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选考[化学---选修5:有机化学基础](15分)

满分5 manfen5.com(代号DMP)是一种常用的酯类塑化剂,其蒸气对氢气的相对密度为97。工业上生产DMP的流程如图所示:

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(1)上述转化中属于取代反应的是       ,D的核磁共振氢谱有       组峰。

(2)满分5 manfen5.com的名称       ,C中官能团的名称为       ,DMP的分子式为      

(3)A→B的化学方程式为      

(4)E是D的芳香族同分异构体,E具有如下特征:①遇FeCl3溶液显紫色;②能发生银镜反应;③苯环上有三个取代基,则符合条件的E最多有       种,写出其中任意两种物质的结构简式      

(5)用邻二甲苯制备DMP的另一种途径:

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其中反应①还有另外一种产物,该产物最可能是       ,反应②中的另一产物是水,且n(F):n(H2O)=2:1,则F的结构简式为      

 

(15分) (1)①②⑤ (2分) 3 (2分) (2)1,2—二甲苯(或邻二甲苯)(1分) 醛基(1分) C10H10O4 (1分) (3) (2分) (4)20 (2分) (2分) (5)H2O (1分) CH3OH (1分) 【解析】 试题分析:(1)苯与氯气在光照条件下发生侧链的取代反应生成邻二氯甲苯A,A在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成B是邻苯二甲醇,B发生氧化反应生成邻二苯甲醛C,C发生氧化反应生成D是邻苯二甲酸,再与醇发生酯化反应生成DMP,所以上述反应中属于取代反应的是①②⑤;D为邻二苯甲酸,羧基和苯环上邻、间位的H原子共3种,所以D的核磁共振氢谱有3组峰; (2)的名称是邻二甲苯,C中的官能团是醛基,DMP蒸气对氢气的相对密度为97,则DMP的相对分子质量是194,是邻二苯甲酸与ROH酯化的产物,根据DMP的结构简式可知R是-CH3,则该醇为甲醇,所以DMP的分子式是C10H10O4; (3)B在氢氧化钠的水溶液中发生取代反应生成C是邻苯二甲醇,化学方程式是 ; (4)E的分子中含有酚羟基,遇FeCl3溶液显紫色;含有醛基,能发生银镜反应;则另一个取代基为羧基或甲酸酯基,苯环上有3个不同的取代基,可以先固定前2个,有邻、间、对3种结构,然后对每种结构,分析其第三个取代基的位置,分别有4、4、2种,有10种,而第三个取代基有2种,所以符合题意的E有20种结构;如;任意改变三个取代基的位置可得到不同的结构简式; (5)邻二甲苯与氧气发生氧化反应生成邻苯二甲酸酐和水,所以反应①的另一种产物是H2O; 反应②中的另一产物是水,且n(F):n(H2O)=2:1,用DMP的分子式与H2O相加减去邻苯二甲酸酐的分子式后除以2可得到F的分子式是CH4O,F属于醇类,所以F的结构简式是CH3OH。 考点:考查有机物的结构、性质的判断,同分异构体的判断,物质分子式、结构简式的判断  
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选考[化学---选修3:物质结构与性质] (15分)

太阳能电池板材料除单晶硅外,还有铜、铟、镓、硒等化学物质。

(1)铟与镓同是IIIA族元素,写出铟基态原子的电子排布式:      

(2)硒为第四周期VIA族元素,与其相邻的元素有砷(33号)、溴(35号),则三种元素的电负性由小到大的顺序为       。(用元素符号表示)

(3)SeO3分子的立体构型为      

(4)硅烷(SinH2n+2)的沸点与相对分子质量的关系如图所示,呈现这种变化的原因是      

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(5)硼元素具有缺电子性,其化合物往往具有加合性,如硼酸(H3BO3)在水溶液中能与水反应生成[B(OH)4],其中B原子的杂化类型为      

(6)金属铜投入氨水中或投入H2O2溶液中均无明显现象,但投入氨水—过氧化氢混合液中,则铜片溶解,溶液呈深蓝色,写出该反应的离子方程式:      

(7)一种铜金合金晶体具有面心立方最密堆积结构,在晶胞中金原子位于顶点,铜原子位于面心,则该合金中金原子(Au)与铜原子(Cu)个数比为       ;若该晶体的晶胞参数为a pm,则该合金密度为       g/cm3。(列出计算式,不要求计算结果,阿伏伽德罗数的值为NA

 

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选考[化学---选修2:化学与技术](15分)银、铜均属于重金属,从银铜合金废料中回收银并制备含铜化合物产品的工艺如图所示:

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(1)熔炼时被氧化的元素是       ,酸浸时反应的离子方程式为       。为提高酸浸时铜元素的浸出率及浸出速率,酸浸前应对渣料进行处理,其处理方法是      

(2)操作a是       ,固体B转化为CuAlO2的过程中,存在如下反应,请填写空白处:

   CuO+      Al2O3满分5 manfen5.com       +        ↑。

(3)若残渣A中含有n mol Ag,将该残渣全部与足量的稀HNO3置于某容器中进行反应,写出反应的化学方程式      。为彻底消除污染,可将反应中产生的气体与V L(标准状况)空气混合通入水中,

则V至少为       L(设空气中氧气的体积分数为0.2)。

(4)已知2Cu+ 满分5 manfen5.com Cu+Cu2+,试分析CuAlO2分别与足量盐酸、稀硝酸混合后,产生现象的异同点      

(5)假设粗银中的杂质只有少量的铜,利用电化学方法对其进行精炼,则粗银应与电源的       极相连,当两个电极上质量变化值相差30.4g时,则两个电极上银质量的变化值相差       g。

 

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(14分)锰锌铁氧体可制备隐形飞机上吸收雷达波的涂料。以废旧锌锰电池为原料制备锰锌铁氧体(MnxZn1-xFe2O4)的主要流程如下,请回答下列问题:

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(1)酸浸时,二氧化锰被双氧水还原的化学方程式为      

(2)活性铁粉除汞时,铁粉的作用是       (填“氧化剂”或“还原剂”或“吸附剂”)。

(3)除汞是以氮气为载气吹入滤液中,带出汞蒸汽经KMnO4溶液进行吸收而实现的。下图是KMnO4溶液处于不同pH时对应Hg的单位时间去除率变化图,图中物质为Hg与 MnO4-在该pH范围内反应的主要产物。

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①pH<6时反应的离子方程式为      

②请根据该图给出pH对汞去除率影响的变化规律:      

③试猜想在强酸性环境下汞的单位时间去除率高的原因:       。(不考虑KMnO4在酸性条件下氧化性增强的因素)

(4)当x=0.2时,所得到的锰锌铁氧体对雷达波的吸收能力特别强,试用氧化物的形式表示该锰锌铁氧体的组成      

(5)经测定滤液成分后,需加入一定量的MnSO4和铁粉,其目的是      

 

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(15分)实验室常用苯甲醛在浓氢氧化钠溶液中制备苯甲醇和苯甲酸,反应如下:

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已知:

①苯甲酸在水中的溶解度为:0.18g(4℃)、0.34g(25℃)、0.95g(60℃)、6.8g(95℃)。 

②乙醚沸点34.6℃,密度0.7138,易燃烧,当空气中含量为1.83~48.0%时易发生爆炸。 

③石蜡油沸点高于250℃   

④苯甲醇沸点为205.3℃

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实验步骤如下:

①向图l所示装置中加入8g氢氧化钠和30mL水,搅拌溶解。稍冷,加入10 mL苯甲醛。开启搅拌器,调整转速,使搅拌平稳进行。加热回流约40 min。

②停止加热,从球形冷凝管上口缓缓加入冷水20 mL,摇动均匀,冷却至室温。然后用乙醚萃取三次,每次10 mL。水层保留待用。合并三次萃取液,依次用5 mL饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤,10 mL 10%碳酸钠溶液洗涤,10 mL水洗涤,然后分液,将水层弃去,所得醚层进行实验步骤③。

③将分出的醚层,倒入干燥的锥形瓶中,加无水硫酸镁,注意锥形瓶上要加塞。将锥形瓶中溶液转入图2所示的蒸馏装置,先缓缓加热,蒸出乙醚;蒸出乙醚后必须改变加热方式、冷凝方式,继续升高温度并收集205℃~206℃的馏分得产品A。

④将实验步骤②中保留待用的水层慢慢地加入到盛有30 mL浓盐酸和30 mL水的混合物中,同时用玻璃棒搅拌,析出白色固体。冷却,抽滤,得到粗产品,然后提纯得产品B。

根据以上步骤回答下列问题:

(1)步骤②萃取时用到的玻璃仪器除了烧杯、玻璃棒外,还需       (仪器名称)。

(2)步骤②中饱和亚硫酸氢钠溶液洗涤是为了除去       ,而用碳酸钠溶液洗涤是为了除去醚层中极少量的苯甲酸。醚层中少量的苯甲酸是从水层转移过来的,请用离子方程式说明其产生的原因      

(3)步骤③中无水硫酸镁的作用是       ,锥形瓶上要加塞的原因是       ,产品A为      

(4)步骤③中蒸馏除去乙醚的过程中采用的加热方式为       ;蒸馏得产品A的加热方式是      

(5)步骤④中提纯产品B时所用到的实验方法为      

 

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(14分)氮的氢化物NH3、N2H4等在工农业生产、航空航天等领域有广泛应用。

(1)液氨作为一种潜在的清洁汽车燃料已越来越被研究人员重视。它在安全性、价格等方面较化石燃料和氢燃料有着较大的优势。氨的燃烧实验涉及下列两个相关的反应:

①4NH3(g)+5O2(g)=4NO(g)+6H2O(l)    △H1

②4NH3(g)+6NO(g)=5N2(g)+6H2O(l)    △H2

则反应 4NH3(g)+3O2(g)=2N2(g)+6H2O(l)   △H=       。(请用含有△H1、△H2的式子表示)

(2)合成氨实验中,在体积为3 L的恒容密闭容器中,投入4 mol N2和9 mol H2在一定条件下合成氨,平衡时仅改变温度测得的数据如下表所示:

温度(K)

平衡时NH3的物质的量(mol)

T1

2.4

T2

2.0

已知:破坏1 mol N2(g)和3 mol H2(g)中的化学键消耗的总能量小于破坏2 mol NH3(g)中的化学键消耗的能量。

①则T1       T2(填“>”、“<”或“=”)

②在T2 K下,经过10min达到化学平衡状态,则0~10min内H2的平均速率v(H2)=       ,平衡时N2的转化率α(N2)=      

③下列图像分别代表焓变(△H)、混合气体平均相对分子质量(满分5 manfen5.com)、N2体积分数φ(N2)和气体密度(ρ)与反应时间的关系,其中正确且能表明该可逆反应达到平衡状态的是      

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(3)某N2H4(肼或联氨)燃料电池(产生稳定、无污染的物质)原理如图1所示。

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①M区发生的电极反应式为      

②用上述电池做电源,用图2装置电解饱和氯化钾溶液(电极均为惰性电极),设饱和氯化钾溶液体积为500mL,当溶液的pH值变为13时(在常温下测定),若该燃料电池的能量利用率为80%,则需消耗N2H4的质量为       g(假设溶液电解前后体积不变)。

 

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