重庆市2023届高三下学期5月“三诊”化学试题(含解析版)
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重庆市2023届高三下学期5月“三诊”化学试题
高三第三次联合诊断检测化学
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 Cl-35.5 Cr-52 Ni-59 Pb-207
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 央视纪录片《如果国宝会说话》中介绍了很多文物,其中主要成分属于硅酸盐的是
A. 江西省博物馆藏青铜钺 B. 霍去病墓石刻 C. 素纱禅衣 D. 跪射俑
【答案】D
【解析】
【详解】A.青铜钺主要成分为青铜合金,不是硅酸盐,A错误;
B.霍去病墓石刻主要成分为碳酸钙,不是硅酸盐,B错误;
C.素纱禅衣主要成分为蛋白质,不是硅酸盐,C错误;
D.跪射俑为陶瓷,陶瓷主要成分为硅酸盐,D正确;
故答案选D。
2. 我国科研团队对嫦娥五号月壤的研究发现,月壤中存在一种含“水”矿物。下列化学用语或图示不正确的是
A. 的电子式: B. P原子的结构示意图:
C. 的空间结构模型: D. 的VSEPR模型:
【答案】C
【解析】
【详解】A.Ca原子失去最外层两个电子变成Ca2+,Ca2+的电子式为Ca2+,A项正确;
B.P为15号元素,核外电子层上电子数分别为2、8、5,B项正确;
C.的中心原子上孤电子对数为,则的空间结构为正四面体形,C项错误;
D.H2O的中心原子上孤电子对数为,则H2O的VSEPR模型为正四面体形,D项正确。
答案选C。
3. 下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是
A. 氨水溶液中:、、、
B. 0.1KI溶液中:、、、
C. 能使甲基橙变红的溶液中:、、、
D. 0.1溶液中:、、、
【答案】B
【解析】
【详解】A.氨水溶液呈碱性,Cu2+和OH—反应生成Cu(OH)2沉淀而不能大量共存,故A错误;
B.这几种离子之间不反应且和KI不反应,所以能大量共存,故B正确;
C.使甲基橙变红色的溶液呈酸性,H+可以与反应生成S、SO2而不能大量共存,故C错误;
D.、Al3+相互促进发生双水解,所以不能大量共存,故D错误;
故选:B。
4. 下列有关物质性质与用途具有对应关系的是
A. 熔点高,可用于做耐高温材料 B. 显碱性,可用作制冷剂
C. 受热易分解,可用作氮肥 D. 具有氧化性,可用于自来水的杀菌消毒
【答案】A
【解析】
【详解】A.Al2O3是离子化合物,熔点高耐高温,可用于做耐高温材料,性质与用途具有对应关系, A符合题意;
B.NH3加压易液化,气化时吸收大量的热使环境温度降低,可用作制冷剂,性质与用途不具有对应关系,B不符合题意;
C.NH4HCO3作氮肥,是利用其溶解后的铵根离子可被植物吸收,性质与用途不具有对应关系,C不符合题意;
D.ClO2 具有强氧化性,可用于自来水的杀菌消毒,有毒性且也不能用于自来水的杀菌消毒,性质与用途不具有对应关系,D不符合题意;
故选A。
5. Ni单原子催化剂具有良好的电催化性能,催化转化的历程如图。下列说法正确的是
A. 过程①→②中C的杂化方式都是 B. 过程②→③涉及极性键的断裂与生成
C. 生成1mol CO,需要1mol电子 D. 从反应历程看,Ni未参与反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.CO2中C的杂化方式为sp,故A错误;
B.根据历程,②→③过程中有水的生成,即有H-O键的生成,同时存在碳氧键的断裂,断裂和生成的化学键为极性键,故B正确;
B.由CO2生成CO,化合价变化为2,所以生成1molCO需要电子物质的量为2mol,故C错误;
D.反应历程中Ni是催化剂,有C-Ni键的形成和断裂,Ni参与了反应,故D错误;
答案为B。
6. 铅丹()可用作防锈涂料,它与浓盐酸反应的化学方程式为:。设为阿伏伽德罗常数值。下列说法不正确的是
A. 标准状况下,22.4L 溶于水所得溶液中含HClO分子数为
B. 1L 12的浓盐酸与足量反应生成的分子数少于1.5
C. 标准状况下,22.4L 中,含有H原子数目大于2
D. 反应中消耗137g ,转移的电子数目为0.4
【答案】A
【解析】
【详解】A.标准状况下22.4L氯气的物质的量为1mol,氯气与水反应是可逆反应,生成的次氯酸也要发生部分电离,故HClO分子数小于,A项错误;
B.1L 12浓盐酸完全反应生成的分子数为1.5,但随着反应的进行浓盐酸逐渐变为稀盐酸,就不再发生该反应,故生成的分子数少于1.5,B项正确;
C.水在标准状况下不为气态,22.4L 中H原子数为大于2,C项正确;
D.由方程式可知,1mol参加反应转移2mol电子,137g 的物质的量为0.2mol,转移的电子数目为0.4,D项正确。
故选A。
7. 有机化合物II是一种药物中间体,可用有机化合物I制得。下列有关有机化合物I、II的说法正确的是
A. 有机物I的分子式为 B. I的分子中所有原子处于同一平面
C. 可以用酸性溶液鉴别I和II D. 反应I→II的原子利用率为100%
【答案】D
【解析】
【详解】A.有机物Ⅰ中C、H、O原子个数依次是11、12、3,分子式为C11H12O3,故A错误;
B.分子I中含有饱和碳原子,饱和碳原子为(正)四面体结构,结构中最多有3个原子共平面,所以有机物Ⅰ中所有原子一定不共平面,故B错误;
C.Ⅰ中醛基、Ⅱ中-CH(OH)-都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,所以不能用酸性高锰酸钾溶液鉴别,可以用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液检验,故C错误;
D.Ⅰ和CH3NO2发生加成反应生成Ⅱ,该反应为加成反应,只有一种物质生成,所以原子利用率为100%,故D正确;
故选:D。
8. 下列实验装置、试剂选用和操作正确的是
A. 制备并干燥收集 B. 制备氢氧化铁胶体 C. 从NaCl溶液中获得NaCl晶体 D. 干燥氯气
【答案】D
【解析】
【详解】A.收集氨气,导管应该伸入试管底部,A错误;
B.制备氢氧化铁胶体应该用沸水而不是氢氧化钠溶液,B错误;
C.蒸发结晶应该用蒸发皿,而不能用坩埚,C错误;
D.浓硫酸具有吸水性且不和氯气反应,能干燥氯气,D正确;
答案选D。
9. X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素,其中X是宇宙中含量最多的元素;在同周期元素中,第一电离能数值比Y大的元素有2种:Z元素原子的价层电子排布是;Q、W元素原子的最外层均只有1个电子,Q元素的原子半径是前四周期中最大的,W元素基态原子内层轨道均排满电子。下列说法正确的是
A. 电负性: B. 属于酸性氧化物
C. Q与Z可以形成多种化合物 D. W元素位于元素周期表的d区
【答案】C
【解析】
【分析】X、Y、Z、Q、W是原子序数依次增大的前四周期元素,其中X是宇宙中含量最多的元素,则X为H元素;Z元素原子的价层电子排布是nsnnp2n,s能级填充满只能容纳2个电子,即n=2,故Z为O元素;由原子序数可知Y处于第二周期,而在同周期元素中第一电离能数值比Y大的元素有2种,可知Y为N元素;Q、W元素原子的最外层均只有1个电子,Q元素的原子半径是前四周期中最大的,可知Q为K元素,由原子序数可知W处于第四周期,而W元素基态原子内层轨道均排满电子,其核外电子数为2+8+18+1=29,则W为Cu元素,据此分析解题。
【详解】由分析可知,X为H元素、Y为N元素、Z为O元素、Q为K元素、W为Cu元素;
A.同周期主族元素自左而右电负性增大,N、O在它们的氢化物中都表现负价,说明二者的电负性都比氢元素大,则电负性:H<N<O,A错误;
B.Y2Z是N2O4,与水反应除生成HNO3外还有NO生成,不是酸性氧化物,B错误;
C.K元素与氧元素可以形成K2O、K2O2、KO2,C正确;
D.Cu处于第四周期第IB族,属于ds区元素,D错误;
故答案为:C。
10. 25℃时,的电离常数。在10.0mL 0.10mol/L的溶液中加入5.0mL 0.10mol/L的NaOH溶液。下列说法不正确的是
A. 该混合溶液呈酸性
B. 该混合溶液中:
C. 0.10mol/L的溶液中
D. 将0.10mol/L的溶液加水稀释,增大
【答案】C
【解析】
【分析】在10.0mL 0.10mol/L的溶液中加入5.0mL 0.10mol/L的NaOH溶液,酸过量,则该混合液中溶质是和,且浓度相同。据此回答问题。
【详解】A.该混合液中溶质是和,且浓度相同,由可知,的电离大于水解,所以该混合溶液呈酸性,故A正确;
B.由可知,的电离大于水解,所以该混合溶液呈酸性,则该混合溶液中:,故B正确;
C.醋酸的电离常数,在0.10mol/L的溶液中,则,,2<pH<3,故C错误;
D.醋酸的电离常数,温度不变不变,加水稀释时减小,故增大,故D正确;
故选C。
11. 下列实验中采取的分离或提纯方法能达到实验目的的是
选项
实验目的
分离或提纯方法
A
分离碘的四氯化碳溶液中的碘
用苯萃取
B
除去乙酸乙酯中的乙酸
加入饱和溶液后分液
C
除去蛋白质溶液中少量NaCl
过滤
D
从高级脂肪酸钠和甘油的混合水溶液中分离出高级脂肪酸钠
加入乙醇和浓硫酸并加热,然后蒸馏
A. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
【详解】A.苯与四氯化碳互溶,不能用作萃取剂分离溶于四氯化碳中的碘,A错误;
B.乙酸与碳酸钠反应,转化为易溶于水的盐,再通过分液即可提纯乙酸乙酯,B正确;
C.蛋白质溶于水后形成了胶体,胶体离子不能透过半透膜,而氯离子和钠离子能透过半透膜,因此应该用渗析的方法,C错误;
D.油脂与氢氧化钠溶液反应后即得到高级脂肪酸钠与甘油的混合液,应该加入氯化钠颗粒,发生盐析的过程,然后过滤,D错误;
故选:B。
12. 氮化钛晶体的立方晶胞结构如图所示,该晶胞中N、N之间的最近距离为a pm,以晶胞边长为单位长度建立坐标系,原子A的坐标参数为(0,0,0),下列说法错误的是
A. 原子B的坐标参数为 B. 晶胞边长是pm
C. 该物质的化学式为TiN D. Ti的配位数为6
【答案】A
【解析】
【详解】A.原子B在x、y、z轴上坐标分别为1、1、,则坐标参数为,A错误;
B.晶胞中N、N之间的最近距离为面对角线的二分之一,为apm,则N与Ti的最近距离是pm,则晶胞边长为pm,B正确;
C.该晶胞中,Ti(黑球)的个数为,N(白球)的个数为,则Ti和N的个数比为1∶1,该物质的化学式为TiN,C正确;
D.如图所示,以体心钛为例,与Ti距离相等且最近的N有6个,则Ti的配位数为6,D正确;
答案选A。
13. 工业上用双极膜电解槽电解糠醛溶液同时制备糠醇和糠酸盐,电解过程如图所示。下列说法不正确的是
A. 电解时,阴极反应为
B. 理论上外电路中迁移2mol电子,消耗1mol糠醛
C. 电解时,MnO2和MnOOH在电极与糠醛之间传递电子
D. 生成糠酸盐的离子反应方程式为
【答案】B
【解析】
【分析】根据图示,阳极室中,MnOOH失电子变为MnO2;阴极室中,糠醛得电子生成糠醇。双极膜将水解离为H+和OH-,并实现其定向通过。
【详解】A.据图可知,电解时,阴极反应为 ,A正确;
B.理论上外电路中迁移2mol电子,阳极室和阴极室各需要消耗1mol糠醛,共需要消耗2mol糠醛,B不正确;
C.电解时, -2e-+3OH-= +2H2O、2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-, 2MnOOH-2e-+2OH-=2MnO2+2H2O,则MnO2和MnOOH在电极与糠醛之间传递电子,C正确;
D.据图可知,在阳极室,糠醛生成糠酸盐,发生反应 -2e-+3OH-= +2H2O、2MnO2+2e-+2H2O=2MnOOH+2OH-,则离子反应方程式为 ,D正确;
故选B。
14. 甲烷是一种温室气体,将它转化为高附加值产品甲醇具有重要意义。目前工业上的甲烷转化大多需要先通过重整生成合成气(CO、)再转化为甲醇,涉及的反应如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
在密闭容器中通入3mol 和2mol ,假设只发生反应Ⅰ和Ⅱ,分别在0.2MPa和2MPa下进行反应,其中和的平衡体积分数随温度变化如图所示。
已知:对于反应Ⅱ,,,、为速率常数,只与温度有关,分压=总压×物质的量分数。下列说法不正确的是
A. 压强为0.2MPa时,表示和的曲线分别是b、d
B. 混合气体的平均相对分子质量保持不变时,说明反应体系已达到平衡
C. 在升温的过程中,反应Ⅱ速率常数增大的倍数;>
D. 500K,2MPa条件下,若平衡时CO的物质的量为1mol,则的转化率约为66.7%
【答案】C
【解析】
【分析】2个反应均为放热反应,随着温度降低,平衡均正向移动,甲烷含量减小、甲醇含量增加,故ab为甲烷变化曲线、cd为甲醇含量曲线;反应Ⅰ为气体分子数增大的反应、反应Ⅱ为分子数减小的反应,相同条件下,增大压强,反应Ⅰ逆向移动、反应Ⅱ正向移动,使得甲烷含量增加、甲醇含量增大,则bd为0.2Mpa变化曲线、ac为2Mpa变化曲线;
【详解】A.由分析可知,压强为0.2MPa时,表示和的曲线分别是b、d,A正确;
B.混合气体的平均相对分子质量M= m/n,气体质量不变,但是气体的总物质的量随反应进行而改变,所以M会发生改变,当M不变时,反应达到平衡,B正确;
C.已知:对于反应Ⅱ,,,当时,即达到化学平衡态,此时,因为反应是放热反应,升温减小,所以升高温度变小,所以增加的倍数更大,C错误;
D.在密闭容器中通入3mol 和2mol ,只发生反应Ⅰ和Ⅱ:
由图可知,平衡时,甲烷、甲醇量相等,则3-2a=2a-1,a=1mol,的转化率约为66.7%,D正确;
答案选C。
二、非选择题:本题共4个小题,共58分。
15. 镍及其化合物在工业上有广泛的应用。工业上用镍矿渣(主要含、NiS,还含FeO、、MgO、CaO和)制备的过程如图所示(已知:溶液中金属离子开始沉淀和完全沉淀的pH如下表)。
金属离子
开始沉淀时的pH
6.8
2.2
7.5
9.4
沉淀完全时的pH
9.2
3.2
9.0
12.4
(1)的价电子排布式为_______;电离一个电子需要吸收的能量_______________(填“大于”或“小于”)。
(2)“酸溶”过程中,NiS发生反应的离子方程式为_________________________;如何判断已足量:______________________(写出具体操作过程)。
(3)滤渣1的成分有_______________。
(4)滤渣3的成分为和。若滤液1中,当滤液2中时,除钙率为_______________(忽略沉淀前后溶液体积变化)。(已知:、)
(5)“滤液2”加入碳酸钠溶液后所得沉淀可表示为。进行下列实验:称取干燥沉淀样品3.41g,隔绝空气加热,剩余固体质量随温度变化的曲线如图所示(500℃~750℃条件下加热,收集到的气体产物只有一种,750℃以上残留固体为NiO),则该样品的化学式为_________________。
(6)资料显示,硫酸镍结晶水合物的形态与温度有如表关系。由溶液获得稳定的晶体的操作M依次是蒸发浓缩、_______________、过滤、洗涤、干燥。
温度
低于30.8℃
30.8℃~53.8℃
53.8℃~280℃
280℃
晶体形态
多种结晶水合物
【答案】(1) ①. ②. 大于
(2) ①. ②. 取反应后少量滤液于试管中,滴加溶液,若无蓝色沉淀产生,说明已足量
(3)、、S
(4)99.7% (5)
(6)冷却至30.8℃~53.8℃之间结晶
【解析】
【分析】镍矿渣主要含、NiS,还含FeO、、MgO、CaO和,“酸溶”后过滤,则滤液中主要含有Ni2+、Fe3+、Mg2+、Ca2+、等离子,滤渣1中含有CaSO4、S、SiO2;“调pH”则Fe3+水解沉淀,Ca2+和生成CaCO3,滤液中含有Ni2+、Mg2+、等离子;滤液1加入NaF,则生成的滤渣3的成分为和,滤液2含有Ni2+、等离子;滤液2加入Na2CO3,Ni2+沉淀析出,进一步处理获得硫酸镍溶液,硫酸镍溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到。
【小问1详解】
Ni失去2个电子后,价电子只剩d轨道的8个电子,故的价电子排布式为3d8,;因再失去一个电子后为半充满状态,能量更低,更稳定,因此更容易失去一个电子,失去时所需要吸收的能量也更少。
【小问2详解】
“酸溶”过程中,酸性条件下,NiS被氧化为S沉淀,发生反应的离子方程式为
;要证明氯酸钠已足量,只需证明溶液中已经没有亚铁离子,因此方法为取反应后少量滤液于试管中,滴加溶液,若无蓝色沉淀产生,说明已足量。
【小问3详解】
镍矿渣主要含、NiS,还含FeO、、MgO、CaO和,向其中加入硫酸和氯酸钠,与硫酸反应生成,NiS与硫酸和氯酸钠共同反应生成和S,FeO与硫酸和氯酸钠共同反应生成,与硫酸反应生成,MgO与硫酸反应生成,CaO与硫酸反应生成,与硫酸不反应,则过滤得到的滤渣1含、、S。
【小问4详解】
当滤液2中时,,此时溶液中,除钙率为。
【小问5详解】
750℃以上残留固体为NiO,可知,500℃~750℃条件下加热,收集到的气体产物只有一种,说明发生反应NiCO3加热分解为了NiO和CO2,固体质量减少,说明反应生成二氧化碳的质量为0.44g,则;根据镍元素守恒,,则,该样品的化学式为。
【小问6详解】
从溶液中获得晶体的操作一般是蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,依据表中数据可知当温度为30.8℃~53.8℃,晶体以形式存在,因此冷却结晶时应在30.8℃~53.8℃之间冷却结晶。
16. 实验室利用固体和反应制备无水,并收集该反应产生的光气(),实验装置如图所示(夹持及加热装置已省略)。
已知:
Ⅰ.光气与水易反应,能溶于溶液;
Ⅱ.有关物质熔沸点如下表。
物质
熔点/℃
1435
1152
-23
-118
沸点/℃
4000
1300
76
8.2
(1)仪器c的名称是_______________,d中所装试剂为_______________。
(2)组装好装置并检查装置气密性,保持、、处于打开状态,然后通入,此时通入的目的是____。
(3)通入一段时间后,保持、打开,关闭,将装置A在85℃下进行水浴加热,此时B中发生反应的化学方程式为________________,待B中反应结束后,停止高温加热,将装置C在30℃下进行水浴加热,此时开关、、的状态分别为_______________,温度计显示的温度为_______________℃。
(4)实验结束后,E中溶质除了有NaOH,还含有_______________(填化学式)。
(5)称取B中所得产品6.34g溶于水配制成250mL溶液,取25.00mL样品溶液于带塞的锥形瓶中,加入稀硫酸,完全溶解后加入NaOH溶液形成绿色的沉淀后,再加入过量,小火加热至沉淀完全转变为溶液后,继续加热一段时间,再滴入指示剂,用新配制的0.20mol/L的溶液进行滴定,到达滴定终点时,消耗溶液36.00mL。
①写出加入过量后反应的离子方程式_______________。
②产品中质量分数为_______________,若沉淀完全转变为溶液后,不继续加热一段时间会导致质量分数_______________(填“偏高”“偏低”或“不变”)。
【答案】(1) ①. 直形冷凝管 ②. 碱石灰或无水
(2)排净装置中的空气
(3) ①. ②. 、关闭,打开 ③. 8.2
(4)NaCl和
(5) ①. ②. 60% ③. 偏高
【解析】
【分析】本实验制备CrCl3,其反应原理是Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2,根据题给操作步骤,先通一段时间的氮气,排除装置的空气,按照装置图,先打开K1、K2,关闭K3,反应结束后,然后关闭K1、K2,打开K3,因此COCl2与水易反应,因此装置d的作用是防止E中水蒸气进入锥形瓶中,据此分析;
【小问1详解】
根据仪器c的特点,仪器c为直形冷凝管;D装置收集COCl2,COCl2与水易反应,因此d的作用是防止E中的水蒸气进入D中,即d中盛放碱石灰或无水氯化钙;故答案为直形冷凝管;碱石灰或无水氯化钙;
【小问2详解】
装置中含有空气,空气可能会干扰实验,因此需要先通一段时间的氮气,排除装置中的空气,故答案为排净装置中的空气;
【小问3详解】
装置B制备CrCl3,其反应方程式为Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2;因为COCl2能溶于CCl4溶液,装置C中得到溶有COCl2的四氯化碳,利用沸点不同进行,采用蒸馏方法分离出光气,此时应关闭K1、K2,打开K3,根据表中数据,温度计显示的温度为8.2℃;故答案为Cr2O3+3CCl42CrCl3+3COCl2;关闭K1、K2,打开K3;8.2℃;
【小问4详解】
有部分COCl2进入装置E中,COCl2能与水反应生成CO2和HCl,E中溶质除了有NaOH外,还含有NaCl和Na2CO3,故答案为NaCl和Na2CO3;
【小问5详解】
①根据题中信息,过氧化氢作氧化剂,将Cr(OH)3氧化成Na2CrO4,过氧化氢被还原成水,根据化合价升降法、原子守恒和所带电荷守恒,得到该离子方程式为4OH-+2Cr(OH)3+3H2O2=2CrO+8H2O;故答案为4OH-+2Cr(OH)3+3H2O2=2CrO+8H2O;
②根据题意建立关系式为2CrCl3~2CrO~6Fe2+,因此样品中CrCl3的质量分数为=60%;继续加热一段时间的目的是将过量H2O2除去,防止氧化Fe2+,因此不继续加热一段时间,过氧化氢可以氧化Fe2+,消耗标准液的体积增加,导致CrCl3质量分数偏高;故答案为60%;偏高。
17. 乙烯的产量是一个国家石油化工水平的重要标志,研究制备乙烯的原理具有重要的意义,科学家研究出各种制备乙烯的方法。
I.由乙烷直接脱氢或氧化脱氢制备,原理如下:
直接脱氢:
氧化脱氢:
(1)已知键能,,生成1mol碳碳π键放出的能量为_______________kJ,从热力学角度比较直接脱氢和氧化脱氢,氧化脱氢法的优点为______________。
(2)一定温度下,在恒容密闭容器中充入一定量的和,维持初始压强,,发生上述两个反应。2.5min时,,,则用的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为_______;反应一段时间后,和的消耗速率比小于2:1的原因为__________________。
II.利用乙炔和氢气催化加成制备乙烯,发生如下反应:
①
②
保持压强为20kPa条件下,按起始投料,匀速通入装有催化剂的反应器中发生反应①和②,测得不同温度下和的转化率如下图实线所示(图中虚线表示相同条件下平衡转化率随温度的变化)。
(3)表示转化率的曲线是_____________(填“m”或“n”)。
(4)随着温度的升高,m和n两条曲线都是先升高后降低,其原因是_______________。
(5)时,两种物质的转化率分别为0.75、0.5,反应①的平衡常数__________。
【答案】(1) ①. 267.3 ②. 氧化脱氢反应的且,故不需要太高温度就可以发生(因为不需要高温,所以不存在有机物碳化或者催化剂失活的情况)。
(2) ①. 0.8 ②. 生成的氢气与氧气反应生成了水蒸气
(3)n (4)开始阶段未达到平衡,所以温度高速率快,两种气体的转化率都增大,但是随着温度升高,后面达到了平衡,温度升高平衡逆向移动,故转化率下降(当温度高于时反应①生成的乙烯和氢气反应生成了乙烷,所以两者的转化率是相同的)
(5)0.2
【解析】
【小问1详解】
由焓变计算可得,解得;
氧化脱氢反应的且,故不需要太高温度就可以发生,因为不需要高温,所以不存在有机物碳化或者催化剂失活的情况,所以答案为:氧化脱氢反应的且,故不需要太高温度就可以发生。
【小问2详解】
由PV=nRT可知,恒容密闭容器中,P与n成正比,根据反应数据可得消耗了1kPa,需要消耗2 kPa的,一共消耗了4 kPa,所以直接脱氢反应消耗了2 kPa,则生成的为2 kPa,则用的分压变化表示直接脱氢反应的平均速率为0.8;
直接脱氢反应生成的氢气与氧气反应生成了水蒸气,使得整体反应消耗的变多,所以反应一段时间后,和的消耗速率比小于2:1。
【小问3详解】
因为起始投料为,若只发生反应①, H2与的消耗量相同,则转化率大于的转化率;若只发生反应②, H2与的消耗量之比为2:1,则转化率等于的转化率,所以当两个反应同时发生时,转化率大于的转化率,故表示转化率的曲线是n
【小问4详解】
开始阶段未达到平衡,所以温度高速率快,两种气体的转化率都增大,但是随着温度升高,后面达到了平衡,温度升高平衡逆向移动,故转化率下降(当温度高于时反应①生成的乙烯和氢气反应生成了乙烷,所以两者的转化率是相同的)
【小问5详解】
根据数据列出三段法
根据转化率可列方程组求得,再根据三段法可得
平衡时P()=,同理可得P()=10kPa,P()=5kPa,则
18. 2-[对一异丁苯基]-丙酸具有解热、镇痛、抗炎的作用,其合成路线如下。
已知:
请回答下列问题:
(1)A的结构简式为_______________。
(2)反应②的反应类型是_______________;E中官能团名称是_______________。
(3)C的系统命名是_______________。
(4)已知D中含有两个六元环,B和C生成D的化学方程式为___________________。
(5)反应⑤的第ⅰ步反应方程式为______________________。
(6)G的相对分子质量比2-[对-异丁苯基]-丙酸少28,且为同系物。则G符合下列条件的同分异构体有_______________ 种(不考虑立体异构)。
a.能发生银镜反应和水解反应,水解产物遇Fe3+显紫色
b.苯环上有三个取代基
(7)由2-甲基丙醛和甲醛经两步可以合成C,其合成路线图是_____________(无机试剂自选)。
【答案】(1) (2) ①. 取代反应 ②. 酯基、碳氯键
(3)2,2-二甲基-1,3-丙二醇
(4) (5) (6)26
(7)
【解析】
【分析】采用逆推法,由B的结构简式,可确定A为,则C7H8为;由B、C的结构简式,参照信息,可确定D为;D在ZnCl2作用下发生结构异构化,生成E();E水解生成2-[对一异丁苯基]-丙酸()。
【小问1详解】
由分析可知,A的结构简式为。答案为:;
【小问2详解】
反应②为与在AlCl3作用下发生反应,生成和HCl,反应类型是取代反应;E为,官能团名称是酯基、碳氯键。答案为:取代反应;酯基、碳氯键;
【小问3详解】
C为,系统命名是2,2-二甲基-1,3-丙二醇。答案为:2,2-二甲基-1,3-丙二醇;
【小问4详解】
已知D中含有两个六元环,由分析可得出D为,B()和C()生成D的化学方程式为。答案为:;
【小问5详解】
反应⑤的第ⅰ步,酯基和-Cl都发生水解,且-COOH转化为-COONa,反应方程式为。答案为:;
【小问6详解】
G的相对分子质量比2-[对-异丁苯基]-丙酸少28,即少2个-CH2-,且为同系物。则G符合下列条件:“a.能发生银镜反应和水解反应,水解产物遇Fe3+显紫色;b.苯环上有三个取代基”的同分异构体,其可能结构为:苯环上有-OOCH、-CH3、-CH2CH2CH3,共有10种;苯环上有-OOCH、-CH3、-CH(CH3)2,共有10种;苯环上有-OOCH、2个-CH2CH3,共有6种。则所有同分异构体共有26种(不考虑立体异构)。答案为:26;
【小问7详解】
由2-甲基丙醛和甲醛先发生反应生成,再用H2还原为,其合成路线图是。答案为:。
【点睛】合成有机物时,可采用逆推法。
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