青海省西宁市2020届-2022届高考化学三年模拟(一模)试题汇编-综合、推断、流程题
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一、工业流程题
1.(2020·青海西宁·一模)氟碳铈矿(主要成分为CeFCO3)是提取稀土化合物、冶炼铈的重要矿物原料,根据如图以氟碳铈矿为原料提取铈的工艺流程图,回答问题:
(1)CeFCO3中Ce的化合价为_____;氧化焙烧时不能使用陶瓷容器,原因是______。
(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO2,则酸浸时发生反应的离子方程式为_________。
(3)HT是一种难溶于水的有机溶剂,则操作I的名称为________。
(4)为了提高酸浸率,可以适当提高反应温度,但温度偏高浸出率反而会减小,其原因是__________。
(5)已知有机物HT能将Ce3+从水溶液中萃取出来,该过程可表示为:Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层)。向CeT3(有机层)中加入稀硫酸能获得较纯的含Ce3+水溶液,从平衡角度解释其原因:________。
(6)写出向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气得到产品Ce(OH)4的化学方程式:________。
(7)298K时,向c(Ce3+)=0.02 mol/L的溶液中加入氢氧化钠来调节溶液的pH,若反应后溶液pH=10,此时Ce3+是否沉淀完全?______。【要求列式计算,已知:Ksp[Ce(OH)3]=1.0×10-20,c(Ce3+)<1.0×10-5 mol/L视为沉淀完全】。
2.(2021·青海西宁·统考一模)是一种重要的杀菌消毒剂。实验室模拟生产的一种工艺如下:
已知:①是一种强氧化性气体,浓度大时易分解爆炸。在生产使用时要用稀有气体或空气等进行稀释,同时避免光照、震动等。②饱和溶液在温度低于38℃时析出晶体,高于38℃时析出的晶体是,高于60℃时分解成和NaCl。回答:
(1)中所含的化学键类型有___________;实验室制取的化学方程式是___________。
(2)上述流程中“反应”的离子方程式为___________;尾气吸收时的作用是___________。(填“氧化剂”或“还原剂”)。
(3)最近科学家又在“反应”步骤的基础上研究出用代替制备的新方法,其原理为:。该新方法最突出的优点是___________。
(4)测定产品的纯度。取上述所得产品7.5g溶于水配成1L溶液,取出20.00mL溶液于锥形瓶中,再加入足量酸化的KI溶液,充分反应后(被还原为,杂质不参加反应),加入2~3滴淀粉溶液,用标准液滴定,达到滴定终点时,溶液呈___________(填“蓝色”或“无色”),用去标准液24.00mL,计算产品的纯度___________。(提示:)
3.(2022·青海西宁·统考一模)铅蓄电池的拆解、回收和利用可以减少其对环境的污染,具有重要的可持续发展意义。利用废铅蓄电池的铅膏(主要成分为PbSO4、PbO2),还有少重Pb、Fe2O3、Al2O3)制备PbO的流程如图:
回答下列问题:
(1)步骤①将废铅膏研磨过筛的目的是____。
(2)向废铅膏粉中加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是____。
(3)溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、____。
(4)加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将脱硫铅膏中的含铅物质转化为(CH3COO)2Pb。PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是____。
(5)为使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO,需向溶液Ⅱ中分两次加入NaOH溶液。第一次加入的目的是____,过滤后,第二次加入NaOH溶液调节溶液的pH至少为____(已知:25℃,Ksp[Fe(OH)3]=4×10-38,Ksp[Pb(OH)2]=1×10-16)。
(6)若废铅膏中铅元素的质量分数为69%,用上述流程对1kg废铅膏进行处理,得到669gPbO,则铅的回收率为____%。
二、原理综合题
4.(2020·青海西宁·一模)中科院一项新研究成果实现了甲烷高效生产乙烯,其反应为:2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ΔH>0
物质
燃烧热(kJ/mol)
氢气
285.8
甲烷
890.3
乙烯
1411.5
(1)已知相关物质的燃烧热如表,完成热化学方程式:2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ΔH=__。
(2)温度为T1℃时,向1 L的恒容反应器中充入2 mol CH4,仅发生上述反应,反应0~15 min CH4的物质的量随时间变化如图1,实验测得10~15 min时H2的浓度为1.6 mol/L。
①若图1中曲线a、b分别表示在T1℃时,使用等质量的两种不同的催化剂时,达到平衡过程中n(CH4)变化曲线,判断:催化剂a_____b(填“优于”或“劣于”)。
②在15 min时改变反应条件,导致n(CH4)发生变化(见图1),则改变的条件可能是:_____(任答一条即可)。
(3)实验测得v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2),其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,温度为时,k正与k逆的比值为______(填数值)。若将温度由T1升高到T2,则反应速率增大的倍数v正_______ v逆(填“>”、“=”或“<”),判断的理由是_________。
(4)科研人员设计了甲烷燃料电池并用于电解(如图2)。电解质是掺杂了Y2O3与ZrO2的固体,可在高温下传导O2-。
①图中C处的Pt为_______(填“阴”或“阳”)极。
②该电池工作时负极的电极反应式为________。
③用该电池电解饱和食盐水,一段时间后收集到标准状况下气体总体积为112 mL,则阴极区所得溶液在25℃时pH=_______(假设电解前后NaCl溶液的体积均为500 mL)。
5.(2021·青海西宁·统考一模)含碳物质的价值型转化,有利于“减碳”和可持续发展。结合相关信息,回答:
(1)科学家用做催化剂,可将和H2O转化为甲烷。已知有关化学反应的能量变化如图所示,则该转化反应的热化学方程式为___________。
(2)用惰性电极电解溶液,可将空气中的转化为甲酸根,然后进一步可制得化工原料甲酸。发生反应的电极反应式为___________,若电解过程中转移1mol电子,阳极生成气体的体积(标准状况)为___________L。
(3)乙苯催化脱氢制取苯乙烯的反应为:+CO2(g) +CO(g)+H2O(g)
其反应历程如下:
①由原料到状态Ⅰ___________(填“放出”或“吸收”)能量。
②一定温度下,向恒容密闭容器中充入2mol乙苯和,起始压强为,平衡时容器内气体总物质的量为5mol,乙苯的转化率为___________,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数___________。
③乙苯平衡转化率与的关系如下图所示,解释乙苯平衡转化率随着变化而变化的原因___________。
6.(2022·青海西宁·统考一模)绿色能源是未来能源发展的重要方向,氢能是重要的绿色能源,利用生物乙醇来制取氢气的部分反应过程如图所示。
(1)已知:反应①:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1
反应②:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1
则反应Ⅰ的热化学方程式为____。
(2)反应Ⅱ在不同进气比[n(CO)∶n(H2O)]、不同温度下,测得相应的CO平衡转化率见表(各点对应的其他反应条件都相同)。
平衡点
a
b
c
d
n(CO)∶n(H2O)
0.5
0.5
1
1
CO平衡转化率/%
50
66.7
50
60
①a点平衡混合物中H2的体积分数为____,a、c两点对应的反应温度Ta____Tc(填“<”“=”或“>”),d点对应的平衡常数K=____。
②有利于提高CO平衡转化率的是____(填标号)。
A.增大压强 B.降低温度 C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)] D.分离出CO2
(3)反应Ⅱ在工业上称为一氧化碳的催化变换反应,若用[K]表示催化剂,则反应历程可用下式表示:
第一步:[K]+H2O(g)=[K]O+H2
第二步:[K]O+CO=[K]+CO2
第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应____。
(4)研究表明,CO催化变换反应的速率方程为=k(-)式中,yCO、、、分别表示相应的物质的量分数,Kp为平衡常数,k为反应的速率常数,温度升高时k值增大。在气体组成和催化剂一定的情况下,反应速率随温度变化的曲线如图所示。温度升高时,CO催化变换反应的Kp___(填“增大”“减小”)。根据速率方程分析,T>Tm时逐渐减小的原因是____。
三、有机推断题
7.(2020·青海西宁·一模)芳香族化合物A(C9H12O)常用于药物及香料的合成,有如图转化关系:
已知:①A的苯环上只有一个支链,支链上有2种不同化学环境的氢原子
②+CO2
回答问题:
(1)A的结构简式为_________,A生成B的反应类型为________。
(2)C的化学式为___________。
(3)由D生成E的反应条件为__________。
(4)H中所含官能团的名称为_____________。
(5)I的结构简式为___________。
(6)由E生成F的化学方程为________。
(7)F有多种同分异构体,写出一种符合下列条件的同分异构体的结构简式________。
①能够发生水解反应和银镜反应;
②属于芳香族化合物且分子中只有一个甲基;
③核磁共振氢谱具有5种不同的吸收峰。
8.(2021·青海西宁·统考一模)化合物N是一种具有玫瑰香味的香料,可用作化妆品和食品的添加剂。实验室制备N的两种合成路线如下:
已知:i.(、为烃基,为H或烃基)
ii. R1COOR2+R2OH(、、为烃基)
回答下列问题:
(1)A→B所需的试剂是___________,H的化学名称是___________。
(2)J中所含官能团的名称是___________。
(3)K→L的反应类型是___________。
(4)G的结构简式为___________,M的结构简式为___________。
(5)I与新制悬浊液发生反应的方程式为___________。
(6)K有多种同分异构体,写出两种满足下列条件的同分异构体的结构简式___________、___________。
①属于芳香族化合物; ②能发生银镜反应; ③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1∶1∶2∶6
9.(2022·青海西宁·统考一模)2021年诺贝尔生理学或医学奖颁发给发现温度和触觉感受器的两位科学家,其中温度感受器的发现与辣椒素有关。辣椒素1的一种合成路线如图(部分试剂或产物已略去)。
已知:R1—CH2BrR1—CH=CH—R2,请回答下列问题:
(1)A→B的反应类型____。
(2)D中的官能团名称为____;C的结构简式为____。
(3)F→G的化学反应方程式为____。
(4)G的同分异构体中,同时符合下列条件的有_____种(不含立体结构),其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为_____。
①能与FeCl3溶液发生显色反应;
②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体。
(5)如图是利用Wittig反应,设计的以溴化苄()为原料合成的路线。
M
①合成路线中a的反应条件为____。
②写出反应b的化学方程式:____。
参考答案:
1. +3 陶瓷会与生成的HF反应 2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O 分液 温度升高,双氧水发生分解,造成浸出率偏小 向混合液中加入稀硫酸,使c(H+)增大,平衡向生成Ce3+水溶液方向移动 4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4 是
【分析】氟碳铈矿主要化学成分为CeFCO3,由流程可知,氧化焙烧生成二氧化碳、HF气体及CeO2,再加稀硫酸、过氧化氢,发生氧化还原反应:2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O,溶液中加入萃取剂HT,操作I为分液将溶液中的Ce3+萃取出来,再加入稀硫酸得含有Ce3+的溶液,调节溶液的pH得到Ce(OH)3沉淀,再经过氧气氧化发生4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4,过滤、洗涤、干燥可得Ce(OH)4产品,以此来解答。
【详解】(1)CeFCO3中CO32-整体显-2价,F显-1价,根据化合物中正、负化合价代数和为0,可知Ce的价态为+3价;氧化焙烧时不能使用陶瓷容器,这是由于陶瓷容器中含有SiO2,SiO2与HF发生反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O,因此在该流程氧化焙烧时不能使用陶瓷容器;
(2)氧化焙烧后的产物之一为CeO2,酸浸时,CeO2与硫酸、H2O2发生氧化还原反应,产生Ce2(SO4)3、O2、H2O,该反应的离子方程式为2CeO2+H2O2+6H+=2Ce3++O2↑+4H2O;
(3)操作I是得到溶液和有机相,是分离互不相容的两层液体物质,因此操作I的名称为分液;
(4)酸浸时加入H2O2,H2O2不稳定,在高温下会发生分解,造成浸出率偏小;
(5)该过程中存在Ce3+(水层)+3HT(有机层)CeT3(有机层)+3H+(水层),向混合液中加入稀硫酸,使溶液中c(H+)增大,化学平衡逆向移动,即向生成Ce3+水溶液的方向移动,从而能获得较纯的含Ce3+水溶液;
(6)向Ce(OH)3悬浊液中通入氧气,发生氧化还原反应得到产品Ce(OH)4,该反应的化学方程式为:4Ce(OH)3+O2+2H2O=4Ce(OH)4;
(7)298K时,向c(Ce3+)=0.02 mol/L的溶液中加入NaOH溶液来调节溶液的pH,若反应后溶液pH=10,则c(OH-)=1.0×10-4 mol/L, Ce3+若形成沉淀,c(Ce3+)×c3(OH-)>Ksp[Ce(OH)3],而此时溶液中c(Ce3+)=mol/L=1.0×10-8 mol/L<1.0×10-5 mol/L,因此Ce3+沉淀完全。
【点睛】本题考查了化学方程式和离子方程式的书写、混合物分离提纯及溶度积常数的应用,把握物质的性质、混合物分离方法、实验技能为解答的关键,侧重考查学生的分析与实验能力,注意氧化还原反应规律及元素化合物知识的应用。
2. 离子键、共价键 还原剂 反应生成对起稀释作用,防止浓度过大时分解爆炸 无色 90.5%
【分析】实验流程中反应:,流程中电解反应为,ClO2尾气吸收用氢氧化钠和过氧化氢反应,也得到NaClO2溶液,获得NaClO2操作的步骤时①加热蒸发,②趁热过滤,③洗涤,④干燥,得到成品。
【详解】(1) 中阴离子和阳离子之间为离子键,氯原子和氧原子之间为共价键,故含有离子键和共价键;实验室制取的化学方程式是;
(2) 上述流程中“反应”的离子方程式为;尾气吸收时过氧化氢在反应中化合价升高,做还原剂;
(3)用硫酸酸化的草酸溶液还原氯酸钠,其优点是提高了生产及储存、运输的安全性,源信使反应过程产生的二氧化碳气体对起到了稀释作用;
(4) 用标准液滴定,达到滴定终点时,溶液呈无色;与足量酸化的KI溶液,反应为,令样品中的物质的量为x,则,解得x=1.25×10-3mol,10mL样品中m()=0.00125mol×90.5g/mol,原样品中的质量分数为:。
3.(1)增大反应物接触面积,提高反应速率
(2)PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O
(3)SO、AlO
(4)PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑
(5) 除去多余的CH3COOH并将Fe3+转为沉淀除去 8.7
(6)89.2%
【分析】加入NaOH可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O,NaOH溶液与杂质中Al2O3反应生成NaAlO2和水,溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、SO、AlO,加入CH3COOH溶液和H2O2溶液可将PbO2转化为(CH2COO)2Pb,化学方程式是PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑,杂质Fe2O3与醋酸反应生成Fe3+,第一次加入NaOH溶液除去杂质铁离子,第二次使Pb2+完全沉淀并获得纯净的PbO;
【详解】(1)步骤①将废铅膏研磨过筛的目的是增大反应物接触面积,提高反应速率;
(2)加入NaOH溶液可将PbSO4转化为PbO,反应的离子方程式是PbSO4+2OH-=PbO+SO+H2O;
(3)NaOH与Al2O3反应生成NaAlO2和水,溶液Ⅰ中主要含有的阴离子有OH-、SO、AlO;
(4)加入H2O2溶液与PbO2发生氧化还原反应生成Pb2+,与CH3COOH溶液和反应转化为(CH3COO)2Pb,则PbO2转化为(CH2COO)2Pb的化学方程式是PbO2+ H2O2+2CH3COOH=(CH2COO)2Pb+2H2O+O2↑;
(5)杂质Fe2O3与醋酸反应生成Fe3+,第一次加入NaOH溶液的目的是除去多余的CH3COOH并将Fe3+转为沉淀除去;过滤除去Fe(OH)3沉淀后,第二次加入NaOH溶液调节溶液的pH恰好开始沉淀Pb2+,由溶解平衡:Pb(OH)2Pb2++2OH-,则,25℃时,调节溶液的pH至少为8.7;
(6)669gPbO中铅元素的质量为,1kg废铅膏中铅元素的质量为1000g×69%=690g,则铅的回收率为。
4. +202.5 kJ/mol 劣于 升高温度或减小压强 12.8 > 升高温度,正、逆反应速率都加快,平衡正向移动,v(正)>v(逆),说明正反应速率增大的倍数多于逆反应速率增大的倍数 阳 CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O 12
【详解】(1)根据已知条件,可得热化学方程式:
①H2(g)+O2(g)=H2O(l) ;ΔH=-285.8 kJ/mol;
②CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l); ΔH=-890.3 kJ/mol;
③C2H4(g)+3O2(g)=2CO2(g)+2H2O(l) ;ΔH=-1411.5kJ/mol;
根据盖斯定律,将②×2-①×2-③,整理可得:2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ΔH=+202.5 kJ/mol;
(2)①若图1中曲线a、曲线b分别表示在温度T1时,使用质量相同但表面积不同的催化剂时,达到平衡过程中n(CH4)变化曲线,可知:b催化剂表面积大,反应速率越快,达到平衡所需时间越短,先达到平衡,该催化剂性能好,b先达到平衡,说明催化剂a劣于催化剂b;
②15 min时,若改变外界反应条件,n(CH4)发生图中所示变化,物质的量随时间变化减小,说明平衡正向进行,正反应为气体体积增大的吸热反应,升高温度或减小压强,平衡正向进行,符合图象变化,故改变的条件是升高温度或减小压强;
(3) v正=k正c2(CH4),v逆=k逆c(C2H4)·c2(H2),其中k正、k逆为速率常数仅与温度有关,温度不变平衡常数不变,反应达到平衡状态时,正、逆反应速率相同,得到T1温度时k正与k逆的比值;k正c2(CH4)=k逆c(C2H4)·c2(H2), ,对于反应2CH4(g)⇌C2H4(g)+2H2(g) ,反应开始时n(CH4)=2 mol,n(C2H4)=n(H2)=0,反应达到平衡时,H2的浓度为1.6 mol/L,由于容器的容积是1 L,所以平衡时气体的物质的量与浓度数值相等,各种物质的平衡浓度分别是:c(CH4)=(2 -1.6)mol/L=0.4 mol/L,n(C2H4)=0.8 mol/L,n(H2)=1.6 mol/L,因此平衡时K= mol/L=12.8 mol/L,即=12.8 mol/L;升高温度,正、逆反应速率都加快。由于该反应的正反应为吸热反应,根据平衡移动原理:升高温度,平衡向吸热反应方向移动,说明正反应速率增大的倍数大于逆反应速率增大的倍数,速率增大后,由于v(正)>v(逆),使化学平衡正向移动;
(4)①甲烷燃料电池中通入甲烷的电极为原电池负极,通入氧气的电极为原电池的正极,C极与原电池的正极连接为阳极;
②在原电池负极,CH4失去电子生成CO2,传导离子是O2-,结合电荷守恒、原子守恒,可得负极的电极反应式:CH4-8e-+4O2-=CO2+2H2O;
③n(H2+Cl2)==0.005 mol,根据电解反应方程式:2NaCl+2H2OCl2↑+H2↑+2NaOH,可知每反应产生2 mol气体,同时在阴极得到2 mol NaOH,现在反应产生0.005 mol气体,因此反应产生了0.005 mol NaOH,由于溶液的体积是0.5 L,则阴极附近溶液中c(NaOH)==0.01 mol/L,在室温下水的离子积常数Kw=10-14(mol/L)2,c(H+)= mol/L=10-12 mol/L,所以溶液的pH=12。
5. 5.6 吸收 50% 随着二氧化碳压强增大,二氧化碳浓度增大,乙苯平衡转化率增大;二氧化碳压强继续增大,会造成乙苯在催化剂表面的吸附率下降,使乙苯平衡转化率随着p(CO2)的增大反而减小
【详解】(1)由甲、乙、丙三图可以分别得出一下热化学方程式:,,,根据盖斯定律:-(①+②+③×2)得;
(2)二氧化碳转化为HCOO-得到2个电子,用OH-平衡电荷,电极反应式为;阳极电解生成氧气,电极方程式计算,电解过程中转移1mol电子,生成氧气的体积(标准状况)为0.25mol×22.4L/mol=5.6L;
(3)①由原料到状态Ⅰ发生化学键的断裂,需要吸收能量,原料到状态Ⅰ吸收能量;
②设乙苯反应了xmol,列出三段式,平衡时容器内气体总物质的量为5mol=2-x+2-x+3x,解得x=1,乙苯的转化率为,平衡后压强为,;
③一定范围内,p(CO2)越大,说明在原料中二氧化碳的配比越高,则乙苯平衡转化率越高;二者首先吸附在催化剂表面上,当二氧化碳在催化剂表面吸附率过高时,会造成乙苯在催化剂表面的吸附率下降,使乙苯平衡转化率随着p(CO2)的增大反而减小。
6.(1)CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g) = +255.9kJ/mol
(2) 16.67% > 2.25 BD
(3)大
(4) 减小 Kp减小对的降低大于k增大对的提高
【解析】(1)
已知:反应①:CH3CH2OH(g)+3H2O(g)=2CO2(g)+6H2(g) ΔH1=+173.5kJ·mol-1反应②:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1,则反应I为:CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g)可由①-2②得到,根据盖斯定律可知,=ΔH1-2ΔH2=(+173.5kJ·mol-1)-2×( -41.2kJ·mol-1)=+255.9kJ/mol,故答案为:CH3CH2OH(g)+H2O(g)=2CO(g)+4H2(g) = +255.9kJ/mol;
(2)
①由三段式分子可知,,a点平衡混合物中H2的体积分数为=16.67%,已知反应II CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1是一个放热反应,升高温度,平衡逆向移动,CO的转化率减小,而增大CO的用量平衡正向移动,但CO的转化率减小,比较a、c两点可知,c点中CO的用量大于a点,而a点和c点的CO的转化率相等,则c点温度低于a点,由三段式可知,d点对应的平衡常数K===2.25,故答案为:16.67%;>;2.25;
②由反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1可知,该反应正反应是一个气体体积不变的放热反应,据此分析解题:
A.增大压强平衡不移动,A不合题意;
B.降低温度平衡正向移动,CO的平衡转化率增大,B符合题意;
C.增大进气比[n(CO)∶n(H2O)]即增大CO的用量,平衡正向移动,根据勒夏特列原理可知,CO的平衡转化率减小,C不合题意;
D.分离出CO2即减小生成物CO2浓度,平衡正向移动,则CO的平衡转化率增大,D符合题意;
故答案为:BD;
(3)
已知反应的活化能越大,反应速率越慢,故第二步比第一步反应慢,则第二步反应的活化能比第一步反应大,故答案为:大;
(4)
由反应CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41.2kJ·mol-1可知,则温度升高时,平衡逆向移动,故CO催化变换反应的Kp减小,根据速率方程分析,T>Tm时,温度升高,k值增大,结合CO催化变换反应的速率方程为=k(-),可知温度升高,k增大,Kp减小,由于Kp减小对的降低大于k增大对的提高,导致随温度升高而减小,故答案为:减小;Kp减小对的降低大于k增大对的提高。
7. 消去反应 C8H8O NaOH水溶液、加热 羟基、羧基 2+O22+2H2O 或
【分析】A是芳香族化合物且苯环侧链上有两种处于不同环境下的氢原子,A的不饱和度==4,则侧链没有不饱和键,根据A的分子式,可知A为;B能发生加成反应,说明B分子中含有碳碳双键,则A发生消去反应生成B,B为;B和溴发生加成反应生成D为;B发生氧化反应生成C,结合信息②,可知C为;D发生水解反应生成E为;E发生催化氧化反应生成F为,F含有醛基,与银氨溶液水浴加热,发生银镜反应,然后酸化得到H为,H发生缩聚反应生成I为。
【详解】根据上述分析可知:A是,B是,C是,D是,E是,F是,H是,I是。
(1)根据上述分析可知A的结构简式为,A与浓硫酸混合加热,发生消去反应产生B:,所以A生成B的反应类型为消去反应。
(2)C结构简式是,化学式为C8H8O。
(3) D是,E是,D是氯代烃,与NaOH的水溶液混合加热,发生取代反应产生E,所以由D生成E的反应条件为NaOH水溶液、加热。
(4)H是,H中所含官能团的名称为羟基、羧基。
(5)I的结构简式为。
(6) E是,F是,由于E中含有-CH2OH,该羟基可在Cu为催化剂条件下,加热,被氧化变为醛基:-CHO,物质由E变为F。则由E生成F的化学方程为2+O22+2H2O;
(7)F是,F有多种同分异构体,其同分异构体符合下列条件:
①能够发生水解反应和银镜反应,根据物质分子中含有的O原子数可知含有HCOO—;
②属于芳香族化合物且分子中只有一个甲基;
③核磁共振氢谱具有5种不同的吸收峰,说明分子中含有5种不同位置的H原子,则其可能的结构为:或。
【点睛】本题考查有机物推断和有机合成,熟练掌握有机物官能团性质及其转化是本题解答的关键。注意对给予信息的理解,明确官能团变化、碳链变化,注意采用正、逆推断向结合的方法进行推断,侧重考查学生知识综合运用、知识迁移能力。
8. 铁粉和液溴 苯甲醛 碳碳双键、羧基 酯化(或取代)反应 +NaOH+2Cu(OH)2Cu2O↓+3H2O+ 、、
【分析】通过A的分子式、C的结构简式,可知A为,A与溴发生取代反应生成B,故B为,对比D、F的结构,结合BC的转化,可知D中羟基被溴原子取代生成E,故E为,对比F、N的结构,根据信息i可知G为,苯甲醛与乙醛脱去1分子水生成I,被氢氧化铜氧化后、酸化生成J,故J为,K与甲醇发生酯化反应生成L,L与M发生信息ii中反应生成N,由K的分子式、N的结构可知J中碳碳双键与氢气发生加成反应生成K,故K为,则L为,M为CH3MgBr,据此解答。
【详解】(1)AB是苯转化为,反应所需试剂是液溴、铁粉;H为,其化学名称为苯甲醛;
(2) J为,所含官能团的名称是碳碳双键、羧基;
(3)KL为羧酸与醇发生脱水,为酯化反应;
(4) 根据分析,G的结构简式为;M的结构简式为CH3MgBr;
(5) I为与新制悬浊液发生反应的方程式为+NaOH+2Cu(OH)2Cu2O↓+3H2O+;
(6) K为①属于芳香族化合物说明含有苯环;②能发生银镜反应说明含有醛基;③核磁共振氢谱有4组峰,峰面积比为1∶1∶2∶6说明有4种H,故满足这些条件的同分异构体的结构简式为、、。
9.(1)取代反应
(2) 羧基和碳碳双键 (CH3)2CHCHO
(3)+CH3ONa +NaBr
(4) 13
(5) NaOH水溶液、加热 2+O2 2+2H2O
【分析】由题干有机合成路线图中B、D的结构简式和B到D的转化条件并结合已知信息可知,C的结构简式为:(CH3)2CHCHO,由E、G的结构简式和E到F、F到G的转化条件可知F的结构简式为:,(4)由题干流程图可知,G的分子式为:C8H8O3,则同时符合下列条件:①能与FeCl3溶液发生显色反应即含有酚羟基,②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体即含有羧基,G的同分异构体中若含两个取代基即-OH、-CH2COOH则有邻、间、对三种,若含有三个取代基即-OH、-COOH和-CH3,则先考虑前2个取代基有邻间对三种位置关系,再连接第3个取代基时有分别有4种、4种和2种,则一共有3+4+4+2=13种,其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为,(5) 由题干已知Wittig反应的信息,可推知M的结构简式为:,据此分析解题。
【详解】(1)由题干流程图可知,A→B即A分子中的醇羟基被Br所代替,故该反应的反应类型为取代反应,故答案为:取代反应;
(2)由题干流程图中D的结构简式可知D中的官能团名称为羧基和碳碳双键,由分析可知,C的结构简式为(CH3)2CHCHO,故答案为:羧基和碳碳双键;(CH3)2CHCHO;
(3)由分析可知,F的结构简式为,则F→G即和CH3ONa生成和NaBr,故该反应的化学反应方程式为+CH3ONa +NaBr,故答案为:+CH3ONa +NaBr;
(4)由题干流程图可知,G的分子式为:C8H8O3,则同时符合下列条件:①能与FeCl3溶液发生显色反应即含有酚羟基,②能与饱和碳酸氢钠溶液反应放出气体即含有羧基,G的同分异构体中若含两个取代基即-OH、-CH2COOH则有邻、间、对三种,若含有三个取代基即-OH、-COOH和-CH3,则先考虑前2个取代基有邻间对三种位置关系,再连接第3个取代基时有分别有4种、4种和2种,则一共有3+4+4+2=13种,其中核磁共振氢谱为五组峰的结构简式为,故答案为:13;;
(5)①由题干信息可知,合成路线中a即卤代烃发生水解反应生成醇,故该转化的反应条件为NaOH水溶液、加热,故答案为:NaOH水溶液、加热;
②由题干已知Wittig反应的信息,可知合成:是由和,则反应b是由催化氧化转化为的过程,该反应的化学方程式为:2+O2 2+2H2O,故答案为:2+O2 2+2H2O。
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