云南省大大理白族自治州民族中学2023-2024学年高三上学期开学考试化学试题(月考)
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这是一份云南省大大理白族自治州民族中学2023-2024学年高三上学期开学考试化学试题(月考),共21页。试卷主要包含了选择题,非选择题等内容,欢迎下载使用。
2023-2024学年云南省大理民族中学高三(上)开学化学试卷
一、选择题:每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(6分)化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
2.(6分)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能,超大KH2PO4晶体主要应用于大功率固体激光器。关于该物质涉及的元素,下列说法正确的是( )
A.电负性:P>O>H
B.离子半径大小:K+>P3﹣>O2﹣
C.基态K原子有19种不同运动状态的电子
D.基态P原子的价层电子轨道表示式:
3.(6分)下列装置可以用于相应实验的是( )
A
B
C
D
制备CO2
分离乙醇和乙酸
验证SO2酸性
测量O2体积
A.A B.B C.C D.D
4.(6分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1NA个CH3Cl在标准状况下的体积约为2.24L
B.9gD2O含有的质子数为5NA
C.1molCH3CH2OH中的共价键数目为7NA
D.23gNa在氧气中完全燃烧生成Na2O2,转移的电子数为2NA
5.(6分)CMU是一种荧光指示剂。下列关于CMU的说法错误的是( )
A.可与FeCl3溶液发生显色反应
B.苯环上有两种不同化学环境的氢原子
C.CMU分子中不含有手性碳原子
D.CMU分子中涉及元素的电负性:O>C>H
6.(6分)用吸附了氢气的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,OH﹣移向镍电极
B.充电时,将电池的碳电极与外电源的正极相连
C.放电时,负极的电极反应式为:H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O
D.充电时,阳极的电极反应式为:Ni(OH)2+OH﹣+e﹣═NiO(OH)+H2O
7.(6分)配制pH约为10的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液,其中NaHCO3和Na2CO3的浓度分别为0.06mol•L﹣1和0.04mol•L﹣1。下列关于该溶液的说法不正确的是( )
A.c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)=0.10mol•L﹣1
B.2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)<c(Na+)
C.向其中滴加少量稀盐酸时(保持温度不变),CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣的平衡常数增大
D.向其中滴加少量NaOH溶液时的值增大
二、非选择题
8.(14分)镍、钴是重要的战略物资,但资源匮乏。一种利用酸浸出法从冶金厂废炉渣中提取镍和钴的工艺流程如图:
已知:i.酸浸液中的金属阳离子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等;
ii.NiSO4在水中的溶解度随温度升高而增大。
回答下列问题:
(1)提高“酸浸”速率的方法有 。(任写一条)
(2)基态Fe原子的核外电子排布式为 。Fe的晶胞结构如图所示,已知NA表示阿伏加德罗常数的值,若晶胞参数为anm,则Fe晶胞的密度为 g⋅cm3(用含NA和a的代数式表示)。
(3)黄钠铁矾的化学式为Na2Fe6(SO4)4(OH)12,“除铁”的离子方程式为 。
(4)“除钙镁”时,随pH降低,NaF用量急剧增加 (结合平衡理论解释)。Ca2+和Mg2+沉淀完全时,溶液中 F﹣的浓度c(F﹣)最小为 mol⋅L﹣1。[已知离子浓度≤10﹣5mol⋅L﹣1时,认为该离子沉淀完全,Ksp(CaF2)═1.0×10﹣10,Ksp(MgF2)═7.5×10﹣11]
(5)获得NiSO4(s)的“一系列操作”是 。
9.(15分)某学习小组为验证浓硝酸能将 NO 氧化成 NO2,而稀硝酸不能氧化 NO,设计如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。【查阅资料】:NO 与 NaOH 溶液不反应2 与 NaOH 溶液能反应(反应的化学方程式为 2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O)。
备选药品:浓硝酸、3mol•L﹣1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、NaOH 溶液及 CO2气体。回答下列问题。
(1)连接好装置,滴加浓硝酸之前的操作依次是: ,加入药品,打开装置①中的弹簧夹后通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置④中导管末端伸入倒置的烧瓶内。通入CO2的目的是 。
(2)若用质量分数为 70%浓硝酸(密度为1.42g•cm﹣3)配制 250mL 3mol•L﹣1的稀硝酸,除量筒、烧杯、胶头滴管外,还要用到的玻璃仪器有 、 。
(3)装置①中发生反应的化学方程式为 。
(4)装置①中产生的气体通过盛有水的洗气瓶时发生反应的化学方程式为 。
(5)根据实验设计,装置②中盛放的试剂是 。
(6)做实验时应避免有害气体排放到空气中,装置⑤中盛放的药品是 。
(7)验证浓硝酸能将NO 氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO 的实验现象是 。
10.(14分)化工原料异丁烯(i﹣C4H8)可由异丁烷(i﹣C4H10)直接催化脱氢制备,相关反应如下:
主反应:ⅰ﹣C4H10(g)⇌i﹣C4H8(g)+H2(g) ΔH1
副反应:ⅰ﹣C4H10(g)⇌C3H6(g)+CH4(g) ΔH2>0
(1)已知i﹣C4H10(g)、i﹣C4H8(g)、H2(g)的燃烧热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5,则ΔH1= (用ΔH3、ΔH4、ΔH5表示)。
(2)实验室模拟异丁烷脱氢反应,改变温度、压强对异丁烷平衡转化率的影响如图所示:ΔH1 0(填“>”或“<”),p1 p2(填“>”或“<”)。
(3)一定温度和压强下,向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应,随着,异丁烷的平衡转化率 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)一定条件下,在2L密闭容器中充入1mol异丁烷,tmin后达到平衡状态,其中异丁烯的选择性为80%,则生成异丁烯的速率v(i﹣C4H8)= 。脱氢反应的平衡常数K= 。(异丁烯的选择性=×100%)
(5)为提高脱氢反应的选择性,可采取的措施是 。
11.(15分)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有 种。
(3)D中官能团的名称为 、 。
(4)E与F反应生成G的反应类型为 。
(5)F的结构简式为 。
(6)I转变为J的化学方程式为 。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;
②含有三个甲基;
③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为 。
2023-2024学年云南省大理民族中学高三(上)开学化学试卷
参考答案与试题解析
一、选择题:每小题6分,在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的.
1.(6分)化学与生活密切相关,下列说法正确的是( )
A.苯甲酸钠可作为食品防腐剂是由于其具有酸性
B.豆浆能产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射
C.SO2可用于丝织品漂白是由于其能氧化丝织品中有色成分
D.维生素C可用作水果罐头的抗氧化剂是由于其难以被氧化
【分析】A.苯甲酸钠是强碱弱酸盐;
B.胶体粒子的直径在1~100nm,对光具有散射效果;
C.二氧化硫可与有色物质化合生成无色物质;
D.维生素C具有还原性。
【解答】解:A.苯甲酸钠是强碱弱酸盐,是由于其易透过细胞膜,干扰霉菌和细菌的通透性而阻碍细菌对氨基酸的吸收而达到消毒效果;
B.胶体粒子的直径在1~100nm,胶体产生丁达尔效应是由于胶体粒子对光线的散射形成的;
C.二氧化硫可与有色物质化合生成无色物质2在工业上常用来漂白纸浆、毛丝,与氧化性无关;
D.维生素C具有还原性,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查较为综合,涉及化学与生活、食品添加剂等知识,为高频考点,有利于培养学生的良好的科学素养,提高学习的积极性,难度不大。
2.(6分)KH2PO4晶体具有优异的非线性光学性能,超大KH2PO4晶体主要应用于大功率固体激光器。关于该物质涉及的元素,下列说法正确的是( )
A.电负性:P>O>H
B.离子半径大小:K+>P3﹣>O2﹣
C.基态K原子有19种不同运动状态的电子
D.基态P原子的价层电子轨道表示式:
【分析】A.元素非金属性越强,电负性越大;
B.电子层不同的,电子层越多离子半径越大,电子层相同,质子数越多,离子半径越小;
C.基态原子中每个电子的运动状态均不相同;
D.违反洪特规则。
【解答】解:A.元素非金属性:O>P>H,故A错误;
B.钾离子,氧离子有2个电子层,所以离子半径大小:P3﹣>K+>O4﹣,故B错误;
C.在任何原子中不存在运动状态完全相同的电子,故基态K原子核外有19种不同运动状态的电子;
D.P是15号元素22s22p64s23p8,原子核外电子尽可能成单排列,而且自旋方向相同,D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了原子结构组成、元素性质,明确同周期元素性质递变规律,熟悉核外电子排布规律是解题关键,题目难度不大。
3.(6分)下列装置可以用于相应实验的是( )
A
B
C
D
制备CO2
分离乙醇和乙酸
验证SO2酸性
测量O2体积
A.A B.B C.C D.D
【分析】A.Na2CO3固体比较稳定,受热不易分解;
B.乙醇和乙酸是互溶的,不能采用分液的方式分离;
C.二氧化硫通入品红溶液中,可以验证其漂白性;
D.测量氧气体积时,装置选择量气筒,测量时要恢复到室温,量气筒和水准管两边液面高度相等时,氧气排开水的体积与氧气的体积相等。
【解答】解:A.Na2CO3加热不分解,故A错误;
B.乙醇和乙酸是互溶的,应采用蒸馏来分离;
C.二氧化硫通入品红溶液中,不能验证酸性;
D.测量氧气体积时,测量时要恢复到室温,氧气排开水的体积与氧气的体积相等,故D正确;
故选:D。
【点评】本题考查化学实验方案评价,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,明确实验原理、元素化合物的性质、实验操作规范性是解本题关键,题目难度不大。
4.(6分)设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是( )
A.0.1NA个CH3Cl在标准状况下的体积约为2.24L
B.9gD2O含有的质子数为5NA
C.1molCH3CH2OH中的共价键数目为7NA
D.23gNa在氧气中完全燃烧生成Na2O2,转移的电子数为2NA
【分析】A.0.1NA个CH3Cl的物质的量为0.1mol,依据V=nVm计算;
B.1个D2O含有10个质子;
C.1个乙醇分子含有8条共价键;
D.钠在过氧化钠中为+1价,1个钠变为钠离子失去1个电子。
【解答】解:A.0.1NA个CH4Cl的物质的量为0.1mol,标况下体积为:3.1mol×22.4L/mol=6.24L;
B.9gD2O含有的质子数为:×10×NAmol﹣1=4.8NA,故B错误;
C.1molCH3CH4OH中的共价键数目为8NA,故C错误;
D.23gNa物质的量为:,在氧气中完全燃烧生成Na2O4,转移的电子数为NA,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查了阿伏加德罗常数的有关计算,掌握公式的使用和物质的结构、状态是解题关键,题目难度不大。
5.(6分)CMU是一种荧光指示剂。下列关于CMU的说法错误的是( )
A.可与FeCl3溶液发生显色反应
B.苯环上有两种不同化学环境的氢原子
C.CMU分子中不含有手性碳原子
D.CMU分子中涉及元素的电负性:O>C>H
【分析】A.(酚)羟基能与FeCl3溶液反应;
B.苯环上有3类氢;
C.分子中碳原子所含的四个基团不同的碳原子为手性碳原子;
D.元素的非金属性越强,电负性越大。
【解答】解:A.分子中含有(酚)羟基3溶液发生显色反应,故A正确;
B.苯环上有3种不同化学环境的氢原子;
C.分子中碳原子所含的四个基团不同的碳原子为手性碳原子,故C正确;
D.元素的非金属性越强,则电负性:O>C>H;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的结构与性质,侧重考查学生有机基础知识的掌握情况,试题难度中等。
6.(6分)用吸附了氢气的碳纳米管等材料制作的二次电池的原理如图所示。下列说法正确的是( )
A.放电时,OH﹣移向镍电极
B.充电时,将电池的碳电极与外电源的正极相连
C.放电时,负极的电极反应式为:H2﹣2e﹣+2OH﹣═2H2O
D.充电时,阳极的电极反应式为:Ni(OH)2+OH﹣+e﹣═NiO(OH)+H2O
【分析】开关连接用电器时为原电池,碳电极为负极,负极上氢气发生失电子的氧化反应,负极反应式为H2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O,镍电极为正极,正极上NiO(OH)发生得电子发生还原反应,电极反应为NiO(OH)+H2O+e﹣═Ni(OH)2+OH﹣;开关连接充电器时为电解池,碳电极作阴极、与电源负极相连,镍电极作阳极、与电源正极相连,充电与放电过程相反,据此分析解答。
【解答】解:A.放电时为原电池,镍电极为正极,即OH﹣移向碳电极,故A错误;
B.充电时为电解池、与电源负极相连、与电源正极相连;
C.放电时为原电池,负极上氢气发生氧化反应生成水2+2OH﹣﹣2e﹣═2H2O,故C正确;
D.充电时为电解池,镍电极作阳极7失电子生成NiO(OH),阳极反应式为Ni(OH)2+OH﹣﹣e﹣═NiO(OH)+H2O,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了充放电电池工作原理,明确电极的判断、电极反应及反应式书写、阴阳离子的移动方向即可解答,侧重考查基础知识的综合运用能力,注意结合电解质的酸碱性书写电极反应式,题目难度中等。
7.(6分)配制pH约为10的NaHCO3和Na2CO3的混合溶液,其中NaHCO3和Na2CO3的浓度分别为0.06mol•L﹣1和0.04mol•L﹣1。下列关于该溶液的说法不正确的是( )
A.c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)=0.10mol•L﹣1
B.2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)<c(Na+)
C.向其中滴加少量稀盐酸时(保持温度不变),CO32﹣+H2O⇌HCO3﹣+OH﹣的平衡常数增大
D.向其中滴加少量NaOH溶液时的值增大
【分析】混合溶液中c(Na2CO3):c(NaHCO3)=3:2;
A.混合溶液中存在物料守恒,根据物料守恒判断;
B.混合溶液pH=10,溶液呈碱性,则c(OH﹣)>c(H+),混合溶液中存在电荷守恒2c(CO32﹣)+c(HCO3﹣)+c(OH﹣)=c(H+)+c(Na+);
C.平衡常数只与温度有关;
D.Ka2=×c(H+),=,溶液中滴加少量NaOH溶液,c(OH﹣)增大,c(H+)减小,温度不变电离平衡常数不变。
【解答】解:A.混合溶液中存在物料守恒32﹣)+c(HCO3﹣)+c(H2CO3)=7.10mol•L﹣1,故A正确;
B.混合溶液pH=10,则c(OH﹣)>c(H+),混合溶液中存在电荷守恒2c(CO82﹣)+c(HCO3﹣)+c(OH﹣)=c(H+)+c(Na+),则存在5c(CO32﹣)+c(HCO6﹣)<c(Na+),故B正确;
C.平衡常数只与温度有关,故C错误;
D.溶液中滴加少量NaOH溶液﹣)增大,c(H+)减小,温度不变电离平衡常数不变,Ka2=×c(H+),=增大;
故选:C。
【点评】本题考查离子浓度大小比较,侧重考查基础知识的掌握和灵活运用能力,明确混合溶液中溶质成分及其性质是解本题关键,注意:平衡常数只与温度有关。
二、非选择题
8.(14分)镍、钴是重要的战略物资,但资源匮乏。一种利用酸浸出法从冶金厂废炉渣中提取镍和钴的工艺流程如图:
已知:i.酸浸液中的金属阳离子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+等;
ii.NiSO4在水中的溶解度随温度升高而增大。
回答下列问题:
(1)提高“酸浸”速率的方法有 升高温度、粉碎炉渣 。(任写一条)
(2)基态Fe原子的核外电子排布式为 [Ar]3d64s2 。Fe的晶胞结构如图所示,已知NA表示阿伏加德罗常数的值,若晶胞参数为anm,则Fe晶胞的密度为 g⋅cm3(用含NA和a的代数式表示)。
(3)黄钠铁矾的化学式为Na2Fe6(SO4)4(OH)12,“除铁”的离子方程式为 6Fe2+++2Na++4+9H2O=Na2Fe6(SO4)4(OH)12↓+Cl﹣+6H+ 。
(4)“除钙镁”时,随pH降低,NaF用量急剧增加 pH降低,酸性增强,F﹣+H2O⇌HF+OH﹣平衡正移,c(F﹣)减小,为使钙镁完全沉淀,需增大NaF的用量 (结合平衡理论解释)。Ca2+和Mg2+沉淀完全时,溶液中 F﹣的浓度c(F﹣)最小为 10﹣2.5 mol⋅L﹣1。[已知离子浓度≤10﹣5mol⋅L﹣1时,认为该离子沉淀完全,Ksp(CaF2)═1.0×10﹣10,Ksp(MgF2)═7.5×10﹣11]
(5)获得NiSO4(s)的“一系列操作”是 蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥 。
【分析】该流程最终要提取镍和钴,故其他金属元素均需除去。酸浸后的阳离子有Ni2+、Co2+、Cu2+、Mg2+、Ca2+,加入过量铁粉除去Cu2+,生成Fe2+用NaClO3氧化为黄钠铁矾晶体除去,NaF将Ca2+、Mg2+转化成沉淀除去,最终剩余Ni2+和Co2+萃取分离,从而完成提取,据此分析;
(2)Fe有26个电子,Fe的晶胞中共有2个Fe原子,根据ρ===计算。
【解答】解:(1)提高“酸浸”速率的方法有升高温度、粉碎炉渣,
故答案为:升高温度、粉碎炉渣;
(2)Fe有26个电子,基态Fe原子的核外电子排布式为[Ar]3d64s2,Fe的晶胞中共有2个Fe原子,根据ρ====,
故答案为:[Ar]3d66s2;;
(3)“除铁”的离子方程式为5Fe2+++6Na++4+9H2O=Na8Fe6(SO4)5(OH)12↓+Cl﹣+6H+,
故答案为:6Fe3+++2Na++6+6H2O=Na2Fe2(SO4)4(OH)12↓+Cl﹣+7H+;
(4)“除钙镁”时,随pH降低,原因是pH降低,F﹣+H2O⇌HF+OH﹣平衡正移,c(F﹣)减小,为使钙镁完全沉淀;Ca2+沉淀完全时,c(F﹣)══mol/L═10﹣2.5mol/L,Mg8+沉淀完全时,c(F﹣)═=mol/L═﹣7mol/L,要使Ca2+和Mg2+完全沉淀,则需要取较大的值﹣的浓度c(F﹣)最小为10﹣7.5mol/L,
故答案为:pH降低,酸性增强,F﹣+H2O⇌HF+OH﹣平衡正移,c(F﹣)减小,为使钙镁完全沉淀;10﹣5.5;
(5)由于NiSO4在水中的溶解度随温度升高而增大,故获得NiSO4的“一系列操作”是蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤,
故答案为:蒸发浓缩、冷却结晶、洗涤。
【点评】本题考查分离提纯和晶体结构,侧重考查学生物质之间的转化、分离提纯和晶胞计算的掌握情况,试题难度中等。
9.(15分)某学习小组为验证浓硝酸能将 NO 氧化成 NO2,而稀硝酸不能氧化 NO,设计如图装置进行实验(夹持仪器已略去)。【查阅资料】:NO 与 NaOH 溶液不反应2 与 NaOH 溶液能反应(反应的化学方程式为 2NO2+2NaOH═NaNO3+NaNO2+H2O)。
备选药品:浓硝酸、3mol•L﹣1稀硝酸、蒸馏水、浓硫酸、NaOH 溶液及 CO2气体。回答下列问题。
(1)连接好装置,滴加浓硝酸之前的操作依次是: 检查装置的气密性 ,加入药品,打开装置①中的弹簧夹后通入CO2一段时间,关闭弹簧夹,将装置④中导管末端伸入倒置的烧瓶内。通入CO2的目的是 赶净装置中的空气,使整个装置充满CO2,防止装置②中反应生成的NO被空气氧化 。
(2)若用质量分数为 70%浓硝酸(密度为1.42g•cm﹣3)配制 250mL 3mol•L﹣1的稀硝酸,除量筒、烧杯、胶头滴管外,还要用到的玻璃仪器有 玻璃棒 、 250mL容量瓶 。
(3)装置①中发生反应的化学方程式为 Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 。
(4)装置①中产生的气体通过盛有水的洗气瓶时发生反应的化学方程式为 3NO2+H2O=2HNO3+NO 。
(5)根据实验设计,装置②中盛放的试剂是 3mol/L稀硝酸 。
(6)做实验时应避免有害气体排放到空气中,装置⑤中盛放的药品是 NaOH溶液 。
(7)验证浓硝酸能将NO 氧化成NO2,而稀硝酸不能氧化NO 的实验现象是 装置②中液面上方气体仍为无色,装置③中液面上方气体由无色变为红棕色 。
【分析】(1)装置中残存的空气能氧化NO而对实验产生干扰,所以检验装置的气密性后,加入药品。在装置①滴加浓硝酸之前,需打开弹簧夹,通入CO2一段时间;
(2)精确配制一定物质的量浓度的溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、玻璃棒、烧杯、胶头滴管,250mL容量瓶;
(3)装置①中铜与浓硝酸反应生成硝酸铜、二氧化氮与水;
(4)装置①中产生的气体为二氧化氮,二氧化氮与水反应生成硝酸与NO;
(5)结合实验目,根据装置特点分析各装置的作用,再根据物质的性质的判断;
(6)结合NO2的性质回答;
(7)根据对比实验②、③的实验现象判断。
【解答】解:(1)由于装置中残存的空气,能氧化NO而对实验产生干扰,要检验装置的气密性3之前需要通入一段时间CO2赶走装置中的空气,
故答案为:检验装置的气密性;赶净装置中的空气7,防止装置②中反应生成的NO被空气氧化;
(2)精确配制 3mol•L﹣1的稀硝酸溶液250mL,配制时需要的仪器除天平、烧杯,250mL容量瓶,
故答案为:玻璃棒;250mL容量瓶;
(3)装置①中Cu与浓HNO2反应生成Cu(NO3)2、NO6、H2O,反应方程式为Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+5NO2↑+2H5O,
故答案为:Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO6)2+2NO2↑+2H2O;
(4)装置①中反应生成了二氧化氮,二氧化氮会与水反应6+H2O=2HNO5+NO,
故答案为:3NO2+H4O=2HNO3+NO;
(5)根据装置特点和实验目的,装置③验证浓硝酸的氧化性,则③中为浓硝酸8不能氧化NO,所以装置②中应该盛放稀硝酸,
故答案为:3mol/L稀硝酸;
(6)装置⑤中盛放NaOH溶液吸收NO2防止污染大气,反应的方程式为:7NO2+2NaOH=NaNO3+NaNO2+H2O;
故答案为:NaOH溶液;
(7)NO通过稀HNO5溶液后,若无红棕色NO2产生,说明稀HNO3不能氧化NO,所以盛放稀HNO5装置的液面上方没有颜色变化即可说明之。装置③中盛放的是浓HNO3,若浓HNO3能氧化NO则装置③液面的上方会产生红棕色气体,
故答案为:装置②中液面上方气体仍为无色,装置③中液面上方气体由无色变为红棕色。
【点评】本题主要考查HNO3的性质、属物质验证性实验设计,利用对比的方法判断硝酸的性质。结合已知的物质具有的性质,选择合适的试剂,设计具体实验方案验证物质是否具有该性质。对有毒气体要设计尾气处理装置,防止污染环境。
10.(14分)化工原料异丁烯(i﹣C4H8)可由异丁烷(i﹣C4H10)直接催化脱氢制备,相关反应如下:
主反应:ⅰ﹣C4H10(g)⇌i﹣C4H8(g)+H2(g) ΔH1
副反应:ⅰ﹣C4H10(g)⇌C3H6(g)+CH4(g) ΔH2>0
(1)已知i﹣C4H10(g)、i﹣C4H8(g)、H2(g)的燃烧热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5,则ΔH1= ΔH3﹣ΔH4﹣ΔH5 (用ΔH3、ΔH4、ΔH5表示)。
(2)实验室模拟异丁烷脱氢反应,改变温度、压强对异丁烷平衡转化率的影响如图所示:ΔH1 > 0(填“>”或“<”),p1 < p2(填“>”或“<”)。
(3)一定温度和压强下,向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应,随着,异丁烷的平衡转化率 增大 (填“增大”“减小”或“不变”)。
(4)一定条件下,在2L密闭容器中充入1mol异丁烷,tmin后达到平衡状态,其中异丁烯的选择性为80%,则生成异丁烯的速率v(i﹣C4H8)= 。脱氢反应的平衡常数K= 0.16mol⋅L﹣1 。(异丁烯的选择性=×100%)
(5)为提高脱氢反应的选择性,可采取的措施是 寻找合适的催化剂 。
【分析】(1)已知i﹣C4H10(g)、i﹣C4H8(g)、H2(g)的燃烧热分别为ΔH3、ΔH4、ΔH5,热化学方程式:①:ⅰ﹣C4H10(g)+O2(g)→4CO2(g)+5H2O(l)ΔH3,②i﹣C4H8(g)+6O2(g)→4CO2(g)+4H2O(l)ΔH4,③H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH5,盖斯定律计算①﹣②﹣③得到:ⅰ﹣C4H10(g)⇌i﹣C4H8(g)+H2(g) ΔH1;
(2)图象中曲线变化分析可知,随温度升高异丁烷的转化率增大,升温平衡向吸热反应方向进行,压强越大平衡向气体体积减小的方向进行;
(3)一定温度和压强下,向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应,为保持恒压,体积增大,压强减小,平衡正向进行;
(4)一定条件下,在2L密闭容器中充入1mol异丁烷,tmin后达到平衡状态,异丁烷的转化率为50%,其中异丁烯的选择性为80%,结合三段式列式计算,反应速率v=,平衡常数K=;
(5)催化剂对反应具有选择性。
【解答】解:(1)已知i﹣C4H10(g)、i﹣C4H5(g)、H2(g)的燃烧热分别为ΔH3、ΔH7、ΔH5,热化学方程式:①:ⅰ﹣C4H10(g)+O2(g)→4CO5(g)+5H2O(l)ΔH7,②i﹣C4H8(g)+8O2(g)→4CO4(g)+4H2O(l)ΔH4,③H2(g)+O2(g)=H2O(l)ΔH6,盖斯定律计算①﹣②﹣③得到:ⅰ﹣C4H10(g)⇌i﹣C4H3(g)+H2(g) ΔH1=ΔH5﹣ΔH4﹣ΔH5,
故答案为:ΔH6﹣ΔH4﹣ΔH5;
(2)图象中曲线变化分析可知,随温度升高异丁烷的转化率增大,反应为吸热反应8>0,反应前后气体体积增大,异丁烷的转化率减小1<p3,
故答案为:>;<;
(3)一定温度和压强下,向异丁烷中充入惰性气体并发生脱氢反应,体积增大,平衡正向进行的增大,
故答案为:增大;
(4)一定条件下,在2L密闭容器中充入1mol异丁烷,异丁烷的转化率为50%,结合三段式列式得到5H10(g)⇌i﹣C4H8(g)+H4(g)
起始量(mol) 0
变化量(mol) 0.6
平衡量(mol) 0.4
则生成异丁烯的速率v(i﹣C3H8)==,
平衡常数K=≈5.16mol⋅L﹣1,
故答案为:;8.16mol⋅L﹣1;
(5)为提高脱氢反应的选择性,可采取的措施是:寻找合适的催化剂,
故答案为:寻找合适的催化剂。
【点评】本题考查了化学反应能量变化和盖斯定律的计算应用、化学平衡计算、平衡影响因素的分析判断等知识点,注意知识的熟练掌握,题目难度不大。
11.(15分)莫西赛利(化合物K)是一种治疗脑血管疾病的药物,可改善脑梗塞或脑出血后遗症等症状。以下为其合成路线之一。
回答下列问题:
(1)A的化学名称是 间甲基苯酚或3﹣甲基苯酚 。
(2)C中碳原子的轨道杂化类型有 2 种。
(3)D中官能团的名称为 羟基(或酚羟基) 、 氨基 。
(4)E与F反应生成G的反应类型为 取代反应 。
(5)F的结构简式为 (CH3)2NCH2CH2Cl 。
(6)I转变为J的化学方程式为 。
(7)在B的同分异构体中,同时满足下列条件的共有 9 种(不考虑立体异构);
①含有手性碳;
②含有三个甲基;
③含有苯环。
其中,核磁共振氢谱显示为6组峰,且峰面积比为3:3:3:2:2:1的同分异构体的结构简式为 。
【分析】A和2﹣溴丙烷发生取代反应生成B,B发生取代反应生成C,根据D的分子式、E的结构简式知,C中﹣NO发生还原反应生成D为,D和乙酸酐发生取代反应生成E和乙酸,根据G的结构简式知,E和F发生取代反应生成G;结合F的分子式、G的结构简式知,F为(CH3)2NCH2CH2Cl,根据H的分子式、I的结构简式知,H为,根据I、K的结构简式及J的分子式知,J为。
【解答】解:(1)A的化学名称是间甲基苯酚或3﹣甲基苯酚,
故答案为:间甲基苯酚或3﹣甲基苯酚;
(2)C中苯环上的碳原子价层电子对个数是8,采用sp2杂化,支链上的碳原子价层电子对个数是45杂化,所以碳原子的轨道杂化类型有2种,
故答案为:2;
(3)D为,D中官能团的名称为羟基(或酚羟基)、氨基,
故答案为:羟基(或酚羟基);氨基;
(4)E中酚羟基上的氢原子被取代生成G,则E与F反应生成G的反应类型为取代反应,
故答案为:取代反应;
(5)F的结构简式为(CH6)2NCH2CH6Cl,
故答案为:(CH3)2NCH7CH2Cl;
(6)I转变为J的化学方程式为,
故答案为:;
(7)B的同分异构体同时满足下列条件:
①含有手性碳;
②含有三个甲基;
③含有苯环;
如果苯环上的取代基为2个﹣CH4、1个﹣CH(OH)CH3,有5种位置异构,有3种位置异构,有1种位置异构、7个﹣CH(CH3)OCH3、相间,所以符合条件的同分异构体有2种,核磁共振氢谱显示为6组峰,
故答案为:9;。
【点评】本题考查有机物合成,侧重考查分析、判断及知识综合运用能力,利用某些结构简式、分子式及反应条件正确推断各物质的结构简式是解本题关键,注意反应中官能团或结构变化,题目难度中等。
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