内容正文:
化学试题
(满分:100分 时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Fe 56
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分)
1. 生活中处处有化学,下列说法错误的是
A. 天然橡胶的主要成分是聚苯乙烯 B. 苯酚可用作消毒剂
C. 天然气的主要成分是甲烷 D. 装饰材料释放的甲醛会造成污染
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 羟基的电子式: B. 乙烯的空间填充模型:
C. 羧基的结构式:—COOH D. 聚四氟乙烯的单体:
3. 美好生活靠劳动创造。下列劳动项目与化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用固体管道疏通剂(主要成分是苛性钠和铝粒)疏通厨房下水道
苛性钠有强腐蚀性、铝与苛性钠溶液反应产生氢气
B
西汉《淮南万毕术》记载“曾青得铁则化铜”
铁的金属活动性比铜的强
C
用脲醛塑料制电器插座
脲醛塑料绝缘性好
D
四大发明中的指南针是用磁石打造的
不溶于水
A. A B. B C. C D. D
4. 有机物M有望作为研发治疗神经退行性疾病的先导化合物,其结构如图所示。下列有关M的说法错误的是
A. 含有4种官能团
B. 能发生消去反应和取代反应
C. 含有2个手性碳原子
D. 1molM最多能与4molNaOH反应
5. 下列装置(或操作)可完成对应实验的是
A
B
混合浓硫酸和乙醇
分离碘酒中的碘和乙醇
C
D
检验溴和苯反应有HBr生成
排空气法收集
A. A B. B C. C D. D
6. NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 7.8g苯分子中含有的碳碳双键的数目为0.3NA
B. 60g冰醋酸和葡萄糖的混合物中,含有的碳原子数目为2NA
C. 标准状况下,11.2LCCl4含有的共用电子对的数目为2NA
D. 1 mol乙醇与足量醋酸在浓硫酸加热条件下能生成NA个酯基
7. 下列离子方程式正确的是
A. 向溶液中通入少量
B. 将少量通入溶液中:
C. 黑色固体溶于足量稀硝酸:
D. 向溶液中滴加少量盐酸:
8. 甲烷晶体的晶胞结构如下图,下列有关说法不正确的是
A. 甲烷在常温下呈气态,说明甲烷晶体属于分子晶体
B. CH4晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子
C. CH4晶体熔化时需克服共价键
D. 甲烷晶体分子采取密堆积的形式
9. 某种重要的有机合成中间体的结构如下图所示。、、和为原子序数依次增大的短周期主族元素,是地壳中含量最高的元素。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 电负性:
C. 键角: D. 分子极性:
10. 根据下列实验操作及现象所得结论错误的是
实验操作及现象
结论
A
向澄清的苯酚钠溶液中通入气体,溶液变浑浊
酸性:苯酚<碳酸
B
向盛有10~15滴某液态有机物的试管中滴入2滴溶液,振荡,静置,未观察到浅黄色沉淀出现
该有机物中不含溴原子(—Br)
C
将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时,蘸取某溶液,在酒精灯外焰上灼烧,观察到火焰呈黄色
该溶液中含
D
在水晶柱面上滴一滴融化的石蜡,用一根红热的铁针刺中在凝固的石蜡,融化的石蜡形成一个椭圆形
水晶导热性具有各向异性
A. A B. B C. C D. D
11. 如图为一种微生物燃料电池结构示意图,关于该电池叙述正确的是
A. 电池工作时电流由b流向a
B. 左边电极反应式为:
C. 放电过程中,穿过质子交换膜向右侧迁移
D. 正极每消耗1 mol ,就有2 mol 迁移至负极
12. 某科研小组尝试利用固体表面催化工艺用CH4制取乙炔(C2H2),用如图表示反应可能的微观历程。
下列说法错误的是
A. b→c过程中有极性键的断裂
B. b、c、d中,c的能量最高
C. 反应过程中碳元素化合价没有发生变化
D. 上述反应的化学方程式为:2CH4C2H2+3H2
13. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 的溶液中:
B. 的溶液中:
C. 的溶液中:
D. 水电离的的溶液中:
14. 以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2],反应过程中能量(Ea2>Ea3>Ea1>Ea4>0)变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该过程的两步反应均为放热反应
B. 第二步反应是合成尿素的决速步骤
C. 由图可知CO2和NH3在一定条件下发生有效碰撞直接生成了CO(NH2)2和H2O
D. 合成尿素的热化学方程式为:
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 现有以下九种有机物:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨。
请从上述有机物中选择适当物质按要求回答下列问题:
(1)⑦的系统命名是______________________________________。
(2)与②互为同系物的是_______________(填序号)。
(3)③的一氯代物有_____________种。
(4)若制备了⑨的粗品,则其提纯方法为___________________。
(5)在120℃,条件下,某种气态烃与足量的完全反应后,测得反应前后气体的体积没有发生改变,则该烃是_______________(填序号)。
(6)⑦中核磁共振氢谱有____________组峰,峰面积之比为________________。
(7)若准确称取4.4g样品X(只含C、H、O三种元素),经充分燃烧后产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6g和8.8g。又知有机物X的质谱图和红外光谱分别如图所示,则该有机物的分子式为_________________,结构简式可能为______________(填序号)。
16. 丁烯(C4H8)是一种重要的化工原料,可由正丁烷(C4H10)催化脱氢制备。
其反应原理如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) ΔH1
回答下列问题:
(1)若已知:②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) ΔH2,则:③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=______________________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。
(2)在恒温、恒容的密闭容器中发生反应①,下列选项能够说明反应①达到平衡状态的是_________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的总压强不变
C. 混合气体的平均相对分子质量不变
D. v(C4H10)=2v(C4H8)
(3)如图是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,该反应的ΔH1________0(填“>”“<”或“=”下同)。其中x_______0.1。
(4)730℃、0.1MPa下:将1molC4H10充入装有催化剂的密闭容器中,经过40min达到平衡,该温度下的压强平衡常数Kp=__________MPa(小数点后保留两位数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
17. 2-萘乙醚是香皂和化妆品等的香料添加剂。实验室用化学纯的2-萘酚、乙醇,分析纯的无水三氯化铁等反应制取。实验装置如图(夹持和加热装置略去),反应原理和有关数据如下:
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
2-萘酚
144
1.22
121.6
285.5
不溶于冷水,溶于热水、乙醇等,能在NaOH溶液中溶解
乙醇
46
0.79
-114.1
78.5
与水任意比互溶
2-萘乙醚
172
1.06
35
282
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等
实验步骤:
①在50mL烧瓶A中,加入3.6g2-萘酚,1.2g氯化铁,6mL乙醇和沸石,微沸3h,稍微冷却,取下分水器和冷凝管,蒸出剩余的大部分乙醇。
②用冰水冷却烧瓶A析出固体,减压抽滤分离,冰水洗涤固体。再将漏斗上的固体转移至研钵中,加5mL冰水研磨后,减压抽滤,冰水洗涤固体。
回答下列问题:
(1)上述制备2-萘乙醚的反应类型与下列反应相同的是____________(填标号)。
A. 甲烷燃烧 B. 乙烯水化法制乙醇
C. 制备乙酸乙酯 D. 乙醇制备乙醛
(2)仪器B的名称是_________________________。
(3)步骤①应先在分水器中加入适量苯,反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A,使用分水器不断分离出水的目的是______________________________________________________。
(4)抽滤时采用如下装置,抽滤时先打开水龙头,抽气管,用倾析法将混合物转移至布氏漏斗中。抽滤完毕后,为了防止倒吸,接下来的操作是________(填标号)。
A.先关闭水龙头,后打开活塞G恢复常压
B.先打开活塞G恢复常压,后关闭水龙头
(5)结合题给信息,猜测2-萘酚具有____________(填酸、碱或中)性,依据是____________________________________________________________________。
(6)实验结束后测得从分水器中流出的水为0.36mL,则2-萘乙醚的产率为_____________(忽略步骤②中洗涤的损失)。
18. β-二酮类化合物在热稳定剂领域、发光领域、萃取领域都有重要应用,β-二酮类化合物G的一种合成路线如下:
已知:CH3COOHCH3COCl
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)B→C的化学方程式为_______。
(3)C→D的反应类型为_______;D中所含官能团的名称为_______。
(4)E的结构简式为_______。
(5)有机物X为D的芳香族同分异构体,满足下列条件的X的结构有_______种;
①1 mol X 能消耗2mol NaOH
②能发生银镜反应
其中核磁共振氢谱峰面积比为6∶2∶1∶1的结构简式为_______(写出一种)。
(6)根据上述信息,设计以乙醛和甲醛为主要原料制备的合成路线_______。
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化学试题
(满分:100分 时间:75分钟)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Cl 35.5 Fe 56
一、单项选择题(本题共14小题,每小题3分,共42分)
1. 生活中处处有化学,下列说法错误的是
A. 天然橡胶的主要成分是聚苯乙烯 B. 苯酚可用作消毒剂
C. 天然气的主要成分是甲烷 D. 装饰材料释放的甲醛会造成污染
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚异戊二烯是天然橡胶的主要成分,是一种高分子化合物,A错误;
B.苯酚能使蛋白质变性,具有消毒防腐的作用,B正确;
C.天然气和沼气的主要成分均为甲烷,C正确;
D.甲醛对人体有害,可导致皮肤癌等,也会污染环境,D正确;
故选A。
2. 下列化学用语表达正确的是
A. 羟基的电子式: B. 乙烯的空间填充模型:
C. 羧基的结构式:—COOH D. 聚四氟乙烯的单体:
【答案】B
【解析】
【详解】A.羟基的电子式为,A错误;
B.乙烯的结构简式为CH2=CH2,属于平面形结构,其空间填充模型为:,B正确;
C.羧基的结构式为:,C错误;
D.聚四氟乙烯的单体为四氟乙烯(),D错误;
故选B。
3. 美好生活靠劳动创造。下列劳动项目与化学知识没有关联的是
选项
劳动项目
化学知识
A
用固体管道疏通剂(主要成分是苛性钠和铝粒)疏通厨房下水道
苛性钠有强腐蚀性、铝与苛性钠溶液反应产生氢气
B
西汉《淮南万毕术》记载“曾青得铁则化铜”
铁的金属活动性比铜的强
C
用脲醛塑料制电器插座
脲醛塑料绝缘性好
D
四大发明中的指南针是用磁石打造的
不溶于水
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.厨房下水道的堵塞物主要是油脂、毛、纤维等,苛性钠使它们水解溶化,同时铝粉可与强碱反应放出氢气,压强增大冲开堵塞物,A项正确;
A.铁与硫酸铜反应置换出铜,说明铁的金属性比铜强,B项正确;
A.腺醛塑料绝缘性好,可用于制电器插座,C项正确;
A.指南针利用磁石的磁性,与水溶性不相关,D项不正确;
故选D。
4. 有机物M有望作为研发治疗神经退行性疾病的先导化合物,其结构如图所示。下列有关M的说法错误的是
A. 含有4种官能团
B. 能发生消去反应和取代反应
C. 含有2个手性碳原子
D. 1molM最多能与4molNaOH反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.由M的结构简式可知,其中含羟基、碳碳双键、酯基和共4种官能团,A正确;
B.M中含有羟基,与羟基相连碳原子的相邻碳原子上含有氢原子,能发生消去反应和取代反应,B正确;
C.手性碳原子是指与四个各不相同原子或原子团相连的碳原子,则M中含有2个手性碳原子:(如图中标有“*”的碳原子),C正确;
D.M中只有1个酯基和1个能够和NaOH反应,则1molM最多能与2molNaOH反应,D错误;
故选D。
5. 下列装置(或操作)可完成对应实验的是
A
B
混合浓硫酸和乙醇
分离碘酒中的碘和乙醇
C
D
检验溴和苯反应有HBr生成
排空气法收集
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓硫酸的密度大于乙醇,则混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中,故A错误;
B.碘溶于乙醇,所以不能用分液的方法分离碘酒中的碘和乙醇,故B错误;
C.液溴具有挥发性,挥发出的溴也能与硝酸银溶液反应生成淡黄色的溴化银沉淀,则题给装置不能达到检验溴和苯反应有HBr生成的实验目的,故C错误;
D.二氧化硫的密度大于空气,能用向上排空气法的方法收集二氧化硫气体,故D正确;
故选D。
6. NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 7.8g苯分子中含有的碳碳双键的数目为0.3NA
B. 60g冰醋酸和葡萄糖的混合物中,含有的碳原子数目为2NA
C. 标准状况下,11.2LCCl4含有的共用电子对的数目为2NA
D. 1 mol乙醇与足量醋酸在浓硫酸加热条件下能生成NA个酯基
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯分子中不存在碳碳双键,碳碳键是介于单键和双键之间的特殊大π键,碳碳双键数目为0,A错误;
B.冰醋酸和葡萄糖的最简式均为,60 g混合物中最简式的物质的量为,含碳原子物质的量为2 mol,数目为,B正确;
C.标准状况下为液体,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,无法确定共用电子对数目,C错误;
D.乙醇和醋酸的酯化反应为可逆反应,反应物不能完全转化,生成酯基的数目小于,D错误;
故选B。
7. 下列离子方程式正确的是
A. 向溶液中通入少量
B. 将少量通入溶液中:
C. 黑色固体溶于足量稀硝酸:
D. 向溶液中滴加少量盐酸:
【答案】D
【解析】
【详解】A.还原性强于,溶液中通入少量时,优先发生反应,正确离子方程式为,A错误;
B.亚硫酸酸性弱于盐酸,弱酸不能制强酸,因此与溶液不发生反应,B错误;
C.稀硝酸具有强氧化性,会将中的氧化为,同时生成气体,正确离子方程式为,C错误;
D.溶液中滴加少量盐酸时,与少量反应生成,离子方程式书写正确,D正确;
故答案选D。
8. 甲烷晶体的晶胞结构如下图,下列有关说法不正确的是
A. 甲烷在常温下呈气态,说明甲烷晶体属于分子晶体
B. CH4晶体中1个分子有12个紧邻的甲烷分子
C. CH4晶体熔化时需克服共价键
D. 甲烷晶体分子采取密堆积的形式
【答案】C
【解析】
【详解】A.甲烷在常温下呈气态,说明甲烷沸点低,熔沸点低是分子晶体的特点,推出甲烷晶体属于分子晶体,故A说法正确;
B.以顶点甲烷为基准,与其紧邻的甲烷分子位于面心,依据晶胞无隙并置的特点,推出1个甲烷分子紧邻的甲烷分子有12个,故B说法正确;
C.甲烷属于分子晶体,甲烷分子间作用力是范德华力,因此熔化时需克服范德华力,故C说法错误;
D.甲烷分子间不存在氢键,采取密堆积的形式,故D说法正确;
答案为C。
9. 某种重要的有机合成中间体的结构如下图所示。、、和为原子序数依次增大的短周期主族元素,是地壳中含量最高的元素。下列说法错误的是
A. 第一电离能: B. 电负性:
C. 键角: D. 分子极性:
【答案】B
【解析】
【分析】W是地壳中含量最高的元素,则W为O元素;根据有机合成中间体结构及化学键可知,X为H元素,Y为C元素,Z为N元素,据此回答。
【详解】A.同一周期元素的第一电离能随着原子序数的增大而呈增大的趋势,但第IIA族和第VA族元素的第一电离能大于相邻元素,Z为N元素,W为O元素,氮原子的电子占据的最高能级为半充满结构,较稳定,则第一电离能:N﹥O,故A项正确;
B.X为H元素,Y为C元素,在甲烷分子中C元素显-4价,则电负性:C﹥H,故B项错误;
C.W为O元素,Z为N元素,中心原子价电子对数为:2+0=2,为sp杂化,孤电子对数为0,中心原子价电子对数为:2+1=3,为sp2杂化,孤电子对数为1,孤电子对和成键电子对之间的排斥力强于成键电子对和成键电子对的斥力,则键角:﹥,故C项正确;
D.X2W为H2O,YW2为CO2, CO2为非极性分子,H2O为极性分子,则分子极性:H2O﹥CO2,故D项正确;
故本题选B。
10. 根据下列实验操作及现象所得结论错误的是
实验操作及现象
结论
A
向澄清的苯酚钠溶液中通入气体,溶液变浑浊
酸性:苯酚<碳酸
B
向盛有10~15滴某液态有机物的试管中滴入2滴溶液,振荡,静置,未观察到浅黄色沉淀出现
该有机物中不含溴原子(—Br)
C
将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时,蘸取某溶液,在酒精灯外焰上灼烧,观察到火焰呈黄色
该溶液中含
D
在水晶柱面上滴一滴融化的石蜡,用一根红热的铁针刺中在凝固的石蜡,融化的石蜡形成一个椭圆形
水晶导热性具有各向异性
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.向澄清的苯酚钠溶液中通入二氧化碳气体发生反应,苯酚在水中溶解度小,出现白色浑浊,说明苯酚的酸性比碳酸弱,A正确;
B.检验有机物中卤族元素时,向盛有10~15滴某液态有机物的试管中先滴入氢氧化钠溶液,加热,取上层清液,加入稀硝酸,再滴入2滴溶液,观察现象,若观察到有浅黄色沉淀出现,则该有机物官能团含溴原子(—Br),B错误;
C.将铂丝放在酒精灯外焰上灼烧至与原来的火焰颜色相同时,蘸取某溶液放在酒精灯外焰里灼烧,观察到火焰呈黄色,说明溶液中存在,C正确;
D.在水晶柱面上滴一滴融化的石蜡,用一根红热的铁针刺中在凝固的石蜡,融化的石蜡形成一个椭圆形,验证水晶的导热性的各向异性,D正确;
故选B。
11. 如图为一种微生物燃料电池结构示意图,关于该电池叙述正确的是
A. 电池工作时电流由b流向a
B. 左边电极反应式为:
C. 放电过程中,穿过质子交换膜向右侧迁移
D. 正极每消耗1 mol ,就有2 mol 迁移至负极
【答案】B
【解析】
【分析】根据图知,该原电池中,C元素化合价由0价变为+4价,所以b极失电子发生氧化反应,即含有微生物的电极是负极、a极通入MnO2的电极是正极;
【详解】A.原电池工作时,电流由正极流向负极即a流向b,故A错误;
B.左边MnO2的电极是正极,发生还原反应,则反应式为:MnO2+4H++2e-═Mn2++2H2O,故B正确;
C.原电池中阳离子向正极移动,所以放电过程中,H+从负极区移向正极区,即向左侧迁移,故C错误;
D.电子从负极沿着导线迁移到正极,正极每消耗1 mol ,就有2 mol 迁移至正极,故D错误;
答案选B。
12. 某科研小组尝试利用固体表面催化工艺用CH4制取乙炔(C2H2),用如图表示反应可能的微观历程。
下列说法错误的是
A. b→c过程中有极性键的断裂
B. b、c、d中,c的能量最高
C. 反应过程中碳元素化合价没有发生变化
D. 上述反应的化学方程式为:2CH4C2H2+3H2
【答案】C
【解析】
【分析】a→b是CH4附着于固体表面,b→c是CH4分子分解为原子,c→d是固体表面的原子重新组合为H2、C2H2等分子,d→e是新分子脱离催化剂表面。
【详解】A.据分析,过程是CH4分子分解为原子,断裂的均是极性键,故A正确;
B.据分析,b→c是CH4分子分解为原子,c→d是固体表面的原子重新组合为H2、C2H2等分子,分解过程吸收能量,重新组合过程放出能量,则b、c、d中,c的能量最高,故B正确;
C.反应过程中碳元素化合价从CH4的-4价到C2H2的-1价,发生变化,故C错误;
D.根据分析可知,上述反应的化学方程式为:2CH4C2H2+3H2,故D正确;
故答案选C。
13. 常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 的溶液中:
B. 的溶液中:
C. 的溶液中:
D. 水电离的的溶液中:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的溶液显碱性, 反应生成,再与反应生成CuCO3沉淀,反应生成Cu(OH)2沉淀,不能大量共存,A不符合题意;
B.的溶液中:反应生成,不能大量共存,B不符合题意;
C.的溶液呈酸性,能大量共存,C符合题意;
D.水电离的的溶液可能呈酸性,也可能碱性,酸性则反应生成CO2而不能大量共存,碱性则反应生成NH3·H2O而不能大量共存,D不符合题意;
故选C。
14. 以NH3、CO2为原料生产重要的高效氮肥——尿素[CO(NH2)2],反应过程中能量(Ea2>Ea3>Ea1>Ea4>0)变化如图所示,下列说法正确的是
A. 该过程的两步反应均为放热反应
B. 第二步反应是合成尿素的决速步骤
C. 由图可知CO2和NH3在一定条件下发生有效碰撞直接生成了CO(NH2)2和H2O
D. 合成尿素的热化学方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,第一步反应是放热反应,第二步反应是吸热反应,A错误;
B.反应的活化能越大,化学反应速率越慢,化学反应取决于慢反应,由图可知,第二步反应的活化能大于第一步反应,反应速率慢于第一步反应,所以第二步反应是合成尿素的决速步骤,故B正确;
C.由图可知,二氧化碳和氨气在一定条件下发生有效碰撞直接生成了H2NCOONH4,故C错误;
D.由图可知,第一步反应△H1=-(Ea2-Ea1),第二步反应△H2=+(Ea3-Ea4),由盖斯定律可知,第一步反应与第二步反应之和为总反应,反应△H=Ea3+Ea1-Ea2-Ea4,故D错误;
答案选B。
二、非选择题(本题共4小题,共58分)
15. 现有以下九种有机物:
① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ ⑧ ⑨。
请从上述有机物中选择适当物质按要求回答下列问题:
(1)⑦的系统命名是______________________________________。
(2)与②互为同系物的是_______________(填序号)。
(3)③的一氯代物有_____________种。
(4)若制备了⑨的粗品,则其提纯方法为___________________。
(5)在120℃,条件下,某种气态烃与足量的完全反应后,测得反应前后气体的体积没有发生改变,则该烃是_______________(填序号)。
(6)⑦中核磁共振氢谱有____________组峰,峰面积之比为________________。
(7)若准确称取4.4g样品X(只含C、H、O三种元素),经充分燃烧后产物依次通过浓硫酸和碱石灰,二者质量分别增加3.6g和8.8g。又知有机物X的质谱图和红外光谱分别如图所示,则该有机物的分子式为_________________,结构简式可能为______________(填序号)。
【答案】(1)
2,3-二甲基丁烷 (2)④⑦ (3)
4 (4)
重结晶 (5)⑥
(6) ①.
2 ②.
(7) ①.
②.
⑧
【解析】
【小问1详解】
⑦主链为4个碳原子的烷烃,2、3位碳原子上各连1个甲基,根据系统命名规则,命名为2,3-二甲基丁烷;
【小问2详解】
②属于烷烃,同系物要求结构相似、分子组成相差若干个原子团,题给物质中④⑦为烷烃,与②互为同系物;
【小问3详解】
③为甲苯,分子中有4种化学环境不同的氢原子(甲基上1种,苯环邻、间、对位各1种),故其一氯代物有4种;
【小问4详解】
⑨为苯甲酸,其在水中的溶解度随温度变化幅度大,粗品提纯可采用重结晶法;
【小问5详解】
120℃时水为气态,烃燃烧通式为,反应前后气体体积不变则,解得,只有⑥符合要求;
【小问6详解】
⑦为2,3-二甲基丁烷,结构对称,仅含2种等效氢,数目分别为12、2,故核磁共振氢谱有2组峰,峰面积比为;
【小问7详解】
浓硫酸增重为水的质量,碱石灰增重为二氧化碳的质量,计算得,,,最简式为;质谱显示相对分子质量为88,故分子式为;红外光谱含、、不对称甲基,符合⑧乙酸乙酯的结构特征。
16. 丁烯(C4H8)是一种重要的化工原料,可由正丁烷(C4H10)催化脱氢制备。
其反应原理如下:
①C4H10(g)=C4H8(g)+H2(g) ΔH1
回答下列问题:
(1)若已知:②C4H10(g)+O2(g)=C4H8(g)+H2O(g) ΔH2,则:③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)ΔH3=______________________(用含ΔH1和ΔH2的式子表示)。
(2)在恒温、恒容的密闭容器中发生反应①,下列选项能够说明反应①达到平衡状态的是_________。
A. 混合气体的密度不变
B. 混合气体的总压强不变
C. 混合气体的平均相对分子质量不变
D. v(C4H10)=2v(C4H8)
(3)如图是反应①平衡转化率与反应温度及压强的关系图,该反应的ΔH1________0(填“>”“<”或“=”下同)。其中x_______0.1。
(4)730℃、0.1MPa下:将1molC4H10充入装有催化剂的密闭容器中,经过40min达到平衡,该温度下的压强平衡常数Kp=__________MPa(小数点后保留两位数字,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1) (2)BC
(3) ①. > ②. < (4)0.18
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,对已知反应变形:反应③ = 2×(反应②−反应①),因此;
【小问2详解】
A.反应全为气体,总质量不变,容器体积不变,密度始终恒定,不能判断平衡;
B.恒温恒容下,压强与气体总物质的量成正比,反应过程总物质的量不断变化,总压强不变时,说明反应达到平衡;
C.平均相对分子质量,总质量不变,总物质的量变化,因此不变时,说明反应达到平衡;
D.未指明正逆反应速率,不满足平衡的速率关系,不能判断平衡;
故答案选BC。
【小问3详解】
温度升高,正丁烷平衡转化率升高,说明升温平衡正向移动,正反应为吸热反应,因此;
该反应正向是气体分子数增大的反应,压强越小,平衡越正向移动,转化率越大。同一温度下,的转化率更高,说明压强更小,因此。
【小问4详解】
平衡时正丁烷转化率为80%,列三段式: 总物质的量,总压,分压,代入压强平衡常数计算: 。
17. 2-萘乙醚是香皂和化妆品等的香料添加剂。实验室用化学纯的2-萘酚、乙醇,分析纯的无水三氯化铁等反应制取。实验装置如图(夹持和加热装置略去),反应原理和有关数据如下:
物质
相对分子质量
密度/(g·cm-3)
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
2-萘酚
144
1.22
121.6
285.5
不溶于冷水,溶于热水、乙醇等,能在NaOH溶液中溶解
乙醇
46
0.79
-114.1
78.5
与水任意比互溶
2-萘乙醚
172
1.06
35
282
不溶于水,溶于乙醇、乙醚等
实验步骤:
①在50mL烧瓶A中,加入3.6g2-萘酚,1.2g氯化铁,6mL乙醇和沸石,微沸3h,稍微冷却,取下分水器和冷凝管,蒸出剩余的大部分乙醇。
②用冰水冷却烧瓶A析出固体,减压抽滤分离,冰水洗涤固体。再将漏斗上的固体转移至研钵中,加5mL冰水研磨后,减压抽滤,冰水洗涤固体。
回答下列问题:
(1)上述制备2-萘乙醚的反应类型与下列反应相同的是____________(填标号)。
A. 甲烷燃烧 B. 乙烯水化法制乙醇
C. 制备乙酸乙酯 D. 乙醇制备乙醛
(2)仪器B的名称是_________________________。
(3)步骤①应先在分水器中加入适量苯,反应过程中会观察到分水器中收集到液体物质,且分为上下两层,随着反应的进行,分水器中液体逐渐增多至充满时,上层液体会从左侧支管自动流回A,使用分水器不断分离出水的目的是______________________________________________________。
(4)抽滤时采用如下装置,抽滤时先打开水龙头,抽气管,用倾析法将混合物转移至布氏漏斗中。抽滤完毕后,为了防止倒吸,接下来的操作是________(填标号)。
A.先关闭水龙头,后打开活塞G恢复常压
B.先打开活塞G恢复常压,后关闭水龙头
(5)结合题给信息,猜测2-萘酚具有____________(填酸、碱或中)性,依据是____________________________________________________________________。
(6)实验结束后测得从分水器中流出的水为0.36mL,则2-萘乙醚的产率为_____________(忽略步骤②中洗涤的损失)。
【答案】(1)C (2)球形冷凝管
(3)该反应为可逆反应,分离出生成的水,使平衡正向移动,提高反应物的转化率 (4)B
(5) ①. 酸 ②. 2-萘酚不溶于冷水,能在NaOH溶液中溶解 (6)80%
【解析】
【分析】图示装置用于加热回流制备2-萘乙醚,三颈烧瓶作为反应容器,盛放反应物和沸石,沸石的作用是防止加热时液体暴沸;球形冷凝管核心作用是冷凝回流:反应物乙醇沸点低,反应加热时易挥发,蒸气在冷凝管中被冷却为液态后流回反应烧瓶,减少原料挥发损失,提高原料利用率。抽滤装置用于快速分离析出的2-萘乙醚粗固体,过滤速率远快于常压过滤。
【小问1详解】
该反应属于取代反应,甲烷燃烧是氧化反应,乙烯水化制乙醇是加成反应,制备乙酸乙酯属于取代(酯化)反应,乙醇制乙醛是氧化反应,因此选C;
【小问2详解】
该仪器是回流用的球形冷凝管;
【小问3详解】
该反应为可逆反应,分离出生成的水,使平衡正向移动,提高反应物的转化率;
【小问4详解】
抽滤结束为防止倒吸,需要先打开活塞G使装置恢复常压,再关闭水龙头,避免装置内压强降低引发倒吸,因此选B;
【小问5详解】
2−萘酚能在溶液中溶解,说明其可与发生反应,分子中含酚羟基,因此显酸性;
【小问6详解】
,乙醇过量,理论生成水的物质的量为,对应水体积为,实际得到水,产率等于实际生成水与理论生成水的体积比:。
18. β-二酮类化合物在热稳定剂领域、发光领域、萃取领域都有重要应用,β-二酮类化合物G的一种合成路线如下:
已知:CH3COOHCH3COCl
回答下列问题:
(1)A的化学名称为_______。
(2)B→C的化学方程式为_______。
(3)C→D的反应类型为_______;D中所含官能团的名称为_______。
(4)E的结构简式为_______。
(5)有机物X为D的芳香族同分异构体,满足下列条件的X的结构有_______种;
①1 mol X 能消耗2mol NaOH
②能发生银镜反应
其中核磁共振氢谱峰面积比为6∶2∶1∶1的结构简式为_______(写出一种)。
(6)根据上述信息,设计以乙醛和甲醛为主要原料制备的合成路线_______。
【答案】(1)苯甲醛 (2)2+O22+2H2O
(3) ①. 加成反应 ②. 酮羰基、羟基
(4) (5) ①. 9 ②.
(6)CH3CHO
【解析】
【分析】与CH3MgBr/乙醚、H3O+作用,生成B为;比较B、D的结构,可确定C为;由D、F的结构简式,可确定E为;F与苯发生取代反应,生成G为。
【小问1详解】
A的结构简式为,化学名称为苯甲醛。
【小问2详解】
B()发生催化氧化生成C(),化学方程式为2+O22+2H2O。
【小问3详解】
C()与HCHO在碱性条件下发生反应生成D(),且与HCHO的分子式之和刚好等于的分子式,则反应类型为加成反应;D为,所含官能团的名称为酮羰基、羟基。
【小问4详解】
由分析可知,E的结构简式为。
【小问5详解】
有机物X为D()的芳香族同分异构体,且X满足下列条件:“①1 mol X 能消耗2mol NaOH;②能发生银镜反应”,则X的分子结构中可能含有苯环、-OOCH、-CH2CH3(邻、间、对共3种可能结构)或苯环、-OOCH、2个-CH3(共6种可能结构),所以X的结构有3+6=9种;
其中核磁共振氢谱峰面积比为6∶2∶1∶1的结构简式为。
【小问6详解】
以乙醛和甲醛为主要原料制备,需先制得CH3COCH3,然后与HCHO发生反应制得产物。CH3COCH3可由CH3CHO与CH3MgBr在乙醚、H3O+作用下所得产物氧化生成,从而得出合成路线为CH3CHO 。
【点睛】推断有机物时,可采用逆推法。
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