内容正文:
吉林市友好学校高三年级10月模拟测试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 W 184
一、选择题(每题3分,共45分)
1.下列关于实验安全的说法正确的是
A.实验室制备胶体实验有关的图标包含:
B.实验室钠着火时用泡沫灭火器灭火
C.完成简单配合物的制备实验时,应按需佩戴合适的手套
D.眼睛中溅入少量强碱溶液后,立即用1%的硼酸溶液冲洗
2.氮的化合物种类繁多。氧化物有、等,容易形成二聚体。氢化物有和,它们的水溶液均呈弱碱性。是一种高温结构陶瓷,是阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.1mol 中含有共价键数为12
B.标准状况下,2.24 L 中氧原子数为
C.1 mol 中含有的键数为
D.溶液中数为
3.下列化学用语正确的是
A.在水溶液中的电离方程式为
B.在水溶液中的电离方程式:
C.的结构示意图为:
D.溶液中的水合阳离子:
4.下列实验事实推理得出结论正确的是
序号
实验事实
结论
A
取少量白色固体溶于水,加入过量的稀硝酸后再加入硝酸银溶液,生成白色沉淀
固体中含有氯元素
B
取少量白色固体溶于水,加入氢氧化钠溶液,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口,试纸未变蓝
固体中不含有铵根离子
C
取少量红色固体于烧杯中,加入稀硝酸,搅拌溶解,溶液变蓝
固体中含有Cu2O
D
取少量白色固体溶于水,加入石灰水,有白色沉淀产生
固体中含有Na2CO3
A.A B.B C.C D.D
5.用化学用语表示中的相关微粒,下列说法不正确的是
A.氯离子的结构示意图:
B.KClO3的电离方程式:
C.双线桥可表示
D.若生成3个Cl2分子,则有5个HCl分子被氧化
6.已知:ⅦA族元素及其化合物应用广泛。可用于刻蚀晶体硅。在酸性介质下电解溶液,阳极生成的与反应生成黄色油状液体,可以作灭菌消毒剂。氯化碘(ICl)与卤素单质化学性质相似。下列反应表示不正确的是
A.与反应:
B.ICl与NaOH溶液反应:
C.电解溶液的阳极反应式:2Cl- - 2e- =
D.刻蚀晶体硅:
7.取Al粉与Fe2O3发生铝热反应所得固体混合物进行如下实验。固体混合物中所含物质至少有
实验操作
实验现象
①有气泡产生,振荡,固体完全溶解
②溶液不变红
③有气泡产生,振荡,固体部分溶解
④先产生白色沉淀后沉淀溶解
A.1种 B.2种 C.3种 D.4种
8.下列离子方程式书写正确的是
A.铁与稀盐酸反应:
B.BaCO3粉末加入到硫酸溶液中:
C.向澄清石灰水中通入过量CO2:
D.向Ca(HCO3)2溶液中加入少量NaOH溶液:
9.一种纯碱和聚氯乙烯联合生产工艺的流程如图所示。下列有关该联合工艺的说法正确的是
A.聚氯乙烯是一种纯净物
B.“灰蒸”中生成可循环回“沉淀”的物质为NH3
C.上述过程仅涉及非氧化还原反应
D.析出NaHCO3时,发生反应的离子方程式为CO2+NH3∙H2O=+
10.钒催化剂对氧化苯制备苯酚的反应具有良好的催化活性,反应机理如图所示,其中步骤③为放热反应。
下列说法错误的是
A.步骤③生成的物质Z是
B.步骤③正、逆反应的活化能关系为
C.步骤①反应为
D.在催化循环中起氧化作用
11.苯巴比妥是一种镇静剂,结构如图乙所示。下列关于它们的说法正确的是
A.苯巴比妥是烃类化合物 B.苯巴比妥的分子式为
C.苯巴比妥分子中C的杂化方式有三种 D.苯巴比妥分子中键角∠1 < ∠2
12.苯甲酸是一种常用的食品防腐剂。某实验小组设计粗苯甲酸(含有少量NaCl和泥沙)的提纯方案如下,下列说法不正确的是
A.操作Ⅰ中可以根据苯甲酸的溶解度估算加水量
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的是除去泥沙和NaCl
C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可以提高所得产品的纯度
D.操作Ⅳ洗涤苯甲酸时,可用冷水洗涤苯甲酸晶体
13.元素a~h为短周期主族元素,基态原子第一电离能与原子序数的关系如图。下列说法错误的是
A.电负性:d>c>b
B.原子半径:a>e>f
C.单质g既可溶于酸、又可溶于碱
D.最简单氢化物的稳定性:d>h
14.常温下,向10 mL 0.1 mol/L 溶液中滴加V mL 0.1 mol/L氨水,溶液中含C或N粒子分布系数与pH关系如图所示。已知。
下列说法正确的是
A.曲线②代表与pH的关系
B.常温下,
C.当滴加氨水的体积为10 mL时,溶液呈碱性
D.b点溶液中有
15.Ti和N形成的某种化合物常用作高温结构材料和超导材料。研究表明,用Al代替其中部分Ti可提升耐磨性,掺杂Al后的晶胞结构如图所示。
已知:①该晶体属于立方晶系;②a、c两点原子的空间直角坐标分别为、;为阿伏伽德罗常数的值。
下列说法正确的是
A.b点的分数坐标为
B.掺杂Al后,晶体中Ti、Al、N的个数比为
C.Al和Ti均处于N形成的正八面体空隙中
D.最近两个N原子间的距离为d nm,则原氮化钛晶体的密度为
二、非选择题
16.已知熔点为-40℃,沸点为70℃,95℃以上易爆炸。在弱酸性溶液中稳定,在热水中易水解,遇碱则迅速反应。在实验室可用和溶液反应制取,所用仪器如图所示(忽略部分夹持装置):
回答下列问题:
(1)仪器a的名称为_____________;药品X可为_____________。
(2)装置B应控制水浴加热的温度范围为_____________。
(3)水解产物有漂白性,写出在热水中水解的化学方程式:_______。
(4)C中球形干燥管所盛放的试剂不能为下列选项中的_______(填字母)。
A.生石灰 B.NaOH固体 C.碱石灰 D.无水
(5)纯度测定:的制取是可逆反应,根据反应,利用间接碘量法测定氯气的量即可测定的纯度。
实验步骤:
i.准确称量C中的产物0.5 g置于三颈烧瓶中,加入10 mL足量浓盐酸,使用磁力搅拌器搅拌,并鼓入氮气;
ii.将混合气通入200 mL 0.1 mol/L KI溶液中,待试管中无色液体变成黄色且颜色不再变化,关闭氮气(溶液体积变化忽略不计);
iii.量取20.00 mL吸收液,加入淀粉指示剂,用0.1 mol/L 标准液进行滴定,滴定至终点时消耗溶液18.00 mL。(已知:反应原理为)
①确定滴定终点的现象为____________________________。
②的纯度为______________。
17.I. 25℃时,三种酸的电离平衡常数如表:
化学式
CH3COOH
H2CO3
HClO
电离平衡常数
(1)一般情况下,当温度升高时,Ka__________(填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)下列反应不能发生的是__________(填序号)。
a.
b.
c.
d.
(3)用蒸馏水稀释0.01 的HClO溶液,下列各式表示的数值随水量的增加而增大的是________(填序号)。
a. b. c.
II.研究表明常温下,0.1 H2CO3溶液中微粒物质的量分数与溶液pH之间的关系如图
(4)常温下,H2CO3的电离平衡常数Ka1=____________;Ka2=_______________
(5)pH=10.25时,___________
(6)若用CO2和NaOH反应制取Na2CO3,溶液的pH最好控制在__________以上。
18.弱电解质的研究是重要课题。研究在海洋中的转移和归宿是当今海洋科学研究的前沿领域。回答下列问题:
(1)水溶液中碳元素的存在形态随pH变化如图所示。
①下列说法正确的是_______________(填序号)。
a.A点,溶液中和浓度相同
b.时,溶液中主要微粒为
c.当时,
d.时,
②向上述的水溶液中加入NaOH溶液时,发生反应的离子方程式是_______________。
(2)碳酸及部分弱酸的电离平衡常数如下表。
弱酸
HClO
HCOOH
电离平衡常数(25℃)
①下列四种离子结合质子能力由大到小的顺序是______________________(填字母)。
a. b. c. d.
②下列反应不能发生的是_______________(填字母)。
a.
b.
c.
d.
(3)25℃时,若测得与的混合溶液的,则溶液中_______________(填精确数值)。
(4)①25℃时,向的氨水中滴加的溶液,当滴加溶液时,混合溶液的,则V_______________20 mL(填“>”“<”或“=”)。
②25℃时,将的HCOOH与的溶液等体积混合(忽略溶液体积变化),充分反应后,溶液中存在,则该混合溶液中HCOOH的电离常数_______________(用含a和b的代数式表示)。
(5)乙二酸俗称草酸,在实验研究和化学工业中应用广泛。25℃时,向溶液中逐滴加入溶液,溶液中含碳微粒的物质的量分数随溶液pH变化如图所示:
①25℃时,草酸的电离平衡常数分别是、,则_______________。
②a点溶液中,_______________(填“>”“=”或“<”)。
19.沙美特罗是目前治疗哮喘的新型药物,它的一种合成路线如下。回答下列问题:
(1)B的化学名称为_________________;下列反应中原子利用率理论上可达100%的是___________。
A.反应① B.反应② C.反应③ D.反应④
(2)判断反应④的试剂是否可以替换为酸性高锰酸钾溶液,并给出原因______________________________。
(3)E→F的反应方程式为: ________________________________________。
(4)吡啶的结构为:,反应⑥加入吡啶可以提高反应转化率,利用了吡啶的________性(填吡啶的性质)。
(5)设计反应⑦的目的是_________________________________________________________。
(6)写出一种同时具备下列条件的D的芳香族同分异构体的结构简式______________________________。
①苯环上只有2个取代基;
②在稀硫酸作用下能发生水解反应且产物之一遇氯化铁溶液能发生显色反应;
③能发生银镜反应;
④核磁共振氢谱上有四组峰且峰的面积之比为1:2:2:9。
(7)参照上述合成路线,设计以和不超过4个碳的有机物为原料,制备的合成路线______(其他试剂任选)。
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试卷第3页(共10页)
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高三化学参考答案
1.C
【详解】A.实验室制备氢氧化铁胶体需要酒精灯加热,因此护目镜、明火、热烫图标与实验相关,但实验过程不存在尖锐器物,没有划伤风险,A错误;
B.钠燃烧生成的会与泡沫灭火器喷出的、反应生成助燃的,同时钠与水反应生成易燃的,会加剧火势,应用干燥沙土扑灭,B错误;
C.简单配合物制备实验可能涉及腐蚀性、有毒性的试剂,按需佩戴合适的手套可起到有效防护作用,符合实验安全要求,C正确;
D.眼睛中溅入少量强碱溶液,应立即用大量流动清水冲洗,边洗边眨眼睛,直接用硼酸溶液冲洗会因中和放热造成眼部二次损伤,D错误;
故答案选C。
2.A
【详解】A.为原子晶体,每个原子与4个原子形成共价键,1mol 含3 mol ,共含12 mol共价键,即共价键数为,A正确;
B.标准状况下存在平衡,2.24L混合气体中的物质的量小于0.1 mol,因此中氧原子数小于,B错误;
C.结构为,分子内有4个键和1个键,共5个键,1mol 含键数为,C错误;
D.根据题目提供信息,为弱碱阳离子,在水溶液中会发生水解,故1L 溶液中数小于,D错误;
故答案选A。
3.D
【详解】A.是弱酸的酸式盐,为弱酸的酸式酸根,不能完全电离,正确电离方程式为,A错误;
B.属于强电解质(盐类),在水溶液中完全电离,应使用等号,正确电离方程式为,B错误;
C.的质子数为16,核外电子数为18,核外电子排布为2、8、8,结构示意图为:,C错误;
D.溶液中的阳离子为带正电的,水分子中氧原子带部分负电荷,因此氧原子朝向、氢原子向外,题给示意图符合规律,D正确;
故选D。
4.A
【详解】A.加入过量稀硝酸可排除等干扰离子,再加入生成不溶于稀硝酸的白色沉淀,证明溶液中含,即固体含氯元素,A正确;
B.检验时,加入溶液后需加热使分解逸出,未加热时可能未逸出,试纸不变蓝不能证明无,B错误;
C.红色单质也可与稀硝酸反应生成蓝色的溶液,无法证明固体含,C错误;
D.、等物质溶于水后加石灰水也能产生白色沉淀,无法证明固体为,D错误;
故选A。
5.C
【详解】A.氯离子质子数为17,核外电子数为18,核外电子排布为2、8、8,与所示结构示意图一致,A正确;
B.为强电解质,完全电离生成和,电离方程式书写正确,B正确;
C.该反应为归中反应,中元素由+5价降为0价,得,5个中元素由-1价升为0价,共失,剩余1个起酸性作用,化合价不变,图中双线桥电子转移数目标注错误,正确的应该是,C错误;
D.生成3个分子,共含6个原子,其中1个来自,5个来自被氧化的,故有5个分子被氧化,D正确;
故答案选C。
6.B
【详解】A.反应中从价升高到价,从价部分降低到价,电子、电荷、原子均守恒,A正确;
B.中为价、为价,与反应为非氧化还原反应,正确反应为,B错误;
C.电解时阳极发生氧化反应,失电子生成,电极反应式书写正确,C正确;
D.中为价,反应后降为价,从价升为价,电子、原子均守恒,D正确;
故选B。
7.C
【详解】铝热反应为,反应物可能剩余未反应完全的和未反应完全的,一定会有生成物和;
向固体混合物中加入稀硫酸后,滴加溶液不变红,说明溶液中不含有,但是即使固体中含有未反应完全的,其与稀硫酸反应生成也会被还原为,无法说明固体混合物中是否含有;
向固体混合物中加入溶液产生气体,说明固体中一定含有,并且后续向滤液中加入稀硫酸产生的白色沉淀为,继续滴加稀硫酸转化为;
上述实验说明固体混合物中一定含有和生成物、,不能确定是否含有,因此至少含有物质为3种,故选C。
8.C
【详解】A.铁与稀盐酸反应生成氯化亚铁和氢气,正确离子方程式为,A错误;
B.与硫酸反应生成难溶的、水和,正确离子方程式为,B错误;
C.向澄清石灰水中通入过量,最终生成可溶的,离子方程式为,C正确;
D.向溶液中加入少量溶液,完全反应,正确离子方程式为,D错误;
故选C。
9.B
【分析】石灰石受热热解,发生反应:,生成的CO2送入沉淀工序,与NaCl、氨水共同作用析出NaHCO3,NaHCO3进一步分解得到纯碱;热解生成的CaO与焦炭在碳化工序发生氧化还原反应:,生成CaC2,CaC2在制气工序与水反应:CaC2+2H2O=C2H2↑+Ca(OH)2,得到乙炔,同时得到Ca(OH)2;Ca(OH)2送入灰蒸工序,与沉淀工序的副产物(含NH4Cl的溶液)共热,发生反应: ,生成的NH3可循环回沉淀工序使用;灰蒸得到的CaCl2与浓硫酸发生难挥发酸制易挥发酸的反应:CaCl2+H2SO4(浓)=CaSO4+2HCl↑,生成副产物CaSO4,同时生成的HCl与制气得到的乙炔发生加成反应生成氯乙烯:, 氯乙烯再通过加聚反应得到聚氯乙烯。
【详解】A.聚氯乙烯是有机高分子化合物,聚合度n为不定值,属于混合物,并非纯净物,A错误;
B.根据以上分析可知,灰蒸工序中生成的NH3可循环回沉淀工序使用,B正确;
C.流程中“碳化”步骤CaO与焦炭反应生成CaC2和CO,存在元素化合价变化,属于氧化还原反应,并非仅涉及非氧化还原反应, C错误;
D.析出NaHCO3时,Na+参与反应且NaHCO3为沉淀,正确离子方程式为,D错误;
故选B。
10.A
【分析】
结合钒催化氧化苯制备苯酚的反应机理图分析:步骤①与反应生成、、;步骤②和生成;步骤③与、反应,生成、与,循环参与反应,据此解答。
【详解】
A.结合分析知,步骤③与、反应,生成、与,产物Z应为,不是,A错误;
B.步骤③为放热反应,,因此正、逆反应的活化能关系为,B正确;
C.结合反应机理图,步骤①与反应生成、和,给出的反应式符合反应事实和元素守恒,C正确;
D.在反应中V元素化合价从+5降低为中的+4,作氧化剂,起氧化作用,D正确;
故选A。
11.B
【详解】A.烃类化合物仅由C、H两种元素组成,苯巴比妥含有N、O元素,不属于烃类,A错误;
B.对苯巴比妥结构中原子计数可得:C原子共12个,H原子共12个,N原子共2个,O原子共3个,分子式为,B正确;
C.苯巴比妥分子中苯环上的C为杂化,侧链饱和C为杂化,仅两种杂化方式,C错误;
D.键角对应的中心羰基C为杂化,双键与单键的电子对排斥力大于单键之间的排斥力,故,D错误;
故本题选B。
12.B
【分析】苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水,粗苯甲酸中混有泥沙和氯化钠,加水、加热溶解,苯甲酸、NaCl溶解在水中,泥沙不溶,从而形成悬浊液;趁热过滤出泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出;将滤液冷却结晶,大部分苯甲酸结晶析出,氯化钠仍留在母液中;过滤、用冷水洗涤,便可得到纯净的苯甲酸;
【详解】A.操作I中,为减少能耗、减少苯甲酸的溶解损失,溶解所用水的量需加以控制,可依据苯甲酸的大致含量、溶解度等估算加水量,A正确;
B.操作Ⅱ趁热过滤的目的,是除去泥沙,同时防止苯甲酸结晶析出,NaCl含量少,通常不结晶析出,B错误;
C.操作Ⅲ缓慢冷却结晶可使苯甲酸晶体颗粒更大,减少杂质被包裹在晶体内部,提高所得产品的纯度,C正确;
D.苯甲酸微溶于冷水,易溶于热水,所以操作Ⅳ可用冷水洗涤晶体,既可去除晶体表面吸附的杂质离子,又能减少溶解损失,D正确;
故选B。
13.B
【分析】由图可知,图中由原子序数可知,ae、bf、cg、dh同族,故左侧为第二周期,右侧为第三周期,同族元素从上到下电离能减弱,同周期第一电离能中第IIA族和第VA族比相邻元素的第一电离能大,据此分析。
【详解】A.同周期主族元素电负性随原子序数增大而增大,d为、c为、b为,电负性,即,A正确;
B.同主族元素原子半径从上到下增大,故,同周期主族元素原子半径从左到右减小,故,原子半径顺序为,并非,B错误;
C.g为,可与强酸反应生成铝盐和氢气,也可与强碱反应生成偏铝酸盐和氢气,既可溶于酸又可溶于碱,C正确;
D.元素非金属性越强,最简单氢化物稳定性越强,非金属性,故稳定性,即,D正确;
故选B。
14.D
【详解】A.草酸是二元弱酸,pH升高时,第一步电离优先进行:pH极低时占比最高,随pH增大快速降低,对应曲线①;曲线②是先升后降的,并非,A错误;
B.c点,此时,代入氨水的电离常数表达式: ,pH=9.25时,,即,并非,B错误;
C.滴加10 mL等浓度氨水时,溶质为:由a点得草酸的,b点得,的电离程度远大于的水解程度,溶液呈酸性,C错误;
D.b点,即,此时含碳粒子总浓度满足: , 结合电荷守恒,将代入后整理可得: ,D正确;
故选D。
15.C
【详解】A.结合a点坐标和c点坐标可知,晶胞x轴沿水平向右、y轴垂直纸面向里、z轴竖直向上,b点位于晶胞右侧面中心,x坐标为1,y坐标为0.5,z坐标为0.5,分数坐标为(1,0.5,0.5),A错误;
B.N位于晶胞顶点和面心,个数为;Al原子位于晶胞内部,个数为1;Ti原子位于晶胞棱上,个数为,故Ti、Al、N的个数比为3:1:4,B错误;
C.Al位于晶胞体心,周围有6个面心的N原子配位;Ti位于棱心,其上下左右前后均有一个离其等距且最近的N,故二者均处于N形成的正八面体空隙中,C正确;
D.最近两个N原子的距离为面对角线的一半,设晶胞参数为,则,得。原氮化钛晶体的晶胞中Ti原子个数为,N原子个数为4,晶胞质量为,晶胞体积为,密度为,D错误;
故选C。
16.(1) 恒压滴液漏斗 (或、等合理答案均可)
(2)70℃~95℃
(3)
(4)D
(5) ①滴入最后半滴标准液后,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色 ②72.3%
【分析】装置A中浓盐酸与强氧化剂反应生成氯气,氯气进入装置B,与氯化铵溶液在水浴加热下反应生成三氯化氮;三氯化氮经冷凝后进入装置C收集,末端球形干燥管吸收未反应的氯气。水浴温度既要使三氯化氮气化,又不能进入其易爆温度区间。测定时,样品与浓盐酸反应放出氯气,氮气将氯气带入碘化钾溶液并置换出碘,再用硫代硫酸钠标准液滴定碘,根据各反应的物质的量关系计算三氯化氮的质量分数。
【详解】(1)图中仪器a为恒压滴液漏斗。药品X应能与浓盐酸不加热反应生成氯气,可选高锰酸钾、氯酸钾或次氯酸钙等强氧化剂。
(2)三氯化氮的沸点为70℃,水浴温度达到其沸点才能使其气化;95℃以上易爆炸,因此水浴温度控制在70℃~95℃。
(3)三氯化氮在热水中水解生成氨气和具有漂白性的次氯酸,根据原子守恒配平,化学方程式为。
(4)A.生石灰呈碱性,能吸收未反应的氯气,可盛放在末端球形干燥管中,A不符合题意;
B.氢氧化钠固体能与氯气反应,可用于吸收尾气,B不符合题意;
C.碱石灰呈碱性,能吸收未反应的氯气,可用于尾气处理,C不符合题意;
D.无水氯化钙不能有效吸收氯气,不能用于处理该尾气,D符合题意;
故选D。
(5)①滴定过程中碘被硫代硫酸钠还原,淀粉与碘形成的蓝色逐渐变浅;滴入最后半滴标准液后,溶液蓝色褪去,且半分钟内不恢复原色,即达到滴定终点。
②样品与浓盐酸反应、氯气置换碘以及碘与硫代硫酸钠反应的化学方程式依次为、、。
所取20.00 mL吸收液消耗硫代硫酸钠的物质的量为。全部吸收液对应的氯气物质的量为。样品中三氯化氮的物质的量为,故其纯度为。
17.(1)增大
(2)cd
(3)b
(4)
(5)0.1
(6)12
【详解】(1)弱电解质电离过程吸热,所以一般情况下,当温度升高时,Ka增大。
(2)酸的电离常数越大,酸性相对越强,结合酸的电离常数可知酸性强弱:,依据“较强酸制较弱酸”的原理,分析下列反应。
a.酸性:,能生成,能发生,a不符合题意;
b.酸性:,能生成,能发生,b不符合题意;
c.酸性:,不能生成,不能发生,c符合题意;
d.酸性:,不能生成,即不能发生,d符合题意;
故选cd。
(3)HClO的电离平衡常数表达式为:,Ka只受温度影响,温度不变,不变。
a.,加水稀释,减小,不变,所以减小,a不符合题意;
b.,加水稀释,减小,不变,所以增大,b符合题意;
c.加水稀释,减小,不变,所以减小,c不符合题意;
故选b。
(4)根据可知,,由图可知,在该溶液的平衡体系中,当pH=6.37时,,则;,由图可知,在该溶液的平衡体系中,当pH=10.25时,,则。
(5)根据碳元素守恒可知,。
(6)观察题图,当溶液的pH=12时,含量基本达到最大值,所以溶液的pH最好控制在12以上。
18.(1) b
(2) a>b>d>c cd
(3)
(4) <
(5) <
【分析】(5)草酸两步电离:、。pH越小,分子形态占比越高。曲线Ⅰ为,随pH升高占比下降;曲线Ⅱ为,中间pH区间占主导;曲线Ⅲ为,高pH占比增大。pH=1.2时,pH=4.2时,a点处与物质的量分数相等,据此分析。
【详解】(1)①a.A点是总浓度与物质的量分数相等,不是与浓度相等,a错误;
b.,图像中物质的量分数接近,溶液中主要微粒为,b正确;
c.对应B点,,溶液显碱性,,c错误;
d.pH=12时,主要微粒为,此时,远大于极微量的,d错误;
故选b;
②水溶液主要含,加入,与反应生成和,离子方程式:;
(2)酸性顺序:;酸性越强,对应酸根结合质子能力越弱;①四种离子结合质子能力:,顺序;
②a.酸性,反应可以发生,a不符合题意;
b.酸性,反应可以发生,b不符合题意;
c.酸性,酸性弱于碳酸,不能生成,该反应不能发生,c符合题意;
d.酸性强于,通入溶液产物应为,反应不能发生,d符合题意;
故选;
(3)电荷守恒:,变形得:;,;;
;
(4)①氨水与恰好完全反应生成;查表,,甲酸电离程度大于一水合氨电离程度,溶液显酸性;要使混合液,需要氨水过量,故加入甲酸体积;
② 混合后溶液体积加倍,反应前 ,则混合后 。已知 ,则 。由电荷守恒 可知,。由物料守恒,得。则;
(5)①交点:,;交点:,;;
②a点为曲线Ⅰ和Ⅲ的交点,此时 。根据电荷守恒:。将其中一个 替换为等量的 ,得到 。因为a点pH约为2.7,溶液呈酸性,即 ,所以。
19.(1) 对甲基苯酚(或4-甲基苯酚) B
(2)不能;酸性高锰酸钾溶液氧化性太强,会将D中的苯环侧链甲基直接氧化为羧基,或将生成的醛基继续氧化为羧基,均得不到E
(3)
(4)碱
(5)脱除保护基(恢复羟基)
(6)
(7)
【分析】由路线可知,苯酚在甲醇、氯化铝条件下在羟基对位引入甲基生成对甲基苯酚;对甲基苯酚与甲醛反应,在羟基邻位引入羟甲基;随后羟甲基和酚羟基与丙酮形成环状缩酮,使两个羟基得到保护。反应④将苯环侧链甲基氧化为醛基,醛基再依次发生与HCN的加成、氢化还原,得到含羟基和氨基的侧链。反应⑥由氨基取代溴代烃中的溴原子接入长碳链,最后在酸性条件下水解缩酮,恢复两个羟基得到沙美特罗。
【详解】(1)B分子中甲基位于羟基对位,化学名称为对甲基苯酚(或4-甲基苯酚);
A.反应①生成对甲基苯酚时有水生成,反应物原子没有全部进入目标产物,A错误;
B.反应②中对甲基苯酚与甲醛发生加成,反应物的原子全部进入产物C,原子利用率理论上可达100%,B正确;
C.反应③形成环状缩酮时有水生成,反应物原子没有全部进入目标产物,C错误;
D.反应④为氧化反应,氧化剂中的原子没有全部进入目标产物,D错误;
故选B;
(2)反应④只需将D中的苯环侧链甲基氧化为醛基。酸性高锰酸钾溶液氧化性较强,会将侧链甲基直接氧化为羧基,或将生成的醛基继续氧化为羧基,均不能得到E,故不能替换;
(3)E含有醛基,醛基的碳氧双键与HCN发生加成,羰基碳连接羟基和氰基,生成氰醇F。反应方程式为:
;
(4)反应⑥中氨基取代溴代烃中的溴原子,同时生成酸性物质;吡啶显碱性,能与生成的酸反应,使反应向生成物方向进行,从而提高转化率;
(5)前面步骤用丙酮将两个羟基转化为环状缩酮,避免羟基参与副反应;反应⑦在酸性水溶液中水解缩酮,脱除保护基并恢复两个羟基;
(6)由水解产物能与氯化铁溶液显色可知,该同分异构体应为酚形成的酯;由能发生银镜反应可知,该酯应为甲酸酯。苯环上另一个取代基取叔丁基,并使两个取代基处于对位,则甲酸酯基上的氢、两组苯环氢和叔丁基氢分别形成4组峰,峰面积之比为1:2:2:9,符合条件的结构简式为:
;
(7)
参照反应④,先将甲苯侧链甲基氧化为醛基;再参照E→F,使苯甲醛与HCN加成生成氰醇;随后用氢气在镍催化剂作用下将氰基还原为氨基,最后用不超过4个碳的溴代叔丁烷与氨基发生取代反应,合成路线为:
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答案第2页(共12页)
答案第1页(共12页)
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