选考(30~32)提升标准练(四)非选择题(本题共3题,每题10分,共30分)1.(2022·杭州二中模拟)中国政府承诺,到2022年,单位GDP二氧化碳排放比2022年下降40%~50%。减少CO2排放是一项重要课题。(1)以CO2为原料制取碳(C)的太阳能工艺如图所示。过程2中发生反应的化学方程式为 。 (2)碳酸二甲酯(CH3OCOOCH3,简称DMC)是一种应用前景广泛的新材料,用甲醇、CO、CO2在常压、70~120℃和催化剂条件下合成DMC。已知:①表示CO标准燃烧热的ΔH1=-283kJ·mol-1;②H2O(l)H2O(g) ΔH2=+44kJ·mol-1③2CH3OH(g)+CO2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(g) ΔH3=-15.5kJ·mol-1,则2CH3OH(g)+CO(g)+12O2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(l) ΔH= kJ·mol-1。 (3)在某容积不变的2L密闭容器中充入2molCH3OH、1molCO2通过反应③直接合成DMC,一定条件下,平衡时CO2的转化率如图所示,则:①下列能说明在此条件下反应达到平衡状态的是 。 A.2v正(CH3OH)=v逆(CO2)B.CH3OH与H2O的物质的量之比保持不变C.容器内气体的密度保持不变D.各组分的物质的量分数保持不变-6-\n②反应在A点条件下达到平衡后,其他条件不变情况下,t1时刻继续往该容器中充入2molCH3OH、1molCO2,t2时刻达到新的平衡,试画出t1时刻以后容器中c(CO2)随时间变化图。(4)CO2经催化加氢可以生成低碳烃,主要有以下两个竞争反应:反应Ⅰ:CO2(g)+4H2(g)CH4(g)+2H2O(g)反应Ⅱ:2CO2(g)+6H2(g)C2H4(g)+4H2O(g)为分析催化剂对反应的选择性,在1L密闭容器中充入1molCO2和3molH2,测得有关物质的物质的量随温度变化如图所示。①该催化剂在较低温度时主要选择 (填“反应Ⅰ”或“反应Ⅱ”)。 520℃时,反应Ⅱ的平衡常数K= (只列数字算式,不计算)。 ②用惰性电极电解强酸性的二氧化碳水溶液可得到乙烯,其原理如图所示。b电极上的电极反应式为 。 2.二苯基乙二酮常用作医药中间体及紫外线固化剂,可由二苯基羟乙酮氧化制得,反应的化学方程式及装置图(部分装置省略)如下:+2FeCl3+2FeCl2+2HCl-6-\n在反应装置中,加入原料及溶剂,搅拌,加热回流。反应结束后加水煮沸,冷却后即有二苯基乙二酮粗产品析出,用70%乙醇水溶液重结晶提纯。重结晶过程为加热溶解→活性炭脱色→趁热过滤→冷却结晶→抽滤→洗涤→干燥。请回答下列问题:(1)写出装置图中玻璃仪器的名称:a ,b 。 (2)趁热过滤后,滤液冷却结晶。一般情况下,下列因素中有利于得到较大的晶体的是 (填字母)。 A.缓慢冷却溶液B.溶液浓度较大C.溶质溶解度较小D.缓慢蒸发溶剂如果溶液发生过饱和现象,可采用 等方法促进晶体析出。(3)抽滤所用的滤纸应略 (填“大于”或“小于”)布氏漏斗内径,将全部小孔盖住。烧杯中的二苯基乙二酮晶体转入布氏漏斗时,杯壁上往往还粘有少量晶体,需用液体将杯壁上的晶体冲洗下来后转入布氏漏斗,下列液体最合适的是 。 A.无水乙醇B.饱和NaCl溶液C.70%乙醇水溶液D.滤液(4)上述重结晶过程中的哪一步操作除去了不溶性杂质? 。 (5)某同学采用薄层色谱(原理和操作与纸层析类似)跟踪反应进程,分别在反应开始、回流15min、30min、45min和60min时,用毛细管取样、点样,薄层色谱展开后的斑点如图所示。该实验条件下比较合适的回流时间是 。 A.15minB.30minC.45minD.60min3.(2022·浙江绿色评价联盟统考)有机物A的合成路线如下,E属于酯类,F的分子式为C6H10O3。已知1:R1COOR2+CH3COOC2H5R1COCH2COOC2H5+R2OH已知2:RCOOR'+R″OHRCOOR″+R'OH已知3:+-6-\n回答下列问题:(1)B的结构简式是 ,C→D的反应类型是 。 (2)D和F合成A分为三步反应完成,依次写出D和F合成A的两种中间产物的结构简式: 、 。 (3)写出符合下列条件的A的任意一种同分异构体的结构简式: 。 ①不发生水解反应;②遇氯化铁溶液呈紫色;③1mol可消耗3molNaOH;④有两个六元环。(4)设计以乙醇为原料制备F的合成路线(用流程图表示,无机试剂任选)。
参考答案
选考(30~32)提升标准练(四)1.答案:(1)6FeO+CO2C+2Fe3O4(2)-342.5(3)①BD②(4)①反应Ⅰ 0.2×1.240.42×1.06②2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O解析:(1)过程1中Fe3O4分解为FeO和O2,过程2中FeO和CO2在700K条件下生成Fe3O4和C,根据得失电子守恒配平化学方程式。(2)由表示CO的标准燃烧热的ΔH1可写出热化学方程式:①CO(g)+12O2(g)CO2(g) ΔH1=-283kJ·mol-1,由盖斯定律可知,①+③-②可得2CH3OH(g)+CO(g)+12O2(g)CH3OCOOCH3(g)+H2O(l),则ΔH=-283kJ·mol-1+(-15.5kJ·mol-1)-44kJ·mol-1=-342.5kJ·mol-1。(3)①A项,甲醇与二氧化碳的化学计量数之比为2∶1,所以v逆(CH3OH)=2v正(CO2)的状态是平衡状态,错误;B项,反应中甲醇物质的量减小、水的物质的量增大,甲醇与水的物质的量之比不变的状态是平衡状态,正确;C项,体系中各物质均为气体,根据质量守恒定律可知反应过程中气体质量保持不变,因容器容积不变,所以反应过程中气体密度不变,无法判断反应是否达到平衡状态,错误;D项,各组分物质的量分数保持不变的状态是平衡状态,正确。②A点二氧化碳的转化率为0.5,则平衡时二氧化碳浓度为0.25mol·L-1;平衡后继续向容器中充入2molCH3OH和1molCO2(此时刻CO2浓度为0.75mol·L-1),反应物起始浓度增大,等效于增大压强,增大压强平衡向右移动,二氧化碳浓度减小,则平衡时二氧化碳浓度小于0.5mol·L-1,但大于0.25mol·L-1。(4)①由图像可知低温时主要生产甲烷,高温时主要生产乙烯,所以低温时主要选择反应Ⅰ;520℃时甲烷和乙烯的物质的量均为0.2mol,所以反应Ⅰ消耗CO2和H2的物质的量分别为0.2mol、0.8mol,生成0.4mol水,反应Ⅱ消耗CO2和H2的物质的量分别为0.4mol、1.2mol,生成0.8mol水,此时体系中CO2的物质的量为1mol-0.2mol-0.4mol=0.4mol,水的物质的量为0.4mol+0.8mol=1.2mol,H2的物质的量为3mol-0.8mol-1.2mol=1.0mol,反应Ⅱ的平衡常数K=-6-\nc(C2H4)·c4(H2O)c2(CO2)·c6(H2)=0.2×1.240.42×1.06。②电解二氧化碳水溶液得到乙烯,碳元素化合价由+4价降为-2价,b电极为阴极,阴极上发生还原反应,所以b电极上的电极反应式为2CO2+12H++12e-C2H4+4H2O。2.答案:(1)三颈烧瓶 (球形)冷凝管(2)AD 用玻璃棒摩擦容器内壁、加入晶种(3)小于 D (4)趁热过滤 (5)C解析:(1)a为三颈烧瓶,b为(球形)冷凝管。(2)缓慢冷却溶液、缓慢蒸发溶剂均可使晶体充分析出,有利于得到较大的晶体。溶液过饱和时一般用玻璃棒摩擦容器内壁,也可以用加入晶种的方法来促进晶体析出。(3)抽滤所用的滤纸应略小于布氏漏斗内径。根据题干信息,使杯壁上的晶体冲洗下来最好用滤液,因为其不带入杂质。(4)趁热过滤除去了不溶性杂质。(5)从图中可以看出45min时最适合,反应物基本上无剩余。3.答案:(1) 取代反应(2)(或) (或)(3)(羟基位置可以任意,合理答案即可)(4)CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5解析:由题中信息可知,B为间二硝基苯,C为间苯二胺,D为间苯二酚,E为乙酸乙酯,F为CH3COCH2COOC2H5。(1)B的结构简式是,C→D的变化中,官能团由氨基变为羟基,反应类型是取代反应。(2)D和F合成A分为三步反应完成,依据题中的信息2和信息3可知,D和F之间可能先发生取代反应生成,也可能先发生加成反应生成,然后它们分别转化为和,最后它们分别转化为A。-6-\n(3)A的同分异构体符合下列条件:①不发生水解反应,说明分子中没有酯基;②遇氯化铁溶液呈紫色,说明分子中有酚羟基;③1mol可消耗3molNaOH,说明有3个酚羟基;④有两个六元环,符合条件的同分异构体有多种,例如:(羟基位置可以任意)。(4)以乙醇为原料制备F(CH3COCH2COOC2H5),首先把乙醇氧化为乙醛,然后把乙醛氧化为乙酸,接着乙醇和乙酸发生酯化反应生成乙酸乙酯,最后,乙酸乙酯分子间的取代生成F,具体合成路线如下:CH3CH2OHCH3CHOCH3COOHCH3COOC2H5CH3COCH2COOC2H5。-6-
