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文档简介
云南省施甸县第一中学2024年高三下学期联考化学试题考生请注意:1.答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内,不得在试卷上作任何标记。2.第一部分选择题每小题选出答案后,需将答案写在试卷指定的括号内,第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。3.考生必须保证答题卡的整洁。考试结束后,请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、pC类似pH,如图为CO2的水溶液中加入强酸或强碱溶液后,平衡时溶液中各种组分的pC-pH图。依据图中信息,下列说法不正确的是A.不能在同一溶液中大量共存B.H2CO3电离平衡常数C.人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4,但当过量的酸进入血液中时,血液缓冲体系中的最终将变大D.pH=9时,溶液中存在关系2、主族元素M、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20;M是地壳中含量最多的元素,X、Z为金属元素;X、Y、Z最外层电子数之和为12。下列说法不正确的是()A.简单离子半径:X<M<YB.Z与M形成的化合物中一定只含离子键C.YM2可用于自来水消毒D.工业上常用电解M与X组成的化合物制单质X3、乌洛托品在医药、染料等工业中有广泛应用,其结构式如图所示。将氨水与甲醛水溶液混合蒸发可制得乌洛托品。若原料完全反应生成乌洛托品,则氨与甲醛的物质的量之比为()A.1:1 B.2:1 C.2:3 D.3:24、某实验小组探究SO2与AgNO3溶液的反应,实验记录如下:序号ⅠⅡⅢ实验步骤实验现象得到无色溶液a和白色沉淀b产生无色气体,遇空气变为红棕色产生白色沉淀下列说法正确的是A.透过测Ⅰ中无色溶液a的pH可以判断SO2是否被氧化B.实验Ⅱ说明白色沉淀b具有还原性C.实验Ⅲ说明溶液a中一定有生成D.实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ说明SO2与AgNO3溶液反应既有Ag2SO4生成,又有Ag2SO3生成5、能用H++OH-→H2O表示的是A.NH3·H2O+HNO3→NH4NO3+H2OB.CH3COOH+KOH→CH3COOK+H2OC.H2SO4+Ba(OH)2→BaSO4↓+2H2OD.2HCl+Ca(OH)2→CaCl2+2H2O6、用下列实验装置能达到实验目的的是(部分夹持装置未画出)A.分离液体混合物B.蒸发NaC1溶液获得NaC1晶体C.制取二氧化硫气体D.测定化学反应速率7、下列关于自然界中氮循环的说法错误的是A.氮肥均含有NH4+B.雷电作用固氮中氮元素被氧化C.碳、氢、氧三种元素参与了自然界中氮循环D.合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱8、下列属于电解质的是()A.酒精 B.食盐水C.氯化钾 D.铜丝9、“聚酯玻璃钢”是制作宇航员所用氧气瓶的材料。甲、乙、丙三种物质是合成聚酯玻璃钢的基本原料。下列说法中一定正确的是(
)①甲物质能发生缩聚反应生成有机高分子;②1mol乙物质最多能与4molH2发生加成反应;③1mol丙物质可与2mol钠完全反应,生成22.4L氢气;④甲、乙、丙三种物质都能够使酸
性高锰酸钾溶液褪色A.①③ B.②④ C.①② D.③④10、下列说法不正确的是()A.HCOOH和CH3COOH互为同系物B.与CH3CH2CHO互为同分异构体C.质子数为35、中子数为45的溴原子:35D.烷烃CH3CH(CH3)C(CH3)3的名称是2,3,3-三甲基丁烷11、下列实验中,由现象得出的结论正确的是选项操作和现象结论A将3体积SO2和1体积O2混合通过灼热的V2O5充分反应,产物依次通过BaCl2溶液和品红溶液,前者产生白色沉淀,后者褪色SO2和O2的反应为可逆反应B用洁净的玻璃棒蘸取少量某溶液进行焰色反应,火焰为黄色该溶液为钠盐溶液C向某无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡、静置,下层溶液呈紫红色原溶液中含有I-D用浓盐酸和石灰石反应产生的气体通入Na2SiO3溶液中,Na2SiO3溶液变浑浊C元素的非金属性大于Si元素A.A B.B C.C D.D12、以石墨负极(C)、LiFePO4正极组成的锂离子电池的工作原理如图所示(实际上正负极材料是紧贴在锂离子导体膜两边的)。充放电时,Li+在正极材料上脱嵌或嵌入,随之在石墨中发生了LixC6生成与解离。下列说法正确的是A.锂离子导电膜应有保护成品电池安全性的作用B.该电池工作过程中Fe元素化合价没有发生变化C.放电时,负极材料上的反应为6C+xLi++xe-=LixC6D.放电时,正极材料上的反应为LiFePO4-xe-=Li1-xFePO4+xLi+13、某学习兴趣小组通过2KClO3十H2C2O4CO2忄+2ClO2↑+K2CO3+H2O制取高效消毒剂ClO2。下列说法正确的是A.KClO3中的Cl被氧化B.H2C2O4是氧化剂C.氧化产物和还原产物的物质的量之比为1∶1D.每生成1molClO2转移2mol电子14、如图所示,甲乙两装置的电极材料和电解质溶液均相同,则两装置中相同的是()A.在碳电极上所发生的电极反应 B.在铁电极附近的溶液先变红色C.铁极与导线连接处的电流方向 D.碳电极既不会变大也不会减小15、已知HNO2在低温下较稳定,酸性比醋酸略强,既有氧化性又有还原性,其氧化产物、还原产物与溶液pH的关系如下表。pH范围
>7
<7
产物
NO3-
NO、N2O、N2中的一种
下列有关说法错误的是()。A.碱性条件下,NaNO2与NaClO反应的离子方程式为NO2-+ClO-=NO3-+Cl-B.向冷的NaNO2溶液中通入CO2可得到HNO2C.向冷的NaNO2溶液中加入稀硫酸可得到HNO2D.向冷的NaNO2溶液中加入滴有淀粉的氢碘酸,溶液变蓝色16、已知常见元素及化合物的转化关系如图所示:又知A~E中均含有一种相同元素。下列说法错误的是()A.物质A一定是单质 B.物质C可能是淡黄色固体C.物质D可能是酸或碱 D.物质E可能属于盐类二、非选择题(本题包括5小题)17、艾司洛尔是预防和治疗手术期心动过速或高血压的一种药物,艾司洛尔的一种合成路线如下:回答下列问题:(1)丙二酸的结构简式为_______;E中含氧官能团的名称是_______。(2)D生成E的反应类型为____________。(3)C的结构简式为________________。(4)A遇FeCl3溶液发生显色反应,1molA和1mol丙二酸在吡啶、苯胺中反应生成1molB、1molH2O和1molCO2,B能与溴水发生加成反应,推测A生成B的化学方程式为____。(5)X是B的同分异构体,X同时满足下列条件的结构共有____种,其中核磁共振氢谱有五组峰的结构简式为____。①可与碳酸氢钠溶液反应生成二氧化碳②遇FeCl3溶液发生显色反应③除苯环外不含其他环(6)写出以苯甲醇和丙二酸为原料制备的合成路线________(其他试剂任选)。18、四川北川盛产蔷薇科植物。蔷薇科植物中含有一种芳香醛(用E表示),在染料工业和食品工业上有着广泛的用途,下面是它的一种合成路线。其中0.lmol有机物A的质量是12g,在足量的氧气中充分燃烧后生成0.8molCO2和7.2gH2O;D能使溴的四氯化碳溶液褪色,D分子与C分子具有相同的碳原子数;F继续被氧化生成G,G的相对分子质量为90。已知:①CH3-CHO②回答下列问题:(1)A的结构简式为__________________。(2)A~G中能发生酯化反应的有机物有:_________(填字母序号)。(3)C在浓硫酸加热的条件下时,分子内脱水除生成D外还可以生成另一种有机物,写出该反应的方程式:___________________;该反应类型_________。(4)C的同分异构体有多种,其中符合下列要求的有机物有多种。①能与3molNaOH溶液反应;②苯环上的一卤代物只有一种。写出所有满足条件有机物的结构简式______________________________。(5)C与4-甲基-2,3-戊二醇两分子之间1:1发生取代反应,生成的有机物有_____种。19、用含有二氧化碳和水蒸气杂质的某种还原性气体测定一种铁的氧化物(FexOy)的组成,实验装置如图所示。根据图回答:(1)甲装置的作用是________,甲装置中发生反应的化学方程式为________。(2)实验过程中丁装置中没有明显变化,而戊装置中溶液出现了白色沉淀,则该还原性气体是________;丙中发生的反应化学方程式为________。(3)当丙装置中的FexOy全部被还原后,称量剩余固体的质量为16.8g,同时测得戊装置的质量增加17.6g,则FexOy中,铁元素与氧元素的质量比为________,该铁的氧化物的化学式为________。(4)上述实验装置中,如果没有甲装置,将使测定结果中铁元素与氧元素的质量比值____(填偏大、偏小或无影响)。如果没有已装置,可能产生的后果是________。20、I.四溴化钛(TiBr4)可用作橡胶工业中烯烃聚合反应的催化剂。已知TiBr4常温下为橙黄色固体,熔点为38.3℃,沸点为233.5℃,具有潮解性且易发生水解。实验室利用反应TiO2+C+2Br2TiBr4+CO2制备TiBr4的装置如图所示。回答下列问题:(1)检查装置气密性并加入药品后,加热前应进行的操作是___,反应结束后应继续通入一段时间CO2,主要目的是___。(2)将连接管切断并熔封,采用蒸馏法提纯。此时应将a端的仪器改装为___、承接管和接收瓶,在防腐胶塞上加装的仪器是___(填仪器名称)。II.过氧化钙溶于酸,极微溶于水,不溶于乙醇、乙醚和丙酮,通常可用作医用杀菌剂、消毒剂、防腐剂。已知从溶液中制得的过氧化钙带有8个结晶水,在100℃时会脱水生成米黄色的无水过氧化钙,而无水过氧化钙在349℃时会迅速分解生成CaO和O2。以下是一种用纯净的碳酸钙制备过氧化钙的实验方案。请回答下列问题:CaCO3滤液白色结晶(3)步骤①的具体操作为向碳酸钙中逐滴加入稀盐酸,至溶液中尚存有少量固体,此时溶液呈___性(填“酸”、“碱”或“中”)。将溶液煮沸,趁热过滤。将溶液煮沸的作用是__。(4)步骤②中反应的化学方程式为__,该反应需要在冰浴下进行,原因是__。(5)为测定产品中过氧化钙的质量分数,取1.2g样品,在温度高于349℃时使之充分分解,并将产生的气体(恢复至标准状况)通过如图所示装置收集,测得量筒中水的体积为112mL,则产品中过氧化钙的质量分数为___。21、有原子序数依次增大的A、B、C、D、E五种前四周期元素,B元素原子有三个能级,且每个能级上的电子数相等;C原子的p轨道处于半充满状态,D的单质是空气的主要成分之一,其质子数为A与C之和;E在周期表中位于ds区,且与D可形成化学式为E2D或ED的二元化合物。请回答下列问题:(1)E元素基态原子的M能层中具有_____个能级,该元素的常见化合价有多种,其中E+的简化电子排布式为__________。A.[Ar]3d104s1B.[Ar]3d10C.[Ar]3d94s1D.[Ar]3d84s2(2)元素C和D的原子的第一电离能较大的为__________(填元素符号),其原因是____________________;C与A可形成一种常见的气态化合物,该化合物的空间构型为____________________,其中C原子的杂化轨道类型为____________________。(3)C2在日常生活及工农业生产等领域用途非常广泛,其分子结构中σ键和π键数目之比是_______;C2D与BD2互为__________(填“等电子体”或“非等电子体”),其理由是____________________。(4)在E催化下,分子式为BA4D的化合物可被氧化为分子式为BA2D的化合物,则BA2D分子中键角约为__________;BA4D和BA2D两化合物均易溶于水,是由于与水分子间形成了__________键的缘故。(5)元素E的单质晶体在不同温度下可有两种堆积方式,晶胞分别如图a和b所示,则其面心立方堆积的晶胞与体心立方堆积的晶胞中实际含有的E原子的个数之比为__________;元素B的单质晶体结构有多种,其中一种硬度很大,结构如下图,则该单质晶体的熔点_______E单质晶体的熔点(填“高于”或“低于”);若B单质的原子(如图中A、B两原子)在体对角线上外切,晶胞参数为a,则该晶体的空间利用率约为__________。(百分数表示,取两位有效数字)(已知=1.732)
参考答案一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、D【解析】
A.碳酸存在的溶液中酸性较强、碳酸根离子存在的溶液中碱性较强,所以碳酸根离子和碳酸不能大量共存,、、不能在同一溶液中大量共存,故A正确;B.由图象可知当pH=6时,pC()=pC(),结合=,故B正确;C.人体血液里主要通过碳酸氢盐缓冲体系()可以抵消少量酸或碱,维持pH=7.4,但当过量的酸进入血液中时,血液中氢离子浓度增大,平衡向左移动放出CO2,碳酸浓度基本不变,则血液缓冲体系中的最终将变大,故C正确;D.pH=9时,由图象可得溶液中离子关系是c()>c()>c(OH-)>c()>c(),因此D选项的离子浓度关系不可能出现,故D错误;答案选D。2、B【解析】
主族元素M、X、Y、Z的原子序数依次增加,且均不大于20;M是地壳中含量最多的元素,则M为O元素;X、Z为金属元素,其最外层电子数只能为1、2、3,当X最外层电子数为1时,Z的最外层电子数可能为1、2、3,Y的最外层电子数为12-1-1=10、12-1-2=9、12-1-3=8,都不可能,所以X、Z最外层电子数只能为2、3,Y的最外层电子数为12-2-3=7,结合原子序数大小及都是主族元素可知,X为Al、Y为Cl、Z为Ca元素【详解】根据分析可知:M为O,X为Al,Y为Cl,Z为Ca元素。A.电子层越多离子半径越大,电子层相同时,核电荷数越大离子半径越小,则离子半径X<M<Y,故A正确;B.O、Ca形成的过氧化钙中含有O-O共价键,故B错误;C.ClO2具有强氧化性,可用于自来水消毒,故C正确;D.工业上通过电解熔融氧化铝获得金属铝,故D正确;答案选B。【点睛】难点:通过讨论推断X、Y为解答关键,注意掌握元素周期律内容及常见元素化合物性质。3、C【解析】
将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品,若原料完全反应生成乌洛托品,每个乌洛托品分子中含有6个C原子、4个N原子,根据C原子、N原子守恒判断氨与甲醛的物质的量之比。【详解】将甲醛水溶液与氨水混合蒸发可制得乌洛托品,若原料完全反应生成乌洛托品,每个乌洛托品分子中含有6个C原子、4个N原子,每个甲醛分子中含有1个C原子、每个氨气分子中含有1个N原子,根据C原子、N原子守恒知,要形成一个乌洛托品分子需要6个甲醛分子、4个氨气分子,则需要氨气和甲醛分子个数之比=4:6=2:3,根据N=nNA知,分子数之比等于物质的量之比,所以氨与甲醛的物质的量之比2:3,故答案选C。4、B【解析】
A.实验Ⅰ中,将SO2通入AgNO3溶液(pH=5)中得到无色溶液a,该溶液中可能含有亚硫酸,亚硫酸为中强酸,所以测定无色溶液a的pH无法判断二氧化硫是否被氧化,故A错误;B.实验Ⅱ中,取白色沉淀B,加入3mol/LHNO3,产生的无色气体遇空气变成红棕色,说明硝酸被还原为NO,证明该沉淀B中含有还原性的物质存在,故B正确;C.实验Ⅲ中,检验硫酸根离子应先加入盐酸酸化,目的是排除Ag+等,以免干扰硫酸根的检验,直接向溶液a中加入BaCl2,产生的沉淀可能为氯化银,不一定是硫酸根离子,故C错误;D.由于实验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ不能证明产物中含有硫酸根,因此不能确定产物中含有Ag2SO4生成,故D错误;答案选B。5、D【解析】
A.一水合氨在离子反应中保留化学式,离子反应为H++NH3•H2O=NH4++H2O,故A错误;B.醋酸在离子反应中保留化学式,离子反应为CH3COOH+OH-=H2O+CH3COO-,故B错误;C.硫酸钡在离子反应中保留化学式,离子反应为2H++SO42-+Ba2++2OH-=BaSO4↓+2H2O,故C错误;D.为强酸与强碱反应生成可溶性盐与水的离子反应,离子反应为H++OH-=H2O,故D正确;故答案为D。【点睛】明确H++OH-→H2O表达的反应原理是解题关键,能用此离子方程式的反应是一类强酸与强碱发生中和反应生成盐和水,且生成的盐为可溶性盐,如稀硫酸与氢氧化钡溶液的反应就不能用此离子方程式表示,原因是生成的BaSO4不溶。6、B【解析】
A.该实验为蒸馏,温度计水银球应置于蒸馏烧瓶支管处,以便测量蒸汽的温度,A错误;B.该实验为蒸发,蒸发指蒸去溶剂从而得到溶质固体,因而蒸发NaC1溶液获得NaC1晶体,B正确;C.铜与浓硫酸反应需要加热,该装置中未添加酒精灯,C错误;D.过氧化氢与二氧化锰反应生成的氧气会从长颈漏斗溢出,从而无法测量化学反应速率,应该用分液漏斗,D错误。故答案选B。7、A【解析】
A项,除了含有铵根的铵态氮肥以外,还有硝态氮肥(以硝酸根NO3-为主)、铵态硝态氮肥(同时含有硝酸根和铵根)、酰胺态氮肥(尿素),故A项错误;B项,在闪电(高能)作用下,生成氮氧化合物,氮元素化合价升高,所以雷电作用固氮中氮元素被氧化,故B项正确;C项,碳、氢、氧三种元素参加了氮循环,如蛋白质的制造需要碳元素,又如氮气在放电条件下,与氧气直接化合生成一氧化氮气体,二氧化氮易与水反应生成硝酸和一氧化氮等,故C项正确;D项,侯氏制碱法制备纯碱涉及的反应为:NH3+CO2+H2O+NaCl=NaHCO3↓+NH4Cl,碳酸氢钠加热分解生成碳酸钠,该制备中用到了氨气,所以合成氨工业的产品可用于侯氏制碱法制备纯碱,故D项正确。故选A。8、C【解析】
电解质包括酸、碱、多数的盐、多数金属氧化物、水等物质,据此分析。【详解】A、酒精结构简式为CH3CH2OH,属于非电解质,故A不符合题意;B、食盐水为混合物,既不是电解质也不是非电解质,故B不符合题意;C、氯化钾属于盐,属于电解质,故C符合题意;D、铜丝属于单质,既不是电解质也不是非电解质,故D不符合题意;答案选C。9、B【解析】
①甲物质中含有碳碳双键,能发生加聚反应,不能发生缩聚反应,①错误;②乙中苯环和碳碳双键能和氢气发生加成反应,1mol乙物质最多能与4molH2发生加成反应,②正确;③丙中-OH能和Na反应,且-OH与Na以1:1反应,1mol丙物质可与2mol钠完全反应,生成1mol氢气,温度和压强未知,因此不能确定气体摩尔体积,也就无法计算氢气体积,③错误;④含有碳碳双键的有机物和醇都能被酸性高锰酸钾溶液氧化,因此这三种物质都能被酸性高锰酸钾溶液氧化而使酸性高锰酸钾溶液褪色,④正确;综上所述可知正确的说法为②④,故合理选项是B。10、D【解析】A.HCOOH和CH3COOH均为羧酸,且分子组成相差一个CH2基团,两者互为同系物,故A正确;B.与CH3CH2CHO分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故B正确;C.质子数为35、中子数为45的溴原子可表示为3580Br,故C正确;D.根据系统命名法,烷烃CH3CH(CH3)C(CH3)311、C【解析】
A.SO2过量,故不能通过实验中证明二氧化硫有剩余来判断该反应为可逆反应,选项A错误;B.不一定为钠盐溶液,也可以是NaOH溶液,选项B错误;C.向某无色溶液中滴加氯水和CCl4,振荡、静置,下层溶液呈紫红色,则说明原溶液中含有I-,被氧化产生碘单质,选项C正确;D.浓盐酸易挥发,挥发出的HCl也可以与硅酸钠溶液反应产生相同现象,选项D错误;答案选C。12、A【解析】
根据题意描述,放电时,石墨为负极,充电时,石墨为阴极,石墨转化LixC6,得到电子,石墨电极发生还原反应,与题意吻合,据此分析解答。【详解】根据上述分析,总反应为LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6。A.为了防止正负极直接相互接触,因此用锂离子导电膜隔开,锂离子导体膜起到保护成品电池安全性的作用,故A正确;B.根据总反应方程式LiFePO4+6CLi1-xFePO4+LixC6可知,LiFePO4与Li1-xFePO4中铁元素的化合价一定发生变化,否则不能构成原电池反应,故B错误;C.放电时,负极发生氧化反应,电极反应式为:LixC6-xe-=6C+xLi+,故C错误;D.放电时,Li1-xFePO4在正极上得电子发生还原反应,电极反应为:Li1-xFePO4+xLi++xe-═LiFePO4,故D错误;答案选A。【点睛】本题的难点为电池的正负极的判断,要注意认真审题并大胆猜想。本题的易错点为B,要注意原电池反应一定属于氧化还原反应。13、C【解析】
A.氯酸钾中的氯元素化合价降低,被还原,故错误;B.草酸中的碳元素化合价升高,作还原剂,故错误;C.二氧化碳和碳酸钾为氧化产物,二氧化氯为还原产物,二者比例为1∶1,故正确;D.氯元素化合价变化1价,所以每生成1molClO2转移1mol电子,故错误;故选C。14、D【解析】
A.甲中形成原电池,石墨电极为正极,氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,乙中形成电解池,石墨是阳极,氯离子放电生成氯气,电极反应不同,故A错误;B.甲中形成原电池,石墨电极为正极,氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,则石墨电极附近的溶液先变红色,乙中形成电解池,铁是阴极,氢离子得电子生成氢气,同时生成氢氧根离子,则在铁电极附近的溶液先变红色,故B错误;C.甲中形成原电池,电流由正极石墨经导线流向铁,乙中形成电解池,电流由铁流向负极,则铁极与导线连接处的电流方向不同,故C错误;D.甲乙装置,碳电极都没有参加反应,甲中石墨电极为正极,氧气得电子发生还原反应生成氢氧根离子,乙中石墨是阳极,氯离子放电生成氯气,则碳电极既不会变大也不会减小,故D正确;故选:D。15、B【解析】
由表中数据知,碱性条件下,HNO2可被氧化为NO3-,而ClO-有强氧化性,A对;HNO2的酸性比碳酸强但比硫酸弱,故CO2不能与亚硝酸盐作用而硫酸能,B错、C对;酸性条件下,NaNO2有氧化性,而I-具有强还原性,NO2-能将I-氧化成I2,D对。本题选B。16、A【解析】
若A为NH3,则B、C、D、E可能分别为NO、NO2、HNO3、硝酸盐;若A为碳或烃,则B、C、D、E可能分别为CO、CO2、H2CO3、碳酸盐;若A为Na,则B、C、D、E可能分别为Na2O、Na2O2、NaOH、钠盐;若A为硫化氢或硫,则B、C、D、E可能分别为SO2、SO3、H2SO4、硫酸盐,据此分析解答。【详解】若A为NH3,则B、C、D、E可能分别为NO、NO2、HNO3、硝酸盐;若A为碳或烃,则B、C、D、E可能分别为CO、CO2、H2CO3、碳酸盐;若A为Na,则B、C、D、E可能分别为Na2O、Na2O2、NaOH、钠盐;若A为硫化氢或硫,则B、C、D、E可能分别为SO2、SO3、H2SO4、硫酸盐。A.由上述分析可知,A可能为单质Na、S等,也可能为化合物NH3、H2S等,故A错误;B.若A为Na时,C可为过氧化钠,过氧化钠为淡黄色固体,故B正确;C.由上述分析可知,D可能为酸,也可能为碱,故C正确;D.由上述分析可知,E可能属于盐类,故D正确;故选A。二、非选择题(本题包括5小题)17、HOOC-CH2-COOH醚键、酯基取代反应15【解析】
本题主要考查有机合成综合推断以及逆向合成。合成路线分析:由E的结构简式以及D的分子式可推断出D的结构简式为,由C与甲醇发生酯化反应生成D,可推断出C的结构简式为,B与氢气发生加成反应生成C,结合B的分子式与第(4)问中“B能与溴水发生加成反应”,可推断出B的结构简式为,A与丙二酸在吡啶、苯胺中反应生成B,结合A的分子式以及第(4)问中“A遇FeCl3溶液发生显色反应,1molA和1mol丙二酸在吡啶、苯胺中反应生成1molB、1molH2O和1molCO2”,可推断出A的结构简式为。【详解】(1)丙二酸的结构简式为:;观察E结构简式可知,所含含氧官能团有:醚键、酯基;(2)D生成E的方程式为:,故反应类型为取代反应;(3)由上述分析可知,C的结构简式为:;(4)根据化学方程式配平可写出A生成B的化学方程式为:;(5)条件①:该结构简式中含有羧基;条件②:该结构简式中含有酚羟基;条件③:除苯环外,不含有其它杂环;可以酚羟基作为移动官能团,书写出主要碳骨架,再进行判断同分异构体总数,(1)中酚羟基有2个取代位置(不包含本身),(2)中酚羟基有3个取代位置,(3)中酚羟基有4个取代位置,(4)中酚羟基有4个取代位置,(5)中酚羟基有2个取代位置,故同分异构体一共有2+3+4+4+2=15种;核磁共振氢谱有五组峰的结构简式为。(6)对比苯甲醇和结构简式,根据题干信息,需将苯甲醇氧化生成苯甲醛,再模仿A生成B的方程式生成,再根据碳碳双键与卤素单质加成再取代合成,故合成路线为:【点睛】本题主要考查有机物的推断与合成,采用正推和逆推相结合的方法,逐步分析有机合成路线,可推出各有机物的结构简式,然后分析官能团推断各步反应及反应类型。官能团是决定有机物化学性质的原子或原子团,有机反应绝大多数都是围绕官能团展开,而高中教材中的反应原理也只是有机反应的一部分,所以有机综合题中经常会出现已知来推断部分没有学习过的有机反应原理,认识这些反应原理时可以从最简单的断键及变换的方法进行,而不必过多追究。18、B、C、D、F、G酯化6【解析】
有机物A有C、H、O三种元素组成,Mr(A)=12/0.1=120,0.1molA在足量的氧气中充分燃烧后生成0.8molCO2和7.2gH2O,水的物质的量=7.2/18=0.4mol,根据原子守恒可知,该有机物中N(C)=0.8/0.1=8,N(H)=0.4×2÷0.1=8,有机物中N(O)=(120-12×8-1×8)÷16=1,有机物A的分子式为C8H8O,A经过一系列反应得到芳香醛E,结合信息中醛与HCN的加成反应,可知A含有C=O双键,A与HCN发生加成反应生成B,B发生水解反应生成C,C在浓硫酸、加热条件下生成D,D能使溴的四氯化碳溶液褪色,应为发生消去反应,D被臭氧氧化生成E与F,F继续被氧化生成G,G的相对分子质量为90,则G为HOOC-COOH,F为OHC-COOH,E为苯甲醛,D为苯丙烯酸,C为2-羟基-3-苯基丙酸,B为,A的结构简式为。【详解】(1)由上述分析可知,A为;(2)只要含有羧基或羟基的都能发生酯化反应,在A~G中能发生酯化反应的有机物有B、C、D、F、G;(3)由于C中含有羧基、羟基,另外还可以发生酯化反应生成另一种有机物,该反应的方程式为,反应类型为酯化反应。(4)C的同分异构体有多种,其中符合下列要求的有机物有多种,①能与3molNaOH溶液反应,说明含有酚羟基、羧酸与酚形成的酯基;②苯环上的一卤代物只有一种,说明苯环上含有1种氢原子;③能发生银镜反应,说明含有醛基,再结合①可知,酯基为甲酸与酚形成的酯基,满足条件的有机物的结构简式为:和。(5)C中羧基和4-甲基-2,3-戊二醇中的两个羟基发生酯化反应生成两种酯,C中的羟基和4-甲基-2,3-戊二醇中的两个羟基脱水生成两种醚,C中的羧基和羟基与4-甲基-2,3-戊二醇中的两个羟基同时脱水可生成两种产物,一共可生成6种产物。19、除去混合气体中CO22NaOH+CO2=Na2CO3+H2OCOyCO+FexOyxFe+yCO221:8Fe3O4偏小造成大气污染【解析】
利用还原性气体测定铁的氧化物的组成,其原理是根据生成物的质量通过计算确定结果;还原性气体有氢气和一氧化碳,他们夺氧后生成水和二氧化碳;原气体中混有二氧化碳和水蒸气,所以必须先除去,然后让还原性气体反应,丁、戊装置用以检验生成的水和二氧化碳,最后的己装置进行尾气处理,有环保理念。【详解】(1)因二氧化碳能与氢氧化钠反应,方程式为:2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O,所以除二氧化碳用氢氧化钠溶液,故甲装置的作用是除去二氧化碳;故答案为:除去混合气体中CO2;2NaOH+CO2=Na2CO3+H2O;(2)丁装置盛放的是无水硫酸铜,无水硫酸铜遇水会变蓝,丁装置没有明显变化,说明没有水生成,故该还原性气体不是氢气。戊装置盛放的是石灰水,二氧化碳能使石灰水变浑浊,戊装置中溶液出现了白色沉淀,故该还原性气体是一氧化碳,反应方程式为:yCO+FexOyxFe+yCO2,故答案为:CO;yCO+FexOyxFe+yCO2;(3)丙装置中的FexOy全部被还原,剩余固体为生成的铁的质量,戊装置中盛放的石灰水吸水二氧化碳,增加的质量为二氧化碳的质量,二氧化碳是一氧化碳夺取FexOy的氧生成的,即二氧化碳只有一个氧原子来自铁氧化合物,占二氧化碳质量的,故FexOy中氧元素的质量为:17.6g×=6.4g,则FexOy中铁氧元素的质量比为:56x:16y=16.8g:6.4g=21:8,x:y=3:4,该铁的氧化物的化学式为Fe3O4;故答案为:21:8;Fe3O4;(4)如果没有甲装置,混有的二氧化碳也会在戊装置被吸收,故二氧化碳的质量偏大,相当于一氧化碳夺得的氧的质量增加,故测得结果中铁元素与氧元素的质量的比值偏小。一氧化碳有毒,会污染空气,最后的己装置对尾气进行处理,具有环保理念;故答案为:偏小;造成大气污染。20、打开K1,关闭K2和K3,通入二氧化碳排出残留在装置中的四溴化钛和溴蒸气直形冷凝管温度计酸除去溶液中的二氧化碳CaCl2+H2O2+2NH3•H2O+6H2O=CaO2•8H2O↓+2NH4Cl或CaCl2+2NH3•H2O+H2O2=CaO2+2NH4Cl+2H2O温度过高时过氧化氢分解60%【解析】
I.TiBr4常温易潮解,所以制备TiBr4时要使用干燥的反应物,所以通入的二氧化碳气体必须干燥,浓硫酸能干燥二氧化碳,所以试剂A为浓硫酸;因为装置中含有空气,空气中氧气能和C在加热条件下反应,所以要先通入二氧化碳排出装置中空气,需要打开K1,关闭K2和K3;然后打开K2和K3
,同时关闭K1,发生反应TiO2+C+2Br2
TiBr4+CO2制备TiBr4,TiBr4常温下为橙黄色固体,流入收集装置中;溴有毒不能直接排空,应该最后有尾气处理装置,TiBr4易潮解,所以装置X单元能起干燥作用,结合题目分析解答。II.大理石加入稀盐酸溶解得到氯化钙溶液,将溶液煮沸,趁热过滤,将溶液煮沸的作用是除去溶液中溶解的CO2,反应②滤液中加入氨水和过氧化氢冰水浴中反应生成过氧化钙晶体,过滤得到过氧化钙晶体,水洗、乙醇洗、烘烤得到过氧化钙固体,以此来解答。【详解】(1)根据分析以及图示可知加热前要先打开K1,关闭K2和K3,通入二氧化碳排出装置中空气;反应结束后在反应装置中还有少量四溴化钛残留,以及剩余的溴蒸气,应继续通入一段时间CO2,主要目的是把少量残留四溴化钛排入收集装置中,提高产率,而且还可以排出剩余的溴蒸气,进行尾气处理,防止污染;(2)在产品四溴化钛中还有残留的液溴,因此根据题中给出的四溴化钛的沸点233.5°C,可以使用蒸馏法提纯;此时应将a端的仪器改装为直形冷凝管、承接管和接收瓶,蒸馏时要根据温度收集馏分,所以在防腐胶塞上应加装温度计;(3)此时溶液中溶有二氧化碳,所以呈酸性;将溶液煮沸的作用是除去溶液中的二氧化碳;(4)反应②是滤液中加入氨水和过氧化氢冰水浴中反应生成过
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