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文档简介
2023-2024学年山西省八所重点中学高三第一次调研测试化学试卷考生须知:1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、下列关于物质保存或性质的描述错误的是()A.金属钠可以保存在无水乙醇中B.氢氧化铜的悬浊液加热后变为黑色C.氟化钠溶液需在塑料试剂瓶中保存D.向盛二氧化碳的塑料瓶中加入饱和碳酸钠溶液,振荡后会变浑浊2、下列物质中,属于电解质的是()A.蔗糖 B.浓硫酸 C.硫酸氢钠 D.二氧化硅3、已知:苯酚与Fe3+在溶液中存在可逆反应:Fe3++6C6H5OHH3Fe(OC6H5)6+3H+,其中H3Fe(OC6H5)6显紫色。实验如下:下列说法不正确的是:A.i是空白对照实验B.向ii中滴加几滴浓盐酸,溶液颜色变浅C.iii、iv中无色层中的溶剂分别为苯和CCl4D.苯酚在苯中的溶解性小于在CCl4中的溶解性4、Bodensteins研究了下列反应:2HI(g)H2(g)+I2(g)ΔH=+11kJ/mol。在716K时,气体混合物中碘化氢的物质的量分数x(HI)与反应时间t的关系如下表:t/min020406080120x(HI)10.910.850.8150.7950.784x(HI)00.600.730.7730.7800.784由上述实验数据计算得到v正~x(HI)和v逆~x(H2)的关系可用如图表示。当改变条件,再次达到平衡时,下列有关叙述不正确的是A.若升高温度到某一温度,再次达到平衡时,相应点可能分别是A、EB.若再次充入amolHI,则达到平衡时,相应点的横坐标值不变,纵坐标值增大C.若改变的条件是增大压强,再次达到平衡时,相应点与改变条件前相同D.若改变的条件是使用催化剂,再次达到平衡时,相应点与改变条件前不同5、在微生物作用下电解有机废水(含CH3COOH),可获得清洁能源H2其原理如图所示,正确的是()A.通电后,H+通过质子交换膜向右移动,最终右侧溶液pH减小B.电源A极为负极C.通电后,若有22.4LH2生成,则转移0.2mol电子D.与电源A极相连的惰性电极上发生的反应为CH3COOH-8e-+2H2O=CO2↑+8H+6、已知HNO2在低温下较稳定,酸性比醋酸略强,既有氧化性又有还原性,其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。pH范围
>7
<7
产物
NO3-
NO、N2O、N2中的一种
下列有关说法错误的是()。A.碱性条件下,NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NO2-+ClO-=NO3-+Cl-B.向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2C.向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2D.向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸,溶液变蓝色7、可用于电动汽车的铝—空气燃料电池,通常以NaCl溶液或NaOH溶液为电解质溶液,铝合金为负极,空气电极为正极。下列说法正确的是()A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极反应都为:O2+2H2O+4e-===4OH-B.以NaOH溶液为电解液时,负极反应为:Al+3OH--3e-===Al(OH)3↓C.以NaOH溶液为电解液时,电池在工作过程中电解质溶液的碱性保持不变D.电池工作时,电子通过外电路从正极流向负极8、相对分子质量为128的有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O,若A含一个六碳环且可与NaHCO3溶液反应,则环上一氯代物的数目为()A.2 B.3 C.4 D.59、2018年是“2025中国制造”启动年,而化学与生活、人类生产、社会可持续发展密切相关,下列有关化学知识的说法错误的是()A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”B.用聚氯乙烯代替木材生产快餐盒,以减少木材的使用C.碳纳米管表面积大,可用作新型储氢材料D.铜导线和铝导线缠绕连接处暴露在雨水中比在干燥环境中更快断裂的主要原因是发生了电化学腐蚀10、某有机化工品R的结构简式如图所示。下列有关R的说法正确的是A.R的分子式为C10H10O2B.苯环上一氯代物有2种C.R分子中所有原子可共平面D.R能发生加成、氧化和水解反应11、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是()A.标准状况下,2.24LSO3中所含原子数为0.4NAB.l0mL12mol/L盐酸与足量MnO2加热反应,制得Cl2的分子数为0.03NAC.0.1molCH4与0.4molCl2在光照下充分反应,生成CCl4的分子数为0.1NAD.常温常压下,6g乙酸中含有C-H键的数目为0.3NA12、下列电池工作时,O2在正极放电的是()A.锌锰电池B.氢燃料电池C.铅蓄电池D.镍镉电池A.A B.B C.C D.D13、锂钒氧化物二次电池成本较低,且对环境无污染,其充放电的反应方程式为V2O5+xLiLixV2O5。如图为用该电池电解含镍酸性废水制取单质镍的装置。下列说法正确的是()A.该电池充电时,负极的电极反应式为LixV2O5–xe-=V2O5+xLi+B.该电池可以用LiCl水溶液作电解质溶液C.当电池中有7gLi参与放电时,能得到59gNiD.电解过程中,NaCl溶液的浓度会不断增大14、短周期主族元素W、X、Y、Z、R
原子序数依次增大。考古时利用W
的一种同位素测定一些
文物的年代,X是地壳中含量最多的元素,Y、Z的质子数分别是W、X
的质子数的2倍。下列说法错误的是()A.Y
单质可以与WX2
发生置换反应B.可以用澄清的石灰水鉴别WX2
与ZX2C.原子半径:Y>Z>R;简单离子半径:Z>X>YD.工业上常用电解熔融的Y
与R
形成的化合物的方法制取Y15、下列中国制造的产品主体用料不是金属材料的是世界最大射电望远镜中国第一艘国产航母中国大飞机C919世界最长的港珠澳大桥A.钢索B.钢材C.铝合金D.硅酸盐A.A B.B C.C D.D16、下列有关物质性质与用途具有对应关系的是A.NH4HCO3受热易分解,可用作氮肥B.SiO2熔点高硬度大,可用于制光导纤维C.乙醇能使蛋白质变性,75%乙醇可消杀病毒、细菌D.Na2S具有还原性,可作废水中Cu2+和Hg2+的沉淀剂二、非选择题(本题包括5小题)17、石油裂解气是重要的化工原料,以裂解气为原料合成有机物X()的流程如图:A(CH2=CHCH3)B(CH2=CHCH2Cl)D()EF()G()X()请回答下列问题:(1)反应①的反应类型是____________。(2)B的名称是____________,D分子中含有官能团的名称是____________。(3)写出物质C的结构简式:____________。(4)写出A生成B的化学方程式:____________。写出反应③的化学方程式:____________。(5)满足以下条件D的同分异构体有____________种。①与D有相同的官能团;②含有六元环;③六元环上有2个取代基。(6)参照F的合成路线,设计一条由CH3CH=CHCH3制备的合成线路(其他试剂任选)__________。18、罗氟司特是治疗慢性阻塞性肺病的特效药物,其合成中间体F的一种合成路线如下:回答下列问题:(1)A的化学名称为__________,D的分子式为__________(2)由B生成C的化学方程式是____________。(3)E→F的反应类型为___________,F中含氧官能团的名称为____________。(4)上述合成路线中,有3步反应都使用NaOH溶液来提高产率,其原理是_______。(5)的链状同分异构体有_______种(不包括立体异构),写出其中核磁共振氢谱有两组峰的结构简式:__________。(6)设计以对甲基苯酚为原料制备的合成路线:______(其他试剂任选)。19、NaNO2(1)已知:Ka(HNO2)=5.1×10-4,Ksp(AgCl(2)利用下图装置(略去夹持仪器)制备已知:2NO+Na2O2=2NaNO2;酸性条件下,NO①装置A中发生反应的离子方程式为__________________________________;这样安放铜丝比将铜片浸于液体中的优点是__________________________。②装置B中反应的化学方程式为________________________________。③干燥剂X的名称为__________,其作用是____________________。④上图设计有缺陷,请在F方框内将装置补充完全,并填写相关试剂名称___________。(3)测定产品的纯度。取5.000g制取的样品溶于水配成250mL溶液,取25.00mL溶液于锥形瓶中,用0.1000滴定次数1234消耗KMnO4溶液体积20.9020.1220.0019.88①第一次滴定实验数据异常的原因可能是______(填字母序号)。A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗B.锥形瓶洗净后未干燥C.当观察到最后一滴溶液滴入待测液中红色慢慢褪去,定为滴定终点D.滴定终点时俯视读数②酸性KMnO4溶液滴定NaNO2溶液的离子方程式为③该样品中NaNO2的质量分数为__________20、甘氨酸亚铁[(H2NCH2COO)2Fe]是一种新型补铁剂。某化学学习小组用如图所示装置(夹持仪器省略)制备甘氨酸亚铁。有关物质性质如下表所示:甘氨酸(H2NCH2COOH)易溶于水,微溶于乙醇、冰醋酸,在冰醋酸仲溶解度大于在乙醇中的溶解度。柠檬酸易溶于水和乙醇,酸性较强,有强还原性。甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇、冰醋酸。实验步骤如下:Ⅰ.打开K1、K3,向c中通入气体,待确定c中空气被排尽后,将b中溶液加入到c中。Ⅱ.在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌,然后向c中滴加NaOH溶液,调溶液pH至5.5左右,使反应物充分反应。Ⅲ.反应完成后,向c中反应混合液中加入无水乙醇,生成白色沉淀,将沉淀过滤、洗涤得粗产品,将粗产品纯化后得精品。回答下列问题:(1)仪器b的名称是__,d的作用是__。(2)步骤Ⅰ中将b中溶液加入到c中的操作是__;步骤Ⅱ中若调节溶液pH偏高,则所得粗产品中会混有杂质___(写化学式)。(3)c中生成甘氨酸亚铁的化学方程式是__。(4)下列关于该实验的说法错误的是__(填写序号)。a.步骤Ⅰ中可由d中导管冒出气泡的快慢来判断装置中的空气是否排尽b.反应混合液中加入柠檬酸的作用是防止Fe2+被氧化c.步骤Ⅲ中加入无水乙醇的作用是降低甘氨酸亚铁的溶解度d.步骤Ⅲ中沉淀洗涤时,用蒸馏水作洗涤剂(5)工业上常用高氯酸在非水体系中滴定甘氨酸的方法测定产品中的甘氨酸的含量。请设计实验,将所得粗产品中的甘氨酸分离出来直接用于滴定:___。21、快离子导体是一类具有优良离子导电能力的固体电解质。图1(Li3SBF4)和图2是潜在的快离子导体材料的结构示意图。回答下列问题:(1)S+2e-=S2-过程中,获得的电子填入基态S原子的___(填轨道符号);(2)BF3+NH3=NH3BF3的反应过程中,形成化学键时提供电子的原子轨道符号是___;产物分子中采取sp3杂化轨道形成化学键的原子是___;(3)基态Li+、B+分别失去一个电子时,需吸收更多能量的是___,理由是___;(4)图1所示的晶体中,锂原子处于立方体的位置___;若其晶胞参数为apm,则晶胞密度为___g·cm-3(列出计算式即可)(5)当图2中方格内填入Na+时,恰好构成氯化钠晶胞的,且氯化钠晶胞参数a=564pm。氯化钠晶体中,Cl-按照A1密堆方式形成空隙,Na+填充在上述空隙中。每一个空隙由___个Cl-构成,空隙的空间形状为___;(6)温度升高时,NaCl晶体出现缺陷(如图2所示,某一个顶点没有Na+,出现空位),晶体的导电性大大增强。该晶体导电时,在电场作用下迁移到空位上,形成电流。迁移的途径有两条(如图2中箭头所示):途径1:在平面内挤过2、3号氯离子之间的狭缝(距离为x)迁移到空位。途径2:挤过由1、2、3号氯离子形成的三角形通道(如图3,小圆的半径为y)迁移到空位。已知:r(Na+)=95pm,r(Cl-)=185pm,=1.4,。①x=___,y=___;(保留一位小数)②迁移可能性更大的途径是___。
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、A【解析】
A.钠能够与乙醇反应,所以钠不能保存在乙醇中,故A错误;B.氢氧化铜受热分解生成黑色氧化铜,所以氢氧化铜的悬浊液加热后变为黑色,故B正确;C.氟离子水解生成HF,HF能够腐蚀玻璃,所以氟化钠溶液不能用玻璃瓶盛放,可以用塑料试剂瓶中保存,故C正确;D.碳酸钠与二氧化碳和水反应生成碳酸氢钠,碳酸氢钠溶解度小于碳酸钠,所以向盛二氧化碳的塑料瓶中加入饱和碳酸钠溶液,振荡后会变浑浊,故D正确;故选:A。2、C【解析】
A.蔗糖、酒精、淀粉等是在水溶液中或熔融状态下都不能导电的化合物,属于非电解质,选项A错误;B.浓硫酸是混合物,既不是电解质也不是非电解质,选项B错误;C.硫酸氢钠在水溶液中或熔融状态下均能导电的化合物,属于电解质,选项C正确;D.二氧化硅:原子晶体,不溶于水,在熔融状态下,没有自由移动的离子生成,在两种情况下都不导电,是非电解质,选项D错误。答案选C。【点睛】本题考查电解质与非电解质概念的判断,在熔融状态下或水溶液中能导电的化合物为电解质,首先必须是化合物,如单质或混合物都既不是电解质也不是非电解质。3、D【解析】
A.通过i观察iiiii、iv中发生的变化,达到空白对照的目的,故A正确;B.向ii中滴加几滴浓盐酸,增大H+浓度,平衡逆向移动,H3Fe(OC6H5)6浓度降低,溶液颜色变浅,故B正确;C.苯的密度比水,CCl4的密度比水大,故iii、iv中无色层中的溶剂分别为苯和CCl4,故C正确;D.iii中加入苯后水溶液层呈浅紫色,而iv中加入CCl4后水溶液层呈紫色,说明苯酚更易溶解于苯,导致平衡逆向移动,水溶液的颜色变浅,即苯酚在苯中的溶解性大于在CCl4中的溶解性,故D错误;故答案为D。4、C【解析】
A.升高温度,正、逆反应速率加快,由于该反应的正反应是吸热反应,升高温度,平衡向吸热的正反应方向移动,HI的物质的量分数降低,H2的物质的量分数增大,最终达到平衡时,相应点可能分别是A、E,A正确;B.该反应是反应前后气体体积相等的反应,若再次充入amolHI,平衡不发生移动,因此二者的物质的量的含量不变,但由于物质浓度增大,反应速率加快,所以达到平衡时,相应点的横坐标值不变,纵坐标值增大,B正确;C.若改变的条件是增大压强,化学平衡不移动,任何气体的物质的量分数不变,但物质由于浓度增大,化学反应速率加快,所以再次达到平衡时,相应点与改变条件前不相同,C错误;D.催化剂不能是化学平衡发生移动,因此任何气体的物质的量分数不变,但正、逆反应速率会加快,故再次达到平衡时,相应点的横坐标值不变,纵坐标值增大,相应点与改变条件前不同,D正确;故合理选项是C。5、D【解析】
A.通电后,左侧生成H+,右侧H+放电生成氢气,所以H+通过质子交换膜向右移动,相当于稀硫酸中H+不参加反应,所以氢离子浓度不变,溶液的pH不变,A错误;A.连接B电极的电极上生成氢气,说明该电极上氢离子得电子,则该电极为电解池阴极,所以B电极为负极,A电极为正极,B错误;C.右侧电极反应式为2H++2e-=H2↑,根据氢气和转移电子之间的关系式知,若有0.1molH2生成,则转移0.2mol电子,但不确定气体所处的温度和压强,因此不能确定气体的物质的量,也就不能确定电子转移数目,C错误;D.与电源A极相连的惰性电极为阳极,阳极上乙酸被氧化,生成二氧化碳和氢离子,电极反应式为CH3COOH-8e-+H2O=2CO2↑+8H+,D正确;故合理选项是D。6、B【解析】
由表中数据知,碱性条件下,HNO2可被氧化为NO3-,而ClO-有强氧化性,A对;HNO2的酸性比碳酸强但比硫酸弱,故CO2不能与亚硝酸盐作用而硫酸能,B错、C对;酸性条件下,NaNO2有氧化性,而I-具有强还原性,NO2-能将I-氧化成I2,D对。本题选B。7、A【解析】
A.以NaCl溶液或NaOH溶液为电解液时,正极上氧气得电子生成氢氧根离子,电极反应为:O2+2H2O+4e-===4OH-,故A正确;B.以NaOH溶液为电解液时,Al易失去电子作负极,电极反应为:Al+4OH--3e-=AlO2-+2H2O,故B错误;C.以NaOH溶液为电解液时,总反应为:4Al+4OH-+3O2=4AlO2-+2H2O,氢氧根离子参加反应,所以溶液的碱性降低,故C错误;D.放电时,电子从负极沿导线流向正极,故D错误;故选A。8、C【解析】
有机物A完全燃烧只生成CO2和H2O,说明一定含有C、H元素,还含有一个六元碳环且可与NaHCO3溶液反应,说明含有羧基—COOH,羧基的式量是45,则烃基的式量128-45=83,则符合六元环的烃基是C6H11—,则该物质是,由于在环上有4种不同位置的H原子,它们分别被氯原子取代就得到一种一氯取代产物。所以环上一氯代物的数目为4种,选项是C。9、B【解析】
A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,二氧化硅能够与氢氧化钠等强碱反应生成硅酸盐和水,所以光导纤维能够被碱腐蚀而造成断路,故A正确;B.聚氯乙烯塑料因为含有氯,有毒,不可以代替木材,生产快餐盒,故B错误;C.碳纳米管表面积大,易吸附氢气,所以可以用作新型储氢材料,故C正确;D.铜铝两种金属的化学性质不同,在接触处容易电化学腐蚀,故D正确。答案选B。10、D【解析】
A.R的分子式为C10H8O2,A项错误;B.苯环上4个氢原子位置不对称,故苯环上一氯代物有4种,B项错误;C.-CH3中四个原子不可能共平面,则R分子中所有原子不可能共平面,C项错误;D.R含有酯基、碳碳双键和苯环,能发生水解反应、加成反应和氧化反应,D项正确;答案选D。【点睛】确定多官能团有机物性质的步骤:(1)找出有机物所含的官能团,如碳碳双键、碳碳叁键、醇羟基、酚羟基、羧基等等;(2)联想每种官能团的典型性质;(3)结合选项分析对有机物性质描述的正误。注意:有些官能团性质会交叉,如碳碳叁键与醛基都能被溴水、酸性高锰酸钾溶液氧化,也能与氢气发生加成反应等。11、D【解析】
A.标准状况下,SO3不是气体,2.24LSO3并不是0.1mol,A错误;B.12mol/L盐酸为浓盐酸,和足量的二氧化锰共热时,盐酸因消耗、部分挥发以及水的生成,使盐酸浓度变小不能完全反应,所以制得的Cl2小于0.03mol,分子数小于0.03NA,B错误;C.0.1molCH4与0.4molCl2在光照下充分反应,发生的是取代反应,得到一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷及氯化氢的混合物,生成CCl4的分子数小于0.1NA,C错误;D.一个乙酸分子中有3个C-H键,则常温常压下,6g乙酸中含有C-H键的数目为0.3NA,D正确;答案选D。12、B【解析】
A选项,锌锰电池,锌为负极,二氧化锰为正极,故A错误;B选项,氢燃料电池,氢气为负极,氧气为正极,故B正确;C选项,铅蓄电池,铅为负极,二氧化铅为正极,故C错误;D选项,镍镉电池,镉为负极,氢氧化氧镍为正极,故D错误;综上所述,答案为B。13、D【解析】
V2O5+xLiLixV2O5,分析反应得出Li化合价升高,为负极,V2O5化合价降低,为正极。【详解】A.该电池充电时,阴极的电极反应式为Li++e-=Li,故A错误;B.Li会与LiCl水溶液中水反应,因此LiCl水溶液不能作电解质溶液,故B错误;C.根据电子守恒得到关系式2Li—Ni,因此当电池中有7gLi即1mol参与放电时,能得到0.5molNi即29.5g,故C错误;D.电解过程中,碳棒为阳极,阳极区钠离子穿过阳离子膜不断向右移动,右边是阴极,阴极区氯离子穿过阴离子膜不断向左移动,因此NaCl溶液的浓度会不断增大,故D正确。综上所述,答案为D。【点睛】分析电池中化合价,对放电来说化合价升高为负极,降低为正极,充电时,原电池的负极就是充电时的阴极,书写时将原电池负极反过来书写即可。14、B【解析】
考古时利用W的一种同位素测定一些文物的年代,则W为C;X是地壳中含量最多的元素,则X为O;Y、Z的质子数分别是W、X的质子数的2倍,则Y的质子数为6×2=12,Y为Mg,Z的质子数为8×2=16,Z为S,R的原子序数最大,R为Cl,以此来解答。【详解】由上述分析可知,W为C、X为O、Y为Mg、Z为S、R为Cl;A.Mg与CO2点燃下发生置换反应生成MgO、C,故A正确;B.二氧化碳、二氧化硫均使石灰水变浑浊,则澄清的石灰水不能鉴别,故B错误;C.同周期从左向右原子半径减小,则原子半径:Y>Z>R;电子层越多离子半径越大,且具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则简单离子半径:Z>X>Y,故C正确;D.Mg为活泼金属,工业上采用电解熔融氯化镁冶炼Mg,故D正确;故答案为B。15、D【解析】
A.世界最大射电望远镜主体用料:钢索是金属合金材料,故A不符合;B.中国第一艘国产航母主体用料:钢材属于合金为金属材料,故B不符合;C.中国大飞机C919主体用料:铝合金属于金属材料,故C不符合;D.世界最长的跨海大桥港珠澳大桥主体用料:硅酸盐不是金属材料,故D符合;故答案为D。16、C【解析】
A.NH4HCO3中含有植物生长需要的N元素,可用作氮肥,与其受热易分解的性质无关,A项错误;B.SiO2传导光的能力非常强,常用于制光导纤维,与SiO2熔点高硬度大没有对应关系,B项错误;C.75%乙醇能杀菌消毒,利用乙醇能使蛋白质变性的性质,C项正确;D.硫化钠与Cu2+和Hg2+反应生成硫化物沉淀,发生复分解反应,不发生氧化还原反应,没有体现还原性,D项错误;答案选C。二、非选择题(本题包括5小题)17、加成反应3−氯丙烯碳碳双键和氯原子CH2=CHCH=CH2CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl20【解析】
根据各物质的转化关系,丙烯与氯气发生取代生成B为3-氯丙烯,比较B和D的结构简式可知,B与C发生加成反应生成D,C为CH2=CHCH=CH2,D与氢气发生加成反应生成E为,E与氰化钠发生取代生成F,F与氢气加成生成G,G与氯化氢加成再碱性水解得,再氧化可得X,以CH3CH=CHCH3合成,可以用CH3CH=CHCH3与CH2=CHCH=CH2发生加成反应得,再与氯气加成后与乙炔钠反应可得,据此答题。【详解】(1)根据上面的分析可知,反应①的反应类型是加成反应,故答案为:加成反应。(2)B的名称是3−氯丙烯,根据D的结构简式可知,D分子中含有官能团的名称是碳碳双键和氯原子,故答案为:3−氯丙烯;碳碳双键和氯原子。(3)根据上面的分析可知,物质C的结构简式为CH2=CHCH=CH2,故答案为:CH2=CHCH=CH2。(4)A生成B的化学方程式为CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl,应③的化学方程式为;故答案为:CH2=CHCH3+Cl2CH2=CHCH2Cl+HCl;。(5)根据D的结构,结合条件①有相同的官能团,即有碳碳双键和氯原子,②含有六元环,③六元环上有2个取代基,则符合条件的D的同分异构体为含有碳碳双键的六元环上连有氯原子和甲基,这样的结构有17种,或者是的环上连有氯原子,有3种结构,所以共有20种;故答案为:20。(6)以CH3CH=CHCH3合成,可以用CCH3CH=CHCH3与CH2=CHCH=CH2发生加成反应得,再与氯气加成后与乙炔钠反应可得,反应的合成路线为;故答案为:。18、邻苯二酚C11H11O2F2Br取代反应(或水解反应)醚键、羧基减小生成物浓度,使平衡正向移动8BrCH=C(CH3)2【解析】
A中苯环上有两个处于邻位的酚羟基,习惯上叫做邻苯二酚,在NaOH溶液作用下,A与发生取代反应生成B(),B与Br2发生取代反应生成C(),C在NaOH溶液作用下酚羟基发生取代生成D(),D经过取代、酯化两个反应后得到E(),最后E中的酯基经碱性条件下水解再酸化生成合成罗氟司特的中间体F()。根据以上分析解答此题。【详解】(1)中苯环上有两个处于邻位的酚羟基,叫做邻苯二酚;D为,分子式为C11H11O2F2Br;答案为:邻苯二酚;C11H11O2F2Br。(2)由图示可知与Br2发生取代反应生成C,根据原子守恒写出反应方程式:。答案为:。(3)E到F的反应中只有酯基发生水解,生成羧酸盐后再进行酸化,反应类型为取代反应(或水解反应),F中的含氧官能团为醚键、羧基。答案为;取代反应(或水解反应);醚键、羧基。(4)上述合成路线中,A→B、C→D、E→F这三个反应中都使用了NaOH溶液,有机反应的特点是反应比较慢,副反应多,很多还是可逆反应,在上面三个反应中NaOH溶液都可以与反应后的生成物发生反应,使生成物的浓度减小,促使平衡向正向移动,提高了反应的产率,最后还可再经酸化除去官能团里的钠离子。答案为:减小生成物浓度,使平衡正向移动。(5)的分子式为C4H7Br,不饱和度为1,写成链状可以考虑为丁烷里面增加一条双键,正丁烷里加一条双键有两种写法:CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3,异丁烷里加一条双键只有一种写法:CH2=C(CH3)2。在CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2里面分别有4、2、2种等效氢,所以CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2的一溴代物即的链状同分异构体(不包括立体异构)有4+2+2=8种。其中核磁共振氢谱有两组峰也就是结构式中有两种氢的为:BrCH=C(CH3)2。答案为:8;BrCH=C(CH3)2。(6)根据题中信息,以为原料合成有两个方向的反应,一个是酚羟基上的取代,另一个是甲基邻位的取代,酯化,仿照题中C→D的条件可实现酚羟基的取代,得到,再与Br2发生取代生成,然后仿照题中D→E的条件可实现甲基邻位溴原子的取代,酯化得到。故以对甲基苯酚为原料制备的合成路线为:。答案为:。19、分别取等量的两种固体样品少量于试管中加水至溶解,再分别滴加酚酞试液,变红的为NaNO2Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O可以控制反应的发生与停止3NO2+H2O=2HNO3+NO碱石灰吸收B中挥发出的硝酸和水蒸气A5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O69%(或0.69)【解析】
(1)根据NaCl、NaNO2盐的组成及溶液的酸碱性分析判断;(2)装置A中是浓硝酸和铜加热发生的反应,反应生成二氧化氮和硝酸铜和水,NO2与装置B中的水反应产生HNO3和NO,通过装置C中的干燥剂吸收水蒸气,在装置D中与Na2O2发生反应,装置E中的干燥剂防止水蒸气进入,通过装置E中的过氧化钠与一氧化氮反应,最后通过酸性高锰酸钾溶液除去剩余一氧化氮防止污染空气。(3)①第一次实验数据出现异常,消耗KMnO4溶液体积偏大,根据c(待测)=c(分析不当操作对V(标准)的影响,以此判断浓度的误差;②在反应中NO2-被氧化为NO3-,MnO4-被还原为Mn2+;③根据方程式5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O可求出亚硝酸钠的物质的量,然后求样品中亚硝酸钠的质量分数。【详解】(1)NaCl是强酸强碱盐,不水解,溶液显中性;NaNO2是强碱弱酸盐,NO2-水解,消耗水电离产生的H+,最终达到平衡时溶液中c(OH-)>c(H+),溶液显碱性,所以可根据盐溶液的酸碱性的不同进行鉴别。分别取等量的两种固体样品少量于试管中加水至溶解,然后分别滴加酚酞试液,溶液变红的为NaNO2,不变色的为NaCl;(2)①在装置A中Cu与浓硝酸发生反应,产生硝酸铜、二氧化氮和水,反应的离子方程式为:Cu+4H++2NO3-=Cu2++2NO2↑+2H2O;这样安放铜丝,可通过上下移动铜丝控制反应是否进行,所以使用铜丝的优点是可以控制反应的发生与停止;②装置B中水与二氧化氮反应生成硝酸和一氧化氮,反应方程式为3NO2+H2O=2HNO3+NO;③在干燥管中盛放的干燥剂X的名称为碱石灰,其作用是吸收B中挥发出的硝酸和水蒸气;④NO及NO2都是大气污染物,随意排入大气会造成大气污染,故上图设计的缺陷是无尾气吸收装置。可根据NO、NO2都会被酸性KMnO4溶液吸收,产物都在溶液中,为防止倒吸现象的发生,在导气管末端安装一个倒扣的漏斗,装置为;(3)①A.酸式滴定管用蒸馏水洗净后未用标准液润洗,标准液的浓度偏小,根据c(待测)=c(标准)×V(标准)B.锥形瓶洗净后未干燥,待测液的物质的量不变,对V(标准)无影响,B不可能;C.当观察到最后一滴溶液滴入待测液中红色慢慢褪去,就定为滴定终点,此时溶液中NO2-未反应完全,消耗标准溶液体积偏小,C不可能;D.滴定终点时俯视读数,造成V(标准)偏小,D不可能;故合理选项是A;②在反应中NO2-被氧化为NO3-,MnO4-被还原为Mn2+,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得该反应的离子方程式为5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O;③消耗KMnO4溶液体积V=(20.12+20.00+18.88)mL3=20.00mL,消耗高锰酸钾的物质的量是n(MnO4-)=0.1mol/L×0.02L=0.002mol,则根据方程式5NO2-+2MnO4-+6H+=5NO3-+2Mn2++3H2O可知,亚硝酸钠的物质的量n(NaNO2)=0.002mol×52=0.005mol,则原样品中亚硝酸钠的物质的量是n(NaNO2)总=0.005mol×100mL25mL=0.02mol,其质量m(NaNO2)=0.02mol×69g/mol=1.38g,则样品中亚硝酸钠的质量分数【点睛】本题考查了盐类水解、硝酸的性质、物质的鉴别方法、尾气处理、实验条件控制、实验方案设计与评价以及物质含量测定等,注意在实验过程中的反应现象分析,利用氧化还原反应中物质的量的关系进行计算,在滴定误差分析时要把操作引起的影响归结到对消耗标准溶液的体积大小上进行分析判断。20、蒸馏烧瓶防止空气进c中将甘氨酸亚铁氧化关闭K3,打开K2Fe(OH)22H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2Oad将粗产品置于一定量的冰醋酸中,搅拌,过滤,洗涤,得甘氨酸的冰醋酸溶液【解析】
先打开K1、K3,铁屑与稀硫酸反应生成硫酸亚铁同时产生氢气,将装置内的空气排尽;之后关闭K3,打开K2,通过产生的气体将b中溶液压入c中;c中盛放甘氨酸和少量柠檬酸,在50℃恒温条件下用磁力搅拌器不断搅拌,然后向c中滴加NaOH溶液,调溶液pH至5.5左右,使反应物充分反应,反应完成后加入无水乙醇,降低甘氨酸亚铁的溶解度,从而使其析出;得到的产品中混有甘氨酸杂质,可用冰醋酸洗涤。【详解】(1)根据b的结构特点可知其为蒸馏烧瓶;d中导管插入液面以下,可以形成液封,防止空气进入c中将甘氨酸亚铁氧化;(2)关闭K3,打开K2,产生的气体可将b中溶液压入c中;pH偏高可能生成Fe(OH)2沉淀;(3)反应物有甘氨酸、硫酸亚铁以及NaOH,已知生成物有甘氨酸亚铁,结合元素守恒可知方程式应为2H2NCH2COOH+FeSO4+2NaOH=(H2NCH2COO)2Fe+Na2SO4+2H2O;(4)a.空气排尽后也会有氢气冒出,气泡产生的速率与空气是否排尽无关,故a错误;b.根据题目信息可知柠檬酸具有还原性,可以防止亚铁离子被氧化,故b正确;c.根据题目信息可知甘氨酸亚铁易溶于水,难溶于乙醇,所以加入乙醇可以降低其溶解度,使其从溶液中析出,故c正确;d.甘氨酸亚铁易溶于水,用水洗涤会造成大量产品损失,故d错误;综上所述选ad;(5)甘氨酸和甘氨酸均易溶于水,但甘氨酸亚铁难溶于冰醋酸,而甘氨酸在冰醋酸中有一定的溶解度,所以可将粗产品置于一定量的冰醋酸中,搅拌,过滤,洗涤,得甘氨酸的冰醋酸溶液。【点睛】解
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