四川省宜宾市叙州区第二中学2023-2024学年高二上学期10月月考化学试题(Word版附解析)
展开可能用到的相对原子质量有:H:1 C:12 O:16 S:32 Cu:64
第一部分 选择题(共42分)
一、选择题(本题共14个小题,每小题只有一个选项符合题意,每小题3分,共42分)
1. 下列说法中不正确的是
A. 煤、石油、天然气均为化石能源
B. 化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的SO2等有害气体
C. 直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧效果好
D. 化石能源是可再生能源
【答案】D
【解析】
【详解】A.煤、石油、天然气均为非再生的化石能源,A项正确;
B.化石燃料在燃烧过程中产生的CO、SO2等有害气体会污染环境,B项正确;
C.将煤进行深加工后,脱硫处理、气化处理很好地减少了污染气体,提高了燃烧效率,燃烧的效果好,C项正确;
D.经常使用的化石能源是煤、石油、天然气,是不可再生资源,D项错误;
答案选D。
2. 沼气的主体是甲烷。0.5ml CH4完全燃烧为CO2和H2O(l)时,放出445kJ的热量,则甲烷燃烧的热化学方程式是:
A. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); △H=-890kJ/ml
B. 2 CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l); △H=+1780kJ/ml
C. CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); △H=+890kJ/ml
D. 2CH4(g)+4O2(g)=2CO2(g)+4H2O(g); △H=-1780kJ/ml
【答案】A
【解析】
【详解】0.5ml CH4完全燃烧为CO2和H2O(l)时,放出445kJ的热量,由物质的量与热量成正比可知,1ml CH4完全燃烧为CO2和H2O(l)时,放出445kJ 2=890kJ的热量,放热反应的焓变为负,则甲烷燃烧的热化学方程式为:CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l) △H=-890kJ/ml ,B、C中焓变应为负,B、D中水应为液态,故选A 。
3. 某反应的能量变化如图所示。下列说法错误的是
A. 该反应为放热反应B. 该反应的反应热:△H=E1−E2
C. 该反应的活化能为E1D. 使用催化剂可使过渡态能量降低,△H减小
【答案】D
【解析】
【详解】A.从图中信息,反应物的总能量大于生成物的总能量,因此该反应为放热反应,故A正确;
B.该反应的反应热等于反应物的活化能减去生成物的活化能即△H=E1−E2,故B正确;
C.根据图中得到该反应的活化能为E1,故C正确;
D.使用催化剂可使过渡态能量降低,但是△H不变,故D错误。
综上所述,答案为D。
4. 理论上不能设计为原电池的化学反应是
A CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
B. 2FeCl3 + Fe =3FeCl2
C. 2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑
D. HNO3 + NaOH=NaNO3 + H2O
【答案】D
【解析】
【分析】自发的氧化还原反应能设计成原电池,复分解反应不能设计成原电池;
【详解】A.CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O,该反应属于自发的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故A不选;
B.2FeCl3+Fe═3FeCl2,该反应属于自发的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故B不选;
C.2Al + 2NaOH + 2H2O=2NaAlO2 + 3H2↑,该反应属于自发的氧化还原反应,所以能设计成原电池,故C不选;
D.HNO3+NaOH═NaNO3+H2O,该反应属于复分解反应,不是氧化还原反应,所以不能设计成原电池,故D选;
故选:D。
5. 反应A(g)+3B(g)2C(g)+2D(g),在不同情况下测得反应速率,其中反应速率最快的是
A. v(D)=2.4ml/L·minB. v(C)=0.5ml/L·sC. v(B)=0.6ml/L·sD. v(A)=0.15ml/L·s
【答案】B
【解析】
【分析】将各物质速率转化成单位相同的数值,用各物质表示的反应速率除以对应各物质的化学计量数,数值大的反应速率快。
【详解】A.==1.2 ml/L·min;
B.==15ml/L·min;
C.==12ml/L·min;
D.==9ml/L·min;
通过以上分析可知,反应速率最大的是B,故答案为:B。
6. 我国成功发射“天宫一号”飞行器的长征Ⅱ火箭推进器中盛有强还原剂液态肼(N2H4)和液态四氧化二氮(N2O4)。当它们混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。
已知:①2O2(g)+N2(g)=N2O4(l) ΔH1
②N2(g)+2H2(g)=N2H4(l) ΔH2
③O2(g)+2H2(g)=2H2O(g) ΔH3
④2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(g) ΔH4
上述反应中ΔH4=
A. 2ΔH3-2ΔH2-ΔH1B. 2ΔH3+2ΔH2-ΔH1
C. 2ΔH3-2ΔH2+ΔH1D. -2ΔH3-2ΔH2-ΔH1
【答案】A
【解析】
【详解】根据盖斯定律可知,反应④=-①-2×②+2×③,=--2+2=2ΔH3-2ΔH2-ΔH1,故选A。
7. 关于一定条件下的化学平衡H2(g)+I2(g)2HI(g) ΔH<0,下列说法正确的是( )
A. 恒温恒容,充入H2,v(正)增大,平衡右移
B. 恒温恒容,充入He,v(正)增大,平衡右移
C. 加压,v(正),v(逆)不变,平衡不移动
D. 升温,v(正)减小,v(逆)增大,平衡左移
【答案】A
【解析】
【详解】A. 恒温恒容,充入H2,氢气浓度增大,v(正)增大,平衡右移,故A正确;
B. 恒温恒容,充入He,各反应物浓度都不变,v(正)不变,平衡不移动,故B错误;
C. 加压,体积缩小,各物质浓度均增大,v(正)、v(逆)都增大,平衡不移动,故C错误;
D. 升温,v(正)增大,v(逆)增大,由于正反应放热,所以平衡左移,故D错误;
答案选A。
【点睛】本题考查影响反应速率和影响化学平衡移动的因素;注意恒容容器通入惰性气体,由于浓度不变,速率不变、平衡不移动,恒压条件下通入惰性气体,容器体积变大,浓度减小,相当于减压。
8. 化合物Y能用于高性能光学树脂的合成,可由化合物X与2-甲基丙烯酰氯在一定条件下反应制得:
下列有关化合物X、Y的说法错误的是
A. Y存在顺反异构B. X→Y的反应为取代反应
C. X、Y均能使酸性KMnO4溶液褪色D. X分子中所有原子可能在同一平面上
【答案】A
【解析】
【详解】A. 双键碳上均连接不同基团时存在顺反异构,Y不存在顺反异构,故A错误;
B. X→Y的反应中X的酚羟基上氢原子被替代生成Y和HCl,反应中单键断裂,又形成单键,属于取代反应,故B正确;
C. X含酚羟基、Y含碳碳双键,均能使酸性KMnO4溶液褪色,故C正确;
D.X中苯环为平面结构,且3个原子可确定1个平面,则X分子中所有原子可能在同一平面上,故D正确;
故选:A。
9. 某恒温恒容密闭容器中进行反应,下列状态能说明该反应已达到平衡状态的是
①混合气体的压强不再随时间变化
②混合气体的密度不再随时间变化
③混合气体的总质量不再改变
④
⑤单位时间内断裂H-H键数目与断裂C-H键数目相等
A. ①②③B. ②③⑤C. ②③D. ③④⑤
【答案】C
【解析】
【详解】①反应前后气体总物质的量不变,则恒温恒容条件下,混合气体的压强始终不变,则混合气体的压强不再随时间变化,无法确定是平衡状态,①不符合题意;
②混合气体的体积一定,混合气体的质量是不定值,则当混合气体的密度不再随时间变化时,说明气体总质量一定,此时反应达到平衡状态,②符合题意;
③由于有固体物质参加反应,当混合气体的总质量不再改变时,反应达到平衡,③符合题意;
④随着反应的进行,始终成立,则无法确定是平衡状态,④不符合题意;
⑤由化学计量数知,断裂C—H键数目是断裂H—H键数目的两倍时反应才达到平衡,⑤不符合题意;
答案选C。
10. 某有机化合物的结构简式如图所示,下列叙述中不正确的是
A. 1ml该有机化合物在加热和催化剂作用下,最多能和4ml反应
B. 该有机化合物能使溴水褪色,也能使酸性溶液褪色
C. 该有机化合物属于芳香烃,在一定条件下能通过加聚反应生成高分子
D. 该有机化合物在一定条件下能发生加成反应或取代反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.1ml该有机化合物中含有1ml苯环和1ml碳碳双键,在加热和催化剂作用下,最多能和4ml反应,A正确;
B.该有机化合物中含有碳碳双键,能使溴水褪色,也能使酸性溶液褪色,B正确;
C.该有机化合物中含有碳元素、氢元素和氯元素,不属于芳香烃。含有碳碳双键,在一定条件下能通过加聚反应生成高分子,C错误;
D.该有机化合物中含有碳碳双键,在一定条件下能发生加成反应。还含有苯环、碳卤键,可以发生取代反应,D正确。
故选C。
11. A、B、C三种醇分别与足量的金属钠完全反应,在相同条件下产生相同的体积H2,消耗这三种醇的物质的量之比为3:6:2,则A、B、C三种醇分子中所含羟基的个数之比为
A. 3:2:1B. 2:6:3C. 3:1:2D. 2:1:3
【答案】D
【解析】
【详解】相同条件下相同体积的氢气的物质的量相等,设生成氢气6ml,根据2-OH~2Na~H2↑可知参加反应的羟基均为12ml,三种醇的物质的量之比为3:6:2,故A、B、C三种分子里羟基数目之比为=2:1:3。
故选D。
12. 下列叙述与图对应的是
A. 对于达到平衡状态的反应:,图①表示在时刻充入了一定量的,平衡逆向移动
B. 由图②可知,、满足反应:
C. 图③表示的反应方程式为:
D. 对于反应 ,图④y轴可以表示Y的百分含量
【答案】B
【解析】
【详解】A. 对于达到平衡状态的反应:,图①表示在t0时刻ν正、ν逆 都增大,ν逆 增大的多,化学平衡逆向移动,应该是升高温度使平衡逆向移动导致,若是充入了一定量的NH3,则ν逆增大,ν正 瞬间不变,这与图像不吻合,故A错误;
B. 增大压强反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;升高温度反应速率加快,达到平衡所需时间缩短;则根据图像可知:压强:P2>P1;温度:T1>T2;增大压强,平衡向气体体积减小的方向移动,C含量增大,说明正反应是气体体积减小的反应;升高温度,C含量减小,说明平衡逆向移动,逆反应为吸热反应,则正反应为放热反应,故该反应的正反应是气体体积减小的放热反应,故满足反应:2A(g)+B(g)2C(g) ΔH<0,故B正确;
C. 该反应是可逆反应,应该用可逆号“ ”,不能用等号“=”表示,故C错误;
D. 在压强不变时,升高温度,化学平衡向吸热的逆反应方向移动,表示Y的含量应该增大,但图象显示y轴数值减小,因此图④y轴不可以表示Y的百分含量,故D错误;
故选B。
13. 为从粗食盐水中除去、、等离子,以制得精盐水。某同学设计如下方案:
以下说法正确的是
A. A中主要有和,也可能有一些
B. ②中加入过量溶液的主要目的是为了除去、
C. D中有、、这3种离子
D. ③中发生的反应只有
【答案】A
【解析】
【分析】向粗食盐水中(含、、等离子)先加足量的溶液,则、分别与、结合反应生成难溶性的、,过滤得到主要成分为、以及可能含微溶的的滤渣A;B为主要含、、、OH-以及的滤液;向溶液B中加入足量溶液,则、分别与结合反应生成难溶性的;过滤则C为含的沉淀,D为含、、、的溶液,然后加适量盐酸酸化,经蒸发浓缩等系列操作得到NaCl晶体。据此分析可得:
【详解】A.根据以上分析,①过滤后A中主要含难溶性的和,也可能含一些微溶性的,故A正确;
B.②中加入过量溶液的主要目的是为了除去和过量的,故B错误;
C.由于①加入过量的,引入了,所以D中含有、、、,故C错误;
D.③中发生的反应除有反应外,还有,故D错误;
答案选A
14. 温度为,向体积不等的恒容密闭容器中分别加入足量活性炭和,发生反应:。反应相同时间后,测得各容器中的转化率与容器体积的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 时,a、b两点平衡常数
B. 图中c点所示条件下,
C. 容器内的压强:
D. 图中b点所示条件下,再向体系中充入一定量的,达到平衡时,的转化率比原平衡大
【答案】C
【解析】
【分析】由反应可知容器体积越大,压强越小,反应往正方向移动,NO2的转化率提高,由图像可知,相同时间,a,b为已达到平衡点,c还未达到平衡,利用化学平衡常数和等效平衡进行分析。
【详解】A.平衡常数只与温度有关,温度相同,K相同,a、b两点平衡常数,故A错误;
B.由以上分析可知c未达平衡,此时反应正向进行,,故B错误;
C.b点转化率为80%,则反应的为0.8ml,剩余为0.2ml;生成的的物质的量为0.4ml,生成的物质的量0.8ml,则平衡时混合气体的物质量为:0.2+0.4+0.8=1.4ml;a点时转化率为40%,则反应的为0.4ml,剩余为0.6ml;生成的的物质的量为0.2ml,生成的物质的量0.4ml,则平衡时混合气体的物质量为:0.6+0.2+0.4=1.2ml,若两容器体积相同,则根据压强之比等于物质的量之比可知得,而,则,故C正确;
D.b点已达平衡,再向体系中充入一定量的,等同于增大压强,的转化率减小,故D错误;
故选:C。
第二部分 非选择题(共58分)
二、非选择题(本题包括15~19题,共5题)
15. 肼(N2H4)是一种良好的火箭推进剂,其与适当的氧化剂(如过氧化氢、氧气等)配合,可组成比冲最高的可贮存液体推进剂。
(1)液态肼和液态过氧化氢混合反应时,即产生大量氮气和水蒸气,并放出大量热。若每生成1mlN2,放出642kJ的热量,则该反应的热化学方程式为_______,消耗16g液态肼放出的热量为_______。
(2)已知:N2H4(g)+O2(g)=N2(g)+2H2O(g)
ΔH=-544kJ·ml-1,键能数据如下表:
则氮氮三键的键能为_______。若H2O(l)=H2O(g) ΔH=+44kJ·ml-1,则N2H4(g)的燃烧热为_______。
(3)氨基甲酸铵(H2NCOONH4)为尿素生产过程的中间产物,易分解。某小组对氨基甲酸铵的分解实验进行探究。
已知:Ⅰ.N2(g)+3H2(g)2NH3(g) ΔH1=-92.4kJ·ml-1
Ⅱ.C(s)+O2(g)CO2(g) ΔH2=-393.8kJ·ml-1
Ⅲ.N2(g)+3H2(g)+C(s)+O2(g)H2NCOONH4(s) ΔH3=-645.7kJ·ml-1
写出H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的热化学方程式:_______。
【答案】(1) ①. N2H4(l)+2H2O2(l)=N2(g)+4H2O(g) ΔH=-642kJ·ml-1 ②. 321kJ
(2) ①. 946kJ·ml-1 ②. 632kJ·ml-1
(3)H2NCOONH4(s)2NH3(g)+CO2(g) ΔH=+159.5kJ·ml-1
【解析】
【小问1详解】
(1)液态肼和液态过氧化氢反应的化学方程式为,每生成1ml放出642kJ的热量,则该反应的反应热为,即热化学方程式为;16g液态肼的物质的量为,则消耗16g液态肼放出的热量为,故填、;
【小问2详解】
(2)根据反应物的键能之和-生成物的键能之和,设氮氮三键的键能为,则,解得x=946;若、,根据盖斯定律可得,故填、;
【小问3详解】
(3) H2NCOONH4分解生成NH3与CO2气体的化学方程式为,由盖斯定律,目标方程可由反应Ⅰ+反应Ⅱ-反应Ⅲ得到,即,故填。
16. 在某一容积为2L的密闭容器中,A、B、C、D四种气体物质的量随时间的变化曲线如图所示。回答下列问题:
(1)该反应的化学方程式为___________________________________;
(2)反应开始到2min,用D的浓度变化表示的化学反应速率为________________;此时A的转化率为_______________。
(3)在2min时,图象发生改变的原因可能是________用字母表示。
A. 升高温度B. 加入稀有气体,增大压强
C. 减少A的物质的量D. 加入催化剂
(4)改变某一条件,影响化学反应速率的因素解释不正确的是_________。
A. 增大反应物浓度使活化分子百分数增加,有效碰撞增多,反应速率加快
B. 升高温度使单位体积内活化分子百分数增加,反应速率加快
C. 催化剂能降低分子活化时所需能量,使单位体积内活化分子百分数大大增加
D. 增大压强一定能使单位体积内活化分子数增加,有效碰撞增多,反应速率加快
(5)若上述反应在四种不同情况下的反应速率分别为,该反应进行的快慢顺序为_______________。(用序号表示)
①v(A)=0.16 ml·L-1·s-1;②v(B)=0.6 ml·L-1·s-1;
③v(C)=0.6 ml·L-1·s-1;④v(D)=0.44 ml·L-1·s-1。
【答案】(1)4A+5B6C+4D
(2) ①. 0.1ml/(L·min) ②. 16% (3)AD (4)AD
(5)②>④>③>①
【解析】
【分析】
【小问1详解】
由图可知,A、B的物质的量减少,C、D的物质的量增多,则A、B为反应物,C、D为生成物,达平衡时,A、B、C、D改变的物质的量分别为0.8ml、1ml、1.2ml、0.8ml,则该反应的化学方程式为4A+5B6C+4D;
【小问2详解】
反应开始到2min,用D的浓度变化表示的化学反应速率为;由4A+5B6C+4D可知,生成0.4ml D时,消耗A的物质的量为0.4ml,A的转化率为;
【小问3详解】
由图可知,在2min时,各物质浓度未发生改变,说明图象发生改变的原因与物质的浓度无关,2-3min时,图象的斜率变大,说明化学反应速率变快;
A.升高温度,化学反应速率增大,A项选;
B.恒容条件下,加入稀有气体,增大压强,化学反应速率不变,B项不选;
C.减少A的物质的量,化学反应速率减小,C项不选;
D.加入催化剂,能加快化学反应速率,D项选;
答案选AD;
【小问4详解】
A.增大反应物的浓度,可使单位体积内活化分子数增多,有效碰撞机会增大,则反应速率加快,活化分子百分数不变,A项错误;
B.升高温度,提高分子需要的能量,活化分子数增加,单位体积内活化分子百分数也大大增加,有效碰撞机会增大,正逆反应速率都加快,B项正确;
C.催化剂可降低物质的活化能,活化分子百分率增大,反应速率增大,C项正确;
D.增大压强,使单位体积内活化分子数百分数增多,只针对于气体,不是气体,则不成立,D项错误;
答案选AD;
【小问5详解】
化学反应速率之比等于化学计量数之比,将不同物质表示的反应速率换算成同一物质表示的反应速率;
①v(A)=0.16 ml·L-1·s-1;
②v(B)=0.6 ml·L-1·s-1,则;
③v(C)=0.6 ml·L-1·s-1,则;
④v(D)=044 ml·L-1·s-1,则;
则该反应进行的快慢顺序为②>④>③>①。
17. 实验室用下图所示装置制备高纯度KMnO4(加热装置省略),并得到次氯酸钠及氯水,并利用产品进行实验探究。已知:K2MnO4溶液是墨绿色,pH在7~7.5之间容易被Cl2氧化。
(1)装置A中发生反应的化学方程式为_______。
(2)装置A中最合适的反应温度为80℃,需要采取的实验方法是_______;反应中滴加浓盐酸的速度不能过快,原因是_______。
(3)反应一段时间,观察到_______后关闭流量控制器,停止加热,关闭K1,打开K2,通一段时间N2,避免Cl2逸出;最后将KMnO4溶液减压过滤后,倒入蒸发皿中水浴蒸发浓缩、抽滤即得紫红色KMnO4固体。
(4)取ag实验制得的KMnO4固体溶于水,加入过量饱和Ba(OH)2溶液沉降,离心分离,将上层清液及沉淀的洗涤液均移至容量瓶,并配成100mL溶液。取20.00mL上述溶液于碘量瓶中,加入稀硫酸、过量10%KI溶液,放置一段时间后加入几滴1%淀粉指示剂,用0.0100ml/LNa2S2O3标准溶液滴定,重复实验3次,平均消耗标准溶液bmL,该KMnO4的纯度为_______(用含a、b的代数式表示)。(已知2+I2= +2I-,M(KMnO4)=158g•ml-1)
(5)某兴趣小组用提纯后的KMnO4配成溶液与H2C2O4反应探究“浓度对反应速率的影响”,发现KMnO4溶液褪色速率先增大后减缓。为了查找原因,兴趣小组找到该反应的反应机理如图所示,由图可猜测其原因是_______。请设计实验验证你猜测的原因,并将实验设计在答题卡中补充完整(可不填满,也可增加)。
【答案】(1)MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑
(2) ①. 水浴加热 ②. 避免C中溶液pH<7
(3)C中溶液由墨绿色变成紫红色
(4)或
(5) ①. 反应过程产生Mn2+做催化剂,速率加快;反应后草酸浓度降低,速率减缓 ②. c(H2C2O4)/ml•L-1 ③. m(MnSO4)/g ④. 褪色时间/s ⑤. 0.05 ⑥. 0 ⑦. t1 ⑧. 0.05 ⑨. 0.1 ⑩. t2
【解析】
【分析】本实验的目的,先制取氯气,然后净化;再通入K2MnO4溶液中,最后进行尾气处理。因为K2MnO4溶液在pH=7~7.5之间容易被Cl2氧化,所以需要控制C装置中溶液的pH,也就是设法防止A装置中产生的HCl进入C装置内。
【小问1详解】
装置A中,MnO2与浓盐酸在加热条件下反应生成氯气、MnCl2等,发生反应的化学方程式为MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑。答案为:MnO2+4HCl(浓)MnCl2+2H2O+Cl2↑;
【小问2详解】
装置A中最合适的反应温度为80℃,为便于控制温度,可使用水浴,所以需要采取的实验方法是:水浴加热;反应中滴加浓盐酸的速度不能过快,否则Cl2中混有的HCl不能完全被饱和食盐水吸收,溶解在C装置中,从而使溶液呈酸性,所以其原因是:避免C中溶液pH<7。答案为:水浴加热;避免C中溶液pH<7;
【小问3详解】
K2MnO4为墨绿色,KMnO4为紫红色,当K2MnO4完全被Cl2氧化时,可观察到C中溶液由墨绿色变成紫红色。答案为:C中溶液由墨绿色变成紫红色;
【小问4详解】
由反应可以建立以下关系式:KMnO4—5Na2S2O3,100mL溶液中,n(KMnO4)= n(Na2S2O3)= 0.0100ml/L×5b×10-3L×=b×10-5ml,该KMnO4的纯度为=或 。答案为:或 ;
【小问5详解】
KMnO4溶液与H2C2O4反应,随着反应的进行,反应物浓度减小,反应速率减慢,但起初反应速率加快,由图可猜测,可能为Mn2+的催化作用,所以其原因是:反应过程产生Mn2+做催化剂,速率加快;反应后草酸浓度降低,速率减缓。
设计实验验证你猜测的原因,可做对比实验,保持反应物的浓度和体积分别相同,加入一定质量MnSO4,比较溶液褪色的时间。KMnO4溶液与H2C2O4反应的关系式为:2KMnO4—5H2C2O4,可求出c(H2C2O4)=0.05ml•L-1。由此可得出以下数据:
答案为:反应过程产生Mn2+做催化剂,速率加快;反应后草酸浓度降低,速率减缓;c(H2C2O4)/ml•L-1;m(MnSO4)/g;褪色时间/s;0.05;0;t1;0.05;0.1;t2。
【点睛】当溶液中发生多步反应时,可建立关系式求解。
18. 艾司洛尔(I )是预防和治疗手术期心动过速的一种药物,某合成路线如下:
回答下列问题:
(1)A的结构简式为_____________________,D 的化学名称为__________________。
(2)G→H的反应类型为_______________,H中所含官能团的名称为______________。
(3)C→D中步骤①的化学反应方程式为_________________。
(4)已知:1 ml D 和1 ml 丙二酸在吡啶、苯胺中反应生成 1 ml E、1 ml H2O和1 mlCO2,且E 能与溴水发生加成反应,则 E 的结构简式为 ____________。
(5)X是F的同分异构体,写出满足下列条件的 X 的结构简式________。①与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳②与FeC13溶液发生显色反应③核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为 6 : 2 : 1 : 1
(6)参照上述合成路线,设计以 和 为主要原料制备 的合成路线______。
【答案】 ①. ②. 对羟基苯甲醛 ③. 取代反应 ④. 酯基和醚键 ⑤. +4NaOH +2NaCl+CH3COONa+2H2O ⑥. ⑦. ⑧.
【解析】
【分析】根据A的化学式C7H8O,由C逆推得出A的结构简式为 ,B为 ,根据C→D发生的两步反应推出D为 ,1 ml D 和1 ml 丙二酸在吡啶、苯胺中反应生成 1 ml E、1 ml H2O和1 mlCO2,且E 能与溴水发生加成反应,结合E的分子式,E为 ,E和氢气发生加成反应生成F为 ,F和CH3OH发生酯化反应生成G为 。
【详解】(1)根据A的化学式C7H8O,由C逆推得出A的结构简式为 ,根据C→D发生的两步反应① +4NaOH +2NaCl+CH3COONa+2H2O,②在H+条件下, 转化为D ,D的化学名称为对羟基苯甲醛,故答案为 ;对羟基苯甲醛。
(2)G为 , G中酚羟基上氢原子被 所取代从而得到H,故G→H的反应类型为取代反应,根据H 的结构简式可知,所含官能团的名称为酯基和醚键,故答案为取代反应;酯基和醚键。
(3)C→D中步骤①化学反应方程式为
+4NaOH +2NaCl+CH3COONa+2H2O,故答案为 +4NaOH +2NaCl+CH3COONa+2H2O。
(4)1 ml D( )和1 ml 丙二酸(HOOC-CH2-COOH)在吡啶、苯胺中反应生成 1 ml E、1 ml H2O和1 mlCO2,且E 能与溴水发生加成反应,可知E中含碳碳双键,E的化学式为C9H8O3, E为 ,故答案为 。
(5)X的分子式为C9H10O3,根据①与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳,说明含有-COOH②与FeC13溶液发生显色反应,说明含有酚羟基③核磁共振氢谱有四组峰且峰面积之比为 6 : 2 : 1 : 1,有四种不同环境的氢原子,故符合题意的X有
故答案为 。
(6)以 和 为主要原料制备 ,对比原料和目标产物的结构简式, 中羧基发生酯化反应引入—COOCH3,碳碳双键发生加成反应,模仿流程中G→H引入醚键,则合成路线为:
故答案为
。
【点睛】本题考查有机物的推断与合成,侧重考查分析推断、知识综合运用能力,充分利用反应条件、有机物分子式与结构简式进行分析推断,明确官能团及其性质关系、官能团之间的转化关系是解题关键。
19. 将红热固体单质甲投入黄色溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,A在常温下不与空气反应,根据如图所示关系填空:
(1)写出下列物质的名称:甲是_______,乙是_______,丙是_______。
(2)混合气体A的成分是_______。
(3)气体B是_______,蓝色溶液是_______。
(4)写出固体甲与溶液乙反应的化学方程式:_______。
(5)若将气体A依次通过盛有澄清石灰水和溶液的洗气瓶,发现气体通过澄清石灰水后颜色消失,溶液中并无沉淀生成,气体通过溶液时产生白色沉淀,写出气体A通过盛有澄清石灰水的洗气瓶时发生反应的化学方程式:_______。
【答案】(1) ①. 碳 ②. 浓硝酸 ③. 铜
(2)和
(3) ①. NO ②. 溶液
(4)
(5)、
【解析】
【分析】由蓝色溶液可知,单质丙为铜,框图中能与Cu反应的溶液为混合气体A与水作用生成的溶液,则该溶液为硝酸溶液,A中的某种成分能与水反应生成硝酸,则A中含有二氧化氮;红热固体单质甲投入黄色溶液乙中,剧烈反应产生混合气体A,可推知固体甲为单质碳,乙为浓硝酸,碳和浓硝酸加热生成二氧化氮、二氧化碳和水,故A为二氧化氮和二氧化碳的混合气体;铜和稀硝酸生成硝酸铜和一氧化氮,二氧化氮和二氧化碳的混合气体通过足量澄清石灰水,二氧化碳生成碳酸钙沉淀,二氧化氮转化为一氧化氮气体,故B为一氧化氮;
【小问1详解】
甲是碳,乙是浓硝酸,丙是铜;
【小问2详解】
由分析可知,A为二氧化氮和二氧化碳的混合气体;
【小问3详解】
由分析可知,气体B是一氧化氮,蓝色溶液是硝酸铜溶液;
【小问4详解】
碳和浓硝酸加热生成二氧化氮、二氧化碳和水,反应为;
【小问5详解】化学键
N-N
N-H
O=O
O-H
键能/(kJ·ml-1)
193
391
497
463
编号
c(KMnO4)/ml•L-1
V(KMnO4)/mL
V(H2C2O4)/mL
_______
_______
_______
I
0.01
2.0
2.0
_______
_______
_______
II
0.01
2.0
2.0
_______
_______
_______
……
编号
c(KMnO4)/ml•L-1
V(KMnO4)/mL
V(H2C2O4)/mL
c(H2C2O4)/ml•L-1
m(MnSO4)/g
褪色时间/s
I
0.01
2.0
2.0
0.05
0
t1
II
0.01
2.0
2.0
0.05
0.1
t2
……
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