河北省石家庄市达标名校2020年高考五月质量检测化学试题含解析
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河北省石家庄市达标名校2020年高考五月质量检测化学试题
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.用下列实验装置和方法进行相应实验,能达到实验目的的是
A.甲装置用于分离CCl4和I2
B.乙装置用于分离乙醇和乙酸乙酯
C.丙装置用于分离氢氧化铁胶体和氯化钠溶液
D.丁装置用于由氯化铵饱和溶液得到氯化铵晶体
2.加较多量的水稀释0.1 mol/L 的NaHCO3 溶液,下列离子浓度会增大的是()
A.CO32-B.HCO3-C.H+D.OH-
3.2019年是门捷列夫提出元素周期表150周年。
根据元素周期律和元素周期表,下列推断不合理的是A.位于第五周期第VIA族的元素为金属元素 B.第32号元素的单质可作为半导体材料
C.第55号元素的单质与水反应非常剧烈D.第七周期ⅦA族元素的原子序数为117
4.下列制取Cl2、探究其漂白性、收集并进行尾气处理的原理和装置合理的是()
A.制取氯气B.探究漂白性
C.收集氯气D.尾气吸收
5.用H2O2和H2SO4的混合溶液可溶出废旧印刷电路板上的铜。
已知:
Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ/mol
2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ/mol
H2(g)+1
2
O2(g)=H2O(l) ΔH=-285.84 kJ/mol
在H2SO4溶液中,Cu与H2O2反应生成Cu2+(aq)和H2O(l)的反应热ΔH等于A.-319.68 kJ/mol B.-417.91 kJ/mol
C.-448.46 kJ/mol D.+546.69 kJ/mol
6.常温下,分别向体积相同、浓度均为1 mol/L的HA、HB两种酸溶液中不断加水稀释,酸溶液的pH与酸溶液浓度的对数(lgc)间的关系如图。
下列对该过程相关分析正确的是
A.HB的电离常数(Ka)数量级为10-3
B.其钠盐的水解常数(K h)大小关系是:NaB>NaA
C.a、b两点溶液中,水的电离程度b<a
D.当lgc= -7时,两种酸溶液均有pH=7
7.某溶液只含有K+、Fe2+、Cl-、Mg2+、I-、CO32-、SO42-中的几种,限用以下试剂检验:盐酸、硫酸、硝酸银溶液、硝酸钡溶液。
设计如下实验步骤,并记录相关现象,下列叙述正确的是
A.该溶液中一定有I-、CO32-、SO42-、K+
B.溶液中可能含有K+、Mg2+、Cl-、
C.通过在黄色溶液中加入硝酸银可以检验原溶液中是否存在Cl-
D.试剂②可能为硫酸
8.1 L某混合溶液中,溶质X、Y浓度都为0.1mol·L—1,向混合溶液中滴加0.1 mol·L—1某溶液Z,所得沉淀的物质的量如图所示,则X、Y、Z分别是()
A.偏铝酸钠、氢氧化钡、硫酸
B.氯化铝、氯化镁、氢氧化钠
C.氯化铝、氯化铁、氢氧化钠
D.偏铝酸钠、氯化钡、硫酸
9.BMO(Bi2MoO6)是一种高效光催化剂,可用于光催化降解苯酚,原理如图所示,下列说法不正确
...的是
−−→6CO2+3H2O
A.该过程的总反应:C6H6O+7O2光
BMO
B.该过程中BMO表现较强还原性
C.降解产物的分子中只含有极性分子
D.①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3:1
10.中华传统文化蕴含着很多科学知识。
下列说法错误的是
A.“司南之档(勺),投之于地,其柢(柄)指南”。
司南中“构”所用材质为Fe2O3
B.“水声冰下咽,沙路雪中平”未涉及化学变化
C.“红柿摘下未熟,每篮用木瓜三枚放入,得气即发,并无涩味。
”文中的“气”是指乙烯
D.“含浆似注甘露钵,好与文园止消渴”说明柑橘糖浆有甜味,可以止渴
11.下列颜色变化与氧化还原反应无关的是()
A.长期放置的苯酚晶体变红B.硝酸银晶体光照后变黑
C.氢氧化亚铁变灰绿再变红褐D.二氧化氮气体冷却后变淡
12.用物理方法就能从海水中直接获得的物质是
A.钠、镁B.溴、碘C.食盐、淡水D.氯气、烧碱
13.设N A为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()
A.在标准状况下,将4.48L的氯气通入到水中反应时转移的电子数为0.2N A
B.12g石墨中C-C键的数目为2N A
C.常温下,将27g铝片投入足量浓硫酸中,最终生成的SO2分子数为1.5N A
D.常温下,1LpH=1的CH3COOH溶液中,溶液中的H+数目为0.1N A
14.2019年北京园艺会的主题是“绿色生活,美丽家园”。
下列有关说法正确的是()
A.大会交通推广使用的是太阳能电池汽车,该原理是将太阳能转化为化学能,可减少化石能源的使用B.妫汭剧场里使用的建筑材料第五形态的碳单质——“碳纳米泡沫”,其与石墨烯互为同分异构体
C.秸秆经加工处理成吸水性的材料——植物纤维,可用作食品干燥剂,符合大会主题
D.传统烟花的制作常加入含有铂、铁、钾、钠、铜等金属单质的发光剂,燃放时呈现美丽的颜色,大会庆典禁止使用
15.垃圾分类并回收利用,可以节约自然资源,符合可持续发展的要求。
与废弃矿泉水瓶对应的垃圾分类标志是
A.B.C.D.
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.碘酸钙[Ca(IO3)2]是重要的食品添加剂。
实验室制取Ca(IO3)2·H2O的实验流程:
已知:碘酸是易溶于水的强酸,不溶于有机溶剂。
(1)转化步骤是为了制得碘酸,该过程在图1所示的装置中进行,当观察到反应液中紫红色接近褪去时,停止通入氯气。
①转化时发生反应的离子方程式为_____________________________________。
②转化过程中CCl4的作用是_______________________________________。
③为增大转化过程的反应速率,可采取的措施是_______________________。
(2)将CCl4与水层分离的玻璃仪器有烧杯、________。
除去HIO3水溶液中少量I2单质的实验操作为
______________________________,直至用淀粉溶液检验不出碘单质的存在。
(3)已知:①Ca(IO3)2·6H2O是一种难溶于水的白色固体,在碱性条件下不稳定。
②Ca(IO3)2·6H2O加热升温过程中固体的质量变化如图2所示。
设计以除碘后的水层为原料,制取Ca(IO3)2·H2O的实验方案:向水层中__________。
[实验中必须使用的试剂:Ca(OH)2粉末、AgNO3溶液]。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.有机物W用作调香剂、高分子材料合成的中间体等,制备W的一种合成路线如下。
请回答下列问题:
(1)F的化学名称是________,⑤的反应类型是________。
(2)E中含有的官能团是________(写名称),D聚合生成高分子化合物的结构简式为________。
(3)将反应③得到的产物与O2在催化剂、加热的条件下反应可得D,写出反应④的化学方程式________。
(4)④、⑤两步能否颠倒?________(填“能”或“否”)理由是________。
(5)与A具有含有相同官能团的芳香化合物的同分异构体还有________种(不含立体异构),其中核磁共振氢谱为六组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:2:2的结构简式为________。
(6)参照有机物W的上述合成路线,以M和CH3Cl为原料制备F的合成路线(无机试剂任选)________。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.环戊烯是生产精细化工产品的重要中间体,其制备涉及的反应如下:
氢化反应:(l)+H2(g)催化剂(环戊烯)(l) ∆H=-100.5 kJ/mol
副反应:(l)+H2(g)催化剂(环戊烷)(l) ∆H=-109.4 kJ/mol
2(g) ∆H>0
解聚反应:解聚
二聚
回答下列问题:
(1)反应(l)+2H2(g)催化剂(l)的△H=_________ kJ/mol。
(2)一定条件下,将环戊二烯溶于有机溶剂进行氢化反应(不考虑二聚反应),反应过程中保持氢气压力不变,测得环戊烯和环戊烷的产率(以环戊二烯为原料计)随时间变化如图所示:
①0~4 h氢化反应速率比副反应快的可能原因是___________________。
②最佳的反应时间为_________h。
若需迅速减慢甚至停止反应,可采取的措施有__________________(写
一条即可)。
③一段时间后,环戊烯产率快速下降的原因可能是_____________________。
(3)解聚反应在刚性容器中进行(不考虑氢化反应和副反应)。
①其他条件不变,有利于提高双环戊二烯平衡转化率的是________(填标号)。
A.增大双环戊二烯的用量B.使用催化剂C.及时分离产物D.适当提高温度
②实际生产中常通入水蒸气以降低双环戊二烯的温度(水蒸气不参与反应)。
某温度下,通入总压为300 kPa 的双环戊二烯和水蒸气,达到平衡后总压为500 kPa,双环戊二烯的转化率为80%,则p(H2O)=________kPa,平衡常数K p=__________kPa (Kp为以分压表示的平衡常数)。
19.(6分)有机物F是合成药物“银屑灵”的中间体,其合成流程如下:
回答下列问题:
(1)化合物A的名称为________,化合物C中含氧官能团结构简式为____________。
(2)写出A→B的化学方程式:________________________________。
(3)D→E的反应类型为__________,F的分子式为______________。
(4)写出同时满足下列条件的C的一种同分异构体的结构简式:____。
①能发生银镜反应
②能发生水解反应,其水解产物之一能与FeC13溶液发生显色反应
③分子中核磁共振氢谱为四组峰
(5)设计以甲苯、乙醛为起始原料(其它试剂任选),制备的合成路线流程图:__________
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.A
【解析】
【详解】
A选项,CCl4和I2是互溶的,两者熔沸点不同,因此采用蒸馏方法分离,故A正确;
B选项,乙醇和乙酸乙酯是互溶的,要采用先加饱和碳酸钠溶液,在分液的方法,故B错误;
C选项,分离氢氧化铁胶体和氯化钠溶液只能采用渗析的方法,胶体不能透过半透膜,溶液中离子能透过半透膜,故C错误;
D选项,氯化铵饱和溶液蒸发时要水解,最后什么也得不到,故D错误;
综上所述,答案为A。
2.C
【解析】
【详解】
在NaHCO3溶液中存在碳酸氢根离子的水解平衡为:HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-,加较多量的水稀释促进水解平衡正向移动,但以体积增大为主,所以氢氧根离子的浓度减小,温度不变,水的离子积常数不变,即氢离子浓度与氢氧根离子浓度的积不变,所以氢离子的浓度变大,
故选:C。
3.A
【解析】
【详解】
A. 位于第五周期第VIA族的元素为Te(碲),是非金属元素,A错误;
B. 第32号元素为锗,位于金属区与非金属区的交界线处,单质可作为半导体材料,B正确;
C. 第55号元素是铯,为活泼的碱金属元素,单质与水反应非常剧烈,C正确;
D. 第七周期0族元素的原子序数为118,ⅦA族元素的原子序数为117,D正确;
答案选A。
4.B
【解析】
A.该反应制取氯气需要加热,故A不合理;
B.浓硫酸干燥氯气,通过该装置说明干燥的氯气没有漂白性,故B合理;
C.氯气密度大于空气,要用向上排空气法收集氯气,故C不合理;
D.氯气在饱和食盐水中难以溶解,故D不合理。
故选B。
5.A
【解析】
【分析】
【详解】
①Cu(s)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+H2(g) ΔH=+64.39 kJ/mol
②2H2O2(l)=2H2O(l)+O2(g) ΔH=-196.46 kJ/mol
③H 2(g)+
12
O 2(g)=H 2O(l) ΔH=-285.84 kJ/mol 根据盖斯定律,将①+12×②+③,整理可得:Cu(s)+H 2O 2(l)+2H +(aq)=Cu 2+(aq)+2H 2O(l) ΔH=-319.68 kJ/mol ,故合理选项是A 。
6.B
【解析】
【分析】
【详解】
A.由图可知,b 点时HB 溶液中c=10-3mol·L -1,溶液中c (H +)=10-6mol·L -1,c (B -)=10-6mol·L -1,则 HB 的电离常数(Ka)= -6-6
-3101010⨯=10-9,故A 错误;
B.与A 同理,HA 的电离常数Ka=-4-4-310
1010⨯=10-5
>HB 的电离常数,则HB 酸性弱于HA ,由酸越弱对应的盐水解能力越强,水解程度越大,钠盐的水解常数越大,故B 正确;
C.a 、b 两点溶液中,b 水解程度大,水电离程度大,水的电离程度b>a ,故C 错误;
D.当lg C= -7时,HB 中c (H +
)110-=mol·L -1 ,HA 中c (H +)10=mol·L -1,pH 均不为7,故D 错误;
故选B 。
【点睛】
难点A 选项,从图中读出两点氢离子的浓度,酸的浓度,根据电离常数的定义写出电离常数,本题易错点
为D 选项,当lg c= -7时,是酸的浓度是10-7mol·
L -
1,不是氢离子的浓度。
7.A
【解析】
由实验可知,试剂①为硝酸钡溶液,生成白色沉淀为碳酸钡和硫酸钡,则试剂②为盐酸,沉淀减少,硫酸钡不溶于盐酸,则原溶液中一定存在CO 32-、SO 42-,则不含Fe 2+、Mg 2+;加试剂①过滤后的滤液中,再加试剂②盐酸,H +、I -、NO 3-发生氧化还原反应生成I 2,溶液变黄色,由于溶液呈电中性,则溶液中一定含有的阳离子为K +。
由上述分析可知,该溶液中一定有I -、CO 32-、SO 42-、K +,选项A 正确;B 、溶液中一定不含有Mg 2+,选项B 错误;C 、加入足量盐酸会引入Cl -,故无法判断原溶液中是否存在Cl -,选项C 错误;D 、试剂②一定为盐酸,不能为硫酸,因为碳酸钡与硫酸反应生成硫酸钡会使沉淀质量增加,不符合题意,选项D 错误。
答案选A 。
8.A
【解析】
【分析】
【详解】
A.NaAlO2和Ba(OH)2均为0.1mol,加入等浓度的硫酸,加入的硫酸中的H+和溶液中的OH-生成水,同时SO42-和Ba2+生成BaSO4沉淀,当加入1L硫酸溶液时恰好和Ba(OH)2反应,生成0.1molBaSO4,再加入0.5LH2SO4溶液时,加入的0.1molH+恰好和溶液中的0.1molAlO2-完全反应:H++AlO2-+H2O=Al(OH)3↓,生成
0.1molAl(OH)3沉淀。
再加入1.5LH2SO4溶液,加入的0.3molH+把生成0.1molAl(OH)3沉淀溶解:
Al(OH)3+3H+=Al3++3H2O,和图像相符,故A选;
B.AlCl3和MgCl2均为0.1mol,共需要和0.5mol氢氧化钠反应生成沉淀,即需要5L氢氧化钠溶液才能使沉淀达到最多,和图像不符,故B不选;
C.AlCl3和FeCl3均为0.1mol,共需要0.6molNaOH和它们反应生成沉淀,即需要6LNaOH溶液才能使沉淀达到最多,和图像不符,故C不选;
D.NaAlO2和BaCl2各0.1mol,先加入0.5L硫酸,即0.05mol硫酸,加入的0.1molH+和溶液中的0.1molAlO2-恰好完全反应生成0.1molAl(OH)3沉淀,同时加入的0.05molSO42-和溶液中的Ba2+反应生成BaSO4沉淀。
溶液中的Ba2+有0.1mol,加入的SO42-为0.05mol,所以生成0.05molBaSO4沉淀,还剩0.05molBa2+。
此时沉淀的物质的量为0.15mol。
再加入0.5LH2SO4溶液,加入的0.1molH+恰好把生成的0.1molAl(OH)3沉淀溶解,同时加入的0.05molSO42-恰好和溶液中剩余的0.05molBa2+生成0.05molBaSO4沉淀,此时溶液中的沉淀的物质的量为0.1mol,和图像不符,故D不选。
故选A。
9.C
【解析】
【分析】
【详解】
A. 根据图知,反应物是C6H6O和氧气、生成物是二氧化碳和水,所以该过程的总反应为
−−→6CO2+3H2O,故A正确,但不符合题意;
C6H6O+7O2光
BMO
B. 该反应中BMO失电子发生氧化反应,作还原剂,体现较强的还原性,故B正确,但不符合题意;
C. 二氧化碳是非极性分子,水是极性分子,故C错误,符合题意;
D. 根据转移电子守恒判断消耗苯酚的物质的量之比,过氧根离子生成氧离子得到3个电子、BMO+得1个电子,根据转移电子守恒知,①和②中被降解的苯酚的物质的量之比为3:1,故D正确,但不符合题意;
故选:C。
10.A
【解析】
【详解】
A项、Fe3O4俗称磁性氧化铁,具有磁性,则司南中“杓”所用材质为Fe3O4,故A错误;
B项、“水声冰下咽,沙路雪中平”的意思是流水在冰层下发出低咽的声响,原来崎岖不平的沙路铺上厚厚的积雪也显得很平坦,文中所述未涉及化学变化,故B正确;
C项、乙烯能作水果的催熟剂,故C正确;
D项、“含浆似注甘露钵,好与文因止消渴”说明柑橘糖浆含有葡萄糖,有甜味,可以起到“止消渴”的作用,故D正确。
故选A。
【点睛】
本题考查的化学与生活,试题以传统文化为载体考查利用所学化学知识解释生产、生活中化学问题能力,掌握常见物质的性质及用途是解答关键。
11.D
【解析】
【详解】
A.苯酚在空气中能被氧气氧化,所以长期放置的苯酚晶体变红,属于氧化还原反应,故A不合题意;B.硝酸银晶体易分解,在光照后变黑,生成银,属于氧化还原反应,故B不合题意;
C.氢氧化亚铁变灰绿再变红褐,生成氢氧化铁,Fe元素的化合价升高,所以属于氧化还原反应,故C不合题意;
D.二氧化氮气体冷却时生成四氧化二氮,元素化合价没有发生变化,不是氧化还原反应,故D符合题意;故选D。
12.C
【解析】
【分析】
从海水提炼溴、碘、钠、镁、氢气等的原理去分析,根据从海水制备物质的原理可知,金属单质与非金属单质需要利用化学反应来制取,而食盐可利用蒸发原理,淡水利用蒸馏原理来得到。
【详解】
A.海水中得到钠、镁,需要首先从海水中获得氯化钠和氯化镁,然后再电解熔融状态的氯化钠和氯化镁即得钠和镁,A错误;
B.从海水中提炼溴和碘,是用氯气把其中的碘离子和溴离子氧化为碘单质和溴单质,B错误;
C.把海水用蒸馏等方法可以得到淡水,把海水用太阳暴晒,蒸发水分后即得食盐,不需要化学变化就能够从海水中获得,C正确;
D.可从海水中获得氯化钠,配制成饱和食盐水,然后电解饱和食盐水,即得烧碱、氢气和氯气,D错误;故合理选项是C。
【点睛】
本题考查了海水的成分,海水提炼溴、碘、钠、镁、氢气等化学反应原理,注意的是金属单质与非金属单质需要利用化学反应来制取,掌握原理是解题的关键。
13.D
【详解】
A. 在标准状况下,将4.48L的氯气通入到水中反应是可逆反应,氯气未能完全参与反应,转移的电子数小于0.2N A,故A错误;
B. 一个C连3个共价键,一个共价键被两个C平分,相当于每个C连接1.5个共价键,所以12gC即1molC 中共价键数为1.5 N A,故B错误;
C. 常温下,铝片与浓硫酸钝化,反应不能继续发生,故C错误;
D. 常温下,1LpH=1即c(H+)=0.1mol/L的CH3COOH溶液中,溶液中的n(H+)=0.1mol/L×1L=0.1mol,数目为0.1N A,故D正确。
答案选D。
14.C
【解析】
【详解】
A. 太阳能电池是一种对光有响应并能将光能直接转换成电能的器件,不是将太阳能转化为化学能,故A 错误;
B. 分子式相同、结构不同的化合物互为同分异构体,而“碳纳米泡沫”与石墨烯均是碳元素组成的单质,应该为同素异形体,故B错误;
C. 植物纤维具有吸水性,并且无毒,可用作食品干燥剂,所以秸秆经加工处理成植物纤维,符合“绿色生活,美丽家园”大会主题,故C正确;
D. 传统烟花的制作常加入含有铂、铁、钾、钠、铜等金属单质的发光剂,燃放时呈现美丽的颜色,大会庆典可以在一定范围内,适度使用,故D错误。
故选C。
15.A
【解析】
【分析】
根据垃圾分类标志的含义判断。
【详解】
废弃矿泉水瓶属于可回收利用的垃圾。
本题选A。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.I2+5Cl2+6H2O=2IO3-+10Cl-+12H+增大Cl2的溶解量,提高Cl2的利用率加快搅拌速率分液漏斗将HIO3水溶液用CCl4多次萃取,分液加入Ca(OH)2粉末,边加边搅拌至溶液pH约为7,过滤,洗涤沉淀至洗涤后滤液滴加AgNO3溶液不再有沉淀产生,将滤渣在100~160 ℃条件下加热至恒重【解析】
(1)①转化步骤是为了制得碘酸,根据流程图,转化时发生反应的离子方程式为氯气、水和碘单质反应生成碘酸和盐酸;
②氯气可溶于水,会降低转化过程中氯气的利用率;
③根据装置图所示,装置圆底烧瓶中有一个搅拌装置,可使反应物充分混合接触;
(2)互不相溶的液体混合物分离应使用分液操作;HIO3可溶于水,但碘单质在水中溶解度较小,可进行萃取分离;
(3)除碘后的水层溶液为HIO3溶液,可与Ca(OH)2反应生成Ca(IO3)2·6H2O,根据图示,在100~160 ℃条件下固体质量基本保持不变,并且要将杂质除尽。
【详解】
(1)①转化步骤是为了制得碘酸,根据流程图,转化时发生反应的离子方程式为氯气、水和碘单质反应生成碘酸和盐酸,方程式为:I2+5Cl2+6H2O=2IO3-+10Cl-+12H+;
②氯气可溶于水,会降低转化过程中氯气的利用率,转化过程中CCl4的作用是增大Cl2的溶解量,提高Cl2的利用率;
③根据装置图所示,装置圆底烧瓶中有一个搅拌装置,可使反应物充分混合接触,则为增大转化过程的反应速率的方法为加快搅拌速率;
(2)互不相溶的液体混合物分离应使用分液操作,需要的玻璃仪器有烧杯、分液漏斗;HIO3可溶于水,但碘单质在水中溶解度较小,可进行萃取分离,操作为将HIO3水溶液用CCl4多次萃取,分液,直至用淀粉溶液检验不出碘单质的存在;
(3)除碘后的水层溶液为HIO3溶液,可与Ca(OH)2反应生成Ca(IO3)2·6H2O,根据图示,在100~160 ℃条件下固体质量基本保持不变,则实验方案:向水层中加入Ca(OH)2粉末,边加边搅拌至溶液pH约为7,过滤,洗涤沉淀至洗涤后滤液滴加AgNO3溶液不再有沉淀产生,将滤渣在100~160 ℃条件下加热至恒重。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.苯甲醇消去反应碳碳双键、羧基
否在醛基被催化氧化的同时,碳碳双键也被能氧化 5
【解析】
由B的结构可知A为,A与溴发生加成反应生成B,B发生水解反应生成C为
,C催化氧化的产物继续氧化生成D,则D为,对比D、E分子式可知D分子内脱去1分子水生成E,故D在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成E,则E为
,E和F发生酯化反应生成W为。
【详解】
(1)F的结构简式为,的化学名称是苯甲醇,⑤为D在浓硫酸、加热条件下发生消去反应生成E。
(2)E的结构为,含有的官能团是碳碳双键、羧基,D含有羧基和羟基,能发生聚合生成酯类高分子化合物,结构简式为。
(3)经过反应③,是羟基连接的碳原子上有2个氢原子的碳原子发生氧化反应生成醛基得到,与O2在催化剂、加热的条件下反应可得D,写出反应④的化学方程式。
(4)④、⑤两步不能颠倒,因为在醛基被催化氧化的同时,碳碳双键也被能氧化。
(5)与A具有含有相同官能团的芳香化合物的同分异构体还有5种。
苯环上可以连接一个甲基和一个-CH=CH2,有三种结构,也可以是苯环上连接-CH=CHCH3或-CH2CH=CH2,共5种,其中核磁共振氢谱为六组峰,且峰面积之比为1:1:2:2:2:2的结构简式为。
(6)根据逆推原理分析,合成苯甲醇,需要制备,可以用甲苯的取代反应,利用苯和一氯甲
烷发生取代反应生成甲苯,故合成路线为:。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.-209.9 氢化反应的活化能小或反应物的浓度大 4 排出氢气或急剧降温副反应增加CD 50 3200
【解析】
【分析】
(1)根据盖斯定律,将已知的热化学方程式叠加,可得待求反应的反应热;
(2)①活化能越小、反应物浓度越大,该反应越易正向移动;
②环戊烯的产率越大、环戊烷的产率越小越好;若需迅速减慢甚至停止反应,可以通过减少反应物浓度或降低温度实现;
③副反应能降低环己烯的产率;
(3)①该反应的正反应是一个反应前后气体体积增大的吸热反应,减小压强、升高温度都使平衡正向移动,有利于提高双环戊二烯平衡转化率;
②设加入的双环戊二烯的物质的量为x mol、水的物质的量为y mol,双环戊二烯的转化率为80%,则剩余双环戊二烯的物质的量为0.2x mol、生成环戊二烯的物质的量为1.6x mol,恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,计算反应开始时双环戊二烯与水的物质的量的比,及平衡时各种气体的物质的量,计算出各种气体的平衡分压,代入平衡常数表达式然后计算可得其数值。
【详解】
(1)①(l)+H2(g)(环戊烯)(l) ∆H=-100.5 kJ/mol;
②(l)+H2(g)(环戊烷)(l) ∆H=-109.4 kJ/mol,
由于反应热与反应途径无关,将方程式①+②整理可得:(l)+2H2(g)(l)的△H=-209.9 kJ/mol;
(2)①活化能越小、反应物浓度越大,该反应越易正向移动,0~4 h氢化反应速率比副反应快的可能原因是氢化反应的活化能小或反应物的浓度大;
②环戊烯的产率越大、环戊烷的产率越小越好,根据图知4 h时环戊烯产率最大;若需迅速减慢甚至停止反应,可以通过减少反应物浓度或降低温度实现,所以排出氢气或急剧降温都能迅速减慢甚至停止反应;
③副反应能降低环己烯的产率,所以一段时间后,环戊烯产率快速下降的原因可能是副反应增加;
(3)①A. 增大双环戊二烯的用量,反应物浓度增大,化学平衡正向移动,但其转化率降低,A不符合题意;
B. 使用催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动,双环戊二烯的转化率不变,B不符合题意;
C. 及时分离产物,减小了生成物的浓度,化学平衡正向移动,提高双环戊二烯转化率,C符合题意;
D. 适当提高温度,化学平衡向吸热的正反应方向移动,双环戊二烯转化率升高,D符合题意;
故合理选项是CD;
②设加入的双环戊二烯的物质的量为x mol、水的物质的量为y mol,由于达到平衡时双环戊二烯的转化率为80%,则剩余双环戊二烯的物质的量为0.2x mol、生成环戊二烯的物质的量为1.6x mol。
在恒温恒容条件下,气体的压强之比等于物质的量之比,所以(x+y)mol:(0.2x+1.6x+y)mol=300kPa:500kPa=3:5,解得x:y=5:1,则平衡时H2O的分压
p(H2O)=
ymol ymol1
500?kPa500?kPa500?kPa
1.8xmol0.2xmol ymol 1.85ymol ymol10
⨯=⨯=⨯
++⨯+
=50 kPa;
p(双环戊二烯)=
0.2x1
500?kPa500?kPa
1.8x y10
⨯=⨯
+
=50 kPa;p(环戊二
烯)=
1.6x8
500?kPa500?kPa
1.8x y10
⨯=⨯
+
=400 kPa,则该反应的化学平衡常数用平衡分压表示
Kp=
()
()
()2
2
p400?kPa
p50?kPa
=
环戊二烯
双环戊二烯
=3200 kPa。
【点睛】
本题考查了盖斯定律的应用及化学平衡移动原理和化学平衡常数的计算,明确外界条件对化学平衡移动影响及化学平衡常数计算方法是解本题关键,注意:催化剂只改变化学反应速率不影响平衡移动,加入某种气体反应物虽然能够使化学平衡正向移动但是该物质的平衡转化率反而减小为解答易错点。
侧重考查图象分析判断及计算能力。
19.2,3,5-三甲基苯酚—CHO,-O-
+CH3I+KOH+KI+H2O 加成反应C16H22O2
【解析】
【分析】
A的分子式为C9H12O,B的分子式为C10H14O,根据C的结构简式,可知A到B的变化就是将A中的酚羟基中的H被-CH3取代。
【详解】
(1)化合物A的母体为苯酚,酚羟基的编号为1号位,按照位次编号小的顺序,则甲基的编号分别为2、3、5,则A的名称为2,3,5-三甲基苯酚。
C的结构简式为,有—CHO,为醛基,有C—O—C 为醚键,则官能团的结构简式为—CHO,—O—;
(2) A的分子式为C9H12O,B的分子式为C10H14O,根据C的结构简式,可知A→B的转化就是将A中的酚羟基中的H被-CH3取代。
CH3I中的—CH3取代了羟基中的H,生成HI,HI与KOH反应,则化学方程式为
;
(3)D→E的反应,D中的羰基中的双键打开,加氢生成羟基,反应物乙炔中C-H键断开,D→E的反应为加成反应。
F的结构简式为,F的分子式为C16H22O2;
(4)C的结构简式为,C的同分异构体要求①能发生银镜反应,说明分子中有醛基;②能
发生水解反应,其水解产物之一能与FeC13溶液发生显色反应,水解产物中有酚羟基,但是分子中只有2个O原子,又要有醛基,又要能水解,则该基团为—OOCH,为甲酸酯;③分子中核磁共振氢谱为四组峰,—OOCH中的H为一组峰,还有4个C原子,但是只有3组峰,则为对称位置;符合条件的同分异构体的
结构简式为;
(5)根据高分子化合物的结构简式,可得其单体为;对比甲苯、乙醛与单体的
碳干骨架和官能团,则模仿流程中B→C在甲苯中甲基的邻位引入—CHO,模仿流程中C→D构建碳干骨架,—CH=CH—COOH可由—CH=CHCHO氧化得到;则合成路线为。