2026届安徽省六安二中河西校区高三第四次模拟考试化学试卷含解析
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3.请认真核对监考员在答题卡上所粘贴的条形码上的姓名、准考证号与本人是否相符.
4.作答选择题,必须用2B铅笔将答题卡上对应选项的方框涂满、涂黑;如需改动,请用橡皮擦干净后,再选涂其他答案.作答非选择题,必须用05毫米黑色墨水的签字笔在答题卡上的指定位置作答,在其他位置作答一律无效.
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一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、某溶液只含有K+、Fe2+、Cl-、Mg2+、I-、CO32-、SO42-中的几种,限用以下试剂检验:盐酸、硫酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液。设计如下实验步骤,并记录相关现象,下列叙述正确的是
A.该溶液中一定有I-、CO32-、SO42-、K+
B.溶液中可能含有K+、Mg2+、Cl-、
C.通过在黄色溶液中加入硝酸银可以检验原溶液中是否存在Cl-
D.试剂②可能为硫酸
2、设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是()
A.过氧化钠与水反应时,生成0.1ml氧气转移的电子数为0.2NA
B.密闭容器中1mlPCl3与1mlCl2反应制备PCl5(g),增加2NA个P-Cl键
C.92.0甘油(丙三醇)中含有羟基数为1.0 NA
D.高温下,0.1mlFe与足量水蒸气反应,生成的H2分子数为0.3NA
3、下列实验操作正确的是
A.稀释浓硫酸B.添加酒精
C.检验CO2是否收集满D.过滤
4、硅元素在地壳中的含量非常丰富。下列有关说法不正确的是
A.晶体硅属于共价晶体
B.硅原子的电子式为
C.硅原子的核外电子排布式为1s22s22p63s23p2
D.硅原子的价电子排布图为
5、世界第一条大面积碲化镉薄膜“发电玻璃”生产线最近在成都投产,该材料是在玻璃表面镀一层碲化镉薄膜,光电转化率高。下列说法错误的是
A.普通玻璃含有二氧化硅B.该发电玻璃能将光能不完全转化为电能
C.碲化镉是一种有机化合物D.应用该光电转化技术可减少温室气体排放
6、下列化学用语表示正确的是()
A.中子数为16的硫原子:SB.Cl-的结构示意图:
C.甲酸甲酯的结构简式:HCOOCH3D.氢氧化钠的电子式:
7、室温下,某溶液中含有Na+、H+、Fe3+、HCO3-、OH-、I-中的几种,水电离出的c(H+)=1×l0-13 ml/L。当向该溶液中缓慢通入一定量的Cl2后,溶液由无色变为黄色。下列分析正确的是( )
A.溶液的pH=1或13B.溶液中一定没有Fe3+,Na+
C.溶液中阴离子有I-,不能确定HCO3-D.当Cl2过量,所得溶液只含有两种盐
8、环丙叉环丙烷(n)由于其特殊的结构,一直受到结构和理论化学家的关注,它有如下转化关系。下列说法正确的是
A.n分子中所有原子都在同一个平面上
B.n和:CBr2生成p的反应属于加成反应
C.p分子中极性键和非极性键数目之比为2:9
D.m分子同分异构体中属于芳香族化合物的共有四种
9、40℃时,在氨—水体系中不断通入CO2,各种粒子的浓度变化趋势如图所示。下列说法不正确的是
A.40℃时,K(NH3·H2O)=10-9.10
B.不同pH的溶液中均存在关系:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-)
C.随着CO2的通入,不断减小
D.随溶液pH不断降低,生成的中间产物NH2COONH4又不断转化为NH4HCO3
10、下列关于反应N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔHHCl
B.P点溶液:c(NH4+)+2c(Mg2+)>c(Cl-)
C.Q点溶液显碱性是因为MgCl2发生水解
D.1000s后,镁与NH4Cl溶液反应停止
16、X、Y、Z、W 为原子序数依次增大的四种短周期元素,其中Z为金属元素,X、W为同一主族元素。X、Z、W形成的最高价氧化物分别为甲、乙、丙。x、y2、z、w分别为X、Y、Z、W的单质,丁是化合物。其转化关系如图所示,下列判断错误的是
A.反应①、②、③都属于氧化还原反应
B.X、Y、Z、W四种元素中,Y的原子半径最小
C.Na 着火时,可用甲扑灭
D.一定条件下,x与甲反应生成丁
二、非选择题(本题包括5小题)
17、已知:醛基和双氧水可发生如下反应:
为了合成一类新药,选择了下列合成路线:
回答下列问题:
(1)C中官能团的名称是_______________________。
(2)E生成F的反应类型是_____________________。
(3)E的结构简式为______________________________。
(4)B生成C的化学方程式为_____________________。
(5)与B互为同分异构体属于芳香二元羧酸,且核磁共振氢谱为两组峰(峰面积比为1:l)的有机物有______种。
(6)设计主要以甲醇和苯甲醇为原料制备 的合成路线_________。
18、利用丙炔和苯甲醛研究碘代化合物与苯甲醛在 Cr-Ni 催化下可以发生偶联反应和合成 重要的高分子化合物Y的路线如下:
已知:①R1CHO+R2CH2CHO+H2
②
回答下列问题:
(1)A的化学名称为____。
(2)B中含氧官能团的名称是______。
(3)X的分子式为_______。
(4)反应①的反应类型是________。
(5)反应②的化学方程式是_______。
(6)L是D的同分异构体,属于芳香族化合物,与D具有相同官能团,其核磁共振氢谱为5组峰,峰面积比为3:2:2:2:1,则L的结构简式可能为_____。
(7)多环化合物是有机研究的重要方向,请设计由、CH3CHO、合成多环化合物的路线(无机试剂任选)______。
19、某小组同学设计如下实验,研究亚铁盐与H2O2溶液的反应。
实验Ⅰ:
试剂:酸化的0.5ml·L-1FeSO4溶液(pH=0.2),5%H2O2溶液(pH=5)
(1)上述实验中H2O2溶液与FeSO4溶液反应的离子方程式是__。
(2)产生气泡的原因是__。
(3)某同学认为,根据“溶液变红”不能说明FeSO4与H2O2发生了反应,又补充了实验II证实了该反应发生。实验II的方案和现象是__。
实验III:
试剂:未酸化的0.5ml·L-1FeSO4溶液(pH=3),5%H2O2溶液(pH=5)
(4)将上述混合物分离,得到棕黄色沉淀和红褐色胶体。取部分棕黄色沉淀洗净,加4ml·L-1盐酸,沉淀溶解得到黄色溶液。初步判断该沉淀中含有Fe2O3,经检验还含有SO42-。
①检验棕黄色沉淀中SO42-的方法是______。
②结合方程式解释实验III中溶液pH降低的原因______。
实验IV:
用FeCl2溶液替代FeSO4溶液,其余操作与实验III相同,除了产生与III相同的现象外,还生成刺激性气味气体,该气体能使湿润的蓝色石蕊试纸变红但不褪色。
(5)将反应得到的混合物过滤,得到黄色沉淀。将黄色沉淀洗净,加稀盐酸,沉淀不溶解。经检验沉淀中n(Fe):n(Cl)=1:1,写出生成黄色沉淀的化学方程式___。
(6)由以上实验可知,亚铁盐与H2O2反应的现象与______(至少写两点)有关。
20、草酸(H2C2O1)是一种重要的有机化工原料。为探究草酸的制取和草酸的性质,进行如下实验。
实验Ⅰ:探究草酸的制备
实验室用硝酸氧化淀粉水解液法制备草酸,装置如下图所示:
硝酸氧化淀粉水解液的反应为:C6H12O6+12HNO3 → 3H2C2O1+9NO2↑+3NO↑+9H2O。
(1)上图实验装置中仪器乙的名称为:____,B装置的作用______
(2)检验淀粉是否完全水解所需要的试剂为:______。
实验Ⅱ:探究草酸的不稳定性
已知:草酸晶体(H2C2O1·2H2O)无色,易溶于水,熔点为101℃,受热易脱水、升华,170℃以上分解产生H2O、CO和CO2。草酸的酸性比碳酸强,其钙盐难溶于水。
(3)请选取以上的装置证明草酸晶体分解的产物(可重复使用,加热装置和连接装置已略去)。仪器装置连接顺序为:A→___→____→____→___→E→B→G→____。
(1)若实验结束后测得B管质量减轻1.8g,则至少需分解草酸晶体的质量为_____g(已知草酸晶体的M=126g/ml)。
实验Ⅲ:探究草酸与酸性高锰酸钾的反应
取一定量草酸溶液装入试管,加入一定体积的酸性高锰酸钾溶液,振荡试管,发现溶液开始缓慢褪色,后来迅速变成无色。(反应热效应不明显,可忽略不计)
(5)该实验中草酸表现______性,离子方程式_______该反应的反应速率先慢后快的主要原因可能是_________。
(6)设计实验证明草酸是弱酸。实验方案:______________ (提供的药品及仪器:蒸馏水、0.1ml·L-1NaOH溶液、pH计、0.1ml·L-1草酸溶液,其它仪器自选)
21、二甲醚(CH3OCH3)被称为“21 世纪的清洁燃料”。利用甲醇脱水可制得二甲醚,反应方程式如下: 2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g) ΔH1
(1)二甲醚亦可通过合成气反应制得,相关热化学方程式如下:
2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g) ΔH2
CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ΔH3
3H2(g)+ 3CO(g) CH3OCH3(g)+ CO2 (g) ΔH4
则ΔH1= ________(用含有ΔH2、ΔH3、ΔH4的关系式表示)。
(2)经查阅资料,上述反应平衡状态下 Kp 的计算式为: (Kp 为以分压表示的平衡常数,T 为热力学温度)。且催化剂吸附 H2O(g)的量会受压强影响,从而进一步影响催化效率。)
①在一定温度范围内,随温度升高,CH3OH(g)脱水转化为二甲醚的倾向_______ (填“增大”、“不变”或“减小”)。
②某温度下(此时 Kp=100),在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的分压如下:
此时正、逆反应速率的大小:v正 ____v逆 (填“>”、 “<”或“=”)。
③200℃时,在密闭容器中加入一定量甲醇 CH3OH,反应到达平衡状态时,体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数为 _______(填标号)。
A.< B. C.~ D. E.>
④300℃时,使 CH3OH(g)以一定流速通过催化剂,V/F (按原料流率的催化剂量)、压强对甲醇转化率影响如图1所示。请解释甲醇转化率随压强(压力)变化的规律和产生这种变化的原因,规律__________________________,原因_______________________。
(3)直接二甲醚燃料电池有望大规模商业化应用,工作原理如图2所示。
①该电池的负极反应式为:_______________。
②某直接二甲醚燃料电池装置的能量利用率为 50%,现利用该燃料电池电解氯化铜溶液,若消耗 2.3g 二甲醚,得到铜的质量为_______ g。
参考答案
一、选择题(每题只有一个选项符合题意)
1、A
【解析】
由实验可知,试剂①为硝酸钡溶液,生成白色沉淀为碳酸钡和硫酸钡,则试剂②为盐酸,沉淀减少,硫酸钡不溶于盐酸,则原溶液中一定存在CO32-、SO42-,则不含Fe2+、Mg2+;加试剂①过滤后的滤液中,再加试剂②盐酸,H+、I-、NO3-发生氧化还原反应生成I2,溶液变黄色,由于溶液呈电中性,则溶液中一定含有的阳离子为K+。由上述分析可知,该溶液中一定有I-、CO32-、SO42-、K+,选项A正确;B、溶液中一定不含有Mg2+,选项B错误;C、加入足量盐酸会引入Cl-,故无法判断原溶液中是否存在Cl-,选项C错误;D、试剂②一定为盐酸,不能为硫酸,因为碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡会使沉淀质量增加,不符合题意,选项D错误。答案选A。
2、A
【解析】
A.过氧化钠与水的反应中,过氧化钠既是氧化剂,又是还原剂,过氧化钠中氧元素的价态由-1价变为0价和-2价,故当生成0.1ml氧气时转移0.2NA个电子,故A正确;
B.PCl3与Cl2生成PCl5的反应为可逆反应,则生成PCl5的物质的量小于1ml,增加的P-Cl键小于2NA,故B错误;
C.92.0g甘油(丙三醇)的物质的量为=1ml,1ml丙三醇含有3ml羟基,即含有羟基数为3NA,故C错误;
D.铁与水蒸气反应的化学方程式为:3Fe+4H2O(g)Fe3O4+4H2↑,消耗3ml铁生成4ml氢气,则0.1mlFe与足量水蒸气反应生成的H2为ml,数目为NA,故D错误;
答案选A。
3、A
【解析】
A.稀释浓硫酸时,要把浓硫酸缓缓地沿器壁注入水中,同时用玻璃棒不断搅拌,以使热量及时地扩散;一定不能把水注入浓硫酸中,故A正确;
B.使用酒精灯时要注意“两查、两禁、一不可”,不能向燃着的酒精灯内添加酒精,故B错误;
C.检验CO2是否收集满,应将燃着的木条放在集气瓶口,不能伸入瓶中,故C错误;
D.过滤液体时,要注意“一贴、二低、三靠”的原则,玻璃棒紧靠三层滤纸处,故D错误;
故答案选A。
4、D
【解析】
晶体硅中所有原子都以共价键相结合,属于共价晶体,A正确;Si原子的最外层有4个电子,B正确;Si原子核外有14个电子,根据构造原理可知其排布式为1s22s22p63s23p2,C正确;硅原子的价电子排布图不符合洪特规则,选项D错误。
5、C
【解析】
A. 玻璃成分为硅酸钠、硅酸钙、二氧化硅,故A正确,但不符合题意;
B. 该发电玻璃能将光能转化为电能,但是不能完全转化,存在能量损耗,故B正确,但不符合题意;
C. 碲化镉不含碳元素,是一种无机化合物,不是有机化合物,故C错误,但符合题意;
D. 应用该光电转化技术可减少化石燃料的使用,减少二氧化碳的排放,故D正确,但不符合题意;
故选:C。
6、C
【解析】
A. S原子的质子数是16,中子数为16的硫原子:S,故A错误;
B. Cl-的质子数是17,核外电子数是18,Cl-的结构示意图是,故B错误;
C. 甲酸甲酯是甲酸和甲醇酯化反应的产物,甲酸甲酯的结构简式是HCOOCH3,故C正确;
D. 氢氧化钠是离子化合物,氢氧化钠的电子式是,故D错误。
7、A
【解析】
水电离出的c(H+)=1×l0-13 ml/L,溶液中氢离子或氢氧根离子浓度为0.1ml/L,该溶液为强酸性或碱性溶液,一定不会存在碳酸氢根离子;当向该溶液中缓慢通入一定量的Cl2后,溶液由无色变为黄色,说明溶液中一定存在碘离子,能够与碘离子反应的铁离子一定不会存在。
【详解】
A.酸或碱的溶液抑制水的电离,水电离出的c(H+)=1×l0-13 ml/L,若为酸性溶液,该溶液pH=1;若为碱性溶液,该溶液的pH为13,故A正确;
B.溶液中一定不会存在铁离子,若是碱性溶液,一定存在钠离子,故B错误;
C.该溶液中一定存在碘离子,一定不会存在碳酸氢根离子,故C错误;
D.氯气过量,若为酸性溶液,反应后只有一种盐,即氯化钠,故D错误;
故选A。
8、B
【解析】
A.n中有饱和的C原子—CH2—,其结构类似于CH4,所有的原子不可能共平面,A项错误;
B.n中的碳碳双键打开与:CBr2相连,发生加成反应,B项正确;
C.p分子中的非极性键只有C—C键,1个p分子中有9根C-C键,极性键有C-H键和C—Br键,分别为8根和2根,所以极性键和非极性键的比例为10:9,C项错误;
D.m的化学式为C7H8O,属于芳香族化合物的同分异构体,如果取代基是—OH和-CH3,则有邻间对3种,如果取代基为—CH2OH,只有1种,取代基还可为—OCH3,1种,则共5种,D项错误;
本题答案选B。
9、A
【解析】
A. 在溶液pH=9.10时c(NH4+)=c(NH3·H2O),Kb(NH3·H2O)==c(OH-),由于Kw=c(H+)·c(OH-)是常数,只与温度有关,若温度为室温,则Kw=10-14,pH=9.10时,c(H+)=10-9.10,c(OH-)==10-4.9,Kb(NH3·H2O)= c(OH-)=10-4.9,升高温度,促进电解质的电离,所以温度为40℃时,K(NH3·H2O)>10-4.9,A错误;
B. 溶液中存在电荷守恒,即正电荷的总浓度等于负电荷的总浓度,则不同pH的溶液中存在电荷守恒关系为:c(NH4+)+c(H+)=2c(CO32-)+c(HCO3-)+c(NH2COO-)+c(OH-),B正确;
C. 已知Kb=,温度一定时,Kb为常数,随着CO2的通入,c(NH4+)逐渐增大,则不断减小,C正确;
D. 由图象可知:开始溶液pH较大时没有NH2COO-,后来随着溶液pH的降低,反应产生NH2COO-,并且逐渐增多,当pH减小到一定程度NH2COO-逐渐减小直至消失,同时NH4HCO3又逐渐增多,即在溶液pH不断降低的过程中,有含NH2COO-的中间产物生成,后NH2COO-转化为NH4HCO3,D正确;
故合理选项是A。
10、A
【解析】
A. 根据图中能量变化图可以看出,N2(g)+3H2(g) 2NH3(g);ΔH=+2254 kJ·ml-1-2346 kJ·ml-1=-92 kJ·ml-1,A项正确;
B. 随n(H2)/n(N2)比值越大,氢气的转化率逐渐减小,氮气的转化率逐渐增大,B项错误;
C. 该反应正向为放热反应,则升高温度,正、逆速率均增大,但逆速率受温度影响更大,C项错误;
D. 该反应正方向是气体分子数减小的放热反应。同一压强下,升高温度,平衡向逆反应方向移动,则反应达平衡时,混合气体中氨的物质的量分数减小;同一温度下,增大压强,平衡向正反应方向移动,则反应达平衡时,混合气体中氨的物质的量分数增大,图示中压强变化曲线不正确,D项错误;
答案选A。
11、A
【解析】
这是二次电池,放电时Li是负极,充电时Li是阴极;
【详解】
A. 充电时电子经外电路流入Li,A错误;
B. 放电时正极为还原反应,O2得电子化合价降低,反应式为2Li++O2 +2e-=Li2O2,B正确;
C. 充电时Li电极为阴极,与电源的负极相连,C正确;
D.碳酸锂涂层的覆盖可阻止锂电极的氧化,但是涂层能让锂离子进入电解质定向移动形成闭合回路,D正确;
答案选A。
【点睛】
关键之一是正确判断电极。关于负极的判断可以从这几方面入手:如果是二次电池,与电源负极相连的那一极,在放电时是负极;电子流出那一极是负极;发生氧化反应的一极是负极;阴离子向负极移动。
12、B
【解析】
A.该电池以碳纳米管做电极材料,可知碳纳米管具有导电性,故A正确;
B. 原电池正极发生还原反应,根据放电时的总反应式,放电时MnO2得电子发生还原反应,所以电池的正极反应为:MnO2+e−+H2O==MnOOH+OH-,故B错误;
C. 充电时该装置为电解池,阳离子移向阴极,充电时Zn膜充当阴极,所以Zn2+移向Zn膜,故C正确;
D. 根据高聚物的结构单元,该高聚物为加聚产物,合成有机高聚物的单体是:,故D正确;选B。
13、B
【解析】
A. Fe3+的检验:硫氰化钾属于强电解质,拆成离子形式,正确的离子方程式:Fe3++3SCN-═Fe(SCN)3,A错误;
B. 氯气用于自来水消毒:Cl2+H2O═H++Cl-+HClO,HClO具有强氧化性,能杀菌消毒的作用,B正确;
C. 证明H2O2具有还原性,氧元素化合价升高,该式电子不守恒,正确的离子方程式为:2MnO4-+6H++5H2O2═2Mn2++5O2↑+8H2O,C错误;
D. 用CuCl2溶液做导电性实验,灯泡发光:氯化铜在水分子作用下发生电离,不用通电,正确的离子方程式:CuCl2=Cu2++2Cl-,D错误;
故答案选B。
14、A
【解析】
A.铁发生吸氧腐蚀,铁为负极,电极反应为:Fe-2e-=Fe2+,正极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,Fe2+与OH-反应生成的氢氧化亚铁又被氧气氧化为氢氧化铁,最后变成Fe2O3·xH2O,14.0gFe的物质的量为,电极反应转移的电子数为0.252NA=0.5NA,A正确;
B.标况下,11.2LSO2的物质的量为0.5ml,溶于水生成H2SO3,H2SO3发生两级电离:H2SO3⇌HSO3-+H+、HSO3-⇌SO32-+H+,根据质量守恒定律,溶液中含硫粒子的数目等于0.5NA,B错误;
C.常温下,0.5LpH=14的Ba(OH)2溶液中c(OH-)=1ml•L-1,OH-数目为0.5L1ml•L-1=0.5NA,由Ba(OH)2的化学式可知Ba2+的数目为0.25NA,C错误;
D.化学式为C2H6O的有机物可能为乙醇(C2H5OH)或甲醚(CH3OCH3),乙醇(C2H5OH)分子中有5个C-H键,甲醚(CH3OCH3)分子中有6个C-H键,C2H6O的某种有机物4.6g的物质的量为0.1ml,含C-H键数目不一定为0.5NA,D错误。
答案选A。
15、B
【解析】
A.NH4Cl是强酸弱碱盐,发生水解反应溶液显酸性,浓度均为1ml/L的盐酸和NH4Cl溶液中,盐酸中的氢离子浓度酸远大于NH4Cl溶液,与金属反应属于放热反应,图中盐酸与镁反应温度迅速升高,而氯化铵溶液与镁反应放出热量较少,则反应剧烈程度:HCl > NH4Cl,故A错误;
B.P点时氯化铵溶液的电荷守恒式为:c(NH4+)+2c(Mg2+)+c(H+)=c(Cl-)+ c(OH-),由于P点溶液显碱性,c(OH-)>c(H+),则c(NH4+)+2c(Mg2+)>c(Cl-),故B正确;
C.Q点溶液显碱性是因为NH4Cl发生水解生成一水合氨和氢离子,由于氢离子与金属镁反应被消耗,促使水解平衡正向移动,一水合氨浓度增大,溶液的碱性增强,故C错误;
D.由图像可知, 1000s后,镁与NH4Cl溶液反应的温度和pH仍在升高,只是变化较小,反应没有停止,故D错误;
答案选B。
16、C
【解析】
根据题中信息可判断x为碳,丙为二氧化硅,在高温条件下碳与硅反应生成w为硅、丁为一氧化碳;y2为氧气,碳与氧气点燃反应生成甲为二氧化碳,z为镁,二氧化碳在镁中点燃反应生成碳和乙为氧化镁。A. 反应①二氧化碳与镁反应、②碳与氧气反应、③碳与二氧化硅反应都属于氧化还原反应,选项A正确;B. 同周期元素原子从左到右依次减小,同主族元素原子从上而下半径增大,故C、O、Mg、Si四种元素中,O的原子半径最小,选项B正确;C. Na着火时,不可用二氧化碳扑灭,选项C错误;D. 一定条件下,碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,选项D正确。答案选C。
点睛:本题考查元素周期表、元素周期律及物质的推断,根据题中信息可判断x为碳,丙为二氧化硅,在高温条件下碳与硅反应生成w为硅、丁为一氧化碳;y2为氧气,碳与氧气点燃反应生成甲为二氧化碳,z为镁,二氧化碳在镁中点燃反应生成碳和乙为氧化镁,据此分析解答。
二、非选择题(本题包括5小题)
17、氯原子、酯基 加成反应 +2CH3OH+2H2O 5
【解析】
(1)由C的结构简式可知其含有的官能团有:氯原子、酯基;
(2)E发生信息中的加成反应生成F;
(3)对比D、F的结构简式,结合E到F的反应条件、给予的反应信息,可知D中-CH2OH转化为-CHO生成E,E发生信息中加成反应生成F;
(4)B→C是B与甲醇发生酯化反应生成C;
(5)与B互为同分异构体属于芳香二元羧酸,且核磁共振氢谱为两组峰(峰面积比为1:1)的有机物,苯环侧重为2个羧基、1个氯原子且为对称结构;
(6)模仿D→E→F→G的转化,苯甲醇氧化生成苯甲醛,然后与双氧水反应,最后与甲醇反应得到。
【详解】
(1)由C的结构简式可知其含有的官能团有:氯原子、酯基;
(2)E发生信息中的加成反应生成F,所以反应类型为加成反应;
(3)对比D、F的结构简式,结合E到F的反应条件、给予的反应信息,可知D中-CH2OH转化为-CHO生成E,E发生信息中加成反应生成F,故E的结构简式为:;
(4)B是 ,C的结构简式为 ,所以B→C是B与甲醇发生酯化反应生成C,反应方程式为:+2CH3OH+2H2O;
(5)与B互为同分异构体属于芳香二元羧酸,且核磁共振氢谱为两组峰(峰面积比为1:1)的有机物,苯环侧链为2个羧基、2个氯原子且为对称结构,可能的结构简式还有为:、、 、
,共5种;
(6)模仿D→E→F→G的转化,苯甲醇被催化氧化生成苯甲醛,然后与双氧水反应产生,与甲醇反应得到,则合成路线流程图为:。
【点睛】
本题考查有机物的合成,涉及官能团的识别、反应类型的判断、反应方程式的书写、限制条件同分异构体书写、合成路线设计等,熟练掌握官能团的性质与转化是本题解答的关键,要对比有机物的结构、明确发生的反应,充分利用题干信息分析解答。
18、3-氯丙炔 酯基 C13H16O2 取代反应
【解析】
与氯气在紫外线光照条件下发生取代反应生成A(),物质A与NaCN在加热条件下继续发生取代反应生成,在酸性条件下生成再与乙醇发生酯化反应生成B(),B与HI发生加成反应生成,继续与苯甲醛反应生成X();另一合成路线中采用逆合成分析法可知,E为聚合物Y的单体,其结构简式为:,根据已知信息②逆推法可以得出D为,C是由与水发生加成反应所得,C与苯甲醛在碱性条件下发生反应②,结合已知信息①可推出C为丙醛,其结构简式为CH3CH2CHO,据此分析作答。
【详解】
(1)A为,其名称为3-氯丙炔;
(2)B为,其中含氧官能团的名称是酯基;
(3)从结构简式可以看出X的分子式为:C13H16O2;
(4)反应①中-Cl转化为-CN,属于取代反应,故答案为取代反应;
(5)根据已知的给定信息,反应②的化学方程式为:;
(6)L是D的同分异构体,则分子式为C10H10O,不饱和度==6,属于芳香族化合物,说明分子结构中含苯环;与D具有相同官能团,则含醛基与碳碳双键;又核磁共振氢谱为5组峰,峰面积比为3:2:2:2:1,则有5种氢原子,其个数比为3:2:2:2:1,符合上述条件的L的结构简式有:;
(7)根据上述合成路线及给定的已知信息可将原料CH3CHO、在碱性条件下反应生成后再继续与依据已知信息②得到,最后与溴加成制备得到目标产物,具体合成路线如下:。
19、2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O 反应生成的Fe3+催化下H2O2分解生成O2 取2mL上述FeSO4溶液于试管中,加入5滴pH=5的H2SO4溶液,然后向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红 取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明棕黄色沉淀中含有SO42- 2Fe2++4H2O+H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+,Fe2+氧化的产物Fe3+发生了水解生成H+使pH下降 6nFeCl2+3nH2O2=2(Fe2O3∙FeCl3)n+6nHCl↑ pH、阴离子种类、温度、反应物用量
【解析】
(1)H2O2溶液与FeSO4溶液反应,从“溶液立即变为棕黄色”、“反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液变红”、“稍后,产生气泡”,可推出反应生成Fe3+;从“反应后溶液pH=0.9”,可推出反应消耗H+,由此可写出离子方程式。
(2)反应生成的Fe3+,对H2O2的分解有催化作用,由此可解释产生气泡的原因。
(3)某同学认为,根据“溶液变红”不能说明FeSO4与H2O2发生了反应,那么他的意思是空气中的溶解氧也能将Fe2+氧化,所以我们需要做一个不加H2O2的实验,由此设计实验方案。
(4)①棕黄色沉淀为Fe2O3,对SO42-的检验不产生干扰,所以检验SO42-的方法与常规方法相同。
②如果仅是H2O2氧化Fe2+,需消耗H+,现在pH减小,说明生成了H+,此H+应来自Fe3+的水解,由此可结合方程式解释实验III中溶液pH降低的原因。
(5)由实验IV可知,除得到黄色沉淀外,还有HCl生成。经检验沉淀中n(Fe):n(Cl)=1:1,则沉淀应为(Fe2O3∙FeCl3)n,由此可写出生成黄色沉淀的化学方程式。
(6)以上实验,分别探究了pH、阴离子种类、温度、反应物用量等对Fe2+与H2O2反应现象的影响,由此可得出与亚铁盐与H2O2反应的现象有关的因素。
【详解】
(1)在酸性条件下,H2O2溶液与FeSO4溶液反应,生成Fe3+和H2O,反应的离子方程式为2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O。答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O;
(2)反应生成的Fe3+,对H2O2的分解有催化作用,由此可解释产生气泡的原因是在反应生成的Fe3+催化下H2O2分解生成O2。答案为:在反应生成的Fe3+催化下H2O2分解生成O2;
(3)既然某同学怀疑空气中的溶解氧也可能将Fe2+氧化,只需做一个不加H2O2的实验,由此设计实验方案为取2mL上述FeSO4溶液于试管中,加入5滴pH=5的H2SO4溶液,然后向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红。答案为:取2mL上述FeSO4溶液于试管中,加入5滴pH=5的H2SO4溶液,然后向反应后的溶液中加入KSCN溶液,溶液不变红;
(4)①Fe2O3的存在,对SO42-的检验不产生干扰,所以检验SO42-的方法为取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明棕黄色沉淀中含有SO42-。答案为:取加入盐酸后的黄色溶液少许于试管中,加入BaCl2溶液,产生白色沉淀,说明棕黄色沉淀中含有SO42-;
②如果仅是H2O2氧化Fe2+,需消耗H+,现pH减小,说明生成了H+,此H+应来自Fe3+的水解,由此得出实验III中溶液pH降低的原因是2Fe2++4H2O+H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+,Fe2+氧化的产物Fe3+发生了水解生成H+使pH下降。答案为:2Fe2++4H2O+H2O2=2Fe(OH)3(胶体)+4H+,Fe2+氧化的产物Fe3+发生了水解生成H+使pH下降;
(5)由实验IV可知,除得到黄色沉淀外,还有HCl生成。经检验沉淀中n(Fe):n(Cl)=1:1,则沉淀应为(Fe2O3∙FeCl3)n,由此得出生成黄色沉淀的化学方程式为6nFeCl2+3nH2O2==2(Fe2O3∙FeCl3)n+6nHCl↑。答案为:6nFeCl2+3nH2O2==2(Fe2O3∙FeCl3)n+6nHCl↑;
(6)总结以上实验分别探究的因素,由此可得出与反应现象有关的因素为:pH、阴离子种类、温度、反应物用量。答案为:pH、阴离子种类、温度、反应物用量。
【点睛】
H2O2溶液与FeSO4溶液混合,反应生成Fe3+,OH-等,如果提供酸性环境,则OH-最后转化为H2O;如果溶液的酸性不强,则会生成Fe(OH)3沉淀。反应生成的Fe3+对H2O2的分解起催化作用,同时反应放热,又会促进Fe3+的水解,从而生成Fe(OH)3胶体,也会造成Fe(OH)3的分解,从而生成Fe2O3,且导致溶液的酸性增强。
20、球形冷凝管 防倒吸 碘水或I2 C D G F J 37.8 还原性 5H2C2O1+2MnO1-+6H+=2Mn2++10CO2↑+8H2O 反应生成的硫酸锰或锰离子对反应有催化作用,加快反应速率 取少量0.1ml/L草酸溶液于试管中,测定其pH,若pH﹥1,则说明草酸为弱酸
【解析】
(1)根据仪器构造可知仪器乙为球形冷凝管;B装置为安全瓶,其作用是防倒吸,故答案为球形冷凝管;防倒吸;
(2)淀粉遇碘变蓝色,在已经水解的淀粉溶液中滴加几滴碘液,溶液显蓝色,则证明淀粉没有完全水解,溶液若不显色,则证明淀粉完全水解,故答案为碘水或I2;
(3)为证明草酸的受热分解产物中含有H2O、CO2和CO,先首先将混合气体通入盛有无水硫酸铜的干燥管检验水蒸气,如果变蓝说明有水蒸气产生;再通入盛有冷水的洗气瓶除去草酸蒸气,防止草酸干扰二氧化碳的检验;接着通入盛有澄清的石灰水的洗气瓶检验二氧化碳,如果澄清的石灰水变浑浊,则证明含有二氧化碳气体;再用盛有氢氧化钠溶液的洗气瓶吸收二氧化碳,防止二氧化碳干扰一氧化碳的检验;然后再将洗气后的气体进行干燥,最后将气体再通过黑色的氧化铜装置,一氧化碳和黑色的氧化铜反应生成铜和二氧化碳,再用澄清的石灰水检验二氧化碳是否存在,如果澄清石灰水变浑浊,则证明该混合气体中含有一氧化碳;为防止有毒的一氧化碳污染环境,用排水集气法收集一氧化碳,连接顺序为A→C→D→G→F→E→B→G→J,故答案为C;D;G;F;J。
(1)由化学方程式CuO+COCu+CO2可知A管减轻质量为氧原子的质量,则n(CO) :m (O)=1:16= n(CO):1.8g,解得n(CO)为0.3ml,H2C2O1·2H2O受热分解的方程式为H2C2O1•2H2O3H2O+CO↑+CO2↑,由方程式可知分解的草酸晶体为0.3ml,所以质量为:0.3ml×126g/ml=37.8g,故答案为37.8;
(5)向草酸溶液中逐滴加入硫酸酸化的高锰酸钾溶液时,可观察到溶液由紫红色变为近乎无色,说明酸性高锰酸钾与草酸发生氧化还原反应,酸性高锰酸钾具有强氧化性,草酸能够被氧化,草酸具有还原性,被氧化为二氧化碳,发生的反应为5H2C2O1+2MnO1-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O,生成的硫酸锰或锰离子对反应有催化作用,加快反应速率;故答案为还原;5H2C2O1+2MnO1-+6H+=10CO2↑+2Mn2++8H2O;生成的硫酸锰或锰离子对反应有催化作用,加快反应速率;
(6)若草酸为弱酸,则其在水溶液中不能完全电离,0.1ml·L-1草酸溶液的pH大于1。因此,实验证明草酸是弱酸的实验方案为:取少量0.1ml/L草酸溶液于试管中,用pH计测定其pH,若pH﹥1,则说明草酸为弱酸,故答案为取少量0.1ml/L草酸溶液于试管中,测定其pH,若pH﹥1,则说明草酸为弱酸。
【点睛】
本题考查了性质实验方案的设计与评价,试题知识点较多、综合性较强,充分考查了学分析、理解能力及灵活应用基础知识的能力,注意掌握化学实验基本操作方法,明确常见物质的性质及化学实验方案设计原则是解答关键。
21、ΔH4-2ΔH2- ΔH3 减小 > C 规律:压强增大,甲醇转化率减小 原因:压强增大,催化剂吸附水分子的量增多,催化效率降低 CH3OCH3 -12e-+3H2O=2CO2+12H+ 9.6g
【解析】
(1)结合已知热化学反应方程式,根据盖斯定律解答;
(2)①根据温度对2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)反应的平衡移动的影响分析;
②结合反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),根据表格数据,比较Qp与Kp的大小,确定反应进行方向,进而判断正、逆反应速率的大小;
③200℃时,根据(Kp 为以分压表示的平衡常数,T为热力学温度)计算平衡时Kp,结合反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)判断达平衡状态时体系中CH3OCH3(g)的物质的量分数;
④300℃时,根据图1中曲线随压强的变化分析变化规律;
(3)①该电池为燃料电池,燃料电池中一般燃料做负极,燃料燃烧生成二氧化碳和水,据此书写负极反应式;
②计算2.3g 二甲醚完全燃烧时转移电子的物质的量,再根据电子守恒计算生成铜的质量。
【详解】
(1)已知:①2H2(g)+ CO(g) CH3OH(g) ΔH2
②CO(g)+ H2O(g) CO2(g)+ H2(g) ΔH3
③3H2(g)+ 3CO(g) CH3OCH3(g)+ CO2 (g) ΔH4
由盖斯定律可知,③-①×2-②得2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)ΔH1=ΔH4-2ΔH2- ΔH3;
(2)①,则Kp=,温度越高,越小,越小,即Kp越小,反应向逆向进行倾向增大,则CH3OH(g)脱水转化为二甲醚的倾向减小;
②结合反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g)可知Qp==1<Kp=100,则反应正向进行,则v正 >v逆;
③200℃时,根据:=3.52,则Kp>1。若反应初始投入CH3OH(g)1ml,完全反应全部转化为CH3OCH3(g)和H2O(g),根据反应比例关系,CH3OCH3(g)和H2O(g)各占一半,即CH3OCH3(g)的物质的量分数为,由于反应为可逆反应,不可能完全转化,反应平衡时,CH3OCH3(g)的物质的量分数小于;如果平衡时三种物质的含量相同,即均为1/3,由于反应前后体积不变,则此时Kp=1,因此要使Kp>1,则CH3OCH3(g)的物质的量分数一定大于。答案选C;
④300℃时,根据图1中曲线随压强的变化规律:当压强越大,甲醇转化率减小;根据反应2CH3OH(g) CH3OCH3(g) + H2O(g),反应前后气体体积不变,平衡不随压强的变化发生移动,出现该图曲线变化的原因是:压强增大,催化剂吸附水分子的量增多,催化效率降低;
(3)①该电池为燃料电池,燃料电池中一般燃料做负极,负极发生氧化反应,燃料燃烧生成二氧化碳和水,结合装置如图 2,负极反应式:CH3OCH3 -12e-+3H2O=2CO2+12H+;
②负极反应式为CH3OCH3 -12e-+3H2O=2CO2+12H+,2.3g 二甲醚物质的量为=0.05ml,二甲醚燃料电池装置的能量利用率为50%时,转移电子的物质的量=0.05ml×12×50%=0.3ml,根据Cu2++2e-=Cu,则生成铜的物质的量=×0.3ml=0.15ml,质量为0.15ml×64g/ml=9.6g。
操作
现象
取2mL上述FeSO4溶液于试管中,加入5滴5%H2O2溶液
溶液立即变为棕黄色,稍后,产生气泡。测得反应后溶液pH=0.9
向反应后的溶液中加入KSCN溶液
溶液变红
操作
现象
取2mL5%H2O2溶液于试管中,加入5滴上述FeSO4溶液
溶液立即变为棕黄色,产生大量气泡,并放热,反应混合物颜色加深且有浑浊。测得反应后溶液pH=1.4
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
分压/MPa
0.50
0.50
0.50
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