南宁市达标名校2018年高考一月质量检测化学试题含解析
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南宁市达标名校2018年高考一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.下列化学用语正确的是 A .CH 3OOCCH 3名称为甲酸乙酯 B .次氯酸的电子式
C .17Cl 原子3p 亚层有一个未成对电子
D .碳原子最外层电子云有两种不同的伸展方向 2.下列实验不能不能用如图所示装置实现的是
A .用CCl 4提取碘水中的碘
B .用NaOH 溶液除去溴苯中的溴
C .用酒精除去苯酚中的甘油
D .用饱和Na 2CO 3溶液除去乙酸丁酯中的乙酸
3.已知X 、Y 、Z 、W 为原子序数依次增大的短周期元素,Y 、W 为同一周期元素且W 原子的最外层电子数等于Y 原子的核外电子总数,其形成的一种化合物结构如图所示,下列叙述正确的是
A .原子半径:W>Z>Y>X
B .该化合物中各元素的原子最外层均满足8电子结构
C .X 与Y 形成的二元化合物常温下一定为气态
D .X 、Y 、Z 、W 可形成原子个数比8:1:2:3的化合物 4.下列能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体是( ) A .SO 2
B .NH 3
C .Cl 2
D .CO 2
5.港珠澳大桥使用了大量的含钒高强抗震钢材。
该钢材与生铁比较错误的是 A .抗震性好
B .耐腐蚀强
C .含碳量高
D .都导电导热
6.设A N 为阿伏加德罗常数值。
下列说法正确的是( )
A .标准状况下,22.24LCO 与足量22Na O 反应转移的电子数为A 0.1N
B .14
612g C 的原子核内中子数为A 6N
C .25℃时,1LpH 2=的224H C O 溶液中含H +的数目为A 0.02N
D .9.0g 葡萄糖和蔗糖的混合物中含碳原子的数目为A 0.3N
7.在3种不同条件下,分别向容积为2L 的恒容密闭容器中充入2molA 和1molB ,发生反应:
()()
()2A g B g 2D g +-1ΔH=QkJ mol 。
相关条件和数据见下表:
实验编号 实验Ⅰ 实验Ⅱ 实验Ⅲ 反应温度/℃ 700 700 750 达平衡时间/min 40 5 30 n(D)平衡/mol 1.5 1.5 1 化学平衡常数
K 1
K 2
K 3
下列说法正确的是()
A .实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1molA 和1molD ,平衡不移动
B .升高温度能加快反应速率的原理是降低了活化能,使活化分子百分数提高
C .实验Ⅲ达平衡后容器内的压强是实验Ⅰ的0.9倍
D .K 3>K 2>K 1
8.正确的实验操作是实验成功的重要因素,下列实验操作正确的是( )
A .称取一定量的NaCl
B .制备氢氧化亚铁并观察其颜色
C .检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子
D.收集NO2并防止其污染环境
9.a、b、c、d为短周期元素,a的M电子层有1个电子,工业上采用液态空气分馏方法来生产供医疗急救用的b的单质,c与b同族,d与c形成的一种化合物可以溶解硫。
下列有关说法正确的是
A.原子半径:a>b>c>d
B.元素非金属性的顺序为b>c>d
C.a与b形成的化合物只有离子键
D.最高价氧化物对应水化物的酸性:d>c
10.同素异形体指的是同种元素形成的不同结构的单质,它描述的对象是单质。
则同分异构体、同位素、同系物描述的对象依次为
A.化合物、原子、化合物B.有机物、单质、化合物
C.无机化合物、元素、有机化合物D.化合物、原子、无机化合物
11.如图,这种具有不同能量的分子百分数和能量的对应关系图,叫做一定温度下分子能量分布曲线图。
图中E表示分子平均能量,Ec是活化分子具有的最低能量。
下列说法不正确的是()
A.图中E c与E之差表示活化能
B.升高温度,图中阴影部分面积会增大
C.使用合适的催化剂,E不变,E c变小
D.能量大于E c的分子间发生的碰撞一定是有效碰撞
12.下图为某城市某日空气质量报告,下列叙述与报告内容不相符
...的是
A.该日空气首要污染物是PM10
B.该日空气质量等级属于中度污染
C.污染物NO2、CO可能主要来源于机动车尾气
D.PM2.5、PM10指的是悬浮颗粒物,会影响人体健康
13.下列变化中化学键没有破坏的是
A.煤的干馏B.煤的气化C.石油分馏D.重油裂解
14.用下表提供的仪器(夹持仪器和试剂任选)不能达到相应实验目的的是
选项实验目的仪器
A 用CCl4除去NaBr 溶液中少量Br2烧杯、分液漏斗
B 配制1.0mol•L-1的H2SO4溶液量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管、容量瓶
C 从食盐水中获得NaCl晶体酒精灯、烧杯、漏斗
D 制备少量乙酸乙酯试管、酒精灯、导管
A.A B.B C.C D.D
15.北京冬奥会将于2022年举办,节俭办赛是主要理念。
在场馆建设中用到一种耐腐、耐高温的表面涂料是以某双环烯酯为原料制得,该双环烯酯的结构如图所示()。
下列说法正确的是
A.该双环烯酯的水解产物都能使溴水褪色
B.1 mol该双环烯酯能与3 mol H2发生加成反应
C.该双环烯酯分子中至少有12个原子共平面
D.该双环烯酯完全加氢后的产物的一氯代物有7种
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.肉桂酸是香料、化妆品、医药、塑料和感光树脂等的重要原料.实验室用下列反应制取肉桂酸.
CH3COOH
药品物理常数
苯甲醛乙酸酐肉桂酸乙酸
溶解度(25℃,g/100g水)0.3 遇热水水解0.04 互溶
沸点(℃)179.6 138.6 300 118
填空:
合成:反应装置如图所示.向三颈烧瓶中先后加入研细的无水醋酸钠、苯甲醛和乙酸酐,振荡使之混合均匀.在150~170℃加热1小时,保持微沸状态.
(1)空气冷凝管的作用是__.
(2)该装置的加热方法是__.加热回流要控制反应呈微沸状态,如果剧烈沸腾,会导致肉桂酸产率降低,可能的原因是______.
(3)不能用醋酸钠晶体(CH3COONa•3H2O)的原因是______.
粗品精制:将上述反应后得到的混合物趁热倒入圆底烧瓶中,进行下列操作:
反应混合物肉桂酸晶体
(4)加饱和Na2CO3溶液除了转化醋酸,主要目的是_______.
(5)操作I是__;若所得肉桂酸晶体中仍然有杂质,欲提高纯度可以进行的操作是__(均填操作名称).(6)设计实验方案检验产品中是否含有苯甲醛_______.
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.苯二氮卓类药物氟马西尼(F)的合成路线如下图所示。
请回答下列问题:
(1)A中官能团有氟原子、_____和________。
(均填名称)
(2)C3H5O2Cl的结构式为________。
(3)反应①和②的反应类型相同,其反应类型是___________。
(4)化合物D的分子式为___________。
(5)反应⑤生成“ 物质F” 和HCl,则E→F的化学反应方程式为________。
(6)是F的同分异构体,其中X部分含—COOH且没有支链,满足该条件的同分异构体有______种(不考虑立体异构)。
(7)已知氨基酸之间脱水能够形成含肽键的化合物,请设计由甘氨酸(HOOCCH2NH2)和CNCH2COOC2H5
制备的合成路线________(无机试剂任选)。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.甲醇是一种可再生能源,具有广阔的开发和应用前景,可用Pt/Al2O3、Pd/C、Rh/SiO2等作催化剂,采用如下反应来合成甲醇:2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
(1)下表所列数据是各化学键的键能,该反应的ΔH=_______(用含字母的代数式表示)。
(2)某科研小组用Pd/C作催化剂,在450℃时,研究了n(H):n(CO)分别为2:1、3:1时CO转化率的变化情况(如图),则图中表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线为______(填“曲线a"或“曲线b”)。
(3)某化学研究性学习小组模拟工业合成甲醇的反应,在2L的恒容密闭容器内充入1 mol CO和2molH2,加入合适催化剂后在某温度下开始反应,并用压力计监测容器内压强的变化如下:
反应时间/min 0 5 10 15 20 25
压强/MPa 12.6 10.8 9.5 8.7 8.4 8.4
则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为________,该温度下的平衡常数K为_______.
(4)将CO和H2加入密闭容器中,在一定条件下发生反应:CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0。
平衡时CO的体积分数(%)与温度和压强的关系如下图所示(虚线框表示没有测定该条件下的数据)。
T1、T2、T3由大到小的关系是_________,判断理由是____________
(5)美国的两家公司合作开发了多孔硅甲醇直接燃料电池,其工作原理如图
①石墨2为__________ (填“正“或“负“)极。
②石墨1极发生的电极反应式为________
19.(6分)H2S存在于多种燃气中,脱除燃气中H2S的方法很多。
(1) 2019年3月《science direct》介绍的化学链技术脱除H2S的原理如图所示。
①“H2S氧化”反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为________。
②“HI分解”时,每1 mol HI分解生成碘蒸气和氢气时,吸收13 kJ的热量,写出该反应的热化学方程式:________。
③“Bunsen反应”的离子方程式为________。
(2) 电化学干法氧化法脱除H2S的原理如图所示。
阳极发生的电极反应为________;阴极上COS发生的电极反应为________。
(3) 用Fe2(SO4)3吸收液脱除H2S法包含的反应如下:
(Ⅰ) H 2S(g)H2S(aq)
(Ⅱ) H 2S(aq) H++HS-
(Ⅲ) HS-+2Fe3+=S↓+2Fe2++H+
一定条件下测得脱硫率与Fe3+浓度的关系如图所示。
①吸收液经过滤出S后,滤液需进行再生,较经济的再生方法是________。
②图中当Fe3+的浓度大于10 g·L-1时,浓度越大,脱硫率越低,这是由于________。
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.C
【解析】
【详解】
A.酯的命名是根据生成酯的酸和醇来命名为某酸某酯,此有机物是由甲醇和乙酸酯化得到的,故为乙酸甲酯,选项A错误;
B.次氯酸为共价化合物,分子中不存在氢氯键,次氯酸的电子式为:,选项B错误;
C.17Cl原子3p亚层上只有一个未成对电子的原子,其外围电子排布为3s23p5,选项C正确;
D.碳原子最外层有两个2s、两个2p电子,s电子的电子云为球形,p电子的电子云为纺锤形,有3种伸展方向,选项D错误。
答案选C。
2.C
【解析】
【详解】
A. 碘不易溶于水,易溶于四氯化碳,则利用图中萃取、分液可分离,故A正确;
B. 溴与NaOH反应后,与溴苯分层,然后利用图中分液装置分离,故B正确;
C. 酒精、甘油、苯酚互溶,不能萃取、分液分离,故C错误;
D. 乙酸与碳酸钠溶液反应后,与酯分层,然后利用图中分液装置分离,故D正确;
故选:C。
【点睛】
萃取剂与原溶剂不能互溶,不能反应,并且溶质在两种萃取剂中溶解度差别比较大,酒精易溶于水,不能当作萃取剂。
3.D
【解析】
【分析】
【详解】
X、Y、Z、W为原子序数依次增大的短周期元素,Y、W为同一周期元素且W原子的最外层电子数等于Y 原子的核外电子总数,根据形成的一种化合物结构结合各元素形成时的价键可推知X为H、Y为C、Z为N、W为O。
A. 同周期元素从左到右原子半径依次减小,故原子半径: Y >Z>W> X,选项A错误;
B. 该化合物中各元素的原子除氢原子最外层为2电子结构,其它均满足8电子结构,选项B错误;
C. X与Y形成的二元化合物有多种烃,常温下不一定为气态,如苯C6H6,选项C错误;
D. X、Y、Z、W可形成原子个数比8:1:2:3的化合物(NH4)2CO3,选项D正确。
答案选D。
【点睛】
本题考查元素周期表元素周期律的知识,推出各元素是解题的关键。
根据形成的一种化合物结构结合各元素形成时的价键可推知X为H、Y为C、Z为N、W为O。
4.B
【解析】
【分析】
能使湿润的红色石蕊试纸变蓝的气体,说明气体溶于水后显碱性,据此解答。
【详解】
A.SO2和水反应生成亚硫酸,溶液显酸性,使石蕊试液显红色,因此不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,A 错误;
B.氨气溶于水形成氨水,氨水显碱性,能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,B正确;
C.氯气溶于水生成盐酸和次氯酸,次氯酸具有强氧化性,能使湿润的红色石蕊试纸褪色,C错误;D.CO2和水反应生成碳酸,溶液显酸性,使石蕊试液显红色,因此不能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,D 错误;
答案选B。
5.C
【解析】
【详解】
A. 钢中的含碳量低于生铁,含碳量越大,硬度越高,但是生铁的韧性较钢要差,钢材的抗震性更好,故A 正确;
B. 该钢材改变了金属的组成和结构,比生铁的抗耐蚀性要好,故B正确;
C. 根据生铁的含碳量为:2%--4.3%,钢的含碳量为:0.03%--2%,可知含碳量:生铁>钢,故C错误;
D. 钢材和生铁都是合金都有金属,都导电导热,故D正确;
题目要求选错的,故选C。
6.A
【解析】
【分析】
【详解】
2Na O+2CO=2Na CO+O,当有2mol二氧化碳参加反应时,一共转移2mol A.二者的反应方程式为222232
电子,因此当有
2.24L
=0.1mol 22.4L/mol
二氧化碳参加反应时,转移0.1mol 电子,A 项正确;
B .碳原子的物质的量是
12g 6
=mol 14g/mol 7
,根据质量数=质子数+中子数算出其1个原子内有8个中子,故
一共有
48
mol 7
中子,B 项错误; C .pH =2的溶液中+-2c(H )=10mol/L ,根据n=c V ⋅算出+H 的物质的量为-210mol ,C 项错误; D .葡萄糖的分子式为6126C H O ,蔗糖的分子式为122211C H O ,二者的最简式不一样,因此无法计算,D 项错误; 答案选A 。
7.A 【解析】 【详解】
A .容积为2L 的恒容密闭容器中充入2molA 和1mol
B ,发生反应:2A(g)+B(g)⇌2D(g),实验III 中,平衡时n(D)=1mol ,则n(A)=1mol ,n(B)=0.5mol ,因此c(D)=0.5mol/L ,c(A)=0.5mol/L ,c(B)=0.25mol/L ,750℃的平
衡常数K=()()()22
c D c A c B =2
2
050.2505⨯..=4,温度不变,则平衡常数不变,实验Ⅲ达平衡后,恒温下再向容器中通入1 mol A 和1 mol D ,则此时容器中c(A)=1mol/L ,c(B)=0.25mol/L ,c(D)=1mol/L ,此时浓度商
Q C =2
2110.25
⨯=4=K ,则平衡不发生移动,故A 正确;
B .升高温度不能降低反应的活化能,但能使部分非活化分子吸收热量而变为活化分子,即增大了活化分子百分数,增大活化分子的有效碰撞机会,化学反应速率加快,故B 错误;
C .根据理想气体状态方程PV=nRT 可知,在相同体积的容器中,P III :P I =n III T III :n I T I 。
反应起始时向容器中充入2mol A 和1mol B ,实验III 达平衡时,n(D)=1mol ,根据反应方程式,则平衡时n(A)=1mol ,n(B)=0.5mol 。
实验I 达平衡时,n(D)=1.5mol ,根据反应方程式,n(A)=0.5mol ,n(B)=0.25mol ,则实验III 达平衡后容器内
的压强与实验I 达平衡后容器内的压强之比=
()()
()()
10.51750273.150.50.25 1.5700273.15++⨯+++⨯+≠0.9,故C 错误; D .反应为2A(g)+B(g)⇌2D(g),比较实验I 和III ,温度升高,平衡时D 的量减少,化学平衡向逆反应方向移动,则K 3<K 1,温度相同,平衡常数相同,则K 1=K 2,综上,则平衡常数的关系为:K 3<K 2=K 1,故D 错误; 答案选A 。
【点睛】
本题的难点为C ,需要结合理想气体状态方程pV=nRT 计算判断。
本选项的另一种解法:实验III 中平衡混合物的总物质的量为2.5mol ,实验I 中平衡混合物的总物质的量为2.25mol ,两者物质的量之比为
2.5:2.25=1.1,则在相同温度下的相同容器的压强之比等于其气体的总物质的量之比=1.1,由于实验III 的温度更高,升高温度,气体的压强增大,则两容器的压强之比大于1.1。
8.A
【解析】
【详解】
A. 称取一定量的NaCl,左物右码,氯化钠放在纸上称,故A正确;
B. 氢氧化亚铁易被氧化,制备氢氧化亚铁时,胶头滴管应伸入硫酸亚铁溶液中,并油封,故B错误;
C. 检验浓硫酸与铜反应后的产物中是否含有铜离子,应把反应后的混合液倒入水中,故C错误;
D. NO2密度大于空气,应用向上排空气法收集NO2,故D错误;答案选A。
9.B
【解析】
【分析】
a的M电子层有1个电子,则A为Na;工业上采用液态空气分馏方法来生产供医疗急救用的b的单质,则b为O;c与b同族且为短周期元素,则c为S;d与c形成的一种化合物可以溶解硫,该物质为CS2,则d为C。
【详解】
A. 同一周期,从左到右,原子半径逐渐减小,同一主族,从上到下,原子半径增大,因此原子半径Na>S>C>O,即a>c>d>b,故A错误;
B. 同一主族:从上到下,元素的非金属性减弱,元素非金属性的顺序为O>S>C,即b>c>d,故B正确;
C. a与b形成的过氧化钠中既含有离子键,又含有共价键,故C错误;
D. S的非金属性大于C,所以最高价氧化物对应水化物的酸性:d小于c,故D错误;
故答案为B。
10.A
【解析】
【详解】
同分异构体是一种有相同分子式而有不同的原子排列的化合物;同种元素的不同的原子互称同位素;同系物是结构相似、分子组成相差若干个“CH2”原子团的化合物的互称。
同分异构体、同位素、同系物描述的对象依次是化合物、原子、化合物;故A正确;
答案:A
11.D
【解析】
【详解】
A. E表示分子的平均能量,E c是活化分子具有的最低能量,能量等于或高于E c的分子可能产生有效碰撞,
活化分子具有的最低能量E c与分子的平均能量E之差叫活化能,A正确;
B. 当温度升高时,气体分子的运动速度增大,不仅使气体分子在单位时间内碰撞的次数增加,更重要的是由于气体分子能量增加,使活化分子百分数增大,阴影部分面积会增大,B正确;
C.催化剂使活化能降低,加快反应速率,使用合适的催化剂,E不变,E c变小,C正确;
D. E表示分子的平均能量,E c是活化分子具有的最低能量,能量等于或高于E c的分子可能产生有效碰撞,D错误;故答案为:D。
12.B
【解析】首要污染物是指污染最重的污染物,根据空气质量报告,PM10数值最大,所以该日空气首要污染物是PM10,故A正确;首要污染物的污染指数即为空气污染指数,该日空气污染指数为79,空气质量等级属于良,故B错误;机动车尾气中含有NO2、CO,故C正确;PM2.5指的是大气中的细悬浮颗粒物,它的直径仅有2.5微米, PM10指的是环境空气中尘埃在10微米以下的颗粒物,PM2.5、PM10会影响人体健康,故D正确。
13.C
【解析】
【详解】
A.煤干馏可以得到煤焦油,煤焦油中含有甲烷、苯和氨等重要化工原料,属于化学变化,化学键被破坏,故A错误;
B.煤的气化是将其转化为可燃气体的过程,主要反应为碳与水蒸气反应生成H2、CO等气体的过程,有新物质生成,属于化学变化,化学键被破坏,故B错误;
C.石油的分馏是根据物质的沸点不同进行分离的,属于物理变化,化学键没有破坏,故C正确;
D.石油裂化是大分子生成小分子,属于化学变化,化学键被破坏,故D错误.
故选:C。
14.C
【解析】
【分析】
【详解】
A.单质溴易溶于有机溶剂,因此可以用萃取的方法将其从水相中分离,A项正确;
B.配制一定物质的量浓度的溶液,需要用到量筒、烧杯、玻璃棒、胶头滴管和容量瓶,B项正确;
C.若要从食盐水中获得食盐晶体,可以蒸发结晶,蒸发结晶一般在蒸发皿中进行,C项错误;
D.制备少量乙酸乙酯,可以在试管中进行,再用导管将产物通入饱和碳酸钠溶液中收集产物并除杂,D项正确;
答案选C。
15.A
【解析】
【分析】
【详解】
该双环烯酯水解产物中都含有碳碳双键,都能使溴水褪色,选项A正确;1 mol该双环烯酯的两个碳碳双键能与2 mol H2发生加成反应,酯基中的碳氧双键不能加成,选项B不正确;分子中不存在苯环,共平面的原子从碳碳双键出发,至少是6个,分子中分别与两个碳碳双键共平面的原子不一定共面,选项C 不正确;分子加氢后,两边环分别有4 种一氯代物,—CH2—上有1种,共有9种,选项D不正确。
二、实验题(本题包括1个小题,共10分)
16.使反应物冷凝回流空气浴(或油浴)乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡左移乙酸酐遇热水水解将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水冷却结晶重结晶取样,加入银氨溶液共热,若有银镜出现,说明含有苯甲醛,或加入用新制氢氧化铜悬浊液,若出现砖红色沉淀,说明含有苯甲醛.【解析】
【分析】
(1)根据表中各物质的沸点分析解答;
(2)根据反应条件为150~170℃,选择加热方法;根据表中各物质的沸点结合反应的方程式分析解答;
(3)根据乙酸酐遇热水水解分析解答;
(4)根据肉桂酸难溶于水,而肉桂酸钠易溶于水分析解答;
(5)根据使肉桂酸从溶液中析出一般方法和物质的分离提纯的方法分析解答;
(6)检验产品中是否含有苯甲醛,可以通过加入银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液的方法检验。
【详解】
(1)该反应在150~170℃的条件下进行,根据表中各物质的沸点可知,反应物在该条件下易挥发,所以空气冷凝管的作用是使反应物冷凝回流,提高反应物的利用率,故答案为:使反应物冷凝回流;
(2)由于该反应的条件为150~170℃,可以用空气浴(或油浴)控制,在150~170℃时乙酸酐易挥发,如果剧烈沸腾,乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡逆向移动,肉桂酸产率降低,故答案为:空气浴(或油浴);乙酸酐蒸出,反应物减少,平衡左移;
(3)乙酸酐遇热水易水解,所以反应中不能有水,醋酸钠晶体(CH3COONa•3H2O)参加反应会有水,使乙酸酐水解,故答案为:乙酸酐遇热水水解;
(4)根据表格数据,肉桂酸难溶于水,而肉桂酸钠易溶于水,加入饱和Na2CO3溶液可以将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水,便于物质的分离提纯,故答案为:将肉桂酸转化为肉桂酸钠,溶解于水;
(5)根据流程图,要使肉桂酸从溶液中充分析出,要冷却结晶,故操作Ⅰ为冷却结晶,提高肉桂酸的纯度可以进行重结晶,故答案为:冷却结晶;重结晶;
(6)苯甲醛中有醛基,检验产品中是否含有苯甲醛,可以通过加入银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液的方法检验,操作为:取样,加入银氨溶液共热,若有银镜出现,说明含有苯甲醛(或加入用新制氢氧化铜悬浊液,若出现砖红色沉淀,说明含有苯甲醛),故答案为:取样,加入银氨溶液共热,若有银镜出现,说明含有
苯甲醛(或加入用新制氢氧化铜悬浊液,若出现砖红色沉淀,说明含有苯甲醛)。
三、推断题(本题包括1个小题,共10分)
17.氨基羧基ClCOOC2H5取代反应C10H9N2O2F
+CNCH2COOC2H5−−→+HCl 3
【解析】
【分析】
根据合成路线可知,A与C3H5O2Cl发生取代反应生成B,B与C2H5OH发生酯化反应并成环得到C,C与CH3NHCH2COOH反应生成D,D经过反应④得到E,E与CNCH2COOC2H5反应得到F和HCl,据此分析解答问题。
【详解】
(1)A的结构简式为,分子中含有的官能团有氟原子、氨基和羧基,故答案为:氨基;羧基;
(2)根据上述分析可知,A与C3H5O2Cl发生取代反应生成B,B的结构简式为,逆推可得C3H5O2Cl的结构简式为ClCOOC2H5,故答案为:ClCOOC2H5;
(3)反应①为A与C3H5O2Cl发生取代反应生成B,反应②为B与C2H5OH发生酯化反应并成环得到C,两者都是取代反应,故答案为:取代反应;
(4)化合物D的结构式为,根据各原子的成键原理,可知其分子式为C10H9N2O2F,故答案为:
C10H9N2O2F;
(5)E与CNCH2COOC2H5反应得到F和HCl,反应方程式为:
+CNCH2COOC2H5−−→+HCl,故答案为:
+CNCH2COOC2H5−−→+HCl;
(6)是F的同分异构体,则X为—C4H7O2,又X部分含—COOH且没有支链,则X有
—CH2CH2CH2COOH、—CH2CH(COOH)CH3、—CH(COOH)CH2CH33种结构,即满足条件的同分异构体有3种,故答案为:3;
(7)结合题干信息,制备时,可先将甘氨酸(HOOCCH2NH2)脱水缩合得到,
在与POCl3反应得到,与CNCH2COOC2H5反应制得
,合成路线为
,故答案为:。
四、综合题(本题包括2个小题,共20分)
18.(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1曲线a 0.0125mol·L-1·min-1 4 T3>T2>T1压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1正
CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+
【解析】
【分析】
(1)反应热ΔH=反应物的键能和生成物键能和;
(2)n(H2):n(CO)越大,CO的转化率越大;
(3)反应进行到20min时达到平衡,在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比,起始时总物质的量
为3mol,压强为12.6MPa,平衡时压强为8.4MPa,则平衡时总物质的量为3mol
8.4MPa
12.6MPa
=2mol,设反
应中参加反应的CO的物质的量为xmol,则:
2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)
起始物质的量(mol) 2 1 0
变化物质的量(mol)2x x x
平衡物质的量(mol)2-2x 1-x x
故(2-2x)+(1-x )+x=2,解得x=0.5,再根据速率公式和平衡常数表达式计算即可;
(4)图示中压强越大,CO的体积分数越小,且CO(g)+2H2(g) ≒CH3OH(g) ΔH<0温度升高平衡逆向移动,CO
的体积分数越大;
(5)由甲醇燃料电池工作原理可知,石墨2通入O2,发生还原反应生成H2O,而原电池的正极发生还原反应,则石墨1为原电池的负极,发生氧化反应,甲醇被氧化生成CO2;
【详解】
(1)已知反应热ΔH=反应物的键能和-生成物键能和,则2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g)的反应热ΔH=(2a+b)
kJ/mol-(3c+d+e)kJ/mol=(2a+b-3c-d-e)kJ·mol-1;
(2)n(H2):n(CO)越大,CO的转化率越大,故曲线a表示n(H2):n(CO)=3:1的变化曲线;
(3)反应进行到20min时达到平衡,在恒温恒容容器中压强与气体的物质的量成正比,起始时总物质的量
为3mol,压强为12.6MPa,平衡时压强为8.4MPa,则平衡时总物质的量为3mol
8.4MPa
12.6MPa
⨯=2mol,设反
应中参加反应的CO的物质的量为xmol,则:
2H2 (g)+CO(g)⇌CH3OH(g) 起始物质的量(mol) 2 1 0
变化物质的量(mol)2x x x
平衡物质的量(mol)2-2x 1-x x
故(2-2x)+(1-x )+x=2,解得x=0.5,
则从反应开始到20min时,CO的平均反应速率为0.5mol
2
20min
L=0.0125mol·L-1·min-1;
该温度下的平衡常数K=
()
()()
3
2
2
OH
c CH
c H c CO
⨯
=2
0.5
2
10.5
22
mol
L
mol mol
L L
⎛⎫
⨯
⎪
⎝⎭
=4;
(4)已知CO(g)+2H2(g) ⇌CH3OH(g) ΔH<0,平衡时温度升高平衡逆向移动,CO的体积分数增大,由图示可知压强越大,CO的体积分数越小,T1、T2、T3对应的CO的体积分数逐渐增大,该反应向左移动,则T3>T2>T1;
(5)①石墨2通入O2,发生还原反应生成H2O,而原电池的正极发生还原反应,则石墨2为正极;
②石墨1为燃料电池的负极,甲醇被氧化生成CO2,发生的电极反应式为CH3OH+H2O-6e-=CO2↑+6H+。
19.1∶1 2HI(g)H2(g)+I2(g);ΔH=+26 kJ/mol SO2+I2+2H2O=4H++SO42-+2I-2S2--4e-=S2
COS+2e-=S2-+CO 通入足量O2(或空气) Fe3+浓度增大,pH减小,使反应(Ⅰ)、(Ⅱ)向逆反应方向移动且pH减小因素超过反应(Ⅲ) Fe3+浓度增大因素
【解析】
【分析】
(1)①“H2S氧化”为H2S与浓硫酸的反应产生S单质、SO2和H2O,结合电子守恒计算;
②1 mol HI分解生成碘蒸气和氢气时,吸收13 kJ的热量,结合状态及焓变书写热化学方程式;
③“Bunsen反应”中反应物为二氧化硫、碘、水,生成物为硫酸和HI;
(2)阳极上硫离子失去电子,阴极上COS得到电子;。