1、 山东省山东省 2020 年普通高中学业水平等级考试年普通高中学业水平等级考试 注意事项:1答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。2回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。3考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。可能用到的相对原子质量:H 1C 12O 16Na 23Cl 35.5Fe 56 一、选择题:本题共 10 小题,每小题 2 分,共 20 分。每小题只有一个选项符合题目要求。1实验室中下列做法错误的是()A用冷水贮存白磷 B用
2、浓硫酸干燥二氧化硫 C用酒精灯直接加热蒸发皿 D用二氧化碳灭火器扑灭金属钾的燃烧 答案D 解析白磷易自燃,与水不反应,故可以保存在冷水中,A 项正确;浓硫酸与二氧化硫不反应,可用浓硫酸干燥二氧化硫,B 项正确;蒸发皿、坩埚都可以直接加热,C 项正确;钾的燃烧产物可以与二氧化碳反应产生氧气助燃,故燃烧的钾不能用二氧化碳灭火器扑灭,D项错误。2下列叙述不涉及氧化还原反应的是()A谷物发酵酿造食醋 B小苏打用作食品膨松剂 C含氯消毒剂用于环境消毒 D大气中 NO2参与酸雨形成 答案B 解析谷物发酵的过程中包含淀粉水解、葡萄糖转化为乙醇、乙醇氧化为乙酸的过程;小苏打分解的化学方程式为 2NaHCO3N
3、a2CO3CO2H2O,不是氧化还原反应;含氯消毒剂有强氧化性,可用于环境消毒;NO2与水发生反应 3NO2H2O=NO2HNO3,是氧化还原反应。3短周期主族元素 X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,基态 X 原子的电子总数是其最高能级电子数的 2 倍,Z 可与 X 形成淡黄色化合物 Z2X2,Y、W 最外层电子数相同。下列说法正确的是()A第一电离能:WXYZ B简单离子的还原性:YXW C简单离子的半径:WXYZ D氢化物水溶液的酸性:YW 答案C 解析根据题目信息可推知,X、Y、Z、W 四种元素分别为 O、F、Na、Cl。第一电离能:FOClNa,A 项错误;简单离子的还原性:ClO2
4、F,B 项错误;电子层数越多,离子半径越大;对于核外电子排布相同的离子,核电荷数越大,半径越小,C 项正确;氢氟酸为弱酸,盐酸为强酸,D 项错误。4下列关于 C、Si 及其化合物结构与性质的论述错误的是()A键能 CCSiSi、CHSiH,因此 C2H6稳定性大于 Si2H6 B立方型 SiC 是与金刚石成键、结构均相似的共价晶体,因此具有很高的硬度 CSiH4中 Si 的化合价为4,CH4中 C 的化合价为4,因此 SiH4还原性小于 CH4 DSi 原子间难形成双键而 C 原子间可以,是因为 Si 的原子半径大于 C,难形成 pp 键 答案C 解析键长越短,键能越大,分子越稳定,A 项正确
5、;SiC 与金刚石结构相似,属于共价晶体,硬度大,熔点高,B 项正确;SiH4中 Si 也为4 价,且 SiH4还原性强于 CH4,C 项错误;键是 p 轨道电子以“肩并肩”方式相互重叠形成的,半径越大越不易形成,D 项正确。5利用下列装置(夹持装置略)进行实验,能达到实验目的的是()A用甲装置制备并收集 CO2 B用乙装置制备溴苯并验证有 HBr 产生 C用丙装置制备无水 MgCl2 D用丁装置在铁上镀铜 答案C 解析CO2密度比空气大,应该用向上排空气法收集,A 项错误;溴蒸气易挥发,挥发出的溴也能与硝酸银溶液反应生成淡黄色沉淀,B 项错误;氯化镁易水解,故需要在氯化氢气流中加热脱去结晶水
6、,C 项正确;铁上镀铜需要铜作阳极,铁作阴极,D 项错误。6从中草药中提取的 calebinA(结构简式如下)可用于治疗阿尔茨海默症。下列关于calebinA 的说法错误的是()A可与 FeCl3溶液发生显色反应 B其酸性水解的产物均可与 Na2CO3溶液反应 C苯环上氢原子发生氯代时,一氯代物有 6 种 D1 mol 该分子最多与 8 mol H2发生加成反应 答案D 解析该有机物分子内含有酚羟基,可与氯化铁溶液反应生成紫色物质,A 项正确;分子内含有酚羟基和酯基,且酯基在酸性条件下水解生成羧基,产物可以与碳酸钠反应,B 项正确;苯环上共有 6 种氢原子,故苯环上的一氯代物有 6 种,C 项
7、正确;酮羰基可以与氢气加成,故 1 mol 该有机物可以与 9 mol H2加成,D 项错误。7B3N3H6(无机苯)的结构与苯类似,也有大 键。下列关于 B3N3H6的说法错误的是()A其熔点主要取决于所含化学键的键能 B形成大 键的电子全部由 N 提供 C分子中 B 和 N 的杂化方式相同 D分子中所有原子共平面 答案A 解析无机苯属于分子晶体,其熔点与分子间作用力有关,与键能无关,A 项错误;B 的最外层电子排布式为 2s22p1,N 的最外层电子排布式为 2s22p3,经过 sp2轨道杂化后,N 原子剩下一对孤电子对,B 原子剩下一个空的 p 轨道,所以形成大 键的电子全部由 N 提供
8、,B项正确;B 和 N 都是 sp2杂化,键角为 120,分子中所有原子共平面,C、D 项正确。8实验室分离 Fe3和 Al3的流程如下:已知 Fe3在浓盐酸中生成黄色配离子FeCl4,该配离子在乙醚(Et2O,沸点 34.6)中生成缔合物 Et2OHFeCl4。下列说法错误的是()A萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向下 B分液时,应先将下层液体由分液漏斗下口放出 C分液后水相为无色,说明已达到分离目的 D蒸馏时选用直形冷凝管 答案A 解析萃取振荡时,分液漏斗下口应倾斜向上,A 项错误;分液时先将下层液体从下口放 出,B 项正确;水相为无色说明黄色配离子基本被萃取出来,C 项正确;直形冷凝管有利
9、于液体流出,D 项正确。9以菱镁矿(主要成分为 MgCO3,含少量 SiO2、Fe2O3和 Al2O3)为原料制备高纯镁砂的工艺流程如下:已知浸出时产生的废渣中有 SO2,Fe(OH)3和 Al(OH)3。下列说法错误的是()A浸出镁的反应为 MgO2NH4Cl=MgCl22NH3H2O B浸出和沉镁的操作均应在较高温度下进行 C流程中可循环使用的物质有 NH3、NH4Cl D分离 Mg2与 Al3、Fe3是利用了它们氢氧化物 Ksp的不同 答案B 解析氯化铵溶液显酸性,与 MgO 反应,相当于 MgO 促进了氯化铵的水解,生成氨气,A 项正确;氨水易分解,故沉镁时温度不可太高,B 项错误;由
10、流程图可知氨气可循环使用,沉镁过程中产生氯化铵,故氯化铵也可循环使用,C 项正确;浸出过程中产生Fe(OH)3和 Al(OH)3,沉镁过程中加氨水调节 pH 产生 Mg(OH)2,利用三种离子氢氧化物Ksp的不同,使其先后沉淀而分离,D 项正确。10微生物脱盐电池是一种高效、经济的能源装置,利用微生物处理有机废水获得电能,同时可实现海水淡化。现以 NaCl 溶液模拟海水,采用惰性电极,用下图装置处理有机废水(以含 CH3COO的溶液为例)。下列说法错误的是()A负极反应为 CH3COO2H2O8e=2CO27H B隔膜 1 为阳离子交换膜,隔膜 2 为阴离子交换膜 C当电路中转移 1 mol
11、电子时,模拟海水理论上除盐 58.5 g D电池工作一段时间后,正、负极产生气体的物质的量之比为 21 答案B 解析由装置示意图可知,负极区 CH3COO发生氧化反应生成 CO2和 H,A 项正确;隔膜 1 为阴离子交换膜,隔膜 2 为阳离子交换膜,才能使模拟海水中的氯离子移向负极,钠离子移向正极,达到海水淡化的目的,B 项错误;电路中有 1 mol 电子通过,则电解质溶液中有 1 mol 钠离子移向正极,1 mol 氯离子移向负极,C 项正确;负极产生 CO2:CH3COO2H2O8e=2CO27H,正极产生 H2:2H2e=H2,根据电荷守恒,正、负极产生气体的物质的量之比为 21,D 项
12、正确。二、选择题:本题共 5 小题,每小题 4 分,共 20 分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,全部选对得 4 分,选对但不全的得 2 分,有选错的得 0 分。11下列操作不能达到实验目的的是()目的 操作 A 除去苯中少量的苯酚 加入适量 NaOH 溶液,振荡、静置、分液 B 证明酸性:碳酸苯酚 将盐酸与 NaHCO3混合产生的气体直接通入苯酚钠溶液 C 除去碱式滴定管胶管内的气泡 将尖嘴垂直向下,挤压胶管内玻璃球将气泡排出 D 配制用于检验醛基的氢氧化铜悬浊液 向试管中加入 2 mL 10%NaOH 溶液,再滴加数滴 2%CuSO4溶液,振荡 答案BC 解析A 项,苯酚与氢氧化钠反应
13、生成可溶于水的苯酚钠,而苯不溶于氢氧化钠溶液,可用分液法分离,能达到实验目的;B 项,盐酸具有挥发性,可与苯酚钠反应生成苯酚,干扰实验,不能达到实验目的;C 项,除去碱式滴定管胶管内的气泡,应将胶管稍向上弯曲,再挤压胶管中的玻璃球,该项不能达到实验目的;D 项,配制新制氢氧化铜悬浊液,应使 氢氧化钠过量,该项能达到实验目的。12氰基丙烯酸异丁酯可用作医用胶,其结构简式如下。下列关于 氰基丙烯酸异丁酯的说法错误的是()A其分子式为 C8H11NO2 B分子中的碳原子有 3 种杂化方式 C分子中可能共平面的碳原子最多为 6 个 D其任一含苯环的同分异构体中至少有 4 种不同化学环境的氢原子 答案C
14、 解析A 项,由结构简式可知,其分子式为 C8H11NO2,正确;B 项,分子中的碳原子含有sp、sp2、sp3 3 种杂化方式,正确;C 项,根据乙烯及酯基的结构分析可知,共面的碳原子最多为 7 个,错误;D 项,该分子含苯环的同分异构体中,等效氢原子种类最少的应具有对称结构,此对称结构的结构简式可为,该分子的等效氢为 4 种,正确。13采用惰性电极,以去离子水和氧气为原料通过电解法制备双氧水的装置如下图所示。忽略温度变化的影响,下列说法错误的是()A阳极反应为 2H2O4e=4HO2 B电解一段时间后,阳极室的 pH 未变 C电解过程中,H由 a 极区向 b 极区迁移 D电解一段时间后,a
15、 极生成的 O2与 b 极反应的 O2等量 答案D 解析A 项,根据题图可知 a 极为阳极,其反应式为 2H2O4e=4HO2,正确;B项,阳极室产生的氢离子通过质子交换膜进入阴极室,阳极室 pH 保持不变,正确;C 项,电解过程中阳离子移向阴极,故 H移向 b 极区,正确;D 项,根据电极反应式:阳极反应为 2H2O4e=4HO2,阴极反应为 2HO22e=H2O2,故 a 极生成的 O2与 b 极反应的 O2不等量,错误。141,3丁二烯与 HBr 发生加成反应分两步:第一步 H进攻 1,3丁二烯生成碳正离子();第二步 Br进攻碳正离子完成 1,2加成或 1,4加成。反应进程中的能量变化
16、如下图所示。已知在 0 和 40 时,1,2加成产物与 1,4加成产物的比例分别为 7030 和1585。下列说法正确的是()A1,4加成产物比 1,2加成产物稳定 B与 0 相比,40 时 1,3丁二烯的转化率增大 C从 0 升至 40,1,2加成正反应速率增大,1,4加成正反应速率减小 D从 0 升至 40,1,2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度 答案AD 解析A 项,由图可知 1,4加成产物的能量比 1,2加成产物的能量低,前者更稳定,正确;B项,由图可知,第一步为吸热反应,第二步为放热反应,升高温度第二步平衡逆向移动,1,3丁二烯的转化率减小,错误;C 项,升高温度,
17、反应速率均增大,错误;D 项,1,2加成反应为放热反应,升高温度平衡逆向移动,所以从 0 升至 40,1,2加成正反应速率的增大程度小于其逆反应速率的增大程度,正确。15 25 时,某 混 合 溶 液 中 c(CH3COOH)c(CH3COO)0.1 molL 1,lg c(CH3COOH)、lg c(CH3COO)、lg c(H)和 lg c(OH)随 pH 变化的关系如下图所示。Ka为CH3COOH 的电离常数,下列说法正确的是()AO 点时,c(CH3COOH)c(CH3COO)BN 点时,pHlg Ka C该体系中,c(CH3COOH)molL1 0.1(H+)a+(H+)DpH 由
18、7 到 14 的变化过程中,CH3COO的水解程度始终增大 答案BC 解析随着溶液碱性的增强,c(CH3COOH)减小,c(CH3COO)增大,故 MN 线表示lgc(CH3COO),NP 线表示 lgc(CH3COOH),MO 线表示 lgc(H),OP 线表示 lgc(OH)。O 点时,c(H)c(OH),N 点时,c(CH3COOH)c(CH3COO),A 项错误;N 点时,lgc(CH3COOH)与 lgc(CH3COO)相 等,故 c(H)Ka,pH lgKa,B 项 正 确;由CH3COOH 的电离平衡常数推导可知,故 c(CH3COOH)a=(H+)(CH3COO)(CH3COO
19、H)=(H+)0.1 (CH3COOH)(CH3COOH),C 项正确;溶液 pH 增大,碱性增强,CH3COO的水解程度减小,D 项错误。0.1(H+)a+(H+)三、非选择题:本题共 5 小题,共 60 分 16(12 分)用软锰矿(主要成分为 MnO2,含少量 Fe3O4、Al2O3)和 BaS 制备高纯 MnCO3的工艺流程如下:已知:MnO2是一种两性氧化物;25 时相关物质的 Ksp见下表。物质 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Al(OH)3 Mn(OH)2 Ksp 11016.3 11038.6 11032.3 11012.7 回答下列问题:(1)软锰矿预先粉碎的目的是_,MnO
20、2与 BaS 溶液反应转化为MnO 的化学方程式为_。(2)保持 BaS 投料量不变,随 MnO2与 BaS 投料比增大,S 的量达到最大值后无明显变化,而 Ba(OH)2的量达到最大值后会减小,减小的原因是_。(3)滤液可循环使用,应当将其导入到_操作中(填操作单元的名称)。(4)净化时需先加入的试剂 X 为_(填化学式),再使用氨水调溶液的 pH,则 pH 的理论最小值为_(当溶液中某离子浓度 c,1.0105 molL1时,可认为该离子沉淀完全)。(5)碳化过程中发生反应的离子方程式为_。答案(1)增大接触面积,充分反应,提高反应速率 MnO2BaSH2O=Ba(OH)2MnOS(2)过
21、量的 MnO2消耗了产生的 Ba(OH)2(3)蒸发(4)H2O24.9(5)Mn2NH3H2O=MnCO3H2O HCO3NH+4解析(1)软锰矿粉碎后,表面积增大,即在反应中增大了反应物的接触面积,一是可以使之充分反应;二是可以提高反应速率。由题给信息可知,反应物有 MnO2、BaS,生成物有MnO;由流程图中给出的信息可知,生成物中还有 Ba(OH)2和硫黄。根据原子守恒和得失电子守恒,可写出该反应的化学方程式 MnO2BaSH2O=MnOBa(OH)2S。(2)增大 MnO2与 BaS 的投料比,S 的量达到最大值后不再变化,说明过量的 MnO2与 S 不反应;Ba(OH)2的量达到最
22、大值后会减小,说明过量的 MnO2与 Ba(OH)2发生了反应,消 耗了产生的 Ba(OH)2。(3)滤液中还含有未结晶的 Ba(OH)2,可循环使用,应将其导入蒸发操作中。(4)软锰矿中含有的 Fe3O4、Al2O3杂质与硫酸反应生成 FeSO4、Fe2(SO4)3、Al2(SO4)3,要除去 Fe2,应先将 Fe2氧化为 Fe3,为了不引入其他杂质,加入的氧化剂 X 可选用 H2O2。因 Fe(OH)3和 Al(OH)3的组成相似,且 Fe(OH)3的 Ksp小于 Al(OH)3的,因此当 Al3完全沉淀时,Fe3也完全沉淀,由 KspAl(OH)311032.3可知,c(Al3)c3(O
23、H)11032.3,由题意知,当 c(Al3)1.0105 molL1时沉淀完全,可求得 c(OH)1109.1 molL1,即 c(H)1104.9 molL1,pH 的理论最小值为 4.9。(5)由流程图提供的信息可知,碳化时的反应物有碳酸氢铵、氨水、Mn2,生成物有MnCO3,由此可写出该反应的离子方程式为 Mn2NH3H2O=MnCO3HCO3NH+4H2O。17(12 分)CdSnAs2是一种高迁移率的新型热电材料,回答下列问题:(1)Sn 为A 族元素,单质 Sn 与干燥 Cl2反应生成 SnCl4。常温常压下 SnCl4为无色液体,SnCl4空间构型为_,其固体的晶体类型为_。(
24、2)NH3、PH3、AsH3的沸点由高到低的顺序为_(填化学式,下同),还原性由强到弱的顺序为_,键角由大到小的顺序为_。(3)含有多个配位原子的配体与同一中心离子(或原子)通过螯合配位成环而形成的配合物为螯合物。一种 Cd2配合物的结构如图所示,1 mol 该配合物中通过螯合作用形成的配位键有_ mol,该螯合物中 N 的杂化方式有_种。(4)以晶胞参数为单位长度建立的坐标系可以表示晶胞中各原子的位置,称作原子的分数坐标。四方晶系 CdSnAs2的晶胞结构如下图所示,晶胞棱边夹角均为 90,晶胞中部分原子的分数坐标如下表所示。坐标 原子 x y z Cd 0 0 0 Sn 0 0 0.5 A
25、s 0.25 0.25 0.125 一个晶胞中有_个 Sn,找出距离 Cd(0,0,0)最近的 Sn_(用分数坐标表示)。CdSnAs2晶体中与单个 Sn 键合的 As 有_个。答案(1)正四面体形分子晶体(2)NH3、AsH3、PH3AsH3、PH3、NH3NH3、PH3、AsH3(3)61(4)4(0.5,0,0.25)、(0.5,0.5,0)4 解析(1)Sn 最外层有 4 个电子,与 4 个 Cl 形成 4 个 键,因此 SnCl4的空间构型为正四面体形;由题给信息知 SnCl4常温常压下为液体,说明 SnCl4的熔点较低,所以其固体的晶体类型为分子晶体。(2)NH3、PH3、AsH3
26、均为分子晶体,NH3分子间形成氢键,因此沸点高于 PH3、AsH3;AsH3的相对分子质量大于 PH3,因此 AsH3的沸点高于 PH3,即三者沸点由高到低的顺序为 NH3、AsH3、PH3。非金属性:NPAs,因此氢化物的还原性由强到弱的顺序为AsH3、PH3、NH3。NH3、PH3、AsH3分子中,N、P、As 均形成 3 对共用电子对和一对孤电子对,原子半径:AsPN,键长:AsHPHNH,因此 键电子对之间的排斥力由强到弱的顺序为 NPAs,即键角由大到小的顺序为 NH3、PH3、AsH3。(3)由题给图示可知,通过螯合作用形成了 3 个环,每个环中 Cd2均可与 2 个 N 原子或
27、2个氧原子形成配位键,即 1 个 Cd2与 4 个 N 原子分别形成 4 个配位键,与 2 个 O 原子分别形成 2 个配位键,因此 1 mol 该配合物中通过螯合作用形成的配位键有 6 mol;由题给图 示可知,该配合物中有 2 种不同的 N 原子,每个 N 原子均形成 3 个 键,因此所有 N 原子的杂化方式均为 sp2杂化,即杂化方式只有 1 种。(4)由题给原子的分数坐标和晶胞图示可知,小白球表示的是 Sn 原子,Sn 原子位于面心和棱上,因此一个晶胞中含 Sn 原子个数6 4 4。由 Sn 和 As 的分数坐标可知,x、1214y 轴上 a pm 长的分数坐标为 1,z 轴上 2a
28、pm 长的分数坐标为 1。小黑球表示的是 Cd 原子,与 Cd(0,0,0)最近的 Sn 有两个,其分数坐标分别为(0.5,0,0.25)和(0.5,0.5,0)。灰球表示的是As 原子,每个 Sn 周围与 Sn 等距离的 As 原子有 4 个,即与单个 Sn 键合的 As 有 4 个。18(12 分)探究 CH3OH 合成反应化学平衡的影响因素,有利于提高 CH3OH 的产率。以CO2、H2为原料合成 CH3OH 涉及的主要反应如下:.CO2(g)3H2(g)CH3OH(g)H2O(g)H149.5 kJmol1.CO(g)2H2(g)CH3OH(g)H290.4 kJmol1.CO2(g)
29、H2(g)CO(g)H2O(g)H3 回答下列问题:(1)H3_ kJmol1。(2)一定条件下,向体积为 V L 的恒容密闭容器中通入 1 mol CO2和 3 mol H2发生上述反应,达到平衡时,容器中CH3OH(g)为a mol,CO 为b mol,此时H2O(g)的浓度为_ molL1(用含 a、b、V 的代数式表示,下同),反应的平衡常数为_。(3)不同压强下,按照 n(CO2)n(H2)13 投料,实验测定 CO2的平衡转化率和 CH3OH的平衡产率随温度的变化关系如下图所示。已知:CO2的平衡转化率100%(CO2)初始(CO2)平衡(CO2)初始CH3OH 的平衡产率100%
30、(CH3OH)平衡(CO2)初始其中纵坐标表示 CO2平衡转化率的是图_(填“甲”或“乙”);压强 p1、p2、p3由大到小的顺序为_;图乙中 T1温度时,三条曲线几乎交于一点的原因是_。(4)为同时提高 CO2的平衡转化率和 CH3OH 的平衡产率,应选择的反应条件为_(填标号)。A低温、高压 B高温、低压 C低温、低压 D高温、高压 答案(1)40.9(2)+(+)(1 )(3 3 )(3)乙p1p2p3T1时以反应为主,反应前后气体分子数相等,压强改变对平衡没有影响(4)A 解析(1)由盖斯定律可知,式式式,即 H349.5 kJmol1(90.4 kJmol1)40.9 kJmol1。
31、(2)由题给反应的化学方程式可知,对于反应,每生成 1 mol 甲醇的同时生成 1 mol 水;对于反应,每生成 1 mol 一氧化碳的同时生成 1 mol 水;对于反应,每消耗 1 mol 一氧化碳的同时生成 1 mol 甲醇;由此可知,生成的水的物质的量等于生成的甲醇和一氧化碳的物质的量之和,即生成水的物质的量为(ab)mol,即水的浓度为 molL1。由 C 原+子个数守恒可知,平衡时混合气体中 CO2的物质的量为(1ab)mol,由 H 原子个数守恒可知,平衡时混合气体中 H2的物质的量为32a(ab)mol,因此平衡常数 K。(+)(1 )(3 3 )(3)由反应、可知,随着温度的升
32、高,甲醇的平衡产率逐渐降低,因此图甲的纵坐标表示的是甲醇的平衡产率,图乙的纵坐标表示的是 CO2的平衡转化率。同温度下,随着压强的增大,甲醇的平衡产率应增大,因此压强由大到小的顺序为 p1p2p3。图乙中,当升 温到 T1时,CO2的平衡转化率与压强的大小无关,说明以反应为主,因为反应前后气体分子数相等。(4)由图甲和图乙知,要提高 CO2的平衡转化率和 CH3OH 的平衡产率,需要低温、高压的条件,A 正确。19(12 分)化合物 F 是合成吲哚2酮类药物的一种中间体,其合成路线如下:知:.Ar 为芳基;XCl,Br;Z 或 ZCOR,CONHR,COOR 等。回答下列问题:(1)实验室制备
33、 A 的化学方程式为_,提高 A产率的方法是_;A 的某同分异构体只有一种化学环境的碳原子,其结构简式为_。(2)CD 的反应类型为_;E 中含氧官能团的名称为_。(3)C 的结构简式为_,F 的结构简式为_。(4)Br2和的 反 应 与 Br2和 苯 酚 的 反 应 类 似,以和 为原料合成,写出能获得更多目标产物的较优合成路线(其他试剂任选)。答案(1)CH3COOHCH3CH2OHCH3COOC2H5H2O及时蒸出产物(或增大乙酸或乙醇的用量)(2)取代反应羰基、酰胺基(3)CH3COCH2COOH(4)解析AB(),结合信息推知 A 是 CH3COOC2H5。B在加热条件下发生碱性水解
34、,并酸化得到 C,则 C 是。C 与 SOCl2在加热条件下反应生成 D,D 与反应生成 E,结合信息推知,D 是,E 是。EF(C10H9NO2),结合信息推知,F 是。(1)A 是 CH3COOC2H5,实验室利用乙醇和冰醋酸在浓硫酸催化、加热条件下制取CH3COOC2H5,化学方程式为 CH3COOHCH3CH2OHCH3COOC2H5H2O。该反应是可逆反应,及时转移出产物或增大乙醇(或乙酸)的用量等均能提高 A 的产率。A 的分子式为 C4H8O2,其同分异构体只有一种化学环境的碳原子,则必定只含有一种化学环境的氢原子,说明分子结构对称,应含有 4 个 CH2原子团,据此推出其结构简
35、式为。(2)CD 的反应类型是取代反应;E 是,含氧官能团的名称是羰基和酰胺基。(3)由 上 述 分 析 可 知,C 的 结 构 简 式 为,F 的 结 构 简 式 为。(4)Br2和的 反 应 与 Br2和 苯 酚 的 反 应 类 似,类 比 推 理 可 知,和 Br2发 生 取 代 反 应 生 成,结 合 信 息,与发生取代反应可得到,再经信息中的两步转化得到,据此写出合成路线。20(12 分)某同学利用 Cl2氧化 K2MnO4制备 KMnO4的装置如下图所示(夹持装置略):已知:锰酸钾(K2MnO4)在浓强碱溶液中可稳定存在,碱性减弱时易发生反应:32H2O=2MnO24OH MnO2
36、 4MnO4回答下列问题:(1)装置 A 中 a 的作用是_;装置 C 中的试剂为_;装置 A 中制备 Cl2的化学方程式为_。(2)上述装置存在一处缺陷,会导致 KMnO4产率降低,改进的方法是_。(3)KMnO4常作氧化还原滴定的氧化剂,滴定时应将 KMnO4溶液加入_(填“酸式”或“碱式”)滴定管中;在规格为 50.00 mL 的滴定管中,若 KMnO4溶液起始读数为 15.00 mL,此时滴定管中 KMnO4溶液的实际体积为_(填标号)。A15.00 mL B35.00 mL C大于 35.00 mL D小于 15.00 mL(4)某 FeC2O42H2O 样品中可能含有的杂质为 Fe
37、2(C2O4)3、H2C2O42H2O,采用 KMnO4滴定法测定该样品的组成,实验步骤如下:.称取 m g 样品于锥形瓶中,加入稀 H2SO4溶解,水浴加热至 75。用 c molL1的KMnO4溶液趁热滴定至溶液出现粉红色且 30 s 内不褪色,消耗 KMnO4溶液 V1 mL。.向上述溶液中加入适量还原剂将 Fe3完全还原为 Fe2,加入稀 H2SO4酸化后,在 75 继续用 KMnO4溶液滴定至溶液出现粉红色且 30 s 内不褪色,又消耗 KMnO4溶液 V2 mL。样品中所含 H2C2O42H2O(M126 gmol1)的质量分数表达式为_。下列关于样品组成分析的说法,正确的是_(填
38、标号)。A.3 时,样品中一定不含杂质 12B.越大,样品中 H2C2O42H2O 含量一定越高 12 C若步骤中滴入 KMnO4溶液不足,则测得样品中 Fe 元素含量偏低 D若所用 KMnO4溶液实际浓度偏低,则测得样品中 Fe 元素含量偏高 答案(1)平衡气压,使浓盐酸顺利滴下NaOH 溶液Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O(2)在装置 A、B 之间加装盛有饱和 NaCl 溶液的洗气瓶(3)酸式C(4)100%BD 0.315(1 32)解析(1)装置 A 中恒压分液漏斗 a 的作用是平衡气压,使浓盐酸顺利滴下。Cl2有毒,装置 C 用于 Cl2的尾气处理,盛装的试
39、剂为 NaOH 溶液。装置 A 中利用浓盐酸与漂白粉反应制 取 Cl2,漂 白 粉 的 有 效 成 分 是 Ca(ClO)2,反 应 的 化 学 方 程 式 为 Ca(ClO)24HCl(浓)=CaCl22Cl22H2O。(2)浓盐酸易挥发,装置 A 中制得的 Cl2中混有挥发出的 HCl,易与 KMnO4发生氧化还原反应,导致其产率降低,改进方法是在装置 A、B 之间加装盛有饱和 NaCl 溶液的洗气瓶。(3)KMnO4溶液具有强氧化性,易腐蚀碱式滴定管下端的橡胶管,故应选择酸式滴定管。酸式滴定管下端有一段未标注刻度,规格为 50.00 mL 的滴定管,液面在“0 刻度”时,溶液的体积大于
40、50.00 mL,故 KMnO4溶液起始读数为 15.00 mL 时,滴定管中 KMnO4溶液的实际体积大于 35.00 mL。(4)设样品中 FeC2O42H2O 为 x mol,Fe2(C2O4)3为 y mol,H2C2O42H2O 为 z mol,它们分别和 KMnO4反应的关系式为:5FeC2O42H2O3KMnO45H2C2O42H2O2KMnO4 x x z z 35255Fe2(C2O4)36KMnO4 y y 65所以过程中消耗的 KMnO4的物质的量(单位为 mol)为 x z ycV1103 352565 过程溶液中 Fe2的物质的量为(x2y)mol Fe2和的关系式为
41、 MnO45Fe2 MnO4x2y (x2y)15过程中消耗的 KMnO4的物质的量(单位为 mol)为(x2y)cV2103 15由式得:3x6y2z5cV1103 由式得:3x6y15cV2103 两式相减得:z 103c(V13V2)52所以样品中 H2C2O42H2O 的质量分数表达式为100%52 10 3+(1 32)126100%0.315(1 32)3 时,H2C2O42H2O 的质量分数为 0,则不含 H2C2O42H2O;由 x ycV1103和12356515(x2y)cV2103可知,不论 y 是否为 0,均有 V13V2,即当 3 时,样品中可能含有12Fe2(C2O4)3,A 错误;越大,加还原剂后所得溶液中 Fe2含量越低,则样品中12H2C2O42H2O 含量越高,B 正确;若步骤中滴入 KMnO4溶液不足,H2C2O4未被完全氧化,引起 V2偏大,则样品中 Fe 元素含量偏高,C 错误;若所用 KMnO4溶液实际浓度偏低,消耗 KMnO4溶液体积 V2实际偏大,故测得样品中 Fe 元素含量偏高,D 正确。