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文档简介
2024年北京西城3中高三二诊模拟考试化学试卷考生须知:1.全卷分选择题和非选择题两部分,全部在答题纸上作答。选择题必须用2B铅笔填涂;非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。2.请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。3.保持卡面清洁,不要折叠,不要弄破、弄皱,在草稿纸、试题卷上答题无效。一、选择题(每题只有一个选项符合题意)1、我国学者研究出一种用于催化DMO和氢气反应获得EG的纳米反应器,下图是反应的微观过程示意图。下列说法中正确的是A.Cu纳米颗粒是一种胶体B.DMO的名称是二乙酸甲酯C.该催化反应的有机产物只有EGD.催化过程中断裂的化学健有H-H、C-O、C=O2、下列物质的转化在给定条件下能实现的是()A.NH3NO2HNO3 B.AlNaAlO2(aq)NaAlO2(s)C.FeFe2O3Fe D.AgNO3(aq)[Ag(NH3)2OH(aq)]Ag3、以下性质的比较中,错误的是A.酸性:H2CO3>H2SiO3>H3AlO3 B.沸点:HCl>HBr>HIC.热稳定性:HF>HCl>H2S D.碱性:KOH>NaOH>Mg(OH)24、两个单环共用一个碳原子的多环化合物称为螺环化合物,共用的碳原子称为螺原子。螺[5,5]十一烷的结构为,下列关于该化合物的说法错误的是()A.一溴代物有三种B.与十一碳烯互为同分异构体C.分子中所有碳原子不可能在同一平面D.1mo1该化合物完全燃烧需要16mo1O25、在pH=1的含有Mg2+、Fe2+、Al3+三种阳离子的溶液中,可能存在的阴离子是()①Cl-②NO3—③SO42—④S2-A.①② B.②③ C.③④ D.①③6、有机物X、Y的转化如下:下列说法不正确的是A.X能加聚反应B.Y分子苯环上的二氯代物有5种C.与Y互为同分异构体D.X、Y分子的所有原子可能共平面7、在通风橱中进行下列实验:步骤现象Fe表面产生大量无色气泡,液面上方变为红棕色Fe表面产生少量红棕色气泡后,迅速停止Fe、Cu接触后,其表面均产生红棕色气泡下列说法中,不正确的是()A.Ⅰ中气体由无色变红棕色的化学方程式为:2NO+O2=2NO2B.Ⅱ中的现象说明Fe表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明稀HNO3的氧化性强于浓HNO3D.针对Ⅲ中现象,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否持续被氧化8、《本草纲目》中的“石碱”条目下写道:“采蒿蓼之属……晒干烧灰,以原水淋汁……久则凝淀如石……浣衣发面,甚获利也。”下列说法中错误的是A.“石碱”的主要成分易溶于水B.“石碱”俗称烧碱C.“石碱”可用作洗涤剂D.“久则凝淀如石”的操作为结晶9、将Cl2通入100mLNaOH溶液中充分反应,生成0.1mol的NaCl,下列说法正确的是()A.反应后溶液中ClO﹣的个数为0.1NAB.原NaOH浓度为1mol/LC.参加反应的氯气分子为0.1NAD.转移电子为0.2NA10、短周期元素X、Y、Z、M的原子序数依次增大,它们组成一种团簇分子,结构如图所示。X、M的族序数均等于周期序数,Y原子核外最外层电子数是其电子总数的。下列说法正确的是()A.简单离子半径:Z>M>YB.常温下Z和M的单质均能溶于浓硝酸C.X+与Y22-结合形成的化合物是离子晶体D.Z的最高价氧化物的水化物是中强碱11、下列指定反应的离子方程式正确的是A.NH4HCO3溶液和过量Ca(OH)2溶液混合:Ca2++NH4++HCO3-+2OH-=CaCO3↓+H2O+NH3∙H2OB.NaClO溶液与HI溶液反应:2ClO-+2H2O+2I-=I2+Cl2↑+4OH-C.磁性氧化铁溶于足量稀硝酸:Fe3O4+8H+=Fe2++2Fe3++4H2OD.明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO42-恰好完全沉淀:2Ba2++3OH-+Al3++2SO42-=2BaSO4↓+Al(OH)3↓12、联合国宣布2019年为“国际化学元素周期表年”。现有四种不同主族短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,X与Y形成的化合物是光合作用的原料之一,Z、W处于同周期且族序数相差6。下列说法正确的是A.元素非金属性:B.Y和Z形成的化合物中只存在离子键C.Z、W的简单离子半径:D.只有W元素的单质可用于杀菌消毒13、下表记录了t℃时的4份相同的硫酸铜溶液中加入无水硫酸铜的质量以及析出的硫酸铜晶体(CuSO4·5H2O)的质量(温度保持不变)的实验数椐:硫酸铜溶液①②③④加入的无水硫酸铜(g)3.005.508.5010.00析出的硫酸铜晶体(g)1.005.5010.9013.60当加入6.20g无水硫酸铜时,析出硫酸铜晶体的质量(g)为A.7.70 B.6.76 C.5.85 D.9.0014、某兴趣小组为研究碳酸钠水解平衡与温度的关系,用数字试验系统测定一定浓度碳酸钠溶液的pH与温度的关系,得到曲线如图,下列分析不合理的是()A.碳酸钠水解是吸热反应B.ab段说明水解平衡向右移动C.bc段说明水解平衡向左移动D.水的电离平衡也对pH产生影响15、室温下,将0.1000mol·L-1盐酸滴入20.00mL未知浓度的某一元碱MOH溶液中,溶液pH随加入盐酸体积变化曲线如图所示。下列有关说法不正确的是A.该一元碱溶液浓度为0.1000mol·L-1B.a点:c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+)C.b点:c(M+)+c(MOH)=c(Cl-)D.室温下,MOH的电离常数Kb=1×10-516、下列离子方程式正确的是A.Cl2通入水中:Cl2+H2O=2H++Cl-+ClO-B.双氧水加入稀硫酸和KI溶液:H2O2+2H++2I-=I2+2H2OC.用铜做电极电解CuSO4溶液:2Cu2++2H2O2Cu+O2↑+4H+D.Na2S2O3溶液中加入稀硫酸:2S2O32-+4H+=SO42-+3S↓+2H2O二、非选择题(本题包括5小题)17、两种重要的有机化工合成中间体F和Y可用甲苯为主要原料采用以下路线制得:已知:①②2CH3CHOCH3CH(OH)CH2CHOCH3CH=CHCHO请回答下列问题:(1)写出A的结构简式___________。(2)B→C的化学方程式是________。(3)C→D的反应类型为__________。(4)1molF最多可以和________molNaOH反应。(5)在合成F的过程中,设计B→C步骤的目的是_________。(6)写出符合下列条件的3种A的同分异构体的结构简式_________、______、_______。①苯环上只有两种不同化学环境的氢原子②能发生银镜反应(7)以X和乙醇为原料通过3步可合成Y,请设计合成路线______(无机试剂及溶剂任选)。18、“达芦那韦”是抗击新型冠状病毒潜在用药,化合物M是它的合成中间体,其合成路线如下:已知:R1CHO回答下列问题:(1)有机物A的名称是______________;反应②反应类型是__________。(2)物质B的结构简式是____________;E的分子式为_____________。(3)G中含氧官能团的名称是________;F中有________个手性碳原子。(4)请写出反应⑤的化学反应方程式_____________。(5)物质N是C的一种同分异构体,写出满足下列条件的一种同分异构体的结构简式_______。①分子结构中含有苯环和氨基,氨基与苯环直接相连;②能使溴水褪色;③核磁共振氢谱有6组峰,峰面积之比为6∶3∶2∶2∶1∶1。(6)设计由苯甲醇和CH3NH2为原料制备的合成路线_______________。19、二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸。某研究小组欲用以下三种方案制备ClO2,回答下列问题:(1)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,写出制备ClO2的离子方程式__。(2)用过氧化氢作还原剂,在硫酸介质中还原NaClO3制备ClO2,并将制得的ClO2用于处理含CN-废水。实验室模拟该过程的实验装置(夹持装置略)如图所示。①装置A的名称是__,装置C的作用是__。②反应容器B应置于30℃左右的水浴中,目的是__。③通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将ClO2排出,三是__。④ClO2处理含CN-废水的离子方程式为__,装置E的作用是__。(3)氯化钠电解法是一种可靠的工业生产ClO2的方法。①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质。某次除杂操作时,往粗盐水中先加入过量的__(填化学式),至沉淀不再产生后,再加入过量的Na2CO3和NaOH,充分反应后将沉淀一并滤去。②用石墨做电极,在一定条件下电解饱和食盐水制取ClO2,工作原理如图所示,写出阳极产生ClO2的电极反应式__。20、文献表明:工业上,向炽热铁屑中通入氯化氢生产无水氯化亚铁;相同条件下,草酸根(C2O42-)的还原性强于Fe2+。为检验这一结论,雅礼中学化学研究性小组进行以下实验:资料:i.草酸(H2C2O4)为二元弱酸。ii.三水三草酸合铁酸钾[K3Fe(C2O4)3・3H2O]为翠绿色晶体,光照易分解。其水溶液中存在[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-K=6.3×10-21iii.FeC2O4・2H2O为黄色固体,溶于水,可溶于强酸。(实验1)用以下装置制取无水氯化亚铁(1)仪器a的名称为___________。(2)欲制得纯净的FeCl2,实验过程中点燃A、C酒精灯的先后顺序是___________。(3)若用D的装置进行尾气处理,存在的问题是__________、___________。(实验2)通过Fe3+和C2O42-在溶液中的反应比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱。(4)取实验2中少量晶体洗浄,配成溶液,漓加KSCN溶液,不变红。继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。加硫酸后溶液变红的原因是______________。(5)经检验,翠绿色晶体为K3Fe(C2O4)3・3H2O。设计实验,确认实验2中没有发生氧化还原反应的操作和现象是_____。(6)取实验2中的翠绿色溶液光照一段时间,产生黄色浑浊且有气泡产生。补全反应的离子方程式:_____Fe(C2O4)3]3-+____H2O____FeC2O4·2H2O↓+__________+_______(实验3)研究性小组又设计以下装置直接比较Fe2+和C2O42-的还原性强弱,并达到了预期的目的。(7)描述达到期目的可能产生的现象:_____________________。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选项,Cu纳米颗粒是单质,而胶体是混合物,故A错误;B选项,DMO的名称是乙二酸二甲酯,故B错误;C选项,该催化反应的有机产物只有EG还有甲醇,故C错误;D选项,CH3COO—COOCH3+4H2→CH3OH+HOCH2CH2OH,由图及反应可知催化过秳中断裂的化学健有H—H、C—O、C=O,故D正确。综上所述,答案为D。2、B【解析】
A.NH3与氧气反应生成的是NO,无法直接得到NO2,故A错误;B.铝和氢氧化钠溶液反应生成偏铝酸钠,偏铝酸钠溶液为强碱弱酸盐溶液,水解产物不挥发,蒸发会得到溶质偏铝酸钠,所以Al
NaAlO2(aq)
NaAlO2(s),能够在给定条件下实现,故B正确;C.铁和水蒸气反应生成四氧化三铁和氢气,不是生成氧化铁,故C错误;D.硝酸银溶液和一水合氨反应生成氢氧化银沉淀,继续加入氨水沉淀溶解生成银氨溶液,蔗糖为非还原性的糖,不能和银氨溶液反应,物质间转化不能实现,故D错误;答案选B。3、B【解析】
A.元素的非金属性越强,其对应最高价含氧酸的酸性越强,由于元素的非金属性C>Si>Al,所以酸性:H2CO3>H2SiO3>H3AlO3,A正确;B.同类型的分子中,相对分子质量越大,沸点越高,沸点为HI>HBr>HCl,B错误;C.元素的非金属性越强,其对应最简单的氢化物越稳定,由于元素的非金属性F>Cl>S,所以氢化物的热稳定性:HF>HCl>H2S,C正确;D.元素的金属性越强,其对应的最高价氧化物的水化物的碱性越强,由于元素的金属性K>Na>Mg,所以碱性:KOH>NaOH>Mg(OH)2,D正确;故合理选项是B。4、B【解析】
A.该分子内有三种等效氢,分别位于螺原子的邻位、间位和对位,因此一取代物有三种,A项正确;B.直接从不饱和度来判断,该烷形成了两个环,不饱和度为2,而十一碳烯仅有1个不饱和度,二者不可能为同分异构体,B项错误;C.分子中的碳原子均是饱和碳原子,所以碳原子不可能在同一平面上,C项正确;D.该物质的分子式为,因此其完全燃烧需要16mol氧气,D项正确;答案选B。5、D【解析】
pH=1的溶液为酸性溶液,因酸性溶液中含有Mg2+、Fe2+、Al3+,则H+、NO3-与Fe2+发生氧化还原反应不能共存,不可能存在NO3—,H+与S2-结合生成弱电解质氢硫酸、Al3+与S2-在溶液中发生双水解反应水解,不能共存S2-,则②④一定不存在,可能存在①③,故选D。6、B【解析】
A.X分子中含有碳碳双键,则能发生加聚反应,故A正确;B.Y分子()苯环上的二氯代物有6种,分别在苯环的2、3位取代,2、4位取代,2、5位取代,2、6位取代,3、4位取代和3、5位取代,故B错误;C.与Y分子式相同,但结构不同,两者互为同分异构体,故C正确;D.苯环有12原子共面,-COOH和HCOO-中4原子可能共面,故X、Y分子的所有原子可能共平面,故D正确;故答案为B。7、C【解析】
I中铁和稀硝酸生成一氧化氮,一氧化氮遇空气生成二氧化氮;Ⅱ中Fe遇浓硝酸钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,所以产生少量红棕色气泡后,迅速停止;Ⅲ中构成原电池,Fe作为负极,且Fe与浓硝酸直接接触,会产生少量二氧化氮,Cu作为正极,发生得电子的反应,生成二氧化氮。【详解】A.I中铁和稀硝酸生成一氧化氮,一氧化氮遇空气生成二氧化氮,化学方程式为:2NO+O2=2NO2,A正确;B.常温下,Fe遇浓硝酸易钝化,表面形成致密的氧化层,阻止Fe进一步反应,B正确;C.对比Ⅰ、Ⅱ中现象,说明浓HNO3的氧化性强于稀HNO3,C错误;D.Ⅲ中构成原电池,在Fe、Cu之间连接电流计,可判断Fe是否持续被氧化,D正确;答案选C。8、B【解析】
A.由“以原水淋汁”可以看出,“石碱”的主要成分易溶于水,故A正确;B.“采蒿蓼之属……晒干烧灰”,草木灰的成分是碳酸钾,故B错误;C.碳酸钾溶液呈碱性,可用作洗涤剂,故C正确;D.“以原水淋汁……久则凝淀如石”是从碳酸钾溶液中得到碳酸钾晶体,操作为蒸发结晶,故D正确;选B。9、C【解析】
发生Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,生成0.1molNaCl的同时,生成0.1molNaClO,消耗2molNaOH;A.生成0.1molNaClO,阴离子水解,则反应后溶液中ClO﹣的个数小于0.1NA,故A错误;B.若恰好完全反应,则原NaOH浓度为=2mol/L,故B错误;C.由反应可知,参加反应的氯气为0.1mol,则参加反应的氯气分子为0.1NA,故C正确;D.Cl元素的化合价既升高又降低,转移0.1mol电子,则转移电子为0.1NA,故D错误;故答案为C。【点睛】考查氯气的性质及化学反应方程式的计算,把握发生的化学反应及物质的量为中心的计算为解答的关键,将Cl2通入100mLNaOH溶液中充分反应,生成0.1mol的NaCl,发生Cl2+2NaOH=NaClO+NaCl+H2O,侧重分析能力、计算能力的考查。10、D【解析】
短周期元素X、M的族序数均等于周期序数,符合要求的只有H、Be、Al三种元素;结合分子结构图化学键连接方式,X为H元素,M为Al元素,Y原子核外最外层电子数是其电子总数的,Y为O元素,原子序数依次增大,Z元素在O元素和Al元素之间,结合题图判断Z为Mg元素,据此分析解答。【详解】根据分析X为H元素,Y为O元素,Z为Mg元素,M为Al元素;A.Y为O元素,Z为Mg元素,M为Al元素,简单离子的核外电子排布结构相同,核电荷数越大,半径越小,则半径:Y>Z>M,故A错误;B.Z为Mg元素,M为Al元素,常温下Al遇浓硝酸发生钝化,不能溶于浓硝酸,故B错误;C.X为H元素,Y为O元素,X+与Y22-结合形成的化合物为双氧水,是分子晶体,故C错误;D.Z为Mg元素,Z的最高价氧化物的水化物为氢氧化镁,是中强碱,故D正确;答案选D。11、A【解析】
A.反应符合事实,遵循离子方程式书写的物质拆分原则,A正确;B.酸性环境不能大量存在OH-,不符合反应事实,B错误;C.硝酸具有强氧化性,会将酸溶解后产生的Fe2+氧化产生Fe3+,不符合反应事实,C错误;D.明矾溶液中滴入Ba(OH)2溶液使SO42-恰好完全沉淀时,Al3+与OH-的物质的量的比是1:4,二者反应产生AlO2-,反应的离子方程式为:2Ba2++4OH-+Al3++2SO42-=2BaSO4↓+AlO2-+2H2O,不符合反应事实,D错误;故合理选项是A。12、C【解析】
现有四种不同主族短周期元素X、Y、Z、W的原子序数依次递增,Z、W处于同周期且族序数相差6,则Z位于ⅠA族,W位于ⅤⅡA族;X与Y形成的化合物是光合作用的原料之一,该化合物可能为H2O、CO2,若为H2O,H位于ⅠA族,与Z位于同一主族,不满足条件,所以X、Y形成的化合物为CO2,则X为C、Y为O元素;Z、W的原子序数大于O元素,则Z、W位于第三周期,Z为Na,W为Cl元素,据此解答。【详解】根据分析可知:X为C元素,Y为O元素,Z为Na,W为Cl元素。A.高氯酸的酸性大于碳酸,则非金属性X<W,故A错误;B.O、Na形成的化合物有氧化钠和过氧化钠,过氧化钠中既含有离子键又含有共价键,故B错误;C.离子的电子层越多离子半径越大,则钠离子的离子半径小于氯离子,故C正确;D.除了氯气,臭氧也能够用于自来水的杀菌消毒,故D错误。故选C。13、B【解析】
根据图表可看出无水硫酸铜的质量每增加0.5g析出硫酸铜晶体的质量就增加0.9g,可求出增加0.7g无水硫酸铜析出硫酸铜晶体的质量;设0.7g无水硫酸铜可析出硫酸铜晶体的质量为x,=,解得x=1.26;6.2g无水硫酸铜时,析出硫酸铜晶体的质量为:5.5g+1.26g=6.76g;答案选B。14、C【解析】
A.根据图象,碳酸钠溶液中碳酸根离子水解,在一定的温度范围内升高温度,溶液的pH增大,说明升高温度,促进了水解,说明水解是吸热反应,故A正确;B.ab段说明升温促进水解,氢氧根离子浓度增大,碱性增大,溶液pH增大,图象符合,故B正确;C.溶液中存在碳酸根的水解平衡CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-和水的电离平衡H2O⇌H++OH-,二者均为吸热反应,bc段中温度进一步升高,水电离出更多的氢氧根,抑制了碳酸根的水解,导致溶液的碱性降低,pH减小,故C错误;D.随温度升高,此时促进盐类水解,对水的电离也起到促进作用,氢氧根离子浓度增大,抑制碳酸钠的水解,因此水的电离平衡也对pH产生影响,故D正确;故选C。【点睛】本题的难点是图象变化特征的理解,要注意溶液中存在的平衡之间的相互影响。15、C【解析】
A.加入20mL盐酸时,溶液的pH出现突跃,说明加入20mL盐酸时,酸碱恰好完全反应,酸碱的体积相等,则浓度相等,所以MOH浓度为0.1000mol·L-1,正确,A不选;B.a点溶液pH>7,溶液呈碱性,则c(OH-)>c(H+),溶液中存在电荷守恒c(M+)+c(H+)=c(Cl-)+c(OH-),则c(M+)>c(Cl-)。a点溶液中溶质为等物质的量浓度的MOH、MCl,溶液呈碱性,说明MOH电离程度大于MCl水解程度,但MOH电离程度较小,所以存在c(M+)>c(Cl-)>c(OH-)>c(H+),正确,B不选;C.b点溶液pH=7,溶液呈中性,则c(OH-)=c(H+),根据电荷守恒得c(M+)=c(Cl-),所以c(M+)+c(MOH)>c(Cl-),错误,C选;D.根据A选可知,MOH浓度为0.1000mol·L-1,不加入盐酸时,pH为11,溶液中的c(OH-)=10-3mol·L-1,则MOH是弱碱,其电离方程式为MOHM++OH-,由于其电离程度较小,则c(MOH)≈0.1mol·L-1,忽略水的电离,则c(M+)≈c(OH-)=10-3mol·L-1;则室温下,MOH的电离常数,正确,D不选。答案选C。16、B【解析】
A、Cl2通入水中的离子反应为Cl2+H2O⇌H++Cl-+HClO,故A错误;B、双氧水中加入稀硫酸和KI溶液的离子反应为H2O2+2H++2I-═I2+2H2O,故B正确;C、用铜作电极电解CuSO4溶液,实质为电镀,阳极Cu失去电子,阴极铜离子得电子,故C错误;D、Na2S2O3溶液中加入稀硫酸的离子反应为S2O32-+2H+═SO2↑+S↓+H2O,故D错误。故选B。二、非选择题(本题包括5小题)17、+(CH3CO)2O→+CH3COOH氧化反应3氨基易被氧化,在氧化反应之前需先保护氨基CH3CH2OHCH3CHO【解析】
分析有机合成过程,A物质为发生苯环上的对位取代反应生成的,故A为,结合已知条件①,可知B为,结合B→C的过程中加入的(CH3CO)2O以及D的结构可知,C为B发生了取代反应,-NH2中的H原子被-COCH3所取代生成肽键,C→D的过程为苯环上的甲基被氧化成羧基的过程。D与题给试剂反应,生成E,E与H2O发生取代反应,生成F。分析X、Y的结构,结合题给已知条件②,可知X→Y的过程为,据此进行分析推断。【详解】(1)从流程分析得出A为,答案为:;(2)根据流程分析可知,反应为乙酸酐与氨基反应形成肽键和乙酸。反应方程式为:+(CH3CO)2O→+CH3COOH。答案为:+(CH3CO)2O→+CH3COOH;(3)结合C、D的结构简式,可知C→D的过程为苯环上的甲基被氧化为羧基,为氧化反应。答案为:氧化反应;(4)F分子中含有羧基、氨基和溴原子,其中羧基消耗1mol氢氧化钠,溴原子水解得到酚羟基和HBr各消耗1mol氢氧化钠,共消耗3mol。答案为:3;(5)分析B和F的结构简式,可知最后氨基又恢复原状,可知在流程中先把氨基反应后又生成,显然是在保护氨基。答案为:氨基易被氧化,在氧化反应之前需先保护氨基;(6)由①得出苯环中取代基位置对称,由②得出含有醛基或甲酸酯基,还有1个氮原子和1个氧原子,故为、、。答案为:、、;(7)根据已知条件②需要把乙醇氧化为乙醛,然后与X反应再加热可得出产物。故合成路线为:CH3CH2OHCH3CHO。答案为:CH3CH2OHCH3CHO。18、苯甲醛还原反应H2NC15H21NO3羟基2+→+【解析】
根据已知信息,结合C的结构简式可知,B为H2N,C与NaBH4发生还原反应生成D,D与E发生加成反应生成F,F在HCl,CH3CH2OH条件下发生取代反应生成G,G与H发生取代反应生成,在Pd/C、H2条件下发生取代反应生成M,据此分析解答。【详解】(1)有机物A()的名称为苯甲醛;反应②为C中碳氮双键反应后变成碳氮单键,与NaBH4发生还原反应,故答案为:苯甲醛;还原反应;(2)根据C的结构,结合信息R1CHO可知,物质B的结构简式是H2N;E()的分子式为C15H21NO3,故答案为:H2N;C15H21NO3;(3)G()中含氧官能团是羟基;F()中有2个手性碳原子,如图,故答案为:羟基;2;(4)反应⑤为G与H发生的取代反应,反应的化学反应方程式为+→+,故答案为:+→+;(5)物质N是C()的一种同分异构体,①分子结构中含有苯环和氨基,氨基与苯环直接相连;②能使溴水褪色,说明含有碳碳双键;③核磁共振氢谱有6组峰,峰面积之比为6∶3∶2∶2∶1∶1,满足条件的一种同分异构体可以是,故答案为:;(6)由苯甲醇和CH3NH2为原料制备,根据信息R1CHO可知,可以首先将苯甲醇氧化为苯甲醛,然后与发生反应生成,最后与NaBH4发生还原反应即可,故答案为:。【点睛】本题的难点是涉及的物质结构较为复杂,易错点为(1)中反应②的类型的判断,碳氮双键变成碳氮单键,但反应物不是氢气,不能判断为加成反应,应该判断为还原反应。19、FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O恒压漏斗安全瓶提高化学反应速率,同时防止过氧化氢受热分解稀释ClO2,防止其爆炸2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-吸收ClO2等气体,防止污染大气BaCl2Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+【解析】
二氧化氯(ClO2)具有强氧化性,在工业上常用作水处理剂、漂白剂。分别利用无机反应和电解原理制备二氧化氯,三种方法均利用了氧化还原反应。【详解】(1)以黄铁矿(FeS2)、氯酸钠和硫酸溶液混合反应制备ClO2,黄铁矿中的硫元素在酸性条件下被ClO3-氧化成SO42-,根据氧化还原反应中电子守恒和元素守恒,可以写出制备ClO2的离子方程式为FeS2+15ClO3-+14H+=15ClO2+Fe3++2SO42-+7H2O。(2)①装置A的名称为恒压漏洞,装置C为安全瓶,起到防止液体倒吸的作用。②升高温度可以提高化学反应速率,但是原料中含有过氧化氢,过氧化氢在过高的温度下可以发生分解反应,因此反应容器B应置于30℃左右的水浴中。③根据题文可知,ClO2是一种易溶于水的黄绿色气体,其体积分数超过10%时易引起爆炸,故通入氮气的主要作用有3个,一是可以起到搅拌作用,二是有利于将ClO2排出,三是稀释ClO2,防止其爆炸。④ClO2处理含CN-废水发生氧化还原反应,将CN-转化为无污染的CO2和N2,故离子方程式为2CN-+2ClO2=2CO2+N2+2Cl-;装置E在整套装置之后,起到吸收尾气,防止环境污染的作用。(3)①用于电解的食盐水需先除去其中的Ca2+、Mg2+、SO42-等杂质,需要过量的碳酸根离子、氢氧根离子和钡离子,过量的钡离子可以用碳酸根离子除去,因此在加入Na2CO3之前应先加入过量BaCl2。②用石墨做电极,电解池的阳极发生氧化反应,元素化合价升高,因此氯离子在阳极失电子和水反应得到ClO2,电极反应式为Cl--5e-+2H2O=ClO2↑+4H+。20、分液漏斗先点燃A处酒精灯,再点燃C处酒精灯发生倒吸可燃性气体H2不能被吸收溶液中存在平衡:[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-,加热硫酸后,H+与C2O42-结合可使平衡正向移动,c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红取少量实验2中的翠绿色溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出现蓝色沉淀2423C2O42-2CO2↑电流计的指针发生偏转,一段时间后,左侧溶液变为浅绿色,右侧有气泡产生【解析】
实验一:在装置A中用浓硫酸与NaCl固体混合加热制取HCl,通过B装置的浓硫酸干燥,得纯净HCl气体,然后在装置C中Fe与HCl发生反应产生FeCl2和H2,反应后的气体中含H2和未反应的HCl气体,可根据HCl极容易溶于水,用水作吸收剂吸收进行尾气处理;实验二:FeCl3溶液与K2C2O4发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl;用KSCN溶液检验Fe3+;用K3[Fe(CN)6]溶液检验Fe2+;根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒书写离子方程式;实验三:根据2Fe3++C2O42-=2Fe2++2CO2↑,判断原电池正负极反应及相应的现象。【详解】(1)根据图示可知仪器a名称是分液漏斗;(2)为防止Fe与装置中的空气发生反应,制得纯净的FeCl2,实验过程中先点燃A处酒精灯,使装置充满HCl气体,然后给C处酒精灯加热;(3)若用D的装置进行尾气处理,由于HCl极容易溶于水,HCl溶解导致导气管中气体压强减小而引起倒吸现象的发生,而且可燃性气体H2不能被吸收;(4)在实验二中,向FeCl3溶液中加入K2C2O4溶液,发生复分解反应产生Fe2(C2O4)3和KCl,产生的翠绿色晶体为Fe2(C2O4)3的结晶水合物K3Fe(C2O4)3・3H2O,取实验2中少量晶体洗浄,配成溶液,漓加KSCN溶液,不变红,继续加入硫酸,溶液变红,说明晶体中含有+3价的铁元素。则加硫酸后溶液变紅的原因是在溶液中存在电离平衡:溶液中存在平衡:[Fe(C2O4)3]3-Fe3++3C2O42-,加入硫酸后,硫酸电离产生H+与溶液中的C2O42-结合生成弱酸H2C2O4,使可使平衡正向移动,导致溶液中c(Fe3+)增大,遇KSCN溶液变红;(5)若K3Fe(C2O4)3・3H2O发生氧化还原反应,则会产生Fe2+,检验方法是取少量实验2中的翠绿色溶液,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,不出现蓝色沉淀,证明无Fe2+,产生的K3Fe(C2O4)3・3H2O未发生氧化还原反应;(6)在光照条件下草酸铁溶液发生氧化还原反应,产生FeC2O4·2H2O、CO2气体,根据电子守恒、电荷守恒及原子守恒,可得
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