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(新课标2)2021届高三化学下学期4月三模适应性训练三
(新课标2)2021届高三化学下学期4月三模适应性训练三
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8
(新课标2)2021届高三化学下学期4月三模适应性训练三
一、单选题
1.化合物X是一种治疗高血脂新药的中间体,其结构简式如图所示。下列有关化合物X的说法正确的是
A.该有机物的分子式为C32H34O6
B.化合物X能发生加成反应、取代反应、加聚反应
C.分子中只存在1个手性碳原子
D.1 mol化合物X最多可与12 mol H2发生加成反应
2.下列实验操作、现象和结论都正确的是
选项
实验操作和现象
结论或解释
A
向NH4Al(SO4)2溶液中逐滴滴加NaOH溶液至过量,立即出现沉淀后沉淀不变,最后沉淀全部溶解
Al3+先与OH反应,NH4+后与OH
反应,Al(OH)3最后与OH-反应
B
将Fe(NO3)2样品溶于稀硫酸后,滴加KSCN溶液,溶液变为红色
样品已部分或全部变质
C
加热盛有少量NH4HCO3固体的试管,并在试管口放置润湿的红色石蕊试纸,石蕊试纸变蓝
NH4HCO3显碱性
D
向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色
溶液中含Br2
A.A B.B C.C D.D
3.可以将反应Zn+Br2=ZnBr2设计成原电池,下列4个电极反应中,分别表示正极反应和负极反应的是
①Br2+2e-=2Br- ②2Br--2e-=Br2 ③Zn-2e-=Zn2+ ④Zn2++2e-=Zn
A.②和③ B.①和④ C.②和④ D.①和③
4.在25°C时,向a mL 0.10mol·L-1的HNO2溶液中逐滴加入0.10mol·L-1的NaOH溶液,滴定过程中,混合溶液的pOH[pOH= -lgc(OH-)]与NaOH溶液的体积V的关系如图所示。已知P点溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HNO2),下列说法不正确的是( )
A.25°C时,HNO2电离常数的数量级是10-4
B.M点溶液中存在:3c(H+)+ c(HNO2)=3c(OH-)+ c(NO2-)
C.图上M、N、P、Q四点溶液中所含离子的种类相同
D.a=10.80
5.短周期主族元素X、Y、Z、W的原子序数依次增大,它们原子的最外层电子数之和为16,Z原子的最外层电子数等于其电子层数,Y与W处于同一主族,X的原子半径小于Y。下列说法正确的是
A.X、Y形成的化合物只有一种
B.原子半径:r(Y)<r(W)<r(Z)
C.W的简单气态氢化物的热稳定性比Y的强
D.W的氧化物对应的水化物一定是强酸
6.某溶液中含有大量的Cl﹣、Br﹣、I﹣,若向1L该混合溶液中通入一定量的Cl2,溶液中Cl﹣、Br﹣、I﹣的物质的量与通入Cl2的体积(标准状况)的关系如下表所示,原溶液中Cl﹣、Br﹣、I﹣的物质的量浓度之比为
Cl2的体积(标准状况)
5.6L
11.2L
22.4L
n(Cl﹣)/mol
1.5
2.0
3.0
n(Br﹣)/mol
3.0
2.8
1.8
n(I﹣)/mol
x(x>0)
0
0
A.5:15:4 B.5:12:4
C.15:30:8 D.条件不足,无法计算
7.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.常温常压下,22.4 L乙烯中C—H键数为4NA
B.1 mol羟基中电子数为10NA
C.在反应KIO3+6HI=KI+3I2+3H2O中,每生成3 mol I2转移的电子数为6NA
D.常温下,1 L 0.1 mol·L-1的NH4NO3溶液中氮原子数为0.2NA
二、实验题
8.苯甲醇是一种重要的化工原料,广泛用于香料、造纸、制药和印染等行业。实验室制备苯甲醇的反应原理和有关数据如图:
2+K2CO3+H2O→2+CO2↑+2KCl
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
密度/(g·cm-3)
水溶性
氯化苄
126.5
-43
179.4
1.1
不溶
碳酸钾
138
891
——
2.4
易溶
四乙基溴化铵
——
——
——
——
易溶
苯甲醇
108
-15.3
205.3
1.0
易溶
实验步骤:如图所示,在装有电动搅拌器的250 mL三颈烧瓶里加人9.0 g碳酸钾(过量),70.0 mL水,加热溶解,再加入20 mL四乙基溴化铵[(CH3CH2)4NBr]溶液和12.0 mL氯化苄。搅拌加热回流反应l~1.5 h。反应结束后冷却,并转入125 mL分液漏斗中,分出有机层,水层用萃取剂萃取三次。合并萃取液和有机层,加入无水硫酸镁固体,静置、过滤。最后进行蒸馏纯化,收集200~208 ℃的馏分,得8.4 mL苯甲醇。
回答下列问题:
(1)仪器Y的名称__,冷却水应从__(填“上口”或“下口”)通入。由于苯甲醇的沸点较高,在蒸馏纯化操作中最适宜选用的仪器之一是__。
A. B. C.
(2)本实验中加入无水硫酸镁的目的是__。从绿色化学角度考虑,萃取剂宜采用__。
A.乙醇 B.乙酸乙酯 C.苯 D.氯仿
(3)某同学认为该装置中的电动搅拌器可以换成沸石,以防暴沸。该说法__(填“是”或“否”)正确,其理由是__。
(4)本实验苯甲醇的产率为__%(计算结果保留一位小数)。
三、结构与性质
9.为纪念元素周期表诞生150周年,IUPAC等向世界介绍118位优秀青年化学家,并形成一张“青年化学家元素周期表”。中国学者雷晓光、姜雪峰、曾晨婕、刘庄分别成为“N、S、Sc、Hg”元素的代言人。回答下列问题:
(1)S在元素周期表中的位置___。
(2)N与P同主族,能用元素周期律解释非金属性N>P的是___。
a.还原性:NH3>PH3
b.沸点:NH3>PH3
c.热稳定性:NH3>PH3
d.酸性:HNO3>H3PO4
(3)磷、氮、氧是周期表中相邻的三种元素
①N、P、O的电负性按由大到小的排序是___。
②NH3、PH3、H2O的键角由大到小的排序是___。
(4)汞受热易变成汞蒸气,该变化克服的作用力是___。
(5)《本草纲目》曾记载利尿剂甘汞(Hg2Cl2)制法:“用水银一两,白矾[KAl(SO4)2]二两,食盐一两,同研,不见星。铺于器内,以小乌盆覆之,筛灶灰,盐水和,封固盘口,以炭打二柱香取开,则粉升于盆上矣,其白如雪,轻盈可爱,一两汞可升粉八钱。”由此可知甘汞(Hg2Cl2)的晶体类型是___。
(6)钪晶体的晶胞如图所示,已知钪晶胞底边边长为apm,高为bpm,NA表示阿伏加德罗常数的值,则钪晶体的密度为___ g/cm3。(只列出计算式)
四、原理综合题
10.合理的利用吸收工业产生的废气CO2、NO2、SO2等可以减少污染,变废为宝。
(1)用CO2可以生产燃料甲醇。
已知:CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ•mol﹣1;
2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣bkJ•mol﹣1;
则表示CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为:___________。
(2)光气(COCl2)是一种重要化工原料,常用于聚酯类材料的生产,工业上通过Cl2(g)+CO(g)⇌COCl2(g)△H<0制备。图1为实验研究过程中容器内各物质的浓度随时间变化的曲线。回答下列问题:
①0~6min内,反应的平均速率v(Cl2)=___________;
②该反应第一次达平衡时的平衡常数为___________,10min改变的条件是___________。
(3)利用氨水可以将SO2和NO2吸收,原理如图2所示:NO2被吸收的离子方程式是___________。
(4)以甲醇燃料电池为电源,粗硅为原料,熔融盐电解法制取硅烷原理如图3,判断A为电源的___________极,电解时阳极的电极反应式为___________。
五、工业流程题
11.一种重要的降血糖药物M()的合成路线如下(略去部分反应条件):
已知:
回答下列问题:
(1)B的名称为________,F的结构简式为________。
(2)反应②的反应类型为________。
(3)下列关于上述涉及的有机物的说法正确的是________(填标号)。
a.化合物E能使酸性高锰酸钾溶液褪色
b.化合物F既能与盐酸反应,又能与溶液反应
c.M中含氧官能团的名称为酯基、酮基
(4)写出的化学方程式:________。
(5)由G可制得物质I(),写出满足下列条件的I的同分异构体的结构简式:________。
①能与溶液发生显色反应
②除苯环外不含其他环
③谱中峰面积之比为
(6)请设计以G为原料合成H的合理路线流程图(无机试剂任选)。_______________
12.硅是信息产业、太阳能电池光电转化的基础材料。锌还原四氯化硅是一种有着良好应用前景的制备硅的方法,该制备过程示意如下:
(1)焦炭在过程Ⅰ中作______剂。
(2)过程Ⅱ中的Cl2用电解饱和食盐水制备,制备Cl2的化学方程式是____。
(3)整个制备过程必须严格控制无水。
①SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸,反应的化学方程式是_____。
②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑,需将约90℃的潮湿氯气先冷却至12℃,然后再通入到浓H2SO4中。冷却的作用是____。
(4)Zn还原SiCl4的反应如下:
反应1: 400℃~756℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(l) ΔH1<0
反应2: 756℃~907℃ ,SiCl4(g) + 2Zn(l)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH2<0
反应3: 907℃~1410℃,SiCl4(g) + 2Zn(g)Si(s) + 2ZnCl2(g) ΔH3<0
① 对于上述三个反应,下列说法合理的是_____。
a.升高温度会提高SiCl4的转化率 b.还原过程需在无氧的气氛中进行
c.增大压强能提高反应的速率 d.Na、Mg可以代替Zn还原SiCl4
② 实际制备过程选择“反应3”,选择的理由是____。
③ 已知Zn(l)=Zn(g) ΔH = +116 KJ/mol 。若SiCl4的转化率均为90%,每投入1mol SiCl4,“反应3”比“反应2”多放出_____kJ的热量。
(5)用硅制作太阳能电池时,为减弱光在硅表面的反射,采用化学腐蚀法在其表面形成粗糙的多孔硅层。腐蚀剂常用稀HNO3和HF的混合液。硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6。用化学方程式表示SiO2转化为H2SiF6的过程_____。
参考答案
1.C
【详解】
A.该有机物的分子式为C32H36O6,A说法错误;
B.化合物X含有3个酯基,可发生水解反应(取代反应)、3个苯环能发生加成反应,不能加聚反应,B说法错误;
C.分子中手性碳原子为饱和碳原子,只存在1个手性碳原子,即标注位置,C说法正确;
D.1 mol化合物X中,3mol酯基不能发生加成反应,而苯环可发生加成反应,故最多可与9mol H2发生加成反应,D说法错误;
答案为C。
2.A
【详解】
A.根据实验现象:立即出现沉淀后沉淀不变,最后沉淀全部溶解,则Al3+先与OH-反应生成氢氧化铝沉淀,NH4+后与OH-反应产生氨气,Al(OH)3最后与OH-反应生成偏铝酸根,沉淀溶解,故A正确;
B.Fe2+在酸性条件下会被硝酸根离子氧化成Fe3+,故加入KSCN溶液后变红,无法判断原样品是否变质,B项错误;
C.NH4HCO3固体受热易分解生成氨气、二氧化碳与水,其中氨气能使湿润的红色石蕊试纸变蓝,则不能证明NH4HCO3是否显碱性,C项错误;
D.向某黄色溶液中加入淀粉KI溶液,溶液呈蓝色,说明混合后的溶液中有I2分子,则原溶液可能含有I2、Fe3+或Br2等,D项错误;
答案选A。
3.D
【详解】
在反应Zn+Br2=ZnBr2中,Zn由0价升高到+2价,Br由0价降低到-1价,若设计成原电池,则Zn作负极,Br2作正极。在负极:Zn失电子生成Zn2+,电极反应式为Zn-2e-=Zn2+;在正极,Br2得电子生成Br-,电极反应式为Br2+2e-=2Br-;则①和③符合题意,故选D。
4.B
【分析】
已知P点溶液中存在c(OH-)=c(H+)+c(HNO2),同时溶液中存在电荷守恒:c(OH-)+c(NO2-)=c(H+)+c(Na+),二式联立可得:c(NO2-)+c(HNO2)=c(Na+),此为NaNO2溶液中的物料守恒式,即P点溶液中的溶质只有NaNO2,亚硝酸和氢氧化钠恰好完全反应,所以初始亚硝酸溶液的体积为10.80mL,据此分析作答。
【详解】
A. HNO2的电离常数,未滴加氢氧化钠时,0.1mol/L的HNO2溶液的pOH=11.85,即溶液中c(OH-)=10-11.85mol/L,根据水的离子积可知c(H+)=10-2.15mol/L,溶液中存在电离平衡HNO2⇌H++NO2-,溶液中氢离子浓度和亚硝酸根离子浓度大致相等,所以,故25°C时,HNO2电离常数的数量级是10-4,故A正确;
B. 根据以上分析可知a=10.80,所以当加入5.40mL氢氧化钠溶液时溶液中的溶质为等物质的量的HNO2和NaNO2,存在电荷守恒:c(OH-)+c(NO2-)=c(H+)+c(Na+),存在物料守恒:c(NO2-)+c(HNO2)=2c(Na+),二式联立可得2c(H+)+c(HNO2)=2c(OH-)+c(NO2-),故B错误;
C. M、N、P、Q四点溶液中均含有:H+、OH-、NO2-、Na+,故四点溶液中所含离子的种类相同,故C正确;
D. 根据以上分析可知a=10.80,故D正确;
故选B。
5.B
【分析】
Z原子的最外层电子数等于其电子层数,且Z原子序数在X、Y后,故Z可能是Be或Al,Y和W处于同一主族说明最外层电子数相同,X的原子半径小于Y,说明X和Y不在同一周期,X在上一周期,说明X是氢,Y和W最外层电子数是6,Y为O,W为S,故Z为Al。
【详解】
A.H和O元素形成的化合物有水和过氧化氢,故A不正确;
B.原子半径根据元素周期律判断r(O)<r(S)<r(Al),故B正确;
C.S的氢化物稳定性比O的氢化物稳定性差,因为S的非金属性比O的弱,故C不正确;
D.S的氧化物对应的水化物可能是硫酸也可能是亚硫酸,亚硫酸是弱酸,故D不正确;
故选答案B。
【点睛】
根据元素周期律进行判断,注意半径的比较中同周期除去稀有气体。
6.A
【详解】
还原性:I->Br-,加入氯气5.6L时溶液中I-为xmol,则说明通入5.6L Cl2只发生:Cl2+2I-═I2+2Cl-,由表中数据可知原溶液中溴离子为3mol,通入11.2L氯气,其物质的量为=0.5mol,I-为0mol,碘离子完全反应,同时氧化0.2mol溴离子,发生反应:Cl2 +2Br-═Br2+2Cl-,Cl2+2I-═I2+2Cl-,氯气反应生成的氯离子为0.5mol×2=1mol,故原溶液中氯离子为2mol-1mol=1mol,由方程式可知溶液中阴离子总的物质的量不变(不含氢氧根离子),故原溶液中碘离子的物质的量为2mol+2.8mol-1mol-3mol=0.8mol,故原溶液中Cl-、Br-、I-物质的量之比为1mol:3mol:0.8mol=5:15:4,故选A。
7.D
【详解】
试题分析:A.先不能根据计算n(C2H4)为1mol,因为不是标准状况下,常温常压下应根据计算n(C2H4)为小于1mol,再根据分子结构关系式C2H4 ~ 4 C-H键中共价键与分子的系数之比等于n之比可知,C-H键小于4 mol,A错误;B.由物质组成关系式-OH ~ (8+1)e-中电子与羟基的系数之比等于n之比可知,所含电子为9mol,B错误;C.由归中反应中元素化合价归中不交叉可得关系式:KIO3 + 6 HI =" KI" + 3 I2 + 3 H2O ~ 5 e-,其中转移电子与I2的系数之比等于n之比可知,转移电子为5mol,C错误;D.先由cV可知,n(NH4NO3)为0.1mol,再由溶剂不含氮、溶质组成关系式NH4NO3 ~ 2 N可知,所含N为0.2mol,D正确。答案选D。
【考点定位】考查以阿伏加德罗常数、物质的量为中心的计算。
8.三颈烧瓶 下口 B 干燥 B 否 电动搅拌器使互不相溶的反应液混合均匀,加快反应速率 74.5
【详解】
(1)由实验装置图可知Y为三颈烧瓶;X为球形冷凝管,冷凝回流时冷水从下口进入以使冷水和热蒸气之间的接触面积大;苯甲醇的沸点较高,为205.3 ℃,在常温下即为液体,在蒸馏纯化操作中无需冷凝,最适宜选用的仪器之一是B空气冷凝管。
(2)加入无水硫酸镁的目的是为了除去有几层中的水,起到干燥的作用;
A.乙醇能溶解很多有机物和无机物,不能做萃取剂,故A不符合题意;
B.乙酸乙酯无毒,可做萃取剂,故B符合题意;
C.苯有毒,不适合做萃取剂,故C不符合题意;
D.氯仿有毒,不适合做萃取剂,故D不符合题意;
故答案为B。
(3)该装置中的电动搅拌器不可以换成沸石,因为电动搅拌器的作用是使互不相溶的反应液混合均匀,加快反应速率。
(4)由题意可知9.0 g碳酸钾(过量),依据12.0 mL氯化苄来进行计算,12.0 mL氯化苄的质量为12.0 mL×1.1 g·cm-3=13.2 g,利用化学方程式2+K2CO3+H2O→2+CO2↑+2KCl可知,13.2 g氯化苄参与反应可生成苯甲醇的质量为则苯甲醇的产率为
9.第三周期第VIA族 cd ONP NH3、PH3、H2O 金属键 分子晶体
【详解】
(1)S是16号元素,在元素周期表中第三周期第VIA族;
(2) a.氮的非金属性强于磷,则还原性:NH3<PH3,a错误;
b.物质的沸点是物理性质,故不能表明化学性质,b不选;
c.元素的非金属越强,热稳定性越强,则热稳定性:NH3>PH3,能说明非金属性N>P,c选;
d.元素的非金属越强,最高价氧化物对应水化物的酸性越强,故酸性:HNO3>H3PO4,能说明非金属性N>P,d选;
综上所诉,答案为cd;
(3)磷、氮、氧是周期表中相邻的三种元素
①非金属性越强,电负性越强,因为 N、P、O的非金属性由强到弱为:ONP,故电负性按由大到小的排序是ONP;
②NH3与PH3均是三角锥形,N—H键键能强于P—H键,排斥力更强,故键角NH3>PH3,H2O是V型,孤对电子的斥力更大,键角较小;故三者的键角由大到小的排序是NH3、PH3、H2O;
(4)汞是金属晶体,汞受热易变成汞蒸气,克服的作用力是金属键;
(5)根据本草纲目中的记载可知,甘汞(Hg2Cl2)沸点低,易升华,故甘汞(Hg2Cl2)是分子晶体;
(6)由图可知,钪晶胞底边边长为apm,高为bpm,NA表示阿伏加德罗常数,含钪原子:,钪晶体的密度为。
10.2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=(2a-3b)kJ·mol-1 0.15mol·L-1·min-1 30 升高温度 2NO2+4HSO=N2+4SO+4H+ 负 Si+4H+-4e-=SiH4
【详解】
(1)已知:①CO2(g)+3H2(g)═CH3OH(g)+H2O(l)△H=﹣akJ•mol﹣1;②2H2(g)+O2(g)═2H2O(l)△H=﹣bkJ•mol﹣1;根据盖斯定律:由②×3-①×2可得2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)则ΔH=(﹣bkJ•mol﹣1)×3-(﹣akJ•mol﹣1)×2=2a-3bkJ·mol-1;CH3OH(g)燃烧的热化学方程式为2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=(2a-3b)kJ·mol-1;故答案为2CH3OH(g)+3O2(g)=2CO2(g)+4H2O(l)ΔH=(2a-3b)kJ·mol-1;
(2)①由图可知,6min时Cl2的平衡浓度为0.3mol/L,变化为1.2mol/L-0.3mol/L=0.9mol/L,则v===0.15mol•L-1•min-1;故答案为0.15mol•L-1•min-1;
②8min时,平衡时c(Cl2)=0.3mol/L、c(CO)=0.1mol/L、c(COCl2)=0.9mol/L,即K==30;影响平衡移动的因素有温度、浓度和压强,该反应是放热反应,由图可知,第10min时平衡逆向移动,只能是升温,由图1可知,升温平衡向逆反应方向移动,正反应为放热反应,所以温度高,平衡常数减小;故答案为30;升高温度;
(3)二氧化氮具有强的氧化性,能够氧化亚硫酸氢根离子生成硫酸根离子,二氧化氮被还原为氮气,离子方程式:2NO2+4HSO=N2+4SO+4H+;故答案为2NO2+4HSO=N2+4SO+4H+;
(4)从图示知,粗硅变化为SiH4,失电子发生氧化反应,B为电源的正极,A为电源的负极,H-移向阳极生成SiH4,电极反应式为Si+4H+-4e-=SiH4↑;故答案为负;Si+4H+-4e-=SiH4↑。
【点睛】
应用盖斯定律进行简单计算时,关键在于设计反应过程,同时注意:①参照新的热化学方程式(目标热化学方程式),结合原热化学方程式(一般2~3个)进行合理“变形”,如热化学方程式颠倒、乘除以某一个数,然后将它们相加、减,得到目标热化学方程式,求出目标热化学方程式的ΔH与原热化学方程式之间ΔH的换算关系。②当热化学方程式乘、除以某一个数时,ΔH也应相应地乘、除以某一个数;方程式进行加减运算时,ΔH也同样要进行加减运算,且要带“+”“-”符号,即把ΔH看作一个整体进行运算。③将一个热化学方程式颠倒书写时,ΔH的符号也随之改变,但数值不变。④在设计反应过程中,会遇到同一物质的三态(固、液、气)的相互转化,状态由固→液→气变化时,会吸热;反之会放热。
11.苯甲醛 消去反应 ab ++HCl 和
【分析】
由有机物的转化关系可知,与发生加成反应生成,则B为;在浓硫酸作用下,共热发生消去反应生成,则D为;在催化剂作用下,与氢气发生加成反应生成,在催化剂作用下,在酸性条件下转化为,则F为;在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,在铜做催化剂作用下,与氧气发生催化氧化反应生成,在催化剂作用下,与氧气发生催化氧化反应生成,在催化剂作用下,与氢气发生加成反应生成,与五氯化磷发生取代反应生成;在吡啶条件下,与发生取代反应生成。
【详解】
(1)B的结构简式为,名称为苯甲醛;由分析可知F的结构简式为,故答案为:苯甲醛;;
(2)反应②为在浓硫酸作用下,共热发生消去反应生成,故答案为:消去反应;
(3)a.化合物E的结构简式为, E分子中与苯环直接相连的碳原子上含有氢原子,能表现苯的同系物的性质,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,故正确;
b.化合物F的结构简式为,F分子含有的官能团为氨基和羧基,能表现氨基酸的性质,既能与盐酸反应,又能与溶液反应,故正确;
c.M的结构简式为,M分子中含有氧官能团为羧基和肽键,故错误;
ab正确,故答案为:ab;
(4)F+H→M的反应为在吡啶作用下,与发生取代反应生成和氯化氢,反应的化学方程式为++HCl,故答案为:++HCl;
(5)I的结构简式为,其同分异构体能与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,除苯环外不含其他环说明含有碳碳双键,由谱中峰面积之比为6:2:1:1:1可知同分异构体的结构简式为和,故答案为:和;
(6)由G和H的结构简式和题给信息可知,以G为原料合成H的步骤为在氢氧化钠溶液中共热发生水解反应生成,在铜做催化剂作用下,与氧气发生催化氧化反应生成,在催化剂作用下,与氧气发生催化氧化反应生成,在催化剂作用下,与氢气发生加成反应生成,与五氯化磷发生取代反应生成,合成路线如下: ,故答案为: 。
【点睛】
同分异构体能与溶液发生显色反应,说明含有酚羟基,除苯环外不含其他环说明含有碳碳双键,由谱中峰面积之比为6:2:1:1:1可知分子结构中含有2个甲基,结构对称是确定同分异构体结构简式的关键。
12.还原 2NaCl + 2H2O2NaOH + Cl2↑+ H2↑ SiCl4+ 2H2O = SiO2+ 4HCl 使水蒸气冷凝,减少进入浓硫酸的水量,保持持续的吸水性,并降低放出的热量 b c d 温度高,反应速率快;与前两个反应比较,更易于使硅分离 208.8 SiO2+6HF = H2SiF6+ 2H2O
【分析】
(1)根据反应Ⅰ的化学方程式分析焦炭作还原剂。
(2)电解饱和食盐水制备Cl2的化学方程式是2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑。
(3)①SiCl4水解生成SiO2和HCl。
②干燥Cl2时,从有利于充分干燥和操作安全的角度考虑冷却的作用。
(4)① a.分析温度对平衡的影响; b.锌和硅容易被氧化;
c.压强对速率的影响; d.从还原性角度分析
② 对比三个反应,从反应速率以及状态分析。
③ 反应热的计算和盖斯定律的应用。
(5)SiO2和HF反应生成H2SiF6。
【详解】
(1)碳与二氧化硅反应方程式为SiO2+2CSi+2CO↑,碳元素在反应中化合价升高,发生氧化反应,碳做还原剂,故填:还原;
(2)电解氯化钠溶液生成氢氧化钠、氯气和氢气,方程式为:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑,故填:2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2↑+H2↑;
(3)①根据SiCl4遇水剧烈水解生成SiO2和一种酸的信息,反应物是SiCl4和水,生成物为二氧化硅,根据氧原子守恒,水分子前的系数为2,根据氢原子和氯原子守恒,另一产物为氯化氢,氯化氢前的系数为4,化学反应方程式为SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl。②潮湿氯气中含有较多的水蒸气,先冷却至12℃,此时使水蒸气冷凝,然后再通入到浓H2SO4中,进入浓硫酸的水量少了,保证浓硫酸的良好吸水性,水和浓硫酸作用放热,所以进入硫酸的水少了,能降低放出的热量,故填:①SiCl4+2H2O═SiO2+4HCl;②使水蒸气冷凝,减少进入浓硫酸的水量,保持持续的吸水性,并降低放出的热量;
(4)①对于三个反应,△H<0,表示都是放热反应,a.升高温度,平衡向吸热的方向移动,所以会降低SiCl4的转化率,a错误;b.Si遇氧气在高温的条件下反应生成二氧化硅,所以还原过程需在无氧的气氛中进行,b正确;c.有气体参加的反应,增大压强,能加快反应的速率,对于三个反应,都有气体参与,所以增大压强,能提高反应的速率,c正确;d.Na、Mg都是还原性比较强的金属,可以代替Zn还原SiCl4,d正确;故选bcd;②反应2与反应1比较,反应2产物为固体和气体比反应1更易于分离,反应3与反应2比较,反应物都为气态,温度高,反应速率更快,所以实际制备过程选择“反应3”,温度高反应速率快;与前两个反应比较更易于使硅分离,故填:温度高反应速率快;与前两个反应比较更易于使硅分离;③每投入1mol SiCl4,有2molZn参加反应,“反应3”与“反应2”比较,反应2中锌为液态,根据Zn(l)═Zn(g)△H=+116KJ/mol,若SiCl4的转化率均为90%,“反应3”比“反应2”多放出116KJ/mol×2×90%=208.8KJ,故填:208.8;
(5)二氧化硅和氢氟酸反应:SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O;SiF4+2HF=H2SiF6,所以用稀HNO3和HF的混合液,硅表面首先形成SiO2,最后转化为H2SiF6的化学方程式为SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O,故填:SiO2+6HF═H2SiF6+2H2O。
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