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選考(30~32)提升標(biāo)準(zhǔn)練(四) 非選擇題(本題共3題,每題10分,共30分) 1.(2018杭州二中模擬)中國(guó)政府承諾,到2020年,單位GDP二氧化碳排放比2005年下降40%~50%。減少CO2排放是一項(xiàng)重要課題。 (1)以CO2為原料制取碳(C)的太陽(yáng)能工藝如圖所示。 過(guò)程2中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為 　。 (2)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,簡(jiǎn)稱DMC)是一種應(yīng)用前景廣泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常壓、70~120 ℃和催化劑條件下合成DMC。已知:①表示CO標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的ΔH1=-283 kJmol-1; ②H2O(l)H2O(g)　ΔH2=+44 kJmol-1 ③2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g)　ΔH3=-15.5 kJmol-1, 則2CH3OH(g)+CO(g)+12O2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(l)　ΔH=　　　　　 kJmol-1。 (3)在某容積不變的2 L密閉容器中充入2 mol CH3OH、1 mol CO2通過(guò)反應(yīng)③直接合成DMC,一定條件下,平衡時(shí)CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示,則: ①下列能說(shuō)明在此條件下反應(yīng)達(dá)到平衡狀態(tài)的是　　　　。 A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2) B.CH3OH與H2O的物質(zhì)的量之比保持不變 C.容器內(nèi)氣體的密度保持不變 D.各組分的物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變 ②反應(yīng)在A點(diǎn)條件下達(dá)到平衡后,其他條件不變情況下,t1時(shí)刻繼續(xù)往該容器中充入2 mol CH3OH、1 mol CO2,t2時(shí)刻達(dá)到新的平衡,試畫出t1時(shí)刻以后容器中c(CO2)隨時(shí)間變化圖。 (4)CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴,主要有以下兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng): 反應(yīng)Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 反應(yīng)Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 為分析催化劑對(duì)反應(yīng)的選擇性,在1 L密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,測(cè)得有關(guān)物質(zhì)的物質(zhì)的量隨溫度變化如圖所示。 ①該催化劑在較低溫度時(shí)主要選擇　　　　(填“反應(yīng)Ⅰ”或“反應(yīng)Ⅱ”)。 520 ℃時(shí),反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=　　　　　　　(只列數(shù)字算式,不計(jì)算)。 ②用惰性電極電解強(qiáng)酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如圖所示。b電極上的電極反應(yīng)式為　　　　　　　　　　　　　　。 2.二苯基乙二酮常用作醫(yī)藥中間體及紫外線固化劑,可由二苯基羥乙酮氧化制得,反應(yīng)的化學(xué)方程式及裝置圖(部分裝置省略)如下: +2FeCl3 +2FeCl2+2HCl 在反應(yīng)裝置中,加入原料及溶劑,攪拌,加熱回流。反應(yīng)結(jié)束后加水煮沸,冷卻后即有二苯基乙二酮粗產(chǎn)品析出,用70%乙醇水溶液重結(jié)晶提純。重結(jié)晶過(guò)程為加熱溶解→活性炭脫色→趁熱過(guò)濾→冷卻結(jié)晶→抽濾→洗滌→干燥。 請(qǐng)回答下列問(wèn)題: (1)寫出裝置圖中玻璃儀器的名稱:a　　　　　　,b　　　　　　。 (2)趁熱過(guò)濾后,濾液冷卻結(jié)晶。一般情況下,下列因素中有利于得到較大的晶體的是　　　　　　(填字母)。 　　　　　　　　　　　　　　　　 A.緩慢冷卻溶液 B.溶液濃度較大 C.溶質(zhì)溶解度較小 D.緩慢蒸發(fā)溶劑 如果溶液發(fā)生過(guò)飽和現(xiàn)象,可采用 等方法促進(jìn)晶體析出。 (3)抽濾所用的濾紙應(yīng)略　　　　　　(填“大于”或“小于”)布氏漏斗內(nèi)徑,將全部小孔蓋住。燒杯中的二苯基乙二酮晶體轉(zhuǎn)入布氏漏斗時(shí),杯壁上往往還粘有少量晶體,需用液體將杯壁上的晶體沖洗下來(lái)后轉(zhuǎn)入布氏漏斗,下列液體最合適的是　　　　　　。 A.無(wú)水乙醇 B.飽和NaCl溶液 C.70%乙醇水溶液 D.濾液 (4)上述重結(jié)晶過(guò)程中的哪一步操作除去了不溶性雜質(zhì)?　　　　　　。 (5)某同學(xué)采用薄層色譜(原理和操作與紙層析類似)跟蹤反應(yīng)進(jìn)程,分別在反應(yīng)開(kāi)始、回流15 min、30 min、45 min和60 min時(shí),用毛細(xì)管取樣、點(diǎn)樣,薄層色譜展開(kāi)后的斑點(diǎn)如圖所示。該實(shí)驗(yàn)條件下比較合適的回流時(shí)間是　　　　　　。 A.15 min B.30 min C.45 min D.60 min 3.(2018浙江綠色評(píng)價(jià)聯(lián)盟統(tǒng)考)有機(jī)物A的合成路線如下,E屬于酯類,F的分子式為C6H10O3。 已知1:R1COOR2+CH3COOC2H5 R1COCH2COOC2H5+R2OH 已知2:RCOOR+R″OHRCOOR″+ROH 已知3:+ 回答下列問(wèn)題: (1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是　　　　　　,C→D的反應(yīng)類型是　　　　　　。 (2)D和F合成A分為三步反應(yīng)完成,依次寫出D和F合成A的兩種中間產(chǎn)物的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　。 (3)寫出符合下列條件的A的任意一種同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式:　　　　　　。 ①不發(fā)生水解反應(yīng);②遇氯化鐵溶液呈紫色;③1 mol 可消耗3 mol NaOH;④有兩個(gè)六元環(huán)。 (4)設(shè)計(jì)以乙醇為原料制備F的合成路線(用流程圖表示,無(wú)機(jī)試劑任選)。 參考答案 選考(30~32)提升標(biāo)準(zhǔn)練(四) 1.答案: (1)6FeO+CO2C+2Fe3O4 (2)-342.5 (3)①BD ② (4)①反應(yīng)Ⅰ　0.21.240.421.06 ②2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O 解析: (1)過(guò)程1中Fe3O4分解為FeO和O2,過(guò)程2中FeO和CO2在700K條件下生成Fe3O4和C,根據(jù)得失電子守恒配平化學(xué)方程式。(2)由表示CO的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱的ΔH1可寫出熱化學(xué)方程式:①CO(g)+12O2(g)CO2(g)　ΔH1=-283kJmol-1,由蓋斯定律可知,①+③-②可得2CH3OH(g)+CO(g)+12O2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(l),則ΔH=-283kJmol-1+(-15.5kJmol-1)-44kJmol-1=-342.5kJmol-1。(3)①A項(xiàng),甲醇與二氧化碳的化學(xué)計(jì)量數(shù)之比為2∶1,所以v逆(CH3OH)=2v正(CO2)的狀態(tài)是平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;B項(xiàng),反應(yīng)中甲醇物質(zhì)的量減小、水的物質(zhì)的量增大,甲醇與水的物質(zhì)的量之比不變的狀態(tài)是平衡狀態(tài),正確;C項(xiàng),體系中各物質(zhì)均為氣體,根據(jù)質(zhì)量守恒定律可知反應(yīng)過(guò)程中氣體質(zhì)量保持不變,因容器容積不變,所以反應(yīng)過(guò)程中氣體密度不變,無(wú)法判斷反應(yīng)是否達(dá)到平衡狀態(tài),錯(cuò)誤;D項(xiàng),各組分物質(zhì)的量分?jǐn)?shù)保持不變的狀態(tài)是平衡狀態(tài),正確。②A點(diǎn)二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為0.5,則平衡時(shí)二氧化碳濃度為0.25molL-1;平衡后繼續(xù)向容器中充入2molCH3OH和1molCO2(此時(shí)刻CO2濃度為0.75molL-1),反應(yīng)物起始濃度增大,等效于增大壓強(qiáng),增大壓強(qiáng)平衡向右移動(dòng),二氧化碳濃度減小,則平衡時(shí)二氧化碳濃度小于0.5molL-1,但大于0.25molL-1。(4)①由圖像可知低溫時(shí)主要生產(chǎn)甲烷,高溫時(shí)主要生產(chǎn)乙烯,所以低溫時(shí)主要選擇反應(yīng)Ⅰ;520℃時(shí)甲烷和乙烯的物質(zhì)的量均為0.2mol,所以反應(yīng)Ⅰ消耗CO2和H2的物質(zhì)的量分別為0.2mol、0.8mol,生成0.4mol水,反應(yīng)Ⅱ消耗CO2和H2的物質(zhì)的量分別為0.4mol、1.2mol,生成0.8mol水,此時(shí)體系中CO2的物質(zhì)的量為1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,水的物質(zhì)的量為0.4mol+0.8mol=1.2mol,H2的物質(zhì)的量為3mol-0.8mol-1.2mol=1.0mol,反應(yīng)Ⅱ的平衡常數(shù)K=c(C2H4)c4(H2O)c2(CO2)c6(H2)=0.21.240.421.06。②電解二氧化碳水溶液得到乙烯,碳元素化合價(jià)由+4價(jià)降為-2價(jià),b電極為陰極,陰極上發(fā)生還原反應(yīng),所以b電極上的電極反應(yīng)式為2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O。 2.答案: (1)三頸燒瓶　(球形)冷凝管 (2)AD　用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁、加入晶種 (3)小于　D　(4)趁熱過(guò)濾　(5)C 解析: (1)a為三頸燒瓶,b為(球形)冷凝管。(2)緩慢冷卻溶液、緩慢蒸發(fā)溶劑均可使晶體充分析出,有利于得到較大的晶體。溶液過(guò)飽和時(shí)一般用玻璃棒摩擦容器內(nèi)壁,也可以用加入晶種的方法來(lái)促進(jìn)晶體析出。(3)抽濾所用的濾紙應(yīng)略小于布氏漏斗內(nèi)徑。根據(jù)題干信息,使杯壁上的晶體沖洗下來(lái)最好用濾液,因?yàn)槠洳粠腚s質(zhì)。(4)趁熱過(guò)濾除去了不溶性雜質(zhì)。(5)從圖中可以看出45min時(shí)最適合,反應(yīng)物基本上無(wú)剩余。 3.答案: (1)　取代反應(yīng) (2) (或)　 (或) (3)(羥基位置可以任意,合理答案即可) (4)CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5 解析: 由題中信息可知,B為間二硝基苯,C為間苯二胺,D為間苯二酚,E為乙酸乙酯,F為CH3COCH2COOC2H5。 (1)B的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式是,C→D的變化中,官能團(tuán)由氨基變?yōu)榱u基,反應(yīng)類型是取代反應(yīng)。 (2)D和F合成A分為三步反應(yīng)完成,依據(jù)題中的信息2和信息3可知,D和F之間可能先發(fā)生取代反應(yīng)生成,也可能先發(fā)生加成反應(yīng)生成,然后它們分別轉(zhuǎn)化為和,最后它們分別轉(zhuǎn)化為A。 (3)A的同分異構(gòu)體符合下列條件:①不發(fā)生水解反應(yīng),說(shuō)明分子中沒(méi)有酯基;②遇氯化鐵溶液呈紫色,說(shuō)明分子中有酚羥基;③1mol可消耗3molNaOH,說(shuō)明有3個(gè)酚羥基;④有兩個(gè)六元環(huán),符合條件的同分異構(gòu)體有多種,例如:(羥基位置可以任意)。 (4)以乙醇為原料制備F(CH3COCH2COOC2H5),首先把乙醇氧化為乙醛,然后把乙醛氧化為乙酸,接著乙醇和乙酸發(fā)生酯化反應(yīng)生成乙酸乙酯,最后,乙酸乙酯分子間的取代生成F,具體合成路線如下:CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5。