一、選擇題:15×3=45分。
1. “為國(guó)育才,五育并舉”,美育是五育重要組成部分。化學(xué)之美——美在結(jié)構(gòu)、美在變化……化學(xué)美隨處可見。下列說(shuō)法正確的是
A. 環(huán)己烷是正六邊形的平面結(jié)構(gòu)
B. 投入酚酞溶液中,溶液先變紅后褪色
C. 五光十色的霓虹燈發(fā)生了放熱發(fā)光的化學(xué)反應(yīng)
D. 足球烯結(jié)構(gòu)對(duì)稱且含極性鍵和非極性鍵
【答案】B
【解析】
【詳解】A.環(huán)己烷中碳原子為飽和碳原子,為四面體結(jié)構(gòu),6個(gè)碳原子不可能在同一平面,A錯(cuò)誤;
B.具有強(qiáng)氧化性能使有色物質(zhì)褪色,和水生成堿性氫氧化鈉溶液,故投入酚酞溶液中,溶液先變紅后褪色,B正確;
C.霓虹燈中充入惰性氣體,在高壓電場(chǎng)下電子被激發(fā),然后在回到基態(tài)的過(guò)程中釋放出能量,其中一部分能量被熒光粉吸收發(fā)出可見光,沒有生成新物質(zhì),沒有發(fā)生化學(xué)反應(yīng),C錯(cuò)誤;
D.足球烯是由60個(gè)碳原子構(gòu)成的分子,碳原子之間的鍵屬于非極性鍵,沒有極性鍵,D錯(cuò)誤;
故選B。
2. 下列表示正確的是
A. 基態(tài)S原子的價(jià)電子排布圖:
B. 2-丁烯的鍵線式:
C. 的結(jié)構(gòu)示意圖:
D. 的VSEPR模型:
【答案】D
【解析】
【詳解】A.根據(jù)泡利原理和洪特規(guī)則,基態(tài)S原子的價(jià)電子排布圖為,故A錯(cuò)誤;
B.該圖所示鍵線式表示的物質(zhì)為1,3-丁二烯,不是2-丁烯,故B錯(cuò)誤;
C.是S原子得到兩個(gè)電子而來(lái),其結(jié)構(gòu)示意圖為,故C錯(cuò)誤;
D.的中心原子Cl價(jià)層電子對(duì)數(shù)為,VSEPR模型為四面體形,有1對(duì)孤電子對(duì),故D正確;
故選D。
3. 常溫常壓下,電化學(xué)還原制氨氣的總反應(yīng)方程式:,設(shè)為阿伏加德羅常數(shù)的值,下列說(shuō)法正確的是
A. 水中含有的孤電子對(duì)數(shù)為
B. 每產(chǎn)生失去的電子數(shù)為
C. 氨水中,含有的分子數(shù)少于
D. 消耗(已折算為標(biāo)況)時(shí),產(chǎn)生的分子數(shù)為
【答案】D
【解析】
【詳解】A.H2O分子中孤電子對(duì)數(shù)為=2,H2O的物質(zhì)的量為=0.5ml,含有的孤電子對(duì)數(shù)為,故A錯(cuò)誤;
B.該反應(yīng)中N2中N元素化合價(jià)由0價(jià)下降到-3價(jià),34g的物質(zhì)的量為=2ml,每產(chǎn)生,得到6ml電子,數(shù)目為6NA,故B錯(cuò)誤;
C.氨水的體積未知,無(wú)法計(jì)算的分子數(shù),故C錯(cuò)誤;
D.的物質(zhì)的量為0.5ml,由方程式可知,消耗0.5ml,產(chǎn)生的0.75ml,數(shù)目為,故D正確;
故選D。
4. 下列裝置、試劑使用或操作均正確的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.圖示裝置中Fe為陽(yáng)極,陽(yáng)極電極反應(yīng)為Fe-2e-=Fe2+,Cu為陰極,陰極電極反應(yīng)為Cu2++2e-=Cu,不能在鐵上鍍銅,鐵上鍍銅應(yīng)用Cu作陽(yáng)極、Fe為陰極,A項(xiàng)錯(cuò)誤;
B.石油分餾時(shí)溫度計(jì)的水銀球應(yīng)與蒸餾燒瓶支管口相平,不能插入混合液中,B項(xiàng)錯(cuò)誤;
C.關(guān)閉止水夾,向長(zhǎng)頸漏斗中加水至長(zhǎng)頸漏斗頸中液面高于錐形瓶中液面,靜置,若液面高度差不變,則裝置氣密性良好,反之裝置漏氣,C項(xiàng)正確;
D.乙醇與水互溶,不能用乙醇作萃取劑從碘水中萃取碘,D項(xiàng)錯(cuò)誤;
答案選C。
5. 由C、H和與C處于同周期的X、Y四種元素組成的穴醚的鍵線式如圖,該結(jié)構(gòu)中除H外其余原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),其空腔直徑大約為260~320 pm,可以適配直徑與之相近的堿金屬離子從而實(shí)現(xiàn)離子識(shí)別。下列說(shuō)法正確的是
A. 第一電離能:X>Y
B. 簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):X>Y
C. 鍵角:C-Y-C>C-X-C
D. 該穴醚可與通過(guò)配位鍵形成超分子,對(duì)進(jìn)行識(shí)別
【答案】A
【解析】
【分析】X、Y原子均滿足8電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu),通過(guò)鍵連接方式X為N、Y為O
【詳解】A.N電子排布式2s22p3半滿比較穩(wěn)定,第一電離能:N>O,A正確;
B.H2O中氫鍵作用力更強(qiáng),簡(jiǎn)單氫化物的沸點(diǎn):H2O>NH3,B錯(cuò)誤;
C.N和O都為sp3雜化,但O中有兩對(duì)孤對(duì)電子,N只有一對(duì)孤對(duì)電子,孤對(duì)電子的排斥大于成鍵電子排斥,因此C-O-C鍵角更小,C錯(cuò)誤;
D.Na+直徑小于穴醚空腔最小值,則Li+直徑小于Na+,故不適配,不能識(shí)別,D錯(cuò)誤;
故選A。
6. 有機(jī)物a、b、c結(jié)構(gòu)如圖。下列說(shuō)法正確的是
A. a的一氯代物有3種B. b是的單體
C. c中碳原子的雜化方式均為D. a、b、c互為同分異構(gòu)體
【答案】A
【解析】
【分析】
【詳解】A.根據(jù)等效氫原理可知,a的一氯代物有3種如圖所示:,A正確;
B.b的加聚產(chǎn)物是:,的單體是苯乙烯不是b,B錯(cuò)誤;
C.c中碳原子的雜化方式由6個(gè),2個(gè)sp3,C錯(cuò)誤;
D.a(chǎn)、b、c的分子式分別為:C8H6,C8H6,C8H8,故c與a、b不互為同分異構(gòu)體,D錯(cuò)誤;
故答案為:A。
7. 金屬冶煉時(shí)產(chǎn)生的含二氧化硫廢氣經(jīng)回收后可用于制硫酸,實(shí)現(xiàn)資源化利用。下列化學(xué)反應(yīng)表示正確的是
A. 硫酸型酸雨露置于空氣中一段時(shí)間后溶液酸性增強(qiáng):
B. 用足量的石灰乳吸收廢氣中的SO2:
C. 將SO2通入足量的硝酸鋇溶液中:
D. 向溶液中滴入NaHSO3溶液:
【答案】C
【解析】
【詳解】A.硫酸型酸雨露置于空氣中一段時(shí)間后溶液酸性增強(qiáng)是因?yàn)槿芤褐卸袕?qiáng)酸亞硫酸與空氣中氧氣反應(yīng)生成二元強(qiáng)酸硫酸,反應(yīng)的離子方程式為,故A錯(cuò)誤;
B.足量的石灰乳與二氧化硫反應(yīng)生成亞硫酸鈣和水,反應(yīng)的方程式為,故B錯(cuò)誤;
C.二氧化硫與足量的硝酸鋇溶液反應(yīng)生成硫酸鋇沉淀、硝酸和一氧化氮,反應(yīng)的離子方程式為,故C正確;
D.硝酸鐵溶液與亞硫酸氫鈉溶液反應(yīng)的離子方程式為,故D錯(cuò)誤;
故選C。
8. 利用有機(jī)分子模擬生物體內(nèi)“醛縮酶”催化Diels-Alder反應(yīng)取得重要進(jìn)展,榮獲2021年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。某Diels-Alder反應(yīng)催化機(jī)理如下,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 總反應(yīng)為加成反應(yīng)B. Ⅰ和Ⅴ互為同系物
C. Ⅵ是反應(yīng)的催化劑D. 化合物X為
【答案】B
【解析】
【詳解】A.由催化機(jī)理可知,總反應(yīng)為+ ,該反應(yīng)為加成反應(yīng),A正確;
B.結(jié)構(gòu)相似、分子組成上相差若干個(gè)CH2原子團(tuán)的有機(jī)物互為同系物,和結(jié)構(gòu)不相似、分子組成上也不是相差若干個(gè)CH2原子團(tuán),兩者不互為同系物,B錯(cuò)誤;
C.由催化機(jī)理可知,反應(yīng)消耗了Ⅵ又生成了VI,VI是反應(yīng)的催化劑,C正確;
D.I+VI→X+II,由I、VI、II的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,X為H2O,D正確;
答案選B。
9. MnCO3可用作脫硫的催化劑以及生產(chǎn)金屬錳的原料,由含Mn2+的廢液(有少量的Fe2+、Fe3+)制備MnCO3的一種工藝流程如下:
下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. “氧化”時(shí)加入酸化的H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+
B. “純化”過(guò)程中發(fā)生了水解反應(yīng),生成Fe(OH)3沉淀
C. “沉錳”時(shí)加過(guò)量NH4HCO3發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為Mn2++=MnCO3↓+H+
D. 工藝流程中“一系列操作”為過(guò)濾、洗滌、干燥
【答案】C
【解析】
【分析】加入酸化的H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,反應(yīng)的離子方程式為:加入酸化的H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,加入碳酸氫銨形成MnCO3沉淀反應(yīng)的離子方程式為:Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O,生成的MnCO3沉淀需經(jīng)充分洗滌,通過(guò)一系列操作得到高純碳酸錳;
【詳解】A.加入過(guò)氧化氫氧化溶液中的Fe2+,發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為加入酸化的H2O2的目的是將Fe2+氧化為Fe3+,故A正確;
B.“純化”過(guò)程中增大溶液pH,F(xiàn)e3+發(fā)生了水解反應(yīng)生成Fe(OH)3沉淀,故B正確;
C.“沉錳”過(guò)程中錳離子和碳酸氫銨為反應(yīng)物,產(chǎn)生碳酸錳沉淀和二氧化碳?xì)怏w,反應(yīng)的離子方程式:Mn2++2=MnCO3↓+CO2↑+H2O,故C錯(cuò)誤;
D.MnCO3難溶于水,工藝流程中“一系列操作”為過(guò)濾、洗滌、干燥,故D正確;
故選:C。
10. 根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康脑O(shè)計(jì)方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn),觀察到相關(guān)現(xiàn)象,下列方案設(shè)計(jì)、結(jié)論均正確的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【詳解】A.氯化鋁在熔融狀態(tài)下不能電離出自由移動(dòng)的離子,不能導(dǎo)電,在水溶液中受水分子影響,能電離出自由移動(dòng)的離子,能導(dǎo)電,AlCl3的中不含有離子鍵,其屬于共價(jià)化合物,A錯(cuò)誤;
B.往碘的CCl4溶液中加入等體積濃KI溶液,振蕩,靜置,分層,下層由紫紅色變?yōu)闇\粉紅色,上層呈棕黃色,說(shuō)明溶液中發(fā)生反應(yīng): ,呈棕黃色,證明碘在濃KI溶液中的溶解能力大于在CCl4中的溶解能力,B錯(cuò)誤;
C.等物質(zhì)的量濃度的KF和KSCN混合溶液中加入幾滴FeCl3溶液,振蕩,由于Fe3+少量,溶液顏色無(wú)明顯變化,說(shuō)明SCN﹣與鐵離子結(jié)合能力弱于F﹣,C正確;
D.分別測(cè)定等物質(zhì)的量濃度的與溶液的,由于銨根離子也要水解,且二者銨根離子濃度不一樣,無(wú)法比較酸根的水解程度,無(wú)法比較兩酸的酸性強(qiáng)弱,D錯(cuò)誤;
故選C;
11. 我國(guó)科研人員利用雙極膜技術(shù)構(gòu)造出一類具有高能量密度、優(yōu)異的循環(huán)性能的新型水系電池,模擬裝置如圖所示。已知電極材料分別為Zn和,相應(yīng)的產(chǎn)物為和。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. M電極的電勢(shì)低于N電極
B. N電極的反應(yīng)式為
C. 電池工作一段時(shí)間后,NaOH溶液的pH變小
D. 若電路中通過(guò)2ml,則稀硫酸溶液質(zhì)量增加87g
【答案】D
【解析】
【分析】由題干信息可知,Zn生成,MnO2生成Mn2+,則M極為Zn電極,為負(fù)極,負(fù)極反應(yīng)式為:Zn+4OH--2e-=,N電極材料為MnO2,為正極,正極反應(yīng)式為:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,中間層H2O電離出的H+通過(guò)b膜移向正極N極區(qū),OH-通過(guò)a膜移向負(fù)極M極區(qū),據(jù)此分析解題。
【詳解】A.由題干信息可知,Zn生成,MnO2生成Mn2+,則M極為Zn電極,為負(fù)極,N電極材料為MnO2,為正極,所以M極的電勢(shì)低于N極, A正確;
B.N電極為MnO2,MnO2在正極得到電子生成Mn2+,電極方程式為:MnO2+4H++2e-=Mn2++2H2O,B正確;
C.負(fù)極反應(yīng)式為Zn+4OH--2e-=,每轉(zhuǎn)移2mle-,有2mlOH-移向NaOH溶液,而消耗4mlOH-,NaOH溶液的pH變小, C正確;
D.若電路中通過(guò)2 mle-,雙極膜中有2 ml H+移向硫酸溶液,同時(shí)溶解1mlMnO2,稀硫酸溶液質(zhì)量增加2ml×1g/ml+1ml×87g/ml=89g,D錯(cuò)誤;
故答案為:D。
12. 如圖是合成某種藥物的中間類似物。下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 該物質(zhì)含有4種官能團(tuán)并存在順反異構(gòu),不存在手性碳原子
B. 該物質(zhì)在一定條件下能發(fā)生取代、加成、氧化、還原、加聚反應(yīng)
C. 核磁共振氫譜上共有9個(gè)峰
D. 1ml該物質(zhì)在一定條件下最多與7ml H2反應(yīng)、3ml NaOH反應(yīng)
【答案】C
【解析】
【分析】該物質(zhì)含有4種官能團(tuán),分別是羧基、酯基、氨基和碳碳雙鍵,碳碳雙鍵連接了四個(gè)不同的原子或基團(tuán),沒有飽和碳原子,有10種等效氫。
【詳解】A.該物質(zhì)含有4種官能團(tuán),分別是羧基、酯基、氨基和碳碳雙鍵;碳碳雙鍵連接了四個(gè)不同的原子或基團(tuán),存在順反異構(gòu);該物質(zhì)中沒有飽和碳原子,不存在手性碳原子,故A正確;
B.該物質(zhì)含有羧基和甲基,在一定條件下能發(fā)生取代;該物質(zhì)含有碳碳雙鍵,在一定條件下能發(fā)生加成、還原、氧化、加聚反應(yīng);故B正確;
C.該分子中有10種等效氫,故C錯(cuò)誤;
D.1ml該物質(zhì)含有1ml碳碳雙鍵和2ml苯環(huán) 能與7mlH2發(fā)生反應(yīng);1ml該物質(zhì)含有1ml羧基和1ml酚酯基,能與3ml NaOH反應(yīng),故D正確;
故選:C。
13. 在某催化劑作用下雙氧水分解:。向某容器中投入足量雙氧水,測(cè)得雙氧水濃度與反應(yīng)時(shí)間關(guān)系如圖所示。已知:雙氧水濃度減小一半所用時(shí)間叫半衰期。下列敘述錯(cuò)誤的是
A. 溫度升高,雙氧水分解速率加快
B. 反應(yīng)速率:
C. ab段平均速率:
D. 此條件下,雙氧水半衰期與初始濃度成正比
【答案】D
【解析】
【詳解】A.溫度升高,化學(xué)反應(yīng)速率加快,雙氧水分解速率加快,故A正確;
B.a(chǎn)點(diǎn)大,反應(yīng)速率快,故B正確;
C.a(chǎn)b段平均速率,故C正確;
D.由題圖可知,雙氧水濃度減小一半所用時(shí)間均為20s,即雙氧水半衰期為20s,與起始濃度無(wú)關(guān),故D錯(cuò)誤;
故選D。
14. 鈷的一種化合物的晶胞結(jié)構(gòu)如圖所示,已知A點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(0,0,0),C點(diǎn)為晶胞體心。下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是
A. C2+價(jià)層電子排布為3d7
B. 晶體中與緊鄰的有12個(gè)
C. B點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(,,)
D. 該物質(zhì)的化學(xué)式為TiCO3
【答案】C
【解析】
【詳解】A.C是27號(hào)元素,價(jià)層電子排布式為,失去兩個(gè)電子后,C2+的基態(tài)電子排布為,A正確;
B.位于晶胞的頂點(diǎn),與其緊鄰的位于面心,每個(gè)晶胞有三個(gè),因?yàn)樵擁旤c(diǎn)8個(gè)晶胞共用,晶體中與緊鄰的個(gè)數(shù)=,B正確;
C.B點(diǎn)位于面心,y坐標(biāo)為0,即B點(diǎn)的原子坐標(biāo)參數(shù)為(,,),C錯(cuò)誤;
D.該晶胞中有一個(gè),C2+有個(gè),個(gè)數(shù),因此化學(xué)式為TiCO3,D正確。
因此,本題選C。
15. 為處理工業(yè)廢水中的重金屬離子,經(jīng)常用Na2S作沉淀劑。室溫下CuS和Ag2S在不同溶液中分別達(dá)到沉淀溶解平衡時(shí),-lgc(S2?)與-lgc(Ag+)或-lgc(Cu2+)的關(guān)系如圖所示。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是
A. 曲線①代表-lgc(S2?)與-lgc(Ag+)的關(guān)系
B. a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是未飽和的CuS溶液
C. 向濃度均為1 ml·L?1 AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,先析出Ag2S沉淀
D. 向b點(diǎn)溶液中加入少量Na2S固體,溶液組成向a點(diǎn)方向移動(dòng)
【答案】D
【解析】
【詳解】本題考查了沉淀溶解平衡曲線,溶解平衡的移動(dòng),綜合考查圖像分析能力和沉淀溶解平衡知識(shí)的應(yīng)用能力。
A.CuS沉淀的溶解平衡曲線中橫縱坐標(biāo)截距相等,故曲線②代表-lgc(S2?)與-lgc(Cu2+)的關(guān)系,曲線①代表-lgc(S2?)與-lgc(Ag+)的關(guān)系,故A正確;
B.a(chǎn)點(diǎn)在曲線②上方,縱坐標(biāo)值大于曲線②上的點(diǎn),但離子濃度小于曲線②上的點(diǎn),故a點(diǎn)對(duì)應(yīng)的是未飽和的CuS溶液,故B正確;
C.向濃度均為1ml·L?1AgNO3和Cu(NO3)2混合溶液中逐滴加入Na2S溶液,由圖可知,橫坐標(biāo)為0時(shí),S2?濃度先使Ag2S達(dá)到飽和,先析出Ag2S沉淀,故C正確;
D.向b點(diǎn)溶液中加入少量Na2S固體,c(S2?)增大,Ag2S的溶解平衡逆向移動(dòng),c(Ag+)減小,故D錯(cuò)誤;
故選D。
二、非選擇題:共55分。
16. (五氧化二釩)常作為化學(xué)工業(yè)中的催化劑,廣泛用于冶金化工等行業(yè),工業(yè)上以石煤(含有等)來(lái)制備的一種工藝流程如下:
已知:①(偏釩酸銨)白色粉末,微溶于冷水,可溶于熱水。
②沉淀生成和溶解的如表所示:
回答下列問題:
(1)V在元素周期表中的位置:___________。
(2)“鈉化焙燒”過(guò)程中轉(zhuǎn)化為可溶性,同時(shí)有黃綠色氣體生成,其化學(xué)方程式為___________。
(3)粗中含有,可通過(guò)溶液堿溶除去,需調(diào)節(jié)的范圍為___________。
(4)已知:室溫下,,向偏釩酸銨的懸濁液中加入,當(dāng)溶液中時(shí),溶液中的___________。
(5)產(chǎn)品純度測(cè)定:將產(chǎn)品溶于足量稀硫酸配成溶液。取該溶液于錐形瓶中,用標(biāo)準(zhǔn)液進(jìn)行滿定,經(jīng)過(guò)三次滴定,達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí)平均消耗標(biāo)準(zhǔn)液的體積為。已知:,則該產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是___________%。
(6)釩的一種配合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為,該配合物分子中含有的化學(xué)鍵類型有___________(填字母)。
A. 離子鍵B. 極性鍵C. 非極性鍵D. 配位鍵
【答案】(1)第四周期第ⅤB族
(2)
(3)8.1≤pH<8.7
(4)0.8ml/L
(5) (6)BCD
【解析】
【分析】石煤含有。石煤通入空氣和NaCl一起鈉化焙燒生成偏釩酸鈉、偏鋁酸鈉,水浸、用稀硫酸調(diào)pH生成沉淀,和氫氧化鈉反應(yīng)生成NaVO3溶液,加氯化銨生成NH4VO3沉淀,灼燒NH4VO3得到精制。
【小問1詳解】
V是23號(hào)元素,在元素周期表中的位置第四周期第ⅤB族;
【小問2詳解】
“鈉化焙燒”過(guò)程中轉(zhuǎn)化為可溶性,同時(shí)有黃綠色氣體生成,說(shuō)明氯化鈉被氧氣氧化為氯氣,其化學(xué)方程式為。
【小問3詳解】
粗中含有,可通過(guò)溶液堿溶除去,根據(jù)沉淀生成和溶解的,為使完全溶解,而不溶解,需調(diào)節(jié)的范圍為8.1≤pH<8.7。
【小問4詳解】
向偏釩酸銨的懸濁液中加入,當(dāng)溶液中時(shí), ,溶液中的。
【小問5詳解】
根據(jù)V元素守恒和建立反應(yīng)關(guān)系式,mg產(chǎn)品中的物質(zhì)的量為0.02L×aml/L=0.1aml/L,則該產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)是%。
【小問6詳解】
根據(jù)釩的配合物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式,該配合物分子中含有C-H、C-O、V-O等極性鍵,含有C-C非極性鍵,V和O原子間存在配位鍵,選BCD。
17. 紅磷可用于制備半導(dǎo)體化合物及用作半導(dǎo)體材料摻雜劑,還可以用于制造火柴、煙火,以及三氯化磷等。
(1)研究小組以無(wú)水甲苯為溶劑,(易水解)和(疊氮化鈉)為反應(yīng)物制備納米球狀紅磷。該紅磷可提高鈉離子電池的性能。納米球狀紅磷的制備裝置如圖所示(夾持、攪拌、加熱裝置已略)。
①在氬氣保護(hù)下,反應(yīng)物在裝置A中混勻后,于加熱12小時(shí),反應(yīng)物完全反應(yīng)。A中發(fā)生的反應(yīng)化學(xué)方程式為___________。
②經(jīng)冷卻、離心分離和洗滌得到產(chǎn)品,洗滌時(shí)先后使用乙醇和水,依次洗去的物質(zhì)是___________和___________。
(2)是重要的化工原料,實(shí)驗(yàn)室利用紅磷制取粗的裝置如圖,夾持裝置已略,已知紅磷與少量反應(yīng)生成,與過(guò)量反應(yīng)生成,遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成,遇會(huì)生成。
、的熔沸點(diǎn)見下表。
回答下列問題:
①裝置B中的反應(yīng)需要,較適合的加熱方式為___________。
②高錳酸鉀和濃鹽酸制備可選用的儀器是___________(填標(biāo)號(hào)),其反應(yīng)離子方程式為___________。
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置B中制得的粗產(chǎn)品中?;煊?、等。加入過(guò)量紅磷加熱可將轉(zhuǎn)化為,通過(guò)___________(填操作名稱),即可得到較純凈的產(chǎn)品。
④純度測(cè)定
步驟I:取上述所得產(chǎn)品,置于盛有蒸餾水的水解瓶中搖動(dòng)至完全水解,將水解液配成溶液;
步驟II:取上述溶液于錐形瓶中,先加入足量稀硝酸,一段時(shí)間后再加溶液(過(guò)量),使完全轉(zhuǎn)化為沉淀(可溶于稀硝酸);
步驟III:以硫酸鐵溶液為指示劑,用溶液滴定過(guò)量的溶液(難溶于水),達(dá)到滴定終點(diǎn)時(shí),共消耗溶液。
滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象:___________;產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為___________%。
【答案】(1) ①. ②. 甲苯 ③.
(2) ①. 水浴加熱 ②. c ③. ④. 蒸餾 ⑤. 當(dāng)?shù)稳胱詈蟀氲螛?biāo)準(zhǔn)液后,溶液變成紅色,且半分鐘內(nèi)不褪色 ⑥.
【解析】
【小問1詳解】
①在氧氣保護(hù)下,反應(yīng)物在裝置A中完全反應(yīng),和反應(yīng)生成紅磷、和,其反應(yīng)的化學(xué)方程式為;
②根據(jù)反應(yīng)可知,得到的產(chǎn)物上站有甲苯和,用乙醇洗去甲苯,用水洗去。答案: 甲苯;;
【小問2詳解】
①裝置B中的反應(yīng)需要65~70℃,不能用酒精燈直接加熱,則較適合的加熱方式為水浴加熱;答案:水浴加熱;
②a、b適合塊狀固體和液體在常溫下反應(yīng)生成氣體的反應(yīng),應(yīng)選用高錳酸鉀和濃鹽酸制取氯氣,用c裝置,其反應(yīng)的離子方程,答案:c;;
③實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,裝置B中制得的粗產(chǎn)品中?;煊?、等,加入過(guò)量紅磷加熱可將轉(zhuǎn)化為,根據(jù)和的沸點(diǎn)相差較大,則通過(guò)蒸餾方法得到較純凈的產(chǎn)品;答案:蒸餾;
④根據(jù)遇水會(huì)強(qiáng)烈水解生成,則步驟Ⅰ中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為,產(chǎn)品中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為,答案:。
18. 乙烯是重要基礎(chǔ)化工原料,工業(yè)上利用乙烷脫氫制乙烯的相關(guān)反應(yīng)如下:
反應(yīng)Ⅰ:
反應(yīng)Ⅱ:
(1)反應(yīng)的___________。
(2)以和的混合氣體為起始投料(不參與反應(yīng)),保持混合氣體總物質(zhì)的量不變,在恒容的容器中對(duì)反應(yīng)Ⅰ進(jìn)行研究,下列說(shuō)法正確的是___________。
A. 升高溫度,正、逆反應(yīng)速率同時(shí)增大
B. 、和的物質(zhì)的量相等時(shí),反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)
C. 增加起始投料時(shí)的體積分?jǐn)?shù),單位體積的活化分子數(shù)增加
D. 增加起始投料時(shí)的體積分?jǐn)?shù),平衡轉(zhuǎn)化率增大
(3)科研人員研究催化劑對(duì)乙烷無(wú)氧脫氫的影響
①在一定條件下,Zn/ZSM-5催化乙烷脫氫轉(zhuǎn)化為乙烯的反應(yīng)歷程如圖所示,該歷程的各步反應(yīng)中,生成下列物質(zhì)速率最慢的是___________。

A. B. C. D.
②用C基催化劑研究催化脫氫,該催化劑對(duì)C-H鍵和C-C鍵的斷裂均有高活性,易形成碳單質(zhì)。一定溫度下,C基催化劑在短時(shí)間內(nèi)會(huì)失活,其失活的原因是___________。
(4)在923K和催化劑條件下,向體積固定的容器中充入1.0ml 與一定量發(fā)生反應(yīng)(忽略反應(yīng)Ⅰ和反應(yīng)Ⅱ外的其它反應(yīng)),平衡時(shí)、和CO的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)隨起始投料比的變化關(guān)系如圖所示:

①圖中曲線c表示的物質(zhì)為CO,表示的曲線為___________(填“a”或“b”),判斷依據(jù)是___________。
②當(dāng)時(shí),平衡時(shí)體系壓強(qiáng)為P,計(jì)算反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)___________。
【答案】(1)+178 (2)AC
(3) ①. C ②. 積碳在C基催化劑表面快速沉積使催化劑活性降低
(4) ①. a ②. 比值增大,乙烷轉(zhuǎn)化率增大,物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化比CO和要大 ③. 0.077P
【解析】
【小問1詳解】
由蓋斯定律可知,反應(yīng)Ⅰ+Ⅱ得到乙烷與二氧化碳的反應(yīng),則ΔH3=(+137kJ/ml)+(+41kJ/ml)=+178kJ/ml,故答案為:+178;
【小問2詳解】
A.升高溫度,正、逆反應(yīng)速率同時(shí)增大,故正確;
B.乙烷、乙烯和氫氣的物質(zhì)的量相等不能說(shuō)明正逆反應(yīng)速率相等,無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡,故錯(cuò)誤;
C.增加起始投料時(shí)乙烷的體積分?jǐn)?shù),單位體積的活化分子數(shù)增加,故正確;
D.恒容容器中增加起始投料時(shí)乙烷的體積分?jǐn)?shù)相當(dāng)于增大壓強(qiáng),該反應(yīng)是氣體體積增大的反應(yīng),增大壓強(qiáng),平衡向逆反應(yīng)方向移動(dòng),乙烷平衡轉(zhuǎn)化率減小,故錯(cuò)誤;
故選AC;
【小問3詳解】
①反應(yīng)的活化能越大,反應(yīng)速率越慢,由圖可知,活化能最大的為第二步反應(yīng),則生成的速率最慢,故選C;
②由題給信息可知,一定溫度下,乙烷催化脫氫時(shí)易形成碳單質(zhì),碳單質(zhì)沉積在C基催化劑表面上,催化劑不能與乙烷接觸從而導(dǎo)致催化劑活性失活,故答案為:積碳在C基催化劑表面快速沉積使催化劑活性降低;
【小問4詳解】
①由題意可知,圖中曲線c表示的物質(zhì)為一氧化碳,比值增大,反應(yīng)Ⅱ向正反應(yīng)方向移動(dòng),氫氣的濃度降低,使反應(yīng)Ⅰ也向正反應(yīng)方向移動(dòng),乙烷的轉(zhuǎn)化率增大,由于反應(yīng)中乙烷的改變量比乙烯改變量大,所以乙烷的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化幅度大于乙烯,則表示乙烷的曲線為a,故答案為:a;比值增大,乙烷轉(zhuǎn)化率增大,物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)變化比CO和要大;
②設(shè)當(dāng)時(shí),起始乙烷的物質(zhì)的量為1ml、二氧化碳的物質(zhì)的量為1.5ml,平衡時(shí)生成乙烯的物質(zhì)的量為aml、一氧化碳的物質(zhì)的量為bml,由題意可建立如下三段式:
由圖可知,乙烯的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為17.8%、一氧化碳的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)為11.3%,則由三段式數(shù)據(jù)可得:×100%=17.8%、×100%=11.3%,解聯(lián)立方程可得:a≈0.54、b≈0.34,則反應(yīng)Ⅰ的平衡常數(shù)Kp=≈0.077P,故答案為:0.077P。
19. 有機(jī)物G是一種治療心臟病的特效藥物,可用下列流程合成。
(1)A的名稱為___________,B→C的反應(yīng)類型為___________。
(2)C中有___________個(gè)手性碳原子。
(3)合成路線中各物質(zhì)中均不含有的官能團(tuán)為___________(填序號(hào))。
a.碳碳雙鍵 b.醚鍵 c.醛基 d.羧基 e.酮羰基
(4)C和F反應(yīng)生成G的化學(xué)方程式為___________。
(5)滿足下列條件的B的同分異構(gòu)體有___________種,其中核磁共振氫譜峰面積之比為的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為___________。
①苯環(huán)上只有1個(gè)取代基 ②不能與反應(yīng)產(chǎn)生
(6)以乙醇為原料制備的合成路線如下:
其中M、N的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式分別為:___________,___________;條件X為___________。
【答案】(1) ①. 間甲基苯酚(或3-甲基苯酚) ②. 加成反應(yīng)或還原反應(yīng)
(2)3 (3)be
(4)++H2O
(5) ① 13 ②.
(6) ①. ②. ③. ,
【解析】
【分析】結(jié)合C的分子式以及A的結(jié)構(gòu)可知,B為,E→F為醛的催化氧化反應(yīng),則F為羧酸,以此解題。
【小問1詳解】
根據(jù)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,A的名稱為間甲基苯酚(或3-甲基苯酚);類似于苯與氫氣加成生成環(huán)己烷,B→C為苯環(huán)與氫氣加成,則反應(yīng)類型為加成反應(yīng)或還原反應(yīng);
【小問2詳解】
由C的結(jié)構(gòu)可知,C中有3個(gè)手性碳原子,為;
【小問3詳解】
在合成路線中,A、B、C含有羥基,D含有碳碳雙鍵,E含有醛基,F(xiàn)含有羧基,G含有酯基,則所有物質(zhì)均不含有醚鍵和酮羰基,故答案為be;
【小問4詳解】
C和F反應(yīng)生成G為酯化反應(yīng),化學(xué)方程式為:
++H2O;
【小問5詳解】
B的結(jié)構(gòu)為,其同分異構(gòu)體為單取代苯環(huán)且不含羥基,則含有醚鍵,支鏈為:—OC4H9,這樣的有4種,或者為—CH2OC3H7,這樣的結(jié)構(gòu)有2種,或者為—CH(CH3)OC2H5,這樣的有1種,或者—CH2CH2OC2H5,這樣的有1種,或者—C3H6OCH3,這樣的結(jié)構(gòu)有5種,一共13種;
其中核磁共振氫譜峰面積之比為,則其中含有4種等效氫,且峰面積之比為,首先考慮對(duì)稱結(jié)構(gòu),則該同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為:;
【小問6詳解】
M和氫氣加成生成,且乙醛在稀氫氧化鈉作用下生成M,則M為,在濃硫酸作用下發(fā)生消去反應(yīng)生成N為,在條件X的作用下生成,結(jié)合題中D→E可知,條件X為,。A.在鐵上鍍銅
B.模擬石油分餾
C.檢查裝置的氣密性
D.乙醇萃取碘水中的碘
離子
直徑/pm
204
304
選項(xiàng)
實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br>方案設(shè)計(jì)
現(xiàn)象
結(jié)論
A
判斷的化學(xué)鍵類型
將固體溶于水,進(jìn)行導(dǎo)電性實(shí)驗(yàn)
溶液可導(dǎo)電
中含有離子鍵
B
探究碘在不同溶劑中的溶解性
在裝有碘的溶液的試管中加入等體積濃溶液,振蕩
分層,下層由紫紅色變淺,上層呈棕黃色
碘在濃溶液中的溶解能力小于在中的溶解能力
C
比較與結(jié)合的能力
向等物質(zhì)的量濃度的和混合溶液中滴加幾滴溶液,振蕩
溶液顏色無(wú)明顯變化
結(jié)合的能力:
D
比較與的酸性
分別測(cè)定等物質(zhì)的量濃度的與溶液的
前者小
酸性:
溶液
物質(zhì)
開始沉淀
完全沉淀
沉淀開始溶解
沉淀完全溶解
2.2
5.1
7.1
8.1
3.3
4.7
8.7
12.8
物質(zhì)
熔點(diǎn)
沸點(diǎn)
75.5
1.3
105.3

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