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文档简介
1、2021-2022高考化学模拟试卷注意事项:1 答题前,考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚,将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。2选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用05毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工整、笔迹清楚。3请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效;在草稿纸、试题卷上答题无效。4保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、在2L的密闭容器中,发生反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)+131.5kJ,5min后达到平衡,固体减少了24g,则A气体不变时反应达到平衡
2、状态Bv正(CO)为2.4mol/(Lmin)C若容器体积缩小,平衡常数减小D增大C的量,平衡右移2、下图为一种利用原电池原理设计测定O2含量的气体传感器示意图,RbAg4I5是只能传导Ag+的固体电解质。O2可以通过聚四氟乙烯膜与AlI3 反应生成Al2O 3和I2,通过电池电位计的变化可以测得O2的含量。下列说法正确的是( )A正极反应为:3O2+12e-+4Al3+=2Al2O3B传感器总反应为:3O2+4AlI3+12Ag=2Al2O3+12AgIC外电路转移0.01mol电子,消耗O2的体积为0.56LD给传感器充电时,Ag+向多孔石墨电极移动3、设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法
3、正确的是A1 molL1Na2CO3溶液中,含CO32-数目小于NAB标准状况下,11.2 LO2和O3组成的混合气体含有原子数为NAC14 g聚乙烯与聚丙烯的混合物,含C-H键的数目为2NAD常温常压下,22.4 LCO2与足量Na2O2反应转移电子数为NA4、将钠、镁、铝各0.3mol分别放入100ml 1mol/L的盐酸中,在同温同压下产生的气体体积比是( )A1:2:3B6:3:2C3:1:1D1:1:15、下列叙述中指定粒子数目一定大于NA的是A1L1mol/LCH3COOH溶液中所含分子总数B1molCl2参加化学反应获得的电子数C常温常压下,11.2LN2和NO的混合气体所含的原
4、子数D28g铁在反应中作还原剂时,失去电子的数目6、室温下,有pH均为9,体积均为10 mL的NaOH溶液和CH3COONa溶液,下列说法正确的是A两种溶液中的c(Na+)相等B两溶液中由水电离出的c(OH-)之比为10-9/10-5C分别加水稀释到100mL时,两种溶液的pH依然相等D分别与同浓度的盐酸反应,恰好反应时消耗的盐酸体积相等7、卤代烃C3H3Cl3的链状同分异构体(不含立体异构)共有A4种B5种C6种D7种8、已知磷酸分子()中的三个氢原子都可以与重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换。又知次磷酸( H3 PO2)也可与D2O进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能与D2O
5、发生氢交换。下列说法正确的是AH3 PO2属于三元酸 BH3 PO2的结构式为CNaH2PO2属于酸式盐 DNaH2PO2溶液可能呈酸性9、四种有机物的结构简式如下图所示。下列说法中错误的是A的分子式相同B中所有碳原子均处于同一平面C的一氯代物均有2种D可用酸性高锰酸钾溶液鉴别和10、将一定量的SO2通入BaCl2溶液中,无沉淀产生,若再通入a气体,则产生沉淀。下列所通a气体和产生沉淀的离子方程式正确的是( )Aa为H2S,SO2+2H+S23S十2H2OBa为Cl2,Ba2+SO2+2H2O+Cl2BaSO3+4H+2ClCa为NO2,4Ba2+4SO2+5H2O+NO34BaSO4+NH4
6、+6H+Da为NH3,Ba2+SO2+2NH3+2H2OBaSO4+2NH4+2H+11、氢化钙可以作为生氢剂(其中CaH2中氢元素为-1价),反应方程式如下:CaH2+2H2O=Ca(OH)2+2H2,其中水的作用是A既不是氧化剂也不是还原剂B是氧化剂C是还原剂D既是氧化剂又是还原剂12、下列判断中一定正确的是( )A若R2-和M+的核外电子层结构相同,则原子序数:RMB若X、Y属于同主族元素,且相对原子质量XY,则原子失电子能力:XYC若X、Y都是气态氢化物,且相对分子质量XY,则沸点:XYD若金属性MN,则以M、N为两电极的原电池中M一定是负极13、下列有关说法正确的是( )A水合铜离子
7、的模型如图,该微粒中存在极性共价键、配位键、离子键BCaF2晶体的晶胞如图,距离F-最近的Ca2+组成正四面体C氢原子的电子云图如图,氢原子核外大多数电子在原子核附近运动D金属Cu中Cu原子堆积模型如图,为面心立方最密堆积,Cu原子的配位数均为12,晶胞空间利用率68%14、侯氏制碱法中,对母液中析出NH4Cl无帮助的操作是( )A通入CO2B通入NH3C冷却母液D加入食盐15、下列有关碳酸钠在化学实验中的作用叙述错误的是()A用碳酸钠溶液制备少量烧碱B用饱和碳酸钠溶液除去CO2中混有的HCl气体C用饱和碳酸钠溶液除去乙酸乙酯中混有的乙醇和乙酸D用热的碳酸钠溶液洗涤银镜反应前试管内壁的油污16
8、、下列说法中不正确的是( )A石油的催化裂化是工业上生产乙烯的主要方法B水煤气经过催化合成得到甲醇等液体燃料的过程属于煤的液化C镧镍合金能吸收H2形成金属氢化物,可做贮氢材料DNa2SO410H2O晶体可作为光与化学能转换的贮热材料,通过溶解与结晶实现对太阳能的直接利用二、非选择题(本题包括5小题)17、H(3一溴-5-甲氧基苯甲酸甲酯)是重要的有机物中间体,可以由A(C7H8)通过下图路线 合成。请回答下列问题:(1)C的化学名称为_,G中所含的官能团有醚键、_、_(填名称)。(2)B的结构简式为_,B生成C的反应类型为_。(3)由G生成H的化学方程式为_。EF是用“H2/Pd”将硝基转化为
9、氨基,而CD选用的是(NH4)2S,其可能的原因是_。(4)化合物F的同分异构体中能同时满足下列条件的共有_种。 氨基和羟基直接连在苯环上 苯环上有三个取代基且能发生水解反应(5)设计用对硝基乙苯为起始原料制备化合物的合成路线(其他试剂任选)。_18、已知:醛基和双氧水可发生如下反应:为了合成一类新药,选择了下列合成路线:回答下列问题:(1)C中官能团的名称是_。 (2)E生成F的反应类型是_。(3)E的结构简式为_。 (4)B生成C的化学方程式为_。 (5)与B互为同分异构体属于芳香二元羧酸,且核磁共振氢谱为两组峰(峰面积比为1:l)的有机物有_种。(6)设计主要以甲醇和苯甲醇为原料制备 的
10、合成路线_。19、铵明矾(NH4Al(SO4)212H2O)是常见的食品添加剂,用于焙烤食品,可通过硫酸铝溶液和硫酸铵溶液反应制备。用芒硝(Na2SO410H2O)制备纯碱和铵明矾的生产工艺流程图如图1:完成下列填空:(1)铵明矾溶液呈_性,它可用于净水,原因是_;向其溶液中逐滴加入NaOH溶液至过量,可观察到的现象是_。(2)写出过程的化学反应方程式_。(3)若省略过程,直接将硫酸铝溶液加入滤液A中,铵明矾的产率会明显降低,原因是_。(4)已知铵明矾的溶解度随温度升高明显增大加入硫酸铝后,经过程III的系列实验得到铵明矾,该系列的操作是加热浓缩、_、过滤洗涤、干燥。(5)某同学用图2图示的装
11、置探究铵明矾高温分解后气体的组成成份。夹住止水夹K1,打开止水夹K2,用酒精喷灯充分灼烧。实验过程中,装置A和导管中未见红棕色气体;试管C中的品红溶液褪色;在支口处可检验到NH3,方法是_;在装置A与B之间的T型导管中出现白色固体,该白色固体可能是_(任填一种物质的化学式);另分析得出装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物,写出它溶于NaOH溶液的离子方程式_。该同学通过实验证明铵明矾高温分解后气体的组成成份是NH3、N2、SO3、SO2和H2O,且相同条件下测得生成N2和SO2的体积比是定值,V(N2):V(SO2)=_。20、乳酸亚铁晶体CH3CH(OH)COO2Fe3H2O,相对分子质量
12、为288易溶于水,是一种很好的补铁剂,可由乳酸CH3 CH(OH)COOH与FeCO3反应制得。I碳酸亚铁的制备(装置如下图所示)(1)仪器B的名称是_;实验操作如下:打开kl、k2,加入适量稀硫酸,关闭kl,使反应进行一段时间,其目的是_。(2)接下来要使仪器C中的制备反应发生,需要进行的操作是_,该反应产生一种常见气体,写出反应的离子方程式_。(3)仪器C中混合物经过滤、洗涤得到FeCO3沉淀,检验其是否洗净的方法是_。乳酸亚铁的制备及铁元素含量测定(4)向纯净FeCO3固体中加入足量乳酸溶液,在75下搅拌使之充分反应,经过滤,在_的条件下,经低温蒸发等操作后,获得乳酸亚铁晶体。(5)两位
13、同学分别用不同的方案进行铁元素含量测定:甲同学通过KMnO4滴定法测定样品中Fe2+的含量计算样品纯度。在操作均正确的前提下,所得纯度总是大于l00%,其原因可能是_。乙同学经查阅资料后改用碘量法测定铁元素的含量计算样品纯度。称取3.000 g样品,灼烧完全灰化,加足量盐酸溶解,取所有可溶物配成l00mL溶液。吸取100 rnL该溶液加入过量KI溶液充分反应,然后加入几滴淀粉溶液,用0. 100 molL-1硫代硫酸钠溶液滴定(已知:I2+2S2O32-=S4O62-+2I-),当溶液_,即为滴定终点;平行滴定3次,硫代硫酸钠溶液的平均用量为24.80 mL,则样品纯度为_(保留1位小数)。2
14、1、我国矿石种类很多,如黄铜矿、煤、锰矿、锑锌矿等,请回答下列问题:(l)黄铜矿的主要成分为二硫化亚铁铜(CuFeS2),基态Cu2+的外围电子排布图为 _,Fe2+含有 _个未成对电子。(2)Mn的第三电离能比Fe的第三电离能大的原因为 _。(3)煤化工可得氨气、苯、甲苯等产品,氨的空间构型为 _,甲苯分子上甲基的碳原子的杂化方式为_;氨硼烷化合物(NH3BH3)是一种新型化学氢化物储氢材料,氨硼烷的结构式为_(配位键用“”表示),与氨硼烷互为等电子体的有机小分子为_写名称)。(4)碲化锌的晶胞结构如图1所示。碲化锌的化学式为_。图2可表示晶胞内部各原子的相对位置,已知a、b、c的原子坐标参
15、数分别为(0,0,0)、(,0,)、(,),则d的原子坐标参数为_若两个距离最近的Te原子间距离为apm,阿伏加德罗常数值为NA,则晶体密度为_g/cm3(用含有NA、a的代数式表示,不必化简)。参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、A【解析】A. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是气体体积增大的反应,反应过程中体积不变,当气体质量不变时反应到达平衡,此时气体不变,气体不变时反应达到平衡状态,故A正确;B. 5min C(s) 减少了=2mol,根据反应关系C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)可知c(CO)= =1mol/L,v正(CO)= =0.2mol
16、L-1 min-1,故B错误;C. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)是气体体积增大的反应,若容器体积缩小,压强增大,平衡左移,平衡常数和温度有关系,压强改变,平衡常数不变,故C错误;D. 反应C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)中C是固体,增大C的量其浓度不变,平衡不移动,故D错误;正确答案是A。【点睛】C项注意:平衡常数是化学反应的特性常数。它不随物质的初始浓度(或分压)而改变,仅取决于反应的本性。一定的反应,只要温度一定,平衡常数就是定值,其他任何条件改变都不会影响它的值。2、B【解析】由图可知,传感器中发生4AlI3+3O22Al2O3+6I2,原电池反应为2Ag
17、+I2=2AgI,所以原电池的负极发生Ag-e=Ag,正极发生I2+2Ag+2e=2AgI,充电时,阳极与外加电源正极相接、阴极阴极与外加电源负极相接,反应式与正极、负极反应式正好相反【详解】A原电池正极电极反应为I2+2Ag+2e=2AgI,故A错误;B由题中信息可知,传感器中首先发生4AlI3+3O22Al2O3+6I2,然后发生原电池反应2Ag+I2=2AgI,+3得到总反应为3O2+4AlI3+12Ag2Al2O3+12AgI,故B正确;C没有指明温度和压强,无法计算气体体积,故C错误;D给传感器充电时,Ag向阴极移动,即向Ag电极移动,故D错误;故选B。3、C【解析】A.缺少溶液的体
18、积,不能计算溶液中含CO32-数目,A错误;B.标准状况下,11.2 L气体的物质的量是0.5mol,若0.5mol气体完全是O2,则其中含有的O原子数目是NA,若气体完全是O3,其中含有的O原子数目为1.5NA,故标准状况下,11.2 LO2和O3组成的混合气体含有原子数大于NA,B错误;C.聚乙烯与聚丙烯的实验式都是CH2,其式量是14,则14g该混合物中含有1molCH2,1molCH2中含有2molC-H键,因此14 g聚乙烯与聚丙烯的混合物,含C-H键的数目为2NA,C正确;D. 在常温常压下,22.4 LCO2的物质的量小于1mol,因此该CO2与足量Na2O2反应转移电子数小于N
19、A,D错误;故合理选项是C。4、C【解析】Na与盐酸反应:2Na2HCl=2NaClH2,Mg与盐酸反应:Mg2HCl=MgCl2H2,Al与盐酸的反应:2Al6HCl=2AlCl33H2,然后判断过量,如果金属钠过量,Na还会与水反应;【详解】2Na2HCl=2NaClH2 2 2 0.3 0.3100103L1molL1 ,盐酸不足,金属钠过量,因此金属钠还与水反应:2Na2H2O=2NaOHH2,根据得失电子数目守恒,有0.3mol1=n(H2)2,即n(H2)=0.15mol;Mg2HCl=MgCl2H20.3 0.6100103L1molL1 ,盐酸不足,金属镁过量,产生n(H2)=
20、0.1mol/2=0.05mol,2Al6HCl=2AlCl33H2,同理盐酸不足,铝过量,产生n(H2)=0.05mol,相同条件下,气体体积比值等于其物质的量比值,即气体体积比值为0.15mol:0.05mol:0.05mol=3:1:1,故C正确。【点睛】易错点是金属钠产生H2,学生容易认为盐酸不足,按照盐酸进行判断,错选D选项,忽略了过量的金属钠能与水反应产生H2,即判断金属钠产生H2的物质的量时,可以采用得失电子数目相等进行计算。5、A【解析】A水溶液中含醋酸分子和水分子,1L1mol/LCH3COOH溶液中所含分子总数大于NA,故A正确;B1molCl2发生氧化还原反应,若是自身发
21、生歧化反应,获得电子1mol,也可以只做氧化剂得到电子2mol,故B错误;C标准状况11.2L混合气体物质的量为0.5mol,常温常压下,11.2LN2和NO的混合气体所含的原子数小于NA,故C错误;D28g铁物质的量为0.5mol,在反应中作还原剂时,与强氧化剂生成铁盐,与弱氧化剂反应生成亚铁盐;失去电子的数目可以是1mol,也可以是1.5mol,故D错误;故答案为:A。【点睛】考查与阿伏加德罗常数有关计算时,要正确运用物质的量的有关计算,同时要注意气体摩尔体积的使用条件;另外还要谨防题中陷阱,如讨论溶液里的离子微粒的数目时,要考虑:溶液的体积,离子是否水解,对应的电解质是否完全电离;涉及化
22、学反应时要考虑是否是可逆反应,反应的限度达不到100%;其它如微粒的结构、反应原理等,总之要认真审题,切忌凭感觉答题。6、B【解析】pH相等的NaOH和CH3COONa溶液,c(NaOH)c(CH3COONa),相同体积、相同pH的这两种溶液,则n(NaOH)n(CH3COONa)。【详解】ApH相等的NaOH和CH3COONa溶液,c(NaOH)c(CH3COONa),钠离子不水解,所以钠离子浓度NaOHCH3COONa,故A错误;B酸或碱抑制水电离,含有弱离子的盐促进水电离,NaOH溶液中c(H+)等于水电离出c(OH-)=10-9mol/L,CH3COONa溶液10-14/10-9=10
23、-5mol/L,两溶液中由水电离出的c(OH-)之比=10-9/10-5,故正确;C加水稀释促进醋酸钠水解,导致溶液中pH大小为CH3COONaNaOH,故C错误;D分别与同浓度的盐酸反应,恰好反应时消耗的盐酸体积与NaOH、CH3COONa的物质的量成正比,n(NaOH)n(CH3COONa),所以醋酸钠消耗的稀盐酸体积大,故D错误。7、C【解析】由C3H3Cl3的不饱和度为3+1-=1可知碳链上有一个双键,C3H3Cl3的链状同分异构体相当于丙烯的三氯代物,采用定二移一的方法进行讨论。【详解】卤代烃C3H3Cl3的链状同分异构体中三个氯原子在一个碳原子的有一种:CH2=CHCCl3;两个氯
24、原子在一个碳原子上一个氯原子在另一个碳原子上的有四种:CCl2=CClCH3、CCl2=CHCH2Cl、CHCl=CHCHCl2、CH2=CClCHCl2;三个氯原子在三个碳原子上的有一种:CHCl=CClCH2Cl,共6种。答案选C。【点睛】卤代烃的一氯代物就是看等效氢,二氯代物可以看作是一氯代物的一氯代物,三氯代物可以看作是二氯代物的一氯代物。8、B【解析】A次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换,则H3PO2中只有一个羟基氢,为一元酸,故A错误;BH3PO2中只有一个羟基氢,为一元酸,则其结构为,故B正确;CH3PO2为一元酸,则
25、NaH2PO2属于正盐,故C错误;DNaH2PO2是强碱盐,不能电离出H+,则其溶液可能显中性或碱性,不可能呈酸性,故D错误;答案为B。点睛:准确理解信息是解题关键,根据磷酸分子中的三个氢原子都可以跟重水分子(D2O)中的D原子发生氢交换及次磷酸(H3PO2)也可跟D2O进行氢交换,说明羟基上的氢能与D2O进行氢交换,但次磷酸钠(NaH2PO2)却不能跟D2O发生氢交换,说明次磷酸钠中没有羟基氢,则H3PO2中只有一个羟基氢,由此分析判断。9、B【解析】A. 的分子式都是C8H8,故A正确;B. 中含有多个饱和的碳原子,根据甲烷分子的正四面体结构可以判断,分子中所有碳原子不可能共平面,故B错误
26、;C. 分子中都有2种等效氢,所以一氯代物均有2种,故C正确;D. 分子中没有碳碳双键, 分子中有碳碳双键,不能使酸性高锰酸钾溶液褪色,能,故可用酸性高锰酸钾溶液鉴别和,D正确。选B。10、C【解析】AH2S为弱电解质,反应的离子方程式为SO2+2H2S3S+2H2O,故A错误;B氯气具有强氧化性,应生成BaSO4沉淀,反应的离子方程式为Ba2+SO2+2H2O+Cl2BaSO4+4H+2Cl-,故B错误;CNO2与二氧化硫发生氧化还原反应,本身可以被还原为铵根离子,反应的离子方程式为4Ba2+4SO2+5H2O+NO3-4BaSO4+NH4+6H+,故C正确;D通入氨气,没有发生氧化还原反应
27、,应该生成BaSO3沉淀,反应的离子方程式为Ba2+SO2+2NH3+H2OBaSO3+2NH4+,故D错误;故选C。【点睛】本题的易错点为C,要注意二氧化氮具有强氧化性,反应后N元素的化合价降低,可以生成NH4+。11、B【解析】根据反应前后元素的化合价变化来看,Ca和O的化合价均没有变化,其中CaH2中H的化合价由-1价升高到0价,被氧化,作还原剂;H2O中H的化合价由+1价降低到0价,被还原,作氧化剂;氢气既是氧化产物,又是还原产物;答案选B。12、B【解析】A.若R2-和M+的核外电子层结构相同,则R元素在M元素的上一个周期,即原子序数:RY,则X在Y的下一个周期,根据元素周期律,金属
28、性:XY,原子失电子能力:XY,故B正确;C. 因为X、Y可能为N、O、F,则可能存在氢键,所以不能通过其气态氢化物的相对分子质量的大小去确定其沸点的大小,故C错误;D.镁的金属性大于铝,但镁、铝和氢氧化钠溶液形成的原电池中,铝作负极,则若金属性MN,则以M、N为两电极的原电池中M不一定是负极,故D错误;综上所述,答案为B。【点睛】活泼性不同的两金属单质形成原电池时,一般活泼的金属作负极,但作负极的金属要能与电解质溶液发生氧化还原反应,所以不是活泼的金属就一定做负极材料。13、B【解析】A水合铜离子中水中的氧原子提供孤对电子与铜离子形成配位键,水中的H原子和O原子形成极性共价键,但不存在这离子
29、键,A选项错误;BCaF2晶体的晶胞中,F-位于体心,而Ca2+位于顶点和面心,距离F-最近的Ca2+组成正四面体,B选项正确;C电子云密度表示电子在某一区域出现的机会的多少,H原子最外层只有一个电子,所以不存在大多数电子一说,只能说H原子的一个电子在原子核附近出现的机会多,C选项错误;D金属Cu中Cu原子堆积模型为面心立方最密堆积,配位数为12,但空间利用率为74%,D选项错误;答案选B。【点睛】本题考查了配合物、离子晶体、电子云、最密堆积等知识,解题关键是对所给图要仔细观察,并正确理解掌握基本概念。14、A【解析】母液中析出NH4Cl,则溶液应该达到饱和,饱和NH4Cl溶液中存在溶解平衡:
30、NH4Cl(s)NH4+(aq)+Cl-(aq),若要析出氯化铵,应该使平衡逆向移动。【详解】A通入二氧化碳后,对铵根离子和氯离子没有影响,则对母液中析出NH4Cl无帮助,故A正确;B通入氨气后,溶液中铵根离子浓度增大,平衡逆向移动,有利于氯化铵的析出,故B错误;C冷却母液,氯化铵的溶解度降低,有利于氯化铵的析出,故C错误;D加入食盐,溶液中氯离子浓度增大,平衡逆向移动,有利于氯化铵的析出,故D错误;故选A。15、B【解析】A碳酸钠可与氢氧化钙发生复分解反应,在实验室中可用于制备NaOH溶液,故A正确;BCO2和HCl都能与饱和碳酸钠反应,无法达到提纯的目的,应用饱和碳酸氢钠溶液除去HCl,故
31、B错误;C乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,乙酸可与碳酸钠反应,可溶乙醇于水,可起到分离物质的作用,故C正确;D热的碳酸钠溶液呈碱性,油污在碱性条件下可发生水解,可除去油污,故D正确;故答案为B。16、A【解析】A.石油的裂解是工业上生产乙烯的主要方法,故A错误;B.煤液化是把固体煤炭通过化学加工过程,使其转化成为液体燃料、化工原料和产品的先进洁净煤技术,水煤气经过催化合成得到甲醇等液体燃料的过程属于煤的液化,故B正确;C.储氢材料是一类能可逆的吸收和释放氢气的材料,镧镍合金能大量吸收氢气形成金属氢化物,是目前解决氢气的储存和运输问题的材料,故C正确;D.Na2SO410H2O晶体在太阳光照射时能
32、够分解失去结晶水,温度降低后又形成Na2SO410H2O晶体释放能量,故D正确;综上所述,答案为A。二、非选择题(本题包括5小题)17、3,5-二硝基苯甲酸 羧基 溴原子 取代反应 防止两个硝基都转化为氨基 30 【解析】由C的结构简式和A到B,A到C的反应条件逆推可知B为;A为;在以工业合成3-溴-5-甲氧基苯甲酸甲酯的流程和各部反应条件对物质进行推断、命名、官能团、反应类型判定、反应方程式、同分异构体的书写、有机合成路线的设计。【详解】(1)由于羧基定位能力比硝基强,故C名称为3,5-二硝基苯甲酸,由结构式可知G中含官能团名称有醚键、羧基、溴原子。答案:3,5-二硝基甲酸;羧基;溴原子。(
33、2)根据框图C结构逆向推理,B为苯甲酸,结构简式为;A为甲苯,B生成C是在浓硫酸作用下硝酸中硝基取代苯环上的氢,所以B生成C反应类型为硝化反应,是取代反应中一种。答案:;取代反应。(3)由G生成H反应为G与CH3OH在浓硫酸、加热的作用下发生的酯化反应,化学方程式为;CD、EF都是将硝基还原为氨基,但选用了不同条件,E的结构尚保留一个硝基,可以推知D的结构中也有一个硝基,故CD反应中,(NH4)2S只将其中一个硝基还原,避免用H2/Pd将C中所有的硝基都转化为氨基。答案:;防止两个硝基都转化为氨基。(4)化合物F苯环上有3个不同取代基,其中有氨基和羟基直接连在苯环上,先将2个取代基分别定于邻、
34、对、间三种位置,第三个取代基共有4+4+2=10种连接方式,故有10种同分异构体,环上有3个不同取代基,其中两个取代基是氨基和羟基,另一种取代基有三种情况,-OOCCH3、-CH2OOCH、-COOCH3,化合物F的同分异构体中能同时满足条件的共有103=30种。答案:30。(5)根据缩聚反应规律,可以推出聚合物单体的结构,而由原料合成该单体,需要将苯环上的乙基氧化为羧基和硝基还原为氨基,由于氨基可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,故而合成中需要先氧化,再还原,合成路线流程图示如下,依试题框图信息,还原硝基的条件也可以选择(NH4)2S。答案:。【点睛】本题是有机物的综合考查。本题以工业合成3-溴-5
35、-甲氧基苯甲酸甲酯为载体,考查物质推断、有机物命名、官能团、反应类型、反应方程式、同分异构体的判断、有机合成路线的设计等。突破口由C逆推B、A的结构简式,再根据各物质之间的反应条件和官能图的性质进行判定。18、氯原子、酯基 加成反应 +2CH3OH+2H2O 5 【解析】(1)由C的结构简式可知其含有的官能团有:氯原子、酯基;(2)E发生信息中的加成反应生成F;(3)对比D、F的结构简式,结合E到F的反应条件、给予的反应信息,可知D中-CH2OH转化为-CHO生成E,E发生信息中加成反应生成F;(4)BC是B与甲醇发生酯化反应生成C;(5)与B互为同分异构体属于芳香二元羧酸,且核磁共振氢谱为两
36、组峰(峰面积比为1:1)的有机物,苯环侧重为2个羧基、1个氯原子且为对称结构;(6)模仿DEFG的转化,苯甲醇氧化生成苯甲醛,然后与双氧水反应,最后与甲醇反应得到。【详解】(1)由C的结构简式可知其含有的官能团有:氯原子、酯基;(2)E发生信息中的加成反应生成F,所以反应类型为加成反应;(3)对比D、F的结构简式,结合E到F的反应条件、给予的反应信息,可知D中-CH2OH转化为-CHO生成E,E发生信息中加成反应生成F,故E的结构简式为:;(4)B是 ,C的结构简式为 ,所以BC是B与甲醇发生酯化反应生成C,反应方程式为:+2CH3OH+2H2O;(5)与B互为同分异构体属于芳香二元羧酸,且核
37、磁共振氢谱为两组峰(峰面积比为1:1)的有机物,苯环侧链为2个羧基、2个氯原子且为对称结构,可能的结构简式还有为:、 、,共5种;(6)模仿DEFG的转化,苯甲醇被催化氧化生成苯甲醛,然后与双氧水反应产生,与甲醇反应得到,则合成路线流程图为:。【点睛】本题考查有机物的合成,涉及官能团的识别、反应类型的判断、反应方程式的书写、限制条件同分异构体书写、合成路线设计等,熟练掌握官能团的性质与转化是本题解答的关键,要对比有机物的结构、明确发生的反应,充分利用题干信息分析解答。19、酸性 铵明矾溶液电离出的铝离子水解生成氢氧化铝胶体,有吸附作用,故铵明矾能净水 先产生白色沉淀,后产生有刺激性气味的气体,
38、再加入过量的NaOH溶液,白色沉淀逐渐溶解并消失 2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3+(NH4)2SO4 省略过程,因HCO3-与Al3+的水解相互促进,产生大量氢氧化铝沉淀,导致铵明矾的产率降低 冷却结晶 打开K1,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口,出现白烟 (NH4)2SO3 Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O 1:3 【解析】碳酸氢铵溶液中加入硫酸钠,过滤得到滤渣与滤液A,而滤渣焙烧得到碳酸钠与二氧化碳,可知滤渣为NaHCO3,过程I利用溶解度不同发生复分解反应:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3+(NH4)2SO4 ,滤液A中含有(NH4)2SO4 及少量H
39、CO3-等,加入硫酸,调节pH使HCO3-转化二氧化碳与,得到溶液B为(NH4)2SO4 溶液,再加入硫酸铝得铵明矾;(1)铵明矾溶液中NH4+、铝离子水解NH4+H2ONH3H2O+H+、Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,促进水的电离,溶液呈酸性;铵明矾用于净水的原因是:铵明矾水解得到氢氧化铝胶体,氢氧化铝胶体可以吸附水中悬浮物,达到净水的目的;向铵明矾溶液中加入氢氧化钠溶液,首先Al3+与OH-反应生成氢氧化铝沉淀,接着NH4+与OH-反应生成氨气,最后加入的过量NaOH溶液溶解氢氧化铝,现象为:先产生白色沉淀,后产生有刺激性气味的气体,再加入过量的NaOH溶液,白色沉淀逐渐溶解并消
40、失。(2)过程I利用溶解度不同发生复分解反应,反应方程式为:2NH4HCO3+Na2SO4=2NaHCO3+(NH4)2SO4 。(3)省略过程,因HCO3-与Al3+的水解相互促进,产生大量氢氧化铝沉淀,导致铵明矾的产率降低。(4)由于铵明矾的溶解度随温度升高明显增大,加入硫酸铝后从溶液中获得铵明矾的操作是:加热浓缩、冷却结晶、过滤洗涤、干燥。(5)检验氨气方法为:打开K1,用蘸有浓盐酸的玻璃棒靠近支口,出现白烟;装置A和导管中未见红棕色气体,说明没有生成氮的氧化物,试管C中的品红溶液褪色,说明加热分解有SO2生成,氨气与二氧化硫、水蒸汽反应可以生成(NH4)2SO3,白色固体可能是(NH4
41、)2SO3;装置A试管中残留的白色固体是两性氧化物,该物质为氧化铝,氧化铝与氢氧化钠溶液反应离子方程式为:Al2O3+2OH-=2AlO2-+H2O;反应中-3价的N化合价升高发生氧化反应生成N2,+6价的S化合价降低发生还原反应生成SO2,根据电子转移守恒:n(N2)20(3)=n(SO2)(64),故n(N2):n(SO2)=1:3,相同条件下气体体积之比等于其物质的量之比,故V(N2):V(SO2)=1:3。20、蒸馏烧瓶 生成FeSO4溶液,且用产生的H2排尽装置内的空气 关闭k2 Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O 取最后一次洗涤液,加入稀盐酸酸化,再滴入BaCl2溶液
42、,若无白色沉淀,则洗涤干净 隔绝空气 乳酸根离子中的羟基也能被高锰酸钾氧化,导致消耗高锰酸钾溶液用量偏多 蓝色褪去且半分钟不恢复 95.2% 【解析】I亚铁离子容易被氧气氧化,制备过程中应在无氧环境中进行,Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,B制备硫酸亚铁,利用生成氢气,使B装置中气压增大,将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中。C装置中硫酸亚铁和NH4HCO3发生反应产生FeCO3沉淀。Fe2+有较强还原性,易被空气中氧气氧化,获取乳酸亚铁晶体过程中应减小空气中氧气的干扰;乳酸和亚铁离子都可被酸性高锰酸钾氧化;I2的淀粉溶液显蓝色,滴加硫代硫酸钠溶液后蓝色会变浅,最终
43、褪色;根据已知反应可得关系式2Fe3+I22S2O32-,根据滴定时参加反应的硫代硫酸钠的物质的量计算出Fe2+的物质的量,再计算样品纯度。【详解】I亚铁离子容易被氧气氧化,制备过程中应在无氧环境中进行,Fe与稀硫酸反应制备硫酸亚铁,利用反应生成的氢气排尽装置中的空气,装置B制备硫酸亚铁,C装置中硫酸亚铁和NH4HCO3发生反应:Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O,利用生成氢气,使B装置中气压增大,将B装置中的氯化亚铁溶液压入C中。(1)由仪器图形可知B为蒸馏烧瓶;打开kl、k2,加入适量稀硫酸,可使生成的氢气排出装置C内的空气,防止二价铁被氧化;(2)待装置内空气排出后,再关闭
44、k2,反应产生的氢气使装置内的气体压强增大,可将B中生成的硫酸亚铁溶液排到装置C中,发生反应生成碳酸亚铁,同时生成二氧化碳,反应的离子方程式为Fe2+2HCO3-=FeCO3+CO2+H2O;(3)FeCO3是从含有SO42-的溶液中过滤出来的,检验沉淀是否洗涤干净,可通过检验是否含有SO42-判断。方法是:取最后一次水洗液于试管中,加入过量稀盐酸酸化,滴加一定量的BaCl2溶液,若无白色浑浊出现,则表明洗涤液中不存在SO42-,即可判断FeCO3沉淀洗涤干净;(4)Fe2+有较强还原性,易被空气中氧气氧化,则乳酸亚铁应隔绝空气,防止被氧化;(5)乳酸根中含有羟基,可以被酸性高锰酸钾溶液氧化,
45、Fe2+也可以被氧化,因此二者反应都消耗KMnO4溶液,导致消耗高锰酸钾的增大,使计算所得乳酸亚铁的质量偏大,产品中乳酸亚铁的质量分数会大于100%;I2遇淀粉溶液显蓝色,滴加硫代硫酸钠溶液后蓝色会变浅,说明I2与Na2S2O3发生了氧化还原反应,当蓝色刚好褪去且半分钟不恢复,即可判断为滴定终点;24.80 mL0.1000mol/L硫代硫酸钠溶液中硫代硫酸钠的物质的量为n(Na2S2O3)=0.02480L0.100mol/L=2.4810-3mol,根据关系式2Fe2+2Fe3+I22S2O32-,可知样品中CH3CH(OH)COO2Fe3H2O的物质的量为n(Fe2+)=n(S2O32-)=2.4810-3mol=9.9210-3mol,则样品的纯度为100%=95.2%。
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