湖南省长沙市明德中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷

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名称 湖南省长沙市明德中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷
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资源类型 试卷
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科目 化学
更新时间 2021-04-27 15:04:00

文档简介

湖南省长沙市明德中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷
一、单选题
1.(2021高二下·长沙开学考)以下是应对新冠肺炎的一些认识和做法,错误的是(  )
A.治疗新冠肺炎的药物如氯喹的合成与分离与化学知识息息相关
B.生产N95口罩的主要原料是聚丙烯,聚丙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.酒精能使蛋白质失去生理活性,喷洒75%的酒精溶液消毒时要注意防火
D.公共场所用“84消毒液”和“洁厕灵”(主要成分为盐酸)的混合溶液杀菌消毒效果会更好
2.(2021高一下·大庆开学考)X、Y、Z、R是短周期主族元素,X元素是形成有机化合物的必需元素,Y元素原子的最外层电子数是次外层的三倍,Z元素的原子半径是短周期主族元素中最大的,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。下列叙述错误的是(  )
A.X、R元素的非金属性:R>X
B.XY2是形成酸雨的主要污染物
C.X、Z分别与R形成的化合物中化学键类型不同
D.含有X、Y、Z三种元素的化合物的溶液可能显碱性
3.(2021高二下·长沙开学考)常温下用石墨作电极,电解100 mL 0.1 mol·L-1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L-1的AgNO3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是(  )
A.阴极增重1.4 g B.所得溶液pH<1
C.阴极增重0.64 g D.所得溶液pH>1
4.(2021高二下·长沙开学考)某溶液中可能含有 、K+、Ba2+、Fe3+、I-、 、 中的几种,现取l00rnL溶液加入少量溴水,溶液呈无色。继续滴加足量HNO3和Ba(NO3)2混合溶液,产生沉淀,沉淀经洗涤、高温干燥后质量为4.66g。滤液加足量NaOH溶液、加热,生成气体在标准状况下体积为1120rnL。(已知还原性: >I-)根据上述实验,以下推测正确的是(  )
A.原溶液肯定只存在 、
B.原溶液一定不含Ba2+、Fe3+、I-
C.原溶液可能存在K+、
D.另取试液滴加足量盐酸、BaCl2溶液,即可确定溶液离子组成
5.(2021高二下·长沙开学考)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,以C表示的平均速率v(C)=0.25mol L-1 min-1,下列说法正确的是(  )
A.反应速率
B.该反应方程式中,
C.2min时,A的物质的量为
D.2min时,A的转化率为
6.(2019高二下·临河期末)化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是(  )
A.CH3CH2CH2CH2CH2OH B.
C. D.
7.(2021高二下·长沙开学考)下列有关 沉淀溶解平衡的说法正确的是(  )
A.平衡时 沉淀生成和溶解的速率都等于零
B. 难溶于水,溶液中不存在 和
C.向 沉淀溶解平衡体系中加入 固体, 的 不变
D.升高温度, 的溶解度不变
8.(2021高二下·长沙开学考)在有机物分子中,若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团,则这个碳原子被称为“手性碳原子”,凡含有手性碳原子的物质一定具有光学活性,如图所示该物质有光学活性,发生下列反应后生成的有机物无光学活性的是(  )
①与甲酸发生酯化反应 ②与NaOH溶液反 ③与银氨溶液作用④在催化剂存在下与氢气作用
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
9.(2021高二下·长沙开学考)将pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后,离子浓度大小的顺序正确的是(  )
A.c(Cl-)>c(NH )>c(OH-)>c(H+)
B.c(NH )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Cl-)>c(NH )>c(H+)>c(OH-)
D.c(NH )>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
10.(2021高二下·长沙开学考)某有机物的结构简式如图所示,若等物质的量的该有机物分别与Na、NaOH、NaHCO3恰好反应时,则消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是(  )
A.3∶3∶2 B.6∶4∶3 C.1∶1∶1 D.3∶2∶1
11.(2021高二下·长沙开学考)25 ℃,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列有关叙述错误的是(  )
A.pH=5.5溶液中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.由图可知该温度下醋酸的电离常数为1×10-4.75
C.pH=3.5溶液中:c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
D.向1 LW点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体积变化可忽略):2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)+2c(Cl-)
二、多选题
12.(2021高二下·长沙开学考)某有机物的结构简式如图,下列说法正确的是(  )
A.分子式为C12H18O5
B.分子中含有2种官能团
C.能发生加成、取代、氧化等反应
D.能使溴的四氯化碳溶液褪色
13.(2021高二下·长沙开学考)草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体[KxFey(C2O4)z·nH2O]是一种光敏材料,为测定该晶体中各离子的含量和结晶水的含量,某实验小组的实验步骤为:①称量9.820g草酸合铁酸钾晶体,加热脱水得无水物质的质量为8.74g;②将所得固体配制成250mL溶液;③取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,滴加酸性KMnO4溶液发生反应,恰好消耗0.1000mol/LKMnO4溶液24.00mL,反应式:5C2O +2MnO +16H+=10CO2+2Mn2++8H2O,下列说法正确的是(  )
A.9.820g晶体中含有C2O 的物质的量为0.06mol
B.配制草酸合铁酸钾溶液,玻璃仪器只需要烧杯和玻璃棒
C.该晶体的化学式为K3Fe(C2O4)3·6H2O
D.9.820g样品中含K+的物质的量为0.06mol
14.(2021高二下·长沙开学考)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该物质的说法中错误的是(  )
A.该物质不能发生加成反应,但能在一定条件下发生加聚反应
B.该物质不能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀
C.该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类
D.该物质可使溴水褪色
三、综合题
15.(2021高二下·长沙开学考)工业上用锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,其流程示意图如图:
已知:生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
  Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2
开始沉淀时 8.3 6.3 2.7 4.7
完全沉淀时 9.8 8.3 3.7 6.7
注:金属离子的起始浓度为0.1mol/L,回答下列问题:
(1)含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的是   ,盐酸溶解MnCO3的化学方程式是   。
(2)向溶液1中加入双氧水时,反应的离子方程式是   。
(3)滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS,以除去Cu2+,反应的离子方程式是   。
(4)将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。
①阳极生成MnO2的电极反应式是   。
②若直接电解MnCl2溶液,生成MnO2的同时会产生少量Cl2,检验Cl2的操作是   。
③若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn(NO3)2粉末,则无Cl2产生。其原因是   。
16.(2021高二下·长沙开学考)为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol/LFeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、   (从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择   作为电解质。
阳离子 u∞×108(m2 s-1 V-1) 阴离子 u∞×108(m2 s-1 V-1)
Li+ 4.07 HCO 4.61
Na+ 5.19 NO 7.40
Ca2+ 6.59 Cl- 7.91
K+ 7.62 SO 8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入   电极溶液中;
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol/L。石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)=   。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为   ,铁电极的电极反应式为   。因此,验证了Fe2+氧化性小于   、还原性小于   。
17.(2021高二下·长沙开学考)利用甲醇(CH3OH)制备一些高附加值产品,是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:
反应Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g) 3H2(g)+CO2(g) △H1
反应Ⅱ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) △H2=akJ mol-1
反应Ⅲ.CH3OH(g) 2H2(g)+CO(g) △H3=bkJ mol-1
①△H1=   kJ mol-1。
②工业上采用CaO吸附增强制氢的方法,可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率,如图1,请分析加入CaO提高氢气产率的原因   。
(2)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CH3OH的物质随时间的变化如图2。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ   KⅡ(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积为1L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 甲 乙
反应物投入量 1molCO2、3molH2 1molCO2、1molH2、1molCH3OH、1molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则乙容器起始时反应速率v正   v逆(填“>”“<”或“=”)。
③一定温度下:此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是   。
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有3个H-H断裂
(3)Ⅱ.已知电离常数HCN:Ka=4.9×10-10;H2CO3:Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,则向KCN溶液中通入少量CO2时的离子方程式为   。
(4)Ⅲ.利用人工光合作用,借助太阳能使CO2和H2O转化为HCOOH,如图所示,在催化剂b表面发生的电极反应为:   。
18.(2021高二下·长沙开学考)化合物G( )是一种新型化工原料,其合成路线图如图:
已知:A的最简式为C2H5;苯环上的烃基可被酸性KMnO4溶液氧化为—COOH。
(1)②的反应类型是   ,F中官能团的名称是   。
(2)A的分子式为   。
(3)B的结构简式为   。
(4)写出C→D的反应方程式   。
(5)F有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体共有   种,①遇氯化铁溶液发生显色反应②能发生水解反应、银镜反应。写出核磁共振氢谱有5组峰的物质的结构简式   。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;有机物的合成;乙醇的化学性质
【解析】【解答】A. 利用化学反应可以制取新的物质,根据混合物中各物质性质的不同,可以采用不同的方法对物质进行分离提纯,这些都与化学知识息息有关,A不符合题意;
B. 聚丙烯分子内不含不饱和键,因此聚丙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B不符合题意;
C. 酒精能使蛋白质失去生理活性,但由于酒精是易燃物,会着火燃烧,所以在喷洒75%的酒精溶液进行消毒时要注意防火,以免引起火灾,C不符合题意;
D. “84消毒液”主要成分是NaClO,“洁厕灵”主要成分为盐酸,若二者混合会发生反应产生有毒气体Cl2,导致大气污染,因此二者不能混合使用,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】84消毒液和洁厕灵发生氧化还原反应减弱了杀毒效果
2.【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.C、Cl的非金属性:Cl>C,故A不符合题意;
B.XY2是CO2,是造成温室效应的主要气体,故B符合题意;
C.X、Z分别与R形成的化合物为CCl4、NaCl,前者含共价键,后者含离子键,故C不符合题意;
D.含有X、Y、Z三种元素的化合物可为Na2CO3,其溶液显碱性,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】X、Y、Z、R是短周期主族元素,X元素是形成有机化合物的必需元素,则X为C,Y元素原子的最外层电子数是次外层的三倍,则Y为O,Z元素的原子半径是短周期主族元素中最大的,则Y为Na,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和,则R为Cl。
3.【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】溶液中铜离子和银离子的物质的量都是0.01mol,根据放电顺序可知,阴极首先是银离子放电,生成银,然后是铜离子放电生成铜。阳极是OH-放电生成氧气,即氧气是0.05mol,转移电子是0.2mol,所以根据电子的得失守恒可知,阴极除了生成0.01mol银和铜外,还生成0.085mol氢气,所以阴极增加的质量是1.08g+0.64g=1.72g,选项A、C不符合题意;在金属离子放电的同时,溶液中产生氢离子,所得溶液pH<1,选项B符合题意,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电解时在阴极区吸引大量的铜离子、银离子、氢离子,氧化性的强弱是:银离子>铜离子>氢离子。在阳极区吸引大量的硝酸根和氢氧根离子。放电顺序是:氢氧根>硝酸根。结合放电顺序即可判断选项是否正确
4.【答案】C
【知识点】离子共存;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】溶液中可能含有 、K+、Ba2+、Fe3+、I-、 、 中的几种,现取l00rnL溶液加入少量溴水,溶液呈无色,说明溶液中没有Fe3+,且有还原性离子将Br2还原,所得产物为无色,由还原性 >I-,溶液中可能不含I-,也可能I-未反应,但溶液中一定含 ,则溶液中不含与 能反应的Ba2+;滴加足量HNO3和Ba(NO3)2混合溶液, 氧化为 ,生成的4.66g沉淀为BaSO4,其物质的量= =0.02mol,由于溶液中一定含有 ,反应之后被氧化为 ,则无法判断原溶液中是否有 ,但 和 的物质的量之和必须等于0.02mol;加足量NaOH溶液产生的1120rnL气体为氨气,即原溶液中一定含有 ,由氮原子守恒,已n(NH3)=n( )= =0.05mol;由于0.02mol (或 和 )带0.04mol负电荷,而0.05mol 带0.05mol正电荷,而溶液要保持电中性,所以溶液中一定含有I-,如I-物质的量较多,溶液中可能还含有K+。
A.溶液中一定含 、 、I-,可能含有 、K+,A不符合题意;
B.由以上分析可知,原溶液中一定不存在Ba2+、Fe3+,一定有I-,B不符合题意;
C.由以上分析可知,原溶液中一定含 、 、I-,可能含有 、K+,C符合题意;
D.另取试液滴加足量盐酸、BaCl2溶液,只能检验出溶液中含不含 ,对K+的存在不能确定,只有用焰色反应来检验,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】溶液加入少量溴水,溶液呈无色,说明溶液中没有Fe3+,且有还原性离子将Br2还原,所得产物为无色,由还原性 >I-,溶液中可能不含I-,也可能I-未反应,但溶液中一定含 ,则溶液中不含与 能反应的Ba2+;沉淀为BaSO4,气体为氨气,根据题中数据计算出 、 的物质的量,由溶液的电中性来判断K+是否存在。
5.【答案】C
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】A.根据题意得v(D)=0.5mol/L÷2min=0.25mol·L-1·min-1,则根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知v(B)= v(D)=0.125mol·L-1·min-1,故A不符合题意;
B.根据题意得v(D)=0.5mol/L÷2min=0.25mol·L-1·min-1,以C表示的平均速率v(C)=0.25mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知x=2,故B不符合题意;
C.2min时,D的物质的量是0.5mol/L×2L=1mol,所以消耗A、B的物质的量分别是1.5mol、0.5mol,设A、B起始物质的量均为y,则剩余A、B的物质的量分别是y-1.5mol、y-0.5mol,根据c(A):c(B)=3:5,解得 =3:5,解得y=3mol。所以2min时,A的物质的量为3mol-1.5mol=1.5mol,故C符合题意;
D.A的转化率为 ×100%=50%,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据给出数据可以计算出x的数值,再利用化学计量系数之比等于速率之比可计算出各物质的平均速率,结合三行式计算出其他的数据即可
6.【答案】B
【知识点】有机物的推断
【解析】【解答】A.CH3CH2CH2CH2CH2OH没有支链,A不符合题意;
B. 对应X为 ,生成的烯烃有2种,符合题目要求,B符合题意;
C. 对应的X发生消去反应生成一种烯烃,C不符合题意;
D. 对应的X为 ,不能发生消去反应,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据能跟H2加成生成2-甲基丁烷,说明Y和Z均为分子中含5个C原子的不饱和烃,其碳骨架为 ,氯代烃发生消去反应生成烯烃和烯烃加氢生成烷烃,碳架不变,故所得有机产物的碳架有一个支链甲基。
7.【答案】C
【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.平衡时AgBr沉淀生成和溶解的速率相都等且不等于零,沉淀溶解平衡属于动态平衡,故A不符合题意;
B.AgBr难溶于水,但溶液中仍存在 和 离子,其浓度很小,故B不符合题意;
C. 只与难溶电解质的性质和温度有关,温度不变, 不变,故C符合题意;
D.温度升高,AgBr的溶解度增大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】难溶电解质的电离平衡是吸热反应,难溶电解质的电离平衡是在进行的不是停止的,加入某种物质影响了离子的浓度平衡就会发生移动。
8.【答案】B
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】①与甲酸发生酯化反应,C原子仍连接4个不同的原子或原子团,具有光学活性,故不选①;
②与NaOH溶液反应,酯基水解生成-CH2OH,产物含2个-CH2OH,不具有手性碳原子,不具有光学活性,
故答案为:②;
③与银氨溶液作用,-CHO与银氨溶液反应生成-COONH4,仍具有手性碳原子,故不选③;
④在催化剂存在下醛基与氢气加成生成-CH2OH,产物含2个-CH2OH,不具有手性碳原子,不具有光学活性,
故答案为:④。
根据上面分析,发生反应后生成的有机物无光学活性的是:②④
答案:B
【分析】本题以手性碳考查有机物的结构与性质,注意把握醛、酯、醇的性质是解答的关键,题目难度不大。
9.【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】由于常温下,将pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后,氨水过量,溶液呈碱性,根据电荷守恒可知,c(NH )+ c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),又溶液呈碱性,即 ,故离子浓度关系为: ,B符合题意;
故答案为B。
【分析】根据电荷守恒以及反应后溶液的酸碱性即可判断
10.【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】该有机物含-OH、-CHO、-COOH,设有机物为1mol,Na与-OH、-COOH反应,NaOH与酚羟基和-COOH反应,NaHCO3和-COOH反应,则消耗Na为3mol,消耗NaOH为2mol,消耗NaHCO3为1mol,则消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是3:2:1,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据结构式可以确定官能团以及个数,再利用官能团的性质进行比较
11.【答案】A
【知识点】离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.当pH=5.5时,c(CH3COO-)>c(CH3COOH),选项A符合题意;
B.CH3COOH H++CH3COO-,c(H+)=10-4.75mol·L-1,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1,Ka= =1×10-4.75;
C.电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),由于c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,所以c(Na+)+c(H+)-c(OH-)=c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1-c(CH3COOH),即c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,选项C不符合题意;
D.通入HCl气体后发生反应为CH3COONa+HCl= CH3COOH+NaCl
0.05mol 0.05mol 0.05mol 0.05mol
相当于有0.1 mol的CH3COOH和0.05 mol的NaCl混合,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=2c(Cl-),电荷守恒式为2c(Na+)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(Cl-)+2c(CH3COO-),即:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(Cl-)+2c(CH3COO-),化简得:2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)+2c(Cl-),选项D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】递减曲线为CH3COOH的变化曲线,递增曲线为CH3COO-的变化曲线。
A.结合图像即可判断
B.根据图像交点,结合电离平衡常数计算
C.考查的是电荷守恒的应用
D.物料守恒和电荷守恒的综合应用
12.【答案】C,D
【知识点】有机物中的官能团
【解析】【解答】A.由题给结构简式可知该有机物的分子式为C12H20O,A不符合题意;
B.分子中含有羧基、羟基和碳碳双键3种官能团,B不符合题意;
C.该有机物有双键能发生加成、氢原子可以取代、羟基可以氧化等反应,C符合题意;
D.该有机物分子中含有碳碳双键,故能使溴的四氯化碳溶液褪色,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】根据有机物的结构式可以知道分子式,同时可以官能团以及官能团的个数,3个醇羟基、1个碳碳双键、1个羧基,可以发生取代、加成、氧化反应
13.【答案】A,D
【知识点】常用仪器及其使用;相对分子质量的测定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】A.高锰酸钾得到电子等于C2O 失去的电子,n得=0.1000mol/L×0.024L×(7﹣2)=0.012mol;C2O 全部转化成CO2,化合价变化+3→+4,根据电子守恒 n(C2O )= =0.006mol,反应从250mL溶液中取25.00mL,草酸根总量为0.06mol,故A符合题意;
B.需要配制成250mL溶液,必须使用到250容量瓶和胶头滴管,故B不符合题意;
C.250mL原溶液C2O42﹣的物质的量为0.006mol×10=0.06mol,故n[K3Fe(C2O4)3]=0.06mol× =0.02mol,9.820g三草酸合铁酸钾晶体中结晶水的质量为:9.820﹣8.74=1.08(g),故n(H2O)= =0.06mol,即0.02molK3Fe(C2O4)3中还有0.06molH2O,结晶水数目为3,故该晶体的化学式为K3Fe(C2O4)3 3H2O,故C不符合题意;
D.9.820g样品即0.02molK3Fe(C2O4)3中含K+的物质的量为0.06mol,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】化学式中的数据的测定,配制溶液时,需要烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、250mL的容量瓶。根据数据计算可以得出配制的溶液的物质的量浓度。根据加热的数据可以计算出水的水的物质的量即可求出n的数值。根据滴定可以求出草酸根的物质的量以及个数z,再结合电荷守恒,即可求出x和y的数据
14.【答案】A,C
【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.该物质中含有碳碳双键,可以发生加成反应,A符合题意;
B.该物质为非电解质,不能电离出溴离子,则不能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀,B不符合题意;
C.该物质在NaOH水溶液加热的条件可以发生水解反应生成醇类,C符合题意;
D.该物质中含有碳碳双键,可以发生加成反应使溴水褪色,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】根据结构式确定分子式和官能团以及官能团的个数,含有一个碳碳双键,可以发生加成或者加聚反应,也可发生氧化反应,1个溴原子,可发生取代反应,可以通过一定的条件发生取代变成醇
15.【答案】(1)增大接触面积,提高反应速率;MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O
(2)2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)2↓+4H+
(3)MnS+Cu2+=Mn2++CuS
(4)Mn-2e-+2H2O=MnO2+4H+;将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近。若试纸变蓝则证明有Cl2生成;其他条件不变时,增大Mn2+浓度,有利于Mn2+放电(不利于Cl-放电)
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1) 将含有杂质的菱镁矿粉碎是为了增大反应物的接触面积,提高反应速率;盐酸与MnCO3反应,生成MnCl2、CO2和H2O;反应方程式为MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O。
(2) H2O2具有氧化性,可将溶液中的Fe2+氧化。此时溶液呈酸性,因Fe(OH)3在pH较小时就能生成,故在一定浓度范围内可以与氢离子共存,根据上述条件可写出该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+。
(3) 该反应利用难溶物MnS可转化为更难溶物CuS的方法除去溶液中的Cu2+,由于反应中Cu2+沉淀完全,方程式用等号不用可逆符号,方程式为MnS+Cu2+=Mn2++CuS。
(4) ①电解反应中锰元素化合价由+2上升为+4,Mn2+失电子发生氧化反应,MnO2在电解池的阳极产生,电极反应方程式为:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。
②Cl-被氧化为Cl2,在阳极产生,因此检验Cl2的方法为:用润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近,若试纸变蓝则证明有Cl2生成。
③在其他条件不变的情况下,加入一定量的Mn(NO3)2粉末提高了溶液中Mn2+的浓度,有利于Mn2+放电,不利于Cl-的放电。
【分析】用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)
2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,需要分离除杂,结合流程图分析各步所加试剂及反应。菱镁矿加稍过量盐酸二氧化硅不反应,滤渣1则为SiO2,加双氧水氧化Fe2+,调pH至4,沉淀Fe3+,加MnS固体沉淀Cu2+,最后得到MnO2,以此解题。
16.【答案】(1)烧杯、量筒、托盘天平
(2)KCl
(3)石墨
(4)0.09mol L-1
(5)2Fe3++2e-=2Fe2+;Fe-2e-=Fe2+;Fe3+;Fe
【知识点】电极反应和电池反应方程式;常用仪器及其使用;配制一定物质的量浓度的溶液;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)溶液配置根据配制过程:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容步骤进行判断所需仪器为:烧杯、量筒、托盘天平;
(2)根据题目盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近进行判断,溶液中含有三价铁和二价铁会与碳酸氢根和硝酸根离子可能发生反应,电迁移率相近故只能选KCl;
(3)根据盐桥中微粒的作用是平衡两电解质溶液的电荷。石墨电极得电子,故阳离子进入石墨电极溶液中;
(4)根据总反应方程式,设溶液体积为1L进行计算: ,依据电子守恒 得右侧石墨电极二价铁离子浓度增大0.4mol/L,故变为0.9 mol/L;
(5)石墨电极的电极反应式为: ,铁电极的电极反应式为: ,验证了Fe2+氧化性小于Fe3+、还原性小于Fe;
【分析】(1)结合配制溶液的操作过程来写出玻璃仪器
(2)找出电迁移率接近的阴阳离子即可
(3)铁电极失去电子,电子流向正极,会吸引大量的阳离子
(4)根据得失电子即可计算出
(5)根据实验过程中电子移动,电解质溶液中微粒得失电子进行判断正极和负极的电极方程式的书写
17.【答案】(1)b-a;CaO消耗CO2,降低CO2的浓度,促进平衡正向移动,提高H2的产率
(2)>;<;bd
(3)CO2+CN-+H2O=HCO +HCN
(4)CO2+2H++2e-=HCOOH
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)①由盖斯定律可知,反应Ⅲ-反应Ⅱ得反应Ⅰ,则△H1=△H3-△H2= (b-a) kJ/mol,故答案为:b-a;
②碱性氧化物氧化钙能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸钙,使反应|中生成物二氧化碳的浓度减小,平衡向正反应方向移动,提高氢气的产率,
故答案为:CaO消耗CO2,降低CO2的浓度,促进平衡正向移动,提高H2的产率;
(2)①由图可知,曲线Ⅰ达到平衡所需时间大于曲线Ⅱ,说明曲线I的反应温度小于曲线II ,由甲醇的物质的量曲线I大于曲线Ⅱ可知,升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,化学平衡常数减小,则曲线I对应的平衡常数大于曲线Ⅱ;
故答案为:> ;
②设甲容器中反应达到平衡时,消耗_二氧化碳amol,由题意可建立如下三段式: 由平衡后气体的压强为开始的0.8倍可得: ,解得a=0.4,平衡时物质的量浓度依次是0.6mol/L、1.8 mol/L、0.4 mol/L、0.4 mol/L,平衡常数K= ,温度不变,平衡常数不变,乙容器中反应的平衡常数与甲容器相等,由题给数据可知,乙容器中反应的浓度熵Qc= >K,平衡向逆反应方向移动,则起始时V正故答案为:<;
③a.该反应在恒压容器中进行,无论反应是否达到平衡,容器中压强始终不变,则容器中压强不变不能判断反应是否达到化学平衡状态,故不选;
b.H2的体积分数不变说明正逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态,
故答案为:;
c.c(H2) 与c (CH3OH)的关系与反应的起始量和反应进行的程度有关,则c (H2)=3c(CH3OH)不能判断反应是否达到化学平衡状态,故不选;
d.该反应是气体体积减小的反应,反应时气体的质量不变,容器的体积减小,容器中密度增大,则容器中密度不变说明正逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态,
故答案为:;
e.2个C=O断裂代表正反应速率,3个H-H断裂也代表正反应速率,2个C=O断裂的同时有3个H-H断裂不能说明正逆反应速率相等,不能判断反应是否达到化学平衡状态,故不选;
故答案为:bd;
(3)弱酸的电离平衡常数越大,该酸的酸性就越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,根据电离平衡常数可知酸性:H2CO3> HCN>HCO ,所以向KCN溶液中通入少量CO2时反.应产生HCN和NaHCO3,该反应的离子方程式为: CO2+CN-+H2O=HCO +HCN;
故答案为:CO2+CN-+H2O=HCO +HCN;
(4)该装置为原电池,其中催化剂a为负极,失去电子,发生氧化反应,催化剂b为正极,得到电子发生还原反应。在催化剂b表面,CO2得到电子,通过质子交换膜的H+反应结合形成HCOOH,所以正极.上发生的电极反应式为: CO2+2H++2e-=HCOOH;
故答案为:CO2+2H++2e-=HCOOH。
【分析】(1)①盖斯定律的应用②减少生成物二氧化碳的量可以促进平衡向右移动
(2)①结合含量的大小以及K的计算公式即可判断 ②根据甲计算出该温度下的平衡常数,再计算出乙中的浓度商比较即可 ③判断时候平衡主要考虑正逆反应速率是否相等
(3)根据电离程度即可写出方程式
(4)根据起始物和产物确定得失电子的情况即可确定电池的正负极发生的反应
18.【答案】(1)取代反应;羟基、酯基
(2)C4H10
(3)
(4) +3NaOH +NaCl+2H2O
(5)13;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;苯的同系物及其性质;分子式;结构简式
【解析】【解答】(1)CH3COOH转化成CH3COCl,羟基被氯原子取代,故本问第一空填“取代反应”;物质E( )与甲醇在浓硫酸条件下反应,生成酯类物质F( ),故第二空填写“酯基、(酚)羟基”;
(2)物质A属于烃类,氢原子个数应为偶数,另碳氢个数比最大不超过n : 2n+2。综上,A应为C4H10,此空填“C4H10”;
(3)物质B、C、D的依次转化关系中,从转化条件可以看出,没有向苯环上增添支链的操作,再结合物质E( )的结构,可以推测出甲苯与Cl2发生取代反应,一个氯原子取代了甲基邻位苯环碳原子上的氢原子,所以本空填“ ”;
(4)物质C是邻氯代苯甲酸,与NaOH溶液在一定条件下发生反应,由物质E结构可以看出,苯环上氯原子被水解成酚羟基,羧基与酚羟基都可以与NaOH发生反应,故本空方程式应填写为“ +3NaOH +NaCl+2H2O”;
(5)条件①说明结构有苯环有酚羟基( );条件②说明结构中要有酯基和醛基,但F结构中只有一个碳氧双键,所以推测的异构体结构中必须是甲酸酯基(—OOCH)结构才满足原子种类、个数及单双键数量的限定;未确定结构为一个碳原子及相应个数氢原子。故所推测同分异构体可以是两条支链(一条—OH、一条 )结构,相对位置可以是邻、间、对三种,也可以是三条支链(一条—OH、一条—CH3、一条—OOCH)结构,相对位置可以是:羟基甲基邻位,甲酸酯基剩余位置任意,四种;羟基甲基间位,甲酸酯基剩余位置任意,四种;羟基甲基对位,甲酸酯基与羟基邻位或者与甲基邻位,两种。综上,满足条件的同分异构体一共13种。所以本问第一空填“13”。羟基、甲基(或亚甲基)及甲酸酯基结构上的氢原子会各占一个谱峰,故苯环上氢原子只能有两个谱峰,所以限定结构只能是苯环对位二取代,羟基占一端,亚甲基连甲酸酯基一端,所以此空应填“ ”。
【分析】有机物结构推测,反应条件或参与反应物质信息是一个关键切入点。苯环上有各类取代基结构的对称性分析应在平时做好系统化整理。
1 / 1湖南省长沙市明德中学2020-2021学年高二下学期化学开学考试试卷
一、单选题
1.(2021高二下·长沙开学考)以下是应对新冠肺炎的一些认识和做法,错误的是(  )
A.治疗新冠肺炎的药物如氯喹的合成与分离与化学知识息息相关
B.生产N95口罩的主要原料是聚丙烯,聚丙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.酒精能使蛋白质失去生理活性,喷洒75%的酒精溶液消毒时要注意防火
D.公共场所用“84消毒液”和“洁厕灵”(主要成分为盐酸)的混合溶液杀菌消毒效果会更好
【答案】D
【知识点】物质的组成、结构和性质的关系;有机物的合成;乙醇的化学性质
【解析】【解答】A. 利用化学反应可以制取新的物质,根据混合物中各物质性质的不同,可以采用不同的方法对物质进行分离提纯,这些都与化学知识息息有关,A不符合题意;
B. 聚丙烯分子内不含不饱和键,因此聚丙烯不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,B不符合题意;
C. 酒精能使蛋白质失去生理活性,但由于酒精是易燃物,会着火燃烧,所以在喷洒75%的酒精溶液进行消毒时要注意防火,以免引起火灾,C不符合题意;
D. “84消毒液”主要成分是NaClO,“洁厕灵”主要成分为盐酸,若二者混合会发生反应产生有毒气体Cl2,导致大气污染,因此二者不能混合使用,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】84消毒液和洁厕灵发生氧化还原反应减弱了杀毒效果
2.(2021高一下·大庆开学考)X、Y、Z、R是短周期主族元素,X元素是形成有机化合物的必需元素,Y元素原子的最外层电子数是次外层的三倍,Z元素的原子半径是短周期主族元素中最大的,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和。下列叙述错误的是(  )
A.X、R元素的非金属性:R>X
B.XY2是形成酸雨的主要污染物
C.X、Z分别与R形成的化合物中化学键类型不同
D.含有X、Y、Z三种元素的化合物的溶液可能显碱性
【答案】B
【知识点】元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A.C、Cl的非金属性:Cl>C,故A不符合题意;
B.XY2是CO2,是造成温室效应的主要气体,故B符合题意;
C.X、Z分别与R形成的化合物为CCl4、NaCl,前者含共价键,后者含离子键,故C不符合题意;
D.含有X、Y、Z三种元素的化合物可为Na2CO3,其溶液显碱性,故D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】X、Y、Z、R是短周期主族元素,X元素是形成有机化合物的必需元素,则X为C,Y元素原子的最外层电子数是次外层的三倍,则Y为O,Z元素的原子半径是短周期主族元素中最大的,则Y为Na,R原子的核外电子数是X原子与Z原子的核外电子数之和,则R为Cl。
3.(2021高二下·长沙开学考)常温下用石墨作电极,电解100 mL 0.1 mol·L-1的Cu(NO3)2和0.1 mol·L-1的AgNO3组成的混合溶液,当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L 时,假设溶液体积不变,下列说法正确的是(  )
A.阴极增重1.4 g B.所得溶液pH<1
C.阴极增重0.64 g D.所得溶液pH>1
【答案】B
【知识点】电解池工作原理及应用;物质的量的相关计算
【解析】【解答】溶液中铜离子和银离子的物质的量都是0.01mol,根据放电顺序可知,阴极首先是银离子放电,生成银,然后是铜离子放电生成铜。阳极是OH-放电生成氧气,即氧气是0.05mol,转移电子是0.2mol,所以根据电子的得失守恒可知,阴极除了生成0.01mol银和铜外,还生成0.085mol氢气,所以阴极增加的质量是1.08g+0.64g=1.72g,选项A、C不符合题意;在金属离子放电的同时,溶液中产生氢离子,所得溶液pH<1,选项B符合题意,选项D不符合题意;
故答案为:B。
【分析】电解时在阴极区吸引大量的铜离子、银离子、氢离子,氧化性的强弱是:银离子>铜离子>氢离子。在阳极区吸引大量的硝酸根和氢氧根离子。放电顺序是:氢氧根>硝酸根。结合放电顺序即可判断选项是否正确
4.(2021高二下·长沙开学考)某溶液中可能含有 、K+、Ba2+、Fe3+、I-、 、 中的几种,现取l00rnL溶液加入少量溴水,溶液呈无色。继续滴加足量HNO3和Ba(NO3)2混合溶液,产生沉淀,沉淀经洗涤、高温干燥后质量为4.66g。滤液加足量NaOH溶液、加热,生成气体在标准状况下体积为1120rnL。(已知还原性: >I-)根据上述实验,以下推测正确的是(  )
A.原溶液肯定只存在 、
B.原溶液一定不含Ba2+、Fe3+、I-
C.原溶液可能存在K+、
D.另取试液滴加足量盐酸、BaCl2溶液,即可确定溶液离子组成
【答案】C
【知识点】离子共存;物质检验实验方案的设计
【解析】【解答】溶液中可能含有 、K+、Ba2+、Fe3+、I-、 、 中的几种,现取l00rnL溶液加入少量溴水,溶液呈无色,说明溶液中没有Fe3+,且有还原性离子将Br2还原,所得产物为无色,由还原性 >I-,溶液中可能不含I-,也可能I-未反应,但溶液中一定含 ,则溶液中不含与 能反应的Ba2+;滴加足量HNO3和Ba(NO3)2混合溶液, 氧化为 ,生成的4.66g沉淀为BaSO4,其物质的量= =0.02mol,由于溶液中一定含有 ,反应之后被氧化为 ,则无法判断原溶液中是否有 ,但 和 的物质的量之和必须等于0.02mol;加足量NaOH溶液产生的1120rnL气体为氨气,即原溶液中一定含有 ,由氮原子守恒,已n(NH3)=n( )= =0.05mol;由于0.02mol (或 和 )带0.04mol负电荷,而0.05mol 带0.05mol正电荷,而溶液要保持电中性,所以溶液中一定含有I-,如I-物质的量较多,溶液中可能还含有K+。
A.溶液中一定含 、 、I-,可能含有 、K+,A不符合题意;
B.由以上分析可知,原溶液中一定不存在Ba2+、Fe3+,一定有I-,B不符合题意;
C.由以上分析可知,原溶液中一定含 、 、I-,可能含有 、K+,C符合题意;
D.另取试液滴加足量盐酸、BaCl2溶液,只能检验出溶液中含不含 ,对K+的存在不能确定,只有用焰色反应来检验,D不符合题意。
故答案为:C。
【分析】溶液加入少量溴水,溶液呈无色,说明溶液中没有Fe3+,且有还原性离子将Br2还原,所得产物为无色,由还原性 >I-,溶液中可能不含I-,也可能I-未反应,但溶液中一定含 ,则溶液中不含与 能反应的Ba2+;沉淀为BaSO4,气体为氨气,根据题中数据计算出 、 的物质的量,由溶液的电中性来判断K+是否存在。
5.(2021高二下·长沙开学考)将等物质的量的A、B混合于2L的密闭容器中,发生下列反应:3A(g)+B(g) xC(g)+2D(g),经2min后测得D的浓度为0.5mol/L,c(A):c(B)=3:5,以C表示的平均速率v(C)=0.25mol L-1 min-1,下列说法正确的是(  )
A.反应速率
B.该反应方程式中,
C.2min时,A的物质的量为
D.2min时,A的转化率为
【答案】C
【知识点】化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】A.根据题意得v(D)=0.5mol/L÷2min=0.25mol·L-1·min-1,则根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知v(B)= v(D)=0.125mol·L-1·min-1,故A不符合题意;
B.根据题意得v(D)=0.5mol/L÷2min=0.25mol·L-1·min-1,以C表示的平均速率v(C)=0.25mol·L-1·min-1,根据化学反应速率之比等于方程式中化学计量数之比可知x=2,故B不符合题意;
C.2min时,D的物质的量是0.5mol/L×2L=1mol,所以消耗A、B的物质的量分别是1.5mol、0.5mol,设A、B起始物质的量均为y,则剩余A、B的物质的量分别是y-1.5mol、y-0.5mol,根据c(A):c(B)=3:5,解得 =3:5,解得y=3mol。所以2min时,A的物质的量为3mol-1.5mol=1.5mol,故C符合题意;
D.A的转化率为 ×100%=50%,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】根据给出数据可以计算出x的数值,再利用化学计量系数之比等于速率之比可计算出各物质的平均速率,结合三行式计算出其他的数据即可
6.(2019高二下·临河期末)化合物X的分子式为C5H11Cl,用NaOH的醇溶液处理X,可得分子式为C5H10的两种产物Y、Z,Y、Z经催化加氢后都可得到2-甲基丁烷。若将化合物X用NaOH的水溶液处理,则所得有机产物的结构简式可能是(  )
A.CH3CH2CH2CH2CH2OH B.
C. D.
【答案】B
【知识点】有机物的推断
【解析】【解答】A.CH3CH2CH2CH2CH2OH没有支链,A不符合题意;
B. 对应X为 ,生成的烯烃有2种,符合题目要求,B符合题意;
C. 对应的X发生消去反应生成一种烯烃,C不符合题意;
D. 对应的X为 ,不能发生消去反应,D不符合题意。
故答案为:B。
【分析】根据能跟H2加成生成2-甲基丁烷,说明Y和Z均为分子中含5个C原子的不饱和烃,其碳骨架为 ,氯代烃发生消去反应生成烯烃和烯烃加氢生成烷烃,碳架不变,故所得有机产物的碳架有一个支链甲基。
7.(2021高二下·长沙开学考)下列有关 沉淀溶解平衡的说法正确的是(  )
A.平衡时 沉淀生成和溶解的速率都等于零
B. 难溶于水,溶液中不存在 和
C.向 沉淀溶解平衡体系中加入 固体, 的 不变
D.升高温度, 的溶解度不变
【答案】C
【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.平衡时AgBr沉淀生成和溶解的速率相都等且不等于零,沉淀溶解平衡属于动态平衡,故A不符合题意;
B.AgBr难溶于水,但溶液中仍存在 和 离子,其浓度很小,故B不符合题意;
C. 只与难溶电解质的性质和温度有关,温度不变, 不变,故C符合题意;
D.温度升高,AgBr的溶解度增大,故D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】难溶电解质的电离平衡是吸热反应,难溶电解质的电离平衡是在进行的不是停止的,加入某种物质影响了离子的浓度平衡就会发生移动。
8.(2021高二下·长沙开学考)在有机物分子中,若某个碳原子连接着四个不同的原子或原子团,则这个碳原子被称为“手性碳原子”,凡含有手性碳原子的物质一定具有光学活性,如图所示该物质有光学活性,发生下列反应后生成的有机物无光学活性的是(  )
①与甲酸发生酯化反应 ②与NaOH溶液反 ③与银氨溶液作用④在催化剂存在下与氢气作用
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
【答案】B
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质
【解析】【解答】①与甲酸发生酯化反应,C原子仍连接4个不同的原子或原子团,具有光学活性,故不选①;
②与NaOH溶液反应,酯基水解生成-CH2OH,产物含2个-CH2OH,不具有手性碳原子,不具有光学活性,
故答案为:②;
③与银氨溶液作用,-CHO与银氨溶液反应生成-COONH4,仍具有手性碳原子,故不选③;
④在催化剂存在下醛基与氢气加成生成-CH2OH,产物含2个-CH2OH,不具有手性碳原子,不具有光学活性,
故答案为:④。
根据上面分析,发生反应后生成的有机物无光学活性的是:②④
答案:B
【分析】本题以手性碳考查有机物的结构与性质,注意把握醛、酯、醇的性质是解答的关键,题目难度不大。
9.(2021高二下·长沙开学考)将pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后,离子浓度大小的顺序正确的是(  )
A.c(Cl-)>c(NH )>c(OH-)>c(H+)
B.c(NH )>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)
C.c(Cl-)>c(NH )>c(H+)>c(OH-)
D.c(NH )>c(Cl-)>c(H+)>c(OH-)
【答案】B
【知识点】盐类水解的应用;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】由于常温下,将pH=3的盐酸与pH=11的氨水等体积混合后,氨水过量,溶液呈碱性,根据电荷守恒可知,c(NH )+ c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),又溶液呈碱性,即 ,故离子浓度关系为: ,B符合题意;
故答案为B。
【分析】根据电荷守恒以及反应后溶液的酸碱性即可判断
10.(2021高二下·长沙开学考)某有机物的结构简式如图所示,若等物质的量的该有机物分别与Na、NaOH、NaHCO3恰好反应时,则消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是(  )
A.3∶3∶2 B.6∶4∶3 C.1∶1∶1 D.3∶2∶1
【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】该有机物含-OH、-CHO、-COOH,设有机物为1mol,Na与-OH、-COOH反应,NaOH与酚羟基和-COOH反应,NaHCO3和-COOH反应,则消耗Na为3mol,消耗NaOH为2mol,消耗NaHCO3为1mol,则消耗Na、NaOH、NaHCO3的物质的量之比是3:2:1,D符合题意;
故答案为:D。
【分析】根据结构式可以确定官能团以及个数,再利用官能团的性质进行比较
11.(2021高二下·长沙开学考)25 ℃,有c(CH3COOH)+c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1的一组醋酸和醋酸钠混合溶液,溶液中c(CH3COOH)、c(CH3COO-)与pH的关系如图所示。下列有关叙述错误的是(  )
A.pH=5.5溶液中:c(CH3COOH)>c(CH3COO-)>c(H+)>c(OH-)
B.由图可知该温度下醋酸的电离常数为1×10-4.75
C.pH=3.5溶液中:c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1
D.向1 LW点所表示溶液中通入0.05 mol HCl气体(溶液体积变化可忽略):2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)+2c(Cl-)
【答案】A
【知识点】离子浓度大小的比较;电离平衡常数
【解析】【解答】A.当pH=5.5时,c(CH3COO-)>c(CH3COOH),选项A符合题意;
B.CH3COOH H++CH3COO-,c(H+)=10-4.75mol·L-1,c(CH3COOH)=c(CH3COO-)=0.05 mol·L-1,Ka= =1×10-4.75;
C.电荷守恒式为c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-),由于c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,所以c(Na+)+c(H+)-c(OH-)=c(CH3COO-)=0.1 mol·L-1-c(CH3COOH),即c(Na+)+c(H+)-c(OH-)+c(CH3COOH)=0.1 mol·L-1,选项C不符合题意;
D.通入HCl气体后发生反应为CH3COONa+HCl= CH3COOH+NaCl
0.05mol 0.05mol 0.05mol 0.05mol
相当于有0.1 mol的CH3COOH和0.05 mol的NaCl混合,c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=2c(Na+)=2c(Cl-),电荷守恒式为2c(Na+)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(Cl-)+2c(CH3COO-),即:c(CH3COO-)+c(CH3COOH)+2c(H+)=2c(OH-)+2c(Cl-)+2c(CH3COO-),化简得:2c(H+)+c(CH3COOH)=c(CH3COO-)+2c(OH-)+2c(Cl-),选项D不符合题意。
故答案为:A。
【分析】递减曲线为CH3COOH的变化曲线,递增曲线为CH3COO-的变化曲线。
A.结合图像即可判断
B.根据图像交点,结合电离平衡常数计算
C.考查的是电荷守恒的应用
D.物料守恒和电荷守恒的综合应用
二、多选题
12.(2021高二下·长沙开学考)某有机物的结构简式如图,下列说法正确的是(  )
A.分子式为C12H18O5
B.分子中含有2种官能团
C.能发生加成、取代、氧化等反应
D.能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】C,D
【知识点】有机物中的官能团
【解析】【解答】A.由题给结构简式可知该有机物的分子式为C12H20O,A不符合题意;
B.分子中含有羧基、羟基和碳碳双键3种官能团,B不符合题意;
C.该有机物有双键能发生加成、氢原子可以取代、羟基可以氧化等反应,C符合题意;
D.该有机物分子中含有碳碳双键,故能使溴的四氯化碳溶液褪色,D符合题意;
故答案为:CD。
【分析】根据有机物的结构式可以知道分子式,同时可以官能团以及官能团的个数,3个醇羟基、1个碳碳双键、1个羧基,可以发生取代、加成、氧化反应
13.(2021高二下·长沙开学考)草酸合铁(Ⅲ)酸钾晶体[KxFey(C2O4)z·nH2O]是一种光敏材料,为测定该晶体中各离子的含量和结晶水的含量,某实验小组的实验步骤为:①称量9.820g草酸合铁酸钾晶体,加热脱水得无水物质的质量为8.74g;②将所得固体配制成250mL溶液;③取所配溶液25.00mL于锥形瓶中,滴加酸性KMnO4溶液发生反应,恰好消耗0.1000mol/LKMnO4溶液24.00mL,反应式:5C2O +2MnO +16H+=10CO2+2Mn2++8H2O,下列说法正确的是(  )
A.9.820g晶体中含有C2O 的物质的量为0.06mol
B.配制草酸合铁酸钾溶液,玻璃仪器只需要烧杯和玻璃棒
C.该晶体的化学式为K3Fe(C2O4)3·6H2O
D.9.820g样品中含K+的物质的量为0.06mol
【答案】A,D
【知识点】常用仪器及其使用;相对分子质量的测定;探究物质的组成或测量物质的含量
【解析】【解答】A.高锰酸钾得到电子等于C2O 失去的电子,n得=0.1000mol/L×0.024L×(7﹣2)=0.012mol;C2O 全部转化成CO2,化合价变化+3→+4,根据电子守恒 n(C2O )= =0.006mol,反应从250mL溶液中取25.00mL,草酸根总量为0.06mol,故A符合题意;
B.需要配制成250mL溶液,必须使用到250容量瓶和胶头滴管,故B不符合题意;
C.250mL原溶液C2O42﹣的物质的量为0.006mol×10=0.06mol,故n[K3Fe(C2O4)3]=0.06mol× =0.02mol,9.820g三草酸合铁酸钾晶体中结晶水的质量为:9.820﹣8.74=1.08(g),故n(H2O)= =0.06mol,即0.02molK3Fe(C2O4)3中还有0.06molH2O,结晶水数目为3,故该晶体的化学式为K3Fe(C2O4)3 3H2O,故C不符合题意;
D.9.820g样品即0.02molK3Fe(C2O4)3中含K+的物质的量为0.06mol,故D符合题意;
故答案为:AD。
【分析】化学式中的数据的测定,配制溶液时,需要烧杯、玻璃棒、量筒、胶头滴管、250mL的容量瓶。根据数据计算可以得出配制的溶液的物质的量浓度。根据加热的数据可以计算出水的水的物质的量即可求出n的数值。根据滴定可以求出草酸根的物质的量以及个数z,再结合电荷守恒,即可求出x和y的数据
14.(2021高二下·长沙开学考)某有机物的结构简式如图所示,下列关于该物质的说法中错误的是(  )
A.该物质不能发生加成反应,但能在一定条件下发生加聚反应
B.该物质不能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀
C.该物质在NaOH的醇溶液中加热可转化为醇类
D.该物质可使溴水褪色
【答案】A,C
【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.该物质中含有碳碳双键,可以发生加成反应,A符合题意;
B.该物质为非电解质,不能电离出溴离子,则不能和AgNO3溶液反应产生AgBr沉淀,B不符合题意;
C.该物质在NaOH水溶液加热的条件可以发生水解反应生成醇类,C符合题意;
D.该物质中含有碳碳双键,可以发生加成反应使溴水褪色,D不符合题意;
故答案为:AC。
【分析】根据结构式确定分子式和官能团以及官能团的个数,含有一个碳碳双键,可以发生加成或者加聚反应,也可发生氧化反应,1个溴原子,可发生取代反应,可以通过一定的条件发生取代变成醇
三、综合题
15.(2021高二下·长沙开学考)工业上用锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,其流程示意图如图:
已知:生成氢氧化物沉淀的pH如表所示:
  Mn(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Cu(OH)2
开始沉淀时 8.3 6.3 2.7 4.7
完全沉淀时 9.8 8.3 3.7 6.7
注:金属离子的起始浓度为0.1mol/L,回答下列问题:
(1)含杂质的菱锰矿使用前需将其粉碎,主要目的是   ,盐酸溶解MnCO3的化学方程式是   。
(2)向溶液1中加入双氧水时,反应的离子方程式是   。
(3)滤液2中加入稍过量的难溶电解质MnS,以除去Cu2+,反应的离子方程式是   。
(4)将MnCl2转化为MnO2的另一种方法是电解法。
①阳极生成MnO2的电极反应式是   。
②若直接电解MnCl2溶液,生成MnO2的同时会产生少量Cl2,检验Cl2的操作是   。
③若在上述MnCl2溶液中加入一定量的Mn(NO3)2粉末,则无Cl2产生。其原因是   。
【答案】(1)增大接触面积,提高反应速率;MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O
(2)2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)2↓+4H+
(3)MnS+Cu2+=Mn2++CuS
(4)Mn-2e-+2H2O=MnO2+4H+;将润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近。若试纸变蓝则证明有Cl2生成;其他条件不变时,增大Mn2+浓度,有利于Mn2+放电(不利于Cl-放电)
【知识点】电极反应和电池反应方程式;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】(1) 将含有杂质的菱镁矿粉碎是为了增大反应物的接触面积,提高反应速率;盐酸与MnCO3反应,生成MnCl2、CO2和H2O;反应方程式为MnCO3+2HCl=MnCl2+CO2↑+H2O。
(2) H2O2具有氧化性,可将溶液中的Fe2+氧化。此时溶液呈酸性,因Fe(OH)3在pH较小时就能生成,故在一定浓度范围内可以与氢离子共存,根据上述条件可写出该反应的离子方程式为2Fe2++H2O2+4H2O=2Fe(OH)3↓+4H+。
(3) 该反应利用难溶物MnS可转化为更难溶物CuS的方法除去溶液中的Cu2+,由于反应中Cu2+沉淀完全,方程式用等号不用可逆符号,方程式为MnS+Cu2+=Mn2++CuS。
(4) ①电解反应中锰元素化合价由+2上升为+4,Mn2+失电子发生氧化反应,MnO2在电解池的阳极产生,电极反应方程式为:Mn2+-2e-+2H2O=MnO2+4H+。
②Cl-被氧化为Cl2,在阳极产生,因此检验Cl2的方法为:用润湿的淀粉碘化钾试纸置于阳极附近,若试纸变蓝则证明有Cl2生成。
③在其他条件不变的情况下,加入一定量的Mn(NO3)2粉末提高了溶液中Mn2+的浓度,有利于Mn2+放电,不利于Cl-的放电。
【分析】用菱锰矿(MnCO3)[含FeCO3、SiO2、Cu2(OH)
2CO3等杂质]为原料制取二氧化锰,需要分离除杂,结合流程图分析各步所加试剂及反应。菱镁矿加稍过量盐酸二氧化硅不反应,滤渣1则为SiO2,加双氧水氧化Fe2+,调pH至4,沉淀Fe3+,加MnS固体沉淀Cu2+,最后得到MnO2,以此解题。
16.(2021高二下·长沙开学考)为验证不同化合价铁的氧化还原能力,利用下列电池装置进行实验。
回答下列问题:
(1)由FeSO4·7H2O固体配制0.10mol/LFeSO4溶液,需要的仪器有药匙、玻璃棒、   (从下列图中选择,写出名称)。
(2)电池装置中,盐桥连接两电极电解质溶液。盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近。根据下表数据,盐桥中应选择   作为电解质。
阳离子 u∞×108(m2 s-1 V-1) 阴离子 u∞×108(m2 s-1 V-1)
Li+ 4.07 HCO 4.61
Na+ 5.19 NO 7.40
Ca2+ 6.59 Cl- 7.91
K+ 7.62 SO 8.27
(3)电流表显示电子由铁电极流向石墨电极。可知,盐桥中的阳离子进入   电极溶液中;
(4)电池反应一段时间后,测得铁电极溶液中c(Fe2+)增加了0.02mol/L。石墨电极上未见Fe析出。可知,石墨电极溶液中c(Fe2+)=   。
(5)根据(3)、(4)实验结果,可知石墨电极的电极反应式为   ,铁电极的电极反应式为   。因此,验证了Fe2+氧化性小于   、还原性小于   。
【答案】(1)烧杯、量筒、托盘天平
(2)KCl
(3)石墨
(4)0.09mol L-1
(5)2Fe3++2e-=2Fe2+;Fe-2e-=Fe2+;Fe3+;Fe
【知识点】电极反应和电池反应方程式;常用仪器及其使用;配制一定物质的量浓度的溶液;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)溶液配置根据配制过程:计算、称量、溶解、转移、洗涤、定容步骤进行判断所需仪器为:烧杯、量筒、托盘天平;
(2)根据题目盐桥中阴、阳离子不与溶液中的物质发生化学反应,并且电迁移率(u∞)应尽可能地相近进行判断,溶液中含有三价铁和二价铁会与碳酸氢根和硝酸根离子可能发生反应,电迁移率相近故只能选KCl;
(3)根据盐桥中微粒的作用是平衡两电解质溶液的电荷。石墨电极得电子,故阳离子进入石墨电极溶液中;
(4)根据总反应方程式,设溶液体积为1L进行计算: ,依据电子守恒 得右侧石墨电极二价铁离子浓度增大0.4mol/L,故变为0.9 mol/L;
(5)石墨电极的电极反应式为: ,铁电极的电极反应式为: ,验证了Fe2+氧化性小于Fe3+、还原性小于Fe;
【分析】(1)结合配制溶液的操作过程来写出玻璃仪器
(2)找出电迁移率接近的阴阳离子即可
(3)铁电极失去电子,电子流向正极,会吸引大量的阳离子
(4)根据得失电子即可计算出
(5)根据实验过程中电子移动,电解质溶液中微粒得失电子进行判断正极和负极的电极方程式的书写
17.(2021高二下·长沙开学考)利用甲醇(CH3OH)制备一些高附加值产品,是目前研究的热点。
(1)甲醇和水蒸气经催化重整可制得氢气,反应主要过程如下:
反应Ⅰ.CH3OH(g)+H2O(g) 3H2(g)+CO2(g) △H1
反应Ⅱ.H2(g)+CO2(g) H2O(g)+CO(g) △H2=akJ mol-1
反应Ⅲ.CH3OH(g) 2H2(g)+CO(g) △H3=bkJ mol-1
①△H1=   kJ mol-1。
②工业上采用CaO吸附增强制氢的方法,可以有效提高反应Ⅰ氢气的产率,如图1,请分析加入CaO提高氢气产率的原因   。
(2)CO2和H2充入一定体积的密闭容器中,在两种温度下发生反应:CO2(g)+3H2(g) CH3OH(g)+H2O(g),测得CH3OH的物质随时间的变化如图2。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为KⅠ   KⅡ(填“>”或“=”或“<”)。
②一定温度下,在容积为1L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器 甲 乙
反应物投入量 1molCO2、3molH2 1molCO2、1molH2、1molCH3OH、1molH2O(g)
若甲中平衡后气体的压强为开始的0.8倍,则乙容器起始时反应速率v正   v逆(填“>”“<”或“=”)。
③一定温度下:此反应在恒压容器中进行,能判断该反应达到化学平衡状态的依据是   。
a.容器中压强不变
b.H2的体积分数不变
c.c(H2)=3c(CH3OH)
d.容器中密度不变
e.2个C=O断裂的同时有3个H-H断裂
(3)Ⅱ.已知电离常数HCN:Ka=4.9×10-10;H2CO3:Ka1=4.3×10-7,Ka2=5.6×10-11,则向KCN溶液中通入少量CO2时的离子方程式为   。
(4)Ⅲ.利用人工光合作用,借助太阳能使CO2和H2O转化为HCOOH,如图所示,在催化剂b表面发生的电极反应为:   。
【答案】(1)b-a;CaO消耗CO2,降低CO2的浓度,促进平衡正向移动,提高H2的产率
(2)>;<;bd
(3)CO2+CN-+H2O=HCO +HCN
(4)CO2+2H++2e-=HCOOH
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡的影响因素;化学反应速率与化学平衡的综合应用
【解析】【解答】(1)①由盖斯定律可知,反应Ⅲ-反应Ⅱ得反应Ⅰ,则△H1=△H3-△H2= (b-a) kJ/mol,故答案为:b-a;
②碱性氧化物氧化钙能与酸性氧化物二氧化碳反应生成碳酸钙,使反应|中生成物二氧化碳的浓度减小,平衡向正反应方向移动,提高氢气的产率,
故答案为:CaO消耗CO2,降低CO2的浓度,促进平衡正向移动,提高H2的产率;
(2)①由图可知,曲线Ⅰ达到平衡所需时间大于曲线Ⅱ,说明曲线I的反应温度小于曲线II ,由甲醇的物质的量曲线I大于曲线Ⅱ可知,升高温度,平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,化学平衡常数减小,则曲线I对应的平衡常数大于曲线Ⅱ;
故答案为:> ;
②设甲容器中反应达到平衡时,消耗_二氧化碳amol,由题意可建立如下三段式: 由平衡后气体的压强为开始的0.8倍可得: ,解得a=0.4,平衡时物质的量浓度依次是0.6mol/L、1.8 mol/L、0.4 mol/L、0.4 mol/L,平衡常数K= ,温度不变,平衡常数不变,乙容器中反应的平衡常数与甲容器相等,由题给数据可知,乙容器中反应的浓度熵Qc= >K,平衡向逆反应方向移动,则起始时V正故答案为:<;
③a.该反应在恒压容器中进行,无论反应是否达到平衡,容器中压强始终不变,则容器中压强不变不能判断反应是否达到化学平衡状态,故不选;
b.H2的体积分数不变说明正逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态,
故答案为:;
c.c(H2) 与c (CH3OH)的关系与反应的起始量和反应进行的程度有关,则c (H2)=3c(CH3OH)不能判断反应是否达到化学平衡状态,故不选;
d.该反应是气体体积减小的反应,反应时气体的质量不变,容器的体积减小,容器中密度增大,则容器中密度不变说明正逆反应速率相等,反应达到化学平衡状态,
故答案为:;
e.2个C=O断裂代表正反应速率,3个H-H断裂也代表正反应速率,2个C=O断裂的同时有3个H-H断裂不能说明正逆反应速率相等,不能判断反应是否达到化学平衡状态,故不选;
故答案为:bd;
(3)弱酸的电离平衡常数越大,该酸的酸性就越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,根据电离平衡常数可知酸性:H2CO3> HCN>HCO ,所以向KCN溶液中通入少量CO2时反.应产生HCN和NaHCO3,该反应的离子方程式为: CO2+CN-+H2O=HCO +HCN;
故答案为:CO2+CN-+H2O=HCO +HCN;
(4)该装置为原电池,其中催化剂a为负极,失去电子,发生氧化反应,催化剂b为正极,得到电子发生还原反应。在催化剂b表面,CO2得到电子,通过质子交换膜的H+反应结合形成HCOOH,所以正极.上发生的电极反应式为: CO2+2H++2e-=HCOOH;
故答案为:CO2+2H++2e-=HCOOH。
【分析】(1)①盖斯定律的应用②减少生成物二氧化碳的量可以促进平衡向右移动
(2)①结合含量的大小以及K的计算公式即可判断 ②根据甲计算出该温度下的平衡常数,再计算出乙中的浓度商比较即可 ③判断时候平衡主要考虑正逆反应速率是否相等
(3)根据电离程度即可写出方程式
(4)根据起始物和产物确定得失电子的情况即可确定电池的正负极发生的反应
18.(2021高二下·长沙开学考)化合物G( )是一种新型化工原料,其合成路线图如图:
已知:A的最简式为C2H5;苯环上的烃基可被酸性KMnO4溶液氧化为—COOH。
(1)②的反应类型是   ,F中官能团的名称是   。
(2)A的分子式为   。
(3)B的结构简式为   。
(4)写出C→D的反应方程式   。
(5)F有多种同分异构体,其中符合下列条件的同分异构体共有   种,①遇氯化铁溶液发生显色反应②能发生水解反应、银镜反应。写出核磁共振氢谱有5组峰的物质的结构简式   。
【答案】(1)取代反应;羟基、酯基
(2)C4H10
(3)
(4) +3NaOH +NaCl+2H2O
(5)13;
【知识点】有机物中的官能团;有机物的结构和性质;苯的同系物及其性质;分子式;结构简式
【解析】【解答】(1)CH3COOH转化成CH3COCl,羟基被氯原子取代,故本问第一空填“取代反应”;物质E( )与甲醇在浓硫酸条件下反应,生成酯类物质F( ),故第二空填写“酯基、(酚)羟基”;
(2)物质A属于烃类,氢原子个数应为偶数,另碳氢个数比最大不超过n : 2n+2。综上,A应为C4H10,此空填“C4H10”;
(3)物质B、C、D的依次转化关系中,从转化条件可以看出,没有向苯环上增添支链的操作,再结合物质E( )的结构,可以推测出甲苯与Cl2发生取代反应,一个氯原子取代了甲基邻位苯环碳原子上的氢原子,所以本空填“ ”;
(4)物质C是邻氯代苯甲酸,与NaOH溶液在一定条件下发生反应,由物质E结构可以看出,苯环上氯原子被水解成酚羟基,羧基与酚羟基都可以与NaOH发生反应,故本空方程式应填写为“ +3NaOH +NaCl+2H2O”;
(5)条件①说明结构有苯环有酚羟基( );条件②说明结构中要有酯基和醛基,但F结构中只有一个碳氧双键,所以推测的异构体结构中必须是甲酸酯基(—OOCH)结构才满足原子种类、个数及单双键数量的限定;未确定结构为一个碳原子及相应个数氢原子。故所推测同分异构体可以是两条支链(一条—OH、一条 )结构,相对位置可以是邻、间、对三种,也可以是三条支链(一条—OH、一条—CH3、一条—OOCH)结构,相对位置可以是:羟基甲基邻位,甲酸酯基剩余位置任意,四种;羟基甲基间位,甲酸酯基剩余位置任意,四种;羟基甲基对位,甲酸酯基与羟基邻位或者与甲基邻位,两种。综上,满足条件的同分异构体一共13种。所以本问第一空填“13”。羟基、甲基(或亚甲基)及甲酸酯基结构上的氢原子会各占一个谱峰,故苯环上氢原子只能有两个谱峰,所以限定结构只能是苯环对位二取代,羟基占一端,亚甲基连甲酸酯基一端,所以此空应填“ ”。
【分析】有机物结构推测,反应条件或参与反应物质信息是一个关键切入点。苯环上有各类取代基结构的对称性分析应在平时做好系统化整理。
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