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PAGE试卷第=1页,共=sectionpages33页PAGE1山东省枣庄市2020-2022三年高二化学下学期期末试题汇编3-非选择题(2020春·山东枣庄·高二统考期末)2020年,智能材料已大量涌现,为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。(1)快离子导体是具有优良离子导电能力的固体电解质。反应BF3+NH3=NH3·BF3的产物分子中形成配位键提供孤电子对的配位原子名称是___;采取sp3杂化轨道形成化学键的原子符号是___。(2)第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常称为高温半导体材料。基态Ga原子最高能层的电子数为________,第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有_____种。(3)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于___区,钛(Ti)的基态原子M能层中有___种能量不同的电子。(4)镍能形成多种配合物,如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CO)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+等。下列说法正确的有___(填标号)。ACO与N2互为等电子体,其中CO分子内σ键和π键个数之比为1:2BNH3的空间构型为平面三角形CNi2+在形成配合物时,其配位数只能为4DNi(CO)4和[Ni(CO)4]2-中,镍元素均是sp3杂化(5)一种四方结构的超导化合物汞钡铜氧晶体的晶胞如图所示。则汞钡铜氧晶体的密度为____g•cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(2020春·山东枣庄·高二统考期末)辛烯醛是一种重要化工原料,某小组拟用正丁醛制备辛烯醛并探究其结构。〖制备实验〗已知:①正丁醛的沸点为75.7℃。辛烯醛沸点为177℃,密度为0.848g•cm-3,不溶于水。②CH3CH2CH2CHO(1)在如图三颈瓶中加入12.6mL2%NaOH溶液,在充分搅拌下,从滴液漏斗慢慢滴入10mL正丁醛。采用适宜加热方式是_____;使用冷凝管的目的是____。(2)判断有机相已洗涤至中性的操作方法:___。(3)操作2的名称是____;固体A的摩尔质量为322g•mol-1,固体A的化学式为__。(4)利用“减压蒸馏”操作获取产品。温度计示数一定_______177℃(填“高于”、“等于”或“低于”)。〖性质实验〗资料显示:醛类在常温下能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应。(5)为了证明辛烯醛含有碳碳双键,设计能达到实验目的的方案___。(2020春·山东枣庄·高二统考期末)铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂,某化学兴趣小组设计下图实验装置制取铋酸钠并进行纯度检测。〖制取〗氯气和氢氧化铋反应制取NaBiO3。已知:①Bi(OH)3难溶于水,白色。②装置丙中盛有Bi(OH)3与NaOH溶液混合物。③NaBiO3不溶于冷水,浅黄色,遇沸水或酸则迅速分解。(1)装置乙中盛装的试剂是__,装置丁的作用是__。(2)装置丙中发生反应的离子方程式是_____。(3)当观察到___现象时,可以初步判断丙中反应已完成。(4)反应结束后,为了从装置丙中获得更多产品,需要的操作依次:在冰水中冷却结晶、___、干燥。(5)有人设计如图的装置制取NaBiO3(加热和夹持仪器已略去)。该装置比上一装置具有更高的安全性。①盛浓盐酸的滴液漏斗中右侧玻璃管的作用是____。②拆除装置前必须先除去A中残留Cl2以免污染空气。通过控制开关,除去Cl2的操作是___。〖检测纯度〗(6)取上述NaBiO3产品wg,用足量硫酸和MnSO4稀溶液使其还原为Bi3+,再用cmol•L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO(已知:H2C2O4+MnO—CO2+Mn2++HO2,未配平),滴定终点时溶液的颜色变化为__,假设终点时消耗VmL标准溶液。计算该产品的纯度为___(用含w、c、V的代数式表示)。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)实验室中以2-丁醇〖〗为原料制备2-氯丁烷,其装置如图所示(夹持、加热装置已略去):相关信息见下表:物质熔点/℃沸点/℃密度/()性质2-丁醇-114.799.50.80与水互溶2-氯丁烷-131.368.20.87微溶于水,碱性条件下水解实验步骤如下:步骤1:甲装置的圆底烧瓶中加入少量无水和浓盐酸,充分溶解、冷却,再加入2-丁醇加热一段时间。步骤2:将反应混合物移至乙装置的蒸馏烧瓶内,蒸馏并收集115℃以下的馏分。步骤3:对馏分进行系列操作,分离出粗产品。步骤4:经过进一步精制得产品37.0g。步骤5:测定实验生成2-氯丁烷的产率。回答下列问题:(1)甲装置中圆底烧瓶的容积可选择___________(填标号)。A.150mL
B.250mL
C.1000mL
D.1500mL(2)甲装置中Ⅰ处仪器的作用是___________,乙装置中Ⅱ处的仪器是___________(填“A”或“B”)。(3)“步骤1”中无水氯化锌的作用是___________。(4)“步骤3”中先用蒸馏水洗涤,是为了除去___________;再用10%溶液洗涤,该操作要迅速,原因是___________;最后加入固体干燥并过滤。上述步骤中除过滤外,还涉及的操作有___________。(5)2-氯丁烷的产率是___________。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)2-呋喃甲酸乙酯常用于合成杀虫剂和香料,其制备原理为:+CH3CH2OH+H2O,制备流程如下:已知:2-呋喃甲酸乙酯为无色液体,相对于水的密度为1.117,沸点为196°C;2-呋喃甲酸的沸点为230°C,乙醇的沸点为78.4°C;苯与水可形成共沸物的沸点为69.25°C。回答下列问题:(1)反应时添加苯是为了将水及时从体系中移除,步骤I中采用的反应装置为_______(填“A”或“B”)。(2)步骤II中蒸馏的主要目的是为了除去_______,控制温度应略高于_______°C。(3)步骤III中采用的洗涤装置是_______(填“C”或“D”),有机相从_______(填“上”或“下”)口流出;用Na2CO3溶液洗涤的目的是_______。(4)步骤IV中无水MgSO4固体的作用是_______。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)某化学小组通过实验探究苯与液溴发生取代反应,装置如图所示:已知:MnO2+2NaBr+2H2SO4(浓)Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O回答下列问题:(1)仪器X的名称为_______;实验室制备溴苯的化学方程式为_______。(2)制取溴苯的实验操作步骤如下:①连接装置,端口连接依次为:d接_______接c(填小写字母标号)。②检查装置气密性。③实验开始时,应先_______,a.点燃酒精灯b.通冷凝水c.排尽装置中的空气反应一段时间后,D中液体沸腾,原因是_______。④关闭C中活塞。(3)A中对广口瓶进行热水浴的主要目的是_______。(4)流程中起到防倒吸作用的装置有_______。(5)若B中有淡黄色沉淀生成,则_______(填“能”或“不能”)确定苯与液溴发生了取代反应。(6)查阅文献:苯与液溴在FeBr3催化下的反应机理共分三步,完成第三步反应:i.Br2+FeBr3→Br++ii.Br++iii._______(2020春·山东枣庄·高二统考期末)实验室用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的流程如图。已知:①草酸钴晶体难溶于水②RH为机有物(难电离)。回答下列问题:(1)滤渣I的主要成分是__(填化学式),写出一种能提高酸浸速率的措施___。(2)操作①用到的玻璃仪器有____。(3)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH。若要将浸出液中Fe3+和Al3+完全沉淀,则浸出液的pH范围应控制在____(已知:溶液中离子浓度小于1×10-5mol/L,则认为离子完全沉淀;Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分别为1×10-15,1×10-38,1×10-32;Kw=1×1014)。(4)加入有机萃取剂的目的是___。(5)“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2的有机层中加入硫酸溶液,可重新得到RH,写出该步骤反应的离子方程式___。(6)300℃时,在空气中煅烧CoC2O4•2H2O晶体可制得Co3O4,该反应的化学方程式为___。(2020春·山东枣庄·高二统考期末)3,4-二羟基肉桂酸乙酯(I)具有抗炎作用和治疗自身免疫性疾病的潜力。由化合物A制备该物质的合成路线如下:已知:R—CHO+R′—CH2—CHO回答下列问题:(1)I中含氧官能团的名称是____。(2)E生成F的反应类型为___。(3)下列有关H的说法中,错误的是____。a.能使酸性高锰酸钾溶液褪色b.1molH最多能和3molBr2反应c.H分子中最多有8个碳原子共平面d.1molH分别与足量NaOH、NaHCO3反应消耗NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3:1(4)D的结构简式为___。(5)写出F与银氨溶液反应的化学方程式____。(6)已知W是H的同分异构体,且W符合下列条件:①属于芳香族化合物。②1molW与足量NaHCO3溶液反应生成气体44.8L(标准状况)。③核磁共振氢谱有4组吸收峰,且峰面积比为1:2:2:3则W的结构简式为___。(7)呋喃丙烯酸(=CHCOOH)是一种医治血吸虫病的药物呋喃丙胺的原料。设计以、CH3CH2OH为原料制备呋喃丙烯酸的合成路线(无机试剂任选)______。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)某些有机物一定条件下的转化关系如图所示,其中D为烃类化合物,相对分子质量为70,A、C、D的结构中均含有2个以及4种不同化学环境的氢。回答下列问题:(1)A的名称为___________;D的结构简式为___________;E的分子式为___________。(2)上述流程中与⑤反应类型相同的反应还有___________(填反应序号)。(3)写出A到F中Ⅰ发生的化学方程式___________,G的结构简式为___________。(4)B的一种同分异构体只有3种不同化学环境的氢,该物质不能发生的反应是___________(填标号)。A.取代反应
B.氧化反应
C.消去反应(2021春·山东枣庄·高二统考期末)化合物M是合成一种新型发光材料的中间体,由A制备M的一种合成路线如图所示:已知:①R1ClR1MgCl②回答下列问题:(1)A的核磁共振氢谱有___________组峰,峰面积之比为___________。(2)D中官能团的名称为___________;由D生成E的化学方程式为___________。(3)F的结构简式为___________;与F具有相同碳骨架结构的同分异构体还有___________种(不考虑立体异构)。(4)参照上述合成路线和信息,以甲苯和乙二醛(OHC-CHO)为原料,设计制备的合成路线___________。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)高血脂是一种常见的心血管疾病,治疗高血脂的新药I的合成路线如图:已知A:B:RCHO回答下列问题:(1)C的名称是_______,E中含有官能团的名称是_______。(2)A→B的化学方程式为_______。(3)D→E实际经历了两步反应,所属反应类型分别为_______。(4)C和H生成I的化学方程式为_______。(5)化合物W的相对分子质量比化合物C大14,且满足下列条件:①属于芳香族化合物②能发生银镜反应③能与Na反应放出氢气④核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:2:1:1,写出符合要求的W的结构简式_______。(6)结合题目信息,设计用甲苯和乙醛为原料制备的合成路线(要求步骤尽可能最少),其他无机试剂任选_______。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)卤族元素的单质和化合物在生产生活中有重要用途。(1)某浓度的HF溶液中,氟化氢主要以(HF)2缔合形式存在。使氟化氢分子缔合的作用力是___________;气态氟化氢分子的热稳定性大于氯化氢的原因是___________。(2)氯元素有多种含氧酸根离子。中氯原子的杂化类型为___________,的空间结构为___________。(3)几种卤化锌的熔点见表:物质熔点/℃872283x则x___________(填“大于”或“小于”)283,熔点远高于,原因为___________。(4)2-碘酰基苯甲酸是典型的高价碘试剂,在有机合成中用作氧化剂,结构如图:其分子中键个数为___________,基态碘原子的价电子轨道式为___________。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)氮、磷、砷三种元素同属于ⅤA族。根据所学知识回答下列问题:(1)根据图1可知N、Ga原子的个数比为___________,N、Ga原子之间存在配位键,该配位键中提供电子对的原子是___________。(2)磷化铝熔点为2000℃,且熔融时不导电,分析图2可知,磷化铝晶体中磷与铝微粒间的相互作用为___________。测得磷化铝晶体的密度约为,用表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为___________cm。(列出计算表达式)。(3)砷化硼为立方晶系晶体,其晶胞中原子分数坐标为:B:(0,0,0);(,,0);(,0,);(0,,):(,,);(,,);(,,);(,,)(原子分数坐标是以晶胞的平行六面体三条边a、b、c作为坐标系的三个坐标轴,并以其长度作为一个单位来表示晶体内原子的位置)在图3中画出砷化硼晶胞的俯视图___________。与砷原子紧邻的硼原子有___________个,每个硼原子周围有___________个距离最近的硼原子。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)过渡区金属元素原子或离子易形成配合物,广泛用作催化剂。例如Ni、Fe、Mo三种元素可以合成一种新型高效催化剂,在碱性条件下可展示出优异的OER(电催化析氧)催化活性。回答下列问题:(1)电催化析氧过程中常用通NH3的方法来调节溶液酸碱性:I.若溶液中有次氯酸盐,NH3有可能被氧化成NH2-NH2,NH2-NH2中N原子的杂化方式是_______。II.若溶液中含有铜离子,可形成配离子〖Cu(NH3)4〗2+。①〖Cu(NH3)4〗2+具有对称的空间构型,若其中两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则〖Cu(NH3)4〗2+的空间构型为_______。②Cu2+还可与其他微粒形成配离子,如与乙二胺形成,此配离子内部不含有的化学键类型是_______(填标号)。A.离子键
B.非极性键
C.配位键
D.氢键③上述乙二胺和三甲胺〖N(CH3)3〗均属于胺。但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是_______。(2)下列状态的铁中,失去最外层的一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。A. B.C. D.(3)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,是获得高纯度纳米镍的原料,推测Ni(CO)4属于_______(填“极性”或“非极性”)分子。(4)立方NiO(氧化镍)晶体的晶胞结构如图所示,晶胞边长为apm,则NiO晶体的密度为_______g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数)。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)下图为元素周期表的一部分,其中的编号代表对应元素。回答下列问题:(1)表中编号对应元素中属于d区的是_______(写元素符号),其形成的基态二价阳离子中电子占据的能量最高的轨道是_______。(2)⑥对应元素的基态原子核外电子有_______种空间运动状态;⑦对应元素的原子共有_______种不同能级的电子。(3)①②④对应元素的第一电离能由小到大的顺序为_______(写元素符号,下同),①和⑦对应元素形成的单质中,熔点较高的是_______。(4)⑤对应元素形成的阴离子()的空间结构是_______;③和⑤对应元素的气态氢化物热稳定性更强的是_______(写化学式),从分子结构角度解释其原因_______。▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁:
氮原子
B、N
3
3
d
3
A
6.03×1032/a2cNA〖详析〗(1)由BF3+NH3=NH3·BF3可知,产物分子中的配位键是由N提供孤电子对,B提供空轨道形成的,故〖答案〗为氮,其中N,B都采用sp3杂化轨道形成化学键,故〖答案〗为N,B;(2)Ga的电子排布式为〖Ar〗4s24p1,故基态Ga原子最高能层的电子数为3,第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有3种;同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势,但IA族、VA族元素原子具有全充满、半充满稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能B<Be<C<O<N,故〖答案〗为3;(3)钛的核外电子排布式为〖Ar〗3d24s2,最后一个电子填充在3d层,故钛元素属于d区元素,M能层中有有3种能量不同的电子;(4)A.CO与CN-、N2都互为等电子体,这三种微粒结构相似,根据氮气分子结构式知,CO结构式为C≡O,共价三键中含有1个σ键、2个丌键,所以CO分子内σ键和丌键个数之比为1:2,故A正确;B.NH3的空间构型为三角锥形,故B错误;C.Ni2+的价电子为3d8,Ni2+在形成配合物时,其配位数可以是4,也可为6,故C错误;D.Ni(CO)4和[Ni(CO)4]2-中,镍元素提供了空轨道,不存在杂化,故D错误;故〖答案〗选A;(5)由图可知晶胞的体积为a2C×10-30cm3,晶胞中的原子数目为:Hg,1;Ba,2;Cu,1;O,4;故晶胞的质量为(200+137.3×2+64+16×4)/NA故晶胞的密度为6.03×1032/a2cNA;
水浴加热
冷凝回流正丁醛,提高原料利用率
取最后一次洗涤液,测得其pH约等于7
过滤
Na2SO4•10H2O
低于
取少量辛烯醛,加入足量的新制Cu(OH)2浊液,加热充分反应后,冷却,再取上层清液,酸化后滴加溴水,溴水褪色证明有碳碳双键(或取少量辛烯醛,加入溴的四氯化碳溶液褪色,证明有碳碳双键存在或取少量辛烯醛,加入足量的银氨溶液,水浴加热充分反应后,冷却,再取上层清液,酸化后滴加溴水,振荡,溴水褪色证明有碳碳双键)〖祥解〗(1)反应温度小于100℃,应该用水浴加热;正丁醛的沸点为75.7℃,低于反应温度80℃,反应时易挥发;(2)根据溶液的pH可以判断溶液酸碱性;(3)加入无水硫酸钠固体的作用是硫酸钠与有机相中的水形成带有结晶水合物,达到吸收水分的目的;(4)降低压强,物质的沸点会降低;(5)醛基会干扰碳碳双键的检验,应先将醛基氧化为羧基。〖详析〗(1)由流程图可知,三颈瓶中12.6mL2%NaOH溶液与10mL正丁醛在80℃条件下反应,反应温度小于100℃,应该用水浴加热;由题给信息可知,正丁醛的沸点为75.7℃,低于反应温度80℃,反应时易挥发,则冷凝管的目的为冷凝回流正丁醛,提高原料利用率,故〖答案〗为:水浴加热;冷凝回流正丁醛,提高原料利用率;(2)根据溶液的pH可以判断溶液酸碱性,则判断有机相已洗涤至中性的操作方法是取最后一次洗涤液,若测得pH约等于7,可判断有机相已经洗至中性,故〖答案〗为:取最后一次洗涤液,测得pH约等于7;(3)加入无水硫酸钠固体的作用是硫酸钠与有机相中的水形成带有结晶水合物,达到吸收水分的目的,则操作2为固液分离,操作的名称是过滤;设硫酸钠结晶水合物A的化学式为Na2SO4•xH2O,由固体A的摩尔质量为322g•mol-1可得x==10,则A的化学式为Na2SO4•10H2O,故〖答案〗为:过滤;Na2SO4•10H2O;(4)降低压强,物质的沸点会降低,则利用“减压蒸馏”操作获取产品。温度计示数一定低于177℃,故〖答案〗为:低于;(5)检验碳碳双键,常利用溴水或酸性高锰酸钾溶液检验,由题意可知,醛类在常温下能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应,为防止醛基干扰碳碳双键的检验,应先将醛基氧化为羧基;或直接用溴的四氯化碳溶液检验。具体操作步骤为:取少量辛烯醛,加入足量的新制Cu(OH)2浊液,加热充分反应后,冷却,再取上层清液,酸化后滴加溴水,溴水褪色证明有碳碳双键。(或取少量辛烯醛,加入溴的四氯化碳溶液褪色,证明有碳碳双键存在或取少量辛烯醛,加入足量的银氨溶液,水浴加热充分反应后,冷却,再取上层清液,酸化后滴加溴水,振荡,溴水褪色证明有碳碳双键或。)〖『点石成金』〗检验碳碳双键,常利用溴水或酸性高锰酸钾溶液检验,由题意可知,醛类在常温下能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应,为防止醛基干扰碳碳双键的检验,应先将醛基氧化为羧基是解答关键,也是易错点。
饱和食盐水
吸收过量的氯气,防止污染环境
Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O
丙中白色固体消失,或浅黄色不再加深,或丙的上方充满黄绿色气体
过滤、洗涤
平衡气压,使浓盐酸顺利滴下
关闭K1、K3,打开K2(关闭K1可不写)
溶液颜色由紫红色变成无色
×100%或×100%或%〖祥解〗由实验装置图可知,装置甲中浓盐酸与二氧化锰共热反应制备氯气,浓盐酸具有挥发性,氯气中混有氯化氢气体,装置乙中盛有饱和食盐水,用于除去氯化氢,装置丙为铋酸钠制备装置,碱性条件下,氯气将氢氧化铋氧化生成铋酸钠,装置丁中盛有氢氧化钠溶液,用于吸收过量的氯气,防止污染环境。〖详析〗(1)由分析可知,装置乙中盛有饱和食盐水,用于除去氯化氢,装置丁中盛有氢氧化钠溶液,用于吸收过量的氯气,防止污染环境,故〖答案〗为:饱和食盐水;吸收过量的氯气,防止污染环境;(2)装置丙为铋酸钠制备装置,碱性条件下,氯气与氢氧化铋发生氧化还原反应生成铋酸钠、氯化钠和水,反应的离子方程式为Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O,故〖答案〗为:Bi(OH)3+3OH-+Na++Cl2=NaBiO3+2Cl-+3H2O;(3)若丙中反应已完成,装置丙中白色的氢氧化铋会全部变为浅黄色的铋酸钠,固体的浅黄色不会再加深,溶液的上方会充满过量的黄绿色的氯气,故〖答案〗为:丙中白色固体消失,或浅黄色不再加深,或丙的上方充满黄绿色气体;(4)由题意可知,铋酸钠不溶于冷水,遇沸水或酸会迅速分解,则从装置丙中获得更多铋酸钠的操作是在冰水中冷却结晶、过滤、洗涤、干燥,故〖答案〗为:过滤、洗涤;(5)①装置A中盛浓盐酸的滴液漏斗能起到平衡气压,使浓盐酸顺利滴下的作用,故〖答案〗为:平衡气压,使浓盐酸顺利滴下;②从实验装置图可知,关闭K1、K3,打开K2可使NaOH溶液进入三颈烧瓶中,与其中的氯气反应除去A中残留氯气以免污染空气,故〖答案〗为:关闭K1、K3,打开K2;(6)用草酸标准溶液滴定过量的高锰酸钾溶液时,当紫色的高锰酸钾完全转化为无色的硫酸锰时,说明高锰酸钾完全反应,达到滴定终点;设产品中铋酸钠的质量为m,根据得失电子数目守恒可得:5NaBiO3~2Mn2+~2MnO4-~5H2C2O4,由此建立如下求解关系式:解得m==0.28cVg,则产品的纯度为×100%=×100%,故〖答案〗为:溶液颜色由紫红色变成无色;×100%或×100%或%。〖『点石成金』〗在复杂的纯度、产率等计算中,用得失电子守恒法找出各关键物质之间的关系,由此计算可以事半功倍,如本题中的关系5NaBiO3~5H2C2O4,使复杂问题简单化了,减少了运算量。
B
冷凝回流
B
催化剂
HCl和2-丁醇
减少2-氯丁烷水解
分液
80%〖祥解〗以2-丁醇〖〗为原料制备2-氯丁烷的反应原理为+HCl+H2O,结合物质的性质和实验步骤分析解答。〖详析〗(1)甲装置中圆底烧瓶加入少量无水和浓盐酸,充分溶解、冷却,再加入2-丁醇加热一段时间,溶液的体积约为146mL,反应时圆底烧瓶中液体的体积不超过烧瓶容积的,因此圆底烧瓶的容积可选择250mL,故〖答案〗为:B;(2)甲装置中Ⅰ处的仪器为冷凝管,可以冷凝回流2-丁醇,提高原料的利用率;乙装置中Ⅱ处的仪器为直型冷凝管,选B,故〖答案〗为:冷凝回流;B;(3)根据题意,“步骤1”中无水氯化锌为催化剂,故〖答案〗为:催化剂;(4)根据表格数据,“步骤3”中先用蒸馏水洗涤,是为了除去HCl和2-丁醇;由于2-氯丁烷碱性条件下水解,再用10%溶液洗涤,碳酸钠溶液显碱性,因此该操作要迅速;最后加入固体干燥并过滤。上述步骤中除过滤外,分离2-氯丁烷与水相时需要分液,还涉及的操作为分液,故〖答案〗为:HCl和2-丁醇;减少2-氯丁烷水解;分液;(5)2-丁醇的质量为×0.8=37g,理论上可以生成2-氯丁烷的质量为×92.5g/mol=46.25g,2-氯丁烷的产率=×100%=80%,故〖答案〗为:80%。(1)B(2)
乙醇
78.4(3)
C
下
除去硫酸、2-呋喃甲酸(4)干燥(除去有机物中的水等)〖祥解〗本实验的合成方式可以参考乙醇和乙酸的酯化反应,答题时需要充分利用题目中所给出的物质的相关物理性质,在分离除杂时也可参考乙酸乙酯的除杂方式。(1)本实验需要将水从体系中移除,A装置水冷凝回流后仍然会进入三颈瓶中,无法分离出水,而B可以将水通过分水器分离出来,所以反应装置应选择B;(2)乙醇的沸点较低,为78.4℃,蒸馏时会先从液体中蒸馏出来,反应的温度应高于乙醇的沸点78.4℃;(3)装置D通常用于趁热过滤液体和固体的混合物,本实验是用于分离两种液体,应选择装置C,反应后生成的产物密度大于水,应从分液漏斗下口流出。反应过程中可能存在未反应完的2-呋喃甲酸,以及作为催化剂的硫酸,碳酸钠可以除去两者;(4)无水硫酸镁,可以吸收水,常用做干燥剂。(1)
球形冷凝管
+Br2+HBr(2)
abef
b
该反应是放热反应(3)防止溴蒸气冷凝(其他合理〖答案〗均可)(4)A、B(5)不能(6)+FeBr3++HBr〖解析〗(1)由图可知装置X为球形冷凝管;苯可以和液溴在三溴化铁作为催化剂的条件下生成溴苯,反应方程式为:+Br2+HBr;(2)产生了溴蒸汽以后需先对溴蒸汽进行干燥,同时为了防止溴冷凝为液体,需要用热水进行加热,所以先接到装置A中干燥完后再通入装置D中发生反应,最后接到装置B进行尾气处理,所以连接顺序为:abef;反应开始时,为了减少溴的挥发,应先通入冷凝水,故选B;反应一段时间后,液体仍然保持沸腾,说明该反应释放了热量,反应为放热反应;(3)常温下溴为液态,用热水加热可以防止生成的溴蒸汽冷凝为液态的溴;(4)装置A为长管进,短管出,可以起到防倒吸的作用,装置B倒扣的漏斗也可以起到防止倒吸的作用,故选AB;(5)溴单质与水反应也可生成溴离子,溴离子与银离子可以生成淡黄色的溴化银沉淀,所以不能确定苯与液溴是否发生了取代反应;(6)催化剂在化学反应中会先被消耗,然后重新生成,结合生成溴苯的总反应和第ⅰ、第ⅱ步反应,可以确定出第ⅲ步反应为:+FeBr3++HBr。
SiO2
提高硫酸的浓度或提高反应的温度或搅拌等
分液漏斗、烧杯
5<pH<9
溶解NiR2,使之与水层分离
NiR2+2H+=2RH+Ni2+
3CoC2O4•2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O〖祥解〗用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的Ni、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O):粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,过滤得到滤液中含有CoSO4、NiSO4、FeSO4、Al2(SO4)3及过量的硫酸,滤渣Ⅰ为SiO2,滤液中加入过氧化氢和CoO,将Fe2+氧化为Fe3+,同时调节pH,使铁离子、铝离子转化为沉淀除去,所以滤渣Ⅱ为氢氧化铁、氢氧化铝,向滤液中加入RH,Ni2+溶于有机层,为分液,向水层加入(NH4)2C2O4,得到草酸钴晶体,以此来解答。〖详析〗(1)用含钴废料,粉碎后用硫酸溶解,SiO2不与硫酸反应,滤渣Ⅰ为SiO2,提高硫酸的浓度、提高反应的温度、搅拌能提高酸浸速率;(2)通过操作①得到水层和有机层,则操作①为分液,分液需要的仪器有:分液漏斗、烧杯;(3)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH。若要将浸出液中Fe3+和Al3+全部沉淀,Al(OH)3的Ksp为1×10−32,则c(OH−)==10−9mol/L,c(H+)==10-5mol/L,Ni2+不能沉淀,Ni(OH)2的Ksp为1×10−15,开始沉淀的c(OH−)=≈10−5mol/L,c(H+)==10-9mol/L,则调节溶液5<pH<9;(4)根据分析,加入有机萃取剂的目的是溶解NiR2,使之与水层分离;(5)“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2的有机层中加入硫酸溶液,可重新得到RH,反应的离子方程式NiR2+2H+=2RH+Ni2+;(6)300℃时,在空气中煅烧CoC2O4•2H2O晶体可制得Co3O4,该反应的化学方程式为3CoC2O4•2H2O+2O2Co3O4+6CO2+6H2O。〖『点石成金』〗本题难度不大,易错点为(3)中把握Ni2+不能沉淀,其他的杂质离子完全沉淀,溶液的pH值要控制在其他杂质离子全部沉淀和Ni2+开始出现沉淀之间。
(酚)羟基、酯基
消去反应
bc
+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O
、
CH3CH2OHCH3CHO〖祥解〗由含成流程及B的分子式C2H6O且由A与水反应得到,可知,A为CH2=CH2,A与水发生加成反应生成B为CH3CH2OH,B氧化生成C为CH3CHO,C与D发生醛的加成反应生成E,E发生消去反应生成F为,F发生银镜反应生成G为,G发的水解反应生成H,H与乙醇发生酯化反应生成3,4-二羟基肉柱酸乙酯(I);(6)合成呋喃丙烯酸(=CHCOOH,与乙醛发生醛的加成反应,产生,然后分子内脱水生成后面分子中的醛基在弱氧化剂的作用下变成羧基,呋喃丙烯酸(=CHCOOH形成,故应注意由乙醇获得乙醛的反应。〖详析〗(1)根据Ⅰ的结构简式可知,I中含氧官能团的名称是羟基和酯基,故〖答案〗羟基和酯基;(2)E发生消去反应生成F,E生成F的反应类型为消去反应,故〖答案〗为:消去反应;(3)根据H的结构简式可知,a.能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故a正;b.1molH最多能和4molBr2反应,3mol发生取代反应,1mol发生加成反应,故b错误;c.苯平面和烯平面可以共面,故H分子中最多可以有9个碳原子共平面,故c错误;d.NaOH能与酚和酸反应,NaHCO3只能与酸反应,故1molH分别与足量NaOH、NaHCO3反应时,消耗的NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3:1,故d正确;故〖答案〗为:bc;(4)CH3CHO+D
,可知D结构简式为;(5)结合分析可知F与银氨溶液反应方程式为+2Ag(NH3)2OH+2Ag↓+3NH3+H2O;(6)W是H的同分异构体,根据条件,①属于芳香族化合物,即有苯环,②1molW与足量NaHCO3溶液反应生成气体44.8L(标准状况),说明W中有两个羧基,则符合条件的W的结构为苯环上连有-COOH、-COOH、-CH3,根据定二移一的方法,有6种结构,或者是苯环上连有-COOH、-CH2COOH,有邻,间,对三种,也可以是苯环上连有CH(-COOH)2,所以共有10种,其中,核磁共振氢谱有4组吸收峰,且峰面积比为1:2:2:3的结构简式为、(7)由分析可知合成流程为CH3CH2OHCH3CHO〖『点石成金』〗本题考查有机物的合成,把握合成流程中官能团的变化、碳原子数变化、官能团与性质、有机反应为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意有机物性质的应用,难点;
3-甲基丁醛
(CH3)2CHCH=CH2
C5H11Br
②
(CH3)2CHCH2CHO+2Cu(OH)2+NaOH(CH3)2CHCH2COONa+Cu2O↓+3H2O
(CH3)2CHCH2COOCH2CH2CH(CH3)2
C〖祥解〗由题中信息知,有机物D为烃类化合物,其相对分子质量为70,由商余法可得=5,可知D为烯烃,则D的分子式为C5H10,D的结构中含有2个-CH3,核磁共振氢谱中出现4个峰,则D的结构简式为(CH3)2CHCH=CH2;由转化关系可知C为卤代烃,C的结构中含有2个-CH3,且它的核磁共振氢谱中有4个峰,则C结构简式为(CH3)2CHCH2CH2Br;A与新制的Cu(OH)2溶液加热条件下反应,再酸化生成F,能与氢气发生加成反应生成B,则A含有醛基,B属于醇,F属于羧酸,B和HBr发生取代反应生成C,则B结构简式为(CH3)2CHCH2CH2OH,A的结构简式为(CH3)2CHCH2CHO,F的结构简式为(CH3)2CHCH2COOH,D和HBr发生加成反应生成E,则E的结构简式为(CH3)2CHCH(Br)CH3;B和F在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成G,G的结构简式为(CH3)2CHCH2COOCH2CH2CH(CH3)2;据此解答。〖详析〗(1)由上述分析可知,A的结构简式为(CH3)2CHCH2CHO,其名称为3-甲基丁醛;D的结构简式为(CH3)2CHCH=CH2;E的结构简式为(CH3)2CHCH(Br)CH3,其分子式为C5H11Br;〖答案〗为3-甲基丁醛;(CH3)2CHCH=CH2;C5H11Br。(2)D的结构简式为(CH3)2CHCH=CH2,E的结构简式为(CH3)2CHCH(Br)CH3,则反应类型⑤为加成反应,与⑤反应类型相同的反应还有②;〖答案〗为②。(3)A与新制的Cu(OH)2溶液在碱性条件下加热,发生费林反应,其化学方程式为(CH3)2CHCH2CHO+2Cu(OH)2+NaOH(CH3)2CHCH2COONa+Cu2O↓+3H2O;B和F在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成G,G的结构简式为(CH3)2CHCH2COOCH2CH2CH(CH3)2;〖答案〗为(CH3)2CHCH2CHO+2Cu(OH)2+NaOH(CH3)2CHCH2COONa+Cu2O↓+3H2O;(CH3)2CHCH2COOCH2CH2CH(CH3)2。(4)B结构简式为(CH3)2CHCH2CH2OH,它的一种同分异构体只有3种不同化学环境的氢,结构简式为,该结构可发生取代反应和氧化反应,不能发生消去反应,即C选项符合题意;〖答案〗为C。
4
3:2:2:1
羟基
8
〖祥解〗根据,由M逆推可知,G的,逆推可知A中含有苯环,A是;在光照条件下发生取代反应生成B,B分子式是C7H7Cl,B的结构简式是;根据①R1ClR1MgCl可知,C是;根据R1MgCl,D是,D发生消去反应生成苯乙烯,E是苯乙烯;苯乙烯和溴发生加成反应生成,F是。〖详析〗(1)A是,有4种等效氢,核磁共振氢谱有4组峰,峰面积之比为3:2:2:1。(2)D是,官能团的名称为羟基;在浓硫酸作用下发生消去反应生成,反应的化学方程式为。(3)苯乙烯和溴发生加成反应生成,F是;与具有相同碳骨架结构的同分异构体还有、、、、、、、,共8种。(4)在光照条件下发生取代反应生成;,,在浓硫酸作用下发生消去反应生成,合成路线为。〖『点石成金』〗本题考查有机合成与推断,明确各步骤中结构简式的变化是解题关键,掌握常见官能团的结构和性质,注意题目信息的利用,培养学生提取信息和应用信息的能力。(1)
苯甲酸
醛基(2)(3)取代反应、消去反应(4)(5)、(6)〖祥解〗甲烷和氯气在光照条件下发生取代反应生成D(CH2Cl2),D在氢氧化钠的水溶液、加热条件下发生取代反应,但同一个碳原子上含有两个羟基不稳定会失水生成醛,则E为HCHO,CH3(CH2)6CHO和甲醛反应生成G,根据题给信息知G为,G和氢气发生加成反应生成H为;甲苯在光照条件下与氯气发生取代反应生成,水解得到A为,A氧化生成B为,B进一步氧化生成C为,C与H发生酯化反应生成I为。(1)由分析可知C的结构简式为:,其名称为苯甲酸;E为HCHO,其中官能团的名称为:醛基;(2)A→B为醇的催化氧化,方程式为:2+O22+2H2O;(3)D为CH2Cl2,D→E首先应该发生了卤代烃的水解反应,两个氯原子变为两个羟基,两个羟基连在同一个碳上不稳定,随后发生消去反应,〖答案〗为:取代反应;消去反应;(4)C和H生成I为酯化反应,方程式为:+3+3H2O;(5)化合物W的相对分子质量比化合物C大14,说明W比C多1个CH2原子团,W满足下列条件:①属于芳香族化合物,说明含有苯环,②能发生银镜反应,说明含有醛基,③能与Na反应放出氢气,说明含有羟基,④核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:2:1:1,则满足要求的同分异构体为:、;(6)甲苯与Cl2在光照条件下生成,然后发生水解反应生成,苯甲醛与乙醛在碱性条件下反应生成目标物,具体流程为:。
氢键
氟的非金属性比氯强
sp3
三角锥形
大于
ZnF2属于离子晶体,ZnCl2属于分子晶体
18
〖祥解〗HF分子之间能形成氢键,结合元素周期律和原子结构分析解答;根据价层电子对个数=σ键个数+(a-xb)计算解答;根据表格数据,ZnF2属于离子晶体,ZnCl2属于分子晶体,则也是分子晶体,结合分子晶体和离子晶体的结构与熔点的关系分析解答;分子中的单键为键,双键含有一个和一个π键,碘为第五周期ⅦA族元素,据此分析解答。〖详析〗(1)氢键使氢化物分子之间缔合,HF分子之间能形成氢键,氢键的存在导致HF发生缔合;同主族从上到下,元素的非金属性逐渐减弱,非金属性越弱,氢化物的稳定性越弱,则氟化氢的稳定性大于氯化氢,故〖答案〗为:氢键;氟的非金属性比氯强;(2)中Cl原子的价层电子对数为2+=4,Cl原子采取sp3杂化;的中心Cl原子的价层电子对数为3+=4,且含有1个孤电子对,空间结构为三角锥形,故〖答案〗为:sp3;三角锥形;(3)根据表格数据,ZnF2属于离子晶体,ZnCl2属于分子晶体,则也是分子晶体,的相对分子质量大于ZnCl2的相对分子质量,因此的熔点高于ZnCl2的熔点;ZnF2属于离子晶体,ZnCl2属于分子晶体,导致熔点远高于,故〖答案〗为:大于;ZnF2属于离子晶体,ZnCl2属于分子晶体;(4)中变化上含有12个键,另外还含有6个键,键个数共为18个;基态碘原子的价电子排布式为5s25p5,轨道式为,故〖答案〗为:18;。〖『点石成金』〗本题(1)中分子的稳定性也可以从原子结构和化学键的角度解释,氟原子半径小于氯原子半径,H-F键的键能大于H-Cl的键能,H-F比H-Cl牢固。
1∶1
N
共价键
×
4
12〖祥解〗根据均摊法计算晶胞中Ga原子和N原子的数目,N原子含有孤电子对,Ga原子提供空轨道形成配位键,据此分析解答;磷化铝熔点为2000℃,且熔融时不导电,说明磷化铝为原子晶体,处于面对角线上相邻的2个Al原子之间距离最近,晶胞棱长等于二者最近距离的倍,据此分析解答;由原子坐标,可知晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置,而As原子处于晶胞内部,处于B原子形成的正四面体体心位置,晶胞结构为,据此分析解答。〖详析〗(1)晶胞中Ga原子数目=1+4×=2、N原子数目=1+8×=2,N、Ga原子的个数比为1∶1;N、Ga原子之间存在配位键,N原子含有孤电子对,Ga原子提供空轨道形成配位键,提供电子对的原子是N,故〖答案〗为:1∶1;N;(2)磷化铝熔点为2000℃,且熔融时不导电,说明磷化铝为原子晶体,磷化铝晶体中磷与铝微粒间的相互作用为共价键;处于面对角线上相邻的2个Al原子之间距离最近,晶胞棱长等于二者最近距离的倍,设2个Al原子最近距离为acm,则晶胞棱长=acm。晶胞中,Al原子数目为4,P原子数目为8×+6×=4,晶胞质量=4×g=g,则g=(acm)3×2.32g/cm3,解得a=×,故〖答案〗为:共价键;×;(3)由原子坐标,可知晶胞中B原子处于晶胞的顶点、面心位置,而As原子处于晶胞内部,处于B原子形成的正四面体体心位置,晶胞结构如图所示:(注:小球大小不代表原子半径大小),投影时顶点原子形成正方形的顶点,左、右侧面及前、后面的面心原子投影处于正方形棱心,而上、下底面面心原子投影重合处于正方形的中心,As原子投影处于原子处于正方形内部且处于正方形对角线上(As原子投影、上下底面面心B原子投影将对角线4等分),故砷化硼晶胞的俯视图为:;与砷原子紧邻的硼原子有4个;以顶点B原子研究,与之紧邻的硼原子处于面心,每个顶点为8个晶胞共用,每个面心为2个晶胞共用,与每个硼原子紧邻的硼原子有=12个,故〖答案〗为:;4;12。〖『点石成金』〗本题的难点和易错点为(3),要注意根据原子的分数坐标判断原子在晶胞中的位置。(1)
sp3
平面正方形(或正方形)
A
乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键(2)A(3)非极性(4)〖解析〗(1)I.NH2-NH2中N原子形成3个单键和一个孤电子对,故氮原子的杂化方式是sp3;II.①〖Cu(NH3)4〗2+具有对称的空间构型,可能是平面正方形,也可能是正四面体,且当〖Cu(NH3)4〗2+中的两个NH3被两个Cl-取代时,能得到两种不同结构的产物,可判断其空间构型为平面正方形;②由其结构可知,配离子内含有配位键、N-H极性键、C-C非极性键和氢键,不含离子键,〖答案〗选A;②氮的电负性强,乙二胺分子间可形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键,因此乙二胺比三甲胺的沸点高很多;(2)通过分析可知,A是三价铁,失去一个电子所需能量较大,B是二价铁失去一个电子比三价铁小一些,C是激发态的二价铁,失去一个电子比二价铁更小一些,D是激发态的三价铁,失去一个电子比三价铁,小,故选A;(3)CCl4、苯属于非极性分子,根据相似相溶的原理,可知Ni(CO)4属于非极性分子;(4)该晶胞中O2-个数,晶胞体积,晶胞密度。(1)
Fe
3d(2)
9
6(3)
Al<B<Be
Be(4)
正四面体
H2O
H2O和H2S分子结构相似,O-H键长较短,键能较大,分子的热稳定性更强(合理即可)〖祥解〗根据各元素在周期表的位置,推出①为Be,②为B,③为O,④为Al,⑤为S,⑥为Cl,⑦为Ca,⑧为Fe,⑨为Cu,据此分析;(1)d区包括ⅢB~Ⅷ,因此所给元素属于d区的是Fe;Fe2+电子排布式为1s22s22p63s23p63d6,电子占据的能量最高轨道是3d;故〖答案〗为Fe;3d;(2)⑥对应的元素为Cl,电子排布式为1s22s22p63s23p5,核外电子有9种不同的空间运动状态;⑦对应元素是Ca,电子排布式为1s22s22p63s23p64s2,原子共有6种不同能级的电子;故〖答案〗为9;6;(3)①②④对应元素分别为Be、B、Al,利用同周期从左向右第一电离能增大的趋势,但ⅡA>ⅢA,ⅤA>ⅥA,因此第一电离能大小顺序是Al<B<Be;①⑦对应元素为Be、Ca,碱土金属从上到下熔点逐渐降低,因此熔点较高的是Be;故〖答案〗为Al<B<Be;Be;(4)⑤为硫元素,为SO,中心原子硫有4个σ键,无孤对电子,价层电子对数为4,即SO的空间构型为正四面体;③⑤对应的气态氢化物为H2O和H2S,同主族从上到下非金属性减弱,其气态氢化物的稳定性减弱,因此热稳定性强的是H2O;从分子结构角度分析:H2O和H2S分子结构相似,O-H键长较短,键能较大,分子的热稳定性更强(合理即可);故〖答案〗为正四面体;H2O;H2O和H2S分子结构相似,O-H键长较短,键能较大,分子的热稳定性更强(合理即可)。PAGE试卷第=1页,共=sectionpages33页PAGE1山东省枣庄市2020-2022三年高二化学下学期期末试题汇编3-非选择题(2020春·山东枣庄·高二统考期末)2020年,智能材料已大量涌现,为生物医疗、国防军事以及航空航天等领域发展提供支撑。(1)快离子导体是具有优良离子导电能力的固体电解质。反应BF3+NH3=NH3·BF3的产物分子中形成配位键提供孤电子对的配位原子名称是___;采取sp3杂化轨道形成化学键的原子符号是___。(2)第三代半导体材料氮化镓(GaN)适合于制作高温、高频、抗辐射及大功率器件,通常称为高温半导体材料。基态Ga原子最高能层的电子数为________,第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有_____种。(3)金属钛性能优越,被誉为继Fe、Al后应用广泛的“第三金属”。钛(Ti)在元素周期表中位于___区,钛(Ti)的基态原子M能层中有___种能量不同的电子。(4)镍能形成多种配合物,如正四面体形的Ni(CO)4和正方形的[Ni(CO)4]2-、正八面体形的[Ni(NH3)6]2+等。下列说法正确的有___(填标号)。ACO与N2互为等电子体,其中CO分子内σ键和π键个数之比为1:2BNH3的空间构型为平面三角形CNi2+在形成配合物时,其配位数只能为4DNi(CO)4和[Ni(CO)4]2-中,镍元素均是sp3杂化(5)一种四方结构的超导化合物汞钡铜氧晶体的晶胞如图所示。则汞钡铜氧晶体的密度为____g•cm-3(设NA为阿伏加德罗常数的值)。(2020春·山东枣庄·高二统考期末)辛烯醛是一种重要化工原料,某小组拟用正丁醛制备辛烯醛并探究其结构。〖制备实验〗已知:①正丁醛的沸点为75.7℃。辛烯醛沸点为177℃,密度为0.848g•cm-3,不溶于水。②CH3CH2CH2CHO(1)在如图三颈瓶中加入12.6mL2%NaOH溶液,在充分搅拌下,从滴液漏斗慢慢滴入10mL正丁醛。采用适宜加热方式是_____;使用冷凝管的目的是____。(2)判断有机相已洗涤至中性的操作方法:___。(3)操作2的名称是____;固体A的摩尔质量为322g•mol-1,固体A的化学式为__。(4)利用“减压蒸馏”操作获取产品。温度计示数一定_______177℃(填“高于”、“等于”或“低于”)。〖性质实验〗资料显示:醛类在常温下能与溴水、酸性高锰酸钾溶液反应。(5)为了证明辛烯醛含有碳碳双键,设计能达到实验目的的方案___。(2020春·山东枣庄·高二统考期末)铋酸钠(NaBiO3)是分析化学中的重要试剂,某化学兴趣小组设计下图实验装置制取铋酸钠并进行纯度检测。〖制取〗氯气和氢氧化铋反应制取NaBiO3。已知:①Bi(OH)3难溶于水,白色。②装置丙中盛有Bi(OH)3与NaOH溶液混合物。③NaBiO3不溶于冷水,浅黄色,遇沸水或酸则迅速分解。(1)装置乙中盛装的试剂是__,装置丁的作用是__。(2)装置丙中发生反应的离子方程式是_____。(3)当观察到___现象时,可以初步判断丙中反应已完成。(4)反应结束后,为了从装置丙中获得更多产品,需要的操作依次:在冰水中冷却结晶、___、干燥。(5)有人设计如图的装置制取NaBiO3(加热和夹持仪器已略去)。该装置比上一装置具有更高的安全性。①盛浓盐酸的滴液漏斗中右侧玻璃管的作用是____。②拆除装置前必须先除去A中残留Cl2以免污染空气。通过控制开关,除去Cl2的操作是___。〖检测纯度〗(6)取上述NaBiO3产品wg,用足量硫酸和MnSO4稀溶液使其还原为Bi3+,再用cmol•L-1的H2C2O4标准溶液滴定生成的MnO(已知:H2C2O4+MnO—CO2+Mn2++HO2,未配平),滴定终点时溶液的颜色变化为__,假设终点时消耗VmL标准溶液。计算该产品的纯度为___(用含w、c、V的代数式表示)。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)实验室中以2-丁醇〖〗为原料制备2-氯丁烷,其装置如图所示(夹持、加热装置已略去):相关信息见下表:物质熔点/℃沸点/℃密度/()性质2-丁醇-114.799.50.80与水互溶2-氯丁烷-131.368.20.87微溶于水,碱性条件下水解实验步骤如下:步骤1:甲装置的圆底烧瓶中加入少量无水和浓盐酸,充分溶解、冷却,再加入2-丁醇加热一段时间。步骤2:将反应混合物移至乙装置的蒸馏烧瓶内,蒸馏并收集115℃以下的馏分。步骤3:对馏分进行系列操作,分离出粗产品。步骤4:经过进一步精制得产品37.0g。步骤5:测定实验生成2-氯丁烷的产率。回答下列问题:(1)甲装置中圆底烧瓶的容积可选择___________(填标号)。A.150mL
B.250mL
C.1000mL
D.1500mL(2)甲装置中Ⅰ处仪器的作用是___________,乙装置中Ⅱ处的仪器是___________(填“A”或“B”)。(3)“步骤1”中无水氯化锌的作用是___________。(4)“步骤3”中先用蒸馏水洗涤,是为了除去___________;再用10%溶液洗涤,该操作要迅速,原因是___________;最后加入固体干燥并过滤。上述步骤中除过滤外,还涉及的操作有___________。(5)2-氯丁烷的产率是___________。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)2-呋喃甲酸乙酯常用于合成杀虫剂和香料,其制备原理为:+CH3CH2OH+H2O,制备流程如下:已知:2-呋喃甲酸乙酯为无色液体,相对于水的密度为1.117,沸点为196°C;2-呋喃甲酸的沸点为230°C,乙醇的沸点为78.4°C;苯与水可形成共沸物的沸点为69.25°C。回答下列问题:(1)反应时添加苯是为了将水及时从体系中移除,步骤I中采用的反应装置为_______(填“A”或“B”)。(2)步骤II中蒸馏的主要目的是为了除去_______,控制温度应略高于_______°C。(3)步骤III中采用的洗涤装置是_______(填“C”或“D”),有机相从_______(填“上”或“下”)口流出;用Na2CO3溶液洗涤的目的是_______。(4)步骤IV中无水MgSO4固体的作用是_______。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)某化学小组通过实验探究苯与液溴发生取代反应,装置如图所示:已知:MnO2+2NaBr+2H2SO4(浓)Br2↑+MnSO4+Na2SO4+2H2O回答下列问题:(1)仪器X的名称为_______;实验室制备溴苯的化学方程式为_______。(2)制取溴苯的实验操作步骤如下:①连接装置,端口连接依次为:d接_______接c(填小写字母标号)。②检查装置气密性。③实验开始时,应先_______,a.点燃酒精灯b.通冷凝水c.排尽装置中的空气反应一段时间后,D中液体沸腾,原因是_______。④关闭C中活塞。(3)A中对广口瓶进行热水浴的主要目的是_______。(4)流程中起到防倒吸作用的装置有_______。(5)若B中有淡黄色沉淀生成,则_______(填“能”或“不能”)确定苯与液溴发生了取代反应。(6)查阅文献:苯与液溴在FeBr3催化下的反应机理共分三步,完成第三步反应:i.Br2+FeBr3→Br++ii.Br++iii._______(2020春·山东枣庄·高二统考期末)实验室用含钴废料(主要成分为Co,含有一定量的NiO、Al2O3、Fe、SiO2等)制备草酸钴晶体(CoC2O4•2H2O)的流程如图。已知:①草酸钴晶体难溶于水②RH为机有物(难电离)。回答下列问题:(1)滤渣I的主要成分是__(填化学式),写出一种能提高酸浸速率的措施___。(2)操作①用到的玻璃仪器有____。(3)加入氧化钴的目的是调节溶液的pH。若要将浸出液中Fe3+和Al3+完全沉淀,则浸出液的pH范围应控制在____(已知:溶液中离子浓度小于1×10-5mol/L,则认为离子完全沉淀;Ni(OH)2、Fe(OH)3、Al(OH)3的Ksp分别为1×10-15,1×10-38,1×10-32;Kw=1×1014)。(4)加入有机萃取剂的目的是___。(5)“反萃取”原理是用反萃取剂使被萃取物从有机相返回水相的过程。向操作①后溶有NiR2的有机层中加入硫酸溶液,可重新得到RH,写出该步骤反应的离子方程式___。(6)300℃时,在空气中煅烧CoC2O4•2H2O晶体可制得Co3O4,该反应的化学方程式为___。(2020春·山东枣庄·高二统考期末)3,4-二羟基肉桂酸乙酯(I)具有抗炎作用和治疗自身免疫性疾病的潜力。由化合物A制备该物质的合成路线如下:已知:R—CHO+R′—CH2—CHO回答下列问题:(1)I中含氧官能团的名称是____。(2)E生成F的反应类型为___。(3)下列有关H的说法中,错误的是____。a.能使酸性高锰酸钾溶液褪色b.1molH最多能和3molBr2反应c.H分子中最多有8个碳原子共平面d.1molH分别与足量NaOH、NaHCO3反应消耗NaOH、NaHCO3的物质的量之比为3:1(4)D的结构简式为___。(5)写出F与银氨溶液反应的化学方程式____。(6)已知W是H的同分异构体,且W符合下列条件:①属于芳香族化合物。②1molW与足量NaHCO3溶液反应生成气体44.8L(标准状况)。③核磁共振氢谱有4组吸收峰,且峰面积比为1:2:2:3则W的结构简式为___。(7)呋喃丙烯酸(=CHCOOH)是一种医治血吸虫病的药物呋喃丙胺的原料。设计以、CH3CH2OH为原料制备呋喃丙烯酸的合成路线(无机试剂任选)______。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)某些有机物一定条件下的转化关系如图所示,其中D为烃类化合物,相对分子质量为70,A、C、D的结构中均含有2个以及4种不同化学环境的氢。回答下列问题:(1)A的名称为___________;D的结构简式为___________;E的分子式为___________。(2)上述流程中与⑤反应类型相同的反应还有___________(填反应序号)。(3)写出A到F中Ⅰ发生的化学方程式___________,G的结构简式为___________。(4)B的一种同分异构体只有3种不同化学环境的氢,该物质不能发生的反应是___________(填标号)。A.取代反应
B.氧化反应
C.消去反应(2021春·山东枣庄·高二统考期末)化合物M是合成一种新型发光材料的中间体,由A制备M的一种合成路线如图所示:已知:①R1ClR1MgCl②回答下列问题:(1)A的核磁共振氢谱有___________组峰,峰面积之比为___________。(2)D中官能团的名称为___________;由D生成E的化学方程式为___________。(3)F的结构简式为___________;与F具有相同碳骨架结构的同分异构体还有___________种(不考虑立体异构)。(4)参照上述合成路线和信息,以甲苯和乙二醛(OHC-CHO)为原料,设计制备的合成路线___________。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)高血脂是一种常见的心血管疾病,治疗高血脂的新药I的合成路线如图:已知A:B:RCHO回答下列问题:(1)C的名称是_______,E中含有官能团的名称是_______。(2)A→B的化学方程式为_______。(3)D→E实际经历了两步反应,所属反应类型分别为_______。(4)C和H生成I的化学方程式为_______。(5)化合物W的相对分子质量比化合物C大14,且满足下列条件:①属于芳香族化合物②能发生银镜反应③能与Na反应放出氢气④核磁共振氢谱显示有5种不同化学环境的氢,峰面积比为2:2:2:1:1,写出符合要求的W的结构简式_______。(6)结合题目信息,设计用甲苯和乙醛为原料制备的合成路线(要求步骤尽可能最少),其他无机试剂任选_______。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)卤族元素的单质和化合物在生产生活中有重要用途。(1)某浓度的HF溶液中,氟化氢主要以(HF)2缔合形式存在。使氟化氢分子缔合的作用力是___________;气态氟化氢分子的热稳定性大于氯化氢的原因是___________。(2)氯元素有多种含氧酸根离子。中氯原子的杂化类型为___________,的空间结构为___________。(3)几种卤化锌的熔点见表:物质熔点/℃872283x则x___________(填“大于”或“小于”)283,熔点远高于,原因为___________。(4)2-碘酰基苯甲酸是典型的高价碘试剂,在有机合成中用作氧化剂,结构如图:其分子中键个数为___________,基态碘原子的价电子轨道式为___________。(2021春·山东枣庄·高二统考期末)氮、磷、砷三种元素同属于ⅤA族。根据所学知识回答下列问题:(1)根据图1可知N、Ga原子的个数比为___________,N、Ga原子之间存在配位键,该配位键中提供电子对的原子是___________。(2)磷化铝熔点为2000℃,且熔融时不导电,分析图2可知,磷化铝晶体中磷与铝微粒间的相互作用为___________。测得磷化铝晶体的密度约为,用表示阿伏加德罗常数的值,则该晶胞中最近的两个铝原子之间的距离为___________cm。(列出计算表达式)。(3)砷化硼为立方晶系晶体,其晶胞中原子分数坐标为:B:(0,0,0);(,,0);(,0,);(0,,):(,,);(,,);(,,);(,,)(原子分数坐标是以晶胞的平行六面体三条边a、b、c作为坐标系的三个坐标轴,并以其长度作为一个单位来表示晶体内原子的位置)在图3中画出砷化硼晶胞的俯视图___________。与砷原子紧邻的硼原子有___________个,每个硼原子周围有___________个距离最近的硼原子。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)过渡区金属元素原子或离子易形成配合物,广泛用作催化剂。例如Ni、Fe、Mo三种元素可以合成一种新型高效催化剂,在碱性条件下可展示出优异的OER(电催化析氧)催化活性。回答下列问题:(1)电催化析氧过程中常用通NH3的方法来调节溶液酸碱性:I.若溶液中有次氯酸盐,NH3有可能被氧化成NH2-NH2,NH2-NH2中N原子的杂化方式是_______。II.若溶液中含有铜离子,可形成配离子〖Cu(NH3)4〗2+。①〖Cu(NH3)4〗2+具有对称的空间构型,若其中两个NH3被两个Cl-取代,能得到两种不同结构的产物,则〖Cu(NH3)4〗2+的空间构型为_______。②Cu2+还可与其他微粒形成配离子,如与乙二胺形成,此配离子内部不含有的化学键类型是_______(填标号)。A.离子键
B.非极性键
C.配位键
D.氢键③上述乙二胺和三甲胺〖N(CH3)3〗均属于胺。但乙二胺比三甲胺的沸点高很多,原因是_______。(2)下列状态的铁中,失去最外层的一个电子所需能量最大的是_______(填标号)。A. B.C. D.(3)配合物Ni(CO)4常温下为液态,易溶于CCl4、苯等有机溶剂,是获得高纯度纳米镍的原料,推测Ni(CO)4属于_______(填“极性”或“非极性”)分子。(4)立方NiO(氧化镍)晶体的晶胞结构如图所示,晶胞边长为apm,则NiO晶体的密度为_______g/cm3(NA表示阿伏加德罗常数)。(2022春·山东枣庄·高二统考期末)下图为元素周期表的一部分,其中的编号代表对应元素。回答下列问题:(1)表中编号对应元素中属于d区的是_______(写元素符号),其形成的基态二价阳离子中电子占据的能量最高的轨道是_______。(2)⑥对应元素的基态原子核外电子有_______种空间运动状态;⑦对应元素的原子共有_______种不同能级的电子。(3)①②④对应元素的第一电离能由小到大的顺序为_______(写元素符号,下同),①和⑦对应元素形成的单质中,熔点较高的是_______。(4)⑤对应元素形成的阴离子()的空间结构是_______;③和⑤对应元素的气态氢化物热稳定性更强的是_______(写化学式),从分子结构角度解释其原因_______。▁▃▅▇█参*考*答*案█▇▅▃▁:
氮原子
B、N
3
3
d
3
A
6.03×1032/a2cNA〖详析〗(1)由BF3+NH3=NH3·BF3可知,产物分子中的配位键是由N提供孤电子对,B提供空轨道形成的,故〖答案〗为氮,其中N,B都采用sp3杂化轨道形成化学键,故〖答案〗为N,B;(2)Ga的电子排布式为〖Ar〗4s24p1,故基态Ga原子最高能层的电子数为3,第一电离能介于硼和氮之间的第二周期元素有3种;同周期随原子序数增大元素第一电离能呈增大趋势,但IA族、VA族元素原子具有全充满、半充满稳定结构,第一电离能高于同周期相邻元素的,故第一电离能B<Be<C<O<N,故〖答案〗为3;(3)钛的核外电子排布式为〖Ar〗3d24s2,最后一个电子填充在3d层,故钛元素属于d区元素,M能层中有有3种能量不同的电子;(4)A.CO与CN-、N2都互为等电子体,这三种微粒结构相似,根据氮气分子结构式知,CO结构式为C≡O,共价三键中含有1个σ键、2个丌键,所以CO分子内σ键和丌键个数之比为1:2,故A正确;B.NH3的空间构型为三角锥形,故B错误;C.Ni2+的价电子为3d8,Ni2+在形成配合物时,其配位数可以是4,也可为6,故C错误;D.Ni(CO)4和[Ni(CO)4]2-中,镍元素提供了空轨道,不存在杂化,故D错误;故〖答案〗选A;(5)由图可知晶胞的体积为a2C×10-30cm3,晶胞中的原子数目为:Hg,1;Ba,2;Cu,1;O,4;故晶胞的质量为(200+137.3×2+64+16×4)/NA故晶胞的密度为6.03×1032/a2cNA;
水浴加热
冷凝回流正丁醛,提高原料利用率
取最后一次洗涤液,测得其pH约等于7
过滤
Na2SO4•10H2O
低于
取少量辛烯醛,加入足量的新制Cu(OH)2浊液,加热充分反应后,冷却,再取上层清液,酸化后滴加溴水,溴水褪色证明有碳碳双键(或取少量辛烯醛,加入溴的四氯化碳溶液褪色,证明有碳碳双键存在或取少量辛烯醛,加入足量的银氨溶液,水浴加热充分反应后,冷却,再取上层清液,酸化后滴加溴水,振荡,溴水褪色证明有碳碳双键)〖祥解〗(1)反应温度小于100℃,应该用水浴加热;正丁醛的沸点为75.7℃,低于反应温度80℃,反应时易挥发;(2)根据溶液的pH可以判断溶液酸碱性;(3)加入无水硫酸钠固体的作用是硫酸钠与有机相中的水形成带有结晶水合物,达到吸收水分的目的;(4)降低压强,物质的沸点会降低;(5)醛基会干扰碳碳双键的检验,应先将醛基氧化为羧基。〖详析〗(1)由流程图可知,三颈瓶中12.6mL2%NaOH溶液与10mL正丁醛在80℃条件下反应,反应温度小于100℃,应该用水浴加热;由题给信息可知,正丁醛的沸点为75.7℃,低于反应温度80℃,反应时易挥发,则冷凝管的目的为冷凝回流正丁醛,提高原料利用率,故〖答案〗为:水浴加热;冷凝回流正丁醛,提高原料利用率;(2)根据溶液的pH可以判断溶液酸碱性,则判断有机相已洗涤至中性的操作方法是取最后一次洗涤液,若测得pH约等于7,可判断有机相已经洗至中性,故〖答案〗为:取最后一次洗涤液,测得pH约等于7;(3)加入无水硫酸钠固体的作用是硫酸钠与有机相中的水形成带有结晶水合物,达到吸收水分的目的,则操作2为固液分离,操作的名称是过滤;设硫酸钠结晶水合物A的化学式为Na2SO4•xH
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