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【化学】广西壮族自治区南宁市第三中学2018-2019学年高二下学期第一次月考(解析版) 试卷
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广西壮族自治区南宁市第三中学2018-2019学年高二下学期第一次月考
考试时间:90分钟 总分:100分
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64
一、单选题(1-8题每小题2分,9-20题每小题3分 , 共52分)
1.人类将在未来逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能转换形态),届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法错误的是( )
A. 煤、石油和天然气都属于碳素燃料
B. 发展太阳能经济有助于减缓温室效应
C. 太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
D. 目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”
【答案】D
【解析】
试题分析:A、煤和石油,天然气都为化石燃料,为碳素燃料,之前,不选A;B、太阳能的利用减少化石燃料的使用,从而减慢温室效应,正确,不选B;C、太阳能电池将太阳能转化wie电能,为清洁能源和 新能源,正确,不选C;D、菠菜蛋白质制成电池为生物质能,属于太阳能文明时代范畴,错误,选D。
考点:常见的生活环境的污染和治理
2.下列物质在水溶液中的电离或水解方程式书写正确的是( )
A. CH3COO-+H2O = OH-+CH3COOH B. HF+H2OH3O++F-
C. H3PO43H++PO D. NaHCO3Na++H++CO
【答案】B
【解析】
【详解】A.醋酸根离子的水解应当用可逆符号,A项错误;
B.HF为弱酸,其电离方程式使用可逆符号,题给的式子将氢离子写成了水合氢离子,B项正确;
C.磷酸作为多元弱酸,应分步电离,一步为主,C项错误;
D.碳酸氢钠应完全电离,所以电离方程式应使用等号,碳酸氢根离子不能拆写,D项错误;
所以答案选择B项。
3.参照反应Br+H2→HBr+H的能量对反应历程的示意图,下列叙述中正确的是( )
A. 正反应为放热反应
B. 断键吸收的总能量大于成键放出的总能量
C. 反应物总能量高于生成物总能量
D. 升高温度可增大正反应速率,降低逆反应速率
【答案】B
【解析】
试题分析:A、当反应物总能量低于生成物总能量,则反应是吸热反应,故A错误;
B、当反应物总能量低于生成物总能量,即断键吸收的总能量大于成键放出的总能量,故B正确;
C、当反应物总能量高于生成物总能量,则反应是放热反应,根据图示可以看出:△H=+(E1-E2)kJ/mol>0,是吸热反应,故C错误;
D、升高温度能使化学反应速率加快,正反应速率加快,逆反应速率也加快,故D错误.
故选B。
考点:反应热和焓变 化学反应中能量转化的原因
点评:本题考查吸热反应和放热反应,在化学反应中,由于反应中存在能量的变化,所以反应物的总能量和生成物的总能量不可能相等。
4.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 常温常压下,124gP4中所含P—P键数目为4NA
B. 100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C. 标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D. 密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
【答案】C
【解析】
分析:A.根据白磷是正四面体结构分析;
B.根据铁离子水解分析;
C.根据甲烷和乙烯均含有4个氢原子分析;
D.根据反应是可逆反应判断。
详解:A. 常温常压下,124 g P4的物质的量是1mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6NA,A错误;
B. 铁离子在溶液中水解,所以100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;
C. 甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2NA,C正确;
D. 反应2SO2+O22SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA,D错误。答案选C。
点睛:本题主要是考查阿伏加德罗常数的应用,是高考的一个高频考点,主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查,本题相对比较容易,只要认真、细心就能做对,平时多注意这方面的积累。白磷的结构是解答的难点,注意与甲烷正四面体结构的区别。
5.下列有关说法不正确的是( )
A. 其他条件一定时,平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动
B. 某特定反应的平衡常数仅是温度的函数
C. 通常情况下,一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行
D. 反应NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH <0
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡常数是温度的函数,平衡常数变化,往往是由于温度发生了变化,而温度变化时平衡一定发生移动,A项正确;
B.对于一下确定的可逆反应化学方程式,平衡常数仅随温度变化,B项正确;
C.放热反应有利于自发,熵增有利于自发,既放热又熵增反应一定自发,C项错误;
D.反应由气体变成了固体,熵是减小的,但室温下该反应可自发,说明该反应显著放热,即焓变小于0,D项正确;
所以答案选择C项。
6.下列事实或操作不符合平衡移动原理的是( )
A. 开启啤酒有泡沫逸出
B. 向FeCl3溶液中加KSCN,有Fe(SCN)3(血红色)+3KCl反应,平衡后向体系中加入KCl固体,使体系红色变浅
C. 装有的烧瓶置于热水中颜色加深
D. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
【答案】B
【解析】
【详解】A.啤酒中存在平衡:CO2(g)CO2(aq),开启啤酒后压强减小,平衡逆向移动,有泡沫溢出,A项排除;
B.从实际参与反应的离子分析,氯化钾不参与反应,KCl的加入并不能使平衡移动,B项可选;
C.装有二氧化氮的烧瓶中存在平衡2 NO2 N2O4 ΔH <0,温度升高,平衡逆向移动,气体颜色加深,C项排除;
D.氯气能和水反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO,实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气,氯离子浓度增大,平衡逆向移动,减少氯气和水的反应损耗,D项排除;
所以答案选择B项。
7.下列关于溶液酸碱性的说法中正确的是( )
A. pH=7的溶液一定显中性
B. 中性溶液中,c(H+)一定是1.0×10−7mol·L−1
C. c(H+)= c(OH−)的溶液显中性
D. 在100°C时,纯水的pH<7,因此显酸性
【答案】C
【解析】
试题分析:运用pH判断溶液的酸碱性时,要注意水的离子积常数与温度有关,A、没有给出温度,A错误;B、在中性溶液中c(H+)和c(OH-)一定相等,但不一定等于1.0×10-7mol·L-1,B错误;C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性,C正确;D、100 ℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是中性,D错误。
考点:考查了溶液酸碱性与pH的关系。
8.下列对氨水溶液中存在的电离平衡NH3·H2O NH4++OH-叙述正确的是( )
A. 加水后,溶液中n(OH-)增大
B. 加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C. 加入少量浓NaOH溶液,电离平衡正向移动
D. 加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH4+)减少
【答案】A
【解析】
【分析】
加水稀释时,促进氨水电离,c (OH-)减小,n(OH-)增大;加入少量浓盐酸,氢离子和氢氧根离子反应生成水,c (OH-)减小;加入少量浓NaOH溶液,溶液中c (OH-)增大,则抑制一水合氨电离;加入少量NH4Cl固体,c (NH4+)增大,平衡左移。
【详解】A项,加水使NH3·H2O电离平衡右移,n(OH-)增大;B项,加入少量浓盐酸使c(OH-)减小;C项,加入浓NaOH溶液,电离平衡向左移动;D项,加NH4Cl固体,c(NH4+)增大。
【点睛】本题考查了弱电解质的电离,明确影响弱电解质电离的因素是解答关键,弱电解质的电离是吸热反应,降低温度抑制弱电解质电离,向氨水中加入酸促进一水合氨电离,加入碱抑制一水合氨电离,加水稀释促进一水合氨电离。
9.在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g) MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是( )
A. 若降温,该反应的平衡常数减小
B. 吸收y mol H2只需1 mol MHx
C. 达到平衡后,容器内气体密度保持不变
D. 若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
【答案】C
【解析】
A.反应为放热,反应降低温度,平衡正向移动,则该反应的平衡常数增大,故A错误;B.为可逆反应,1molMHx(s)与ymolH2(g)不能完全反应,则吸收y mol H2需大于1 mol MHx,故B错误;C.该容器为恒温恒容的密闭容器,容器中只有一种气体——氢气,气体的质量逐渐减小,因此气体密度保持不变,表示达到了平衡状态,故C正确;D.通入少量氢气,平衡正向移动,则v(放氢)<v(吸氢),故D错误;故选C。
点睛:本题考查化学平衡移动,为高频考点,把握化学平衡移动的影响因素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意K与温度的关系,选项B为易错点。
10.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图,
下列说法正确的是( )
A. 313K时,根据曲线计算可知Ksp(SrSO4) 数量级为10-5
B. 三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大
C. 283 K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液
D. 283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据表中数据计算,在313K时,Ksp(SrSO4)=c(Sr2+)•c(SO42-)=10-1.45-1.65=10-3.1数量级不为10-5,A项错误;
B.由图像可知,在c(SO42-)或c(Sr2+)相同的条件下,313K时另一种离子的浓度最大,则313K时Ksp(SrSO4)最大,B项正确 ;
C.283K时,位于沉淀溶解平衡曲线上的点达到沉淀溶解平衡,a点在283K曲线的下方,离子浓度乘积小于283K时的Ksp(SrSO4),为不饱和溶液,C项错误;
D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后,Ksp(SrSO4)减小,溶解平衡逆向移动,会有晶体析出,还是饱和溶液,D项错误;
所以答案选择B项。
11.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在+H2O+OH-平衡。下列说法不正确的是( )
A. 加入NaOH固体,减小
B. 通入CO2,溶液pH减小
C. 升高温度,平衡常数增大
D. 稀释溶液,增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入氢氧化钠固体,增加了溶液中OH-浓度,平衡逆向移动,CO32-浓度增加,HCO3-子浓度减小,所以减小,A项正确;
B.通入二氧化碳会使OH-浓度减小,所以溶液的pH也变小,B项正确;
C.升高温度时,水解平衡向吸热方向移动,所以水解平衡常数增大,C项正确;
D.所给的式子为水解平衡常数的表达式,而水解平衡常数只随温度的变化而变化,D项错误;
所以答案选择D项。
12.反应4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)中,4 mol HCl 被氧化,放出115.6 kJ的热量。
又知:,;
判断下列说法正确的是( )
A. 该反应的ΔH=+115.6 kJ·mol-1
B. 断开1 mol H—O 键与断开1 mol H—Cl 键所需能量相差约为32 kJ
C. HCl中H—Cl 键比H2O中H—O键稳定
D. 由题中所提供信息判断氯元素的非金属性比氧元素强
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应的焓变小于0,A项错误;
B.由反应放出的热量与所给的键能数据,可得ΔH=4×H—Cl键的键能+1×O—O的键能-2×Cl—Cl键的键能-4×H—O 键的键能,通过计算可得H-O键的键能减去H-Cl键的键能为31.9kJ,B项正确;
C.由B项可得氢氧键比氢氯键稳定,C项错误;
D.非金属性的强弱与键能无关,D项错误;
所以答案选择B项。
13.W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到YZW的溶液。下列说法正确的是
A. 原子半径大小为W<X<Y<Z
B. X的氢化物水溶液酸性强于Z的
C. Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D. 标准状况下W的单质状态与X的相同
【答案】D
【解析】
分析:本题明显是要从黄绿色气体入手,根据其与碱溶液的反应,判断出YZW是什么物质,然后代入即可。
详解:黄绿色气体为氯气,通入烧碱溶液,应该得到氯化钠和次氯酸钠,所以YZW为NaClO,再根据X和Z同族,得到W、X、Y、Z分别为O、F、Na、Cl。
A.同周期由左向右原子半径依次减小,同主族由上向下原子半径依次增大,所以短周期中Na(Y)的原子半径最大,选项A错误。
B.HCl是强酸,HF是弱酸,所以X(F)的氢化物水溶液的酸性弱于Z(Cl)的。选项B错误。
C.ClO2的中心原子是Cl,分子中只存在Cl和O之间的极性共价键,选项C错误。
D.标准状况下,W的单质O2或O3均为气态,X的单质F2也是气态。选项D正确。
点睛:本题相对比较简单,根据题目表述可以很容易判断出四个字母分别代表的元素,再代入四个选项判断即可。要注意选项D中,标准状况下氧气、臭氧、氟气的状态为气体。
14.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A. 图1表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则等物质的量浓度的NaA和NaB混合溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)
B. 图2中在b点对应温度下,将pH=2的H2SO4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液显中性
C. 用0.0100 mol/L硝酸银标准溶液,滴定浓度均为0.1000 mol/L Cl-、Br-及I-的混合溶液,由图3曲线,可确定首先沉淀的是Cl-
D. 图4表示在N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡后,减小NH3浓度时速率的变化
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据图1,相同pH时,稀释相同倍数,酸性强的pH变化大,即HA的酸性强于HB,依据越弱越水解的规律,A-水解程度弱于B-,离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(A-)>c(B-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;
B、b点对应温度下,水的离子积为10-12,H2SO4中c(H+)=10-2mol·L-1,NaOH溶液中c(OH-)=1mol·L-1,等体积混合后,NaOH过量,溶液显碱性,故B错误;
C、根据图像,纵坐标是-lgc(X-),数值越大,c(X-)越小,在c(Ag+)相同时,c(X-)越小,Ksp(AgX)越小,即I-先沉淀出来,故C错误;
D、根据图像,改变条件瞬间,v正增大,v逆减小,可能是增大反应物浓度,同时减少生成物浓度,如果只减少NH3的浓度,只降低v逆,v正不变,故D错误。
15.25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3,Ka2=2×10-8, 0.1mol/L的NaHTeO3溶液中,下列粒子的物质的量浓度关系不正确的是( )
A. c(Na+)>c(HTeO3-)>c(OH-)>c(H2TeO3)>c(H+)
B. c(Na+)=c(TeO32-)+c(HTeO3-)+c(H2TeO3)
C. c(Na+)+c(H+)= c(HTeO3-)+2c(TeO32-)+c(OH-)
D. c(H+)+c(H2TeO3)= c(OH-)+c(TeO32-)
【答案】A
【解析】
【详解】A.HTeO3-的水解平衡常数Kh=Kw/Ka1=10-11
B.由物料守恒可知,c(Na+)=c(TeO32-)+c(HTeO3-)+c(H2TeO3),B项正确;
C.因为电荷守恒,溶液中阳离子的总电荷数等于阴离子的总电荷数,C项正确;
D.将B、C两式联立,可得c(H+)+c(H2TeO3)= c(OH-)+c(TeO32-),D项正确;
所以答案选择A项。
16.环辛四烯,常用于制造合成纤维、染料、药物,其结构如下图。下列有关它的说法正确的是( )
A. 一氯代物有2种
B. 与苯乙烯、互为同分异构体
C. 1 mol该物质燃烧,最多可以消耗9 mol O2
D. 常温下为液态,易溶于水
【答案】B
【解析】
【详解】A.环辛四烯分子中只有一种H原子,所以一氯代物有1种,A错误;
B.环辛四烯与苯乙烯、立方烷的分子式都是C8H8,结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.物质的分子式为C8H8,消耗氧气的物质的量为(8+)mol=10mol,C错误;
D.该物质分子中C原子数大于4,在常温下为液态,烃类物质难溶于水,D错误;
故合理选项是B。
17.在25℃时,固定容积的密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,建立平衡需要的时间为20 s,则下列说法不正确的是( )
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L-1)
0.2
0.1
0.1
平衡浓度/(mol·L-1)
0.05
0.05
0.2
A. 反应可表示为3X+Y 2Z
B. 建立平衡过程中,用Z表示的反应速率为v(Z)=0.005 mol·L-1·s-1
C. 达平衡后,X、Y浓度分别增加0.35 mol·L-1和0.15 mol·L-1,平衡正移,X的转化率变小
D. 若初始浓度:X为0.2 mol·L-1,Y为0.2 mol·L-1,Z为0.8mol·L-1,则v正>v逆
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡浓度与初始浓度差值的比值为3:1:2,X、Y减少,Z增加,反应可表示为:
3X+Y 2Z,A项正确;
B.用Z的平衡浓度减去初始浓度再除以反应时间可得发v(Z)=0.005 mol·L-1·s-1,B项正确;
C.X、Y浓度分别增加0.35 mol·L-1和0.15 mol·L-1后, X与Y的比值由2:1变为11:5,相比于之前更接近反应式的比值,X的转化率增加,C项错误;
D.若初始浓度:X为0.2 mol·L-1,Y为0.2 mol·L-1,Z为0.8mol·L-1时,此时浓度商小于平衡常数,则该反应正向进行,则v正>v逆,D项正确;
所以答案选择C项。
18.1mL浓度均为0.10mol/L的XOH和X2CO3溶液分别加水稀释(溶液体积为V),溶液pH随lgV的变化情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A. XOH是弱碱
B. pH=10的溶液中c(X+):XOH大于X2CO3
C. 已知CO32-的水解常数Kh1远远大于Kh2,则Kh1约为1.0×10-3.8
D. 当lgV=2时,升高X2CO3溶液温度,溶液碱性增强且c(HCO3-)/c(CO32-)减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.0.1mol/L的XOH溶液的pH=13,说明XOH溶液中的OH-浓度等于XOH的浓度,XOH完全电离,为一元强碱,A项错误;
B.XOH是强碱溶液,X2CO3是强碱弱酸盐溶液,要使两种溶液pH相等则XOH浓度要小于X2CO3浓度,再结合物料守恒得出溶液中c(X+):XOH小于X2CO3,B项错误;
C.已知CO32-的水解常数Kh1远远大于Kh2,则不必考虑CO32-的第二步水解,不需要看第一步水解即可。从图中看出0.1mol/L的X2CO3的pH为11.6,则该溶液中c(OH-)=c(HCO3-)=10-2.4mol/L,c(CO32-)=0.1mol/L,则Kh1=(10-2.4)2/0.1=1.0×10-3.8,C项正确;
D.当lgV=2时,则溶液体积变为原来的100倍,升高温度促进水解,第一步水解程度远远大于第二步,所以溶液中c(CO32-)减小,c(HCO3-)增大,则比值变大,D项错误;
19.下图为常温下向10mL0.1 mol·L-1 NH3·H2O中加入等浓度的盐酸时,NH3·H2O的物质的量随V(盐酸)的变化曲线。(电离度为已电离的NH3•H2O占初始时NH3•H2O的百分比),下列说法正确的是( )
A. 测得a点时溶液的pH=11,则NH3·H2O的电离度为1%
B. b点时溶液的pH=7
C. 水的电离程度:b
D. c点时溶液中存在关系式:2c(Cl-)=c(NH4+) +c(NH3•H2O)
【答案】A
【解析】
【分析】
A. 根据溶液中的pH,计算出溶液中的c(OH−),结合电离度的定义分析;
B. 等浓度等体积的氨水与盐酸混合后,溶液中溶质为氯化铵;
C. 氯化铵促进水的电离,盐酸抑制水的电离;
D. 根据物料守恒规律得出结论。
【详解】A. 常温下a点时溶液的pH=11,则已电离的氢氧根离子浓度c(OH−) = = = 10-3mol/L, NH3·H2O起始的物质的量浓度为0.1mol/L,则电离度 = ×100% = 1%,故A项正确;
B. b点时,氨水与盐酸恰好完全反应生成氯化铵,因铵根离子的水解使溶液显酸性,则pH<7,故B项错误;
C. b点时溶液的溶质为氯化铵,c点时,溶液的溶质为氯化铵与氯化氢,因过量的酸会抑制水的电离可知,水的电离程度:b>c,故C项错误;
D. c点时溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4Cl与HCl,其溶液中存在物料守恒,即c(Cl−) = 2[c(NH4+) + c(NH3·H2O)],故D项错误;
答案选A。
20.乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图所示,关于该有机物叙述正确的是( )
①分子式为C12H20O2
②能使酸性KMnO4溶液褪色
③能发生加成反应,但不能发生取代反应
④它的同分异构体中可能有芳香族化合物,且属于芳香族化合物的同分异构体有8种
⑤1mol该有机物水解时只能消耗1molNaOH
⑥1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为3mol
A. ①②③ B. ①②④⑤⑥ C. ①②⑤⑥ D. ①②⑤
【答案】B
【解析】
试题分析:①由结构简式可知分子式为C12H20O2,正确;②含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,正确;③含有碳碳双键,能发生加成反应,含有酯基,能发生取代反应,错误;④有机物含有3个双键,对应同分异构体中不可能为芳香族化合物,因芳香族化合物的不饱和度至少为4,错误;⑤1mol该有机物水解生成1mol羧基,只能消耗1mol NaOH,正确;⑥只有碳碳双键能与氢气发生加成反应,1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为2mol,错误。正确说法是①②⑤,选项B符合题意。
考点:考查有机物的结构与性质的知识。
二、填空题(共48分)
21.NH3是一种重要的化工原料,其合成及应用一直备受广大化学工作者的关注。N2和H2生成NH3的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ•mol-1。
(1)已知:N2(g) 2N(g) ; H2(g) 2H(g),则断开1 mol N-H键所需要的能量是_____________kJ。
(2)有利于提高合成氨平衡产率的条件是_______________。
A. 低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(3)向一个恒温恒压容器充入1 mol N2和3mol H2模拟合成氨反应,下图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。
若体系在T1、60MPa下达到平衡。
①此时平衡常数Kp_______(MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;计算结果保留3位小数)。
②T1_____________T2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
第一步 N2(g) 2N*;H2(g) 2H*(慢反应)
第二步 N*+H* NH*;NH*+H* NH2*;NH2* +H* NH3*;(快反应)
第三步 NH3* NH3(g) (快反应)
比较第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2的大小:E1__________E2(填“>”、“<”或“=”),判断理由是________________________________________________。
(5)肼(N2H4)又称为联氨,可作火箭发动机的燃料。肼分子的电子式为_________。
【答案】 (1). 391 (2). AD (3). 0.037 (4). < (5). > (6). 活化能越大,一般分子成为活化分子越难,反应速率越慢 (7).
【解析】
【分析】
利用化学键的键能数据来计算焓变,可规定吸热为正,放热为负,进行代数和。合成氨是一个正向放热的、气体分子数减小的反应,低温和加压对提高氨气的产率有利;看平衡图像时,可采用“定一议二”的方式进行,固定压强不变,看温度对氨气的含量的影响。
【详解】(1)设断开1 mol N-H键所需要的能量是xkJ,则依据N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H-92kJ•mol-1。,有946+436×3-6x=-92,解得x=391;
(2)合成氨反应是一个正向放热的反应,所以降温有利于提高产率;合成氨反应是一个正向气体分子数减小的反应,加压有利于提高产率;
(3) ① N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
初始 1 3 0
变化 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 2x
60%=,解得x=0.75mol,所以平衡时N2的物质的量分数为0.1,H2的物质的量分数为0.3,NH3的物质的量分数为0.6,所以Kp==0.037;
②从图像来看,当压强不变时,T1时NH3的体积分数大于T2时,根据该反应是放热反应,NH3是生成物的特点,确定T1相对于T2来说是降温,即T1
(4)由题给信息知,第一步反应慢,第2步反应快,而反应越快,说明其活化能越小,所以第一步反应的活化能大于第2步反应的活化能;
(5)肼(N2H4)又称为联氨,其中氮和氮之间形成单键,肼分子的电子式为。
22.三硫代碳酸钠(Na2CS3)常用作杀菌剂、沉淀剂。某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。
实验1:探究Na2CS3的性质
步骤
操作及现象
①
取少量Na2CS3 固体溶于蒸馏水配制成溶液并分成两等份
②
向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红色
③
向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去
(1)H2CS3是________酸(填“强”或“弱”)。
(2)已知步骤③的氧化产物是SO42-,写出该反应的离子方程式________________________。
实验2:测定Na2CS3溶液的浓度,按如图所示连接好装置,取100mLNa2CS3溶液置于三颈烧瓶中,打开仪器d的活塞,滴入足量2.0mol/L稀H2SO4,关闭活塞。
已知:Na2CS3 + H2SO4=Na2SO4 + CS2 + H2S↑。CS2和H2S均有毒。CS2不溶于水,沸点46℃,与CO2某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。
(3)盛放无水CaCl2的仪器的名称是____________。
(4)反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热N2一段时间,其目的是___________________。
(5)为了计算Na2CS3溶液的浓度,对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得19.2g固体,则A中Na2CS3的物质的量浓度为____________________。
(6)分析上述实验方案,还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热N2改为通热空气,计算值________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】 (1). 弱 (2). 5CS32-+24MnO4-+52H+=5CO2↑+15SO42-+24Mn2++26H2O (3). 干燥管 (4). 将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收 (5). 2.0mol/L (6). 偏高
【解析】
【分析】
“有弱才水解”——依据酚酞变红色,判断H2CS3是弱酸。书写步骤③的离子方程式,要明确介质为酸性,所以C变为CO2,用H+配电荷守恒;反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热氮气一段时间,显然是为了将装置中的残留的H2S、CS2等气体排入吸收装置,防止污染环境。
【详解】(1)根据溶液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红色,说明Na2CS3为强碱弱酸盐,则H2CS3是弱酸;
(2)向Na2CS3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,氧化产物为SO42-,还原产物为Mn2+;则离子方程式为:5CS32-+24MnO4-+52H+=5CO2↑+15SO42-+24Mn2++26H2O;
(3)盛放无水CaCl2的仪器的名称是干燥管;
(4)装置中残留着一部分生成物,不将其完全排入后续装置会影响实验结果,通入惰性的热N2可将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收;
(5)根据反应Na2CS3 + H2SO4=Na2SO4 + CS2 + H2S↑可知n(Na2CS3)=n(H2S),硫化氢与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀,n(CuS)=19.2g÷96g/mol=0.2mol,则A中Na2CS3的物质的量浓度为0.2mol/0.1L=2mol/L;
(6)空气中含有二氧化碳,能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,增加了C的重量,使实验结果偏高。
23.硫酸锰是一种重要的化工中间体,是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下:
已知:
①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。
②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25℃):
③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54;离子浓度≤10-5mol·L-1时,离子沉淀完全。
请回答:
(1)传统工艺处理高硫锰矿时,不经“混合焙烧”,而是直接用H2SO4浸出,其缺点为________。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_________________________。若省略“氧化”步骤,造成的后果是_________________________。
(3)“中和除杂”时,生成沉淀的主要成分为______________________(填化学式)。
(4)“氟化除杂”时,若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全,需维持c(F-)不低于___________。(已知:Ksp(MgF2)=6.4×10-10;Ksp(CaF2)=3.6×10-12)
(5)“系列操作”指___________、过滤、洗涤、干燥。
【答案】 (1). 产生硫化氢等气体,污染环境 (2). MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O (3). Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠,造成Mn2+损失 (4). Fe(OH)3、Al(OH)3 (5). 8×10-3 mol·L-1 (6). 蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
【分析】
高硫锰矿中含硫量较高,有一部分硫以-2价的S2-形式存在,所以加硫酸酸浸时会生成硫化氢气体;依据题给的焙烧后的烧渣成分,一一分析各步的分离与除杂。将离子浓度10-5mol·L-1代入Ksp的表达式,计算出F-的最小浓度。
【详解】(1)传统工艺采用硫酸浸出,此时MnS或FeS发生复分解反应生成H2S气体,污染环境,造成浪费;
(2)“氧化”时加入的是二氧化锰是氧化剂,还原剂是Fe2+,所以发生反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;将Fe2+氧化为Fe3+,在Mn2+尚未开始沉淀时,Fe3+已沉淀完全,若不氧化,则Fe2+与Mn2+沉淀的pH范围有重叠,沉淀法除Fe2+时会造成Mn2+损失;
(3)加入碳酸钙进行中和除杂时,生成的沉淀为Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)根据氟化钙和氟化镁的Ksp可分别计算出钙镁离子完全沉淀时氟离子的浓度,由Ksp(MgF2)=c(Ca2+)c(F-)2,求得钙离子完全沉淀时c(F-)=6×10-4mol·L-1,同理求得镁离子完全沉淀时c(F-)=8×10-3mol·L-1,当氟离子的浓度能使钙离子完全沉淀时,镁离子并没有完全沉淀,所以若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全,需维持c(F-)不低于能使镁离子完全沉淀的浓度,即不低于8×10-3mol·L-1,注意不要忘写单位;
(5)“系列操作”实现了从溶液中获得MnSO4·4H2O,因为后有“过滤、洗涤、干燥”,所以前面必有结晶。由于绝大多数固体的溶解度随温度降低而降低,所以选择降温(冷却)结晶。在结晶前应先蒸发浓缩,使溶液在较高温度下形成饱和溶液或过饱和溶液。所以本题的答案为“蒸发浓缩、冷却结晶”。
24.化合物 H 是一种抗病毒药物,在实验室中利用芳香烃 A 制备 H 的流程如下图所示(部分反应条件已略去):
己知:①有机物 B 苯环上只有两种不同环境的氢原子;
②两个羟基连在同一碳上不稳定,易脱水形成羰基或醛基;
③ RCHO + CH3CHO RCH=CHCHO + H2O;
④
(1)有机物 B 的名称为_____。
(2)由 D 生成 E 的反应类型为___________ , E 中官能团的名称为_____。
(3)由 G 生成 H 所需的“一定条件” 为_____。
(4)写出 B 与 NaOH 溶液在高温、高压下反应的化学方程式:_____。
(5)F 酸化后可得 R, X 是 R 的同分异构体, X 能发生银镜反应,且其核磁共振氢谱显示有 3 种不同化学环境的氢,峰面积比为 1:1:1,写出 1 种符合条件的 X 的结构简式:___。
(6)设计由和丙醛合成的流程图:__________________________(其他试剂任选)。
【答案】 (1). 对溴甲苯(或4-溴甲苯) (2). 取代反应 (3). 羟基、氯原子
(4). 银氨溶液、加热(或新制氢氧化铜、加热)
(5).
(6). 、
(7).
【解析】
【分析】
因为“机物 B 苯环上只有两种不同环境的氢原子”,所以B的结构简式是, C比B少一个溴原子,而多一个氢原子和一个氧原子,结合“NaOH溶液”条件可推测B分子中-Br发生水解生成-OH,所以C的结构简式为,C到D符合“已知④”反应,所以D的结构简式为,光照下卤原子的取代发生在苯环侧链烃基的氢原子上,所以E的结构简式为,在NaOH溶液、加热条件下氯原子水解生成醇羟基,所以E水解生成的2个-OH连在同一碳原子上,根据“已知②”这2个-OH将转化为>C=O,别外酚羟基也与NaOH中和生成钠盐,所以F有结构简式为,F到G过程符合“已知③”,所以G的结构简式为,显然G到H过程中第1)步是将-CHO氧化为羧基,第2)步是将酚的钠盐转化为酚羟基。由此分析解答。
【详解】(1)因为“机物 B 苯环上只有两种不同环境的氢原子”,所以B的结构简式是,名称是对溴甲苯或4-溴甲苯。
(2)D的分子式为C7H8O2,E分子式为C7H6Cl2O2,对比D、E分子组成可知E比D少2个氢原子多2个氯原子,光照下Cl2可取代烃基上的氢原子,所以由D生成E的反应类型为取代反应。C比B少一个溴原子,而多一个氢原子和一个氧原子,可推知-Br发生水解反应生成-OH,所以C的结构简式为,C到D符合“已知④”反应,所以D的结构简式为,光照下Cl2取代发生在苯环侧链的烃基上,所以E的结构简式为,所以E中官能团的名称:羟基、氯原子。
(3) 已知E的结构简式为,在NaOH溶液加热条件下E中氯原子发生水解生成的2个-OH,而这2个-OH连在同一碳原子上,根据“已知②”这2个-OH将转化为>C=O,别外酚羟基与NaOH中和反应生成钠盐,故F的结构简式为,F到G过程符合“已知③”,所以G的结构简式为,G到H过程的第1)步是将-CHO氧化为羧基,所以“一定条件”是银氨溶液、加热或新制Cu(OH)2、加热。
(4) B()分子中溴原子水解生成酚羟基,而酚具有酸性,又跟NaOH发生中和反应,所以B与NaOH溶液在高温、高压下反应的化学方程式为:+2NaOH+NaBr+H2O。
(5) F有结构简式为,酸化后得到R的结构简式为,R的分子式为C7H6O3,所以X的不饱和度为5,含3种等效氢,每种等效氢中含2个氢原子,X又含醛基。同时满足这些条件的X应该是一个高度对称结构的分子,所以应该含2个-CHO(2个不饱和度),中间应该是>C=O(1个不饱和度),另外2个不饱和度可形成一个环烯结构(五园环),或一个链状二烯结构。由此写出2种X的结构简式:OHC-CH=CH-CO-CH=CH-CHO、。
(6)分析目标产物,虚线左边部分显然是由转化而来的,右边是由丙醛(CH3CH2CHO)转化而来的。根据题给“已知③”可知两个醛分子可结合生成烯醛。在NaOH溶液中水解生成苯甲醇,苯甲醇氧化为苯甲醛,苯甲醛与丙醛发生“已知③”反应生成。因此写出流程图:
考试时间:90分钟 总分:100分
本卷可能用到的相对原子质量:H-1 Li-7 C-12 N-14 O-16 Mg-24 P-31 S-32 Fe-56 Cu-64
一、单选题(1-8题每小题2分,9-20题每小题3分 , 共52分)
1.人类将在未来逐渐由“碳素燃料文明时代”过渡至“太阳能文明时代”(包括风能、生物质能等太阳能转换形态),届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。下列说法错误的是( )
A. 煤、石油和天然气都属于碳素燃料
B. 发展太阳能经济有助于减缓温室效应
C. 太阳能电池可将太阳能直接转化为电能
D. 目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于“太阳能文明”
【答案】D
【解析】
试题分析:A、煤和石油,天然气都为化石燃料,为碳素燃料,之前,不选A;B、太阳能的利用减少化石燃料的使用,从而减慢温室效应,正确,不选B;C、太阳能电池将太阳能转化wie电能,为清洁能源和 新能源,正确,不选C;D、菠菜蛋白质制成电池为生物质能,属于太阳能文明时代范畴,错误,选D。
考点:常见的生活环境的污染和治理
2.下列物质在水溶液中的电离或水解方程式书写正确的是( )
A. CH3COO-+H2O = OH-+CH3COOH B. HF+H2OH3O++F-
C. H3PO43H++PO D. NaHCO3Na++H++CO
【答案】B
【解析】
【详解】A.醋酸根离子的水解应当用可逆符号,A项错误;
B.HF为弱酸,其电离方程式使用可逆符号,题给的式子将氢离子写成了水合氢离子,B项正确;
C.磷酸作为多元弱酸,应分步电离,一步为主,C项错误;
D.碳酸氢钠应完全电离,所以电离方程式应使用等号,碳酸氢根离子不能拆写,D项错误;
所以答案选择B项。
3.参照反应Br+H2→HBr+H的能量对反应历程的示意图,下列叙述中正确的是( )
A. 正反应为放热反应
B. 断键吸收的总能量大于成键放出的总能量
C. 反应物总能量高于生成物总能量
D. 升高温度可增大正反应速率,降低逆反应速率
【答案】B
【解析】
试题分析:A、当反应物总能量低于生成物总能量,则反应是吸热反应,故A错误;
B、当反应物总能量低于生成物总能量,即断键吸收的总能量大于成键放出的总能量,故B正确;
C、当反应物总能量高于生成物总能量,则反应是放热反应,根据图示可以看出:△H=+(E1-E2)kJ/mol>0,是吸热反应,故C错误;
D、升高温度能使化学反应速率加快,正反应速率加快,逆反应速率也加快,故D错误.
故选B。
考点:反应热和焓变 化学反应中能量转化的原因
点评:本题考查吸热反应和放热反应,在化学反应中,由于反应中存在能量的变化,所以反应物的总能量和生成物的总能量不可能相等。
4.NA代表阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是( )
A. 常温常压下,124gP4中所含P—P键数目为4NA
B. 100mL1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目为0.1NA
C. 标准状况下,11.2L甲烷和乙烯混合物中含氢原子数目为2NA
D. 密闭容器中,2molSO2和1molO2催化反应后分子总数为2NA
【答案】C
【解析】
分析:A.根据白磷是正四面体结构分析;
B.根据铁离子水解分析;
C.根据甲烷和乙烯均含有4个氢原子分析;
D.根据反应是可逆反应判断。
详解:A. 常温常压下,124 g P4的物质的量是1mol,由于白磷是正四面体结构,含有6个P-P键,因此其中所含P—P键数目为6NA,A错误;
B. 铁离子在溶液中水解,所以100 mL 1mol·L−1FeCl3溶液中所含Fe3+的数目小于0.1NA,B错误;
C. 甲烷和乙烯分子均含有4个氢原子,标准状况下,11.2 L甲烷和乙烯混合物的物质的量是0.5mol,其中含氢原子数目为2NA,C正确;
D. 反应2SO2+O22SO3是可逆反应,因此密闭容器中,2 mol SO2和1 mol O2催化反应后分子总数大于2NA,D错误。答案选C。
点睛:本题主要是考查阿伏加德罗常数的应用,是高考的一个高频考点,主要从物质结构、水解、转移电子、可逆反应等角度考查,本题相对比较容易,只要认真、细心就能做对,平时多注意这方面的积累。白磷的结构是解答的难点,注意与甲烷正四面体结构的区别。
5.下列有关说法不正确的是( )
A. 其他条件一定时,平衡常数发生变化,化学平衡必定发生移动
B. 某特定反应的平衡常数仅是温度的函数
C. 通常情况下,一个放热且熵增的反应也有可能非自发进行
D. 反应NH3(g)+HCl(g) NH4Cl(s)在室温下可自发进行,则该反应的ΔH <0
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡常数是温度的函数,平衡常数变化,往往是由于温度发生了变化,而温度变化时平衡一定发生移动,A项正确;
B.对于一下确定的可逆反应化学方程式,平衡常数仅随温度变化,B项正确;
C.放热反应有利于自发,熵增有利于自发,既放热又熵增反应一定自发,C项错误;
D.反应由气体变成了固体,熵是减小的,但室温下该反应可自发,说明该反应显著放热,即焓变小于0,D项正确;
所以答案选择C项。
6.下列事实或操作不符合平衡移动原理的是( )
A. 开启啤酒有泡沫逸出
B. 向FeCl3溶液中加KSCN,有Fe(SCN)3(血红色)+3KCl反应,平衡后向体系中加入KCl固体,使体系红色变浅
C. 装有的烧瓶置于热水中颜色加深
D. 实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气
【答案】B
【解析】
【详解】A.啤酒中存在平衡:CO2(g)CO2(aq),开启啤酒后压强减小,平衡逆向移动,有泡沫溢出,A项排除;
B.从实际参与反应的离子分析,氯化钾不参与反应,KCl的加入并不能使平衡移动,B项可选;
C.装有二氧化氮的烧瓶中存在平衡2 NO2 N2O4 ΔH <0,温度升高,平衡逆向移动,气体颜色加深,C项排除;
D.氯气能和水反应Cl2+H2OH++Cl-+HClO,实验室用排饱和食盐水的方法收集氯气,氯离子浓度增大,平衡逆向移动,减少氯气和水的反应损耗,D项排除;
所以答案选择B项。
7.下列关于溶液酸碱性的说法中正确的是( )
A. pH=7的溶液一定显中性
B. 中性溶液中,c(H+)一定是1.0×10−7mol·L−1
C. c(H+)= c(OH−)的溶液显中性
D. 在100°C时,纯水的pH<7,因此显酸性
【答案】C
【解析】
试题分析:运用pH判断溶液的酸碱性时,要注意水的离子积常数与温度有关,A、没有给出温度,A错误;B、在中性溶液中c(H+)和c(OH-)一定相等,但不一定等于1.0×10-7mol·L-1,B错误;C.c(OH-)=c(H+)的溶液呈中性,C正确;D、100 ℃的纯水中,虽然pH<7,但c(H+)=c(OH-),还是中性,D错误。
考点:考查了溶液酸碱性与pH的关系。
8.下列对氨水溶液中存在的电离平衡NH3·H2O NH4++OH-叙述正确的是( )
A. 加水后,溶液中n(OH-)增大
B. 加入少量浓盐酸,溶液中c(OH-)增大
C. 加入少量浓NaOH溶液,电离平衡正向移动
D. 加入少量NH4Cl固体,溶液中c(NH4+)减少
【答案】A
【解析】
【分析】
加水稀释时,促进氨水电离,c (OH-)减小,n(OH-)增大;加入少量浓盐酸,氢离子和氢氧根离子反应生成水,c (OH-)减小;加入少量浓NaOH溶液,溶液中c (OH-)增大,则抑制一水合氨电离;加入少量NH4Cl固体,c (NH4+)增大,平衡左移。
【详解】A项,加水使NH3·H2O电离平衡右移,n(OH-)增大;B项,加入少量浓盐酸使c(OH-)减小;C项,加入浓NaOH溶液,电离平衡向左移动;D项,加NH4Cl固体,c(NH4+)增大。
【点睛】本题考查了弱电解质的电离,明确影响弱电解质电离的因素是解答关键,弱电解质的电离是吸热反应,降低温度抑制弱电解质电离,向氨水中加入酸促进一水合氨电离,加入碱抑制一水合氨电离,加水稀释促进一水合氨电离。
9.在恒温恒容的密闭容器中,某储氢反应:MHx(s)+yH2(g) MHx+2y(s) ΔH<0达到化学平衡。下列有关叙述正确的是( )
A. 若降温,该反应的平衡常数减小
B. 吸收y mol H2只需1 mol MHx
C. 达到平衡后,容器内气体密度保持不变
D. 若向容器内通入少量氢气,则v(放氢)>v(吸氢)
【答案】C
【解析】
A.反应为放热,反应降低温度,平衡正向移动,则该反应的平衡常数增大,故A错误;B.为可逆反应,1molMHx(s)与ymolH2(g)不能完全反应,则吸收y mol H2需大于1 mol MHx,故B错误;C.该容器为恒温恒容的密闭容器,容器中只有一种气体——氢气,气体的质量逐渐减小,因此气体密度保持不变,表示达到了平衡状态,故C正确;D.通入少量氢气,平衡正向移动,则v(放氢)<v(吸氢),故D错误;故选C。
点睛:本题考查化学平衡移动,为高频考点,把握化学平衡移动的影响因素为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意K与温度的关系,选项B为易错点。
10.硫酸锶(SrSO4)在水中的沉淀溶解平衡曲线如下图,
下列说法正确的是( )
A. 313K时,根据曲线计算可知Ksp(SrSO4) 数量级为10-5
B. 三个不同温度中,313 K时Ksp(SrSO4)最大
C. 283 K时,图中a点对应的溶液是饱和溶液
D. 283 K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后变为不饱和溶液
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据表中数据计算,在313K时,Ksp(SrSO4)=c(Sr2+)•c(SO42-)=10-1.45-1.65=10-3.1数量级不为10-5,A项错误;
B.由图像可知,在c(SO42-)或c(Sr2+)相同的条件下,313K时另一种离子的浓度最大,则313K时Ksp(SrSO4)最大,B项正确 ;
C.283K时,位于沉淀溶解平衡曲线上的点达到沉淀溶解平衡,a点在283K曲线的下方,离子浓度乘积小于283K时的Ksp(SrSO4),为不饱和溶液,C项错误;
D.283K下的SrSO4饱和溶液升温到363 K后,Ksp(SrSO4)减小,溶解平衡逆向移动,会有晶体析出,还是饱和溶液,D项错误;
所以答案选择B项。
11.在一定条件下,Na2CO3溶液中存在+H2O+OH-平衡。下列说法不正确的是( )
A. 加入NaOH固体,减小
B. 通入CO2,溶液pH减小
C. 升高温度,平衡常数增大
D. 稀释溶液,增大
【答案】D
【解析】
【详解】A.加入氢氧化钠固体,增加了溶液中OH-浓度,平衡逆向移动,CO32-浓度增加,HCO3-子浓度减小,所以减小,A项正确;
B.通入二氧化碳会使OH-浓度减小,所以溶液的pH也变小,B项正确;
C.升高温度时,水解平衡向吸热方向移动,所以水解平衡常数增大,C项正确;
D.所给的式子为水解平衡常数的表达式,而水解平衡常数只随温度的变化而变化,D项错误;
所以答案选择D项。
12.反应4HCl(g)+O2(g) 2Cl2(g)+2H2O(g)中,4 mol HCl 被氧化,放出115.6 kJ的热量。
又知:,;
判断下列说法正确的是( )
A. 该反应的ΔH=+115.6 kJ·mol-1
B. 断开1 mol H—O 键与断开1 mol H—Cl 键所需能量相差约为32 kJ
C. HCl中H—Cl 键比H2O中H—O键稳定
D. 由题中所提供信息判断氯元素的非金属性比氧元素强
【答案】B
【解析】
【详解】A.该反应为放热反应的焓变小于0,A项错误;
B.由反应放出的热量与所给的键能数据,可得ΔH=4×H—Cl键的键能+1×O—O的键能-2×Cl—Cl键的键能-4×H—O 键的键能,通过计算可得H-O键的键能减去H-Cl键的键能为31.9kJ,B项正确;
C.由B项可得氢氧键比氢氯键稳定,C项错误;
D.非金属性的强弱与键能无关,D项错误;
所以答案选择B项。
13.W、X、Y、Z均为短周期元素且原子序数依次增大,元素X和Z同族。盐YZW与浓盐酸反应,有黄绿色气体产生,此气体同冷烧碱溶液作用,可得到YZW的溶液。下列说法正确的是
A. 原子半径大小为W<X<Y<Z
B. X的氢化物水溶液酸性强于Z的
C. Y2W2与ZW2均含有非极性共价键
D. 标准状况下W的单质状态与X的相同
【答案】D
【解析】
分析:本题明显是要从黄绿色气体入手,根据其与碱溶液的反应,判断出YZW是什么物质,然后代入即可。
详解:黄绿色气体为氯气,通入烧碱溶液,应该得到氯化钠和次氯酸钠,所以YZW为NaClO,再根据X和Z同族,得到W、X、Y、Z分别为O、F、Na、Cl。
A.同周期由左向右原子半径依次减小,同主族由上向下原子半径依次增大,所以短周期中Na(Y)的原子半径最大,选项A错误。
B.HCl是强酸,HF是弱酸,所以X(F)的氢化物水溶液的酸性弱于Z(Cl)的。选项B错误。
C.ClO2的中心原子是Cl,分子中只存在Cl和O之间的极性共价键,选项C错误。
D.标准状况下,W的单质O2或O3均为气态,X的单质F2也是气态。选项D正确。
点睛:本题相对比较简单,根据题目表述可以很容易判断出四个字母分别代表的元素,再代入四个选项判断即可。要注意选项D中,标准状况下氧气、臭氧、氟气的状态为气体。
14.下列图示与对应的叙述相符的是( )
A. 图1表示常温下,稀释HA、HB两种酸的稀溶液时,溶液pH随加水量的变化,则等物质的量浓度的NaA和NaB混合溶液中:c(Na+)>c(A-)>c(B-)>c(OH-)>c(H+)
B. 图2中在b点对应温度下,将pH=2的H2SO4溶液与pH=12的NaOH溶液等体积混合后,溶液显中性
C. 用0.0100 mol/L硝酸银标准溶液,滴定浓度均为0.1000 mol/L Cl-、Br-及I-的混合溶液,由图3曲线,可确定首先沉淀的是Cl-
D. 图4表示在N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)达到平衡后,减小NH3浓度时速率的变化
【答案】A
【解析】
【详解】A、根据图1,相同pH时,稀释相同倍数,酸性强的pH变化大,即HA的酸性强于HB,依据越弱越水解的规律,A-水解程度弱于B-,离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(A-)>c(B-)>c(OH-)>c(H+),故A正确;
B、b点对应温度下,水的离子积为10-12,H2SO4中c(H+)=10-2mol·L-1,NaOH溶液中c(OH-)=1mol·L-1,等体积混合后,NaOH过量,溶液显碱性,故B错误;
C、根据图像,纵坐标是-lgc(X-),数值越大,c(X-)越小,在c(Ag+)相同时,c(X-)越小,Ksp(AgX)越小,即I-先沉淀出来,故C错误;
D、根据图像,改变条件瞬间,v正增大,v逆减小,可能是增大反应物浓度,同时减少生成物浓度,如果只减少NH3的浓度,只降低v逆,v正不变,故D错误。
15.25℃时,亚碲酸(H2TeO3)的Ka1=1×10-3,Ka2=2×10-8, 0.1mol/L的NaHTeO3溶液中,下列粒子的物质的量浓度关系不正确的是( )
A. c(Na+)>c(HTeO3-)>c(OH-)>c(H2TeO3)>c(H+)
B. c(Na+)=c(TeO32-)+c(HTeO3-)+c(H2TeO3)
C. c(Na+)+c(H+)= c(HTeO3-)+2c(TeO32-)+c(OH-)
D. c(H+)+c(H2TeO3)= c(OH-)+c(TeO32-)
【答案】A
【解析】
【详解】A.HTeO3-的水解平衡常数Kh=Kw/Ka1=10-11
C.因为电荷守恒,溶液中阳离子的总电荷数等于阴离子的总电荷数,C项正确;
D.将B、C两式联立,可得c(H+)+c(H2TeO3)= c(OH-)+c(TeO32-),D项正确;
所以答案选择A项。
16.环辛四烯,常用于制造合成纤维、染料、药物,其结构如下图。下列有关它的说法正确的是( )
A. 一氯代物有2种
B. 与苯乙烯、互为同分异构体
C. 1 mol该物质燃烧,最多可以消耗9 mol O2
D. 常温下为液态,易溶于水
【答案】B
【解析】
【详解】A.环辛四烯分子中只有一种H原子,所以一氯代物有1种,A错误;
B.环辛四烯与苯乙烯、立方烷的分子式都是C8H8,结构不同,互为同分异构体,B正确;
C.物质的分子式为C8H8,消耗氧气的物质的量为(8+)mol=10mol,C错误;
D.该物质分子中C原子数大于4,在常温下为液态,烃类物质难溶于水,D错误;
故合理选项是B。
17.在25℃时,固定容积的密闭容器中X、Y、Z三种气体的初始浓度和平衡浓度如下表,建立平衡需要的时间为20 s,则下列说法不正确的是( )
物质
X
Y
Z
初始浓度/(mol·L-1)
0.2
0.1
0.1
平衡浓度/(mol·L-1)
0.05
0.05
0.2
A. 反应可表示为3X+Y 2Z
B. 建立平衡过程中,用Z表示的反应速率为v(Z)=0.005 mol·L-1·s-1
C. 达平衡后,X、Y浓度分别增加0.35 mol·L-1和0.15 mol·L-1,平衡正移,X的转化率变小
D. 若初始浓度:X为0.2 mol·L-1,Y为0.2 mol·L-1,Z为0.8mol·L-1,则v正>v逆
【答案】C
【解析】
【详解】A.平衡浓度与初始浓度差值的比值为3:1:2,X、Y减少,Z增加,反应可表示为:
3X+Y 2Z,A项正确;
B.用Z的平衡浓度减去初始浓度再除以反应时间可得发v(Z)=0.005 mol·L-1·s-1,B项正确;
C.X、Y浓度分别增加0.35 mol·L-1和0.15 mol·L-1后, X与Y的比值由2:1变为11:5,相比于之前更接近反应式的比值,X的转化率增加,C项错误;
D.若初始浓度:X为0.2 mol·L-1,Y为0.2 mol·L-1,Z为0.8mol·L-1时,此时浓度商小于平衡常数,则该反应正向进行,则v正>v逆,D项正确;
所以答案选择C项。
18.1mL浓度均为0.10mol/L的XOH和X2CO3溶液分别加水稀释(溶液体积为V),溶液pH随lgV的变化情况如图所示,则下列说法正确的是( )
A. XOH是弱碱
B. pH=10的溶液中c(X+):XOH大于X2CO3
C. 已知CO32-的水解常数Kh1远远大于Kh2,则Kh1约为1.0×10-3.8
D. 当lgV=2时,升高X2CO3溶液温度,溶液碱性增强且c(HCO3-)/c(CO32-)减小
【答案】C
【解析】
【详解】A.0.1mol/L的XOH溶液的pH=13,说明XOH溶液中的OH-浓度等于XOH的浓度,XOH完全电离,为一元强碱,A项错误;
B.XOH是强碱溶液,X2CO3是强碱弱酸盐溶液,要使两种溶液pH相等则XOH浓度要小于X2CO3浓度,再结合物料守恒得出溶液中c(X+):XOH小于X2CO3,B项错误;
C.已知CO32-的水解常数Kh1远远大于Kh2,则不必考虑CO32-的第二步水解,不需要看第一步水解即可。从图中看出0.1mol/L的X2CO3的pH为11.6,则该溶液中c(OH-)=c(HCO3-)=10-2.4mol/L,c(CO32-)=0.1mol/L,则Kh1=(10-2.4)2/0.1=1.0×10-3.8,C项正确;
D.当lgV=2时,则溶液体积变为原来的100倍,升高温度促进水解,第一步水解程度远远大于第二步,所以溶液中c(CO32-)减小,c(HCO3-)增大,则比值变大,D项错误;
19.下图为常温下向10mL0.1 mol·L-1 NH3·H2O中加入等浓度的盐酸时,NH3·H2O的物质的量随V(盐酸)的变化曲线。(电离度为已电离的NH3•H2O占初始时NH3•H2O的百分比),下列说法正确的是( )
A. 测得a点时溶液的pH=11,则NH3·H2O的电离度为1%
B. b点时溶液的pH=7
C. 水的电离程度:b
【答案】A
【解析】
【分析】
A. 根据溶液中的pH,计算出溶液中的c(OH−),结合电离度的定义分析;
B. 等浓度等体积的氨水与盐酸混合后,溶液中溶质为氯化铵;
C. 氯化铵促进水的电离,盐酸抑制水的电离;
D. 根据物料守恒规律得出结论。
【详解】A. 常温下a点时溶液的pH=11,则已电离的氢氧根离子浓度c(OH−) = = = 10-3mol/L, NH3·H2O起始的物质的量浓度为0.1mol/L,则电离度 = ×100% = 1%,故A项正确;
B. b点时,氨水与盐酸恰好完全反应生成氯化铵,因铵根离子的水解使溶液显酸性,则pH<7,故B项错误;
C. b点时溶液的溶质为氯化铵,c点时,溶液的溶质为氯化铵与氯化氢,因过量的酸会抑制水的电离可知,水的电离程度:b>c,故C项错误;
D. c点时溶液中溶质为等物质的量浓度的NH4Cl与HCl,其溶液中存在物料守恒,即c(Cl−) = 2[c(NH4+) + c(NH3·H2O)],故D项错误;
答案选A。
20.乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图所示,关于该有机物叙述正确的是( )
①分子式为C12H20O2
②能使酸性KMnO4溶液褪色
③能发生加成反应,但不能发生取代反应
④它的同分异构体中可能有芳香族化合物,且属于芳香族化合物的同分异构体有8种
⑤1mol该有机物水解时只能消耗1molNaOH
⑥1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为3mol
A. ①②③ B. ①②④⑤⑥ C. ①②⑤⑥ D. ①②⑤
【答案】B
【解析】
试题分析:①由结构简式可知分子式为C12H20O2,正确;②含有碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,正确;③含有碳碳双键,能发生加成反应,含有酯基,能发生取代反应,错误;④有机物含有3个双键,对应同分异构体中不可能为芳香族化合物,因芳香族化合物的不饱和度至少为4,错误;⑤1mol该有机物水解生成1mol羧基,只能消耗1mol NaOH,正确;⑥只有碳碳双键能与氢气发生加成反应,1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为2mol,错误。正确说法是①②⑤,选项B符合题意。
考点:考查有机物的结构与性质的知识。
二、填空题(共48分)
21.NH3是一种重要的化工原料,其合成及应用一直备受广大化学工作者的关注。N2和H2生成NH3的反应为:N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H=-92kJ•mol-1。
(1)已知:N2(g) 2N(g) ; H2(g) 2H(g),则断开1 mol N-H键所需要的能量是_____________kJ。
(2)有利于提高合成氨平衡产率的条件是_______________。
A. 低温 B.高温 C.低压 D.高压 E.催化剂
(3)向一个恒温恒压容器充入1 mol N2和3mol H2模拟合成氨反应,下图为不同温度下平衡混合物中氨气的体积分数与总压强(p)的关系图。
若体系在T1、60MPa下达到平衡。
①此时平衡常数Kp_______(MPa)-2(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数;计算结果保留3位小数)。
②T1_____________T2(填“>”、“<”或“=”)。
(4)合成氨反应在催化剂作用下的反应历程为(*表示吸附态):
第一步 N2(g) 2N*;H2(g) 2H*(慢反应)
第二步 N*+H* NH*;NH*+H* NH2*;NH2* +H* NH3*;(快反应)
第三步 NH3* NH3(g) (快反应)
比较第一步反应的活化能E1与第二步反应的活化能E2的大小:E1__________E2(填“>”、“<”或“=”),判断理由是________________________________________________。
(5)肼(N2H4)又称为联氨,可作火箭发动机的燃料。肼分子的电子式为_________。
【答案】 (1). 391 (2). AD (3). 0.037 (4). < (5). > (6). 活化能越大,一般分子成为活化分子越难,反应速率越慢 (7).
【解析】
【分析】
利用化学键的键能数据来计算焓变,可规定吸热为正,放热为负,进行代数和。合成氨是一个正向放热的、气体分子数减小的反应,低温和加压对提高氨气的产率有利;看平衡图像时,可采用“定一议二”的方式进行,固定压强不变,看温度对氨气的含量的影响。
【详解】(1)设断开1 mol N-H键所需要的能量是xkJ,则依据N2(g)+3H2(g) 2NH3(g) △H-92kJ•mol-1。,有946+436×3-6x=-92,解得x=391;
(2)合成氨反应是一个正向放热的反应,所以降温有利于提高产率;合成氨反应是一个正向气体分子数减小的反应,加压有利于提高产率;
(3) ① N2(g)+3H2(g) 2NH3(g)
初始 1 3 0
变化 x 3x 2x
平衡 1-x 3-3x 2x
60%=,解得x=0.75mol,所以平衡时N2的物质的量分数为0.1,H2的物质的量分数为0.3,NH3的物质的量分数为0.6,所以Kp==0.037;
②从图像来看,当压强不变时,T1时NH3的体积分数大于T2时,根据该反应是放热反应,NH3是生成物的特点,确定T1相对于T2来说是降温,即T1
(5)肼(N2H4)又称为联氨,其中氮和氮之间形成单键,肼分子的电子式为。
22.三硫代碳酸钠(Na2CS3)常用作杀菌剂、沉淀剂。某小组设计实验探究三硫代碳酸钠的性质并测定其溶液的浓度。
实验1:探究Na2CS3的性质
步骤
操作及现象
①
取少量Na2CS3 固体溶于蒸馏水配制成溶液并分成两等份
②
向其中一份溶液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红色
③
向另一份溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去
(1)H2CS3是________酸(填“强”或“弱”)。
(2)已知步骤③的氧化产物是SO42-,写出该反应的离子方程式________________________。
实验2:测定Na2CS3溶液的浓度,按如图所示连接好装置,取100mLNa2CS3溶液置于三颈烧瓶中,打开仪器d的活塞,滴入足量2.0mol/L稀H2SO4,关闭活塞。
已知:Na2CS3 + H2SO4=Na2SO4 + CS2 + H2S↑。CS2和H2S均有毒。CS2不溶于水,沸点46℃,与CO2某些性质相似,与NaOH作用生成Na2COS2和H2O。
(3)盛放无水CaCl2的仪器的名称是____________。
(4)反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热N2一段时间,其目的是___________________。
(5)为了计算Na2CS3溶液的浓度,对B中混合物进行过滤、洗涤、干燥、称重,得19.2g固体,则A中Na2CS3的物质的量浓度为____________________。
(6)分析上述实验方案,还可以通过测定C中溶液质量的增加值来计算Na2CS3溶液的浓度,若反应结束后将通热N2改为通热空气,计算值________(填“偏高”、“偏低”或“无影响”)。
【答案】 (1). 弱 (2). 5CS32-+24MnO4-+52H+=5CO2↑+15SO42-+24Mn2++26H2O (3). 干燥管 (4). 将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收 (5). 2.0mol/L (6). 偏高
【解析】
【分析】
“有弱才水解”——依据酚酞变红色,判断H2CS3是弱酸。书写步骤③的离子方程式,要明确介质为酸性,所以C变为CO2,用H+配电荷守恒;反应结束后打开活塞k,再缓慢通入热氮气一段时间,显然是为了将装置中的残留的H2S、CS2等气体排入吸收装置,防止污染环境。
【详解】(1)根据溶液中滴加几滴酚酞试液,溶液变红色,说明Na2CS3为强碱弱酸盐,则H2CS3是弱酸;
(2)向Na2CS3溶液中滴加酸性KMnO4溶液,紫色褪去,氧化产物为SO42-,还原产物为Mn2+;则离子方程式为:5CS32-+24MnO4-+52H+=5CO2↑+15SO42-+24Mn2++26H2O;
(3)盛放无水CaCl2的仪器的名称是干燥管;
(4)装置中残留着一部分生成物,不将其完全排入后续装置会影响实验结果,通入惰性的热N2可将装置中残留的H2S、CS2全部排入后续装置中,使其被完全吸收;
(5)根据反应Na2CS3 + H2SO4=Na2SO4 + CS2 + H2S↑可知n(Na2CS3)=n(H2S),硫化氢与硫酸铜溶液反应生成硫化铜沉淀,n(CuS)=19.2g÷96g/mol=0.2mol,则A中Na2CS3的物质的量浓度为0.2mol/0.1L=2mol/L;
(6)空气中含有二氧化碳,能与氢氧化钠溶液反应生成碳酸钠,增加了C的重量,使实验结果偏高。
23.硫酸锰是一种重要的化工中间体,是锰行业研究的热点。一种以高硫锰矿(主要成分为含锰化合物及FeS)为原料制备硫酸锰的工艺流程如下:
已知:
①“混合焙烧”后烧渣含MnSO4、Fe2O3及少量FeO、Al2O3、MgO。
②金属离子在水溶液中的平衡浓度与pH的关系如图所示(25℃):
③此实验条件下Mn2+开始沉淀的pH为7.54;离子浓度≤10-5mol·L-1时,离子沉淀完全。
请回答:
(1)传统工艺处理高硫锰矿时,不经“混合焙烧”,而是直接用H2SO4浸出,其缺点为________。
(2)“氧化”时,发生反应的离子方程式为_________________________。若省略“氧化”步骤,造成的后果是_________________________。
(3)“中和除杂”时,生成沉淀的主要成分为______________________(填化学式)。
(4)“氟化除杂”时,若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全,需维持c(F-)不低于___________。(已知:Ksp(MgF2)=6.4×10-10;Ksp(CaF2)=3.6×10-12)
(5)“系列操作”指___________、过滤、洗涤、干燥。
【答案】 (1). 产生硫化氢等气体,污染环境 (2). MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O (3). Fe2+与Mn2+沉淀区有重叠,造成Mn2+损失 (4). Fe(OH)3、Al(OH)3 (5). 8×10-3 mol·L-1 (6). 蒸发浓缩、冷却结晶
【解析】
【分析】
高硫锰矿中含硫量较高,有一部分硫以-2价的S2-形式存在,所以加硫酸酸浸时会生成硫化氢气体;依据题给的焙烧后的烧渣成分,一一分析各步的分离与除杂。将离子浓度10-5mol·L-1代入Ksp的表达式,计算出F-的最小浓度。
【详解】(1)传统工艺采用硫酸浸出,此时MnS或FeS发生复分解反应生成H2S气体,污染环境,造成浪费;
(2)“氧化”时加入的是二氧化锰是氧化剂,还原剂是Fe2+,所以发生反应的离子方程式为:MnO2+2Fe2++4H+=2Fe3++Mn2++2H2O;将Fe2+氧化为Fe3+,在Mn2+尚未开始沉淀时,Fe3+已沉淀完全,若不氧化,则Fe2+与Mn2+沉淀的pH范围有重叠,沉淀法除Fe2+时会造成Mn2+损失;
(3)加入碳酸钙进行中和除杂时,生成的沉淀为Fe(OH)3、Al(OH)3;
(4)根据氟化钙和氟化镁的Ksp可分别计算出钙镁离子完全沉淀时氟离子的浓度,由Ksp(MgF2)=c(Ca2+)c(F-)2,求得钙离子完全沉淀时c(F-)=6×10-4mol·L-1,同理求得镁离子完全沉淀时c(F-)=8×10-3mol·L-1,当氟离子的浓度能使钙离子完全沉淀时,镁离子并没有完全沉淀,所以若使溶液中的Mg2+和Ca2+沉淀完全,需维持c(F-)不低于能使镁离子完全沉淀的浓度,即不低于8×10-3mol·L-1,注意不要忘写单位;
(5)“系列操作”实现了从溶液中获得MnSO4·4H2O,因为后有“过滤、洗涤、干燥”,所以前面必有结晶。由于绝大多数固体的溶解度随温度降低而降低,所以选择降温(冷却)结晶。在结晶前应先蒸发浓缩,使溶液在较高温度下形成饱和溶液或过饱和溶液。所以本题的答案为“蒸发浓缩、冷却结晶”。
24.化合物 H 是一种抗病毒药物,在实验室中利用芳香烃 A 制备 H 的流程如下图所示(部分反应条件已略去):
己知:①有机物 B 苯环上只有两种不同环境的氢原子;
②两个羟基连在同一碳上不稳定,易脱水形成羰基或醛基;
③ RCHO + CH3CHO RCH=CHCHO + H2O;
④
(1)有机物 B 的名称为_____。
(2)由 D 生成 E 的反应类型为___________ , E 中官能团的名称为_____。
(3)由 G 生成 H 所需的“一定条件” 为_____。
(4)写出 B 与 NaOH 溶液在高温、高压下反应的化学方程式:_____。
(5)F 酸化后可得 R, X 是 R 的同分异构体, X 能发生银镜反应,且其核磁共振氢谱显示有 3 种不同化学环境的氢,峰面积比为 1:1:1,写出 1 种符合条件的 X 的结构简式:___。
(6)设计由和丙醛合成的流程图:__________________________(其他试剂任选)。
【答案】 (1). 对溴甲苯(或4-溴甲苯) (2). 取代反应 (3). 羟基、氯原子
(4). 银氨溶液、加热(或新制氢氧化铜、加热)
(5).
(6). 、
(7).
【解析】
【分析】
因为“机物 B 苯环上只有两种不同环境的氢原子”,所以B的结构简式是, C比B少一个溴原子,而多一个氢原子和一个氧原子,结合“NaOH溶液”条件可推测B分子中-Br发生水解生成-OH,所以C的结构简式为,C到D符合“已知④”反应,所以D的结构简式为,光照下卤原子的取代发生在苯环侧链烃基的氢原子上,所以E的结构简式为,在NaOH溶液、加热条件下氯原子水解生成醇羟基,所以E水解生成的2个-OH连在同一碳原子上,根据“已知②”这2个-OH将转化为>C=O,别外酚羟基也与NaOH中和生成钠盐,所以F有结构简式为,F到G过程符合“已知③”,所以G的结构简式为,显然G到H过程中第1)步是将-CHO氧化为羧基,第2)步是将酚的钠盐转化为酚羟基。由此分析解答。
【详解】(1)因为“机物 B 苯环上只有两种不同环境的氢原子”,所以B的结构简式是,名称是对溴甲苯或4-溴甲苯。
(2)D的分子式为C7H8O2,E分子式为C7H6Cl2O2,对比D、E分子组成可知E比D少2个氢原子多2个氯原子,光照下Cl2可取代烃基上的氢原子,所以由D生成E的反应类型为取代反应。C比B少一个溴原子,而多一个氢原子和一个氧原子,可推知-Br发生水解反应生成-OH,所以C的结构简式为,C到D符合“已知④”反应,所以D的结构简式为,光照下Cl2取代发生在苯环侧链的烃基上,所以E的结构简式为,所以E中官能团的名称:羟基、氯原子。
(3) 已知E的结构简式为,在NaOH溶液加热条件下E中氯原子发生水解生成的2个-OH,而这2个-OH连在同一碳原子上,根据“已知②”这2个-OH将转化为>C=O,别外酚羟基与NaOH中和反应生成钠盐,故F的结构简式为,F到G过程符合“已知③”,所以G的结构简式为,G到H过程的第1)步是将-CHO氧化为羧基,所以“一定条件”是银氨溶液、加热或新制Cu(OH)2、加热。
(4) B()分子中溴原子水解生成酚羟基,而酚具有酸性,又跟NaOH发生中和反应,所以B与NaOH溶液在高温、高压下反应的化学方程式为:+2NaOH+NaBr+H2O。
(5) F有结构简式为,酸化后得到R的结构简式为,R的分子式为C7H6O3,所以X的不饱和度为5,含3种等效氢,每种等效氢中含2个氢原子,X又含醛基。同时满足这些条件的X应该是一个高度对称结构的分子,所以应该含2个-CHO(2个不饱和度),中间应该是>C=O(1个不饱和度),另外2个不饱和度可形成一个环烯结构(五园环),或一个链状二烯结构。由此写出2种X的结构简式:OHC-CH=CH-CO-CH=CH-CHO、。
(6)分析目标产物,虚线左边部分显然是由转化而来的,右边是由丙醛(CH3CH2CHO)转化而来的。根据题给“已知③”可知两个醛分子可结合生成烯醛。在NaOH溶液中水解生成苯甲醇,苯甲醇氧化为苯甲醛,苯甲醛与丙醛发生“已知③”反应生成。因此写出流程图:
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