9. 下列关于常见有机物的说法不正确的是
A. 乙烯和苯都能与溴水反应
B. 乙酸和油脂都能与氢氧化钠溶液反应
C. 糖类和蛋白质都是人体重要的营养物质
D. 乙烯和甲烷可用酸性高锰酸钾溶液鉴别
[答案]A
[解析]苯不能与溴水发生反应,只能与液溴反应,A错误;乙酸与NaOH发生酸碱中和,油脂在碱性条件能水解,B正确;糖类,油脂和蛋白质是重要营养的物质,C正确;乙烯可以使高锰酸钾褪色,而甲烷不可以,D正确。
[考点分析]有机化合物性质
8. 设NA为阿伏伽德罗常数,下列叙述正确的是
A. 24g镁的原子量最外层电子数为NA
B. 1L0.1mol·L-1乙酸溶液中H+数为0.1NA
C. 1mol甲烷分子所含质子数为10NA
D. 标准状况下,22.4L乙醇的分子数为NA
[答案]C
[解析]镁的最外层电子数为2,A错误; 乙酸为弱电解质,部分电离,故H+小于0.1NA,B错误; CH4的质子数为10,C正确;乙醇标状是液体,D错误。
[考点分析]阿伏伽德罗常数正误判断
7. 能实现下列物质间直接转化的元素是
A. 硅 B. 硫 C. 铜 D. 铁
[答案]B
[解析]S与O2生成SO2,SO2再与H2O生成H2SO3,H2SO3可以与NaOH生成Na2SO3,B项正确。SiO2 、 CuO、Fe3O4均不与H2O反应,A、C、D错误。
[考点分析]元素化合物之间的转化关系
6. 下列类型的反应,一定发生电子转移的是
A. 化合反应 B. 分解反应 C. 置换反应 D. 复分解反应
[答案]C
[解析]二氧化碳与水化合,碳酸氢铵分解,盐酸与氢氧化钠中和反应,这三个都是非氧化还原反应,没有发生电子转移。A、B、D错误。置换反应中肯定有单质参加,一定属于氧化还原反应,即一定有电子转移,C项正确。
[考点分析]基本反应类型和氧化还原反应的关系
29.(14分)苄佐卡因时一中医用麻醉药品,学名对氨基苯甲酸乙酯,它以对硝基甲苯为主要起始原X经下列反应制得:
请回答下列问题:
(1)写出A、B、C的结构简式:A 、B 、C 。
(2)用核磁共振谱可以证明化合物C中有 种氢气、处于不同的化学环境。
(3)写出同时符合下列要求的化合物C的所有同分异构体的结构简式(E、F、G除外)
①化合物是1,4-二取代苯,期中苯环上的一个取代基是硝基
②分子中含有结构的基因
注:E、F、G结构如下:
(4)E、F、G中有一化合物经酸性水解,期中的一种产物能与FeCL3溶液发生显色反应,写出该水解反应的化学方程式 。
(5)苄佐卡因(D)的水解反应如下:
化合物H经聚合反应可制成高分子纤维,广泛用于通讯、导弹、宇航等领域。请写出该聚合反应的化学方程式 。
答案
(1)A: B:CH3CH2OH C:
(2)4
(3)
(4)
(5)
[解析](1)流程图非常简单,生成A,即为KMnO4氧化苯环上的甲基而生成羧基。A→C,结合D产物,显然为A与乙醇在浓硫酸作用下发生酯化反应。最后将硝基还原即等氨基。(2)从C的结构简式看,硝基邻、对位上的H,亚甲基和甲基上的H,共四种不同的氢谱。(3)满足要求的同分异构体必须有:取代在苯环的对位上,且含有酯基或羧基的结构。从已经给出的同分异体看,还可以写出甲酸形成的酯,以及羧酸。(4)能与FeCl3发生显色反应的必须是酚,显然F可以水解生成酚羟基。(5)D物质水解可生成对氨苯甲酸,含有氨基和羧基两种官能团,它们可以相互缩聚形成聚合物。
28.(15分)单晶硅是信息产业中重要的基础材料。通常用碳在高温下还原二氧化硅制得粗硅(含铁、铝、硫、磷等杂质),粗硅与氯气反应生成四氯化硅(反应温度450-500°C),四氯化硅经提纯后用氢气还原可得高纯硅。以下是实验室制备四氯化硅的装置示意图。
相关信息如下:
a.四氯化硅遇水极易水解;
b.硼、铝、铁、磷在高温下均能与氯气直接反应生成相应的氯化物;
c.有关物质的物理常数见下表:
请回答下列问题:
(1)写出装置A中发生反应的离子方程式 。
(2)装置A中g管的作用是 ;装置C中的试剂是 ;装置E中的h瓶需要冷却理由是 。
(3)装置E中h瓶收集到的粗产物可通过精馏(类似多次蒸馏)得到高纯度四氯化硅,精馏后的残留物中,除铁元素外可能还含有的杂质元素是 (填写元素符号)。
(4)为了分析残留物中铁元素的含量,先将残留物预处理,是铁元素还原成Fe2+ ,再用KMnO4标准溶液在酸性条件下进行氧化还原滴定,反应的离子方程式是:
①滴定前是否要滴加指示剂? (填“是”或“否”),请说明理由 。
②某同学称取5.000g残留物,预处理后在容量瓶中配制成100ml溶液,移取25.00ml,试样溶液,用1.000×10-2mol· L-1KMnO4标准溶液滴定。达到滴定终点时,消耗标准溶液20.00ml,则残留物中铁元素的质量分数是 。
答案(1)MnO2 + 4H+ + 2Cl-Mn2+ + Cl2↑ + 2H2O
(2)平衡压强 浓硫酸 使SiCl4 冷凝
(3)Al、P、Cl
(4)①否;KMnO4溶液自身可作指示剂;
②4.480%
[解析]制备四氯化硅的原料为Cl2和Si。A装置为Cl2的制备装置,B、C装置为除杂装置。先用B除去HCl,再用C(浓H2SO4)除去H2O蒸气。Cl2通入粗硅中反应,用冷水将产生SiCl4冷凝即可。(1)制取氯气用浓盐酸和MnO2在加热条件下反应。(2)g管是将分液漏斗与烧瓶相连,则它们中的压强是相待的,这样便于盐酸能顺利滴下。SiCl4的沸点很低,只有57.7℃,而反应的温度达几百度,故需要冷凝收集。(3)从物质的物理性质表可发现,AlCl3,FeCl3和PCl5均易升华,故还应还有Al、P、Cl元素。(4)由于高锰酸钾本身是紫红色的,与Fe2+反应时,可以褪色,故而可以作为指示剂。根据方程式可以找出关系,5Fe2+~MnO4- ,n(Fe)= 10-2×20×10-3×5×100/25 =4×10-3mol。W (Fe)= 4×10-3×56/5 ×100% =4.48%。
27.(15分)超音速飞机在平流层飞行时,尾气中的会破坏臭氧层。科学家正在研究利用催化技术将尾气中的和转变成和,化学方程式如下:
为了测定在某种催化剂作用下的反应速率,在某温度下用气体传感器测得不同时间的NO和CO浓度如表:
请回答下列问题(均不考虑温度变化对催化剂催化效率的影响):
(1)在上述条件下反应能够自发进行,则反应的 0(填写“>”、“<”、“=”。
(2)前2s内的平均反应速率v(N2)=_____________。
(3)在该温度下,反应的平衡常数K= 。
(4)假设在密闭容器中发生上述反应,达到平衡时下列措施能提高NO转化率的是 。
A.选用更有效的催化剂 B.升高反应体系的温度
C.降低反应体系的温度 D.缩小容器的体积
(5)研究表明:在使用等质量催化剂时,增大催化剂比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在下面实验设计表中。
①请在上表格中填入剩余的实验条件数据。
②请在给出的坐标图中,画出上表中的三个实验条件下混合气体中NO浓度随时间变化的趋势曲线图,并标明各条曲线是实验编号。
答案(1)< (2) 1.88×10-4mol/(L·s) (3)5000 (4)C、D
(5)①II: 280、1.20×10-3、5.80×10-3
Ⅲ:1.2×10-3 、5.80×10-3
②
[解析](1)自发反应,通常为放热反应,即DH小于0。(2)以NO计算,2s内NO的浓度变化为(10-2.5)×10-4mol/L,V(NO)=7.5×10-4/2 =3.75×10-4mol/(L·s)。根据速率之比等于计量系数比可知,V(N2)=1/2 V(NO)=1.875×10-4mol/(L·s)。(3)=
=5000。(4)催化剂不影响平衡的移动,A项错;该反应放热,故降温平衡正向移动,NO转化率增大,B项错,C项正确;缩小体积,即增大压强,平衡向体积减小的方向运动,即正向移动,D项正确。(5)本题为实验探究题,目的是研究温度和催化剂的比表面积对速率的影响,研究时只能是一个变量在起作用,所以II中数据与I比较催化剂的比表面积增大了,故其他的数据应与I完全相同;III中数据与II比较,催化剂的比表面积数据未变,但是温度升高,故其他数据是不能改变的。实质I、II研究是催化剂的比表面积对速率的影响,II、III研究是温度对速率的影响。作图,可根据先拐先平的原则,即最里面的线先达平衡,速率快,应对应于III(因为其温度和催化剂的比表面积是三组中最高的),II比I快,因为两组温度相同,但是II中催化剂的比表面积大。
26.(14分)各物质之间的转换关系如下图,部分生成物省略。C、D是由X、Y、Z中两种元素组成的化合物,X、Y、Z的原子序数依次增大,在周期表中X的原子半径最小,Y、Z原子量外层电子数之和为10。D为无色非可燃性气体,G为黄绿色单质气体,J、M为金属,l有漂白作用,反应①常用于制作印刷电路板。
请回答下列问题:
(1)写出A的化学式 , C的电子式 。
(2)比较Y与Z的原子半径大小 > (填写元素符号)。
(3)写出反应②的化学方程式(有机物用结构简式表示) ,举出该反应的一个应用实例 。
(4)已知F溶于稀硝酸,溶液变成蓝色,并放出无色气体。请写出该反应的化学方程式 。
(5)研究表明:气体D在一定条件下可被还原为晶莹透明的晶体N,其结构中原子的排列为正四面体,请写出N及其2种同素异形体的名称 、 、 。
答案(1)Cu2(OH)2CO3 [Cu(OH)2·CuCO3]或CuCO3
(2) C>O
(3)CH2OH(CHOH)4CHO + 2Cu(OH)2 CH2OH(CHOH)4COOH + Cu2O↓+ 2H2O
医学上可用这个反应检验尿液中的葡萄糖。
(4)3Cu2O + 14HNO3 6Cu(NO3)2 + 2NO↑+ 7H2O
(5)金刚石、石墨、富勒烯(C60)或碳纳米管等。
[解析]从反应图中寻找突破口,E与葡葡糖生成红色沉淀F,则E应为Cu(OH)2,而B为Cu2+,反应①为印刷电路板,L为棕黄色溶液,由此可推出:M应为Cu,L为FeCl3 。G为黄绿色气体,则为Cl2,K为浅绿色,则为Fe2+溶液。X的原子半径最小,则为H,D为非可燃性气体,可推为CO2,C和O的最外层电子之和刚好为10。C为H、C、O中的两种组成的化合物,且可以与Cl2反应,故应为H2O,生成H为HCl,I为HClO(具有漂白性),HCl与J(Fe)可生成FeCl2溶液。(1)A + HClCu2+ + H2O + CO2,由元素守恒可知,A可以CuCO3或碱式碳酸铜均可。(2)Y为C,Z为N,两者位于同一周期,前者的半径大,即C>N。(3)葡萄糖含有醛基,可以与Cu(OH)2生成砖红色沉淀。(4)F为Cu2O,与HNO3反应,生成Cu(NO3)2,且生成无色气体,应为NO,然后根据得失电子守恒配平即可。(5)CO2可以还原成正四面体结构的晶体N,即化合价降低,显然生成C,应为金刚石。它的同素异形体必须为含碳的单质。
13.下列说法正确的是
A.仅用溶液便可鉴别亚硝酸钠和食盐
B.重结晶时,溶液冷却速度越慢得到的晶体颗粒越大
C.乙酸与乙醇的混合溶液可用分液漏斗进行分离
D.用盐酸标准溶液滴定待测的氢氧化钠溶液时,水洗后的酸式滴定管未经标准润洗,则测定结果偏低
答案B
[解析]A项,还需要用稀HNO3,看沉淀是否溶解,故错;B项,冷却速度慢,则易析出晶体,越慢晶体析出越大,正确。C项,乙醇和乙酸是互溶的,不分层,所以无法用分液法分离,故错;D项,未润洗酸式滴定管,相当稀释了盐酸,所用标准HCl体积增大,则计算出的NaOH浓度偏大,故错。
12.市场上经常见到的标记为Li-ion的电池称为“锂离子电池”。它的负极材料是金属锂和碳的复合材料(碳作为金属锂的载体),电解质为一种能传导Li的高分子材料。这种锂离子电池的电池反应为:
Li+2Li
下列说法不正确的是
A.放电时,负极的电极反应式:Li-e=Li
B.充电时,Li既发生氧化反应又发生还原反应
C.该电池不能用水溶液作为电解质
D.放电过程中Li向负极移动
答案D
[解析]A项,Li从零价升至正价,失去电子,作为负极,正确;B项,反应逆向进行时。反应物只有一种,故化合价既有升,又有降,所以既发生氧化反应又发生还原反应,正确;C项,由于Li可以与水反应,故应为非水材料,正确;D项,原电池中阳离子应迁移至正极失电子,故错。
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