抗生素化合物:
下列说法不正确的是
A. 该分子的分子式为C15H10O4Cl3N
B. 通过红外光谱可鉴定该分子有3种含氧官能团
C. 1分子该物质最多有30个原子共平面
D. 1mol该物质最多与5molNaOH反应
9. 下列实验目与需要使用的试剂对应的是
实验目的
实验试剂
A
检验混合气体中的NH3与H2O
无水硫酸铜、红色石蕊试纸
B
检验化合物CH3OSO3H中含有S元素
稀硝酸、BaCl2溶液
C
从FeCl3溶液中结晶出FeCl3·6H2O晶体
HCl气流
D
检验CH2=CHCHO的官能团
银氨溶液、酸性高锰酸钾溶液
A. A B. B C. C D. D
10. 硝基苯在染料工业、医药领域、材料合成等领域有广泛应用。其制备流程如图所示:
已知硝基苯密度1.205g·cm-3,浓硝酸密度1.4g·cm-3,浓硫酸密度1.84g·cm-3。下列说法不正确是
A 配制混酸时,先加入浓硝酸,再加入浓硫酸
B. 步骤③缺少用蒸馏水二次洗涤的操作
C. 反应结束后产品在液体上层,需要通过分液分离混酸和粗产品
D. 第一次粗产品为无色,第二次粗产品为浅黄色
11. 已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生),且反应中被氧化被还原的元素个数都只有一个。若该反应的反应速率会随着c(H+)的提升而加快,下图为ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的反应速率-时间图象,下列说法正确的是
A. 反应进行一段时间后速率下降可能是因为c(OH-)的浓度下降导致。
B. 纵坐标为v(H+)的v-t曲线在通过平移后可与图中图象完全重合。
C. 图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的物质的量的减少量。
D. 系数为最简整数比时,每摩尔反应转移6mol e-并产生3mol质子。
12. 电催化硝酸盐还原合成氨装置如图。电解时NO先吸附到催化剂表面放电产生NH。控制其它条件不变,NH产率和法拉第效率随变化如图。已知Qx=nF,n表示电解生成还原产物X转移电子物质的量,≈9.6×104 C/mol,。下列说法不正确的是
A. 生成NH的电极反应式为NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O
B. 若FE%=50%时,电解总电量Q总=3.84×104 C,生成NH的物质的量约为0.05 mol
C. pH=1时,电解过程中NH的FE%为23%,阴极还原产物主要为NH4NO3、(NH4)2SO4、H2
D. pH从5变化到3时,NH的产率逐渐减小,是因为析氢反应速率增大阻碍NO的吸附
13. 如图A是一种冠醚的结构。其与可结合成图C的结构。下列说法正确的是
A. 图A中处于同一平面,在平面上下交替排列
B. 其溶于油呈图B的结构
C. 若将其的一个替换为,则新分子因键角增大无法结合
D. 若将图C中的部分替换为,其结构会更不稳定
14. 某反应的催化机理如图。其中过程1包含:
①;
②。
下列说法不正确的是
A. 属于该反应的过渡态
B. [PdCl4]2-构型为平面正方形,其中Pd2+为dsp2杂化
C. 向体系中加入NaCl,会抑制[PdCl4]2-的转化
D. 总方程式为2C2H4 + O2 2CH3CHO
15. 二元弱酸的酸式盐溶液,存在如下4种平衡:
质子自递平衡:
电离平衡:
水解平衡:
水电离平衡:
已知:25℃,、、。
下列说法不正确的是
A. 溶液存在的4种平衡中,平衡常数最大的是的质子自递平衡
B. 的极稀溶液中粒子浓度大小关系:
C. 加水稀释溶液的过程中可能出现:
D. 浓度均为的溶液与溶液等体积混合,可析出沉淀
16. 分银渣是从阳极泥中提取贵金属后的尾渣,有、、及Au、Ag等,具有较高的综合利用价值。一种从分银渣中提取有用产品流程如下:
已知:;
v中生成和;
、、、的依次为、、、。
下列说法不正确的是
A. 步骤ⅰ中一定发生反应:
B. 步骤ⅰ、ⅲ后需先过滤再加盐酸
C. 步骤ⅱ、ⅳ提取Pb(Ⅱ)、时,均有和参加反应
D. 试剂a可为NaCl,促进Au、Ag的浸出
非选择题部分
二、非选择题
17. 硫及其化合物的用途非常广泛。请回答:
(1)下列说法正确的是___________。
A. 的端基S原子可作为配位原子
B. 皇冠硫(S8)中∠S-S-S平均键角 > S2Cl2中∠Cl-S-S平均键角
C. 硫原子核形成的微粒中,电离最外层1个电子所需能量:[Ne]3s23p5 < [Ne]3s23p34s1
D. 氧化性强弱:H2SO5>H2O2
(2)一种硫的化合物晶胞如图,其中In、Sn、S位于晶胞内,有6个Ag(IB族元素)原子位于面心。
①该物质的化学式为___________。
②S2-紧密堆积会形成两种空隙:四面体空隙(配位数为4)和八面体空隙(配位数为6)。从形成晶体结构的作用力与稳定性关系的角度解释为何Ag+更倾向于占据四面体空隙___________。
(3)S有两种价态的氧化物。
①SO3与水反应剧烈程度通常大于SO2与水反应,从动力学和热力学的角度分析其原因___________。
②将SO2通入品红水溶液可发现溶液褪色的现象。但一般认为:SO2不能使品红褪色,而是SO2与水反应的生成物使品红褪色。请设计实验证明___________。
(4)过二硫酸根()是一种强氧化性阴离子。
①已知:将H2S2O8溶于水并加热会产生少量气泡。
写出H2S2O8在D218O中分步反应的化学方程式:___________。
②K2S2O8溶液可用于混合卤素离子(Cl-、Br-、I-)共存时的分离检验,具体操作如下:
(i)写出亚硝酸钠氧化I-的离子方程式___________。
(ii)每次取走油层需要煮沸水层,目的是___________。
18. 氢气是重要的资源。请回答:
(1)已知:i: ;
ii: ;
iii.
①反应的___________,该反应___________自发。
②若反应iii在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是___________(填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率2v正(CO)=v逆(H2)
D.同时断裂1mol O—H键和2mol H—H键
③一定温度下、和(体积比)按一定流速进入装催化剂的恒容反应器(入口压强为)发生i和ii。有存在时ii反应进程如图1。随x增加转化率和产物选择性(选择性)如图2。当时混合气体以低流速经过恒容反应器时,反应近似平衡,随x增大转化率减小是因为___________;当时该温度下ii的___________。
(2)利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO2,Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO,催化氧化过程中Cu、Ce化合价均发生变化,可能机理如图。将n(CO):n(O2):n(H2):n(N2)=1:1:49:49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器,CO的转化率随温度变化的曲线如图所示。当催化氧化温度超过150℃时,催化剂的催化活性下降,其可能原因是___________。
(3)一种水系分散聚合物微粒的“泥浆”电池在充电中,聚对苯二酚被氧化,H+能通过半透膜,而有机聚合物不能通过半透膜。写出放电时a极的电极反应方程式___________。
19. 氧泡泡是有优良杀菌及漂白效果的氧系清洁剂,其主要成分是过碳酸钠(Na2CO3·xH2O2)。
I、过碳酸钠的制备:实验小组在实验室使用工业Na2CO3(含少量Fe3+)制备过碳酸钠的流程与装置如下:
II、活性氧含量测定:过碳酸钠有效性其活性氧含量有关。测定步骤如下:
步骤一:标定高锰酸钾标准溶液:可用草酸钠进行标定:
a、先粗配浓度约为0.1000 mol/L的KMnO4溶液250mL;
b、称取草酸钠固体mg溶解、酸化,配制准确浓度,标定KMnO4溶液浓度为0.1100 mol/L;
步骤二:称取m1g粗产品放入锥形瓶→___________→___________→滴定管检漏→a→___________→___________→___________→___________→___________→到达滴定终点,停止滴定,记录读数→重复上述操作3次,平均消耗标准液V2mL。
已知:①主反应:Na2CO3(aq) + xH2O2(aq)= Na2CO3·xH2O2(s) 。
②过碳酸钠易溶于水,难溶于乙醇,具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质。请回答:
(1)过碳酸钠由Na2CO3和H2O2通过___________(填“离子键”、“共价键”或“分子间作用力”)形成。
(2)下列可用作步骤①中的“稳定剂”的是___________(填字母)。
A. MnO2 B. Na2SiO3 C. CH3COOH D. FeCl2
(3)下列有关说法不正确的是___________(填字母)。
A. 混合溶液时应迅速滴入30%H2O2溶液,避免被空气中的O2氧化
B. 步骤②加入NaCl固体的目的是增大溶质浓度,使过碳酸钠浓度超过其原有溶解度而析出
C. 步骤③中为了获得更纯的过碳酸钠固体,可选用饱和碳酸钠溶液洗涤产品
D. 干燥时使用减压过滤装置抽滤,过滤速度快,使液体和固体更易分离
(4)标定高锰酸钾标准溶液时,为减小实验误差,需对m的值进行预估,其依据是___________(填字母)。
A. 所加硫酸的体积和浓度 B. 反应的定量关系
C. 滴定管的最大容量 D. 用于溶解草酸钠的水的体积
(5)按照先后顺序对步骤二的操作排序:___________(填字母)。
a、加入蒸馏水;
b、装入标准液至“0”刻度以上2-3mL;
c、加入少量稀硫酸;
d、左手控制活塞,右手振荡锥形瓶;
e、左手挤压玻璃珠,右手振荡锥形瓶;
f、向滴定管中加3-5mL标准液润湿,后排出;
g、调整管中液面,滴加标准液到“0”刻度;
h、调整管中液面至“0”或“0”刻度以下;
i、通过排出滴定管尖嘴的气泡;
j、通过排出滴定管尖嘴的气泡。
(6)该实验的原料工业Na2CO3也被应用于Co3O4和Li2CO3为原料在富氧条件下焙烧制备钴酸锂(LiCoO2)的流水线。分析工业上常用熔融Na2CO3对矿物进行处理的原因___________。
20. Viagra俗称“伟哥”,是治疗男性疾病的药物。课题组设计合成路线如下(部分反应条件已省略):
已知:Me为甲基(—CH3),Et为乙基(—CH2CH3)。
请回答:
(1)化合物B中的含氧官能团的名称是___________,画出化合物I的结构式:___________。
(2)已知G→H中,ClSO3H以触媒形式存在,写出此反应的化学方程式:___________。
(3)下列说法不正确的是___________。
A. B→C的反应类型属于加成-消去反应
B. 合成中使用的是强碱,作用是中和反应生成的HCl
C. 化合物C的结构中,两个氮原子的杂化方式不同
D. Viagra分子中存在手性碳原子,因此其具有旋光性
(4)写出同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式___________。
①含有、;不含、、的结构;
②有4种不同化学环境的氢原子。
(5)以、CH3NHNH2和CH3OH为有机原料,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
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化学试卷
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 F 19 Al 27 S 32 Cl 35.5 Ca 40 Fe 56
选择题部分
一、选择题(每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的)
1. 根据氧化物分类,下列各组物质与其属于类别不对应的是
A. SiO2—酸性氧化物 B. As2O3—两性氧化物
C. NO2—酸性氧化物 D. MnO2—不成盐氧化物
【答案】C
【解析】
【详解】A.SiO2可以与碱(NaOH)反应生成盐(Na2SiO3)和水,符合酸性氧化物的定义,A正确;
B.As2O3与与碱(NaOH)反应生成盐(Na3AsO3)和水,也可以与HCl反应生成AsCl3,所以As2O3表现出两性,为两性氧化物,B正确;
C.酸性氧化物定义为与碱反应只生成一种盐和水的氧化物,NO2与碱会发生歧化反应,生成硝酸盐和亚硝酸盐两种盐,不符合定义,C错误;
D.不成盐氧化物——既不能与酸反应,也不能与碱反应生成同价态盐和水的氧化物,MnO2虽然能与浓盐酸反应生成盐MnCl2和水,但该反应是氧化还原反应,故属于不成盐氧化物,D正确;
答案选C。
2. 下列化学用语或图示表达不正确的是
A. NaH的电子式:
B. 基态原子的轨道表示式:
C. OF2的VSEPR模型:
D. 2-甲基-3-苯基戊烷的结构简式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaH是离子化合物,电子式为:,A正确;
B.基态原子的价电子排布式为,轨道表达式为:,B正确;
C.OF2中O的价层电子对数=2+=4,孤电子对数为2,则OF2的VSEPR模型为四面体形,F原子半径小于O原子,C错误;
D.如图:主链是5个碳原子,母体为戊烷,其中2号碳是甲基,3号碳是苯基,命名为:2-甲基-3-苯基戊烷,D正确;
故选C。
3. 设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 标准状况下,22.4 L HF所含的分子数目为NA
B. 常温下,1 L 0.1 mol/L NH4HSO4溶液中,由水电离出的H+数目大于10-13NA
C. 0.5 mol雄黄(As4S4,结构如图)含有NA个S—S键
D. 标准状况下,11.2 L NH3溶于水溶液中、的微粒数之和为
【答案】B
【解析】
【详解】A.标准状况下HF为液态,不可利用气体摩尔体积计算,A错误;
B.1 L 0.1 mol/LNH4HSO4溶液中若不考虑的水解,则由水电离出的H+数为10-13NA,但的水解会促进水的电离,故由水电离出的H+数目大于10-13NA,B正确;
C.As原子位于第四周期第VA族,S位于第三周期,所以核外电子层数更多的As,其原子半径大于S原子半径,则白球为S原子,由图得,雄黄分子中没有S-S键,C错误;
D.即使氨气在水中的溶解度很大,由于存在溶解平衡,所以NH3不可能全部转化为NH3·H2O,所以水中的粒子数目之和不可计算,D错误;
答案选B。
4. 下列实验装置中,可以达到实验目的的是
A.去除废铁屑表面油污
B.验证SO2的漂白性
C.析出NaCl
D.提纯乙酸乙酯
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.水解吸热,加热能促进Na2CO3水解平衡正向移动,增强溶液碱性,使去除油污效果更佳,A正确;
B.SO2使KMnO4溶液褪色,体现SO2的还原性,而非漂白性,B错误;
C.HCl易溶于水,为充分吸收HCl并防止倒吸,HCl气体应从连接倒置漏斗的导管通入,C错误;
D.提纯含乙酸的乙酸乙酯应使用饱和Na2CO3溶液(溶解乙醇、中和乙酸、降低乙酸乙酯溶解度),NaOH溶液会使乙酸乙酯水解,D错误;
故答案选A。
5. W、X、Y、Z是原子序数依次增大的短周期主族元素,其形成的某化合物如图所示。已知晶体X呈黑色,且硬度高、脆性大,Y的单质在空气中含量为第二位。下列说法不正确的是
A. 配位能力:Y>W>X B. 电负性:Y>X>W
C. 存在H2Y化合物 D. 该化合物可用于制备洗涤剂
【答案】B
【解析】
【分析】Y的单质在空气中含量为第二位,Y为O元素;化合物结构中存在“”离子,其原子序数大于Y,Z为金属元素,该金属元素为Na;W的原子序数小于X,并且形成单键,W为H;晶体X呈黑色,且硬度高、脆性大,结合原子序数关系,则X是B。故W是H、X是B、Y是O、Z是Na。
【详解】A.Y为O,W为H,X为B,配位能力与原子的电负性、孤电子对数量有关。O电负性大,有孤电子对,易与中心原子形成配位键,配位能力强;氢原子无孤电子对,通常作为受体而非配体,配位能力弱;硼原子倾向于接受电子对,配位能力最弱,A正确;
B.同一周期,从左到右元素电负性递增;同一主族,自上而下元素电负性递减,故电负性顺序是:,B错误;
C.YO,存在化合物,C正确;
D.该物质为硼酸钠类盐,溶液水解呈碱性,可用于制备洗涤剂,D正确;
故选B。
6. 下列物质的结构或性质不能说明其用途的是
结构或性质
用途
A
低压高密度聚乙烯支链少
制作塑料薄膜、食品包装袋
B
聚乙烯醇在水中具有强溶解性
配制滴眼液
C
TiCl4的水解程度大
可用于生产白色颜料
D
烷基硫酸酯盐由硫酸分子内的羟基被烃基取代所得
制造去油污能力强的洗涤剂
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.低压高密度聚乙烯支链少,导致其结构规整、密度大、强度高,但制作塑料薄膜、食品包装袋需要材料具有良好的柔韧性(高压低密度聚乙烯因支链多,柔韧性更好,更适合此用途),结构特点与该用途不匹配,不能说明用途,A符合题意;
B.聚乙烯醇在水中具有强溶解性,能溶解于水形成溶液,因此可用于配制滴眼液(滴眼液需溶质溶解于水),性质与用途匹配,B不符合题意;
C.TiCl4水解程度大,易生成TiO2(白色固体),因此可用于生产白色颜料,性质与用途匹配,C不符合题意;
D.烷基硫酸酯盐由硫酸分子内的羟基被烃基取代所得,分子含亲油基(烃基)和亲水基,亲油基能溶解油污,亲水基能溶解于水,因此可制造去油污能力强的洗涤剂,结构与用途匹配,D不符合题意;
故选A。
7. 下列离子方程式书写正确的是
A. NaSO3Cl与水反应:NaSO3Cl+H2O=Na++OH-+HSO3Cl-
B. 向含1 mol FeBr2的溶液中通入1 mol Cl2:2Fe2++2Br-+2Cl2=2Fe3++Br2+4Cl-
C. 氢氧化钠溶液吸收尾气二氧化氮:
D. 乙二醛与酸性高锰酸钾溶液反应:
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaSO3Cl为强电解质,与水反应的离子方程式为:,A错误;
B.向含1 mol FeBr2的溶液中通入1 mol Cl2,由于还原性:Fe2+>Br-,C12先氧化Fe2+:Fe2++ Cl2= Fe3++ Cl-,由方程式知,l mol Fe2+消耗0.5 mol Cl2;剩余的0.5 mol Cl2再氧化Br-:Br-+Cl2═Br2+Cl-,由方程式知,0.5 mol Cl2能氧化1 mol Br-,所以还剩余1 mol Br-;综上,Fe2++Br-+Cl2 ═ Fe3++Br2+2Cl-,放大计量数后,可得离子反应为:2Fe2++2Br-+2Cl2 ═ 2Fe3++Br2+4Cl-,B正确;
C.氢氧化钠溶液与二氧化氮反应,生成NaNO3、NaNO2和H2O,故离子方程式为:,C错误;
D.乙二酸也会与酸性高锰酸钾溶液反应生产二氧化碳,故离子方程式为5,D错误;
故答案选B。
8. 近期,科学家利用人工智能(AI)和可解释的深度学习模型,从超过1200万种化合物中识别出一种革命性的新型抗生素类型,展示了深度学习在药物发现中的潜力。以下是其中一种抗生素化合物:
下列说法不正确的是
A. 该分子的分子式为C15H10O4Cl3N
B. 通过红外光谱可鉴定该分子有3种含氧官能团
C. 1分子该物质最多有30个原子共平面
D. 1mol该物质最多与5molNaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据该有机物分子结构可知,分子式:C15H10O4Cl3N,A说法正确;
B.红外光谱可测定有机物中化学键和官能团,该有机物中存在羧基、酰胺基和醚键3种含氧官能团,B说法正确;
C.苯环以及与苯环直接相连的原子共平面,碳氧双键属于平面结构,结合单键可旋转特性,1分子该物质最多有30个原子共平面,C说法正确;
D.羧基具有酸性,酰胺基发生水解形成羧基,氯原子发生水解形成酚羟基和卤化氢均能与NaOH发生反应,1mol该物质最多与8molNaOH反应,D说法错误;
答案选D。
9. 下列实验目的与需要使用的试剂对应的是
实验目的
实验试剂
A
检验混合气体中的NH3与H2O
无水硫酸铜、红色石蕊试纸
B
检验化合物CH3OSO3H中含有S元素
稀硝酸、BaCl2溶液
C
从FeCl3溶液中结晶出FeCl3·6H2O晶体
HCl气流
D
检验CH2=CHCHO的官能团
银氨溶液、酸性高锰酸钾溶液
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.无水硫酸铜遇水变蓝,且灵敏,可以检验H2O,但氨气本身没有碱性,它的水合物氨水才显弱碱性,所以需要湿润的红色石蕊试纸才能检验氨气(现象为红变蓝,且反应灵敏),A错误;
B.需要先将磺酸基团(-SO3H)中的转化为硫酸根,再用稀硝酸与BaCl2溶液检验硫酸根,B错误;
C.HCl气流可以抑制结晶过程中Fe3+的水解,C正确;
D.银氨溶液可以检验醛基,但碳碳双键和醛基都会被高锰酸钾氧化,使高锰酸钾褪色,故无法检验碳碳双键,D错误;
答案选C。
10. 硝基苯在染料工业、医药领域、材料合成等领域有广泛应用。其制备流程如图所示:
已知硝基苯密度1.205g·cm-3,浓硝酸密度1.4g·cm-3,浓硫酸密度1.84g·cm-3。下列说法不正确的是
A. 配制混酸时,先加入浓硝酸,再加入浓硫酸
B. 步骤③缺少用蒸馏水二次洗涤的操作
C. 反应结束后产品在液体的上层,需要通过分液分离混酸和粗产品
D. 第一次粗产品为无色,第二次粗产品为浅黄色
【答案】D
【解析】
【分析】合成硝基苯的流程为:将苯加到浓和浓的混酸中,用水浴在温度下加热进行反应得到粗产品1,再依次用蒸馏水、溶液、蒸馏水洗涤粗产品1得到粗产品2,再用无水吸水后进行蒸馏得到纯,据此分析解答。
【详解】A.配制混酸时,将浓硝酸先倒入烧杯中,再将浓硫酸沿着烧杯内壁缓缓注入,并不断搅拌,如果将浓硝酸加到浓硫酸中可能发生液体飞溅的情况,A正确;
B.根据分析,对粗产品1洗涤时依次用蒸馏水、溶液、蒸馏水,在步骤③缺少用蒸馏水二次洗涤的操作,B正确;
C.根据已知信息的密度数据,硝基苯密度最小,在与混合酸分层时是在液体的上层,可通过分液分离混酸和粗产品,C正确;
D.硝基苯粗产品1含有混酸,颜色为浅黄色,通过步骤③洗涤后杂质几乎没有,此时硝基苯粗产品2的颜色为无色,D错误;
故答案为:D。
11. 已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生),且反应中被氧化被还原的元素个数都只有一个。若该反应的反应速率会随着c(H+)的提升而加快,下图为ClO在单位时间内物质的量浓度变化表示的反应速率-时间图象,下列说法正确的是
A. 反应进行一段时间后速率下降可能是因为c(OH-)的浓度下降导致。
B. 纵坐标为v(H+)的v-t曲线在通过平移后可与图中图象完全重合。
C. 图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的物质的量的减少量。
D. 系数为最简整数比时,每摩尔反应转移6mol e-并产生3mol质子。
【答案】D
【解析】
【分析】氯酸钾具有氧化性、亚硫酸氢根离子具有还原性,已知氯酸钾和和亚硫酸氢钾可以发生氧化还原反应(无污染性气体产生),且反应中被氧化被还原的元素都只有一种,根据电子守恒可知,反应为;
【详解】A.反应物浓度越大,反应速率越快,反应进行一段时间后速率下降可能是因为反应物的浓度下降导致,A错误;
B.由反应可知, v():v(H+)=1:3,故纵坐标为v(H+)的v-t曲线与图中图象不能完全重合,B错误;
C.反应速率等于物质浓度的变化量与反应时间的比值,故图中阴影部分的面积表示t1~t2时间内ClO的浓度的变化量,C错误;
D.由反应可知,,则每摩尔反应转移6mol e-并产生3mol质子,D正确;
故选D。
12. 电催化硝酸盐还原合成氨装置如图。电解时NO先吸附到催化剂表面放电产生NH。控制其它条件不变,NH产率和法拉第效率随变化如图。已知Qx=nF,n表示电解生成还原产物X转移电子物质的量,≈9.6×104 C/mol,。下列说法不正确的是
A. 生成NH的电极反应式为NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O
B. 若FE%=50%时,电解总电量Q总=3.84×104 C,生成NH的物质的量约为0.05 mol
C. pH=1时,电解过程中NH的FE%为23%,阴极还原产物主要为NH4NO3、(NH4)2SO4、H2
D. pH从5变化到3时,NH的产率逐渐减小,是因为析氢反应速率增大阻碍NO的吸附
【答案】B
【解析】
【分析】由装置图可知,Pt电极连接电源正极,为阳极,发生的反应为:2H2O-4e-=O2+4H+;Fe0/Fe3O4催化剂电极连接电源负极,为阴极,发生的反应为:NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O;质子交换膜将允许H+通过,同时,溶液中的H+也可能在阴极生成H2;电解液含硝酸根和硫酸根,通入Ar是为了排除氧气的干扰。
【详解】A.由题意可知,在催化剂表面放电产生,发生还原反应,电极反应式为:NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O,A正确;
B.根据,当FE%=50%时,电解总电量Q总=3.84×104C,则QX=1.92×104 C,由QX=nF,可得n=0.2 mol,根据NO+ 8e- + 10H+ = NH+ 3H2O可知1 mol 转移8 mol电子,则生成的物质的量为0.025 mol,B错误;
C.pH=1时,溶液呈酸性,除了得电子生成外,H+也可能得电子生成H2,所以阴极还原产物主要为NH4NO3、(NH4)2SO4、H2,C正确;
D.pH从5变化到3时,溶液酸性增强,H+浓度增大,析氢反应速率增大,H+在催化剂表面得电子的竞争加剧,阻碍了在催化剂表面的吸附,从而使的产率逐渐减小,D正确;
故选B。
13. 如图A是一种冠醚的结构。其与可结合成图C的结构。下列说法正确的是
A. 图A中处于同一平面,在平面上下交替排列
B. 其溶于油呈图B的结构
C. 若将其的一个替换为,则新分子因键角增大无法结合
D. 若将图C中的部分替换为,其结构会更不稳定
【答案】D
【解析】
【详解】A.冠醚中碳、氧原子均为杂化,四面体构型,无法处于同一平面,无法上下交替排列,A错误;
B.烃基亲油,亲水,图B为溶于水结构,B错误;
C.若将其的一个替换为,与配位能力减弱,是因为电负性小于O,结合能力减弱而非键角增大,C错误;
D.原子比原子电负性大,吸引电子能力比原子强,导致电荷密度减少,配位能力降低,与形成的超分子稳定性将减弱,D正确;
故答案选D。
14. 某反应的催化机理如图。其中过程1包含:
①;
②。
下列说法不正确的是
A. 属于该反应的过渡态
B. [PdCl4]2-构型为平面正方形,其中Pd2+为dsp2杂化
C. 向体系中加入NaCl,会抑制[PdCl4]2-的转化
D. 总方程式为2C2H4 + O2 2CH3CHO
【答案】A
【解析】
【详解】A.过渡态是反应过程中高能、不稳定、瞬间存在的中间状态;而是催化机理中相对稳定的中间体(参与 “重排 1” 等步骤,并非瞬间过渡态)。因此,不属于过渡态,A 错误。
B.[PdCl4]2-构型为平面正方形,中心Pd2+的价电子构型为4d8,采用dsp2杂化(利用 1 个d轨道、1 个s轨道、2 个p轨道杂化,形成4个平面正方形杂化轨道),B正确;
C.[PdCl4]2-的转化涉及Cl-的消耗(如生成 [Cl-Pd-C2H4]-)。加入NaCl会增大Cl-浓度,根据勒夏特列原理,会抑制[PdCl4]2-向后续物质的转化,C正确;
D.结合催化机理与过程1的反应: CuCl2和Pd参与循环,最终C2H4与O2在催化剂作用下生成CH3CHO,总反应为:,D正确;
故选A。
15. 二元弱酸的酸式盐溶液,存在如下4种平衡:
质子自递平衡:
电离平衡:
水解平衡:
水电离平衡:
已知:25℃,、、。
下列说法不正确的是
A. 溶液存在的4种平衡中,平衡常数最大的是的质子自递平衡
B. 的极稀溶液中粒子浓度大小关系:
C. 加水稀释溶液的过程中可能出现:
D. 浓度均为的溶液与溶液等体积混合,可析出沉淀
【答案】C
【解析】
【详解】A.的平衡常数=,水解平衡常数,比较可知,平衡常数最大的是的质子自递平衡,A正确;
B.的极稀溶液中,,得到,,pH≈7.164,A项可知,水解程度大于电离程度,则,且,则,溶液pH≈7.164,,则成立;,则成立;pH≈7.164,,则:成立,故离子浓度大小关系为:,B正确;
C.加水稀释溶液的过程中,水解程度大于电离程度,则,C错误;
D.浓度均为的溶液与溶液等体积混合后,,,,,则析出沉淀,D正确;
故选C。
16. 分银渣是从阳极泥中提取贵金属后的尾渣,有、、及Au、Ag等,具有较高的综合利用价值。一种从分银渣中提取有用产品流程如下:
已知:;
v中生成和;
、、、的依次为、、、。
下列说法不正确的是
A. 步骤ⅰ中一定发生反应:
B. 步骤ⅰ、ⅲ后需先过滤再加盐酸
C. 步骤ⅱ、ⅳ提取Pb(Ⅱ)、时,均有和参加反应
D. 试剂a可为NaCl,促进Au、Ag的浸出
【答案】C
【解析】
【分析】已知、的分别为、,分银渣中有、、及Au、Ag等,向分银渣中加入溶液,发生沉淀转化反应:,会转化为,过滤,弃去含有的滤液,然后向滤渣中加入盐酸,发生反应、、;然后过滤,得到含有Pb(Ⅱ)的溶液,向固体A中加入溶液,发生反应,过滤,弃去含有的滤液,然后向滤渣中加入盐酸,发生反应,得到含有Ba2+的溶液;再过滤,向固体B中加入NaClO3、HCl,在酸性条件下NaClO3可以将Au、Ag氧化为金属阳离子,并与溶液中的Cl-结合形成络离子和;不反应,仍以固体形式存在。
【详解】A.步骤ⅰ中加入溶液,固体会转化为,故步骤ⅰ中一定发生反应:,A正确;
B.根据分析可知,步骤ⅰ、ⅲ后需先过滤再加盐酸,B正确;
C.步骤ⅳ发生的反应是,故没有参加反应,C错误;
D.试剂a可为NaCl,促进Pb(Ⅱ)的浸出,NaCl的加入,增大了溶液中c(Cl-),促进Au、Ag形成配合物,使Au、Ag变成络离子和进入溶液,有利于Au、Ag的浸出,D正确;
故选C。
非选择题部分
二、非选择题
17. 硫及其化合物的用途非常广泛。请回答:
(1)下列说法正确的是___________。
A. 的端基S原子可作为配位原子
B. 皇冠硫(S8)中∠S-S-S平均键角 > S2Cl2中∠Cl-S-S平均键角
C. 硫原子核形成的微粒中,电离最外层1个电子所需能量:[Ne]3s23p5 < [Ne]3s23p34s1
D. 氧化性强弱:H2SO5>H2O2
(2)一种硫的化合物晶胞如图,其中In、Sn、S位于晶胞内,有6个Ag(IB族元素)原子位于面心。
①该物质的化学式为___________。
②S2-紧密堆积会形成两种空隙:四面体空隙(配位数为4)和八面体空隙(配位数为6)。从形成晶体结构的作用力与稳定性关系的角度解释为何Ag+更倾向于占据四面体空隙___________。
(3)S有两种价态的氧化物。
①SO3与水反应剧烈程度通常大于SO2与水反应,从动力学和热力学的角度分析其原因___________。
②将SO2通入品红水溶液可发现溶液褪色的现象。但一般认为:SO2不能使品红褪色,而是SO2与水反应的生成物使品红褪色。请设计实验证明___________。
(4)过二硫酸根()是一种强氧化性阴离子。
①已知:将H2S2O8溶于水并加热会产生少量气泡。
写出H2S2O8在D218O中分步反应的化学方程式:___________。
②K2S2O8溶液可用于混合卤素离子(Cl-、Br-、I-)共存时的分离检验,具体操作如下:
(i)写出亚硝酸钠氧化I-的离子方程式___________。
(ii)每次取走油层需要煮沸水层,目的是___________。
【答案】(1)ABD (2) ①. AgInSnS4 ②. Ag+电子构型为d10(全充满稳定结构),使其更倾向于与周围4个S2-形成稳定的配位键(对应四面体空隙)。若占据配位数6的八面体空隙,Ag+与周围S2-的相互作用会因距离或角度不合适而减弱,导致晶体整体稳定性下降(或者半径、电荷之类的)
(3) ①. 动力学(活化能-反应速率):SO2有1对带负电的孤电子对(SO2带负电多,不容易结合OH-),会对水分子(氧带负电)产生排斥作用,使水分子难接近S并发生有效碰撞,导致需克服更高活化能,反应速率慢;而SO3无孤电子对,S带较强的正电,更易接受水分子,降低了反应活化能,反应速率快;热力学(产物稳定性):SO2与水反应生成的亚硫酸易分解(可逆),说明其能量较高、稳定性差,说明SO2与水反应的能量降幅小,热力学驱动力弱,反应不彻底。而SO3与水反应生成的硫酸稳定性较强(反应较彻底),与水反应的能量降幅大,热力学驱动力极强,反应彻底且剧烈 ②. 配制品红无水乙醇溶液,通入SO2,不褪色,品红水溶液中加入亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)固体,褪色更快
(4) ①. H2S2O8+ D218O=HSO318OD+HSO5D;HSO5D+D218O=HSO318OD+ D2O2 ②. 2I-++4H+=I2+2NO↑+2H2O ③. 除去水层中残留的CCl4和过量氧化剂,促使溶解的I2随溶剂挥发,防止干扰后续反应
【解析】
【小问1详解】
A,端基S原子含有孤电子对,可提供孤电子对作为配位原子,A正确;
B,S8(皇冠硫)中S原子与S2Cl2中S原子都为sp3杂化,但S2Cl2中Cl原子电负性大,对成键电子对的吸引更强,使成键电子对间斥力减小,键角更小, B正确;
C,[Ne]3s23p5是S原子得到1个电子后的负一价S离子,[Ne]3s23p34s1是S原子的激发态,两者都不是稳定状态,因此,电离最外层1个电子时,无法判断两者所需能量的大小关系,C错误;
D,H2O2的结构为H-O-O-H,H2SO5的结构为H-O-O-SO3H,-SO3H为吸电子基团,会使氧氧键更易断裂,故氧化性变强,D正确。
【小问2详解】
根据均摊法计算,Ag个数为,In个数为8,Sn个数为8,S个数为32,故化学式为AgInSnS4;
【小问3详解】
动力学(活化能-反应速率):SO2有1对带负电的孤电子对(SO2带负电多,不容易结合OH-),会对水分子(氧带负电)产生排斥作用,使水分子难接近S并发生有效碰撞,导致需克服更高活化能,反应速率慢;而SO3无孤电子对,S带较强的正电,更易接受水分子,降低了反应活化能,反应速率快;热力学(产物稳定性):SO2与水反应生成的亚硫酸易分解(可逆),说明其能量较高、稳定性差,说明SO2与水反应的能量降幅小,热力学驱动力弱,反应不彻底。而SO3与水反应生成的硫酸稳定性较强(反应较彻底),与水反应的能量降幅大,热力学驱动力极强,反应彻底且剧烈
配制品红无水乙醇溶液,通入SO2,不褪色,品红水溶液中加入亚硫酸钠(亚硫酸氢钠)固体,褪色更快
小问4详解】
过二硫酸的结构为,故H2S2O8在D218O中的反应为H2S2O8+ D218O=HSO318OD+HSO5D,HSO5D+D218O=HSO318OD+ D2O2;I-与反应碘元素化合价从-1升为0,氮元素化合价从+3降为+2;需要煮沸水的作用为除去水层中残留的CCl₄和过量氧化剂,促使溶解的I2随溶剂挥发,防止干扰后续反应。
18. 氢气是重要的资源。请回答:
(1)已知:i: ;
ii: ;
iii.
①反应的___________,该反应___________自发。
②若反应iii在恒温、恒容密闭容器中进行,下列叙述能说明反应到达平衡状态的是___________(填序号)。
A.容器中混合气体的密度保持不变
B.容器内混合气体的压强保持不变
C.反应速率2v正(CO)=v逆(H2)
D.同时断裂1mol O—H键和2mol H—H键
③一定温度下、和(体积比)按一定流速进入装催化剂恒容反应器(入口压强为)发生i和ii。有存在时ii反应进程如图1。随x增加转化率和产物选择性(选择性)如图2。当时混合气体以低流速经过恒容反应器时,反应近似平衡,随x增大转化率减小是因为___________;当时该温度下ii的___________。
(2)利用铜—铈氧化物(xCuO·yCeO2,Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2中少量CO,催化氧化过程中Cu、Ce化合价均发生变化,可能机理如图。将n(CO):n(O2):n(H2):n(N2)=1:1:49:49的混合气体以一定流速通过装有xCuO·yCeO2催化剂的反应器,CO的转化率随温度变化的曲线如图所示。当催化氧化温度超过150℃时,催化剂的催化活性下降,其可能原因是___________。
(3)一种水系分散聚合物微粒的“泥浆”电池在充电中,聚对苯二酚被氧化,H+能通过半透膜,而有机聚合物不能通过半透膜。写出放电时a极的电极反应方程式___________。
【答案】(1) ①. -126 ②. 低温 ③. BC ④. 随着x的增大,CO的分压增大,对于反应i和反应ii相当于减压,反应i和反应ii平衡均逆向移动,所以C2H4的转化率减小 ⑤. 0.16
(2)高温下,Cu(+2价)或Cu(+1价)被H2还原为金属Cu
(3)
【解析】
【小问1详解】
①由盖斯定律,-i+ii得反应,其,,反应能够自发进行,该反应为放热的熵减反应,则低温自发。
②A.容器体积和气体质量始终不变,则混合气体的密度始终不变,因此不能说明反应已达平衡;
B.反应iii在恒温、恒容密闭容器中进行,反应为气体分子数改变的反应,当压强不变,说明平衡不再移动,达到平衡状态;
C.反应速率比等于反应系数比,反应速率2v正(CO)=v逆(H2),则正逆反应速率相等,反应达到平衡;
D.同时断裂1mol O—H键和2mol H—H键,说明正逆反应速率不相等,没有达到平衡状态;
故选BC;
③反应i和反应ii均为气体分子数减小的反应,随着x的增大,CO的分压增大,对于反应i和反应ii相当于减压,反应i和反应ii平衡均逆向移动,所以C2H4的转化率减小;
当时,假设、和投料分别为2mol、2mol、1mol,由图,乙烯反应2mol×90%=1.8mol,生成为1.8mol×20%÷2=0.18mol、1.8mol×80%÷2=0.72mol,则:
平衡时一氧化碳、乙烯、氢气、、分别为2mol、0.2mol、0.28mol、0.18mol、0.72mol,总的物质的量为3.38mol,总压强为,则该温度下ii的。
【小问2详解】
已知,催化氧化过程中Cu、Ce化合价均发生变化,则氢气在高温下可以还原铜的氧化物为铜单质,使得催化氧化温度超过150℃时,催化剂的催化活性下降,故答案为:高温下,Cu(+2价)或Cu(+1价)被H2还原为金属Cu;
【小问3详解】
“泥浆”电池在充电中,聚对苯二酚被氧化为,则放电时a极的电极反应为在酸性条件下还原为聚对苯二酚,方程式为:。
19. 氧泡泡是有优良杀菌及漂白效果的氧系清洁剂,其主要成分是过碳酸钠(Na2CO3·xH2O2)。
I、过碳酸钠的制备:实验小组在实验室使用工业Na2CO3(含少量Fe3+)制备过碳酸钠的流程与装置如下:
II、活性氧含量测定:过碳酸钠有效性其活性氧含量有关。测定步骤如下:
步骤一:标定高锰酸钾标准溶液:可用草酸钠进行标定:
a、先粗配浓度约为0.1000 mol/L的KMnO4溶液250mL;
b、称取草酸钠固体mg溶解、酸化,配制准确浓度,标定KMnO4溶液浓度为0.1100 mol/L;
步骤二:称取m1g粗产品放入锥形瓶→___________→___________→滴定管检漏→a→___________→___________→___________→___________→___________→到达滴定终点,停止滴定,记录读数→重复上述操作3次,平均消耗标准液V2mL。
已知:①主反应:Na2CO3(aq) + xH2O2(aq)= Na2CO3·xH2O2(s) 。
②过碳酸钠易溶于水,难溶于乙醇,具有碳酸钠和过氧化氢的双重性质。请回答:
(1)过碳酸钠由Na2CO3和H2O2通过___________(填“离子键”、“共价键”或“分子间作用力”)形成。
(2)下列可用作步骤①中的“稳定剂”的是___________(填字母)。
A. MnO2 B. Na2SiO3 C. CH3COOH D. FeCl2
(3)下列有关说法不正确的是___________(填字母)。
A. 混合溶液时应迅速滴入30%H2O2溶液,避免被空气中的O2氧化
B. 步骤②加入NaCl固体的目的是增大溶质浓度,使过碳酸钠浓度超过其原有溶解度而析出
C. 步骤③中为了获得更纯的过碳酸钠固体,可选用饱和碳酸钠溶液洗涤产品
D. 干燥时使用减压过滤装置抽滤,过滤速度快,使液体和固体更易分离
(4)标定高锰酸钾标准溶液时,为减小实验误差,需对m的值进行预估,其依据是___________(填字母)。
A. 所加硫酸的体积和浓度 B. 反应的定量关系
C. 滴定管的最大容量 D. 用于溶解草酸钠的水的体积
(5)按照先后顺序对步骤二的操作排序:___________(填字母)。
a、加入蒸馏水;
b、装入标准液至“0”刻度以上2-3mL;
c、加入少量稀硫酸;
d、左手控制活塞,右手振荡锥形瓶;
e、左手挤压玻璃珠,右手振荡锥形瓶;
f、向滴定管中加3-5mL标准液润湿,后排出;
g、调整管中液面,滴加标准液到“0”刻度;
h、调整管中液面至“0”或“0”刻度以下;
i、通过排出滴定管尖嘴的气泡;
j、通过排出滴定管尖嘴的气泡。
(6)该实验的原料工业Na2CO3也被应用于Co3O4和Li2CO3为原料在富氧条件下焙烧制备钴酸锂(LiCoO2)的流水线。分析工业上常用熔融Na2CO3对矿物进行处理的原因___________。
【答案】(1)分子间作用力 (2)B (3)ABC (4)BC
(5)ac/fbihd
(6)①碳酸钠的碱性可能增强了矿物的还原性;②反应时可以产生CO2,熵增驱动反应进行
【解析】
【分析】实验用工业(含少量)和溶液制备过碳酸钠,因为是分解反应的催化剂,且能与发生双水解反应,,故生产中需除去原料中含有的少量(加入稳定剂,把铁离子转化为沉淀包裹住过碳酸钠,以提高产品的稳定性)。再加入氯化钠固体,增大溶液中钠离子浓度,降低了过碳酸钠的溶解度,使其结晶析出,再通过过滤、洗涤、干燥得到晶体。
小问1详解】
过碳酸钠不稳定,在高温条件下,易发生分解,因此过碳酸钠是由和通过氢键形成的,氢键属于分子间作用力;
【小问2详解】
A.过氧化氢在二氧化锰的催化之下发生分解反应,所以会导致过碳酸钠晶体变质,故A错误;
B.可与痕量铁离子会发生双水解生成氢氧化铁和硅酸沉淀,起到包裹目标产物的作用、能使产物稳定,故B正确;
C.CH3COOH能与碳酸钠反应生成二氧化碳,所以会导致过碳酸钠晶体变质,故C错误;
D.能与发生氧化还原反应,故D错误;
故答案为:B。
【小问3详解】
A.根据反应原理为 ,可知该反应为放热反应,温度升高H2O2易分解,则需要缓慢加入溶液,A错误;
B.由分析可知,步骤②加入NaCl固体的目的是增大溶液中钠离子浓度,降低了过碳酸钠的溶解度,使其结晶析出,B错误;
C.洗涤的目的是除去表面的残留的金属阳离子,若是用饱和碳酸钠溶液洗涤产品,虽然能抑制过碳酸钠溶解,但同时也可能通过共沉淀或吸附作用,引入新的杂质离子,最好的洗涤方式是乙醇洗涤,C错误;
D.抽滤装置能加快过滤速率,且使液体和固体更易分离、获得的产品更干燥,这是减压过滤的优点,D正确;
故选ABC;
【小问4详解】
因为要根据与的反应方程式(即定量关系)来预估称取草酸钠的质量,使滴定消耗的溶液体积处于合理范围,还需要考虑滴定管的最大容量,所加硫酸的体积和浓度、溶解草酸钠的水的体积与二者的定量反应无关,故选BC;
【小问5详解】
将粗产品放入锥形瓶后→ a(往锥形瓶中加蒸馏水溶解)→ c(加入少量稀硫酸进行酸化)→滴定管检漏→a(加入蒸馏水洗涤)→f(用少量标准液润洗并排空滴定管)→ b(装入标准液至“0”刻度以上2~3 mL)→ i(排出酸式滴定管尖嘴气泡)→ h(调节液面至“0”或“0”刻度以下)→ d(左手开活塞、右手振荡进行滴定)→到达滴定终点,停止滴定,记录读数。
【小问6详解】
工业上用熔融处理矿物,在富氧条件下,氧气做氧化剂,碳酸钠的碱性可能增强了矿物的还原性,使矿物转变为易溶或易分离的钠盐,从而便于后续提纯或分离,同时反应会产生,熵增驱动反应进行。
20. Viagra俗称“伟哥”,是治疗男性疾病的药物。课题组设计合成路线如下(部分反应条件已省略):
已知:Me为甲基(—CH3),Et为乙基(—CH2CH3)。
请回答:
(1)化合物B中的含氧官能团的名称是___________,画出化合物I的结构式:___________。
(2)已知G→H中,ClSO3H以触媒的形式存在,写出此反应的化学方程式:___________。
(3)下列说法不正确的是___________。
A. B→C的反应类型属于加成-消去反应
B. 合成中使用的是强碱,作用是中和反应生成的HCl
C. 化合物C的结构中,两个氮原子的杂化方式不同
D. Viagra分子中存在手性碳原子,因此其具有旋光性
(4)写出同时符合下列条件的化合物C的同分异构体的结构简式___________。
①含有、;不含、、的结构;
②有4种不同化学环境的氢原子。
(5)以、CH3NHNH2和CH3OH为有机原料,设计化合物的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)___________。
【答案】(1) ①. 羰基、酯基 ②.
(2)+SO2Cl2+HCl (3)BCD
(4) (5)①合成氯丙酮:
②合成乙酸甲酯:
③合成目标产物:
【解析】
【分析】A和(COOEt)2反应生成B,B和MeNHNH2生成C,C发生取代反应引入硝基得到D,D发生取代反应引入氨基得到E,E中硝基还原为氨基得到F,F转化为G,G发生取代反应在苯环上引入新支链得到H,H中氯被取代且在氢氧化钠存在条件下生成I,I中羧基发生反应生成J,J和F生成Viagra;
【小问1详解】
由B结构,B中的含氧官能团的名称是羰基、酯基,由分析,化合物I的结构式:;
【小问2详解】
G→H中,G中苯环上氢发生取代反应在苯环上引入新支链-SO2Cl得到H,结合质量守恒,还生成HCl,反应为+SO2Cl2+HCl;
【小问3详解】
A.B→C的反应为B中2个羰基和氨基氢发生加成反应生成羟基,然后羟基消去生成双键得到产物C,反应类型属于加成-消去反应,正确;
B.J和F生成Viagra过程中不存在氯原子参与,反应中不会生成HCl,错误;
C.化合物C中氮环为类似咪唑中杂环,为平面结构,两个氮原子的杂化方式均为sp2杂化,错误;
D.手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子;由结构,Viagra分子中不存在手性碳原子,错误;
故选BCD;
【小问4详解】
C中含10个碳、2个氧、2个氮、不饱和度为4,同时符合下列条件的化合物C的同分异构体:①含有、;不含、、的结构;②有4种不同化学环境的氢原子;则除苯环外还有4个碳且其它原子均为饱和原子,苯环上取代基为对称结构,可以为:;
【小问5详解】
首先和氢气加成生成苯乙醇,发生消去反应生成苯乙烯,再和水加成生成,然后氧化为;甲醇和HCN转化为CH3CN,酸化为乙酸,乙酸和甲醇发生酯化反应生成;和生成,再和CH3NHNH2转化为产物,故流程为:
①合成苯乙酮:;
②合成乙酸甲酯:;
③合成目标产物:。
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