内容正文:
高二化学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Ti 48 Cu64
一、选择题(本题共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. 化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A. 乙烯可用作植物生长调节剂 B. 聚氯乙烯薄膜常用作食品包装袋
C. 二氧化硫可用作食品添加剂 D. 氯乙烷可用于制作关节扭伤的镇痛药
2. 如下8种物质中:①甲烷 ②聚乙烯 ③苯 ④氯乙烯 ⑤2-丁炔 ⑥环己烷 ⑦邻二甲苯 ⑧2-甲基-1,3-丁二烯,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水起加成反应使之褪色的是
A. ③④⑤⑧ B. ④⑤⑦⑧ C. ④⑤⑧ D. ③④⑤⑦⑧
3. 下列有机物分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是
A. B.
C. D.
4. 下列反应方程式正确的是
A. 向银氨溶液中加入足量盐酸:
B. 向丙烯醛中加入足量溴水:C
C. 将SO2通入Ca(ClO)2溶液:
D. 使用硫化亚铁除去废水中汞离子:
5. 下列关于物质结构的命题表述中正确的是
①乙醛分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种
②元素Ge位于周期表第四周期ⅣA族,核外电子排布式为,属于p区
③非极性分子往往具有高度对称性,如BF3、PCl5、H2O2、CO2这样的分子
④Na2O、Na2O2中阴阳离子个数比相同
⑤SiO2既能溶于氢氟酸、也能溶于氢氧化钠,是两性氧化物
⑥氨水中大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合成NH3H2O分子,根据氨水的性质可知的结NH3H2O构式可记为:
⑦HF晶体沸点高于HCl,是因为HCl共价键键能小于HF
A. ①②④ B. ①③⑤ C. ①④⑥ D. ①④⑦
6. 除去下表物质中所含杂质对应的试剂和操作合理的是
选项
物质(杂质)
试剂
操作
A
苯(甲苯)
—
过滤
B
乙酸乙酯(乙酸)
NaOH溶液
分液
C
硝基苯
NaOH溶液
分液
D
酸性溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
7. 化合物(a)、(b)、(c)同属于不饱和有机物。下列说法中错误的是
A. 1分子a与2分子溴发生加成反应的产物理论上最多有4种
B. c能使酸性溶液褪色可证明分子中含有碳碳双键
C. a与c都可以通过加聚反应生成高聚物
D. b、c互为同分异构体
8. M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M、W、Y分别位于不同周期。E位于第四周期,且基态的3d轨道达到半充满稳定结构。已知W的基态原子价层电子排布式为,X是周期表中电负性最大的元素且X与Z位于同一主族,基态Y原子最外层只有一个电子。下列有关说法错误的是
A. 离子键的百分数:
B. E元素基态原子次外层有14个电子
C. Z元素在周期表中位于p区
D. 足量与在光照条件下充分反应的有机产物只有一种
9. 下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是
选项
物质结构或性质
解释
A
1-戊醇在水中的溶解度比乙醇在水中的溶解度小
1-戊醇与水形成的分子间氢键比乙醇与水形成的分子间氢键作用力更强
B
次磷酸()比硝酸()的酸性弱
次磷酸的键极性小
C
钾和钠的焰色不同
钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同
D
不存在稳定的分子
N原子价层只有4个原子轨道,不利于形成5个N-F键
A. A B. B C. C D. D
10. 已知4.6 g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧,生成和。如图为该物质的质谱图。下列说法错误的是
A. 该物质的分子式为
B. 该物质的结构简式为
C. 通过红外光谱可以确定该物质所含官能团
D. 如果该物质和钠反应产生气体,则该物质为醇类
11. 实验室制备配合物的原理是,下列叙述错误的是
A. 的电子式为
B. 基态N原子价层电子排布图为
C. 中的配位数为6
D. 已知为正八面体结构,则有4种结构
12. 化合物可用作电极材料,其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X、Y同周期,Y原子的电子总数与Z原子的L层电子数相等。基态W原子的价层电子排布式为。该电极材料所含阴离子的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 简单离子半径:
B. 简单氢化物的熔沸点:
C. X单质在Y单质中燃烧,其产物中含有非极性共价键
D. W原子有15种空间运动状态不同的电子
13. 根据下列图示所得出的结论正确的是
A. 图甲表示的反应速率随时间的变化,t1时改变的条件是加入催化剂
B. 图乙表示,由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的
C. 图丙表示在相同温度下的多次平衡过程,则A2的平衡转化率:
D. 图丁表示,由图可知
14. 常温下,二元弱酸溶液中滴加NaOH溶液,、、三者所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图1所示,所得混合溶液的pH与P[]变化关系如图2所示。下列说法正确的是
A. 水的电离程度:c>d>b>a
B. a点溶液中:
C. 图1中M点即为图2中N点,对应的pH=2.8
D. 交点N的溶液中:
二、非选择题(本大题4小题,共58分)。
15. 硫脲是一种易溶于水,易被氧化的白色晶体,实验室通过与反应制备,合成硫脲的化学方程式为:,实验装置如图所示(夹持及加热装置略)。
回答下列问题:
(1)检查装置气密性后加入药品,打开,通入一段时间,然后关闭,打开,待A中反应结束后关闭,打开,同时对装置D进行加热,整个过程中,装置D的加热方式为_______。
(2)关于该实验,下列说法错误的是_______。
A. 反应开始前从处通入氮气的主要目的是排除装置中的空气
B. 洗气瓶B的作用是除去气体中的HCl
C. C装置是安全瓶,可以防止倒吸
D. B中可以用饱和硫化钠溶液除去HCl
(3)为了除掉尾气,E处可以选择的装置为_______。
(4)中的电子式为_______。
(5)从装置D的滤液中分离出的产品中含有少量杂质,杂质不和反应,称取mg产品,加水溶解配成250mL溶液,量取25mL于锥形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液VmL。(已知)
①样品中硫腺的质量分数为_______(用含“m、c、V”的式子表示)。
②下列操作使硫脲的质量分数偏高的是_______。
A.酸性溶液放置过程中部分变质
B.量取硫脲溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未进行润洗
C.滴定前盛有溶液滴定管的尖嘴无气泡,滴定后滴定管的尖嘴有气泡
D.锥形瓶中溶液由无色到粉红色,立即读数
16. 马尿酸()是常用的医药、染料的中间体,也用于荧光剂的生产等。
实验室利用甘氨酸和苯甲酰氯()反应制备马尿酸的步骤如下:
已知:①相关物质的部分性质如表所示。
物质
相对分子质量
熔点/°C
沸点/°C
其他
甘氨酸
75
182
233
易溶于水
140.5
197
难溶于水、密度比水大
马尿酸
179
192
—
加热不容易分解
②上述有机物形成钠盐后均易溶于水,形成无色溶液。
回答下列问题:
(1)反应1和反应2均在三颈烧瓶里进行,三颈烧瓶的最适宜规格为___________(填字母)。
A. 50mL B. 100mL C. 200mL D. 250mL
(2)若甘氨酸分子中“”上的氢原子被氟取代,则氨基结合的能力会减弱,其原因是___________。
(3)在反应2中,需在30℃以下,同时向三颈烧瓶中滴入苯甲酰氯()及氢氧化钠溶液,使反应液始终呈碱性,写出该反应的化学方程式:___________;该步骤操作中逐滴加入NaOH溶液而不是一次性加入的原因是___________;反应完成的现象:静置后,___________。
(4)抽滤装置如图所示。抽滤的优点是___________。
(5)本实验产率约为___________(以甘氨酸计,保留2位有效数字)。
17. 的转化和利用是实现碳中和的有效途径,其中利用制取甲醛的热化学方程式为。回答下列问题:
(1)若该反应的逆反应活化能表示为,则a___________(填字母)。
A. 小于1.9 B. 等于1.9 C. 大于1.9 D. 无法确定
(2)已知,的燃烧热为,则燃烧热为___________。
(3)一定温度下,将体积比为的和混合气体充入恒容密闭容器中发生反应:,测得容器内气体压强如图1所示:
①M点逆反应速率___________(填“>”“<”或“=”)N点正反应速率。
②已知:气体X的分压总压。用的分压变化表示该反应0~10min的平均反应速率为___________。
③该温度下反应的平衡常数___________(列出计算式)。
(4)羟基磷灰石[,简称HAP]是钙磷灰石的一种天然矿物形式,也是一种医美再生材料。某科研人员提出HCHO与在HAP表面催化氧化生成的历程如图2所示(图中只画出HAP部分结构,“—”表示单键或双键):
①将HCHO、、分子按键角从大到小排序:___________。
②若用示踪原子标记和,则生成的二氧化碳与水的质量之比为___________。
③HAP(摩尔质量为)的晶胞结构如图3所示(均在立方体内),其密度为,用表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是___________(列出计算式)。
18. 相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为。
已知:I.。
II. (苯胺,易被氧化)。
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)水杨酸()中所含官能团的名称为___________,鉴别阿司匹林与水杨酸可选用化学试剂为___________。
(2)反应③的反应类型是___________。
(3)反应⑤的化学方程式是___________。
(4)有机物M是G的同系物,相对分子质量比G大14,同时满足以下条件的M的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①和直接连在苯环上;
②1 mol该有机物最多消耗的氢氧化钠的物质的量不少于2 mol;
③苯环上只有3个取代基。
其中核磁共振氢谱图中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为___________、___________。
(5)图示合成反应流程表示由A和其他无机物(溶剂任选)合成最合理的方案。已知第i步和第iii步为加成反应,请写出第iv步反应的化学方程式:___________。
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高二化学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Ti 48 Cu64
一、选择题(本题共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. 化学与生产生活密切相关。下列说法错误的是
A. 乙烯可用作植物生长调节剂 B. 聚氯乙烯薄膜常用作食品包装袋
C. 二氧化硫可用作食品添加剂 D. 氯乙烷可用于制作关节扭伤的镇痛药
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯有催熟的作用,可用作植物生长调节剂,A正确;
B.聚氯乙烯中含有氯元素,有毒,不能用于制造食品包装材料,B错误;
C.二氧化硫的含量在一定范围内,可以用作食品添加剂,C正确;
D.液态氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用,可在身体局部产生快速镇痛效果,因此复方氯乙烷气雾剂可用于运动中急性损伤的镇痛,D正确;
故选B。
2. 如下8种物质中:①甲烷 ②聚乙烯 ③苯 ④氯乙烯 ⑤2-丁炔 ⑥环己烷 ⑦邻二甲苯 ⑧2-甲基-1,3-丁二烯,既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水起加成反应使之褪色的是
A. ③④⑤⑧ B. ④⑤⑦⑧ C. ④⑤⑧ D. ③④⑤⑦⑧
【答案】C
【解析】
【详解】甲烷,聚乙烯,苯,环己烷都不能是酸性高锰酸钾溶液或溴水褪色;氯乙烯能使高锰酸钾褪色,也能与溴水发生加成反应而使之褪色;2-丁炔能使酸性高锰酸钾溶液褪色,也能与溴水发生加成反应而褪色;邻二甲苯能使高锰酸钾溶液褪色,但不能使溴水褪色;2-甲基-1,3-丁二烯能使高锰酸钾褪色,也和溴水发生加成反应而褪色;既能使酸性高锰酸钾溶液褪色,又能与溴水起加成反应使之褪色的④⑤⑧;
故选C。
3. 下列有机物分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】苯环和碳碳双键中的C均采取sp2杂化,均为平面结构,-C≡N为直线结构,而当碳饱和时,形成四个单键时,为四面体形结构,不可能所有原子共平面。
【详解】A.含有苯环和碳碳双键,两个平面结构可以在同一平面上,所以A项不符合题意,错误;
B.含有两个碳碳双键,均为平面结构,单键旋转后所有原子可以共平面,所以B项不符合题意,错误;
C.结构中存在−CH2−,碳有四个单键,为四面体结构,不可能所有原子共平面,所以C项符合题意,正确;
D.含有1个碳碳双键和一个−C≡N,均为平面结构,所有原子可能共平面,所以D项不符合题意,错误;
答案选C。
4. 下列反应方程式正确的是
A. 向银氨溶液中加入足量盐酸:
B. 向丙烯醛中加入足量溴水:C
C. 将SO2通入Ca(ClO)2溶液:
D. 使用硫化亚铁除去废水中汞离子:
【答案】B
【解析】
【详解】A.向银氨溶液中加入足量盐酸生成氯化银沉淀:,A错误;
B.向丙烯醛中加入足量溴水,碳碳双键发生加成反应,醛基被氧化为羧基:C,B正确;
C.将SO2通入Ca(ClO)2溶液,发生氧化还原反应,若通入少量SO2,离子方程式为:,C错误;
D.使用硫化亚铁除去废水中汞离子:+Fe2+,D错误;
故选B。
5. 下列关于物质结构的命题表述中正确的是
①乙醛分子中碳原子的杂化类型有sp2和sp3两种
②元素Ge位于周期表第四周期ⅣA族,核外电子排布式为,属于p区
③非极性分子往往具有高度对称性,如BF3、PCl5、H2O2、CO2这样的分子
④Na2O、Na2O2中阴阳离子个数比相同
⑤SiO2既能溶于氢氟酸、也能溶于氢氧化钠,是两性氧化物
⑥氨水中大部分NH3与H2O以氢键(用“…”表示)结合成NH3H2O分子,根据氨水的性质可知的结NH3H2O构式可记为:
⑦HF晶体沸点高于HCl,是因为HCl共价键键能小于HF
A. ①②④ B. ①③⑤ C. ①④⑥ D. ①④⑦
【答案】C
【解析】
【详解】①乙醛的结构简式为,甲基上的碳原子为饱和碳原子,其杂化类型为杂化,醛基上的碳原子连有碳氧双键,其杂化类型为杂化,即乙醛分子中碳原子的杂化类型有和两种,①正确;
②Ge是第四周期第Ⅳ族的主族元素,其核外电子排布式为,属于区元素,②错误;
③非极性分子往往具有高度对称性,如、、这样分子,而是极性分子,③错误;
④Na2O由和构成,其阴阳离子个数比为,由和构成,其阴阳离子个数比也是,故、中阴阳离子个数比相同,④正确;
⑤SiO2既能溶于氢氟酸是因为SiO2的亲氟性;二氧化硅能与氢氧化钠反应生成盐和水,所以SiO2是酸性氧化物,⑤错误;
⑥氨水中大部分与以氢键用“”表示结合成分子,根据氨水的性质可知的结构式可记为:,⑥正确;
⑦HF和属于分子晶体,分子晶体的相对分子质量越大,其沸点越高,但是分子间存在氢键,故HF晶体沸点高于,⑦错误;
综上所述,正确的是①④⑥,故选C。
6. 除去下表物质中所含杂质对应的试剂和操作合理的是
选项
物质(杂质)
试剂
操作
A
苯(甲苯)
—
过滤
B
乙酸乙酯(乙酸)
NaOH溶液
分液
C
硝基苯
NaOH溶液
分液
D
酸性溶液
洗气
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲苯和苯互溶,不能通过过滤除去苯中混有的甲苯,可向混合溶液中加入酸性溶液,把甲苯氧化成苯甲酸,再加NaOH溶液,把苯甲酸转变成溶于水的苯甲酸钠,然后进行分液,A错误;
B.乙酸乙酯在NaOH溶液中会发生水解反应,消耗待提纯的乙酸乙酯,应选用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中少量的乙酸,然后进行分液除杂,B错误;
C.杂质NO2可与NaOH溶液反应生成可溶于水的盐,硝基苯难溶于水且与NaOH不反应,反应后液体分层,通过分液可得到纯净的硝基苯,C正确;
D.乙烯会被酸性溶液氧化为CO2,而甲烷不能,但会引入新的气体杂质CO2,可以通过酸性溶液氧化、碱石灰洗气的方法除去CH4中少量的C2H4, 可将混合气体直接通入溴水中除去乙烯,D错误。
答案选C。
7. 化合物(a)、(b)、(c)同属于不饱和有机物。下列说法中错误的是
A. 1分子a与2分子溴发生加成反应的产物理论上最多有4种
B. c能使酸性溶液褪色可证明分子中含有碳碳双键
C. a与c都可以通过加聚反应生成高聚物
D. b、c互为同分异构体
【答案】B
【解析】
【详解】A.化合物含3个不同位置的碳碳双键,与2分子溴加成时,可选择不同的两个双键加成,,2分子溴分别加在1号、2号、3号、4号碳原子上,对应一种结构:分别加在1号、2号、5号、6号碳原子上,对应一种结构:分别加在3号、4号、5号、6号碳原子上对应一种结构:分别加在1号、4号、5号、 6号碳原子上,对应一种结构,共四种结构,产物理论上最多有4种,A正确;
B.c分子中除碳碳双键外,羟基(所连碳原子上存在氢时)也能被酸性高锰酸钾氧化,使酸性溶液褪色,因此不能证明分子中一定含有碳碳双键,B错误;
C.a和c都含有碳碳双键,均可以发生加聚反应生成高聚物,C正确;
D.b和c分子式均为,结构不同,互为同分异构体,D正确;
故选B。
8. M、W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,M、W、Y分别位于不同周期。E位于第四周期,且基态的3d轨道达到半充满稳定结构。已知W的基态原子价层电子排布式为,X是周期表中电负性最大的元素且X与Z位于同一主族,基态Y原子最外层只有一个电子。下列有关说法错误的是
A. 离子键的百分数:
B. E元素基态原子次外层有14个电子
C. Z元素在周期表中位于p区
D. 足量与在光照条件下充分反应的有机产物只有一种
【答案】D
【解析】
【分析】E位于第四周期,且基态E3+的3d轨道达到半充满稳定结构,所以基态E原子核外电子排布为[Ar]3d64s2,E为;X是周期表中电负性最大的元素,所以X为F;已知W的基态原子价层电子排布式为,所以W为C;又基态Y原子最外层只有一个电子、X与Z位于同一主族,结合原子序数和周期可知Y为Na、Z为Cl,M为H,依此分析各选项。
【详解】A.YX为,YZ为,成键元素电负性差值越大,离子键百分数越高,F的电负性大于Cl,Na与F的电负性差更大,故离子键百分数NaF>NaCl,A正确;
B.E为,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d64s2,次外层为第三电子层,电子数为,B正确;
C.Z为,价电子排布式为3s23p5,最后一个电子填充在p轨道,属于p区元素,C正确;
D.Z2为,为,二者光照下发生取代反应,生成的有机产物有CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4共四种,不是只有一种,D错误;
故选D。
9. 下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是
选项
物质结构或性质
解释
A
1-戊醇在水中的溶解度比乙醇在水中的溶解度小
1-戊醇与水形成的分子间氢键比乙醇与水形成的分子间氢键作用力更强
B
次磷酸()比硝酸()的酸性弱
次磷酸的键极性小
C
钾和钠的焰色不同
钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同
D
不存在稳定的分子
N原子价层只有4个原子轨道,不利于形成5个N-F键
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.1-戊醇的烃基(-C5H11)比乙醇的烃基(-C2H5)更大,烃基是疏水基团,会削弱醇与水形成的分子间氢键,所以1-戊醇与水形成的分子间氢键比乙醇与水形成的分子间氢键作用力更弱,溶解度更小,A错误;
B.次磷酸中P的吸电子能力比硝酸中N的吸电子能力弱,导致次磷酸的键极性小,H+更难电离,酸性更弱,B正确;
C.焰色试验的本质是原子中的电子吸收能量后跃迁,再释放出特定波长的光;钾和钠的原子结构不同,电子跃迁时能量变化不同,所以焰色不同,C正确;
D.N原子价层只有2s、2p共4个原子轨道,由共价键的饱和性可知,最多只能形成4个共价键,不利于形成5个N-F键,所以不存在稳定的分子,D正确;
故选A。
10. 已知4.6 g某有机化合物在足量氧气中完全燃烧,生成和。如图为该物质的质谱图。下列说法错误的是
A. 该物质的分子式为
B. 该物质的结构简式为
C. 通过红外光谱可以确定该物质所含官能团
D. 如果该物质和钠反应产生气体,则该物质为醇类
【答案】B
【解析】
【分析】质谱图中最大质荷比为有机物的相对分子质量,即该有机物的相对分子质量为46,4.6 g有机化合物,其物质的量为:,完全燃烧生成和,中C原子物质的量为,中氢原子物质的量为,该有机物中氧原子物质的量为,故该有机物中,其分子式为:,据此分析作答。
【详解】A.由分析可知该物质的分子式为,故A正确;
B.该物质的分子式为,其结构简式为或,故B错误;
C.通过红外光谱可以获得分子中所含有的化学键或官能团的信息,故C正确;
D.若该物质和钠反应产生气体,则该物质中含有羟基,属于醇类物质,故D正确;
故选B。
11. 实验室制备配合物的原理是,下列叙述错误的是
A. 的电子式为
B. 基态N原子价层电子排布图为
C. 中的配位数为6
D. 已知为正八面体结构,则有4种结构
【答案】D
【解析】
【详解】A. 氯化铵是离子化合物,要写出阴、阳离子的电子式,A项正确;
B. N原子有3个未成对电子,自旋方向相同,B项正确;
C. 配离子中,、是配体,N、O原子是配位原子,配位数为6,C项正确;
D. 根据八面体结构,2个处于相邻或相对位置,则的空间结构有2种,D项错误。
故答案选D。
12. 化合物可用作电极材料,其中X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,X、Y同周期,Y原子的电子总数与Z原子的L层电子数相等。基态W原子的价层电子排布式为。该电极材料所含阴离子的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 简单离子半径:
B. 简单氢化物的熔沸点:
C. X单质在Y单质中燃烧,其产物中含有非极性共价键
D. W原子有15种空间运动状态不同的电子
【答案】C
【解析】
【分析】基态W原子的价层电子排布式为,其核外电子排布:,为Fe元素;Z原子可形成5个共价键,为第VA族元素,Y原子可形成2个共价键,为第VIA族元素,结合Y原子的电子总数与Z原子的L层电子数相等可知,Y为O元素,Z为P元素,X、Y同周期,结合化合物可知,X为Li。
【详解】A.电子层数越多,离子半径越大,则离子半径:,A正确;
B.水分子间存在氢键,则简单氢化物的熔沸点:,B正确;
C.Li在氧气中燃烧生成氧化锂,不含非极性共价键,C错误;
D.铁原子的原子轨道数为15,故空间运动状态有15种,D正确;
答案选C。
13. 根据下列图示所得出的结论正确的是
A. 图甲表示的反应速率随时间的变化,t1时改变的条件是加入催化剂
B. 图乙表示,由图中混合气体的平均相对分子质量随温度的变化情况,可推知正反应的
C. 图丙表示在相同温度下的多次平衡过程,则A2的平衡转化率:
D. 图丁表示,由图可知
【答案】A
【解析】
【详解】A.图甲表示的反应速率随时间的变化,t1时正逆反应速率都增大且相等,平衡没有发生移动,结合该反应是气体体积减小的反应,t1时改变的条件是加入催化剂,A正确;
B.图乙表示,该反应过程中气体总质量是定值,升高温度,混合气体的平均相对分子质量减小,说明气体总物质的量增大,平衡逆向移动,该反应的正反应为放热反应,,B错误;
C.B2的浓度增大,平衡正向移动,A2的平衡转化率增大,则A2的平衡转化率:,C错误;
D.正逆反应速率相等时反应达到平衡,然后增大压强,正反应速率小于逆反应速率,说明平衡逆向移动,则是气体体积增大的反应,,D错误;
故选A。
14. 常温下,二元弱酸溶液中滴加NaOH溶液,、、三者所占物质的量分数(分布系数)随pH变化的关系如图1所示,所得混合溶液的pH与P[]变化关系如图2所示。下列说法正确的是
A. 水的电离程度:c>d>b>a
B. a点溶液中:
C. 图1中M点即为图2中N点,对应的pH=2.8
D. 交点N的溶液中:
【答案】C
【解析】
【分析】随着pH增大,减小、先增大后减小、增大,增大、减小,所以图1中1代表、2代表、3代表,图2中L1代表随pH变化曲线,L2代表随pH变化曲线。由图1,、;
【详解】A. 、 (水解常数,则电离大于水解)会抑制水电离,会促进水电离,随着pH增大,浓度为减小、先增大后减小、增大,dc两点均为3,为同一溶液,所以水的电离程度c=d>b>a,A错误;
B.a点溶液中由电荷守恒:,则,B错误;
C.由图2知,N点为L1与L2的交点,有=,解得,即图2中N点为图1中M点,又由,解得,即pH=2.8,C正确;
D.由C选项分析,交点N的溶液中、pH=2.8,结合图1,溶液中R元素主要以存在,则浓度最大,D错误;
故选C。
二、非选择题(本大题4小题,共58分)。
15. 硫脲是一种易溶于水,易被氧化的白色晶体,实验室通过与反应制备,合成硫脲的化学方程式为:,实验装置如图所示(夹持及加热装置略)。
回答下列问题:
(1)检查装置气密性后加入药品,打开,通入一段时间,然后关闭,打开,待A中反应结束后关闭,打开,同时对装置D进行加热,整个过程中,装置D的加热方式为_______。
(2)关于该实验,下列说法错误的是_______。
A. 反应开始前从处通入氮气的主要目的是排除装置中的空气
B. 洗气瓶B的作用是除去气体中的HCl
C. C装置是安全瓶,可以防止倒吸
D. B中可以用饱和硫化钠溶液除去HCl
(3)为了除掉尾气,E处可以选择的装置为_______。
(4)中的电子式为_______。
(5)从装置D的滤液中分离出的产品中含有少量杂质,杂质不和反应,称取mg产品,加水溶解配成250mL溶液,量取25mL于锥形瓶中,滴加一定量的稀硫酸使溶液显酸性,用标准溶液滴定,滴定至终点时消耗标准溶液VmL。(已知)
①样品中硫腺的质量分数为_______(用含“m、c、V”的式子表示)。
②下列操作使硫脲的质量分数偏高的是_______。
A.酸性溶液放置过程中部分变质
B.量取硫脲溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未进行润洗
C.滴定前盛有溶液滴定管的尖嘴无气泡,滴定后滴定管的尖嘴有气泡
D.锥形瓶中溶液由无色到粉红色,立即读数
【答案】(1)水浴加热 (2)D
(3)bcd (4)
(5) ①. ②. A
【解析】
【分析】检查装置气密性后加入药品,打开,通入一段时间,然后关闭,打开,使盐酸与硫化钠在A中反应生成硫化氢,将生成的硫化氢依次通入B装置进行净化,再通入装置C、最后硫化氢在装置D中与石灰浆反应制备、待反应结束后关闭,打开,使与溶液反应,同时对装置D进行加热至80℃,反应一段时间;由于硫化氢为有毒有害气体,需进行尾气处理;据此分析可得:
【小问1详解】
由方程式:可知,该反应的温度为80℃,所以应采取恒温水浴加热进行加热,故答案为:水浴加热;
【小问2详解】
A.硫脲易被氧化,反应开始前从处通入氮气的主要目的是排除装置中的空气,防止硫脲被氧化,故A正确;
B.A中反应生成硫化氢气体中会混有HCl杂质,洗气瓶B的作用是除去气体中的HCl杂质,故B正确;
C.装置C为安全瓶,可以防止因硫化氢与石灰浆反应而产生倒吸,故C正确;
D.饱和硫化钠溶液不仅可以与HCl反应还能与,B中应选饱和溶液除去HCl,故D错误;
答案选D;
【小问3详解】
a.稀氨水不能很好的吸收,故A错误;
b.溶液能与反应,且连有倒扣的漏斗,能防倒吸,故b正确;
c.溶液能与反应,且下层的可以防止倒吸,故c正确;
d.NaOH溶液能吸收,且有防倒吸装置,故d正确;
答案选bcd;
【小问4详解】
中C原子与N原子之间形成双键,其电子式为:,故答案为:;
【小问5详解】
①由可得,取25mL溶液,消耗的物质的量为,则250mL溶液中,样品中硫脲的质量分数,故答案为:;
②A.酸性溶液放置过程中部分变质,则需要的的量偏多,质量分数偏高,故A正确;
B.量取硫脲溶液的滴定管用蒸馏水洗涤后未进行润洗,被稀释,使浓度偏低,故B错误;
C.滴定前盛有溶液滴定管的尖嘴无气泡,滴定后滴定管的尖嘴有气泡,使的量偏小,质量分数偏低,故C错误;
D.锥形瓶中溶液由无色到粉红色,立即读数,则使的量偏小,质量分数偏低,故D错误;
答案选A。
16. 马尿酸()是常用的医药、染料的中间体,也用于荧光剂的生产等。
实验室利用甘氨酸和苯甲酰氯()反应制备马尿酸的步骤如下:
已知:①相关物质的部分性质如表所示。
物质
相对分子质量
熔点/°C
沸点/°C
其他
甘氨酸
75
182
233
易溶于水
140.5
197
难溶于水、密度比水大
马尿酸
179
192
—
加热不容易分解
②上述有机物形成钠盐后均易溶于水,形成无色溶液。
回答下列问题:
(1)反应1和反应2均在三颈烧瓶里进行,三颈烧瓶的最适宜规格为___________(填字母)。
A. 50mL B. 100mL C. 200mL D. 250mL
(2)若甘氨酸分子中“”上的氢原子被氟取代,则氨基结合的能力会减弱,其原因是___________。
(3)在反应2中,需在30℃以下,同时向三颈烧瓶中滴入苯甲酰氯()及氢氧化钠溶液,使反应液始终呈碱性,写出该反应的化学方程式:___________;该步骤操作中逐滴加入NaOH溶液而不是一次性加入的原因是___________;反应完成的现象:静置后,___________。
(4)抽滤装置如图所示。抽滤的优点是___________。
(5)本实验产率约为___________(以甘氨酸计,保留2位有效数字)。
【答案】(1)C (2)氟原子为吸电子基,使得氨基中的N原子给出电子对的能力减弱,结合的能力减弱
(3) ①. H2NCH2COONa++NaOH+NaCl+H2O ②. 一次性投入NaOH酰胺基水解,使产物的产率降低 ③. 反应器底部的油滴消失(或液体变澄清,不分层),形成无色溶液
(4)过滤速率快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥
(5)84%
【解析】
【分析】NaOH溶液与甘氨酸反应生成H2NCH2COONa,反应1的化学方程式:H2NCH2COOH+NaOH→H2NCH2COONa+H2O,再加入苯甲酰氯与H2NCH2COONa发生反应,经盐酸酸化后形成马尿酸。
【小问1详解】
三颈烧瓶中加入液体的总体积约81mL,根据三颈烧瓶中液体体积大于容积的三分之一,但不能超过三分之二的原则,三颈烧瓶的最适宜规格为200mL,答案为C;
【小问2详解】
由于氟原子为吸电子基,使得氨基N给出电子对的能力减弱,结合的能力减弱,故的碱性减弱;
【小问3详解】
与H2NCH2COONa在NaOH溶液中反应生成,反应的化学方程式为H2NCH2COONa++NaOH+NaCl+H2O;该步骤操作中逐滴加入NaOH溶液而不是一次性加入的原因是:一次性投入NaOH会使酰胺基水解,使产物的产率降低,反应完成的现象为:静置后,反应器底部的油滴消失(或液体变澄清,不分层),形成无色溶液。
【小问4详解】
抽滤的优点是过滤和洗涤速率快、液体和固体分离比较完全、滤出固体容易干燥;
【小问5详解】
设生成产品的理论质量为y,则,,本实验产率为。
17. 的转化和利用是实现碳中和的有效途径,其中利用制取甲醛的热化学方程式为。回答下列问题:
(1)若该反应的逆反应活化能表示为,则a___________(填字母)。
A. 小于1.9 B. 等于1.9 C. 大于1.9 D. 无法确定
(2)已知,的燃烧热为,则燃烧热为___________。
(3)一定温度下,将体积比为的和混合气体充入恒容密闭容器中发生反应:,测得容器内气体压强如图1所示:
①M点逆反应速率___________(填“>”“<”或“=”)N点正反应速率。
②已知:气体X的分压总压。用的分压变化表示该反应0~10min的平均反应速率为___________。
③该温度下反应的平衡常数___________(列出计算式)。
(4)羟基磷灰石[,简称HAP]是钙磷灰石的一种天然矿物形式,也是一种医美再生材料。某科研人员提出HCHO与在HAP表面催化氧化生成的历程如图2所示(图中只画出HAP部分结构,“—”表示单键或双键):
①将HCHO、、分子按键角从大到小排序:___________。
②若用示踪原子标记和,则生成的二氧化碳与水的质量之比为___________。
③HAP(摩尔质量为)的晶胞结构如图3所示(均在立方体内),其密度为,用表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞的体积是___________(列出计算式)。
【答案】(1)C (2)-525.7
(3) ①. < ②. 0.048 ③.
(4) ①. ②. 23:10 ③.
【解析】
【小问1详解】
正反应活化能-逆反应活化能,则逆反应活化能正反应活化能,故a大于1.9;
【小问2详解】
已知:;
;
;
;
根据盖斯定律可得:;
【小问3详解】
①根据建立化学平衡的图像,M点逆反应速率小于N点正反应速率;
②依方程式可判断,,则0~10min末,用的压强变化表示该反应的平均反应速率为;
③
;
【小问4详解】
①分子中的碳原子是sp杂化,HCHO分子中的碳原子是杂化,分子中O原子是杂化,有两对孤对电子,故按键角从大到小排序为;
②若用示踪原子标记和,根据图示信息,中有一个氧原子是,中的氧原子是,生成的二氧化碳与水的质量之比为;
③观察晶胞或的位置,可判断该晶胞中有2个,由密度,。
18. 相对分子质量为92的某芳香烃X是一种重要的有机化工原料,研究部门以它为初始原料设计出如下转化关系图(部分产物、合成路线、反应条件略去)。其中A是一氯代物,H是一种功能高分子,链节组成为。
已知:I.。
II. (苯胺,易被氧化)。
请根据所学知识与本题所给信息回答下列问题:
(1)水杨酸()中所含官能团的名称为___________,鉴别阿司匹林与水杨酸可选用化学试剂为___________。
(2)反应③的反应类型是___________。
(3)反应⑤的化学方程式是___________。
(4)有机物M是G的同系物,相对分子质量比G大14,同时满足以下条件的M的同分异构体有___________种(不考虑立体异构)。
①和直接连在苯环上;
②1 mol该有机物最多消耗的氢氧化钠的物质的量不少于2 mol;
③苯环上只有3个取代基。
其中核磁共振氢谱图中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为___________、___________。
(5)图示合成反应流程表示由A和其他无机物(溶剂任选)合成最合理的方案。已知第i步和第iii步为加成反应,请写出第iv步反应的化学方程式:___________。
【答案】(1) ①. (酚)羟基、羧基 ②. 溶液
(2)还原反应 (3)
(4) ①. 16 ②. ③.
(5)
【解析】
【分析】相对分子质量为92的某芳香烃X应为C7H8,即甲苯(),在浓硫酸作用下发生硝化反应,由反应③产物可知F为,被氧化生成G为,然后还原可得,发生缩聚反应可生成H为,A为,A生成B,且B能发生催化氧化,则B为,C为,D为,E为,以此解答该题。
【小问1详解】
由结构简式可知,水杨酸的官能团为酚羟基和羧基,能与氯化铁溶液发生显色反应,而阿司匹林的官能团为酯基和羧基,不能与氯化铁溶液反应,所以可以用氯化铁溶液鉴别水杨酸和阿司匹林;
【小问2详解】
由分析可知,反应③为G与铁、盐酸发生还原反应生成;
【小问3详解】
由分析可知,反应⑤为C与银氨溶液共热发生银镜反应生成、银、氨气和水,反应的化学方程式为:;
【小问4详解】
由分析可知,G的结构简式为;由题意可知,G的同系物M的相对分子质量比G大14,则M的分子式应为C8H7O4N;M的同分异构体分子的苯环上只有3个取代基,氨基和羧基直接连在苯环上,1 mol该有机物与氢氧化钠反应不少于2 mol,说明取代基可能为2个羧基和1个氨基,共有6种;或含有1个羧基、1个甲酸酯基和1个氨基,共有10种,则符合条件的同分异构体共有16种,其中核磁共振氢谱图中吸收峰个数最少的同分异构体的结构简式为:、;
【小问5详解】
A为,已知第ⅰ步和第ⅲ步为加成反应,则推测第ⅰ步是中的苯环加氢,生成,接下来发生消去反应生成,第ⅲ步与Cl2发生加成反应生成,通过第ⅳ步反应要生成,则可推测反应方程式应为:。
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