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2025 年高考第一次模拟考试
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 B-11 C-12 O-16 F-19 Na-23 K-39 Ca-40 Fe-56
第Ⅰ卷(选择题 共40 分)
一、选择题:本题共10 小题,每小题4 分,共40 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.下列有关科技成就的描述错误的是
A.“神舟十七号”发动机使用的耐高温结构材料
含有非极性键
B.“朱雀二号”遥二运载火箭使用的燃料甲烷为非极性分子
C.我国自供电软体机器人所用的有机硅树脂难溶于水
D.深空探测器的高强度零部件采用的钛合金属于金属材料
【答案】A
【解析】A.
中硅原子和氮原子之间形成的是极性键,不含有非极性键,A 错误;
B.甲烷的空间结构是正四面体,正、负电荷中心重合,属于非极性分子,B 正确;
C.有机硅树脂是一种高分子化合物,其分子结构具有较大的非极性部分。水是极性分子,而有机硅树
脂分子的极性较小,根据相似相溶原理,有机硅树脂难溶于水,C 正确;
D.钛合金是以钛为基础加入其它元素形成的合金材料,属于金属材料,D 正确;
故选A。
2.亚铁氰化钾别名黄血盐
,可用铁制备,反应为
(设
表示阿伏加德罗常数的值)。下列说
法正确的是
A.5.6g 基态铁原子核外未成对电子数为
B.标准状况下生成
,转移电子数为
C.13.8g 碳酸钾固体中含有的碳酸根离子数小于
D.1mol 黄血盐中含有的σ 键数目为
【答案】B
1
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【解析】A.1 个基态铁原子核外有4 个未成对电子,5.6g 基态铁原子的物质的量为0.1mol,5.6g 铁原
子核外未成对电子数为0.4NA,A 不符合题意;
B.该反应中,铁由0 价升高到+2 价,6 个HCN 中有两个+1 价氢变为0 价,则转移2 个电子,故每生
成0.1mol CO2时,反应过程中转移电子数目为0.1NA,B 符合题意;
C.13.8g 碳酸钾固体中含有的碳酸根离子数目为0.1NA,C 不符合题意;
D.1mol 黄血盐中含有的σ 键数目为12NA,D 不符合题意;
故选B。
3.化合物Z 是合成某种抗肿瘤药物的重要中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
A.Y 分子中所有原子可能共平面
B.Z 可以发生氧化、取代和消去反应
C.X、Y、Z 可用FeCl3溶液和新制的氢氧化铜进行鉴别
D.Y、Z 分别与足量的酸性KMnO4溶液反应后所得芳香族化合物不同
【答案】C
【解析】A.Y 中
上的碳原子为饱和碳原子,所有的原子不可能共平面,A 错误;
B.Z 中的
可以发生氧化反应、取代反应,但不能发生消去反应,B 错误;
C.X 含酚羟基,Y、Z 均不含酚羟基,用
溶液可鉴别X 与Y、Z;Y 中含醛基,Z 中不含醛基,
用新制
悬浊液可鉴别Y 与Z,C 正确;
D.Y、Z 分别与足量的酸性KMnO4溶液反应后所得芳香族化合物相同,均为
,
D 错误;
答案选C。
4.硫化铜俗称铜蓝,其晶胞结构如图,下列说法错误的是
2
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A.晶体中微粒间作用力有离子键及共价键
B.基态
的价电子排布式为3d9
C.
个数为2 个
D.晶胞中
1 1∶
【答案】D
【解析】A.晶体中含
,所以晶体中微粒间的作用力有离子键及共价键,A 正确;
B.Cu 是简化电子排布式为[Ar]3d104s1,失去2 个电子得到铜离子,基态Cu2+的价电子排布式为3d9,B
正确;
C.由晶胞图和俯视图可知,
离子位于晶胞的棱上,个数为
,C 正确;
D.由晶胞图和俯视图可知,
离子位于晶胞的棱上,共有
个,S2-位于晶胞的内部,共有2
个,因此晶胞中S 的总价态为
,由晶胞可知Cu 位于晶胞内部,则晶胞中Cu 的总个数
为6 个,设Cu+的个数为x,Cu2+的个数为y,则x+y=6,x+2y=+8,联立式子解得x=4,y=2,故
2 1∶,D 错误;
答案选D。
5.实验是化学的基本方法,它的学习功能是难以代替的,下列实验能达到实验目的的是
A.用装置甲蒸发
溶液制备少量硫酸镁晶体B.装置乙中溴水逐渐褪色,能说明生成乙烯
C.装置丙测定苯甲酸在一定温度下的溶解度
D.装置丁制备少量氢氧化亚铁,并观察其颜色
【答案】B
3
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【解析】
A.由于硫酸难挥发,因此蒸发
溶液可以制备少量硫酸镁晶体,但该操作应该在蒸发皿(带有尖
嘴)中进行,正确的装置图为
,A 错误;
B.溴乙烷消去反应生成的乙烯中混有乙醇杂质,但是乙醇不能使溴水褪色,对该实验不造成干扰,因
此将装置乙中溴乙烷消去反应的产物直接通入溴水,溴水逐渐褪色,能说明生成乙烯,B 正确;
C.测定苯甲酸在一定温度下的溶解度时,温度计应该位于苯甲酸溶液中,C 错误;
D.止水夹A 关闭时,不能将硫酸亚铁溶液导入NaOH 溶液中,因此该装置无法制备少量氢氧化亚铁,
并观察其颜色。正确的装置图应该是
,打开左侧止水夹A,用生成的氢气
排尽装置中的空气;关闭止水夹A、将生成的硫酸亚铁溶液导入右侧三颈烧瓶中,从而生成氢氧化亚
铁沉淀,D 错误;
故答案选B。
6.Cl2O 是很好的氯化剂,实验室用如图装置(夹持仪器已省略)制备高纯Cl2O。
已知:
①
,合适反应温度为
;副反应:
。
②常压下,Cl2沸点
,熔点
;Cl2O 沸点
,熔点
。
③
在CCl4中的溶解度远大于其在水中的溶解度。
下列说法正确的是
A.调控进入反应柱的混合气体中Cl2和N2的比例越高越好
B.将加热带缠绕于反应柱并加热
C.反应停止后,温度保持不变,为减少产品中的Cl2含量,在氯气未发生冷凝时抽气
D.装置之后需要加一个装有CaCl2的球形干燥管,并再接一个盛装澄清石灰水的尾气处理装置
4
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【答案】C
【分析】由实验装置可知,Cl2和N2混合气经过装置A 干燥混合后,进入含有HgO 粉末的反应柱中进
行反应,在常温下生成Cl2O,将产物通入装置C 中利用Cl2O 沸点低的性质冷凝分理出Cl2O,最后装置
D 进行尾气处理。
【解析】A.
的作用是稀释
,在气流速率一定的条件下,氯气所占的比例越小,其转化率越高,
同时
不足时会发生副反应,因此混合气中
和
的比例不是越高越好,故A 错误;
B.
与
反应制备
的合适反应温度为
,因此该反应在常温下进行,若对反应柱加
热会发生副反应,故B 错误;
C.由题可知,
沸点小于
,在
未发生冷凝时抽气可以有效的去除产物中的
,故C 正确;
D.
和
都不能直接排放于空气中,因此需要进行尾气处理,但是不用澄清石灰水,因为其浓度
太小,应用
溶液,同时需要防止
溶液中水蒸气进入
装置中,因此需要在
和尾气处理
装置之间连接吸收水蒸气的装置,故D 错误;
故答案选C。
7.
可用于催化剂载体及功能材料的制备。天然独居石中,铈(Ce)主要以
形式存在,还含
有
、
、
、
等物质。以独居石为原料制备
的工艺流程如下:
下列关于上述流程的叙述,错误的是
A.焙烧过程中产生的酸性废气可用于刻蚀玻璃
B.滤渣Ⅲ的主要成分是
和
C.“沉铈”步骤,也可以用
沉淀得到
D.分离出
的方法为过滤,需用到的玻璃仪器:漏斗、烧杯和玻璃棒
【答案】C
【分析】焙烧浓硫酸和独居石的混合物、水浸,CePO4转化为Ce2(SO4)3和H3PO4,SiO2与硫酸不反应,
Al2O3转化为Al2(SO4)3,Fe2O3转化为Fe2(SO4)3,CaF2转化为CaSO4和HF,酸性废气含HF;后过滤,滤
渣Ⅰ为SiO2和磷酸钙、FePO4,滤液主要含H3PO4,Ce2(SO4)3,Al2(SO4)3,Fe2(SO4)3,加氯化铁溶液除
磷,滤渣Ⅱ为FePO4;聚沉将铁离子、铝离子转化为沉淀,过滤除去,滤渣Ⅲ主要为氢氧化铝,还含氢
氧化铁;加碳酸氢铵沉铈得Ce2(CO3)3·nH2O。
【解析】A.焙烧过程产生的酸性废气是HF,可用于刻蚀玻璃,A 正确;
5
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B.调pH 和加入絮凝剂以后,沉淀出
和
,B 正确;
C.选择
的原因是呈现出弱碱性,若改为
,碱性太强,生成的沉淀中会混有氢氧
化物,C 错误;
D.过滤需要用到漏斗、烧杯和玻璃棒等玻璃仪器,D 正确;
故答案选C。
8.NiCo-LDHs 电催化HMF(
),NiCo-LDHs 电极的物质转化过程为
HMF→HMFCA→FFCA→FDCA(
),其工作原理如图1 所示,各物质含量的动态变
化如图2 所示。下列说法正确的是
A.NiCo-LDHs 电极电势低于石墨烯电极电势
B.HMFCA 转化为FFCA 是整个转化过程的决速步
C.石墨烯电极产物为
D.一段时间后,两电极室pH 均减小
【答案】B
【分析】NiCo-LDHs 电极材料上HMF(
)最终转化为FDCA(
),
其中醛基、羟基转化为羧基,发生氧化反应,则该电极为阳极,与电源正极相连,以此分析;
【解析】A.根据分析,NiCo-LDHs 电极为阳极电极电势高于石墨烯电极电势,A 错误;
B.由图2 可知FFCA 的物质的量始终接近0,可知该过程中FFCA 能迅速转化为FDCA,则FFCA 转化
为FDCA 的活化能最小,反应一段时间后HMFCA 高于HMF 和FFCA,可知HMFCA 转化为FFCA 的
反应速率较其他反应慢,而慢反应决定总反应速率,即HMFCA 转化为FFCA 是整个转化过程的决速步,
B 正确;
C.石墨烯电极为阴极,吸引溶液中的阳离子,氢离子发生还原反应生成氢气,即石墨烯电极产物为氢
气,C 错误;
D.转化过程中NiCo-LDHs 电极上HMF 最终转化为FDCA,该过程中生成羧酸,溶液酸性增强,pH
6
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减小,阴极电极室中氢离子发生还原反应,酸性减小,pH 增大,D 错误;
故答案为:B。
9.
催化氧化
制取
的新路径,其反应为:
反应Ⅰ:
反应Ⅱ:
一定条件下,向容积为
的容器中通入
和
,若仅考虑上述反应,
平衡转化
率和平衡时
的选择性随温度、压强变化的关系如图所示,
、
代表不同压强下乙烷的平衡转化
率。
已知:
的选择性
下列说法不正确的是
A.压强
B.一定温度下,增大
会降低
的平衡转化率
C.压强为
、温度为T 时,反应达平衡时,混合气体中
D.反应
【答案】C
【分析】根据图像可知,L1和L2是乙烷转化率随温度变化的等压线,结合两个方程式的气体分子数变
化可推断L1和L2的压强大小;根据图像中温度为T 时,L1等压线乙烷转化率为50%,其中乙烯的选择
性为80%,列出两个选择性反应的三段式可进行相关计算。
【解析】A.Ⅰ和Ⅱ反应前后气体分子数都增大,相同温度下,压强增大均有利于Ⅰ和Ⅱ反应的平衡逆
移,乙烷的转化率减小,由图像可知,在任意温度下均为L2对应的乙烷转化率低,因此L2对应的压强
更大,故A 选项正确;
B.一定温度下,
增大,可理解为是n(C2H6)在增多,因此C2H6的平衡转化率下降,故B 选项
正确;
7
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C.同一容器内的多平衡体系,相同组分的平衡浓度相同,根据题意和分析,压强为
温度为T 时,Ⅰ
和Ⅱ反应的三段式为:
平衡时混合气体中
,故C 选项错误;
D.总反应
,总方程式=
,
,
故D 选项正确;
故答案选C。
10.向
溶液中滴入1mol/L 氨水至得到深蓝色的透明溶液。滴加氨水过程中,测得与铜元
素相关微粒的分布系数
与
的变化关系如图所示。已知:
;比如
下列说法正确的是
A.与
形成配位键的能力:
B.
时,
C.
时,
D.
的平衡常数为
【答案】D
【分析】结合题干和图像可知:向0.1mol/LCuSO4溶液中滴入1mol/L 氨水至得到深蓝色的透明溶液,
过程中含铜元素的微粒有:
、
、
、
、
,
8
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各粒子分布系数与p(NH3)的关系,如图像所示;
【解析】A.硫酸铜溶液呈蓝色,是因为
与水形成水合铜离子
,滴入氨水后最终生
成
,说明
更易与
形成配位键,A 不符合题意;
B.如图所示:
时,
,B 不符合题意;
C.
时,含铜元素的微粒有:
、
、
,此时,
,
,若n(CuSO4)=amol,
,
则
,C 不符合题意;
D.欲计算
平衡常数,可以分别计算出
、
、
、
的平衡常数再相乘,计算上述四个反应平衡常数的方法:特殊
坐标点即可以利用选择
、3.5、2.9、2.1(上述四个点时各平衡常数
)分别计算出
上述四个反应的平衡常数分别为
、
、
、
,故
的平衡常
数为
,D 符合题意;
故答案选D。
第II 卷(非选择题 共60 分)
二、非选择题,共4 题,共60 分。
11.(16 分)以废干电池[主要含MnO2、MnOOH、Zn、Zn(OH)2、Fe、KOH]和钛白厂废酸(主要含
H2SO4,还有少量Ti3+、Fe2+、Ca2+、Mg2+等)为原料,制备锰锌铁氧体[MnxZn1-xFe2O4]的流程如下:
已知:① 25℃时,Ksp(MgF2)=7.5×10-11,Ksp(CaF2)=1.5×10-10;酸性较弱时,MgF2、CaF2均易形成
[MFn]2-n配离子(M 代表金属元素);
(NH
②
4)2S2O8在煮沸时易分解.
(1)酸浸过程中含锰物质被溶液中的FeSO4还原为Mn2+,其中MnO2参与反应的离子方程式为
。
(2)氧化时加入H2O2将Ti3+、Fe2+氧化,再加入Na2CO3调节溶液pH 为1~2,生成偏钛酸(H2TiO3)和
黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]沉淀,使得钛、钾得以脱除。
9
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①加入Na2CO3生成黄钾铁矾的离子方程式为 。
②若加入Na2CO3过多,将导致产品的产率下降,其原因是 。
(3)①氟化过程中溶液pH 与钙镁去除率关系如图1 所示。当2.5 < pH < 4.0 时,溶液pH 过高或过低,
Ca2+、Mg2+去除率都会下降,其原因是 。
②氟化后,溶液中
为 。
CaF
③
2晶胞结构如图2 所示,若该立方晶胞参数为apm,NA为阿伏加德罗常数:计算晶体的密度为
g•cm-3(列出表达式)。
④某种铜银合金晶体具有储氢功能,它是面心立方最密堆积结构,Cu 原子位于面心,Ag 原子位于顶
点,H 原子可进入由Cu 原子和Ag 原子构成的四面体空隙中。若将Cu、Ag 原子等同看待,该晶体储
氢后的晶胞结构与CaF2(如图)相似,该晶体储氢后的化学式为 。
(4)共沉淀前,需测定溶液中锰元素含量。先准确量取1.00 mL 氟化后溶液于锥形瓶中,加入少量硫
酸、磷酸和硝酸银(Ag+是催化剂)溶液振荡;将溶液加热至80℃,加入3 g (NH4)2S2O8充分反应后,再
将溶液煮沸,冷却后,再用0.0700 mol/L 的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至溶液由浅红色变为无色。请写
出Mn2+与S2
反应的离子方程式 。
【答案】(1)2Fe2++MnO2+4H+ = Mn2++2Fe3++2H2O(2 分)
(2)2K++6Fe3++4SO
+6CO
+6H2O = K2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑(2 分) 加入Na2CO3过多,
pH 过大,生成Fe(OH)3沉淀(2 分)
(3)pH 过低,溶液酸性较强,F-转化为弱酸HF,溶液中F-浓度减小,Ca2+、Mg2+去除率减小;pH 过
高,MgF2、CaF2沉淀转化为[MFn]2-n配离子,沉淀重新溶解,Ca2+、Mg2+的去除率降低(2 分)
0.5(2 分)
(2 分) Cu3AgH8(2 分)
10
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(4)2Mn2++5S2O
+8H2O
2MnO +10SO
+16H+(2 分)
【解析】(1)MnO2被溶液中的FeSO4还原为Mn2+,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:
2Fe2++MnO2+4H+ = Mn2++2Fe3++2H2O。
(2)①加入Na2CO3调节溶液pH 为1~2,生成黄钾铁矾[K2Fe6(SO4)4(OH)12]的离子方程式为2K++6Fe3+
+4SO
+6CO
+6H2O = K2Fe6(SO4)4(OH)12↓+6CO2↑;
②若加入Na2CO3过多,溶液碱性变强,pH 过大,生成Fe(OH)3沉淀。
(3)①当2.5 < pH < 4.0 时,溶液pH 过高或过低,Ca2+、Mg2+去除率都会下降,其原因是:pH 过低,
溶液酸性较强,F-转化为弱酸HF,溶液中F-浓度减小,Ca2+、Mg2+去除率减小;pH 过高,MgF2、
CaF2沉淀转化为[MFn]2-n配离子,沉淀重新溶解,Ca2+、Mg2+的去除率降低;
②氟化后,溶液中
=0.5;
CaF
③
2晶胞结构如图2 所示,Ca2+的个数为
,F-的个数为8,若该立方晶胞参数为
apm,NA为阿伏加德罗常数,计算晶体的密度为
。
④Cu 原子个数=6×
=3、Ag 原子个数=8×
=1、H 原子个数为8,其化学式为Cu3AgH8。
(4)用0.0700 mol/L 的(NH4)2Fe(SO4)2标准液滴定至溶液由浅红色变为无色,说明
具有氧化性,
可以将Mn2+氧化为
,
转化为
,根据得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为:
2Mn2++5
+8H2O
2
+10
+16H+。
12.(14 分)硼氢化钠(
)是一种潜在储氢剂,在有机合成中也被称为“万能还原剂”。实验室制备、
提纯、分析
纯度的步骤如下,请结合信息回答问题。
NaH
性
质
固体,可溶于异丙胺或水,常温下与水缓慢反
应,与酸剧烈反应,强碱环境下能稳定存在
固体,强还原性,与
水剧烈反应产生
固体,难溶于异丙胺,常
温下与水剧烈反应
Ⅰ.
的制备
先打开
,向装置中鼓入
,然后升温到110℃左右,打开搅拌器快速搅拌,将融化的
快速分散
到石蜡油中,然后升温到200℃,关闭
,打开
通入
,充分反应后制得
。然后升温到
240℃,持续搅拌下通入
,打开
,向
容器中滴入硼酸三甲酯[分子式为
,沸点为
68℃],充分反应后,降温后离心分离得到
和
的固体混合物。
11
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(1)仪器A 的名称是 。
(2)写出
与
的化学反应方程式 。
(3)将
分散到石蜡油中的目的是 。
Ⅱ.
的提纯
(4)
可采用索氏提取法提纯,其装置如图所示。实验时将
和
的固体混合物放
入滤纸套筒1 中,烧瓶中异丙胺(熔点:-101℃,沸点:33℃)受热蒸发,蒸汽沿导管2 上升至球形冷凝
管,冷凝后滴入滤纸套筒1 中,再经导管3 返回烧瓶,从而实现连续萃取。当萃取完全后,
在
(填“圆底烧瓶”或“索氏提取器”)中。
(5)分离异丙胺和
并回收溶剂方法是 。
Ⅲ.
的纯度分析[已知
]
步骤1:取
产品(杂质不参与反应),将产品溶于
溶液后配成
溶液,取
置
于碘量瓶中,加入
溶液充分反应。(反应为
)
步骤2:向步骤1 所得溶液中加入过量的
溶液,用稀硫酸溶液调节
,使过量
转化为
,冷
化为
,冷却后暗处放置数分钟。(反应为
)
12
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步骤3:向步骤2 所得溶液中加
和
缓冲溶液调
约为5.0,加入几滴淀粉指示
剂,用
标准溶液滴定至终点,消耗标准溶液的体积为
。(反应为
)
(6)X 溶液为 (写名称)。
(7)产品中
的纯度为 。
【答案】(1)三颈烧瓶(2 分)
(2)
(2 分)
(3)增大Na 与H2的接触面积,加快反应速率(2 分)
(4)圆底烧瓶(2 分)
(5)蒸馏(2 分)
(6)氢氧化钠(2 分)
(7)38%(2 分)
【解析】(1)根据仪器A 的结构特点可知,仪器A 的名称为三颈烧瓶。
(2)NaH 与B(OCH3)3在240℃反应生成NaBH4和CH3ONa,反应的化学方程式为4NaH+B(OCH3)3
NaBH4+3CH3ONa。
(3)将Na 分散到石蜡油中的目的是:增大Na 与H2的接触面积,加快反应速率。
(4)NaBH4可溶于异丙胺,CH3ONa 难溶于异丙胺,故萃取完全后,NaBH4随同异丙胺在圆底烧瓶中。
(5)NaBH4是固体,可溶于异丙胺,故从NaBH4的异丙胺溶液中分离异丙胺和NaBH4并回收溶剂的
方法是蒸馏。
(6)NaBH4可溶于水,常温下与水缓慢反应,与酸剧烈反应,强碱环境下能稳定存在,故将产品溶
于强碱溶液,X 溶液为氢氧化钠溶液。
(7)由反应I2+2Na2S2O3=2NaI+Na2S4O6知,步骤2 生成I2物质的量为
n(Na2S2O3)=
×0.2000mol/
L×0.018L=1.8×10-3mol,根据KIO3+5KI+3H2SO4=3K2SO4+3I2+3H2O 知,过量的KIO3物质的量为
×1.8×10-3mol=6×10-4mol,与NaBH4反应的KIO3物质的量为0.1mol/L×0.03L-6×10-4mol=2.4×10-3mol,由
3NaBH4~4KIO3知,2.00mL 溶液中NaBH4物质的量为1.8×10-3mol,产品中NaBH4的纯度为
×100%=38%。
13.(14 分)化合物Q 是合成一种解热、镇咳药物的中间体。一种合成Q 的路线如下:
13
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回答下列问题:
(1)A 的名称为 。Q 中含氧官能团的名称为 。
(2)下列说法错误的是 (填标号)。
a.设计A→B 步骤的目的是保护酚羟基 b.B→C 中,AlCl3作催化剂
c.E 和H 中碳原子杂化方式相同 d.1 mol Q 最多能与6 mol H2反应
(3)D 的结构简式为 。G 易溶于水,从物质结构角度分析其原因为 。
(4)
反应的化学方程式为 。
(5)E 的芳香族同分异构体中,同时满足下列条件的结构简式为 (不考虑立体异构)。
①核磁共振氢谱有5 组峰;②1 mol 有机物最多能与2 mol NaHCO3反应。
【答案】(1)间苯二酚(2 分) 酯基、醚键(2 分)
(2)cd(2 分)
(3)
(2 分) 丙酮和水均为极性分子,相似相溶,且丙酮分子与水分子间可
以形成氢键(2 分)
(4)
+
+H2O(2 分)
(5)
(2 分)
【解析】(1)由结构简式可知,
的名称为间苯二酚,
分子中
含氧官能团为酯基、醚键,故答案为:间苯二酚;酯基、醚键;
(2)a.A→B 为取代反应,酚羟基变为甲氧基,生成的甲氧基在后续步骤中又生成酚羟基,故设计
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A→B 步骤的目的是保护酚羟基 ,a 正确;b.B→C 中
在氯化铝作用下与ClHC=CHCN
发生取代反应生成
,AlCl3作催化剂,b 正确;c.E 中碳原子杂化方式为sp2,H
中杂化方式为sp2、sp3,c 错误;d.Q 结构简式为
,能够和H2反应的有苯
环和碳碳双键,故1 mol Q 最多能与5 mol H2反应,d 错误;故答案为cd;
(3)D 的结构简式为
;根据G 的分子式和H 的结构简式可知G 为丙酮,从物质
结构角度分析丙酮易溶于水原因为:丙酮和水均为极性分子,相似相溶,且丙酮分子与水分子间可以
形成氢键;
(4)H+F→Q 反应的化学方程式为
+
+H2O;
(5)E 的芳香族同分异构体中,同时满足下列条件①核磁共振氢谱有5 组峰;②1 mol 有机物最多能
与2 mol NaHCO3反应的结构简式为
。
14.(16 分)甲醇水蒸气重整制氢转换条件温和、副产物少,成为了诸多富氢燃料的首选之一。甲醇水蒸
气重整制氢过程中的化学反应如下:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.
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(1)
,若反应ⅰ正反应的活化能
,则逆反应的活化能
。
(2)下图为含碳产物的选择性(CO 的选择性是指反应生成CO 的甲醇占转化的甲醇的百分比)及产
氢率随水醇物质的量之比(
)的变化图像,曲线 是
选择性曲线。由图可知,下
列最优水醇物质的量之比是 。
A.1.2 B.1.7 C.2.5
(3)若甲醇水蒸气重整反应是在吸附剂CaO 存在的情况下进行的,产氢量随温度和
之比
的影响如下图所示。已知吸附剂CaO 的碳酸化反应为:
。
①当
一定时,温度小于230℃,随温度升高产氢量增加;温度大于300℃时,产氢量随温
度升高而降低,降低的原因 。
②在温度为T℃的恒容密闭的石英管中,加入碳酸钙,加热至反应完全后(碳酸钙始终有剩余),测
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得二氧化碳压强为a kPa。在相同温度下的恒容密闭石英管中按
通入水蒸气和甲醇,
并加入适量CaO,测得压强为
,待反应达平衡后,测得二氧化碳的选择性为80%,氢气的分压
为b kPa,若氧化钙对二氧化碳的吸收率为50%,则
的平衡分压为 kPa,反应ⅲ的
。若继续加入甲醇,则
(填“增大”、“减小”或“不变”)。
【答案】(1)+49(2 分)
(2 分)
(2)a(2 分) B(2 分)
(3)CaO 碳酸化反应为放热反应,温度大于300℃时不利于
的吸收,反应ⅱ正向进行程度增大,
产氢量降低(2 分) a(2 分)
(2 分) 增大(2 分)
【解析】(1)根据盖斯定律,iii-ii 可得
,
,得
,答案:+49、
;
(2)因为CO 的选择性与CO2的选择性之和等于1,且水醇物质的量之比越大,反应i 正向移动,反
应ii 逆向移动,则CO2的选择性增大,所以曲线a 是CO2的选择性曲线,曲线c 是CO 的选择性曲线,
曲线b 是产氢率;由图可知,最优水醇物质的量之比是1.7,因为此时产氢率较高,如果继续增加水醇
物质的量之比,产氢率变化不大,且水气化消耗的能量较高。所以选B,答案:a、B;
(3)因为三个反应都是正向吸热,所以
一定时,温度小于230℃,随温度升高产氢量增加,
则主要以反应i、iii 为主;温度大于300℃时,升高温度,平衡逆移,二氧化碳浓度增大,使反应i 逆
移,反应ii 正移,则产氢量随温度升高而降低;
在温度为T℃的恒容密闭的石英管中,加入碳酸钙,加热至反应完全后(碳酸钙始终有剩余),测得二
氧化碳压强为a kPa,即二氧化碳在该温度下的平衡压强一直是a kPa;
恒温恒容,压强之比等于物质的量之比,得甲醇起始压强0.5p0kPa,水起始压强0.5p0kPa,假设平衡
体系中甲醇分压xkPa,水分压ykPa,氢气的分压为b kPa,二氧化碳压强为a kPa,氧化钙对二氧化
碳的吸收率为50%,则二氧化碳总共生成量表示为2a kPa,根据H 原子守恒可知,
0.5p0×4+0.5p0×2=4x+2y+2b,碳原子守恒可知,(0.5p0-x)×0.8=2a,解得甲醇压强x=
kPa,则
CO 为0.5p0-2a-
=0.5a kPa,氢气的分压为b kPa,根据压强平衡常数
代入可知
;
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若继续加入甲醇,则
增大,二氧化碳压强仍为a kPa,则
增大;答案:CaO 碳酸化
反应为放热反应,温度大于300℃时不利于
的吸收,反应ⅱ正向进行程度增大,产氢量降低、a、
、增大。
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