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辽宁省 2023 年普通高等学校招生选择性考试(化学)
本试卷满分 100 分,考试时间 75 分钟。
可能用到的相对原子质量:H-1 B-11 C-12 N-14 O-16 Na-23 S-32 Fe-56
一、选择题:本题共 15 小题,每小题 3 分,共 45 分。在每小题给出的四个选项中,只有一
项符合题目要求。
1. 科技是第一生产力,我国科学家在诸多领域取得新突破,下列说法错误的是
A. 利用 CO 合成了脂肪酸:实现了无机小分子向有机高分子的转变
2
B. 发现了月壤中的“嫦娥石[(Ca Y)Fe(PO)]”:其成分属于无机盐
8 4 7
C. 研制了高效率钙钛矿太阳能电池,其能量转化形式:太阳能→电能
D. 革新了海水原位电解制氢工艺:其关键材料多孔聚四氟乙烯耐腐蚀
【答案】A
【解析】
【详解】A.常见的脂肪酸有:硬脂酸(C H COOH)、油酸(C H COOH),二者相对分子质量虽大,但没有
17 35 17 33
达到高分子化合物的范畴,不属于有机高分子,A 错误;
B.嫦娥石因其含有 Y、Ca、Fe 等元素,属于无机化合物,又因含有磷酸根,是无机盐,B 正确;
C.电池是一种可以将其他能量转化为电能的装置,钙钛矿太阳能电池可以将太阳能转化为电能,C 正确;
D.海水中含有大量的无机盐成分,可以将大多数物质腐蚀,而聚四氟乙烯塑料被称为塑料王,耐酸、耐碱,
不会被含水腐蚀,D 正确;
故答案选 A。
2. 下列化学用语或表述正确的是
A.BeCl 的空间结构:V 形 B. P 中的共价键类型:非极性键
2 4
C. 基态 Ni 原子价电子排布式:3d10 D. 顺—2—丁烯的结构简式:
【答案】B
【解析】
【详解】A.BeCl 的中心原子为 Be,根据 VSEPR 模型可以计算,BeCl 中不含有孤电子对,因此 BeCl
2 2 2
为直线型分子,A 错误;
B.P 分子中相邻两 P 原子之间形成共价键,同种原子之间形成的共价键为非极性共价键,P 分子中的共
4 4
价键类型为非极性共价键,B 正确;C.Ni 原子的原子序数为 28,其基态原子的价电子排布为 3d84s2,C 错误;
D.顺-2-丁烯的结构中两个甲基在双键的同一侧,其结构简式为 ,D 错误;
故答案选 B。
3. 下列有关物质的工业制备反应错误的是
A. 合成氨:N+3H 2NH B. 制 HCl:H+Cl 2HCl
2 3 2 2
C. 制粗硅:SiO+2C Si+2CO D. 冶炼镁:2MgO(熔融) 2Mg+O↑
2 2
【答案】D
【解析】
【详解】A.工业合成氨是利用氮气和氢气在催化剂的条件下反应生成的,反应方程式为N+3H 2NH,
2 2 3
A 正确;
B. 工业制氯化氢是利用氢气和氯气反应生成的,反应方程式为 H+Cl 2HCl,B 正确;
2 2
C. 工业制粗硅是将 SiO 与 C 在高温下反应生成粗硅,反应方程式为 SiO+2C Si+2CO,C 正确;
2 2
D. 冶炼金属镁是电解熔融氯化镁,反应方程式为 MgCl (熔融) Mg+Cl ↑,D 错误;
2 2
故答案选 D。
4. 下列鉴别或检验不能达到实验目的的是
A. 用石灰水鉴别 NaCO 与 NaHCO
2 3 3
B. 用 KSCN 溶液检验 FeSO 是否变质
4
C. 用盐酸酸化的 BaCl 溶液检验 NaSO 是否被氧化
2 2 3
D. 加热条件下用银氨溶液检验乙醇中是否混有乙醛
【答案】A
【解析】
【详解】A.石灰水的主要成分为 Ca(OH) 能与碳酸钠和碳酸氢钠反应生成碳酸钙,二者均生成白色沉淀,
2
不能达到鉴别的目的,A 错误;
B.Fe2+变质后会生成 Fe3+,可以利用 KSCN 溶液鉴别,现象为溶液变成血红色,可以达到检验的目的,B正确;
C.NaSO 被氧化后会变成 NaSO ,加入盐酸酸化的 BaCl 后可以产生白色沉淀,可以用来检验 NaSO
2 3 2 4 2 2 3
是否被氧化,C 正确;
D.含有醛基的物质可以与银氨溶液反应生成银单质,可以用来检验乙醇中混油的乙醛,D 正确;
故答案选 A。
5. 我国古代四大发明之一黑火药的爆炸反应为: 。设 为阿伏
加德罗常数的值,下列说法正确的是
A. 含 键数目为 B. 每生成 转移电子数目为
C. 晶体中含离子数目为 D. 溶液中含 数目为
【答案】C
【解析】
【详解】A. 分子含有 2 个 键,题中没有说是标况条件下,气体摩尔体积未知,无法计算 键个数,
A 项错误; ? ? ? ?
B.2.8g 的物质的量 ,1mol 生成转移的电子数为 12 ,则 0.1mol 转
移的电子数为 1.2 ,B 项错误;
C.0.1mol 晶体含有离子为 、 ,含有离子数目为 0.2 ,C 项正确;
D.因为 水解使溶液中 的数目小于 0.1 ,D 项错误;
答案选 C。
6. 在光照下,螺呲喃发生开、闭环转换而变色,过程如下。下列关于开、闭环螺呲喃说法正确的是
A. 均有手性 B. 互为同分异构体
C. N 原子杂化方式相同 D. 闭环螺吡喃亲水性更好
【答案】B
【解析】
【详解】A.手性是碳原子上连有四个不同的原子或原子团,因此闭环螺吡喃含有手性碳原子如图所示,,开环螺吡喃不含手性碳原子,故 A 错误;
B. 根据它们的结构简式,分子式均为 C H NO,它们结构不同,因此互为同分异构体,故 B 正确;
19 19
C. 闭环螺吡喃中 N 原子杂化方式为 sp3,开环螺吡喃中 N 原子杂化方式为 sp2,故 C 错误;
D. 开环螺吡喃中氧原子显负价,电子云密度大,容易与水分子形成分子间氢键,水溶性增大,因此开环螺
吡喃亲水性更好,故 D 错误;
答案 B。
7. 某无隔膜流动海水电解法制 的装置如下图所示,其中高选择性催化剂 可抑制 产生。下列说法
正确的是
A.b 端电势高于 a 端电势 B. 理论上转移 生成
C. 电解后海水 下降 D. 阳极发生:
【答案】D
【解析】
【分析】由图可知,左侧电极产生氧气,则左侧电极为阳极,电极a 为正极,右侧电极为阴极,b 电极为
负极,该装置的总反应产生氧气和氢气,相当于电解水,以此解题。
【详解】A.由分析可知,a 为正极,b 电极为负极,则 a 端电势高于 b 端电势,A 错误;
B. 右侧电极上产生氢气的电极方程式为:2H++2e-=H ↑,则理论上转移 生成 ,B 错误;
2
C.由图可知,该装置的总反应为电解海水的装置,随着电解的进行,海水的浓度增大,但是其 pH 基本不
变,C 错误;
D.由图可知,阳极上的电极反应为: ,D 正确;
故选 D。
8. 冠醚因分子结构形如皇冠而得名,某冠醚分子 c 可识别 ,其合成方法如下。下列说法错误的是A. 该反应为取代反应 B. a、b 均可与 溶液反应
C. c 核磁共振氢谱有 3 组峰 D. c 可增加 在苯中 溶解度
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据 a 和 c 的结构简式可知,a 与 b 发生取代反应生成 c 和 HCl,A 正确;
B.a 中含有酚羟基,酚羟基呈弱酸性能与 NaOH 反应,b 可在 NaOH 溶液中发生水解反应,生成醇类,B
正确;
C. 根 据 C 的 结 构 简 式 可 知 , 冠 醚 中 有 四 种 不 同 化 学 环 境 的 氢 原 子 , 如 图 所 示 :
, 核磁共振氢谱有 4 组峰,C 错误;
D.c 可与 K+形成鳌合离子 ,该物质在苯中溶解度较大,因此 c 可增加
KI 在苯中的溶解度,D 正确;
故答案选 C。
9. 某种镁盐具有良好的电化学性能,其阴离子结构如下图所示。W、X、Y、Z、Q 是核电荷数依次增大的
短周期元素,W、Y 原子序数之和等于 Z,Y 原子价电子数是 Q 原子价电子数的 2 倍。下列说法错误的是
A.W 与 X 的化合物为极性分子 B. 第一电离能C. Q 的氧化物是两性氧化物 D. 该阴离子中含有配位键
【答案】AB
【解析】
【分析】W、X、Y、Z、Q 是核电荷数依次增大的短周期元素,W 形成 1 条单键且核电荷数最小,W 为
H, X 形成 4 条键,核电荷数大于H,且小于其他三种元素,X 为 C,Y 形成 2 条单键,核电荷数大于
C,Y 为 O,W、Y 原子序数之和等于 Z,Z 为 F,Y 原子价电子数为 Q 原子价电子数的 2 倍,Q 为 Al。
【详解】A.W 与 X 的化合物不一定为极性分子,如 CH 就是非极性分子,A 错误;
4
B.同周期元素从左到右第一电离能呈增大趋势,则第一电离能 F>O>C,B 错误;
C.Q 为 Al,Al O 为两性氧化物,C 正确;
2 3
D.该阴离子中 L 与 Q 之间形成配位键,D 正确;
故答案选 AB。
10. 某工厂采用如下工艺制备 ,已知焙烧后 元素以 价形式存在,下列说法错误的是
A.“焙烧”中产生 B. 滤渣的主要成分为
C. 滤液①中 元素的主要存在形式为 D. 淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用
【答案】B
【解析】
【分析】焙烧过程中铁、铬元素均被氧化,同时转化为对应钠盐,水浸时铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉
淀,滤液中存在铬酸钠,与淀粉的水解产物葡萄糖发生氧化还原得到氢氧化铬沉淀。
【详解】A.铁、铬氧化物与碳酸钠和氧气反应时生成对应的钠盐和二氧化碳,A 正确;
B. 焙烧过程铁元素被氧化,滤渣的主要成分为氢氧化铁,B 错误;
C. 滤液①中 元素的化合价是+6 价,铁酸钠遇水水解生成氢氧化铁沉淀溶液显碱性,所以 Cr 元素主
要存在形式为 ,C 正确;
D. 由分析知淀粉水解液中的葡萄糖起还原作用,D 正确;
故选 B。
11. 某低成本储能电池原理如下图所示。下列说法正确的是A. 放电时负极质量减小
B. 储能过程中电能转变为化学能
C. 放电时右侧 通过质子交换膜移向左侧
D. 充电总反应:
【答案】B
【解析】
【分析】该储能电池放电时,Pb 为负极,失电子结合硫酸根离子生成 PbSO ,则多孔碳电极为正极,正极
4
上 Fe3+得电子转化为 Fe2+,充电时,多孔碳电极为阳极,Fe2+失电子生成 Fe3+,PbSO 电极为阴极,PbSO
4 4
得电子生成 Pb 和硫酸。
【详解】A.放电时负极上 Pb 失电子结合硫酸根离子生成 PbSO 附着在负极上,负极质量增大,A 错误;
4
B.储能过程中,该装置为电解池,将电能转化为化学能,B 正确;
C.放电时,右侧为正极,电解质溶液中的阳离子向正极移动,左侧的 H+通过质子交换膜移向右侧,C 错
误;
D.充电时,总反应为 PbSO +2Fe2+=Pb+ +2Fe3+,D 错误;
4
故答案选 B。
12. 一定条件下,酸性 溶液与 发生反应, (Ⅱ)起催化作用,过程中不同价态含 粒
子的浓度随时间变化如下图所示。下列说法正确的是A. (Ⅲ)不能氧化
B. 随着反应物浓度的减小,反应速率逐渐减小
C. 该条件下, (Ⅱ)和 (Ⅶ)不能大量共存
D. 总反应为:
【答案】C
【解析】
【分析】开始一段时间(大约 13min 前)随着时间的推移 Mn(VII)浓度减小直至为 0,Mn(III)浓度增大直
至达到最大值,结合图像,此时间段主要生成 Mn(III),同时先生成少量 Mn(IV)后 Mn(IV)被消耗;后来
(大约 13min 后)随着时间的推移 Mn(III)浓度减少,Mn(II)的浓度增大;据此作答。
【详解】A.由图像可知,随着时间的推移 Mn(III)的浓度先增大后减小,说明开始反应生成 Mn(III),后
Mn(III)被消耗生成 Mn(II),Mn(III)能氧化 HC O,A 项错误;
2 2 4
B.随着反应物浓度的减小,到大约 13min 时开始生成 Mn(II),Mn(II)对反应起催化作用,13min 后反应速
率会增大,B 项错误;
C.由图像可知,Mn(VII)的浓度为 0 后才开始生成 Mn(II),该条件下 Mn(II)和 Mn(VII)不能大量共存,C
项正确;
D.HC O 为弱酸,在离子方程式中应以化学式保留,总反应为 2 +5H C O+6H+=2Mn2++10CO ↑+
2 2 4 2 2 4 2
8HO,D 项错误;
2
答案选 C。
13. 某小组进行实验,向 蒸馏水中加入 ,充分振荡,溶液呈浅棕色,再加入 锌粒,溶液
颜色加深;最终紫黑色晶体消失,溶液褪色。已知 为棕色,下列关于颜色变化的解释错误的是
选项 颜色变化 解释
A 溶液呈浅棕色
在水中溶解度较小
B 溶液颜色加深 发生了反应:
( )的消耗使溶解平衡
C 紫黑色晶体消失
右移与有色物质发生了置换
D 溶液褪色
反应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.向 10mL 蒸馏水中加入 0.4gI,充分振荡,溶液呈浅棕色,说明I 的浓度较小,因为I 在水
2 2 2
中溶解度较小,A 项正确;
B.已知 (aq)为棕色,加入 0.2g 锌粒后,Zn 与 I 反应生成 ZnI,生成的 I-与 I 发生反应 I-+I ,
2 2 2 2
⇌
生成 使溶液颜色加深,B 项正确;
C.I 在水中存在溶解平衡 I(s) I(aq),Zn 与 I 反应生成 I-与I(aq)反应生成 ,I(aq)浓度减小,上述
2 2 2 2 2 2
溶解平衡向右移动,紫黑色晶体消失,C 项正确;
⇌
D.最终溶液褪色是 Zn 与有色物质发生了化合反应,不是置换反应,D 项错误;
答案选 D。
14. 晶体结构的缺陷美与对称美同样受关注。某富锂超离子导体的晶胞是立方体(图 1),进行镁离子取代及
卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料(图 2)。下列说法错误的是
A. 图 1 晶体密度为 g∙cm-3 B. 图 1 中 O 原子的配位数为 6
C. 图 2 表示的化学式为 D. 取代产生的空位有利于 传导
【答案】C
【解析】
【详解】A.根据均摊法,图 1 的晶胞中含 Li:8× +1=3,O:2× =1,Cl:4× =1,1 个晶胞的质量为
g= g,晶胞的体积为(a×10-10cm)3=a3×10-30cm3,则晶体的密度为 g÷(a3×10-30cm3)= g/cm3,A 项正确;
B. 图 1 晶胞中,O 位于面心,与 O 等距离最近的 Li 有 6 个,O 原子的配位数为 6,B 项正确;
C. 根据均摊法,图 2 中 Li:1,Mg 或空位为 8× =2。O:2×=1,Cl 或 Br:4× =1,Mg 的个数小于
2,根据正负化合价的代数和为 0,图 2 的化学式为 LiMgOCl Br ,C 项错误;
x 1-x
D. 进行镁离子取代及卤素共掺杂后,可获得高性能固体电解质材料,说明 Mg2+取代产生的空位有利于 Li
+的传导,D 项正确;
答案选 C。
15. 某废水处理过程中始终保持 HS 饱和,即 形成硫
2 ,通过调节 pH 使 和
。
化物而分离,体系中 与 关系如下图所示,c 为 和 的浓度,单位为
已知 ,下列说法正确的是
A. B. ③为 与 的关系曲线
C. D.
【答案】D
【解析】
【分析】已知 HS 饱和溶液中随着 pH 的增大,HS 的浓度逐渐减小,HS-的浓度增大,S2-浓度逐渐增大,
2 2
则有-lgc(HS-)和-lg(S2-)随着 pH 增大而减小,且相同 pH 相同时,HS-浓度大于 S2-,即-lgc(HS-)小于-lg(S2-),
则 Ni2+和 Cd2+浓度逐渐减小,且 即当 c(S2-)相同时,c(Ni2+)>c(Cd2+),则-lgc(Ni2+)和
-lg(Cd2+)随着 pH 增大而增大,且有-lgc(Ni2+)小于-lg(Cd2+),由此可知曲线①代表 Cd2+、②代表 Ni2+、③
代表 S2-,④代表 HS-,据此分析结合图像各点数据进行解题。【详解】A.由分析可知,曲线①代表 Cd2+、③代表 S2-,由图示曲线①③交点可知,此时 c
(Cd2+)=c(S2-)=10-13mol/L,则有 ,A 错误;
B. 由分析可知,③为 与 的关系曲线,B 错误;
C. 由分析可知,曲线④代表 HS-,由图示曲线④两点坐标可知,此时 c(H+)=10-1.6mol/L 时,c
(HS-)=10-6.5mol/L, 或者当 c(H+)=10-4.2 mol/L 时,c
(HS-)=10-3.9 mol/L, ,C 错误;
D.已知 KaKa= = ,由曲线③两点坐标可知,当 c(H+)=10-4.9mol/L
1 2
时,c(S2-)=10-13mol/L,或者当 c(H+)=10-6.8mol/L 时,c(S2-)=10-9.2mol/L,故有 KaKa= =
1 2
=10-21.8,结合 C 项分析可知,Ka=10-7.1 故有 ,D 正确;
1
故答案为:D。
二、非选择题:本题共 4 小题,共 55 分。
16. 某工厂采用如下工艺处理镍钴矿硫酸浸取液含( 和 )。实现镍、
钴、镁元素的回收。
已知:
物质
回答下列问题:
(1)用硫酸浸取镍钴矿时,提高浸取速率的方法为 (答出一条即可)。(2) “氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸 ,
中过氧键的数目为 。
(3) “氧化”中,用石灰乳调节
, 被 氧化为 ,该反应的离子方程式为 ( 的电离第一步完全,
第二步微弱);滤渣的成分为 、 (填化学式)。
(4) “氧化”中保
持空气通入速率不变, (Ⅱ)氧化率与时间的关系如下。 体积分数为 时,
(Ⅱ)氧化速率最大;继续增大 体积分数时, (Ⅱ)氧化速率减小的原因是 。
(5) “沉钴
镍”中得到的 (Ⅱ)在空气中可被氧化成 ,该反应的化学方程式为 。
(6) “沉镁”中为使 沉淀完全 ,
需控制 不低于 (精确至 0.1)。
【答案】(1)适当增大硫酸浓度或适当升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
(2)N (3) ①. ②. Fe(OH)
A 3
(4) ①. 9.0% ②. SO 有还原性,过多将会降低 的浓度,降低 (Ⅱ)氧化速率
2
(5)
(6)11.1
【解析】
【分析】在“氧化”中,混合气在金属离子的催化作用下产生具有强氧化性的过一硫酸 ,用石灰乳
调节 , 被 氧化为 ,发生反应 ,Fe3+水
解同时生成氢氧化铁,“沉钻镍”过程中,Co2+变为 Co(OH) ,在空气中可被氧化成 。
2【小问 1 详解】
用硫酸浸取镍钴矿时,为提高浸取速率可适当增大硫酸浓度、升高温度或将镍钴矿粉碎增大接触面积
【小问 2 详解】
的结构简式为 ,所以 中过氧键的数目为 N
A
【小问 3 详解】
用石灰乳调节 , 被 氧化为 ,该反应的离子方程式为:
;氢氧化铁的 Ksp=10-37.4,当铁离子完全沉淀时,溶液中 c
(Fe3+)=10-5mol/L, ,c(OH-)=10-10.8mol/L,根据 Kw=10-14,
pH=3.2,此时溶液的 pH=4,则铁离子完全水解,生成氢氧化铁沉淀,故滤渣还有氢氧化铁;
【小问 4 详解】
根据图示可知 体积分数为 0.9%时, (Ⅱ)氧化速率最大;继续增大 体积分数时,由于 SO 有
2
还原性,过多将会降低 浓度,降低 (Ⅱ)氧化速率
【小问 5 详解】
“沉钻镍”中得到的 Co(OH) ,在空气中可被氧化成 ,该反应的化学方程式为:
2
;
【小问 6 详解】
氢氧化镁的 Ksp=10-10.8, 当镁离子完全沉淀时,c(Mg2+)=10-5mol/L,根据 Ksp 可计算 c(OH-)=10-2.9mol/L,
根据 Kw=10-14,c(H+)=10-11.1mol/L,所以溶液的 pH=11.1;
17.2—噻吩乙醇( )是抗血栓药物氯吡格雷的重要中间体,其制备方法如下:
Ⅰ.制钠砂。向烧瓶中加入 液体A 和 金属钠,加热至钠熔化后,盖紧塞子,振荡至大量微小
钠珠出现。
Ⅱ.制噻吩钠。降温至 ,加入 噻吩,反应至钠砂消失。
Ⅲ.制噻吩乙醇钠。降温至 ,加入稍过量的环氧乙烷的四氢呋喃溶液,反应 。Ⅳ.水解。恢复室温,加入 水,搅拌 ;加盐酸调 至 4~6,继续反应 ,分液;用水洗
涤有机相,二次分液。
Ⅴ.分离。向有机相中加入无水 ,静置,过滤,对滤液进行蒸馏,蒸出四氢呋喃、噻吩和液体 A
后,得到产品 。
回答下列问题:
(1)步骤Ⅰ中液体 A 可以选择 。
a.乙醇 b.水 c.甲苯 d.液氨
(2)噻吩沸点低于吡咯( )的原因是 。
(3)步骤Ⅱ的化学方程式为 。
(4)步骤Ⅲ中反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷溶液的方法是 。
(5)步骤Ⅳ中用盐酸调节 的目的是 。
(6)下列仪器在步骤Ⅴ中无需使用的是 (填名称):无水 的作用为 。
(7)产品的产率为 (用 计算,精确至 0.1%)。
【答案】(1)c (2): 中含有 N 原子,可以形成分子间氢键,氢键可以使熔沸点升高
(3)2 +2Na 2 +H
2
(4)将环氧乙烷溶液沿烧杯壁缓缓加入,此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热
(5)将 NaOH 中和,使平衡正向移动,增大反应物的转化率
(6) ①. 球形冷凝管和分液漏斗 ②. 除去水
(7)70.0%
【解析】【小问 1 详解】
步骤Ⅰ制钠砂过程中,液体 A 不能和 Na 反应,而乙醇、水和液氨都能和金属 Na 反应,故选 c。
【小问 2 详解】
噻吩沸点低于吡咯( )的原因是: 中含有N 原子,可以形成分子间氢键,氢键可以使熔沸点
升高。
【小问 3 详解】
步骤Ⅱ中 和 Na 反应生成 2-噻吩钠和 H,化学方程式为:2 +2Na 2
2
+H 。
2
【小问 4 详解】
步骤Ⅲ中反应放热,为防止温度过高引发副反应,加入环氧乙烷溶液的方法是:将环氧乙烷溶液沿烧杯壁
缓缓加入,此过程中不断用玻璃棒进行搅拌来散热。
【小问 5 详解】
2-噻吩乙醇钠水解生成-噻吩乙醇的过程中有 NaOH 生成,用盐酸调节 的目的是将 NaOH 中和,使平
衡正向移动,增大反应物的转化率。
【小问 6 详解】
步骤Ⅴ中的操作有过滤、蒸馏,蒸馏的过程中需要直形冷凝管不能用球形冷凝管,无需使用的是球形冷凝
管和分液漏斗;向有机相中加入无水 的作用是:除去水。
【小问 7 详解】
步骤Ⅰ中向烧瓶中加入 液体 A 和 金属钠,Na 的物质的量为 ,步骤Ⅱ中 Na
完全反应,根据方程式可知,理论上可以生成 0.2mol2-噻吩乙醇,产品的产率为
=70.0%。
18. 硫酸工业在国民经济中占有重要地位。
(1)我国古籍记载了硫酸的制备方法——“炼石胆(CuSO ·5H O)取精华法”。借助现代仪器分析,该制备过
4 2
程中 CuSO ·5H O 分解的 TG 曲线(热重)及 DSC 曲线(反映体系热量变化情况,数值已省略)如下图所示。
4 2
700
℃左右有两个吸热峰,则此时分解生成的氧化物有 SO 、 和 (填化学式)。
2(2)铅室法使用了大容积铅室制备硫酸(76%以下),副产物为亚硝基硫酸,主要反应如下:
NO +SO+H O=NO+H SO
2 2 2 2 4
2NO+O =2NO
2 2
(i) 上述过程中 NO 的作用为 。
2
(ii) 为了适应化工生产的需求,铅室法最终被接触法所代替,其主要原因是 (答出两点即可)。
(3)接触法制硫酸的关键反应为 SO 的催化氧化:
2
SO (g)+ O(g) SO (g) ΔH=-98.9kJ·mol-1
2 2 3
(i) 为寻求固定投料比下不同反应阶段的最佳生产温度,绘制相应转化率(α)下反应速率(数值已略去)与温度
的关系如下图所示,下列说法正确的是 。
a.温度越高,反应速率越大 b.
α=0.88 的曲线代表平衡转化率
c.α越大,反应速率最大值对应温度越低
d.可根据不同 下的最大速率,选择最佳生产温度
(ii) 为提高钒催化剂的综合性能,我国科学家对其进行了改良。不同催化剂下,温度和转化率关系如下图所
示,催化性能最佳的是 (填标号)。(iii) 设O 的平衡分压为p,SO 的平衡转化率为α,用含p 和α 的代数式表示上述催化氧化反应的K =
2 2 e e p
(用平衡分压代替平衡浓度计算)。
【答案】(1) ①. CuO ②. SO
3
(2) ①. 催化剂 ②. 反应中有污染空气的 NO 和 NO 放出影响空气环境、NO 可以溶解在硫酸
2 2
中给产物硫酸带来杂质、产率不高(答案合理即可)
(3) ①. cd ②. d ③.
【解析】
【小问 1 详解】
根据图示的热重曲线所示,在 700℃左右会出现两个吸热峰,说明此时 CuSO 发生热分解反应,从 TG 图像
4
可以看出,质量减少量为原 CuSO 质量的一半,说明有固体 CuO 剩余,还有其他气体产出,此时气体产物
4
为 SO 、SO 、O,可能出现的化学方程式为 3CuSO 3CuO+2SO ↑+SO↑+O ↑,结合反应中产物
2 3 2 4 2 3 2
的固体产物质量和气体产物质量可以确定,该反应的产物为 CuO、SO 、SO 、O,故答案为 CuO、SO 。
2 3 2 3
【小问 2 详解】
(i)根据所给的反应方程式,NO 在反应过程中线消耗再生成,说明 NO 在反应中起催化剂的作用;
2 2
(ii)近年来,铅室法被接触法代替因为在反应中有污染空气的 NO 和 NO 放出影响空气环境、同时作为催化
2
剂的 NO 可以溶解在硫酸中给产物硫酸带来杂质影响产品质量、产率不高(答案合理即可)。
2
【小问 3 详解】
(i)a.根据不同转化率下的反应速率曲线可以看出,随着温度的升高反应速率先加快后减慢,a 错误;
b. 从图中所给出的速率曲线可以看出,相同温度下,转化率越低反应速率越快,但在转化率小于 88%的时
的反应速率图像并没有给出,无法判断α=0.88 的条件下是平衡转化率,b 错误;
c. 从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率不断减小,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,c正确;
d. 从图像可以看出随着转化率的增大,最大反应速率出现的温度也逐渐降低,这时可以根据不同转化率选
择合适的反应温度以减少能源的消耗,d 正确;
故答案选 cd;
(ii)为了提高催化剂的综合性能,科学家对催化剂进行了改良,从图中可以看出标号为 d 的催化剂 V-K-Cs-Ce
对 SO 的转化率最好,产率最佳,故答案选 d;
2
(iii)利用分压代替浓度计算平衡常数,反应的平衡常数 K = = =
p
; 设 SO 初 始 量 为 m mol, 则 平 衡 时 n(SO )=m·α, n(SO )=m-m·α=m(1-α), K =
2 2 e 3 e e p
= ,故答案为 。
19. 加兰他敏是一种天然生物碱,可作为阿尔茨海默症的药物,其中间体的合成路线如下。
回答下列问题:
(1)A 中与卤代烃成醚活性高的羟基位于酯基的 位(填“间”或“对”)。
(2)C 发生酸性水解,新产生的官能团为羟基和 (填名称)。(3)用 O 代替 PCC 完成 D→E 的转化,化学方程式为 。
2
(4)F 的同分异构体中,红外光谱显示有酚羟基、无 N-H 键的共有 种。
(5)H→I 的反应类型为 。
(6) 某药物中间体
的合成路线如下(部分反应条件已略去),其中M 和N 的结构简式分别为 和
。
【答案】(1)对 (2)羧基
(3)2 +O 2 +2H O
2 2
(4)3 (5)取代
(6) ①. ②.
【解析】
【分析】根据有机物A 的结构和有机物 C 的结构,有机物A 与 CH3I 反应生成有机物 B,根据有机物B 的
分子式可以得到有机物 B 的结构,即 ;有机物与 BnCl 反应生成有机物 C,有机物 C
发生还原反应生成有机物D,有机物D 与 PCC 发生氧化反应生成有机物E,根据有机物E 的结构和有机物
D 的分子式可以得到有机物 D 的结构,即 ;有机物 E 与有机物有机物 F 发生已知条
件给的②反应生成有机物G,有机物G 发生还原反应生成有机物H,根据有机物H 与有机物G 的分子式可以得到有机物G 的结构,即 ,同时也可得到有机物 F 的结
构,即 ;随后有机物 H 与 HCOOCH CH 反应生成有机物 I。由此分析
2 3
解题。
【小问 1 详解】
由有机物 A 与 CHI 反应得到有机物 B 可知,酚与卤代烃反应成醚时,优先与其含有的其他官能团的对位
3
羟基发生反应,即酯基对位的酚羟基活性最高,可以发生成醚反应,故答案为;对位。
【小问 2 详解】
有机物 C 在酸性条件下发生水解,其含有的酯基发生水解生成羧基,其含有的醚键发生水解生成酚羟基,
故答案为羧基。
【小问 3 详解】
O2 与有机物 D 发生催化氧化反应生成有机物 E, 反应的化学方程式为 2 +O
2
2 +2H O。
2
【小问 4 详解】
F 的同分异构体中不含有 N-H 键,说明结构中含有 结构,又因红外中含有酚羟基,说明结构中含
有苯环和羟基,固定羟基的位置, 有邻、间、对三种情况,故有 3 种同分异构体。
【小问 5 详解】
有机物H 与 HCOOCH CH 反应生成有机物I,反应时,有机物H 中的 N-H 键发生断裂,与 HCOOCHCH
2 3 2 3中断裂的醛基结合,故反应类型为取代反应。
【小问 6 详解】
根据题目中给的反应条件和已知条件,利用逆合成法分析,有机物N 可以与 NaBH 反应生成最终产物,
4
类似于题中有机物 G 与 NaBH 反应生成有机物 H,作用位置为有机物 N 的 N=C 上,故有机物 N 的结构
4
为
,有机物 M 可以发生已知条件所给的反应生成有机物N,说明有机物 M 中含有
C=O,结合反应原料中含有羟基,说明原料发生反应生成有机物 M 的反应是羟基的催化氧化,有机物M 的
结构为 ,故答案为 、 。