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【高考真题】2022年新高考山东化学高考真题
一、单选题
1.(2022·山东)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟"
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,反应金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不合题意;
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”发生的反应为CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不合题意;
C.石硫磺即S:“能化……银、铜、铁,奇物”发生的反应为2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”发生的反应为CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不合题意;
故答案为:C。
【分析】利用物质的氧化性说明物质在反应作氧化剂。
2.(2022·山东)下列试剂实验室保存方法错误的是( )
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
【答案】C
【知识点】化学试剂的存放
【解析】【解答】A.由于浓硝酸不稳定,见光易分解,故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中避光保存,A不符合题意;
B.氢氧化钠固体能与玻璃中的SiO2反应,故氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中,B不符合题意;
C.四氯化碳是一种有机溶剂,易挥发,且能够溶解塑料,故其不能保存在广口塑料瓶中,应该保存在细口玻璃瓶中,C符合题意;
D.高锰酸钾受热易分解,故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.浓硝酸不稳定,见光易分解;
B.氢氧化钠能与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠;
D.高锰酸钾受热分解。
3.(2022·山东)、的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:;。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
C.、可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在、分子是因其化学键不稳定
【答案】B
【知识点】原子中的数量关系;同位素及其应用
【解析】【解答】A. 由分析可知,X微粒为,根据原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数可知,其中子数为6-2=4,A不符合题意;
B. 由分析可知,X微粒为,Y微粒为,二者质子数相同,中子数不同,互为同位素,B符合题意;
C.由题干信息可知,与的半衰期很短,不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C不符合题意;
D.自然界中不存在与并不是其化学键不稳定,而是由于与的半衰期很短,很容易发生核变化,转化为气体其他原子,O=O的键能与形成该键的核素无关,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据 ;可知,a=6,b=2,则X为;m=4,n=2,则Y为。
4.(2022·山东)下列高分子材料制备方法正确的是( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙()由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应;缩聚反应
【解析】【解答】A.乳酸分子发生缩聚反应制得聚乳酸(),A不符合题意;
B.聚四氟乙烯()是由四氟乙烯(CF2=CF2)经加聚反应制备,B符合题意;
C.尼龙-66()是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,C不符合题意;
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯醇酯()发生水解反应制得,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乳酸发生缩聚反应制得聚乳酸;
B.聚四氟乙烯由CF2=CF2发生加聚制得;
C.己二酸和己二胺发生缩聚反应制得尼龙-66;
D.聚乙酸乙烯酯发生水解生成聚乙烯醇。
5.(2022·山东)、属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在键、键。下列说法错误的是( )
A.的熔点高于
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
【答案】A
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶体熔沸点的比较;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.AlN、GaN为结构相似的共价晶体,原子半径:AlN-Ga,键能越大熔点越高,因此GaN的熔点低于AlN,A符合题意;
B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键,Ga-N和Al-N均为极性键,B不符合题意;
C.金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4),不含孤电子对,C原子均采取sp3杂化;AlN、GaN与金刚石结构相似,则AlN、GaN中所有原子均采取sp3杂化,C不符合题意;
D.金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键,即C原子的配位数是4,AlN、GaN与金刚石与金刚石结构相似,则AlN、GaN中所有原子的配位数也均为4,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.共价晶体键能越大熔点越高;
B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键;
C.AlN和CaN的结构与金刚石相似,金刚石中碳原子均采用sp3杂化;
D.金刚石中C原子的配位数为4。
6.(2022·山东)实验室用基准配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定标准溶液。下列说法错误的是( )
A.可用量筒量取标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
【答案】A
【知识点】指示剂;中和滴定
【解析】【解答】A.量筒的精确度为0.1,不可用量筒量取Na2CO3标准溶液,Na2CO3溶液显碱性,应用碱式滴定管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A符合题意;
B.Na2CO3溶液显碱性,能与SiO2反应生成硅酸钠,应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B不符合题意;
C.Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C不符合题意;
D.Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.量筒的精确度为0.1,不能量取25.00 mL Na2CO3标准溶液;
B.Na2CO3能与SiO2反应生成硅酸钠;
C.碳酸钠应选用烧杯称量;
D.达到滴定终点时,盐酸过量,溶液显酸性。
7.(2022·山东)崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于崖柏素的说法错误的是( )
A.可与溴水发生取代反应
B.可与溶液反应
C.分子中的碳原子不可能全部共平面
D.与足量加成后,产物分子中含手性碳原子
【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.酚可与溴水发生取代反应,γ-崖柏素有酚的通性,且γ-崖柏素的环上有可以被取代的H,故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应,A不符合题意;
B.酚类物质不与NaHCO3溶液反应,γ-崖柏素分子中没有可与NaHCO3溶液反应的官能团,故其不可与NaHCO3溶液反应,B符合题意;
C.γ-崖柏素分子中有一个异丙基,异丙基中间的碳原子与其相连的3个碳原子不共面,故其分子中的碳原子不可能全部共平面,C不符合题意;
D.γ-崖柏素与足量H2加成的产物为,该物质中含有手性碳原子(如图用“*”标记),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. γ-崖柏素具有酚的通性,则羟基的邻位和对位的H原子能与溴水发生取代反应;
B.γ-崖柏素不含能与碳酸氢钠反应的官能团;
C.饱和碳原子具有甲烷的结构特征;
D.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子。
8.(2022·山东)实验室制备过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用氧化制备;②水溶后冷却,调溶液至弱碱性,歧化生成和;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得。下列说法正确的是( )
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用作强碱性介质
C.②中只体现氧化性
D.转化为的理论转化率约为66.7%
【答案】D
【知识点】氧化还原反应;硅和二氧化硅
【解析】【解答】A.瓷坩埚易被强碱腐蚀,不能用瓷坩埚作反应器,A不符合题意;
B.制备KMnO4时为防止引入杂质离子,①中用KOH作强碱性介质,不能用,B不符合题意;
C.②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,Mn元素的化合价既升高又降低,故其既体现氧化性又体现还原性,C不符合题意;
D.根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1,根据Mn元素守恒可知,MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.瓷坩埚易被强碱腐蚀;
B.使用NaOH会引入钠离子;
C. K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;
D. K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1 。
9.(2022·山东)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是( )
A.苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
D.①、②、③均为两相混合体系
【答案】C
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.苯胺分子中含有氨基,具有碱性,能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应,故A不符合题意;
B.由分析可知,得到苯胺粗品①的分离方法为分液,得到苯甲酸粗品③的分离方法为结晶或重结晶、过滤、洗涤,获取两者的操作方法不同,故B不符合题意;
C.由分析可知,苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得,故C符合题意;
D.由分析可知,①为苯胺、②为甲苯,③为苯甲酸,都不是两相混合体系,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液中加入盐酸,苯胺与盐酸反应,进入水相Ⅰ,有机相的成分为苯甲酸和甲苯,水相Ⅰ中加入NaOH反应生成①,则①是苯胺;有机相Ⅱ中加碳酸钠溶液,苯甲酸与碳酸钠反应生成苯甲酸钠,进入水相Ⅱ中,则②是甲苯;水相Ⅱ中苯甲酸钠与盐酸反应生成苯甲酸,③是苯甲酸。
10.(2022·山东)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成的反应历程有2种
C.增大NO的量,的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
【答案】D
【知识点】氧化还原反应;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+ OOH=NO2+ OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+ C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+ OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项不符合题意;
B.根据图示,由NO生成HONO的反应有①②2种历程,B项不符合题意;
C.NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项不符合题意;
D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.氧化还原反应中一定有电子转移;
B.由NO生成HONO的反应历程有①②的历程;
C.增大NO的量,平衡不移动;
D.无论反应历程如何,发生的反应均为2C3H8+O22C3H6+2H2O。
二、选择题
11.(2022·山东)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
气体 液体 固体粉末
A 饱和溶液
B 溶液 Fe
C 溶液
D
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】离子反应发生的条件;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有NaHCO3白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A符合题意;
B.通入Cl2,发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B不符合题意;
C.通入HCl,在酸性条件下具有强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液,C不符合题意;
D.AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+,使溶解平衡正向移动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.二氧化碳与碳酸钠反应生成的碳酸氢钠为固体;
B.氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁,单质铁与氯化铁反应生成氯化亚铁;
C.酸性条件下发生反应3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O;
D.氨气极易溶于水,AgCl可溶于氨水生成银氨溶液。
12.(2022·山东)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是( )
A.固体X主要成分是和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
【答案】D
【知识点】氧化还原反应;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.经过分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属M为Zn,A不符合题意;
B.CuS在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的压强,将S2-氧化生成单质S,使沉淀溶解平衡正向移动,从而可促进金属离子的浸取,B不符合题意;
C.根据流程图可知:用NH3调节溶液pH时,要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C不符合题意;
D.在用H2还原Cu2+变为Cu单质时,H2失去电子被氧化为H+,与溶液中OH-结合形成H2O,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去电子还原Cu单质,不利于Cu的生成,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】硫化铜精矿在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取,反应生成CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,加入NH3中和调pH,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+,通入H2进行还原,Cu2+被还原为Cu,过滤分离出Cu,滤液中含有Zn2+,再经一系列处理可得到金属M,M为Zn单质。
13.(2022·山东)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成,将废旧锂离子电池的正极材料转化为,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为
D.若甲室减少,乙室增加,则此时已进行过溶液转移
【答案】B,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电池工作时,甲室中细菌所在电极的电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+,甲室的电极反应式为Co2++2e-=Co,生成H+,溶液pH减小,A不符合题意;
B.对于乙室,正极上LiCoO2得到电子,被还原为Co2+,同时得到Li+,其中的O与溶液中的H+结合H2O,因此电池工作一段时间后应该补充盐酸,B符合题意;
C.电解质溶液为酸性,不可能大量存在OH-,乙室电极反应式为:LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O,C不符合题意;
D.若甲室Co2+减少200 mg,电子转移物质的量为n(e-)= ,乙室Co2+增加300 mg,转移电子的物质的量为n(e-)=,说明此时已进行过溶液转移,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】右侧装置为原电池, 正极材料转化为,即乙室为正极,电极反应为LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O,细菌所在电极为负极;甲装置为原电池,甲室为阴极,电极反应为Co2++2e-=Co,细菌所在电极为阳极,阳极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+。
14.(2022·山东)工业上以为原料生产,对其工艺条件进行研究。现有含的、溶液,含的、溶液。在一定pH范围内,四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应的平衡常数
B.
C.曲线④代表含的溶液的变化曲线
D.对含且和初始浓度均为的混合溶液,时才发生沉淀转化
【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.反应SrSO4(s)+COSrCO3(s)+SO的平衡常数K===,故A不符合题意;
B.由分析可知,曲线①为 的溶液,硫酸锶的溶度积=10-5.5×0.1=10-6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为=10-6.5,则a为6.5,故B不符合题意;
C.由分析可知,曲线④为的溶液的变化曲线,故C不符合题意;
D.由分析可知,硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,所以硫酸锶的生成与溶液pH无关,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】pH不会影响硫酸根离子的浓度,则曲线①和曲线②为 的溶液,根据可知,越大,越小,则曲线①为 的溶液的变化曲线,曲线②为的 溶液 的变化曲线;根据可知,越大,越小,则曲线③为 的溶液的变化曲线,曲线④为的溶液的变化曲线。
15.(2022·山东)是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是( )
A.每个晶胞中个数为x
B.每个晶胞完全转化为晶胞,转移电子数为8
C.每个晶胞中0价Cu原子个数为
D.当转化为时,每转移电子,产生原子
【答案】B,D
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4,位于体内的铜离子和亚铜离子的个数之和为8,设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b,则a+b=8-4x,由化合价代数和为0可得2a+b=4×2,解得a=4x,故A不符合题意;
B.由题意可知,Na2Se转化为Cu2-xSe的电极反应式为Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4,则每个晶胞中含有4个Na2Se,转移电子数为8,故B不符合题意;
C.由题意可知,Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2-xSe+ e-+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4,则每个晶胞中含有4个NaCuSe,晶胞中0价铜个数为(4-4x),故C不符合题意;
D.由题意可知,NayCu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为NayCu2-xSe+(1-y) e-+ Na+=NaCuSe+(1-x)Cu,所以每转移(1-y)电子,产生(1-x)mol铜,故D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.根据均摊法和化合物的化合价代数和为0计算;
B.Na2Se转化为Cu2-xSe的方程式为Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+,;
C.NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为4(1-x);
D.NayCu2-xSe转化为NaCuSe的方程式为NayCu2-xSe+(1-y) e-+ Na+=NaCuSe+(1-x)Cu。
三、非选择题
16.(2022·山东)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为。回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为 ,在元素周期表中位置为 。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,与的配位数之比为 ; ;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是 。
(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据____(填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道 C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
(4)在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是① ,② 。
(5)、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
【答案】(1)3d84s2;第4周期第VIII族
(2)2:3;2:1:1;Zn2+
(3)D
(4)吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子
(5)
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)已知Ni是28号元素,故基态Ni原子的价电子排布式为:3d84s2;位于元素周期表的第4周期第VIII族,故答案为:3d84s2;第4周期第VIII族;
(2)由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有Ni2+个数为:=1,Zn2+个数为:=1,含有CN-为:=4,NH3个数为:=2,苯环个数为:=2,则该晶胞的化学式为:,且晶胞中每个N原子均参与形成配位键,Ni2+周围形成的配位键数目为4,Zn2+周围形成的配位键数目为6,则与的配位数之比为4:6=2:3;4:2:2=2:1:1;Ni2+的配位数为4,则Ni2+采用sp3杂化,而Zn2+的配位数为6,Zn2+采用sp3d2杂化,即晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是Zn2+,故答案为:2:3;2:1:1;Zn2+;
(3)吡啶中含有与苯类似的大π键,则说明吡啶中N原子采用sp2杂化,杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道,故答案为:D;
(4)已知苯分子为非极性分子,H2O分子为极性分子,且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键,从而导致在水中的溶解度,吡啶远大于苯,故答案为:吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子;
(5)已知-CH3为推电子基团,-Cl是吸电子基团,则导致N原子电子云密度大小顺序为:>>,碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则其中碱性最弱的为:,故答案为:。
【分析】(1)Ni为28号元素,根据构造原理书写价电子排布式;位于第4周期第VIII族;
(2)根据均摊法计算确定该晶胞的化学式,进而确定与的配位数之比和;Zn2+采用sp3d2杂化,即晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是Zn2+;
(3)吡啶中N原子采用sp2杂化,杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对;
(4) 吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;根据相似相溶原理判断;
(5)-CH3为推电子基团,-Cl是吸电子基团。
17.(2022·山东)工业上以氟磷灰石[,含等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸,离子方程式为 。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比加入脱氟,充分反应后, ;再分批加入一定量的,首先转化为沉淀的离子是 。
(3)浓度(以计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、浓度(以计)的关系如图甲所示。酸解后,在所得、为45的混合体系中,石膏存在形式为 (填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是 ,回收利用洗涤液X的操作单元是 ;一定温度下,石膏存在形式与溶液中和的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是 (填标号)。
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
【答案】(1)6HF+SiO2=2H+++2H2O
(2);
(3)CaSO4 0.5H2O;减少CaSO4的溶解损失,提高产品石膏的产率;酸解;D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计;离子方程式的书写;复杂化学式的确定
【解析】【解答】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤,得到粗磷酸和滤渣,滤渣经洗涤后结晶转化为石膏;粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和,过滤,滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
(1)氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,该反应的离子方程式为6HF+SiO2=2H+++2H2O。
(2)精制 Ⅰ 中,按物质的量之比n(Na2CO3):n()= 1:1加入Na2CO3脱氟,发生反应H2SiF6+ Na2CO3= Na2SiF6↓+CO2↑+ H2O,饱和的Na2SiF6中存在c(Na+)=2c(),根据Ksp= c2(Na+) c()=4c3()可知,c() =mol L-1,因此c(Na+)=2c()=mol L-1;粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液,c(Ca2+)=c()=mol L-1;分批加入一定量的BaCO3,当BaSiF6沉淀开始生成时,c(Ba2+)= mol L-1,当BaSO4沉淀开始生成时,c(Ba2+)= mol L-1,因此,首先转化为沉淀的离子是,然后才是;
(3)酸解后,在所得100℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏的存在形式为CaSO4 0.5H2O;CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的溶解度也,因此用一定浓度的硫酸溶液洗涤可以减少CaSO4的溶解损失,提高产品石膏的产率;洗涤液X中含有硫酸,酸解时使用的也是硫酸,则回收利用洗涤液X的操作单元是:酸解;由图甲信息可知,温度越低,越有利于实现酸解所得石膏结晶的转化,由图乙信息可知,位于65℃线上方的晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在,位于80℃线下方,晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在,在两线之间的以两种晶体的混合物形式存在:
A. 由图乙可知,P2O5%=15、SO3%= 15位于65℃、80℃之间,不能实现晶体的完全转化,A不正确;
B. 由图乙可知,P2O5%= 10、SO3%= 20位于65℃、80℃之间,不能实现晶体的完全转化, B不正确;
C.由图乙可知,P2O5%= 10、SO3%= 30位于65℃线上方,晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在,不能实现晶体转化, C不正确;
D. 由图乙可知,P2O5%=10、SO3%= 10位于80℃线下方,晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在,能实现晶体的完全转化,D正确;
综上所述,能实现酸解所得石膏结晶转化的是D。
【分析】(1)HF与SiO2反应生成H2SiF6和水;
(2)Ksp小的先沉淀;
(3)100℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为CaSO4 0.5H2O;CaSO4在硫酸中的溶解度小于水中的溶解度;洗涤液X中含有硫酸;位于65℃线上方的晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在,位于80℃线下方,晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在,在两线之间的以两种晶体的混合物形式存在。
18.(2022·山东)实验室利用和亚硫酰氯()制备无水的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知沸点为,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)实验开始先通。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取样品,用足量稀硫酸溶解后,用标准溶液滴定达终点时消耗(滴定过程中转化为,不反应)。
实验Ⅱ:另取样品,利用上述装置与足量反应后,固体质量为。
则 ;下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。
A.样品中含少量杂质
B.样品与反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置、根据反应制备。已知与分子结构相似,与互溶,但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对、混合物进行蒸榴提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧ (填序号),先馏出的物质为 。
【答案】(1)a;FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;冷凝回流SOCl2
(2);AB
(3)⑥⑩③⑤;CCl4
【知识点】常用仪器及其使用;蒸馏与分馏;中和滴定;制备实验方案的设计
【解析】【解答】SOCl2与H2O反应生成两种酸性气体,FeCl2 4H2O与SOCl2制备无水FeCl2的反应原理为:SOCl2吸收FeCl2 4H2O受热失去的结晶水生成SO2和HCl,HCl可抑制FeCl2的水解,从而制得无水FeCl2。
(1)实验开始时先通N2,排尽装置中的空气,一段时间后,先加热装置a,产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置,装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2;答案为:a;FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;冷凝回流SOCl2。
(2)滴定过程中将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,反应的离子方程式为6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则m1g样品中n(FeCl2)=6n()=6cV×10-3mol;m1g样品中结晶水的质量为(m1-m2)g,结晶水物质的量为mol,n(FeCl2):n(H2O)=1:n=(6cV×10-3mol):mol,解得n=;
A.样品中含少量FeO杂质,溶于稀硫酸后生成Fe2+,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大,n的测量值偏小,A符合题意;
B.样品与SOCl2反应时失水不充分,则m2偏大,使n的测量值偏小,B符合题意;
C.实验Ⅰ中称重后样品发生了潮解,样品的质量不变,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变,n的测量值不变,C不符合题意;
D.滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏小,n的测量值偏大,D不符合题意;
故答案为:AB。
(3)TiCl4、CCl4互溶,采用蒸馏分离两者,装置的组装顺序为:由下而上、从左到右,则安装顺序为①⑨⑧,然后连接直形冷凝管,冷凝管末端连接牛角管⑩,TiCl4极易水解,为防止外界水蒸气进入装置,应连接碱石灰吸收水蒸气,即最后连接③⑤,因此安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤;由于TiCl4、CCl4分子结构相似,均为分子晶体,TiCl4的相对分子质量大于CCl4,TiCl4分子间的范德华力较大,TiCl4的沸点高于CCl4,则CCl4先馏出,答案为:⑥⑩③⑤;CCl4。
【分析】(1)排出装置内的空气后应先加热a装置生成SOCl2,再加热装置b,装置b中发生反应 、FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;装置c、d的作用是冷凝回流SOCl2;
(2)滴定过程中发生反应6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,据此计算;根据分析误差;
(3)TiCl4、CCl4互溶,采用蒸馏分离两者,据此组装仪器;TiCl4的沸点高于CCl4,CCl4先馏出。
19.(2022·山东)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.、
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为 ;B中含氧官能团有 种。
(2)B→C反应类型为 ,该反应的目的是 。
(3)D结构简式为 ;E→F的化学方程式为 。
(4)H的同分异构体中,仅含有、和苯环结构的有 种。
(5)根据上述信息,写出以羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成的路线 。
【答案】(1)浓硫酸,加热;2
(2)取代反应;保护酚羟基
(3)CH3COOC2H5;+Br2+HBr
(4)6
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成和水;B的结构简式为为,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种,故答案为:浓硫酸,加热;2;
(2)由分析可知,B→C的反应为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,B→C的目的是保护酚羟基,故答案为:取代反应;保护酚羟基;
(3)由分析可知,D的结构简式为CH3COOC2H5;E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr,故答案为:CH3COOC2H5;+Br2+HBr;
(4)H的同分异构体仅含有-OCH2CH3和-NH2可知,同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被-NH2取代所得结构,所得结构分别有1、3、2,共有6种,故答案为:6;
(5)由题给信息可知,以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为:在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成,发生信息Ⅱ反应生成,在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成,则具体合成路线为,故答案为:。
【分析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成,则A为、B为;在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成,与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成,则D为CH3COOC2H5、E为;在乙酸作用下与溴发生取代反应生成,则F为;一定条件下与(CH3)3CNHCH2ph发生取代反应,则G为;在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成H。
20.(2022·山东)利用丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压氛围下进行,故压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以或BD为初始原料,在、的高压氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热;以BD为原料,体系从环境吸热。忽略副反应热效应,反应Ⅰ焓变 。
(2)初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比,和随时间t变化关系如图甲所示。实验测得,则图中表示变化的曲线是 ;反应Ⅰ平衡常数 (保留两位有效数字)。以BL为原料时,时刻 ,BD产率= (保留两位有效数字)。
(3)为达平衡时与的比值。、、三种条件下,以为初始原料,在相同体积的刚性容器中发生反应,随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压氛围下进行,可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,最大的是 (填代号);与曲线b相比,曲线c达到所需时间更长,原因是 。
【答案】(1)-200(X+Y)
(2)a或c;8.3×10-8;0.08;39%
(3)c;由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移动,增大,故=1.0所需时间更长
【知识点】反应热和焓变;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)同温同压下,以同物质的量的BL或BD为初始原料,达到平衡时的状态相同,两个平衡完全等效,则以5.0×10-3mol的BL为原料,达到平衡时放出XkJ热量与同物质的量的BD为原料达到平衡时吸收YkJ热量的能量二者能量差值为(X+Y)kJ,则1mol的能量差值为200(X+Y)kJ,反应Ⅰ为放热反应,焓变为负值,则=-200(X+Y)kJ·mol-1。
(2)实验测定X(3)反应Ⅰ为放热反应,以BL为初始原料,升高温度平衡逆向移动,且温度越高,反应速率越快,达到平衡时的时间越短,越小,的值越大;相同温度时,压强增大,BD的比重增大,增大,又可忽略压强对反应速率的影响,则最大即最小,对应曲线c;由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ的平衡均逆向移动,增大,则=1.0所需时间更长。
【分析】 (1)同温同压下,以同物质的量的BL或BD为初始原料,达到平衡时两个平衡完全等效,且焓变为负值;
(2)X(3)反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,温度越高反应速率越快;增大压强反应Ⅱ、Ⅲ的平衡均逆向移动。
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【高考真题】2022年新高考山东化学高考真题
一、单选题
1.(2022·山东)古医典富载化学知识,下述之物见其氧化性者为( )
A.金(Au):“虽被火亦未熟"
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”
C.石硫黄(S):“能化……银、铜、铁,奇物”
D.石钟乳():“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”
2.(2022·山东)下列试剂实验室保存方法错误的是( )
A.浓硝酸保存在棕色细口瓶中
B.氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中
C.四氯化碳保存在广口塑料瓶中
D.高锰酸钾固体保存在棕色广口瓶中
3.(2022·山东)、的半衰期很短,自然界中不能稳定存在。人工合成反应如下:;。下列说法正确的是( )
A.X的中子数为2
B.X、Y互为同位素
C.、可用作示踪原子研究化学反应历程
D.自然界不存在、分子是因其化学键不稳定
4.(2022·山东)下列高分子材料制备方法正确的是( )
A.聚乳酸()由乳酸经加聚反应制备
B.聚四乙烯()由四氟乙烯经加聚反应制备
C.尼龙()由己胺和己酸经缩聚反应制备
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯酯()经消去反应制备
5.(2022·山东)、属于第三代半导体材料,二者成键结构与金刚石相似,晶体中只存在键、键。下列说法错误的是( )
A.的熔点高于
B.晶体中所有化学键均为极性键
C.晶体中所有原子均采取杂化
D.晶体中所有原子的配位数均相同
6.(2022·山东)实验室用基准配制标准溶液并标定盐酸浓度,应选甲基橙为指示剂,并以盐酸滴定标准溶液。下列说法错误的是( )
A.可用量筒量取标准溶液置于锥形瓶中
B.应选用配带塑料塞的容量瓶配制标准溶液
C.应选用烧杯而非称量纸称量固体
D.达到滴定终点时溶液显橙色
7.(2022·山东)崖柏素具天然活性,有酚的通性,结构如图。关于崖柏素的说法错误的是( )
A.可与溴水发生取代反应
B.可与溶液反应
C.分子中的碳原子不可能全部共平面
D.与足量加成后,产物分子中含手性碳原子
8.(2022·山东)实验室制备过程为:①高温下在熔融强碱性介质中用氧化制备;②水溶后冷却,调溶液至弱碱性,歧化生成和;③减压过滤,将滤液蒸发浓缩、冷却结晶,再减压过滤得。下列说法正确的是( )
A.①中用瓷坩埚作反应器
B.①中用作强碱性介质
C.②中只体现氧化性
D.转化为的理论转化率约为66.7%
9.(2022·山东)已知苯胺(液体)、苯甲酸(固体)微溶于水,苯胺盐酸盐易溶于水。实验室初步分离甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液的流程如下。下列说法正确的是( )
A.苯胺既可与盐酸也可与溶液反应
B.由①、③分别获取相应粗品时可采用相同的操作方法
C.苯胺、甲苯、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得
D.①、②、③均为两相混合体系
10.(2022·山东)在NO催化下,丙烷与氧气反应制备丙烯的部分反应机理如图所示。下列说法错误的是( )
A.含N分子参与的反应一定有电子转移
B.由NO生成的反应历程有2种
C.增大NO的量,的平衡转化率不变
D.当主要发生包含②的历程时,最终生成的水减少
二、选择题
11.(2022·山东)某同学按图示装置进行实验,欲使瓶中少量固体粉末最终消失并得到澄清溶液。下列物质组合不符合要求的是( )
气体 液体 固体粉末
A 饱和溶液
B 溶液 Fe
C 溶液
D
A.A B.B C.C D.D
12.(2022·山东)高压氢还原法可直接从溶液中提取金属粉。以硫化铜精矿(含Zn、Fe元素的杂质)为主要原料制备Cu粉的工艺流程如下,可能用到的数据见下表。
开始沉淀pH 1.9 4.2 6.2
沉淀完全pH 3.2 6.7 8.2
下列说法错误的是( )
A.固体X主要成分是和S;金属M为Zn
B.浸取时,增大压强可促进金属离子浸出
C.中和调pH的范围为3.2~4.2
D.还原时,增大溶液酸度有利于Cu的生成
13.(2022·山东)设计如图装置回收金属钴。保持细菌所在环境pH稳定,借助其降解乙酸盐生成,将废旧锂离子电池的正极材料转化为,工作时保持厌氧环境,并定时将乙室溶液转移至甲室。已知电极材料均为石墨材质,右侧装置为原电池。下列说法正确的是( )
A.装置工作时,甲室溶液pH逐渐增大
B.装置工作一段时间后,乙室应补充盐酸
C.乙室电极反应式为
D.若甲室减少,乙室增加,则此时已进行过溶液转移
14.(2022·山东)工业上以为原料生产,对其工艺条件进行研究。现有含的、溶液,含的、溶液。在一定pH范围内,四种溶液中随pH的变化关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.反应的平衡常数
B.
C.曲线④代表含的溶液的变化曲线
D.对含且和初始浓度均为的混合溶液,时才发生沉淀转化
15.(2022·山东)是一种钠离子电池正极材料,充放电过程中正极材料立方晶胞(示意图)的组成变化如图所示,晶胞内未标出因放电产生的0价Cu原子。下列说法正确的是( )
A.每个晶胞中个数为x
B.每个晶胞完全转化为晶胞,转移电子数为8
C.每个晶胞中0价Cu原子个数为
D.当转化为时,每转移电子,产生原子
三、非选择题
16.(2022·山东)研究笼形包合物结构和性质具有重要意义。化学式为的笼形包合物四方晶胞结构如图所示(H原子未画出),每个苯环只有一半属于该晶胞。晶胞参数为。回答下列问题:
(1)基态原子的价电子排布式为 ,在元素周期表中位置为 。
(2)晶胞中N原子均参与形成配位键,与的配位数之比为 ; ;晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是 。
(3)吡啶()替代苯也可形成类似的笼形包合物。已知吡啶中含有与苯类似的大键、则吡啶中N原子的价层孤电子对占据____(填标号)。
A.2s轨道 B.2p轨道 C.sp杂化轨道 D.sp2杂化轨道
(4)在水中的溶解度,吡啶远大于苯,主要原因是① ,② 。
(5)、、的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最弱的是 。
17.(2022·山东)工业上以氟磷灰石[,含等杂质]为原料生产磷酸和石膏,工艺流程如下:
回答下列问题:
(1)酸解时有产生。氢氟酸与反应生成二元强酸,离子方程式为 。
(2)部分盐的溶度积常数见下表。精制Ⅰ中,按物质的量之比加入脱氟,充分反应后, ;再分批加入一定量的,首先转化为沉淀的离子是 。
(3)浓度(以计)在一定范围时,石膏存在形式与温度、浓度(以计)的关系如图甲所示。酸解后,在所得、为45的混合体系中,石膏存在形式为 (填化学式);洗涤时使用一定浓度的硫酸溶液而不使用水,原因是 ,回收利用洗涤液X的操作单元是 ;一定温度下,石膏存在形式与溶液中和的关系如图乙所示,下列条件能实现酸解所得石膏结晶转化的是 (填标号)。
A.、、 B.、、
C.、、 D.、、
18.(2022·山东)实验室利用和亚硫酰氯()制备无水的装置如图所示(加热及夹持装置略)。已知沸点为,遇水极易反应生成两种酸性气体。回答下列问题:
(1)实验开始先通。一段时间后,先加热装置 (填“a”或“b”)。装置b内发生反应的化学方程式为 。装置c、d共同起到的作用是 。
(2)现有含少量杂质的,为测定n值进行如下实验:
实验Ⅰ:称取样品,用足量稀硫酸溶解后,用标准溶液滴定达终点时消耗(滴定过程中转化为,不反应)。
实验Ⅱ:另取样品,利用上述装置与足量反应后,固体质量为。
则 ;下列情况会导致n测量值偏小的是 (填标号)。
A.样品中含少量杂质
B.样品与反应时失水不充分
C.实验Ⅰ中,称重后样品发生了潮解
D.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成
(3)用上述装置、根据反应制备。已知与分子结构相似,与互溶,但极易水解。选择合适仪器并组装蒸馏装置对、混合物进行蒸榴提纯(加热及夹持装置略),安装顺序为①⑨⑧ (填序号),先馏出的物质为 。
19.(2022·山东)支气管扩张药物特布他林(H)的一种合成路线如下:
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.、
Ⅲ.
回答下列问题:
(1)A→B反应条件为 ;B中含氧官能团有 种。
(2)B→C反应类型为 ,该反应的目的是 。
(3)D结构简式为 ;E→F的化学方程式为 。
(4)H的同分异构体中,仅含有、和苯环结构的有 种。
(5)根据上述信息,写出以羟基邻苯二甲酸二乙酯为主要原料制备合成的路线 。
20.(2022·山东)利用丁内酯(BL)制备1,4-丁二醇(BD),反应过程中伴有生成四氢呋喃(THF)和丁醇(BuOH)的副反应,涉及反应如下:
已知:①反应Ⅰ为快速平衡,可认为不受慢反应Ⅱ、Ⅲ的影响;②因反应Ⅰ在高压氛围下进行,故压强近似等于总压。回答下列问题:
(1)以或BD为初始原料,在、的高压氛围下,分别在恒压容器中进行反应。达平衡时,以BL为原料,体系向环境放热;以BD为原料,体系从环境吸热。忽略副反应热效应,反应Ⅰ焓变 。
(2)初始条件同上。表示某物种i的物质的量与除外其它各物种总物质的量之比,和随时间t变化关系如图甲所示。实验测得,则图中表示变化的曲线是 ;反应Ⅰ平衡常数 (保留两位有效数字)。以BL为原料时,时刻 ,BD产率= (保留两位有效数字)。
(3)为达平衡时与的比值。、、三种条件下,以为初始原料,在相同体积的刚性容器中发生反应,随时间t变化关系如图乙所示。因反应在高压氛围下进行,可忽略压强对反应速率的影响。曲线a、b、c中,最大的是 (填代号);与曲线b相比,曲线c达到所需时间更长,原因是 。
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】氧化还原反应
【解析】【解答】A.金“虽被火亦未熟”是指金单质在空气中被火灼烧也不反应,反应金的化学性质很稳定,与其氧化性无关,A不合题意;
B.石灰(CaO):“以水沃之,即热蒸而解”发生的反应为CaO+H2O=Ca(OH)2,反应放热,产生大量的水汽,而CaO由块状变为粉末状,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,B不合题意;
C.石硫磺即S:“能化……银、铜、铁,奇物”发生的反应为2Ag+SAg2S、Fe+SFeS、2Cu+SCu2S,反应中S作氧化剂,与其氧化性有关,C符合题意;
D.石钟乳(CaCO3):“色黄,以苦酒(醋)洗刷则白”发生的反应为CaCO3+2CH3COOH=(CH3COO)2Ca+H2O+CO2↑,未发生氧化还原反应,与其氧化性无关,D不合题意;
故答案为:C。
【分析】利用物质的氧化性说明物质在反应作氧化剂。
2.【答案】C
【知识点】化学试剂的存放
【解析】【解答】A.由于浓硝酸不稳定,见光易分解,故浓硝酸需保存在棕色细口瓶中避光保存,A不符合题意;
B.氢氧化钠固体能与玻璃中的SiO2反应,故氢氧化钠固体保存在广口塑料瓶中,B不符合题意;
C.四氯化碳是一种有机溶剂,易挥发,且能够溶解塑料,故其不能保存在广口塑料瓶中,应该保存在细口玻璃瓶中,C符合题意;
D.高锰酸钾受热易分解,故需在棕色广口瓶中、阴冷处密封保存,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.浓硝酸不稳定,见光易分解;
B.氢氧化钠能与玻璃中的二氧化硅反应生成硅酸钠;
D.高锰酸钾受热分解。
3.【答案】B
【知识点】原子中的数量关系;同位素及其应用
【解析】【解答】A. 由分析可知,X微粒为,根据原子符号左上角为质量数,左下角为质子数,质量数=质子数+中子数可知,其中子数为6-2=4,A不符合题意;
B. 由分析可知,X微粒为,Y微粒为,二者质子数相同,中子数不同,互为同位素,B符合题意;
C.由题干信息可知,与的半衰期很短,不适宜用作示踪原子研究化学反应历程,C不符合题意;
D.自然界中不存在与并不是其化学键不稳定,而是由于与的半衰期很短,很容易发生核变化,转化为气体其他原子,O=O的键能与形成该键的核素无关,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】根据 ;可知,a=6,b=2,则X为;m=4,n=2,则Y为。
4.【答案】B
【知识点】有机高分子化合物的结构和性质;高分子材料;聚合反应;缩聚反应
【解析】【解答】A.乳酸分子发生缩聚反应制得聚乳酸(),A不符合题意;
B.聚四氟乙烯()是由四氟乙烯(CF2=CF2)经加聚反应制备,B符合题意;
C.尼龙-66()是由己二胺和己二酸经过缩聚反应制得,C不符合题意;
D.聚乙烯醇()由聚乙酸乙烯醇酯()发生水解反应制得,D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.乳酸发生缩聚反应制得聚乳酸;
B.聚四氟乙烯由CF2=CF2发生加聚制得;
C.己二酸和己二胺发生缩聚反应制得尼龙-66;
D.聚乙酸乙烯酯发生水解生成聚乙烯醇。
5.【答案】A
【知识点】原子晶体(共价晶体);晶体熔沸点的比较;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.AlN、GaN为结构相似的共价晶体,原子半径:AlN-Ga,键能越大熔点越高,因此GaN的熔点低于AlN,A符合题意;
B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键,Ga-N和Al-N均为极性键,B不符合题意;
C.金刚石中每个C原子形成4个共价键(即C原子的价层电子对数为4),不含孤电子对,C原子均采取sp3杂化;AlN、GaN与金刚石结构相似,则AlN、GaN中所有原子均采取sp3杂化,C不符合题意;
D.金刚石中每个C原子与其周围4个C原子形成共价键,即C原子的配位数是4,AlN、GaN与金刚石与金刚石结构相似,则AlN、GaN中所有原子的配位数也均为4,D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】A.共价晶体键能越大熔点越高;
B.不同种元素的原子之间形成的共价键为极性键;
C.AlN和CaN的结构与金刚石相似,金刚石中碳原子均采用sp3杂化;
D.金刚石中C原子的配位数为4。
6.【答案】A
【知识点】指示剂;中和滴定
【解析】【解答】A.量筒的精确度为0.1,不可用量筒量取Na2CO3标准溶液,Na2CO3溶液显碱性,应用碱式滴定管量取25.00 mL Na2CO3标准溶液置于锥形瓶中,A符合题意;
B.Na2CO3溶液显碱性,能与SiO2反应生成硅酸钠,应选用配带塑料塞的容量瓶配制Na2CO3标准溶液,B不符合题意;
C.Na2CO3有吸水性且有一定的腐蚀性,故应选用烧杯而非称量纸称量Na2CO3固体,C不符合题意;
D.Na2CO3溶液显碱性,甲基橙滴入Na2CO3溶液中显黄色,当滴入最后一滴盐酸时,溶液由黄色突变为橙色且半分钟之内不变色即为滴定终点,故达到滴定终点时溶液显橙色,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.量筒的精确度为0.1,不能量取25.00 mL Na2CO3标准溶液;
B.Na2CO3能与SiO2反应生成硅酸钠;
C.碳酸钠应选用烧杯称量;
D.达到滴定终点时,盐酸过量,溶液显酸性。
7.【答案】B
【知识点】有机化合物中碳的成键特征;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.酚可与溴水发生取代反应,γ-崖柏素有酚的通性,且γ-崖柏素的环上有可以被取代的H,故γ-崖柏素可与溴水发生取代反应,A不符合题意;
B.酚类物质不与NaHCO3溶液反应,γ-崖柏素分子中没有可与NaHCO3溶液反应的官能团,故其不可与NaHCO3溶液反应,B符合题意;
C.γ-崖柏素分子中有一个异丙基,异丙基中间的碳原子与其相连的3个碳原子不共面,故其分子中的碳原子不可能全部共平面,C不符合题意;
D.γ-崖柏素与足量H2加成的产物为,该物质中含有手性碳原子(如图用“*”标记),D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A. γ-崖柏素具有酚的通性,则羟基的邻位和对位的H原子能与溴水发生取代反应;
B.γ-崖柏素不含能与碳酸氢钠反应的官能团;
C.饱和碳原子具有甲烷的结构特征;
D.手性碳是指连有四个不同原子团的碳原子。
8.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;硅和二氧化硅
【解析】【解答】A.瓷坩埚易被强碱腐蚀,不能用瓷坩埚作反应器,A不符合题意;
B.制备KMnO4时为防止引入杂质离子,①中用KOH作强碱性介质,不能用,B不符合题意;
C.②中K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2,Mn元素的化合价既升高又降低,故其既体现氧化性又体现还原性,C不符合题意;
D.根据化合价的变化分析,K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1,根据Mn元素守恒可知,MnO2中的Mn元素只有转化为KMnO4,因此,MnO2转化为KMnO4的理论转化率约为66.7%,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.瓷坩埚易被强碱腐蚀;
B.使用NaOH会引入钠离子;
C. K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2;
D. K2MnO4歧化生成KMnO4和MnO2的物质的量之比为2:1 。
9.【答案】C
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.苯胺分子中含有氨基,具有碱性,能与盐酸反应,但不能与氢氧化钠溶液反应,故A不符合题意;
B.由分析可知,得到苯胺粗品①的分离方法为分液,得到苯甲酸粗品③的分离方法为结晶或重结晶、过滤、洗涤,获取两者的操作方法不同,故B不符合题意;
C.由分析可知,苯胺粗品、甲苯粗品、苯甲酸粗品依次由①、②、③获得,故C符合题意;
D.由分析可知,①为苯胺、②为甲苯,③为苯甲酸,都不是两相混合体系,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】甲苯、苯胺、苯甲酸混合溶液中加入盐酸,苯胺与盐酸反应,进入水相Ⅰ,有机相的成分为苯甲酸和甲苯,水相Ⅰ中加入NaOH反应生成①,则①是苯胺;有机相Ⅱ中加碳酸钠溶液,苯甲酸与碳酸钠反应生成苯甲酸钠,进入水相Ⅱ中,则②是甲苯;水相Ⅱ中苯甲酸钠与盐酸反应生成苯甲酸,③是苯甲酸。
10.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;化学平衡的影响因素
【解析】【解答】A.根据反应机理的图示知,含N分子发生的反应有NO+ OOH=NO2+ OH、NO+NO2+H2O=2HONO、NO2+ C3H7=C3H6+HONO、HONO=NO+ OH,含N分子NO、NO2、HONO中N元素的化合价依次为+2价、+4价、+3价,上述反应中均有元素化合价的升降,都为氧化还原反应,一定有电子转移,A项不符合题意;
B.根据图示,由NO生成HONO的反应有①②2种历程,B项不符合题意;
C.NO是催化剂,增大NO的量,C3H8的平衡转化率不变,C项不符合题意;
D.无论反应历程如何,在NO催化下丙烷与O2反应制备丙烯的总反应都为2C3H8+O22C3H6+2H2O,当主要发生包含②的历程时,最终生成的水不变,D项符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.氧化还原反应中一定有电子转移;
B.由NO生成HONO的反应历程有①②的历程;
C.增大NO的量,平衡不移动;
D.无论反应历程如何,发生的反应均为2C3H8+O22C3H6+2H2O。
11.【答案】A
【知识点】离子反应发生的条件;性质实验方案的设计
【解析】【解答】A.通入CO2气体依次发生反应CO2+Na2CO3+H2O=2NaHCO3、CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,相同温度下NaHCO3的溶解度小于Na2CO3,最终瓶中仍有NaHCO3白色晶体析出,不会得到澄清溶液,A符合题意;
B.通入Cl2,发生反应Cl2+2FeCl2=2FeCl3、2FeCl3+Fe=3FeCl2,最终Fe消失得到澄清溶液,B不符合题意;
C.通入HCl,在酸性条件下具有强氧化性,发生离子反应:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,最终Cu消失得到澄清溶液,C不符合题意;
D.AgCl在水中存在溶解平衡AgCl(s) Ag+(aq)+Cl-(aq),通入NH3后,Ag+与NH3结合成[Ag(NH3)2]+,使溶解平衡正向移动,最终AgCl消失得到澄清溶液,D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.二氧化碳与碳酸钠反应生成的碳酸氢钠为固体;
B.氯气将氯化亚铁氧化为氯化铁,单质铁与氯化铁反应生成氯化亚铁;
C.酸性条件下发生反应3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O;
D.氨气极易溶于水,AgCl可溶于氨水生成银氨溶液。
12.【答案】D
【知识点】氧化还原反应;制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.经过分析可知固体X主要成分是S、Fe(OH)3,金属M为Zn,A不符合题意;
B.CuS在溶液中存在沉淀溶解平衡CuS(s)Cu2+(aq)+S2-(aq),增大O2的压强,将S2-氧化生成单质S,使沉淀溶解平衡正向移动,从而可促进金属离子的浸取,B不符合题意;
C.根据流程图可知:用NH3调节溶液pH时,要使Fe3+转化为沉淀,而Cu2+、Zn2+仍以离子形式存在于溶液中,结合离子沉淀的pH范围,可知中和时应该调节溶液pH范围为3.2~4.2,C不符合题意;
D.在用H2还原Cu2+变为Cu单质时,H2失去电子被氧化为H+,与溶液中OH-结合形成H2O,若还原时增大溶液的酸度,c(H+)增大,不利于H2失去电子还原Cu单质,不利于Cu的生成,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】硫化铜精矿在高压O2作用下,用硫酸溶液浸取,反应生成CuSO4、S、H2O,Fe2+被氧化为Fe3+,加入NH3中和调pH,Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,滤渣中含有S、Fe(OH)3;滤液中含有Cu2+、Zn2+,通入H2进行还原,Cu2+被还原为Cu,过滤分离出Cu,滤液中含有Zn2+,再经一系列处理可得到金属M,M为Zn单质。
13.【答案】B,D
【知识点】电极反应和电池反应方程式;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.电池工作时,甲室中细菌所在电极的电极反应式为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+,甲室的电极反应式为Co2++2e-=Co,生成H+,溶液pH减小,A不符合题意;
B.对于乙室,正极上LiCoO2得到电子,被还原为Co2+,同时得到Li+,其中的O与溶液中的H+结合H2O,因此电池工作一段时间后应该补充盐酸,B符合题意;
C.电解质溶液为酸性,不可能大量存在OH-,乙室电极反应式为:LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O,C不符合题意;
D.若甲室Co2+减少200 mg,电子转移物质的量为n(e-)= ,乙室Co2+增加300 mg,转移电子的物质的量为n(e-)=,说明此时已进行过溶液转移,D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】右侧装置为原电池, 正极材料转化为,即乙室为正极,电极反应为LiCoO2+e-+4H+=Li++Co2++2H2O,细菌所在电极为负极;甲装置为原电池,甲室为阴极,电极反应为Co2++2e-=Co,细菌所在电极为阳极,阳极反应为CH3COO-+2H2O-8e-=2CO2↑+7H+。
14.【答案】D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A.反应SrSO4(s)+COSrCO3(s)+SO的平衡常数K===,故A不符合题意;
B.由分析可知,曲线①为 的溶液,硫酸锶的溶度积=10-5.5×0.1=10-6.5,温度不变,溶度积不变,则溶液pH为7.7时,锶离子的浓度为=10-6.5,则a为6.5,故B不符合题意;
C.由分析可知,曲线④为的溶液的变化曲线,故C不符合题意;
D.由分析可知,硫酸是强酸,溶液pH变化,溶液中硫酸根离子浓度几乎不变,则含硫酸锶固体的硫酸钠溶液中锶离子的浓度几乎不变,所以硫酸锶的生成与溶液pH无关,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】pH不会影响硫酸根离子的浓度,则曲线①和曲线②为 的溶液,根据可知,越大,越小,则曲线①为 的溶液的变化曲线,曲线②为的 溶液 的变化曲线;根据可知,越大,越小,则曲线③为 的溶液的变化曲线,曲线④为的溶液的变化曲线。
15.【答案】B,D
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应;原电池工作原理及应用;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4,位于体内的铜离子和亚铜离子的个数之和为8,设晶胞中的铜离子和亚铜离子的个数分别为a和b,则a+b=8-4x,由化合价代数和为0可得2a+b=4×2,解得a=4x,故A不符合题意;
B.由题意可知,Na2Se转化为Cu2-xSe的电极反应式为Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4,则每个晶胞中含有4个Na2Se,转移电子数为8,故B不符合题意;
C.由题意可知,Cu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为Cu2-xSe+ e-+Na+=NaCuSe+(1-x)Cu,由晶胞结构可知,位于顶点和面心的硒离子个数为8×+6×=4,则每个晶胞中含有4个NaCuSe,晶胞中0价铜个数为(4-4x),故C不符合题意;
D.由题意可知,NayCu2-xSe转化为NaCuSe的电极反应式为NayCu2-xSe+(1-y) e-+ Na+=NaCuSe+(1-x)Cu,所以每转移(1-y)电子,产生(1-x)mol铜,故D符合题意;
故答案为:BD。
【分析】A.根据均摊法和化合物的化合价代数和为0计算;
B.Na2Se转化为Cu2-xSe的方程式为Na2Se-2e-+(2-x)Cu=Cu2-xSe+2Na+,;
C.NaCuSe晶胞中0价Cu原子个数为4(1-x);
D.NayCu2-xSe转化为NaCuSe的方程式为NayCu2-xSe+(1-y) e-+ Na+=NaCuSe+(1-x)Cu。
16.【答案】(1)3d84s2;第4周期第VIII族
(2)2:3;2:1:1;Zn2+
(3)D
(4)吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子
(5)
【知识点】原子核外电子排布;晶胞的计算;原子轨道杂化方式及杂化类型判断;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】(1)已知Ni是28号元素,故基态Ni原子的价电子排布式为:3d84s2;位于元素周期表的第4周期第VIII族,故答案为:3d84s2;第4周期第VIII族;
(2)由题干晶胞示意图可知,一个晶胞中含有Ni2+个数为:=1,Zn2+个数为:=1,含有CN-为:=4,NH3个数为:=2,苯环个数为:=2,则该晶胞的化学式为:,且晶胞中每个N原子均参与形成配位键,Ni2+周围形成的配位键数目为4,Zn2+周围形成的配位键数目为6,则与的配位数之比为4:6=2:3;4:2:2=2:1:1;Ni2+的配位数为4,则Ni2+采用sp3杂化,而Zn2+的配位数为6,Zn2+采用sp3d2杂化,即晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是Zn2+,故答案为:2:3;2:1:1;Zn2+;
(3)吡啶中含有与苯类似的大π键,则说明吡啶中N原子采用sp2杂化,杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对,则吡啶中N原子的价层孤电子对占据sp2杂化轨道,故答案为:D;
(4)已知苯分子为非极性分子,H2O分子为极性分子,且吡啶中N原子上含有孤电子对能与H2O分子形成分子间氢键,从而导致在水中的溶解度,吡啶远大于苯,故答案为:吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;吡啶和H2O均为极性分子相似相溶,而苯为非极性分子;
(5)已知-CH3为推电子基团,-Cl是吸电子基团,则导致N原子电子云密度大小顺序为:>>,碱性随N原子电子云密度的增大而增强,则其中碱性最弱的为:,故答案为:。
【分析】(1)Ni为28号元素,根据构造原理书写价电子排布式;位于第4周期第VIII族;
(2)根据均摊法计算确定该晶胞的化学式,进而确定与的配位数之比和;Zn2+采用sp3d2杂化,即晶胞中有d轨道参与杂化的金属离子是Zn2+;
(3)吡啶中N原子采用sp2杂化,杂化轨道只用于形成σ键和存在孤电子对;
(4) 吡啶能与H2O分子形成分子间氢键;根据相似相溶原理判断;
(5)-CH3为推电子基团,-Cl是吸电子基团。
17.【答案】(1)6HF+SiO2=2H+++2H2O
(2);
(3)CaSO4 0.5H2O;减少CaSO4的溶解损失,提高产品石膏的产率;酸解;D
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;制备实验方案的设计;离子方程式的书写;复杂化学式的确定
【解析】【解答】氟磷灰石用硫酸溶解后过滤,得到粗磷酸和滤渣,滤渣经洗涤后结晶转化为石膏;粗磷酸以精制I脱氟、除硫酸根离子和,过滤,滤液经精制II等一系列操作得到磷酸。
(1)氢氟酸与SiO2反应生成二元强酸H2SiF6,该反应的离子方程式为6HF+SiO2=2H+++2H2O。
(2)精制 Ⅰ 中,按物质的量之比n(Na2CO3):n()= 1:1加入Na2CO3脱氟,发生反应H2SiF6+ Na2CO3= Na2SiF6↓+CO2↑+ H2O,饱和的Na2SiF6中存在c(Na+)=2c(),根据Ksp= c2(Na+) c()=4c3()可知,c() =mol L-1,因此c(Na+)=2c()=mol L-1;粗磷酸中还有硫酸钙的饱和溶液,c(Ca2+)=c()=mol L-1;分批加入一定量的BaCO3,当BaSiF6沉淀开始生成时,c(Ba2+)= mol L-1,当BaSO4沉淀开始生成时,c(Ba2+)= mol L-1,因此,首先转化为沉淀的离子是,然后才是;
(3)酸解后,在所得100℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏的存在形式为CaSO4 0.5H2O;CaSO4在硫酸中的溶解度小于在水中的溶解度也,因此用一定浓度的硫酸溶液洗涤可以减少CaSO4的溶解损失,提高产品石膏的产率;洗涤液X中含有硫酸,酸解时使用的也是硫酸,则回收利用洗涤液X的操作单元是:酸解;由图甲信息可知,温度越低,越有利于实现酸解所得石膏结晶的转化,由图乙信息可知,位于65℃线上方的晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在,位于80℃线下方,晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在,在两线之间的以两种晶体的混合物形式存在:
A. 由图乙可知,P2O5%=15、SO3%= 15位于65℃、80℃之间,不能实现晶体的完全转化,A不正确;
B. 由图乙可知,P2O5%= 10、SO3%= 20位于65℃、80℃之间,不能实现晶体的完全转化, B不正确;
C.由图乙可知,P2O5%= 10、SO3%= 30位于65℃线上方,晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在,不能实现晶体转化, C不正确;
D. 由图乙可知,P2O5%=10、SO3%= 10位于80℃线下方,晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在,能实现晶体的完全转化,D正确;
综上所述,能实现酸解所得石膏结晶转化的是D。
【分析】(1)HF与SiO2反应生成H2SiF6和水;
(2)Ksp小的先沉淀;
(3)100℃、P2O5%为45的混合体系中,石膏存在形式为CaSO4 0.5H2O;CaSO4在硫酸中的溶解度小于水中的溶解度;洗涤液X中含有硫酸;位于65℃线上方的晶体全部以CaSO4 0.5H2O形式存在,位于80℃线下方,晶体全部以CaSO4 2H2O形式存在,在两线之间的以两种晶体的混合物形式存在。
18.【答案】(1)a;FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;冷凝回流SOCl2
(2);AB
(3)⑥⑩③⑤;CCl4
【知识点】常用仪器及其使用;蒸馏与分馏;中和滴定;制备实验方案的设计
【解析】【解答】SOCl2与H2O反应生成两种酸性气体,FeCl2 4H2O与SOCl2制备无水FeCl2的反应原理为:SOCl2吸收FeCl2 4H2O受热失去的结晶水生成SO2和HCl,HCl可抑制FeCl2的水解,从而制得无水FeCl2。
(1)实验开始时先通N2,排尽装置中的空气,一段时间后,先加热装置a,产生SOCl2气体充满b装置后再加热b装置,装置b中发生反应的化学方程式为FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;装置c、d的共同作用是冷凝回流SOCl2;答案为:a;FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;冷凝回流SOCl2。
(2)滴定过程中将Fe2+氧化成Fe3+,自身被还原成Cr3+,反应的离子方程式为6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,则m1g样品中n(FeCl2)=6n()=6cV×10-3mol;m1g样品中结晶水的质量为(m1-m2)g,结晶水物质的量为mol,n(FeCl2):n(H2O)=1:n=(6cV×10-3mol):mol,解得n=;
A.样品中含少量FeO杂质,溶于稀硫酸后生成Fe2+,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏大,n的测量值偏小,A符合题意;
B.样品与SOCl2反应时失水不充分,则m2偏大,使n的测量值偏小,B符合题意;
C.实验Ⅰ中称重后样品发生了潮解,样品的质量不变,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V不变,n的测量值不变,C不符合题意;
D.滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡生成,消耗的K2Cr2O7溶液的体积V偏小,n的测量值偏大,D不符合题意;
故答案为:AB。
(3)TiCl4、CCl4互溶,采用蒸馏分离两者,装置的组装顺序为:由下而上、从左到右,则安装顺序为①⑨⑧,然后连接直形冷凝管,冷凝管末端连接牛角管⑩,TiCl4极易水解,为防止外界水蒸气进入装置,应连接碱石灰吸收水蒸气,即最后连接③⑤,因此安装顺序为①⑨⑧⑥⑩③⑤;由于TiCl4、CCl4分子结构相似,均为分子晶体,TiCl4的相对分子质量大于CCl4,TiCl4分子间的范德华力较大,TiCl4的沸点高于CCl4,则CCl4先馏出,答案为:⑥⑩③⑤;CCl4。
【分析】(1)排出装置内的空气后应先加热a装置生成SOCl2,再加热装置b,装置b中发生反应 、FeCl2 4H2O+4SOCl2(g)FeCl2+4SO2+8HCl;装置c、d的作用是冷凝回流SOCl2;
(2)滴定过程中发生反应6Fe2+++14H+=6Fe3++2Cr3++7H2O,据此计算;根据分析误差;
(3)TiCl4、CCl4互溶,采用蒸馏分离两者,据此组装仪器;TiCl4的沸点高于CCl4,CCl4先馏出。
19.【答案】(1)浓硫酸,加热;2
(2)取代反应;保护酚羟基
(3)CH3COOC2H5;+Br2+HBr
(4)6
(5)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的推断;有机物的合成;芳香烃;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)由分析可知,A→B的反应为在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成和水;B的结构简式为为,含氧官能团为羟基、酯基,共有2种,故答案为:浓硫酸,加热;2;
(2)由分析可知,B→C的反应为在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成和氯化氢,由B和H都含有酚羟基可知,B→C的目的是保护酚羟基,故答案为:取代反应;保护酚羟基;
(3)由分析可知,D的结构简式为CH3COOC2H5;E→F的反应为在乙酸作用下与溴发生取代反应生成和溴化氢,反应的化学方程式为+Br2+HBr,故答案为:CH3COOC2H5;+Br2+HBr;
(4)H的同分异构体仅含有-OCH2CH3和-NH2可知,同分异构体的结构可以视作、、分子中苯环上的氢原子被-NH2取代所得结构,所得结构分别有1、3、2,共有6种,故答案为:6;
(5)由题给信息可知,以4-羟基邻苯二甲酸二乙酯制备的合成步骤为:在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成发生取代反应生成,发生信息Ⅱ反应生成,在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成,则具体合成路线为,故答案为:。
【分析】由C的结构简式和有机物的转化关系可知,在浓硫酸作用下,与乙醇共热发生酯化反应生成,则A为、B为;在碳酸钾作用下与phCH2Cl发生取代反应生成,与CH3COOC2H5发生信息Ⅱ反应生成,则D为CH3COOC2H5、E为;在乙酸作用下与溴发生取代反应生成,则F为;一定条件下与(CH3)3CNHCH2ph发生取代反应,则G为;在Pd-C做催化剂作用下与氢气反应生成H。
20.【答案】(1)-200(X+Y)
(2)a或c;8.3×10-8;0.08;39%
(3)c;由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ均是逆向移动,增大,故=1.0所需时间更长
【知识点】反应热和焓变;化学平衡的影响因素;化学平衡转化过程中的变化曲线;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)同温同压下,以同物质的量的BL或BD为初始原料,达到平衡时的状态相同,两个平衡完全等效,则以5.0×10-3mol的BL为原料,达到平衡时放出XkJ热量与同物质的量的BD为原料达到平衡时吸收YkJ热量的能量二者能量差值为(X+Y)kJ,则1mol的能量差值为200(X+Y)kJ,反应Ⅰ为放热反应,焓变为负值,则=-200(X+Y)kJ·mol-1。
(2)实验测定X(3)反应Ⅰ为放热反应,以BL为初始原料,升高温度平衡逆向移动,且温度越高,反应速率越快,达到平衡时的时间越短,越小,的值越大;相同温度时,压强增大,BD的比重增大,增大,又可忽略压强对反应速率的影响,则最大即最小,对应曲线c;由于b和c代表的温度相同,而压强对反应速率的影响可忽略,压强增大反应Ⅱ、Ⅲ的平衡均逆向移动,增大,则=1.0所需时间更长。
【分析】 (1)同温同压下,以同物质的量的BL或BD为初始原料,达到平衡时两个平衡完全等效,且焓变为负值;
(2)X(3)反应Ⅰ为放热反应,升温平衡逆向移动,温度越高反应速率越快;增大压强反应Ⅱ、Ⅲ的平衡均逆向移动。
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