内容正文:
高二化学试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 Zn-65
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每题只有一个选项符合题目要求。
1. 生活中的一些问题常涉及化学知识。下列叙述错误的是
A. 麻、棉花和人造丝的主要成分都是纤维素
B. 畜禽毛羽完全水解可以得到氨基酸
C. 均衡膳食助健康,主食中的淀粉可水解为葡萄糖
D. 新榨花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃
2. 下列现象与氧化还原反应无关的是
A. 潮湿环境中,铜丝表面形成铜锈
B. 高压钠灯中钠蒸气放电产生射程远、透雾能力强的黄光
C. 水果运输过程使用浸泡过酸性高锰酸钾的硅藻土
D. 食用维生素C含量较高的食物利于人体吸收铁元素
3. 下列物质中,能在酸性溶液中水解,生成两种相对分子质量相同物质的是
A. 蔗糖 B. 麦芽糖 C. 果糖 D. 乙酸乙酯
4. 下列物质分类正确且具有相应性质的是
A. :红褐色胶体,具有丁达尔效应
B. :酸性氧化物,能与水反应生成硅酸
C. 油酸:高级脂肪酸,能发生加成反应
D. :电解质,溶于水能导电
5. 下列过程中,发生了酯化反应的是
A. 用纤维素制取硝酸纤维 B. 用秸秆制取燃料乙醇
C. 用油脂制取肥皂 D. 氨基酸缩合生成多肽
6. 下列各组微粒在给定条件下的溶液中,可能大量共存的是
A. 酸性溶液:、、、
B. 某澄清透明溶液:、、、
C. 加入铝粉产生的溶液:、、、
D. 稀硝酸处理银镜后的废液:、、、
7. 下列实验操作,能达到预期目的的是
A. 用碘水可以检验淀粉是否发生水解
B. 在油脂中加入淀粉酶,以促进油脂水解
C. 将饱和溶液加入鸡蛋清溶液中,以提取鸡蛋清
D. 取淀粉水解液,加银氨溶液,观察是否有银镜生成,判断淀粉是否水解
8. 下列关于化合物Ⅰ和Ⅱ说法正确的是
A. Ⅰ与Ⅱ都能使溴的四氯化碳溶液褪色
B. Ⅰ与Ⅱ都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. Ⅰ分子比Ⅱ分子多了两个碳碳双键
D. Ⅰ与Ⅱ分别与足量H2反应,生成的产物不同
9. 下列装置正确,并能达到实验目的的是
A.银镜的制备
B.石油的蒸馏
C.除去乙炔气中的
D.分离苯和酒精
A. A B. B C. C D. D
10. 下列有关反应的离子方程式书写正确的是
A. 实验室利用氯化铵和氢氧化钙制氨气:
B. 向硫酸铜溶液中滴加氢硫酸:
C. 用足量酸性溶液吸收甲醛:
D. 向溴水中通入少量:
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错不得分。
11. 结构决定性质,性质决定用途。下列解释错误的是
性质或用途
解释
A
沸点:顺-2-丁烯>反-2-丁烯
分子极性:顺-2-丁烯>反-2-丁烯
B
酸性:丙炔酸>丙烯酸
吸电子能力:
C
苯酚溶液可以杀菌消毒
苯酚是一种弱酸
D
乙二醇作汽车发动机的防冻液
乙二醇能显著降低水的凝固点
A. A B. B C. C D. D
12. 实验室中利用固体进行如下实验,反应①和②均完全转化。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应②共消耗盐酸
B. 反应①和反应②转移电子数之比为
C. 反应①产生的分子数目为
D. 溶液中阴离子的数目为
13. 环己烯是一种重要的化工原料,微溶于水。实验室制备、提纯环己烯的流程如下。下列说法错误的是
A. 浓代替浓可避免生成炭渣
B. 试剂a选用水最佳
C. 无水的作用是吸水、除醇
D. 若不进行操作2直接蒸馏,不影响产物纯度
14. 某药物中间体(P)合成路线如下,下列说法正确的是
A. P的分子式为C13H12O3
B. M与足量加成后的产物分子中有4个手性碳原子
C. N能发生加成、氧化、消去和水解反应
D. 该过程可能产生副产物:
15. 某溶液中可能含有以下离子中的几种:、、、、、、、、、,该溶液中同种电性离子物质的量浓度均相等,且阴离子总物质的量浓度为阳离子的1.5倍。取该溶液进行如下实验,下列推断正确的是
A. 白色沉淀①为和
B. 该溶液一定含
C. 若改为通入少量,无色溶液②中主要离子种类不变
D. 该溶液一定不含、、
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 氧化还原反应和离子反应是高中化学重要的学习内容,回答下列问题:
(1)已知为弱酸,与足量氢氧化钠溶液发生反应,则的电离方程式为____________。
(2)无氧环境中,海洋出水铁质文物中与海水中在细菌作用下反应生成和,若该反应生成0.8 mol氧化产物,则转移电子数目为____________。
(3)已知水解得到的产物之一为,则中不同价态氧原子个数比为____________,若加热使水解,反应的化学方程式为____________。
(4)与浓硫酸的反应中,浓硫酸体现的性质为____________。制得的()固体进行热重分析,固体在受热过程中失重比随温度变化曲线如图所示。时固体成分为____________(填化学式);时固体完全分解为和两种气体,其中一种为氧化物,其化学式为____________。
17. 元素分析与图谱分析是确定有机物分子结构的核心方法。回答下列问题:
Ⅰ.元素分析
利用燃烧分析法,按如下装置(部分装置略)对有机化合物进行元素分析。
(1)U型管c和d中的试剂分别是_______、______(填标号)。
A. B. C. 碱石灰 D.
(2)将装有样品的Pt坩埚和放入石英管中,分别称量U型管c、d,接下来进行的实验前操作还有:①通;②点燃煤气灯a;③点燃煤气灯b;④检查装置气密性;⑤连接石英管与U型管c、d 。正确的操作顺序为____________(填序号)。
(3)若有机物X为3.4 g,实验结束后,c管增重1.8 g,d管增重8.8 g。则X的实验式为____________。若缺少,可能会导致测得X的含氧量____________(填“偏高”或“偏低”)。
Ⅱ.图谱分析
(4)下图为X的质谱图,已知X含有苯环且苯环上只有一个取代基,通过实验可知X在酸性或碱性条件下均可发生水解反应,推测X可能的结构有____________种。
(5)测得X的核磁共振氢谱图(峰面积之比为3∶2∶2∶1)及红外光谱图如下,则X的结构简式为____________。
18. 以废芯片(Si及少量SiO2、Cu、Ag、Pd等杂质)为原料回收金属的工艺流程如下:
已知:“焙烧”中,Cu未完全转化为CuO;流程中Ce4+被还原为Ce3+;“浸出2”中Pd的浸出率较低;“浸出3”中Pd转化为[PdCl4]2-。
回答下列问题:
(1)“浸出1”发生的氧化还原反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。
(2)电解采用“滤液1”和FeSO4溶液分别作阴极液和阳极液,不锈钢片和石墨片分别作阴极和阳极,阴离子交换膜作隔膜。电解的目的除了回收金属铜之外,还有____________。
(3)“滤液3”需要合并到“浸出3”所得滤液中,目的是____________。“浸出3”中金属Pd溶解的离子方程式为____________。固体2是____________。
(4)物质X可选择____________。
A.Zn B.Na C.H2O2
(5)“氧化”过程的离子方程式为____________。
19. 阿司匹林为常用抗炎药,微溶于水,易溶于乙醇和乙醚;阿司匹林铜的抗炎效果强于阿司匹林,不溶于水、乙醇,受热易分解。实验室以水杨酸为原料先制备阿司匹林再制备阿司匹林铜,制备过程如下:
实验Ⅰ:制备阿司匹林
实验Ⅱ:制备阿司匹林铜与测定
装置如图所示(夹持装置略)。将实验Ⅰ所得阿司匹林置于三颈烧瓶中,加入一定量的乙醇溶解,缓慢滴加NaOH溶液,反应后再缓慢滴加CuSO4溶液,充分反应后将所得混合物经一系列操作,然后自然晾干得到阿司匹林铜粗产品。
回答下列问题:
(1)实验Ⅰ中冷凝回流操作常用球形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是____________。
(2)实验Ⅰ中水杨酸会发生副反应生成不溶于饱和NaHCO3溶液的聚酯,该聚酯的结构简式为____________。
(3)实验Ⅰ中“操作2”为____________。
(4)实验Ⅱ中使用冰水浴并缓慢滴加NaOH溶液的原因是避免发生反应____________(写化学方程式)。
(5)实验Ⅱ中“一系列操作”依次为____________(填标号)。
a.蒸发结晶
b.蒸发浓缩、冷却结晶
c.过滤
d.依次用乙醇、蒸馏水各洗涤2~3次
e.依次用蒸馏水、乙醇各洗涤2~3次
(6)测定阿司匹林铜中Cu(Ⅱ)的质量分数
称量粗产品4.000 g溶于稀H2SO4,使铜离子解离出来配成250 mL样品溶液,取25.00 mL于碘量瓶中,加入过量KI固体,用标准溶液滴定至溶液呈浅黄色,再加入适量KSCN溶液和3滴淀粉溶液,振荡碘量瓶,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液V mL。
已知:①;
②;吸附的量:;被吸附的不易被标准溶液滴定。
产品中Cu(Ⅱ)的质量分数为____________%(用含c、V的代数式表示)。若实验过程中不加入KSCN溶液可能导致测定结果____________(填“偏高”或“偏低”)。
20. 利用石油化学工业最重要的基础原料(A)合成瞬干胶α-氰基丙烯酸乙酯(Ⅰ)的路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A结构简式为____________。
(2)D→E反应类型为____________;检验E中氯元素用到的试剂有____________(写化学式)。
(3)F的化学名称为____________;G→H的化学方程式为____________。
(4)α-氰基丙烯酸丁酯可作为医用胶。已知含的无机盐有剧毒,医用胶含氰基却几乎无毒性,原因是____________。
(5)已知:RCOOR´+R´´OHRCOOR´´+R´OH,综合上述信息,写出由物质C和I制备α-氰基丙烯酸丁酯的合成路线____________。
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高二化学试题
注意事项:
1.本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。
3.考生作答时,请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑;非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效,在试题卷、草稿纸上作答无效。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 S-32 Cu-64 Zn-65
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每题只有一个选项符合题目要求。
1. 生活中的一些问题常涉及化学知识。下列叙述错误的是
A. 麻、棉花和人造丝的主要成分都是纤维素
B. 畜禽毛羽完全水解可以得到氨基酸
C. 均衡膳食助健康,主食中的淀粉可水解为葡萄糖
D. 新榨花生油具有独特油香,油脂属于芳香烃
【答案】D
【解析】
【详解】A.麻、棉花是天然植物纤维,主要成分为纤维素,人造丝以纤维素为原料加工制得,主要成分也为纤维素,A正确;
B.畜禽毛羽的主要成分是蛋白质,蛋白质完全水解的产物为氨基酸,B正确;
C.淀粉属于多糖,在人体内可水解为葡萄糖,为生命活动提供能量,C正确;
D.油脂是高级脂肪酸甘油酯,属于酯类,组成元素包含、、,而芳香烃是仅由、元素组成且含有苯环的烃类,因此油脂不属于芳香烃,D错误;
故选D。
2. 下列现象与氧化还原反应无关的是
A. 潮湿环境中,铜丝表面形成铜锈
B. 高压钠灯中钠蒸气放电产生射程远、透雾能力强的黄光
C. 水果运输过程使用浸泡过酸性高锰酸钾的硅藻土
D. 食用维生素C含量较高的食物利于人体吸收铁元素
【答案】B
【解析】
【详解】A.铜丝生锈生成碱式碳酸铜的过程中,元素化合价从0升高为+2价,元素化合价从0降低为-2价,属于氧化还原反应,A不符合题意;
B.钠蒸气放电产生黄光是钠元素的焰色效应,属于电子跃迁的物理变化,无化学反应发生,与氧化还原反应无关,B符合题意;
C.酸性高锰酸钾可氧化水果释放的乙烯(催熟剂)以延长保鲜期,反应中、元素化合价均发生变化,属于氧化还原反应,C不符合题意;
D.维生素C具有还原性,可避免人体所需的被氧化为难以吸收的,过程中存在元素化合价变化,与氧化还原反应有关,D不符合题意;
故答案选B。
3. 下列物质中,能在酸性溶液中水解,生成两种相对分子质量相同物质的是
A. 蔗糖 B. 麦芽糖 C. 果糖 D. 乙酸乙酯
【答案】A
【解析】
【详解】A.蔗糖在酸性溶液中水解生成葡萄糖和果糖,二者互为同分异构体,相对分子质量均为,符合题意,A正确;
B.麦芽糖在酸性溶液中水解只生成葡萄糖一种产物,不符合生成两种物质的要求,B错误;
C.果糖属于单糖,不能发生水解反应,C错误;
D.乙酸乙酯在酸性溶液中水解生成乙酸和乙醇,二者相对分子质量分别为、,数值不相等,D错误;
故答案选A。
4. 下列物质分类正确且具有相应性质的是
A. :红褐色胶体,具有丁达尔效应
B. :酸性氧化物,能与水反应生成硅酸
C. 油酸:高级脂肪酸,能发生加成反应
D. :电解质,溶于水能导电
【答案】C
【解析】
【详解】A.是纯净物,胶体是由分散质和分散剂组成的混合物,只有胶体才具有丁达尔效应,分类错误,A错误;
B.是酸性氧化物,但它难溶于水,也不能与水反应生成硅酸,性质描述错误,B错误;
C.油酸属于高级脂肪酸,其烃基中含有碳碳双键,能发生加成反应,分类正确且性质对应,C正确;
D.溶于水导电是因为与水反应生成的电离产生自由移动的离子,本身不能电离,属于非电解质,分类错误,D错误;
故答案选C。
5. 下列过程中,发生了酯化反应的是
A. 用纤维素制取硝酸纤维 B. 用秸秆制取燃料乙醇
C. 用油脂制取肥皂 D. 氨基酸缩合生成多肽
【答案】A
【解析】
【详解】A.纤维素含有羟基,属于含醇羟基的物质,可与无机含氧酸硝酸发生酯化反应生成硝酸纤维(硝酸酯)和水,A正确;
B.秸秆主要成分为纤维素,制取乙醇的过程为纤维素水解为葡萄糖、葡萄糖发酵生成乙醇,过程中无酯化反应发生,B错误;
C.用油脂制取肥皂是油脂在碱性条件下的水解反应(皂化反应),属于酯的分解反应,不属于酯化反应,C错误;
D.氨基酸缩合生成多肽是羧基与氨基脱水形成肽键的反应,无酯基生成,不属于酯化反应,D错误;
故答案选A。
6. 下列各组微粒在给定条件下的溶液中,可能大量共存的是
A. 酸性溶液:、、、
B. 某澄清透明溶液:、、、
C. 加入铝粉产生的溶液:、、、
D. 稀硝酸处理银镜后的废液:、、、
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性溶液中存在大量,会与反应生成和,同时酸性条件下具有强氧化性,会将还原性的氧化,不能大量共存,A错误;
B.与会发生彻底的双水解反应,生成沉淀和气体,不能大量共存,B错误;
C.加入铝粉产生的溶液可能为酸性也可能为强碱性,若为酸性环境,、、、之间不发生任何反应,可大量共存,C正确;
D.稀硝酸处理银镜后的废液中含有大量和,二者会与发生归中反应生成,且是难溶于水的气体,在水溶液中不能大量存在,D错误;
故答案选C。
7. 下列实验操作,能达到预期目的的是
A. 用碘水可以检验淀粉是否发生水解
B. 在油脂中加入淀粉酶,以促进油脂水解
C. 将饱和溶液加入鸡蛋清溶液中,以提取鸡蛋清
D. 取淀粉水解液,加银氨溶液,观察是否有银镜生成,判断淀粉是否水解
【答案】C
【解析】
【详解】A.碘水遇淀粉变蓝,只能检验淀粉是否剩余(即水解是否完全),无法检验是否有水解产物生成,不能判断淀粉是否发生水解,A错误;
B.酶具有专一性,淀粉酶只能催化淀粉水解,不能促进油脂水解,B错误;
C.饱和溶液能使鸡蛋清中的蛋白质发生盐析,盐析是可逆过程,可用于分离提纯蛋白质,因此能提取鸡蛋清,C正确;
D.淀粉水解一般在酸性条件下进行,银镜反应需要碱性环境,水解液未加碱中和酸性的情况下,直接加银氨溶液无法发生银镜反应,不能判断淀粉是否水解,D错误;
故答案选C。
8. 下列关于化合物Ⅰ和Ⅱ说法正确的是
A. Ⅰ与Ⅱ都能使溴的四氯化碳溶液褪色
B. Ⅰ与Ⅱ都能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. Ⅰ分子比Ⅱ分子多了两个碳碳双键
D. Ⅰ与Ⅱ分别与足量H2反应,生成的产物不同
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ⅰ为对二甲苯,苯环中不存在普通碳碳双键,不能与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,无法使其褪色;Ⅱ含碳碳双键,可发生加成反应使其褪色,A错误;
B.Ⅰ是苯的同系物,与苯环直接相连的碳原子上有氢,可被酸性高锰酸钾溶液氧化使其褪色;Ⅱ含碳碳双键,可被酸性高锰酸钾溶液氧化使其褪色,B正确;
C.苯环中的化学键是介于碳碳单键和碳碳双键之间的特殊大π键,不存在普通碳碳双键,Ⅰ分子中无碳碳双键,C错误;
D.Ⅰ与足量加成生成1,4-二甲基环己烷,Ⅱ与足量加成也生成1,4-二甲基环己烷,二者产物相同,D错误;
故选B。
9. 下列装置正确,并能达到实验目的的是
A.银镜的制备
B.石油的蒸馏
C.除去乙炔气中的
D.分离苯和酒精
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.银镜制备需要水浴加热以保证受热均匀,图中用酒精灯直接加热,无法得到均匀银镜,A错误;
B.石油蒸馏时温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处测量馏分温度,图中温度计插入反应液中,B错误;
C.可与反应生成沉淀被除去,乙炔不与反应,且洗气装置“长进短出”符合操作规范,C正确;
D.苯和酒精互溶,无法用分液的方法分离,应采用蒸馏法分离,D错误;
故答案选C。
10. 下列有关反应的离子方程式书写正确的是
A. 实验室利用氯化铵和氢氧化钙制氨气:
B. 向硫酸铜溶液中滴加氢硫酸:
C. 用足量酸性溶液吸收甲醛:
D. 向溴水中通入少量:
【答案】D
【解析】
【详解】A.实验室利用氯化铵和氢氧化钙制氨气为固体加热反应,不存在自由移动的离子,不能书写离子方程式,反应方程式为,A错误;
B.氢硫酸()是弱酸,属于弱电解质,不能拆分为,正确离子方程式为,B错误;
C.足量酸性氧化性极强,会将甲醛完全氧化为,而非,产物不符合反应事实,正确离子方程式为,C错误;
D.少量和溴水发生氧化还原反应,被氧化为,被还原为,离子方程式拆分正确,电荷、原子均守恒,D正确;
故答案选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错不得分。
11. 结构决定性质,性质决定用途。下列解释错误的是
性质或用途
解释
A
沸点:顺-2-丁烯>反-2-丁烯
分子极性:顺-2-丁烯>反-2-丁烯
B
酸性:丙炔酸>丙烯酸
吸电子能力:
C
苯酚溶液可以杀菌消毒
苯酚是一种弱酸
D
乙二醇作汽车发动机的防冻液
乙二醇能显著降低水的凝固点
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.顺-2-丁烯是极性分子,反-2-丁烯结构高度对称、偶极矩为0,极性更小,顺式分子间范德华力更强,沸点更高,A正确;
B.吸电子能力,吸电子诱导效应越强,使羧基的羟基极性越强,更易电离出,酸性更强,解释正确,B正确;
C.苯酚溶液能够杀菌消毒的原因是苯酚可使蛋白质变性,与其具有弱酸性没有直接关联,C错误;
D.乙二醇可以与水以任意比例互溶,混合后能显著降低水的凝固点,避免低温下水结冰膨胀损坏发动机,D正确;
答案选C。
12. 实验室中利用固体进行如下实验,反应①和②均完全转化。设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 反应②共消耗盐酸
B. 反应①和反应②转移电子数之比为
C. 反应①产生的分子数目为
D. 溶液中阴离子的数目为
【答案】AC
【解析】
【分析】反应①为,0.1 mol生成0.05 mol和0.05 mol;反应②为和。
【详解】A.反应②中,0.05 mol消耗盐酸0.4 mol,0.05 mol消耗盐酸0.2 mol,共消耗盐酸0.6 mol,A正确;
B.反应①中只有氧元素被氧化,从-2价到0价,生成0.05 mol氧气,转移0.2 mol电子;反应②中与中的锰元素被还原,分别从+6与+4价到+2价,一共转移0.3 mol电子,反应①和反应②转移电子数之比为,B错误;
C.反应①产生的物质的量为0.05 mol,分子数目为,C正确;
D.溶液中,完全电离,的数目为,但是水会电离出少量,溶液中阴离子的数目大于,D错误;
故选A、C。
13. 环己烯是一种重要的化工原料,微溶于水。实验室制备、提纯环己烯的流程如下。下列说法错误的是
A. 浓代替浓可避免生成炭渣
B. 试剂a选用水最佳
C. 无水的作用是吸水、除醇
D. 若不进行操作2直接蒸馏,不影响产物纯度
【答案】D
【解析】
【详解】A.浓为非氧化性酸,氧化性远弱于浓硫酸,不会将有机物氧化碳化,可避免生成炭渣,A正确;
B.环己烯微溶于水,试剂a为水,可以洗去残留的碳酸钠,有机层再用无水可作为干燥剂吸水,同时能与环己醇形成结晶醇配合物,除去残留的醇,B正确;
C.无水可作为干燥剂吸水,同时能与环己醇形成结晶醇配合物,实现除醇的目的,C正确;
D.操作2中无水可以除去水和未反应的环己醇,若省略直接蒸馏,水、环己醇等杂质会混入馏分,降低产物纯度,D错误;
故选D。
14. 某药物中间体(P)合成路线如下,下列说法正确的是
A. P的分子式为C13H12O3
B. M与足量加成后的产物分子中有4个手性碳原子
C. N能发生加成、氧化、消去和水解反应
D. 该过程可能产生副产物:
【答案】CD
【解析】
【详解】A.根据P的结构,碳原子数为13,氢原子数为14,氧原子数为3。正确分子式应为C13H14O3,故A错误;
B.M中苯环加氢后变为环己烷结构,经结构分析,加氢后仅存在3个手性碳原子,并非4个。故B错误;
C.分别验证反应类型,苯环可以发生加成反应,结构中的醇羟基(-OH)可以被氧化为醛,发生氧化反应,醇羟基的邻位碳上有氢,在浓硫酸、加热等酸性条件下可以发生消去反应,分子中的酯基(-COOCH3)可以发生水解,因此 N 能发生这四种反应,C正确;
D.M到N的过程中可能生成另一种物质,该物质在酸催化下发生消去反应,生成副产物,故在该过程中可能有次副产物生成D正确;
故选CD。
15. 某溶液中可能含有以下离子中的几种:、、、、、、、、、,该溶液中同种电性离子物质的量浓度均相等,且阴离子总物质的量浓度为阳离子的1.5倍。取该溶液进行如下实验,下列推断正确的是
A. 白色沉淀①为和
B. 该溶液一定含
C. 若改为通入少量,无色溶液②中主要离子种类不变
D. 该溶液一定不含、、
【答案】BD
【解析】
【分析】溶液中可能含有的离子有、、、、、、、、、,取澄清透明溶液进行实验:①加入溶液产生白色沉淀①,加足量稀盐酸后沉淀不溶解,说明白色沉淀①为,原溶液一定含,因为、与反应生成的、沉淀均能溶于稀盐酸,故原溶液中一定不含、;②加入酸性淀粉KI溶液,溶液变蓝,说明溶液中含有能将氧化为的氧化性离子,结合①结论,原溶液一定含(在酸性条件下具有强氧化性);③加入足量NaOH溶液,产生蓝色沉淀,说明原溶液含[为蓝色沉淀];无色溶液①加热会产生刺激性气味的气体(),说明原溶液含;无色溶液①中加入足量会产生白色沉淀②[]和无色溶液②,说明无色溶液①中含有,进而推知原溶液含(与过量NaOH反应生成),与已检出的、不能大量共存,故原溶液中一定不含;根据电荷守恒,设阳离子、、的物质的量浓度均为a,由阴离子总浓度为阳离子的1.5倍可知,阴离子总浓度为3a×1.5=4.5a;由电荷守恒:阳离子的总正电荷2a+a+3a=6a等于阴离子总负电荷,阴离子总物质的量浓度为4.5a,结合同种电性离子浓度相等,计算可知阴离子共3种,除已检出的、外,还有1种1价阴离子即,所有阴离子浓度均为1.5a,可推知原溶液一定含,一定不含,据此分析解答。
【详解】A.白色沉淀①为,不含,A错误;
B.由电荷守恒和阴、阳离子浓度关系可推知原溶液一定含,B正确;
C.足量时,发生反应:、,无色溶液②中主要含、;若改为通入少量时,优先与过量NaOH反应,与少量CO2反应生成Al(OH)3沉淀和Na2CO3,无色溶液②中含有Na+、,可能含有、等,主要离子种类发生变化,C错误;
D.据分析和实验现象证明、均不存在;若含,则阳离子共有4种,总正电荷为2a+a+3a+a=7a,总阳离子浓度为4a,对应阴离子总浓度为4a×1.5=6a,结合电荷守恒计算可知需要至少6种阴离子,与已推出的阴离子排除结果矛盾,故一定不存在,D正确;
故答案选BD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 氧化还原反应和离子反应是高中化学重要的学习内容,回答下列问题:
(1)已知为弱酸,与足量氢氧化钠溶液发生反应,则的电离方程式为____________。
(2)无氧环境中,海洋出水铁质文物中与海水中在细菌作用下反应生成和,若该反应生成0.8 mol氧化产物,则转移电子数目为____________。
(3)已知水解得到的产物之一为,则中不同价态氧原子个数比为____________,若加热使水解,反应的化学方程式为____________。
(4)与浓硫酸的反应中,浓硫酸体现的性质为____________。制得的()固体进行热重分析,固体在受热过程中失重比随温度变化曲线如图所示。时固体成分为____________(填化学式);时固体完全分解为和两种气体,其中一种为氧化物,其化学式为____________。
【答案】(1)
(2)1.6NA (3) ①. 1∶3或3∶1 ②.
(4) ①. 酸性和氧化性 ②. 和 ③.
【解析】
【小问1详解】
为一元弱酸,无法直接电离出,而是结合水电离的释放,则电离方程式为:;
【小问2详解】
与海水中在细菌作用下反应生成和,化学方程式:,从0价升高到+2价,氧化产物为:、,生成4mol氧化产物时转移8mol电子,故生成0.8mol氧化产物时转移电子,数目为;
【小问3详解】
设中-1价氧为个,-2价氧为个,为+6价,根据离子中各元素正负化合价代数和等于离子所带电荷数:,解得,故-2价氧与-1价氧个数比为(或-1价氧原子与-2价氧原子个数比为1∶3);水解时过氧键断裂,生成和,加热时H2O2分解为H2O和O2,反应方程式为:;
【小问4详解】
与浓硫酸反应生成盐体现酸性,从+6价降低为+4价生成体现强氧化性;取1mol(质量287g),145℃失重,即失去6mol得到,688℃失重,失去全部结晶水得到,故416℃成分为;1050℃分解得到、和氧化物。
17. 元素分析与图谱分析是确定有机物分子结构的核心方法。回答下列问题:
Ⅰ.元素分析
利用燃烧分析法,按如下装置(部分装置略)对有机化合物进行元素分析。
(1)U型管c和d中的试剂分别是_______、______(填标号)。
A. B. C. 碱石灰 D.
(2)将装有样品的Pt坩埚和放入石英管中,分别称量U型管c、d,接下来进行的实验前操作还有:①通;②点燃煤气灯a;③点燃煤气灯b;④检查装置气密性;⑤连接石英管与U型管c、d 。正确的操作顺序为____________(填序号)。
(3)若有机物X为3.4 g,实验结束后,c管增重1.8 g,d管增重8.8 g。则X的实验式为____________。若缺少,可能会导致测得X的含氧量____________(填“偏高”或“偏低”)。
Ⅱ.图谱分析
(4)下图为X的质谱图,已知X含有苯环且苯环上只有一个取代基,通过实验可知X在酸性或碱性条件下均可发生水解反应,推测X可能的结构有____________种。
(5)测得X的核磁共振氢谱图(峰面积之比为3∶2∶2∶1)及红外光谱图如下,则X的结构简式为____________。
【答案】(1) ①. B ②. C
(2)①⑤④③② (3) ①. C4H4O ②. 偏高
(4)3 (5)
【解析】
【分析】这道有机综合大题分别考查元素燃烧分析、波谱结构推断两大模块。元素分析部分围绕有机物燃烧测定实验展开,考查吸收试剂的选择、整套装置标准操作步骤,根据U型管增重数据计算碳、氢、氧原子最简比得到实验式,同时分析缺少引发的实验误差;波谱推断部分利用质谱确定有机物相对分子质量,结合酯类可水解、苯环单取代的条件列举同分异构体,再结合红外光谱识别特征官能团、核磁共振氢谱判断氢原子种类与数量占比,最终确定其结构简式,据此分析解答。
【小问1详解】
有机物燃烧生成和,要分别测定二者质量,吸收顺序必须先吸水、后吸二氧化碳。c管盛放无水(B),只能吸收混合气体中的水蒸气,不吸收,以此定量测算水的质量;气体经过c管后水蒸气被完全除去,干燥的进入d管,d管内碱石灰(C)专门吸收,避免水蒸气干扰的质量测定,故U型管c和d中的试剂分别选B、C。
【小问2详解】
实验操作流程:先通入排尽装置内原有空气,防止空气里的水、二氧化碳干扰测定结果;再连接石英管与U型管;之后检查整套装置气密性;先点燃b处的煤气灯,保证有机物不完全燃烧生成的CO全部转化为;最后点燃a处样品煤气灯,使有机物燃烧,操作顺序为①⑤④③②。
【小问3详解】
c管增重1.8g为燃烧生成的质量,根据公式, ,由氢原子守恒得,再由,得;d管增重8.8g为燃烧生成的质量,代入公式,,由碳原子守恒得,结合算出。有机物样品总质量3.4g,根据质量守恒,,再利用,。三种原子物质的量之比,因此有机物实验式为;可将不完全燃烧产物CO氧化为,若无,CO无法被d管碱石灰吸收,测得质量偏小,计算所得碳元素质量偏低;样品总质量固定,碳、氢总质量计算值偏小,通过差值求出的氧元素质量偏大,最终测得氧含量偏高。
【小问4详解】
质谱图最大质荷比136,可得有机物X相对分子质量为136。X酸碱条件均可水解,分子内含酯基;含苯环且苯环上只有1个取代基,骨架为,苯基相对质量77,剩余取代基总式量136-77=59。符合条件的单取代酯的结构有、、,共3种。
【小问5详解】
红外光谱显示分子存在、、苯环骨架、结构,证明有机物含有苯环、羰基与酯键;核磁共振氢谱出现四组吸收峰,代表分子内存在四种化学环境的氢原子,结合峰面积比例3:2:2:1分析,分子内含1个甲基。结合相对分子质量136、单取代苯、酸碱均可水解的条件,确定该物质为苯甲酸甲酯,则X的结构简式为。
18. 以废芯片(Si及少量SiO2、Cu、Ag、Pd等杂质)为原料回收金属的工艺流程如下:
已知:“焙烧”中,Cu未完全转化为CuO;流程中Ce4+被还原为Ce3+;“浸出2”中Pd的浸出率较低;“浸出3”中Pd转化为[PdCl4]2-。
回答下列问题:
(1)“浸出1”发生的氧化还原反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为____________。
(2)电解采用“滤液1”和FeSO4溶液分别作阴极液和阳极液,不锈钢片和石墨片分别作阴极和阳极,阴离子交换膜作隔膜。电解的目的除了回收金属铜之外,还有____________。
(3)“滤液3”需要合并到“浸出3”所得滤液中,目的是____________。“浸出3”中金属Pd溶解的离子方程式为____________。固体2是____________。
(4)物质X可选择____________。
A.Zn B.Na C.H2O2
(5)“氧化”过程的离子方程式为____________。
【答案】(1)2:1 (2)将氧化再生为,以便在“浸出1”中循环利用
(3) ①. 提高的回收率(富集元素) ②. ③.
(4)A (5)
【解析】
【分析】废芯片(含、、、、)在空气中焙烧,、部分被氧化为、;随后经硫酸-硫酸铁浸出(浸出1),元素以离子形式进入滤液1,剩余未溶解固体(、、)进入后续工序;滤液1电解回收粗铜,同时再生可循环回浸出1工序;浸出1的剩余固体经硝酸铈浸出(浸出2),被氧化为进入滤液2,加盐酸沉淀得到,滤液含Ce离子可后续利用;浸出2剩余固体经含的硝酸铈浸出(浸出3),被氧化为进入溶液,不溶的成为固体2;含的溶液经还原剂还原得到单质,含的滤液4经在条件下氧化得到。
【小问1详解】
浸出1"中,焙烧后未被氧化的Cu单质与发生氧化还原反应:,氧化剂为,还原剂为,物质的量之比为。
【小问2详解】
阳极液为,阳极上失电子生成,阴极上得电子回收Cu,同时得到的可循环回"浸出1"步骤使用。
【小问3详解】
沉后的滤液3中溶解有部分,合并后可以提高的总回收率。被氧化为,被还原为,根据得失电子守恒、电荷守恒配平得到离子方程式:。原废料中不溶于流程中的酸,因此浸出3后得到的固体2为。
【小问4详解】
A.还原得到需要还原剂,可以置换出,A正确;
B.是活泼金属,直接与水反应,无法置换还引入杂质,B错误;
C.氧化性强,作氧化剂,不还原,C错误;
故选A。
【小问5详解】
碱性条件下氧化生成沉淀,根据得失电子守恒、电荷守恒、原子守恒配平即可得到该离子方程式:。
19. 阿司匹林为常用抗炎药,微溶于水,易溶于乙醇和乙醚;阿司匹林铜的抗炎效果强于阿司匹林,不溶于水、乙醇,受热易分解。实验室以水杨酸为原料先制备阿司匹林再制备阿司匹林铜,制备过程如下:
实验Ⅰ:制备阿司匹林
实验Ⅱ:制备阿司匹林铜与测定
装置如图所示(夹持装置略)。将实验Ⅰ所得阿司匹林置于三颈烧瓶中,加入一定量的乙醇溶解,缓慢滴加NaOH溶液,反应后再缓慢滴加CuSO4溶液,充分反应后将所得混合物经一系列操作,然后自然晾干得到阿司匹林铜粗产品。
回答下列问题:
(1)实验Ⅰ中冷凝回流操作常用球形冷凝管而不用直形冷凝管的原因是____________。
(2)实验Ⅰ中水杨酸会发生副反应生成不溶于饱和NaHCO3溶液的聚酯,该聚酯的结构简式为____________。
(3)实验Ⅰ中“操作2”为____________。
(4)实验Ⅱ中使用冰水浴并缓慢滴加NaOH溶液的原因是避免发生反应____________(写化学方程式)。
(5)实验Ⅱ中“一系列操作”依次为____________(填标号)。
a.蒸发结晶
b.蒸发浓缩、冷却结晶
c.过滤
d.依次用乙醇、蒸馏水各洗涤2~3次
e.依次用蒸馏水、乙醇各洗涤2~3次
(6)测定阿司匹林铜中Cu(Ⅱ)的质量分数
称量粗产品4.000 g溶于稀H2SO4,使铜离子解离出来配成250 mL样品溶液,取25.00 mL于碘量瓶中,加入过量KI固体,用标准溶液滴定至溶液呈浅黄色,再加入适量KSCN溶液和3滴淀粉溶液,振荡碘量瓶,继续滴定至终点,消耗Na2S2O3标准溶液V mL。
已知:①;
②;吸附的量:;被吸附的不易被标准溶液滴定。
产品中Cu(Ⅱ)的质量分数为____________%(用含c、V的代数式表示)。若实验过程中不加入KSCN溶液可能导致测定结果____________(填“偏高”或“偏低”)。
【答案】(1)冷凝管球形区域接触面积大,冷凝效果好
(2) (3)重结晶
(4)+3NaOH→+CH3COONa+2H2O或+2NaOH→+CH3COONa+H2O
(5)ce (6) ①. ②. 偏低
【解析】
【分析】实验I:以水杨酸和乙酸酐为原料,在浓硫酸催化、85 - 90℃加热条件下发生乙酰化反应生成阿司匹林粗品;反应结束后经冷却结晶、过滤得到粗产品,再用饱和NaHCO3溶液溶解(使阿司匹林转化为可溶性盐,同时除去未反应的水杨酸等杂质),酸化后通过操作2(重结晶)进一步提纯,最终获得较纯净的阿司匹林;
实验Ⅱ:三颈烧瓶作为阿司匹林与NaOH、CuSO4溶液的反应容器,配合磁力搅拌器实现充分混合;球形冷凝管冷凝回流乙醇蒸气,避免乙醇逸出,同时维持反应体系的温度稳定;恒压滴液漏斗装有NaOH溶液和CuSO4溶液,分别缓慢滴加NaOH溶液和CuSO4溶液,避免局部浓度过高导致副反应或产物分解;磁力搅拌器:使反应体系混合均匀,避免局部过热,保证反应充分进行,冰水浴控制反应温度在低温范围,防止阿司匹林酯基水解,同时防止产物阿司匹林铜受热分解;
【小问1详解】
球形冷凝管因内部具有多个球泡结构,增大了冷凝接触面积,冷凝效率更高,更适用于回流操作,直形冷凝管主要用于蒸馏时导流冷凝液,不适合本实验的回流需求;
【小问2详解】
水杨酸分子间通过酚羟基与羧基脱水缩合形成聚酯,其重复单元结构为;
【小问3详解】
实验I中“操作2”是对经过盐酸酸化、冷却结晶、过滤、洗涤后的阿司匹林进行进一步提纯,该操作为重结晶;
【小问4详解】
阿司匹林含有酯基,在碱性条件下(加入NaOH溶液)会发生水解反应,使用冰水浴并缓慢滴加NaOH溶液是为了避免阿司匹林发生水解反应,反应的化学方程式为:+3NaOH→+CH3COONa+2H2O 或 +2NaOH→+CH3COONa+H2O;
【小问5详解】
实验Ⅱ中,充分反应后得到的混合物中含有阿司匹林铜沉淀,首先通过过滤(c)分离出沉淀;由于阿司匹林铜不溶于水、乙醇,为了除去沉淀表面的杂质,依次用蒸馏水、乙醇各洗涤2 - 3次(e),因为先用水洗可以除去水溶性杂质,再用乙醇洗可以除去乙醇溶性杂质且乙醇易挥发,便于后续干燥,然后自然晾干得到阿司匹林铜粗产品;
【小问6详解】
根据滴定反应关系,25.00 mL样品中,则250 mL溶液中;Cu(Ⅱ)的质量为,因此产品中的Cu(Ⅱ)的质量分数为;若实验过程中不加入 KSCN 溶液,CuI沉淀会吸附部分I2,导致被滴定的I2量减少,消耗的Na2S2O3标准溶液体积V偏小,最终测定的 Cu(Ⅱ)质量分数偏低。
20. 利用石油化学工业最重要的基础原料(A)合成瞬干胶α-氰基丙烯酸乙酯(Ⅰ)的路线如下:
已知:
回答下列问题:
(1)A结构简式为____________。
(2)D→E反应类型为____________;检验E中氯元素用到的试剂有____________(写化学式)。
(3)F的化学名称为____________;G→H的化学方程式为____________。
(4)α-氰基丙烯酸丁酯可作为医用胶。已知含的无机盐有剧毒,医用胶含氰基却几乎无毒性,原因是____________。
(5)已知:RCOOR´+R´´OHRCOOR´´+R´OH,综合上述信息,写出由物质C和I制备α-氰基丙烯酸丁酯的合成路线____________。
【答案】(1)
(2) ①. 取代反应 ②. 、、
(3) ①. 氯乙酸乙酯 ②. +HCHO
(4)医用胶的分子含有氰基,很稳定,不会电离出
(5)
【解析】
【分析】A是石油化学工业最重要的基础原料,则A为乙烯,A在一定条件下生成B,B氧化生成C,C氧化生成D,则B为乙醇,C为乙醛,D为乙酸,乙酸与氯气在催化剂、加热作用下发生取代反应生成E,E与乙醇发生酯化反应生成F(),则E为,F为,与NaCN发生取代反应生成G,则G为,与发生已知信息的反应生成H,则H为, 发生消去反应生成I。
【小问1详解】
根据分析知,A结构简式为;
【小问2详解】
根据分析知,D→E反应类型为取代反应;取适量E注入试管中,加入氢氧化钠溶液,加热充分反应后,先加入稀硝酸酸化,再加入硝酸银,如果有白色沉淀,则证明E中含有氯元素;
【小问3详解】
的化学名称为氯乙酸乙酯;G→H的化学方程式为+HCHO;
【小问4详解】
医用胶的分子含有氰基,很稳定,不会电离出,所以医用胶几乎无毒性;
【小问5详解】
根据已知:RCOOR´+R´´OHRCOOR´´+R´OH,必须合成CH3CH2CH2CH2OH,因此合成路线为:。
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