天津市达标名校2020年高考四月仿真备考化学试题含解析
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天津市达标名校2020年高考四月仿真备考化学试题
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.四元轴烯t,苯乙烯b及立方烷c的结构简式如下,下列说法正确的是
A.b的同分异构体只有t和c两种B.t和b能使酸性KMnO4溶液褪色而c不能
C.t、b、c的二氯代物均只有三种D.b中所有原子-定不在同-个平面上
2.某未知溶液可能含Na+、NH4+、Fe2+、I-、Cl-、CO32-、SO32-。
将该溶液加少量新制氯水,溶液变黄色。
再向上述反应后溶液中加入BaCl2溶液或淀粉溶液,均无明显现象。
下列推断合理的是
A.一定存在Fe2+、Na+、Cl-B.一定不存在I-、SO32-
C.一定呈碱性D.一定存在NH4+
3.有八种短周期主族元素x、y、z、d、e、f、g、h,其中x、y、d、f随着原子序数的递增,其原子半径的相对大小、最高正价或最低负价的变化如图1所示。
z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液(浓度均为0.01mol/L)的pH与原子序数的关系如图2所示。
根据上述信息进行判断,下列说法正确是()
A.d、e、f、g 形成的简单离子中,半径最大的是d离子
B.d与e形成的化合物中只存在离子键
C.x、y、z、d、e、f、g、h的单质中,f的熔点最高
D.x与y可以形成多种化合物,可能存在非极性共价键
4.2019年诺贝尔化学奖授予了在锂离子电池领域作出贡献的三位科学家。
他们于1972年提出“摇椅式“电池( Rock ing chair battery), 1980年开发出LiCoO2材料,下图是该电池工作原理图,在充放电过程中,Li+在两极之间“摇来摇去”,该电池充电时的总反应为:LiCoO2+ 6C ( 石墨)=Li (1-x)CoO2+Li x C6。
下列有关说法正确的是
A.充电时,Cu 电极为阳极
B.充电时,Li+将嵌入石墨电极
C.放电时,Al 电极发生氧化反应
D.放电时,负极反应LiCoO 2—xe-=Li (1-x)CoO2+ (1-x ) + xLi+
5.已知:一元弱酸HA的电离平衡常数K=
()()
()
+-
c H c A
c HA
⋅。
25℃时,CH3COOH、HCN、H2CO3的电离平衡常
数如下:
化学式CH3COOH HCN H2CO3
K 1.75×10–5 4.9×10–10
K1= 4.4×10–7
K2= 5.6×10–11
下列说法正确的是
A.稀释CH3COOH溶液的过程中,n(CH3COO–)逐渐减小
B.NaHCO3溶液中:c(H2CO3) < c(2
3
CO-) < c(HCO3−)
C.25℃时,相同物质的量浓度的NaCN溶液的碱性强于CH3COONa溶液
D.向CH3COOH溶液或HCN溶液中加入Na2CO3溶液,均产生CO2
6.某校化学兴趣小组探究恒温(98℃)下乙酸乙酯制备实验中硫酸浓度对酯化反应的影响探究。
实验得到数据如下表(各组实验反应时间均5分钟):
下列关于该实验的说法不正确的是
A.乙酸乙酯制备实验中起催化作用的可能是H+
B.浓硫酸的吸水作用、乙酸乙酯的蒸出均可以使酯化反应正向移动
C.浓硫酸和水以体积比约2∶3混合催化效果最好
D.⑤⑥⑦组可知c(H+)浓度越大,反应速率越慢
7.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是()
A.0.1mol·L-1的NH4Cl溶液与0.05mol·L-1的NaOH溶液等体积混合后的溶液:
c(Cl-)>c(Na+)>c(NH4+)>c(OH-)>c(H+)
B.把0.02mol·L-1的CH3COOH溶液和0.01mol·L-1的NaOH溶液等体积混合:
2c(H+)=c(CH3COO-)+2c(OH-)-c(CH3COOH)
C.pH=2的一元酸HA与pH=12的一元碱MOH等体积混合:c(M+)=c(A-)>c(OH-)=c(H+)
D.0.1mol·L-1的NaHCO3溶液中:c(H+)+c(H2CO3)=c(OH-)
8.化学式为C3H7FO的物质,含有羟基的同分异构体数目为(不考虑空间异构)()
A.4种B.5种C.6种D.7种
9.分离混合物的方法错误的是
A.分离苯和硝基苯:蒸馏B.分离氯化钠与氯化铵固体:升华
C.分离水和溴乙烷:分液D.分离氯化钠和硝酸钾:结晶
10.给定条件下,下列选项中所示的物质间转化均能一步实现的是()
A.S SO2BaSO4
B.SiO2H2SiO3Na2SiO3(aq)
C.MgCl2•6H2O MgCl2Mg
D.N2NO2HNO3
11.国际计量大会第26 届会议新修订了阿伏加德罗常数(N A=6.02214076×1023 mol―1), 并将于2019 年5月20 日正式生效。
下列说法中正确的是
A.在1 mol中,含有的中子数为6 N A
B.将7.1 g C12溶于水制成饱和氯水,转移的电子数为0.1 N A
C.标准状况下,11.2 L NO和11. 2 L O2混合后,气体的分子总数为0.75 N A
D.某温度下,1L pH= 3的醋酸溶液稀释到10L 时,溶液中H+的数目大于0.01 N A
12.常温下,下列各组离子在指定溶液中能大量共存的是
A.澄清透明的溶液中:Na+、Cu2+、NO3-、Cl-
B.中性溶液中:Fe3+、NH4+、Br-、HCO3-
K Na+、Ca2+、ClO-、F-
C.c(OH-
w
D.1 mol/L的KNO3溶液中:H+、Fe2+、SCN-、SO42-
13.25℃时,向KCl溶液加入少量KCl固体至溶液刚好饱和。
在这一过程中,没有发生改变的是
A.溶液中溶质的质量B.溶液中KCl质量分数
C.溶液中溶剂的质量D.KCl溶液质量
14.某药物中间体的合成路线如下:
下列说法正确的是
A.对苯二酚和互为同系物
B.1 mol该中间体最多可与7 mol氢氧化钠反应
C.2,5—二羟基苯乙酮能发生加成、水解等反应
D.该中间体分子含有羰基和羟基两种含氧官能团
15.下列有机物命名正确的是()
A.氨基乙酸B.2—二氯丙烷
C.2—甲基丙醇D.C17H33COOH硬脂酸
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.硫酸亚铁晶体俗称绿矾(FeSO4• 7H2O),重铬酸钠晶体俗称红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O),它们都是重要的化工产品。
工业上以铬铁矿[主要成分是[Fe(CrO2)2]为原料制备绿矾和红矾钠的工艺流程如图所示。
请回答下列问题:
(1)已知Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为+3价,则Fe(CrO2)中铁元素的化合价为______________。
(2)化学上可将某些盐写成氧化物的形式,如Na2SiO3写成Na2O·SiO2,则Fe(CrO2)2可写成__________。
(3)煅烧铬铁矿时,矿石中的Fe(CrO2)2转变成可溶于水的Na2CrO4,反应的化学方程式如下:
4Fe(CrO2)2+8Na2CO3+7O22Fe2O3+8Na2CrO4+8CO2
①该反应中还原剂与氧化剂的物质的量之比为________________。
②为了加快该反应的反应速率,可采取的措施是_________________(填一种即可)。
⑷己知CrO42-在氢离子浓度不同的酸性溶液中有不同的反应。
如:
2CrO42-+2H+=Cr2O72-+H2O 3CrO42-+4H+=Cr3O102-+2H2O
①往混合溶液甲中加入硫酸必须适量的原因是________________。
②混合溶液乙中溶质的化学式为______________________。
(5)写出Fe与混合溶液丙反应的主要离子方程式_________________。
检验溶液丁中无Fe3+的方法是:
_____________。
从溶液丁到绿巩的实验操作为蒸发浓缩、___________、过滤、洗涤、干燥。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.氯吡格雷(clopidogrel)是一种用于抑制血小板聚集的药物.以芳香族化合物A为原料合成的路线如下:
−−−−→RCOOH
已知:①R-CHO,②R-CN+H
(1)写出反应C→D的化学方程式______________,反应类型____________。
(2)写出结构简式.B____________,X____________。
(3)A属于芳香族化合物的同分异构体(含A)共有______种,写出其中与A不同类别的一种同分异构体的结构简式___________。
(4)两分子C可在一定条件下反应生成一种产物,该产物分子中含有3个六元环,写出该反应的化学方程式________________。
(5)已知:,设计一条由乙烯、甲醇为有机原料制备化合物的合成路线流程图,无机试剂任选_____________。
(合成路线常用的表反应试剂A反应条件B…反应试剂反应条件目标产物示方式为:A B…目标产物)
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.美托洛尔可治疗各型高血压及作血管扩张剂,它的一种合成路线如下:
已知:+
23K CO −−−→
+HCl
(1)A 的化学名称是 _________,B 的结构简式为__________,美托洛尔中含氧官能团的名称是_____________。
(2)A 合成B 的反应中,加人K 2CO 3的作用可能是 _________。
(3)B 合成C 的反应类型是________ 。
(4)F 生成G 的化学方程式为________ 。
(5)氯甲基环氧乙烷() 是合成有机化合物的重要原料,实验室检验卤代烃中氯原子的常用试剂是
______。
(6)芳香族化合物M 是F 的同分异构体.则符合下列条件的M 共有___种(不含立体异构)。
①苯环上只有2个取代基
②1molM 与足量 Na 充分反应能生成1mol H 2 ③能与FeCl 3溶液发生显色反应。
其中核磁共振氢谱为5组峰同分异构体的结构简式为_______。
19.(6分)工业上常利用CO 2为初始反应物,合成一系列重要的化工原料。
(1)以CO 2和NH 3为原料合成尿素是利用CO 2的成功范例。
在尿素合成塔中的主要反应可表示如下: 反应Ⅰ:2NH 3(g)+CO 2(g)NH 2COONH 4(s) △H 1
反应Ⅱ:NH 2COONH 4(s)CO(NH 2)2(s)+H 2O(g) △H 2=+72.49kJ/mol
总反应:2NH 3(g)+CO 2(g)
CO(NH 2)2(s)+H 2O(g) △H 3=-86.98kJ/mol 请回答下列问题: ①根据8电子稳定构型,写出 CO(NH 2)2的结构式_________________。
②反应Ⅰ的△H 1=______________。
③在____(填“高温”或“低温”)情况下有利于反应Ⅱ的自发进行。
④一定温度下,在体积固定的密闭容器中按 n(NH 3):n(CO 2)=2:1 进行反应Ⅰ,下列能说明反应Ⅰ达到了平衡状态的是_______(填序号)。
A .混合气体的平均相对分子质量不再变化
B .容器内气体总压强不再变化
C.NH3与CO2的转化率相等
D.容器内混合气体的密度不再变化
(2)将CO2和H2按质量比25:3充入一定体积的密闭容器中,在不同温度下发生反应:
CO 2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)。
测得CH3OH的物质的量随时间的变化如下图。
①曲线Ⅰ、Ⅱ对应的平衡常数大小关系为K(Ⅰ)_____K(Ⅱ)(填“ >”“<”或“=”)。
②欲提高CH3OH的平衡产率,可采取的措施除改变温度外,还有__________________(任写两种)。
③一定温度下,在容积均为2L的两个恒容密闭容器中,按如下方式加入反应物,一段时间后达到平衡。
容器甲乙
a molCO2、bmolH2、cmolCH3OH(g)
反应物起始投入量1molCO2、3molH2
c mol H2O(g) (a、b、c 均不为零)
若甲容器平衡后气体的压强为开始的5/6,则该温度下,反应的平衡常数为__________,要使平衡后乙容器与甲容器中相同组分的体积分数相等,且起始时维持化学反应向逆反应方向进行,乙容器中c 的取值范围为_______。
参考答案
一、单选题(本题包括15个小题,每小题4分,共60分.每小题只有一个选项符合题意)
1.B
【解析】
【分析】
A.b苯乙烯分子式为C8H8,符合分子式的有机物结构可以是多种物质;
B.t和b含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾氧化;
C.根据一氯代物中氢原子的种类判断;
D.b含有碳碳双键和苯环,为平面形结构。
A.b苯乙烯分子式为C8H8,对应的同分异构体也可能为链状烃,故A错误;
B.t和b含有碳碳双键,可被酸性高锰酸钾氧化,故B正确;
C.不考虑立体结构,二氯代物t和e均有3种,b有14种,故C错误;
D.b含有碳碳双键和苯环,为平面形结构,苯环和碳碳双键可能在同一个平面上,故D错误。
故选B。
2.B
【解析】
【分析】
【详解】
某未知溶液可能含Na+、NH4+、Fe2+、I-、Cl-、CO32-、SO32-。
将该溶液加少量新制氯水,溶液变黄色,说明亚铁离子和碘离子至少有一种,在反应中被氯水氧化转化为铁离子和碘。
再向上述反应后溶液中加入BaCl2溶液或淀粉溶液,均无明显现象,这说明溶液中没有碘生成,也没有硫酸根,所以原溶液中一定没有碘离子和亚硫酸根离子,一定存在亚铁离子,则一定不存在碳酸根离子。
根据溶液的电中性可判断一定还含有氯离子,钠离子和铵根离子不能确定,亚铁离子水解溶液显酸性;
答案选B。
3.D
【解析】
【分析】
x、y、z、d、e、f、g、h为原子序数依次递增的短周期主族元素,从图中的化合价、原子半径的大小及原子序数,可以知道x是H元素,y是C元素,z是N元素,d是O元素,f是Al元素,z、e、g、h的最高价氧化物对应水化物溶液浓度均为0.01mol·L-1,e的pH为12,为一元强碱,则e是Na元素,z、h的pH 均为2,为一元强酸,则z为N元素、h为Cl元素,g的pH小于2,则g的为二元强酸,故g为S元素,据此分析解答问题。
【详解】
A.d、e、f、g 形成的简单离子分别为:O2-、Na+、Al3+、S2-,O2-、Na+、Al3+离子的电子层数相同,但核电荷数Al>Na>O,则离子半径O2->Na+>Al3+,而S2-的电子层数最多,半径最大,故半径最大的是g离子,A 选项错误;
B.d与e形成的化合物可以是Na2O,也可以是Na2O2,Na2O2既含有离子键,也含有共价键,B选项错误;C.x、y、z、d、e、f、g、h的单质分别为:H2、C、N2、O2、Na、Al、S、Cl2,C单质可形成金刚石,为原子晶体,故单质熔点最高的可能是y,C选项错误;
D.x与y可以形成多种有机化合物,其中CH2=CH2等存在着非极性键,D选项正确;
答案选D。
此题C 选项为易错点,C 单质有很多的同素异形体,熔沸点有差异,容易忽略这一关键点,导致误选C 答案。
4.B 【解析】 【分析】
根据充电时的总反应,钴化合价升高被氧化,因此钴为阳极,石墨为阴极,则在放电时钴为正极,石墨为负极,据此来判断各选项即可。
【详解】
A.根据分析,铜电极以及上面的石墨为阴极,A 项错误;
B.充电时整个装置相当于电解池,电解池中阳离子移向阴极,B 项正确;
C.放电时整个装置相当于原电池,原电池在工作时负极被氧化,C 项错误;
D.根据分析,含钴化合物位于电源的正极,D 项错误; 答案选B 。
【点睛】
不管是不是锂电池,都遵循原电池的工作原理,即阳离子移向正极,阴离子移向负极,锂离子电池只不过是换成了+Li 在正、负极间移动罢了,换汤不换药。
5.C 【解析】 【详解】
A .加水稀释CH 3COOH 溶液,促进CH 3COOH 的电离,溶液中n(CH 3COO –)逐渐增多,故A 错误;
B .NaHCO 3溶液中
HCO 3-的水解常数
K h2=2w K K =14
71104.410
--⨯⨯=2.27×10–8>K 2 = 5.6×10–11,说明HCO 3-的水解大于电离,则溶液中c(23CO -
)<c(H 2CO 3)< c(HCO 3−),故B 错误;C .由电离平衡常数可知浓度相等时HCN 的酸性小于CH 3COOH ,同CN -的水解程度大于CH 3COO -,则25℃时,相同物质的量浓度的NaCN 溶液的碱性强于CH 3COONa 溶液,故C 正确;D .由电离平衡常数可知浓度相等时HCN 的酸性小于H 2CO 3,则向HCN 溶液中加入Na 2CO 3溶液,只能生成NaHCO 3,无CO 2气体生成,故D 错误;故答案为C 。
6.D 【解析】 【分析】
乙酸乙酯的制备中,浓硫酸具有催化性、吸水性,并且乙酸和乙醇的酯化的可逆反应,浓硫酸吸水作用,乙酸乙酯的蒸出使平衡正向移动。
【详解】
A. 从表中①可知,没有水,浓硫酸没有电离出H+,乙酸乙酯的收集为0,所以起催化作用的可能是H+,A 项正确;
B. 浓硫酸的吸水作用、乙酸乙酯的蒸出均可以使酯化反应正向移动,B项正确;
C. 从表中⑤可知,浓硫酸和水以体积比约2∶3混合催化效果最好,C项正确;
D. 表中⑤⑥⑦组c(H+)浓度逐渐变小,收集的乙酸乙酯变小,反应速率越慢,D项错误。
答案选D。
7.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.0.1mol•L-1的NH4Cl溶液与0.05mol•L-1的NaOH溶液等体积混合后存在等量的NH4+和NH3•H2O,NH3•H2O 电离程度大于NH4+水解程度,溶液呈碱性,c(Cl-)>c(NH4+)>c(Na+)>c(OH-)>c(H+),故A错误;
B.0.02mol•L-1 CH3COOH溶液与0.01mol•L-1NaOH溶液等体积混合,溶液中溶质为等物质的量浓度的
CH3COOH和CH3COONa,溶液中存在电荷守恒和物料守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(CH3COO-)+c(OH-)、根据物料守恒得2c(Na+)=c(CH3COOH)+c(CH3COO-),所以得2c(H+)-2c(OH-)=c(CH3COO-)-c(CH3COOH),故B正确;
C.酸和碱的强弱未知,混合后溶液的性质不能确定,无法判断c(OH-)和c(H+)大小,故C错误;
D.0.1 mol•L-1的NaHCO3溶液中存在电荷守恒c(Na+)+c(H+)=c(HCO3-)+c(OH-)+2c(CO32-),物料守恒:
c(Na+)=c(HCO3-)+c(H2CO3)+c(CO32-),计算得到:c(OH-)-c(H+)=c(H2CO3)-c(CO32-),故D错误;
故选B。
【点睛】
本题的易错点和难点为D,要注意灵活运用电解质溶液中的电荷守恒和物料守恒。
8.B
【解析】
【分析】
C3H7FO可以看做丙烷中的2个H原子分别被1个F、1个-OH取代,丙烷只有一种结构,F与-OH可以取代同一碳原子上的H原子,可以取代不同碳原子上的H原子,据此书写判断。
【详解】
C3H7FO可知丙烷中的2个H原子分别被1个F、1个-OH取代,丙烷只有一种结构,F与-OH可以取代同一碳原子上的H原子,有2种:CH3CH2CH(OH)F、CH3CF(OH)CH3,可以取代不同碳原子上的H原子,有3种:HOCH2CH2CH2F、CH3CH(OH)CH2F、CH3CHFCH2OH,共有5种,故答案为B。
【点睛】
本题是根据等效氢的方法判断同分异构体的数目,等效氢法的判断可按下列三点进行:①同一碳原子上的
氢原子是等效的;②同一碳原子所连甲基上的氢原子是等效的;③处于镜面对称位置上的氢原子是等效的(相当于平面成像时,物与像的关系)。
9.B
【解析】
【详解】
A.苯和硝基苯互溶,但沸点不同,则选择蒸馏法分离,故不选A;
B.氯化铵加热分解,而氯化钠不能,则选择加热法分离,故选B;
C.水和溴乙烷互不相溶,会分层,则选择分液法分离,故不选C;
D.二者溶解度受温度影响不同,则选择结晶法分离,故不选D;
答案:B
10.A
【解析】
A.硫单质点燃生成二氧化硫,二氧化硫通入硝酸钡溶液,溶液显酸性,硝酸根氧化二氧化硫为硫酸,结合钡离子生成不溶于水和酸的硫酸钡沉淀,转化关系可以一步实现,A正确;B.二氧化硅是酸性氧化物,但不溶于水不能一步生成硅酸,B错误;C.氯化镁晶体加热过程中会发生水解得到氢氧化镁,不能生成氯化镁固体,需要在氯化氢气流中加热失去结晶水得到氯化镁固体,C错误;D.氮气与氧气放电件下反应生成一氧化氮,不能一步生成二氧化氮气体,D错误;答案选A。
11.A
【解析】
【详解】
A、中含有中子数是11-5=6,所以1 mol中含有的中子数为 6N A,故A正确;
B、将7.1 g C12溶于水制成饱和氯水,氯气没有完全与水反应,所以转移的电子数小于 0.1 N A,故B错误;
C、标准状况下,11.2 L NO和11. 2 L O 2混合后,由于存在2NO2N2O4,所以气体的分子总数小于0.75 N A,故C错误;
D、某温度下,1L pH= 3的醋酸溶液稀释到10L 时,溶液4>pH>3,溶液中 H+的数目小于0.01 N A,故D错误。
12.A
【解析】
【详解】
A. 选项离子之间不能发生任何反应,离子可以大量共存,A符合题意;
B. 中性溶液中,OH-与Fe3+会形成Fe(OH)3沉淀,OH-与HCO3-反应产生CO32-、H2O,离子之间不能大量共存,B不符合题意;
K的溶液显酸性,含有大量的H+,H+与ClO-、F-发生反应产生弱酸HClO、HF,不能大量共存,C. c(OH-)<
w
C错误;
D. H+、Fe2+、NO3-会发生氧化还原反应,不能大量共存,D错误;
故合理选项是A。
13.C
【解析】
25℃时,向KCl溶液加入少量KCl固体至溶液刚好饱和的过程中,随着氯化钾的增加,溶液中氯化钾的质量逐渐增加、氯化钾的质量分数逐渐增大、溶液的质量逐渐增大,但是整个过程中溶剂水的质量不变,答案选C。
14.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.对苯二酚中含两个酚羟基,中含1个酚羟基和1个醇羟基,结构不相似,不是同系物,A 错误;
B.中间体中的2个Cl原子、酯基、酚羟基都可与氢氧化钠反应,由于Cl原子与苯环直接相连,酯基为酚酯基,故1mol中间体最多可与7molNaOH反应,B正确;
C.2,5—二羟基苯乙酮中存在的苯环、羰基能与氢气等发生加成反应,但不能发生水解反应,C错误;
D.中间体分子中含有酯基、羟基、羰基三种含氧官能团,D错误;
答案选B。
15.A
【解析】
【详解】
A. 为氨基乙酸,A正确;
B. 为2,2-二氯丙烷,B错误;
C. 2-甲基-1-丙醇,C错误;
D. C17H33COOH为油酸,D错误;故答案为:A。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.+2 价FeO·Cr2O34:7粉碎矿石(或升高温度)H2SO4量少时不能除尽Na2CO3杂质,H2SO4量多时又会生成新的杂质(Cr3O10-2),所以H2SO4必须适量Na2Cr2O7、Na2SO4Fe+2Fe3+=3Fe2+取少量
丁溶液于试管中,向其中加入KSCN溶液,不显红色则说明丁溶液中不含Fe3+冷却结晶
【解析】
铬铁矿中加入碳酸钠并通入氧气,高温下将Fe(CrO2)2氧化得到Fe2O3、Na2CrO4,同时生成CO2,将得到的固体溶于水得到Na2CrO4溶液,然后过滤,得到得到Na2CrO4和过量的碳酸钠混合溶液和氧化铁固体,在Na2CrO4和碳酸钠混合溶液中加入硫酸酸化,硫酸和Na2CrO4反应生成Na2Cr2O7和硫酸钠,同时除去碳酸钠,通过蒸发浓缩冷却结晶,得到红矾钠(Na2Cr2O7·2H2O);氧化铁与硫酸反应生成硫酸铁,加入铁粉将硫酸铁还原生成硫酸亚铁,最后蒸发浓缩冷却结晶,得到绿矾。
(1) Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为+3价,根据正负化合价的代数和为0,Fe(CrO2)中铁元素的化合价为+2价,故答案为+2 价;
(2) Fe(CrO2)2中铬元素的化合价为+3价,铁元素的化合价为+2价,可写成FeO·Cr2O3,故答案为FeO·Cr2O3;
(3)①高温氧化时,Fe(CrO2)2和碳酸钠、氧气反应氧化还原反应生成Na2CrO4、二氧化碳和氧化铁,该反应中Fe元素化合价由+2价变为+3价、Cr元素化合价由+3价变为+6价,O元素化合价由0价变为-2价,所以氧气是氧化剂、Fe(CrO2)2是还原剂,则还原剂和氧化剂的物质的量之比为4:7,故答案为4:7;
②根据影响化学反应速率的外界因素,为了加快该反应的反应速率,可采取的措施有粉碎矿石、升高温度等,故答案为粉碎矿石(或升高温度);
⑷①H2SO4量少时不能除尽Na2CO3杂质,H2SO4量多时又会生成新的杂质(Cr3O102-),所以H2SO4必须适量,故答案为H2SO4量少时不能除尽Na2CO3杂质,H2SO4量多时又会生成新的杂质(Cr3O102-),所以H2SO4必须适量;
②根据上述分析,混合溶液乙中的溶质有Na2Cr2O7、Na2SO4,故答案为Na2Cr2O7、Na2SO4;
(5)Fe与硫酸铁溶液反应的离子方程式为Fe+2Fe3+=3Fe2+。
检验溶液丁中无Fe3+的方法为:取少量丁溶液于试管中,向其中加入KSCN溶液,不显红色则说明丁溶液中不含Fe3+;从硫酸亚铁溶液到绿巩的实验操作为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故答案为取少量丁溶液于试管中,向其中加入KSCN溶液,不显红色则说明丁溶液中不含Fe3+;冷却结晶。
点睛:本题考查物质的制备、分离和提纯,为高频考点,涉及氧化还原反应、基本实验操作等知识,明确物质的性质、熟悉制备流程和基本实验操作等是解题的关键。
本题的难点是(4)①硫酸必须适量的原因,需要理解题目信息方程式中的计量数对反应的影响。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.+CH3OH + H2O 酯化反应(或取代反应)
4 +2H2O
【解析】
【分析】
A分子式为C7H5OCl,结合题干信息可知A中含有-CHO、-Cl、苯环,根据物质反应过程中物质结构不变,可知A为,B为,经酸化后反应产生C为,C与甲醇在浓硫酸存在条件下加热,发生酯化反应产生D:;D与分子式为C6H7BrS的物质反应产生E:,结合D的结构可知X结构简式为:;E与在加热90℃及酸性条件下反应产生氯吡格雷:。
【详解】
根据上述分析可知:A为,B为,X为:。
(1)反应C→D是与甲醇发生酯化反应,反应方程式为:+CH3OH
+ H2O,该反应为酯化反应,也属于取代反应;
(2)根据上述分析可知B为:,X为:;
(3)A结构简式为,A的同分异构体(含A)中,属于芳香族化合物,则含有苯环,官能团不变时,有邻、间、对三种,若官能团发生变化,侧链为-COCl,符合条件所有的结构简式为、
、、,共四种不同的同分异构体,其中与A不同类别的一种同分异构体的结构简式为;
(4)两分子C可在一定条件下反应生成一种产物,该产物分子中含有3个六元环,应是氨基与羧基之间发生脱水反应,两分子C脱去2分子水生成,该反应方程式为:
;
(5)乙烯与溴发生加成反应产生CH2Br-CH2Br,再发生水解反应产生乙二醇:CH2OH-CH2OH,甲醇催化氧化产生甲醛HCHO,最后乙二醇与甲醛反应生成化合物,故该反应流程为。
【点睛】
本题考查有机物的合成与推断、有机反应类型的判断、同分异构体书写等,掌握反应原理,要充分利用题干信息、物质的分子式。
并根据反应过程中物质结构不变分析推断,较好的考查学生分析推理能力,是对有机化学基础的综合考查。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.对羟基苯乙醛醚键、羟基消耗反应生成的HCl,有利于反应正向进行,有利于提高的B的产率加成反应
+−−→+HCl NaOH水溶液、硝酸、硝酸银溶液15
【解析】
【分析】
A的分子式为C8H8O2,不饱和度为5,说明除苯环外还有一个双键,A发生信息中取代反应生成B,B与A 相比多了7个碳原子,说明A中只有一个酚羟基,且该过程中A的双键没有打开;B与亚硫酸氢钠发生反应生成C,根据C的结构简式可知,B到C的过程中双键打开,所以该过程应为加成反应,且根据C的结
构简式可反推出中A和B中的双键应为醛基,所以A为、B为。
【详解】
(1)根据分析可知A为,名称为对羟基苯乙醛;B的结构简式为
;由结构可知美托洛尔中含氧官能团为:醚键、羟基;
(2)A发生取代反应有HCl生成,加入K2CO3的作用可能是:消耗反应生成的HCl,有利于反应正向进行,有利于提高的B的产率;
(3)根据分析可知B到C的反应为加成反应;
(4)对比F、G的结构,可知F中羟基上H原子被替代生成G,同时生成HCl,反应方程式为:
+−−→+HCl;
(5)先进行水解或消去反应使氯元素以氯离子形成进入溶液,再用硝酸酸化,最后用硝酸银溶液检验氯离子,故实验室检验氯原子所用的试剂是:NaOH水溶液、硝酸、硝酸银溶液;
(6)芳香族化合物M是F的同分异构体,且符合下列条件:③能与FeCl3溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,②1mol M与足量Na充分反应能生成1mol H2,说明分子中有2个-OH,①苯环上只有2个取代基,其中1个为-OH,另一个为CH3CH2CH2OH或中烃基去掉1个H原子形成的基团,前者有3种、后者有2种,与酚羟基均有邻、间、对3种位置结构,故符合条件的共有:3×(3+2)=15种,其中核磁
共振氢谱为5组峰同分异构体的结构简式为:。
19.-159.47 kJ/mol 高温BD > 增大压强或增加CO2用量或及时分离出产物1/12 1/3<c<1
【解析】
【详解】
(1)①根据8电子稳定构型,CO(NH2)2的结构式为;
②反应Ⅰ:2NH3(g)+CO2(g)=NH2CO2NH4(s)△H1=a kJ•mol-1,反应Ⅱ:NH2CO2NH4(s)
=CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H2=+72.49kJ•mol-1,总反应Ⅲ:2NH3(g)+CO2(g) =CO(NH2)2(s)+H2O(g)△H3=-86.98kJ•mol-1,
由盖斯定律总反应Ⅲ-反应Ⅱ,得到2NH 3(g)+CO 2(g)=NH 2CO 2NH 4(s)△H 1=a=-159.47kJ•mol -1;
③反应Ⅱ:NH 2CO 2NH 4(s) =CO(NH 2)2(s)+H 2O(g)△H 2=+72.49kJ•mol -1,反应前后气体体积增大,△S >0,焓变分析可知是吸热反应,△H >0,所以依据反应自发进行的判断依据△H-T △S <0,需要在高温下反应自发进行,故答案为高温;
④A .反应I 中反应物为气体,生成物全部为固体,所以在反应前后,混合气体的平均相对分子质量保持不变,所以不能作为平衡状态的判断标志,选项A 错误;
B .反应I 中,气体的物质的量减小,所以反应的压强减小,所以容器内气体总压强不再变化时,说明反应处于平衡状态,选项B 正确;
C .NH 3与CO 2的转化率相等时,不能达到v 正( NH 3)=2v 逆(CO 2),反应没有达到平衡状态,选项C 错误;
D .反应I 中,容器体积不变,气体质量减小,所以当容器内混合气体的密度不再变化时,说明反应处于平衡状态,选项D 正确;
答案选BD ;
(2)①II 平衡时间小于I ,说明II 反应速率大于I ,且平衡时II 中CH 3OH 的物质的量小于I ,说明平衡向逆反应方向移动,则只能是升高温度,即II 的温度大于I ,温度越高,平衡向逆反应方向移动,导致化学平衡常数越小,所以K Ⅰ>K Ⅱ,故答案为>;
②欲提高CH 3OH 的平衡产率,则使平衡正向移动,可采取的措施除改变温度外,还有增大压强或增加CO 2用量或及时分离出产物;
③设二氧化碳反应量为x
CO 2(g)+3H 2(g) CH 3OH(g)+H 2O(g)
初始量(mol): 1 3 0 0
转化量(mol): x 3x x x
平衡量(mol):1-x 3-3x x x 甲中平衡后气体的压强为开始时的56倍,即42x 4-=56,解得x=13
mol , 反应的平衡常数为31116611213
⨯=⨯;依题意:甲、乙为等同平衡,且起始时维持反应逆向进行,所以全部由生成物投料,c 的物质的量为1mol ,c 的物质的量不能低于平衡时的物质的量13
mol ,所以c 的物质的量为:13
mol <c <1mol 。
【点睛】
本题的易错点为c 的取值范围的计算,根据平衡的三段式求出甲中平衡时各气体的物质的量,然后根据平衡后乙与甲中相同组分的体积分数相等,且起始时维持反应逆向进行来判断范围。