2023届湖南省长沙市雅礼中学高三上学期月考试卷(一)化学试题含解析
展开湖南省长沙市雅礼中学2023届高三上学期月考试卷(一)化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.中国已向世界庄严承诺力争2060年前实现“碳中和”。下列有关说法不正确的是
A.积极鼓励植树造林,降低空气中CO2含量
B.可利用CaO或氨水等碱性物质捕集废气中的CO2
C.研发新型催化剂将CO2分解成碳和O2,同时放出大量热
D.一定条件下,将CO2转化为CH4,实现CO2的资源化利用
【答案】C
【详解】A.植物可通过光合作用吸收,故植树造林可降低含量,A正确;
B.CaO或氨水均具有碱性,能与酸性气体反应,B正确;
C.分解反应需要吸收热量,C错误;
D.将转为燃料,可实现资源优化利用,D正确;
答案选C。
2.下列关于文献记载的相关说法中,不正确的是
A.《天工开物》中“世间丝、麻、裘、褐皆具素质”,文中“丝、麻”的主要成分分别是蛋白质和纤维素
B.《肘后备急方》中“青蒿一握,以水二升渍,绞取汁”,该提取过程属于物理变化
C.《抱朴子》中“丹砂(HgS)烧之成水银,积变又还成丹砂”,此处描述为升华
D.《本草纲目》中记载:“用浓酒和糟入甑,蒸令气上,用器承滴露”,此处涉及的实验操作是蒸馏
【答案】C
【详解】A.丝的主要成分是蛋白质,麻的主要成分是纤维素,A正确;
B.青蒿素提取利用的是萃取原理,该过程中没有新物质生成,属于物理变化,B正确;
C.升华属于物理变化,“丹砂(HgS)烧之成水银”即HgS发生分解反应生成水银,此过程为化学变化,不属于升华,C错误;
D.白酒的烧制是利用沸点不同进行分离,为蒸馏操作,D正确;
答案选C。
3.下列有关物质的分类或归类正确的是
①碱性氧化物:、、
②化合物:、、油、氯仿
③电解质:明矾、烧碱、冰醋酸、碱石灰
④同系物:、、、
⑤混合物:漂白粉、福尔马林、铝热剂、蛋白质胶体
A.①③⑤ B.①②⑤ C.②③④ D.②⑤
【答案】D
【详解】①中Al2O3是两性氧化物不是碱性氧化物,错误;
②中都是化合物,正确;
③中碱石灰是混合物,不是电解质,错误;
④中CH2O2只能为甲酸,而C2H4O2,C3H6O2,C4H8O2除了可能属于羧酸外还可能是酯类、羟基醛等,官能团异构,所以它们不一定是同系物,错误;
⑤中都是混合物,正确;
故选D。
4.下图是某加碘食盐包装袋上的部分图表文字。由此得到的信息和作出的推测正确的是
A.“烹调时待食品熟后加入碘盐”可能原因是受热易分解
B.可以用无水酒精从该碘盐配制的水溶液中萃取得到
C.依据图表内容可知1kg此食盐中含
D.食用加碘盐的目的是利用有较强氧化性以预防龋齿
【答案】A
【详解】A.碘酸钾受热易分解,为防止碘酸钾受热分解,烹调时应待食品熟后加入碘盐,故A正确;
B.碘酸钾在水中的溶解度大于酒精,且酒精与水互溶,不能用酒精萃取碘盐溶液中的碘酸钾,故B错误;
C.由图可知,(35±15)mg/kg是食盐中碘元素的含量,不是碘酸钾的含量,故C错误;
D.食用加碘盐的目的是补充碘元素,预防碘缺乏病即地方性甲状腺肿的发生,与预防龋齿无关,故D错误;
故选A。
5.设为阿伏加德罗常数的值,则下列说法中,正确的是
A.2g和的混合物质中,含有的电子总数为
B.常温常压下,0.5mol与11.2L所含的分子数均为
C.向盛有一定量煮沸蒸馏水的烧杯中滴加1mL 5mol/L氯化铁溶液,继续煮沸使其完全转化为氢氧化铁胶体,则所得的分散系中含氢氧化铁胶体粒子为
D.56g Fe与一定量稀硝酸充分反应后,若Fe完全溶解,则此时转移电子数可能为
【答案】D
【详解】A.和的摩尔质量分别为18g/mol、20g/mol,从而可得和的混合物的平均摩尔质量应介于18~20g/mol,故2g和混合物的物质的量大于0.1mol,而1个分子和1个分子中都含有10个电子,因此2g和混合物中含有电子物质的量大于1mol即电子数大于,A错误;
B.常温常压下,11.2L的物质的量小于0.5mol,故0.5mol与11.2L所含的分子数目不相等,B错误;
C.根据方程式,胶体中的胶体微粒是一定数目的聚合体,故分散系中胶体粒子数一定小于,C错误;
D.56g Fe为1mol,其与一定量稀硝酸充分反应后,若Fe完全溶解,则此时得到产物可能为1mol硝酸铁、1mol硝酸亚铁以及1mol硝酸铁和硝酸亚铁的混合物三种情况,因此,此时转移电子数应介于,D正确;
答案选D。
6.下列能正确表示相关反应的离子方程式是
A.少量过氧化钠加到氯化亚铁溶液中:
B.向少量碳酸氢钠溶液中加入过量的溶液:
C.向亚硫酸氢钠溶液中滴加少量碘酸钠溶液:
D.酸化的溶液暴露在空气中:
【答案】C
【详解】A.少量过氧化钠与氯化亚铁溶液反应生成氯化钠、氢氧化铁沉淀和氯化铁,反应的离子方程式为,故A错误;
B.少量碳酸氢钠溶液与过量氢氧化钙溶液反应生成碳酸钙沉淀、氢氧化钠和水,离子方程式应为,故B错误;
C.亚硫酸氢钠溶液与少量碘酸钠溶液反应生成硫酸钠、碘化钠、二氧化硫和水,反应的离子方程式为,故C正确;
D.酸化的硫酸亚铁溶液暴露在空气中发生的反应为酸性条件下,溶液中亚铁离子与氧气反应生成铁离子和水,反应的离子方程式为,故D错误;
故选C。
7.碳酸镧可用于治疗高磷酸盐血症。某化学小组用如下图所示装置模拟制备碳酸镧,其发生的化学反应为,则下列有关说法正确的是
A.装置X中盛放的试剂为饱和NaCl溶液
B.装置Y中的生石灰可用固体NaOH代替
C.实验开始时应先打开W中分液漏斗的旋转活塞
D.从左向右接口的正确连接顺序为F→B,A→E,D←C
【答案】B
【分析】制备反应原理为:LaCl3+6NH4HCO3═La2(CO3)3↓+6NH4Cl+3CO2↑+3H2O,由实验装置可知,装置Y用以制备氨气,装置W用以制备二氧化碳,装置Z用以制备碳酸镧,因氨气极易溶于水,装置Y的C接口应与装置Z的E接口连接,因二氧化碳中混有氯化氢,应用盛有饱和NaHCO3溶液的X装置除去氯化氢,则制备装置的连接顺序为W-X- Z- Y。
【详解】A.装置X为除去CO2中的HCl杂质,盛放的试剂为饱和NaHCO3溶液,A错误;
B.NaOH遇水放热,浓氨水遇热产生NH3,因此可以用NaOH代替生石灰,B正确;
C.实验开始时应先打开Y中分液漏斗的旋转活塞将产生的NH3先通入使溶液呈碱性,再充入CO2,这样有利于吸收更多CO2,C错误;
D.由于NH3极易溶于水,则需采用防倒吸装置,E←C,制取的CO2需除去HCl杂质,则F→B,A→D,D错误;
故选B。
8.已知制备某无机化合物的转化流程如图所示,则下列说法中,错误的是
A.该转化流程中、均被循环使用
B.该循环过程中的化学反应没有涉及置换反应类型
C.该循环过程中涉及的化学反应均为非氧化还原反应
D.该工艺总体来看相当于利用食盐和石灰石制取得到纯碱
【答案】A
【分析】由图可知制备Na2CO3涉及的反应分别为:NH4HCO3溶液与NaCl溶液反应生成NH4Cl和NaHCO3,CaCO3受热分解生成CaO和CO2,CaO与NH4Cl溶液反应生成NH3、CaCl2和H2O,NaHCO3受热分解生成Na2CO3、CO2和H2O,CO2与NH3和H2O反应生成NH4HCO3,叠加得到总反应相当于食盐和石灰石反应生成Na2CO3和CaCl2。
【详解】A.由分析可知,Na2CO3和CaCl2均只为反应的生成物,未参与循环利用,A错误;
B.由分析可知,循环过程中涉及了分解反应、化合反应、复分解反应,但没有涉及置换反应,B正确;
C.由分析可知,循环过程中涉及的反应均无电子转移,为非氧化还原反应,C正确;
D.由分析可知,循环过程中涉及5个反应,叠加后得到的总反应相当于食盐和石灰石反应生成Na2CO3和CaCl2,D正确;
故选A。
9.工业上用发烟将潮湿的氧化为棕色的烟来除去Cr(III),而中部分氯元素转化为最低价态。下列有关说法错误的是
A.依据该反应说明氧化性大于
B.只有氧化性,而只有还原性
C.该反应中,若有19mol被消耗,则此时转移电子的物质的量为24mol
D.该反应的化学方程式为
【答案】B
【详解】A.将潮湿的氧化,因此该反应说明氧化性大于,A正确;
B.中Cr元素处于中间价态,既有氧化性,又有还原性,B错误;
C.根据题意可得该反应的化学方程式为,由此可知19mol被消耗,其中只有3mol作为氧化剂被还原为HCl,此时转移电子的物质的量为24mol,C正确;
D.该反应的化学方程式为,D正确;
答案选B。
10.如图是M元素高中常见物质的价类二维图。其中A到D、D到E的转化都可加同一种物质实现,且E的相对分子质量比D的相对分子质量大16,则下列说法不正确的是
A.物质B可用作火箭燃料,其电子式为
B.依据题给价类二维图综合分析可知M元素为氨元素
C.氢化物A或B均可在一定条件下与氧气反应得到单质C
D.物质F的浓溶液具有强氧化性,可以用铁制或铝制容器盛放
【答案】A
【分析】从图中可以看出,C为单质,所含元素化合价为0价,A和B均为氢化物,M元素的化合价分别为-3和-2,所以M为氮元素,则A为NH3,B为N2H4,D为NO,E为NO2,F为HNO3,G为硝酸盐。
【详解】A.物质B为,其N元素之间只有1个共用电子对,故A错误;
B.依据题给价类二维图有两种氢化物且M的化合价为-3、-2价,综合分析可知M元素为氮元素,故B正确;
C.氢化物或均可在一定条件下与发生反应得到和,故C正确;
D.物质F为,其浓溶液具有强氧化性,可以使铁或铝在常温下发生钝化,因此可以用铁制或铝制容器盛放,故D正确;
综合答案选A。
11.若向含有,的混合溶液中逐滴加入150mL的HCl溶液,测得溶液中某几种离子的物质的量的变化情况如右图所示。则下列说法中,不正确的是
A.结合的能力:
B.在M点发生的反应为
C.原混合溶液中,与的物质的量浓度相同
D.若原混合溶液与盐酸充分反应,最终消耗盐酸体积的最大值为300mL
【答案】B
【分析】、的混合溶液中逐滴加入HCl溶液,首先发生反应:,a线表示减少;反应后接下来第二阶段,发生反应:,b线表示减少,c线表示的增加;反应后接下来第三阶段,发生反应:,d线表示减少,此阶段没有参与反应。
【详解】A.根据以上分析可知结合的能力:,A正确;
B.依据上述分析可知加盐酸100mL至150mL时,反应转化为,即反应为,B错误;
C.第一、第二两阶段消耗的盐酸的体积都是50mL,所以消耗的HCl的物质的量相等,依据第一阶段、第二阶段分别发生反应,,可知与的物质的量相同,故原混合溶液中,与的物质的量浓度相同,C正确;
D.依题生成的为0.05mol,其完全溶解需消耗HCl为0.15mol,即还需要加的HCl溶液的体积为150mL,故该混合溶液与盐酸充分反应,最终反应消耗盐酸的体积最大值为300mL,D正确;
故答案选B。
12.溶液A中可能含有如下离子中的若干种:、、、、、、、。某同学设计并完成了如下的实验:
则下列有关说法正确的是
A.滤液C中一定存在的阳离子有、、
B.溶液A中一定存在、、,可能存在
C.4.50g沉淀B若改为加入足量的稀硝酸最终同样只得到2.33g沉淀
D.如果气体F能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,说明该溶液中一定含有
【答案】D
【分析】溶液A中滴加过量BaCl2溶液所得沉淀B部分溶解于稀盐酸,并得到沉淀D为2.33gBaSO4,物质的量为0.01mol,溶解的物质为BaSO3,质量为2.17g,物质的量为0.01mol,由此推断原溶液中含有和,物质的量均为0.01mol;排除原溶液中含有Ba2+;滤液C中加入足量NaOH溶液加热,无沉淀产生,可知溶液中无Mg2+,有气体放出,可知溶液中有,根据生成氨气448mL,可知溶液中的物质的量为0.02mol;溶液是电中性的,根据电荷守恒可知,溶液中一定还含有Na+,同时可能还含有。
【详解】A.由分析可知,滤液C中一定不存在Mg2+,A错误;
B.由分析可知,溶液A中一定存在Na+,B错误;
C.由分析可知,沉淀B为BaSO4和BaSO3的混合物,其中BaSO3遇硝酸可以被氧化为BaSO4,故加入足量的稀硝酸最终得到4.66g BaSO4沉淀,C错误;D.只有含有的溶液加强碱溶液加热才能产生使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,D正确;
故选D。
二、多选题
13.是一种有效的土壤消毒剂,其可通过以下化学反应制备:。已知该反应相关物质中氮元素的化合价均为价,则下列说法中,不正确的是
A.是还原剂,HCN是氧化剂
B.中含共价键,故其为共价化合物
C.该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1
D.该反应若生成148g混合气体,则转移的电子数约为
【答案】AB
【详解】A.对反应分析可知,HCN中氢元素由+1价降低到中的0价,被还原;反应物中中的碳元素为+4价,HCN中的碳元素为+2价,产物中、中的碳元素均为+4价,CO中碳元素为+2价,则在反应过程中HCN中+2价的碳元素被氧化成+4价,HCN既是氧化剂又是还原剂,故A错误;
B.中含共价键和离子键,是离子化合物,故B错误;
C.根据A选项分析,为还原产物,为氧化产物,即该反应中氧化产物与还原产物的物质的量之比为1∶1,故C正确;
D.当反应中生成74g混合气体(、、各1mol)时,转移的电子数为2mol,则生成148g混合气体时,转移的电子数约为,故D正确;
综合答案选AB。
14.白银(Ag)是高新技术产业的基础材料之一、在一种光盘金属层中回收少量白银(金属层中其他金属含量过低,对实验的影响可忽略)的工艺流程如下:
已知:NaClO溶液在受热或酸性条件下易分解。则下列有关叙述正确的是
A.“氧化”过程最适宜的反应条件是加热和强酸性
B.“操作1”所用到的玻璃仪器是玻璃棒、烧杯、普通漏斗
C.“还原”过程中参加反应的
D.AgCl溶解在10%氨水中的化学反应方程式为
【答案】BD
【分析】回收一种光盘金属层中的少量Ag,由流程可知,加入氢氧化钠调节溶液pH,加入过量NaClO,发生4Ag+4NaClO+2H2O═4AgCl+4NaOH+O2↑,操作I分离出滤液,为过滤操作,AgCl加10%氨水溶解,发生AgCl+2NH3•H2O+Cl-+2H2O,对银氨溶液用N2H4•H2O在碱性条件下还原得到Ag。
【详解】A.“氧化”过程加入氧化剂NaClO溶液,NaClO在受热或酸性条件下易分解,不利于上述氧化过程的发生,A错误;
B.“操作1”为过滤,所需的玻璃仪器为玻璃棒、烧杯和(普通)漏斗,B正确;
C.“还原”过程中中银元素化合价降低生成单质银,由+1价变为0价,中氮元素化合价升高生成,由-2价变为0价,根据得失电子守恒,,C错误;
D.AgCl溶解在10%氨水中的化学反应方程式为,D正确;
故答案选BD。
三、工业流程题
15.稀土元素钪(Sc)广泛应用于航空航天、超导、激光、核能等领域,从钛白水解工业废酸(含、、、、等离子)中提取氧化钪并制备三氯化钪的一种工艺流程如下:
已知:为砖红色固体;,。
请回答下列问题:
(1)萃取和反萃取操作都需使用到的主要玻璃仪器为_______和_______。
(2)在钛白水解工业废酸中,加入是为了使转化为,若该离子中Ti的化合价为+4价,则除去和外的其余氧元素价态为_______价。
(3)若温度对钪、钛的萃取率影响情况见下表,一般合适的萃取温度为10~15℃,其理由是____。
T/℃
5
10
15
25
30
钪的萃取率/%
91.3
96
97.1
97.3
98.0
钛的萃取率/%
0.94
0.95
2.10
3.01
4.20
(4)反萃取步骤中,强碱性条件下双氧水可以氧化锰离子生成,则该反应的离子方程式为_______。
(5)上述工艺流程在“灼烧”步骤中可得到,已知在后续的“加热氯化”步骤中可得到一种使热的氧化铜由黑变红的气体,请依题写出此时由制备的化学方程式:_______。
(6)现取制得的粗产品(只含难溶杂质)溶于水,配成溶液,采用为指示剂,用标准溶液滴定,若在滴定时盛装标准溶液的滴定管未润洗,则导致测得粗产品中含量_______(填“偏高”“偏低”或“无影响”);当达到滴定终点,溶液中恰好沉淀完全[假设此时为]时,则此时溶液中的浓度为_______。
【答案】(1) 烧杯 (梨形)分液漏斗
(2)-1
(3)温度为10~15℃时,钪的萃取率较高而且钛的萃取率较低
(4)
(5)
(6) 偏高 或0.005
【分析】钛白水解工业废酸含有、、、、等离子,加入H2O2和有机萃取剂,分液分离,是为了除去,用93%硫酸、27.5%的双氧水和水洗涤“油相”,可进一步除去钛,加入NaOH进行反萃取,此时Mn2+与H2O2在碱性条件下生成MnO2沉淀,Sc3+与OH-生成Sc(OH)3,过滤,滤渣酸溶,加入草酸使Sc转化为Sc2(C2O4)3沉淀,过滤分离,灼烧生成Sc2O3。再加入焦炭、氯气反应生成三氯化钪(ScCl3),据此解答。
(1)
萃取和反萃取操作都需使用到的主要玻璃仪器为烧杯和分液漏斗。
(2)
依据中Ti的化合价为+4且有一个,整个原子团离子带一个单位正电荷,则另外两个氧原子只有是才可能满足条件,故除去和外的其余氧元素价态为―1价。
(3)
根据表格数据可知温度为10~15℃时,钪的萃取率较高而且钛的萃取率较低,得到的钪纯度相对较高。
(4)
碱性条件下双氧水可以氧化生成,根据电子守恒可知和的系数比为1∶1,再结合元素守恒可得离子方程式为。
(5)
根据题意加热氯化可得到一种使热的氧化铜由黑变红的气体只能为CO,再综合题意并结合元素守恒和电子守恒可知制备反应的化学方程式为。
(6)
若在滴定时盛装标准溶液的滴定管未润洗,则相当于将标准溶液稀释,从而导致测得的纯度偏高;当溶液中恰好沿淀完全时,依题此时有:,故有:mol/L=0.005mol/L或mol/L。
四、原理综合题
16.研究发现,NOx和SO2是雾霾的主要成分。
I.NOx主要来源于汽车尾气。
已知:
(1)为减轻大气污染,人们提出在汽车尾气排气管口采用催化剂将NO和CO转化成无污染气体参与大气循环。写出该反应的热化学方程式:_______。
(2)T℃时,将等物质的量的NO和CO充入容积为4 L的密闭容器中,保持温度和体积不变,反应过程(0~l5 min)中NO的物质的量随时间变化的关系如下图所示。
①图中a、b分别表示在一定温度下,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(NO)的变化曲线,其中表示催化剂表面积较小的曲线是_______(填“a”或“b”)。
②T℃时,该化学反应的平衡常数K=_______;平衡时若保持温度不变,再向容器中充入NO为0.2 mol、N2为0.3 mol,则平衡将_______移动(填“向左”“向右”或“不”)。
II.SO2主要来源于煤的燃烧。燃煤烟气的脱硫减排是减少大气中含硫化合物污染的关键。
(3)用纯碱溶液吸收SO2可将其转化为NaHSO3,则该反应的化学方程式是_______。
(4)如图电解装置可将雾霾中的NO、SO2分别转化为和,则阳极的电极反应是_______;若将所得物质A溶于适量水配成稀溶液,则该溶液中存在的电荷守恒等式为_______。
【答案】(1) △H=-746.50 kJ/mol
(2) a 10 L/mol 不
(3)H2O+2SO2+Na2CO3=2NaHSO3+CO2
(4) SO2+2H2O-2e-=+4H+ c(H+)=c(OH-)+2c()
【解析】(1)
已知:①
②
根据盖斯定律,将②-①,整理可得热化学方程式: △H=-746.5 kJ/mol
(2)
①催化剂表面积较小,则催化效率低些,相对反应速率慢些,由此可知其中表示催化剂表面积较小的曲线是曲线a;
②在反应开始时c(NO)=c(CO)=,c(N2)=c(CO2)=0,反应达到平衡时,c(NO)=c(CO)=,根据物质反应转化关系可知平衡时c(N2)=0.025 mol/L,c(CO2)=0.05 mol/L,故该温度下该反应的化学平衡常数K=;
平衡时若保持温度不变,再向容器中充入NO为0.2 mol、N2为0.3 mol,则c(NO)=0.05 mol/L+0.05 mol/L=0.1 mol/L,c(N2)=0.025 mol/L+0.075 mol/L=0.1 mol/L,此时Qc=,所以化学平衡不发生移动;
(3)
用纯碱Na2CO3溶液吸收SO2气体,反应产生NaHSO3、CO2,该反应的化学方程式为:H2O+2SO2+Na2CO3=2NaHSO3+CO2;
(4)
根据图示可知:阳极为SO2失去电子变为硫酸,硫酸电离产生H+、,故阳极的电极反应式为:SO2+2H2O-2e-=+4H+;可推出A为硫酸,在硫酸溶液中含有硫酸电离产生的H+、,H2O电离产生H+、OH-,故根据电荷守恒可得等式为c(H+)=c(OH-)+2c()。
五、结构与性质
17.氟代硼铍酸钾晶体KBBF()是一种非线性光学晶体材料,广泛应用于激光、光刻录等领域,长方体晶胞如图甲所示(其中钾原子已经给出,氧原子略去)。回答下列问题:
(1)下列为铍元素不同微粒对应的轨道表示式,则其再失去一个电子需要能量最小的是_______(填标号)。
A. B.
C. D.
(2)中铍原子的杂化类型是_______,其分子空间结构为_______。
(3)KBBF所含的5种元素的第一电离能由大到小的顺序是_______。
(4)三卤化硼的熔沸点如图乙所示,、、、的熔沸点呈该变化的原因是___。
(5)若该KBBF晶体的晶胞参数分别为a pm和c pm,其中M代表KBBF的摩尔质量,表示阿伏加德罗常数的值,则晶体密度为_______(请用含有a、c、M和的代数式表示)。
【答案】(1)C
(2) sp杂化 直线形
(3)F>O>Be>B>K
(4)四种物质均为组成结构相似的分子晶体,随着相对分子质量增大,分子间作用力增大,故熔沸点升高
(5)
【解析】(1)
铍元素的原子序数为4,基态原子电子排布式为,激发态原子中电子的能量高于基态原子中电子的能量,其失去一个电子需要的能量小于基态原子,基态原子中第一电离能小于第二电离能,则由题给有关轨道表示式可知,再失去一个电子需要能量最小的应是,故选C。
(2)
BeF2中铍原子的价层电子对数为2,孤电子对数为0,则铍原子的杂化方式为sp杂化,分子的空间结构为直线形。
(3)
同周期从左到右,第一电离能有增大的趋势,由于B失去的是2p上的电子,p轨道上的电子能量较高,容易失去,所以B的第一电离能小于Be,K原子半径大,在这五种元素中,第一电离能最小,所以5种元素的第一电离能由大到小的顺序是F>O>Be>B>K。
(4)
组成结构相似的分子晶体,一般相对分子质量越大,分子间作用力越大,熔沸,点越高,4种三卤化硼都是结构相似的分子晶体,相对分子质量依次增大,分子间作用力依次增大,熔沸点依次升高。
(5)
晶胞中位于顶点和体内的钾原子的个数为,由化学式可知,晶胞中含有3个KBBF,设晶体密度为,由晶胞质量公式可得:,解得。
六、有机推断题
18.阿扎司琼对化疗药物引起的恶心和呕吐具有明显的抑制作用,下图是某课题组报道的阿扎司琼的合成路线:
请回答下列有关问题:
(1)B的名称为_______;C的分子式为_______;F中的官能团有碳氯键、肽键、_______(写名称)。
(2)下列有关说法中,不正确的是_______(填标号)。
A.上述反应①②③⑤均属于取代反应 B.1mol C可以和4mol发生加成
C.化合物D只能被还原不能被氧化 D.化合物F能发生水解和加成反应
(3)写出B与足量NaOH溶液反应的化学方程式:_______。
(4)X是C的同分异构体,则满足下列条件的X的结构有_______种(不考虑立体异构)。
①遇溶液显紫色
②能发生银镜反应和水解反应
(5)请参照上述合成路线,设计以苯酚为原料合成的路线_______(除含苯环结构外的其他试剂任选)。
【答案】(1) 邻羟基苯甲酸甲酯 C8H7O3Cl 醚键 酯基
(2)BC
(3) +2NaOH +CH3OH+H2O
(4)53
(5)
【分析】A的不饱和度为5,从C的结构可知,A中含有苯环,A和甲醇在浓硫酸作用下发生酯化反应,所以A分子中含有羧基,结合C的结构可知,A为邻羟基苯甲酸,和甲醇发生酯化反应后生成邻羟基苯甲酸甲酯,得到的B和氯气发生取代反应生成C,C发生硝化反应生成D,D发生还原反应,硝基被还原为氨基得到E,E和ClCH2COCl发生取代反应生成F,F中氮原子上的氢原子被甲基取代生成G,G最后得到阿扎司琼。
(1)
由以上分析可知,B为邻羟基苯甲酸甲酯;根据C的分子结构可知C的分子式为C8H7O3Cl;根据F的结构可知F中的官能团除了碳氯键和肽键外,还有醚键和酯基。
(2)
反应①是酯化反应,酯化反应也是取代反应,反应②是苯环上的氢原子被氯原子取代,属于取代反应;反应③是硝化反应,属于取代反应;反应⑤是氮原子上的氢原子被甲基取代,属于取代反应,故A正确;C中只有苯环可以和氢气发生加成反应,所以1molC能和3molH2反应,故B错误;化合物D中的硝基可以被还原为氨基,苯环上连有羟基,有还原性,可以被氧气、高锰酸钾等氧化,故C错误;化合物F中有苯环,能和氢气加成,含有酯基,能发生水解反应,故D正确;
故选BC。
(3)
B中有酯基和酚羟基,酯基可以在NaOH溶液中发生水解,酚羟基可以和NaOH发生中和反应,反应的化学方程式为: +2NaOH+CH3OH+H2O 。
(4)
C中苯环上连有一个羟基,一个酯基和一个氯原子,共有2个碳原子、3个氧原子、1个氯原子和2个不饱和度。C的同分异构体X要求遇FeCl3 溶液显紫色 ,说明X中含有苯环,且苯环上直接连有羟基,能发生银镜反应和水解反应,则含有HCOO-,若苯环上有4个取代基:羟基、氯原子、甲基和HCOO-,则这四个取代基在苯环上有30种不同的位置;若苯环上有3个取代基:羟基、-CH2Cl和HCOO-或羟基、氯原子和-CH2OOCH,各有10种不同结构,共有20种不同的结构;若苯环上有2个取代基,即羟基和-CHClOOCH,则有3种不同的位置,所以共有53种不同的结构。
(5)
以苯酚为原料合成,参考上面的合成路线中的从C到F,设计的合成路线为:。
【点睛】苯环上连有四个不同的取代基,可以固定其中一个不动,5个空位三个取代基排列,有=30。
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