山东省菏泽市2021-2022学年高一下学期期末考试化学试题含解析
展开 2021-2022学年高一下学期教学质量检测
化学试题
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 N-14 S-32 Cl35.5
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 化学与科技和社会可持续发展密切相关。下列说法正确的是
A. 石油的分馏、裂化和裂解均属于化学变化
B. 北京冬奥服装面料的成分聚氨酯纤维属于天然有机高分子材料
C. 中国科学院研发“东方超环”(人造太阳)用到的氕、氘、氚互为同位素
D. “北斗系统”组网成功具有战略意义,北斗芯片中的基体材料为二氧化硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.石油的分馏属于物理变化,石油的裂化、裂解属于化学变化,A错误;
B.聚氨酯纤维是人工合成材料,不是天然有机高分子材料,B错误;
C.质子数相同,中子数不同的核素为同位素,氕、氘、氚质子数相同,中子数不同,互为同位素,C正确;
D.晶体硅为良好的半导体材料,可用作制造计算机芯片,D错误;
故答案选C。
2. 下列有机物性质与用途的对应关系错误的是
A. 淀粉可以发生水解反应,糖米中的淀粉水解后就酿成了酒
B. 乙醇具有还原性,利用乙醇与酸性反应检验“酒驾”
C. 能使蛋白质变性,可用于游泳池的消毒
D. 葡萄糖可以使新制的氢氧化铜转化成砖红色沉淀,可以用来检测病人尿液中的葡萄糖
【答案】A
【解析】
【详解】A.淀粉可以发生水解反应,糖米中的淀粉水解得到的是葡萄糖而不是乙醇,故A错误;
B.乙醇具有还原性, K2Cr2O7具有强氧化性,可以利用乙醇与酸性 K2Cr2O7 反应来检验“酒驾”,故B正确;
C.CuSO4 能使蛋白质变性,可以用于游泳池的消毒,故C正确;
D.葡萄糖中含有醛基,可以使新制的氢氧化铜转化成砖红色沉淀,所以能用来检测病人尿液中的葡萄糖,故D正确;
故答案选A。
3. 下列有关化学用语表示错误的是
A. 中子数为7的氮原子:
B. 的结构式:O=C=O
C. 用电子式表示HCl的形成过程:
D. 乙烯的填充模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.中子数为7的氮原子为:,故A正确;
B.的结构式为:O=C=O,故B正确;
C.HCl为共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程为:,故C错误;
D.乙烯的填充模型为:,故D正确;
故答案选C。
4. 设为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A. 标准状况下,11.2L己烷中含有的分子数为
B. 0.5mol苯中含有碳碳双键的数目为
C. 1mol与1mol在光照下反应生成的分子数为
D. 常温常压下,14g由乙烯和丙烯组成的混合气体所含原子总数为
【答案】D
【解析】
【详解】A.己烷在标准状况下是液体,不是气体,不能直接运用22.4L/mol进行计算,故A错误;
B.苯中不含碳碳双键,故B错误;
C.甲烷和氯气发生反应生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4,因此1mol甲烷与1mol氯气反应生成一氯甲烷的物质的量小于1mol,分子数小于,故C错误;
D.乙烯和丙烯通式为CnH2n,14g由乙烯和丙烯组成的该混合物所含碳原子物质的量为=1mol,则混合气体所含原子总数为,故D正确;
答案选D。
5. 下列实验装置正确且能达到相应实验目的是
A. 装置甲:证明氧化性:
B. 装置乙:制取乙酸乙酯
C. 装置丙:探究、对分解速率的影响
D. 装置丁:检验石蜡中是否含有不饱和烃
【答案】B
【解析】
【详解】A.装置甲:氯气可以和碘化钾反应置换出碘,会干扰实验,故不能证明氧化性:,A错误;
B.乙酸乙酯中混有乙醇和乙酸可用饱和碳酸钠溶液除去,装置乙中的导管未插入饱和碳酸钠溶液中可以防止倒吸, 故装置乙可制取乙酸乙酯,B正确;
C. 装置丙中双氧水的浓度不同:故该实验有2个变量,不能探究、对分解速率的影响,C错误;
D.装置丁中溴的四氯化碳溶液褪色只能说明从试管中出来的气体中含有不饱和烃,石蜡是的成分是饱和烃,故可用装置丁检验石蜡的分解产物含有不饱和烃, D错误;
答案选B。
6. 下列关于元素周期表知识的说法正确的是
A. 元素周期表的第一列都是碱金属元素
B. 共有18个族,IIIB族含元素种类最多
C. 在金属元素与非金属元素的交界处寻找半导体材料
D. 某元素原子最外电子层上只有两个电子,该元素一定是IIA族元素
【答案】C
【解析】
【详解】A.元素周期表中第一列的氢元素不是碱金属元素,A错误;
B.元素周期表有7个主族,7个副族,1个0族和一个Ⅷ族,共16个族,B错误;
C.金属元素和非金属元素交界处的元素具有金属性、非金属性,可用作半导体材料,C正确;
D.He元素最外层电子数为2,但是其为零族元素,D错误;
故答案选C。
7. 部分短周期元素原子半径、最高正化合价或最低负化合价随原子序数的变化关系如图所示,下列说法正确的是
A. 离子半径的大小:f>e>d
B. 简单离子的还原性:h>g
C. 简单氢化物的稳定性:y>z>d
D. e、f、g的最高价氧化物对应的水化物之间可以相互反应
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,x为H元素、y为C元素、z为N元素、d为O元素、e为Na元素、f为Al元素、g为S元素、h为Cl元素。
【详解】A.电子层结构相同的离子,核电荷数越大,离子半径越小,则氧离子、钠离子、铝离子的离子半径依次减小,故A错误;
B.元素的非金属性越强,对应简单离子的还原性越弱,氯元素的非金属性强于硫元素,则氯离子的还原性弱于硫离子,故B错误;
C.同周期元素,从左到右元素的非金属性依次增强,简单氢化物的稳定性依次增强,则甲烷、氨气、水的稳定性依次增强,故C错误;
D.氢氧化铝是两性氢氧化物,能与强碱氢氧化钠溶液和强酸硫酸溶液反应生成盐和水,故D正确;
故选D。
8. 下列关于化学键说法正确的是
A. 只含共价键的化合物是共价化合物 B. 破坏化学键的过程,一定发生了化学变化
C. 既有离子键又有共价键 D. 干冰升华过程中破坏了共价键
【答案】A
【解析】
【详解】A.只含共价键的化合物是共价化合物,故A正确;
B.破坏化学键的过程,不一定发生了化学变化,如氯化氢溶于水时H-Cl键断裂,故B错误;
C.电子式为,只含离子键,故C错误;
D.干冰升华过程中二氧化碳分子不变,只破坏分子间作用力,故D错误;
选A。
9. 用括号内试剂和分离方法除去下列物质中的少量杂质,错误的是
A. 乙醇中混有水(生石灰,蒸馏) B. 甲烷中混有乙烯(酸性溶液,洗气)
C. 苯中混有溴(NaOH溶液,分液) D. 乙酸乙酯中混有乙酸(饱和碳酸钠溶液,分液)
【答案】B
【解析】
【详解】A.乙醇中混有水,可加入生石灰,再蒸馏,A正确;
B.乙烯和酸性高锰酸钾反应生成二氧化碳,引入了新的杂质,B错误;
C.溴单质和氢氧化钠溶液反应生成溴化钠和次溴酸钠,两者溶于水,苯不溶于水,分液进行分离,C正确;
D.饱和碳酸钠能中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,再进行分液可将二者分离,D正确;
故答案选B。
10. 我国科学家使用双功能催化剂(能吸附不同粒子)催化水煤气变换反应: ,反应过程示意图如下:
下列说法错误的是
A. 过程I、过程II均为吸热过程
B. 使用催化剂提高了该反应的反应速率
C. 该反应中,CO(g)和的总能量高于和的总能量
D. 示意图中:起始时的2个在反应过程中并未都参与了反应
【答案】D
【解析】
【详解】A.根据图示可知,过程Ⅰ和过程Ⅱ中水分子中的O-H键断裂,化学键断裂吸热,A正确;
B.使用催化剂可以降低反应物的活化能,从而提高反应速率,B正确;
C.ΔH=生成物总能量-反应物总能量,ΔH<0,说明生成物总能量小于反应物总能量,即CO(g)和H2O(g)的总能量高于CO2(g)和H2(g)的总能量,C正确;
D.从示意图中可知,过程Ⅱ中两个水分子中的O-H键都发生断裂,因此两个水分子都参与了反应,D错误;
故答案选D。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11. 下列实验操作及现象能推出相应结论的是
选项
实验操作和现象
实验结论
A
相同条件下,将同等大小的钠分别加入无水乙醇和水中,钠与水反应更剧烈
乙醇中氢的活泼性比水中氢的弱
B
向淀粉溶液中加入适量稀硫酸,加热,冷却后加入过量NaOH溶液至碱性,再加少量碘水,溶液不变蓝
淀粉完全水解
C
向溶液中加入溶液,再加入几滴溶液,溶液变红
此反应存在限度
D
在烧杯中将氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合搅拌,片刻后用手触摸烧杯底部感到冰凉,同时能闻到有刺激性气
此反应为放热反应味气体生成
A. A B. B C. C D. D
【答案】AC
【解析】
【详解】A.相同条件下,将同等大小的钠分别加入无水乙醇和水中,钠与水反应更剧烈,则水中氢比乙醇中氢的活泼性强,A正确;
B.碘能和强碱溶液反应,应向水解液中直接加少量碘水来检验淀粉是否有剩余、不能在中和液中加碘水,B错误;
C.,向溶液中加入溶液,铁离子少量,再加入几滴溶液,溶液变红,则反应中铁离子没有完全转化,此反应存在限度,C正确;
D.在烧杯中将氢氧化钡晶体和氯化铵晶体混合搅拌,片刻后用手触摸烧杯底部感到冰凉,同时能闻到有刺激性气,说明此反应为吸热反应,D错误;
答案选AC。
12. 海带是一种含碘量很高的海藻,从中提取的磷广泛应用于医药、食品和化工。实验室里从海带中提取碘的流程如图,下列有关说法正确的是
A. 实验室将干海带置于蒸发皿中灼烧
B. 操作a与操作c方法相同
C. 操作b中用于提取碘的试剂还可以是乙醇
D. ③的离子方程式:
【答案】B
【解析】
【分析】由工艺流程分析可知,干海带经灼烧得到海带灰,海带灰浸泡得到悬浊液,过滤后得到含有I-的滤液,向含I-的滤液中加入稀硫酸和双氧水,过氧化氢氧化碘离子生成了碘单质,得到碘水,再用CCl4进行萃取分液后,得到下层为I2的CCl4溶液,加入氢氧化钠溶液经分液,上层为含I-和IO的混合溶液、再加入稀硫酸发生归中反应生成含I2的悬浊液,经过滤得到纯净的碘单质。
【详解】A.实验室用坩埚灼烧干海带,A错误;
B. 操作a与操作c都是分离难溶性固体与可溶性液体混合物,方法均为过滤,B正确;
C. 操作b中用于提取碘的试剂必须与水互不相溶,不可以是乙醇,C错误;
D. ③为含I-和IO混合溶液中加入稀硫酸发生归中反应,离子方程式为:5I-+IO+6H+=3I2+3H2O, D错误;
答案选B。
13. 臭氧是理想的烟气脱硝试剂,可逆反应在体积固定的密闭容器中进行,反应过程中测得的浓度随时间1的变化曲线如图所示
下列叙述错误的是
A. a-c段反应速率加快原因可能是反应放热
B. 若向容器内充入一定体积的,化学反应速率加快
C. 向反应体系中通入氢气,反应速率降低
D. 2~8min的化学反应速率
【答案】C
【解析】
【详解】A.随着反应的进行,a-c段反应速率反而加快的原因可能是该反应放热,温度升高,反应速率加快,故A正确;
B.若向容器内充入一定体积的,增大了的浓度,化学反应速率加快,故B正确;
C.恒容条件下,向反应体系中通入不反应的氢气,反应速率不变,故C错误;
D.2~8min内,氧气的浓度变化量为1.2mol/L,则,根据化学反应速率之比等于化学计量数之比可得,,故D正确;
故答案选C。
14. 一种新型中温全瓷铁-空气电池,其结构如图所示。下列有关该电池放电时的说法错误的是
A. a电极上发生氧化反应
B. 负极的电极反应式为
C. 铁表面发生的反应为
D. 若标准状况下33.6L空气参与反应,电路中理论上有6mol电子转移
【答案】AD
【解析】
【分析】由新型中温全瓷铁-空气电池的装置图可知,a极通入空气,空气中氧气得电子发生还原反应为正极,铁与水反应生成氢气,氢气在b极失电子发生氧化反应为负极,结合原电池原理分析解答。
【详解】A.a极空气中氧气得电子发生还原反应为正极,电极反应式为:O2+4e-=2O2-,A错误;
B. 据分析,氢气在b极失电子发生氧化反应、作负极,电极反应式为,B正确;
C.由新型中温全瓷铁-空气电池的装置图可知,铁表面发生的反应为,C正确;
D. 若标准状况下33.6L空气参与反应,空气物质的量为1.5mol,则参与反应的氧气为0.3mol,则理论上电路中转移1.2mol电子,D错误;
答案选AD。
15. 草莽酸是合成治疗禽流感的药物达菲的原料之一、下列关于它的叙述错误的是
A. 分子式为
B. 能发生加成反应、取代反应和氧化反应
C. 可使酸性溶液和溴水褪色,且褪色原理相同
D. 分别与足量金属钠和碳酸氢钠充分反应,理论上放出和的物质的量之比为3:2
【答案】CD
【解析】
【详解】A.由草莽酸的结构简式可知,该有机物的分子式为:C7H10O5,故A正确;
B.该有机物含有碳碳双键可以发生加成反应和氧化反应,还含有羟基和羧基,也可以发生取代反应,故B正确;
C.该有机物含有碳碳双键可使酸性 KMnO4 溶液和溴水褪色,分别发生氧化反应和加成反应,褪色原理不同,故C错误;
D.1mol该有机物含有3mol羟基和1mol羧基,羟基和羧基均与金属钠反应,只有羧基和碳酸氢钠反应,所以分别与足量金属钠和碳酸氢钠充分反应时,理论上放出 H2 和 CO2 的物质的量之比为2:1,故D错误;
故答案选CD。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 已知T、X、Y、Z、W、R均为元素周期表中的短周期主族元素,它们具有如下特征:
T
在元素周期表中,原子半径最小
X
最外层电子数是次外层电子数的2倍
Y
常温下,最高价氧化物对应水化物与其简单氢化物可以反应生成一种盐
Z
最高价氧化物对应水化物难溶于水,是一种很弱的酸
W
焰色反应呈黄色
R
元素最高化合价与最低化合价代数和为4
(1)Z在元素周期表的位置_______,Y的简单氢化物的电子式为_______。
(2)某同学设计了如下装置来探究碳、Z、R元素原子的得电子能力。
①B中化学方程式为_______,
②酸性溶液的作用是_______,
③D中实验现象为_______,
④由该实验能够得出的结论为_______。
(3)由上述元素中的X、Y、W组成的某剧毒化合物WXY不慎泄漏时,消防人员通常采用喷洒过氧化氢溶液的方式处理,以减少污染。反应生成一种酸式盐和一种气体,二者的水溶液均呈碱性,该反应的化学方程式为_______。
【答案】(1) ①. 第3周期IVA族 ②.
(2) ①. 或 ②. 除去 ③. 产生白色沉淀 ④. 碳元素原子得电子能力大于硅
(3)
【解析】
【分析】已知T、X、Y、Z、W、R均为元素周期表中的短周期主族元素,T在元素周期表中,原子半径最小,T是H元素;X最外层电子数是次外层电子数的两倍,X是C元素;常温下,Y最高价氧化物对应水化物与其简单氢化物可以反应生成一种盐,Y是N元素;Z最高价氧化物对应水化物难溶于水,是一种很弱的酸,Z是Si元素;W焰色反应呈黄色,W是Na元素;R元素最高化合价与最低化合价代数和为4,则R是S元素。
【小问1详解】
Z是Si元素,Z在元素周期表的位置第3周期IVA族, Y是N元素,Y的简单氢化物的电子式为。
【小问2详解】
①B中化学方程式为,
②由于后续实验要进一步证明得电子能力C>Si,为防止SO2产生干扰,必须将SO2除尽,所以C中足量酸性KMnO4溶液的作用是除去SO2,
③D装置可以证明得电子能力:C>Si,可以比较对应元素的最高价氧化物对应水化物的酸性强弱,因此只需证明酸性H2CO3>H2SiO3,则可以将CO2气体通入Na2SiO3溶液中,所以D中试剂为Na2SiO3溶液,实验现象为有白色胶状沉淀产生。
④A装置中铜与浓硫酸在加热的条件下发生反应,生成SO2气体, B中反应的化学方程式为,根据此反应不能说明S与C的得电子能力,因为硫元素对应的不是最高价氧化物的水化物,综上,由该实验能够得出的结论为:碳元素原子得电子能力大于硅。
【小问3详解】
三种元素组成的化合物是NaCN,NaCN与过氧化氢反应生成一种酸式盐和一种气体,且二者均显碱性,即产物为NaHCO3和NH3,反应方程式为NaCN+H2O2+H2O=NaHCO3+NH3↑。
17. 我国的二氧化碳排放力争在2030年前实现“碳达峰”,2060年前实现“碳中和”。为达成这一目标,一方面要减少碳排放,另一方面要尽量吸收不可避免的碳排放。
(1)以为催化剂的光、热化学循环分解反应,为吸收“碳排放”提供了一个新途径,该反应的机理及各分子化学键完全断裂时的能量变化如图所示:
①上述过程中,能量的变化形式是由_______转化为_______。
②写出分解生成CO和的热化学方程式_______。
③CO和作反应物的一种燃料电池,其构造如下图所示,X为电池的_______(填“正”或“负”)极,向_______极移动(填“X”或“Y”),负极电极反应式为_______。
(2)催化重整为吸收“碳排放”的另一个新途径,回答下列问题:
①已知:
则催化重整反应 _______。
②若在恒温、恒容的密闭容器中,充入1mol和1mol,在一定条件下发生催化重整反应,下列描述不能说明该反应已经达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.和的物质的量不变 B.混合气体的密度保持不变
C.容器中气体的压强保持不变 D.
【答案】(1) ①. 光能和热能 ②. 化学能 ③. ④. 负极 ⑤. Y ⑥.
(2) ①. +247 ②. B
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,以二氧化钛为催化剂的光、热化学循环分解二氧化碳反应中,能量的变化形式是由光能和热能转化为化学能,故答案为:光能和热能;化学能;
②由图可知,二氧化碳分解生成一氧化碳和氧气的反应为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g),反应的焓变△H=1598kJ/mol×2—(1072kJ/mol×2+496kJ/mol) =+556kJ/mol,则反应的热化学方程式为2CO2(g)=2CO(g)+O2(g)△H=+556kJ/mol,故答案为:2CO2(g)=2CO(g)+O2(g) △H=+556kJ/mol;
③由电子的移动方向可知,通入一氧化碳的X电极为燃料电池的负极,碱性条件下,一氧化碳在负极失去电子发生氧化反应生成碳酸根离子和水,电极反应式为,通入氧气的Y电极为正极,溶液中的阳离子钾离子向正极Y电极移动,故答案为:负极;Y;;
【小问2详解】
①将已知反应依次编号为①②③,由盖斯定律可知,③×2—①—②得到反应CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g),则反应△H=(—111kJ/mol)×2—(—75kJ/mol)—(—394kJ/mol)= +247 kJ/mol,故答案为:+247;
②A.甲烷和二氧化碳的物质的量不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故不符合题意;
B.由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判断反应是否达到平衡,故符合题意;
C.该反应是气体体积减小的反应,反应中容器内压强减小,则容器内压强保持不变说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故不符合题意;
D.由方程式可知,说明正逆反应速率相等,反应已达到平衡,故不符合题意;
故选B。
18. 某实验小组为探究酸性条件下碘化钾与过氧化氧反应的化学反应速率,进行了以下实验探究。
(1)实验一:向硫酸酸化的过氧化氢溶液中加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠()的混合溶液,一段时间后溶液变蓝。该小组查阅资料知体系中存在下列两个主要反应:
反应ⅰ:;
反应ⅱ:。
了证实上述反应过程,进行下列实验(所用试剂浓度均为)
实验二:向酸化的溶液中加入淀粉KI溶液,溶液几秒后变为蓝色。再向已经变蓝的溶液中加入溶液,溶液立即褪色。
根据此现象可知反应ⅰ的速率_______反应ⅱ的速率(填“大于”、“小于”或“等于”),解释实验一中溶液混合一段时间后才变蓝的原因是_______。
(2)为了探究对反应速率的影响,设计两组对比实验,按下表中的试剂用量将其迅速混合观察现象。(各实验均在室温条件下进行)
实验编号
试剂体积/mL
溶液开始变蓝的时间/s
KI(含淀粉)
I
40
40
20
40
20
II
V1
20
20
40
V2
①V1=_______,V2=_______。
②对比实验I和实验II,_______(填“>”、“<”或“=”)。
(3)利用实验I的数据,计算反应ⅱ在的化学反应速率_______;反应ⅰ在的化学反应速率_______
【答案】(1) ①. 小于 ②. 硫代硫酸钠被消耗完,再生成的才能使淀粉溶液变蓝
(2) ①. 40 ②. 40 ③. <
(3) ①. ②.
【解析】
【小问1详解】
向酸化的溶液中加入淀粉KI溶液,溶液几秒后变为蓝色,说明反应生成碘单质;再向已经变蓝的溶液中加入溶液,溶液立即褪色,说明和碘单质反应,导致溶液褪色;实验中褪色速率大于变蓝色速率,可知反应ⅰ的速率小于反应ⅱ的速率;
实验一中同时加入碘化钾、淀粉和硫代硫酸钠,生成的碘单质会立即和硫代硫酸钠反应,当硫代硫酸钠被消耗完,再生成的才能使淀粉溶液变蓝,故溶液混合一段时间后才变蓝;
【小问2详解】
探究对反应速率的影响,则实验变量为氢离子浓度,其它因素要相同,故加入过氧化氢要相同,V1=40;溶液的总体积要相同,V2=40;
反应中氢离子为反应物,反应物浓度增加,反应速率加快,故对比实验I和实验II,<;
【小问3详解】
实验I中混合后溶液总体积为160mL,、的物质的量分别为×40×10-3L=4×10-3mol、×20×10-3L=0.2×10-3mol,可知过量、不足,当溶液开始变蓝时,反应完全,消耗时间为s,故反应ⅱ在的化学反应速率;根据反应ⅰ、ⅱ可知:,则反应ⅰ在的化学反应速率。
19. 聚丙烯酸乙二醇酯是一种良好的水溶性涂料。工业上以煤为原料可设计合成路线如下:
查阅资料获得信息:
(1)写出C的名称为_______。
(2)④的反应类型为_______,写出E中的含氧官能团名称为_______。
(3)反应⑤的化学方程式为_______。
(4)下列对图中有关物质的叙述正确的是_______(填标号)。
a.煤的干馏是指在空气中加强热使其分解
b.化合物A和C互为同系物
c.化合物C中最多有7个原子在同一平面上
(5)工业上常用苯乙烯()和乙酸为原料合成二乙酸苯基乙二酯(),利用题干信息写出合成路线_______。
提示:①合成过程中无机试剂任选
②合成路线表示方法如下:
【答案】(1)丙烯 (2) ①. 酯化反应(或取代反应) ②. 羟基、酯基
(3)nCH2=CHCOOCH2CH2OH
(4)bc (5)
【解析】
【分析】煤与水高温得到CO和H2,在催化剂的作用下得到A乙烯和C丙烯;乙烯与溴加成得到BrCH2CH2Br,水解得到乙二醇,乙二醇与D发生酯化反应得到E,由E可知D为CH2=CHCOOH,E发生加聚反应得到F。
【小问1详解】
C丙烯;
【小问2详解】
④的反应类型为:酯化反应(或取代反应);E中的含氧官能团名称为:羟基、酯基;
【小问3详解】
E发生加聚反应得到F,化学方程式为:nCH2=CHCOOCH2CH2OH;
【小问4详解】
a. 指煤在隔绝空气条件下加热、分解,生成焦炭(或半焦)、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程,a错误;
b. 乙烯和丙烯互为同系物,b正确;
c. 丙烯中最多有7个原子在同一平面上,如图所示:,c正确;
故选bc;
【小问5详解】
由产物逆推,二乙酸苯基乙二酯由乙酸和发生酯化反应得到,可由水解得到,由乙烯与溴水加成得到,故合成路线为:。
20. 丙烯酸乙酯()是高分子合成材料单体。并用于制造粘合剂、纺织助剂、油漆添加剂等。某实验小组制取丙烯酸乙酯的装置如图所示。操作步骤如下:
①取10.0g丙烯酸()、86.0g乙醇和2mL浓硫酸置于三颈烧瓶中,并加入2-3片碎瓷片,连接好仪器,用搅拌棒搅拌,水浴加热。
②充分反应后,冷却,向混合液中加入5%溶液洗涤。
③分离出油状液体后,加入无水干燥后蒸馏,收集80~100℃馏分。
④称量油状产物,其质量约为7.0g。
可能用到的信息:
物质
相对分子质量
沸点
密度
溶解性
备注
丙烯酸
72
141℃
1.05
与水互溶,易溶于有机溶剂
低毒
乙醇
46
78.3℃
0.789
与水互溶,易溶于有机溶剂
易挥发
丙烯酸乙酯
100
99.8℃
0.940
难溶于水,易溶于有机溶剂
易挥发
回答下列问题:
(1)写出丙烯酸与乙醇反应的化学方程式_______。
(2)制备时,冷水应从仪器A的_______(填“b”或“c”)口进入。加入5%溶液洗涤后进行分液,此操作用到的玻璃仪器有_______,取_______(填写“上”或“下”)层油状液体。
(3)步骤③选择合适仪器并组装蒸馏装置对丙烯酸乙酯蒸馏提纯(加热及夹持装置略)。请选择必需的仪器,并按连接顺序排列(填写代表仪器的字母,不考虑夹持装置):_______。
热源→a→_______→_______→_______→_______→e
(4)计算丙烯酸乙酯的产率为_______(,保留三位有效数字)。
(5)丙烯酸乙酯的同分异构体中,与丙烯酸的官能团完全相同且分子中有两个的结构简式为_______。
【答案】(1)
(2) ①. c ②. 分液漏斗、烧杯 ③. 上
(3)d→f→g→c (4)50.4%
(5)、
【解析】
【小问1详解】
丙烯酸与乙醇发生酯化反应生成丙烯酸乙酯和水,反应的化学方程式为;
【小问2详解】
制备时,为提高冷凝效果,冷凝管中的冷水应“低进高出”,所以冷水从仪器A的c口进入。分液用到的玻璃仪器有分液漏斗、烧杯,丙烯酸乙酯的密度比水小,上层是油状液体。
【小问3详解】
根据蒸馏装置,选用直形冷凝管,按连接顺序排列为热源→a→d→f→g→c→e;
【小问4详解】
10.0g丙烯酸()、86.0g乙醇和2mL浓硫酸置于三颈烧瓶中,乙醇过量,丙烯酸的物质的量为,理论上生成丙烯酸乙酯的物质的量为0.139mol,则丙烯酸乙酯的产率为 。
【小问5详解】
丙烯酸乙酯的同分异构体中,与丙烯酸的官能团完全相同且分子中有两个的结构简式为、 。
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