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山东省日照市2022-2023学年高三上学期开学考试(校际联考) 化学试题
一、单选题
1.(2022高三上·日照开学考)化学与生活、科技、传统文化密切相关。下列说法正确的是( )
A.《易经》记载“泽中有火”是对甲烷在湖泊沼泽水面上起火现象的描述
B.火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料
C.“投泥泼水愈光明”是因为把水滴到炭火上得到了可燃性气体乙炔
D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”涉及萃取操作
【答案】A
【知识点】化学史
【解析】【解答】A.泽中动植物遗体发酵过程中会生成遇火能燃烧的甲烷气体,所以“泽中有火” 是对甲烷在湖泊沼泽水面上起火现象的描述,故A符合题意;
B.碳纤维是新型无极非金属材料,不属于有机高分子材料,故B不符合题意;
C.“投泥泼水愈光明”是因为把水滴到炭火上,碳与水共热反应生成可燃性气体一氧化碳和氢气,不可能生成乙炔气体,故C不符合题意;
D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”涉及的操作为过滤,不是萃取,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.动植物遗体发酵过程中会生成遇火能燃烧的甲烷气体;
B.碳纤维是新型无极非金属材料;
C.碳与水共热反应生成可燃性气体一氧化碳和氢气;
D.涉及的操作为过滤。
2.(2022高三上·日照开学考)下列实验事故处理错误的是( )
A.金属钠着火,立即用沙土扑灭
B.苯酚沾到皮肤上,应立即用清水清洗
C.水银洒在地上,应撒上硫粉并进行处理
D.误食重金属盐可服用大量牛奶,并及时送往医院
【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A.金属钠着火,为防止金属钠与水反应生成可燃的氢气遇明火发生爆炸,应立即用沙土扑灭,故A不符合题意;
B.微溶于水的苯酚具有强烈的腐蚀性,当苯酚沾到皮肤上,应立即用酒精反复清洗,不能用清水清洗,否则苯酚会灼伤皮肤,故B符合题意;
C.汞具有挥发性,常温下能与硫反应生成硫化汞,为防止汞挥发污染环境,当水银洒在地上,应撒上硫粉并进行处理,故C不符合题意;
D.重金属盐会使蛋白质发生变性而使人中毒,所以误食重金属盐可服用大量牛奶,并及时送往医院,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.金属钠与水反应;
B.苯酚具有强烈的腐蚀性且微溶于水;
C.汞具有挥发性,常温下能与硫反应生成硫化汞;
D.重金属盐会使蛋白质发生变性而使人中毒。
3.(2022高三上·日照开学考)Og是人工合成的稀有气体元素,也是元素周期表中的最后一种元素。合成反应如下: (未配平)。下列说法错误的是( )
A.的中子数为28 B.上述合成反应属于化学变化
C.的化学计量数是3 D.和互为同位素
【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.的中子数为48—20=28,故A不符合题意;
B.由合成反应的方程式可知,该反应为核反应,属于物理变化,不属于化学变化,故B符合题意;
C.由反应前后质量数不变可知,合成反应的方程式为,故C不符合题意;
D.和的质子数相同、中子数不同,互为同位素,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.左下角表示质子数,左上角表示质量数,质量数=中子数+质子数;
B.核反应属于物理变化;
C.由反应前后质量数不变判断;
D.质子数相同质量数(或中子数)不同的原子互称同位素;
4.(2022高三上·日照开学考)下列说法正确的是( )
A.单糖至少含有六个碳原子
B.植物油难溶于水,可以萃取溴水中的溴单质
C.福尔马林是一种良好的杀菌剂,但不可用来消毒饮用水
D.纤维素在人体内可水解成葡萄糖,供人体组织的营养需要
【答案】C
【知识点】单糖的性质和用途;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.单糖是指分子结构中含有3至6个碳原子的多羟基醛或酮,故A不符合题意;
B.植物油中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,所以不能萃取溴水中的溴单质,故B不符合题意;
C.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质变性,是一种良好的杀菌剂,但不可用来消毒饮用水,故C符合题意;
D.人体内不存在能使纤维素水解的酶,所以纤维素在人体内不能水解生成葡萄糖,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.单糖是指分子结构中含有3至6个碳原子的多羟基醛或酮;
B.植物油中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应;
C.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质变性;
D.纤维素在人体内不能水解生成葡萄糖。
5.(2022高三上·日照开学考)二茂铁是一种配合物,化学性质稳定。熔点,沸点;不溶于水,易溶于有机溶剂。可由反应:+ FeCl22NaCl+制得。配合物中的配位数是指键配体向中心离子提供的孤电子对数。下列说法正确的是( )
A.二茂铁属于离子晶体
B.二茂铁中存在离子键、配位键和共价键
C.二茂铁的配位数是6
D.二茂铁中碳原子的杂化方式为和
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.由信息可知,熔沸点较低,则二茂铁为分子晶体,A不符合题意;
B.“C5H5”与Fe之间不可能形成离子键,B不符合题意;
C.二茂铁中每一个C有一个电子,共有10个电子,再加上自身所带有的两个负电荷,共有12个电子,即六对电子,故二茂铁的配位数为6,C符合题意;
D.二茂铁中所有碳原子形成3个σ键,杂化方式为 sp2,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.熔沸点较低,为分子晶体;
B. 易溶于有机溶剂 ,无离子键;
C.依据每一个C有一个电子,共有10个电子,再加上自身所带有的两个负电荷,共有12个电子,即六对电子判断;
D.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;
6.(2022高三上·日照开学考)下列实验不能达到目的的是( )
实验目的 实验方法或操作
A 探究浓度对化学反应速率的影响 相同温度下,向同体积不同浓度的溶液中分别加入等体积等浓度的溶液,观察实验现象
B 检验淀粉水解是否完全 向淀粉水解液中加入碘水,观察溶液是否变蓝
C 检验铁锈中是否含有二价铁 将铁锈溶于稀硫酸,滴入溶液,观察紫色是否褪去
D 探究Fe3+与I-的反应是否可逆的 将等体积溶液和溶液混合,充分反应后滴入KSCN溶液,观察溶液是否变红
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.次氯酸钠溶液与亚硫酸钠溶液反应生成氯化钠、硫酸钠,反应中没有明显的实验现象发生,所以相同温度下,向同体积不同浓度的次氯酸钠溶液中分别加入等体积等浓度的亚硫酸钠溶液,观察实验现象不能探究浓度对化学反应速率的影响的实验目的,故A符合题意;
B.若淀粉完全水解,向淀粉水解液中加入碘水,溶液不会变为蓝色,则向淀粉水解液中加入碘水,观察溶液是否变蓝能检验淀粉水解是否完全的实验目的,故B不符合题意;
C.若铁锈中含有二价铁,将铁锈溶于稀硫酸,滴入高锰酸钾溶液,二价铁离子与高锰酸钾溶液会发生氧化还原反应使溶液褪色,则将铁锈溶于稀硫酸,滴入高锰酸钾溶液,观察紫色是否褪去能检验铁锈中是否含有二价铁,故C不符合题意;
D.若铁离子与碘离子在溶液中的反应为可逆反应,向过量碘化钾溶液与氯化铁溶液反应后的溶液中滴入硫氰化钾溶液,溶液会变为红色,则将等体积2mol/L碘化钾溶液和1mol/L氯化铁溶液混合,充分反应后滴入硫氰化钾溶液,观察溶液是否变红能探究铁离子与碘离子的反应是否可逆的,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.反应中没有明显的实验现象,不能探究;
B.依据淀粉遇碘变蓝色分析;
C.二价铁离子与高锰酸钾溶液会发生氧化还原反应使溶液褪色;
D.可逆反应进行不到底。
7.(2022高三上·日照开学考)一种姜黄素的类似物质结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是( )
A.可发生加聚反应
B.分子式为
C.与足量氢气加成后的产物核磁共振氢谱有14组峰
D.该物质与足量溴水反应,最多可消耗
【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.该物质含有碳碳双键,可以发生加聚反应,A不符合题意;
B.根据该物质的结构简式可知,其分子式为C22H24O5,B不符合题意;
C.该物质与足量氢气加成后产物为,其核磁共振氢谱有14组峰,C不符合题意;
D.1mol该物质有4个碳碳双键,可与4molBr2发生加成反应,同时酚羟基邻位上碳原子上的氢可被Br原子取代,则1mol该物质可消耗5molBr2,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.含有碳碳双键;
B.根据结构简式确定分子式;
C.依据产物的对称性,利用“等效氢”判断;
D.依据碳碳双键和酚羟基的性质分析。
8.(2022高三上·日照开学考)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象不能证明a中产物是由对应选项中的反应生成的是( )
a中反应及产物 b中试剂及现象
A 与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
B MnO2与浓HCl反应生成Cl2 淀粉—KI溶液变蓝
C 与浓反应生成SO2 H2S溶液变浑浊
D C与浓HNO3反应生成NO2 紫色石蕊试液变红
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热反应生成丙烯,丙烯能与溴水发生加成反应使溶液褪色,挥发出的乙醇不能与溴水反应,所以溴水能检验丙烯的生成,故A不符合题意;
B.二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯气,氯气能使淀粉碘化钾溶液变蓝色,则淀粉碘化钾溶液变蓝色能检验氯气的生成,故B不符合题意;
C.亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫,具有弱氧化性的二氧化硫能与氢硫酸溶液反应生成硫使溶液变浑浊,则氢硫酸溶液变浑浊能检验二氧化硫的生成,故C不符合题意;
D.碳与浓硝酸共热反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸能使紫色石蕊试液变红,受热挥发出的硝酸也能使紫色石蕊试液变红,则紫色石蕊试液变红不能检验二氧化氮的生成,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据卤代烃水解产物的性质判断;
B.依据淀粉遇碘变蓝色分析;
C.依据化合价归中规律分析;
D.浓硝酸有挥发性和酸性。
9.(2022高三上·日照开学考)茴香油是淡黄色液体或晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,在水蒸气作用下易挥发,某茴香油主要成分是含有酯基的芳香族化合物。实验室提取该茴香油的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.操作A是利用沸点差异进行分离
B.水蒸气蒸馏和减压蒸馏的原理相同
C.有机层加入的无水可用碱石灰代替
D.馏出液加至饱和可以提高茴香油的提取率
【答案】D
【知识点】蒸馏与分馏;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.由分析可知,操作A是利用茴香油在水和乙醚中的溶解度不同,加入乙醚萃取溶液中的茴香油,分液得到含有茴香油的有机层,故A不符合题意;
B.水蒸气蒸馏是将含有挥发性成分的植物材料与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸气一并馏出,减压蒸馏是通过减少体系内的压力而降低液体的沸点达到分离提纯的目的,两者的蒸馏条件不同,原理不同,故B不符合题意;
C.某茴香油主要成分是含有酯基的芳香族化合物,若将无水硫酸钠用碱石灰代替,茴香油会在碱石灰的作用下发生水解而无法制得茴香油,故C不符合题意;
D.由分析可知,向馏出液中加入氯化钠至饱和能降低茴香油的溶解度,便于茴香油析出分层,有利于提高茴香油的提取率,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.利用溶解度不同,利用萃取法分离;
B.减压蒸馏是通过减少体系内的压力而降低液体的沸点达到分离提纯的目的,两者的蒸馏条件不同,原理不同;
C.油酯会在碱性条件下发生水解;
D.利用盐析法分离。
10.(2022高三上·日照开学考)光催化主要反应历程如图,当能量大于禁带宽度的光照射半导体时,光激发电子跃迁到导带(),形成导带电子(),同时在价带()留下空穴()。下列有关该历程说法正确的是( )
A.整个过程中氧元素的化合价没有发生变化
B.没有参与反应
C.由水到的反应式为h++H2O+H+
D.苯被氧化生成和时,消耗
【答案】C
【知识点】化学平衡中反应条件的控制;常见元素的化合价
【解析】【解答】A.O2得到e-生成,从单质到化合物,O元素的化合价发生了改变,A不符合题意;
B.依题意,电子被激发后,在TiO2形成导带电子并留下空穴,则TiO2作为催化剂参与了反应,B不符合题意;
C.根据图示,由水到,根据原子守恒还应有H+生成,反应式为h++H2O +H+,C符合题意;
D.苯含有6molC和6molH,被氧化生成和时,根据原子守恒可知,生成6molCO2需要12mol,生成12molH ,则共有18molH,生成水需消耗18mol,故共消耗,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.O2到化合价发生了改变;
B.反应中催化剂参与了反应;
C.根据原子守恒判断;
D.根据原子守恒计算。
11.(2022高三上·日照开学考)有机物A存在如图转化关系,下列说法错误的是( )
A.由A→B的过程发生取代反应
B.化合物B的同分异构体有8种
C.化合物D一定能通过加成反应得到化合物A
D.化合物D的同分异构体中最多9个原子共平面
【答案】B
【知识点】有机分子中基团之间的关系;有机物的推断
【解析】【解答】A.由分析可知,A→B的反应为饱和一元氯代烃A在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成饱和一元醇B和氯化钠,水解反应属于取代反应,故A不符合题意;
B.分子式为C5H12O的含氧衍生物可能是醇或醚,其中属于醇的同分异构体有8种,则符合分子式的醇和醚的同分异构体一定大于8种,故B符合题意;
C.由分析可知,A为饱和一元氯代烃、B为饱和一元醇、D为烯烃,由转化关系可知,一定条件烯烃D与氯化氢发生加成反应能生成A,故C不符合题意;
D.2-二甲基-2-丁烯分子中最多9个原子共平面,化合物D的同分异构体中2-二甲基-2-丁烯分子中共平面原子数目最多,则化合物D的同分异构体中最多9个原子共平面,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.卤代烃的水解反应属于取代反应;
B.依据分子式确定有机物的类别异构,再确定每类的种数;
C.依据物质的类别确定性质;
D.根据乙烯是平面结构判断。
12.(2022高三上·日照开学考)的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时,脱出转化如图,下列说法正确的是( )
A.每个晶胞中个数为
B.晶胞完全转化为晶胞,转移电子数为
C.晶胞中价原子个数为
D.当转化为时,每转移电子,消耗
【答案】C
【知识点】晶胞的计算;晶体的定义
【解析】【解答】A.由分析可知,每个Li1-xFePO4晶胞中含有4(1-x)个锂离子,故A不符合题意;
B.由分析可知,Li0.8125FePO4中铁离子数目为0.1875,则1molLiFePO4晶胞完全转化为Li1-xFePO4晶胞失去电子的数目为1mol×0.1875×4×NAmol-1=0.75NA,故B不符合题意;
C.由分析可知,Li0.8125FePO4中亚铁离子数目为0.8125,则1molLi1-xFePO4晶胞中亚铁离子的数目为1mol×0.8125×4×NAmol-1=3.25NA,故C符合题意;
D.由分析可知,FePO4转化为Li1-xFePO4时,得到(1-x)个电子,消耗(1-x)个锂离子,则1mol FePO4转化为Li1-xFePO4时,得到(1-x)mol电子,消耗(1-x)mol锂离子,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据晶胞结构,利用均摊法确定。
二、多选题
13.(2022高三上·日照开学考)碘化锂()在能源、医药等领域有重要应用,某兴趣小组制备和,流程如下:
已知:在以上转变成无水。易溶于水,溶解度随温度升高而增大,在空气中受热易被氧化。难溶于水。下列说法错误的是( )
A.步骤①主要发生的离子反应为
B.步骤②过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
C.步骤③中一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.步骤④可在空气中加热到以上进行转化
【答案】A,D
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.碳酸锂难溶于水,所以在离子方程式里不能写成离子,故A符合题意;
B.过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗,故B不符合题意;
C.步骤③是从LiI溶液中获得LiI 3H2O ,则一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故C不符合题意;
D.LiI 3H2O 在 300℃ 以上转变成无水 LiI ,但在空气中受热易被氧化,所以步骤④不能在空气中加热到 300℃ 以上进行转化,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】A.碳酸锂难溶于水,不拆;
B.过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗;
C.从溶液中获得晶体的一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
D.依据已知信息,在空气中受热易被氧化。
14.(2022高三上·日照开学考)用微生物燃料电池作电源进行模拟消除酸性工业废水中的重铬酸根离子的示意图如下,反应一段时间后,在装置②中得到和两种沉淀。下列说法错误的是( )
A.装置②中惰性电极为阴极
B.装置①中a极区pH逐渐减小
C.装置①中b极上消耗的与装置②中惰性电极上生成的n(生成物)相等
D.装图②中,生成的反应式:
【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,装置②中与负极a相连的惰性电极为阴极,故A不符合题意;
B.由分析可知,装置①中a极为负极,硫氧化菌作用下,氢硫酸根离子和水分子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子,放电生成的氢离子使溶液pH逐渐减小,故B不符合题意;
C.由得失电子数目守恒可知,装置①中b极上消耗氧气的物质的量与装置②中惰性电极上生成氢气的物质的量不相等,故C符合题意;
D.由分析可知,装图②中,生成氢氧化铬的反应方程式为Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.阴极与电源负极相连;
B.依据离子放电顺序分析;
C.依据得失电子数目守恒;
D.依据产物及反应的离子判断。
15.(2022高三上·日照开学考)纯磷酸可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到。制备纯磷酸的实验装置如图(夹持装置略),下列说法错误的是( )
已知:纯磷酸熔点为,磷酸纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于易形成杂质(熔点为),高于则发生分子间脱水生成焦磷酸等。
A.装置m可用球形冷凝管代替
B.实验选用水浴加热的目的是使溶液受热均匀
C.磷酸过滤时需要控制温度低于
D.磷酸中少量的水极难除去的原因是磷酸与水分子形成分子间氢键
【答案】A,C
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A. 球型冷凝管通常与发生装置垂直或略倾斜相连,使易挥发反应物冷凝回流,以提高反应物利用率。直型冷凝管通常放在收集装置之前,起到冷凝馏分或产物的作用。由于球型结构在冷凝过程中有积液风险,因此球型冷凝管一般不用于冷凝操作。装置m在题目中起冷凝作用,不能用球型冷凝管代替,A符合题意。
B. 水浴加热可避免直接加热造成的过度剧烈与温度不可控,还可使物体受热均匀。另外,水浴加热能最大限度保证温度低于100℃,避免磷酸分子间脱水生成焦磷酸等,B不符合题意。
C.过滤温度低于20℃时,磷酸和杂质均为固体,无法通过过滤去除杂志。过滤温度高于42℃时,磷酸和杂质均为液态,也无法通过过滤去除杂质。过滤温度高于30℃,而低于42℃时,磷酸以晶体形式存在,而杂质为液态,可以通过过滤去除杂质。因此,过滤温度应控制在30℃~42℃,C符合题意。
D. 磷酸结构简式为 ,其中的羟基可以与水形成氢键,从而提高除水难度,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】A. 球型冷凝管通常与发生装置垂直或略倾斜相连,使易挥发反应物冷凝回流,以提高反应物利用率。直型冷凝管通常放在收集装置之前,起到冷凝馏分或产物的作用;
B. 水浴加热可避免直接加热造成的过度剧烈与温度不可控,还可使物体受热均匀;
C.依据物质的性质,选择过滤温度;
D. 羟基可以与水形成氢键。
三、综合题
16.(2022高三上·日照开学考)硒()是机体生长发育过程中不可缺少的一种微量元素,它具有抗氧化,抗衰老和提高免疫力的作用。硒的化合物在生产、生活中由广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态硒原子核外电子的空间运动状态有 种,基态硒原子核外价电子排布式为 。
(2)硒酸酸性 (填“大于”或“小于”)亚硒酸,原因是 。根据价层电子对互斥理论,推测的空间构型是 。
(3)一种含面的抗癌新药结构如图,该化合物组成元素中第一电离能最大的是 (填元素符号)。
(4)人体代谢甲硒醇()后可增加抗癌活性,甲硒醇的熔沸点低于甲醇,原因是 。
(5)的晶体结构如下图所示,其晶胞参数为,阿伏加德罗常数值为。M原子的分数坐标为 ,的晶胞密度为 (列出计算式)。
【答案】(1)18;4s24p4
(2)大于;同一元素含氧酸中,元素的价态越高含氧酸的酸性越强,硒酸为最高价的氧化物对应的水化物,则硒酸的酸性比亚硒酸的强;三角锥形
(3)N
(4)甲醇分子间存在氢键
(5)(,,);
【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)Se为34号元素,原子核外电子数为34,基态Se原子核外电子的排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,电子的空间运动状态有18种,基态硒原子核外价电子排布式为4s24p4;
(2)Se为第VIA族元素,最高价态为+6,最高价的氧化物对应的水化物即硒酸,一般而言,同一元素含氧酸中,元素的价态越高含氧酸的酸性越强,则硒酸的酸性比亚硒酸的强;中Se原子价层电子对数=3+=4,且含有一个孤电子对,微粒空间结构为三角锥形;
(3)根据图示可知,该物质含有H、C、N、O、Se元素,同主族元素从上往下第一电离能减小,同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,则第一电离能最大的是N;
(4)能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,甲醇、甲硒醇都是分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,但甲醇分子间存在氢键所以沸点较高;
(5)M原子的分数坐标为(,,);黑色球个数=8×+6×=4、白色球个数为8,根据其化学式Na2Se知,白色球表示Na+、黑色球表示Se2-,该晶胞体积=(a×10-10cm)3,Na2Se的晶胞密度=g/cm3。
【分析】(1)依据原子构造原理分析;
(2)一般而言,同一元素含氧酸中,元素的价态越高含氧酸的酸性越强;依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
(3)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
(4)能形成分子间氢键的物质熔沸点较高;
(5)利用均摊法确定原子数,再利用密度公式计算。
17.(2022高三上·日照开学考)用废旧复离子电池正极材料分离回收金属元素,正极材料主要为活性材料LiNixCoyMn1-x-yO2与铝箔组成,工艺流程知下:
已知:,,
回答下列问题:
(1)碱浸结束后,滤液中的阴离子除了,主要还有 (填化学式)。正极活性材料LiNixCoyMn1-x-yO2中Ni、Co、Mn化合价相同,则它们的化合价为 。
(2)固相反应一般反应速率较慢,加快还原焙烧反应速率的方法可以是 (至少写两种)。
(3)①外界条件pH、温度和搅拌时间对三种金属离子沉淀率的影响如下图,则沉钴最合适的条件为 (填标号)。
a.pH=2.0 温度55℃ 时间1.0h|b.pH=1.5 温度75℃ 时间1.0h
c.pH=2.0 温度55℃ 时间3.0h| d.pH=1.5 温度75℃ 时间3.0h
②洗涤碱式碳酸镍最好选择 (填标号)。
a.碳酸钠溶液|b.氢氧化钠溶液|c.氨水|d.蒸馏水
③写出沉锰过程中生成的离子反应方程式: 。
(4)共沉淀法是将两个或两个以上组分同时沉淀的一种方法。酸浸后也可直接调pH使、、沉淀完全回收,则pH应大于 (已知:lg2=0.3,溶液中离子浓度小于认为沉淀完全)。
【答案】(1)AlO;+3价
(2)粉碎、搅拌或适当升温
(3)a;c;Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(4)10.15
【知识点】化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;无机物的推断
【解析】【解答】(1)由分析可知,正极材料用氢氧化钠溶液碱浸,铝箔与氢氧化钠溶液反应转化为偏铝酸钠,则碱浸结束后,滤液中的阴离子除了氢氧根离子外,还含有偏铝酸根离子;设镍、钴、锰三种元素的化合价为a,由化合价代数和为0可得:1+ax+ay+a(1—x—y)=4,解得a=3,故答案为:AlO;
(2)固相反应一般反应速率较慢,粉碎、搅拌、适当升温等措施能加快还原焙烧反应速率,故答案为:粉碎、搅拌或适当升温;+3价;
(3)①由图可知,溶液pH为2.0、反应温度为55℃、反应时间为1.0h时钴的沉淀率最大,所以沉钴最合适的条件为溶液pH为2.0、反应温度为55℃、反应时间为1.0h,
故答案为:a;
②为减少碱式碳酸镍因反应和溶解造成产率降低,洗涤碱式碳酸镍的洗涤剂最好选择氨水,
故答案为:c;
③沉锰过程中生成碳酸锰的反应为锰离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、二氧化碳和水,反应的离子反应方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(4)由溶度积可知,当镍离子、钴离子、锰离子完全沉淀时,溶液中氢氧根离子浓度为=mol/L,则溶液pH为14—4+×lg2=10.15,故答案为:10.15。
【分析】(1)依据化合价代数和为0分析;
(2)依据影响反应速率的因素分析;
(3)①依据图像选择最合适的条件;
②依据物质的溶解性选择试剂;
③锰离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、二氧化碳和水;
(4)利用溶度积计算。
18.(2022高三上·日照开学考)实验室利用CuCl2溶液与SO2气体制备CuCl的装置如图所示(夹持装置略)。
已知氯化亚铜是一种白色固体,微溶于水,不溶于酒精;在空易气中被迅速氧化。
实验步骤:
I.打开止水夹,通入一段时间N 2后,关上止水夹;打开分液漏斗旋塞,向三颈瓶中加盐酸调pH至2~3,打开止水夹,通入SO2,溶液中产生白色沉淀;待反应完全后,再通一段时间的N 2。
II.反应混合液经一系列过程得CuCl粗产品,纯化后得CuCl产品。
回答下列问题:
(1)①步骤I中反应前通入氮气的目的是 。
②装置A中发生反应的离子方程式为 。
③装置B的作用为 ;装置C中的试剂为 。
(2)步骤II中一系列过程为____。
A.减压过滤 水洗 干燥 B.普通过滤 水洗 干燥
C.减压过滤 乙醇洗 干燥 D.普通过滤 乙醇洗 干燥
(3)现取实验中的CuCl2溶液制得CuCl2·xH2O。
①CuCl2·xH2O晶体直接加热能否得到纯净的无水CuCl2 (填“能”或“不能”,若不能请说明正确的方法) 。
②为测定x值进行如下实验:a.用电子天平称取3.420g的CuCl2·xH2O晶体;b.在坩埚中充分灼烧;c.在干燥器中冷却;d.称量所得黑色固体质量;e.重复b~d操作直至连续两次称量差值不超过0.001g。若最终得到黑色固体质量为1.600g,则 。
【答案】(1)排尽装置中的空气,防止氯化亚铜被空气中氧气氧化;SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+;安全瓶,防倒吸;NaOH溶液
(2)C
(3)不能,在干燥的氯化氢气流中加热;2
【知识点】制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)①由题给信息可知,氯化亚铜在空易气中被迅速氧化,反应前应通入氮气排尽装置中的空气,防止氯化亚铜被空气中氧气氧化,故答案为:排尽装置中的空气,防止氯化亚铜被空气中氧气氧化;
②由分析可知,装置A中发生的反应为二氧化硫与氯化铜溶液反应生成氯化亚铜沉淀、硫酸和盐酸,反应的离子方程式为SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+,故答案为:SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+;
③由分析可知,装置B为空载仪器,起到安全瓶,防倒吸的作用,装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气,故答案为:安全瓶,防倒吸;NaOH溶液;
(2)为防止微溶于水的氯化亚铜被氧化,步骤II中一系列过程为减压过滤、乙醇洗、干燥,
故答案为:C;
(3)①氯化铜是强酸弱碱盐,在溶液中易发生水解,为防止CuCl2·xH2O晶体直接加热时发生水解反应,应在干燥的氯化氢气流中加热使CuCl2·xH2O晶体失去结晶水得到无水氯化铜,故答案为:不能,在干燥的氯化氢气流中加热;
②由题意可得如下转化关系:CuCl2·xH2O-CuO,由CuCl2·xH2O和氧化铜的质量可得:=,解得x=2,故答案为:2。
【分析】(1)①依据氯化亚铜在空易气中被迅速氧化分析;
②二氧化硫与氯化铜溶液反应生成氯化亚铜沉淀、硫酸和盐酸;
③依据装置构造确定用途;利用物质的性质选择试剂;
(2)依据物质的溶解性和易氧化的性质分析;
(3)①氯化铜是强酸弱碱盐,在溶液中易发生水解;
②依据原子守恒,利用转化关系计算。
19.(2022高三上·日照开学考)苯并噻吩衍生物在工业中用途广泛,可以作为染料、药物以及有机发光导体材料等。苯并噻吩衍生物G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,D的名称为 。
(2)G的含氧官能团名称为 。
(3) BC的化学方程式为 。
(4) AB反应的目的是 。
(5)在A的同分异构体中,同时满足下列条件的还有 种。
a.含有苯环 b.含有2个—OH
其中有四种化学环境氢原子的结构简式为 (写出一种即可)
(6)结合上述信息,设计以和HSCH2COOCH2CH3为原料制备的合成路线 (其它试剂任选)。
【答案】(1);邻羟基苯甲醛
(2)酯基、硝基
(3)2+O22+2H2O
(4)保护酚羟基
(5)8;或
(6)
【知识点】有机物中的官能团;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的结构简式为,D的结构简式为,名称为邻羟基苯甲醛,故答案为:;邻羟基苯甲醛;
(2)由结构简式可知,G的含氧官能团名称为酯基、硝基,故答案为:酯基、硝基;
(3)B→C的反应为在铜做催化剂作用下,与氧气共热发生催化氧化反应生成和水,反应的化学方程式为2+O22+2H2O,故答案为:2+O22+2H2O;
(4)由分析可知,A和D的分子中都含有酚羟基可知,A→B反应的目的是保护酚羟基,故答案为:保护酚羟基;
(5)A的同分异构体含有苯环和含有2个羟基说明苯环上的取代基可能为2个酚羟基和1个甲基,或1个酚羟基和1个醇羟基,其中苯环上取代基为2个酚羟基和1个甲基的同分异构体可以视作苯二酚分子中苯环上的氢原子被甲基取代所得结构,共有6种,苯环上取代基为1个酚羟基和1个醇羟基,去掉A共有2种,则符合条件的同分异构体共有8种,有四种化学环境氢原子的结构简式为、,故答案为:8;或;
(6)由有机物转化关系可知,以和HSCH2COOCH2CH3为原料制备的合成步骤为在TEA作用下,与TsCl发生取代反应生成,在碳酸钾作用下,与HSCH2COOCH2CH3反应生成,在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成,合成路线为,故答案为:。
【分析】(1)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
由结构简式先确定物质的类别,再确定名称;
(2)根据结构简式确定官能团;
(3依据醇的催化氧化分析;
(4)酚羟基易参与反应;
(5)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(6)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。
20.(2022高三上·日照开学考)以为原料合成乙酸,是综合开发温室气体资源的新方向。回答下列问题:
(1)I.两步法制乙酸
反应不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行,可在较温和的条件下实现上述转化,具体过程如下:
①写出第二步的化学反应方程式: 。
②为增大的平衡产率,下列说法正确的是 (填标号)。
A.第一步反应在高温下进行,第二步反应在低温进行
B.第一步减小氢气的压强,第二步增大氢气的压强
C.其他条件不变,使用更高效的催化剂
(2)II.催化重整间接制乙酸
用催化重整制合成气,再利用合成气制乙酸,涉及的反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
已知:反应1为快速平衡,可认为不受慢反应2、3的影响;
在、盛有催化剂的刚性密闭容器中,分别以和或和为初始原料进行反应1。反应1达到平衡时,以和为原料,体系从环境吸热;以和为原料,体系向环境放热。忽略慢反应2、3热效应,则“反应1”的 。
(3)初始条件同上。最终所有反应都达到平衡时,容器中为,为,此时的浓度为 (用含a、b的代数式表示,下同),反应2的平衡常数为 。
(4)“反应1”的化学反应速率,k为速率常数。和时,分别保持或不变,测得速率v与、的关系如图所示:
①图可知,下列叙述正确的是 (填标号)。
A.a、b、c三点速率常数的大小关系为:
B.当时,
C.其他条件不变,增大,速率常数k可能增大
②若初始时按进气,且b点的速率常数为,则b点的化学反应速率 。
【答案】(1)Co3C+CO2(g)+2H2(g)CH3COOH(g)+3Co;AB
(2)(X+Y)
(3);mol-2·L2
(4)BC;5.2
【知识点】化学反应速率;化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)①根据图示可知,Co3C、CO2和H2反应生成CH3COOH和Co,反应方程式为Co3C+CO2(g)+2H2(g)CH3COOH(g)+3Co。②
A.从图中可知,第一步反应为吸热反应,高温下有利于化学平衡正向移动,第二步为放热反应,低温下进行有利于化学平衡正向移动,两个措施均有利于增大乙酸的平衡产率,A正确;
B.第一步反应为CH4(g)+3Co=Co3C+2H2(g),是气体体积增大的反应,减小压强有利于平衡正向移动,第二步是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,两个措施都有利于增大乙酸的平衡产率,B正确;
C.催化剂只能改变反应速率,并不能提高乙酸的平衡产率,C不正确;
故
故答案为:AB。
(2)根据题干可知,两种初始原料最终达到的平衡状态相同,0.05molCH4和0.05molCO2为原料达平衡时吸热XkJ,0.1molH2和0.1molCO为原料达平衡时放热YkJ,说明反应1正反应为吸热反应,ΔH=(X+Y)kJ/mol。
(3)设达平衡后反应1消耗CH4Xmol,则,设达平衡后反应2消耗COYmol,则,设达平衡时反应3消耗CH3OHZmol,则,Y-Z=a,2X-Y-Z=b,则2X-2Y=b-a,因此H2浓度为mol/L。反应2平衡常数=mol-2·L2。
(4)A.由图像可知,va>vb>vc,而p(CH4)也是a>b>c,因此无法比较ka、kb、kc的大小关系,A不正确;
B.当10kPa≤p(CO2)≤20kPa时,此时[p(CO2)]n前面部分可视为一个常数不妨设为a,则v=a[p(CO2)]n,从图中可知10-20kPa区间内,图象为直线,只有当n=1时可保证图像为直线,B正确;
C.从图2中可知,在斜线阶段,v=k[p(CH4)]m[p(CO2)]n,其中n=1,[p(CH4)]m为常数,此时k不变,在水平线阶段,v=k[p(CH4)]m[p(CO2)]n,[p(CH4)]m为常数,此时v不变,p(CO2)增大,若[p(CH4)]m随p(CO2)增大而减小(如n<0)则k就会增大,C正确;
故
故答案为:BC。
若初始时按n(CH4):n(CO2)=1:1进气,则b点的化学反应速率v=k[p(CH4)]m[p(CO2)]n,已知kb=1.3×10-2mol g-1 s-1 kPa-2,CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g),由图象可知,当10kPa≤p(CH4)≤25kPa时,m=1,n=1,vb=kb×20×20=1.3×10-2mol g-1 s-1 kPa-2×400kPa2=5.2mol g-1 s-1
【分析】(1)①依据反应物和产物书写;
②依据化学平衡移动原理分析;
(2)根据等效平衡原理分析;
(3)利用“三段式”法计算;
(4)依据图像和速率常数的公式分析判断。
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山东省日照市2022-2023学年高三上学期开学考试(校际联考) 化学试题
一、单选题
1.(2022高三上·日照开学考)化学与生活、科技、传统文化密切相关。下列说法正确的是( )
A.《易经》记载“泽中有火”是对甲烷在湖泊沼泽水面上起火现象的描述
B.火炬“飞扬”使用的碳纤维属于有机高分子材料
C.“投泥泼水愈光明”是因为把水滴到炭火上得到了可燃性气体乙炔
D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”涉及萃取操作
2.(2022高三上·日照开学考)下列实验事故处理错误的是( )
A.金属钠着火,立即用沙土扑灭
B.苯酚沾到皮肤上,应立即用清水清洗
C.水银洒在地上,应撒上硫粉并进行处理
D.误食重金属盐可服用大量牛奶,并及时送往医院
3.(2022高三上·日照开学考)Og是人工合成的稀有气体元素,也是元素周期表中的最后一种元素。合成反应如下: (未配平)。下列说法错误的是( )
A.的中子数为28 B.上述合成反应属于化学变化
C.的化学计量数是3 D.和互为同位素
4.(2022高三上·日照开学考)下列说法正确的是( )
A.单糖至少含有六个碳原子
B.植物油难溶于水,可以萃取溴水中的溴单质
C.福尔马林是一种良好的杀菌剂,但不可用来消毒饮用水
D.纤维素在人体内可水解成葡萄糖,供人体组织的营养需要
5.(2022高三上·日照开学考)二茂铁是一种配合物,化学性质稳定。熔点,沸点;不溶于水,易溶于有机溶剂。可由反应:+ FeCl22NaCl+制得。配合物中的配位数是指键配体向中心离子提供的孤电子对数。下列说法正确的是( )
A.二茂铁属于离子晶体
B.二茂铁中存在离子键、配位键和共价键
C.二茂铁的配位数是6
D.二茂铁中碳原子的杂化方式为和
6.(2022高三上·日照开学考)下列实验不能达到目的的是( )
实验目的 实验方法或操作
A 探究浓度对化学反应速率的影响 相同温度下,向同体积不同浓度的溶液中分别加入等体积等浓度的溶液,观察实验现象
B 检验淀粉水解是否完全 向淀粉水解液中加入碘水,观察溶液是否变蓝
C 检验铁锈中是否含有二价铁 将铁锈溶于稀硫酸,滴入溶液,观察紫色是否褪去
D 探究Fe3+与I-的反应是否可逆的 将等体积溶液和溶液混合,充分反应后滴入KSCN溶液,观察溶液是否变红
A.A B.B C.C D.D
7.(2022高三上·日照开学考)一种姜黄素的类似物质结构简式如图所示。下列有关该物质的说法错误的是( )
A.可发生加聚反应
B.分子式为
C.与足量氢气加成后的产物核磁共振氢谱有14组峰
D.该物质与足量溴水反应,最多可消耗
8.(2022高三上·日照开学考)利用如图所示装置(夹持装置略)进行实验,b中现象不能证明a中产物是由对应选项中的反应生成的是( )
a中反应及产物 b中试剂及现象
A 与NaOH乙醇溶液生成丙烯 溴水褪色
B MnO2与浓HCl反应生成Cl2 淀粉—KI溶液变蓝
C 与浓反应生成SO2 H2S溶液变浑浊
D C与浓HNO3反应生成NO2 紫色石蕊试液变红
A.A B.B C.C D.D
9.(2022高三上·日照开学考)茴香油是淡黄色液体或晶体,难溶于水,易溶于有机溶剂,在水蒸气作用下易挥发,某茴香油主要成分是含有酯基的芳香族化合物。实验室提取该茴香油的流程如下:
下列说法正确的是( )
A.操作A是利用沸点差异进行分离
B.水蒸气蒸馏和减压蒸馏的原理相同
C.有机层加入的无水可用碱石灰代替
D.馏出液加至饱和可以提高茴香油的提取率
10.(2022高三上·日照开学考)光催化主要反应历程如图,当能量大于禁带宽度的光照射半导体时,光激发电子跃迁到导带(),形成导带电子(),同时在价带()留下空穴()。下列有关该历程说法正确的是( )
A.整个过程中氧元素的化合价没有发生变化
B.没有参与反应
C.由水到的反应式为h++H2O+H+
D.苯被氧化生成和时,消耗
11.(2022高三上·日照开学考)有机物A存在如图转化关系,下列说法错误的是( )
A.由A→B的过程发生取代反应
B.化合物B的同分异构体有8种
C.化合物D一定能通过加成反应得到化合物A
D.化合物D的同分异构体中最多9个原子共平面
12.(2022高三上·日照开学考)的晶胞结构示意图如(a)所示。其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体。电池充电时,脱出转化如图,下列说法正确的是( )
A.每个晶胞中个数为
B.晶胞完全转化为晶胞,转移电子数为
C.晶胞中价原子个数为
D.当转化为时,每转移电子,消耗
二、多选题
13.(2022高三上·日照开学考)碘化锂()在能源、医药等领域有重要应用,某兴趣小组制备和,流程如下:
已知:在以上转变成无水。易溶于水,溶解度随温度升高而增大,在空气中受热易被氧化。难溶于水。下列说法错误的是( )
A.步骤①主要发生的离子反应为
B.步骤②过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗
C.步骤③中一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
D.步骤④可在空气中加热到以上进行转化
14.(2022高三上·日照开学考)用微生物燃料电池作电源进行模拟消除酸性工业废水中的重铬酸根离子的示意图如下,反应一段时间后,在装置②中得到和两种沉淀。下列说法错误的是( )
A.装置②中惰性电极为阴极
B.装置①中a极区pH逐渐减小
C.装置①中b极上消耗的与装置②中惰性电极上生成的n(生成物)相等
D.装图②中,生成的反应式:
15.(2022高三上·日照开学考)纯磷酸可通过市售85%磷酸溶液减压蒸馏除水、结晶除杂得到。制备纯磷酸的实验装置如图(夹持装置略),下列说法错误的是( )
已知:纯磷酸熔点为,磷酸纯化过程需要严格控制温度和水分,温度低于易形成杂质(熔点为),高于则发生分子间脱水生成焦磷酸等。
A.装置m可用球形冷凝管代替
B.实验选用水浴加热的目的是使溶液受热均匀
C.磷酸过滤时需要控制温度低于
D.磷酸中少量的水极难除去的原因是磷酸与水分子形成分子间氢键
三、综合题
16.(2022高三上·日照开学考)硒()是机体生长发育过程中不可缺少的一种微量元素,它具有抗氧化,抗衰老和提高免疫力的作用。硒的化合物在生产、生活中由广泛的应用。回答下列问题:
(1)基态硒原子核外电子的空间运动状态有 种,基态硒原子核外价电子排布式为 。
(2)硒酸酸性 (填“大于”或“小于”)亚硒酸,原因是 。根据价层电子对互斥理论,推测的空间构型是 。
(3)一种含面的抗癌新药结构如图,该化合物组成元素中第一电离能最大的是 (填元素符号)。
(4)人体代谢甲硒醇()后可增加抗癌活性,甲硒醇的熔沸点低于甲醇,原因是 。
(5)的晶体结构如下图所示,其晶胞参数为,阿伏加德罗常数值为。M原子的分数坐标为 ,的晶胞密度为 (列出计算式)。
17.(2022高三上·日照开学考)用废旧复离子电池正极材料分离回收金属元素,正极材料主要为活性材料LiNixCoyMn1-x-yO2与铝箔组成,工艺流程知下:
已知:,,
回答下列问题:
(1)碱浸结束后,滤液中的阴离子除了,主要还有 (填化学式)。正极活性材料LiNixCoyMn1-x-yO2中Ni、Co、Mn化合价相同,则它们的化合价为 。
(2)固相反应一般反应速率较慢,加快还原焙烧反应速率的方法可以是 (至少写两种)。
(3)①外界条件pH、温度和搅拌时间对三种金属离子沉淀率的影响如下图,则沉钴最合适的条件为 (填标号)。
a.pH=2.0 温度55℃ 时间1.0h|b.pH=1.5 温度75℃ 时间1.0h
c.pH=2.0 温度55℃ 时间3.0h| d.pH=1.5 温度75℃ 时间3.0h
②洗涤碱式碳酸镍最好选择 (填标号)。
a.碳酸钠溶液|b.氢氧化钠溶液|c.氨水|d.蒸馏水
③写出沉锰过程中生成的离子反应方程式: 。
(4)共沉淀法是将两个或两个以上组分同时沉淀的一种方法。酸浸后也可直接调pH使、、沉淀完全回收,则pH应大于 (已知:lg2=0.3,溶液中离子浓度小于认为沉淀完全)。
18.(2022高三上·日照开学考)实验室利用CuCl2溶液与SO2气体制备CuCl的装置如图所示(夹持装置略)。
已知氯化亚铜是一种白色固体,微溶于水,不溶于酒精;在空易气中被迅速氧化。
实验步骤:
I.打开止水夹,通入一段时间N 2后,关上止水夹;打开分液漏斗旋塞,向三颈瓶中加盐酸调pH至2~3,打开止水夹,通入SO2,溶液中产生白色沉淀;待反应完全后,再通一段时间的N 2。
II.反应混合液经一系列过程得CuCl粗产品,纯化后得CuCl产品。
回答下列问题:
(1)①步骤I中反应前通入氮气的目的是 。
②装置A中发生反应的离子方程式为 。
③装置B的作用为 ;装置C中的试剂为 。
(2)步骤II中一系列过程为____。
A.减压过滤 水洗 干燥 B.普通过滤 水洗 干燥
C.减压过滤 乙醇洗 干燥 D.普通过滤 乙醇洗 干燥
(3)现取实验中的CuCl2溶液制得CuCl2·xH2O。
①CuCl2·xH2O晶体直接加热能否得到纯净的无水CuCl2 (填“能”或“不能”,若不能请说明正确的方法) 。
②为测定x值进行如下实验:a.用电子天平称取3.420g的CuCl2·xH2O晶体;b.在坩埚中充分灼烧;c.在干燥器中冷却;d.称量所得黑色固体质量;e.重复b~d操作直至连续两次称量差值不超过0.001g。若最终得到黑色固体质量为1.600g,则 。
19.(2022高三上·日照开学考)苯并噻吩衍生物在工业中用途广泛,可以作为染料、药物以及有机发光导体材料等。苯并噻吩衍生物G的合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为 ,D的名称为 。
(2)G的含氧官能团名称为 。
(3) BC的化学方程式为 。
(4) AB反应的目的是 。
(5)在A的同分异构体中,同时满足下列条件的还有 种。
a.含有苯环 b.含有2个—OH
其中有四种化学环境氢原子的结构简式为 (写出一种即可)
(6)结合上述信息,设计以和HSCH2COOCH2CH3为原料制备的合成路线 (其它试剂任选)。
20.(2022高三上·日照开学考)以为原料合成乙酸,是综合开发温室气体资源的新方向。回答下列问题:
(1)I.两步法制乙酸
反应不能自发进行。将该反应拆分成两个连续的步骤进行,可在较温和的条件下实现上述转化,具体过程如下:
①写出第二步的化学反应方程式: 。
②为增大的平衡产率,下列说法正确的是 (填标号)。
A.第一步反应在高温下进行,第二步反应在低温进行
B.第一步减小氢气的压强,第二步增大氢气的压强
C.其他条件不变,使用更高效的催化剂
(2)II.催化重整间接制乙酸
用催化重整制合成气,再利用合成气制乙酸,涉及的反应如下:
反应1:
反应2:
反应3:
已知:反应1为快速平衡,可认为不受慢反应2、3的影响;
在、盛有催化剂的刚性密闭容器中,分别以和或和为初始原料进行反应1。反应1达到平衡时,以和为原料,体系从环境吸热;以和为原料,体系向环境放热。忽略慢反应2、3热效应,则“反应1”的 。
(3)初始条件同上。最终所有反应都达到平衡时,容器中为,为,此时的浓度为 (用含a、b的代数式表示,下同),反应2的平衡常数为 。
(4)“反应1”的化学反应速率,k为速率常数。和时,分别保持或不变,测得速率v与、的关系如图所示:
①图可知,下列叙述正确的是 (填标号)。
A.a、b、c三点速率常数的大小关系为:
B.当时,
C.其他条件不变,增大,速率常数k可能增大
②若初始时按进气,且b点的速率常数为,则b点的化学反应速率 。
答案解析部分
1.【答案】A
【知识点】化学史
【解析】【解答】A.泽中动植物遗体发酵过程中会生成遇火能燃烧的甲烷气体,所以“泽中有火” 是对甲烷在湖泊沼泽水面上起火现象的描述,故A符合题意;
B.碳纤维是新型无极非金属材料,不属于有机高分子材料,故B不符合题意;
C.“投泥泼水愈光明”是因为把水滴到炭火上,碳与水共热反应生成可燃性气体一氧化碳和氢气,不可能生成乙炔气体,故C不符合题意;
D.“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁,尽服之”涉及的操作为过滤,不是萃取,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.动植物遗体发酵过程中会生成遇火能燃烧的甲烷气体;
B.碳纤维是新型无极非金属材料;
C.碳与水共热反应生成可燃性气体一氧化碳和氢气;
D.涉及的操作为过滤。
2.【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A.金属钠着火,为防止金属钠与水反应生成可燃的氢气遇明火发生爆炸,应立即用沙土扑灭,故A不符合题意;
B.微溶于水的苯酚具有强烈的腐蚀性,当苯酚沾到皮肤上,应立即用酒精反复清洗,不能用清水清洗,否则苯酚会灼伤皮肤,故B符合题意;
C.汞具有挥发性,常温下能与硫反应生成硫化汞,为防止汞挥发污染环境,当水银洒在地上,应撒上硫粉并进行处理,故C不符合题意;
D.重金属盐会使蛋白质发生变性而使人中毒,所以误食重金属盐可服用大量牛奶,并及时送往医院,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.金属钠与水反应;
B.苯酚具有强烈的腐蚀性且微溶于水;
C.汞具有挥发性,常温下能与硫反应生成硫化汞;
D.重金属盐会使蛋白质发生变性而使人中毒。
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.的中子数为48—20=28,故A不符合题意;
B.由合成反应的方程式可知,该反应为核反应,属于物理变化,不属于化学变化,故B符合题意;
C.由反应前后质量数不变可知,合成反应的方程式为,故C不符合题意;
D.和的质子数相同、中子数不同,互为同位素,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.左下角表示质子数,左上角表示质量数,质量数=中子数+质子数;
B.核反应属于物理变化;
C.由反应前后质量数不变判断;
D.质子数相同质量数(或中子数)不同的原子互称同位素;
4.【答案】C
【知识点】单糖的性质和用途;油脂的性质、组成与结构
【解析】【解答】A.单糖是指分子结构中含有3至6个碳原子的多羟基醛或酮,故A不符合题意;
B.植物油中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应,所以不能萃取溴水中的溴单质,故B不符合题意;
C.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质变性,是一种良好的杀菌剂,但不可用来消毒饮用水,故C符合题意;
D.人体内不存在能使纤维素水解的酶,所以纤维素在人体内不能水解生成葡萄糖,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.单糖是指分子结构中含有3至6个碳原子的多羟基醛或酮;
B.植物油中含有的碳碳双键能与溴水发生加成反应;
C.福尔马林是甲醛的水溶液,能使蛋白质变性;
D.纤维素在人体内不能水解生成葡萄糖。
5.【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A.由信息可知,熔沸点较低,则二茂铁为分子晶体,A不符合题意;
B.“C5H5”与Fe之间不可能形成离子键,B不符合题意;
C.二茂铁中每一个C有一个电子,共有10个电子,再加上自身所带有的两个负电荷,共有12个电子,即六对电子,故二茂铁的配位数为6,C符合题意;
D.二茂铁中所有碳原子形成3个σ键,杂化方式为 sp2,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.熔沸点较低,为分子晶体;
B. 易溶于有机溶剂 ,无离子键;
C.依据每一个C有一个电子,共有10个电子,再加上自身所带有的两个负电荷,共有12个电子,即六对电子判断;
D.依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定杂化类型;
6.【答案】A
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.次氯酸钠溶液与亚硫酸钠溶液反应生成氯化钠、硫酸钠,反应中没有明显的实验现象发生,所以相同温度下,向同体积不同浓度的次氯酸钠溶液中分别加入等体积等浓度的亚硫酸钠溶液,观察实验现象不能探究浓度对化学反应速率的影响的实验目的,故A符合题意;
B.若淀粉完全水解,向淀粉水解液中加入碘水,溶液不会变为蓝色,则向淀粉水解液中加入碘水,观察溶液是否变蓝能检验淀粉水解是否完全的实验目的,故B不符合题意;
C.若铁锈中含有二价铁,将铁锈溶于稀硫酸,滴入高锰酸钾溶液,二价铁离子与高锰酸钾溶液会发生氧化还原反应使溶液褪色,则将铁锈溶于稀硫酸,滴入高锰酸钾溶液,观察紫色是否褪去能检验铁锈中是否含有二价铁,故C不符合题意;
D.若铁离子与碘离子在溶液中的反应为可逆反应,向过量碘化钾溶液与氯化铁溶液反应后的溶液中滴入硫氰化钾溶液,溶液会变为红色,则将等体积2mol/L碘化钾溶液和1mol/L氯化铁溶液混合,充分反应后滴入硫氰化钾溶液,观察溶液是否变红能探究铁离子与碘离子的反应是否可逆的,故D不符合题意;
故答案为:A。
【分析】A.反应中没有明显的实验现象,不能探究;
B.依据淀粉遇碘变蓝色分析;
C.二价铁离子与高锰酸钾溶液会发生氧化还原反应使溶液褪色;
D.可逆反应进行不到底。
7.【答案】D
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】A.该物质含有碳碳双键,可以发生加聚反应,A不符合题意;
B.根据该物质的结构简式可知,其分子式为C22H24O5,B不符合题意;
C.该物质与足量氢气加成后产物为,其核磁共振氢谱有14组峰,C不符合题意;
D.1mol该物质有4个碳碳双键,可与4molBr2发生加成反应,同时酚羟基邻位上碳原子上的氢可被Br原子取代,则1mol该物质可消耗5molBr2,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.含有碳碳双键;
B.根据结构简式确定分子式;
C.依据产物的对称性,利用“等效氢”判断;
D.依据碳碳双键和酚羟基的性质分析。
8.【答案】D
【知识点】化学实验方案的评价
【解析】【解答】A.2-溴丙烷与氢氧化钠乙醇溶液共热反应生成丙烯,丙烯能与溴水发生加成反应使溶液褪色,挥发出的乙醇不能与溴水反应,所以溴水能检验丙烯的生成,故A不符合题意;
B.二氧化锰与浓盐酸共热反应生成氯气,氯气能使淀粉碘化钾溶液变蓝色,则淀粉碘化钾溶液变蓝色能检验氯气的生成,故B不符合题意;
C.亚硫酸钠与浓硫酸反应生成二氧化硫,具有弱氧化性的二氧化硫能与氢硫酸溶液反应生成硫使溶液变浑浊,则氢硫酸溶液变浑浊能检验二氧化硫的生成,故C不符合题意;
D.碳与浓硝酸共热反应生成二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸能使紫色石蕊试液变红,受热挥发出的硝酸也能使紫色石蕊试液变红,则紫色石蕊试液变红不能检验二氧化氮的生成,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.依据卤代烃水解产物的性质判断;
B.依据淀粉遇碘变蓝色分析;
C.依据化合价归中规律分析;
D.浓硝酸有挥发性和酸性。
9.【答案】D
【知识点】蒸馏与分馏;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A.由分析可知,操作A是利用茴香油在水和乙醚中的溶解度不同,加入乙醚萃取溶液中的茴香油,分液得到含有茴香油的有机层,故A不符合题意;
B.水蒸气蒸馏是将含有挥发性成分的植物材料与水共蒸馏,使挥发性成分随水蒸气一并馏出,减压蒸馏是通过减少体系内的压力而降低液体的沸点达到分离提纯的目的,两者的蒸馏条件不同,原理不同,故B不符合题意;
C.某茴香油主要成分是含有酯基的芳香族化合物,若将无水硫酸钠用碱石灰代替,茴香油会在碱石灰的作用下发生水解而无法制得茴香油,故C不符合题意;
D.由分析可知,向馏出液中加入氯化钠至饱和能降低茴香油的溶解度,便于茴香油析出分层,有利于提高茴香油的提取率,故D符合题意;
故答案为:D。
【分析】A.利用溶解度不同,利用萃取法分离;
B.减压蒸馏是通过减少体系内的压力而降低液体的沸点达到分离提纯的目的,两者的蒸馏条件不同,原理不同;
C.油酯会在碱性条件下发生水解;
D.利用盐析法分离。
10.【答案】C
【知识点】化学平衡中反应条件的控制;常见元素的化合价
【解析】【解答】A.O2得到e-生成,从单质到化合物,O元素的化合价发生了改变,A不符合题意;
B.依题意,电子被激发后,在TiO2形成导带电子并留下空穴,则TiO2作为催化剂参与了反应,B不符合题意;
C.根据图示,由水到,根据原子守恒还应有H+生成,反应式为h++H2O +H+,C符合题意;
D.苯含有6molC和6molH,被氧化生成和时,根据原子守恒可知,生成6molCO2需要12mol,生成12molH ,则共有18molH,生成水需消耗18mol,故共消耗,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】A.O2到化合价发生了改变;
B.反应中催化剂参与了反应;
C.根据原子守恒判断;
D.根据原子守恒计算。
11.【答案】B
【知识点】有机分子中基团之间的关系;有机物的推断
【解析】【解答】A.由分析可知,A→B的反应为饱和一元氯代烃A在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成饱和一元醇B和氯化钠,水解反应属于取代反应,故A不符合题意;
B.分子式为C5H12O的含氧衍生物可能是醇或醚,其中属于醇的同分异构体有8种,则符合分子式的醇和醚的同分异构体一定大于8种,故B符合题意;
C.由分析可知,A为饱和一元氯代烃、B为饱和一元醇、D为烯烃,由转化关系可知,一定条件烯烃D与氯化氢发生加成反应能生成A,故C不符合题意;
D.2-二甲基-2-丁烯分子中最多9个原子共平面,化合物D的同分异构体中2-二甲基-2-丁烯分子中共平面原子数目最多,则化合物D的同分异构体中最多9个原子共平面,故D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】A.卤代烃的水解反应属于取代反应;
B.依据分子式确定有机物的类别异构,再确定每类的种数;
C.依据物质的类别确定性质;
D.根据乙烯是平面结构判断。
12.【答案】C
【知识点】晶胞的计算;晶体的定义
【解析】【解答】A.由分析可知,每个Li1-xFePO4晶胞中含有4(1-x)个锂离子,故A不符合题意;
B.由分析可知,Li0.8125FePO4中铁离子数目为0.1875,则1molLiFePO4晶胞完全转化为Li1-xFePO4晶胞失去电子的数目为1mol×0.1875×4×NAmol-1=0.75NA,故B不符合题意;
C.由分析可知,Li0.8125FePO4中亚铁离子数目为0.8125,则1molLi1-xFePO4晶胞中亚铁离子的数目为1mol×0.8125×4×NAmol-1=3.25NA,故C符合题意;
D.由分析可知,FePO4转化为Li1-xFePO4时,得到(1-x)个电子,消耗(1-x)个锂离子,则1mol FePO4转化为Li1-xFePO4时,得到(1-x)mol电子,消耗(1-x)mol锂离子,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】依据晶胞结构,利用均摊法确定。
13.【答案】A,D
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A.碳酸锂难溶于水,所以在离子方程式里不能写成离子,故A符合题意;
B.过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗,故B不符合题意;
C.步骤③是从LiI溶液中获得LiI 3H2O ,则一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故C不符合题意;
D.LiI 3H2O 在 300℃ 以上转变成无水 LiI ,但在空气中受热易被氧化,所以步骤④不能在空气中加热到 300℃ 以上进行转化,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】A.碳酸锂难溶于水,不拆;
B.过滤用到的玻璃仪器有玻璃棒、烧杯、漏斗;
C.从溶液中获得晶体的一系列操作包括蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥;
D.依据已知信息,在空气中受热易被氧化。
14.【答案】C,D
【知识点】化学电源新型电池;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A.由分析可知,装置②中与负极a相连的惰性电极为阴极,故A不符合题意;
B.由分析可知,装置①中a极为负极,硫氧化菌作用下,氢硫酸根离子和水分子在负极失去电子发生氧化反应生成硫酸根离子和氢离子,放电生成的氢离子使溶液pH逐渐减小,故B不符合题意;
C.由得失电子数目守恒可知,装置①中b极上消耗氧气的物质的量与装置②中惰性电极上生成氢气的物质的量不相等,故C符合题意;
D.由分析可知,装图②中,生成氢氧化铬的反应方程式为Cr3++3OH-=Cr(OH)3↓,故D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】A.阴极与电源负极相连;
B.依据离子放电顺序分析;
C.依据得失电子数目守恒;
D.依据产物及反应的离子判断。
15.【答案】A,C
【知识点】制备实验方案的设计
【解析】【解答】A. 球型冷凝管通常与发生装置垂直或略倾斜相连,使易挥发反应物冷凝回流,以提高反应物利用率。直型冷凝管通常放在收集装置之前,起到冷凝馏分或产物的作用。由于球型结构在冷凝过程中有积液风险,因此球型冷凝管一般不用于冷凝操作。装置m在题目中起冷凝作用,不能用球型冷凝管代替,A符合题意。
B. 水浴加热可避免直接加热造成的过度剧烈与温度不可控,还可使物体受热均匀。另外,水浴加热能最大限度保证温度低于100℃,避免磷酸分子间脱水生成焦磷酸等,B不符合题意。
C.过滤温度低于20℃时,磷酸和杂质均为固体,无法通过过滤去除杂志。过滤温度高于42℃时,磷酸和杂质均为液态,也无法通过过滤去除杂质。过滤温度高于30℃,而低于42℃时,磷酸以晶体形式存在,而杂质为液态,可以通过过滤去除杂质。因此,过滤温度应控制在30℃~42℃,C符合题意。
D. 磷酸结构简式为 ,其中的羟基可以与水形成氢键,从而提高除水难度,D不符合题意。
故答案为:AC。
【分析】A. 球型冷凝管通常与发生装置垂直或略倾斜相连,使易挥发反应物冷凝回流,以提高反应物利用率。直型冷凝管通常放在收集装置之前,起到冷凝馏分或产物的作用;
B. 水浴加热可避免直接加热造成的过度剧烈与温度不可控,还可使物体受热均匀;
C.依据物质的性质,选择过滤温度;
D. 羟基可以与水形成氢键。
16.【答案】(1)18;4s24p4
(2)大于;同一元素含氧酸中,元素的价态越高含氧酸的酸性越强,硒酸为最高价的氧化物对应的水化物,则硒酸的酸性比亚硒酸的强;三角锥形
(3)N
(4)甲醇分子间存在氢键
(5)(,,);
【知识点】原子结构的构造原理;元素电离能、电负性的含义及应用;晶胞的计算
【解析】【解答】(1)Se为34号元素,原子核外电子数为34,基态Se原子核外电子的排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p4,电子的空间运动状态有18种,基态硒原子核外价电子排布式为4s24p4;
(2)Se为第VIA族元素,最高价态为+6,最高价的氧化物对应的水化物即硒酸,一般而言,同一元素含氧酸中,元素的价态越高含氧酸的酸性越强,则硒酸的酸性比亚硒酸的强;中Se原子价层电子对数=3+=4,且含有一个孤电子对,微粒空间结构为三角锥形;
(3)根据图示可知,该物质含有H、C、N、O、Se元素,同主族元素从上往下第一电离能减小,同周期随原子序数增大第一电离能呈增大趋势,但N元素原子2p轨道为半充满稳定状态,则第一电离能最大的是N;
(4)能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,甲醇、甲硒醇都是分子晶体,结构相似,相对分子质量越大,沸点越高,但甲醇分子间存在氢键所以沸点较高;
(5)M原子的分数坐标为(,,);黑色球个数=8×+6×=4、白色球个数为8,根据其化学式Na2Se知,白色球表示Na+、黑色球表示Se2-,该晶胞体积=(a×10-10cm)3,Na2Se的晶胞密度=g/cm3。
【分析】(1)依据原子构造原理分析;
(2)一般而言,同一元素含氧酸中,元素的价态越高含氧酸的酸性越强;依据价层电子对数=σ键数+孤电子对数,由价层电子对数确定VSEPR模型,再确定空间立体构型;
(3)同一周期的主族元素中,从左至右,元素的第一电离能呈“锯齿状”增大,其中II A族和V A族的第一电离能高于相邻的元素;
(4)能形成分子间氢键的物质熔沸点较高;
(5)利用均摊法确定原子数,再利用密度公式计算。
17.【答案】(1)AlO;+3价
(2)粉碎、搅拌或适当升温
(3)a;c;Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O
(4)10.15
【知识点】化学反应速率的影响因素;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;无机物的推断
【解析】【解答】(1)由分析可知,正极材料用氢氧化钠溶液碱浸,铝箔与氢氧化钠溶液反应转化为偏铝酸钠,则碱浸结束后,滤液中的阴离子除了氢氧根离子外,还含有偏铝酸根离子;设镍、钴、锰三种元素的化合价为a,由化合价代数和为0可得:1+ax+ay+a(1—x—y)=4,解得a=3,故答案为:AlO;
(2)固相反应一般反应速率较慢,粉碎、搅拌、适当升温等措施能加快还原焙烧反应速率,故答案为:粉碎、搅拌或适当升温;+3价;
(3)①由图可知,溶液pH为2.0、反应温度为55℃、反应时间为1.0h时钴的沉淀率最大,所以沉钴最合适的条件为溶液pH为2.0、反应温度为55℃、反应时间为1.0h,
故答案为:a;
②为减少碱式碳酸镍因反应和溶解造成产率降低,洗涤碱式碳酸镍的洗涤剂最好选择氨水,
故答案为:c;
③沉锰过程中生成碳酸锰的反应为锰离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、二氧化碳和水,反应的离子反应方程式为Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O,故答案为:Mn2++2HCO=MnCO3↓+CO2↑+H2O;
(4)由溶度积可知,当镍离子、钴离子、锰离子完全沉淀时,溶液中氢氧根离子浓度为=mol/L,则溶液pH为14—4+×lg2=10.15,故答案为:10.15。
【分析】(1)依据化合价代数和为0分析;
(2)依据影响反应速率的因素分析;
(3)①依据图像选择最合适的条件;
②依据物质的溶解性选择试剂;
③锰离子与碳酸氢根离子反应生成碳酸锰沉淀、二氧化碳和水;
(4)利用溶度积计算。
18.【答案】(1)排尽装置中的空气,防止氯化亚铜被空气中氧气氧化;SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+;安全瓶,防倒吸;NaOH溶液
(2)C
(3)不能,在干燥的氯化氢气流中加热;2
【知识点】制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)①由题给信息可知,氯化亚铜在空易气中被迅速氧化,反应前应通入氮气排尽装置中的空气,防止氯化亚铜被空气中氧气氧化,故答案为:排尽装置中的空气,防止氯化亚铜被空气中氧气氧化;
②由分析可知,装置A中发生的反应为二氧化硫与氯化铜溶液反应生成氯化亚铜沉淀、硫酸和盐酸,反应的离子方程式为SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+,故答案为:SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO+4H+;
③由分析可知,装置B为空载仪器,起到安全瓶,防倒吸的作用,装置C中盛有的氢氧化钠溶液用于吸收二氧化硫,防止污染空气,故答案为:安全瓶,防倒吸;NaOH溶液;
(2)为防止微溶于水的氯化亚铜被氧化,步骤II中一系列过程为减压过滤、乙醇洗、干燥,
故答案为:C;
(3)①氯化铜是强酸弱碱盐,在溶液中易发生水解,为防止CuCl2·xH2O晶体直接加热时发生水解反应,应在干燥的氯化氢气流中加热使CuCl2·xH2O晶体失去结晶水得到无水氯化铜,故答案为:不能,在干燥的氯化氢气流中加热;
②由题意可得如下转化关系:CuCl2·xH2O-CuO,由CuCl2·xH2O和氧化铜的质量可得:=,解得x=2,故答案为:2。
【分析】(1)①依据氯化亚铜在空易气中被迅速氧化分析;
②二氧化硫与氯化铜溶液反应生成氯化亚铜沉淀、硫酸和盐酸;
③依据装置构造确定用途;利用物质的性质选择试剂;
(2)依据物质的溶解性和易氧化的性质分析;
(3)①氯化铜是强酸弱碱盐,在溶液中易发生水解;
②依据原子守恒,利用转化关系计算。
19.【答案】(1);邻羟基苯甲醛
(2)酯基、硝基
(3)2+O22+2H2O
(4)保护酚羟基
(5)8;或
(6)
【知识点】有机物中的官能团;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的结构简式为,D的结构简式为,名称为邻羟基苯甲醛,故答案为:;邻羟基苯甲醛;
(2)由结构简式可知,G的含氧官能团名称为酯基、硝基,故答案为:酯基、硝基;
(3)B→C的反应为在铜做催化剂作用下,与氧气共热发生催化氧化反应生成和水,反应的化学方程式为2+O22+2H2O,故答案为:2+O22+2H2O;
(4)由分析可知,A和D的分子中都含有酚羟基可知,A→B反应的目的是保护酚羟基,故答案为:保护酚羟基;
(5)A的同分异构体含有苯环和含有2个羟基说明苯环上的取代基可能为2个酚羟基和1个甲基,或1个酚羟基和1个醇羟基,其中苯环上取代基为2个酚羟基和1个甲基的同分异构体可以视作苯二酚分子中苯环上的氢原子被甲基取代所得结构,共有6种,苯环上取代基为1个酚羟基和1个醇羟基,去掉A共有2种,则符合条件的同分异构体共有8种,有四种化学环境氢原子的结构简式为、,故答案为:8;或;
(6)由有机物转化关系可知,以和HSCH2COOCH2CH3为原料制备的合成步骤为在TEA作用下,与TsCl发生取代反应生成,在碳酸钾作用下,与HSCH2COOCH2CH3反应生成,在催化剂作用下与氢气发生加成反应生成,合成路线为,故答案为:。
【分析】(1)依据反应前后物质的结构简式及反应条件确定结构简式;
由结构简式先确定物质的类别,再确定名称;
(2)根据结构简式确定官能团;
(3依据醇的催化氧化分析;
(4)酚羟基易参与反应;
(5)利用题目的条件确定官能团,书写同分异构体;
(6)采用逆向合成法,根据题干路线的转化信息设计合成路线。
20.【答案】(1)Co3C+CO2(g)+2H2(g)CH3COOH(g)+3Co;AB
(2)(X+Y)
(3);mol-2·L2
(4)BC;5.2
【知识点】化学反应速率;化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学平衡的计算
【解析】【解答】(1)①根据图示可知,Co3C、CO2和H2反应生成CH3COOH和Co,反应方程式为Co3C+CO2(g)+2H2(g)CH3COOH(g)+3Co。②
A.从图中可知,第一步反应为吸热反应,高温下有利于化学平衡正向移动,第二步为放热反应,低温下进行有利于化学平衡正向移动,两个措施均有利于增大乙酸的平衡产率,A正确;
B.第一步反应为CH4(g)+3Co=Co3C+2H2(g),是气体体积增大的反应,减小压强有利于平衡正向移动,第二步是气体体积减小的反应,增大压强,化学平衡正向移动,两个措施都有利于增大乙酸的平衡产率,B正确;
C.催化剂只能改变反应速率,并不能提高乙酸的平衡产率,C不正确;
故
故答案为:AB。
(2)根据题干可知,两种初始原料最终达到的平衡状态相同,0.05molCH4和0.05molCO2为原料达平衡时吸热XkJ,0.1molH2和0.1molCO为原料达平衡时放热YkJ,说明反应1正反应为吸热反应,ΔH=(X+Y)kJ/mol。
(3)设达平衡后反应1消耗CH4Xmol,则,设达平衡后反应2消耗COYmol,则,设达平衡时反应3消耗CH3OHZmol,则,Y-Z=a,2X-Y-Z=b,则2X-2Y=b-a,因此H2浓度为mol/L。反应2平衡常数=mol-2·L2。
(4)A.由图像可知,va>vb>vc,而p(CH4)也是a>b>c,因此无法比较ka、kb、kc的大小关系,A不正确;
B.当10kPa≤p(CO2)≤20kPa时,此时[p(CO2)]n前面部分可视为一个常数不妨设为a,则v=a[p(CO2)]n,从图中可知10-20kPa区间内,图象为直线,只有当n=1时可保证图像为直线,B正确;
C.从图2中可知,在斜线阶段,v=k[p(CH4)]m[p(CO2)]n,其中n=1,[p(CH4)]m为常数,此时k不变,在水平线阶段,v=k[p(CH4)]m[p(CO2)]n,[p(CH4)]m为常数,此时v不变,p(CO2)增大,若[p(CH4)]m随p(CO2)增大而减小(如n<0)则k就会增大,C正确;
故
故答案为:BC。
若初始时按n(CH4):n(CO2)=1:1进气,则b点的化学反应速率v=k[p(CH4)]m[p(CO2)]n,已知kb=1.3×10-2mol g-1 s-1 kPa-2,CH4(g)+CO2(g)2H2(g)+2CO(g),由图象可知,当10kPa≤p(CH4)≤25kPa时,m=1,n=1,vb=kb×20×20=1.3×10-2mol g-1 s-1 kPa-2×400kPa2=5.2mol g-1 s-1
【分析】(1)①依据反应物和产物书写;
②依据化学平衡移动原理分析;
(2)根据等效平衡原理分析;
(3)利用“三段式”法计算;
(4)依据图像和速率常数的公式分析判断。
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