北京市丰台区2022-2023学年高二下学期期末考试化学试题(解析版)
展开2023北京丰台高二(下)期末
化 学
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Ti 48 Co 59
第一部分(选择题 共42分)
本部分共14题,每题3分,共42分。在每题列出的四个选项中,选出最符合题目要求的一项。
1. 下列物质、类别和官能团的对应关系不正确的是
选项
A
B
C
D
物质
CH3CH=CH2
CH3COOH
CH3OCH3
类别
烯烃
羧酸
酚
醚
官能团
—OH
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.丙烯属于烯烃类,官能团是碳碳双键,故A正确;
B.乙酸属于酸类,官能团是羧基,故B正确;
C.苯甲醇属于醇类,不是酚,官能团是醇羟基,故C错误;
D.甲醚属于醚类,官能团是醚键,故D正确;
故本题选C。
2. 下列化学用语或图示表达正确的是
A. CO2的分子结构模型:
B. 基态29Cu原子的价层电子排布式:3d94s2
C. 羟基的电子式:
D. 的系统命名:3-甲基-2-丁醇
【答案】D
【解析】
【详解】A.CO2的空间构型为直线形,A错误;
B.基态29Cu原子的价层电子排布式:3d104s1,B错误;
C.羟基的电子式:,C错误;
D.的系统命名为3-甲基-2-丁醇,D正确;
故选D。
3. 下列说法不正确的是
A. p轨道形状为哑铃形,有三种空间取向
B. 金属良好的导电性与金属键有关
C. HCl分子的共价键是s-s σ键
D. NH4Cl中含有离子键、共价键和配位键
【答案】C
【解析】
【详解】A.p轨道是哑铃形的,有px、py、pz三种空间取向,故A正确;
B.金属晶体的作用力是金属键,金属键的存在对金属的导电性有影响,故B正确;
C.HCl分子的共价键是s—p σ键,故C错误;
D.铵根离子与氯离子之间存在离子键,铵根离子内有共价键和配位键,故D正确;
故本题选C.
4. 下列反应的化学方程式书写正确的是
A. 工业上由乙醇制备乙醛:CH3CH2OH+O2CH3CHO+H2
B. 乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应:CH3CHO+2Cu(OH)2CH3COOH+Cu2O¯+2H2O
C. 苯酚钠溶液与二化氧碳反应:2+CO2+H2O→2+Na2CO3
D. 酯在酸性条件下水解:CH3COOCH2CH3+H218OCH3CH2OH+CH3CO18OH
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业上由乙醇制备乙醛:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,A错误;
B.乙醛与新制Cu(OH)2悬浊液反应:CH3CHO+2Cu(OH)2+NaOHCH3COONa+Cu2O¯+3H2O,B错误;
C.碳酸的酸性强于苯酚,但碳酸氢根的酸性弱于苯酚,则苯酚钠溶液与二化氧碳反应:+CO2+H2O→+NaHCO3,C错误;
D.酯在酸性条件下水解得到酸和醇:CH3COOCH2CH3+H218OCH3CH2OH+CH3CO18OH,D正确;
故选D。
5. 下列各组分子或离子的空间结构不相似的是
A. CO2和OF2 B. NH和CH4 C. H3O+和NH3 D. SO2和O3
【答案】A
【解析】
【详解】A.CO2为直线形;OF2的中心原子的价层电子对数为,分子的空间构型为V形,A符合题意;
B.NH和CH4的中心原子的价层电子对数为4,配位原子数为4,均为正四面体形,B不符合题意;
C.H3O+和NH3的中心原子的价层电子对数为4,配位原子数为3,均为三角锥形,C不符合题意;
D.SO2和O3的中心原子的价层电子对数为3,配位原子数为2,均为V形,D不符合题意;
故选A。
6. 有机化合物分子中的邻近基团往往存在相互影响,这种影响会使有机化合物性质产生差异。下列事实不能说明上述观点的是
A. 甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能
B. 等物质的量的甘油和乙醇分别与足量Na反应,前者反应生成的H2多
C. CH2=CH2的加聚反应需要催化剂,α-氰基丙烯酸丁酯()室温下可发生加聚反应
D. 与醛、酮的相比,羧基中的较难发生加成反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲苯能使酸性高锰酸钾溶液褪色而苯不能,说明苯环使甲基活泼性增强,故不选A;
B.等物质的量的甘油和乙醇分别与足量Na反应,前者反应生成的H2多,是因为甘油分子中羟基个数大于乙醇,不能证明邻近基团相互影响,故选B;
C.CH2=CH2的加聚反应需要催化剂,α-氰基丙烯酸丁酯室温下可发生加聚反应,说明α-氰基丙烯酸丁酯中碳碳双键受氰基、酯基影响活泼性增强,故不选C;
D.与醛、酮的相比,羧基中的较难发生加成反应,说明羧基中的 受羟基影响活泼性减弱,故不选D;
选B。
7. SF6可用作高压发电系统的绝缘气体,分子呈正八面体结构,如图所示。有关SF6的说法正确的是
A. 分子中只含极性键 B. SF6是极性分子
C. 与之间共用电子对偏向S D. 原子满足8电子稳定结构
【答案】A
【解析】
【详解】A.SF6中的键为6条S-F键,为极性键,此分子中只含极性键,故A正确;
B.SF6是结构对称、正负电荷重心重合的分子,为非极性分子,故B错误;
C.由于F的电负性比S的大,S与F之间共用电子对偏向F,故C错误;
D.中心元素价电子数+化合价的绝对值=8时该分子中所有原子都达到8电子稳定结构,但氢化物除外,该化合物中S元素化合价+价电子数=6+6=12,则S原子不是8电子稳定结构,故D错误;
故本题选A.
8. 由键能数据大小,不能解释下列事实的是
化学键
键能/
411
318
799
358
452
346
222
A. 稳定性: B. 键长:
C. 熔点: D. 硬度:金刚石>晶体硅
【答案】C
【解析】
【详解】A.键能越大越稳定,键能大于,所以稳定性:,故不选A;
B.键能越大,键长越短,键能大于,所以键长:,故不选B;
C.CO2是分子晶体,熔点由分子间作用力决定,SiO2是共价晶体,所以熔点,不能用键能解释熔点,故选C;
D.金刚石、晶体硅都是共价晶体,共价晶体中键能越大,晶体的硬度越大,的键能大于,所以硬度:金刚石>晶体硅,故不选D;
选C。
9. 下列物质的性质与氢键无关的是
A. 沸点:乙二醇>丙醇 B. 密度:冰<水
C. 乙醇能与水以任意比例互溶 D. 沸点:丙烷<乙醛
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙二醇中有2个羟基,丙醇中有1个羟基,乙二醇分子间形成的氢键的数目比丙醇分子间形成的氢键的数目多,故沸点:乙二醇>丙醇,与氢键有关,A项不符合题意;
B.在冰晶体中水分子间存在氢键,由于氢键具有方向性,每个水分子周围只有4个紧邻的水分子,这一排列使冰晶体中的水分子的空间利用率不高,留有相当大的空隙,使冰的密度比液态水的密度小,与氢键有关,B项不符合题意;
C.由于乙醇分子与水分子间形成氢键,故乙醇能与水以任意比例互溶,与氢键有关,C项不符合题意;
D.由于乙醛分子的极性比丙烷分子的极性大,故乙醛分子间作用力强于丙烷分子间作用力,乙醛的沸点比丙烷的高,与氢键无关,D项符合题意;
答案选D。
10. 2022年4月,我国首个具有完全自主知识产权口服抗新冠药物阿兹夫定获批上市,阿兹夫定的结构如图所示。下列说法不正确的是
A. 分子中含有4个手性碳原子
B. 分子中N原子均为sp2杂化
C. 分子中含有3种含氧官能团
D. 该物质能发生加成反应、消去反应、取代反应、水解反应
【答案】B
【解析】
【详解】A.分子中含有4个手性碳原子:,A正确;
B.-NH2中氮原子形成3个共价键且有1对孤电子对,则为sp3杂化,B错误;
C.分子中含有羟基、醚键、羰基3种含氧官能团,C正确;
D.该物质碳碳双键能发生加成反应,含有羟基能发生消去反应、取代反应,含有酰胺基能发生水解反应,D正确;
故选B。
11. 富马酸亚铁(FeC4H2O4)是一种补铁剂。富马酸分子的结构模型如下图所示,下列说法不正确的是
A. 铁位于元素周期表第四周期、第VIII族
B. 富马酸分子中σ键与π键的数目比为11∶2
C. 富马酸中各元素的电负性由大到小的顺序为O>C>H
D. 1 mol富马酸与足量NaHCO3溶液反应可生成2 mol CO2
【答案】B
【解析】
【分析】由元素周期表中原子半径的变化规律,结合结构模型可推测出灰色的点是C,黑色的点是O,白色的点是H,根据有机化学中C原子的成键特点可知,从左至右的顺序,第一个和第四个C原子上存在C=O键,在第二个C原子与第三个C原子之间存在碳碳双键,其余的都是单键相连,富马酸中存在碳碳双键和羧基官能团,则富马酸结构简式为HOOC-CH=CH-COOH。
【详解】A.铁是26号元素,位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族,故A正确;
B.1mol富马酸分子中存在11mol的σ键和3mol的π键,数目比为11:3,故B错误;
C.组成富马酸的各元素中,电负性最大的是O,最小的是H,则电负性由大到小的顺序为O>C>H,故C正确;
D.1 mol富马酸中存在2mol羧基,与足量NaHCO3溶液反应可生成2mol CO2,故D正确;
故本题选B。
12. 下列实验方案能达到相应目的的是
A.制备乙烯并检验
B.实验室制乙酸乙酯
C.检验溴乙烷水解产物中含有Br-
D.证明酸性:碳酸>苯酚
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.该反应有副产物二氧化硫生成,二氧化硫能使溴水褪色,干扰乙烯与溴水的反应,故A错误;
B.制备乙酸乙酯,因乙醇易溶于水,乙酸与碳酸钠反应,导管不能插入液面以下,以防止倒吸,故B错误;
C.溴乙烷水解液呈碱性,先加硝酸至溶液呈酸性,再加硝酸银溶液可检验水溶液中是否含Br-,故C正确;
D.浓盐酸具有挥发性,生成的二氧化碳中含有HCl,盐酸也能和苯酚钠溶液反应生成苯酚,而影响碳酸和苯酚钠的反应,故D错误;
故选C。
13. BAS是一种可定向运动的“分子机器”,其合成路线如下:
下列说法不正确的是
A. 1mol 最多可与4mol H2反应
B. 有碱性
C. 中间产物的结构简式为:
D. ①为加成反应,②为消去反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.中苯环和醛基都能与H2发生加成反应,1mol最多可与4molH2反应,A项正确;
B.中含有氨基,故具有碱性,B项正确;
C.与发生加成反应生成的中间产物的结构简式为,C项错误;
D.①为与发生的加成反应,②为发生消去反应生成BAS,D项正确;
答案选C。
14. 一定温度下,CH3CH2CH3的氯化、溴化反应能量变化及一段时间后产物的选择性如图。下列叙述不正确的是
资料:R×+X×®RX(R×为烷基自由基,X×为卤素自由基);通常活化能越大,反应速率受温度影响越大。
A. 丙烷氯代或溴代反应均可能产生同分异构体
B. 正丙基自由基(CH3CH2CH2×)比异丙基自由基[×CH(CH3)2]稳定
C. 升高温度,体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大
D. 以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成2-丙醇时,Br2比Cl2更适于作取代试剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.丙烷氯代反应可生成互为同分异构体的CH3CH2CH2Cl和(CH3)2CHCl,丙烷溴代反应可生成互为同分异构体的CH3CH2CH2Br和(CH3)2CHBr,A项正确;
B.由图可知,正丙基自由基(CH3CH2CH2×)具有的能量比异丙基自由基[×CH(CH3)2]具有的能量高,能量越低越稳定,则异丙基自由基比正丙基自由基稳定,B项错误;
C.由图可知,生成1-氯丙烷的活化能比生成2-氯丙烷的活化能大,通常活化能越大、反应速率受温度影响越大,故升高温度,生成1-氯丙烷的速率增大得更快,体系中n(1-氯丙烷)∶n(2-氯丙烷)的值增大,C项正确;
D.由图可知,以丙烷氯代反应生成的2-氯丙烷的选择性为55%,而发生溴代反应生成的2-溴丙烷的选择性为97%,故以丙烷为原料通过“卤代-水解”过程合成2-丙醇时,使用Br2作为取代试剂所得产品的纯度更高,即Br2比Cl2更适于作取代试剂,D项正确;
答案选B。
第二部分(非选择题 共58分)
本部分共5题,共58分。
15. 利用光催化技术可将太阳能转化为化学能。
(1)光催化可实现NOx的净化
①比较N、O元素第一电离能大小并从结构角度解释原因___________。
②光催化还原NOx可得到氮气,从结构角度分析氮气性质稳定的原因___________。
③光催化氧化NOx最终产物为硝酸盐,的空间结构是___________。
(2)光催化CO2和H2O合成甲醇是CO2转化利用最有前景的途径之一、比较甲醇分子中H-C-H与C-O-H的键角大小并解释原因___________。
(3)光催化可降解苯酚等有机物。在紫外光的作用下催化剂表面有·OH(羟基自由基)生成,·OH可将苯酚氧化为H2O和CO2,该反应的化学方程式为___________。
(4)某含钛的复合型物质可作光催化剂,晶胞结构如下图所示,边长均为anm。
①基态钛原子的价层电子轨道表示式为___________。
②晶体中每个钛原子周围与其距离最近且相等的氧原子的数量是___________。
③NA表示阿伏加德罗常数值,则该晶体的密度为___________g·cm-3(1nm=10-7cm)。
【答案】(1) ①. N原子的价层电子排布式为2s22p3,O原子的价层电子排布式为2s22p4,N原子的2p轨道为半满结构,较难失去电子,所以第一电离能:N>O ②. N2中存在共价三键(N≡N),键能大,N2化学性质稳定 ③. 平面三角形
(2)中心原子的杂化方式均为sp3杂化,C-O-H中氧上有2对孤电子对,孤电子对对成键电子对具有较大斥力,,使得键角:H-C-H>C-O-H
(3)C6H6O+28·OH®6CO2+17H2O
(4) ①. ②. 6 ③.
【解析】
【小问1详解】
①N原子的价层电子排布式为2s22p3,O原子的价层电子排布式为2s22p4,N原子的2p轨道为半满结构,较难失去电子,所以第一电离能:N>O。
②N2中存在共价三键(N≡N),键能大,所以N2化学性质稳定。
③中N原子价电子对数为3,无孤电子对,空间结构是平面三角形。
【小问2详解】
甲醇分子中C、O原子的杂化方式均为sp3杂化,C-O-H中氧上有2对孤电子对,孤电子对对成键电子对具有较大斥力,使得键角:H-C-H>C-O-H。
【小问3详解】
·OH可将苯酚氧化为H2O和CO2,根据得失电子守恒,该反应的化学方程式为C6H6O+28·OH®6CO2+17H2O。
【小问4详解】
①钛是22号元素,核外有22个电子,基态钛原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2,其价层电子轨道表示式为 。
②根据晶胞图,晶体中每个钛原子周围与其距离最近且相等的氧原子的数量是6。
③根据均摊原则,晶胞中Ti原子数为、Co原子数为1、O原子数为,NA表示阿伏加德罗常数的值,则该晶体的密度为g·cm-3g·cm-3。
16. 手机主板中含有贵金属单质Au(金)、Ag和Pd(钯)。如下方法可从废旧手机主板中回收贵金属。
已知:i.Au+3NO+6H+Au3++3NO2↑+3H2O K<10-5
Au+NO+4H+Au3++NO↑+2H2O K<10-5
Au3++4Cl-[AuCl4]- K>105
ii.HAuCl4=H++[AuCl4]—
(1)酸浸前,将废旧手机主板粉碎的目的是___________。
(2)已知,王水[V(浓硝酸)∶V(浓盐酸)=1∶3]溶金反应时产生NO。
①写出该反应的离子方程式:___________。
②从反应原理的角度解释浓盐酸的作用___________。
(3)若用Zn粉将溶液中的1mol HAuCl4完全还原,则参加反应的Zn的物质的量是___________mol。
(4)AgCl溶于氨水的离子方程式为___________。
(5)水合肼(N2H4·H2O)是一种液态还原剂,能直接与AgCl反应生成单质Ag。上述工艺中,先将氯化银溶于氨水,再与水合肼反应,除了“碱性条件下水合肼还原性增强”,还具有的优点可能有___________(写出一条即可)。
(6)Pd(NH3)2Cl2难溶于水,溶于氨水,是一种电镀试剂,是制备钯及其化合物的重要原料。
①加入氨水,[PdCl4]2-转化为[Pd(NH3)4]2+,则该条件下配位能力:Cl-___________NH3(填“>”或“<”)。
②“加入盐酸,调pH≈1”能将[Pd(NH3)4]2+转化为为Pd(NH3)2Cl2的原因是___________。
【答案】(1)增加反应的接触面积,加快反应速率
(2) ①. Au+NO+4Cl-+2H+=NO↑+[AuCl4]-+2H2O ②. 提供Cl-与Au3+形成[AuCl4]-,减小了Au3+浓度,促进Au与NO反应正向移动
(3)1.5
(4)AgCl+2NH3•H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O
(5)将固体AgCl溶解为[Ag(NH3)2]+,能提高反应速率;避免生成的银单质中混有AgCl杂质
(6) ①. < ②. 调pH≈1,使部分NH3转化为NH,减弱NH3的配位能力,可溶性配离子转化为难溶性Pd(NH3)2Cl2;若pH过小,c(H+)过大,则可能会转化成[PdCl4]2-
【解析】
【分析】机主板中含有贵金属单质Au(金)、Ag和Pd(钯)在HNO3中酸浸,Au不发生反应,Ag、Pd发生反应转化为Ag+、Pd2+,Au固体用王水溶解转化为HAuCl4溶液,再向HAuCl4溶液中加入Zn粉得到Au,向含有Ag+、Pd2+溶液中加入NaCl生成AgCl固体和[PdCl4]2-溶液,AgCl固体用氨水溶解得到溶液Y,再向溶液Y中加入水合肼得到Ag,向含[PdCl4]2-溶液中加入氨水得到含[Pd(NH3)4]2+溶液,再加入盐酸调pH得到Pd(NH3)2Cl2;
【小问1详解】
酸浸前,将废旧手机主板粉碎的目的是增加反应的接触面积,加快反应速率;
【小问2详解】
①根据氧化还原反应配平可得该反应的离子方程式为Au+NO+4Cl-+2H+=NO↑+[AuCl4]-+2H2O;
②从反应原理的角度解释浓盐酸的作用是提供Cl-与Au3+形成[AuCl4]-,减小了Au3+浓度,促进Au与NO反应正向移动;
【小问3详解】
根据得失电子守恒可知,1.5molZn粉能将溶液中的1mol HAuCl4完全还原;
【小问4详解】
AgCl溶于氨水的离子方程式为AgCl+2NH3•H2O=[Ag(NH3)2]++Cl-+2H2O;
【小问5详解】
还具有的优点可能为将固体AgCl溶解为[Ag(NH3)2]+,能提高反应速率;避免生成的银单质中混有AgCl杂质;
【小问6详解】
①加入氨水,[PdCl4]2-转化为[Pd(NH3)4]2+,说明该条件下配位能力:Cl-< NH3;
②调pH≈1”能将[Pd(NH3)4]2+转化为为Pd(NH3)2Cl2的原因是调pH≈1,使部分NH3转化为NH,减弱NH3的配位能力,可溶性配离子转化为难溶性Pd(NH3)2Cl2;若pH过小,c(H+)过大,则可能会转化成[PdCl4]2-。
17. 胭木二酮()是一种同时含有异黄酮和茚酮结构的天然物质,在药物研发方面潜力巨大,其合成路线如图。
已知:
请回答:
(1)A的结构简式为___________。
(2)A→B的化学方程式为___________。
(3)下列关于化合物C和D的说法中,正确的是___________(填字母)。
a.1mol C最多能与2mol NaOH反应
b.C中苯环上的一氯代物有3种
c.C和D均可形成氢键
d.D的一种同分异构体含有苯环和羧基
(4)F中含有两个六元环,F的结构简式为___________。
(5)H的分子式为___________。
(6)在H转化成胭木二酮的过程中,Cu(OTf)2的主要作用是成环,SeO2的主要作用是___________。
【答案】(1) (2)+2NaOH+NaCl+H2O
(3)abd (4)
(5)C16H12O2
(6)氧化剂
【解析】
【分析】根据反应条件和C的结构简式可知,A为,A在NaOH水溶液中发生水解反应生成B,B为,结合已知可知,C在AlCl3条件下发生重排生成D,D为,结合第(4)小问,再根据G的结构简式和F的分子式可知F为。
【小问1详解】
据分析可知,A的结构简式为;
【小问2详解】
A在NaOH水溶液中发生水解反应生成B,A→B的化学方程式为+2NaOH+NaCl+H2O;
【小问3详解】
a.C含有1个酯基能与NaOH按照1:1发生水解反应,水解生成的苯酚再与NaOH按照1:1发生反应,则1mol C最多能与2mol NaOH反应,a正确;
b.C中苯环上有3种等效氢,则C中苯环上的一氯代物有3种,b正确;
c.D中含有羟基能形成氢键,而C不能形成氢键,c错误;
d.D的一种同分异构体含有苯环和羧基,d正确;
故选abd;
【小问4详解】
据分析可知,F中含有两个六元环,F结构简式为;
【小问5详解】
H的分子式为C16H12O2;
【小问6详解】
H转化成胭木二酮发生氧化反应,则在H转化成胭木二酮的过程中,Cu(OTf)2的主要作用是成环,SeO2的主要作用是作氧化剂。
18. 某小组同学探究铁离子与苯酚的反应。
已知:Fe3++6C6H5O-[Fe(C6H5O)6]3-;[Fe(C6H5O)6]3-为紫色配合物。
(1)配制100mL0.1mol·L-1苯酚溶液,需要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、胶头滴管、___________。
(2)氯化铁溶液呈___________(填“酸性”或“碱性”),用离子方程式表示原因___________。
(3)[Fe(C6H5O)6]3-中,提供空轨道用以形成配位键的微粒是___________。
(4)进行如下实验。
实验1:
实验2:
【提出猜想】
i.Cl-对铁离子与苯酚的反应有促进作用;
ii.SO对铁离子与苯酚的反应有抑制作用。
①向实验2反应后溶液中加入___________,溶液颜色无变化,证明猜想i不成立。
②实验证明猜想ii成立,请写出实验操作和现象___________。
(5)实验证明,H+对Fe3+与苯酚反应生成的配合物有抑制作用,请从平衡角度结合化学用语进行解释___________。
(6)有同学提出,溶液pH越大,越利于铁离子与苯酚发生显色反应。你认为是否合理,并说明理由___________。
(7)由以上研究可知,影响铁离子与苯酚反应的因素有___________。
【答案】(1)100mL容量瓶
(2) ①. 酸性 ②. Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+
(3)Fe3+ (4) ①. NaCl固体 ②. 向实验1反应后溶液中加入Na2SO4固体,溶液颜色变浅(或向实验2反应后溶液中加入少量BaCl2溶液,溶液紫色变深)
(5)溶液中存在平衡Fe3++6C6H5O-[Fe(C6H5O)6]3-,H+与C6H5O-结合成C6H5OH,降低了溶液中C6H5O-的浓度,促进平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅
(6)不合理,pH过大,OH-浓度增大,与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,不利于铁离子与苯酚发生显色反应
(7)阴离子种类、溶液pH
【解析】
【分析】实验1中氯化铁与苯酚反应溶液为紫色,实验2中硫酸铁与苯酚反应溶液为浅紫色,通过实验现象提出猜想:i.Cl-对铁离子与苯酚的反应有促进作用;ii.SO对铁离子与苯酚的反应有抑制作用。后续验证猜想时,在实验2后的反应液中加入氯化钠固体,溶液颜色无变化,说明猜想i不成立;为了验证猜想ii成立,可采用的方法为:实验1的溶液中加入硫酸根或实验2的溶液中消耗掉硫酸根,观察溶液颜色变化。
【小问1详解】
配制100mL0.1mol·L-1苯酚溶液,需要用到的玻璃仪器有:烧杯、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶;
【小问2详解】
氯化铁溶液呈酸性,原因是铁离子水解生成氢离子,离子方程式为:Fe3++3H2OFe(OH)3+3H+;
【小问3详解】
过渡金属元素通常可以提供空轨道形成配位键,故[Fe(C6H5O)6]3-中,提供空轨道用以形成配位键的微粒是Fe3+;
【小问4详解】
①根据分析,向实验2反应后溶液中加入NaCl固体,溶液颜色无变化,证明猜想i不成立;
②根据分析,证明猜想ii成立的实验操作和现象为:向实验1反应后溶液中加入Na2SO4固体,溶液颜色变浅(或向实验2反应后溶液中加入少量BaCl2溶液,溶液紫色变深);
【小问5详解】
实验证明,H+对Fe3+与苯酚反应生成的配合物有抑制作用,平衡角度解释为:溶液中存在平衡Fe3++6C6H5O-[Fe(C6H5O)6]3-,H+与C6H5O-结合成C6H5OH,降低了溶液中C6H5O-的浓度,促进平衡逆向移动,[Fe(C6H5O)6]3-浓度减小,溶液颜色变浅;
【小问6详解】
pH过大,OH-浓度增大,与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,不利于铁离子与苯酚发生显色反应,故答案:不合理,pH过大,OH-浓度增大,与Fe3+形成Fe(OH)3沉淀,不利于铁离子与苯酚发生显色反应;
【小问7详解】
由以上研究可知,影响铁离子与苯酚反应的因素有:阴离子种类、溶液pH。
19. 治疗动脉硬化的某种药物M合成路线如下。
已知:i.
ii.不稳定,易转化成
回答下列问题:
(1)B的核磁共振氢谱只有一组峰,A的结构简式为___________。
(2)反应①的反应类型为___________。
(3)C中含氧官能团与B相同,C的结构简式可能为___________。
(4)F的结构简式为___________。
(5)反应⑤的化学方程式为___________。
(6)N是I的同分异构体,写出所有满足下列条件的N的结构简式___________。
①苯环上有两个取代基
②与FeCl3溶液发生显色反应
③能发生银镜反应,但不能发生水解反应
④1mol N与足量Na反应,生成1mol H2
(7)G经三步反应合成I,请写出中间产物的结构简式:___________、___________。
【答案】(1)CH3CH(OH)CH3
(2)氧化反应 (3)或或
(4) (5)++H2O
(6)、、 (7) ①. ②.
【解析】
【分析】根据E的分子式,由M逆推,E是,E和乙酸酐反应生成F,根据信息i,可知F是;F和氯气发生取代反应生成G,根据G的分子式,可知G是,由M逆推,可知I是; A发生氧化反应生成B,B的核磁共振氢谱只有一组峰,A是CH3CH(OH)CH3,B是(CH3)2C=O;根据C的分子式,可知3分子B聚和生成C,由M逆推可知C是或或;C与氢气发生加成反应生成D,D是;
【小问1详解】
A发生氧化反应生成B,B的核磁共振氢谱只有一组峰,B是(CH3)2C=O 、A是CH3CH(OH)CH3;
【小问2详解】
A分子中去掉2个H原子生成B,反应①的反应类型为氧化反应;
【小问3详解】
3分子(CH3)2C=O聚和生成C ,C中含氧官能团与B相同,则C的结构简式可能为或或;
【小问4详解】
E是,E和乙酸酐反应生成F,根据信息i,可知F是;
【小问5详解】
反应⑤是和发生酯化反应生成,化学方程式为++H2O;
【小问6详解】
①苯环上有两个取代基;②与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基;③能发生银镜反应,但不能发生水解反应,说明含有醛基,不含酯基;④1mol N与足量Na反应,生成1mol H2,说明含有2个羟基,则2个取代基为-OH、-CH(OH)CHO,符合条件的N的结构简式为、、;
【小问7详解】
结合信息ii,水解为,氧化为,再还原为,经三步反应合成I,中间产物的结构简式:、。
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