新情境命题1 关注生产生活
1.(2023·深圳月考)我国饮食文化底蕴深厚,讲究色、香、味、形俱全。下列说法不正确的是( )
A.醋溜土豆丝富含淀粉
B.绿豆糖水中的蔗糖是二糖
C.清蒸鲈鱼富含维生素C
D.芹菜炒肉中的芹菜富含纤维素
2.(2023·广东调研)化学与人类的生活、生产息息相关。下列叙述错误的是( )
A.“84”消毒液可用于地面、桌面的消毒
B.地沟油经加工处理后,可以用作生物柴油
C.食品加工时不可添加任何防腐剂
D.掩埋废旧电池会造成环境污染
3.(2023·深圳统考)化学在环境污染治理中发挥了重要作用。下列治理措施没有运用相应化学原理的是( )
选项 治理措施 化学原理
A 向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成 CaO具有碱性氧化物的通性
B 在汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染 CO和NO在催化剂作用下发生反应,生成无毒气体
C 用聚乳酸塑料替代传统塑料以减少白色污染 聚乳酸具有生物可降解性
D 向工业废水中添加FeS以除去废水中的Cu2+ FeS具有还原性
4.下列过程与所述化学知识有关联的是( )
选项 过程 知识
A 用氢氟酸制作雕花玻璃 SiO2是酸性氧化物
B 电解NaCl-KCl-AlCl3熔融盐制铝 熔融的AlCl3易电离
C 栽培韭菜施加草木灰 草木灰中含K2CO3等
D 运输水果的车厢使用聚苯乙烯材料 聚苯乙烯有催熟作用
5.溴苯可用于生产镇痛解热药和止咳药,其制备、纯化流程如图。下列说法错误的是( )
A.“过滤”可除去未反应的铁粉
B.“除杂”使用饱和NaHSO3溶液可除去剩余的溴单质
C.“干燥”时可使用浓硫酸作为干燥剂
D.“蒸馏”的目的是分离苯和溴苯
6.“84”消毒液和医用酒精均可以对环境进行消毒,若混合使用可能发生反应:CH3CH2OH+4NaClO===NaCl+CHCl3+HCOONa+2NaOH+H2O。已知:Ka(HClO)=3.0×10-8,Ka1(H2CO3)=4.3×10-7,Ka2(H2CO3)=5.6×10-11。下列说法正确的是( )
A.“84”消毒液在空气中发生反应:2NaClO+CO2+H2O===Na2CO3+2HClO
B.氧化剂与还原剂的物质的量之比为1∶4
C.标准状况下,11.2 L CHCl3中含有0.5NA个C原子
D.该反应中每消耗1 mol CH3CH2OH,转移8NA个电子
7.氟他胺G是一种可用于治疗肿瘤的药物,其制备的部分合成路线如下(已知:吡啶是一种有机碱)。下列说法错误的是( )
A.D中所有的碳原子均在同一平面上
B.吡啶的作用是吸收反应产生的HCl,提高反应转化率
C.E的分子式是C11H11NOF3
D.反应⑥的反应试剂和反应条件是浓硫酸、浓硝酸,加热
8.氨氮是水体的污染物之一,工业上可用次氯酸盐作处理剂,有关反应可表示为:①2NH3+3ClO-===N2↑+3Cl-+3H2O
②NH3+4ClO-+OH-===NO+4Cl-+2H2O
实验室将1 L 0.006 mol·L-1的氨水分别和不同量的NaClO混合,测得溶液中氨去除率、总氮(氨氮和硝氮的总和)残余率与NaClO投入量(用n表示)的关系如图所示。下列说法错误的是( )
A.n1的数值为9.75×10-3
B.n=n1时,c(Cl-)>4c(NO)
C.nD.n>n1时,n越大,生成N2的量越少
9.(2023·深圳二调)化合物Ⅷ是合成治疗心衰药物的中间体,该物质的合成路线片段如下(部分反应条件省略):
回答下列问题:
(1)化合物Ⅰ分子式为________,化合物Ⅷ中含氧官能团有________(写名称)。
(2)Ⅱ→Ⅲ涉及两步反应,第一步反应类型为加成反应,第二步的反应类型为___________________________________________________________________。
(3)Ⅴ→Ⅵ的化学方程式可表示为Ⅴ===Ⅵ+HCl,化合物Ⅵ的结构简式为___________________________________________________________________。
(4)化合物Ⅳ、Ⅴ、Ⅶ中,化合物________(填标号)含有手性碳原子。
(5)化合物Y在分子组成上比化合物Ⅶ少两个CH2,同时符合下列条件的Y的同分异构体有________种,其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为____________________________________(任写一种)。
条件:①除苯环外不含其他环结构,且苯环上有两个取代基,其中一个为—NH2;
②可使溴的四氯化碳溶液褪色;
③可发生水解反应。
(6)根据上述信息,写出以溴乙烷的一种同系物及为原料合成的路线(无机试剂任选)。
10.锗(Ge)是门捷列夫在1871年所预言的元素“亚硅”,高纯度的锗已成为目前重要的半导体材料,其化合物在治疗癌症方面也有着独特的功效。如图是以锗锌矿(主要成分为GeO2、ZnS,另外含有少量的Fe2O3等)为主要原料生产高纯度锗的工艺流程:
已知:GeO2可溶于强碱溶液,生成锗酸盐;GeCl4的熔点为-49.5 ℃,沸点为84 ℃,在水中或酸的稀溶液中易水解。
(1)Ge在元素周期表中的位置是_________________________________________,
GeCl4晶体所属类别是________。
(2)步骤①NaOH溶液碱浸时发生的离子反应方程式为__________________________________________________________________。
(3)步骤③沉锗过程中,当温度为90 ℃,pH为14时,加料量(CaCl2/Ge质量比)对沉锗的影响如表所示,选择最佳加料量为________(填“10-15”“15-20”或“20-25”)。
编号 加料量 (CaCl2/Ge) 母液体 积(mL) 过滤后滤液 含锗(mg/L) 过滤后 滤液pH 锗沉淀 率(%)
1 10 500 76 8 93.67
2 15 500 20 8 98.15
3 20 500 2 11 99.78
4 25 500 1.5 12 99.85
(4)步骤⑤中选择浓盐酸而不选择稀盐酸的原因是__________________________________________________________________。
(5)步骤⑥的化学反应方程式为________________________________________
__________________________________________________________________。
(6)Ge元素的单质及其化合物都具有独特的优异性能,请回答下列问题:
①量子化学计算显示含锗化合物H5O2Ge(BH4)3具有良好的光电化学性能。CaPbI3是H5O2Ge(BH4)3的量子化学计算模型,CaPbI3的晶体结构如图所示,若设定图中体心钙离子的分数坐标为(,,),则分数坐标为(0,0,)的离子是________。
②晶体Ge是优良的半导体,可作高频率电流的检波和交流电的整流用。如图为Ge单晶的晶胞,设Ge原子半径为r pm,阿伏加德罗常数的值为NA,则该锗晶体的密度计算式为(不需化简)ρ=____________________________ g/cm3。
新情境命题1 关注生产生活
1.C [A.土豆富含淀粉,A正确;B.蔗糖是由葡萄糖和果糖形成的二糖,B正确;C.鲈鱼富含蛋白质,C错误;D.芹菜富含纤维素,D正确。]
2.C [A.“84”消毒液主要成分是NaClO,具有强氧化性,可用于地面、桌面的消毒,A正确;B.地沟油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,可与甲醇在催化剂的作用下发生酯交换制得生物柴油,B正确;C.食品加工时,可适当添加食品添加剂和防腐剂等,如苯甲酸钠,C错误;D.废旧电池中含有重金属离子,会造成土壤污染,D正确。]
3.D [A.向燃煤中添加生石灰以减少酸雨的形成,是因为氧化钙能和二氧化硫等气体反应,体现了CaO具有碱性氧化物的通性,故A不符合题意;B.汽车尾气系统中安装催化转化器以减少尾气污染,是排气系统中CO和NO在催化剂作用下发生反应,生成无毒气体氮气和二氧化碳减少污染,故B不符合题意;C.聚乳酸具有生物可降解性,易于降解可减少白色污染,故C不符合题意;D.向工业废水中添加FeS以除去废水中的Cu2+,是铜离子和FeS生成了硫化铜沉淀,没有体现FeS还原性,故D符合题意。]
4.C [A.用氢氟酸制作雕花玻璃,是因为SiO2能与氢氟酸发生反应,与是否是酸性氧化物无关,A错误;B.熔融的AlCl3不发生电离,B错误;C.草木灰主要成分为碳酸钾,属于钾肥,栽培韭菜施加草木灰,可使韭菜长的浓绿粗壮,C正确;D.聚苯乙烯材料有保温隔热的作用,运输水果的车厢使用聚苯乙烯材料可保持车厢温度恒定,D错误。]
5.C [A.苯与液溴反应后剩余铁粉,不溶于苯,“过滤”可除去未反应的铁粉,A正确;B.NaHSO3可与Br2发生氧化还原反应,故使用饱和NaHSO3溶液可除去剩余的溴单质,B正确;C.水洗后须加入固体干燥剂P2O5后蒸馏,不可用浓硫酸干燥剂,以防蒸馏过程中发生副反应,C错误;D.经过过滤、水洗、干燥后得到的是苯和溴苯的混合物,故蒸馏的主要目的是分离苯和溴苯,D正确。]
6.D [A.“84”消毒液在空气中发生反应:NaClO+CO2+H2O===NaHCO3+HClO,A错误;B.氧化剂是次氯酸钠,还原剂是乙醇,物质的量之比为4∶1,B错误;C.CHCl3标准状况下是液态,以现有条件不能计算C原子个数,C错误;D.该反应中每消耗1 mol CH3CH2OH同时消耗次氯酸钠4 mol,即4 mol+1价氯转化为-1价氯,转移8NA个电子,D正确。]
7.C [A.—CF3中的碳原子取代苯环上氢,苯空间构型为平面六边形,6个碳原子、6个氢原子共面,因此D中所有碳原子均共面,故A说法正确;B. 与反应:+→+HCl,吡啶吸收HCl,促使反应向正反应方向进行,有利于提高反应转化率,故B说法正确;C.根据E的结构简式,E的分子式为C11H12NOF3,故C说法错误;D.E→G发生取代反应,在—CF3邻位上引入一个—NO2,反应试剂和反应条件是浓硫酸、浓硝酸,加热,故D说法正确。]
8.C [A.n1时,氨的去除率为100%,总氮残留率为5%,n(NH3)=0.006 mol/L×1 L=0.006 mol,95%的氨气参与反应①、有5%的氨气参与反应②,反应①消耗n(ClO-)1=×3=0.008 55 mol,参与反应②消耗n(ClO-)2=4×0.006 mol×5%=0.001 2 mol,n1=0.008 55 mol+0.001 2 mol=0.009 75 mol,A正确;B.n=n1时,氨的去除率为100%,反应①也生成氯离子,所以c(Cl-)>4c(NO),B正确;C.nn1时,n越大,氨总去除率不变,氮残余率增大,说明生成的硝酸根离子越多,生成N2的量越少, D正确。]
9. 答案 (1)C9H10O3 醚键、酰胺基
(2)取代反应 (3)
(4)Ⅶ (5)9 或或
(6)CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO
解析 有机物Ⅰ和单质溴发生苯环上氢的取代反应生成有机物Ⅱ,有机物Ⅱ中的醛基和乙二醇反应生成有机物Ⅲ,在一定条件下有机物Ⅲ和碘甲烷反应取代反应苯环上引入甲基生成有机物Ⅳ,有机物Ⅳ和五氯化磷反应生成有机物Ⅴ,Ⅴ→Ⅵ的化学方程式可表示为Ⅴ===Ⅵ+HCl,根据原子守恒和有机物Ⅶ的结构简式可判断化合物Ⅵ的结构简式为,有机物Ⅶ经一系列转化为生成有机物Ⅷ,据此解答。(1)根据化合物Ⅰ的结构简式可判断分子式为C9H10O3,根据化合物Ⅷ的结构简式可判断其中含氧官能团有醚键、酰胺基。(2)Ⅱ→Ⅲ涉及两步反应,第一步反应类型为加成反应,即醛基和乙二醇加成醛基转化为羟基,然后2个羟基脱去1分子水生成Ⅲ,所以第二步的反应类型为取代反应。(3)根据以上分析可知化合物Ⅵ的结构简式为。(4)手性碳原子是指与四个各不相同原子或基团相连的碳原子,所以化合物Ⅶ中含有手性碳原子,即与—CN相连的碳原子是手性碳原子。(5)化合物Y在分子组成上比化合物Ⅶ少两个CH2,分子式为C9H7NO2,同时符合下列条件①除苯环外不含其他环结构,且苯环上有两个取代基,其中一个为—NH2,②可使溴的四氯化碳溶液褪色;③可发生水解反应,因此另一个取代基是含有三键的酯基,可以是—C≡COOCH或—COOC≡CH或—OOCC≡CH,与氨基均有邻间对三种,因此Y的同分异构体有9种,其中核磁共振氢谱有四组峰,且峰面积之比为2∶2∶2∶1的结构简式为或或。(6)根据已知信息可知要合成产品需要丁醛和,丁醛可以用丁醇催化氧化得到,溴丁烷水解得到丁醇,所以合成路线图CH3CH2CH2CH2BrCH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CHO。
10.答案 (1)第四周期第ⅣA族 分子晶体
(2)GeO2+2OH-===GeO+H2O
(3)15—20
(4)GeCl4在稀盐酸中易水解
(5)GeCl4+(n+2)H2O===GeO2·nH2O↓+4HCl
(6)①I- ②
解析 由题给流程可知,锗锌矿用氢氧化钠溶液碱浸将二氧化锗转化为锗酸钠,硫化锌、氧化铁不与氢氧化钠溶液反应,过滤得到含有硫化锌、氧化铁的滤渣和锗酸钠滤液;向滤液中加入氯化钙溶液将锗酸钠转化为锗酸钙沉淀,过滤得到锗酸钙;用浓盐酸将锗酸钙转化为四氯化锗,四氯化锗在纯水中发生水解反应转化为GeO2·nH2O,GeO2·nH2O脱水得到二氧化锗,二氧化锗与氢气共热反应生成锗。(1)锗元素的原子序数为32,位于元素周期表第四周期第ⅣA族;由熔沸点可知,四氯化锗为熔沸点低的分子晶体;(2)由分析可知,锗锌矿用氢氧化钠溶液碱浸的目的是将二氧化锗转化为锗酸钠,反应的离子方程式为GeO2+2OH-===GeO+H2O;(3)由表格数据可知,加料量在15~25范围内时,锗沉淀率都较高,则从经济效益考虑选择15~20;(4)由题给信息可知,四氯化锗在水中或酸的稀溶液中易水解,所以步骤⑤中选择浓盐酸分离的目的是防止四氯化锗在稀盐酸中发生水解;(5)由分析可知,步骤⑥发生的反应为四氯化锗在纯水中发生水解反应转化为GeO2·nH2O,反应的化学反应方程式为GeCl4+(n+2)H2O===GeO2·nH2O↓+4HCl;(6)①由位于体心钙离子的分数坐标为(,,)可知,晶胞边长为1,结合化学式中原子个数比,Pb位于顶点,I-位于棱上,则分数坐标为(0,0,)的是I-;②由晶胞结构可知,位于顶点、面心和体内的锗原子个数为8×+6×+4=8,由锗原子半径为r pm可知,晶胞的体对角线的长度为8r pm,则边长为 pm,由晶胞的质量公式可得:×73=()3ρ,解得ρ=。