2022-2023学年上海市晋元高中高二(下)期末化学试卷(等级考)(含详细答案解析)
展开1.百余种不同的元素,是构成大千世界中所有物质的“基石”。
(1)《流浪地球》中制造太空电梯缆绳的材料最有可能是碳纳米管,下列说法正确的是______ (单选)。
A.石墨烯(C60)和碳纳米管互为同位素
B.常温下,碳纳米管稳定性高于硅纳米管
C.碳纳米管最有可能是原子晶体
D.碳纳米管中碳与碳之间的作用力是分子间作用力
(2)下列事实中,能说明硫的非金属性比碳强的是______ (双选)。
A.H2SO3的酸性比H2CO3的酸性强
B.在硫与碳的化合物CS2中S显负价
C.足量硫酸加入碳酸钠溶液中能生成二氧化碳气体
D.硫的单质的硬度比金刚石低
2.某有机物的核磁共振氢谱图如图所示,该有机物的结构简式可能是______ (单选)。
A.CH3CH2Br
B.
C.
D.CH3CH2OH
二、实验题:本大题共2小题,共20分。
3.某合作学习小组的同学设计下列装置制备溴苯并证明反应为取代反应。
(1)装置 A 的烧瓶中发生反应的化学方程式为______。
(2)装置 B 的作用是______。
(3)产物中混有溴和苯。除去溴需要加入的试剂是:______,分离所需的主要玻璃仪器是:烧杯和______。除去溴苯中的苯所用的分离方法是:______。
4.元素分析和图谱分析,是有机化合物的重要表征手段。按如图实验装置(部分装置略)对某有机化合物进行C、H元素分析。
回答下列问题:
(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先通O2以排尽石英管内空气,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,①检查______;②依次点燃煤气灯______。
A.a和b
B.b和a
(2)CuO的作用是______。
(3)c和d中的试剂分别是______、______ (填标号)。
A.CaCl2
B.NaCl
C.碱石灰(CaO+NaOH)
D.Na2SO3
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,熄灭煤气灯a、b,接下来应进行操作是:______,然后取下 c和d管称重。
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,d管增重0.0352g。质谱测得该有机物的相对分子量为118,其分子式为______。
三、简答题:本大题共6小题,共48分。
5.如果给核外电子足够的能量,这些电子便会摆脱原子核的束缚而离去。核外电子离开该原子或离子所需要的能量主要受两大因素的影响:
①原子核对核外电子的吸引力
②形成稳定结构的倾向
以下是一些原子核失去核外不同电子所需要的能量(kJ⋅ml−1)
注:阴影表示与上一数据存在显著性差异
已知元素a是短周期元素,根据所给信息分析,表中元素a最有可能是______,写出你的推断的依据:______。
6.Ⅰ.铁是生产生活中使用最广泛的金属。元素周期表中铁元素的信息如图所示。
(1)一个铁原子中,有______个价电子轨道,有______种能量不同的电子。
Ⅱ.铁常常用作电极材料。甲、乙两池电极材料都是铁棒与碳棒
(2)若两池中均为CuCl2溶液,反应一段时间后:
①甲池中有红色物质析出的是______棒。
A.Fe
B.C
②乙池中阳极的电极反应式是______。
(3)若两池中均为饱和NaCl溶液:
①写出乙池中总反应的离子方程式:______。
②甲池中碳极上电极反应式是:______。
7.我国高含硫天然气资源丰富,天然气脱硫和CH4、H2S重整制氢、有重要现实意义。
Ⅰ.天然气脱硫工艺涉及如下反应:
①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ/ml
②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)△H2=bkJ/ml
③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=ckJ/ml
(1)计算H2S热分解反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)的△H4=______ kJ/ml。
Ⅱ.甲烷与H2S重整制氢是一条全新的H2S转化与制氢技术路线:CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)(反应条件略)。
(2)在恒温恒容条件下,可作为该反应达到平衡状态的判断依据是______ (双选)。
A.混合气体密度不变
B.2v正(H2S)=v逆(CS2)
C.容器内压强不变
D.CH4与H2的物质的量分数之比保持不变
(3)若一定条件下,该反应在3L的容器中进行,5分钟内气体的物质的量增加了6ml,则平均反应速率v(H2S)=______。
(4)在体积为1L的恒容密闭容器中,起始组成n(CH4):n(H2S)=1:2的混合气体3ml发生该反应,达到平衡状态时,四种组分物质的量分数随温度的变化如图所示。
①如图中表示CH4、CS2变化的曲线分别是______、______ (填编号)。
②由图可知该反应的△H______ 0(填“>”“<”或“=”)。
③M点对应温度下,可计算得到平衡常数K值为______。
Ⅲ.天然气中的H2S也可用Na2CO3溶液吸收。主要反应:Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3。
(5)碳酸钠溶液中,含碳元素的微粒,其浓度由大到小的顺序是______。(微粒符号表示)
(6)在0.1ml⋅L−1的NaHS溶液中,下列粒子浓度关系式正确的是______ (双选)。
A.[S2−]+[HS−]+[H2S]=0.1ml⋅L−1
B.[Na+]=2[S2−]+[HS−]
C.[H+]=[OH−]+2[S2−]+[HS−]
D.[Na+]>[S2−]+[HS−]
(7)理论上,按上述反应吸收34g硫化氢,需10%Na2CO3溶液的质量______ g。
8.天然气和石油的分馏产物、煤的干馏产物都属烃类,是重要的化工原料。
(1)下列关于烷烃的叙述不正确的是______。(单选)
A.烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连
B.通常情况下,烷烃都不能够使酸性高锰酸钾溶液褪色
C.在一定条件下,烷烃能与氯气、溴水等发生取代反应
D.沸点由高到低的顺序是:己烷>正戊烷>新戊烷
(2)庚烷(分子式为C7H16的直链烷烃)是许多常见消费品的组成部分。庚烷存在于橡胶水泥、户外炉灶燃料和油漆涂料中。
①能够通过加氢得到庚烷的单烯烃有______种。(包括顺反异构)(单选)
A.3
B.4
C.5
D.6
②新庚烷是庚烷的同分异构体,写出其系统命名:______。该有机物的一氯代物有______种。(不考虑立体异构)
9.(1)有机物X是一种重要的有机合成中间体,用于制造塑料、涂料和黏合剂等。有机物X的质谱图(见图)表明,该有机物的相对分子质量为______。
(2)元素分析可知,有机物X的分子式为C5H8O2,经红外光谱测定,有机物X中含有醛基;有机物X的核磁共振氢谱图上有2组吸收峰,峰面积之比为3:1。
①由此,可以推断有机物X的结构简式为______。
②设计实验证明有机物x中含有醛基,写出简单的实验方案。______。
10.沐舒坦(结构简式为
,不考虑立体异构)是临床上使用广泛的祛痰药,如图所示的其多条合成路线中的一条(部分反应试剂和反应条件未标出)。
已知:①RCOOCH3→LiAlH4RCH2OH
②苯胺容易被氧化
完成下列填空:
(1)写出沐舒坦中除含氮官能团外,其他官能团的名称:______。
(2)写出反应试剂和反应条件。反应①______。
(3)写出反应类型。反应③______。
(4)写出化学用语。反应⑤(若属于酯化反应),反应⑥______。 A为单体可以发生聚合反应,写出化学方程式:______, B的结构简式:______。
(5)反应⑥中除加入反应试剂C外,还需要加入K2CO3,其目的是为了中和______,防止______。
(6)写出任意1种C的能发生水解反应,且只含3种不同化学环境氢原子的同分异构体的结构简式______。
(7)反应②、反应③的顺序能不能颠倒,______,说出你的理由______。
(8)苯甲醛为最简单的,同时也是工业上最常为使用的芳香醛。设计由上述路线中分子式为C7H8的有机物为原料,制备
的合成路线______。(合成路线常用的表示方式为:A→反应条件反应试剂B⋅⋅⋅⋅⋅⋅→反应条件反应试剂目标产物)
四、推断题:本大题共1小题,共10分。
11.苯是最简单的芳香族化合物,最初是从煤焦油中提取出来。
(1)工业上大量获得煤焦油有关的加工过程是______。(单选)
A.煤的液化
B.煤的干馏
C.石油的分馏
D.煤的气化
苯在一定条件下能发生如图所示转化。
(2)a∼e五种化合物之间的关系是:互为______。
(3)b分子中含有______个手性碳原子。
(4)a、b、d、e 中,所有原子共平面的是______ (单选)。
A.a
B.b
C.d
D.e
(5)c与溴水按照物质的量之比1:加成,可以得到______种产物。(不考虑立体异构)
答案和解析
1.【答案】B BC
【解析】解:(1)A.同位素指质子数相同、中子数不同的原子,石墨烯和碳纳米管都是碳单质,不互为同位素,故A错误;
B.键长越短、键能越大,该物质越稳定,键长Si−Si>C−C,键能:Si−Si
D.非金属原子之间易形成共价键,所以碳纳米管中碳与碳之间的作用力是共价键,故D错误;
故答案为:B;
(2)A.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,H2SO3不是S元素的最高价氧化物的水化物,所以不能根据H2SO3、H2CO3的酸性强弱判断S、C元素的非金属性强弱,故A错误;
B.元素的非金属性越强,在化合物中显负化合价,在S、C的化合物CS2中S显负化合价,则非金属性C
C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸,足量硫酸加入碳酸钠溶液中能生成二氧化碳气体,说明硫酸的酸性大于碳酸,H2SO4、H2CO3都是其最高价氧化物的水化物,所以非金属性:S>C,故C正确;
D.元素的非金属性强弱与其单质的硬度无关,所以不能根据硫单质和金刚石的硬度强弱判断非金属性强弱,故D错误;
故答案为:BC。
(1)A.同位素指质子数相同、中子数不同的原子;
B.键长越短、键能越大,该物质越稳定;
C.碳纳米管属于混合晶体;
D.非金属原子之间易形成共价键;
(2)A.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强;
B.元素的非金属性越强,在化合物中显负化合价;
C.元素的非金属性越强,其最高价氧化物的水化物酸性越强,强酸能和弱酸盐反应生成弱酸;
D.元素的非金属性强弱与其单质的硬度无关。
本题考查非金属性强弱判断、基本概念等知识点,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确同位素的概念、物质的构成微粒及微粒之间作用力、非金属性强弱判断方法是解本题关键,题目难度不大。
2.【答案】A
【解析】解:A.CH3CH2 Br的等效氢种类为2种,且等效氢个数不相等,故A正确;
B.的等效氢种类为3种,故B错误;
C.的等效氢种类为3种,故C错误;
D.CH3CH2OH的等效氢种类为3种,故D错误;
故答案为:A。
由该有机物的核磁共振氢谱图图可知,该有机物的等效氢种类为2种,且峰面积不相等,即2种等效氢个数不相等,据此分析作答即可。
本题主要考查学生对等效氢种类的判断,属于基本知识的考查,题目难度不大。
3.【答案】 吸收挥发出的溴蒸气 NaOH 分液漏斗 蒸馏
【解析】解:(1)装置A的烧瓶中发生反应是苯和液溴在FeBr3催化剂作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢,反应的化学方程式:,
故答案为:;
(2)反应生成的溴苯中含溴单质形成的溴蒸气,通过装置B中的四氯化碳可以吸收挥发出的溴蒸气,避免液溴装置C检验生成溴化物的生成,
故答案为:吸收挥发出的溴蒸气;
(3)产物中混有溴和苯,除去溴需要加入的试剂是氢氧化钠,化学式为NaOH,溴与氢氧化钠反应生成溶于水的溴化钠,溴苯不溶于水,产生分层,可以用分液漏斗进行分离,溴苯、苯互溶,但沸点不同,可选蒸馏装置分离,
故答案为:NaOH;分液漏斗;蒸馏。
(1)装置A的烧瓶中发生反应是苯和液溴在FeBr3催化剂作用下发生取代反应生成溴苯和溴化氢;
(2)溴单质易溶于四氯化碳;
(3)溴与氢氧化钠反应生成易溶于水的溴化钠,溴苯不溶于水,据此选择分离方法,溴苯、苯互溶,但沸点不同。
本题考查有机物的性质实验,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力和实验能力的考查,注意把握苯与溴发生取代反应的特点,把握实验的原理和操作方法,难度不大。
4.【答案】气密性 B 作助燃剂使有机物充分反应,排尽装置中的二氧化碳和水蒸气 A C 先熄灭a,一段时间后再熄灭b,继续通入氧气至石英管冷却至室温 C4H6O4
【解析】解:(1)将装有样品的Pt坩埚和CuO放入石英管中,先通氧气,排出装置中的空气,而后将已称重的U型管c、d与石英管连接,检查气密性,防止漏气,依次点燃煤气灯b、a保证有机物充分燃烧,进行实验,
故答案为:气密性;B;
(2)O2的作用有作助燃剂使有机物充分反应,排尽装置中的二氧化碳和水蒸气;CuO的作用是CO+CuOCu+CO2,
故答案为:作助燃剂使有机物充分反应,排尽装置中的二氧化碳和水蒸气;
(3)c处无水氯化钙可吸收水,d处碱石灰水可吸收二氧化碳,c和d中的试剂分别是A、C,
故答案为:A;C;
(4)Pt坩埚中样品CxHyOz反应完全后,应进行操作:先熄灭a,一段时间后再熄灭b,继续通入氧气至石英管冷却至室温,取下c和d管称重,
故答案为:先熄灭a,一段时间后再熄灭b,继续通入氧气至石英管冷却至室温;
(5)若样品CxHyOz为0.0236g,实验结束后,c管增重0.0108g,n(H2O)=0.0108g18g/ml=0.0006ml,H元素的质量为0.0006ml×2×1g/ml=0.0012g,d管增重0.0352g,n(CO2)=0.0352g44g/ml=0.0008ml,C元素的质量为0.0008ml×12g/ml=0.0096g,则有机物中n(O)=0.0236g−0.0096g−0.0012g16g/ml=0.0008ml,C、H、O的原子个数比为0.0008ml:0.0012ml:0.0008ml=2:3:2,最简式为C2H3O2,设分子式为(C2H3O2)n,质谱测得该有机物的相对分子量为118,59×n=118,解得n=2,可知其分子式为C4H6O4,
故答案为:C4H6O4。
由实验装置可知,先通入氧气可排除装置中的空气,连接装置后检验装置的气密性,先点燃b处,保证有机物中C元素转化为二氧化碳,再点燃a处,有机物燃烧生成二氧化碳和水,c处无水氯化钙可吸收水,d处碱石灰水可吸收二氧化碳,a、d不能互换,否则碱石灰吸收的质量为混合物的质量,然后熄灭a,一段时间后再熄灭b,继续通入氧气至石英管冷却至室温,可保证水、二氧化碳被完全吸收,取下c和d管称重,c中为水的质量、d中为二氧化碳的质量,结合质量守恒及相对分子质量确定分子式。
本题考查有机物分子式的确定,为高频考点,把握实验装置的作用、元素守恒法的应用为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意分子式的确定方法,题目难度不大。
5.【答案】Na a元素失去第一个电子所需能量小于Li、Mg,说明a比Li、Mg活泼,元素a失去第二个电子时,所需能量发生突跃,则该元素最外层只有一个电子,如果a为短周期元素,应该为Na
【解析】解:原子核对最外层电子吸引力越小,该原子越易失电子,失去一个电子所需的能量越小,该元素越活泼;该元素的原子失去最外层电子达到稳定结构时,如果再失去1个电子,所需能量发生突跃,根据表中数据知,a原子失去一个电子时所需能量小于Li、Mg,说明a比Li、Mg活泼;元素a失去第二个电子时,所需能量发生突跃,则该元素最外层只有一个电子,如果a为短周期元素,应该为Na,
故答案为:Na;a元素失去第一个电子所需能量小于Li、Mg,说明a比Li、Mg活泼,元素a失去第二个电子时,所需能量发生突跃,则该元素最外层只有一个电子,如果a为短周期元素,应该为Na。
原子核对最外层电子吸引力越小,该原子越易失电子,失去一个电子所需的能量越小,该元素越活泼;该元素的原子失去最外层电子达到稳定结构时,如果再失去1个电子,所需能量发生突跃。
本题考查原子核外电子排布,侧重考查对比、分析、判断及知识综合运用能力,明确原子失电子所需能量大小与金属的金属性强弱关系是解本题关键,题目难度不大。
6.【答案】67B2Cl−−2e−=Cl2↑2Cl−+2H2O2OH−+H2↑+Cl2↑2H2O+O2+4e−=4OH−
【解析】解:(1)铁元素的原子序数为26,价电子排布式为3d64s2,价电子占用1个4s轨道,5个3d轨道,共用6个原子轨道;铁的电子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子有7个能级,
故答案为:6;7;
(2)①甲为原电池,Fe失电子为负极,C为正极,铜离子在正极上得电子生成Cu,
故答案为:B;
②乙为电解池,由电子流向可知,Fe为阴极,C为阳极,阳极上氯离子失去电子生成氯气,则阳极的电极反应式为:2Cl−−2e−=Cl2↑,
故答案为:2Cl−−2e−=Cl2↑;
(3)①氯化钠溶液中存在的离子是:氯离子、氢氧根离子、钠离子、氢离子,氯离子的放电能力大于氢氧根离子,氢离子的放电能力大于钠离子,所以该反应的生成物是氯气、氢气、氢氧化钠,总反应式为2Cl−+2H2O2OH−+H2↑+Cl2↑,
故答案为:2Cl−+2H2O2OH−+H2↑+Cl2↑;
②由以上分析可知,甲池中正极的电极反应式为2H2O+O2+4e−=4OH−,
故答案为:2H2O+O2+4e−=4OH−。
(1)铁元素的原子序数为26,价电子排布式为3d64s2,铁的电子排布式:1s22s22p63s23p63d64s2,铁原子有7个能级;
(2)①甲为原电池,Fe失电子为负极,C为正极,铜离子在正极上得电子生成Cu;
②乙为电解池,由电子流向可知,Fe为阴极,C为阳极,阳极上氯离子失去电子生成氯气;
(3)若两池中均盛放NaCl溶液,则甲池发生金属的吸氧腐蚀,正极为2H2O+O2+4e−=4OH−,负极为Fe−2e−=Fe2+,乙池为电解食盐水装置,阳极反应为4OH−−4e−=O2↑+2H2O,阴极反应为2H++2e−=H2↑。
本题综合考查电化学知识,题目侧重于原电池和电解池的原理的考查,注意把握电极反应式的书写,为解答该题的关键,题目难度不大,注意电子的移动方向,为判断电解池的阴极、阳极的关键之处。
7.【答案】a+b−3c3 CD0.4ml⋅L−1⋅min−1 db>0.04c(CO32−)>c(HCO3−)>c(H2CO3)AD1060
【解析】解:Ⅰ.(1)已知:①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ/ml,②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)△H2=bkJ/ml,③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=ckJ/ml,根据盖斯定律①+②−3③3得反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g)△H4=a+b−3c3kJ/ml,
故答案为:a+b−3c3;
Ⅱ.(2)A.反应前后混合气体的质量和体积均不变,因此不论反应是否达到了平衡状态,混合气体的密度均不变,因此混合气体密度不变不能说明该反应达到了平衡状态,故A错误;
B.当2v正(H2S)=v逆(CS2),正逆反应速率不相等,反应未达到平衡状态,故B错误;
C.该反应为气体体积增大的反应,随着反应的进行压强逐渐增大,因此容器内压强不变,说明反应达到了平衡状态,故C正确;
D.CH4与H2的物质的量分数之比保持不变,说明各物质的浓度均不变,说明反应达到了平衡状态,故D正确;
故答案为:CD;
(3)根据差量法,
CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)Δn
2 2
Δn(H2S)6
则参加反应的H2S的物质的量Δn(H2S)=6ml,v(H2S)=Δc(H2S)Δt=Δn(H2S)VΔt=6ml3L×5min=0.4ml⋅L−1⋅min−1,
故答案为:0.4ml⋅L−1⋅min−1;
(4)①根据起始组成n(CH4):n(H2S)=1:2,d为CH4,c为H2S,再根据方程式可知n(CS2):n(H2)=1:4,则a为H2,b为CS2,
故答案为:d;b;
②由图可知,温度升高H2和CS2的物质的量分数逐渐增大,则该反应为吸热反应,ΔH>0,
故答案为:>;
③设平衡时转化的甲烷的物质的量为a,列该反应的三段式:
CH4(g)+2H2S(g)⇌CS2(g)+4H2(g)
起始/ml1200
转化/mla2aa4a
平衡/ml1−a2−2aa4a
由图可知,M点CH4和H2的物质的量相等,则1−a=4a,a=0.2,化学平衡常数K=c(CS2)c4(H2)c(CH4)c2(H2S)=0.2×0.840.8×1.62=0.04,
故答案为:0.04;
(5)碳酸钠溶液中碳酸钠会电离出钠离子和碳酸根离子,碳酸根离子水解会生成碳酸氢根离子,碳酸氢根离子水解会生成碳酸,因此碳酸钠溶液中的含碳微粒有:CO32−、HCO3−、H2CO3,其浓度由大到小的顺序是:c(CO32−)>c(HCO3−)>c(H2CO3),
故答案为:c(CO32−)>c(HCO3−)>c(H2CO3);
(6)A.根据物料守恒,[S2−]+[HS−]+[H2S]=[Na+]=0.1ml⋅L−1,故A正确;
B.根据电荷守恒,[H+]+[Na+]=2[S2−]+[HS−]+[OH−],因为NaHS溶液呈碱性,[OH−]>[H+],因此[Na+]>2[S2−]+[HS−],故B错误;
C.根据质子守恒,[H+]=[S2−]−[H2S]+[OH−],故C错误;
D.根据电荷守恒,[H+]+[Na+]=2[S2−]+[HS−]+[OH−],因为NaHS溶液呈碱性,[OH−]>[H+],[Na+]=2[S2−]+[HS−]+[OH−]−[H+]>[S2−]+[HS−],故D正确;
故答案为:AD;
(7)34g硫化氢的物质的量为1ml,由反应Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3可知需要碳酸钠的物质的量为1ml,质量为106g,则需要10%碳酸钠溶液的质量为:106g10%=1060g,
故答案为:1060。
Ⅰ.(1)已知:①2H2S(g)+3O2(g)=2SO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ/ml,②4H2S(g)+2SO2(g)=3S2(g)+4H2O(g)△H2=bkJ/ml,③2H2(g)+O2(g)=2H2O(g)△H3=ckJ/ml,根据盖斯定律①+②−3③3得反应④2H2S(g)=S2(g)+2H2(g);
Ⅱ.(2)根据变量不变逆向相等来判断反应是否达到了平衡状态;
(3)根据差量法,代入公式v(H2S)=Δc(H2S)Δt=Δn(H2S)VΔt即可;
(4)①根据起始组成n(CH4):n(H2S)=1:2,d为CH4,c为H2S,再根据方程式可知n(CS2):n(H2)=1:4,则a为H2,b为CS2;
②由图可知,温度升高H2和CS2的物质的量分数逐渐增大,则该反应为吸热反应;
③设平衡时转化的甲烷的物质的量为a,列该反应的三段式,由图可知,M点CH4和H2的物质的量相等,则1−a=4a,a=0.2,代入公式K=c(CS2)c4(H2)c(CH4)c2(H2S)即可;
(5)碳酸钠溶液中碳酸钠会电离出钠离子和碳酸根离子,碳酸根离子水解会生成碳酸氢根离子,碳酸氢根离子水解会生成碳酸,因此碳酸钠溶液中的含碳微粒有:CO32−、HCO3−、H2CO3,其浓度由大到小的顺序是:c(CO32−)>c(HCO3−)>c(H2CO3);
(6)根据质子守恒、电荷守恒和物料守恒分析;
(7)34g硫化氢的物质的量为1ml,由反应Na2CO3+H2S=NaHS+NaHCO3可知需要碳酸钠的物质的量为1ml,质量为106g,进而求出需要10%碳酸钠溶液的质量。
本题主要考查化学平衡常数的计算、盖斯定律的应用、化学平衡状态的判断等知识,为高频考点,题目难度一般。
8.【答案】C C 2,2−二甲基戊烷 4
【解析】解:(1)A.烷烃中的碳原子之间以单键相连,其余不足的价键用H原子来补充,故烷烃中的碳原子均以共价单键的形式与碳原子或氢原子相连,故A正确;
B.烷烃不能被高锰酸钾氧化,不能使高锰酸钾溶液褪色,故B正确;
C.烷烃和溴水不反应,能与溴蒸汽、氯气在光照条件下发生取代反应,故C错误;
D.碳原子数越多,烷烃的沸点越高;互为同分异构体的烷烃,支链越多,沸点越低,故己烷>正戊烷>新戊烷,故D正确;
故答案为:C;
(2)庚烷(分子式为C7H16的直链烷烃)的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3,
①能够通过加氢得到庚烷的单烯烃有CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH=CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH=CHCH2CH2CH3,其中CH3CH=CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH=CHCH2CH2CH3有顺反异构,则能够通过加氢得到庚烷的单烯烃有五种,
故答案为:C;
②新庚烷的结构简式为CH3CH2CH2C(CH3)3,其主链上有5个碳原子,在2号碳原子上有2个甲基,系统名称为2,2−二甲基戊烷,该有机物中含4种等效氢,一氯代物有4种,
故答案为:2,2−二甲基戊烷;4。
(1)A.烷烃中的碳原子之间以单键相连,其余不足的价键用H原子来补充;
B.烷烃不能被高锰酸钾氧化;
C.烷烃和溴水不反应;
D.碳原子数越多,烷烃的沸点越高;互为同分异构体的烷烃,支链越多,沸点越低;
(2)庚烷(分子式为C7H16的直链烷烃)的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3,
①能够通过加氢得到庚烷的单烯烃有CH2=CHCH2CH2CH2CH2CH3、CH3CH=CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH=CHCH2CH2CH3,其中CH3CH=CHCH2CH2CH2CH3、CH3CH2CH=CHCH2CH2CH3有顺反异构;
②新庚烷的结构简式为CH3CH2CH2C(CH3)3,其主链上有5个碳原子,在2号碳原子上有2个甲基,据此分析系统名称,该有机物中含4种等效氢,据此分析一氯代物的种数。
本题考查了烷烃、烯烃的结构和性质,难度不大,应注意的是当双键两端的碳原子上分别连有两个不同的原子或原子团时,此有机物有顺反异构。
9.【答案】100OHCC(CH3)2CHO向新制氢氧化铜悬浊液中加入少量X,加热,有砖红色沉淀生成,证明X中含有醛基
【解析】解:(1)质谱图中质荷比最大数值即为相对分子质量,由质谱图可知有机物X的相对分子质量是100,
故答案为:100;
(2)①有机物X的质谱图显示最大质荷比为100,则有机物的相对分子质量为100,所以有机物的分子式为C5H8O2,经红外光谱测定,有机物X中含有醛基,有机物X的核磁共振氢谱图上有2组吸收峰,峰面积之比为3:1,该有机物X的结构简式为OHCC(CH3)2CHO,
故答案为:OHCC(CH3)2CHO;
②检验醛基的实验方案:向新制氢氧化铜悬浊液中加入少量X,加热,有砖红色沉淀生成,证明X中含有醛基,
故答案为:向新制氢氧化铜悬浊液中加入少量X,加热,有砖红色沉淀生成,证明X中含有醛基。
(1)质谱图中质荷比最大数值即为相对分子质量;
(2)①最大质荷比即为有机物的相对分子质量,结合实验式得出有机物的分子式,有机物X中含有醛基,有机物X的核磁共振氢谱图上有2组吸收峰,峰面积之比为3:1,则有机物X含有2个醛基,两个甲基,据此分析作答;
②可利用X与新制氢氧化铜悬浊液反应有砖红色沉淀生成证明X中含有醛基。
本题考查质谱法、有机物结构的推断和有机物官能团的检验,侧重分析与应用能力的考查,题目难度不大。
10.【答案】羟基、碳溴键 浓硝酸、浓硫酸、加热 还原反应 取代反应 n→一定条件下+(n−1)H2O HCl 防止产品不纯,使平衡正向移动,提高沐舒坦的产率 (CH3)3CCONHCH3、CH3CONHC(CH3)3、、(CH3)3CCH2CONH2(任写一种)不能 氨基易被氧化,高锰酸钾氧化甲基的同时,也将氨基氧化,最终得不到A
【解析】解:(1)沐舒坦中除含氮官能团外,其他官能团的名称:羟基、碳溴键,
故答案为:羟基、碳溴键;
(2)反应①为甲苯和浓硝酸在浓硫酸作催化剂、加热条件下的取代反应,所以反应试剂、反应条件为浓硝酸、浓硫酸、加热,
故答案为:浓硝酸、浓硫酸、加热;
(3)硝基发生还原反应生成氨基,则反应③为还原反应,
故答案为:还原反应;
(4)反应⑤若属于酯化反应,反应⑥为取代反应;A为,A为单体可以发生聚合反应,A发生聚合反应的方程式为:n→一定条件下+(n−1)H2O,B的结构简式:,
故答案为:取代反应;n→一定条件下+(n−1)H2O;;
(5)反应⑥中有HCl生成,而氯化氢与氨基可发生反应,反应⑥中加入碳酸钾的作用是中和反应生成的盐酸,同时防止氯化氢和氨基发生反应,防止产品不纯,使平衡正向移动,提高沐舒坦的产率,
故答案为:HCl;防止产品不纯,使平衡正向移动,提高沐舒坦的产率;
(6)C为,C的同分异构体能发生水解反应且只含3种不同化学环境氢原子,C的不饱和度是1,能发生水解反应,根据C所含元素知,酰胺基能发生水解反应,酰胺基的不饱和度是1,所以符合条件的结构简式中除了酰胺基外不含其它环或双键,结构简式为、、(CH3)3CCH2CONH2,
故答案为:(CH3)3CCONHCH3、CH3CONHC(CH3)3、、(CH3)3CCH2CONH2(任写一种);
(7)因氨基易被氧化,如果反应②③颠倒,再利用高锰酸钾、加热的条件下氧化甲基转化为羧基的同时也会将氨基氧化,
故答案为:不能;氨基易被氧化,高锰酸钾氧化甲基的同时,也将氨基氧化,最终得不到A;
(8)由上述路线中分子式为C7H8的有机物为原料制备,与溴在光照条件下发生取代反应生成,然后碱性条件下水解生成,最后发生催化氧化生成,合成路线为,
故答案为:。
根据反应⑤后产物的结构简式及C7H8的分子式知,CC7H8为,甲苯发生取代反应生成C7H7NO2,C7H7NO2为,发生氧化反应生成C7H5NO4,则C7H5NO4为,根据A的分子式知,发生还原反应生成A为,反应④为取代反应、⑤为酯化反应,根据信息知,生成B的反应中酯基转化为醇羟基,所以B为,根据沐舒坦的结构简式知,反应⑥为取代反应,C为;
(8)由上述路线中分子式为C7H8的有机物为原料制备,与溴在光照条件下发生取代反应生成,然后碱性条件下水解生成,最后发生催化氧化生成。
本题考查有机物的推断与合成,结合转化关系中有机物分子式、结构简式及题给信息进行分析解答,熟练掌握官能团的性质与转化,题目较好地考查学生分析推理能力、自学能力、知识迁移运用能力,是对有机化学基础的综合考查。
11.【答案】B 同分异构体 4 A 6
【解析】解:(1)煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、粗苯等产物,故B正确,
故答案为:B;
(2)由a∼e五种有机物的结构简式可知,其分子式相同,结构不同,互为同分异构体,
故答案为:同分异构体;
(3)连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子,则b分子中含有4个手性碳原子,
故答案为:4;
(4)由结构简式可知,a为苯,苯环上所有原子共平面;b、d.e分子中均含有多个类似甲烷四面体结构的碳原子,所有原子不共平面。故所有原子共平面的是a,
故答案为:A;
(5)c与溴水按照物质的量之比1:1加成,可以得到6种产物,
故答案为:6。
煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、粗苯等产物;同分异构体指的是分子式相同,结构不同的有机物;连有4个不同原子或原子团的碳原子称为手性碳原子;苯环上所有原子共平面,以此答题。
本题考查了常见有机物的结构、手性碳原子、苯的性质等有关知识,理解手性碳原子、同分异构体的定义是解题关键,题目难度不大。失去第n个电子
锂
元素a
镁
失去第1个电子
520
502
738
失去第2个电子
7298
4570
1451
失去第3个电子
11815
6920
7733
失去第4个电子
-
9550
10540
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