内容正文:
高二年级学业质量监测
化学
注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Fe 56
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. 下列有机物的应用与对应性质不相符的是
A. 网状结构的酚醛树脂用作绝缘、隔热材料——热固性树脂,耐热性好且绝缘性强
B. 油脂制取肥皂——油脂能在酸性条件下水解
C. 乙酸乙酯用作香料和溶剂——乙酸乙酯具有芳香气味,能溶解多种有机物
D. 氢化植物油用于生产人造奶油——氢化植物油性质稳定,不易变质,便于运输和保存
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 乙醚分子的实验式:
B. 的VSEPR模型:
C. 2,2,4-三甲基戊烷的键线式:
D. 的电子云轮廓图:
3. 有机物甲、乙、丙、丁存在如图所示的转化关系(反应条件略):
下列叙述错误的是
A. 甲→乙的反应类型为消去反应 B. 丙的密度大于甲
C. 丙的化学名称为二溴乙烷 D. 丁在常温下为无色、黏稠的液体
4. 下列实验装置或操作正确且能达到相应实验目的的是
A.实验室蒸馏分离乙醇和水
B.证明乙炔可使溴水褪色
C.比较乙醇分子和水分子—OH中氢原子的活泼性
D.萃取时放气
A. A B. B C. C D. D
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应方程式书写正确的是
A. 乙炔与水的反应:
B. 将足量的苯酚加入碳酸钠溶液中:
C. 丙烯在一定条件下发生加聚反应:
D. 与NaOH的乙醇溶液共热:
6. 在和时,完全燃烧生成和时放出热量。现有黄铁矿(的质量分数为90%),理论上在和时完全燃烧放出的热量最接近(忽略杂质引起的热量变化)。已知:的摩尔质量为,则的值接近
A. 5 B. 10 C. 20 D. 25
7. 某有机中间体的结构如图所示,下列关于该中间体的叙述正确的是
A. 在一定条件下水解能得到
B. 能发生取代反应和消去反应
C. 1 mol该中间体最多能消耗3 mol NaOH
D. 与足量发生加成反应时,分子中所有键全部断裂
8. 工业上可用和合成甲醇,发生反应:,向密闭容器中充入和发生上述反应,在一定条件下达到平衡。平衡时,下列有关说法正确的是
A. 、、和的物质的量浓度之比一定为1:3:1:1
B. 完全转化为
C. 正反应速率和逆反应速率都为0,反应停止
D. 单位时间内消耗,同时生成
9. 某兴趣小组在实验室中用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制备溴苯,并设计如图所示的流程提纯溴苯。
下列叙述正确的是
A. “水洗、分液1”时,将粗溴苯倒入分液漏斗,直接静置分层后分液,无需振荡
B. 操作的目的是除去溴苯中的,可用KI试剂
C. “水洗、分液2”时有机层从分液漏斗上口倒出
D. 操作Y是指干燥、过滤、蒸馏
10. 科研人员开发光催化剂,实现高效光催化合成氨,原理如图所示。已知:光照催化剂产生“光生电子”和“空穴()”,光生电子具有还原性,可以还原体系中的物质;空穴具有氧化性,可以氧化体系中的物质,启动化学反应合成氨。
下列叙述错误的是
A. 体系中添加稀硫酸,能增强导电性,但不影响产物
B. 其他条件相同,光强度越大,合成氨速率越快
C. 阳极反应式为
D. 阴极生成时理论上阳极消耗“空穴”
11. 聚乳酸(结构简式如图1所示)是最具潜力的可降解高分子材料之一,对其进行修饰可得到改性聚乳酸(结构简式如图2所示)。
下列叙述正确的是
A. 聚乳酸的链节为
B. 合成聚乳酸、聚苯乙烯的反应类型相同
C. 聚乳酸中含有2种官能团
D. 增大改性聚乳酸分子中的值,可增强其水溶性
12. 化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是
选项
宏观现象
微观解释
A
低密度聚乙烯软化温度较低
低密度聚乙烯含有较多支链
B
冠可使在有机溶剂中的溶解度增大
冠增大了有机溶剂的极性
C
的无色氨水溶液露置在空气中,溶液变为蓝色
被空气中的氧化成了
D
石墨能导电,金刚石不能导电
石墨中C原子采用杂化,未参与杂化的电子可在整个石墨层中运动,金刚石中C原子采用杂化,无自由移动的电子
A. A B. B C. C D. D
13. 已知为0族元素,与、同周期。是、与分子形成的加合物,其晶胞结构如图所示(设表示阿伏加德罗常数的值)。
下列叙述正确的是
A. 图中属于极性分子
B. 第一电离能:
C. 中心原子的价层电子对数为3
D. 若该晶体的密度为,晶胞的体积为,则该加合物的摩尔质量为
14. 常温下,向溶液中滴加盐酸,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
A. 曲线③代表与的关系
B. 水的电离程度:
C. a点:
D. 的平衡常数
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 阿司匹林是一种常用镇痛药,其有效成分为乙酰水杨酸(D),它的一种合成路线如图所示:
Ⅰ.比较有机物的性质。
(1)的沸点_______(填“>”或“<”)的沸点。
(2)下列物质中酸性最弱的是_______(填标号)。
A. B. C.
Ⅱ.制备乙酰水杨酸。
(3)C→D反应的化学方程式为_______。
(4)一定量和乙酸酐[]、少量浓硫酸在下共热,充分反应后,将反应容器放在冷水浴中,搅拌下缓缓加入适量水,晶体完全析出后,抽滤、洗涤、干燥得到乙酰水杨酸粗产品。
①抽滤的优点是_______。
②检验粗产品中是否残留水杨酸,常选用的检验试剂为_______。
(5)测定粗产品的纯度。
称取粗产品,加入溶液中,煮沸,完全反应并冷却后用盐酸反滴过量的,消耗该盐酸(已知乙酰水杨酸的相对分子质量为180)。
①本实验宜选择的指示剂为_______(填“甲基橙”“石蕊”或“酚酞”)。
②该产品中乙酰水杨酸的质量分数为_______%。如果滴定前仰视读数,达到滴定终点时俯视读数,则测得结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
16. 二甲基二硫代氨基甲酸(HMDTC)是一种重要的工业化学品,其结构如图所示,其钠盐(DMDC)可高效去除废水中的、等重金属离子,在环保领域应用广泛。
HMDTC与DMDC的制备途径如下:
反应i:
反应ii:
回答下列问题:
(1)反应i的有机反应类型为_______。
(2)碳、氮、氧、硫四种元素中:
①基态硫原子的价层电子轨道表示式为_______。
②碳、氮、氧元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
(3)二甲胺[]分子中的杂化类型为_______;二甲胺的沸点_______三甲胺[](填“高于”或“低于”),主要原因是_______。
(4)解释NaCl的熔点高于DMDC的原因:_______。
(5)DMDC可与形成稳定的螯合配合物,结构如图所示:
该配合物中的配位数为_______。
17. 催化氢化制甲烷是环境科学研究的重要课题之一,有关反应如下:
反应1:
反应2:
回答下列问题:
(1)分子的空间结构和VSEPR模型一致,其原因是_______。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入和,只发生反应1。下列能表明反应1达到平衡状态的是_______(填标号)。
A. 混合气体的密度不随时间变化 B. 混合气体的总压强不随时间变化
C. 的体积分数不随时间变化 D. 不随时间变化
(3)根据上述信息判断, _______。
(4)如果忽略、随温度的变化,下列符合反应1的与关系的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
(5)在恒容密闭容器中充入和发生上述反应1和反应2,测得平衡时的转化率、和的选择性与温度的关系如图所示[如的选择性]。
①代表_______(填“的转化率”“的选择性”或“的选择性”)与温度的关系,判断依据是_______。
②解释的变化趋势:_______。
(6)一定温度下,保持总压强不变,向反应器中充入和,发生反应1和反应2,达到平衡时测得的转化率为,的选择性为。该温度下,反应2的_______(为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(7)已知:电池中电极材料每转移电子,对应的理论容量为。在甲烷碱性燃料电池中,消耗标准状况下对应的理论容量为_______。
18. 化合物G是某药物中间体,其一种合成路线如图所示(部分反应条件略):
已知:E的结构简式为。
回答下列问题:
(1)E的分子式为_______。
(2)A的化学名称为_______;A→B的过程中引入的新官能团为_______(填名称)。
(3)G分子中含有_______种官能团。
(4)B→C的反应类型为_______。
(5)已知在C→D的反应过程中还有HBr生成,则试剂X的结构简式为_______。
(6)已知:M是C的同分异构体,M中含有苯环且M在一定条件下通过分子间酯化反应能生成六元环酯,则M的结构简式为_______,该反应的化学方程式为_______。
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注意事项:
1.答题前,务必将自己的个人信息填写在答题卡上,并将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.回答选择题时,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,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32 Fe 56
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. 下列有机物的应用与对应性质不相符的是
A. 网状结构的酚醛树脂用作绝缘、隔热材料——热固性树脂,耐热性好且绝缘性强
B. 油脂制取肥皂——油脂能在酸性条件下水解
C. 乙酸乙酯用作香料和溶剂——乙酸乙酯具有芳香气味,能溶解多种有机物
D. 氢化植物油用于生产人造奶油——氢化植物油性质稳定,不易变质,便于运输和保存
【答案】B
【解析】
【详解】A.网状结构酚醛树脂属于热固性树脂,耐热性好且绝缘性强,可用作绝缘、隔热材料,性质与应用相符,A不符合题意;
B.油脂制取肥皂利用的是油脂在碱性条件下的水解反应(皂化反应),而非酸性条件下水解,性质与应用不相符,B符合题意;
C.乙酸乙酯具有芳香气味,且能溶解多种有机物,可作香料和溶剂,性质与应用相符,C不符合题意;
D.氢化植物油饱和程度高,性质稳定,不易氧化变质,便于运输和保存,可用于生产人造奶油,性质与应用相符,D不符合题意;
故选B。
2. 下列化学用语或图示错误的是
A. 乙醚分子的实验式:
B. 的VSEPR模型:
C. 2,2,4-三甲基戊烷的键线式:
D. 的电子云轮廓图:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醚分子的结构简式为:,实验式:,A错误;
B.的中心原子N的价层电子对数为,有1个孤电子对,VSEPR模型:,B正确;
C.2,2,4-三甲基戊烷的结构简式为,键线式为:,C正确;
D.的电子云轮廓图是沿y轴的哑铃型:,D正确;
故选A。
3. 有机物甲、乙、丙、丁存在如图所示的转化关系(反应条件略):
下列叙述错误的是
A. 甲→乙的反应类型为消去反应 B. 丙的密度大于甲
C. 丙的化学名称为二溴乙烷 D. 丁在常温下为无色、黏稠的液体
【答案】C
【解析】
【分析】溴乙烷(甲)发生消去反应生成乙烯(乙)和水,乙烯与Br2发生加成反应生成1,2-二溴乙烷(丙),1,2-二溴乙烷在NaOH水溶液中生成乙二醇(丁)。
【详解】A.溴乙烷发生消去反应生成乙烯和水,A正确;
B.1,2-二溴乙烷的溴元素含量远高于溴乙烷,摩尔质量更大,则密度大于溴乙烷,B正确;
C.丙的命名为1,2-二溴乙烷,未给出与溴原子相连的碳原子的编号,C错误;
D.乙二醇在常温下是无色、黏稠的液体,D正确;
故选C。
4. 下列实验装置或操作正确且能达到相应实验目的的是
A.实验室蒸馏分离乙醇和水
B.证明乙炔可使溴水褪色
C.比较乙醇分子和水分子—OH中氢原子的活泼性
D.萃取时放气
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.蒸馏时温度计水银球应在蒸馏烧瓶支管口处,A错误;
B.电石中含有杂质,生成的乙炔气体里含有硫化氢等杂质气体,也能使溴水褪色,干扰乙炔的检验,B错误;
C.相同的钠块分别放入同体积的乙醇和水中,钠与乙醇反应较慢,与水反应剧烈,可以比较乙醇分子和水分子—OH中氢原子的活泼性,C正确;
D.萃取时放气应将分液漏斗下端斜着朝上,一手抵住瓶塞,一手控制分液漏斗活塞进行放气,D错误;
故选C。
5. 对于下列过程中发生的化学反应,相应方程式书写正确的是
A. 乙炔与水的反应:
B. 将足量的苯酚加入碳酸钠溶液中:
C. 丙烯在一定条件下发生加聚反应:
D. 与NaOH的乙醇溶液共热:
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙炔在催化剂、加热条件下和水发生加成反应,先生成不稳定的乙烯醇,乙烯醇快速异构化转变为乙醛,A正确;
B.酸性强弱:苯酚,根据强酸制弱酸,苯酚和碳酸钠反应只能生成苯酚钠与碳酸氢钠,无法放出,正确离子方程式:,B错误;
C.丙烯加聚时,碳碳双键打开,作为支链,正确方程式为,C错误;
D.中有两种能和反应的基团,溴原子在醇溶液发生消去、羧基与中和,1 mol该物质会消耗2 mol ;而且消去后羧基会先中和成羧酸钠,正确产物为、、,方程式应为,D错误;
故选A。
6. 在和时,完全燃烧生成和时放出热量。现有黄铁矿(的质量分数为90%),理论上在和时完全燃烧放出的热量最接近(忽略杂质引起的热量变化)。已知:的摩尔质量为,则的值接近
A. 5 B. 10 C. 20 D. 25
【答案】C
【解析】
【详解】黄铁矿中的物质的量为,总放热,解得,故选C。
7. 某有机中间体的结构如图所示,下列关于该中间体的叙述正确的是
A. 在一定条件下水解能得到
B. 能发生取代反应和消去反应
C. 1 mol该中间体最多能消耗3 mol NaOH
D. 与足量发生加成反应时,分子中所有键全部断裂
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质的酯基在酸性条件下水解时生成酚羟基与,A错误;
B.中卤素原子水解、酯水解、苯环卤代/硝化、甲基光照卤代都属于取代,的邻位碳原子上没有氢原子,无法发生消去反应,B错误;
C.中卤素原子水解消耗1 mol ,酚酯水解消耗2 mol ,因此1 mol该中间体最多消耗 3 mol,C正确;
D.加成时,苯环可与3 mol 加成断裂苯环键,但酯基中的羰基不能和加成,因此羰基的键不会断裂,D错误;
故选C。
8. 工业上可用和合成甲醇,发生反应:,向密闭容器中充入和发生上述反应,在一定条件下达到平衡。平衡时,下列有关说法正确的是
A. 、、和的物质的量浓度之比一定为1:3:1:1
B. 完全转化为
C. 正反应速率和逆反应速率都为0,反应停止
D. 单位时间内消耗,同时生成
【答案】D
【解析】
【详解】A.化学平衡时各物质的物质的量浓度不再改变,平衡时各物质浓度比不一定等于化学计量数之比,所以、、和的物质的量浓度之比为1:3:1:1时反应不一定平衡,故不选A;
B.该反应为可逆反应,反应物不能完全转化为生成物,因此不可能完全转化为,故不选B;
C.化学平衡是动态平衡,平衡时正反应速率和逆反应速率相等但不为0,反应并未停止,故不选C;
D.单位时间内消耗代表正反应速率,同时生成代表逆反应速率,二者速率比等于对应物质的化学计量数之比,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,故选D;
选D。
9. 某兴趣小组在实验室中用苯和液溴在溴化铁的催化作用下制备溴苯,并设计如图所示的流程提纯溴苯。
下列叙述正确的是
A. “水洗、分液1”时,将粗溴苯倒入分液漏斗,直接静置分层后分液,无需振荡
B. 操作的目的是除去溴苯中的,可用KI试剂
C. “水洗、分液2”时有机层从分液漏斗上口倒出
D. 操作Y是指干燥、过滤、蒸馏
【答案】D
【解析】
【分析】粗溴苯中含有溴苯、苯、Br2、FeBr3等,粗溴苯水洗后,液体分层,FeBr3易溶于水进入水层,溴易溶于有机物,和苯、溴苯一起进入有机层,分液得有机层,再加入NaOH溶液除去Br2,再次分液,所得有机层中含有苯、溴苯等;第二次水洗除去有机层中可能含有的少量NaOH、NaBr、NaBrO,分液后得有机层中含有苯、溴苯等,加入无水氯化钙吸收有机层中的水,过滤,得到有机层,其中含有苯和溴苯,最后根据二者沸点不同,利用蒸馏实现分离。
【详解】A.“水洗、分液1”时,将粗溴苯倒入分液漏斗,需要振荡使可溶于水的物质与水充分接触,再静置分层后分液,A错误;
B.操作的目的是除去溴苯中的,用KI试剂会生成碘单质溶于有机层中不易分离,应加入NaOH溶液除去Br2,再次分液,B错误;
C.“水洗、分液2”时有机层为溴苯和苯的混合物,密度比水大,从分液漏斗下口放出,C错误;
D.根据分析,操作Y是指干燥、过滤、蒸馏,D正确;
故选D。
10. 科研人员开发光催化剂,实现高效光催化合成氨,原理如图所示。已知:光照催化剂产生“光生电子”和“空穴()”,光生电子具有还原性,可以还原体系中的物质;空穴具有氧化性,可以氧化体系中的物质,启动化学反应合成氨。
下列叙述错误的是
A. 体系中添加稀硫酸,能增强导电性,但不影响产物
B. 其他条件相同,光强度越大,合成氨速率越快
C. 阳极反应式为
D. 阴极生成时理论上阳极消耗“空穴”
【答案】A
【解析】
【分析】由题意可知,实现高效光催化合成氨的阳极反应为水分子在阳极得到空穴发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为:;阴极发生的反应为酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气,电极反应式为:。
【详解】A.反应生成的氨气能与稀硫酸反应,所以向体系中添加稀硫酸会影响氨气的生成,A错误;
B.由题意可知,其他条件相同,光强度越大,催化剂产生的光生电子和空穴越多,合成氨速率越快,B正确;
C.由分析可知,阳极反应为水分子在阳极得到空穴发生氧化反应生成氧气和氢离子,电极反应式为:,C正确;
D.由电性守恒可知,光照催化剂产生的光生电子和空穴的物质的量相等,由分析可知,阴极发生的反应为酸性条件下氮气在阴极得到电子发生还原反应生成氨气,电极反应式为:,由反应式可知,阴极生成1 mol氨气时,消耗,理论上阳极消耗3 mol空穴,D正确;
故选A。
11. 聚乳酸(结构简式如图1所示)是最具潜力的可降解高分子材料之一,对其进行修饰可得到改性聚乳酸(结构简式如图2所示)。
下列叙述正确的是
A. 聚乳酸的链节为
B. 合成聚乳酸、聚苯乙烯的反应类型相同
C. 聚乳酸中含有2种官能团
D. 增大改性聚乳酸分子中的值,可增强其水溶性
【答案】D
【解析】
【详解】A.聚乳酸是乳酸发生缩聚的产物,链节是,是单体,A错误;
B.乳酸分子间脱水发生缩聚反应,生成聚乳酸和小分子;苯乙烯碳碳双键打开发生加聚反应得到聚苯乙烯,无小分子生成,二者反应类型不同,B错误;
C.聚乳酸结构里存在酯基,两端的、,共3种官能团,C错误;
D.改性聚乳酸中,对应的链节带有亲水羟基,是原聚乳酸疏水链段;增大,分子内羟基数量变多,亲水基团占比提升,水溶性增强,D正确;
故选D。
12. 化学研究应当注重宏观与微观相结合。下列宏观现象与微观解释不符的是
选项
宏观现象
微观解释
A
低密度聚乙烯软化温度较低
低密度聚乙烯含有较多支链
B
冠可使在有机溶剂中的溶解度增大
冠增大了有机溶剂的极性
C
的无色氨水溶液露置在空气中,溶液变为蓝色
被空气中的氧化成了
D
石墨能导电,金刚石不能导电
石墨中C原子采用杂化,未参与杂化的电子可在整个石墨层中运动,金刚石中C原子采用杂化,无自由移动的电子
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.低密度聚乙烯含有较多支链,分子间作用力较弱,因此软化温度较低,故不选A;
B.18-冠-6可与形成稳定的配合物,该配合物可溶于有机溶剂,从而将带负电荷的带入有机溶剂中增大溶解度,故选B;
C.中为+1价,具有还原性,露置在空气中被氧化为蓝色的,因此溶液变为蓝色,故不选C;
D.石墨中采取杂化,未参与杂化的电子形成离域大π键,可在层内自由移动因此能导电;金刚石中采取杂化,价电子全部形成σ键,无自由移动电子,因此不能导电,故不选D;
故选B。
13. 已知为0族元素,与、同周期。是、与分子形成的加合物,其晶胞结构如图所示(设表示阿伏加德罗常数的值)。
下列叙述正确的是
A. 图中属于极性分子
B. 第一电离能:
C. 中心原子的价层电子对数为3
D. 若该晶体的密度为,晶胞的体积为,则该加合物的摩尔质量为
【答案】D
【解析】
【详解】A.的中心原子的价层电子对数为,采取杂化,空间结构为直线形(),结构对称,正负电荷中心重合,属于非极性分子,A错误;
B.氪元素的原子序数为36,基态原子的价电子排布式为4s24p6,氪原子的4p轨道为稳定的全充满结构,第一电离能大于溴元素,B错误;
C.六氟化砷离子中砷原子的价层电子对数为:,C错误;
D.由晶胞结构可知,晶胞中位于体内的二氟化氪分子的个数为8,则由化学式可知,晶胞中含有4个,设加合物的摩尔质量为,由晶胞的质量公式可得:,解得,D正确;
故选D。
14. 常温下,向溶液中滴加盐酸,溶液中含粒子的分布系数[如]与的关系如图所示。
下列叙述错误的是
A. 曲线③代表与的关系
B. 水的电离程度:
C. a点:
D. 的平衡常数
【答案】D
【解析】
【分析】亚磷酸是二元弱酸,分步电离:、,pH越小(酸性越强),含磷微粒以为主;pH越大(碱性越强),以为主;中间pH区间以为主。因此曲线①为、曲线②为、曲线③为;a点,对应;b点,对应。
【详解】A.曲线③随pH升高分布系数增大,碱性环境占比最高,代表,A正确;
B.水解促进水的电离,电离常数为,水解常数,则的电离程度大于水解程度、抑制水的电离;b点水解,且浓度远高于a点,a点以、为主,水的电离程度,B正确;
C.根据钠元素和磷元素物料守恒可知 。a点时 ,代入得 。由于在a点 ,则 ,即 ,C正确;
D.反应平衡常数,拆分;代入、,,D错误;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 阿司匹林是一种常用镇痛药,其有效成分为乙酰水杨酸(D),它的一种合成路线如图所示:
Ⅰ.比较有机物的性质。
(1)的沸点_______(填“>”或“<”)的沸点。
(2)下列物质中酸性最弱的是_______(填标号)。
A. B. C.
Ⅱ.制备乙酰水杨酸。
(3)C→D反应的化学方程式为_______。
(4)一定量和乙酸酐[]、少量浓硫酸在下共热,充分反应后,将反应容器放在冷水浴中,搅拌下缓缓加入适量水,晶体完全析出后,抽滤、洗涤、干燥得到乙酰水杨酸粗产品。
①抽滤的优点是_______。
②检验粗产品中是否残留水杨酸,常选用的检验试剂为_______。
(5)测定粗产品的纯度。
称取粗产品,加入溶液中,煮沸,完全反应并冷却后用盐酸反滴过量的,消耗该盐酸(已知乙酰水杨酸的相对分子质量为180)。
①本实验宜选择的指示剂为_______(填“甲基橙”“石蕊”或“酚酞”)。
②该产品中乙酰水杨酸的质量分数为_______%。如果滴定前仰视读数,达到滴定终点时俯视读数,则测得结果_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】(1)< (2)C
(3) (4) ①. 过滤速度更快,得到的固体晶体更干燥 ②. 溶液
(5) ①. 酚酞 ②. 60.9 ③. 偏高
【解析】
【分析】苯酚先与、经一定条件生成B,酸化后得到C;C与乙酸酐在浓硫酸、70℃条件下发生取代反应生成D,反应后冰水降温结晶、抽滤洗涤干燥得到粗产品;粗产品加过量煮沸完全反应,再用标准盐酸返滴定过量,以此计算乙酰水杨酸纯度;
【小问1详解】
邻羟基苯甲酸可形成分子内氢键,分子间作用力被削弱;对羟基苯甲酸只能形成大量分子间氢键,分子间作用力更强,分子间氢键越多沸点越高,因此邻羟基苯甲酸沸点小于对羟基苯甲酸;
【小问2详解】
苯环上连、均为吸电子基团,使羧基中的极性增强,让羧基更容易电离,酸性增强;苯甲酸无吸电子取代基,羧基电离难度最大,酸性最弱;
【小问3详解】
C的酚羟基与乙酸酐发生取代反应,浓硫酸作催化剂、70℃加热,生成乙酰水杨酸和乙酸,化学方程式为;
【小问4详解】
① 抽滤使装置内部压强低于外界大气压,过滤速度更快,晶体表面水分被负压抽吸,得到的固体晶体更干燥;
② 杂质水杨酸含有酚羟基,乙酰水杨酸无酚羟基,酚羟基遇溶液会显紫色,因此用溶液检验残留水杨酸;
【小问5详解】
①乙酰水杨酸和完全反应生成水杨酸钠和乙酸钠,体系为碱性,酚酞变色区间为碱性范围;甲基橙变色在酸性,石蕊变色无清晰滴定终点,因此宜选择的指示剂为酚酞;
②由乙酰水杨酸的结构可知,1mol乙酰水杨酸消耗;,;因此与乙酰水杨酸反应的;则;质量;因此质量分数;滴定前仰视读数、终点俯视读数,读取的盐酸消耗体积数值偏小;则与盐酸反应的偏少,与乙酰水杨反应的偏多,最终乙酰水杨酸计算质量偏大,结果偏高。
16. 二甲基二硫代氨基甲酸(HMDTC)是一种重要的工业化学品,其结构如图所示,其钠盐(DMDC)可高效去除废水中的、等重金属离子,在环保领域应用广泛。
HMDTC与DMDC的制备途径如下:
反应i:
反应ii:
回答下列问题:
(1)反应i的有机反应类型为_______。
(2)碳、氮、氧、硫四种元素中:
①基态硫原子的价层电子轨道表示式为_______。
②碳、氮、氧元素的电负性从大到小的顺序为_______(用元素符号表示)。
(3)二甲胺[]分子中的杂化类型为_______;二甲胺的沸点_______三甲胺[](填“高于”或“低于”),主要原因是_______。
(4)解释NaCl的熔点高于DMDC的原因:_______。
(5)DMDC可与形成稳定的螯合配合物,结构如图所示:
该配合物中的配位数为_______。
【答案】(1)加成反应
(2) ①. ②.
(3) ①. ②. 高于 ③. 二甲胺分子间存在氢键,三甲胺分子间无氢键,而氢键作用力大于范德华力
(4)二者均为离子晶体,所含阳离子相同,但Cl⁻的半径远小于阴离子半径,导致NaCl的晶格能更大,离子键更强,熔点更高
(5)4
【解析】
【小问1详解】
的键断裂,的1个双键打开,二者直接结合生成单一产物,属于加成反应;
【小问2详解】
①基态S原子价层电子排布,轨道表示式为;
②同周期从左到右电负性增大,非金属性越强电负性越大,因此电负性从大到小的顺序为;
【小问3详解】
N原子与两个C原子和1个H原子形成键,还有1对孤电子对,价层电子对数为,杂化类型为杂化;二甲胺分子间存在氢键,三甲胺无键、无法形成分子间氢键;氢键作用力远强于普通范德华力,氢键使熔沸点升高,因此二甲胺的沸点高于三甲胺的沸点;
【小问4详解】
二者均为离子晶体,离子晶体熔点由离子键强弱决定。中阴离子半径很小;中阴离子体积大、半径大;阴阳离子半径越小,晶格能越大、离子键越强;晶格能更大,离子键更强,熔点更高;
【小问5详解】
由螯合配合物的结构可知,与2个配体结合,每个配体提供2个S原子作为配位原子,因此配位原子总数为,则的配位数为4。
17. 催化氢化制甲烷是环境科学研究的重要课题之一,有关反应如下:
反应1:
反应2:
回答下列问题:
(1)分子的空间结构和VSEPR模型一致,其原因是_______。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入和,只发生反应1。下列能表明反应1达到平衡状态的是_______(填标号)。
A. 混合气体的密度不随时间变化 B. 混合气体的总压强不随时间变化
C. 的体积分数不随时间变化 D. 不随时间变化
(3)根据上述信息判断, _______。
(4)如果忽略、随温度的变化,下列符合反应1的与关系的是_______(填标号)。
A. B. C. D.
(5)在恒容密闭容器中充入和发生上述反应1和反应2,测得平衡时的转化率、和的选择性与温度的关系如图所示[如的选择性]。
①代表_______(填“的转化率”“的选择性”或“的选择性”)与温度的关系,判断依据是_______。
②解释的变化趋势:_______。
(6)一定温度下,保持总压强不变,向反应器中充入和,发生反应1和反应2,达到平衡时测得的转化率为,的选择性为。该温度下,反应2的_______(为用分压表示的平衡常数,分压总压物质的量分数)。
(7)已知:电池中电极材料每转移电子,对应的理论容量为。在甲烷碱性燃料电池中,消耗标准状况下对应的理论容量为_______。
【答案】(1)中C原子的价层电子对中没有孤电子对 (2)BD
(3)-206 (4)B
(5) ①. 的选择性 ②. 相同温度下,和的选择性之和为1,随着温度升高,反应2平衡正向移动,反应1平衡逆向移动,的选择性增大 ③. 低温区以反应1为主,随着温度升高,反应1平衡逆向移动,高温区以反应2为主,随着温度升高,反应2平衡正向移动,故的转化率先减小后增大
(6)0.09 (7)42.88
【解析】
【小问1详解】
中C原子的价层孤电子对数为,因此它的空间结构和VSEPR模型一致;
【小问2详解】
A.容器的容积不变,混合气体的密度始终不变,A项不符合题意;
B.混合气体的总物质的量减小,压强不变时达到平衡,B项符合题意;
C.设转化为,列三段式得:,总物质的量,,体积分数恒为50%,C项不符合题意;
D.当、的浓度比不变时表明同一物质的正、逆反应速率相等,达到平衡,D项符合题意;
【小问3详解】
根据盖斯定律,由反应1反应2得目标反应,故目标反应的;
【小问4详解】
反应1是熵减、焓减的反应,由可知,时;随升高线性增大,穿过横轴,B项符合题意;
【小问5详解】
①温度升高,反应2正向移动、反应1逆向移动,物质的量增多、物质的量减少,选择性持续升高,选择性持续降低,二者之和恒为1,因此代表CO的选择性;
②代表的转化率,由图可知,在低温区以反应1为主,反应1是放热反应,升高温度,反应1平衡逆向移动,平衡时的转化率减小,在高温区以反应2为主,反应2是吸热反应,升高温度,反应2平衡正向移动,平衡时的转化率增大,所以平衡时的转化率随温度升高先减小后增大;
【小问6详解】
由题,转化的,的选择性为,则生成为,生成为。由反应1得:,由反应2得:,因此平衡时各物质的量为:、、、、,因此反应2的;
【小问7详解】
由题,甲烷燃料电池负极反应为,1 mol 完全反应转移;标准状况,转移电子物质的量,因此总理论容量为。
18. 化合物G是某药物中间体,其一种合成路线如图所示(部分反应条件略):
已知:E的结构简式为。
回答下列问题:
(1)E的分子式为_______。
(2)A的化学名称为_______;A→B的过程中引入的新官能团为_______(填名称)。
(3)G分子中含有_______种官能团。
(4)B→C的反应类型为_______。
(5)已知在C→D的反应过程中还有HBr生成,则试剂X的结构简式为_______。
(6)已知:M是C的同分异构体,M中含有苯环且M在一定条件下通过分子间酯化反应能生成六元环酯,则M的结构简式为_______,该反应的化学方程式为_______。
【答案】(1)C15H18O5
(2) ①. 邻苯二酚或1,2-苯二酚 ②. 醛基
(3)3 (4)取代反应
(5)CH3OCH2Br
(6) ①. ②. 2+2H2O
【解析】
【分析】由题干流程图可知,A即邻苯二酚在一定条件下生成B,结合C的结构简式和B到C的反应条件可知,B的结构简式为:,C与试剂X生成D结合C、D的结构简式结合(5)小题已知信息可知,X的结构简式为CH3OCH2Br,D和E先发生加成反应后消去反应生成F,F在一定条件下转化生成G,据此分析解题。
【小问1详解】
由已知信息E的结构简式为可知,E的分子式为:C15H18O5;
【小问2详解】
由题干流程图中A的结构简式可知,A的化学名称为邻苯二酚或1,2-苯二酚;由分析可知,B的结构简式为:,即A→B的过程中引入的新官能团为醛基;
【小问3详解】
由题干流程图中G的结构简式可知,G分子中含有醚键、碳碳双键、酮羰基等3种官能团;
【小问4详解】
由分析可知,B→C即酚羟基转化为醚键,该反应的反应类型为取代反应;
【小问5详解】
由分析可知,已知在C→D的反应过程中还有HBr生成,则试剂X的结构简式为CH3OCH2Br;
【小问6详解】
由题干流程图可知,C的分子式为:C8H8O3,不饱和度为5,M是C的同分异构体,M中含有苯环且M在一定条件下通过分子间酯化反应能生成六元环酯,则M的结构简式为,该反应的化学方程式为2+2H2O。
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