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- 2021-05-14 发布
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2015年天津市南开中学高考化学模拟试卷(3)
一、选择题(每小题有1个正确答案,每小题6分,共36分)
1.(6分)化学与社会、生活密切相关,对下列现象或事实的解释正确的是( )
选项
现象或事实
解释
A
用热的纯碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接与油污反应
B
蛋白质溶液中加入NaCl或CuSO4溶液,产生沉淀
蛋白质均发生变性
C
施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl发生反应会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
A.A B.B C.C D.D
2.(6分)下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,K+、Fe2+、C6H5OH、Br﹣可以大量共存
B.和KI溶液反应的离子方程式:Fe3++2I﹣═Fe2++I2
C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3++SO42﹣+Ba2++3OH﹣═Fe(OH)3↓+BaSO4↓
D.1L O.1mol•L﹣1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2g Fe
3.(6分)从香荚兰豆中提取的一种芳香化合物,其分子式为C8H8O3,与FeCl3溶液会呈现特征颜色,能发生银镜反应.该化合物可能的结构简式是( )
A. B. C. D.
4.(6分)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS﹣)=1×10﹣5mol•L﹣1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HC2O4﹣)
D.pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
5.(6分)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论是( )
选项
①
②
③
实验结论
A
稀硫酸
Na2S
AgNO3与AgCl的浊液
Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
C
稀盐酸
Na2SO
Ba(NO3)
SO2
3
2溶液
与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
D
浓硝酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
酸性:硝酸>碳酸>硅酸
A.A B.B C.C D.D
6.(6分)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
二、填空题(共4小题,每小题15分,满分64分)
7.(15分)A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍.B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,E+与D2﹣具有相同的电子数.A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸,回答下列问题;
(1)A在周期表中的位置是 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式
(2)B,D,E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 ,其水溶液与F单质反应的化学方程为 ,在产物总加入少量KI,反应后加入CCl4并震荡,有机层显 色.
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式 ;b的化学式为 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是
(4)有A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质.一种化合物分子通过 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 .
8.(15分)Hagemann 酶(H)是一种合成多环化合物的中间体,可由下列路线合成(部分反映条件略去):
(1)(A→B)为加成反应,则B的结构简式是 ;B→C的反应类型是 .
(2)H中含有的官能团名称是 ,F的名称(系统命名)是 .
(3)E→F的化学方程式是 .
(4)TMOB是H的同分异构体,具有下列结构特征:①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有一个吸收峰;②存在甲氧基(CH3O﹣).TMOB的结构简式是 .
(5)下列说法正确的是 .
a.A能和HCl反应得到聚氯乙烯的单体 b.D和F中均含有2个π健
c.1mol G完全燃烧生成7mol H2O d.H能发生加成,取代反应.
9.(18分)某小组以CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X,为确定其组成,进行如下实验:
①氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mL c1mol•L﹣1的盐酸标准溶液吸收.蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol•L﹣1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mL NaOH溶液.
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现砖红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是 .
(2)用NaOH标准溶液确定过剩的HCl时,应使用 式滴定管,可使用的指示剂为 .
(3)样品中氨的质量分数表达式为 .
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 (填“偏高”或“偏低”).
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 ,滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10﹣5mol•L﹣1,c(CrO42﹣)为 mol•L﹣1.(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10﹣12)
(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1:6:3,钴的化合价为 ,制备X的化学方程式为 ,X的制备过程中温度不能过高的原因是 .
10.(16分)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产,回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇,写出相应反应的化学方程式 ;
(2)已知:
甲醇脱水反应 2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=﹣23.9kJ•mol﹣1
甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H2=﹣29.1kJ•mol﹣1
乙醇异构化反应 C2H5OH(g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ•mol﹣1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)的△H= kJ•mol﹣1,与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是 ;
(3)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中:=1:1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp= (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);
②图中压强(P1,P2,P3,P4)大小顺序为 ,理由是 ;
③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,:=0.6:1,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有 、 .
2015年天津市南开中学高考化学模拟试卷(3)
参考答案与试题解析
一、选择题(每小题有1个正确答案,每小题6分,共36分)
1.(6分)(2016•湛江模拟)化学与社会、生活密切相关,对下列现象或事实的解释正确的是( )
选项
现象或事实
解释
A
用热的纯碱溶液洗去油污
Na2CO3可直接与油污反应
B
蛋白质溶液中加入NaCl或CuSO4溶液,产生沉淀
蛋白质均发生变性
C
施肥时,草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用
K2CO3与NH4Cl发生反应会降低肥效
D
FeCl3溶液可用于铜质印刷线路板制作
FeCl3能从含Cu2+的溶液中置换出铜
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.用热的纯碱溶液洗去油污,与水解有关;
B.蛋白质溶液中加入NaCl或CuSO4溶液,分别发生盐析、变性;
C.草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,混合使用相互促进水解;
D.FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜、氯化亚铁.
【解答】解:A.用热的纯碱溶液洗去油污,与水解有关,纯碱的水解为吸热反应,温度高促进水解,碱性增强,碱性越强越利于油污的水解,故A错误;
B.蛋白质溶液中加入NaCl或CuSO4溶液,分别发生盐析、变性,均产生沉淀,但原理不同,故B错误;
C.草木灰(有效成分为K2CO3)不能与NH4Cl混合使用,混合使用相互促进水解,从而会降低肥效,故C正确;
D.FeCl3溶液与铜反应生成氯化铜、氯化亚铁,FeCl3与含Cu2+的溶液不能发生置换反应生成Cu,故D错误;
故选C.
【点评】本题考查物质的性质及应用,为高频考点,把握物质的性质、发生的反应、性质与用途为解答的关键,侧重分析与应用能力的考查,注意化学与生活的联系,题目难度不大.
2.(6分)(2014•安徽)下列有关Fe2(SO4)3溶液的叙述正确的是( )
A.该溶液中,K+、Fe2+、C6H5OH、Br﹣可以大量共存
B.和KI溶液反应的离子方程式:Fe3++2I﹣═Fe2++I2
C.和Ba(OH)2溶液反应的离子方程式:Fe3++SO42﹣+Ba2++3OH﹣═Fe(OH)3↓+BaSO4↓
D.1L O.1mol•L﹣1该溶液和足量的Zn充分反应,生成11.2g Fe
【分析】A.铁离子能够与苯酚发生显色反应;
B.根据电荷守恒判断,该离子方程式两边电荷不守恒;
C.该离子方程式不满足硫酸铁、氢氧化钡的化学组成关系;
D.根据n=cV计算出硫酸铁及铁离子的物质的量,再根据质量守恒及m=nM计算出铁的质量.
【解答】解:A.Fe2(SO4)3溶液中的Fe3+与C6H5OH发生显色反应,在溶液中不能大量共存,故A错误;
B.铁离子能够与碘离子发生氧化还原反应,反应的离子方程式为:2Fe3++2I﹣═2Fe2++I2,题目方程式未配平,故B错误;
C.Fe2(SO4)3溶液和Ba(OH)2溶液反应的生成氢氧化铁沉淀和硫酸钡沉淀,铁离子和硫酸根离子的物质的量的比为2:3,正确的离子方程式为:2Fe3++3SO42﹣+3Ba2++6OH﹣═2Fe(OH)3↓+3BaSO4↓,故C错误;
D.1L O.1mol•L﹣1该溶液中含有溶质硫酸铁0.1mol,0.1mol硫酸铁中含有0.2mol铁离子,与足量锌反应可以生成0.2mol铁,生成铁的质量为11.2g,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查了离子方程式的书写、离子共存的判断,题目难度中等,注意掌握离子反应发生条件,明确常见的离子之间不能共存的情况及离子方程式的书写原则.
3.(6分)(2015•天津校级模拟)从香荚兰豆中提取的一种芳香化合物,其分子式为C8H8O3,与FeCl3溶液会呈现特征颜色,能发生银镜反应.该化合物可能的结构简式是( )
A. B. C. D.
【分析】一种芳香化合物,其分子式为C8H8O3,则该物质中含有苯环,与FeCl3溶液会呈现特征颜色,能发生银镜反应,说明该有机物中含有酚羟基、醛基,结合其分子式确定结构简式.
【解答】解:一种芳香化合物,其分子式为C8H8O3,则该物质中含有苯环,与FeCl3溶液会呈现特征颜色,能发生银镜反应,说明该有机物中含有酚羟基、醛基,
A.该分子中含有醛基和酚羟基,且分子式为C8H8O3,故A正确;
B.该分子中不含酚羟基,所以不能显色反应,不符合题意,故B错误;
C.该反应中不含醛基,所以不能发生银镜反应,不符合题意,故C错误;
D.该分子中含有醛基和酚羟基,能发生显色反应和银镜反应,其分子式为C8H6O3,不符合题意,故D错误;
故选A.
【点评】本题考查了有机物的结构和性质,知道常见有机物官能团及其性质是解本题关键,再结合题干确定有机物的官能团,题目难度不大.
4.(6分)(2015•黑龙江模拟)一定温度下,下列溶液的离子浓度关系式正确的是( )
A.pH=5的H2S溶液中,c(H+)=c(HS﹣)=1×10﹣5mol•L﹣1
B.pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,其pH=b,则a=b+1
C.pH=2的H2C2O4溶液与pH=12的NaOH溶液任意比例混合:c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HC2O4﹣)
D.pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液的c(Na+):①>②>③
【分析】A.H2S为二元弱酸,分步电离,第一步电离程度远远大于第二步;
B.加水稀释促进一水合氨电离;
C.H2C2O4是二元弱酸,任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒判断;
D.pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液,酸根离子水解程度越小,其浓度越大.
【解答】解:A.H2S为二元弱酸,分步电离,第一步电离程度远远大于第二步,所以溶液中c(H+)>c(HS﹣),故A错误;
B.加水稀释促进一水合氨电离,pH=a的氨水溶液,稀释10倍后,溶液中的氢氧根离子浓度大于原来的,其pH=b,则a<b+1,故B错误;
C.H2C2O4是二元弱酸,任何电解质溶液中都存在电荷守恒,根据电荷守恒得c(Na+)+c(H+)=c(OH﹣)+c(HC2O4﹣)+2c(C2O42﹣),故C错误;
D.pH相同的①CH3COONa②NaHCO3③NaClO三种溶液,酸根离子水解程度越小,其浓度越大,酸根离子水解程度 ①<②<③,所以盐浓度 ①>②>③,钠离子不水解,所以c(Na+):①>②>③,故D正确;
故选D.
【点评】本题考查了离子浓度大小比较,涉及弱电解质的电离和盐类水解,根据弱电解质电离特点、盐类水解特点再结合电荷守恒来分析解答,易错选项是B,题目难度中等.
5.(6分)(2015•天津校级模拟)利用如图所示装置进行下列实验,能得出相应实验结论是( )
选项
①
②
③
实验结论
A
稀硫酸
Na2S
AgNO3与AgCl的浊液
Ksp(AgCl)>Ksp(Ag2S)
B
浓硫酸
蔗糖
溴水
浓硫酸具有脱水性、氧化性
C
稀盐酸
Na2SO3
Ba(NO3)2溶液
SO2与可溶性钡盐均可生成白色沉淀
D
浓硝酸
Na2CO3
Na2SiO3溶液
酸性:硝酸>碳酸>硅酸
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.不发生沉淀的转化,AgNO3与AgCl的浊液中,Qc(Ag2S)>Ksp(Ag2S),则生成Ag2S;
B.浓硫酸使蔗糖变黑,然后C与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫,二氧化硫与溴水发生氧化还原反应使其褪色;
C.盐酸与亚硫酸钠生成二氧化硫,与Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀;
D.浓硝酸与碳酸钠反应生成二氧化碳,但浓硝酸易挥发,硝酸、碳酸均可与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀.
【解答】解:A.图中装置和试剂不发生沉淀的转化,对AgNO3与AgCl的浊液中,Qc(Ag2S)>Ksp(Ag2S),则生成Ag2S,可发生沉淀的生成,则不能比较溶度积,故A错误;
B.浓硫酸具有脱水性使蔗糖变黑,然后C与浓硫酸发生氧化还原反应生成二氧化硫,体现其强氧化性,最后二氧化硫与溴水发生氧化还原反应使其褪色,故B正确;
C.盐酸与亚硫酸钠生成二氧化硫,与Ba(NO3)2溶液发生氧化还原反应生成硫酸钡沉淀,但SO2与可溶性钡盐不一定生成白色沉淀,如与氯化钡不反应,故C错误;
D.浓硝酸与碳酸钠反应生成二氧化碳,但浓硝酸易挥发,硝酸、碳酸均可与硅酸钠溶液反应生成硅酸沉淀,则不能比较碳酸与硅酸的酸性,应排除硝酸的干扰,故D错误;
故选B.
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,涉及沉淀的生成与转化、浓硫酸的性质、酸性比较、氧化还原反应等,把握化学反应原理及实验装置中的反应为解答的关键,注意实验操作的可行性、评价性分析,题目难度不大.
6.(6分)(2015•黑龙江模拟)2013年3月我国科学家报道了如图所示的水溶液锂离子电池体系,下列叙述错误的是( )
A.a为电池的正极
B.电池充电反应为LiMn2O4═Li1﹣xMn2O4+xLi
C.放电时,a极锂的化合价发生变化
D.放电时,溶液中Li+从b向a迁移
【分析】锂离子电池中,b电极为Li,放电时,Li失电子为负极,Li1﹣xMn2O4得电子为正极;充电时,Li+在阴极得电子,LiMn2O4在阳极失电子;据此分析.
【解答】解:A、锂离子电池中,b电极为Li,放电时,Li失电子为负极,Li1﹣xMn2O4得电子为正极,所以a为电池的正极,故A正确;
B、充电时,Li+在阴极得电子,LiMn2O4在阳极失电子,电池充电反应为LiMn2O4=Li1﹣xMn2O4+xLi,故B正确;
C、放电时,a为正极,正极上Li1﹣xMn2O4中Mn元素得电子,所以锂的化合价不变,故C错误;
D、放电时,溶液中阳离子向正极移动,即溶液中Li+从b向a迁移,故D正确;
故选C.
【点评】本题考查了锂电池的组成和工作原理,题目难度中等,本题注意把握原电池和电解池的组成和工作原理,注意根据电池反应中元素化合价的变化来判断正负极.
二、填空题(共4小题,每小题15分,满分64分)
7.(15分)(2016•余干县三模)A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,B的最外层电子数是其所在周期数的2倍.B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,E+与D2﹣具有相同的电子数.A在F中燃烧,产物溶于水得到一种强酸,回答下列问题;
(1)A在周期表中的位置是 第一周期ⅠA族 ,写出一种工业制备单质F的离子方程式 2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑
(2)B,D,E组成的一种盐中,E的质量分数为43%,其俗名为 纯碱(或苏打) ,其水溶液与F单质反应的化学方程为 2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3 ,在产物总加入少量KI,反应后加入CCl4并震荡,有机层显 紫 色.
(3)由这些元素组成的物质,其组成和结构信息如表:
物质
组成和结构信息
a
含有A的二元离子化合物
b
含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1
c
化学组成为BDF2
d
只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体
a的化学式 NaH ;b的化学式为 Na2O2和Na2C2 ;c的电子式为 ;d的晶体类型是 金属晶体
(4)有A和B、D元素组成的两种二元化合物形成一类新能源物质.一种化合物分子通过 氢 键构成具有空腔的固体;另一种化合物(沼气的主要成分)分子进入该空腔,其分子的空间结构为 正四面体 .
【分析】A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,则A为H;B的最外层电子数是其所在周期数的2倍,则B为C或S,B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,则D为O,B的最高正价为+4价,则B为C;E+与D2﹣具有相同的电子数,则E为Na;A在F中燃烧,产物溶于水得到种强酸,则F为Cl;
(1)根据H在周期表中的位置分析;工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气;
(2)C、O、Na组成的化合物为碳酸钠;碳酸钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠;次氯酸钠能与KI反应生成碘单质;
(3)这几种元素只有Na能与H形成离子化合物;根据常见的氧的化合物和碳的化合物分析;根据COCl2结构式分析;只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为Na;
(4)H、C、O能形成H2O和CH4.
【解答】解:A,B,D,E,F为短周期元素,非金属元素A最外层电子数与其周期数相同,则A为H;B的最外层电子数是其所在周期数的2倍,则B为C或S,B在D中充分燃烧能生成其最高价化合物BD2,则D为O,B的最高正价为+4价,则B为C;E+与D2﹣具有相同的电子数,则E为Na;A在F中燃烧,产物溶于水得到种强酸,则F为Cl;
(1)已知A为H在周期表中位于第一周期ⅠA族;工业上常用电解饱和食盐水的方法来制备氯气,其电解离子方程式为:2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑;
故答案为:第一周期ⅠA族;2Cl﹣+2H2O2OH﹣+H2↑+Cl2↑(;
(2)C、O、Na组成的一种盐中,Na的质量分数为43%,则为碳酸钠,其俗名为纯碱(或苏打);碳酸钠与氯气反应生成氯化钠、次氯酸钠、碳酸氢钠,反应的化学方程式为:2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;次氯酸钠能与KI反应生成碘单质,反应后加入CCl4并震荡,有机层显紫色;
故答案为:纯碱(或苏打);2Na2CO3+Cl2+H2O═NaCl+NaClO+2NaHCO3;紫;
(3)这几种元素只有Na能与H形成离子化合物,则a的化学式为NaH;含有非极性共价键的二元离子化合物,且原子数之比为1:1,则为Na2O2和Na2C2;已知COCl2结构式为Cl﹣﹣Cl,则其电子式为;只存在一种类型作用力且可导电的单质晶体为Na,Na属于金属晶体;
故答案为:NaH;Na2O2和Na2C2;;金属晶体;
(4)H、C、O能形成H2O和CH4,H2O分子间能形成氢键,甲烷是沼气的主要成分,甲烷分子的空间结构为正四面体,故答案为:氢;正四面体.
【点评】本题考查了物质结构和元素周期表、化学式的推断、电子式的书写、化学方程式和离子方程式的书写、晶体类型、氢键等,题目涉及的知识点较多,侧重于考查学生对所学知识点综合应用能力,题目难度中等.
8.(15分)(2014•安徽)Hagemann 酶(H)是一种合成多环化合物的中间体,可由下列路线合成(部分反映条件略去):
(1)(A→B)为加成反应,则B的结构简式是 CH2=CH﹣C≡CH ;B→C的反应类型是 加成反应 .
(2)H中含有的官能团名称是 碳碳双键、羰基、酯基 ,F的名称(系统命名)是 2﹣丁炔酸乙酯 .
(3)E→F的化学方程式是 CH3C≡CCOOH+CH3CH2OHCH3C≡CCOOCH2CH3+H2O .
(4)TMOB是H的同分异构体,具有下列结构特征:①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有一个吸收峰;②存在甲氧基(CH3O﹣).TMOB的结构简式是 .
(5)下列说法正确的是 a、d .
a.A能和HCl反应得到聚氯乙烯的单体 b.D和F中均含有2个π健
c.1mol G完全燃烧生成7mol H2O d.H能发生加成,取代反应.
【分析】从流程图可以看出,A→B是两个乙炔的加成反应,生成B,然后再甲醇(CH3OH)发生加成反应生成C(),可知B的结构简式是CH2=CH﹣C≡CH;结合F(CH3C≡CCOOCH2CH3)是由E和CH3CH2OH发生酯化反应的到的,所以E的结构简式为CH3C≡CCOOH.
(1)A→B是两个乙炔的加成反应,所以B的结构简式为CH2=CH﹣C≡CH,B→C是CH2=CH﹣C≡CH和甲醇的加成反应;
(2)H含有的官能团是碳碳双键,羰基,酯基;F命名为2﹣丁炔酸乙酯;
(3)E→F的反应是E(CH3C≡CCOOH)和CH3CH2OH发生的酯化反应;
(4)TMOB结构中含有苯环,存在甲氧基(CH3O﹣),又因为除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰,所以应该含有3个甲氧基(CH3O﹣),且三个甲氧基等价;
(5)a、乙炔与HCl加成可生成氯乙烯;
b、D中碳碳三键中含有2个π键,F中碳碳三键中含有2个π键、碳氧双键中含有1个π键;
c、一个G分子含有16个H原子,根据H原子守恒计算;
d、羰基可加成,酯基可发生水解反应,属于取代反应;
【解答】解:(1)A→B是两个乙炔的加成反应,所以B的结构简式为CH2=CH﹣C≡CH,B→C是CH2=CH﹣C≡CH和甲醇的加成反应生成C(),
故答案为:CH2=CH﹣C≡CH;加成反应;
(2)根据H的结构简式可知,H含有的官能团是碳碳双键,羰基,酯基;F的结构简式为CH3C≡CCOOCH2CH3,命名为2﹣丁炔酸乙酯,
故答案为:碳碳双键,羰基,酯基;2﹣丁炔酸乙酯;
(3)E→F的反应是E(CH3C≡CCOOH)和CH3CH2OH发生的酯化反应,所以反应方程式为CH3C≡CCOOH+CH3CH2OHCH3C≡CCOOCH2CH3+H2O,
故答案为:CH3C≡CCOOH+CH3CH2OHCH3C≡CCOOCH2CH3+H2O;
(4)TMOB是H的同分异构体,具有下列结构特征:①核磁共振氢谱除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰;②存在甲氧基(CH3
O﹣),说明TMOB结构中含有苯环,存在甲氧基(CH3O﹣),又因为除苯环吸收峰外仅有1个吸收峰,所以应该含有3个甲氧基(CH3O﹣),且三个甲氧基等价,所以TMOB的结构简式,
故答案为:;
(5)a、乙炔与HCl加成可生成氯乙烯,氯乙烯是生产聚氯乙烯的单体,故a正确;
b、D中碳碳三键中含有2个π键,F中碳碳三键中含有2个π键、碳氧双键中含有1个π键,共3个π键,故b错误;
c、一个G分子含有16个H原子,1molG含有16molH,1mol G完全燃烧生成8molH2O,故c错误;
d、H中的羰基可加成,酯基可发生水解反应,水解反应属于取代反应,故d正确;
故答案为:a、d.
【点评】本题考查了有机物的合成,难度中等,为历年高考选作试题,试题综合性强,把握有机物合成中官能团的变化是解题的关键.
9.(18分)(2015•黑龙江模拟)某小组以CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、浓氨水为原料,在活性炭催化下,合成了橙黄色晶体X,为确定其组成,进行如下实验:
①氨的测定:精确称取w g X,加适量水溶解,注入如图所示的三颈瓶中,然后逐滴加入足量10% NaOH溶液,通入水蒸气,将样品液中的氨全部蒸出,用V1mL c1mol•L﹣1的盐酸标准溶液吸收.蒸氨结束后取下接收瓶,用c2mol•L﹣1 NaOH标准溶液滴定过剩的HCl,到终点时消耗V2mL NaOH溶液.
②氯的测定:准确称取样品X,配成溶液后用AgNO3标准溶液滴定,K2CrO4溶液为指示剂,至出现砖红色沉淀不再消失为终点(Ag2CrO4为砖红色)
回答下列问题:
(1)装置中安全管的作用原理是 当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定 .
(2)用NaOH标准溶液确定过剩的HCl时,应使用 碱 式滴定管,可使用的指示剂为 酚酞或甲基红 .
(3)样品中氨的质量分数表达式为 .
(4)测定氨前应该对装置进行气密性检验,若气密性不好测定结果将 偏低 (填“偏高”或“偏低”).
(5)测定氯的过程中,使用棕色滴定管的原因是 防止硝酸银见光分解 ,滴定终点时,若溶液中c(Ag+)=2.0×10﹣5mol•L﹣1,c(CrO42﹣)为 2.8×10﹣3 mol•L﹣1.(已知:Ksp(Ag2CrO4)=1.12×10﹣12)
(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1:6:3,钴的化合价为 +3 ,制备X的化学方程式为 2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O ,X的制备过程中温度不能过高的原因是 温度过高过氧化氢分解、氨气逸出 .
【分析】(1)通过2中液面调节A中压强;
(2)碱只能盛放在碱式滴定管中,酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中;NaOH溶液和盐酸溶液恰好反应后呈中性,可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂;
(3)根据氨气与和氨气反应盐酸之间的关系式计算氨气的质量,再根据质量分数公式计算氨质量分数;
(4)若气密性不好,导致氨气的量偏低;
(5)硝酸银不稳定,易分解;根据离子积常数计算c(CrO42﹣);
(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1:6:3,则其化学式为[Co(NH3)6]Cl3,根据化合物中各元素化合价的代数和为0计算Co元素化合价;该反应中Co失电子、双氧水得电子,CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、NH3发生反应生成[Co(NH3)6]Cl3和水;双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低.
【解答】解:(1)通过2中液面调节A中压强,如果A中压力过大时,安全管中液面上升,使A中压力减小,从而稳定压力,
故答案为:当A中压力过大时,安全管中液面上升,使A瓶中压力稳定;
(2)碱只能盛放在碱式滴定管中,酸性溶液只能盛放在酸式滴定管中,所以用NaOH标准溶液确定过剩的HCl时,应使用碱式滴定管盛放NaOH溶液;NaOH溶液和盐酸溶液恰好反应后呈中性,可以选择酸性或碱性变色范围内的指示剂,甲基红为酸性变色指示剂、酚酞为碱性变色指示剂,所以可以选取甲基红或酚酞作指示剂,
故答案为:碱;酚酞或甲基红;
(3)与氨气反应的n(HCl)=10﹣3V1L×c1mol•L﹣1﹣c2mol•L﹣1 ×10﹣3V2L=10﹣3(c1V1﹣c2V2)mol,根据氨气和HCl的关系式知,n(NH3)=n(HCl)=10﹣3(c1V1﹣c2V2)mol,氨的质量分数=,故答案为:;
(4)若气密性不好,导致部分氨气泄漏,所以氨气质量分数偏低,故答案为:偏低;
(5)硝酸银不稳定,见光易分解,为防止硝酸银分解,用棕色试剂瓶盛放硝酸银溶液;c(CrO42﹣)=mol/L=2.8×10﹣3 mol/L,
故答案为:防止硝酸银见光分解;2.8×10﹣3;
(6)经测定,样品X中钴、氨和氯的物质的量之比为1:6:3,则其化学式为[Co(NH3)6]Cl3,根据化合物中各元素化合价的代数和为0得Co元素化合价为+3价;该反应中Co失电子、双氧水得电子,CoCl2•6H2O、NH4Cl、H2O2、NH3发生反应生成[Co(NH3)6]Cl3和水,反应方程式为2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O;双氧水易分解、气体的溶解度随着温度的升高而降低,所以X的制备过程中温度不能过高,
故答案为:+3;2CoCl2+2NH4Cl+10NH3+H2O22[Co(NH3)6]Cl3+2H2O;温度越高过氧化氢分解、氨气逸出.
【点评】本题考查了物质含量的沉淀,涉及难溶物的溶解平衡、氧化还原反应、物质含量的测定等知识点,明确实验原理是解本题关键,知道指示剂的选取方法,题目难度中等.
10.(16分)(2015•天津校级模拟)乙醇是重要的有机化工原料,可由乙烯气相直接水合法或间接水合法生产,回答下列问题:
(1)间接水合法是指先将乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),再水解生成乙醇,写出相应反应的化学方程式 C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O→C2H5OH+H2SO4 ;
(2)已知:
甲醇脱水反应 2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=﹣23.9kJ•mol﹣1
甲醇制烯烃反应 2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H2=﹣29.1kJ•mol﹣1
乙醇异构化反应 C2H5OH(g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ•mol﹣1
则乙烯气相直接水合反应C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)的△H= ﹣45.5 kJ•mol﹣1,与间接水合法相比,气相直接水合法的优点是 无副产品,原子利用率100% ;
(3)如图为气相直接水合法中乙烯的平衡转化率与温度、压强的关系(其中:=1:1)
①列式计算乙烯水合制乙醇反应在图中A点的平衡常数Kp= 0.07(MPa)﹣1 (用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数);
②图中压强(P1,P2,P3,P4)大小顺序为 p1<p2<p3<p4 ,理由是 反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高 ;
③气相直接水合法常采用的工艺条件为:磷酸/硅藻土为催化剂,反应温度290℃,压强6.9MPa,:=0.6:1,乙烯的转化率为5%,若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以采取的措施有 将产物乙醇液化移去 、 增加:比 .
【分析】(1)乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),效仿乙酸乙酯水解,将水分成氢原子和羟基生成乙醇和硫酸;
(2)利用盖斯定律构造目标热化学方程式并求焓变,气相直接水合法原子利用率100%;
(3)①列出Kp表达式,利用三段法计算平衡分压带入表达式计算即可;
②在相同温度下由于乙烯转化率为p1<p2<p3<p4,由C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)可知正反应为气体体积减小的反应,根据压强对平衡移动的影响分析;
③若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以改变物质的浓度.
【解答】解:(1)乙烯与浓硫酸反应生成硫酸氢乙酯(C2H5OSO3H),化学方程式为C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H,硫酸氢乙酯水解生成乙醇和硫酸,化学方程式为C2H5OSO3H+H2O→C2H5OH+H2SO4,
故答案为:C2H4+H2SO4=C2H5OSO3H、C2H5OSO3H+H2O→C2H5OH+H2SO4;
(2)已知:甲醇脱水反应 ①2CH3OH(g)═CH3OCH3(g)+H2O(g)△H1=﹣23.9kJ•mol﹣1
甲醇制烯烃反应 ②2CH3OH(g)═C2H4(g)+2H2O(g)△H2=﹣29.1kJ•mol﹣1
乙醇异构化反应 ③C2H5OH(g)═CH3OCH3(g)△H3=+50.7kJ•mol﹣1,
根据盖斯定律①﹣②﹣③可得:C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)△H=(﹣23.9+29.1﹣50.7)kJ/mol=﹣45.5kJ/mol;
乙烯直接水化法中反应物中所有原子全部都变成生成物,所以原子利用率100%,没有副产品,
故答案为:﹣45.5;无副产品,原子利用率100%;
(3)①C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)
开始:1 1 0
转化:0.2 0.2 0.2
平衡:0.8 0.8 0.2
乙醇占=,乙烯和水各占=,则乙醇的分压为7.85MPa×=0.87MPa,乙烯和水的分压为7.85MPa×=3.49MPa,
所以Kp===0.07(MPa)﹣1,
故答案为:0.07(MPa)﹣1;
②在相同温度下由于乙烯转化率为p1<p2<p3<p4,由C2H4(g)+H2O(g)═C2H5OH(g)可知正反应为气体体积减小的反应,所以增大压强,平衡正向移动,乙烯的转化率提高,因此压强关系是p1<p2<p3<p4,
故答案为:p1<p2<p3<p4;反应分子数减少,相同温度下,压强升高乙烯转化率提高;
③若要进一步提高乙烯转化率,除了可以适当改变反应温度和压强外,还可以改变物质的浓度,如从平衡体系中将产物乙醇分离出来,或增大水蒸气的浓度,改变二者物质的量的比等,
故答案为:将产物乙醇液化移去;增加:比.
【点评】本题考查了化学方程式的书写、压强对平衡移动的影响、物质制取方案的比较、反应热及平衡常数的计算等知识,综合性非常强,该题是高考中的常见题型,属于中等难度较大,侧重于学生分析问题、解决问题、知识迁移能力的培养.