内容正文:
高二化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Cu 64 Zn 65
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. 使用时须做好个人防护,其废弃物应进行无害化处理
B. 洁厕灵和“84”消毒液混合使用,可增强消毒效果
C. 常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
D. 的水溶液具有耐高温特性,故其可用作防火剂
2. 用氯化钠固体配制的溶液时,下列玻璃仪器不需要使用的是
A.烧杯
B.胶头滴管
C.容量瓶
D.分液漏斗
A. A B. B C. C D. D
3. 下列化学用语使用正确的是
A. 乙烯分子的结构模型: B. 氯化氢的电子式:
C. 次氯酸的结构式: D. 同素异形体:和
4. 下列反应中,既属于化合反应又属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
5. 下列说法错误的是
A. 糖类中果糖不能水解,淀粉属于高分子
B. 向含有苯环的蛋白质溶液中加入浓硝酸会有黄色沉淀产生,加热后沉淀变为白色
C. -氨基酸中除甘氨酸外,一般均含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子
D. 蛋白质在酸或酶的作用下,逐步水解成相对分子质量较小的多肽,最终水解得到氨基酸
6. 部分含物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列说法不合理的是
A. 图中4种物质均可与溶液反应
B. 转化为可一步实现
C. 属于离子化合物
D. 常温下,比更不容易被腐蚀,是因为的表面有一层致密的薄膜,阻止了反应进一步进行
7. 铅酸蓄电池放电时的工作原理为。铅酸蓄电池放电时,下列说法正确的是
A. 电解质溶液中的往电极方向迁移
B. 一段时间后,和电极的质量均增大
C. 负极上发生还原反应,失去电子
D. 一段时间后,电解质溶液的减小
8. 碳元素是组成化合物的重要元素,下列说法错误的是
A. 丙酮是最简单的酮
B. 苯乙酮的结构简式为,可发生还原反应
C. 葡萄糖也能发生银镜反应
D. 乙醛与新制银氨溶液的反应中,有白色沉淀产生,说明银氨离子具有还原性
9. (结构如图所示)是热休克蛋白家族中重要的分子伴侣。下列有关的说法错误的是
A. 属于烃的衍生物
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 可用-射线衍射仪测定其相对分子质量
D. 分子中含手性碳原子
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 中,所含的键数目为
B. 分子中,所含的原子总数为
C. 固体中,所含的电子总数为
D. 的溶液中,所含的数目为
11. X、Y、Z、W、E五种短周期主族元素的原子序数依次增大。的最外层电子数是内层的1.5倍,基态原子的轨道半充满,与形成的化合物是生活中常用的调味剂,与E同主族。下列说法正确的是
A. WE和WZ均含有离子键 B. 第一电离能:
C. 固体X属于分子晶体 D. 的VSEPR模型名称为四面体形
12. 下列由实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向和稀溶液中滴加少量溶液
出现淡黄色沉淀
B
向某溶液中加入盐酸,将产生的无色气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
该溶液中可能含有
C
将苯、液溴、铁粉混合后反应产生的气体通入溶液
生成淡黄色沉淀
苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应
D
向溶液中加入氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
氧化性:
A. A B. B C. C D. D
13. 某种铜锌化合物的晶胞结构(立方晶胞)如图1所示,下列说法错误的是
A. 是第四周期第ⅡB族元素
B. 与距离最近且相等的原子的个数为3
C. 该晶体的密度为
D. 该晶胞沿轴方向上的投影如图2所示
14. 时,将溶液逐滴滴入的硫酸溶液中。滴加过程中,溶液的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 时,该硫酸溶液中,由水电离出的
B. 点溶液中,所含的溶质仅为
C. 点溶液中,
D. 点溶液中,
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 为非甾体类抗炎镇痛药物合成的重要中间体,实验室利用如图所示装置(加热及夹持装置已略去)进行制备实验。
Ⅰ.反应原理:
Ⅱ.实验步骤:
ⅰ.在三颈烧瓶中依次加入丙酮、(约)Q和(约)碳酸钾,加热至,反应;
ⅱ.冷却至,加入苄基三乙基氯化铵1.00 g(即),缓慢加入溴乙酸苄酯(W)(即),加料完毕后,于反应;
ⅲ.冷却至室温,倒入盛有水的烧杯中,搅拌0.5 h;
ⅳ.过滤,滤饼用蒸馏水洗涤,于真空干燥得到。
已知:步骤ii中的反应为放热反应。
(1)仪器a的名称为_________。
(2)该实验最佳的加热方式为_________(填“水浴”或“酒精喷灯”)加热。
(3)该实验应选用_________(填“250”“500”或“1000”)mL的三颈烧瓶。
(4)该实验中,的作用为___________________________。
(5)步骤ii中温度降至时,缓慢加入W的目的是___________________________。
(6)过滤时,所需用到的玻璃仪器有玻璃棒,其作用为___________________________。
(7)的产率为_________%。
16. 利用微气泡耦合催化氧化浸出技术可从钒铬泥(含、、、、)中提取和,工艺流程如图所示。
已知:①(Ⅵ)在碱性溶液中主要以形式存在,酸性溶液中主要以形式存在;
②(Ⅴ)在强碱性溶液中主要以形式存在,在弱碱性溶液中主要以形式存在;
③时,,。
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为__________。
(2)“浸出”时,将钒铬泥、NaOH溶液和催化剂混合,采用微气泡技术通入,可高效地将钒和铬分别转化为和。
①滤渣Ⅰ的主要成分为_______(填化学式)。
②在该条件下发生反应的离子方程式为________________。
(3)“沉钒”时,控制溶液。常温下,“沉钒”后溶液中浓度为,则溶液中_______(保留两位有效数字)。
(4)“还原”时生成的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(5)铬的某种晶胞结构(立方晶胞)如图所示。
①该晶体的化学式为________。
②若1号原子的分数坐标为,则3号原子的分数坐标为________。
③若该晶体的密度为,设为阿伏加德罗常数的值,则1号原子与2号原子之间的距离为________(用含、的代数式表示)cm。
17. 苯乙烯和苯甲醛都是重要的化工原料,近年来,我国科研团队通过催化剂设计等方法,利用乙苯氧化脱氢法实现了苯乙烯和苯甲醛的联合生产。
反应ⅰ:;
反应ⅱ:;
反应ⅲ:。
回答下列问题:
(1)________(用含、的代数式表示),________(用含、的代数式表示)。
(2)对于反应iii,(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示,其中正确的是________(填标号)。
(3)已知:的反应速率方程为(为速率,为速率常数,代表压强),则该反应的反应级数为。在恒温恒容条件下,通过固定一种气体分压改变另一种气体分压的方式测定反应级数,图1、图2表示了在三种不同催化剂上气体分压对反应速率的影响,根据图中数据:
反应ⅰ:的反应级数________(填具体数字)。
(4)经研究发现,过渡金属氧化物作催化剂时,其催化乙苯氧化脱氢的过程大致可描述如下:乙苯可以与具有氧离子缺位的过渡金属离子(电子受体)相互作用从而形成稳定中间体,苯环侧链烷基的原子吸附在晶格氧上,晶格氧参与反应与结合形成而脱去;随后气相氧补充晶格氧,完成氧化脱氢反应循环。
①过渡金属离子可作为电子受体的原因是_________________________。
②按照反应原理推测,将乙苯换成丙烷进行催化氧化脱氢,反应将更_______(填“难”或“易”)进行。
(5)某温度下,往某恒容密闭容器中充入(g)和,仅发生反应ⅰ和反应ⅱ。后,反应体系达到平衡,此时测得的物质的量为,的物质的量为。
①(g)的平衡转化率为________%。
②反应ⅱ的平衡常数________(列出计算式即可)。
18. Z是一种抗心律失常药物,其合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为________。
(2)C的结构简式为________。
(3)C→D的反应类型为________。
(4)的俗称为________。
(5)中质量分数最大的元素为________(填元素符号)。
(6)测定的相对分子质量的仪器为________(填仪器名称)。
(7)的同分异构体有多种,其中含有苯环的结构共有_____种(不包括其本身,不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示只有四组峰,且峰面积之比为1:2:2:3的结构简式为________(写1种即可)。
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高二化学
本试卷满分100分,考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,考生务必将自己的姓名、考生号、考场号、座位号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
4.可能用到的相对原子质量:H 1 B 11 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 Cl 35.5 Cr 52 Cu 64 Zn 65
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. 使用时须做好个人防护,其废弃物应进行无害化处理
B. 洁厕灵和“84”消毒液混合使用,可增强消毒效果
C. 常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料
D. 的水溶液具有耐高温特性,故其可用作防火剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.是可溶性重金属盐,有毒,因此使用时需做好个人防护,废弃物要进行无害化处理,A正确;
B.洁厕灵主要成分为盐酸,“84”消毒液主要成分为次氯酸钠,二者混合会发生反应生成有毒的氯气,危害人体健康,不能增强消毒效果,B错误;
C.为红棕色固体,俗称铁红,常用作油漆、涂料、油墨和橡胶的红色颜料,C正确;
D.的水溶液俗称水玻璃,耐高温、不易燃烧,可用作防火剂,D正确;
故选B。
2. 用氯化钠固体配制的溶液时,下列玻璃仪器不需要使用的是
A.烧杯
B.胶头滴管
C.容量瓶
D.分液漏斗
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.配制溶液时需要用烧杯溶解氯化钠固体,是需要使用的仪器,A不符合题意;
B.定容时液面接近容量瓶刻度线,需要用胶头滴管滴加蒸馏水至凹液面与刻度线相平,是需要使用的仪器,B不符合题意;
C.配制一定物质的量浓度的溶液需要用容量瓶确定最终溶液体积,是需要使用的仪器,C不符合题意;
D.分液漏斗用于互不相溶液体的分液、向反应体系滴加液体等操作,配制氯化钠溶液的过程不需要使用该仪器,D符合题意;
故选D。
3. 下列化学用语使用正确的是
A. 乙烯分子的结构模型: B. 氯化氢的电子式:
C. 次氯酸的结构式: D. 同素异形体:和
【答案】A
【解析】
【详解】A.该模型为乙烯的球棍模型,乙烯为平面结构,碳原子间以双键结合,每个碳原子连接2个氢原子,符合乙烯的结构特点,A正确;
B.氯化氢是共价化合物,不存在阴、阳离子,电子式应为,B错误;
C.次氯酸分子中氧原子需形成2个共价键,分别与氢原子、氯原子成键,正确结构式为,C错误;
D.同素异形体是同种元素形成的不同单质,和均为化合物,不属于同素异形体,D错误;
故选A。
4. 下列反应中,既属于化合反应又属于氧化还原反应的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应为置换反应,生成物有2种,不属于化合反应,虽然Fe、Cu元素化合价发生变化属于氧化还原反应,但不符合题意,A错误;
B.该反应是两种物质生成一种物质的化合反应,但反应中所有元素化合价均未发生变化,不属于氧化还原反应,不符合题意,B错误;
C.该反应是两种物质生成一种物质的化合反应,且Fe元素由+2价升高为+3价,部分Cl元素由0价降低为-1价,存在化合价升降,属于氧化还原反应,符合题意,C正确;
D.该反应生成物有2种,不属于化合反应,且反应中所有元素化合价均未发生变化,不属于氧化还原反应,不符合题意,D错误;
故选C。
5. 下列说法错误的是
A. 糖类中果糖不能水解,淀粉属于高分子
B. 向含有苯环的蛋白质溶液中加入浓硝酸会有黄色沉淀产生,加热后沉淀变为白色
C. -氨基酸中除甘氨酸外,一般均含有连接4个不同原子或原子团的手性碳原子
D. 蛋白质在酸或酶的作用下,逐步水解成相对分子质量较小的多肽,最终水解得到氨基酸
【答案】B
【解析】
【详解】A.果糖属于单糖,不能发生水解反应;淀粉是多糖,相对分子质量较大,属于天然高分子化合物,A正确;
B.含有苯环的蛋白质与浓硝酸会发生特征颜色反应,生成黄色沉淀,加热后沉淀仍为黄色,不会变为白色,B错误;
C.-氨基酸的碳原子连接、、和基,甘氨酸的基为,无手性碳原子,其余-氨基酸的基不为,碳原子为连接4个不同原子或原子团的手性碳原子,C正确;
D.蛋白质在酸或酶的催化作用下,先逐步水解为相对分子质量较小的多肽,最终彻底水解得到氨基酸,D正确;
故选B。
6. 部分含物质的分类与相应化合价的关系如图所示。下列说法不合理的是
A. 图中4种物质均可与溶液反应
B. 转化为可一步实现
C. 属于离子化合物
D. 常温下,比更不容易被腐蚀,是因为的表面有一层致密的薄膜,阻止了反应进一步进行
【答案】C
【解析】
【详解】A.、、、均能与溶液反应:与反应生成和氢气,为两性氧化物、为两性氢氧化物均可与反应,可与反应生成氢氧化铝或和,A正确;
B.受热易分解,反应为,可一步转化为,B正确;
C.中和以共价键结合,属于共价化合物,不是离子化合物,C错误;
D.常温下表面易生成一层致密的薄膜,能阻止内部继续被氧化,因此比更不容易被腐蚀,D正确;
故选C。
7. 铅酸蓄电池放电时的工作原理为。铅酸蓄电池放电时,下列说法正确的是
A. 电解质溶液中的往电极方向迁移
B. 一段时间后,和电极的质量均增大
C. 负极上发生还原反应,失去电子
D. 一段时间后,电解质溶液的减小
【答案】B
【解析】
【详解】A.放电时为负极,阳离子向正极迁移,应向电极方向移动,A错误;
B.负极失电子转化为难溶的附着在电极上,质量增大;正极得电子也转化为附着在电极上,质量同样增大,B正确;
C.负极上物质失去电子,发生的是氧化反应,不是还原反应,C错误;
D.反应消耗且生成,溶液中浓度降低,pH增大,D错误;
故选B。
8. 碳元素是组成化合物的重要元素,下列说法错误的是
A. 丙酮是最简单的酮
B. 苯乙酮的结构简式为,可发生还原反应
C. 葡萄糖也能发生银镜反应
D. 乙醛与新制银氨溶液的反应中,有白色沉淀产生,说明银氨离子具有还原性
【答案】D
【解析】
【详解】A.酮的官能团为羰基,需连接两个烃基,最简单的酮为丙酮(),A正确;
B.给出的结构为苯乙酮,结构中含有羰基,可与发生加成反应,即还原反应得到醇,B正确;
C.葡萄糖属于多羟基醛,含有醛基,可发生银镜反应,C正确;
D.乙醛与银氨溶液反应时,银氨离子中+1价的被还原为0价的银单质,银氨离子得电子作氧化剂,具有氧化性,且反应生成的是银白色银镜,并非白色沉淀,D错误;
故选D。
9. (结构如图所示)是热休克蛋白家族中重要的分子伴侣。下列有关的说法错误的是
A. 属于烃的衍生物
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 可用-射线衍射仪测定其相对分子质量
D. 分子中含手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.该物质除C、H外还含有O、N元素,属于烃的衍生物,A正确;
B.分子中含有酚羟基,可被酸性高锰酸钾氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B正确;
C.X-射线衍射仪用于测定晶体的结构,测定相对分子质量应使用质谱仪,C错误;
D.分子中存在连接4个不同基团的饱和碳原子,含有手性碳原子,D正确;
故选C。
10. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 中,所含的键数目为
B. 分子中,所含的原子总数为
C. 固体中,所含的电子总数为
D. 的溶液中,所含的数目为
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯分子中单键为σ键,碳碳双键中含有1个σ键,则2.8 g 乙烯中含有σ键的数目为:×5×NA mol-1=0.5NA,A正确;
B.三氧化硫是4原子分子,则0.8 g三氧化硫分子中含有的原子总数为:×4×NA mol-1=0.04NA,B正确;
C.铵根离子的电子数为10,则0.535 g 氯化铵固体中铵根离子含有的电子总数为:×10×NA mol-1=0.1NA,C正确;
D.氯化铁是强酸弱碱盐,在溶液中发生水解反应生成氢氧化铁和盐酸,若氯化铁不水解,0.5 L0.02 mol/L氯化铁溶液中铁离子的数目为:0.02 mol/L×0.5 L×NA mol-1=0.01NA,所以溶液中铁离子数目小于0.01NA,D错误;
故选D。
11. X、Y、Z、W、E五种短周期主族元素的原子序数依次增大。的最外层电子数是内层的1.5倍,基态原子的轨道半充满,与形成的化合物是生活中常用的调味剂,与E同主族。下列说法正确的是
A. WE和WZ均含有离子键 B. 第一电离能:
C. 固体X属于分子晶体 D. 的VSEPR模型名称为四面体形
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y、Z、W、E五种短周期主族元素的原子序数依次增大,为(硼,最外层3个电子,内层2个电子,符合1.5倍关系);为(氮,轨道3个电子半充满);为(氟,与同主族);为(钠);为(氯,是常用调味剂)。
【详解】A. 为,为,二者均是活泼金属与活泼非金属形成的离子化合物,都含有离子键,A正确;;
B.同周期主族元素第一电离能整体随原子序数增大而升高,的第一电离能小于,即第一电离能,B错误;
C.固体硼属于共价晶体,不是分子晶体,C错误;
D.为,中心的价层电子对数为3,无孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,不是四面体形,D错误;
答案选A。
12. 下列由实验操作和现象得出的结论正确的是
选项
实验操作
现象
结论
A
向和稀溶液中滴加少量溶液
出现淡黄色沉淀
B
向某溶液中加入盐酸,将产生的无色气体通入澄清石灰水中
澄清石灰水变浑浊
该溶液中可能含有
C
将苯、液溴、铁粉混合后反应产生的气体通入溶液
生成淡黄色沉淀
苯与液溴在铁粉催化下发生取代反应
D
向溶液中加入氯水
溶液由浅绿色变为棕黄色
氧化性:
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.未说明NaCl和NaBr溶液浓度相等,无法通过沉淀生成顺序比较和的大小,A错误;
B.与盐酸反应生成的也能使澄清石灰水变浑浊,因此该溶液中可能含有,B正确;
C.液溴易挥发,挥发的溴蒸气也能与溶液反应生成淡黄色沉淀,无法证明取代反应生成了,C错误;
D.溶液中含,加入氯水后酸性条件下也可将氧化为,无法证明氧化性,D错误;
故选B。
13. 某种铜锌化合物的晶胞结构(立方晶胞)如图1所示,下列说法错误的是
A. 是第四周期第ⅡB族元素
B. 与距离最近且相等的原子的个数为3
C. 该晶体的密度为
D. 该晶胞沿轴方向上的投影如图2所示
【答案】B
【解析】
【详解】A.Zn为30号元素,在元素周期表中位于第四周期第ⅡB族,A正确;
B.Zn位于晶胞顶点,Cu位于晶胞面心,与Zn距离最近且相等的Cu原子数为12,B错误;
C.晶胞中Zn原子数为,Cu原子数为,晶胞总质量;晶胞边长,体积,因此密度,C正确;
D.沿轴投影时,顶点Zn投影到正方形四个顶点,Cu原子投影后,分别位于正方形四条边中点和中心,与图2一致,D正确;
故选B。
14. 时,将溶液逐滴滴入的硫酸溶液中。滴加过程中,溶液的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 时,该硫酸溶液中,由水电离出的
B. 点溶液中,所含的溶质仅为
C. 点溶液中,
D. 点溶液中,
【答案】A
【解析】
【分析】25℃时,硫酸体积、,因此溶液中总,,,25℃,逐一分析选项:
【详解】A.酸溶液中,全部由水电离,因此溶液中。 水的电离为,水电离出的,因此,A正确;
B.a点加入,,仅中和了一半,反应后溶质为,B错误;
C. b点,溶液呈中性,,根据电荷守恒:,可得。 b点总溶液体积为,,而中性溶液中,显然与不相等,C错误;
D.根据电荷守恒,c点始终满足:,整理得: ,与选项描述相反,D错误;
故选A。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 为非甾体类抗炎镇痛药物合成的重要中间体,实验室利用如图所示装置(加热及夹持装置已略去)进行制备实验。
Ⅰ.反应原理:
Ⅱ.实验步骤:
ⅰ.在三颈烧瓶中依次加入丙酮、(约)Q和(约)碳酸钾,加热至,反应;
ⅱ.冷却至,加入苄基三乙基氯化铵1.00 g(即),缓慢加入溴乙酸苄酯(W)(即),加料完毕后,于反应;
ⅲ.冷却至室温,倒入盛有水的烧杯中,搅拌0.5 h;
ⅳ.过滤,滤饼用蒸馏水洗涤,于真空干燥得到。
已知:步骤ii中的反应为放热反应。
(1)仪器a的名称为_________。
(2)该实验最佳的加热方式为_________(填“水浴”或“酒精喷灯”)加热。
(3)该实验应选用_________(填“250”“500”或“1000”)mL的三颈烧瓶。
(4)该实验中,的作用为___________________________。
(5)步骤ii中温度降至时,缓慢加入W的目的是___________________________。
(6)过滤时,所需用到的玻璃仪器有玻璃棒,其作用为___________________________。
(7)的产率为_________%。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)水浴 (3)500
(4)中和反应生成的,促进反应正向进行,提高产率
(5)控制反应速率,防止反应放热过快导致温度过高而引发副反应(或导致溶剂大量挥发)
(6)引流 (7)80
【解析】
【分析】由反应原理可知Q与W发生取代反应生成R与HBr。
【小问1详解】
仪器a的名称为:球形冷凝管;
【小问2详解】
实验中步骤ⅰ和ⅱ的加热温度分别为和,均低于。为了便于精确控制温度且使反应体系受热均匀,最佳的加热方式为水浴加热;
【小问3详解】
实验中加入的丙酮溶剂体积为,加上加入的固体试剂,混合物的总体积约为,烧瓶内盛放液体体积一般应为其容积的,选用的三颈烧瓶最为合适;
【小问4详解】
由反应原理可知,反应会生成副产物。加入的呈碱性,可以中和反应生成的,促进反应正向进行,提高产率;
【小问5详解】
题目已知步骤ⅱ中的反应为放热反应,缓慢加入反应物W可以:控制反应速率,防止反应放热过快导致温度过高而引发副反应(或导致溶剂大量挥发);
【小问6详解】
过滤操作中,玻璃棒的主要作用是引流;
【小问7详解】
根据反应方程式可知,Q与W按的化学计量数之比发生反应。实验中加入Q约0.140 mol,W约0.168 mol,W过量,理论上生成R的物质的量为0.140 mol,产率为:。
16. 利用微气泡耦合催化氧化浸出技术可从钒铬泥(含、、、、)中提取和,工艺流程如图所示。
已知:①(Ⅵ)在碱性溶液中主要以形式存在,酸性溶液中主要以形式存在;
②(Ⅴ)在强碱性溶液中主要以形式存在,在弱碱性溶液中主要以形式存在;
③时,,。
回答下列问题:
(1)基态的价层电子排布式为__________。
(2)“浸出”时,将钒铬泥、NaOH溶液和催化剂混合,采用微气泡技术通入,可高效地将钒和铬分别转化为和。
①滤渣Ⅰ的主要成分为_______(填化学式)。
②在该条件下发生反应的离子方程式为________________。
(3)“沉钒”时,控制溶液。常温下,“沉钒”后溶液中浓度为,则溶液中_______(保留两位有效数字)。
(4)“还原”时生成的反应中,氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
(5)铬的某种晶胞结构(立方晶胞)如图所示。
①该晶体的化学式为________。
②若1号原子的分数坐标为,则3号原子的分数坐标为________。
③若该晶体的密度为,设为阿伏加德罗常数的值,则1号原子与2号原子之间的距离为________(用含、的代数式表示)cm。
【答案】(1)
(2) ①. 、 ②.
(3)0.089 (4)2:3
(5) ①. ②. ③.
【解析】
【分析】由题干工艺流程图可知,向钒铬泥(含、、、、)中加入溶液和催化剂,同时通入进行浸出,将转化为、转化为,转化为,转化为,过滤出浸出渣主要含、;向滤液中加入将转化为而除去,过滤得到滤渣为,调节溶液pH值将转化为,加入进行沉钒即生成析出,过滤洗涤干燥得到固体,灼烧后转化为,再经还原得到,向滤液中加入将还原为,过滤洗涤干燥后灼烧得到,据此分析解题;
【小问1详解】
Cr为24号元素,其价层电子排布式为;
【小问2详解】
①由分析可知,滤渣Ⅰ的主要成分为、;
②由分析可知,“浸出”时转化为,因此离子方程式为;
【小问3详解】
“沉钒”后溶液中浓度为,已知条件中,可以求出,根据已知条件中的,
【小问4详解】
还原过程是向滤液中加入将还原为,为氧化剂,Cr从+6价降低至+3价,得3个电子;被氧化成,为还原剂,S从+4价升至+6价,失2个电子,因此根据得失电子守恒可知,氧化剂()和还原剂()的物质的量之比为2:3;
【小问5详解】
①根据晶胞结构可知,一个晶胞中有B粒子为4个,Cr粒子为,Cr和B的个数比为1:1,因此该晶体的化学式为;
②若1号原子的分数坐标为,根据3所在的位置和空间坐标系可知,3号原子的分数坐标为;
③由于一个晶胞中有4个,晶胞的质量为,该晶体的密度为,求出晶胞的体积为,晶胞参数为,而1号和2号原子的距离为晶胞参数的倍,因此该距离为。
17. 苯乙烯和苯甲醛都是重要的化工原料,近年来,我国科研团队通过催化剂设计等方法,利用乙苯氧化脱氢法实现了苯乙烯和苯甲醛的联合生产。
反应ⅰ:;
反应ⅱ:;
反应ⅲ:。
回答下列问题:
(1)________(用含、的代数式表示),________(用含、的代数式表示)。
(2)对于反应iii,(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示,其中正确的是________(填标号)。
(3)已知:的反应速率方程为(为速率,为速率常数,代表压强),则该反应的反应级数为。在恒温恒容条件下,通过固定一种气体分压改变另一种气体分压的方式测定反应级数,图1、图2表示了在三种不同催化剂上气体分压对反应速率的影响,根据图中数据:
反应ⅰ:的反应级数________(填具体数字)。
(4)经研究发现,过渡金属氧化物作催化剂时,其催化乙苯氧化脱氢的过程大致可描述如下:乙苯可以与具有氧离子缺位的过渡金属离子(电子受体)相互作用从而形成稳定中间体,苯环侧链烷基的原子吸附在晶格氧上,晶格氧参与反应与结合形成而脱去;随后气相氧补充晶格氧,完成氧化脱氢反应循环。
①过渡金属离子可作为电子受体的原因是_________________________。
②按照反应原理推测,将乙苯换成丙烷进行催化氧化脱氢,反应将更_______(填“难”或“易”)进行。
(5)某温度下,往某恒容密闭容器中充入(g)和,仅发生反应ⅰ和反应ⅱ。后,反应体系达到平衡,此时测得的物质的量为,的物质的量为。
①(g)的平衡转化率为________%。
②反应ⅱ的平衡常数________(列出计算式即可)。
【答案】(1) ①. ②.
(2)B (3)1.2
(4) ①. 过渡金属离子能够提供空轨道 ②. 难
(5) ①. 45 ②.
【解析】
【小问1详解】
根据反应ⅰ、ⅱ、ⅲ的化学方程式可知,反应ⅲ=反应ⅰ+反应ⅱ,根据盖斯定律,;对于反应ⅰ和反应ⅱ相加后的反应,平衡常数为,相加后的反应是反应ⅲ的2倍,故,因此;
【小问2详解】
由于反应ⅲ的,为放热反应,随着温度升高,平衡向逆反应方向移动,的物质的量分数会随着温度不断减小,B符合变化趋势,故答案为B;
【小问3详解】
由图1可知,依据直线斜率公式,根据和可以计算在图一中直线的斜率为,即,;同理可以通过图2计算,根据和可以计算在图二中直线的斜率为,即,;因此;
【小问4详解】
①过渡金属离子具有空轨道,可以接受孤电子对,因此过渡金属离子可作为电子受体;
②乙苯中苯环的存在使得侧链具有较高的活性,更容易被氧化脱氢,而丙烷没有苯环这种活性作用,所以将乙苯换成丙烷进行催化氧化脱氢则反应更难进行;
【小问5详解】
①系统平衡时,,根据反应ⅱ的化学方程式可知,反应ⅱ生成和的物质的量均为,消耗的的物质的量为,消耗的的物质的量为;由于初始,而达到平衡后,反应ⅱ消耗的的物质的量为,因此反应ⅰ消耗的的物质的量为,根据反应ⅰ的化学方程式可知,反应ⅰ中消耗的的物质的量为,反应ⅰ中生成的和的物质的量为,的转化率为;
②平衡时的物质的量为,,的物质的量为,,,由于容器的体积为1 L,反应ⅱ的平衡常数。
18. Z是一种抗心律失常药物,其合成路线如图所示。
回答下列问题:
(1)B中含氧官能团名称为________。
(2)C的结构简式为________。
(3)C→D的反应类型为________。
(4)的俗称为________。
(5)中质量分数最大的元素为________(填元素符号)。
(6)测定的相对分子质量的仪器为________(填仪器名称)。
(7)的同分异构体有多种,其中含有苯环的结构共有_____种(不包括其本身,不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示只有四组峰,且峰面积之比为1:2:2:3的结构简式为________(写1种即可)。
【答案】(1)羧基 (2)
(3)取代反应 (4)氯仿
(5)
(6)质谱仪 (7) ①. 4 ②. 或
【解析】
【分析】A→B为水解反应,根据B和D的结构简式,和B→C的反应条件可以推断C的结构简式为,B→C为取代反应,C→D为C和甲醇发生的取代反应;E→F为氯原子取代了E的羟基,F→G为基团取代了F上氨基的氢原子,G和H发生取代反应生成L;D和L发生取代反应生成Z,由此解答;
【小问1详解】
根据B的结构式可知,B中的含氧官能团名称为羧基;
【小问2详解】
由分析可知,C的结构简式为;
【小问3详解】
C→D为C和甲醇发生的取代反应;
【小问4详解】
的俗称为氯仿;
【小问5详解】
G的分子式为,其中的质量分数为,因此质量分数最大的元素为;
【小问6详解】
测定相对分子质量的仪器为质谱仪;
【小问7详解】
H的分子式为,含有苯环的同分异构体中如果只有一个取代基,有两种情况分别为和;如果有两个取代基,只可能是酚羟基和甲基,存在邻间对三种情况,排除H本身,有两种情况分别为和,因此符合要求的同分异构体有4种;核磁共振氢谱显示只有四组峰,且峰面积之比为1:2:2:3的结构简式为或。
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