12.一种免疫调节剂,其结构简式如图所示,关于该物质的说法不正确的是( )
A.属于芳香族化合物,分子式为C9H11O4N
B.可以发生的反应类型有:
加成反应、取代反应、氧化反应、聚合反应
C.分子中所有碳原子有可能在同一平面上
D.1mol该调节剂最多可以与3molNaOH反应
答案 D
解析 由结构简式可知,含有苯环,属于芳香族化合物,分子式为C9H11O4N,A项正确;分子中含有苯环,可以发生加成反应,分子中有—COOH、—OH可以发生酯化反应,属于取代反应,该物质可以燃烧,可以发生氧化反应,而且有—CH2OH,可发生催化氧化,酚羟基也容易被氧化,分子中有氨基和羧基可以发生缩聚反应,B项正确;根据苯分子的12原子共面以及碳碳单键可以旋转,可以判断该有机物分子中的所有碳原子有可能共平面,C项正确;1mol该调节剂最多可以与2molNaOH反应,分别是—COOH和苯环上的—OH发生反应,D项错误。
13.LED系列产品是一类新型节能产品。
图甲是NaBH4/H2O2燃料电池,图乙是LED发光二极管的装置示意图。
下列叙述错误的是( )
A.电池总反应为:
BH
+4H2O2===BO
+6H2O
B.电池放电过程中,Na+从B极区向A极区移动
C.电池放电过程中,B极区pH减小,A极区pH增大
D.要使LED发光二极管正常发光,图乙中的导线a应与图甲中的A极相连
答案 D
解析 根据图像知,负极反应式为BH
+8OH--8e-===BO
+6H2O,正极电极反应式为H2O2+2e-===2OH-,电池总反应为:
BH
+4H2O2===BO
+6H2O,故A、C项正确;电池放电过程中,阳离子移向正极,Na+从负极区向正极区移动,故B正确;由LED发光二极管的电路中的电子流动方向可以判断,图乙中的导线a应与图甲中的B极相连,故D错误。
14.常温下,用0.1000mol·L-1的NaOH溶液滴定20mL同浓度的一元弱酸HA,滴定过程溶液pH随x的变化曲线如图所示(忽略中和热效应),下列说法不正确的是( )
A.HA溶液加水稀释后,溶液中
的值减小
B.HA的电离常数KHA=
(x为滴定分数)
C.当滴定分数为100时,溶液中水的电离程度最大
D.滴定分数大于100时,溶液中离子浓度关系一定是c(Na+)>c(A-)>c(OH-)>c(H+)
答案 D
解析
=
,HA溶液加水稀释,c(H+)降低,Ka不变,所以比值减小,A项正确;根据KHA=
=
,B项正确;当滴定分数为100时,酸碱恰好反应生成盐,盐促进水的电离,则溶液中水的电离程度最大,C项正确;当滴定分数大于100时,溶液中离子浓度关系可能存在:
c(Na+)>c(OH-)>c(A-)>c(H+),D项错误。
15.从海带中提取碘,可经过以下实验步骤完成。
下列有关说法正确的是( )
A.在灼烧过程中使用的仪器只有酒精灯、三脚架、泥三角、烧杯、玻璃棒
B.在上述氧化过程中发生反应的离子方程式为
2I-+H2O2===I2+2OH-
C.在提取碘单质时,用酒精作萃取剂
D.在分液时,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,上层液体从上口倒出
答案 D
解析 在灼烧过程中用到坩埚,不能用烧杯,A项错误;上述氧化过程是在酸性环境中发生的,离子方程式为2I-+H2O2+2H+===I2+2H2O,B项错误;酒精与水互溶,不能作为提取碘单质的萃取剂,C项错误;为防止污染,在分液时,待下层液体完全流出后,关闭旋塞,上层液体从上口倒出,D项正确。
16.某溶液可能含有Al3+、NH
、Fe2+、Na+、CO
、SO
、Cl-、NO
中的若干种,若在该溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,无明显现象,并得到X溶液,对X溶液进行如下实验,下列结论正确的是(忽略水的电离,且原溶液中各离子浓度均为0.5mol·L-1)( )
A.原溶液中一定存在NH
、Fe2+、SO
、Cl-
B.原溶液中可能含有NO
和Al3+
C.白色沉淀C可能是Al(OH)3
D.沉淀B可能是Fe(OH)2和Fe(OH)3的混合物
答案 A
解析 该溶液中逐滴加入稀盐酸至过量,无明显现象,说明不含碳酸根离子,并得到X溶液,溶液中加入硝酸钡,产生气体,遇到空气变为红棕色,说明气体为一氧化氮,则溶液中有被硝酸根氧化的离子,说明含有亚铁离子,则加入盐酸时不存在氧化还原反应,说明原溶液中不含硝酸根离子。
因为不含碳酸根离子,产生白色沉淀,说明含有硫酸根离子,生成了硫酸钡沉淀,溶液A中含有过量的硝酸钡,加入过量的氢氧化钠溶液,产生气体,说明原溶液含有铵根离子,沉淀B为氢氧化铁,溶液B中通入少量的二氧化碳有白色沉淀C,肯定含有碳酸钡沉淀,不能说明是否含铝离子。
根据离子浓度相同和溶液中的电荷守恒分析,溶液中还含有氯离子。
故含有NH
、Fe2+、SO
、Cl-四种离子,则不含有铝离子和钠离子。
二、非选择题(本题包含5个大题,共52分)
17.(8分)A、B、C是与生命运动密切相关的三种化合物,它们所含的元素不超过三种,并有下列转化关系:
其中化合物D也是日常生活中常见的化合物,在一定条件下可与单质甲进一步发生如下变化:
+3
―→3
+2
回答下列有关问题:
(1)在A、B、C、D四种化合物中,所含元素相同的是________、________(填物质名称)。
(2)常温下,A和B是通过什么途径转化为C的?
___________________________。
(3)目前,化合物B在自然界中的含量呈上升趋势,对环境产生了不良的影响,发生这种变化的主要原因是________________________________________。
(4)化合物D另有一种同分异构体,这种同分异构体的结构简式是______________。
答案
(1)葡萄糖 乙醇
(2)水和二氧化碳是通过植物进行光合作用转化为葡萄糖的
(3)大量燃烧含碳燃料、人口膨胀、森林大面积砍伐等
(4)CH3—O—CH3
解析 A、B、C是与生命运动密切相关的化合物,则A、B、C可能为水、糖类、油、蛋白质等,人呼吸时吸进氧气,呼出二氧化碳,二氧化碳也是与生命运动相关的化合物,根据“目前,化合物B在自然界中的含量呈上升趋势,对环境产生不良影响”,可推知B为二氧化碳,化合物A与化合物B(CO2)反应生成单质甲和化合物C,由于水和二氧化碳在植物光合作用下转化为葡萄糖和氧气,所以根据植物的光合作用,可知A为水,甲为氧气,化合物C为葡萄糖,葡萄糖能在酒化酶作用下转化成乙醇和二氧化碳,则化合物D为乙醇,据此回答。
18.(8分)无水AlCl3可用作有机合成的催化剂、食品膨松剂等。
工业上可由铝土矿(主要成分是Al2O3和Fe2O3)和焦炭制备,流程如下:
已知:
AlCl3、FeCl3分别在183℃、315℃时升华。
(1)Cl2的电子式________。
(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应的化学方程式为______________________;
炉气中残余的少量Cl2,可用NaOH溶液吸收,其离子方程式为___________________。
(3)700℃时,升华器中物质经充分反应后需降温实现FeCl3和AlCl3的分离。
请选择合适的温度范围______(填字母)。
a.低于183℃
b.介于183℃和315℃之间
c.高于315℃
(4)样品(含少量FeCl3)中AlCl3含量可通过下列操作测得(部分物质略去)。
m克样品
NaAlO2溶液
Al(OH)3
n克Al2O3
计算该样品中AlCl3的质量分数____________________(结果用m、n表示,不必化简)。
答案
(1)
(2)Al2O3+3Cl2+3C
2AlCl3+3CO
Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O
(3)b
(4)
×100%
解析
(1)Cl2的电子式为
。
(2)氯化炉中Al2O3、Cl2和焦炭在高温下发生反应生成氯化铝、一氧化碳,反应的化学方程式为Al2O3+3Cl2+3C
2AlCl3+3CO;炉气中残余的少量Cl2,可用NaOH溶液吸收生成氯化钠、次氯酸钠和水,其离子方程式为Cl2+2OH-===ClO-+Cl-+H2O。
(3)AlCl3、FeCl3分别在183℃、315℃时升华,为实现FeCl3和AlCl3的分离让温度介于183℃和315℃之间,使氯化铝升华。
(4)ng氧化铝中铝元素的物质的量为
×2mol,根据元素守恒,样品中AlCl3的物质的量为
×2mol,质量为
×2×133.5g,该样品中AlCl3的质量分数为
×100%。
19.(12分)煤粉中的氮元素在使用过程中的转化关系如下图所示:
(1)②中NH3参与反应的化学方程式为___________________________________________。
(2)③中加入的物质可以是________(填字母)。
a.空气b.COc.KNO3d.NH3
(3)已知:
N2(g)+O2(g)===2NO(g) ΔH=akJ·mol-1
N2(g)+3H2(g)===2NH3(g) ΔH=bkJ·mol-1
2H2(g)+O2(g)===2H2O(l) ΔH=ckJ·mol-1
反应后恢复至常温常压,①中NH3参与反应的热化学方程式为__________________________。
(4)用间接电化学法除去NO的过程,如下图所示:
已知电解池的阴极室中溶液的pH在4~7之间,写出阴极的电极反应式:
________________。
用离子方程式表示吸收池中除去NO的原理:
__________________________________。
答案
(1)4NH3+5O2
4NO+6H2O
(2)bd
(3)4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(l) ΔH=(3c-3a-2b)kJ·mol-1
(4)2HSO
+2e-+2H+===S2O
+2H2O 2NO+2S2O
+2H2O===N2+4HSO
解析
(1)②中NH3与氧气反应生成NO和水,反应的化学方程式为4NH3+5O2
4NO+6H2O。
(2)③中实现的化学反应是由NO生成N2,氮元素的化合价由+2价到0价,NO作氧化剂,所以加入的物质必须具有还原性,符合条件的有CO和NH3,选bd。
(3)根据盖斯定律,将三个方程式进行组合,消去无用的氢气、氧气,则NH3和NO反应生成氮气和水的热化学方程式为:
4NH3(g)+6NO(g)===5N2(g)+6H2O(l) ΔH=(3c-3a-2b)kJ·mol-1。
(4)根据电解池装置图可知,在阴极HSO
得电子生成S2O
,则阴极的电极反应式为:
2HSO
+2e-+2H+===S2O
+2H2O,在吸收池中NO和S2O
反应生成氮气和HSO
,再根据化合价升降相等、电荷守恒、原子守恒配平,则吸收池中除去NO的原理为2NO+2S2O
+2H2O===N2+4HSO
。
20.(12分)实验室以2丁醇(
)为原料制备2氯丁烷(
),实验装置如下图所示(夹持、加热装置略去未画),相关数据见下表:
物质
熔点/℃
沸点/℃
2丁醇
-114.7
99.5
2氯丁烷
-131.3
68.2
以下是实验步骤:
步骤1:
在圆底烧瓶内放入无水ZnCl2和12mol·L-1浓盐酸,充分溶解、冷却,再加入2丁醇,加热一段时间。
步骤2:
将反应混合物移至蒸馏装置内,蒸馏并收集115℃以下馏分。
步骤3:
从馏分中分离出有机相,依次用蒸馏水、5%NaOH溶液、蒸馏水洗涤,再加入CaCl2固体,放置一段时间后过滤。
步骤4:
滤液经进一步精制得产品。
(1)加入烧瓶的物质中,有一种是催化剂,该物质是____________。
(2)反应装置中冷凝管的作用是_____________________,烧杯内所盛液体可以是________。
(3)用NaOH溶液洗涤时操作要迅速,其原因是________________________,第二次用蒸馏水洗涤的目的是________。
(4)步骤4精制过程中不需使用的仪器是________(填字母)。
a.布氏漏斗b.抽滤瓶
c.蒸馏烧瓶d.冷凝管
答案
(1)无水ZnCl2
(2)冷凝回流,提高原料利用率 水(或者碱液)
(3)防止2氯丁烷水解,减少2氯丁烷挥发 除去残留的NaOH
(4)ab
解析
(1)醇和盐酸加热发生取代反应生成卤代烃,加入烧瓶的物质中,无水氯化锌是催化剂。
(2)球形冷凝管是用来回流挥发出的2丁醇和2氯丁烷;挥发出的氯化氢气体极易溶于水,吸收需要防倒吸,倒扣在烧杯中的漏斗可以起到防倒吸的作用,烧杯中液体为水或氢氧化钠溶液。
(3)卤代烃在强碱溶液中发生水解生成醇,二氯丁烷沸点低易挥发,用NaOH溶液洗涤时要迅速,其原因是防止2氯丁烷水解,减少2氯丁烷挥发,第二次用蒸馏水洗涤是除去其中的氢氧化钠溶液。
(4)滤液经进一步精制得产品,精制的操作为蒸馏,需要蒸馏烧瓶、冷凝管,不需要抽滤,所以不需要布氏漏斗、抽滤瓶。
21.(12分)非诺洛芬是一种治疗类风湿性关节炎的药物,可通过以下方法合成:
请回答下列问题:
(1)有机化合物B中的含氧官能团为________和________(填名称)。
(2)上述反应中,过程②属于________反应。
(3)若过程①发生的是取代反应,且另一种产物有HBr,写出由A到B发生反应的化学方程式:
_________________________________________________________。
(4)非诺洛芬的一