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2021-2022学年江西省宜春市上高二中高二(下)第四次月考化学试卷(3月份)(含答案解析)
展开2021-2022学年江西省宜春市上高二中高二(下)第四次月考化学试卷(3月份)
1. 下列说法正确的是( )
A. 属于醛类,官能团为−CHO
B. 的名称为2−甲基−1,3−二丁烯
C. 与含有相同的官能团,互为同系物
D. 的名称为2−乙基−1−丁烯
2. 据报道,近来发现了一种新的星际分子氰基辛炔,其结构简式为CH≡C−C≡C−C≡C−C≡C−C≡N。下列对该物质的判断正确的是( )
A. 属于不饱和烃 B. 不能使酸性KMnO4溶液褪色
C. 所有原子都在同一条直线上 D. 可由乙炔和含氮化合物加聚制得
3. 下列反应属于取代反应的是( )
A. CH4+2O2点燃CO2+2H2O
B. CH2=CH2+Br2→BrCH2CH2Br
C. CH3CH2CH2Cl+NaOH→△酸CH3CH=CH+NaCl+H2O
D. +H2O→△酸+HCl
4. 如图为提炼“学神品体”的实验操作流程,有关说法正确的是( )
A. 溶解、过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗
B. 蒸馏时若选择球形冷凝管,冷凝效果更好
C. 渗析使用的半透膜是一种离子交换膜
D. 流程中的操作都是物理变化
5. EPA,DPA,DHA(结构式如下图)是三种w−3不饱和脂肪酸,是人体大脑发育、成长的重要物质.下列说法不正确的是( )
A. EPA与DPA互为同系物
B. DPA与DHA互为同分异构体
C. EPA的分子式为:C20H30O2
D. EPA、DPA、DHA均能使溴的四氯化碳溶液褪色
6. NA为阿伏加德罗常数,下列说法正确的是( )
A. 7.8g苯所含碳碳双键数目为0.3NA
B. 28g乙烯所含共用电子对数目为6NA
C. 标准状况下,11.2L二氯甲烷所含分子数为0.5NA
D. 现有乙烯、丙烯、丁烯的混合气体共14g,其原子数为2NA
7. 某烯烃与HCl加成后只能得到唯一产物2,3−二甲基−2−氯丁烷,则该烯烃的名称是( )
A. 3,3−二甲基−1−丁烯 B. 2,3−二甲基−2−丁烯
C. 2,3二-甲基−3−丁烯 D. 2,3−二甲基−1−丁烯
8. 一种“本宝宝福禄双全”的有机物曾经刷爆朋友圈,其结构简式为,该物质的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”谐音且两个醛基位于苯环间位的有机物有( )
A. 4种 B. 5种 C. 6种 D. 7种
9. 近年来被网络炒得火热的抗衰老“神药”白藜芦醇结构简式如图所示,下列关于白藜芦醇说法错误的是( )
A. 分子式为C14H12O3 B. 存在顺反异构
C. 所有碳原子可能共平面 D. 属于醇类,能发生加成反应、取代反应
10. 在通常情况下,下列各组物质的性质排列不正确的是( )
A. 沸点:戊烷>2−甲基丁烷>乙醇 B. 同分异构体种类:戊烷<戊烯
C. 密度:苯<水<1,2−二溴乙烷 D. 点燃时火焰明亮程度:乙烯>乙烷
11. 已知2−丁烯有顺、反两种异构体,在某条件下两种气体处于平衡,下列说法正确的是( )
△H=−4.2kJ/mol
A. 反−2−丁烯和顺−2−丁烯具有相同的熔沸点
B. 顺−2−丁烯比反−2−丁烯更稳定
C. 反−2−丁烯和顺−2−丁烯的核磁共振氢谱都有两个峰
D. 加压和降温有利于平衡向生成顺−2−丁烯反应方向移动
12. 苯甲酸的熔点为 122.13℃,微溶于水,易溶于酒精,实验室制备少量苯甲酸的流程如下:
下列叙述不正确的是( )
A. 冷凝回流的目的是提高甲苯的转化率
B. 加入 KMnO4 反应后紫色变浅或消失,有浑浊生成
C. 操作 1 为过滤,操作 2 为酸化,操作 3 为过滤
D. 得到的苯甲酸固体用酒精洗涤比用水洗涤好
13. 分子式为C8H10的芳香烃,其一氯代物的种类数是( )
A. 9 B. 12 C. 14 D. 16
14. 某混合气体由一种气态烷烃和一种气态烯烃组成,在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,在标准状况下,将13.44L混合气体通入足量溴水,溴水质量增重8.4g。下列说法错误的是( )
A. 混合气体中一定含有甲烷
B. 13.44L混合气体中含有烷烃的物质的量为0.45mol
C. 此烯烃有两种同分异构体
D. 混合气体中烷烃与烯烃的物质的量之比为3:1
15. 金刚烷是一种重要的化工原料,工业上可通过下列途径制备:
下列说法正确的是( )
A. 环戊二烯分子中所有原子可能共面
B. 金刚烷的二氯代物有5种
C. 二聚环戊二烯与HBr加成反应最多得8种产物
D. 上述四种烃均能使溴的四氯化碳溶液褪色
16. 工业上电解法处理含镍酸性废水并得到单质Ni的原理如图所示。下列说法不正确的是( )
已知:①Ni2+在弱酸性溶液中发生水解
②氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度)
A. 碳棒上发生的电极反应:4OH−−4e−=O2↑+2H2O
B. 电解过程中,B中NaCl溶液的物质的量浓度将不断减少
C. 为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH
D. 若将图中阳离子膜去掉,将A、B两室合并,则电解反应总方程式发生改变
17. 现有下列7种有机物:
①CH3CH3
②CH3CH2OH
③CH3COOC2H5
④
⑤CH2=CHCH3
⑥CH3CH2CH2CH3
⑦CH3CH2C(CH3)2CH3,
请回答:
(1)分别写出有机物②与⑤所含官能团的名称 ______。
(2)核磁共振氢谱有三个峰的是 ______(填序号)。
(3)有机物④的系统命名为 ______。
(4)键线式的系统命名为 ______;
(5)物质乙的分子式为C4H8O2,1mol乙与足量的Na反应可生成1molH2,且乙不能使溴的CCl4溶液褪色,乙分子中的官能团连在相邻的碳原子上。乙的核磁共振氢谱图中有3个峰,面积比为2:1:1.则乙的结构简式为 ______。
(6)有一种烃的结构酷似一只篮子,其结构式如图,则其二氯代物有 ______种结构。
18. 甲醇是重要的化工原料,在生产生活中应用广泛,碳氧化物与氢气在一定条件下可合成甲醇。回答下列问题:
Ⅰ.一氧化碳与氢气合成甲醇的反应为CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)。在①、②、③容积不等的恒容密闭容器中,均充入0.1molCO和0.2molH2,在催化剂作用下发生上述反应,测得三个容器中平衡混合物中CH3OH的体积分数随温度的变化如图所示:
(1)该反应的正反应为 ______反应(填“放热”或“吸热”)。
(2)容器的容积①______③(填“>”“<”或“=”)。
(3)P点时,H2的转化率为 ______;若其他条件不变,将恒容密闭容器改为恒压密闭容器,平衡后H2的转化率将 ______(填“增大”“减小”或“不变”)。
Ⅱ.二氧化碳与氢气合成甲醇的主要反应如下:
反应①:CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=−58kJ/mol
反应②:CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41kJ/mol
(1)反应时温度控制在230∼280℃之间,温度不能过高的原因是 ______。
(2)一定条件下,向刚性容器中充入物质的量之比为1:3的CO2(g)和H2(g)发生上述反应。达到平衡时CO2的转化率为20%,CH3OH的选择性为75%[CH3OH的选择性=n(CH3OH)n(CO)+n(CH3OH)×100%],则反应②的平衡常数Kp=______。(Kp为以分压表示的平衡常数)
Ⅲ.酸性CH3OH燃料电池具有低温快速启动、燃料洁净环保、电池结构简单等特性,其放电时负极的电极反应式为 ______。
19. 为测定某有机化合物A的结构,进行如下实验:
Ⅰ.分子式的确定:
(1)将有机物A置于氧气流中充分燃烧,实验测得生成7.2gH2O和13.2gCO2,消耗氧气10.08L(标准状况),则该物质中各元素的原子个数之比是_______________________________。
(2)用质谱仪测定该有机化合物的相对分子质量,得到如图①所示质谱图,则其相对分子质量为_______,该物质的分子式是______________。
(3)根据价键理论,预测A可能的结构简式: _______________________________________________。
Ⅱ.结构式的确定:
(4)核磁共振氢谱能对有机物分子中不同位置的氢原子给出不同的峰值(信号),根据峰值可以确定分子中氢原子的种类和数目。经测定,有机物A的核磁共振氢谱如图②,则A的结构简式为__________________________。
20. 按要求回答下列问题:
(1)有机物CHBr2CHBr2系统命名法名称为______。
(2)邻羟基苯甲酸俗名水杨酸,其结构简式为,水杨酸的同分异构体中有一类物质属于酚类,但不属于酯类也不属于酸类,则它的结构中除了羟基之外,必定还有的官能团的电子式______,这类物质的结构式共有______种。
(3)某炔烃与足量的氢气催化加成得到烷烃,且烷烃满足的条件:①主链含5个碳原子②两个支链:一个甲基、一个乙基。则该炔烃可能有______种结构。
(4)现有一种共轭二烯烃A。A与足量H2充分反应后得到烃B。B的结构简式如图所示。不考虑顺反异构体的情况下,A的可能结构有______种。
21. 1,2−二溴乙烷常用作杀虫剂,某同学用如图装置制备1,2−二溴乙烷。
已知:1,2−二溴乙烷的沸点为131℃,熔点为9.3℃。
实验步骤:
Ⅰ、按图示连接装置,先将C与D连接处断开,再对装置A中粗砂加热,待温度升到150℃左右时,连接C与D,并迅速将A内反应温度升温至160∼180℃,从滴液漏斗中慢慢滴加乙醇和浓硫酸混合液,装置D试管中装有6.0mL10mol/LBr2的CCl4溶液,待Br2的CCl4溶液褪色后,进行1,2−二溴乙烷的纯化。
完成下列填空:
(1)反应前装置A中加入少量粗砂目的是 ______。
(2)装置B中玻璃管的作用是 ______。
(3)先将C与D连接处断开的原因是 ______。
(4)装置D的烧杯中需加入冷却剂,下列冷却剂合适的为 ______。
a.冰水混合物
b.5℃的水
c.10℃的水
Ⅱ、1,2−二溴乙烷的纯化
步骤①:冷却后,把装置D试管中的产物转移至分液漏斗中,用1%的氢氧化钠水溶液洗涤。
步骤②:用水洗至中性。
步骤③:“向所得的有机层中加入适量无水氯化钙,过滤,转移至蒸馏烧瓶中蒸馏,收集130∼132℃的馏分,得到产品7.896g。
(5)步骤①中加入1%的氢氧化钠水溶液时,发生反应的离子方程式为 ______。
(6)步骤③中加入无水氯化钙的作用为 ______。该实验所得产品的产率为 ______。
答案和解析
1.【答案】D
【解析】
【分析】
本题重点考查根据官能团判断物质所属类别以及系统命名法,考查内容较为基础,题目难度不大。
【解答】
根据结构判断官能团,熟悉常见官能团的结构,并能根据官能团确定物质类别。
系统命名法的步骤:选主链-标序号-写名称。
A.官能团为−COO−,属于酯类,故A错误;
B.烯烃系统命名法中,若含有多个双键,应在“某烯”前用“二、三……”表示双键个数,因此正确名称为“2−甲基−1,3−丁二烯”,故B错误;
C.羟基与苯环直接相连为酚类物质,属于醇类,属于酚类,同系物必须为同一类物质,因此二者不互为同系物,故C错误;
D.烯烃系统命名法选择含双键的最长碳链为主链,并使双键的位号最小,因此名称为“2−乙基−1−丁烯”,故D正确;
故选:D。
2.【答案】C
【解析】解:A.该有机物中除了含有C、H元素外还含有N元素,所以不属于烃,故A错误;
B.含有碳碳三键,碳碳三键能被酸性高锰酸钾溶液氧化,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故B错误;
C.该分子中碳碳三键、碳氮三键均通过一个碳碳单键连接,碳碳三键、碳氮三键及其连接的原子共直线,该分子中所有原子处于同一直线上,故C正确;
D.加聚生成高分子化合物,该物质为小分子,则不能由乙炔和含氮化合物加聚制得,不符合加成聚合反应的特点,故D错误;
故选:C。
A.烃只含有C、H两种元素;
B.分子中含有碳碳三键,具有炔烃的性质;
C.碳碳三键、碳氮三键及其连接的原子共直线;
D.该物质不是高聚物。
本题考查有机物结构和性质,侧重考查炔烃性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键,利用知识迁移方法判断原子是否共直线,题目难度不大。
3.【答案】D
【解析】解:A.甲烷燃烧生成二氧化碳与水,属于氧化反应,故A错误;
B.乙烯和单质溴反应生成二溴乙烷,属于加成反应,故B正确;
C.CH3CH2CH2Cl在氢氧化钠醇溶液中发生消去反应,生成丙烯,故C错误;
D.与水发生取代反应生成苯酚,属于取代反应,故D正确;
故选D.
根据取代反应的定义是有机化合物分子里的某些原子或原子团被其它原子或原子团所代替的反应进行判断.
本题考查了取代反应、加成反应、消去反应的判断,难度不大,正确理解概念是解本题的关键.
4.【答案】A
【解析】解:A..溶解要用到烧杯、玻璃棒;过滤用到铁架台、烧杯、漏斗、滤纸和玻璃棒,溶解、过滤需要用到的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、漏斗,故A正确;
B.球形冷凝管可以存留部分馏分,直型冷凝管不会存留液体,故蒸馏时选用直型冷凝管,故B错误;
C.半透膜只能让较小的分子、离子通过,胶粒透不过,故渗析可以分离溶液和胶体,离子交换膜又称选择透过性膜,适合用在电解池、原电池中隔离离子,故C错误;
D.高温灼烧可能发生化学变化,故D错误;
故选:A。
A.溶解要用到烧杯、玻璃棒;过滤用到铁架台、烧杯、漏斗、滤纸和玻璃棒;
B.蒸馏时选用的冷凝管应有利于馏分的分离;
C.半透膜只能让较小的分子、离子通过,胶粒透不过;
D.高温灼烧可能发生化学变化。
本题考查溶解、过滤、蒸馏、渗析、升华和高温灼烧等化学实验基本操作,根据物质性质组成对物质分离提纯是常见考题,注重基础,难度不大。
5.【答案】B
【解析】解:A.EPA是二十碳五烯酸,DPA是二十二碳五烯酸,分子组成上相差2个CH2基团,故A正确;
B.DPA是二十二碳五烯酸;DHA是二十六碳六烯酸,二者分子式不相同,不是同分异构体,故B错误;
C.EPA是二十碳五烯酸,EPA的分子式为:C20H30O2,故C正确;
D.EPA、DPA、DHA均含有双键,含有双键的物质能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D正确。
故选:B。
A.结构相似,分子组成上相差1个或者若干个CH2基团的化合物互称为同系物;
B.同分异构体是分子式相同结构式不同的化合物;
C.EPA是二十碳五烯酸;
D.EPA、DPA、DHA均含有双键.
本题考查同系物、同分异构体等,难度不大,注意含有双键的物质能使溴的四氯化碳溶液褪色.
6.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查阿伏加德罗常数的有关计算和判断,题目难度中等,明确标况下气体摩尔体积的使用条件为解答关键,注意掌握好以物质的量为中心的各化学量与阿伏加德罗常数的关系,试题有利于培养学生的逻辑推理能力,提高学生灵活运用基础知识解决实际问题的能力。
【解答】
A.苯分子中的碳碳键为一种介于单键和双键之间的独特键,苯中不存在碳碳双键,故A错误;
B.乙烯的物质的量n=mM=28g28g/mol=1mol,而1mol乙烯中含6mol共用电子对,即共用电子对数目为6NA,故B正确;
C.标况下二氯甲烷是液体,不能使用标况下的气体摩尔体积计算11.2L二氯甲烷的物质的量,故C错误;
D.乙烯、丙烯、丁烯的最简式为CH2,故14g 混合物中含1molCH2,含有的原子数为3NA,故D错误。
故选B。
7.【答案】B
【解析】解:烯烃与HCl加成后只能得到唯一产物2,3−二甲基−2−氯丁烷,结构简式为CH3CCl(CH3)CH(CH3)CH3,对应的烯烃碳碳双键只能位于2−3C原子之间,可为2,3−二甲基−2−丁烯,如为2,3−二甲基−1−丁烯,则可得到两种氯代烃,得打2,3−二甲基−2−氯丁烷或2,3−二甲基−1−氯丁烷,
故选:B。
烯烃与HCl加成后只能得到唯一产物2,3−二甲基−2−氯丁烷,结构简式为CH3CCl(CH3)CH(CH3)CH3,对应的烯烃碳碳双键只能位于2−3C原子之间,以此解答该题.
本题考查有机物的结构和性质,为高频考点,侧重考查学生的分析能力,注意把握有机物的结构,把握结构的对称性,难度不大.
8.【答案】D
【解析】解:两个醛基位于苯环间位的有机物苯环上有三种氢原子位置可以连接F、Cl,,1号连接F,则Cl原子连接在2和3位置,存在2种同分异构体,F原子连接在2号,则Cl原子连接3、2、1号碳存在3种同分异构体,F原子连接3号位置,Cl原子连接2号、1号存在2种同分异构体,共存在7种同分异构体,
故选:D。
该物质的同分异构体中具有“本宝宝福禄双全”谐音且两个醛基位于苯环间位的有机物,同分异构体书写方法是先写出间位两个醛基的结构,固定F原子,氯原子在苯环上的链接方式数目为同分异构体数目,依次移动F原子位置,连接氯原子得到同分异构体的数目。
本题主要考查同分异构体的书写,侧重考查学生的逻辑思维能力,分析能力,属于基本知识的考查,难度不大。
9.【答案】D
【解析】解:A.根据结构简式确定分子式为C14H12O3,故A正确;
B.碳碳双键两端碳原子连接不同的原子和原子团,所以有顺反异构,故B正确;
C.乙烯中所有原子共平面、苯上所有原子共平面,单键可以旋转,所以该分子中所有碳原子可能共平面,故C正确;
D.不含醇羟基,含有酚羟基,属于酚类,故D错误;
故选:D。
该有机物中含有苯环、酚羟基、碳碳双键,具有苯、酚和烯烃性质,能发生加成反应、取代反应、氧化反应、显色反应、加聚反应等。
本题考查有机物结构和性质,侧重考查苯、酚和烯烃性质,明确官能团及其性质关系是解本题关键,知道顺反异构判断方法,采用知识迁移方法判断原子是否共平面。
10.【答案】A
【解析】解:A.能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,同分异构体的烷烃中含有支链的熔沸点较低,乙醇能形成分子间氢键,熔沸点最高,2−甲基丁烷中含有支链、戊烷不含支链且二者互为同分异构体,所以熔沸点:2−甲基丁烷<戊烷<乙醇,故 A错误;
B.戊烷中只含碳链异构,戊烯中含有碳链异构、官能团位置异构,所以同分异构体种类:前者小于后者,故B正确;
C.苯的密度小于水,卤代烃的密度大于水,所以密度:苯<水<1,2−二溴乙烷,故C正确;
D.含碳量越高,燃烧时火焰越明亮,含碳量:前者大于后者,所以点燃时火焰明亮程度:乙烯>乙烷,故D正确;
故选:A。
A.能形成分子间氢键的物质熔沸点较高,同分异构体的烷烃中含有支链的熔沸点较低;
B.戊烷中只含碳链异构,戊烯中含有碳链异构、官能团位置异构;
C.苯的密度小于水,卤代烃的密度大于水;
D.含碳量越高,燃烧时火焰越明亮。
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、熔沸点比较方法、密度比较方法等知识点为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
11.【答案】C
【解析】解:A.反−2−丁烯和顺−2−丁烯互为同分异构体,其结构不同,则二者的熔沸点不同,故A错误;
B.该反应为放热反应,则反−2−丁烯的能量低,所以反−2−丁烯比顺−2−丁烯更稳定,故B错误;
C.反−2−丁烯和顺−2−丁烯分子中均含2种H,二者的核磁共振氢谱都有两个峰,故C正确;
D.该反应前后气体体积不变,加压平衡不移动,且该反应为放热反应,降温平衡向生成反−2−丁烯的方向移动,故D错误;
故选:C。
A.反−2−丁烯和顺−2−丁烯的结构不同,二者的熔沸点不同;
B.能量越低物质的稳定性越强,结合该反应为放热反应分析;
C.反−2−丁烯和顺−2−丁烯均含2种氢原子;
D.该反应为气体体积不变的放热反应,改变压强平衡不移动,较低温度平衡逆向移动。
本题考查化学平衡的影响、有机物结构与性质,为高频考点,把握温度、压强对平衡的影响为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意有机物的结构与稳定性,题目难度不大。
12.【答案】D
【解析】解:A.回流可使甲苯充分反应,提高转化率,故A正确;
B.甲苯与高锰酸钾在加热条件下发生氧化还原反应生产苯甲酸钾和二氧化锰,则加入 KMnO4 反应后紫色变浅或消失,有浑浊生成,故B正确;
C.操作 1 用于分离固体和液体,为过滤,操作 2 有苯甲酸钾得到苯甲酸,为酸化,苯甲酸微溶于水,则由操作 3 溶液得到固体,为过滤,故C正确;
D.苯甲酸易溶于乙醇,为避免因重新溶解而损失,应用水洗涤,故D错误。
故选:D。
由流程可知甲苯与高锰酸钾在加热条件下发生氧化还原反应生成苯甲酸钾和二氧化锰,过滤得到苯甲酸钾溶液,经酸化,过滤得到苯甲酸固体,以此解答该题。
本题考查物质的制备实验,为高频考点和常见题型,侧重考查学生的分析能力和实验能力,注意把握实验的原理、操作方法以及物质的性质,题目难度不大。
13.【答案】C
【解析】解:分子式为C8H10的芳香烃,分子中含有1个苯环,其不饱和度=2×8+2−102=4,故侧链为烷基,
若有1个侧链,为−CH2−CH3,有一种,分子中有5种氢原子,一氯代物有5种;
若有2个侧链,为−CH3,有邻、间、对三种,分子中分别有3、4、2种氢原子,一氯代物分别有3、4、2种,
故选:C。
分子式为C8H10的芳香烃,分子中含有1个苯环,其不饱和度=2×8+2−102=4,故侧链为烷基,若有1个侧链,为−CH2−CH3;若有2个侧链,为−CH3,有邻、间、对三种,分子中有几种等效氢原子,就有几种一氯代物,据此解答.
本题主要考查同分异构体的书写、芳香烃的概念等,比较基础,判断侧链是解题的关键,注意不饱和度的利用.
14.【答案】C
【解析】
【分析】
本题考查混合物的计算,为高频考点,把握烯烃与溴水反应、相对密度法为解答的关键,侧重分析与计算能力的考查,注意烃的组成判断为解答的难点,题目难度中等。
【解答】
在同温同压下,混合气体对氢气的相对密度为13,则混合气的平均相对分子质量为26,在烯烃中,相对分子质量最小的乙烯M为28,所以一定含甲烷,n(混)=13.44L22.4L/mol=0.6mol,则16g/mol×n(CH4)+8.4g=26g/mol×0.6mol,解得n(CH4)=0.45mol,n(烯烃)=0.15mol,M(烯烃)=8.4g0.15mol=56g/mol,由烯烃的通式CnH2n可知14n=56,解得n=4,烯烃的分子式为C4H8,以此来解答。
A.由上述分析可知,混合气体中一定含有甲烷,故A正确;
B.由分析可知,13.44L混合气体中含有烷烃的物质的量为0.45mol,故B正确;
C.此烯烃分子式为C4H8,有三种同分异构体CH2=CHCH2CH3、CH3CH=CHCH3、CH2=C(CH3)2,故C错误;
D.混合气体中烷烃与烯烃的物质的量之比为0.45mol:0.15mol=3:1,故D正确;
故选C。
15.【答案】B
【解析】解:A.环戊二烯中存在形成4个单键的碳原子,该碳原子连接的4个原子形成四面体形,它们一定不在同一平面内,故A错误;
B.金刚烷的二氯代物有如图所示共6种:、、、、、,故B正确;
C.二聚环戊二烯含有两个双键,由于2个碳碳双键均不是对称结构,与HBr加成时有2种方式,而2个双键化学环境也不同,若只有一个双键加成,有2×2=4种结构,若两个双键均被加成,有2×2=4种,所以最多有8种,故C错误;
D.四氢二聚环戊二烯、金刚烷不含碳碳双键,不能与溴发生加成,不能使溴的四氯化碳溶液褪色,故D错误;
故选:B。
A.环戊二烯中存在甲烷的四面体结构;
B.2个氯原子可以处于相同六元环上,也可以处于不同六元环上,采取“定一移二法”书写判断;
C.可以是一个双键发生加成反应,也可以是两个双键均被加成,而2个碳碳双键均不是对称结构,与HBr加成时有2种方式,且2个双键化学环境也不同;
D.四氢二聚环戊二烯、金刚烷不含碳碳双键。
本题考查有机物的合成、有机物结构与性质、同分异构体的书写,注意根据结构分析化学键的断裂与形成、碳链骨架等的变化,试题侧重考查学生分析推理能力。
16.【答案】B
【解析】
【分析】
本题考查了电解池原理的分析判断,主要是电解反应,电解产物判断,电解过程中溶液酸碱性的分析应用,掌握基础是关键,题目难度中等。
【解答】
A.由图知,碳棒与电源正极相连,是电解池的阳极,发生氧化反应,电极反应为4OH−−4e−=2H2O+O2↑,故A正确;
B.镀镍铁棒与电源负极相连,是电解池的阴极,发生还原反应,电极反应为Ni2++2e−=Ni,电解过程中为平衡A、C中的电荷,A中的Na+和C中的Cl−分别通过阳离子膜和阴离子膜移向B中,这使B中NaCl溶液的物质的量浓度不断增大,故B错误;
C.因Ni2+在弱酸性溶液中易发生水解;氧化性:Ni2+(高浓度)>H+>Ni2+(低浓度),为了提高Ni的产率,电解过程中需要控制废水pH,故C正确;
D.若将图中阳离子膜去掉,由于放电顺序Cl−>OH−,则Cl−移向阳极放电:2Cl−−2e−=Cl2↑,电解反应总方程式会发生改变,故D正确。
17.【答案】羟基、碳碳双键 ②③⑤⑦ 1,2,4−三甲基苯或1,2,4−三甲苯 3−甲基−1−丁醇 23
【解析】解:(1)有机物②与⑤所含官能团的名称分别为羟基、碳碳双键,
故答案为:羟基、碳碳双键;
(2)核磁共振氢谱有三个峰,即有三种等效氢,①CH3CH3的等效氢为1种,②CH3CH2OH的等效氢为3种,峰值之比为3:2:1,③CH3COOC2H5的等效氢为3种,峰值之比为3:2:3,④的等效氢为6种,峰值之比为3:3:1:3:1:1,⑤CH2=CHCH3的等效氢为3种,峰值之比为3:2:1,⑥CH3CH2CH2CH3的等效氢为2种,峰值之比为3:2,⑦CH3CH2C(CH3)2CH3的等效氢为3种,峰值之比为9:2:3,所以等效氢有3种的是②③⑤⑦,
故答案为:②③⑤⑦;
(3)根据系统命名法可知,有机物④的系统命名为1,2,4−三甲基苯或1,2,4−三甲苯,
故答案为:1,2,4−三甲基苯或1,2,4−三甲苯;
(4)根据系统命名法可知,键线式的系统命名为3−甲基−1−丁醇,
故答案为:3−甲基−1−丁醇;
(5)物质乙的分子式为C4H8O2,1mol乙与足量的Na反应可生成1molH2,说明乙中含有2个−OH,也就不含有−COOH,乙不能使溴的CCl4溶液褪色,说明乙不含有C=C,由于乙的不饱和度为1,则乙中含有一个环,乙分子中的官能团连在相邻的碳原子上。乙的核磁共振氢谱图中有3个峰,面积比为2:1:1,则乙的结构简式为,
故答案为:;
(6)有一种烃的结构酷似一只篮子,其结构式如图,根据定一议一的思维方法,可知其二氯代物有23种,
故答案为:23。
(1)根据官能团特征识别官能团的名称;
(2)核磁共振氢谱有三个峰,即有三种等效氢,然后逐一分析等效氢种类即可;
(3)根据系统命名法命名;
(4)根据系统命名法命名;
(5)物质乙的分子式为C4H8O2,1mol乙与足量的Na反应可生成1molH2,说明乙中含有2个−OH,也就不含有−COOH,乙不能使溴的CCl4溶液褪色,说明乙不含有C=C,由于乙的不饱和度为1,则乙中含有一个环,乙分子中的官能团连在相邻的碳原子上。乙的核磁共振氢谱图中有3个峰,面积比为2:1:1,即可判断乙的结构简式;
(6)根据定一议一的思维方法,分析判断其二氯代物种类。
本题主要考查有机物的结构与性质,具体涉及官能团识别、等效氢种类的判断、有机物的系统命名法,同时考查同分异构体的书写,属于基本知识的考查,难度中等。
18.【答案】放热 <75%增大 温度不能过高,反应②为主反应,反应①平衡逆向移动,反应②平衡正向移动,导致甲醇的选择性下降 0.005CH3OH−6e−+H2O=CO2+6H+
【解析】解:Ⅰ.(1)同一容器中,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明升高温度平衡逆向移动,则正反应是放热反应,
故答案为:放热;
(2)相同温度下,增大压强(缩小容器容积)平衡正向移动,则甲醇的体积分数增大,根据图知,甲醇的体积分数大小顺序是:①>②>③,说明压强大小顺序是:①>②>③,则容器体积为:①<②<③,
故答案为:<;
(3)P点,容器中甲醇的体积分数是50%,根据同一容器中气体的体积分数等于其物质的量分数,列化学平衡三段式计算,设消耗CO的物质的量为xmol,
CO(g)+2H2(g)⇌CH3OH(g)
开始(mol)0.10.20
反应(mol)x2xx
平衡(mol)0.1−x0.2−2xx
甲醇的体积分数为x0.1−x+0.2−2x+x×100%=50%,解得x=0.075,则H2的转化率为2×0.0752×100%=75%;该反应是气体体积减小的反应,若其他条件不变,将恒容密闭容器改为恒压密闭容器,相当于增大压强,平衡正向移动,平衡后H2的转化率将增大,
故答案为:75%;增大;
Ⅱ.(1)反应时温度控制在230∼280℃之间,温度不能过高,反应②为主反应,反应①平衡逆向移动,反应②平衡正向移动,导致甲醇的选择性下降,
故答案为:温度不能过高,反应②为主反应,反应①平衡逆向移动,反应②平衡正向移动,导致甲醇的选择性下降;
(2)设充入CO2(g)和H2(g)物质的量分别为1mol、3mol,达到平衡时CO2的转化率为20%,Δn(CO2)=1mol×20%=0.2mol=n(CO)+n(CH3OH),CH3OH的选择性为75%,n(CH3OH)=0.2mol×75%=0.15,列化学平衡三段式,
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
转化(mol)0.150.450.150.15
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
转化(mol)0.050.050.050.05
平衡时n(H2)=3mol−0.45mol−0.05mol=2.5mol,n(CO)=0.05mol,n(H2O)=0.15mol+0.05mol=0.2mol,混合气体总物质的量为1mol−0.2mol+2.5mol+0.15mol+0.05mol+0.2mol=3.7mol,设平衡时压强为p,则反应②的平衡常数Kp=p(CO)⋅p(H2O)p(CO2)⋅p(H2)=0.053.7×p×0.23.7×p0.83.7×p×2.53.7×p=0.005,
故答案为:0.005;
Ⅲ.甲醇酸性燃烧电池中,燃料甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成CO2,碳元素的化合价变化确定失电子数目,根据原子守恒和电荷守恒配平,电极反应式为CH3OH−6e−+H2O=CO2+6H+,
故答案为:CH3OH−6e−+H2O=CO2+6H+。
Ⅰ.(1)同一容器中,升高温度,甲醇的体积分数减小,说明升高温度平衡逆向移动;
(2)相同温度下,增大压强(缩小容器容积)平衡正向移动,则甲醇的体积分数增大;
(3)P点,容器中甲醇的体积分数是50%,根据同一容器中气体的体积分数等于其物质的量分数,列化学平衡三段式计算;该反应是气体体积减小的反应,若其他条件不变,将恒容密闭容器改为恒压密闭容器,相当于增大压强,平衡正向移动;
Ⅱ.(1)反应①为放热反应,反应②为吸热反应,升高温度,反应①平衡逆向移动,反应②平衡正向移动;
(2)设充入CO2(g)和H2(g)物质的量分别为1mol、3mol,达到平衡时CO2的转化率为20%,Δn(CO2)=1mol×20%=0.2mol=n(CO)+n(CH3OH),CH3OH的选择性为75%,n(CH3OH)=0.2mol×75%=0.15,列化学平衡三段式,
CO2(g)+3H2(g)⇌CH3OH(g)+H2O(g)
转化(mol)0.150.450.150.15
CO2(g)+H2(g)⇌CO(g)+H2O(g)
转化(mol)0.050.050.050.05
平衡时n(H2)=3mol−0.45mol−0.05mol=2.5mol,n(CO)=0.05mol,n(H2O)=0.15mol+0.05mol=0.2mol,混合气体总物质的量为1mol−0.2mol+2.5mol+0.15mol+0.05mol+0.2mol=3.7mol,反应②的平衡常数Kp=p(CO)⋅p(H2O)p(CO2)⋅p(H2);
Ⅲ.甲醇酸性燃烧电池中,燃料甲醇在负极失去电子发生氧化反应生成CO2,结合电子守恒、电荷守恒、原子守恒写出负极电极反应式。
本题考查化学平衡的影响因素、化学平衡的计算以及电极方程式的书写,侧重考查学生分析能力、识图能力和计算能力,根据题目信息勒夏特列原理、化学平衡三段式等知识解答,在书写电极方程式时,要注意电解质溶液,此题难度中等。
19.【答案】(1)N(C):N(H):N(O)=3:8:1;
(2)60;C3H8O;
(3)CH3CH2CH2OH、CH3CH2OCH3或CH3CH(OH)CH3;
(4)CH3CH2OCH3
【解析】
【分析】
本题考查有机物分子式、结构简式的确定,题目难度中等,本题注意从质量守恒的角度判断有机物最简式是解答该题的关键,试题培养了学生的分析能力及化学计算能力。
【解答】
(1)n(C)=n(CO2)=13.2g44g/mol=0.3mol,n(H)=2n(H2O)=7.2g18g/mol×2=0.8mol,由题意可知n(H2O)=0.4mol,n(CO2)=0.3mol,n(O2)=10.08L22.4L/mol=0.45mol,
根据氧原子守恒可知有机物中含有:n(O)=0.4mol+0.3mol×2−0.45mol×2=0.1mol,
则有机物中N(C):N(H):N(O)=0.3mol:0.8mol:0.1mol=3:8:1,
故答案为:3:8:1;
(2)因n(C):n(H):n(O)=3:8:1,所以有机化合物的实验式为C3H8O,由质荷比可知相对分子质量为60,则分子式为C3H8O,
故答案为:60;C3H8O;
(3)有机物的分子式为C3H8O,分子中可能存在C−C、C−H、C−O、O−H等化学键,可能的结构简式有CH3CH2CH2OH、CH3CH2OCH3或CH3CH(OH)CH3,故答案为:CH3CH2CH2OH、CH3CH2OCH3或CH3CH(OH)CH3;
(4)有机物A分子中有三种不同化学环境的氢原子,应为甲乙醚,其它都是四种氢,所以A的结构简式为CH3CH2OCH3,故答案为:CH3CH2OCH3∘
20.【答案】1,1,2,2−四溴乙烷 6 2 6
【解析】解:(1)有机物CHBr2CHBr2系统命名法名称为1,1,2,2−四溴乙烷,
故答案为:1,1,2,2−四溴乙烷;
(2)根据题干条件,必定还有的官能团是醛基,电子式为;这类物质可能的结构有、、、、、共6种,
故答案为:;6;
(3)满足条件①主链含5个碳原子②两个支链:一个甲基、一个乙基的炔烃的可能结构有、,总计2种,
故答案为:2;
(4)A为共轭二烯烃,可能结构有、、总计6种结构,
故答案为:6。
(1)该有机物为卤代烃,卤代烃的系统命名:卤代烃的官能团是卤原子,编号时,从离卤原子近的一端开始编号,然后把卤素的位置、名称写在某烃名称的前面;
(2)∼(4)绝大多数有机物普遍存在同分异构现象,同分异构现象主要有4种情况,即碳链异构、官能团位置异构、官能团类别异构和顺反异构,书写同分异构体时先确定碳链、官能团和取代基,取代基的位置由中心到两边。
本题考查了有机物命名和同分异构体数目的判断,为高频考点,难点是同分异构体种类的判断,难度中等。
21.【答案】防止暴沸 调节压强,控制气体流速 减少气体流入D装置,减少溴的挥发 cBr2+2OH−=Br−+BrO−+H2O除去产品中的水 70%
【解析】解:(1)反应前装置A中加入少量粗砂目的是防止暴沸,
故答案为:防止暴沸;
(2)装置B中玻璃管的作用是调节压强,控制气体流速,
故答案为:调节压强,控制气体流速;
(3)先将C与D连接处断开的原因是减少气体流入D装置,减少溴的挥发,
故答案为:减少气体流入D装置,减少溴的挥发;
(4)因为1,2−二溴乙烷的熔点为9.3℃,冷却水的温度必须高于9.3℃,防止1,2−二溴乙烷转变为固体,所以10℃的水为合适的冷却剂,即c符合题意,
故答案为:c;
(5)步骤①中加入1%的氢氧化钠水溶液,目的是除去溶解的 Br2单质,发生反应的离子方程式为:Br2+2OH−=Br−+BrO−+H2O,
故答案为:Br2+2OH−=Br−+BrO−+H2O;
(6)步骤③中加入无水氯化钙的作用为除去产品中的水,因为无水氯化钙具有吸水性,理论上可以生成1,2−二溴乙烷的质量为:m(1,2−二溴乙烷)=n(1,2−二溴乙烷)×188g/mol=n(Br2)×188g/mol=10mol/L×0.006L×188g/mol=11.28g,实际得到产品为7.896g,故产率为:7.896g11.28g×100%=70%,
故答案为:除去产品中的水;70%。
图中F为温度计,测反应液的温度,装置A中,通过滴液漏斗加入乙醇和浓硫酸的混合物,加热到150℃左右时,连接C与D(过早连接时,由于溴易会发,装置内的空气会把部分溴带走,同时生成的副产物乙醚也会溶解在溴的四氯化碳溶液中),然后迅速将A内反应温度升温至160∼180℃,发生乙醇的消去反应,生成乙烯,B装置调节气压,控制乙烯的流速,若乙烯流速过大,B中气体过多,气压过大,锥形瓶中的液体被压入到玻璃管中,气体通过装置C(盛装NaOH溶液)除去可能生成的副产物CO2,同时溶解挥发出来的乙醇蒸汽等,确保进入装置D的气体为乙烯,装置D中发生反应生成1,2−二溴乙烷,最后的尾气用NaOH溶液吸收处理,
(1)粗砂、碎瓷片等可以防止暴沸;
(2)根据分析可知,装置B中玻璃管的作用是调节压强,控制气体流速;
(3)根据分析可知,先将C与D连接处断开的目的是防止溴蒸气被带走,减少溴的挥发;
(4)1,2−二溴乙烷的熔点为9.3℃,冷却水的温度必须高于9.3℃;
(5)步骤①中加入1%的氢氧化钠水溶液,目的是除去溶解的 Br2单质,生成溴化钠和次溴酸钠以及水;
(6)无水氯化钙具有吸水性,可以干燥产品,理论上可以生成1,2−二溴乙烷的质量为:m(1,2−二溴乙烷)=n(1,2−二溴乙烷)×188g/mol=n(Br2)×188g/mol=10mol/L×0.006L×188g/mol=11.28g,实际得到产品为7.896g,即可计算出产率。
本题主要考查物质制备实验方案的设计,具体考查蒸馏的部分操作、如何调节气流的速度、如何减少溴蒸气的损失、冷却剂的选择、方程式的书写、产率的计算等,考查知识面广泛,难度中等,属于基本知识,基本要求。
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