湖北省武汉市2021-2022学年高三下学期2月调研考试化学试题含答案
展开本试题卷共8页,19题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. “空气变面包,氨功不可没”。下列说法错误的是
A. 液氨可用作制冷剂B. 是平面三角形的极性分子
C. 可以还原CuOD. 合成氨是人工固氮最重要途径
2. 旅游景点售卖的仿银饰品大多是白铜(铜镍合金)。下列说法正确的是
A. 硬度比铜的大B. 熔点比铜的高
C. 容易被腐蚀D. 通过外观颜色即可区分它和白银
3. 高纯度的锗是半导体材料,下图是锗在周期表中的信息。下列说法正确的是
A. 位于Ⅳ族B. 质量数为32C. 价电子数为2D. 相对原子质量为72.63
4. α-紫罗兰酮具有强烈的花香,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是
A. 分子式为B. 能发生银镜反应
C. 能使溴水褪色D. 分子含2个手性碳原子
5. 对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是
A. 向氢氧化钡溶液中滴加硫酸氢钠溶液:
B. 向覆铜板上滴加溶液:
C. 向纯碱溶液中滴加少量盐酸:
D. 向次氯酸钙溶液中通入少量气体:
6. 下列实验现象与实验操作不匹配的是
A. AB. BC. CD. D
7. 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 1ml 分子中π键的数目为3NA
B. 1ml甲基正离子()的质子数为9NA
C. 1ml 中配位原子的个数为4NA
D. 78g 与足量反应转移电子数为2NA
8. 某兴趣小组为制备1-溴丙烷(沸点71℃,密度1.36g/cm3),将浓硫酸缓慢加入正丙醇及水的混合液中,冷却至室温后加入NaBr,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。将馏出液进行分液处理,得粗产品。上述过程中涉及的装置或操作正确的是
A. B. C. D.
9. 某离子液体的阴离子结构如图所示,其中X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素,Y与W同主族。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Y<ZB. 简单氢化物的沸点:X<Y
C. 最高价氧化物的水化物酸性:W<ZD. 元素的第一电离能:Y<X
10. 下列关于O、S及其化合物的说法中,错误的是
A. O的电负性比S的大,可推断分子的极性比的极性大
B. 电子云重叠程度O-H比S-H的大,可推断O-H比S-H更稳定
C. 的相对分子质量比的小,可推断的沸点比的低
D. 具有氧化性,可推断也具有氧化性
11. 实验表明,与黄铜矿的结构类型相同。下列说法正确的是
A. 推测黄铜矿中铜的化合价为+1价B. Ga核外电子排布式为
C. 该晶胞中Fe的配位数为2D. 黄铜矿的化学式为
12. 实验探究乙醛溶液和新制氢氧化铜反应的有关信息,记录如下:
下列推断错误的是
A. a、b应为2mL、1mLB. 实验Ⅱ中部分乙醛被氧化
C. X可能是CuO和的混合物D. 实验表明,在pH>11时可检测出醛基
13. 冠醚是一种超分子,它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与形成的鳖合离子的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 6个O原子与可能在同一平面上B. 二苯并-18-冠-6也能适配
C. 该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种D. 一个鳌合离子中配位键数目为6
14. 近期科技工作者开发了一套以乙醇为原料制备DDE()的电解装置如下图所示。下列说法正确的是
A. 催化电极的电极电势:b>a
B. 阴极电极反应式为
C. 电解后溶液的pH会减小(忽略溶液体积变化)
D. 每产生1ml 需要消耗3ml
15. 25℃时,0.10的溶液中、、和随pH变化(加入HCl或NaOH)的关系如下图所示。下列说法正确的是
[已知,]
A. 原溶液中
B. 原溶液中
C. 曲线①表示随pH变化
D. 图中M点对应溶液的pH=6.5
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 硫代硫酸钠()是常见的分析试剂。实验室制备溶液的装置如下(部分装置省略,C中过量):
回答下列问题:
(1)装置A制取的反应中,利用了浓硫酸的___________性。
(2)装置B的作用是___________。
(3)装置C中反应分两步,其中第二步反应方程式为。当观察到装置C中出现___________的现象,说明反应已完全。
(4)测定某样品中的含量的实验步骤如下(杂质不参加反应):
Ⅰ.取0.0100的溶液20.00mL,用硫酸酸化后,加入过量KI,发生反应:。
Ⅱ.称取2.000g样品,配制成100mL溶液,取该溶液滴定步骤Ⅰ所得溶液(淀粉作指示剂)至终点。三次平行实验,平均消耗18.60mL样品溶液。发生的反应为:。
①判断步骤Ⅱ的滴定终点方法为___________。
②样品中的质量分数为___________。
(5)临床上,可用于氰化物解毒,解毒原理:。检验该转化生成了的操作为___________。
17. 化合物G是用于治疗面部疱疹药品泛昔洛韦的合成中间体,其合成路线如下:
已知:Bn—代表
回答下列问题:
(1)A→B反应所需的试剂和条件为___________。
(2)D→E的反应类型为___________。
(3)G中含氧官能团的名称是___________。
(4)F的分子式为,则F→G的反应方程式为___________。
(5)C有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有___________种。
①分子中含有苯环。
②分子中含有2个。
(6)以苯甲醇和丙二酸二乙酯为原料合成的路线如下:
M的结构简式为___________;合成产物分子的核磁共振氢谱中有___________组峰。
18. 丙烯在有机化工中用途广泛,除了制备聚丙烯,还可制备1,2-二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。回答下列问题:
(1)用加成法制备1,2-二氯丙烷,主、副反应依次为:
已知中逆反应的活化能为164,则正反应的活化能为___________。
(2)丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下:
①某温度下,在刚性密闭容器中充入(g),起始压强为10kPa,平衡时总压为14kPa,则的平衡转化率为_________,该反应的压强平衡常数_________kPa(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中(g)和(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示,其中代表压强为100kPa时的曲线是_________(填曲线标号)。
(3)丙烷氧化脱氢制备丙烯,还发生副反应生成CO、等,其主反应如下: ,相同时间内,在某催化剂作用下(g)转化率和(g)的产率随温度的变化关系如图所示。
①图中的转化率随温度升高而增大的原因是___________。
②575℃时,的选择性为___________ [的选择性],能提高其选择性的措施为___________。
19. 钨酸()是一种重要的化工原料,用作媒染剂催化剂,制造防火材料等。一种以黑钨矿(主要成分是和,还含有Si、P、As等元素的杂质)为原料制备钨酸的工业流程如下图所示。
已知:①“滤渣1”的成分是和。
②“水浸”后滤液中主要阴离子为、、、和。
③。
回答下列问题:
(1)基态Mn原子中未成对的电子数为___________。
(2)发生“焙烧"时的化学反应方程式为___________。
(3)“滤渣2”的主要成分是___________,加入盐酸“调节pH”要在加热煮沸条件下进行,煮沸的目的是___________。
(4)“除磷、砷”过程中P、As元素以和形式沉淀,则“氧化”过程中加入NaClO溶液的目的是___________。
(5)当“滤液1”中时,此时是否沉淀完全。列式计算说明___________。
(6)“沉钨”后需要过滤、洗涤,则洗涤的具体操作为___________。
湖北省武汉市2022届高中毕业生二月调研考试
化学试题
本试题卷共8页,19题。全卷满分100分。考试用时75分钟。
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号填写在试卷和答题卡上,并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.选择题的作答:每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3.非选择题的作答:用黑色签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4.考试结束后,请将本试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 S 32
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. “空气变面包,氨功不可没”。下列说法错误的是
A. 液氨可用作制冷剂B. 是平面三角形的极性分子
C. 可以还原CuOD. 合成氨是人工固氮最重要途径
【答案】B
【解析】
【详解】A.液氨沸点较低,挥发吸热,可用作制冷剂,A正确;
B.NH3分子中N原子的价层电子对数=3+=4,孤电子对数为1,所以为三角锥形结构,B错误;
C.具有还原性,可以还原CuO,C正确;
D.合成氨将空气中氮气转化为氨气,是人工固氮最重要途径,D正确;
故选B。
2. 旅游景点售卖的仿银饰品大多是白铜(铜镍合金)。下列说法正确的是
A. 硬度比铜的大B. 熔点比铜的高
C. 容易被腐蚀D. 通过外观颜色即可区分它和白银
【答案】A
【解析】
【详解】A.合金硬度大于成分金属,A正确;
B.合金熔点低于成分金属,B错误;
C.合金性能优于成分金属,故耐腐性更好,C错误;
D.白铜、白银均为银白色,不能通过颜色区别,D错误;
故选A。
3. 高纯度的锗是半导体材料,下图是锗在周期表中的信息。下列说法正确的是
A. 位于Ⅳ族B. 质量数为32C. 价电子数为2D. 相对原子质量为72.63
【答案】D
【解析】
【分析】元素周期表信息图中,元素名称的左上角的数字为元素的原子序数,右上角为元素符号,中间的汉字表示元素名称,下边是元素的相对原子质量。
【详解】A.锗为32号元素,位于ⅣA族,A错误;
B.32为原子序数不是质量数,B错误;
C.锗原子的价电子排布为4s24p2,价电子数为4,C错误;
D.相对原子质量为72.63,D正确;
故选D。
4. α-紫罗兰酮具有强烈的花香,其结构简式如图所示。下列叙述正确的是
A. 分子式为B. 能发生银镜反应
C. 能使溴水褪色D. 分子含2个手性碳原子
【答案】C
【解析】
【详解】A.由图示可知,分子式为,A错误;
B.结构中不含醛基,不能发生银镜反应,B错误;
C.结构中含有双键,能使溴水褪色,C正确;
D.如图所示,分子含1个手性碳原子,D错误;
故选C。
5. 对于下列实验,能正确描述其反应的离子方程式是
A. 向氢氧化钡溶液中滴加硫酸氢钠溶液:
B. 向覆铜板上滴加溶液:
C. 向纯碱溶液中滴加少量盐酸:
D. 向次氯酸钙溶液中通入少量气体:
【答案】B
【解析】
【详解】A.氢氧化钡溶液中滴加硫酸氢钠溶液,还会生成硫酸钡沉淀,A错误;
B.铜和氯化铁反应生成氯化铜和氯化亚铁:,B正确;
C.纯碱溶液中滴加少量盐酸生成碳酸氢钠和氯化钠,+H+= ,C错误;
D.次氯酸根离子具有氧化性,会和二氧化硫生成硫酸根离子,+3 ClO-+ H2O =+Cl-+2HClO,D错误;
故选B。
6. 下列实验现象与实验操作不匹配的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.硫酸铜和氨水生成氢氧化铜沉淀,继续滴加氨水沉淀又转化为四氨合铜离子,故先出现蓝色沉淀,继而溶解得到深蓝色溶液,A正确;
B.极易水解生成氯化氢和二氧化硫气体,液面有白雾产生,并有刺激性气味气体逸出,B正确;
C.向苯酚溶液中滴入饱和溴水,边加边振荡,反应生成三溴苯酚白色沉淀,C正确;
D.浓硝酸和蛋白质反应生成黄色沉淀,D错误;
故选D。
7. 设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法错误的是
A. 1ml 分子中π键的数目为3NA
B. 1ml甲基正离子()的质子数为9NA
C. 1ml 中配位原子的个数为4NA
D. 78g 与足量反应转移电子数为2NA
【答案】A
【解析】
【详解】A.单键均为σ键,双键中含有1个σ键,所以1ml 分子中π键的数目为2NA,A错误;
B.1个甲基正离子()的质子数为9个,则1ml甲基正离子()的质子数为9NA,B正确;
C.中配体为NH3,配位原子为N,1ml 中配位原子的个数为4NA,C正确;
D.78g 的物质的量为1ml,与足量反应生成硫酸钠,转移电子数为2NA,D正确;
故选A。
8. 某兴趣小组为制备1-溴丙烷(沸点71℃,密度1.36g/cm3),将浓硫酸缓慢加入正丙醇及水的混合液中,冷却至室温后加入NaBr,缓慢加热,直到无油状物馏出为止。将馏出液进行分液处理,得粗产品。上述过程中涉及的装置或操作正确的是
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.要蒸馏得到1-溴丙烷馏分,温度计应该放在蒸馏烧瓶的支管口处,A错误;
B.应该使用直行冷凝管,B错误;
C.用冰水浴利于产物冷凝,废气接室外可防止中毒,C正确;
D.1-溴丙烷密度1.36g/cm3密度大于水,有机层位于下面,D错误;
故选C
9. 某离子液体的阴离子结构如图所示,其中X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素,Y与W同主族。下列说法正确的是
A. 简单离子半径:Y<ZB. 简单氢化物的沸点:X<Y
C. 最高价氧化物的水化物酸性:W<ZD. 元素的第一电离能:Y<X
【答案】B
【解析】
【分析】X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期非金属元素,X可以4个键,则X为碳元素;W可以形成6个键,W为硫;Y与W同主族,Y为氧;Z可以形成1个键,为氟元素。
【详解】A.一般而言,电子层数越多半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;简单离子半径:Y>Z,A错误;
B.XY的鉴定氢化物分别为CH4、H2O,水分子中可以形成氢键,则简单氢化物的沸点:X<Y,B正确;
C.F元素不能形成含氧酸,C错误;
D.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,故元素的第一电离能:Y>X,D错误;
故选B。
10. 下列关于O、S及其化合物的说法中,错误的是
A. O的电负性比S的大,可推断分子的极性比的极性大
B. 电子云重叠程度O-H比S-H的大,可推断O-H比S-H更稳定
C. 的相对分子质量比的小,可推断的沸点比的低
D. 具有氧化性,可推断也具有氧化性
【答案】C
【解析】
【详解】A.和结构一样,O的电负性比S的大,可推断分子的极性比的极性大,故A正确;
B.O原子半径小于S,O-H电子云重叠程度比S-H的大,共价键键长短键能大,可推断O-H比S-H更稳定,故B正确;
C.间可以形成氢键,分子间只有范德华力,的沸点比的高,故C错误;
D.O与S属于同主族元素, 于相似,具有氧化性,可推断也具有氧化性,故D正确;
故答案为C
11. 实验表明,与黄铜矿的结构类型相同。下列说法正确的是
A. 推测黄铜矿中铜的化合价为+1价B. Ga核外电子排布式为
C. 该晶胞中Fe的配位数为2D. 黄铜矿的化学式为
【答案】A
【解析】
【详解】A.黄铜矿中Ga是+3价,S为-2价,铜的化合价为+1价,故A正确;
B.Ga为31号元素,核外电子排布式为,故B错误;
C.根据图可以看出晶胞中Fe的配位数为4,故C错误;
D.根据均摊法计算Cu个数= ,Fe个数为,S在体心个数为8个,黄铜矿的化学式为,故D错误;
故答案为A。
12. 实验探究乙醛溶液和新制氢氧化铜反应的有关信息,记录如下:
下列推断错误的是
A. a、b应为2mL、1mLB. 实验Ⅱ中部分乙醛被氧化
C. X可能是CuO和的混合物D. 实验表明,在pH>11时可检测出醛基
【答案】B
【解析】
【详解】A.实验探究氢氧化钠用量对反应产物的影响,实验I和Ⅱ、实验III和IV中氢氧化钠的量不同则硫酸铜的量必须相同,故a、b应为2mL、1mL,A正确;
B.实验Ⅱ中氢氧化钠用量逐渐增多,产生氢氧化铜,若氢氧化铜一部分和乙醛反应则会生成红色氧化亚铜,若一部分受热分解生成黑色氧化铜,实验中沉淀成分为黑色氧化铜,说明乙醛未参加反应,B错误;
C.X为红褐色沉淀,可能是黑色CuO和红色Cu2O的混合物,C正确;
D.由图实验Ⅳ可知生成红色氧化亚铜沉淀,此时pH为11~12,则Cu(OH)2氧化乙醛,溶液应pH>11,D正确。
故选:B。
13. 冠醚是一种超分子,它能否适配碱金属离子与其空腔直径和离子直径有关。二苯并-18-冠-6与形成的鳖合离子的结构如图所示。下列说法错误的是
A. 6个O原子与可能在同一平面上B. 二苯并-18-冠-6也能适配
C. 该冠醚分子中碳原子杂化方式有2种D. 一个鳌合离子中配位键的数目为6
【答案】B
【解析】
【详解】A.结构中氧原子均与苯环直接相连,故6个O原子与可能在同一平面上,A正确;
B.一般而言,电子层数越多半径越大;电子层数相同时,核电荷数越大,半径越小;半径小于钠离子;由图标可知,二苯并-18-冠-6不能适配,B错误;
C.该冠醚分子中苯环碳原子为sp2杂化、其它碳链上的碳原子为sp3杂化;碳原子杂化方式有2种,C正确;
D.由结构简式可知,一个鳌合离子中配位键的数目为6,D正确;
故选B。
14. 近期科技工作者开发了一套以乙醇为原料制备DDE()的电解装置如下图所示。下列说法正确的是
A. 催化电极的电极电势:b>a
B. 阴极电极反应式为
C. 电解后溶液的pH会减小(忽略溶液体积变化)
D. 每产生1ml 需要消耗3ml
【答案】D
【解析】
【详解】A.b极氢离子生成氢气发生还原反应,为阴极,则催化电极的电极电势:bB.阴极反应得到电子的还原反应,反应为2H++2e-=H2↑,B错误;
C.由图可知,反应中生成2个氢离子,又消耗2个氢离子,故pH值不变,C错误;
D.由图可知,每产生1ml 周期中,有1ml乙醇生成乙醛、乙醛又与2ml乙醇生成水和DDE,故需要消耗3ml ,D正确;
故选D。
15. 25℃时,0.10的溶液中、、和随pH变化(加入HCl或NaOH)的关系如下图所示。下列说法正确的是
[已知,]
A. 原溶液中
B. 原溶液中
C. 曲线①表示随pH的变化
D. 图中M点对应溶液的pH=6.5
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据质子守恒可知,,A错误;
B.,带入中,得到,=0.1ml/L,则=;同理=;则可表示为:,不符合电荷守恒,B错误;
C.氢离子、氢氧根离子浓度相等时溶液显中性,由图可知,①②③④分别表示H+、、、OH-的曲线随pH值的变化情况,C错误;
D.由图可知,M点, ,则=,将Ka和Kb相除得到,又有c(H+)c(OH-)=KW,则,可得c(H+)=10-6.5ml/L,所以pH=-lgc(H+)=6.5,D正确;
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 硫代硫酸钠()是常见分析试剂。实验室制备溶液的装置如下(部分装置省略,C中过量):
回答下列问题:
(1)装置A制取的反应中,利用了浓硫酸的___________性。
(2)装置B的作用是___________。
(3)装置C中的反应分两步,其中第二步反应方程式为。当观察到装置C中出现___________的现象,说明反应已完全。
(4)测定某样品中的含量的实验步骤如下(杂质不参加反应):
Ⅰ.取0.0100的溶液20.00mL,用硫酸酸化后,加入过量KI,发生反应:。
Ⅱ.称取2.000g样品,配制成100mL溶液,取该溶液滴定步骤Ⅰ所得溶液(淀粉作指示剂)至终点。三次平行实验,平均消耗18.60mL样品溶液。发生的反应为:。
①判断步骤Ⅱ的滴定终点方法为___________。
②样品中的质量分数为___________。
(5)临床上,可用于氰化物解毒,解毒原理:。检验该转化生成了的操作为___________。
【答案】(1)强酸 (2)起到安全瓶的作用
(3)溶液由浑浊变澄清
(4) ①. 滴入最后一滴样品溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色 ②. 80.0%
(5)取少量溶液于试管中滴加氯化铁溶液,溶液变红色
【解析】
【分析】亚硫酸钠和浓硫酸反应生成二氧化硫,二氧化硫通过安全瓶B装置后进入C装置和硫化钠、亚硫酸钠反应生成。
【小问1详解】
装置A制取的反应为硫酸和亚硫酸钠生成二氧化硫,利用了浓硫酸的强酸性。
【小问2详解】
装置B的作用可以防止C中溶液倒吸,起到安全瓶的作用。
【小问3详解】
装置C中的反应分两步,其中第二步反应方程式为。则第一步为硫化钠和二氧化硫生成硫单质的反应,硫单质不溶于水为沉淀,故当观察到装置C中出现溶液由浑浊变澄清的现象,说明反应已完全。
小问4详解】
①碘单质能使淀粉变蓝色,碘单质与反应后溶液由蓝色变为无色,故判断步骤Ⅱ的滴定终点方法为滴入最后一滴样品溶液,溶液蓝色褪去且半分钟内不变色。
②根据化学方程式体现的关系可知,,样品中的物质的量为0.0100×20.00×10-3L×6×6.45×10-3ml,质量分数为。
【小问5详解】
能和铁离子反应变为红色溶液,故检验该转化生成了的操作为取少量溶液于试管中滴加氯化铁溶液,溶液变红色,说明生成了。
17. 化合物G是用于治疗面部疱疹药品泛昔洛韦的合成中间体,其合成路线如下:
已知:Bn—代表
回答下列问题:
(1)A→B反应所需的试剂和条件为___________。
(2)D→E的反应类型为___________。
(3)G中含氧官能团的名称是___________。
(4)F的分子式为,则F→G的反应方程式为___________。
(5)C有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体有___________种。
①分子中含有苯环。
②分子中含有2个。
(6)以苯甲醇和丙二酸二乙酯为原料合成的路线如下:
M的结构简式为___________;合成产物分子的核磁共振氢谱中有___________组峰。
【答案】(1)溴蒸气和光照
(2)取代反应 (3)醚键、酯基
(4)++H2O
(5)10 (6) ①. ②. 7
【解析】
【分析】A苯环上甲基上氢原子被溴原子取代生成B;B中溴原子和发生取代生成C,C中羟基被溴原子取代生成D,D中溴原子和取代生成E,E还原生成F,F和生成G,
【小问1详解】
A苯环中甲基上氢原子被溴原子取代生成B ,A→B反应所需的试剂和条件为溴蒸气和光照。
【小问2详解】
D→E的反应类型为取代反应。
【小问3详解】
G中含氧官能团的名称是醚键、酯基。
【小问4详解】
结合F化学式可知,E在强还原剂LiAlH4和THF作用下酯基被还原成羟基,则F结构简式为,F和生成G,反应为:++H2O。
【小问5详解】
C的同分异构体,①分子中含有苯环、②分子中含有2个,则还有1个碳未使用,则:
苯环取代基为:、、;
处于邻位,甲基有2种情况;处于间位,甲基有3种情况;处于对位,甲基有1种情况;共计有6种情况;
苯环取代基为:、;两者处于邻、间、对位,共计有3种情况;
苯环取代基为:,共计有1种情况;
合计存在10种情况。
【小问6详解】
结合题干中D生成E的反应原理可知,则生成M结构简式为:;
由结构简式可知,该分子对称性较高,分子中有7种不同环境的氢,故合成产物分子的核磁共振氢谱中有7组峰。
18. 丙烯在有机化工中用途广泛,除了制备聚丙烯,还可制备1,2-二氯丙烷、丙烯醛、丙烯酸等。回答下列问题:
(1)用加成法制备1,2-二氯丙烷,主、副反应依次为:
已知中逆反应的活化能为164,则正反应的活化能为___________。
(2)丙烷无氧脱氢法制备丙烯反应如下:
①某温度下,在刚性密闭容器中充入(g),起始压强为10kPa,平衡时总压为14kPa,则的平衡转化率为_________,该反应的压强平衡常数_________kPa(用平衡分压代替平衡浓度,分压=总压×物质的量分数)。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应,平衡体系中(g)和(g)的物质的量分数随温度的变化关系如图所示,其中代表压强为100kPa时的曲线是_________(填曲线标号)。
(3)丙烷氧化脱氢制备丙烯,还发生副反应生成CO、等,其主反应如下: ,相同时间内,在某催化剂作用下(g)的转化率和(g)的产率随温度的变化关系如图所示。
①图中的转化率随温度升高而增大的原因是___________。
②575℃时,的选择性为___________ [的选择性],能提高其选择性的措施为___________。
【答案】(1)132 (2) ①. 40% ②. 2.67 ③. x
(3) ①. 温度升高,反应速率加快,温度升高,催化剂活性增大 ②. 0.5 ③. 选择相对较低的温度
【解析】
【小问1详解】
①
②
根据盖斯定律①-②得,焓变=正反应活化能-逆反应活化能,逆反应的活化能为164,则正反应的活化能为132。
【小问2详解】
①某温度下,在刚性密闭容器中充入(g),起始压强为10kPa,平衡时总压为14kPa,
10-x+2x=14,x=4;则的平衡转化率为,该反应的压强平衡常数=2.67kPa。
②分别在总压为100kPa、10kPa时发生该反应,正反应吸热,升高温度平衡正向移动,(g)含量减小,增大压强,平衡逆向移动,(g)含量增大,所以代表压强为100kPa时的曲线是x。
【小问3详解】
①温度升高,反应速率加快,温度升高,催化剂活性增大,所以的转化率随温度升高而增大。
②575℃时,的选择性为=0.5,根据图像,选择相对较低的温度能提高其选择性。
19. 钨酸()是一种重要的化工原料,用作媒染剂催化剂,制造防火材料等。一种以黑钨矿(主要成分是和,还含有Si、P、As等元素的杂质)为原料制备钨酸的工业流程如下图所示。
已知:①“滤渣1”的成分是和。
②“水浸”后滤液中主要阴离子为、、、和。
③。
回答下列问题:
(1)基态Mn原子中未成对的电子数为___________。
(2)发生“焙烧"时的化学反应方程式为___________。
(3)“滤渣2”的主要成分是___________,加入盐酸“调节pH”要在加热煮沸条件下进行,煮沸的目的是___________。
(4)“除磷、砷”过程中P、As元素以和形式沉淀,则“氧化”过程中加入NaClO溶液的目的是___________。
(5)当“滤液1”中时,此时是否沉淀完全。列式计算说明___________。
(6)“沉钨”后需要过滤、洗涤,则洗涤的具体操作为___________。
【答案】(1)5 (2)4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4CO2+4Na2WO4
(3) ①. H2SiO3 ②. 使硅酸根离子充分反应,防止生成硅酸胶体
(4)将P、As元素转化为、便于生成沉淀除去
(5)时,则有,则,说明沉淀完全
(6)将沉淀置于分液漏斗滤纸上,加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下,重复操作23次
【解析】
【分析】已知:①“滤渣1”的成分是和。②“水浸”后滤液中主要阴离子为、、、和。黑钨矿和氧气、碳酸钠焙烧水浸后过滤得到和滤渣,W、P、As、Si元素进入滤液;加入次氯酸钠将P、As元素转化为五价P、As元素,便于后续和镁离子生成沉淀;加入盐酸调节pH,生成硅酸沉淀,加入氯化镁生成和形式沉淀,过滤得到滤液中含有W,加入氯化钙后生成钨的沉淀,酸解后生成H2WO4。
【小问1详解】
Mn为25号元素,基态Mn原子核外电子排布为1s22s22p63s23p63d54s2,
基态Mn原子中未成对的电子数为5。
【小问2详解】
发生“焙烧"时的化学为和氧气、碳酸钠焙烧生成二氧化碳、氧化铁和,反应为4FeWO4+O2+4Na2CO32Fe2O3+4CO2+4Na2WO4。
【小问3详解】
硅酸根离子和氢离子生成硅酸沉淀,“滤渣2”的主要成分是H2SiO3,加入盐酸“调节pH”要在加热煮沸条件下进行,煮沸的目的是使硅酸根离子充分反应,防止生成硅酸胶体,不利于沉淀分离。
【小问4详解】
NaClO 具有强氧化性,由题干可知,“水浸”后滤液中含有离子,而 “除磷、砷”过程中P、As元素以和形式沉淀,则“氧化”过程中加入NaClO溶液的目的是将P、As元素转化为、便于生成沉淀除去。
【小问5详解】
已知,。时,则有,则,说明沉淀完全。
【小问6详解】
“沉钨”后需要过滤、洗涤,则洗涤的具体操作为将沉淀置于分液漏斗滤纸上,加蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下,重复操作23次。
32 Ge
锗
4s24p2
72.63
实验操作
实验现象
A
向盛有硫酸铜溶液的试管中滴加氨水至过量
先出现蓝色沉淀,继而溶解得到深蓝色溶液
B
向盛有少量水的锥形瓶中滴加几滴
液面有白雾产生,并有刺激性气味气体逸出
C
向苯酚溶液中滴入饱和溴水,边加边振荡
有白色沉淀产生
D
向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴浓硝酸并加热
鸡蛋清变黑
实验
2% 溶液的体积
10% NaOH溶液的体积
振荡后pH
加0.5mL40%的乙醛溶液,加热后的沉淀颜色及沉淀成分
Ⅰ
2mL
3滴
5~6
浅蓝绿色沉淀
Ⅱ
a
15滴
7~8
黑色沉淀CuO
Ⅲ
1mL
1mL
9~10
红褐色沉淀X
Ⅳ
b
2mL
11~12
红色沉淀
冠醚
冠醚空腔直径/pm
适合粒子(直径/pm)
15-冠-5
17-220
(204)
18-冠-6
260-320
(276)
21-冠-7
340-430
(334)
32 Ge
锗
4s24p2
72.63
实验操作
实验现象
A
向盛有硫酸铜溶液试管中滴加氨水至过量
先出现蓝色沉淀,继而溶解得到深蓝色溶液
B
向盛有少量水的锥形瓶中滴加几滴
液面有白雾产生,并有刺激性气味气体逸出
C
向苯酚溶液中滴入饱和溴水,边加边振荡
有白色沉淀产生
D
向盛有鸡蛋清溶液的试管中加入几滴浓硝酸并加热
鸡蛋清变黑
实验
2% 溶液的体积
10% NaOH溶液的体积
振荡后pH
加0.5mL40%的乙醛溶液,加热后的沉淀颜色及沉淀成分
Ⅰ
2mL
3滴
5~6
浅蓝绿色沉淀
Ⅱ
a
15滴
7~8
黑色沉淀CuO
Ⅲ
1mL
1mL
9~10
红褐色沉淀X
Ⅳ
b
2mL
11~12
红色沉淀
冠醚
冠醚空腔直径/pm
适合的粒子(直径/pm)
15-冠-5
17-220
(204)
18-冠-6
260-320
(276)
21-冠-7
340-430
(334)
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