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绝密★启用前
2025 年高考考前信息必刷卷04(河北专用)
化 学
考情速递
高考·新动向:
2025 年试题遵循高中课程标准,引导中学教学遵循教育规律,试题精心设置问题,涵盖了化学学科的
基础实验、基本原理、化学学基础知识等,同时,考查学生的科学态度和学科关键能力,引导教学回归基
础。化学试题突出对化学基本概念、基本原理、基本技能等基础知识的考查,有效地考查了学生对必备知
识和关键能力的掌握情况以及考学科核心能力水平。
高考·新情境:
例如第1 题以“河北省的考古出土文物”为载体进行硅酸盐、合金等;第8 题以“电催化合成氨的反
应机理”为载体考查活化能、反应速率、化学键的断裂与生成;第10 题以“新型短路膜电化学电池”为
载体考查电极反应式和电化学的计算;第17 题以“研究乙酸制氢工艺”为载体考查平衡常数、化学平
衡、体积分数。
命题·大预测:
高考命题以课程标准为基本依据,以教材为重要参考,在最后的备考冲刺阶段,要对课本的知识体系
做一个回顾和归纳,建议可以课本目录为标准,将知识点重新串联起来,复习时做到不遗漏任何知识点。
回归课本要关注基本概念(如:热化学方程式、燃烧热、中和热等),关注课本图像(如吸放热反应能量变化
图像、反应机理图等),关注模型的建立(如原电池、电解池模型等)。此外,回归课本还要重视课本实验的
回顾。许多基本概念、原理、规律及物质性质都是由实验推导和验证的,因此除了关注有关元素化合物的
性质实验外,还要重点复习实验证明过程。
(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、考生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 P 31 S 32 K 39 I127
一、选择题:本题共14 小题,每小题3 分,共42 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.河北省的大批考古发掘成果展示了河北悠久而辉煌的历史。对下列河北出土文物的说法错误的是
7
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A.白玉双龙高纽文壁主要成分是二氧化硅
B.四龙四风铜方案的主要成分是铜锡合金
C.白釉黑彩孩儿鞠球纹枕的主要成分是硅酸盐
D.元青花龙纹食盒的“青”色源于含钴矿料“钴蓝”
【答案】A
【解析】白玉的主要成分是硅酸盐,故A 错误;四龙四风铜方案属于青铜器,主要成分是铜锡合金,故B
正确;白釉黑彩孩儿鞠球纹枕是陶瓷,主要成分是硅酸盐,故C 正确;钴蓝的主色和青蓝相似,元青花龙
纹食盒的“青”色源于含钴矿料“钴蓝”,故D 正确;故选A。
2.下列化学用语表示错误的是
A.羟基的电子式:
B.乙炔的空间填充模型:
C.基态N 原子的价层电子轨道表示式:
D.乙酸的球棍模型:
【答案】C
【解析】羟基中氢原子和氧原子形成一对共用电子对,氧原子还有1 个单电子,其电子式为
,故A
正确;乙炔的结构简式为HC≡CH,空间构型为直线形,空间填充模型:
,故B 正确;基态N 原
子的价层电子为2s22p3轨道表示式为
,故C 错误;乙酸的结构简式为:CH3COOH,乙酸的
8
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球棍模型为
,故D 正确;故选C。
3.设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法中正确的是
A.常温常压下,46gNO2和N2O4混合气体含有的原子数为3NA
B.0.2molFeI2与足量氧气反应时转移电子数为0.4NA
C.标准状况下,2.24LCCl4含有的共价键数为0.4NA
D.常温下,56g 铁片投入足量浓H2SO4中生成NA个SO2分子
【答案】A
【解析】常温常压下,NO2和N2O4混合气体的最简式为NO2,46g NO2的物质的量为1mol,含3mol 原
子,原子数为3NA,A 正确;0.2molFeI2与足量氧气反应时Fe2+被氧化为Fe3+,I-被氧化为I2,转移0.6mol
电子,电子数为0.6NA,B 错误;标准状况下,CCl4为液体,无法计算2.24LCCl4含有的共价键数,C 错
误;常温下铁片遇浓H2SO4钝化,不能产生SO2,D 错误;故选A。
4.下列离子方程式书写错误的是
A.铜置于硫酸铁溶液中:
B.在
溶液中滴加少量澄清石灰水:
C.等体积等浓度的
溶液与
溶液混合:
D.将少量氯气通入
溶液中:
【答案】D
【解析】铜置于硫酸铁溶液中,铁离子能将铜单质氧化为Cu2+,自身被还原为Fe2+,离子方程式为:
,A 正确;在
溶液中滴加少量澄清石灰水,石灰水少量,Ca2+与OH-离子
的系数之比为1:2,反应的离子方程式为:
,B 正确;
具有还原性,ClO-离子具有氧化性,等体积等浓度的
溶液与
溶液混合发生氧化还原
反应,二者的系数之比为1:1,反应的离子方程式为:
,C 正确;Fe2+的还原
9
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性大于Br-,将少量氯气通入
溶液中氧化的是Fe2+离子,反应的离子方程式为:
,D 错误;故选D。
5.图示装置不能完成相应气体的发生和收集实验的是(除杂和尾气处理装置任选)
选
项
气体
试剂
装置
A
饱和
溶液+浓硫酸
B
浓盐酸
C
NaH+水
D
石灰石+稀盐酸
【答案】B
【解析】如图所示的气体发生装置为固液不加热型;右侧气体收集装置,长进短出为向上排空气法,短进
长出为向下排空气法,装满水后短进长出为排水法。饱和
溶液和浓硫酸反应可以制
,使用固液
不加热制气装置,
密度比空气大,用向上排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,A 不
符合题意;
和浓盐酸加热反应可以制
,应该使用固液加热制气装置,
密度比空气大,用向上
排空气法收集,不能完成氯气的制取,B 符合题意;
与水反应可以制
,使用固液不加热制气装
置,氢气密度比空气小,用向下排空气法收集,可以完成相应气体的发生和收集实验,C 不符合题意;石
灰石和稀盐酸反应可以制
,使用固液不加热制气装置,
密度比空气大,用向上排空气法收集,可
以完成相应气体的发生和收集实验,D 不符合题意;故选B。
6.下列实验操作中,对应的实验现象以及实验结论均正确,且两者具有因果关系的是
选
项
实验操作
实验现象
实验结论
A
明矾溶液中加入过量NaF 后再加浓氨水
无白色沉
淀生成
会与
反应,且反应后
溶液中
的浓度很低
10
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B
向甲苯中加入溴水,充分振荡
溴水褪色
甲苯与溴水发生了取代反应
C
将镀层有破损的镀锌铁片放入酸化的3%NaCl 溶液中,
一段时间后,取溶液于试管中,滴加KSCN 溶液
无红色出
现
铁未被腐蚀,已破损的镀层
锌仍能起到保护的作用
D
向两支盛有5mL 不同浓度
溶液的试管中同时加
入2mL5%双氧水
产生气泡
快慢不同
探究浓度对反应速率的影响
【答案】A
【解析】向盛有明矾溶液的试管中加入NaF 溶液生成[AlF3]3-,[AlF3]3-很难电离出铝离子,则再加入氨水,
无白色沉淀生成,A 正确;甲苯与溴水不能发生取代反应,向甲苯中加入溴水,甲苯萃取溴水中的溴,从
而使液体分为两层,上层为橙红色的溴的甲苯溶液,下层为无色的水,B 错误;将镀层有破损的镀锌铁片
放入酸化的3%NaCl 溶液中,构成原电池,Zn 为负极,Fe 为正极被保护,滴加KSCN 溶液只检验铁离
子,无红色出现,不能证明Fe 没有被腐蚀,C 错误;NaHSO3与H2O2发生反应NaHSO3+H2O2=
NaHSO4+H2O,反应无明显现象,无法探究浓度对反应速率的影响,D 错误。
7.下列事实的原因分析错误的是
事实
原因
A
水中的溶解度:
为非极性分子,
的空间结构与水相似,分子显弱极性,水是极性溶剂
B
分子极性:
N 的电负性小于
与Cl 的电负性差值大于N 与Cl 的电负性差值
C
晶体中的配位数:干
冰>冰
冰晶体中有氢键,氢键的方向性使得分子不可密堆积;干冰中无氢键,只有
范德华力,分子是密堆积的
D
摩氏硬度:金刚石>碳
化硅
金刚石中C 原子半径小于碳化硅中硅原子半径,C-C 键键长比C-Si 键键长
短,键能大
【答案】B
【解析】O2为非极性分子,而O3的空间构型为V 形,与水相似,分子显弱极性,水也是极性溶剂,依据
“相似相溶原理”,水中的溶解度:
,A 正确;N 的电负性大于P,P 与Cl 的电负性差值大于N 与
Cl 的电负性差值,故分子极性:
B 错误;冰晶体中有氢键,氢键的方向性使得分子不可密堆
积,干冰中无氢键,只有范德华力,分子是密堆积的,故晶体中的配位数:干冰
冰,C 正确;两者均为
共价晶体,金刚石中C 原子半径小于碳化硅中硅原子半径,
键键长比
键键长短,键能大,故摩
氏硬度:金刚石>碳化硅,D 正确;故选B。
11
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8.我国科学家团队设计并合成了纳米
催化剂,并研究在催化剂表面电催化合成氨的反应机理如图所
示,*表示吸附态。下列说法正确的是
A.催化剂表面
吸附时释放能量,
解吸时需吸收能量
B.“途径①”速率最慢的步骤为
C.“途径①”中有极性键的断裂与生成
D.
在催化剂表面发生反应转化为
的过程,“途径①”比“途径②”更易进行
【答案】B
【解析】由图可知,途径①催化剂表面N2吸附时释放能量,途径②催化剂表面N2吸附时吸收能量,途径
①和途径②NH3解吸时均需吸收能量,故A 错误;活化能越高,反应速率越慢,故“途径①”速率最慢的
步骤为*NNH+H++e−→*NHNH,故B 正确;由图可知,“途径①”中有N-H 的生成和氮氮三键的断裂,故
“途径①”中有极性键的生成与非极性键的断裂,故C 错误;
∗ N2在催化剂表面发生反应转化为
*NH3的过
程,途径②活化能低,故“途径②”比“途径①”更易进行,故D 错误;故选B。
9.乙二胺四乙酸用
表示,可接受质子形成
。
在水溶液中存在六级电离,含
微粒的分布
分数
与
变化关系如图。已知:
的
、
。
下列说法正确的是
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A.曲线e 代表
B.向
溶液中加入过量
溶液,离子方程式为
C.酸性条件下溶液中存在:
D.
溶液中存在:
【答案】D
【解析】由题意可知,
在水溶液中存在六级电离,溶液pH 越大,溶液中
的越小,则曲线a、
b、c、d、e 分别代表
、
、
、
、
、
、
的分布分数与pH 变化关系,由
公式可知,
的电离常数分别为10—0.9、10—1.6、10—2.0、10—2.67、10—6.16、10—10.26。由分析可知,曲线e
代表
的分布分数与pH 变化关系,故A 错误;由分析和碳酸的电离常数可知,酸性:
>
>H2CO3>HCO >
,则向
溶液中加入过量碳酸钠溶液发生的反应为
溶液与碳酸钠溶液反
应生成Na3HY 和碳酸氢钠,反应的离子方程式为
,故B 错误;
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由电离常数可知,溶液中
=
=100.4,故C 错
误;
由图可知,
溶液呈酸性,说明
在溶液中的电离程度大于水解程度,所以离子浓度的大小顺
序为
,故D 正确;故选D。
10.随着人们对环境保护和能源消耗的关注日益增加,诞生了许多新型电池。一种新型短路膜电化学电池
可以缓解温室效应,其装置如图所示。下列说法正确的是
A.该装置通过氢气与空气中
反应,达到缓解温室效应的目的
B.该电池的负极反应为
C.正极反应消耗标准状况下
,理论上需要转移电子
D.短路膜和常见的离子交换膜不同,它只能传递电子,不能传递离子
【答案】C
【解析】由图可知,正极氧气发生还原反应和二氧化碳生成碳酸根离子,负极氢气发生氧化反应和碳酸氢
根离子生成二氧化碳。由图示可知,正极氧气发生还原反应和二氧化碳生成碳酸根离子,负极氢气发生氧
化反应和碳酸氢根离子生成二氧化碳,该装置吸收含二氧化碳空气,释放出不含二氧化碳的空气,生成二
氧化碳可以被收集利用,故可用于空气中的捕获,缓解温室效应,A 错误;由分析可知,该电池的负极反
14
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应为
,B 错误;正极氧气发生还原反应和二氧化碳生成碳酸根离子,电极
反应式为:
,正极反应消耗标准状况下
,理论上需要转移电子4mol,C 正
确;由图示可知,短路膜中存在电子运动,故和常见的离子交换膜不同,它既能传递离子,还可以传递电
子,D 错误;故选C。
11.某抗癌药物中间体的合成方法如图。下列说法正确的是
A.含氧官能团种数:
B.可用银氨溶液鉴别a 和b
C.b 分子中含有1 个手性碳原子
D.a 分子中最多有13 个原子处于同一平面
【答案】B
【解析】a 中含氧官能团为醛基,b 中含氧官能团为羟基,均只有一种含氧官能团,故A 错误;a 中含有醛
基,可以与银氨溶液反应,b 中不含醛基,不可以与银氨溶液反应,可以用银氨溶液鉴别a 和b,故B 正
确;连接四个不同基团的碳原子为手性碳原子,可知b 中没有手性碳原子,故C 错误;a 中的苯环是一个
平面,与苯环相连的F 也位于同一个平面,醛基是一个平面可以与苯环共面,-CF3中最多1 个碳原子和1
个氟原子与苯环共面,所以a 中最多有15 个原子共面,故D 错误;答案选B。
12.下图所示化合物是制备某些药物的中间体,其中W、X、Y、Z、Q 均为短周期元素,且原子序数依次增
大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,z 原子的电子数是Q 的一半。下列说法正确的是
A.简单氢化物的键角:Z>Q
B.第一电离能:Z>Y>X
C.基态原子的未成对电子数:X>Q
D.
和
空间结构均为平面三角形
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【答案】A
【解析】由均为短周期元素,且原子序数依次增大,分子中的所有原子均满足稀有气体的稳定电子构型,
Z 原子的电子数是Q 的一半,图中W 含有1 个化学键,原子序数最小,故W 为H,X 含有4 个共价键,故
X 为C,Z 和Q 都含2 个共价键,且Z 原子的电子数是Q 的一半,故Z 为O,Q 为S,Y 含3 个共价键,而
且原子序数介于C 和O 之间,故Y 为N。Z 的简单氢化物为H2O,Q 简单氢化物为H2S,电负性O>S,O
原子周围成键电子多于S,成键电子对斥力大,键角大,键角H2O>H2S,A 正确;同一周期从左到右第一
电离能呈现增大的趋势,N 元素2p 轨道半充满稳定,故第一电离能N>O>C,即Y>Z>X,B 错误;
基态原子中C 的未成对电子数为2 个,S 的未成对电子数也为2 个,故基态原子的未成对电子数:X=Q,C
错误;
为
,
为
,
中心原子为N,价层电子对为3+
,空间结构为平面
三角形,
中心原子为S,价层电子对为3+
,空间构型为三角锥形,D 错误;故选A。
13.
晶体具有良好的光学性能,晶胞为立方体。已知:晶胞参数为
,
为阿伏加德罗常数的
值。下列叙述正确的是
A.与
最近且距离相等的
的数目为6
B.1 个晶胞中含有2 个
原子
C.
和
的最近距离为
D.该晶体密度
【答案】D
【解析】观察晶胞图示,K 位于顶点,O 位于面心,与K 最近且距离相等的O 的数目为12,A 项错误;1
个晶胞中含有
个K 原子,B 项错误;面对角线上K 和O 最近距离为
,C 项错误;根据均摊
法计算可知,1 个晶胞含1 个
,
,D 项正确;故选D。
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14.一定温度下,在恒温恒容容器内发生反应:
,实验测得的数据如下表:
时间/s
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
5.00
3.52
2.40
1.75
1.23
0.87
0.61
下列说法错误的是
A.向容器中通入氧气,平衡逆向移动,K 不变
B.
时,
分解的平均反应速率为
C.
时,生成
的瞬时反应速率为
D.该反应的速率常数
【答案】C
【解析】一定温度下,在恒温恒容容器内发生反应:
,向容器中通入氧气,
平衡逆向移动,温度不变,K 不变,A 正确;
时,
分解的平均反应速率为
=
,B 正确;0-
时,生成
的平均反应速率为
,不能计算
时,生成
的瞬时反应速率,C 错误;该反应
的反应物只有
且系数为1,则
,该反应的速率常数
,D 正确;故选C。
二、非选择题:本题共4 小题,共58 分。
15.(15 分)钴在新能源、新材料、航空航天、电器制造领域具有重要用途。某炼锌废渣含有锌、铅、
铜、铁、钴、锰的+2 价氧化物及锌和铜的单质。从该废渣中提取钴的一种流程如下。
17
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已知:金属阳离子(M)以氢氧化物形式沉淀时,
和溶液
的关系如下图所示。
回答下列问题:
(1)“酸浸”前,需将废渣磨碎,其原因是 。
(2)Co 在元素周期表的位置为 ;Cu 的价电子排布式为 。
(3)“沉锰”步骤中,加
发生反应的离子方程式为
,该
反应中
是_______。
A.还原剂
B.氧化剂
C.氧化产物
D.还原产物
(4)"酸浸"步骤中,浸渣的成分为铜和 ;"沉淀"步骤中,用NaOH 调pH 分离出的滤渣成分只有
,则调节的
的范围为 。
(5)"酸浸"步骤中,CoO 发生反应的化学方程式是 。
(6)若“沉钴”步骤中,控制溶液
,则从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是
。
【答案】(1)增大固体与酸反应的接触面积,提高钴元素的浸出效率 (2 分)
(2)第四周期VIII 族(2 分)
(2 分)
(3)C(1 分)
(4) 硫酸铅(或
) (2 分) 3.1~6.2(2 分)
(5)
(2 分)
(6)向滤液中滴加NaOH 溶液,边加边搅拌,控制溶液的pH:
,静置后过滤、洗涤、干燥(2
18
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分)
【解析】炼锌废渣含有锌、铅、铜、铁、钴、锰等元素的+2 价氧化物及锌和铜的单质,经稀硫酸酸浸时,
铜不溶解,Zn 及其它+2 价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其他均转化为相应的+2 价阳离子进入溶
液;然后通入硫化氢沉铜生成CuS 沉淀;过滤后,滤液中加入
将锰离子氧化为二氧化锰除去,同
时亚铁离子也被氧化为铁离子;再次过滤后,用氢氧化钠调节
,铁离子完全转化为氢氧化铁
沉淀除去铁元素;第三次过滤后的滤液中加入次氯酸钠沉钴,得到
。
(1)“酸浸”前,需将废渣磨碎,其原因是增大固体与酸反应的接触面积,提高钴元素的浸出效率;
(2)Co 是27 号元素,在元素周期表的位置是第四周期VIII 族;Cu 是29 号元素,其价电子排布式为
;
(3)“沉锰”步骤中,
将
氧化为二氧化锰除去,二氧化锰为氧化产物,故C 正确;
(4)“酸浸”步骤中,
不溶解,
单质及其它元素的+2 价氧化物除铅元素转化为硫酸铅沉淀外,其
它元素均转化为相应的+2 价阳离子进入溶液,浸渣的成分为铜和硫酸铅;“沉淀”步骤中,用
调
分离出的滤渣是
,从图像分析得知
不能沉淀,调节的
的范围是
;
(5)“酸浸”步骤中,
发生反应的化学方程式为:
;
(6)“沉钴”后滤液的
,溶液中有
元素以
形式存在,当
后氢氧化锌会溶解
转化为
,因此,从“沉钴”后的滤液中回收氢氧化锌的方法是:向滤液中滴加NaOH 溶液,
边加边搅拌,控制溶液的pH:
,静置后过滤、洗涤、干燥。
16.(14 分)
为深蓝色晶体,可溶于水,难溶于乙醇,常用作杀虫剂、媒染剂。某小
组在实验室制备该晶体并检验其纯度。
【制备晶体】利用图1 装置(部分夹持装置略)制备
晶体。
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(1)仪器X 的名称为 。
(2)A 装置中发生反应的化学反应方程式为 。
(3)使用长颈漏斗将A 装置产生的气体持续通入B 装置中,而不使用长导管通入的原因是 。
(4)向B 装置硫酸铜溶液中持续通入A 装置产生的气体,并不断搅拌,可观察到的现象为 。
(5)用恒压滴液漏斗向反应后溶液继续滴加95%乙醇溶液,有深蓝色晶体析出,经过滤、洗涤、干燥得到产
品。请从结构的视角解释加乙醇的目的是 。
【测定纯度】将
(相对分子质量为
)样品溶于水,并加入过量NaOH,通入高温
水蒸气,将样品产生的氨全部蒸出。先用
稀盐酸吸收蒸出的氨。再利用图2 装置(夹持装
置略),用0.1000mol/LNaOH 溶液滴定剩余的HCl,消耗
溶液。
(6)接近滴定终点时,一般采用“半滴法操作”。即将悬挂在滴定管尖嘴处的NaOH 溶液 (填实验操
作),随即用洗瓶冲洗锥形瓶内壁。
(7)样品中
的质量分数的表达式为 (用
、
、
、
表示)。
【答案】(1)普通漏斗 (2 分)
20
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(2)
(2 分)
(3)防倒吸(2 分)
(4)先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀逐渐溶解,溶液变为深蓝色(2 分)
(5)降低溶剂的极性,利于
结晶析出(2 分)
(6)轻轻靠一下锥形瓶内壁(2 分)
(7)
(2 分)
【分析】装置A 中生成氨气,反应产生的氨气通入B 中,先产生氢氧化铜蓝色沉淀,继续向B 中通入氨
气,氢氧化铜溶解,生成硫酸四氨合铜,再滴入95%的乙醇析出
,分离出
,溶解后和氢氧化钠反应释放出氨气被稀盐酸吸收,通过滴定剩余盐酸溶质的量可以
计算生成氨气的量,进而计算硫酸四氨合铜晶体的纯度。
【解析】(1)根据装置图,仪器X 的名称为普通漏斗;
(2)A 装置制备氨气,氯化铵和氢氧化钙反应生成氯化钙、氨气、水,发生反应的化学反应方程式为
;
(3)氨气极易溶于水,氨气溶于水易发生倒吸,使用长颈漏斗将A 装置产生的气体持续通入B 装置中,
而不使用长导管通入的原因是防倒吸。
(4)向B 装置硫酸铜溶液中持续通入A 装置产生的气体,并不断搅拌,先生成氢氧化铜沉淀,氢氧化铜
继续和氨气反应生成硫酸四氨合铜,可观察到的现象为:先生成蓝色沉淀,后蓝色沉淀消失,溶液变为深
蓝色。
(5)水分子的极性大于乙醇分子的极性,加入乙醇能降低溶剂的极性,利于
结晶析
出,所以滴加95%乙醇溶液,有深蓝色晶体析出。
(6)接近滴定终点时,一般采用“半滴法操作”,即将悬挂在滴定管尖嘴处的NaOH 溶液轻轻靠一下锥
形瓶内壁,随即用洗瓶冲洗锥形瓶内壁。
(7)根据滴定原理,样品产生的氨气和滴定用的氢氧化钠共消耗
HCl,则
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氨气消耗的氯化氢为
,n(NH3)=
,根据
~~4NH3,
的物质的量为
,样品中
的质量分数的表达式为
。
17.(14 分)乙酸是基本的有机化工原料,研究乙酸制氢工艺具有重要的意义。已知制氢过程发生如下反
应:
热裂解反应:
脱羧基反应:
(1)下图为热裂解反应和脱羧基反应过程中的能量变化情况。
①表示热裂解反应能量变化情况的是曲线 ,该反应的活化能为
。
②两反应中,速率较快的是 。
(2)在恒容密闭容器中,加入一定量的乙酸蒸气并发生反应达到平衡状态,测得温度与气体产率的关系如下
图所示。
①由图可知,升高反应温度时,H2和CO 的产率升高,而CO2和CH4的产率降低,原因是 。
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②图中H2的产率始终低于CO,CO2的产率始终低于CH4,则该体系中可能存在的副反应的化学方程式为
。
③已知②中副反应为吸热反应,下列措施可抑制该副反应的是 (填字母标号)。
A.增大反应体系的压强 B.降低反应温度
C.向体系中通入H2O(g) D.选择适当的催化剂
(3)若体系中只发生热裂解反应和脱羧基反应,在某条件下达到平衡,体系的总压强为pkPa,乙酸体积分数
为20%,其中热裂解反应消耗的乙酸占起始投料量的20%。
①平衡体系中,H2的体积分数为 。
②脱羧基反应的平衡常数Kp= kPa(Kp 为以分压表示的平衡常数)。
【答案】(1) Ⅰ(1 分) (E5-E2) (2 分) Ⅱ(1 分)
(2) 反应Ⅰ为吸热反应,升高温度平衡正向移动,导致H2和CO 的产率升高,而反应Ⅱ是一个放热反应,
升高温度平衡逆向移动,导致CO2和CH4的产率降低(2 分) CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) (2 分)
BC(2 分)
(3) 20% (2 分) 0.2p(2 分)
【解析】(1)①由题干信息可知,热裂解反应是一个吸热反应即反应物的总能量低于生成物的总能量,
结合图像信息可知,表示热裂解反应能量变化情况的是曲线Ⅰ,根据活化能的定义可知,该反应的活化能
为(E5-E2)kJ/mol;
②由题干图像信息可知,热裂解反应的活化能更大,活化能越大反应速率越慢,故两反应中,速率较快的
是Ⅱ,故答案为:Ⅱ;
(2)①由题干信息可知,反应Ⅰ是一个吸热反应,升高温度平衡正向移动,导致H2和CO 的产率升高,
而反应Ⅱ是一个放热反应,升高温度平衡逆向移动,导致CO2和CH4的产率降低,故答案为:反应Ⅰ为吸
热反应,升高温度平衡正向移动,导致H2和CO 的产率升高,而反应Ⅱ是一个放热反应,升高温度平衡逆
向移动,导致CO2和CH4的产率降低;
②根据反应方程式的系数可知,H2和CO、CH4和CO2的系数分别相同,即若没有副反应发生则CO 和H2
的产率相同,CH4和CO2的产率相同,但图中H2的产率始终低于CO,CO2的产率始终低于CH4,说明副反
应消耗H2和CO2,故该体系中可能存在的副反应的化学方程式为CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g),故答案
为:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g);
③由上述分析可知,已知②中副反应为CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)是一个吸热反应,据此解题:
该副反应是一个气体体积不变的反应,增大反应体系的压强对该反应平衡没有影响,A 不合题意;已知该
反应是一个吸热反应,故降低反应温度使得该反应平衡逆向移动,能够抑制该反应的发生,B 符合题意;
向体系中通入H2O(g)即增大生成物浓度,能使平衡逆向移动,能够抑制该反应发生,C 符合题意;选择适
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当的催化剂只能改变反应速率,不能使平衡发生移动即不能抑制该反应发生,D 不合题意;故选BC;
(3)设起始乙酸的物质的量为1mol,脱羧反应生成甲烷的物质的量为amol,由题意可建立如下三段式:
由乙酸的体积分数可得:
×100%=20%,解得a=0.4,据此解题:
①由上述分析可知,平衡体系中,H2的体积分数为
×100%=
×100%=20%;
②脱羧基反应的平衡常数Kp=
=
=0.2pkPa。
18.(15 分)Daprodustat 是一种用于治疗贫血的药物,其中间体J 的合成路线如下图所示。
已知:
(1)A 是一种芳香族化合物,则反应I 的条件是
。
(2)B 和C 含有的官能团名称分别为 、 。
(3)
的反应类型是 。
(4)F 不能水解,G 的核磁共振氢谱中有2 组峰。
①根据含有的官能团进行分类,F 的类别是 。
H
②
与乙二胺
在一定条件下反应生成七元环状化合物的结构简式是 。
H
③
与乙醇在一定条件下生成M(分子式
)的方程式是 。
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(5)下列关于的说法中,正确的有___________。
A.J 分子中含有2 种官能团
B.J 分子中存在手性碳原子
C.J 存在含有苯环和酯基的同分异构体
D.J 在一定条件下水解可得到D
(6)由中间体J 合成Daprodustat 的过程中需经历以下三步。
其中试剂1 的分子式为
,J 生成K 为加成反应,则试剂1 和L 的结构简式分别为 和
。
【答案】(1)浓硝酸、浓硫酸、加热(1 分)
(2) 硝基 (1 分) 氨基(1 分)
(3)加成反应(1 分)
(4)羧酸(1 分)
(2 分)
(2 分)
(5)CD(2 分)
(6)
(2 分)
(2 分)
【解析】A 是一种芳香族化合物,分子式为C6H6,则A 为
,苯与浓硝酸发生硝化反应生成B 为
,硝基还原为氨基,C 为
,苯环与氢气发生加成反应生成D 为
,D 发生加成
反应生成E,E 和I 发生取代反应生成J 和HCl,则I 为
,逆推H 为
,根据已知反应可知
G 为
,则F 为CH3COOH;
(1)A 为
,苯与浓硝酸发生硝化反应生成B 为
,反应I 的条件是浓硝酸、浓硫酸、加
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热;
(2)B 为
,C 为
,官能团分别为硝基
、氨基
;
(3)
和
反应生成
,
的反应类型是加成反应;
(4)①根据分析,F 为CH3COOH,F 的类别是羧酸;
H
②
为
,H 与乙二胺(H2NCH2CH2NH2)在一定条件下反应生成七元环状化合物,化学方程式是:
HOOCCH2COOH+H2NCH2CH2NH2
+2H2O;
H
③
与乙醇在一定条件下发生酯化反应,方程式为
;
(5)J 是
含有1 种官能团酰胺基,A 错误;
分子中不存在手性碳原子,B 错误;
不饱和度为6,含有3 个氧原子,可以存在含有苯环和酯基的同分异构体,C 正确;
在一定条件下水解可得到
,D 正确;故选CD;
(6)L 发生酯的水解脱去C2H5OH,结合Daprodustat 中羧基的位置可知,L 的结构简式为
,试剂1 的分子式为C5H7O3N,J 生成K 为加成反应,K→L 是异构化,则试剂1 中
含-COOC2H5,结合L 的结构可知试剂1 的结构简式为
,发生加成反应时,碳氮双键断裂。
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