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選考(30~32)提升標準練(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排放是一項重要課題。 (1)以CO2為原料制取碳(C)的太陽能工藝如圖所示。 過程2中發(fā)生反應的化學方程式為 　。 (2)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,簡稱DMC)是一種應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標準燃燒熱的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通過反應③直接合成DMC,一定條件下,平衡時CO2的轉(zhuǎn)化率如圖所示,則: ①下列能說明在此條件下反應達到平衡狀態(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)的量分數(shù)保持不變 ②反應在A點條件下達到平衡后,其他條件不變情況下,t1時刻繼續(xù)往該容器中充入2 mol CH3OH、1 mol CO2,t2時刻達到新的平衡,試畫出t1時刻以后容器中c(CO2)隨時間變化圖。 (4)CO2經(jīng)催化加氫可以生成低碳烴,主要有以下兩個競爭反應: 反應Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g) 反應Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g) 為分析催化劑對反應的選擇性,在1 L密閉容器中充入1 mol CO2和3 mol H2,測得有關物質(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主要選擇　　　　(填“反應Ⅰ”或“反應Ⅱ”)。 520 ℃時,反應Ⅱ的平衡常數(shù)K=　　　　　　　(只列數(shù)字算式,不計算)。 ②用惰性電極電解強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,反應的化學方程式及裝置圖(部分裝置省略)如下: +2FeCl3 +2FeCl2+2HCl 在反應裝置中,加入原料及溶劑,攪拌,加熱回流。反應結束后加水煮沸,冷卻后即有二苯基乙二酮粗產(chǎn)品析出,用70%乙醇水溶液重結晶提純。重結晶過程為加熱溶解→活性炭脫色→趁熱過濾→冷卻結晶→抽濾→洗滌→干燥。 請回答下列問題: (1)寫出裝置圖中玻璃儀器的名稱:a　　　　　　,b　　　　　　。 (2)趁熱過濾后,濾液冷卻結晶。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)生過飽和現(xiàn)象,可采用 等方法促進晶體析出。 (3)抽濾所用的濾紙應略　　　　　　(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,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后轉(zhuǎn)入布氏漏斗,下列液體最合適的是　　　　　　。 A.無水乙醇 B.飽和NaCl溶液 C.70%乙醇水溶液 D.濾液 (4)上述重結晶過程中的哪一步操作除去了不溶性雜質(zhì)?　　　　　　。 (5)某同學采用薄層色譜(原理和操作與紙層析類似)跟蹤反應進程,分別在反應開始、回流15 min、30 min、45 min和60 min時,用毛細管取樣、點樣,薄層色譜展開后的斑點如圖所示。該實驗條件下比較合適的回流時間是　　　　　　。 A.15 min B.30 min C.45 min D.60 min 3.(2018浙江綠色評價聯(lián)盟統(tǒng)考)有機物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:+ 回答下列問題: (1)B的結構簡式是　　　　　　,C→D的反應類型是　　　　　　。 (2)D和F合成A分為三步反應完成,依次寫出D和F合成A的兩種中間產(chǎn)物的結構簡式:　　　　　　　　　　　、　　　　　　　　　　　　。 (3)寫出符合下列條件的A的任意一種同分異構體的結構簡式:　　　　　　。 ①不發(fā)生水解反應;②遇氯化鐵溶液呈紫色;③1 mol 可消耗3 mol NaOH;④有兩個六元環(huán)。 (4)設計以乙醇為原料制備F的合成路線(用流程圖表示,無機試劑任選)。 參考答案 選考(30~32)提升標準練(四) 1.答案: (1)6FeO+CO2C+2Fe3O4 (2)-342.5 (3)①BD ② (4)①反應Ⅰ　0.21.240.421.06 ②2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O 解析: (1)過程1中Fe3O4分解為FeO和O2,過程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方程式。(2)由表示CO的標準燃燒熱的ΔH1可寫出熱化學方程式: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,甲醇與二氧化碳的化學計量數(shù)之比為2∶1,所以v逆(CH3OH)=2v正(CO2)的狀態(tài)是平衡狀態(tài),錯誤;B項,反應中甲醇物質(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,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過程中氣體質(zhì)量保持不變,因容器容積不變,所以反應過程中氣體密度不變,無法判斷反應是否達到平衡狀態(tài),錯誤;D項,各組分物質(zhì)的量分數(shù)保持不變的狀態(tài)是平衡狀態(tài),正確。②A點二氧化碳的轉(zhuǎn)化率為0.5,則平衡時二氧化碳濃度為0.25molL-1;平衡后繼續(xù)向容器中充入2molCH3OH和1molCO2(此時刻CO2濃度為0.75molL-1),反應物起始濃度增大,等效于增大壓強,增大壓強平衡向右移動,二氧化碳濃度減小,則平衡時二氧化碳濃度小于0.5molL-1,但大于0.25molL-1。(4)①由圖像可知低溫時主要生產(chǎn)甲烷,高溫時主要生產(chǎn)乙烯,所以低溫時主要選擇反應Ⅰ;520℃時甲烷和乙烯的物質(zhì)的量均為0.2mol,所以反應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,碳元素化合價由+4價降為-2價,b電極為陰極,陰極上發(fā)生還原反應,所以b電極上的電極反應式為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。溶液過飽和時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促進晶體析出。(3)抽濾所用的濾紙應略小于布氏漏斗內(nèi)徑。根據(jù)題干信息,使杯壁上的晶體沖洗下來最好用濾液,因為其不帶入雜質(zhì)。(4)趁熱過濾除去了不溶性雜質(zhì)。(5)從圖中可以看出45min時最適合,反應物基本上無剩余。 3.答案: (1)　取代反應 (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的結構簡式是,C→D的變化中,官能團由氨基變?yōu)榱u基,反應類型是取代反應。 (2)D和F合成A分為三步反應完成,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)生取代反應生成,也可能先發(fā)生加成反應生成,然后它們分別轉(zhuǎn)化為和,最后它們分別轉(zhuǎn)化為A。 (3)A的同分異構體符合下列條件:①不發(fā)生水解反應,說明分子中沒有酯基;②遇氯化鐵溶液呈紫色,說明分子中有酚羥基;③1mol可消耗3molNaOH,說明有3個酚羥基;④有兩個六元環(huán),符合條件的同分異構體有多種,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。