高三化学二轮复习《高考12题逐题突破》：有机化学基础综合题研究(选考)-“3（必考大题）＋有机化学基础”特训（一）【核心突破、提升训练（答案+解析）】

《高考12题逐题突破》：有机化学基础综合题研究(选考)——“3（必考大题）＋有机化学基础”特训（一）1．氨基甲酸铵(NH2COONH4)是一种易分解、易水解的白色固体，某研究小组用下图所示的实验装置，模拟工业原理用氢氧化钠晶体、浓氨水、干冰等作原料制备氨基甲酸铵。主要反应原理为2NH3(g)＋CO2(g)H2NCOONH4(s)ΔH＜0(1)仪器2的名称是______。仪器3中盛装的固体是_______，其作用是_____________。(2)仪器6的一个作用是控制原料气按反应计量系数充分反应，若反应初期观察到装置内浓硫酸溶液中产生气泡，则应该________(填“加快”“减慢”或“不改变”)产生氨气的速率。(3)另有一种传统制备氨基甲酸铵的反应装置(液体石蜡和CCl4均充当惰性介质)如图所示：①液体石蜡鼓泡瓶的作用是___________________。②若无冰水，则氨基甲酸铵易分解生成尿素[CO(NH2)2]。请写出氨基甲酸铵受热分解的化学方程式：__________________________________________________________________。③当CCl4液体中产生较多晶体悬浮物时，立即停止反应，过滤分离得到粗产品，为了将所得粗产品干燥可采取的方法是________(填字母)。A．蒸馏B．真空微热烘干C．高压加热烘干答案(1)三颈烧瓶碱石灰(或其他合理答案)干燥氨气，防止仪器5中生成的氨基甲酸铵水解(2)加快(3)①通过观察气泡，调节NH3和CO2的通入比例(或通过观察气泡，控制通入NH3和CO2的速率)②H2NCOONH4eq\o(=,\s\up7(△))CO(NH2)2＋H2O③B解析(2)浓硫酸中有气泡产生，说明CO2过量，因而应加快氨气的产生速率。2．1,2-二氯丙烷(CH2ClCHClCH3)是重要的化工原料，工业上可用丙烯加成法生产，主要副产物为3-氯丙烯(CH2CHCH2Cl)，反应原理为ⅰ.CH2CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2ClCHClCH3(g)ΔH1＝－134kJ·mol－1ⅱ.CH2CHCH3(g)＋Cl2(g)CH2CHCH2Cl(g)＋HCl(g)ΔH2＝－102kJ·mol－1已知：相关化学键的键能数据如下表所示：化学键C=CC—CC—ClCl—ClE/kJ·mol－1611x328243请回答下列问题：(1)由反应ⅰ计算出表中x＝__________________。(2)一定温度下，密闭容器中发生反应ⅰ和反应ⅱ，达到平衡后增大压强，CH2ClCHClCH3的产率________(填“增大”“减小”或“不变”)，理由是_______________________________________________________________________________________________。(3)T1K时，向10L恒容的密闭容器中充入1molCH2CHCH2Cl和2molHCl，只发生反应CH2=CHCH2Cl(g)＋HCl(g)CH2ClCHClCH3(g)ΔH3。5min反应达到平衡，测得0～5min内，用CH2ClCHClCH3表示的反应速率v(CH2ClCHClCH3)＝0.016mol·L－1·min－1。①平衡时，HCl的体积分数为________________(保留三位有效数字)。②保持其他条件不变，6min时再向该容器中充入0.6molCH2CHCH2Cl、0.2molHCl和0.1molCH2ClCHClCH3，则起始反应速率v正(HCl)_____(填“>”“<”或“＝”)v逆(HCl)。(4)一定压强下，向密闭容器中充入一定量的CH2=CHCH3和Cl2发生反应ⅱ。设起始的eq\f(nCH2CHCH3,nCl2)＝w，平衡时Cl2的体积分数(φ)与温度(T)、w的关系如图甲所示。w＝1时，正、逆反应的平衡常数(K)与温度(T)的关系如图乙所示。①图甲中，w2________(填“>”“<”或“＝”)1。②图乙中，表示正反应平衡常数的曲线为________(填“A”或“B”)，理由为_________________________________________________________________________________。③T1K，w1条件下，平衡时φ(Cl2)＝________________。(5)起始时向某恒容绝热容器中充入1molCH2=CHCH3和1molCl2发生反应ⅱ，达到平衡时，容器内气体压强________(填“增大”“减小”或“不变”)。答案(1)332(2)增大增大压强，反应ⅱ的平衡不移动，反应ⅰ的平衡正向移动，所以CH2ClCHClCH3的产率增大(3)①54.5%②>(4)①>②B反应ⅱ的正反应为放热反应，温度升高，正反应的平衡常数减小③25%(5)增大解析(1)根据ΔH＝反应物键能之和－生成物键能之和计算。(2)依据压强对化学平衡的影响解答。(3)①生成n(CH2ClCHClCH3)＝0.016mol·L－1·min－1×5min×10L＝0.8mol，则HCl的体积分数为＝eq\f(2mol－0.8mol,1mol＋2mol－0.8mol)×100%≈54.5%；②依据上述数据计算T1K下的平衡常数，再根据新加入各组分的量计算此时Q，通过比较Q－K的相对大小，判断反应进行的方向。(4)①相同温度下，w2时φ(Cl2)小，相当于其他条件不变，增大CH2=CHCH3的浓度，即w2>1。③由乙可知，T1K条件下K正＝K逆＝1，再应用三段式和平衡常数表达式解答。(5)该反应正向放热，随反应进行，温度升高，压强增大。3．钴是周期表第四周期Ⅷ族元素，其化合物用途广泛，利用一种含钴矿石[主要成分为Co2O3，含少量Fe2O3、Al2O3、MnO、MgO、CaO等]制取CoC2O4·2H2O的工艺流程如下：已知：①浸出液含有的阳离子主要有H＋、Co2＋、Fe2＋、Mn2＋、Ca2＋、Mg2＋、Al3＋等；②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表：沉淀物Fe(OH)3Fe(OH)2Co(OH)2Al(OH)3Mn(OH)2完全沉淀的pH3.79.69.25.29.8(1)浸出过程中加入NaClO3的目的是_________________________________________________________________________________________________________________。(2)请用平衡移动原理说明加Na2CO3调pH到5.2生成沉淀的原因：_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(3)滤液Ⅱ中加入萃取剂的作用是____________________________________________。(4)“除钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为MgF2、CaF2沉淀。已知某温度下，Ksp(MgF2)＝7.35×10－11，Ksp(CaF2)＝1.05×10－10。当加入过量NaF后，所得滤液中eq\f(cMg2＋,cCa2＋)＝_____。(5)已知水钴矿中Co2O3的质量分数为83%，若取1kg该矿石按照上述流程，理论上最多能制得CoC2O4的质量为____________g。答案(1)将Fe2＋氧化为Fe3＋，利于从混合液中除去(2)因Fe3＋和Al3＋(用M3＋代替)在水溶液中存在平衡M3＋＋3H2OM(OH)3＋3H＋，COeq\o\al(2－,3)在溶液中存在平衡COeq\o\al(2－,3)＋H2OHCOeq\o\al(－,3)＋OH－，两者相互促进，最终生成沉淀和CO2气体(3)除去Mn2＋(4)0.7(5)1470解析(1)使Fe2＋完全沉淀的pH＝9.6，使Co2＋完全沉淀的pH＝9.2，如果直接除掉Fe2＋，溶＋，利于从混合液中除去。(2)加Na2CO3调pH＝5.2能使Fe3＋、Al3＋转化成氢氧化物沉淀，原因是Fe3＋和Al3＋(用M3＋代替)在水溶液中存在平衡M3＋＋3H2OM(OH)3＋3H＋，COeq\o\al(2－,3)在溶液中存在平衡COeq\o\al(2－,3)＋H2OOH－＋HCOeq\o\al(－,3)，两者相互促进，最终生成沉淀和CO2气体。(3)由工艺流程可知溶液中的锰离子还未除去，最终得到草酸钴，说明滤液中加入萃取剂的作用是除去锰离子。(4)由溶度积可知，滤液Ⅰ“除钙、镁”是将溶液中Ca2＋与Mg2＋转化为CaF2、MgF2沉淀，根据溶度积可知eq\f(cMg2＋,cCa2＋)＝eq\f(KspMgF2,KspCaF2)＝eq\f(7.35×10－11,1.05×10－10)＝0.7。(5)水钴矿中Co元素的物质的量＝eq\f(1000g×83%,166g·mol－1)×2＝10mol，m(CoC2O4)＝10mol×147g·mol－1＝1470g。4．2-氧代环戊羧酸乙酯(K)是常见医药中间体，聚酯G是常见高分子材料，它们的合成路线如图所示：已知：①气态链烃A在标准状况下的密度为1.875g·L－1②eq\o(→,\s\up12(C2H5ONa催化剂),\s\do4(DMF溶剂))＋R2OH(1)B的名称为________；E的结构简式为________。(2)下列有关K的说法正确的是________(填字母)。A．易溶于水，难溶于CCl4B．分子中五元环上碳原子均处于同一平面C．能发生水解反应和加成反应D．1molK完全燃烧消耗9.5molO2(3)⑥的反应类型为________；⑦的化学方程式为________________________________。(4)与F官能团的种类和数目完全相同的F的同分异构体有________种(不含立体结构)，其中核磁共振氢谱为4组峰，且峰面积之比为1∶2∶3∶4的是_____________(写结构简式)。(5)利用以上合成路线中的相关信息，请写出以乙醇为原料(其他无机试剂任选)制备的合成路线：___________________________________________________________________________________________________________。答案(1)1,2-二氯丙烷(2)CD(3)取代反应＋eq\o(→,\s\up7(一定条件))＋(2n－1)H2O(4)8(5)C2H5OHeq\o(→,\s\up12(KMnO4/H＋),\s\do4(亦可分两步氧化))CH3COOHeq\o(→,\s\up12(C2H5OH),\s\do4(浓硫酸/△))CH3COOC2H5eq\o(→,\s\up12(C2H5ONa),\s\do4(DMF))解析M(A)＝1.875g·L－1×22.4L·mol－1＝42g·mol－1，A属于链烃，用“商余法”，42÷12＝3…6，A的分子式为C3H6，A的结构简式为CH2=CHCH3；A与Cl2反应生成B，B的结构简式为CH3CHClCH2Cl，B的名称为1,2-二氯丙烷；根据B的结构简式和C的分子式(C3H8O2)可知，B→C为氯代烃的水解反应，C的结构简式为CH3CH(OH)CH2OH；D在NaOH/乙醇并加热的条件下发生消去反应生成E，E发生氧化反应生成F，根据F的结构简式和D的分