![2024年上海市嘉定区高三高考&等级考二模考试化学试卷含详解01](http://img-preview.51jiaoxi.com/3/7/15605111/0-1712879857905/0.jpg?x-oss-process=image/resize,w_794,m_lfit,g_center/sharpen,100)
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2024年上海市嘉定区高三高考&等级考二模考试化学试卷含详解
展开考生注意:
1.试卷满分100分,考试时间60分钟。
2.本考试分设试卷和答题纸。答题前,务必在答题纸上填写学校、姓名、座位号(考号),并将核对后的条形码贴在指定位置上。作答必须涂或写在答题纸上,在试卷上作答一律不得分。
3.选择类试卷中,标注“不定项”的试卷,每小题有1~2个正确选项,只有1个正确选项的,多选不给分,有2个正确选项的,漏选1个给一半分,错选不给分;未特别标注的试卷,每小题只有1个正确选项。
相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cu-64
一、合成氨工业的前景展望
1. 20世纪初,哈伯和博施开发了以和为原料合成氨工艺,目前该工艺仍在广泛使用。
(1)关于哈伯和博施法工业合成氨的说法正确的是___________。
A. 采用温度为500℃有利于反应正向进行
B. 尾气处理利用氨气极易溶于水的性质
C. 合成氨工业中利用了热交换器,实现绿色低碳化
D. 理论上通过该反应、可以判断该反应常温下不能自发
(2)关于说法正确的是___________。
A. 遇到HCl产生白雾B. 利用受热分解可制得
C. 可用湿润的红色石蕊试纸检验D. 分子间易形成氢键,故极易溶于水
(3)氮的氢化物与反应,比较键角①___________②(填“>”、“<”或“=”),请说明理由___________。
2. 治理硝酸盐污染方法之一可以采用常温常压电化学合成氨的方法。碱性条件下还原为的一种反应机理如图所示。
(1)关于以上机理说法正确的是___________。
A. C是反应历程中的中间产物B. 是反应催化剂
C. 增大C的量,能提高的平衡转化率D. 过程①~③均为氧化还原反应
(2)下列分子或离子的空间结构正确的是___________。
A. 平面三角形B. 正四面体形C. HCN三角形D. 三角锥形
(3)实验室利用以下装置模拟了硝酸盐还原为氨的反应,总反应为,写出c电极上发生的电极反应___________。
(4)该装置工作时,下列描述正确的是___________。
A. a为阴极
B. 电极d上发生还原反应
C. 随着反应进行A池碱性增强
D. 理论上标况下有2.24L 生成,则有0.4ml电子从电源b极流入电极d
(5)对比评价,与传统的哈伯合成法相比,电催化合成氨气的优势有(写出两点):___________,___________。
二、铜、银及其化合物的重要应用
3. 在铜、银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷()和乙醛,下图是该反应的部分历程。
(1)据上图信息,在相同条件下,催化效果较好的催化剂是___________,通过数据计算说明(以生成乙醛为例)___________。
(2)鉴别以上产物乙醛和环氧乙烷可以用___________。
A. 原子发射光谱B. 原子吸收光谱C. 核磁共振氢谱D. 红外光谱
(3)以下电子排布式和价电子轨道表示式中,正确且对应微粒为基态原子的是___________。
A. B.
C. D.
(4)已知的熔点为1235℃,的熔点为1130℃,二者晶体结构类似,且熔点都较高,但熔点比高,其原因是___________。
(5)晶胞结构如图所示,其中代表的原子是___________,晶体密度为,晶胞参数为a pm,则阿伏加德罗常数值___________。(用含和a的代数式表示)
(6)可以形成一种配位化合物,其结构如下图所示。以下说法正确的是___________。
A. 的配位数是2
B. 此配合物中存在配位键、极性键、非极性键
C. 配体中O原子提供空轨道
D. 提供孤电子对
(7)已知:常温下,① ;
②
则常温下___________。
三、含硫废水废气的处理
4. 治理大气中的、以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。加入固硫剂,是一种有效的治理措施。生石灰是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①
②
(1)写出反应①的化学平衡常数表达式___________。
(2)CO的燃烧热为___________。
A. -566B. -283C. 566D. 283
5. 某含硫元素离子液体的负离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,且均与硫元素所处的周期不同。下列说法正确的是
A. W元素形成的酸是强酸B. Z的电负性强于其它元素
C. 最简单氢化物的稳定性:S>YD. 最简单氢化物水溶液的pH:X
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中发生以上反应,下列条件能判断反应达到平衡状态的是___________。
A. 容器内不再生成B. 容器内压强不再发生变化
C. 容器内气体密度不再发生变化D.
(2)在573K下,向2L恒容密闭容器中通入2ml 和1ml ,反应达到平衡后水蒸气的物质的量分数为0.2。
①上述条件下的平衡转化率___________%。
②在上述平衡体系中再加2ml 和2ml ,通过数据说明平衡移动的方向___________。
(3)在不同温度下,向密闭容器甲、乙中分别充入2ml 和1ml ,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下反应,测得的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①两个容器中使用了水分子筛的容器是___________。
A甲 B.乙 C.甲、乙中任一个
②1173K以后平衡转化率变化的原因可能是___________。
7. 向BaCl2溶液中通SO2气体一段时间,再加H2O2溶液,最终得到白色沉淀。
(1)关于以上实验说法正确是___________。
A. SO2体现氧化性B. 白色沉淀中可能含BaSO3
C 最终溶液呈强酸性D. 若将BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液,现象完全一样
(2)在清理试管中的BaSO4沉淀时,常加入饱和Na2CO3溶液,使BaSO4转化为BaCO3再用酸处理。现欲用1L Na2CO3溶液将0.01ml BaSO4全部转化为BaCO3(假定溶液体积不变),则Na2CO3溶液的最初浓度应不低于___________(写出计算过程)。已知:BaCO3 Ksp=2.6×10-9;BaSO4 Ksp=1.1×10-10
四、氯亚铂酸钾的合成方法
8. 氯亚铂酸钾是合成绝大部分二价铂化合物的原料,广泛应用于电镀、医药中间体、催化剂前驱体等的制备。
已知:
利用Pt废料制备氯亚铂酸钾,流程如下:
(1)以下操作说法正确的是___________。
A. 步骤①中王水可以用浓硫酸代替
B. 步骤②利用硝酸的易挥发性,适合加强热
C. 步骤③加入KCl能促进K2PtCl6晶体析出
D. 步骤④用还原剂K2C2O4代替更好
(2)关于实验步骤说法错误的是___________。
A. 步骤⑤利用酸性条件下亚硝酸的不稳定性
B. 步骤⑥用正离子树脂交换是指和的交换
C. 步骤⑦是氧化还原反应
D. 最后得到的溶液中经蒸发能除去HCl
(3)步骤④发生时有红棕色气体生成,写出发生的化学反应方程式,并标出电子转移的方向和数目___________。
(4)步骤⑦得到的溶液中含和HCl,为了进一步得到晶体,需进一步蒸发浓缩(温度75℃附近)、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、干燥得氯亚铂酸钾()成品。
①蒸发浓缩需要控制温度75℃附近的原因___________。
②洗涤操作中,用乙醇洗涤相比于用蒸馏水洗涤的优势是___________。
A.减小固体的溶解损失
B.除去固体表面吸附的杂质
C.乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥
③实验室进行以上步骤不需要用到的仪器是___________。
A. B. C. D.
④步骤⑤已经得到含K2PtCl4溶液,为什么需要再次进行步骤⑥⑦?___________。
五、蛋白抑制剂中间体
9. 物质J是合成BCL-2和BCL-XL家族蛋白抑制剂的重要中间体。物质J的某种路线如下所示(部分条件未标出):
(1)C→D,E→F的反应类型分别为___________,___________。
(2)C中含有的官能团为___________。
(3)写出C→D转化中反应物的结构简式___________。
(4)写出物质E在碱性(NaOH溶液)、加热条件下水解的化学方程式___________。
(5)有关蛋白质说法错误的是___________。
A. 蛋白质溶液能形成丁达尔现象
B. 蛋白质中加入溶液产生盐析现象
C. 蛋白质水解的最终产物能形成两性离子
D. 蛋白质水解的最终产物与茚三酮水溶液在加热条件下发生显色反应
(6)关于物质J说法正确的是___________。
A 分子中含1个不对称碳原子
B. 发生水解反应得到3种产物
C. 苯环上的一溴代物有3种
D. 分子中碳原子的杂化类型有、、sp
(7)写出一种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式___________。
ⅰ)属于α-氨基酸类
ⅱ)能使的溶液褪色
ⅲ)苯环上仅有两个取代基,且苯环上一溴代物有两种
(8)合成路线中设计F→G,I→J步骤①的目的是___________。
(9)结合以上合成信息,在括号内补全的合成路线。___________
( )( )( )
2023学年高三年级第二次质量调研
化学试卷
一、合成氨工业的前景展望
1. 20世纪初,哈伯和博施开发了以和为原料合成氨工艺,目前该工艺仍在广泛使用。
(1)关于哈伯和博施法工业合成氨的说法正确的是___________。
A. 采用温度为500℃有利于反应正向进行
B. 尾气处理利用氨气极易溶于水的性质
C. 合成氨工业中利用了热交换器,实现绿色低碳化
D. 理论上通过该反应、可以判断该反应常温下不能自发
(2)关于说法正确的是___________。
A. 遇到HCl产生白雾B. 利用受热分解可制得
C. 可用湿润的红色石蕊试纸检验D. 分子间易形成氢键,故极易溶于水
(3)氮的氢化物与反应,比较键角①___________②(填“>”、“<”或“=”),请说明理由___________。
【答案】(1)C (2)C
(3) ①. < ②. 氮原子均为sp3杂化,①氮原子上有一对孤电子对,②氮原子上均为成键电子对,孤电子对与成键电子对的斥力更大,所以①键角更小
【小问1详解】
A.以氮气和氢气为原料合成氨的反应为放热反应,低温有利于反应正向进行,采用温度为500℃是因为催化剂在500℃左右活性最高,故A错误;
B.尾气处理是将氨气氧化为无毒的氮气,不是利用氨气极易溶于水的性质,故B错误;
C.合成氨工业中利用了热交换器,可以充分利用能源,实现绿色低碳化,故C正确;
D.<0时反应能自发,该反应的、,所以理论上该反应常温下有可能自发进行,故D错误;
故答案为:C;
【小问2详解】
A.NH3遇到HCl反应生成的氯化铵为固态,即产生的是白烟,故A错误;
B.不能利用NH4Cl受热分解可制得NH3,因为氯化铵分解生成的氨气和氯化氢遇冷重新结合成氯化铵,故B错误;
C.NH3为碱性气体,可使湿润的红色石蕊试纸变蓝,所以可用湿润的红色石蕊试纸检验NH3,故C正确;
D.NH3能和H2O反应、NH3和H2O均为极性分子,且NH3分子易与H2O间形成氢键,所以NH3极易溶于水,故D错误;
故答案为:C;
【小问3详解】
和中的氮原子均为sp3杂化,①氮原子上有一对孤电子对,②氮原子上均为成键电子对,孤电子对与成键电子对的斥力更大,所以①键角更小。
2. 治理硝酸盐污染方法之一可以采用常温常压电化学合成氨的方法。碱性条件下还原为的一种反应机理如图所示。
(1)关于以上机理说法正确的是___________。
A. C是反应历程中的中间产物B. 是反应催化剂
C. 增大C的量,能提高的平衡转化率D. 过程①~③均为氧化还原反应
(2)下列分子或离子的空间结构正确的是___________。
A. 平面三角形B. 正四面体形C. HCN三角形D. 三角锥形
(3)实验室利用以下装置模拟了硝酸盐还原为氨的反应,总反应为,写出c电极上发生的电极反应___________。
(4)该装置工作时,下列描述正确的是___________。
A. a为阴极
B. 电极d上发生还原反应
C. 随着反应进行A池碱性增强
D. 理论上标况下有2.24L 生成,则有0.4ml电子从电源b极流入电极d
(5)对比评价,与传统的哈伯合成法相比,电催化合成氨气的优势有(写出两点):___________,___________。
【答案】(1)D (2)B
(3)6H2O+8e-+=NH3↑+9OH- (4)C
(5) ①. 电催化合成法常温常压下进行,减少能耗、设备动力成本 ②. 电催化合成能治理硝酸盐污染,变废为宝
【分析】由图示可知,过程①为C+,过程②为C(OH)2→C,过程③为→NH3。
【小问1详解】
A.由图示和分析可知,过程中C先消耗后生成,所以C是催化剂,故A错误;
B.由图示和分析可知,过程中C(OH)2先生成后消耗,是反应历程中的中间产物,故B错误;
C.由以上分析可知,C是催化剂,所以增大C的量,不能改变平衡,即不能提高的平衡转化率,故C错误;
D.过程①为C+,过程②为C(OH)2→C,过程③为→NH3,均有元素化合价发生了变化,所以均为氧化还原反应, 故D正确;
故答案为:D;
【小问2详解】
A.NF3的中心原子N的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,所以其空间构型为三角锥形,故A错误;
B.的中心原子N的价层电子对数为4+×(5-1-4×1)=4,所以其空间构型为正四面体形,故B正确;
C.HCN的结构式为,其中心原子C的价层电子对数为2,所以其空间构型为直线形,故C错误;
D.的中心原子N的价层电子对数为3+×(5+1-3×2)=3,所以其空间构型为平面三角形,故D错误;
故答案为:B ;
【小问3详解】
由总反应式可知,H2O转化为氧气,该过程为氧化反应,所以d电极为阳极、c电极为阴极、a电极为负极、b电极为正极,c电极上发生的电极反应为6H2O+8e-+=NH3↑+9OH-;
【小问4详解】
A.由总反应式可知,H2O转化为氧气的反应为氧化反应,即d电极为阳极、c电极为阴极、a电极为负极、b电极为正极,故A错误;
B.由总反应式可知,d电极上H2O转化为氧气的反应为氧化反应,即d电极上发生氧化反应,故B错误;
C.A池中c电极反应式为6H2O+8e-+=NH3↑+9OH-,所以随着反应进行A池碱性增强,故C正确;
D.d电极为阳极、c电极为阴极、a电极为负极、b电极为正极,所以电子从电源a极流入电极c,故D错误;
故答案为:C;
【小问5详解】
与传统哈伯合成法相比,电催化合成氨气的优势有:电催化合成法常温常压下即可进行,减少了能耗和设备动力成本;电催化合成法能治理硝酸盐污染,变废为宝。
二、铜、银及其化合物的重要应用
3. 在铜、银催化下,乙烯与氧气反应生成环氧乙烷()和乙醛,下图是该反应的部分历程。
(1)据上图信息,在相同条件下,催化效果较好的催化剂是___________,通过数据计算说明(以生成乙醛为例)___________。
(2)鉴别以上产物乙醛和环氧乙烷可以用___________。
A. 原子发射光谱B. 原子吸收光谱C. 核磁共振氢谱D. 红外光谱
(3)以下电子排布式和价电子轨道表示式中,正确且对应微粒为基态原子的是___________。
A B.
C. D.
(4)已知的熔点为1235℃,的熔点为1130℃,二者晶体结构类似,且熔点都较高,但熔点比高,其原因是___________。
(5)晶胞结构如图所示,其中代表的原子是___________,晶体密度为,晶胞参数为a pm,则阿伏加德罗常数值___________。(用含和a的代数式表示)
(6)可以形成一种配位化合物,其结构如下图所示。以下说法正确的是___________。
A. 的配位数是2
B. 此配合物中存在配位键、极性键、非极性键
C. 配体中O原子提供空轨道
D. 提供孤电子对
(7)已知:常温下,① ;
②
则常温下___________。
【答案】(1) ①. 银 ②. 银催化下生成乙醛的活化能,小于铜催化下生成乙醛的活化能 (2)CD (3)B
(4)半径比半径小,中离子键强于中离子键
(5) ①. ②. (6)B
(7)
【小问1详解】
以生成乙醛为例,在铜催化下,中间体生成过渡态的活化能为,在银催化下,中间体生成过渡态的活化能为,活化能小,化学反应速率快,催化剂催化效果好,故催化效果较好的催化剂是银;
故答案为:银;银催化下生成乙醛的活化能,小于铜催化下生成乙醛的活化能;
【小问2详解】
A.原子发射光谱是原子光谱的一种,原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,环氧乙烷和乙醛组成元素相同,都含有C、H、O,原子发射光谱不能鉴别环氧乙烷和乙醛,A错误;
B.原子吸收光谱也是原子光谱的一种,原子光谱的特征谱线可以鉴定元素,环氧乙烷和乙醛组成元素相同,原子吸收光谱也不能鉴别环氧乙烷和乙醛,B错误;
C.环氧乙烷结构对称,只有1种氢原子,核磁共振氢谱只有1个吸收峰,乙醛结构中有2种氢原子,核磁共振氢谱有2个吸收峰,核磁共振氢谱能鉴别环氧乙烷和乙醛,C正确;
D.二者结构不同,化学键种类不同,环氧乙烷含有,乙醛含有,官能团不同,则红外光谱图不同,红外光谱能鉴别环氧乙烷和乙醛,D正确;
故答案为:CD;
【小问3详解】
A.该电子排布式表示的微粒有个电子,核外有29个电子的原子为铜,其基态原子的电子排布式是,A错误;
B.该电子排布式表示的是铜的基态原子,B正确;
C.表示的微粒有个电子,核外有29个电子的原子为镍,其基态原子的电子排布式是,C错误;
D.该价电子轨道表示式中3d能级有2个轨道中的电子自旋方向相同,违背泡利原理,D错误;
故答案为:B;
【小问4详解】
二者都为离子晶体结构,故熔点都较高,组成晶体的半径比组成晶体的半径小,中离子键强于中离子键,故熔点比高;
故答案为:半径比半径小,中离子键强于中离子键;
【小问5详解】
在晶胞结构图中,位于体内有4个,白球位于顶角与体心有2个,二者个数比为2:1,故代表的原子是;
根据晶体密度,则,故;
故答案为:;;
【小问6详解】
A.的配位数是4,A错误;
B.此配合物中提供空轨道,O原子提供孤电子对形成配位键、存在极性键及非极性键,B正确;
C.配体中O原子提供孤电子对,C错误;
D.为中心离子,提供空轨道,D错误;
故答案为:B;
【小问7详解】
已知常温下,;
,
则;
故答案为:。
三、含硫废水废气的处理
4. 治理大气中的、以及废水中的硫化物是环境保护的重要课题。加入固硫剂,是一种有效的治理措施。生石灰是常用的固硫剂,固硫过程中涉及的部分反应如下:
①
②
(1)写出反应①的化学平衡常数表达式___________。
(2)CO的燃烧热为___________。
A. -566B. -283C. 566D. 283
【答案】(1) (2)D
【小问1详解】
化学平衡常数等于生成物的浓度幂之积除以反应物的浓度幂之积,化学反应中的固体、纯液体的浓度通常认为是常数;因此该反应的化学平衡常数的表达式是:
【小问2详解】
根据盖斯定律:反应CO(g)+O2(g)=CO2(g) =×(①+②×2),因此该反应的反应热= ×(+)=-283kJ/ml,故CO燃烧热是283 kJ/ml,故选D。
5. 某含硫元素离子液体的负离子的结构如图所示,其中W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期非金属元素,且均与硫元素所处的周期不同。下列说法正确的是
A. W元素形成的酸是强酸B. Z的电负性强于其它元素
C. 最简单氢化物的稳定性:S>YD. 最简单氢化物水溶液的pH:X
【分析】根据负离子的结构及元素原子成键特点,结合题中信息可知,W形成4个共价键为C元素,Y形成2个共价键为O元素,Z形成1个共价键为F元素,X形成2个共价键,离子带负电荷,得1个电子,X为N元素。
【详解】A.W元素为C,形成的酸有、、等,为弱酸,A错误;
B.Z为F元素,非金属性最强,电负性最强,B正确;
C.Y为O元素,形成的最简单氢化物为,S元素最简单氢化物为,稳定性强于,C错误;
D.X为N元素,最简单氢化物为,水溶液呈碱性,S元素最简单氢化物水溶液呈酸性,水溶液pH较小,D错误;
答案选B。
6. 大气中能通过高温下与反应进行协同转化处理。反应原理为:,工业中测得的产物中有、、CO等副产物。
(1)一定温度下,在恒容密闭容器中发生以上反应,下列条件能判断反应达到平衡状态的是___________。
A. 容器内不再生成B. 容器内压强不再发生变化
C. 容器内气体密度不再发生变化D.
(2)在573K下,向2L恒容密闭容器中通入2ml 和1ml ,反应达到平衡后水蒸气的物质的量分数为0.2。
①上述条件下的平衡转化率___________%。
②在上述平衡体系中再加2ml 和2ml ,通过数据说明平衡移动的方向___________。
(3)在不同温度下,向密闭容器甲、乙中分别充入2ml 和1ml ,它们分别在有水分子筛(只允许水分子透过)和无水分子筛条件下反应,测得的平衡转化率随温度变化关系如图所示。
①两个容器中使用了水分子筛的容器是___________。
A.甲 B.乙 C.甲、乙中任一个
②1173K以后平衡转化率变化的原因可能是___________。
【答案】(1)AD (2) ①. 30 ②. Q= ,平衡逆向移动
(3) ①. A ②. 温度过高,发生分解,平衡逆向移动
【小问1详解】
A.容器内不再生成,说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,A选;
B.该反应是气体体积不变的反应,反应过程中压强是定值,当容器内压强不再发生变化时不能说明反应达到平衡,B不选;
C.该反应过程中气体总质量和总物质的量都不变,气体密度是定值,当容器内气体密度不再发生变化时,不能说明反应达到平衡,C不选;
D.说明正逆反应速率相等,反应达到平衡,D选;
答案为AD。
【小问2详解】
①根据已知条件列出“三段式”
反应达到平衡后水蒸气的物质的量分数为=0.2,x=0.3ml,的平衡转化率;
②该反应的平衡常数K=,在上述平衡体系中再加2ml 和2ml ,Q= ,平衡逆向移动。
【小问3详解】
①有水分子筛存在时可以及时将水蒸气分离出,平衡正向移动,平衡转化率增大,则两个容器中使用了水分子筛的容器是甲,故选A;
②1173K以后平衡转化率减小的原因可能是:温度过高,发生分解,平衡逆向移动。
7. 向BaCl2溶液中通SO2气体一段时间,再加H2O2溶液,最终得到白色沉淀。
(1)关于以上实验说法正确的是___________。
A. SO2体现氧化性B. 白色沉淀中可能含BaSO3
C. 最终溶液呈强酸性D. 若将BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液,现象完全一样
(2)在清理试管中的BaSO4沉淀时,常加入饱和Na2CO3溶液,使BaSO4转化为BaCO3再用酸处理。现欲用1L Na2CO3溶液将0.01ml BaSO4全部转化为BaCO3(假定溶液体积不变),则Na2CO3溶液的最初浓度应不低于___________(写出计算过程)。已知:BaCO3 Ksp=2.6×10-9;BaSO4 Ksp=1.1×10-10
【答案】(1)C (2)0.246ml/L
【小问1详解】
向BaCl2溶液中通SO2气体一段时间,加H2O2溶液,将溶液中+4价的硫氧化为,与溶液中的反应生成硫酸钡白色沉淀:
A.反应过程中S元素化合价从+4价升高至+6价,被氧化,体现还原性,A错误;
B.根据强酸制弱酸原理,二氧化硫通入BaCl2溶液中不能发生反应生成BaSO3,B错误;
C.根据强酸制弱酸原理,反应后溶液中有氢离子剩余,溶液呈酸性,C正确;
D.若将BaCl2溶液换成Ba(OH)2溶液,在通二氧化硫时可直接反应生成白色沉淀BaSO3,现象不同,D错误;
答案选C;
【小问2详解】
,==,解得。
四、氯亚铂酸钾的合成方法
8. 氯亚铂酸钾是合成绝大部分二价铂化合物的原料,广泛应用于电镀、医药中间体、催化剂前驱体等的制备。
已知:
利用Pt废料制备氯亚铂酸钾,流程如下:
(1)以下操作说法正确的是___________。
A. 步骤①中王水可以用浓硫酸代替
B. 步骤②利用硝酸的易挥发性,适合加强热
C. 步骤③加入KCl能促进K2PtCl6晶体析出
D. 步骤④用还原剂K2C2O4代替更好
(2)关于实验步骤说法错误的是___________。
A. 步骤⑤利用酸性条件下亚硝酸的不稳定性
B. 步骤⑥用正离子树脂交换是指和的交换
C. 步骤⑦是氧化还原反应
D. 最后得到的溶液中经蒸发能除去HCl
(3)步骤④发生时有红棕色气体生成,写出发生的化学反应方程式,并标出电子转移的方向和数目___________。
(4)步骤⑦得到的溶液中含和HCl,为了进一步得到晶体,需进一步蒸发浓缩(温度75℃附近)、冷却结晶、过滤、用乙醇洗涤、干燥得氯亚铂酸钾()成品。
①蒸发浓缩需要控制温度75℃附近的原因___________。
②洗涤操作中,用乙醇洗涤相比于用蒸馏水洗涤的优势是___________。
A.减小固体的溶解损失
B.除去固体表面吸附的杂质
C.乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥
③实验室进行以上步骤不需要用到的仪器是___________。
A. B. C. D.
④步骤⑤已经得到含K2PtCl4的溶液,为什么需要再次进行步骤⑥⑦?___________。
【答案】(1)BC (2)C
(3) (4) ①. 防止分解 ②. ABC ③. D ④. 提高K2PtCl4的纯度,增大产率
【分析】Pt溶于王水生成盐,然后加强热赶走硝酸,再加入KCl,使Pt转化为K2PtCl6,在60℃下加入KNO2,K2PtCl6转化为K2Pt(NO2)4,加入HCl调节pH<1,得到K2PtCl4和KCl,K2PtCl4和KCl通过正离子交换树脂得到K2PtCl4和HCl,然后和K2PtCl4、HCl和KCl反应得到氯亚铂酸钾(K2PtCl4),据此解答。
【小问1详解】
A. Pt和硫酸不反应,步骤①中王水不可以用浓硫酸代替,A错误;
B. 硝酸易挥发,步骤②利用硝酸的易挥发性,适合加强热,B正确;
C. 步骤③加入KCl,增大氯离子浓度,能促进K2PtCl6晶体析出,C正确;
D. K2C2O4还原性过强,且引入草酸根离子,不利于后续反应,故步骤④不可用K2C2O4代替,D错误;
故选BC。
【小问2详解】
A. 根据亚硝酸为弱酸和不稳定、易分解,步骤⑤利用酸性条件下亚硝酸的不稳定性,使其转化,A正确;
B. 结合步骤⑥K2PtCl4和KCl通过正离子交换树脂得到K2PtCl4和HCl,该步骤用正离子树脂交换是指和的交换,B正确;
C. 步骤⑦反应前后不存在化合价变化,不是氧化还原反应,C错误;
D. HCl具有挥发性,最后得到的溶液中经蒸发能除去HCl,D正确;
故选C
【小问3详解】
步骤④发生时有红棕色气体生成,说明生成NO2,N由+3价升高到+4价,Pt由+4价降低为+2价,转移2个电子。单线桥标出电子转移的方向和数目。
【小问4详解】
①受热分解,蒸发浓缩需要控制温度75℃附近的原因防止分解。
②氯亚铂酸钾(K2PtCl4) 可溶于水、不溶于乙醇,用乙醇洗涤相比于用蒸馏水洗涤的优势是减小固体的溶解损失、除去固体表面吸附的杂质、乙醇挥发带走水分,使固体快速干燥,故选ABC。
③实验室进行以上步骤不需要用到蒸发皿、烧杯、漏斗,不需要分液漏斗,故选D。
④步骤⑤已经得到含K2PtCl4的溶液,再次进行步骤⑥⑦是为了提高K2PtCl4的纯度,增大产率。
五、蛋白抑制剂中间体
9. 物质J是合成BCL-2和BCL-XL家族蛋白抑制剂的重要中间体。物质J的某种路线如下所示(部分条件未标出):
(1)C→D,E→F的反应类型分别为___________,___________。
(2)C中含有的官能团为___________。
(3)写出C→D转化中反应物的结构简式___________。
(4)写出物质E在碱性(NaOH溶液)、加热条件下水解的化学方程式___________。
(5)有关蛋白质说法错误的是___________。
A. 蛋白质溶液能形成丁达尔现象
B. 蛋白质中加入溶液产生盐析现象
C. 蛋白质水解的最终产物能形成两性离子
D. 蛋白质水解的最终产物与茚三酮水溶液在加热条件下发生显色反应
(6)关于物质J说法正确的是___________。
A. 分子中含1个不对称碳原子
B. 发生水解反应得到3种产物
C. 苯环上的一溴代物有3种
D. 分子中碳原子的杂化类型有、、sp
(7)写出一种符合下列条件的B的同分异构体的结构简式___________。
ⅰ)属于α-氨基酸类
ⅱ)能使的溶液褪色
ⅲ)苯环上仅有两个取代基,且苯环上一溴代物有两种
(8)合成路线中设计F→G,I→J步骤①的目的是___________。
(9)结合以上合成信息,在括号内补全的合成路线。___________
( )( )( )
【答案】(1) ①. 取代反应 ②. 还原反应
(2)酯基、氨基 (3)
(4)+2NaOH+NH2CH2COONa (5)B (6)AC
(7) (8)保护氨基
(9)()()()
【分析】(A)与H2在Pd/C作用下发生加成反应生成(B),与甲醇发生酯化反应生成(C),与发生取代反应生成( D),与H2在Pd/C,CH3COOH作用下反应生成(E),在NaBH4作用下发生还原反应生成(F),与发生取代反应生成(G),在NBS、溴代试剂作用下发生取代反应生成(H),与CO2在正丁基锂的作用下反应生成(I),在①HCl/CH3OH,加热②Na2CO3作用下反应生成(J) 。
【小问1详解】
B的结构简式为,D的结构简式为,对比B、D的结构简式可知,与甲醇发生酯化反应生成C,所以C的结构简式为,与C10H10O3NCl反应生成(D), 对比C、D的结构简式可知,C10H10O3NCl的结构简式为,所以C→D的反应类型为取代反应;E的结构简式为、F的结构简式为,对比E、F的结构简式可知,在NaBH4作用下酮羰基发生还原反应生成(F),所以E→F的反应类型为还原反应;
【小问2详解】
C的结构简式为,所以C中含有的官能团为酯基、氨基;
【小问3详解】
C的结构简式为,与C10H10O3NCl发生取代反应生成(D), 对比C、D的结构简式可知,C10H10O3NCl的结构简式为;
【小问4详解】
E的结构简式为,其在碱性(NaOH溶液)、加热条件下水解的化学方程式为+2NaOH+NH2CH2COONa;
【小问5详解】
A.蛋白质溶液属于胶体,能产生丁达尔现象,故A正确;
B.CuSO4溶液为重金属盐溶液,能使蛋白质变性,所以蛋白质中加入CuSO4溶液发生的不是盐析,故B错误;
C.蛋白质水解的最终产物为氨基酸,既具有氨基又具有羧基,所以其能形成两性离子,故C正确;
D.蛋白质水解的最终产物为氨基酸,氨基酸与茚三酮水溶液在加热条件下能发生显色反应,故D正确;
故答案为:B;
【小问6详解】
物质J的结构简式为
A.分子中只有做星号标记的碳原子为不对称碳原子,即有1个不对称碳原子,故A正确;
B.分子中有酯基,发生水解反应得到2种产物,酸性条件下水解得到(若在氢氧化钠溶液中水解则得到 )和CH3OH,故B错误;
C.苯环上的一溴代物有3种:,故C正确;
D.分子中苯环上的碳原子和酯基碳原子为sp2杂化,其余的碳原子为饱和碳原子,采取sp3杂化,所以分子中碳原子的杂化类型有sp3、sp2,故D错误;
故答案为AC;
【小问7详解】
B的结构简式为,符合题目条件的B的同分异构体的结构简式为;
小问8详解】
(F)与发生取代反应生成(G)、在①HCl/CH3OH,加热条件下羧基与甲醇发生酯化反应,氨基具有碱性,能和HCl反应,若没有F→G这一步,氨基将会与HCl反应,所以合成路线中设计F→G,I→J步骤①的目的是保护氨基;
【小问9详解】
()()()。氯亚铂酸钾(K2PtCl4)
水溶性可溶 10 g/L(20℃)、不溶于乙醇、受热分解。
氯铂酸钾(K2PtCl6)
溶于热水、微溶于冷水、几乎不溶于乙醇、乙醚。
氯铂酸(H2PtCl6)
110℃时部分分解,150℃开始生成金属铂。
亚硝酸钾(KNO2)
有一定还原性,还原性:KNO2弱于K2C2O4。
亚硝酸(HNO2)
弱酸、不稳定、易分解。
氯亚铂酸钾(K2PtCl4)
水溶性可溶 10 g/L(20℃)、不溶于乙醇、受热分解
氯铂酸钾(K2PtCl6)
溶于热水、微溶于冷水、几乎不溶于乙醇、乙醚。
氯铂酸(H2PtCl6)
110℃时部分分解,150℃开始生成金属铂。
亚硝酸钾(KNO2)
有一定还原性,还原性:KNO2弱于K2C2O4。
亚硝酸(HNO2)
弱酸、不稳定、易分解。
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