非選擇題縮時(shí)專(zhuān)項(xiàng)練1(60分鐘60分)1.(12分)元素周期表已成為化學(xué)家的得力工具,如在過(guò)渡元素中尋找優(yōu)良的催化劑,在堿金屬元素中開(kāi)發(fā)高能電池。結(jié)合日常生活中的常見(jiàn)應(yīng)用,請(qǐng)回答以下問(wèn)題:Ⅰ.TiO2和MnO2均可以催化降解甲醛、苯等有害物質(zhì),具有去除效率高,且無(wú)二次污染等優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于家居裝潢等領(lǐng)域,其中一種催化機(jī)理如圖1所示。(1)基態(tài)Ti和Mn原子中未成對(duì)電子數(shù)之比為2∶5。

【解析】(1)基態(tài)Ti的電子排布式為1s22s22p63s23p63d24s2,未成對(duì)電子數(shù)為2,Mn的電子排布式為1s22s22p63s23p63d54s2,未成對(duì)電子數(shù)為5,所以基態(tài)Ti和Mn原子中未成對(duì)電子數(shù)之比為2∶5;(2)CO2和·CHO中碳原子的雜化形式分別為sp、sp2。

【解析】(2)CO2為直線形,雜化類(lèi)型為sp,·CHO中碳原子形成3個(gè)σ鍵,沒(méi)有孤電子對(duì),雜化軌道數(shù)目為3,碳原子采取sp2雜化;(3)HCHO的空間構(gòu)型為平面三角形。

【解析】(3)HCHO中碳原子含有3個(gè)σ鍵,碳原子采取sp2雜化,不含孤電子對(duì),所以其空間構(gòu)型是平面三角形;(4)金屬鈦和錳可導(dǎo)電、導(dǎo)熱,有金屬光澤和延展性,這些性質(zhì)都可以用理論解釋。已知金屬錳有多種晶型,y型錳的面心立方晶胞俯視圖符合圖2的c(填編號(hào))。Ⅱ.2019年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三位化學(xué)家,以表彰其對(duì)研究開(kāi)發(fā)鋰離子電池作出的卓越貢獻(xiàn)。LiFePO4、聚乙二醇、LiPF6、LiAsF6和LiCl等可作鋰離子聚合物電池的材料?！窘馕觥?4)面心立方晶胞中原子位于頂點(diǎn)和面心,俯視時(shí)上下底面的面心原子位于俯視圖正方形中心,頂點(diǎn)原子位于正方形頂點(diǎn),其他側(cè)面的原子位于正方形四邊中點(diǎn),故俯視圖為c;(5)Fe的基態(tài)原子的價(jià)電子排布式為3d64s2。

【解析】(5)鐵是26號(hào)元素,其原子核外有26個(gè)電子,Fe原子的3d、4s電子為其價(jià)電子,其價(jià)電子排布式為3d64s2;(6)乙二醇(HOCH2CH2OH)的相對(duì)分子質(zhì)量與丙醇(CH3CH2CH2OH)相近,但沸點(diǎn)高出100℃,原因是乙二醇分子中羥基比丙醇的多,分子間的氫鍵比丙醇多,分子間作用力較大。

【解析】(6)乙二醇分子中羥基比丙醇分子中的羥基多,分子間的氫鍵比丙醇的多,分子間的作用力較大,故其沸點(diǎn)較高;(7)以晶胞參數(shù)為單位長(zhǎng)度建立的坐標(biāo)系可以表示晶胞中各原子的位置,稱(chēng)作原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。LiCl·3H2O屬正交晶系(長(zhǎng)方體形)。晶胞參數(shù)為0.72nm、1.0nm、0.56nm。如圖3為沿x軸投影的晶胞中所有Li原子的分布圖和原子分?jǐn)?shù)坐標(biāo)。已知,LiCl·3H2O的摩爾質(zhì)量為Mg·mol-1,NA為阿伏加德羅常數(shù)的值。該晶胞中Cl原子的數(shù)目為4,

LiCl·3H2O晶體的密度為4M×10211.0×0【解析】(7)由圖3分析可知晶胞中Li原子數(shù)目為4,根據(jù)化學(xué)式LiCl·3H2O可知,該晶胞中Cl原子的數(shù)目為4,該晶胞中Cl原子的數(shù)目為4,則晶胞的質(zhì)量m=4MNAg,晶胞體積V=0.72×1.0×0.56×10-21cm3,晶體密度=42.(12分)某異布洛芬(G)的綠色合成路線如圖所示(部分反應(yīng)條件略):已知:R—CHO+NH2OH→RCH=NOH(R為烴基)。請(qǐng)回答下列問(wèn)題:(1)A的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為_(kāi)______________。

(2)B與ClCH2COOC2H5反應(yīng)生成C時(shí),還生成無(wú)機(jī)小分子W,W的分子式是__________________________。

(3)由D生成E分兩步進(jìn)行:第一步是醛基的加成反應(yīng),寫(xiě)出D與NH2OH發(fā)生加成反應(yīng)的化學(xué)方程式:_____________;

第二步的反應(yīng)類(lèi)型是________。

(4)F生成G的過(guò)程中官能團(tuán)由________________(填官能團(tuán)名稱(chēng),下同)轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____________。

(5)參照上述流程,設(shè)計(jì)以為原料合成的路線(其他試劑任選):____________________________________________________。

【解析】(1)結(jié)合A的分子式,由B的結(jié)構(gòu)逆推可知A為。(2)對(duì)比B、C、ClCH2COOC2H5的結(jié)構(gòu)及元素組成可知,B生成C時(shí)還生成HCl。(3)由已知信息可知,D中含醛基,結(jié)合D的分子式,由E逆推可知D為。由E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,中醛基與NH2OH發(fā)生加成反應(yīng)生成,則反應(yīng)的化學(xué)方程式為+NH2OH→,消去1分子水生成E。(4)對(duì)比F、G的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式可知,F中的氰基官能團(tuán)轉(zhuǎn)化為G中的羧基。(5)甲苯與(CH3CO)2O反應(yīng)生成,該物質(zhì)在催化劑作用下,羰基與H2發(fā)生加成反應(yīng),生成,與濃硫酸在加熱條件下發(fā)生消去反應(yīng)生成,與Br2發(fā)生加成反應(yīng)生成,合成路線為。答案:(1)(2)HCl(3)+NH2OH→消去反應(yīng)(4)氰基羧基(5)3.(12分)鎳酸鋰(LiNiO2)是一種具有潛力的鋰離子材料。以鎳催化劑廢渣(主要成分是Ni,含少量Zn、Fe、CaO、SiO2等雜質(zhì))為原料制備鎳酸鋰的流程如圖所示?；卮鹣铝袉?wèn)題:(1)“酸浸”中,鎳浸出率與液固比(稀硫酸濃度一定時(shí)溶液體積與鎳渣質(zhì)量比)的關(guān)系如圖1所示,最佳液固比為3。當(dāng)液固比一定時(shí),鎳浸出率與溫度的關(guān)系如圖2所示,40℃之前,隨著溫度升高,鎳浸出率逐漸增大的主要原因是溫度升高,反應(yīng)速率加快,鎳浸出率增加。

【解析】鎳催化劑廢渣加入稀硫酸酸浸,鎳、鋅、鐵、氧化鈣轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的鹽溶液,二氧化硅不反應(yīng)成為濾渣1,過(guò)濾后加入次氯酸鈉溶液將Fe2+氧化為Fe3+并沉淀除去,生成的Fe(OH)3沉淀即為濾渣2,過(guò)濾后加入氟化銨溶液生成氟化鈣沉淀除去鈣,即濾渣3為CaF2,過(guò)濾加入有機(jī)萃取劑萃取出Zn2+,然后向水層溶液中加入碳酸鈉溶液得到鎳的沉淀,含鎳沉淀中加入Li2CO3,通入空氣高溫煅燒反應(yīng)生成鎳酸鋰,據(jù)此分析解題。(1)由圖可知,液固比為3時(shí),鎳浸出率已經(jīng)達(dá)到最高值,且再增加液固比,鎳浸出率不再提高,故最佳液固比為3;當(dāng)液固比一定時(shí),40℃之前,隨著溫度升高,鎳浸出率逐漸增大的主要原因是溫度升高,反應(yīng)速率加快,鎳浸出率增加。(2)“除鐵”步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+5H2O===2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+。

【解析】(2)“除鐵”即加入次氯酸鈉溶液將Fe2+氧化為Fe3+并生成Fe(OH)3沉淀,故該步驟中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為2Fe2++ClO-+5H2O===2Fe(OH)3↓+Cl-+4H+。(3)“除鈣”步驟中pH不能過(guò)低的原因是酸性過(guò)強(qiáng),F-與H+結(jié)合生成HF,F-濃度降低導(dǎo)致除鈣不完全。

“除鈣”不能在玻璃儀器中進(jìn)行,其原因是4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O(用化學(xué)方程式表示)。【解析】(3)“除鈣”步驟是加入氟化銨溶液將Ca2+轉(zhuǎn)化為CaF2沉淀而除去,pH不能過(guò)低,酸性過(guò)強(qiáng),F-與H+結(jié)合生成HF,F-濃度降低導(dǎo)致除鈣不完全?！俺}”操作不能在玻璃儀器中進(jìn)行,其原因是在酸性溶液中加入氟化銨,氟離子和氫離子會(huì)生成氫氟酸,氫氟酸會(huì)和玻璃中的二氧化硅反應(yīng),腐蝕玻璃,發(fā)生的反應(yīng)為4HF+SiO2===SiF4↑+2H2O。(4)已知“濾渣3”的主要成分是CaF2,則“萃取”操作中加入的有機(jī)萃取劑的作用是除去溶液中的Zn2+。

【解析】(4)除鈣后,溶液中的雜質(zhì)離子主要Zn2+,“萃取”操作中加入的有機(jī)萃取劑的作用是除去溶液中的Zn2+。(5)“沉鎳”時(shí)得到碳酸鎳(NiCO3)沉淀,在空氣中碳酸鎳和碳酸鋰共同“煅燒”可制得鎳酸鋰,請(qǐng)寫(xiě)出該反應(yīng)的化學(xué)方程式:4NiCO3+2Li2CO3+O24LiNiO2+6CO2。

【解析】(5)“沉鎳”時(shí)得到碳酸鎳(NiCO3)沉淀,在空氣中碳酸鎳和碳酸鋰共同“煅燒”可制得鎳酸鋰,該反應(yīng)的化學(xué)方程式:4NiCO3+2Li2CO3+O24LiNiO2+6CO2。【加固訓(xùn)練】工業(yè)排放的某些煙氣中含有二氧化硫等大氣污染物,對(duì)其進(jìn)行脫硫治理不僅可以防止有害物質(zhì)排放,還可以生產(chǎn)其他有用的產(chǎn)品。(1)SO2分子的空間結(jié)構(gòu)和分子的極性分別為D。

A.直線形,非極性 B.直線形,極性C.V形,非極性 D.V形,極性【解析】(1)SO2中中心原子S上的孤電子對(duì)數(shù)為12×(6-2×2)=1,σ鍵電子對(duì)數(shù)為2,價(jià)層電子對(duì)數(shù)為1+2=3,VSEPR模型為平面三角形,略去1對(duì)孤電子對(duì),其空間結(jié)構(gòu)為V形,由于分子中正負(fù)電中心不重合,為極性分子;答案選D(2)第一電離能:P>S,結(jié)合核外電子排布相關(guān)知識(shí),說(shuō)明其原因:P原子中3p軌道處于半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定。

沿海地區(qū)的某煤電廠開(kāi)發(fā)出海水脫硫的新工藝,流程如圖所示:25℃時(shí)H2SO3,H2CO3的電離常數(shù)如下表所示:弱酸Ka1Ka2H2SO31.3×10-26.2×10-8H2CO34.5×10-74.7×10-11【解析】(2)基態(tài)P原子的價(jià)層電子排布式為3s23p3,基態(tài)S原子的價(jià)層電子排布式為3s23p4,P原子中3p軌道處于半充滿狀態(tài),比較穩(wěn)定,故第一電離能:P>S。(3)在吸收塔內(nèi),煙氣應(yīng)從吸收塔的C通入,與塔頂噴淋的海水充分接觸。

A.上部B.中部C.下部【解析】(3)為了使吸收塔中煙氣與海水充分接觸反應(yīng),煙氣應(yīng)從吸收塔的下部通入,與塔頂噴淋的海水充分接觸;答案選C。(4)吸收塔內(nèi)溫度不宜過(guò)高,原因可能是溫度過(guò)高SO2溶解度下降,脫硫效率降低(列舉1條)。吸收塔內(nèi)SO2和海水中HCO3-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO2+HCO3-===HSO【解析】(4)吸收塔內(nèi)溫度不宜過(guò)高,原因可能是溫度過(guò)高SO2溶解度下降,脫硫效率降低;由于Ka1(H2SO3)>Ka1(H2CO3)>Ka2(H2SO3),故吸收塔內(nèi)SO2和海水中HCO3-發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為SO2+HCO3-===HS(5)若煤電廠排放煙氣量為2.0×106kg·h-1,其中含SO2為0.15%,該煙氣經(jīng)海水脫硫處理后SO2為144kg·h-1,則脫硫率=95.2%。(脫硫率=已除去的S【解析】(5)脫硫率=2.0×1(6)離子液體也可以用來(lái)處理工業(yè)煙氣。其負(fù)離子吸收SO2后生成。欲確定中虛線框內(nèi)基團(tuán)的結(jié)構(gòu),可采用的分析方法有B。

A.原子發(fā)射光譜 B.紅外光譜C.核磁共振氫譜 D.晶體X射線衍射工業(yè)上還可用(NH4)2SO3溶液吸收煙氣中的二氧化硫,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,其吸收能力會(huì)逐漸降低?！窘馕觥?6)A.原子發(fā)射光譜的特征譜線用于鑒定元素;B.紅外光譜用于測(cè)定某有機(jī)物分子中所含有的化學(xué)鍵或官能團(tuán);C.核磁共振氫譜用于測(cè)定有機(jī)物分子中氫原子的類(lèi)型和它們的數(shù)目之比;D.通過(guò)晶體X射線衍射實(shí)驗(yàn)獲得衍射圖,經(jīng)過(guò)計(jì)算可獲得包括晶胞形狀和大小、分子或原子在微觀空間有序排列呈現(xiàn)的對(duì)稱(chēng)類(lèi)型、原子在晶胞里的數(shù)目和位置等晶體結(jié)構(gòu)的有關(guān)信息;則欲確定中虛線框內(nèi)基團(tuán)的結(jié)構(gòu),可采用的分析方法為紅外光譜,答案選B。(7)為使(NH4)2SO3再生,最適宜向吸收能力降低的溶液中加入或通入一定量的C。

A.(NH4)2SO3B.CaO C.NH3 D.NaOH【解析】(7)用(NH4)2SO3溶液吸收煙氣中的SO2,發(fā)生反應(yīng)(NH4)2SO3+SO2+H2O===2NH4HSO3,NH4HSO3不能吸收SO2,隨著反應(yīng)的進(jìn)行,其吸收能力會(huì)逐漸降低,為使(NH4)2SO3再生即將NH4HSO3轉(zhuǎn)化成(NH4)2SO3;A.(NH4)2SO3不能使NH4HSO3轉(zhuǎn)化成(NH4)2SO3;B.CaO與NH4HSO3反應(yīng)生成了CaSO3沉淀;C.NH3與NH4HSO3反應(yīng)生成了(NH4)2SO3;D.NaOH與NH4HSO3反應(yīng)生成了新物質(zhì)Na2SO3;為使(NH4)2SO3再生,最適宜向吸收能力降低的溶液中加入或通入一定量的NH3,答案選C。(8)使用(NH4)2SO3溶液脫硫時(shí),溶液的pH通常需控制在5.5<pH<6.3。結(jié)合(NH4)2SO3的性質(zhì)和下圖,分析pH不宜過(guò)小和過(guò)大的原因:pH較小時(shí),H+濃度大,抑制了H2SO3的電離,導(dǎo)致SO2溶解度減小;pH過(guò)大會(huì)造成NH3的揮發(fā)。

【解析】(8)由圖可知,溶液的pH較小時(shí),H+濃度大,抑制了H2SO3的電離,即使SO2+H2OH2SO3H++HSO3-逆向移動(dòng),導(dǎo)致SO2溶解度減小,溶液的pH過(guò)大時(shí)氨氣逃逸量增大,會(huì)造成NH3的揮發(fā),故使用(NH4)2SO3溶液脫硫時(shí),溶液的pH通常需控制在5.5<pH<6.3。4.(12分)二氯異氰尿酸鈉[(CNO)3Cl2Na],具有很強(qiáng)的氧化性(遇酸會(huì)反應(yīng)生成次氯酸),是一種廣譜高效的殺菌劑,常溫下為白色固體,易溶于水,難溶于冰水。實(shí)驗(yàn)室常用高濃度的NaClO溶液和(CNO)3H3(氰尿酸)吡啶溶液,在10℃時(shí)反應(yīng)制備二氯異氰尿酸鈉,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示:回答下列問(wèn)題:(1)裝置B中試劑為飽和食鹽水,裝置D中,盛放(CNO)3H3吡啶溶液的儀器名稱(chēng)為恒壓滴液漏斗。

【解析】由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,裝置A中高錳酸鉀固體與濃鹽酸反應(yīng)制備氯氣,濃鹽酸具有揮發(fā)性,制得的氯氣中混有氯化氫氣體和水蒸氣,裝置B中盛有飽和食鹽水用于除去氯化氫氣體,裝置C作安全瓶起防倒吸的作用,裝置D中氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)制備次氯酸鈉,次氯酸鈉溶液與氰尿酸吡啶溶液在10℃時(shí)反應(yīng)制備二氯異氰尿酸鈉,裝置E中盛有的氫氧化鈉溶液用于吸收未反應(yīng)的氯氣,防止污染空氣。(1)由分析可知,裝置B中盛有飽和食鹽水用于除去氯化氫氣體;由實(shí)驗(yàn)裝置圖可知,裝置D中盛放氰尿酸吡啶溶液的儀器為恒壓滴液漏斗。(2)(CNO)3Cl2Na的制備步驟如下:①檢查裝置氣密性后加入藥品。②關(guān)閉K1,打開(kāi)K2,向裝置A中滴加足量的濃鹽酸,當(dāng)觀察到裝置D中液面上方出現(xiàn)黃綠色氣體時(shí),關(guān)閉K2,滴入(CNO)3H3吡啶溶液,寫(xiě)出(CNO)3H3和NaClO發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式:2NaClO+(CNO)3H3(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O,制備過(guò)程中要不斷通入Cl2,其目的是使反應(yīng)生成的NaOH再次生成NaClO并參與反應(yīng),提高原料的利用率,反應(yīng)完成后需進(jìn)行的操作為打開(kāi)K1,通入N2,將剩余的氯氣排入裝置E中,防止污染空氣。

③取裝置D中溶液,制得產(chǎn)品。操作為冰水冷卻、過(guò)濾、冷水洗滌、低溫干燥,最后得到粗產(chǎn)品。

【解析】(2)②由分析可知,裝置D中氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)制備次氯酸鈉,次氯酸鈉溶液與氰尿酸吡啶溶液在10℃時(shí)反應(yīng)制備二氯異氰尿酸鈉,制備過(guò)程為關(guān)閉K1,打開(kāi)K2,向裝置A中滴加足量的濃鹽酸,高錳酸鉀固體與濃鹽酸反應(yīng)生成氯氣,氯氣與氫氧化鈉溶液反應(yīng)生成次氯酸鈉,當(dāng)觀察到裝置D中液面上方出現(xiàn)黃綠色氣體,關(guān)閉K2,滴入氰尿酸吡啶溶液,次氯酸鈉溶液與氰尿酸吡啶溶液在10℃時(shí)反應(yīng)制備二氯異氰尿酸鈉,反應(yīng)的化學(xué)方程式為2NaClO+(CNO)3H3(CNO)3Cl2Na+NaOH+H2O,制備過(guò)程中要不斷通入氯氣,使反應(yīng)生成的氫氧化鈉再次生成次氯酸鈉并參與反應(yīng),提高原料的利用率,反應(yīng)完成后打開(kāi)K1,通入氮?dú)?將剩余的氯氣排入裝置E中,防止污染空氣;③由題給信息可知,得到易溶于水,難溶于冰水的二氯異氰尿酸鈉粗產(chǎn)品的操作為冰水冷卻、過(guò)濾、冷水洗滌、低溫干燥,故答案為冰水冷卻。(3)粗產(chǎn)品中(CNO)3Cl2Na純度測(cè)定。取1.5g粗產(chǎn)品溶于少量水,加入過(guò)量抗壞血酸(維生素C)充分反應(yīng),配成100mL溶液,取20.00mL所配制溶液于錐形瓶中,再加入25.00ml0.10mol·L-1AgNO3溶液(過(guò)量),加入幾滴稀NH4Fe(SO4)2溶液,用0.05mol·L-1NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定至終點(diǎn),消耗10.00mL標(biāo)準(zhǔn)溶液。[已知Ag++SCN-===AgSCN↓(白色)]①(CNO)3Cl2Na的純度為73.3%(保留至小數(shù)點(diǎn)后1位)。

②下列有關(guān)上述滴定操作的說(shuō)法正確的是ad(填標(biāo)號(hào))。a.接近滴定終點(diǎn)時(shí)微微轉(zhuǎn)動(dòng)活塞,使溶液懸掛在尖嘴上,形成半滴,用錐形瓶?jī)?nèi)壁將其刮落b.若盛放NH4SCN標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管沒(méi)有潤(rùn)洗,使測(cè)定結(jié)果偏大c.錐形瓶洗滌后未干燥即加入所配待測(cè)溶液,使測(cè)定結(jié)果偏小d.滴定前俯視讀數(shù),滴定后仰視讀數(shù),使測(cè)定結(jié)果偏小【解析】(3)①由題意可得如下轉(zhuǎn)化關(guān)系:(CNO)3Cl2Na~2Cl-~2AgNO3,滴定消耗10.00mL0.05mol·L-1硫氰化銨溶液,則與溶液中氯離子反應(yīng)的硝酸銀的物質(zhì)的量為0.1mol·L-1×0.025L-0.05mol·L-1×0.01L=0.002mol,則(CNO)3Cl2Na的純度為0.②a.接近滴定終點(diǎn)時(shí)微微轉(zhuǎn)動(dòng)活塞,使溶液懸掛在尖嘴上,形成半滴,用錐形瓶?jī)?nèi)壁將其刮落可以避免硫氰化銨溶液過(guò)量,超過(guò)滴定終點(diǎn),故正確;b.若盛放硫氰化銨標(biāo)準(zhǔn)溶液的滴定管沒(méi)有潤(rùn)洗會(huì)使消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小,故錯(cuò)誤;c.錐形瓶洗滌后未干燥即加入所配待測(cè)溶液不會(huì)影響待測(cè)液的物質(zhì)的量和消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積,對(duì)測(cè)定結(jié)果無(wú)影響,故錯(cuò)誤;d.滴定前俯視讀數(shù),滴定后仰視讀數(shù)會(huì)使消耗標(biāo)準(zhǔn)溶液的體積偏大,導(dǎo)致測(cè)定結(jié)果偏小,故正確。【加固訓(xùn)練】二苯酮是紫外線吸收劑、有機(jī)顏料等的中間體,某小組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并合成二苯酮反應(yīng)原理及實(shí)驗(yàn)裝置如下:已知:Ⅰ.氯化鋁可與酮絡(luò)合而失效Ⅱ.幾種物質(zhì)的性質(zhì)如表所示名稱(chēng)相對(duì)分子質(zhì)量性狀熔/沸點(diǎn)(℃)溶解性苯78無(wú)色透明液體5.5/80.1不溶于水,易溶于醇和醚CCl4154無(wú)色液體-22.6/76.8微溶于水,易溶于醇和醚無(wú)水AlCl3133.5白色粉末197/180(升華)溶于水并強(qiáng)烈水解,溶于醇、醚并放熱二苯酮182白色晶體48.5/305.4不溶于水,易溶于醇和醚實(shí)驗(yàn)步驟:步驟一:按圖示安裝儀器,并檢驗(yàn)裝置的氣密性。步驟二:稱(chēng)取mg無(wú)水氯化鋁,置于三頸燒瓶中,再加入4.7mL(0.05mol)四氯化碳。將三頸燒瓶在冷水浴中冷卻到10~15℃,緩慢滴加2.7mL(0.03mol)無(wú)水苯及2.3mL四氯化碳混合液,維持反應(yīng)溫度在5~10℃。步驟三:在10℃左右繼續(xù)攪拌1小時(shí)。然后將三頸燒瓶沒(méi)入冰水浴,在攪拌下慢慢滴加30mL水。改為蒸餾裝置,蒸去四氯化碳及少量未反應(yīng)的苯,在加熱套上蒸餾0.5h,并促使二苯二氯甲烷水解完全。步驟四:分出下層粗產(chǎn)品,水層用蒸出的四氯化碳萃取一次,合并后用無(wú)水硫酸鎂干燥。先在常壓下蒸出四氯化碳,溫度升至90℃左右時(shí)停止加熱,再減壓蒸餾出二苯酮。(1)球形干燥管的作用:防止空氣中水蒸氣進(jìn)入,導(dǎo)致氯化鋁水解失效。

【解析】(1)因?yàn)闊o(wú)水氯化鋁溶于水并強(qiáng)烈水解,所以球形干燥管的作用是防止空氣中水蒸氣進(jìn)入,導(dǎo)致氯化鋁水解失效。(2)一般要稱(chēng)取高于催化劑量的氯化鋁,原因:氯化鋁可與產(chǎn)物酮絡(luò)合失效而損失。

【解析】(2)因?yàn)槁然X可與產(chǎn)物酮絡(luò)合失效而損失,所以一般要稱(chēng)取高于催化劑量的氯化鋁。(3)圖乙中毛細(xì)管的作用:提供氣化中心,防止暴沸。

【解析】(3)圖乙中毛細(xì)管的作用提供氣化中心,防止暴沸。(4)需減壓蒸餾出二苯酮的原因:降低二苯酮的沸點(diǎn),防止氯化鋁升華。

【解析】(4)減壓蒸餾可以降低二苯酮的沸點(diǎn),防止氯化鋁升華,所以需減壓蒸餾出二苯酮。(5)①若步驟三、四操作忽略水體積的變化,則萃取完成后,為了測(cè)定二苯酮水解后溶液中Cl-濃度,取10mL水層溶液,選用D(填標(biāo)號(hào))作指示劑,用amol·L-1的硝酸銀溶液進(jìn)行滴定,滴定終點(diǎn)消耗VmL,達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)液后,生成磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)磚紅色沉淀不溶解。

難溶物AgClAgBrAgCNAg2CrO4顏色白色淺黃色白色磚紅色Ksp1.77×10-105.4×10-142.7×10-161.12×10-12A.NaCl溶液 B.NaBr溶液C.NaCN溶液 D.Na2CrO4溶液②若步驟四蒸餾出的產(chǎn)品不純,需用B(填標(biāo)號(hào))進(jìn)行重結(jié)晶進(jìn)一步提純得到ng二苯酮;A.NaOH溶液B.乙醇C.鹽酸D.水E.石油醚通過(guò)計(jì)算可知,步驟三、四操作過(guò)程中產(chǎn)品的損耗率為aV×10-3×32×182-n0.【解析】(5)①根據(jù)沉淀滴定原理,滴定劑與被滴定物生成的沉淀比滴定劑與指示劑生成的沉淀更難溶,且二者之間有明顯的顏色差別,測(cè)定的是Cl-不能使用NaCl溶液,NaBr、NaCN對(duì)應(yīng)的銀鹽溶解度比AgCl小,也不能使用,則應(yīng)該使用的指示劑為Na2CrO4溶液;達(dá)到滴定終點(diǎn)的現(xiàn)象為滴入最后半滴標(biāo)準(zhǔn)液后,生成磚紅色沉淀,且半分鐘內(nèi)磚紅色沉淀不溶解;②因?yàn)槎酵蝗苡谒?易溶于醇和醚,故選乙醇;根據(jù)原子守恒知,0.03mol無(wú)水苯理論上生成0.015mol,0.015mol完全水解生成0.03molHCl和0.032mol二苯酮,硝酸銀與HCl等物質(zhì)的量反應(yīng),則實(shí)際上生成aV×10-3×3010mol=3aV×10-3molHCl,則產(chǎn)品損失量為(3aV×10-32×182-5.(12分)CO2加氫轉(zhuǎn)化為二甲醚(CH3OCH3)的反應(yīng)過(guò)程如下:Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)ΔH1=-49.1kJ·mol-1Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)ΔH2=+41.2kJ·mol-1Ⅲ.2CH3OH(g)CH3OCH3(g)+H2O(g)ΔH3=-23.4kJ·mol-1回答下列問(wèn)題:(1)若2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O正反應(yīng)的活化能為EakJ·mol-1,則逆反應(yīng)的活化能為Ea+121.6kJ·mol-1(用含Ea的式子表示)。

【解析】(1)觀察可知,反應(yīng)2CO2(g)+6H2(g)CH3OCH3(g)+3H2O可由2Ⅰ+Ⅲ得到,根據(jù)蓋斯定律,該反應(yīng)的ΔH=2ΔH1+ΔH3=2×(-49.1kJ·mol-1)+(-23.4kJ·mol-1)=-121.6kJ·mol-1,則該反應(yīng)的逆反應(yīng)的活化能為EakJ·mol-1-(-121.6kJ·mol-1)=(Ea+121.6)kJ·mol-1;(2)在3.0MPa的恒壓密閉容器中充入3molH2和1molCO2發(fā)生上述反應(yīng),CO2的平衡轉(zhuǎn)化率、二甲醚和CO生成物的選擇性隨溫度變化如圖所示。已知:生成物A的選擇性=A物質(zhì)含有的碳原子數(shù)①CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先降低后增大的原因是260℃之前主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,反應(yīng)Ⅰ放熱,升高溫度,其平衡逆向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;260℃之后主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ,反應(yīng)Ⅱ吸熱,升高溫度,其平衡正向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大。

②260℃達(dá)到平衡時(shí),容器內(nèi)n(H2)=1.86mol,

反應(yīng)Ⅲ用氣體分壓表示的平衡常數(shù)Kp=15.9(氣體分壓p=氣體總壓p總×體積分?jǐn)?shù))。

【解析】(2)①反應(yīng)Ⅰ放熱,升高溫度,其平衡逆向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率降低;反應(yīng)Ⅱ吸熱,升高溫度,其平衡正向移動(dòng),CO2平衡轉(zhuǎn)化率增大;故CO2平衡轉(zhuǎn)化率隨溫度升高先降低后增大的原因是260℃之前主要發(fā)生反應(yīng)Ⅰ,260℃之后主要發(fā)生反應(yīng)Ⅱ;②由圖知,260℃達(dá)平衡時(shí),CO2平衡轉(zhuǎn)化率為50%,CO2共轉(zhuǎn)化了0.5mol,CO的選擇性為36%,則CO轉(zhuǎn)化生成了1×50%×36%=0.18mol,二甲醚的選擇性為50%,則二甲醚轉(zhuǎn)化生成了1×50%×50%×12=0.125mol,甲醇的選擇性為1-36%-50%=14%,則甲醇轉(zhuǎn)化生成了1×50%×14%=0.07mol,可列出三個(gè)反應(yīng)的轉(zhuǎn)化量情況Ⅰ.CO2(g)+3H2(g)CH3OH(g)+H2O(g)轉(zhuǎn)化量(mol): 0.32 0.960.07+0.25=0.32 0.32Ⅱ.CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)轉(zhuǎn)化量(mol