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绝密★启用前
2025 年高考考前信息必刷卷04(黑吉辽蒙专用)
化 学
考情速递
高考·新动向:2025 年由吉林省自主命题,黑吉辽蒙使用相同试卷。参照2024 年高考真题以及吉林省
高三最新模考试题,单项选择题有15 小题,每小题3 分,共45 分;非选择题4 小题,共55 分。
高考·新考法:2025 年高考化学试题选择题围绕题干信息,从不同角度考察问题;融合5 本教材,考察
学生化学的综合素养。
高考·新情境:新课标提出了包含“以核心素养为测试宗旨”、“以真实情境为测试载体”的命题原则,
确立了包含“素养、情境、问题、知识”四要素的高考命题框架,因此2025 高考注重真实情境的提出,
侧重考察学生对于化学物质在生产生活中的应用,重视实验探究与创新、实验室安全、判断推理及因
果关系等相关内容。
命题·大预测:基于2025 年2 月全国各地市最新模考题,预测今年高考将重视教材的细节,考察的知识
细致入微,考生应多关注新版教材与老教材不同的细节。
(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 S 32 Cl 35.5 Fe 56 Ga 70 As 75 Pb
207
一、选择题:本题共15 小题,每小题3 分,共45 分。每小题只有一个选项符合题目要求。
1.文物见证历史,化学创造文明。下列国宝级文物中主要成分为二氧化硅的是
文物
名称
A.“布”铭铜鼎
B.兽首玛瑙杯
C.云龙纹瓷瓶
D.角形玉杯
【答案】B
【详解】A.“布”铭铜鼎属于铜合金,故A 不符合题意;
B.兽首玛瑙杯主要成分为二氧化硅,故B 符合题意;
C.云龙纹瓷瓶主要成分为硅酸盐,故C 不符合题意;
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D.角形玉杯主要成分为硅酸盐,故D 不符合题意;
故选:B。
2.反应
可用于检验氯气管道是否泄漏。下列说法正确的是
A.中子数为8 的N 原子:
B.
属于酸
C.
的结构示意图:
D.
的电离方程式:
【答案】D
【详解】A.中子数为8 的N 原子,质量数为15,该原子表示为
,故A 错误;
B.
由铵根离子、氯离子构成,属于盐,故B 错误;
C.
核外有18 个电子,结构示意图为
,故C 错误;
D.
是强电解质,电离方程式为
,故D 正确;
选D。
3.实验室安全无小事,下列实验室事故处理方法错误的是
A.若实验室发生火情,应立即切断电源,移走可燃物
B.实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试剂瓶
C.若不慎将苯酚沾到皮肤上,应立即用水冲洗
D.轻微烫伤或烧伤时,可先用洁净的冷水处理,然后涂上烫伤药膏
【答案】C
【详解】A.若实验室发生火情,应立即切断电源,防止因电器设备故障或短路等引发更严重的火灾,避
免触电事故,然后移走可燃物,减少燃烧物,阻止火势的进一步发展,A 正确;
B.易燃物如钠、钾、白磷等若随便丢弃易引起火灾,实验室中可以将未用完的钠、钾、白磷等放回原试
剂瓶,B 正确;
C.苯酚有毒,对皮肤有腐蚀性,使用时一定要小心。若不慎将苯酚沾到皮肤上,应立即用乙醇冲洗,再
用水冲洗,C 错误;
D.轻微烫伤或烧伤时,可先用洁净的冷水处理,降低局部温度,然后涂上烫伤药膏,D 正确;
故选C。
4.下列物质在生活中的应用与氧化还原反应无关的是
A.用硅藻土中浸润的KMnO4吸收水果散发的乙烯
B.用暖宝贴(成分:铁粉、水、食盐、活性炭等)供热
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C.制作水果罐头时加入维生素C 延长保质期
D.用可溶性的铁盐、铝盐作净水剂
【答案】D
【详解】A.用硅藻土中浸润的KMnO4吸收水果散发的乙烯,KMnO4将乙烯氧化,生成CO2气体等,A 不
符合题意;
B.用暖宝贴(成分:铁粉、水、食盐、活性炭等)供热时,铁粉、水、食盐、活性炭等形成原电池,发
生吸氧腐蚀,B 不符合题意;
C.维生素C 具有还原性,可防止水果被氧化,C 不符合题意;
D.用可溶性的铁盐、铝盐作净水剂时,铁盐、铝盐水解生成的氢氧化铁胶体、氢氧化铝胶体具有吸附水
中悬浮颗粒物的能力,从而达到净水目的,D 符合题意;
故选D。
5.氯元素有多种化合价,可形成
、
、
、
、
等离子。下列说法错误的是
A.基态Cl 原子核外电子的运动状态有17 种
B.
与
可形成
C.键角:
D.
、
、
中Cl 的杂化方式相同
【答案】C
【详解】A.Cl 为17 号元素,核外有17 个电子,每个电子运动状态均不相同,因此有17 种运动状态,故
A 正确;
B.
有孤电子对,
存在空轨道,两者可形成配位离子
,故B 正确;
C.已知
、
、
中中心原子周围的价层电子对数为:2+
(7+1-2×2)=4、3+
(7+1-3×2)=4、4+
(7+1-4×2)=4,孤电子对数分别为2、1、0,由于孤电子对对孤电子对的排斥作用>孤电子对对成键电子
对的排斥作用>成键电子对对成键电子对的排斥作用,故键角:
,故C 错误;
D.由C 项分析可知,
、
、
中Cl 周围的价层电子对数均为4,故三者的杂化方式相同,均
为sp3杂化,D 正确;
故选:C。
6.NA表示阿伏加德罗常数的值,下列叙述正确的是
A.标准状况下,
中含有的电子数目为24NA
B.常温下,5.6g 铁与
硝酸反应,转移的电子数为0.3NA
C.常温下,3.4gH2S 溶于2L 水,所得溶液中H2S、HS-、S2-三种微粒总数为0.1NA
D.常温下,1L 含NA个
的
溶液中,
的数目等于3NA
【答案】C
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【详解】A.标准状况下,
是1molCH3Cl,1 个CH3Cl 有26 个电子,故1molCH3Cl 中含有的
电子数目为
,A 错误;
B.5.6g 铁是0.1mol 铁,当和100ml3mol/L 的硝酸反应时,不能都生成3 价铁,故转移电子数小于0.3NA,
B 错误;
C.常温下,3.4gH2S 溶于2L 水,所得溶液中H2S、HS-、S2-三种微粒总数为
,C 正确;
D.Al3+会水解,水解会导致消耗Al3+,当其个数为NA时根据Al(NO3)3的组成,可知
的数目大于
3NA,D 错误;
故选C。
7.有机物M(如图所示)能够诱导成骨分化。下列说法正确的是
A.M 的分子式为C9H10O4,能够发生消去反应
B.1molM 最多可与3molNaOH 发生反应
C.M 分子中的所有碳原子可能共平面
D.M 的一种同分异构体与邻苯二甲酸互为同系物
【答案】C
【详解】A.羟基连在苯环上,所以M 不能发生消去反应,故A 错误;
B.M 中的酚羟基和酯基可与NaOH 发生反应,但1molM 最多可与2molNaOH 发生反应,故B 错误;
C.苯环和酯基都是平面型结构物,所以M 分子中的所有碳原子可能共平面,故C 正确;
D.M 的不饱和度不够,它的同分异构体不会除苯环外还存在两个羧基,所以不可能与邻苯二甲酸互为同
系物,故D 错误;
故选C。
8.1-溴丁烷是密度比水大、难溶于水的无色液体,常用作有机合成的烷基化试剂。将浓硫酸、NaBr 固体、
1-丁醇混合加热回流后,再经洗涤→干燥→蒸馏获得纯品。实验中涉及如下装置(部分夹持和加热装置省
略):
下列说法错误的是
A.图中所示两处冷凝管中冷凝水方向均为从a 口进b 口出
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B.气体吸收装置的作用是吸收HBr 等有毒气体
C.浓硫酸的作用是作反应物、吸水剂等
D.洗涤时,经“水洗→碱洗(
溶液)→水洗”可除去大部分杂质
【答案】A
【详解】A.冷凝水流向应能使水充满冷凝管,故回流装置中冷凝水方向为a 口进b 口出,而蒸馏装置中
冷凝水方向应为b 口进a 口出,A 错误;
B.反应过程中有HBr 生成,HBr 有毒,需要进行尾气处理,由于HBr 极易溶于水,所以用较大容积的干
燥管防倒吸,B 正确;
C.该反应原理为先用浓硫酸与NaBr 反应生成HBr,
,浓硫酸吸水,使反应正向进行,提高1-溴丁烷
的产率,故浓硫酸的作用是作反应物、吸水剂,C 正确;
D.获得的粗产品中含有1-溴丁烷、1-丁醇、HBr、硫酸、钠盐等,故先用水洗分液除去HBr 和大部分硫
酸、钠盐等,再用饱和
溶液洗涤除去剩余的酸,最后用水洗分液除去过量的
等残留物,D
正确
答案选A。
9.下列有关电极方程式或离子方程式错误的是
A.方铅矿(PbS)遇
溶液生成铜蓝:
B.将
溶液滴入
溶液中:
C.碱性锌锰电池放电时正极反应:
D.
加入水中:
【答案】A
【详解】A.
与
生成难溶物
,故离子方程式为:
,A 错误;
B.
与
溶液反应生成
蓝色沉淀,离子方程式为:
,B 正确;
C.碱性锌锰电池放电时,
在正极得到电子生成
,反应式为:
,C 正确;
D.
易发生水解,故加入水中,离子方程式为:
,D 正
确;
故答案为:A。
10.一种可用作半导体掺杂源的化合物的结构式如图所示。已知W、X、Y、Z 为原子序数依次增大的四
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种短周期主族元素,Z 的最外层电子数是其内层电子数的3 倍。下列说法中错误的是
A.原子半径:X>Y>Z>W
B.X、Y 均可形成一元含氧酸
C.W 和Y 能形成多种原子个数比为1 1∶的化合物
D.除W 原子外,分子中的其他原子均满足8 电子稳定结构
【答案】D
【详解】据题分析W,X,Y,Z 依次是H,B,C,O 元素。
A.电子层数越多,原子半径越大,电子层数相同,核电荷数越多,原子半径越小,则原子半径
B>C>O>H,A 正确;
B.B 可以形成一元酸硼酸,C 可以形成醋酸等一元酸,B 正确;
C.H 和C 可以形成C2H2,C6H6等多种原子个数比为1:1 的化合物,C 正确;
D.题中所给结构中H 形成2 电子稳定结构,B 最外层形成3+3=6 电子,二者都不满足8 电子稳定结构,D
错误;
答案选D。
11.砷化镓的晶胞结构(如图所示)与金刚石类似。已知:晶胞参数为acm,A 原子的坐标参数为(0,0,
0),阿伏加德罗常数的值为NA.下列说法错误的是
A.晶胞中与As 距离最近的As 的数目为12
B.晶胞中Ga 的配位数为4
C.该晶体的密度为
D.B 原子的坐标参数为(
,0,
)
【答案】D
【详解】A.结合晶胞结构图,可知晶胞中与As 距离最近的As 的数目为3×8×
=12 个,A 正确;
B.由晶胞图可知,与镓直接相连的砷有4 个,故晶胞中Ga 的配位数为4,B 正确;
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C.利用均摊法,可计算出晶胞中As 原子数为
,Ga 原子数为4,故该晶胞中含有4 个
GaAs,结合晶胞密度的计算公式,代入数据
,C 正确;
D.B 原子位于底面的面心,所以坐标应为(
,
,0),D 错误;
答案选D。
12.有一种瓦斯分析仪(如图甲)能够在煤矿巷道中的甲烷达到一定浓度时会自动报警,该瓦斯分析仪工作
原理类似燃料电池的工作原理,其装置如图乙所示,其中的固体电解质是
,
可以在其中自
由移动,下列有关叙述中错误的是
A.电极a 的反应式为:
B.电极b 是正极,
由电极b 流向电极a
C.当固体电解质中有
通过时,电子转移
D.分析仪工作时,电路中电子由电极a 经传感器流向电极b,又由电极b 经内电路流向电极a,形成
闭合回路
【答案】D
【详解】A.电极a 通甲烷气体的为负极,通空气一端为正极,电池总反应为CH4+2O2=CO2+2H2O,正极
反应为:O2+4e-=2O2-,则电极a 的反应式为
,故A 正确;
B.O2-为阴离子,阴离子向负极移动,故O2-由正极(电极b)移向负极(电极a),故B 正确;
C.1 mol O2得4 mol 电子生成2 mol O2-,故当固体电解质中有1 mol O2-通过时,电子转移2 mol,故C 正
确;
D.电子不能在电池内电路流动,只能在外电路中流动,故D 错误;
故选D。
13.下列对相关实验操作和现象的解释或结论错误的是
选项
实验操作
现象
解释或结论
A
常温下,将铝片插入浓硝酸中
无明显现象
铝片表面被
氧化,
形成致密的氧化膜
B
向
溶液中滴加足量稀硫酸,将产生
的气体通入
溶液中
有白色胶状
物质产生
非金属性:S>C>Si
7
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C
将淀粉和稀硫酸混合加热,再加入少量新
制的
悬浊液,加热
没有砖红色
沉淀产生
淀粉未发生水解
D
取少量
溶液于试管中,加入足量KI
溶液,充分反应后滴入KSCN 溶液
溶液变红色
KI 与
的反应有一
定限度
【答案】C
【详解】A.常温下,将铝片插入浓硝酸中,铝发生钝化,铝片表面被
氧化,形成致密的氧化膜,
所以无明显现象,故A 正确;
B.向
溶液中滴加足量稀硫酸,将产生的CO2气体通入
溶液中,
溶液中出现
H2SiO3白色沉淀,根据强酸制取弱酸的原理,酸性:H2SO4>H2CO3> H2SiO3,元素非金属性越强,最高价
氧化物对应水化物的酸性越强,则非金属性:S>C>Si,故B 正确;
C.用新制的
悬浊液检验淀粉水解的产物葡萄糖,需要先加氢氧化钠中和硫酸,淀粉水解后没有
加碱至溶液呈碱性,所以不能证明淀粉是否水解,故C 错误;
D.取少量
溶液于试管中,加入过量KI 溶液,充分反应后滴入KSCN 溶液,溶液变红色,证明溶液
中含有Fe3+,可说明KI 与
的反应是可逆反应,故D 正确;
选C。
14.一定压强下,向
密闭容器中充入
和
,发生反应:
,
的消耗速率()、
的消耗速率()、温度(
)三者的关
系如下图所示,以下说法中不正确的是
A.温度升高,平衡常数
减小
B.
,平衡时
的消耗速率为
C.
,
,
三点对应状态下,达到平衡状态的是
D.若投料改为通入
和
,
的平衡转化率不变
【答案】B
8
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【详解】A.由方程式可知,反应达到平衡时,二氯化硫的消耗速率是氯气消耗速率的2 倍,由图可知,C
点反应达到平衡状态,C 点前的A、B 点反应未达到平衡状态,C 点后升高温度,二氯化硫的消耗速率大
于氯气消耗速率的2 倍,说明平衡向逆反应方向移动,该反应为放热反应,升温平衡常数减小,故A 正确;
B.由图可知,125℃时,A 点二氯化硫和氯气的消耗速率相等,都为0.015 mol/(L·min),反应未达到平衡,
反应向正反应方向进行,氯气的消耗速率增大,由方程式可知,二氯化二硫的消耗速率与氯气消耗速率相
等, 则平衡时二氯化二硫的消耗速率大于0.015 mol/(L·min),故B 错误;
C.由分析可知,C 点反应达到平衡状态,C 点前的A、B 点反应未达到平衡状态,故C 正确;
D.投料改为通入2mol 二氯化二硫和2mol 氯气相当于增大压强,该反应为气体体积不变的反应,增大压
强,平衡不移动,二氯化二硫的转化率不变,故D 正确;
故选B。
15.某同学在两个相同的特制容器中分别加入
溶液和
溶液,
再分别用
盐酸滴定,利用
计和压强传感器检测,得到如图曲线。
已知:常温下,酚酞的变色范围是
,甲基橙的变色范围是
。下列说法不正确的是
A.
溶液或
溶液中
B.图中曲线甲和曲线丁表示向
溶液中滴加
盐酸
C.在点发生反应的离子方程式为
D.滴定分析时,
点可用酚酞、点可用甲基橙作指示剂指示滴定终点
【答案】C
【详解】A.根据电荷守恒,
溶液或
溶液中
,溶液呈碱性,所以
,故A
正确;
B.碳酸钠溶液的pH 大于碳酸氢钠溶液,碳酸钠溶液与盐酸反应分步进行
,碳酸钠与盐酸反应开始不放二氧化碳,所以图中曲线甲和曲
线丁表示向
溶液中滴加
盐酸,故B 正确;
9
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C.点加入盐酸的体积大于20mL,
反应结束,在点发生反应的离子方程式为
,故C 错误;
D.酚酞的变色范围是
,甲基橙的变色范围是
,滴定分析时,
点可用酚酞、点
可用甲基橙作指示剂指示滴定终点,故D 正确;
选C。
二、非选择题:本题共4 小题,共55 分。
16.(13 分)将铜片放进氯化铁溶液中,观察到溶液呈无色,产生红褐色固体,铜片表面有白色物质。回
答下列问题:
I.探究红褐色固体成分
(1)过滤得到红褐色固体,所需的玻璃仪器有烧杯、玻璃棒、_______。
(2)①取少量红褐色固体加盐酸溶解,滴加 溶液(填写试剂名称),溶液变血红色,证明是氢氧化铁。
②产生氢氧化铁的原因可能是 (用化学方程式表示)。
II.查阅资料:
CuCl
①
是白色难溶物,能溶于氨水,微溶于水,不溶于酒精;被空气迅速氧化。
②在酸性条件下,某些中间价态的离子能发生自身氧化还原反应。
(3)探究产生白色物质的原因。设计实验方案如下:
实验
铜粉/g
蒸馏水/mL
实验现象
1
0.1
1.8
2
棕黄色溶液变为墨绿色
2
0.5
1.8
2
棕黄色溶液变为白色浊液
①由以上实验可知,产生白色物质的条件是 。
②从氧化还原角度说明实验1 中未产生白色物质的原因: 。
(4)化学小组用如图装置(部分夹持装置略去)制备CuCl。
实验步骤:
I.打开分液漏斗活塞,向三颈瓶中加盐酸调pH 至2~3,打开活塞K,通入
,溶液中产生白色沉淀,
待反应完全后,再通一段时间气体。
II.将反应混合液过滤、洗涤、干燥得CuCl 粗产品,纯化后得CuCl 产品。
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①步骤I 中通入
发生反应的离子方程式是 。
②步骤II 中采用抽滤法过滤(装置如下图所示)的主要目的是: 。
【答案】(1)漏斗(1 分)
(2) 硫氰化钾 (2 分) FeCl3+3H2O
Fe(OH)3+3HCl 或4 Fe(OH)2+O2+2H2O=4Fe(OH)3(2 分)
(3) 铜粉过量(2 分) Fe3+氧化性强于Cu2+,Fe3+过量时,Cu 不与Cu2+反应(2 分)
(4) SO2+2Cu2++2Cl-+2H2O=2CuCl↓+SO
+4H+(2 分) 快速过滤,防止氯化亚铜被氧化(2 分)
【详解】(1)过滤需用到漏斗、烧杯、玻璃棒,故填漏斗;
(2)①检验Fe3+用硫氰化钾溶液,溶液会变血红色;
②产生氢氧化铁的原因可能是发生反应:FeCl3+3H2O
Fe(OH)3+3HCl 或4 Fe(OH)2+O2+
2H2O=4Fe(OH)3;
(3)结合表中数据可知铜粉过量时才能产生白色物质;若铜粉不足,因Fe3+的氧化性强于Cu2+,则加入的
铜粉只能与氧化性强的Fe3+反应,不能与Cu2+反应,因此无法生成CuCl;
(4)①通入
,
与CuCl2反应生成CuCl 和硫酸,反应离子方程式:SO2+2Cu2++2Cl-
+2H2O=2CuCl↓+SO
+4H+;
②采用抽滤法过滤可以加快过滤速率,减少固体与空气的接触时间,有效防止氯化亚铜被氧化。
17.(12 分)实验室以废旧铅蓄电池的铅膏(主要含
,少量Fe、AI 的氧化物和Pb 等)
为原料制备
,其过程如图:
已知:
(1)“脱硫”过程中, 反应
的平衡常数K 的数值为
。研究证明,该反应的pH 值在6~8 的范围内比较合适,原因可能是 。
(2)“酸浸”过程中, 存在
作还原剂的反应,写出该反应的化学方程式 。
(3)“除杂”时,滤渣2 的成分是 (写化学式)。
(4)PbS 具有 NaCl 型的晶体结构,其晶胞的部分结构如图所示(其中部分S 原子未画出),该晶体中1 个S
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原子紧邻的Pb 原子的数目为 ,晶体的密度为ρg⋅cm
,晶胞边长为a nm,则阿伏加德罗常数
为 mol
。
【答案】(1) 3.5×105 (2 分) 酸性太强反应生成的碳酸铅与氢离子反应而溶解,碱性太强会生成氢氧
化铅沉淀(2 分)
(2)PbO2+H2O2+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+O2↑+2H2O(2 分)
(3)Fe(OH)3、Al(OH)3(2 分)
(4)6 (2 分)
或
(2 分)
【分析】铅膏加入碳酸钠脱硫,PbSO4和碳酸根离子反应转化为碳酸铅沉淀;过滤后固体加入醋酸、过氧
化氢酸浸,“酸浸”中H2O2具有氧化性,可将溶液中的Fe2+氧化Fe3+,同时H2O2能使PbO2转化为
Pb(Ac)2;调节pH 使铁、铝转化为沉淀过滤除去,再在滤液加入氢氧化钠沉铅,一系列转化后得到PbO。
【详解】(1)K=
=3.5×105; 当pH<6 酸性较强时,反应
生成的碳酸铅与氢离子反应而溶解,当pH>8 碱性较强时,会生成氢氧化铅沉淀,因此该反应的pH 值在
6~8 的范围内比较合适;
(2)“酸浸”过程中,H2O2被PbO2氧化为O2,反应的化学方程式为
PbO2+H2O2+2CH3COOH=(CH3COO)2Pb+O2↑+2H2O;
(3)加入氢氧化钠,通过控制pH 来除去铁离子和铝离子,生成的滤渣2 是Fe(OH)3和Al(OH)3;
(4)PbS 具有NaCl 型的晶体结构,由晶胞部分结构图可知,位于体心的S 原子与位于面心的Pb 原子紧邻,
数目为6;据图可计算一个晶胞含4 个Pb,则S 也为4 个,一个晶胞的质量为
整理
得
或
18.(16 分)将CO、CO2转化为甲烷、甲醇、甲酸等有机物是实现“碳中和”重要途径。
Ⅰ.工业上利用H2与CO 反应制甲烷,存在如下反应:
反应i:CO(g)+3H2(g)=CH4(g)+H2O(g) ∆H1=-206.2kJ/mol
反应ii:CO(g)+H2O(g)=CO2(g)+H2(g) ∆H2=-41.2kJ/mol
反应iii:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ∆H3
回答下列问题:
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(1)∆H3= kJ/mol。
(2)一定温度下,在固定容积的容器中通入H2、CO 发生上述反应,平衡时CO 和H2的转化率及CH4和CO2
的产率随
变化的情况如图所示,其中曲线b 表示CO 的转化率。
B
①
点通过改变温度达到A 点,则B 点时的操作是 (填“升温”或“降温”)。
②图中表示H2转化率曲线是 (填标号)。
Ⅱ.用光电化学法将CO2还原为有机物实现碳资源的再生利用。电解装置和其他条件一定时,恒定通过电
解池的电量,电解得到的部分还原产物的法拉第效率随电解电压的变化如下图所示。
其中,法拉第效率与电解生成还原产物X 所转移电子的物质的量成正比。
(3)电解时,阴极生成HCOOH 的电极反应式为 。通过电解制备HCHO 应选择电压为
V(填U1或U2)。
(4)当电解电压为U2V 时,电解生成的HCOOH 和HCHO 的物质的量之比为3:2.则生成HCOOH 的法拉第
效率m%为 %。
Ⅲ.工业上用CO2和H2催化合成甲醇存在如下反应:
主反应:CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0
副反应:CO2(g)+H2(g)=CO(g)+H2O(g) ∆H>0
(5)已知CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g) ∆H<0,v 正=k 正·c(CO2)·c3(H2),v 逆=k 逆·c(CH3OH)·c(H2)(k 正、k 逆
分别为正、逆向反应速率常数)。该反应的
随温度变化的曲线如图所示,则 表示
随温度变化的曲线,理由是 。
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【答案】(1) -165 (2 分)
(2) 降温 (2 分) a (2 分)
(3) CO2+4e-+4H+=HCHO+H2O (2 分) U1 (2 分)
(4) 20 (2 分)
(5) A (2 分) 平衡时v 正=v 逆,则K=
,由于该反应为放热反应,升温K 减小;
但是升温反应速率加快,速率常数是增大的,因此,k 正增大得少,那么
的变化量小 (2 分)
【详解】(1)根据盖斯定律,由反应i -反应ii,可得反应iii:CO2(g)+4H2(g)=CH4(g)+2H2O(g) ∆H3= -206.2
kJ/mol-(-41.2 kJ/mol)= -165 kJ/mol。
(2)①B→A,CO 的平衡转化率增大,反应i、反应ii 均为放热反应,则降低温度,平衡正向移动,CO
的平衡转化率增大,故B 点的操作是降温;
②增大
,平衡时CO 的转化率增大,H2的转化率降低,则表示H2转化率的曲线为a。
(3)由左图可知,酸性条件下二氧化碳在阴极得到电子发生还原反应生成甲醛和水,电极反应式为,故
答案为:CO2+4e-+4H+=HCHO+H2O;由右图可知,电压为U1时,HCHO 的法拉第效率最高,通过电解制
备HCHO 应选择电压为U1。
(4)电解电压为U2V 时,放电生成1mol 甲酸转移2mol,生成1mol 甲醛转移4mol 电子,由图可知,生成
甲酸的FE%为15%,则由电解生成的甲酸和甲醛的物质的量之比为3:2 可得:15%:m%:=(3×2):
(2×4),解得m=20。
(5)平衡时v 正=v 逆,
,K=
,由于该反
应为放热反应,温度升高时化学平衡向逆反应方向移动,速率常数随温度升高而增大,即平衡常数K 的数
值减小,而根据平衡常数K 与k 正、k 逆的关系可知,k 正增大得少,即温度升高过程中,
的变化量小,
即m 为
随温度变化的曲线。
19.(14 分)以芳香族化合物A 为原料制备某药物中间体G 的路线如图:
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已知:①同一碳原子上连两个羟基时不稳定,易发生反应
,
②
,
③
。
(1)由A 到B 的过程中,1mol 有机物A 与氢氧化钠溶液反应,消耗
。
(2)C 中含氧官能团名称是 ;C→D 的反应类型是 。
(3)D→E 的反应方程式是 。
(4)满足下列条件的F 的同分异构体有 种(不考虑立体异构,填序号)。
A.3 B.10 C.13 D.15
①能发生水解反应又能发生银镜反应,且水解产物能与
溶液发生显色反应;
②能与
溶液反应。
其中核磁共振氢谱满足2 2 2 1 1
∶∶∶∶的有机物的结构简式为 。
(5)根据上述路线中的相关知识,以
和乙酸为原料制备
的合成路线如下,其
中M 和N 的结构简式分别为 和 。
【答案】(1) 4(1 分)
(2) 醛基、(酚)羟基 (2 分) 取代反应 (1 分)
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(3)
+CH2(COOH)2
CO2↑+H2O+
(2 分)
(4) C (2 分)
(2 分)
(5)
(2 分)
(2 分)
【详解】(1)由题干合成路线图示信息可知,1molA 分子中含有1mol 酚酯基,消耗2molNaOH,另外含
有2mol 碳氯键,水解生成醇,故消耗2molNaOH,即由A 到B 的过程中,1mol 有机物A 与氢氧化钠溶液
反应,消耗NaOH 一共4mol,故答案为:4;
(2)由题干合成路线图中C 的结构简式可知,C 中含氧官能团名称是醛基和(酚)羟基,C→D 的方程式为:
+CH3ONa
+NaBr,该反应的反应类型是取代反应,故答案为:醛基和
(酚)羟基;取代反应;
(3)由分析可知,E 的结构简式为:
,由题干合成路线图图示信息可知, D→E 的
反应方程式是
+CH2(COOH)2
CO2↑+H2O+
,故答案为:
+CH2(COOH)2
CO2↑+H2O+
;
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(4)已知F 的分子式为:C9H8O4,不饱和度为:
=6,则满足下列条件①能发生水解反应又能发生
银镜反应即含有酯基和醛基或者甲酸酯基,且水解产物能与FeCl3溶液发生显色反应即水解产物含有酚羟
基即含有酚酯基;②能与NaHCO3溶液反应即含有羧基,这样的F 的同分异构体有:苯环上连有2 个取代
基有-OOCH 和-CH2COOH 则有邻间对三种位置关系,苯环上连有3 个取代基即-CH3、-OOCH 和-COOH,
则有10 种位置关系,故符合条件的F 的同分异构体一共有13 种,其中核磁共振氢谱满足2 2 2 1 1
∶∶∶∶的有机
物的结构简式为
,故答案为:C;
;
(5)由已知信息①可知,
先水解转化为
,进而转化为M 即
,M 即
与CH3COOH 发生已知信息②反应生成N 即
,故答案为:
;
。
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