1.将等体积的苯、汽油和水在试管中充分混合后静置。下列图示现象正确的是:
答案D
[解析]题中苯、汽油和水的密度有差别,其中苯和汽油密度比水小,且能互溶,所以分两层,上下层比例为2∶1。
21.(12分)本题包括A、B两小题,分别对应于“物质结构与性质”和“实验化学”两个选修模块的内容。请选择其中一题,并在相应的答题区域内作答。若两题都做,则按A题评分。
A.生物质能是一种洁净、可再生的能源。生物质气(主要成分为CO、CO2、H2等)与H2混合,催化合成甲醇是生物质能利用的方法之一。
(1)上述反应的催化剂含有Cu、Zn、Al等元素。写出基态Zn原子的核外电子排布式 。
(2)根据等电子原理,写出CO分子结构式 。
(3)甲醇催化氧化可得到甲醛,甲醛与新制Cu(OH)2的碱性溶液反应生成Cu2O沉淀。
①甲醇的沸点比甲醛的高,其主要原因是 ;甲醛分子中碳原子轨道的杂化类型为 。
②甲醛分子的空间构型是 ;1mol甲醛分子中σ键的数目为 。
③在1个Cu2O晶胞中(结构如图所示),所包含的Cu原子数目为 。
[标准答案](1)
(2)
(3)①甲醇分子之间形成氢键 杂化
②平面三角形 3NA
③4
[解析](1)Zn的原子序数为30,注意3d轨道写在4s轨道的前面;(2)依据等电子原理,可知CO与N2为等电子体,N2分子的结构式为:互为等电子体分子的结构相似,可写出CO的结构式;(3)甲醇分子之间形成了分子间氢键,甲醛分子间只是分子间作用力,而没有形成氢键,故甲醇的沸点高;甲醛分子中含有碳氧双键,故碳原子轨道的杂化类型为sp2杂化;分子的空间构型为平面型;1mol甲醛分子中含有2mol碳氢δ键,1mol碳氧δ键,故含有δ键的数目为 3NA;依据晶胞示意图可以看出Cu原子处于晶胞内部,所包含的Cu原子数目为4
[考点分析]本题主要考查核外电子排布式、等电子体原理、分子间作用力、杂化轨道、共价键类型、分子的平面构型。
B.环己酮是一种重要的化工原料,实验室常用下列方法制备环己酮:
环己醇、环己酮和水的部分物理性质见下表:
物质 |
沸点(℃) |
密度(g-cm-3,200C) |
溶解性 |
环己醇 |
161.1(97.8)* |
0.9624 |
能溶于水 |
环己酮 |
155.6(95)* |
0.9478 |
微溶于水 |
水 |
100.0 |
0.9982 |
|
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点
(1)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。实验中将酸性Na2Cr2O7溶液加到盛有环己醇的烧瓶中,在55-60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95-100℃的馏分,得到主要的含环己酮和水的混合物。
①酸性Na2Cr2O7溶液的加料方式为 。
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是 。
(2)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:a蒸馏,收集151-156℃的馏分;b 过滤;c 在收集到的馏分中加NaCl固体至饱和,静置,分液;d 加入无水MgSO4固体,除去有机物中少量水。
①上述操作的正确顺序是 (填字母)。
②上述操作b、c中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需 。
③在上述操作c中,加入NaCl固体的作用是 。
(3)利用核磁共振氢谱可以鉴定制备的产物是否为环己酮,环己酮分子中有 种不同化学环境的氢原子。
[标准答案](1)①缓慢滴加
②环已酮和水形成具有固定组成的混合物一起蒸出
(2)①c d b a
②漏斗、分液漏斗
③增加水层的密度,有利于分层
(3)3
[解析](1)为了防止Na2Cr2O7在氧化环己醇放出大量热,使副反应增多,应让其反应缓慢进行,在加入Na2Cr2O7溶液时应缓慢滴加;依据题目信息,环己酮能与水形成具有固定组成的混合物,两者能一起被蒸出;(2)首先加入NaCl固体,使水溶液的密度增大,将水与有机物更容易分离开来,然后向有机层中加入无水MgSO4,出去有机物中少量的水,然后过滤,除去硫酸镁晶体,再进行蒸馏即可;分液需要分液漏斗,过滤还需要漏斗;依据对称性,环己酮中有3种氢。
[考点分析]考查学生的读图、识表能力,能够迅速在图、表中提取到有用信息,利用信息解决有关问题。主要考查知识点还有:过滤、分液以及等效氢等知识。
20.(10分)联氨(N2H4)及其衍生物是一类重要的火箭燃料。N2H4与N2O4反应能放出大量的热。
(1)已知:2NO2(g)=====N2O4(g) △H=-57.20kJ·mol-1。一定温度下,在密闭容器中反应2NO2(g)N2O4(g)达到平衡。
其他条件不变时,下列措施能提高NO2转化率的是 (填字幕)
A.减小NO2的浓度 B.降低温度 C.增加NO2的浓度 D.升高温度
(2)25℃时,1.00gN2H4(l)与足量N2O4(l)完全反应生成N2(g)和H2O(l),放出19.14kJ的热量。则反应2N2H4(l)+N2O4(l)=3N2(g)+4H2O(l)的△H= kJ·mol-1
(3)17℃、1.01×105Pa,密闭容器中N2O4和NO2的混合气体达到平衡时,c(NO2)=0.0300 mol·L-1、c(N2O4)=0.0120 mol·L-1。计算反应2NO2(g)N2O4(g)的平衡常数K。
(4)现用一定量的Cu与足量的浓HNO3反应,制得1.00L已达到平衡的N2H4和NO2的混合气体(17℃、1.01×105Pa),理论上至少需消耗Cu多少克?
[标准答案](1)BC
(2)-1224.96
(3)根据题意知平衡时:;
K=
答:平衡常数为13.3。
(4)由(3)可知,在17℃、1.01×105Pa达到平衡时,1.00L混合气体中:
则
由===可得
答:理论上至少需消耗Cu 1.73 g.
[解析](1)考查影响化学平衡移动的因素(2)简单的反应热计算要注意将质量转化为物质的量,还要注意比例关系。(3)(4)见答案
[考点分析]本题考察了平衡移动原理、反应热计算、平衡常数。高考中的热点和难点。
19.(14分)多沙唑嗪盐酸盐是一种用于治疗高血压的药物。多沙唑嗪的合成路线如下:
(1)写出D中两种含氧官能团的名称: 和 。
(2)写出满足下列条件的D的一种同分异构体的结构简式 。
①苯的衍生物,且苯环上的一取代产物只有两种;②与Na2CO3溶液反应放出气体;
③水解后的产物才能与FeCl3 溶液发生显色反应。
(3)E→F的反应中还可能生成一种有机副产物,该副产物的结构简式为 。
(4)由F制备多沙唑嗪的反应中要加入试剂X(C10H10N3O2Cl),X的结构简式为 。
(5)苯乙酸乙酯是一种常见的合成香料。请设计合理的方案以苯甲醛和乙醇为原料合成
苯乙酸乙酯(用合成路线流程图表示,并注明反应条件)。
提示:①R-Br+Na→R-CN+NaBr ;②合成过程中无机试剂任选;
③合成路线流程图示例如下:
CH3CH2OH H2C=CH2 BrH2C-CH2Br
[标准答案](1)羧基、醚键
[解析](1)比较容易 (2)书写同分异构体(有限制条件的)要求熟练掌握各种官能团的性质结合题目信息即可得出答案。(3)审题认真,看看反应实质是什么,结合反应物物质的量之比进行判断,结合信息,可以判断反应物物质的量之比如果控制不好达到2:1就会出现副产物结合答案进行认真分析。(4)结合反应物与产物及题目提供的X(C10H10N3O2Cl),不难得出答案。(5)关注官能团种类的改变,搞清反应机理。
[考点分析]本题是一道综合性的有机合成试题,考察了同分异构题的书写,及根据条件进行有机合成。同时也要关注重要官能团的性质。
18.(10分)二氧化氯是一种在水处理等方面有广泛应用的高效安全消毒剂。与相比,不但具有更显著地杀菌能力,而且不会产生对人体有潜在危害的有机氯代物。
(1)在的制备方法中,有下列两种制备方法:
方法一:====
方法二:====
用方法二制备的更适合用于饮用水的消毒,其主要原因是 。
(2)用处理过的饮用水(为5.5~6.5)常含有一定量对人体不利的亚氯酸根离子.2001年我国卫生部规定,饮用水的含量应不超过0.2。
饮用水中、的含量可用连续碘量法进行测定。被还原为、的转化率与溶液PH的关系如右图所示。当时,也能被
完全还原成。反应生成的用标准溶液滴定:
====
① 请写出时,与反应的离子方程式 。
②请完成相应的实验步骤:
步骤1:准确量取水样加入到锥形瓶中。
步骤2:调节水样的为7.0~8.0
步骤3:加入足量的晶体。
步骤4:加少量淀粉溶液,用溶液滴定至终点,消耗溶液.
步骤5: 。
步骤6;再用溶液滴定至终点,消耗溶液。
③根据上述分析数据,测得该引用水样中的的浓度为 (用含字母的代数式表示)。
④若饮用水中的含量超标,可向其中加入适量的,该反应的氧化产物是 (填化学式)
[标准答案](1)方法二制备的ClO2中不含Cl2
(2)①
②调节溶液的
③
④
[解析](1)比较简单,观察两组方程式,看看产物结合其性质即能得出答案。(2)时,也能被
完全还原成,那么要被氧化为碘单质,溶液是酸性溶液即可正确写出离子方程式。题目信息提示用的是连续碘量法进行测定,步骤6又用溶液滴定至终点,说明步骤5中有碘生成,结合① 请写出时,与反应的离子方程式与为7.0~8.0的溶液中存在ClO-可以判断调节溶液的
。求引用水样中的的浓度可以用关系式法以碘单质为桥梁正确的找准与的关系。Fe2+将还原成Fe2+ 被氧化为铁离子,结合反应物不难得出答案
[考点分析]关注题目给与的信息从题目中挖掘有用的信息,注意关键词如本题的连续碘量法
17.(8分)废旧印刷电路板的回收利用可实现资源再生,并减少污染。废旧印刷电路板经粉碎分离,能得到非金属粉末和金属粉末。
(1)下列处理印刷电路板非金属粉末的方法中,不符合环境保护理念的是 (填字母)。
A.热裂解形成燃油 B.露天焚烧
C.作为有机复合建筑材料的原料 D.直接填埋
(2)用的混合溶液可溶出印刷电路板金属粉末中的铜。已知:
====
====
====
在溶液中与反应生成和的热化学方程式为 。
(3)控制其他条件相同,印刷电路板的金属粉末用10℅和3.0的混合溶液处理,测得不同温度下铜的平均溶解速率(见下表)。
温度(℃) |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
铜平均溶解速率 () |
7.34 |
8.01 |
9.25 |
7.98 |
7.24 |
6.73 |
5.76 |
当温度高于40℃时,铜的平均溶解速率随着反应温度升高而下降,其主要原因是 。
(4)在提纯后的溶液中加入一定量的和溶液,加热,生成沉淀。制备的离子方程式是 。
[标准答案](1)BD
(2) Cu(s)+H2O2 (l)+2H+(aq)=Cu2+(aq)+2H2O(l) △H=-319.68KJ.mol-1
(3)H2O2 分解速率加快
(4)2Cu2++SO32-+2Cl-+H2O2CuCl↓+SO42-+2H+
[解析](1)有关环保的比较容易。(2)主要考察盖斯定律的灵活运用。适当变形,注意反应热的计算。不要忽视热化学方程式的书写的注意事项。(3)考察影响化学反应速率的因素,结合双氧水的性质即可得出答案。(4)根据题目条件书写离子方程式常规题。
[考点分析]本题考察的知识比较散,一道题考察了几个知识点。覆盖面比较多。但盖斯定律,热化学方程式,离子方程式都是重点内容
16.(8分)以氯化钾和钛白厂的副产品硫酸亚铁为原料生产硫酸钾、过二硫酸钠和氧化铁红颜料,原料的综合利用率较高。其主要流程如下:
(1)反应I前需在溶液中加入 ▲ (填字母),以除去溶液中的。
A.锌粉 B.铁屑 C.KI溶液 D.
(2)反应Ⅰ需控制反应温度低于35℃,其目的是 。
(3)工业生产上常在反应Ⅲ的过程中加入一定量的醇类溶剂,其目的是 。
(4)反应Ⅳ常被用于电解生产(过二硫酸铵)。电解时均用惰性电极,阳极发生地电极反应可表示为 。
[标准答案](1)B
(2)防止NH4HCO3分解(或减少Fe2+的水解)
(3)降低K2SO4 的溶解度,有利于K2SO4 析出。
(4)2SO42- -2e-2S2O82-
[解析](1)在溶液中除去溶液中的,最好选用铁屑或铁粉,比较简单。(2)如果温度过高会导致NH4HCO3分解同样也会加快Fe2+的水解(温度越高水解速率越快)这样会使原料利用率降低。(3)由题目看出在III反应中生成的K2SO4 为固体,而K2SO4在无机溶剂中溶解度是比较大的,要想使K2SO4析出只能降低其溶解度所以加入醇类溶剂目的降低K2SO4 的溶解度。
(4)根据阴阳极反应原理阳极失电子发生氧化反应, 此题实质是电解硫酸铵溶液,在根据反应后的产物得出正确的答案。
[考点分析]此题为化工生产题型,主要考察了化合物性质,电极方程式书写。做此类题要分析清楚每一个环节目的和结果是什么。这样才能判断各反应后的产物分别是什么。
15.(10分)医用氯化钙可用于生产补钙、抗过敏和消炎等药物。以工业碳酸钙(含有少量等杂志)生产医药级二水合氯化钙(的质量分数为97.0%~103.0%)的主要流程如下:
|
(1)除杂操作是加入氢氧化钙,调节溶液的为8.0~8.5,以出去溶液中的少量。检验是否沉淀完全的试验操作是 ▲ 。
(2)酸化操作是加入盐酸,调节溶液的约为4.0,其目的有:①将溶液中的少量; ②防止在蒸发时水解;③ ▲ 。
(3)测定样品中含量的方法是:a.称取0.7500g样品,溶解,在250mL容量瓶中定容;b.量取25.00mL待测溶液于锥形瓶中;c.用0.05000溶液滴定至终点,消耗溶液体积的平均值为20.39mL。
①上述测定过程中需要溶液润洗的仪器有 ▲ 。
②计算上述样品中的质量分数为 ▲ 。
③若用上述办法测定的样品中的质量分数偏高(测定过程中产生的误差可忽略),其可能原因有 ▲ ; ▲ 。
[标准答案](1)取少量上层清液,滴加KSCN溶液,,若不出现血红色,则表明Fe(OH)3 沉淀完全。
(2)防止溶液吸收空气中CO2
(3)①酸式滴定管
②99.9%
③样品中存在少量的NaCl 少量的CaCl2 .2H2O失水
[解析](1)实质是检验Fe3+是否存在的,选用KSCN溶液。这问比较简单(2)此问学生比较难回答出来,如果吸收了少量的CO2 会导致最终质量分数偏低(3)①标准液为硝酸银溶液,所以用酸式滴定管。在使用前应先用硝酸银溶液进行润洗。② 根据到达滴定终点生成氯化银的物质的量等于消耗硝酸银溶液的物质的量这一关系求出消耗硝酸银的物质的量,然后n(AgCl)=0.5n(CaCl2.2H2O)据此可以算出实际上的CaCl2.2H2O的物质的量,进而求出质量。注意的是我们是从250mol中取25ml,所以在计算时要注意这一点,就不会错了。③样品中存在少量的NaCl据 n(AgCl)=0.5n(CaCl2.2H2O) ,CaCl2.2H2O的物质的量增大。同样若CaCl2 .2H2O失水导致分母变小,值偏大。
[考点分析]此题主要考查实验的基本操作、实验仪器的选择、实验误差分析。因此实验基础的考察依然是以后学习和复习的重点。
14.I2在KI溶液中存在下列平衡:
某I2、、KI混合溶液中, 的物质的量浓度c()与温度T的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。下列说法正确的是
A. 反应的△H>0
B.若温度为,反应的平衡常数分别为
C.若反应进行到状态D时,一定有
D.状态A与状态B相比,状态A的c(I2)大
[标准答案]BC
[解析]随着温度的不断升高,的浓度逐渐的减小,说明反应向逆方向移动,也就意味着该反应是放热反应,所以,所以A项错;因为,,所以当温度升高时,反应向逆方向移动,即;C项,从图中可以看出D点并没有达到平衡状态,所以它要向A点移动,这时的浓度在增加,所以,C项正确;D项,从状态A到状态B,的浓度在减小,那么的浓度就在增加。
[考点分析]
(1) 化学平衡的移动;(2)平衡常数的运用。
非选择题
13.下列溶液中微粒的物质的量浓度关系正确的是
A.室温下,向0.01溶液中滴加溶液至中性:
B.0.1溶液:
C.溶液:
D.25℃时,、浓度均为0.1的混合溶液:
[标准答案]AC
[解析]B 项,NaHCO3溶液中,OH-是由HCO3- 水解和水的电离所出成的,但是这些都是微弱的。HCO3- 的浓度永大于OH-浓度,故错;D项,由电荷守恒有:C(CH3COO-)+C(OH-)=C(H+)+C(Na+) ,由物料守恒可得:2c(Na+)= C(CH3COO-)+ C(CH3COOH),将两式中的C(Na+) 消去,可得C(CH3COO-)+2C(OH-)=2C(H+)+ C(CH3COOH)。所以C(CH3COO-)+C(OH-) -C(H+) - C(CH3COOH)= C(H+)-C(OH-),因为pH=4.75,故C(H+)-C(OH-)>0,所以D项不等式应为”>” ,故错。
[考点分析]
①混合溶液中离子浓度的关系,电荷守恒。
②等pH的溶液中物质的量浓度的大小关系
③电离和水解的相互关系
④酸式盐溶液中离子的浓度大小关系
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