如皋市2023-2024学年高三上学期开学考试
化学试题
试卷总分100分,考试时间75分钟。
本卷可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56
单项选择题:本题包括8小题,每小题2分,共计16分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 实现物质转化是化学反应的应用之一、下列有关物质的转化说法正确的是
A. 工业上用电解饱和食盐水的方法制取金属钠
B. 用氨气制取铵态化肥属于氮的固定中的一种
C. 工业上用焦炭和二氧化硅反应可以制取高纯度的单质硅
D. 石油的裂化或裂解可以制取小分子的烷烃和烯烃
2. 反应可用于实验室制取。下列说法正确的是
A. 的空间结构为正四面体形 B. 中N的轨道杂化方式为
C. 的结构式为 D. 中含有非极性共价键
3. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. 是非极性分子,可用于消毒杀菌
B. 易溶于水,可使品红褪色
C. CO具有还原性,可用于脱除汽车尾气中的NO
D 氨基中氮原子含有孤电子对,可与羧基反应生成酰胺键
4. M、R、T、X、Y为短周期主族元素,且原子序数依次增大。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等;T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同;X与T位于同一周期;Y和T位于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 第一电离能:
C. X的最高正化合价为+7
D. Y的氧化物对应水化物一定为强酸
5. 下列选项中所示的物质间转化均能在指定条件下实现的是
A.
B.
C.
D.
6. 下列制取并从含NaBr的废水中提取的实验方案能达到实验目的的是
A. 装置甲:制取 B. 装置乙:制取
C. 装置丙:用萃取后分液 D. 装置丁:吸收尾气中的
7. 下列有关物质结构的说法正确的是
A. 氯化亚砜属于非极性分子 B. 的结构为,是共价晶体
C. 的熔沸点高于 D. 1mol尿素中含有键
8. 某太阳能光伏电池的有机半导材料晶胞结构如下图所示,其中A为,另两种离子为和。下列说法正确的是
A. 中C和N的轨道杂化方式相同
B. X为
C. 晶胞中距离A最近的X有6个
D. 该晶胞中含有8个A
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
9. 在一定条件下M可与N发生如下图转化生成一种具有优良光学性能的中间体Q。下列说法正确的是
A. 常压下,有机物M与足量NaOH溶液共热,苯环上的Br均可被取代
B. N存在顺反异构体
C. 有机物Q难溶于水
D. 可用溶液鉴别M和Q
10. 侯氏制碱法又称联合制碱法,是由我国化学家侯德榜发明。侯氏制碱法过程如下图所示。下列说法正确的是
A. 气体X是
B. “吸收Ⅱ”时反应化学方程式为
C. 向小苏打溶液中滴加过量溶液时反应的离子方程式为
D. 向滤液中加入一定量的NaCl固体并通入氨气可析出固体
11. 实验室以含锌废液(主要成分为,还含有少量的、,溶液)为原料制备的实验流程如图甲所示,具有强氧化性,易被还原为,的结构如图乙所示。下列说法正确的是
A. “除锰”反应的离子方程式为
B. “除锰”反应中每消耗,硫元素共得到2mol电子
C. 试剂X可以选用Zn、ZnO等物质
D. 滤液中一定大量存在阳离子有、和
12. 根据下列实验操作和现象所得结论正确的是
实验过程 实验现象 实验结论
A 将新制氯水光照一段时间 溶液酸性增强 光照使HClO电离程度增大
B 将铁粉与硫粉混合后加热 生成黑色物质 说明有生成
C 向中滴加浓盐酸 出现黄绿色气体 氧化性
D 向溶液中滴加溶液,再加入足量盐酸 产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解 原溶液中含有
A. A B. B C. C D. D
13. 一种以MgO为催化剂催化合成碳酸乙二醇酯( )可能的反应机理如下图所示。图中“---”表示吸附,“ ”和“”分别表示或中的一种。下列说法正确的是
A. 图中“”表示,“”表示
B. 环氧乙烷中氧原子吸附在“”上是因为氧原子比碳原子半径小
C. 图中所示所有转化中,有极性共价键和非极性共价键的断裂
D. 碳酸乙二醇酯在足量NaOH溶液中加热后可生成和乙二醇
非选择题:共5小题,共64分
14. 根据信息书写方程式或描述反应过程。
(1)纳米零价铁与Cu/Pd联合作用可去除水体中的硝态氮,其反应机理如图所示。
①转化为或的过程可描述为___________。
②若水体中与的物质的量之比为1:1,且含N物质最终均转化为,则水体中所发生的总反应的离子方程式为___________。
(2)含苯乙烯的废水可采用电解法进行处理,其工作原理如图所示,已知:(羟基自由基)具有很强的氧化性,被氧化的化学反应方程式为___________。
15. 用废锰渣(主要成分为、MgO和)和硫铁矿(主要成分)制取的工艺流程如下:
(1)基态Fe原子与基态Mn原子核外未成对电子数之比___________。
(2)的一种晶体与NaCl晶体的结构相似,其晶胞如图示。
①写出的电子式:___________。
②在图中用“□”标出其他位置的___________。
(3)已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。由“除铁”后的滤液制取较多的操作是:___________
16. 金属钛在航天、医疗等领域有着广泛的应用。工业上用钛铁矿(主要成分为,含有、CaO、等杂质)为原料制备金属钛的工艺流程如下:
(1)钛的性质比铁活泼,但金属钛具有较强的抗腐蚀性,原因可能是___________。
(2)若转化①的反应中,用到了10L密度为、质量分数为的浓硫酸,则其中所含的物质的量为___________。
(3)“滤渣I”的主要成分为___________。
(4)转化⑤反应中每消耗1molC,反应共转移2mol电子。该反应的化学方程式为___________。
(5)转化⑥有副产品生成,为节约原料,实现物质的循环利用,对副产物的最佳利用方式是___________。
(6)以绿矾为原料,可以制取铁铬氧体(Cr为+3价)。制取的方法如下:向含的溶液中,加入,充分反应后向溶液中边通入空气边滴加NaOH溶液,反应后过滤得到铁铬氧体。反应共消耗的物质的量为___________。
(7)煅烧所得可以采用如下实验测定其纯度:称取样品,加酸溶解,向所得溶液中加入足量铝粉,充分反应后过滤,将滤液稀释定容至250mL,取25.00mL于锥形瓶中,加入指示剂,用标准溶液滴定,恰好完全反应时,消耗标准溶液的体积为23.00mL。实验过程中发生的反应如下:
计算煅烧所得的纯度,并写出计算过程___________。
17. 化合物F是合成某种抗肿瘤化合物的中间体,其一种合成路线如下:
(1)化合物C中,碳原子有___________种不同的轨道杂化方式。
(2)的反应类型为___________反应。
(3)反应时会生成一种与F互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为___________。
(4)写出一种符合下列条件的化合物B的同分异构体:___________。
①能与溶液反应,能发生银镜反应;
②能发生水解反应,水解后酸化所得2种产物均含苯环,2种产物分别含有2种和5种化学环境不同的氢,其中含5种化学环境不同的氢的产物能与发生显色反应。
(5)设计以化合物为原料,合成化合物的路线图___________(无机试剂及有机浴剂任用)
18. F是一种有机工业制备的重要中间体,其一种合成工艺流程如下图:
(1)时发生取代反应,所得产物为化合物B和。则X结构简式为___________。
(2)Y的结构简式为___________。
(3)吡啶()在水中的溶解度大于苯,原因是___________、___________。
(4)吡啶()和其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最强的是___________。
(5)写出一种符合下列条件的化合物C的同分异构体:___________。
①结构中含有苯环,无其他环状结构;苯环上的一元取代物只有一种;
②红外光谱显示结构中含“-CN”和“C=S”结构;
③核磁共振氢谱显示结构中有3种化学环境的氢原子,个数比为1:6:6。
(6)设计以化合物、n-BuLi、、为原料,合成化合物的路线图___________(无机试剂及有机溶剂任用)
如皋市2023-2024学年高三上学期开学考试
化学试题 答案解析
试卷总分100分,考试时间75分钟。
本卷可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 N 14 O 16 S 32 Cl 35.5 Ti 48 Fe 56
单项选择题:本题包括8小题,每小题2分,共计16分。每小题只有一个选项符合题意。
1. 实现物质转化是化学反应的应用之一、下列有关物质的转化说法正确的是
A. 工业上用电解饱和食盐水的方法制取金属钠
B. 用氨气制取铵态化肥属于氮的固定中的一种
C. 工业上用焦炭和二氧化硅反应可以制取高纯度的单质硅
D. 石油的裂化或裂解可以制取小分子的烷烃和烯烃
【答案】D
【解析】
【详解】A.电解饱和食盐水可以得到氢氧化钠、氢气和氯气,电解熔融的氯化钠可以得到钠,故A错误;
B.氮的固定是指游离态的氮转化为化合态的氮,氨中的氮不是游离态,故B错误;
C.用焦炭在高温下还原二氧化硅可得到粗硅,故C错误;
D.石油的裂化或裂解可以制取小分子的烷烃和烯烃,故D正确;
答案选D。
2. 反应可用于实验室制取。下列说法正确的是
A. 的空间结构为正四面体形 B. 中N的轨道杂化方式为
C. 的结构式为 D. 中含有非极性共价键
【答案】A
【解析】
【详解】A.中氮原子价层电子对数=4+=4且不含孤电子对,所以该微粒为正四面体形,故A正确;
B.中N原子价层电子对数=2+=3,则杂化方式为sp2,故B错误;
C.中N和N原子共用3对电子对,结构式为,故C错误;
D.H2O中含有2个O-H极性共价键,而不是非极性键,故D错误;
故选:A。
3. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是
A. 是非极性分子,可用于消毒杀菌
B. 易溶于水,可使品红褪色
C. CO具有还原性,可用于脱除汽车尾气中的NO
D. 氨基中氮原子含有孤电子对,可与羧基反应生成酰胺键
【答案】C
【解析】
【详解】A.该分子正负电荷中心重合,为非极性分子,氯气与水反应生成次氯酸,HClO具有强氧化性,可用于杀菌消毒,性质与用途无关系,故A错误;
B.二氧化硫具有漂白性能使品红溶液褪色,但二氧化硫的漂白性不稳定,在加热条件下易恢复为原来颜色,与易溶于水无关,故B错误;
C.用催化转换技术将汽车尾气中的NO和CO转化为氮气和二氧化碳,CO表现还原性,可减少有害物质的排放,故C正确;
D.羧基上羟基被取代,则生成酰胺基的反应属于取代反应,与-NH2氮原子能提供孤电子对无关,故D错误;
故选:C。
4. M、R、T、X、Y为短周期主族元素,且原子序数依次增大。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等;T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同;X与T位于同一周期;Y和T位于同一主族。下列说法正确的是
A. 原子半径:
B. 第一电离能:
C. X的最高正化合价为+7
D. Y的氧化物对应水化物一定为强酸
【答案】B
【解析】
【分析】M、R、T、X、Y为短周期主族元素,且原子序数依次增大。M的基态原子所含3个能级中电子数均相等,则电子排布式为:1s22s22p2,M为C;T的基态原子2p能级上的未成对电子数与M原子的相同,电子排布式为:1s22s22p4,T为O,则R为N;X与T位于同一周期,X为F;Y和T位于同一主族,Y为S;
详解】A.同一周期主族元素从左向右原子半径逐渐减小,同一主族元素从上向下原子半径逐渐增大,因此原子半径:,A错误;
B.同一周期随着原子序数变大,第一电离能变大,N的2p轨道为半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素,第一电离能:,B正确;
C.F的电负性太强,没有正价,C错误;
D.二氧化硫对应的酸亚硫酸为弱酸,D错误;
故选B。
5. 下列选项中所示的物质间转化均能在指定条件下实现的是
A.
B.
C.
D.
【答案】B
【解析】
【详解】A.氧化铝和水不反应,氢氧化铝不溶于弱碱氨水,故A不符合题意;
B.过氧化钠和二氧化碳生成碳酸钠和氧气,碳酸钠和过量二氧化碳、水生成溶解度较小的碳酸氢钠,故B符合题意;
C.S和O2在点燃条件下反应生成SO2不能直接生成SO3,二氧化硫和氧气催化氧化生成三氧化硫,三氧化硫和水生成硫酸,故C不符合题意;
D.铜和稀硝酸生成NO,NO和氧气生成二氧化氮,二氧化氮和水生成硝酸,故D不符合题意;
故选B。
6. 下列制取并从含NaBr的废水中提取的实验方案能达到实验目的的是
A. 装置甲:制取 B. 装置乙:制取
C. 装置丙:用萃取后分液 D. 装置丁:吸收尾气中的
【答案】C
【解析】
【详解】A.二氧化锰和浓盐酸在加热条件下反应生成氯气,缺少加热装置,A错误;
B.通入氯气时应该长进短出,B错误;
C.水的密度小于四氯化碳,且两者不互溶,溴在四氯化碳的溶解度远大于水中溶解度,可以进行萃取分液,C正确;
D.氯气几乎不溶于饱和氯化钠溶液,不能用饱和氯化钠溶液吸收氯气,D错误;
故选C。
7. 下列有关物质结构的说法正确的是
A. 氯化亚砜属于非极性分子 B. 的结构为,是共价晶体
C. 的熔沸点高于 D. 1mol尿素中含有键
【答案】D
【解析】
【详解】A.氯化亚砜分子中正负电荷重心不重合,属于极性分子,A错误;
B.晶体为分子晶体,B错误;
C.、均为分子晶体,且硅烷相对分子质量较大,分子间作用力大,故的熔沸点低于,C错误;
D.单键均为σ键,双键中含有1个σ键1个π键,1分子尿素中含有7个σ键,则1mol尿素中含有键,D正确;
故选D。
8. 某太阳能光伏电池的有机半导材料晶胞结构如下图所示,其中A为,另两种离子为和。下列说法正确的是
A. 中C和N的轨道杂化方式相同
B. X为
C. 晶胞中距离A最近的X有6个
D. 该晶胞中含有8个A
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据中C和N的成键方式可知,均为sp3杂化,故A正确;
B.根据均摊法,晶胞中有A:,有B:1,有X:,根据化合物各元素化合价代数和为0可知,X为,故B错误;
C.在一个晶胞中,距离A最近且距离相等的X有3个,位于以A为顶点的三个面心上,通过该A可形成8个晶胞,每个X重复计算两次,则晶胞中距离A最近的X有:,故C错误;
D.根据均摊法,晶胞中有A:,故D错误;
答案选A。
不定项选择题:本题包括5小题,每小题4分,共计20分。每小题有一个或两个选项符合题意。若正确答案只包括一个选项,多选时,该题得0分;若正确答案包括两个选项,只选一个且正确的得2分,选两个且都正确的得满分,但只要选错一个,该小题就得0分。
9. 在一定条件下M可与N发生如下图转化生成一种具有优良光学性能的中间体Q。下列说法正确的是
A. 常压下,有机物M与足量NaOH溶液共热,苯环上的Br均可被取代
B. N存在顺反异构体
C. 有机物Q难溶于水
D. 可用溶液鉴别M和Q
【答案】CD
【解析】
【详解】A.加压条件下,有机物M与足量NaOH溶液共热,苯环上的Br均可被取代,故A错误;
B.N中双键中左侧碳原子上连接两个氢原子,不存在顺反异构,故B错误;
C.Q分子中含苯环、酯基和溴原子等结构,导致Q难溶于水,故C正确;
D.M分子中含酚羟基,可与溶液发生显色反应,溶液变紫色;Q分子中无酚羟基,溶液不变色,故D正确;
答案选CD。
10. 侯氏制碱法又称联合制碱法,是由我国化学家侯德榜发明。侯氏制碱法的过程如下图所示。下列说法正确的是
A. 气体X是
B. “吸收Ⅱ”时反应的化学方程式为
C. 向小苏打溶液中滴加过量溶液时反应的离子方程式为
D. 向滤液中加入一定量的NaCl固体并通入氨气可析出固体
【答案】BD
【解析】
【分析】该工艺流程为侯氏制碱法,向饱和氯化钠溶液中通入氨气和二氧化碳得到碳酸氢钠固体,再加热使固体分解获得纯碱碳酸钠。由于氨气的溶解度比二氧化碳大,所以先往饱和氯化钠溶液中通氨气,再往碱性溶液中通二氧化碳,可以得到浓度高的碳酸氢钠过饱和溶液,析出更多碳酸氢钠固体。
【详解】A.由分析可知,先往饱和氯化钠溶液中通NH3,再通CO2,则X为NH3,Y为CO2,故A错误;
B.“吸收Ⅱ”时,向溶解了氨气的饱和食盐水中通入CO2,发生的反应为,故B正确;
C.向小苏打溶液中滴加过量溶液,则小苏打少量,则正确的离子方程式为,故C错误;
D.滤液中存在氯化铵,向滤液中加入一定量的NaCl固体并通入氨气,使得溶液中的Cl-和浓度增大,析出更多的固体,故D正确;
答案选BD。
11. 实验室以含锌废液(主要成分为,还含有少量的、,溶液)为原料制备的实验流程如图甲所示,具有强氧化性,易被还原为,的结构如图乙所示。下列说法正确的是
A. “除锰”反应的离子方程式为
B. “除锰”反应中每消耗,硫元素共得到2mol电子
C. 试剂X可以选用Zn、ZnO等物质
D. 滤液中一定大量存在阳离子有、和
【答案】A
【解析】
【分析】向含锌废液中加入Na2S2O8溶液,发生氧化还原反应生成MnO2沉淀且将Fe2+氧化为Fe3+,过滤后向滤液中加入试剂X调节pH使Fe3+转化为Fe(OH)3沉淀,为了不引入新杂质,试剂X可以为ZnO、ZnCO3、Zn(OH)2等,最后过滤后再加入氨水和NH4HCO3沉锌生成碳酸锌ZnCO3;
【详解】A.含锌废液中加入Na2S2O8溶液,发生氧化还原反应生成MnO2沉淀,反应中锰元素化合价由+2变为+4,中过氧根中氧元素化合价由-1变为-2,根据电子守恒可知,“除锰”反应的离子方程式为,A正确;
B.“除锰”反应中中过氧根中氧元素化合价由-1变为-2,则每消耗,氧元素共得到2mol电子,B错误;
C.溶液中Fe3+能与锌反应生成Fe2+和Zn2+,所以调节溶液pH时试剂X不能选用Zn,C错误;
D.根据分析,锰、铁、锌转化为沉淀,则滤液中不会大量存在锌离子,D错误;
故选A。
12. 根据下列实验操作和现象所得结论正确的是
实验过程 实验现象 实验结论
A 将新制氯水光照一段时间 溶液酸性增强 光照使HClO电离程度增大
B 将铁粉与硫粉混合后加热 生成黑色物质 说明有生成
C 向中滴加浓盐酸 出现黄绿色气体 氧化性
D 向溶液中滴加溶液,再加入足量盐酸 产生白色沉淀,加盐酸沉淀不溶解 原溶液中含有
A. A B. B C. C D. D
【答案】C
【解析】
【详解】A.新制氯水光照一段时间,发生,因此溶液酸性增强,故A错误;
B.将铁粉与硫粉混合后加热生成黑色物质,故B错误;
C.向中滴加浓盐酸出现黄绿色气体,根据氧化剂的氧化性强于氧化产物可知,氧化性:,故C正确;
D.向溶液中滴加溶液,再加入足量盐酸,产生白色沉淀,酸性溶液中的被硝酸根离子氧化为,形成硫酸钡沉淀,故该操作不能说明原Na2SO3溶液中含有,故D错误;
答案选C。
13. 一种以MgO为催化剂催化合成碳酸乙二醇酯( )可能的反应机理如下图所示。图中“---”表示吸附,“ ”和“”分别表示或中的一种。下列说法正确的是
A. 图中“”表示,“”表示
B. 环氧乙烷中氧原子吸附在“”上是因为氧原子比碳原子半径小
C. 图中所示所有转化中,有极性共价键和非极性共价键的断裂
D. 碳酸乙二醇酯在足量NaOH溶液中加热后可生成和乙二醇
【答案】AD
【解析】
【详解】A.由图可知O原子与结合,C原子与 结合,则应带正电荷,为, 表示,故A正确;
B.环氧乙烷中氧原子吸附在“”上是因为氧原子带负电性,而带正电荷,故B错误;
C.由图可知步骤Ⅰ中不存在化学键的断裂,只是环氧乙烷中O被催化剂吸附,故C错误;
D.碳酸乙二醇酯在足量NaOH发生水解反应生成碳酸钠和乙二醇,故D正确;
故选:AD。
非选择题:共5小题,共64分
14. 根据信息书写方程式或描述反应过程。
(1)纳米零价铁与Cu/Pd联合作用可去除水体中的硝态氮,其反应机理如图所示。
①转化为或的过程可描述为___________。
②若水体中的与的物质的量之比为1:1,且含N物质最终均转化为,则水体中所发生的总反应的离子方程式为___________。
(2)含苯乙烯的废水可采用电解法进行处理,其工作原理如图所示,已知:(羟基自由基)具有很强的氧化性,被氧化的化学反应方程式为___________。
【答案】(1) ①. 由图可知,铁失电子生成,在Fe表面得到被还原为,被吸附在Cu和Pd表面的活性H进一步还原为N2或 ②.
(2)
【解析】
【小问1详解】
①由图可知,铁失电子生成,在Fe表面得到被还原为,被吸附在Cu和Pd表面的活性H进一步还原为N2或;
②若水体中的与的物质的量之比为1:1,且含N物质最终均转化为,根据得失电子守恒和电荷守恒得离子方程式:;
【小问2详解】
被氧化生成二氧化碳和水,反应方程式:;
15. 用废锰渣(主要成分为、MgO和)和硫铁矿(主要成分)制取的工艺流程如下:
(1)基态Fe原子与基态Mn原子核外未成对电子数之比___________。
(2)的一种晶体与NaCl晶体的结构相似,其晶胞如图示。
①写出的电子式:___________。
②在图中用“□”标出其他位置的___________。
(3)已知硫酸锰在不同温度下的溶解度和析出晶体的组成如图所示。由“除铁”后的滤液制取较多的操作是:___________
【答案】(1)4:5 (2) ①. ②. 其他位置的位于各棱的棱心
(3)在80~90℃之间进行蒸发结晶,趁热过滤,再用80~90℃蒸馏水洗涤晶体2~3次,最后真空干燥
【解析】
【分析】废锰渣(主要成分为、MgO和)加硫酸酸溶,MgO和溶解,不溶,过滤后,固体在酸性条件下被硫铁矿(主要成分)还原,其反应为,加将Fe2+氧化成Fe3+,加CaCO3调节pH使Fe3+水解生成,过滤得S和,硫酸锰的溶液,反应Ⅲ经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到硫酸锰产品;
【小问1详解】
Fe原子序数26,核外电子排布式:,基态Fe原子核外未成对电子数为5;Mn原子序数25,核外电子排布式:,基态Mn原子核外未成对电子数为5;则原子核外未成对电子数之比:4:5;
【小问2详解】
为离子化合物,其电子式:;参考氯化钠晶体结构,其他位置的位于各棱的棱心;
【小问3详解】
根据溶解度曲线图,要从过滤所得的溶液中获得较多,应在80~90℃之间进行蒸发结晶,趁热过滤,再用80~90℃蒸馏水洗涤晶体2~3次,最后真空干燥;
16. 金属钛在航天、医疗等领域有着广泛的应用。工业上用钛铁矿(主要成分为,含有、CaO、等杂质)为原料制备金属钛的工艺流程如下:
(1)钛的性质比铁活泼,但金属钛具有较强的抗腐蚀性,原因可能是___________。
(2)若转化①的反应中,用到了10L密度为、质量分数为的浓硫酸,则其中所含的物质的量为___________。
(3)“滤渣I”的主要成分为___________。
(4)转化⑤反应中每消耗1molC,反应共转移2mol电子。该反应的化学方程式为___________。
(5)转化⑥有副产品生成,为节约原料,实现物质的循环利用,对副产物的最佳利用方式是___________。
(6)以绿矾为原料,可以制取铁铬氧体(Cr为+3价)。制取的方法如下:向含的溶液中,加入,充分反应后向溶液中边通入空气边滴加NaOH溶液,反应后过滤得到铁铬氧体。反应共消耗的物质的量为___________。
(7)煅烧所得可以采用如下实验测定其纯度:称取样品,加酸溶解,向所得溶液中加入足量铝粉,充分反应后过滤,将滤液稀释定容至250mL,取25.00mL于锥形瓶中,加入指示剂,用标准溶液滴定,恰好完全反应时,消耗标准溶液的体积为23.00mL。实验过程中发生的反应如下:
计算煅烧所得的纯度,并写出计算过程___________。
【答案】(1)金属钛的表面,有一层致密的氧化膜,保护金属钛不被腐蚀
(2)183 (3)、
(4)
(5)电解熔融,获得Mg循环使用
(6)
(7)
【解析】
【分析】钛铁矿(主要成分为,含有、CaO、等杂质),酸浸后过滤可除去难溶性杂质和,同时得到主要含、的溶液,加入铁粉后被还原为,经热过滤后水解得到固体,经煅烧分解得,加入氯气、焦炭反应生成,最后加入Mg高温还原得粗钛;
【小问1详解】
钛的性质比铁活泼,但金属钛具有较强的抗腐蚀性,原因可能是:金属钛的表面,有一层致密的氧化膜,保护金属钛不被腐蚀;
小问2详解】
根据,其物质的量;
【小问3详解】
根据分析可知,“滤渣I”的主要成分:、;
【小问4详解】
转化⑤反应中每消耗1molC,反应共转移2mol电子,说明生成CO,则反应方程式:;
【小问5详解】
转化⑥有副产品生成,为节约原料,实现物质的循环利用,对副产物的最佳利用方式:电解熔融,获得Mg循环使用;
小问6详解】
根据化合物中各元素化合价代数和为0,计算出中Fe元素化合价为+2.4价;若与混合,充分反应后可得到物质量为,则根据反应物、产物即用量可列出反应关系式:,根据得失电子守恒可知,反应共消耗的物质的量:;
【小问7详解】
用标准溶液滴定,恰好完全反应时,消耗标准溶液的体积为23.00mL,则其消耗物质的量:;根据、得以下关系:,25mL溶液中,250mL溶液中,则2g样品中,含,其质量分数:;
17. 化合物F是合成某种抗肿瘤化合物的中间体,其一种合成路线如下:
(1)化合物C中,碳原子有___________种不同的轨道杂化方式。
(2)的反应类型为___________反应。
(3)反应时会生成一种与F互为同分异构体的副产物,该副产物的结构简式为___________。
(4)写出一种符合下列条件的化合物B的同分异构体:___________。
①能与溶液反应,能发生银镜反应;
②能发生水解反应,水解后酸化所得2种产物均含苯环,2种产物分别含有2种和5种化学环境不同的氢,其中含5种化学环境不同的氢的产物能与发生显色反应。
(5)设计以化合物为原料,合成化合物的路线图___________(无机试剂及有机浴剂任用)
【答案】(1)3 (2)还原
(3) (4)(或、)
(5)
【解析】
【分析】该合成路线是以A()为原料,合成F(),由A()与在碱性条件下加热合成B(),B()与HCN发生加成反应生成C(),C()发生水解生成D(),D()发生还原反应生成E(),E()在二氯亚砜和氯化铝的作用下生成F()。
【小问1详解】
化合物C()中,苯环中的碳原子和碳氧双键中的碳原子为sp2杂化,氰基中的碳原子为sp杂化,甲基上的碳原子为sp3杂化,故有3种不同的轨道杂化方式;
【小问2详解】
的反应,D()中的羰基被还原,则发生的还原反应;
【小问3详解】
反应时,E()中的羧基在二氯亚砜和氯化铝的作用下取代了标记为①号碳上的氢原子即,生成F(),羧基在二氯亚砜和氯化铝的作用下还可以取代标记为②号碳上的氢原子即,生成;
【小问4详解】
能与溶液反应,能发生银镜反应,则该同分异构体中含-COOH和-CHO结构,能发生水解反应,水解后酸化所得2种产物均含苯环,2种产物分别含有2种和5种化学环境不同的氢,其中含5种化学环境不同的氢的产物能与发生显色反应,则该同分异构体中含 结构,则可能的同分异构体结构简式为、、
【小问5详解】
以化合物为原料,合成化合物,首先要将转化为,再参照合成路线的,将转化为,参照合成路线,将转化为,参照合成路线,将转化为,则合成路线为
18. F是一种有机工业制备的重要中间体,其一种合成工艺流程如下图:
(1)时发生取代反应,所得产物为化合物B和。则X的结构简式为___________。
(2)Y的结构简式为___________。
(3)吡啶()在水中的溶解度大于苯,原因是___________、___________。
(4)吡啶()和其衍生物(、)的碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最强的是___________。
(5)写出一种符合下列条件的化合物C的同分异构体:___________。
①结构中含有苯环,无其他环状结构;苯环上的一元取代物只有一种;
②红外光谱显示结构中含“-CN”和“C=S”结构;
③核磁共振氢谱显示结构中有3种化学环境的氢原子,个数比为1:6:6。
(6)设计以化合物、n-BuLi、、为原料,合成化合物的路线图___________(无机试剂及有机溶剂任用)
【答案】(1) (2)
(3) ①. 吡啶是极性分子,比非极性分子苯更易溶于水; ②. 吡啶中的N原子与水分子间形成氢键;
(4) (5)(或、)
(6)
【解析】
【分析】A()与X()发生取代反应生成B(),B()与发生取代反应生成C(),C()与Y()发生取代反应生成D(),在硫酸和氯化汞的作用下生成E(),E()与吡啶()反应生成F( )。
【小问1详解】
时发生取代反应,所得产物为化合物B和,且X分子式为,则X的结构简式为;
【小问2详解】
由C()和D()的结构可知,发生取代反应,结合Y分子式可知,Y的结构简式为;
【小问3详解】
苯为非极性分子,水为极性分子,则苯难溶于水,吡啶为极性分子,且吡啶中的N原子可与水分子之间形成氢键,所以吡啶在水中的溶解度比苯大;
【小问4详解】
为吸电子基团,为推电子基团,导致N原子电子云密度大小顺序为>>,由于碱性随N原子电子云密度的增大而增强,其中碱性最强的是;
【小问5详解】
C()的同分异构体满足①结构中含有苯环,无其他环状结构,且苯环上的一元取代物只有一种;②红外光谱显示结构中含“-CN”和“C=S”结构;③核磁共振氢谱显示结构中有3种化学环境的氢原子,个数比为1:6:6的结构为、、;
【小问6详解】
由题目合成路线可知,以化合物、n-BuLi、、为原料,合成化合物的路线为