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【精品解析】湖南省長沙市湖南師大附中2024-2025學年高二下學期期中考試化學試題

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【精品解析】湖南省長沙市湖南師大附中2024-2025學年高二下學期期中考試化學試題

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湖南省長沙市湖南師大附中2024-2025學年高二下學期期中考試化學試題
1.(2025高二下·長沙期中)下列關于有機物的說法不正確的是
A.甘油可作護膚保濕劑
B.聚氯乙烯分子中含碳碳雙鍵
C.碘酒是指單質碘的乙醇溶液
D.乙烯是水果催熟劑,可以用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果
【答案】B
【知識點】氯、溴、碘及其化合物的綜合應用;乙烯的物理、化學性質;生活中的有機化合物;聚合反應
【解析】【解答】A、甘油是丙三醇的俗稱,它具有良好的保濕效果,常用于化妝品中,來幫助皮膚鎖住水分,因此可作護膚保濕劑,A正確;
B、聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯單體聚合而成的一種塑料,聚合后分子中不含碳碳雙鍵,B錯誤;
C、碘酒是一種家用消毒劑,是由碘單質溶于乙醇配制而成的,因此碘酒是指單質碘的乙醇溶液,C正確;
D、乙烯是水果催熟劑,是一種植物激素,乙烯能被高錳酸鉀氧化,可以用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果,D正確;
故答案為:B
【分析】易錯點:混淆單體與聚合物的結構,要注意選項所問。
2.(2025高二下·長沙期中)化學用語是化學學科的專業語言,是學習化學的基本工具,下列化學用語不正確的是
A.基態溴原子簡化電子排布式:
B.乙烷的空間填充模型:
C.的電子式為
D.軌道的電子云輪廓圖:
【答案】D
【知識點】原子核外電子排布;原子核外電子的運動狀態;原子結構的構造原理;電子式、化學式或化學符號及名稱的綜合
【解析】【解答】A、由元素周期表可知溴為35號元素,根據構造原理可以得出簡化電子排布式為,A正確;
B、乙烷結構簡式為CH3CH3,空間填充模型為,B正確;
C、等電子體是指原子總數相同,價電子數也相同的分子或離子,因此CSO與CO2為等電子體,再根據CO2屬于直線型分子,可知CSO電子式為,C正確;
D、px軌道的對稱軸為x軸,電子云呈啞鈴型,輪廓圖為,D錯誤;
故答案為:D
【分析】s軌道一般為球形,p軌道一般為啞鈴形,d軌道一般為花瓣形,根據此結合選項圖示來排除錯誤選項。
3.(2025高二下·長沙期中)下列離子方程式書寫正確的是
A.草酸與酸性高錳酸鉀溶液反應:
B.鉛酸蓄電池充電時的陽極反應:
C.乙酸乙酯在堿性環境下水解:
D.向苯酚鈉溶液中通入少量
【答案】D
【知識點】常見化學電源的種類及其工作原理;酯的性質;苯酚的化學性質;離子方程式的書寫
【解析】【解答】A、 草酸為弱酸,在離子反應中不可拆應寫化學式,C元素化合價升高,Mn元素化合價降低,正確的離子方程式為:,A錯誤;
B、 鉛蓄電池充電時陽極上是PbSO4發生氧化反應,硫酸鉛失去電子生成二氧化鉛,正確的電極反應式為:,B錯誤;
C、堿性條件下,產物中的乙酸不能和氫氧根大量共存,因此乙酸乙酯在堿性環境下水解生成乙酸鹽和乙醇,正確的方程式為,C錯誤;
D、由于酸性:,故向苯酚鈉溶液中通入少量CO2,最終生成碳酸氫鈉,離子方程式為:,D正確;
故答案為:D
【分析】在書寫離子反應的過程中要注意單質、弱電解質、非電解質和難溶鹽不能拆,書寫完成后要檢查電荷、物料、原子是否守恒。
4.(2025高二下·長沙期中)下列實驗裝置或操作正確且能達到相應實驗目的的是
A.檢驗溴乙烷中的溴元素 B.制備乙酸乙酯
C.乙炔的實驗室制取及檢驗 D.分離沸點不同的液體混合物
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知識點】實驗裝置綜合;性質實驗方案的設計;制備實驗方案的設計;物質檢驗實驗方案的設計
【解析】【解答】A、溴乙烷屬于有機溶劑不能電離出溴離子,故加入硝酸銀不能檢驗溴乙烷中的溴元素,A錯誤;
B、酯化反應中需要濃硫酸作催化劑、吸水劑,只有濃硫酸才能吸收反應中產生的水,使反應正向進行,提高轉化率不能選稀硫酸,B錯誤;
C、電石與飽和食鹽水制備乙炔,會產生H2S等雜質,首先通過CuSO4溶液除去H2S,再用具有強氧化性的酸性KMnO4溶液與具有強還原性的乙炔反應檢驗乙炔,C正確;
D、蒸餾操作中溫度計的水銀球應在蒸餾燒瓶的支管口處,D錯誤;
故答案為:C
【分析】溴乙烷屬于有機溶劑不能電離出溴離子,但可以先加氫氧化鈉溶液使得溴乙烷水解,接著用硝酸酸化后的硝酸銀溶液檢驗溴離子。
5.(2025高二下·長沙期中)下列有機物命名錯誤的是
A. 2,4-二甲基己烷
B. 3-異丙基戊烷
C.3-甲基-4-乙基己烷
D. 2,5-二甲基-3-乙基己烷
【答案】B
【知識點】有機化合物的命名
【解析】【解答】A、,最長碳鏈為6個碳,第2、4個碳上各有一個甲基的烷烴,系統命名為2,4-二甲基己烷,A正確;
B、,最長碳鏈為5個碳,第2個碳上有一個甲基,第3個碳上有一個乙基的烷烴,系統命名為2-甲基-3-乙基戊烷,B錯誤;
C、,最長碳鏈為6個碳,第3個碳上有一個甲基,第4個碳上有一個乙基的烷烴,系統命名為3-甲基-4-乙基己烷,C正確;
D、,最長碳鏈為6個碳,第2、5個碳上各有一個甲基,第3個碳上有一個乙基的烷烴,系統命名為2,5-二甲基-3-乙基己烷,D正確;
故答案為:B
【分析】有機物命名的基本步驟:定母體、找主鏈、定編號、寫名稱。
6.(2025高二下·長沙期中)已知甲醛分子的所有原子共平面,某芳香化合物的結構簡式為,下列關于該芳香化合物的說法錯誤的是
A.分子中在同一直線上的原子最多有4個
B.分子中可能在同一平面上的原子最多有18個
C.碳原子存在3種雜化方式
D.1mol該物質含19NA個σ鍵
【答案】B
【知識點】共價鍵的形成及共價鍵的主要類型;原子軌道雜化方式及雜化類型判斷;有機分子中原子共線、共面的判斷
【解析】【解答】A.炔直線位于醛平面上,但甲基上的氫原子都不在炔直線上,因此同一直線上的原子最多有4個,A正確;
B.轉動②處C-C鍵,使末端甲基中的一個氫位于醛平面上,轉動①處C-C鍵可使兩平面重合為同一平面,因此可能在同一平面上的原子最多有17個,B錯誤;
C.苯環、羰基碳為sp2雜化,碳碳三鍵的碳為sp雜化,甲基碳為sp3雜化,共有3種,C正確;
D.分子中含有10個C-C σ鍵、8個C-H σ鍵、1個C-O σ鍵,共19個σ鍵,則1mol該物質含19NA個σ鍵,D正確;
故答案為:B
【分析】
在有機物中,碳碳三鍵之間一般共直線,苯環或碳碳雙鍵之間共平面,碳碳單鍵之間最多3個原子共平面。
7.(2025高二下·長沙期中)以2-溴丙烷為原料制取1,2-丙二醇,需要經過的反應是(  )
A.加成-消去-取代 B.消去-加成-取代
C.消去-取代-加成 D.取代-消去-加成
【答案】B
【知識點】有機物的結構和性質;取代反應;加成反應;消去反應
【解析】【解答】 2-溴丙烷先發生消去反應得到丙烯,丙烯再與溴單質發生加成反應,得到1,2-二溴丙烷,再發生取代反應,用-OH取代Br,得到產物1,2-丙二醇 。B選項符合題意。
故答案為:B。
【分析】消除反應,又稱脫去反應或是消去反應,是指一種有機化合物分子和其他物質反應,失去部分原子或官能基(稱為離去基)的有機反應。反應后分子會產生多鍵,為不飽和有機化合物;
加成反應是反應物分子中以重鍵結合的或共軛不飽和體系末端的兩個原子,在反應中分別與由試劑提供的基團或原子以σ鍵相結合,得到一種飽和的或比較飽和的加成產物。這個加成產物可以是穩定的;也可以是不穩定的中間體,隨即發生進一步變化而形成穩定產物。
取代反應是指化合物或有機物分子中任何一個原子或原子團被試劑中同類型的其它原子或原子團所替代的反應,用通式表示為:R-L(反應基質)+A-B(進攻試劑)→R-A(取代產物)+L-B(離去基團)屬于化學反應的一類。
8.(2025高二下·長沙期中)為提純下列物質(括號內為雜質),所用的除雜試劑和分離方法不正確的一組是
選項 待提純的物質 除雜試劑 分離方法
A 乙酸乙酯(乙酸) 飽和溶液 分液
B 蒸餾
C 溴苯(溴) 溶液 分液
D (Br2) 萃取
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知識點】酯的性質;蒸餾與分餾;分液和萃取;物質的分離與提純
【解析】【解答】A、飽和溶液可吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,故用飽和碳酸鈉溶液除去乙酸乙酯中的乙酸,A正確;
B、氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣,吸收掉溶解到乙醇中的水,然后蒸餾即可得到乙醇,B正確;
C、單質溴易溶于有機溶劑,溴能和氫氧化鈉溶液反應生成無機鹽,再通過分液即可除去無機物,獲得溴苯,C正確;
D、單質溴易溶于有機溶劑,四氯化碳與苯互溶,三者能達到互溶,應該用氫氧化鈉溶液除去苯中的溴單質,D錯誤;
故答案為:D
【分析】物質提純三原則:不能引入新的雜質、分離提純后的物質狀態不變、實驗過程和操作方法簡單易行。
9.(2025高二下·長沙期中)從中草藥中提取的(結構簡式如下)可用于治療阿爾茨海默癥。下列關于的說法錯誤的是
A.其溶液顯酸性,可與溶液反應
B.可與濃溴水發生加成反應,但不能發生取代反應
C.苯環上氫原子發生氯代時,一氯代物有6種
D.該分子最多與發生加成反應
【答案】B
【知識點】有機物的結構和性質;取代反應;加成反應
【解析】【解答】A、結構簡式中含有酚羥基,水溶液為酸性,可與碳酸鈉反應生成苯酚鈉和碳酸氫鈉,A正確;
B、苯環上酚羥基鄰位有氫,能與濃溴水發生取代反應,碳碳雙鍵能與濃溴水發生加成反應,B錯誤;
C、根據結構簡式可知,苯環上有6種化學環境的氫,一氯代物有6種,C正確;
D、1mol苯環與3mol H2反應,1mol碳碳雙鍵、羰基與1mol H2反應,則1mol該分子最多與9mol H2發生加成反應,D正確;
故答案為:B
【分析】碳碳雙鍵、碳碳三鍵、酰胺基(肽鍵)、醛基、苯環以及氮氮雙鍵等這些官能團具有特定的化學性質,能夠與氫氣在一定的條件下發生加成反應。
10.(2025高二下·長沙期中)已知某芳香族化合物X的分子式為,則X的同分異構體中核磁共振氫譜圖符合下圖的物質種數為
A.4種 B.5種 C.6種 D.7種
【答案】C
【知識點】利用質譜、紅外光譜、核磁共振等確定有機物的結構
【解析】【解答】芳香族化合物,則含有苯環,不飽和度為5,故支鏈上有一個雙鍵,核磁共振氫譜有四個吸收峰,說明分子中含有4種H原子,峰面積之比為2:2:1:3,則四種氫原子個數之比=2:2:1:3,①支鏈為-COOH和-CH3,處于對位,有1種同分異構,②-COOCH3有1種同分異構,③-OOCCH3有1種同分異構,④支鏈為-CH3和-O-CHO,處于對位,有1種同分異構體,⑤支鏈為-O-CH3和-CHO,處于對位,有1種同分異構體,⑥支鏈為-OH和-COCH3,處于對位,有1種同分異構,共6種;
故答案為:C
【分析】核磁共振氫譜圖中,特征峰數目反映了有機物分子中氫原子化學環境的種類;不同特征峰之間的強度比(即特征峰的面積比)反映了不同化學環境氫原子的數目比,依此了解有機物分子的結構。
11.(2025高二下·長沙期中)青蒿素是高效的抗瘧疾藥,為無色針狀晶體,在水中幾乎不溶,易溶于丙酮、氯仿和苯中,可溶于乙醇、乙醚和石油中,且在95%的乙醇中溶解度隨溫度升高而升高,熔點為,熱穩定性差。已知:乙醚沸點為。提取青蒿素的主要工藝如下所示:
下列有關此工藝操作說法不正確的是
A.破碎的目的是增大青蒿與乙醚的接觸面積,提高青蒿素浸取率
B.操作需要用到的玻璃儀器有分液漏斗、玻璃棒、燒杯
C.操作是蒸餾,利用了乙醚與青蒿素的沸點相差較大
D.操作的主要過程為加95%的乙醇,蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾
【答案】B
【知識點】蒸餾與分餾;物質的分離與提純
【解析】【解答】A、將青蒿素干燥破碎增大了與乙醚的接觸面積,可提高青蒿素浸取率,A正確;
B、操作I之后出現了提取液和殘渣兩相,可推測操作I為過濾,需要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯,而分液漏斗主要適用于互不相溶的有機相和水相之間的分離操作,B錯誤;
C、操作Ⅱ是蒸餾,利用了乙醚與青蒿素的沸點相差較大,乙醚沸點低可回收利用,C正確;
D、由題意可知,青蒿素在水中幾乎不溶, 可溶于乙醇、乙醚和石油中, 并考慮工藝生產中要求的價廉易得,故操作Ⅲ的主要過程不是加水溶解,而是加入95%的乙醇溶解,再進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾,D正確;
故答案為:B
【分析】青蒿經干燥破碎處理后,其與乙醇的接觸面積增大,進而提升青蒿素的浸出效率,又因為青蒿素在水中幾乎不溶, 可溶于乙醇、乙醚和石油中,故采用乙醚對青蒿素進行浸取,過濾,得到提取液,利用二者熔沸點差異大的特性,可以采用蒸餾的方式得青蒿素的粗產品,最后加95%的乙醇,濃縮、冷卻結晶、過濾得到青蒿素的精品。
12.(2025高二下·長沙期中)已知X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素,X和Z同主族,Y、Z、W、R同周期,W的簡單氫化物可用作制冷劑。它們組成的某種化合物的結構如圖所示。下列敘述正確的是
A.第一電離能:
B.簡單離子半徑:
C.Z的單質可能為極性分子
D.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現了其漂白性
【答案】C
【知識點】元素電離能、電負性的含義及應用;極性分子和非極性分子;二氧化硫的性質;微粒半徑大小的比較
【解析】【解答】A、Y、Z、W分別對應F、O、N,同周期元素從左至右第一電離能呈增大趨勢,但是N原子的2p能級為半充滿狀態,更穩定,故第一電離能:F>N>O,A錯誤;
B、R、W、Y、Z分別對應Li、N、F、O,Li+只有1個電子層,N3-、O2-、F-均有2個電子層,且核外電子排布完全相同,隨著核電荷數的增加,簡單離子半徑逐漸減小,故簡單離子半徑N3->O2->F->Li+,B錯誤;
C、Z是O,O2是直線形分子,為非極性分子,O3是V形分子,為極性分子,因此Z的單質可能為極性分子,C正確;
D、XZ是SO2,SO2具有還原性,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,從而使酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現了其還原性,D錯誤;
故答案為:C
【分析】W的簡單氫化物可用作制冷劑,說明W是N元素;由物質的結構可知,X能形成6個共價鍵,且X和W不是同周期元素,說明X是S元素;X和Z同主族,則Z是O元素;Y、Z、W、R同周期,即為第二周期元素,Y能形成1個共價單鍵,R能形成+1價陽離子,說明Y是F元素,R是Li元素。
13.(2025高二下·長沙期中)乙醇和乙酸在酸性條件下生成乙酸乙酯,反應機理如圖,下列說法錯誤的是
A.形成配位鍵,斷裂配位鍵
B.的反應的原子利用率為100%
C.質子發生轉移
D.若反應條件為濃硫酸,只能加快反應速率,不能提高乙酸乙酯的平衡產率
【答案】D
【知識點】有機物的合成;有機化學反應的綜合應用;羧酸簡介;酯化反應
【解析】【解答】A、由圖可知,中氫離子提供空軌道、氧原子提供孤電子對形成配位鍵, Ⅰ 形成的配位鍵斷裂,A正確;
B、的反應中原子全部反應生成一種物質,原子利用率為100%,B正確;
C、由圖可知,過程中下側的質子轉移到了右側羥基上,質子發生轉移,C正確;
D、濃硫酸具有吸水性,吸收生成的水,導致平衡正向移動,因此能提高乙酸乙酯的平衡產率,D錯誤;
故答案為:D
【分析】酸性催化酯化反應,根據反應機理圖,已知一般是酰-氧鍵斷裂的雙分子酯化作用,酸催化的作用首先是使羧基中的羰基上的氧原子接受質子,使羰基碳原子正電荷增加,然后是親核試劑(如ROH)進攻羰基碳原子形成過渡狀態,發生羧酸的酰-氧鍵斷裂而脫去一分子水,最后釋放出一個質子而生成酯。
14.(2025高二下·長沙期中)常溫下,向溶液中緩慢滴入相同濃度的溶液,混合溶液中某兩種離子的濃度隨加入溶液體積的變化關系如圖所示,下列說法錯誤的是
A.水的電離程度:
B.M點:
C.當時,
D.N點:
【答案】D
【知識點】弱電解質在水溶液中的電離平衡;離子濃度大小的比較;中和滴定
【解析】【解答】A、N點HCOOH溶液與NaOH溶液恰好反應生成HCOONa,此時僅存在HCOONa的水解,M點時仍剩余有未反應的NaOH,對水的電離是抑制的,故水的電離程度M<N,A正確;
B、M點溶液中電荷守恒有,M點為交點可知,聯合可得,B正確;
C、當時,溶液中的溶質為,根據電荷守恒有,根據物料守恒,兩式整理可得,C正確;
D、N點HCOOH溶液與NaOH溶液恰好反應生成HCOONa,甲酸根發生水解,因此及觀察圖中N點可知,,根據,可知,D錯誤;
故答案為:D
【分析】結合起點和終點,向溶液中滴入相同濃度的溶液,發生濃度改變的微粒是Na+、、和;當,溶液中存在Na+、H+和,,隨著加入溶液,減少但不會降到0,當,,隨著加入溶液,會與反應而減少,當,溶質為,,,很少,接近于0,則斜率為負的曲線代表;當時,中=,很小,隨著加入溶液,溶質由變為和混物,最終為,增加的很少,而增加的多,當,溶質為,少部分水解,,斜率為正的曲線代表,即經過M點在下降的曲線表示的是濃度的改變,經過M點、N點的在上升的曲線表示的是濃度的改變。
總的來說,通過對曲線代表離子的判斷,以及不同滴定階段(如M點、恰好完全反應點等)溶液成分和離子行為分析,可用于判斷選項中關于離子濃度比較、溶液酸堿性等說法的正誤,比如若有選項說M點溶液呈中性,結合前面分析可知是錯誤的,因為M點存在NaOH,溶液應呈堿性 。
15.(2025高二下·長沙期中)正丁醚是一種重要的有機溶劑,以正丁醇為原料可制得正丁醚,反應原理和反應裝置如下:
(正丁醚)
已知:
物質 狀態 相對分子質量 沸點/℃ 密度/ 水中溶解性
正丁醇 無色液體 74 117.2 0.8109 微溶
正丁醚 無色液體 130 142.4 0.773 難溶
查閱資料:正丁醇能溶解在50%的硫酸中,而正丁醚則溶解很少。
實驗步驟如下:
①將正丁醇和濃硫酸加到A中,并加幾粒沸石,在分水器中加入一定體積的飽和食鹽水,用電熱套加熱A,維持至反應完成;
②A中液體冷卻后連同分水器中的液體一起倒入盛有水的分液漏斗中,振蕩后靜置,分液得到粗產品;
③得到的粗產品先用50%硫酸洗滌2次(每次)、再用水洗滌;
④向③中洗滌后的產物中加入少量無水氯化鈣固體,靜置片刻,過濾除去氯化鈣固體;
⑤進行蒸餾純化,收集的餾分,得正丁醚。
回答下列問題:
(1)儀器A的名稱為   。進行步驟⑤時,下列玻璃儀器需要用到的是   (填標號)。
(2)下列關于步驟①中的操作分析正確的是   (填標號)。
a.濃硫酸和正丁醇的添加順序為先加入正丁醇,再加入濃硫酸
b.若加熱后發現未加沸石,應立即補加
c.加熱A前,冷卻水需先從a口進入
d.分水器中加飽和食鹽水而不用水,是為了降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度
e.儀器B起到冷凝回流的作用
(3)步驟①使用電熱套加熱而不使用酒精燈直接加熱,原因是   (寫出兩點)。當觀察到   (填實驗現象)時,停止加熱,結束反應。結合平衡移動原理解釋步驟①中使用分水器的目的:   。
(4)下列關于步驟③中粗產品的提純操作分析正確的是   (填標號)。
a.用50%的硫酸洗滌可以除去未反應的正丁醇
b.將用50%的硫酸洗滌的次數改為一次(總酸量不變),洗滌效果更好
c.用水洗滌可以除去酸洗時帶入的酸
d.分液時下層液體、上層液體依次從下口放出
(5)本實驗所得到的正丁醚的產率是   (保留三位有效數字)。
【答案】(1)三頸燒瓶;ac
(2)ade
(3)溫度控制更精確;受熱均勻;電熱套不是明火,加熱不易引起著火;操作簡單;分水器中的下層(或水層)液面不再增加;及時分離反應生成的水,使平衡向生成正丁醚的方向移動,有利于提高正丁醚的產率
(4)ac
(5)49.2%
【知識點】物質的分離與提純;探究物質的組成或測量物質的含量;乙酸乙酯的制取;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】(1)、儀器A的名稱為三頸燒瓶,步驟⑤為蒸餾操作,提供的玻璃儀器中需要用到直形冷凝管和圓底燒瓶,故答案為:ac。
(2)、a、濃硫酸的密度大于正丁醇的密度,為防止液體飛濺,類比濃硫酸的稀釋,要注酸入水,步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為先加入正丁醇,再加入濃硫酸,a正確;
b、若加熱后發現未加沸石,不可以立即補加,應冷卻至室溫后再補加,b錯誤;
c、加熱A前,冷凝管的冷卻水應下進上出,需先從b口進入,c錯誤;
d、分水器中加飽和食鹽水而不用水,可降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度,d正確;
e、儀器B為球形冷凝管,起到冷凝回流的作用,e正確;
故答案為:ade。
(3)、有機實驗中許多有機物易揮發且易燃,結合圖中電熱套結構,步驟①使用電熱套加熱而不使用酒精燈直接加熱,其原因有溫度控制更精確、受熱均勻、電熱套不是明火加熱不易引起著火、操作簡單等。制備正丁醚的反應是可逆反應,有水生成,當分水器下層水層液面不再增加說明反應結束,可停止加熱。利用分水器及時分離反應生成的水,使平衡向生成正丁醚的方向移動,有利于提高正丁醚的產率。
(4)a、根據資料可知,用50%的硫酸洗滌可以除去未反應的正丁醇,a正確;
b、用50%的硫酸多次洗滌,除去正丁醇的效果更好,b錯誤;
c、用水洗滌可以除去酸洗時帶入的酸,c正確;
d、分液時下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出,d錯誤;
故答案為:ac。
(5)、根據計量系數關系:
可得,解得,因此正丁醚的產率為。
【分析】正丁醇在濃硫酸存在下加熱到發生分子間脫水反應生成正丁醚和水,所得正丁醚粗產物中有水、濃硫酸以及未反應的正丁醇等,分液后先用一定量的50%硫酸洗去正丁醇,接著用水洗去有機層殘留的硫酸,再加入一定質量的無水除去有機層中的,此時正丁醚中混有的主要雜質為正丁醇,通過蒸餾,收集的餾分得到正丁醚。
(1)儀器A的名稱為三頸燒瓶,步驟⑤為蒸餾操作,提供的玻璃儀器中需要用到直形冷凝管和圓底燒瓶,故選ac。
(2)a.濃硫酸的密度大于正丁醇的密度,為防止液體飛濺,類比濃硫酸的稀釋,步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為先加入正丁醇,再加入濃硫酸,a正確;
b.若加熱后發現未加沸石,應冷卻至室溫后再補加,b錯誤;
c.加熱A前,冷卻水應下進上出,需先從b口進入,c錯誤;
d.分水器中加飽和食鹽水而不用水,可降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度,d正確;e.儀器B為球形冷凝管,起到冷凝回流的作用,e正確;故選ade。
(3)有機實驗中許多有機物易揮發且易燃,結合圖中電熱套結構,步驟①使用電熱套加熱而不使用酒精燈直接加熱,其原因有溫度控制更精確、受熱均勻、電熱套不是明火加熱不易引起著火、操作簡單等。制備正丁醚的反應是可逆反應,有水生成,當分水器下層水層液面不再增加說明反應結束,可停止加熱。利用分水器及時分離反應生成的水,使平衡向生成正丁醚的方向移動,有利于提高正丁醚的產率。
(4)a.根據資料可知,用50%的硫酸洗滌可以除去未反應的正丁醇,a正確;
b.用50%的硫酸多次洗滌,除去正丁醇的效果更好,b錯誤;
c.用水洗滌可以除去酸洗時帶入的酸,c正確;
d.分液時下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出,d錯誤;故選ac。
(5)根據計量系教關系:
可得,解得,因此正丁醚的產率為。
16.(2025高二下·長沙期中)鈧及其化合物具有許多優良的性能,在宇航、電子、超導等方面有著廣泛的應用。從鈦白工業廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧的一種流程如下:
已知:①,當某離子濃度時,可認為該離子已沉淀完全;
②;
③草酸可與多種金屬離子形成可溶性配合物。
回答下列問題:
(1)鈧元素在周期表中的位置為   。
(2)洗滌“油相”可除去大量的鈦離子。洗滌液是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成。混合這三種液體的實驗操作是   。
(3)常溫下,“調”時先加入氨水調至,過濾,濾渣的主要成分是   (填化學式);再向濾液中加入氨水調至,此時濾液中的濃度為   。
(4)用草酸“沉鈧”,寫出“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式:   ,反應過程中,若草酸用量過多,鈧的沉淀率會下降,原因可能是   。
(5)在空氣中將草酸鈧充分“灼燒”,所發生反應的化學方程式為   。
(6)可用氧化鈧制備金屬鈧,鈧晶體在較高溫度下的晶胞結構如圖所示,已知其晶胞參數為,阿伏加德羅常數的值為,則該晶體密度為   (列出計算式即可)。
【答案】(1)第四周期第族
(2)將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入雙氧水中,并不斷攪拌
(3);
(4);草酸鈧沉淀轉化為可溶性配合物
(5)
(6)
【知識點】晶胞的計算;氧化還原反應方程式的配平;難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質;元素周期律和元素周期表的綜合應用
【解析】【解答】(1)、鈧元素是21號元素,對應在周期表中的位置為第四周期第ⅢB族;
(2)、不同的液體在混合時,一般是先加密度較小、易揮發的,后加密度大、難揮發的,若混合時放熱,則最后加受熱易分解的。因此,混合時的實驗操作是將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入雙氧水中,并不斷攪拌;
(3)、廢酸中含鈧、鈦、鐵、錳等離子,洗滌“油相”已除去大量的鈦離子。根據,可以求出余下3種離子沉淀完全(離子濃度)的,得出錳離子沉淀完全的約為10,鈧離子沉淀完全的約為5,而鐵離子沉淀完全的約為3,所以先加入氨水調至,過濾,濾渣的主要成分是;再向濾液中加入氨水調至,此時溶液中,濾液中的濃度為;
(4)、“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式為;由已知信息③可知,草酸可與多種金屬離子形成可溶性配合物,故草酸用量過多時,草酸鈧沉淀可能會轉化為可溶性配合物,導致鈧的沉淀率下降;
(5)、草酸鈧“灼燒”時的化學方程式為;
(6)、根據鈧晶體晶胞結構圖可知,每個鈧晶胞均攤到2個鈧原子,晶胞參數為,則晶體密度為。
【分析】廢酸(含Sc3+、Ti4+、Fe3+、Mn2+等離子 )中加入萃取劑,利用萃取劑對不同金屬離子萃取能力的差異,將鈧等目標離子轉移至油相 ;接著向含鈧的油相中加入NaOH溶液進行反萃取,反萃取使錳、鐵和鈧沉淀與雜質分離,濾渣為Fe(OH)3、Mn(OH)2和Sc(OH)3;向上述濾渣中加入鹽酸,濾渣中的鈧的氫氧化物等與鹽酸反應溶解,轉化為含Sc3+的溶液;然后向酸溶后的溶液中加入氨水,依據溶度積Ksp 數據,調節溶液pH ,將Mn(OH)2、Fe(OH)3與Sc(OH)3分離;向調pH得到的濾渣中加入鹽酸,使Sc(OH)3 重新溶解,轉化為ScCl3 溶液 ;最后向上述酸溶后的含Sc3+溶液中加入草酸(H2 C2 O4 ),草酸會與Sc3+結合生成草酸鈧沉淀,灼燒后得到Sc2O3。
(1)鈧元素在周期表中的位置為第四周期第ⅢB族;
(2)不同的液體在混合時,一般是先加密度較小、易揮發的,后加密度大、難揮發的,若混合時放熱,則最后加受熱易分解的。因此,混合時的實驗操作是將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入雙氧水中,并不斷攪拌;
(3)廢酸中含鈧、鈦、鐵、錳等離子,洗滌“油相”已除去大量的鈦離子。根據,可以求出余下3種離子沉淀完全(離子濃度)的,得出錳離子沉淀完全的約為10,鈧離子沉淀完全的約為5,而鐵離子沉淀完全的約為3,所以先加入氨水調至,過濾,濾渣的主要成分是;再向濾液中加入氨水調至,此時溶液中,濾液中的濃度為;
(4)“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式為;由已知信息③可知,草酸可與多種金屬離子形成可溶性配合物,故草酸用量過多時,草酸鈧沉淀可能會轉化為可溶性配合物,導致鈧的沉淀率下降;
(5)草酸鈧“灼燒”時的化學方程式為;
(6)根據鈧晶體晶胞結構圖可知,每個鈧晶胞均攤到2個鈧原子,晶胞參數為,則晶體密度為。
17.(2025高二下·長沙期中)芝麻酚又名3,4-亞甲二氧基苯酚,是芝麻油重要的香氣成分,也是芝麻油重要的品質穩定劑。一種制備芝麻酚的路線如下:
回答下列問題:
(1)A的結構簡式為   ,E中的官能團名稱為   。
(2)的化學反應類型依次為   、   。
(3)已知F的分子式為,寫出F的結構簡式:   。
(4)寫出中第2步反應的化學方程式:   。
(5)寫出1種滿足下列條件的化合物E的同分異構體的結構簡式:   。
①苯環上的一氯代物只有2種;②能與溶液反應顯紫色;③能與發生反應。
(6)請結合以上流程及已學知識,設計以為原料,制備的合成路線流程圖   。(其他試劑任選)
【答案】(1);醚鍵、(酮)羰基
(2)氧化反應;取代反應
(3)
(4)
(5)(或)
(6)
【知識點】有機物的推斷;有機物的合成;同分異構現象和同分異構體;有機化學反應的綜合應用;鹵代烴簡介
【解析】【解答】(1)、A能加成,根據B的結構可知A為環己烯,官能團為碳碳雙鍵,結構式為;E()中的官能團名稱為醚鍵、(酮)羰基;
(2)、B為,C為,的化學反應為去氫反應,故反應類型為氧化反應,C為,D為,的化學反應為羥基上的H被取代,反應類型為取代反應;
(3)、根據F的分子式可知,E中增加了一個氧原子,發生氧化反應生成F,故F的結構簡式:;
(4)、A的結構式,A先與溴水加成生成,再水解生成B,中第2步反應為鹵代烴的水解反應,化學方程式:;
(5)、化合物E的化學式為C9H8O3,同分異構體的結構簡式:①苯環上一氯代物只有2種,說明苯環上只有2種氫原子;②能與溶液反應顯紫色,說明含有酚羥基;③能與發生反應,說明含有羧基;故分子結構簡式或;
(6)、
可以由可以由水解生成,由轉化可知,氧化生成,而發生催化氧化生成,合成路線:。
【分析】A的分子式為C6H10,不飽和度為2,根據B可知A中也含碳環且為6碳環,不飽和度為1,還有一個不飽和度一定為雙鍵,同時看到A到B,A先與溴水發生加成反應,生成,接著在NaOH水溶液、加熱條件下,發生水解反應,生成,從而反推出A的結構式,名稱為環己烯;B在Ni/硅藻土的作用下反應氧化脫氫,生成;根據D分子式可知,C發生兩次取代反應生成了D();接著推測D中的酚羥基與乙酸酐發生乙酰化反應生成了E();在酸性條件下,雙氧水作為氧化劑,對E的結構進行氧化反應 ,生成F(),最后F在NaOH水溶液、加熱條件下,發生水解反應 ,生成了G(),G酸化使之前水解產生的鹽(如酚鈉 )轉化為酚羥基,生成H。
(1)A能加成,根據B的結構可知A為環己烯,官能團為碳碳雙鍵,結構式為;E()中的官能團名稱為醚鍵、(酮)羰基;
(2)B為,C為,的化學反應為去氫反應,故反應類型為氧化反應,C為,D為,的化學反應為羥基上的H被取代,反應類型為取代反應;
(3)根據F的分子式可知,E中增加了一個氧原子,發生氧化反應生成F,故F的結構簡式:;
(4)A的結構式,A先與溴水加成生成,再水解生成B,中第2步反應為鹵代烴的水解反應,化學方程式:;
(5)化合物E的化學式為C9H8O3,同分異構體的結構簡式:①苯環上一氯代物只有2種,說明苯環上只有2種氫原子;②能與溶液反應顯紫色,說明含有酚羥基;③能與發生反應,說明含有羧基;故分子結構簡式或;
(6)可以由可以由水解生成,由轉化可知,氧化生成,而發生催化氧化生成,合成路線:。
18.(2025高二下·長沙期中)CO2資源化利用是科學工作者重點研究的課題。一定條件下,CO2可合成燃料甲醇,主要反應的熱化學方程式如下:
i.
ⅱ.
ⅲ.
(1)二氧化碳與氫氣合成甲醇的反應的   。
(2)若在某絕熱剛性密閉容器中通入等量CO2和H2,只發生反應i,則下列不能作為判斷反應達到平衡的依據的是___________(填標號)。
A.容器內CO的體積分數不再改變 B.容器內氣體的密度不變
C.容器內氣體的壓強不變 D.容器內CO2與H2的比例保持不變
(3)向兩個恒壓(壓強分別為0.1MPa、1.0MPa)密閉容器中均通入1molCO2、4molH2的混合氣體,只發生反應i和反應ⅲ。平衡時CH4或CO占所有含碳化合物的物質的量分數隨溫度的變化曲線如圖所示。
①表示壓強為1.0MPa時和曲線的分別是   和   (填“甲”“乙”“丙”或“丁”),判斷1.0MPa時曲線的理由為   。
②c點時,容器內CO2的物質的量為   mol。
③600℃時,反應i的壓強平衡常數Kp=   (結果保留2位有效數字,Kp為用分壓表示的平衡常數,分壓=總壓×物質的量分數)。
(4)科學工作者采用電催化方法用CO2重整CH4制取合成氣(CO、H2組成的混合氣體),其裝置示意圖如圖所示。該裝置工作時,陰極的電極反應式為   ;若產生4.48L合成氣(已換算為標準狀況),理論上外電路中轉移   mol電子。
【答案】(1)-48.8
(2)B;D
(3)甲;丁;反應ⅲ為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,減小,且反應ⅲ隨著壓強增大,平衡正向移動,增大,故曲線甲為1.0MPa下的;0.2;2.4
(4);0.1
【知識點】蓋斯定律及其應用;化學平衡常數;化學平衡狀態的判斷;電解原理
【解析】【解答】(1)i.
ⅱ.
ⅲ.
依據蓋斯定律,將反應i+ ⅱ得:二氧化碳與氫氣合成甲醇的反應的△H4=△H1+△H2=(+41.2 kJ mol-1)+(-90.0 kJ mol-1)=-48.8kJ mol-1。
(2)、A、容器內CO的體積分數不再改變,則正、逆反應速率相等,反應達平衡狀態,A錯誤;
B、不管反應進行到什么程度,混合氣的總質量不變,混合氣的總物質的量不變,則容器內氣體的密度始終不變,所以由氣體的密度不變,不能確定反應是否達平衡狀態,B錯誤;
C、隨著反應的不斷進行,雖然混合氣的物質的量不變,但混合氣的溫度不斷降低,壓強不斷減小,所以當容器內氣體的壓強不變時,反應達平衡狀態,C錯誤;
D、某絕熱剛性密閉容器中通入等量CO2和H2,依據反應方程式,CO2和H2按1:1摩爾比發生反應,則容器內CO2與H2的比例始終保持不變,所以由CO2與H2的比例不變,不能判斷反應是否達平衡狀態,D正確;
故答案為:BD
(3)、向兩個恒壓(壓強分別為0.1MPa、1.0MPa)密閉容器中均通入1molCO2、4molH2的混合氣體,只發生反應i和反應ⅲ。
反應i為氣體體積不變的吸熱反應,反應ⅲ為氣體體積減小的放熱反應,壓強一定時,升高溫度,反應i的平衡正向移動,增大,反應ⅲ的平衡逆向移動,減小,則甲、乙表示,丙、丁表示;溫度一定時,增大壓強,反應ⅲ的平衡正向移動,增大,c(H2O)增大,c(CO2)、c(H2)減小,使反應i的平衡逆向移動,減小,即溫度一定時壓強越大,越大,越小,所以圖中甲、乙、丙、丁分別表示1.0MPa時、0.1MPa時、0.1MPa時、1.0MPa時。
①由分析可知,表示壓強為1.0MPa時和的曲線分別是甲和丁,判斷1.0MPa時曲線的理由為:反應ⅲ為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,減小,且反應iii隨著壓強增大,平衡正向移動,增大,故曲線甲為1.0MPa下的。
②圖中曲線乙、丙分別表示0.1MPa時、0.1MPa時,且c點時==40%,++=1,則=20%,c點時n(CH4)=n(CO)=1mol×40%=0.4mol,n(CO2)=1mol-0.4mol-0.4mol=0.2mol,所以c點時,容器內CO2的物質的量為0.2mol。
③圖中曲線甲、丁分別表示1.0MPa時、1.0MPa時,且600℃時=10%,=80%,++=1,則=10%,即平衡時n(CH4)=0.8mol,n(CO)= n(CO2)= 0.1mol,根據反應ⅰ、ⅲ可知,此時n(H2O)= 0.1mol+0.8mol×2=1.7mol,n(H2)=4mol-0.1mol-0.8mol×4=0.7mol,容器中氣體的總物質的量為0.8mol+0.1mol+0.1mol+1.7mol+0.7mol=3.4mol,p(CO)=p(CO2)==MPa,p(H2O)=MPa,p(H2)=MPa,則反應i的壓強平衡常數Kp==≈2.4。
(4)、CO2重整CH4制取合成氣,圖中CO2在N電極上轉化為CO,C元素的化合價降低,N電極為陰極,依據得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,可得出陰極的電極反應式為CO2+2e-=CO+O2-;圖中CH4在M電極上轉化為CO和H2,C的化合價升高6,H的化合價降低1,整體升高6-1×4=2,即1molCH4失去2mole-,M電極為陽極,電極反應式為CH4-2e-+O2-=CO+2H2,電解總反應為CO2+CH42CO+2H2,若產生4.48L合成氣(標準狀況),物質的量為=0.2mol,理論上外電路中轉移電子的物質的量為=0.1mol。
【分析】蓋斯定律使用的方法:乘以或除以一個常數,使得物質的系數相等;反轉方程式,使得物質在同一側;加減方程式,使得物質相消;注意保持溫度、壓力和物質狀態不變。
要判斷反應是否達到平衡,可以參考以下幾個標志:正逆反應速率相等:即正反應速率等于逆反應速率;各組分濃度不再變化:反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變;物理量的穩定性:如密度、壓強、顏色等物理量不再變化;反應物和生成物的相對比例保持不變:在化學方程式中,生成和消耗速率的比率與化學計量數的比率相等。
通過圖片判斷電極類型(陰 / 陽)→ 分析元素價態變化(氧化 / 還原)→ 結合電解質傳導離子配平反應,可清晰推導該電解池的陰、陽極反應,核心是抓住電解池 “氧化 - 還原” 本質,利用電子守恒、原子守恒完成反應式書寫,CO2+CH42CO+2H2。
(1)i.
ⅱ.
ⅲ.
依據蓋斯定律,將反應i+ ⅱ得:二氧化碳與氫氣合成甲醇的反應的△H4=△H1+△H2=(+41.2 kJ mol-1)+(-90.0 kJ mol-1)=-48.8kJ mol-1。
(2)A.容器內CO的體積分數不再改變,則正、逆反應速率相等,反應達平衡狀態,A不符合題意;
B.不管反應進行到什么程度,混合氣的總質量不變,混合氣的總物質的量不變,則容器內氣體的密度始終不變,所以由氣體的密度不變,不能確定反應是否達平衡狀態,B符合題意;
C.隨著反應的不斷進行,雖然混合氣的物質的量不變,但混合氣的溫度不斷降低,壓強不斷減小,所以當容器內氣體的壓強不變時,反應達平衡狀態,C不符合題意;
D.某絕熱剛性密閉容器中通入等量CO2和H2,依據反應方程式,CO2和H2按1:1摩爾比發生反應,則容器內CO2與H2的比例始終保持不變,所以由CO2與H2的比例不變,不能判斷反應是否達平衡狀態,D符合題意;
故選BD。
(3)向兩個恒壓(壓強分別為0.1MPa、1.0MPa)密閉容器中均通入1molCO2、4molH2的混合氣體,只發生反應i和反應ⅲ。
反應i為氣體體積不變的吸熱反應,反應ⅲ為氣體體積減小的放熱反應,壓強一定時,升高溫度,反應i的平衡正向移動,增大,反應ⅲ的平衡逆向移動,減小,則甲、乙表示,丙、丁表示;溫度一定時,增大壓強,反應ⅲ的平衡正向移動,增大,c(H2O)增大,c(CO2)、c(H2)減小,使反應i的平衡逆向移動,減小,即溫度一定時壓強越大,越大,越小,所以圖中甲、乙、丙、丁分別表示1.0MPa時、0.1MPa時、0.1MPa時、1.0MPa時。
①由分析可知,表示壓強為1.0MPa時和的曲線分別是甲和丁,判斷1.0MPa時曲線的理由為:反應ⅲ為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,減小,且反應iii隨著壓強增大,平衡正向移動,增大,故曲線甲為1.0MPa下的。
②圖中曲線乙、丙分別表示0.1MPa時、0.1MPa時,且c點時==40%,++=1,則=20%,c點時n(CH4)=n(CO)=1mol×40%=0.4mol,n(CO2)=1mol-0.4mol-0.4mol=0.2mol,所以c點時,容器內CO2的物質的量為0.2mol。
③圖中曲線甲、丁分別表示1.0MPa時、1.0MPa時,且600℃時=10%,=80%,++=1,則=10%,即平衡時n(CH4)=0.8mol,n(CO)= n(CO2)= 0.1mol,根據反應ⅰ、ⅲ可知,此時n(H2O)= 0.1mol+0.8mol×2=1.7mol,n(H2)=4mol-0.1mol-0.8mol×4=0.7mol,容器中氣體的總物質的量為0.8mol+0.1mol+0.1mol+1.7mol+0.7mol=3.4mol,p(CO)=p(CO2)==MPa,p(H2O)=MPa,p(H2)=MPa,則反應i的壓強平衡常數Kp==≈2.4。
(4)CO2重整CH4制取合成氣,圖中CO2在N電極上轉化為CO,C元素的化合價降低,N電極為陰極,依據得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,可得出陰極的電極反應式為CO2+2e-=CO+O2-;圖中CH4在M電極上轉化為CO和H2,C的化合價升高6,H的化合價降低1,整體升高6-1×4=2,即1molCH4失去2mole-,M電極為陽極,電極反應式為CH4-2e-+O2-=CO+2H2,電解總反應為CO2+CH42CO+2H2,若產生4.48L合成氣(標準狀況),物質的量為=0.2mol,理論上外電路中轉移電子的物質的量為=0.1mol。
1 / 1湖南省長沙市湖南師大附中2024-2025學年高二下學期期中考試化學試題
1.(2025高二下·長沙期中)下列關于有機物的說法不正確的是
A.甘油可作護膚保濕劑
B.聚氯乙烯分子中含碳碳雙鍵
C.碘酒是指單質碘的乙醇溶液
D.乙烯是水果催熟劑,可以用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果
2.(2025高二下·長沙期中)化學用語是化學學科的專業語言,是學習化學的基本工具,下列化學用語不正確的是
A.基態溴原子簡化電子排布式:
B.乙烷的空間填充模型:
C.的電子式為
D.軌道的電子云輪廓圖:
3.(2025高二下·長沙期中)下列離子方程式書寫正確的是
A.草酸與酸性高錳酸鉀溶液反應:
B.鉛酸蓄電池充電時的陽極反應:
C.乙酸乙酯在堿性環境下水解:
D.向苯酚鈉溶液中通入少量
4.(2025高二下·長沙期中)下列實驗裝置或操作正確且能達到相應實驗目的的是
A.檢驗溴乙烷中的溴元素 B.制備乙酸乙酯
C.乙炔的實驗室制取及檢驗 D.分離沸點不同的液體混合物
A.A B.B C.C D.D
5.(2025高二下·長沙期中)下列有機物命名錯誤的是
A. 2,4-二甲基己烷
B. 3-異丙基戊烷
C.3-甲基-4-乙基己烷
D. 2,5-二甲基-3-乙基己烷
6.(2025高二下·長沙期中)已知甲醛分子的所有原子共平面,某芳香化合物的結構簡式為,下列關于該芳香化合物的說法錯誤的是
A.分子中在同一直線上的原子最多有4個
B.分子中可能在同一平面上的原子最多有18個
C.碳原子存在3種雜化方式
D.1mol該物質含19NA個σ鍵
7.(2025高二下·長沙期中)以2-溴丙烷為原料制取1,2-丙二醇,需要經過的反應是(  )
A.加成-消去-取代 B.消去-加成-取代
C.消去-取代-加成 D.取代-消去-加成
8.(2025高二下·長沙期中)為提純下列物質(括號內為雜質),所用的除雜試劑和分離方法不正確的一組是
選項 待提純的物質 除雜試劑 分離方法
A 乙酸乙酯(乙酸) 飽和溶液 分液
B 蒸餾
C 溴苯(溴) 溶液 分液
D (Br2) 萃取
A.A B.B C.C D.D
9.(2025高二下·長沙期中)從中草藥中提取的(結構簡式如下)可用于治療阿爾茨海默癥。下列關于的說法錯誤的是
A.其溶液顯酸性,可與溶液反應
B.可與濃溴水發生加成反應,但不能發生取代反應
C.苯環上氫原子發生氯代時,一氯代物有6種
D.該分子最多與發生加成反應
10.(2025高二下·長沙期中)已知某芳香族化合物X的分子式為,則X的同分異構體中核磁共振氫譜圖符合下圖的物質種數為
A.4種 B.5種 C.6種 D.7種
11.(2025高二下·長沙期中)青蒿素是高效的抗瘧疾藥,為無色針狀晶體,在水中幾乎不溶,易溶于丙酮、氯仿和苯中,可溶于乙醇、乙醚和石油中,且在95%的乙醇中溶解度隨溫度升高而升高,熔點為,熱穩定性差。已知:乙醚沸點為。提取青蒿素的主要工藝如下所示:
下列有關此工藝操作說法不正確的是
A.破碎的目的是增大青蒿與乙醚的接觸面積,提高青蒿素浸取率
B.操作需要用到的玻璃儀器有分液漏斗、玻璃棒、燒杯
C.操作是蒸餾,利用了乙醚與青蒿素的沸點相差較大
D.操作的主要過程為加95%的乙醇,蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾
12.(2025高二下·長沙期中)已知X、Y、Z、W、R均是短周期主族元素,X和Z同主族,Y、Z、W、R同周期,W的簡單氫化物可用作制冷劑。它們組成的某種化合物的結構如圖所示。下列敘述正確的是
A.第一電離能:
B.簡單離子半徑:
C.Z的單質可能為極性分子
D.能使酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現了其漂白性
13.(2025高二下·長沙期中)乙醇和乙酸在酸性條件下生成乙酸乙酯,反應機理如圖,下列說法錯誤的是
A.形成配位鍵,斷裂配位鍵
B.的反應的原子利用率為100%
C.質子發生轉移
D.若反應條件為濃硫酸,只能加快反應速率,不能提高乙酸乙酯的平衡產率
14.(2025高二下·長沙期中)常溫下,向溶液中緩慢滴入相同濃度的溶液,混合溶液中某兩種離子的濃度隨加入溶液體積的變化關系如圖所示,下列說法錯誤的是
A.水的電離程度:
B.M點:
C.當時,
D.N點:
15.(2025高二下·長沙期中)正丁醚是一種重要的有機溶劑,以正丁醇為原料可制得正丁醚,反應原理和反應裝置如下:
(正丁醚)
已知:
物質 狀態 相對分子質量 沸點/℃ 密度/ 水中溶解性
正丁醇 無色液體 74 117.2 0.8109 微溶
正丁醚 無色液體 130 142.4 0.773 難溶
查閱資料:正丁醇能溶解在50%的硫酸中,而正丁醚則溶解很少。
實驗步驟如下:
①將正丁醇和濃硫酸加到A中,并加幾粒沸石,在分水器中加入一定體積的飽和食鹽水,用電熱套加熱A,維持至反應完成;
②A中液體冷卻后連同分水器中的液體一起倒入盛有水的分液漏斗中,振蕩后靜置,分液得到粗產品;
③得到的粗產品先用50%硫酸洗滌2次(每次)、再用水洗滌;
④向③中洗滌后的產物中加入少量無水氯化鈣固體,靜置片刻,過濾除去氯化鈣固體;
⑤進行蒸餾純化,收集的餾分,得正丁醚。
回答下列問題:
(1)儀器A的名稱為   。進行步驟⑤時,下列玻璃儀器需要用到的是   (填標號)。
(2)下列關于步驟①中的操作分析正確的是   (填標號)。
a.濃硫酸和正丁醇的添加順序為先加入正丁醇,再加入濃硫酸
b.若加熱后發現未加沸石,應立即補加
c.加熱A前,冷卻水需先從a口進入
d.分水器中加飽和食鹽水而不用水,是為了降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度
e.儀器B起到冷凝回流的作用
(3)步驟①使用電熱套加熱而不使用酒精燈直接加熱,原因是   (寫出兩點)。當觀察到   (填實驗現象)時,停止加熱,結束反應。結合平衡移動原理解釋步驟①中使用分水器的目的:   。
(4)下列關于步驟③中粗產品的提純操作分析正確的是   (填標號)。
a.用50%的硫酸洗滌可以除去未反應的正丁醇
b.將用50%的硫酸洗滌的次數改為一次(總酸量不變),洗滌效果更好
c.用水洗滌可以除去酸洗時帶入的酸
d.分液時下層液體、上層液體依次從下口放出
(5)本實驗所得到的正丁醚的產率是   (保留三位有效數字)。
16.(2025高二下·長沙期中)鈧及其化合物具有許多優良的性能,在宇航、電子、超導等方面有著廣泛的應用。從鈦白工業廢酸(含鈧、鈦、鐵、錳等離子)中提取氧化鈧的一種流程如下:
已知:①,當某離子濃度時,可認為該離子已沉淀完全;
②;
③草酸可與多種金屬離子形成可溶性配合物。
回答下列問題:
(1)鈧元素在周期表中的位置為   。
(2)洗滌“油相”可除去大量的鈦離子。洗滌液是用93%的硫酸、27.5%的雙氧水和水按一定比例混合而成。混合這三種液體的實驗操作是   。
(3)常溫下,“調”時先加入氨水調至,過濾,濾渣的主要成分是   (填化學式);再向濾液中加入氨水調至,此時濾液中的濃度為   。
(4)用草酸“沉鈧”,寫出“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式:   ,反應過程中,若草酸用量過多,鈧的沉淀率會下降,原因可能是   。
(5)在空氣中將草酸鈧充分“灼燒”,所發生反應的化學方程式為   。
(6)可用氧化鈧制備金屬鈧,鈧晶體在較高溫度下的晶胞結構如圖所示,已知其晶胞參數為,阿伏加德羅常數的值為,則該晶體密度為   (列出計算式即可)。
17.(2025高二下·長沙期中)芝麻酚又名3,4-亞甲二氧基苯酚,是芝麻油重要的香氣成分,也是芝麻油重要的品質穩定劑。一種制備芝麻酚的路線如下:
回答下列問題:
(1)A的結構簡式為   ,E中的官能團名稱為   。
(2)的化學反應類型依次為   、   。
(3)已知F的分子式為,寫出F的結構簡式:   。
(4)寫出中第2步反應的化學方程式:   。
(5)寫出1種滿足下列條件的化合物E的同分異構體的結構簡式:   。
①苯環上的一氯代物只有2種;②能與溶液反應顯紫色;③能與發生反應。
(6)請結合以上流程及已學知識,設計以為原料,制備的合成路線流程圖   。(其他試劑任選)
18.(2025高二下·長沙期中)CO2資源化利用是科學工作者重點研究的課題。一定條件下,CO2可合成燃料甲醇,主要反應的熱化學方程式如下:
i.
ⅱ.
ⅲ.
(1)二氧化碳與氫氣合成甲醇的反應的   。
(2)若在某絕熱剛性密閉容器中通入等量CO2和H2,只發生反應i,則下列不能作為判斷反應達到平衡的依據的是___________(填標號)。
A.容器內CO的體積分數不再改變 B.容器內氣體的密度不變
C.容器內氣體的壓強不變 D.容器內CO2與H2的比例保持不變
(3)向兩個恒壓(壓強分別為0.1MPa、1.0MPa)密閉容器中均通入1molCO2、4molH2的混合氣體,只發生反應i和反應ⅲ。平衡時CH4或CO占所有含碳化合物的物質的量分數隨溫度的變化曲線如圖所示。
①表示壓強為1.0MPa時和曲線的分別是   和   (填“甲”“乙”“丙”或“丁”),判斷1.0MPa時曲線的理由為   。
②c點時,容器內CO2的物質的量為   mol。
③600℃時,反應i的壓強平衡常數Kp=   (結果保留2位有效數字,Kp為用分壓表示的平衡常數,分壓=總壓×物質的量分數)。
(4)科學工作者采用電催化方法用CO2重整CH4制取合成氣(CO、H2組成的混合氣體),其裝置示意圖如圖所示。該裝置工作時,陰極的電極反應式為   ;若產生4.48L合成氣(已換算為標準狀況),理論上外電路中轉移   mol電子。
答案解析部分
1.【答案】B
【知識點】氯、溴、碘及其化合物的綜合應用;乙烯的物理、化學性質;生活中的有機化合物;聚合反應
【解析】【解答】A、甘油是丙三醇的俗稱,它具有良好的保濕效果,常用于化妝品中,來幫助皮膚鎖住水分,因此可作護膚保濕劑,A正確;
B、聚氯乙烯(PVC)是由氯乙烯單體聚合而成的一種塑料,聚合后分子中不含碳碳雙鍵,B錯誤;
C、碘酒是一種家用消毒劑,是由碘單質溶于乙醇配制而成的,因此碘酒是指單質碘的乙醇溶液,C正確;
D、乙烯是水果催熟劑,是一種植物激素,乙烯能被高錳酸鉀氧化,可以用浸泡過高錳酸鉀溶液的硅藻土保鮮水果,D正確;
故答案為:B
【分析】易錯點:混淆單體與聚合物的結構,要注意選項所問。
2.【答案】D
【知識點】原子核外電子排布;原子核外電子的運動狀態;原子結構的構造原理;電子式、化學式或化學符號及名稱的綜合
【解析】【解答】A、由元素周期表可知溴為35號元素,根據構造原理可以得出簡化電子排布式為,A正確;
B、乙烷結構簡式為CH3CH3,空間填充模型為,B正確;
C、等電子體是指原子總數相同,價電子數也相同的分子或離子,因此CSO與CO2為等電子體,再根據CO2屬于直線型分子,可知CSO電子式為,C正確;
D、px軌道的對稱軸為x軸,電子云呈啞鈴型,輪廓圖為,D錯誤;
故答案為:D
【分析】s軌道一般為球形,p軌道一般為啞鈴形,d軌道一般為花瓣形,根據此結合選項圖示來排除錯誤選項。
3.【答案】D
【知識點】常見化學電源的種類及其工作原理;酯的性質;苯酚的化學性質;離子方程式的書寫
【解析】【解答】A、 草酸為弱酸,在離子反應中不可拆應寫化學式,C元素化合價升高,Mn元素化合價降低,正確的離子方程式為:,A錯誤;
B、 鉛蓄電池充電時陽極上是PbSO4發生氧化反應,硫酸鉛失去電子生成二氧化鉛,正確的電極反應式為:,B錯誤;
C、堿性條件下,產物中的乙酸不能和氫氧根大量共存,因此乙酸乙酯在堿性環境下水解生成乙酸鹽和乙醇,正確的方程式為,C錯誤;
D、由于酸性:,故向苯酚鈉溶液中通入少量CO2,最終生成碳酸氫鈉,離子方程式為:,D正確;
故答案為:D
【分析】在書寫離子反應的過程中要注意單質、弱電解質、非電解質和難溶鹽不能拆,書寫完成后要檢查電荷、物料、原子是否守恒。
4.【答案】C
【知識點】實驗裝置綜合;性質實驗方案的設計;制備實驗方案的設計;物質檢驗實驗方案的設計
【解析】【解答】A、溴乙烷屬于有機溶劑不能電離出溴離子,故加入硝酸銀不能檢驗溴乙烷中的溴元素,A錯誤;
B、酯化反應中需要濃硫酸作催化劑、吸水劑,只有濃硫酸才能吸收反應中產生的水,使反應正向進行,提高轉化率不能選稀硫酸,B錯誤;
C、電石與飽和食鹽水制備乙炔,會產生H2S等雜質,首先通過CuSO4溶液除去H2S,再用具有強氧化性的酸性KMnO4溶液與具有強還原性的乙炔反應檢驗乙炔,C正確;
D、蒸餾操作中溫度計的水銀球應在蒸餾燒瓶的支管口處,D錯誤;
故答案為:C
【分析】溴乙烷屬于有機溶劑不能電離出溴離子,但可以先加氫氧化鈉溶液使得溴乙烷水解,接著用硝酸酸化后的硝酸銀溶液檢驗溴離子。
5.【答案】B
【知識點】有機化合物的命名
【解析】【解答】A、,最長碳鏈為6個碳,第2、4個碳上各有一個甲基的烷烴,系統命名為2,4-二甲基己烷,A正確;
B、,最長碳鏈為5個碳,第2個碳上有一個甲基,第3個碳上有一個乙基的烷烴,系統命名為2-甲基-3-乙基戊烷,B錯誤;
C、,最長碳鏈為6個碳,第3個碳上有一個甲基,第4個碳上有一個乙基的烷烴,系統命名為3-甲基-4-乙基己烷,C正確;
D、,最長碳鏈為6個碳,第2、5個碳上各有一個甲基,第3個碳上有一個乙基的烷烴,系統命名為2,5-二甲基-3-乙基己烷,D正確;
故答案為:B
【分析】有機物命名的基本步驟:定母體、找主鏈、定編號、寫名稱。
6.【答案】B
【知識點】共價鍵的形成及共價鍵的主要類型;原子軌道雜化方式及雜化類型判斷;有機分子中原子共線、共面的判斷
【解析】【解答】A.炔直線位于醛平面上,但甲基上的氫原子都不在炔直線上,因此同一直線上的原子最多有4個,A正確;
B.轉動②處C-C鍵,使末端甲基中的一個氫位于醛平面上,轉動①處C-C鍵可使兩平面重合為同一平面,因此可能在同一平面上的原子最多有17個,B錯誤;
C.苯環、羰基碳為sp2雜化,碳碳三鍵的碳為sp雜化,甲基碳為sp3雜化,共有3種,C正確;
D.分子中含有10個C-C σ鍵、8個C-H σ鍵、1個C-O σ鍵,共19個σ鍵,則1mol該物質含19NA個σ鍵,D正確;
故答案為:B
【分析】
在有機物中,碳碳三鍵之間一般共直線,苯環或碳碳雙鍵之間共平面,碳碳單鍵之間最多3個原子共平面。
7.【答案】B
【知識點】有機物的結構和性質;取代反應;加成反應;消去反應
【解析】【解答】 2-溴丙烷先發生消去反應得到丙烯,丙烯再與溴單質發生加成反應,得到1,2-二溴丙烷,再發生取代反應,用-OH取代Br,得到產物1,2-丙二醇 。B選項符合題意。
故答案為:B。
【分析】消除反應,又稱脫去反應或是消去反應,是指一種有機化合物分子和其他物質反應,失去部分原子或官能基(稱為離去基)的有機反應。反應后分子會產生多鍵,為不飽和有機化合物;
加成反應是反應物分子中以重鍵結合的或共軛不飽和體系末端的兩個原子,在反應中分別與由試劑提供的基團或原子以σ鍵相結合,得到一種飽和的或比較飽和的加成產物。這個加成產物可以是穩定的;也可以是不穩定的中間體,隨即發生進一步變化而形成穩定產物。
取代反應是指化合物或有機物分子中任何一個原子或原子團被試劑中同類型的其它原子或原子團所替代的反應,用通式表示為:R-L(反應基質)+A-B(進攻試劑)→R-A(取代產物)+L-B(離去基團)屬于化學反應的一類。
8.【答案】D
【知識點】酯的性質;蒸餾與分餾;分液和萃取;物質的分離與提純
【解析】【解答】A、飽和溶液可吸收乙醇,中和乙酸,降低乙酸乙酯的溶解度,故用飽和碳酸鈉溶液除去乙酸乙酯中的乙酸,A正確;
B、氧化鈣和水反應生成氫氧化鈣,吸收掉溶解到乙醇中的水,然后蒸餾即可得到乙醇,B正確;
C、單質溴易溶于有機溶劑,溴能和氫氧化鈉溶液反應生成無機鹽,再通過分液即可除去無機物,獲得溴苯,C正確;
D、單質溴易溶于有機溶劑,四氯化碳與苯互溶,三者能達到互溶,應該用氫氧化鈉溶液除去苯中的溴單質,D錯誤;
故答案為:D
【分析】物質提純三原則:不能引入新的雜質、分離提純后的物質狀態不變、實驗過程和操作方法簡單易行。
9.【答案】B
【知識點】有機物的結構和性質;取代反應;加成反應
【解析】【解答】A、結構簡式中含有酚羥基,水溶液為酸性,可與碳酸鈉反應生成苯酚鈉和碳酸氫鈉,A正確;
B、苯環上酚羥基鄰位有氫,能與濃溴水發生取代反應,碳碳雙鍵能與濃溴水發生加成反應,B錯誤;
C、根據結構簡式可知,苯環上有6種化學環境的氫,一氯代物有6種,C正確;
D、1mol苯環與3mol H2反應,1mol碳碳雙鍵、羰基與1mol H2反應,則1mol該分子最多與9mol H2發生加成反應,D正確;
故答案為:B
【分析】碳碳雙鍵、碳碳三鍵、酰胺基(肽鍵)、醛基、苯環以及氮氮雙鍵等這些官能團具有特定的化學性質,能夠與氫氣在一定的條件下發生加成反應。
10.【答案】C
【知識點】利用質譜、紅外光譜、核磁共振等確定有機物的結構
【解析】【解答】芳香族化合物,則含有苯環,不飽和度為5,故支鏈上有一個雙鍵,核磁共振氫譜有四個吸收峰,說明分子中含有4種H原子,峰面積之比為2:2:1:3,則四種氫原子個數之比=2:2:1:3,①支鏈為-COOH和-CH3,處于對位,有1種同分異構,②-COOCH3有1種同分異構,③-OOCCH3有1種同分異構,④支鏈為-CH3和-O-CHO,處于對位,有1種同分異構體,⑤支鏈為-O-CH3和-CHO,處于對位,有1種同分異構體,⑥支鏈為-OH和-COCH3,處于對位,有1種同分異構,共6種;
故答案為:C
【分析】核磁共振氫譜圖中,特征峰數目反映了有機物分子中氫原子化學環境的種類;不同特征峰之間的強度比(即特征峰的面積比)反映了不同化學環境氫原子的數目比,依此了解有機物分子的結構。
11.【答案】B
【知識點】蒸餾與分餾;物質的分離與提純
【解析】【解答】A、將青蒿素干燥破碎增大了與乙醚的接觸面積,可提高青蒿素浸取率,A正確;
B、操作I之后出現了提取液和殘渣兩相,可推測操作I為過濾,需要用到的玻璃儀器有漏斗、玻璃棒、燒杯,而分液漏斗主要適用于互不相溶的有機相和水相之間的分離操作,B錯誤;
C、操作Ⅱ是蒸餾,利用了乙醚與青蒿素的沸點相差較大,乙醚沸點低可回收利用,C正確;
D、由題意可知,青蒿素在水中幾乎不溶, 可溶于乙醇、乙醚和石油中, 并考慮工藝生產中要求的價廉易得,故操作Ⅲ的主要過程不是加水溶解,而是加入95%的乙醇溶解,再進行蒸發濃縮、冷卻結晶、過濾,D正確;
故答案為:B
【分析】青蒿經干燥破碎處理后,其與乙醇的接觸面積增大,進而提升青蒿素的浸出效率,又因為青蒿素在水中幾乎不溶, 可溶于乙醇、乙醚和石油中,故采用乙醚對青蒿素進行浸取,過濾,得到提取液,利用二者熔沸點差異大的特性,可以采用蒸餾的方式得青蒿素的粗產品,最后加95%的乙醇,濃縮、冷卻結晶、過濾得到青蒿素的精品。
12.【答案】C
【知識點】元素電離能、電負性的含義及應用;極性分子和非極性分子;二氧化硫的性質;微粒半徑大小的比較
【解析】【解答】A、Y、Z、W分別對應F、O、N,同周期元素從左至右第一電離能呈增大趨勢,但是N原子的2p能級為半充滿狀態,更穩定,故第一電離能:F>N>O,A錯誤;
B、R、W、Y、Z分別對應Li、N、F、O,Li+只有1個電子層,N3-、O2-、F-均有2個電子層,且核外電子排布完全相同,隨著核電荷數的增加,簡單離子半徑逐漸減小,故簡單離子半徑N3->O2->F->Li+,B錯誤;
C、Z是O,O2是直線形分子,為非極性分子,O3是V形分子,為極性分子,因此Z的單質可能為極性分子,C正確;
D、XZ是SO2,SO2具有還原性,能被酸性高錳酸鉀溶液氧化,從而使酸性高錳酸鉀溶液褪色,體現了其還原性,D錯誤;
故答案為:C
【分析】W的簡單氫化物可用作制冷劑,說明W是N元素;由物質的結構可知,X能形成6個共價鍵,且X和W不是同周期元素,說明X是S元素;X和Z同主族,則Z是O元素;Y、Z、W、R同周期,即為第二周期元素,Y能形成1個共價單鍵,R能形成+1價陽離子,說明Y是F元素,R是Li元素。
13.【答案】D
【知識點】有機物的合成;有機化學反應的綜合應用;羧酸簡介;酯化反應
【解析】【解答】A、由圖可知,中氫離子提供空軌道、氧原子提供孤電子對形成配位鍵, Ⅰ 形成的配位鍵斷裂,A正確;
B、的反應中原子全部反應生成一種物質,原子利用率為100%,B正確;
C、由圖可知,過程中下側的質子轉移到了右側羥基上,質子發生轉移,C正確;
D、濃硫酸具有吸水性,吸收生成的水,導致平衡正向移動,因此能提高乙酸乙酯的平衡產率,D錯誤;
故答案為:D
【分析】酸性催化酯化反應,根據反應機理圖,已知一般是酰-氧鍵斷裂的雙分子酯化作用,酸催化的作用首先是使羧基中的羰基上的氧原子接受質子,使羰基碳原子正電荷增加,然后是親核試劑(如ROH)進攻羰基碳原子形成過渡狀態,發生羧酸的酰-氧鍵斷裂而脫去一分子水,最后釋放出一個質子而生成酯。
14.【答案】D
【知識點】弱電解質在水溶液中的電離平衡;離子濃度大小的比較;中和滴定
【解析】【解答】A、N點HCOOH溶液與NaOH溶液恰好反應生成HCOONa,此時僅存在HCOONa的水解,M點時仍剩余有未反應的NaOH,對水的電離是抑制的,故水的電離程度M<N,A正確;
B、M點溶液中電荷守恒有,M點為交點可知,聯合可得,B正確;
C、當時,溶液中的溶質為,根據電荷守恒有,根據物料守恒,兩式整理可得,C正確;
D、N點HCOOH溶液與NaOH溶液恰好反應生成HCOONa,甲酸根發生水解,因此及觀察圖中N點可知,,根據,可知,D錯誤;
故答案為:D
【分析】結合起點和終點,向溶液中滴入相同濃度的溶液,發生濃度改變的微粒是Na+、、和;當,溶液中存在Na+、H+和,,隨著加入溶液,減少但不會降到0,當,,隨著加入溶液,會與反應而減少,當,溶質為,,,很少,接近于0,則斜率為負的曲線代表;當時,中=,很小,隨著加入溶液,溶質由變為和混物,最終為,增加的很少,而增加的多,當,溶質為,少部分水解,,斜率為正的曲線代表,即經過M點在下降的曲線表示的是濃度的改變,經過M點、N點的在上升的曲線表示的是濃度的改變。
總的來說,通過對曲線代表離子的判斷,以及不同滴定階段(如M點、恰好完全反應點等)溶液成分和離子行為分析,可用于判斷選項中關于離子濃度比較、溶液酸堿性等說法的正誤,比如若有選項說M點溶液呈中性,結合前面分析可知是錯誤的,因為M點存在NaOH,溶液應呈堿性 。
15.【答案】(1)三頸燒瓶;ac
(2)ade
(3)溫度控制更精確;受熱均勻;電熱套不是明火,加熱不易引起著火;操作簡單;分水器中的下層(或水層)液面不再增加;及時分離反應生成的水,使平衡向生成正丁醚的方向移動,有利于提高正丁醚的產率
(4)ac
(5)49.2%
【知識點】物質的分離與提純;探究物質的組成或測量物質的含量;乙酸乙酯的制取;制備實驗方案的設計
【解析】【解答】(1)、儀器A的名稱為三頸燒瓶,步驟⑤為蒸餾操作,提供的玻璃儀器中需要用到直形冷凝管和圓底燒瓶,故答案為:ac。
(2)、a、濃硫酸的密度大于正丁醇的密度,為防止液體飛濺,類比濃硫酸的稀釋,要注酸入水,步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為先加入正丁醇,再加入濃硫酸,a正確;
b、若加熱后發現未加沸石,不可以立即補加,應冷卻至室溫后再補加,b錯誤;
c、加熱A前,冷凝管的冷卻水應下進上出,需先從b口進入,c錯誤;
d、分水器中加飽和食鹽水而不用水,可降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度,d正確;
e、儀器B為球形冷凝管,起到冷凝回流的作用,e正確;
故答案為:ade。
(3)、有機實驗中許多有機物易揮發且易燃,結合圖中電熱套結構,步驟①使用電熱套加熱而不使用酒精燈直接加熱,其原因有溫度控制更精確、受熱均勻、電熱套不是明火加熱不易引起著火、操作簡單等。制備正丁醚的反應是可逆反應,有水生成,當分水器下層水層液面不再增加說明反應結束,可停止加熱。利用分水器及時分離反應生成的水,使平衡向生成正丁醚的方向移動,有利于提高正丁醚的產率。
(4)a、根據資料可知,用50%的硫酸洗滌可以除去未反應的正丁醇,a正確;
b、用50%的硫酸多次洗滌,除去正丁醇的效果更好,b錯誤;
c、用水洗滌可以除去酸洗時帶入的酸,c正確;
d、分液時下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出,d錯誤;
故答案為:ac。
(5)、根據計量系數關系:
可得,解得,因此正丁醚的產率為。
【分析】正丁醇在濃硫酸存在下加熱到發生分子間脫水反應生成正丁醚和水,所得正丁醚粗產物中有水、濃硫酸以及未反應的正丁醇等,分液后先用一定量的50%硫酸洗去正丁醇,接著用水洗去有機層殘留的硫酸,再加入一定質量的無水除去有機層中的,此時正丁醚中混有的主要雜質為正丁醇,通過蒸餾,收集的餾分得到正丁醚。
(1)儀器A的名稱為三頸燒瓶,步驟⑤為蒸餾操作,提供的玻璃儀器中需要用到直形冷凝管和圓底燒瓶,故選ac。
(2)a.濃硫酸的密度大于正丁醇的密度,為防止液體飛濺,類比濃硫酸的稀釋,步驟①中濃硫酸和正丁醇的添加順序為先加入正丁醇,再加入濃硫酸,a正確;
b.若加熱后發現未加沸石,應冷卻至室溫后再補加,b錯誤;
c.加熱A前,冷卻水應下進上出,需先從b口進入,c錯誤;
d.分水器中加飽和食鹽水而不用水,可降低正丁醇及正丁醚在水中的溶解度,d正確;e.儀器B為球形冷凝管,起到冷凝回流的作用,e正確;故選ade。
(3)有機實驗中許多有機物易揮發且易燃,結合圖中電熱套結構,步驟①使用電熱套加熱而不使用酒精燈直接加熱,其原因有溫度控制更精確、受熱均勻、電熱套不是明火加熱不易引起著火、操作簡單等。制備正丁醚的反應是可逆反應,有水生成,當分水器下層水層液面不再增加說明反應結束,可停止加熱。利用分水器及時分離反應生成的水,使平衡向生成正丁醚的方向移動,有利于提高正丁醚的產率。
(4)a.根據資料可知,用50%的硫酸洗滌可以除去未反應的正丁醇,a正確;
b.用50%的硫酸多次洗滌,除去正丁醇的效果更好,b錯誤;
c.用水洗滌可以除去酸洗時帶入的酸,c正確;
d.分液時下層液體從下口放出,上層液體從上口倒出,d錯誤;故選ac。
(5)根據計量系教關系:
可得,解得,因此正丁醚的產率為。
16.【答案】(1)第四周期第族
(2)將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入雙氧水中,并不斷攪拌
(3);
(4);草酸鈧沉淀轉化為可溶性配合物
(5)
(6)
【知識點】晶胞的計算;氧化還原反應方程式的配平;難溶電解質的溶解平衡及沉淀轉化的本質;元素周期律和元素周期表的綜合應用
【解析】【解答】(1)、鈧元素是21號元素,對應在周期表中的位置為第四周期第ⅢB族;
(2)、不同的液體在混合時,一般是先加密度較小、易揮發的,后加密度大、難揮發的,若混合時放熱,則最后加受熱易分解的。因此,混合時的實驗操作是將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入雙氧水中,并不斷攪拌;
(3)、廢酸中含鈧、鈦、鐵、錳等離子,洗滌“油相”已除去大量的鈦離子。根據,可以求出余下3種離子沉淀完全(離子濃度)的,得出錳離子沉淀完全的約為10,鈧離子沉淀完全的約為5,而鐵離子沉淀完全的約為3,所以先加入氨水調至,過濾,濾渣的主要成分是;再向濾液中加入氨水調至,此時溶液中,濾液中的濃度為;
(4)、“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式為;由已知信息③可知,草酸可與多種金屬離子形成可溶性配合物,故草酸用量過多時,草酸鈧沉淀可能會轉化為可溶性配合物,導致鈧的沉淀率下降;
(5)、草酸鈧“灼燒”時的化學方程式為;
(6)、根據鈧晶體晶胞結構圖可知,每個鈧晶胞均攤到2個鈧原子,晶胞參數為,則晶體密度為。
【分析】廢酸(含Sc3+、Ti4+、Fe3+、Mn2+等離子 )中加入萃取劑,利用萃取劑對不同金屬離子萃取能力的差異,將鈧等目標離子轉移至油相 ;接著向含鈧的油相中加入NaOH溶液進行反萃取,反萃取使錳、鐵和鈧沉淀與雜質分離,濾渣為Fe(OH)3、Mn(OH)2和Sc(OH)3;向上述濾渣中加入鹽酸,濾渣中的鈧的氫氧化物等與鹽酸反應溶解,轉化為含Sc3+的溶液;然后向酸溶后的溶液中加入氨水,依據溶度積Ksp 數據,調節溶液pH ,將Mn(OH)2、Fe(OH)3與Sc(OH)3分離;向調pH得到的濾渣中加入鹽酸,使Sc(OH)3 重新溶解,轉化為ScCl3 溶液 ;最后向上述酸溶后的含Sc3+溶液中加入草酸(H2 C2 O4 ),草酸會與Sc3+結合生成草酸鈧沉淀,灼燒后得到Sc2O3。
(1)鈧元素在周期表中的位置為第四周期第ⅢB族;
(2)不同的液體在混合時,一般是先加密度較小、易揮發的,后加密度大、難揮發的,若混合時放熱,則最后加受熱易分解的。因此,混合時的實驗操作是將濃硫酸沿燒杯內壁慢慢注入水中,并用玻璃棒不斷攪拌,冷卻后再慢慢注入雙氧水中,并不斷攪拌;
(3)廢酸中含鈧、鈦、鐵、錳等離子,洗滌“油相”已除去大量的鈦離子。根據,可以求出余下3種離子沉淀完全(離子濃度)的,得出錳離子沉淀完全的約為10,鈧離子沉淀完全的約為5,而鐵離子沉淀完全的約為3,所以先加入氨水調至,過濾,濾渣的主要成分是;再向濾液中加入氨水調至,此時溶液中,濾液中的濃度為;
(4)“沉鈧”得到草酸鈧的離子方程式為;由已知信息③可知,草酸可與多種金屬離子形成可溶性配合物,故草酸用量過多時,草酸鈧沉淀可能會轉化為可溶性配合物,導致鈧的沉淀率下降;
(5)草酸鈧“灼燒”時的化學方程式為;
(6)根據鈧晶體晶胞結構圖可知,每個鈧晶胞均攤到2個鈧原子,晶胞參數為,則晶體密度為。
17.【答案】(1);醚鍵、(酮)羰基
(2)氧化反應;取代反應
(3)
(4)
(5)(或)
(6)
【知識點】有機物的推斷;有機物的合成;同分異構現象和同分異構體;有機化學反應的綜合應用;鹵代烴簡介
【解析】【解答】(1)、A能加成,根據B的結構可知A為環己烯,官能團為碳碳雙鍵,結構式為;E()中的官能團名稱為醚鍵、(酮)羰基;
(2)、B為,C為,的化學反應為去氫反應,故反應類型為氧化反應,C為,D為,的化學反應為羥基上的H被取代,反應類型為取代反應;
(3)、根據F的分子式可知,E中增加了一個氧原子,發生氧化反應生成F,故F的結構簡式:;
(4)、A的結構式,A先與溴水加成生成,再水解生成B,中第2步反應為鹵代烴的水解反應,化學方程式:;
(5)、化合物E的化學式為C9H8O3,同分異構體的結構簡式:①苯環上一氯代物只有2種,說明苯環上只有2種氫原子;②能與溶液反應顯紫色,說明含有酚羥基;③能與發生反應,說明含有羧基;故分子結構簡式或;
(6)、
可以由可以由水解生成,由轉化可知,氧化生成,而發生催化氧化生成,合成路線:。
【分析】A的分子式為C6H10,不飽和度為2,根據B可知A中也含碳環且為6碳環,不飽和度為1,還有一個不飽和度一定為雙鍵,同時看到A到B,A先與溴水發生加成反應,生成,接著在NaOH水溶液、加熱條件下,發生水解反應,生成,從而反推出A的結構式,名稱為環己烯;B在Ni/硅藻土的作用下反應氧化脫氫,生成;根據D分子式可知,C發生兩次取代反應生成了D();接著推測D中的酚羥基與乙酸酐發生乙酰化反應生成了E();在酸性條件下,雙氧水作為氧化劑,對E的結構進行氧化反應 ,生成F(),最后F在NaOH水溶液、加熱條件下,發生水解反應 ,生成了G(),G酸化使之前水解產生的鹽(如酚鈉 )轉化為酚羥基,生成H。
(1)A能加成,根據B的結構可知A為環己烯,官能團為碳碳雙鍵,結構式為;E()中的官能團名稱為醚鍵、(酮)羰基;
(2)B為,C為,的化學反應為去氫反應,故反應類型為氧化反應,C為,D為,的化學反應為羥基上的H被取代,反應類型為取代反應;
(3)根據F的分子式可知,E中增加了一個氧原子,發生氧化反應生成F,故F的結構簡式:;
(4)A的結構式,A先與溴水加成生成,再水解生成B,中第2步反應為鹵代烴的水解反應,化學方程式:;
(5)化合物E的化學式為C9H8O3,同分異構體的結構簡式:①苯環上一氯代物只有2種,說明苯環上只有2種氫原子;②能與溶液反應顯紫色,說明含有酚羥基;③能與發生反應,說明含有羧基;故分子結構簡式或;
(6)可以由可以由水解生成,由轉化可知,氧化生成,而發生催化氧化生成,合成路線:。
18.【答案】(1)-48.8
(2)B;D
(3)甲;丁;反應ⅲ為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,減小,且反應ⅲ隨著壓強增大,平衡正向移動,增大,故曲線甲為1.0MPa下的;0.2;2.4
(4);0.1
【知識點】蓋斯定律及其應用;化學平衡常數;化學平衡狀態的判斷;電解原理
【解析】【解答】(1)i.
ⅱ.
ⅲ.
依據蓋斯定律,將反應i+ ⅱ得:二氧化碳與氫氣合成甲醇的反應的△H4=△H1+△H2=(+41.2 kJ mol-1)+(-90.0 kJ mol-1)=-48.8kJ mol-1。
(2)、A、容器內CO的體積分數不再改變,則正、逆反應速率相等,反應達平衡狀態,A錯誤;
B、不管反應進行到什么程度,混合氣的總質量不變,混合氣的總物質的量不變,則容器內氣體的密度始終不變,所以由氣體的密度不變,不能確定反應是否達平衡狀態,B錯誤;
C、隨著反應的不斷進行,雖然混合氣的物質的量不變,但混合氣的溫度不斷降低,壓強不斷減小,所以當容器內氣體的壓強不變時,反應達平衡狀態,C錯誤;
D、某絕熱剛性密閉容器中通入等量CO2和H2,依據反應方程式,CO2和H2按1:1摩爾比發生反應,則容器內CO2與H2的比例始終保持不變,所以由CO2與H2的比例不變,不能判斷反應是否達平衡狀態,D正確;
故答案為:BD
(3)、向兩個恒壓(壓強分別為0.1MPa、1.0MPa)密閉容器中均通入1molCO2、4molH2的混合氣體,只發生反應i和反應ⅲ。
反應i為氣體體積不變的吸熱反應,反應ⅲ為氣體體積減小的放熱反應,壓強一定時,升高溫度,反應i的平衡正向移動,增大,反應ⅲ的平衡逆向移動,減小,則甲、乙表示,丙、丁表示;溫度一定時,增大壓強,反應ⅲ的平衡正向移動,增大,c(H2O)增大,c(CO2)、c(H2)減小,使反應i的平衡逆向移動,減小,即溫度一定時壓強越大,越大,越小,所以圖中甲、乙、丙、丁分別表示1.0MPa時、0.1MPa時、0.1MPa時、1.0MPa時。
①由分析可知,表示壓強為1.0MPa時和的曲線分別是甲和丁,判斷1.0MPa時曲線的理由為:反應ⅲ為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,減小,且反應iii隨著壓強增大,平衡正向移動,增大,故曲線甲為1.0MPa下的。
②圖中曲線乙、丙分別表示0.1MPa時、0.1MPa時,且c點時==40%,++=1,則=20%,c點時n(CH4)=n(CO)=1mol×40%=0.4mol,n(CO2)=1mol-0.4mol-0.4mol=0.2mol,所以c點時,容器內CO2的物質的量為0.2mol。
③圖中曲線甲、丁分別表示1.0MPa時、1.0MPa時,且600℃時=10%,=80%,++=1,則=10%,即平衡時n(CH4)=0.8mol,n(CO)= n(CO2)= 0.1mol,根據反應ⅰ、ⅲ可知,此時n(H2O)= 0.1mol+0.8mol×2=1.7mol,n(H2)=4mol-0.1mol-0.8mol×4=0.7mol,容器中氣體的總物質的量為0.8mol+0.1mol+0.1mol+1.7mol+0.7mol=3.4mol,p(CO)=p(CO2)==MPa,p(H2O)=MPa,p(H2)=MPa,則反應i的壓強平衡常數Kp==≈2.4。
(4)、CO2重整CH4制取合成氣,圖中CO2在N電極上轉化為CO,C元素的化合價降低,N電極為陰極,依據得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,可得出陰極的電極反應式為CO2+2e-=CO+O2-;圖中CH4在M電極上轉化為CO和H2,C的化合價升高6,H的化合價降低1,整體升高6-1×4=2,即1molCH4失去2mole-,M電極為陽極,電極反應式為CH4-2e-+O2-=CO+2H2,電解總反應為CO2+CH42CO+2H2,若產生4.48L合成氣(標準狀況),物質的量為=0.2mol,理論上外電路中轉移電子的物質的量為=0.1mol。
【分析】蓋斯定律使用的方法:乘以或除以一個常數,使得物質的系數相等;反轉方程式,使得物質在同一側;加減方程式,使得物質相消;注意保持溫度、壓力和物質狀態不變。
要判斷反應是否達到平衡,可以參考以下幾個標志:正逆反應速率相等:即正反應速率等于逆反應速率;各組分濃度不再變化:反應混合物中各組成成分的百分含量保持不變;物理量的穩定性:如密度、壓強、顏色等物理量不再變化;反應物和生成物的相對比例保持不變:在化學方程式中,生成和消耗速率的比率與化學計量數的比率相等。
通過圖片判斷電極類型(陰 / 陽)→ 分析元素價態變化(氧化 / 還原)→ 結合電解質傳導離子配平反應,可清晰推導該電解池的陰、陽極反應,核心是抓住電解池 “氧化 - 還原” 本質,利用電子守恒、原子守恒完成反應式書寫,CO2+CH42CO+2H2。
(1)i.
ⅱ.
ⅲ.
依據蓋斯定律,將反應i+ ⅱ得:二氧化碳與氫氣合成甲醇的反應的△H4=△H1+△H2=(+41.2 kJ mol-1)+(-90.0 kJ mol-1)=-48.8kJ mol-1。
(2)A.容器內CO的體積分數不再改變,則正、逆反應速率相等,反應達平衡狀態,A不符合題意;
B.不管反應進行到什么程度,混合氣的總質量不變,混合氣的總物質的量不變,則容器內氣體的密度始終不變,所以由氣體的密度不變,不能確定反應是否達平衡狀態,B符合題意;
C.隨著反應的不斷進行,雖然混合氣的物質的量不變,但混合氣的溫度不斷降低,壓強不斷減小,所以當容器內氣體的壓強不變時,反應達平衡狀態,C不符合題意;
D.某絕熱剛性密閉容器中通入等量CO2和H2,依據反應方程式,CO2和H2按1:1摩爾比發生反應,則容器內CO2與H2的比例始終保持不變,所以由CO2與H2的比例不變,不能判斷反應是否達平衡狀態,D符合題意;
故選BD。
(3)向兩個恒壓(壓強分別為0.1MPa、1.0MPa)密閉容器中均通入1molCO2、4molH2的混合氣體,只發生反應i和反應ⅲ。
反應i為氣體體積不變的吸熱反應,反應ⅲ為氣體體積減小的放熱反應,壓強一定時,升高溫度,反應i的平衡正向移動,增大,反應ⅲ的平衡逆向移動,減小,則甲、乙表示,丙、丁表示;溫度一定時,增大壓強,反應ⅲ的平衡正向移動,增大,c(H2O)增大,c(CO2)、c(H2)減小,使反應i的平衡逆向移動,減小,即溫度一定時壓強越大,越大,越小,所以圖中甲、乙、丙、丁分別表示1.0MPa時、0.1MPa時、0.1MPa時、1.0MPa時。
①由分析可知,表示壓強為1.0MPa時和的曲線分別是甲和丁,判斷1.0MPa時曲線的理由為:反應ⅲ為放熱反應,溫度升高,平衡逆向移動,減小,且反應iii隨著壓強增大,平衡正向移動,增大,故曲線甲為1.0MPa下的。
②圖中曲線乙、丙分別表示0.1MPa時、0.1MPa時,且c點時==40%,++=1,則=20%,c點時n(CH4)=n(CO)=1mol×40%=0.4mol,n(CO2)=1mol-0.4mol-0.4mol=0.2mol,所以c點時,容器內CO2的物質的量為0.2mol。
③圖中曲線甲、丁分別表示1.0MPa時、1.0MPa時,且600℃時=10%,=80%,++=1,則=10%,即平衡時n(CH4)=0.8mol,n(CO)= n(CO2)= 0.1mol,根據反應ⅰ、ⅲ可知,此時n(H2O)= 0.1mol+0.8mol×2=1.7mol,n(H2)=4mol-0.1mol-0.8mol×4=0.7mol,容器中氣體的總物質的量為0.8mol+0.1mol+0.1mol+1.7mol+0.7mol=3.4mol,p(CO)=p(CO2)==MPa,p(H2O)=MPa,p(H2)=MPa,則反應i的壓強平衡常數Kp==≈2.4。
(4)CO2重整CH4制取合成氣,圖中CO2在N電極上轉化為CO,C元素的化合價降低,N電極為陰極,依據得失電子守恒、電荷守恒和元素守恒,可得出陰極的電極反應式為CO2+2e-=CO+O2-;圖中CH4在M電極上轉化為CO和H2,C的化合價升高6,H的化合價降低1,整體升高6-1×4=2,即1molCH4失去2mole-,M電極為陽極,電極反應式為CH4-2e-+O2-=CO+2H2,電解總反應為CO2+CH42CO+2H2,若產生4.48L合成氣(標準狀況),物質的量為=0.2mol,理論上外電路中轉移電子的物質的量為=0.1mol。
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