广东省梅州市大埔县2023届高三下学期二模(百所名校冲刺卷2)化学试题(含解析)
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这是一份广东省梅州市大埔县2023届高三下学期二模(百所名校冲刺卷2)化学试题(含解析),共22页。试卷主要包含了单选题,实验题,工业流程题,原理综合题,有机推断题等内容,欢迎下载使用。
广东省梅州市大埔县2023届高三下学期二模(百所名校冲刺卷2)化学试题
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
一、单选题
1.岭南文化源远流长,对社会的发展起着积极的推动作用。下列地方文化涉及的材料不属于有机高分子化合物的是
选项
A
B
C
D
地方文化
顺德木制龙舟
石湾陶塑
广东剪纸
粤剧现代戏服
A.A B.B C.C D.D
2.实验室分离CH2Cl2(沸点:40℃)、CCl4(沸点:77℃),下列玻璃仪器中不需要用到的是
A. B. C. D.
3.央视兔年春晚《满庭芳·国色》唱了42个颜色名,艺术地表现了中国人对传统国色的极致表达和美学追求。一些矿物颜料的色彩和主要成分见表:
色彩
霞光红
迎春黄
天霁蓝
瑞雪白
主要成分
朱砂
雌黄
石青
蛤灰
化学式
HgS
As2S3
Cu(OH)2•2CuCO3
CaO
下列说法正确的是
A.石青颜料耐酸碱腐蚀
B.蛤灰加水后会放出大量的热
C.朱砂能化为汞涉及蒸发操作
D.《遁斋闲览》中记载:有误字,以雌黄灭之,为其与纸色相类。利用了雌黄的化学性质
4.蜡染技艺是中国非物质文化遗产之一,其制作工序包括:棉布制板、画蜡(将蜂蜡熔化后画在布上形成覆盖层)、蓝靛染色、沸水脱蜡、漂洗等。下列说法正确的是
A.“制板”用的白棉布,主要成分为合成纤维
B.“画蜡”过程中主要发生了化学变化
C.“画蜡”用的蜂蜡,是一种混合物,无固定熔点
D.“染色”用的蓝靛,属于有机高分子化合物
5.碱式碳酸氧钒铵晶体是制备多种含钒产品的原料。有关说法不正确的是
A.的空间构型为正四面体形 B.基态的核外电子排布式为
C.中C的轨道杂化类型为杂化 D.是非极性分子
6.丹参素是一种具有抗菌消炎及增强机体免疫作用的药物,其结构如图所示,下列关于丹参素的说法错误的是
A.分子式为C9H12O5 B.既能与Na反应又能与NaHCO3反应
C.分子中所有碳原子可能共平面 D.分子中含有手性碳原子
7.为了获得良好的草酸酯加氢的催化效果,通常需要保持铜催化剂中Cu0和Cu+的组成相对稳定,将C60作为电子缓冲剂,通过中性碳团簇(C60)与负离子(C)的切换可有效地稳定铜催化剂中Cu0和Cu+的比例。下列说法正确的是
A.C60是新型化合物
B.当1molC60转变为C时,失去60mol电子
C.当C60转变为C时,铜催化剂中Cu0和Cu+的个数比减小
D.草酸酯催化加氢过程中,需要不断补充C60
8.化学与生活密切相关,下列对日常生活中蕴含的化学知识的描述不正确的是
选项
日常生活
化学知识
A
饮食:客家人喜欢用娘酒来款待宾客
娘酒的酿造过程中涉及氧化还原反应
B
旅游:丹霞山岩石呈红色
岩石中含Fe2O3,Fe2O3的颜色为红色
C
服装:“丝中贵族”香云纱
鉴别丝和棉花可以用灼烧的方法
D
节日:中秋夜“烧塔”时,人们把海盐撒向塔里,黄色火焰直冲云天
黄色火焰是因为NaCl受热分解
A.A B.B C.C D.D
9.有原子序数依次增大的三种短周期主族元素X、Y、Z和长周期元素Q,其中X、Z与Y、Q分别同主族,且Q的原子核外有四个电子层。X的单质是空气中含量最多的成分,Y是同周期主族元素中原子半径最小的。下列叙述正确的是
A.Q单质能将Fe氧化成 B.简单离子半径:X<Y<Z
C.电负性:X>Y D.Z的最高价氧化物对应的水化物是强酸
10.PCl3是合成各种有机农药的原料。下列判断错误的是
A.PCl3分子中P原子为sp2杂化,分子呈平面三角形
B.P的电负性小于S,而P的第一电离能大于S的第一电离能
C.PCl3的键角小于BCl3的键角
D.PCl3分子的稳定性低于PF3分子,因为P-F键的键能大
11.下列实验操作能达到实验目的的是
选项
A
B
C
D
实验目的
证明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl)
探究化学反应速率的影响因素
除去乙烯中少量的SO2
增大HClO的浓度
实验操作
A.A B.B C.C D.D
12.设NA为阿伏伽德罗常数的值。下列说法不正确的是
A.25℃时,1LpH=13的Ba(OH)2溶液中Ba2+的数目为0.05NA
B.标准状况下,22.4LF2与足量H2反应生成HF,转移的电子数为2NA
C.电极反应LiFePO4−xe-=xLi++Li1−xFePO4,每转移1mol电子释放NA个Li+
D.1mol中π键数目为4NA
13.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:Cu2+、NH、Cl-、SO
B.pH=7的溶液中:Cl-、SO、Na+、Fe3+
C.0.1mol•L-1的NaAlO2溶液中:Na+、NO、NH、HCO
D.常温下=1×10-13mol•L-1的溶液中:K+、Fe2+、Cl-、NO
14.硫酸工业尾气(主要含SO2、N2和O2)用Na2SO3溶液吸收可转化为NaHSO3,下列说法不正确的是
A.Na2SO3溶液中存在:c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3)
B.Na2SO3溶液吸收SO2的离子方程式:SO+SO2+H2O=2HSO
C.Na2SO3溶液加水稀释,溶液中的值逐渐变小
D.用pH试纸测得0.1mol•L-1的NaHSO3溶液的pH约为5,则Ka1(H2SO3)•Ka2(H2SO3)>Kw
15.工业上以NH3和CO2为原料合成尿素,其能量转化关系如图所示。总反应为2NH3(l)+CO2(g)=H2O(l)+H2NCONH2(l) △H=-103.7kJ•mol-1。
下列有关说法正确的是
A.△S1>0,△H4>0
B.H2NCOONH4(l)的能量比H2NCONH2(l)的低,H2NCOONH4(l)更稳定
C.其他条件不变,增大压强,总反应速率和平衡转化率均增大
D.过程③的反应速率慢,使用合适的催化剂可减小△H3从而加快反应速率
16.一种清洁、低成本的三步法氯碱工艺的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
A.与传统氯碱工艺相比,该方法可避免使用离子交换膜
B.第一步中的阳极反应为Na0.44MnO2-xe-=Na0.44-xMnO2+xNa+
C.第二步放电结束后,电解质溶液中NaCl的含量增大
D.第三步,Cl2在阳极产生
二、实验题
17.Fe/Fe3O4磁性材料在很多领域具有应用前景,其制备过程如下:在氩气气氛下,向装有50mL1mol•L-1FeCl2溶液的三颈烧瓶(装置如图)中逐滴加入100mL14mol•L-1KOH溶液,用磁力搅拌器持续搅拌,在100℃下回流3h,得到成分为Fe和Fe3O4的黑色沉淀。
(1)使用恒压滴液漏斗的优点是______。
(2)三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为______。
(3)待三颈烧瓶中的混合物冷却后,过滤,再依次用沸水和乙醇洗涤,在40℃下干燥后焙烧3h,得到Fe/Fe3O4复合物产品3.24g。
①焙烧需在隔绝空气的条件下进行,原因是______。
②判断沉淀是否已经用水洗涤干净,应选择的试剂为______;使用乙醇洗涤的目的是______。
③计算实验所得产品的产率:______。
(4)已知FeO的晶胞结构如图所示,Fe原子的配位数是_____,设其中原子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C的坐标参数为______。
三、工业流程题
18.金属钼在工业和国防建设中有重要的作用,其化合物钼酸钠晶体(Na2MoO4•10H2O)可制造金属缓蚀剂。由钼精矿(主要成分为MoS2,含有少量不反应的杂质)制备钼及钼酸钠晶体的工艺流程如图。回答下列问题:
(1)S位于元素周期表中_____区。
(2)焙烧过程中采用“多层逆流(空气从炉底进入,钼精矿经粉碎后从炉顶进入)焙烧”,图1为焙烧时各炉层固体物料的物质的量百分数(φ)。
①“多层逆流焙烧”的优点是______(任答一点),x=______。
②某些生产工艺在焙烧时加入CaCO3会更环保,其原因是______(用化学方程式表示)。
(3)写出碱浸时发生反应的离子方程式:______。
(4)操作3为______,本流程中,金属钼的冶炼方法为_____(填字母)。
a.热还原法 b.热分解法 c.电解法 d.物理方法
(5)已知钼酸钠的溶解度曲线如图2所示,要获得钼酸钠晶体Na2MoO4•10H2O的操作2为______、______、过滤、洗涤、烘干。
四、原理综合题
19.甲醇(CH3OH)是一种基础有机化工原料,也是具有竞争力的清洁燃料之一,利用CO2为碳源合成甲醇是科学家研究的重要方向。
(1)已知:反应I:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) △H1<0
反应Ⅱ:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g) △H2<0
反应Ⅲ:CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) △H3>0
以CO2和H2为原料制备甲醇的反应(Ⅳ)的平衡常数表达式K=,根据反应I~Ⅲ,请写出此反应的热化学方程式:______,若该反应在一绝热恒容密闭容器中进行,下列不能说明反应已达到平衡状态的是_____(填字母)。
a.v(CH3OH)=v(H2O) b.总压强不变
c.平衡常数不变 d.容器内的值保持不变
(2)某实验室控制CO2和H2的初始投料比为1:2.2,在相同压强下,经过相同反应时间测得如图实验数据:
根据上述材料,请选择甲醇产率最大的条件:______。温度为553K,选择催化剂Ⅱ时,CO2的转化率12.0%是不是该状态下的平衡转化率?_____(填“是”或“不是”),原因是______。
(3)一定条件下,在装有催化剂的密闭容器中投入amolCO2和3amolH2,发生上述反应Ⅳ,同时有副反应CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g) △H>0发生。达到平衡时容器中CH3OH的物质的量为cmol,CO的物质的量为dmol。则此条件下CO2的转化率为______(列式表示,下同),此条件下副反应的平衡常数为______。
五、有机推断题
20.席夫碱化合物具有结构多样、性质稳定的特点,且具有良好的与金属离子配位的能力,因此是一类重要的荧光探针分子。一种合成含席夫碱结构的新型Zn2+荧光探针P1(化合物IX)的流程如图所示。请回答下列问题:
已知:(苯胺易被氧化)。
(1)I→II的反应类型为______,IV的名称为______。
(2)反应①和反应②的顺序能否调换?说明理由:______。
(3)已知VII→IX涉及两步反应,第一步是加成反应,第二步是消去反应,写出由VII→IX的化学方程式:______。
(4)VI的结构简式为______。
(5)化合物X与VIII互为同系物,X的相对分子质量比VIII大28,则满足下列条件的X的芳香族同分异构体有______种,其中核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为6:2:1:1的结构简式为______(任写一种)。
①能够发生银镜反应
②能够发生水解反应
(6)根据上述信息,设计以乙醇、间二甲苯为原料合成的路线(无机试剂任选)______。
参考答案:
1.B
【详解】A.木制龙舟的主要成分是纤维素,属于有机高分子化合物,A不合题意;
B.陶塑的主要成分为硅酸盐是无机非金属材料,不属于有机高分子化合物,B符合题意;
C.纸的主要成分是纤维素,属于有机高分子化合物,C不合题意;
D.现代戏服的主要成分是合成纤维,属于有机高分子化合物,D不合题意;
故答案为:B。
2.C
【详解】(沸点:40℃)、(沸点:77℃)之间沸点差异较大,可通过分馏进行分离,需要用到的仪器有蒸馏烧瓶(B项仪器名称)、直形冷凝管(A项仪器名称)和锥形瓶(D项仪器名称),不需要用到分液漏斗,C项符合题意。
答案选C。
3.B
【详解】A.和酸会反应,则石青颜料不耐酸腐蚀,A项错误;
B.反应是放热反应,则蛤灰加水后会放出大量的热,B项正确;
C.,是还原产物,与蒸发无关,C项错误;
D.书上有错误的地方,用雌黄涂抹,是因为雌黄的颜色与纸色差不多,所以可覆盖错字,利用的是雌黄的物理性质,D项错误;
故选B。
4.C
【详解】A.棉花为天然纤维,所以白棉布主要成分为天然纤维,A错误;
B.“画蜡”过程中将蜂蜡熔化后画在布上形成覆盖层,没有新物质生成,为物理变化,B错误;
C.“画蜡”用的蜂蜡,是一种混合物,不属于晶体,无固定熔点,C正确;
D.根据题目信息可知蓝靛的相对分子质量较小,不是高分子化合物,D错误;
综上所述答案为C。
5.D
【详解】A. N原子价层电子对数为4+=4,采用sp3杂化,的空间构型为正四面体形,故A正确;
B. 23号钒元素基态的核外电子排布式为,故B正确;
C. 中C原子价层电子对数为3+=3,C轨道杂化类型为杂化,故C正确;
D. 中O原子价层电子对数为2+=4,采用sp3杂化,是V形结构,正负电荷中心不重叠,是极性分子,故D错误;
故选D。
6.A
【详解】A.由结构可知,丹参素的分子式为,A错误;
B.分子中含羟基和羧基,既能与反应又能与反应,B正确;
C.三点确定一个平面,苯环是平面结构,单键可旋转,丹参素分子中所有碳原子可能共平面,C正确;
D.丹参素分子中与羧基相连的碳原子为手性碳原子,D正确;
故选A。
7.C
【详解】A.是单质,不是化合物,A项错误;
B.是一个由60个C原子构成的分子,转变为时,得到电子,B项错误;
C.转变为时,得到电子,则铜催化剂中部分失去电子变成,两者个数比减小,C项正确;
D.题干中是电子缓冲剂,通过与的切换起作用,不用补充,D项错误;
故选C。
8.D
【详解】A.酿酒的过程为淀粉先水解转化为葡萄糖,葡萄糖在酒化酶的作用下转化为酒精和二氧化碳,生成乙醇时碳元素的化合价发生变化,则娘酒的酿造过程中涉及氧化还原反应,故A正确;
B.丹霞山岩石呈红色是因为沉积岩在形成的过程中,含铁矿物会生成红棕色的氧化铁,故B正确;
C.丝的主要成分蛋白质燃烧时会发出烧焦羽毛的气味,棉花的主要成分纤维素燃烧时不会发出烧焦羽毛的,所以鉴别丝和棉花可以用灼烧的方法,故C正确;
D.氯化钠的性质稳定,受热不能发生分解,黄色火焰是因为钠元素的焰色试验是黄色,故D错误;
故选D。
9.A
【分析】依据信息,X的单质是空气中含量最多的成分,X为N元素,X、Z同主族,Z为P元素,Y是同周期主族元素中原子半径最小的,Y为F元素,Y、Q同主族,Q的原子核外有四个电子层,Q为Br元素。
【详解】A.Q为Br元素,溴单质能将氧化成,生成溴化铁,A正确;
B.X为N元素,Y为F元素,Z为P元素,简单离子半径:,B错误;
C.X为N元素,Y为F元素,电负性:N<F,C错误;
D.Z为P元素,最高价氧化物对应的水化物是中强酸,D错误;
故选A。
10.A
【详解】A.中P原子的价层电子对数为4,P原子为杂化,含有3个键和=1对孤电子对,所以空间结构为三角锥形,A项错误;
B.P的电负性小于S,但是基态P原子的价电子排布式为,3p轨道有3个电子,为半充满稳定状态,所以P的第一电离能大于S的第一电离能,B项正确;
C.由A项知,的空间结构为三角锥形,中B为杂化,空间结构为平面三角形,的键角较大,C项正确;
D.因为氟原子的半径小,P—F键的键长较短,键能较大,所以的稳定性较强,D项正确;
故选A。
11.D
【详解】A.KCl和过量AgNO3溶液混合生成AgCl沉淀,AgNO3有剩余,再滴加2滴溶液,AgNO3和KI直接反应生成AgI沉淀,不能证明,A错误;
B.左侧试管内盐酸的浓度大、金属片的活动性强,不能判断反应速率快是由金属活动性引起的,还是由H+浓度引起的,B错误;
C.SO2、乙烯都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,所以不能用酸性KMnO4溶液除去乙烯中混有的SO2,C错误;
D.氯水中含有盐酸、次氯酸,盐酸可与碳酸钙反应,次氯酸与碳酸钙不反应,即该操作可增大次氯酸的浓度,D正确;
故选D。
12.D
【详解】A.25℃时,则,,则,该溶液中的数目,故A正确;
B.标准状况下,的物质的量,,转移的电子数为,故B正确;
C.由电极反应可知,转移电子放出,则每转移电子释放个,故C正确;
D.中苯环上存在大键,不含3个碳碳双键,故D错误。
综上所述,答案为D。
13.A
【详解】A.所给离子组均能大量共存,A正确;
B.的溶液中,会水解为氢氧化铁,B错误;
C.与发生双水解,与反应生成氢氧化铝沉淀和碳酸根离子,C错误;
D.常温下的溶液中,,酸性条件下,具有强氧化性,能氧化,不能大量共存,D错误;
故选A。
14.C
【详解】A.Na2SO3溶液中根据质子守恒可知,c(OH-)=c(H+)+c(HSO)+2c(H2SO3),故A正确;
B.Na2SO3溶液吸收SO2生成亚硫酸氢钠,离子方程式:SO+SO2+H2O=2HSO,B正确;
C.溶液中,Na2SO3溶液由于亚硫酸根离子水解溶液显碱性,加水稀释,溶液碱性减弱,氢氧根离子浓度减小,则比值增大,故C错误;
D.用pH试纸测得0.1mol•L-1的NaHSO3溶液的pH约为5,则电离程度大于水解,,Ka1(H2SO3)•Ka2(H2SO3)= ,故D正确;
故选C。
15.C
【详解】A.二氧化碳气体转化为液态二氧化碳是一个熵减的过程,A项错误;
B.反应③为吸热反应,说明的能量比液态水和的总能量低,无法比较和的能量高低,所以无法判断两者的稳定性强弱,B项错误;
C.压强增大,反应速率增大,该反应为反应前后气体体积减小的反应,其他条件不变,增大压强,平衡向正反应方向移动,平衡转化率增大,C项正确;
D.过程③使用合适的催化剂可降低反应的活化能,但不改变反应热的大小,D项错误;
故选C。
16.C
【详解】A.传统氯碱工艺使用阳离子交换膜,防止阳极生成的与阴极生成的反应,而该工艺的各步装置中均不需要使用离子交换膜,A正确;
B.第一步生产的装置为电解池,阳极反应为,B正确;
C.第二步提取和的装置为原电池,负极反应为,正极反应为,则溶液中的含量减小,C错误;
D.第三步生产的阳极反应为,D正确;
故选C。
17.(1)平衡气压,便于液体顺利流下
(2)
(3) 防止产品中的铁被空气中的氧气氧化 稀硝酸和硝酸银溶液 除去晶体表面的水分,便于快速干燥 90.0%
(4) 6 (1,,)
【详解】(1)恒压滴液漏斗的优点是:平衡气压,便于液体顺利流下;
(2)向装有溶液中逐滴加入溶液,反应得到Fe和,反应方程式为:;
(3)①焙烧需在隔绝空气的条件下进行,原因是:防止产品中的铁被空气中的氧气氧化;
②因为反应后溶液中有,所以判断沉淀是否已经用水洗涤干净,需取最后一次洗涤液,加入稀硝酸酸化,然后加入硝酸银溶液,若无白色沉淀生成,则证明已洗涤干净,故检验沉淀是否洗涤干净所需的试剂是稀硝酸、硝酸银溶液;乙醇易溶于水,且易挥发,所以最后使用乙醇洗涤的目的是除去晶体表面的水分,便于快速干燥;
③溶液中铁元素的物质的量为,
根据反应可知生成、的物质的量均为,故实验所得产品的产率为%=90.0%。
(4)原子在顶点,O原子在棱上,Fe原子的配位数是6,原子坐标参数A为(0,0,0),B为(1,1,0),则C的坐标参数为(1,,)。
18.(1)p
(2) 增加固体和气体的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率 64 2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2
(3)MoO3+CO=MnO+CO2↑
(4) 过滤 a
(5) 蒸发浓缩 冷却至10℃以下结晶
【分析】钼精矿(主要成分为MoS2,含有少量不反应的杂质)在空气中焙烧生成MoO3、SO2;加入Na2CO3溶液碱浸生成Na2MoO4、CO2;经操作1得到的滤液中加入足量HCl得到H2MoO4固体,H2MoO4高温分解生成MoO3,用H2高温还原MoO3得到金属钼;滤液经操作2得到Na2MoO4∙10H2O。
【详解】(1)基态S的核外电子排布式为1s22s22p63s23p4,S位于元素周期表中p区;答案为:p;
(2)①“多层逆流焙烧”的优点是:增加固体和气体的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率;由图1可知,在炉层序号为6时,MoS2和MoO3的物质的量百分数均为18%,根据Mo元素守恒可知,MoO2的物质的量百分数为100%-18%×2=64%。即x=64;答案为:增加固体和气体的接触面积,加快反应速率,提高原料的利用率;64。
②某些生成工艺在焙烧时加入CaCO3会更环保,其原因是CaCO3能吸收SO2,反应的化学方程式为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2;答案为:2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2CO2;
(3)碱浸时MoO3与Na2CO3溶液反应生成Na2MoO4和CO2,反应的离子方程式为MoO3+=+CO2↑;答案为:MoO3+=+CO2↑;
(4)滤液中加入足量HCl发生反应Na2MoO4+2HCl=2NaCl+H2MoO4↓,故操作3为过滤;本流程中用H2高温下还原MoO3制得金属钼,该冶炼方法为热还原法;答案为:过滤;a;
(5)由图2可知,温度高于10℃,便不再析出Na2MoO4∙10H2O晶体,所以要获得钼酸钠晶体Na2MoO4•10H2O的操作2为蒸发浓缩、冷却至10℃以下结晶、过滤、洗涤、烘干;答案为:蒸发浓缩;冷却至10℃以下结晶。
19.(1) CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g) △H= a
(2) 553K、催化剂Ⅱ 不是 催化剂不改变化学平衡,553K时,在催化剂I条件下CO2的转化率高于在催化剂Ⅱ条件下的
(3) ×100%
【详解】(1)根据K的表达式,可得化学方程式反应Ⅳ:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g);根据盖斯定律可知:Ⅳ=,则该反应的反应热△H=;
a.v(CH3OH)=v(H2O)中未指明正、逆反应速率,因此无法判断反应是否达到平衡状态,a项符合题意;
b.该反应前后气体分子数发生改变,反应在绝热恒容密闭容器中进行,若气体总压强不变,则气体的物质的量不变,反应达到平衡状态,b项不符合题意;
c.平衡常数只受温度影响,平衡常数不变,说明体系的温度不变,反应达到平衡状态,c项不符合题意;
d.容器内的值保持不变,则用同一物质表示的正、逆反应速率相等,反应达到平衡状态,d项不符合题意;
故选a;
(2)由题干图中信息可知,相同温度下催化剂Ⅱ的甲醇选择性优于催化剂I,相同催化剂时温度越高,CO2的转化率越高,故合成甲醇的最佳条件为:553K、催化剂Ⅱ,由于催化剂不能影响化学平衡,由图中可知相同温度下,催化剂I和催化剂Ⅱ的CO2转化率不相同,则说明CO2的转化率12.0%不是该状态下的平衡转化率,故答案为:553K、催化剂Ⅱ;不是;催化剂不改变平衡,553K时,在催化剂I条件下CO2的转化率高于在催化剂Ⅱ条件下的;
(3)根据题意可列三段式,注意主反应各物质的末态量作为副反应对应物质的起始量,已知量为CO2、H2的起始物质的量、CH3OH、CO的末态物质的量:
,
则CO2转化率=;副反应的化学平衡常数为K副=;
20.(1) 取代反应 对氨基苯甲酸(或4-氨基苯甲酸)
(2)不能,若调换反应顺序则生成的氨基又会被酸性高锰酸钾氧化
(3)++H2O
(4)
(5) 14 或
(6)
【分析】与混合酸发生取代反应,生成Ⅱ为;发生氧化反应,生成Ⅲ为;在Fe、HCl作用下发生还原,生成Ⅳ为。Ⅶ与Ⅷ发生加成、消去反应,可生成Ⅸ;类比Ⅶ→Ⅸ,参照Ⅴ、Ⅶ的结构简式,可推出Ⅵ为。
【详解】(1)由Ⅲ→Ⅳ的反应条件和Ⅳ的结构简式,可推出Ⅲ的结构简式为,Ⅱ的结构简式为,则Ⅰ发生取代反应生成Ⅱ,类比Ⅶ→Ⅸ,可推出Ⅵ的结构简式为,名称为对氨基苯甲酸(或4-氨基苯甲酸)。答案为:取代反应;对氨基苯甲酸(或4-氨基苯甲酸);
(2)氨基具有还原性,也能被酸性高锰酸钾氧化,所以反应①和反应②的顺序不能调换,理由:若调换反应顺序则生成的氨基又会被酸性高锰酸钾氧化。答案为:不能,若调换反应顺序则生成的氨基又会被酸性高锰酸钾氧化;
(3)已知VII→IX涉及两步反应,第一步是加成反应,第二步是消去反应,由VII()→IX(),-NH2与-CHO先发生加成反应生成-CHOH-NH-,然后再发生消去反应生成-N=CH-和H2O,化学方程式:++H2O。答案为:++H2O;
(4)由分析可知,VI的结构简式为。答案为:;
(5)化合物X与Ⅷ互为同系物,X的相对分子质量比Ⅷ大28,除苯环外还有3个碳原子,不饱和度为1,满足条件:①能够发生银镜反应,则含有醛基;②能够发生水解反应,则含有酯基,即含有甲酸酯基。苯环上的取代基有4种情况:①苯环上有3个取代基,分别为2个甲基,1个-OOCH,有6种;②苯环上有2个取代基,分别为1个乙基,1个-OOCH,有3种;③苯环上有2个取代基,分别为1个甲基,1个,有3种;④苯环上有1个取代基,可以为,也可以为,有2种,共14种。其中,核磁共振氢谱有4组峰,且峰面积之比为6:2:1:1 (即取代基结构对称)的结构简式为或。答案为:14;或;
(6)由题给流程图中Ⅴ→Ⅸ的转化关系,可确定合成的原料为间苯二甲酸、H2N-NH2、CH3CHO,则CH3CH2OH→CH3CHO,间二甲苯先氧化,再与H2N-NH2反应,产物再与CH3CHO反应,所以乙醇、间二甲苯为原料合成的路线为。答案为:。
【点睛】合成有机物时,可采用逆推法。
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