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【赢在高考·黄金8卷】备战2024年高考化学模拟卷(山东专用)
黄金卷04
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 V 51
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.化学与食品密切相关.下列说法正确的是
A.健康食品不含任何添加剂 B.烘焙面包用小苏打作膨松剂
C.氮气防腐是利用了氮气的物理性质 D.食品袋中放置生石灰可防止氧化变质
【答案】B
【解析】A.健康食品可以含有在法律范围内许可的食品添加剂,不添加食品添加剂会加快食物的腐败变
质,容易对人体产生毒害作用,存在安全隐患,故A 错误;B.碳酸氢钠固体加热时开始逐渐分解生成碳
酸钠、水和二氧化碳气体,常利用此特性作为制作饼干、糕点、馒头、面包的膨松剂,故B正确;C.空
气中分离出来的氮气用于食品防腐,是利用了氮气的稳定性,属于化学性质,故C错误;D.生石灰不具
有还原性,不能防止食品氧化变质,生石灰具有吸水性,可以作干燥剂,故D错误;故选B。
2.下列各项实验的基本操作,其中正确的是
A.用湿润的pH试纸测定硫酸溶液的pH
B.用浓硫酸干燥二氧化硫
C.金属钠着火时,用泡沫灭火器灭火
D.蒸发操作中,将蒸发皿放在铁架台的铁圈上,并垫上石棉网加热
【答案】B
【解析】A.用pH试纸测定硫酸溶液的pH时,pH试纸不能润湿,A项错误;
B.浓硫酸有吸水性,且不与 反应,可用浓硫酸干燥 ,B项正确;
C.泡沫含水,钠与水反应,钠的燃烧产物 与水及 也反应,导致燃烧更加剧烈,所以不能用泡
沫灭火器灭火,C项错误;
D.蒸发时,蒸发皿可以放在铁圈上直接加热,蒸发皿耐高温,不用垫石棉网,D项错误。
故答案选B。
3.下列说法错误的是
A.顺-2-丁烯和反-2-丁烯加氢产物相同
B.苯酚和甲醛通过加聚反应可制得高分子材料
C.可用酸性KMnO 溶液鉴别甲苯和环已烷
4
D.淀粉和纤维素在酸作用下水解的最终产物都是葡萄糖
【答案】B
【解析】A.顺-2-丁烯和反-2-丁烯加氢产物都是丁烷,产物相同,A项正确;
B.苯酚和甲醛通过缩聚反应可制得高分子材料酚醛树脂,B项错误;
C.甲苯能使酸性高锰酸钾褪色,环己烷不能使酸性高锰酸钾褪色,可以用可用酸性高锰酸钾溶液鉴别甲苯和环已烷,C项正确;
D.淀粉和纤维素在酸作用下水解的最终产物都是葡萄糖,D项正确;
答案选B。
4.向含 的废水中加入铁粉和 可制备 ,反应如下
,下列说法正确的是
A. 的电子式为
B.加入 的作用是提供 和调节
C. 电离方程式:
D.反应中每生成 转移 电子
【答案】B
【解析】A. 中存在共价键,电子式为 ,A错误;B.反应后生成的化合物中含有钾离子,
故碳酸钾的作用为提供钾离子,并消耗 ,调节pH,B正确 ;C. 的电离方程式为:
,C错误;D.该反应中铁元素化合价升高2价,故每生成2mol二氧化碳
转移2mol电子,则每生成1mol二氧化碳转移1mol电子,D错误;故选B。
5.物质的结构决定物质的性质。设N 为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A
A.DNA通过氢键结合成稳定的双螺旋结构
B.46g由二甲醚(CHOCH )和乙醇组成的混合物中,杂化方式为sp2杂化的原子数为2N
3 3 A
C.键角:CO >NF >P
3 4
D.基态Mn原子中,两种自旋状态的电子数之比为2∶3
【答案】B
【解析】A.DNA分子的双螺旋结构是相对稳定的,这是因为在DNA分子双螺旋结构的内侧,通过氢键
形成的碱基,A正确;
B.在二甲醚和乙醇中,碳原子和氧原子均为 杂化,B错误;
C.CO 中C的价层电子对为3,且不含孤电子对,为平面三角形,键角为120°;NF 中N的价层电子对
3
为3,含1对孤电子对,为三角锥形,键角为107°;P 为正四面体结构,键角为60°;键角:CO >NF >
4 3
P,C正确;
4
D.基态Mn原子的电子排布图为:
,两种自旋状
态的电子数之比为2∶3,D正确;
故选B。
6.近日北京大学肿瘤医院发现,天然小分子白皮杉醇在胃癌治疗中有重要应用价值。其结构如图所示,下列有关白皮杉醇的说法正确的是
A.不能使酸性 溶液褪色
B.苯环上氢原子的一氯代物有4种
C. 白皮杉醇最多能与 发生反应
D. 白皮杉醇最多能与 发生加成反应
【答案】D
【解析】A.该分子中存在碳碳双键,能使酸性 溶液褪色,故A错误;B.该分子不是对称的结构,
苯环上共有5种不同环境的氢原子,苯环上氢原子的一氯代物有5种,故B错误;C.白皮杉醇中含有酚
羟基,酚羟基和碳酸钠反应生成碳酸氢钠和酚钠,故1mol白皮杉醇最多能与4mol Na CO 发生反应,故C
2 3
错误;D.白皮杉醇中含有两个苯环和一个碳碳双键, 白皮杉醇最多能与 发生加成反应,故
D正确;故选D。
7.实验室从废定影液[含 和 等]中回收 和 的主要步骤为:向废定影液中加入 溶液
沉银,过滤、洗涤及干燥,灼烧 制 ;制取 并通入滤液氧化 ,用苯萃取分液。其中部分操作
的装置如图,下列叙述正确的是
A.用装置甲分离 时,用玻璃棒进行引流
B.用装置乙在空气中高温灼烧 制取
C.用装置丙制备 时还需要加热条件
D.用装置丁分液时,从下口放出有机相
【答案】A
【解析】A.过滤时用玻璃棒进行引流,防止液体溅出,故A正确;B.蒸发皿不能用于高温灼烧固体,
否则会受热不均而炸裂,应选用坩埚灼烧,故B错误;C.高锰酸钾与浓盐酸不需加热就能反应生成氯气,
故C错误;D.苯的密度比水小,溴的苯溶液在上层,则用装置丁分液时,先放出水相,再从分液漏斗上口倒出有机相,故D错误;故选A。
8.检验 的反应有如下两种途径。下列说法正确的是
A.反应①中 被还原
B.乙醚与 中的铬元素形成共价键,有利于蓝色现象的观察
C.反应②为:
D.反应③中溶液的 越小,反应速率越慢
【答案】B
【解析】A.反应① 、CrO 中Cr元素化合价均为+6,此反应不是氧化还原反应,A错误;B.由题
5
中信息乙醚与 中的铬元素形成共价键,蓝色可稳定几分钟,有利于蓝色现象的观察,B正确;C.由
信息反应②为: ,C错误;D.反应③
+8H++3H O=3O ↑+2Cr3++7H O,中溶液的 越小,H+浓度越大,反应速率越快,D错误;故答案选B。
2 2 2 2
9.室温下,下列实验探究方案能达到探究目的的是
选项 探究方案 探究目的
将食品脱氧剂样品中的还原铁粉溶于盐酸,滴加KSCN溶液,观察 食品脱氧剂样品中有无+3价
A
溶液颜色变化 铁
B 用pH计测量等浓度的醋酸、盐酸的pH,比较溶液pH大小 是弱电解质
炭可与浓HNO 反应生成
3
C 向浓HNO 中插入红热的炭,观察生成气体的颜色
3
NO
2
向淀粉溶液中加适量20%H SO 溶液,加热,冷却后加NaOH溶液 淀粉溶液在稀硫酸和加热条
2 4
D
至碱性,再加少量碘水,观察溶液颜色变化 件下是否水解
【答案】B
【解析】A.由于该反应2Fe3++Fe=3Fe2+溶液中可能不存在Fe3+,而无法使KSCN显色检测Fe3+,A不符合
题意;
B.CHCOOH为弱电解质电离程度小,其电离出的H+比等浓度的盐酸电离出的H+少,从而两者的pH有
3
差异,测定两者的pH即可确定CHCOOH为弱电解质,B项符合题意;
3C.浓HNO 受热会分解产生NO 从而无法确定炭与浓HNO 是否发生反应产生NO ,C项不符合题意;
3 2 3 2
D.I 与NaOH反应而无法与淀粉显色,从而无法确定淀粉水解情况,D不符合题意;
2
故选B。
10.X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素。X是地壳中含量最多的元素,Y基态
原子核外s能级和p能级电子数相等,Z与X同主族,Q的焰色试验呈紫色。列说法正确的是
A.简单离子半径;
B.X的第一电离能比同周期的相邻元素的大
C.Z的简单气态氢化物的热稳定性比W的强
D.Q最高价氧化物对应水化物的碱性比Y的弱
【答案】A
【解析】X、Y、Z、W、Q是原子序数依次增大且不超过20的主族元素;X是地壳中含量最多的元素,X
为O;Y基态原子核外s能级和p能级电子数相等,Y为Mg;Z与X同主族,Z为S;Q的焰色试验呈紫色,
Q为K,则W为Cl。A.由分析可知,X为O,Y为Mg,Z为S;电子层数越多,简单离子的半径越大;
电子层数相同时,核电荷数越大,简单离子的半径越小;故简单离子半径; ,A正确;
B.由分析可知,X为O;同一周期,从左到右,随着原子序数变大,元素的第一电离能变大,N的2p轨
道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,故N、O的第一电离能大小:N>O;而不是氧的
第一电离能比同周期的相邻元素的大,B错误;C.由分析可知,Z为S,W为Cl;元素的非金属性越强,
其简单氢化物稳定性越强,非金属性:Cl>S,则S的简单气态氢化物的热稳定性比W的Cl,C错误;
D.由分析可知,Y为Mg,Q为K;元素金属性越强,最高价氧化物对应水化物的碱性越强;金属性:K
>Mg,K最高价氧化物对应水化物的碱性比Mg的强,D错误;故选A。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得
4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
11.以铁硼矿(主要成分为 和 ,还有少量 、FeO、CaO、 和 等)为原料
制备硼酸 的工艺流程如图所示:
下列说法错误的是
A.浸渣中的物质是 、 和
B.“净化除杂”需先加 溶液再调节溶液的pH
C.操作a为蒸发浓缩、冷却结晶
D.“粗硼酸”中的主要杂质是氢氧化铝
【答案】AD
【解析】以铁硼矿(主要成分为 和 ,还有少量 和 等)为
原料制备硼酸(H BO),根据流程可知,加硫酸溶解,只有SiO 不溶,CaO转化为微溶于水的CaSO,“净
3 3 2 4化除杂”需先加入氧化剂,将Fe2+氧化为Fe3+,调节溶液的pH,使Fe3+、Al3+均转化为沉淀,则滤渣为氢
氧化铝、氢氧化铁,然后蒸发浓缩、冷却结晶、过滤分离出HBO。A.由分析可知,“浸渣”为 ,
3 3
,A错误;B.“净化除杂”先加 溶液将 转化为 ,再调节溶液的pH,生成氢氧化铝
和氢氧化铁,B正确;C.由分析可知,操作a为蒸发浓缩、冷却结晶,C正确;D.最后浓缩结晶时硫酸
镁易结合水以晶体析出,则粗硼酸中的主要杂质是七水硫酸镁,D错误;故选AD。
12.实验室分别进行如下实验:①向 溶液中滴加酸性 溶液,溶液由蓝色变为淡黄色;②向
溶液中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体,溶液变蓝。已知 ;蓝色; :淡黄色、强氧化
性。下列说法错误的是
A.①中氧化剂与还原剂物质的量之比为
B.②的离子反应为
C.由①②可知,氧化性:
D. 溶液中滴加 可发生反应
【答案】A
【解析】A.向VOSO 溶液中滴加酸性KMnO 溶液,溶液由蓝色变为淡黄色,说明酸性环境下高锰酸根
4 4
将VO2+氧化为 ,高锰酸根被还原成Mn2+,由电子守恒可知存在KMnO ~ 5VOSO ~ 5e-,则①中氧化
4 4
剂与还原剂物质的量之比为1:5,A项错误;
B.向(VO )SO 溶液中滴加浓盐酸,产生黄绿色气体,溶液变蓝,说明浓盐酸能把 还原为VO2+,Cl-失
2 2 4
去电子生成氯气,由电子、电荷及原子守恒可知离子方程式为:2 +4H++2Cl-= 2VO2++Cl↑+2H O,B项
2 2
正确;
C.氧化剂的氧化性大于氧化产物的氧化性,则由①可知,氧化性: MnO > , 由②可知,氧化性:
> Cl ,所以氧化性MnO > >Cl,C项正确;
2 2
D. 具有较强的氧化性,(VO )SO 溶液中滴加FeSO 会发生氧化还原反应,则 被还原为VO2+,
2 2 4 4
Fe2+被氧化为Fe3+,D项正确;
故答案选A。
13.我国科学家利用 电池,以 水溶液作为锌离子电池的介质,可实现快速可逆的协同转化
反应。如图所示,放电时该电池总反应为: 。下列说法正确的是A.放电时,Zn为负极,发生氧化反应
B.放电时, 参与反应,转移
C.充电时, 通过阳离子交换膜从 极移向 极
D.充电时,阳极发生反应:
【答案】AD
【解析】A.由总反应可知,放电时,Zn为负极,发生氧化反应,故A正确;B.由总反应可知,
反应时生成2molBi,转移6mol电子, 参与反应,转移 ,故B错误;C.充电
时,Zn电极作阴极, 极作阳极,溶液中阳离子向阴极移动,则 通过阳离子交换膜从 极移向
极,故C错误;D.充电时的总反应为: ,阳极发生反应:
,故D正确;故选:AD。
14.乙醛与HCN的加成反应分两步进行:
第一步: +CN- 平衡常数
第二步: +H+ 平衡常数
该反应的总反应速率(v)与溶液pH的关系如图所示(已知室温下HCN的K=6.2×10-10),下列说法正确的是
a
A.1分子加成反应的最终产物中,sp3杂化的原子有2个
B.加少量NaOH,因c(CN-)增大,总反应速率加快
C.加NaOH过多,因第二步平衡逆向移动,总反应速率减小
D.将HCN溶液的pH调至9,则溶液中c(CN-)>c(HCN)【答案】B
【解析】A.1分子加成反应的最终产物为 ,其中的饱和碳为sp3杂化,另外氧原子也是sp3杂化,
则一共有3个,A错误;B.加入少量氢氧化钠可以和HCN反应生成CN-,则其浓度增大,反应速率增快,
B正确;C.加NaOH过多,则溶液中氢离子浓度会比较低,导致第二步反应较慢,成为影响总反应速率
的主要因素,故总反应速率较慢,C错误;D.将HCN溶液的pH调至9,则c(H+)=1.0×10-9,根据题意K
a
,将c(H+)=1.0×10-9代入可知, ,故c(CN-)<c(HCN),D错
误;故选B。
15.25℃时,某二元弱碱M(OH) 的水溶液中含有M(OH) 、M(OH)+、M2+,它们的分布系数δ随溶液pH的
2 2
变化曲线如图所示。K 为M(OH) 的第二步电离平衡常数,下列说法错误的是
b2 2
A.K =1×10-5.5
b2
B.曲线Ⅱ代表的微粒为M(OH)+
C.m、n、p三点对应的水溶液中,m点水的电离程度最大
D.0.1 mol/LM(OH)Cl溶液中c(Cl-)>c([M(OH) ]>c(M2+)>c(OH-)>c(H+)
2
【答案】D
【解析】A.K 为M(OH) 的第二步电离平衡常数,K = ,当c(M2+)=c[M(OH)+]时,此时溶
b2 2 b2
液中c(H+)=10-8.5 mol/L,K =c(OH-)= ,A正确;B.溶液的pH越小,δ(M2+)越大,随着溶液
b2
pH增大,δ[M(OH) ]+先逐渐增大,当增大到一定程度后又逐渐减小,而δ[M(OH) ]则随着溶液pH增大而增
2
大。所以曲线Ⅰ表示微粒是M2+,Ⅱ代表的微粒是M(OH)+,曲线Ⅲ微粒是M(OH) ,B正确;C.根据选项
2
B分析可知曲线Ⅰ表示微粒是M2+,在m、n、p三点对应的水溶液中,M2+浓度越大,水解程度越大,故m
点水电离程度最大,C正确;D.K =10-5.5,K =10-1.5,M(OH)+水解平衡常数K = =10-12.5<K ,
b2 b1 h b2
说明M(OH)+电离程度大于水解程度导致溶液呈碱性,则c(H+)<c(OH-),但其电离程度和水解程度都较小,
则c(Cl-)>c[M(OH)+],水电离程度较小,且溶液中存在水电离产生OH-,所以c(OH-)>c(M2+),溶液中存在
离子浓度大小关系为:c(Cl-)>c(OH-)>c(M2+)>c([M(OH) ]>c(H+),D错误;故合理选项是D。
2
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16.(12分)含银卤化物胶片是摄影中常用的感光材料。回答下列问题:(1)卤化银 曝光后会产生 (黑色粉末)和 。基态 原子的价电子排布式为___________。
(2)加入显影剂(如 等),使潜影银核中的 进一步还原为 。
中(除H外)其他所含元素的第二电离能最大的是___________;该物质能溶于冷水,原因是_____________。
(3)用 溶解胶片上多余的 ,形成可溶的直线形配离子 ,从而定影.
离子的VSEPR模型为___________, 中中心 的杂化轨道类型为___________,其中
配位时给出孤电子对能力较强的是___________(填“S”或“O”)。
(4)电解法可回收银单质。 单质为面心立方最密堆积,晶胞参数为 ,则银原子的半径 __________
。
(5) 晶胞如右图,晶胞参数为 。 晶体中 的配位数为___________;已知 离子半径为
, 离子之间不相切,则 晶体中 离子半径 _____________ 。
【答案】(除标明外,每空1分)(1)
(2)O 一方面该分子具有极性,与水相似相溶,另一方面可与水形成分子间氢键(2分)
(3)四面体(形) sp S
(4) (2分)
(5)6 (2分)
【解析】(1)基态 原子为35号元素,故价电子排布式为 。
(2)O、N、C原子失去1个电子后的价电子排布式为2s22p3、2s22p2、2s22p1,此时O的2p上处于半满状
态,较稳定,再失去一个电子需要更高的能量,故第二电离能最大;一方面该分子为极性分子,易溶于同
为极性分子的水中,另一方面可与水形成分子间氢键,故该物质能溶于冷水。
(3) 与SO 互为等电子体,故成键和结构相似,故VSEPR模型为四面体(形); 中中
心 形成2个配位键,故杂化轨道类型为sp杂化,S的电负性比O小,故S提供孤电子对。
(4) 单质为面心立方最密堆积,故面对角线上的3个Ag原子相切,面对角线长度为 pm=4r ,故
1
pm。
(5)如图所示,以体心处Ag+为对象,则距离最近的Cl-位于6个面心, 晶体中 的配位数为6。边长apm=2bpm+2r ,则r=( )pm。
2 2
17.(12分)一种利用废脱硝催化剂(含 、 、 等成分)提取钛、钒的工艺流程如下图所示。
已知:①钛酸钠 难溶于水;
②溶液的酸性较强时, 价钒主要以 的形式存在;
③溶液中某离子浓度 ,认为该离子沉淀完全。
回答下列问题:
(1)上述流程中,发生的氧化还原反应有_______个。
(2)“高温碱浸”中生成钛酸钠的离子方程式是_______。
(3)将氢氧化钙加入钨酸钠溶液中可得到钨酸钙,已知 , ,当
溶液中 沉淀完全时,溶液中 最大值为_______ 。
(4)“沉钒”过程中,一般要加入过量 ,其原因是_______。
(5)沉钒过程中,沉钒率随溶液pH的变化如图所示。沉钒率随溶液pH的增加先升高后降低的原因可能是
_______。
(6)取 固体加热时,固体减少的质量 随温度的变化曲线如图所示。加热到200℃时,产
生气体的分子式为_______。【答案】(每空2分)
(1)3
(2)TiO+2OH-=TiO +H O
2 2
(3)0.2
(4)增大 浓度,使 逆向移动,利于 尽可能析出完全
(5)pH过低,VO 化为VO 的程度较大;pH过高, 化为NH ·H O的程度较大;两因素均使沉钒率降
3 2
低
(6)NH
3
【解析】废催化剂在碱性条件下和氢氧化钠反应,生成钛酸钠,酸浸后生成钛酸,经过焙烧生成二氧化钛,
再和氯气反应生成四氯化钛,随后在惰性气体中被镁还原为单质钛。
(1)上述反应中二氧化钛和氯气反应生成四氯化钛的反应,四氯化钛和镁的反应,五氧化二钒生成单质
钒的反应,一共3个氧化还原反应;
(2)“高温碱浸”时二氧化钛和氢氧化钠反应生成钛酸钠,离子方程式为:TiO+2OH-=TiO +H O;
2 2
(3)当溶液中WO 恰好沉淀完全,其离子浓度等于10-5mol/L,根据Ksp(CaWO )=c(Ca2+)×c(WO )=1×10-
4
10,则溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol/L,再根据Ksp[Ca(OH) ]=c(Ca2+)×c2(OH-)=4×10-7,可知c(OH-)=0.2mol/L;
2
(4)“沉钒”的目的是将 完全转化为 沉淀析出,加入过量 的目的是利用同离子效应,
促进 尽可能析出完全,故答案为:增大 浓度,使 逆向移动,利
于 尽可能析出完全;
(5)由已知②知在水溶液中存在:VO +2H+ VO +H O, pH过低,该平衡正向移动,VO 化为VO 的
2
程度较大;pH过高, 转化为NH ·H O的⇌程度较大;两因素均使沉钒率降低,故答案为:pH过低,
3 2
VO 化为VO 的程度较大;pH过高, 化为NH ·H O的程度较大;两因素均使沉钒率降低;
3 2
(6)煅烧 时,固体质量随温度变化的曲线如图所示。加热到100~200℃时,质量减少3.4g,偏钒
酸铵NH VO 物质的量= =0.2mol,发生反应NH VO NH ↑+HVO ,生成气体为氨气0.2mol.
4 3 4 3 3 3
18.(12分) 是重要的食品添加剂。实验室模拟工业制备 的部分实验流程如下:回答下列问题:
(1)“氧化”反应在图所示装置中进行。先将 与 混合后放入气密性良好的三颈烧瓶中,加水充分溶
解,在90℃下边搅拌边滴加20mL 1 盐酸引发反应,停止滴加盐酸后持续搅拌40min以上,得到热
的 溶液。
已知: 不溶于有机溶剂。几种物质的溶解度随温度的变化如图所示。
①用12 酸配制100mL 1.00 盐酸须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒酸式滴定管、_______。
②检查图中所示装置气密性的操作为_______。
③“氧化”过程中有少量黄绿色的气态副产物产生。用热的KOH溶液可吸收该气体并实现原料的循环利
用写出该吸收过程中发生反应的化学方程式:_______。
④能说明反应已经进行完全的标志是_______。
⑤实际工业进行“氧化反应时,需要在反应设备上连接冷凝回流装置,其目的是_______。
(2)除去 溶液中稍过量 的实验方法是_______。
(3)利用提纯得到的 的粗品(含少量KCl)制备纯净 的实验方案为_______。(须使用的实验
药品:KOH溶液、稀硝酸、 溶液、冰水)
【答案】(除标明外,每空2分)
(1)①100mL容量瓶、胶头滴管(1分) ②连接好装置,关闭分液漏斗活塞,将导管用乳胶管连接后插
入水中,微热烧瓶,在导管口有气泡产生 ③ ④溶液的pH不再变化 ⑤冷凝回流 和盐酸,提高原料利用率并防止污染空气
(2)用 萃取后分液(1分)
(3)将 溶于水,向其中滴加KOH溶液至溶液 ,加热浓缩,冷却结晶,过滤,用冰水洗涤,
直至最后一次洗涤滤液中加入稀硝酸和硝酸银无沉淀产生
【解析】配制一定物质的量浓度的溶液,所需的步骤有计算、称量、溶解(冷却)、转移、洗涤、定容、
摇匀、装瓶贴签;溶解度受温度影响较大的物质提纯可以采用降温结晶的方法;
(1)①用12 酸配制100mL 1.00 盐酸须使用的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、酸式滴定管、
100mL容量瓶、胶头滴管;
②装置气密性检验的原理是:通过气体发生器与液体构成封闭体系,依据改变体系内压强时产生的现象
(如气泡的生成、水柱的形成、液面的升降等)来判断装置气密性的好坏;检查图中所示装置气密性的操
作为连接好装置,关闭分液漏斗活塞,将导管用乳胶管连接后插入水中,微热烧瓶,在导管口有气泡产生;
③“氧化”过程中有少量黄绿色的气态副产物产生,产物为氯气;用热的KOH溶液可吸收氯气并实现原
料的循环利用,则氯气和氢氧化钾反应生成生成氯化钾、氯酸钾和水,反应为:
;
④反应得到 ,故反应会消耗盐酸,当盐酸不再反应时说明反应进行完全,所以能说明反应已经
进行完全的标志是溶液的pH不再变化;
⑤实际工业进行“氧化反应时,需要在反应设备上连接冷凝回流装置,其目的是冷凝回流 和盐酸,提高
原料利用率并防止污染空气;
(2)已知: 不溶于有机溶剂,而碘能溶于有机溶剂。除去 溶液中稍过量 的实验方法
是用 萃取后分液;
(3)由溶解度曲线可知, 的溶解度在低温时较小,故提纯得到的 的粗品(含少量KCl)制备
纯净 可以选择降温结晶的方法,方案为:将 溶于水,向其中滴加KOH溶液至溶液
,加热浓缩,冷却结晶,过滤,用冰水洗涤,直至最后一次洗涤滤液中加入稀硝酸和硝酸银无沉淀
产生。
19.(12分)卡龙酸是一种医药中间体,主要作为蛋白酶抑制剂的合成。以下是卡龙酸的一种合成路线
(部分试剂和条件省略,不考虑立体异构)。回答下列问题:(1)反应①的反应类型为______。
(2)写出反应②所需的试剂和条件______。
(3)C中含有的官能团名称______。
(4)写出反应③的化学方程式______。
(5)写出B在工业上的主要用途______。
(6)写出一种满足下列条件,A同分异构体的结构简式_____。
①能发生银镜反应;②有2种不同化学环境的氢原子
(7)结合相关信息,设计以乙炔和乙醇为原料,合成 的合成路线。(无机试
剂任选)______。
(合成路线可表示为:A ……B 目标产物)
【答案】(除标明外,每空1分)
(1)加成反应
(2)浓硫酸,170℃
(3)羧基、酯基(2分)
(4) (2分)
(5)生产聚异戊二烯橡胶
(6) (2分)
(7) (3分)
【解析】 与乙炔发生加成反应生成 , 与等物质的量的氢气
发生加成反应生成A: 。A发生醇的消去反应生成B: ,B再与
HCl发生1,4加成生成 。 与酸性高锰酸钾发生反应生成 ,再在碱性条件下发生酯的水解生成 。
(1) 中碳氧双键与乙炔发生加成反应生成 ;
(2)反应②是醇的消去反应,条件是浓硫酸,170℃;
(3)C: 中含有的官能团名称是羧基和酯基;
(4)B: 是二烯烃,在一定条件下与HCl发生1,4加成反应:
;
(5)B: 为2-甲基-1,3-丁二烯,在工业上的主要用途是生产聚异戊二烯橡胶,也是丁
基橡胶的第二单体,还用于制造农药、医药、香料及黏结剂等。
(6)A的分子式为C H O,符合能发生银镜反应(含有醛基)且有2种不同化学环境的氢原子的结构简
5 10
式为 ;
(7)乙醇在铜或银作催化剂的条件下发生催化氧化生成乙醛,醛与乙炔发生加成反应生成
,再发生碳碳三键与氢气的加成反应生成目标产物:
。
20.(12分)近年,甲醇的制取与应用在全球引发了关于“甲醇经济”的广泛探讨。以下是两种制取过程。
回答下列问题:
一、利用CO 制取甲醇
2
当原料组成为n(CO):n(H )=1:3通入某密闭容器,合成CHOH的反应体系中主要包含以下反应:
2 2 3
反应①: CO(g)+3H(g) CHOH(g)+H O(g) ΔH
2 2 3 2 1
反应②: CO(g)+H(g) CO(g)+H O(g) ΔH=+41.2kJ/mol
2 2 2
(1)已知反应②的v =k c(CO)·c(H), v =k c(HO) ·c(CO)(k 、k 为速率常数,与温度、催化剂有关)
正 正 2 2 逆 逆 2 正 逆若平衡后升高温度,则 ___________(填“增大”、“不变”或“减小”);若反应体系在恒容容器中发
生,下列情况下反应一定达到平衡状态的是___________。
A.容器内的压强不再改变
B.容器内气体密度不再改变
C.容器内c(CO): c(H): c(CO): c(HO)=1: 1: 1: 1
2 2 2
D.单位时间内,断开C=O键的数目和断开H-O键的数目相同
(2)维持压强为6.4MPa,测得不同温度下,反应经过相同时间时CO 的转化率、甲醇的选择性如图所示
2
[CHOH的选择性= ]。
3
①ΔH___________0(填“<”或“>”),判断的依据是___________。
1
②TK时,若反应从开始到达到a点所用时间为5 min, 则v(CHOH)=___________ MPa·min-1,反应②的
1 3
K=___________ (K 指用平衡分压代替平衡浓度进行计算的平衡常数,A的平衡分压=p ×A的物质的量分
p p 总
数,计算结果保留2位有效数字)。
二、利用烯烃催化制取甲醇
制取过程中发生如下反应:
反应I: C H(g)+3HO(g) 3CHOH(g) ΔH
3 6 2 3 2
反应II: C H(g)+2HO(g) 2CHOH(g) ΔH
2 4 2 3 3
反应III: 3C H(g) 2C H(g) ΔH
2 4 3 6 4
(3)反应I、III的vantHoff实验数据如图所示(vantHoff经验公式RInK=- +C, 为标准焓变,K为平
衡常数,R和C为常数)。根据图判断:ΔH=___________(用含ΔH 和ΔH 的计算式表示),反应III的 ___________ kJ ·mol-1。
3 2 4
【答案】(除标明外,每空1分)
(1)减小 AD
(2)①< 温度高于T 时,相同时间内测得二氧化碳转化率随温度的增大而下降,而反应②温度升高,平衡
1
正向移动,二氧化碳转化率随温度的增大而增大,所以反应①温度升高,平衡逆向移动,二氧化碳转化率
随温度的增大而减小,即证明 ΔH<0 ②0.16(2分) 0.059(2分)
(3) (2分) -100(2分)
【解析】(1)反应达到平衡状态时v = v ,k c(CO)·c(H)=k c(HO) ·c(CO), = =
正 逆 正 2 2 逆 2
,反应②为吸热反应,随温度升高平衡正向移动,K增大,则 减小;A.该反应虽然前后气体分子数
相等,但整个体系还存在反应①,整体压强为变量,则容器内的压强不再改变,能说明反应到达平衡状态;
B.容器体积不变,气体质量反应前后不变,则容器内气体密度始终不变,不能据此说明反应到达平衡状
态;
C.容器内c(CO):c(H):c(CO):c(HO)=1:1:1:1,不能说明各组分浓度不再改变,因此不能据此判
2 2 2
断平衡;D.单位时间内,断开C=O键的数目和断开H-O键的数目相同,可知消耗二氧化化碳和消耗水的
速率相等,即正反应速率等于逆反应速率,反应达到平衡状态;故答案为:减小;AD;
(2)①温度高于T 时,相同时间内测得二氧化碳转化率随温度的增大而下降,而反应②温度升高,平衡
1
正向移动,二氧化碳转化率随温度的增大而增大,所以反应①温度升高,平衡逆向移动,二氧化碳转化率
随温度的增大而减小,即证明 ΔH<0,故答案为:<;温度高于T 时,相同时间内测得二氧化碳转化率随
1 1
温度的增大而下降,而反应②温度升高,平衡正向移动,二氧化碳转化率随温度的增大而增大,所以反应
①温度升高,平衡逆向移动,二氧化碳转化率随温度的增大而减小,即证明 ΔH<0;
②TK时,根据图1可知,二氧化碳转化率为50%,甲醇的选择性为80%,投n(H )=3mol,n(CO)=1mol,
1 2 2
则生成甲醇的物质的量为1mol×50%×80%=0.4mol,根据反应可知,a点时,各物质的物质的量分别为:
n(CO)=lmol-1mol×50%=0.5mol,n(H )=3mol-3mol×0.4mol-0.1mol=1.7mol,n(CHOH)=0.4mol。
2 2 3
n(H O)=0.4mol+0.1mol=0.5mol,n(CO)=0.lmol,n =0.5+1.7+0.1+0.5+0.4=3.2mol,所以各物质的分压为:
2 总
、 、 、
、 ,若反应从开始到达a点所用时间为5min,则 ;根据平衡常数表达式可知反应②的Kp=
,故答案为:0.16;0.059;
(3)由盖斯定律可知反应II= ,则ΔH= ;结合图中信息即题中公式可得:RlnK=-
3
+C=34;RlnK=- +C=30.4;联立方程解得: =-100,故答案为:
;-100。