2021届高考化学三轮复习检测训练 化学实验

2021届高考化学三轮复习检测训练化学实验

1.一硝基甲苯是一种重要的工业原料，某化学学习小组设计如图所示装置

制备一硝基甲苯（包括对硝基甲苯和邻硝基甲苯）。

实验步骤如下：

①配制浓硫酸和浓硝酸的混合物（混酸）；

②在三颈烧瓶里装15mL甲苯（密度为0.866g.em-3）；

③装好其他药品，并组装好仪器；

④向三颈烧瓶中加入混酸，并不断搅拌；

⑤控制温度，反应大约10min至三颈烧瓶底部有大量液体（淡黄色油状）出

现；

⑥分离出一硝基甲苯，经提纯最终得到一硝基甲苯共15go

根据上述实验，回答下列问题：

（1）本实验的关键是控制温度在30℃左右，如果温度过高，则会产生

等副产品（填物质名称）。

（2）简述配制混酸的方法：o

（3）A仪器的名称是，进水口是o

（4）写出甲苯与混酸反应生成对硝基甲苯的化学方程式：

(5)分离产品方案如图:

操作2的名称是______________,经测定，产品2的核磁共振氢谱中有5

组峰，它的名称为O

(6)本实验中一硝基甲苯的产率为(结果保留三位有效数

字)。

2.某化学课外小组用如图装置制取浸苯。先向分液漏斗中加入苯和液澳，

再将混合液慢慢滴入反应器A(A下端活塞关闭)中。

⑴写出A中反应的化学方程式：o

(2)观察到A中的现象是o

(3)实验结束时，打开A下端的活塞，让反应液流入B中，充分振荡，目

的是,写出有关反应的化学方程式：

(4)C中盛放CCL,的作用是

（5）要证明苯和液溪发生的是取代反应，而不是加成反应，可向试管D中

加入AgNO,溶液，若产生淡黄色沉淀，则能证明。另一种验证的方法是向

试管D中加入,现象是o

3.为探究乙焕与浪的加成反应，甲同学设计并进行了如下实验：先取一定

量的工业电石与水反应，将生成的气体通入滨水中发现滨水褪色，即证明

乙焕与澳水发生了加成反应乙同学发现甲同学的实验中，褪色后的溶液里

有少许淡黄色浑浊，推测在制得的乙焕中还可能含有少量还原性的杂质气

体。由此他提出必须先除去杂质，再与滨水反应。请回答下列问题：

（1）写出甲同学所做实验中两个主要的化学方程式：o

（2）甲同学设计的实验（填“能”或“不能”）验证乙烘与澳发生

加成反应，其理由是_______（填序号）。

a.使滨水褪色的反应，未必是加成反应

b.使漠水褪色的反应，就是加成反应

c.使滨水褪色的物质，未必是乙快

d.使滨水褪色的物质，就是乙焕

（3）乙同学推测制得的乙快中必定含有的一种杂质气体是

,它与滨水反应的化学方程式是

,在验证过程中必须全部除去。

（4）请你选用下列四个装置（如图，可重复使用）来实现乙同学的实验方案，

将它们的编号填入方框，并在下方括号内写出装置内所放的化学药品。

ab

|—「b—>|—叶d

（电石、水）（）（）（漠水）

(5)为验证这一反应是加成而不是取代，丙同学提出可用pH试纸来测试反

应后溶液的酸性，理由是o

4.研究1,3-丁二烯和Br,以物质的量之比为1：1加成时的反应：

Hr

1,2^加成，〜小(产标)

Hr

Hr

c，(产物B)

文献：I.一般情况，在相同条件下，化学反应的活化能(E)越大，化学反

H.1,3-丁二烯和肛以物质的量之比为1：1加成时的反应过程和能量变化

的示意图如下：

~3+BriQ)—>人@的=-a(a>0)kJ-moL/1

Rr

Bra

,①一►卜(DAHi=+c(c>0)kJmoL_1

(1)已知：m由

①稳定性：AB(填或“<”)。

②气态1,3-丁二烯和液态物以物质的量之比为1：1加成生成液态B的热

化学方程式是o

(2)探究1,2-力口成和1,4-加成的影响因素。

实验1将1,3-丁二烯和现以物质的量之比1：1加成，不同温度，相同时

间内测定A和B在产物中的含量，低温时产物以A为主，较高温时以B

为主。

实验2加热实验1中低温时的反应产物，A的含量减少，B的含量增大。

实验3在实验1的基础上，充分延长反应时间，无论是低温还是高温，产

物中B

的含量均增大。

①结合反应过程和能量变化的示意图，解释实验1中低温时产物以A为主

的原因：o

②说明实验2中，升高温度，A转化为B经历的物质转化过程：

③综上所述，有利于1,4加成的措施是o

5.对硝基甲苯是医药、染料等工业的一种重要有机中间体，它常以浓硝酸

为硝化剂，浓硫酸为催化剂，通过甲苯的硝化反应制备。

NOj

一种新的制备对硝基甲苯的实验方法是：以发烟硝酸为硝化剂，固体

NaHSC>4为催化剂（可循环使用），在CJ溶液中，加入乙酸酎（有脱水作

用），45□反应lh。反应结束后，过滤，滤液分别用5%NaHCOa溶液、水

洗至中性，再经分离提纯得到对硝基甲苯。

（1）上述实验中过滤的目的是。

（2）滤液在分液漏斗中洗涤静置后，有机层处于层（填“上”或，

下”）0

（3）5%NaHCO3溶液洗涤的目的是。

（4）下列给出了催化剂种类及用量对甲苯硝化反应影响的实验结果。

硝化产物中各种异构体质量分数（％）

催化剂

〃（催化剂）总产率（％）

〃（甲苯）

对硝基甲苯邻硝基甲苯间硝基甲苯

1.035.660.24.298.0

浓H2SO4

1.236.559.54.099.8

0.1544.655.10.398.9

NaHSO40.2546.352.80.999.9

0.3247.951.80.399.9

0.3645.254.20.699.9

□NaHSO,催化制备对硝基甲苯时，催化剂与甲苯的最佳物质的量之比为

□由甲苯硝化得到的各种产物的含量可知，甲苯硝化反应的特点是

③与浓硫酸催化甲苯硝化相比，NaHSO,催化甲苯硝化的优点有o

6.澳苯是无色油状液体，具有苯的气味。化工上主要用于溶剂、分析试剂

和有机合成等。某化学小组欲利用如图所示的装置通过实验探究：

I.苯与液溪发生取代反应：已知：MnO2+2NaBr+2H,SO4

Br,T+MnSO4+Na2SO4+2H,O

(1)仪器X的名称,实验室制备浪苯的化学方程式为

这样制取的浪苯中会溶解过量的Br2,可以用洗涤除Br2o

A.Na2sO3溶液B.H2OC.乙醇溶液D.NaOH溶液

（2）制取滨苯的实验操作步骤如下：

①连接装置，其接口顺序为（填字母）：d接,接

,接c；

②检查装置的气密性；

③C中加入固体药品，滴加浓硫酸，再打开D处开关K,点燃C处酒精

灯；将D装置中的铁丝插入混合液中，一段时间后，D中液体沸腾，原因

是;

④关闭C中分液漏斗的旋塞。

（3）A中对广口瓶进行热水浴的目的

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________O

（4）若B中有淡黄色沉淀生成，能否确定苯与液溪发生了取代反应？

（答“能”或“否”）解释其中的原因

________________________________;

II.探究苯与液澳在催化剂作用下的反应机理。

查阅文献：①Br+有强氧化性，可以和水分子发生氧化还原反应②苯与

液澳在澳化铁催化下的反应机理共分三步：（填写下列空白）

+Br+Br

第一步：Br2+FeBr3Br+FeBr；第二步：0^0^

请完成第三步反应：;该小组将A

装置中浓硫酸替换成稀硫酸时实验失败，试从反应机理推测可能的原因是

7.如图为苯和澳取代反应的改进实验装置.其中A为带支管的试管改制成的

反应容器，在其下端开了一个小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑.填写

下列空白：

*石看试液ARNO.溶液NnOH溶液

(1)向反应容器A中逐滴加入澳和苯的混合液，几秒钟内就发生反应.写出

A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式)：

_________________________________;该反应的类型为

反应。

(2)试管C中苯的作用是；反应开始后，观察D试

管，看到的现象为—；能说明苯与澳发生的是取代反应而不是加成反应

的现象为o

(3)在上述整套装置中，具有防倒吸作用的仪器有

_____________________(填字母).

(4)改进后的实验除□步骤简单，操作方便，成功率高；□各步现象明显；

口对产品便于观察这三个优点外，还有一个优点是

8.苯和澳的取代反应的实验装置如图所示，其中A为带支管的试管改制成

的反应容器，在其下端开了一小孔，塞好石棉绒，再加入少量铁屑粉。

填写下列空白：

(1)向反应容器A中逐滴加入浸和苯的混合液，几秒内就发生反应。写

出A中所发生反应的化学方程式(有机物写结构简式)：

漠和奉的混合豫

铁属粉、胖二

3D

NaOH1

溶液^

紫

色

石

紫

毯斌AgNOjNaOH

液

溶液溶液

(2)试管C中苯的作用是o反应开始后，观察

D和E两试管，看到的现象为o

(3)反应2〜3min后，在B中可观察到的现象是

(4)在上述整套装置中，具有防倒吸的仪器有(填字

母)。

9.石油经分馈、裂化、裂解可以获得C4H10、CH"C3H6、C2H6、C2H4等

许多重要的化工原料。

已知：i.C4H10(g)^CH4(g)+C3H6(g)

ii.C4H10®一C2H6(g)+C2H4(g)

CH3CHCH3

CH3cH2cH2cH3与CH3的平衡转化率随温度变化的关系如图1所示。

80.00-<(660,70.00)

70.00-b(62053.00)

H60.00-•

化50.00，/^厂广^(66057.00)

*40.00.»JT♦CH£HCH£H,

fxHXh•/•(620,40.00)♦CHiCHC1H,

20.00.

MM)O>CH»

05«0600620640660680700*温度凡

ffi1

CH3cHe

(1)CH3的名称是；其一氯代物有一种，结构简

式分别是

(2)660□时，取1molCH3cH2cH2cH3通入2L恒容密闭容器中发生反应

i、ii,经过30min达到平衡，C2H6的体积分数为3。

①达平衡时反应物转化率为,30min内，用C2H6表示的平均反应速

率v（C2H6）为o

②达到平衡时，CH4的物质的量分数为%（精确到0.1）。

10.晋朝人常球在《华阳国志》里有这样一段话:临邛县“有火井，夜时光

映上昭。民欲其火，先以家火投之。顷许如雷声，火焰出，通耀数十里。

以竹筒盛其火藏之，可拽行终日不灭也…”，请回答下列问题。

（1）话中描述的物质是一种最简单的有机物甲烷，其分子的结构式

为O

（2）写出“顷许如雷声，火焰出”涉及的化学反应方程式:o

（3）下列有关甲烷的说法正确的是（填选项字母）

A.它属于化石能源

B.它的分子中含有非极性键

C.它的分子中所有原子的最外层都达到了8电子稳定结构

D.（2）中反应发生时伴随有旧极性键的断裂和新极性键的形成

（4）甲烷不仅可以直接用来燃烧，还是重要的化工原料，它可以与水在

高温条件下反应制得水煤气（CO和耳）反应的化学方程式为,反

应得到的水煤气中CO和也的质量比为o

参考答案

1.答案：(1)二硝基甲苯、三硝基甲苯

(2)取一定量浓硝酸于烧杯中，沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸，并用玻璃棒不

断搅拌

(3)(球形)冷凝管；a

4CH

()O-3+HO-NO2-^^O2N-^^-CH3+H2O

(5)蒸储；邻硝基甲苯

(6)7.5%

解析：(1)甲苯可以和浓硝酸反应生成一硝基甲苯、二硝基甲苯或三硝基甲

苯，温度过高，会产生二硝基甲苯或三硝基甲苯等副产物。

(2)浓硫酸和浓硝酸混合时应将浓硫酸加入浓硝酸中，具体过程为取一定量

浓硝酸于烧杯中，沿烧杯内壁缓缓注入浓硫酸，并用玻璃棒不断搅拌。

(3)仪器A为(球形)冷凝管，从a口进水。

(4)甲苯和浓硝酸在浓硫酸、30C下反应生成对硝基甲苯和水，据此写出化

学方程式。

(5)分离互溶的有机化合物，应利用沸点不同，采用蒸储的方法进行分离。

有机混合液中主要有甲苯、邻硝基甲苯、对硝基甲苯，其中邻硝基甲苯的

核磁共振氢谱有5组峰。

(6)甲苯的质量为15mLr=l3g,根据方程式分析理论产生的一硝基

甲苯的质量为诟MFxl37g.moL«19.36g,则一硝基甲苯的产率为

yzg-moi

2.答案：⑴Q+Br『FeBQ*+HBrT

(2)反应液微沸，有红棕色气体充满反应器A

(3)除去溶于滨本中的漠；Br2+2NaOH=NaBr+NaBrO+H,0

(4)除去澳化氢气体中的浪蒸气

(5)石蕊溶液；溶液变为红色(或其他合理答案)

解析：由于苯、液澳的沸点较低，且反应O+Br?坞工

为放热反应，故观察到A中的现象为反应液微沸，有红棕色气体充满反应

器A；在制备的溟苯中常混有Br,，加入NaOH溶液中，B4与NaOH发生

反应而被除去；HBr中混有的澳蒸气在经过

Br2+2NaOH^NaBr+NaBrO+H20

CCL时被吸收；若该反应为取代反应，则必有HBr生成，若为加成反应，

则没有HBr生成，故只需检验试管D中是否有大量H+或由-即可。

3、AHC=CH3

3.答案：(l)CaC,+2H,0fC,H,T+Ca(OH)、HC=CH+B”f||(或

BrBr

BrBr

I—

C

HC=CH+2Br-ICH

2B—

.rBr

(2)不能；ac

(3)H2S；Br2+H2S=S>k+2HBr

(4)C;b;CuSO』溶液；CuSO』溶液

(5)若发生取代反应，必定生成HBr,溶液酸性将会明显增强，故可用pH

试纸验证。

解析：(1)根据实验原理写出有关反应的化学方程式。

(2)根据“乙同学发现甲同学实验中，褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，

推测在制得的乙快中还可能含有少量还原性的杂质气体”，可得出“使澳

水褪色的物质，未必是乙快；使溪水褪色的反应，未必是加成反应”的结

论。故甲同学设计的实验不能证明乙焕与澳水发生了加成反应。

(3)根据褪色后的溶液里有少许淡黄色浑浊，可推知该淡黄色沉淀是硫单

质，说明乙焕气体中含有硫化氢杂质，产生硫化氢的原因是电石中含有硫

化钙杂质，发生反应：CaS+2H2O=H2St+Ca(OH)2o硫化氢和溪水发生反应

的化学方程式是叫+H2s-SJ+2HBr。

(4)由于乙快中含有硫化氢杂质，首先可利用CuSQ溶液除去H?S,然后再用

CuSO4溶液检验凡S是否被除尽，无H2s存在时方可根据澳水颜色的变化来

验证乙快与滨水是否发生了加成反应。

(5)pH试纸用于测定溶液的酸性强弱，若发生取代反应，必定生成HBr,

溶液酸性增强，因此用pH试纸检验溶液酸性有无明显增强，即可得出结

论。

4.答案：(1)①V

Br

(g)+Br(l)—>(1),

2、一一1

②RrJ//=-(a+c)kJmoL'

(2)①从图中可知，生成A的活化能比生成B的小，化学反应速率快，

所以低温时，

产物以A为主

②升高温度，A生成中间体C,中间体C生成B

③升高温度；延长反应时间

5.答案:(1)回收NaHSC>4

(2)下

(3)除去过量的乙酸酢(或乙酸)、硝酸

(4)①0.32；②甲苯硝化主要得到对硝基甲苯和邻硝基甲苯；③在硝

化产物中对硝基甲苯比例提高催化剂用量少且能循环使用

解析：

6.答案：(一).(1)球形冷凝管0+Br2前4

+HBrAD

(2)①abef③该反应是放热反应

(3)防止湿蒸气冷凝

(4)否D中会挥发出少量的Br2,Bn也可以和硝酸银产生淡黄色沉淀

FeBn+iQ-B'+HBr

（二）.FeBr；+-

有水的情况下，无法生成Br+

Br

7.答案：（1）0+