文档内容
机密★启用前
2025 年全省普通高中学业水平等级考试
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、考生号等填写在答题卡和试卷指定位置。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改
动,用橡皮擦干净后、再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在
本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:
一、选择题:本题共10小题,每小题2分,共20分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1. 下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是
A. 侯德榜发明了以 , 和 为原料的联合制碱法
B. 戴维电解盐酸得到 和 ,从而提出了酸的含氢学说
C. 拉瓦锡基于金属和 的反应提出了燃烧的氧化学说
D. 哈伯发明了以 和 为原料合成氨的方法
【答案】A
【解析】
A . 联 合 制 碱 法 的 反 应 中 , 化 学 方 程 式 为 : 和
,各元素(Na、Cl、N、C、H、O)的化合价均未
发生改变,属于非氧化还原反应,A符合题意;
B.电解盐酸生成 和 ,H和Cl的化合价均发生变化(H从+1→0,Cl从-1→0),涉及氧化还原反应,B不符合题意;
C.金属与 反应生成氧化物,金属被氧化(化合价升高),O被还原(化合价降低),涉及氧化还原反
应,C不符合题意;
D.合成氨反应中 的N化合价从0→-3, 的H从0→+1,涉及氧化还原反应,D不符合题意;
故选A。
2. 化学应用体现在生活的方方面面,下列用法不合理的是
A. 用明矾净化黄河水 B. 用漂白粉漂白蚕丝制品
C. 用食醋去除水壶中水垢 D. 用小苏打作烘焙糕点膨松剂
【答案】B
【解析】
A. 用明矾水解生成氢氧化铝胶体,胶体具有吸附性,可净化黄河水,故A正确;
B. 蚕丝制品中主要成分是蛋白质,使用漂白粉漂白蚕丝制品,会使蛋白质被氧化,故B错误;
C. 食醋中含有乙酸,乙酸的酸性大于碳酸,故可用食醋去除水壶中水垢,故C正确;
D. 小苏打受热分解产生二氧化碳,可用小苏打作烘焙糕点膨松剂,故D正确;
故选B。
3. 实验室中,下列试剂保存方法正确的是
A. 液溴加水封保存在广口试剂瓶中 B. 硝酸银溶液保存在棕色细口试剂瓶中
C. 高锰酸钾与苯酚存放在同一药品柜中 D. 金属锂保存在盛有煤油的广口试剂瓶中
【答案】B
【解析】
A.液溴是液态的溴单质,易挥发。液溴应保存在细口试剂瓶中,加水封可减少其挥发,不能保存在广口
试剂瓶中(广口试剂瓶一般用于保存固体药品),A错误;
B.硝酸银见光易分解,为了防止其见光分解,硝酸银溶液应保存在棕色细口试剂瓶中(细口瓶用于保存
液体药品),B正确;
C.高锰酸钾具有强氧化性,苯酚具有还原性。强氧化性的高锰酸钾与具有还原性的苯酚能发生氧化还原
反应,所以不能存放在同一药品柜中,C错误;
D.金属锂的密度比煤油小,会浮在煤油表面。锂通常保存在石蜡油中,不能保存在盛有煤油的广口试剂
瓶中(锂保存在煤油中起不到隔绝空气的作用),D错误;
故选B。
4. 称取 固体 配制 浓度约为 的 溶液,下列仪器中不需要使用的是A. 烧杯 B. 容量瓶
C. 量筒 D. 细口试剂瓶(具橡胶塞)
【答案】C
【解析】
配制NaOH溶液的步骤包括计算,称量,溶解,转移,洗涤,定容,摇匀等步骤。
A.溶解1.6g NaOH需要在100mL烧杯中进行,烧饼是需要的,故A需要;
B.要配制400mL溶液,但实验室没有400mL容量瓶,需用 容量瓶来配制,B 需要使用。
C.配制溶液过程中,是用烧杯溶解固体,用量筒量取的是水(若需要准确量取),但这里是称取固体溶
解配溶液,不需要用 量筒量取液体,可直接在烧杯加水溶解,C 不需要使用。
D.NaOH溶液配制好后需要转移到试剂瓶中储存,氢氧化钠溶液是液体,而且易与玻璃中的二氧化硅反
应,不能选择玻璃塞,所以需要 细口试剂瓶(具橡胶塞),故D需要;
故选C。
5. 下列实验涉及反应的离子方程式书写正确的是
A. 用 溶液吸收少量
B. 用 和水制备少量
C. 用 和浓盐酸制备
D. 用稀硝酸溶解少量 粉:
【答案】C
【解析】
A.当NaOH吸收少量SO 时,应生成SO 而非HSO ,正确反应为: ,A
2
错误;
B. 与水反应生成氢氧化钠和氧气,正确离子方程式为 ,
原方程式系数未配平,B错误;C. 与浓盐酸加热生成Cl 的离子方程式为 ,各元素
2
及电荷均守恒,C正确;
D.稀硝酸与Cu反应时,产物Cu(NO ) 应拆解为Cu2+和NO ,正确离子方程式为
3 2
,D错误;
故选C 。
6. 第70号元素镱 的基态原子价电子排布式为 。下列说法正确的是
A. 的中子数与质子数之差为104 B. 与 是同一种核素
C. 基态 原子核外共有10个d电子 D. 位于元素周期表中第6周期
【答案】D
【解析】
A.中子数=174-70=104,与质子数70的差为104-70=34,而非104,A错误;
B.同位素之间质子数相同,但中子数不同,两者属于不同核素,B错误;
C.70号元素镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2,说明含 3d、4d 等轨道,基态 Yb 原子核外
d 电子数一定大于10,C错误;
D.镱(Yb)的基态原子价电子排布式为4f146s2,说明原子核外电子层数 6 个,位于第六周期,D正确;
故选D。
7. 用硫酸和 可制备一元弱酸 。下列说法错误的是
A. 的水溶液显碱性
B. 的空间构型为V形
C. 为含有共价键的离子化合物
D. 的中心N原子所有价电子均参与成键
【答案】B
【解析】
A.NaNO 为强碱弱酸盐,水溶液呈碱性,A正确。
2B.计算N3−的中心 N 原子的价层电子对数,把N3−看作N(N ) − ,中心 N 原子与两个 N 原子相连,孤
2
电子对数 = (5-2×3+1) / 2=0,价层电子对数=2+0=2,根据价层电子对互斥理论,其空间构型为直线形,
不是 V 形,B 错误
C.NaN 由Na+和N3−构成,存在离子键,N3−中 N 原子之间存在共价键,所以NaN 为含有共价键的
3 3
离子化合物,C正确。
D.中心N原子通过sp杂化形成两个双键,无孤电子对,所有价电子参与成键,D正确。
故选B。
8. 物质性质与组成元素的性质有关,下列对物质性质差异解释错误的是
性质差异 主要原因
A 沸点: 电离能:
B 酸性: 电负性:
C 硬度:金刚石>晶体硅 原子半径:
D 熔点: 离子电荷:
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
A.H O沸点高于H S,是因为H O分子间存在氢键,而H S分子间不存在氢键,并非因为电离能O>S,
2 2 2 2
该选项解释错误,A错误;
B.同主族元素,电负性Cl>Br,HClO中Cl对电子吸引能力强,使H−O键极性更强,更易电离出H+,
酸性HClO>HBrO,B正确;
C.金刚石和晶体硅均为原子晶体,原子半径Si>C,则C−C键键长小于Si−Si键键长,C−C键键能更
大,硬度更大,所以硬度金刚石 > 晶体硅,C正确;
的
D.MgO和NaF均属于离子晶体,离子晶体 熔点取决于其晶格能的大小,离子半径越小、离子电荷越多
的,其晶格能一般较大,其熔点更高;MgO熔点高于NaF是因为Mg2+和O2−的电荷高于Na+和F−,且其阴、
阳离子的半径对应较小,故离子键强度更大,晶格能更高,D正确;
故选A。
9. 用肼 的水溶液处理核冷却系统内壁上的铁氧化物时,通常加入少量 ,反应原理如图所示。下列说法正确的是
A. 是还原反应的产物 B. 还原性:
C. 处理后溶液的 增大 D. 图示反应过程中起催化作用的是
【答案】C
【解析】
由图中信息可知, 和 反应生成的 是 和 反应的催化剂,
是 中 间 产 物 , 该 反 应 的 离 子 方 程 式 为
, 是还原剂, 是氧化剂,
是还原产物。
A.该反应中, 中N元素的化合价升高被氧化,因此, 是氧化反应的产物,A不正确;
B.在同一个氧化还原反应中,还原剂的还原性强于还原产物,因此,还原性的强弱关系为 ,
B不正确;
C.由反应的离子方程式可知,该反应消耗 ,处理后溶液的 增大,C正确;
D.根据循环图可知,图示反应过程中起催化作用的是 ,D不正确;
综上所述,本题选C。
10. 在恒容密闭容器中, 热解反应所得固相产物和气相产物均为含氟化合物。平衡体系中各组分物质的量随温度的变化关系(实线部分)如图所示。已知: 温度时, 完全分解;体系中气相
产物在 、 温度时的分压分别为 、 。下列说法错误的是
A. a线所示物种为固相产物
B. 温度时,向容器中通入 ,气相产物分压仍为
C. 小于 温度时热解反应的平衡常数
D. 温度时、向容器中加入b线所示物种,重新达平衡时逆反应速率增大
【答案】C
【解析】
A. 由图可知,1molNa SiF (s)完全热解生成2mol a线所示物种,1mol b线所示物种,反应的方程式
2 6
为
Na SiF (s)⇌2NaF(s)+SiF (g),则a线所示的物质为NaF,为固相产物,故A正确;
2 6 4
B. T 温度时,向容器中通入N ,因为容器恒容,N 为惰性气体,不参与反应,对气相产物的物质的量和
1 2 2
容器体积都没有影响,根据pV =nRT(V、T不变,n不变),所以气相产物分压仍为p ,故B正确;
1
C. C. 反应的方程式为Na SiF (s)⇌2NaF(s)+SiF (g),T 温度时反应达到平衡气相产物分压为p ,
2 6 4 3 3
则
K =p ,C错误;
p 3
D. b线所示物种为气相产物,生成物浓度增大,根据勒夏特列原理,平衡逆向移动,重新达平衡时逆反应
速率增大,故D正确;
故选C。
二、选择题:本题共5小题,每小题4分,共20分。每小题有一个或两个选项符合题目要求,
全部选对得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。11. 完成下列实验所用部分仪器或材料选择正确的是
实验内容 仪器或材料
A 灼烧海带 坩埚、泥三角
B 加热浓缩 溶液 表面皿、玻璃棒
C 称量 固体 电子天平、称量纸
D 量取 稀 移液管、锥形瓶
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
A.灼烧海带需要在坩埚中进行,坩埚放在泥三角上加热,该选项仪器选择正确,A正确;
B.加热浓缩NaCl溶液应该在蒸发皿中进行,而不是表面皿,表面皿一般用于观察反应等,不能用于加
热浓缩溶液,B错误;
C.NaOH固体具有腐蚀性,不能放在称量纸上称量,应放在小烧杯等玻璃器皿中称量,C错误;
D.量取25.00mL稀硫酸 需要用酸式滴定管或者25mL移液管,但是移液时一般将液体转移到容量瓶等用
于配制溶液的容器中,而不是锥形瓶,锥形瓶一般用于滴定实验等,D错误;
故选A。
12. 全铁液流电池工作原理如图所示,两电极分别为石墨电极和负载铁的石墨电极。下列说法正确的是
A. 隔膜为阳离子交换膜
B. 放电时,a极为负极
C. 充电时,隔膜两侧溶液 浓度均减小D. 理论上, 每减少 总量相应增加
【答案】BC
【解析】
全铁流电池原理为2Fe3++Fe=3Fe2+,a极发生Fe-2e-=Fe2+,为负载铁的石墨电极做负极,b极发生Fe3++e-
=Fe2+,发生还原反应,b为石墨电极,做正极,依次解题。
A.两极通过阴离子平衡电荷,隔膜允许阴离子通过,为阴离子交换膜,A错误;
B.根据分析,放电时,a极为负极,b极为正极,B正确;
C.充电时,a接电源负极,为阴极,电极反应式为Fe2++2e-=Fe,b接电源正极,为阳极,发生的电极反应
式为:Fe2+-e-=Fe3+,两极的Fe2+均减少,C正确;
D.根据总反应方程式2Fe3++Fe=3Fe2+可知,Fe3+减少1mol,Fe2+增加1.5mol,D错误;
答案选BC。
13. 钢渣中富含 等氧化物,实验室利用酸碱协同法分离钢渣中的 元
素,流程如下。已知: 能溶于水; , 。
下列说法错误的是
A. 试剂X可选用 粉
B. 试剂Y可选用盐酸
C. “分离”后 元素主要存在于滤液Ⅱ中
D. “酸浸”后滤液Ⅰ的 过小会导致滤渣Ⅱ质量减少
【答案】A【解析】
钢渣通过盐酸酸浸,得到滤液I中含有Fe2+、Fe3+、Ca2+等,滤渣I为SiO,滤渣I加入NaOH溶液碱浸,得
2
到含有NaSiO 的浸取液,加入试剂Y盐酸生成硅酸沉淀,最后得到SiO,滤液I加入试剂X和HC O 分
2 3 2 2 2 4
离,由于Fe (C O) 能溶于水,试剂X将Fe2+氧化为Fe3+,再加入HC O,使CaC O 先沉淀,滤渣II为
2 2 4 3 2 2 4 2 4
CaC O,滤液II中有Fe3+,依次解题。
2 4
A.根据分析,加入试剂X的目的是将Fe2+氧化为Fe3+,试剂X应该是氧化剂,不可以是Fe粉,A错误;
B.加入试剂Y,将NaSiO 转化为HSiO 沉淀,最后转化为SiO,试剂Y可以是盐酸,B正确;
2 3 2 3 2
C.根据分析,“分离”后Fe元素主要存在于滤液II中,C正确;
D.“酸浸”后滤液I中pH过小,酸性强,造成C 浓度小,使Ca2+(aq)+ C (aq) CaC O(s)平
2 2 2 4
衡逆向移动,得到CaC O 沉淀少,滤渣II质量减少,D正确;
2 4
答案选A。
14. 以异丁醛 为原料制备化合物Q的合成路线如下,下列说法错误的是
A. M系统命名为2-甲基丙醛
B. 若 原子利用率为100%,则X是甲醛
.
C 用酸性 溶液可鉴别N和Q
D. 过程中有 生成
【答案】CD
【解析】
A. 以包括醛基在内的碳为主链,最长碳链为3个碳,2号碳上有一个甲基,因此M系统命名为2-甲基丙醛,
故A正确;
B. 若M + X → N原子利用率为100%,该反应为加成反应,则X是甲醛,故B正确;
C. N中含有醛基,且羟基所连碳上有氢,均能使酸性KMnO 溶液褪色,Q中含有碳碳双键,也能使酸性
4
KMnO 溶液褪色,因此不可用酸性KMnO 溶液可鉴别N和Q,故C错误;
4 4
D. 由P、Q的结构可知,P → Q过程中会涉及酯的水解,有CH CH OH生成,无CH CH OH生成,
3 2 3 2
故D错误;答案选CD。
15. 常温下,假设 水溶液中 和 初始物质的量浓度均为 。平衡条件下,体系中
全部四种含碳物种的摩尔分数随 的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。已知:体系中含钴物种的
存在形式为 和 ; ,
。下列说法正确的是
A. 甲线所示物种为
B. 的电离平衡常数
C. 时, 物质的量浓度为
D. 时,物质的量浓度:
【答案】D
【解析】
由题中信息可知, 可以形成4物种,分别为 、 、 和 ,随着
增大, 的摩尔分数逐渐减小, 会转化为溶解度更小的 , 的摩
尔分数先增大后减小,因此, 的摩尔分数逐渐增大。综合以上分析可知,甲线所示物种为,丁线所示物种为 ,根据曲线的走势结合电离平衡的过程可知,乙线所示物种为
,丙线所示物种为 。由甲、丁两线的交点可知,在该点 和 的摩尔分数
相等,均为 0.5,由于水溶液中 和 初始物质的量浓度均为 ,则此时溶液中
的浓度为 ,由 可以求出此时溶液中 的浓度为
, 再 由 可 以 求 出 此 时 溶 液 中
, ,即 ,根据图像中的位置可以估算出
。由乙和丙两线的交点可知, 和 的摩尔分数相等,均为0.08,则由C元素守恒可知,
此时 的摩尔分数为0.84。
A.由分析可知,甲线所示物种为 ,A不正确;
B.已知 二元中强酸,其酸式盐的水溶液显酸性, 的电离程度大于其水解程度;当溶液中
与 浓度相等时,溶液显酸性, ,则
,故B不正确;
C. 时, 的摩尔分数为0.84, 的物质的量为
,由水于溶液中 初始物质的量浓度为 ,体系中还存在 水解产生的 ,因此, 的物质的量浓度小于 ,C不正确;
D.由分析可知 时, 的浓度为 , ,
,D正确;
综上所述,本题选D。
三、非选择题:本题共5小题,共60分。
16. 单质及其化合物应用广泛。回答下列问题:
(1)在元素周期表中, 位于第_______周期_______族。基态 原子与基态 离子未成对电子数之
比为_______。
(2)尿素分子 与 形成配离子的硝酸盐 俗称尿素铁,既
可作铁肥,又可作缓释氮肥。
①元素C、N、O中,第一电离能最大的是_______,电负性最大的是_______。
②尿素分子中,C原子采取的轨道杂化方式为_______。
③八面体配离子 中 的配位数为6,碳氮键的键长均相等,则与 配位的原
子是_______(填元素符号)。
(3) 可用作合成氨催化剂、其体心立方晶胞如图所示(晶胞边长为 )。
① 晶胞中 原子的半径为_______ 。
②研究发现, 晶胞中阴影所示m,n两个截面的催化活性不同,截面单位面积含有 原子个数越多,催化活性越低。m,n截面中,催化活性较低的是_______,该截面单位面积含有的 原子为_______个
。
【答案】
(1) ①. 四 ②. VIII ③. 4:5
(2) ①. N ②. O ③. sp2 ④. O
(3) ①. ②. n ③.
【解析】
【小问1详解】
Fe为26号元素,位于元素周期表中第四周期VIII族;基态Fe原子电子排布式为[Ar]3d64s2,未成对电子数
为4,基态Fe3+电子排布式为[Ar]3d5,未成对电子数为5,故答案为:四;VIII;4:5。
【小问2详解】
①同周期元素从左到右,第一电离能呈增大趋势,但N原子2p轨道为半充满稳定结构,第一电离能:
N>O>C;同周期元素从左到右,电负性逐渐增大,因此电负性:O>N>C,故答案为:N;O。
②尿素分子 中C原子形成3个σ键,无孤电子对,采取的轨道杂化方式为sp2杂化。
③八面体配离子 中 的配位数为6,碳氮键的键长均相等,因此N原子不会参
与形成配位键,说明C=O中O原子参与配位,所以与 配位的原子是O。
【小问3详解】
① 为体心立方晶胞,晶胞边长为a pm,体对角线长度为 ,体心立方晶胞中Fe原子半径r与
体对角线关系为4r= ,因此 原子的半径为 。
②m截面面积S =a2pm2,每个角原子被 4个相邻晶胞共享(二维共享),如图所示: ,每个晶
m胞的顶点原子贡献 个原子给该晶面,所含原子数为 ,单位面积原子数为 个pm-2,n截面面积
为 pm2,每个角原子被4个相邻晶胞共享,体心原子完全属于本截面,所含原子数为
,单位面积原子数为 个∙pm-2,因此催化活性较低的是n截面,该截面单位面积
含有的 原子为 个∙pm-2。
17. 采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿(要含 及 等元素的氧化物)分离
提取 等元素,工艺流程如下:
已知:该工艺条件下, 低温分解生成 ,高温则完全分解为气体; 在
完全分解,其他金属硫酸盐分解温度均高于 。
回答下列问题:
(1)“低温焙烧”时金属氧化物均转化为硫酸盐。 与 反应转化为 时有 生成,
该反应的化学方程式为_______。“高温焙烧”温度为 ,“水浸”所得滤渣主要成分除 外还含
有_______(填化学式)。
(2)在 投料量不变的情况下,与两段焙烧工艺相比,直接“高温焙烧”,“水浸时金属元素的浸出率_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
(3) 萃取 反应为: (有机相) (水相) (有机相) (水相)。“反萃取”时
加入的试剂为_______(填化学式)。
(4)“沉钴”中, 时 恰好沉淀完全 ,则此时溶液中
_______ 。已知: 。 “溶
解”时发生反应的离子方程式为_______。
(5)“沉锰”所得滤液并入“吸收”液中,经处理后所得产品导入_______(填操作单元名称)循环利用。
【答案】
.(1) ①. ②. Fe O、CaSO
2 3 4
(2)减小 (3)HSO
2 4
(4) ①. 4×10-4 ②.
(5)低温焙烧
【解析】
采用两段焙烧—水浸法从铁锰氧化矿中分离提取 等元素,加入硫酸铵低温焙烧,金属氧化
物均转化为硫酸盐,如硫酸锰、硫酸铁、硫酸钴、硫酸钙等,产生的气体有氨气,氮气等,氨气用稀硫酸
吸收,得到硫酸铵溶液,得到的硫酸盐经 高温焙烧,只有硫酸铁发生了分解,产生三氧化硫气体和
氧化铁,水浸后,过滤分离出滤渣,滤渣主要为二氧化硅,氧化铁,及硫酸钙,后续萃取分离,将铜元素
萃取到有机相中,最终得到硫酸铜溶液,水相主要含有钴元素和锰元素,加入硫化钠,调节 pH,生成硫
化钴,过滤分离最终得到硫酸钴溶液,滤液中加入碳酸氢铵,生成碳酸锰沉淀,据此解答。
【小问1详解】
低温焙烧,金属氧化物均转化为硫酸盐,二氧化锰与硫酸氢铵反应,转化为硫酸锰和氮气,根据电子得失
守 恒 可 知 还 有 氨 气 生 成 , 化 学 方 程 式 为 :
;根据已知条件,高温焙烧的温度为
650℃,只有硫酸铁发生分解,生成三氧化硫气体和氧化铁,二氧化硅,氧化铁,硫酸钙等在水中溶解度都较小,所以“水浸”所得滤渣的主要成分除了 SiO 外还含有,Fe O 、CaSO ;故答案为:
2 2 3 4
;Fe O、CaSO;
2 3 4
【小问2详解】
直接高温焙烧时,N H HSO 完全分解为气体,Mn、Co等氧化物无法充分转化为硫酸盐,导致水浸时
4 4
金属浸出率降低,故答案为减小。
【小问3详解】
反萃取时需破坏萃取平衡:2HR+Cu2+ ⇌CuR
2
+2H+ ,使平衡逆向移动,同时根据产物为CuSO
4
溶液,
而且为了不引入新的杂质,应加入的试剂为稀H SO 。
2 4
【小问4详解】
沉钴时,pH=4时Co2+恰好沉淀完全,其浓度为c(Co2+)=1×10-5mol/L,此时c(H+)=1×10-4mol/L,根据
Ksp((CoS)= 4×10-21,推出 ,又因为K (H S)= 1×10-7,
a1 2
K (H S)= 1×10-13, ,则c(HS)=
a2 2 2
= =4×10-4 mol/L;由流程图可知,CoS溶解时加入了过氧化氢,稀硫酸,
生成了CoSO 和S,化学方程式为: ,改写成离子方程式为:
4
。故答案为:4×10-4; ;
【小问5详解】
由分析可知,沉锰过程中,加入碳酸氢铵,生成碳酸锰,二氧化碳,硫酸铵等,过滤后滤液中的硫酸铵可
并入吸收液中,经过处理后导入低温焙烧循环使用,故答案为:低温焙烧。
18. 如下不饱和聚酯可用于制备玻璃钢。实验室制备该聚酯的相关信息和装置示意图如下(加热及夹持装置略):
熔 沸
原料 结构简式
点/℃ 点/℃
顺丁烯二酸
52.6 202.2
酐
邻苯二甲酸
130.8 295.0
酐
丙-1,2-二
187.6
醇
实验过程:
①在装置A中加入上述三种原料,缓慢通入 。搅拌下加热,两种酸酐分别与丙-1,2-二醇发生醇解反应,
主要生成 和 。然后逐步升温至 ,醇解产物发生
缩聚反应生成聚酯。
②缩聚反应后期,每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求(酸值:中和1克样品所消耗 的毫克数)。
回答下列问题:
(1)理论上,原料物质的量投料比n(顺丁烯二酸酐):n(邻苯二甲酸酐):n(丙-1,2-二醇)_______。
(2)装置B的作用是_______;仪器C的名称是_______;反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范
围,合理的是_______(填标号)。
A. B. C.
(3)为测定酸值,取 样品配制 溶液。移取 溶液,用 —乙醇标准
溶液滴定至终点,重复实验,数据如下:
序号 1 2 3 4 5
滴定前读数/
0.00 24.98 0.00 0.00 0.00
滴定后读数/
24.98 49.78 24.10 25.00 25.02
应舍弃的数据为_______(填序号);测得该样品的酸值为_______(用含a,c的代数式表示)。若测得酸值高
于聚合度要求,可采取的措施为_______(填标号)。
A.立即停止加热 B.排出装置D内的液体 C.增大 的流速
(4)实验中未另加催化剂的原因是_______。
【答案】
(1)1:1:2
(2) ①. 导气,同时将顺丁烯二酸酐、苯二甲酸酐、丙-1,2-二醇以及醇解反应的产物冷凝回流到装置
A中,但是不会将水蒸气冷凝 ②. (直形)冷凝管 ③. B
(3) ①. 2、3 ②. ③. C
(4)酸酐本身就能催化成酯反应(酰基化反应),且可以与水反应,促进缩聚反应正向进行
【解析】
根据题中信息可知,本实验分为两个阶段,先由3种原料发生醇解反应,然后醇解产物再发生缩聚反应得
到聚酯,两个阶段控制的温度不同。当测得样品的酸值达到合理要求后,缩聚反应完成。
【小问1详解】由聚酯的结构简式可知, 和
按物质的量之比1:1发生缩聚反应生成该聚酯,而顺丁烯二酸
酐和邻苯二甲酸酐分别与丙-1,2-二醇以物质的量之比1:1发生醇解反应,因此,理论上,原料物质的量投
料比n(顺丁烯二酸酐):n(邻苯二甲酸酐):n(丙-1,2-二醇)= 1:1:2。
【小问2详解】
装置A中的有机原料有一定的挥发性,导致原料的利用率较低,需要将原料冷凝回流来提高原料的利用率,
装置B为空气冷凝管,其作用是导气,同时将原料及酶解反应的产物冷凝回流到装置A中,但不会将水蒸
气冷凝;装置C为冷凝管;根据表中三种原料的沸点知,反应过程中,应保持温度计2示数处于一定范围,
高于水的沸点,低于原料的沸点,所以合理的是100~105℃,故选B。
【小问3详解】
由表中数据可知,5 次滴定消耗标准溶液的体积分别为 24.98mL、24.80mL、24.10mL、25.00mL、
25.02mL,第2、3两次实验的数据的误差明显偏大,故应舍弃的数据为2、3;用合理的3次实验的数据求
平均值为25.00mL,25.00mL cmol·L-1KOH一乙醇标准溶液中含有KOH的质量为25.00mL 10-3L·mL-1
cmol·L-1 56000 mg·mol-1=1400c mg,因此,测得该样品的酸值为 。
若测得酸值高于聚合度要求,说明样品中所含的羧基数目较多,还有一部分单体没有发生充分发生缩聚反
应,或者聚合程度不够。因此,可采取的措施为 (填标号)
A.若立即停止加热,则酸值不变,不能达到目的,相反地,可以继续加热,让缩聚反应充分进行,A不
可取;
B.若排出装置D内的液体,可以除去未参与缩聚反应的单体,降低混合物的酸值,但是明显不符合题意,
题中描述每隔一段时间从装置A中取样并测量其酸值,直至酸值达到聚合度要求才可以达到目的,B不可
取;C. 的作用是一方面可以将生成的水带走,另一方面可以起到搅拌作用,从而加快反应速率且促进缩聚
反应充分进行,因此,增大 的流速可行,C可取;
综上所述,选C 。
【小问4详解】
本实验中使用了2种酸酐,酸酐本身就能催化成酯反应(酰基化反应),且可以与水反应,促进缩聚反应
正向进行,因此,可以适当增大酸酐的用量,实验中未另加催化剂的原因是:酸酐本身就能催化成酯反应
(酰基化反应),且可以与水反应,促进缩聚反应正向进行。
19. 麻醉药布比卡因(I)的两条合成路线如下:
已知:Ⅰ.
Ⅱ.
回答下列问题:
(1)A结构简式为_______;B中含氧官能团名称为_______。
(2) 反应类型为_______; 化学方程式为_______。
(3)G的同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为_______(写出一种即可)。
①含 ②含2个苯环 ③含4种不同化学环境的氢原子
(4)H中存在酰胺基N原子(a)和杂环N原子(b),N原子电子云密度越大,碱性越强,则碱性较强的N原
子是_______(填“a”或“b”)。
(5)结合路线信息,用 催化加氢时,下列有机物中最难反应的是_______(填标号)。A. 苯( ) B. 吡啶( )
C. 环已-1,3-二烯( ) D. 环己-1,4-二烯( )
(6)以 , , 为主要原料合成 。利用上述信息补全
合成路线_______。
【答案】
(1) ①. ②. 羧基
(2)
①. 取代反应 ②.
(3)
(4)b
(5)A
(6)【解析】
A的分子式为C HN,结合I的结构式可推出A的结构式为 ,A被高锰酸钾氧化为B(
6 7
),B与氢气加成生成C( ),C与三氯化磷发生取代反应生成D
( ),D与E( )发生取代反应生成 H(
),H 与 1-溴丁烷发生取代反应生成目标产物。另一条合成路线为:B 与 SOCl 反应生成 F(
2
),F与E( )发生取代反应生成G( ),
G与氢气加成得到H,H与1-溴丁烷发生取代反应生成目标产物,据此解答。
【小问1详解】
由分析可知,A的结构式为 ,B为 ,B含有的含氧官能团名称为羧
基,故答案为: ;羧基;【小问2详解】
由分析可知,C与三氯化磷发生取代反应生成D( ),D与E( )发生取
代反应生成H( ),化学方程式为:
,故答案为:取代反应;
;
【小问3详解】
G为 ,满足以下条件的①含 ②含2个苯环 ③含4种不同化学
环境的氢原子,说明物质结构高度对称,如 ,故答案为:
;
【小问4详解】H中存在酰胺基N原子(a)和杂环N原子(b),N原子电子云密度越大,碱性越强,则碱性较强的N原
子是b,因为a中氮原子连接酰胺基,酰胺为吸电子基团,导致a中氮原子的电子云密度小于b,故答案为:
b;
【小问5详解】
合成路线中涉及到用H/PtO 加成的路线有B→C,G→H,B→C反应中,吡啶环被加成,G→H转化时,
2 2
吡啶环被加成,但苯环仍然存在,说明苯环不易被加成,C,D选项中含有碳碳双键,碳碳双键不稳定,
易发生加成反应,所以下列有机物最难反应的是苯环,故答案为:A;
【小问6详解】
根据题目中的信息, 与 发生取代反应生成 ,
与氢气加成得到 ,
与 1-溴丙烷发生取代反应得到 ,所以需要补充的合成路线为
, 故 答 案 为。
20. 利用 循环再生可将燃煤尾气中的 转化生产单质硫,涉及的主要反应如下:
Ⅰ.
Ⅱ.
Ⅲ.
恒容条件下,按 和 投料反应。平衡体系中,各气态物种的 随温度的变
化关系如图所示,n为气态物种物质的量的值。
已知:图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数 基本不变。
回答下列问题:
(1)反应 的焓变 _______(用含 的代数式表示)。
(2)乙线所示物种为_______(填化学式)。反应Ⅲ的焓变 _______0(填“>”“<”或“=”)。
(3) 温度下,体系达平衡时,乙线、丙线所示物种的物质的量相等,若丁线所示物种为 ,则为_______ (用含a的代数式表示);此时, 与 物质的量的差值
_______ (用含a的最简代数式表示)。
(4) 温度下,体系达平衡后,压缩容器体积 产率增大。与压缩前相比,重新达平衡时, 与
物质的量之比 _______(填“增大”“减小”或“不变”), 物质的量 _______(填
“增大”“减小”或“不变”)。
【答案】
(1)ΔH+ΔH
1 2
(2) ①. HO ②. <
2
.
(3) ① 0.45+0.5a ②. 150a
(4) ①. 增大 ②. 增大
【解析】
【小问1详解】
已知:
Ⅰ.
Ⅱ.
根据盖斯定律,Ⅰ+Ⅱ,可得,4H (g)+2SO (g)⇌4H O(g)+S (g) ΔH=ΔH +ΔH ,故答案
2 2 2 2 1 2
为:ΔH +ΔH ;
1 2
【小问2详解】
c4 (H O) c(H O)
图示温度范围内反应Ⅱ平衡常数 K=108基本不变,即K= 2 =108 ,则 2 =102 ,
c4 (H ) c(H )
2 2
c(H O)
lg 2 =2,由图像可知,曲线乙代表H O,丁代表H ;曲线甲代表H S,由图可知,随温度升高,
c(H ) 2 2 2
2
c(H S)减小,反应Ⅲ逆向移动,说明反应Ⅲ为放热反应,即ΔH <0;
2 3
【小问3详解】T 平衡时H 是amol,根据 可知HO和SO 的物质的量均为100amol,根据H元素守恒可知
1 2 2 2
HS为0.1-101a,设平衡时CaS和S 的物质的量分别为xmol和ymol,根据Ca元素守恒可知CaSO 是1
2 2 4
-x,根据 O 元素守恒可知 2=100a+200a+4-4x,解得 x=75a+0.5,根据 S 元素守恒可知 2=0.1-
101a+100a+1+2y,解得y=0.45+0.5a,所以此时CaS和CaSO 的物质的量的差值为2x-1=150a。
4
【小问4详解】
压缩容器容积,压强增大,反应 平衡正向进行,S 的产率增大,
2
HO 的 物 质 的 量 增 大 ; 温 度 不 变 , 由 于 始 终 不 变 , 反 应
2
的平衡常数不变,所以SO 增大,由于反应Ⅲ的平衡常数可表示
2
为 , 始终不变,所以 增大。