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辽宁省阜新二中2024年高考考前提分化学仿真卷考生请注意: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(每题只有一个选项符合题意)1、下列物质的制备中,不符合工业生产实际的是A.NH3NONO2HNO3B.浓缩海水Br2HBrBr2C.饱和食盐水Cl2漂白粉D.H2和Cl2混合气体HCl气体盐酸2、不同条件下,用O2氧化amol/LFeCl2溶液过程中所测的实验数据如图所示。下列分析或推测合理的是A.由①、②可知,pH越大,+2价铁越易被氧化B.由②、③推测,若pH>7,+2价铁更难被还原C.由①、③推测,FeCl2被O2氧化的反应为放热反应D.60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于0.15amol/(L·h)3、常温下,pH=3的HA溶液V1mL与pH=11的KOH溶液V2mL混合,则下列说法正确的是A.若V1=V2,则反应后溶液的pH一定等于7B.若反应后溶液呈酸性,则V1一定小于V2C.若反应后溶液呈酸性,则V1一定大于V2D.若反应后溶液呈中性,则混合液中一定存在c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol·L-14、将氯气持续通入紫色石蕊试液中,溶液颜色呈如下变化:关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是()A.H+、HClO、Cl2 B.H+、ClO-、Cl-C.HCl、ClO-、Cl- D.HCl、HClO、Cl25、高铁酸钾(K2FeO4)是一种新型非氯高效消毒剂,微溶于KOH溶液,热稳定性差。实验室制备高铁酸钾的原理为3Cl2+2Fe(OH)3+10KOH==2K2FeO4+6KCl++8H2O。下列实验设计不能达到实验目的的是A.用图所示装置制备并净化氯气B.用图所示装置制备高铁酸钾C.用图所示装置分离出高铁酸钾粗品D.用图所示装置干燥高铁酸钾6、下表为各物质中所含少量杂质以及除去这些杂质应选用的试剂或操作方法正确的一组是()选项物质(括号为少量杂质)除杂方法ACO2(SO2)通入饱和碳酸氢钠溶液,再通入碱石灰干燥BCu(CuO)空气中加热CFeCl2(Fe)通入少量氯气加热DKNO3(NaCl)溶于水配成热饱和溶液,冷却结晶A.A B.B C.C D.D7、电解质的电导率越大,导电能力越强。用0.100mol·L-1的KOH溶液分别滴定体积均为20.00mL、浓度均为0.100mol•L-1的盐酸和CH3COOH溶液。利用传感器测得滴定过程中溶液的电导率如图所示。下列说法正确的是()A.曲线②代表滴定CH3COOH溶液的曲线B.在相同温度下,P点水电离程度大于M点C.M点溶液中:c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=0.1mol·L-1D.N点溶液中:c(K+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+)8、下列由实验得出的结论正确的是()A.将乙烯通入溴的四氯化碳溶液,溶液变无色透明,生成的产物可溶于四氯化碳B.乙醇和水都可与金属钠反应产生可燃性气体,说明两种分子中的氢原子都能产生氢气C.用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除,是因为乙酸的酸性小于碳酸的酸性D.甲烷与氯气光照下反应后的混合气体能使湿润石蕊试纸变红是因为生成的一氯甲烷具有酸性9、下列有关化工生产原理正确的是A.工业制取烧碱:Na2O+H2O=2NaOHB.工业合成盐酸:H2+Cl22HClC.工业制取乙烯:C2H5OHCH2=CH2↑+H2OD.工业制漂粉精:2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O10、设NA为阿伏伽德罗常数。下列说法不正确的是A.常温常压下,35.5g的氯气与足量的氢氧化钙溶液完全反应,转移的电子数为0.5NAB.60g甲酸甲酯和葡萄糖的混合物含有的碳原子数目为2NAC.同温下,pH=1体积为1L的硫酸溶液所含氢离子数与pH=13体积为1L的氢氧化钠溶液所含氢氧根离子数均为0.1NAD.已知合成氨反应:N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol,当该反应生成NA个NH3分子时,反应放出的热量为46.2kJ11、化学与生产和生活密切相关,下列分析错误的是A.用氯化钙作钢箱梁大桥融雪剂会加速钢铁腐蚀B.对燃煤进行脱硫处理有利于减少酸雨的产生C.明矾水解生成的胶体可吸附水中悬浮颗粒物D.芳香族化合物有香味,均可以用作食品香味剂12、做好垃圾分类,推动城市绿色发展。下列有关生活垃圾分类不合理的是()选项ABCD生活垃圾牛奶盒眼药水干电池西瓜皮垃圾分类标识A.A B.B C.C D.D13、关于石油和石油化工的说法错误的是A.石油大体上是由各种碳氢化合物组成的混合物B.石油分馏得到的各馏分是由各种碳氢化合物组成的混合物C.石油裂解和裂化的主要目的都是为了得到重要产品乙烯D.实验室里,在氧化铝粉末的作用下,用石蜡可以制出汽油14、某烯烃分子的结构简式为,用系统命名法命名其名称为()A.2,2,4-三甲基-3-乙基-3-戊烯 B.2,4,4-三甲基-3-乙基-2-戊烯C.2,2,4-三甲基-3-乙基-2-戊烯 D.2-甲基-3-叔丁基-2-戊烯15、下列说法正确的是A.纯碱和烧碱熔化时克服的化学键类型相同B.碘晶体受热转变成碘蒸气,吸收的热量用于克服碘原子间的作用力C.SO3溶于水的过程中有共价键的断裂和离子键的形成D.HF的热稳定性很好,主要是因为HF分子间存在氢键16、化学与社会、生活密切相关。对下列现象或事实的解释正确的是()现象或事实解释AAl(OH)3用作塑料的阻燃剂Al(OH)3受热熔化放出大量的热BK2FeO4用于自来水的消毒和净化K2FeO4具有强氧化性,被还原后生成的Fe3+水解生成胶状物,可以软化硬水CNa2O2用于呼吸面具中作为O2的来源Na2O2是强氧化剂,能氧化CO2生成O2D浸泡过KMnO4溶液的硅藻土可用于水果保鲜KMnO4溶液可氧化水果释放的CH2=CH2A.A B.B C.C D.D二、非选择题(本题包括5小题)17、(化学:选修5:有机化学基础)以有机物A制备高分子化合物F()的流程如下:请回答下列问题。(1)A的官能团名称是_______;C的系统命名是____________。(2)①的反应类型是_______,⑤的反应类型是___________。(3)写出反应③的化学方程式:______________________。(4)满足下列条件的B同分异构体有____种。Ⅰ.能与Na反应产生气体Ⅱ.能与NaOH反应Ⅲ.不能与Na2CO3反应。若与NaOH溶液反应的有机物中的碳原子数目为2,则其结构简式是__________。(5)已知:Ⅰ.Ⅱ.写出以CH2=CHCH=CH2为原料制备C的合成路线流程图(无机试剂可以任选):__________。18、有机化合物H的结构简式为,其合成路线如下(部分反应略去试剂和条件):已知:①②(苯胺易被氧化)请回答下列问题:(1)烃A的名称为_______,B中官能团为_______,H的分子式为_______,反应②的反应类型是_______。(2)上述流程中设计C→D的目的是_______。(3)写出D与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_______。(4)符合下列条件的D的同分异构体共有_______种。A.属于芳香族化合物B.既能发生银镜反应又能发生水解反应写出其中核磁共振氢谱图中峰面积之比为6∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式:______。(任写一种)(5)已知:苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位,据此按先后顺序写出以烃A为原料合成邻氨基苯甲酸()合成路线(无机试剂任选)。_______19、对氨基苯磺酸是制取染料和一些药物的重要中间体,可由苯胺磺化得到。+H2SO4H2O已知:苯胺是一种无色油状液体,微溶于水,易溶于乙醇,熔点−6.1℃,沸点184.4℃。对氨基苯磺酸是一种白色晶体,微溶于冷水,可溶于沸水,易溶于碱性溶液,不溶于乙醇。实验室可用苯胺、浓硫酸为原料,利用如图所示实验装置合成对氨基苯磺酸。实验步骤如下:步骤1:在250mL三颈烧瓶中加入10mL苯胺及几粒沸石,将三颈烧瓶放在冰水中冷却,小心地加入18mL浓硫酸。步骤2:将三颈烧瓶置于油浴中缓慢加热至170~180℃,维持此温度2~2.5小时。步骤3:将反应产物冷却至约50℃后,倒入盛有100mL冷水的烧杯中,用玻璃棒不断搅拌,促使对氨基苯磺酸晶体析出。将烧瓶内残留的产物冲洗到烧杯中,抽滤,洗涤,得到对氨基苯磺酸粗产品。步骤4:将粗产品用沸水溶解,冷却结晶,抽滤,收集产品,晾干可得纯净的对氨基苯磺酸。(1)装置中冷凝管的作用是__________。(2)步骤2油浴加热的优点有____________________。(3)步骤3中洗涤沉淀的操作是______________。(4)步骤3和4均进行抽滤操作,在抽滤完毕停止抽滤时,应注意先__________,然后__________,以防倒吸。(5)若制得的晶体颗粒较小,分析可能的原因______(写出两点)。20、铵明矾(NH4Al(SO4)2•12H2O)是常见的食品添加剂,用于焙烤食品,可通过硫酸铝溶液和硫酸铵溶液反应制备。用芒硝(Na2SO4•10H2O)制备纯碱和铵明矾的生产工艺流程图如图1:完成下列填空:(1)铵明矾溶液呈_________性,它可用于净水,原因是_______________;向其溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,可观察到的现象是__________________。(2)写出过程Ⅰ的化学反应方程式_______________。(3)若省略过程Ⅱ,直接将硫酸铝溶液加入滤液A中,铵明矾的产率会明显降低,原因是___________。(4)已知铵明矾的溶解度随温度升高明显增大.加入硫酸铝后,经过程III的系列实验得到铵明矾,该系列的操作是加热浓缩、___________、过滤洗涤、干燥。(5)某同学用图2图示的装置探究铵明矾高温分解后气体的组成成份。①夹住止水夹K1,打开止水夹K2,用酒精喷灯充分灼烧。实验过程中,装置A和导管中未见红棕色气体;试管C中的品红溶液褪色;在支口处可检验到NH3,方法是______________;在装置A与B之间的T型导管中出现白色固体,该白色固体可能是___________(任填一种物质的化学式);另分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物,写出它溶于NaOH溶液的离子方程式_______________。②该同学通过实验证明铵明矾高温分解后气体的组成成份是NH3、N2、SO3、SO2和H2O,且相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值,V(N2):V(SO2)=_____。21、铁、钴、镍等金属及其化合物在科学研究和工业生产中应用十分广泛。回答下列问题:(1)铁、钴、镍的基态原子核外未成对电子数最多的是_________。(2)酞菁钴分子的结构简式如图所示,中心离子为钴离子,酞钴分子中与钴离子通过配位键结合的氮原子的编号是_______(填1、2、3、4),三种非金属原子的电负性由大到小的顺序为_______(用相应的元素符号表示);氮原子的杂化轨道类型为________。(3)Fe(CO)x常温下呈液态,熔点为-20.5℃,沸点为103℃,易溶于非极性溶剂,据此可判断Fe(CO)x,晶体属于_______(填晶体类型),若配合物Fe(CO)x的中心原子价电子数与配体提供电子数之和为18,则x=________。(4)NiO、FeO的晶体结构类型与氯化钠的相同,Ni2+和Fe2+的离子半径分别为69pm和78pm,则熔点NiO______FeO(填“>”“<”或“=”),原因是_________。(5)NiAs的晶胞结构如图所示:①镍离子的配位数为_________。②若阿伏加德罗常数的值为NA,晶体密度为pg·cm-3,则该晶胞中最近的Ni2+之间的距离为________cm。(写出计算表达式)
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、D【解析】
A.工业上制备硝酸是通过氨的催化氧化生成NO后,生成的NO与O2反应生成NO2,NO2溶于水生成HNO3,A项不符合题意,不选;B.通过海水提取溴,是用Cl2氧化经H2SO4酸化的浓缩海水,将其中的Br-氧化为Br2,通过热空气和水蒸气吹入吸收塔,用SO2将Br2转化为HBr,再向吸收塔内通入Cl2氧化为Br2,经CCl4萃取吸收塔中的Br2得到,B项不符合题意,不选;C.工业生产中用直流电电解饱和食盐水法制取氯气,通过氯气和石灰乳(即Ca(OH)2)制得漂白粉,C项不符合题意,不选;D.H2和Cl2混合气体在光照条件下会剧烈反应,发生爆炸,不适合工业生产,D项符合题意;答案选D。2、D【解析】
A.①、②中温度和pH均不同,存在两个变量,不能判断pH对反应的影响,故A错误;
B.若pH>7,+2价铁会转化为氢氧化亚铁沉淀,氢氧化亚铁在空气中能被氧气氧化生成氢氧化铁,所以+2价铁易被氧化,故B错误;
C.①、③中pH相同,温度越高,转化率越大,则FeCl2被O2氧化的反应为吸热反应,故C错误;
D.50℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率等于
0.15a
mol/(L•h),在60℃、pH=2.5时,温度升高,速率增大,所以60℃、pH=2.5时,4h内Fe2+的平均消耗速率大于
0.15a
mol/(L•h),故D正确。
故答案为D。【点睛】本题考查了影响反应速率的因素、影响化学平衡移动的因素,把握图中的信息以及影响反应速率的因素、影响化学平衡移动的因素是解题的关键,侧重于考查学生的分析能力和应用能力。3、D【解析】
A.若V1=V2,如果酸是强酸,二者混合溶液呈中性,pH=7,如果酸是弱酸,酸浓度大于碱,混合溶液呈酸性,pH<7,故A错误;B.如果反应后溶液呈酸性,如果酸是强酸,则V1一定大于V2,如果酸是弱酸,V1可能大于V2,可能等于V2,故B错误;C.如果反应后溶液呈酸性,如果酸是强酸,则V1一定大于V2,如果酸是弱酸,V1可能大于V2,可能等于V2,故C错误;D.若混合溶液呈中性,则溶液中c(H+)=c(OH-)=10-7mol•L-1,所以c(H+)+c(OH-)=2×10-7mol•L-1,故D正确;故选D。4、A【解析】
氯气与水反应生成HCl、HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,氯气能溶于水形成氯水溶液。【详解】氯气与水反应生成HCl、HClO,HCl具有酸性,HClO具有漂白性,则将氯气持续通入紫色石蕊试液中先变红后褪色,最后形成饱和氯水溶液显浅黄绿色为溶解的氯气分子,关于溶液中导致变色的微粒Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的判断正确的是H+、HClO、Cl2。答案选A。5、D【解析】
A.可用浓盐酸与二氧化锰在加热的条件下制取氯气,制取的氯气中含有氯化氢气体,可通过饱和食盐水除去氯气中的氯化氢气体,能达到实验目的,故A不符合;B.KOH溶液是过量的,且高铁酸钾微溶于KOH溶液,则可析出高铁酸钾晶体,能达到实验目的,故B不符合;C.由B项分析可知,高铁酸钾微溶于KOH溶液,可析出高铁酸钾晶体,用过滤的方法即可分离出高铁酸钾粗品,能达到实验目的,故C不符合;D.已知高铁酸钾热稳定性差,因此直接加热会导致高铁酸钾分解,不能达到实验目的,故D符合;答案选D。6、D【解析】
A、SO2与碳酸氢钠反应:SO2+NaHCO3=NaHSO3+CO2↑或SO2+2NaHCO3=Na2SO3+H2O+2CO2↑
,CO2能够与碱石灰反应,应采用浓硫酸或者无水氯化钙等干燥,故A不符合题意;B、Cu与空气中氧气在加热条件下能反应生成CuO,应将混合固体加入稀盐酸溶液中,然后过滤干燥,故B不符合题意;C、FeCl2与氯气会发生反应,因此达不到除杂目的,故C不符合题意;D、KNO3溶解度随温度变化较大,而NaCl溶解度随温度变化较小,将混合固体溶于水后,制成饱和溶液后,将溶液冷却,KNO3会析出,而NaCl在溶液中,可达到除杂的目的,故D符合题意;故答案为:D。【点睛】KNO3中混有少量NaCl,提纯的方法是:①溶解成热饱和溶液→②冷却结晶→③过滤;NaCl中混有少量KNO3,提纯的方法是:①溶解成饱和溶液→②加热蒸发、浓缩结晶→③过滤;需注意二者试验操作的区分。7、D【解析】
A.醋酸为弱电解质,滴加KOH,变为CH3COOK是强电解质,故导电率增加,即曲线①代表滴定醋酸的曲线,故A错误。B.相同温度下,P点溶质为KCl,不影响水的电离,M点为CH3COOK,其水解促进水的电离,故M点大于P点,故B错误。C.对于M点,根据电荷守恒可知,c(CH3COO-)+c(OH-)-c(H+)=c(K+)=0.05mol·L-1,故C错误。D.N点的溶液中含有等物质的量的醋酸钾和氢氧化钾,溶液显碱性,CH3COO-只有很小的一部分发生水解,所以c(K+)>c(OH-)>c(CH3COO-)>c(H+),故D正确。答案:D。8、A【解析】
A.乙烯含有碳碳双键,可与溴的四氯化碳溶液发生加成反应,生成1,2-二溴乙烷,溶液最终变为无色透明,生成的产物1,2-二溴乙烷可溶于四氯化碳,A项正确;B.乙醇的结构简式为CH3CH2OH,只有羟基可与钠反应,且−OH中H的活泼性比水弱,B项错误;C.用乙酸浸泡水壶中的水垢,可将其清除,说明醋酸可与碳酸钙等反应,从强酸制备弱酸的角度判断,乙酸的酸性大于碳酸,C项错误;D.甲烷与氯气在光照条件下反应生成的气体有一氯甲烷和氯化氢,使湿润的石蕊试纸变红的气体为氯化氢,一氯甲烷为非电解质,不能电离,D项错误;答案选A。9、D【解析】
A.工业上用电解饱和食盐水的方法来制取烧碱,化学方程式为2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑,A错误;B.工业利用氢气在氯气中燃烧生成氯化氢,HCl溶于水得到盐酸,而不是光照,B错误;C.C2H5OHCH2=CH2↑+H2O是实验室制备乙烯的方法,工业制备乙烯主要是石油的裂解得到,C错误;D.将过量的氯气通入石灰乳中制取漂粉精,化学方程式为2Ca(OH)2+2Cl2=Ca(ClO)2+CaCl2+2H2O,D正确;故合理选项是D。10、C【解析】
A.2Cl2+2Ca(OH)2==CaCl2+Ca(ClO)2+2H2O,则Cl2——e-,35.5g的氯气为0.5mol,转移的电子数为0.5NA,A正确;B.甲酸甲酯和葡萄糖的最简式都为CH2O,则60g混合物含有的碳原子数目为=2NA,B正确;C.温度未知,pH=13体积为1L的氢氧化钠溶液所含氢氧根离子数不一定为0.1NA,C不正确;D.反应N2(g)+3H2(g)2NH3(g);△H=-92.4kJ/mol表示生成2molNH3时,放热92.4kJ,则当该反应生成NA个NH3分子时,反应放出的热量为46.2kJ,D正确;故选C。11、D【解析】
A.氯化钙是电解质,铁与钢中的碳、潮湿的空气形成原电池,用氯化钙作钢箱梁大桥融雪剂会加速钢铁腐蚀,故A正确;B.煤中含有硫元素,直接燃烧产生二氧化硫,污染空气,对燃煤进行脱硫处理有利于减少酸雨的产生,故B正确;C.明矾水解生成的胶体,氢氧化铝胶体表面积大,吸附水中悬浮颗粒物,故C正确;D.芳香族化合物不一定有香味,好多有毒,只有少数可以用作食品香味剂,故D错误;故选D。12、C【解析】
A.牛奶盒是包装纸,属于可回收物,故A正确;B.眼药水是过期药品,属于有害垃圾,故B正确;C.干电池属于有害垃圾,故C错误;D.西瓜皮是厨余垃圾,属于湿垃圾,故D正确;答案选C。13、C【解析】
A、石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,故A说法正确;B、因为石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,石油分馏时,沸点相近做为气体跑出,因此石油分馏得到的馏分是混合物,故B说法正确;C、石油裂化得到是轻质汽油,裂解得到是乙烯等气态烃,故C说法错误;D、实验室里石蜡在氧化铝的催化下,得到汽油,故D说法正确。14、B【解析】
烯烃分子的结构简式为,系统命名法命名其名称为2,4,4-三甲基-3-乙基-2-戊烯,故B符合题意。综上所述,答案为B。15、A【解析】
A碳酸钠和氢氧化钠熔化时都克服离子键,故正确;B.碘晶体受热变成碘蒸气克服分子间作用力,不是克服碘原子间的作用力,故错误;C.三氧化硫溶于水的过程中有共价键的断裂和形成,没有离子键的形成,故错误;D.氟化氢的稳定性好,是因为氟化氢中的共价键键能高,与氢键无关,故错误。故选A。【点睛】掌握氢键的位置和影响因素。氢键是分子间的作用力,影响物质的物理性质,不影响化学性质。16、D【解析】A.Al(OH)3受热分解时需要吸收大量的热,同时产生的水蒸气起到降低空气中氧气浓度的作用,从而用作塑料的阻燃剂,故A错误;B.K2FeO4具有强氧化性,用于自来水的消毒,被还原后生成的Fe3+水解生成胶状物,具有吸附水体颗粒物起到净化水质的作用,但不能软化硬水,故B错误;C.Na2O2与二氧化碳反应产生氧气,是过氧化钠自身的氧化还原反应,C错误;D.KMnO4溶液可氧化水果释放的CH2=CH2,而乙烯具有催熟作用,故浸泡过KMnO4溶液的硅藻土可用于水果保鲜,D正确。答案选D。二、非选择题(本题包括5小题)17、溴原子、羟基、酯基1,3-丁二醇取代反应或水解反应缩聚反应11CH3COOCH2CH2OH、CH3COOCHOHCH3、CH3CH2OOCCH2OH【解析】试题分析:A水解生成B和C,C连续2次以后生成E,E和氢气发生加成反应生成B,则B和C分子中含有相同的碳原子数,均是4个。B发生缩聚反应生成F,则根据F的结构简式可知B的结构简式为HOCH(CH3)CH2COOH,因此E的结构简式为CH3COCH2COOH,D的结构简式为CH3COCH2CHO,因此C的结构简式为CH3CHOHCH2CH2OH,据此分析解答。解析:A水解生成B和C,C连续2次以后生成E,E和氢气发生加成反应生成B,则B和C分子中含有相同的碳原子数,均是4个。B发生缩聚反应生成F,则根据F的结构简式可知B的结构简式为HOCH(CH3)CH2COOH,因此E的结构简式为CH3COCH2COOH,D的结构简式为CH3COCH2CHO,因此C的结构简式为CH3CHOHCH2CH2OH,则(1)A属于酯类,且含有溴原子和羟基,因此A的官能团名称是溴原子、羟基、酯基;C分子中含有2个羟基,其系统命名是1,3-丁二醇。(2)根据以上分析可知①的反应类型是取代反应或水解反应,⑤的反应类型是缩聚反应。(3)反应③是醛基的氧化反应,反应的化学方程式为。(4)Ⅰ.能与Na反应产生气体,说明含有羟基或羧基;Ⅱ.能与NaOH反应,说明含有羧基或酯基;Ⅲ.不能与Na2CO3反应,说明含有酯基,不存在羧基,如果是甲酸形成的酯基,有5种;如果是乙酸形成的酯基有2种;如果羟基乙酸和乙醇形成的酯基有1种;丙酸形成的酯基有1种;羟基丙酸和甲醇形成的酯基有2种,共计11种;若与NaOH溶液反应的有机物中的碳原子数目为2,则符合条件的有机物结构简式有CH3COOCH2CH2OH、CH3COOCHOHCH3、CH3CH2OOCCH2OH。(5)结合已知信息、相关物质的结构和性质,利用逆推法可知其合成路线可以设计为。18、甲苯氯原子或-ClC7H7O3N取代反应或硝化反应保护(酚)羟基不被氧化+2NaOH+CH3COONa+H2O14或【解析】
H的结构简式为,逆推可知G为。纵观整个过程,可知烃A为芳香烃,结合C的分子式C7H8O,可知A为,A与Cl2发生苯环上氯代反应生成B,B中氯原子发生水解反应、酸化引入-OH生成C,C中酚羟基发生信息①中取代反应生成D,D与酸性KMnO4溶液反应,D中-CH3被氧化成-COOH生成E,E→F转化中在苯环上引入硝基-NO2,F→G的转化重新引入酚羟基,可知C→D的转化目的防止酚羟基被氧化,结合H的结构简式,可推知B为、C为、D为、E为、F为。(5)甲基氧化引入羧基,硝基还原引入氨基,由于氨基易被氧化,应先把甲基氧化为羧基后再将硝基还原为氨基,结合苯环引入基团的定位规律,甲苯先和浓硝酸发生取代反应生成邻硝基甲苯,然后邻硝基甲苯再被酸性高锰酸钾溶液氧化生成邻硝基苯甲酸,最后邻硝基苯甲酸和Fe、HCl反应生成邻氨基苯甲酸。【详解】根据上述分析可知:A为,B为、C为、D为、E为、F为,G为,H为。(1)烃A为,A的名称为甲苯。B为,B中官能团为氯原子。H的结构简式为,H的分子式为C7H7O3N。反应②是苯环上引入硝基,反应类型是:取代反应;(2)C→D中消除酚羟基,F→G中又重新引入酚羟基,而酚羟基容易被氧化,所以流程中设计C→D的目的是:保护(酚)羟基不被氧化;(3)D是,D与足量NaOH溶液发生酯的水解反应,化学方程式为:+2NaOH+CH3COONa+H2O,(4)D为,其符合下列条件的同分异构体:A.属于芳香族化合物,说明含有苯环;B.既能发生银镜反应又能发生水解反应,说明含有-OOCH基团。只有1个取代基为-CH2CH2OOCH和-CH(CH3)OOCH两种不同结构;有2个取代基为-CH3、-CH2COOH,或者-CH2CH3、-OOCH,这两种情况均有邻、间、对3种位置结构,种类数为2×3=6种;有3个取代基为-CH3、-CH3、-OOCH,2个甲基有邻、间、对3种位置结构,对应的-OOCH分别有2种、3种、1种位置,故符合条件的共有2+3×2+2+3+1=14种。其中核磁共振氢谱图中峰面积之比为6:2:1:1的同分异构体的结构简式:或。(5)以甲苯为原料合成的方法是:先使甲苯发生取代反应产生邻硝基甲苯,用酸性KMnO4氧化甲基为—COOH,得到邻硝基甲苯,用Fe在HCl存在条件下发生还原反应,—NO2被还原得到—NH2,就生成邻氨基苯甲酸。故合成路线流程图为:。【点睛】本题考查有机物推断与合成,涉及物质的命名、反应类型的判断、操作目的、同分异构体种类的判断及符合要求的同分异构体结构简式的书写等。要采用正推、逆推相结合的方法分析判断。需要熟练掌握官能团性质与转化,并对给予的信息进行利用,结合转化关系中有机物H的结构和反应条件进行推断。19、冷凝回流受热均匀,便于控制温度向过滤器中加入乙醇浸没沉淀,待乙醇自然流出后,重复操作2~3次拆下连接泵和吸滤瓶的橡皮管关闭水龙头溶液温度过高或冷却结晶时速度过快(合理答案即可)【解析】
结合题给信息进行分析:步骤1中,将三颈烧瓶放入冷水中冷却,为防止暴沸,加入沸石。步骤2中,因为反应温度为170~180℃,为便于控制温度,使反应物受热均匀,采取油浴方式加热;步骤3中,结合对氨基苯磺酸的物理性质,将反应产物导入冷水烧杯中,并不断搅拌有助于对氨基苯磺酸的析出。再根据对氨基苯磺酸与苯胺在乙醇中的溶解性不同,采用乙醇洗涤晶体。步骤4中,利用对氨基苯磺酸可溶于沸水,通过沸水溶解,冷却结晶等操作,最终得到纯净产品。【详解】(1)冷凝管起冷凝回流的作用,冷却水从下口进入,上口排出;答案为:冷凝回流;(2)油浴加热优点是反应物受热均匀,便于控制温度;答案为:受热均匀,便于控制温度;(3)苯胺是一种无色油状液体,微溶于水,易溶于乙醇,对氨基苯磺酸是一种白色晶体,微溶于冷水,可溶于沸水,易溶于碱性溶液,不溶于乙醇,则洗涤时选用乙醇。洗涤的操作为向过滤器中加入乙醇浸没沉淀,待乙醇自然流出后,重复操作2~3次;答案为:向过滤器中加入乙醇浸没沉淀,待乙醇自然流出后,重复操作2~3次;(4)抽滤完毕停止抽滤时,为防止倒吸,先拆下连接抽气泵和吸滤瓶间的橡皮管,再关水龙头;答案为:拆下连接泵和吸滤瓶的橡皮管;关闭水龙头;(5)对氨基苯磺酸微溶于冷水,可溶于沸水,若制得的晶体颗粒较小,可能的原因是溶液温度过高或冷却结晶时速度过快。答案为:溶液温度过高或冷却结晶时速度过快(合理答案即可)。【点睛】冷却结晶的晶体大小影响因素:(1)浆料的过饱和度,这个主要由温度来控制,温度越低过饱和度越低。过饱和度越大,则产生晶核越多,结晶体粒径越小。(2)停留时间,时间越长,则产生的结晶体粒径越大。(3)容器的搅拌强度,搅拌越强,容易破碎晶体,结晶体粒径越小。(4)杂质成分,杂质成分较多,则比较容易形成晶核,结晶体粒径越小。20、酸性铵明矾溶液电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,有吸附作用,故铵明矾能净水先产生白色沉淀,后产生有刺激性气味的气体,再加入过量的NaOH溶液,白色沉淀逐渐溶解并消失2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4省略过程Ⅱ,因HCO3-与Al3+的水解相互促进,产生大量氢氧化铝沉淀,导致铵明矾的产率降低冷却结晶打开K1,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口,出现白烟(NH4)2SO3Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O1:3【解析】
碳酸氢铵溶液中加入硫酸钠,过滤得到滤渣与滤液A,而滤渣焙烧得到碳酸钠与二氧化碳,可知滤渣为NaHCO3,过程I利用溶解度不同发生复分解反应:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4,滤液A中含有(NH4)2SO4及少量HCO3-等,加入硫酸,调节pH使HCO3-转化二氧化碳与,得到溶液B为(NH4)2SO4溶液,再加入硫酸铝得铵明矾;(1)铵明矾溶液中NH4+、铝离子水解NH4++H2O⇌NH3·H2O+H+、Al3++3H2O⇌Al(OH)3+3H+,促进水的电离,溶液呈酸性;铵明矾用于净水的原因是:铵明矾水解得到氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体可以吸附水中悬浮物,达到净水的目的;向铵明矾溶液中加入氢氧化钠溶液,首先Al3+与OH-反应生成氢氧化铝沉淀,接着NH4+与OH-反应生成氨气,最后加入的过量NaOH溶液溶解氢氧化铝,现象为:先产生白色沉淀,后产生有刺激性气味的气体,再加入过量的NaOH溶液,白色沉淀逐渐溶解并消失。(2)过程I利用溶解度不同发生复分解反应,反应方程式为:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3↓+(NH4)2SO4。(3)省略过程Ⅱ,因HCO3-与Al3+的水解相互促进,产生大量氢氧化铝沉淀,导致铵明矾的产率降低。(4)由于铵明矾的溶解度随温度升高明显增大,加入硫酸铝后从溶液中获得铵明矾的操作是:加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥。(5)①检验氨气方法为:打开K1,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口,出现白烟;装置A和导管中未见红棕色气体,说明没有生成氮的氧化物,试管C中的品红溶液褪色,说明加热分解有SO2生成,氨气与二氧化硫、水蒸汽反应可以生成(NH4)2SO3,白色固体可能是(NH4)2SO3;装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物,该物质为氧化铝,氧化铝与氢氧化钠溶液反应离子方程式为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;②反应中-3价的N化合价升高发生氧化反应生成N2,+6价的S化合价降低发生还原反应生成SO2,根据电子转移守恒:n(N2)×2×[0﹣(﹣3)]=n(SO2)×(6﹣4),故n(N2):n(SO
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