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文档简介
上海市控江中学2024年高三下学期第六次检测化学试卷考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、下列说法不正确的是A.在光照条件下,正己烷(分子式C6H14)能与液溴发生取代反应B.乙炔和乙烯都能使溴水褪色,其褪色原理相同C.总质量一定的甲苯和甘油混合物完全燃烧时生成水的质量一定D.对二氯苯仅一种结构,说明苯环结构中不存在单双键交替的结构2、CoCO3可用作选矿剂、催化剂及家装涂料的颜料。以含钴废渣(主要成份CoO、Co2O3,还含有Al2O3、ZnO等杂质)为原料制备CoCO3的一种工艺流程如下:金属离子开始沉淀的pH沉淀完全的pHCo2+7.69.4Al3+3.05.0Zn2+5.48.0下列说法不正确的是()A.“酸溶”时发生氧化还原反应的离子方程式Co2O3+SO2+2H+=2Co2++H2O+SO42-B.“除铝”过程中需要调节溶液pH的范围为5.0~5.4C.在实验室里,“萃取”过程用到的玻璃仪器主要有分液漏斗、烧杯D.在空气中煅烧CoCO3生成钴氧化物和CO2,测得充分煅烧后固体质量为2.41g,CO2的体积为0.672L(标准状况),则该钴氧化物的化学式为CoO3、下列说法正确的是()A.用分液的方法可以分离汽油和水B.酒精灯加热试管时须垫石棉网C.NH3能使湿润的蓝色石蕊试纸变红D.盛放NaOH溶液的广口瓶,可用玻璃塞4、下列有关物质的分类或归类不正确的是()①混合物:石炭酸、福尔马林、水玻璃、水银②化合物:CaCl2、烧碱、苯乙烯、HD③电解质:明矾、冰醋酸、硫酸钡④纯净物:干冰、冰水混合物、浓硫酸、水晶⑤同素异形体:足球烯、石墨、金刚石⑥同系物:CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2A.①②③④ B.②④⑤⑥C.①③④⑤ D.①②④⑥5、联合国大会宣布2019年为“国际化学元素周期表年”,中国科技馆推出“律动世界——化学元素周期表专题展”。已知短周期元素T的次外层电子数是其最外层电子数的2倍,X、W、Z、Y均与元素T相邻且原子序数依次增大,且X、Y与T同主族,W、Z与T同周期。下列判断错误的是()A.元素T在自然界主要以游离态形式存在B.元素非金属性强弱:Z>YC.最高价氧化物对应水化物的酸性:X>WD.X与氧元素形成的氧化物不止一种6、NaCl是我们生活中必不可少的物质。将NaCl溶于水配成1mol·L-1的溶液,溶解过程如图所示,下列说法正确的是A.b的离子为Cl-B.溶液中含有NA个Na+C.水合b离子的图示不科学D.40℃时该溶液的pH小于7,是由于Na+水解所致7、以熔融的碳酸盐(K2CO3)为电解液,泡沫镍为电极,氧化纤维布为隔膜(仅允许阴离子通过)可构成直接碳燃料电池,其结构如图所示,下列说法正确的是A.该电池工作时,CO32-通过隔膜移动到a极B.若a极通入空气,负载通过的电流将增大C.b极的电极反应式为2CO2+O2-4e-=2CO32-D.为使电池持续工作,理论上需要补充K2CO38、莲花清瘟胶囊对新冠肺炎轻症状患者有显著疗效,其有效成分绿原酸存在如图转化关系,下列有关说法正确的是A.H的分子式为C17H14O4B.Q中所有碳原子不可能都共面C.1mol绿原酸与足量NaHCO3溶液反应,最多放出1molCO2D.H、Q、W均能发生氧化反应、取代反应、显色反应9、下列排列顺序中,正确的是①热稳定性:H2O>HF>H2S②离子半径:Cl->Na+>Mg2+>Al3+③酸性:H3PO4>H2SO4>HClO4④结合质子(H+)能力:OH—>CH3COO—>Cl—A.①③ B.②④ C.①④ D.②③10、下列说法正确的是A.Fe3+、SCN-、NO3-、Cl-可以大量共存B.某碱溶液中通入少量CO2产生白色沉淀,该碱一定是Ca(OH)2C.Na[Al(OH)4]溶液和NaHCO3溶液混合可以产生白色沉淀和无色气体D.少量的Mg(HCO3)2溶液加过量的Ba(OH)2溶液的离子方程式为:Mg2++2HCO3-+2Ba2++4OH-=2BaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O11、测定溶液电导率的变化是定量研究电解质在溶液中反应规律的一种方法,溶液电导率越大其导电能力越强。室温下,用0.100mol•L-1的NH3•H2O滴定10.00mL浓度均为0.100mol•L-1HCl和CH3COOH的混合溶液,所得电导率曲线如图所示。下列说法正确的是()A.①点溶液:pH最大B.溶液温度:①高于②C.③点溶液中:c(Cl-)>c(CH3COO-)D.②点溶液中:c(NH4+)+c(NH3•H2O)>c(CH3COOH)+c(CH3COO-)12、某无色溶液中含Na+、I-、NO3-、Cl-,加入下列哪种溶液不会使其变色A.淀粉溶液 B.硫酸氢钠溶液 C.H2O2溶液 D.氯水13、三容器内分别装有相同压强下的NO、NO2、O2,设三容器容积依次为V1、V2、V3,若将三气体混合于一个容积为V1+V2+V3的容器中后,倒立于水槽中,最终容器内充满水。则V1、V2、V3之比不可能是()A.3∶7∶4 B.5∶7∶6 C.7∶3∶6 D.1∶1∶114、NA代表阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是A.0.1mol熔融的NaHSO4中含有的离子总数为0.3NAB.标准状况下,2.24LHF和NH3分子所含电子数目均为NAC.常温时,56gAl与足量浓硝酸反应,转移的电子数目为3NAD.向含有1molFeI2溶质的溶液中通入适量的氯气,当有1molFe2+被氧化时,该反应转移电子的数目为3NA15、下图为一定条件下采用多孔惰性电极的储氢电池充电装置(忽略其他有机物)。已知储氢装置的电流效率×100%,下列说法不正确的是A.采用多孔电极增大了接触面积,可降低电池能量损失B.过程中通过C-H键的断裂实现氢的储存C.生成目标产物的电极反应式为C6H6+6e-+6H+===C6H12D.若=75%,则参加反应的苯为0.8mol16、某种化合物(如图)由W、X、Y、Z四种短周期元素组成,其中W、Y、Z分别位于三个不同周期,Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍;W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同。下列说法不正确的是A.原子半径:W<X<Y<ZB.X与Y、Y与Z均可形成具有漂白性的化合物C.简单离子的氧化性:WXD.W与X的最高价氧化物的水化物可相互反应17、在恒温条件下,向盛有食盐的2L恒容密闭容器中加入0.2molNO2、0.2molNO和0.1molCl2,发生如下两个反应:①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1<0平衡常数K1②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2<0平衡常数K210分钟时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,10分钟内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L·min)。下列说法不正确的是()A.反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数为K1B.平衡后c(Cl2)=2.5×10-2mol/LC.其它条件保持不变,反应在恒压条件下进行,则平衡常数K2增大D.平衡时NO2的转化率为50%18、在一定温度下,将气体X和气体Y各0.16mol充入10L恒容密闭容器中,发生反应:X(g)+Y(g)2Z(g)ΔH<0。一段时间后达到平衡,反应过程中测定的数据如表,下列说法正确的是A.反应前2min的平均速率v(Z)<2.0×10−3mol·L-1·min-1B.其他条件不变,降低温度,反应达到新平衡前:v(逆)>v(正)C.保持其他条件不变,起始时向容器中充入0.32mol气体X和0.32mol气体Y,到达平衡时,c(Z)>0.24mol·L-1D.该温度下此反应的平衡常数:K=1.4419、下列结论不正确的是()①氢化物的稳定性:HF>HCl>SiH4②离子半径:Al3+>S2->Cl-③离子的还原性:S2->Cl->Br-④酸性:H2SO4>H3PO4>HClO⑤沸点:H2S>H2OA.②③⑤ B.①②③ C.②④⑤ D.①③⑤20、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,11.2LH2与11.2LD2所含的质子数均为NAB.硅晶体中,有NA个Si原子就有4NA个Si—Si键C.6.4gCu与3.2g硫粉混合隔绝空气加热,充分反应后,转移电子书为0.2NAD.用惰性电极电解食盐水,若导线中通过2NA个电子,则阳极产生22.4L气体21、某溶液含有等物质的量的Na+、Fe3+、Ba2+、I-、SO42-、SO32-、Cl-中的几种离子。取样,加入KSCN溶液,溶液变血红色,对溶液描述错误的是A.一定没有Ba2+ B.可能含有Na+C.一定没有SO32- D.一定有Cl-22、下列实验操作及现象,不能得出对应结论的是选项实验操作现象结论A将甲烷与氯气在光照下反应,反应后的混合气体通入紫色石蕊试液中紫色石蕊试液变红且不褪色反应产生了HClB镀锌铁片出现刮痕后部分浸入饱和食盐水中,一段时间后铁片附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液无蓝色沉淀镀锌铁没有发生原电池反应C向2mL0.lmol/L醋酸溶液和2mL0.lmol/L硼酸溶液中分别滴入少量0.lmol/LNaHCO3溶液只有醋酸溶液中产生气体酸性:醋酸>碳酸>硼酸D向FeCl3溶液与NaCl溶液中分别滴入30%H2O2溶液只有FeCl3溶液中迅速产生气体Fe3+能催H2O2分解A.A B.B C.C D.D二、非选择题(共84分)23、(14分)2020年2月,国家卫生健康委办公厅、国家中医药管理局办公室联合发出《关于印发新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)的通知》。此次诊疗方案抗病毒治疗中增加了磷酸氯喹和阿比多尔两个药物。其中阿比多尔中间体I的合成路线如下:(1)A的结构简式是_____。描述检验A的方法及现象______________。(2)I中含氧官能团名称是_____。(3)③、⑦的反应类型分别是____、__________。(4)②的化学方程式为____。(5)D的同分异构体中,满足下列条件的有_______种a.含有苯环b.含有—NO2其中核磁共振氢谱为3组峰,且峰面积之比为1∶2∶6的为__________________(任写一种结构简式)。(6)已知:①当苯环有RCOO-、烃基时,新导入的基团进入原有基团的邻位或对位;原有基团为—COOH时,新导入的基团进入原有基团的邻位。②苯酚、苯胺()易氧化。设计以为原料制备的合成路线__________(无机试剂任用)。24、(12分)某研究小组拟合成医药中间体X和Y。已知:①;②;③请回答:(1)下列说法正确的是___。A.化合物A不能使酸性KMnO4溶液褪色B.化合物C能发生加成、取代、消去反应C.化合物D能与稀盐酸发生反应D.X的分子式是C15H18N2O5(2)化合物B的结构简式是___。(3)写出D+F→G的化学方程式___。(4)写出化合物A(C8H7NO4)同时符合下列条件的同分异构体的结构简式___。①分子是苯的二取代物,1H﹣NHR谱表明分子中有4种化学环境不同的氢原子②分子中存在硝基和结构(5)设计E→Y()的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)___。25、(12分)某活动小组利用废铁屑(含少量S等元素)为原料制备硫酸亚铁铵晶体[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O],设计如图所示装置(夹持仪器略去)。称取一定量的废铁屑于锥形瓶中,加入适量的稀硫酸,在通风橱中置于50~60°C热水浴中加热.充分反应。待锥形瓶中溶液冷却至室温后加入氨水,使其反应完全,制得浅绿色悬浊液。(1)在实验中选择50~60°C热水浴的原因是___________(2)装置B的作用是______________;KMnO4溶液的作用是______________。(3)若要确保获得浅绿色悬浊液,下列不符合实验要求的是_________(填字母)。a.保持铁屑过量b.控制溶液呈强碱性c.将稀硫酸改为浓硫酸(4)检验制得的(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O中是否含有Fe3+的方法:将硫酸亚铁铵晶体用加热煮沸过的蒸馏水溶解,然后滴加_______(填化学式)。(5)产品中杂质Fe3+的定量分析:①配制Fe3+浓度为0.1mg/mL的标准溶液100mL。称取______(精确到0.1)mg高纯度的硫酸铁铵[(NH4)Fe(SO4)2·12H2O],加入20.00mL经处理的去离子水。振荡溶解后,加入2mol·L-1HBr溶液1mL和1mol·L-1KSCN溶液0.5mL,加水配成100mL溶液。②将上述溶液稀释成浓度分别为0.2、1.0、3.0、5.0、7.0、10.0(单位:mg·L-1)的溶液。分别测定不同浓度溶液对光的吸收程度(吸光度),并将测定结果绘制成如图所示曲线。取硫酸亚铁铵产品,按步骤①配得产品硫酸亚铁铵溶液10mL,稀释至100mL,然后测定稀释后溶液的吸光度,两次测得的吸光度分别为0.590、0.610,则该兴趣小组所配产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为_______mg·L-1。(6)称取mg产品,将产品用加热煮沸的蒸馏水溶解,配成250mL溶液,取出100mL放入锥形瓶中,用cmol·L-1KMnO4溶液滴定,消耗KMnO4溶液VmL,则硫酸亚铁铵晶体的纯度为_____(用含c、V、m的代数式表示)。26、(10分)有“退热冰”之称的乙酰苯胺具有退热镇痛作用,是较早使用的解热镇痛药,纯乙酰苯胺是一种白色有光泽片状结晶,不仅本身是重要的药物,而且是磺胺类药物的原料,可用作止痛剂、退热剂、防腐剂和染料中间体。实验室用苯胺与乙酸合成乙酰苯胺的反应和实验装置如图(夹持及加热装置略):+CH3COOH+H2O注:①苯胺与乙酸的反应速率较慢,且反应是可逆的。②苯胺易氧化,加入少量锌粉,防止苯胺在反应过程中氧化。③刺形分馏柱的作用相当于二次蒸馏,用于沸点差别不太大的混合物的分离。可能用到的有关性质如下:(密度单位为g/cm3)名称相对分子质量性状密度/g∙cm3熔点/℃沸点/溶解度g/100g水g/100g乙醇苯胺93.12棕黄色油状液体1.02-6.3184微溶∞冰醋酸60.052无色透明液体1.0516.6117.9∞∞乙酰苯胺135.16无色片状晶体1.21155~156280~290温度高,溶解度大较水中大合成步骤:在50mL圆底烧瓶中加入10mL新蒸馏过的苯胺和15mL冰乙酸(过量)及少许锌粉(约0.1g)。用刺形分馏柱组装好分馏装置,小火加热10min后再升高加热温度,使蒸气温度在一定范围内浮动1小时。在搅拌下趁热快速将反应物以细流倒入100mL冷水中冷却。待乙酰苯胺晶体完全析出时,用布氏漏斗抽气过滤,洗涤,以除去残留酸液,抽干,即得粗乙酰苯胺。分离提纯:将粗乙酰苯胺溶于300mL热水中,加热至沸腾。放置数分钟后,加入约0.5g粉未状活性炭,用玻璃棒搅拌并煮沸10min,然后进行热过滤,结晶,抽滤,晾干,称量并计算产率。(1)由于冰醋酸具有强烈刺激性,实验中要在__内取用,加入过量冰醋酸的目的是__。(2)反应开始时要小火加热10min是为了__。(3)实验中使用刺形分馏柱能较好地提高乙酰苯胺产率,试从化学平衡的角度分析其原因:__。(4)反应中加热方式可采用__(填“水浴”“油浴”或"直接加热”),蒸气温度的最佳范围是__(填字母代号)。a.100~105℃b.117.9~184℃c.280~290℃(5)判断反应基本完全的现象是__,洗涤乙酰苯胺粗品最合适的试剂是__(填字母代号)。a.用少量热水洗b.用少量冷水洗c.先用冷水洗,再用热水洗d.用酒精洗(6)分离提纯乙酰苯胺时,在加入活性炭脱色前需放置数分钟,使热溶液稍冷却,其目的是__,若加入过多的活性炭,使乙酰苯胺的产率__(填“偏大”“偏小”或“无影响”)。(7)该实验最终得到纯品7.36g,则乙酰苯胺的产率是__%(结果保留一位小数)。27、(12分)工业上常用亚硝酸钠作媒染剂、漂白剂、钢材缓蚀剂、金属热处理剂。某兴趣小组用下列装置制备并探究NO、的某一化学性质中加热装置已略去。请回答下列问题:已知:①2NO+Na2O2=2NaNO2②NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+(1)装置A三颈烧瓶中发生反应的化学方程式为____________。(2)用上图中的装置制备,其连接顺序为:___________________按气流方向,用小写字母表示,此时活塞、如何操作____________。(3)装置发生反应的离子方程式是________________。(4)通过查阅资料,或NO可能与溶液中发生反应。某同学选择上述装置并按顺序连接,E中装入溶液,进行如下实验探究。步骤操作及现象①关闭K2,打开K1,打开弹簧夹通一段时间的氮气,夹紧弹簧夹,开始A中反应,一段时间后,观察到E中溶液逐渐变为深棕色。②停止A中反应,打开弹簧夹和K2、关闭K1,持续通入N2一段时间③更换新的E装置,再通一段时间N2后关闭弹簧夹,使A中反应继续,观察到的现象与步骤①中相同步骤②操作的目的是___________;步骤③C瓶中发生的化学方程式为_________________;通过实验可以得出:___________填“、NO中的一种或两种”和溶液中发生反应使溶液呈深棕色。28、(14分)1,2-二氯丙烷(CH2C1CHClCH3)是一种重要的化工原料,工业上可用丙烯加成法制备,主要副产物为3-氯丙烯(CH2=CHCH2C1),反应原理为:I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g)△H1=—134kJ·mol-1II.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)△H2=—102kJ·mol-1请回答下列问题:(1)已知CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2C1CHC1CH3(g)的活化能Ea(正)为132kJ·mol-1,则该反应的活化能Ea(逆)为______kJ·mol-1。(2)一定温度下,向恒容密闭容器中充入等物质的量的CH2=CHCH3(g)和C12(g)。在催化剂作用下发生反应I、Ⅱ,容器内气体的压强随时间的变化如下表所示。时间/min060120180240300360压强/kPa8074.269.465.261.657.657.6①用单位时间内气体分压的变化来表示反应速率,即,则前120min内平均反应速率v(CH2C1CHC1CH3)=______kPa·min-1。(保留小数点后2位)。②该温度下,若平衡时HC1的体积分数为,则丙烯的平衡总转化率_______;反应I的平衡常数Kp=_____kPa-1(Kp为以分压表示的平衡常数,保留小数点后2位)。(3)某研究小组向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和C12,分别在A、B两种不同催化剂作用下发生反应,一段时间后测得CH2C1CHC1CH3的产率与温度的关系如下图所示。①下列说法错误的是___________(填代号)。a.使用催化剂A的最佳温度约为250℃b.相同条件下,改变压强不影响CH2C1CHC1CH3的产率c.两种催化剂均能降低反应的活化能,但△H不变d.提高CH2C1CHC1CH3反应选择性的关键因素是控制温度②在催化剂A作用下,温度低于200℃时,CH2C1CHC1CH3的产率随温度升高变化不大,主要原因是_______________________________________________________________。③p点是否为对应温度下CH2C1CHC1CH3的平衡产率,判断理由是_____________。29、(10分)用硼镁矿(Mg2B2O5·H2O,含Fe2O3杂质)制取硼酸(H3BO3)晶体的流程如下。同答下列问题:(1)沉淀的主要成分为____________________(填化学式)。(2)写出生成Na2B4O5(OH)4·8H2O的化学方程式_________________________________。(3)检验H3BO3晶体洗涤干净的操作是______________________________。(4)已知:实验室利用此原理测定硼酸样品中硼酸的质量分数。准确称取0.3000g样品于锥形瓶中,加入过量甘油加热使其充分溶解并冷却,滴入1~2滴酚酞试液,然后用0.2000mol·L-1NaOH标准溶液滴定至终点,消耗NaOH溶液22.00mL。①滴定终点的现象为________________________。②该硼酸样品的纯度为_________________%(保留1位小数)。(5)电解NaB(OH)4溶液制备H3BO3的工作原理如下图。①b膜为________交换膜(填“阴离子”或“阳离子”)。理论上每生成1molH3BO3,两极室共生成__________L气体(标准状况)。②N室中,进口和出口NaOH溶液的浓度:a%_________b%(填“>”或“<”)。
参考答案一、选择题(共包括22个小题。每小题均只有一个符合题意的选项)1、D【解析】
A.在光照条件下,烷烃能够与卤素单质发生取代反应,故A正确;B.乙炔和乙烯与溴水都能发生加成反应,则褪色原理相同,故B正确;C.甲苯(C7H8)和甘油(C3H8O3)的含氢量相等,总质量一定的甲苯(C7H8)和甘油(C3H8O3)混合物中氢元素的质量一定,完全燃烧时生成水的质量一定,故C正确;D.对二氯苯仅一种结构,不能说明苯环结构中不存在单双键交替的结构,因为如果是单双键交替的结构,对二氯苯也是一种结构,故D错误;故选D。【点睛】本题的易错点为D,要注意是不是单双键交替的结构,要看对二氯苯是不是都是一种,应该是“邻二氯苯仅一种结构,才能说明苯环结构中不存在单双键交替的结构”,因为如果是苯环结构中存在单双键交替的结构,邻二氯苯有2种结构。2、D【解析】
A.从产品考虑,钴最终转化为Co2+,Co2O3+SO2+2H+=2Co2++H2O+SO42-符合客观实际,且满足守恒关系,A正确;B.“除铝”过程中需要让Al3+完全沉淀,同时又不能让Zn2+生成沉淀,所以调节溶液pH的范围为5.0~5.4,B正确;C.在实验室里,“萃取”在分液漏斗中进行,另外还需烧杯承接分离的溶液,C正确;D.CO2的物质的量为0.03mol,由CoCO3的组成,可得出2.41g固体中,n(Co)=0.03mol,含钴质量为0.03mol×59g/mol=1.77g,含氧质量为2.41g-1.77g=0.64g,物质的量为0.04mol,n(Co):n(O)=0.03:0.04=3:4,从而得出该钴氧化物的化学式为Co3O4,D错误。故选D。3、A【解析】A.汽油和水彼此不溶,可用分液的方法进行分离,故A正确;B.试管可用酒精灯直接加热,无须垫石棉网,故B错误;C.NH3的水溶液显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,故C错误;D.玻璃中含有的SiO2能和NaOH溶液反应,则盛放NaOH溶液的广口瓶,不可用玻璃塞,只能用橡皮塞,故D错误;答案为A。4、D【解析】
①石炭酸是苯酚,属于纯净物、福尔马林是甲醛的水溶液属于混合物、水玻璃是硅酸钠的水溶液属于混合物、水银是单质属于纯净物,①错误;②CaCl2、烧碱、苯乙烯是化合物,HD是氢气分子,不是化合物,②错误;③明矾是十二水合硫酸铝钾晶体、冰醋酸属于酸、硫酸钡是盐,都是电解质,③正确;④干冰是二氧化碳,是纯净物、冰水混合物是水,属于纯净物、浓硫酸是混合物、水晶是二氧化硅,属于纯净物,④错误;⑤足球烯、石墨、金刚石是由C元素形成的性质不同的单质,属于同素异形体,⑤正确;⑥CH2O2、C2H4O2、C3H6O2、C4H8O2,组成相差CH2,结构不一定相似,所以不一定是同系物,⑥错误,①②④⑥错误;答案选D。5、A【解析】
X、Y与T同主族,且T为短周期元素,则T为硅(Si);再由“X、W、Z、Y均与元素T相邻且原子序数依次增大”,可确定X为碳(C),Y为锗(Ge);W、Z与T同周期,则W为铝(Al),Z为磷(P)。【详解】A.元素Si在自然界中只能以化合态形式存在,A错误;B.元素非金属性强弱:P>Si>Ge,B正确;C.因为CO2通入NaAlO2溶液中能生成Al(OH)3,所以酸性H2CO3>Al(OH)3,C正确;D.C与氧元素形成的氧化物为CO、CO2等,D正确;故选A。6、C【解析】
NaCl在溶液中电离出Na+和Cl−,Na+含有2个电子层,Cl−离子含有3个电子层,则离子半径Cl−>Na+,根据图示可知,a为Cl−、b为Na+,A.离子半径Cl−>Na+,则a离子为Cl−,b离子为Na+,故A错误;B.没有告诉该NaCl溶液的体积,无法计算该溶液中含有Na+的数目,故B错误;C.b为Na+,带正电荷,会使水分子中带有负电的氧原子受到吸引,故图示b离子不科学,故C正确;D.Cl−、Na+都不水解,NaCl溶液呈中性,故D错误;故选C。【点睛】B项是学生们的易错点,往往忽视了题中并没有给出溶液的体积,直接认为溶液体积是1L,进行计算,这种错误只要多加留意,认真审题即可避免。7、A【解析】
A.该电池的总反应方程式为:C+O2=CO2,炭粉在负(a)极失电子发生氧化反应,空气中的氧气在正(b)极得电子,该电池工作时,阴离子CO32-通过隔膜移动到a极,故A正确;B.a极通入Ar,可以使炭粉和熔融碳酸盐的混合物隔绝空气,防止炭粉被氧化,如果a极通入空气,炭粉将直接被氧化,负载上没有电流通过,故B错误;C.b极为正极,得电子发生还原反应,电极反应式为:2CO2+O2+4e-=2CO32-,故C错误;D.该电池的总反应方程式为:C+O2=CO2,从方程式可以看出钾离子和碳酸根离子都没有被消耗,因此理论上不需要补充K2CO3,故D错误;故选A。8、C【解析】
A.分子中每个节点为C原子,每个C原子连接四个键,不足键用H原子补齐,则H的分子式为C17H16O4,故A错误;B.Q中苯环是平面结构,所有碳原子共面,碳碳双键是平面结构,两个碳原子共面,与双键上的碳原子直接相连的原子可共面,则Q中所有碳原子可能都共面,故B错误;C.该有机物中含苯环、酚-OH、C=C、-COOC-、-COOH、-OH,其中羧酸的酸性强于碳酸HCO3-,酚羟基的酸性比碳酸HCO3-弱,则该有机物只有-COOH与NaHCO3溶液,1mol绿原酸含有1mol-COOH,与足量NaHCO3溶液反应,最多放出1molCO2,故C正确;D.H、Q中都含有苯环和酚羟基,在一定条件下苯环可以发生取代反应,酚羟基可发生氧化反应和显色反应,W中没有苯环,不含酚羟基,不能发生显色反应,故D错误;答案选C。【点睛】本题中能与碳酸氢钠反应的官能团有羧基,不包括酚羟基,酚羟基的酸性弱于碳酸,化学反应符合强酸制弱酸的规则,故酚羟基不能和碳酸氢钠反应。9、B【解析】
①非金属性越强,对应氢化物的稳定性越强;②离子的电子层越多,离子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大,离子半径越小;③非金属性越强,最高价氧化物对应水合物的酸性越强;④电离出氢离子能力(酸性)越强,结合质子能力越弱。【详解】①非金属性F>O>S,则气态氢化物的热稳定性:HF>H2O>H2S,故①错误;②Cl-含有三层电子,Na+、Mg2+、Al3+的电子层数都是两层,核电荷数越大,离子半径越小,则离子半径:Cl−>Na+>Mg2+>Al3+,故②正确;③非金属性:P<S<Cl,则最高价含氧酸的酸性:H3PO4<H2SO4<HClO4,故③错误;④电离出氢离子的能力:HCl>CH3COOH>H2O,则结合质子能力:OH−>CH3COO−>Cl−,故④正确;故答案选B。【点睛】本题明确元素周期律内容为解答关键,注意掌握原子结构与元素周期律的关系。10、D【解析】
A.Fe3+与SCN-反应生成红色的络合物,不能大量共存,故A错误;B.某碱溶液中通入少量CO2产生白色沉淀,该碱可能是Ca(OH)2,也可能是Ba(OH)2,故B错误;C.因为酸性:HCO3->Al(OH)3,所以Na[Al(OH)4]溶液和NaHCO3溶液混合可以产生氢氧化铝白色沉淀,但不会生成气体,故C错误;D.少量的Mg(HCO3)2溶液加过量的Ba(OH)2溶液生成碳酸钡沉淀、氢氧化镁沉淀和水,离子方程式为:Mg2++2HCO3-+2Ba2++4OH-=2BaCO3↓+Mg(OH)2↓+2H2O,故D正确;故选D。11、C【解析】
室温下,用0.100mol•L-1的NH3•H2O滴定10.00mL浓度均为0.100mol•L-1HCl和CH3COOH的混合溶液,NH3•H2O先与HCl发生反应生成氯化铵和水,自由移动离子数目不变但溶液体积增大,电导率下降;加入10mLNH3•H2O后,NH3•H2O与CH3COOH反应生成醋酸铵和水,醋酸为弱电解质而醋酸铵为强电解质,故反应后溶液中自由移动离子浓度增加,电导率升高。【详解】A.①点处为0.100mol•L-1HCl和CH3COOH的混合溶液,随着NH3•H2O的滴入,pH逐渐升高,A错误;B.酸碱中和为放热反应,故溶液温度为:①低于②,B错误;C.③点溶质为等物质的量的氯化铵和醋酸铵,但醋酸根离子为若酸根离子,要发生水解,故③点溶液中:c(Cl-)>c(CH3COO-),C正确;D.②点处加入一水合氨的物质的量和溶液中的醋酸的物质的量相同,根据元素守恒可知,c(NH4+)+c(NH3•H2O)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),D错误;答案选C。12、A【解析】
Na+、I-、NO3-、Cl-可以共存,在酸性条件下I-可以NO3-被氧化为I2,加强氧化性物质也能把I-氧化为I2,生成单质碘,则溶液会变色。A.加淀粉溶液,与I-不反应,则溶液不变色,A符合题意;B.溶液中硫酸氢钠溶液,硫酸氢钠电离出氢离子,在酸性条件下I-可以NO3-被氧化为I2,则溶液会变色,B不符合题意;C.H2O2具有强氧化性,能把I-氧化为I2,则溶液会变色,C不符合题意;D.氯水具有强氧化性,能把I-氧化为I2,则溶液会变色,D不符合题意;故合理选项是A。13、B【解析】
NO、NO2与O2、H2O反应后被完全吸收,其反应的化学方程式为4NO+3O2+2H2O=4HNO3、4NO2+O2+2H2O=4HNO3。从反应方程式可以得出:n(O2)=×n(NO)+×n(NO2)。用此关系式验证备选答案。A.×3+×7=4,A不合题意;B.×5+×7≠6,B符合题意;C.×7+×3=6,C不合题意;D.×1+×1=1,D不合题意。故选B。14、D【解析】
A.NaHSO4在熔融状态电离产生Na+、HSO4-,1个NaHSO4电离产生2个离子,所以0.1molNaHSO4在熔融状态中含有的离子总数为0.2NA,选项A错误;B.标准状况下HF呈液态,不能使用气体摩尔体积,选项B错误;C.常温时Al遇浓硝酸会发生钝化现象,不能进一步反应,选项C错误;D.微粒的还原性I->Fe2+,向含有1molFeI2溶质的溶液中通入适量的氯气,当有1molFe2+被氧化时,I-已经反应完全,则1molFeI2反应转移3mol电子,则转移电子数目是3NA,选项D正确;故合理选项是D。15、B【解析】
A.多孔电极可增大电极与电解质溶液接触面积,降低能量损失,故A正确;B.该过程苯被还原为环己烷,C-H键没有断裂,形成新的C-H键,故B错误;C.储氢是将苯转化为环己烷,电极反应式为C6H6+6e-+6H+===C6H12,故C正确;D.根据图示,苯加氢发生还原反应生成环己烷,装置中左侧电极为阳极,根据放电顺序,左侧电极反应式为2H2O-4e-=O2↑+4H+,生成1.6molO2失去的电子量为6.4mol,根据阴阳得失电子守恒,阴极得到电子总数为6.4mol,若η=75%,则生成苯消耗的电子数为6.4mol×75%=4.8mol,苯发生的反应C6H6+6e-+6H+===C6H12,参加反应的苯的物质的量为4.8mol/6=0.8mol,故D正确;故选B。16、A【解析】
W、X、Y、Z均为短周期元素,且W、Y、Z分别位于三个不同周期,则其中一种元素为H,据图可知W不可能是H,则Y或者Z有一种是氢,若Y为H,则不满足“W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同”,所以Z为H,W和Y属于第二或第三周期;据图可知X可以形成+1价阳离子,若X为Li,则不存在第三周期的元素简单离子核外电子排布与X相同,所以X为Na;据图可知Y能够形成2个共价键,则Y最外层含有6个电子,结合“W、X、Y三种简单离子的核外电子排布相同”可知,Y为O;根据“Y核外最外层电子数是W核外最外层电子数的二倍”可知,W最外层含有3个电子,为Al元素,据此解答。【详解】A.同一周期从左向右原子半径逐渐减小,同一主族从上到下原子半径逐渐增大,则原子半径大小为:Z<Y<W<X,故A错误;
B.Na与O形成的过氧化钠、O与H形成的双氧水都是强氧化剂,具有漂白性,故B正确;
C.金属性越强,对应简单离子的氧化性越弱,金属性Al<Na,则简单离子的氧化性:W>X,故C正确;
D.Al与Na的最高价氧化物的水化物分别为氢氧化铝、NaOH,二者可相互反应生成偏铝酸钠和水,故D正确;
故选:A。17、C【解析】
A.①2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)△H1<0平衡常数K1=c(ClNO)c②2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)△H2<0平衡常数K2=c2反应4NO2(g)+2NaCl(s)2NaNO3(s)+2NO(g)+Cl2(g)的平衡常数K=c2(NO)∙c(Cl2)c4B.10min时反应达到平衡,测得容器内体系的压强减少20%,则平衡时混合气体总物质的量为(0.2+0.2+0.1)mol×(1-20%)=0.4mol,10min内用ClNO(g)表示的平均反应速率v(ClNO)=7.5×10-3mol/(L•min),则平衡时n(ClNO)=7.5×10-3mol/(L•min)×10min×2L=0.15mol,设①中反应的NO2为xmol,②中反应的Cl2为ymol,则:2NO2(g)+NaCl(s)NaNO3(s)+ClNO(g)xmol0.5xmol2NO(g)+Cl2(g)2ClNO(g)2ymolymol2ymol则0.5x+2y=0.15,(0.2-x+0.2-2y+0.1-y)+0.5x+2y=0.4,联立方程,解得x=0.1、y=0.05,故平衡后c(Cl2)=0.1mol-0.05mol2L=2.5×10-2mol/L,BC.平衡常数只受温度影响,其他条件保持不变,反应在恒压条件下进行,则平衡常数K2不变,C错误;D.平衡时NO2的转化率为0.1mol0.2mol×100%=50%,故合理选项是C。18、D【解析】
A.反应前2min内Y的改变量为1.14mol,则Z改变量为1.18mol,2min内Z的平均速率v(Z)=Δn/Δt==4×11−3mol·(L·min)−1,故A错误;B.其他条件不变,降低温度,平衡向放热方向移动,正向移动,反应达到新平衡前:v(正)>v(逆),故B错误;C.充入气体X和气体Y各1.16mol,平衡时Y的物质的的量为1.11mol,则改变量为1.16mol,此时Z的物质的量为1.12mol,浓度为1.112mol∙L−1,保持其他条件不变向容器中充入1.32mol气体X和1.32mol气体Y,用建模思想,相当于两个容器,缩小容器加压,平衡不移动,浓度为原来2倍,即c(Z)=1.124mol·L−1,故C错误;D.平衡时,Y的物质的量为1.1mol,X的物质的量为1.1mol,Z的物质的量为1.12mol,该温度下此反应的平衡常数,故D正确;答案选D。19、A【解析】
①非金属性越强,其气态氢化物的稳定性越强,非金属性:F>Cl>Si,氢化物的稳定性:HF>HCl>SiH4,故①正确;②Al3+核外两个电子层,S2-、Cl-核外三个电子层,电子层数相同时,核电荷数多,则半径小。故离子半径:S2->Cl->Al3+,故②错误;③非金属单质的氧化性越强,其离子的还原性越弱,单质的氧化性:Cl2>Br2>S离子的还原性:S2->Br->Cl-,故③错误;④硫酸、磷酸都是最高价的含氧酸,由于非金属性:硫元素强于磷元素,所以硫酸酸性强于磷酸,磷酸是中强酸,而碳酸是弱酸,所以磷酸酸性强于碳酸,二氧化碳、水、次氯酸钙能反应生成碳酸钙和次氯酸,所以碳酸酸性强于次氯酸,所以酸性依次减弱:H2SO4>H3PO4>HClO,故④正确;⑤H2S和H2O结构相似,化学键类型相同,但H2O中的O能形成氢键,H2S中的S不能,所以沸点:H2S<H2O,故⑤错误。答案选A。20、A【解析】
A.标准状况下,11.2LH2与11.2LD2均为0.5mol,每个分子中含有2个质子,则所含的质子数均为NA,故A正确;B.硅晶体中,每个Si周围形成4个Si—Si键,每个Si—Si键是2个Si原子共用,所以有NA个Si原子就有2NA个Si—Si键,故B错误;C.硫和铜反应的方程式:2Cu+SCu2S,6.4gCu与3.2gS粉的物质的量相等,均为0.1mol,物质的量相等的铜和硫反应,硫过量,根据铜求转移电子的物质的量,则6.4gCu的物质的量为0.1mol,则转移电子的物质的量为0.1mol,转移电子数为0.1NA,故C错误;D.未说明是标准状态,则无法计算生成气体的体积,故D错误。故选A。【点睛】此题易错点在于D项,在涉及气体体积的计算时,要注意是否为标准状态,是否为气体。21、B【解析】
加入KSCN溶液,溶液变血红色,溶液中有Fe3+,溶液中不能含有I-、SO32-,因为离子的物质的量相等,根据电荷守恒,含有SO42-、Cl-,一定不能含有Na+和Ba2+。故选:B。22、B【解析】
A.将甲烷与氯气在光照下反应,反应后的混合气体通入紫色石蕊试液中,紫色石蕊试液变红且不褪色,说明生成了HCl,故A不符合题意;B.镀锌铁片出现刮痕后部分浸入饱和食盐水中,一段时间后铁片附近滴入K3[Fe(CN)6]溶液,无蓝色沉淀,锌作负极,铁作正极,铁受到了保护,镀锌铁发生了原电池反应,故B符合题意;C.向2mL0.lmol∙L−1醋酸溶液和2mL0.lmol∙L−1硼酸溶液中分别滴入少量0.lmol∙L−1NaHCO3溶液,只有醋酸溶液中产生气体,说明醋酸和碳酸氢钠反应,硼酸不与碳酸氢钠反应,则得出酸性:醋酸>碳酸>硼酸,故C不符合题意;D.向FeCl3溶液与NaCl溶液中分别滴入30%H2O2溶液,只有FeCl3溶液中迅速产生气体,说明Fe3+对H2O2分解起催化作用,故D不符合题意。综上所述,答案为B。二、非选择题(共84分)23、取适量苯酚溶液于小试管中,滴加过量浓溴水,出现白色沉淀;或取适量苯酚溶液于小试管中,滴加FeCl3溶液,溶液变紫色酯基还原反应取代反应+CH3COCl→+HCl14或【解析】
A与硝酸发生反应生成B,B与CH3COCl发生反应生成C,C在铁做催化剂作用下与氯化铵反应生成D,D与反应生成E,根据结合E的结构简式,及A、B、C、D的分子式,可得A的结构简式为,B的结构简式为,C的结构简式为,D的结构简式为,则反应①为取代反应,②为取代反应,③为还原反应,④为氧化反应,步骤⑦G和溴单质发生取代反应生成H,结合I的结构简式,则H的结构简式为,据此分析解答。【详解】(1)根据分析,A的结构简式是;检验苯酚的方法及现象:取适量苯酚溶液于小试管中,滴加过量浓溴水,出现白色沉淀;或取适量苯酚溶液于小试管中,滴加FeCl3溶液,溶液变紫色;(2)根据流程中I的结构简式,含氧官能团名称是酯基;(3)反应③为还原反应,反应⑦为取代反应;(4)反应②的化学方程式为+CH3COCl→+HCl;(5)D的结构简式为,同分异构体中,满足a.含有苯环,b.含有—NO2,若硝基在苯环上,除苯环外的官能团可为-CH2CH3,则苯环上的位置关系有邻间对三种;或2个-CH3,则分别为:、、、、、,共六种;若硝基不在苯环上,则除苯环外含有硝基的官能团为CH2CH2NO2或CH(NO2)CH3,则有两种;或一个甲基和一个CH2NO2共有邻间对三种,则符合要求的D的同分异构体共有3+6+2+3=14种,其中核磁共振氢谱为3组峰,即有三种不同环境的氢原子,且氢原子的个数比为1∶2∶6,根据分子式C8H9NO2,则D的同分异构体的结构符合要求的有或;(6)已知:①当苯环有RCOO-、烃基时,新导入的基团进入原有基团的邻位或对位;原有基团为—COOH时,新导入的基团进入原有基团的邻位。②苯酚、苯胺()易氧化。由题意为原料制备的合成路线为:。24、CD+CH3OOCCHBrCH2CH2COOCH3→+HBr、、、CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3HOOCCH2CH2CH2COOHClOCCH2CH2CH2COCl【解析】
由、A的分子式,纵观整个过程,结合X的结构,可知发生甲基邻位硝化反应生成A为,对比各物质的分子,结合反应条件与给予的反应信息,可知A中羧基上羟基被氯原子取代生成B,B中甲基上H原子被溴原子取代生成C,C中氯原子、溴原子被﹣NH﹣取代生成D,故B为、C为、D为;由X的结构,逆推可知G为,结合F、E的分子式,可推知F为CH3OOCCHBrCH2CH2COOCH3、E为CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3,据此分析解答。【详解】(1)A.化合物A为,苯环连接甲基,能使酸性KMnO4溶液褪色,故A正确;B.化合物C为,苯环能与氢气发生加成反应,卤素原子能发生取代反应,不能发生消去反应,故B错误;C.化合物D,含有酰胺键,能与稀盐酸发生反应,故C正确;D.由结构可知,X的分子式是C15H18N2O5,故D正确,故答案为:CD;(2)由分析可知,化合物B的结构简式是:,故答案为:;(3)D+F→G的化学方程式:+CH3OOCCHBrCH2CH2COOCH3→+HBr,故答案为:+CH3OOCCHBrCH2CH2COOCH3→+HBr;(4)化合物A(C8H7NO4)的同分异构体同时符合下列条件:①分子是苯的二取代物,1H﹣NHR谱表明分子中有4种化学环境不同的氢原子,存在对称结构;②分子中存在硝基和结构,2个取代基可能结构为:﹣NO2与﹣CH2OOCH、﹣NO2与﹣CH2COOH、﹣COOH与﹣CH2NO2、﹣OOCH与﹣CH2NO2,同分异构体可能结构简式为:、、、,故答案为:、、、;(5)由信息①可知,由ClOCCH2CH2CH2COCl与氨气反应生成,由A→B的转化,由HOOCCH2CH2CH2COOH与SOCl2反应得到ClOCCH2CH2CH2COCl,CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3碱性条件下水解、酸化得到HOOCCH2CH2CH2COOH,合成路线流程图为:CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3HOOCCH2CH2CH2COOHClOCCH2CH2CH2COCl,故答案为:CH3OOCCH2CH2CH2COOCH3HOOCCH2CH2CH2COOHClOCCH2CH2CH2COCl。【点睛】能准确根据反应条件推断反应原理是解题关键,常见反应条件与发生的反应原理类型:①在NaOH的水溶液中发生水解反应,可能是酯的水解反应或卤代烃的水解反应;②在NaOH的乙醇溶液中加热,发生卤代烃的消去反应;③在浓H2SO4存在的条件下加热,可能发生醇的消去反应、酯化反应、成醚反应或硝化反应等;④能与溴水或溴的CCl4溶液反应,可能为烯烃、炔烃的加成反应;⑤能与H2在Ni作用下发生反应,则为烯烃、炔烃、芳香烃、醛的加成反应或还原反应;⑥在O2、Cu(或Ag)、加热(或CuO、加热)条件下,发生醇的氧化反应;⑦与O2或新制的Cu(OH)2悬浊液或银氨溶液反应,则该物质发生的是—CHO的氧化反应。(如果连续两次出现O2,则为醇→醛→羧酸的过程)。25、使受热均匀,加快反应速率,防止温度过高,氨水挥发过多,原料利用率低防止液体倒吸进入锥形瓶吸收氨气、硫化氢等杂质气体,防止污染空气bcKSCN86.185【解析】
A中稀硫酸与废铁屑反应生成硫酸亚铁、氢气,还有少量的硫化氢气体,滴加氨水,可生成硫酸亚铁铵,B导管短进短出为安全瓶,避免倒吸,C用于吸收硫化氢等气体,避免污染环境,气囊可以吸收氢气。【详解】(1)水浴加热的目的是控制温度,加快反应的速率,同时防止温度过高,氨水挥发过多,原料利用率低,故答案为:使受热均匀,加快反应速率,防止温度过高,氨水挥发过多,原料利用率低;(2)B装置短进短出为安全瓶,可以防止液体倒吸进入锥形瓶;由于铁屑中含有S元素,因此会产生H2S,同时氨水易挥发,因此高锰酸钾溶液(具有强氧化性)吸收这些气体,防止污染空气,吸收氨气、硫化氢等杂质气体,防止污染空气,故答案为:防止液体倒吸进入锥形瓶;吸收氨气、硫化氢等杂质气体,防止污染空气;(3)由于Fe2+易被氧化,所以为防止其被氧化,铁屑应过量,同时为抑制Fe2+的水解,所以溶液要保持强酸性,浓硫酸常温下会钝化铁,故答案为:bc;(4)检验铁离子常用KSCN溶液,故答案为:KSCN;(5)①在Fe3+浓度为1.0mg/mL的标准溶液100mL中,m(Fe3+)=0.1mg/mL×100mL=10.0mg,依据关系式Fe3+~(NH4)Fe(SO4)2•12H2O得:m[(NH4)Fe(SO4)2•12H2O]=10.0mg×=86.1mg,故答案为:86.1;②两次测定所得的吸光度分别为0.590、0.610,取其平均值为0.600,从吸光度可以得出浓度为8.5mg/L,又因配得产品溶液10mL,稀释至100mL,故原产品硫酸亚铁铵溶液中所含Fe3+浓度为:8.5mg/L×=85mg/L,故答案为:85;(6)滴定过程中Fe2+被氧化成Fe3+,化合价升高1价,KMnO4被还原生成Mn2+,所以有数量关系5Fe2+~KMnO4,所以n[(NH4)2SO4·FeSO4·6H2O]=V×10-3L×cmol·L-1×5×=12.5Vc10-3mol,则硫酸亚铁铵晶体的纯度为×100%=;故答案为:。26、通风橱促进反应正向进行,提高苯胺的转化率让苯胺与乙酸反应成盐使用刺形分馏柱可以很好地将沸点差别不太大的乙酸和水分开,只将生成的水蒸出,使平衡向生成乙酸苯胺的方向移动,乙酸又可以回流到烧瓶内继续反应,从而提高乙酰苯胺的产率油浴a冷凝管中不再有液滴流下b防止暴沸偏小49.7【解析】
(1)由于冰醋酸具有强烈刺激性,实验中要防止其扩散到室内空气中,过量加入反应物(冰醋酸)的目的,应从平衡移动考虑。(2)反应开始时要小火加热10min,主要是让反应物充分反应。(3)实验中使用刺形分馏柱,可提高乙酰苯胺产率,则应从反应物的利用率和平衡移动两个方面分析原因。(4)反应中加热温度超过100℃,不能采用水浴;蒸发时,应减少反应物的挥发损失。(5)判断反应基本完全,则基本上看不到反应物产生的现象;乙酰苯胺易溶于酒精,在热水中的溶解度也比较大,由此可确定洗涤粗品最合适的试剂。(6)热溶液中加入冷物体,会发生暴沸;活性炭有吸附能力,会吸附有机物。(7)计算乙酰苯胺的产率时,应先算出理论产量。【详解】(1)由于冰醋酸具有强烈刺激性,易扩散到室内空气中,损害人的呼吸道,所以实验中要在通风橱内取用;苯胺与冰醋酸的反应为可逆反应,加入过量冰醋酸的目的,促进平衡正向移动,提高苯胺的转化率。答案为:通风橱;促进反应正向进行,提高苯胺的转化率;(2)可逆反应进行比较缓慢,需要一定的时间,且乙酸与苯胺反应是先生成盐,后发生脱水反应,所以反应开始时小火加热10min,是为了让苯胺与乙酸反应成盐。答案为:让苯胺与乙酸反应成盐;(3)反应可逆,且加热过程中反应物会转化为蒸气,随水蒸气一起蒸出,实验中使用刺形分馏柱,可将乙酸、苯胺的蒸气冷凝,让其重新流回反应装置内,同时将产物中的水蒸出,从而提高乙酰苯胺的产率,从化学平衡的角度分析其原因是:使用刺形分馏柱可以很好地将沸点差别不太大的乙酸和水分开,只将生成的水蒸出,使平衡向生成乙酸苯胺的方向移动,乙酸又可以回流到烧瓶内继续反应,从而提高乙酰苯胺的产率。答案为:使用刺形分馏柱可以很好地将沸点差别不太大的乙酸和水分开,只将生成的水蒸出,使平衡向生成乙酸苯胺的方向移动,乙酸又可以回流到烧瓶内继续反应,从而提高乙酰苯胺的产率;(4)反应中需要将生成的水蒸出,促进平衡正向移动,提高产率。水的沸点是100℃,而冰醋酸的沸点为117.9℃,温度过高会导致反应物的挥发,温度过低反应速率太慢,且不易除去水,所以加热温度应介于水与乙酸的沸点之间,不能采用水浴反应,加热方式可采用油浴,最佳温度范围是a。答案为:油浴;a;(5)不断分离出生成的水,可以使反应正向进行,提高乙酰苯胺的产率,反应基本完全时,冷凝管中不再有液滴流下;乙酰苯胺易溶于酒精和热水,所以洗涤粗品最合适的试剂是用少量的冷水洗,以减少溶解损失。答案为:冷凝管中不再有液滴流下;b;(6)分离提纯乙酰苯胺时,若趁热加入活性炭,溶液会因受热不均而暴沸,所以在加入活性炭脱色前需放置数分钟,使热溶液稍冷却,其目的是防止暴沸,若加入过多的活性炭,则会吸附一部分乙酰苯胺,使乙酰苯胺的产率偏小。答案为:防止暴沸;偏小;(7)苯胺的物质的量为=0.11mol,理论上完全反应生成乙酰苯胺的质量为0.11mol×135.16g/mol=14.8g,该实验最终得到纯品7.36g,则乙酰苯胺的产率是=49.7%。答案为:49.7。【点睛】乙酸与苯胺反应生成乙酰苯胺的反应是一个可逆反应,若想提高反应物的转化率或生成物的产率,压强和催化剂都是我们无须考虑的问题,温度是我们唯一可以采取的措施。因为反应物很容易转化为蒸气,若不控制温度,反应物蒸出,转化率则会降低,所以温度尽可能升高,但同时要保证其蒸气不随水蒸气一起蒸出,这样就需要我们使用刺形分馏柱,并严格控制温度范围。27、浓debcfg关闭,打开排尽装置中残留的NO【解析】
制备NaNO2,A装置中铜与浓硝酸反应:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+4NO2↑+2H2O,制备NO2,NO2与水反应3NO2+H2O=2HNO3+NO,可以在C装置中进行;根据图示,2NO+Na2O2=2NaNO2在D装置中进行,尾气中的NO不能直接排放到空气中,需要用酸性高锰酸钾吸收:3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O,据此分析解答。【详解】(1)装置A三颈烧瓶中铜与浓硝酸发生反应生成二氧化氮,化学方程式为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O,故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O;(2)根据上述分析,A装置制备NO2,生成的NO2在C中水反应制备NO,经过装置B干燥后在装置D中反应生成亚硝酸钠,最后用E除去尾气,因此装置的连接顺序为:a→d→e→b→c→f→g→h;此时应关闭K1,打开K2,让二氧化氮通过C装置中的水转化成一氧化氮,故答案为:d;e;b;c;f;g(b与c、f与g可以交换);关闭K1,打开K2;(3)E装置为酸性高锰酸钾与NO的反应,NO能被酸性KMnO4氧化成NO3-,MnO4-被还原为Mn2+,离子方程式为:3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O,故答案为:3MnO4-+4H++5NO=3Mn2++5NO3-+2H2O;(4)①关闭K2,打开K1,打开弹簧夹通一段时间的氮气,夹紧弹簧夹,开始A中反应,一段时间后,观察到E中溶液逐渐变为深棕色,说明NO2或NO与溶液中Fe2+发生反应;②停止A中反应,打开弹簧夹和K2、关闭K1,持续通入N2一段时间,将装置中残留的二氧化氮排尽,并在C中与水反应,3NO2+H2O=2HNO3+NO;③更换新的E装置,再通一段时间N2后关闭弹簧夹,使A中反应继续,观察到的现象与步骤①中相同,经过步骤②,进入E装置的气体为NO,E中溶液变为深棕色,说明是NO与和溶液中Fe2+发生反应使溶液呈深棕色,故答案为:排尽装置中残留的NO2;3NO2+H2O=2HNO3+NO;NO。【点睛】本题的易错点为(4),要注意步骤③中进入装置E的气体只有NO。28、1640.0974%0.21bd温度较低,催化剂的活性较低,对化学反应速率的影响小不是平衡产率,因为该反应的正反应为放热反应,降低温度平衡向正反应方向移动,p点的平衡产率应高于B催化剂作用下450℃的产率【解析】
(1)已知:I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g)△H1=—134kJ·mol-1,II.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)△H2=—102kJ·mol-1,根据盖斯定律可知,I-II得CH2=CHCH2C1(g)+HC1(g)CH2C1CHC1CH3(g),此反应的反应热△H=Ea(正)-Ea(逆);(2)①因反应II的△V=0,△p=0,则反应I的△p=80kPa-69.4kPa=10.6kPa,根据,计算120min内平均反应速率v(CH2C1CHC1CH3);②设起始时CH2=CHCH3(与)和C12(g)均为5mol,则容器内起始时总物质的量为10mol,根据恒温恒容条件下气体的物质的量与压强成正比可知,平衡时气体的总物质的量为10mol×=7.2mol,减小的物质的量为10mol-7.2mol=2.8mol,根据反应I可知反应生成的CH2C1CHC1CH3(g)为2.8mol,平衡时HC1的体积分数为,说明生成的HCl为7.2mol×=0.9mol,结合反应I、Ⅱ,则参加反应的丙烯的总物质的量为2.8mol+0.9mol=3.7mol,由此计算平衡时丙烯的平衡总转化率和反应I的平衡常数;(3)①a.由图示可知使用催化剂A时产率最高时温度约为250℃;b.根据反应I的特点分析压强对产率的影响;c.使用催化剂能改变反应的活化能,但不改变反应热;d.不同催化剂对产率影响与温度有关;②在催化剂A作用下,温度低于200℃时,CH2C1CHC1CH3的产率随温度升高变化不大,说明此时催化效率低;③在相同温度下,不同的催化剂能改变反应速率,但不影响平衡状态,反应I是放热反应,温度升高平衡会逆向移动。【详解】(1)已知:I.CH2=CHCH3(g)+C12(g)CH2C1CHC1CH3(g)△H1=—134kJ·mol-1,II.CH2=CHCH3(g)+C12(
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