内容正文:
福建恒一教育集团2026届毕业班四月质量检测
化学(B)试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列对物质的加工或处理,不能达到目的的是
A. 石油裂化——将重油裂化为汽油等轻质油
B. 油脂的氢化——制备不饱和程度较高的液态油
C. 橡胶硫化——获得有弹性、有强度的橡胶
D. 甲苯硝化——生产炸药,用于国防
2. 我国科学家开发出一类具有优异物理性能的新一代可循环聚酯塑料,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. 的反应属于取代反应
B. 中的官能团提高了的活泼性
C. 和的最终水解产物相同
D. 和互为可逆反应
3. 氯及其化合物部分转化关系如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 反应①中,足量Fe与1 mol 反应转移电子数目为
B. 反应②中,1 mol/L 溶液中含有离子数目小于
C. 反应③中,1 mol HCl中含有氯离子数目为
D. 反应④中,标准状况下22.4 L 分子中,杂化的原子数目为
4. 下列离子方程式正确的是
A. 滴入到溶液中:
B. 用丙烯腈()在酸性条件下电合成己二腈的阴极反应式:
C. 用食醋除铁锈:
D. 向石灰乳中通入制备漂白粉:
5. 化合物可作电镀液的制备原料,已知X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Z与R同族,第一电离能都低于同周期相邻元素,Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;基态Q+离子的M层为全满。下列说法错误的是
A. 键角: B. 简单氢化物的沸点:Z>Y>R
C. Q与R的单质间反应可生成QR D. 原子半径:Z<Y<R
6. 下列实验装置或操作正确的且能达到实验目的的是
A. 利用甲图在萃取过程中放气
B. 利用乙图制备并收集少量氨气
C. 利用丙图移取25.00mL的草酸
D. 利用丁图证明苯与液溴的反应类型为取代反应
7. 以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯和为原料生产环氧丙烷()及发生副反应的反应机理如图所示(图中表示含硅物种)。下列说法不正确的是
A. Ⅰ是生产环氧丙烷及副反应的催化剂
B. 过程中有极性键的断裂和形成
C. 过程中元素的化合价未发生变化
D. 由丙烯和生产环氧丙烷的化学方程式:
8. 红土镍矿(主要含、Fe2O3、铜和少量、)中镍含量较低,可通过黄钠铁矾沉淀法获得含镍富集液,进而生产含镍产品,其工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A. 滤渣的主要成分是
B. 若“氧化”若不充分,含镍富集液中铁含量将提高
C. 若“氧化”过程中溶液pH升高,氧化时可能出现红褐色沉淀
D. 若“氧化”过程中溶液pH升高,“沉铁”时的主要作用是提供
9. 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的通入该电催化装置中,b极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
已知:法拉第效率(FE)表示为。
下列说法正确的是
A. b极电势高于a极电势
B. b极生成HCOOH的电极反应为
C. 控制电压为0.9 V,则
D. 控制电压为0.8 V,电解时阳极生成
10. 常温时,二元弱酸与均为的混合溶液中,(X代表、、或)随pH的变化关系如下图。MR为难溶物,不考虑的水解。下列分析不正确的是
A. 曲线1为
B. a点对应的pH为9.98
C. 时,溶液中
D. 溶度积常数的数量级为
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 对电解精炼铜阳极泥(主要含Cu、Ag、Pt、Au等元素)进行回收的工艺流程如下:
(1)Ag与Cu同族,且位于Cu的下一周期,则基态Ag的价层电子排布式为_______。
(2)“酸浸”时,Pt、Au转化为和。系的电势曲线如图,调节,pH范围为_______,使金溶解。此过程中,生成的离子方程式为_______。
(3)“萃铜”时发生反应,则“反萃”时,反萃剂可选用_______。
(4)“还原”时,理论上消耗HCHO与的物质的量之比为_______。
(5)2.5 g胆矾()受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)和胆矾结构如图所示:
①请用化学方程式解释258℃时,胆矾晶体减重的原因:_______。
②请从原子结构角度解释,温度高于1000℃时发生反应的原因可能是_______。
(6)Pt晶胞结构如图所示,晶胞密度为,则晶胞参数为_______nm(NA为阿伏加德罗常数的值)。
12. 二苯乙二酮(,黄色针状晶体,易溶于乙醇和乙醚,不溶于水)常用作紫外线固化树脂的光感剂、印刷油墨组分等。实验室可由苯甲醛(,微溶于水)为原料,先制备二苯羟乙酮(,也称为安息香,白色晶体,不溶于冷水,微溶于热水和乙醚,溶于热的乙醇),再经硝酸氧化制备。回答下列问题:
Ⅰ.二苯羟乙酮(安息香)的制备,实验步骤如下:
步骤1:向如图装置(加热与夹持装置已省略)的100 mL三颈烧瓶中加入1.7 gVB1(催化剂)和3.5 mL水,使其溶解。量取10 mL苯甲醛(密度为1.04 g·mL-1,熔点:-26℃),15 mL95%乙醇(溶剂)加入。边搅拌(磁力搅拌)边滴加3.5 mL3.0 mol·L-1NaOH水溶液,调节溶液pH=9~10;
步骤2:在60~70℃反应回流1.5 h,反应完成后,冷却,有白色晶体析出;
步骤3:抽滤,滤渣用50 mL冷水洗涤后再抽滤,所得粗产品再经重结晶,得到6.0 g二苯羟乙酮纯品。
(1)仪器X的名称为_____,自来水应从_____(填“a”或“b”)通入。
(2)反应时,适宜的加热方式为_____。
(3)抽滤装置如图所示,相对于普通过滤,抽滤的优点是_____(任答一条即可)。
(4)生成二苯羟乙酮的化学方程式为_____,二苯羟乙酮的产率为_____(结果保留三位有效数字)。
(5)久置的苯甲醛中含有苯甲酸,除去苯甲酸的方法是:向苯甲醛中加入5%碳酸氢钠溶液,然后用_____(填仪器名称)分离,弃去上层溶液,可得到苯甲醛。
Ⅱ.二苯乙二酮的制备,实验操作流程如下:
(6)回流时产生的气体是_____(填化学式)。
(7)二苯羟乙酮与二苯乙二酮的红外光谱如图所示,导致两图谱明显差异的最主要因素是_____。
13. 是工业常用的催化剂、还原剂。实验室中以为原料可制备。将与放入容积为的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
(1)_____。
(2)若反应Ⅲ的,则该反应随温度的变化趋势正确的是_____(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅱ对应的物质为_____。
(4)温度下,_____,反应Ⅲ的平衡常数_____(列算式)。
(5)温度为时,平衡体系中、的物质的量分别为、,若将容器容积压缩为,经过再次达到平衡,化学反应速率_____,与原平衡状态相比,容器中的压强_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)在时,随着温度升高,物质的量逐渐增大的原因是_____。
14. 毛兰素ⅰ具有显著的抗肿瘤活性,一种新颖的毛兰素合成路线如下(部分试剂和反应条件略):
已知:
(1)a的化学名称为_______;e的含氧官能团名称为_______。
(2)上述路线中出现次数最多的反应类型为_______。
(3)由c转变为d的过程中经历了两步反应:第一步反应是c在作用下发生水解,第二步是中间产物在稀盐酸作用下转化为d,则第二步反应的化学方程式为_______。
(4)步骤在制备d的过程中的作用是_______。
(5)f的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种。
a.与f互为位置异构 b.碘原子与苯环直接相连 c.核磁共振氢谱显示5组峰
(6)参考上述路线,完成如下转化(X、Y分子式相同,二者处于快速互变平衡),则X、Y的结构简式分别为_______、_______(无机试剂任选)。
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福建恒一教育集团2026届毕业班四月质量检测
化学(B)试题
(考试时间:75分钟 试卷满分:100分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求。
1. 下列对物质的加工或处理,不能达到目的的是
A. 石油裂化——将重油裂化为汽油等轻质油
B. 油脂的氢化——制备不饱和程度较高的液态油
C. 橡胶硫化——获得有弹性、有强度的橡胶
D. 甲苯硝化——生产炸药,用于国防
【答案】B
【解析】
【详解】A.石油裂化是通过热裂化或催化裂化将重油分解为汽油等轻质油的过程,能达到目的,A正确;
B.油脂的氢化是通过油脂与氢气的加成反应,减少液态油不饱和度,得到固态或半固态脂肪(如人造黄油),不能制备不饱和程度较高的液态油,B错误;
C.橡胶硫化是通过硫磺等硫化剂使橡胶分子交联,变成网状(体型)结构,提高弹性和强度,能达到目的,C正确;
D.甲苯硝化是甲苯与硝酸反应生成(TNT),常用作炸药,可用于国防,能达到目的,D正确;
答案选择B。
2. 我国科学家开发出一类具有优异物理性能的新一代可循环聚酯塑料,其合成路线如下。
下列说法不正确的是
A. 的反应属于取代反应
B. 中的官能团提高了的活泼性
C. 和的最终水解产物相同
D. 和互为可逆反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.X的α-H被R取代,属于取代反应,A正确;
B.X中的官能团(酯基)对相邻位置的的活泼性有影响,提高了的活泼性,B正确;
C.中含酯基水解后产物为,的最终水解产物,水解产物相同,C正确;
D.温度不同,反应条件不同,二者不是可逆反应,D错误;
故选D。
3. 氯及其化合物部分转化关系如图所示,设为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 反应①中,足量Fe与1 mol 反应转移电子数目为
B. 反应②中,1 mol/L 溶液中含有离子数目小于
C. 反应③中,1 mol HCl中含有氯离子数目为
D. 反应④中,标准状况下22.4 L 分子中,杂化的原子数目为
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应①是与反应生成,完全反应时,Cl从价变为价,含,共转移电子,转移电子数目为,足量不影响完全反应,A正确;
B.只给出了溶液的浓度,未给出溶液体积,无法计算的物质的量和数目,B错误;
C.是共价化合物,纯(气态/液态)中只存在分子,不存在氯离子,C错误;
D.标准状况下为,中心原子为杂化,杂化的原子数目为,D错误;
故选A。
4. 下列离子方程式正确的是
A. 滴入到溶液中:
B. 用丙烯腈()在酸性条件下电合成己二腈的阴极反应式:
C. 用食醋除铁锈:
D. 向石灰乳中通入制备漂白粉:
【答案】B
【解析】
【详解】A.铁氰化钾与氯化亚铁反应生成蓝色沉淀KFe[Fe(CN)6],正确的离子方程式为K++Fe2++[Fe(CN)6]3-= KFe[ Fe(CN)6]↓,A错误;
B.阴极发生得电子的还原反应,酸性条件下2分子丙烯腈双键打开加H,得到己二腈,该方程式原子、电荷均守恒,反应原理正确,B正确;
C.食醋中醋酸是弱电解质,离子方程式中不能写为,应写化学式,正确的离子方程式为 ,C错误;
D.石灰乳中不能拆分为自由移动的离子,需保留化学式,正确的离子方程式为,D错误;
故选B。
5. 化合物可作电镀液的制备原料,已知X、Y、Z、R、Q是原子序数依次增大的前四周期元素。其中X是宇宙中含量最多的元素;Y元素原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同;Z与R同族,第一电离能都低于同周期相邻元素,Z元素原子核外s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相等;基态Q+离子的M层为全满。下列说法错误的是
A. 键角: B. 简单氢化物的沸点:Z>Y>R
C. Q与R的单质间反应可生成QR D. 原子半径:Z<Y<R
【答案】C
【解析】
【分析】X是宇宙中含量最多的元素,故X是H;Y的原子序数大于H,最高能级的不同轨道都有电子且自旋方向相同,说明价电子排布为 ns2np3,结合原子序数,Y 为N;Z与R同族,第一电离能低于同周期相邻元素,且s能级电子总数=p能级电子总数。Z的电子排布为1s22s22p4,则Z为O;R与O同族,原子序数大于O,则R为S;基态Q+离子的M层为全满,则Q为Cu。
【详解】A.NH3、H2O、H2S的中心原子均为sp3杂化,N原子有1对孤电子对,O和S有2对孤电子对,NH3键角最大,O的电负性大于S,成键电子对离中心原子近,斥力更大,H2O的键角更大,故键角:NH3>H2O>H2S,A正确。
B.Y为N,Z为O,R为S,NH3、H2O分子间均有氢键,水分子间氢键强于氨分子间,故简单氢化物的沸点:H2O>NH3>H2S,B正确;
C.Q为Cu,R为S,Cu与S反应生成Cu2S,C错误;
D.同周期从左到右原子半径减小:O<N;同主族从上到下原子半径增大:S>O,所以原子半径:S>N>O,即Z<Y<R,D正确;
故选C。
6. 下列实验装置或操作正确的且能达到实验目的的是
A. 利用甲图在萃取过程中放气
B. 利用乙图制备并收集少量氨气
C. 利用丙图移取25.00mL的草酸
D. 利用丁图证明苯与液溴的反应类型为取代反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲图萃取放气时应将分液漏斗倒置,打开活塞放气,而不是像图中正立打开上口塞子,正确的放气方法应是将分液漏斗倒置,左手握住活塞部分,右手顶住塞子,倒置分液漏斗后打开活塞放气,故A错误;
B.乙图中,氨气密度小于空气,收集氨气的导管要伸入试管底部,故B错误;
C.图中用移液管量取草酸溶液,可以准确移取25.00mL溶液,故C正确;
D.丁图中,苯与液溴在铁粉催化下发生反应,如果是取代反应,会生成HBr,可以通过AgNO3溶液检测出Br-。但液溴易挥发,挥发出的Br2会溶于水生成HBr干扰检测。因此需在导管末端加一个盛装有CCl4的洗气装置,以吸收挥发的Br2,且导管不能伸入硝酸银溶液液面以下,故D错误;
故选C。
7. 以钛掺杂沸石为催化剂,由丙烯和为原料生产环氧丙烷()及发生副反应的反应机理如图所示(图中表示含硅物种)。下列说法不正确的是
A. Ⅰ是生产环氧丙烷及副反应的催化剂
B. 过程中有极性键的断裂和形成
C. 过程中元素的化合价未发生变化
D. 由丙烯和生产环氧丙烷的化学方程式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据反应机理图,在主反应和副反应历程中,都是Ⅰ先消耗再生成,Ⅰ为催化剂, A正确;
B.反应物中断裂的键有丙烯中的C=C非极性键、H2O2中的O-O非极性键和H-O极性键,产物中生成的键有环氧丙烷中的C-O极性键和O2中的O=O非极性键,过程中有极性键的断裂和形成,B正确;
C.整个转化过程中形成4个键或5个键,但其中的第五个键为配位键,配位键不影响化合价的变化,因此的化合价未发生变化,C正确;
D.根据题干机理图,由丙烯和生产环氧丙烷的主反应净反应为,D错误;
故选择D。
8. 红土镍矿(主要含、Fe2O3、铜和少量、)中镍含量较低,可通过黄钠铁矾沉淀法获得含镍富集液,进而生产含镍产品,其工艺流程如下:
下列说法不正确的是
A. 滤渣的主要成分是
B. 若“氧化”若不充分,含镍富集液中铁含量将提高
C. 若“氧化”过程中溶液pH升高,氧化时可能出现红褐色沉淀
D. 若“氧化”过程中溶液pH升高,“沉铁”时的主要作用是提供
【答案】D
【解析】
【分析】红土镍矿(主要含SiO2、Fe2O3和少量FeO、NiO)加入稀硫酸酸溶,酸溶后的酸性溶液中含有Ni2+,另含有少量Fe2+、Fe3+等,SiO2不和硫酸反应,存在于滤渣中,滤液中加入NaClO氧化亚铁离子为铁离子,加入碳酸钠溶液调节溶液的pH,使铁离子全部沉淀为黄钠铁矾,过滤得含镍富集液,据此分析;
【详解】A.由分析可知,滤渣的主要成分是SiO2,A正确;
B.“氧化”过程中,滤液中加入NaClO氧化亚铁离子为铁离子,后续调节pH,Fe3+更加容易沉淀,“氧化”若不充分,Fe2+沉淀不完全,含镍富集液中铁含量将提高,B正确;
C.“氧化”过程中,滤液中加入NaClO氧化亚铁离子为铁离子,离子方程式为:2Fe2++ClO-+2H+ =2Fe3++Cl-+H2O,pH升高,可能出现Fe(OH)3红褐色沉淀,C正确;
D.“沉铁”时加入Na2CO3,Na2CO3水解后呈碱性,其主要作用是调节反应液pH,以有利于黄钠铁矾[Na2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,D错误;
故选D。
9. 一种有机多孔电极材料电催化还原的装置如图1所示。控制其他条件相同,将一定量的通入该电催化装置中,b极所得产物及其物质的量与电压的关系如图2所示。
已知:法拉第效率(FE)表示为。
下列说法正确的是
A. b极电势高于a极电势
B. b极生成HCOOH的电极反应为
C. 控制电压为0.9 V,则
D. 控制电压为0.8 V,电解时阳极生成
【答案】C
【解析】
【分析】从图1可以看出,在a电极,被氧化为,a电极为阳极,与外接电源正极连接。则b电极为阴极,与外接电源负极连接。由此解题。
【详解】A.由分析可知a电极为阳极,与外接电源正极连接,b电极为阴极,与外接电源负极连接,则a电极电势高于b电极,A错误;
B.b电极为阴极,二氧化碳得到电子在酸性环境下发生还原反应生成HCOOH,电极反应式为,B错误;
C.控制电压为0.9 V,从图2读取各产物的物质的量:为0.2 mol,HCOOH为0.3 mol。生成HCOOH:,每生成0.3 molHCOOH转移0.6 mol电子,生成:,每生成0.2 mol转移2.4 mol电子,则总的电子的物质的量为0.6 mol+2.4 mol=3 mol;,C正确;
D.由图2可知,控制电压为0.8 V,电解时生成0.2 mol乙醇和0.2 mol氢气,电极反应为、,则转移电子的物质的量为0.2 mol×12+0.2 mol×2=2.8 mol。结合阳极反应方程式为可知,当反应转移2.8 mol电子时,阳极生成的物质的量为0.7 mol,D错误;
故答案选C。
10. 常温时,二元弱酸与均为的混合溶液中,(X代表、、或)随pH的变化关系如下图。MR为难溶物,不考虑的水解。下列分析不正确的是
A. 曲线1为
B. a点对应的pH为9.98
C. 时,溶液中
D. 溶度积常数的数量级为
【答案】C
【解析】
【分析】如图:随着pH增大,减小、先增大后减小、增大,所以图中曲线a代表、曲线b代表、曲线1代表,图中曲线c代表;由图可知,、,据此分析;
【详解】A.由分析可知,曲线1代表,A正确;
B.,a点时存在关系:,则,,pH=9.98,B正确;
C.时,,若溶液中满足电荷守恒:,则选项中等式成立,但调节pH过程中会外加酸或碱,上述电荷守恒不成立,C错误;
D.溶度积常数,将点数值代入,,数量级为,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共60分。
11. 对电解精炼铜阳极泥(主要含Cu、Ag、Pt、Au等元素)进行回收的工艺流程如下:
(1)Ag与Cu同族,且位于Cu的下一周期,则基态Ag的价层电子排布式为_______。
(2)“酸浸”时,Pt、Au转化为和。系的电势曲线如图,调节,pH范围为_______,使金溶解。此过程中,生成的离子方程式为_______。
(3)“萃铜”时发生反应,则“反萃”时,反萃剂可选用_______。
(4)“还原”时,理论上消耗HCHO与的物质的量之比为_______。
(5)2.5 g胆矾()受热分解过程的热重曲线(样品质量随温度变化的曲线)和胆矾结构如图所示:
①请用化学方程式解释258℃时,胆矾晶体减重的原因:_______。
②请从原子结构角度解释,温度高于1000℃时发生反应的原因可能是_______。
(6)Pt晶胞结构如图所示,晶胞密度为,则晶胞参数为_______nm(NA为阿伏加德罗常数的值)。
【答案】(1)
(2) ①. ②.
(3)稀硫酸或稀
(4)1:2 (5) ①. ②. CuO中价电子排布为,中价电子为全充满的稳定结构
(6)
【解析】
【分析】阳极泥(主要含Cu、Ag、Pt、Au等元素)加入、氧化酸浸,滤液1中含,Ag、Au、Pt不溶进入滤渣1,滤液1加入萃取剂萃取铜,再经过反萃取得到溶液,经过一系列操作得到胆矾晶体,滤渣1加入HCl、H2O2,得到滤渣2为AgCl,经过浸取得到,在加入甲醛还原得到Ag,滤液2含有和,经过一系列操作回收Au、Pt,据此解答。
【小问1详解】
Ag为第五周期IB族元素,与Cu位于同一个副族,因此基态Ag价层电子排布为。
【小问2详解】
由电势-pH图,时,仅当时Au转化为(金溶解);酸浸时作氧化剂氧化Pt,HCl提供氯离子生成,配平得到离子方程式。
【小问3详解】
萃取平衡,反萃需要使平衡逆向移动,提高即可,因此选稀硫酸。
【小问4详解】
还原反应中,HCHO中C为0价,被氧化为中+2价C,1mol HCHO失2mol电子;中Ag为+1价,被还原为Ag,1mol 得1mol电子,由电子守恒得。
【小问5详解】
① 2.5g胆矾(,摩尔质量250g/mol)物质的量为0.01mol,113℃时,固体质量变为1.78g,失去结晶水的质量m = 2.50g - 1.78g = 0.72g,物质的量,此时固体物质为,258℃时剩余固体质量为1.60g,恰好等于0.01mol 的质量,说明胆矾完全失去结晶水,写出反应方程式为。
② 时,固体质量由0.80g变为0.72g,时0.80g固体为(0.01mol胆矾中Cu元素物质的量为0.01mol,若全转化为,),从变为0.72g固体,质量减少0.80g - 0.72g = 0.08g,这是O元素的质量,物质的量,剩余O元素物质的量为0.01mol - 0.005mol = 0.005mol ,Cu与O物质的量之比为0.01mol:0.005mol = 2:1 ,此时固体为,所以时发生反应的化学方程式为。从结构上看,CuO中价电子排布为,中价电子为全充满,3d轨道全充满结构更稳定,因此高温下转化为更稳定的。
【小问6详解】
Pt晶胞为面心立方,晶胞中Pt原子数为,晶胞质量,由密度公式得。
12. 二苯乙二酮(,黄色针状晶体,易溶于乙醇和乙醚,不溶于水)常用作紫外线固化树脂的光感剂、印刷油墨组分等。实验室可由苯甲醛(,微溶于水)为原料,先制备二苯羟乙酮(,也称为安息香,白色晶体,不溶于冷水,微溶于热水和乙醚,溶于热的乙醇),再经硝酸氧化制备。回答下列问题:
Ⅰ.二苯羟乙酮(安息香)的制备,实验步骤如下:
步骤1:向如图装置(加热与夹持装置已省略)的100 mL三颈烧瓶中加入1.7 gVB1(催化剂)和3.5 mL水,使其溶解。量取10 mL苯甲醛(密度为1.04 g·mL-1,熔点:-26℃),15 mL95%乙醇(溶剂)加入。边搅拌(磁力搅拌)边滴加3.5 mL3.0 mol·L-1NaOH水溶液,调节溶液pH=9~10;
步骤2:在60~70℃反应回流1.5 h,反应完成后,冷却,有白色晶体析出;
步骤3:抽滤,滤渣用50 mL冷水洗涤后再抽滤,所得粗产品再经重结晶,得到6.0 g二苯羟乙酮纯品。
(1)仪器X的名称为_____,自来水应从_____(填“a”或“b”)通入。
(2)反应时,适宜的加热方式为_____。
(3)抽滤装置如图所示,相对于普通过滤,抽滤的优点是_____(任答一条即可)。
(4)生成二苯羟乙酮的化学方程式为_____,二苯羟乙酮的产率为_____(结果保留三位有效数字)。
(5)久置的苯甲醛中含有苯甲酸,除去苯甲酸的方法是:向苯甲醛中加入5%碳酸氢钠溶液,然后用_____(填仪器名称)分离,弃去上层溶液,可得到苯甲醛。
Ⅱ.二苯乙二酮的制备,实验操作流程如下:
(6)回流时产生的气体是_____(填化学式)。
(7)二苯羟乙酮与二苯乙二酮的红外光谱如图所示,导致两图谱明显差异的最主要因素是_____。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. a
(2)水浴加热 (3)加快过滤速率,使产品更干燥
(4) ①. 2 ②. 57.8%
(5)分液漏斗 (6)NO2
(7)二苯羟乙酮中含有羟基,而二苯乙二酮中不含有羟基
【解析】
【分析】由图可知,该实验的实验目的是利用维生素B1做催化剂条件下苯甲醛碱性条件下发生加成反应生成二苯羟乙酮;再利用反应生成的二苯羟乙酮与浓硝酸在冰醋酸做溶剂的条件下共热反应制备二苯乙二酮。
【小问1详解】
由实验装置图可知,仪器X为球形冷凝管,实验时,球形冷凝管起冷凝回流的作用,为增强冷凝效果,自来水应从下口a通入;
【小问2详解】
由题意可知,制备二苯羟乙酮的反应温度为60~70℃,反应温度低于100℃,则反应时,适宜的加热方式为水浴加热;
【小问3详解】
相较于普通过滤装置,抽滤能加快过滤速率,且过滤效果更好,使产品更干燥;
【小问4详解】
由分析可知,生成二苯羟乙酮的反应为维生素B1做催化剂条件下苯甲醛碱性条件下发生加成反应生成二苯羟乙酮,反应的化学方程式为:2;由题意可知,参与反应的苯甲醛的物质的量为:=0.098 mol,反应生成二苯羟乙酮的质量为6.0 g ,则二苯羟乙酮的产率为:×100%≈57.8%;
【小问5详解】
由题意可知,苯甲醛微溶于水,则除去苯甲醛中含有苯甲酸的方法是:向苯甲醛中加入5%碳酸氢钠溶液,然后用分液漏斗分离,弃去上层溶液,可得到苯甲醛;
【小问6详解】
由题意可知,回流发生的反应为二苯羟乙酮与浓硝酸在冰醋酸做溶剂的条件下共热反应制备二苯乙二酮、二氧化氮和水,则回流时产生的气体是NO2;
【小问7详解】
由结构简式可知,二苯羟乙酮中含有羟基和酮羰基,而二苯乙二酮中不含有羟基,只含有酮羰基,所以二苯羟乙酮与二苯乙二酮的红外光谱的图谱存在明显差异。
13. 是工业常用的催化剂、还原剂。实验室中以为原料可制备。将与放入容积为的恒容密闭容器中,反应体系存在下列过程:
I.
Ⅱ.
Ⅲ.
Ⅳ.
(1)_____。
(2)若反应Ⅲ的,则该反应随温度的变化趋势正确的是_____(填字母)。
A. B.
C. D.
(3)不同温度下,平衡时反应体系的组成如图。曲线Ⅱ对应的物质为_____。
(4)温度下,_____,反应Ⅲ的平衡常数_____(列算式)。
(5)温度为时,平衡体系中、的物质的量分别为、,若将容器容积压缩为,经过再次达到平衡,化学反应速率_____,与原平衡状态相比,容器中的压强_____(填“增大”、“减小”或“不变”)。
(6)在时,随着温度升高,物质的量逐渐增大的原因是_____。
【答案】(1)+132.4kJ·mol-1 (2)B
(3)
(4) ①. 0.5 ②.
(5) ①. ②. 不变
(6)升高温度,反应逆向移动,成为主要反应,故物质的量增大
【解析】
【小问1详解】
由盖斯定律,Ⅰ+2×Ⅱ得到;
【小问2详解】
反应Ⅲ的,,高温下满足,故选B;
【小问3详解】
由表格可知,反应Ⅰ为放热反应,反应Ⅱ、Ⅲ为吸热反应,反应Ⅳ为气体转化为固态也是放热的,曲线Ⅰ、Ⅱ可表示或的物质的量随温度的变化情况,随着温度升高,反应Ⅱ、Ⅲ正向移动,反应Ⅰ、Ⅳ为逆向移动,所以的含量逐渐上升,的含量逐渐下降,所以曲线Ⅰ对应的物质为,曲线Ⅱ对应的物质为;
【小问4详解】
温度下,为8.5mol、为6.0mol,、均为0mol,根据Ti元素守恒,可推出为(10+5-6-8.5)mol=0.5mol,则反应Ⅲ的平衡常数为;
【小问5详解】
由反应Ⅰ可知其平衡常数,反应Ⅳ可知其平衡常数,由于温度不变,则、均不变,由于体积减半,故,化学反应速率,;体系中只存在、,体积减半后,气体总物质的量为,气体浓度不变,故容器总压强不变;
【小问6详解】
温度升高,反应Ⅰ逆向移动,物质的量增大,反应Ⅱ、Ⅲ平衡正向移动,物质的量减小,综合来看,物质的量逐渐增大,说明随着温度升高,以反应Ⅰ为主,故物质的量增大。
14. 毛兰素ⅰ具有显著的抗肿瘤活性,一种新颖的毛兰素合成路线如下(部分试剂和反应条件略):
已知:
(1)a的化学名称为_______;e的含氧官能团名称为_______。
(2)上述路线中出现次数最多的反应类型为_______。
(3)由c转变为d的过程中经历了两步反应:第一步反应是c在作用下发生水解,第二步是中间产物在稀盐酸作用下转化为d,则第二步反应的化学方程式为_______。
(4)步骤在制备d的过程中的作用是_______。
(5)f的同分异构体中,同时满足下列条件的共有_______种。
a.与f互为位置异构 b.碘原子与苯环直接相连 c.核磁共振氢谱显示5组峰
(6)参考上述路线,完成如下转化(X、Y分子式相同,二者处于快速互变平衡),则X、Y的结构简式分别为_______、_______(无机试剂任选)。
【答案】(1) ①. 邻甲氧基苯酚(或2-甲氧基苯酚) ②. 醚键
(2)取代反应 (3)
(4)保护酚羟基 (5)4
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】在毛兰素的合成路线中,a先与乙酸发生取代反应将酚羟基转化为酯基得到b,再经苯环上的亲电碘化反应引入碘原子生成c,随后酯基水解并酸化重新得到含酚羟基的d,结合c的结构简式和d的化学式可得d的结构简式为,e中氨基经重氮化后被碘原子取代得到f,f与TMS-≡发生取代反应引入炔基生成g,g再与d发生取代反应生成h,最后h中炔基与氢气发生加成反应被还原为烷基得到i。
【小问1详解】
a的结构为苯环上相邻的羟基和甲氧基,化学名称为邻甲氧基苯酚(或2-甲氧基苯酚);e的结构中含有-OCH3,含氧官能团为醚键;
【小问2详解】
合成路线中a→b、b→c、c→d、e→f、f→g、g→h等多步转化均为取代反应,是出现次数最多的反应类型;
【小问3详解】
第一步为c在LiOH作用下水解生成,第二步为与酸反应生成,因此化学方程式为 ;
【小问4详解】
a中的酚羟基(-OH)化学性质活泼,在后续碘化等反应中易被破坏。a→b步骤将酚羟基转化为相对稳定的酯基(-OCOCH3),避免其在后续反应中被消耗或发生副反应,待反应完成后再水解恢复为酚羟基,因此该步骤的作用是保护酚羟基;
【小问5详解】
由题知f中苯环连接三个-OCH3和一个-I,且要求与f互为位置异构、-I直接连苯环、核磁共振氢谱有5组峰;苯环上三个-OCH3的取代模式为“三甲氧基苯”,当三个-OCH3为1,2,3位取代时,符合条件的结构为;当三个-OCH3为1,2,4位取代时,符合条件的结构为、、;当三个-OCH3为1,3,5位取代时,无符合条件的结构,因此满足所有条件的同分异构体共计4种;
【小问6详解】
根据上述路线,炔烃与羰基化合物发生加成反应生成烯醇式X,再经互变异构得到酮式Y,因此X为,Y为 。
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