一、選擇題(共7道題,每題只有一個(gè)正確答案,每題6分,共42分)
1.西晉張華《博物志》載:“臨邛(今四川邛崍)火井一所,縱廣五尺,深二三丈……昔時(shí)人以竹木投以取火……以盆蓋井上,煮鹽得鹽?!蔽闹猩婕暗牟僮鞣椒ㄊ牵?/p>
)。
A.蒸餾
B.升華
C.干餾
D.結(jié)晶
2. 下列關(guān)于有機(jī)物乙苯(◎ -CH2 CH3)的說法正確的是(
)。
A.沸點(diǎn)比苯高
B.分子中所有碳原子不可能共平面
C.二氯代物共有12種
D.能與H2發(fā)生加成反應(yīng),說明分子中含有碳碳雙鍵
3.利用如圖1所示裝置進(jìn)行下列實(shí)驗(yàn),能得出相應(yīng)實(shí)驗(yàn)結(jié)論的是(
)。
4.工業(yè)上除去電石渣漿(含CaO)上清液中的S2-,并制取石膏(CaSO4 . 2H2O)的常用流程如下:
下列說法正確的是(
)。
A. Mn(OH),、MnO2-在過程I、過程Ⅱ中均起催化劑作用
B.過程工中,反應(yīng)的離子方程式為2Mn(OH)2+ O2+40H==2MnO2- +4H2O
C.將10 L上清液中的S2-轉(zhuǎn)化為SO4(S2-濃度為480 mg . L-1),理論上共需要0. 03 mol的O2
D.常溫下,56 g CaO溶于水配成IL溶液,溶液中Ca2+的數(shù)目為6. 02×1023個(gè)
5.據(jù)報(bào)道.最近有科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種在常壓下運(yùn)行的集成BaZrO3基質(zhì)子陶瓷膜反應(yīng)器(PCMR),將PCMR與質(zhì)子陶瓷燃料電池相結(jié)合進(jìn)行電化學(xué)法合成氨的原理如圖2所示,下列說法正確的是(
)。
A.陽極的電極反應(yīng)式為CH4+2H2O+8e- =CO2 +8 H+
B.陰極可能發(fā)生副反應(yīng)2H++ 2e- ==H2↑
C.質(zhì)子(H+)通過交換膜由陰極區(qū)向陽極區(qū)移動
D.理論上電路中通過3 mol電子時(shí)陰極最多產(chǎn)生22.4 L NH3
6.我國科學(xué)家意外發(fā)現(xiàn)一種安全、高效合成罕見無機(jī)化合物YZX2 W3(結(jié)構(gòu)如下所示)的方法,其中W、X、Y為同一短周期元素,X、Z為短周期同一主族元素,且Z的核電荷數(shù)是X的2倍,下列說法正確的是(
)。
A.元素非金屬性的順序?yàn)閄>Y>W
B.Z的氧化物的水化物是強(qiáng)酸
C.NaY的水溶液不能存放在玻璃試劑瓶中
D.X與Z具有相同的最高化合價(jià)
7.常溫下,用0. 10 mol . L-1 NH3 . H2O標(biāo)準(zhǔn)溶液滴定20 mL 0.10 mol. L-1 HCl與未知濃度CH3COOH的混合溶液,混合溶液的相對導(dǎo)電能力變化曲線如圖3所示,已知Kb(NH3 . H2O)=Ka(CH3COOH)。下列敘述錯(cuò)誤的是( )。
A. H+的導(dǎo)電能力大于等濃度的NH4+
B.a點(diǎn)混合溶液中c (CH3COO-)+c(CH3COOH) =0.10 mol . L-1
C.b點(diǎn)混合溶液中,c(NH4+)+c (NH4 . H2 O>e (CH3COOH)
D.c點(diǎn)的混合溶液中,c(NH4+)>e (CI-)>c (CH3COO- >c (OH- >c( H+)
二、必做題(共3道題,共43分)
8.(14分)
間硝基苯胺是一種重要的有機(jī)合成中間體,它是一種黃色針狀晶體,微溶于冷水,在水中的溶解度隨溫度升高而增大,易溶于乙醇、乙醚、甲醇等。實(shí)驗(yàn)室制備間硝基苯胺的裝置如圖4所示(夾持及加熱裝置略去),其反應(yīng)原理如下:
實(shí)驗(yàn)步驟:
①硫氫化鈉溶液的制備。
將0. 05 mol Na2S . 9H2O溶于25 mL水中,分批加入4.2 g NaHC03粉末,完全溶解后,慢慢加入30 mL甲醇,冰水浴冷卻,立即析出一水合碳酸鈉。靜置,抽濾,濾餅用15 mL甲醇分三次洗滌,合并濾液和洗滌液備用。
②間硝基苯胺的制備。
在儀器A中將0. 03 mol間二硝基苯溶于40 mL熱甲醇中,裝上儀器B,從儀器B的頂端加入上述硫氫化鈉溶液,水浴加熱回流20 min。冷卻至室溫后,改為蒸餾裝置,蒸出大部分甲醇,將殘液傾人150 mL冷水中,立即析出間硝基苯胺粗品,抽濾,洗滌,重結(jié)晶,脫色后,得黃色的間硝基苯胺針狀晶體2.4 g。
回答下列問題:
(1)儀器B的名稱是 ___- ,使用時(shí)要從___(填“a”或“b”)口通人冷水;滴液漏斗的細(xì)支管c的作用是
。
(2)寫出步驟①中總反應(yīng)的離子方程式:____ 。
(3)步驟①中合并洗滌液的目的是 ____。
(4)步驟②中制備裝置改為蒸餾裝置,需增加的儀器除了蒸餾頭、溫度計(jì)、接收管,還有___、____。
(5)步驟②中蒸出大部分甲醇的目的是____。
(6)步驟②中洗滌粗品使用的洗滌劑為____ ;粗品脫色使用的脫色劑可以是____ 。
(7)本實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)率為____。[保留2位有效數(shù)字;M2(間硝基苯胺)=138]
9.(14分)
粉煤灰是燃煤產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物,主要成分有A12 O3、SiO2,還含有少量Fe2 O3、CaO等物質(zhì)。采用酸堿聯(lián)合的方法從粉煤灰中綜合回收氧化鋁及二氧化硅的工藝流程如下:
②650℃條件下,Na2 C03固體催化甲醇脫氫,是自由基引發(fā)的鏈反應(yīng),甲醇在Na2 CO3表面上先吸附,然后發(fā)生分解,生成.H和. CH2 OH或CH3O . 自由基,自由基再從催化劑表面脫附,脫氫生成HCHO和CO,.H自由基相互結(jié)合成H2。
已知:C-H鍵鍵能為413 kJ . mol-1,O- H鍵鍵能為463 kJ.mol-1,試將可能性較大的轉(zhuǎn)化過程補(bǔ)充完整:
③反應(yīng)溫度對該反應(yīng)的影響如圖5所示,從圖中可以看出隨著反應(yīng)溫度的升高,甲醇平衡轉(zhuǎn)化率逐漸增加,這是因?yàn)開___ ;溫度高于650℃,甲醛選擇性迅速降低,原因是 ____ 。
若只發(fā)生反應(yīng)Ⅱ和反應(yīng)Ⅳ兩個(gè)平行反應(yīng),在650℃平衡時(shí)體系總壓強(qiáng)為p,則該溫度下反應(yīng)Ⅳ的壓強(qiáng)平衡常數(shù)Kp=____ (列出算式即可)。
(2)市售甲醛溶液含量的測定方法如下(已知:HCHO+ H2O2 ==-HCOOH+H7O, HCOOH+NaOH ==HCOONa+H2 O)。
①向盛有10 mL水的錐形瓶中滴人mg甲醛溶液樣品,加過氧化氫溶液25 mL(過量)與溴麝香草酚藍(lán)指示液2滴,再加入1 mol . L-1氫氧化鈉溶液25 mL,剩余的NaOH用1 mol . L-41鹽酸滴定至溶液顯黃色,消耗鹽酸V1 mL。
②空白實(shí)驗(yàn):向盛有10 mL水的錐形瓶中加過氧化氫溶液25 mL與溴麝香草酚藍(lán)指示液2滴,再加入1 mol . L-1氫氧化鈉溶液25 mL,用1 mol . L-1鹽酸滴定至溶液顯黃色,消耗鹽酸V2 mL。
則甲醛樣品中甲醛的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為(用含m、v1、V2的代數(shù)式表示)。
三、選做題(15分,只能選做一道題)
11.(15分)[選修3:物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)]
月球土壤中含有H、Ne、Na、Mg、Si、S、CI、Cu等多種元素,是人類未來的資源寶庫,回答下列問題:
(l)在下列電子構(gòu)型中,屬于Na原子的激發(fā)態(tài)構(gòu)型的是____.
(2)基態(tài)Na、Na+、O、Ne電離最外層一個(gè)電子所需能量從小到大的順序?yàn)開___ 。
(3)三氯化碘常以二聚體I2Cl6的形式存在,經(jīng)電導(dǎo)儀測定知,它能發(fā)生部分電離,其電離方程式為I2CI6 =ICI2 +IC14。ICl2+離子的立體構(gòu)型為____ ,中心原子的雜化類型是____ 。
(4)在[Cu(NH3)4]2+中∠HNH比游離的氨氣分子中∠HNH ____(填“大”“小”或“相等”),原因是 ____ 。
(5)已知Mg0晶體結(jié)構(gòu)與NaCI類似,Mg2+周圍最近的O2-組成的多面體的形狀為 ____。MgO的熔點(diǎn)高于Na2O的原因是____ 。
(6)硅的晶體結(jié)構(gòu)屬于金剛石型,晶胞如圖6所示。已知其密度為Pg.cm-3,設(shè)NA為阿伏加德羅常數(shù)的值,則晶胞參數(shù)a=____nm,晶體中SiSi鍵的鍵長為 ____ nm(用含p、NA的代數(shù)式表示)。
12.[選修5:有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)](15分)
有機(jī)化合物F和K是重要的藥物合成中間體,可通過以下路線合成:
(1)C的化學(xué)名稱為____ 。
(2)E中的官能團(tuán)名稱是____ 。
(3)反應(yīng)④所需的試劑和條件分別是____、____.
(4)G的分子式為 _____ 。
(5)⑨的反應(yīng)類型是____- 。
(6)寫出符合下列條件的E的同分異構(gòu)體的結(jié)構(gòu)簡式:_____(不考慮立體異構(gòu),只需寫出3個(gè))。
①能發(fā)生銀鏡反應(yīng);
②遇FeC13溶液發(fā)生顯色反應(yīng);
③核磁共振氫譜為五組峰,峰面積比為2:2:2:1:l。
關(guān)注一流學(xué)科
鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院設(shè)有材料科學(xué)與工程、高分子材料與工程、包裝工程和材料化學(xué)4個(gè)本科專業(yè)和1個(gè)(材料科學(xué)與工程)國際化班。其中,材料科學(xué)與工程專業(yè)是國家一流本科專業(yè)、國家級特色專業(yè)和河南省首屆名牌專業(yè)。2017年9月,鄭州大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)科進(jìn)入國家世界一流學(xué)科建設(shè)序列。2018年12月獲批“省部共建資源材料協(xié)同創(chuàng)新中心”,2019年1月獲批“綠色選冶與加工國家地方聯(lián)合工程研究院中心”,2019年材料科學(xué)與工程學(xué)院高分子黨支部人選教育部首批“全國黨建工作樣板支部”。