昆八中2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的原子量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 K39 Fe56 Cu64 Zn65
一、单选题
1. 下列有关化学用语的表示中正确的是
A. 丙烯的实验式为: B. 一氯甲烷的电子式为
C. 乙酸的结构简式为 D. 分子组成为的有机化合物有3种
2. 对于可逆反应,下列在不同条件下表示的反应速率中最快的是
A. B.
C. D.
3. 下列说法正确的是
A. 已知,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于
B. 已知,则的标准燃烧热为
C. 已知,则中通入,发生反应应时放热
D. 已知中和热可表示为,则与完全反应放出的热量为
4. 依据图示关系,下列说法不正确的是
A.
B. (石墨,s)、分别完全燃烧,石墨放出的热量多
C. C(金刚石,s)的过程是放热反应,不需要加热
D. C(石墨,s)的
5. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. NH4HCO3溶液中加少量 NaOH 溶液:++2OH-= NH3 ↑+ +2H2O
B. AlCl3溶液中加入过量的氨水:Al3++3OH-=Al (OH)3↓
C. 稀硫酸和氢氧化钡溶液反应:H+++Ba2++OH- =BaSO4 ↓+ H2O
D. 过量氨水吸收工业尾气中的SO2: 2NH3·H2O+ SO2=2+ +2H2O
6. A、B、C为中学常见的三种单质,B、C常温下为气态,将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色。它们之间的转化关系如图所示,下列推断中正确的是
A. 单质A少量或过量时与B反应生成不同的产物
B. 物质D被氧化生成F
C. 单质C是黄绿色气体
D. 单质A和E的水溶液反应的的类型是置换反应
7. X、Y、Z、Q、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价代数和均为0;Q与X同主族,R与Y同主族;Z与R最外层电子数之和是Y与Q最外层电子数之和的两倍。下列说法不正确的是
A. 原子半径:Q>R>Y>Z>X
B. 最高价氧化物水化物的酸性:Y>R
C. R与Z分别形成最简单氢化物的稳定性:R>Z
D. R的单质可用作半导体材料
8. 氟康唑是一种抗真菌药物,用于治疗真菌感染。其结构如图所示,其中五元环中所有原子都在同一个平面上。关于氟康唑的说法正确的是
A 氟康唑分子中所有原子共平面
B. 氟康唑分子中有1个手性碳原子
C. 氟康唑分子中C原子的杂化方式为sp2、sp3
D 氟康唑分子所有原子都满足8电子稳定结构
9. 羟甲香豆素(结构简式如图)对治疗“新冠”有一定的辅助作用。下列说法正确的
A. 羟甲香豆素的分子式为C10H10O3
B. 可用酸性KMnO4溶液检验羟甲香豆素分子中的碳碳双键
C. 1mol羟甲香豆素最多消耗的H2和溴水中的Br2分别为4mol和3mol
D. 1mol羟甲香豆素最多消耗氢氧化钠为2mol,且能与Na2CO3反应放出CO2
10. 为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法均正确的有几项
① ② ③ ④ ⑤
混合物 C2H6(C2H4) C2H2(H2S) 乙醇(水) 乙酸乙酯(乙酸) 苯(苯酚)
除杂试剂 酸性KMnO4溶液 CuSO4溶液 生石灰 饱和Na2CO3溶液 溴水
分离方法 洗气 洗气 蒸馏 分液 分液
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
11. 下列说法正确的是
A. 等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧生成CO2的物质的量相等
B. 聚丙烯可使溴水因发生化学反应而褪色
C. 高分子材料 由、、三种单体在一定条件下加聚得到
D. 苯乙烯通过加聚反应得到
12. 我国科学家在研究燃料电池方面有重大进展,装置如图所示,两电极间用允许离子通过半透膜隔开。下列说法正确的是
A. 正极电极反应式为
B. 半透膜为阳离子交换膜,储液池中需补充的物质A为
C. 当电路中转移电子时,理论上生成
D. 当转化为时,有的从右向左迁移
13. 近日,哈尔滨工业大学的研究团队发现,以非晶态(Ⅲ)基硫化物为催化剂,能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的能耗,其工作原理和反应机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 电解过程中,电极附近溶液的不变
B. 非晶态(Ⅲ)基硫化物能改变OER反应的反应热
C. OER分四步进行,其中没有非极性键的形成与断裂
D. UOR的电化学反应总过程为
14. 一定条件下,发生可逆反应,现将A、B物质按照物质的量和充入恒容容器中发生反应,另发生数次为该次投料量倍的反应。反应达到平衡时物质转化率与投料比和温度的关系如下图所示,则下列说法不正确的是
A. 若,则大于4
B.
C. 图像上任意一点都满足
D. 若则、b、1的三条线段将重合
15. 在1.0 L真空密闭容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g),在一定温度下进行反应:A(g)+B(g) C(g) ΔH,测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表:
时间/min 0 10 20 30 40
n(A)/mol 4.0 2.5 1.5 n2 n3
n(C)/mol 0 1.5 n1 3 3
回答下列问题:
(1)随着温度的升高,该反应的化学平衡常数减小,则ΔH___________(填“>”“<”或“=”)0,反应从起始到20 min内C的平均反应速率是___________ mol·L-1·min-1。
(2)该温度下,上述反应的化学平衡常数为___________。平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的___________。
(3)下列选项中能说明该反应在一定温度和恒容条件下达到平衡状态的是___________。
A. 反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆) B. A的质量不再改变
C. B的转化率不再改变 D. 密度不再改变
(4)若反应C(g) A(g)+B(g)进行时需加入稀释剂X气体(不参与反应),则C的平衡转化率与体系的温度、压强、X的物质的量的关系如图1、图2所示。
①由图1可知,T1___________(填“>”“<”或“=”)T2。
②由图2可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将___________(填“增大”“减小”或“不变”),其原因是___________。
16. 电解饱和食盐水,可以有效的利用海水资源,下图是电解饱和氯化钠溶液的示意图。
(1)电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为___________。
(2)电极A接电源的___________(填“正”或“负”极)。饱和氯化钠溶液从___________(填a或c)口进入,NaOH溶液从___________(填b或d)口导出。
(3)阳离子交换膜的作用是___________。
某研究小组用微生物电池模拟淡化海水,同时做电解实验,实验装置如图所示,C、D是铂电极。已知:苯酚的分子式为。
(4)丙装置中D电极为___________极。(填“阴”或“阳”或“正”或“负”)。
(5)若乙是铁片镀铜装置,A、B质量相同。当B和A的质量差为12.8g时,丙装置中C极产生的气体在标准状况下的体积是___________L。
(6)甲装置中:
①a极的电极反应式为___________。(苯酚用分子式表示)
②理论上每消除1mol苯酚,同时消除___________mol。
17. 乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应原理为
有关数据如下表:
有机物 相对分子质量 密度/() 沸点/℃ 水中溶解性
异戊醇 88 0.8123 131 微溶
乙酸 60 1.0492 118 溶
乙酸异戊酯 130 0.8670 142 难溶
实验步骤:
向如图所示的仪器A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。缓慢加热A,回流50min。反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤。分离出的产物加入少量无水固体,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得到乙酸异戊酯3.9g。
回答下列问题:
(1)仪器B名称是___________,碎瓷片的作用是___________。
(2)洗涤操作中,第一次水洗的目的是___________,第二次水洗的目的是___________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后粗产品应从分液漏斗的___________(填“上”或“下”)口分离出。
(4)实验中加入少量无水目的是___________。
(5)实验中加入过量乙酸的目的是___________。
(6)乙酸异戊酯的产率是___________。在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏___________(填“高”或“低”)。
18. 药物M可用于治疗动脉硬化,其合成路线如图所示:
已知:①B的核磁共振氢谱只有1个峰;
②
回答下列问题:
(1)有机物A的结构简式为___________,B中官能团的名称为___________。
(2)有机物D的结构简式为___________。
(3)有机物E→F的反应类型为___________。
(4)反应④的化学方程式为___________。
(5)有机物M中碳原子的杂化方式为___________。
(6)G的同分异构体有多种,写出满足下列条件的同分异构体的结构简式:___________。
①不存在顺反异构②结构中含有酚羟基③苯环上有两个取代基且位于邻位
(7)已知:,请以G为原料,选择必要的无机试剂合成I,设计合成路线___________。昆八中2023-2024学年高二上学期期末考试
化学试卷
考试时间:75分钟 满分:100分
可能用到的原子量:H1 C12 N14 O16 Na23 S32 K39 Fe56 Cu64 Zn65
一、单选题
1. 下列有关化学用语的表示中正确的是
A. 丙烯的实验式为: B. 一氯甲烷的电子式为
C. 乙酸的结构简式为 D. 分子组成为的有机化合物有3种
【答案】D
【解析】
【详解】A. 丙烯的实验式为:CH2,故A错误;
B. 一氯甲烷C、H原子间共用1对电子对,C、Cl原子间共用1对电子对,Cl原子最外层电子数为8,其电子式为,故B错误;
C. 乙酸的结构简式为,故C错误;
D. 分子组成为C5H12的烷烃为戊烷,有正戊烷、异戊烷、新戊烷三种同分异构体,故D正确;
故选D。
2. 对于可逆反应,下列在不同条件下表示的反应速率中最快的是
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【分析】在单位相同的条件下,不同物质的反应速率与其计量数的比值越大,该反应速率越快,注意速率单位统一。
【详解】A. A是固体,不能用浓度变化表示其反应速率;
B. ;
C. ;
D. ;
通过比较知,反应速率与其计量数的比值最大的是C;
故选C。
3. 下列说法正确的是
A. 已知,则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于
B. 已知,则的标准燃烧热为
C. 已知,则中通入,发生反应应时放热
D. 已知中和热可表示为,则与完全反应放出的热量为
【答案】A
【解析】
【详解】A.到放热,故则氢气与氟气反应生成液态氟化氢时放热大于,A正确;
B.燃烧热是101kPa时,1mol可燃物完全燃烧生成稳定产物时的反应热,常见元素的稳定产物:C→CO2(g)、H→H2O(l),不能根据,判断的标准燃烧热为,B错误;
C.为可逆反应,中通入,不能完全反应,放热小于,C错误;
D.已知中和热可表示为,生成2molH2O(l)放出热量,析出硫酸钡沉淀会放热,则与完全反应放出的热量大于,D错误;
故选A。
4. 依据图示关系,下列说法不正确的是
A.
B. (石墨,s)、分别完全燃烧,石墨放出的热量多
C. C(金刚石,s)的过程是放热反应,不需要加热
D. C(石墨,s)的
【答案】C
【解析】
【详解】A.石墨变成金刚石是吸热反应,所以,所以,故A正确;
B.(石墨,s)燃烧、分别完全燃烧,石墨放出的热量多,故B正确;
C.C(金刚石,s)的过程是放热反应,但是需要加热引发才能反应,故C错误;
D.
根据盖斯定律C(石墨,s)的,故D正确;
故选:C。
5. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. NH4HCO3溶液中加少量 NaOH 溶液:++2OH-= NH3 ↑+ +2H2O
B. AlCl3溶液中加入过量的氨水:Al3++3OH-=Al (OH)3↓
C. 稀硫酸和氢氧化钡溶液反应:H+++Ba2++OH- =BaSO4 ↓+ H2O
D. 过量氨水吸收工业尾气中的SO2: 2NH3·H2O+ SO2=2+ +2H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH4HCO3溶液中加少量 NaOH 溶液,只有与OH-发生反应:+OH-= +H2O,A不正确;
B.Al(OH)3不溶于氨水,AlCl3溶液中加入过量的氨水:Al3++3 NH3·H2O =Al(OH)3↓+3,B不正确;
C.稀硫酸和氢氧化钡溶液反应,生成BaSO4和水:2H+++Ba2++2OH-=BaSO4 ↓+ 2H2O,C不正确;
D.过量氨水吸收工业尾气中的SO2,生成(NH4)2SO3和水:2NH3·H2O+ SO2=2+ +2H2O,D正确;
故选D。
6. A、B、C为中学常见的三种单质,B、C常温下为气态,将D的饱和溶液滴入沸水中继续煮沸,溶液呈红褐色。它们之间的转化关系如图所示,下列推断中正确的是
A. 单质A少量或过量时与B反应生成不同的产物
B. 物质D被氧化生成F
C. 单质C是黄绿色气体
D. 单质A和E的水溶液反应的的类型是置换反应
【答案】D
【解析】
【详解】根据题意知,D为,A为,B为,C为,E为,F为,无论少量或过量时与反应均生成,A错误;被还原生成,B错误;单质C为,C错误;和盐酸发生的是置换反应,D正确。
7. X、Y、Z、Q、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价代数和均为0;Q与X同主族,R与Y同主族;Z与R最外层电子数之和是Y与Q最外层电子数之和的两倍。下列说法不正确的是
A. 原子半径:Q>R>Y>Z>X
B. 最高价氧化物水化物的酸性:Y>R
C. R与Z分别形成最简单氢化物的稳定性:R>Z
D. R单质可用作半导体材料
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、R是五种短周期主族元素,原子序数依次增大。X、Y两元素最高正价与最低负价代数和均为0,则X为H、Y为C;Q与X同主族,R与Y同主族,则Q为Na、R为Si;Z与R最外层电子数之和是Y与Q最外层电子数之和的两倍,则Z为O元素。从而得出X、Y、Z、Q、R分别为H、C、O、Na、Si。
【详解】A.X、Y、Z、Q、R分别为H、C、O、Na、Si,H为第一周期元素,原子半径最小,C、O为第二周期元素,原子半径C>O,Na、Si为第三周期元素,原子半径Na>Si,则原子半径:Na>Si>C>O>H,A正确;
B.Y为C、R为Si,二者为同主族元素,非金属性C>Si,则最高价氧化物对应水化物酸性:H2CO3>H2SiO3,B正确;
C.R与Z分别为Si和O,非金属性Si<O,则形成最简单氢化物的稳定性:SiH4<H2O,C不正确;
D.R为Si,它的单质的导电能力介于导体和绝缘体之间,可用作半导体材料,D正确;
故选C。
8. 氟康唑是一种抗真菌药物,用于治疗真菌感染。其结构如图所示,其中五元环中所有原子都在同一个平面上。关于氟康唑的说法正确的是
A. 氟康唑分子中所有原子共平面
B. 氟康唑分子中有1个手性碳原子
C. 氟康唑分子中C原子的杂化方式为sp2、sp3
D. 氟康唑分子所有原子都满足8电子稳定结构
【答案】C
【解析】
【详解】A.氟康唑分子中含有饱和碳原子,所有原子不可能共平面,A错误;
B.氟康唑分子中不存在手性碳原子,B错误;
C.氟康唑分子中环上的C原子的杂化方式为sp2,饱和碳原子是sp3,C正确;
D.氟康唑分子氢原子满足2电子稳定结构,D错误;
答案选C。
9. 羟甲香豆素(结构简式如图)对治疗“新冠”有一定的辅助作用。下列说法正确的
A. 羟甲香豆素的分子式为C10H10O3
B. 可用酸性KMnO4溶液检验羟甲香豆素分子中的碳碳双键
C. 1mol羟甲香豆素最多消耗的H2和溴水中的Br2分别为4mol和3mol
D. 1mol羟甲香豆素最多消耗氢氧化钠为2mol,且能与Na2CO3反应放出CO2
【答案】C
【解析】
【详解】A.由羟甲香豆素结构简式可知,其分子式为C10H8O3,A错误;
B.碳碳双键、酚羟基均能使酸性KMnO4溶液褪色,故不能用酸性KMnO4溶液检验羟甲香豆素分子中的碳碳双键,B错误;
C.碳碳双键、苯环均能和H2发生加成反应,碳碳双键还能和Br2发生加成反应,酚羟基的邻位和对位能和Br2发生取代反应,故1mol羟甲香豆素最多消耗的H2和Br2分别为4mol和3mol,C正确;
D.该分子中含有酯基和酚羟基,且酯基水解后又生成1个酚羟基,则1mol羟甲香豆素最多消耗氢氧化钠为3mol,另外分子中含有酚羟基,其酸性弱于碳酸,故羟甲香豆素不能与Na2CO3溶液反应放出CO2,D错误;
故选C。
10. 为提纯下列物质(括号内的物质为杂质),所选用的除杂试剂和分离方法均正确的有几项
① ② ③ ④ ⑤
混合物 C2H6(C2H4) C2H2(H2S) 乙醇(水) 乙酸乙酯(乙酸) 苯(苯酚)
除杂试剂 酸性KMnO4溶液 CuSO4溶液 生石灰 饱和Na2CO3溶液 溴水
分离方法 洗气 洗气 蒸馏 分液 分液
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5
【答案】B
【解析】
【详解】①.C2H4和酸性KMnO4溶液反应,生成CO2,引入新的杂质,错误;
②.H2S能与CuSO4溶液反应,生成难溶于水的CuS,而C2H2不与CuSO4反应,正确;
③.生石灰和水生成氢氧化钙,然后利于乙醇沸点较低的性质蒸馏出乙醇,正确;
④.碳酸钠和乙酸反应生成盐溶液、和乙酸乙酯不反应且分层,能用分液的方法分离出有机层乙酸乙酯,正确;
⑤.溴和苯酚生成的三溴苯酚溶于苯中,且溴水与苯互溶,不能用分液方法进行分离,错误;
故选B。
11. 下列说法正确的是
A. 等质量的丙烯和聚丙烯完全燃烧生成CO2的物质的量相等
B. 聚丙烯可使溴水因发生化学反应而褪色
C. 高分子材料 由、、三种单体在一定条件下加聚得到
D 苯乙烯通过加聚反应得到
【答案】A
【解析】
【详解】A.等质量的丙烯和聚丙烯即相同质量的 ,完全燃烧生成CO2的物质的量相等,A正确;
B.聚丙烯无碳碳双键,与溴水不发生化学反应、不能使其褪色,B错误;
C.此高分子材料由和二种单体在一定条件下加聚得到,C错误;
D.苯乙烯通过加聚反应得到 ,D错误;
故选A。
12. 我国科学家在研究燃料电池方面有重大进展,装置如图所示,两电极间用允许离子通过的半透膜隔开。下列说法正确的是
A. 正极电极反应式为
B. 半透膜为阳离子交换膜,储液池中需补充的物质A为
C. 当电路中转移电子时,理论上生成
D. 当转化为时,有的从右向左迁移
【答案】B
【解析】
【分析】由图可知HCOOH被氧化,HCOOH在负极失电子,Fe3+在正极得电子。
【详解】A.负极电极反应式为,A错误;
B.半透膜为阳离子交换膜,储液池中不断消耗氢离子同时产生硫酸钾,故需补充的物质A为,B正确;
C.当电路中转移1mol电子时,理论上生成0.5molK2SO4,故生成87g硫酸钾,C错误;
D.半透膜为阳离子交换膜,根据负极反应,当转化为时,转移2mole-,有2molK+从左向右迁移,D错误;
故选B。
13. 近日,哈尔滨工业大学的研究团队发现,以非晶态(Ⅲ)基硫化物为催化剂,能有效催化OER(析氧反应)和UOR(尿素氧化反应),从而降低电解水制氢过程中的能耗,其工作原理和反应机理如图所示:
下列说法正确的是
A. 电解过程中,电极附近溶液的不变
B. 非晶态(Ⅲ)基硫化物能改变OER反应的反应热
C. OER分四步进行,其中没有非极性键的形成与断裂
D. UOR的电化学反应总过程为
【答案】D
【解析】
【分析】该装置是电解池,电解水制氢,电极A上水得到电子生成氢气气,电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+2H2↑,电极B上尿素失电子生成氮气,电极反应式为;
【详解】A.电极A上电极反应式为2H2O+2e-=2OH-+2H2↑,电极A附近溶液的碱性增强,变大,故A错误;
B.非晶态(Ⅲ)基硫化物是OER反应的催化剂,能改变反应速率,不能改变OER反应的反应热,故B错误;
C.OER的第II步骤有O-O非极性键的形成,故C错误;
D.UOR尿素中N原子失电子生成氮气,生成1个氮气失去6个电子,电化学反应总过程为,故D正确;
故选D。
14. 一定条件下,发生可逆反应,现将A、B物质按照物质的量和充入恒容容器中发生反应,另发生数次为该次投料量倍的反应。反应达到平衡时物质转化率与投料比和温度的关系如下图所示,则下列说法不正确的是
A. 若,则大于4
B.
C. 图像上任意一点都满足
D. 若则、b、1的三条线段将重合
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,相同温度小,X为a时,A的转化率最大,若,则说明投料越多,A的转化率越大,增大投料量,相当于给体系加压,平衡正移,说明正反应为气体体积减小的反应,则m小于4,A错误;
B.由图可知,当投料量固定时,温度越高,A的转化率越小,说明反应为放热反应,则,B正确;
C.将A、B物质按照物质的量和充入恒容容器中发生反应,A、B按比例参与反应,则图像上任意一点都满足,C正确;
D.若,则反应为反应前后气体物质的量不变的反应,改变压强,平衡不移动,故投料量对化学平衡无影响,则、b、1的三条线段将重合,D正确;
故选A。
15. 在1.0 L真空密闭容器中充入4.0 mol A(g)和4.0 mol B(g),在一定温度下进行反应:A(g)+B(g) C(g) ΔH,测得不同时刻该容器内物质的物质的量如下表:
时间/min 0 10 20 30 40
n(A)/mol 4.0 2.5 1.5 n2 n3
n(C)/mol 0 1.5 n1 3 3
回答下列问题:
(1)随着温度的升高,该反应的化学平衡常数减小,则ΔH___________(填“>”“<”或“=”)0,反应从起始到20 min内C的平均反应速率是___________ mol·L-1·min-1。
(2)该温度下,上述反应的化学平衡常数为___________。平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的___________。
(3)下列选项中能说明该反应在一定温度和恒容条件下达到平衡状态的是___________。
A. 反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆) B. A的质量不再改变
C. B的转化率不再改变 D. 密度不再改变
(4)若反应C(g) A(g)+B(g)进行时需加入稀释剂X气体(不参与反应),则C的平衡转化率与体系的温度、压强、X的物质的量的关系如图1、图2所示。
①由图1可知,T1___________(填“>”“<”或“=”)T2。
②由图2可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将___________(填“增大”“减小”或“不变”),其原因是___________。
【答案】(1) ①. < ②. 0.125 mol·L-1·min-1
(2) ①. 3 ②. 0.625 (3)BC
(4) ①. > ②. 增大 ③. 随着X的物质的量的增多,容器体积增大,相当于减小反应体系的压强,平衡向正反应方向移动
【解析】
【小问1详解】
随着温度的升高,反应A(g)+B(g) C(g) ΔH的化学平衡常数减小,说明平衡逆向移动,则正反应为放热反应,ΔH<0;反应从起始到20 min内A的平均反应速率= ,则C的平均反应速率=0.125 mol·L-1·min-1;
【小问2详解】
根据表格数据可知,该温度下,30min时达平衡状态,此时C的浓度为,根据方程式,平衡时A、B的浓度均为,化学平衡常数;,则平衡时体系内气体的总压强是反应起始时总压强的0.625;
【小问3详解】
A.反应速率:vA(正)+vB(正)=vC(逆) ,则vA(正)<vC(逆),一定不是平衡状态,A不选;
B.A的质量不再改变,则A的浓度不变,能够说明达到平衡状态,B选;
C.B的转化率不再改变,则B的浓度不变,能够说明达到平衡状态,C选;
D.气体的质量和体积不变,密度始终不变,不能说明达到平衡状态,D不选;
故选BC;
【小问4详解】
①A(g)+B(g) C(g) ΔH<0,则C(g) A(g)+B(g) ΔH>0,温度升高,平衡正向移动,C的转化率增大,由图1可知,压强相同时,T1时C的转化率大于T2时C的转化率,故T1大于T2,故答案为:>;
②由图2可知,当其他条件不变时,增大X的物质的量,C的平衡转化率将增大,其原因是:其他条件不变,X的用量越大,容器的体积越大,相当于减小了原体系的压强,平衡正向移动,C的转化率增大。
16. 电解饱和食盐水,可以有效的利用海水资源,下图是电解饱和氯化钠溶液的示意图。
(1)电解饱和氯化钠溶液的离子方程式为___________。
(2)电极A接电源的___________(填“正”或“负”极)。饱和氯化钠溶液从___________(填a或c)口进入,NaOH溶液从___________(填b或d)口导出。
(3)阳离子交换膜的作用是___________。
某研究小组用微生物电池模拟淡化海水,同时做电解实验,实验装置如图所示,C、D是铂电极。已知:苯酚的分子式为。
(4)丙装置中D电极为___________极。(填“阴”或“阳”或“正”或“负”)。
(5)若乙是铁片镀铜装置,A、B质量相同。当B和A的质量差为12.8g时,丙装置中C极产生的气体在标准状况下的体积是___________L。
(6)甲装置中:
①a极的电极反应式为___________。(苯酚用分子式表示)
②理论上每消除1mol苯酚,同时消除___________mol。
【答案】(1)2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+ Cl2↑
(2) ①. 正 ②. a ③. d
(3)阻止OH-移向阳极,提高NaOH的产量和纯度,防止H2和Cl2混合发生爆炸
(4)阴 (5)1.12
(6) ①. C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+ ②. 5.6
【解析】
【小问1详解】
电解饱和食盐水,阴极上的电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阳极上的电极反应式为2Cl--2e-=Cl2↑,总反应式为2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+ Cl2↑,故答案为2Cl-+2H2OH2↑+2OH-+ Cl2↑;
【小问2详解】
根据问题(1)分析,电极A得到氯气,电极A作阳极,连接电源的正极;饱和氯化钠溶液从a口进入;从c口通入含有少量NaOH的蒸馏水,电极B的反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,因此NaOH溶液从d口导出;故答案为正;a;d;
【小问3详解】
因为氯气能与OH-反应,因此阳离子交换膜的作用是防止氯气与OH-反应,提高NaOH产量和纯度;同时还能防止氢气和氯气反应;故答案为阻止OH-移向阳极,提高NaOH的产量和纯度,防止H2和Cl2混合发生爆炸;
【小问4详解】
根据装置图的特点,甲装置为电池,乙、丙为电解池,a电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+,a电极为负极,则b电极为正极,根据电解原理,推出电极A、B、C、D分别作阳极、阴极、阳极、阴极;故答案为阴;
【小问5详解】
乙装置是铁片镀铜,则铁片作阴极(B),铜作阳极(A),阴极反应式为Cu2++2e-=Cu,阳极反应式为Cu-2e-=Cu2+,令生成Cu物质量为amol,则A极消耗Cu物质的量为amol,B和A质量差为12.8g,则有64g/mol×2a=12.8g,解得a=0.1mol,转移电子物质的量为0.2mol,C电极为阳极,电极反应式为2H2O-4e-=4H++O2↑,生成氧气的物质的量为0.05mol,标况下的氧气体积为22.4L/mol×0.05mol=1.12L;故答案为1.12L;
【小问6详解】
①根据装置图可知,a电极苯酚转化为二氧化碳,电极反应式为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;故答案为C6H6O+11H2O-28e-=6CO2↑+28H+;
②b电极反应式为2NO+12H++10e-=N2↑++6H2O,建立关系式有10C6H6O~280e-~56NO,没消除1mol苯酚,则消耗NO物质的量为=5.6mol;故答案为5.6。
17. 乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应原理为
有关数据如下表:
有机物 相对分子质量 密度/() 沸点/℃ 水中溶解性
异戊醇 88 0.8123 131 微溶
乙酸 60 1.0492 118 溶
乙酸异戊酯 130 0.8670 142 难溶
实验步骤:
向如图所示的仪器A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。缓慢加热A,回流50min。反应液冷却至室温后倒入分液漏斗中,依次用少量水、饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤。分离出的产物加入少量无水固体,静置片刻,过滤除去固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得到乙酸异戊酯3.9g。
回答下列问题:
(1)仪器B的名称是___________,碎瓷片的作用是___________。
(2)洗涤操作中,第一次水洗的目的是___________,第二次水洗的目的是___________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后粗产品应从分液漏斗的___________(填“上”或“下”)口分离出。
(4)实验中加入少量无水的目的是___________。
(5)实验中加入过量乙酸的目的是___________。
(6)乙酸异戊酯的产率是___________。在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏___________(填“高”或“低”)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管 ②. 防暴沸
(2) ①. 除去大部分的乙酸、硫酸 ②. 洗掉碳酸氢钠溶液
(3)上 (4)干燥产品
(5)提高异戊醇的转化率
(6) ①. 60% ②. 高
【解析】
【分析】在装置A中加入反应混合物和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,利用冷凝管冷凝回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸,再用水洗涤碳酸氢钠溶液,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体作干燥剂,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯。
【小问1详解】
仪器B的名称是球形冷凝管,碎瓷片的作用是防暴沸。
【小问2详解】
因为乙酸和浓硫酸都易溶于水,洗涤操作中,第一次水洗的目的是除去大部分的乙酸、硫酸,第二次水洗之前使用碳酸氢钠溶液洗涤,故这次的目的是洗掉碳酸氢钠溶液。
【小问3详解】
乙酸异戊酯的密度小于水的密度,分液时在上层,在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后粗产品应从分液漏斗的上口分离出。
【小问4详解】
无水MgSO4可以吸收水分,起到干燥的作用,实验中加入少量无水的目的是干燥。
【小问5详解】
实验中加入过量乙酸的目的是增加乙酸浓度,促进反应正向进行,提高异戊醇的转化率。
【小问6详解】
乙酸的物质的量为6.0g÷60g/mol=0.1mol,异戊醇的物质的量为4.4g÷88g/mol=0.05mol,根据反应原理可知,乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为3.9g÷130g/mol=0.03mol,所以实验中乙酸异戊酯的产率为;在蒸馏操作中,乙酸异戊酯的沸点为142℃,异戊醇的沸点为131℃,在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏高,会收集到少量未反应的异戊醇。
18. 药物M可用于治疗动脉硬化,其合成路线如图所示:
已知:①B的核磁共振氢谱只有1个峰;
②
回答下列问题:
(1)有机物A的结构简式为___________,B中官能团的名称为___________。
(2)有机物D的结构简式为___________。
(3)有机物E→F的反应类型为___________。
(4)反应④化学方程式为___________。
(5)有机物M中碳原子的杂化方式为___________。
(6)G的同分异构体有多种,写出满足下列条件的同分异构体的结构简式:___________。
①不存在顺反异构②结构中含有酚羟基③苯环上有两个取代基且位于邻位
(7)已知:,请以G为原料,选择必要的无机试剂合成I,设计合成路线___________。
【答案】18. ①. CH3CH2OHCH3 ②. 酮羰基
19. 20. 取代反应
21. +2Cl2+2HCl
22. sp2、sp3
23. 24. 。
【解析】
【分析】由流程结合化学式可知,B的核磁共振氢谱只有1个峰,则B为CH3COCH3,A为CH3CH2OHCH3;E为苯,E发生信息②反应生成F为;根据小问(7)已知信息可知,F和氯气发生取代反应生成G为,G转化为I 为;D、I发生酯化反应生成M,则D为,C为3个B生成的,C和氢气加成生成D。
【小问1详解】
由分析可知,有机物A的结构简式为CH3CH2OHCH3;B中官能团的名称为酮羰基。
【小问2详解】
M中含有酯基,则D和I发生酯化反应生成M,且有机物C中含有9个碳原子,由此可推知有机物D的结构简式为。
【小问3详解】
有机物E→F的反应为苯环氢被取代的反应,类型为取代反应。
【小问4详解】
反应④为F和氯气发生取代反应生成G,化学方程式为+2Cl2+2HCl。
【小问5详解】
有机物M中苯环碳、酯基碳为sp2杂化,饱和碳原子为sp3杂化。
【小问6详解】
G的同分异构体有多种,满足条件:①不存在顺反异构,则碳碳双键一端碳所连基团相同;②结构中含有酚羟基,-OH;③苯环上有两个取代基且位于邻位,则可以为。
【小问7详解】
G首先和氢氧化钠水溶液发生已知反应生成,然后氧化醛基为羧基得到,再和氢气加成得,则可设计合成路线为:。