湖北省普通高中2024届高三下学期高考押题预测卷化学试卷(Word版附解析)
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这是一份湖北省普通高中2024届高三下学期高考押题预测卷化学试卷(Word版附解析),文件包含湖北省普通高中2024届高三下学期高考押题预测卷化学试题Word版含解析docx、湖北省普通高中2024届高三下学期高考押题预测卷化学试题Word版无答案docx等2份试卷配套教学资源,其中试卷共34页, 欢迎下载使用。
(考试时间:75分钟;试卷满分:100分)
注意事项:
1.答题前,先将自己的姓名、准考证号等填写在试卷和答题卡上,并认真核准准考证号条形码上的以上信息,将条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2.请按题号顺序在答题卡上各题目的答题区域内作答,写在试卷、草稿纸和答题卡上的非答题区城均无效。
3.选择题用2B铅笔在答题卡上把所选答案的标号涂黑;非选择题用黑色字迹的签字笔在答题卡上作答;字体工整,笔迹清楚。
4.考试结束后,请将试卷和答题卡一并上交。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 N-14 O-16 Cu-64
一、选择题:本题共15小题,每小题3分,共45分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1. 化学与生活密切相关,下列选项不涉及氧化还原反应的是
A. O3用于自来水消毒B. 小苏打用作发酵粉
C. 丙烷用作火炬燃料D. 维生素C用作食品添加剂
【答案】B
【解析】
【详解】A.臭氧因具有强氧化性,起到消毒作用,A不符合题意;
B.碳酸氢钠具有热不稳定性,受热易分解,不涉及氧化还原,B符合题意
C.丙烷燃烧放热,可以用作燃料,燃烧属于氧化还原,C不符合题意;
D.维生素C具有还原性,用作贮存富脂类食品时的脱氧剂时,做反应的还原剂,涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选B。
2. 实验安全及操作规范至关重要。下列叙述不正确的是
A. 磷化钙、磷化铝等金属磷化物应放在干燥器中保存,并贴上红色标签
B. 启普发生器是简易制气装置,但实验室制备乙炔时不可使用启普发生器
C. 在实验室做有机实验时若突发有机溶剂着火,则应迅速用大量水灭火
D. 用滴定管量取20.00mL酸性高锰酸钾溶液时应选用酸式滴定管
【答案】C
【解析】
【详解】A.磷化钙、磷化铝等金属磷化物遇水或酸都能强烈水解产生剧毒易燃的磷化氢气体,应放在干燥器中保存,并贴上红色标签,A正确;
B.实验室用碳化钙与水反应制备乙炔,碳化钙为粉末状固体,不能用启普发生器制备乙炔,B正确;
C.一般有机物溶剂与水不相溶,又比水轻,水浇上去后,溶剂还漂在水面上,扩散开来继续燃烧,故有机溶剂着火不能用水灭火,C错误;
D.酸性高锰酸钾溶液具有强氧化性,腐蚀橡胶,应选用酸式滴定管量取,D正确;
故选C。
3. 下列反应的离子方程式表示正确的是
A. 硫化钾溶液和氯化铁溶液混合:
B. 明矾溶液与过量氨水混合:
C. 向苯酚钠溶液中通入少量CO2:
D. 等浓度的Ba(OH)2溶液和溶液等体积混合:
【答案】C
【解析】
【详解】A.铁离子具有氧化性,硫离子具有还原性,故硫化钾溶液和氯化铁溶液混合:,A错误;
B.氢氧化铝难溶于一水合氨,故明矾溶液与过量氨水混合:,B错误;
C.碳酸酸性强于苯酚,故向苯酚钠溶液中通入少量CO2:,C正确;
D.等浓度的Ba(OH)2溶液和溶液等体积混合:,D错误;
故选C。
4. 辣椒素广泛应用于食品保健、医药等领域,其结构简式如下。下列有关辣椒素的说法错误的是
A. 辣椒素的分子式为C18H27O3N
B. 辣椒素能使溴的四氯化碳溶液褪色
C. 辣椒素能发生取代反应和氧化反应
D. 1 ml辣椒素最多可消耗1 ml NaOH
【答案】D
【解析】
【详解】A.辣椒素分子中有18个C原子,不饱和度为6,有一个酰胺基,因此H原子个数为2×18+2+1-6×2=27,分子式为C18H27O3N,故A正确;
B.辣椒素有碳碳双键结构能使溴的四氯化碳溶液褪色,故B正确;
C.辣椒素有苯环、甲基、亚甲基等结构能发生取代反应,酚羟基、碳碳双键等结构能发生氧化反应,故C正确;
D.酚羟基、酰胺基均能消耗NaOH,因此1ml辣椒素最多能消耗2mlNaOH,故D错误;
故选D。
5. 下列化学用语表示正确的是
A. 活性中间体甲基正离子)的VSEPR模型:
B. 硅酸盐中硅氧四面体的结构示意图:
C. 用电子式表示HCl的形成:
D. 消毒剂的化学名称:间二苯酚
【答案】B
【解析】
【详解】A.甲基正离子()中心原子价层电子对数为3,VSEPR模型为平面三角形不是正四面体,故A错误;
B.硅酸盐中硅氧四面体的结构示意图为,故B正确;
C.HCl为共价化合物,用电子式表示HCl的形成过程为,故C错误;
D.消毒剂的化学名称是间二甲苯酚,故D错误;
答案选B。
6. 两种试剂相互滴加时,滴加的顺序不同,产生的现象可能不同。下列试剂相互滴加时,滴加的顺序不同但产生的现象相同的是
A. 溶液与澄清石灰水
B. 溶液与溶液
C. Na[Al(OH)4]溶液与盐酸
D. 溶液与NaHSO4溶液
【答案】D
【解析】
【详解】A.溶液与澄清石灰水,前者逐滴滴加到后者中,先生成沉淀,后溶解;后者逐滴滴加到前者中,开始无沉淀,后来生成沉淀,现象不同,故A错误;
B.溶液与溶液,溶液少量时的反应为:; 溶液少量时的反应为:,即滴加顺序不同、现象不同,故B错误;
C.Na[Al(OH)4]溶液与盐酸,前者逐滴滴加到后者中,刚开始无明显现象,后生成沉淀;后者逐滴滴加到前者中,开始生成沉淀,后沉淀溶解,现象不同,故C错误;
D.溶液与NaHSO4溶液,前者逐滴滴加到后者中,开始生成二氧化碳气体,后者逐滴滴加到前者中,开始也生成二氧化碳气体,即现象相同,故D正确;
故答案为:D。
7. 化合物G是一种有机氧化剂,其结构如图所示。其中X、Y、Z、W是原子序数依次增大且位于同一短周期的元素,Y的单质可用作保护气。下列说法错误的是
A. 第一电离能:W>Y>Z
B. 分子的极性
C. X的最高价含氧酸是弱酸
D. 氧化性:
【答案】B
【解析】
【分析】合物G是一种有机氧化剂,从其结构图可知,X形成4个价键,X为C元素,Y的单质可用作保护气,Y为N元素,X、Y、Z、W是原子序数依次增大且位于同一短周期的元素,所以Z、W分别为O、F。
【详解】A.W、Y、Z分别为F、N、O,F、N、O位于同一周期,同一周期主族元素从左至右第第一电离能有增大的趋势,但第VA族的第一电离能大于同周期相邻的两种元素,所以第一电离能:W>Y>Z,故A正确;
B.CF4分子的中心原子碳原子采取sp3杂化,无孤电子对,空间构型正四面体,分子为非极性分子,NF3分子的中心原子N原子采取sp3杂化,有一对孤电子对,空间构型三角锥体,分子为极性分子,所以NF3分子的极性大于CF4,故B错误;
C.X的最高价含氧酸是碳酸,碳酸是弱酸,故C正确;
D.三种元素的非金属性的强弱顺序为:F>O>N,一般来说元素的非金属性越强,单质的氧化性越强,且氟气能和水反应生成氧气,氧气在一定条件下能将氮气氧化,所以氧化性:,故D正确;
故答案为:B。
8. 腺嘌呤核苷酸是生产核酸类药物的中间体,其结构简式如下。下列说法错误的是
A. 核苷酸是组成大分子核酸的基本单元
B. 核苷酸上的碱基可通过氢键作用进行配对
C. 腺嘌呤核苷酸分子中含有4个手性碳原子
D. 腺嘌呤核苷酸完全水解时产生磷酸和核苷
【答案】D
【解析】
【详解】A.核苷酸通过磷脂键形成核酸,因此核苷酸是组成大分子核酸的基本单元,故A正确;
B.DNA分子呈双螺旋结构,两条链上的碱基通过氢键作用,腺嘌呤(A)与胸腺嘧啶(T)配对,鸟嘌呤(G)与胞嘧啶(C)配对,实现碱基互补配对,故B正确;
C.腺嘌呤核苷酸中的手性碳原子如图所示腺嘌呤核苷酸分子中含有4个手性碳原子,故C正确;
D.腺嘌呤核苷酸完全水解时产生磷酸和五碳糖、和腺嘌呤,故D错误;
故选D。
9. 乙醚是一种重要的有机溶剂,其沸点为34.5℃。实验室制备乙醚的原理为C2H5OH C2H5OC2H5 + H2O,实验装置如图所示(夹持和加热装置已省略)。下列说法错误的是
A. 冷凝水应该从a口进,b口出
B. 三颈烧瓶中先加入乙醇,再加入浓硫酸
C. 温度过高容易产生乙烯等副产物
D. 冰水浴收集的液体经过分液即可获得纯乙醚
【答案】D
【解析】
【分析】三颈烧瓶中先加乙醇再加浓硫酸,在加热条件下反应生成乙醚,乙醚的沸点为34.5℃,加热蒸馏,用直形冷凝管冷凝乙醚,将b置于冰水浴中冷却降温,便于进一步冷凝乙醚。
【详解】A.冷凝管中的冷凝水应采用逆流的方式,即从a口进,b口出, 故A正确;
B.乙醇与浓硫酸的加入顺序和操作方法为:先加入乙醇,再将浓硫酸慢慢加入乙醇中,并用玻璃棒不断搅拌,防止放出大量热导致液体飞溅,故B正确;
C.乙醇浓硫酸作催化剂和脱水剂、170℃左右发生消去反应生成乙烯,即温度过高容易产生乙烯等副产物,故C正确;
D.乙醇易挥发,冰水浴收集的液体除了乙醚,还有挥发出来的乙醇,两者互溶,不能经过分液获得纯乙醚,故D错误;
故答案为:D。
10. 价层电子对互斥(VSEPR)理论可用于预测某些粒子的空间结构。下列说法正确的是
A. 和的空间结构相同
B. OF2和的VSEPR模型均为V形
C. CO2和SO2的键角大小相同
D. SF6和PCl3均为非极性分子
【答案】A
【解析】
【详解】A.的中心原子硫原子的价层电子对数为4+×(6+2-4×2)=4,无孤电子对,S原子采取sp3杂化,空间构型正四面体,的中心原子P原子的价层电子对数为4+×(5+3-4×2)=4,无孤电子对,P原子采取sp3杂化,空间构型正四面体,即两者的空间结构相同,故A正确;
B.OF2的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,孤电子对数为2,O原子采取sp3杂化,VSEPR模型为四面体形,的中心原子O原子的价层电子对数为2+×(6-2×1)=4,孤电子对数为2,O原子采取sp3杂化,VSEPR模型为四面体型,故B错误;
C.CO2的中心原子C原子的价层电子对数为2+×(4-2×2)=2,无孤电子对,C原子采取sp杂化,空间构型为直线形,键角180º,SO2的中心原子S原子的价层电子对数为2+×(6-2×2)=3,孤电子对数为1,S原子采取sp2杂化,空间构型为V形,键角小于180º,即两者键角大小不同,故C错误;
D.SF6的中心原子F原子的价层电子对数为6+×(6-6×1)=6,空间构型为正八面体形,是由极性键构成的非极性分子,PCl3的中心原子P原子的价层电子对数为3+×(5-3×1)=4,孤电子对数为1,P原子采取sp3杂化,空间构型为三角锥形,是由极性键构成的极性分子,故D错误;
故答案为:A。
11. 我国科学家通过超低电位下电催化硝酸盐与甲醛的耦合反应,实现了处理污染物的同时产生增值化学品,其原理如图所示。下列说法错误的是
A. 电极的电势:电极a>电极b
B. 当电源的电压过大时,阳极可能会产生氧气
C. 阳极区发生的总反应为:
D. 当电路中转移2ml e-时,电极a的质量会增加52g
【答案】D
【解析】
【分析】如图所示,电极b上硝酸根还原为氨气,发生还原反应,b为阴极,a电极氧化为,发生氧化反应,a为阳极。
【详解】A.根据分析,a为阳极,b为阴极,故电极的电势:电极a>电极b ,A正确;
B.当电源的电压过大时,阳极区氢氧根可能会放电,会产生氧气,B正确;
C.根据分析,阳极上a电极氧化为,生成的与甲醛反应生成甲酸根(碱性环境)和,故阳极区发生的总反应为:,C正确;
D.当电路中转移2ml e-时,先转化为,与甲醛又生成,则电极a的质量不变,D错误;
故选D。
12. 物质结构决定物质性质。下列性质差异与结构因素匹配不正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.HF能形成分子间氢键,HI的沸点由分子间作用力决定,因此HF的沸点比HI高,故A正确;
B.Na、K均为第ⅠA族元素,K的原子半径更大,因此熔点Na>K,故B正确;
C.金刚石和SiC都是共价晶体,金刚石中的C-C键比SiC中的Si-C键短,前者键能更大,因此金刚石硬度比SiC大,故C错误;
D.I2为非极性分子,CCl4为非极性分子,H2O为极性分子,根据相似相溶原理,碘单质在四氯化碳中的溶解度比在水中的溶解度大,故D正确;
故选C。
13. 某金属硫化物催化甲烷和硫化氢重整制氢的机理如图所示。下列说法正确的是
A. 基态S原子的简化电子排布式为
B. 反应过程中存在非极性键的断裂和形成
C. 是该反应的催化剂
D. 总反应的化学方程式为2H2S+CH4CS2+4H2
【答案】D
【解析】
【分析】图中所给为环式机理图,入环的反应物,出环的则为生成物,反应①H2S+→+H2,反应②+CH4→,反应③→+2H2,反应④→,反应⑤+ H2S→H2+,反应⑥→CS2+,所以硫化氢重整甲烷制氢的总反应方程式为2H2S+CH4CS2+4H2。
【详解】A.S的原子序数为16,基态S原子的简化电子排布式为,故A错误;
B.由以上分析可知,反应过程中生成了氢气,即存在非极性键的形成,但不存在非极性键的断裂,故B错误;
C.在环式机理图中反应①H2S+→,先和硫化氢反应,即先消耗,反应⑥→CS2+,分解生成CS2和,即生成,所以是该反应的催化剂,故C错误;
D.由上分析可知,某金属硫化物催化甲烷和硫化氢重整制氢的总反应的化学方程式为2H2S+CH4CS2+4H2,故D正确;
故答案为:D。
14. 铈(Ce,镧系元素)的氧化物是常用的催化剂,能用于汽车尾气的净化。两种铈的氧化物的晶胞结构(晶胞参数均为anm)如图a和图b所示。图b晶胞中存在O缺陷,其中Ce的化合价有和+4。已知为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. Ce位于元素周期表的ds区
B. 图a晶胞中Ce的配位数为4
C. 图a表示的晶体的摩尔体积为
D. 图b晶胞中化合价为+3 的Ce的数目为2
【答案】D
【解析】
【详解】A.铈为镧系元素位于d区,A错误;
B.如图所示,图a晶胞中Ce的配位数为8,B错误;
C.根据均摊法,图a中Ce原子个数为:,O原子的个数为:8,每个晶胞的体积为, 故晶体的摩尔体积为:C错误;
D.图b中,Ce原子个数为:,O原子的个数为:7,Ce的化合价有和+4,则根据化合价代数和为0,+3 的Ce的数目为2,D正确;
故选D。
15. Cu2+-NH3体系中存在如下平衡:、、、,平衡常数依次为已知,体系中含Cu物种的组分分布系数δ与的关系如图所示,N点的横坐标为-2.2,δ(x)= 。下列说法错误的是
A. 曲线①为的变化曲线
B. lg
C. M点的横坐标为-3.9
D. 时,
【答案】D
【解析】
【分析】随着NH3浓度的增大,含铜微粒逐渐由Cu2+生成、、、,所以曲线①为Cu2+、②为、③为、④为、⑤为的组分分布系数δ与的关系。
【详解】A.由以上分析可知,曲线①为的变化曲线,故A正确;
B.,N点时,,c(NH3)=10-2.2ml/L,所以lg,故B正确;
C.、=103.6,M点时,,所以M点c2(NH3)=10-7.8,c(NH3)=10-3.9ml/L,lg c(NH3)=-3.9,即M的横坐标为-3.9,故C正确;
D.=102.9,③与④的交点,即交点横坐标为-2.9,时,横坐标减小,,故D错误;
故答案为:D。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 锰是生产各种合金的重要元素。工业上以含锰矿石(主要成分为,还含有铁、钴、镍、铜等的碳酸盐杂质)为原料生产金属锰的工艺流程如下:
25℃时,部分物质的溶度积常数如下表一所示,几种金属离子沉淀的pH如下表二所示。
表一
表二
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取含锰矿石时,提高浸取速率的方法有_______(写两种)。
(2)“氧化”步骤发生反应的离子方程式为_______。
(3)滤渣1的主要成分是_______,实验室中为了加快固液混合物的分离,常采用的操作是_______。
(4)有同学提出,加入(NH4)2S除钴、除镍的步骤可以放在“除杂1”之前,你是否赞同?请说明理由:_______。
(5)由晶体制备CuCl2的方法是_______。
(6)25℃时,分离出滤渣3所得的滤液中=_______,欲使沉钴后的溶液中,需要控制溶液的pH至少为_______。(已知
(7)电解废液中还含有少量Mn2+,向其中加入饱和N溶液,有沉淀和气体生成,该反应的离子方程式为_______。
【答案】(1)将含锰矿石粉碎、适当增大硫酸浓度
(2)
(3) ①. Fe(OH)3和MnO2 ②. 抽滤
(4)不赞同,因为“除杂1”之前的溶液中H+浓度较大,S2-会与H+反应生成HS-、H2S,不利于除钴、除镍;同时,S2-具有还原性,能将Fe3+还原为Fe2+,不利于除铁
(5)在HCl气氛中加热CuCl₂·2H2O晶体,使其失去结晶水
(6) ①. 5.0 ②. 8.74
(7)
【解析】
【分析】向含锰矿石(主要成分为,还含有铁、钴、镍、铜等的碳酸盐杂质)中加入足量的硫酸酸浸,金属碳酸盐反应生成对应的硫酸盐,再向其中加入过量的氧化剂二氧化锰,将亚铁离子氧化为铁离子,用氨水调pH为3.7,使铁离子以氢氧化铁的形式完全沉淀下来,过滤,向滤液中加氨水调pH=6.4,所得到的滤渣经过一系列处理得CuCl2‧2H2O晶体,滤液中加硫化铵将镍离子、钴离子以硫化物的形式沉淀下来,得到的溶液主要含有锰离子,电解后经一系列处理得金属锰。
【小问1详解】
搅拌固体和液体的混合物、升高温度、增大浓度、粉碎矿石增大固体表面积均可加快化学反应速率,所以用硫酸浸取含锰矿石时,提高浸取速率的方法有:将含锰矿石粉碎、适当增大硫酸浓度、适当的升温、搅拌等;
【小问2详解】
“氧化”步骤为加过量的二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子,其发生反应的离子方程式为;
【小问3详解】
加过量的二氧化锰氧化亚铁离子生成铁离子后,加氨水调pH=3.7,表格数据显示此时铁离子以氢氧化铁的形式完全沉淀下来,由于所加二氧化锰过量,所以滤渣1中的主要成分是Fe(OH)3和MnO2;实验室中为了加快固液混合物的分离,常采用的操作是抽滤;
【小问4详解】
不赞同把加入(NH4)2S除钴、除镍的步骤放在“除杂1”之前,因为“除杂1”之前的溶液中H+浓度较大,S2-会与H+反应生成HS-、H2S,不利于除钴、除镍,同时S2-具有还原性,能将Fe3+还原为Fe2+,不利于除铁;
【小问5详解】
CuCl2为强酸弱碱盐,能水解,且盐酸为挥发性酸,若直接加热晶体,不能得到CuCl2,为抑制氯化铜的水解,由晶体制备CuCl2的方法是在HCl气氛中加热晶体,使其失去结晶水;
【小问6详解】
25℃时,分离出滤渣3所得的滤液中;,c(H+)==,pH=-lgc(H+)=8.5+×lg3=8.74,所以需要控制溶液的pH至少为8.74;
【小问7详解】
电解废液中还含有少量Mn2+,向其中加入饱和溶液,有沉淀和气体生成,该反应的离子方程式为。
17. 有机物H是一种用于治疗慢性肾病的药物,其合成路线如下:
已知:①+→
②R1COOR2 R1CH2OH
回答下列问题:
(1)A的化学名称是_______。
(2)C中发生还原反应的官能团的名称是_______,D中发生氧化反应的官能团的名称是_______。
(3)E与新制的Cu(OH)2反应的化学方程式为_______。
(4)F分子中可能共平面的碳原子数最多为_______。
(5)F→G涉及两步反应,已知第一步反应为加成反应,则第二步反应为_______。
(6)M的结构简式为_______。
(7)F有多种同分异构体,同时满足下列条件的F的同分异构体共有____种(不考虑立体异构)。
a.分子结构中含有-NH2和苯环(无其他环)。
b.能与NaHCO3溶液发生反应产生气体。
【答案】(1)邻羟基苯甲酸(或2-羟基苯甲酸)
(2) ①. 酯基 ②. 羟基
(3)
(4)9 (5)消去反应
(6) (7)16
【解析】
【分析】A发生取代反应得到B,根据D的结构可知:B发生取代反应得到C,C为:,D发生氧化反应得到E,E发生取代反应得到F,根据题中信息,F中醛基先发生加成反应,生成羟基,羟基的位置再经过消去反应得到G,G与M参照已知信息①反应得到H,根据G和H的结构,M为:。
【小问1详解】
A的化学名称是:邻羟基苯甲酸(或2-羟基苯甲酸);
【小问2详解】
C中酯基被还原为羟基,故发生还原反应的官能团的名称是酯基,D中羟基被氧化为醛基,故发生氧化反应的官能团的名称是:羟基;
【小问3详解】
E与新制的Cu(OH)2反应的化学方程式为:;
【小问4详解】
苯环上的碳原子共平面,与苯环直接相连的碳原子与苯环共平面,侧链的甲氧基通过单键与苯环相连,碳原子可能与苯环共平面,故F分子中可能共平面的碳原子数最多为6+2+1=9个:
【小问5详解】
根据分析,F→G涉及的第二步反应为:消去反应;
【小问6详解】
根据分析,M的结构简式为:;
【小问7详解】
F同分异构体满足:分子结构中含有-NH2和苯环(无其他环), 能与NaHCO3溶液发生反应产生气体,说明还含有-COOH,则满足条件的结构简式为:(数字代表甲基的位置)、 、 ,、 (各包含邻、间、对3种),共16种。
18. 环己酮()是重要的化工原料和有机溶剂,可用于制造合成橡胶、合成纤维和药品等。实验室用次氯酸钠氧化法制备环已酮的原理与操作流程如下。
已知:
①环己酮密度比水的密度小,能与水形成恒沸混合物,沸点为95℃。
②31℃时,环己酮在水中的溶解度为2.4 g。
回答下列问题:
(1)环己醇与次氯酸钠溶液反应的离子方程式为_______。
(2)“操作1”和“操作3”是蒸馏,其蒸馏装置中用到的冷凝管是_______(填字母)。
A B. C.
(3)“操作2”是分液,分液时有机相应从分液漏斗的_______(选填“上口”或“下口”)放出。
(4)实验中加入无水硫酸镁的目的是_______。
(5)制备环己酮粗品时:
①加入次氯酸钠溶液后,用淀粉-碘化钾试纸检验,试纸应呈蓝色,否则应再补加次氯酸钠溶液,其目的是_______。
②次氯酸钠溶液的浓度可用间接碘量法测定。用移液管移取10.00mL次氯酸钠溶液于500mL容量瓶中,加蒸馏水至刻度线,摇匀后移取25.00mL该溶液于250mL锥形瓶中,加入50mL0.1 ml·L-1盐酸和2g碘化钾,用0.1ml·L-1硫代硫酸钠标准溶液滴定析出的碘。在滴定接近终点时加入1mL0.2%淀粉溶液。析出碘的反应的离子方程式为______________;滴定终点的实验现象为______________;若三次滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液的平均体积为18.00mL,则原次氯酸钠溶液的浓度为_______。(已知
(6)本实验环己酮的产率最接近_______(填字母)。
A. 50%B. 60%C. 70%D. 80%
【答案】(1)+ ClO- →+ Cl- + H2O
(2)A (3)上口
(4)干燥 (5) ①. 确保环己醇被完全氧化 ②. ③. 当滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色 ④. 1.8 ml·L-1 (6)C
【解析】
【分析】5.3mL环己醇与25mL冰醋酸、38mL次氯酸钠溶液混合后,往其中再加30mL水、3gAlCl3和沸石,反应后经过蒸馏得环己酮粗品,往粗品中依次加无水碳酸钠和食盐后分液,在所得到的有机相中加无水硫酸镁干燥后,经过操作3即得环己酮精品。
【小问1详解】
次氯酸根离子具有较强的氧化性,能将环己醇氧化为环己酮,自身被还原为Cl-,其反应的离子方程式为+ ClO- →+ Cl-+ H2O;
【小问2详解】
直形冷凝管适用于沸点在140℃以下的物质的蒸馏、分馏;当物质的沸点超过140℃,蒸馏时一般用空气冷凝管,以免直形冷凝管通水冷却时,玻璃因温差太大而炸裂;球形冷凝管一般用于有机物的冷凝回流,由题已知条件①可知,实验蒸馏过程中应使用直形冷凝管,不用球形冷凝管或空气冷凝管,答案为:A;
【小问3详解】
有机相中主要含环己酮,由题中所给信息①可知,环己酮的密度比水的密度小,所以分液时有机相在分液漏斗的上层,即应从分液漏斗的上口放出;
【小问4详解】
分液后的有机相中仍含有少量的水,为了除去有机相中的水分,可加入无水硫酸镁进行干燥,即实验中加入无水硫酸镁的目的是干燥;
【小问5详解】
①加入次氯酸钠溶液后,用淀粉-碘化钾试纸检验,试纸应呈蓝色,若试纸不呈蓝色,则说明溶液中不含次氯酸钠,环己醇可能未完全反应,为了确保环己醇被完全氧化,应加入过量的次氯酸钠溶液;
②次氯酸钠溶液与碘离子在酸性条件下反应析出I2,次氯酸根被还原为Cl-,析出碘的反应的离子方程式为;在滴定接近终点时加入1mL0.2%淀粉溶液,滴定终点的实验现象为:当滴入最后半滴硫代硫酸钠标准溶液时,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不恢复原色;由、可得:ClO-~ I2~2Na2S2O3,若三次滴定消耗硫代硫酸钠标准溶液的平均体积为18.00mL,则原次氯酸钠溶液的浓度为;
【小问6详解】
本实验环己酮的理论产量为0.05ml×98g/ml=4.9g,实际产量为3.4g,则产率为,即最接近70%,故答案为:C。
19. 环己烯()是一种重要的化学试剂,主要用于有机合成和油类萃取。利用环己烷脱氢制备环己烯的反应原理如下。
直接脱氢:1.
氧化脱氢:
回答下列问题:
(1)已知几种化学键的键能数据如下表所示。
则△H1=_______kJ·ml-1;从热力学角度分析,反应1能自发进行条件是_______(选填“低温”或“高温”)。
(2)科技工作者结合实验与计算机模拟结果,研究环己烷直接脱氢制环己烯的反应历程(如上图所示),其中吸附在催化剂表面的物种用*表示。
①的焓变小于零的原是_______。
② 脱氢的速率_______(选填“大于”“小于”或“等于*脱氢的速率。
③环己烷脱氢制备环己烯的副产物可能有_______、_______(填结构简式)。
④在恒容密闭容器中充入一定量的环己烷,其初始压强为p,发生直接脱氢反应达到平衡时,环己烷的转化率为x,则反应I的标准平衡常数Kθ=_______[已知:分压=总压×物质的量分数,对于反应,Kθ=,其中pθ=100kPa,pG、pH、pD、pE为各组分的平衡分压]。
(3)在压强恒为的密闭容器中充入不同投料比的环己烷和CO2,在不同温度下达到平衡时,环己烷的转化率如下图所示,则a、b、c的大小关系为_______,判断的理由是_______。
【答案】(1) ①. +123 ②. 高温
(2) ①. 环己烷吸附在催化剂表面时会释放能量 ②. 小于 ③. ④. ⑤.
(3) ①. a>b>c>d ②. 一定温度和压强下,在C6H12的量不变的情况下增大CO2的量,平衡向正反应方向移动,环己烷的平衡转化率增大
【解析】
【小问1详解】
;,,,当时反应自发进行,即该反应高温下可自发进行;
【小问2详解】
①环己烷吸附在催化剂表面时会释放能量,使得的焓变小于零;
②脱氢的速率小于*,因为脱氢过程中到TS1这步的活化能很大,活化能越大,反应速率越慢,导致脱氢的速率整体小于*;
③环己烷脱氢制备环己烯可能脱去过多的H,得到的副产物可能有、;
④设初始时,充入环己烷的物质的量为aml,可得三段式,总物质的量为(a+ax)ml,总压强为:,、、物质的量分数分别为、、,
;
【小问3详解】
一定温度和压强下,在C6H12的量不变的情况下增大CO2的量,平衡向正反应方向移动,环己烷的平衡转化率增大,因此a>b>c>d。选项
性质差异
结构因素
A
沸点:HF>HI
氢键
B
熔点:Na>K
原子半径
C
硬度:金刚石>SiC
晶体类型
D
I2在溶剂中的溶解度:CCl4>H2O
分子的极性
物质
C(OH)2
Ni(OH)2
MnS
CS
NiS
Ksp
金属离子
Fe2+
Fe3+
Cu2+
Mn2+
开始沉淀的pH
7.5
3.2
5.2
8.8
完全沉淀的pH
9.7
3.7
6.4
10.4
化学键
H-H
C-H
C-C
键能/(kJ
436
413
348
615
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