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绝密★启用前
2025 年高考考前信息必刷卷04(重庆专用)
化 学
考情速递
高考·新动向:有机合成复杂度提升:第18 题(蜂胶活性成分合成)涉及多步官能团保护与转化(如酚
羟基的甲基化与脱保护),要求学生掌握复杂有机合成路线的设计与分析能力。
高考·新考法:多反应平衡综合分析:第13 题(CO₂ 甲烷化)通过转化率与选择性曲线,结合速率方程
与平衡常数,考查学生对多反应体系中平衡移动与速率控制的综合分析能力。电化学机理探究:第12
题(SnBr₂ 双膜电池)要求学生通过膜类型判断与电子转移分析,理解离子交换膜在电池中的作用,体
现电化学知识的深度应用。
高考·新情境: 航天材料应用:第1 题以“神舟十七号”铝材、砷化镓电池为背景,考查金属材料与
半导体材料的分类,贴近国家科技发展热点。工业副产物资源化:第15 题(阳极泥处理)通过回收
Au、Pt 等贵金属,体现绿色化学理念与资源循环利用的实际应用。
命题·大预测:夯实实验细节:理解分液漏斗控速、沉淀洗涤检验等操作原理,而非机械记忆步骤。强
化晶体计算训练:掌握晶胞参数、配位数、密度的计算方法(如第15 题),熟悉晶胞投影与坐标确
定。提升跨模块整合能力:加强热力学-动力学综合题(如第17 题)、电化学机理题(如第12 题)的
训练,适应复杂情境。关注科技前沿案例:积累航天材料、光催化技术等领域知识,提升对科技情境
题的适应力。
(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 Zn-65 Se-79
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。
1.2024 年1 月,从邮轮首航到电动飞机首飞,再到航天首发,我国一批科技创新实现新的突破。下列说
法不正确的是
A.“天目一号”气象星座卫星的光伏发电系统可将化学能转化为电能
B.“飞天”宇航服所用的碳化硅陶瓷和碳纤维属于新型无机非金属材料
C.“AG60E”电动飞机使用的动力型锂电池具有质量轻、比能量高的特点
D.“爱达·魔都号”邮轮使用的镁铝合金具有密度低、抗腐蚀性强的特点
【答案】A
7
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【解析】A.光伏发电系统工作时可将光能转化为电能,A 错误;
B.碳化硅陶瓷和碳纤维材料都是新型无机非金属材料,具有良好的性能用于生产宇航服,B 正确;
C.锂离子电池具有质量轻、体积小、储存能量大、比能量高的特点,C 正确;
D.镁铝合金是一种主要由镁和铝组成的金属合金,具有密度低、抗腐蚀性强的特点,D 正确;
故选A。
2.下列化学用语表述错误的是
A.Ca2+和Cl-的最外层电子排布图均为
B.PH3和H2S 的电子式分别为
和
C.HCl 中σ 键形成过程:
D.
、
和
互为同位素
【答案】B
【解析】
A.Ca2+和Cl-的最外层电子数都是8,最外层电子排布图均为
,A 正确;
B.
中磷原子和每个氢原子共用一个电子对,中心原子P 原子价层电子对数为
,
孤电子对数为1,
的电子式为
,同理H2S 的电子式为
,B 错误;
C.s 电子云为球形,p 电子云为哑铃形,HCl 中σ 键形成过程:
,C 正确;
D.
、
和
是质子数相同而中子数不同的同一元素的不同原子,是碳元素的不同核素,互为同
位素,D 正确;
故选B。
3.下列离子方程式书写正确的是
A.向
溶液中通入过量
:
B.
溶液中滴加少量的氨水:
C.用惰性电极电解饱和
溶液:
8
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D.
溶液中加入过量的HI 溶液:
【答案】B
【解析】A.向
溶液中通入过量
:
,因为
会与
反应,A
项错误;
B.
溶液中滴加少量的氨水发生复分解反应:
,B 项正
确;
C.用惰性电极电解饱和
溶液:
,C 项错误;
D.
溶液中加入过量的HI 溶液,溶液中的
在酸性条件下氧化性比
强,会先氧化
:
,D 项错误;
综上所述,答案是B。
4.下列实验所选择的装置或仪器都正确的是
A.合成氨并检验氨的生成
B.分离
胶体中的KCl
C.除去
气体中的HCl
D.验证乙炔的还原性
【答案】C
【解析】A.检验氨气除了用湿润的红色石蕊试纸,也可以用湿润的pH 试纸,干燥的pH 试纸无法检
验氨气,故A 错误;
B.胶体粒子、溶液中的离子均可透过半透膜,不能用过滤操作,应用渗析法,故B 错误;
C.CO2不溶于饱和NaHCO3溶液, HCl 与NaHCO3反应生成CO2,故C 正确;
D.电石中混有硫化物,硫化物水解生成的硫化氢也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,会干扰乙炔的验证,
故D 错误;
故选C。
5.下列有关元素及其化合物的叙述正确的是
A.浓H2SO4具有强吸水性,能吸收糖类化合物中的水分并使其炭化
B.加热NaI 固体与浓H3PO4混合物可制备HI,说明H3PO4比HI 酸性强
C.盐卤(含MgCl2)溶液
Mg(OH)2
MgCl2溶液
无水MgCl2
D.SiO2既能和NaOH 溶液反应,又能和氢氟酸反应,但SiO2不属于两性氧化物
【答案】D
9
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【解析】A.浓H2SO4能按照水的组成夺取糖类化合物中的氢原子和氧原子并使其炭化,体现的是脱水
性,A 选项错误;
B.HI 的沸点低,易挥发加热NaI 与浓H3PO4混合物发生反应生成HI,利用的是高沸点酸制备低沸点
酸的原理,B 选项错误;
C.盐卤(含MgCl2)与石灰乳反应生成氢氧化镁,氢氧化镁与盐酸反应生成氯化镁溶液,但由于
Mg2+水解:Mg2++2H2O
Mg(OH)2+2H+,加热蒸发HCl 挥发,平衡向右移动,所以得不到无水
MgCl2,最后得到的固体是Mg(OH) 2,C 选项错误;
D.
和氢氟酸反应生成的四氟化硅不是盐,因此二氧化硅不是碱性氧化物;
和氢氧化钠反应
生成盐和水,则二氧化硅是酸性氧化物,D 选项正确;
故选D。
6.磺化聚苯醚(SPPO)质子交换膜在燃料电池领域有广阔的应用前景。合成聚苯醚(PPO)并将其改性制备
SPPO 的路线如下:
下列说法正确的是
A.2,6-二甲基苯酚能与饱和溴水发生加成反应
B.常温下,2,6-二甲基苯酚易溶于水
C.2,6-二甲基苯酚与O2发生还原反应生成PPO
D.PPO 合成SPPO 的反应是:
+mClSO3H
+mHCl
【答案】D
【解析】A.2,6-二甲基苯酚分子中,羟基碳对位的碳原子上连有的氢原子,能与饱和溴水发生取代
反应,但不能发生加成反应,A 不正确;
B.常温下,苯酚微溶于水,甲基是憎水基,2,6-二甲基苯酚相当于苯酚分子中有2 个氢原子被甲基
取代,其在水中的溶解度比苯酚还小,所以2,6-二甲基苯酚不易溶于水,B 不正确;
C.2,6-二甲基苯酚与O2发生反应转化为PPO 时,失去氢原子,发生氧化反应,C 不正确;
D.
时,可先把反应物写成
10
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,此物质再与mClSO3H 在氯仿作用
下发生取代反应生成
和mHCl,从而得出PPO 合成SPPO 的反应是:
+mClSO3H
+mHCl,D 正确;
故选D。
7.结构决定性质是化学学科的核心观念。下列解释错误的是
选项
事实
解释
A
在
中的溶解度高于在水中的溶解度
是非极性分子
B
离子化合物
常
温下为液态
阴、阳离子半径大,所带电荷数少,形成的离子
键弱,熔点低
C
键角:
O 的电负性比S 的大,
的成键电子对更偏向
0,成键电子对间排斥力更大,键角更大
D
沸点:
后者形成了分子内氢键,使其沸点低于前者
【答案】A
【解析】A.O3属于极性分子,但极性微弱,
在
中的溶解度高于在水中的溶解度,A 错误;
B.离子化合物的熔沸点和离子键有关,阴、阳离子半径大,所带电荷数少,形成的离子键弱,熔点
低,离子化合物
常温下为液态,B 正确;
C.H2O 和H2S 中心原子杂化方式相同,中心原子的孤电子对数目相同,O 的电负性比S 的大,
的
成键电子对更偏向O,成键电子对间排斥力更大,键角更大,键角
,C 正确;
D.邻羟基苯甲酸可以形成分子内氢键,对羟基苯甲酸形成的是分子间氢键,对羟基苯甲酸沸点更高,
D 正确;
答案选A。
8.近日,科学家研究利用CaF2晶体释放出的
和F-脱除硅烷,拓展了金属氟化物材料的生物医学功
能。下列说法错误的是
11
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A.F、Si 和Ca,原子半径依次增大
B.
与
的晶体类型及氧原子的杂化方式均相同
C.图中A 处原子分数坐标为(0,0,0),则B 处原子分数坐标为(
,
,
)
D.脱除硅烷反应速率依赖于晶体提供自由氟离子的能力,脱硅能力
【答案】B
【解析】A.同周期元素,从左到右原子半径依次减小,同主族元素从上到下,原子半径依次增大,则
F、Si 和Ca 原子半径依次增大,A 正确;
B.OF2与 SiO2都是含有极性共价键的共价化合物,化合物中氧原子的价层电子对数都为4,杂化方式
都为sp3杂化,OF2为分子晶体、 SiO2为共价晶体,B 错误;
C.由晶胞结构可知, A 处原子分数坐标为(0,0,0),则B 处原子分数坐标为
,C 正确;
D.三种金属氟化物都为离子晶体,晶体提供自由氟离子的能力越强,阴阳离子间形成的离子键越弱,
钡离子、钙离子和镁离子的电荷数相同,离子半径依次减小,则氟化钡、氟化钙、氟化镁三种晶体中
的离子键依次增强,晶体提供自由氟离子的能力依次减弱,D 正确;
故选B。
9.过二硫酸(
)是一种白色晶体,其酸及盐在工业上均常用作强氧化剂,如
(未配平)。设
表示阿伏加德罗常数的值,下列说法正确
的是
A.97g 过二硫酸中含过氧键数目为
B.
完全被还原时转移电子数为
C.反应式中的Y 为
D.所有Y、
均为还原产物
【答案】C
【分析】K2S2O8中,8 个O 原子中有6 个显-2 价,2 个显-1 价,发生反应后,O 元素全部显-2 价,则1
个“K2S2O8”得到2e-,MnSO4转化为KMnO4,Mn 元素由+2 价升高到+7 价,失去5e-,依据得失电子守
12
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恒,可建立关系式:5K2S2O8——2MnSO4,再依据质量守恒,便可得到配平的化学方程式为
。
【解析】
A.1 个过二硫酸(
)中含有1 个过氧键,97g 过二硫酸的物质的量为
=0.5mol,则含过氧键数目为0.5
,A 选项错误;
B.由反应可建立关系式:K2S2O8——2e-,270gK2S2O8的物质的量为
=1mol,完全被还原时转
移电子数为2
,B 选项错误;
C.由分析可知,反应式中的Y 为
,C 选项正确;
D.从反应方程式中可以看出,5molK2S2O8得电子后只能得到10mol
,则Y(H2SO4)、
中只
有10mol 为还原产物,还有2mol(来自MnSO4)不是还原产物,D 选项错误;
故选C。
10.某种离子化合物的结构如图所示,其中X、Y、Z、W、Q 是原子序数依次增大的短周期主族元素,Z
与W 同主族。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.氢化物沸点:
C.分子极性:
D.阴离子空间结构为八面体形
【答案】D
【分析】根据X、Y、Z、W、Q 是原子序数依次增大的短周期主族元素,Z 与W 同主族,Z 失去一个
电子后形成四个键,最外层有5 个电子,W 得到一个电子后形成6 个键,W 最外层是5 个电子,则Z
为N 元素,W 为P 元素,Q 的化合价为-1 价,Q 为Cl 元素,Y 形成四个键,Y 为C 元素,X 形成一个
键为H 元素。
【解析】A.同周期第一电离能增大的趋势,则第一电离能P<Cl,电子层越少,原子半径越小,第一
电离能越大,第一电离能Cl<N,则第一电离能:P<Cl< N,A 错误;
B.简单氢化物沸点:CH4<NH3,C、N 均存在其他种类氢化物,该选项未强调简单氢化物,B 错误;
C.电负性P<N,分子极性:PCl3> NCl3,C 错误;
D.阴离子为[PCl6]-,空间构型为八面体形,D 正确;
答案选D。
13
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11.已知1,3-丁二烯与HBr 加成的能量—反应进程图如图所示(图中
、
、
表示各步正向反应
的焓变)。下列说法错误的是
A.生成3-溴-1-丁烯的反应热为
,生成1-溴-2-丁烯的反应热为
B.反应时间越长,反应得到1-溴-2-丁烯的比例越大
C.0℃、短时间tmin 内,反应
的1,3-丁二烯得到两种产物的比例为
(设反应前后体积不
变),则生成3-溴-1-丁烯的平均速率为
D.
与烯烃结合的一步为决速步骤,
进攻时活化能小的方向得到3-溴-1-丁烯
【答案】A
【解析】A.根据盖斯定律,生成3-溴-1-丁烯的反应热为
,生成1-溴-2-丁烯的反应热为
,A 错误;
B.根据图示可知,1-溴-2-丁烯的能量低,更稳定,因此反应时间越长,得到1-溴-2 丁烯的比例越
大,B 正确;
C.根据图示可知,生成3-溴-1-丁烯的第二步反应的活化能低,因此短时间内,生成3-溴-1-丁烯的比
例大,故生成3-溴-1-丁烯的平均速率为
,C 正确;
D.根据图示可知,第一步反应的活化能大于第二步反应的活化能,故第一步即 H+与烯烃结合的一步
为决速步,第二步反应中生成3-溴-1-丁烯的活化能小,即 Br-进攻时活化能小的反应得到3-溴-1-丁
烯,D 正确;
故选A。
12.一种
双膜二次电池,其示意图如下。下列说法正确的是
14
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已知:①M、N 均为多孔石墨烯电极;
②起始时I 室(含储液罐)溶液中只含
。
A.M 极为电池的正极
B.充电过程中,II 室中的
溶液浓度逐渐增大
C.X 膜、Y 膜均为阴离子交换膜
D.放电后,I 室中
时,导线中传导
电子
【答案】C
【分析】由图可知,外电路连接用电器,为原电池,即放电,M 极Sn2+失去电子发生氧化反应生成
Sn4+,M 为负极,N 极溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子,N 为正极,III 室中溴离子进入II
室,并继续向I 室迁移,电池总反应为SnBr2+Br2=SnBr4;充电时,负极接外电源负极做阴极,即M 为
阴极,N 为阳极;
【解析】A.由分析可知,M 为电池负极,A 错误;
B.放电时,III 室溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子,III 室中溴离子进入II 室,并继续向I 室
迁移,保证I 室中溶液电中性,则充电过程相反,故充电过程中,II 室中的
溶液浓度不变,B 错
误;
C.由分析知,N 极溴单质得到电子发生还原反应生成溴离子,N 为正极,III 室中溴离子进入II 室,
并继续向I 室迁移,故X 膜、Y 膜均为阴离子交换膜,C 正确;
D.起始时I 室(含储液罐)溶液中只含
,放电后,I 室中
时,有
amol
Sn2+转化为Sn4+,转移电子
amol,D 错误;
故本题选C。
13.中央经济工作会议提出加快新能源、绿色低碳等前沿技术研发和应用推广。
甲烷化是目前研究的
热点方向之一,在环境保护方面显示出较大潜力。其主要反应如下:
,在体积相同的多个恒容密闭容器中,分别充入
和
发生上述反
应,在不同温度下反应相同时间,测得
、
、
的转化率与温度关系如图所示。已知该反应
的速率方程为
、
,其中
,
为速率常数,只受温
15
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度影响。下列说法正确的是
A.
B.曲线
代表的是
C.c 点时,
D.
K 温度下反应达到平衡,此时体系压强为p,则
的分压为
【答案】B
【解析】A.随着
增大(即温度
降低),
的转化率增大,说明平衡正向移动,根据勒夏特列原
理,正反应是放热反应,所以
,A 选项错误;
B.达到平衡时
,即
,则平衡常数
,因为正反应是放
热反应,温度降低,
、
均减小,K 增大,则
减小的幅度比
小,所以曲线NG 代表的是
,B 选项正确;
C.温度越高,化学反应速率越快,达到平衡所需要的时间越短,所以ab 段为平衡态,最c 点时不是
平衡态,则
,C 选项错误;
D.设反应达到平衡时
转化了x mol,根据反应
则平衡时
,
,
,
,总物质的量
,
的物质的量分数为
,
的分压为
,D 选项错误;
故答案选B。
14.向
浓度均为
的
和
的混合溶液中加入等浓度的氨水,溶液中金属元素有不
同的存在形式,
随溶液
变化的关系如图所示,P 表示负对数,M 表示
、
或
。下列说法错误的是
16
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已知:i.
;
ii.
。
A.线X 表示
随溶液
变化的关系
B.A 点对应溶液中,
C.C 点对应溶液中,
D.
【答案】C
【分析】由于
,调节pH 过程中,溶度积常数小的先沉淀,分析图像,
曲线X 代表
,曲线Y 代表
,曲线Z 为
,据此分析;
【解析】A.由分析可知,线X 表示
随溶液
变化的关系,A 正确;
B.根据题目中A 点pH=8.04,
,
,可计算出
,同理B 点,可求出
,
,B 正确;
C.C 点对应溶液存在
的沉淀溶解平衡,溶液为
、
,
根据电荷守恒:
,此时溶
液呈碱性
,则
,则存在关
系:
,C 错误;
D.
,平衡常数:
17
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,D 正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4 小题,共58 分。
15.(14 分)电解铜的阳极泥中含
、
、
、
、
、
等物质,以该阳极泥为原料,分离
和回收Au、Pt、Pd、Cu 等金属或其化合物的工艺流程如图所示:
已知:
易溶于水,
、
难溶于水;
。回答下列问题:
(1)PtTe 中Pt 为+2 价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt、Pd 均转化为单质,则“氧化焙
烧”中,PtTe 发生反应的化学方程式为 。
(2)“酸浸”的目的是 。
(3)“氯浸”工艺中,金属
、
、
被氧化为配离子:
、
、
,
的反应中氧化剂与还原剂的物质的量之比为 。
(4)“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au 外,还有 。
(5)“沉钯”之前,测得溶液中
,加入等体积的
溶液充分反应,测
得反应后混合液中
,则初始加入
溶液的浓度约为
(忽略溶液混合时的体积变化)。
(6)利用“滤液c”可制备Pt,工艺流程如图所示。“沉铂”总反应的离子方程式为 。
(7)含硒化合物应用广泛,如硒化锌可用于制造红外线光学仪器。硒化锌为立方晶胞,其结构如图1
所示,晶胞的俯视图如图2 所示。b 处
的坐标为
,则d 处
的坐标为 ;用
表示
阿伏加德罗常数的值,该硒化锌晶体的密度为
(用含
、
的代数式表示)。
18
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【答案】(1)
(2)使
转化为
,使
与其他物质分离
(3)
(4)将
还原为
,便于后续使含
物种与含
物种分离
(5)0.8
(6)
(7)
【分析】阳极泥加入纯碱(碳酸钠)、空气焙烧,然后加入水,浸取过滤得到含Na2TeO3、Na2SeO3滤
液a,分离出滤渣,滤渣加入稀硫酸酸浸溶解氧化铜得到含硫酸铜的滤液b,分离出含Au、Pt、Pd 的
滤渣,加入浓盐酸和氯气氯浸,金属
、
、
被氧化为配离子:
、
、
,加入草酸将
还原为金单质、
还原为
,过滤分离出金单质,滤液加入氯化
铵得到含
滤液c 和
沉淀。
【解析】(1)PtTe 中Pt 为+2 价,且“氧化焙烧”时,阳极泥中的化合态Pt 转化为单质,反应中Pt
化合价由+2 变为0,空气中氧气参与反应,氧化合价由0 变为-2,Te 化合价由-2 变为+4 得到
,结合电子守恒、质量守恒,PtTe 发生反应的化学方程式为
;
(2)稀硫酸能和金属氧化物氧化铜反应,而不和
、
、
反应,故目的为:使
转化为
,使
与其他物质分离;
(3)
,Pd 化合价由0 变为+4,为还原剂,氯气中氯化合价由0 变为-1,为氧化剂,结
合电子守恒存在
,氧化剂与还原剂的物质的量之比为2:1;
(4)草酸具有还原性,由分析结合流程,“分金”加入过量草酸的作用,除析出金属Au 外,还有将
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还原为
,便于后续使含
物种与含
物种分离;
(5)反应后混合液中
,则此时
,结合反应
,则初始加入
溶液的浓度约为
;
(6)“沉铂”总反应为
和氯酸根离子发生氧化还原反应生成
,反应中Pt 化合价
由+2 变为+4、氯酸根离子中氯化合价由+5 变为-1,结合电子守恒、质量守恒,反应为
;
(7)
由图,d 处
位于图中红圈处
,其在xyz 轴的投影坐标分别为
、
、
,坐标为
;据“均摊法”,晶胞中含
个Se、4 个Zn,则晶体密度为
。
16.(14 分)苯氧乙酸是合成除草剂、植物激素和中枢神经兴奋药的中间体。某小组设计方案制备苯氧乙
酸,原理如下:
相对分子质量
熔点/℃
沸点/℃
部分性质
苯酚
94
43
181.75
有毒,易溶于热水,易溶于乙醇
苯氧乙酸
152
约100
285
易溶于热水,难溶于冷水,溶于乙醇
氯乙酸
94.5
63
189
有毒,易溶于水,溶于乙醇
20
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具体实验步骤如下:
Ⅰ.如图1 装置(部分夹持及加热装置省略),将3.78g 氯乙酸和5mL 水加入100mL 的三颈烧瓶中,搅
拌,缓慢滴加饱和碳酸钠溶液至完全反应。
Ⅱ.加入2.82g 苯酚,再滴加35%氢氧化钠溶液至pH 为12,在沸水浴中加热一段时间后,补充氢氧
化钠溶液,继续加热至完全反应。
Ⅲ.反应结束后,将溶液趁热转入锥形瓶中,加入浓盐酸酸化。
Ⅳ.在冰水浴中冷却析出固体,结晶完全后再进行抽滤(如图2 所示),洗涤粗产物,在60~65℃下干燥
得到黄色产品,再加入活性炭,得到约3.00g 白色晶体。
请回答下列问题:
(1)图1 仪器B 名称是 ,出水口为 (填“a”或“b”)。
(2)
(填“=”、“<”、“>”),从分子结构角度解释原
因: 。
(3)步骤Ⅱ中补充氢氧化钠溶液的目的是 。
(4)步骤Ⅳ中抽滤的优点是 。
A.过滤速度快
B.液体和固体分离比较完全
C.滤出的固体易干燥
(5)从环保角度分析,该实验装置存在明显不足,改进方法是 。
(6)该过程中苯氧乙酸的产率最接近___________。
A.45%
B.55%
C.65%
D.75%
【答案】(1)球形冷凝管 b
(2)< 氯原子为吸电子基团,导致O-H 键极性增大,因此氯乙酸酸性大于乙酸
(3)提供碱性环境,保持溶液呈碱性
(4)ABC
(5)在冷凝管上端尾部连接装有碱石灰的球形干燥管
(6)C
【分析】本实验制备苯氧乙酸,先让氯乙酸与碳酸钠反应生成氯乙酸钠,再加入苯酚、氢氧化钠溶液
至pH 为12,沸水水浴中加热一段时间,充分反应生成苯氧乙酸钠,利用强酸制备弱酸,苯氧乙酸钠
与盐酸反应 生成苯氧乙酸;
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【解析】(1)根据仪器B 的特点,仪器B 为球形冷凝管;冷凝管通入冷却水,为了增强冷凝效果,
冷却水下进上出,出水口为b;
(2)氯原子具有吸电子效应,使氯乙酸的羧基中O - H 键极性增强,更易电离出
,酸性更强,
值更大,根据
,酸性越强,
越小 ,则pKa(ClCH2COOH)<pKa(CH3COOH);
(3)步骤Ⅱ中补充氢氧化钠溶液目的是:反应过程中,酚类物质与氢氧化钠反应,且生成的产物在
反应中也会消耗氢氧化钠,补充氢氧化钠可维持溶液pH = 12,保证反应体系中有足够的碱性,使反
应能够继续进行;
(4)抽滤(减压过滤)的优点有:过滤速度快,因为在减压条件下,液体更容易通过滤纸;液体和
固体分离比较完全;滤出的固体易干燥,由于减压抽滤能将固体表面的液体尽量抽干;选ABC;
(5)实验中使用的氯乙酸有毒,在反应过程中可能会有氯乙酸等有毒物质挥发到空气中,从环保角
度考虑,应在装置上连接一个尾气吸收装置,吸收可能挥发出来的有毒气体。
(6)氯乙酸(
)的物质的量n(
)=
=0.04mol,苯酚(
)的物质
的量n(
)=
=0.03mol,根据反应原理可知,苯酚物质的量少,以苯酚的量为基准进行
计算,则理论生成苯氧乙酸的物质的量为0.03mol,苯氧乙酸的理论产量m =
=
4.56g,产率=
,故答案选C。
17.(15 分)甲醇是重要的化工原料之一,也可用作燃料,利用合成气(主要成分为CO、CO2和H2)可以
合成甲醇,涉及的反应如下:
反应ⅰ:CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH1
反应ⅱ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH2=−49.9kJ·mol—1
反应ⅲ:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH3=+41.6kJ·mol—1
回答下列问题:
(1)在某催化剂作用下,反应ⅰ的反应历程如图所示(图中数据表示微粒数目以及微粒的相对总能
量,*表示吸附在催化剂上):
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①反应ⅰ在 (填“较低”或“较高”)温度下才能自发进行。
②结合反应历程,写出反应ⅰ中生成甲醇的决速步骤的反应方程式: 。
m=
③
(计算结果保留两位有效数字,已知1eV=1.6×10—22kJ)。
(2)将一定量的CO2(g)和H2(g)充入密闭容器中并加入合适的催化剂,只发生反应ⅱ和ⅲ.相同温度
下,在不同压强下测得CO2的平衡转化率、CH3OH 的选择性[
×100%]和CO 的选择
性
×100%随压强的变化曲线如图所示。
图中表示CO2的平衡转化率的曲线是 (填“m”“n”或“p”),简述判断方法: 。
(3)有研究认为,在某催化剂作用下反应ⅱ先后通过反应ⅲ、ⅰ来实现。保持温度T 不变,向一恒
容密闭容器中充入4molCO2和8molH2,在该催化剂作用下发生反应,经5min 达到平衡,测得H2O(g)
的物质的量为3mol,起始及达平衡时容器的总压强分别为1.5akPa、akPa,则从开始到平衡用H2分压
表示的平均反应速率为 kPa·min—1(用含a 的式子表示,下同,分压=总压×物质的量分数);反应
ⅱ的压强平衡常数Kp= (kpa)—2(Kp 为用分压代替浓度计算的平衡常数)。
(4)光催化CO2制甲醇技术也是研究热点。铜基纳米光催化材料还原CO2的机理如图所示,光照
时,低能价带失去电子并产生空穴(h+,具有强氧化性)。在低能价带上,H2O 直接转化为O2的电极反
应式为 。
【答案】(1)较低
0.95
(2)n 增大压强,反应ⅱ平衡正向移动,反应ⅲ平衡不移动,则CO2的平衡转化率和CH3OH 的
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选择性均增大,且CO 的选择性和CH3OH 的选择性之和为100%
(3)
(4)2H2O+4h+=O2↑+4H+
【解析】(1)①由图可知,反应ⅰ为放热反应,且∆S<0,反应自发进行的条件∆H-T∆S<0,则反应
ⅰ在较低温度下才能自发进行;
②决速步骤指反应历程中反应速率最慢的反应,反应速率快慢由反应的活化能决定,活化能越大,反
应速率越慢,由反应历程图中数据可知,活化能=过渡态能量-起始态能量,各个步骤中活化能分别
为:0.7eV、0.8eV、0.2eV、0.2eV、0.7eV、(1.4-m)eV,其中最大的数值为[-0.1-(-0.9)]eV=0.8eV,该步
骤的反应方程式为
;
③反应ⅱ:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)
H
△
2=-49.9kJ∙mol-1,反应ⅲ:CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g)
H
△
3=+41.6kJ∙mol-1,根据盖斯定律:反应ⅰ=反应ⅱ-反应ⅲ,即CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g)
H
△
1=-49.9kJ∙mol-1-(+41.6kJ∙mol-1)=-91.5kJ∙mol-1,由图可知,1molCO(g)和2molH2的总能量
与CH3OH(g)的总能量之差为91.5kJ,反应历程图中的E 表示的是1 个CO 分子和2 个H2分子的相对总
能量与1 个CH3OH 分子的相对总能量之差为meV,相对总能量E=meV=
,即m=0.95;
(2)反应ⅱ是气体体积减小的反应,增大压强时平衡正向移动,CO2的平衡转化率增大,反应ⅲ是气
体体积不变的反应,增大压强时平衡不移动,CO2的平衡转化率不变,则增大压强时CO2的平衡转化
率增大,CH3OH(g)的选择性增大,CO 的选择性减小,并且CH3OH(g)的选择性和CO 的选择性之和为
100%,所以曲线n 表示CO2的平衡转化率,曲线m 表示CH3OH(g)的选择性;
(3)恒温恒容条件下,气体的压强之比等于其物质的量之比,起始及达平衡时容器的总压强分别为
1.5akPa、akPa,起始时气体总物质的量为12mol,则平衡时气体的总物质的量为
,设
平衡时n(H2)=xmol,n(CO2)=ymol,n(CH3OH)=zmol,n(CO)=bmol,则x+y+z+b+3=8,由C、H、O 原
子守恒可得y+z+b=4,2x+4z+6=16,2y+z+b+3=8,解得x=1,y=1,z=2,b=1,p(H2)=p(CO2)= p(CO)=
kPa,p(CH3OH)=
kPa,p(H2O)=
kPa,则从开始到平衡用H2分压表示的平均反应速率为
;反应ⅱCO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g)的压强平衡常数
;
(4)由图可知,光照时电子向高能价带移动,即高能价带发生得电子的还原反应,故高能价带相当
于电解池的阴极;低能价带水失去电子生成O2和H+,电极反应式为2H2O+4h+=O2↑+4H+。
18.(15 分)CPAE 是蜂胶的主要活性成分之一,对疱疹病毒有功效。合成该化合物的路线如下:
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已知:
(1)A 的化学名称是 。C 中的管能团名称是醚键和 。
(2)反应②、反应⑤的反应类型分别是 。
(3)设计反应②和反应④的目的是 。
(4)D 的结构简式为 。
(5)反应⑦的化学方程式为 。
(6)化合物I 与H 互为同分异构体,同时满足下列条件的I 有 种(不考虑立体异构)。
①含有苯环 ②与
溶液作用显紫色
其中核磁共振氢谱显示为~组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1 的同分异构体的结构简式为
。
(7)设计由
制备
的合成路线: (其他试剂任选)。
【答案】(1)对羟基苯甲醛 醛基
(2)取代反应、加成反应
(3)保护酚羟基
(4)
(5)
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(6)9
(7)
【分析】由流程结合物质化学式,合成CPAE 的流程先使用A(对羟基苯甲醛)在过氧化氢作用生成
B:
,B 与(CH3O)2SO2作用生成C:
,根据题给已知反应原理,C 与
CH2(COOH)2、吡啶作用下加热转化为D:
,D 在BBr3作用下将醚键上的甲基重新转
化为酚羟基得到E:
;F(苯乙烯)在过氧化物作用下与HBr 加成生成G:
,然后G 水解为醇得H:
;最后E 和H 在浓硫酸催化作用下酯化生成
CPAE:
;
【解析】(1)由A 结构,A 的化学名称是对羟基苯甲醛。C 为
,C 中的管能团名称是醚
键和醛基;
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(2)反应②为B 与(CH3O)2SO2作用生成C:
,B 的酚羟基中氢被取代,属于取代反应;
F(苯乙烯)在过氧化物作用下与HBr 加成生成G:
,属于加成反应;
(3)反应②是将酚羟基转化为醚键结构,反应④是将醚键结构重新转化为酚羟基,所以这两步的目
的是为了保护酚羟基;
(4)由分析,C 与CH2(COOH)2、吡啶作用下加热转化为D:
;
(5)反应⑦为E 和H 在浓硫酸催化作用下酯化生成CPA,
;
(6)化合物I 与H
互为同分异构体,同时满足下列条件:①含有苯环;②与溶液作用显
紫色:含酚羟基;若剩余的碳原子组合成一个取代基为乙基,乙基、酚羟基存在邻、间、对三种同分
异构情况;若除酚羟基外,取代基为两个甲基,苯环上3 个取代基中2 个取代基相同,则有6 种;故
共9 种;其中核磁共振氢谱显示为六组峰,且峰面积比为3:2:2:2:1,则应该存在1 个甲基且结
构对称,其结构简式为
;
(7)
先生成
,再氧化生成
,再生成
,聚合生成
,整个流程可表示为:
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