
(滿分:100分;考試時(shí)間:75分鐘)
注意事項(xiàng):
1.答題前,考生先將自己的姓名、班級(jí)、考場/座位號(hào)、準(zhǔn)考證號(hào)填寫在答題卡上。
2.答選擇題時(shí),必須使用2B鉛筆填涂;答非選擇題時(shí),必須使用0.5毫米的黑色簽字筆書寫;必須在題號(hào)對應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答,超出答題區(qū)域書寫無效;保持答卷清潔、完整。
3.考試結(jié)束后,將答題卡交回(試題卷學(xué)生保存,以備評(píng)講)。
可能用到的相對原子質(zhì)量:H1 C12 Na23 O16 Al27 S32 Cl35.5 Fe56
一、選擇題:本題包括14小題,每小題3分,共42分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意。
1. 下列有關(guān)食品添加劑的說法正確的是
A. 食鹽可作調(diào)味劑,但不能作食品防腐劑
B. 亞硝酸鈉是一種防腐劑和護(hù)色劑,可在肉制品中加入大量的亞硝酸鈉
C. 二氧化硫具有致癌性,不可作為食品添加劑
D. 谷氨酸鈉是一種增味劑,可增加食品的鮮味
【答案】D
【解析】
【詳解】A.食鹽既可以作調(diào)味劑,又可以腌制肉制品,可以作防腐劑,A錯(cuò)誤;
B.亞硝酸鈉有毒性,肉制品中加入量不能超出使用最大量,B錯(cuò)誤;
C.二氧化硫能殺菌、抗氧化,在國家規(guī)定范圍內(nèi),可用于葡萄酒中的食品添加劑,C錯(cuò)誤;
D.谷氨酸鈉即味精可以作食品的增味劑,D正確;
故選D。
2. 下列化學(xué)用語錯(cuò)誤的是
A. 羥基的電子式:
B. 的化學(xué)名稱:,-二甲基甲酰胺
C. 基態(tài)原子最外層電子排布式:
D. 氟化氫分子間氫鍵:
【答案】C
【解析】
【詳解】A.羥基是電中性基團(tuán),電子式:,A正確;
B.兩個(gè)甲基都連在氮原子上,所以的化學(xué)名稱:,-二甲基甲酰胺,B正確;
C.基態(tài)是24號(hào)元素,最外層只有1個(gè)電子,則最外層電子排布式:,C錯(cuò)誤;
D.氟原子電負(fù)性大,原子半徑小,氟化氫可以形成分子間氫鍵:,D正確;
故選C。
3. 用表示阿伏加德羅常數(shù)的值,下列敘述中正確的個(gè)數(shù)是
①在常溫常壓下,鐵與充分反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為
②乙烯和丙烯的混合氣體中鍵數(shù)目為
③與足量乙醇在一定條件下反應(yīng),生成酯基的數(shù)目小于
④常溫下,含的濃硫酸與足量反應(yīng),生成的分子數(shù)小于
⑤個(gè)膠體粒子的質(zhì)量為
A. 1B. 2C. 3D. 4
【答案】B
【解析】
【詳解】①Fe與Cl2反應(yīng)生成FeCl3,鐵與充分反應(yīng)時(shí),F(xiàn)e過量,氯氣完全反應(yīng),轉(zhuǎn)移電子數(shù)為,故①錯(cuò)誤;
②1ml乙烯即28g中含5ml鍵;1ml丙烯即42g中含9ml鍵,混合氣體中鍵數(shù)目介于-之間,故②錯(cuò)誤;
③與乙醇的酯化反應(yīng)具有可逆性,則不能完全反應(yīng),生成酯基的數(shù)目小于,故③正確;
④濃硫酸與Zn發(fā)生反應(yīng):;當(dāng)硫酸濃度降低時(shí)不能繼續(xù)與Zn生成,則生成的分子數(shù)小于,故④正確;
⑤1個(gè)膠體粒子是由一定數(shù)目的聚集而成,則個(gè)膠體粒子的質(zhì)量大于,故⑤錯(cuò)誤;
綜上所述,正確的有③④;故選:B。
4. 化合物A的相關(guān)轉(zhuǎn)化如下所示。已知由E轉(zhuǎn)化成C的現(xiàn)象是:白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色。下列說法錯(cuò)誤的是
A. 化合物A的用途之一是作油漆、涂料和橡膠的顏料
B. B的溶液可以作為覆銅板的腐蝕液,以制作印刷電路板
C. 可用酸性高錳酸鉀溶液證明D的溶液中含有亞鐵離子
D. 單質(zhì)甲的水溶液具有漂白性
【答案】C
【解析】
【分析】由E轉(zhuǎn)化成C的現(xiàn)象是:白色沉淀迅速變?yōu)榛揖G色,最后變?yōu)榧t褐色,可知,E為氫氧化亞鐵,C為氫氧化鐵,A為氧化鐵,B為氯化鐵,D為氯化亞鐵,甲為氯氣,乙為堿溶液,丙為硫氰化物。
【詳解】A.化合物A為氧化鐵,用途之一是作油漆、涂料和橡膠的顏料,A正確;
B.B為氯化鐵,可與銅反應(yīng),可以作為覆銅板的腐蝕液,以制作印刷電路板,B正確;
C.D為氯化亞鐵,氯離子和亞鐵離子均能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,故不能證明有亞鐵離子,C錯(cuò)誤;
D.甲為氯氣,氯水中含有次氯酸,具有漂白性,D正確;
故選C;
5. 下列有關(guān)事實(shí)解釋正確的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.NH3的熱穩(wěn)定性比PH3強(qiáng),是因?yàn)镹的非金屬性比P強(qiáng),N-H鍵能比P-H鍵能大,熱穩(wěn)定性強(qiáng),與NH3分子間易形成氫鍵無關(guān),A不正確;
B.石墨晶體中橫向與縱向的導(dǎo)電性不同,是因?yàn)槭w中存在層狀結(jié)構(gòu),層內(nèi)碳原子以共價(jià)鍵結(jié)合,有自由移動(dòng)的電子、導(dǎo)電性好,層與層之間通過范德華力結(jié)合,電子在層間移動(dòng)困難,所以橫向與縱向?qū)щ娦圆煌?,這體現(xiàn)的是晶體的各向異性,而不是自范性,B不正確;
C.O3雖然是極性分子,但極性很弱,在CCl4非極性溶劑中更易溶,所以O(shè)3在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度,C正確;
D.焦炭可以從石英砂中置換出硅,發(fā)生反應(yīng)2C+SiO2Si+2CO↑,在此反應(yīng)中C表現(xiàn)出還原性,而不是非金屬性,D不正確;
故選C。
6. 下列實(shí)驗(yàn)裝置(略去部分夾持儀器)設(shè)計(jì)或操作能夠達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康牡氖?br>A. 按圖甲所示操作配制銀氨溶液
B. 利用裝置乙制備溴苯并驗(yàn)證有HBr生成
C. 利用裝置丙判斷反應(yīng)的熱效應(yīng)
D. 利用裝置丁在鐵件上鍍銅,a為待鍍鐵件,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液
【答案】C
【解析】
【詳解】A.配制銀氨溶液時(shí),應(yīng)往硝酸銀溶液中滴加氨水,至生成的白色沉淀剛好完全溶解為止,甲裝置中,試劑的滴加順序錯(cuò)誤,A不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>B.利用裝置乙制備溴苯并驗(yàn)證有HBr生成時(shí),由于揮發(fā)出的Br2能與AgNO3溶液反應(yīng)生成AgBr淺黃色沉淀,所以不能說明有HBr生成,B不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>C.裝置丙中,利用熱水或冷水中混合氣的顏色變化,可以判斷平衡移動(dòng)的方向,從而確定反應(yīng)的熱效應(yīng),如:在熱水中混合氣的顏色加深,冷水中混合氣的顏色變淺,表明升高溫度,反應(yīng)的平衡逆向移動(dòng),則正反應(yīng)為放熱反應(yīng),C能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>D.利用裝置丁在鐵件上鍍銅,則銅與電源正極相連,作電鍍池的陽極,鐵件作陰極,與電源負(fù)極相連,所以a為純銅,b為待鍍鐵件,電解質(zhì)溶液為CuSO4溶液,D不能達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br>故選C。
7. 下列實(shí)驗(yàn)中,對應(yīng)的操作、現(xiàn)象以及結(jié)論都正確的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【詳解】A.向某溶液中滴加足量的鹽酸,將產(chǎn)生的無色無味氣體通入澄清石灰水,溶液變渾濁,說明產(chǎn)生的氣體為CO2,故該溶液中可能為碳酸鹽,也可能為碳酸氫鹽,故A錯(cuò)誤;
B.醛基也能使溴水褪色,不能據(jù)此說明含碳碳雙鍵,故B錯(cuò)誤;
C.該條件下生成的氣體中含揮發(fā)的乙醇,同時(shí)還會(huì)有副產(chǎn)物二氧化硫生成,兩者都能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,因此不能根據(jù)褪色證明有乙烯生成,故C錯(cuò)誤;
D.鈉元素的焰色為黃色,溶液進(jìn)行焰色試驗(yàn)若呈黃色,可知一定存在鈉離子,故D正確;
故選:D。
8. 下列有關(guān)熱化學(xué)方程式的書寫或判斷錯(cuò)誤的是
A. 已知同溫同壓下: ; ,則
B. 據(jù)上圖可知:
C. 已知的燃燒熱(又稱標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱、摩爾燃燒焓),則101kPa下
D. 一定條件下,將和置于密閉容器中充分反應(yīng)生成,放熱19.3kJ,其熱化學(xué)方程式為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.醋酸是弱酸,電離時(shí)會(huì)吸熱,故與強(qiáng)酸和OH-反應(yīng)時(shí)比較,在物質(zhì)的量相同時(shí),放出的熱量的變小,則會(huì)變大,故,故A正確;
B.由上圖可知,的反應(yīng)熱,計(jì)量數(shù)加倍則反應(yīng)熱加倍,故 ,故B正確;
C.的燃燒熱指的是1ml完全燃燒生成N2(g)和液態(tài)水時(shí)放出的熱量,故其燃燒熱的熱化學(xué)方程式: ,故C正確;
D.和的反應(yīng)為可逆反應(yīng),0.5mlN2和1.5mlH2置于密閉容器中充分反應(yīng)生成NH3(g),放熱19.3kJ,消耗的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量小于0.5ml,而熱化學(xué)方程式中的反應(yīng)熱指的是完全反應(yīng)時(shí)的反應(yīng)熱,即消耗的氮?dú)獾奈镔|(zhì)的量為1ml,放出的熱量大于38.6kJ,故D錯(cuò)誤;
答案選D。
9. 可可堿具有增加心率,擴(kuò)張血管等生理效應(yīng),常用于治療心血管疾病藥物中,其結(jié)構(gòu)如下圖所示,下列敘述正確的是
A. 化學(xué)式為
B. 分子中所有原子共平面
C. 與加成所得產(chǎn)物中含有2個(gè)手性碳原子
D. 僅改變甲基的位置,其同分異構(gòu)體有6種
【答案】C
【解析】
【詳解】A.由結(jié)構(gòu)圖可知,化合物的化學(xué)式為C7H8N4O2,A錯(cuò)誤
B.分子中含有四面體結(jié)構(gòu)的-CH3和三角錐形的N原子周圍三個(gè)單鍵,所有原子不能共平面,B錯(cuò)誤;
C.與加成所得產(chǎn)物為,含有2個(gè)手性碳原子,C正確;
D.僅改變甲基的位置,其同分異構(gòu)體有、、、、、、、、等,多于6種,D錯(cuò)誤;
答案選C。
10. 我國學(xué)者設(shè)計(jì)出一種新型的膠體液流電池,其工作原理如圖所示,其中兩種膠體分散在稀硫酸中。下列說法正確的是
A. 充電時(shí),儲(chǔ)罐甲所在電極接直流電源負(fù)極
B. 充電時(shí),質(zhì)子穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極區(qū)參與陰極反應(yīng)
C. 放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式:
D 放電時(shí),轉(zhuǎn)移電子時(shí),理論上儲(chǔ)罐乙質(zhì)量增加1g
【答案】C
【解析】
【分析】由題干圖示信息可知,放電時(shí)儲(chǔ)罐甲的電極反應(yīng)為:[H12(VO2)12(RC6H4PO3)8](4-x)-+xe-= [H12(VO2)12(RC6H4PO3)8]4-,發(fā)生還原反應(yīng),則屬于正極,而儲(chǔ)罐乙的電極反應(yīng)為:[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-,發(fā)生氧化反應(yīng),屬于負(fù)極,據(jù)此分析解題。
【詳解】A.由分析可知,放電時(shí)儲(chǔ)罐甲為正極,故充電時(shí),儲(chǔ)罐甲所在電極接直流電源正極,作陽極,A錯(cuò)誤;
B.充電時(shí),電解質(zhì)中陽離子由陽極區(qū)流向陰極區(qū),即質(zhì)子穿過質(zhì)子交換膜進(jìn)入陰極區(qū),根據(jù)電極反應(yīng)可知,質(zhì)子即H+并未參與陰極反應(yīng),B錯(cuò)誤;
C.由分析可知,放電時(shí),負(fù)極反應(yīng)式:[PW12O40]4--e-=[PW12O40]3-,C正確;
D.由分析可知,儲(chǔ)罐甲為正極,儲(chǔ)罐乙為負(fù)極,放電時(shí),電解質(zhì)中的陽離子由負(fù)極區(qū)移向正極區(qū),故轉(zhuǎn)移1ml電子時(shí),理論上儲(chǔ)罐乙質(zhì)量減輕1g,D錯(cuò)誤;
故答案為:C。
11. 是一種鐵電材料,摻雜La可提高其光電轉(zhuǎn)化性能,La取代部分Bi后的晶胞結(jié)構(gòu)示意圖(氧原子未畫出)如下。下列說法錯(cuò)誤的是
A. La填充在Ti形成的六面體空隙中
B. 該晶體的化學(xué)式為
C. 該晶胞在xy平面的投影為
D. 若p點(diǎn)La平移至晶胞體心,則Ti位于晶胞頂點(diǎn)
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由圖可知,最左/右側(cè)兩端,La填充在Ti原子形成的正方體體心,是六面體結(jié)構(gòu)的空隙中,A正確;
B.由均攤法可知,Ti的數(shù)目為,Bi的數(shù)目為,La的數(shù)目為,該晶體的化學(xué)式為,B正確;
C.該晶胞在xy平面的投影,棱上為Ti、Bi、La,投在四個(gè)角,La、Bi、Ti,投在面心,,C正確;
D.若p點(diǎn)平移至晶胞體心,平移后Ti位于晶胞棱上和體內(nèi),D錯(cuò)誤;
答案選D。
12. W、X、Y、Z、M為短周期原子序數(shù)依次遞增的主族元素,其最外層電子數(shù)可用圖表示。下列有關(guān)說法錯(cuò)誤的是
A. X元素能形成多種單質(zhì)
B. 氫化物的沸點(diǎn):Y>X
C. Z的單質(zhì)可與X的最高價(jià)氧化物發(fā)生置換反應(yīng)
D. M的最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為強(qiáng)酸
【答案】B
【解析】
【分析】從圖中可以看出,W、X、Y、Z、M的最外層電子數(shù)分別為1、4、5、2、7,W、X、Y、Z、M為短周期原子序數(shù)依次遞增的主族元素,則W、X、Y、Z、M分別為H、C、N、Mg、Cl。
【詳解】A.X為C元素,能形成金剛石、石墨、C60等多種單質(zhì),A正確;
B.X、Y分別為C、N元素,雖然NH3分子間能形成氫鍵,但若碳的氫化物中碳原子個(gè)數(shù)很多,其沸點(diǎn)可能比NH3高,B錯(cuò)誤;
C.Z的單質(zhì)為Mg,X的最高價(jià)氧化物為CO2,點(diǎn)燃的鎂條能在CO2氣體中燃燒生成MgO和C:CO2+2Mg2MgO+C,該反應(yīng)為置換反應(yīng),C正確;
D.M為Cl元素,其最高價(jià)氧化物對應(yīng)的水化物為HClO4,在水溶液中發(fā)生完全電離,屬于強(qiáng)酸,D正確;
故選B。
13. 常溫下的溶液稀釋過程中、、與關(guān)系的完整圖像如圖所示。已知,的分布系數(shù),。下列說法正確的是
A. 曲線代表B.
C. a點(diǎn)溶液的D. b點(diǎn)溶液中,
【答案】C
【解析】
【分析】常溫下,pH為3的NaHR溶液稀釋過程中,鈉離子和HR-離子的濃度減小,NaHR溶液呈酸性可知,HR-離子在溶液中的電離程度大于水解程度,溶液中R2-離子濃度大于H2R濃度,則曲線L1、L2、L3分別代表δ(H2R)、δ(R2-)、δ(HR-)與pc(Na+)的關(guān)系。據(jù)此解答:
【詳解】A.由分析可知,曲線L1代表δ(H2R)與pc(Na+)的關(guān)系,故A錯(cuò)誤;
B.由圖可知,H2R的電離常數(shù),故B錯(cuò)誤;
C.由圖可知,H2R的二級(jí)電離常數(shù),a點(diǎn)溶液中R2-離子濃度等于HR-離子濃度,則溶液中氫離子濃度c(H+)=2×10-4ml/L,溶液pH為3.7,故C正確;
D.由圖可知,b點(diǎn)溶液中HR-離子濃度大于H2R濃度,由物料守恒c(Na+)=c(HR-)+c(R2-)+c(H2R)可知,溶液中c(Na+)Kc,A正確;
B.相同溫度時(shí),壓強(qiáng)越大,化學(xué)反應(yīng)速率越大,T2時(shí),由于d點(diǎn)壓強(qiáng)大于c點(diǎn)壓強(qiáng),則d點(diǎn)反應(yīng)速率大于c點(diǎn)反應(yīng)速率,即vd(逆)>vc(逆),B正確;
C.該反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),增大壓強(qiáng),NO轉(zhuǎn)化率增大,該反應(yīng)為放熱反應(yīng),升高溫度,NO的平衡轉(zhuǎn)化率由p點(diǎn)向下方遷移,不會(huì)向b點(diǎn)遷移,C錯(cuò)誤;
D.T1時(shí),維持M點(diǎn)壓強(qiáng)不變,再向容器中充入NO和Cl2,使二者物質(zhì)的量均增大為M點(diǎn)的2倍,則體積增大為原來2倍,濃度不變,平衡不發(fā)生移動(dòng),即再次達(dá)平衡時(shí)NO的轉(zhuǎn)化率不變,D正確;
故選C。
二、非選擇題:本題共4小題,共58分。
15. 重整催化劑是石油煉制工業(yè)中不可缺少的催化觸媒,某失效重整催化劑含有約0.3%的金屬Pt,其他成分主要為Al2O3、含碳雜質(zhì)以及少量Fe、Re等金屬?,F(xiàn)利用以下流程回收金屬Pt(部分試劑、步驟及反應(yīng)條件略)。
已知:①樹脂吸附過程只會(huì)吸附和;
②,。
回答下列問題:
(1)已知基態(tài)Pt的核外電子排布式為,則Pt在元素周期表中位于第_____周期第_____族。NaClO3中,的空間結(jié)構(gòu)為_____。
(2)“焙燒”的目的是_____。
(3)“酸浸氧化”步驟中,Pt發(fā)生的離子反應(yīng)方程式是_____。
(4)“樹脂吸附”過程的目的是_____。
(5)"沉鉑"時(shí),向的溶液中加入等體積的溶液,完全沉淀,則溶液的最小濃度為_____。
(6)利用受熱易分解制備提純金屬Pt,化學(xué)方程式是_____。
【答案】(1) ①. 六 ②. Ⅷ ③. 三角錐形
(2)去除含C雜質(zhì),提高后續(xù)金屬浸取率
(3)
(4)將和與其他雜質(zhì)離子分離;富集
(5)1.6 (6)或
【解析】
【分析】某失效重整催化劑含有約0.3%的金屬Pt,其他成分主要為Al2O3、含碳雜質(zhì)以及少量Fe、Re等金屬。將失效催化劑焙燒后,加入H2SO4溶液、HCl、NaClO3進(jìn)行酸浸氧化,然后過濾,得到濾渣和溶液;將濾液中加入樹脂進(jìn)行吸附,和進(jìn)入樹脂內(nèi),再進(jìn)行解吸附;往所得水溶液中加入NH4Cl溶液沉鉑,得到NH4ReO4溶液和(NH4)2PtCl6沉淀。
【小問1詳解】
基態(tài)Pt的核外電子排布式為,則Pt的價(jià)電子數(shù)為10,價(jià)電子數(shù)為8、9、10的元素都屬于第Ⅷ族元素,所以其在元素周期表中位于第六周期第Ⅷ族。NaClO3中,的中心Cl原子的價(jià)層電子對數(shù)為=4,發(fā)生sp3雜化,但Cl原子的最外層有1個(gè)孤電子對,空間結(jié)構(gòu)為:三角錐形。
【小問2詳解】
混合物中含有碳雜質(zhì),它的存在,將影響金屬的浸取,則“焙燒”的目的是:去除含C雜質(zhì),提高后續(xù)金屬的浸取率。
【小問3詳解】
“酸浸氧化”步驟中,Pt與H2SO4溶液、HCl、NaClO3發(fā)生反應(yīng),生成、Na2SO4等,依據(jù)得失電子守恒、電荷守恒、質(zhì)量守恒,發(fā)生反應(yīng)的離子反應(yīng)方程式是。
【小問4詳解】
題干信息顯示:樹脂吸附過程只會(huì)吸附和,則“樹脂吸附”過程的目的是:將和與其他雜質(zhì)離子分離;富集。
【小問5詳解】
"沉鉑"時(shí),向的溶液中加入等體積的NH4Cl溶液,完全沉淀,此時(shí)沉淀生成(NH4)2PtCl6,消耗等體積NH4Cl的濃度為0.05ml/L×2=0.1ml/L;沉淀完成后,可認(rèn)為溶液中,則c()=ml/L=ml/L=0.75ml/L,所以NH4Cl溶液的最小濃度為0.75ml/L ×2+0.1ml/L=1.6ml/L。
【小問6詳解】
利用(NH4)2PtCl6受熱易分解制備提純金屬Pt,Pt由+4價(jià)降低為0價(jià),則N元素或Cl元素化合價(jià)升高,最終生成N2或Cl2等,依據(jù)得失電子守恒和質(zhì)量守恒,可得出發(fā)生的化學(xué)方程式是或。
【點(diǎn)睛】沉淀時(shí),加入的NH4Cl起兩個(gè)作用,一個(gè)是與作用生成(NH4)2PtCl6沉淀,另一個(gè)是降低(NH4)2PtCl6的溶解度,確保溶液中c()≤1×10-5ml/L。
16. 氫化鋁鈉()是有機(jī)合成中重要的還原劑。實(shí)驗(yàn)室以無水四氫呋喃為溶劑,和為反應(yīng)物,在無水無氧條件下制備。
已知:①二苯甲酮(沸點(diǎn)305℃)作指示劑,在有水體系中無色,在無水體系中呈藍(lán)色。
②易溶于四氫呋喃(沸點(diǎn)66℃),難溶于甲苯(沸點(diǎn)110.6℃)。
回答下列問題:
(1)制備無水四氫呋喃(裝置如圖1,夾持及加熱裝置略)
儀器A的名稱為_____。實(shí)驗(yàn)開始前,用排盡裝置內(nèi)的空氣;除水過程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_____;打開活塞K,接通冷凝水并加熱裝置C至80℃,當(dāng)觀察到_____,關(guān)閉活塞K,在裝置B中收集無水四氫呋喃。
(2)制備(裝置如圖2,攪拌、加熱和夾持裝置略)
向三頸燒瓶中加入少量(質(zhì)量可忽略)作催化劑,再加入含的四氫呋喃懸濁液;接通冷凝水,控溫80℃,邊攪拌邊緩慢滴加含的四氫呋喃溶液,有白色固體析出;靜置沉降,取上層清液,經(jīng)一系列操作得到產(chǎn)品。
①制備的化學(xué)方程式為_____。
②圖2裝置存在的一處明顯缺陷是_____。
③由上層清液獲得的系列操作:加入甲苯,減壓蒸餾→操作a,得粗產(chǎn)品→…→得較純凈的產(chǎn)品。減壓蒸餾的餾出物為_____;操作a為_____。
(3)測定的產(chǎn)率
將所得產(chǎn)品用足量無水乙醇、鹽酸處理(雜質(zhì)不反應(yīng)),加熱沸騰分離出,冷卻后配成溶液。量取待測溶液、EDTA溶液于錐形瓶,調(diào)節(jié)pH并加熱煮沸。冷卻后用醋酸鋅標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定剩余的EDTA,達(dá)終點(diǎn)時(shí)消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液。已知EDTA與均按1:1反應(yīng),則的產(chǎn)率為_____(保留一位小數(shù))。若量取EDTA溶液時(shí)滴定管尖嘴部分有氣泡,放出溶液后氣泡消失,則測定結(jié)果將_____(填“偏大”、“偏小”或“不變”)。
(4)利用一種鉀鹽的酸性溶液作電解質(zhì),電催化還原為乙烯,如下圖所示,寫出陰極上的電極反應(yīng)式:_____。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 2Na+2H2O=2NaOH+H2 ③. C中二苯甲酮變?yōu)樗{(lán)色
(2) ①. 4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl ②. 球形冷凝管與大氣連通,難以保證制備所需要的無水無氧條件 ③. 四氫呋喃 ④. 過濾
(3) ①. 59.0% ②. 偏小
(4)12H++2CO2+12e-= C2H4+4H2O
【解析】
【分析】向50mL含4.32g NaH的四氫呋喃懸浮液中加入50mL含5.34g AlCl3的四氫呋喃溶液發(fā)生反應(yīng):4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl,氫化鋁鈉易溶于四氫呋喃,NaCl為離子晶體,難溶于四氫呋喃,故析出的白色固體為NaCl。過濾之后,向NaAlH4的四氫呋喃溶液中加入甲苯,可以析出NaAlH4。
【小問1詳解】
儀器A的名稱為球形冷凝管,鈉和水反應(yīng)生成氫氧化鈉和氫氣,可以用來除水,化學(xué)方程式為:2Na+2H2O=2NaOH+H2,二苯甲酮(沸點(diǎn)305℃)作指示劑,在有水體系中無色,在無水體系中呈藍(lán)色,當(dāng)觀察到C中二苯甲酮變?yōu)樗{(lán)色,關(guān)閉活塞K,在裝置B中收集無水四氫呋喃;
【小問2詳解】
①由分析可知,和為反應(yīng)物,在無水無氧條件下制備,化學(xué)方程式為:4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl;
②制備需要在無水無氧條件下,圖2裝置存在的一處缺陷是球形冷凝管與大氣連通,難以保證制備所需要的無水無氧條件;
③是離子化合物,室溫下為固體,沸點(diǎn)比四氫呋喃(沸點(diǎn)66℃)高,則減壓蒸餾的餾出物為四氫呋喃,難溶于甲苯,減壓蒸餾出四氫呋喃后,過濾可以得到粗產(chǎn)品;
【小問3詳解】
由4NaH+AlCl3=NaAlH4+3NaCl分析可知反應(yīng)物NaH過量,理論上可以產(chǎn)生NaAlH4的物質(zhì)的量為。經(jīng)分析可知5mL待測溶液中含有Al3+的物質(zhì)的量為,則含有NaAlH4的物質(zhì)的量為0.00118ml,實(shí)際產(chǎn)量為=59.0%,若量取EDTA溶液時(shí)滴定管尖嘴部分有氣泡,放出溶液后氣泡消失,則量取EDTA的物質(zhì)的量偏小,則測得消耗EDTA的物質(zhì)的量偏小,測定產(chǎn)率結(jié)果將偏?。?br>【小問4詳解】
由圖可知,CO2在陰極得到電子生成CH2=CH2,根據(jù)得失電子守恒和電荷守恒配平電極方程式為:12H++2CO2+12e-= C2H4+4H2O。
17. 為了實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰、碳中和”的目標(biāo),可以用為碳源制取多種化學(xué)物質(zhì)。
(1)與在固載金屬催化劑(M)上可發(fā)生反應(yīng)生成HCHO(g)和,已知298K時(shí)下列幾種物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)生成焓[在標(biāo)態(tài)和T(K)條件下由指定單質(zhì)生成1ml某種物質(zhì)的焓變]。
則反應(yīng)的________。
(2)與合成尿素的反應(yīng)為,下圖是合成尿素的歷程及能量變化,TS表示過渡態(tài)。
圖示歷程包含了________個(gè)基元反應(yīng),其中起決速步驟的方程式是________。
(3)以、為原料合成的主要反應(yīng)如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
①不同條件下,按照投料,同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,的平衡轉(zhuǎn)化率如圖甲所示。
溫度不變時(shí),增大該反應(yīng)體系的壓強(qiáng)后(縮小體積),則反應(yīng)Ⅱ________(填“正向”、“逆向”或“不”)移動(dòng);壓強(qiáng)為時(shí),溫度高于300℃后,的平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高而增大的主要原因是________。
②在溫度為T℃下,將和充入容積為VL的恒容密閉容器中。同時(shí)發(fā)生反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ,體系中各組分分壓(各組分分壓=總壓×各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù))隨時(shí)間的變化情況如圖乙所示。圖中缺少了一種組分的分壓變化,該組分是________(填化學(xué)式)。T℃時(shí),反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)________(用分壓代替濃度,計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。
(4)利用一種鉀鹽的酸性溶液作電解質(zhì),電催化還原為乙烯,如下圖所示,寫出陰極上的電極反應(yīng)式:________。
【答案】(1)
(2) ①. 3 ②.
(3) ①. 逆向 ②. 反應(yīng)Ⅰ正向放熱,反應(yīng)Ⅱ正向吸熱,溫度高于300℃之后,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)Ⅱ決定 ③. CO ④. 0.59
(4)
【解析】
【小問1詳解】
反應(yīng)熱等于生成物的生成焓減去反應(yīng)物的生成焓,的,則其反應(yīng)的;
【小問2詳解】
根據(jù)圖示,歷程包含了3個(gè)基元反應(yīng),能壘最大的即為決速步驟,故該步驟的方程式為:;
【小問3詳解】
①反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)為氣體分子數(shù)減小的反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ氣體分子數(shù)不變,相同溫度下,增大壓強(qiáng)后(縮小體積),反應(yīng)Ⅰ平衡正向移動(dòng),增大,導(dǎo)致反應(yīng)Ⅱ逆向移動(dòng);反應(yīng)Ⅰ的正反應(yīng)為放熱反應(yīng),反應(yīng)Ⅱ的正反應(yīng)為吸熱反應(yīng),溫度高于300℃之后,反應(yīng)轉(zhuǎn)化率主要由反應(yīng)Ⅱ決定;
②根據(jù)圖乙中曲線變化的趨勢和斜率的大小,可以確定的起始分壓為1.5MPa,的起始分壓為0.5MPa。根據(jù)阿伏加德羅定律的推論可知,恒容密閉的容器中,溫度不變,氣體壓強(qiáng)之比等于物質(zhì)的量之比,則a∶b=0.5∶1.5,若設(shè)a=0.5ml,b=1.5ml,平衡時(shí),,,則,,設(shè)平衡時(shí)CH3OH、CO、H2O物質(zhì)的量分別為x、y、z,再根據(jù)C、H、O原子個(gè)數(shù)守恒,可得,則x=0.2ml,y=0.1ml,z=0.3ml,則平衡時(shí),所以平衡時(shí),,,故圖乙中缺少的組分為CO。則反應(yīng)Ⅰ的;
【小問4詳解】
電解池的陰極發(fā)生得到電子的還原反應(yīng),即得到電子轉(zhuǎn)化為乙烯,電極反應(yīng)式為。
18. 氘代藥物M可用于治療遲發(fā)性運(yùn)動(dòng)障礙,M的合成物路線I如下圖所示(部分試劑及反應(yīng)條件略):
已知:
(1)A的化學(xué)名稱為_____;
(2)M的含氧官能團(tuán)名稱為_____;
(3)兩步反應(yīng)中第二步的反應(yīng)類型為_____;
(4)B與新制反應(yīng)的化學(xué)方程式為_____;
(5)K的結(jié)構(gòu)簡式為_____;
(6)E的芳香族同分異構(gòu)體中能同時(shí)滿足以下條件的有_____個(gè);(不考慮立體異構(gòu))
①和直接連在苯環(huán)上;
②該有機(jī)物至少能與氫氧化鈉反應(yīng);
③苯環(huán)上只有3個(gè)取代基。
其中核磁共振氫譜中吸收峰個(gè)數(shù)最少的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式為_____;
(7)根據(jù)上述合成路線,設(shè)計(jì)以和為主要原料合成_____。
【答案】(1)鄰苯二酚或1,2-苯二酚
(2)醚鍵,(酮)羰基
(3)取代反應(yīng) (4)
(5) (6) ①. 16 ②. 和
(7)
【解析】
【分析】對比E和F的結(jié)構(gòu)簡式可知,E首先還原為,隨后和甲酸發(fā)生取代反應(yīng)生成F;結(jié)合題給信息可知,在PCl5作用下可以生成的K為,以此解題。
【小問1詳解】
A中兩個(gè)羥基位于鄰位,在其名稱為:鄰苯二酚或1,2-苯二酚;
【小問2詳解】
根據(jù)M的結(jié)構(gòu)簡式可知,M的含氧官能團(tuán)名稱為醚鍵,(酮)羰基;
【小問3詳解】
對比E和F的結(jié)構(gòu)簡式可知,E首先還原為,隨后和甲酸發(fā)生取代反應(yīng),故兩步反應(yīng)中第二步的反應(yīng)類型為取代反應(yīng);
【小問4詳解】
B中含有醛基,醛基可以和新制氫氧化銅反應(yīng),方程式為:;
【小問5詳解】
結(jié)合題給信息可知,在PCl5作用下可以生成,故K的結(jié)構(gòu)簡式為;
【小問6詳解】
根據(jù)題意,苯環(huán)上含有和兩個(gè)支鏈,則根據(jù)E的結(jié)構(gòu)簡式可知,另一個(gè)支鏈為—COOH或者—OOCH,當(dāng)和位于鄰位時(shí),另一支鏈為—OOCH,有4種結(jié)構(gòu),當(dāng)和位于間位時(shí),另一支鏈為—OOCH,有4種結(jié)構(gòu),當(dāng)和位于對位時(shí),另一支鏈為—OOCH,有2種結(jié)構(gòu);當(dāng)和,另一支鏈為—COOH時(shí),可以這樣考慮,兩個(gè)羧基位于鄰位,氨基的位置有2種,兩個(gè)羧基位于間位,氨基的位置有3種,兩個(gè)羧基位于對位,氨基的位置有1種,一共有16種;
其中核磁共振氫譜中吸收峰個(gè)數(shù)最少時(shí),要考慮對稱結(jié)構(gòu),以及支鏈盡可能相同的情況,根據(jù)要求,三個(gè)支鏈可以考慮都相間的情況,故答案為:和;
【小問7詳解】
根據(jù)題給的信息可知,可以由在PCl5作用下生成,結(jié)合題中流程中E→F可知,可以由經(jīng)兩步生成,結(jié)合B→E可知,可以由與反應(yīng)生成,故答案為:。選項(xiàng)
描述
解釋
A
NH3的熱穩(wěn)定性比PH3強(qiáng)
NH3分子間易形成氫鍵
B
石墨晶體中橫向與縱向的導(dǎo)電性不同
晶體性質(zhì)表現(xiàn)自范性
C
O3在CCl4中的溶解度高于在水中的溶解度
O3的極性微弱,在CCl4非極性溶劑中更易溶
D
焦炭可以從石英砂中置換出硅
碳的非金屬性強(qiáng)于硅的非金屬性
選項(xiàng)
操作
現(xiàn)象
結(jié)論
A
向某溶液中滴加足量稀鹽酸
產(chǎn)生無色無味且能使澄清石灰水變渾濁的氣體
該溶液為碳酸鹽溶液
B
向溶液中滴加溴水
溴水褪色
中含有碳碳雙鍵
C
將乙醇、濃硫酸在170℃條件產(chǎn)生的氣體通過酸性高錳酸溶液
酸性高錳酸鉀溶液褪色
有乙烯生成
D
對某未知溶液進(jìn)行焰色試驗(yàn)
焰色試驗(yàn)呈黃色
一定含有鈉離子
物質(zhì)
HCHO(g)
標(biāo)準(zhǔn)生成焓
-393.5
-242
-115.9
0
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