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文档简介
四川成都龙泉驿区一中2023-2024学年高三考前热身化学试卷注意事项:1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其它答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上,写在本试卷上无效。3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、CO2催化加氢制取甲醇、乙醇等低碳醇的研究,对于环境问题和能源问题都具有非常重要的意义。已知一定条件下的如下反应:CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)∆H=-49.0kJ·mol-12CO2(g)+6H2(g)CH3CH2OH(g)+3H2O(g)∆H=-173.6kJ·mol-1下列说法不正确的是A.CH3OH(g)+CO2(g)+3H2(g)CH3CH2OH(g)+2H2O(g)∆H<0B.增大压强,有利于反应向生成低碳醇的方向移动,平衡常数增大C.升高温度,可以加快生成低碳醇的速率,但反应限度降低D.增大氢气浓度可以提高二氧化碳的转化率2、25℃时,向KCl溶液加入少量KCl固体至溶液刚好饱和。在这一过程中,没有发生改变的是A.溶液中溶质的质量 B.溶液中KCl质量分数C.溶液中溶剂的质量 D.KCl溶液质量3、下列说法正确的是A.金刚石和足球烯()均为原子晶体B.HCl在水溶液中能电离出,因此属于离子化合物C.碘单质的升华过程中,只需克服分子间作用力D.在、和都是由分子构成的4、硫化氢的转化是资源利用和环境保护的重要研究课题。将H2S和空气的混合气体通入FeCl3、FeCl2、CuCl2的混合溶液中反应回收S,其物质转化如图所示。下列叙述正确的是A.在转化过程中化合价不变的元素只有Cu和ClB.由图示的转化可得出氧化性的强弱顺序:O2>Cu2+>SC.在转化过程中能循环利用的物质只有FeCl2D.反应中当有34gH2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的量不变,需要消耗O2的质量为16g5、下列有关说法正确的是()A.水合铜离子的模型如图,该微粒中存在极性共价键、配位键、离子键B.CaF2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%6、设NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.标准状况下,1LC2H5OH完全燃烧后生成的CO2分子个数约为B.20gD2O与20gH218O含有的中子数均为10NAC.1mol·L-1Al(NO3)3溶液中含有3NA个NO3-D.50mL12mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA7、根据实验目的,设计相关实验,下列实验操作、现象解释及结论都正确的是()A.A B.B C.C D.D8、常温下,用0.1000mol·L-1NaOH溶液滴定20.00mL0.1000mol·L-1某酸(HA)溶液,溶液中HA、A-的物质的量分数δ(X)随pH的变化如图所示。[已知δ(X)=]下列说法正确的是A.Ka(HA)的数量级为10-5B.溶液中由水电离出的c(H+):a点>b点C.当pH=4.7时,c(A-)+c(OH-)=c(HA)+c(H+)D.当pH=7时,消耗NaOH溶液的体积为20.00mL9、用NA表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是()A.1mol过氧化钠中阴离子所带的负电荷数为NAB.14g乙烯和丙烯的混合物中含有的碳原子的数目为NAC.28gC16O与28gC18O中含有的质子数均为14NAD.标准状况下,1.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为2NA10、近日,北京某区食药监局向居民发放了家用食品快检试剂盒.试剂盒涉及的部分检验方法如下,其中不是通过化学原理进行检验的是()A.通过测定大米浸泡液的pH检验大米新鲜度B.用含Fe2+的检测试剂检验自来水中余氯的含量C.向食盐样品中加还原剂和淀粉检测食盐的含碘量D.通过观察放入检测液中鸡蛋的沉浮检验鸡蛋新鲜度11、下列物质和铁不可能发生反应的是()A.Al2O3 B.H2O C.浓硝酸 D.O212、NA为阿伏伽德罗常数的值。关于常温下pH=2的H2SO4溶液,溶液中不存在H2SO4分子,但存在HSO4一离子,下列说法错误的是A.每升溶液中的H+数目为0.01NAB.Na2SO4溶液中:c(Na+)=2c(SO42-)>c(H+)=2c(OH-)C.向稀硫酸中逐滴滴加浓硫酸,溶液中减小D.NaHSO4不是弱电解质13、2018年是“2025中国制造”启动年,而化学与生活、人类生产、社会可持续发展密切相关,下列有关化学知识的说法错误的是A.高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,光导纤维遇强碱会“断路”B.我国发射“嫦娥三号”卫星所使用的碳纤维,是一种非金属材料C.用聚氯乙烯代替木材,生产快餐盒,以减少木材的使用D.碳纳米管表面积大,可用作新型储氢材料14、下图是某学校实验室从化学试剂商店买回的硫酸试剂标签上的部分内容。据此下列说法正确的是()A.该硫酸的物质的量浓度为9.2mol·L-1B.1molZn与足量该硫酸反应产生2g氢气C.配制200mL4.6mol·L-1的稀硫酸需取该硫酸50mLD.该硫酸与等质量的水混合后所得溶液的浓度大于9.2mol·L-115、下列说法正确的是()A.Na2CO3分子中既存在离子键,也存在共价键B.硅晶体受热融化时,除了破坏硅原子间的共价键外,还需破坏分子间作用力C.H2O不易分解是因为H2O分子间存在较大的分子间作用力D.液态AlCl3不能导电,说明AlCl3晶体中不存在离子16、短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大。X的族序数是周期数的3倍,25℃时,0.1mol·L-1Z的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为13,W的最外层有6个电子。下列说法正确的是()A.X的简单气态氢化物的热稳定性比W的弱B.原子半径:r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y)C.元素Y、W的简单阴离子具有相同的电子层结构D.Z分别与X、Y、W形成的化合物中均一定只含离子键二、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_________。E→F是用“H2/Pd”将硝基转化为氨基,而C→D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。①氨基和羟基直接连在苯环上②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、有机化合物H的结构简式为,其合成路线如下(部分反应略去试剂和条件):已知:①②(苯胺易被氧化)请回答下列问题:(1)烃A的名称为_______,B中官能团为_______,H的分子式为_______,反应②的反应类型是_______。(2)上述流程中设计C→D的目的是_______。(3)写出D与足量NaOH溶液反应的化学方程式为_______。(4)符合下列条件的D的同分异构体共有_______种。A.属于芳香族化合物B.既能发生银镜反应又能发生水解反应写出其中核磁共振氢谱图中峰面积之比为6∶2∶1∶1的同分异构体的结构简式:______。(任写一种)(5)已知:苯环上连有烷基时再引入一个取代基,常取代在烷基的邻对位,而当苯环上连有羧基时则取代在间位,据此按先后顺序写出以烃A为原料合成邻氨基苯甲酸()合成路线(无机试剂任选)。_______19、甲乙两组学生用不同的方法制备氯气并验证其性质。甲组用漂白粉与硫酸溶液反应制取氯气:Ca(ClO)2+CaCl2+2H2SO42CaSO4+2Cl2↑+2H2O,如图1所示;乙组用高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气:2KMnO4+16HCl(浓)→2MnCl2+2KCl+5Cl2↑+8H2O,如图2所示(省略夹持装置)。(1)实验中A选用装置__,E选用装置__(填写序号)。(2)装置F的作用___,请描述装置G中的实验现象___。(3)B中反应的离子方程式是___;C中氯气氧化了亚硫酸钠:Cl2+SO32-+H2O→SO42-+2Cl-+2H+,请你帮甲组设计一个实验,证明洗气瓶C中的Na2SO3已被氧化(简述实验步骤):___。(4)乙组中H的目的是比较氯、溴、碘的非金属性,有同学认为该设计不能达到实验目的,其理由是___。(5)甲组实验存在的明显缺陷是___。20、(15分)Ⅰ.目前我国锅炉烟气脱硝技术有新发现,科学家对O3氧化烟气脱硝同时制硝酸进行了实验研究,其生产硝酸的机理如下:回答下列问题:(1)NO3分子内存在两个过氧键,且氧均满足8电子稳定结构,请写出NO3中N的化合价______;NO3极不稳定,常温下即可爆炸分解,试从电子成键角度解释NO3不稳定的原因:__________________。(2)N2O5与O3作用也能生成NO3与氧气,根据反应前后同种元素,价态相同,不参与氧化还原反应的原则,请分析反应N2O5+O32NO3+O2中,N2O5的作用是__________________(填“氧化剂”“还原剂”或“既是氧化剂,又是还原剂”)。(3)请写出在有水存在时,O3与NO以物质的量之比为3∶2完全反应的总化学方程式___________。Ⅱ.下图为某学习兴趣小组对Cu与稀硝酸反应的改进实验装置图:(4)按如图组装好仪器,检查气密性后,装药品,实验时,先关闭a,打开b,将装置B下移,使之与稀硝酸接触产生气体,当________________(填实验现象),立刻将之上提,并关闭b,这样操作的目的为________________________________。(5)将铜丝下移,使之与稀硝酸接触,A中现象是________________,稍后将铜丝上拉,使之与稀硝酸分离;打开a,挤压E,使少量空气进入A中,A中现象是______________。(6)打开b,交替挤压E和F,至装置内氮氧化物气体被氢氧化钠溶液充分吸收,写出NO2气体与氢氧化钠溶液充分反应的离子方程式:______________________________。21、光纤通讯是光导纤维传送信号的一种通讯手段,合成光导纤维及氮化硅(一种无机涂层)的工艺流程如下:回答下列问题:(1)反应I的化学方程式为2C+SiO2Si+2CO↑,其中还原剂为_______________,产物Si在周期表中位于_______________,该反应涉及的副反应可能有C+SiO2Si+CO2↑(碳不足)和__________________________________(碳足量)。(2)经反应Ⅱ所得的四氯化硅粗品中所含的物质如下:组分名称SiCl4SiHCl3SiH2Cl2HClBCl3PCl3质量分数0.5450.4050.04620.00030.001930.00157沸点/℃57.631.88.2-8512.575.5图中“操作X”的名称为______________________;PCl3的电子式为________________。(3)反应IV的化学方程式为SiCl4+4NH3Si3N4+12HCl,若向一2L恒容密闭容器中投入1molSiCl4和1molNH3,6min后反应完全,则0~6min内,HCl的平均反应速率为__________mol/(L·min)。反应III的与IV产生的气体相同,则反应III化学方程式为__________________。反应III中的原料气H2和O2在碱性条件下可构成燃料电池,其正极反应的电极方程式为__________________。
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、B【解析】
A.根据盖斯定律,用第二个反应减第一个反应得:,故A正确;B.温度不变,平衡常数不变,故B错误;C.升高温度,正逆反应速率都可以加快,升高温度,平衡向吸热反应方向进行,即平衡逆向移动,反应限度降低,故C正确;D.反应物中氢气和二氧化碳都是气体,增大一种反应物的浓度可以提高另一种反应物的转化率,故D正确;故选:B。2、C【解析】25℃时,向KCl溶液加入少量KCl固体至溶液刚好饱和的过程中,随着氯化钾的增加,溶液中氯化钾的质量逐渐增加、氯化钾的质量分数逐渐增大、溶液的质量逐渐增大,但是整个过程中溶剂水的质量不变,答案选C。3、C【解析】
据常见物质的组成、结构、变化的本质分析判断。【详解】A.金刚石为原子晶体,足球烯分子()之间靠分子间作用力结合成分子晶体,A项错误;B.HCl是分子构成的物质,属于共价化合物。它电离出需在水的作用下才能发生,B项错误;C.碘的升华是物理变化,分子间距离变大只需克服分子间作用力,C项正确;D.、是由分子构成的,但是原子构成的,D项错误。本题选C。4、D【解析】
A.根据图中各元素化合价知,Cu元素化合价都是+2价、H元素化合价都是+1价、Cl元素化合价都是-1价,所以化合价不变的是Cu、H、Cl元素,故A错误;B.转化过程中O2把Fe2+氧化为Fe3+,Fe3+把硫离子氧化为S,则氧化性的强弱顺序:O2>Fe3+>S,故B错误;C.根据图示,反应的本质是空气中的氧气氧化H2S转化为S和水,在转化过程中能循环利用的物质有FeCl2、CuCl2、FeCl3,故C错误;D.H2S转化为硫单质,硫元素的化合价从-2价变成0价,氧元素的化合价从0价变成-2价,依据得失电子数相等,所以2H2S----O2,所以有34gH2S转化为硫单质时,保持溶液中Fe3+的量不变,需要消耗O2的质量为××32g/mol=16g,故D正确;故选D。5、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,但不存在这离子键,A选项错误;B.CaF2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。6、B【解析】
A选项,标准状况下乙醇为液体,不能用气体摩尔体积来计算,故A错误;B选项,D2O与H218O的摩尔质量均为20g·mol-1,故20gD2O与20gH218O的物质的量均为1mol,且它们每个分子中均含10个中子,故1mol两者中均含10NA个中子,故B正确;C选项,溶液体积未知,无法计算离子个数,故C错误;D选项,50mL12mol·L-1盐酸与足量MnO2共热反应一段时间后,盐酸浓度减小,无法继续反应,转移电子数目小于0.3NA,故D错误。综上所述,答案为B。【点睛】计算溶液中溶质物质的量时一定要注意题中给没给溶液的体积,二氧化锰与浓盐酸、铜与浓硫酸反应,当盐酸浓度或浓硫酸浓度降低变为稀溶液时就不再反应了。7、C【解析】
A.开始要将银离子沉淀完全,再向新生成的AgCl浊液中滴入KI溶液,白色沉淀逐渐转化为黄色沉淀,才能说明Ksp(AgI)<Ksp(AgCl),故A错误;B.加入KSCN溶液溶液变红,只说明有铁离子,不能确定亚铁离子是否完全被氧化,故B错误;C.纯净的乙烯通入酸性高锰酸钾溶液,紫红色褪去,说明乙烯具有还原性,故C正确;D.SO2被ClO-氧化成CaSO4沉淀,不能说明酸性强弱,故D错误;故选C。8、A【解析】
A.曲线的交点处,c(HA)=c(A-),此时pH=4.7,则因此Ka(HA)的数量级为10-5,A项正确;B.a点、b点溶液均显酸性,均抑制水的电离,a点pH较小,溶液酸性较强,抑制水的电离程度更大,因此,溶液中由水电离出的c(H+):a点<b点,B项错误;C.当pH=4.7时,c(HA)=c(A-),但c(OH-)不等于c(H+),C项错误;D.HA为弱酸,当消耗NaOH溶液的体积为20.00mL时,二者恰好反应生成NaA溶液,溶液显碱性,pH>7,D项错误;答案选A。【点睛】利用曲线的交点计算Ka(HA),是该题的巧妙之处,因为该点c(HA)=c(A-),因此Ka(HA)=c(H+),同学们在做水溶液中离子平衡的图像题的时候,多关注特殊的点,诸如曲线的交点、起点、恰好反应点、中性点等。9、B【解析】
A.1mol过氧化钠(Na2O2)中阴离子(O1-)所带的负电荷数应为2NA,A不正确;B.乙烯和丙烯的最简式都是CH2,故14g中混合物所含的碳原子数为=1mol,即碳原子数目为NA,B正确;C.28gC16O的物质的量为1mol,含有的质子数为1mol×(6+8)×NA=14NA,28gC18O的物质的量为=mol,即质子数为14×NA<14NA,C不正确;D.由Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O可知,标准状况下,1.4L氯气与足量氢氧化钠溶液反应转移的电子数为NA,D不正确;故答案选B。10、D【解析】
A项、通过测定大米浸泡液的pH检验大米新鲜度,涉及与氢离子的反应,pH试纸的变色过程是化学变化,故A错误;B项、亚铁离子与氯气发生氧化还原反应,属于化学变化,故B错误;C项、向食盐样品中加还原剂和淀粉检测食盐的含碘量,发生氧化还原反应,淀粉中碘酸钾被还原生成碘,故C错误;D项、鸡蛋的沉浮与密度有关,没有发生化学变化,故D正确;故选D。11、A【解析】
A、铁的活泼性比铝弱,则铁和Al2O3不反应,故A选;B、铁和H2O在高温下反应生成四氧化三铁和氢气,故B不选;C、铁和浓硝酸在加热的条件下发生氧化还原反应,常温下发生钝化,故C不选;D、铁在氧气中点燃生成四氧化三铁,故D不选;故选:A。12、B【解析】
常温下的溶液,溶液中不存在分子,但存在离子,说明硫酸的第一步完全电离,第二步部分电离。【详解】A.由可得,每升溶液中的数目为,故A正确;B.,硫酸根有一部分水解成硫酸氢根,c(Na+)>2c(SO42-),根据电荷守恒式可知,c(OH-)>c(H+),所以应该为c(Na+)>2c(SO42-)>c(OH-)>c(H+),故B错误;C.据已知可知,当向稀硫酸中逐滴滴加浓硫酸会增大,所以减小,故C正确;D.NaHSO4属于盐,完全电离,故不是弱电解质,D正确;故答案为:B。13、C【解析】
A.二氧化硅能够与氢氧化钠等强碱反应生成硅酸钠和水,所以高纯度的二氧化硅广泛用于制作光导纤维,二氧化硅能够被碱腐蚀而造成断路,A正确;B.碳纤维是碳的一种单质,属于非金属材料,B正确;C.聚氯乙烯难降解,大量使用能够引起白色污染,且聚氯乙烯塑料有毒不能用于食品包装以及生产快餐盒等,C错误;D.碳纳米管表面积大,据有较大的吸附能力,所以可以用作新型储氢材料,D正确;答案选C。14、C【解析】
A.根据c=1000ρ×ω/M进行计算;B.Zn与浓H2SO4反应放出SO2气体;C.根据稀释前后溶质的量不变求出所需浓硫酸的体积;D.浓硫酸与等质量的水混合后所得溶液的浓度小于浓硫酸浓度的平均值;【详解】A.根据c=1000ρ×ω/M可知,硫酸的浓度是1000×1.84×98%/98=18.4mol/L,A错误;B.Zn与浓H2SO4反应放出SO2气体;B错误;C.设需取该浓硫酸xmL,根据稀释前后溶质的量不变可知:200mL×4.6mol·L-1=x·18.4mol·L-1,x=50mL,C正确;D.由于水的密度小于H2SO4的密度,所以当浓H2SO4与水等质量混合时,其体积大于浓H2SO4体积的2倍,所以其物质的量浓度小于9.2mol·L-1,D错误;综上所述,本题选C。15、D【解析】
A.Na2CO3是离子化合物,没有分子,A项错误;B.硅晶体是原子晶体,不存在分子间作用力,B项错误;C.H2O不易分解是因为水分子中氢氧键键能大,C项错误;D.晶体加热熔化后所得液态物质不能导电,说明在液态时不存在自由移动的离子,即原晶体中不存在离子,则液态AlCl3不能导电,说明AlCl3晶体中不存在离子,D项正确;答案选D。16、B【解析】
短周期主族元素X、Y、Z、W原子序数依次增大,25℃时,0.1mol/LZ的最高价氧化物对应的水化物溶液的pH为13,则Z为Na元素;W的最外层有6个电子,其原子序数大于Na,则W为S元素;X的族序数是周期数的3倍,X只能位于第二周期,则X为O元素;Y介于O、Na之间,则Y为F元素,据此解答。【详解】根据分析可知,X为O元素,Y为F元素,Z为Na,W为S元素。A.元素的非金属性越强,其最简单的氢化物的稳定性越强,由于元素的非金属性O>S,则X(O)的简单氢化物的热稳定性比W(S)的强,A错误;B.元素核外电子层越多,原子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大原子半径越小,则原子半径大小为:r(Z)>r(W)>r(X)>r(Y),B正确;C.氟离子含有2个电子层,硫离子含有3个电子层,二者简单阴离子的电子层结构不同,C错误;D.Na与O、F、S形成的化合物中,过氧化钠中既有离子键又有共价键,D错误;故合理选项是B。【点睛】本题考查了原子结构与元素周期律的关系的知识,依据元素的原子结构或物质的性质推断元素为解答关键,注意掌握元素周期表结构、元素周期律内容,试题侧重考查学生的分析能力及逻辑推理能力。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。(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;C→D、E→F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C→D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、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10×3=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-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、甲苯氯原子或-ClC7H7O3N取代反应或硝化反应保护(酚)羟基不被氧化+2NaOH+CH3COONa+H2O14或【解析】
H的结构简式为,逆推可知G为。纵观整个过程,可知烃A为芳香烃,结合C的分子式C7H8O,可知A为,A与Cl2发生苯环上氯代反应生成B,B中氯原子发生水解反应、酸化引入-OH生成C,C中酚羟基发生信息①中取代反应生成D,D与酸性KMnO4溶液反应,D中-CH3被氧化成-COOH生成E,E→F转化中在苯环上引入硝基-NO2,F→G的转化重新引入酚羟基,可知C→D的转化目的防止酚羟基被氧化,结合H的结构简式,可推知B为、C为、D为、E为、F为。(5)甲基氧化引入羧基,硝基还原引入氨基,由于氨基易被氧化,应先把甲基氧化为羧基后再将硝基还原为氨基,结合苯环引入基团的定位规律,甲苯先和浓硝酸发生取代反应生成邻硝基甲苯,然后邻硝基甲苯再被酸性高锰酸钾溶液氧化生成邻硝基苯甲酸,最后邻硝基苯甲酸和Fe、HCl反应生成邻氨基苯甲酸。【详解】根据上述分析可知:A为,B为、C为、D为、E为、F为,G为,H为。(1)烃A为,A的名称为甲苯。B为,B中官能团为氯原子。H的结构简式为,H的分子式为C7H7O3N。反应②是苯环上引入硝基,反应类型是:取代反应;(2)C→D中消除酚羟基,F→G中又重新引入酚羟基,而酚羟基容易被氧化,所以流程中设计C→D的目的是:保护(酚)羟基不被氧化;(3)D是,D与足量NaOH溶液发生酯的水解反应,化学方程式为:+2NaOH+CH3COONa+H2O,(4)D为,其符合下列条件的同分异构体:A.属于芳香族化合物,说明含有苯环;B.既能发生银镜反应又能发生水解反应,说明含有-OOCH基团。只有1个取代基为-CH2CH2OOCH和-CH(CH3)OOCH两种不同结构;有2个取代基为-CH3、-CH2COOH,或者-CH2CH3、-OOCH,这两种情况均有邻、间、对3种位置结构,种类数为2×3=6种;有3个取代基为-CH3、-CH3、-OOCH,2个甲基有邻、间、对3种位置结构,对应的-OOCH分别有2种、3种、1种位置,故符合条件的共有2+3×2+2+3+1=14种。其中核磁共振氢谱图中峰面积之比为6:2:1:1的同分异构体的结构简式:或。(5)以甲苯为原料合成的方法是:先使甲苯发生取代反应产生邻硝基甲苯,用酸性KMnO4氧化甲基为—COOH,得到邻硝基甲苯,用Fe在HCl存在条件下发生还原反应,—NO2被还原得到—NH2,就生成邻氨基苯甲酸。故合成路线流程图为:。【点睛】本题考查有机物推断与合成,涉及物质的命名、反应类型的判断、操作目的、同分异构体种类的判断及符合要求的同分异构体结构简式的书写等。要采用正推、逆推相结合的方法分析判断。需要熟练掌握官能团性质与转化,并对给予的信息进行利用,结合转化关系中有机物H的结构和反应条件进行推断。19、III除去氯气中的氯化氢,安全瓶(监测装置H是否堵塞)U型管中左边有色布条褪色,右边有色布条没有褪色Cl2+2I-→2Cl-+I2取少量反应后的溶液于试管中,加入HCl溶液至不再产生气体为止,再滴加BaCl2溶液,如果有白色沉淀生成,证明Na2SO3已被氧化Cl2也可与KI反应生成I2,乙组设计的实验中并没有排除Cl2对实验的干扰,故不能比较Cl、Br、I的非金属性或Cl2未充分接触到溴化钠溶液中,未必能看到现象无尾气处理装置,污染环境【解析】
(1)结合反应原理甲组利用固体与液体加热制备氯气;乙组利用固体与液体反应不加热制氯气;(2)乙组制得的Cl2中混有挥发的HCl气体,装置G中CaCl2是干燥剂;(3)氯气能氧化I-生成I2;装置C中氯气氧化了亚硫酸钠,所得溶液中含有SO42-,只要利用稀盐酸和BaCl2溶液检验溶液中是否存在SO42-,即可判断有没有发生氧化还原反应;(4)NaBr溶液未能完全吸收Cl2,有部分Cl2参与KI氧化为I2的反应;(5)Cl2是有毒气体,需要处理含氯气的尾气。【详解】(1)甲组用漂白粉与硫酸溶液混合加热制取氯气,实验中A选用装置II;而乙组用高锰酸钾与浓盐酸反应制取氯气,反应不需要加热,则E选用装置I;(2)乙组制得的Cl2中混有挥发的HCl气体,可利用装置F中饱和食盐水除去氯气中的氯化氢,同时根据长颈漏斗中液面是否上升,达到监测装置H是否堵塞的目的;从F中进入G中的Cl2混有水蒸气,能使U型管中左边有色布条褪色,而潮湿的氯气经过无水CaCl2干燥后,不再具有漂白性,则右边有色布条没有褪色;(3)氯气能氧化I-生成I2,发生反应的离子方程式为Cl2+2I-→2Cl-+I2;验证装置C中氯气是否氧化亚硫酸钠的操作方法是取少量反应后的溶液于试管中,加入HCl溶液至不再产生气体为止,再滴加BaCl2溶液,如果有白色沉淀生成,证明Na2SO3已被氧化;(4)乙组中H装置中NaBr不能完全吸收Cl2,将有部分Cl2也可与KI反应生成I2,干扰Br2氧化I-的实验,则无法判断Br2和I2的氧化性强弱,也不能比较Cl、Br、I的非金属性;(5)甲组实验存在的明显缺陷是无尾气处理装置,污染环境。【点睛】本题考查氯气的制备与氯气的性质探究,明确实验原理解题关键,难点是氯气有强氧化性,但没有漂白性,氯气使湿润有色布条褪色的根本原因是氯气与水反应生成的HClO有漂白性,易错点是装置G中左侧干燥有色布条能褪色,原因是制得的氯气中混有水蒸气。20、+2(1分)N原子未达到8电子稳定结构(或N原子最外层为7电子结构,不稳定)(2分)既是氧化剂,又是还原剂(1分)3O3+2NO+H2O2HNO3+3O2(3分)C处产生白色沉淀时(1分)排出装置A内的空气,防止对生成NO的实验影响(2分)溶液由无色变成蓝色且有无色气泡冒出(1分)气体变红棕色(1分)2NO2+2OH−++H2O(3分)【解析】
(1)NO3分子内有三个氧且存在两个过氧键,它的结构为,两个氧与氮相连,另一个氧与两个氧相连,所以氮显+2价,根据NO3的结构可知,N原子最外层为7电子结构,未达到8电子稳定结构,因此不稳定。(2)N2O5+O32NO3+O2反应中生成2个NO3,1个NO3中两个氧显示−1价,另1个氧显示0价,2个NO3中有两个氧显示0价,1个来自O3,另1个来自N2O5,也就是说N2O5中的1个氧化合价升高到0价,4个氧化合价升高到−1价,同时N2O5中的N化合价降低到+2价,所以N2O5既是氧化剂,又是还原剂。(3)依据生产硝酸的机理,O3与NO及水反应最终生成HNO3和O2,当O3与NO反应的物质的量之比为3∶2,可得3O3+2NO+H2O2HNO3+3O2。(4)Cu与稀HNO3反应生成NO气体,NO气体能与空气中的氧气反应NO2,因此反应前需赶尽装置A内的空气,防止干扰实验,用CO2排尽空气,所以C处产生白色沉淀
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