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2025 年甘肃高考真题化学试题
一、单选题
1.下列爱国主义教育基地的藏品中,主要成分属于无机非金属材料的是
A.劳动英雄模范碑(南梁革命纪念馆藏)
B.红军党员登记表(红军长征胜利纪念馆藏)
C.陕甘红军兵工厂铁工具(甘肃省博物馆藏)
D.谢觉哉使用过的皮箱(八路军兰州办事处纪念馆藏)
【答案】A
【详解】
A.劳动英雄模范碑通常由石材或混凝土制成,属于无机非金属材料(如硅酸盐类),A符合题意;
B.红军党员登记表为纸质材料,主要成分是纤维素(有机高分子材料),B不符合题意;
C.铁工具由金属铁制成,属于金属材料,C不符合题意;
D.皮箱由皮革(动物蛋白质加工而成,属于有机材料)制成,D不符合题意;
故选A。
2.马家窑文化遗址出土了大量新石器时代陶制文物,陶制文物的主要成分为硅酸盐,下列有关表述错误的是
A.基态Si原子的价层电子排布图:
B. 16O的同位素 18O可作为有机反应示踪原子
8 8
C.SiCl 的电子式为:
4
D.SiO 的球棍模型为:
2
【答案】D
【详解】
A.Si为14号元素,其基态价电子排布式为3s23p2,故其基态价电子排布图为 ,A项正确;
B.16O和18O为氧元素的两种同位素,18O常用作同位素标记,可作为有机反应的示踪原子,B项正确;
C.SiCl 为分子晶体,Si与Cl形成一对共用电子对,故SiCl 的电子式为 ,C项正确;
4 4
D.SiO 为共价晶体,其球棍模型应为立体网状结构, 不能表示SiO ,D项错误;
2 2
故选D。
3.苦水玫瑰是中国国家地理标志产品,可从中提取高品质的玫瑰精油。玫瑰精油成分之一的结构简式如图,下列
说法错误的是
A.该分子含1个手性碳原子 B.该分子所有碳原子共平面C.该物质可发生消去反应 D.该物质能使溴的四氯化碳溶液褪色
【答案】B
【详解】
A.该分子含1个手性碳原子,如图所示 ,A项正确;
B.该分子中存在多个sp3杂化的碳原子,故该分子所在的碳原子不全部共平面,B项错误;
C.该物质含有醇羟基,且与羟基的β-碳原子上有氢原子,故该物质可以发生消去反应,C项正确;
D.该物质含有碳碳双键,能使溴的四氯化碳溶液褪色,D项正确;
故选B。
4.CO 加氢转化成甲烷,是综合利用CO 实现“碳中和”和“碳达峰”的重要方式。525℃,101kPa下,CO (g)+4H (g)=
2 2 2 2
CH (g)+2H O(g)ΔH=−185kl/mol。反应达到平衡时,能使平衡向正反应方向移动的是
4 2
A.减小体系压强 B.升高温度
C.增大H 浓度 D.恒容下充入惰性气体
2
【答案】C
【详解】A.反应物气体总物质的量为5mol,生成物为3mol,减小压强会使平衡向气体体积增大的方向(逆反应)
移动,A不符合题意;
B.该反应为放热反应,升高温度会使平衡向吸热的逆反应方向移动,B不符合题意;
C.增大H 浓度会提高反应物浓度,根据勒夏特列原理,平衡向正反应方向移动以消耗增加的H ,C符合题意;
2 2
D.恒容充入惰性气体不改变各物质浓度,对平衡无影响,D不符合题意;
故选C。
5.X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Q基态原子的价电子数相同,均为其K层
电子数的3倍,X与Z同族,W为金属元素,其原子序数等于X与Z的原子序数之和。下列说法错误的是
A.X与Q组成的化合物具有还原性 B.Y与Q组成的化合物水溶液显碱性
C.Z、W的单质均可在空气中燃烧 D.Z与Y按原子数1:1组成的化合物具有氧化性
【答案】B
【分析】X、Y、Z、W、Q分别为原子序数依次增大的短周期主族元素。Y、Q基态原子的价电子数相同,说明Y、
Q为同主族元素,均为其K层电子数的3倍,说明价电子数为6,为氧元素和硫元素;X与Z同族,W为金属元素,
其原子序数等于X与Z的原子序数之和,所以只能推出W为镁,则Z为Na,X为H,据此解答。
【详解】
A.X与Q组成的化合物如H与S形成的H S,这些化合物中S处于最低价,具有还原性,A正确;
2
B.Y与Q形成的化合物为SO 或SO ,溶于水生成亚硫酸或硫酸,溶液显酸性,B错误;
2 3
C.Z为Na,W为Mg,都可以在空气中燃烧生成过氧化钠和氧化镁,C正确;
D.Z与Y按1:1组成的化合物为过氧化钠,其中O为-1价,有氧化性,D正确;
故选B。
6.丁酸乙酯有果香味。下列制备、纯化丁酸乙酯的实验操作对应的装置错误的是(加热及夹持装置略)
A B C D
回流 蒸馏 分液 干燥A.A B.B C.C D.D
【答案】B
【详解】
A.加热回流时选择圆底烧瓶和球形冷凝管,冷凝管起到冷凝回流的目的,A正确;
B.蒸馏时测定的是蒸汽的温度,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶的支管口处,该装置温度计插入液体中,测定是液
体的温度,装置不对,B错误;
C.分液时,选择分液漏斗和烧杯,为了防止液体溅出,分液漏斗下端紧挨烧杯内壁,C正确;
D.有机液体干燥时,常加入无水氯化镁,无水硫酸钠等干燥剂,充分吸收水分后,过滤,可得干燥的有机液体,
D正确;
故选B。
7.物质的结构决定性质,下列事实与结构因素无关的是
选项 事实 结构因素
A K与Na产生的焰色不同 能量量子化
B SiH 的沸点高于CH 分子间作用力
4 4
C 金属有良好的延展性 离子键
D 刚玉(Al O )的硬度大,熔点高 共价晶体
2 3
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【详解】
A.焰色反应的本质是电子跃迁释放特定波长的光,不同元素的原子能级(能量量子化)导致焰色差异,结构因素
正确,A不符合题意;
B.SiH 和CH 均为分子晶体,沸点差异由分子间作用力(范德华力)强弱决定,结构因素正确,B不符合题意;
4 4
C.金属延展性源于金属键的特性(自由电子使原子层滑动),而离子键对应离子晶体(延展性差),结构因素“离子
键”错误,C符合题意;
D.四大晶体类型只是理想的模型,共价晶体与离子晶体没有明显的边界,二者间存在过渡区域,刚玉(Al O )的硬
2 3
度大,熔点高,说明其具有共价晶体的特征,结构因素正确,D不符合题意;
故选C。
8.物质的性质决定用途,下列物质的性质与用途对应关系不成立的是
选项 物质的性质 用途
A NaHCO 具有热分解性 餐具洗涤剂
3
B 酚醛树脂具有耐高温、隔热性 飞船外层烧蚀材料
C 离子液体具有导电性 原电池电解质
D 水凝胶具有亲水性 隐形眼镜材料
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【详解】
A.NaHCO 用作餐具洗涤剂是因为水解显碱性可与油脂反应,而非热分解性,对应关系不成立,A错误;
3
B.酚醛树脂耐高温、隔热性符合烧蚀材料保护飞船的需求,对应正确,B正确;
C.离子液体的导电性使其适合作为原电池电解质,对应正确,C正确;
D.水凝胶的亲水性可保持隐形眼镜湿润,对应正确,D正确;
故选A。
9.我国化学家合成了一种带有空腔的杯状主体分子(结构式如图a),该分子和客体分子(CH ) NCl可形成主客体包
3 4
合物:(CH ) N+被固定在空腔内部(结构示意图见图b)。下列说法错误的是
3 4A.主体分子存在分子内氢键 B.主客体分子之间存在共价键
C.磺酸基中的S—O键能比S=O小 D.(CH ) N+和(CH ) N中N均采用sp3杂化
3 4 3 3
【答案】B
【详解】
A.主体分子内羟基与磺酸基相邻较近,磺酸基中含有羟基的结构,可以形成分子内氢键,A正确;
B.主体与客体间通过非共价键形成超分子,B错误;
C.已知单键的键能小于双键,则S-O的键能比S=O键能小,C正确;
D.N原子价电子数为5,(CH ) N+中N有4条𝜎键,失去1个电子形成阳离子,无孤对电子,采用sp3杂化,(CH ) N
3 4 3 3
中N有3条𝜎键,1对孤对电子,价层电子对数为4,采用sp3杂化,D正确;
故选B。
10.我国科学家制备了具有优良双折射性能的C H N I ⋅3H O材料。下列说法正确的是
3 8 6 6 2
A.电负性N<C<O B.原子半径C<N<O
C.I−中所有I的孤电子对数相同 D.C H N2+中所有N—H极性相同
3 3 8 6
【答案】C
【详解】
A.非金属性越强,电负性越大,故电负性:C<N<O,A错误;;
B.同周期从左到右,原子半径递减,故原子半径:C>N>O,B错误;
C.碘的价电子数为7,I−中心原子I与两个碘通过共用电子对形成共价键,则两边的碘存在3对孤对电子,中心原
3
子I的孤对电子是7+1−2×1 =3,C正确;
2
+
D.六元环内存在大π键,大π键具有吸电子效应,N−H离大π键比较近,N-H键极性更大,D错误;
故选C。
11.处理某酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)的部分流程如下:下列说法正确的是
A.“沉铜”过程中发生反应的离子方程式:2Fe+3Cu2+ =3Cu+2Fe3+
B.“碱浸”过程中NaOH固体加入量越多,Al(OH) 沉淀越完全
3
C.“氧化”过程中铁元素化合价降低
D.“沉锂”过程利用了Li CO 的溶解度比Na CO 小的性质
2 3 2 3
【答案】D
【分析】酸浸液(主要含Li+、Fe2+、Cu2+、Al3+)加入铁粉“沉铜”,置换出Cu单质,溶液加入NaOH碱浸,过滤得
到Al(OH) 沉淀,滤液加入H O ,把Fe2+氧化为Fe(OH) 沉淀,在经过多步操作,最后加入Na CO ,得到Li CO
3 2 2 3 2 3 2 3
沉淀。
【详解】
A.“沉铜”过程中铁置换出铜单质,发生反应的离子方程式:Fe+Cu2+ =Cu+Fe2+,A错误;
B.Al(OH) 是两性氢氧化物,NaOH过量,则Al(OH) 会溶解,B错误;
3 3
C.“氧化”过程中将Fe2+氧化为Fe3+,铁元素化合价升高,C错误;
D.加入Na CO 得到Li CO 沉淀,利用了Li CO 的溶解度比Na CO 小的性质,D正确;
2 3 2 3 2 3 2 3
故选D。
12.我国科研工作者设计了一种Mg-海水电池驱动海水(pH=8.2)电解系统(如下图)。以新型MoNi⁄NiMoO 为催化
4
剂(生长在泡沫镍电极上)。在电池和电解池中同时产生氢气。下列关于该系统的说法错误的是
A.将催化剂生长在泡沫镍电极上可提高催化效率
B.在外电路中,电子从电极1流向电极4
C.电极3的反应为:4OH−−4e− =2H O+O ↑
2 2
D.理论上,每通过2mol电子,可产生1molH
2
【答案】D
【分析】有图可知,左侧为原电池,右侧为电解池,电极1为负极,发生氧化反应,电极反应式为:
Mg-2e-+2OH-=Mg(OH) ,电极2为正极发生还原反应,电极反应式为:H O+2e-=H ↑+2OH-,右侧为电解池,电极3
2 2 2
为阳极,产生氧气,电极4产生阴极,产生氢气。
【详解】
A.催化剂生长在泡沫镍电极上可加快电解速率,提高催化效率,A正确;
B.根据分析,电极1是负极,电极4为阴极,电子从电极1流向电极4,B正确;
C.由分析可知,电极3为阳极,发生氧化反应,生成氧气,电极3的反应为:4OH−−4e− =2H O+O ↑,C正
2 2
确;
D.根据分析可知,电极2和电极4均产生氢气,理论上,每通过2mol电子,可产生2molH ,D错误;
2
故选D。
13.下列实验操作能够达到目的的是选
实验操作 目的
项
A 测定0.01mol/L某酸溶液的pH是否为2 判断该酸是否为强酸
B 向稀Fe (SO ) 溶液滴入几滴浓硫酸,观察溶液颜色变化 探究H+对Fe3+水解的影响
2 4 3
向AgNO 溶液先滴入几滴NaCl溶液,再滴入几滴NaI溶液,观察沉淀颜色变
C 3 比较AgCl和AgI的Ksp大小
化
D 将氯气通入Na S溶液,观察是否产生淡黄色沉淀 验证氯气的氧化性
2
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【详解】
A.若该酸为一元酸,0.01mol/L某酸溶液的pH=2,可判断为强酸,但某些二元弱酸,在浓度0.01mol/L也可能达
到pH=2,故无法判断该酸是否为强酸,A错误;
B.向稀Fe (SO ) 溶液中加浓硫酸,虽增加H+浓度增大抑制Fe3+水解,但浓硫酸稀释时放热,未控制变量,无法单
2 4 3
独验证H+的影响,B错误;
C.AgNO 溶液过量,溶液中剩余的Ag+会直接与I−生成AgI沉淀,无法证明AgCl转化为AgI,故不能比较K ,C
3 sp
错误;
D.Cl 与Na S反应生成S淡黄色沉淀,证明Cl 将S2−氧化为S,验证了Cl 的氧化性,D正确;
2 2 2 2
故选D。
14.氨基乙酸(NH CH COOH)是结构最简单的氨基酸分子,其分子在水溶液中存在如下平衡:
2 2
pK1=2.4 pK2=9.6
∗NH CH COOH ⇌ NH CH COO− ⇌ NH CH COO−
3 2 3 2 2 2
在25℃时,其分布分数δ[如δ(NH CH COO−)=
c(NH2CH2COO−)
]
2 2 c(∗NH3CH2COOH)+c(∗NH3CH2COO−)+c(NH2CH2COO−)
与溶液pH关系如图1所示。在100mL0.01mol/L∗NH CH COOH⋅Cl−溶液中逐滴滴入0.1mol/LNaOH溶液,溶液pH
3 2
与NaOH溶液滴入体积的变化关系如图2所示。下列说法错误的是
A.曲线Ⅰ对应的离子是 ∗NH CH COOH
3 2
B.a点处对应的pH为9.6
C.b点处c( ∗NH CH COOH)=c(NH CH COO−)
3 2 2 2
D.c点处2c( ∗NH CH COOH)+c( ∗NH CH COO−)+c(H*)=c(OH−)
3 2 3 2
【答案】C
pK1=2.4 pK2=9.6
【分析】图1可知,随着pH增大,平衡 ∗NH CH COOH ⇌ NH CH COO− ⇌ NH CH COO−右移,
3 2 3 2 2 2
*NH CH COOH的分布分数减少,NH CH COO-先增加后减少,NH CH COO-最后增加,a点代表NH CH COO-和
3 2 3 2 2 2 3 2
NH CH COO-分布分数相等的点;图2中b点滴入NaOH为10mL, ∗NH CH COOH⋅Cl−和NaOH的物质的量相等,
2 2 3 2
得到NH CH COO-,c点 ∗NH CH COOH⋅Cl−和NaOH的物质的量之比为1:2,得到主要粒子为NH CH COO-。
3 2 3 2 2 2
【详解】A.根据分析可知,随着pH值增大,*NH CH COOH的分布分数减少,曲线I代表*NH CH COOH的分布分数,A
3 2 3 2
正确;
B.a点代表NH CH COO-和NH CH COO-分布分数相等的点,二者浓度相等,Pk =9.6,K =
c(NH2CH2COO−)×c(H+)
=
3 2 2 2 a2 a2 c((NH3CH2COO−)
c(H+)=10−9.6,pH=9.6,B正确;
C.图2中b点滴入NaOH为10mL, ∗NH CH COOH⋅Cl−和NaOH的物质的量相等,得到主要离子为NH CH COO-,
3 2 3 2
NH CH COO-存在电离和水解,K =10-9.6,K = Kw= 10−14 =10−11.6,电离大于水解,则c( ∗NH CH COOH) <
3 2 a2 h Ka1 10−2.4 3 2
c(NH CH COO−),C错误;
2 2
D.c点 ∗NH CH COOH⋅Cl−和NaOH的物质的量之比为1:2,得到主要粒子为NH CH COO-,根据质子守恒,有
3 2 2 2
2c( ∗NH CH COOH)+c( ∗NH CH COO−)+c(H*)=c(OH−),D正确;
3 2 3 2
故选C。
二、解答题
15.某兴趣小组按如下流程由稀土氧化物Eu O 和苯甲酸钠制备配合物Eu(C H O ) ⋅xH O,并通过实验测定产品
2 3 7 5 2 3 2
纯度和结晶水个数(杂质受热不分解)。已知Eu3+在碱性溶液中易形成Eu(OH) 沉淀。Eu(C H O ) ⋅xH O在空气中易
3 7 5 2 3 2
吸潮,加强热时分解生成Eu O 。
2 3
(1)步骤①中,加热的目的为 。
(2)步骤②中,调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液,目的为 ;pH接近6时,为了防止pH变化过大,
还应采取的操作为 。
(3)如图所示玻璃仪器中,配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器名称为 。
(4)准确称取一定量产品,溶解于稀HNO 中,萃取生成的苯甲酸,蒸去有机溶剂,加入一定量的NaOH标准溶液,
3
滴入1~2滴酚酞溶液,用HCl标准溶液滴定剩余的NaOH。滴定终点的现象为 。实验所需的指示剂不可更换
为甲基橙,原因为 。
(5)取一定量产品进行热重分析,每个阶段的重量降低比例数据如图所示。0~92℃范围内产品质量减轻的原因
为 。结晶水个数x= 。[M(C H O−)=121,结果保留两位有效数字]。
7 5 2
【答案】
(1)升高温度,加快溶解速率,提高浸出率
(2) 防止生成Eu(OH) 沉淀 缓慢滴加NaOH溶液,同时测定溶液的pH值
3
(3)容量瓶、烧杯(4) 滴入最后半滴标准溶液,溶液有浅红色变无色,并保持半分钟不褪色 滴定终点呈碱性,使用甲基橙误
差较大
(5) Eu(C H O ) ⋅xH O吸潮的水 1.7
7 5 2 3 2
【分析】Eu O 加入稀盐酸加热溶解,调节pH=6,再加入苯甲酸钠溶液,得到Eu(C H O ) ⋅xH O沉淀,再经过抽
2 3 7 5 2 3 2
滤、洗涤,得到产品。
【详解】
(1)步骤①中,加热的目的是:加快溶解速率,提高浸出率;
(2)Eu3+在碱性溶液中易形成Eu(OH) 沉淀,步骤②中,调节溶液pH时需搅拌并缓慢滴加NaOH溶液,目的是
3
防止生成Eu(OH) 沉淀;
3
pH接近6时,为了防止pH变化过大,要缓慢滴加NaOH溶液,同时测定溶液的pH值;
(3)配制一定物质的量浓度的苯甲酸钠溶液所需的仪器有容量瓶、烧杯,不需要漏斗和圆底烧瓶;
(4)用酚酞做指示剂,HCl标准溶液滴定剩余的NaOH,滴定终点的现象为:滴入最后半滴标准溶液,溶液有浅红
色变无色,并保持半分钟不褪色;
滴定终点呈碱性,甲基橙变色范围在酸性范围内,使用甲基橙做指示剂误差较大;
(5)Eu(C H O ) ⋅xH O在空气中易吸潮,0~92℃范围内产品质量减轻的是Eu(C H O ) ⋅xH O吸潮的水,
7 5 2 3 2 7 5 2 3 2
92℃~195℃失去的是结晶水的质量;
最后得到的是Eu O ,1molEu(C H O ) ⋅xH O失去结晶水质量减少18xg,重量减少5.2%,根据M(C H O−)=121,
2 3 7 5 2 3 2 7 5 2
1molEu(C H O ) 生成0.5mol的Eu O ,质量减少3×(121-8)g=339g,重量减少56.8%,有关系式18x:5.2%=339:
7 5 2 3 2 3
56.8%,x=1.7。
16.研究人员设计了一种从铜冶炼烟尘(主要含S、As O 及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)中高效回收砷、铜、锌和铅的绿
2 3
色工艺,部分流程如下:
已知:As O 熔点314℃,沸点460℃
2 3
分解温度:CuO1100℃,CuSO 560℃,ZnSO 680℃,PbSO 高于1000℃
4 4 4
K (PbSO )=1.8×10−8
sp 4
(1)设计焙烧温度为600℃,理由为 。
(2)将SO 通入Na CO 和Na S的混合溶液可制得Na S O ,该反应的化学方程式为 。
2 2 3 2 2 2 3
(3)酸浸的目的为 。
(4)从浸出液得到Cu的方法为 (任写一种)。
(5)某含Pb化合物是一种被广泛应用于太阳能电池领域的晶体材料,室温下该化合物晶胞如图所示,晶胞参数a≠b≠
c,α=β=γ=90°。Cs与Pb之间的距离为 pm(用带有晶胞参数的代数式表示);该化合物的化学式为 ,
晶体密度计算式为 g/cm3(用带有阿伏加德罗常数N 的代数式表示M 、M 和M 分别表示Cs、Pb和Br的摩
A Cs Pb Br
尔质量)。【答案】
(1)使硫酸铜分解,硫酸锌和硫酸铅不分解,同时使As O 沸腾收集
2 3
(2)4SO +Na CO +2Na S=3Na S O +CO
2 2 3 2 2 2 3 2
(3)分离硫酸铅,得到纯净的硫酸铜溶液
(4)电解法或置换法
(5)
√a2+b2+c2
CsPbBr
MCs+MPb+3MBr
2 3 NA×abc×10-30
【分析】铜冶炼烟尘(主要含S、As O 及Cu、Zn、Pb的硫酸盐)焙烧将S转化为二氧化硫,As O 因沸点低被蒸出,
2 3 2 3
设计温度为600℃,根据已知信息,硫酸铜被分解,生成氧化铜,硫酸锌和硫酸铅未分解,加水浸取后,硫酸锌溶
于水形成溶液被分离出去,留下氧化铜,硫酸铅,加硫酸溶解,硫酸铅不溶于硫酸,氧化铜与硫酸反应转化成硫酸
铜,过滤分离,浸出渣为硫酸铅,浸出液主要为硫酸铜,硫酸铜经过电解或置换法转化为铜,据此解答。
【详解】
(1)设计焙烧温度为600℃,使硫酸铜分解,而硫酸锌和硫酸铅不分解,使As O 沸腾收集,故答案为:使硫酸铜
2 3
分解,硫酸锌和硫酸铅不分解,使As O 沸腾收集;
2 3
(2)将SO 通入Na CO 和Na S的混合溶液可制得Na S O ,根据元素守恒可知还生成了二氧化碳,该反应的化学方
2 2 3 2 2 2 3
程式为4SO +Na CO +2Na S=3Na S O +CO ,故答案为:4SO +Na CO +2Na S=3Na S O +CO ;
2 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2 2 2 3 2
(3)酸浸时,硫酸铅不溶于硫酸,氧化铜与硫酸反应转化成硫酸铜,过滤分离,浸出渣为硫酸铅,浸出液主要为
硫酸铜,故酸浸的目的为分离硫酸铅,得到纯净的硫酸铜溶液;
(4)浸出液主要为硫酸铜,经过电解或置换法转化为铜,故从浸出液得到Cu的方法有:电解法或置换法;
(5)某含Pb化合物室温下晶胞如图所示,Cs位于体心,个数为1,Pb位于顶点,个数为8× 1 =1,Br位于棱心,
8
个数为12× 1 =3,该化合物的化学式为CsPbBr ,Cs位于体心,Pb位于顶点,Cs与Pb之间的距离为体对角线的一
3
4
半,由于晶胞参数a≠b≠c,α=β=γ=90℃,Cs与Pb之间的距离为 √a2+b2+c2 pm,该晶体密度计算式为MCs+MPb+3MBr
2 NA×abc×10-30
g/cm3,故答案为: √a2+b2+c2 ;CsPbBr ;MCs+MPb+3MBr。
2 3 NA×abc×10-30
17.乙炔加氢是除去乙烯中少量乙炔杂质,得到高纯度乙烯的重要方法。该过程包括以下两个主要反应:
反应1:C H (g)+H (g)=C H (g) ΔH =−175kJ⋅mol−1(25℃,101kPa)
2 2 2 2 4 1
反应2:C H (g)+2H (g)=C H (g) ΔH =−312kJ⋅mol−1(25℃,101kPa)
2 2 2 2 6 2
(1)25℃,101kPa时,反应C H (g)+H (g)=C H (g) ΔH= kJ⋅mol−1。
2 4 2 2 6
(2)一定条件下,使用某含Co催化剂,在不同温度下测得乙炔转化率和产物选择性(指定产物的物质的量/转化的乙
炔的物质的量)如图所示(反应均未达平衡)。
①在60~220℃范围内,乙炔转化率随温度升高而增大的原因为 (任写一条),当温度由220℃升高至260℃,
乙炔转化率减小的原因可能为 。
②在120~240℃范围内,反应1和反应2乙炔的转化速率大小关系为𝑣 𝑣 (填“>”“<”或“=”),理由为 。
1 2
(3)对于反应1,反应速率v(C H )与H 浓度c(H )的关系可用方程式v(C H )=k[c(H )]𝛼表示(k为常数)。145℃时,
2 2 2 2 2 2 2
保持其他条件不变,测定了不同浓度时的反应速率(如下表)。当v(C H )=1.012×10−4mol⋅L−1⋅s−1时,c(H )=
2 2 2mol⋅L−1。
实验组 c(H )/mol⋅L−1 v(C H )/mol⋅L−1⋅s−1
2 2 2
一 4.60×10−3 5.06×10−5
二 1.380×10−2 1.518×10−4
(4)以Pd/W或Pd为催化剂,可在常温常压(25℃,101kPa)下实现乙炔加氢,反应机理如下图所示(虚线为生成乙烷的
路径)。以 为催化剂时,乙烯的选择性更高,原因为 。(图中“*”表示吸附态;数值为生成相应过渡态的
活化能)
【答案】
(1)-137
(2) 温度升高,反应速率加快或温度升高,催化剂活性增强 催化剂在该温度范围内失活 > 乙烯的
选择性大于乙烷,说明反应1乙炔的转化速率大于反应2乙炔的转化速率
(3)9.2×10-3
(4) Pd/W Pd/W做催化剂时,生成乙烷的活化能大于Pd催化剂时的
【详解】
(1)由盖斯定律,②-①可以得到目标反应,则△H=△H -△H =-312kJ/mol+175kJ/mol=−137kJ/mol;
2 1
(2)反应未达到平衡状态,温度升高,反应速率加快,乙炔的转化率增大或温度升高,催化剂活性增强,乙炔的
转化率增大;
220℃-260℃,乙炔的转化率下降,反应未达平衡状态,说明不是由于平衡移动造成的,可能原因是催化剂在该温
度范围内失活;
由图像可知,乙烯的选择性大于乙烷,说明反应1乙炔的转化速率大于反应2乙炔的转化速率,即v >v ;
1 2
①5.06×10−5 =k×(4.6×10−3)α
(3)将数据代入方程{ ,②÷①得到𝛼=1,则k=1.1×10−2,𝑣(C H )=1.012×
②1.518×10−4 =k×(1.38×10−2)α 2 2
10-4时,1.012×10-4=1.1×10−2×c(H ),c(H )=9.2×10−3mol/L;
2 2
(4)如图可知,选择Pd做催化剂时,生成乙烷的活化能低于选择Pd/W时的(0.68<0.83),说明使用Pd做催化剂,
乙烯更容易转化为乙烷,使乙烯的选择性更小,故Pd/W做催化剂时,乙烯的选择性更高。
18.毛兰菲是一种具有抗肿瘤活性的天然菲类化合物,可按下图路线合成(部分试剂省略):(1)化合物A中的含氧官能团名称为 ,化合物A与足量NaOH溶液反应的化学方程式为 。
(2)化合物B的结构简式为 。
(3)关于化合物C的说法成立的有 。
①与FeCl 溶液作用显色 ②与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀
3
③与D互为同系物 ④能与HCN反应
(4)C→D涉及的反应类型有 , 。
(5)F→G转化中使用了CH OLi,其名称为 。
3
(6)毛兰菲的一种同分异构体Ⅰ具有抗氧化和抗炎活性,可由多取代苯甲醛J出发,经多步合成得到(如下图)。已知J
的 1HNMR谱图显示四组峰,峰面积比为1:1:2:6。J和I的结构简式为 , 。
【答案】
(1) 酚羟基、醛基
(2)
(3)②④
(4) 还原反应 加成反应
(5)甲醇锂
(6)
【分析】A为 ,与CH I发生取代反应,生成B,其结构简式为 ;B与BnBr发生取代反应,生成C,
3
其结构简式为 ;C被NaBH 还原,生成D,其结构简式为 ;多步转化生成E;E与F
4
发生醛基的先加成后消去反应,生成G;G经过一系列反应生成H;H与氢气反应生成毛兰菲。
【详解】
(1)化合物A的结构简式为 ,其含氧官能团为酚羟基、醛基;A中酚羟基可与NaOH反应,生成
,其反应的化学方程式为: 。
(2)
由分析可知,化合物B的结构简式为: 。
(3)化合物C中无酚羟基,不能与FeCl 溶液作用显色;有醛基,可以与新制氢氧化铜反应,生成砖红色沉淀,
3
能与HCN发生加成反应;化合物D与C的官能团种类不能,不互为同系物,故说法成立的为②④。
(4)C→D中,醛基被还原为醇羟基,即属于还原反应,又属于加成反应。
(5)CH OLi为甲醇与活泼金属形成的化合物,名称为甲醇锂。
3
(6)
根据流程中E和F的反应,J经过一系列转化形成的结构类似于F,且其分子式为C H O ,峰面积比为1:1:2:
9 10 4
6,则其结构简式为 ;I为毛兰菲的同分异构体,类似G转化为毛兰菲的过程,可推出I的结构
简式为: 。