1. 山東特色和文化傳承與化學(xué)密不可分,下列說法錯誤的是
A. 龍山黑陶經(jīng)高溫?zé)贫?,其主要成分是硅酸鹽
B. 臨沂地下大峽谷的溶洞景觀與CaCO3的生成和溶解有關(guān)
C. 日照綠茶含有的茶多酚不易被氧化,具有抗氧化功效
D. 菏澤老粗布的原料是棉花,棉花的主要成分屬于天然有機高分子化合物
【答案】C
【解析】
【詳解】A.陶瓷的主要成分是硅酸鹽,故A正確;
B.溶洞的形成涉及的反應(yīng):CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,洞中的石筍和石柱的形成涉及的反應(yīng)Ca(HCO3)2= CaCO3↓+H2O+CO2,故B正確;
C.綠茶含有的茶多酚易被氧化,具有抗氧化功效,故C錯誤;
D.棉、麻、羊毛、蠶絲等的主要成分屬于天然有機高分子化合物,故D正確;
故選C。
2. 化學(xué)品在食品工業(yè)中有重要的應(yīng)用,下列說法錯誤的是
A. FeSO4可用作補鐵劑B. Na2CO3可用作食品膨松劑
C. CaCl2可用作豆腐制作的食品添加劑D. 山梨酸及其鉀鹽可用作食品防腐劑
【答案】B
【解析】
【詳解】A.人體需要的是,可用作補鐵劑,A正確;
B.受熱難以分解不能用作食品膨松劑,或可用作食品膨松劑,B錯誤;
C.可使膠體聚沉,在制作豆腐時用作凝固劑,C正確;
D.山梨酸及其鉀鹽、苯甲酸鈉等可用作食品防腐劑,D正確;
故選B。
3. 下列化學(xué)用語或圖示正確的是
A. 2pz電子云圖:
B. CH2BrCH2Br的名稱(系統(tǒng)命名法):二溴乙烷
C. NH3分子N-H σ鍵的形成示意圖:
D. 乙烷的球棍模型:
【答案】A
【解析】
【詳解】A.2pz電子云圖為啞鈴形,則其電子云圖為:,A正確;
B.CH2BrCH2Br分子中,兩個溴原子連接在兩個不同的碳原子上,命名時需標(biāo)明溴原子所在主鏈上的位置,則其名稱(系統(tǒng)命名法):1,2-二溴乙烷,B不正確;
C.NH3分子的中心N原子的價層電子對數(shù)為=4,發(fā)生sp3雜化,與H原子形成N-H sp3-s σ鍵,而圖示表示的是p-pσ鍵的形成過程,C不正確;
D.表示的是乙烷的空間填充模型,而不是球棍模型,D不正確;
故選A。
4. 下列物質(zhì)的熔沸點高低不能用對應(yīng)化學(xué)鍵鍵能解釋的是
A. 金剛砂(SiC)B. AlCl3C. NaClD. 石墨
【答案】B
【解析】
【詳解】A.金剛砂(SiC)晶體為共價晶體,微粒間通過共價鍵相結(jié)合,熔化時斷裂共價鍵,A不符合題意;
B.AlCl3晶體為分子晶體,分子內(nèi)存在共價鍵,分子間存在范德華力,晶體熔化時,分子組成不變,共價鍵不發(fā)生斷裂,改變的是分子間距離,則其熔沸點取決于分子間作用力的大小,與化學(xué)鍵無關(guān),B符合題意;
C.NaCl晶體為離子晶體,離子間存在離子鍵,熔化時需破壞離子鍵,則其熔沸點的高低取決于離子鍵強度(晶格能)的大小,C不符合題意;
D.石墨為混合型晶體,層與層之間是分子間作用力,層內(nèi)碳原子之間是共價鍵,熔化時需要破壞共價鍵等,其熔沸點高低與化學(xué)鍵能有關(guān),D不符合題意;
故選B。
5. 物質(zhì)性質(zhì)決定用途,下列兩者關(guān)系對應(yīng)正確的是
A. 明礬用作凈水劑,體現(xiàn)的氧化性
B. 用作“鋇餐”,體現(xiàn)BaSO4難溶于水的性質(zhì)
C. FeS用于處理工業(yè)廢水中的,體現(xiàn)FeS的還原性
D. 雙氧水和氨水溶解試管壁上的銀鏡,體現(xiàn)的配位性
【答案】D
【解析】
【詳解】A.明礬用作凈水劑,是因為Al3?水解生成Al(OH)?膠體,吸附水中懸浮物,與其氧化性無關(guān),A錯誤;
B.用作“鋇餐”,體現(xiàn)BaSO4難溶于酸的性質(zhì),B錯誤;
C.FeS用于處理工業(yè)廢水中的是因為發(fā)生反應(yīng):,與其還原性無關(guān),C錯誤;
D.雙氧水和氨水溶解試管壁上的銀鏡,發(fā)生反應(yīng):Ag + H?O? + 4NH? = [Ag(NH?)?]? + 2OH?,體現(xiàn)的是H?O?的氧化性和NH?的配位性,D正確;
答案選D。
6. 下列圖示實驗中,能達到相應(yīng)的實驗?zāi)康牡氖?br>A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.溶液具有強氧化性,會腐蝕堿式滴定管的橡膠,滴定時應(yīng)將K2Cr2O7溶液盛放在酸式滴定管中,A錯誤;
B.NH4Cl受熱易分解,分解生成的NH3和HCl在冷處會重新化合生成NH4Cl,加熱易升華,用升華的方法無法進行分離,B錯誤;
C.過氧化鈉與水反應(yīng)產(chǎn)物之一為,可以用帶火星的木條檢驗,C正確;
D.濃硫酸具有脫水性和強氧化性,反應(yīng)生成乙烯的過程中還會產(chǎn)生氣體,也能使溴水褪色,D錯誤;
故選C。
7. 三氯蔗糖是可供糖尿病患者食用的甜味劑,它是保持蔗糖分子的基本結(jié)構(gòu)不變,僅改變分子結(jié)構(gòu)中的某些基團而得到的,該過程稱為分子結(jié)構(gòu)修飾,下列說法正確的是
A. 通過X射線衍射可確定蔗糖分子被修飾的部位
B. 通過紫外光譜可確定三氯蔗糖分子中的官能團
C. 蔗糖被修飾后,分子中的不對稱碳原子個數(shù)發(fā)生變化
D. 分子被修飾時因保持基本結(jié)構(gòu)不變,所以修飾前后化學(xué)性質(zhì)不變
【答案】A
【解析】
【詳解】A.通過X射線衍射可以確定分子結(jié)構(gòu),因此可確定蔗糖分子被修飾的部位,A正確;
B.通過紅外光譜可確定三氯蔗糖分子中的官能團,B錯誤;
C.蔗糖子中的3個羥基被修飾后變?yōu)?個氯原子,不影響不對稱碳原子個數(shù),修飾前后均為9個(環(huán)上的碳原子),C錯誤;
D.分子被修飾時雖保持基本結(jié)構(gòu)不變,但是官能團發(fā)生變化,所以修飾前后化學(xué)性質(zhì)改變,D錯誤;
故選A。
8. 山藥素具有抗菌消炎作用,合成山藥素一種中間體(M)的結(jié)構(gòu)如圖所示,下列關(guān)于M的說法錯誤的是
A. 含有4種官能團
B. 存在順反異構(gòu)體
C. 與NaOH溶液反應(yīng)時,1ml最多消耗2ml氫氧化鈉
D. 酸性條件下的水解產(chǎn)物之一可發(fā)生加聚和縮聚反應(yīng)
【答案】C
【解析】
【詳解】A.分子中含有醚鍵、羧基、酯基、碳碳雙鍵4種官能團,故A正確;
B.碳碳雙鍵的兩個碳原子上連有4個不同的原子或原子團,雙鍵兩側(cè)的基團不同,存在順反異構(gòu)體,故B正確;
C.與NaOH溶液反應(yīng)時,1ml最多消耗3ml氫氧化鈉,酚酯需要2ml,羧基需要1ml,生成和醋酸鈉,故C錯誤;
D.酸性條件下的水解產(chǎn)物之一為,碳碳雙鍵可發(fā)生加聚,羧基、羥基可發(fā)生縮聚反應(yīng),故D正確;
故選C。
9. 由H、O、S組成的過一硫酸,具有強氧化性,其分子結(jié)構(gòu)如圖所示,下列說法錯誤的是
A. “”代表氧原子B. 該分子中所有硫氧鍵的鍵長相等
C. 過一硫酸分子中含有非極性鍵D. 該分子中氫原子的電離能力不相同
【答案】B
【解析】
【詳解】A.根據(jù)過一硫酸分子結(jié)構(gòu)中原子形成的化學(xué)鍵個數(shù)以及原子的相對大小,可以判斷“”代表氧原子,代表氫原子,代表硫原子,A正確;
B.該分子中有硫氧雙鍵和硫氧單鍵,即硫氧鍵的鍵長不相等,B錯誤;
C.過一硫酸分子中含有氧氧鍵為非極性鍵,C正確;
D.,1號氫原子類似于硫酸分子中的氫原子,2號氫原子類似于過氧化氫分子中的氫原子,因此1號氫原子的電離能力大于2號氫原子,因此該分子中氫原子的電離能力不相同,D正確;
故答案為:B。
10. 由鎳或鉻介導(dǎo)的烯丙基或乙烯基鹵與醛偶聯(lián)為醇的反應(yīng)稱為“NHK反應(yīng)”,在天然產(chǎn)物合成領(lǐng)域應(yīng)用廣泛,反應(yīng)機理如圖所示(Me代表甲基),下列說法錯誤的是
A. 反應(yīng)過程中既有σ鍵的斷裂也有π鍵斷裂
B. 該反應(yīng)條件下催化劑對碳氯鍵有更高的選擇性
C. 加入Mn可以使催化劑CrCl2再生,減少有毒鉻鹽的用量
D. 鄰二氯苯和丁二醛發(fā)生上述反應(yīng),可能生成:
【答案】D
【解析】
【詳解】A.由圖可知,與CH3CHO發(fā)生加成反應(yīng)生成時,發(fā)生C-Cr σ鍵的斷裂,CH3CHO發(fā)生C=Oπ鍵斷裂,故A正確;
B.由圖可知,與CrCl2發(fā)生取代反應(yīng)生成生成和CrCl3,反應(yīng)中碳碳雙鍵沒有發(fā)生改變,C-Cl鍵發(fā)生斷裂說明催化劑CrCl2對碳氯鍵有更高的選擇性,故B正確;
C.由圖可知,錳與氯化鉻反應(yīng)生成氯化錳和氯化亞鉻,該反應(yīng)的目的是將氯化鉻還原為催化劑氯化亞鉻,有利于減少有毒鉻鹽的用量,故C正確;
D.由圖可知,與CH3CHO反應(yīng)轉(zhuǎn)化為,則鄰二氯苯和丁二醛反應(yīng)轉(zhuǎn)化為,故D錯誤;
故選D。
二、不定項選擇題(每題4分,共20分)。
11. 下列實驗操作及現(xiàn)象能得出相應(yīng)結(jié)論的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】AC
【解析】
【詳解】A.用pH計分別測定等濃度的CH3COONa溶液和NaClO溶液的pH,NaClO溶液pH大,可知水解程度大,則酸性:,A正確;
B.向白葡萄酒中滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液,溶液紫色褪去,也可能是乙醇將酸性高錳酸鉀還原,B錯誤;
C.向恒溫恒容密閉玻璃容器中充入1mlNO2氣體,達到平衡后再充入1mlAr,反應(yīng)體系各物質(zhì)的濃度沒有發(fā)生變化,平衡不移動,C正確;
D.還原得到單質(zhì)Fe,即使有剩余,其溶于鹽酸后產(chǎn)生的與Fe發(fā)生反應(yīng)生成,加入KSCN溶液后也不會變紅,D錯誤;
答案選AC。
12. 肼(N2H4)是一種應(yīng)用廣泛的化工原料,可采用如圖所示的電化學(xué)裝置制備。圖中雙極膜中的水解離為和并在直流電場作用下分別向兩極遷移。下列說法正確的是
A. 肼的電子式為:
B. 電解過程中陽極室中NaOH的物質(zhì)的量不變
C. 每生成,理論上雙極膜中有解離
D. 電解總反應(yīng)為:
【答案】BD
【解析】
【分析】該裝置外接電源為電解池裝置,左側(cè)為陰極,發(fā)生還原反應(yīng),右側(cè)為陽極,NaOH溶液中的發(fā)生氧化反應(yīng)。
【詳解】A.N2H4是共價化合物,其電子式:,A錯誤;
B.根據(jù)電荷守恒,電解過程中陽極室消耗的與從雙極膜中移入陽極的相等,NaOH的物質(zhì)的量不變,B正確;
C.每生成,電路中轉(zhuǎn)移,理論上雙極膜中有解離,C錯誤;
D.根據(jù)分析可知,電解總反應(yīng)為:,D正確;
答案選BD。
13. 室溫下,向溶液中滴加等濃度NaOH溶液,測得隨pH的變化如圖所示。下列說法錯誤的是
A. 曲線b表示隨pH的變化B. NaHA溶液中
C. O點對應(yīng)溶液的pH為2.6D. 過程中保持不變
【答案】BD
【解析】
【分析】室溫下,向溶液中滴加等濃度NaOH溶液,發(fā)生反應(yīng),繼續(xù)滴加發(fā)生,隨著反應(yīng)進行,逐漸降低,則曲線逐漸升高;先增加后減少,則曲線先下降后升高;逐漸增大,則曲線逐漸降低,結(jié)合題目曲線圖可知,a代表隨變化的曲線,b代表隨變化的曲線,c代表隨變化的曲線;其中M點表示,則有;N點表示,則有,據(jù)此分析解答。
【詳解】A.根據(jù)分析,b代表隨變化的曲線,A正確;
B.在NaHA溶液中,既發(fā)生電離,又發(fā)生水解,其中水解常數(shù)為小于,說明在NaHA溶液中,的電離大于水解,得到,正確順序為,B錯誤;
C.在O點有,由得到, 解得,得,C正確;
D.根據(jù)物料守恒有不變,但隨氫氧化鈉溶液加入,溶液的體積增大,因此整個過程中減小,D錯誤;
故答案為:BD。
14. 某小組為了探究溶液和酸性溶液的反應(yīng)情況,裝置如圖所示:
Ⅰ:K閉合后,0-t1秒電流表的指針立即發(fā)生偏轉(zhuǎn),此時從甲池中取溶液于試管中,滴加淀粉溶液,溶液變藍;直接向甲池滴加淀粉溶液,溶液未變藍;Ⅱ:t1-t2秒,指針回到“0”處,又發(fā)生偏轉(zhuǎn),如此周期性往復(fù)多次……,一段時間后指針最終歸零。已知:在酸性溶液能氧化,反應(yīng)為。下列說法錯誤的是
A. 0-t1,直接向甲池加淀粉溶液未變藍,說明Na2SO3溶液和酸性KIO3溶液不能直接生成I2
B. t1-t2,指針回到“0”處,可能原因是,不再參與電極反應(yīng)
C. t1-t2,又發(fā)生偏轉(zhuǎn)可能是I2氧化
D. 可以用硝酸酸化的氯化鋇溶液檢驗乙池中的氧化產(chǎn)物
【答案】D
【解析】
【分析】由題意可知,0-t1秒時,左側(cè)電極為雙液電池的正極,酸性條件下碘酸根離子在正極得到電子生成碘離子和水,右側(cè)電極為負極,水分子作用下亞硫酸根離子在負極失去電子發(fā)生還原反應(yīng)生成硫酸根離子和氫離子,原電池放電使得電流表的指針立即發(fā)生偏轉(zhuǎn),則電池總反應(yīng)為溶液中碘酸根離子與亞硫酸根離子反應(yīng)生成碘離子和硫酸根離子;t1-t2時,放電生成的碘離子與溶液中的碘酸根離子在酸性溶液中反應(yīng)生成碘和水,碘酸根離子不再參與電極反應(yīng)使得電流表的指針回到“0”處;又發(fā)生偏轉(zhuǎn)可能是溶液中碘酸根離子或碘在正極放電、亞硫酸根離子在負極放電所致。
【詳解】A.由分析可知,0-t1秒時,直接向甲池加淀粉溶液未變藍是因為電池總反應(yīng)為溶液中碘酸根離子與亞硫酸根離子反應(yīng)生成碘離子和硫酸根離子,反應(yīng)沒有生成單質(zhì)碘所致,故A正確;
B.由分析可知,t1-t2時,放電生成的碘離子與溶液中的碘酸根離子在酸性溶液中反應(yīng)生成碘和水,碘酸根離子不再參與電極反應(yīng)使得電流表的指針回到“0”處,故B正確;
C.t1-t2時,指針回到“0”處,又發(fā)生偏轉(zhuǎn)可能是溶液中碘酸根離子或碘在正極放電、亞硫酸根離子在負極放電所致,故C正確;
D.亞硫酸根離子具有還原性,能與稀硝酸反應(yīng)生成能與鋇離子反應(yīng)生成硫酸鋇白色沉淀的硫酸根離子,所以不能用硝酸酸化的氯化鋇溶液檢驗乙池中的硫酸根離子,故D錯誤;
故選D。
15. 乙醇脫水可制取乙烯,其主要反應(yīng)如下:Ⅰ.;Ⅱ.。向密閉容器中充入一定量的乙醇,測得反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的壓力平衡常數(shù)的對數(shù)與溫度(T)的關(guān)系曲線如下圖所示。已知:在本實驗條件下,反應(yīng)Ⅰ的。
下列說法錯誤的是
A. 恒溫恒壓密閉容器中,H2O的分壓保持不變可以判斷反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均已達到平衡
B. 一定條件下反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的轉(zhuǎn)化率分別為90%和30%,則乙烯的產(chǎn)率為63%
C. T℃時,達平衡后測得分壓為p,則水蒸氣的分壓為3p
D. 向T℃恒壓平衡體系中,充入少量水蒸氣瞬間,反應(yīng)Ⅰ的可能位于N點
【答案】CD
【解析】
【分析】反應(yīng)Ⅰ正向吸熱、反應(yīng)Ⅱ正向放熱,升高溫度其K值分別增大、減小,因此反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ的平衡常數(shù)lgKp與溫度的關(guān)系分別為曲線b和曲線a。
【詳解】A.反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ在同一個體系中發(fā)生,恒溫恒壓密閉容器中,H2O的分壓是個變量,當(dāng)變量不變時,反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ均已達到平衡,A正確;
B.設(shè)開始投入的乙醇為1ml,一定條件下反應(yīng)、Ⅱ的轉(zhuǎn)化率分別為90%和30%,反應(yīng)Ⅰ生成0.9mlC2H4,反應(yīng)Ⅱ消耗的 C2H4為0.9mlx30%=0.27ml,則乙烯的產(chǎn)率為(0.9-0.27)/1×100%=63%,B正確;
C.曲線a代表反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)IgKp與溫度的關(guān)系,T℃時,Kp=1,設(shè) C2H4的分壓為x,則,則x=p0.5,當(dāng)C4H8的分壓為p時,反應(yīng)轉(zhuǎn)化的C2H4的分壓為2p,則反應(yīng)Ⅰ產(chǎn)生的H2O和C2H4的分壓均為為2p+p0.5,C錯誤;
D.在T℃恒壓平衡體系中充入少量水蒸氣,對反應(yīng)Ⅰ相當(dāng)于增大了生成物的濃度,使得 Qp>Kp,應(yīng)Ⅰ的Qp 最有可能對應(yīng)圖中 M 點,D錯誤;
故選CD。
三、非選擇題(共5小題,共60分)。
16. 鐵是人類歷史上使用最廣泛的金屬元素,含有鐵元素的物質(zhì),在生產(chǎn)生活以及生命活動中有著重要的應(yīng)用。請回答下列問題:
(1)在血液中,O2的輸送是由血紅蛋白來完成的。載氧后的血紅蛋白結(jié)構(gòu)如下圖所示。
①Fe元素位于元素周期表的_______區(qū)。
②已知咪唑環(huán)具有芳香性,則N原子采用的雜化方式為_______。
③當(dāng)CO濃度超過一定量時,會導(dǎo)致人體因缺氧而中毒,請解釋原因_______。
(2)與乙二胺形成穩(wěn)定配合物三氯化三(乙二胺)合鐵(Ⅲ),化學(xué)式為,則中心離子的配位數(shù)為_______,該結(jié)構(gòu)中鍵角_______(填“>”、“
(3)的價電子排布式為,的價電子排布式為,需要破壞半充滿穩(wěn)定結(jié)構(gòu),吸收能量更高
(4) ①. 八面體 ②. 或
【解析】
【小問1詳解】
①Fe是26號元素,位于第四周期Ⅷ族,位于元素周期表的d區(qū)。
②已知咪唑環(huán)具有芳香性,可知咪唑環(huán)為平面結(jié)構(gòu),則N原子采用的雜化方式為。
③CO與配位能力強于O2,與配位后,導(dǎo)致血紅蛋白失去載氧能力,所以當(dāng)CO濃度超過一定量時,會導(dǎo)致人體因缺氧而中毒。
【小問2詳解】
與乙二胺形成穩(wěn)定配合物三氯化三(乙二胺)合鐵(Ⅲ),化學(xué)式為,每個乙二胺分子中兩個N原子都與Fe3+形成配位鍵,則中心離子的配位數(shù)為6,該結(jié)構(gòu)中N原子無孤電子對,中N原子有1個孤電子對,所以中鍵角>中鍵角。
【小問3詳解】
Fe2+價電子排布式為3d6,再失去1個電子后變?yōu)榘氤錆M狀態(tài),結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,因此Fe2+再失去1個電子相對容易;的價電子排布式為,再失去1個電子需破壞3d5穩(wěn)定結(jié)構(gòu),吸收能量更高,所以第三電離能差值很大。
【小問4詳解】
①根據(jù)圖示位于面心、O原子位于體心、Se原子位于頂點,所以O(shè)原子占據(jù)形成的八面體空隙。
②位于面心、O原子位于體心、Se原子位于頂點,根據(jù)均攤原則,數(shù)為 、O原子數(shù)為1、Se原子數(shù)為,若晶胞參數(shù)為,該正極材料的密度為。
17. 有機物H是一種人工合成的甜味劑,合成H的路線如下:
已知:I.
II.
III.
回答下列問題:
(1)A中含有_______種不同化學(xué)環(huán)境H原子;A中的官能團名稱是_______。
(2)C的化學(xué)名稱為_______。
(3)D的結(jié)構(gòu)簡式為_______。
(4)E→F的化學(xué)方程式為_______。F→G的反應(yīng)類型為_______。
(5)同時滿足下列條件的Cbz-Cl的同分異構(gòu)體有_______種。
①含有酰氯基(-COCl);②能與氯化鐵溶液發(fā)生顯色反應(yīng)
其中,核磁共振氫譜顯示4組峰,且峰面積比為2:2:2:1的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式為_______。
(6)根據(jù)上述信息,寫出以A、Cbz-Cl和為主要原料制備合成H的另外一種路線______(無機試劑任選)。
【答案】(1) ①. 5 ②. 氨基、羧基
(2)苯甲醇 (3)或
(4) ①. ②. 取代反應(yīng)
(5) ①. 13 ②.
(6)
【解析】
【分析】由已知I可知,A與Cbz-Cl發(fā)生取代反應(yīng)生成B,則B的結(jié)構(gòu)簡式為,結(jié)合D的分子式、B和C的結(jié)構(gòu)簡式可知B→D為酯化反應(yīng),則D的結(jié)構(gòu)簡式為:或,D水解得到E,E和C2H5OH發(fā)生酯化反應(yīng)生成F(),F(xiàn)與發(fā)生取代反應(yīng)生成G,最后G發(fā)生已知I、II相關(guān)反應(yīng)得到H,據(jù)此解題。
【小問1詳解】
根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡式可知,A中含有5種不同化學(xué)環(huán)境的H原子();A中的官能團名稱是氨基、羧基;
【小問2詳解】
C的結(jié)構(gòu)簡式為,可知其名稱為苯甲醇;
【小問3詳解】
由分析可知,D的結(jié)構(gòu)簡式為或;
【小問4詳解】
由分析可知,E→F是E和C2H5OH發(fā)生酯化反應(yīng)生成F(),反應(yīng)的化學(xué)方程式為:;
由分析可知,F(xiàn)與發(fā)生取代反應(yīng)生成G,則F→G的反應(yīng)類型為取代反應(yīng);
小問5詳解】
根據(jù)題給信息可知,Cbz-Cl的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)中含-COCl、苯環(huán)和酚羥基,此外還剩余1個碳原子,若苯環(huán)上有2個取代基,即2個取代基為-CH2COCl和酚羥基,此時有3種結(jié)構(gòu);若苯環(huán)上有3個取代基,即3個取代基分別為-COCl、酚羥基、-CH3,由于三個取代基不同,當(dāng)-COCl、酚羥基為鄰位時,結(jié)構(gòu)有4種;當(dāng)-COCl、酚羥基位于間位時,結(jié)構(gòu)也有4種;當(dāng)-COCl、酚羥基位于對位時,結(jié)構(gòu)有2種,則3個取代基的結(jié)構(gòu)共有10種,則符合條件的Cbz-Cl的同分異構(gòu)體共有3+10=13種;
其中核磁共振氫譜顯示4組峰,且峰面積比為2∶2∶2∶1的同分異構(gòu)體中有4種等效氫,且每種等效氫的氫原子個數(shù)比為2∶2∶2∶1,則符合條件的同分異構(gòu)體結(jié)構(gòu)簡式為;
【小問6詳解】
以A、Cbz-Cl和為主要原料制備合成H,根據(jù)已知I信息,A與Cbz-Cl反應(yīng)生成B,B分子內(nèi)脫水成環(huán)得到,結(jié)合已知III信息,再與反應(yīng)生成,最后在H2/Pd作用下生成H,則制備合成H的另外一種路線為:。
18. 鉍酸鈉是淺黃色或棕黃色的無定形粉末,難溶于冷水,與熱水發(fā)生反應(yīng),是常用于鋼鐵分析中測定錳的試劑。濕法提鉍新工藝以氧化鉍渣(,還含有)為原料制備的工藝流程如下:
已知:①“浸取”后溶液中金屬元素主要以形式存在;存在如下平衡:、;②有機萃取劑 RCl的基本工作原理為;③在pH=1時開始水解,pH約為3時全部轉(zhuǎn)化為白色BiOCl沉淀,部分陽離子以氫氧化物形式沉淀時溶液的pH見下表:
回答下列問題:
(1)“浸取”操作時體現(xiàn)濃鹽酸的性質(zhì)有_______(填標(biāo)號)。
A. 還原性B. 氧化性C. 強配位能力D. 將等轉(zhuǎn)化為沉淀
(2)“轉(zhuǎn)化"操作加入鹽酸羥胺()將生成無色無味氣體,則加目的是_______。
(3)向“溶解"操作后的溶液中加入NaOH和NaClO,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為_______,“一系列操作”用到的主要玻璃儀器有玻璃棒、_______。
(4)向“有機層”中加入“物質(zhì)A”,物質(zhì)A的化學(xué)式為___(填“NaOH”、“NaCl”或“PbCl2”),“還原”操作通入一定量N2H4,同時生成無色無味氣體,則氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為__。
(5)“稀釋冷卻”操作析出“濾渣”的原因是_______,“電解”后的余液可在工藝流程中循環(huán)使用,利用該余液的操作單元為_______。
【答案】(1)AC (2)將轉(zhuǎn)化為
(3) ①. ②. 燒杯、(普通)漏斗
(4) ①. NaCl ②. 4:1
(5) ①. 加水稀釋濃度下降,平衡逆向移動,同時溫度降低,PbCl2溶解度降低,從而析出較多PbCl2 ②. 熱溶、浸取
【解析】
【分析】氧化鉍渣(,還含有)中加入NaCl和濃鹽酸進行浸取,“浸取”后溶液中主要有離子,加入有機萃取劑,和被萃取到有機層,進入水層,在水層中加入,將還原為,避免調(diào)pH時生成沉淀,pH約為3,將全部轉(zhuǎn)化為白色BiOCl沉淀,過濾,將得到的BiOCl加入鹽酸溶解,在加入NaOH和NaClO,在堿性條件下,Bi3+被氧化得到難溶于冷水的;在郵寄層中,加入NaCl進行反萃取,得到和,加水稀釋濃度下降,平衡逆向移動,得到 和,過濾,加入飽和氯化鈉溶液進行熱熔,得到,電解得到Pd;加入N2H4還原,得到Ag,據(jù)此回答。
【小問1詳解】
“浸取”后,PbO2轉(zhuǎn)化為,Pb元素化合價降低,體現(xiàn)濃鹽酸的還原性;Pb、Ag元素分別以、”形式存在,體現(xiàn)強配位能力,故選AC;
【小問2詳解】
“萃取”后,Bi3+、Fe3+均存在于水層中,“調(diào)pH”目的是在pH約為3的條件下,將Bi元素以BiOCl形式沉淀,為避免Fe3+沉淀,需提前加入還原劑鹽酸羥胺將Fe3+還原為Fe2+;
【小問3詳解】
“溶解”后,Bi元素以Bi3+形式存在,在堿性條件下,Bi3+被氧化得到難溶于冷水的,離子方程式為; “一系列操作”為過濾、洗滌、干燥,用到的主要玻璃儀器有玻璃棒、燒杯、(普通)漏斗;
【小問4詳解】
根據(jù)有機萃取劑RCl的工作原理,需使平衡逆向移動方可將有機層中的 、反萃取出來,PbCl2為難溶物,因此物質(zhì)A為NaCl;“還原”時,與N2H4反應(yīng)生成Ag和N2,Ag的化合價降低1價,N的化合價升高2價,因此氧化劑與還原劑的物質(zhì)的量之比為4:1;
【小問5詳解】
加水稀釋濃度下降,使平衡逆向移動,同時溫度降低,溶解度降低,從而析出較多;“電解”時,陰極反應(yīng)為,陽極反應(yīng)為,電解后電解質(zhì)溶液溶質(zhì)成分為NaC1,因此可循環(huán)利用NaC1的操作單元為熱溶、浸取。
19. KMnO4是常用的氧化劑之一,碳化法制備高錳酸鉀的實驗步驟如下:
回答下列問題:
(1)“熔融氧化”操作應(yīng)在_______坩堝中進行(填“瓷”、“氧化鋁”或“鐵”),將Mn元素氧化為K2MnO4,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為_______。
(2)“歧化”操作在如圖所示裝置中進行。
①下列氣體也可選裝置A進行制備的是_______(填標(biāo)號)。
a.MnO2與濃鹽酸制Cl2 b.CaO與濃氨水制NH3 c.Zn與稀硫酸制H2 d.Na2SO3與70%硫酸制SO2
②為了提高KMnO4的產(chǎn)率,裝置B中的試劑為_______。
③實驗過程中應(yīng)控制CO2的通入量,若通入CO2過多,可能會導(dǎo)致產(chǎn)品中含有較多的_______雜質(zhì)(填化學(xué)式),從含KMnO4的溶液中分離出KMnO4粗品的基本操作為_______。
(3)測定KMnO4粗品純度的實驗步驟:稱取粗品(雜質(zhì)不與Fe2+發(fā)生反應(yīng))于燒杯中溶解,并加稀硫酸酸化,配成250mL待測溶液。取標(biāo)準(zhǔn)溶液于錐形瓶中,再用待測液滴定標(biāo)準(zhǔn)液,滴定至終點時記錄數(shù)據(jù),重復(fù)以上實驗三次,平均消耗待測液12.50mL。
①則KMnO4粗品的純度為_______%(含m的計算式表示)。
②下列情況會導(dǎo)致KMnO4粗品的純度測量值偏小的是_______(填標(biāo)號)。
A.在燒杯中溶解時,有少量液體濺出
B.采用如上圖所示方法轉(zhuǎn)移溶液,并完成250mL溶液的配制
C.滴定達終點時發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡產(chǎn)生
【答案】(1) ①. 鐵 ②.
(2) ①. c ②. 飽和溶液 ③. ④. 蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾(洗滌、干燥)
(3) ①. ②. AB
【解析】
【分析】在堿性條件下,氯酸鉀與二氧化錳加熱熔融發(fā)生氧化還原反應(yīng),二氧化錳被氧化成錳酸鉀,冷卻以后,配制成錳酸鉀溶液,通入二氧化碳發(fā)生歧化反應(yīng),生成高錳酸鉀和二氧化錳,蒸發(fā)濃縮,冷卻結(jié)晶得高錳酸鉀晶體。
【小問1詳解】
“熔融氧化”時加入了堿,堿和瓷坩堝中SiO2、堿和氧化鋁均反應(yīng),操作應(yīng)在鐵坩堝中進行,氯酸鉀與二氧化錳堿性條件下加熱熔融發(fā)生氧化還原反應(yīng),二氧化錳被氧化成錳酸鉀,該反應(yīng)的化學(xué)方程式為。
【小問2詳解】
①A為簡易的啟普發(fā)生器,僅適用于塊狀難溶固體和液體的反應(yīng)、無需加熱且不會劇烈放熱的反應(yīng);
a.MnO2與濃鹽酸制Cl2需要加熱,a不選;
b.CaO為粉末狀,b不選;
c.Zn與稀硫酸制H2為塊狀難溶固體和液體的反應(yīng)、無需加熱,c選;
d.Na2SO3為粉末狀,d不選;
故選c;
②揮發(fā)的HCl會與KMnO4反應(yīng)從而使其產(chǎn)率下降,因此B中飽和NaHCO3溶液可用于除去CO2中的HCl氣體,裝置B中的試劑為飽和NaHCO3溶液。
③KOH會和過量的CO2反應(yīng)生成KHCO3,可能會導(dǎo)致產(chǎn)品中含有較多的KHCO3雜質(zhì);由于KMnO4受熱易分解,從含KMnO4的溶液中分離出KMnO4粗品的基本操作為蒸發(fā)濃縮、降溫結(jié)晶、過濾(洗滌、干燥)。
【小問3詳解】
①由得失電子守恒,得關(guān)系式為5Fe2+~,250mL待測液中,n(KMnO4)=0.025×0.01××ml=0.001ml,則KMnO4粗品的純度為;
②A.在燒杯中溶解時,有少量液體濺出,導(dǎo)致溶質(zhì)損失,待測液濃度偏小,A符合題意;
B.移液時,玻璃棒需在刻度線下部,否則會導(dǎo)致溶液流出,導(dǎo)致溶質(zhì)損失,故采用如上圖所示方法轉(zhuǎn)移溶液,并完成250mL溶液的配制,會使待測液濃度偏小,B符合題意;
C.滴定達終點時,發(fā)現(xiàn)滴定管尖嘴內(nèi)有氣泡產(chǎn)生,消耗的待測液體積偏小,待測液濃度偏大,C不符合題意;
故選AB。
20. 碘及其化合物有著多方面的用途,用化學(xué)反應(yīng)原理研究碘及其化合物有重要意義,如一碘甲烷(CH3I)熱裂解可制取乙烯等低碳烯烴化工原料,熱裂解時發(fā)生如下反應(yīng):
反應(yīng)Ⅰ:2CH3I(g)C2H4(g)+2HI(g) ΔH1=80.2kJ/ml
反應(yīng)Ⅱ:3C2H4(g)2C3H6(g) ΔH2=-108kJ/ml
反應(yīng)Ⅲ:2C2H4(g)C4H8 ΔH3
已知:氣體分壓=氣體總壓×該組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù),對于反應(yīng)dD(g)+eE(g)gG(g)+Hh(g),,其中pθ=100kPa,pG、pH、pD、pE為各組分的平衡分壓。
(1)則反應(yīng)Ⅳ:3CH3I(g)C3H6(g)+ 3HI(g) ΔH4=_______kJ/ml,反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ的lnK(K為平衡常數(shù))隨溫度倒數(shù)()的關(guān)系如下圖所示。已知:本實驗條件下 (R和C為常數(shù))圖中兩條線幾乎是平行的,從結(jié)構(gòu)的角度分析其原因是_______。
(2)在500kPa條件下,起始投料1mlCH3I(g),發(fā)生反應(yīng)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,反應(yīng)溫度對平衡體系中乙烯、丙烯和丁烯物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的影響如圖所示。
①表示平衡體系乙烯物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的是_______(填“曲線a”或“曲線b”)。若維持體系溫度為715K,CH3I(g)的平衡轉(zhuǎn)化率為_______,反應(yīng)Ⅰ的Kθ=_______。
②隨著溫度升高,C3H6(g)平衡物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)先增大的原因是_______。
③在715K條件下,若向平衡體系中再通入1mlCH3I(g),重新達到平衡后,分壓p(CH3I)將____(填“增大”、“減小”或“不變”),將_______(填“增大”、“減小”或“不變”)。
【答案】(1) ①. 66.3 ②. 在反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ過程中,斷裂和形成的化學(xué)鍵相同
(2) ①. 曲線a ②. 80% ③. 3.2 ④. 升高溫度,反應(yīng)Ⅰ正向移動使C2H4(g)分壓增大(或濃度增大),C2H4(g)分壓增大對反應(yīng)Ⅱ的影響大于升高溫度對反應(yīng)Ⅱ的影響,使反應(yīng)Ⅱ正向移動 ⑤. 不變 ⑥. 不變
【解析】
【分析】分析題給信息,反應(yīng)Ⅰ中的生成物C2H4(g)作為反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ中的反應(yīng)物進行反應(yīng),根據(jù)C元素守恒有:n(CH3I)起始=n(CH3I)平衡+2n(C2H4)平衡+3n(C3H6)平衡+4n(C4H8)平衡,根據(jù)I元素守恒有:1-n(CH3I)平衡=n(HI)。由(2)反應(yīng)溫度對平衡體系中各物質(zhì)的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)圖可知,在反應(yīng)體系中,存在關(guān)系:2n(C2H4)=n(C3H6)=n(C4H8)。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)及關(guān)系式可計算出CH3I的平衡轉(zhuǎn)化率以及反應(yīng)Ⅰ的Kθ。
【小問1詳解】
由蓋斯定律,ΔH4=,可得ΔH4=66.3kJ·ml-1;圖中兩條線平行說明ΔH2與ΔH3幾乎相同,從結(jié)構(gòu)角度分析,可知在反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ過程中,斷裂和形成的化學(xué)鍵相同。答案為:66.3;在反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅲ過程中,斷裂和形成的化學(xué)鍵相同;
【小問2詳解】
①由于ΔH2與ΔH3幾乎相同,隨溫度升高,反應(yīng)Ⅰ正向移動,反應(yīng)Ⅱ、反應(yīng)Ⅲ均逆向移動,則C2H4物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)一直增大,因此表示平衡體系乙烯物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)的是曲線a;根據(jù)715K時圖中的數(shù)據(jù),假設(shè)平衡時n(C2H4)=xml,則n(C3H6)=n(C4H8)=2xml,由C守恒可得出n(CH3I)=(1-16x)ml,由I守恒可得出n(HI)=16xml,由,可得x=0.05ml,則CH3I(g)的平衡轉(zhuǎn)化為。反應(yīng)Ⅰ的Kθ=。答案為:80%;3.2;
②升高溫度,反應(yīng)Ⅰ正向移動使C2H4(g)分壓增大(或濃度增大),C2H4(g)分壓增大對反應(yīng)Ⅱ的影響大于升高溫度對反應(yīng)Ⅱ的影響,使反應(yīng)Ⅱ正向移動。答案為:升高溫度,反應(yīng)Ⅰ正向移動使C2H4(g)分壓增大(或濃度增大),C2H4(g)分壓增大對反應(yīng)Ⅱ的影響大于升高溫度對反應(yīng)Ⅱ的影響,使反應(yīng)Ⅱ正向移動;A.用K2Cr2O7溶液滴定未知濃度的FeSO4溶液
B.分離NH4Cl和I2的混合物
C.驗證過氧化鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物
D.驗證乙烯具有還原性
實驗操作及現(xiàn)象
結(jié)論
A
用pH計分別測定等濃度的CH3COONa溶液和NaClO溶液pH,NaClO溶液pH大
酸性:
B
向白葡萄酒中滴加幾滴酸性高錳酸鉀溶液,溶液紫色褪去
白葡萄酒中含SO2
C
向恒溫恒容密閉玻璃容器中充入1mlNO2氣體,達到平衡后再充入1mlAr,氣體顏色不變
恒溫恒容的密閉容器中充入稀有氣體使壓強增大,平衡不移動
D
向H2還原Fe3O4所得到的產(chǎn)物中加入稀鹽酸,再滴加KSCN溶液,溶液不變紅
Fe3O4全部被還原
金屬離子
Fe3+
Fe2+
Cu2+
開始沉淀時pH
2.2
7.5
4.7
完全沉淀時pH
3.2
9.0
6.2

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