精品解析:湖南省岳阳市汨罗市第二中学2025-2026学年高三上学期9月月考化学试题
2025-10-02
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内容正文:
2025年9月高三上学期化学月考试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 保障实验安全是实验操作过程必须严守的底线。下列有关“安全”描述错误的是
A. 表示实验结束后,离开实验室前需用肥皂等清洗双手
B. 表示暴露在空气容易自燃的物质,需注意安全保存
C. 对于实验过程产生的有机废液均可采用“焚烧法”处理
D. 溶液滴落皮肤上应先用大量水冲洗,然后涂抹硼酸溶液
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 和的空间填充模型为
B. 价层电子对互斥模型为
C. 用电子式表示的形成过程为:
D. 和互为同位素
3. CrO5(Cr的化合价为+6)在酸性溶液中不稳定,容易分解,化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法中错误的是
A. 1 mol CrO5含过氧键的数目为2NA
B. 3.2 g O2中含有的价电子数为1.2NA
C. 生成标准状况下11.2 LO2,反应中转移电子数目为NA
D. 上述反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为7:4
4. NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 32 g环状S8( )分子中含有的S-S键数为NA
B. 标准状况下,2.24 L C2H5OH所含氢原子数为0.6NA
C. 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液含CO的数目为0.1NA
D. 2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
5. 中国科学院大连化物所碳资源小分子与氢能利用研究组通过设计一种全新的/HZSM-5多功能复合催化剂,首次实现了直接加氢制取高辛烷值汽油。如图所示:
已知:分子中的大键可用符号表示,其中代表参与形成大键的原子数,代表参与形成大键的电子数(如对二甲苯分子中苯环的大键可表示为)
下列叙述不正确的是
A. 基态钠原子核外电子占据6个原子轨道,有11种运动状态不同的电子,电子云有4个伸展方向
B. 对二甲苯晶体中存在的“作用力类型”有范德华力、氢键、非极性键和极性键
C. 1mol异戊烷分子含16mol键
D. 吡咯()中的大键可表示为
6. 用下列装置进行相应实验,操作规范且能达到相应实验目的的是
A. 装置甲用于制备晶体
B. 装置乙用于配制一定物质的量浓度的溶液
C. 装置丙用于分离蔗糖与氯化钠的混合溶液
D. 装置丁用于制备氢氧化铁胶体
7. 物质之间通过一步反应能实现如图所示转化,且与表中的转化关系能匹配的是
选项
X
Y
Z
箭头上为反应条件
A
Na
NaOH
②加
B
Al
③电解
C
Fe
①通入少量Cl2
D
NaOH
NaCl
④依次通入、
A. A B. B C. C D. D
8. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
选项
A
B
目的
制备检验醛基用的
模拟保护钢闸门
装置或操作
选项
C
D
目的
检验1-氯丁烷中氯元素
除去甲烷中的乙烯
装置或操作
A. A B. B C. C D. D
9. 2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 叔丁醇的系统命名为2,2-二甲基乙醇
B. 无水的作用是除去有机相中残存的少量水
C. 进行操作1时,用到的玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D. 蒸馏时,2-甲基-2-氯丙烷比叔丁醇后蒸馏出来
10. 下列实验中,实验装置及操作均正确的是
A. 制备氢氧化铁胶体:向沸水中逐滴加入5~6滴Fe2(SO4)3饱和溶液
B. 检验溴乙烷与NaOH溶液反应后的Br-:向反应后的溶液中加入AgNO3溶液
C. 氢氧化亚铁的制备:待具支试管出口处气体纯净时,关闭止水夹
D. 制备明矾大晶体:把晶核悬挂在玻璃杯中央,使溶液缓慢冷却
11. 利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物),下列说法不正确的是
A. Y为电源正极
B. 电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变
C. 惰性电极a上发生的反应为
D. 在标准状况下,该电解装置每生成,理论上可得到环己烷
12. 一篇关于合成“纳米小人”的文章成为有机化学史上最受欢迎的文章之一、其中涉及到的一个反应为:
下列说法中正确的是
A. 该反应的原子利用率为100%
B. 化合物M的一氯代物有4种
C. 化合物N中的17个碳原子一定共平面
D. 化合物P能使酸性KMnO4溶液褪色,但不能使溴水褪色
13. 有机物Ⅰ生成酰胺的反应历程如图所示:
已知:R、代表烷基。下列说法错误的是
A. 能加快反应速率
B. 从图中历程可知,物质Ⅵ比Ⅴ稳定
C. 发生上述反应生成的主要产物是
D. 步骤Ⅱ→Ⅲ的历程中,键比键更容易断裂
14. 实验室模拟侯氏制碱碳酸化制NaHCO3的过程,将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),实验现象及数据如图1,含碳粒子在水溶液中的物质的量分数(δ)与pH的关系如图2。
图1 图2
下列说法正确的是
A. 0min,溶液中
B. 0~60min,发生反应:CO2 +2NH3•H2O = 2NH+CO+ H2O
C. 水的电离程度:0min>60min
D. 0-100min,n(Na+)减小、n(Cl-)保持不变
15. 化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗的量(单位为)来表示。碱性不与反应,可用于测定含Cl⁻水样的COD,流程如图。
下列说法错误的是
A. Ⅱ中发生的反应有
B. Ⅱ中避光、加盖可抑制被氧化及的挥发
C. Ⅲ中消耗的越多,水样的COD值越高
D. 若Ⅰ中为酸性条件,测得含水样的COD值偏高
16. 溶液A中存在、、、、、、、、、中的五种离子,浓度均为,溶液体积为1 L。对溶液A进行以下实验,整个过程如图所示(部分产物省略),溶液B与溶液A中所含阴离子种类相同。
已知:。下列说法正确的是
A. 溶液A中一定存在,可能存在
B. 由溶液B生成沉淀甲的反应为非氧化还原反应
C. 沉淀乙溶于氨水后的产物中含有18 mol σ键
D. 气体乙可以通过排水法进行收集
二、解答题(共52分)
17. 正溴丁烷为无色透明液体,可用作溶剂及有机合成时的烷基化试剂及中间体等;实验室用正丁醇、溴化钠和过量的浓硫酸共热制得。
有关反应方程式及数据如下:
i.;
ii.。
名称
相对分子质量
密度
沸点
溶解性
水硫酸
硫酸
乙醇
正丁醇
74
0.8
118.0
微溶
溶
溶
正溴丁烷
137
1.3
101.6
不溶
不溶
溶
有关实验装置图(省略夹持装置)如图1、图2所示,实验步骤如下:
①将浓硫酸和水混合稀释。
②在圆底烧瓶中依次加入稍加稀释的浓硫酸、正丁醇及,充分摇振后加入几粒碎瓷片,按上图连接装置,用小火加热至沸,回流(此过程中,要经常摇动)。
③冷却后,改成蒸馏装置,得到粗产品。
④将粗产品依次用水洗、浓硫酸洗、水洗、饱和溶液洗,最后再水洗。
⑤产物移入干燥的锥形瓶中,用无水固体间歇摇动,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,收集馏分,得正溴丁烷。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________________,装置b的作用是_______________。
(2)浓硫酸稀释的操作为_______________。若浓硫酸未稍加稀释,得到的产品会呈黄色,除了用溶液外,除去该杂质最好还可选用下列试剂中的__________(填标号)。
A.四氯化碳 B.硫酸钠 C.氢氧化钠 D.亚硫酸钠
(3)通过查阅资料发现实验室制取正溴丁烷的反应有一定的可逆性,因此步骤②中加入的浓硫酸的作用除了与溴化钠反应生成溴化氢之外,还有________________(从化学平衡的角度来说明)。
(4)已知的熔点为,而的熔点为,请从物质结构的角度解释的熔点比的熔点高很多的原因:__________________。
(5)本实验的产率是__________。
18. 糖精钠是一种甜味剂。某实验小组在实验室利用甲苯氯磺化法按以下五个步骤制备糖精钠(部分操作及反应条件略)。
(1)步骤I:氯磺化
实验装置示意图如图所示(夹持及控温装置略)。
①仪器a的名称为_______。
②烧杯中吸收的尾气是_______(填化学式)。
(2)步骤II:氨化
若取邻甲苯磺酰氯0.3mol,理论上至少需加入15mol·L-1氨水_______mL。
(3)步骤III:氧化
氧化过程中为保证氧化完全,需加入过量的KMnO4。反应完成后,向其中滴加Na2SO3溶液将过量的KMnO4转化成MnO2。观察到现象为_______时,停止加入Na2SO3溶液,其离子方程式为_______。
(4)步骤IV:酸化
将步骤III所得溶液进行酸化,经过滤得糖精。过滤需用到下列的仪器有_______。
(5)步骤V:成盐
加热反应体系,过程中产生大量气体,该气体为_______(填化学式)。待NaHCO3反应完全,趁热过滤。由滤液获得糖精钠产品的过程中,冷却结晶之后的操作步骤还有_______。
19. 由催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(1)已知:相关共价键的键能数据如表。
共价键
C—H
C—O
O—H
键能
436.0
413.4
351
462.8
试计算:断开中的化学键所需要提供的最低能量为_____。
(2)对反应I来说,若该反应能自发进行,则该反应的熵变_____(填“>”或“<”)0.若该反应速率,其中、分别为正反应、逆反应的速率常数,为气体的浓度。若降低温度,_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在时,向容积为的恒容密闭容器中投入和,此时容器内的总压为,发生反应Ⅰ、反应Ⅱ。
①实验测得平衡时的选择性和平衡转化率随温度的变化如图所示。
已知:的选择性,的选择性。
其中,表示平衡时的选择性的是曲线_____(填“i”或“ii”);为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为_____(填标号)。
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
②若在上述条件下,反应经后达平衡,的平衡转化率为,的选择性为。则在内_____,反应I的压强平衡常数_____(用各气体物质分压代替浓度表示的平衡常数,分压=气体物质的物质的量分数×总压强)。
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2025年9月高三上学期化学月考试题
一、单选题(每题3分,共48分)
1. 保障实验安全是实验操作过程必须严守的底线。下列有关“安全”描述错误的是
A. 表示实验结束后,离开实验室前需用肥皂等清洗双手
B. 表示暴露在空气容易自燃的物质,需注意安全保存
C. 对于实验过程产生的有机废液均可采用“焚烧法”处理
D. 溶液滴落皮肤上应先用大量水冲洗,然后涂抹硼酸溶液
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据实验有关的图标及说明,表示实验结束后,离开实验室前需用肥皂等清洗双手,A正确;
B.根据实验有关的图标及说明,表示暴露在空气容易自燃的物质,B正确;
C.常见有机废液的处理方法:不需要回收利用的,可用焚烧法处理,但含卤素的有机废液焚烧后的尾气处理具有特殊性,应单独处理,C错误;
D.如果不慎将碱液沾到皮肤上,应用大量水冲洗,然后涂上1%的硼酸中和,D正确;
故答案为:C。
2. 下列化学用语表示正确的是
A. 和的空间填充模型为
B. 价层电子对互斥模型为
C. 用电子式表示的形成过程为:
D. 和互为同位素
【答案】A
【解析】
【详解】A.和中的C均为sp3杂化,无孤电子对,且C的原子半径大于H和F,空间填充模型为,故A正确;
B.BF3中的B形成3个σ键,无孤电子对,为平面三角形,故B错误;
C.用电子式表示的形成过程为:,故C错误;
D.质子数相同,中子数不同的原子互为同位素,和属于同种物质,故D错误;
故选A。
3. CrO5(Cr的化合价为+6)在酸性溶液中不稳定,容易分解,化学方程式为。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列有关说法中错误的是
A. 1 mol CrO5含过氧键的数目为2NA
B. 3.2 g O2中含有的价电子数为1.2NA
C. 生成标准状况下11.2 LO2,反应中转移电子数目为NA
D. 上述反应中,氧化产物与还原产物的物质的量之比为7:4
【答案】D
【解析】
【详解】A.CrO5中Cr为+6价,每个O的平均化合价为-1.2,说明在CrO5存在两个过氧键(O-O), 1个-2价的O。每个过氧键含两个-1价的O原子。1 mol CrO5含2 mol过氧键,数目为2NA,A正确;
B.3.2 g O2为n(O2)==0.1 mol,由于每个O原子有6个价电子,则每个O2分子含12个价电子,0.1 mol O2分子中的总价电子数为0.1 mol×12 mol×NA/mol=1.2 NA,B正确;
C.标准状况下11.2 LO2的物质的量为n(O2)==0.5 mol,根据方程式可知:每生成7 mol O2转移电子的物质的量是n(e-)=3×4 mol+2 mol×1=14 mol,即反应产生1 mol O2,转移2 mol 电子,则生成0.5 mol O2转移1 mol e-,即转移的电子数目是NA,C正确;
D.在该反应中,氧化产物为O2,其物质的量为7 mol。还原产物为Cr3+和H2O。根据电子转移分析,被还原生成的Cr3+为4 mol,作为还原产物的H2O为2 mol,故还原产物的总物质的量为4 mol + 2 mol = 6 mol。因此氧化产物与还原产物的物质的量之比为7:6,D错误;
故合理选项是D。
4. NA是阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 32 g环状S8( )分子中含有的S-S键数为NA
B. 标准状况下,2.24 L C2H5OH所含氢原子数为0.6NA
C. 0.1 mol·L-1的Na2CO3溶液含CO的数目为0.1NA
D. 2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中充分反应后的分子数为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.32 g环状S8分子的物质的量=,一个环状S8分子中含有的S-S键数为8个,则0.125mol环状S8分子中含有的S-S键数为NA,A项正确;
B.标准状况下C2H5OH为液体,不能根据气体摩尔体积计算,B项错误;
C.不知道溶液体积,无法计算,C项错误;
D.2 mol NO与1 mol O2在密闭容器中完全反应,生成2molNO2,但是该反应为可逆反应,反应后不可能完全进行,则反应后的分子数大于2NA,D项错误;
答案选A。
5. 中国科学院大连化物所碳资源小分子与氢能利用研究组通过设计一种全新的/HZSM-5多功能复合催化剂,首次实现了直接加氢制取高辛烷值汽油。如图所示:
已知:分子中的大键可用符号表示,其中代表参与形成大键的原子数,代表参与形成大键的电子数(如对二甲苯分子中苯环的大键可表示为)
下列叙述不正确的是
A. 基态钠原子核外电子占据6个原子轨道,有11种运动状态不同的电子,电子云有4个伸展方向
B. 对二甲苯晶体中存在的“作用力类型”有范德华力、氢键、非极性键和极性键
C. 1mol异戊烷分子含16mol键
D. 吡咯()中的大键可表示为
【答案】B
【解析】
【详解】A.基态钠原子核外电子排布式为1s22s22p63s1,占据6个原子轨道,有11种运动状态不同的电子,1s、2s、3s电子云为球形,延伸方向有1种,2p轨道电子云有3个延伸方向,所以电子云有4个伸展方向,故A正确;
B.对二甲苯晶体中不存在氢键,故B错误;
C.1个异戊烷分子中有16个共价单键,单键全是键,所以1mol异戊烷分子含16mol键,故C正确;
D.吡咯分子中N原子提供1个孤电子对、4个碳原子各提供1个电子形成5中心6电子的大键,可表示为,故D正确;
选B。
6. 用下列装置进行相应实验,操作规范且能达到相应实验目的的是
A. 装置甲用于制备晶体
B. 装置乙用于配制一定物质的量浓度的溶液
C. 装置丙用于分离蔗糖与氯化钠的混合溶液
D. 装置丁用于制备氢氧化铁胶体
【答案】A
【解析】
【详解】A.制备晶体时,加入乙醇可降低配合物在水中的溶解度,促进晶体析出。装置甲中通过向配合物溶液加入乙醇(有机溶剂),操作合理,能达到结晶目的,A正确;
B.配制一定物质的量浓度的KCl溶液时,定容阶段需用胶头滴管滴加蒸馏水至刻度线,直接倾倒蒸馏水会导致液面超过刻度线,操作不规范,B错误;
C.蔗糖和氯化钠均为小分子/离子,均可透过半透膜,渗析无法分离二者,C错误;
D.制备氢氧化铁胶体应向沸水中滴加饱和溶液,若将饱和溶液与溶液混合,会生成沉淀而非胶体,D错误;
故答案选A。
7. 物质之间通过一步反应能实现如图所示转化,且与表中的转化关系能匹配的是
选项
X
Y
Z
箭头上为反应条件
A
Na
NaOH
②加
B
Al
③电解
C
Fe
①通入少量Cl2
D
NaOH
NaCl
④依次通入、
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.Na在常温下与氧气反应生成,与水反应生成NaOH,NaOH不能实现一步生成,A错误;
B.是共价化合物,所以不能通过电解来生成Al,不能实现相互之间的转化,B错误;
C.Fe与少量的反应也只生成,不会生成,不能实现相互之间的转化,C错误;
D.NaOH溶液通过量生成,和盐酸反应生成NaCl,电解饱和NaCl溶液重新生成NaOH,用饱和溶液、、反应来制取时,要先通入,再通入,能实现相互之间的转化,D正确;
8. 下列实验装置或操作能够达到实验目的的是
选项
A
B
目的
制备检验醛基用的
模拟保护钢闸门
装置或操作
选项
C
D
目的
检验1-氯丁烷中氯元素
除去甲烷中的乙烯
装置或操作
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.制备检验醛基用的Cu(OH)2需在碱性条件下,向2mL10%的氢氧化钠溶液中滴加5滴5%的硫酸铜溶液,制得新制氢氧化铜,且氢氧化钠过量,检验醛基时产生砖红色沉淀,A正确;
B.钢闸门与石墨直接连接,在海水中形成原电池,Fe比石墨活泼作负极被腐蚀,无法保护钢闸门,B错误;
C.1-氯丁烷中氯元素为氯原子,不能用硝酸酸化的硝酸银溶液检验,C错误;
D.乙烯与酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳气体,引入新的杂质,D错误;
故选A。
9. 2-甲基-2-氯丙烷是重要的化工原料,实验室中可由叔丁醇与浓盐酸反应制备,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A. 叔丁醇的系统命名为2,2-二甲基乙醇
B. 无水的作用是除去有机相中残存的少量水
C. 进行操作1时,用到的玻璃仪器有普通漏斗、烧杯、玻璃棒
D. 蒸馏时,2-甲基-2-氯丙烷比叔丁醇后蒸馏出来
【答案】B
【解析】
【分析】由合成路线可知,叔丁醇与浓盐酸反应生成2-甲基-2-氯丙烷和水,分液后向有机相中加水洗涤、分液得到有机相;向有机相中加入5%的碳酸钠溶液洗涤、分液得到有机相;向有机相中加水洗涤、分液得到有机相;向有机相中加入无水氯化钙除去有机相中残存的少量水后,经蒸馏得到2-甲基-2-氯丙烷。
【详解】A.由结构简式可知,叔丁醇结构中含有羟基的最长碳链含有3个碳原子,侧链为甲基,则正确命名为2-甲基-2-丙醇,A错误;
B.由分析可知,加入无水氯化钙的作用是除去有机相中残存的少量水,B正确;
C.由分析可知,操作1为分液操作,分液用到的仪器为分液漏斗和烧杯,C错误;
D.2-甲基-2-氯丙烷不能形成分子间氢键,而叔丁醇能形成分子间氢键,则叔丁醇的沸点高于2-甲基-2-氯丙烷,所以蒸馏时沸点低的2-甲基-2-氯丙烷先蒸出,D错误;
故选B。
10. 下列实验中,实验装置及操作均正确的是
A. 制备氢氧化铁胶体:向沸水中逐滴加入5~6滴Fe2(SO4)3饱和溶液
B. 检验溴乙烷与NaOH溶液反应后的Br-:向反应后的溶液中加入AgNO3溶液
C. 氢氧化亚铁的制备:待具支试管出口处气体纯净时,关闭止水夹
D. 制备明矾大晶体:把晶核悬挂在玻璃杯中央,使溶液缓慢冷却
【答案】D
【解析】
【详解】A.制取氢氧化铁胶体应该向煮沸的蒸馏水中滴加饱和氯化铁溶液至混合物变红褐色,由于硫酸铁水解生成的硫酸为难挥发性酸,不利于氢氧化铁胶体的制取,A项错误;
B.溴乙烷与NaOH溶液反应后溶液可能显碱性,加入AgNO3溶液之前,应该先加硝酸酸化,B项错误;
C.应该左侧试管为铁和稀硫酸反应生成硫酸亚铁和氢气,氢气排净装置中空气,一段时间后,关闭止水夹,使得左侧试管中压强增大,生成硫酸亚铁被压入右侧试管中和氢氧化钠反应生成氢氧化亚铁沉淀,图示装置中生成氢气从右侧支管口逸出,不能使得生成硫酸亚铁和氢氧化钠溶液混合反应,C项错误;
D.要得到较大颗粒的明矾晶体,需要缓慢降温以利于晶体的生长,即使溶液缓慢冷却,D项正确;
答案选D。
11. 利用如图所示装置实现有机物的电化学储氢(忽略其他有机物),下列说法不正确的是
A. Y为电源正极
B. 电解后硫酸溶液的物质的量浓度不变
C. 惰性电极a上发生的反应为
D. 在标准状况下,该电解装置每生成,理论上可得到环己烷
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知,在惰性电极a得到电子生成,电极a发生还原反应,惰性电极a为阴极,惰性电极b为阳极,H2O在阳极失去电子生成O2,以此解答。
【详解】A.由分析可知,惰性电极b为阳极,与电源的正极相连,Y为电源正极,A正确;
B.由分析可知,惰性电极b为阳极,H2O在阳极失去电子生成O2,电极方程式为:2H2O-4e-=O2+4H+,H+通过质子交换膜进入阴极区,硫酸溶液中H+物质的量不变,但水消耗了,硫酸溶液的物质的量浓度增大,B错误;
C.由分析可知,在惰性电极a得到电子生成,电极方程式为:+6H++6e-=,C正确;
D.标况下11.2LO2物质的量为,由2H2O-4e-=O2+4H+可知反应转移2mol电子,每转移6mol电子可得到1mol环己烷,则理论上转移2mol电子可得到环己烷,D正确;
故选B。
12. 一篇关于合成“纳米小人”的文章成为有机化学史上最受欢迎的文章之一、其中涉及到的一个反应为:
下列说法中正确的是
A. 该反应的原子利用率为100%
B. 化合物M的一氯代物有4种
C. 化合物N中的17个碳原子一定共平面
D. 化合物P能使酸性KMnO4溶液褪色,但不能使溴水褪色
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应是先进行加成反应,再进行水解反应得到的有机物,通过观察,产物中无Br原子,故原子利用率达不到100%,A错误;
B.如图()化合物M分子中有4种环境的氢原子,则其一氯代物有4种,B正确;
C.在化合物N中,苯环上的碳原子、醛基上的碳原子和碳碳三键及与碳碳三键直接相连的碳原子一定在同一个平面上,如图所示,红圈中碳原子通过单键旋转也可能处于这个平面上,所以化合物N中的17个碳原子有可能共平面,C错误;
D.化合物P中有碳碳三键,可使酸性KMnO4溶液褪色,也能使溴水褪色,D错误;
故选B。
13. 有机物Ⅰ生成酰胺的反应历程如图所示:
已知:R、代表烷基。下列说法错误的是
A. 能加快反应速率
B. 从图中历程可知,物质Ⅵ比Ⅴ稳定
C. 发生上述反应生成的主要产物是
D. 步骤Ⅱ→Ⅲ的历程中,键比键更容易断裂
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图可知,Ⅰ转化为Ⅱ时,氢离子是反应的反应物,Ⅲ转化为Ⅳ时,氢离子是反应的生成物,则氢离子是反应的催化剂,能降低反应的活化能,加快反应速率,故A正确;
B.由结构简式可知,Ⅴ中羟基直接连在不饱和碳原子上,结构不稳定,会转化为结构稳定的Ⅵ,所以物质Ⅵ比Ⅴ稳定,故B正确;
C.由结构简式可知,发生上述反应生成的主要产物是或,不能转化为,故C错误;
D.由结构简式可知,发生键断裂转化为,所以C-R′键比键更容易断裂,故D正确;
故选C。
14. 实验室模拟侯氏制碱碳酸化制NaHCO3的过程,将CO2通入饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),实验现象及数据如图1,含碳粒子在水溶液中的物质的量分数(δ)与pH的关系如图2。
图1 图2
下列说法正确的是
A. 0min,溶液中
B. 0~60min,发生反应:CO2 +2NH3•H2O = 2NH+CO+ H2O
C. 水的电离程度:0min>60min
D. 0-100min,n(Na+)减小、n(Cl-)保持不变
【答案】D
【解析】
【分析】0min时溶液中的溶质为NH3与NaCl,溶液中存在,0~60min,随着反应的进行,60min时pH=10.3,生成的少量白色固体为NaHCO3,此时,0-100min,随着反应的进行,产生碳酸氢钠晶体越来越多,据此回答。
【详解】A.根据分析可知,0min时溶液中的溶质为NH3与NaCl,溶液中存在c(Na+)=c(Cl-),则,A错误;
B.0~60min,随着反应的进行,60min时pH=10.3,生成的少量白色固体为NaHCO3,由图2可知,溶液中,该反应的离子方程式:,B错误;
C.0min时为饱和氨盐水(溶质为NH3、NaCl),一水合氨抑制水的电离,60min时为碳酸氢钠与碳酸钠按1:1形成的溶液,促进水的电离,故水的电离程度:0min<60min,C错误;
D.0-100min,随着反应的进行,产生碳酸氢钠晶体,故溶液中n(Na+)减少,n(Cl-)保持不变,D正确;
故选D。
15. 化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗的量(单位为)来表示。碱性不与反应,可用于测定含Cl⁻水样的COD,流程如图。
下列说法错误的是
A. Ⅱ中发生的反应有
B. Ⅱ中避光、加盖可抑制被氧化及的挥发
C. Ⅲ中消耗的越多,水样的COD值越高
D. 若Ⅰ中为酸性条件,测得含水样的COD值偏高
【答案】C
【解析】
【分析】I中KMnO4与水样中的有机物在碱性条件下反应得到MnO2,溶液中剩余有KMnO4,II中在酸性条件下KMnO4、MnO2与I-反应得到I2单质和Mn2+,III中生成的I2再用Na2S2O3滴定。
【详解】A.II中和MnO2在酸性条件下与过量的KI反应得到I2和Mn2+,存在MnO2+2I-+4H+=Mn2++I2+2H2O,A正确;
B.II中避光防止I2升华挥发,加盖防止I-被氧气氧化,B正确;
C.整个反应中,KMnO4得电子生成Mn2+,有机物和碘离子失去电子数目与KMnO4得电子数目相等,III中消耗的Na2S2O3越多,说明生成的I2单质越多,也说明有机物消耗的KMnO4的量少,水样中的COD值越低,C错误;
D.若I中为酸性条件,Cl-会与KMnO4反应,水样中的COD值偏高,D正确;
答案选C。
16. 溶液A中存在、、、、、、、、、中的五种离子,浓度均为,溶液体积为1 L。对溶液A进行以下实验,整个过程如图所示(部分产物省略),溶液B与溶液A中所含阴离子种类相同。
已知:。下列说法正确的是
A. 溶液A中一定存在,可能存在
B. 由溶液B生成沉淀甲的反应为非氧化还原反应
C. 沉淀乙溶于氨水后的产物中含有18 mol σ键
D. 气体乙可以通过排水法进行收集
【答案】B
【解析】
【分析】结合框图分析,、能与盐酸反应,生成气体,但是在空气中不能转化为其他气体;、、三者反应后生成气体,在常温下与空气中氧气反应生成气体,符合题目要求,故溶液A中含有、,因为、均不能与大量共存,所以溶液A中一定不存在、;又因为溶液B与溶液A中所含阴离子种类相同,所以溶液A中一定含有;因为A中含有五种离子,且浓度均为,所以溶液A中含有,则一定不含;根据电荷守恒,溶液A中另一种离子为,故溶液A中含有的离子为: 、、、、五种,据此解答;
【详解】A.根据反应①及溶液中的离子可知产生气体甲为,需与在酸性条件下反应,故一定存在;若存在,电荷无法守恒(阳离子正电荷总数无法与阴离子负电荷平衡),则一定不存在,A错误;
B.溶液B中(由氧化生成)在pH=4时水解生成沉淀甲,反应为,无化合价变化,属于非氧化还原反应,B正确;
C.沉淀乙为,溶于氨水生成,但溶液A中仅0.01mol,产物中σ键远不足18 mol,且题目未指明物质的量,C错误;
D.气体乙为,会与水反应(),不能用排水法收集,D错误;
故答案选B。
二、解答题(共52分)
17. 正溴丁烷为无色透明液体,可用作溶剂及有机合成时的烷基化试剂及中间体等;实验室用正丁醇、溴化钠和过量的浓硫酸共热制得。
有关反应方程式及数据如下:
i.;
ii.。
名称
相对分子质量
密度
沸点
溶解性
水硫酸
硫酸
乙醇
正丁醇
74
0.8
118.0
微溶
溶
溶
正溴丁烷
137
1.3
101.6
不溶
不溶
溶
有关实验装置图(省略夹持装置)如图1、图2所示,实验步骤如下:
①将浓硫酸和水混合稀释。
②在圆底烧瓶中依次加入稍加稀释的浓硫酸、正丁醇及,充分摇振后加入几粒碎瓷片,按上图连接装置,用小火加热至沸,回流(此过程中,要经常摇动)。
③冷却后,改成蒸馏装置,得到粗产品。
④将粗产品依次用水洗、浓硫酸洗、水洗、饱和溶液洗,最后再水洗。
⑤产物移入干燥的锥形瓶中,用无水固体间歇摇动,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,收集馏分,得正溴丁烷。回答下列问题:
(1)仪器a的名称是____________________,装置b的作用是_______________。
(2)浓硫酸稀释的操作为_______________。若浓硫酸未稍加稀释,得到的产品会呈黄色,除了用溶液外,除去该杂质最好还可选用下列试剂中的__________(填标号)。
A.四氯化碳 B.硫酸钠 C.氢氧化钠 D.亚硫酸钠
(3)通过查阅资料发现实验室制取正溴丁烷的反应有一定的可逆性,因此步骤②中加入的浓硫酸的作用除了与溴化钠反应生成溴化氢之外,还有________________(从化学平衡的角度来说明)。
(4)已知的熔点为,而的熔点为,请从物质结构的角度解释的熔点比的熔点高很多的原因:__________________。
(5)本实验的产率是__________。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 吸收尾气,防止污染空气
(2) ①. 向烧杯中加入一定体积的蒸馏水,缓慢沿烧杯内壁倒入等体积的浓硫酸,边加边用玻璃棒搅拌 ②. D
(3)浓硫酸有吸水性,吸收生成的水,使平衡正向移动,提高产率
(4)为离子晶体,为分子晶体,离子键的强度比分子间作用力大得多,故的熔点比的熔点高很多
(5)
【解析】
【分析】NaBr和浓H2SO4反应生成HBr,HBr与正丁醇反应可制备1-溴丁烷,化学方程式为CH3CH2CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2CH2Br+H2O,蒸馏得到粗产品,将粗产品用水洗后,用浓硫酸洗,洗去未反应的1-丁醇,再用水洗,除去浓硫酸,用饱和NaHCO3溶液洗,除去Br2,再用水洗,除去NaHCO3,将产物移入干燥的锥形瓶中,用无水CaCl2固体间歇摇动,静置片刻,过滤除去CaCl2固体,除去产物中的水,进行蒸馏纯化,收集99~103℃馏分,得1-溴丁烷。
【小问1详解】
仪器a的名称是球形冷凝管,NaBr和浓H2SO4反应生成HBr,NaOH溶液用来吸收尾气HBr,装置b的作用是吸收尾气,防止污染空气;
【小问2详解】
浓硫酸稀释时放出大量热量,为了防止液体飞溅,向大量水中缓慢加入浓硫酸,则浓硫酸稀释的操作为向烧杯中加入一定体积的蒸馏水,缓慢沿烧杯内壁倒入等体积的浓硫酸,边加边用玻璃棒搅拌;得到的产品因溶有Br2会呈黄色,若用NaOH溶液会使正溴丁烷发生水解反应,Br2具有氧化性,选用亚硫酸钠具有还原性,两者发生氧化还原反应生成NaBr和硫酸钠,可用来除去产品中溴单质,故选D;
【小问3详解】
制取1-溴丁烷的反应有一定的可逆性,浓硫酸有吸水性,吸收生成的水,使平衡正向移动,提高产率;
【小问4详解】
的熔点比的熔点高很多的原因:为离子晶体,为分子晶体,离子键的强度比分子间作用力大得多,故的熔点比的熔点高很多;
【小问5详解】
0.8g/mL正丁醇的质量为0.8g/mL×=14.8g,物质的量为,由理论上可产生0.2mol正溴丁烷,质量为0.2mol×137g/mol=27.4g,实验得正溴丁烷,产率为。
18. 糖精钠是一种甜味剂。某实验小组在实验室利用甲苯氯磺化法按以下五个步骤制备糖精钠(部分操作及反应条件略)。
(1)步骤I:氯磺化
实验装置示意图如图所示(夹持及控温装置略)。
①仪器a的名称为_______。
②烧杯中吸收的尾气是_______(填化学式)。
(2)步骤II:氨化
若取邻甲苯磺酰氯0.3mol,理论上至少需加入15mol·L-1氨水_______mL。
(3)步骤III:氧化
氧化过程中为保证氧化完全,需加入过量的KMnO4。反应完成后,向其中滴加Na2SO3溶液将过量的KMnO4转化成MnO2。观察到现象为_______时,停止加入Na2SO3溶液,其离子方程式为_______。
(4)步骤IV:酸化
将步骤III所得溶液进行酸化,经过滤得糖精。过滤需用到下列的仪器有_______。
(5)步骤V:成盐
加热反应体系,过程中产生大量气体,该气体为_______(填化学式)。待NaHCO3反应完全,趁热过滤。由滤液获得糖精钠产品的过程中,冷却结晶之后的操作步骤还有_______。
【答案】(1) ①. 温度计 ②. HCl
(2)40 (3) ①. 溶液紫色褪去 ②.
(4)ACEG (5) ①. ②. 过滤、干燥
【解析】
【小问1详解】
步骤I氯磺化的反应物易水解,水解生成的氯化氢极易溶于水,可用水来吸收,由装置图可知,a为温度计,故答案为:温度计;HCl;
【小问2详解】
由方程式可知,邻甲基磺酸氯与氨水为1:1进行反应,0.3mol邻甲基磺酸氯中消耗的氨水为0.3mol,加入15mol/L的氨水,充分反应后,消耗20毫升的氨水,同时产生0.3mol的氯化氢,氯化氢与氨水中和反应,消耗的氨水为0.3mol,即20毫升,所以一共需要消耗的体积为40mL,故答案为:40;
【小问3详解】
氧化过程中为保证氧化完全,需要加入过量的,反应完全后,向其中滴加以除去过量溶液,溶液被消耗,则反应完全的现象是溶液紫色褪去,该溶液为碱性,则被还原成二氧化锰,根据氧化还原规律,得出离子方程式为:,故答案为:溶液紫色褪去;;
【小问4详解】
过滤需要烧杯,漏斗,玻璃棒,铁架台等,故需要的仪器为:ACEG;
【小问5详解】
能水解生成羧基,与反应,产生大量的二氧化碳气体,当完全反应,趁热过滤,冷却结晶的后续操作是过滤,干燥,故答案为:CO2;过滤,干燥。
19. 由催化加氢制的反应体系中,发生的主要反应如下:
反应I:
反应Ⅱ:
(1)已知:相关共价键的键能数据如表。
共价键
C—H
C—O
O—H
键能
436.0
413.4
351
462.8
试计算:断开中的化学键所需要提供的最低能量为_____。
(2)对反应I来说,若该反应能自发进行,则该反应的熵变_____(填“>”或“<”)0.若该反应速率,其中、分别为正反应、逆反应的速率常数,为气体的浓度。若降低温度,_____(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3)在时,向容积为的恒容密闭容器中投入和,此时容器内的总压为,发生反应Ⅰ、反应Ⅱ。
①实验测得平衡时的选择性和平衡转化率随温度的变化如图所示。
已知:的选择性,的选择性。
其中,表示平衡时的选择性的是曲线_____(填“i”或“ii”);为同时提高的平衡转化率和平衡时的选择性,应选择的反应条件为_____(填标号)。
A.低温、低压 B.高温、高压 C.高温、低压 D.低温、高压
②若在上述条件下,反应经后达平衡,的平衡转化率为,的选择性为。则在内_____,反应I的压强平衡常数_____(用各气体物质分压代替浓度表示的平衡常数,分压=气体物质的物质的量分数×总压强)。
【答案】(1)1091.9
(2) ①. > ②. 增大
(3) ①. i ②. D ③. 0.26 ④.
【解析】
【小问1详解】
据盖斯定律,将反应Ⅱ-反应I可得:,依据反应物的总键能一生成物的总键能,可得:,解得,则断开中的化学键所需要提供的最低能量为。
【小问2详解】
,反应能够自发进行,反应I为吸热反应,则该反应能自发进行,则该反应的熵变>0;若该反应速率,平衡时正逆反应速率相等,则,,反应为吸热反应,降低温度,反应逆向进行,平衡常数减小,则值增大;
【小问3详解】
①升高温度,反应向吸热反应方向进行,所以反应I平衡正向移动、反应Ⅱ平衡逆向移动,减少,增多,故的选择性减小,则表示平衡时的选择性的是曲线;
增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,若想要提高的平衡转化率和的选择性,反应Ⅱ的平衡向正反应方向移动,反应Ⅰ的平衡向逆反应方向移动,所以应选择低温、高压,故选D;
②在时,反应经后达平衡,的平衡转化率为,则反应消耗的为,再依据的选择性为可知,反应I中生成的为,则反应Ⅱ中生成的为0.4mol,分别列式如下:
达到平衡时、、、、的物质的量分别为、、、、,在内,则;平衡时,根据同温同容(恒容容器)时,气体的压强与气体的总物质的量成正比,可知平衡时容器内的总压强为,反应I的压强平衡常数为。
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