湖南省常德市第一中学2023届高三模拟预测化学试题(含解析)
展开湖南省常德市第一中学2023届高三模拟预测化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.北京冬奥会成功举办、神舟十三号顺利往返、“天宫课堂”精彩呈现均展示了我国科技发展的巨大成就。下列相关叙述正确的是
A.冬奥会“飞扬”火炬所用的燃料H2为氧化性气体
B.体育馆建筑膜材料——乙烯与四氟乙烯的加聚产物属于有机高分子材料
C.飞船返回舱表层材料中的玻璃纤维属于天然有机高分子
D.乙酸钠过饱和溶液析出晶体并放热的过程仅涉及化学变化
2.核酸采样管中的红色液体为病毒核酸保存液,主要成为有盐酸胍、酸碱指示剂——酚红等物质。盐酸胍[NH=C(CH2)2·HCl]可以破坏病毒表面蛋白外壳,从而使病毒失去活性和感染能力。酚红在中性环境下它是红色的,碱性环境是紫色,酸性环境是黄色。下列说法错误的是
A.若病毒核酸保存液存在较多细菌,会进行呼吸作用生成CO2,使保存液变成黄色而显示失效
B.盐酸胍和“84”消毒液使蛋白质变性的原理相同
C.禁止将拭子先浸入病毒核酸保存液,然后再采样
D.病毒核酸保存液采集样品后应尽快送入专业实验室进行检测
3.为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.28g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为2
B.1.8g重水中所含质子数为
C.电解粗铜精炼铜,通过电路的电子数为时,阳极有32g Cu转化为
D.溶液中,、数目之和为0.1
4.下列过程涉及的化学反应相应的离子方程式正确的是
A.硅酸钠溶液中通入二氧化碳:
B.等浓度等体积的溶液和HCl溶液混合:
C.将通入溶液中:
D.少量通入NaClO溶液中:
5.下列实验操作规范的是
A.过滤
B.排空气法收集
C.混合浓硫酸和乙醇
D.溶液的转移
A.A B.B C.C D.D
6.我国科学家用如图所示的阴离子的盐作水系锌离子电池的电解质溶液,显示了优良的循环性能。X、Y、Z、W均为短周期元素且原子序数依次增大,其中X、Y、Z位于同一周期,Y、W核外最外层电子数相等。下列叙述正确的是
A.简单离子半径大小顺序为W>Z>Y
B.每个阴离子中σ键与π键的数目之比为5:2
C.Y的简单氢化物的沸点高于W的简单氢化物,是因为Y的非金属性强于W
D.X和Z形成的简单化合物各原子最外层均满足8电子稳定结构
7.由1,5-戊二醇制备δ-戊内酯的路线如图。
下列说法不正确的是
A.1,5-戊二醇与乙二醇互为同系物
B.和互为同分异构体
C.反应a与b均为氧化反应
D.可用酸性高锰酸钾溶液区分和
8.某科研人员研究得出,HCHO可在羟基磷灰石(HAP)表面催化氧化生成和,其历程示意图如图(图中只画出了HAP的部分结构)。
下列说法错误的是
A.HAP不能提高HCHO与的平衡转化率
B.HCHO在反应过程中,有键发生断裂
C.根据图示信息,分子中的氧原子全部来自
D.该过程的总反应是
9.F2和Xe在一定条件下可生成XeF2、XeF4和XeF6三种氟化氙,它们都是极强的氧化剂(其氧化性依次递增),都极易与水反应。其中6XeF4+12H2O=2XeO3+4Xe↑+24HF+3O2↑,下列推测正确的是
黑球表示氙原子白球表示氟原子
A.XeF2分子中各原子均达到八电子的稳定结构
B.某种氟化氙的晶体结构单元如上图所示,可推知其化学式为XeF6
C.XeF4按已知方式水解,每生成2molXe转移8mol电子
D.XeF2加入水中,在水分子的作用下,将重新生成Xe和F2
10.废旧电器中电路板主要含有Fe、Cu、SnO2、PbO2、塑料等物质,研究小组从废旧电路板中回收金属锡(50Sn)的流程如图。下列说法正确的是
已知:SnO2、PbO2可与强碱共热反应生成易溶于水的Na2SnO3和Na2PbO3。
A.Sn元素的核外电子排布式为[Kr]5s25p2
B.焙烧的主要目的是将Fe和Cu变成氧化物
C.若过滤后得到干燥的PbS和S各0.1mol,则反应①有NA个电子转移
D.煤炭与SnO2反应 C+SnO2Sn+2CO↑
11.25℃时,难溶盐CaSO4、CaCO3、MnCO3溶液中阳离子浓度的负对数和阴离子浓度的负对数的关系如图所示。下列说法错误的是
A.25℃,
B.向A点对应的溶液中加入固体CaCl2,可得到Y点对应的溶液
C.25℃,三种物质的溶解度:MnCO3
12.某科研团队研制了一种基于阳离子型活性分子的中性水系有机液流电池,以[Pyr-TEMPO]和[Pyr-PV]Cl4作中性水系有机液流电池的电极材料,已知放电时[Pyr-PV]2+先转化为[Pyr-PV]3+,后转化为[Pyr-PV]4+,电池工作原理如图所示。下列说法正确的是
A.放电的过程中,氯离子由b电极向a电极移动
B.放电时,负极的电极反应之一为[Pyr-PV]3+-=[Pyr-PV]4+
C.a电极的电势比b电极的低
D.充电时,b电极为阳极,发生氧化反应
13.将一定量的固体置于恒容密闭真空容器中(固体试样的体积忽略不计),使其在50℃的恒温条件下分解:。实验测得该体系的压强如表所示:
时间/min
0
10
20
30
40
50
60
70
压强/kPa
0
0.66
1.28
1.78
2.20
2.50
2.50
2.50
已知:为用各气体分压表示的平衡常数,分压=总压×物质的量分数。
下列有关说法正确的是
A.当混合气体的平均摩尔质量不再随时间变化时,反应达到平衡
B.0~10 min,用H2S的压强变化表示该反应的平均反应速率为
C.50℃时,的分解反应的压强平衡常数
D.50℃时,若在65 min时将容器的容积压缩至原来的,再次达到平衡时,体系的压强大于2.50 kPa
14.25℃下,将KOH溶液滴加到甲酸溶液中,测得混合溶液中的与的变化关系如图所示。下列叙述错误的是
A.25℃时 Ka(HCOOH)=10-3.75
B.滴加KOH溶液过程中, 始终不变
C.溶液中K+浓度:c(q)
二、实验题
15.2—硝基—1,3—苯二酚是重要的医药中间体。实验室常以间苯二酚为原料,经磺化、硝化、去磺酸基三步合成:
部分物质相关性质如表:
名称
相对分子质量
性状
熔点/℃
水溶性(常温)
间苯二酚
110
白色针状晶体
110.7
易溶
2—硝基—1,3—苯二酚
155
桔红色针状晶体
87.8
难溶
制备过程如下:
第一步:磺化。称取77.0g间苯二酚,碾成粉末放入烧瓶中,慢慢加入适量浓硫酸并不断搅拌,控制温度在一定范围内搅拌15min(如图1)。
第二步:硝化。待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min。
第三步:蒸馏。将硝化反应混合物的稀释液转移到圆底烧瓶B中,然后用如图2所示装置进行水蒸气蒸馏(水蒸气蒸馏可使待提纯的有机物在低于100℃的情况下随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的),收集馏出物,得到2—硝基—1,3—苯二酚粗品。
请回答下列问题:
(1)图1中仪器b的名称是 ;磺化步骤中控制温度最合适的范围为 (填字母代号,下同)。
A.30~60℃ B.60~65℃ C.65~70℃ D.70~100℃
(2)已知:酚羟基邻对位的氢原子比较活泼,均易被取代。请分析第一步磺化引入磺酸基基团(—SO3H)的作用是 。
(3)硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是 。
(4)水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,被提纯物质必须具备的条件正确的是 。
A.不溶或难溶于水,便于最后分离 B.具有较低的熔点
C.在沸腾下与水不发生化学反应 D.难挥发性
(5)下列说法正确的是 。
A.直型冷凝管内壁中可能会有红色晶体析出
B.烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸
C.反应一段时间后,停止蒸馏,先熄灭酒精灯,再打开旋塞,最后停止通冷凝水
(6)蒸馏所得2—硝基—1,3—苯二酚中仍含少量杂质,可用少量乙醇水混合剂洗涤。请设计简单实验证明2—硝基—1,3—苯二酚已经洗涤干净 。
(7)本实验最终获得15.5g桔红色晶体,则2—硝基—1,3—苯二酚的产率约为 (保留3位有效数字)。
三、工业流程题
16.铋(Bi)的化合物广泛应用于电子、医药等领域。由辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS2、CuO、SiO2等杂质)制备NaBiO3的工艺流程如下:
已知: i. Bi3+易水解。难溶于冷水。
ⅱii.“氧化浸取”时,铋元素转化为Bi3+,硫元素转化为硫单质。
回答下列问题:
(1)为提高“浸取”速率,采取的措施有:升高温度、 (写出一条)。辉铋矿浸取率随温度的变化曲线如图,高于40℃时浸取率快速下降,其可能的原因是 。(答两条原因)
(2)“氧化浸取”时,H2O2和FeS2发生反应的物质的量之比为 。
(3)“除铜”时发生反应:。当NH3分子与Cu2+形成配离子后,N-H键之间的夹角将 (填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)“转化”时,生成NaBiO3的离子方程式为 。
(5)已知酸性环境下,NaBiO3可以将Mn2+氧化成(被还原成Bi3+)。请设计一个原电池装置来证明这一点,在下图中的两个方框内标出两烧杯溶液中溶质的化学式,并写出正极的电极反应式: 。(左侧烧杯中已经加入了硫酸)
四、原理综合题
17.乙烯是制造塑料、橡胶和纤维的基本原料,利用CO2和H2合成乙烯:ΔH。回答下列问题:
(1)在恒容密闭容器中,起始压强相同,反应温度、投料比[]对CO2平衡转化率的影响如下图甲所示。则:
①ΔH 0(填“>””或“<”,下同)
②a 3;
③M、N两点的化学平衡常数KM KN。
(2)上述反应的Arrhenius 经验公式实验数据如图乙中曲线a所示,已知Arrhenius经验公式(Ea为活化能,k为速率常数,R和C为常数)。反应的活化能Ea= kJ·mol。
(3)金属铌的晶胞如图所示,
①每个铌原子最近且等距的铌原子有 个。
②若晶胞中两个最近的铌原子之间的距离为apm,则金属铌的密度为 (列出计算式)
③原子空间利用率,球体积为金属原子的总体积。则金属铌晶体的原子空间利用率= (列出计算式)。
五、有机推断题
18.苯巴本妥具有具有镇静、催眠、抗惊厥作用,主要用于治疗失眠、焦虑及运动障碍等。一种合成苯巴本妥的路线如图所示。
【图中有机物的分子式C:C10H12O2 D:C10H8O5 E:C9H8O4】
已知:①RCNRCOOH
②RCOCOOHRCOOH+CO↑
回答下列问题:
(1)D的结构简式为 ,其所含官能团的名称为 。
(2)路线中E→F的反应类型为 。
(3)写出B→C的化学方程式: 。
(4)同时符合下列条件的B的同分异构体有 种(不包括立体异构)。
①遇FeCl3溶液不变紫色 ②可以发生银镜反应 ③属于芳香族化合物
其中能与金属钠反应生成H2,且核磁共振氢谱显示苯环上有四种不同化学环境的氢原子的同分异构体的结构简式为 、 。
(5)设计以CH2=CH2和CO(NH2)2为原料合成的路线(无机试剂任选)。 。
参考答案:
1.B
【详解】A.氢气是具有还原性的还原性气体,故A错误;
B.乙烯与四氟乙烯都含有碳碳双键,一定条件下都能发生加聚反应生成属于有机高分子材料的高聚物,故B正确;
C.玻璃纤维属于无机非金属材料,故C错误;
D.乙酸钠过饱和溶液析出晶体时,没有新物质生成,属于物理变化,故D错误;
故选B。
2.B
【详解】A.若病毒核酸保存液存在较多细菌,会进行呼吸作用生成CO2,CO2与水反应生成碳酸而使保存液显酸性,酚红在酸性环境是黄色的,保存液显示失效,故A正确;
B.盐酸胍[NH=C(CH2)2·HCl]可以破坏病毒表面蛋白外壳,从而使病毒失去活性和感染能力,“84”消毒液消毒原理是HClO的强氧化性,二者使蛋白质变性的原理不相同,故B错误;
C.禁止将拭子先浸入病毒核酸保存液,然后再采样,这样可以避免抗生素引起过敏,故C正确;
D.标本采集4小时后,应在室温下保存不超过4小时,2-4小时内送至实验室进行检测,故D正确;
故选B。
3.A
【详解】A.乙烯和丙烯的最简式为CH2,故28g乙烯和丙烯的混合气体中含有的碳原子数为,A正确;
B.1.8g重水中所含质子数为,B错误;
C.电解粗铜精炼铜,阳极发生的反应除了Cu-2e-=Cu2+还有其他金属的溶解,故通过电路的电子数为时,阳极溶解的铜小于32g,C错误;
D.溶液中,、数目与溶液的体积有关,未说明体积,D错误;
故选A。
4.C
【详解】A.反应应该生成,A错误;
B.等浓度等体积的溶液和HCl溶液混合得到氢氧化铝沉淀,其离子方程式为:,B错误;
C.将通入溶液中,反应方程式为:,故该反应的离子方程式为,C正确;
D.由于HClO的酸性介于H2CO3和之间,故反应应该生成,D错误;
故答案为:C。
5.B
【详解】A.过滤时,漏斗下端应紧靠烧杯内壁,A操作不规范;
B.CO2的密度大于空气,可用向上排空气法收集CO2,B操作规范;
C.混合浓硫酸和乙醇时,应将浓硫酸缓慢倒入乙醇中,并用玻璃棒不断搅拌,C操作不规范;
D.转移溶液时,应使用玻璃棒引流,D操作不规范;
答案选B。
6.D
【分析】根据图示,X形成4个单键,可能是第ⅣA族元素C或Si;Z形成一个单键,可能是H元素或第ⅦA族元素F或Cl;3个Y有2个形成一个双键,另一个形成一个单键同时得到一个电子使整个原子团带一个单位的负电荷,则Y是第ⅥA族的O元素,W的形成6个共价键,则W为与O元素同主族S元素,X、Y、Z位于同一周期,则X、Y、Z、W分别是C、O、F、S四种元素。
【详解】A.S2-比O2-多一个电子层,故硫离子的半径大于氧离子半径,O2-与F-是核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,故氧离子的半径大于氟离子的半径,则简单阴离子的半径顺序为S2->O2->F-,A错误;
B.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,每个阴离子中σ键与π键的数目之比为7:2,B错误;
C.Y、W的简单氢化物分别为H2O、H2S,均为分子晶体,且结构相似,相对分子质量越大,熔沸点越高,由于H2O分子间存在氢键,其沸点反常高,则简单氢化物的沸点Y>W,与非金属性无关,C错误;
D.X、Z形成CF4,CF4电子式,各原子最外层均满足8电子稳定结构,D正确;
故答案选D。
7.D
【详解】A.1,5-戊二醇与乙二醇都为饱和二元醇,分子组成上相差3个“CH2”,二者互为同系物,A正确;
B.和的分子式都为C5H10O2,但结构不同,二者互为同分异构体,B正确;
C.反应a为醇氧化为醛,发生氧化反应,反应b为醇氧化为酮,发生氧化反应,C正确;
D.和中的官能团为醇羟基和醛基,此二种官能团都能被酸性高锰酸钾氧化,从而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以二种有机物不能用酸性高锰酸钾溶液区分,D不正确;
故选D。
8.C
【详解】A.催化剂能改变化学反应速率,但不能改变化学平衡的移动方向,则HAP不能提高HCHO与的平衡转化率,故A正确;
B.由图可知,反应过程中,甲醛发生了C—H键断裂,故B正确;
C.由图可知,二氧化碳分子中的氧原子来自于甲醛和氧气,故C错误;
D.由图可知,该过程发生的反应为甲醛和氧气在催化剂HAP的表面发生催化氧化生成二氧化碳和水,反应的化学方程式为,故D正确;
故选C。
9.C
【详解】A.Xe原子已经达到8电子稳定,故XeF2各原子不可能具有8电子稳定结构,A不正确;
B.根据平行六面体规律:Xe为8×+1=2,F为8×+2=4,故该晶体的化学式为XeF2,B不正确;
C.由于F的非金属性最强,在XeF4中Xe的化合价为+4价,生成2molXe转移电子数为8mol,C正确;
D.F2有强的氧化性,能够与水反应,故XeF2与水反应不可能生成F2,D不正确;
故选C。
10.D
【分析】由题给流程可知,废旧电路板粉碎后在空气中焙烧可将塑料转化为气体除去,铁、铜转化为氧化铁、氧化铜,向焙烧渣中加入过量的氢氧化钠溶液碱浸,将SnO2、PbO2转化为Na2SnO3和Na2PbO3,过滤得到含有氧化铁、氧化铜的滤渣和含有Na2SnO3和Na2PbO3的滤液a;向滤液中加入硫化钠溶液将Na2PbO3还原为PbS,过滤得到含有PbS 、S的固体混合物和含有Na2SnO3的滤液b;滤液b用水热法将Na2SnO3转化为二氧化锡,二氧化锡与焦炭在高温下反应制得锡。
【详解】A.锡元素的原子序数为50,基态原子的的核外电子排布式为[Kr]4p65s25p2,故A错误;
B.由分析可知,焙烧的主要目的是将塑料转化为气体除去,故B错误;
C.设混合物中PbS和S的物质的量分别为xmol和ymol,由质量可得:239x+32y=27.1,由得失电子数目守恒可得:x=y,解联立方程可得x=y=0.1,则反应①转移电子数目为0.1mol×2×NAmol—1=0.2NA,故C错误;
D.由分析可知,二氧化锡与焦炭在高温下反应生成锡和一氧化碳,反应的化学方程式为2C+SnO2Sn+2CO↑,故D正确;
故选D。
11.B
【详解】A. ,,选项A正确;
B. 向A点对应的溶液中加入固体,钙离子浓度增大,减小,不可能得到Y点对应的溶液,选项B错误;
C. 比较三种物质的Ksp,,三种物质的溶解度:,选项C正确;
D. 饱和溶液中c()=10-5.3mol∙L-1,,向饱和溶液中加入,c(Ca2+)= =0.1mol∙L-1,Qc=c()c(Ca2+)=10-5.3×0.1=10-6.3>10-8.6,有沉淀生成, 选项D正确;
答案选B。
12.B
【分析】已知放电时先转化为,后转化为,可知b电极失电子,发生氧化反应,为电源负极,则a电极为正极,即放电时,a电极为正极,b电极为负极。
【详解】A.由分析可知,放电时,a电极为正极,b电极为负极,则氯离子由a电极向b电极移动,A错误:
B.已知放电时先转化为,后转化为,则负极的电极反应之一为,B正确;
C.由分析可知,放电时,a电极为正极,b电极为负极,则充电时,a电极为阳极,b电极为阴极,故无论放电或充电,a电极的电势均比b电极的高,C错误;
D.由C选项可知,充电时,b电极为阴极,发生还原反应,D错误;
故选B。
13.C
【详解】A.反应的平均摩尔质量为= ,与反应平衡无关,项错误;
B.该时间内压强变化了0.66kPa,又NH3和H2S物质的量之比为1:1,则平均速率为,B项错误;
C.50min时反应达到平衡,体系压强为2.5 kPa,同时两物质的物质的量分数均为,则Kp= ,C项正确;
D.由于体系温度不变,Kp不变。则Kp= 得出P总=2.5 kPa,D项错误;
故选C。
14.C
【详解】A.取m点, 则,=3.75,则,25℃时 Ka(HCOOH)=10-3.75,故A正确;
B.,温度不变,平衡常数不变,则滴加KOH溶液过程中, 始终不变,故B正确;
C.纵坐标数值越大,HCOO-浓度越小,说明加入KOH溶液较少,则p点钾离子浓度较小,溶液中K+浓度:c(q)>c(p),故C错误;
D.m点,溶液中电荷守恒为:c(K+)+c(H+)=c(HCOO -)+c(OH-),,整理可得溶液中,故D正确;
故选:C。
15.(1) 球形冷凝管 B
(2)防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子
(3)在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却
(4)AC
(5)AB
(6)取最后一次洗涤液少量,滴加氯化钡溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净,反之则没有洗涤干净
(7)14.3%
【分析】由题中信息可知,间苯二酚与适量浓硫酸共热后可发生磺化反应;待磺化反应结束后将烧瓶置于冷水中,充分冷却后加入“混酸”,控制温度继续搅拌15min;将硝化反应混合物的稀释液进行水蒸气蒸馏可以得到2-硝基- 1,3-苯二酚。
【详解】(1)根据仪器的外观可知图1中仪器b的名称是球形冷凝管;由题中信息可知,在磺化步骤中要控制温度低于65°C。若温度过低,磺化反应的速率过慢;间苯二酚具有较强的还原性,而浓硫酸具有强氧化性,若温度过高,苯二酚易被浓硫酸氧化,并且酚羟基的所有邻位均可被磺化,这将影响下一步硝化反应的进行,因此,在磺化步骤中控制温度最合适的范围为60°C~65°C,故选B,故答案为:球形冷凝管;B;
(2)已知酚羟基邻对位的氢原子比较活泼,均易被取代,故第一步磺化引入磺酸基基团(—SO3H)的作用是防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子,故答案为:防止硝基取代两个酚羟基对位上的氢原子;
(3)类比浓硫酸的稀释方法,为了防止液体飞溅和硝酸温度过高发生分解和挥发过多,要将浓硫酸慢慢加入浓硝酸中,因此硝化步骤中制取“混酸”的具体操作是:在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却,故答案为:在烧杯中加入适量的浓硝酸,沿杯壁缓慢加入一定量的浓硫酸,边加边搅拌,冷却;
(4)由题中信息可知,水蒸气蒸馏是分离和提纯有机物的方法之一,在低于100°C的情况下,有机物可以随水蒸气一起被蒸馏出来,从而达到分离提纯的目的。因此,被提纯物质必须具备的条件是:其在一定的温度范围内有一定的挥发性,可以随水蒸气一起被蒸馏出来;不溶或难溶于水,便于最后分离;在沸腾条件下不与水发生化学反应,故选AC,故答案为:AC;
(5)A.由于2-硝基-1,3-苯二酚的熔点是87.8°C,且难溶于水,因此冷凝管C中有2-硝基-1, 3-苯二酚析出,可能看到的现象是冷凝管内壁有桔红色晶体析出,故A正确;
B.图2中烧瓶A中长玻璃管起稳压作用,能使装置中的气体压强维持在一定的安全范围, 既能防止装置中压强过大引起事故,又能防止压强过小引起倒吸,故B正确;
C.反应一段时间后,停止蒸馏,应先打开旋塞,再熄灭酒精灯,C错误;
答案选AB,故答案为:AB;
(6)实验证明2-硝基-1,3-苯二酚已经洗涤干净, 只需证明产品中不含硫酸根离子即可,具体操作为:取最后一次洗涤液少量,滴加氯化钡溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净,反之则没有洗涤干净,故答案为:取最后一次洗涤液少量,滴加氯化钡溶液,若无沉淀产生,证明已经洗涤干净,反之则没有洗涤干净;
(7)77.0 g间苯二酚的物质的量为=0.7mol,理论上可以制备出2-硝基-1,3-苯二酚0.7mol,质量为0.7mol×155g/mol=108.5g。 本实验最终获得15.5g桔红色晶体,则2-硝基-1,3-苯二酚的产率为,故答案为:14.3%。
16.(1) 将辉铋矿粉碎研磨(或适当提高盐酸浓度或搅拌等) 高于40℃时,盐酸挥发、双氧水分解
(2)3 :2
(3)变大
(4)
(5)NaBiO3,MnSO4;(或)
【分析】向辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含FeS2、CuO、SiO2等杂质)加盐酸、双氧水进行氧化浸取,Bi2S3、FeS2、CuO转化为可溶性的盐和硫单质;由于为不溶于水和盐酸的酸性氧化物,过滤则滤渣1的主要成分为S和;调节滤液pH值使转化成沉淀;再次过滤除去铁离子,向滤液中加过滤量氨除铜;再次用盐酸溶解固体,用NaOH、NaClO沉淀铋,使其转化为沉淀,最后经系列操作得到。据此分析可得:
【详解】(1)增大接触面积、增大反应物浓度、升高温度以及搅拌均能提高“浸取”速率;由于盐酸为易挥发性酸同时双氧水不稳定易分解成水和氧气,所以氧化浸取的温度不宜过高,故答案为:将辉铋矿粉碎研磨(或适当提高盐酸浓度或搅拌等);高于40℃时,盐酸挥发、双氧水分解;
(2)“氧化浸取”时,和发生氧化还原反应,其中作氧化剂、做还原剂,由已知ii可知“氧化浸取”时硫元素转化为硫单质,则1mol中Fe(II)失去1mol电子被氧化为Fe(III),1mol 失去2mol电子被氧化为2molS单质,所以1mol失去3mol电子;1mol得到2mol电子,根据电子守恒可得,故答案为:;
(3)在形成过程中,氨气中的氮原子的孤电子与铜离子形成配位键,转化为成键电子对,对其他成键电子对的斥力降低,所以N-H键键角增大,故答案为:增大;
(4)“转化”时NaOH、NaClO与发生氧化还原反应生成难溶于冷水的,故答案为:;
(5)酸性环境下,NaBiO3可以将氧化成(被还原成Bi3+),为电源正极反应物;为电源负极反应物,由于电子由右经导线流向左,所以左、右两方框内的物质分别为NaBiO3、MnSO4;正极发生还原反应,即在酸性条件下得到电子被还原为,故答案为:NaBiO3,MnSO4;(或)。
17.(1) < > >
(2)30
(3) 8
【详解】(1)①结合图像,随着温度升高,CO2平衡转化率降低,说明温度升高,平衡逆向移动,则ΔH<0。
②根据,的数值越大,CO2平衡转化越大,则a>3;
③该反应的焓变小于0,温度越高,平衡常数越小,N点温度高于M,则M、N两点的化学平衡常数KM>KN。
(2)把(3.2,9.0)和(3.4,3.0)代入公式,可得9.0=-3.2Ea+C、3.0=-3.4Ea+C,解得Ea=30kJ·mol。
(3)①结合晶胞结构,以体心原子为基准,每个铌原子最近且等距的铌原子有8个。
②晶胞中两个最近的铌原子之间的距离为apm,即体对角线的一半,则晶胞边长pm,该晶胞含有铌的个数为1+8×=2,密度为=。
③设铌原子的半径为r cm,则晶胞的体对角线为4r cm,根据勾股定理可以求出晶胞的边长为r cm,则晶胞中Fe原子总体积为2×π(rcm)3,晶胞体积为(rcm)3,则空间利用率=×100%=。
18.(1) 羧基、酮羰基
(2)取代反应
(3)
(4) 12
(5)
【分析】转化为的过程,可以理解为苯先与甲醛发生加成反应生成 ,然后与HCl发生取代反应生成,与NaCN发生取代反应生成A为,A发生水解反应生成B为,B与乙醇发生酯化反应生成C为,C与发生取代反应生成CH3CH2OH,发生水解生成D为,D发生信息②中反应生成E为,对比E、G的结构可知,E中次甲基上的氢原子被乙基替代生成F,F中羧基与CO(NH2)2中氨基之间形成酰胺键生成G,故F为;
【详解】(1)由分析可知,D的结构简式为,其所含官能团的名称为羧基、酮羰基;
(2)E→F是转化为,E的-CH(COOH)2中次甲基上氢原子被乙基替代生成F,该反应类型为取代反应;
(3)B为,B与乙醇发生酯化反应生成C为,B→C的化学方程式:+CH3CH2OH+H2O;
(4)B的结构式为,同时符合下列条件的B的同分异构体:①遇FeCl3溶液不变紫色,说明没有酚羟基,②可以发生银镜反应,说明含有醛基,③属于芳香族化合物,说明含有苯环,苯环有1个取代基为-CH2OOCH或-OCH2CHO或-CH(OH)CHO,,苯环有2个取代基为-CH3、-OOCH或者为-OCH3、-CHO或者为-CH2OH、-CHO,2个取代基有邻、间、对3种位置关系,故符合条件的同分异构体共有3+3×3=12种,其中能与金属钠反应生成H2,说明含有羟基,且核磁共振氢谱显示苯环上有四种不同化学环境的氢原子的同分异构体的结构简式为 、 ;
(5)由HOOCCH2CH2COOH与CO(NH2)2反应生成,CH2=CH2与溴发生加成反应生成BrCH2CH2Br,BrCH2CH2Br与NaCN发生取代反应生成,然后酸性条件下水解生成HOOCCH2CH2COOH,合成路线为
。【点睛】
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