云南省昆明市第三中学2023-2024学年高二下学期开学化学试题(原卷版+解析版)
展开注意事项:
1.答题前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、考号、考场号、座位号填写在答题卡上,并认真填涂考号。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将答题卡交回。
4.可能用到的相对原子质量:H-1 O-16 C-12 N-14 Na-23 S-32
一、单项选择题:本大题共15小题,每小题3分,共45分。
1. 化学是材料科学的基础。下列说法错误的是
A. 冬奥会“同心”金属奖牌属于合金材料
B. 制造阻燃或防火线缆的橡胶不能由加聚反应合成
C. 制造特种防护服的芳纶纤维属于有机高分子材料
D. 可降解聚乳酸塑料的推广应用可减少“白色污染”
【答案】B
【解析】
【详解】A.金属奖牌属于合金材料,A项正确;
B.天然橡胶的单体为异戊二烯,合成橡胶的单体如顺丁烯等中均含有碳碳双键,通过加聚反应合成制得橡胶,B项错误;
C.“涤纶”“锦纶”“腈纶”“丙纶”“维纶”“氯纶”“芳纶”等均为合成纤维,属于有机高分子材料,C项正确;
D.可降解聚乳酸塑料的推广应用,可以减少难以降解塑料的使用,从而减少“白色污染”,D项正确;
答案选B。
2. 设为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 14g乙烯和丙烯的混合物中π键数目为
B. 常温下,的氨水溶液中,发生电离的水分子数为
C. 常温下,的醋酸溶液中含有的氢离子数大于
D. 相同体积、相同物质的量浓度的溶液和NaCl溶液所含离子数目相同
【答案】B
【解析】
【详解】A.1ml乙烯中含有1ml π键,1ml丙烯中含有1ml π键,14g乙烯和丙烯的混合物的物质的量小于1ml,则14g乙烯和丙烯的混合物中π键数目小于,A项错误;
B.常温下,的氨水溶液中H+的浓度为10-10ml/L,氨水溶液中的H+由水电离产生,故发生电离的水分子数为,B项正确;
C.常温下,的醋酸溶液中H+的浓度为0.1 ml/L,则溶液中H+的数目为=,C项错误;
D.两溶液中分别存在电荷守恒:、,则两溶液中所含离子总浓度可表示为,相同体积、相同物质的量浓度的溶液和NaCl溶液中相同,但在水中水解使溶液显碱性,故两溶液中不同,则所含离子数目不同,D项错误;
答案选B。
3. 下列离子方程式书写正确的是
A. 向溶液中加入稀硫酸:
B. 大理石与醋酸反应:
C. 用惰性电极电解溶液:
D. 用过量苯酚溶液与碳酸钠溶液反应:2
【答案】C
【解析】
【详解】A.向溶液中加入稀硫酸,反应的离子方程式为,A项错误;
B.大理石与醋酸反应的离子方程式为,B项错误;
C.用惰性电极电解溶液,离子方程式为,C项正确;
D.酚溶液与碳酸钠溶液反应生成碳酸氢钠,反应的离子方程式为,D项错误;
答案选C。
4. 七叶亭是一种植物抗菌素,适用于细菌性痢疾,其结构如图,下列说法正确的是
A. 分子中存在2种官能团
B. 分子中所有碳原子共平面
C. 该物质与足量溴水反应,最多可消耗
D. 该物质与足量溶液反应,最多可消耗
【答案】B
【解析】
详解】A.根据结构简式可知分子中含有酚羟基、酯基和碳碳双键,共三种官能团,A错误;
B.分子中苯环确定一个平面,碳碳双键确定一个平面,且两个平面重合,故所有碳原子共平面,B正确;
C.酚羟基含有两个邻位H可以和溴发生取代反应,另外碳碳双键能和单质溴发生加成反应,所以最多消耗单质溴3ml,C错误;
D.分子中含有2个酚羟基,含有1个酯基,酯基水解后生成1个酚羟基,所以最多消耗4mlNaOH,D错误;
故选B。
5. 常温下,向0.1ml/LHF溶液中加入少量水,下列各项增大的是
①pH②③HF的电离程度④⑤
A. ①③⑤B. ①②④C. ①⑤D. 仅有①
【答案】A
【解析】
【分析】HF是弱酸,常温下向0.1ml/LHF溶液中加入少量水,HF的电离平衡HFH++F-会正向移动,c(H+)、c(F-)、c(HF)都会减小,溶液酸性减弱,据此分析解题。
【详解】由上述分析可知,①HF的电离平衡HFH++F-会正向移动,c(H+)减小,pH增大,符合题意;②c(H+) c(OH-)=Kw,Kw只与温度有关,则加水稀释,c(H+) c(OH-)不变,不合题意;③加水稀释,电离平衡正移,则HF的电离程度增大,符合题意;④c(H+)⋅c(F-)=Ka×c(HF),加水稀释时Ka不变,c(HF)减小,则c(H+)、c(F-)减小,不合题意;⑤无限稀释时,c(H+)=10-7ml/L,c(F-)极小,则增大,符合题意;综上分析可知,①③⑤符合题意,故答案为:A。
6. 利用下列仪器、装置及药品能达到实验目的的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.加热氯化铵产生氨气和盐酸,遇冷又变氯化铵,A错误;
B.生成气体中的硫化氢等气体也会使酸性高锰酸钾溶液褪色,会干扰乙炔的检验,故不能检验乙炔的性质,B错误;
C.阴极区没有蓝色沉淀证明铁被保护,C正确;
D.乙二酸也会被过量的高锰酸钾氧化为二氧化碳,不能达到目的,D错误;
故选C。
7. 下列叙述正确的是
A. 稀醋酸中加少量醋酸钠能增大醋酸的电离程度
B. 25℃时,将盐酸稀释至1000mL,所得溶液的pH为8
C. 蔗糖在水中溶解,这是熵增的过程
D. 0.1mlAgCl和0.1mlAgI混合后加入1L水中所得溶液中
【答案】C
【解析】
【详解】A.稀醋酸中加少量醋酸钠,溶液中醋酸跟离子的浓度增大,抑制醋酸电离,A项错误;
B.25℃时,将盐酸稀释至1000mL,所得溶液仍显酸性,故其pH不可能等于8,B项错误;
C.蔗糖在水中溶解,混乱度增大,则熵增大,故这是熵增的过程,C项正确;
D.均存在溶解平衡,AgCl与AgI的溶度积不同,所得溶液中,D项错误;
答案选C。
8. 下列说法错误的是
A. 在25℃和101kPa时,完全燃烧生成和时放出853kJ的热量,则燃烧热的热化学方程式为:
B. 在相同条件下,质量相等的两份氢气和足量的氧气充分反应,分别生成液态水(反应①)和水蒸气(反应②),反应①放出的热量多
C. 中和反应的反应热测定实验中,需要其中一个反应物稍过量让反应充分进行
D. 白铁(镀锌)制品比一般铁器耐腐蚀
【答案】A
【解析】
【详解】A.燃烧热的热化学方程式为:,A错误;
B.液态水(反应①)变成水蒸气(反应②)要吸热,反应①放出的热量多,B正确;
C.中和反应的反应热测定实验中,需要其中NaOH稍过量让反应充分进行,C正确;
D.白铁(镀锌)制品如果破损了,就是牺牲阳极的阴极保护法,比一般铁器耐腐蚀,D正确;
故选A。
9. 某反应分两步进行,其能量变化如图所示。下列说法正确的是
A. 反应①的活化能
B. 该反应过程中,反应速率由反应②决定
C. 总反应的热化学方程式为
D. 增大的浓度,可以增大活化分子百分数,提高化学反应速率
【答案】B
【解析】
【详解】A.由图可知,活化能,A错误;
B.慢反应控制总反应速率,反应②的活化能,故反应速率由反应②决定,B正确;
C.总反应的,热化学方程式为 ,C错误;
D.增大反应物浓度,可增大活化分子的数目,但活化能不变,活化分子百分数不变,增大浓度可加快反应速率,D错误;
故选B。
10. 一定量的CO2与足量的碳在体积可变的恒压密闭容器中反应:C(s)+CO2(g)⇌2CO(g),平衡时,体系中气体体积分数与温度的关系如下图所示:
已知:气体分压(p分)=气体总压(p总)×体积分数。下列说法错误的是
A. 该反应△H>0
B. 550℃时,充入惰性气体将使v正>v逆
C. 650℃时,反应达平衡后CO2的转化率为25.0%
D. 925℃时,用平衡分压代替平衡浓度表示的化学平衡常数Kp=24.0p总
【答案】D
【解析】
【详解】A.随着温度的升高,CO2的体积分数降低,即升温该平衡正向移动,所以该反应为吸热反应,△H>0,A项正确;
B.恒压充入惰性气体,容器容积变大,平衡向气体增大的方向移动,即平衡正向移动,v正>v逆,B项正确;
C.设CO2为1ml,该条件下转化率为x,根据已知信息建立三段式,650℃时CO2和CO的体积分数分别为60%和40%,即得到x=0.25,则转化率为25%,C项正确;
D.925℃时,CO的体积分数为96%,故=23.04p总,D项错误;
故选D。
11. 下列方案设计、现象和结论都正确的是
A. AB. BC. CD. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.电解饱和食盐水,氯离子失去电子被氧化为氯气,氯气为阳极产物,故应用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阳极产生的气体,A错误;
B.盐酸中的氯离子可被酸性高锰酸钾溶液氧化,酸性高锰酸钾溶液褪色,B错误;
C.NaClO溶液具有漂白性,故不能用pH试纸测定NaClO溶液的pH,应该用pH计测定,C错误;
D.做这组对比实验,实验方案正确,若只有甲苯中紫红色褪去,说明甲苯中侧链甲基已经被氧化,甲基变得活泼,则说明苯环对甲基有影响,D正确;
答案选D。
12. 一种用于心脏起搏器的微型电池,其电极材料是石墨和锂,电解质溶液为等物质的量的LiCl、溶解在中形成的溶液。这种电池的总的反应为:,下列说法不正确的是
A. 该电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点
B. 石墨是正极
C. 可以用来代替
D. 正极反应式为:
【答案】C
【解析】
【分析】中Li元素化合价由0价变为+1价、S元素化合价由+4价变为0价,Li失去电子,为负极,则石墨为正极,据此分析解答。
【详解】A.由题目信息可知,该电池可用于心脏起搏器的微型电池,故该电池具有容量大、寿命长和电压稳定等特点,A正确;
B.由分析可知石墨是正极,B正确;
C.该电池用锂作负极,锂可以和水反应,故不能用水来代替,C错误;
D.该反应正极为得到电子,根据题目给的总反应式可知电极方程式为:,D正确;
故选C。
13. 利用双极膜电渗析法处理废水,可实现废水的高效净化,其原理如图所示。双极膜是特种离子交换膜,它是由一张阳膜和一张阴膜制成的阴、阳复合膜。在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O分子解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜。下列说法正确的是
A. 电极X连接电源的正极,其电极反应式为4OH--4e-=O2↑+2H2O
B. Z为淡水,M为H2SO4溶液,b膜为阳离子交换膜
C. 理论上,每转移2ml电子,两极共产生1.5ml气体
D. 该装置中,电子的转移方向为电极X→电解质溶液→电极Y
【答案】C
【解析】
【分析】在直流电场的作用下,阴、阳膜复合层间的H2O分子解离成H+和OH-并分别通过阳膜和阴膜,电解过程中,阳离子向阴极移动,则电极X为阴极,连接电源的负极,Y为阳极,连接电源的正极。
【详解】A.电解过程中,阳离子向阴极移动,则电极X为阴极,连接电源的负极,A项错误;
B.、向阴极移动,a膜为阳离子交换膜,向阳极移动,b膜为阴离子交换膜,Z为淡水,N为溶液,B项错误;
C.阴极上放电,产生,阳极上放电,产生,根据得失电子守恒,理论上每转移2ml电子,产生1ml和0.5ml,C项正确;
D.电子通过外电路移动,不会经过电解质溶液,D项错误。
故选C。
14. 25℃时,PbR(为或的沉淀溶解平衡关系图如图所示。已知,下列说法错误的是
A. 向X点对应的饱和溶液中加入少量,可转化为Y点对应的溶液
B. 当和沉淀共存时,溶液中和的比是
C. 线b表示
D. Y点溶液是的不饱和溶液
【答案】A
【解析】
【详解】A.向X点加入少量Pb(NO3)2,溶液中c(Pb2+)增大,而Y点c(Pb2+)小于X点,即不可转化为Y点对应的溶液,A错误;
B.当PbSO4和PbCO3沉淀共存时,则====1×105,B正确;
C.由Ksp(PbCO3)<Ksp(PbSO4)可知,c(Pb2+)相同时,大于,则线a表示PbCO3,b表示PbSO4,C正确;
D.由图可知,Y点Q(PbSO4)<Ksp(PbSO4),则Y点溶液是PbSO4 的不饱和溶液,D正确;
故答案为:A。
15. 常温下,向•L-1H2X溶液中滴入0.1ml•L-1NaOH溶液,pOH水与所加NaOH溶液体积的关系如图所示。下列说法错误的是
已知pOH=−lgc(OH-)。
A. 常温下,0.1ml•L-1H2X溶液的pH为1.4B. 溶液中水的电离程度:d>c>b
C. e点溶液呈碱性D. d点溶液中存在:2c(Na+)=c(HX-)+c(X2-)
【答案】D
【解析】
【分析】酸、碱都会抑制水的电离;由图可知,0.1ml•L-1H2X溶液中pOH=12.6,则pH=1.4,说明H2X的一步电离不完全,为弱酸;常温下,向•L-1H2X溶液中滴入0.1ml•L-1NaOH溶液,随着反应的进行酸浓度逐渐减小,反应生成弱酸强碱盐,d点此时水的电离程度最大,为恰好反应生成正盐Na2X,此后氢氧化钠过量,溶液显碱性,水的电离又受到抑制电离程度减小;
【详解】A.由分析可知,常温下,0.1ml•L-1H2X溶液的pH为1.4,A正确;
B.bcd点水电离出氢氧根离子浓度逐渐变大,说明水的电离程度逐渐变大,故溶液中水的电离程度:d>c>b,B正确;
C.e点氢氧化钠过量,溶液呈碱性,C正确;
D.d点为恰好反应生成正盐Na2X,根据物料守恒可知,溶液中存在:c(Na+)=2c(HX-)+2c(X2-)+2c (H2X),D错误;
故选D。
二、填空题:共55分。
16. 绿水青山就是金山银山。燃烧煤的烟气含有SO2和NOx,直接排放会造成环境污染,排放前需要进行处理。试回答下列问题:
(1)某实验小组设想利用CO还原SO2。已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJ·ml-l、283.0kJ·ml-l,试写出CO还原SO2生成CO2和S(s)的热化学方程式_________。
(2)采用Na2SO3溶液吸收法处理SO2,25℃时用1ml·L-1Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液pH=7时,溶液中各离子浓度的大小关系为_________。(已知25℃时:H2SO3的电离常数Kal=l.3×l0-2,Ka2=6.2×l0-8)
(3)采用NaClO2溶液作为吸收剂可同时对烟气进行脱硫、脱硝。在脱硫、脱硝过程中,反应器中一直维持下列条件:温度为298K,pH=12,NaClO2溶液浓度为5×l0-3ml·L-1。通入含有SO2和NO的烟气,则反应一段时间后溶液中离子浓度的分析结果如下表。
在不同温度下,NaClO2溶液脱硫、脱硝的反应中,SO2和NO的平衡分压pe如图所示。
①写出NaClO2溶液脱硫过程中主要反应的离子方程式_________。脱硫、脱硝反应的△H_________0(填“<”“>”或“=”)。
②已知脱硝主要反应为;4NO+3+4OH-=4+3C1-+2H2O。由实验结果可知,脱硫反应速率大于脱硝反应速率,原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是________(写出其中一个原因)。欲提高烟气中NO的脱硝反应速率,可以采用的措施是________(写出其中一条措施)。
③脱硝主要反应的平衡表达式为:,其中pe(NO)为平衡分压。结合题目信息,计算298K时脱硫过程主要反应的化学平衡常数:K=________(只列算式代入数据,不作运算)
(4)如果采用Ca(ClO)2替代NaClO2,能得到更好的烟气脱硫效果,其原因是________。
【答案】(1)2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) ΔH=-270kJ·ml-1
(2)c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)
(3) ①. 4OH-++2SO2⇌2+Cl-+2H2O ②. < ③. 脱硝反应活化能较高,或脱硫反应活化能较低,或SO2还原性更强,或SO2易溶于水而NO溶解度较低等 ④. 加入合适催化剂,或增大NaClO2溶液浓度,或通入适量氧气,或适当升高温度 ⑤.
(4)2OH-+ClO-+SO2⇌+Cl-+H2O,Ca2+与形成CaSO4沉淀,平衡向产物方向移动,SO2转化率提高
【解析】
【小问1详解】
已知S和CO的燃烧热分别是296.0kJ·ml-l、283.0kJ·ml-l,可得热化学方程式①O2(g)+S(s))= SO2(g) ΔH=-296.0kJ·ml-1;②CO(g)+O2(g)=CO2(g) ΔH=-283.0kJ·ml-1;CO还原SO2生成CO2和S(s)的化学方程式为2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s),根据盖斯定律可知,由②2-①可得目标方程式,故热化学方程式2CO(g)+SO2(g)=2CO2(g)+S(s) ΔH=-270kJ·ml-1。
【小问2详解】
Na2SO3溶液与SO2发生反应的化学方程式为,溶液显酸性,25℃时用1ml·L-1的Na2SO3溶液吸收SO2,当溶液pH=7时,说明溶质为Na2SO3和,c(H+)=c(OH-),的电离常数为Ka2=6.2×l0-8,的水解常数为,故的水解常数大于的电离常数,溶液显中性,则的水解产生的氢氧根离子与的电离产生的氢离子近似相等,则c()>c(),故溶液中各离子浓度的大小关系为c(Na+)>c()>c()>c(H+)=c(OH-)。
【小问3详解】
①由表格信息可知,NaClO2将SO2主要氧化为,得电子被还原为氯离子,溶液显碱性,根据得失电子守恒、电荷守恒、元素守恒配平NaClO2溶液脱硫过程中主要反应的离子方程式4OH-++2SO2⇌2+Cl-+2H2O。由图可知,随温度升高,SO2和NO的平衡分压pe的负对数减小,则平衡分压增大,即升温平衡逆向移动,则逆反应为吸热反应,正反应放热反应,故脱硫、脱硝反应的△H<0。
②脱硫反应速率大于脱硝反应速率,原因是除了SO2和NO在烟气中的初始浓度不同,还可能是脱硝反应活化能较高,或脱硫反应活化能较低,或SO2还原性更强,或SO2易溶于水而NO溶解度较低等。欲提高烟气中NO的脱硝反应速率,可以采用的措施是加入合适催化剂,或增大NaClO2溶液浓度,或通入适量氧气,或适当升高温度。
③已知脱硝主要反应为;4NO+3+4OH-=4+3C1-+2H2O,脱硝主要反应的平衡表达式为:,其中pe(NO)为平衡分压。已知脱硫的主要反应为4OH-++2SO2⇌2+Cl-+2H2O,由图可知,298K时,pe(SO2)的负对数为43,则pe(SO2)=10-43Pa,则298K时脱硫过程主要反应的化学平衡常数:
【小问4详解】
如果采用Ca(ClO)2替代NaClO2,能得到更好的烟气脱硫效果,其原因是2OH-+ClO-+SO2⇌+Cl-+H2O,Ca2+与形成CaSO4沉淀,反应平衡向产物方向移动,SO2转化率提高。
17. 某工厂采用辉铋矿(主要成分为,含有、杂质)与软锰矿(主要成分为)联合焙烧法制备和,工艺流程如下:
已知:①焙烧时过量的分解为,转变为;
②金属活动性:;
③相关金属离子形成氢氧化物的范围如下:
回答下列问题:
(1)为提高焙烧效率,可采取的措施为___________。
a.进一步粉碎矿石
b.鼓入适当过量的空气
c.降低焙烧温度
(2)在空气中单独焙烧生成,反应的化学方程式为___________。
(3)“酸浸”中过量浓盐酸的作用为:①充分浸出和;②___________。
(4)滤渣的主要成分为___________(填化学式)。
(5)生成气体A离子方程式为___________。
(6)加入金属的目的是___________。
【答案】(1)ab (2)
(3)抑制金属离子水解
(4)
(5)
(6)将转化为
【解析】
【分析】联合焙烧:由已知信息①和第(2)问题干可知,发生转化:、、,故联合焙烧后得到、、、和;
水浸:进入滤液,滤渣为、、和;
酸浸:加入过量浓盐酸后,和发生转化:、,因有氧化性,会与浓盐酸发生氧化还原反应:,气体A为,滤渣主要为不溶于浓盐酸的,滤液中金属离子为;
第(4)(5)问转化:由已知信息②知,的金属活动性强于,且调pH=2.6时和进入滤液,可知加入金属的目的是将还原为。
【小问1详解】
a.联合焙烧时,进一步粉碎矿石,可以增大矿石与空气的接触面积,能够提高焙烧效率,选项a符合题意;
b.鼓入适当过量的空气有利于矿石充分反应,选项b符合题意;
c.降低焙烧温度,反应速率减慢,不利于提高焙烧效率,选项c不符合题意;
答案选ab;
【小问2详解】
在空气中单独焙烧生成,根据原子守恒可知还应生成,结合得失电子守恒,反应的化学方程式为;
【小问3详解】
加入浓盐酸后,溶液中含有的离子主要为、、、、,而酸浸后取滤液进行转化,故要防止金属离子水解生成沉淀,进入滤渣,造成制得的产率偏低;
【小问4详解】
滤渣主要为不溶于浓盐酸的,答案为;
【小问5详解】
因有氧化性,会与浓盐酸发生氧化还原反应:;
【小问6详解】
由已知信息③知,调pH=2.6时,会水解生成沉淀,但还没开始沉淀,故要将转化为,在调后获得含的滤液,为了不引入新的杂质,加入作还原剂。
18. 实验室由安息香制备二苯乙二酮的反应式如下:
相关信息列表如下:
装置示意图如下图所示,实验步骤为:
①在圆底烧瓶中加入10mL冰乙酸、5mL水及9.0g FeCl3∙6H2O,边搅拌边加热,至固体全部溶解。②停止加热,待沸腾平息后加入2.0g安息香,加热回流45~60min。
③加入50mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出。
④过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品
⑤粗品用75%的乙醇重结晶,干燥后得淡黄色结晶1.6g。
回答下列问题:
(1)仪器A中应加入___________(填“水”或“油”)作为热传导介质。
(2)仪器B的名称是___________;冷却水应从___________(填“a”或“b”)口通入。
(3)实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是___________。
(4)在本实验中,FeCl3为氧化剂且过量,其还原产物为___________;某同学尝试改进本实验:采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮。该方案是否可行?简述判断理由___________。
(5)若粗品中混有少量未氧化的安息香,可用少量___________洗涤的方法除去(填标号)。若要得到更高纯度的产品,可用重结晶的方法进一步提纯。
a.热水 b.乙酸 c.冷水 d.乙醇
(6)本实验的产率最接近于___________(填标号)。
a.85% b.80% c.75% d.70%
【答案】(1)油 (2) ①. 球形冷凝管 ②. a
(3)防止暴沸 (4) ①. FeCl2 ②. 可行,空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3,FeCl3可循环参与反应
(5)a (6)b
【解析】
【分析】由安息香制备二苯乙二酮时,先将作为溶剂的10m冰乙酸、5mL水及催化剂(9.0g FeCl3∙6H2O)在圆底烧瓶中混合,边搅拌边加热,至固体全部溶解;为防止液体暴沸,停止加热后待溶液沸腾平息后加入2.0g安息香,加热回流45~60min,让安息香充分氧化;加入50mL水,煮沸后冷却,有黄色固体析出;过滤,并用冷水洗涤固体3次,得到粗品;粗品用75%的乙醇重结晶,得二苯乙二酮晶体。
【小问1详解】
从表中数据可以看出,反应物的沸点都高于100℃,而水的沸点只有100℃,所以仪器A中应加入油作为热传导介质。
【小问2详解】
仪器B的名称是球形冷凝管;冷却水应下进上出,即从a口通入。
【小问3详解】
往沸腾的液体中加入液体或固体物质,应待液体冷却至一定温度后再加入,以防喷出伤人,则实验步骤②中,安息香必须待沸腾平息后方可加入,其主要目的是防止暴沸。
【小问4详解】
在本实验中,FeCl3为氧化剂且过量,则铁元素由+3价降为+2价,其还原产物为FeCl2;某同学采用催化量的FeCl3并通入空气制备二苯乙二酮,FeCl3的还原产物FeCl2能被空气中O2氧化为FeCl3,则该方案可行。判断理由:空气可以将还原产物FeCl2又氧化为FeCl3,FeCl3可循环参与反应。
【小问5详解】
若粗品中混有少量未氧化的安息香,表中信息显示,安息香易溶于热水,而二苯乙二酮难溶于水,所以可用少量热水洗涤的方法除去,故选a。
【小问6详解】
安息香的相对分子质量为212,二苯乙二酮的相对分子质量为210,理论上,2.0g安息香参加反应,可生成二苯乙二酮的质量为≈1.98g,二苯乙二酮的实际产量为1.6g,则本实验的产率为≈80.0%,最接近于80%,故选b。
【点睛】提纯固体有机物时,常采用重结晶法。
19. 化合物M(奥司他韦)是目前治疗流感的最常用药物之一,其合成路线如下:
已知:的结构简式为
回答下列问题:
(1)M中不含氧的官能团的名称是_______。
(2)有机物C的结构简式为_______。
(3)E与NaOH溶液共热的化学方程式为_______。
(4)的核磁共振氢谱有_______组峰。
(5)G→H的反应类型是_______。
(6)B有多种同分异构体,同时满足下列条件的同分异构体共有_______种(不考虑立体异构)。
a.分子结构中含有
b.能与溶液发生反应产生气体
(7)参照上述合成路线,以和为原料设计合成的路线_______(其它试剂任选)。
【答案】(1)碳碳双键、氨基
(2) (3)+NaOH+NH3↑
(4)1 (5)消去反应
(6)10 (7)CH3CHOCH3CH=CHCHO
【解析】
【分析】根据A的分子式结合B的结构简式可知A发生酯化反应生成B,则A的结构简式为CH2=CHCOOH,B和C反应生成D,依据D的结构简式可判断发生的是加成反应,则C的结构简式为。D和氨气发生取代反应生成E,E在一定条件下和单质碘反应生成F,F和反应生成G,G转化为H,最终转化为M,据此解答。
【小问1详解】
依据M的结构简式可判断M中不含氧的官能团的名称是碳碳双键、氨基。
【小问2详解】
根据以上分析可知有机物C的结构简式为。
【小问3详解】
E中含有酰胺基,与NaOH溶液共热的化学方程式为+NaOH+NH3↑。
【小问4详解】
根据的结构简式可知分子中只有1类氢原子,核磁共振氢谱有1组峰。
【小问5详解】
G→H中消去HI形成碳碳双键,反应类型是消去反应。
【小问6详解】
B的分子式为C5H5O2F3,B有多种同分异构体,同时满足下列条件a.分子结构中含有,b.能与溶液发生反应产生气体,说明含有羧基,因此相当于是丙烯或环丙烷分子中的2个氢原子被羧基和取代,依据定一议一的方法可判断,如果是丙烯中的2个氢原子被取代,有8种,如果是环丙烷分子中的2个氢原子被取代,有2种,共计是10种。
【小问7详解】
要合成,需要氨气和反应,CH3CH=CHCHO和反应可生成,两分子乙醛可生成CH3CH=CHCHO,所以路线为CH3CHOCH3CH=CHCHO。A
B
C
D
实验室制备
检验乙炔性质
验证牺牲阳极法保护铁
制取乙二酸
目的
方案设计
现象和结论
A
检验电解法制备的氯气
电解饱和食盐水,用湿润的碘化钾淀粉试纸检验阴极产生的气体
若试纸变蓝色,则说明有氯气产生
B
验证铁锈中含有二价铁
将铁锈溶于浓盐酸,滴入酸性溶液
若紫色褪去,则说明铁锈中含有二价铁
C
探究和HClO的Ka大小
用pH试纸分别测定浓度均为溶液和NaClO溶液的pH
若,则说明
D
探究有机物基团之间的相互影响
取三支试管各加入等量的己烷、苯、甲苯,分别加入几滴等量的酸性溶液(必要时可以稍稍加热),再观察现象
若加入甲苯中的溶液褪色,其他两支试管中的溶液不褪色,则说明苯环对甲基有影响,使甲基更易被氧化
离子
Cl-
c/(ml·L-1)
8.35×10-4
6.87×10-6
1.5×l0-4
l.2×10-5
3.4×10-3
开始沉淀
完全沉淀
6.5
8.3
1.6
2.8
8.1
10.1
物质
性状
熔点/℃
沸点/℃
溶解性
安息香
白色固体
133
344
难溶于冷水
溶于热水、乙醇、乙酸
二苯乙二酮
淡黄色固体
95
347
不溶于水
溶于乙醇、苯、乙酸
冰乙酸
无色液体
17
118
与水、乙醇互溶
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