浙江省温州十校联合体2023-2024学年高二下学期5月期中联考化学试题(原卷版+解析版)
展开高二年级化学学科试题
考生须知:
1.本卷共7页,满分100分,考试时间90分钟。
2.答题前,在答题卷指定区域填写班级、姓名、考场号、座位号及准考证号并填涂相应数字。
3.所有答案必须写在答题纸上,写在试卷上无效。
4.考试结束后,只需上交答题纸。
5.可能用到的相对原子质量:
选择题部分
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每个小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分。)
1. 下列化合物中,不属于酸性氧化物的是
A. NOB. C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】酸性氧化物即是能和碱反应生成盐和水的氧化物,反应为复分解反应,非金属氧化物大多数为酸性氧化物。
【详解】A.一氧化碳能和碱不发生反应,故不是酸性氧化物,故A符合题意;
B.二氧化碳和碱反应是复分解反应,如2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,故是酸性氧化物,故B不符合题意;
C.二氧化硫能和氢氧化钠反应生成亚硫酸钠和水,故是酸性氧化物,故C不符合题意;
D.二氧化硅能和碱反应生成盐和水,如能和氢氧化钠反应生成硅酸钠和水,故为酸性氧化物,故D不符合题意;
故选:A。
2. 下列说法不正确的是
A. 二氧化硅可来生产光导纤维
B. 硫酸铁可用于治疗缺铁性贫血
C. Cu元素周期表中属于ds区
D. 在晶体中每个(或)周围都紧邻6个(或)
【答案】B
【解析】
【详解】A.二氧化硅晶体可以传输光信号,可来生产光导纤维,故A正确;
B.硫酸亚铁可用于治疗缺铁性贫血,不是硫酸铁,故B错误;
C.Cu的核电荷数为29,价电子排布3d104s1,在元素周期表中属于ds区,故C正确;
D.氯化钠晶体中钠离子或氯离子的配位数都是6,所以在NaCl晶体中每个Na+(或Cl-)周围都紧邻6个Cl-(或Na+),故D正确;
故选:B。
3. 下列表示不正确的是
A. 羟基的电子式:
B. 的空间结构:(平面三角形)
C. 用电子式表示氯化钾的形成过程:
D. 乙烯的实验式:
【答案】D
【解析】
【详解】A.羟基中氧与氢原子间共用1对电子对,O原子有1个单电子,电子式,故A正确;
B.BF3中B原子价层电子对数为:3,孤电子 对数为0,为平面三角形,空间结构为:,故B正确;
C.氯化钾为离子化合物,钾离子与氯离子通过离子键结合,用电子式表示氯化钾的形成过程:,故C正确;
D.实验式为原子个数最简比。乙烯的实验式:CH2,故D错误;
故选:D。
4. 二氧化氯泡腾片是常用的鱼缸消毒剂,也可用于除居室甲醛,其反应方程式可表示为:,下列说法不正确的是
A. 反应生成,则转移电子
B. 二氧化氯是氧化剂,还原产物为
C. 甲醛具有还原性,甲醛与足量的银氨溶液反应,最多能生成单质银
D. 要减少居室甲醛对人体的危害,最主要的措施是推迟入住的时间以及开窗通风
【答案】A
【解析】
【详解】A.由反应方程式可知,反应生成5ml CO2,则转移20ml电子,则反应生成1ml CO2,则转移4ml电子,故A错误;
B.二氧化氯中氯元素的化合价降低,二氧化氯是氧化剂,还原产物为HCl,故B正确;
C.甲醛具有还原性,1ml甲醛与足量的银氨溶液反应,羰基连接的两个氢原子都可以被氧化,最多能生成4ml单质银,故C正确;
D.要减少居室甲醛对人体的危害,最主要的措施是推迟入住的时间以及开窗通风,使甲醛得到散发,避免人接触甲醛,故D正确;
故选:A。
5. 下列反应的离子方程式正确的是
A. 将过量通入溶液中:
B. 铜与稀硝酸:
C. 氯气溶于水:
D. 硫化钠溶液在空气中氧化变质:
【答案】B
【解析】
【详解】A.NaClO溶液中通入过量SO2气体的离子反应为ClO-+H2O+SO2=2H++Cl-+,故A错误;
B.铜与稀硝酸,离子方程式为:3Cu+8H++2=3Cu2++2NO↑+4H2O,故B正确;
C.氯气溶于水,离子方程式为:Cl2+H2O=H++Cl-+HClO,故C错误;
D.硫化钠溶液在空气中氧化生成S单质和氢氧化钠,离子方程式为2S2-+O2+2H2O=4OH-+2S↓,故D错误;
故选:B。
6. 下列实验仪器或装置的选择正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.HCl极易溶于水,饱和食盐水能抑制氯气溶解,可以用饱和食盐水除去氯气中的HCl,故A正确;
B.配制一定物质的量浓度的Na2CO3溶液需要容量瓶和胶头滴管、天平,图中缺少天平、胶头滴管和容量瓶,故B错误;
C.过滤时漏斗低端需要紧靠烧杯内壁,否则易溅出液体,故C错误;
D.混合浓硫酸和乙醇,应该将浓硫酸倒入乙醇中并不断搅拌,故D错误;
故选:A。
7. 下列说法正确的是
A. 乙烯能使溴水褪色,所以聚乙烯也可以使溴水褪色
B. 甲苯与在催化剂和加热条件下,可生成甲基环己烷,其核磁共振氢谱共有4组峰
C. 煤的气化、液化、干馏均属于物理变化
D. 复方氯乙烷气雾剂用于运动中的急性损伤,如肌肉拉伤、关节扭伤等阵痛,原因是液态的氯乙烷汽化时大量吸热,具有冷冻麻醉作用
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙烯含有碳碳双键,能与溴水发生加成反应,而是溴水褪色,而聚乙烯不含碳碳双键,不能使溴水褪色,故A错误;
B.甲苯与氢气加成可以生成甲基环己烷,分子中含有5种化学环境不同的氢原子,其核磁共振氢谱共有5组峰,故B错误;
C.煤的气化、液化、干馏均有新物质生成,均属于化学变化,故C错误;
D.液态氯乙烷汽化时吸收热量,使皮肤快速冷冻,具有冷冻麻醉作用,使皮下毛细血管收缩从而止血,同时止痛,常用于治疗运动中的急性损伤,故D正确;
故选:D。
8. 下列说法正确的是
A. 向淀粉溶液中加入硫酸溶液,加热后滴入几滴氢氧化铜悬浊液,再加热至沸腾,未出现红色物质,说明淀粉未水解
B. 硬脂酸甘油酯属于高级脂肪酸甘油酯,是高分子化合物
C. 向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铜溶液,可以使蛋白质转变为沉淀析出,这种作用称为变性
D. 与互为同分异构体,谱显示两者均有两种不同的氢原子且两种氢原子的比例相同,故不能用来鉴别
【答案】C
【解析】
【详解】A.淀粉的水解液为酸性,而葡萄糖和新制氢氧化铜悬浊液的反应需在强碱性环境下反应,故若想检验淀粉是否水解,应先向淀粉的水解液中加入氢氧化钠溶液中和,再加入新制的氢氧化铜悬浊液,加热,观察有无砖红色沉淀生成,故A错误;
B.硬脂酸甘油酯属于高级脂肪酸甘油酯,相对分子质量小于10000,不是高分子化合物,故B错误;
C.铜离子为重金属离子,能够使蛋白质变性,所以向蛋白质溶液中加入饱和硫酸铜溶液,可以使蛋白质转变为沉淀析出,故C正确;
D.CH3COOCH2CH3由乙酸与1-丙醇形成的酯,而CH3CH2COOCH3由丙酸与乙醇形成的酯,二者分子式相同、结构不同,属于同分异构体,均含有三种不同的氢原子且三种氢原子的比例相同,但乙基、甲基的化学环境不同,它们含有的氢的化学位置不同,能用1H—NMR来鉴别,故D错误;
故选:C。
9. 下列物质能发生消去反应,但不能发生催化氧化反应的是
A. B. (CH3)2CHOH
C. CH3CH2C(CH3)2CH2OHD. CH3CH2C(CH3)2OH
【答案】D
【解析】
【分析】与﹣OH相连C的邻位C上有H可发生消去反应,与﹣OH相连C上无H,不能发生催化氧化反应。
【详解】A.中羟基相连碳的相邻碳上没有氢原子,不能发生消去反应;羟基相连的碳原子上有氢,能发生催化氧化,故A错误;
B.(CH3)2CHOH中羟基相连碳的相邻碳上有氢原子,能发生消去反应;羟基相连的碳原子上有氢,能发生催化氧化,故B错误;
C.CH3CH2C(CH3)2CH2OH中羟基相连碳的相邻碳上没有氢原子,不能发生消去反应;羟基相连的碳原子上有氢,能发生催化氧化,故C错误;
D.CH3CH2C(CH3)2OH中羟基相连碳的相邻碳上有氢原子,能发生消去反应;羟基相连的碳原子上没有氢,不能发生催化氧化,故D正确;
故答案选:D。
10. 紫花前胡醇可从中药材当归和白芷中提取得到,能提高人体免疫力。有关该化合物,下列叙述错误的是
A. 分子式为
B. 能使酸性高锰酸钾溶液褪色
C. 该分子最多与发生加成反应
D. 能够发生消去反应生成碳碳双键
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子中含有14个碳原子、14个氢原子、4个氧原子,其分子式为C14H14O4,故A正确;
B.分子中碳碳双键、醇羟基等都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B正确;
C.分子中苯环、碳碳双键能与氢气发生加成反应,而酯基不能,1ml该分子最多与4ml H2发生加成反应,故C错误;
D.分子中羟基连接的碳原子相邻的碳原子上含有氢原子,可以发生消去反应形成碳碳双键,故D正确;
故选:C。
11. 化合物Z是合成药物非奈利酮的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. X能与溶液发生显色反应B. Z不能使溴水褪色
C. Y中碳原子杂化方式有和D. Y中含有三种官能团
【答案】B
【解析】
【详解】A.物质X含有酚羟基,能与FeCl3溶液发生显色反应,故A正确;
B.物质Z含有醛基,可以被溴水氧化,能使溴水褪色,故B错误;
C.苯环与碳氧双键中碳原子杂化轨道数目为3,碳原子采取sp2杂化,而甲基中碳原子杂化轨道数目为4,采取sp3杂化,故C正确;
D.Y含有碳溴键、醚键、酯基共3种官能团,故D正确;
故选:B。
12. X、Y、Z、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期元素,X的某种原子不含中子,Y与Z同周期,Y基态原子有3个未成对电子,Z元素原子的价层电子排布为,短周期中R电负性最小。下列说法不正确的是
A. 分子中既含极性键也含非极性键
B. 第一电离能:Y>Z>R
C. 与的空间构型均为平面三角形
D. Y的氧化物的水化物为强酸
【答案】CD
【解析】
【分析】X、Y、Z、R是元素周期表中原子序数依次增大的短周期元素,其中X的某种原子不含中子,可知X为H元素;Z元素原子的价层电子排布为nsnnp2n,而n=2,则其价电子排布式为2s22p4,故Z为O元素;Y与Z同周期,Y基态原子有3个未成对电子,其价电子排布式为2s22p3,故Y为N元素;短周期中R电负性最小,可知R为Na元素。故X为H元素、Y为N元素、Z为O元素、R为Na元素。
【详解】A.H2O2的结构式为H—O—O—H,氢原子与氧原子之间形成极性键,氧原子之间形成非极性键,故A正确;
B.N元素原子2p轨道为半满稳定状态,其第一电离能大于氧元素,而Na是金属元素,三种中Na的第一电离能最小,则第一电离能:N>O>Na,故B正确;
C.中N原子孤电子对数==0、价层电子对数=0+3=3,离子空间构型为平面三角形,而中N原子孤电子对数==1、价层电子对数=1+2=3,离子空间构型为V形,故C错误;
D.未说明是Y的最高价氧化物的水化物,如HNO2是弱酸,故D错误;
故选:CD。
13. 热电厂尾气经处理得到较纯的,可用于原电池法生产硫酸。下列说法正确的是
A. 电极a的电极反应式是
B. 电极a为负极,发生氧化反应
C. 溶液中由b极区向a极区迁移
D. 一段时间后,a极消耗的与b极消耗的物质的量相等
【答案】B
【解析】
【分析】该装置为原电池,由图可知,硫元素价态升高失电子,故a极为负极,电极反应式为2H2O+SO2-2e-═+4H+,b极为正极,电极反应式为O2+4H++4e-═2H2O,电池总反应为2SO2+2H2O+O2═2H2SO4,据此作答。
【详解】A.a极为负极,二氧化硫失电子生成硫酸,其电极反应式为2H2O+SO2-2e-=+4H+,故A错误;
B.电极a为正极,二氧化硫失电子生成硫酸,发生氧化反应,故B正确;
C.电极b为正极,故溶液中H+由a极区向b极区迁移,故C错误;
D.电池总反应为2SO2+2H2O+O2═2H2SO4,故一段时间后,a极消耗的SO2与b极消耗的O2物质的量为2:1,故D错误;
故选:B。
14. 下面是以环戊烷为原料制备环戊二烯的合成路线,下列说法不正确的是
A. ②③④的反应类型分别为消去反应、加成反应、消去反应
B. 反应④的反应试剂和反应条件是醇溶液、加热
C. A的结构简式为
D. 环戊二烯与以的物质的量之比加成,可生成
【答案】C
【解析】
【分析】由合成路线可知,反应①为环戊烷与氯气光照条件下的取代反应,反应②为氯代烃的消去反应,反应③为烯烃与卤素单质的加成反应,反应④卤代烃的消去反应,故A为,B可以为。
【详解】A.通过以上分析知,②③④的反应类型分别为消去反应、加成反应、消去反应,故A正确;
B.反应④为溴代烃的消去反应,该反应的反应试剂和反应条件是NaOH醇溶液、加热,故B正确;
C.通过以上分析知,A的结构简式为,故C错误;
D.环戊二烯与Br2以1:1的物质的量之比发生1,4-加成,可生成,故D正确;
故选C。
15. 常温下,用溶液滴定溶液的滴定曲线如下图所示。下列说法不正确的是
A ①点溶液中,
B. ②点溶液中的溶质为、
C. ③点溶液中,
D. ①、②、③三点中,水的电离程度最大的点为③点
【答案】C
【解析】
【分析】当滴入0.1ml•L-1NaOH溶液为10mL时,溶液中溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,溶液显酸性;当恰好中和时消耗0.1ml/LNaOH溶液20mL,溶液显碱性,点②呈中性,则有V<20,但此时c(Na+)=c(CH3COO-)>c(OH-)=c(H+),结合电荷守恒和元素守恒分析。
【详解】A.点①溶液中,NaOH溶液为10mL时,溶液中溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+(OH-),故A正确;
B.CH3COONa溶液显碱性,点②溶液中,溶液显中性c(H+)=(OH-),可知②点溶液中的溶质为CH3COOH、CH3COONa,故B正确;
C.点③溶液中,CH3COOH与NaOH恰好反应生成CH3COONa,溶液显碱性,体积变为原来的两倍,浓度变为原来的一半,则c(Na+)=c(CH3COO-)+c(CH3COOH)=0.05ml/L,故C错误;
D.酸碱的电离抑制水的电离,盐类水解促进水的电离,①的溶质为等物质的量的CH3COOH和CH3COONa,②的溶质为CH3COOH、CH3COONa,③的溶质为CH3COONa,可得①、②、③三点中,水的电离程度最大的点为③点,故D正确;
故选C。
16. 根据实验操作及现象,下列结论中正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,能被二氧化硫还原而褪色,该实验说明二氧化硫具有还原性,故A错误;
B.常温下,浓硝酸和Fe发生钝化现象而阻止进一步反应,浓硝酸的氧化性大于稀硝酸,故B错误;
C.苯和酸性高锰酸钾溶液不反应,甲苯中甲基能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,说明甲苯分子中苯环对甲基的性质有影响,故C正确;
D.苯酚和浓溴水反应生成的三溴苯酚易溶于苯,所以观察不到白色沉淀,故D错误;
故选:C。
非选择题部分
二、选择题(共5大题,共52分)
17. 回答下列问题:
(1)用系统命名法命名有机物:_____。
(2)写出TNT的结构简式:_____。
(3)的分子结构中,处在同一条直线上的碳原子有_____个。
(4)丙烯加聚的化学方程式:_____。
(5)已知:称为狄尔斯-阿德耳反应,又称为双烯合成。请写出1,3-丁二烯与发生双烯合成所得物质的结构简式:_____。
【答案】(1)2-甲基戊烷
(2) (3)5
(4) (5)
【解析】
【小问1详解】
有机物为烷烃,选取支链最多的最长碳链为主碳链,含5个碳,支链近的一端编号,且支链序数和最小,则名称为:2-甲基戊烷,故答案为:2-甲基戊烷;
【小问2详解】
TNT是2,4,6-三硝基甲苯,其结构简式为;
【小问3详解】
有机物的分子结构中,碳碳三键是直线型结构,与碳碳三键相连的苯上的碳和对位上的碳原子在同一直线上,碳碳双键中与苯环相连的一端碳原子也在直线上,则处在同一条直线上的碳原子有5个,故答案为:5;
【小问4详解】
丙烯发生加聚反应生成聚丙烯,化学方程式为:;
【小问5详解】
CH3CH=CHCH3与CH2=CH—CH=CH2发生双烯合成反应,二烯烃中的两个双键断裂,形成一个新的双键,所得产物的结构简式为。
18. 铁是重要的金属,它被广泛应用于各个领域,在国防和工农业生产中具有许多重要的用途。请回答下列问题:
(1)某云母片岩石的主要成分为,含有少量Ti(杂质)。
①基态Si原子的价层电子轨道表示式为_____。
②Ti的四卤化物熔点如表所示,熔点高于其他三种卤化物,自至熔点依次升高,原因是_____。
(2)硫酸铁溶液用于检验食用香精乙酰乙酸乙酯时,会生成紫色配合物,其配离子结构如图所示,下列有关说法正确的是_____。
A. 基态的价层电子排布式为
B. 外界硫酸根中硫原子采取杂化,其价层电子对数为3
C. 固态配合物中微粒间作用力包括离子键、极性键、非极性键、配位键
D. 电负性:H
①已知的晶胞参数为anm,则该晶体的密度为_____。(列出计算式,用表示阿伏加德罗常数的值)
②某铁的氮化物的晶胞结构是图b,该铁的氮化物的化学式为:_____。
【答案】(1) ①. ②. 为离子晶体,熔点较高,其他三种均为分子晶体,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,熔点逐渐升高(2分,2个要点各1分) (2)AC
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
①基态Si原子的价层电子排布式为3s23p2,价层电子轨道表示式为;
②一般晶体的熔沸点:离子晶体大于分子晶体,TiF4为离子化合物,熔点最高,其它三种均为共价化合物,为分子晶体,对于组成和结构相似的物质,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,熔点逐渐升高,故答案为:TiF4为离子晶体,熔点高,其它三种均为分子晶体,随相对分子质量的增大,分子间作用力增大,熔点逐渐升高;
【小问2详解】
A.基态Fe的价层电子排布式为3d54s2,形成离子先失去外层电子,基态Fe3+的价层电子排布式为3d5,故A正确;
B.外界硫酸根中硫原子采取sp3杂化,其价层电子对数为4,故B错误;
C.配合物中存在阴阳离子,即存在离子键,配离子中Fe离子和O原子之间存在配位键,C—C原子之间存在非极性键,C—H、O—H、C—O原子之间存在极性键,故C正确;
D.非金属性:H<C<S<O,电负性:H<C<S<O,O的电负性最大,故D错误;
故答案为:AC;
小问3详解】
①Fe位于顶点和面心,个数为8×+6×=4,晶胞质量为,晶胞体积为(a×10-7)3cm3,晶体密度ρ=;
②由图b可知,N位于顶点,个数为8×=1,Fe位于棱上和体心,个数为12×+1=4,Fe:N=4:1,化学式为Fe4N,故答案为:Fe4N。
19. 某盐A是制备负载型活性铁催化剂的主要原料,由四种常见元素组成,。某兴趣小组对盐A进行了实验探究,流程如下:
已知:①混合气体B转化为气体C时,气体质量增加了;
②溶液H为单一正盐溶质,焰色反应呈紫色。
请回答:
(1)盐A除Fe、O以外的两种元素是_____(填元素符号)。
(2)气体C的电子式_____。
(3)盐A在隔绝空气条件下加热分解生成混合气体B和混合固体E的化学方程式_____。
(4)往溶液G中加入硝酸钾溶液有无色有毒气体产生,写出该反应的离子方程式_____。
(5)请写出溶液G中金属阳离子的检验方法_____。
【答案】(1)C、K (2)
(3)
(4)
(5)取少量溶液G于试管,滴加几滴硫氰化钾溶液,无明显现象,再滴加少量氯水(或双氧水),若溶液变成血红色,则溶液G中含有
【解析】
【分析】0.1ml的盐A隔绝空气条件下分解产生0.3ml混合气体B和混合固体E,0.3 ml混合气体B通过足量CuO得到0.3 ml混合气体C,物质的量不变,结合C和澄清石灰水反应得到碳酸钙沉淀D30g,n(CaCO3)==0.3 ml,气体D为CO2,n(CO2)=0.3 ml,由于混合气体C转化为气体D时,质量增加了3.2g g;说明混合气体C中含有CO,发生反应CuO+COCO2+Cu,增加质量是CO发生该反应变为CO2增加的O元素的质量,则n(CO)==0.2ml,则混合气体为CO、CO2,故C中含有CO2的物质的量为n(CO2)=0.3ml-0.2 ml=0.1ml;溶液H为单一正盐溶质,焰色反应呈紫色,则H中含有K+离子,H为K2CO3。向H中加入足量稀盐酸,反应产生CO2的物质的量是0.1ml,根据元素守恒可知n(K+)=2n(K2CO3)=2×0.1ml=0.2 ml,n()=n(K2CO3)=0.1ml,故在0.1ml A中含有C元素的物质的量n(C)=n(CO)+n(CO2)+n()=0.3 ml+0.1ml=0.4 ml;该物质为铁催化剂,往溶液G中加入硝酸钾溶液有无色有毒气体产生,则气体为NO,说明F溶于酸生成亚铁离子,且该物质不溶于水,推测为FeO,其物质的量为=0.1ml,在0.1ml的盐A中,n(K):n(Fe):n(C):n(H2O)=0.2 ml:0.1ml:0.4 ml:(0.2+0.2+0.1+0.3)ml=2:1:4:8,所以该盐化学式为K2[Fe(C2O4)2]。
【小问1详解】
根据分析,盐A化学式为K2[Fe(C2O4)2],除Fe、O以外的两种元素是C、K,故答案为:C、K;
【小问2详解】
气体C为CO2,CO2的电子式为;
【小问3详解】
盐A为K2[Fe(C2O4)2],在隔绝空气条件下加热分解生成混合气体CO、CO2和混合固体K2CO3和FeO,反应的化学方程式K2[Fe(C2O4)2]=K2CO3+FeO+CO2↑+2CO↑;
【小问4详解】
溶液G为硫酸亚铁溶液,加入硝酸钾溶液有无色有毒气体产生,该气体为NO,该反应的离子方程式3Fe2++4H++=3Fe3++NO↑+2H2O;
【小问5详解】
溶液G中金属阳离子为亚铁离子,检验方法取少量溶液G于试管,滴加几滴硫氰化钾溶液,无明显现象,再滴加少量氯水(或双氧水),若溶液变成血红色,则溶液G中含有Fe2+。
20. 杭州亚运会主火炬塔燃料使用的甲醇被誉为绿色燃料。
(1)已知热值为,计算的燃烧热为_____。
A. 22.7B. C. D.
(2)以和为原料制备甲醇是实现资源化利用的方式之一。其反应原理为:
①该反应能自发进行的条件是_____。
②某温度下,向容积为的恒容密闭容器中充入和模拟上述反应。反应达到平衡状态时,测得。该温度下,平衡常数_____。
A.3.00 B.0.33 C.0.15 D.0.59
(3)在不同温度下,向等容积的反应器中,分别通入等量、相同比例的和混合气体,在催化剂作用下,反应相同时间后测得甲醇产率与温度关系如图所示。(除主反应外,不考虑副反应。)
①图中当温度高于,甲醇产率逐渐下降,可能原因是_____。
②请在图中画出不同温度下甲醇的平衡转化率的变化趋势_____。
【答案】(1)C (2) ①. 低温 ②. D
(3) ①. 温度升高,平衡逆向移动;催化剂活性随温度升高而降低,反应速率减小 ②.
【解析】
【小问1详解】
已知的热值为,则的燃烧热;
【小问2详解】
①该反应ΔH<0,ΔS<0,由复合判据ΔG=ΔH-TΔS<0可知,反应能自发进行的条件是低温;
②某温度下,向容积为的恒容密闭容器中充入和模拟上述反应。反应达到平衡状态时,测得,列三段式:,该温度下,平衡常数,故选D;
【小问3详解】
①图中当温度高于,甲醇产率逐渐下降,可能原因是该反应是放热反应,温度升高,平衡逆向移动或者催化剂活性随温度升高而降低,反应速率减小;
②该反应是放热反应,升高温度平衡逆向移动,温度越高甲醇的平衡转化率越低,则不同温度下甲醇的平衡转化率趋势图为。
21. 某研究小组按下列路线合成安眠药扎来普隆:
已知:①
②
(1)化合物B的官能团名称是_____。
(2)化合物A的结构简式是_____。
(3)下列说法不正确的是_____。
A. B→C中第①步的反应类型为取代反应
B. 由C生成D的同时会生成小分子
C. A→B的反应所需试剂为浓硝酸、浓硫酸
D. 化合物扎来普隆的分子式为
(4)写出D→E的化学方程式_____。
(5)设计以苯甲醇()为原料,合成苯乙酸苯甲酯()的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_____。
(6)写出3个同时符合下列条件的化合物B的还原产物的同分异构体的结构简式_____。
①谱和IR谱检测表明:分子中有4种不同化学环境的H原子
②除苯环外不含其它环
【答案】(1)硝基(硝键)、羰基(酮羰基、酮基、酮羰键)
(2) (3)AD
(4) (5) (6)、、、、、(任选3个)
【解析】
【分析】苯和发生取代反应生成A,结合A的分子式可以推知A为,由A、B的分子式可知,A发生硝化反应生成了B,结合C的结构式可知,B为,B发生还原反应将硝基转化为氨基,再和反应生成C,结合信息反应①及目标产物的结构可知,D和C2H5Br发生取代反应生成E为和HBr,以此解答。
【小问1详解】
根据分析,B为,官能团名称是硝基(硝键)、羰基(酮羰基、酮基、酮羰键);
【小问2详解】
根据分析,化合物A的结构简式是;
【小问3详解】
A.B→C第①步是硝基转化为氨基,组成上去氧加氢,属于还原反应,故A错误;
B.C的结构简式为,C生成D的同时会生成,故B正确;
C.对比A、B的结构可知,A发生硝化反应生成B,需要条件为:浓硝酸、浓硫酸、加热,故C正确;
D.由扎来普隆的结构式可知,其分子式为,故D错误;
故选AD。
【小问4详解】
D和C2H5Br取代反应生成E为,D→E的化学方程式+C2H5Br+HBr;
【小问5详解】
合成苯乙酸苯甲酯需要苯乙酸和苯甲醇发生酯化反应生成,根据信息反应②可知,苯甲醇与KCN发生取代反应生成-CN,再酸化得到-COOH,即可生成苯乙酸,合成路线为:;
【小问6详解】
B的还原产物(C8H9NO)为,其同分异构体同时满足:①谱和IR谱检测表明:分子中有4种不同化学环境的H原子,说明结构对称,②除苯环外不含其它环,则符合条件的同分异构体有:、、、、、(任选3个)。A.除去中的
B.配制溶液
C.过滤
D.混合浓硫酸和乙醇
选项
实验操作及现象
结论
A
将气体通入酸性高锰酸钾溶液中,紫色褪去
有漂白性
B
常温下将铁片分别插入稀硝酸和浓硝酸中
前者产生无色气体,后者无明显现象
稀硝酸的氧化性比浓硝酸强
C
向苯和甲苯中分别加入少量酸性高锰酸钾溶液
振荡,甲苯中溶液紫红色褪去
甲苯分子中苯环对甲基的性质有影响
D
为了检验苯中是否含有苯酚,取少量样品于试管中
滴加适量的浓溴水,未观察到白色沉淀产生
苯中不含有苯酚
化合物
熔点/℃
377
38.3
155
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