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广东省梅州市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编3-非选择题
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这是一份广东省梅州市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编3-非选择题,共27页。试卷主要包含了5)的装置示意图如下,00mL,加入碘标准溶液20,60g研细的溴化钠、1,15mL,9℃,热稳定性差,5H2O等内容,欢迎下载使用。
广东省梅州市2020-2022三年高一化学下学期期末试题汇编3-非选择题
1. (2022春·广东梅州·高二统考期末)是环境友好材料,能光催化降解有机物。回答下列问题:
(1)基态Ti原子核外电子占据的最高能层符号为___________,占据该能层电子的电子云形状是___________,价电子中未成对电子个数为___________。
(2)纳米催化处理污水的一个实例如图所示。
化合物甲的分子中采取杂化方式的碳原子个数为___________,化合物乙中C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是___________。
(3)香豆素()是一种天然香料,能被光降解,香豆素的分子式为___________,写出在加热条件下其与足量NaOH溶液反应的化学方程式___________。
2. (2021春·广东梅州·高二统考期末)实验室制备合成农药、医药的重要中间体三氯乙醛(CCl3CHO,相对分子质量为:147.5)的装置示意图如下(加热装置略去):
已知:①制备原理:。
②CCl3CHO易被HClO氧化生成CCl3COOH。
(1)仪器D的名称是___________,A中发生反应的离子方程式为___________。
(2)下列各装置能代替图中E的是___________。
(3)本制备装置中存在缺陷,该缺陷是在___________连接处缺少干燥装置,易导致副产物CCl3COOH增多。
a. AB之间、BC之间 b. AB之间、DE之间 c. BC之间、DE之间
(4)测产品纯度:称取产品m g配成100 mL待测溶液,取25.00mL,加入碘标准溶液20.00mL,加入指示剂,再加入适量Na2CO3溶液(、),反应完全后,加盐酸调节溶液的pH,立即用Na2S2O3溶液滴定()。进行三次平行实验,所得滴定数据如表所示。
第一次
第二次
第三次
滴定前读数/mL
0.00
0.12
0.20
滴定后读数/mL
19.98
21.52
20.22
滴定使用的指示剂为___________,滴定终点的现象为:当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,溶液由___________(从下面的选项中选择),且半分钟内不变色。
a.无色变为蓝色 b.蓝色变为无色 c.无法判断
(5)产品的纯度为___________。
3. (2022春·广东梅州·高二统考期末)1-溴丁烷主要用于生产染料和香料。实验室可通过正丁醇()、溴化钠和浓硫酸共同反应制得,除产物1-溴丁烷外,还有副产物1-丁烯、正丁醚等。
名称
相对分子质量
沸点/℃
密度
溶解性
正丁醇
74
117.7
0.80
微溶于水,易溶于浓硫酸及有机溶剂
1-溴丁烷
137
101.6
1.28
不溶于水,易溶于醇、醚等有机溶剂
正丁醚
130
142.2
0.77
不溶于水,易溶于浓硫酸及有机溶剂
实验步骤:
(一)1-溴丁烷的合成:在10mL三颈烧瓶中,加入2.60g(约0.025mol)研细的溴化钠、1.85mL正丁醇并放入一粒搅拌子,安装好装置(如图)。加入事先混合的2.80mL浓硫酸和2.00mL水的混合液,搅拌,硅油浴回流,反应完毕,稍冷却后,改成蒸馏装置,蒸出粗产物。
(二)粗产物提纯:将馏出液依次用水、浓硫酸、水、饱和碳酸氢钠溶液及水洗涤并分离,然后再用无水氯化钙干燥。再将干燥好的液体转入干燥的蒸馏烧瓶中,加热,收集99℃~102℃的馏分,得到1-溴丁烷1.15mL。
回答下列问题:
(1)在三颈烧瓶中生成1-溴丁烷的反应可分为两步:①;写出第②步反应的化学方程式___________,该步的反应类型是___________。
(2)上图中冷凝管的作用是___________,其进水口是___________(填“a”或“b”)。
(3)合成1-溴丁烷时,为了防止反应中生成的HBr挥发,烧杯中盛放___________作吸收剂(填字母序号)。A.二硫化碳 B.浓盐酸 C.四氯化碳 D.氢氧化钠溶液
(4)洗涤粗产物时,要用到的玻璃仪器主要有烧杯和分液漏斗,洗涤后进行分离操作,该分离操作的名称是___________,加入浓硫酸洗涤的目的是___________。
(5)不同的物料比对1-溴丁烷产量有影响,如果反应开始时多增加1.00mL浓硫酸,其余实验条件不变,测得1-溴丁烷的产量是0.80mL,产量减小可能的原因是___________(答一点即可)。
4. (2020春·广东梅州·高二统考期末)青蒿素是我国药学家屠呦呦在1971年发现的一种含有过氧基团的倍半萜内酯的无色针状晶体,不溶于水,易溶于乙醇石油醚、苯等有机溶剂,熔点为156℃,沸点389.9℃,热稳定性差。一种提取青蒿素的主要工艺流程如图:
已知:石油醚的沸点为30~80℃;青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大。
(1)下列玻璃仪器中操作1需使用的有______(填标号);操作2的名称______。
(2)操作3的步骤是蒸发浓缩、_______、过滤洗涤、干燥。
(3)青蒿素只含C、H、O三种元素。某学生采用如图装置(加热及夹持装置省略)测定其最简式CxHyOz。
①写出A装置中有关反应的化学方程式_______________。
②该实验装置可能会产生误差,造成测定的含氧量偏低,改进方法是_______________。
③取2.82g青蒿素样品,用改进后的装置进行实验。实验后测得装置D增重1.98g,装置E增重6.60g,则x:y:z=_______(填最简整数比);要确定青蒿素的分子式,还需测量的数据是_______________。
5. (2020春·广东梅州·高二统考期末)磷精矿[主要成分为Ca5(PO4)3(OH),还含有Ca5(PO4)3F和有机碳等]湿法制备磷酸的一种工艺流程如下:
已知:溶解度:Ca5(PO4)3(OH)<CaSO4·0.5H2O
(1)上述流程中能加快反应速率的措施有____(任写一条即可)。
(2)写出磷精矿粉酸浸时,其主要成分发生反应的化学方程式__________,该反应体现出酸性关系:H2SO4_____H3PO4(填“>”或“<”)。
(3)H2O2将粗磷酸中的有机碳氧化为CO2脱除,同时自身也会发生分解。相同投料比、相同反应时间,不同温度下的有机碳脱除率如图所示。80℃后脱除率变化的原因是_________。
(4)脱硫时,CaCO3稍过量,充分反应后仍有残留,原因是____________。
(5)取ag所得精制磷酸,加适量水稀释,以百里香酚酞作指示剂,用bmol/LNaOH溶液滴定至终点时生成Na2HPO4,消耗NaOH溶液cmL,精制磷酸中H3PO4的质量分数是____________(已知:H3PO4摩尔质量为98g/mol)。
6. (2021春·广东梅州·高二统考期末)ClO2和NaClO2都是广泛使用的漂白剂、消毒剂。其中高浓度ClO2气体易发生爆炸,在生产、使用时需用其他气体进行稀释。某工厂生产ClO2和NaClO2的工艺流程如下:
(1)NaClO2中Cl元素的化合价为___________。
(2)ClO2发生器中Na2SO3的作用是___________。
(3)写出在ClO2吸收器中发生反应的化学方程式___________。
(4)若加硫酸过快,发生器中Na2SO3的利用率降低,请结合方程式分析可能的原因___________。
(5)吸收器中的溶液经过___________、冷却结晶、过滤、___________、干燥等操作获得纯净的NaClO2。
(6)在碱性条件下,用ClO2无害化处理含废水,生成物除H2O外,还生成一种无色气体与两种阴离子,它们分别是___________。
7. (2020春·广东梅州·高二统考期末)乙烯是重要的化工原料。用CO2催化加氢可制取乙烯:CO2(g)+3H2(g)C2H4(g)+2H2O(g)△H<0
(1)若该反应体系的能量随反应过程变化关系如图所示,则该反应的△H=________kJ/mol(用含a、b的式子表示)。
(2)科学家以CO2和H2为原料合成乙烯:6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g),已知温度对CO2平衡转化率和催化剂催化效果的影响如图所示,请回答下列问题:
①其他条件不变时,能同时满足增大反应速率和提高CO2转化率的措施是________。
A.给体系加压B.给体系升温C.增大H2的浓度D.将产物从体系中不断分离出去
②生成乙烯的速率:v(M)有可能大于v(N),其理由是___________。
③若投料比n(H2):n(CO2)=4:1,则图中M点时,C2H4的体积分数为________%。
(3)以稀硫酸为电解质溶液,利用太阳能电池将CO2转化为乙烯的工作原理如图所示。该电解池中,M极为___(填"阳极”或“阴极");写出M极的电极反应式__________;当生成标准状况下22.4L乙烯时,导线中转移电子的数目为__________。
8. (2021春·广东梅州·高二统考期末)I.资料显示,NaHCO3固体加热到100℃发生分解,但是加热NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出。
已知:①
②
③
(1)根据以上信息,写出碳酸氢钠溶液分解的热化学方程式___________,试从反应热角度说明NaHCO3在溶液中更易分解的原因___________。
II.脱除SO2有多种方法。
方法一:用H2还原SO2生成S的反应分两步完成,如图甲所示。反应过程中相关物质的物质的量浓度随时间的变化关系如图乙所示。
(2)写出第一步反应的化学方程式:___________。
(3)时间段的平均速率___________(用含的式子表示)。
方法二:利用原电池原理将SO2转化为H2SO4,其原理如图所示。
(4)催化剂b表面O2发生还原反应,其附近溶液的pH___________(填“增大”或“减小”)。
(5)催化剂a表面的电极反应式为___________。
(6)当外电路通过0.2 mol电子时,消耗O2的体积为___________L(标准状况)。
9. (2020春·广东梅州·高二统考期末)H是一种合成多环化合物的中间体,可由下列路线合成(部分反应条件略去):
(1)A→B、B→C均为加成反应,则B的结构简式是_____________。
(2)C中含有的官能团名称是__________;D的名称是____________。
(3)E→F的化学方程式是____________________。
(4)X与H互为同分异构体。X的分子中含有苯环,苯环上的一氯代物只有一种;X不能与金属Na发生反应。写出1种符合上述条件的X的结构简式______________。
(5)以苯乙烯和甲醇为原料,结合已知信息选择必要的无机试剂,写出的合成路线__________________________。
10. (2021春·广东梅州·高二统考期末)螺虫乙酯是一种新型现代杀虫剂,制备其中间体H的一种合成路线如下:
已知:①
②
③。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是___________;D的分子式为___________。
(2)由E生成G的反应类型为___________。
(3)F的结构简式为___________。
(4)B生成C的化学方程式为___________。
(5)芳香化合物X是D的同分异构体,则符合下列条件的同分异构体有___________种。写出其中一个X的结构简式___________。
①核磁共振氢谱中有4组峰;②结构中含酯基;③苯环上有三个取代基。
(6)设计以甲苯()及甲醛为起始原料制备邻甲基苯乙酸()的合成路线___________(无机试剂任选)
11. (2022春·广东梅州·高二统考期末)3,4-二羟基肉桂酸乙酯(I)具有抗炎作用和治疗自身免疫性疾病的潜力。由气体A制备该物质的合成路线如图:
已知: R-CHO+R’-CH2-CHO
请回答下列问题:
(1)气体A对氢气的相对密度为14,其化学名称是___________;I中含氧官能团的名称为___________。
(2)D的结构简式为___________。
(3)写出F与银氨溶液反应的化学方程式___________。
(4)芳香族化合物X是H的同分异构体,1molX与足量溶液反应可生成,符合条件的X有___________种,其中核磁共振氢谱的峰面积比为3:2:2:1的结构简式为___________(写出其中一种)。
(5)呋喃丙烯酸()是一种医治血吸虫病的药物呋喃丙胺的原料。请设计以、为原料制备呋喃丙烯酸的合成路线(无机试剂任选)___________。
12. (2022春·广东梅州·高二统考期末)磷及其化合物在工业生产中起着重要的作用。
(1)基态磷原子价电子的轨道表示式为___________。
(2)磷有多种同素异形体。
①白磷()是分子晶体,易溶于,难溶于水,说明白磷和都是___________分子(填“极性”或“非极性”)。
②黑磷晶体是一种比石墨烯更优秀的新型材料,其晶体是与石墨类似的层状结构,如图所示。
下列有关黑磷晶体的说法正确的是___________(填字母序号)
A.黑磷晶体中层与层之间的作用力是分子间作用力
B.黑磷晶体中磷原子杂化方式为杂化
C.黑磷晶体是混合型晶体
D.黑磷晶体的每一层中磷原子都在同一平面上
(3)是一种白色晶体,熔融时形成一种能导电的液体,测得其中含有一种正四面体形阳离子和一种正八面体形阴离子(该晶体的晶胞如图所示),写出熔融时的电离方程式___________。
(4)与水会形成黄色的配离子,为避免颜色干扰,常在含溶液中加入形成无色的。由此推测与形成的配离子更稳定的配体是___________,该配体的空间构型是___________。
(5)贵金属磷化物(化学式量为237)可用作电解水的高效催化剂,其立方晶胞如图所示。已知晶胞参数为,晶体中与P距离最近的Rh的数目为___________,晶体的密度为___________(列出计算式)。
参考答案:
1. (1) N 球形 2
(2) 7 N>O>C
(3) +2NaOH+H2O
【解析】(1)
Ti的原子序数为22,基态原子核外电子排布式为[Ar]3d24s2,占据的最高能层符号为N,占据该能层电子的电子云形状是球形,价电子中未成对电子有3d轨道上的2个电子;故答案为:N;球形;2。
(2)
化合物甲的分子中采取杂化方式的碳原子有苯环中的6个和连接碳氧双键的碳原子,共7个;化合物乙中C、N、O元素的第一电离能由大到小的顺序是:N>O>C;故答案为:7;N>O>C。
(3)
由香豆素的结构可知,其分子式为:;香豆素在加热条件下与足量NaOH溶液反应的化学方程式为:+2NaOH+H2O;故答案为:;+2NaOH+H2O。
2. 球形冷凝管 b c 淀粉溶液(或淀粉) b 或
【分析】装置A中二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,装置B中的饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,装置C中乙醇和氯气发生反应制备三氯乙醛,装置E尾气处理。
【详解】(1)根据图示,仪器D的名称是球形冷凝管,A中二氧化锰与浓盐酸反应制备氯气,发生反应的离子方程式为;
(2)装置E吸收尾气丙防倒吸,装置b能代替图中的E。
(3)氯气和水反应生成次氯酸,CCl3CHO易被HClO氧化生成CCl3COOH,该装置的缺陷是在BC之间、DE之间连接处缺少干燥装置,易导致副产物CCl3COOH增多,选c。
(4)碘能使淀粉变蓝色,滴定使用的指示剂为淀粉溶液,滴定终点的现象为:当滴入最后一滴Na2S2O3溶液时,碘单质完全反应,溶液由蓝色变为无色,且半分钟内不变色,选b;
(5)根据表格数据,第二次实验数据明显偏离正常的误差范围,第一次、第三次实验平均消耗Na2S2O3溶液20.00 mL,设产品中含三氯乙醛的物质的量是xmol,则x+,x,样品的纯度为。
3. (1) 取代反应
(2) 冷凝回流、导气 a
(3)D
(4) 分液 除去1-溴丁烷中的正丁醇和正丁醚
(5)在过量浓硫酸催化下正丁醇产生更多的副产物正丁醚或1-丁烯
【分析】1-溴丁烷的合成利用正丁醇在浓硫酸的作用下与HBr发生取代反应,产品得到1-溴丁烷为液体,但也混有其他液体有机物正丁醚、正丁醇、浓硫酸。这些杂质根据溶解性和化学性质一般采用洗涤、分液获得有机相、干燥、过滤、蒸馏得到对应沸点的馏分。
(1)
在三颈烧瓶中生成1-溴丁烷的反应可分为两步:①;第②步反应为1-丁醇转化为1-溴丁烷,化学方程式,该步的反应类型是取代反应。
(2)
上图中冷凝管的作用是冷凝回流、导气,冷凝管的水下进上出能充分冷凝,则其进水口是a。
(3)
烧杯中的溶液用于吸收挥发的HBr,浓盐酸会挥发出HCl、CCl4和CS2等是非极性溶剂均不与HBr反应、也难以溶解HBr,无法达到吸收的目的,HBr为酸性气体,能与NaOH反应,氢氧化钠溶液能吸收挥发的HBr;
选D。
(4)
由题干表中信息可知,1-溴丁烷不溶于水,易溶于醇、醚等有机溶剂,正丁醇微溶于水,易溶于浓硫酸及有机溶剂,则洗涤粗产物时用分液操作进行分离,洗涤粗产物时,要用到的玻璃仪器主要有烧杯和分液漏斗,洗涤后进行的分离操作的名称是分液,加入浓硫酸洗涤的目的是除去1-溴丁烷中的正丁醇和正丁醚。
(5)
不同的物料比对1-溴丁烷产量有影响,如果反应开始时多增加1.00mL浓硫酸,其余实验条件不变,测得1-溴丁烷的产量是0.80mL,产量减小可能的原因是浓硫酸能催化正丁醇分子间脱水转化为丁醚或者浓硫酸能催化正丁醇分子内脱水发生消去反应转化为1-丁烯,故答案案为:在过量浓硫酸催化下正丁醇产生更多的副产物正丁醚或1-丁烯。
4. BC 蒸馏 冷却结晶 2H2O22H2O+O2↑ 在E装置后再增加一个E装置(合理即可) 15:22:5 青蒿素的相对分子质量
【分析】由题干流程图可知,对青蒿进行干燥破碎,可以增大青蒿与石油醚的接触面积,提高青蒿素的浸取率,用石油醚对青蒿素进行浸取后,过滤,可得滤液和滤渣,提取液经过蒸馏后可得青蒿素的粗品,对粗品加95%的乙醇,蒸发浓缩、冷却结晶、过滤可得精品,据此进行解题。
(1)操作1用于分离难溶固体和液体,故操作1为过滤,根据图示选择过滤的主要仪器;操作2为蒸馏,以此步骤回答;
(2)由流程图可知,操作3为冷却结晶,据此解答此题;
(3)①根据实验装置图可知,A中发生双氧水在MnO2催化下分解生成O2,可得出A装置中有关反应的化学方程式;
②根据实验装置图可知,该装置中最后没有干燥装置,空气中的CO2和H2O蒸汽可能进入装置E中引起实验误差;
③根据改进后的装置进行实验,实验后测得装置D增重1.98g即生成的水的质量,装置E增重6.60g即生成的CO2的质量,结合青蒿素的质量可确定青蒿素的最简式,若要确定其分子式,还需测量的数据是其相对分子质量。
【详解】(1)由流程图可知,操作1用于分离难溶固体和液体,为过滤操作,过滤操作的主要仪器为漏斗和烧杯,A是分液漏斗,不是过滤的主要仪器,A不合题意;B是烧杯,是过滤的主要仪器,B符合题意;C是漏斗,是过滤的主要仪器,C符合题意;D是容量瓶,不是过滤的主要仪器,D不合题意;根据实验流程图可知,操作2分离两种互溶的沸点相差较大的液体,故操作为蒸馏;故答案为:BC;蒸馏;
(2)青蒿素在95%乙醇中的溶解度随温度的升高而增大,由流程图可知,操作3为冷却结晶,其要点有:蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为:冷却结晶;
(3)①根据实验装置图可知,A中发生双氧水在MnO2催化下分解生成O2,可得出A装置中有关反应的化学方程式为2H2O22H2O+O2↑,故答案为:2H2O22H2O+O2↑;
(4)①实验最后最好再来个干燥管要防止外界空气中水蒸气和二氧化碳进入影响测定,造成测定含氧量偏小,故答案为:在E装置后再来个E装置,防止空气中水蒸气和二氧化碳进入影响测定;
②D管质量增加1.98g是水的质量,可得氢元素的质量:,E管质量增加6.6g为二氧化碳的质量,可得碳元素的质量:,从而可推出含氧元素的质量为:2.82g-1.8g-0.22g=0.8g,设最简式为CxHyOz,则x:y:z=,要确定有机物的分子式,还要知道有机物的相对分子质量或摩尔质量,故答案为:15:22:5;青蒿素的相对分子质量。
5. 研磨(或加热) 2Ca5(PO4)3(OH)+3H2O+10H2SO410CaSO4·0.5H2O+6H3PO4 > 80℃后,H2O2分解速率大,浓度显著降低 CaSO4微溶于水 (或)
【分析】(1)常用加快化学反应速率的措施有研磨,加热,溶解时搅拌等;
(2)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,反应过程为Ca5(PO4)3F和H2SO4反应,生成CaSO4•0.5H2O,H3PO4和HF,据此写出反应方程式根据反应方程式,是由H2SO4参加反应得到H3PO4,是由强酸制取弱酸;
(3)根据图像,80℃前随着温度升高,有机碳脱除率增大,80℃后随着温度升高,有机碳脱除率降低,考虑H2O2受热分解,导致H2O2浓度降低影响有机碳的脱除率;
(4)脱硫过程是加入CaCO3发生反应,脱硫时,CaCO3稍过量,与多余的硫酸反应生成CaSO4,而CaSO4微溶,所以充分反应后仍有残留,加入BaCO3可进一步提高硫的脱除率,由于BaCO3参加反应转化生成难溶的BaSO4,在沉淀转化的反应基础之上发生进一步反应促使正向进行程度增大,据此分析;
(5)根据滴定反应为:H3PO4+2NaOH═Na2HPO4+2H2O,进行计算。
【详解】(1)化学上常用研磨,加热,溶解时搅拌等措施来加快化学反应速率,根据流程图,加快化学反应速率的措施有:研磨,加热,故答案为:研磨,加热;
(2)酸浸时,磷精矿中Ca5(PO4)3F所含氟转化为HF,反应过程为Ca5(PO4)3F和H2SO4反应,生成CaSO4•0.5H2O,H3PO4和HF,所以化学反应方程式为:2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4•0.5H2O+6H3PO4+2HF,根据反应方程式,是由H2SO4参加反应得到H3PO4,通常情况下是由强酸制取弱酸,因此酸性强弱为:H2SO4>H3PO4,故答案为:2Ca5(PO4)3F+10H2SO4+5H2O10CaSO4•0.5H2O+6H3PO4+2HF;>;
(3)根据图像,80℃前随着温度升高,有机碳脱除率增大,80℃后随着温度升高,有机碳脱除率降低,考虑H2O2受热分解,导致H2O2浓度降低影响有机碳的脱除率,所以可以解释为:温度高于80℃时,H2O2的分解速率加快,导致H2O2的浓度降低,也就导致有机碳脱除率下降,故答案为:温度高于80℃时,H2O2的分解速率加快,导致H2O2的浓度降低,也就导致有机碳脱除率下降;
(4)脱硫过程是加入CaCO3发生反应,脱硫时,CaCO3稍过量,与多余的硫酸反应生成CaSO4,CaSO4微溶但相对来说仍具有一定的溶解度,所以充分反应后仍有残留,故答案为:CaCO3与多余的硫酸反应生成的CaSO4微溶;
(5)用NaOH滴定H3PO4至Na2HPO4的滴定反应为:H3PO4+2NaOH═Na2HPO4+2H2O,根据反应方程式,制磷酸中H3PO4的物质的量为:,
则精制磷酸中H3PO4的质量分数是故答案为:(或)
【点睛】本题考查无机流程分析,综合了化学反应原理,考查了元素周期律,无机含氧酸强度比较,陌生反应方程式的书写,沉淀溶解平衡原理,酸碱滴定反应相关计算,是一道考查综合知识的题,题目整体难度中等,有助于培养综合运用化学原理解决问题的能力。
6. +3 还原剂 若加硫酸过快,会发生反应,(或),SO2逸出,因此发生器中Na2SO3的利用率降低 蒸发浓缩 洗涤 、、
【分析】NaClO3与Na2SO3在浓硫酸的作用下生成ClO2,ClO2与双氧水和氢氧化钠生成和氧气,溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作获得纯净的NaClO2,据此分析解题。
【详解】(1)根据化合价之和为0可知,NaClO2中Cl元素的化合价为+3。
(2)ClO2发生器中Na2SO3的作用是将ClO还原为ClO2。
(3) ClO2吸收器中发生反应的化学方程式:。
(4)若加硫酸过快,发生器中Na2SO3的利用率降低,若加硫酸过快,会发生反应,(或),SO2逸出,因此发生器中Na2SO3的利用率降低。
(5)吸收器中的溶液经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥等操作获得纯净的NaClO2。
(6)在碱性条件下,用ClO2无害化处理含废水,生成物除H2O外,还生成一种无色气体与两种阴离子, 转化为碳酸根和氮气,离子反应方程式为:
7. a-b[或-(b-a)] AC 随温度升高,催化剂的催化效率(或活性)降低 5.88 阴极 2CO2+12e-+12H+=С2H4+4H2O 12NA(或7.224×1024)
【详解】(1)△H等于正反应的活化能与逆反应的活化能之差,由图像可知,△H =a-b kJ/mol;
(2)①A.加压反应速率增大,反应6H2(g)+2CO2(g) C2H4(g)+4H2O(g)的正反应是气体体积减小的反应,加压后平衡正向移动,CO2转化率增大,A符合题意;
B.升温可以加快反应速率,但由图像可知升温CO2的平衡转化率降低,B不符合题意;
C.增大H2的浓度可以加快反应速率,且可以使平衡正向移动,CO2转化率增大,C符合题意;
D.将产物从体系中不断分离出去会使反应速率降低,D不符合题意;
故选AC。
②由图可知,N的温度大于M,影响反应速率的外因中,效果比温度显著的是催化剂,若v(M)大于v(N),则可能是温度升高后,催化剂的活性降低,导致N点的反应速率下降;
③设H2的物质的量为4a,则CO2的物质的量为a,M点处CO2的转化率为50%,由题意得:
C2H4的体积分数=;
(3)M极上CO2转化为乙烯,发生还原反应,故M极为阴极;CO2得电子转化为乙烯,溶液中为酸性环境,阴极反应为2CO2+12e-+12H+=С2H4+4H2O;标准状况下22.4L乙烯为1mol,乙烯中的C为-2价,CO2的C为+4价,每个C失6e-,所以每个C2H4失12e-,故生成1mol C2H4时转移电子数为12 NA;
8. 碳酸氢钠在溶液条件下分解需要的能量比固体小 增大 1.12
【详解】I.(1)根据盖斯定律②+③-2①得,;
NaHCO3固体加热到100℃发生分解,但是加热NaHCO3溶液不到80℃就有大量CO2气体放出,说明碳酸氢钠在溶液条件下分解需要的能量比固体小,故答案为:;碳酸氢钠在溶液条件下分解需要的能量比固体小;
II.(2)根据图甲所示,300℃时H2还原SO2生成H2S和水,反应方程式为:,故答案为:;
(3) 根据图乙可知时间段以 SO2表示平均速率为:,故答案为:;
(4)根据原电池所示可知a为负极,b为正极,催化剂b表面O2发生还原反应,反应的电极方程式为:,电极附近pH增大,故答案为:增大;
(5) 根据原电池所示可知a为负极,负极失电子,电极反应为: ,故答案为:;
(6) 当外电路通过0.2 mol电子时,根据电极反应可知消耗氧气0.05mol,标况下消耗氧气的体积为:,故答案为:1.12L。
9. CH2=CH-C≡CH 碳碳双键、醚键 丙炔 СH3C≡CCOOH+C2H5OHСН3С≡ССООС2Н5+H2O 或
【分析】本题是一个新情景下的有机合成路线题,由合成路线结合反应条件和各自的分子式和结构简式可知,B为CH2=CH-C≡CH,E为CH3C≡CCOOH,其余物质的结构简式已经给出,据此进行解题。
(1)根据A→B、B→C均为加成反应,结合C的结构简式可知B的结构简式;
(2)由流程图中C的结构简式可知C中含有的官能团名称;根据流程图中D的结构简式可知其名称;
(3)根据D和反应条件可以推知E的结构简式,故可推知E→F的化学方程式;
(4)根据H的分子式和X的分子结构特点可以写出其中含有苯环,苯环上的一氯代物只有一种,不能与金属Na发生反应的一种同分异构体;
(5)合成采用逆推法可知,根据D→E→F以及酯化反应的条件可以选择该合成路线。
【详解】(1)根据流程图可知两分子的CH≡CH可以加成为B:CH2=CH-C≡CH,再与CH3OH加成为C,故B的结构简式为:CH2=CH-C≡CH,故答案为:CH2=CH-C≡CH;
(2)根据流程图中,C的结构简式为,故其中含有的官能团名称是碳碳双键、醚键;D的结构简式为CH3C≡CH,故其名称是丙炔,故答案为:;丙炔;
(3)由流程图结合分析可知,E的结构简式是CH3C≡CCOOH,故E→F即CH3C≡CCOOH和乙醇发生酯化反应,故其化学方程式是СH3C≡CCOOH+C2H5OHСН3С≡ССООС2Н5+H2O,故答案为:СH3C≡CCOOH+C2H5OHСН3С≡ССООС2Н5+H2O;
(4)H的分子式为C10H14O3,其分子中含有苯环,苯环上的一氯代物只有一种说明分子高度对称,且不能与金属Na发生反应说明分子中不会羟基和羧基,故其同分异构体有:或,故答案为:或;
(5)采用逆推法可知,可由和CH3OH通过酯化反应得到,根据题干流程图中D→E的信息可知可由与CO2在一定条件下获得,则可以苯乙烯先通过与溴单质加成后再氢氧化钠醇溶液中发生消去反应得到,故最终确定的合成路线为:;故答案为:。
10. 对二甲苯(或1,4-二甲苯) C10H12O2 取代反应 +NaCN+NaBr 4
【分析】B的结构式为,由① 可知A的结构式为:,由D的结构式和②可知C的结构式为:,由③可知E的结构式为:,G与甲醇和浓硫酸发生酯化反应生成H,由H逆推可知G为,结合E、G的分子式和信息②可知F的结构简式为:,据此分析解题。
【详解】(1)A的结构式为:A的化学名称是对二甲苯(或1,4-二甲苯);D的结构式为:,D的分子式为C10H12O2。
(2)E生成G的反应类型为取代反应,E中Cl原子被取代。
(3)由分析可知F的结构简式为。
(4)结合信息②可知B生成C的化学方程式为:+NaCN+NaBr。
(5)芳香化合物X是D的同分异构体,则符合①核磁共振氢谱中有4组峰,即4种不同环境的H;②结构中含酯基;③苯环上有三个取代基条件的同分异构体有4种。
(6)设计以甲苯()及甲醛为起始原料制备邻甲基苯乙酸()的合成路线:。
11. (1) 乙烯 羟基、酯基
(2)
(3)+2[Ag(NH3)2]OH
(4) 10 或
(5)
【分析】根据题干信息分析可知, C与D发生信息中加成反应生成E,结合E的结构简式可知C、D分别为CH3CHO、中的一种,B的分子式为C2H6O,B转化生成C,可知B为CH3CH2OH、C为CH3CHO,故D为;A与水反应生成乙醇,(1)中气体A对氢气的相对密度为14,则A为CH2=CH2;由H的结构可知,E发生消去反应生成F为,F发生银镜反应生成G为,G中氯原子水解引入羟基生成H,H与乙醇发生酯化反应生成3,4-二羟基肉桂酸乙酯;结合有机物的推导回答下列问题。
(1)
气体A对氢气的相对密度为14,根据相同条件下密度之比等于摩尔质量之比得出气体A的相对分子质量为28,所以气体A为C2H4;根据I的结构简式可知其中含氧官能团有羟基和酯基;
故答案为:乙烯;羟基、酯基;
(2)
根据题干信息分析可知, C与D发生信息中加成反应生成E,结合E的结构简式可知D为;
故答案为:;
(3)
F与银氨溶液反应醛基被氧化为羧酸铵,反应方程式为+2[Ag(NH3)2]OH;
故答案为:+2[Ag(NH3)2]OH;
(4)
芳香族化合物X是H的同分异构体,1molX与足量NaHCO3溶液反应可生成2molCO2,说明X分子含有2个羧基,苯环有1个侧-CH(COOH)2,苯环有2个侧链为-COOH、-CH2COOH,有邻、间、对3种位置关系,苯环有3个侧链为-COOH、-COOH、-CH3,2个羧基有邻、间、对3种位置关系,对应的甲基分别有2种、3种、1种,故符合条件的X共有1+3+2+3+1=10种,其中核磁共振氢谱的峰面积比为3:2:2:1的结构简式为、;
故答案为:10;或;
(5)
)模仿H的合成过程,乙醇氧化生成乙醛,乙醛与反应生成,再加热生成,最后用银氨溶液氧化、再酸化生成,合成路线流程图为:;
故答案为:。
12. (1)
(2) 非极性 AC
(3)
(4) 正四面体形
(5) 8
【解析】(1)
基态磷原子价电子排布式为3s23p3,根据构造原理P原子价电子轨道表示式为 ;
故答案为: ;
(2)
①CS2是非极性分子,H2O是极性分子,根据相似相溶原理,P4是非极性分子,易溶于CS2,难溶于水;
②A.黑磷晶体与石墨类似,所以层与层之间的作用力是分子间作用力,A 正确;
B.由图可知磷原子不在同一平面,为空间立体结构,黑磷晶体中磷原子杂化方式为sp3杂化,B错误;
C.黑磷晶体是与石墨类似的层状结构,所以也属于混合型晶体,C正确;
D.由图可知黑磷晶体的每一层中磷原子不完全在同一平面上,D错误;
故答案为:非极性;AC;
(3)
由晶胞结构可知阳离子位于体心,阴离子位于八个顶点,阴阳离子个数相同,分别为和,所以熔融时的电离方程式为;
故答案为:;
(4)
Fe3+与水会形成黄色的配离子[Fe(OH)]2+,为避免颜色干扰,常在Fe3+溶液中加入H3PO4形成无色的[Fe(PO4)2]3-,即形成更稳定的配合物,故由此推测与Fe3+形成的配离子更稳定的配体是,是中心原子为P,其中σ键电子对数为4,中心原子孤电子对数,则中心原子价层电子对数为4+0=4,P原子sp3杂化,立体构型为正四面体;
故答案为:;正四面体;
(5)
由图可知黑球在立方晶胞内部,一个晶胞中有8个黑球,灰球在顶点和面心,一个晶胞中灰球数目为,该晶胞的化学式为,所以黑球表示Rh原子,灰球表示P,以上底面心处P原子为研究对象,该晶胞中有4个Rh原子距离其最近,上方晶胞中还有4个Rh原子距离其最近,所以晶体中与P距离最近的Rh的数目为8;晶胞的体积为,晶胞的质量为,所以晶胞密度为;
故答案为:8;
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