浙江省湖州市2020-2022三年高二化学下学期期末试题汇编4-非选择题
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1. (2020春·浙江湖州·高二统考期末)下图是某一由、、组成的有机物分子的比例模型,其中不同的球代表不同的原子,请结合成键特点回答:
(1)该有机物的结构简式为________;其中含有的官能团为________(填名称)。
(2)该有机物能发生的反应类型有________。
A 加成反应 B 消去反应 C 氧化反应 D 酯化反应
(3)取该化合物与足量的金属钠反应,理论上可生成的气体在标准状况下的体积为________。
(4)一定条件下该化合物自身能通过缩聚反应形成高分子化合物,写出该缩聚反应的化学方程式____。
2. (2020春·浙江湖州·高二统考期末)某兴趣小组为探究的性质,将固体隔绝空气加热进行实验。已知加热会生成硫酸钠和另一种中学常见物质,加热前后,固体的质量没有变化。取加热后的固体溶于水,滴加稀盐酸,出现淡黄色沉淀。
(1)生成的淡黄色沉淀是________(填名称)。
(2)写出固体隔绝空气加热的化学方程式_________。
(3)设计实验证明分解后产物中的硫酸钠固体__________。
3. (2021春·浙江湖州·高二统考期末)(1)写出的电子式_______。
(2)比的熔、沸点高,原因是_______。
4. (2022春·浙江湖州·高二统考期末)回答下列问题
(1)基态氧原子价层电子的轨道表示式为_______。
(2)乙炔的电子式为_______,等物质的量的乙炔和水反应的化学方程式为_______。
(3)乙醛与银氨溶液反应的离子方程式为_______。
5. (2022春·浙江湖州·高二统考期末)桂皮中含有的肉桂醛()是一种食用香料,工业上可通过苯甲醛与乙醛反应进行制备,过程如下:
(1)肉桂醛分子中可能在一个平面上的原子最多有_______个。
(2)有机物X分子中官能团的名称为_______,反应Ⅱ的反应类型为_______。
(3)反应Ⅰ的化学方程式为_______。
(4)检验肉桂醛分子中官能团的实验方法为_______。
6. (2020春·浙江湖州·高二统考期末)某有机物和氧气在一密闭容器中充分燃烧,所得产物通过浓硫酸时使其增重,再通过足量灼热的氧化铜粉末,固体质量减少,最后再通过足量过氧化钠粉末,固体质量增加了。请回答:
(1)该化合物的分子式为_______。
(2)简要写出推理过程_______。
7. (2021春·浙江湖州·高二统考期末)化学需氧量(简称COD)表示在强酸性条件下重铬酸钾氧化1L污水中有机物所需的氧化剂的量,并换算成以氧气为氧化剂时,1L水样所消耗O2的质量(mg·L-1)。现有水样20.00mL测其COD.用1.176g K2Cr2O7 (摩尔质量为294g·mol-1)固体配制成100mL溶液,取10.00mL,并加入适量酸和催化剂,加入水样后充分反应。多余的K2Cr2O7用0.1000mol·L-1 Fe(NH4)2(SO4)2溶液进行滴定,结果如表所示。
序号
起始读数/mL
终点读数/mL
1
0.00
12.10
2
1.26
13.16
3
1.54
15.64
已知:Cr2O+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O,K2Cr2O7和有机物反应时也被还原为Cr3+。
(1)K2Cr2O7溶液的物质的量浓度为_______。
(2)该湖水的COD为_______mg·L-1。
8. (2020春·浙江湖州·高二统考期末)实验室用乙酸和正丁醇()制备乙酸正丁酯,制备过程如下:
①在干燥的圆底烧瓶中,加入一定量的正丁醇和冰醋酸,再加入3~4滴浓硫酸,摇匀,投入1~2粒沸石。按下图所示安装带分水器的回流反应装置,并在分水器中预先加入水,使水面略低于分水器一分水器的支管口。
②打开冷凝水,圆底烧瓶在石棉网上用小火加热。在反应过程中,通过分水器下部的旋塞不断分出生成的水,注意保持分水器中水层液面原来的高度,使油层尽量回到圆底烧瓶中。反应达到终点后,停止加热,记录分出的水的体积。
请回答有关问题:
(1)冷凝水的流向为________进________出(填a或b)。
(2)步骤②中不断从分水器下部分出生成的水的目的是________________。步骤②中判断反应终点的依据是________________。
9. (2020春·浙江湖州·高二统考期末)二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体{K2[Cu(C2O4)2]•2H2O}(摩尔质量为354g•mol-1),是一种工业用化工原料。微溶于冷水和酒精,虽可溶于热水但会慢慢分解,干燥时较为稳定,温度高于260℃易分解。实验室以胆矾和草酸为原料制备二草酸合铜(Ⅱ)酸钾晶体的流程如下,请根据相关流程回答:(已知:H2C2O4CO↑+CO2↑+H2O)
(1)抽滤CuO时若发现滤液中有较多浑浊,应采取的措施是_________。
(2)如图装置,经过一系列操作完成CuO的抽滤和洗涤。请选择合适的编号,按正确的操作顺序补充完整(洗涤操作只需考虑一次):开抽气泵→a→b→d→________→c→关抽气泵。
a.转移固液混合物; b.关活塞A; c.开活塞A; d.确认抽干; e.加洗涤剂洗涤
(3)KHC2O4和K2C2O4混合溶液制备时K2CO3固体需分批加入的原因是________。
(4)下列说法正确的是________。
A.从K2[Cu(C2O4)2]溶液中结晶时应采用水浴蒸发浓缩、冷却结晶
B.洗涤CuO沉淀和K2[Cu(C2O4)2]•2H2O晶体时可分别用热水和冷水
C.为充分利用滤纸上的CuO,可将滤纸剪碎后加入到热的KHC2O4和K2C2O4混合溶液中,待充分反应后趁热过滤
D.在500℃下烘干K2[Cu(C2O4)2]•2H2O晶体比200℃的效果更好
(5)产品纯度的测定:准确称取制得的晶体试样ag溶于氨水中,并加水定容至250mL,取试样溶液25.00mL,再加入10mL的稀硫酸,用bmol•L-1的KMnO4标准液滴定,消耗KMnO4标准液V mL。
已知:
①滴定过程中若不慎将标准液滴在锥形瓶内壁上,用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁后再继续滴定至终点,实验结果会________。(填“偏大”“偏小”或“无影响”)
②该产品的纯度为________________。(用含字母的最简式表示)
10. (2021春·浙江湖州·高二统考期末)某兴趣小组用固体碱熔法制备高锰酸钾,流程如下:
(1)步骤Ⅰ中加热时选用铁坩埚而不用瓷坩埚,请说明理由_______。
(2)步骤Ⅲ中通入二氧化碳后,除高锰酸钾外还会产生难溶物MnO2和某正盐,请写出该反应的化学方程式_______。
(3)步骤Ⅳ中关于抽滤的说法,正确的是_______。
A.为防止滤纸被腐蚀,可用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤
B.抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的支管口倒出
C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂快速通过沉淀
D.吸滤完成时应先拆下抽气泵和吸滤瓶间的橡皮管,再关闭水龙头
E.颗粒太小的沉淀在快速过滤时易透过滤纸,故不宜用减压过滤
(4)为测定步骤Ⅵ中得到的KMnO4产品的纯度,现将其配制成溶液,通过与已知浓度的草酸钠标准溶液的滴定来计算。
①在滴定操作前,需用移液管量取一定体积的草酸钠溶液于锥形瓶中。移液管放液的操作是_______,并使管尖与容器内壁接触,松开食指使溶液全部流出,数秒后,取出移液管。
②滴定前,有关滴定管的正确操作为(选出正确操作并按序排列):
检漏→蒸馏水洗涤→_______→_______→_______→_______→_______→开始滴定。
A.烘干
B.装入滴定液至零刻度以上
C.调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下
D.用洗耳球吹出润洗液
E.排除气泡
F.用滴定液润洗2至3次
G.记录起始读数
③滴定终点时,溶液颜色发生变化,未等半分钟即读数,结果读数后溶液又变回原色,则测得的高锰酸钾产品的纯度_______(填“偏高”或“偏低”或“不受影响”)。
11. (2020春·浙江湖州·高二统考期末)沙丁胺醇有明显的支气管舒张作用,临床上主要用于治疗喘息型支气管炎、支气管哮喘等,其中一条通用的合成路线如下:
已知:
结合上述合成路线,请回答:
(1)下列说法不正确的是________ 。
A.沙丁胺醇的分子式为
B.设计的过程是为了保护其中的官能团
C.的过程有还原反应发生
D.化合物可以发生的反应类型有加成、消去、还原等
(2)化合物的结构简式为________________。
(3)请写出过程的化学反应方程式:__________。
(4)写出同时满足下列条件的化合物所有的同分异构体________________。
①分子中含苯环,遇溶液显紫色:②能发生银镜反应;③分子中有4种不同化学环境的原子
(5)请利用所学知识和题中涉及的反应,设计以苯、甲醛和异丁烯为原料合成化合物的路线(用流程图表示,无机试剂任选)_________。
12. (2021春·浙江湖州·高二统考期末)化合物E是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如下:
(1)化合物A中官能团的名称为硝基、_______和_______。
(2)B的结构简式为_______。
(3)C→D的反应类型为_______。
(4)写出化合物B同时符合下列条件的同分异构体的结构简式_______。
①存在—NO2与苯环直接相连,且不存在键。
②不同化学环境的氢原子数目比为1∶2∶6。
(5)写出以CH3CH2CHO和为原料制备的合成路线流程图_______(无机试剂和有机溶剂任选,合成路线流程图示例见本题题干)。
13. (2022春·浙江湖州·高二统考期末)沐舒坦()是临床上使用广泛的祛痰药。下图所示是其多条合成路线中的一条(反应试剂和反应条件均未标出)。
已知:①有机物C的分子式为;
②;
③苯胺()易被氧化。
请回答:
(1)下列说法正确的是_______。
A.沐舒坦的分子式是
B.反应②和反应③的顺序可以颠倒
C.反应④和反应⑤均为取代反应
D.为促进反应⑥的进行,除加入有机物C外,还可加入
(2)化合物A的结构简式是_______。
(3)反应①的化学方程式是_______。
(4)写出3种同时符合下列条件的有机物C的同分异构体的结构简式(不包括立体异构体)_______。
①能发生水解反应;
②只含3种化学环境不同的氢原子,且无氮氢键。
(5)对甲氧基乙酰苯胺()是合成染料和药物的中间体,请写出由苯甲醚()、乙酰氯(CH3COCl)制备对甲氧基乙酰苯胺的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)_______。
14. (2021春·浙江湖州·高二统考期末)固体A由四种元素组成的化合物,为探究固体A的组成,某小组设计并完成如下实验:
已知:固体B、气体G都是单质,气体E、F是混合气体。请回答:
(1)组成A的四种元素是_______,气体E是_______。
(2)固体A隔绝空气加热分解的化学方程式是_______。
(3)往适量氢氧化钠溶液滴入蓝色溶液D会产生浑浊,再向其中加入甘油会出现绛蓝色溶液,请写出加入甘油后的化学方程式_______。
(4)固体A中的阴离子是一种拟卤素离子,性质与卤素离子类似,我们学习过的SCN-也是拟卤素离子的一种。请依据以上信息写出KSCN溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式_______。
(5)气体E与CuO反应的产物中可能混有少量Cu2O。已知Cu2O在酸性条件下不稳定,会歧化生成Cu和Cu2+,请设计实验检验铜单质中可能混有的Cu2O:_______。
15. (2021春·浙江湖州·高二统考期末)苯乙烯是一种重要的化工原料,乙苯催化脱氢是生产苯乙烯的主导技术路线。该过程的反应原理如下:
(1)已知:
化学键
C-H
C-C
H-H
键能/
412
348
612
436
请计算该反应的_______。
(2)下列有利于该平衡正向移动的条件是_______。
a.高温 b.低温 c.高压 d.低压
(3)工业上,通常在乙苯蒸气中掺混水蒸气(乙苯和水蒸气的物质的量之比为1∶9),维持体系总压强恒定,发生催化脱氢反应。
①该反应的平衡常数表达式为_______。
②掺入水蒸气能提高乙苯平衡转化率的理由是_______。
(4)某研究机构用乙苯—氧气耦合催化脱氢制苯乙烯。已知298K时:
反应Ⅰ:,
反应Ⅱ:,,
结合数据说明乙苯催化脱氢过程中加氧气的理由_______。
16. (2022春·浙江湖州·高二统考期末)由前二周期的非金属元素组成了成千上万种物质,它们的结构和性质各异。请回答:
(1)下列图中状态的硼原子中,能量最低的是_______(填选项字母);基态硼原子共有_______种空间运动状态不同的电子。
A. B. C. D.
(2)NO是人体中的信号分子,有关说法正确的_______。
A.第一电离能N小于O B.电负性O小于N
C.NO+的结构为:N≡O+ D.N、O元素在周期表中都处于p区
(3)乙酸熔沸点很高,是由于存在以分子间氢键缔合的二聚体,请画出这二聚体的结构:_______。
(4)氮化硼和碳化硼均属于共价晶体,氮化硼的熔点高于碳化硼的原因为_______。
17. (2022春·浙江湖州·高二统考期末)铬是不锈钢的合金元素之一,目前被广泛应用于冶金、化工等领域。
(1)基态Cr原子价层电子的电子排布式为_______。
(2)金属铬的第二电离能()和锰的第二电离能()分别为1590.6kJ/mol、1509.0kJ/mol,的原因是_______。
(3)的熔点(83℃)比的熔点(1100℃)低得多,这是因为_______。
(4)Cr的一种配合物结构如图所示,该配合物阳离子中Cr的配位数为_______,阴离子的空间构型为_______。
(5)氮化铬晶体的晶胞结构如图所示,若N与Cr核间距离为a pm(),则氮化铬的密度为_______g·cm-3。
参考答案:
1. HOCH2CH2COOH 羟基、羧基 B、C、D 22.4 nHOCH2CH2COOH+nH2O
【详解】(1)由题目中的比例模型可知,该化合物的结构简式为HOCH2CH2COOH;官能团有羧基和羟基;
(2)该化合物中有羟基,可发生酯化反应,羟基的α-C上有H,可以发生氧化反应,羟基的β-C上也有H,可以发生消去反应,该化合物中还有羧基,可以发生酯化反应,故选BCD。
(3)该化合物中羧基和羟基都可以与Na反应,每个羧基和羟基都只提供一个H,故该化合物与足量的金属钠反应,理论上应产生1molH2,在标况下为22.4L;
(4)由于该化合物有一个羧基和一个羟基,故可发生缩聚反应,方程式为nHOCH2CH2COOH+nH2O;
【点睛】本题要注意第(2)题,该化合物的氧化反应不仅限于羟基的氧化,燃烧也是氧化反应。
2. 硫 4Na2SO33Na2SO4+Na2S 取加热后的固体溶于水,滴加过量盐酸,取上层清液,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明有硫酸钠生成
【分析】将固体隔绝空气加热,加热前后,固体的质量没有变化,说明没有气体生成,得到硫酸钠和硫化钠,向加热后的固体溶于水,滴加稀盐酸,硫离子和亚硫酸根离子反应生成硫单质为淡黄色沉淀,利用硫酸根离子的检验方法检验。
【详解】(1)硫离子和亚硫酸根离子在酸性条件下反应生成硫单质和水,生成的淡黄色沉淀是硫;
(2)固体的质量没有变化,说明没有气体生成,得到硫酸钠和硫化钠,固体隔绝空气加热的化学方程式为:4Na2SO33Na2SO4+Na2S;
(3)证明分解后产物中的硫酸钠固体的操作是:取加热后的固体溶于水,滴加过量盐酸,取上层清液,再滴加氯化钡溶液,若产生白色沉淀,说明有硫酸钠生成。
【点睛】硫离子和亚硫酸根反应生成硫单质的化学反应为易错点。
3. 和结构相似,且都属于分子晶体,的相对分子量大,分子间作用力更大
【详解】(1)碳最外层4个电子,与氧形成碳氧双键,CO2的电子式:;
(2)和结构相似,且都属于分子晶体,的相对分子量大,分子间作用力更大,所以比的熔、沸点高。
4. (1)
(2)
(3)
【解析】(1)
氧原子外围电子有6个电子,2s能级上有2个电子,2p能级上有4个电子,其外围电子排布图为;
(2)
乙炔中碳原子最外层有4个电子,要达到稳定结构要形成四对共用电子对,而1个氢原子只能与1个碳原子形成1对共用电子对,所以碳原子和碳原子间只能形成3对共用电子对,乙炔的电子式为;等物质的量的乙炔和水反应生成乙醛,反应的化学方程式为;
(3)
乙醛与银氨溶液反应生成乙酸铵、氨气、银和水,反应的离子方程式为。
5. (1)18
(2) 羟基、醛基 消去(消除)反应
(3)
(4)加过量银氨溶液,加热,出现银镜,说明有醛基;用盐酸酸化,过滤,滤液中加入溴水,若溴水褪色,说明有碳碳双键
【解析】(1)
肉桂醛分子中,苯环上的11个原子一定共面,碳碳双键上的2个碳原子和它们连接的碳原子、氢原子一定共面,醛基上的3个原子一定共面,故肉桂醛分子中所有原子可能共面,共18个。
(2)
和CH3CHO发生反应I生成有机物X,有机物X再经过反应II转化为肉桂醛,则有机物X为,其官能团的名称为羟基、醛基;反应II的反应类型为消去反应。
(3)
反应I中,和CH3CHO反应生成,该反应的化学方程式为。
(4)
肉桂醛的官能团为碳碳双键和醛基,可以先用银氨溶液检验醛基,且银氨溶液不会氧化碳碳双键,再用溴水检验碳碳双键,具体的实验方法为取肉桂醛少许,加过量银氨溶液,加热,出现银镜,说明有醛基;用盐酸酸化,过滤,滤液中加入溴水,若溴水褪色,说明有碳碳双键。
6. C3H6O3 根据浓硫酸增重得n(H2O)=0.3mol
根据氧化铜固体减少的质量得n(CO)=0.1mol;
根据Na2O2可得混合气体中n(C)=0.3mol,因此n(CO2)=0.2mol,氧元素守恒得,有机物中n(O)=0.3mol
因此n(有机物):n(C):n(H):n(O)=1:3:6:3,分子式为C3H6O3。
【分析】浓硫酸吸收燃烧产生的水,通过足量灼热的氧化铜粉末,燃烧产生的CO与氧化铜反应生成铜和二氧化碳,最后通入足量过氧化钠粉末,吸收产生的二氧化碳。
【详解】(1)浓硫酸增重5.4g,则燃烧产生水的质量为5.4g,物质的量为;通入氧化铜粉末,发生反应CO+CuOCu+CO2,氧化铜减少1.6g,则燃烧产生CO的物质的量为,将产生二氧化碳通入过氧化钠粉末,发生反应2Na2O2+2CO2=2Na2CO3+O2,固体增重8.4g,则n(C)= ,则燃烧产生二氧化碳的物质的量n(CO2)=0.2mol,氧元素守恒得,有机物中n(O)=0.3mol,因此n(有机物):n(C):n(H):n(O)=1:3:6:3,分子式为C3H6O3。
(2)根据浓硫酸增重得n(H2O)=0.3mol
根据氧化铜固体减少的质量得n(CO)=0.1mol;
根据Na2O2可得混合气体中n(C)=0.3mol,因此n(CO2)=0.2mol,氧元素守恒得,有机物中n(O)=0.3mol;
因此n(有机物):n(C):n(H):n(O)=1:3:6:3,分子式为C3H6O3。
7. 0.04000 mol·L-1 480
【详解】(1)1.176g K2Cr2O7 的物质的量为=0.004000mol,溶液体积为100mL,即0.1L,所以浓度为=0.04000 mol·L-1;
(2)三次实验消耗Fe(NH4)2(SO4)2溶液体积分别为:12.10-0.00=12.10mL,13.16-1.26=11.90mL,14.64-1.54=13.1mL,第三组数据误差较大,舍弃,则平均消耗标准液体积为=12.00mL;10.00mLK2Cr2O7溶液中n(K2Cr2O7)=0.01L×0.04000mol/L=4×10-4mol,所用Fe(NH4)2(SO4)2溶液中n(Fe2+)=12×10-3L×0.1mol/L=1.2×10-3mol,根据Cr2O+6Fe2++14H+2Cr3++6Fe3++7H2O可知剩余的n(K2Cr2O7)=×1.2×10-3mol=2×10-4mol,所以水样消耗的n(K2Cr2O7)=4×10-4mol-2×10-4mol=2×10-4mol,根据电子电子转移可知,水样需要氧气的物质的量为:×[2×10-4mol×(6-3)×2]=3×10-4mol,氧气的质量为3×10-4mol×32g/mol=96×10-4g=9.6mg,故该湖水的COD为=480mg·L-1。
8. a b 使用分水器分离出水,使平衡正向移动,提高反应产率 分水器中的水层不再增加时,视为反应的终点
【分析】乙酸和正丁醇()反应生成乙酸正丁酯和水,该反应为可逆反应,分离出反应生成的水,可使平衡正向移动,提高乙酸正丁酯的产率。
【详解】(1)为进行充分的冷凝,冷凝水要充满整个冷凝管,故冷凝水的流向为a进b出。
(2)该反应为可逆反应,分离出生成的水,使平衡正向移动,提高反应产率;当反应达到平衡状态时,各组分的浓度不再改变,故当分水器中的水层不再增加时,反应达到平衡状态,视为反应的终点。
9. 改用双层滤纸重新抽滤 c→e→b→d 防止生成CO2太快使液体飞溅;防止反应剧烈温度过高使草酸分解 ABC 无影响
【分析】分析题给流程图,将原料胆矾和草酸经一系列变化转化为CuO、KHC2O4和K2C2O4混合溶,然后经水浴加热等系列操作得到二草酸合铜酸钾晶体。
(5)测定产品纯度是将二草酸合铜酸钾转化为草酸,再用KMnO4标准液滴定草酸,可用关系式简化计算过程。
【详解】(1)抽滤时发现滤液中有较多浑浊,说明抽滤失败,应加厚滤纸重新抽滤,答案为:改用双层滤纸重新抽滤;
(2)题中装置中有活塞A的存在,若打开活塞A,则空气直接从A处进入,相当于停止抽滤,关闭活塞A,则由布氏漏斗进入,开始抽滤。故可以利用活塞A的开、关控制抽滤的停止和开始。洗涤时要使洗涤剂缓慢通过沉淀,要先打开活塞A,再加洗涤剂,最后抽干,故答案为:c→e→b→d;
(3)K2CO3固体分批加入,一方面可防止反应过程中生成CO2过快而使液体飞溅,另一方面可防止反应过程中剧烈反应而使体系温度过高导致草酸分解。故答案为:防止生成CO2太快使液体飞溅;防止反应剧烈温度过高使草酸分解;
(4)A.根据题给信息,二草酸合铜酸钾晶体含有结晶水,故从K2[Cu(C2O4)2]溶液中结晶时应采用水浴蒸发浓缩、冷却结晶,A项正确;
B.根据题给信息,K2[Cu(C2O4)2]•2H2O晶体微溶于冷水,溶于热水时会慢慢分解,故应用冷水洗涤。CuO可用热水洗涤,B项正确;
C.过滤时滤纸上沾有大量的CuO固体,所以直接将滤纸剪碎后加入到热的KHC2O4和K2C2O4混合溶液中,待充分反应后趁热过滤,C项正确;
D.由题可知,温度高于260℃时,K2[Cu(C2O4)2]•2H2O晶体易分解,故不能在500℃下烘干K2[Cu(C2O4)2]•2H2O晶体,D项错误;
答案选ABC;
(5)①滴定过程中,将标准液滴在锥形瓶内壁上,用少量蒸馏水冲洗锥形瓶内壁后再继续滴定至终点,消耗标准液的总的物质的量没有发生变化,故对实验结果无影响。答案为:无影响;
②根据题意,样品中二草酸合铜酸钾先转化为草酸,再用KMnO4标准液滴定,由物料守恒、得失电子守恒,结合题给信息,可得关系为:5K2[Cu(C2O4)2]•2H2O~~。设该产品的纯度为x,据题意有:
解得:x=。答案为:。
10. 加热时瓷坩埚会与强碱反应 AD 将移液管垂直放入稍倾斜的容器中 F B E C G 偏高
【详解】(1)在步骤Ⅰ中加热时选用铁坩埚而不用瓷坩埚,是由于在加热时瓷坩埚中是SiO2会与强碱反应,腐蚀坩埚;
(2)在步骤Ⅲ中通入二氧化碳后,除反应产生高锰酸钾外,还会产生难溶物MnO2和某正盐,该正盐为Na2CO3,该反应的化学方程式为:;
(3)A.为防止滤纸被碱液腐蚀破损,可用玻璃纤维代替滤纸进行抽滤,A正确;
B.抽滤得到的滤液应从吸滤瓶的上口倒出,B错误;
C.洗涤沉淀时,应使洗涤剂缓慢通过沉淀,以洗去沉淀表面的杂质离子,C正确;
D.吸滤完成时应先拆下抽气泵和吸滤瓶间的橡皮管,再关闭水龙头,防止倒吸现象的发生,D正确;
E.颗粒太小的沉淀会在滤纸中形成密实的沉淀,溶液不易透过,故不宜用减压过滤,E错误;
故合理选项是AD;
(4)①在滴定操作前,需用移液管量取一定体积的草酸钠溶液于锥形瓶中。移液管放液的操作是将移液管垂直放入稍倾斜的容器中;
②滴定前,有关滴定管的正确操作为:检漏→蒸馏水洗涤→用滴定液润洗2至3次→装入滴定液至零刻度以上→排除气泡→调整滴定液液面至零刻度或零刻度以下→记录起始读数,故操作步骤先后顺序为:F→B→E→C→G;
③滴定终点时,溶液颜色发生变化,未等半分钟即读数,结果读数后溶液又变回原色,则消耗KMnO4溶液体积偏小,其浓度偏大,等质量的样品消耗较多的草酸钠溶液,因此最终使测得的高锰酸钾产品的纯度偏高。
11. AD ++CH3COOH
【分析】根据流程图所示,根据A、D的结构变化可知,A→D的变化过程中,A的酚羟基邻位引入取代基,该取代基上发生一系列变化,结合B、C的分子式,可知,A在酸性条件下与HCHO反应生成B,B的结构简式为,B与HCl反应生成C,C的结构简式为,C与CH3COONa反应生成D,结合D、I的结构简式及D→I的反应条件和E、F、H的分子式,在酸性条件下与(CH3CO)2O反应生成E,E的结构简式为,在CHCl3作用下与Br2发生取代反应生成F,F的结构简式为,F与发生已知信息的转化反应生成H,H的结构简式为,H在HCl作用下发生水解反应生成I,I在Pd-C作用下与H2反应生成沙丁胺醇,据此分析解答。
【详解】(1) A.沙丁胺醇的分子式为,故A错误;
B.D为,在酸性条件下与(CH3CO)2O反应生成E,E的结构简式为,设计的过程是为了保护其中的官能团,故B正确;
C.H在HCl作用下发生水解反应生成I ,I在Pd-C作用下与H2反应生成沙丁胺醇,的过程有还原反应发生,故C正确;
D.C的结构简式为,分子中含有苯环,可以发生的反应类型有加成反应,与氯原子相邻的碳原子上没有氢原子,不能发生消去反应,分子中含有羰基,可以被氢气还原生成醇,故D错误;
答案选AD。
(2)根据分析,化合物的结构简式为;
(3)根据分析可知,过程的化学反应方程式:++CH3COOH;
(4)①分子中含苯环,遇溶液显紫色,说明分子中含有酚羟基;②能发生银镜反应,含有醛基或甲酸某酯;③分子中有4种不同化学环境的原子,分子要求对称性较高,化合物所有的同分异构体有;
(5)以苯、甲醛和异丁烯为原料合成化合物G,先用苯和甲醛发生取代反应生成苯甲醇,苯甲醇和氯化氢发生取代反应得到1-氯甲苯,异丁烯和氯化氢发生加成反应得到(CH3)3Cl,(CH3)3Cl和1-氯甲苯在氨气的作用下生成,合成路线为:。
【点睛】根据的合成过程中需要(CH3)3Cl和1-氯甲苯,是难点。
12. 醛基 羟基 取代 、、 CH3CH2CHO CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br
【分析】对比A~D的分子式及E的结构可知,A为,A中酚羟基上的氢原子被甲基取代生成,中的醛基被还原生成B为,B中-OH被溴原子取代生成C为,C中溴原子被—SCH2COOH取代生成D:,D被氧化产生E:,以此来解答。
【详解】根据上述分析可知:A是,B是,C是。
(1)化合物A结构简式是,其中所含官能团为硝基、(酚)羟基、醛基;
(2)B结构简式是;
(3)C为,C中溴原子被—SCH2COOH取代生成D:,所以C→D的反应类型为取代反应;
(4)B是 ,其同分异构体满足条件:①存在—NO2与苯环直接相连,且不存在—O—O—键;②不同化学环境的氢原子数目比为1∶2∶6,其可能结构为:、、;
(5)CH3CH2CHO与H2在一定条件下发生加成反应产生CH3CH2CH2OH,CH3CH2CH2OH与PBr3或HBr发生取代反应CH3CH2CH2Br,CH3CH2CH2Br与在NaOH作用下反应产生,与H2O2作用产生,故以CH3CH2CHO和为原料制备的合成路线流程图为:CH3CH2CHO CH3CH2CH2OHCH3CH2CH2Br 。
13. (1)CD
(2)
(3)+HNO3+H2O
(4)、、
(5)
【分析】C7H8通过一系列反应得到,根据分子式可知C7H8为甲苯,反应①为甲苯发生甲基邻位硝化反应,故C7H7NO2为,反应②为氧化反应,C7H5NO4为,反应③为硝基还原为氨基,A为,反应④是A和甲醇发生酯化反应生成,然后在溴化铁催化作用下,与溴发生取代反应即反应⑤,溴原子取代氨基邻、对位上的氢原子,对比B反应前后物质的结构简式结合B的分子式,可知B为,根据C的分子式结合沐舒坦结构可知,C为。
(1)
A项沐舒坦的分子式为C13H18ON2Br2,A错误;B项苯胺容易被氧化,如果颠倒反应②和③,则在氧化甲基时会连同氨基一起氧化,得不到氨基,B错误;C项反应④是和甲醇发生酯化反应生成,反应⑤是在溴化铁催化作用下,与溴发生取代反应,故反应④和⑤都是取代反应,C正确;D项反应⑥发生取代反应生成HCl,加入K2CO3可消耗产物HCl,促进反应⑥进行,D正确;故答案选CD。
(2)
根据以上分析可知,化合物A的结构简式为。
(3)
反应①为甲苯发生甲基邻位硝化反应,化学方程式为+HNO3+H2O
(4)
根据以上分析可知,C为,其同分异构体能发生水解反应,说明含有酰胺键,只有3种化学环境不同的氢原子,且无氮氢键,则其可能的同分异构体为、、。
(5)
根据对甲氧基乙酰苯胺的结构进行反推,对甲氧基乙酰苯胺可由乙酰氯和发生取代反应得到,可由被还原得到,苯甲醚发生硝化反应可生成,故合成路线为。
14. Cu、C、N、O CO和N2 Cu(CNO)2Cu+CO↑+N2↑ +Cu(OH)2→+2H2O 取少量反应后的固体于试管中,加入少量稀硫酸或稀盐酸,振荡后若溶液出现蓝色,则含有氧化亚铜
【分析】固体B是一种单质,能够与稀硝酸反应生成气体C和蓝色溶液D,则气体C为NO,D中含有Cu(NO3)2,n(NO)==0.01mol,根据电子守恒可知n(Cu)=0.015mol,即2.22gA中含有0.015molCu元素;E和灼热氧化铜反应得到气体F,气体F通过足量澄清石灰水后生成沉淀H、得到气体单质G,说明G的性质稳定,有可能是N2、O2等,而沉淀H应为CaCO3,气体F中含有CO2,而气体E能和灼热氧化铜反应,则E中含有的应是CO,则E中不会有O2(加热条件下CO会和O2反应),所以G为N2;n(CO)=n(CO2)=n(CaCO3)==0.03mol,则2.22gA中含有0.03molC、0.03molO;标况其CO的体积为0.03mol×22.4L/mol=0.672L,所以n(N2)==0.015mol,则2.22gA中含有0.03molN元素,综上所述A中含有的n(Cu):n(C):n(N):n(O)=0.015mol:0.03mol:0.03mol:0.03mol=1:2:2:2,则A的化学式为Cu(CNO)2,据此解答。
【详解】(1)根据分析可知A中的四种元素为Cu、C、N、O,气体E为CO和N2;
(2)固体A隔绝空气加热分解生成Cu、CO、N2,根据元素守恒化学方程式为Cu(CNO)2Cu+CO↑+N2↑;
(3)蓝色溶液D中含有Cu(NO3)2,加入甘油后的化学方程式为+Cu(OH)2→+2H2O;
(4)卤素离子可以被酸性高锰酸钾氧化为卤素单质,所以KSCN溶液与酸性高锰酸钾溶液反应的离子方程式为2MnO+10SCN-+16H+=2Mn2++5(SCN)2+8H2O;
(5)铜单质和稀硫酸或稀盐酸不反应,所以可以取少量反应后的固体于试管中,加入少量稀硫酸或稀盐酸,振荡后若溶液出现蓝色,则含有氧化亚铜。
15. ad 正反应方向气体分子数增加,加入水蒸气稀释,相当于起减压的效果 反应Ⅰ+反应Ⅱ,,使得反应Ⅰ得以实现;反应发热,为反应Ⅰ提供能量
【详解】(1)由于苯环在反应过程中不变,并且有3个C-H键、1个C-C键不变,所以焓变△H=反应物的总键能-生成物的总键能=412kJ/mol×2+348kJ/mol-(612kJ/mol+436kJ/mol)=+124kJ/mol;
(2)由于该反应正向为气体分子数增大的吸热反应,则升高温度,降低压强使平衡正向移动,条件即高温低压,故选:ad;
(3)①该反应的平衡常数表达式为;
②由于该反应正向为气体分子数增大的反应,通入水蒸气,相当减压,反应体系分压减小,平衡正向移动,可提高乙苯的平衡转化率;
(4)反应Ⅰ的K值小,反应程度较小,反应I+反应II,,通过加氧气转换反应,可极大增加K值,从理论上能实现反应I进行,同时H2和氧气是放热反应,乙苯催化脱氢是吸热反应,加入氧气可为反应I提供热量,促进反应正向移动。
16. (1) A 3
(2)CD
(3)
(4)N原子的半径小于碳,所以N-B键的键能大于C-B键,因此前者的熔点高于后者
【解析】(1)
轨道能量由高到低顺序为2p> 28> 1s,所以A状态的硼原子的能量最低,答案选A;
基态B原子的电子排布式为1s22s22p1,其电子排布图为,核外有5个电子,3种轨道,即有3种空间运动状态不同的电子;
(2)
A.N元素2p能级是半满稳定状态,能量较低,第一电离能高于同周期相邻元素故第一电离能N>O,选项A错误;
B.同周期,从左到右,元素的电负性逐渐增大,则电负性O>N,选项B错误;
C.氮气分子和NO+是等电子体,等电子体结构相似,以氮气分子的结构知NO+的结构为N≡O+,选项C正确;
D.分子晶体的构成微粒是分子,NO形成的晶体构成微粒是NO分子,所以NO晶体属于分子晶体,选项D正确;
答案选CD;
(3)
二个乙酸分子间,羧基上的氢原子与另一个乙酸分子中碳氧双键上氧原子形成氢键,所以其氢键表示为,故答案为;
(4)
氮化硼和碳化硼均属于共价晶体,N原子的半径小于碳,所以N-B键的键能大于C-B键,因此氮化硼的熔点高于碳化硼。
17. (1)
(2)铬的第二电离能是失去半充满3d5上的电子;锰的第二电离能是失去4s1上的电子,更容易,所需能量更少
(3)是分子晶体,是离子晶体,分子间作用力比离子键弱得多
(4) 6 正四面体形
(5)
【详解】(1)基态铬原子的电子排布式为1s22s2p63s23p63d54s1,价电子排布式为3d54s1;
(2)金属铬失去第1个电子后,外围电子结构为3d5,3d轨道处于较稳定的半充满状态,而锰失去第1个电子后外围电子结构为3d54s1,4s轨道的电子能量较低容易失去,失去后变为半充满状态,所以铬的第二电离能高于锰。答案:>的原因是铬的第二电离能是失去半充满3d5上的电子;锰的第二电离能是失去4s1上的电子,更容易,所需能量更少;
(3)三氯化铬是分子晶体,符合分子晶体熔沸点较低的特点,而三氟化铬是离子晶体,离子晶体的熔沸点普遍较大;室温下几乎没有是液体或气体的离子晶体;答案为是分子晶体,是离子晶体,分子间作用力比离子键弱得多;
(4)①由图可以看出铬原子附近有6个氮原子,因此配位数为6;
②的价层电子对数=4,没有孤电子对,所以其空间构型为正四面体;
(5)该晶胞中氮原子个数=8×+6×=4,Cr原子个数=1+12×=4,所以其化学式为:CrN;N与Cr核间距离为apm,则晶胞边长为2apm=2a×10-10cm,晶胞体积为8a3×10-30cm,晶胞中含有4个微粒,则晶胞质量为:,密度为。
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