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2016年高考上海卷化学试题解析(正式版)

 许愿真 2016-11-02


clip_image002

1.轴烯是一类独特的星形环烃。三元轴烯(clip_image004)与苯

A.均为芳香烃 B.互为同素异形体

C.互为同系物 D.互为同分异构体

【答案】D

【解析】

试题分析:轴烯与苯分子式都是C6H6,二者分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故选项D正确。

考点:考查同系物、同素异形体、同分异构体概念。

2.下列化工生产过程中,未涉及氧化还原反应的是

A.海带提碘 B.氯碱工业

C.氨碱法制碱 D.海水提溴

【答案】C

【解析】

试题分析:A.海带提碘是由KI变为I2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;B.氯碱工业是由NaCl的水溶液在通电时反应产生NaOH、Cl2、H2,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误;C.氨碱法制取碱的过程中没有元素化合价的变化,是非氧化还原反应,正确;D.海水提溴是由溴元素的化合物变为溴元素的单质,有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,错误。故选项C正确。

考点:考查氧化还原反应概念。

3.硼的最高价含氧酸的化学式不可能是

A.HBO2 B.H2BO3 C.H3BO3 D.H2B4O7

【答案】B

【解析】

试题分析:B原子最外层电子数是3个,所以其最高化合价是+3价,然后根据化合物中正负化合价的代数和等于0可知不可能是H2BO3,故选项B符合题意。

考点:考查元素化合价判断及化学式书写。

4.下列各组物质的熔点均与所含化学键的键能有关的是

A.CaO与CO2 B.NaCl与HCl C.SiC与SiO2 D.Cl2与I2

【答案】C

clip_image006考点:考查物质熔沸点高低比较方法。

5.烷烃clip_image008的命名正确的是

A.4-甲基-3-丙基戊烷 B.3-异丙基己烷

C.2-甲基-3-丙基戊烷 D.2-甲基-3-乙基己烷

【答案】D

【解析】

试题分析:选择分子中含有碳原子数最多的碳链为主链,并从离支链较近的一端给主链的碳原子编号,该物质的名称是2-甲基-3-乙基己烷,故选项D正确。

考点:考查烷烃的命名方法。

二、选择题(本题共36分,每小题3分,每题只有一个正确选项)

6.能证明乙酸是弱酸的实验事实是

A.CH3COOH溶液与Zn反应放出H2

B.0.1 mol/L CH3COONa溶液的pH大于7

C.CH3COOH溶液与NaCO3反应生成CO2

D.0.1 mol/L CH3COOH溶液可使紫色石蕊变红

【答案】B

【解析】

试题分析:A.只能证明乙酸具有酸性,不能证明其酸性强弱,错误;B.该盐水溶液显碱性,由于NaOH是强碱,故可以证明乙酸是弱酸,正确;C.可以证明乙酸的酸性比碳酸强,但是不能证明其酸性强弱,错误;D.可以证明乙酸具有酸性,但是不能证明其酸性强弱,错误。

考点:考查酸性强弱比较的实验方法。

7.已知W、X、Y、Z为短周期元素,原子序数依次增大。W、Z同主族,X、Y、Z同周期,其中只有X为金属元素。下列说法一定正确的是

A.原子半径:X>Y>Z>W

B.W的含氧酸的酸性比Z的含氧酸的酸性强

C.W的气态氢化物的稳定性小于Y的气态氢化物的稳定性

D.若W与X原子序数差为5,则形成化合物的化学式为X3W2

【答案】A

【解析】

试题分析:由于原子序数按W、X、Y、Z依次增大,W与Z是同一主族的元素,而X、Y、Z是同一周期的元素,且只有X是金属元素,则这四种元素分别是N、Al、Si、P。A.同一周期的元素原子序数越大,原子半径越小;同一主族的元素,原子核外电子层数越多,原子半径越大。所以原子半径:X>Y>Z>W,正确;B.W的含氧酸可能是HNO2、HNO3,Z的含氧酸是H3PO4,酸性HNO2< H3PO4,错误;C.元素的非金属性W>Y,所以气态氢化物的稳定性W>Y,错误;D.若W、X原子序数相差5,则二者形成的化合物的化学式是XW,错误。

考点:考查元素周期表和元素周期律综合应用、原子半径比较方法。

8.图1是铜锌原电池示意图。图2中,x轴表示实验时流入正极的电子的物质的量,y轴表示

clip_image010

A.铜棒的质量 B.c(Zn2+)

C.c(H+) D.c(SO42-)

【答案】C

【解析】

试题分析:该装置构成原电池,Zn是负极,Cu是正极。A.在正极Cu上溶液中的H+获得电子变为氢气,Cu棒的质量不变,错误;B.由于Zn是负极,不断发生反应Zn-2e-=Zn2+,所以溶液中c(Zn2+)增大,错误;C.由于反应不断消耗H+,所以溶液的c(H)逐渐降低,正确;D.SO42-不参加反应,其浓度不变,错误。

考点:考查原电池基本原理和溶液中离子浓度变化。

9.向新制氯水中加入少量下列物质,能增强溶液漂白能力的是

A.碳酸钙粉末 B.稀硫酸 C.氯化钙溶液 D.二氧化硫水溶液

【答案】A

clip_image012

考点:考查氯水的性质。

10.一定条件下,某容器中各微粒在反应前后变化的示意图如下,其中clip_image014clip_image016代表不同元素的原子。

clip_image018

关于此反应说法错误的是

A.一定属于吸热反应 B.一定属于可逆反应

C.一定属于氧化还原反应 D.一定属于分解反应

【答案】A

【解析】

试题分析:根据图示可知该反应反应物是一种,生成物是两种。A.该物质属于分解反应,一般的分解反应是吸热反应,但也有的分解反应如2H2O2=2H2O+O2↑的反应是放热反应,错误;B.根据图示可知有一部分反应物未参加反应,属于该反应是可逆反应,正确;C.该反应中有元素化合价的变化,属于氧化还原反应,正确;D.反应物是一种,生成物是两种,因此属于分解反应,正确。

考点:考查常见化学反应类型的判断。

11.合成导电高分clip_image020子化合物PPV的反应为:

clip_image022

下列说法正确的是

A.PPV是聚苯乙炔

B.该反应为缩聚反应

C.PPV与聚苯乙烯的最小结构单元组成相同

D.1 mol clip_image024最多可与2 mol H2发生反应

【答案】B

【解析】[来源:Z+xx+k.Com]

试题分析:A.根据物质的分子结构可知该物质不是聚苯乙炔,错误;B.该反应除产生高分子化合物外,还有小分子生成,属于缩聚反应,正确;C.PPV与聚苯乙烯clip_image026的重复单元不相同,错误;D.该物质一个分子中含有2个碳碳双键和苯环都可以与氢气发生加成反应,属于1molclip_image028最多可以与5mol氢气发生加成反应,错误。

考点:考查有机物的结构与性质的关系、加聚反应和缩clip_image029聚反应的判断。

12.下列各组混合物,使用氢氧化钠溶液和盐酸两种试剂不能分离的是

A.氧化镁中混有氧化铝 B.氯化铝溶液中混有氯化铁

C.氧化铁中混有二氧化硅 D.氯化亚铁溶液中混有氯化铜

【答案】D

【解析】

试题分析:A.MgO是碱性氧化物与NaOH不能反应,而Al2O3是两性氧化物,可以与NaOH发生反应产生NaAlO2,过滤后洗涤,就得到纯净的MgO,错误;B.向溶液中加入过量的NaOH溶液,氯化铁变为Fe(OH)3沉淀,氯化铝变为NaAlO2,过滤,然后向溶液中加入适量的盐酸,当沉淀达到最大值中,过滤,得到Al(OH)3,再分别向两种物质的沉淀中加入适量的盐酸溶解,就得到氯化铝溶液,除去了杂质,错误;C.二氧化硅是酸性氧化物,可以与NaOH发生反应,而氧化铁与NaOH不能发生反应。加入过量的NaOH,然后过滤洗涤,就得到纯净的氧化铁,错误;D.二者都可以与NaOH发生反应,当再向得到的沉淀中加入盐酸时,二者都溶解,不能分离、提纯二者,正确。

考点:考查常见物质的性质和分离方法。

13.O2F2可以发生反应:H2S+4O2F2→SF6+2HF+4O2,下列说法正确的是

A.氧气是氧化产物

B.O2F2既是氧化剂又是还原剂

C.若生成4.48 L HF,则转移0.8 mol电子

D.还原剂与氧化剂的物质的量之比为1:4

【答案】D

clip_image031考点:考查氧化还原反应的有关概念和简单计算。

14.在硫酸工业生产中,为了有利于SO2的转化,且能充分利用热能,采用了中间有热交换器的接触室(见下图)。下列说法错误的是

clip_image033

A.a、b两处的混合气体成分含量相同,温度不同

B.c、d两处的混合气体成分含量相同,温度不同

C.热交换器的作用是预热待反应的气体,冷却反应后的气体

D.c处气体经热交换后再次催化氧化的目的是提高SO2的转化率

【答案】B

【解析】

试题分析:A.根据装置图可知,从a进入的气体是含有SO2、O2、N2等的冷气,经过热交换器后从b处出来的是热的气体,成分与a处相同,正确;B.在c处出来的气体SO2、O2在催化剂表面发生反应产生的含有SO3及未反应的SO2、O2等气体,该反应是放热反应,当经过热交换器后被冷的气体降温,clip_image034SO3变为液态,故二者含有的气体的成分不相同,错误;C.热交换器的作用是预热待反应的冷的气体,同时冷却反应产生的气体,为SO3的吸收创造条件,正确;D.处气体经过热交换器后再次被催化氧化,目的就是使未反应的SO2进一步反应产生SO3,从而可以提高SO2的转化率,正确。

考点:考查工业制硫酸中SO2催化氧化的设备及工作原理。

15.下列气体的制备和性质实验中,由现象得出的结论错误的是

选项

试剂

试纸或试液

现象

结论

A

浓氨水、生石灰

红色石蕊试纸

变蓝

NH3为碱性气体

B

浓盐酸、浓硫酸

pH试纸

变红

HCl为酸性气体

C

浓盐酸、二氧化锰

淀粉碘化钾试液

变蓝

Cl2具有氧化性

D

亚硫酸钠、硫酸

品红试液

褪色

SO2具有还原性

【答案】D

【解析】

试题分析:A.NH3制备可以采取浓氨水和生石灰制取,可用红色石蕊试纸检验,试纸变蓝则说明NH3为碱性气体,正确;B.利用浓硫酸的高沸点性,可以制取HCl气体,pH试纸变红,则说明气体为酸性气体,正确;C.浓盐酸和二氧化锰加热可以制取Cl2,Cl2可以用湿润的淀粉碘化钾试纸检验,试纸变蓝,说明KI转化为I2,则说明Cl2有强氧化性,正确;D.SO2使品红溶液褪色体现的是SO2的漂白性,错误。故选D。

考点:考查常见气体的制备和性质实验。

16.实验室提纯含少量氯化钠杂质的硝酸钾的过程如下图所示。

下列分析正确的是

clip_image036

A.操作Ⅰ是过滤,将固体分离除去

B.操作Ⅱ是加热浓缩。趁热过滤,除去杂质氯化钠[来源:学科网]

C.操作Ⅲ是过滤、洗涤,将硝酸钾晶体从溶液中分离出来

D.操作Ⅰ~Ⅲ总共需两次过滤

【答案】C

【解析】

试题分析:clip_image029[1]KNO3中混有NaCl应提纯KNO3,将它们都溶于水,并降温结晶。因为KNO3的溶解度随温度的升高而升高,NaCl的溶解度随温度的升高而基本无明显变变化。则有,操作Ⅰ是在烧杯中加水溶解,操作Ⅱ是蒸发浓缩,得到较高温度下的KNO3饱和溶液,操作Ⅲ为冷却结晶,利用溶解度差异使KNO3结晶析出,过滤,洗涤,干燥记得KNO3晶体。故选C。

考点:考查常见物质的分离、提纯的方法。

17.某铁的氧化物(FexO)1.52g溶于足量盐酸中,向所得溶液中通入标准状况下112mlCl2,恰好将Fe2+完全氧化。x值为[来源:学科网ZXXK]

A.0.80 B.0.85 C.0.90 D.0.93

【答案】A

【解析】

试题分析:根据电子守恒可知,FexO被氧化为Fe3+转移的电子数和Cl2转移的电子数相等。标准状况下112mL Cl2转移电子数为0.01mol。则有:×(3-)×x=0.01。故选A。

考点:考查化学反应方程式的有关计算。

三、选择题(本题共20分,每小题4分,每小题有一个或两个正确选项。只有一个正确选项的,多选不给分;有两个正确选项的,选对一个给2分,选错一个,该小题不给分)

18.一定条件下,一种反应物过量,另一种反应物仍不能完全反应的是

A.过量的氢气与氮气 B.过量的浓盐酸与二氧化锰

C.过量的铜与浓硫酸 D.过量的锌与18 mol/L硫酸

【答案】AC

clip_image038考点:考查常见可逆反应的判断。

19.已知:SO32-+I2+H2O→SO42-+2I-+2H+。某溶液中可能含有Na+、NH4+、Fe2+、K+、I-、SO32- 、SO42-,且所有离子物质的量浓度相等。向该无色溶液中滴加少量溴水,溶液仍呈无色。下列关于该溶液的判断正确的是

A.肯定不含I- B.肯定不含SO42-

C.肯定含有SO32- D.肯定含有NH4+

【答案】BC

【解析】

试题分析:溶液本身无色,说明没有Fe2+。加入溴水仍然无色,说明溴水发生了反应,且产物无色,I和SO32均可与溴水反应使溴水褪色,此时反应后溶液无色,说明没有I2,则原溶液中一定有SO32。由于SO32的还原性比I强,故I是否存在无法判断。因所有离子浓度相等,则根据电荷守恒可判断SO42肯定没有。故选BC。

考点:考查常见离子反应及离子能否共存的判断方法。

20.已知NaOH+Al(OH)3→Na[Al(OH)4]。向集满CO2的铝制易拉罐中加入过量NaOH浓溶液,立即封闭罐口,易拉罐渐渐凹瘪;再过一段时间,罐壁又重新凸起。上述实验过程中没有发生的离子反应是

A.CO2+2OH?→CO32?+H2O B.Al2O3+2OH?+3 H2O→2 [Al(OH)4] ?

C.2 Al+2OH?+6H2O→2 [Al(OH)4] ?+3 H2↑ D.Al3++4 OH?→[Al(OH)4]?

【答案】D

【解析】

试题分析:向集满CO2的铝罐中加入过量氢氧化钠,首先CO2与氢氧化钠反应,表现为铝罐变瘪,接着过量的氢氧化钠再与铝罐反应,因铝罐表面有氧化膜Al2O3,故可发生A、B、C的反应。故选D。

考点:考查铝及其化合物的性质。

21.类比推理是化学中常用的思维方法。下列推理正确的是

A.CO2是直线型分子,推测CS2也是直线型分子

B.SiH4的沸点高于CH4,推测H2Se的沸点高于H2S

C.Fe与Cl2反应生成FeCl3,推测Fe与I2反应生成FeI3

D.NaCl与浓H2SO4加热可制HCl,推测NaBr与浓H2SO4加热可制HBr

【答案】AB

【解析】

试题分析:A.O和S是同族元素,故形成的CO2和CS2都是直线形分子,正确;B.C和Si,Se和S都分别为同族元素,所形成的氢化物都为分子晶体,沸点取决于分子间作用力的大小,分子间作用力大小可以用相对分子质量来比较,正确;C.因I2的氧化性较弱,故与铁反应生成为FeI2,错误;D.浓硫酸氧化性很强,会将HBr氧化为Br2,错误。故选AB。

考点:考查推理方法在掌握化学知识中的合理运用。

22.称取(NH42SO4和NH4HSO4混合物样品7.24 g,加入含0.1 mol NaOH的溶液,完全反应,生成NH3 1792 ml(标准状况),则(NH42SO4和NH4HSO4的物质的量比为

A.1:1 B.1:2 C.1.87:1 D.3.65:1

【答案】C

clip_image040考点:考查有关化学反应计算的技巧和方法。

四、(本题共12分)

NaCN超标的电镀废水可用两段氧化法处理:

(1)NaCN与NaClO反应,生成NaOCN和NaCl

(2)NaOCN与NaClO反应,生成Na2CO3、CO2、NaCl和N2

已知HCN(Ki=6.3×10-10)有剧毒;HCN、HOCN中N元素的化合价相同。

完成下列填空:

23.第一次氧化时,溶液的pH应调节为____________(选填“酸性”、“碱性”或“中性”);原因是______________________。

24.写出第二次氧化时发生反应的离子方程式。

_______________________________________

25.处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水,实际至少需NaClO___g(实际用量应为理论值的4倍),才能使NaCN含量低于0.5 mg/L,达到排放标准。

26.(CN)2与Cl2的化学性质相似。(CN)2与NaOH溶液反应生成_________、__________和H2O。

27.上述反应涉及到的元素中,氯原子核外电子能量最高的电子亚层是___________;H、C、N、O、Na的原子半径从小到大的顺序为_______。

28.HCN是直线型分子,HCN是___________分子(选填“极性”或“非极性”)。HClO的电子式为___________。

【答案】23.碱性;防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气。

24.2OCN+3ClO=CO32+CO2↑+3Cl+N2↑ 25.14 900

26.NaOCclip_image029[2]N、NaCN 17.2p;Hclip_image042

【解析】

试题分析:23.NaCN易于酸反应生成HCN,为防止生成HCN,造成人员中毒或污染空气,因此第一次氧化时,溶液的pH应调节为碱性。

24.反应中氯元素的化合价从+1价降低到-1价,得到2个电子。N元素化合价从-3价升高到0价,失去3个电子,则根据电子得失守恒可知还原剂和氧化剂的物质的量之比是2:3,反应的离子方程式为2OCN+3ClO=CO32+CO2↑+3Cl+N2↑。

25.参加反应的NaCN是clip_image044,反应中C由+2价升高到+4价,N元素化合价从-3价升高到0价,即1molNaCN失去5mol电子,1mol次氯酸钠得到2mol电子,所以处理100 m3含NaCN 10.3 mg/L的废水,实际至少需NaClO的质量为clip_image046g。

clip_image048考点:考查氧化还原反应方程式书写、计算、元素周期律等有关判断

五、(本题共12分)

随着科学技术的发展和环保要求的不断提高,CO2的捕集利用技术成为研究的重点。

完成下列填空:

29.目前国际空间站处理CO2的一个重要方法是将CO2还原,所涉及的反应方程式为:

CO2(g)+4H2(g)clip_image050CH4(g)+2H2O(g)

已知H2的体积分数随温度的升高而增加。

若温度从300℃升至400℃,重新达到平衡,判断下列表格中各物理量的变化。(选填“增大”、“减小”或“不变”)

v

v

平衡常数K

转化率α

       

30.相同温度时,上述反应在不同起始浓度下分别达到平衡,各物质的平衡浓度如下表:

 

[CO2]/mol·L-1

[H2]/mol·L-1

[CH4]/mol·L-1

[H2O]/mol·L-1

平衡Ⅰ

a

b

c

d

平衡Ⅱ

m

n

x

y

abcdmnxy之间的关系式为_________。

31.碳酸:H2CO3,Ki1=4.3×10-7,Ki2=5.6×10-11

草酸:H2C2O4,Ki1=5.9×10-2,Ki2=6.4×10-5

0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH____________0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。(选填“大于”“小于”或“等于”)

等浓度广东草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是___________。

若将等浓度的草酸溶clip_image034[1]液和碳酸溶液等体积混合,溶液中各种离子浓度大小的顺序正确的是_____。(选填编号)

A.[H+]>[HC2O4-]>[HCO3-]>[CO32-] b.[HCO3-]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-]

c.[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[CO32-] d.[H2CO3] >[HCO3-]>[HC2O4-]>[CO32-]

3clip_image034[2]2.人体血液中的碳酸和碳酸氢盐存在平衡:H++ HCO3-clip_image052 H2CO3,当有少量酸性或碱性物质进入血液中时,血液的pH变化不大,用平衡移动原理解释上述现象。

________________________________

【答案】29.

v

v

平衡常数K

转化率α

增大

增大

减小

减小

30.clip_image054 31.大于;草酸;ac 32.当少量酸性物质进入血液中,平衡向右移动,使H+浓度变化较小,血液中的pH基本不变;当少量碱性物质进入血液中,平衡向左移动,使H+浓度变化较小,血液的pH基本不变。(合理即给分)

【解析】

试题分析:29.H2的体积分数随温度的升高而增加,这说明升高温度平衡逆反应方向进行,即正反应是放热反应。升高温度正逆反应速率均增大,平衡逆反应方向进行,平衡常数减小,反应物的转化率减小。

30.相同温度时平衡常数不变,则abcdmnxy之间的关系式为clip_image054[1]

31.根据电离常数可知草酸的酸性强于碳酸,则碳酸钠的水解程度大于草酸钠,所以0.1 mol/L Na2CO3溶液的pH大于0.1 mol/L Na2C2O4溶液的pH。草酸的酸性强于碳酸,则等浓度草酸溶液和碳酸溶液中,氢离子浓度较大的是草酸。A.草酸的二级电离常数均大于碳酸的,所以草酸的电离程度大于,因此溶液中[H+]>[HC2O4-]>[C2O42-]>[HCO3-]>[CO32-],a正确;B.根据a中分析可知b错误;c.根据a中分析可知c正确;d.根据a中分析可知d错误,答案选ac。

32.根据平衡可知当少量酸性物质进入血液中,平衡向右移动,使H+浓度变化较小,血液中的pH基本不变;当少量碱性物质进入血液中,平衡向左移动,使H+浓度变化较小,血液的pH基本不变。

考点:考查外界条件对平衡状态的影响、电离常数应用等。

六、(本题共12分)

乙酸乙酯广泛用于药物、染料、香料等工业,中学化学实验常用a装置来制备。

clip_image056

完成下列填空:

33.实验时,通常加入过量的乙醇,原因是______________。加入数滴浓硫酸即能起催化作用,但实际用量多于此量,原因是_______________;浓硫酸用量又不能过多,原因是____________。

34.饱和Na2CO3溶液的作用是_______________。

35.反应结束后,将试管中收集到的产品倒入分液漏斗中,_________、________,然后分液。

36.若用b装置制备乙酸乙酯,其缺点有__________、__________。由b装置制得的乙酸乙酯产品经饱和碳酸钠溶液和饱和食盐水洗涤后,还可能含有的有机杂质是________,分离乙酸乙酯与该杂质的方法是_______________。

【答案】33.增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。(合理即给分)

浓H2SO4能吸收生成的水,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。

浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低酯的产率。

34.中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解

35.振荡、静置 36.原料损失较大、易发生副反应 乙醚;蒸馏

【解析】

试题分析:33.由于是可逆反应,因此加入过量的乙醇增大反应物浓度,使平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率。由于浓H2SO4能吸收生成的水,使clip_image029[3]平衡向生成酯的方向移动,提高酯的产率,因此实际用量多于此量;由于浓H2SO4具有强氧化性和脱水性,会使有机物碳化,降低脂的产率,所以浓硫酸用量又不能过多。

34.由于生成的乙酸乙酯中含有乙醇和乙酸,所以饱和Na2CO3溶液的作用是中和乙酸、溶解乙醇、减少乙酸乙酯在水中的溶解。

clip_image058考点:考查乙酸乙酯制备实验设计。

七、(本题共12分)

半水煤气是工业合成氨的原料气,其主要成分是H2、CO、CO2、N2和H2O(g)。半水煤气经过下列步骤转化为合成氨的原料。

clip_image060

完成下列填空:

37.半水煤气含有少量硫化氢。将半水煤气样品通入____溶液中(填写试剂名称),出现___clip_image034[3]____,可以证明有硫化氢存在。

38.半水煤气在铜催化clip_image029[4]下实现CO变换:CO+H2Oclip_image062CO2+H2

若半水煤气中V(H2):V(CO):V(N2)=38:28:22,经CO变换后的气体中:V(H2):V(N2)=____________。

39.碱液吸收法是脱除二氧化碳的方法之一。已知:

 

Na2CO3

K2CO3

20℃碱液最高浓度(mol/L)

2.0

8.0

碱的价格(元/kg)

1.25

9.80

若选择Na2CO3碱液作吸收液,其优点是__________;缺点是____________。如果选择K2CO3碱液作吸收液,用什么方法可以降低成本?

___________________________________________

写出这种方法涉及的化学反应方程式。_______________________

40.以下是测定半水煤气中H2以及CO的体积分数的实验方案。

取一定体积(标准状况)的半水煤气,经过下列实验步骤测定其中H2以及CO的体积分数。

clip_image064

(1)选用合适的无机试剂分别填入Ⅰ、Ⅰ、Ⅳ、Ⅴ方框中。

(2)该实验方案中,步骤________(选填“Ⅳ”或“Ⅴ”)可以确定半水煤气中H2的体积分数。

【答案】37.硝酸铅(或硫酸铜);黑色沉淀 38.3:1 39.价廉;吸收CO2能力差

碱液循环使用;2KHCO3→K2CO3+CO2↑+H2O

40.(1)clip_image066

(2)除去半水煤气中的CO2(包括H2S)和H2O (3)IV

【解析】

试题分析:37.硫化氢能与重金属生成沉淀,所以将半clip_image029[5]水煤气样品通入硝酸铅(或硫酸铜)溶液中,出现黑clip_image068利用浓硫酸稀释产生的水蒸气,利用碱液吸收产生的二氧化碳,进而计算体积分数。所以流程为

clip_image069。[来源:学&科&网]

(2)氢气还原氧化铜生成水蒸气,浓硫酸吸收水蒸气,所以该实验方案中,步骤Ⅳ可以确定半水煤气中H2的体积分数。

考点:考查水煤气中气体成分测定实验设计与探究。

八、(本题共9分)

异戊二烯是重要的有机化工原料,其结构简式为CH2=C(CH3)CH=CH2

完成下列填空:

41.化合物X与异戊二烯具有相同的分子式,与Br/CCl4反应后得到3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷。X的结构简式为_______________。

42.异戊二烯的一种制备方法如下图所示:

clip_image071

A能发生的反应有___________。(填反应类型)

B的结构简式为______________。

43.设计一条由异戊二烯制得有机合成中间体clip_image073的合成路线。

(合成路线常用的表示方式为:clip_image075

【答案】(本题共9分)

41.clip_image077

42.加成(还原)、氧化、聚合、取代(酯化)、消除反应; clip_image079

43.(合理即给分)

clip_image081

【解析】

试题分析:

41.由题意可知化合物X与异戊二烯的分子式相同,则X的分子式为:C6H10,X的不饱和度Ω=2;由X与Br2/CCl4发生加成反应产物为3-甲基-1,1,2,2-四溴丁烷,则X分子中存在碳碳三键,其结构简式为:CH≡CCH(CH3)2。故答案为:CH≡CCH(CH3)2

42.A分子中存在碳碳双键能与H2O、X2、H2、HX等发生加成反应,与H2的加成反应也属于还原反应;能被酸性高锰酸钾溶液氧化而发生氧化反应;能发生加聚反应(聚合反应)。A分子中存在羟基能发生取代反应(酯化反应)和消除反应。将A与异戊二烯的结构简式对比可知,A首先与H2发生加成反应生成clip_image083,再发生消除反应即可得到异戊二烯,所以B的结构简式为:clip_image083[1]。故答案为:加成反应、还原反应、氧化反应、聚合(加聚)反应、取代(酯化)反应、消除反应;clip_image083[2]

43.根据题意可知CH2=C(CH3)CH=CH2在一定条件下首先与HCl发生加成反应生成CH2=C(CH3)CH2CH2Cclip_image029[6]l;CH2=C(CH3)CH2CH2Cl在氢氧化钠溶液、加热条件下发生取代(水解)反应生成CH2=C(CH3)CH2CH2OH;CH2=C(CH3)CH2CH2OH在催化剂、加热条件下与H2发生加成反应即可生成CH3CH(CH3)CH2CH2OH。故答案为:clip_image084

考点:考查有机反应类型、有机物官能团的性质、常见有机物的推断和合成途径的设计和方法。

九、(本题共13分)

M是聚合物胶黏剂、涂料等的单体,其一条合成路线如下(部分试剂及反应条件省略):

clip_image086

完成下列填空:

44.反应①的反应类型是____________。反应④的反应条件是_____________。

45.除催化氧化法外,由A得到clip_image088所需试剂为___________。

46.已知B能发生银镜反应。由反应②、反应③说明:在该条件下,_______________。

47.写出结构简式,C________________ clip_image029[7] D________________

48.D与1-丁醇反应的产物与氯乙烯共聚可提高聚合物性能,写出该共聚物的结构简式。_____________

49.写出一种满足下列条件的丁醛的同分异构体的结构简式。____________

①不含羰基 ②clip_image029[8]含有3种不同化学环境的氢原子

已知:双键碳上连有羟基的结构不稳定。

【答案】(本题共13分)

44.消除反应;浓硫酸,加热

45.银氨溶液,酸(合理即给分)

46.碳碳双键比羰基易还原(合理即给分)

47.CH2=CHCHO; clip_image090

clip_image09245.除催化氧化法外,由A得到clip_image093还可以利用银氨溶液或新制氢氧化铜悬浊液等将醛基氧化成羧基,然后再酸化的方法。故答案为:银氨溶液,酸(其他合理答案亦可)。

46.化合物A(C8H14O)与H2发生加成反应生成B(C8H16O),由B能发生银镜反应,说明碳碳双键首先与H2加成,即碳碳双键比醛基(羰基)易还原。故答案为:碳碳双键比醛基(羰基)易还原(其他合理答案亦可)。

47.丙烯CH2=CHCH3在催化剂作用下被O氧化为C(分子式为C3H4O),结构简式为:CH2=CHCHO;CH2=CHCHO进一步被催化氧化生成D(分子式为C3H4O2),D的结构简式为:CH2=CHCOOH;Y的结构简式为CH3CH2CH2CH2CH(CH2CH3)CH2OH,D与Y在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成M,M的结构简式为:clip_image090[1]。故答案为:CH2=CHCHO;clip_image090[2]

48.D为CH2=CHCOOH,与1-丁醇在浓硫酸加热条件下发生酯化反应生成CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3,CH2=CHCOOCH2CH2CH2CH3与氯乙烯发生加聚反应可生成高聚物:clip_image095(其他合理答案亦可)。故答案为:clip_image095[1]

49.丁醛的结构简式为:CH3CH2CH2CHO,Ω=1,在其同分异构体中①不含羰基,说明分子

中含有碳碳双键,②含有3种不同化学环境的氢原子且双键碳上连有羟基的结构不稳定。则符合条件的结构简式为:clip_image097(其他合理答案亦可)。

考点:考查有机物的合成途径的选择、有机物结构简式的书写方法。

十、(本题共14分)

CO2是重要的化工原料,也是应用广发的化工产品。CO2与过氧化钠或超氧化钾反应可产生氧气。

完成下列计算:

50.CO2通入氨水生成NH4HCO3,NH4HCO3很容易分解。2.00 mol NH4HCO3完全分解,分解产物经干燥后的体积为_________L(标准状况)。

51. 某H2中含有2.40 molCO2,该混合气体通入2.00 L NaOH溶液中,CO2被完全吸收。如果NaOH完全反应,该NaOH溶液的浓度为_______。

52.CO2和KO2有下列反应:

4KO2+2CO2→2K2CO3+3O2

4KO2+4CO2+2H2O→4KHCO3+3O2

若9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,则反应前密封舱内H2O的量应该是多少?列式计算。

53.甲烷和水蒸气反应的产物是合成甲醇的原料:CH4+H2Oclip_image099CO+3H2

已知:CO+2H2clip_image099[1]CH3OH CO2+3H2clip_image099[2]CH3OH+H2O

300 mol CH4完全反应后的产物中,加入100 mol CO2后合成甲醇。若获得甲醇350 mol,残留氢气120 mol,计算CO2的转化率。

【答案】(本题共14分)

50.89.6

51.2.4 mol/L≥c≥1.2 mol/L

52.clip_image101

clip_image103 n(H2O)=(9/6)×2=3(mol)

53.300 mol CH4完全反应产生H2 900mol

设CO2转化率为α,CO转化率为β

300β+100α=350 600β+300α=900-120

α=80%

或设CO2转化率为α 900?350×2?100α=120 α=80/100=80%

clip_image105特殊情况:

(1)CO2+NaOH=NaHCO3n(NaOH)= n(CO2)=2.40mol,则c(NaOH)=clip_image107=1.20mol/L;

(2)CO2+2NaOH=Na2CO3n(NaOH)=2n(CO2)=4.80mol,则c(NaOH)=clip_image109=2.40mol/L;

综合(1)、(2)可知,NaOH溶液的浓度应该1.20mol/L≤c(NaOH)≤2.40mol/L。

52.法一:

依题意,9 mol CO2在密封舱内和KO2反应后生成9 mol O2,即n(CO2)∶n(O2)=1∶1,通过观察题给两个方程式可知,当把两个方程式相加时正好符合题目要求:

8KO2+6CO2+2H2O→2K2CO3+4KHCO3+6O2

所以有n(H2O)=clip_image111n(CO2)=clip_image111[1]×9mol=3mol,即反应前密封舱内H2O的物质的量为3mol。

法二:

设反应前密封舱内H2O的物质的量为n

4KO2 + 4CO2 + 2H2O → 4KHCO3 + 3O2

2n n 1.5n

4KO2 + 2CO2 → 2K2CO3 + 3O2[来源:学科网ZXXK]

9-2n 1.5(9-2n)clip_image029[9]

根据题意生成氧气9mol,所以有1.5n+ 1.5(9-2n)=9mol,解得n=3mol,即反应前密封舱内

H2O的物质的量为3mol。

53.

法一:

CH4 + H2O → CO + 3H2

300mol 300mol 900mol

设CO2的转化率为α,CO的转化率为β

CO + 2H2 → CH3OH CO2 + 3H2 → CH3OH + H2O

300βmol 600βmol 300βmol 100αmol 300αmol 100αmol

根据题意,共生成350mol甲醇,所以有300βmol+100αmol=350mol-------①式

根据题意,反应后残留氢气120mol,则实际参加反应的氢气为900mol-350mol,所以有

600βmol+300αmol=900mol-350mol--------②式

由①②式可得α=0.8,即设CO2的转化率为80%。

法二:

在合成甲醇的反应中,氢元素在生成物中有两种存在形式,一是存在于甲醇中,二是存在于水中,设CO2的转化率为α

clip_image114考点:根据化学方程式的计算;物质的量、气体体积、物质的量浓度的转化关系;极值思想、守恒思想的运用。

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