1、沈阳二中20212022学年度下学期学期初考试高三(22届)化学试题说明:1.测试时间:75分钟,总分:100分。2.客观题涂在答题纸上,主观题答在答题纸的相应位置上。可能用到的相对原子质量:H-1 C-12 O-16 F-19 Na-23 P-31 S-32 Cl-35.5 K-39 Fe-56 Cu-64第卷(选择题,共45分)一、选择题(每小题只有1个选项符合题意,每小题3分,共45分)1. 化学与生活紧密相关,下列描述正确的是A. “玉兔二号”月球车首次实现在月球背面着陆,其太阳能电池帆板的材料是二氧化硅B. “客从南溟来,遗我泉客珠。“珍珠”的主要成分属于有机高分子化合物C. 水泥是
2、由石灰石、石英砂、纯碱为原料烧制而成的D. “光化学烟雾”、“臭氧空洞”、“硝酸酸雨”的形成都与氮氧化物有关【答案】D【解析】【详解】A 硅是半导体,“玉兔二号”月球车首次实现在月球背面着陆,其太阳能电池帆板的材料是硅,故A错误;B “客从南溟来,遗我泉客珠。“珍珠”的主要成分碳酸钙,属于无机化合物,故B错误;C 水泥是由黏土和石灰石为原料烧制而成的,故C错误;D 氮氧化物主要引起光化学烟雾、酸雨,也可引起臭氧空洞,即“光化学烟雾”和“臭氧空洞”、“硝酸酸雨”的形成都与氮氧化合物有关,故D正确;故选D。2. 若NA从为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是A. 18g葡萄糖分子中含羟基数目为0.
3、5NAB. 10g46%甘油水溶液中所含的氧原子数为0.45NAC. 4.6gNa与足量的乙醇水溶液反应,转移电子数为0.2NAD. 一定量淀粉水解生成1molC6H12O6时需要消耗H2O分子数为NA【答案】C【解析】【详解】A18g葡萄糖含有的分子数为0.1NA,故含有的羟基数为0.5NA,A项正确。B10g 46%的甘油,其中含4.6g甘油、5.4g水,4.6g甘油的分子数为0.05NA,O原子数0.15NA,5.4g水的分子数为0.3NA,O原子数0.3NA,故O原子数为0.45NA,B项正确。C4.6gNa物质的量为0.1mol,失电子数为0.1NA,C项错误。D由淀粉水解反应式可知
4、,生成1mol葡萄糖,需要消耗1molH2O,D项正确。故答案为:C。3. 化学与人类生产、生活密切相关。下列说法正确的是A. 核酸是生物体遗传信息的载体,通过红外光谱可检测其结构中存在多种单健、双键、氢键等化学键B. 在提纯鸡蛋中的蛋白质时,可向鸡蛋清溶液中加入浓硫酸铵溶液,然后将所得沉淀滤出,得到较纯净的蛋白质C. 使用肥皂洗手可预防病毒,肥皂的主要成分是高级脂肪酸钠,溶于水显酸性D. 医用防护服的核心材料是微孔聚四氟乙烯薄膜,其单体四氟乙烯属于烯烃【答案】B【解析】【详解】A红外光谱可检测化学键及官能团,氢键不属于化学键,A错误; B浓硫酸铵溶液可以减少蛋白质溶解度而发生盐析沉淀,故可提
5、纯蛋白质,B正确;C高级脂肪酸钠,溶于水显碱性,C错误; D只由碳氢两种元素组成的有机化合物叫作烃,四氟乙烯中含有氟元素,不属于烃,D错误; 故选B。4. 下列化学用语书写正确的是A. 用电子式表示NaCl的形成过程:B. 按照系统命名法的名称:2-乙基丙烷C. 硝基苯的结构简式:D. CH3CHO的球棍模型:【答案】A【解析】【详解】A 钠原子失去电子,氯原子得到电子,电子从钠原子转移到氯原子,用电子式表示NaCl的形成过程:,故A正确;B命名为2-乙基丙烷错误的原因是选错主碳链,将其命名为3-甲基丁烷,故B错误;C 硝基苯的结构简式:,故C错误;D为乙酸球棍模型,则乙醛的球棍模型为,故D错
6、误;故选A。5. 下列说法正确的是A. 少量Na投入H2O中产生大量氧气B. 向CaCl2溶液中通入少量的CO2生成CaCO3沉淀C. 0.1molL-1HCl溶液中可以大量存在Al3+、Fe2+、SO、Br-D. 0.1molL-1Ca(ClO)2溶液中可以大量存在K+、H+、Cl-、SO【答案】C【解析】【详解】A钠与水反应生成氢气,A错误;B碳酸的酸性比盐酸弱,氯化钙溶液和二氧化碳不反应,B错误;C氢离子、氯离子和Al3+、Fe2+、SO、Br-都能大量共存,C正确;D酸性条件下,次氯酸根离子与氢离子反应生成次氯酸分子,且氯离子和次氯酸根离子能发生氧化还原反应,因此不能大量共存,D错误;
7、答案选C。6. 利用下列实验装置不能完成相应实验的是A. 装置可用作少量氨气的尾气吸收装置B. 装置制取收集并吸收HClC. 装置亚硫酸钠与70%硫酸溶液制备SO2D. 装置模拟铁的腐蚀【答案】B【解析】【详解】A氨气易溶于水,装置可防倒吸,装置可用作少量氨气的尾气吸收装置 ,故不选A;B氯化氢易溶于水,装置能发生倒吸,不能用装置收集HCl,故选B;C亚硫酸钠与70%硫酸在常温下反应生成二氧化硫气体,装置可用于亚硫酸钠与70%硫酸溶液制备SO2,故不选C;D酸性条件下,铁发生析氢腐蚀,左侧试管内气体增多,U形管内左侧红墨水液面降低;中性条件或弱碱性条件下,铁发生吸氧腐蚀,右侧试管内气体减少,U
8、形管内右侧红墨水液面升高;所以装置可以模拟铁的腐蚀,故不选D;选B。7. 主族元素Q、W、X、Y、Z的原子序数均不大于20。化合物ZW2与水剧烈反应,生成一种强碱和一种可燃性气体单质,Q与X同族,且X的最外层电子数是内层电子数的3倍,常温下,Y的单质能溶于Q的最高价氧化物对应的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,下列说法正确的是A. 简单离子半径ZQXYB. 工业上用电解相应氯化物冶炼Y单质C. Q与X形成的化合物都是非极性分子D. 化合物ZW2中只含有离子键【答案】D【解析】【分析】主族元素Q、W、X、Y、Z的原子序数均不大于20,化合物ZW2与水剧烈反应,生成一种强碱和一种可燃性气体单质,则
9、ZW2是CaH2,Z是Ca元素、W是H元素;X的最外层电子数是内层电子数的3倍,故X是O元素,Q与X同族,则Q为S元素,Y的单质能溶于Q的最高价氧化物的水化物的稀溶液,却不溶于其浓溶液,则Y为Al元素,据此分析解题。【详解】由上述分析可知,Q为S、W为H、X为O、Y为Al、Z为Ca,A电子层越多、离子半径越大,具有相同电子排布的离子中原子序数大的离子半径小,则简单离子半径:QZXY,A错误BAl为活泼金属,工业上电解Al2O3冶炼Al单质,而氯化铝为共价化合物不导电,B错误;CQ与X形成的化合物有SO2与SO3,S原子最外层电子数均不满足8电子结构,C错误;D化合物ZW2是CaH2,属于离子化
10、合物,只含有离子键,D正确;故选D。8. 羟甲香豆素(丙)是一种治疗胆结石的药物,部分合成路线如图。下列说法错误的是A. 甲分子中的含氧官能团为羟基、酯基B. 常温下1mol乙最多与4molNaOH的水溶液完全反应C. 乙生成丙的反应条件是浓硫酸、加热D. 丙分子中碳原子轨道杂化类型为sp2和sp3,且所有的碳原子可能共平面【答案】B【解析】【详解】A由甲的结构可知,甲分子中的含氧官能团为羟基、酯基,A正确;B乙水解生成,产物中的酚羟基、羧基又和氢氧化钠发生反应,所以常温下1mol乙最多与3molNaOH的水溶液完全反应,B错误;C由图示可知,乙生成丙为醇的消去反应,反应条件为浓硫酸、加热,C
11、正确;D苯环、碳碳双键、酯基中的碳原子均采取sp2杂化,甲基中的碳原子采取sp3杂化;苯环及其连接的碳原子共面,碳碳双键及其连接的原子共面,碳氧双键及其连接的原子共面,单键可以旋转,3个平面可以重合,即所有的碳原子可能共平面,D正确;答案选B。9. 近年来,光催化剂的研究是材料领域的热点方向。一种Ru配合物(如图所示)复合光催化剂可将CO2转化为HCOOH。下列说法错误的是A. Ru配合物中第二周期元素的电负性由大到小的顺序为ONCB. 如图结构的吡啶环()中C、N原子的杂化方式均为sp2C. 该配合物中Ru的配位数是6D. HCOOH的沸点比HCHO高,主要因为HCOOH相对分子质量大于HC
12、HO【答案】D【解析】【详解】A第二周期主族元素从左向右元素电负性逐渐增强,因此电负性由大到小的顺序为ONC,A正确;B如图结构的吡啶环()中C、N原子的价层电子对数均为3,故杂化方式均为sp2,B正确;C由图示结构可知,该配合物中Ru的配位数是6,C正确;DHCOOH存在分子间作用力和氢键,因此HCOOH的沸点比HCHO高,D错误;答案选D。10. 中科院研制出了双碳双离子电池,以石墨(C)和中间相炭微粒球(MCMB)为电极,电解质溶液为含有KPF的有机溶液,其充电示意图如图。下列说法错误的是A. 固态KPF为离子晶体B. 放电时,K+向左迁移C. 放电时,负极反应为Cn+xPF-xe-=C
13、n(PF6)xD. 充电时,若阴极增重39g则阳极增重145g【答案】C【解析】【分析】【详解】A根据图示,充电时含有KPF的有机溶液中,K+、PF分别向两极移动,固态KPF为离子晶体,故A正确;B根据图示,充电时K+向右迁移,右侧MCMB为阴极;放电时,右侧MCMB为负极、左侧石墨电极为正极,K+向左迁移,故B正确;C放电时,右侧MCMB为负极,负极反应为K-e-=K+,故C错误;D充电时,阴极生成金属钾,若阴极增重39g,外电路转移1mol电子,阳极发生反应Cn+xPF-xe-=Cn(PF6)x,根据电子守恒,阳极有1mol PF参加反应,增重1mol145g/mol=145g,故D正确;
14、选C。11. 下列实验操作、现象及结论都正确的是选项实验操作现象结论A向装有经过硫酸处理的CrO3(橘红色)的硅胶导管中吹入乙醇蒸气固体逐渐由橘红色变为浅绿色(Cr3+)乙醇具有还原性B向稀氨水和酚酞混合溶液中加入少量Ag2O,振荡溶液由浅红色变为红色Ag2O是强碱C在硫酸酸化的KMnO4溶液中加入Na2S溶液,再滴加BaCl2溶液产生白色沉淀MnO将S2-氧化成SODSO2通入新制氯水中溶液褪色SO2具有漂白性A. AB. BC. CD. D【答案】A【解析】【详解】ACrO3(橘红色)发生还原反应生成Cr3+,乙醇发生氧化反应,体现了乙醇具有还原性,A正确; B向稀氨水和酚酞混合溶液中加入
15、少量Ag2O,振荡,反应为Ag2O+4NH3H2O=2Ag(NH3)2+2OH-+3H2O,溶液由浅红色变为红色,Ag2O不是碱,B错误;C硫酸酸化的KMnO4溶液中含有硫酸根离子,加入氯化钡生成沉淀不能说明MnO将S2-氧化成SO,C错误; DSO2通入新制氯水中,两者反应生成硫酸根离子和氯离子,说明SO2具有还原性,D错误; 故选A。12. 氨的催化氧化是工业制硝酸的基础,其反应机理如图1;在1L密闭容器中充入1molNH3和2molO2,测得有关产物的物质的量与温度的关系如图2。下列说法错误的是A. 加入PtRh合金的目的是提高反应的速率B. 氨的催化氧化最佳温度应控制在840左右C.
16、520时,NH3的转化率为40%D. 840以上,发生了反应:2NO(g)O2(g)+N2(g) H0【答案】C【解析】【分析】【详解】APtRh合金作催化剂可以降低活化能,加快反应速率,选项A正确;B根据图示可知840氨的催化氧化生成NO最多,选项B正确;C520 时,生成0.2 mol NO和0.2 mol N2,根据氮原子守恒可知有0.6 mol NH3转化,即转化率为60%,选项C错误;D840 以上,N2的产率上升、NO的产率下降,说明发生了反应2NO(g)O2(g)+N2(g),升高温度氮气产率增加,说明该反应的正反应是吸热反应,H0,选项D正确。答案选C。13. 利用双极膜制备磷
17、酸和氢氧化钠的原理如图所示。已知双极膜是一种复合膜,在直流电作用下,双极膜中间界面内水解离为H+和OH,并实现其定向通过。下列说法正确的是A. 若用铅蓄电池为电源,则X极与Pb电极相连B. 双极膜中a为H+,b为OHC. 阴极区溶液pH减小D. M膜为阴离子交换膜,N膜为阳离子交换膜【答案】D【解析】【分析】【详解】A铅蓄电池中Pb为负极,PbO2电极为正极,X极应与PbO2相连,A项错误;B电解池中阴离子向阳极迁移,阳离子向阴极迁移,所以双极膜中a为OH,b为H+,B项错误;C阴极电极反应为2H+2e=H2,每转移1 mol电子,消耗1 mol H+,此时双极膜又产生1 mol H+,因阴极
18、区电解液未知,无法确定阴极区溶液pH变化情况,C项错误;DM膜为阴离子交换膜,原料室中通过M膜进入产品室1,与双极膜产生的H+结合生成H3PO4,N膜为阳离子交换膜,原料室中Na+通过N膜进入产品室2,与双极膜产生的OH结合生成NaOH,D项正确。故选D。14. 常见的铜的硫化物有CuS和Cu2S两种。已知:晶胞中S2-的位置如图1所示,铜离子位于硫离子所构成的四面体中心,它们的晶胞上有相同的侧视图如图2所示。Cu2S的晶胞参数apm阿伏伽德罗常数的值为NA,下列说法正确是A. CuS和Cu2S晶胞中所含有的S原子数不相同B. Cu2S晶胞中,Cu+填充了晶胞中一半四面体空隙C. CuS晶中,
19、S2-配位数为8D. Cu2S晶胞的密度为g/cm3【答案】D【解析】【详解】ACuS和Cu2S晶胞中S2-的位置均如图1所示,故S原子数相同,A项错误。B一个Cu2S晶胞中含有4个S2-,8个Cu+,故Cu+填充了晶胞中所有的四面体空隙,B项错误。CCuS晶胞中Cu2+应占据一半四面体空隙,Cu2+周围有4个S2-,而S2-周围最近有4个Cu2+,故CuS晶胞中S2-配位数为4,C项错误。DCu2S晶体中含有8个Cu2+、4个S2-,故晶体密度为:,D项正确。故答案为:D。15. 常温下,用盐酸滴定溶液,其滴定曲线如图所示。下列说法正确的是A. a点溶液中B. b液中C. 的水解常数的数量级
20、为D. d点溶液中存在【答案】C【解析】【分析】往碳酸钠溶液中滴加盐酸,先后发生反应(起点c点),(c点d点)。根据碳酸钠溶液的浓度和体积,a点时盐酸用量,碳酸钠有50%和盐酸反应,生成,和,溶液中的溶质是等物质的量的,c点时盐酸用量,碳酸钠100%和盐酸反应,生成,和,溶液中溶质是和,d点时盐酸用量,碳酸氢钠100%和盐酸反应。各点的溶质如图所示:【详解】A由以上分析可知,a点溶液中的溶质是等物质的量的,因碳酸根离子的水解程度大于碳酸氢根离子,导致碳酸根浓度下降,碳酸氢根离子浓度增大,氯离子不水解浓度不变,故离子浓度大小:,故A错误;B由电荷守恒可得:,故B错误;Cc点液中溶质是和,c()=
21、0.05,NaCl不水解,此时溶液的pH=9.5,的水解常数=,数量级为,故C正确;D多元弱酸电离分步进行,故D错误;故选:C。第卷(非选择题,共55分)二、非选择题;本题共4小题,共55分16. 为解决国家“973计划”中钒、铬资源的利用问题,2013年6月攀钢成立“钒铬渣分离提取钒铬技术研究”课题组,2020年5月课题组公布了提取钒铬的工艺流程。已知:钒铬渣中含有V2O3、Cr2O3、及SiO2、Fe2O3、FeO等“沉钒”时析出正五价含氧酸铵盐25时,Cr(OH)3的溶度积常数为6.410-31;lg4=0.6回答下列问题:(1)钒铬渣“氧化焙烧”之前通常要将原料粉碎,其目的是_。(2)
22、“氧化焙烧”时,钒铬渣中化合价发生变化三种元素的价层电子排布式为_、_、_。(3)“除杂”产生滤渣2的成分是_(用化学式表示)。(4)写出紧接“沉钒”的“煅烧”反应的化学方程式_。(5)“还原”溶液中的Cr2O时发生反应的离子方程式_。已知双氧水还原Cr2O的效率在40时最高,解释原因_。(6)“沉络”过程中,含铬元素的离子刚好完全沉淀时,溶液的pH=_(已知溶液中离子浓度10-5mol/L时认为已完全沉淀)。【答案】(1)增加反应物之间的接触面积,加快反应速率 (2) . 3d34s2 . 3d54s1 . 3d64s2 (3)H2SiO3 (4) (5) . 2+3H2O2+10H+=2C
23、r3+3O2+8H2O . 低于,还原的反应速率随温度升高而增加;超过,双氧水分解,浓度降低,导致还原的反应速率降低 (6)5.6【解析】【分析】本流程中“氧化焙烧”步骤中V2O3、Cr2O3、SiO2分别转化为NaVO3、Na2CrO4、Na2SiO3,Fe2O3、FeO则变为Fe2O3,水浸后过滤出滤渣1为Fe2O3,向滤液中加入硫酸得到硅酸沉淀,过滤出得到滤渣2为H2SiO3,加入硫酸铵沉淀钒元素,生成NH4VO3沉淀,对NH4VO3进行焙烧得到V2O5,反应方程式为:,向滤液中加入双氧水和硫酸,将Na2CrO4还原为Cr3+,离子方程式为:2+3H2O2+10H+=2Cr3+3O2+8
24、H2O,然后加入氨水,沉淀铬,Cr3+3NH3H2O=Cr(OH)3+3,再对Cr(OH)3进行灼烧,2Cr(OH)3Cr2O3+3H2O,据此分析解题。【小问1详解】钒铬渣“氧化焙烧”之前通常要将原料粉碎,其目的是增加反应物之间的接触面积,加快反应速率。【小问2详解】“氧化焙烧”时,钒铬渣中化合价发生变化三种元素为V、Cr、Fe,基态V原子价电子排布为3d34s2,基态Cr原子价电子排布为3d54s1,基态Fe原子价电子排布为3d64s2。【小问3详解】由分析可知,水浸液中存在,与硫酸反应生成的滤渣为。【小问4详解】正五价钒的含氧酸铵盐为,“煅烧”时反应的化学方程式为。【小问5详解】“还原”
25、溶液中的时发生反应的离子方程式为;低于,还原的反应速率随温度升高而增加;超过,双氧水分解,浓度降低,导致还原的反应速率降低,故效率在40时最高。【小问6详解】由得,此时溶液的,则。17. 2021年6月17日神舟十三号载人飞船与空间站成功对接,航天员进入天和核心舱,空间站处理CO2的一种重要方法是CO2的收集、浓缩与还原。(1)H2还原CO2制CH4的部分反应如下:.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)H1=+41kJ/mol.CO(g)+3H2(g)CH4(g)+H2O(g)H2=-264kJ/mol.CO(g)+H2(g)C(s)+H2O(g)H3=-131kJ/mol反应2C
26、(s)+2H2O(g)CH4(g)+CO2(g)的H=_kJ/mol。(2)控制起始时=4,p=1atm(atm表示标准大气压),在恒容密闭容器中,若只反生反应、,平衡时各物质的量分数随温度的变化如图1所示:平衡时CH4物质的量分数随温度变化的曲线为_。温度高于500时,CO物质的量分数不断增大的原因是_。(3)在一定条件下,向0.5L恒容密闭容器中充入xmolCO2和ymolH2,发生反应CO2(g)+3H2(g)CH3CHO(g)+H2O(g)H3=-50kJ/mol。若x=2、y=3,测得在相同时间内,不同温度下H2的转化率如图2所示,v(a)_v(b)(填“”、“”或“=”);T2时,
27、起始压强为25MPa,Kp=_(保留二位小数:Kp为以分压表示的平衡常数,分压=总压物质的量分数)。已知速率方程v正=k正c(CO2)c3(H2),v逆=k逆c(CH3CHO)c(H2O),k正、k逆是速率常数,只受温度影响,图3表示速率常数的对数lgx与温度的倒数之间的关系,A、B、D、E分别代表图3中a点、c点的速率常数,点_表示c点的lgk逆。【答案】(1)-25 (2) . b . 升高温度,反应I正向移动,反应逆向移动,使CO的物质的量分数增大 (3) . . 9.88 . A【解析】【小问1详解】根据目标反应方程式,由盖斯定律可以得出-2,得出H=H2-H1-2H3=-25kJmo
28、l1,故答案为-25;【小问2详解】根据图中曲线可以看出a物质的量几乎为b物质的量的2倍,且均减少,对于反应I,升高温度平衡右移,水的量增多,对于反应而言,升高温度平衡左移,甲烷和水均减少,综上,水有增有减,其物质的量分数比水多,甲烷只减少,故a为H2O,b为CH4,c为H2。故答案为b。根据题意,反应I是吸热反应,反应是放热反应,升高温度,反应I正向移动,反应逆向移动,使CO的物质的量分数增大;【小问3详解】根据图2可知,b的温度高于a点,温度高,反应速率快,即v(a)逆v(b)逆;T2时,起始压强2.5MPa,则CO2的分压为=1MPa,H2的分压为=1.5MPa,T2时,H2的转化率为8
29、0%,则H2变化分压为1.5MPa80%=1.2MPa,则达到平衡时CH3OH、H2O(g)分压均为0.4MPa,CO2的分压为0.6MPa,Kp=9.88MPa2;故答案为;9.88;达到平衡时,v正=v逆,K=,该反应为放热反应,升高温度,平衡向逆反应方向进行,平衡常数减小,即越小,lgk逆越大,即点A表示c点的lgk逆;故答案为A。18. FeCl2是一种常用的还原剂、媒染剂.某化学实验小组在实验室里用如下两种方法来制备无水FeCl2,有关物质的性质如表:C6H5Cl(氯苯)C6H4Cl2(二氯苯)FeCl3FeCl2溶解性不溶于水,易溶于苯、乙醇不溶于C6H5Cl、C6H4Cl2、苯,
30、易溶于乙醇,易吸水熔点/-4553300以上易升华670沸点/1321731023(1)用H2还原无水FeCl3制取FeCl2。有关装置如图所示:B中盛放的试剂是_,按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为_(填字母,装置可多次使用)。该制备装置的缺点为_。(2)利用反应2FeCl3+C6H5ClFeCl2+C6H4Cl2+HCl,制取无水FeCl2并测定FeCl3的转化率。按如图装置,在三颈烧瓶中放入32.5g无水氯化铁和过量的氯苯,控制反应温度在一定范围加热3h,冷却、分离提纯得到粗产品。仪器a的名称是_。反应结束后,冷却实验装置A,将三颈烧瓶内物质倒出,经过滤、洗涤、干燥后,得到粗产品
31、.洗涤所用的试剂可以是_(填名称),回收滤液中C6H5Cl的方法是_。在反应开始前通一段时间N2排尽装置中的空气,在反应完成后仍需通段时间N2,其作用是_。反应后将维形瓶中溶液配成250mL,量取25.00mL所配溶液,用0.40mol/LNaOH溶液滴定,重复上述操作3次,达到滴定终点时消耗NaOH溶液的体积分别为19.50mL、21.50mL、19.70mL,则氯化铁的转化率为_。【答案】(1) . 碱石灰 . ABCBD . 氯化铁易升华导致导管易堵塞 (2) . 球形冷凝管 . 苯 . 蒸馏滤液,并收集沸点132的馏分 . 将反应生成的氯化氢全部排入装置B中 . 78.4%【解析】【分
32、析】装置A中锌与稀盐酸反应制取氢气,经过装置B干燥氢气,U形管中盛放碱石灰,将干燥后的氢气通过装置C使氢气和无水氯化铁反应,而为了防止外界空气进入装置C,在装置C后再连接一个装置B,最后用装置D处理尾气。【小问1详解】锌与稀盐酸反应制取的氢气中含有水蒸气,用装置B除去氢气中的水蒸气,因此装置B中盛放的试剂为:碱石灰;依据分析可知,应先用装置A制取氢气,用装置B干燥氢气,接着干燥的氢气通过装置C与无水氯化铁反应,为防止空气中的水蒸气进入,C后再连接一个装置B,最后用装置D处理尾气,因此按气流由左到右的方向,上述仪器的连接顺序为:ABCBD。依据题意可知,氯化铁易升华,故该制备装置可能会因为氯化铁
33、易升华导致导管易堵塞。【小问2详解】仪器a为球形冷凝管。反应结束后,冷却实验装置A,三颈烧瓶内物质主要是产物氯化亚铁,还有多余的氯苯和副产物C6H4Cl2,由题意可知,氯苯和副产物C6H4Cl2溶于苯,氯化亚铁不溶于苯,故洗涤所用的试剂可以是苯,减少产品的损失;滤液的溶质有C6H5Cl和C6H4Cl2,由表格信息可知,二者沸点相差较大,可用蒸馏的方法分离,所以回收滤液中C6H5Cl的操作方法是蒸馏滤液,并收集沸点132的馏分。实验要测定氯化铁的转化率,反应完成后继续通氮气一段时间,是要将生成的氯化氢全部排入装置B中,减小实验误差,使实验结果更准确。32.5g无水氯化铁理论上生成n(FeCl2)
34、=n(FeCl3)=0.2mol,达到滴定终点时消耗NaOH溶液的体积的数据第二个数据异常,因此消耗氢氧化钠溶液的平均体积为=19.60mL,因此盐酸消耗氢氧化钠的物质的量为0.0196L0.40mol/L=0.00784mol,故生成的n(FeCl2)=2n(HCl)=0.1568mol,则氯化铁的转化率为=78.4%。19. 2氨3氯苯甲酸是白色晶体,是重要的医药中间体,其制备流程如图:回答下列相关问题:(1)的名称是_,反应的反应类型为_。(2)为了实现反应的转化,通常可采用的试剂是_。(3)生成2氨3氯苯甲酸的化学方程式为_。(4)与互为同分异体,且符合以下条件的芳香族化合物有_种。除
35、苯环外没有其它环状结构能发生银镜反应红外光谱显示有NH2其中核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为2221的有机物的结构简式为_。(5)事实证明上述流程的目标产物的产率很低;据此,研究人员提出将步骤设计为以下三步,产率有了一定提高。请从步骤产率低的原因进行推测,上述过程能提高产率的因可能是_。若想要进一步提高产率,2氨3氯苯甲酸的合成流程中,可以优化的步骤还有_。【答案】(1) . 邻硝基苯甲酸(2硝基苯甲酸) . 还原反应 (2)酸性高锰酸钾溶液 (3)+H2O +CH3COOH (4) . 13 . (5) . 利用磺酸基占位,减少5号位上H原子的取代 . 步骤【解析】【分析】苯发生取代反应得到
36、甲苯,甲苯和浓硝酸在浓硫酸作用下发生硝化反应生成,发生氧化反应得到,和Fe/HCl反应将硝基变为氨基,再和CH3COCl反应生成,通过取代反应生成,然后水解最终生成产物2氨3氯苯甲酸。【小问1详解】的名称是邻硝基苯甲酸(2硝基苯甲酸)。反应为和Fe/HCl反应将硝基变为氨基,反应类型为还原反应。【小问2详解】反应为苯环上甲基变为羧基的反应,通常可采用的试剂是强氧化剂酸性高锰酸钾溶液。【小问3详解】在酸性条件下水解生成2氨3氯苯甲酸,化学方程式为+H2O +CH3COOH。【小问4详解】与互为同分异体,且除苯环外没有其它环状结构,能发生银镜反应,红外光谱显示有NH2,则应该含有醛基或甲酸酯;若取代基为2个,则为NH2、OCHO,则两者在苯环上有邻、间、对3种情况;若取代基为3个,则为NH2、CHO、OH;NH2、CHO处于邻位,则OH有4种情况;NH2、CHO处于间位,则OH有4种情况;NH2、CHO处于对位,则OH有2种情况;故共13种情况。其中核磁共振氢谱有四组峰,峰面积比为2221,则结构对称性较高,有机物的结构简式为。【小问5详解】从步骤产率低的原因进行推测,上述过程能提高产率的原因可能是利用磺酸基占位,减少5号位上H原子的取代。若想要进一步提高产率,2氨3氯苯甲酸的合成流程中,步骤甲苯硝化反应时还可能生成其他的副产物,因此可以优化的步骤还有步骤。
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