湖南省衡阳市2020届-2022届高考化学三年模拟(一模)试题汇编-综合、推断、流程题
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一、工业流程题
1.(2020·湖南衡阳·统考一模)在工业上可作蓄电池中良好的正极材料。以废铅蓄电池拆解出来的“铅泥”(主要成分为,另有少量Pb、和等)为原料制备的一种工艺流程如图所示:
已知:i.常温下,单质铅与盐酸或硫酸几乎都不反应。
ii.铅盐中,(CH3COO)2Pb、Pb(NO3)2均易溶于水,难溶于水。
请回答下列问题:
(1)“酸溶”时,Pb和PbO2转化为可溶性Pb2+盐,则“酸溶”时所用的强酸X为____;此条件下的氧化性:X___PbO2(选填“>”或“<”)
(2)用Pb(NO3)2溶液反复多次洗涤沉淀,以达到“除钙”的目的,其原理是_____________。
(3)(CH3COO)2Pb属于__________(选填“强电解质”或“弱电解质”);“滤液3”中除CH3COONa和NaClO外,所含钠盐主要还有___________(填化学式)
(4)“析铅”反应的离子方程式为____________________。
(5)从环境保护的角度分析,该工艺流程可能存在的缺点是_______________(任写一条)
(6)铅蓄电池中的电解液是H2SO4,放电后两个电极上均沉积有PbSO4。则放电时的负极反应式为___;充电时当电极上通过1mol电子,阳极的质量减少__________g。
2.(2021·湖南衡阳·统考一模)稀有金属铟(In)与Al同主族,主要用于生产液晶显示器和平板屏幕。一种以炼Zn后的置换渣为原料回收铟的工艺流程如图:
已知:常温下Ksp[In(OH)3]=1.3×10-37。
请回答下列问题:
(1)为提高置换渣浸出时的速率可以采取的措施是___(任答一条)。
(2)操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别为___、__(填选项)。
A.过滤 B.蒸馏 C.干馏 D.分液
(3)D2EHPA (以H2A2表示)萃取时原理:In3++3H2A2(InA3•3HA)+3H+。
浸出液在不同pH下萃取的结果如图甲,请用化学平衡原理解释In3+萃取率随pH增大而增大的原因___。
(4)常温下,在0.1mol•L-1的InCl3溶液中存在平衡体系:In3+(aq)+3H2O(l)In(OH)3(aq)+3H+(aq),则该反应的化学平衡常数K=___(计算结果保留两位有效数字)。
(5)得到海绵铟时主要发生的离子方程式为___。
(6)图乙是模拟精炼铟的装置图,请写出方框中a相应的物质为___。
3.(2022·湖南衡阳·校联考一模)锗和硅同一主族,也是重要的半导体材料,应用于航空航天测控、光纤通讯等领域。一种以铅锌矿含锗烟尘(主要含GeO2、ZnO 、SiO2)为原料制备GeO2的工艺如下:
已知:①GeO2为两性氧化物;
②H4SiO4和H2GeO3在高酸度时易聚合形成多聚硅酸和多聚锗酸;
③GeCl4易水解。
试回答下列问题:
(1)锗的原子序数为32 ,在元素周期表中的位置为___________。
(2)第①步为提高稀硫酸的浸出效果可以采取的措施有___________(任写一条)。
(3)第①步所得滤液中锗以Ge4+存在,写出其水解的离子方程式___________。
(4)测得锗的浸出率(%)与硫酸的物质的量浓度(mol/L)的关系如图所示:
浸出率高时的硫酸浓度为___________ mol/L,的原因是___________。
(5)工业上与蒸馏操作相关的设备有___________(填选项)。
A.蒸馏釜 B.离心萃取机 C.冷凝塔 D.加压过滤机
(6)第⑤步发生的化学反应方程式为___________。
二、原理综合题
4.(2020·湖南衡阳·统考一模)运用化学反应原理研究化学反应有重要意义。
(1)一氯胺(NH2Cl)是饮用水的二级消毒剂,水解生成一种具有强烈杀菌消毒作用的物质:
①NH2Cl中Cl元素的化合价为_____________。
②NH2Cl发生水解反应的化学方程式为_____________________________。
(2)SO2和CO均为燃煤产生的烟道气中有害成分,在催化作用下可利用二者相互反应进行无害化处理并回收硫。有关资料如图1所示。则:
①常温常压下,质量均为11.2g的CO(g)和S(s)分别完全燃烧生成CO2(g)或SO2(g),放出的热量前者比后者多________kJ。
②SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) △H=___________________.
(3)在一定条件下,向恒容密闭容器中充入1.0molCO2和3.0molH2,在一定温度范围内发生如下转化:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) △H=-xkJ/mol x>0)。在不同催化剂作用下,相同时间内CO2的转化率随温度的变化如图2所示:
①催化效果最佳的是催化剂__________(选填“I”、“Ⅱ”或“Ⅲ”);b点v(正)___v(逆)(选填“>”、“<”或“=”)
②此反应在a点时已达到平衡状态,a点的转化率比c点高的原因是_____________
(4)常温下,H2CO3的电离常数为:Ka1=4×10-7,Ka2=4×10-11。已知0.1mol/LNH4HCO3溶液的pH=8,则在此溶液中:
①下列有关离子浓度的关系式中,不正确的是_____(填序号)
A.c(NH4+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
B.c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(HCO3-)+c(H2CO3)
C.c(H2CO3)-c(CO32-)-c(NH3·H2O)=9.9×10-7mol·L-1
②=________(结果保留三位有效数字)。
5.(2021·湖南衡阳·统考一模)造成大气污染的NOx主要来自于汽车尾气的排放,对其如何处理是我们研究的重要课题。
(1)某汽车安装的尾气净化装置工作原理如图。下列叙述错误的是__(填选项).
A.Pd—Pore催化剂可提高尾气净化反应的平衡转化率
B.NOx的生成主要是与汽油未充分燃烧有关
C.在此变化过程中,NOx被还原
(2)已知:2C(s)+O2(g)2CO(g) ∆H1=-221.0kJ/mol
N2(g)+O2(g)2NO(g) ∆H2=+180.5kJ/mol
2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g) ∆H3=-746.0kJ/mol
则用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为___。
(3)在催化剂作用下发生反应:2NO2(g)+4CO(g)N2(g)+4CO2(g),在一定温度下,向1L的恒容密闭容器中充入2.0molNO2和2.0moLCO,测得相关数据如下:
0min
5min
10min
15min
20min
c(NO2)/mol•L-1
2.00
1.70
1.56
1.50
1.50
c(N2)/mol•L-1
0
0.15
0.22
0.25
0.25
①其他条件不变,若不使用催化剂,则0~5minNO2的转化率将__(填“变大”、“变小”或“不变”)。
②以下表述能说明该反应已达到平衡状态的是___。
A.气体的颜色不再变化 B.CO的反应速率为N2的4倍
C.混合气的压强不再变化 D.化学平衡常数K不再变化
③在20min时,保持温度不变,继续向容器中再加入1.0molNO2和1.0moLN2,则化学平衡___移动(填“正向”、“逆向”或“不”)。
(4)有人利用反应2C(s)+2NO2(g)N2(g)+2CO2(g)对NO2进行吸附。在T℃下,向密闭容器中加入足量的C和一定量的NO2气体,在不同压强和相同时间下,NO2的转化率与压强的关系如图所示。
在T℃、1100KPa时,该反应的化学平衡常数Kp=___KPa(用平衡分压代替平衡浓度,气体分压=气体总压×体积分数;保留两位小数)。
6.(2022·湖南衡阳·校联考一模)乙醇在催化剂存在下受热发生脱水反应,既可分子内脱水生成乙烯,也可分子间脱水生成乙醚,它们是竞争关系,具体反应式如下:
①C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)
②2C2H5OH(g)=C2H5OC2H5(g)+H2O(g)
已知:I.乙醇和乙醚的沸点分别为78.4°C和34.5°C。
II.乙烯选择性=
试回答下列问题:
(1)反应①的ΔS___________0(填“>”“=”或“<”)。
(2)反应进程与相对能量如图所示:
由图可知反应②的ΔH___________0(填“>”“=”或“<”);根据反应原理可知,快速升温更有利于反应___________(填选项)。
A.①B.②C.①②
若150°C时,一定量的乙醇脱水转化为14gC2H4,该反应吸收23kJ的热量,则其热化学方程式为___________。
(3)下表是常压、某催化剂存在条件下,分别以等量乙醇在不同温度下进行脱水实验获得的数据(设每次实验反应时间均相同):
反应温度(°C)
乙醇转化率(%)
乙烯选择性(%)
乙醚选择性(%)
100
25.22
4.38
94.52
150
54.25
52.24
46.71
200
78.69
55.26
43.70
250
95.20
96.80
2.20
300
99.56
98.49
1.20
350
99.84
99.20
0.36
①在该催化剂条件下制乙烯,选择合适的温度区间是___________。
②若在体积为1L的恒容密闭容器中投入1molCH3CH2OH进行反应,根据上表数据,求250°C时反应①的化学平衡常数K值为___________(保留两位小数)。
三、有机推断题
7.(2020·湖南衡阳·统考一模)一种副作用小的新型镇痛消炎药K的合成路线如图所示:
请回答下列问题
(1)F分子中官能团的名称为______________;B分子中处于同一平面的原子最多有____个
(2)反应⑥的条件为_______________;反应⑧的类型为_______________________。
(3)反应⑦除生成H外,另生成一种有机物的结构简式为_______________________。
(4)反应①的化学方程式为_______________________。
(5)符合下列条件的G的同分异构体有_____________种
Ⅰ.苯环上有且仅有四个取代基;
Ⅱ.苯环上的一氯代物只有一种;
Ⅲ.能发生银镜反应。
其中还能发生水解反应的同分异构体的结构简式为______________(只写一种即可)。
(6)是合成的重要中间体。参照题中合成路线,设计由1,3-丁二烯合成 的一种合成路线(无机试剂任选):_______________。
8.(2021·湖南衡阳·统考一模)有机化合物G可用来制备抗凝血药,可通过下列路线合成。
已知:酚羟基一般不易直接与羧酸酯化。
请回答:
(1)A的名称为___。
(2)B中含有的官能团名称为___。
(3)由C和E制得F的反应类型为___。
(4)1molD理论上最多消耗含___molNa2CO3的水溶液。
(5)化合物E的同分异构体很多,符合下列条件的结构共___种。
①能与氧化铁溶液发生显色②能与NaHCO3溶液反应产生气泡其中,核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为___。
(6)试与出以苯酚、乙醇为原料合成乙酸苯酚酯()的路线流程图(无机原料任选)___。
9.(2022·湖南衡阳·校联考一模)由对甲基苯甲醛制备G的一种合成路线如下:
已知:①RCHO+CH3CHO RCH=CHCHO+H2O
②
回答下列问题:
(1)对甲基苯甲醛的结构简式为___________。
(2)由A生成B的第1)步化学方程式为___________。
(3)D所含官能团的名称是___________。
(4)E能发生的反应类型分别是___________。
a.聚合反应 b.水解反应 c.消去反应 d.取代反应
(5)F的一氯代物有___________种。
(6)芳香化合物X是C的同分异构体,X能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出CO2,核磁共振氢谱显示只有3种不同化学环境的氢,峰面积比为6:3:1,写出符合要求的X的一种结构简式___________。
(7)写出乙烯为原料制备化合物的合成路线___________(其他无机试剂任选)。
参考答案:
1. 硝酸(或HNO3); < PbSO4比CaSO4更难溶解,加入Pb(NO3)2溶液,可使CaSO4不断转化为PbSO4,Ca2+进入到溶液中 弱电解质 NaCl、Na2SO4 (CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O “酸溶”时会产生大气污染物NOx(重金属铅盐可污染土壤或水源) Pb+SO42--2e-=PbSO4 32
【详解】(1)“酸溶”的目的是将Pb、PbO2转化为可溶性Pb2+,而常温下,单质铅与盐酸或硫酸几乎都不反应,故所用的强酸应为硝酸;在有硝酸存在的环境下,PbO2转化为Pb2+,表现出氧化性,说明PbO2的氧化性比硝酸强,故答案为:硝酸(或HNO3);<;
(2)CaSO4的溶解平衡:CaSO4(s)Ca2+(aq)+SO42-(aq),加入Pb(NO3)2溶液,Pb2+与SO42-结合成更难溶的PbSO4,使CaSO4的溶解平衡不断正向移动,最终完全溶解,达到“除钙”的目的,故答案为:PbSO4比CaSO4更难溶解,加入Pb(NO3)2溶液,可使CaSO4不断转化为PbSO4,Ca2+进入到溶液中;
(3)“盐溶”时,加入CH3COONa可使PbSO4的溶解平衡正向移动,转化为(CH3COO)2Pb,说明(CH3COO)2Pb是弱电解质;“盐溶”后,溶液中含有(CH3COO)2Pb和Na2SO4,接下来“析铅”,加入NaClO、NaOH溶液,(CH3COO)2Pb转化为PbO2,Pb元素的化合价升高,推知NaClO转化为NaCl,Cl元素的化合价降低,因此“滤液3”中除CH3COONa和NaClO外,所含钠盐主要还有NaCl和Na2SO4,故答案为:弱电解质;NaCl、Na2SO4;
(4)“析铅”反应的离子方程式为:(CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O,故答案为:(CH3COO)2Pb+ClO-+2OH-=PbO2↓+Cl-+2CH3COO-+H2O;
(5)“酸溶”阶段加入的HNO3会转化为NOx污染环境,铅是重金属,铅盐也会污染土壤或水源,故答案为:“酸溶”时会产生大气污染物NOx(重金属铅盐可污染土壤或水源);
(6)铅蓄电池的负极为Pb,放电时负极发生的反应为:Pb+SO42--2e-=PbSO4;充电时阳极发生反应:PbSO4-2e-+2H2O=PbO2+SO42-+4H+,当电极上通过1mol电子,阳极上有0.5molPbSO4转化为0.5molPbO2,质量减少32g,故答案为:Pb+SO42--2e-=PbSO4;32。
【点睛】二次电池充、放电时电极的判断:
放电时的负极发生失电子的氧化反应,该极充电时要恢复原状,则需要发生得电子的还原反应,做阴极;
放电时的正极发生得电子的还原反应,该极充电时要恢复原状,则需要发生失电子的氧化反应,做阳极。
2. 增大盐酸浓度(适当加热或将置换渣粉碎等) A D In3+在溶液中存在平衡:In3++3H2A2(InA3•3HA)+3H+,pH增大,c(H+)减小或c(OH-)增大,平衡右移,In3+萃取率提高 7.7×10-6 2In3++3Zn=2In+3Zn2+ 精铟
【分析】置换渣中加入盐酸,Zn和In与盐酸反应进入溶液中,过滤所得滤液中含有ZnCl2、InCl3和HCl,加入D2EHPA(以H2A2表示)萃取In3+,分液得到有机相,然后加入盐酸反萃取,再加入锌置换出In,最后碱熔压铸并电解得到粗铟,据此解答。
【详解】(1)依据外界条件对反应速率的影响可知为提高置换渣浸出时的速率可以采取的措施是增大盐酸浓度(适当加热或将置换渣粉碎等)。
(2)根据以上分析可知操作Ⅰ、Ⅱ的名称分别为过滤和分液,答案选AD。
(3)由于In3+在溶液中存在平衡:In3++3H2A2(InA3•3HA)+3H+,所以pH增大,c(H+)减小或c(OH-)增大,平衡右移,In3+萃取率提高。
(4)常温下,In3+(aq)+3H2O(l)In(OH)3(aq)+3H+(aq)化学平衡常数K=≈7.7×10-6。
(5)得到海绵铟时主要发生的是置换反应,反应的离子方程式为2In3++3Zn=2In+3Zn2+。
(6)图乙是模拟精炼铟的装置图,左侧电极和电源的负极相连,作阴极,溶液中In3+放电,因此方框中a相应的物质为精铟。
3.(1)第四周期第IVA族
(2)适度升温(粉碎或适度增加酸的浓度等合理答案)
(3)Ge4++3H2O H2GeO3+4H+ (或Ge4++4H2O H4GeO4+4H+)
(4) 1.8 (在1.5-2.0范围均可) 生成的多聚锗酸对锗的吸附(多聚锗酸溶解度较小等合理答案)
(5)AC
(6)GeCl4+ (n+2) H2O=GeO2·nH2O↓+4HCl
【解析】(1)
锗的原子序数为32 ,电子排布式是,所以在元素周期表中的位置是第四周期第IVA族,故答案为:第四周期第IVA族;
(2)
第①步为提高稀硫酸的浸出效果即加快反应速率,可以采取的措施有适度升温或粉碎或适度增加酸的浓度,故答案为:适度升温(粉碎或适度增加酸的浓度等合理答案);
(3)
由题意知GeCl4易水解,且H4SiO4和H2GeO3在高酸度时易聚合形成多聚硅酸和多聚锗酸,Ge4+水解的离子方程式为Ge4++3H2O H2GeO3+4H+ (或Ge4++4H2O H4GeO4+4H+),故答案为:Ge4++3H2O H2GeO3+4H+ (或Ge4++4H2O H4GeO4+4H+);
(4)
从图可以看出,浸出率高时的硫酸浓度约为1.8 mol/L,由题意知H2GeO3在高酸度时易聚合形成溶解度较小的多聚锗酸,生成的多聚锗酸对锗的吸附有影响,所以随着硫酸浓度增加浸出率会下降,故答案为:1.8 (在1.5-2.0范围均可);生成的多聚锗酸对锗的吸附(多聚锗酸溶解度较小等合理答案);
(5)
A.蒸馏釜,涉及一种化工生产中蒸馏所使用的釜,主要是为解决现有的蒸馏釜在生产过程中当物料中含有固状物及高沸点物时需间断检修清理的问题而设计的,故A符合题意;
B.离心萃取机是一种液液萃取设备,料液在旋转部件的作用下完成混合传质和离心分离的过程,其主要由电机、转鼓、混合器、外壳、机架等部件构成,故B不符合题意;
C.冷凝塔是对蒸馏所得馏分进行冷却的装置,故C符合题意;
D.加压过滤机是一种高效、节能、全自动操作的新型脱水设备,与蒸馏无关,故D不符合题意;
故答案为:AC
(6)
第⑤步是由GeCl4得GeO2·nH2O的过程,发生的化学反应方程式为GeCl4+ (n+2) H2O=GeO2·nH2O↓+4HCl,故答案为:GeCl4+ (n+2) H2O=GeO2·nH2O↓+4HCl。
4. +1 NH2Cl+H2O=NH3+HClO(或NH2Cl+2H2O=NH3·H2O+HClO) 9.6 +270.0kJ/mol I > 该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动 B 6.25
【详解】(1)发生水解反应时,元素的化合价一般不发生变化,一氯胺(NH2Cl)水解时能生成有强烈杀菌消毒作用的物质(HClO),可知Cl元素的化合价为+1价;水解的方程式为:NH2Cl+H2O=NH3+HClO(或NH2Cl+2H2O=NH3·H2O+HClO),故答案为:+1;NH2Cl+H2O=NH3+HClO(或NH2Cl+2H2O=NH3·H2O+HClO);
(2)11.2gCO的物质的量为0.4mol,完全燃烧生成CO2放出的热量为283.0kJ×0.4=113.2kJ;11.2gS的物质的量为0.35mol,完全燃烧生成SO2放出的热量为296.0kJ×0.35=103.6kJ,前者比后者放出的热量多9.6kJ;SO2(g)+2CO(g)=S(s)+2CO2(g) △H=296.0kJ/mol-283.0kJ/mol×2=+270.0kJ/mol;故答案为:9.6;+270.0kJ/mol;
(3)根据图2,相同温度时,在催化剂Ⅰ的作用下,反应相同时间CO2的转化率最大,因此催化剂Ⅰ的效果最好;b点时反应还未达到平衡状态,CO2的转化率还会继续增加,反应正向进行,因此v(正)>v(逆);该反应为放热反应,a点时达到平衡,从a点到c点,温度升高,平衡逆向移动,CO2的转化率下降,故答案为:Ⅰ;>;该反应为放热反应,升高温度,平衡逆向移动;
(4)0.1mol/LNH4HCO3溶液中,NH4+水解:NH4++H2ONH3·H2O+H+,HCO3-水解:HCO3-+H2OH2CO3+OH-,溶液pH=8,说明HCO3-水解的程度更大;
①A. 由于NH4HCO3溶液中HCO3-水解的程度更大,离子浓度大小顺序为c(NH4+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+),A项正确;
B.NH4+达到水解平衡后,在溶液中的存在形式为NH4+、NH3·H2O,HCO3-达到电离、水解平衡后,在溶液中的存在形式为HCO3-、CO32-、H2CO3,因此物料守恒式为:c(NH4+)+c(NH3·H2O)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-),B项错误;
C.列出电荷守恒式:c(NH4+)+c(H+)=c(HCO3-)+2c(CO32-)+c(OH-),与上述物料守恒式联立,得到:c(NH3·H2O) +c(CO32-)+c(OH-)= c(H+)+ c(H2CO3),则c(H2CO3)-c(CO32-)-c(NH3·H2O)=c(OH-)-c(H+)=10-6 mol·L-1-10-8 mol·L-1=9.9×10-7mol·L-1,C项正确;故答案为:B;
②===6.25,故答案为:6.25。
【点睛】在水溶液中,若要计算两种离子的浓度之比,往往可从平衡常数的角度思考,将公式进行变换,得到有关平衡常数及c(H+)、c(OH-)的式子,再代入数据计算:
要计算,Ka1的表达式分母是c(H2CO3),Ka2的表达式分子中有c(CO32-)这一项,因此把Ka1、Ka2的表达式取倒数相乘,再乘c(H+)的平方,可推导出公式==
5. AB 2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g) ∆H=-573.75kJ/mol 变小 AC 逆向 81.48
【详解】(1)A.Pd—Pore催化剂改变反应速率,但不能改变尾气净化反应的平衡转化率,A错误;
B. NOx的生成主要是在高温下空气中的氮气和氧气化合生成NO,与汽油未充分燃烧没有关系,B错误;
C.在此变化过程中,NOx最终变为氮气,氮元素化合价降低,得到电子被还原,C正确;
答案选AB。
(2)已知:①2C(s)+O2(g)2CO(g)∆H1=-221.0kJ/mol
②N2(g)+O2(g)2NO(g)∆H2=+180.5kJ/mol
③2NO(g)+2CO(g)2CO2(g)+N2(g)∆H3=-746.0kJ/mol
则根据盖斯定律可知(①-②+③)/2即得到用焦炭还原NO生成无污染气体的热化学方程式为2NO(g)+C(s)CO2(g)+N2(g)∆H=-573.75kJ/mol。
(3)①其他条件不变,若不使用催化剂,反应速率会减小,相同时间内消耗NO2的物质的量减少,所以0~5minNO2的转化率将变小。
②A.气体的颜色不再变化,说明NO2浓度不再发生变化,达到平衡状态;
B.CO的反应速率为N2的4倍,没有指明反应方向,无法判断是否达到平衡状态;
C.正反应体积减小,压强是变量,则混合气的压强不再变化,达到平衡状态;
D.温度不变,化学平衡常数K始终不变,无法判断是否达到平衡状态;
答案选AC;
③依据三段式可知
则平衡常数K=≈0.11。在20min时,保持温度不变,继续向容器中再加入1.0molNO2和1.0moLN2,此时浓度熵为=0.2>0.11,所以平衡逆向移动。
(4)在T℃、1100KPa时NO2的转化率是0.4,根据三段式可知
则该反应的化学平衡常数Kp=≈81.48KPa。
6.(1)>
(2) < A C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)ΔH=+46kJ/mo1
(3) 250~300°C 17.89(17.83)
【解析】(1)
反应①C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)的气体的物质的量增加,故ΔS>0;
(2)
如图所示,反应物的总能量高于生成物的总能量,故反应②为放热反应,ΔH<0;如图所示,反应②为放热反应,反应①为吸热反应,温度升高平衡向吸热反应方向移动,故快速升温有利于反应①;14gC2H4的物质的量为0.5mol,吸收23kJ热量,则C2H4的物质的量为1mol时吸收46kJ热量,故热化学方程式为C2H5OH(g)=C2H4(g)+H2O(g)ΔH=+46kJ/mo1。
(3)
①在250~300°C之间乙醇的转化率大且乙烯的选择性高。
②由表知,250°C时乙醇的转化率为95.20%,则转化的乙醇的物质的量为1mol×0.9520=0.9520mol,最终转化为乙烯的物质的量为0.9520×96.80%=0.9215mol,H2O的物质的量为0.9215+0.9520×2.20%÷2=0.9320mol,平衡时乙醇的物质的量为1-0.9520=0.048mol/L,K=。
7. 羧基 13 浓硫酸,加热 取代反应 8 或(任写一种) CH2=CH-CH=CH2
【分析】A的分子式为C6H6,再结合D的结构,可知A为苯(),B为 ,C为 ;D→E应为甲基(—CH3)取代了Na,E为 ,G为 。
【详解】(1)F分子中的官能团为羧基,B分子中处于同一平面的原子最多有13个,故答案为:羧基;13;
(2)反应⑥为酯化反应,条件为浓硫酸,加热;反应⑧为取代反应,故答案为:浓硫酸,加热;取代反应;
(3)反应⑦的化学方程式为: ;故答案为:;
(4)反应①的化学方程式为:+HCHO+HCl+H2O,故答案为:+HCHO+HCl+H2O;
(5)G( )的同分异构体中,符合条件的应该具有醛基,且苯环上有四个取代基,结构对称性高,可能的结构有:、 、 、 、、、、,共8种;其中能发生水解反应的同分异构体为 、;故答案为:8; 或(任写一种);
(6)由1,3-丁二烯合成,需引入两个羧基,可先通过加成反应(1,4-加成)引入两个氯原子,然后利用反应②的条件引入—CN,再利用反应⑤的条件引入羧基,故答案为:CH2=CH-CH=CH2。
【点睛】能发生银镜反应的有机物含有醛基(—CHO),可能属于醛类(如R—CHO),也可能是甲酸(HCOOH)、甲酸酯(HCOOR)、甲酸盐(HCOO-)、或者葡萄糖、果糖、麦芽糖。
8. 乙醛 羧基 取代反应 2 13 CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COCl
【分析】A被催化氧化生成B,结合A分子式知A为CH3CHO,B发生取代反应生成C,B的结构简式为CH3COOH,D发生酯化反应生成的E为,C、E发生取代反应生成F,F发生反应生成G,据此解答。
【详解】(1)A为CH3CHO,A的名称为乙醛。
(2)B为CH3COOH,其中含有的官能团名称为羧基。
(3)C、E发生取代反应生成F,则由C和E制得F的反应类型为取代反应。
(4)D为,酚羟基和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,碳酸钠过量时,羧基和碳酸钠反应生成碳酸氢钠,则1molD理论上最多消耗含2molNa2CO3的水溶液。
(5)化合物E为,E的同分异构体符合下列条件:①能与氧化铁溶液发生显色,说明含有酚羟基;②能与NaHCO3溶液反应产生气泡,说明含有羧基,如果苯环上含有2个取代基,可以是-OH和-CH2COOH,有邻间对3种,如果含有3个取代基,可以是-OH、-COOH、-CH3,在苯环上有10种不同位置,因此符合条件的结构是13种;其中,核磁共振氢谱为5组峰,且峰面积比为2∶2∶2∶1∶1的结构简式为。
(6)乙醇氧化生成乙醛,乙醛继续氧化生成乙酸,乙酸和PCl3生成CH3COCl,最后CH3COCl和苯酚发生取代反应生成乙酸苯酚酯,则路线流程图为CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COCl。
9.(1)
(2)+2Cu(OH)2+Cu2O+2H2O
(3)碳碳三键,羧基
(4)abd
(5)3
(6)或
(7)CH2=CH2CH3CH2OH CH3CHOCH3CH=CHCHOCH3CH(Br)CH(Br)CHOCH3C≡CCHO
【分析】由已知条件①可知A为,由A到B的反应条件可知A到B为醛基的特征反应,B为,C为B与溴的加成反应,则C为,C在醇溶液中发生消去反应,则D为,D→E为酯化反应,则E为,结合条件②可知F的结构简式为:,以此解题。
(1)
对甲基苯甲醛的结构简式为:;
(2)
由分析可知由A生成B的第1)步化学方程式为+2Cu(OH)2+Cu2O+2H2O;
(3)
由分析可知D为,则其中所含官能团的名称是:碳碳三键,羧基;
(4)
由分析可知E为,则E能发生的反应类型分别是聚合反应,水解反应和取代反应,故答案为:abd;
(5)
由分析可知F为,其等效氢如图有三种,故其一氯代物有3种;
(6)
由分析可知C为,X为芳香化合物,与C互为同分异构体,能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出二氧化碳,说明X中含有羧基,其核磁共振氢谱有3种化学环境的氢,且为6:3:1,则X中一种可能结构为或;
(7)
由信息及化合物知由和合成,则具体合成路线为:CH2=CH2CH3CH2OH CH3CHOCH3CH=CHCHOCH3CH(Br)CH(Br)CHOCH3C≡CCHO
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