浙江省诸暨市2022-2023学年高三化学5月适应性考试试题(Word版附解析)
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这是一份浙江省诸暨市2022-2023学年高三化学5月适应性考试试题(Word版附解析),共27页。试卷主要包含了 下列化学用语表示正确的是, 下列说法不正确的是, 关于反应,下列说法不正确的是, 下列反应的离子方程式的正确是等内容,欢迎下载使用。
浙江省诸暨市2022-2023学年高三5月适应性考试
化学试题
可能用到的相对原子质量:H 1 Li 7 C 12 N 14 O 16 F 19 Na 23 Mg 24 A1 27 Si 28 S 32 Cl 35.5 K 39 Ca 40 Fe 56 Cu 64 Br 80 Ag 108 I 127 Ba 137
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)
1. 下列物质中属于难溶于水的碱性氧化物的是
A. B. C. CuO D.
【答案】C
【解析】
【详解】A. 是酸性氧化物,A不符合;
B. 虽然能与酸反应生成亚铁盐、铁盐和水,但不存在对应的碱,不属于碱性氧化物,B不符合;
C. CuO难溶于水,与酸反应生成铜离子和水,属于碱性氧化物,C符合;
D. 是两性氧化物,D不符合;
答案选C。
2. 硒元素与氧同主族,在人和动物体内起到抗氧化作用,下列说法不正确的是
A. Se元素位于周期表第四周期第Ⅵ族 B. 单质硒难溶于水
C. 亚硒酸钠溶液呈碱性 D. 硒酸钠属于强电解质
【答案】A
【解析】
【详解】A.硒元素与氧同主族,O位于第二周期第VIA族,则Se位于第四周期第VIA族,A错误;
B.O、S、Se同主族,硫单质难溶于水,则单质硒难溶于水,B正确;
C.硒元素与氧同主族,Se的最高价为+6,亚硒酸钠类似亚硫酸钠属于强碱弱酸盐,亚硒酸钠溶液中与水发生水解反应而呈碱性,C正确;
D.硒酸钠Na2SeO4在熔融状态下能完全电离,属于强电解质,D正确;
故选:A。
3. 下列化学用语表示正确的是
A. 的结构示意图:
B. 锌原子的价层电子的轨道表示式:
C. 的VSEPR模型:V形
D. 的电子式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.Ca2+的质子数为20,电子数为18,各层上电子数为2、8、8,结构示意图为 ,故A错误;
B.基态Zn原子价层电子为3d、4s能级上的电子,基态锌原子的价层电子排布式:3d104s2,轨道表示式: ,故B正确;
C.SO2分子中S原子的价层电子对数为2+=3,含有1对孤电子对,VSEPR模型为平面三角形,故C错误;
D.过氧化氢是共价化合物,其电子式为 ,故D错误;
故选:B。
4. 下列说法不正确的是
A. 能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,可用抗氧化剂
B. 二氧化氯、臭氧能杀灭水中的病菌,故可用作自来水的消毒剂
C. 碳酸钠溶液呈碱性,但不可用作食用碱
D. 氨水可作化肥,但氨易挥发,因此常将氨转化成各种固态铵盐加以利用
【答案】C
【解析】
【详解】A.具有还原性,能与氧气反应,可做食品添加剂,能防止葡萄酒中的一些成分被氧化,可用抗氧化剂,A正确;
B.二氧化氯、臭氧具有氧化性,能是蛋白质失活,能杀灭水中的病菌,故可用作自来水的消毒剂,B正确;
C.碳酸钠为强碱弱酸盐,碳酸根离子发生水解反应使溶液呈碱性,可用作食用碱,C错误;
D.氮元素为植物需要的营养元素,由于氨易挥发,将氨转化成各种固态铵盐如氯化铵或硝酸铵加以利用,D正确;
故选:C。
5. 下列关于元素及其化合物的性质说法不正确的是
A. 工业上可用乙烯和水反应制取乙醇
B. 氯气通入NaOH溶液可制漂白液
C. 工业上用焦炭和金刚砂制备粗硅
D. 氨气、二氧化碳先后通入饱和食盐水可制得小苏打
【答案】C
【解析】
【详解】A.乙烯与水发生加成反应,水化法制乙醇,A正确;
B.氯气与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、次氯酸钠和水制取漂白液,B正确;
C.工业上用焦炭还原石英砂制备粗硅,C错误;
D.氨气、二氧化碳先后通入饱和食盐水可得碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度小过饱和而析出,D正确;
故选C。
6. 关于反应(未配平),下列说法不正确的是
A. 生成1mol ,转移6mol电子
B. 是氧化产物
C. 该反应类型属于氧化还原反应
D. 的配体中形成配位键的原子是O
【答案】A
【解析】
【详解】A.CH3CH2OH中C为-2价,中C为0价,有2个C原子发生变价,生成1mol ,转移4mol电子,故A错误;
B.碳元素化合价升高,CH3CH2OH是还原剂,是氧化产物,故B正确;
C.该反应中C、Cr元素化合价发生变化,属于氧化还原反应,故C正确;
D.H2O中O原子提供孤对电子对与Cr3+提供空轨道形成配位键,故D正确;
故选:A。
7. 下列反应的离子方程式的正确是
A. 磁铁矿溶于稀硝酸:
B. 将溶液与溶液混合:
C. 在亚硫酸中加入过量的次氯酸钠溶液:
D. 往硫酸氢铵溶液滴加过量NaOH溶液:
【答案】B
【解析】
【详解】A.磁铁的主要成分是四氧化三铁,硝酸可以把其中的二价铁氧化为三价铁,方程式为:,A错误;
B.两者混合发生双水解反应,得到氢氧化铝沉淀和碳酸钠,离子方程式为:,B正确;
C.亚硫酸有还原性,次氯酸钠有氧化性,两者发生氧化还原反应,但是次氯酸钠过量,最终会生成次氯酸,离子方程式为:,C错误;
D.硫酸氢铵溶液与过量氢氧化钠溶液反应生成硫酸钠、一水合氨和水,反应的离子方程式为:,D错误;
故选B。
8. 下列说法不正确的是
A. 动物或人体中的纤维素水解酶可将纤维素水解成葡萄糖
B. 胺类可以看作是烃分子中的氢原子被氨基所替代的化合物
C. 蛋白质溶液中加入饱和NaCl溶液,会析出白色固体,再加水,白色沉淀会溶解
D. 网状结构酚醛树脂是由苯酚与过量甲醛发生缩聚反应制得
【答案】A
【解析】
【详解】A.人体无纤维素酶,纤维素人体内不能水解,故A错误;
B.烃基取代氨分子中的而形成的化合物叫做胺,故B正确;
C.蛋白质溶液中加入饱和NaCl溶液,会发生盐析,析出白色固体,此时蛋白质没有变性,再加水,白色沉淀会溶解,故C正确;
D.网状结构酚醛树脂是由苯酚和甲醛在催化剂条件下缩聚而成,故D正确;
故选A。
9. 有机物A的结构如图,下列说法正确的是
A. 一定条件下,该有机物能与乙二醇生成聚酯
B. 分子中所有碳原子可能共平面
C. 1mol该物质与足量氢气反应,最多可消耗5mol
D. 1mol该物质与足量NaOH溶液反应,最多可消耗3mol NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.该有机物含有羧基,在浓硫酸催化下能与乙二醇生成小分子酯,不能形成聚酯,故A错误;
B.由结构简式可知,A分子中含有多个空间构型为四面体形的饱和碳原子,则分子中所有碳原子不可能共平面,故B错误;
C.该分子中含有的苯环、酮羰基一定条件下能与氢气发生加成反应,则1molA分子最多可消耗4mol氢气,故C错误;
D.该分子中含有的羧基和碳氟键能与氢氧化钠溶液反应,发生水解反应后得到酚羟基,能继续消耗NaOH溶液,则1molA分子最多可消耗3mol氢氧化钠,故D正确;
故选D。
10. W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素,W基态原子只有一种自旋取向,X的最高正化合价与最低负化合价代数和为零,Y位于第二周期,基态原子的s能级电子总数与p能级电子总数相等,Z基态原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动中的电子数相等,N的简单离子半径是同周期元素简单离子中最大的。下列说法正确的是
A. Y的第一电离能一定低于同周期相邻元素
B. 由W、X、Y、N四种元素中的任意两种形成的化合物只有极性共价键
C. 由W、X、Y三种元素形成的化合物可能有成千上万种
D. 最简单氢化物的稳定性:
【答案】AC
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、N是原子序数依次增大的五种短周期元素,W基态原子只有一种自旋取向,说明W中只有1个电子,为H元素;X的最高正化合价与最低负化合价代数和为零,X为第IVA族元素,X为C元素;Y位于第二周期,基态原子的s能级电子总数与p能级电子总数相等,Y的电子排布式为1s22s22p4,为O元素;Z基态原子的价电子中,在不同形状原子轨道运动中的电子数相等,则Z的价电子排布式为3s23p2,为Si元素,N的简单离子半径是同周期元素简单离子中最大的,N为P元素,以此解答。
【详解】A.F对最外层电子的吸引力比O强,N原子核外电子处于半满的较稳定状态,故第一电离能均高于O,故A正确;
B.H和O构成的化合物H2O2中存在非极性共价键,故B错误;
C.由H、C、O三种元素形成的有机化合物可能有成千上万种,故C正确;
D.非金属性:O>Si,则最简单氢化物的稳定性:,故D错误;
故选AC。
11. 可充放电锂硫电池与传统锂电池相比,在能量密度、工作温度、电压稳定方面都有一定的优势。一种锂硫电池正极材料为被碳材料包装起来的硫单质,放电时Li与化合成固体,下列说法不正确的是
A. 负极失电子,发生氧化反应
B. 充电时,向碳材料电极移动
C. 正极的电极反应:
D. 该电池通常不选择水系电解液
【答案】B
【解析】
【分析】可充放电锂硫电池放电时,Li为负极,Li失去电子被氧化,正极材料为被碳材料包装起来的硫单质,硫单质得到电子被还原,充电时为电解池,阴极上锂离子得电子被还原,阳极上Li2S失去电子被氧化。
【详解】A. 放电时原电池,负极失电子,发生氧化反应,A正确;
B. 充电时为电解池,向阴极Li移动,放电时为原电池,Li+向碳材料电极移动,B不正确;
C. 放电时正极发生还原反应,结合题干信息可知,电极反应:,C正确;
D. Li能与水反应,则该电池通常不选择水系电解液,D正确;
答案选B。
12. 古代陶器釉料中大多含有钴的化合物,下列说法不正确的是
A. CoO的熔点比CoS高
B. 中中心原子的杂化方式是
C. 中所含π键和σ键的比例为2:1
D. 中存在配位键、范德华力、非极性键
【答案】D
【解析】
【详解】A.离子半径越小,离子键就越强,断裂离子键需消耗的能量就越大,物质的晶格能就越大,熔沸点就越高。由于离子半径:O2-<S2-,所以CoO的晶格能大于CoS,CoO的熔点比CoS高,故A正确;
B.中C原子价层电子对个数=3+=3且不含孤电子对,C原子采用sp2杂化,故B正确;
C.N-与N2 核外等电子体,其结构式为[C≡N]-,三键含有1个σ键、2个π键,故C正确;
D.范德华力属于分子间作用力,该物质不含有范德华力,故D错误;
故选:D。
13. 已知为二元弱酸,,。室温下,下列说法不正确的是
A. 0.1mol/L NaHR溶液
B. 用NaOH溶液中和一定量的溶液至呈中性时,溶液中
C. 0.1mol/L 溶液:
D. 0.01mol/L的溶液与的NaOH溶液完全中和时,消耗酸与碱溶液的体积比为1∶2
【答案】C
【解析】
【详解】A.NaHR是弱酸的酸式盐,存在电离和水解,,电离强于水解,0.1mol/L NaHR溶液,A正确;
B.用NaOH溶液中和一定量的溶液至呈中性时,=10-7mol/L,,故溶液中,B正确;
C.0.1mol/L 溶液中根据电荷守恒和元素守恒可得c(H2R)+c(HR-)+c(R2-)=0.1mol/L,c(H+)=c(HR-)+2c(R2-)+c(OH-),故,C错误;
D.H2R+2NaOH=2H2O+Na2R,0.01mol/L的(二元酸)溶液与即0.01mol/L的NaOH溶液完全中和时,消耗酸与碱溶液的体积比为1∶2,D正确;
故选C。
14. 甲醇与水蒸气在催化剂作用下发生如下反应:
反应Ⅰ: ,
反应Ⅱ:
根据能量变化示意图,下列说法正确的是
A.
B. 反应Ⅱ决定整个反应的速率
C. 催化剂可以降低总反应的焓变
D.
【答案】A
【解析】
【详解】A.由于绝对值,该值为负值,去掉绝对值后,,A正确;
B.由图可知,反应I正反应的活化能为E1-E5,反应II的活化能为E2-E3,反应I的活化能较大,则反应I的反应速率慢于反应II,反应I决定整个反应的速率,B错误;
C.催化剂可改变反应的活化能,反应的焓变由始态和终态决定,催化剂不改变焓变,C错误;
D.根据盖斯定律,反应I+II可得目标方程,D错误;
故选:A。
15. 氢氧化镁是常见难溶物,将过量氢氧化镁粉末置于水中达到溶解平衡:。已知,;通常,溶液中某离子的浓度小于时,可以认为该离子已沉淀完全。下列有关说法不正确的是
A. 滴入几滴稀硫酸,溶液的pH先下降后上升,最后保持一个稳定值
B. 的饱和溶液中
C. NaOH溶液可使较彻底地转化为
D. 氢氧化镁可处理印染厂的酸性废水,处理后,此时溶液呈碱性
【答案】B
【解析】
【详解】A.滴入几滴稀硫酸后,氢离子和氢氧根离子反应生成水,氢氧根离子浓度降低,pH降低,随后沉淀溶解平衡正向移动,氢氧根离子浓度增大,pH增大,A正确;
B.碳酸镁电离产生镁离子和碳酸根离子,但是碳酸根离子会水解,故镁离子浓度大于碳酸根离子,B错误;
C.通过信息可知,氢氧化镁的溶度积常数要小的多,故碳酸镁更加容易转化为氢氧化镁,则NaOH溶液可使较彻底地转化为,C正确;
D.处理后,则此时,氢氧根离子浓度较大,溶液显碱性,D正确;
故选B。
16. 探究硫及其化合物的性质,下列方案设计、现象和结论都正确的是
实验方案
现象
结论
A
往溶液中通入
无明显现象
弱酸不能制强酸
B
向固体中加入较浓硫酸
产生无色有刺激性气味气体
浓硫酸体现强氧化性
C
将某固体溶于水后,加足量稀盐酸酸化的溶液
产生白色沉淀
该固体中一定含有或
D
盛有等体积等浓度溶液的两支试管分别置于冷水和热水浴中,一段时间后,同时加入等体积等浓度的稀硫酸
热水浴中产生乳白色浑浊更快
其他条件相同时,该反应的温度越高,反应速率越快
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.是硝酸盐,硝酸盐溶液在酸性溶液中具有氧化性,二氧化硫气体具有还原性,根据氧化还原反应中强制弱原理,向Ba(NO3)2溶液中通入足量SO2,生成硫酸钡沉淀、一氧化氮气体等,即Ba(NO3)2+ 3SO2+2H2O=BaSO4↓+2NO↑+2H2SO4,故A错误;
B.用浓硫酸与Na2SO3反应制取SO2,为复分解反应,反应过程中浓硫酸中硫元素化合价不变,体现浓硫酸的酸性,故B错误;
C.将某固体溶于水后,向溶液滴加加足量稀盐酸酸化的溶液,产生白色沉淀可能是BaSO4或者是AgCl,所以溶液中可能存在HSO、或Ag+,故C错误;
D.盛有等体积等浓度溶液的两支试管分别置于冷水和热水浴中,一段时间后,同时加入等体积等浓度的稀硫酸,热水浴中产生乳白色浑浊更快,说明其他条件相同时,该反应的温度越高,反应速率越快,故D正确;
故选D。
二、非选择题(共5大题,共52分)
17. 含氮化合物在生活中占有重要地位。请回答:
(1)可通过配位键与形成。形成该配合物时,基态的价层电子发生重排提供两个空轨道,则重排后的价电子排布图为___________;的金属配合物也已经制备成功,但为数不多,如[],已知该配合物的配位数与[]的配位数相同,测得其中存在两种碳氧键的键长,一个为0.117mm,另一个为0.122nm。请画出[]的结构示意图:___________。
(2)和是常见含氮化合物,其VSEPR构型均为___________,其中二者相比较,键角更大的是___________。
(3)N、P、As同属于ⅤA族,下列说法正确的是___________。
A. 原子半径:r(N) >r(P) >r(As)且电负性:N>P>As
B. N、P、As的最高价氧化物水化物的酸性依次减弱
C. 简单氢化物的还原性:
D. 黑砷和黑磷的结构相似(如图1),每个砷原子最外层均形成8电子结构。其晶体单层中,As原子与As—As键的个数比为2∶3
(4)已知晶胞结构如图2所示,M处的 (其位于四个所构成的正四面体中心)有一定的朝向,不能随意转动,请解释其原因___________,该晶胞的晶胞参数如图所示,设为阿伏伽德罗常数的值,该晶体的密度ρ=___________(列出计算式即可)
【答案】(1) ①. ②.
(2) ①. 四面体 ②. (3)BD
(4) ①. 与F-形成N—H…F氢键,氢键具有方向性; ②.
【解析】
【小问1详解】
基态Co3+的价层电子排布式为3d6,CN-可通过配位键与Co3+形成[Co(CN)6]3-,形成配合物时,基态Co3+的价层电子发生重排提供两个空轨道,则重排后的Co3+价电子排布图为 ;[Ni(CO)4]的配位数为4,[Ni(PH3)2CO2]的配位数与[Ni(CO)4]的配位数相同,[Ni(PH3)2CO2]的配位数也为4,测得其中存在两种碳氧键的键长,一个为0.117mm,另一个为0.122nm,说明Ni与2个PH3分子中的P原子、CO2分子中的碳原子和1个O原子形成配位键,其结构示意图为: ;答案为: ; 。
【小问2详解】
NF3和NH3分子中中心N原子的σ键电子对数都为3、孤电子对数都为1,价层电子对数都为4,VSEPR模型都为四面体形;空间构型都为三角锥形,由于电负性F>N>H,则NF3分子中成键电子对离N原子更远,两个N—F键之间的斥力减小,故NF3中的键角更小,键角更大的是NH3;答案为:四面体;NH3。
【小问3详解】
A.同主族从上到下原子半径逐渐增大、电负性逐渐减小,原子半径:r(N) <r(P) <r(As),电负性:N>P>As,A项错误;
B.同主族从上到下元素的非金属性逐渐减弱,最高价氧化物水化物的酸性逐渐减弱,N、P、As的最高价氧化物水化物的酸性逐渐减弱,B项正确;
C.同主族从上到下元素非金属性逐渐减弱,简单氢化物的还原性逐渐增强,即简单氢化物的还原性:NH3<PH3<AsH3,C项错误;
D.黑砷和黑磷的结构相似,每个砷原子最外层均形成8电子结构,由图可知,晶体单层中,每个As原子形成3个As—As键,以As—As键形成六元环,每个As原子被3个六元环共有,每个As—As键被2个六元环共有,则晶体单层中As原子与As—As键的个数比为2∶3,D项正确;
答案选BD。
【小问4详解】
M处的 (其位于四个F-所构成的正四面体中心)有一定的朝向,不能随意转动,其原因是:与F-形成N—H…F氢键,氢键具有方向性;由图可知晶胞中含F-、的个数都为2,晶胞的质量为,晶胞的体积为 (a×10-7cm)×(a×10-7cm)×(c×10-7cm)=a2c×10-21cm3,该晶体的密度ρ=÷(a2c×10-21cm3)=g/cm3;答案为:与F-形成N—H…F氢键,氢键具有方向性;。
18. 结晶水合物X由六种元素组成,某学习小组按如下流程进行实验:
已知:
①第一步反应中元素价态没有发生变化;
②气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝色;
③溶液D中含有三种正盐,其中一种即为溶液H中的唯一溶质,另一种盐M在高温灼烧时可得到相同物质的量的三种产物:红棕色G和两种组成元素相同的氧化物。
(1)X的组成中,非金属元素有___________,X的化学式___________。
(2)盐M高温分解生成三种氧化物的化学方程式___________。
(3)沉淀F和次氯酸钠、浓氢氧化钠反应可以制备一种能净水的钠盐,请写出该反应的离子方程式___________。
(4)溶液D在空气中敞口放置一段时间后,请设计实验检验溶液D中可能存在的金属阳离子:___________。
【答案】(1) ①. C、H、O、N ②.
(2)
(3)
(4)检验钾离子:用铂丝蘸取少量样品在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰则有钾离子;检验亚铁离子:取少量样品于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,若紫色褪去,或加铁氰化钾出现蓝色沉淀则含有亚铁离子检验三价铁离子:取少量样品于试管中,滴少量KSCN溶液,若溶液出现血红色,则含有三价铁离子
【解析】
【分析】气体A和CuO反应生成气体B能使澄清石灰水变浑浊,则气体A是CO,气体B是CO2,白色固体C是CaCO3,则n(C元素)= n(CO)=n(CO2)=;红棕色固体G是沉淀F经灼烧得到,则G是Fe2O3,其物质的量n(Fe2O3)=,n(Fe元素)=,气体E能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,E为氨气,物质的量n(N元素)= n(NH3)=;第一步反应中元素价态没有发生变化,且溶液D中含有三种正盐,则D中含有,D能与KOH反应生成氨气,则D中含有,其中一种即为溶液H中的唯一溶质,则H为含K2SO4, D中另一种盐M在高温灼烧时可得到相同物质的量的Fe2O3和两种组成元素相同的氧化物应为SO2、SO3,n(Fe元素):n(S元素)=1:1,则正盐M为FeSO4,则F是Fe(OH)2,所以D中的三种正盐分别是:K2SO4、(NH4)2SO4、FeSO4;结晶水合物X由六种元素组成,则X中含有H、O、K、Fe、N、C元素,且n(C元素):n(Fe元素): n(N元素)=0.05mol:0.01mol:0.05mol=5:1:5,则为离子,则n(K元素)=0.03mol, m(H2O)=3.21g- m(C元素)-m(Fe元素)-m(N元素)- m(K元素)=3.21g-0.6g-0.56g-0.7g-1.17g=0.18g,n(H2O)=0.01mol,所以X的化学式为。据此作答。
【小问1详解】
根据分析,X中含有H、O、K、Fe、N、C元素,非金属元素有H、O、N、C;X的化学式为;
【小问2详解】
根据分析,M是FeSO4,受热分解可得到相同物质的量的三种产物,方程式为:;
【小问3详解】
根据分析,沉淀F为Fe(OH)2,与次氯酸钠、浓氢氧化钠反应可以制备一种能净水的钠盐为高铁酸钠,反应的离子方程式为:;
【小问4详解】
根据分析,溶液D 中的三种正盐分别是:K2SO4、(NH4)2SO4、FeSO4,在空气中敞口放置一段时间后,Fe2+可能会部分或全部被氧化为Fe3+。检验钾离子:用铂丝蘸取少量样品在酒精灯火焰上灼烧,透过蓝色钴玻璃片观察到紫色火焰则有钾离子;检验亚铁离子:取少量样品于试管中,滴加酸性高锰酸钾溶液,若紫色褪去,或加铁氰化钾出现蓝色沉淀则含有亚铁离子;检验三价铁离子:取少量样品于试管中,滴少量KSCN溶液,若溶液出现血红色,则含有三价铁离子。
19. 对苯二甲酸(TPA)是生产聚酯的主要原料。实验中,将初始浓度为0.08mol/L对甲基苯甲酸(p-TA)放入反应器中(用醋酸作为溶剂),在Co-Mn-Br的复合催化剂作用下进行反应,反应温度为186℃,反应过程中有充足的氧气供应,对甲基苯甲酸(p-TA)按照如下的路径发生反应:
且有
已知对甲基苯甲酸(p-TA)氧化的活化能比对醛基苯甲酸(4-CBA)氧化的活化能大得多。反应10min后,取样分析,对甲基苯甲酸(p-TA)和对醛基苯甲酸(4-CBA)含量基本为零。请回答:
(1)下列说法正确的是___________
A. 反应Ⅰ 的平衡常数表达式
B. CO-Mn-Br催化剂能改变反应历程
C. 相同条件下温度升高,反应Ⅰ的速率减慢,反应Ⅱ的速率加快
D. 升高温度,副产物的含量会增大
(2)画出上述过程中p-TA制备TPA的物质相对能量-反应过程的示意图_________
(3)某研究小组进行了186℃下p-TA液相氧化反应并绘制了各物质浓度随时间的变化图像。
Ⅰ.已知图像中4-CBA的曲线有误,请说明错误的理由:___________。
Ⅱ.已知有两种溶剂a与b,p-TA、4-CBA和TPA在其中的溶解情况如下表所示,现欲收集反应的中间产物,选择溶剂___________(填“a”或“b”)
溶解度
反应物质
p-TA
4-CBA
TPA
溶剂
a
可溶
易溶
可溶
b
易溶
难溶
可溶
(4)已知原料对甲基苯甲酸(p-TA)可通过对二甲苯(PX)制取,PX液相氧化遵循自由基机理,部分反应历程如下所示,下列说法正确的是___________
A. Co(Ⅲ)使苯环上甲基的C-H键断裂生成PX自由基和
B. 该反应中Co(Ⅲ)作为催化剂
C. PX自由基在反应ⅱ中发生还原反应
D. 该历程中原料的原子利用率达到100%
【答案】(1)ABD (2)
(3) ①. 反应Ⅱ的活化能小,是快反应,中间产物4-CBA在反应过程中不会大量积累 ②. b (4)AB
【解析】
【小问1详解】
A.根据平衡常数表达式,反应Ⅰ的平衡常数,A正确;
B.催化剂能降低反应的活化能,所以能改变反应历程,B正确;
C.相同条件下温度升高,反应Ⅰ和反应Ⅱ的速率都加快,C错误;
D.升高温度,TPA可能会被氧化为CO2和H2O,所以副产物的含量会增大,D正确;
故选ABD;
【小问2详解】
p-TA制备TPA的相对能量-反应过程:第一步放热反应,第二步吸热反应,且有,所以p-TA的能量高于TPA,则对能量-反应过程的示意图: ;
【小问3详解】
I.反应Ⅱ的活化能小,反应速率比反应I快,所以中间产物4-CBA在反应过程中会迅速被消耗,不会大量积累;
II.欲收集反应的中间产物4-CBA,应选b溶剂,因为4-CBA在b溶剂中为难溶,p-TA和TPA在b溶剂中为可溶,将它们溶于b溶剂后,通过过滤可以收集到4-CBA;
【小问4详解】
A.根据图示,Co(Ⅲ)使苯环上甲基的C-H键断裂生成PX自由基和,A正确;
B.根据图示,Co(Ⅲ)是第i步的反应物,在反应 中,又成Co(Ⅲ),所以Co(Ⅲ)是作为催化剂,B正确;
C.PX自由基在反应ⅱ中发生氧化反应,C错误;
D.对二甲苯生成对甲基苯甲酸的原子利用率不是100%,D错误;
故选AB。
20. 硫代硫酸钠(Na2S2O3∙5H2O)俗称大苏打,主要用作照相业定影剂。实验室中用工业硫化钠、纯碱、二氧化硫等物质制备硫代硫酸钠晶体的流程如下:
已知:
①工业硫化钠含有重金属硫化物、煤粉等杂质而呈红褐色或棕黑色。硫化钠易溶于水,微溶于乙醇,能溶于热的乙醇。
②用硫化钠制备硫代硫酸钠的反应大致可分为三步进行:
③Na2S2O3∙5H2O易溶于水,难溶于乙醇,50℃开始失去结晶水
请回答:
(1)步骤Ⅰ回流用到的主要玻璃仪器有圆底烧瓶和___________;回流适用的加热方式是___________。
A.水浴加热 B.油浴加热 C.酒精灯直接加热 D.电热套温和加热
(2)步骤Ⅱ趁热过滤的目的是___________。
(3)步骤Ⅳ、Ⅴ制备Na2S2O3∙5H2O的装置如图所示:
①锥形瓶中发生总反应的化学方程式为___________;反应中Na2CO3固体的用量不宜过少,理由是___________。
②步骤Ⅴ,当锥形瓶中溶液pH≈7时应停止通入SO2,若继续通入SO2,将导致产率降低,理由是___________。
(4)步骤Ⅵ,选出获取Na2S2O3∙5H2O晶体过程中合理的操作并排序:________
过滤,取滤液→___________→___________→___________→___________→___________→40℃下干燥40~60分钟→产品。
a.蒸发浓缩至产生细密的气泡且溶液表面出现晶膜
b.蒸发浓缩至大量晶体析出
c.停止加热,自然冷却
d.加乙醇洗涤晶体2~3次
e.过滤
f.加入乙醇,促使晶体快速析出
【答案】(1) ①. 冷凝管(直形或球形) ②. AD
(2)除去硫化钠中的不溶性杂质,防止硫化钠晶体冷却析出,从而降低产率
(3) ①. ②. 碳酸钠用量过少,中间产物亚硫酸钠量少,使析出的硫不能全部生成硫代硫酸钠 ③. 继续通SO2会使溶液的pH降低,Na2S2O3酸性条件下会与H+发生反应
(4)a→c→f→e→d
【解析】
【分析】工业硫化钠含有重金属硫化物、煤粉等杂质而呈红褐色或棕黑色,硫化钠易溶于水、微溶于乙醇、能溶于热的乙醇,而重金属硫化物、煤粉都难溶于水,所以加入95%的乙醇溶液、水、加热回流,可使硫化钠充分溶解,趁热过滤,得到硫化钠的乙醇溶液;经过蒸发浓缩、结晶等操作后过滤,从而获得硫化钠晶体;将硫化钠晶体、Na2CO3晶体放入蒸馏水中溶解,得到混合溶液;通入SO2气体、调节pH≈7,得到Na2S2O3溶液;将所得溶液蒸发浓缩、降温结晶等操作,从而获得Na2S2O3∙5H2O晶体。
【小问1详解】
步骤Ⅰ回流时,所用装置为蒸馏操作,用到主要玻璃仪器有圆底烧瓶和冷凝管(直形或球形);回流时,温度控制在80℃,所以适用的加热方式是水浴加热、电热套温和加热,而油浴加热,温度高于100℃,酒精灯直接加热,温度难以控制,故选AD。答案为:冷凝管(直形或球形);AD;
【小问2详解】
步骤Ⅱ中,加入95%的乙醇溶液、水,将硫化钠溶解,杂质不溶,硫化钠在酒精中的溶解度随温度降低而减小,所以趁热过滤的目的是:除去硫化钠中的不溶性杂质,防止硫化钠晶体冷却析出,从而降低产率。答案为:除去硫化钠中的不溶性杂质,防止硫化钠晶体冷却析出,从而降低产率;
【小问3详解】
①锥形瓶中,Na2S、Na2CO3晶体放入蒸馏水中溶解,得到混合溶液,通入SO2气体,生成Na2S2O3,同时生成CO2,发生总反应的化学方程式为;反应中Na2CO3固体的用量不宜过少,否则会生成NaHSO3,Na2SO3的量减少,产品的生成量减少。理由是:碳酸钠用量过少,中间产物亚硫酸钠量少,使析出的硫不能全部生成硫代硫酸钠。
②H2SO3呈酸性,其酸性比H2S2O3强,所以步骤Ⅴ,当锥形瓶中溶液pH≈7时应停止通入SO2,若继续通入SO2,将导致产率降低,理由是:继续通SO2会使溶液的pH降低,Na2S2O3酸性条件下会与H+发生反应。答案为:;碳酸钠用量过少,中间产物亚硫酸钠量少,使析出的硫不能全部生成硫代硫酸钠;继续通SO2会使溶液的pH降低,Na2S2O3酸性条件下会与H+发生反应;
【小问4详解】
步骤Ⅵ,获取Na2S2O3∙5H2O晶体过程中,需先将溶液浓缩至有晶膜出现,再降温、加入乙醇降低其溶解度,然后过滤、用乙醇洗涤,合理的操作顺序为:过滤,取滤液→a→c→f→e→d→40℃下干燥40~60分钟→产品。答案为:a→c→f→e→d。
【点睛】易溶于水、受热易分解的晶体,常使用乙醇洗涤。
21. 巴洛沙韦酯是一种抗病毒药物,其中间体H的合成路线如下:
已知:
①F→G过程中有一个六元环生成;
②
请回答:
(1)化合物A的含氧官能团名称有羟基、___________。
(2)化合物E的结构简式是___________。
(3)下列说法正确的是___________。
A. G分子中含有1个手性碳 B. 1mol F可以和2mol NaOH反应
C. F→G的反应属于取代反应 D. H的分子式为
(4)写出C→D的化学方程式___________。
(5)化合物可以由和合成,请以、和为原料,其他无机试剂任选,合成。________
(6)有机物X比流程中的有机物多一个碳原子的同系物,写出同时符合下列条件的有机物X的同分异构体的结构简式___________。
①只含一个六元杂环,无其他环;
②核磁共振氢谱表明有3个峰
③不能使溴水反应而褪色。
【答案】(1)酮羰基、醚键、羧基
(2) (3)AC
(4)+H2N-NHCOOC(CH3)3+H2O
(5)HCHOHOCH2CNHOCH2CH2NH2
(6)、
【解析】
【分析】A与发生取代反应得到B:,B与乙醇反应得到C:,C与H2N-NHCOOC(CH3)3反应得到D:,D与EA,HCl反应得到E:,E与反应得到F:,F转化为G时生成了六元环,G为:,G经过转化得到H。
【小问1详解】
化合物A的含氧官能团名称有羟基、酮羰基、醚键、羧基;
【小问2详解】
根据分析,E的结构简式是:;
【小问3详解】
A.根据分析,G为:,G分子中含有1个手性碳:,A正确;
B.根据分析,F为 ,1mol F含2mol酯基、1mol肽键,可以和3mol NaOH发生水解反应,B错误;
C.根据F和G结构简式,F→G的反应属于取代反应,C正确;
D. H的分子式为,D错误;
故选AC;
【小问4详解】
C为,与H2N-NHCOOC(CH3)3反应得到D:,化学方程式为:+H2N-NHCOOC(CH3)3+H2O;
【小问5详解】
HCHO与HCN反应得到HOCH2CN,HOCH2CN与H2反应得到HOCH2CH2NH2,HOCH2CH2NH2与HOCH2COCl反应得到,与DIBAL-H得到,与甲醇反应得到,故合成路线为:HCHOHOCH2CNHOCH2CH2NH2;
【小问6详解】
①只含一个六元杂环,无其他环;②核磁共振氢谱表明有3个峰,说明含3种不同化学环境的氢原子;③不能使溴水反应而褪色,说明不能褪色,满足条件的有机物X的同分异构体的结构简式为:、。
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