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大题预测卷01
题组一
（建议用时：30 分钟 满分：58 分）
1．（14 分）硒被誉为“生命元素”。亚硒酸钙(
，难溶于水)常作饲料添加剂，
常作制
备含硒营养物质的原料。一种含硒废料制备亚硒酸钙和二氧化硒的流程如图(部分条件和部分产物省略)。
回答下列问题：
已知部分信息如下：
①含硒废料的主要成分是
和
；“焙烧”时固体产物为
、
和
。
②
易溶于水，
难溶于水。
（1）基态
原子的核外电子排布式为
。
（2）利用“浸渣”可以制备胆矾，其操作步骤是加入足量稀硫酸溶解，再通入热空气。通入热空气的目
的是 (用离子方程式表示)。
（3）上述参加反应的双氧水远小于实际消耗的双氧水(反应温度在
)，其主要原因是 。
（4）硒酸分解制备
的副产物有 (填化学式)。
（5）已知
、
的熔点分别为
、
，其熔点差异的主要原因是 。
（6）测定
产品纯度。称取
产品溶于水配制成
溶液，取
于锥形瓶中，加入足
量
溶液和适量稀硝酸，充分反应后，滴加3 滴
淀粉溶液，用
溶
液滴定至终点时消耗
滴定液。发生有关反应：
①
(未配平)
②
该
产品中硒元素的质量分数为 %。如果大量空气进入锥形瓶，可能导致测得的结果
(填“偏高”“偏低”或“无影响”)。
【答案】（1）
（2 分）
（2）
(
)（2 分）
（3）温度较高，双氧水分解（2 分）
（4）
、
（2 分）
（5）它们都是分子晶体，后者相对分子质量较大，范德华力较大（2 分）
1
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（6）
（2 分） 偏高（2 分）
【分析】含硒废料的主要成分是
和
，加入纯碱和空气焙烧后，得到固体产物为
、
和
；加水溶解，浸渣中含
，
、
溶于水形成溶液，继续加入稀硫酸，
与硫酸反应生成难溶性酸H2TeO3，并分解得到难溶于水的TeO2，
与硫酸反应生成可溶于
水的弱酸H2SeO3，经分离得到H2SeO3，加入H2O2发生氧化还原反应得到H2SeO4，加热分解得到
；
H2SeO3中加入石灰乳发生酸碱中和反应生成亚硒酸钙结晶水合物，沉淀析出；
【解析】（1）Se 为34 号元素，故核外电子排布式为
；
（2）利用“浸渣”即
可以制备胆矾，其操作步骤是加入足量稀硫酸溶解，再通入热空气。通入热空
气的目的是将铜氧化，使之与硫酸反应生成铜离子，故用离子方程式表示为
(
)；
（3）参加反应的双氧水远小于实际消耗的双氧水(反应温度在
)，其主要原因是温度较高，双氧水受
热分解；
（4）硒酸受热分解的化学方程式为
，故副产物有
、
；
（5）
、
的熔点分别为
、
，其熔点差异的主要原因是都是分子晶体，后者相对分子
质量大，范德华力大，熔点高；
（6）①根据氧化还原反应得失电子守恒，可知消耗一个
得到4e-，生成一个
失去2e-，故
，
第二个反应若消耗
，则消耗
，故关系为
，则列比例关系式
解得x=
，wg 产品中
，则产品中Se 的质量分数
；
②如果大量空气进入锥形瓶，碘离子被氧气氧化，则使标准液
消耗量增大，导致测得结果偏高。
2．（15 分）CO2资源化利用受到越来越多的关注，它能有效减少碳排放，有效应对全球的气候变化，并
且能充分利用碳资源。二氧化碳催化加氢制甲醇有利于减少温室气体排放，涉及的反应如下：
I.
II.
kJ mol
⋅
-1
III.
kJ mol
⋅
-1
2
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回答下列问题：
（1）CO2分子的空间结构为 形。
（2）
kJ mol
⋅
-1。
（3）平衡常数
(用
、
表示)。
（4）为提高反应Ⅲ中
的平衡产率，应选择的反应条件为___________(填标号)。
A．低温、高压
B．高温、低压
C．低温、低压
D．高温、高压
（5）不同压强下，按照
投料，发生反应I，实验测得
的平衡转化率随温度的变化
关系如下图所示。
①压强
、
由大到小的顺序为 ，判断的依据是 。
②图中A 点对应的甲醇的体积分数是 %(计算结果保留1 位小数)。
（6）在恒温恒压(压强为p)的某密闭容器中，充入1mol
和3mol
，仅发生反应I 和II，经过一
段时间后，反应I 和II 达到平衡，此时测得
的平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%{甲醇选择性[
]}，则该温度下反应I 的平衡常数
(写出计算式即可，
分压=总压×物质的量分数)。
【答案】（1）直线（1 分）
（2）-49.5（2 分）
（3）
（2 分）
（4）A（2 分）
（5）
（2 分） 反应I 为气体分子数减少的反应，压强越大CO2的平衡转化率越大（2 分） 16.7
（2 分）
（6）
（2 分）
【解析】（1）CO2分子的中心原子C 周围的价层电子对数为：2+
=2，根据价层电子对互斥理论
可知，该分子的空间结构为直线形；
（2）由题干信息可知，反应Ⅱ.
kJ mol
⋅
-1，反应Ⅲ.
3
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kJ mol
⋅
-1，根据盖斯定律，反应Ⅱ+反应Ⅲ即可得到反应Ⅰ.
，则
=40.9kJ/mol+(-90.4kJ/mol)=-49.5kJ/mol；
（3）由小问（1）分析可知，反应Ⅱ+反应Ⅲ即可得到反应Ⅰ，故平衡常数
；
（4）由题干信息可知，反应Ⅲ.
kJ mol
⋅
-1，正反应是一个气
体体积减小的放热反应，故降低温度、增大压强，上述化学平衡正向移动，CH3OH 的平衡产率增大，故为
提高反应Ⅲ中CH3OH 的平衡产率，应选择的反应条件为低温、高压；
故答案为A；
（5）①已知反应Ⅰ.
，正反应是一个气体体积减小的方向，增大
压强化学平衡正向移动，CO2的平衡转化率增大，即相同温度下，压强越大CO2的平衡转化率越大，结合
题干图像可知，图中P2>P1，
故答案为：P2>P1；反应Ⅰ为气体分子数减少的反应，压强越大CO2的平衡转化率越大；
②由题干图像可知，图中A 点对应的CO2的平衡转化率为0.5，根据三段式分析为：
，
则此时甲醇的体积分数是
；
（6）在恒温恒压(压强为p)的某密闭容器中，充入1 mol
和3 mol
，仅发生反应Ⅰ和Ⅱ，经
过一段时间后，反应Ⅰ和Ⅱ达到平衡，此时测得
的平衡转化率为20%，甲醇的选择性为50%，根据三
段式分析可知：
，
，
此时CO2的平衡分压为：p(CO2)=
，同理有：p(H2)=
，p(CH3OH)=
，p(H2O)=
4
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，则该温度下反应Ⅰ的平衡常数
。
3．（14 分）磁性材料FexSy与石墨烯构成的复合材料，用于高性能锂硫电池。某化学小组按如下装置测定
该磁性材料FexSy的组成。
（1）仪器N 的名称是 ，其作用是 。
（2）实验时管式炉中产生的气体能使品红溶液褪色，三颈烧瓶中产生白色沉淀，三颈烧瓶中发生反应的
离子方程式是 。
（3）若管式炉内反应的温度为600~700℃，长玻璃管M 除了导气外还有的作用是 ，若没有长
玻璃管会导致测定的y 值 (填“偏大”“偏小”或“无影响”)。
（4）取2.960g 试样放入管式炉充分反应后，再通入O2一段时间，然后将三颈烧瓶中的固体过滤，洗涤，
干燥称量得到9.320g，操作过程中，检验沉淀已洗涤干净的方法是 。小组成员提出用浓硝酸
代替H2O2，其他小组成员提出反驳意见，反驳的理由是 。
（5）充分反应后，取管式炉中固体溶于足量的稀硫酸中，取少量反应后的溶液，加入 (填试剂
名称)，溶液变红，证明溶液中含有Fe3+；另取少量溶液，加入K3[Fe(CN)6]溶液，没有明显变化，则管式炉
中固体的颜色是 ，管式炉中发生的化学反应方程式为 。
【答案】（1）长颈漏斗（1 分） 防止倒吸（1 分）
（2）
（2 分）
（3）冷凝作用（1 分） 偏小（1 分）
（4）取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，若无白色沉淀产生，证明沉淀
已洗涤干净（2 分） 用浓HNO3代替H2O2，反应过程中会产生有毒的氮氧化物，污染空气（2 分）
（5）硫氰化钾溶液（1 分） 红色（1 分）
（2 分）
【分析】利用氧气将管式炉中的样品在高温下煅烧反应，生成的气体通过足量的氯化钡和双氧水反应，所
得固体的量进行分析，确定反应的产生，再通过管式炉中固体的变化判断固体产物；
【解析】（1）根据仪器的构造可知，仪器N 的名称是长颈漏斗，其作用是防止倒吸；
（2）管式炉中产生的气体能使品红溶液褪色，产生的气体是SO2，三颈烧瓶中发生反应的离子方程式为
；
（3）长玻璃管M 除了导气外还有冷凝作用，若没有长玻璃管，通入三颈烧瓶中的SO2温度过高，可能来
5
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不及与H2O2和BaCl2反应就排出去，造成测定的y 值偏小；
（4）检验沉淀已洗涤干净的方法是：取最后一次洗涤液少许于试管中，滴加稀HNO3酸化的AgNO3溶液，
若无白色沉淀产生，证明沉淀已洗涤干净，用浓HNO3代替H2O2，反应过程中会产生有毒的氮氧化物，污
染空气；
（5）充分反应后，取管式炉中固体溶于足量的稀硫酸中，取少量反应后的溶液，加入KSCN(硫氰化钾)溶
液，溶液变红色证明含有Fe3+，加入K3[Fe(CN)6]溶液没有明显变化，证明无Fe2+，则管式炉中固体颜色是
红色（生成Fe2O3），S~SO2~BaSO4，试样中n(Fe):n(S)=
(1.28g 是S 元素质量)，
化学式为Fe3S4，管式炉中发生反应的化学方程式为
。
4．（15 分）吡咯他尼是一种利尿药，可用于治疗水肿、高血压症。有机物K 是制备吡咯他尼的中间体，
K 的一种制备流程如图：
回答下列问题：
（1）B 的名称是 ，C 中官能团有 (填名称)。
（2）A→B 的反应试剂和条件是 ；I→J 的反应类型是 。
（3）J→K 的反应中，另一种生成物的化学式为 ，其中心原子的杂化方式是 。
（4）写出H→I 的化学方程式： 。
（5）在C 的芳香族同分异构体中，能发生银镜反应但不含氧氯键的结构有 (不考虑立体异构)；其
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中核磁共振氢谱显示有3 组峰且峰面积之比为2：2：1 的同分异构休的结构简式为 。
【答案】（1）对氯甲苯(4-氯甲苯)（2 分） 羧基、碳氯键（2 分）
（2）液氯、
（2 分） 还原反应（1 分）
（3）
（1 分）
（1 分）
（4）
（2 分）
（5）13（2 分）
（2 分）
【分析】对比A、D 结构简式，结合转化条件可推知A 发生取代反应生成B
，B 被酸性高锰酸钾
氧化生成C
，C 发生取代反应生成D；
【解析】（1）根据分析可知B 结构简式：
，其名称：对氯甲苯(4-氯甲苯)；C 结构简式：
，其官能团：羧基、碳氯键；
（2）由A 和D 的结构简式可知，A 引入氯原子生成B.试剂和条件是液氯、氯化铁；对比I、J 结构简式可
知硝基被还原成氨基；
（3）根据质量守恒，结合J、K 结构简式可知，转化过程中副产物为
，其中心原子O 原子价层电子对
数：
，中心原子杂化类型为
杂化；
（4）结合合成路线，对比H、I 结构简式可知发生取代反应，反应方程式：
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；
（5）C 的芳香族同分异构体中，能发生银镜反应但不含氧氯键的结构有两种情况：一是含氯原子、甲酸酯
基，有3 种；二是苯环上有羟基、氯原子、醛基，有10 种结构，符合条件的同分异构体共有13 种；其中
核磁共振氢谱显示有3 组峰且峰面积之比为2：2：1 的同分异构休的结构简式：
；
题组二
（建议用时：30 分钟 满分：58 分）
1．（14 分）钕铁硼永磁材料被广泛应用于汽车、家电、电子产品等领域。以江西赣州某公司的钕铁硼油
泥废料(主要物相为
)为原料，回收有价金属的工艺流程如图所示。
已知：①用RE 表示稀土元素：
②配位阴离子的稳定常数越大，配位阴离子越稳定。几种配位阴离子的稳定常数如下：
配位阴离
子
稳定常数
25.4
9.4
16.2
20.2
回答下列问题：
(1)钕(Nd)属于f 区元素，其原子轨道共有 种不同的形状。
(2)
溶液能洗涤钕铁硼油泥废料的原因是 (用离子方程式表示)。
(3)浸取后，对浸取液进行紫外可见光光度测试，结果如图所示。写出
与盐酸反应的离子方程式：
。
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(4)沉淀时，草酸用量及沉淀温度对稀土与铁选择性沉淀分离的影响如下图所示。
沉淀时，
)与
的最佳物质的量之比为 ，请说明原因： 。最佳沉淀
温度为60℃，，温度继续升高，稀土沉淀率略下降的原因可能是 。
(5)在沉淀后的滤液中加入
，溶液中主要存在的配位阴离子是 ，该离子在加入铁粉后生
成
的离子方程式为 。
【答案】(1)4
(2)
(3)
(4)
与
的物质的量之比为
时，稀土沉淀率最高，提高比值，稀土沉淀率没有
明显提高，但
元素沉淀率大幅度提高 温度升高，草酸稀土盐溶解度增大，导致稀土沉淀率降低
(5)
【分析】钕铁硼油泥废料(主要物相为RE2O3、Fe2O3)用Na2CO3溶液洗涤后，加入稀盐酸浸取，滤液中含有
Fe3+、RE3+，向滤液中加入草酸溶液沉淀得到RE2(C2O4)3·10H2O，过滤后的滤液中加入铁粉和草酸溶液沉铁，
得到草酸亚铁晶体。
【解析】（1）钕(Nd)属于f 区元素，含有s、p、d、f 共4 种能级，其原子轨道共有4 种不同的形状。
（2）
溶液中碳酸根发生水解使溶液呈碱性，
，而油脂易在碱性溶液中
分解，故
溶液能洗涤钕铁硼油泥废料。
（3）由图可知，Fe2O3与盐酸反应生成了
，离子方程式为：
。
（4）
与
的物质的量之比为
时，稀土沉淀率最高，提高比值，稀土沉淀率没有明显提
高，但
元素沉淀率大幅度提高，所以沉淀时，
与
的最佳物质的量之比为
。最佳沉
淀温度为60℃，，温度继续升高，稀土沉淀率略下降的原因可能是温度升高，草酸稀土盐溶解度增大，导
致稀土沉淀率降低。
（5）由表格数据可知，
最稳定，则在沉淀后的滤液中加入
，溶液中主要存在的配位阴
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离子是
，
在加入铁粉后生成
的离子方程式为：
。
2．（15 分）I．中国科学家首次实现了二氧化碳到淀粉的全合成，相关成果由国际知名学术期刊《科学》
在线发表。CO2的捕集、利用与封存是科学家研究的重要课题，利用CH4与CO2制备“合成气”CO、H2，
合成气可直接制备甲醇，反应原理为：CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=-99 kJ·mol-1。
(1)若要该反应自发进行， (填“高温”、“低温”或“任何温度”)更有利。
(2)在恒温、恒容的密闭容器中，对于合成气合成甲醇的反应，下列说法中能说明该反应达到化学平衡状态
的是___________。
A．混合气体中碳元素的质量分数不再改变
B．混合气体的密度不再变化
C．CO 的百分含量不再变化
D．2v(H2)正=v(CO)逆
(3)把CO2 转化为HCOOH 是降碳并生产化工原料的常用方法，有关反应如下：
CO(g)+H
①
2O(g)
HCOOH(g) ΔH1=-72.6 kJ·mol-1
2CO(g)+O
②
2(g)
2CO2(g) ΔH2=-566 kJ·mol-1
O
③
2(g)+2H2(g)
2H2O(g) ΔH3=-483.6 kJ·mol-1
则CO2(g)与 H2(g)合成 HCOOH(g)反应的热化学方程式： 。
(4)还可利用电化学方法可以将CO2有效地转化为HCOO-，后续经酸化转化为HCOOH，原理示意图如图所
示，下列说法错误的是___________。
A．电解池的阴极电极反应式为2CO2+2e-+H2O=HCOO-+HCO
B．b 为电源正极
C．电解一段时间后，阳极区的KHCO3 溶液浓度降低
D．若以氢氧碱性燃料电池作直流电源，那么负极的电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O
Ⅱ．我国学者结合实验与计算机模拟结果，研究了NO-CO 的反应历程。在催化剂作用下， 此反应为
2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH<0 可有效降低汽车尾气污染物排放。
(5)探究温度、压强(2MPa，5MPa)对反应的影响，如图所示，表示2MPa 的是___________。
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(6)一定温度下，向容积1L 的恒容密闭容器按体积比3：2 的比例充入CO 和NO，当反应达到平衡时NO 的
体积分数为
，此温度下该反应的平衡常数K= = 。(第一空写表达式，第二空保留
三位有效数字)
(7)使用相同催化剂，测得相同时间内 NO 的转化率随温度的变化曲线如图，解释 NO 的转化率在
100~900℃范围内随温度升高先上升后下降，且下降由缓到急的主要原因是 ； 。
【答案】(1)低温
(2)C
(3)CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) ΔH= -31.4 kJ·mol-1
(4)B
(5)A
(6)
1.85×10-3
(7)400℃～700℃随温度升高，平衡向逆向移动，转化率逐渐减小 700℃以后，催化剂失去活性，反应
速率急剧下降导致转化率迅速变小
【解析】（1）已知CO(g)+2H2(g)
CH3OH(g) ΔH=-99 kJ·mol-1，即该反应的△H＜0，反应前后气体体积
减小，熵变△S＜0，满足△H-T
S
△＜0，应在低温下能自发进行，故答案为：低温。
（2）A．由元素守恒可知，该反应过程中混合气体中碳元素的质量分数是定值，当混合气体中碳元素的质
量分数不再改变时，不能说明反应达到平衡，故A 不选；
B．反应前后混合气体的质量和容器容积均是不变的，混合气体的密度一直不变，混合气体的密度不再变
化时，不能说明反应达到平衡，故B 不选；
C．CO 的百分含量不再变化，即浓度不再发生变化，达平衡状态，故C 选；
D．2v(H2)正=v(CO)逆时，不满足反应速率之比是化学计量数之比，所以没有达到平衡状态，故D 不选；
答案选C。
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（3）则根据盖斯定律可知①+
×
-
③
×②即得到反应：CO2(g)+H2(g)
HCOOH(g) ΔH=ΔH1+2ΔH3-
2ΔH2=-72.6 kJ·mol-1-
×483.6 kJ·mol-1+
×566 kJ·mol-1=-31.4 kJ·mol-1。
（4）A．CO2在阴极得到电子生成HCOO-，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：2CO2+2e-
+H2O=HCOO-+HCO ，故A 正确；
B．CO2在阴极得到电子生成HCOO-，Sn 电极为阴极，b 为电源负极，故B 错误；
C．H2O 在阳极失去电子生成O2，电极方程式为：2H2O-4e-=O2
+4H+，生成的H+会和HCOO-反应，阳极
区的KHCO3 溶液浓度降低，故C 正确；
D．若以氢氧碱性燃料电池作直流电源，H2负极失去电子生成H2O，电极反应式为H2-2e-+2OH-=2H2O，故
D 正确；
故选B。
（5）可逆反应2CO(g)+2NO(g)
2CO2(g)+N2(g) ΔH<0，是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO 的转
化率减小，减小压强，平衡逆向移动，NO 的转化率减小，根据图示可知，表示2MPa 的是反应a。
（6）根据已知条件列出“三段式”
当反应达到平衡时NO 的体积分数为
=
，x=0.2mol，此温度下该反应的平衡常数K=
=1.85×10-3。
（7）如图，400℃时，达到平衡状态，NO 转化率达到最大，400℃～700℃随温度升高，平衡向逆向移动，
转化率逐渐减小；700℃以后，催化剂失去活性，反应速率急剧下降导致转化率迅速变小。
3．（14 分）铼
是具有重要军事战略意义的金属。
是制备高纯度
的原料，实验室用
制备
的装置如图所示。
已知：Ⅰ．
易溶于水，溶于水后生成
；
与
反应生成
。相关物质的溶解度S
见下表：
12
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温
度/℃
20
75.4
6.1
30
78.0
32.3
Ⅱ．
；
；
。
回答下列问题：
(1)仪器a 的名称是 。
(2)
的制备
①反应开始前先向装置C 中三颈烧瓶内加入一定量的 (填化学式)和
；
②关闭 打开 装置C 中三颈烧瓶内生成
；
③关闭
，打开
，通入
一段时间，通入
的目的是 ；
④关闭
，打开
，滴入足量
的氨水溶液，生成
，反应的化学方程式为 ；
⑤反应结束后，将C 中溶液经 、 、过滤、乙醇洗涤、干燥，得到
晶体。
(3)下列装置可用作装置单元X 的是 (填标号)。
(4)取
样品，在加热条件下使其分解，产生的氨气用硼酸
溶液吸收。吸收液用浓度为
的盐酸滴定，消耗盐酸
。
的纯度为 (已知：
的相对分子质量为
268)。
【答案】(1)蒸馏烧瓶
(2)
排出装置内未反应的
气体（或排出装置内多余的
气体）
蒸发浓缩 冷却结晶
(3)BD
(4)
（或其他正确答案）
【分析】A 装置中FeS 与稀硫酸反应制备H2S，B 作安全瓶，C 中Re2O7与H2O 反应生成HReO4，HReO4与
H2S 反应生成Re2S7，Re2S7与H2O2的氨水溶液反应生成NH4ReO4、(NH4)2SO4，反应结束后，C 中溶液经蒸
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发浓缩、冷却结晶、过滤、乙醇洗涤、干燥，得到NH4ReO4晶体；装置单元X 用于吸收尾气H2S，防止污
染空气。
【解析】（1）根据仪器a 的结构特点知，仪器a 的名称为蒸馏烧瓶。
（2）①根据分析，反应开始前先向装置C 中三颈烧瓶内加入一定量的Re2O7和水，使Re2O7和水反应生成
HReO4。
②关闭K2、K3，打开K1、K4，使装置A 中产生的H2S 导入C 中与HReO4反应生成Re2S7。
③关闭K1，打开K2，通入N2一段时间，通入N2的目的是排出装置内未反应的H2S 气体（或排出装置内多
余的H2S 气体）。
④关闭K2，打开K3，滴入足量H2O2的氨水溶液，生成NH4ReO4，该反应中H2O2将Re2S7氧化成
(NH4)2SO4，S 元素的化合价由-2 价升至+6 价，H2O2被还原，根据得失电子守恒和原子守恒，反应的化学方
程式为Re2S7+28H2O2+16NH3∙H2O=2NH4ReO4+7(NH4)2SO4+36H2O。
⑤由表中提供的NH4ReO4和(NH4)2SO4的溶解度可知，反应结束后，将C 中溶液经蒸发浓缩、冷却结晶、
过滤、乙醇洗涤、干燥，得到NH4ReO4晶体。
（3）装置单元X 用于吸收H2S，防止污染空气，Na2SO4溶液、NaHS 溶液难吸收H2S，CuSO4溶液、NaOH
溶液都能吸收H2S，答案选BD。
（4）根据反应2NH4ReO4
2NH3↑+H2O+Re2O7、NH3+H3BO3=NH3∙H3BO3、
NH3∙H3BO3+HCl=NH4Cl+H3BO3知，NH4ReO4~HCl，则NH4ReO4物质的量为cV×10-3mol，NH4ReO4的纯度
为
×100%=
。
4．（15 分）G 为镇静类药物，主要用于治疗失眠。其一种合成路线如下：
(1)A 的结构简式为 。反应①有副产物H，两个取代基位于对位。鉴别B 与H 最可靠的分析方
法为 。
A．紫外可见光谱 B．原子发射光谱 C．质谱 D．核磁共振氢谱
(2)反应②的反应类型为 。
的官能团名称为 。
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(3)
能提高
产率的原因是 。
(4)下列说法正确的是___________。
A．D 能发生水解反应和加成反应
B．
最多被
还原
C．F 中的氮原子均为
杂化
D．G 中所有碳原子、氮原子共面
(5)写出一种符合下列条件的D 的同分异构体的结构简式。
①核磁共振氢谱图中有4 组峰，峰面积之比为
②
该物质能消耗
(6)已知苯胺易被氧化。设计一条由甲苯、
为原料合成
的合成路线 。(无机试
剂任选)
【答案】(1)
D
(2)还原反应 酮羰基、氨基
(3)该反应另一产物为乙酸，碳酸钠与乙酸反应，促使反应正向进行(合理即可)
(4)AC
(5)
、
(合理即可)
(6)
(合理即可)
【分析】反应①为硝化反应，反应②为硝基生成氨基的还原反应，根据D 的结构式可知A 为
，
加硝酸硝化反应生成B 为
，加HCl/Fe 还原生成C 为
，加
发生取代反应生
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成D 和乙酸，加
发生取代反应生成E，加C2H5I/NaH 发生取代反应生成F，加
一
定条件生成G。
【解析】（1）根据分析可知A 的结构简式为
；反应①有副产物H，两个取代基位于对位，
H 为
，紫外可见光谱用于分析物质的结构和含量，原子发射光谱测量元素含量，质谱测定相对分子
质量，核磁共振氢谱测定氢原子的种类和数目，B 与H 主要是氢原子的的种类不同，故最可靠的分析方法
为核磁共振氢谱，D 符合；
故答案为：D。
（2）根据分析可知反应②为还原反应；C 为
，官能团为酮羰基、氨基；
故答案为：还原反应；酮羰基、氨基。
（3）根据分析可知，该反应另一产物为乙酸，碳酸钠与乙酸反应，促使反应正向进行；
故答案为：该反应另一产物为乙酸，碳酸钠与乙酸反应，促使反应正向进行。
（4）A．D 中含有肽键和羰基，肽键能发生水解反应，酮羰基能发生加成反应，A 正确；
B．1molE 含有1mol 肽键，肽键不能被氢气还原，故最多被5molH2还原，B 错误；
C．F 中的氮原子含有3 个σ 键，1 对孤对电子对，故均为sp3杂化，C 正确；
D．G 含氮六元环中一个N 原子为sp3杂化，另一个N 原子为sp2杂化，故含N 六元环中所有碳、氮原子不
能共面，D 错误；
故答案为：AC。
（5）①核磁共振氢谱图中有4 组峰，峰面积之比为6:2:2:1，说明有四种氢原子，个数比为6:2:2:1，分子
中有2 个―CH3和1 个苯环；
1mol
②
该物质能消耗4molAg(NH3)2OH，说明有2mol 醛基；则符合情况的有
、
；
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故答案为：
、
。
（6）
加浓硝酸和浓硫酸加热生成
，加酸性高锰酸钾得到
，加入HCl/Fe 还原生成
，加
取代反应生成
；
故答案为：
。
题组三
（建议用时：30 分钟 满分：58 分）
1．（14 分）钛（
是一种化学性质稳定的过渡元素，在航空航天、海洋工程和生物医疗等领域具有极为
重要的实用价值。工业上以钛铁矿（
，含
、
、
等杂质）为主要原料制取
的流程如
下：
已知：①“酸浸”后钛主要以
的形式存在于溶液中；
②
煅烧生产
。
回答下列问题：
(1)滤渣1 的主要成分为 （填化学式）；绿矾中铁的化合价是 。
(2)“操作X”工序需控制温度不能过高，从产品角度分析原因为 。
(3)“水解”析出
，该反应的离子方程式是 。
(4)“洗涤”工序，检验
已洗涤干净的方法为 。
(5)写出“高温氯化”工序中反应的化学方程式： 。
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(6)镍钛记忆合金可用于飞机和宇宙飞船。已知一种镍钛合金的晶胞结构如图所示，若合金的密度为
，
代表阿伏加德罗常数的值，则晶胞中两个钛原子间的最近距离是
（用含
和
的计算式表示，不必化简）。
【答案】(1)
、
、
价
(2)防止
提前水解使绿矾不纯或降低钛的回收率（产品产率）
(3)
(4)取最后一次洗涤液，用稀盐酸（稀硝酸）酸化，无明显现象，再滴入几滴
溶液，没有白色沉淀产
生，则证明洗涤干净
(5)
(6)
【分析】钛铁矿(FeTiO3，含Fe2O3、CaO、SiO2等杂质)酸浸后生成TiOSO4、FeSO4、Fe2(SO4)3和难溶的
CaSO4，但SiO2不参加反应，“还原”过程中Fe3+被加入的铁粉还原为Fe2+，则滤渣1 的主要成分为
CaSO4、SiO2和剩余的Fe，所得滤液主要含有TiOSO4、FeSO4，经过操作X(蒸发浓缩、冷却结晶)得到绿矾，
同时得到含有TiOSO4的滤液，TiOSO4水解(90℃)析出TiO2⋅xH2O，经洗涤、煅烧得到TiO2，“高温氯化”
时，TiO2与焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO，最后“冶炼”过程中TiCl4被试剂B 还原得到Ti，据此解答。
【解析】（1）由分析可知，滤渣1 的主要成分为CaSO4、SiO2和剩余的Fe，绿矾的化学式为
，
其中铁的化合价为
价；
（2）TiO2+在90℃时会充分水解析出TiO2⋅xH2O，若“结晶”控制温度过高，会导致TiO2+提前水解使制得
的绿矾不纯，同时降低钛的回收率（或产品产率），则“操作X”工序需控制温度不能过高，从产品角度分
析原因为：防止TiO2+提前水解使绿矾不纯或降低钛的回收率（产品产率）；
（3）TiO2+在溶液中存在水解平衡：
，升高温度，促使水解趋于完
全生成
，则90℃下水解的离子方程式为：
；
（4）
表面有
，若洗涤液中不含
，则已洗涤干净，所以检验TiO2⋅xH2O 已洗涤干净的
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方法为：取最后一次洗涤液，用稀盐酸（稀硝酸）酸化，无明显现象，再滴入几滴
溶液，没有白色
沉淀产生，则证明洗涤干净；
（5）“高温氯化”时，TiO2与焦炭、氯气反应生成TiCl4和CO，则反应的化学方程式为：
；
（6）根据均摊法，晶胞中Ti 原子数为：
，Ni 原子数为：
，晶胞质量
，晶胞的体积
，晶胞棱长
，则晶胞中两
个钛原子间最近距离是
。
2．（15 分）叠氮化钠(NaN3)可用作汽车安全气囊的气体发生剂。某小组对叠氮化钠的制备和产品纯度测
定进行相关探究。
查阅资料：①叠氮化钠可以由氨基钠(NaNH2)和N2O 为原料加热制得，其中N2O 的制备反应为
。
②氨基钠易氧化、易潮解；NaN3能与强酸反应生成HN3，HN3不稳定，易爆炸。
N
③
2O 有强氧化性，不与酸、碱反应。
回答下列问题：
Ⅰ.制备NaN3
(1)按气流方向，仪器口的连接顺序为a→ →h。
(2)装置B 中有NH3生成，B 中发生反应的化学方程式为 。
(3)装置C 的作用为 。
(4)在装置E 中将氮元素转化为对环境无污染的气体，同时生成SnO2∙xH2O 沉淀，发生反应的化学方程式为
。
Ⅱ.用如图所示装置测定产品纯度
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(5)仪器F 的名称为 ，恒压分液漏斗中侧管q 的作用除平衡气压，有利于液体顺利流下外，还
有 。
(6)取10.0g NaN3样品与足量的NaClO 反应(杂质不与NaClO 溶液反应)，利用如图装置测量所得氮气的体积，
初始时G、H 两液面相平，G 管的读数为V1mL 充分反应后，恢复至室温，移动G 使两液面再次相平，G
管读数为V2mL(其中
)，则产品中NaN3的质量分数为 ％(本实验条件下气体摩尔体积为
)。
【答案】(1)f→g→b→c→e→d
(2)2NaNH2+N2O
NaN3+NaOH+NH3
(3)防止E 中产生的水蒸气进入B 装置内，引起NaNH2的水解
(4)SnCl2+N2O+(x+1)H2O=SnO2∙xH2O↓+N2+2HCl
(5)蒸馏烧瓶 减少测定气体体积时的误差
(6)
【分析】叠氮化钠NaN3由氨基钠(NaNH2)和N2O 为原料加热制得，其中N2O 的制备反应为
。A 装置为N2O 的制取装置，反应中随N2O 一起挥发出硝
酸蒸气和水蒸气，而氨基钠遇水强烈水解，所以生成的气体应导入D 装置内；然后将气体导入B 装置内，
尾气中的N2O 需使用SnCl2溶液吸收，但E 中产生的水蒸气若进入B 装置，会引起氨基钠水解，所以在
B、E 装置间，应安装C 装置，从而得出装置的连接顺序为ADBCE。
【解析】（1）由分析可知，装置的连接顺序为ADBCE，则按气流方向，仪器口的连接顺序为
a→f→g→b→c→e→d→h。
（2）装置B 中有NH3生成，则B 中发生反应的化学方程式为2NaNH2+N2O
NaN3+NaOH+NH3。
（3）由分析可知，装置C 的作用为：防止E 中产生的水蒸气进入B 装置内，引起NaNH2的水解。
（4）在装置E 中将氮元素转化为对环境无污染的气体(N2)，同时生成SnO2∙xH2O 沉淀，发生反应的化学方
程式为：SnCl2+N2O+(x+1)H2O=SnO2∙xH2O↓+N2+2HCl。
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（5）仪器F 带有支管，则名称为蒸馏烧瓶，恒压分液漏斗流出多少体积的液体，蒸馏烧瓶内就有多少体
积的气体进入恒压分液漏斗，则侧管q 的作用除平衡气压，有利于液体顺利流下外，还有：减少测定气体
体积时的误差。
（6）由反应可建立关系式：2NaN3——3N2，生成N2的体积为(V1-V2)mL，则产品中NaN3的质量分数为
=
。
3．（14 分）回答下列问题
(1)工业合成氨是人类科学技术的一项重大突破。迄今为止，人类仍然在追求低成本、高产率的合成氨技术。
，
，那么常温下，合成氨反应 (填
“能”或“不能”)自发进行
(2)若将1.0molN2(g)和3.0molH2(g)通入体积为2L 的密闭容器中，分别在T1和T2温度下进行反应。曲线A
表示T2温度下n(H2)的变化，曲线B 表示T1温度下n(NH3)的变化，T2温度下反应到a 点恰好达到平衡。
①温度T1 (填“>”、“<”或“=”，下同)T2.T1温度下恰好平衡时，曲线B 上的点为b(m，n)，则m
14，n 1。
T
②
2温度下，若某时刻容器内气体的压强为起始时的70%，则此时v(正) (填“>”、“<”或“=”)v(逆)。
计算T2温度下，Kc= 。
(3)常温下，Hg2+与Cl-的配合物存在如下平衡：
，
含Hg 微粒的分布系数δ 与lgc(Cl-)的关系如下图所示：
已知：
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图中能代表HgCl 和HgCl+曲线分别是 和 (填字母)，曲线A 和曲线C 交点的横坐标为
。
(4)羟基自由基(·OH)是自然界中氧化性仅次于氟的氧化剂。我国科学家设计了一种将苯酚氧化为CO2和
H2O 的原电池-电解池组合装置，以实现发电、环保二位一体。
请写出b 极的电极反应方程式 。
【答案】(1)能
(2)< > > <
或2.37
(3)D B -6.63
(4)
【解析】（1）
，
，常温下，
，所以常温下，合成氨反应能自
发进行。
（2）①6min 时，温度T2时消耗H2的物质的量为0.8mol，此时生成氨气
，温度T1时生
成氨气0.4mol，温度T2反应快，所以温度T1<T2；温度T2时，达到平衡生成氨气的物质的量为1mol；温度
越低，反应速率越慢，达到平衡用的时间越多，正反应放热，降低温度平衡正向移动，生成的氨气物质的
量多，所以T1温度下恰好平衡时，曲线B 上的点为b(m，n)，则m>14，n>1。
②正反应气体物质的量减小，压强减小，T2温度下，达到平衡时，氮气的物质的量为0.5mol、氢气的物质
的量为1.5mol，氨气的物质的量为1mol，则平衡时氧气为起始压强的
，若某时刻
容器内气体的压强为起始时的70%，平衡逆向进行，则此时v(正<<v(逆)。T2温度下，Kc=
。
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（3）随氯离子浓度增大，
平衡逆向移动，所以
图中能代表HgCl 和HgCl+曲线分别是D 和B，曲线A 代表Hg2+、曲线C 代表HgCl2，K4=
，则
，曲线A 和曲线C 交点
，横坐标为-6.63。
（4）将苯酚氧化为CO2和H2O 的原电池-电解池组合装置，由图示可知，
发生还原反应生成
Cr(OH)3，a 是正极、b 是负极。B 电极苯酚失电子生成二氧化碳和氢离子，电极反应式为
。
4．（15 分）W 是一种抗肿瘤药物，其合成路线如下图所示，回答下列问题(部分反应条件已略去)。
已知：“
”代表乙基；“
”代表N，N—二甲基甲酰胺。
(1)化合物A 的分子式为 。
(2)由D 转化为E 的反应类型为 ，化合物G 中含氧官能团的名称为 。
(3)化合物B 中手性碳原子有 个。
(4)写出由F 生成G 的化学方程式 。
(5)A 的同分异构体有多种，其中满足下列条件的同分异构体有 种(考虑立体异构)。
①与A 含有相同的官能团，“
”与苯环直接相连 ②苯环上有2 个取代基
写出核磁共振氢谱有4 组峰，且峰的面积之比为
的结构简式 。
(6)写出
和
合成
的路线(无机试剂任选)。
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已知：
能与酯基反应；在
催化下，
能将硝基转化为氨基。
【答案】(1)
(2)还原反应 醚键、酰胺基
(3)2
(4)
(5)8
(6)
【分析】观察A 和B 的结构可以看出A 与溴单质在CHCl3的条件下发生加成反应得到了B，B 经过在DMF
条件下与Et3N 反应生成C，对比C 和D 的结构，C 的支链断了碳溴键和碳氢键，支链由碳碳双键转变成碳
碳三键，对比D 与E 的结构，发生变化的是苯环上的硝基转化成氨基，
生成
既去氧又加氢，发生了还
原反应；F 与HCONH2在催化剂作用下发生反应生成G，对比G 和H 的结构可以看出发生反应的部分是G
中的酮羰基；最后E 和H 取代反应生成了W。
【解析】（1）由
的结构简式可以得出分子式是
。
（2）对比
和
的结构简式可知，
生成
既去氧又加氢，在有机反应中有机物加氢或去氧发生的是还
原反应，故该反应属于还原反应；观察
的结构简式可知，
中的含氧官能团有醚键和酰胺基。
（3）如图所示(
)，“*”处的碳原子为手性碳原子，有2 个手性碳原子。
（4）对比
和
的结构简式可知，1 分子
在反应过程中脱去了1 个“
”和2 个“
”，1 分
子
脱去1 个“
”和1 个“
”，这些脱下的基或原子可组成1 个
和1 个
，据
此写出化学方程式为：
；
（5）根据题意可知符合条件的同分异构体中，除了苯环外，还可能含有如下3 组结构。①“
”和“
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”；②“
”和“
”；③“
”和“
”，每组结
构在苯环上有邻、间、对三种位置，共组合出9 种物质，去掉
本身，则符合条件的
的同分异构体有8
种。
核磁共振氢谱有4 组峰，且峰的面积之比为
的结构简式为
。
（6）对比反应物和所合成产物的结构，需要在的苯环上与酯基相连碳原子的邻位增加含有氮原子的侧链，
再与然后成环，再结合生成物的环状结构与F 到G 的反应成环流程，推断出合成的前一步中间产物应该是，
再结合在催化下，能将硝基转化为氨基，推断可以得到前一步的中间产物是，由发生硝化反应可以得到，
所以可以得出和合成路线为：。
25
