辽宁省协作校2022-2023学年度高三第二次模拟考试化学试题含解析
展开2022-2023学年度下学期高三第二次模拟考试试题
化 学
时间:75分钟 试卷满分:100分
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名,准考证号填写在答题卡上。
2.答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答案卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答题标号。答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 P 31 S 32 K 39 Sn 119
第Ⅰ卷(选择题,共45分)
一、选择题(本题共15小题,每小题3分,共45分。每小题只有一个选项符合要求)
1. 党的二十大报告中提到“尊重自然、顺应自然、保护自然,是全面建设社会主义现代化国家的内在要求”。下面做法符合此精神的是
A. 大规模开采可燃冰作为新能源以快速实现碳中和
B. 生活污水、工业废水不要乱排放,通过打深井,将之排到地层深处
C. 将生活垃圾分类回收,加工、使之再生、再利用
D. 环境友好化学的核心思想是先污染后治理
【答案】C
【解析】
【详解】A.可燃冰的主要成分为CH4燃烧产生CO2,无法实现碳中和,A项不符合题意;
B.污水和工业废水不能乱排放导致水体污染,需要先处理再排放,B项不符合题意;
C.垃圾分类避免浪费,可回收利用垃圾回收利用,C项符合题意;
D.环境友好化学是绿色化学可再生化学,那么尽量避免污染,而不是先污染后治理,D项不符合题意;
故选C。
2. 下列符号或表征错误的是
A. 聚丙烯的链节:
B. 基态Cl原子的价电子轨道表示式:
C. 的VSEPR模型:
D. HClO的空间填充模型:
【答案】A
【解析】
【详解】A.聚丙烯的链节为—CH2—CH(CH3)—,A错误;
B.基态氯原子最外层有7个电子,3s轨道上有2个电子,3p轨道上有5个电子,图示中电子排布及自旋方向都正确,B正确;
C.H2O分子的VSEPR模型为四面体形,存在两对孤对电子,空间构型为V形,C正确;
D.HClO中O原子在中间,且原子半径H
3. 为阿伏伽德罗常数的值,下列有关说法正确的是
A. 18g重水()中含有的质子数为10
B. 常温下,1L的溶液中,发生电离的水分子数目为
C. 14.2g含σ键的数目为0.4
D. 向溶液中通入适量,当有1mol 被氧化时,共转移电子的数目为
【答案】B
【解析】
【详解】A.重水()中含有的质子数为2+8=10,18g重水()的物质的量为=0.9mol,含有的质子数为9,故A错误;
B.常温下,1L的溶液中,c(H+)=110-3mol/L,水电离出的OH-浓度c(OH-)=,则发生电离的水分子数目为,故B正确;
C.该物质的分子式为P4O10,磷氧双键中含有1个σ键,由结构式可知,该物质中共含有16个σ键,14.2g P4O10的物质的量为,含有0.8molσ键,数目为0.8NA,故C错误;
D.还原性:I->Fe2+,向溶液中通入适量,I-先被氧化,当有1mol 被氧化时,说明I-已经完全转化为I2,转移电子的物质的量大于1mol,故D错误;
故选B。
4. 六氟合铂酸二氧[]的一种制备方法为:。已知是离子化合物,其中Pt元素为+5价。下列叙述正确的是
A. 在此反应中,作氧化剂 B. 中阴离子的结构可表示为:
C. 每消耗22.4L ,转移1mol电子 D. 中O元素的化合价为+1
【答案】B
【解析】
【分析】已知O2(PtF6)是离子化合物,其中Pt元素为+5价,则该物质中的离子为和。
【详解】A.O2变为,化合价升高发生氧化反应,O2为还原剂,A项错误;
B.由上分析阴离子为,其结构为,B项正确;
C.条件未知,无法将体积转化为物质的量,C项错误;
D.该物质中O的化合价为,D项错误;
故选B。
5. X、Y、Z、M为原子序数依次增大的短周期主族元素,X基态原子L层中p轨道电子数是s轨道电子数的2倍,Y是同周期元素中最活泼的金属元素,Z和X形成的一种化合物溶于水会形成酸雨。R是一种过渡元素,其基态原子4s和3d轨道均半充满。下列说法正确的是
A. 离子半径
B. Y、Z、M的第一电离能和电负性的大小顺序不一致
C. Z的氢化物的沸点低于与其组成相似的X的氢化物的沸点,是因为范德华力较小
D. 酸性条件下,R的橙色最高价含氧酸钾盐与X的一种氢化物按物质的量1:3反应,R被还原为+3价
【答案】D
【解析】
【分析】X基态原子价电子排布为2s2sp4,它为O。,Z和X形成的一种化合物溶于水会形成酸雨,且原子序数比X大,Z为S。Y为同周期最活泼的金属为Na。M为短周期主族元素,且其序数大于Z则M为Cl。R是一种过渡元素,其基态原子4s和3d轨道均半充满即[Ar]3d54s1,R为Cr。
【详解】A.离子半径:电子层越多半径越大,同电子层核电荷数越多半径越大,Cl->O2->Na+,A项错误;
B.同周期元素的电负性和第一电离能从左往右增大:Na
D.K2Cr2O7将H2O2氧化为O2,而自身被还原为Cr3+。根据升降守恒得关系式为:K2Cr2O7~3H2O2,两物质物质的量之比为1:3,D项正确;
故选D。
6. 用下列装置完成相关实验,合理的是
A. 装置①可吸收多余的HCl气体
B. 关闭止水夹a,打开活塞b,可检查装置②的气密性
C. 装置③用于检验溴乙烷水解后上层清液中溴离子存在
D. 装置④可用于分离碳酸钠溶液和乙酸乙酯
【答案】D
【解析】
【详解】A.装置①中植物油不能隔绝HCl与水,导管伸入水中不能防止倒吸,故A错误;
B.橡皮管可使液体顺利流下,关闭止水夹a,打开活塞b,不能检查装置②的气密性,故B错误;
C.溴乙烷水解后上层清液中可能含有NaOH和NaBr,应该先加入HNO3酸化,再加入AgNO3检验溴离子的存在,故C错误;
D.碳酸钠溶液和乙酸乙酯互不相容,可以通过分液分离碳酸钠溶液和乙酸乙酯,故D正确;
故选D。
7. 奥司他韦是目前治疗甲型流感的常用药物。其结构如图所示,下列有关奥司他韦的说法错误的是
A. 分子式为
B. 易溶于水
C. 可发生加成反应、水解反应、氧化反应
D. 分子中满足杂化轨道类型的原子对应的元素有3种
【答案】B
【解析】
【详解】A.根据奥司他韦的结构简式,可知分子式为,故A正确;
B.奥司他韦含有酯基,且疏水基部位烃基比较大,难溶于水,故B错误;
C.分子中含有酯基、氨基、酰胺基、碳碳双键等官能团,可以发生加成、取代、氧化反应、水解等反应,故C正确;
D.分子中满足杂化轨道类型的原子对应的元素有C、N、O,共3种,故D正确;
选B。
8. 双钙钛矿型晶体的一种典型结构单元如图所示,真实的晶体中存在5%的O原子缺陷,能让在其中传导,可用作固体电解质材料。已知La为+3价,Ba为+2价。以下说法错误的是
A. 该晶体的一个完整晶胞中含有1个Co原子
B. 晶体中与La距离最近的Ba的数目为6
C. +3价Co与+4价Co的原子个数比为4:1
D. 忽略氧原子缺陷,每个La或Ba原子都处于氧原子正八面体空隙的中心
【答案】A
【解析】
【详解】A.Co原子位于结构单元的体心,每个结构单元含有1个Co原子,由图可知,若该结构单元重复排列,则其相邻结构单元的La、Ba原子会与该结构单元中的Ba、La 原子重叠,所以该结构单元不是该晶体的晶胞,该晶体的晶胞应是由8个如图所示结构单元组成的,所以一个完整晶胞中含有8个Co原子,故A错误;
B.由晶胞结构可知,晶体中与La距离最近的Ba的数目为6个,故B正确;
C.该结构中Ba原子个数=La原子个数=,Co原子个数是1,O原子个数=,其化学式为Ba0.5La0.5CoO2.85,设+3价的Co为xg,则+4价的Co为(1-x)g个,根据化合价的代数和为0得,=0,x=0.8,所以+3价、+4价的Co原子个数之比=0.8:0.2=4:1,故C正确;
D.由晶胞结构可知,6个氧原子构成正八面体,每个La或Ba原子都处于氧原子正八面体空隙的中心,故D正确;
故选A。
9. 某课题组设计一种以甲醇辅助固定合成碳酸二甲酯的方法,原理如图。下列说法错误的是
A. 化合物A为,化合物B为
B. 若用辅助固定,则产物可能为
C. 反应原料中的原子100%转化为目标产物
D. 反应①为取代反应,反应②为加成反应
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据题意和原子守恒,反应①中和A反应生成和H2O,可以推知A为,反应②中B和反应生成,可以推知B为CO2,故A正确;
B.根据总反应,若用HOCH2CH2OH辅助固定,HOCH2CH2OH+CO2H2O+,故B正确;
C.根据总反应,产物中有水生成,反应原料中的原子利用率小于100%,故C错误;
D.A为,由反应物和生成物结构简式可以推知反应①为取代反应,反应②中二氧化碳分子中有碳氧双键断裂,反应②的类型为加成反应,故D正确;
故选C。
10. 以辉锑矿(主要成分为,含少量、CuO、等)为原料制备锑白()的工艺流程如图所示。下列说法错误的是
已知:浸出液中除含过量盐酸和之外,还含有、、等。
A. 该生产过程中,能实现循环利用的物质是
B. 滤渣1的主要成分是和S
C. “除砷”时有生成,则该反应的化学方程式为:
D. 为了得到较多的锑白,操作时要将缓慢加入大量水中,还要加少量氨水
【答案】A
【解析】
【分析】辉锑矿(主要成分为Sb2S3,还含有As2S3、CuO、SiO2等)中加入盐酸和SbCl5,浸出液中除含过量盐酸和SbCl5之外,还含有SbCl3、AsCl3、CuCl2等,滤渣1中除了生成的S之外还有未溶解的SiO2;浸出液中加入Sb,Sb将SbCl5还原为SbCl3;加入Na2S时使Cu2+沉淀完全,过滤得到的滤渣2为CuS;滤液中加入NaH2PO2除砷,生成亚磷酸和砷单质,SbCl3经过水解可得到SbOCl,再经过氨解得到Sb2O3。
【详解】A.根据分析,工艺流程中没有生成SbCl5的步骤,因此SbCl5不能循环利用,A错误;
B.根据分析,滤渣1的主要成分是S和SiO2,B正确;
C.根据分析,由流程可知,“除砷”时AsCl3和加入的NaH2PO2反应生成As,As元素化合价降低同时P元素化合价升高会生成H3PO3,该反应的化学方程式为2AsCl3+3NaH2PO2+3H2O=2As↓+3H3PO3 +3NaCl+3HCl,C正确;
D.根据分析,SbCl3加入大量水中,经过水解可得到SbOCl,再经过氨解得到Sb2O3,D正确;
故选A。
11. 下表中的实验操作或实验现象不能达到实验目的或得出相应结论的是
已知:①配合物的稳定性可以用稳定常数来表征,如的。②溶于水呈亮绿色。
选项
实验操作或实验现象
实验目的或结论
A
常温下,向100mL浓度分别为0.10mol/L的和KSCN混合溶液中滴加几滴氯化铁溶液,观察到溶液变为亮绿色
常温下,稳定性:
B
用导线将电流表分别将锌棒和石墨棒相连,插入到橙子中观察电流表指针变化
化学能转化为电能
C
向足量的酸性高锰酸钾溶液中加入乙二醇
将乙二醇转化为乙二酸
D
室温下,0.1mol/L 的pH约为5,0.1mol/L 的pH约为10
结合质子的能力:
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.若溶液变绿,则存在,而Fe(SCN)3不存在,故其前者稳定性更强,A正确;
B.锌与橙子种的酸反应,与碳形成原电池,B正确;
C.乙二酸会被高锰酸钾氧化为二氧化碳,C错误;
D.NaHSO3的pH为5,说明亚硫酸氢根电离氢离子的能力强,Na2SO3 的pH约为10,说明亚硫酸根结合氢离子的能力强,D正确;
故答案为:C。
12. 科学家研究发现在一种特殊催化剂作用下,水可促进、高选择性的直接合成,其中部分反应机理如图所示。以下说法错误的是
A. 在氧化合成甲醇过程中的作用是提供与结合形成
B.
C. 在催化剂表面,比更容易被吸附
D. 该过程的决速步反应方程式为:
【答案】B
【解析】
【详解】A.从该部分反应机理可看出,水在催化剂表面离解出直接与结合形成,故A正确;
B.图中未说明未吸附在催化剂上的CH4的能量,无法计算的反应热,故B错误;
C.从相对能量看,水吸附在催化剂表面的能量更低,更加稳定,则在催化剂表面,比更容易被吸附,故C正确;
D.由图可知,的活化能最大,反应速率最慢,为该过程的决速步反应,故D正确;
故选B
13. 四甲基氢氧化铵[]常用作电子工业清洗剂,下图为以四甲基氯化铵[]为原料,利用光伏并网发电装置采用电渗析法合成,下列叙述中正确的是
A. a极电极反应式:
B. 保持电流恒定,升高温度可以加快合成的反应速率
C. c为阳离子交换膜,d、e均为阴离子交换膜
D. 制备36.4g时,两极共产生6.72L气体(标准状况)
【答案】D
【解析】
【分析】根据de池中浓度变化得出,钠离子从b极池通过e膜,氯离子从cd池通过d膜,由电解池中阳离子向阴极移动,阴离子向阳极移动,则a阴极,b为阳极,a与N型半导体相连,b与P型半导体相连,所以N型半导体为负极,P型半导体为正极,以此解答。
【详解】A.由题中信息可知,a为阴极,发生得电子的还原反应,其电极反应式为,故A错误;
B.保持电流恒定,则单位时间a极得到的电子数目是恒定的,升高温度,电极反应的速率不变,故B错误;
C.由题中图示信息可知,Na+离子通过e膜,Cl-通过d膜,(CH3)4N+通过c膜,所以c、e膜为阳离子交换膜,d为阴离子交换膜,故C错误;
D.36.4g的物质的量为= 0.4mol,a极电极反应式为2+2H2O+2e-=2+H2↑,收集氢气0.2mol,转移电子为0.4mol,b极电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O,收集氧气为0.1mol,标况下两极可得气体体积为0.3mol22.4L/ mol =6.72L L,故D正确;
故选D。
14. 某研究小组以Ag-ZSM为催化剂,在容积为1L的容器中,相同时间下测得0.1mol NO转化为的转化率随温度变化如图所示[无CO时反应为;有CO时反应为]。下列说法错误的是
A. 反应的
B. X点可以通过更换高效催化剂提高NO转化率
C. 达平衡后,其他条件不变,使,CO转化率上升
D. Y点再通入CO、各0.01mol,此时v正()<v逆()
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图中曲线II可知,随着温度的升高,反应速率增大,相同时间内NO的转化率增大,当NO的转化率最大时,说明反应达到平衡,继续升高温度,NO的转化率减小,说明平衡逆向移动,该反应为放热反应,反应的,故A正确;
B.X点未达到平衡,更换高效催化剂,能使反应速率加快,相同时间下测得NO转化率增大,故B正确;
C.达平衡后,其他条件不变,使,相当于增大NO的浓度,平衡正向移动,CO的转化率上升,故C正确;
D.由图中曲线II可知,Y点为平衡点,NO的转化率为80%,根据已知条件列出“三段式”:
平衡常数K==1600,再通入CO、各0.01mol,Qc=<1600,平衡正向移动,此时v正()>v逆(),故D错误;
故选D。
15. 可用于制造光学玻璃及激光用单晶。已知是难溶于水、可溶于酸的盐。常温下,用HCl调节浊液的pH,测得不同pH中(X为或)与的关系如图所示。下列说法正确的是
A. 代表与的变化曲线
B. 的数量级为
C. c点的溶液中存在
D. a、b、c三点的溶液中均存在:
【答案】C
【解析】
【分析】HF为弱酸,,,温度不变电离常数不变,越大,越大,越小,c(Sr2+)越小,越大,所以L1、L2分别代表、与的变化曲线,当,,,以此分析;
【详解】A.由以上分析,A错误;
B.,,,,的数量级为10-9,B错误;
C.由图可知c点,溶液中存在电荷守恒关系,,则,根据原子守恒,,,则c点,pH<7,溶液显酸性,,故c点溶液中存在,C正确;
D.根据物料守恒,溶液中存在,D错误;
故答案为:C。
第Ⅱ卷(共55分)
二、非选择题(本题共4小题,共55分)
16. 硫酸亚锡()是应用于镀锡及铝合金表面处理的化学试剂。利用锡精矿(主要成分是,含少量、S、Cu、Pb、Fe)制备硫酸亚锡的流程如下:
已知:
①在酸性条件下,溶液中的可被氧化成;
②常温下,相关金属离子生成氢氧化物沉淀的pH如下表(开始沉淀的pH按金属离子浓度为0.01mol/L计算):
金属离子
开始沉淀的pH
7.5
2.1
4.7
1.7
0.3
完全沉淀的pH
95
3.5
6.7
3.7
1.3
(1)滤渣X的化学式是________。
(2)焙烧2中发生反应的化学方程式是________。
(3)若氧化时不引入新的杂质,则足量的Y溶液与金属离子发生反应的离子方程式为________。
(4)利用表格数据,计算的________;沉锡控制溶液pH的范围是________;试剂Z可以是________(填字母)。
a. b. c.溶液 d.氨水
(5)锡有多种同素异形体,其中白锡为四方晶系,晶胞参数a=b=0.5832nm,c=0.3181nm,灰锡为立方晶系,晶胞参数a=0.6489nm(如图)。在低温下,白锡转化为灰锡的现象常被称为锡疫。列式比较并说明发生“锡疫”时体积如何变化________。
【答案】(1)PbSO4
(2)WO3+Na2CO3=Na2WO4+CO2↑
(3)2Fe3++2H++H2O2= 2H2O+2Fe3+
(4) ①. 110-56.8 ②. 1.3~2.1 ③. cd
(5)>,“锡疫”时白锡变成灰锡,密度减小,体积增大
【解析】
【分析】锡精矿(主要成分是,含少量、S、Cu、Pb、Fe)在氧气中焙烧得到SO2气体,Cu、Pb、Fe转化为CuO、PbO2、Fe2O3,焙烧2中WO3和碳酸钠发生反应,由后续除钨步骤可知WO3转化成了Na2WO4,说明该过程中没有化合价的变化,则气体X为CO2,焙烧后的固体水浸除钨,过滤后的滤渣用硫酸溶解,CuO、PbO2、Fe2O3转化为硫酸铜、硫酸铁、硫酸锡,硫酸铅溶于水,滤渣X为PbSO4,根据已知信息①,溶液中的可被氧化成,在加入碳酸氢铵溶液调节pH沉锡,得到的固体在硫酸中溶解,再加入Sn单质将还原为得到SnSO4,以此解答。
【小问1详解】
酸溶之前的步骤中,已经把S、W除去了,加入硫酸溶解时,硫酸铜、硫酸铁、硫酸锡都是可溶于水的,但硫酸铅难溶于水,所以滤渣X就是硫酸铅PbSO4。
【小问2详解】
焙烧2中WO3和碳酸钠发生反应,由后续除钨步骤可知WO3转化成了Na2WO4,说明该过程中没有化合价的变化,则气体X为CO2,化学方程式为:WO3+Na2CO3=Na2WO4+CO2↑。
【小问3详解】
氧化步骤是的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,Y是能把Fe2+氧化成Fe3+的物质,且不引入新的杂质,则Y为H2O2,该过程的离子方程式为:2Fe3++2H++H2O2= 2H2O+2Fe3+。
【小问4详解】
由表格数据可知,c()=0.01mol/L的溶液中,当pH=0.3时,开始沉淀生成,则的=110-56.8;要能使Sn4+全部沉淀,还不能沉淀其它离子,根据表格信息,沉淀pH应在1.3~2.1范围内;Z用碳酸氢铵溶液或氨水最合适,碳酸氢根或一水合氨可以和氢离子反应,消耗溶液中的氢离子,达到调pH的目的;a的碱性太强,很容易使溶液pH过高,b是固体,可能会和沉淀出来的氢氧化锡混在一起,引入杂质,故选cd。
【小问5详解】
由白锡晶胞结构可知,其中Sn原子的个数为=4,密度为,由灰锡的晶胞结构可知,其中Sn原子的个数为=8,密度为,则>,“锡疫”时白锡变成灰锡,密度减小,体积增大。
17. 化工原料丙烯腈( )广泛应用于纤维、橡胶及树脂等工业合成生产中。以3-羟基丙酸乙酯( )为原料合成丙烯腈,主要反应过程如下:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
(1)已知部分化学键键能如下表所示:
化学键
C-O
C-C
C=C
C-H
O-H
C=O
键能()
356
346
610
413
463
745
据此计算________;此反应________时能自发进行(填“高温”、“低温”或“任意温度”)。
(2)在盛有催化剂、压强为80kPa的恒压密闭容器中按体积比1:7充入(g)和(g)发生反应,通过实验测得平衡体系中含碳物质(乙醇除外)的物质的量分数随温度的变化如图1所示。
①随着温度的升高,(g)的平衡物质的量分数先增大后减小的原因为________。
②如图2,科学家通过计算得出反应Ⅱ的反应历程有两步,其中第一步反应的化学方程式为:
,则第二步反应的化学方程式为________;实验过程中未检测到(g)的原因可能为________。
③图1中K点对应反应Ⅱ的标准平衡常数________(保留两位有效数字)。
[标准平衡常数表达式为用相对分压代替浓度平衡常数表达式中的浓度,气体的相对分压等于其分压(单位为kPa)除以初始压强()]
④若充入一定量(不参与反应)可提高丙烯腈的平衡产率,原因为________。
【答案】(1) ①. +42 kJ•mol﹣1 ②. 高温
(2) ①. 反应 I 和反应Ⅱ 都是吸热反应,温度升高,平衡都向正向移动;温度较低时,反应 I正向进行的程度大, 的物质的量分数增大;温度较高时反应Ⅱ正向进行的程度增大,的物质的量分数减小 ②. ③. 第二步反应非常快 ④. 0.012 ⑤. 反应 Ⅱ 反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量 N2,降低各气体分压(相当于扩大容器体积),会使反应Ⅱ 的平衡正向移动
【解析】
【小问1详解】
H=反应物键能之和减去生成物键能之和;;根据吉布斯自由能反应自发进行,,则反应高温下可以自发进行;
故答案为:;高温;
【小问2详解】
①反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应,最高点前反应Ⅰ进行程度大,最高点后反应Ⅱ进行程度大,所以随着温度升高,丙烯酸乙酯的平衡体积分数先增大后减小;
故答案为:反应 I 和反应Ⅱ都是吸热反应,温度升高,平衡都向正向移动;温度较低时,反应 I正向进行的程度大,丙烯酸乙酯的物质的量分数增大;温度较高时反应Ⅱ正向进行的程度增大,丙烯酸乙酯的物质的量分数减小;
②第二步反应为总反应-第一步反应式,则第二步反应的化学方程式为 ;第二步反应的活化能小于第一步,所以第二步反应的速率远大于第一步的速率,故实验过程种未检测出 ;
故答案为: ;第二步反应非常快;
③设起始物的物质的量分别为1mol、7mol,K点 含量为0,说明Ⅰ完全反应,生成1mol和1mol水, 和丙烯腈的含量相等,说明有0.5mol和0.5mol氨气参与反应Ⅱ,生成0.5mol乙醇和0.5mol水,则平衡体系种氨气的物质的量为6.5mol, 的物质的量为0.5mol, 的物质的量为0.5mol,乙醇的物质的量为0.5mol,水的物质的量为1.5mol,;
故答案为:0.012;
④反应Ⅱ反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量 N2,降低各气体分压(相当于扩大容器体积),会使反应Ⅱ的平衡正向移动;
故答案为:反应Ⅱ反应为气体分子数增大的反应,恒压密闭容器中充入一定量 N2,降低各气体分压(相当于扩大容器体积),会使反应Ⅱ 的平衡正向移动。
18. KSCN可用于合成树脂和药物等。实验室制备KSCN的装置如图:
已知:
Ⅰ.不溶于,密度比水大且不溶于水;
Ⅱ.,在高于170℃时易分解。回答下列问题:
(1)制备KSCN
①A装置的作用是_______。
②实验过程中待观察到三颈烧瓶中出现________现象时,关闭,保持三颈烧瓶内液温105℃,一段时间后打开,缓缓滴入适量的KOH溶液,充分反应。打开后,继续保持液温105℃一段时间,其原因是________ 。写出三颈烧瓶中生成KSCN的化学方程式________。
③从三颈烧瓶中得到KSCN晶体,应先过滤除去固体催化剂,再蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥。该过程中一定用不到的仪器有________(填序号)。
a.蒸发皿 b.坩埚 c.长颈漏斗 d.玻璃棒 f.烧杯 g.球形干燥管
(2)测定产品纯度
称取1.20gKSCN样品,配成100mL溶液;另取25.00mL 0.100 标准溶液于锥形瓶中,并加入少量稀硝酸和溶液,用KSCN溶液滴定,当恰好完全转化为AgSCN沉淀时,消耗KSCN溶液24.25mL。产品中KSCN质量分数为________%(保留三位有效数字)。
(3)利用KSCN探究
实验如下图:
实验过程中产生了白色沉淀,为探究其原因,同学们经查阅资料得知:的化学性质与相似;与可生成CuI沉淀和单质碘。设计实验方案如下:
实验方案
现象
步骤1:取4mL 0.3mol/L的溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。
无明显现象
步骤2:取4mL a mol/L的溶液,向其中滴加3滴0.1mol/L的KSCN溶液。
产生白色沉淀
步骤2中的a=________,与反应的离子方程式为________ 。
【答案】(1) ①. 观察气泡的产生速率,便于控制氨气的通入速率 ②. 三颈烧瓶中溶液不再分层现象时 ③. 使溶液中的分解完全 ④. ⑤. bcg
(2)83.3 (3) ①. 0.15 ②.
【解析】
【分析】本题是一道无机物制备类的实验题,含有氮气的氨气,通过二硫化碳后在装置B中和二硫化碳、水、催化剂反应生成产物,最后用重铬酸钾处理尾气,以此解题。
【小问1详解】
①通过观察A中的气泡流速,判断氨气的速度;故答案为:观察气泡的产生速率,便于控制氨气的通入速率;
②三颈瓶内盛放:、水和催化剂,溶液分层,通入氨气发生反应:,该反应比较缓慢且在高于170℃时易分解,实验过程中待观察到三颈烧瓶中溶液不再分层现象时,关闭。保持三颈烧瓶内液温105℃一段时间,然后打开,继续保持液温105℃一段时间,缓缓滴入适量的KOH溶液,充分反应生成硫氰化钾:。打开,继续保持液温105℃一段时间的原因是使溶液中的分解完全;
③过滤时需要用到烧杯、玻璃棒和漏斗,蒸发浓缩时需要用到蒸发皿和玻璃棒,故答案为:bcg;
【小问2详解】
根据KSCN~,可知n(KSCN)=n()=25×10-3×0.1=2.5×10-3mol,则样品中含有KSCN的质量为:m(KSCN)= 2.5×10-3×97×=1g,则其纯度=;
【小问3详解】
将Cu氧化成二价铜离子,被还原为二价铁离子,根据电子转移守恒、电荷守恒、原子守恒可得离子方程式为: ;
由上述反应可知生成的Cu2+的物质的量为Fe2+的一半,故所得溶液中CuSO4的浓度是FeSO4的一半,故步骤2中的溶液的浓度是0.15mol/L;
根据已知,的化学性质与相似,,将方程式中,用取代,用取代,则与反应的离子方程式为:;答案为:。
19. 丁苯酞(NBP)是我国自主研发的一种治疗缺血性脑卒中等疾病的药物。ZJM-289是一种NBP开环体(HPBA)的衍生物,在体内外可经酶促或化学转变成NBP和其他活性成分,其合成路线如图:
已知信息:
回答下列问题:
(1)A的化学名称为________ ,H中含氧官能团的名称为________。
(2)下列说法正确的是________。
A. HPBA的分子式为
B. 中C、N的杂化方式相同
C. 1mol C最多能与4mol NaOH在一定条件下反应
D. ZJM-289中没有手性碳原子
(3)D有多种同分异构体,其中既能发生银镜反应,又能发生水解反应的侧链不唯一的芳香族化合物有________种。
(4)F的结构简式为________。
(5)G→H的过程中,若以代替,则该反应难以进行,推测对该反应的促进作用主要是因为________。
(6)根据已知信息,W( )可由M和 反应获得,由 至少经过________步能合成出M。
【答案】(1) ①. 邻二甲苯(或1,2-二甲苯) ②. 酯基、醚键、羟基 (2)AB
(3)19 (4)
(5)NaNO3反应生成的NaBr易溶于水,而AgNO3反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行
(6)3
【解析】
【分析】A与O2在V2O5作催化剂并加热条件下生成B( ),通过A的分子式和B的结构可以推出A的结构简式为 , NBP( )中酯基在碱性条件下发生水解反应生成 ,再经过酸化后生成HPBA( );D发生信息反应生成E,E中含有酯基和羧基,与NaOH的水溶液反应后生成 , 在盐酸酸化下生成F为 ,据此分析解答。
【小问1详解】
A的分子式为C8H10,不饱和度为4,说明取代基上不含不饱和度,A与O2在V2O5作催化剂并加热条件下生成 ,由此可知A的结构简式为 ,其名称为邻二甲苯或1,2-二甲苯;由H的结构简式可知,其含氧官能团为酯基、醚键和羟基,其中酯基包括羧酸酯基和硝酸酯基。
【小问2详解】
A.根据分析,HPBA为 ,其分子式为,A正确;
B.中C、N均为sp3杂化,二者杂化方式相同,B正确;
C.C分子中含羧基、酯基和碳氯键,则1mol C最多能与3mol NaOH反应,C错误;
D.由图 可知,带星号碳原子为手性碳原子,D错误;
故选AB。
【小问3详解】
D的同分异构体,既能发生银镜反应又能发生水解反应,且属于侧链不唯一的芳香族化合物,说明属于甲酸酯,且苯环上的取代基至少有2个。若苯环上含2个取代基,则有3种组合,分别为HCOOCH2-和-OH,HCOO-和-OCH3,HCOO-和-CH2OH,每种组合中的两个取代基有邻、间、对3种位置,则共有3×3=9种;若苯环上含3个取代基,分别为HCOO-、-CH3和-OH,有10种;不可能有3个以上的取代基,因此D的同分异构体共有9+10=19种。
【小问4详解】
D发生信息反应生成E,E中含有酯基和羧基,与NaOH的水溶液反应后生成 , 在盐酸酸化下生成F为 。
【小问5详解】
观察流程图可知,G→H的反应为 中Br原子被AgNO3中-ONO2取代生成 和AgBr,若以NaNO3取代AgNO3,则该反应难以进行,其原因是NaNO3反应生成的NaBr易溶于水,而AgNO3反应生成的AgBr难溶于水,使平衡正向移动促进反应进行。
【小问6详解】
根据W的结构简式知,W可由M和 发生信息反应得到,据此推知M为 。而由 合成M,需要先氯代后水解再催化氧化得到,即 ,所以由 合成M至少要经过3步。
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