内容正文:
绵竹中学2023级高二下期中质量检测
化 学
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 Cl-12 O-16 Cl-35.5 Na-23
一、单选题(每小题3分,共42分)
1. 下列有关化学用语表示错误的是
A. 氯气的共价键电子云轮廓图: B. 二氧化硅的分子式为SiO2
C. 醛基的电子式: D. NH3分子的VSEPR模型:
2. 下列说法错误的是
A. 氧炔焰常用于焊接或切割金属;甲醛的水溶液又称福尔马林
B. 表面活性剂烷基磺酸根离子可将油渍等污垢包裹在胶束内腔,起到去污作用
C. 可用溴水鉴别甲苯、乙醇、甲醛溶液、苯酚稀溶液
D. 聚氯乙烯可用做食品包装袋的主要材料;做过银镜反应实验的试管,用氨水可以清洗干净
3. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1mol羟基含有的电子数为7NA
B. 1mol CaC2含有的阴离子数目为2NA
C. 标准状况下,11.2L CH2Cl2含有0.5NA个分子
D. 42g乙烯和丙烯的混合气体中碳原子数目为3NA
4. 下列事实不能用有机化合物分子中基团间的相互作用解释的是
A. 乙烯能发生加成反应而乙烷不能
B. 苯在50~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可发生
C. 甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而甲烷不能
D. 苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能
5. 下列反应中,其有机产物含有2个官能团的是
A. 1mol乙炔与2mol溴发生加成反应 B. 乙烯与溴发生加成反应
C. 1mol苯与3mol氢气发生加成反应 D. 甲苯硝化生成三硝基甲苯
6. 下列有关化学或离子方程式书写错误的是
A. 甲苯与溴在光照条件下反应:
B. 少量的CO2与苯酚钠溶液的反应方程式为:
C. 硝酸银溶液中滴加少量氨水:
D. 实验室用电石和饱和食盐水制取乙炔的反应:
7. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. CH2=CH2CH3CH2OHCH3COOH
B. CH3CH2OHCH2=CH2
C.
D. CH3CHOCH3CH2OHCH3CH2Br
8. 实验是高中化学的重要组成部分,下列说法正确的是
A. 用乙醇萃取碘水中的碘时需要使用a、f
B. 重结晶法提纯苯甲酸时需要使用b、f
C. 分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳时需要使用c、d、e、f
D. 分离乙酸乙酯和饱和食盐水时需要使用c、d、f
9. 已知:。下列说法不正确的是
A. 电解溶液可将分解为和
B. 生成1mol放出的热量多于生成1mol放出的热量
C. 装置a不仅能产生和,而且能将二者反应的化学能转化为电能
D. 每生成0.5mol,转移电子的数目为
10. 我国某大学团队利用有机物(M,结构如图)成功制备了有机框架材料。下列有关M的说法错误的是
A. 能与H2发生加成反应
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 1 mol M与NaOH溶液反应最多消耗4 mol NaOH
D. M分子中存在手性碳原子
11. Carolyn·R·Bertozzi. Morten Meldal、K·Bary·Sharpless三人因对点击化学做出的贡献而荣获2022年诺贝尔化学奖。下图是利用点击化学方法设计的一种新型的1,2,3-三唑类杀菌剂的合成路出。下列有关说法正确的是
A. 有机物X与互为同系物
B. 有机物X属于芳香烃,含有两种官能团
C. 有机物Y中所有碳原于一定共平面
D. 有机物Z能发生取代反应、氧化反应、加成反应,不能与Na、NaOH反应
12. 下列实验方案不能达到实验目的的是
A.检验乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
B.检验1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯
C.验证盐酸、碳酸、苯酚的酸性强弱
D.检验电石与水反应生成乙炔
A. A B. B C. C D. D
13. 将6.8g有机物X完全燃烧生成3.6g H2O和8.96L(标准状况下)CO2.X的质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图所示,X分子中只含1个苯环且苯环上只有1个取代基。下列关于X的说法错误的是
A. 化合物X的分子式为C8H8O2
B. 化合物X的核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为2:2:1:3
C. 符合条件的X的结构简式为
D. X分子中所有原子可能共平面
14. 硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业,它们在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:,M为Zn或Pb,pM表示。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B. n、q两点溶液中的:n>q
C. 图中m点和n点对应的关系为
D. 向m点对应的悬浊液中加入少量固体,溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动
二、非选择题(共58分)
15. 按以下步骤可从合成(部分试剂和反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)F的结构简式为______,其系统命名为______。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是(填代号)______。
(3)根据反应,写出在同样条件下CH2=CHCH=CH2与等物质的量Br2发生加成反应的化学方程式:______。
(4)写出第④步的化学方程式(有机物写结构简式,注明反应条件)______。
16. 是一种香料,其合成路线如下:
已知:①(X为卤素原子,下同);
②;
③-CH2-OH可在Cu做催化剂的条件下被O2氧化成-CHO;
可在Cu做催化剂的条件下被O2氧化成;
不能在Cu做催化剂的条件下被O2氧化。
回答下列问题:
(1)A的结构简式可能为______。
(2)反应①、②的反应类型分别为______、______。
(3)反应④的化学方程式为______(有机物写结构简式,并注明反应条件)。
(4)工业生产中,中间产物A须经反应③④⑤得D,而不采取直接转化为D的方法,其原因是______。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体有______种。
①遇FeCl3显紫色 ②有两个取代基
其中,核磁共振氢谱理论上有5组峰,且峰面积之比为6:1:1:2:2的同分异构体的结构简式为______。
(6)写出以乙苯为原料制备苯基乙二醇的合成路线流程图:______。
17. 苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料,可通过苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得,反应的化学方程式为。
某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸,反应结束后对反应液按下列步骤处理:
重结晶过程;溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。
已知:苯甲醇易溶于乙醚、乙醇,在水中溶解度较小。苯甲酸微溶于水。
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)对于上述实验原理,下列说法正确的是______。
A. 氧化剂是,还原剂是NaOH
B. 氧化产物是,还原产物是
C. 消耗1mol时,转移电子的物质的量为1mol
D. 在一定条件下可被还原成C6H5-COOH
(2)萃取分离苯甲醇与苯甲酸钠时,合适的萃取剂是______,其理由是______。
(3)萃取分液后,所得水层用盐酸酸化的目的是(请用化学方程式表示)______。
(4)苯甲酸在A、B、c三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。重结晶时,合适的溶剂是______。重结晶过程中,趁热过滤的作用是______。
(5)洗涤时采用的合适洗涤剂是______(填字母)。
A. 饱和食盐水 B. Na2CO3溶液 C. 稀硫酸 D. 蒸馏水
18. 锰及其化合物用途广泛。一种以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“浸锰”时,为提高浸取效率,可采取的措施是______(写出一点即可)。
(2)“浸锰”时,SO2做______(填“氧化剂”或“还原剂”),滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2和______。
(3)向“滤液Ⅰ”中加入MnO2生成滤渣Ⅱ,反应的离子方程式为______。
(4)向“滤液Ⅱ”中加入MnF2进一步除去Ca2+。当Ca2+恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol/L)时,溶液中c(F-)=______mol/L。(已知:该温度下,Ksp(CaF2)=3.24×10-11,,1.82=3.24)
(5)已知MnSO4在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图1所示。则“操作Ⅰ”为:控制温度在80~90℃之间,蒸发结晶、用80~90℃蒸馏水洗涤2-3次、真空干燥。
(6)电解MnSO4溶液的装置如图2所示。电解时,Mn在______(填“阴极”或“阳极”)析出,其中阳极的电极反应式为______,阳极室生成的______(填化学式)可返回“浸锰”步骤中循环使用。
19. 氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=- 393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_______;下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)_______。
a.增大容器压强 b.升高温度 c.使用优质催化剂 d.增大CO的浓度
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol
T1/℃
T2/℃
0
5 min
10 min
15 min
20 min
15 min
30 min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
N2
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
①T1℃,0~5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=_______,该条件下的平衡常数K=_______。
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1_______ T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此时反应_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”);最终达平衡时NO的转化率a=_______。
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绵竹中学2023级高二下期中质量检测
化 学
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的相对原子质量:H-1 Cl-12 O-16 Cl-35.5 Na-23
一、单选题(每小题3分,共42分)
1. 下列有关化学用语表示错误的是
A. 氯气的共价键电子云轮廓图: B. 二氧化硅的分子式为SiO2
C. 醛基的电子式: D. NH3分子的VSEPR模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氯气分子中Cl原子与Cl原子形成p-pσ键,共价键电子云轮廓图,A正确;
B.二氧化硅是共价晶体,无分子,SiO2是二氧化硅的化学式,B错误;
C.醛基中含有碳氧双键,其电子式为,C正确;
D.NH3分子中心原子N周围的价层电子对数为:3+=4,故其VSEPR模型为:,D正确;
故答案为:B。
2. 下列说法错误的是
A. 氧炔焰常用于焊接或切割金属;甲醛的水溶液又称福尔马林
B. 表面活性剂烷基磺酸根离子可将油渍等污垢包裹在胶束内腔,起到去污作用
C. 可用溴水鉴别甲苯、乙醇、甲醛溶液、苯酚稀溶液
D. 聚氯乙烯可用做食品包装袋的主要材料;做过银镜反应实验的试管,用氨水可以清洗干净
【答案】D
【解析】
【详解】A.氧炔焰温度极高,可用于焊接或切割金属,35%~40%的甲醛水溶液俗称福尔马林,A正确;
B.烷基磺酸根离子含疏水的烷基和亲水的磺酸根,疏水基结合油渍,可将污垢包裹在胶束内腔实现去污,B正确;
C.溴水与甲苯混合后溶液发生分层,上层呈橙红色;与乙醇互溶,无明显分层现象;与甲醛发生氧化还原反应,溴水褪色;与苯酚反应生成白色三溴苯酚沉淀,四种物质现象不同,可以鉴别,C正确;
D.聚氯乙烯受热会释放有毒物质,不可作为食品包装袋的主要材料,食品包装袋多用聚乙烯;银单质与氨水不反应,做过银镜反应的试管应用稀硝酸清洗,D错误;
故答案选D。
3. 用NA表示阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A. 1mol羟基含有的电子数为7NA
B. 1mol CaC2含有的阴离子数目为2NA
C. 标准状况下,11.2L CH2Cl2含有0.5NA个分子
D. 42g乙烯和丙烯的混合气体中碳原子数目为3NA
【答案】D
【解析】
【详解】A.1个羟基(-OH)含有的电子数为8+1=9,1mol羟基含有的电子数为9,A错误;
B.由和构成,1mol 含有的阴离子数目为,B错误;
C.标准状况下为液态,不能用气体摩尔体积计算其物质的量,11.2L 的分子数不为0.5,C错误;
D.乙烯和丙烯的最简式均为,42g混合气体等效于3mol ,含有的碳原子数目为3,D正确;
故答案选D。
4. 下列事实不能用有机化合物分子中基团间的相互作用解释的是
A. 乙烯能发生加成反应而乙烷不能
B. 苯在50~60℃时发生硝化反应而甲苯在30℃时即可发生
C. 甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而甲烷不能
D. 苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙烯能发生加成反应是因为其含有碳碳双键这一官能团,乙烷为饱和烷烃不含不饱和键,二者性质差异是官能团本身属性不同导致,与基团间相互作用无关,A符合题意;
B.甲基对苯环的影响使苯环上氢原子活性增强,因此甲苯硝化反应所需温度比苯更低,可用基团间相互作用解释,B不符合题意;
C.苯环对侧链甲基的影响使甲基更易被氧化,因此甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色而甲烷不能,可用基团间相互作用解释,C不符合题意;
D.苯环对羟基的影响使羟基上氢原子活性增强,因此苯酚能与NaOH溶液反应而乙醇不能,可用基团间相互作用解释,D不符合题意;
故答案选A。
5. 下列反应中,其有机产物含有2个官能团的是
A. 1mol乙炔与2mol溴发生加成反应 B. 乙烯与溴发生加成反应
C. 1mol苯与3mol氢气发生加成反应 D. 甲苯硝化生成三硝基甲苯
【答案】B
【解析】
【详解】A.1mol乙炔与2mol溴发生加成反应,碳碳三键全部加成,有机产物中含有4个溴原子,即4个官能团,A不符合;
B.乙烯与溴发生加成反应生成1,2-二溴乙烷,有机产物含有2个溴原子,即2个官能团,B符合;
C.1mol苯与3mol氢气发生加成反应生成环己烷,有机产物中不存在官能团,C不符合;
D.甲苯硝化生成三硝基甲苯,有机产物中含有3个硝基,即3个官能团,D不符合;
答案选B。
6. 下列有关化学或离子方程式书写错误的是
A. 甲苯与溴在光照条件下反应:
B. 少量的CO2与苯酚钠溶液的反应方程式为:
C. 硝酸银溶液中滴加少量氨水:
D. 实验室用电石和饱和食盐水制取乙炔的反应:
【答案】A
【解析】
【详解】A.甲苯与溴在光照条件下发生侧链甲基,溴原子取代甲基上的氢原子,生成和,其方程式,A错误;
B.酸性强弱顺序:>苯酚>,根据强酸制弱酸规律,无论少量或过量,苯酚钠溶液与反应均生成苯酚和,无法生成,方程式符合反应事实,B正确;
C.向硝酸银溶液中滴加少量氨水时,发生复分解反应生成氢氧化银沉淀;常温下虽不稳定易分解为,但该步反应的离子方程式表述符合反应初始过程,少量氨水时该式成立,C正确;
D.电石()与水发生水解反应生成氢氧化钙和乙炔,饱和食盐水仅用于降低反应速率、平缓气流,反应本质与方程式均正确,D正确;
故选A。
7. 在给定条件下,下列选项所示的物质间转化均能实现的是
A. CH2=CH2CH3CH2OHCH3COOH
B. CH3CH2OHCH2=CH2
C.
D. CH3CHOCH3CH2OHCH3CH2Br
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯和水在催化剂、加热、加压下得乙醇,乙醇在铜催化、加热下被氧化为乙醛:,A错误;
B.乙醇在浓硫酸、170℃发生消去反应生成乙烯:,B错误;
C.苯酚钠溶液中通入二氧化碳生成苯酚和碳酸氢钠,苯酚和浓溴水发生取代反应生成三溴苯酚和氢溴酸: ,C正确;
D.CH3CH2OH和NaBr不能反应,D错误;
故选C。
8. 实验是高中化学的重要组成部分,下列说法正确的是
A. 用乙醇萃取碘水中的碘时需要使用a、f
B. 重结晶法提纯苯甲酸时需要使用b、f
C. 分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳时需要使用c、d、e、f
D. 分离乙酸乙酯和饱和食盐水时需要使用c、d、f
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇与水互溶,不能发生萃取,用不到仪器a,故A错误;
B.苯甲酸在水中的溶解度不大,可重结晶进行提纯,主要步骤有:加热溶解、趁热过滤、冷却结晶,需要使用b、f,故B正确;
C.分离二氯甲烷、三氯甲烷和四氯化碳是互溶的有机物,根据沸点不同,用蒸馏法分离,需要使用c、d、e,不需要烧杯f,故C错误;
D.乙酸乙酯和饱和食盐水互不相溶,用分液法分离,需要使用a、f,故D错误;
答案选B。
9. 已知:。下列说法不正确的是
A. 电解溶液可将分解为和
B. 生成1mol放出的热量多于生成1mol放出的热量
C. 装置a不仅能产生和,而且能将二者反应的化学能转化为电能
D. 每生成0.5mol,转移电子的数目为
【答案】B
【解析】
【分析】由图,关闭K1,U型管装置为电解池,左侧为阳极,发生氧化反应,反应为,右侧为阴极,发生还原反应,反应为;总反应为;
【详解】A.由分析,电解溶液可将分解为和,A正确;
B.气态水比液态水的能量高,生成1mol放出的热量少于生成1mol放出的热量,B错误;
C.一段时间后,打开K1、关闭K2,则形成氢氧原电池,能将反应的化学能转化为电能,C正确;
D.氢氧原电池,电子转移为,则每生成0.5mol,转移电子的数目为,D正确;
故选B 。
10. 我国某大学团队利用有机物(M,结构如图)成功制备了有机框架材料。下列有关M的说法错误的是
A. 能与H2发生加成反应
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 1 mol M与NaOH溶液反应最多消耗4 mol NaOH
D. M分子中存在手性碳原子
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中含有苯环和醛基,故能与H2发生加成反应,A不符合题意;
B.分子中含有酚羟基和醛基,故能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B不符合题意;
C.1分子M中含有4个酚羟基,故1 mol M与NaOH溶液反应最多消耗4 mol NaOH,C不符合题意;
D.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,由题图有机物结构简式可知,M分子中不存在手性碳原子,D符合题意;
故选D。
11. Carolyn·R·Bertozzi. Morten Meldal、K·Bary·Sharpless三人因对点击化学做出的贡献而荣获2022年诺贝尔化学奖。下图是利用点击化学方法设计的一种新型的1,2,3-三唑类杀菌剂的合成路出。下列有关说法正确的是
A. 有机物X与互为同系物
B. 有机物X属于芳香烃,含有两种官能团
C. 有机物Y中所有碳原于一定共平面
D. 有机物Z能发生取代反应、氧化反应、加成反应,不能与Na、NaOH反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.有机物X与都含有醛基,结构相似,两者分子组成上相差1个CH2,互为同系物,A正确;
B.有机物X除了C、H元素还有O元素,则不属于烃,苯环不属于官能团,只有醛基一种官能团,B错误;
C.有机物Y中与羟基相连的碳是饱和碳原子,是四面体结构,与其直接相连的碳原子不一定共平面,C错误;
D.有机物Z中含有羟基,能与金属Na反应,D错误;
故答案选A。
12. 下列实验方案不能达到实验目的的是
A.检验乙醇与浓硫酸共热生成乙烯
B.检验1-溴丁烷发生消去反应生成丁烯
C.验证盐酸、碳酸、苯酚的酸性强弱
D.检验电石与水反应生成乙炔
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.乙醇与浓硫酸共热,除生成乙烯外,副反应会生成SO2,同时还会挥发出乙醇蒸气,二者都可以还原酸性高锰酸钾,使溶液褪色,会干扰乙烯的检验,该装置没有除杂装置,不能达到实验目的,A符合题意;
B.1-溴丁烷在NaOH的醇溶液中发生消去反应生成1-丁烯,挥发出来的乙醇不与溴的四氯化碳溶液反应,若溴的四氯化碳溶液褪色,即可证明生成丁烯,能达到实验目的,B不符合题意;
C.盐酸与碳酸钠反应生成CO2,证明酸性:盐酸>碳酸;生成的CO2中混有挥发出来的HCl被饱和碳酸氢钠溶液除去,CO2通入苯酚钠溶液,生成苯酚,溶液变浑浊,证明酸性:碳酸>苯酚,可以验证三者酸性强弱,能达到实验目的,C不符合题意;
D.电石与水反应生成乙炔,电石中含硫化物杂质,会生成H2S等还原性杂质,H2S也可使溴的四氯化碳溶液褪色,用硫酸铜溶液可以除去H2S等杂质,再用溴的四氯化碳溶液检验乙炔,能达到实验目的,D不符合题意;
故选A。
13. 将6.8g有机物X完全燃烧生成3.6g H2O和8.96L(标准状况下)CO2.X的质谱图、核磁共振氢谱与红外光谱如图所示,X分子中只含1个苯环且苯环上只有1个取代基。下列关于X的说法错误的是
A. 化合物X的分子式为C8H8O2
B. 化合物X的核磁共振氢谱显示有4组峰,峰面积之比为2:2:1:3
C. 符合条件的X的结构简式为
D. X分子中所有原子可能共平面
【答案】D
【解析】
【详解】A.由质谱图数据可知,X的相对分子质量为136,有机物X的物质的量为,完全燃烧后生成水的物质的量为,氢原子的物质的量为,CO2的物质的量为,碳原子的物质的量为,则1个有机物X分子中含有8个碳原子、8个氢原子,O原子个数为:,所以该有机物的分子式为C8H8O2,A正确;
B.不饱和度为,X分子中只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,其核磁共振氢谱有四个吸收峰,说明分子中含有4种H原子,峰面积之比为2:2:1:3,则四种氢原子个数之比=2:2:1:3,B正确;
C.根据红外光谱只含一个苯环且苯环上只有一个取代基,含有碳氧双键、、、,核磁共振氢谱有4个峰且面积之比为2∶2∶1∶3,则X的结构简式为,C正确;
D.化合物X的结构简式为,分子中甲基上的原子一定不共平面,D错误;
故答案选D。
14. 硫化锌(ZnS)和硫化铅(PbS)常用于光导体、半导体工业,它们在水中的沉淀溶解平衡曲线如图所示。已知:,M为Zn或Pb,pM表示。下列说法正确的是
A. 曲线Ⅱ代表PbS的沉淀溶解平衡曲线
B. n、q两点溶液中的:n>q
C. 图中m点和n点对应的关系为
D. 向m点对应的悬浊液中加入少量固体,溶液组成由m沿mn曲线向n方向移动
【答案】C
【解析】
【详解】A.两种物质的组成形式相同,pM表示,pM越大越小,因此I是PbS的沉淀溶解平衡曲线,故A错误;
B.pM表示,pM越大越小,n、q两点溶液中的:n<q,故B错误;
C.只受温度影响,因此相同温度下的m、n两点关系为,故C正确;
D.向m点对应的悬浊液中加入少量固体,增大,pM减小,m沿着nm曲线向下移动,故D错误;
故选C。
二、非选择题(共58分)
15. 按以下步骤可从合成(部分试剂和反应条件已略去)。
请回答下列问题:
(1)F的结构简式为______,其系统命名为______。
(2)反应①~⑦中属于消去反应的是(填代号)______。
(3)根据反应,写出在同样条件下CH2=CHCH=CH2与等物质的量Br2发生加成反应的化学方程式:______。
(4)写出第④步的化学方程式(有机物写结构简式,注明反应条件)______。
【答案】(1) ①. ②. 1,4-二溴环己烷 (2)②④
(3)
(4)
【解析】
【分析】 与氢气发生加成反应生成A,A为;A在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成B,则B为;B与溴发生加成反应生成C,则C为;C在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D();D与溴发生1,4-加成生成E;E与氢气发生加成反应生成F,F为;F在氢氧化钠水溶液、加热条件下发生水解反应生成G。
【小问1详解】
由上述分析可知,F为;其系统命名为:1,4-二溴环己烷;
【小问2详解】
由分析知反应①③⑤⑥属于加成反应,反应②④属于消去反应,反应⑦属于取代反应,故属于消去反应的是②④;
【小问3详解】
与等物质的量发生1,4-加成反应生成的化学方程式为;
【小问4详解】
第④步是C在氢氧化钠醇溶液、加热条件下发生消去反应生成D,化学方程式为:。
16. 是一种香料,其合成路线如下:
已知:①(X为卤素原子,下同);
②;
③-CH2-OH可在Cu做催化剂的条件下被O2氧化成-CHO;
可在Cu做催化剂的条件下被O2氧化成;
不能在Cu做催化剂的条件下被O2氧化。
回答下列问题:
(1)A的结构简式可能为______。
(2)反应①、②的反应类型分别为______、______。
(3)反应④的化学方程式为______(有机物写结构简式,并注明反应条件)。
(4)工业生产中,中间产物A须经反应③④⑤得D,而不采取直接转化为D的方法,其原因是______。
(5)同时满足下列条件的D的同分异构体有______种。
①遇FeCl3显紫色 ②有两个取代基
其中,核磁共振氢谱理论上有5组峰,且峰面积之比为6:1:1:2:2的同分异构体的结构简式为______。
(6)写出以乙苯为原料制备苯基乙二醇的合成路线流程图:______。
【答案】(1)或 (2) ①. 加成反应 ②. 取代反应
(3) (4)A发生水解反应后,羟基的位置可能有两种,根据已知条件,羟基碳上没有H的羟基不能在Cu做催化剂的条件下被氧化,应先消去氯原子,再在特定条件下()与发生加成反应确定Cl原子位置,再进行后面的操作
(5) ①. 6 ②.
(6)或
【解析】
【分析】光照条件下,苯环侧链的氢原子被氯原子取代,生成一氯代物,A为或;在醇溶液加热的条件下,发生卤代烃的消去反应,形成碳碳双键,B为;B与发生加成反应得到C,根据已知条件及产物结构简式,C为,反应条件为;在水溶液加热的条件下,发生卤代烃的水解反应,生成醇,结合产物的结构简式及已知条件确定羟基位置(也可验证C氯原子位置),D为。
【小问1详解】
A的结构简式可能为为或;
【小问2详解】
①反应①中丙烯断开碳碳双键,与苯发生加成反应;
②反应②苯环侧链的氢原子被氯原子取代,生成一氯代物,为取代反应;
【小问3详解】
B与发生加成反应得到C,根据已知条件,反应④的化学方程式为:;
【小问4详解】
A发生水解反应后,羟基的位置可能有两种,根据已知条件,羟基碳上没有H的羟基不能在Cu做催化剂的条件下被氧化,应先消去氯原子,再在特定条件下()与发生加成反应确定Cl原子位置,再进行后面的操作;
【小问5详解】
①遇FeCl3显紫色,说明有酚羟基;有两个取代基,说明剩下的原子团作为一个取代基;讨论剩余原子团()的同分异构体数目:丙基共有两种,再加上每一种都与酚羟基有邻间对三种相对位置,所以同时满足下列条件的D的同分异构体有6种;
②D的化学式为,核磁共振氢谱理论上有5组峰,且峰面积之比为6:1:1:2:2,则五种等效氢数目比为6:1:1:2:2,易得取代基为异丙基,与酚羟基的位置关系为对位,结构简式为:;
【小问6详解】
乙苯为原料制备苯基乙二醇,乙苯首先通过取代反应引入卤素原子,在氢氧化钠醇溶液中加热发生消去反应生成不饱和键,再和氯气加成引入2个氯原子,然后取代引入羟基;路线为:或。
17. 苯甲醇与苯甲酸是重要的化工原料,可通过苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得,反应的化学方程式为。
某研究小组在实验室制备苯甲醇与苯甲酸,反应结束后对反应液按下列步骤处理:
重结晶过程;溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。
已知:苯甲醇易溶于乙醚、乙醇,在水中溶解度较小。苯甲酸微溶于水。
请根据以上信息,回答下列问题:
(1)对于上述实验原理,下列说法正确的是______。
A. 氧化剂是,还原剂是NaOH
B. 氧化产物是,还原产物是
C. 消耗1mol时,转移电子的物质的量为1mol
D. 在一定条件下可被还原成C6H5-COOH
(2)萃取分离苯甲醇与苯甲酸钠时,合适的萃取剂是______,其理由是______。
(3)萃取分液后,所得水层用盐酸酸化的目的是(请用化学方程式表示)______。
(4)苯甲酸在A、B、c三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示。重结晶时,合适的溶剂是______。重结晶过程中,趁热过滤的作用是______。
(5)洗涤时采用的合适洗涤剂是______(填字母)。
A. 饱和食盐水 B. Na2CO3溶液 C. 稀硫酸 D. 蒸馏水
【答案】(1)C (2) ①. 乙醚 ②. 苯甲酸钠不溶于乙醚,苯甲醇在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚与水互不相溶
(3) (4) ①. C ②. 除去不溶性杂质,防止苯甲酸冷却后结晶析出 (5)D
【解析】
【分析】苯甲醛在氢氧化钠水溶液中的歧化反应制得苯甲醇与苯甲酸钠,加入萃取剂分离出有机层含苯甲醇,经蒸馏得到;水层含有苯甲酸钠,加入盐酸酸化得到苯甲酸,重结晶得到苯甲酸。
【小问1详解】
A.该反应是苯甲醛的歧化反应,苯甲醛自身既作氧化剂又作还原剂,NaOH只参与反应不发生氧化还原,A错误;
B.醛基被氧化生成羧基(苯甲酸钠)为氧化产物,醛基被还原生成羟基(苯甲醇)为还原产物,B错误;
C.由方程式可知,2 mol苯甲醛反应共转移2 mol电子,故消耗1 mol苯甲醛时转移1 mol电子,C正确;
D.苯甲醇在一定条件下可被氧化成苯甲酸,D错误;
故选C。
【小问2详解】
苯甲醇易溶于乙醚,苯甲酸钠是离子化合物易溶于水、不溶于乙醚,且乙醚与水不互溶,可通过乙醚萃取分离二者;
【小问3详解】
水层溶质为苯甲酸钠,加盐酸酸化利用强酸制弱酸,将苯甲酸钠转化为苯甲酸,便于后续分离提纯,化学方程式为:;
【小问4详解】
苯甲酸在A、B、C三种溶剂中的溶解度(S)随温度变化的曲线如图所示,重结晶时,合适的溶剂应选择试剂C,原因是在溶剂C中随温度变化苯甲酸的溶解度变化较大,有利于重结晶分离;分离时要趁热过滤,可除去不溶性杂质,防止苯甲酸冷却后结晶析出;
【小问5详解】
苯甲酸晶体表面吸附可溶性杂质NaCl,苯甲酸微溶于水,用蒸馏水洗涤可以除去可溶性杂质,且苯甲酸溶解损失少,符合要求;碳酸钠会与苯甲酸反应,饱和食盐水、稀硫酸会引入新杂质,故选D。
18. 锰及其化合物用途广泛。一种以软锰矿(主要成分是MnO2,含有SiO2、Fe2O3、CaO等少量杂质)为主要原料制取金属锰的工艺流程如下图所示。
回答下列问题:
(1)“浸锰”时,为提高浸取效率,可采取的措施是______(写出一点即可)。
(2)“浸锰”时,SO2做______(填“氧化剂”或“还原剂”),滤渣Ⅰ的主要成分是SiO2和______。
(3)向“滤液Ⅰ”中加入MnO2生成滤渣Ⅱ,反应的离子方程式为______。
(4)向“滤液Ⅱ”中加入MnF2进一步除去Ca2+。当Ca2+恰好沉淀完全(浓度等于1.0×10-5mol/L)时,溶液中c(F-)=______mol/L。(已知:该温度下,Ksp(CaF2)=3.24×10-11,,1.82=3.24)
(5)已知MnSO4在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图1所示。则“操作Ⅰ”为:控制温度在80~90℃之间,蒸发结晶、用80~90℃蒸馏水洗涤2-3次、真空干燥。
(6)电解MnSO4溶液的装置如图2所示。电解时,Mn在______(填“阴极”或“阳极”)析出,其中阳极的电极反应式为______,阳极室生成的______(填化学式)可返回“浸锰”步骤中循环使用。
【答案】(1)适当升高温度(或将软锰矿粉碎、搅拌、适当增大稀硫酸浓度,任写一种即可)
(2) ①. 还原剂 ②.
(3)
(4)
(5)趁热过滤 (6) ①. 阴极 ②. ③.
【解析】
【分析】软锰矿(主要成分是,含有、、CaO等少量杂质)在稀硫酸和过量二氧化硫的条件下进行浸锰,得成分为和的滤渣I;滤液I中加入将氧化成,调节溶液pH=6使以沉淀的形式进入滤渣II除去;向“滤液”中加入进一步将转化为沉淀进入滤渣III;含的滤液III,控温蒸发结晶,趁热过滤,洗涤干燥得一水合硫酸锰。
【小问1详解】
提高固体浸取效率的常用方法有:升高温度加快反应速率、将矿石粉碎增大接触面积、搅拌使反应物充分接触、提高反应物浓度等,任写一种即可;
【小问2详解】
“浸锰”时中价被还原为,被氧化为,因此作还原剂;原料中与稀硫酸反应生成微溶的,不溶于酸,因此滤渣I的成分为和;
【小问3详解】
浸锰后杂质铁被还原为,加入的作用是将氧化为,便于调pH沉淀除去,酸性条件下反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
根据溶度积公式,代入数据得:,解得;
【小问5详解】
由在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成图可知为获得一水合硫酸锰晶体需控制温度在80~90℃之间,蒸发结晶、趁热过滤、用80~90℃蒸馏水洗涤2-3次、真空干燥;
【小问6详解】
电解时得电子生成,还原反应在阴极发生,因此在阴极析出;阳极为惰性电极,水电离出的失电子生成氧气,电极反应为;通过阴离子交换膜进入阳极室,与结合生成,可返回“浸锰”步骤循环使用。
19. 氮的氧化物是大气污染物之一,用活性炭或一氧化碳还原氮氧化物,可防止空气污染。回答下列问题:
已知:2C(s)+O2(g)=2CO(g) ΔH=- 221 kJ/mol
C(s)+O2(g)=CO2(g) ΔH=- 393.5 kJ/mol
N2(g)+O2(g)=2NO(g) ΔH= +181 kJ/mol
(1)若某反应的平衡常数表达式为K=,请写出此反应的热化学方程式:_______;下列措施能够增大此反应中NO的转化率的是(填字母代号)_______。
a.增大容器压强 b.升高温度 c.使用优质催化剂 d.增大CO的浓度
(2)向容积为2L的密闭容器中加入活性炭(足量)和NO,发生反应C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g),NO和N2的物质的量变化如下表所示。
物质的量/mol
T1/℃
T2/℃
0
5 min
10 min
15 min
20 min
15 min
30 min
NO
2.0
1.16
0.80
0.80
0.50
0.40
0.40
N2
0
0.42
0.60
0.60
0.75
0.80
0.80
①T1℃,0~5min内,以CO2表示的该反应速率v(CO2)=_______,该条件下的平衡常数K=_______。
②第15 min后,温度调整到T2,数据变化如上表所示,则T1_______ T2(填“>”、“<”或“=”)。
③若30min时,保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol,则此时反应_______移动(填“正向”、“逆向”或“不”);最终达平衡时NO的转化率a=_______。
【答案】 ①. 2CO(g)+2NO(g) N2(g)+2CO2(g) △H=-747 kJ/mol ②. ad ③. 0.042mol·L-1·min-1 ④. ⑤. > ⑥. 正向 ⑦. 60%
【解析】
【分析】依据平衡常数表达式书写热化学方程式,结合已知的热化学方程式和盖斯定律计算热化学方程式的焓变,得到此反应的热化学方程式;
【详解】(1)若某反应的平衡常数表达式为:K=,则反应物为一氧化碳、一氧化氮生成物为氮气和二氧化碳,反应为2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g);
①2C(s)+O 2(g)=2CO(g)△H=-221kJ•mol-l;
②C(s)+O2(g)=CO2(g)△H=-393.5kJ•mol-l;
③N2(g)+O2(g)=2NO(g)△H=+181kJ•mol-l;
盖斯定律计算②×2-③-①得到2NO(g)+2CO(g)N2(g)+2CO2(g)△H=-747 kJ•molˉ1;
该反应为气体体积减小的放热反应;
a.增大容器压强平衡正向移动NO转化率增大,故a正确;
b.升高温度平衡逆向移动,NO转化率减小,故b错误;
c.使用优质催化剂不能改变平衡,故c错误;
d.增大CO的浓度,可以提高NO的转化率,故d正确;
答案选ad;
(2)根据盖斯定律,由上述已知反应②-③得:C(s)+2NO(g) N2(g)+CO2(g) △H=-574.5kJ•mol-l;
①利用表格数据: 0~5min内,以N2表示的该反应速率v(N2)=,所以CO2的反应速率v(CO2)=v(N2),通过分析知10min后浓度不再改变,处于平衡状态,用三段式分析:
10min时DE平衡浓度,c(NO)=0.4 mol/L 、c(N2)=c(CO2)= 0.3mol/L,平衡常数K=;
②第15 min后,温度调整到T2,从表格查得NO减少,N2增加,平衡正向移动,由于反应为放热反应,改变条件为除温,则T1>T2;
③若30min时,
此平衡后各浓度:c(NO)=0.2mol/L,c(N2)=c(CO2)=0.4mol/L,T2时平衡常数K=;
保持T2不变,向该容器中再加入该四种反应混合物各2 mol:
此时加入混合物后各物质的新的起始浓度:c(NO)=1.2mol/L,c(N2)=c(CO2)=1.4mol/L,加入混合物后Qc=,则此时反应正向移动;
设转化化浓度为c(NO)=2xmol/L,c(N2)=c(CO2)=xmol/L,新平衡浓度(mol/L):c(NO)=1.2-2xmol/L,c(N2)=c(CO2)=(1.4+x)mol/L,由于温度不变,平衡常数为定值,新平衡时有:,解得x =0.2mol/L,经计算NO超始总量为2mol+2mol=4mol,达到平衡时NO的物质的量为(1.2-2×0.2)mol/L2L=1.6mol,转化的NO共4mol-1.6mol=2.4mol,所以最终达平衡时NO的转化率a=。
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