四川省成都市石室中学2023-2024学年高二下学期4月月考化学试卷(原卷版+解析版)

文档属性

名称 四川省成都市石室中学2023-2024学年高二下学期4月月考化学试卷(原卷版+解析版)
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文件大小 2.5MB
资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 化学
更新时间 2024-04-16 23:54:57

文档简介

石室中学2023-2024学年高二下学期4月月考
化学试卷
试卷说明:
1.满分100分,考试时间90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 Zn-65 Mn-55 Zr-91 Co-59
I卷(共40分)
一、选择题(每题只有一个选项符合题意,答对得2分,共计40分)
1. 下列化学用语的表示方法正确的是
A. 乙烯的结构简式:CH2CH2 B. 基态的价电子排布图:
C. 羟基的电子式: D. H2O的VSEPR模型:
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙烯的结构简式为CH2=CH2,A错误;
B.Fe2+的价电子为3d6,所以基态Fe2+的价电子排布图:,B正确;
C.羟基的电子式:,C错误;
D.H2O有2个键,孤电子对为,VSEPR模型为四面体,D错误;
故选B。
2. 下列说法不正确的是
A. He在周期表中属于p区元素
B. 的电子排布式为,违反了洪特规则
C. 基态P原子核外有9种空间运动状态不同的电子
D. NF3分子的极性比NH3的大
【答案】D
【解析】
【详解】A.He原子核外2个电子,在周期表中属于p区元素,A正确;
B.的电子排布式为,4个电子p能级尽可能分占三个轨道,的电子排布式为,违反了洪特规则,B正确;
C.基态P原子核外15个电子,电子排布式为,分占9个轨道,有9种空间运动状态不同的电子,C正确;
D.电负性:F>N>H,键的极性:N-H>N-F,分子的极性: NF3故答案为:D。
3. 下列说法中正确的是
A. 的名称为2-甲基-3-乙基丁烷
B. 属于醛类
C. 反-2-丁烯的分子结构模型(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):
D. 加水后用分液的方法分离苯和硝基苯的混合物
【答案】C
【解析】
【详解】A.的名称为2,3-二甲基戊烷,A错误;
B.含有的官能团为酯基,属于酯类,B错误;
C.反-2-丁烯结构简式为CH3CH=CHCH3,其中碳碳双键上的两个氢位于碳碳双键的两侧,C正确;
D.苯与硝基苯均不溶于水,不能分液,D错误;
故选C。
4. 下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
B. 黄绿色的氯水光照后颜色变浅
C. 盐碱地(含较多NaCl、Na2CO3)通过施加适量的石膏(CaSO4 H2O),可以降低土壤碱性
D. 500 ℃左右比室温更有利于合成氨反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.对平衡体系增加压强,体积变小,颜色变深,平衡正向移动,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,选项A不符合;
B.Cl2+H2O HCl+HClO,次氯酸见光分解,平衡正向移动,氯气浓度减小,颜色变浅,能用勒夏特列原理解释,选项B不符合;
C.盐碱地因含较多,水解而呈碱性:,通过施加适量的石膏,发生反应,可以降低,水解平衡左移,土壤碱性降低,能用勒夏特列原理解释,选项C不符合;
D.合成氨反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,不利用氨的合成,但升温却可提高反应速率,不能用勒夏特列原理解释,选项D符合;
故答案为:D。
5. 关于有机物的下列叙述中,正确的是
A. 将等质量的甲烷和乙烷分别完全燃烧时,甲烷消耗的氧气多
B. 2,2-二甲基丙烷和新戊烷互为同系物
C. 与等物质的量的 Br2 发生加成反应产物有 2种
D. 1molC2H6与氯气发生取代反应后,可生成6种有机产物
【答案】A
【解析】
【详解】A.等质量的烷烃燃烧,含氢量越多耗氧量越大,甲烷的含氢量比乙烷的含氢量高,因此等质量甲烷和乙烷完全燃烧,甲烷消耗氧气的量更多一点,A正确;
B.2,2-二甲基丙烷和新戊烷互为同分异构体,B错误;
C.与等物质的量的Br2反应,产物有:CHBrCBr(CH3)CH=CH2,CH=C(CH3)CHBrCH2Br,CH2BrC(CH3)=CHCH2Br,加成反应产物有3种,C错误;
D.1molC2H6与氯气发生取代反应后,产物有一氯的:C2H5Cl,二氯的:ClCH2CH2Cl、CH3CHCl2,三氯的:ClCH2CHCl2、CH3CCl3,四氯的:CHCl2CHCl2、CH2ClCCl3,五氯的:C2HCl5,全氯乙烷C2Cl6,一共9种,D错误;
故选A。
6. 下列装置正确并能达到实验目的的是
A. 用装置甲分离甲烷与氯气发生取代反应得到的液态混合物
B. 用装置乙所示方法观察Cu和浓硫酸反应后有CuSO4生成
C. 用图丙所示的滴定装置测氨水的物质的量浓度
D. 用图丁装置制备少量氨气
【答案】D
【解析】
【详解】A.分馏需要温度计,故A错误;
B.水加到Cu和浓硫酸反应后的溶液中,由于硫酸密度大且稀释大量放热,水加到Cu和浓硫酸反应后的溶液中,会造成液体溅出,不安全,故B错误;
C.酚酞在偏碱性时出现红色,而生成的氯化铵水解显酸性,应用甲基橙作指示剂,故C错误;
D.用如图所示Y形试管,可以在塞好橡胶塞后倾斜试管,使固液混合,氧化钙和浓氨水反应产生氨气,故D正确;
故选:D。
7. 在气态或非极性溶剂中均可通过氯桥键二聚成,熔融和可形成。下列说法正确的是
A. 为极性分子 B. 中原子的杂化方式为
C. 熔点高于的熔点 D. 中含有单键
【答案】C
【解析】
【详解】A.正负电荷重心重合,为非极性分子,A错误;
B.结构为,原子形成4个共价键,杂化方式为,B错误;
C.为离子化合物,为共价化合物,则熔点高于的熔点,C正确;
D.结构为,中含有单键,D错误;
故选C。
8. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 0.5molXeF4中氙的价层电子对数为2NA
B. 2.0gH218O与D216O混合物中含有的中子数为NA
C. 40g SiC晶体中含有的Si-C键数目为4NA
D. 标准状况下,22.4L乙炔中π键数为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.XeF4中中心原子Xe的价层电子对数为4+×(8-4×1)=6,0.5molXeF4中氙的价层电子对数为3NA,A错误;
B.H218O与D216O的摩尔质量都为20g/mol,1个H218O分子与1个D216O分子都含有10个中子,则2.0gH218O与D216O的混合物中含有中子物质的量为×10=1mol,中子数为NA,B正确;
C.40g SiC的物质的量为1mol,每摩尔晶体中含4molSi-C键,则40g SiC晶体中Si-C键的数目为4NA,C正确;
D.乙炔的结构式为H—C≡C—H,1个乙炔分子中含3个σ键和2个π键,标准状况下22.4L乙炔物质的量为1mol,所含σ键数为3NA、π键数为2NA,D正确;
故选A。
9. 常温下,下列关于电解质溶液的说法正确的是
A. pH=12的氨水和氢氧化钠溶液按体积比1∶9混合后,pH值增大
B. 等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合后,
C. 0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后存在:
D. 等浓度的氨水和硫酸按体积比3∶1混合后溶液显碱性,则混合溶液中存在:
【答案】C
【解析】
【详解】A.pH=12的氨水和氢氧化钠溶液按体积比1∶9混合后,设氨水体积为VL,则所得混合溶液的,氢氧根离子浓度不变,pH值不变,A项错误;
B.等体积、等浓度的和溶液混合后,溶液显碱性,为二元弱酸,其电离常数,、,则有,因为该溶液中,氢离子浓度为定值,则有,B项错误;
C.0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后,溶液体积是混合前的2倍,根据物料守恒可知溶液中、,则混合后,C项正确;
D.等浓度的氨水和硫酸按体积比3∶1混合后,所得溶质为等物质的量和,溶液显碱性,说明氨水的电离大于的电离,则混合溶液,D项错误;
故答案为:C。
10. 一种有机物催化剂由原子序数依次递增的前20号元素组成,结构式如下图。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:
B. 简单气态氢化物稳定性:
C. 元素所在周期中,第一电离能大于的元素有2种
D. 基态原子电子占据的最高能层有9个原子轨道
【答案】D
【解析】
【分析】由结构式中各元素的成键数可知,X为H,Y为C,Z为O,M为S,则W为Na,据此分析解答。
【详解】A.M为S,离子核外电子层排布为2、8、8;O和Na的离子电子层排布均为2、8,离子的核外电子层数越多半径越大,电子层数相同时,核电荷数越多半径越小,则离子半径:,即,故A错误;
B.非金属性O>C,非金属性越强,简单气态氢化物越稳定,则稳定性:H2O>CH4,故B错误;
C.O为第二周期,随核电荷数递增,第一电离能呈增大层为半满稳定结构,其第一电离能大于O,则比O的第一电离能大的元素有N、F、Ne,故C错误;
D.M为S,其核外有3个能层,最高能层为第3电子层,存在3s轨道1个,3p轨道3个,3d轨道5个,共9个原子轨道,故D正确;
故选:D。
11. 有机物X→Y的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. Y中含有4种官能团 B. X中手性碳原子的数目为3
C. Y中可能共平面的碳原子最多为9个 D. X、Y都可以形成分子间氢键
【答案】C
【解析】
【详解】A.由结构简式可知Y中含碳碳双键、羟基、羧基和硝基四种官能团,故A正确;
B.根据手性碳的特征,X中羟基和硝基所连碳原子均为手性碳原子,共3个,故B正确;
C.Y中苯环为平面结构,碳碳双键为平面结构,两平面结构通过单键相连,可以重合,另外-COOH碳原子也可以转到双键平面上,因此共平面的碳原子最多为10个,故C错误;
D.X、Y均含羟基,可以形成分子间氢键,故D正确;
故选:C。
12. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用惰性电极电解CuCl2溶液: 2H2O + Cu2++ 2Cl-Cu(OH)2+ H2↑+ Cl2↑
B. 将少量氯气通入NaHSO3溶液中:HSO+ H2O +Cl2=2Cl-+ 3H++SO
C. 0.1mol/L AgNO3溶液中加入过量浓氨水:Ag+ + 2NH3·H2O =Ag(NH3) + 2H2O
D. 将NaHSO3溶液滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀:2HSO+ Ba2+ =H2O+SO2↑+BaSO3↓
【答案】C
【解析】
【详解】A.用惰性电极电解CuCl2溶液,阴极是Cu2+发生还原反应,离子方程式为:Cu2++ 2Cl- Cu+ Cl2↑,A错误;
B.Cl2有强氧化性,具有还原性,Cl2能将氧化为,而Cl2是少量的,则生成的能与反应生成,反应的离子方程式为,B错误;
C.0.1mol/L AgNO3溶液中加入过量浓氨水生成二氨合银离子,离子方程式为:Ag+ + 2NH3·H2O =Ag(NH3) + 2H2O,C正确;
D.硝酸具有强氧化性,能够将NaHSO3氧化为硫酸钠,硫酸钠与硝酸钡反应生成难溶于酸的硫酸钡,向NaHSO3溶液中滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀的离子方程式为:,D错误;
故选C。
13. 一种钒(Vn+)的配合物分子结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. V位于第四周期IIIB B. 分子中N的杂化方式为sp3
C. 该配合物中配体数为6 D. 该配合物中钒的化合价为+3价
【答案】D
【解析】
【详解】A.基态V原子核外23个电子,电子排布式为[Ar]3d34s2,V位于第四周期VB,A错误;
B.由图示知,N原子周围共有3个σ电子对(配位键属于σ键),且无孤电子对,N杂化方式为sp2,B错误;
C.由图示知,V原子与3个N、3个O原子6个原子形成配位键,6个原子来自3个配体,该配合物中配体数为3,C错误;
D.由图示知,V原子与3个N、3个O原子6个原子形成配位键电子对由N一方提供,不影响V元素化合价,但V与3个O原子之间为共用电子对,共用电子对偏向电负性强的O原子而使V显正价,总共3对共用电子对偏离V,V显+3价,D正确;
故答案为:D。
14. 水系锌锰二次电池放电时存在电极MnO2剥落现象,造成电池容量衰减。研究发现,加入少量KI固体能很大程度恢复“损失”的容量,原理如图。已知PBS膜只允许Zn2+通过。下列说法不正确的是
A. PBS膜的优点是能有效抑制电池的自放电
B. 放电时的总反应:Zn+MnO2+4H+=Zn2++Mn2++ 2H2O
C. 充电时,电路中每通过2mol e-,阳极区溶液减少87g
D 放电时,0.6mol I-参加反应,理论上负极减少13g
【答案】C
【解析】
【分析】Zn电极为负极,发生氧化反应:Zn-2e-=Zn2+,MnO2为正极,发生还原反应:MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O,加入KI后,发生反应:MnO2+3I-+4H+=Mn2+++2H2O,+2e-=3I-,据此回答。
【详解】A.PBS膜只允许Zn2+通过,能够防止脱落的二氧化锰与锌接触构成微电池,减少锌的损耗,能有效抑制电池的自放电,A正确;
B.Zn电极为负极,发生氧化反应:Zn-2e-=Zn2+,MnO2为正极,发生还原反应:MnO2+2e-+4H+ =Mn2++2H2O,放电时的总反应为MnO2+Zn+4H+= Zn2++ Mn2++2H2O,B正确;
C.充电时阳极电极反应式为:3I--2e-= 、Mn2++2H2O-2e-= MnO2+4H+,电路中每通过2mol ,阳极区溶液减少的质量小于1molMnO2的质量,即小于87g,C错误;
D.加入KI后,I-与剥落的MnO2反应生成的,发生反应为:MnO2+3I-+4H+=Mn2++ +2H2O、+2e-=3I-,如有0.6molI-参加反应,需得到电子0.4mol,理论上负极Zn减少0.2mol,质量为13g,D正确;
故选C。
15. 环己烯是重要的化工原料,实验室制备流程如下。下列说法错误的是
A. 环己烯粗品加饱和食盐水前应先用盐酸洗涤
B. 饱和食盐水能降低环己烯在水相中的溶解度,利于分层
C. 分液时,有机相应从分液漏斗上口倒出
D. 操作a用到的仪器有酒精灯、球形冷凝管、尾接管等
【答案】D
【解析】
【详解】A.环己烯粗品加饱和食盐水前应先用盐酸洗涤,更有利于表层吸附的铁离子的去除,A正确;
B.饱和食盐水的作用是降低环己烯的溶解度,便于溶液分层,B正确;
C.环己烯密度为0.823g/cm3,其密度小于水的,所以分液后有机相在上层,从分液漏斗上口倒出,C正确;
D.操作a为蒸馏的步骤,用到的仪器有酒精灯、直形冷凝管、、尾接管温度计等,D错误;
故答案为:D。
16. 一种镍磷化合物催化氨硼烷(NH3BH3)水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是
A. 氨硼烷中不含键
B. 固态氨硼烷为分子晶体
C. 用D2O代替H2O作反应物,有D2生成
D. 氨硼烷水解的最终产物为H2和NH4[B(OH)4]
【答案】C
【解析】
【详解】A.氨硼烷中N和B原子的价层电子对数都是4,都是sp3杂化,只含键,不含键,A正确;
B.固态氨硼烷中只存在范德华力,属于分子晶体,,B正确;
C.由反应原理可知,水解过程中B原子所连的H原子被-OH取代,用代替作反应物,有生成, C错误;
D.由反应原理可知,水解过程中B原子所连的H原子被-OH取代,最终得到和,D正确;
故答案为:C。
17. 已知某有机物在标况下5.6L氧气中恰好完全燃烧,将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰。浓硫酸增重5.4 g,碱石灰增重8.8g,下列有关说法不正确的是
A. 该有机物中存在氧元素
B. 该有机物的分子式为C2H6O2
C. 该有机物的核磁共振氢谱可能有2组峰
D. 该有机物的同分异构体的质谱图完全一样
【答案】D
【解析】
【分析】将某有机物在标况下5.6L氧气中恰好完全燃烧,氧气的物质的量为:,氧原子的物质的量为0.5mol,产物通过浓硫酸,浓硫酸增重5.4 g为水,其物质的量为:,则含有H元素的物质的量为0.6mol,氧原子的物质的量为0.3mol,通过碱石灰,碱石灰又增重的8.8 g为二氧化碳的质量,其物质的量为:,含有C的物质的量为:0.2mol,氧原子的物质的量为0.4mol,生成物中氧原子共0.7mol,大于氧气中氧原子物质的量,则有机物中有氧原子且为0.2mol,故有机物中,C物质的量为0.2mol、H物质的量为0.6mol、O物质的量为0.2mol,所以该有机物分子中C、H 、O原子数之比为:0.2mol:0.6mol:0.2mol=1:3:1,其最简式为:CH3O,据此解答;
【详解】A.由分析可知,该有机物中存在氧元素,A正确;
B.设该有机物分子式为(CH3O)n,当n=2时,得到的分子式C2H6O2中H原子已经达到饱和,所以该有机物分子式一定为C2H6O2,B正确;
C.若该有机物结构为乙二醇,乙二醇的分子中含有两种等效H,则其核磁共振氢谱有两个吸收峰,C正确;
D.同分异构体在质谱图中最大质荷比相同,但谱图不完全相同,D错误;
故选D。
18. 某密闭容器中含有X和Y,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,其中为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 时,正反应速率
B. 内,X的平均反应速率
C. 若升高温度,时容器中的比值减小
D. 反应①的活化能大于反应②
【答案】A
【解析】
【详解】A.由图可知,初始生成M的速率大于N,则,时两个反应均达到平衡状态,由于、,则正反应速率,A正确;
B.①②反应中XQ的系数均为1,则内,X的平均反应速率,B错误;
C.后M浓度减小,可能为Q浓度增大导致①逆向移动所致,不确定2个反应的吸热放热情况,不能确定升高温度,时容器中的比值变化情况,C错误;
D.由图可知,初始生成M的速率大于N,则反应①的话化能小于反应②,D错误;
故选A。
19. 锆是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该氧化物的化学式为
B. 该氧化物的密度为
C. 原子之间的最短距离为
D. 若坐标取向不变,将p点原子平移至原点,则q点原子位于晶胞面面心
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据“均摊法”,晶胞中含4个Zr、个O,则立方氧化锆的化学式为ZrO2,A正确;
B.结合A分析可知,晶体密度为,B错误;
C.原子之间的最短距离为面对角线的一半,即,C正确;
D.根据晶胞的位置可知,若坐标取向不变,将p点原子平移至原点,则垂直向下,q点原子位于晶胞面的面心,D正确;
答案选B。
20. 25℃时,用溶液分别滴定一元酸溶液和溶液,pM[p表示负对数,M表示,]与溶液的变化关系如图所示。已知:①易溶于水,②平衡常数时反应进行完全。下列说法错误的是
A. 该温度下,的
B. 滴定溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀逐渐完全溶解
C. 25℃,NaA溶液中,水解常数的数量级为
D. 滴定HA溶液至x点时,溶液中
【答案】B
【解析】
【分析】根据NaOH溶液与HA溶液、CuSO4溶液的反应可知,随着NaOH溶液的滴加,pH增大,c(Cu2+)逐渐减小,-lgc(Cu2+)变大;分析可知,线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系;线②代表滴定一元酸溶液pM与溶液pH的变化关系。
【详解】A.根据线①上的点,当pM=0时,c(Cu2+)=1mol/L,pH=4.2,c(OH-)=10-9.8mol/L,的,故A正确;
B.若发生反应Cu(OH)2(s)+2HA(aq)=Cu2+(aq)+2A-(aq)+2H2O(l),则该反应的K==,根据线①与横坐标轴的交点可知pM=0,即c(Cu2+)=1.0mol L-1时,c(OH-)=10-9.8mol/L,,所以Ksp[Cu(OH)2]=10-19.6,K=10-19.6×=10-6.4<105,故沉淀不能完全溶解,故B错误;
C.氢氧化钠和硫酸铜反应生成氢氧化铜沉淀,随着NaOH溶液的滴加,pH增大,故c(Cu2+)逐渐减小,-lgc(Cu2+)变大,所以曲线①代表滴定CuSO4溶液时pM与溶液pH的变化关系,曲线②代表滴定一元酸HA溶液时pM与pH的变化关系,从线②与横坐标轴的交点时c(H+)=10-7.4mol L-1,=1时,Ka==c(H+)=10-7.4,水解常数Kh===10-6.6,数量级为,故C正确;
D.x点溶液呈酸性,则c(H+)>c(OH-),根据电荷守恒得c(H+)+c(Na+)=c(OH-)+c(A-),所以,再根据x点的pM>0,即c(A-)<c(HA),可得,故D正确。
答案选B。
II卷(共60分)
21. 一种具有光催化作用的配合物A结构简式如图所示:
(1)的空间构型为___________,比较键角大小:___________ClO。
(2)咪唑( )具有类似苯环的芳香性,其中的大π键可以表示为___________,___________更易与钴形成配位键(填“①号N”、“②号N”)。___________更易溶于水(填“咪唑”或“苯”),原因:___________。
(3)Co的一种化合物为六方晶系晶体,晶胞结构如图所示。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。已知晶胞含对称中心,其中1号氧原子的分数坐标为(0.6667,0.6667,0.6077),则2号氧原子的分数坐标为___________。为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为___________(用计算式表示)。
【答案】(1) ①. 三角锥 ②. <
(2) ①. ②. ①号N ③. 咪唑 ④. 能与水形成分子间氢键
(3) ①. (0.3333,0.3333,0.1077) ②.
【解析】
【分析】由晶胞结构可知,2号氧原子、1号氧原子和晶胞含对称中心,则由1号氧原子的分数坐标为(0.6667,0.6667,0.6077)可知,2号氧原子的分数坐标为(0.3333,0.3333,0.1077),晶胞中位于体内的氧原子为4个,氢原子个数为2,位于顶点和棱上的钴原子个数为,据此回答。
【小问1详解】
①的键为3,孤电子对为,所以空间构型为三角锥;
②孤电子对数为1,孤电子对数为0,两者价层电子数都为4,孤电子对数越多,排斥力越大,键角越小,所以氯酸根离子键角小于高氯酸根离子键角;
【小问2详解】
①形成大π键原子为5个,双键C和双键N各提供一个电子形成π键,单键N提供两个电子形成π键,得到五中心六电子的大π键,表示为:;
②咪唑具有类似苯环的结构可知,配离子中咪唑的②号氮原子孤电子对参与形成大π键,使电子云密度降低,与钴离子配位能力减弱,所以①号N比②号N更易与钴形成配位键;
③咪唑更易溶于水;
④咪唑能与水形成分子间氢键,所以咪唑更易溶于水;
【小问3详解】
①根据分析可知,则2号氧原子的分数坐标为(0.3333,0.3333,0.1077);
②晶胞体积为:cm3,晶胞密度为g/cm3。
22. 丙炔可以发生下列物质转化,结合已知信息,回答下列问题:
已知:①

(1)丙炔可由下列哪种金属碳化物与水反应制得___________。
A. Li2C2 B. ZnC2 C. Al4C3 D. Mg2C3
(2)写出W的官能团名称:___________,写出其中的顺式结构:___________。①的反应类型:___________,写出反应②的化学方程式:___________。
(3)物质 M是丙炔的同系物且同时满足以下三个条件,写出M的系统命名___________。
①质谱图中最大质荷比为82;②主链4个碳;③分子中存在三个甲基。
(4)物质Y在光照条件下的一氯代物有___________种,物质Y完全氢化后的产物核磁共振氢谱的峰面积比为___________。
(5)分子式为C12H18与物质Y互为同系物,且只有一个侧链,写出所有不能被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸的结构简式:___________。(已知:若苯的同系物侧链的烷基中,直接与苯环连接的碳原子上没有C—H,则该物质一般不能被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸。)
【答案】(1)D (2) ①. 碳碳双键、碳溴键(溴原子) ②. ③. 加成 ④.
(3)3,3-二甲基-1-丁炔
(4) ①. 1 ②. 3:2:1
(5) 、、
【解析】
【分析】丙炔和溴发生加成反应生成W为CH3CBr=CHBr,发生加聚反应后生成高分子化合物X,结合Z可知,Y为,以此解题。
【小问1详解】
A.2个锂离子消耗2个氢氧根离子,含碳基团与氢离子结合得到C2H2乙炔,故A错误;
B.1个锌离子消耗2个氢氧根离子,含碳基团与氢离子结合得到C2H2乙炔,故B错误;
C.4个铝离子消耗12个氢氧根离子,含碳基团与氢离子结合得到C4H12,该物质不存在,故C错误;
D.2个镁离子消耗4个氢氧根离子,含碳基团与氢离子结合得到C3H4丙炔,故D正确;
故选D;
【小问2详解】
由分析可知,W为CH3CBr=CHBr,其中存在官能团为:碳碳双键、碳溴键(溴原子);其中的顺式结构为:;①的反应类型为丙炔和溴的加成反应;反应②为CH3CBr=CHBr的加聚反应,方程式为:;
【小问3详解】
物质 M是丙炔的同系物,质谱图中最大质荷比为82,则其分子式为:C6H10,主链4个碳;分子中存在三个甲基,则M为,名称为3,3-二甲基-1-丁炔;
【小问4详解】
由分析可知,Y为,光照时甲基上的氢被取代,其一氯代物有1种;其完全氢化后为,其核磁共振氢谱的峰面积比为3:2:1;
【小问5详解】
根据信息②可知,与苯环相连的碳上有氢可以被氧化,则不能被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸的结构简式有 、、。
23. 苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。可利用硝基苯制取苯胺,原理如下:
+3H2 +2H2O
物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度 g/mL 溶解性
硝基苯 123 210.9 123 不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺 93 184.4 1.02 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化
I.制取硝基苯。
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
(1)实验装置中长玻璃管可以用___________代替(填仪器名称),图中恒压滴液漏斗侧面橡胶管的作用___________。
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)。
A. 配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却
B. 温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生
C. 制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
D. 浓硫酸可以降低该反应活化能
(3)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式___________。
(4)提纯产品的过程中需要用5%NaOH溶液洗涤三颈烧瓶中的粗产品,其目的是___________。
Ⅱ.制取苯胺
①组装好实验装置(如下图,夹持仪器已略去),并检查气密性。
②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计。
③打开活塞K,通入H2一段时间。
④利用油浴加热,使反应液温度维持在140℃进行反应。
⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。
回答下列问题:
(5)若实验中步骤③和④的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果除爆炸外还有___________。
(6)步骤⑤中,加入生石灰的作用是___________。
(7)若实验中硝基苯用量为10 mL,最后得到苯胺5.6g,苯胺的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。
【答案】(1) ①. 球形冷凝管(或蛇形冷凝管或直型冷凝管) ②. 平衡压强,使液体顺利的流下来 (2)BD
(3) (4)除去粗硝基苯中混有的硫酸、硝酸、二氧化氮等
(5)生成的苯胺会被空气中O2氧化
(6)吸收反应生成的水
(7)60.2%
【解析】
【分析】实验I中实验室采用苯在一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物中,加热制取硝基苯,反应原理,实验装置是在三颈烧瓶中反应,将苯放入恒压漏斗中,恒压漏斗的作用是平衡气压,方便液体滴下,实验中温度计需要插入液体中,测定液体温度。实验Ⅱ的反应原理是,一定要注意反应原理中的温度控制。根据题给装置,先制备氢气,得到的氢气导入三颈烧瓶,得到的产品经冷凝管导出收集,据此分析回答;
【小问1详解】
实验装置中长玻璃管的作用是平衡气压,使蒸发出的苯等反应物冷凝回流,反应更充分,可利用球形冷凝管(或蛇形冷凝管或直型冷凝管)代替;图中图中恒压滴液漏斗侧面橡胶管的作用是平衡压强,使液体顺利的流下来;
【小问2详解】
A.配制混酸时,应将浓硫酸沿杯壁缓缓加入浓硝酸中,并不断搅拌、冷却,这样可减少浓硝酸的挥发和分解,A项错误;
B.有机反应中,温度不一样,反应机理不一样,所以温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生,B项正确;
C.乙醇与水任意比溶,不能作为有机溶剂和水的萃取剂,所以制得的粗硝基苯不可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤,C项错误;
D.浓硫酸在反应中做吸水剂和催化剂,故可以降低该反应活化能,D项正确;
故答案选BD;
【小问3详解】
三颈烧瓶中发生反应的化学方程式;
【小问4详解】
三颈烧瓶中发生反应后,混合物中含有硝基苯、苯、硝酸和硫酸水溶液,还有副反应产生的硫氮的化合物,所以提纯产品的过程中需要用5%NaOH溶液洗涤三颈烧瓶中的粗产品,其目的是中和混合酸、二氧化硫、二氧化氮等,提纯产品;
【小问5详解】
根据题给信息知,产品苯胺还原性强,易被氧气氧化。步骤③打开活塞K,通入H2一段时间,可赶走装置中的空气,再加热,可防止生成的苯胺被氧气氧化,另氢气是可燃性气体,与空气混合在加热条件会爆炸。所以若实验中步骤③和④的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果是生成的苯胺会被空气中O2氧化,且装置内温度较高,加热时H2和O2混合会发生爆炸;
【小问6详解】
步骤⑤中,加入生石灰的作用是吸收反应生成的水,使苯胺更好蒸馏析出;
【小问7详解】
根据反应原理可计算,若实验中硝基苯用量为10 mL,即质量为10 mL×1.23 g/mL=12.3g,当氢气充足时,理论上应转化生成苯胺的质量是9.3g,故苯胺的产率是=60.2%。
24. 硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2MgO B2O3 H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:
已知:①不同温度时H3BO3在水中的溶解度如下表:
温度
溶解度 5.0g 8.7g 14.8g 40.2g
②298K下,常见金属氢氧化物的溶度积常数如下表:
Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2
(1)“浸取”时2MgO B2O3 H2O发生的反应的化学方程式为___________。
(2)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是___________,“浸出渣”的成分为___________(填化学式)。
(3)“浸出液”显酸性, “除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,除去的杂质离子是___________。
(4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图,且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4·H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩后,最佳结晶条件是___________。
A. 升温结晶 B. 降温结晶 C. 加压升温结晶 D. 降压降温结晶
【答案】(1)2MgOB2O3H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4
(2) ①. 防止温度下降时H3BO3从溶液中析出 ②. SiO2、CaSO4
(3)Fe3+、Al3+ (4)C
【解析】
【分析】由流程可知,硼镁矿(含2MgO·B2O3·H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)中加硫酸浸取,只有SiO2不溶,CaCO3转化为微溶于水的CaSO4,趁热过滤,可以防止H3BO3从溶液中析出,“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,加H2O2溶液可以将亚铁离子转化为铁离子,加入MgO可以调节溶液的pH,使铁离子、铝离子均转化为沉淀,则滤渣为氢氧化铝、氢氧化铁,然后蒸发浓缩、降温结晶、过滤分离出H3BO3晶体,据此分析解答。
【小问1详解】
2MgO B2O3 H2O与硫酸反应生成硫酸镁与硼酸,方程式为:2MgO B2O3 H2O+2H2SO4=2H3BO3+2MgSO4;
【小问2详解】
①由题目信息可知:H3BO3的溶解度随温度的升高而增大,所以要采用“热过滤”,以防温度下降时H3BO3从溶液中析出;
②根据分析可知,“浸出渣”的成分为SiO2、CaSO4;
【小问3详解】
“除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,加H2O2可以将Fe2+氧化为Fe3+,H2O2+2H++2Fe2+=2Fe3++2H2O,加MgO调节pH,使Fe3+、Al3+转化为沉淀而除去,所以除去的离子有Fe3+、Al3+;
【小问4详解】
由图可知,温度越高MgSO4 H2O的溶解度越小,由于溶液的沸点随压强增大而升高,为了防止溶液沸腾,应该在较高的压强条件下加热,使MgSO4 H2O结晶析出,故答案为:C。
25. 已知一定条件下,1-苯基丙炔()可与HCl发生加成反应,反应如下:
已知:因反应在高压HCl氛围下进行,故HCl压强近似等于总压。
回答下列问题:
(1)在473K、的高压HCl氛围下,以为原料进行上述反应。当产物Ⅰ和产物Ⅱ的产率均为10%时,体系放热akJ;当产物Ⅰ产率为15%和产物Ⅱ的产率为25%时,体系放热bkJ。若2a”“=”或“<”),反应Ⅱ在该条件下的焓变___________(用含a、b的代数式表示)。
(2)下列能说明反应已经达到平衡的是___________(填标号)。
A. 反应体系内总质量不再变化
B. 恒容条件下,反应压强不再改变
C. 气体的平均相对分子质量不再变化
D. v(Ph-C≡C-CH3)=v()
(3)在473K、的高压HCl氛围下,以为原料进行上述反应,反应过程中除HCl外该炔烃及反应产物的占比[如:]随时间的变化如图,则反应的活化能反应Ⅰ___________反应Ⅱ(填“大于”“小于”或“等于”),的平衡转化率为___________,反应Ⅱ的___________,为获得产物Ⅰ可采取的措施为___________。
(4)某小组向容积均为1L、起始温度相同的甲(绝热)、乙(恒温)两个容器中,分别充入0.2mol,假定只发生反应Ⅲ,甲中的相关量随时间变化如图所示:
①0~3s内,甲容器中的反应速率增大的原因是___________。
②平衡时,___________(填“大于”“小于”或“等于”,下同),___________。
【答案】(1) ①. < ②. (2)BC
(3) ①. 小于 ②. 80% ③. ④. 在反应时间较短时分离产物
(4) ①. 绝热容器中,放热反应温度升高对反应速率影响大 ②. 小于 ③. 大于
【解析】
【小问1详解】
设反应I的反应热为,反应II的反应热为,根据盖斯定律:则反应Ⅲ的焓变=-,根据题意,以为原料进行上述反应,当产物Ⅰ和产物Ⅱ的产率均为10%时,体系放热akJ;当产物Ⅰ产率为15%和产物Ⅱ的产率为25%时,体系放热bkJ,则可列:,,根据题意,2a根据①,②,将①×1.5,与②联立,消去,解得=;
【小问2详解】
判断可逆反应达到平衡的标志:正逆反应速率相等,变量不变;
A.由于反应前后都为气体,则反应体系内总质量不再变化无法判断平衡,A错误;
B.反应前后气体体积改变,则恒容条件下,反应压强不再改变可以判断平衡状态,B正确;
C.反应前后气体总质量不变,气体体积改变,则气体总物质的量改变,则气体的平均相对分子质量与气体平均摩尔体积数值相等,即为变量,当其不再变化,反应达到平衡,C正确;
D.无论何时,由于二者系数相等,反应速率始终相等,即v(Ph-C≡C-CH3)=v(),无法判断平衡状态,D错误;
故选BC;
【小问3详解】
根据图像可知,产物I达到平衡时速率快,则活化能反应I小于反应II;
根据反应方程式,可知在体系中的存在形式为:、产物I、产物II,根据以及反应后产物图像可知,的平衡转化率为80%;
根据已知:因反应在高压HCl氛围下进行,故HCl压强近似等于总压;
根据图像,生成产物II的物质的量为0.005×45%mol,产物I的物质的量为0.005×35%mol,则剩余的物质的量为0.005×20%,根据;
根据图像,产物I在反应最初生成,则为获得产物Ⅰ可采取的措施为在反应时间较短时分离产物;
【小问4详解】
①甲为绝热容器,反应放热,使温度升高,对反应的速率影响大,则0~3s内,甲容器中的反应速率增大;
②容积均为1L、起始温度相同的甲(绝热)、乙(恒温)两个容器中,分别充入0.2mol,假定只发生反应Ⅲ,反应III为放热反应,甲中温度升高,平衡逆向移动,平衡常数减小,则小于;同时平衡逆向移动,气体的物质的量增大,则气体的压强增大,则大于。石室中学2023-2024学年高二下学期4月月考
化学试卷
试卷说明:
1.满分100分,考试时间90分钟。
2.可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Si-28 Zn-65 Mn-55 Zr-91 Co-59
I卷(共40分)
一、选择题(每题只有一个选项符合题意,答对得2分,共计40分)
1. 下列化学用语的表示方法正确的是
A. 乙烯的结构简式:CH2CH2 B. 基态的价电子排布图:
C. 羟基的电子式: D. H2O的VSEPR模型:
2. 下列说法不正确的是
A. He周期表中属于p区元素
B. 电子排布式为,违反了洪特规则
C. 基态P原子核外有9种空间运动状态不同的电子
D. NF3分子的极性比NH3的大
3. 下列说法中正确的是
A. 的名称为2-甲基-3-乙基丁烷
B. 属于醛类
C. 反-2-丁烯的分子结构模型(图中球与球之间的连线代表化学键,如单键、双键等):
D. 加水后用分液的方法分离苯和硝基苯的混合物
4. 下列不能用勒夏特列原理解释的事实是
A. 红棕色的NO2加压后颜色先变深后变浅
B. 黄绿色的氯水光照后颜色变浅
C. 盐碱地(含较多NaCl、Na2CO3)通过施加适量的石膏(CaSO4 H2O),可以降低土壤碱性
D. 500 ℃左右比室温更有利于合成氨反应
5. 关于有机物的下列叙述中,正确的是
A. 将等质量的甲烷和乙烷分别完全燃烧时,甲烷消耗的氧气多
B. 2,2-二甲基丙烷和新戊烷互为同系物
C. 与等物质的量的 Br2 发生加成反应产物有 2种
D. 1molC2H6与氯气发生取代反应后,可生成6种有机产物
6. 下列装置正确并能达到实验目的的是
A. 用装置甲分离甲烷与氯气发生取代反应得到的液态混合物
B. 用装置乙所示方法观察Cu和浓硫酸反应后有CuSO4生成
C. 用图丙所示的滴定装置测氨水的物质的量浓度
D. 用图丁装置制备少量氨气
7. 在气态或非极性溶剂中均可通过氯桥键二聚成,熔融和可形成。下列说法正确的是
A. 为极性分子 B. 中原子的杂化方式为
C. 熔点高于的熔点 D. 中含有单键
8. NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 0.5molXeF4中氙的价层电子对数为2NA
B. 2.0gH218O与D216O混合物中含有的中子数为NA
C. 40g SiC晶体中含有Si-C键数目为4NA
D. 标准状况下,22.4L乙炔中π键数为2NA
9. 常温下,下列关于电解质溶液的说法正确的是
A. pH=12的氨水和氢氧化钠溶液按体积比1∶9混合后,pH值增大
B. 等体积、等浓度的Na2CO3和NaHCO3溶液混合后,
C. 0.2mol/LCH3COOH溶液与0.1mol/LNaOH溶液等体积混合后存在:
D. 等浓度的氨水和硫酸按体积比3∶1混合后溶液显碱性,则混合溶液中存在:
10. 一种有机物催化剂由原子序数依次递增的前20号元素组成,结构式如下图。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:
B. 简单气态氢化物稳定性:
C. 元素所在周期中,第一电离能大于的元素有2种
D. 基态原子电子占据的最高能层有9个原子轨道
11. 有机物X→Y的转化关系如图所示。下列说法错误的是
A. Y中含有4种官能团 B. X中手性碳原子的数目为3
C. Y中可能共平面的碳原子最多为9个 D. X、Y都可以形成分子间氢键
12. 下列指定反应的离子方程式正确的是
A. 用惰性电极电解CuCl2溶液: 2H2O + Cu2++ 2Cl-Cu(OH)2+ H2↑+ Cl2↑
B. 将少量氯气通入NaHSO3溶液中:HSO+ H2O +Cl2=2Cl-+ 3H++SO
C. 0.1mol/L AgNO3溶液中加入过量浓氨水:Ag+ + 2NH3·H2O =Ag(NH3) + 2H2O
D. 将NaHSO3溶液滴入Ba(NO3)2溶液产生白色沉淀:2HSO+ Ba2+ =H2O+SO2↑+BaSO3↓
13. 一种钒(Vn+)的配合物分子结构如图所示,下列有关说法正确的是
A. V位于第四周期IIIB B. 分子中N的杂化方式为sp3
C. 该配合物中配体数为6 D. 该配合物中钒的化合价为+3价
14. 水系锌锰二次电池放电时存在电极MnO2剥落现象,造成电池容量衰减。研究发现,加入少量KI固体能很大程度恢复“损失”的容量,原理如图。已知PBS膜只允许Zn2+通过。下列说法不正确的是
A. PBS膜的优点是能有效抑制电池的自放电
B. 放电时的总反应:Zn+MnO2+4H+=Zn2++Mn2++ 2H2O
C. 充电时,电路中每通过2mol e-,阳极区溶液减少87g
D. 放电时,0.6mol I-参加反应,理论上负极减少13g
15. 环己烯是重要的化工原料,实验室制备流程如下。下列说法错误的是
A. 环己烯粗品加饱和食盐水前应先用盐酸洗涤
B. 饱和食盐水能降低环己烯在水相中的溶解度,利于分层
C. 分液时,有机相应从分液漏斗上口倒出
D. 操作a用到的仪器有酒精灯、球形冷凝管、尾接管等
16. 一种镍磷化合物催化氨硼烷(NH3BH3)水解释氢的可能机理如图所示。下列说法错误的是
A. 氨硼烷中不含键
B. 固态氨硼烷为分子晶体
C. 用D2O代替H2O作反应物,有D2生成
D. 氨硼烷水解的最终产物为H2和NH4[B(OH)4]
17. 已知某有机物在标况下5.6L氧气中恰好完全燃烧,将反应生成的气体依次通过浓硫酸和碱石灰。浓硫酸增重5.4 g,碱石灰增重8.8g,下列有关说法不正确的是
A. 该有机物中存在氧元素
B. 该有机物的分子式为C2H6O2
C. 该有机物的核磁共振氢谱可能有2组峰
D. 该有机物的同分异构体的质谱图完全一样
18. 某密闭容器中含有X和Y,同时发生以下两个反应:①;②。反应①的正反应速率,反应②的正反应速率,其中为速率常数。某温度下,体系中生成物浓度随时间变化的曲线如图所示。下列说法正确的是
A. 时,正反应速率
B. 内,X的平均反应速率
C. 若升高温度,时容器中的比值减小
D. 反应①的活化能大于反应②
19. 锆是重要的战略金属,可从其氧化物中提取。下图是某种锆的氧化物晶体的立方晶胞,为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 该氧化物的化学式为
B. 该氧化物的密度为
C. 原子之间的最短距离为
D. 若坐标取向不变,将p点原子平移至原点,则q点原子位于晶胞面的面心
20. 25℃时,用溶液分别滴定一元酸溶液和溶液,pM[p表示负对数,M表示,]与溶液的变化关系如图所示。已知:①易溶于水,②平衡常数时反应进行完全。下列说法错误的是
A. 该温度下,的
B. 滴定溶液至x点时,改为滴加HA溶液,沉淀逐渐完全溶解
C. 25℃,NaA溶液中,水解常数的数量级为
D. 滴定HA溶液至x点时,溶液中
II卷(共60分)
21. 一种具有光催化作用的配合物A结构简式如图所示:
(1)的空间构型为___________,比较键角大小:___________ClO。
(2)咪唑( )具有类似苯环的芳香性,其中的大π键可以表示为___________,___________更易与钴形成配位键(填“①号N”、“②号N”)。___________更易溶于水(填“咪唑”或“苯”),原因:___________。
(3)Co的一种化合物为六方晶系晶体,晶胞结构如图所示。
以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子分数坐标。已知晶胞含对称中心,其中1号氧原子的分数坐标为(0.6667,0.6667,0.6077),则2号氧原子的分数坐标为___________。为阿伏加德罗常数的值,该晶体的密度为___________(用计算式表示)。
22. 丙炔可以发生下列物质转化,结合已知信息,回答下列问题:
已知:①

(1)丙炔可由下列哪种金属碳化物与水反应制得___________。
A. Li2C2 B. ZnC2 C. Al4C3 D. Mg2C3
(2)写出W的官能团名称:___________,写出其中的顺式结构:___________。①的反应类型:___________,写出反应②的化学方程式:___________。
(3)物质 M是丙炔的同系物且同时满足以下三个条件,写出M的系统命名___________。
①质谱图中最大质荷比为82;②主链4个碳;③分子中存在三个甲基。
(4)物质Y在光照条件下的一氯代物有___________种,物质Y完全氢化后的产物核磁共振氢谱的峰面积比为___________。
(5)分子式为C12H18与物质Y互为同系物,且只有一个侧链,写出所有不能被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸结构简式:___________。(已知:若苯的同系物侧链的烷基中,直接与苯环连接的碳原子上没有C—H,则该物质一般不能被酸性KMnO4溶液氧化成苯甲酸。)
23. 苯胺是一种重要精细化工原料,在染料、医药等行业中具有广泛的应用。可利用硝基苯制取苯胺,原理如下:
+3H2 +2H2O
物质 相对分子质量 沸点/℃ 密度 g/mL 溶解性
硝基苯 123 210.9 1.23 不溶于水,易溶于乙醇、乙醚
苯胺 93 184.4 1.02 微溶于水,易溶于乙醇、乙醚;还原性强、易被氧化
I.制取硝基苯
实验步骤:实验室采用如图所示装置制取硝基苯,恒压滴液漏斗中装有一定量的苯,三颈烧瓶装有一定比例的浓硫酸和浓硝酸混合物。
(1)实验装置中长玻璃管可以用___________代替(填仪器名称),图中恒压滴液漏斗侧面橡胶管的作用___________。
(2)下列说法中正确的是___________(填序号)。
A. 配制混酸时,将浓硝酸沿杯壁缓缓加入浓硫酸中,并不断搅拌、冷却
B. 温度控制在50~60℃原因之一是减少副反应的发生
C. 制得的粗硝基苯可以先用乙醇萃取,分液后再洗涤
D. 浓硫酸可以降低该反应活化能
(3)三颈烧瓶中发生反应的化学方程式___________。
(4)提纯产品的过程中需要用5%NaOH溶液洗涤三颈烧瓶中的粗产品,其目的是___________。
Ⅱ.制取苯胺
①组装好实验装置(如下图,夹持仪器已略去),并检查气密性。
②先向三颈烧瓶中加入沸石及硝基苯,再取下恒压滴液漏斗,换上温度计。
③打开活塞K,通入H2一段时间。
④利用油浴加热,使反应液温度维持在140℃进行反应。
⑤反应结束后,关闭活塞K,向三颈烧瓶中加入生石灰。
⑥调整好温度计的位置,继续加热,收集182~186℃馏分,得到较纯苯胺。
回答下列问题:
(5)若实验中步骤③和④的顺序颠倒,则实验中可能产生的不良后果除爆炸外还有___________。
(6)步骤⑤中,加入生石灰的作用是___________。
(7)若实验中硝基苯用量为10 mL,最后得到苯胺5.6g,苯胺的产率为___________(计算结果精确到0.1%)。
24. 硼酸(H3BO3)大量应用于玻璃制造行业,以硼镁矿(2MgO B2O3 H2O、SiO2及少量Fe3O4、CaCO3、Al2O3)为原料生产硼酸的工艺流程如下:
已知:①不同温度时H3BO3在水中的溶解度如下表:
温度
溶解度 5.0g 8.7g 14.8g 40.2g
②298K下,常见金属氢氧化物的溶度积常数如下表:
Fe(OH)3 Al(OH)3 Fe(OH)2 Mg(OH)2
(1)“浸取”时2MgO B2O3 H2O发生的反应的化学方程式为___________。
(2)“浸取”后,采用“热过滤”的目的是___________,“浸出渣”的成分为___________(填化学式)。
(3)“浸出液”显酸性, “除杂”时向浸出液中依次加入适量H2O2和MgO,除去的杂质离子是___________。
(4)“母液”可用于回收硫酸镁,已知硫酸镁的溶解度随温度变化的曲线如图,且溶液的沸点随压强增大而升高。为了从“母液”中充分回收MgSO4·H2O,应采取的措施是将“母液”蒸发浓缩后,最佳结晶条件是___________。
A. 升温结晶 B. 降温结晶 C. 加压升温结晶 D. 降压降温结晶
25. 已知一定条件下,1-苯基丙炔()可与HCl发生加成反应,反应如下:
已知:因反应在高压HCl氛围下进行,故HCl压强近似等于总压。
回答下列问题:
(1)在473K、的高压HCl氛围下,以为原料进行上述反应。当产物Ⅰ和产物Ⅱ的产率均为10%时,体系放热akJ;当产物Ⅰ产率为15%和产物Ⅱ的产率为25%时,体系放热bkJ。若2a”“=”或“<”),反应Ⅱ在该条件下的焓变___________(用含a、b的代数式表示)。
(2)下列能说明反应已经达到平衡的是___________(填标号)。
A. 反应体系内总质量不再变化
B. 恒容条件下,反应压强不再改变
C. 气体的平均相对分子质量不再变化
D. v(Ph-C≡C-CH3)=v()
(3)在473K、的高压HCl氛围下,以为原料进行上述反应,反应过程中除HCl外该炔烃及反应产物的占比[如:]随时间的变化如图,则反应的活化能反应Ⅰ___________反应Ⅱ(填“大于”“小于”或“等于”),的平衡转化率为___________,反应Ⅱ的___________,为获得产物Ⅰ可采取的措施为___________。
(4)某小组向容积均为1L、起始温度相同的甲(绝热)、乙(恒温)两个容器中,分别充入0.2mol,假定只发生反应Ⅲ,甲中的相关量随时间变化如图所示:
①0~3s内,甲容器中的反应速率增大的原因是___________。
②平衡时,___________(填“大于”“小于”或“等于”,下同),___________。
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