江苏省泰州市2023-2024学年高二上学期期末调研测试化学试题(原卷版+解析版)

文档属性

名称 江苏省泰州市2023-2024学年高二上学期期末调研测试化学试题(原卷版+解析版)
格式 zip
文件大小 4.6MB
资源类型 教案
版本资源 苏教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-02-16 10:33:30

文档简介

泰州市2023-2024学年高二上学期期末调研测试
化学试题
(考试时间:75分钟;总分:100分)
注意事项:
1.本试卷共分单项选择题和非选择题两部分。
2.所有试题的答案均填写在答题纸上,答案写在试卷上的无效。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Cl—35.5
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 化学与科技、生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A. 冠醚可用于识别碱金属离子
B. 油脂在人体内水解为氨基酸和甘油
C. 用于3D打印的高聚物光敏树脂是混合物
D. 乙烯的产量是衡量石油化工发展水平的重要标志
2. 反应可用于制备碳化钙。下列说法正确的是
A. 碳单质一定为共价晶体 B. 中子数10的O原子表示为
C. 基态Ca原子价电子排布图为 D. 的电子式为
3. 下列实验装置和原理能达到实验目的的是
A. 装置甲可用于除去乙烷中乙烯 B. 装置乙可用于制取少量乙酸乙酯
C. 装置丙可用于制取少量乙烯 D. 装置丁可用于除去苯甲酸中的难溶性杂质
4. 下列有关说法错误的是
A. 苯酚和乙醇都可以用于杀菌消毒 B. 系统命名为2-甲基丁烷
C. 被氧化为醛的结构有2种 D. 在酸性条件下水解得乙酸和氨气
5. 下列说法正确的是
A. 为非极性分子 B. 结合的能力比强
C. 的键角比大 D. 中N原子提供空轨道形成配位键
6. 下列化学反应的表示正确的是
A. 金属钠和液氨反应:
B. 过量氨水和硫酸铜溶液反应:
C. 尿素和NaClO溶液在碱性条件下反应:
D. 肼燃烧的热化学方程式:
7. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,非金属元素X的基态原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z最高价氧化物对应的水化物是一元强碱,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 简单氢化物稳定性:
C. 第一电离能: D. 元素X、Y形成化合物是离子化合物
8. 化合物丙是一种治疗心脑血管疾病药物的中间体,其合成路线如下。下列说法正确的是
A. 甲属于芳香烃 B. 甲和乙可用银氨溶液鉴别
C. 乙和丙相对分子质量相差2 D. 丙分子中所有碳原子一定共平面
9. 反应的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 实际生产中选定的温度应充分考虑催化剂活性
C. 其他条件不变,增大,转化率增大
D. 其他条件不变,增大体系的压强能提高的反应速率和转化率
10. 一种大规模制取氢气的方法: 。其他条件不变,向上述体系中投入一定量的CaO,相同时间内可以明显提高的体积分数,对比实验的结果如图所示。下列说法正确的是
A. 相同条件下,CaO熔点高于MgO B. 相同质量的CaO,颗粒越小表面积越小
C. 加入CaO,反应的平衡常数不变 D. 时,说明反应已达平衡状态
11. 精细化学品W是酸性条件下X与HCN发生取代反应的主产物,Y、Z是反应过程中的过渡态或中间体。X→W的反应过程可表示为:
下列说法正确的是
A. X与互为同素异形体 B. 该过程产生的中间体可能有
C. Z中C、O原子的杂化类型均为 D. W分子中含有1个手性碳原子
12. 工业合成氮化镓的反应为 。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应并达到平衡,下列有关说法正确的是
A. 充入He,平衡向正反应方向移动
B. 将容器容积扩大,当体系再次达到平衡时,气体密度减小
C. 图-1可以表示镓的起始质量与氮化镓的平衡质量之间的关系
D. 图-2中正反应速率随时间变化趋势表明,t时刻改变的条件一定为升高温度
13. 逆水煤气变换体系中存以下两个反应:
反应Ⅰ ;反应Ⅱ
在恒压条件下,按投料比进行反应,含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应
B. M点反应Ⅰ的平衡常数K约为1
C. 加入合适的催化剂可由N点到P点
D. 500℃后,转化率明显增大是因为反应Ⅰ的改变程度小于反应Ⅱ的
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 锰酸锂作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。工业上利用溶液多途径制备锰酸锂的流程如下,回答下列问题:
已知:①硫酸的结构为
②干冰的晶胞结构见图。
(1)将干冰晶胞沿体对角线投影,●代表分子,则的投影图为______(选填序号)
A. B.
C. D.
(2)工艺1中,中S元素的化合价为,画出的结构式______。
(3)工艺2中,发生电解反应的离子方程式为。随着电解反应进行,为保持电解液成分和浓度稳定,应不断加入______(填化学式)。
(4)工艺3中,“沉锰、过滤”得到和;若“控温、氧化”时溶液的pH显著减小,此时发生反应的化学方程式为______。
(5)为控制碳排放,用NaOH溶液吸收焙烧窑中释放的并转化为正盐,理论上消耗的和NaOH的物质的量之比为______。
15. 化合物G是一种可用于治疗肾脏病引起的水肿的药物,部分合成路线如下:
已知:
(1)1mol中含有键数目为______mol。
(2)A到B经历卤代、氧化、还原三步反应,卤代步骤所需试剂与条件分别为______;氧化步骤所得有机物的结构简式为______。
(3)是一种脱水剂,F生成G的过程为F→X→G,X与F互为同分异构体,则X的结构简式为______。
(4)的一种同分异构体J满足下列要求,则J的结构简式为______。
①存在1个;②仅含一个环且为六元环;③含有3种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:①苯胺易被氧化;
②;
写出以A为原料制备的合成路线图________(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
16. 葡萄糖酸亚铁易溶于水、几乎不溶于乙醇,是常用的补铁剂,一种制备流程如下:
已知:溶液呈酸性,溶液呈碱性。
回答下列问题:
(1)葡萄糖酸的结构简式为______。
(2)反应Ⅰ制备,用如图所示实验装置完成。为避免产生,溶液与溶液混合时加料方式是______。
(3)过滤洗涤中,证明已洗涤干净方法是______.
(4)葡萄糖氧化为葡萄糖酸的一种生产工艺采用HBr催化氧化法。取一定量葡萄糖,加入蒸馏水至完全溶解,加入少量HBr和稍过量30%,充分反应,加热煮沸,将产生的气体用溶液吸收,加入无水乙醇,静置,过滤,干燥,得纯净葡萄糖酸晶体。
①完成HBr催化氧化法反应方程式。
第一步:______
第二步:
②加热煮沸的作用是______。
③加入无水乙醇的作用是______。
(5)用酸性溶液测定葡萄糖酸亚铁晶体中含量,进而计算出晶体的纯度,发现纯度总是大于100%。若实验操作和计算均正确,其可能原因是______。
17. 丙烯是重要的有机化合物,具有广泛应用。
Ⅰ.工业上以苯和丙烯为原料合成聚碳酸酯的生产原理如下。
(1)丙酮与水互溶原因是______。
(2)反应②的原子利用率为100%,加入的氧化剂是______(填分子式)。
(3)蒸馏分离丙酮、苯酚前,需要除去剩余硫酸,最适宜选择______(选填序号)。
A.NaOH B. C.
(4)E的分子式为,则其结构简式为______。
Ⅱ.开发新型高效、无毒的催化剂,以丙烯为还原剂脱硝除去NO。
(5)对Mn基催化剂分别添加Ce、Co助剂进行催化剂性能测试后,得到NO的转化率、的选择性随温度变化曲线分别如图-1、图-2所示。
添加助剂______(选填“Ce”、“Co”)改善催化剂的催化活性效果更加显著。
(6)研究表明催化剂添加助剂后催化活性提高的原因是形成活性参与反应,图-3为丙烯脱硝机理。
①图中,甲为______,乙为______。(用化学式表示)
②若参加反应的丙烯与NO物质的量之比为,则反应的化学方程式为______。泰州市2023-2024学年高二上学期期末调研测试
化学试题
(考试时间:75分钟;总分:100分)
注意事项:
1.本试卷共分单项选择题和非选择题两部分。
2.所有试题的答案均填写在答题纸上,答案写在试卷上的无效。
可能用到的相对原子质量:H—1 C—12 O—16 Cl—35.5
一、单项选择题:共13题,每题3分,共39分。每题只有一个选项最符合题意。
1. 化学与科技、生产、生活密切相关。下列叙述错误的是
A. 冠醚可用于识别碱金属离子
B. 油脂在人体内水解为氨基酸和甘油
C. 用于3D打印的高聚物光敏树脂是混合物
D. 乙烯的产量是衡量石油化工发展水平的重要标志
【答案】B
【解析】
【详解】A.冠醚与某些金属的包含物都是环状结构,冠醚可以与某些金属阳离子形成配合物,因此可用于识别碱金属离子,故A正确;
B.油脂是高级脂肪酸甘油酯,在人体内水解为高级脂肪酸和甘油,故B错误;
C.高聚物光敏树脂是由单体发生聚合反应得到的高分子化合物,由于聚合度不同,因此高聚物光敏树脂是混合物,故C正确;
D.乙烯是石油的裂解产物,乙烯的产量是衡量石油化工发展水平的重要标志,故D正确。
综上所述,答案为B。
2. 反应可用于制备碳化钙。下列说法正确的是
A. 碳单质一定为共价晶体 B. 中子数10的O原子表示为
C. 基态Ca原子价电子排布图为 D. 的电子式为
【答案】D
【解析】
【详解】A.碳单质中金刚石为共价晶体,石墨为混合晶体,C60为分子晶体,故A错误;
B.中子数10的O原子,其质量数为18,可表示为,故B错误;
C.基态Ca原子价电子排布式为4s2,价电子排布图为,故C错误;
D.是离子化合物,碳碳之间共用3对电子,其电子式为,故D正确。
综上所述,答案为D。
3. 下列实验装置和原理能达到实验目的的是
A. 装置甲可用于除去乙烷中乙烯 B. 装置乙可用于制取少量乙酸乙酯
C. 装置丙可用于制取少量乙烯 D. 装置丁可用于除去苯甲酸中的难溶性杂质
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯被酸性高锰酸钾氧化为二氧化碳,引入新杂志,故A错误;
B.乙醇和乙酸在浓硫酸作催化剂条件下生成乙酸乙酯,故B正确;
C.乙醇生成乙烯需在浓硫酸、170℃条件下进行,图中缺少温度计,故C错误;
D.苯甲酸的溶解度随温度的升高而增大,为防止苯甲酸的损失,用重结晶提纯时,应趁热过滤,故D错误;
故选B。
4. 下列有关说法错误的是
A. 苯酚和乙醇都可以用于杀菌消毒 B. 系统命名为2-甲基丁烷
C. 被氧化为醛的结构有2种 D. 在酸性条件下水解得乙酸和氨气
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯酚和乙醇都可以用于杀菌消毒,A正确;
B.系统命名为2-甲基丁烷,B正确;
C.被氧化为醛的结构为C3H7-CH2OH,C3H7-有2种,C正确;
D.在酸性条件下水解得乙酸和氨基酸,D错误;
答案选D。
5. 下列说法正确的是
A. 为非极性分子 B. 结合的能力比强
C. 的键角比大 D. 中N原子提供空轨道形成配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.NH2OH的结构不对称,正负电荷中心不重合,为极性分子,故A错误;
B.NH2OH中O的电负性大,导致NH2OH电子云密度降低,对于质子的结合能力变弱,故B错误;
C.NH3中N原子的价层电子对数为4,孤电子对数为1,键角为107°, H2O中O原子的价层电子对数为4,孤电子对数为2,键角为104.5°,故C正确;
D.中N原子提供孤电子对形成配位键,故D错误;
故选C。
6. 下列化学反应的表示正确的是
A. 金属钠和液氨反应:
B. 过量氨水和硫酸铜溶液反应:
C. 尿素和NaClO溶液在碱性条件下反应:
D. 肼燃烧的热化学方程式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属钠和液氨反应生成NaNH2和H2,反应的方程式为:,A错误;
B.过量氨水和硫酸铜溶液反应生成,反应的离子方程式为:,B正确;
C.尿素和NaClO溶液在碱性条件下反应生成N2H4、Na2CO3和NaCl,反应的离子方程式为:,C错误;
D.肼燃烧的热化学方程式中H2O应为液态,D错误;
答案选B。
7. 短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,非金属元素X的基态原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,Z最高价氧化物对应的水化物是一元强碱,Y、W最外层电子数相同。下列说法正确的是
A. 原子半径: B. 简单氢化物稳定性:
C. 第一电离能: D. 元素X、Y形成化合物是离子化合物
【答案】B
【解析】
【分析】基态O原子的核外电子排布式为1s22s22p4,电子总数是8,最高能级电子数是4,符合基态原子的电子总数是其最高能级电子数的2倍,则X为O;Z最高价氧化物对应的水化物是一元强碱,则Z为Na;短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,则Y为F;Y、W最外层电子数相同,则W为Cl,据此解题。
【详解】A.依据电子层数越多,半径越大,则,A错误;
B.非金属性越强,简单氢化物越稳定,非金属性F>Cl,则简单氢化物的稳定性,B正确;
C.主族元素同周期从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能,C错误;
D.元素X、Y形成化合物是OF2,是共价化合物,D错误;
答案选B。
8. 化合物丙是一种治疗心脑血管疾病药物的中间体,其合成路线如下。下列说法正确的是
A. 甲属于芳香烃 B. 甲和乙可用银氨溶液鉴别
C. 乙和丙相对分子质量相差2 D. 丙分子中所有碳原子一定共平面
【答案】C
【解析】
【详解】A.烃只含C、H元素,但甲含C、H、Cl元素,则甲不属于烃,A错误;
B.含有醛基官能团的有机物可以用银氨溶液进行鉴别,甲中含有氯原子、乙含有氯原子及羰基,B错误;
C.乙中含有羰基,丙中含有羟基,乙比丙多一个不饱和碳,则乙和丙相对分子质量相差2,C正确;
D.苯环为平面结构,但两个苯环以单键连接,则所有碳原子不一定在同一平面,D错误;
故选C
9. 反应的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A.
B. 实际生产中选定的温度应充分考虑催化剂活性
C. 其他条件不变,增大,转化率增大
D. 其他条件不变,增大体系的压强能提高的反应速率和转化率
【答案】A
【解析】
【详解】A.焓变等于断键吸收的热量减去成键放出的热量,因此 ,故A错误;
B.为加快反应速率,实际生产中选定的温度应充分考虑催化剂活性,故B正确;
C.其他条件不变,增大,可以理解为二氧化硫物质的量不变,不断增大氧气物质的量,氧气浓度增大,平衡正向移动,二氧化硫物质的量不断消耗,因此转化率增大,故C正确;
D.其他条件不变,增大体系的压强,浓度增大,反应速率增大,平衡正向移动,因此能提高的反应速率和转化率,故D正确。
综上所述,答案为A。
10. 一种大规模制取氢气的方法: 。其他条件不变,向上述体系中投入一定量的CaO,相同时间内可以明显提高的体积分数,对比实验的结果如图所示。下列说法正确的是
A. 相同条件下,CaO熔点高于MgO B. 相同质量的CaO,颗粒越小表面积越小
C. 加入CaO,反应的平衡常数不变 D. 时,说明反应已达平衡状态
【答案】C
【解析】
【详解】A.氧化钙和氧化镁均为离子化合物,镁离子半径小于钙,则氧化镁中离子键键能更大,熔点更高,A错误;
B.表面积越大,吸收越充分,结合图可知,相同质量的CaO,颗粒越小表面积越大,B错误;
C.平衡常数与温度有关,加入氧化钙不影响平衡常数,C正确;
D.时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应已达平衡状态,D错误;
故选C。
11. 精细化学品W是酸性条件下X与HCN发生取代反应的主产物,Y、Z是反应过程中的过渡态或中间体。X→W的反应过程可表示为:
下列说法正确的是
A. X与互为同素异形体 B. 该过程产生的中间体可能有
C. Z中C、O原子的杂化类型均为 D. W分子中含有1个手性碳原子
【答案】D
【解析】
【分析】由题意可知,W为CH3CHCNCH2OH。
【详解】A.X与互为同系物,错误;
B.该过程产生的中间体不可能,错误;
C.Z中带正电荷的C原子的杂化类型均为sp2,错误;
D.W分子中含有1个手性碳原子,正确。
故选D。
12. 工业合成氮化镓的反应为 。在恒温恒容密闭体系内进行上述反应并达到平衡,下列有关说法正确的是
A. 充入He,平衡向正反应方向移动
B 将容器容积扩大,当体系再次达到平衡时,气体密度减小
C. 图-1可以表示镓的起始质量与氮化镓的平衡质量之间的关系
D. 图-2中正反应速率随时间变化趋势表明,t时刻改变的条件一定为升高温度
【答案】B
【解析】
【详解】A.充入He不反应气体,恒容条件下,反应物浓度不变,则平衡不移动,A错误;
B.容积扩大,压强减小,平衡正向进行,气体总质量减小,体积增大,密度减小,B正确;
C.镓是固体,固体质量增大,平衡不移动,体系内氮化镓含量不变,图-1不符合题意,C错误;
D.图-2中,如果纵坐标为正反应速率,升高温度或增大压强,反应速率都增大,但升高温度,平衡逆向移动,开始时逆反应速率大于正反应速率;增大压强,平衡正向移动,开始时正反应速率大于逆反应速率,图像不符合题意,D错误;
故答案选B。
13. 逆水煤气变换体系中存在以下两个反应:
反应Ⅰ ;反应Ⅱ
在恒压条件下,按投料比进行反应,含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应
B. M点反应Ⅰ的平衡常数K约为1
C. 加入合适的催化剂可由N点到P点
D. 500℃后,转化率明显增大是因为反应Ⅰ的改变程度小于反应Ⅱ的
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据盖斯定律可知,反应为反应Ⅱ-反应Ⅰ,由图可知,随着温度升高,甲烷含量减小,一氧化碳含量增大,则说明随着温度升高,反应Ⅱ逆向移动,反应Ⅰ正向移动,则反应Ⅰ为吸热反应,,反应Ⅱ为放热反应,,则,,A错误;
B.M点没有甲烷产物,且二氧化碳、一氧化碳含量相等,投料,则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等,反应Ⅰ的平衡常数,B正确;
C.催化剂不影响化学平衡,主要影响反应速率,故体积分数不会上升,C错误;
D.500℃后,转化率明显增大,CO的生成速率也明显增大,说明反应Ⅰ的改变程度变大,故反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ,D错误;
故选B。
二、非选择题:共4题,共61分。
14. 锰酸锂作为一种新型锂电池正极材料受到广泛关注。工业上利用溶液多途径制备锰酸锂的流程如下,回答下列问题:
已知:①硫酸的结构为
②干冰的晶胞结构见图。
(1)将干冰晶胞沿体对角线投影,●代表分子,则的投影图为______(选填序号)
A. B.
C. D.
(2)工艺1中,中S元素的化合价为,画出的结构式______。
(3)工艺2中,发生电解反应的离子方程式为。随着电解反应进行,为保持电解液成分和浓度稳定,应不断加入______(填化学式)。
(4)工艺3中,“沉锰、过滤”得到和;若“控温、氧化”时溶液的pH显著减小,此时发生反应的化学方程式为______。
(5)为控制碳排放,用NaOH溶液吸收焙烧窑中释放的并转化为正盐,理论上消耗的和NaOH的物质的量之比为______。
【答案】(1)C (2)或
(3)
(4)
(5)
【解析】
【分析】工艺1中,K2S2O8中将Mn2+氧化为MnO2;工艺2中,发生电解反应的离子方程式为;工艺3中,Mn2+用氨水“沉锰、过滤”得到和;若“控温、氧化”时发生反应的化学方程式为,发生;将MnO2与碳酸锂共同煅烧得到最终产物LiMn2O4。
【小问1详解】
将干冰晶胞沿体对角线投影,●代表分子,该晶胞沿体对角线方向投影,体对角线方向的2个顶点和体心投到1个点,另外6个原子再六边形内部形成1个小六边形,因此的投影图为C. ,故答案为:C;
【小问2详解】
工艺1中,中S元素的化合价为,画出的结构式或。故答案为:或;
【小问3详解】
工艺2中,发生电解反应的离子方程式为。电解时电解液中Mn2+大量减少,O和H按物质的量比1∶1减少,随着电解反应进行,为保持电解液成分和浓度稳定,应不断加入。故答案为:;
【小问4详解】
工艺3中,“沉锰、过滤”得到和;若“控温、氧化”时溶液的pH显著减小,此时发生反应的化学方程式为。故答案为:;
【小问5详解】
煅烧窑中,MnO2和碳酸锂在加热的条件下,反应生成LiMn2O4、CO2和O2、根据原子守恒、化合价升降守恒可得反应的化学方程式是:2Li2CO3+8MnO2 4LiMn2O4+2CO2↑+O2↑,为控制碳排放,用NaOH溶液吸收焙烧窑中释放的并转化为正盐,+2NaOH=Na2CO3+H2O,理论上消耗的和NaOH的物质的量之比为。故答案为:。
15. 化合物G是一种可用于治疗肾脏病引起的水肿的药物,部分合成路线如下:
已知:
(1)1mol中含有键数目为______mol。
(2)A到B经历卤代、氧化、还原三步反应,卤代步骤所需试剂与条件分别为______;氧化步骤所得有机物的结构简式为______。
(3)是一种脱水剂,F生成G的过程为F→X→G,X与F互为同分异构体,则X的结构简式为______。
(4)的一种同分异构体J满足下列要求,则J的结构简式为______。
①存在1个;②仅含一个环且为六元环;③含有3种不同化学环境的氢原子。
(5)已知:①苯胺易被氧化;
②;
写出以A为原料制备的合成路线图________(无机试剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)15 (2) ①. 、 ②.
(3) (4) (5)
【解析】
【分析】根据题意A到B经历卤代、氧化、还原三步反应,卤代步骤是在苯环上引入-Cl,Cl2在FeCl3催化下发生反应,氧化步骤是-CH3转化为-COOH,可以用酸性高锰酸钾溶液氧化,还原步骤是-NO2转化为-NH2,根据已知在Fe、HCl条件下反应;B到C是-NH2转化为-N≡NCl;C到D是-N≡NCl转化为-F;D到E是引入-SO2NH2;E到F是-COOH转化为,即羧基转化为酰胺基;F到G的过程为F→X→G,F先转化为同分异构体X,再在POCl3作用下脱水生成G,故X为;G到H是取代G中F原子;H到I是-C≡N与NaN3、NH4Cl的加成环化,据此分析解题。
【小问1详解】
中,苯环与其直接相连的Cl、F、C原子中有12个σ键,-COOH中还有3个σ键,故共15个σ键,即1mol中有15molσ键;
【小问2详解】
根据图示,卤代步骤是在苯环上引入-Cl,则卤代试剂为Cl2,条件是FeCl3作催化剂;
氧化步骤是-CH3转化为-COOH,其余结构不变,故氧化步骤所得有机物结构简式为;
【小问3详解】
F→G为:,则转化为-C≡N,其余结构不变,F生成G的过程为F→X→G ,X与F互为同分异构体,是一种脱水剂,则F先转化为X,X再脱水为G,则X中有,即X为;
【小问4详解】
的一种同分异构体J满足下列要求,①存在1个;②仅含一个环且为六元环;则环上杂S、N,③含有3种不同化学环境的氢原子,则环状结构对称,综上J的结构简式为;
【小问5详解】
以A为原料制备,一方面-CH3氧化为-COOH,一方面-NO2转化为-OH,苯胺易被氧化,故先氧化-CH3,又,则依据流程信息A→C,-NO2先转化为-NH2,再转化生成,综上合成路线为:。
16. 葡萄糖酸亚铁易溶于水、几乎不溶于乙醇,是常用的补铁剂,一种制备流程如下:
已知:溶液呈酸性,溶液呈碱性。
回答下列问题:
(1)葡萄糖酸的结构简式为______。
(2)反应Ⅰ制备,用如图所示实验装置完成。为避免产生,溶液与溶液混合时的加料方式是______。
(3)过滤洗涤中,证明已洗涤干净的方法是______.
(4)葡萄糖氧化为葡萄糖酸的一种生产工艺采用HBr催化氧化法。取一定量葡萄糖,加入蒸馏水至完全溶解,加入少量HBr和稍过量30%,充分反应,加热煮沸,将产生的气体用溶液吸收,加入无水乙醇,静置,过滤,干燥,得纯净葡萄糖酸晶体。
①完成HBr催化氧化法的反应方程式。
第一步:______
第二步:
②加热煮沸的作用是______。
③加入无水乙醇的作用是______。
(5)用酸性溶液测定葡萄糖酸亚铁晶体中含量,进而计算出晶体纯度,发现纯度总是大于100%。若实验操作和计算均正确,其可能原因是______。
【答案】(1)
(2)用滴液漏斗向盛有溶液的烧瓶中缓慢滴加溶液
(3)取最后一次洗涤滤液少许于试管中,加入稀盐酸,再加入2~3滴溶液,没有明显现象,则洗涤干净
(4) ①. ②. 去除多余,防止氧化 ③. 降低溶剂极性,从而减小葡萄糖酸溶解量,便于葡萄糖酸晶体析出
(5)酸性会氧化葡萄糖酸根离子(或葡萄糖酸亚铁)中羟基
【解析】
【分析】溶液呈酸性,溶液呈碱性,为避免生成氢氧化亚铁,则应该向硫酸亚铁中滴加碳酸钠溶液得到碳酸亚铁沉淀,过滤洗涤,将葡萄糖酸加到碳酸亚铁中得到葡萄糖酸亚铁,加入无水乙醇,静置,析出晶体,过滤,干燥得到葡萄糖酸亚铁。
【小问1详解】
葡萄糖的结构简式为,葡萄糖被氧化生成葡萄糖酸,则葡萄糖酸的结构简式为;故答案为:。
【小问2详解】
碳酸钠溶液显碱性,若将硫酸亚铁加到碳酸钠溶液中会生成,为避免产生,溶液与溶液混合时的加料方式是用滴液漏斗向盛有溶液的烧瓶中缓慢滴加溶液;故答案为:用滴液漏斗向盛有溶液的烧瓶中缓慢滴加溶液。
【小问3详解】
过滤洗涤中,证明已洗涤干净,主要是检验最后一次洗液中是否含有硫酸根,其检验的方法是取最后一次洗涤滤液少许于试管中,加入稀盐酸,再加入2~3滴溶液,没有明显现象,则洗涤干净;故答案为:取最后一次洗涤滤液少许于试管中,加入稀盐酸,再加入2~3滴溶液,没有明显现象,则洗涤干净。
【小问4详解】
葡萄糖氧化为葡萄糖酸的一种生产工艺采用HBr催化氧化法。取一定量葡萄糖,加入蒸馏水至完全溶解,加入少量HBr和稍过量30%,充分反应,加热煮沸,将产生的气体用溶液吸收,加入无水乙醇,静置,过滤,干燥,得纯净葡萄糖酸晶体。
①HBr作催化剂,根据第二步的反应分析得到第一步为,第二步:;故答案为:。
②由于加入了稍过量30%,因此加热煮沸的作用是去除多余,防止氧化;故答案为:去除多余,防止氧化。
③根据加入无水乙醇,静置,过滤,干燥,得纯净葡萄糖酸晶体,则加入无水乙醇的作用是降低溶剂极性,从而减小葡萄糖酸溶解量,便于葡萄糖酸晶体析出;故答案为降低溶剂极性,从而减小葡萄糖酸溶解量,便于葡萄糖酸晶体析出。
【小问5详解】
用酸性溶液测定葡萄糖酸亚铁晶体中含量,进而计算出晶体的纯度,发现纯度总是大于100%。葡萄糖酸亚铁含有羟基,羟基具有还原性,若实验操作和计算均正确,其可能原因是酸性会氧化葡萄糖酸根离子(或葡萄糖酸亚铁)中羟基;故答案为:酸性会氧化葡萄糖酸根离子(或葡萄糖酸亚铁)中羟基。
17. 丙烯是重要的有机化合物,具有广泛应用。
Ⅰ.工业上以苯和丙烯为原料合成聚碳酸酯的生产原理如下。
(1)丙酮与水互溶的原因是______。
(2)反应②的原子利用率为100%,加入的氧化剂是______(填分子式)。
(3)蒸馏分离丙酮、苯酚前,需要除去剩余硫酸,最适宜选择______(选填序号)。
A.NaOH B. C.
(4)E的分子式为,则其结构简式为______。
Ⅱ.开发新型高效、无毒催化剂,以丙烯为还原剂脱硝除去NO。
(5)对Mn基催化剂分别添加Ce、Co助剂进行催化剂性能测试后,得到NO的转化率、的选择性随温度变化曲线分别如图-1、图-2所示。
添加助剂______(选填“Ce”、“Co”)改善催化剂的催化活性效果更加显著。
(6)研究表明催化剂添加助剂后催化活性提高的原因是形成活性参与反应,图-3为丙烯脱硝机理。
①图中,甲为______,乙为______。(用化学式表示)
②若参加反应的丙烯与NO物质的量之比为,则反应的化学方程式为______。
【答案】17. 丙酮与水之间形成氢键,丙酮与水都是极性分子
18.
19. C 20.
21. Ce 22. ①. ②. ③. 2
【解析】
【分析】丙烯和苯生成异丙苯,异丙苯氧化为,再和浓硫酸反应转化为苯酚和丙酮,两者反应生成E为:;E和COCl2合成聚碳酸酯;
【小问1详解】
丙酮分子含有羰基能与水形成氢键,且丙酮与水都是极性分子,导致丙酮与水互溶;
【小问2详解】
比较反应②前后物质的结构可知,分子中增加了2个氧原子,原子利用率为100%,则加入的氧化剂是;
【小问3详解】
苯酚具有一定的酸性,能和氢氧化钠、碳酸钠反应,但是不和碳酸氢钠反应,碳酸氢钠能和稀硫酸反应,故选C;
【小问4详解】
苯酚和丙酮生成E,E合成聚碳酸酯,结合E的分子式为、聚碳酸酯结构可知,2分子苯酚酚羟基对位的氢与丙酮中羰基反应生成E,E为;
【小问5详解】
由图可知,添加助剂Ce后,在225℃左右时,NO的转化率最大,且此时氮气的选择性为100%,能有效脱硝除去NO,故Ce对改善催化剂的催化活性效果更加显著;
【小问6详解】
①由图可知,氧气、二氧化氮、氧离子三者反应生成甲,氧气具有氧化性,结合质量守恒可知,生成甲为二氧化氮被氧化生成的硝酸根离子:;丙烯被氧气、硝酸根离子氧化为-COOH、-COO-,则氮被还原为无毒的乙物质氮气:;
②若参加反应的丙烯与NO物质的量之比为,若1分子丙烯参与反应,碳元素化合价由-2变为+4,失去6×3=18个电子,2分子NO生成氮气,得到2×2=4个电子,根据电子守恒可知,参与反应氧化剂氧气分子数为(18-4)÷4=3.5个,则参与反应丙烯、NO、氧气分子个数比为2:4:7,结合质量守恒可知,反应为2。
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