内容正文:
化学练习卷
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,试卷满分100分。考试时间75分钟。
2.将选择题答案填涂在答题卡的对应位置上,非选择题的答案写在答题卡的指定栏目内。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Mn 55 Cu 64
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列工业生产中的反应属于置换反应的是
A. 合成氨反应 B. CO还原
C. 催化氧化 D. 铝热反应
2. 碳酸氢铵分解的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 的球棍模型为 B. O原子结构示意图为
C. 分子的空间构型为V型 D. 的电子式为
3. 实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的
C.收集
D.吸收尾气中的
A. A B. B C. C D. D
4. 与水形成,其结构为,下列说法正确的是
A. 是非极性分子 B. 中B原子杂化方式为
C. 离子半径: D. 电负性:
阅读下列材料,完成下面小题。
1923年J.N.Bronsted和Lowry提出了酸碱质子理论。酸碱质子理论认为:凡是能够给出质子()的物质都是酸,凡是能够接受质子的物质都是碱;酸给出质子能力越强,则酸性越强;酸给出质子转化为对应的共轭碱,如,其中HA为酸,为它的共轭碱,共同称为共轭酸碱对;酸碱反应可以看作两个共轭酸碱对之间质子的传递。
5. 下列说法正确的是
A. 的共轭碱为
B. 属于酸碱反应
C. 根据酸碱质子理论,只属于酸不属于碱
D. 反应正向进行程度较大,可知酸性:
6. 下列涉及酸或碱的离子方程式表示正确的是
A. 向次氯酸钠溶液中通入过量:
B. 室温下用稀硝酸溶解Ag:
C. 向溶液中加入少量稀硫酸:
D. 向溶液中加入过量浓氨水:
7. 下列制备酸或碱的转化中,符合工业生产实际的是
A. 工业制备HCl:饱和食盐水、
B. 工业制备:
C. 工业制备:
D. 工业制备:饱和食盐水固体固体
8. 某光电催化反应器如图所示,光解水的同时可由制得异丙醇()。下列说法不正确的是
A. 电极A上发生的反应为
B. 电子由电极A经过用电器流向电极B
C. 外电路每通过0.18 mol电子,电极B上产生0.01 mol异丙醇
D. B电极选用高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应
9. 盐酸氯丙嗪的某步合成反应如下:
下列说法正确的是
A. X中所有原子可能共平面 B. 1 mol Y最多能和4 mol 发生反应
C. Z中含1个手性碳原子 D. Z可以发生取代和缩聚反应
10. (□表示氧空位)结构能够实现加氢制甲醇,其转化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 过程①生成的产物中两个H原子所带电荷相同
B. 过程②和③中都有非极性键的断裂
C. 该反应可能有副产物生成
D. 转化过程中Zr、Ga元素化合价不发生变化
11. 探究含钴(常见价态有+2、+3,价态不同物质颜色不同)化合物性质实验如下:
步骤Ⅰ 向溶液中逐滴加入氨水,可制得溶液。
步骤Ⅱ 分别将等浓度的溶液、溶液放置于空气中,一段时间后,前者无明显现象,后者溶液颜色发生变化。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得两份溶液中分别加入相同体积的浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉KI溶液变蓝的气体。
下列说法正确的是
A. 步骤Ⅰ可用溶液代替氨水
B. 步骤Ⅱ等浓度的、溶液中后者大
C. 步骤Ⅲ中现象说明的氧化性比强
D. 步骤Ⅲ中可能发生转化:
12. 室温下,用溶液吸收的过程如图所示。
已知:,;,。
下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:的平衡常数
C. “吸收”步骤完全转化为时溶液中:
D. “沉淀”步骤的离子方程式:
13. 加氢制备甲醇的主要反应如下:
反应①:
反应②:
4 MPa时,将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,出口处测得转化率、产率[]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 的
B. 曲线a表示产率随温度的变化
C. 240~280℃温度范围,CO产率随温度升高而增大
D. 210~280℃温度范围,反应①、反应②的反应速率均随温度的升高而增大
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 水合肼()是化工生产中的重要原料,具有强还原性。
Ⅰ.水合肼的制备
(1)有研究表明1个分子内可能含2种不同的氢键,的结构如图所示,在图中补充出和氢键的结构___________。
(2)利用混合溶液与尿素水溶液在105℃反应制得水合肼,该反应的化学反应方程式为___________。
(3)合成的装置如图-1所示,滴液漏斗中的溶液是___________。
Ⅱ.水合肼的应用
用水合肼处理铜氨废液获得纳米铜粉。已知:弱碱性铜氨废液中主要含、、;铜氨废液中和之间存在平衡:。
(4)水合肼直接将溶液中的还原成纳米铜粉,同时产生一种无毒气体。要得到1 mol纳米铜粉,理论上需要消耗水合肼的物质的量为___________。
(5)水合肼呈弱碱性,随着反应体系pH升高,纳米铜粉的产率随溶液pH的变化如图-2所示,时,纳米铜粉的产率随溶液pH的升高而下降的原因是___________。
(6)水合肼处理铜氨废液后的废水中主要含有,需要进行处理后排放。
①向废水中加入一定量的和,将转化为沉淀去除,该反应的离子反应方程式为___________。
②控制,溶液中氨氮去除率和余磷量如图-3所示:当时,氨氮去除率下降,余磷量升高的原因是___________。
15. 卡培他滨中间体(F)的一种合成路线如下:
(1)有机物A中的含氧官能团名称为___________,其分子中手性碳原子数目为___________。
(2)B→C的过程中,吡啶()的作用是___________。
(3)D→E的转化,写出除E外的其他有机产物的结构简式:___________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:___________。
①含有片段且苯环上只有三个取代基,水解为苯和硫酸;
②酸性条件下水解得到2种有机产物,且比例为2∶1,产物之一遇溶液显色;
③分子中含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:可还原羰基、酯基等,如,写出以和乙烯为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和题中有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
16. 工业以铜转炉白烟灰(主要成分为,还含有CuO、PbO、ZnO、等)为原料可制铋黄。
已知:、BiOCl均不溶于稀硫酸;;
Ⅰ.二次酸浸:流程如图所示。
(1)过滤1的所得固体主要成分为和___________。
(2)酸浸2中,主要以形式进入浸出液中,发生反应的离子方程式为___________。
(3)酸浸2中加入稀、NaCl溶液,须控制为左右,不能过低或过高的原因是___________。
Ⅱ.制取铋黄():从滤液2制取铋黄,包含“沉铋”“脱氯”“煅烧”三个过程,转化流程如下图所示。
滤液2BiOCl沉淀铋黄
(4)“沉铋”步骤调pH应选用的试剂是___________(填“稀氨水”或“稀硫酸”)。
(5)“脱氯”步骤脱氯率应达95%左右。已知、与BiOCl的质量比为2∶1时,沉淀的脱氯率与温度关系如表:
温度/℃
35
50
一次脱氯率/%
52.5
76.0
请补充完整“脱氯”过程的实验方案:向3 g BiOCl沉淀中加入___________,将所得沉淀用蒸馏水洗涤、干燥得沉淀。(须使用的试剂有:固体、蒸馏水、氨水)
Ⅲ.应用:由铋黄制得的为浅黄色,不溶于冷水,有强氧化性,工业上常用于钢铁分析中锰元素含量的测定。
(6)称取钢铁试样2.00 g,加酸溶解,再加入约2.00 g固体将Mn元素全部转化为,过滤,洗涤,洗涤液与滤液合并稀释至50.00 mL,取25.00 mL滤液于锥形瓶中,加入浓度为标准溶液50.00 mL。过量的用浓度为标准溶液滴定,消耗15.00 mL。计算钢样中锰的质量分数___________(写出计算过程)。
17. 合成气(CO和)是重要工业原料。
Ⅰ.合成气的制备:800℃时,甲烷催化部分氧化法可制备合成气,反应如下:
(1)上述反应每消耗1 mol ,理论上转移的电子为___________mol。
(2)甲烷与水蒸气反应也能制得合成气。反应如下:
相比甲烷与水蒸气反应,甲烷催化部分氧化法的优点是___________。
(3)催化剂表面积碳是催化剂失活的重要原因。为了解积碳形成原因,在不同温度下,向装有催化剂的反应装置中分别通入或CO均反应10 min,结果如图-1所示。写出800℃时形成积碳的主要反应:___________。
(4)下,将的混合气体置于密闭容器中时,不同温度下混合体系中和的平衡转化率、CO的平衡选择性如图-2所示。250℃时平衡气体混合物中几乎不含,写出此时体系中存在的两个主要反应的化学方程式:___________。
Ⅱ.由合成气制高纯氢气
合成气经水煤气变换反应 可制得高纯氢气。莫来石(SMO)系列催化剂均可催化该反应。
(5)100℃时在SMO中加入能提升催化剂效率,反应可能机理如图-3所示(“×”表示转化很难进行),其原因可能是___________。
(6)实际生产中,采用两阶段水煤气变换,反应过程如图-4所示的。从反应限度和反应速率角度,分析采取第一阶段采用较高温度而第二阶段采用较低温度的原因是___________。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$
化学练习卷
注意事项:
1.本试卷分为选择题和非选择题两部分,试卷满分100分。考试时间75分钟。
2.将选择题答案填涂在答题卡的对应位置上,非选择题的答案写在答题卡的指定栏目内。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 Cl 35.5 Mn 55 Cu 64
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 下列工业生产中的反应属于置换反应的是
A. 合成氨反应 B. CO还原
C. 催化氧化 D. 铝热反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.氮气和氢气合成氨的反应符合“多变一”特征,属于化合反应,A错误;
B.CO还原是化合物和化合物之间的反应,不符合置换反应定义,B错误;
C.催化氧化生成三氧化硫的反应符合“多变一”特征,属于化合反应,C错误;
D.一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的反应是置换反应,铝热反应是置换反应,如:,D正确;
故选D。
2. 碳酸氢铵分解的化学方程式为。下列说法正确的是
A. 的球棍模型为 B. O原子结构示意图为
C. 分子的空间构型为V型 D. 的电子式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.为三角锥形结构,N原子半径大于H原子,给出的球棍模型符合其结构特征,A正确;
B.O原子的核电荷数为8,最外层电子数为6,题目给出的是的结构示意图,B错误;
C.分子中C原子采取sp杂化,无孤电子对,空间构型为直线形,C错误;
D.为共价化合物,不存在离子键,正确电子式为,D错误;
故选 A。
3. 实验室制取的实验原理及装置均正确的是
A.制取
B.除去中的
C.收集
D.吸收尾气中的
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.制取SO2应用70%硫酸与Na2SO3反应得到,硫酸太稀生成的二氧化硫气体不好逸出,故A错误;
B.SO2与浓硫酸不反应,可以用浓硫酸除去中的,故B正确;
C.SO2的密度比空气大,应该用向上排空法收集,导管必须长进短出,故C错误;
D.SO2在水中溶解度不太大,且它能与水发生可逆反应:,用水吸收不合适,可用碱液吸收同时注意防倒吸,故D错误;
答案选B。
4. 与水形成,其结构为,下列说法正确的是
A. 是非极性分子 B. 中B原子杂化方式为
C. 离子半径: D. 电负性:
【答案】A
【解析】
【详解】A.为平面正三角形结构,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A正确;
B. B原子价层电子对数为4,杂化方式为,B错误;
C.电子层结构相同的离子,核电荷数越大离子半径越小,故,C错误;
D.同周期主族元素从左到右电负性逐渐增大,故,D错误;
故选 A。
阅读下列材料,完成下面小题。
1923年J.N.Bronsted和Lowry提出了酸碱质子理论。酸碱质子理论认为:凡是能够给出质子()的物质都是酸,凡是能够接受质子的物质都是碱;酸给出质子能力越强,则酸性越强;酸给出质子转化为对应的共轭碱,如,其中HA为酸,为它的共轭碱,共同称为共轭酸碱对;酸碱反应可以看作两个共轭酸碱对之间质子的传递。
5. 下列说法正确的是
A. 的共轭碱为
B. 属于酸碱反应
C. 根据酸碱质子理论,只属于酸不属于碱
D. 反应正向进行程度较大,可知酸性:
6. 下列涉及酸或碱的离子方程式表示正确的是
A. 向次氯酸钠溶液中通入过量:
B. 室温下用稀硝酸溶解Ag:
C. 向溶液中加入少量稀硫酸:
D. 向溶液中加入过量浓氨水:
7. 下列制备酸或碱的转化中,符合工业生产实际的是
A. 工业制备HCl:饱和食盐水、
B. 工业制备:
C. 工业制备:
D. 工业制备:饱和食盐水固体固体
【答案】5. B 6. C 7. A
【解析】
【5题详解】
A.给出质子后生成,故其共轭碱为,不是,A错误;
B.该反应中给出质子生成,接受质子生成,属于质子在两个共轭酸碱对之间传递的酸碱反应,B正确;
C.既可以给出质子生成属于酸,也可以接受质子生成属于碱,C错误;
D.反应正向进行程度大,说明给出质子的能力强于,故酸性,D错误;
故选B。
【6题详解】
A.次氯酸的酸性介于碳酸和碳酸氢根之间,无论少量还是过量,通入次氯酸钠溶液中生成,正确离子方程式为,A错误;
B.该反应原子不守恒,正确离子方程式为,B错误;
C.与少量稀硫酸反应,、与、按物质的量比1:2:2:1反应,生成沉淀和,离子方程式书写正确,C正确;
D.过量氨水与反应生成可溶性铜氨络离子,正确离子方程式为,D错误;
故选C。
【7题详解】
A.工业上电解饱和食盐水制得和,二者在点燃条件下反应生成,符合工业生产实际,A正确;
B.工业制备时,FeS2煅烧生成的是SO2而非,SO2需在催化剂的作用下与氧气反应才能生成,用98.3%的硫酸吸收可得硫酸,B错误;
C.工业制备以氨气为原料,氨催化氧化生成,不用氮气和氧气放电反应,该反应能耗高、产率低,不符合工业实际,C错误;
D.工业制备为侯氏制碱法,需向饱和食盐水中先通氨气再通,直接通过量无法生成大量,不符合实际,D错误;
故选A。
8. 某光电催化反应器如图所示,光解水的同时可由制得异丙醇()。下列说法不正确的是
A. 电极A上发生的反应为
B. 电子由电极A经过用电器流向电极B
C. 外电路每通过0.18 mol电子,电极B上产生0.01 mol异丙醇
D. B电极选用高选择性的电化学催化剂能有效抑制析氢反应
【答案】C
【解析】
【分析】根据图示,电极A处H2O发生氧化反应生成氧气,A为负极;电极B处发生还原反应生成H2、异丙醇,B为正极。
【详解】A.电极A上发生氧化反应,电极反应为,A正确;
B.原电池工作时,电子从负极流出,经导线、用电器流向正极,故电子由电极A经过用电器流向电极B,B正确;
C.中C为+4价,中C平均化合价为-2价,可得,由于电极B上除了生成外,还有H+得电子生成H2,所以外电路每通过0.18 mol电子,电极B上产生异丙醇的物质的量小于0.01 mol,C错误;
D.B电极选用高选择性的电化学催化剂加快的生成速率,能有效抑制析氢反应,D正确;
故选C。
9. 盐酸氯丙嗪的某步合成反应如下:
下列说法正确的是
A. X中所有原子可能共平面 B. 1 mol Y最多能和4 mol 发生反应
C. Z中含1个手性碳原子 D. Z可以发生取代和缩聚反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中氨基的氮原子为杂化,N及其直接相连的三个原子形成三角锥形结构,因此所有原子不可能共平面,A错误;
B.Y中只有苯环可与发生加成反应,1mol苯环最多消耗3mol ,羧基中的碳氧双键不能与加成,因此1mol Y最多能和3mol 发生反应,B错误;
C.手性碳原子为连接4种不同原子或基团的饱和碳原子,Z中所有碳原子均为苯环上的不饱和碳或羧基中的不饱和碳,无符合条件的饱和碳原子,因此Z中不含手性碳原子,C错误;
D.Z中苯环可发生卤代、硝化等取代反应,羧基可发生酯化反应,均属于取代反应;Z同时含有亚氨基和羧基,可发生缩聚反应生成聚酰胺类高分子,D正确;
故选 D。
10. (□表示氧空位)结构能够实现加氢制甲醇,其转化关系如图所示。下列说法正确的是
A. 过程①生成的产物中两个H原子所带电荷相同
B. 过程②和③中都有非极性键的断裂
C. 该反应可能有副产物生成
D. 转化过程中Zr、Ga元素化合价不发生变化
【答案】C
【解析】
【详解】A.过程①生成的两个H原子,一个与金属Ga结合为负价H,一个与O结合为正价H,所带电荷不同,A错误;
B.过程②断裂的是中的C=O极性键,无非极性键断裂,过程③断裂中的H-H非极性键,B错误;
C.反应过程中存在中间体,两个该中间体可发生偶联生成,故可能有该副产物生成,C正确;
D.转化过程中Zr存在与其他价态的转化,化合价发生变化,D错误;
故选 C。
11. 探究含钴(常见价态有+2、+3,价态不同物质颜色不同)化合物性质实验如下:
步骤Ⅰ 向溶液中逐滴加入氨水,可制得溶液。
步骤Ⅱ 分别将等浓度的溶液、溶液放置于空气中,一段时间后,前者无明显现象,后者溶液颜色发生变化。
步骤Ⅲ 向步骤Ⅱ所得两份溶液中分别加入相同体积的浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉KI溶液变蓝的气体。
下列说法正确的是
A. 步骤Ⅰ可用溶液代替氨水
B. 步骤Ⅱ等浓度的、溶液中后者大
C. 步骤Ⅲ中现象说明的氧化性比强
D. 步骤Ⅲ中可能发生转化:
【答案】D
【解析】
【详解】A.Co2+和NH3形成配合物,而不是和铵根离子形成配合物,不能用溶液代替氨水,A错误;
B.为配离子,能解离出来的Co2+浓度非常小;则等浓度的溶液、溶液中,前者的Co2+浓度高,B错误;
C.等浓度的CoSO4溶液、[Co(NH3)6]SO4溶液放置于空气中,一段时间后,加入浓盐酸,前者无明显现象,后者产生使淀粉KI溶液变蓝的气体,说明CoSO4不能被氧气氧化,[Co(NH3)6]SO4能被氧气氧化,说明[Co(NH3)6]SO4溶液中的Co2+更易被氧化,则 [Co(NH3)6]SO4的还原性更强,C错误;
D.结合C分析,氧气氧化配合物中的二价钴为三价钴,三价钴氧化氯离子为氯气,氯气氧化碘离子为碘单质同时生成氯离子,发生转化:,D正确;
故选D。
12. 室温下,用溶液吸收的过程如图所示。
已知:,;,。
下列说法正确的是
A. 溶液中:
B. 溶液中:的平衡常数
C. “吸收”步骤完全转化为时溶液中:
D. “沉淀”步骤的离子方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.0.100 溶液中质子守恒式为,选项中等式多了,A错误;
B.反应的平衡常数,分子分母同乘可得,B正确;
C.溶液中,的电离常数,水解常数,电离程度大于水解程度,故,C错误;
D.由酸性顺序可知,与反应无法生成,只能生成,离子方程式应为,D错误;
故选B。
13. 加氢制备甲醇的主要反应如下:
反应①:
反应②:
4 MPa时,将的混合气体以一定流速通过装有催化剂的反应管,出口处测得转化率、产率[]与温度的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 的
B. 曲线a表示产率随温度的变化
C. 240~280℃温度范围,CO产率随温度升高而增大
D. 210~280℃温度范围,反应①、反应②的反应速率均随温度的升高而增大
【答案】C
【解析】
【分析】题干给出加氢制甲醇的两个关联反应:反应① , ,为放热反应;反应② ,为吸热反应。 初始投料比为,固定压强下,测得转化率、甲醇产率随温度变化的曲线:曲线随温度升高持续上升,曲线随温度升高先升后降。
【详解】A.根据盖斯定律,目标反应可由反应①−反应②得到,焓变为: ,不是,A错误,不符合题意;
B.二氧化碳转化为甲醇和一氧化碳,因此甲醇的产率一定比二氧化碳的转化率低,曲线是转化率,曲线是甲醇产率,B错误,不符合题意;
C.。在240~280℃范围内,转化率(曲线)持续升高,甲醇产率(曲线)持续降低,因此二者差值(即产率)随温度升高而增大,C正确,符合题意;
D.温度升高时,以一定流速通过装有催化剂的反应管,甲醇的产率先升高后降低,说明反应②的速率随温度升高先升高后降低,D错误,不符合题意;
故选C。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 水合肼()是化工生产中的重要原料,具有强还原性。
Ⅰ.水合肼的制备
(1)有研究表明1个分子内可能含2种不同的氢键,的结构如图所示,在图中补充出和氢键的结构___________。
(2)利用混合溶液与尿素水溶液在105℃反应制得水合肼,该反应的化学反应方程式为___________。
(3)合成的装置如图-1所示,滴液漏斗中的溶液是___________。
Ⅱ.水合肼的应用
用水合肼处理铜氨废液获得纳米铜粉。已知:弱碱性铜氨废液中主要含、、;铜氨废液中和之间存在平衡:。
(4)水合肼直接将溶液中的还原成纳米铜粉,同时产生一种无毒气体。要得到1 mol纳米铜粉,理论上需要消耗水合肼的物质的量为___________。
(5)水合肼呈弱碱性,随着反应体系pH升高,纳米铜粉的产率随溶液pH的变化如图-2所示,时,纳米铜粉的产率随溶液pH的升高而下降的原因是___________。
(6)水合肼处理铜氨废液后的废水中主要含有,需要进行处理后排放。
①向废水中加入一定量的和,将转化为沉淀去除,该反应的离子反应方程式为___________。
②控制,溶液中氨氮去除率和余磷量如图-3所示:当时,氨氮去除率下降,余磷量升高的原因是___________。
【答案】(1) (2)
(3)混合溶液
(4)
(5)时,随着pH值上升,溶液中转化为,与形成稳定的配离子,纳米铜产率下降
(6) ①. ②. 时,转化为沉淀,浓度降低,和、沉淀不完全
【解析】
【小问1详解】
氢键可表示为(X、Y为N、O等电负性大的原子),题目说明共2种不同氢键,因此两种氢键分别为和,故氢键的结构为;
【小问2详解】
作氧化剂,还原产物为,尿素中C为+4价,对应产物为碳酸钠,化学反应方程式为;
【小问3详解】
水合肼具有强还原性,若过量会氧化生成的水合肼,因此需要将混合溶液逐滴加入过量尿素溶液中,避免产物被氧化,故滴液漏斗中盛放混合溶液;
【小问4详解】
水合肼被氧化生成无毒气体,1 mol水合肼反应失去4 mol电子;1 mol 被还原为Cu得到2 mol电子,根据电子守恒:,解得;
【小问5详解】
时,随着pH值上升,溶液中转化为,与形成稳定的配离子,纳米铜产率下降;
【小问6详解】
① 沉淀中为-3价,需要脱去1个得到进入沉淀,离子反应方程式为;
② 时,转化为沉淀,浓度降低,和、沉淀不完全。
15. 卡培他滨中间体(F)的一种合成路线如下:
(1)有机物A中的含氧官能团名称为___________,其分子中手性碳原子数目为___________。
(2)B→C的过程中,吡啶()的作用是___________。
(3)D→E的转化,写出除E外的其他有机产物的结构简式:___________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:___________。
①含有片段且苯环上只有三个取代基,水解为苯和硫酸;
②酸性条件下水解得到2种有机产物,且比例为2∶1,产物之一遇溶液显色;
③分子中含有4种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:可还原羰基、酯基等,如,写出以和乙烯为原料制备的合成路线流程图___________(无机试剂和题中有机溶剂任用,合成路线示例见本题题干)。
【答案】(1) ①. 醚键、羟基 ②. 4
(2)吸收反应生成的HCl,有利于反应朝正向进行
(3)、
(4)或 (5)CH2=CH2
【解析】
【小问1详解】
有机物A含氧官能团为羟基与醚键,醚键为环内氧原子形成的醚键,羟基为连在碳上的四个羟基。手性碳原子为连有四个不同基团的饱和碳原子,A的五元环上四个碳原子均分别连有四个不同的基团,对应手性碳原子数目为4。
【小问2详解】
B转化为C的反应为取代反应,反应生成氯化氢。吡啶为碱性有机碱,可吸收反应生成的氯化氢,使平衡正向移动,提高反应转化率。
【小问3详解】
D中水解生成除E外的其他有机产物为甲醇与丙酮。
【小问4详解】
满足条件的同分异构体需符合以下要求:第一,含已知片段,苯环上只有三个取代基;第二,酸性条件下水解得到两种有机产物,物质的量比为2:1,其中一种产物含酚羟基,遇氯化铁溶液显色;第三,分子中含有四种不同化学环境的氢原子。结构高度对称。对应符合要求的异构体为或。
【小问5详解】
首先乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,1,2-二溴乙烷在氢氧化钠水溶液中加热发生水解反应生成乙二醇。原料中的酮羰基可与乙二醇在酸性条件下发生反应,将酮羰基保护,避免其被后续还原剂还原。再利用题干已知反应,用四氢合铝酸锂在无水乙醚条件下还原酯基,最后酸性条件下水解脱保护,恢复酮羰基,得到目标产物,路线为CH2=CH2。
16. 工业以铜转炉白烟灰(主要成分为,还含有CuO、PbO、ZnO、等)为原料可制铋黄。
已知:、BiOCl均不溶于稀硫酸;;
Ⅰ.二次酸浸:流程如图所示。
(1)过滤1的所得固体主要成分为和___________。
(2)酸浸2中,主要以形式进入浸出液中,发生反应的离子方程式为___________。
(3)酸浸2中加入稀、NaCl溶液,须控制为左右,不能过低或过高的原因是___________。
Ⅱ.制取铋黄():从滤液2制取铋黄,包含“沉铋”“脱氯”“煅烧”三个过程,转化流程如下图所示。
滤液2BiOCl沉淀铋黄
(4)“沉铋”步骤调pH应选用的试剂是___________(填“稀氨水”或“稀硫酸”)。
(5)“脱氯”步骤脱氯率应达95%左右。已知、与BiOCl的质量比为2∶1时,沉淀的脱氯率与温度关系如表:
温度/℃
35
50
一次脱氯率/%
52.5
76.0
请补充完整“脱氯”过程的实验方案:向3 g BiOCl沉淀中加入___________,将所得沉淀用蒸馏水洗涤、干燥得沉淀。(须使用的试剂有:固体、蒸馏水、氨水)
Ⅲ.应用:由铋黄制得的为浅黄色,不溶于冷水,有强氧化性,工业上常用于钢铁分析中锰元素含量的测定。
(6)称取钢铁试样2.00 g,加酸溶解,再加入约2.00 g固体将Mn元素全部转化为,过滤,洗涤,洗涤液与滤液合并稀释至50.00 mL,取25.00 mL滤液于锥形瓶中,加入浓度为标准溶液50.00 mL。过量的用浓度为标准溶液滴定,消耗15.00 mL。计算钢样中锰的质量分数___________(写出计算过程)。
【答案】(1)
(2)
(3)浓度小于,不利于生成,且水解程度增大;浓度大于,转化为,酸浸液中Pb含量升高
(4)稀氨水 (5)加入6 g固体,加入蒸馏水溶解,边搅拌边加氨水控制溶液的pH约为9,保持温度在50℃左右充分反应一段时间,过滤,将所得沉淀重复上述实验
(6)1.10%
【解析】
【分析】本工艺以含、、、、的铜转炉白烟灰为原料,先经稀硫酸酸浸,其中、、溶解进入滤液,而、转化为、固体留在滤渣1中;滤渣1再经稀硫酸和溶液二次酸浸,与、反应生成进入滤液2,而因浓度控制在左右,既避免了因过低导致的水解,也防止了因过高使转化为进入滤液;随后滤液2调pH沉铋生成沉淀,再经脱氯(与反应)得到,最后煅烧得到铋黄;此外,还利用铋黄的强氧化性,通过氧化还原滴定法测定钢铁中锰元素的含量。
【小问1详解】
过滤1的所得固体主要成分为和,因为与稀硫酸反应生成难溶于稀硫酸的,而也不溶于稀硫酸,二者共同留在滤渣1中;
【小问2详解】
酸浸2中,在酸性、高环境下与、反应生成,反应的离子方程式为;
【小问3详解】
酸浸2中控制为左右,不能过低或过高的原因是:浓度小于时,不利于转化为,且水解程度增大,会生成沉淀,降低铋的浸出率;浓度大于时,会与过量反应:,使溶解,酸浸液中铅含量升高,影响后续产品纯度;
【小问4详解】
“沉铋”步骤调pH应选用稀氨水,因为滤液2为酸性溶液,加入稀氨水可中和,促进正向移动,生成沉淀;若使用稀硫酸,会增大溶液中浓度,抑制水解平衡正向移动,无法沉铋;
【小问5详解】
“脱氯”过程的实验方案:向3 g 沉淀中加入6 g 固体,加入蒸馏水溶解,边搅拌边加入氨水控制溶液的pH约为9,保持温度在50℃左右充分反应一段时间,过滤,将所得沉淀重复上述实验,将所得沉淀用蒸馏水洗涤、干燥得沉淀;该条件下与的质量比为2:1,且温度控制在50℃可保证较高的脱氯率,同时避免温度过高导致分解;
【小问6详解】
由题意可知,。根据反应,与反应的的物质的量。加入的总物质的量。与25.00 mL滤液中反应的的物质的量。25.00 mL滤液中的物质的量。样品中Mn的总物质的量。因此Mn的质量分数。
17. 合成气(CO和)是重要工业原料。
Ⅰ.合成气的制备:800℃时,甲烷催化部分氧化法可制备合成气,反应如下:
(1)上述反应每消耗1 mol ,理论上转移的电子为___________mol。
(2)甲烷与水蒸气反应也能制得合成气。反应如下:
相比甲烷与水蒸气反应,甲烷催化部分氧化法的优点是___________。
(3)催化剂表面积碳是催化剂失活的重要原因。为了解积碳形成原因,在不同温度下,向装有催化剂的反应装置中分别通入或CO均反应10 min,结果如图-1所示。写出800℃时形成积碳的主要反应:___________。
(4)下,将的混合气体置于密闭容器中时,不同温度下混合体系中和的平衡转化率、CO的平衡选择性如图-2所示。250℃时平衡气体混合物中几乎不含,写出此时体系中存在的两个主要反应的化学方程式:___________。
Ⅱ.由合成气制高纯氢气
合成气经水煤气变换反应 可制得高纯氢气。莫来石(SMO)系列催化剂均可催化该反应。
(5)100℃时在SMO中加入能提升催化剂效率,反应可能机理如图-3所示(“×”表示转化很难进行),其原因可能是___________。
(6)实际生产中,采用两阶段水煤气变换,反应过程如图-4所示的。从反应限度和反应速率角度,分析采取第一阶段采用较高温度而第二阶段采用较低温度的原因是___________。
【答案】(1)6 (2)反应放热,有利于维持高温,节约能源
(3)
(4)、
(5)加入有利于使碳酸盐、碳酸氢盐转化为;也可以直接将CO转化为
(6)高温有利于提高反应速率,缩短变换所需时间;该反应为放热反应,低温时反应正向进行程度大,可提高产率
【解析】
【小问1详解】
上述反应中C元素由-4价升高为+2价,每消耗1 mol ,理论上转移的电子为6 mol;
【小问2详解】
根据两个热化学方程式可知,相比甲烷与水蒸气反应,甲烷催化部分氧化法的优点是反应放热,有利于维持高温,节约能源;
【小问3详解】
根据图中曲线可知,随着温度的升高的积碳量不断增大,而CO的积碳量不断减小,故 800℃时形成积碳的主要反应为:;
【小问4详解】
下,将的混合气体置于密闭容器中时,不同温度下混合体系中和的平衡转化率、CO的平衡选择性如图,则反应物有和,生成物有CO和另一种含碳物质,250℃时平衡气体混合物中几乎不含,则还有水的生成,此时体系中存在的两个主要反应的化学方程式为:、;
【小问5详解】
100℃时在SMO中加入能提升催化剂效率,根据反应可能机理可知,加入有利于使碳酸盐、碳酸氢盐转化为;也可以直接将CO转化为;
【小问6详解】
原因是该反应为放热反应,高温有利于提高反应速率,缩短变换所需时间;低温时反应正向进行程度大,可提高产率。
第1页/共1页
学科网(北京)股份有限公司
$