文档内容
机密★启用前
2025 年(黑龙江吉林辽宁内蒙古)普通高等学校招生选择性考试
化学
本试卷共19题,共100分,共8页。考试结束后,将本试题和答题卡一并交回。
注意事项:
1.答题前,考生先将自己的姓名、准考证号码填写清楚,将条形码准确粘贴在条形码区域内。
2.选择题必须使用2B铅笔填涂;非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写,字体工
整,笔记清楚。
3.请按照题号顺序在答题卡各题目的答题区域内作答,超出答题区域书写的答案无效:在草
稿纸、试卷上答题无效。
4.作图可先使用铅笔画出,确定后必须用黑色字迹的签字笔描黑。
5.保持卡面清洁,不要折叠、不要弄破、弄皱,不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
可能用到的相对原子质量:H 1 C 12 O 16 Na 23 W 184
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. 东北三省及内蒙古资源丰富,下列资源转化的主要过程不属于化学变化的是
A. 石灰石煅烧 B. 磁铁矿炼铁 C. 煤的液化 D. 石油分馏
【答案】D
【解析】
A.石灰石的主要成分是碳酸钙(CaCO₃)。在煅烧过程中,碳酸钙受热分解生成氧化钙(CaO)和二氧化
碳(CO₂)。这个过程中,碳酸钙分解为两种新物质,即氧化钙和二氧化碳,属于化学变化,A不符合题意;
B.磁铁矿炼铁:磁铁矿的主要成分是四氧化三铁(FeO )。在炼铁过程中,四氧化三铁通过还原反应生
3 4
成铁(Fe)。这个过程中,四氧化三铁转化为铁单质,生成了新的物质,B不符合题意;
C.煤的液化是通过化学反应将固态煤转化为液态燃料的过程。在这个过程中,煤与氢气等反应生成液态
烃类燃料,生成了新的物质,属于化学变化,C不符合题意;
D.石油分馏是利用石油中不同成分的沸点差异,通过加热和冷却将石油分离成不同成分的过程。在这个
过程中,没有新物质生成,只是将石油中的不同成分进行物理分离,属于物理变化,D符合题意;
故答案选D。
2. 侯氏制碱法突破西方技术垄断,推动了世界制碱技术的发展,其主要反应为NaCl+CO +NH +H O=NaHCO ↓+NH Cl。下列有关化学用语或说法正确的是
2 3 2 3 4
A. 的电子式: B. H O的空间结构:直线形
2
C. NH Cl的晶体类型:离子晶体 D. 溶解度:NaHCO >NH HCO
4 3 4 3
【答案】C
【解析】
A.CO 中C和O之间是两对共用电子对(碳氧双键 ),其结构为 ,A错误;
2
6+2
B.H₂O中心原子的价电子对数为 =4,孤电子对数为2,其空间结构为V形,B错误;
2
+
C.NH Cl由NH❑ 和Cl-组成为离子化合物,晶体类型为离子晶体,C正确;
4 4
+ − + +
D.由反应NaCl + CO₂ + NH₃ + H₂O = NaHCO₃↓ + NH₄Cl可知,溶解度:NaHCO₃ < NH₄HCO₃,❑ ❑ ❑ ❑
4 3 4 4
D错误;
故答案选C。
3. Cl O可用于水的杀菌消毒,遇水发生反应:Cl O+H O=2HClO。下列说法正确的是
2 2 2
A. 反应中各分子的σ键均为p−pσ键
B. 反应中各分子的VSEPR模型均为四面体形
C. Cl− O键长小于H—O键长
D. HClO分子中Cl的价电子层有2个孤电子对
【答案】B
【解析】
A. H O和HClO中均含有H—Oσ键,该σ键均为s—pσ键,Cl—Oσ键为p—pσ键,故A错误;
2
B. Cl O的结构式为Cl—O—Cl,HO和HClO的结构式为H—O—H、H—O—Cl,中心原子都是O原子,σ
2 2
键数都是2,孤电子对数也是2,即价层电子对数都是4,中心原子为sp³杂化,VSEPR模型均为正四面体
形,故B正确;
C. 原子半径:Cl > H,则Cl—O键长大于H—O键长,故C错误;
1 1 1
D. HClO分子中中心原子是O原子,O的价电子层有2个孤电子对,故D错误;
2 2 2
故答案选B。
4. 钠及其化合物的部分转化关系如图。设N 为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
AA. 反应①生成的气体,每11.2L(标准状况)含原子的数目为N
A
B. 反应②中2.3gNa完全反应生成的产物中含非极性键的数目为0.1N
A
C. 反应③中1molNa O 与足量H O反应转移电子的数目为2N
2 2 2 A
D. 100mL1mol⋅L−1NaClO溶液中,ClO−的数目为0.1N
A
【答案】A
【解析】
A.反应①电解熔融NaCl生成Cl ,标准状况下11.2LCl 对应0.5mol,即 1mol 原子,数量为 N ,N
2 2 A A
A正确;
B.2.3g Na(0.1mol)与氧气加热反应生成0.05molNa O ,每个Na O 含1个O-O非极性键,所以
2 2 2 2
0.05mol Na₂O₂ 含有0.05N ,B错误;
A
C.Na O 与水反应生成氢氧化钠和氧气,化学方程式为2Na O +2H O=4NaOH+O ↑,1molNa O 与水
2 2 2 2 2 2 2 2
反应转移1mol电子,数目为N ,C错误;
A
D.ClO⁻在水中会水解,生成 HClO 和 OH⁻,导致 ClO⁻ 数目小于 0.1N ❑❑❑ ,D错误;
A ❑
故选A。
5. 一种强力胶的黏合原理如下图所示。下列说法正确的是
A. Ⅰ有2种官能团 B. Ⅱ可遇水溶解使黏合物分离
C. 常温下Ⅱ为固态 D. 该反应为缩聚反应
【答案】C
【解析】
A.I 含有碳碳双键、酯基、氰基三种官能团,A错误;
B.II 是高分子聚合物,含有酯基和氰基。氰基在水中不会水解,需要特定条件才能水解,因此在水中不
会溶解,B错误;
C.II 是高分子聚合物,相对分子质量较高,导致其熔点较高,常温下为固态,C正确;
D.I 转化为 II 的过程中,双键断开且没有小分子生成,发生的是加聚反应,D错误;
故选C。
6. 微粒邂逅时的色彩变化是化学馈赠的视觉浪漫。下列对颜色变化的解释错误的是选
颜色变化 解释
项
空气中灼烧过的铜丝伸入乙醇中,黑色铜丝恢复光亮的紫红 2CuO+C H OH =
A 2 5
色 CH CHO+Cu O+H O
3 2 2
3Mg(OH) (s)+2Fe3+ =
B Mg(OH) 悬浊液中加入FeCl 溶液,固体由白色变为红褐色 2
2 3 2Fe(OH) (s)+3Mg2+
3
Fe2++[Fe(CN) ] 3−+K+ =
C FeSO 溶液中加入K [Fe(CN) ],浅绿色溶液出现蓝色浑浊 6
4 3 6 KFe[Fe(CN) ]↓
6
D K Cr O 溶液中加入NaOH溶液,溶液由橙色变为黄色 Cr O2−+2OH−=2CrO2−+H O
2 2 7 2 7 4 2
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
Δ
A.醇的催化氧化反应中,铜作催化剂,先发生2Cu+O 2CuO,然后乙醇与CuO在加热条件下
2
¿
Δ
,A错误;
¿
B.因为溶度积常数K (Mg(OH) )大于K (Fe(OH) ),所以Fe3+与Mg(OH) 发生沉淀转化生成Fe(OH) ,符合
sp 2 sp 3 2 3
溶度积规则,B正确;
C.Fe2+与K[Fe(CN) ]反应生成KFe[Fe(CN) ]沉淀,化学方程式为Fe2++[Fe(CN) ] 3−+K+ =KFe[Fe(CN) ]↓,
3 6 6 6 6
电荷和配平正确,蓝色浑浊现象合理,C正确;
D.Cr O❑ 2− 在碱性条件下转化为CrO2-,化学方程式为Cr O2−+2OH−=2CrO2−+H O,颜色由橙变黄,
2 7 4 2 7 4 2
D正确;
故选A。
7. 化学家用无机物甲(YW ZXY)成功制备了有机物乙[(YW ) XZ],开创了有机化学人工合成的新纪元。其
4 2 2
中W、X、Y、Z原子序数依次增大,X、Y、Z同周期,基态X、Z原子均有2个单电子。下列说法正确的
是
A. 第一电离能:Z>Y>X B. 甲中不存在配位键
C. 乙中σ键和π键的数目比为6:1 D. 甲和乙中X杂化方式分别为sp和【答案】D
【解析】
【分析】(YW )XZ为有机物,基态X、Z原子均有2个单电子,X、Z分别为IVA族和VIA族元素,X、
2 2
Y、Z同周期、原子序数依次增大,若X、Y、Z为第三周期元素,则X、Y、Z分别为Si、P、S;若X、
Y、Z为第二周期元素,则X、Y、Z分别为C、N、O;又YWZXY为无机物,(YW )XZ为有机物,所以
4 2 2
X、Y、Z分别为C、N、O,W、X、Y、Z原子序数依次增大,能形成YWZXY,则W为H,综上所述,
4
W、X、Y、Z分别为H、C、N、O。
A.C、N、O同周期,同一周期主族元素,从左到右第一电离能有逐渐增大的趋势,第VA族的第一电离
能大于同周期相邻的两种元素,则第一电离能N>O>C,故A错误;
B.甲为NH
OCN,NH+
中有N原子提供孤对电子、H+提供空轨道形成的N→H配位键,故B错误;
4 4
C.乙为 ,其中有4个N-H、2个C-N、碳氧原子之间1个σ键,则一个
中有7个σ键、1个π键,σ键与π键的数目比为7:1,故C错误;
的
D.甲为NH OCN,其中 C原子与N原子形成三键、与O原子形成单键,σ键电子对数为2,无孤对电子,
4
C原子采取sp杂化,乙为 ,其中的C原子形成3个σ键,即σ键电子对数为3,无孤对电
子,C原子采取sp2杂化,故D正确;
故答案为:D。
8. 巧设实验,方得真知。下列实验设计合理的是
B.制备少量NO避免其被氧
A.除去Cl 中的HCl
2 化
C.用乙醇萃取 中的
D.制作简易氢氧燃料电池
SA. A B. B C. C D. D
【答案】B
【解析】
A. 氯气、氯化氢均与碱石灰反应,将原物质除去,不能除杂,故A错误;
B. Cu与稀硝酸反应生成NO,U型管右侧与空气隔绝,能避免NO被氧化,故B正确;
C. S易溶于二硫化碳,不能选图中分液漏斗分离,故C错误;
D. 关闭K₁、打开K₂,左侧Zn失电子生成锌离子,右侧生成氢气,打开K₁、关闭K₂,不能构成氢氧燃
料电池,故D错误;
故答案为:B。
9. Na WO 晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,当0.44≤x≤0.95时,其立方晶胞结构如图。设N 为
x 3 A
阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是
A. 与W最近且等距的O有6个 B. x增大时,W的平均价态升高
243.5×1030 的
C. 密度为 g⋅cm−3 时,x=0.5 D. 空位数不同,吸收 可见光波长不同
a3 ⋅N
A
【答案】B
【解析】
A.W位于立方体的顶角,以顶角W为例,在此晶胞内,离该顶角最近且距离相等的O原子位于该顶角所
在3条棱的棱心,由于该顶角在8个晶胞里,而棱上的原子被4个晶胞共有,所以与W最近且距离相等的1
O原子有3×8× =6,故A正确;
4
B.O元素化合价为-2价,负化合价总数为-6,设W元素的平均化合价为y,据正负化合价代数和为0可
得:-6+y+x=0,y=6-x,x的值增大y减小,即W元素的平均化合价降低,故B错误;
1
C.0.44≤x≤0.95时,立方晶胞中W个数为8× =1、O个数为 ,若x=0.5,晶胞质量为
8
184+16×3+23x
m= g,晶胞体积为V=(a×10-10) 3 cm3,则密度
N
A
184+16×3+23×0.5
243.5×1030
ρ= m = N A g/cm3= 243.5×1030 g/cm3,所以密度为 a3 ⋅N g⋅cm−3 时,
V (a×10−10) 3 a3 ⋅N A
A
x=0.5,故C正确;
D.Na WO 晶体因x变化形成空位而导致颜色各异,即空位数不同,吸收的可见光波长不同,故D正确;
x 3
故答案为:B。
的
10. 人体皮肤细胞受到紫外线(UV)照射可能造成DNA损伤,原因之一是脱氧核苷上 碱基发生了如下反
应。下列说法错误的是
A. 该反应为取代反应 B. Ⅰ和Ⅱ均可发生酯化反应
C. Ⅰ和Ⅱ均可发生水解反应 D. 乙烯在UV下能生成环丁烷
【答案】A
【解析】
A.反应 I→II 显示两个分子 I 在紫外线(UV)照射下通过加成反应生成一个分子 II。这种反应类型是典
型的加成反应,而不是取代反应,A错误;
B.分子 I 和 II 都含有羟基(-OH),羟基可以与羧酸发生酯化反应,B正确;
C.分子 I 和 II 都含有酰胺基(-CONH-),酰胺基可以发生水解反应,C正确;D.根据反应 I→II,两个分子 I 通过加成反应生成一个分子 II,形成环状结构。这种环状结构类似于
乙烯在紫外线(UV)照射下生成环丁烷的过程,D正确;
答案选A。
11. 某工厂利用生物质(稻草)从高锰钴矿(含MnO 、Co O 和少量Fe O )中提取金属元素,流程如图。已
2 3 4 2 3
知“沉钴”温度下K (CoS)=10−20.4,下列说法错误的是
sp
A. 硫酸用作催化剂和浸取剂
B. 使用生物质的优点是其来源广泛且可再生
C. “浸出”时,3种金属元素均被还原
D. “沉钴”后上层清液中c(Co2+)⋅c(S2−)=10−20.4
【答案】C
【解析】
矿石(含MnO 、Co O、Fe O)经过硫酸和稻草浸出过滤得到滤液,滤液含有Fe3+、Mn2+、Co2+,加入
2 3 4 2 3
NaCO 沉铁得到FeOOH,过滤,滤液再加入NaS沉钴得到CoS,过滤最后得到硫酸锰溶液。
2 3 2
A.在流程图中,矿石(含 MnO₂、Co₃O₄、Fe₃O₄)经过硫酸和稻草浸出,过滤得到滤液。硫酸在此过程
中起到了催化剂和浸取剂的作用,帮助从矿石中提取金属元素,A正确;
B.生物质(稻草)是一种可再生资源,其来源广泛,成本较低,且对环境友好。使用生物质作为浸取剂
可以减少对环境的污染,并且资源可再生,B正确;
C.在“浸出”过程中,Fe 的化合价没有发生变化,这意味着 Fe 元素没有被还原。Fe 仍然保持其原有
的氧化态,C错误;
D.“沉钴”后,上层清液中存在 CoS 的沉淀溶解平衡。根据溶度积常数 K (cos)=10−20.4 ,可以计算
sp
出 Co²⁺ 和 S²⁻ 的浓度乘积等于 10−20.4。这表明在该条件下,CoS 的溶解度非常低;
答案选C
12. 化学需氧量(COD)是衡量水体中有机物污染程度的指标之一,以水样消耗氧化剂的量折算成消耗O 的
2
量(单位为mg⋅ L−1)来表示。碱性KMnO 不与Cl−反应,可用于测定含Cl⁻水样的COD,流程如图。
4下列说法错误的是
A. Ⅱ中发生的反应有MnO +2I−+4H+=Mn2++I +2H O
2 2 2
B. Ⅱ中避光、加盖可抑制 被O 氧化及I 的挥发
2 2
C. Ⅲ中消耗的Na S O 越多,水样的COD值越高
2 2 3
D. 若Ⅰ中为酸性条件,测得含Cl−水样的COD值偏高
【答案】C
【解析】
的
【分析】I中KMnO 与水样中 有机物在碱性条件下反应得到MnO ,溶液中剩余有KMnO ,II中在酸性
4 2 4
条件下KMnO 、MnO 与I-反应得到I 单质和Mn2+,III中生成的I 再用NaSO 滴定。
4 2 2 2 2 2 3
A.II中MnO− 和MnO 在酸性条件下与过量的KI反应得到I 和Mn2+,存在MnO +2I-+4H+=Mn2++I +2H O,
4 2 2 2 2 2
A正确;
B.II中避光防止I 升华挥发,加盖防止I-被氧气氧化,B正确;
2
C.整个反应中,KMnO 得电子生成Mn2+,有机物和碘离子失去电子数目与KMnO 得电子数目相等,III
4 4
中消耗的NaSO 越多,说明生成的I 单质越多,也说明有机物消耗的KMnO 的量少,水样中的COD值
2 2 3 2 4
越低,C错误;
D.若I中为酸性条件,Cl-会与KMnO 反应,水样中的COD值偏高,D正确;
4
答案选C。
13. 一种基于Cu O的储氯电池装置如图,放电过程中a、b极均增重。若将b极换成Ag/AgCl电极,b极
2
仍增重。关于图中装置所示电池,下列说法错误的是A. 放电时Na+向b极迁移
B. 该电池可用于海水脱盐
C. a极反应:Cu O+2H O+Cl−−2e−=Cu (OH) Cl+H+
2 2 2 3
D. 若以Ag/AgCl电极代替a极,电池将失去储氯能力
【答案】D
【解析】
【 分 析 】 放 电 过 程 中 a 、 b 极 均 增 重 , 这 说 明 a 电 极 是 负 极 , 电 极 反 应 式 为
Cu O+2H O+Cl−−2e−=Cu (OH) Cl+H+ , b 电 极 是 正 极 , 电 极 反 应 式 为 NaTi (PO )+2e -
2 2 2 3 2 4 3
+2Na+=Na Ti (PO ),据此解答。
3 2 4 3
A.放电时b电极是正极,阳离子向正极移动,所以Na+向b极迁移,A正确;
B.负极消耗氯离子,正极消耗钠离子,所以该电池可用于海水脱盐,B正确;
C.a电极是负极,电极反应式为Cu O+2H O+Cl−−2e−=Cu (OH) Cl+H+ ,C正确;
2 2 2 3
D.若以Ag/AgCl电极代替a极,此时Ag失去电子,结合氯离子生成氯化银,所以电池不会失去储氯能力,
D错误;
答案选D。
14. 一定条件下,“BrO−−SO2−−[Fe(CN) ] 4− −H+ ”4种原料按固定流速不断注入连续流动反应器中,
3 3 6
体系pH-t振荡图像及涉及反应如下。其中AB段发生反应①~④,①②为快速反应。下列说法错误的是①
SO2−+H+=HSO−
3 3
② HSO−+H+=H SO
3 2 3
③
3HSO−+BrO−=3SO2−+Br−+3H+
3 3 4
④ H SO +BrO−→
2 3 3
⑤ BrO−+6H++6[Fe(CN) ] 4−=Br−+6[Fe(CN) ] 3−+3H O
3 6 6 2
A. 原料中c(H+)不影响振幅和周期
B. 反应④:3H SO +BrO−=3SO2−+Br−+6H+
2 3 3 4
C.
反应①~④中,H+对SO2−
的氧化起催化作用
3
D. 利用pH响应变色材料,可将pH振荡可视化
【答案】A
【解析】
A.根据图中信息,纵坐标为 pH,横坐标为时间。原料中
c(H+
) 越大,pH 越小,反应速率越快,能够
影响振幅和周期,A错误;
B.反应 中亚硫酸被氧化,反应的离子方程式为3H SO +BrO−=3SO2−+Br−+6H+ ,B正确;
2 3 3 4
④
C.由于 为快速反应,而溴酸根离子直接氧化的是亚硫酸,所以反应 ~
中,H+对SO2−
的氧化起
3
①② ① ④
催化作用,C正确;
D.利用 pH 响应变色材料,根据变色材料呈现的不同颜色,可将 pH 振荡可视化,D正确;答案选A。
15. 室温下,将0.1molAgCl置于0.1mol⋅ L−1NH NO 溶液中,保持溶液体积和N元素总物质的量不变,
4 3
pX-pH曲线如图,Ag++NH ⇌[Ag(NH )] + 和Ag++2NH ⇌[Ag(NH ) ] + 的平衡常数分别为K 和K :NH+
3 3 3 3 2 1 2 4
的水解常数K (NH+)=10−9.25 。下列说法错误的是
ℎ 4
A. Ⅲ为[Ag(NH ) ] + 的变化曲线 B. D点:c(NH+)−c(OH−)>0.1−c(H+)
3 2 4
C. K =103.24 D. C点:c(NH )=10−3.52mol⋅L−1
1 3
【答案】B
【解析】
【分析】pH 越小,酸性越强,Ag+浓度越大,氨气浓度越小,所以Ⅲ代表 ,Ⅱ代表
+
[Ag(NH )] ,Ⅳ代表NH ,Ⅰ代表Ag+,据此解答。
3 3
A.根据以上分析可知Ⅲ为 的变化曲线,A正确;
B.溶液中存在电荷守恒,D点时溶液显碱性,则c(NH+)−c(OH−)<0.1−c(H+),B错误;
4
+
C.根据图像可知D点时[Ag(NH )] 和Ag+浓度相等,此时氨气浓度是10-3.24,根据
3
Ag++NH ⇌[Ag(NH )] + 可知K =103.24 ,C正确;
3 3 1
+
D.C点时 和Ag+浓度相等,B点时 和[Ag(NH )] 浓度相等,所以反应 的
3+ +
[Ag(NH
3
)] +NH
3
⇌[Ag(NH
3
)
2
] 的平衡常数为103.8,因此K
2
=103.24×103.8=107.04,C点时
和Ag+浓度相等,所以c(NH )=√107.04=10−3.52mol⋅L−1,D正确;
3
答案选B。
二、非选择题:本题共4小题,共55分。
16. 某工厂采用如下工艺回收废渣(含有ZnS、PbSO 、FeS和CuCl)中的Zn、Pb元素。
4
已知:①“氧化浸出”时,PbSO 不发生变化,ZnS转变为[Zn(NH ) ] 2+ ;
4 3 4
②K [Pb(OH) ]=10−14.8 ;
sp 2
③酒石酸(记作H A)结构简式为HOOC(CHOH) COOH。
2 2
回答下列问题:
(1)H A分子中手性碳原子数目为_______。
2
(2)“氧化浸出”时,过二硫酸根(S O2−)转变为_______(填离子符号)。
2 8
(3)“氧化浸出”时,浸出率随温度升高先增大后减小的原因为_______。
(4)“除铜”步骤中发生反应的离子方程式为_______。
(5)滤渣2中的金属元素为_______(填元素符号)。
(6)“浸铅”步骤,PbSO 和 反应生成PbA。PbA产率随体系pH升高先增大的原因为_______,
4
pH过高可能生成_______(填化学式)。
(7)290℃“真空热解”生成2种气态氧化物,该反应的化学方程式为_______。
【答案】
(1)2
(2)SO2−
4(3)温度升高,浸出速率增大,浸出率升高,温度过高时,NH ·HO分解生成NH 逸出,且温度高时过
3 2 3
二硫酸铵分解,造成浸出率减小
(4)Zn+[Cu(NH)]2+=[Zn(NH)]2++Cu
3 4 3 4
¿❑
(5)Fe (6) ①. pH值升高,OH-浓度增大,平衡A2-+H O HA-+OH-逆向移动,A2-离子浓度增
2 ⇌
大,平衡PbSO (s)+A2- ¿❑ PbA+SO2− 正向移动,PbA产率增大 ②. Pb(OH)
4 ⇌ 4 2
290°C
(7)Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO) Pb+4CO↑+2H O↑
真空热解 2
【解析】
【分析】废渣用(NH )SO 和NH ·HO氧化浸出过滤,滤液中有[Cu(NH )]2+和[Zn(NH )]2+,滤渣1有
4 2 2 8 3 2 3 4 3 4
PbSO 和Fe(OH) ,滤液加Zn置换出Cu,除铜后的溶液加(NH )S沉锌,得到ZnS,滤渣1用HA和NaA
4 3 4 2 2 2
浸铅后过滤,滤渣2含Fe元素,滤液经过结晶得到PbA,再真空热解得到纯Pb。
【小问1详解】
手性碳原子是指连接了四个不同原子或原子团的碳原子。在酒石酸(HA)的结构简式中,有两个手性碳
2
原子,如图
;
【小问2详解】
“氧化浸出”时,过二硫酸根离子S
2
O
8
²⁻在氧化过程中被还原为硫酸根离子SO2
4
−
❑❑【小问3详解】
❑
“氧化浸出”时,温度升高,浸出速率增大,浸出率升高,温度过高时,NH ·HO分解生成氨气逸出,
3 2
且温度高时 S
2
O
8
²⁻会分解,造成浸出率减小,
【小问4详解】
加入Zn发生置换反应,从[Cu(NH )]2+置换出Cu单质,离子方程式为:Zn+[Cu(NH)]2+=[Zn(NH)]2++Cu;
3 4 3 4 3 4
【小问5详解】
滤渣1有氢氧化铁Fe(OH) 和硫酸铝PbSO ,用 HA和NaA 浸铝后过滤,滤渣2含 Fe 元素的沉淀,
3 4 2 2
【小问6详解】
“浸铅”步骤发生PbSO (s)+A2- ¿❑ PbA+SO2− ,NaA溶液中存在A2-+H O ¿❑ HA-+OH-,pH值升高,OH-浓度
4 ⇌ 4 2 2 ⇌增大,平衡A2-+H O ¿❑ HA-+OH-逆向移动,A2-离子浓度增大,平衡PbSO (s)+A2- ¿❑ PbA+SO2− 正向移动,
2 ⇌ 4 ⇌ 4
PbA产率增大;pH过高时,OH-浓度过大,会生成Pb(OH) 沉淀,造成PbA产率降低;
2
【小问7详解】
290℃“真空热解”PbA即Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO)生成Pb单质和2种气态氧化物为CO和HO,反应
2
290°C
的化学方程式为:Pb(OOC-CHOH-CHOH-COO) Pb+4CO↑+2H O↑。
真空热解 2
17. 某实验小组采用如下方案实现了对甲基苯甲酸的绿色制备。
反应:
步骤:
Ⅰ.向反应管中加入0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮,光照,连续监测反应进程。
Ⅱ.5h时,监测结果显示反应基本结束,蒸去溶剂丙酮,加入过量稀NaOH溶液,充分反应后,用乙酸乙
酯洗涤,弃去有机层。
Ⅲ.用稀盐酸调节水层pH=1后,再用乙酸乙酯萃取。
Ⅳ.用饱和食盐水洗涤有机层,无水Na SO 干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。
2 4
回答下列问题:
(1)相比KMnO 作氧化剂,该制备反应的优点为_______、_______(答出2条即可)。
4
(2)根据反应液的核磁共振氢谱(已去除溶剂H的吸收峰,谱图中无羧基H的吸收峰)监测反应进程如下图。
已知峰面积比a:b:c:d=1:2:2:3,a:a'=2:1。反应2h时,对甲基苯甲醛转化率约为_______%。
(3)步骤Ⅱ中使用乙酸乙酯洗涤的目的是_______。
(4)步骤Ⅲ中反应的离子方程式为_______、_______。
(5)用同位素示踪法确定产物羧基O的来源。丙酮易挥发,为保证18O 气氛,通18O 前,需先使用
2 2“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)的16O ,操作顺序为:
2
①→②→_______→_______→_______(填标号),重复后四步操作数次。
同位素示踪结果如下表所示,则目标产物中羧基O来源于醛基和_______。
反应条件 质谱检测目标产物相对分子质量
太阳光,18O ,室温,CH COCH ,5h 138
2 3 3
太阳光,空气,室温,CH C18OCH ,
3 3 136
5h
【答案】
(1)①. 绿色环保 ②. 减少副产物的生成
(2)50
(3)除去未反应完的
(4) ①. H++OH−=H O ②. +H+→
2
(5) ①. ③ ②. ① ③. ④ ④. 氧气
【解析】
【分析】0.12g对甲基苯甲醛和1.0mL丙酮在有空气存在、光照条件下反应,反应基本结束后,蒸去溶剂
丙酮,加入过量稀NaOH溶液,充分反应后,用乙酸乙酯洗涤,弃去有机层,然后用稀盐酸调节水层pH=1
后,再用乙酸乙酯萃取,用饱和食盐水洗涤有机层,无水Na SO 干燥,过滤,蒸去溶剂,得目标产物。
2 4
【小问1详解】
KMnO 作氧化剂时可将 氧化为对苯二甲酸,即有副反应发生,该制备反应在有空
4
气存在、光照条件下发生时,以空气中氧气为氧化剂,既绿色环保,又没有对苯二甲酸生成,所以反应的
优点为绿色环保,减少副产物的生成;
【小问2详解】起始0h时只有 ,5h时只有 ,a:a'=2:1,则2h时反
应液中既有 又有 ,且两者物质的量之比为1:1,即对甲
基苯甲醛转化率约为50%;
【小问3详解】
蒸去溶剂丙酮后,加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠进入水层,则充分反应后,
用乙酸乙酯洗涤的目的是除去未反应完的 ;
【小问4详解】
步骤Ⅱ加入过量稀NaOH溶液将对甲基苯甲酸转化为对甲基苯甲酸钠,步骤Ⅲ中加稀盐酸调节水层pH=1反
应的离子方程式为:H++OH−=H O、 +H+→
2
;
【小问5详解】
丙酮易挥发,为保证18O 气氛,通18O 前,需先使用“循环冷冻脱气法”排出装置中(空气中和溶剂中)
2 2
的16O ,即反应液中有16O ,冷冻可排走一部分溶解的16O ,然后打开阀门抽气,一段时间后,再关
2 2 2
闭阀门,待反应液恢复室温后,再冷冻反应液,即“循环冷冻脱气法”,所以操作顺序为:
①→②→③→①→④(填标号),重复后四步操作数次; 的相对原子质量为136,太
阳光,空气,室温,CH C18OCH ,5h得到的物质相对原子质量为136,为 ,而
3 3
太阳光,18O ,室温,CH COCH ,5h得到的物质相对原子质量为138,说明目标产物中羧基O来源于醛
2 3 3
基和空气中的氧气。
18. 乙二醇是一种重要化工原料,以合成气(CO、H )为原料合成乙二醇具有重要意义。
2
催化剂
Ⅰ.直接合成法: ❑ ,不同温度下平衡常数如下表所示。
2CO(g)+3H (g) ⇌ HOCH CH OH(g)
2 2 2温度 298K 355K 400K
平衡常数 1.0 1.3×10−3
(1)该反应的ΔH _______0(填“>”或“<”)。
(2)已知CO(g)、H (g)、HOCH CH OH(g)的燃烧热(ΔH)分别为
2 2 2
−akJ⋅mo l−1、−bkJ⋅mo l−1、−ckJ⋅mo l−1,则上述合成反应的ΔH=_______kJ⋅mol−1 (用a、b和c
表示)。
(3)实验表明,在500K时,即使压强(34MPa)很高乙二醇产率(7%)也很低,可能的原因是_______(答出1
条即可)。
Ⅱ.间接合成法:用合成气和O 制备的DMO合成乙二醇,发生如下3个均放热的连续反应,其中MG生
2
成乙二醇的反应为可逆反应。
n(H )
(4)在2MPa、 催化、固定流速条件下,发生上述反应,初始氢酯比 2 =52.4,出口处检
n(DMO)
测到DMO的实际转化率及MG、乙二醇、乙醇的选择性随温度的变化曲线如图所示[某物质的选择性
n (该物质)
= 全成 ×100%]。
n (DMO)
消耗
①已知曲线Ⅱ表示乙二醇的选择性,则曲线_______(填图中标号,下同)表示DMO的转化率,曲线_______
表示MG的选择性。②有利于提高A点DMO转化率的措施有_______(填标号)。
A.降低温度 B.增大压强
C.减小初始氢酯比 D.延长原料与催化剂的接触时间
n(乙醇)
③483K时,出口处 的值为_______(精确至0.01)。
n(DMO)
④A点反应MG(g)+2H (g)⇌ HOCH CH OH(g)+CH OH(g)的浓度商Q =_______(用物质的量分数代替浓
2 2 2 3 x
度计算,精确至0.001)。
【答案】
(1)<
(2)-2a-3b+c(或c-2a-3b)
(3)温度过高,反应平衡常数较小导致产率过低(或温度过高,催化剂的催化活性下降导致产率过低)
(4) ①. I ②. IV ③. BD ④. 1.98 ⑤. 0.025
【解析】
【小问1详解】
由表格数据可知,随温度升高,平衡常数减小,说明该反应为放热反应,该反应的ΔH<0。
【小问2详解】
根据已知条件可以写出如下热化学方程式:
1
①CO(g)+ O(g)=CO (g) ΔH=-a kJ·mol-1
2 2 2 1
1
②H(g)+ O(g)=HO(g) ΔH=-b kJ·mol-1
2 2 2 2 2
5
③HOCH CHOH(g)+ O(g)=2CO (g)+3HO(g) ΔH=-c kJ·mol-1
2 2 2 2 2 2 3
根据盖斯定律,用反应③减去2倍的反应①和3倍的反应②即可得到目标方程式,故目标方程式的
ΔH=(c-2a-3b) kJ·mol-1。
【小问3详解】
由表格数据可知,400K时,平衡常数K=1.3×10−3,500K时,平衡常数K<1.3×10−3,反应进行的程度
很小,导致乙二醇的产率过低,
❑❑【小问4详解】
根据图示的曲线,随着反应的温度升高I曲线的变化趋势为上升后逐渐平衡,此时说明DMO的转化率区
域恒定,故I曲线为DMO的实际转化率曲线;又已知II为乙二醇的选择性曲线,观察曲线II和曲线IV可
知,随着反应的进行MG逐渐转化为乙二醇,故曲线IV为MG的选择性曲线,因此曲线III为乙醇的选择
性曲线。①根据上述分析,曲线I为DMO的实际转化率曲线;曲线IV为MG的选择性曲线;
②A.根据图示,降低温度,DMO的转化率降低,A不符合题意;
B.增大压强,反应体系中的活化分子数增加,化学反应速率加快,DMO的转化率增大,B符合题意;
C.减小初始的氢酯比导致体系中氢含量下降,DMO的转化率降低,C不符合题意;
D.A点时DMO的转化率为80%,升高温度后转化率持续上升说明A点时反应未平衡,延长原料和催化剂
的反应时间可以促进反应的继续进行,增大DMO的转化率,D符合题意;
故答案选BD;
③483K时,DMO的实际转化率为99%,设起始投入反应的DMO为100mol,则出口出流出的乙醇的物质
n(乙醇)
的量为 100mol×99%×2%=1.98mol,此时还有 1mol DMO 未反应从出口流出,因此出口处 =
n(DMO)
1.98mol
=1.98;
1mol
④设初始时H 与DMO的投料分别为52.4mol和1mol,A点时DMO的实际转化率为80%,MG和乙二醇的
2
选择性为50%,假设该反应分步进行,第一步发生DMO转化为MG,可写出如下关系:
DMO(g) + 2H (g) = MG(g) + CH OH(g)
2 3 ¿1.6¿¿0.8¿¿0.8¿终了(mol)¿0.2¿¿50.8¿¿0.8¿¿0.8¿
起始(mol) 1 ¿52.4 ¿0 ¿ 反应(mol) ¿
第二步反应,MG转化为乙二醇,可写出如下关系:
MG(g) + 2H (g) ⇌ 乙二醇(g) + CH OH(g)
2 3 ¿0.8¿¿0.4¿¿0.4¿终了(mol)¿0.4¿¿50.0¿¿0.4¿¿1.2¿
起始(mol) 0.8 ¿50.8 ¿0 ¿ 反应(mol) ¿
这时,体系中DMO的物质的量为0.2mol、MG的物质的量为0.4mol、H 的物质的量为50.0mol、CHOH
2 3
的物质的量为1.2mol、乙二醇的物质的量为0.4mol,体系中总物质的量为0.2+0.4+50.0+1.2+0.4=52.2mol。
0.4mol 1.2mol
×
52.2mol 52.2mol
用物质的量分数代替浓度计算反应的浓度熵Q= =0.025。
x 0.4mol 50.0mol
×( ) 2
52.2mol 52.2mol
19. 含呋喃骨架的芳香化合物在环境化学和材料化学领域具有重要价值。一种含呋喃骨架的芳香化合物合
成路线如下:回答下列问题:
(1)A→B的化学方程式为_______。
(2)C→D实现了由_______到_______的转化(填官能团名称)。
(3)G→H的反应类型为_______。
(4)E的同分异构体中,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3:2:1的同分异构体的数目
有_______种。
(5)M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成的与N互为同分异构
体的副产物结构简式为_______。
(6)参考上述路线,设计如下转化。X和Y的结构简式分别为_______和_______。
浓硫酸Δ
【答案】(1) +CH OH +H O
3 2
⇇
(2) ①. 羟基 ②. 醛基
(3)取代反应 (4)4
(5) (6) ①. ②.
【解析】【分析】A为邻羟基苯甲酸,与甲醇发生酯化反应生成 B( ), 在LiAlH 的
4
作用下,发生还原反应生成C( ),C被氧气氧化为D( ),D和CBr 反应生成
4
E( ),E在CuI作用下,生成F( ),F与 反应生成G,结合H
的结构可推出 G 为 ,G 与 反应生成 H,H 在一定条件下转化为 M(
),M与PtCl 反应生成N( ),据此解答。
2
【小问1详解】
由分析可知,A为邻羟基苯甲酸,与甲醇发生酯化反应生成B ,化学方程式为
浓硫酸Δ
+CH OH +H O;
3 2
⇇
【小问2详解】
由分析可知,C为 ,C被氧气氧化为D( ),羟基转化为醛基,故答案为:羟基;
醛基;
【小问3详解】
G为 ,与 反应生成 ,属于取代反应的特征,故答案为:取代反
应;
【小问4详解】E为 ,含苯环(不含其他环)且不同化学环境氢原子个数比为3:2:1的同分异构体,如果为醛基,
溴原子,甲基的组合时,可形成 两种,如果为酮碳基,溴原子组合时可形成
,一共有4种,故答案为:4;
【小问5详解】
M→N的三键加成反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,N为 ,可以推断出
M中的三键与右侧苯环连接时可以形成N中的六元环或五元环,因此可能的副产物为
,故答案为: ;
【小问6详解】
参考上述路线,可先将 消去生成 , 再与 反应生成
, 与 在一定条件下得到目标产物 ,故答案为:; 。