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【化学】广东省蕉岭县蕉岭中学2018-2019学年高二下学期第三次月考(解析版) 试卷
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广东省蕉岭县蕉岭中学2018-2019学年高二下学期第三次月考
可能用到的相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16 S 32
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(每小题只有1个正确答案,每小题3分)
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 1 mol Fe与1 mol Cl2反应时转移的电子数目为3NA
B. 3 g C18O和14CO的混合物中所含电子、中子数目均为1.4NA
C. 0 ℃、101 kPa下,0.1 mol乙炔和甲醛(HCHO)的混合物中含有C—H数目为0.2NA
D. 50 mL 18 mol·L-1浓H2SO4与足量的Cu充分反应,能收集到SO2的分子数目为0.45NA
【答案】C
【解析】1 mol Fe与1 mol Cl2反应时,Fe过量,未反应完全,应按照氯气计算,故1 mol Fe与1 mol Cl2反应时转移的电子数目为2NA,A项错误;3 g C18O的物质的量为3g÷30g/mol=0.1mol,含有电子、中子数分别为1.4 NA、1.6 NA,3 g14CO的物质的量为3g÷30g/mol=0.1mol,含有电子、中子数分别为1.4 NA、1.6 NA,B项错误;乙炔和甲醛(HCHO)均含有2个C-H,故0.1 mol乙炔和甲醛(HCHO)的混合物中含有C—H数目为0.2NA,C项正确;浓硫酸与铜的反应过程中,浓度逐渐降低,而稀硫酸与铜不反应,50 mL 18 mol·L-1浓H2SO4与足量的Cu充分反应,能收集到SO2的分子数目小于0.45NA,D项错误。
2.下列化学用语正确的是( )
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 丙烷分子的比例模型:
C. 乙炔的电子式:
D. 2-乙基-1,3-丁二烯分子的键线式:
【答案】D
【详解】A. 聚丙烯为丙烯通过加聚反应生成的,其单体为丙烯,则聚丙烯的结构简式为:,A项错误;
B. 图为丙烷分子的球棍模型为,不是比例模型,B项错误;
C. 乙炔的结构式为H−C≡C−H,C、H之间形成1对共用电子对,C与C之间形成3对共用电子对,其电子式为,C项错误;
D. 2−乙基−1,3−丁二烯的结构简式为,键线式中用短线“−”表示化学键,端点、交点表示碳原子,C原子、H原子不需要标出,所以2−乙基−1,3−丁二烯的键线式为:,D项正确;
答案选D。
3.下列各化合物的命名中正确的是( )
A. CH2Cl-CH2Cl 二氯乙烷 B. CH3 –O –CH3 乙醚
C. 3―丁醇 D. 2―甲基丁烷
【答案】D
【分析】判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名,其核心是准确理解命名规范:
1)命名要符合“一长、一近、一多、一小”,也就是主链最长,编号起点离支链最近,支链数目要多,支链位置号码之和最小;
2)有机物的名称书写要规范;
3)对于结构中含有苯环的,命名时可以依次编号命名,也可以根据其相对位置,用“邻”、“间”、“对”进行命名.
4)含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,官能团的位次最小。
【详解】A. CH2Cl-CH2Cl,正确的名称为1,2-二氯乙烷,A项错误;
B. CH3-O-CH3,正确的名称为二甲醚,B项错误;
C. 物质从离羟基近的一端编号,正确的名称为2-丁醇,C项错误;
D. 符合烷烃命名原则,D项正确.
答案选D。
【点睛】判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名,其核心是准确理解命名规范:
(1)烷烃命名原则:
①长-----选最长碳链为主链;
②多-----遇等长碳链时,支链最多为主链;
③近-----离支链最近一端编号;
④小-----支链编号之和最小;
⑤简-----两取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号.如取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面.
(2)有机物的名称书写要规范。
4.下列物质中,在一定条件下能发生水解反应,又能发生银镜反应的是( )
A. 蔗糖 B. 葡萄糖
C. 果糖 D. 麦芽糖
【答案】D
【分析】A.蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,但不能发生银镜反应;
B.葡萄糖是最简单的糖,不能发生水解,但能发生银镜反应;
C.乙酸乙酯能发生水解生成乙酸和乙醇,但不能发生银镜反应;
D.麦芽糖是二糖,水解只生成葡萄糖,也能发生银镜反应.
【详解】A.蔗糖水解的化学方程式为C12H22O11+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖),蔗糖分子结构中无醛基不能发生银镜反应,选项A错误;
B.葡萄糖是最简单的糖,不能发生水解,但葡萄糖在水浴加热条件下发生银镜反应,CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,选项B错误;
C.果糖是最简单的糖,不能发生水解,选项C错误;
D.麦芽糖是二糖,可发生水解化学方程式为C12H22O11+H2O→2C6H12O6(葡萄糖),麦芽糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,选项D正确;
答案选D。
【点睛】本题主要考查了有机物糖和酯的性质,抓住有机物的官能团分析解答是关键,题目难度不大。
5.有机化合物甲与乙在一定条件下可反应生成丙:
下列说法正确的是( )
A. 甲与乙生成丙的反应属于取代反应
B. 甲分子中所有原子共平面
C. 乙的一氯代物有2种
D. 丙在酸性条件下水解生成和CH318OH
【答案】D
【分析】比较甲、乙、丙的结构,分析其中化学键的变化,可知:反应“甲+乙→丙”属于加成反应。
【详解】A项:甲分子中两个碳碳双键间隔一个碳碳单键,类似1,3-丁二烯。乙分子中碳碳双键断其中一根键,与甲进行1,4-加成反应生成丙,A项错误;
B项:甲分子中有一个亚甲基(-CH2-),它与直接相连的两个碳原子构成正四面体,故不可能所有原子共面,B项错误;
C项:乙的结构简式为CH2=CHCO18OCH3,分子中有3种氢原子,其一氯代物有3种,C项错误;
D项:丙在酸性条件下水解,酯基中的碳氧单键断裂,生成和CH318OH,D项正确。
本题选D。
6.分子式为C8H16O2有机物A,能在酸性条件下水解生成有机物C和D,且C在一定条件下可转化成D,则A的可能结构有( )
A. 1种 B. 2种
C. 3种 D. 4种
【答案】B
【详解】根据有机物A的分子式和化学性质可得出A属于酯类,水解生成相应的酸和醇。因为C在一定条件下能转化成D,所以C属于醇,D属于羧酸,二者含有相同的碳原子数,且碳骨架相同,含有4的碳原子的酸有CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH,符合条件醇也有2种,分别为CH3CH2CH2CH2OH和(CH3)2CHCH2OH,故有机物A的可能结构也有2种,故选B。
7.用下图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是( )
选项
乙烯的制备
试剂X
试剂Y
A
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
KMnO4酸性溶液
B
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
Br2的CCl4溶液
C
C2H5OH与浓H2SO4加热至170 ℃
NaOH溶液
KMnO4酸性溶液
D
C2H5OH与浓H2SO4加热至170 ℃
NaOH溶液
Br2的CCl4溶液
【答案】B
【解析】A.发生消去反应生成乙烯,水吸收乙醇,乙醇能被高锰酸钾氧化,则需要加水除杂,否则干扰乙烯的检验,故A不选;B.发生消去反应生成乙烯,乙醇与Br2的CCl4溶液不反应,乙烯与Br2的CCl4溶液反应,则不需要除杂,不影响乙烯检验,故B选;C.发生消去反应生成乙烯,NaOH溶液吸收乙醇,乙醇能被高锰酸钾氧化,则需要NaOH溶液除杂,否则干扰乙烯的检验,故C不选;D.发生消去反应生成乙烯,乙醇与溴水不反应,但可能混有二氧化硫,二氧化硫、乙烯均与溴水发生反应,则需要除杂,否则可干扰乙烯检验,故D不选;故选B。
8.若1 mol 分别与浓溴水、NaOH溶液、H2完全反应,消耗Br2、NaOH、H2的物质的量分别是( )
A. 1mol、2mol、4mol B. 2mol、3mol、4mol
C. 3mol、3mol、4mol D. 3mol、3mol、1mol
【答案】C
【详解】由结构可知,分子中含2个酚-OH、1个双键、1个-Cl,
酚-OH的邻对位与溴水发生取代,双键与溴水发生加成反应,则1mol该物质消耗溴为3mol;
酚-OH、-Cl与NaOH反应,则1mol该物质消耗NaOH为3mol;
苯环和碳碳双键与H2加成,则1mol该物质消耗H2为4mol,
故选C。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,侧重酚、烯烃、卤代烃性质的考查,把握官能团与性质的关系为解答的关键。
9.有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式如下图,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A. 先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B. 先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C. 先加银氨溶液,微热,再加入溴水
D. 先加入新制氢氧化铜,微热,酸化后再加溴水
【答案】D
【分析】由结构可知,分子中含碳碳双键、-CHO,均能被强氧化剂氧化,应先利用银氨溶液(或新制氢氧化铜)检验-CHO,再利用溴水或高锰酸钾检验碳碳双键,以此来解答。
【详解】A.先加酸性高锰酸钾溶液,碳碳双键、-CHO均被氧化,不能检验,选项A不选;
B.先加溴水,双键发生加成反应,-CHO被氧化,不能检验,选项B不选;
C.先加新制氢氧化铜,微热,可检验-CHO,但没有酸化,加溴水可与碱反应,选项C不选;
D.先加入银氨溶液,微热,可检验-CHO,酸化后再加溴水,可检验碳碳双键,选项D选;
答案选D。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,侧重烯烃、醛性质的考查,注意检验的先后顺序,题目难度不大。
10.除去下列物质中少量杂质(括号内为杂质),选用的试剂和分离方法能达到实验目的的是( )
混合物
试剂
分离方法
A
甲烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
过滤
B
乙炔(硫化氢)
硫酸铜
洗气
C
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
分液
D
苯(苯酚)
浓溴水
过滤
【答案】B
详解】A. 乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新杂质,应用溴水除杂,A项错误;
B. 硫化氢与硫酸铜反应,生成硫化铜沉淀,可用洗气的方法分离,B项正确;
C. 乙酸与氢氧化钠反应生成的乙酸钠与乙醇互溶,不能采用分液方法分离,C项错误;
D. 苯酚与溴反应生成三溴苯酚,溴、三溴苯酚都易溶于苯,应加入氢氧化钠溶液分液的方法分离,D项错误;
答案选B。
11.乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图所示,关于该有机物的下列叙述中正确的是( )
①分子式为C12H20O2 ②能使酸性KMnO4溶液褪色
③可发生取代、加成、消去、但不能发生加聚反应
④它的同分异构体中可能有芳香族化合物
⑤1mol该有机物与溴水发生反应最多消耗3molBr2
⑥1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为2mol
A. ①②③ B. ①②⑥ C. ①②⑤⑥ D. ②④⑥
【答案】B
【分析】由结构可知分子式,分子中含碳碳双键、-COOC-,结合烯烃和酯的性质来解答。
【详解】①由结构可知分子式为C12H20O2,①项正确;
②含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,②项正确;
③含碳碳双键可发生加聚反应,但不能发生消去反应,③项错误;
④有机物含有3个双键,其不饱和度为3,对应同分异构体中不可能为芳香族化合物,因芳香族化合物的不饱和度至少为4,④项错误;
⑤1 mol该有机物含有2 mol碳碳双键,则该有机物与溴水发生反应最多消耗2molBr2,⑤项错误;
⑥只有碳碳双键能与氢气发生加成反应,1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为2mol,⑥项正确。
综上所述,①②⑥正确,B项正确,
答案选B。
12.某物质的结构简式为,关于该物质的叙述正确的是( )
A. 一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B. 一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯
C. 与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D. 与其互为同分异构且完全水解后产物相同的油脂有三种
【答案】C
【解析】试题分析:A、一定条件下与氢气反应可以生成,不生成硬脂酸甘油酯,A项错误;B、据A分析,也不是成软脂酸甘油酯,B项错误;C、其在碱性条件下水解得到高级脂肪酸钠,为肥皂的主要成分,C项正确;D、与其互为同分异构且完全水解后产物相同的油脂有两种,分别为:和两种,D项错误;答案选C。
考点:考查油脂的性质
13.已知热化学方程式:
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
则下列说法正确的是( )
A. H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B. 由反应①、②可知上图所示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ·mol-1
C. H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定要放出能量
D. 根据②推知反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH>-241.8 kJ·mol-1
【答案】B
【详解】A.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出热量,所以H2的燃烧热要高于241.8kJ•mol-1,故A错误;
B.化学反应的焓变等于产物和反应物之间的能量差,根据图示知道,该反应是放热的,根据盖斯定律,①-②得:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-283.0kJ•mol-1+241.8kJ•mol-1 = -41.2 kJ•mol-1,故B正确;
C.H2(g)转变成H2O(g)的化学反应不一定是氢气和氧气在点燃的情况下生成,也可能是氢气和氧化铜在高温下反应生成,该反应会吸收能量,故C错误;
D.由于气态水变为液态水是一个放热过程,根据②推知反应H2(g)+O2 (g)=H2O(l) △H<-241.8 kJ•mol-1,故D错误;
答案选B。
【点睛】把握化学反应的能量变化、燃烧热的概念以及图象分析判断知识,化学反应过程中一定伴随能量变化和反应前后能量守恒是解题关键。本题的易错点为C。
14.用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑,装置如图,下列说法中正确的是( )
A. 电解时Cl-通过交换膜向Ti极移动
B. 阳极发生的反应为:2Cu -2e- +2OH- = Cu2O+H2O
C. 阴极OH-放电,有O2生成
D. Ti电极和Cu电极生成物物质的量之比为2∶1
【答案】B
【分析】根据装置图和电解总反应分析,Cu极为阳极,Cu极电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;Ti极为阴极,Ti极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;电解池中阴离子通过阴离子交换膜向阳极移动;据此分析作答。
【详解】Cu极与外加电源的正极相连,Cu极为阳极,Ti极与外加电源的负极相连,Ti极为阴极;
A项,电解时阴离子向阳极移动,OH-通过阴离子交换膜向Cu极移动,A项错误;
B项,Cu极为阳极,阳极电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,B项正确;
C项,Ti极为阴极,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴极有H2生成,C项错误;
D项,根据电极反应式和阴、阳极得失电子相等,Ti极生成的H2和Cu极生成的Cu2O物质的量之比为1:1,D项错误;
答案选B。
15.25℃时,下列说法不正确的是( )
A. 向氨水中逐滴滴入盐酸至溶液的pH=7,则混合液中:c(NH4+) = c(Cl-)
B. 0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
C. 将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释成pH=5的溶液,醋酸所需加入的水量多
D. pH=13的NaOH溶液与pH=1的醋酸溶液等体积混合后所得溶液的pH>7
【答案】D
【详解】A.常温下,pH=7的溶液中c(OH -)=c(H +),再根据电荷守恒得c(NH4+) = c(Cl-),故A正确;
B.碳酸氢钠溶液中,HCO3-水解程度大于电离程度导致溶液呈碱性,但电离和水解程度都较小,钠离子不水解,所以离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+),故B正确;
C.加水稀释促进弱酸电离,所以要使pH相等的盐酸和醋酸稀释后溶液的pH仍然相等,醋酸加入水的量大于盐酸,故C正确;
D.pH=13的溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=1的醋酸中c(CH 3 COOH)>0.1mol/L,二者等体积混合时,醋酸过量,导致溶液呈酸性,则pH<7,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查了弱电解质的电离、盐类水解等知识点,根据溶液中的溶质及溶液酸碱性再结合守恒思想分析解答,注意B可以采用逆向思维分析,为易错点。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题
16.为检验淀粉水解的情况,进行如下图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲、丙中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)写出淀粉水解的化学方程式:____________________________。
(2)设计甲和乙是为了探究____对淀粉水解的影响,设计甲和丙是为了探究___对淀粉水解的影响。
(3)实验1失败的原因是____________________________。
(4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是____________________________。
(5)下列结论合理的是________(填字母)。
a 淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b 欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘
c 欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热
d 若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期现象
【答案】(1). (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6 (2). 温度 (3). 催化剂 (4). 没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸 (5). 氢氧化钠与碘反应 (6). abcd
【解析】试题分析:(1)淀粉在酸性条件下,最终水解生成葡萄糖,化学方程式(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6;
(2)甲与乙的反应物均相同,但甲加热,乙未加热,所以甲乙实验是探究温度对淀粉水解的影响;甲中有稀硫酸,而丙中无稀硫酸,所以甲、丙是探究催化剂对淀粉水解的影响;
(3)淀粉水解生成的葡萄糖是在酸性条件下,而加入氢氧化铜浊液产生砖红色沉淀时应在碱性条件下,所以应先加入氢氧化钠中和酸后,再加入氢氧化铜,所以实验1无现象;
(4)加入的碘与氢氧化钠反应,导致碘无法与淀粉反应,所以溶液变化不明显;
(5)a、根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,正确;b、因为碘已升华,所以冷却后加入碘,可判断淀粉是否完全水解,正确;c、欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热,根据砖红色沉淀的产生判断产物的还原性,正确;d、唾液中含有淀粉酶,且为中性,淀粉在淀粉酶的作用下水解为葡萄糖,所以可用唾液代替稀硫酸进行实验1,可达到预期的现象,正确,答案选abcd。
考点:考查淀粉水解实验,水解产物的判断,实验方案的评价
17.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、 装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50 min,反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯 3.9 g。回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是_______________;第二次水洗的主要目的是____________________________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后___(填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是______________________________。
(5)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。
(6)本实验的产率是____________。
(7)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏____(填“高” 或“低”),其原因是____________________________________。
【答案】 (1). 球形冷凝管 (2). 洗掉大部分硫酸和乙酸 (3). 洗掉碳酸氢钠 (4). d (5). 提高醇的转化率 (6). b (7). 60% (8). 高 (9). 会收集少量未反应的异戊醇
【分析】在装置A中加入反应混合物和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,利用冷凝管冷凝回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸,再用碳酸氢钠洗涤除去酸,接着用水洗涤除掉碳酸氢钠溶液,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体作干燥剂,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯。
(1)根据题中仪器B的构造判断该仪器的名称;
(2)在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠;
(3)根据乙酸异戊酯的密度及正确的分液操作方法进行解答;
(4)根据“增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高”判断加入过量乙酸的目的;
(5)先根据温度计在蒸馏操作中的作用排除ad,再根据球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,得出正确结论;
(6)先计算出乙酸和异戊醇的物质的量,然后判断过量情况,根据不足量计算出理论上生成乙酸异戊酯的物质的量,最后根据实际上制取的乙酸异戊酯计算出产率;
(7)若从130℃便开始收集馏分,此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,导致获得的乙酸异戊酯质量偏大。
【详解】(1)由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管;
(2)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;用饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度,所以第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠;
(3)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为d;
(4)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高异戊醇的转化率;
(5)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,所以ad错误;c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器及装置安装正确的是b;
(6)乙酸的物质的量为:,异戊醇的物质的量为:,由于乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为:,所以实验中乙酸异戊酯的产率为:;
(7)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,根据各物质的沸点,此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高。
【点睛】本题考查了常见仪器的构造与安装、混合物的分离、提纯、物质的制取、药品的选择及使用、物质产率的计算等知识,题目难度较大,试题涉及的题量较大,知识点较多,充分培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。
18.近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起商家的关注。工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反应,在2 L密闭容器内,400 ℃时发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),体系中n(CO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
5
n(CO)(mol)
0.020
0.011
0.008
0.007
0.007
(1)图中表示CH3OH 的变化的曲线是_______;
(2)下列措施不能提高反应速率的有_________(请用相应字母填空);
a 升高温度 b 加入催化剂 c 增大压强 d 及时分离出CH3OH
(3)下列叙述能说明反应达到平衡状态的是__________(请用相应字母填空);
a.CO和H2的浓度保持不变
b.v(H2)=2 v(CO)
c.CO的物质的量分数保持不变
d.容器内气体密度保持不变
e.每生成1molCH3OH的同时有2molH-H键断裂
(4)CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如图所示,图中CH3OH从__________(填A或B)通入,b极的电极反应式是__________。
【答案】(1). b (2). d (3). ac (4). A (5). O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】(1)CH3OH是产物,随反应进行浓度增大,平衡时物质的量为CO物质的量的变化量n(CO);
(2) 根据影响化学反应速率的因素分析;
(3)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变,由此衍生的一些物理量也不变;
(4) CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,形成的是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,正极是氧气得到电子发生还原反应。
【详解】(1)CH3OH是产物,随反应进行物质的量增大,平衡时物质的量为CO物质的量的变化量n(CO),表中CO的物质的量0~3s变化=0.02mol-0.007mol=0.013mol,所以图象中只有b符合,
因此,本题正确答案是:b;
(2)升高温度、增大压强和使用催化剂都能使化学反应速率增大,及时分离出CH3OH,
使生成物浓度减小,逆反应速率减小,平衡正向移动,正反应速率也随之减小,
因此,本题正确答案是:d;
(3) a.CO和H2的浓度保持不变,说明反应达到平衡状态,故a正确;
b. 反应速率之比等于化学方程式计量数之比,v(H2)=2 v(CO)为正反应速率之比,故b错误; c.反应从开始到平衡的建立过程中CO的物质的量的分数在不断改变,当CO的物质的量分数保持不变时,说明反应达到平衡状态,故c正确;
d. 根据质量守恒定律知,混合物质量始终不变,容器的体积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故d错误;
e.每生成1molCH3OH的同时有2molH-H键断裂均表示正反应速率之比,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故e错误。
因此,本题正确答案:ac;
(4)电子由a流向b说明a为负极,b为正极,CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,甲醇失电子发生氧化反应,所以CH3OH从A通,B通入氧气,b电极发生的电极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,
因此,本题正确答案是:A;O2+4e-+2H2O=4OH-。
19.已知:A的蒸汽对氢气的相对密度是15,且能发生银镜反应,F的分子式为C3H6O2。有关物质的转化关系如下:
请回答:
(1)B中含有的官能团名称是__________,反应⑥的反应类型为__________。
(2)写出A发生银镜反应的化学方程式________________________________________。
(3)写出反应④的化学方程式___________________________________。
(4)写出有机物F与NaOH溶液反应的化学方程式_________________________________。
(5)下列说法正确的是__________。
A 有机物D的水溶液常用于标本的防腐
B 有机物B、C、E都能与金属钠发生反应
C 有机物F中混有E,可用饱和碳酸钠溶液进行分离
D 有机物M为高分子化合物
【答案】(1). 羟基 (2). 酯化(或取代)反应 (3). HCHO+4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+ 2H2O+(NH4)2CO3+6NH3↑ (4). 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (5). CH3COOCH3+ NaOH CH3COONa+CH3OH (6). BC
【分析】由A的蒸汽对氢气的相对密度是15,可以知道A的相对分子质量为30,能发生银镜反应说明含有-CHO,则A为甲醛(HCHO)。甲醛和氢气发生加成反应生成C为CH3OH;葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇,可推出M为葡萄糖,B为乙醇,乙醇发生催化氧化生成D为乙醛,乙醛氧化生成E为乙酸,乙酸和甲醇发生酯化反应生成F为乙酸甲酯,据此解答。
【详解】(1)根据以上分析,B为乙醇,结构简式为C2H5OH,含有的官能团名称是羟基;反应⑥是乙酸和甲醇发生反应生成乙酸甲酯,反应类型为酯化反应,也是取代反应,
故答案为:羟基;酯化(或取代)反应;
(2)A为HCHO,发生银镜反应的化学方程式HCHO+4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+2H2O+(NH4)2CO3+6NH3↑,
故答案为:HCHO+4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+2H2O+(NH4)2CO3+6NH3↑;
(3)反应④为乙醇发生催化氧化生成乙醛,其化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,
故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
(4)F为乙酸甲酯,在碱性条件下水解生成乙酸钠和甲醇,反应的化学方程式为CH3COOCH3+ NaOH CH3COONa+CH3OH,
故答案为:CH3COOCH3+ NaOH CH3COONa+CH3OH;
(5)A .有机物D为乙醛,含甲醛35%~40%的水溶液俗称福尔马林,常用于标本的防腐,故A错误;
B .有机物B、C、E分别为乙醇、甲醇和乙酸,分子中含有羟基或羧基,都能与金属钠发生反应,故B正确;
C. 乙酸甲酯中混有乙酸,加入饱和碳酸钠溶液,乙酸溶解,乙酸甲酯不溶,溶液分层,可通过分液分离,故C正确;
D.有机物M为葡萄糖,为单糖,不是高分子化合物,故D错误。
故答案选:BC。
20.一种合成囧烷(E)的路线如下:
⑴ A中所含官能团的名称是_______________;E的分子式为_________。
⑵ A→B、B→C的反应类型分别是___________、___________。
⑶ 在一定条件下,B与足量乙酸可发生酯化反应,其化学方程式为______________。
⑷ F是一种芳香族化合物,能同时满足下列条件的F的同分异构体有_____种。
① 1个F分子比1个C分子少两个氢原子
② 苯环上有3个取代基
③ 1molF能与2molNaOH反应
写出其中核磁共振氢谱图有5组峰,且面积比为3∶2∶2∶2∶1的一种物质的结构简式:__________。
⑸ 1,2-环己二醇( )是一种重要的有机合成原料,请参照题中的合成路线,以和为主要原料,设计合成1,2-环己二醇的合成路线。______________
【答案】 (1). 羟基、碳碳双键 (2). C12H18 (3). 加成反应 (4). 氧化反应 (5). +2CH3COOH+2H2O (6). 6 (7). 或 (8).
【分析】⑴ 根据A()的结构结合常见官能团的结构判断;根据E()确定其分子式;
(2)对比A、B结构,2个A分子中碳碳双键中一个键断裂,碳原子相互连接成环得到B;B中羟基转化为C中羰基,据此判断反应类型;
⑶ B中含有羟基,在一定条件下,能够与乙酸发生酯化反应,结合酯化反应的机理书写与乙酸反应的方程式;
⑷ C为,分子式为C8H12O2,1个F分子比1个C分子少两个氢原子,则F的分子式为C8H10O2,其不饱和度=4,F是一种芳香族化合物,说明除了苯环外,不存在不饱和结构,1molF能与2molNaOH反应,并且苯环上有3个取代基,说明苯环上含有2个羟基和1个乙基,据此书写满足条件的同分异构体;
⑸以和为主要原料合成1,2-环己二醇( ),根据题干流程图C→D的提示,需要合成,再由与乙二醛反应生成,最后将转化为即可。
【详解】⑴ A()中所含官能团有羟基和碳碳双键;E()的分子式为C12H18,故答案为:羟基、碳碳双键;C12H18;
(2)对比A、B结构,2个A分子中碳碳双键中一个键断裂,碳原子相互连接成环得到B,属于加成反应;B中羟基转化为C中羰基,发生氧化反应,故答案为:加成反应;氧化反应;
⑶ B中含有羟基,在一定条件下,能够与乙酸发生酯化反应,反应的化学方程式为+2CH3COOH+2H2O,故答案为:+2CH3COOH+2H2O;
⑷ C为,分子式为C8H12O2,1个F分子比1个C分子少两个氢原子,则F的分子式为C8H10O2,不饱和度==4,F是一种芳香族化合物,说明除了苯环外,不存在不饱和结构,1molF能与2molNaOH反应,并且苯环上有3个取代基,说明苯环上含有2个羟基和1个乙基,满足条件的同分异构体有6种(羟基位于邻位的2种,羟基位于间位的3种,羟基位于对位的1种);其中核磁共振氢谱图有5组峰,且面积比为3∶2∶2∶2∶1的结构简式为或,故答案为:6;或;
⑸以和为主要原料合成1,2-环己二醇( ),根据题干流程图C→D的提示,可以首先由合成,再由与乙二醛反应生成,最后将转化为即可;其中由合成可以将氯原子水解后氧化得到;将转化为只需要与氢气加成得到,因此合成路线为,故答案为:。
可能用到的相对原子质量: H 1 C 12 N 14 O 16 S 32
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(每小题只有1个正确答案,每小题3分)
1.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A. 1 mol Fe与1 mol Cl2反应时转移的电子数目为3NA
B. 3 g C18O和14CO的混合物中所含电子、中子数目均为1.4NA
C. 0 ℃、101 kPa下,0.1 mol乙炔和甲醛(HCHO)的混合物中含有C—H数目为0.2NA
D. 50 mL 18 mol·L-1浓H2SO4与足量的Cu充分反应,能收集到SO2的分子数目为0.45NA
【答案】C
【解析】1 mol Fe与1 mol Cl2反应时,Fe过量,未反应完全,应按照氯气计算,故1 mol Fe与1 mol Cl2反应时转移的电子数目为2NA,A项错误;3 g C18O的物质的量为3g÷30g/mol=0.1mol,含有电子、中子数分别为1.4 NA、1.6 NA,3 g14CO的物质的量为3g÷30g/mol=0.1mol,含有电子、中子数分别为1.4 NA、1.6 NA,B项错误;乙炔和甲醛(HCHO)均含有2个C-H,故0.1 mol乙炔和甲醛(HCHO)的混合物中含有C—H数目为0.2NA,C项正确;浓硫酸与铜的反应过程中,浓度逐渐降低,而稀硫酸与铜不反应,50 mL 18 mol·L-1浓H2SO4与足量的Cu充分反应,能收集到SO2的分子数目小于0.45NA,D项错误。
2.下列化学用语正确的是( )
A. 聚丙烯的结构简式:
B. 丙烷分子的比例模型:
C. 乙炔的电子式:
D. 2-乙基-1,3-丁二烯分子的键线式:
【答案】D
【详解】A. 聚丙烯为丙烯通过加聚反应生成的,其单体为丙烯,则聚丙烯的结构简式为:,A项错误;
B. 图为丙烷分子的球棍模型为,不是比例模型,B项错误;
C. 乙炔的结构式为H−C≡C−H,C、H之间形成1对共用电子对,C与C之间形成3对共用电子对,其电子式为,C项错误;
D. 2−乙基−1,3−丁二烯的结构简式为,键线式中用短线“−”表示化学键,端点、交点表示碳原子,C原子、H原子不需要标出,所以2−乙基−1,3−丁二烯的键线式为:,D项正确;
答案选D。
3.下列各化合物的命名中正确的是( )
A. CH2Cl-CH2Cl 二氯乙烷 B. CH3 –O –CH3 乙醚
C. 3―丁醇 D. 2―甲基丁烷
【答案】D
【分析】判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名,其核心是准确理解命名规范:
1)命名要符合“一长、一近、一多、一小”,也就是主链最长,编号起点离支链最近,支链数目要多,支链位置号码之和最小;
2)有机物的名称书写要规范;
3)对于结构中含有苯环的,命名时可以依次编号命名,也可以根据其相对位置,用“邻”、“间”、“对”进行命名.
4)含有官能团的有机物命名时,要选含官能团的最长碳链作为主链,官能团的位次最小。
【详解】A. CH2Cl-CH2Cl,正确的名称为1,2-二氯乙烷,A项错误;
B. CH3-O-CH3,正确的名称为二甲醚,B项错误;
C. 物质从离羟基近的一端编号,正确的名称为2-丁醇,C项错误;
D. 符合烷烃命名原则,D项正确.
答案选D。
【点睛】判断有机物的命名是否正确或对有机物进行命名,其核心是准确理解命名规范:
(1)烷烃命名原则:
①长-----选最长碳链为主链;
②多-----遇等长碳链时,支链最多为主链;
③近-----离支链最近一端编号;
④小-----支链编号之和最小;
⑤简-----两取代基距离主链两端等距离时,从简单取代基开始编号.如取代基不同,就把简单的写在前面,复杂的写在后面.
(2)有机物的名称书写要规范。
4.下列物质中,在一定条件下能发生水解反应,又能发生银镜反应的是( )
A. 蔗糖 B. 葡萄糖
C. 果糖 D. 麦芽糖
【答案】D
【分析】A.蔗糖水解生成葡萄糖和果糖,但不能发生银镜反应;
B.葡萄糖是最简单的糖,不能发生水解,但能发生银镜反应;
C.乙酸乙酯能发生水解生成乙酸和乙醇,但不能发生银镜反应;
D.麦芽糖是二糖,水解只生成葡萄糖,也能发生银镜反应.
【详解】A.蔗糖水解的化学方程式为C12H22O11+H2O→C6H12O6(葡萄糖)+C6H12O6(果糖),蔗糖分子结构中无醛基不能发生银镜反应,选项A错误;
B.葡萄糖是最简单的糖,不能发生水解,但葡萄糖在水浴加热条件下发生银镜反应,CH2OH(CHOH)4CHO+2[Ag(NH3)2]OHCH2OH(CHOH)4COONH4+2Ag↓+3NH3+H2O,选项B错误;
C.果糖是最简单的糖,不能发生水解,选项C错误;
D.麦芽糖是二糖,可发生水解化学方程式为C12H22O11+H2O→2C6H12O6(葡萄糖),麦芽糖分子中含有醛基,能发生银镜反应,选项D正确;
答案选D。
【点睛】本题主要考查了有机物糖和酯的性质,抓住有机物的官能团分析解答是关键,题目难度不大。
5.有机化合物甲与乙在一定条件下可反应生成丙:
下列说法正确的是( )
A. 甲与乙生成丙的反应属于取代反应
B. 甲分子中所有原子共平面
C. 乙的一氯代物有2种
D. 丙在酸性条件下水解生成和CH318OH
【答案】D
【分析】比较甲、乙、丙的结构,分析其中化学键的变化,可知:反应“甲+乙→丙”属于加成反应。
【详解】A项:甲分子中两个碳碳双键间隔一个碳碳单键,类似1,3-丁二烯。乙分子中碳碳双键断其中一根键,与甲进行1,4-加成反应生成丙,A项错误;
B项:甲分子中有一个亚甲基(-CH2-),它与直接相连的两个碳原子构成正四面体,故不可能所有原子共面,B项错误;
C项:乙的结构简式为CH2=CHCO18OCH3,分子中有3种氢原子,其一氯代物有3种,C项错误;
D项:丙在酸性条件下水解,酯基中的碳氧单键断裂,生成和CH318OH,D项正确。
本题选D。
6.分子式为C8H16O2有机物A,能在酸性条件下水解生成有机物C和D,且C在一定条件下可转化成D,则A的可能结构有( )
A. 1种 B. 2种
C. 3种 D. 4种
【答案】B
【详解】根据有机物A的分子式和化学性质可得出A属于酯类,水解生成相应的酸和醇。因为C在一定条件下能转化成D,所以C属于醇,D属于羧酸,二者含有相同的碳原子数,且碳骨架相同,含有4的碳原子的酸有CH3CH2CH2COOH、(CH3)2CHCOOH,符合条件醇也有2种,分别为CH3CH2CH2CH2OH和(CH3)2CHCH2OH,故有机物A的可能结构也有2种,故选B。
7.用下图所示装置检验乙烯时不需要除杂的是( )
选项
乙烯的制备
试剂X
试剂Y
A
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
KMnO4酸性溶液
B
CH3CH2Br与NaOH乙醇溶液共热
H2O
Br2的CCl4溶液
C
C2H5OH与浓H2SO4加热至170 ℃
NaOH溶液
KMnO4酸性溶液
D
C2H5OH与浓H2SO4加热至170 ℃
NaOH溶液
Br2的CCl4溶液
【答案】B
【解析】A.发生消去反应生成乙烯,水吸收乙醇,乙醇能被高锰酸钾氧化,则需要加水除杂,否则干扰乙烯的检验,故A不选;B.发生消去反应生成乙烯,乙醇与Br2的CCl4溶液不反应,乙烯与Br2的CCl4溶液反应,则不需要除杂,不影响乙烯检验,故B选;C.发生消去反应生成乙烯,NaOH溶液吸收乙醇,乙醇能被高锰酸钾氧化,则需要NaOH溶液除杂,否则干扰乙烯的检验,故C不选;D.发生消去反应生成乙烯,乙醇与溴水不反应,但可能混有二氧化硫,二氧化硫、乙烯均与溴水发生反应,则需要除杂,否则可干扰乙烯检验,故D不选;故选B。
8.若1 mol 分别与浓溴水、NaOH溶液、H2完全反应,消耗Br2、NaOH、H2的物质的量分别是( )
A. 1mol、2mol、4mol B. 2mol、3mol、4mol
C. 3mol、3mol、4mol D. 3mol、3mol、1mol
【答案】C
【详解】由结构可知,分子中含2个酚-OH、1个双键、1个-Cl,
酚-OH的邻对位与溴水发生取代,双键与溴水发生加成反应,则1mol该物质消耗溴为3mol;
酚-OH、-Cl与NaOH反应,则1mol该物质消耗NaOH为3mol;
苯环和碳碳双键与H2加成,则1mol该物质消耗H2为4mol,
故选C。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,侧重酚、烯烃、卤代烃性质的考查,把握官能团与性质的关系为解答的关键。
9.有机物A是合成二氢荆芥内酯的重要原料,其结构简式如下图,下列检验A中官能团的试剂和顺序正确的是( )
A. 先加酸性高锰酸钾溶液,后加银氨溶液,微热
B. 先加溴水,后加酸性高锰酸钾溶液
C. 先加银氨溶液,微热,再加入溴水
D. 先加入新制氢氧化铜,微热,酸化后再加溴水
【答案】D
【分析】由结构可知,分子中含碳碳双键、-CHO,均能被强氧化剂氧化,应先利用银氨溶液(或新制氢氧化铜)检验-CHO,再利用溴水或高锰酸钾检验碳碳双键,以此来解答。
【详解】A.先加酸性高锰酸钾溶液,碳碳双键、-CHO均被氧化,不能检验,选项A不选;
B.先加溴水,双键发生加成反应,-CHO被氧化,不能检验,选项B不选;
C.先加新制氢氧化铜,微热,可检验-CHO,但没有酸化,加溴水可与碱反应,选项C不选;
D.先加入银氨溶液,微热,可检验-CHO,酸化后再加溴水,可检验碳碳双键,选项D选;
答案选D。
【点睛】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握官能团与性质的关系为解答的关键,侧重烯烃、醛性质的考查,注意检验的先后顺序,题目难度不大。
10.除去下列物质中少量杂质(括号内为杂质),选用的试剂和分离方法能达到实验目的的是( )
混合物
试剂
分离方法
A
甲烷(乙烯)
酸性高锰酸钾溶液
过滤
B
乙炔(硫化氢)
硫酸铜
洗气
C
乙醇(乙酸)
NaOH溶液
分液
D
苯(苯酚)
浓溴水
过滤
【答案】B
详解】A. 乙烯被酸性高锰酸钾氧化生成二氧化碳,引入新杂质,应用溴水除杂,A项错误;
B. 硫化氢与硫酸铜反应,生成硫化铜沉淀,可用洗气的方法分离,B项正确;
C. 乙酸与氢氧化钠反应生成的乙酸钠与乙醇互溶,不能采用分液方法分离,C项错误;
D. 苯酚与溴反应生成三溴苯酚,溴、三溴苯酚都易溶于苯,应加入氢氧化钠溶液分液的方法分离,D项错误;
答案选B。
11.乙酸橙花酯是一种食用香料,其结构简式如图所示,关于该有机物的下列叙述中正确的是( )
①分子式为C12H20O2 ②能使酸性KMnO4溶液褪色
③可发生取代、加成、消去、但不能发生加聚反应
④它的同分异构体中可能有芳香族化合物
⑤1mol该有机物与溴水发生反应最多消耗3molBr2
⑥1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为2mol
A. ①②③ B. ①②⑥ C. ①②⑤⑥ D. ②④⑥
【答案】B
【分析】由结构可知分子式,分子中含碳碳双键、-COOC-,结合烯烃和酯的性质来解答。
【详解】①由结构可知分子式为C12H20O2,①项正确;
②含碳碳双键,能使酸性KMnO4溶液褪色,②项正确;
③含碳碳双键可发生加聚反应,但不能发生消去反应,③项错误;
④有机物含有3个双键,其不饱和度为3,对应同分异构体中不可能为芳香族化合物,因芳香族化合物的不饱和度至少为4,④项错误;
⑤1 mol该有机物含有2 mol碳碳双键,则该有机物与溴水发生反应最多消耗2molBr2,⑤项错误;
⑥只有碳碳双键能与氢气发生加成反应,1mol该有机物在一定条件下和H2反应,共消耗H2为2mol,⑥项正确。
综上所述,①②⑥正确,B项正确,
答案选B。
12.某物质的结构简式为,关于该物质的叙述正确的是( )
A. 一定条件下与氢气反应可以生成硬脂酸甘油酯
B. 一定条件下与氢气反应可以生成软脂酸甘油酯
C. 与氢氧化钠溶液混合加热能得到肥皂的主要成分
D. 与其互为同分异构且完全水解后产物相同的油脂有三种
【答案】C
【解析】试题分析:A、一定条件下与氢气反应可以生成,不生成硬脂酸甘油酯,A项错误;B、据A分析,也不是成软脂酸甘油酯,B项错误;C、其在碱性条件下水解得到高级脂肪酸钠,为肥皂的主要成分,C项正确;D、与其互为同分异构且完全水解后产物相同的油脂有两种,分别为:和两种,D项错误;答案选C。
考点:考查油脂的性质
13.已知热化学方程式:
①CO(g)+1/2O2(g)=CO2(g)ΔH=-283.0kJ·mol-1
②H2(g)+1/2O2(g)=H2O(g)ΔH=-241.8 kJ·mol-1
则下列说法正确的是( )
A. H2的燃烧热为241.8kJ·mol-1
B. 由反应①、②可知上图所示的热化学方程式为CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g)ΔH=-41.2 kJ·mol-1
C. H2(g)转变成H2O(g)的化学反应一定要放出能量
D. 根据②推知反应H2(g)+1/2O2(g)=H2O(l)ΔH>-241.8 kJ·mol-1
【答案】B
【详解】A.氢气的燃烧热是1mol氢气完全燃烧生成稳定氧化物液态水时放出热量,所以H2的燃烧热要高于241.8kJ•mol-1,故A错误;
B.化学反应的焓变等于产物和反应物之间的能量差,根据图示知道,该反应是放热的,根据盖斯定律,①-②得:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH=-283.0kJ•mol-1+241.8kJ•mol-1 = -41.2 kJ•mol-1,故B正确;
C.H2(g)转变成H2O(g)的化学反应不一定是氢气和氧气在点燃的情况下生成,也可能是氢气和氧化铜在高温下反应生成,该反应会吸收能量,故C错误;
D.由于气态水变为液态水是一个放热过程,根据②推知反应H2(g)+O2 (g)=H2O(l) △H<-241.8 kJ•mol-1,故D错误;
答案选B。
【点睛】把握化学反应的能量变化、燃烧热的概念以及图象分析判断知识,化学反应过程中一定伴随能量变化和反应前后能量守恒是解题关键。本题的易错点为C。
14.用阴离子交换膜控制电解液中OH-的浓度制备纳米Cu2O,反应为2Cu+H2OCu2O+H2↑,装置如图,下列说法中正确的是( )
A. 电解时Cl-通过交换膜向Ti极移动
B. 阳极发生的反应为:2Cu -2e- +2OH- = Cu2O+H2O
C. 阴极OH-放电,有O2生成
D. Ti电极和Cu电极生成物物质的量之比为2∶1
【答案】B
【分析】根据装置图和电解总反应分析,Cu极为阳极,Cu极电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O;Ti极为阴极,Ti极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-;电解池中阴离子通过阴离子交换膜向阳极移动;据此分析作答。
【详解】Cu极与外加电源的正极相连,Cu极为阳极,Ti极与外加电源的负极相连,Ti极为阴极;
A项,电解时阴离子向阳极移动,OH-通过阴离子交换膜向Cu极移动,A项错误;
B项,Cu极为阳极,阳极电极反应式为2Cu-2e-+2OH-=Cu2O+H2O,B项正确;
C项,Ti极为阴极,阴极电极反应式为2H2O+2e-=H2↑+2OH-,阴极有H2生成,C项错误;
D项,根据电极反应式和阴、阳极得失电子相等,Ti极生成的H2和Cu极生成的Cu2O物质的量之比为1:1,D项错误;
答案选B。
15.25℃时,下列说法不正确的是( )
A. 向氨水中逐滴滴入盐酸至溶液的pH=7,则混合液中:c(NH4+) = c(Cl-)
B. 0.2 mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+)
C. 将等体积pH=4的盐酸和醋酸稀释成pH=5的溶液,醋酸所需加入的水量多
D. pH=13的NaOH溶液与pH=1的醋酸溶液等体积混合后所得溶液的pH>7
【答案】D
【详解】A.常温下,pH=7的溶液中c(OH -)=c(H +),再根据电荷守恒得c(NH4+) = c(Cl-),故A正确;
B.碳酸氢钠溶液中,HCO3-水解程度大于电离程度导致溶液呈碱性,但电离和水解程度都较小,钠离子不水解,所以离子浓度大小顺序是c(Na+)>c(HCO3-)>c(OH-)>c(H+),故B正确;
C.加水稀释促进弱酸电离,所以要使pH相等的盐酸和醋酸稀释后溶液的pH仍然相等,醋酸加入水的量大于盐酸,故C正确;
D.pH=13的溶液中c(OH-)=0.1mol/L,pH=1的醋酸中c(CH 3 COOH)>0.1mol/L,二者等体积混合时,醋酸过量,导致溶液呈酸性,则pH<7,故D错误。
故选D。
【点睛】本题考查了弱电解质的电离、盐类水解等知识点,根据溶液中的溶质及溶液酸碱性再结合守恒思想分析解答,注意B可以采用逆向思维分析,为易错点。
第Ⅱ卷(非选择题,共55分)
二、非选择题
16.为检验淀粉水解的情况,进行如下图所示的实验,试管甲和丙均用60~80 ℃的水浴加热5~6 min,试管乙不加热。待试管甲、丙中的溶液冷却后再进行后续实验。
实验1:取少量甲中溶液,加入新制氢氧化铜,加热,没有红色沉淀出现。
实验2:取少量乙中溶液,滴加几滴碘水,溶液变为蓝色,但取少量甲中溶液做此实验时,溶液不变蓝色。
实验3:取少量丙中溶液加入NaOH溶液调节至碱性,再滴加碘水,溶液颜色无明显变化。
(1)写出淀粉水解的化学方程式:____________________________。
(2)设计甲和乙是为了探究____对淀粉水解的影响,设计甲和丙是为了探究___对淀粉水解的影响。
(3)实验1失败的原因是____________________________。
(4)实验3中溶液的颜色无明显变化的原因是____________________________。
(5)下列结论合理的是________(填字母)。
a 淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行
b 欲检验淀粉是否完全水解,最好在冷却后的水解液中直接加碘
c 欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热
d 若用唾液代替稀硫酸,则实验1可能出现预期现象
【答案】(1). (C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6 (2). 温度 (3). 催化剂 (4). 没有加入碱中和作为催化剂的稀硫酸 (5). 氢氧化钠与碘反应 (6). abcd
【解析】试题分析:(1)淀粉在酸性条件下,最终水解生成葡萄糖,化学方程式(C6H10O5)n+nH2OnC6H12O6;
(2)甲与乙的反应物均相同,但甲加热,乙未加热,所以甲乙实验是探究温度对淀粉水解的影响;甲中有稀硫酸,而丙中无稀硫酸,所以甲、丙是探究催化剂对淀粉水解的影响;
(3)淀粉水解生成的葡萄糖是在酸性条件下,而加入氢氧化铜浊液产生砖红色沉淀时应在碱性条件下,所以应先加入氢氧化钠中和酸后,再加入氢氧化铜,所以实验1无现象;
(4)加入的碘与氢氧化钠反应,导致碘无法与淀粉反应,所以溶液变化不明显;
(5)a、根据实验可知淀粉水解需要在催化剂和一定温度下进行,正确;b、因为碘已升华,所以冷却后加入碘,可判断淀粉是否完全水解,正确;c、欲检验淀粉的水解产物具有还原性,应先在水解液中加入氢氧化钠中和稀硫酸至溶液呈碱性,再加入新制氢氧化铜并加热,根据砖红色沉淀的产生判断产物的还原性,正确;d、唾液中含有淀粉酶,且为中性,淀粉在淀粉酶的作用下水解为葡萄糖,所以可用唾液代替稀硫酸进行实验1,可达到预期的现象,正确,答案选abcd。
考点:考查淀粉水解实验,水解产物的判断,实验方案的评价
17.乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、 装置示意图和有关数据如下:
实验步骤:在A中加入4.4 g异戊醇、6.0 g乙酸、数滴浓硫酸和2~3片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50 min,反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140~143 ℃馏分,得乙酸异戊酯 3.9 g。回答下列问题:
(1)仪器B的名称是________。
(2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是_______________;第二次水洗的主要目的是____________________________。
(3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后___(填标号)。
a.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出
b.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出
c.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出
d.先将水层从分液漏斗下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出
(4)本实验中加入过量乙酸的目的是______________________________。
(5)在蒸馏操作中,仪器选择及安装都正确的是________(填标号)。
(6)本实验的产率是____________。
(7)在进行蒸馏操作时,若从130 ℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏____(填“高” 或“低”),其原因是____________________________________。
【答案】 (1). 球形冷凝管 (2). 洗掉大部分硫酸和乙酸 (3). 洗掉碳酸氢钠 (4). d (5). 提高醇的转化率 (6). b (7). 60% (8). 高 (9). 会收集少量未反应的异戊醇
【分析】在装置A中加入反应混合物和2~3片碎瓷片,开始缓慢加热A,利用冷凝管冷凝回流50分钟,反应液冷至室温后,倒入分液漏斗中,先用少量水洗掉大部分硫酸和醋酸,再用碳酸氢钠洗涤除去酸,接着用水洗涤除掉碳酸氢钠溶液,分出的产物加入少量无水硫酸镁固体作干燥剂,静置片刻,过滤除去硫酸镁固体,进行蒸馏纯化,收集140~143℃馏分,得乙酸异戊酯。
(1)根据题中仪器B的构造判断该仪器的名称;
(2)在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠;
(3)根据乙酸异戊酯的密度及正确的分液操作方法进行解答;
(4)根据“增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高”判断加入过量乙酸的目的;
(5)先根据温度计在蒸馏操作中的作用排除ad,再根据球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,得出正确结论;
(6)先计算出乙酸和异戊醇的物质的量,然后判断过量情况,根据不足量计算出理论上生成乙酸异戊酯的物质的量,最后根据实际上制取的乙酸异戊酯计算出产率;
(7)若从130℃便开始收集馏分,此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,导致获得的乙酸异戊酯质量偏大。
【详解】(1)由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管;
(2)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;用饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度,所以第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠;
(3)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为d;
(4)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度,可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高异戊醇的转化率;
(5)在蒸馏操作中,温度计的水银球要放在蒸馏烧瓶的支管口处,所以ad错误;c中使用的是球形冷凝管容易使产品滞留,不能全部收集到锥形瓶中,因此仪器及装置安装正确的是b;
(6)乙酸的物质的量为:,异戊醇的物质的量为:,由于乙酸和异戊醇是按照1:1进行反应,所以乙酸过量,生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的物质的量计算,即理论上生成0.05mol乙酸异戊酯;实际上生成的乙酸异戊酯的物质的量为:,所以实验中乙酸异戊酯的产率为:;
(7)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,根据各物质的沸点,此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高。
【点睛】本题考查了常见仪器的构造与安装、混合物的分离、提纯、物质的制取、药品的选择及使用、物质产率的计算等知识,题目难度较大,试题涉及的题量较大,知识点较多,充分培养了学生的分析、理解能力及灵活应用所学知识的能力。
18.近年来甲醇用途日益广泛,越来越引起商家的关注。工业上甲醇的合成途径多种多样。现在实验室中模拟甲醇合成反应,在2 L密闭容器内,400 ℃时发生反应CO(g)+2H2(g) CH3OH(g),体系中n(CO)随时间的变化如表:
时间(s)
0
1
2
3
5
n(CO)(mol)
0.020
0.011
0.008
0.007
0.007
(1)图中表示CH3OH 的变化的曲线是_______;
(2)下列措施不能提高反应速率的有_________(请用相应字母填空);
a 升高温度 b 加入催化剂 c 增大压强 d 及时分离出CH3OH
(3)下列叙述能说明反应达到平衡状态的是__________(请用相应字母填空);
a.CO和H2的浓度保持不变
b.v(H2)=2 v(CO)
c.CO的物质的量分数保持不变
d.容器内气体密度保持不变
e.每生成1molCH3OH的同时有2molH-H键断裂
(4)CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,其工作原理如图所示,图中CH3OH从__________(填A或B)通入,b极的电极反应式是__________。
【答案】(1). b (2). d (3). ac (4). A (5). O2+4e-+2H2O=4OH-
【分析】(1)CH3OH是产物,随反应进行浓度增大,平衡时物质的量为CO物质的量的变化量n(CO);
(2) 根据影响化学反应速率的因素分析;
(3)当反应达到平衡状态时,正逆反应速率相等,各物质的浓度不再改变,由此衍生的一些物理量也不变;
(4) CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,形成的是原电池反应,甲醇在负极失电子发生氧化反应,正极是氧气得到电子发生还原反应。
【详解】(1)CH3OH是产物,随反应进行物质的量增大,平衡时物质的量为CO物质的量的变化量n(CO),表中CO的物质的量0~3s变化=0.02mol-0.007mol=0.013mol,所以图象中只有b符合,
因此,本题正确答案是:b;
(2)升高温度、增大压强和使用催化剂都能使化学反应速率增大,及时分离出CH3OH,
使生成物浓度减小,逆反应速率减小,平衡正向移动,正反应速率也随之减小,
因此,本题正确答案是:d;
(3) a.CO和H2的浓度保持不变,说明反应达到平衡状态,故a正确;
b. 反应速率之比等于化学方程式计量数之比,v(H2)=2 v(CO)为正反应速率之比,故b错误; c.反应从开始到平衡的建立过程中CO的物质的量的分数在不断改变,当CO的物质的量分数保持不变时,说明反应达到平衡状态,故c正确;
d. 根据质量守恒定律知,混合物质量始终不变,容器的体积不变,则容器内混合气体的密度始终不变,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故d错误;
e.每生成1molCH3OH的同时有2molH-H键断裂均表示正反应速率之比,所以不能据此判断是否达到平衡状态,故e错误。
因此,本题正确答案:ac;
(4)电子由a流向b说明a为负极,b为正极,CH3OH与O2的反应可将化学能转化为电能,甲醇失电子发生氧化反应,所以CH3OH从A通,B通入氧气,b电极发生的电极反应为氧气得到电子生成氢氧根离子,电极反应为:O2+4e-+2H2O=4OH-,
因此,本题正确答案是:A;O2+4e-+2H2O=4OH-。
19.已知:A的蒸汽对氢气的相对密度是15,且能发生银镜反应,F的分子式为C3H6O2。有关物质的转化关系如下:
请回答:
(1)B中含有的官能团名称是__________,反应⑥的反应类型为__________。
(2)写出A发生银镜反应的化学方程式________________________________________。
(3)写出反应④的化学方程式___________________________________。
(4)写出有机物F与NaOH溶液反应的化学方程式_________________________________。
(5)下列说法正确的是__________。
A 有机物D的水溶液常用于标本的防腐
B 有机物B、C、E都能与金属钠发生反应
C 有机物F中混有E,可用饱和碳酸钠溶液进行分离
D 有机物M为高分子化合物
【答案】(1). 羟基 (2). 酯化(或取代)反应 (3). HCHO+4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+ 2H2O+(NH4)2CO3+6NH3↑ (4). 2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O (5). CH3COOCH3+ NaOH CH3COONa+CH3OH (6). BC
【分析】由A的蒸汽对氢气的相对密度是15,可以知道A的相对分子质量为30,能发生银镜反应说明含有-CHO,则A为甲醛(HCHO)。甲醛和氢气发生加成反应生成C为CH3OH;葡萄糖在酒化酶作用下生成乙醇,可推出M为葡萄糖,B为乙醇,乙醇发生催化氧化生成D为乙醛,乙醛氧化生成E为乙酸,乙酸和甲醇发生酯化反应生成F为乙酸甲酯,据此解答。
【详解】(1)根据以上分析,B为乙醇,结构简式为C2H5OH,含有的官能团名称是羟基;反应⑥是乙酸和甲醇发生反应生成乙酸甲酯,反应类型为酯化反应,也是取代反应,
故答案为:羟基;酯化(或取代)反应;
(2)A为HCHO,发生银镜反应的化学方程式HCHO+4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+2H2O+(NH4)2CO3+6NH3↑,
故答案为:HCHO+4Ag(NH3)2OH 4Ag↓+2H2O+(NH4)2CO3+6NH3↑;
(3)反应④为乙醇发生催化氧化生成乙醛,其化学方程式为2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O,
故答案为:2CH3CH2OH+O22CH3CHO+2H2O;
(4)F为乙酸甲酯,在碱性条件下水解生成乙酸钠和甲醇,反应的化学方程式为CH3COOCH3+ NaOH CH3COONa+CH3OH,
故答案为:CH3COOCH3+ NaOH CH3COONa+CH3OH;
(5)A .有机物D为乙醛,含甲醛35%~40%的水溶液俗称福尔马林,常用于标本的防腐,故A错误;
B .有机物B、C、E分别为乙醇、甲醇和乙酸,分子中含有羟基或羧基,都能与金属钠发生反应,故B正确;
C. 乙酸甲酯中混有乙酸,加入饱和碳酸钠溶液,乙酸溶解,乙酸甲酯不溶,溶液分层,可通过分液分离,故C正确;
D.有机物M为葡萄糖,为单糖,不是高分子化合物,故D错误。
故答案选:BC。
20.一种合成囧烷(E)的路线如下:
⑴ A中所含官能团的名称是_______________;E的分子式为_________。
⑵ A→B、B→C的反应类型分别是___________、___________。
⑶ 在一定条件下,B与足量乙酸可发生酯化反应,其化学方程式为______________。
⑷ F是一种芳香族化合物,能同时满足下列条件的F的同分异构体有_____种。
① 1个F分子比1个C分子少两个氢原子
② 苯环上有3个取代基
③ 1molF能与2molNaOH反应
写出其中核磁共振氢谱图有5组峰,且面积比为3∶2∶2∶2∶1的一种物质的结构简式:__________。
⑸ 1,2-环己二醇( )是一种重要的有机合成原料,请参照题中的合成路线,以和为主要原料,设计合成1,2-环己二醇的合成路线。______________
【答案】 (1). 羟基、碳碳双键 (2). C12H18 (3). 加成反应 (4). 氧化反应 (5). +2CH3COOH+2H2O (6). 6 (7). 或 (8).
【分析】⑴ 根据A()的结构结合常见官能团的结构判断;根据E()确定其分子式;
(2)对比A、B结构,2个A分子中碳碳双键中一个键断裂,碳原子相互连接成环得到B;B中羟基转化为C中羰基,据此判断反应类型;
⑶ B中含有羟基,在一定条件下,能够与乙酸发生酯化反应,结合酯化反应的机理书写与乙酸反应的方程式;
⑷ C为,分子式为C8H12O2,1个F分子比1个C分子少两个氢原子,则F的分子式为C8H10O2,其不饱和度=4,F是一种芳香族化合物,说明除了苯环外,不存在不饱和结构,1molF能与2molNaOH反应,并且苯环上有3个取代基,说明苯环上含有2个羟基和1个乙基,据此书写满足条件的同分异构体;
⑸以和为主要原料合成1,2-环己二醇( ),根据题干流程图C→D的提示,需要合成,再由与乙二醛反应生成,最后将转化为即可。
【详解】⑴ A()中所含官能团有羟基和碳碳双键;E()的分子式为C12H18,故答案为:羟基、碳碳双键;C12H18;
(2)对比A、B结构,2个A分子中碳碳双键中一个键断裂,碳原子相互连接成环得到B,属于加成反应;B中羟基转化为C中羰基,发生氧化反应,故答案为:加成反应;氧化反应;
⑶ B中含有羟基,在一定条件下,能够与乙酸发生酯化反应,反应的化学方程式为+2CH3COOH+2H2O,故答案为:+2CH3COOH+2H2O;
⑷ C为,分子式为C8H12O2,1个F分子比1个C分子少两个氢原子,则F的分子式为C8H10O2,不饱和度==4,F是一种芳香族化合物,说明除了苯环外,不存在不饱和结构,1molF能与2molNaOH反应,并且苯环上有3个取代基,说明苯环上含有2个羟基和1个乙基,满足条件的同分异构体有6种(羟基位于邻位的2种,羟基位于间位的3种,羟基位于对位的1种);其中核磁共振氢谱图有5组峰,且面积比为3∶2∶2∶2∶1的结构简式为或,故答案为:6;或;
⑸以和为主要原料合成1,2-环己二醇( ),根据题干流程图C→D的提示,可以首先由合成,再由与乙二醛反应生成,最后将转化为即可;其中由合成可以将氯原子水解后氧化得到;将转化为只需要与氢气加成得到,因此合成路线为,故答案为:。
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