2022西安长安区一中高二上学期期中考试化学试题含解析
展开时间:100分钟 总分:100分
相对原子质量: H-1 C-12 O-16
第Ⅰ卷 选择题 (共40分)
一、选择题(本题共20小题,每小题2分,共40分。每小题只有1个正确选项。)
1. 2020年春节,一场突如其来的新冠疫情打破了我们平静的生活。乙醚、75%乙醇、含氯消毒剂、过氧乙酸(CH3COOOH)、氯仿等均可有效灭活病毒。下列有关疫情的说法正确的是
A. 新冠病毒扩散到空气中不可能形成胶体
B. “84”消毒液(主要成分NaClO)通过氧化灭活病毒
C. 制作口罩的重要原料聚丙烯是一种天然高分子化合物
D. 含氯消毒剂、过氧乙酸、乙醚和氯仿等都属于有机物
【答案】B
【解析】
【详解】A.胶体粒子的直径在1~100nm之间,而新冠病毒直径大约在60~140nm,可以形成胶体,故A错误;
B.次氯酸钠具有强氧化性可以氧化蛋白质使其变性,故B正确;
C.聚丙烯是由丙烯经人工合成的高分子材料,故C错误;
D.含氯消毒剂属于无机盐,不是有机物,故D错误;
综上所述答案为B。
2. 下列说法正确的是
A. 放热反应不需要加热就能反应,吸热反应不加热就不能反应
B. 同温同压下,反应H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同
C. 浓H2SO4稀释是放热反应
D. 吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量低于生成物形成化学键放出的总能量
【答案】B
【解析】
【详解】A.煤的燃烧为放热反应,但是需要加热到一定温度才能反应,氢氧化钡与氯化铵反应为吸热反应,不需要加热就可以反应,即一个反应是放热还是吸热与是否需要加热无关,故A错误;
B.ΔH只与始态和终态有关,H2(g)+Cl2(g)=2HCl(g)在光照和点燃条件下的ΔH相同,故B正确;
C.浓H2SO4稀释不是化学反应,是放热过程,故C错误;
D.吸热反应中,反应物化学键断裂吸收的总能量高于生成物形成化学键放出的总能量,故D错误;
故答案为B。
3. 下列说法正确的是
A. 石墨转变为金刚石是吸热反应,则金刚石比石墨更稳定
B. 可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆有关
C. 石灰石分解反应的反应热一定大于金属铝与氧化铁反应的反应热
D. 恒容条件下发生反应的热效应等于焓变
【答案】C
【解析】
【详解】A.能量越低越稳定,石墨转变为金刚石是吸热反应,石墨能量低比金刚石稳定,故A错误;
B.可逆反应的ΔH表示完全反应时的热量变化,与反应是否可逆无关,故B错误;
C.石灰石分解反应为吸热反应,金属铝与氧化铁反应为放热反应,石灰石分解反应的反应热一定大于金属铝与氧化铁反应的反应热,故C正确;
D.恒压条件下发生反应的热效应等于焓变,故D错误;
故答案为C
4. 化学与人类生活、社会可持续发展密切相关,下列说法正确的是
A. 天然气与沼气都属于不可再生能源
B. 地热能、风能、天然气和氢能都属于新能源
C. 人们可以把放热反应释放能量转化为其他可利用的能量,而吸热反应没有利用价值
D. 石油、水能属于一次能源,水煤气、水电能属于二次能源
【答案】D
【解析】
【详解】A.沼气是利用植物秸秆通过发酵生成的,沼气属于可再生能源;天然气属于不可再生能源,A错误;
B.能源分为传统能源和新能源。煤、石油和天然气为传统能源,而氢能、太阳能和核能为新能源,B错误;
C.有时需要通过吸热反应吸收的热量降低环境温度,有利用价值,如"摇摇冰”的上市就是利用了吸热反应原理,A错误;
D.能源可划分为一级能源和二级能源,自然界以现成方式提供的能源称为一级能源;需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源,石油、水能属于一次能源,水煤气、水电能属于二次能源,D正确;
故合理选项是D。
5. 下列说法正确的是
A. 分子式为C3H6O2的有机物在酸性条件下可水解为酸和醇,若不考虑立体异构,这些醇和酸重新组合可形成的酯共有5种
B. 四联苯的一氯代物有4种
C. 与具有相同官能团的同分异构体的结构简式为CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH
D. 兴奋剂乙基雌烯醇不可能有属于芳香族化合物的同分异构体
【答案】C
【解析】
【详解】A.分子式为C3H6O2的酯可能是HCOOC2H5、CH3COOCH3,水解得到的醇分别是C2H5OH、CH3OH,得到的酸分别是HCOOH、CH3COOH,C2H5OH、CH3OH与HCOOH、CH3COOH形成的酯共有4种,A项错误;
B.四联苯是具有两条对称轴的物质,即,有5种不同化学环境的氢原子,故有5种一氯代物,B项错误;
C.中有和—COOH两种官能团,由于官能团不变,只将官能团的位置移动即可得其同分异构体:CH2=CHCH2COOH、CH3CH=CHCOOH,C项正确;
D.该有机物含有4个环和1个碳碳双键,不饱和度为5,苯环的不饱和度为4,所以有属于芳香族化合物的同分异构体,D项错误;
答案选C。
6. 下列实验操作、实验现象及解释与结论都正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙醇消去反应中,催化剂浓硫酸具有脱水性,能使少量乙醇在浓硫酸作用下脱水生成碳单质,碳和浓硫酸之间会反应生成二氧化碳和具有还原性的二氧化硫气体,该气体也能使高锰酸钾褪色,故A错误;
B.淀粉溶液和稀H2SO4混合加热,水解产物是葡萄糖,它和新制的Cu(OH)2悬浊液的反应必须在碱性环境下发生,验证水解产物时必须先加入氢氧化钠溶液使混合液变为碱性,再加入新制的Cu(OH)2悬浊液,故B错误;
C.甲苯和溴水之间不会发生取代反应,只有在铁催化下才和纯液溴反应,溴在甲苯中的溶解度大于在水中的溶解度,所以甲苯能够萃取溴水中的溴,甲苯的密度比水的密度小,所以上层呈橙红色,下层几乎无色,故C正确;
D.能够发生银镜反应的物质具有醛基,但是不一定为醛,比如甲酸、甲酸酯都含有醛基,但是不属于醛类,故D错误;
答案选C。
7. 下列表述正确的是
A. 苯和氯气生成C6H6Cl6的反应是取代反应
B. 乙烯与溴水发生加成反应的产物是CH2CH2Br2
C. 等物质的量的甲烷与氯气反应的产物是CH3Cl
D. 硫酸作催化剂,CH3CO18OCH2CH3水解所得乙醇分子中有18O
【答案】D
【解析】
【详解】A.苯和氯气生成农药六六六,其反应方程式为,反应类型是加成反应,A项错误;
B.乙烯与溴水发生加成反应的产物是CH2BrCH2Br,B项错误;
C.甲烷和氯气反应为连续反应,甲烷和氯气生成CH3Cl和HCl,接着CH3Cl和氯气生成CH2Cl2和HCl,之后生成CHCl3和CCl4,,因而产物除了4种有机物,还有HCl,C项错误;
D.酯类水解断裂C-18O单键,该18O原子结合水中H,即生成乙醇H18OCH2CH3,因而,D项正确。
故答案选D。
8. 化合物Y 能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2−甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y 的说法正确的是
A. X 分子中所有原子一定在同一平面上
B. Y与Br2的加成产物分子中不含有手性碳原子
C. X、Y均不能使酸性KMnO4溶液褪色
D. X→Y的反应为取代反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.X中与苯环直接相连的2个H、3个Br、1个O和苯环碳原子一定在同一平面上,由于单键可以旋转,X分子中羟基氢与其它原子不一定在同一平面上,A项错误;
B.Y与Br2的加成产物为,中“*”碳为手性碳原子,B项错误;
C.X中含酚羟基,X能与酸性KMnO4溶液反应,Y中含碳碳双键,Y能使酸性KMnO4溶液褪色,C项错误;
D.对比X、2-甲基丙烯酰氯和Y的结构简式,X+2-甲基丙烯酰氯→Y+HCl,反应类型为取代反应,D项正确;
故选D。
【点睛】分子中共面原子的判断需要注意:①联想典型有机物的结构,如CH4、乙烯、乙炔、苯、甲醛等;②单键可以旋转,双键和三键不能旋转;③任意三个原子一定共平面。
9. 已,知:R-C≡C-H+R'Br R-C≡C-R'+HBr (R,R'+表示氢原子或羟基),利用该反应合成导电高分子材料P的结构式。下列说法正确的是
A. 和苯乙炔互为同系物
B. 炔烃和卤代烃在一定条件下可发生取代反应
C. 高分子材料P不能使溴的四氯化碳溶液褪色
D. 生成P的单体是和CH3Br
【答案】B
【解析】
【详解】A. 含有两个碳碳叁键,苯乙炔只含有一个碳碳叁键,二者结构不相似,不能互为同系物,故A错误;B. 已知R-C≡C-H+R'Br R-C≡C-R'+HBr ,此反应类型为取代反应,故B正确;C. 高分子材料P可含有碳碳叁键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,故C错误;D. 生成P的单体是和CH2Br2,故D错误;答案为B。
10. 聚乙炔导电聚合物的合成使高分子材料进入了“合成金属”和塑料电子学时代,当聚乙炔分子带上药物、氨基酸等分子片段后,就具有了一定的生物活性。以下是我国化学家近年来合成的聚乙炔衍生物分子M的结构式及M在稀硫酸作用下的水解过程。
下列有关说法中不正确的是( )
A. M与A均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色
B. B中含有羧基和羟基两种官能团,B能发生消去反应和酯化反应
C. 1mlM与热的烧碱溶液反应,可消耗2nml的NaOH
D. A、B、C各1ml分别与足量金属钠反应,放出的气体的物质的量之比为1∶2∶2
【答案】D
【解析】
【详解】A、M为酯类物质,故在稀硫酸条件下M水解产物A的结构为: M与A的分子中均含有碳碳双键,均能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,选项A正确;
B、B的结构为:分子中含有羧基和羟基,可以发生酯化反应,羟基的β碳原子上含有氢原子可以发生消去反应,选项B正确;
C、1mlM中有2nml的酯基,可以与2nml的NaOH发生反应,选项C正确;
1mlA中有nml羧基,1mlB中有1ml羧基、1ml羟基,1mlC中有2ml羟基,它们与D、金属钠反应放出的气体的物质的量分别为n/2ml,1ml,1ml,故放出的气体的物质的量之比为n∶2∶2,选项D错误。
答案选D。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,侧重烯烃、酯、醇、羧酸性质的考查,注意A、M均为高分子化合物,M中含-COOC-,水解得到A为,C为OHCH2CH2OH,B为,结合-COOH、-OH、C=C的性质来解答。
11. 已知强酸与强碱在稀溶液里反应的中和热可表示为
H+(aq)+OH-(aq)=H2O(l) ΔH=-57.3 kJ·ml-1 对下列反应:
CH3COOH(aq)+NaOH(aq)=CH3COONa(aq)+H2O(l) ΔH1
H2SO4(浓)+NaOH(aq)= Na2SO4(aq)+H2O(l) ΔH2
HNO3(aq)+NaOH(aq)=NaNO3(aq)+H2O(l) ΔH3
上述反应均在溶液中进行,则下列ΔH1 、ΔH2、 ΔH3的关系正确的是
A. ΔH2>ΔH3>ΔH1B. ΔH1>ΔH3 >ΔH2
C. ΔH1=ΔH2=ΔH3D. ΔH2=ΔH3>ΔH1
【答案】B
【解析】
【详解】由于CH3OOH为弱电解质,与NaOH反应过程中CH3OOH继续电离要吸收一部分热量,故最终生成1 ml H2O时放出热量小于57.3 kJ,浓硫酸遇水放出大量热量,故浓硫酸与NaOH反应生成1 ml H2O时放出热量大于57.3 kJ,HNO3与NaOH反应生成1 ml H2O时放出热量等于57.3 kJ,由于中和反应为放热反应,故放热越多,反应热数值越小,故,所以答案选B。
12. 下列反应的焓变能表示可燃物的燃烧热的是
A. H2(g)+F2(g)=2HF(g) ΔH=-270 kJ·ml-1
B. 2H2(g)+O2(g)=2H2O(l)ΔH=-571.6 kJ·ml-1
C. C2H2(g)+O2(g)=2CO2(g)+H2O(l)ΔH=-2b kJ·ml-1
D. S(s)+O2(g)=SO3(g)ΔH=-315 kJ·ml-1
【答案】C
【解析】
【分析】燃烧热是指1ml可燃物完全燃烧生成稳定的氧化物放出的热量。
【详解】A.氢气与氟气反应不是与氧气生成稳定氧化物的反应,反应热ΔH不能表示可燃物的燃烧热,故A错误;
B.该反应的焓变ΔH不是1ml氢气完全燃烧的反应热,不能表示氢气的燃烧热,故B错误;
C.该反应的焓变ΔH是1ml乙炔完全燃烧生成二氧化碳和液态水的反应热,能表示乙炔的燃烧热,故C正确;
D.该反应的焓变ΔH是1ml硫与氧气反应生成三氧化硫的反应热,不是生成二氧化氯的反应热,不能表示硫的燃烧热,故D错误;
故选C。
13. 在25℃、101 kPa时,C(s)、H2(g)、CH3COOH(l)的燃烧热分别为393.5 kJ·ml-1、285.8 kJ·ml-1、870.3 kJ·ml-1,则CH3COOH(l)=2C(s)+2H2(g)+O2(g)的反应热为
A. -488.3 kJ·ml-1B. +488.3 kJ·ml-1C. -191 kJ·ml-1D. +191 kJ·ml-1
【答案】B
【解析】
【详解】分别写出燃烧热热化学方程式可以得到:
H2(g)+O2(g)=H2O(l)∆H=-285.8 kJ·ml-1①,
C(s)+O2(g)=CO2(g) ∆H=-393.5 kJ·ml-1②,
CH3COOH(l)+2O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ∆H=-870.3kJ•ml-1③,
由盖斯定律可知,③-①×2-②×2可得反应CH3COOH(l)=2C(s)+2H2(g)+O2(g)的∆H=870.3 kJ·ml-1-2×(-285.8 kJ·ml-1)-2×(-393.5 kJ·ml-1)=+488.3 kJ·ml-1;
故答案选B。
14. 下列实验的失败原因可能是缺少必要的实验步骤的是
①将乙醇和乙酸混合,再加入稀硫酸共热制乙酸乙酯
②实验室用无水乙醇和浓硫酸共热到140 ℃制乙烯
③验证某RX是碘代烷,把RX与烧碱水溶液混合加热后,将溶液冷却后再加入硝酸银溶液出现褐色沉淀
④做醛的还原性实验时,当加入新制的氢氧化铜后,加热至沸腾未出现红色沉淀
⑤检验淀粉已经水解:将淀粉与少量稀硫酸加热一段时间后,加入银氨溶液水浴加热后未析出银镜
A. ①④⑤B. ①③④⑤C. ③④⑤D. ④⑤
【答案】C
【解析】
【详解】①实验室制乙酸乙酯,利用乙醇和乙酸在浓硫酸作用下加热发生酯化反应生成乙酸乙酯和水,不是缺少必要的实验步骤,故①错误;
②实验室用无水乙醇和浓硫酸共热到170℃制得乙烯,不是缺少必要的实验步骤,故②错误;
③卤代烃水解脱掉-X生成卤素离子,先加HNO3酸化(因NaOH过量,Ag+会和OH-反应变成不稳定的AgOH,进而变成白沉Ag2O,影响实验,所以加H+把OH-除掉),再加AgNO3,AgI为黄色沉淀,看颜色判断X是碘,是缺少必要的实验步骤导致实验失败,故③正确;
④做醛的还原性实验时,当加入新制的氢氧化铜悬浊液后,应加入过量氢氧化钠再加热才会出现红色沉淀,是缺少必要的实验步骤导致实验失败,故④正确;
⑤检验淀粉已经水解,将淀粉与少量稀硫酸加热一段时间后,由于酸过量,需先加氢氧化钠溶液中和硫酸使溶液呈碱性,再加入银氨溶液后水浴加热析出银镜,是缺少必要的实验步骤导致实验失败,故⑤正确;
故选C。
15. 下列文字表述与反应方程式或离子方程式对应且正确的是
A. 溴乙烷中滴入AgNO3溶液检验其中的溴元素:Br-+Ag+=AgBr↓
B. 用醋酸除去水垢:CaCO3+2H+=Ca2++H2O+CO2↑
C. 苯酚钠溶液中通入少量CO2:CO2+H2O+2C6H5O-2C6H5OH+
D. 乙醛溶液与足量的银氨溶液共热CH3CHO+2Ag(NH3)+2OH-CH3COO-++2Ag↓+3NH3+H2O
【答案】D
【解析】
【详解】A.溴乙烷中溴元素是以Br原子形式存在,不存在Br-,因此向其中加入AgNO3溶液,不能检验其中的溴元素,A错误;
B.醋酸是弱酸,主要以电解质分子存在,不能写成离子形式,离子方程式为:CaCO3+2CH3COOH=Ca2++2CH3COO-+H2O+CO2↑,B错误;
C.由于酸性:H2CO3>C6H5OH>,所以苯酚钠溶液中通入少量CO2,反应的离子方程式应该为:CO2+H2O+C6H5O-C6H5OH+,C错误;
D.反应符合事实,遵循物质的拆分原则,D正确;
故合理选项是D。
16. 一定条件下,在水溶液中1 ml Cl-、ClO(x=1,2,3,4)的能量(kJ)相对大小如图所示。下列有关说法正确的是
A. 这些离子中H+与A-在水溶液中不能大量共存
B. A、B、C、D、E五种微粒中C最稳定
C. C→B+D的反应,反应物的总键能大于生成物的总键能
D. B→A+D反应的热化学方程式为3ClO-(aq)=ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=-116 kJ·ml-1
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图可知:A-为Cl-,H+与Cl-在水溶液中可大量共存,A错误;
B.A、B、C、D、E五种微粒中A能量最低,所以A最稳定,B错误;
C.根据图中信息以及转移电子守恒,C→B+D为2ClO2(aq)=(aq)+ClO-(aq)△H=(64 kJ/ml+60 kJ/ml)-2×100 kJ/ml=-76 kJ/ml,则该反应为放热,所以反应物的总键能小于生成物的总键能,C错误;
D.B→A+D,根据转移电子守恒得该反应方程式为3ClO-(aq)=ClO(aq)+2Cl-(aq) ΔH=(64 kJ/ml+2×0 kJ/ml)-3×60 kJ/ml=-116 kJ/ml,D正确;
故合理选项D。
17. 氢卤酸的能量关系如图所示,下列说法正确的是
A. 已知HF气体溶于水放热,则HF的ΔH1<0
B. 相同条件下,HCl的ΔH2比HBr的小
C. 相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4等于HI的ΔH3+ΔH4
D. 一定条件下,气态原子生成1 ml H-X键放出a kJ能量,则该条件下ΔH2=-a kJ·ml-1
【答案】C
【解析】
【详解】A.已知HF气体溶于水放热,则HF气体溶于水的逆过程吸热,即HF的ΔH1>0,A错误;
B.断裂化学键吸收热量,H-Cl的键能大于H-Br的键能,则HCl的ΔH2比HBr的大,B错误;
C.ΔH3+ΔH4代表H(g)→H+(aq)的焓变,与是HCl的还是HI的无关,则相同条件下,HCl的ΔH3+ΔH4等于HI的ΔH3+ΔH4,C正确;
D.一定条件下,气态原子生成1 ml H-X键放出a kJ能量,即断开1 ml H-X键形成气态原子吸收a kJ的能量,则该条件下ΔH2= +a kJ/m1,D错误;
故合理选项是C。
18. 已知化学反应A2(g)+B2(g)=2AB(g)ΔH=+100 kJ·ml-1的能量变化如图所示,判断下列叙述中正确的是
A. 1mlA2(g)和1mlB2(g)的总能量一定小于2mlAB(s)总能量
B. 每形成2 ml A-B键,将吸收b kJ能量
C. 每生成2分子AB吸收(a-b) kJ热量
D. 1mlA2(g)和1mlB2(g)的总键能大于2mlAB(g)总键能
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图可知该反应为吸热反应,1mlA2(g)和1mlB2(g)的总能量小于2mlAB(g)总能量,但不一定小于2mlAB(s)总能量,故A错误;
B.形成化学键放热,每形成2 ml A-B键,将放出热量b kJ能量,故B错误;
C.每生成2mlAB吸收(a-b) kJ热量,故C错误;
D.1mlA2(g)和1mlB2(g)的总键能减去2mlAB(g)总键能等于ΔH=+100 kJ·ml-1,故D正确;
故答案为D
19. 实验室制备溴苯的反应装置如下图所示,关于实验操作或叙述错误的是
A. 向圆底烧瓶中滴加苯和溴的混合液前需先打开K
B. 实验中装置b中的液体逐渐变为浅红色
C. 装置c中的碳酸钠溶液的作用是吸收溴化氢
D. 反应后的混合液经稀碱溶液洗涤、结晶,得到溴苯
【答案】D
【解析】
【分析】在溴化铁作催化剂作用下,苯和液溴反应生成无色的溴苯和溴化氢,装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,倒置漏斗的作用是防止倒吸。
【详解】A项、若关闭K时向烧瓶中加注液体,会使烧瓶中气体压强增大,苯和溴混合液不能顺利流下。打开K,可以平衡气压,便于苯和溴混合液流下,故A正确;
B项、装置b中四氯化碳的作用是吸收挥发出的苯和溴蒸汽,溴溶于四氯化碳使液体逐渐变为浅红色,故B正确;
C项、装置c中碳酸钠溶液呈碱性,能够吸收反应生成的溴化氢气体,故C正确;
D项、反应后得到粗溴苯,向粗溴苯中加入稀氢氧化钠溶液洗涤,除去其中溶解的溴,振荡、静置,分层后分液,向有机层中加入适当的干燥剂,然后蒸馏分离出沸点较低的苯,可以得到溴苯,不能用结晶法提纯溴苯,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查化学实验方案的设计与评价,侧重于学生的分析能力、实验能力和评价能力的考查,注意把握实验操作要点,结合物质的性质综合考虑分析是解答关键。
20. 工业上,在一定条件下利用乙烯和水蒸气反应制备乙醇。化学原理:CH2=CH2(g)+H2O(g)=CH3CH2OH(g) ΔH。已知几种共价键的键能如下表所示:
下列说法中错误的是
A. 上述反应式中,ΔH=-96 kJ·ml-1
B. 利用此反应制备乙醇的原子利用率较高
C. 碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍
D. 上述合成乙醇的反应是加成反应
【答案】A
【解析】
【详解】A.反应热等于断裂反应物化学键吸收的总能量与形成生成物化学键释放的总能量的差,则上述反应的反应热ΔH=(413 kJ/ml×4+615 kJ/ml+463 kJ/ml×2)-( 413 kJ/ml×5+348 kJ/ml+351 kJ/ml+463 kJ/ml)=-34 kJ/ml,A错误;
B.该反应为加成反应,没有副产品生成,则合成乙醇的反应原子利用率为100%,原子利用率较高,B正确;
C.碳碳双键的键能为615 kJ/ml,碳碳单键键能为348 kJ/ml,则碳碳双键的键能小于碳碳单键键能的2倍,C正确;
D.碳碳双键转化为单键,反应类型为加成反应,D正确;
故合理选项是A。
第Ⅱ卷 非选择题 (共60分)
二、非选择题(本题共5小题,共60分)
21. 回答下列问题:
(1)C4H9Cl的核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,则其化学名称为___________。
(2)CH2=CHCOONa发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂,该树脂的名称为___________。
(3)苯氧乙酸()有多种酯类的同分异构体。其中能与FeCl3溶液发生显色反应,且苯环上有2种一硝基取代物的同分异构体有___________种,写出其中任意一种的结构简式___________。
(4)医药化学杂志报道,用聚乙交酯纤维材料C制作的缝合线比天然高分子材料的肠衣线的性能好。它的合成过程如下:
AB( )C( )
①写出A制取B的化学方程式: ___________。
②可以由A直接制备C,则由A直接制备C的化学方程式为___________。
【答案】(1)2-甲基-2-氯丙烷
(2)聚丙烯酸钠 (3) ①. 3 ②. 、 、(任写一种即可)
(4) ①. 2HO—CH2—COOH+2H2O ②. +(n-1)H2O
【解析】
【小问1详解】
核磁共振氢谱表明其只有一种化学环境的氢,说明分子中有3个甲基,即结构简式为 (CH3)3CCl ,化学名称为 2 甲基 2 氯丙烷;
【小问2详解】
CH2=CHCOONa发生聚合反应可得到一种高吸水性树脂 ,该树脂的名称为聚丙烯酸钠;
【小问3详解】
苯氧乙酸() 的同分异构体符合:含有酯基;能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;且苯环上有2种一硝基取代物,苯环上有2个取代基且处于对位位置,所以其同分异构体是: 、 、;
【小问4详解】
从B、C的结构入手,可知A中应同时含有羟基和羧基,把B分子中酯基断开后分别连上-OH和H后,则可得A:HOCH2COOH.两分子A发生分子间的酯化反应可得B,而n分子A发生缩聚反应可生成C。
①A制取B的化学方程式为2HO—CH2—COOH+2H2O;
②可以由A直接制备C,则由A直接制备C的化学方程式为+(n-1)H2O。
22. 50 mL 0.50 ml·L-1盐酸与50 mL 0.55 ml·L-1NaOH溶液在如图所示的装置中进行中和反应,通过测定反应过程中所放出的热量可计算中和热。试回答下列问题:
(1)准确测量中和热的关键___________。
(2)测定过程将环形玻璃搅拌棒换为环形铜丝搅拌棒,求得的中和热数值将___________(填“偏大”、“偏小”或“无影响”);测量混合液的温度不是最高温度,求得的中和热数值将___________;量取盐酸的体积时仰视,求得的中和热数值将___________。结合日常生活的实际该实验在___________中进行效果更好。
(3)实验中改用60 mL 0.50 ml·L-1盐酸与 50 m L 0.55 ml·L-1 NaOH溶液进行反应,与上述实验相比,所放出的热量___________(填“相等”或“不相等”),所求中和热___________(填“相等”或“不相等”),简述理由___________。 (均填“偏大”、“偏小”或“无影响”)
(4)中和后生成溶液的比热容4.18 J·g-1·℃-1,近似认为酸碱溶液的密度与水相同,忽略实验装置的比热容。若该实验反应的起始温度的平均值为t1℃,反应后混合液最高温度的平均值为t2℃。计算中和反应的反应热ΔH=___________(用有关数据及字母表示)
【答案】(1)保温,隔热以减少热量的损失
(2) ①. 偏小 ②. 偏小 ③. 偏大 ④. 保温杯
(3) ①. 不相等 ②. 相等 ③. 因中和热是在稀溶液中,1 ml H+和1 ml OH-发生中和反应生成1 ml H2O时所放出的热量,与酸碱的用量无关
(4)△H= kJ·ml-1
【解析】
【小问1详解】
准确测量中和热关键是做好实验的保温、隔热工作,减少实验过程中的热量损失;
【小问2详解】
由于Cu是导体,容易导热,会造成反应产生的热量的损失,所以测定过程将环形玻璃搅拌棒换为环形铜丝搅拌棒,产生等量的水,反应放出的热量使溶液温度升高较低,则求得的中和热数值将偏小;
若测量混合液的温度不是最高温度,依此为标准求得的中和热数值将偏小;
该实验时是以不足量的盐酸为标准计算反应放出的热量,若量取盐酸的体积时仰视,量取的盐酸的体积偏大,放出的热量就会偏多,导致求得的中和热数值将偏大;
结合日常生活的实际该实验在保温效果比较好的保温杯中进行;
【小问3详解】
实验中若改用60 mL 0.50 ml·L-1盐酸与 50 mL 0.55 ml·L-1 NaOH溶液进行反应,则NaOH相对于盐酸来说不足量,反应产生的水的物质的量要以不足量的NaOH为标准进行计算。该实验中NaOH的物质的量比前边实验中盐酸的物质的量多,则发生中和反应放出的热量就比前边的所放出的热量多,雇前后两个实验放出的热量数值不相等。但由于中和热是在稀溶液中,强酸与强碱反应产生1 ml水和可溶性盐时所放出的热量,与发生反应的酸或碱的物质的量多少无关,因此所求中和热相等;
【小问4详解】
HCl与NaOH发生中和反应方程式为:HCl+NaOH=NaCl+H2O,根据方程式可知:HCl、NaOH反应的物质的量的比是1∶1,盐酸不足量,所以反应产生的H2O的物质的量以HCl为标准,n(H2O)=n(HCl)=0.50 ml/L×0.05 L=0.025 ml,反应放出的热量Q=cm△t=4.18 J/(g∙℃)×100 g×(t2-t1)℃=418(t2-t1)J=0.418(t2-t1)kJ,故该反应的中和热△H=-。
23. 回答下列问题:
(1)已知:2H2(g)+O2(g)=2H2O(l) ΔH=-571.6 kJ·ml-1
CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) ΔH=-890 kJ·ml-1
现有H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695 kJ,则原混合气体中CH4与H2的物质的量之比是___________。
(2)25 ℃、101 kPa时,14 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3 kJ热量,则能表示CO燃烧热的热化学方程式为___________。
(3)嫦娥”五号预计在海南文昌发射中心发射,火箭的第一、二级发动机中,所用的燃料为偏二甲肼和四氧化二氮,偏二甲肼可用肼来制备。用肼(N2H4)作燃料,四氧化二氮作氧化剂,二者反应生成氮气和气态水。已知:
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10.7 kJ·ml-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJ·ml-1
写出气态肼和N2O4反应的热化学方程式:___________。
(4)已知:2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH1 2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2
计算2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH3=___________(用上述有关ΔH表示);ΔH1_____ΔH2(填<或=或>符号)
(5)下面列举了一些化学键的键能数据,供计算使用。
工业上的高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+H2(g)→Si(s)+HCl(g),该反应的反应热化学方程式为为___________。
【答案】(1)3 ∶1
(2)CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-282.6 kJ·ml-1
(3)2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-1 096.7 kJ·ml-1
(4) ①. ΔH2-ΔH1, ②. >
(5)SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=+236 kJ·ml-1
【解析】
【小问1详解】
H2与CH4的混合气体112 L(标准状况),物质的量为,设H2的物质的量是xml,使其完全燃烧生成CO2和H2O(l),若实验测得反应放热3695 kJ,,x=1.25ml,则原混合气体中CH4与H2的物质的量之比是(5-1.25):1.25=3 ∶1;
【小问2详解】
CO的燃烧热是1mlCO完全燃烧生成二氧化碳放出的能量,25 ℃、101 kPa时,14 g CO在足量的O2中充分燃烧,放出141.3 kJ热量,则1mlCO完全燃烧生成二氧化碳放出282.6 kJ,能表示CO燃烧热的热化学方程式为CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-282.6 kJ·ml-1;
【小问3详解】
①N2(g)+2O2(g)=N2O4(g) ΔH=+10.7 kJ·ml-1
②N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g) ΔH=-543 kJ·ml-1
根据盖斯定律②×2-①得气态肼和N2O4反应的热化学方程式是2N2H4(g)+N2O4(g)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH=-543 kJ·ml-1×2-10.7 kJ·ml-1=-1 096.7 kJ·ml-1;
【小问4详解】
①2Fe(s)+O2(g)=Fe2O3(s) ΔH1
②2Al(s)+O2(g)=Al2O3(s) ΔH2
根据盖斯定律②-①得2Al(s)+Fe2O3(s)=Al2O3(s)+2Fe(s) ΔH3=ΔH2-ΔH1;铝热反应放热,ΔH2-ΔH1<0,ΔH1>ΔH2;
【小问5详解】
焓变=反应物总键能-生成物总键能,工业上的高纯硅可通过下列反应制取:SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g)反应的反应热化学方程式为为SiCl4(g)+2H2(g)=Si(s)+4HCl(g) ΔH=360×4+436×2-176×2-431×4=+236 kJ·ml-1。
24. 乙酰水杨酸(阿司匹林)是目前常用药物之一。实验室通过水杨酸进行乙酰化制备阿司匹林的一种方法如下:
实验过程:在100 mL锥形瓶中加入水杨酸6.9 g及醋酸酐10 mL,充分摇动使固体完全溶解。缓慢滴加0.5 mL浓硫酸后加热,维持瓶内温度在70 ℃左右,充分反应。稍冷后进行如下操作.
①在不断搅拌下将反应后的混合物倒入100 mL冷水中,析出固体,过滤。
②所得结晶粗品加入50 mL饱和碳酸氢钠溶液,溶解、过滤。
③滤液用浓盐酸酸化后冷却、过滤得固体。
④固体经纯化得白色的乙酰水杨酸晶体5.4 g。
回答下列问题:
(1)该合成反应中应采用__________加热。(填标号)
A.热水浴 B.酒精灯 C.煤气灯 D.电炉
(2)下列玻璃仪器中,①中需使用的有________(填标号),不需使用的_______________________(填名称)。
(3)①中需使用冷水,目的是______________________________________。
(4)②中饱和碳酸氢钠的作用是_________________________________,以便过滤除去难溶杂质。
(5)④采用的纯化方法为____________。
(6)本实验的产率是_________%。
【答案】 ①. A ②. BD ③. 分液漏斗、容量瓶 ④. 充分析出乙酰水杨酸固体(结晶) ⑤. 生成可溶的乙酰水杨酸钠 ⑥. 重结晶 ⑦. 60
【解析】
【详解】(1)因为反应温度在70℃,低于水的沸点,且需维温度不变,故采用热水浴的方法加热;
(2)操作①需将反应物倒入冷水,需要用烧杯量取和存放冷水,过滤的操作中还需要漏斗,则答案为:B、D;分液漏斗主要用于分离互不相容的液体混合物,容量瓶用于配制一定浓度的溶液,这两个仪器用不到。
(3)反应时温度较高,所以用冷水的目的是使得乙酰水杨酸晶体充分析出;
(4)乙酰水杨酸难溶于水,为了除去其中的杂质,可将生成的乙酰水杨酸与碳酸氢钠反应生成可溶性的乙酰水杨酸钠,以便过滤除去杂质;
(5)每次结晶过程中会有少量杂质一起析出,可以通过多次结晶的方法进行纯化,也就是重结晶;
(6)水杨酸分子式为C7H6O3,乙酰水杨酸分子式为C9H8O4,根据关系式法计算得:
C7H6O3~ C9H8O4
138 180
6.9g m
m( C9H8O4)=(6.9g×180)/138=9g,则产率为。
25. 一种利胆药物F的合成路线如图:
已知:Ⅰ.+
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A的结构简式为___;符合下列条件的A的同分异构体有___种。
①含有酚羟基 ②不能发生银镜反应 ③含有四种化学环境的氢
(2)检验B中是否含有A的试剂为___;B→C的反应类型为___。
(3)C→D的化学方程式为__;E中含氧官能团共___种。
(4)已知:,综合上述信息,写出由和制备的合成路线___。
【答案】 ①. ②. 4 ③. FeCl3溶液 ④. 氧化反应 ⑤. +CH3OH+H2O ⑥. 3 ⑦.
【解析】
【分析】由信息反应II以及F的结构简式和E的分子式可知E的结构简式为,D发生信息反应I得到E,则D的结构简式为,C与CH3OH发生反应生成D,C相较于D少1个碳原子,说明C→D是酯化反应,因此C的结构简式为,B→C碳链不变,而A→B碳链增长,且增长的碳原子数等于中碳原子数,同时B→C的反应条件为NaClO2、H+,NaClO2具有氧化性,因此B→C为氧化反应,A→B为取代反应,C8H8O3的不饱和度为5,说明苯环上的取代基中含有不饱和键,因此A的结构简式为,B的结构简式为。
【详解】(1)由上述分析可知,A的结构简式为;A的同分异构体中满足:①含有酚羟基;②不能发生银镜反应,说明结构中不含醛基;③含有四种化学环境的氢,说明具有对称结构,则满足条件的结构有:、、、,共有4种,故答案为:;4。
(2)A中含有酚羟基,B中不含酚羟基,可利用FeCl3溶液检验B中是否含有A,若含有A,则加入FeCl3溶液后溶液呈紫色;由上述分析可知,B→C的反应类型为氧化反应,故答案为:FeCl3溶液;氧化反应。
(3)C→D为与CH3OH在浓硫酸作催化剂并加热条件下发生酯化反应生成,反应化学方程式为+CH3OH+H2O;E的结构简式为,其中的含氧官能团为醚键、酚羟基、酯基,共3种,故答案为:+CH3OH+H2O;3。
(4)由和制备过程需要增长碳链,可利用题干中A→B的反应实现,然后利用信息反应I得到目标产物,目标产物中碳碳双键位于端基碳原子上,因此需要与HBr在40℃下发生加成反应生成,和反应生成,根据信息Ⅰ.+得到
反应生成,因此合成路线为;故答案为:。选项
实验操作
实验现象
解释与结论
A
将乙醇与浓硫酸共热至170℃,所得气体通入酸性KMnO4溶液中
KMnO4溶液褪色
乙醇发生消去反应,气体中只含有乙烯
B
淀粉溶液和稀H2SO4混合加热,加新制Cu(OH)2悬浊液加热至沸腾
有砖红色沉淀产生
淀粉发生水解,产物具有还原性
C
向甲苯中滴入适量浓溴水,振荡,静置
溶液上层呈橙红色,下层几乎无色
甲苯萃取溴所致
D
将少量某物质滴加到新制的银氨溶液中,水浴加热
有银镜生成
说明该物质一定是醛
化学键
C-H
C=C
H-O
C-C
C-O
键能/kJ·ml-1
413
615
463
348
351
化学键
Si-O
Si-Cl
H-H
H-Cl
Si-Si
Si-C
键能/kJ·ml-1
460
360
436
431
176
347
水杨酸
醋酸酐
乙酰水杨酸
熔点/℃
157~159
-72~-74
135~138
相对密度/(g·cm﹣3)
1.44
1.10
1.35
相对分子质量
138
102
180
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