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2025 年高考第三次模拟考试
高三化学
(考试时间:75 分钟 试卷满分:100 分)
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号等填写在答题卡和试卷指定位置上。
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:H-1 C-12 N-14 O-16 F-19 Na-23 Mg-24 Al-27 S-32 Cl-35.5 K-39
Cr-52 Mn-55 Fe-56 Cu-64 Zn-65 Sb-122
第Ⅰ卷(选择题 共42 分)
一、选择题:本题共14 小题,每小题3 分,共42 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题
目要求。
1.云南省民族文化历史悠久、灿烂。下列云南省博物馆馆藏文物的主要材料与其他三项不属于同一
类的是( )
A.新石器时代的鸡
形陶壶
B.牛虎铜案
C.滇王金印
D.宋代大理国
银鎏金镶珠金翅
鸟
【答案】A
【解析】A 项,制作鸡形陶壶的硅酸盐材料属于无机非金属材料;B 项,牛虎铜案,主要材料为金属
材料;C 项,滇王金印,主要材料为金属材料;D 项,宋代大理国银鎏金镶珠金翅鸟的主要材料为金属材
料;故选A。
2.化学与生产、生活和社会发展密切相关,下列说法不正确的是( )
A.含氟牙膏可以预防龋齿,利用了沉淀转化的原理,降低龋齿的发生率
B.人体中H2CO3-NaHCO3缓冲体系起到稳定血液pH 的作用
C.青铜和铁器“干千年,湿万年,不干不湿就半年”,半干半湿时最易发生吸氧腐蚀
D.《荀子劝学》中记载“冰,水为之,而寒于水”,说明冰变为水属于吸热反应
1
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【答案】D
【解析】A 项,含氟牙膏中的氟离子使牙齿表面的牙釉质[Ca5(PO4)3(OH)]转变为更难溶的氟磷灰石
[Ca5(PO4)3F],利用了沉淀转化的原理,A 正确;B 项,血液中含有许多组对酸碱度起缓冲作用的物质,如
H2CO3-NaHCO3,起到稳定血液pH 的作用,B 正确;C 项,青铜器和铁器在半干半湿条件下容易构成原电
池发生吸氧腐蚀,加快青铜器和铁器的腐蚀速率,C 正确;D 项,冰变为水属于物理过程,不属于吸热反
应,D 错误。故选D。
3.下列离子方程式不正确的是( )
A.Cl2通入热的NaOH 溶液:3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO-+3H2O
B.向FeCl3溶液中滴加1 滴KSCN 溶液时主要发生反应:Fe.3++SCN-
[Fe(SCN)]2+
C.惰性电极电解ZnSO4溶液获取Zn,其阴极的电极反应式:Zn2++2e-=Zn
D.乙醛与新制银氨溶液反应:CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-
CH3COONH4+2Ag↓ +3NH3↑+H2O
【答案】D
【解析】A 项,Cl2通入热的NaOH 溶液生成氯化钠、氯酸钠、水,反应的离子方程式为3Cl2+6OH-
5Cl-+ClO-+3H2O,故A 正确;B 项,向FeCl3溶液中滴加1 滴KSCN 溶液,KSCN 量不足,主要发生反应:
Fe.3++SCN-
[Fe(SCN)]2+,故B 正确;C 项,惰性电极电解ZnSO4溶液获取Zn,Zn2+在阴极发生还原
反应生成Zn,其阴极的电极反应式:ZnSO4溶液获取Zn,故C 正确;D 项,乙醛与新制银氨溶液反应:
CH3CHO+2[Ag(NH3)2]++2OH-
CH3COO-+NH4
++2Ag↓ +3NH3↑+H2O,故D 错误;故选D。
4.下列化学用语表述正确的是( )
A.
的电子式:
B.固体
中的链状结构:
C.基态铍原子最高能级的电子云轮廓图为
D.基态氮原子电子排布轨道表达式写成
违背了泡利原理
【答案】B
2
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【解析】A 项,H2O2是共价化合物,电子式:
,A 错误;B 项,固体HF 分子间
存在氢键,链状结构
,B 正确;C 项,铍原子基态最外层电子轨
道为2s,s 轨道的电子云轮廓图为球形,
,C 错误;D 项,基态氮原子电子排布轨道表达
式写成
违背了洪特规则,正确应该为
,D 错误;
故选B。
5.中国科学家对量子材料的研究处于国际领先水平,近年来对石墨烯、硅烯、锗烯等低维量子材料
的研究发展迅速。下列说法不正确的是( )
A.碳、硅、锗属于同主族元素
B.第一电离能:C>Si
C.红外光谱法可直接确定石墨烯的晶体结构
D.硅和锗常用作半导体材料
【答案】C
【解析】A 项,碳、硅、锗均为第IVA 元素,A 正确;B 项,同主族从上到下第一电离能减小,故第
一电离能:C>Si,B 正确;C 项,红外光谱能测定化学键、官能团等,不能直接测定石墨烯的结构,C 错
误;D 项,硅、锗在元素周期表中位于金属和非金属的交界线处,可用作半导体材料,D 正确;故选C。
6.完成下述实验,装置、操作及试剂正确的是( )
3
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A.标准浓度稀盐酸滴定
未知浓度NaOH 溶液
B.制备明矾晶体
C.实验室收集NO 气
体
D.配制一定物质的
量浓度的KCl 溶液
【答案】A
【解析】A 项,教材中图形,滴定过程中滴定管尖嘴部分可以伸入锥形瓶中进行滴定,A 正确;B 项,
制明矾晶体时,根据晶体具有自范性,应该将晶种悬挂于饱和明矾溶液中,B 错误;C 项,NO 易与O2反
应,不能用排空气法收集,C 错误;D 项,配制溶液时,液面距刻度线1~2cm 时,应该用胶头滴定定容,
不应该用烧杯倾倒,D 错误;故选A;
7.三氟化氮(NF3)主要用于半导体行业,可用反应NH3+3F2
NF3+3HF 制备。NA为阿伏加德罗常数的
值,生成71g NF3时,下列说法正确的是( )
A.消耗F2的体积为67.2 L B.转移电子数目为6 NA
C.还原产物的分子数目共有3 NA D.生成的HF 溶于水,溶液中F-离子数目为3NA
【答案】B
【解析】依题意:3F2~NF3+3HF~6e-。A 项,没有指明标准状况,3 mol F2的体积不一定是67.2 L,A
项错误;B 项,生成1 mol NF3,转移电子数目为6 NA,B 项正确;C 项,还原产物有NF3和HF,分子数
目共有4 NA(其中1 NA的NF3同时是氧化产物),C 项错误;D 项,HF 是弱酸,在水中部分电离,溶液中F-
离子数目小于3 NA,D 项错误;故选B。
8.瑞格列奈是一种口服促胰岛素分泌降糖药。其合成中间体结构简式如图所示,下列说法不正确的
是( )
A.分子式为C29H37NO4 B.该分子有3 种含氧官能团
4
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C.该分子存在手性碳原子 D.能发生水解、氧化、加成反应
【答案】A
【解析】A 项,根据该有机物的结构可知,分子式为C28H38NO4,故A 错误;B 项,该分子中有酯基、
醚键、酰胺基三种含氧官能团,B 正确;C 项,碳原子上连接四个不同的原子和原子团的原子为手性碳原
子,如图
中★标示的碳原子为手性碳原子,C 正确;D 项,结构
中有酯基和酰胺基可以水解,左侧与苯环连接碳原子上有H 原子可以被KMnO4溶液氧化,苯环可以发生
加成反应,D 正确;故选A。
9.短周期非金属元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,基态X 原子的未成对电子数是其所在周期
中最多的,基态W 原子的电子总数是其最高能级电子数的4 倍。四种元素与Xe 元素组成的某化合物的结
构如下图所示。下列说法正确的是( )
A.第一电离能和电负性均为Z>X>Y>W
B.WY2和WY3的VSEPR 模型均为平面三角形
C.最简单氢化物的沸点和热稳定性均为Z>Y>X>W
D.常温下,X 和W 的最高价氧化物对应水化物的浓溶液均能与铜反应
【答案】B
【解析】X 形成3 条共价键,Y 形成2 条共价键,Z 形成1 条共价键,W 形成6 条共价键,短周期非
金属元素X、Y、Z、W 的原子序数依次增大,基态X 原子的未成对电子数是其所在周期中最多的,X 为
ⅤA 族元素,且只能在第二周期,故X 为N,Y 为O,Z 为F,W 为S。A 项,同周期元素,从左至右,电
负性增大,第一电离能增大,第ⅡA 族、第ⅤA 族高于同周期相邻元素,同族主族元素,从上到下,电负
性减弱,第一电离能减弱,故第一电离能顺序为F>N>O>S,电负性顺序为F>O>N>S,顺序不一致,A 错
5
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误;B 项,SO2的价层电子对数
,VSEPR 模型为平面三角形,SO3的价层电子对数
,VSEPR 模型也为平面三角形,B 正确;C 项,最简单氢化物的沸点中H2O、HF、NH3有
氢键,比H2S 高;H2O 能形成2 条氢键,HF、NH3形成1 条氢键,电负性F>N,HF 的氢键强于NH3氢键,
故沸点顺序为H2O>HF>NH3>H2S;非金属性越强,氢化物热稳定越强,顺序为HF>H2O>NH3>H2S,
顺序不一致,C 错误;D 项,浓硝酸和浓硫酸均有强氧化性,但常温下浓硫酸与铜不反应,D 错误;故选
B。
10.以氮气、氢气等为原料用电化学法制备氨,可降低温室气体的排放,其原理如图所示。下列说法
错误的是( )
A.电极M 的电势高于电极N B.物质Ⅱ起到传输质子的作用
C.反应过程中Li3N 的总质量不变 D.电极N 反应:3Li++N2+3H++6e-=NH3+Li3N
【答案】D
【解析】据图可知,M 电极上氢气被氧化为氢离子为阳极,电极反应式为:H2-2e-=2H+,H+再与Ⅱ
反应生成Ⅰ;阴极为锂离子得电子生成锂,电极反应式为:Li++e-=Li,锂再与氮气、Ⅰ反应生成氨气、Ⅱ、
Li+、Li3N。A 项,由图可知,该装置为电解池,M 电极为阳极,N 电极为阴极,阳极电势高于阴极,A 正
确;B 项,根据装置图可知,
在电极a 上结合H+,生成
,然后
6
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在电极b 上失去质子转化成
,因此
起到传输质子
的作用,B 正确;C 项,根据装置图可知,电极b 右侧
与Li3N 反应生成
、氨气、Li+,电极b 左侧,Li+与氮气生成Li3N,因此Li3N 在整个反应过程中,质量
不变,C 正确;D 项,N 电极发生的反应:Li++e-=Li,D 错误;故选D。
11.为达到下列实验目的,对应的操作方法不合理的是( )
实验目的
操作方法
A
除去苯中的苯酚
用NaOH 溶液洗涤后分液,重复
次,再用
Na2SO4固体干燥有机层,最后除去干燥剂
B
制备
[Cu(NH3)4]SO4·H2O
向4mL0.1mol·L-1 CuSO4溶液中滴加1mol·L-1氨水
至沉淀溶解,再加入8mL95%乙醇,过滤
C
验证C 的非金属性大
于Si
用硫酸和碳酸钠反应产生的气体直接通入Na2SiO3
溶液中
D
用惰性电极电解硫酸
铜溶液(足量),欲使反
应后的溶液恢复原状
加入一定量的Cu(OH)2固体
【答案】D
【解析】A 项,苯不能与氢氧化钠溶液反应,苯酚能与氢氧化钠溶液反应,所以用氢氧化钠溶液洗涤
后分液,重复2~3 次,再用硫酸钠固体干燥有机层,最后除去干燥剂可以除去苯中的苯酚,A 项合理;B
项,向4mL0.1mol·L-1 CuSO4溶液中滴加1mol·L-1氨水至沉淀溶解,生成[Cu(NH3)4]SO4,再加入8mL95%
乙醇,可降低[Cu(NH3)4]SO4的溶解度,过滤可得[Cu(NH3)4]SO4·H2O,B 项合理;C 项,硫酸和碳酸钠反应
产生的二氧化碳,直接通入Na2SiO3溶液中,生成白色沉淀,说明酸性:碳酸大于硅酸,最高价氧化物的
水化物的酸性越强,非金属性越强,C 项合理;D 项,用惰性电极电解硫酸铜溶液(足量),电解反应为
7
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2CuSO4+2H2O=====Cu↓+2H2SO4+O2↑,欲使反应后的溶液恢复原状,应加入一定量的CuO,D 项不合
理;故选D。
12.(2025·云南省昆明市云南师范大学附属中学高三模拟)吡啶(
)含有与苯环类似的大π 键,N 原
子电子云密度越大则其碱性越强,磷酸吡醛结构为
。下列有关说法不正
确的是( )
A.吡啶分子中的大π 键表示为π6
6
B.吡啶分子的一氯代物有5 种
C.
碱性比
弱
D.1mol 磷酸吡醛与NaOH 溶液反应时,最多消耗4molNaOH
【答案】B
【解析】A 项,吡啶含有跟苯环类似的大π 键,所在大π 键表示为π6
6,A 正确;B 项,吡啶分子的对
称结构可知,吡啶分子中含有3 种等效氢原子,故一氯代物只有3 种,B 错误;C 项,电负性F>C,氟原
子的吸电子使N 原子电子云密度减小,所以
碱性比
弱,C 正确;D 项,1mol 磷酸吡醛水
解生成1molH3PO4与1mol
,1molH3PO4中和3mol NaOH,
中分子中连在吡啶环上的羟基类似酚羟基,中和1mol NaOH,D 正确;故选B。
13.硫代硫酸盐是一类具有应用前景的浸金试剂。硫代硫酸根离子(S2O3
2-,结构如图1)可看作是SO4
2-
中的一个O 原子被S 原子取代。MgS2O3·6H2O 的晶胞形状为长方体,边长分别为apm、bpm、cpm,结构
如图2 所示,设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法不正确的是( )
8
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A.晶胞中[Mg(H2O)6]2-的个数为4 B.S2O3
2-的空间结构为四面体形
C.S2O3
2-中1 号S 原子可作配位原子 D.晶体的密度为
【答案】C
【解析】A 项,晶胞中,[Mg(H2O)6]2-的个数为
,故A 正确;B 项,S2O3
2-可看
作是SO4
2-中的1 个O 原子被S 原子取代的产物,二者结构相似,SO4
2-的中心S 原子的价层电子对数为
,即SO4
2-的空间结构为正四面体形,所以S2O3
2-的空间结构为四面体形,故B 正确;C
项,具有孤电子对的原子可以给中心原子提供电子对配位,S2O3
2-中的中心原子S 的价层电子对数为4,无
孤电子对,不能作配位原子,故C 错误;D 项,1 个MgS2O3·6H2O 晶胞中,[Mg(H2O)6]2-的个数为4,S2O3
2-
的个数为4,晶胞体积为
,则晶胞密度为
,故
D 正确;故选C。
14.25℃时,向Na2C2O4溶液中滴入盐酸,混合溶液的pOH 与
的变化关系如图所示。
9
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已知:
或
。
下列说法正确的是( )
A.曲线P 表示pOH 与
的变化关系
B.当溶液pH=7 时,cNa+=2cC2O4
2-+cHC2O4
-
C.
D.滴入盐酸过程中,
变小
【答案】A
【解析】Na2C2O4溶液中存在平衡:C2O4
2-+H2O
HC2O4
-+OH-、HCO4
-+H2O
H2C2O4+OH-,
滴入盐酸,pH 减小,pOH 增大,平衡正向移动,
减小,
减小,则
和
都增大,又因为H2C2O4得第一步电离常数大于第二步电离常数,同一溶液中,
>
,综上所述,曲线P 表示pOH 与
的变化关系,曲线L 表示
pOH 与
的变化关系。A 项,曲线P 表示pOH 与
的变化关系,A 正确;B 项,
当溶液pH=7 时,cH+=cOH-,结合电荷守恒cNa++cH+=cOH-+2cC2O4
2-+cHC2O4
-+ c(Cl-)
可得cNa+=2cC2O4
2-+cHC2O4
-+ c(Cl-),B 错误;C 项,由点(11.8,-1)可得
,由点(12.2,2)可得
10
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,
,C 错误;D 项,入
盐酸过程中c(H+)增大,
是定值,D 错误;故选
A。
第II 卷(非选择题 共58 分)
二、非选择题:本题共4 小题,共58 分。
15.(14 分)第VA 族元素锑(Sb)及其化合物广泛用于化工生产。以粗锑氧(主要成分为Sb2O3,含有
PbO、SnO2、As2O3、ZnO、FeO 等杂质)为原料制备Sb 和Sb2O3的工艺流程如图所示。
已知:Ⅰ.浸出液主要含Sb3+、H+和Cl-,还含有Sb5+、Zn2+、Fe3+和As3+等杂质。
Ⅱ.Sb2O3为两性氧化物:次磷酸(H3PO2)为一元中强酸,具有强还原性。
回答下列问题:
(1)写出基态
原子的价层电子排布图 。
(2)“还原”是用锑粉还原高价金属离子。其中Sb 将Fe3+转化为Fe2+,该转化有利于“水解”时锑与铁
的分离,避免在滤渣Ⅱ中混入 (填化学式)杂质。
(3)为了寻求“水解”沉锑的最佳条件,分别对
、水解时间、温度等因素进行探究、结果如
图所示。水解沉锑的最佳条件为 。
11
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(4)滤渣Ⅱ为SbOCl,加过量氨水对其“除氯”生成Sb2O3的化学反应方程式为 ,“除氯”
步骤能否用NaOH 溶液代替氨水,原因是 。
(5)“除砷”时,NaH2PO2的氧化产物为H3PO4。NaH2PO2为 (填“正盐”或“酸式盐”),
PO4
3-的VSEPR 模型为 。
(6)图甲为锑钾(Sb-K)合金的立方晶胞结构,图乙为晶胞的
,该合金的密度为ρg· cm-3,NA表示阿伏
加德罗常数的值。
该合金的摩尔质量为 g·molˉ1 (用含ρ、NA和a 的代数式表示)。
【答案】(1)
(2 分)
(2)Fe(OH)3(2 分)
(3)
、水解30 min、温度控制在25℃(2 分)
(4)2SbOCl+2NH3·H2O=Sb2O3+2NH4Cl+H2O(2 分) 不能,Sb2O3为两性氧化物,若加入氢氧化钠,
pH 较大时Sb2O3会溶解(2 分)
(5)正盐(1 分) 正四面体形(1 分)
12
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(6)
(2 分)
【解析】由题给流程可知,向粗锑氧中加入盐酸、通入氯气浸取,过滤得到可回收Pb、Sn 的滤渣和
滤液;向滤液中加入锑粉还原,将溶液中的铁离子转化为亚铁离子,SbCl5还原为SbCl3,向反应后的溶液
中加入硫化铵溶液,将溶液中的锌离子转化为硫化锌沉淀,过滤得到硫化锌和滤液;向滤液中加入次磷酸
钠溶液,将溶液中的砷元素转化为砷,过滤得到砷和滤液;电解滤液在阴极得到锑;向溶液中加水稀释,
SbCl3发生水解转化为SbOCl 沉淀,过滤得到滤液和SbOCl;向SbOCl 中加入氨水,将SbOCl 转化为
Sb2O3,过滤、洗涤、干燥得到Sb2O3。(1)Sb 元素的原子序数为51,是第ⅤA 族元素,则其基态原子的价
电子排布式为5s25p3,价层电子排布图为
;(2)Sb 将Fe3+转化为Fe2+,若不加入Sb 还原
Fe3+,在水解过程中,Fe3+会发生水解生成Fe(OH)3,则滤渣Ⅱ中会混入的杂质为Fe(OH)3;(3)由图可知,
水解沉锑的最佳条件为:
、水解30 min、温度控制在25℃;(4)SbOCl 和氨水反应生成
Sb2O3,化学方程式为2SbOCl+2NH3·H2O=Sb2O3+2NH4Cl+H2O;Sb2O3为两性氧化物,若加入氢氧化钠,pH
较大时Sb2O3会溶解,故不能用NaOH 溶液代替氨水;(5)次磷酸(H3PO2)为一元中强酸,则NaH2PO2为正盐;
PO4
3-的中心P 原子的价层电子对数为
,则PO4
3-的VSEPR 模型为正四面体形;(6)晶胞中K 原子的个
数为
,Sb 原子个数为
,该合金的化学式为K3Sb,晶胞密度为
,则晶胞的摩尔质量为
=
。
16.(15 分)三氯化铬(CrCl3)常作媒染剂和催化剂。常温下,三氯化铬为紫色晶体,熔点为83℃,易潮
解,易升华,不易水解。在高温下三氯化铬易被氧气氧化。实验室常用Cr2O3和CCl4 (沸点为76.8℃)在高
温下制备CrCl3,部分装置如图所示(夹持装置略):
13
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已知:Cr2O3与Al2O3的化学性质相似。Cr2O3+3CCl4
2CrCl3+3COCl2[光气(COCl2)的沸点为8.2℃]。
回答下列问题:
(1)A 装置采用 (填“冷水”或“热水”)浴;X 可能是 (填标号)。
a.空气 b.氢气 c.氮气
(2)石棉绳的作用是 。
(3)C 装置中收集的产品混有的杂质可能是 (填化学式)。
(4)实验室还可以用Cr2O3、C、Cl2在高温下制得CrCl3。在该反应中需要氯气,实验室制备Cl2的离子
方程式为 (写一个)。
(5)探究CrCl3的性质如下:
①一定条件下,苯和CrCl3可以制备二茂铬,转化关系如图所示。
二茂铬的核磁共振氢谱有 组峰。
CrCl
②
3和LiAlH4在一定条件下能生成M、LiCl、AlCl3和还原性气体单质。M 的晶胞结构如图,该反
应的化学方程式为 。
(6)测定CrCl3样品的纯度:准确称取wg 样品,加水溶解并稀释至250mL,准确量取25.00mL 溶液于
250mL 碘量瓶中,加热至沸腾,慢慢加入适量Na2O2,待溶液由紫色转变为黄色后,再加水至100mL,充
分加热煮沸,冷却后用2.0mol·L-1稀硫酸中和至溶液刚好呈橙红色,加入过量KI 溶液和适量稀硫酸,在暗
处充分反应后滴加几滴淀粉溶液,用cmol·L-1 Na2S2O3标准溶液滴定至终点,进行三次平行实验,最终测
得平均每次消耗Na2S2O3标准溶液的体积为VmL。有关转化关系或反应式(未配平)有Cr3+→CrO4
2-
→Cr2O7
2-,Cr2O7
2-+I-+H+→I2+Cr3++H2O,I2+S2O3
2-→S4O6
2-+I-。该样品的纯度为 %(用含c、V、w
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的代数式表示);“三次平行实验”的目的是减少 (填“系统”或“随机”)误差。
【答案】(1)热水(1 分) c(1 分)
(2)保温,避免产品凝华堵塞导管(2 分)
(3)CCl4、COCl2(2 分)
(4)MnO2+2Cl-+4H+
Mn2++Cl2↑+2H2O 或2MnO4
-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O(2 分)
(5)1(1 分) 4CrCl3+LiAlH4
4CrCl2+LiCl+AlCl3+2H2↑(2 分)
(6)
(2 分) 随机(2 分)
【解析】由实验装置图可知,装置A 为利用热水浴加热生成四氯化碳气体,装置B 中四氯化碳与
Cr2O3共热反应制备三氯化铬,装置C 为冷凝收集三氯化铬的装置,反应生成的光气用氢氧化钠溶液吸收,
防止污染空气;实验前应先通入氮气排除装置内的空气,防止三氯化铬高温下被氧气氧化。(1)装置A 为利
用热水浴加热生成四氯化碳气体;实验前应先通入氮气排除装置内的空气,防止三氯化铬高温下被氧气氧
化,故选c;(2)由题意可知,三氯化铬易升华和凝华,为防止三氯化铬凝华堵塞导管,实验时需要石棉绳
保温,避免产品凝华堵塞导管;(3)由题给信息可知,三氯化铬产品中可能混有未反应完的四氯化碳和反应
生成的光气;(4)实验室可用二氧化锰、高锰酸钾、重铬酸钾、氯酸钾和次氯酸钙等氧化剂与浓盐酸反应制
备氯气,其中二氧化锰、高锰酸钾与浓盐酸反应的离子方程式为MnO2+2Cl-+4H+
Mn2++Cl2↑+2H2O、
2MnO4
-+10Cl-+16H+=2Mn2++5Cl2↑+8H2O;(5)①由图可知,二茂铬分子结构对称,分子中只有1 种化学环境
的氢原子;②由晶胞结构可知,M 晶胞中位于顶点和体心的铬原子个数为8×
+1=2,位于面上和体内的
氯原子个数为4×
+2=4,所以M 的化学式为CrCl2,则生成M 的反应为氯化铬与LiAlH4反应生成CrCl2、
氯化锂、氯化铝和氢气,反应的化学方程式为4CrCl3+LiAlH4
4CrCl2+LiCl+AlCl3+2H2↑;(6)由原子
个数守恒和得失电子数目守恒可得如下转化关系:
,滴定消耗VmLcmol/L 硫
代硫酸钠溶液,则产品中氯化铬的质量分数为
;因操作不当
引起的误差为随机误差,因仪器、原理等引起的误差为系统误差,三次平行实验是为了减少随机误差。
17.(14 分)甲烷化学链干重整联合制氢是基于化学链概念开发的新型能源转化技术。甲烷干法重整为
CH4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ·mol−1。回答下列问题:
(1)为提高CH4的平衡转化率,可以采取的措施是 (填标号)。
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a.高温低压 b.低温高压 c.高温高压 d.低温低压
(2)在恒容绝热容器中发生上述反应,下列能够说明反应已达到平衡状态的是 (填标号)。
a.气体的密度不再发生变化
b.温度不再发生变化
c.断裂4 molC-H 键的同时断裂2 molH-H 键
d.n(CH4):n(CO2)=1:1
(3)在恒温恒容的容器中,按n(CH4):n(CO2):n(He)=2:1:1 投料,初始总压p0,达到平衡时总压强
为
,则
的转化率为 ,Kp= (用含
的式子表示)。
(4)反应过程中,下列三个反应均会使体系中产生积碳,影响催化剂的催化效果。
反应Ⅰ:CH4(g)
C(s)+2H2(g) ΔH>0
反应Ⅱ:2CO(g)
C(s)+CO2(g) ΔH<0
反应Ⅲ:CO2(g)+2H2(g)
C(s)+2H2O(g) ΔH=-90kJ·mol−1
①较高温下,导致积碳的主要原因是发生反应 (填“Ⅰ”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。
②压强为0.1MPa,n(CH4)+n(CO2)=2 mol,n(CH4):n(CO2)=2:1 或1:1 投料时,发生甲烷干法重整
反应、积碳反应,CH4的平衡转化率随温度升高而增大,CO2的平衡转化率随温度的变化如图所示。图中
代表n(CH4):n(CO2)=2:1 的是曲线 (填“1”或“2”);
时,CO2平衡转化率随温
度升高而降低的原因可能是 。
【答案】(1)a(2 分)
(2)bc(2 分)
(3) 25% (2 分)
(2 分)
(4) Ⅰ(2 分) 1(2 分) 该温度范围内,CO2主要发生放热的反应Ⅲ,温度升高使反应Ⅲ的平衡
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逆向移动,导致CO2的平衡转化率随温度升高而降低(2 分)
【解析】(1)H4(g)+CO2(g)
2CO(g)+2H2(g) ΔH=+247kJ·mol−1,该反应为吸热反应,高温可使
平衡正向移动,提高CH4的平衡转化率,该反应为正向气体物质的量增加的反就在,低压,可使平衡正向
移动,提高CH4的平衡转化率,故选a;(2)a 项,由质量守恒定律可知,反应前后气体的质量相等,在恒
容密闭容器中混合气体的密度始终不变,则混合气体的密度保持不变不能说明正逆反应速率相等,无法判
断反应是否达到平衡,a 错误;b.恒容绝热容器中,温度不再发生变化,说明反应达到化学平衡,b 正确;
c.断裂4 molC-H 键代表正反应速率,同时断裂2 molH-H 键代表逆反应速率,且成比例,说明正逆反应
速率相等,说明反应达到化学平衡,c 正确;d.n(CH4):n(CO2)=1:1,这与反应的初始物质的量以及反应
的转化程度有关,不能确定达到平衡,d 错误;故选bc;(3)设恒温恒容的容器中通入n(CH4):n(CO2):
n(He)=2:1:1,使总压为p0,即起始时p(CH4)=
MPa,p(CO2)=
MPa,p(
)=
MPa,设反应
中转化的压强为x p0,达到平衡时总压强为
(参与反应的混合气体的压强为p0),列三段式如下:
解得
,CH4的转化率为:
,
;(4)①较高温下,反应Ⅰ平衡正向移动,导致积碳;
②n(CH4):n(CO2)=2:1 与n(CH4):n(CO2)=1:1 比,相当于c(CO2)降低,反应Ⅲ平衡逆向进行,CO2转化
率降低,故代表n(CH4):n(CO2)=2:1 的是曲线1;该温度范围内,CO2主要发生放热的反应Ⅲ,温度升高
使反应Ⅲ的平衡逆向移动,导致CO2的平衡转化率随温度升高而降低。
18.(15 分)以2-氰基-3-甲基吡啶(化合物A)为起始原料合成氯雷他定(化合物H,一种治疗过敏性疾病
的药物)的路线如下图:
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已知:①
具有类似苯的芳香性;
②RX+NaCN→RCN+NaX(X 代表卤素)。
请回答下列问题:
(1)A 中碳原子的杂化方式有sp3、 ,
的名称是 。
(2)A→B 的目的是 ;D 中含氧官能团的名称是 。
(3)已知:胺类分子中N 原子电子密度越大,碱性越强。下列有机物中,碱性最弱的是 (填序
号)。
a.
b.
c.
d.
(4)F 与G 生成H 的反应称为麦克默里反应,指醛或酮偶联成为烯烃的反应,反应中除生成目标产物外,
还可能有副产物生成,则副产物为 (任写一种)。
(5)A 的同分异构体中既具有芳香性又含有氰基(-CN)的有 种。其中,在核磁共振氢谱上有三组
峰且峰的面积比为1:1:1 的结构简式为 (任写一种)。
(6)根据上述信息,设计以苯乙烯(
)为原料制备化合物
的合成路线 (无
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机试剂任选)。
【答案】(1)sp、sp2(1 分) 叔丁(基)醇(或2-甲基-2-丙醇)(1 分)
(2)保护氰基(1 分) 酰胺基(1 分)
(3)c(2 分)
(4)
或
(2 分)
(5)16(2 分)
或
(2 分)
(6)
(3 分)
【解析】结合A、B 的结构,A 在硫酸作用下与
反应生成B,B 在n−BuLi 作用下与C 发
生取代反应生成D 和HCl,结合B、D 结构和C 的分子式可知C 的结构为
,D 与
POCl3作用生成E;E 在PPA、五氧化二磷作用下转化为F;F 与G 在Zn、TiCl4与作用下转化为H,即氯雷
他定。(1)A(
)中环上的碳原子采取sp2杂化,甲基中的碳原子采取sp3杂化,氰基中的碳原子
采取sp 杂化;Y 其名称为叔丁(基)醇(或2-甲基-2-丙醇);(2)A→B 中t-BuOH 与-CN 发生反应,D→E 的反
应又恢复-CN,故A→B 的作用是保护氰基;根据D 的结构可知D 中含氧官能团为酰胺基;(3)甲基为推电
子基,使N 原子电子密度增大,碱性增强;卤素为吸电子原子,使N 原子电子密度减小,碱性减弱;氟的
电负性大于氯,因此碱性最弱的是c;(4)由题意知该反应是醛或酮偶联成为烯烃的反应,则可能的副产物
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为
或
;(5)同分异构体分两类:第1 类:含
苯环结构。取代基可能是-NHCN(1 种);-NH2、-CN(3 种)。第2 类:含吡啶环(
)结构。①含1 个取
代基:-CH2CN(3 种);②含2 个取代基:
、
、
再取代甲基:(a)有
3 种(除本身外);(b)有4 种;(c)有2 种;符合条件的同分异构体有16 种;其中,在核磁共振氢谱上有三组
峰且峰的面积比为1:1:1,符合条件的结构简式为
或
;
(6)结合题给信息,对化合物
的逆合成分析如下:
,则对化合物
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的合成路线为
。
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