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【化学——选修5:有机化学基础】(15分) 甜樱桃中含有一种羟基酸(用A表示),...

【化学——选修5:有机化学基础】(15分)

甜樱桃中含有一种羟基酸(用A表示),A的碳链结构无支链,分子式为C4H6O5,1.34 g A与足量的NaHCO3溶液反应,生成标准状况下的气体0.448 L。A在一定条件下可发生如下转化:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

其中,E的化学式为C4H6O6。已知:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(X代表卤原子,R代表烃基),A的合成方法如下:

①F+BrCH2-COOCH2CH3 说明: 6ec8aac122bd4f6eG+Zn(OH)Br

②G+2H2O说明: 6ec8aac122bd4f6e A +2M    (其中,F、G、M分别代表一种有机物)

请回答下列问题:

(1)E的结构简式为___________,E的核磁共振氢谱中会出现       组峰,一分子E最多能与几分子乙醇发生分子间脱水          

(2)从A到D所发生的化学反应的类型依次是                   

(3)F的分子式是___________。写出满足下列条件的F的同分异构体的结构简式:①能与NaHCO3反应,且常温下能使溴水褪色;②不能发生银镜反应;③1摩该同分异构体与足量钠反应,标况下可得到22.4L氢气(注:羟基不能直接与双键相连)。      

(4)写出G与水反应生成A和M的化学方程式                   

 

写同分异构体的结构简式3分,其余每空2分,不按要求写的不给分。 (1)HOOC—CHOH—CHOH—COOH   ; 3  ;4 (2)消去反应;加成反应、取代反应。(只要错写、漏写就不给分。) (3)C4H6O3 ;HOOC—CH=CH—CH2OH、HOOC—CHOH—CH=CH2、 (4)C2H5OOC—CHOH—CH2—COOC2H5  + 2H2O       HOOC—CHOH—CH2—COOH + 2C2H5OH 【解析】略
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【化学——选修3:物质结构与性质】 (15分)

已知X、Y和Z三种元素的原子序数之和等于48。X的一种1∶2型氢化物分子中既有σ键又有π键,所有原子共平面。Z是金属元素,Z的单质和化合物有广泛的用途。已知Z的核电荷数小于28,且次外层有2个未成对电子。工业上利用ZO2和碳酸钡在熔融状态下制取化合物M(M可看做一种含氧酸盐)。经X射线分析,M晶体的最小重复单元为正方体(如上图),顶点位置为Z4+所占,体心位置为Ba2+所占,所有棱心位置为O2所占。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)Y2+的结构示意图________________;Z的价层电子排布式为____________。

(2)X在该氢化物中以_____________方式杂化;X和Y形成的化合物YX2的电子式为_____________________。

(3)①制备M的化学反应方程式是______________________________________;

②在M晶体中,若将Z4+置于立方体的体心,Ba2+置于立方体的顶点,则O2处于立方体的_______________;

③已知O2半径为1.4×10–10 m,Z4+的半径为6.15×10–11m,阿佛加德罗常数为NA,则M的密度为_______________g·cm–3。(不必化简)

 

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【化学——选修2:化学与技术】(15分)

       自来水生产的流程示意图见下:

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)混凝剂除去悬浮物质的过程               (填写序号)

          ①只是物理变化         ②只是化学变化      ③是物理和化学变化

           FeSO4·7H2O是常用的混凝剂,它在水中最终生成               沉淀。

(2)若要除去Ca2+、Mg2+可以往水中加入石灰和纯碱,试剂填加时先加     后加     ,原因是                                                          

(3)氯气消毒,是因为它与水反应生成了HClO,次氯酸的强氧化性能杀死水中的病菌(不能直接用次氯酸为自来水消毒是因为次氯酸易分解,且毒性较大)。

Cl2+H2O 说明: 6ec8aac122bd4f6e HCl+HClO     K=4.5×10-4

使用氯气为自来水消毒可以有效地控制次氯酸的浓度,请结合平衡常数解释原因:

                                                              

下列物质中,               可以作为氯气的代用品(填写序号)。

① 臭氧      ②NH3(液)      ③K2FeO      ④SO2

(4)有些地区的天然水中含有较多的钙、镁离子。用离子交换树脂软化硬水时,先后把水通过分别装有       离子交换树脂和       离子交换树脂的离子交换柱(填“阴”或“阳”,阳离子交换树脂为HR型,阴离子交换树脂为R'OH型)。

(5)测定水中的溶解氧:量取40mL水样,迅速加入MnSO4和KOH混合溶液,再加入KI溶液,立即塞好塞子,振荡使完全反应。打开塞子,迅速加入适量硫酸溶液,此时有碘单质生成。用0.010mol/LNa2S2O3溶液滴定生成的碘,消耗了6.00mL Na2S2O3溶液。已知在碱性溶液中,氧气能迅速氧化Mn2+,生成物在酸性条件下可以将碘离子氧化为碘单质,本身重新还原为Mn2+

     上述过程发生的反应可表示为:2Mn2++4OH+O2=2MnO(OH)2

     MnO(OH)2+2I+4H+=I2+Mn2++3H2O     I2+2S2O32 =2I+S4O62

则水中的溶解氧量为          mg·L-1

 

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(14分)

I.仅用下列装置,检验木炭和浓硫酸反应产生的混和气体中含有SO2和CO2。在下列表格中填写对应的药品和实验现象。

实验装置

检验气体

试剂名称

实验现象

A

SO2

 

 

B

CO2

 

 

II.利用下列装置来电解饱和食盐水,并测量电解产生的氢气的体积(约6mL)和检验氯气的氧化性(不应将多余的氯气排入空气中)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(1)将上面各仪器连成一整套装置,各种仪器接口的连接顺序(填编号)是:A接______________,B接______________。

(2)请写出铁棒电极上发生的电极反应式__________________________。

(3)能说明氯气具有氧化性的实验现象是_______________________________。

(4)若U管中装入的饱和食盐水为50mL(电解前后溶液体积变化可忽略),当收集到的氢气为5.6mL(标准状况)时停止通电,摇匀U型管内的溶液,取20.00mL该溶液于锥形瓶内,用0.01mol/L的盐酸滴定时,滴定管起始读数为1.00mL,滴定终点时,滴定管的读数为_______ mL。

 

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(14分)工业上一般在恒容密闭容器中可以采用下列反应合成甲醇:

CO(g) + 2H2(g) 说明: 6ec8aac122bd4f6eCH3OH(g)         ΔH

(1)下表所列数据是该反应在不同温度下的化学平衡常数(K)。

温度

250℃

300℃

350℃

K

2.041

0.270

0.012

①由表中数据判断ΔH        0 (填“>”、“=”或“<”);    

②某温度下,将2 mol CO和6 mol H2充入2 L的密闭容器中,充分反应后,达到平衡时测得c(CO)= 0.2 mol/L,此时的温度为          

(2)T℃时,在时间t0时刻,合成甲醇反应达到平衡,若在t1时刻将容器的体积缩小一倍,假定在t2时刻后又达到新的平衡,请在图中用曲线表示在t1~t2阶段氢气、甲醇物质的量浓度随时间变化的趋势示意图(其它条件不变,曲线上必须标明氢气、甲醇)。

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)300℃、1.01×105Pa下,上述反应的ΔH数值为90.8 kJ/mol。在该温度下,在容积相同的3个密闭容器中,按不同方式投入反应物,保持恒温、恒容,测得反应达到平衡时的有关数据如下:

容器

反应物投入量

1 mol CO、2 mol H2

1 mol CH3OH

2 mol CH3OH

平衡时数据

CH3OH的浓度(mol/L)

c1

c2

c3

反应放出或吸收的能量

x kJ

y kJ

z kJ

反应物转化率

Ф1

Ф2

Ф3

       请比较以下每组数据的大小(填“>”、“<”或“=”):

    ①2c1     c3      ② x+y     90.8     ③Ф13    1

说明: 6ec8aac122bd4f6e

 

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(15分)A、B、C、D、E为中学化学常见的单质或化合物,其相互转化关系如下图所示。

(1)若A为短周期金属单质,B、C均为含A元素的盐,且B溶液的pH>7,C溶液pH<7。请指出D物质的类别         ;并写出B溶液pH>7的离子方程式          

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(2)若A是淡黄色化合物;常温下D是无色气体;C中含有的阴、阳离子均为10电子粒子。

①C中所含化学键的类型是             

②写出反应II的化学方程式                                

③将一定量的气体D通入2 L C的溶液中,向所得溶液中边逐滴加入稀盐酸边振荡至过量,产生的气体与盐酸物质的量的关系如图(忽略气体的溶解和HCl的挥发)。请回答:O点溶液中所含溶质的化学式为          ,a点溶液中各离子浓度由大到小的关系是         

说明: 6ec8aac122bd4f6e

(3)若将(2)中的气体D通入氢氧化钡溶液中得不溶物F,F的KSP=8.1×10-9。现将该沉淀放入0.1mol/L的BaCl2溶液中,其KSP         ,(填:增大、减小或不变),组成不溶物F的阴离子在溶液中的浓度为          mol/L。

 

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