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- 2021-07-08 发布
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2018-2019学年第二学期期末考试高二化学试卷
注意事项:
1.答题前考生务必将自己的姓名,准考证号填涂在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
3.回答非选择题时,将答案写在答题卡上,在试卷上作答无效。
4.考试结束后,将答题卡交回。
可能用到的相对原子质量 H-1 C-12 O-16
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,共100分,考试用时90分钟。
第I卷(选择题 共48分)
一、选择题(本大题共16小题,每小题3分,共48分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是最符合题目要求的。)
1.化学与生活密切相关,下列物质不能用作食品添加剂是( )
A. 乙醇 B. 乙酸 C. 乙酸乙酯 D. 乙醛
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇可作味剂,能作食品添加剂,故A正确;
B.乙酸又名醋酸,是食醋的成分,能作食品添加剂,故B正确;
C.乙酸乙酯是特殊的香味,可用作香料,能作食品添加剂,故C正确;
D.乙醛有毒,能致癌,不能作食品添加剂,故D错误;
故答案D。
2.下列有机分子中,所有的原子不可能处于同一平面的是( )
A. CH2==CH2 B. CH2==CH—CH==CH2
C. CH2==C(CH3)—CH==CH2 D. CH2==CH—C≡CH
【答案】C
【解析】
分析:A项,CH2=CH2分子中2个碳原子和6个氢原子处于同一平面上;B项,CH2=CH-CH=CH2中碳原子都是sp2杂化,联想乙烯的结构以及单键可以旋转,CH2=CH-CH=CH2中所有原子可处于同一平面上;C项,CH2=C(CH3)-CH=CH2中-CH3的碳原子为sp3杂化,联想CH4的结构,CH2
=C(CH3)-CH=CH2中所有原子不可能处于同一平面上;D项,CH2=CH-CCH联想乙烯和乙炔的结构,结合单键可以旋转,CH2=CH-CCH所有原子可处于同一平面上。
详解:A项,CH2=CH2分子中2个碳原子和6个氢原子处于同一平面上;B项,CH2=CH-CH=CH2中碳原子都是sp2杂化,联想乙烯的结构以及单键可以旋转,CH2=CH-CH=CH2中所有原子可处于同一平面上;C项,CH2=C(CH3)-CH=CH2中-CH3的碳原子为sp3杂化,联想CH4的结构,CH2=C(CH3)-CH=CH2中所有原子不可能处于同一平面上;D项,CH2=CH-CCH联想乙烯和乙炔的结构,结合单键可以旋转,CH2=CH-CCH所有原子可处于同一平面上;所有的原子不可能处于同一平面的是CH2=C(CH3)-CH=CH2,答案选C。
点睛:本题考查分子中原子共平面问题,掌握分子中原子共面的技巧是解题的关键。确定分子中共面的原子个数的技巧:(1)三键原子和与之直接相连的原子共直线(联想乙炔的结构),苯环上处于对位的2个碳原子和与之直接相连的原子共直线;(2)任意三个原子一定共平面;(3)双键原子和与之直接相连的原子共平面(联想乙烯的结构),苯环碳原子和与苯环直接相连的原子共平面(联想苯的结构);(4)分子中出现饱和碳原子,所有原子不可能都在同一平面上;(5)单键可以旋转;(6)注意“可能”“最多”“最少”“所有原子”“碳原子”等限制条件。
3.欲将碘水中的碘萃取出来,下列萃取剂不能选用的是( )
①乙醇 ②四氯化碳 ③苯 ④己烷 ⑤己烯
A. ②③④ B. ①⑤ C. ①④ D. ①④⑤
【答案】B
【解析】
【详解】①碘在乙醇中的溶解度大于在水中的溶解度,但乙醇与水互溶,不能作为萃取剂,故①正确;
②碘在四氯化碳中的溶解度大于在水中的溶解度,且碘与四氯化碳不反应,水与四氯化碳不互溶,能作为萃取剂,故②错误;
③碘在苯中的溶解度大于在水中的溶解度,且碘与苯不反应,水与苯不互溶,能作为萃取剂,故③错误;
④碘在己烷中的溶解度大于在水中的溶解度,且碘与己烷不反应,水与己烷不互溶,能作为萃取剂,故③错误;
⑤己烯能与碘水发生加成反应,则不能用己烯作为碘水中提取碘的萃取剂,故⑤正确;
故答案为B。
【点睛】明确萃取剂的选择原则是解题关键,萃取剂的选择原则:①溶质在萃取剂中的溶解度要远远大于在原溶剂中的溶解度;②萃取剂不能与原溶液中的溶质、溶剂反应;③萃取剂要与原溶剂密度不同。
4. 实验室进行下列实验时,温度计水银球置于反应物液面以下的是( )
A. 乙醇和浓硫酸混合加热,制乙烯 B. 从石油中提炼汽油
C. 用蒸馏方法提纯水 D. 实验室制取硝基苯
【答案】A
【解析】
试题分析:A中测量的溶液的温度,温度计水银球置于反应物液面以下,A正确;B和C是分馏和蒸馏,温度计的水银球置于蒸馏烧瓶的支管出口处;D中是透过水浴加热的,温度计水银球置于热水中,答案选A。
考点:考查常见基本实验操作的判断
点评:化学实验常用仪器的使用方法和化学实验基本操作是进行化学实验的基础,对化学实验的考查离不开化学实验的基本操作,所以该类试题主要是以常见仪器的选用、实验基本操作为中心,通过是什么、为什么和怎样做重点考查实验基本操作的规范性和准确性及灵活运用知识解决实际问题的能力。该题的关键是记住常见实验的原理,然后灵活运用即可。
5. 下列化合物的核磁共振氢谱中出现三组峰的是:
A. 2,2,3,3-四甲基丁烷 B. 2,3,4-三甲基戊烷 C. 3,4-二甲基己烷 D. 2,5-二甲基己烷
【答案】D
【解析】
【详解】A. 该分子的结构简式为:,只含一种H原子,其核磁共振氢谱中只显示一组峰,A错误;
B. 该分子的结构简式为:,含四种H
原子,其核磁共振氢谱中只显示四组峰,B错误;
C. 该分子的结构简式为:,含四种H原子,其核磁共振氢谱中只显示四组峰,C错误;
D. 该分子的结构简式为:,含三种H原子,其核磁共振氢谱中只显示三组峰,D正确;
故合理选项为D。
6.某有机物分子式为C4H8,据此推测其结构和性质不可能的是
A. 它与乙烯可能是同系物
B. 一氯代物只有一种
C. 等质量的CH4和C4H8,分别在氧气中完全燃烧,CH4的耗氧量小于C4H8
D. 分子结构中甲基的数目可能是0、1、2
【答案】C
【解析】
【详解】A.某有机物分子式为C4H8,H原子是C原子2倍,则该有机物可能是单烯烃或环丁烷,如果是烯烃,则与乙烯是同系物,故A正确;
B.如果是环丁烷,只有一种氢原子,氢原子种类决定其一氯代物种类,所以如果是环丁烷,其一氯代物只有一种,故B正确;
C.设烃的化学式为CxHy,等质量的烃耗氧量=×(x+)=×(1−),根据式子知,如果越大相同质量时耗氧量就越多,所以等质量的CH4和C4H8,分别在氧气中完全燃烧,CH4的耗氧量大于C4H8,故C错误;
D.该物质可能是环丁烷(无甲基)、1-甲基环丙烷(一个甲基)、1-丁烯(一个甲基)或2-丁烯(2个甲基),所以分子结构中甲基的数目可能是0、1、2,故D正确;
故答案为C。
7.下列实验操作与预期实验目的或所得实验结论一致的是( )
选项
实验操作
实验目的或结论
A
将氯乙烷与氢氧化钠溶液共热一段时间,再向冷却后的混合液中滴加硝酸银溶液
检验水解产物中的氯离子
B
乙醇与浓硫酸加热到170 ℃,将所得气体通入溴水中
确定是否有乙烯生成
C
向工业酒精中加入无水硫酸铜
确定工业酒精中是否含有水
D
电石与水反应,制得的气体直接通入酸性KMnO4溶液
检验制得的气体是否为乙炔
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
试题分析:A、氢氧化钠溶液会与硝酸银反应,所以在加入硝酸银之前先向溶液中加入过量的硝酸中和氢氧化钠使溶液呈酸性,然后再加入硝酸银溶液,A错误;B、C2H5OH与浓硫酸170℃共热,产生乙烯,可能会产生二氧化硫,二氧化硫也可以使溴水褪色,不能检验乙烯,B错误;C、无水硫酸铜可以检验水的存在,C正确;D、电石与水反应,生成乙炔,可能生成硫化氢,都能使酸性KMnO4溶液褪色,不能检验乙炔,D错误。答案选C。
考点:实验方案的评价
8.某有机物M结构简式如图所示,若等物质的量的M在一定条件下分别与金属钠、氢氧化钠溶液、碳酸氢钠溶液反应,则消耗的钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为( )
A. 1∶1∶1 B. 2∶4∶1
C. 1∶2∶1 D. 1∶2∶2
【答案】B
【解析】
【详解】能与Na反应的官能团有羟基、羧基,1mol有机物可消耗2molNa;能与NaOH反应的官能团有酯基、酚羟基、溴原子和羧基,1mol有机物可消耗4molNaOH;能与碳酸氢钠反应的官能团只有羧基,1mol有机物只能消耗1mol碳酸氢钠。则等物质的量的该有机物消耗的金属钠、氢氧化钠、碳酸氢钠的物质的量之比为2:4:1,因此合理选项是B。
9.一种用于隐形眼镜材料的聚合物片段如下:
下列关于该高分子说法正确的是
A. 结构简式为:
B. 氢键对该高分子的性能没有影响
C. 完全水解得到的高分子有机物,含有官能团羧基和碳碳双键
D. 完全水解得到的小分子有机物,具有4种不同化学环境的氢原子
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据题中隐形眼镜材料聚合物片段可知,该高分子的链节为,则该高分子的结构简式为:,故A正确;
B.氢键为一种特殊的分子间作用力,影响物质的物理性质,如:熔沸点,故B错误;
C.该高分子完全水解的产物和HOCH2CH2OH。其中高分子有机物为,含有的官能团为羧基,故C错误;
D.根据C选项的分析,水解得到的小分子有机物为HOCH2CH2OH,有2种不同化学环境的氢原子,故D错误。答案选A。
【点睛】本题解题关键是找出高分子有机物的链节。链节指的是高分子化合物中不断重复的基本结构单元。找出链节可确定高分子的结构简式,可进一步确定水解产物。据此解答。
10.下列有关化学用语表示正确的是( )
A. 羟基的电子式: B. CH2F2的电子式:
C. 对硝基甲苯的结构简式: D. 乙烯的结构式:CH2CH2
【答案】A
【解析】
【详解】A.羟基是电中性基团,氧原子与氢原子以1对共用电子对连接,电子式为,故A正确;
B.CH2F2的电子式中,氟原子最外层达到8电子稳定结构,其正确的电子式为:,故B错误;
C.对硝基甲苯的结构简式为:,故C错误;
D.乙烯分子内含有碳碳双键,其结构式为,故D错误;
故答案为A。
11.下列叙述正确的是( )
A. 在氢氧化钠醇溶液作用下,醇脱水生成烯烃
B. 煤的干馏、石油分馏和裂化都是物理变化
C. 由葡萄糖为多羟基的醛,果糖为多羟基的酮,故可用与新制的氢氧化铜(碱性条件下)加热区分二者。
D. 淀粉和纤维素属于多糖,在酸作用下水解,最终产物为葡萄糖
【答案】D
【解析】
【详解】A.在氢氧化钠醇溶液作用下,卤代烃脱水生成烯烃,醇脱水生成烯烃的条件是浓硫酸加热,故A错误;
B.煤的干馏和石油裂化都是化学变化,而石油分馏是物理变化,故B错误;
C.由葡萄糖为多羟基的醛,果糖为多羟基的酮,但果糖在碱性条件下结构异构化后也能产生醛基,则不可用与新制的氢氧化铜(碱性条件下)加热区分二者,故C错误;
D.淀粉、纤维素的分子式都写成(C6H10O5)n,在酸作用下水解,最终产物为葡萄糖,故D正确;
故答案为D。
12.2-苯基丙烯酸是一种重要的医药中间体,其结构简式如图所示。
下列有关它的说法错误的是
A. 分子式为C9H8O2
B. 能发生酯化、加成、氧化反应
C. 苯环上的二氯代物为4种
D. 分子中所有碳原子可能共平面
【答案】C
【解析】
【详解】A. 根据结构简式可知,该有机物的分子式为C9H8O2,故A正确;
B.
结构中含有羧基,能够发生酯化反应,含有苯环,能够发生加成反应、含有碳碳双键能够发生氧化反应和加成反应,故B正确;
C. 苯环上的二氯代物为6种,分别为(●表示氯原子)、、、、、,故C错误;
D. 苯环和碳氧双键均为平面结构,分子中所有碳原子可能共平面,故D正确;
答案选C。
13. 下列鉴别方法不可行的是
A. 用水鉴别乙醇、甲苯和溴苯
B. 用燃烧法鉴别乙醇、苯和四氯化碳
C. 用碳酸钠溶液鉴别乙醇、乙酸和乙酸乙酯
D. 用酸性高锰酸钾溶液鉴别苯、环已烯和环已烷
【答案】D
【解析】
【详解】A.乙醇与水混溶,甲苯密度比水小,溴苯密度比水大,可加入水鉴别,故A可行;
B.乙醇燃烧,火焰明亮,无浓烟,苯燃烧有浓烟,四氯化碳不燃烧,现象各不相同,可鉴别,故B可行;
C.乙醇易溶于水,碳酸钠与乙酸反应生成二氧化碳气体,乙酸乙酯不溶于饱和碳酸钠溶液,溶液分层,可鉴别,故C可行;
D.甲苯、环己烯都可被酸性高锰酸钾氧化,故D不可行;
故选D。
14. 分枝酸可用于生化研究。其结构简式如图。下列关于分枝酸的叙述正确的是
A. 分子中含有2种官能团
B. 可与乙醇、乙酸反应,且反应类型相同
C. 1mol分枝酸最多可与3molNaOH发生中和反应
D. 可使溴的四氯化碳溶液、酸性高锰酸钾溶液褪色,且原理相同
【答案】B
【解析】
【详解】A项,该化合物分子中含有羧基、醇羟基、醚键和碳碳双键4种官能团,故A项错误;
B项,该物质中含有羧基和羟基,既可以与乙醇发生酯化反应,也可以与乙酸发生酯化反应,反应类型相同,故B项正确;
C项,分枝酸中只有羧基能与NaOH溶液发生中和反应,一个分子中含两个羧基,故1mol分枝酸最多能与2mol NaOH发生中和反应,故C项错误;
D项,该物质使溴的四氯化碳溶液褪色的原理是溴与碳碳双键发生加成反应,而是使酸性高锰酸钾溶液褪色是发生氧化反应,原理不同,故D项错误。
综上所述,本题正确答案为B。
【点睛】本题考查了有机化合物的结构与性质,包含了通过分析有机化合物的结构简式,判断有机化合物的官能团、反应类型的判断、有机物的性质,掌握官能团的性质是解题的关键。
15.已知卤代烃可以跟金属钠反应生成碳链较长的烃,如:CH3Cl+2Na+CH3Cl→CH3CH3+2NaCl,现有CH3CH2Br和CH3CHBrCH3的混合物与金属钠反应后,不可能得到的烃是( )
A. 2﹣甲基丁烷 B. 2﹣甲基戊烷
C. 2,3﹣二甲基丁烷 D. 丁烷
【答案】B
【解析】
【分析】
按照题设反应原理可知,两分子CH3CH2Br反应生成CH3CH2CH2CH3,该烃名称为正丁烷,两分子CH3—CHBr—CH3反应生成(CH3)2CHCH(CH3)2,该烃名称为2,3-二甲基丁烷,CH3CH2
Br和CH3—CHBr—CH3反应生成(CH3)2CHCH2CH3,该烃名称为2﹣甲基丁烷。
【详解】据上分析可知B项不可能反应得到,故答案选B。
16.有机物甲的分子式为C9H18O2,在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物,在相同的温度和压强下,同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同,则甲的可能结构有( )
A. 16种 B. 14种 C. 12种 D. 10种
【答案】A
【解析】
【分析】
有机物甲的分子式应为C9H18O2,在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物,则有机物甲为酯。由于同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同,说明乙和丙的相对分子质量相同,因此酸比醇少一个C原子,说明水解后得到的羧酸含有4个C原子,而得到的醇含有5个C原子,判断5碳醇属于戊醇的同分异构体,4碳羧酸属于丁酸的同分异构体,据此判断有机物甲的同分异构体数目。
【详解】有机物甲的分子式应为C9H18O2,在酸性条件下甲水解为乙和丙两种有机物,则有机物甲为酯。由于同质量的乙和丙的蒸气所占体积相同,说明乙和丙的相对分子质量相同,因此酸比醇少一个C原子,说明水解后得到的羧酸含有4个C原子,而得到的醇含有5个C原子;含有4个C原子的羧酸有2种同分异构体:CH3CH2CH2COOH,CH3CH(CH3)COOH;含有5个C原子的醇的有8种同分异构体:CH3CH2CH2CH2CH2OH,CH3CH2CH2CH(OH)CH3,CH3CH2CH(OH)CH2CH3;CH3CH2CH(CH3)CH2OH,CH3CH2C(OH)(CH3)CH3,CH3CH(OH)CH(CH3)CH3,CH2(OH)CH2CH(CH3)CH3;CH3C(CH3)2CH2OH;所以有机物甲的同分异构体数目有2×8=16,故答案为A。
【点睛】有机物产生同分异构体的本质在于原子的排列顺序不同,在中学阶段主要指下列三种情况:(1)碳链异构:由于碳原子的连接次序不同而引起的异构现象,(2)官能团位置异构:由于官能团的位置不同而引起的异构现象,如:CH3CH2CH=CH2和CH3CH=CHCH3。(3)官能团异类异构:由于官能团的不同而引起的异构现象,主要有:单烯烃与环烷烃;二烯烃、炔烃与环烯烃;醇和醚;酚与芳香醇或芳香醚;醛与酮;羧酸与酯;硝基化合物与氨基酸;葡萄糖与果糖;蔗糖与麦芽糖等。
第Ⅱ卷(非选择题共52分)
17.按要求答题。
(1) (命名)_____________________________________。
(2) (指出所含官能团名称)_____________________________________。
(3)写出以为单体发生缩聚反应的方程式________________________。
(4) 制TNT炸药反应________。
【答案】 (1). 2,3-二甲基-1,3- 丁二烯 (2). 溴原子、硝基、羧基 (3). +(n-1)H2O (4). +3HNO3+3H2O
【解析】
【分析】
(1)物质为二烯烃,选取含碳碳双键在内的最长碳链为主碳链,离双键近的一端编号,取代基位次和最小;
(2) 含有的官能团为-Br、-NO2和-COOH;
(3)含有醇羟基和羧基,可发生缩聚反应,生成聚合酯;
(4) 制TNT炸药的反应的甲苯与浓硝酸发生的硝化反应,浓硫酸作催化剂。
【详解】(1)为二烯烃,正确名称:2,3-甲基-1,3-丁二烯;
(2) 有机物 中含有的官能团为溴原子、硝基、羧基;
(3)含有醇羟基和羧基,可发生缩聚反应,生成聚合酯,发生反应的化学方程式为+(n-1)H2O;
(4) 制TNT炸药的反应的甲苯与浓硝酸发生的硝化反应,浓硫酸作催化剂,发生反应的化学方程式为+3HNO3+3H2O。
18.实验室可利用环己醇的氧化反应制备环己酮,反应原理和实验装置(部分夹持装置略)如下:
有关物质的物理性质见下表。
物质
沸点(℃)
密度(g·cm-3,20℃)
溶解性
环己醇
161.1(97.8)*
0.96
能溶于水和醚
环己酮
155.6(95.0)*
0.95
微溶于水,能溶于醚
水
100.0
1.0
*括号中的数据表示该有机物与水形成的具有固定组成的混合物的沸点。实验中通过装置B将酸性Na2Cr2O7
溶液加到盛有10mL环己醇的A中,在55~60℃进行反应。反应完成后,加入适量水,蒸馏,收集95~100℃的馏分,得到主要含环己酮粗品和水的混合物。
(1)装置D的名称为____________________________。
(2)酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应的△H<0,反应剧烈将导致体系温度迅速上升,副反应增多。
①滴加酸性Na2Cr2O7溶液的操作为_______________;
②蒸馏不能分离环己酮和水的原因是______________。
(3)环己酮的提纯需要经过以下一系列的操作:
a.往液体中加入NaCl固体至饱和,静置,分液;
b.水层用乙醚(乙醚沸点34.6℃,易燃烧)萃取,萃取液并入有机层;
c.加人无水MgSO4固体,除去有机物中少量的水;
d.过滤;
e.蒸馏、除去乙醚后,收集151~156℃馏分。
①B中水层用乙醚萃取的目的是_________;
②上述操作a、d中使用的玻璃仪器除烧杯、锥形瓶、玻璃棒外,还需要的玻璃仪器有__,操作a中,加入NaC1固体的作用是____。
③恢复至室温时,分离得到纯产品体积为6mL,则环已酮的产率为_____。(计算结果精确到0.1%)
【答案】 (1). 冷凝管 (2). 打开分液漏斗颈上的玻璃塞,拧开下端的活塞,缓慢滴加 (3). 环己酮和水形成具有固定组成的恒沸物一起蒸发 (4). 使水层中少量的有机物进一步被提取,提高产品的产量 (5). 漏斗、 分液漏斗 (6). 降低环己酮的溶解度,增加水层的密度,有利于分层 (7). 60.6%
【解析】
【分析】
(1)装置D的名称是冷凝管;
(2)①为了防止Na2Cr2O7在氧化环己醇放出大量热,使副反应增多,应让其反应缓慢进行;
②环己酮能与水形成具有固定组成的混合物,两者能一起被蒸出;
(3)①环己酮在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚和水不互溶,则乙醚能作萃取剂,从而提高产品产量;
②分液需要的主要仪器为分液漏斗,过滤需要漏斗;
③环己醇的质量=10mL×0.96g/mL=9.6g,理论上得到环己酮质量=×98g/mol=9.408g,实际上环己酮质量=6mL×0.95g/mL=5.7g,环己酮产率=
【详解】(1)装置D的名称是冷凝管,具有冷凝蒸汽作用;
(2)①由于酸性Na2Cr2O7溶液氧化环己醇反应剧烈,导致体系温度迅速上升、副反应增多,所以酸性Na2Cr2O7溶液加入不能太快,应打开分液漏斗颈上的玻璃塞,拧开下端的活塞,缓慢滴加;
②环己酮和水能形成具有固定组成的混合物,具有固定的沸点,蒸馏时能被一起蒸出,所以蒸馏难以分离环己酮和水的混合物。环己酮和水能够产生共沸,采取蒸馏是不可取的,建议采用精馏;
(3)①环己酮在乙醚中的溶解度大于在水中的溶解度,且乙醚和水不互溶,则乙醚能作萃取剂,能将水中的环己酮萃取到乙醚中,从而提高产品产量;
②分液需要的主要仪器为分液漏斗,过滤需要由漏斗组成的过滤器;NaCl能增加水层的密度,降低环己酮的溶解,且有利于分层;
③环己醇的质量=10mL×0.96g/mL=9.6g,理论上得到环己酮质量=×98g/mol=9.408g,实际上环己酮质量=6mL×0.95g/mL=5.7g,环己酮产率==×100%=60.6%。
19.有机高分子化合物G的合成路线如下:
已知:①A(C7H6O3)既能与NaHCO3溶液反应,又能与FeCl3溶液发生显色反应,其1
H核磁共振谱有4个峰;②2RCH2CHO。
请回答:
(1)要测定有机物D和E相对分子质量(Mr),通常使用的仪器是____;B的名称为___,D中含有的官能团名称为_____。
(2)D→E的反应类型为_____,高分子化合物G的结构简式为________________。
(3)A+E→F的化学方程式为:_________________________________。
(4)D发生银镜反应的化学方程式为:______________________________。
(5)符合下列条件E的同分异构体有_______种(不考虑立体异构)。写出其中任意一种异构体的结构简式____。①含有,②苯环上有两个取代基
【答案】 (1). 质谱仪 (2). 1-丙醇 (3). 碳碳双键、醛基 (4). 加成反应(还原反应) (5). (6). (7). (8). 24 (9).
【解析】
【分析】
A既能与NaHCO3溶液反应,又能与FeCl3
溶液发生显色反应,说明A中有酚羟基和羧基,其核磁共振氢谱有4个峰,结合A的分子式,可知A为.B能氧化生成C,C发生信息②中的反应得到D,则C中含有醛基,B中含有-CH2OH基团,C与苯甲醛脱去1分子水得到D,故C的相对分子质量为146+18-106=58,可推知C为CH3CH2CHO,则B为CH3CH2CH2OH、D为,E的相对分子质量比D的大2,则D与氢气发生加成反应生成E,且E能与在浓硫酸、加热条件下反应,可推知E为,A与E发生酯化反应生成F为,F发生加聚反应可得高分子G为。
【详解】(1)要测定有机物D和E相对分子质量,通常使用的仪器是:质谱仪;;B为CH3CH2CH2OH,B的名称为1-丙醇;D为,D中含有的官能团名称为:碳碳双键、醛基;
(2)D→E是醛基与氢气发生加成反应,也属于还原反应;高分子化合物G的结构简式为;
(3)A+E→F的化学方程式为:;
(4)D为,发生银镜反应的化学方程式为:;
(5)符合下列条件的E()的同分异构体:①含有结构,可能为醛基,也可能为羰基,②苯环上有2个取代基,E的同分异构体为:
(各有邻间对三种位置),所以共有24 种。
20.CO2是一种常用的化工原料。
Ⅰ.以CO2与NH3为原料可以合成尿素[CO(NH2)2]。合成尿素的反应为2NH3(g)+CO2(g)CO(NH2)2(s)+H2O(g)。
(1)在不同温度及不同y值下合成尿素,达到平衡时,氨气转化率的变化情况如图所示。该反应的ΔH________(填“>”、“<”或“=”,下同)0,若y表示压强,则y1________y2,若y表示反应开始时的n(NH3)/n(CO2),则y1________y2。
(2)T℃时,若向容积为2L的恒容密闭容器中加入3mol NH3和1mol CO2,达到平衡时,容器内压强为开始时的3/4。若保持条件不变,再向该容器中加入0.5mol CO2和1mol H2O,NH3的转化率将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.CO2与H2反应可用于生产甲醇。
(3)已知氢气与甲醇的燃烧热分别为285.8kJ·mol-1、726.5kJ·mol-1,则CO2与H2反应产生液态甲醇与液态水的热化学方程式为_____。
(4)如图是某甲醇燃料电池工作的示意图。
质子交换膜(只有质子能够通过)左右两侧的溶液均为1L 2mol·L-1 H2SO4溶液。电极a上发生的电极反应为____,当电池中有1mol e-发生转移时左右两侧溶液的质量之差为_____ g(假设反应物耗尽,忽略气体的溶解)。
(5)写出Na2CO3溶液中各离子浓度的大小关系__________________。
【答案】 (1). < (2). > (3). < (4). 减小 (5). CO2(g)+3H2(g)= CH3OH(l)+H2
O(l) ΔH= -130.9kJ·mol−1 (6). CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+ (7). 12 (8). c(Na+)>c(CO32-)>c(OH- )>c(HCO3- )>c(H+ )
【解析】
【分析】
Ⅰ.(1)结合温度和压强对平衡的影响分析;
(2)t℃时,若向容积为2L的密闭容器中加入3mol NH3和1mol CO2,达到平衡时,容器内压强为开始时的0.75倍,结合三行计算列式计算,气体压强之比等于气体物质的量之比,平衡常数K=,再向该容器中加入0.5mol CO2和1mol H2O,计算此时浓度商和平衡常数比较判断反应进行的方向;
Ⅱ、(3)氢气与甲醇的燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1、-726.5kJ•mol-1,热化学方程式为:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ•mol-1;②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) △H= -726.5kJ•mol-1,盖斯定律计算①×3-②得到CO2与H2反应产生液态甲醇与液态水的热化学方程式;
(4)负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,按照电极反应式计算;
(5)Na2CO3在溶液中存在两步水解,以第一步水解为主。
【详解】Ⅰ.(1)图象分析得到温度升高,氨气转化率减小说明平衡逆向进行,正反应为放热反应,压强越大平衡正向进行,氨气转化率增大,若y表示压强,则一定温度下y1大于y2,若y表示反应开始时的水碳比,升温平衡逆向进行,氨气转化率减小,一定温度下,水和二氧化碳之比越大,平衡逆向进行,氨气转化率越小,则y1小于y2;
(2)t℃时,若向容积为2L的密闭容器中加入3mol NH3和1mol CO2,达到平衡时,结合三行计算列式计算,设反应的二氧化碳为xmol,
2NH3(g)+CO2(g)⇌CO(NH)2(s)+H2O(g)
起始量(mol) 3 1 0
变化量(mol) 2x x x
平衡量(mol)3-2x 1-x x
气体压强之比等于气体物质的量之比,容器内压强为开始时的0.75倍,3-2x+1-x+x=(3+1)×0.75,解得:x=0.5mol,此时K==1;
再向该容器中加入0.5mol CO2和1mol H2O,浓度商Qc==1.5>K=1,平衡逆向进行,NH3的转化率将减小;
Ⅱ.(3)氢气与甲醇的燃烧热分别为-285.8kJ•mol-1、-726.5kJ•mol-1,热化学方程式为:①H2(g)+O2(g)=H2O(l) △H=-285.8kJ•mol-1;②CH3OH(l)+O2(g)=CO2(g)+2 H2O(l) △H= -726.5kJ•mol-1,盖斯定律计算①×3-②得到CO2与H2反应产生液态甲醇与液态水的热化学方程式:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(l)+H2O(l) △H= -130.9 kJ•mol-1;
(4)负极反应式为CH3OH-6e-+H2O=CO2+6H+,当转移1mol电子时,左侧质量减轻×12g=2g,还要有1mol H+通过质子交换膜进入右侧,质量减少1g,正极反应式为O2+4H++4e-=2H2O,右侧质量增加32g×=8g,加上转移过来的1g H+,因此左右两侧溶液的质量之差为8g+1g+2g+1g=12g;
(5)Na2CO3在溶液中存在两步水解,以第一步水解为主,CO32-+H2O⇌HCO3-+OH-,HCO3-+H2O⇌H2CO3+OH-,则溶液中离子浓度大小的关系为:c(Na+)>c(CO32-)>c(OH-)>c(HCO3-)>c(H+)。
【点睛】应用盖斯定律进行简单计算的基本方法是参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。