河南省许昌市鄢陵一中2016届高三上学期第一次周考化学试题
2015-2016学年河南省许昌市鄢陵一中高三(上)第一次周考化学试卷
一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)
1.化学与生产、生活、社会密切相关,下列说法错误的是( ) A.绚丽缤纷的烟花中添加了含钾、钠、钙、铜等金属元素的化合物
B.臭氧、高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、乙醇溶液均可用于消毒杀菌,且原理相同 C.食用植物油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,是人体所需营养物质
D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,与肺癌等疾病的发生相关
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( ) A.
﹣1
=1×10的溶液:Ca、AlO2、I、NO3
+
+
﹣
﹣
142+
﹣﹣﹣
B.0.1 mol•LFeCl3溶液:K、NH4、I、SCN
﹣1﹣﹣+3+
C.0.1 mol•L的Na2CO3溶液:K、Al、NO3、Cl
﹣1++2﹣2﹣
D.0.1 mol•L的NaOH溶液:K、Na、SO4、CO3
3.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.CH4发生取代反应可制得CC14,用Br2的CC14溶液可除去CH4中的少量C2H4
B.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应,乙酸乙酯中混有的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去
C.淀粉、油脂、蛋白质都能水解,都属于高分子化合物
D.凡是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,彼此一定互为同系物 4.某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下),其中正确的是( ) ①常温下,pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中各离子浓度一定都降低
②pH=2的盐酸和pH=1的盐酸,c(H)之比为2:1
③pH相等的三种溶液:a.CH3COONa;b.NaHCO3;c.NaOH.其溶液物质的量浓度由小到大顺序为c、b、a
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(Na)=2c(SO4)
⑤已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解常数为Kh;水的离子积为Kw;则三者关系为Ka•Kh=Kw
⑥甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,则甲、乙两溶液等体积混合,混合液pH可能等于7.
A.③⑤⑥ B.③④⑥ C.④⑤⑥ D.①②④
5.金银花有效活性成分为绿原酸,又名咖啡鞣酸,具有广泛的杀菌消炎功效,结构如图所示,下列有关绿原酸的说法正确的是( )
+
2﹣
+
A.绿原酸的分子式为C16H8O9
B.1mol绿原酸最多与7molNaOH反应 C.1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子
D.绿原酸分子中有4种化学环境不同的氢原子
6.由短周期元素组成的甲、乙、丙、丁四种物质分别含有两种或两种以上元素,它们分子中质子总数均与氩原子的质子数相同,已知甲是气态氢化物,在水中分步电离出两种阴离子.下列推断合理的是( )
A.某钠盐溶液含甲电离出的阴离子,则该溶液显碱性,只能与酸反应 B.乙与氧气的摩尔质量相同,则乙一定含有极性键和非极性键 C.丙中含有第2周期ⅣA族的元素,则丙一定是甲烷的同系物
D.丁和甲含有相同元素,且该元素在二者中的百分含量相同,则丁中一定含有﹣l价元素
7.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,则下列有关说法中不正确的是( )
A.X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极 B.阳极区pH增大
C.阴极区的电极反应为:2H+2e=H2↑ D.该过程中可以循环利用的物质是Na2SO3
二、解答题(共3小题,满分43分)
8.(14分)(2015秋•许昌校级月考)燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物(NOx),不宜直接排放到空气中,可采用以下措施对燃煤烟气进行处理.
Ⅰ.CH4还原法:
﹣1
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ•mol
﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=bkJ•mol 甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 .
﹣1
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ•mol
在温度T1和T2时,分别将0.50molCH4和1.2molNO2充入体积为1L的密闭容器中,测得n(CH4)随时间变化数据如下表:
+
温度 n/mol时间/min 0 10 20 40 50
T1 n(CH4) 0.50 0.35 0.25 0.10 0.10 T2 n(CH4) 0.50 0.30 0.18 0.15 0.15 (1)在0~10min内化学反应速率υNO2(T1):υNO2(T2)为 ; (2)T1 T2(填<、=、>),a (填<、=、>)0;
(3)在T1时,0~10min内内NO2的转化率是 ,欲提高NO2的转化率同时加快反应速率,可采取的措施有 .
A.缩小容器体积 B.增大CH4浓度 C.降低温度 D.加入催化剂 Ⅱ. NOx也可以用NH3还原除去,利用反应:6NO2+8NH3
7N2+12H2O也可处理
NO2.当氧化产物和还原产物的质量差为14g时,转移电子的物质的量为 . 9.(15分)(2015秋•许昌校级月考)重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等.以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如图1:
请回答下列问题:
(1)固体残渣主要是含 元素的氧化物.在高温焙烧时生成Na2CrO4的化学方程式 ;
(2)操作Ⅱ中通入过量CO2生成沉淀的离子方程式分别为: ; . (3)下列仪器在分离出含Na2CrO4溶液的操作中,不需要的是 . A.酒精灯 B.烧杯 C.蒸发皿 D.漏斗 E.冷凝管 (4)用硫酸酸化时发生反应的离子方程式是 .
(5)工业酸性废水中的Cr2O7通常以铁做电极,采用电 解法除去.在如图2所示的装置中:
2﹣2﹣3+
①电极A区Cr2O7(Cr2O7还原为Cr)发生反应的离子方程式是 ;
3+3+3+
②假设一段时间后,所得溶液中Fe和Cr的物质的量浓度均为0.1 mol/L,要使Fe沉淀
3+
完全而Cr还未开始沉淀.则需调节溶液 pH的范围是 .(已知:KSPFe(OH)
3=4.0×10
﹣38
2﹣
,KSPCr(OH)3=6.0×10
﹣31
,lg=﹣0.1,lg=0.2,lg=0.3,lg=0.6)
10.(14分)(2015秋•许昌校级月考)氯化铁是常用的水处理剂,某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华.
(1)各装置正确的连接顺序是(均填字母): ;其中需要加热的是 . (2)连接好仪器后必须先进行的操作是 . (3)D中发生反应的化学方程式 .
(4)A装置中浓硫酸的作用是干燥气体;同时A装置的另一作用是 . (5)C装置中干燥管的作用是 .
(6)该方案有一处明显的缺陷,改进的措施是 . 三、【化学-化学与技术】(15分) 11.(15分)(2015秋•许昌校级月考)硫酸铁铵[aFe2(SO4)3•b(NH4)2SO4•cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等.某化工厂以硫酸亚铁(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料,设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵.
请回答下列问题:
(1)下列物质中最适合的氧化剂B是 ;
a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4 d.K2Cr2O7 反应的离子方程式 .
2+
(2)上述流程中,用足量最适合的氧化剂B氧化之后和加热蒸发之前,需取少量检验Fe是否已全部被氧化,能否用酸性的KMnO4溶液?并说明理由 .(可用文字或方程式说明)
+
(3)检验硫酸铁铵中NH4的方法是 .
(4)称取14.00g所得样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀;向另一份溶液中加入含0.05mol Ba (NO3)2的溶液,恰好完全反应.则该硫酸铁铵的化学式为 . 四、【化学-物质结构与性质】(15分) 12.(15分)(2015秋•许昌校级月考)CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等.已知:
①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2、SnCl2等还原制得:
2Cu+2Cl+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H+SO4 2CuCl2+SnCl2=2CuCl↓+SnCl4
2+
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N﹣CH2﹣CH2﹣NH2)可形成配离子[Cu(En)2](En是乙二胺的简写).请回答下列问题:
(1)铜原子基态外围电子排布式为 ,H、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 ;
(2)SO4的空间构型为 ;
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 ,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的多,原因是 .
2+
(4)配离子[Cu(En)2]的配位数为 ,该微粒含有的微粒间的作用力类型有 .
A.配位键 B.极性键 C.离子键 D.非极性键 E.氢键 F.金属键
(5)CuCl的晶胞结构如图二所示,其中Cl的配位数(即与Cl最近距离的Cu的个数)为 .
﹣
﹣
2+
﹣
+2﹣
2﹣
+
五、【化学-有机化学基础】(15分) 13.(15分)(2015秋•许昌校级月考)醋柳酯是一种镇咳祛痰药,用于上呼吸道感染、感冒咳嗽、急慢性支气管炎等的治疗,结构简式如图1.回答下列问题:
(1)醋柳酯的分子式为 .
(2)关于醋柳酯的说法中,正确的是 A.核磁共振氢谱中只有6个吸收峰 B.能发生取代、加成、氧化反应
C.1mol该物质最多可以和7molH2反应 D.分子中所有原子一定在同一平面内 (3)醋柳酯可由如图2所示路线合成:
①A的结构简式为 ;中间产品C中混有反应物A和B,检验C中含有A的试剂是 .
②由C制醋柳酯的反应类型为 ;写出C和足量NaOH溶液反应的化学方程式 .
③A的同分异构体很多,其中属于酯类、且能与FeCl3溶液反应显紫色的同分异构体有 种,写出一种的结构简式 .
2015-2016学年河南省许昌市鄢陵一中高三(上)第一次周考化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题(共7小题,每小题3分,满分21分)
1.化学与生产、生活、社会密切相关,下列说法错误的是( ) A.绚丽缤纷的烟花中添加了含钾、钠、钙、铜等金属元素的化合物
B.臭氧、高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液、乙醇溶液均可用于消毒杀菌,且原理相同 C.食用植物油的主要成分是高级脂肪酸甘油酯,是人体所需营养物质
D.PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,与肺癌等疾病的发生相关
【考点】焰色反应;氯、溴、碘及其化合物的综合应用;臭氧;常见的生活环境的污染及治理;乙醇的化学性质;油脂的性质、组成与结构. 【专题】化学应用.
【分析】A、烟花中添加的化合物中的金属元素在灼烧使发生焰色反应,呈现出不同的颜色; B、臭氧、高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液利用了强氧化性消毒杀菌,乙醇破坏了蛋白质原有的氢键使蛋白质变性;
C、食用植物油属于油脂,油脂的成分是高级脂肪酸甘油酯,是人体储能物质;
D、PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,它是造成雾霾天气的“元凶”之一. 【解答】解:A、烟花中添加的化合物中的金属元素在灼烧使发生焰色反应,呈现出不同的颜色,故A正确;
B、臭氧、高锰酸钾溶液、次氯酸钠溶液利用了强氧化性消毒杀菌,乙醇破坏了蛋白质原有的氢键使蛋白质变性,故B错误;
C、食用植物油属于油脂,油脂的成分是高级脂肪酸甘油酯,是人体储能物质,故C正确; D、PM2.5是指空气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物,会造成空气污染,与肺癌等疾病的发生相关,应加强监测和治理,故D正确; 故选:B.
【点评】本题从多方面考查了生产生活以及与环境保护有关的化学知识,这类知识的考查一直是热点内容,也是学习化学的基本素养之一,注意乙醇使蛋白质变性的原因,难度一般.
2.常温下,下列各组离子在指定溶液中一定能大量共存的是( )
A.
﹣1
=1×10的溶液:Ca、AlO2、I、NO3
+
+
﹣
﹣
142+
﹣﹣﹣
B.0.1 mol•LFeCl3溶液:K、NH4、I、SCN
﹣1﹣﹣+3+
C.0.1 mol•L的Na2CO3溶液:K、Al、NO3、Cl
﹣1++2﹣2﹣
D.0.1 mol•L的NaOH溶液:K、Na、SO4、CO3 【考点】离子共存问题.
【分析】A.=1×10的溶液,溶液显酸性;
14
B.离子之间结合生成络离子,离子之间发生氧化还原反应; C.离子之间相互促进水解;
D.碱性溶液中,该组离子之间不反应. 【解答】解:A.
+
﹣
﹣
=1×10的溶液,溶液显酸性,酸性溶液中不能大量存在AlO2,
14
﹣
且H、I、NO3发生氧化还原反应,不能大量共存,故A错误;
﹣﹣3+3+
B.Fe、SCN结合生成络离子,Fe、I发生氧化还原反应,不能大量共存,故B错误;
3+2﹣
C.Al、CO3相互促进水解,不能大量共存,故C错误;
D.碱性溶液中,该组离子之间不反应,可大量共存,故D正确; 故选D.
【点评】本题考查离子共存,为高频考点,把握习题中的信息及常见离子之间的反应为解答的关键,侧重复分解反应、氧化还原反应、水解反应的离子共存考查,题目难度不大.
3.下列关于有机物的说法正确的是( )
A.CH4发生取代反应可制得CC14,用Br2的CC14溶液可除去CH4中的少量C2H4
B.乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应,乙酸乙酯中混有的少量乙酸可用饱和Na2CO3溶液除去
C.淀粉、油脂、蛋白质都能水解,都属于高分子化合物
D.凡是分子组成上相差一个或若干个CH2原子团的物质,彼此一定互为同系物 【考点】有机化学反应的综合应用.
【分析】A.酯化反应、水解反应都是取代反应;饱和碳酸钠溶液与乙酸反应除去乙酸、同时降低乙酸乙酯的溶解度,便于分层;
B.乙酸乙酯中混有的少量乙酸和乙醇可以用饱和碳酸钠溶液除去; C.相对分子质量大于10000的属于高分子化合物;
D.同系物指结构相似、通式相同,组成上相差1个或者若干个CH2原子团.
【解答】解:A.乙醇、乙酸能发生酯化反应,乙酸乙酯能发生水解反应,所以乙醇、乙酸、乙酸乙酯都能发生取代反应;制备乙酸乙酯时常用饱和碳酸钠溶液,目的是中和挥发出来的乙酸,使之转化为乙酸钠溶于水中,故A正确; B.用饱和Na2CO3溶液可以除去乙酸乙酯中混有的少量乙酸和乙醇,降低乙酸乙酯的溶解度,故B正确;
C.相对分子质量大于10000的属于高分子化合物,油脂为高级脂肪酸甘油酯,属于小分子,故C错误;
D.环烷烃与烯烃分子组成相同,结构不同,不是同系物,比如乙烯和环丙烷虽然相差1个CH2原子团,属于不同的物质类别,故D错误, 故选B.
【点评】本题考查有机物的结构与性质,熟悉常见有机物的结构、官能团、性质即可解答,侧重有机反应的考查,题目难度不大. 4.某化学研究性学习小组对电解质溶液作如下归纳总结(均在常温下),其中正确的是( ) ①常温下,pH=1的强酸溶液,加水稀释后,溶液中各离子浓度一定都降低
+
②pH=2的盐酸和pH=1的盐酸,c(H)之比为2:1
③pH相等的三种溶液:a.CH3COONa;b.NaHCO3;c.NaOH.其溶液物质的量浓度由小到大顺序为c、b、a
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,则c(Na)=2c(SO4)
⑤已知醋酸电离平衡常数为Ka;醋酸根水解常数为Kh;水的离子积为Kw;则三者关系为Ka•Kh=Kw
⑥甲、乙两溶液都是强电解质,已知甲溶液的pH是乙溶液pH的两倍,则甲、乙两溶液等体积混合,混合液pH可能等于7.
A.③⑤⑥ B.③④⑥ C.④⑤⑥ D.①②④
【考点】弱电解质在水溶液中的电离平衡;pH的简单计算;酸碱混合时的定性判断及有关ph的计算.
【分析】①强酸稀释时氢氧根离子浓度增大;
+
②pH=2的盐酸和pH=1的盐酸,c(H)之比为1:10; ③根据同浓度时的碱性强弱比较; ④根据电荷书恒判断;
⑤利用平衡常数的表达式判断;
⑥如pH之和等于14,等体积混合可等于7.
+
【解答】解:①强酸溶液全部电离,加水稀释后,溶液中H离子浓度一定都降低但氢氧根离子浓度增大,故①错误;
+
②pH=2的盐酸和pH=1的盐酸,c(H)之比为1:10,故②错误;
③三种盐的水溶液均显碱性,同浓度,碱性强弱顺序为c>b>a,故pH相等的四种溶液物质的量浓度由小到大顺序为c>b>a,故③正确;
++2
④NH4HSO4溶液中滴加NaOH溶液至溶液pH=7,溶液中存在c(NH4)+c(Na)=2c(SO4﹣+2﹣),则c(Na)<2c(SO4),故④错误;
+2﹣
⑤水解和电离为可逆过程,则:Kb=,则有Ka•Kh=Kw,故
⑤正确;
⑥当pH之和等于14时,则混合液pH=7,故⑥正确. 综合以上分析,符合题意有③⑤⑥, 故选A.
【点评】本题考查较为综合,涉及弱电解质的电离、pH的计算、盐类的水解以及酸碱混合的定性判断和计算,题目难度中等.
5.金银花有效活性成分为绿原酸,又名咖啡鞣酸,具有广泛的杀菌消炎功效,结构如图所示,下列有关绿原酸的说法正确的是( )
A.绿原酸的分子式为C16H8O9
B.1mol绿原酸最多与7molNaOH反应 C.1个绿原酸分子中含有4个手性碳原子
D.绿原酸分子中有4种化学环境不同的氢原子 【考点】有机物的结构和性质. 【专题】有机物的化学性质及推断.
【分析】该有机物含有酚羟基,可发生取代、氧化反应,含有羧基,具有酸性可发生中和、取代反应,含有酯基,可发生水解反应,含有羟基,可发生取代、消去、氧化反应,含有碳碳双键,可发生加成、氧化反应,以此解答该题.
【解答】解:A.由有机物的结构简式可知该有机物的分子式为C16H18O9,故A错误; B.由分子中羧基和酚羟基都能与碱反应,在碱性条件下生成羧基,也消耗NaOH,则1mol绿原酸最多与4molNaOH反应,故B错误;
C.连4各不同基团的C为手性C原子,则环己烷中除2各亚甲基外的4各C均为手性C原子(与﹣OH或与﹣COOC﹣相连的C),故C正确;
D.结构不对称,含15种H,则绿原酸分子中有15种化学环境不同的氢原子,故D错误. 故选C.
【点评】本题考查有机物的结构与性质,为高频考点,把握有机物官能团与性质的关系为解答的关键,侧重酚、酯性质的考查,选项CD为解答的难点,题目难度不大.
6.由短周期元素组成的甲、乙、丙、丁四种物质分别含有两种或两种以上元素,它们分子中质子总数均与氩原子的质子数相同,已知甲是气态氢化物,在水中分步电离出两种阴离子.下列推断合理的是( )
A.某钠盐溶液含甲电离出的阴离子,则该溶液显碱性,只能与酸反应 B.乙与氧气的摩尔质量相同,则乙一定含有极性键和非极性键 C.丙中含有第2周期ⅣA族的元素,则丙一定是甲烷的同系物
D.丁和甲含有相同元素,且该元素在二者中的百分含量相同,则丁中一定含有﹣l价元素 【考点】无机物的推断. 【专题】推断题.
【分析】由短周期元素组成的甲、乙、丙、丁四种物质分别含有两种或两种以上元素,它们分子中质子总数均与氩原子的质子数相同,则甲是18电子的氢化物,且其水溶液为二元弱酸,
不难得出甲为H2S,乙与氧气的摩尔质量相同,可能为CH3 OH、N2H4等符合,丙中含有二周期IVA族的元素,可能为CH3 OH,丁和甲中各元素质量比相同,应为H2O2,结合各物质的结构和性质解答该题.
【解答】解:A.甲是18电子的氢化物,且其水溶液为二元弱酸,不难得出甲为H2S,某钠
﹣﹣
盐溶液若为NaHS溶液,其中含有HS、OH,但NaHS既能与盐酸等反应生成H2S,也能与Na0H反应生成Na2S,故A错误;
B.氧气的摩尔质量为32g/mol,乙的摩尔质量也为32g/mol,且含有18电子,CH3 OH符合,CH3OH中只含有极性键无非极性键,故B错误;
C.第二周期IVA族元素为C,如CH3OH符合,但CH3OH不是CH4的同系物,故C错误; D.H2S中元素的质量比为1:16,丁为H2O2分子中元素的质量比也为1:16,H2O2中氧元素的价态为一1价,故D正确. 故选D.
【点评】本题考查无机物的推断,为高频考点,题目难度较大,注意常见18电子物质的种类以及性质,解答本题时注意能找出反例.
7.用Na2SO3溶液吸收硫酸工业尾气中的二氧化硫,将所得的混合液进行电解循环再生,其中阴、阳离子交换膜组合循环再生机理如图所示,则下列有关说法中不正确的是( )
A.X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极 B.阳极区pH增大
+
C.阴极区的电极反应为:2H+2e=H2↑ D.该过程中可以循环利用的物质是Na2SO3 【考点】原电池和电解池的工作原理.
【分析】A.根据电解质溶液中阴阳离子的移动方向确定电源的正负极; B.阳极上亚硫酸根离子被氧化生成硫酸根离子,溶液酸性增强; C.电解池阴极上氢离子得电子发生还原反应; D.根据循环再生图确定可以循环利用的物质.
【解答】解:A.根据阴阳离子的移动方向知,阳离子向Pt(Ⅰ)电极移动,阴离子向Pt(Ⅱ)移动,因此Pt(Ⅰ)为阴极,Pt(Ⅱ)为阳极,所以X为直流电源的负极,Y为直流电源的正极,故A正确;
B.阳极上,亚硫酸根离子被氧化生成硫酸根离子,亚硫酸是弱电解质,硫酸是强电解质,所以阳极附近氢离子浓度增大,溶液的pH减小,故B错误;
+
C.该电解池中阴极上生成氢气,应该是氢离子得电子发生还原反应,2H+2e=H2↑,故C正确;
D.根据循环再生图得到:可以循环利用的物质是Na2SO3,故D正确; 故选B.
【点评】本题考查学生电解池的工作原理,能正确分析图片是解本题的关键,注意图片中加入物质和析出物质的变化.
二、解答题(共3小题,满分43分)
8.(14分)(2015秋•许昌校级月考)燃煤烟气中含有大量的氮氧化合物(NOx),不宜直接排放到空气中,可采用以下措施对燃煤烟气进行处理. Ⅰ.CH4还原法:
﹣1
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ•mol
﹣1
CH4(g)+4NO(g)═2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=bkJ•mol 甲烷直接将NO2还原为N2的热化学方程式为 CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=
kJ/mol .
﹣1
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ•mol
在温度T1和T2时,分别将0.50molCH4和1.2molNO2充入体积为1L的密闭容器中,测得n(CH4)随时间变化数据如下表: 温度 n/mol时间/min 0 10 20 40 50 T1 T2
n(CH4) n(CH4)
0.50 0.50
0.35 0.30
0.25 0.18
0.10 0.15 0.10 0.15
(1)在0~10min内化学反应速率υNO2(T1):υNO2(T2)为 3:4 ; (2)T1 < T2(填<、=、>),a < (填<、=、>)0;
(3)在T1时,0~10min内内NO2的转化率是 50% ,欲提高NO2的转化率同时加快反应速率,可采取的措施有 B .
A.缩小容器体积 B.增大CH4浓度 C.降低温度 D.加入催化剂 Ⅱ. NOx也可以用NH3还原除去,利用反应:6NO2+8NH3
7N2+12H2O也可处理
NO2.当氧化产物和还原产物的质量差为14g时,转移电子的物质的量为 12mol . 【考点】热化学方程式;氧化还原反应的电子转移数目计算;化学平衡的影响因素.
【分析】Ⅰ、将反应CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ/mol和CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=bkJ/mol相加再约去公约数即可得反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)的反应热;
(1)化学反应速率=,计算得到速率之比;
(2)分析表中数据变化可知起始量相同,在T1、T2状态下达到平衡状态,反应速率依据就可知,T2大,甲烷物质的量为0.10mol,0.15mol,说明T1到T2平衡逆向进行,温度升高平衡逆向进行,正反应为放热反应; (3)转化率=
×100%,欲提高NO2的转化率,改变条件平衡正向进行,同时加快反应
速率,结合平衡移动原理和影响反应速率的因素分析判断;
(4)分析元素化合价变化,二氧化氮中氮元素化合价降低,做氧化剂被还原得到氮气,氨气中氮元素化合价﹣3价升高到0价,做还原剂被氧化,氧化产物为4molN2,还原产物为3molN2,氧化产物和还原产物质量相差28g,据此计算得到.
【解答】Ⅰ、将反应CH4(g)+4NO2(g)=4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ/mol和CH4(g)+4NO(g)=2N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H2=bkJ/mol相加再约去公约数即可得反应CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g),其反应热△H=
+2H2O(g)△H=
=
kJ/mol,热反应方程式为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)kJ/mol,
kJ/mol;
故答案为:CH4(g)+2NO2(g)=N2(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H=(1)化学反应速率=
,在0~10min内化学反应速率υNO2(T1):υNO2(T2)
=:=3:4,
故答案为:3:4;
(2)分析表中数据变化可知起始量相同,在T1、T2状态下达到平衡状态,反应速率依据就可知T2大,甲烷物质的量为0.10mol,0.15mol,说明T1到T2平衡逆向进行,温度升高平衡逆向进行,正反应为放热反应,a<0, 故答案为:<;<;
(3)在T1时,0~10min内,甲烷减小物质的量=0.50mo﹣0.35mol=0.15mol,依据化学方程式定量关系计算可知反应的二氧化氮物质的量为
CH4(g)+4NO2(g)═4NO(g)+CO2(g)+2H2O(g)△H1=akJ•mol 1 4
0.15mol 0.6mol
在T1时,0~10min内内NO2的转化率=
×100%=50%,
﹣1
上述分析可知反应是气体体积增大的放热反应
A.缩小容器体积,增大压强,平衡逆向进行,反应速率增大,但二氧化氮转化率减小,故A错误;
B.增大CH4浓度会提高二氧化氮的转化率,增大物质浓度增大反应速率,故B正确; C.降低温度反应速率减小,平衡正向进行,二氧化氮转化率增大,故C错误;
D.加入催化剂可以加快反应速率,但不改变化学平衡,二氧化氮转化率不变,故D错误; 故选B,
故答案为:50%;B;
(4)分析元素化合价变化,二氧化氮中氮元素化合价降低,做氧化剂被还原得到氮气,氨气中氮元素化合价﹣3价升高到0价,做还原剂被氧化,氧化产物为4molN2,还原产物为3molN2,氧化产物和还原产物质量相差28g,电子转移为24mol,当氧化产物和还原产物的质量差为14g时,电子转移为12mol, 故答案为:12mol.
【点评】本题考查了热化学方程式书写和盖斯定律计算应用,化学平衡影响因素分析,化学平衡的计算应用是解题关键,题目难度中等. 9.(15分)(2015秋•许昌校级月考)重铬酸盐广泛用作氧化剂、皮革制作等.以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料制取重铬酸钠的流程如图1:
请回答下列问题:
(1)固体残渣主要是含 铁 元素的氧化物.在高温焙烧时生成Na2CrO4的化学方程式 2Cr2O3+4Na2CO3+3O24Na2CrO4+4CO2 ;
2﹣
(2)操作Ⅱ中通入过量CO2生成沉淀的离子方程式分别为: SiO3﹣﹣﹣
+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3 ; AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3 . (3)下列仪器在分离出含Na2CrO4溶液的操作中,不需要的是 ACE . A.酒精灯 B.烧杯 C.蒸发皿 D.漏斗 E.冷凝管
(4)用硫酸酸化时发生反应的离子方程式是 2CrO4+2H=Cr207+H20 .
2﹣
+
2﹣
(5)工业酸性废水中的Cr2O7通常以铁做电极,采用电 解法除去.在如图2所示的装置中:
2﹣2﹣3+2﹣
①电极A区Cr2O7(Cr2O7还原为Cr)发生反应的离子方程式是 Cr2072++3+3+
+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H20 ;
3+3+3+
②假设一段时间后,所得溶液中Fe和Cr的物质的量浓度均为0.1 mol/L,要使Fe沉淀
3+
完全而Cr还未开始沉淀.则需调节溶液 pH的范围是 3.2~4.3之间 .(已知:KSPFe(OH)3=4.0×10lg
=0.6)
2﹣
﹣38
,KSPCr(OH)3=6.0×10
﹣31
,lg=﹣0.1,lg=0.2,lg=0.3,
【考点】制备实验方案的设计;氧化还原反应;物质分离和提纯的方法和基本操作综合应用. 【专题】实验探究和数据处理题;实验设计题;实验评价题.
【分析】以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料,加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应生成铬酸钠,二氧化碳,水浸后过滤得到滤渣FeO,滤液为Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2;调节溶液PH沉淀硅酸跟离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠,以此来解答;
(1)水洗后的溶液里含有Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2,结合质量守恒定律及矿石的成分,可知残渣的成分里含有铁,纯碱和Cr2O3生成Na2CrO4的同时得到CO2气体; (2)过量的CO2生成的盐是NaHCO3,同时得到弱酸硅酸和氢氧化铝沉淀; (3)通过过滤分离出含Na2CrO4溶液,只需要漏斗和烧杯及玻璃棒,可判断出不需要的仪器; (4)硫酸酸化的目的是将Na2CrO4转化为Na2Cr2O7,同时有水生成,据此写出反应方程式,再改写成离子方程式;
(5)①电极A区将Cr2O7还原为Cr,发生的是还原反应,而A极区为阳极,应该发生
2+2﹣3+
的是氧化反应,可见铁为阳极,发生氧化反应生成Fe,再将Cr2O7还原为Cr,同时得到3+Fe;
﹣38﹣313+
②可结合溶度积常数KSPFe(OH)3=4.0×10,KSPCr(OH)3=6.0×10,计算出Fe沉淀
3+
完全时溶液的pH及Cr开始沉淀时的溶液pH就可以得出pH的范围.
【解答】解:以铬矿石(主要成分是Cr2O3,含FeO、Al2O3、SiO2等杂质)为原料,加入碳酸钠和氧气高温灼烧发生反应生成铬酸钠,二氧化碳,水浸后过滤得到滤渣FeO,滤液为Na2CrO4,Na2SiO3,NaAlO2;调节溶液PH沉淀硅酸跟离子和偏铝酸根离子,过滤得到滤液Na2CrO4,加入硫酸酸化生成重铬酸钠溶液,通过提纯得到重铬酸钠;
(1)由上述分析可知,滤渣为FeO,则固体残渣主要是含铁元素的氧化物,在高温焙烧时生成Na2CrO4的化学方程式为2Cr2O3+4Na2CO3+3O2Fe); 2Cr2O3+4Na2CO3+3O2
4Na2CrO4+4CO2;
2﹣
2﹣
3+
4Na2CrO4+4CO2,故答案为:铁(或
(2)操作Ⅱ中通入过量CO2生成沉淀的离子方程式分别为SiO3+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2
﹣﹣﹣2﹣
HCO3、AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3,故答案为:SiO3
﹣﹣﹣
+2CO2+2H2O=H2SiO3↓+2HCO3;AlO2+CO2+2H2O=Al(OH)3↓+HCO3;
(3)分离出含Na2CrO4溶液,需要过滤,仪器为漏斗、烧杯、玻璃棒,不需要ACE,故答案为:ACE;
(4)用硫酸酸化时发生反应的离子方程式是2CrO4+2H=Cr207+H20,故答案为:2CrO4﹣+2﹣
+2H=Cr207+H20;
2﹣
(5)工业酸性废水中的Cr2O7通常以铁做电极,则Fe为阳极,失去电子生成亚铁离子,具有还原性,
2﹣
+
2﹣
2
①电极A区Cr2O7(Cr2O7还原为Cr)发生反应的离子方程式是Cr207
2++3+3+2﹣2++3+3+
+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H20,故答案为:Cr207+6Fe+14H=2Cr+6Fe+7H20;
3+3+3+3+
②反应后所得溶液中Fe和Cr的物质的量浓度均为0.1mol/L,要使Fe沉 淀完全而Cr
﹣53+3+
还未开始沉淀,需要c(Fe)=10mol/l时铁离子沉淀完全,由溶度积常数Ksp=c(Fe)c(OH),c(OH)=
3
﹣
2﹣2﹣3+2﹣
3
﹣
=4.0×10
﹣33
,c(OH)=
﹣
=×10
﹣11
mol/L,
c(H)=
3+
3+
+
=10
﹣3.2
,pH=﹣lgc(H)=3.2;
3+
3
﹣
﹣31
+
Cr还未开始沉淀,c(Cr)=0.1mol/L,Ksp=c(Cr)c(OH)=6.0×10=
+
,c(OH)=10
﹣4.3
3
﹣
=6.0×10
﹣30
;(cOH)=
﹣
×10
﹣10
mol/L,(H)c=
+
mol/L,
pH=﹣lgc(H)=4.3,
3+3+
则要使Fe沉淀完全而Cr还未开始沉淀.则需调节溶液pH的范围是3.2~4.3, 故答案为:3.2~4.3之间.
【点评】本题考查混合物分离提纯的综合应用,为高频考点,把握流程中的反应及混合物分离提纯方法等为解答的关键,侧重分析与应用及计算能力的考查,综合性较强,题目难度中等. 10.(14分)(2015秋•许昌校级月考)氯化铁是常用的水处理剂,某化学研究性学习小组模拟工业流程制备无水FeCl3,经查阅资料得知:无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华.
(1)各装置正确的连接顺序是(均填字母): DBAC ;其中需要加热的是 C . (2)连接好仪器后必须先进行的操作是 检查气密性 .
(3)D中发生反应的化学方程式 2KMnO4+16HCl(浓)=2KCI+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O . (4)A装置中浓硫酸的作用是干燥气体;同时A装置的另一作用是 防止堵塞 .
(5)C装置中干燥管的作用是 防止空气中的水蒸汽进入收集器中,使氯化铁潮解变质 . (6)该方案有一处明显的缺陷,改进的措施是 干燥管后连接盛有碱溶液的烧杯,吸收多余的氯气 .
【考点】制备实验方案的设计;氯气的化学性质;氯气的实验室制法. 【专题】实验题;实验设计题.
【分析】本题是模拟工业流程制备无水FeCl3,因无水FeCl3在空气中易潮解,加热易升华,同时考虑到产品的纯度,因此操作过程中要提供无氧和干燥环境,同时利用冷凝的方式收集生成的氯化铁,考虑到实验的尾气对环境有污染,故要有尾气处理装置.
(1)根据Cl2的制备、除杂原理进行选择仪器装置,整套装置中只有与铁反应时需要加热; (2)因需要制备气体,并且利用气体参与反应,整套装置需要气密性比较好;
(3)D中是利用高锰酸钾氧化HCl制得氯气,同时得到MnCl2和KCl; (4)A中的浓硫酸可以干燥氯气,同时也是一个安全装置,可以平衡压强;
(5)因生成的氯化铁很容易潮解,故无水氯化钙可以防止空气中的水进入反应容器中; (6)整套装置中没有对氯气的尾气进行处理,需要增加尾气处理装置. 【解答】解:(1)D装置制得的氯气,经过B装置除去挥发的HCl,C装置的干燥,再进入C装置与铁粉反应,连接顺序为DBAC,整套装置只有C装置需要加热,故答案为:DBAC;C; (2)连接好仪器后必须先进行的操作是检验装置气密性,故答案为:检查气密性; (3)D中发生的化学方程式为2KMnO4+16HCl(浓)=2KCI+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O,故答案为:2KMnO4+16HCl(浓)=2KCI+2MnCl2+5Cl2↑+8H2O;
(4)A装置还是一个安全装置,可以防止堵塞,故答案为:防止堵塞;
(5)氯化钙可以吸水,防止空气中的水进入反应容器中,避免氯化铁潮解,故答案为:防止空气中的水蒸汽进入收集器中,使氯化铁潮解变质;
(6)为了吸收氯气的尾气,在C装置后接一个盛有碱溶液的烧杯,故答案为:干燥管后连接盛有碱溶液的烧杯,吸收多余的氯气.
【点评】本题考查氯气的实验室制法及氯气的性质,涉及实验的操作规范及尾气的处理,难度不大,建议复习时要重视基础知识的学习,并提高分析问题和解决问题的能力. 三、【化学-化学与技术】(15分) 11.(15分)(2015秋•许昌校级月考)硫酸铁铵[aFe2(SO4)3•b(NH4)2SO4•cH2O]广泛用于城镇生活饮用水、工业循环水的净化处理等.某化工厂以硫酸亚铁(含少量硝酸钙)和硫酸铵为原料,设计了如下工艺流程制取硫酸铁铵.
请回答下列问题:
(1)下列物质中最适合的氧化剂B是 b ;
a.NaClO b.H2O2 c.KMnO4 d.K2Cr2O7
2++3+
反应的离子方程式 H2O2+2Fe+2H═2Fe+2H2O .
2+
(2)上述流程中,用足量最适合的氧化剂B氧化之后和加热蒸发之前,需取少量检验Fe
2+
是否已全部被氧化,能否用酸性的KMnO4溶液?并说明理由 不能,因为H2O2和Fe均能使酸性KMnO4溶液褪色 .(可用文字或方程式说明)
+(3)检验硫酸铁铵中NH4的方法是 在试管中加入少量样品和NaOH固体加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看到试纸变成蓝色 .
(4)称取14.00g所得样品,将其溶于水配制成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀;向另一份溶液中加入含0.05mol Ba (NO3)2的溶液,恰好完全反应.则该硫酸铁铵的化学式为 Fe2(SO4)3.2(NH4)2SO4.2H2O . 【考点】制备实验方案的设计;氧化还原反应;过氧化氢. 【专题】实验探究和数据处理题;实验评价题.
【分析】原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵,结合对应物质的性质以及题目要求可解答该题. (1)为避免引入新杂质,应加入过氧化氢为氧化剂,过氧化氢本身被还原为水; (2)根据酸性高锰酸钾溶液氧化性很强,可以氧化二价铁和双氧水分析;
+
(3)检验NH4的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体,
+
该气体是氨气,从而证明原溶液中一定含有NH4;
(4)根据元素守恒结合发生的转化,并运用微粒的物质的量之比来确定化学式.
【解答】解:原料中加入硫酸酸化,可生成硫酸钙沉淀,减压过滤后加入过氧化氢氧化可生成硫酸铁,加入硫酸铵,在80℃下反应可生成硫酸铁铵,经蒸发浓缩、冷却结晶、过滤洗涤,最后经常温晾晒可到纯净的硫酸铁铵;
(1)为避免引入新杂质,应加入过氧化氢为氧化剂,还原产物是水,发生反应的离子方程式为H2O2+2Fe+2H═2Fe+2H2O,故答案为:b;H2O2+2Fe+2H═2Fe+2H2O;
(2)酸性高锰酸钾溶液氧化性很强,可以氧化二价铁和双氧水,故答案为:不能,因为过氧化氢和二价铁离子均能使酸性高锰酸钾溶液褪色;
+
(3)检验NH4的方法是加入强碱反应、加热能够产生使湿润的红色石蕊试液变蓝的气体,
+
该气体是氨气,从而证明原溶液中一定含有NH4,
故答案为:在试管中加入少量样品和NaOH固体加热,在试管口用湿润的红色石蕊试纸检验,看到试纸变成蓝色;
(4)称取14.00g样品,将其溶于水配置成100mL溶液,分成两等份,向其中一份中加入足量NaOH溶液,过滤洗涤得到2.14g沉淀,应为Fe(OH)3, n(Fe(OH)3)=
=0.02mol,
2﹣
2+
+
3+
2+
+
3+
向另一份溶液中加入0.05mol Ba(NO3)2溶液,恰好完全反应,则n(SO4)=0.05mol,
2﹣
所以14.00g样品中含有Fe2(SO4)30.02mol,n(SO4)为0.1mol,则(NH4)2SO4为0.1mol﹣0.02mol×3=0.04mol,
则m(H2O)=14.00g﹣0.02mol×400g/mol﹣0.04mol×132g/mol=0.72g, n(H2O)=
=0.04mol,
n(Fe2(SO4)3):n((NH4)2SO4):n(H2O)=0.02:0.04:0.04=1:2:2, 所以化学式为Fe2(SO4)3•2(NH4)2SO4•2H2O, 故答案为:Fe2(SO4)3•2(NH4)2SO4•2H2O.
【点评】本题考查考查物质的分离、提纯制备,为高考常见题型,侧重于学生的分析能力、实验能力和计算能力的考查,注意根据物质的性质把握实验原理和方法,难度较大. 四、【化学-物质结构与性质】(15分) 12.(15分)(2015秋•许昌校级月考)CuCl和CuCl2都是重要的化工原料,常用作催化剂、颜料、防腐剂和消毒剂等.已知:
①CuCl可以由CuCl2用适当的还原剂如SO2、SnCl2等还原制得:
﹣2++2﹣
2Cu+2Cl+SO2+2H2O=2CuCl↓+4H+SO4 2CuCl2+SnCl2=2CuCl↓+SnCl4
2+
②CuCl2溶液与乙二胺(H2N﹣CH2﹣CH2﹣NH2)可形成配离子[Cu(En)2](En是乙二胺的简写).请回答下列问题:
(1)铜原子基态外围电子排布式为 3d4s ,H、N、O三种元素的第一电离能由大到小的顺序是 O>N>H ;
(2)SO4的空间构型为 正四面体型 ;
3
(3)乙二胺分子中氮原子轨道的杂化类型为 sp杂化 ,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的多,原因是 乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键 .
(4)配离子[Cu(En)2]的配位数为 4 ,该微粒含有的微粒间的作用力类型有 ABD . A.配位键 B.极性键 C.离子键 D.非极性键 E.氢键 F.金属键
(5)CuCl的晶胞结构如图二所示,其中Cl的配位数(即与Cl最近距离的Cu的个数)为 4 .
﹣
﹣
101
2﹣
2+
+
【考点】配合物的成键情况;原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型. 【分析】(1)根据核外电子排布规律书写Cu原子的核外电子排布式,电子按能层高低进行失
2+
去,进而书写Cu的外围电子排布式;同周期自左而右,电负性增大,据此判断O、N元素的电负性,H元素与O、N元素化合时,表现正化合价,H元素的电负性比O、N元素小; (2)根据价层电子对互斥理论判断离子构型;
(3)根据价层电子对数判断乙二胺分子中氮原子的杂化类型,根据是否含有氢键分析二者熔沸点高低不同的原因;
2+
(4)由图1可知配离子[Cu(En)2]的配位数为4,离子中存在配位键、C﹣N键、C﹣H键、N﹣H键、C﹣C键,据此判断离子化学键类型.
(5)由CuCl的晶胞结构图可知,每个Cu周围有4个Cl,故每个Cl周围有4个Cu. 【解答】解:(1)铜的原子序数为29,根据能量最低原理其态原子的电子排布式为226261011011s2s2p3s3p3d4s,故铜原子基态外围电子排布式为3d4s;
同周期自左而右,电负性增大,电负性O>N,H元素与O、N元素化合时,H元素表现正化合价,H元素的电负性比O、N元素小,故电负性O>N>H. 故答案为:3d4s;O>N>H;
(2)SO4离子中价层电子对数为4+(6+2﹣4×2)=4,孤电子对数为0,所以是正四面体体型,
故答案为:正四面体型;
(3)乙二胺分子中氮原子形成4个δ键,价层电子对数为4,氮原子为sp杂化,乙二胺分子间可以形成氢键,物质的熔沸点较高,而三甲胺分子间不能形成氢键,熔沸点较低, 故答案为:sp杂化;乙二胺分子间可以形成氢键,三甲胺分子间不能形成氢键;
2+
(4)由图1可知配离子[Cu(En)2]的配位数为4;
离子中存在配位键、C﹣N键、C﹣H键、N﹣H键、C﹣C键,其中C﹣N键、C﹣H键、N﹣H键为极性键,C﹣C键为非极性键,故离子含有配位键、极性键、非极性键,故选ABD. 故答案为:4;ABD;
(5)由CuCl的晶胞结构图可知,每个Cu周围有4个Cl,故每个Cl周围有4个Cu, 故答案为:4.
+
﹣
﹣
+
﹣﹣
+
101
2﹣
3
3
+
【点评】本题考查核外电子排布规律、电负性、杂化轨道、分子空间结构、氢键与化学键、晶胞等,综合性较大,难度中等,是对知识的综合运用,需要学生具备扎实的基础与分析问题解决问题的能力. 五、【化学-有机化学基础】(15分) 13.(15分)(2015秋•许昌校级月考)醋柳酯是一种镇咳祛痰药,用于上呼吸道感染、感冒咳嗽、急慢性支气管炎等的治疗,结构简式如图1.回答下列问题:
(1)醋柳酯的分子式为 C16H14O5 . (2)关于醋柳酯的说法中,正确的是 B A.核磁共振氢谱中只有6个吸收峰 B.能发生取代、加成、氧化反应
C.1mol该物质最多可以和7molH2反应 D.分子中所有原子一定在同一平面内 (3)醋柳酯可由如图2所示路线合成:
①A的结构简式为 ;中间产品C中混有反应物A和B,检验C中含有A的
试剂是 NaHCO3溶液 .
②由C制醋柳酯的反应类型为 取代反应 ;写出C和足量NaOH溶液反应的化学方程式 .
③A的同分异构体很多,其中属于酯类、且能与FeCl3溶液反应显紫色的同分异构体有 3 种,写出一种的结构简式
.
【考点】有机物的合成.
【专题】有机物的化学性质及推断. 【分析】(1)根据醋柳酯的结构简式书写其分子式,注意每个碳原子能形成4个共价键; (2)醋柳酯含有酯基、醚基、苯环,所以具有酯、苯和醚的性质;
(3)A和B反应生成C,根据B和C结构简式的不同知,A是,C在一定条件
下反应生成醋柳酯.
①A和B、C结构的不同点是A中含有羧基,所以可以用碳酸氢钠检验,如果产品和碳酸氢钠反应有二氧化碳生成,则证明含有A;
②比较C和醋柳酯的结构可知,C生成醋柳酯是取代反应,C属于酯,在碱性条件下,酯能发生水解反应;
③A的同分异构体很多,属于酯类,说明含有酯基,能与FeCl3反应显紫色说明含有酚羟基,据此判断A的同分异构体.
【解答】解:(1)据其结构简式可知,醋柳酯的分子为C16H14O5,故答案为:C16H14O5; (2)A.据其结构简式可知,其分子中没有对称的氢原子,核磁共振氢谱中只有10个吸收峰,故A错误;
B.醋柳酯含有苯环,所以可与氢气发生加成反应、与卤素原子发生取代反应,酯能够燃烧即发生氧化反应,故B正确;
C.酯基不能与氢气加成,所以1mol该物质最多可以和6molH2反应,故C错误; D.醋柳酯含有甲基,所有原子不可能在同一平面上,故D错误; 故答案为:B;
(3)A和B反应生成C,根据B和C结构简式的不同知,A是下反应生成醋柳酯.
,C在一定条件
①A是,其中含氧官能团名称为羟基和羧基,A和B、C结构的不同点是A中
含有羧基,所以可以用碳酸氢钠检验,A和碳酸氢钠反应生成邻羟基苯甲酸钠和水、二氧化碳,
故答案为:
;NaHCO3溶液;
②C生成醋柳酯是取代反应,在碱性条件下,C发生水解反应,反应方程式为
,
故答案为:取代反应;;
③A的同分异构体很多,属于酯类,说明含有酯基,能与FeCl3反应显紫色说明含有酚羟基,根据A的分子式知,A的该同分异构体中含有一个酯基一个酚羟基,酯基和酚羟基在苯环上
有邻、间、对三种位置结构,所以其结构简式分别为:
;
故答案为:3;
.
【点评】本题考查有机物的推断,题目难度较大,明确有机物的种类为解答该题的关键,注意反应流程中官能团的变化判断.
因篇幅问题不能全部显示,请点此查看更多更全内容