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大题预测卷（湖北专用）
题组一
（建议用时：30 分钟 满分：58 分）
1．（14 分）利用炼锌钴渣[主要含
、
、
和
、
单质]协同制备
和高纯
的流程如下。
(1)“酸浸”过程
发生反应的离子方程式为 。
(2)“沉铁”过程
的作用有 。
(3)“沉镍”过程
对溶液中
（Ⅱ）、
（Ⅱ）含量的影响如图。
①由图判断，应调节
。
②该过程
可能发生的反应如下：
则
，
为 （填“热力学”或“动力学”）产物。
（已知：
时，
）
(4)“沉钴”过程生成
的离子方程式为 。
(5)“电解”过程阴极生成
的电极反应式为 。金属
的晶胞如图，密度为
，
则阿伏加德罗常数
（列代数式即可，下同），晶胞空间占有率为 。
1
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【答案】(1)
(2)调节
使
沉淀完全的同时减少杂质引入
(3)10
动力学
(4)
↑
(5)
【分析】炼锌钴渣加入硫酸酸浸，铜不和硫酸反应过滤后得到铜渣，滤液中含有Co2+、Fe2+、Ni2+、Zn2+，
向滤液中加入过氧化氢将亚铁离子氧化为铁离子，加入碳酸钙调节pH 沉铁，将铁离子转化为氢氧化铁沉
淀，滤液中加入氨水将镍转化为沉淀，过滤滤液加入亚硫酸钠氧化二价钴为三价钴，加入氢氧化钠转化为
钴沉淀，过滤滤液电解得到锌单质；
【解析】（1）“酸浸”过程
和酸反应转化为钴离子，离子方程式为
；
（2）“沉铁”过程
的作用有调节pH 沉铁，将铁离子转化为氢氧化铁沉淀，且碳酸钙、硫酸钙均为
固体，减少引入其它杂质；
（3）①“沉镍”过程中使得镍转化为沉淀，而钴不转化为沉淀，由图判断，应调节pH=10，此时镍沉淀
完全、而钴损失较小；
②
，钴离子和氨
分子生成较为稳定的配合物
，故其为动力学产物；
（4）“沉钴”过程中亚硫酸钠氧化二价钴为三价钴同时生成硫酸根离子，加入氢氧化钠和三价钴反应转
化生成
沉淀，离子方程式为
↑；
（5）“电解”过程阴极
得到电子发生还原反应生成
：电极反应式为
；据“均摊法”，晶胞中含
个Zn，则晶体密度为
2
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，则
mol-1；由图可知，锌原子半
径为
，晶胞空间占有率为
。
2．（15 分）莫西赛利(化合物E)是一种治疗脑血管疾病的药物，其合成路线如下：
(1)
中N 原子的杂化类型为 。
(2)D→E 的反应类型为 。
(3)F 的分子式为C4H10ClN。A→B 步骤中C2H5ONa 的作用为 。
(4)写出同时符合下列条件的化合物A 的同分异构体的结构简式 。
①含有苯环的α-氨基酸；
②1H-NMR 谱表明分子中共有6 种不同化学环境的氢原子。
(5)已知R-NH2易被氧化。写出以
和H2C=CH2为原料合成
的合成线路(有机溶剂和无
机试剂任选) 。
【答案】(1)sp2
(2)取代反应
(3)除去(吸收)反应生成的HCl
(4)
或
3
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(5)
【分析】根据图示，A 与F 反应生成B，F 的分子式为C4H10ClN ，F 的结构简式为：
，
B
C
⟶
发生肽键水解。
【解析】（1）
中N 原子为双键N 原子，故杂化类型为sp2；
（2）D→E 为酚羟基与酸酐的酯化反应，故反应类型为取代反应；
（3）A→B 步骤中反应为：
+
→
+HCl，可降低HCl 的浓度以促进反应正向进行，故C2H5ONa 的作用为除去(吸收)反应生成的HCl；
（4）含有苯环的α-氨基酸，则含有苯环和
，故结构可能为：
，
；
（5）
。
3．（14 分）
是常见的化学试剂，某学习小组利用废铜屑“湿法”制备
。氯化铜在不同
温度下结晶形成的结晶水合物如下表所示：
温度
15℃以下
15~25.7℃
26~42℃
42℃以上
结晶水合
物
回答下列问题：
4
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(1)仪器a 的名称为 ，NaOH 溶液的作用是 。
(2)“湿法”制备
的离子方程式为 ，实验中，
的实际用量要大于理论用量，原因是
。
(3)为得到纯净的
晶体，反应完全后要进行的操作是：除去其他可能的金属离子后，过滤，
，过滤，洗涤，低温干燥。
(4)用“间接碘量法”测定2.0g 废铜屑的利用率。取所得试样溶于水配成250mL 溶液，取出25.00mL，向其
中加入过量KI 固体，充分反应，生成白色CuI 沉淀，滴入几滴淀粉溶液作指示剂，用
标准溶液滴定，到达滴定终点时，消耗
标准溶液20.00mL(涉及的反应为：
，
)。
①滴定终点的判断： 。
②废铜屑中铜的百分含量为 (保留3 位有效数字)。
(5)查阅资料：
，等量黄色与蓝色混合呈绿色。设计
实验证明
溶液中存在上述平衡：取少量蓝色
稀溶液于试管中， 。
【答案】(1)三颈烧瓶 吸收挥发出来的HCl，防止污染空气
(2)
受热会分解导致损耗
(3)向滤液中持续通入HCl 气体，加热蒸发浓缩，降低温度到26~42℃进行冷却结晶
(4)当滴入最后一滴标准液，溶液恰好溶液蓝色褪去，且半分钟不再发生变化 64.0%
(5)向其中加入少量NaCl 固体，振荡，若溶液由蓝色变为黄绿色
【分析】本题以Cu 和浓盐酸、H2O2反应来湿法制备CuCl2，反应原理为：Cu+2HCl+H2O2=CuCl2+2H2O，
由于浓盐酸具有挥发性，故用NaOH 来尾气处理，防止污染环境，在析出
晶体的过程中要注
意温度对结晶产物的影响，并需用HCl 气流来抑制Cu2+水解，(4)用滴定法来测量Cu 的含量，据此分析解
题。
【解析】（1）由实验装置图可知，仪器a 的名称为三颈烧瓶，由于浓盐酸具有很强的挥发性，故NaOH 溶
液的作用是吸收挥发出来的HCl，防止污染空气；
（2）“湿法”制备CuCl2即用Cu、HCl 和H2O2生成CuCl2和H2O，反应方程式为：
5
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Cu+2HCl+H2O2=CuCl2+2H2O，故该反应的离子方程式为
，由于H2O2受热或在
Cu2+的催化作用下易分解而部分损失，故实验中，H2O2的实际用量要大于理论用量。
（3）由题干表中数据可知，26~42℃得到纯净的
晶体，故反应完全后要进行的操作是：除去
其他可能的金属离子后，过滤，向滤液中持续通入HCl 气体，加热蒸发浓缩，降低温度到26~42℃进行冷
却结晶，过滤，洗涤，低温干燥。其中，由于Cu2+易发生水解，故持续通入HCl 的作用是抑制Cu2+水解，
同时也增大了溶液中Cl-的浓度，有利于析出
。
（4）①本实验使用淀粉溶液作指示，淀粉溶液遇到I2先蓝色，故滴定终点的判断：当滴入最后一滴标准液，
溶液恰好溶液蓝色褪去，且半分钟不再发生变化。
②根据反应可找关系式如下：
，故有：n(Cu2+)=n(
)=20.00×10-3L×0.1000mol·L-1=2×10-
3mol，故废铜屑中铜的百分含量为=
=64.0%。
（5）查阅资料：
，等量黄色与蓝色混合呈绿色，取
少量蓝色CuCl2稀溶液于试管中，向其中加入少量NaCl 固体，振荡，若溶液由蓝色变为黄绿色，则证明
CuCl2溶液中存在上述平衡。
4．（15 分）氢气的制取与储存是氢能源利用领域的研究热点。近年来
催化重整制氢是氢能源
获取的重要途径，主要反应如下：
反应Ⅰ：
反应Ⅱ：
反应Ⅲ：
甲烷水蒸气重整过程中自由能（
，设
和
不随温度变化）随温度变化趋势如图1 所示：
(1)反应Ⅱ焓变的符号：
0（填“
”或“
”），理由是 。
(2)上述反应体系在一定条件下达到平衡后，下列说法正确的是 。
A．及时分离出二氧化碳，可以使得反应Ⅰ的正反应速率增大
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B．降低温度，反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动
C．加入反应Ⅲ的催化剂，可以降低该反应的活化能和反应热
D．增大水蒸气的浓度，有利于提高甲烷的平衡转化率
(3)一定温度下，向恒容密闭反应器中通入
和
，起始时
和
的分压分别为
，发生反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ。反应进行
时达到平衡状态，此时
的分压分别为
。
①
的平衡分压为
（用含
，的代数式表示，下同）。
②反应Ⅰ的
（用平衡时各物质的分压代替物质的量浓度）。
(4)
，利用
与
的相互转化实现
的储存与释放，其释放
的一种机理如图-1 所示，
该过程中使用的
复合催化剂的结构及各部分所带电荷如图-2 所示。
①写出释氢反应的离子方程式： 。
②根据元素电负性的变化规律，步骤Ⅰ、Ⅱ可以描述为 。
【答案】(1)
反应Ⅱ低温不能自发进行，高温才能自发进行，反应Ⅱ为熵增的反应，根据
可知
(2)BD
(3)6-a-2b
(4)
甲酸根中的碳氧双键中的氧与带正电的
成键；水中
带负电的氧与甲酸根中带正电的碳结合(或成键)
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【解析】（1）根据图像可知，反应Ⅱ约在
不能自发进行，即低温不可自发进行，高温才能自
发进行，反应Ⅱ为熵增的反应，依据自由能的公式，推出
，故答案为：
；反应Ⅱ低温不能自发进
行，高温才能自发进行，反应Ⅱ为熵增的反应，根据
可知
；
（2）A．及时分离出二氧化碳，物质浓度降低，最终反应Ⅰ的正反应速率降低，A 错误；
B．根据图像可知，反应Ⅰ在低温下不能自发进行，高温下能自发进行，反应Ⅰ为熵增，依据自由能的公
式，推出
，反应Ⅲ低温可自发进行，反应Ⅲ为熵不变的反应，可推知
，由于降低温度平衡向
放热方向移动，因此反应Ⅰ逆向移动，反应Ⅲ正向移动，故B 正确；
C．加入反应Ⅲ的催化剂，可以降低该反应的活化能，但不能改变反应热，C 错误；
D．增大水蒸气的浓度，平衡正向移动，有利于提高甲烷的平衡转化率，故D 正确；
故答案选BD。
（3）恒温恒容条件下，气体的压强与物质的量成正比。起始时CH4和H2O(g)的分压分别为2MPa、
6MPa，由题意可知CH4和H2O(g)反应，所得混合物中含有CH4、H2O、CO、CO2、H2，其中CO、CO2分
压分别为aMPa、bMPa、根据碳原子守恒，反应后CH4平衡分压为（2-a-b）MPa，根据氧原子守恒，H2O
平衡分压为（6-a-2b）MPa，根据氢原子守恒，H2平衡分压为
MPa，反应I 的
，答案：6-a-2b；
；
（4）从图中可知该反应反应物为
和水，生成物为碳酸氢根和氢气，此反应的方程式为：
；仔细看旧键断裂和新键形成可知：步骤I 中甲酸根的碳氧双键
上的氧与带正电的
成键，水中带负电的氧与甲酸根中带正电的碳结合(或成键)；故答案为：
；甲酸根中的碳氧双键中的氧与带正电的
成键；水中带负电
的氧与甲酸根中带正电的碳结合(或成键)。
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题组二
（建议用时：30 分钟 满分：58 分）
1．（14 分）2023 年7 月3 日，商务部与海关总署发布公告，宣布对镓、锗相关物质实施出口管制。金属
镓被称为“电子工业脊梁”，氮化镓是5G 技术中广泛应用的新型半导体材料。利用粉煤灰（主要成分为
、
、
，还有少量
等杂质）制备镓和氮化镓的流程如下：
已知：①镓与铝同主族，其化合物性质相似。
②“碱浸”后溶液的主要成分为
、
（四羟基合铝酸钠）、
。
③
；
；
回答下列问题：
(1)“焙烧”的目的是将
转化为
，该反应的化学方程式为 。
(2)“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则滤渣2 的主要成分是 （写化学式）。
(3)步骤①和②中通入过量气体A 发生反应的离子方程式为 。
(4)取agGaN 样品溶于足量的热NaOH 溶液中，用
溶液将产生的
完全吸收，用
的盐酸滴
定，消耗盐酸VmL，则样品的纯度是 。
(5)一种含镓的药物合成方法如图所示：
①化合物Ⅰ中环上N 原子的杂化方式为 。
②化合物Ⅱ中Ga 的配位数为 ，x= 。
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【答案】(1)
(2)H2SiO3
(3)
(4)
(5)sp2 6 1
【分析】粉煤灰（主要成分为
、
、
，还有少量
等杂质）与纯碱焙烧后得到
Na2GaO2、Na2SiO3、Na2AlO2和A 气体CO2，加入稀的NaOH 溶液浸取，得到滤渣1 氧化铁沉淀，滤液中含
有
、
、
，“沉淀”步骤中加入过量稀硫酸至生成的沉淀不再溶解，则
滤渣2 的主要成分是H2SiO3沉淀，此时溶液中存在铝离子和镓离子，调pH 值通入二氧化碳后生成氢氧化
铝沉淀，通入二氧化碳二次酸化后得到氢氧化镓，将滤饼与氢氧化钠溶液混合应，得到[Ga(OH)4]﹣，电解
后得到镓单质，加入一溴甲烷和氨气得到GaN，据此解答。
【解析】（1）“焙烧”后镓元素均转化为可溶性钠盐NaGaO2，则反应的化学方程式为
。
（2）依据上述分析，滤渣2 为H2SiO3沉淀。
（3）步骤①和②中通入过量气体A 生成Ga(OH)3沉淀和NaHCO3发生反应的离子方程式为：
。
（4）根据质量守恒和题中信息，建立关系式为
，样品的纯度为
。
（5）化合物Ⅰ中环为吡啶环，与苯环类似，为平面结构，则N 原子的杂化方式为sp2。
②由图可知，化合物Ⅱ中Ga 与6 个原子配位，则配位数为6，4 个COOH 各失去1 个H 后显-1 价，Ga 为
+3 价，故化合物Ⅱ整体带1 个单位的负电荷，故x=1。
2．（15 分）有机物G 是多种药物和农药的合成中间体，下图是G 的一种合成路线：
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已知：①
(苯胺，呈碱性，易被氧化)
②苯环上有羧基时，新引入的取代基连在苯环的间位；苯环上有甲基时，新引入的取代基连在苯环的邻位
或对位。
回答下列问题：
(1)化合物A 的化学名称为 ；乙酰氯中碳原子的杂化方式有 ；化合物F 中含有的官
能团有酚羟基、羧基和 。
(2)反应②的化学方程式为 ，反应④的反应类型为 。
(3)D 的结构简式为 ，1molE 在反应⑤过程中最多消耗 molNaOH。
(4)步骤①的目的是 。
(5)根据题中的信息，设计以甲苯为原料合成有机物
的流程图 (要求三步完成，无机试
剂任选)。
【答案】(1)邻甲基苯酚或2-甲基苯酚 sp3或sp2杂化 氨基
(2)
+HNO3
+H2O 还原反应
(3)
3
(4)保护酚羟基，防止其被酸性高锰酸钾溶液氧化
(5)
【分析】A 和乙酰氯反应生成B，由B 的结构简式易推出A 的结构为：
。C 生成D 由反应条
件可知是苯环上烷基的氧化，烷基被氧化成羧基，由题目给出的已知，可分析出，B 到C 为硝化反应，生
成硝基；C 到D 为烷基的氧化，生成羧基；D 到E 为硝基的还原，硝基变成氨基；由以上，易得C 的结构
简式为：
，D 的结构简式为：
；E 到F 再到G，由于题
目中结构简式已给出，容易得出E 到F 为酯的水解反应，F 到G 为氨基与酰氯的取代反应。
【解析】（1）①由解析可知A 的结构简式，化学名称为邻甲基苯酚或2-甲基苯酚；
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②乙酰氯中存在两个碳原子，其中一个碳原子形成4 个单键，为
杂化，另一个碳原子形成碳氧双键，
为
杂化；
③由F 的结构简式可知，F 中的官能团为酚羟基、羧基和氨基；
（2）①由分析可知，B 到C 的反应为硝化反应，反应方程式为：
+HNO3
+H2O
②由分析知，D 到E 为硝基的还原，属于还原反应；
（3）①由分析可以得到，D 的结构简式为：
E
②
中能和氢氧化钠发生反应的基团为酯基和羧基，其中酯基水解后生成的酚羟基可继续与氢氧化钠反应，
所以1molE 最多消耗3mol 氢氧化钠；
（4）步骤①是酚羟基和酰氯反应，而流程最后反应阶段，酚羟基又水解生成，由于整个流程有氧化反应，
而酚羟基容易被氧化，所以步骤①的目的是保护酚羟基，防止其被酸性高锰酸钾溶液氧化；
（5）根据原题中的流程，甲基可以被酸性高锰酸钾氧化成羧基，而氨基可以先发生硝化反应，再将硝基
还原得到，所以流程可以为：
。
3．（14 分）氯化亚砜(SOCl2)，是一种无色或淡黄色发烟液体，有强烈刺激性气味，其熔点-105℃，沸点
79℃，140℃以上时易分解，遇水剧烈反应，常用作脱水剂。某实验小组设计实验制备氯化亚砜并探究其
性质。
【资料】①实验室制备原理：在活性炭催化下，
②
。
SCl
③
2是一种重要的化工试剂，遇水易分解。
实验一：制备产品并探究SOCl2的性质
根据下图所示装置设计实验(装置可以重复使用)。
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(1)装置接口连接顺序为
a→___________→d、e→___________→h。
(2)实验室用亚硫酸钠固体与70%硫酸制备SO2，不用稀硫酸的原因为 。
(3)A 装置中发生反应的离子方程式为 。
(4)SOCl2水解后无残留物，是常用的脱水剂。乙同学设计实验利用SOCl2和ZnCl2·xH2O 制取无水ZnCl2。
①解释SOCl2在该实验中的作用有 。
②实验室常用NaOH 溶液吸收SOCl2，该反应的离子方程式是 。
(5)乙同学认为SOCl2还可用作由FeCl3·6H2O 制取无水FeCl3的脱水剂，但丙同学认为该实验可能发生副反
应使产品不纯，理由是 。
实验二：测定产品纯度。
利用下图装置测定产品纯度。
打开止水夹，向安全漏斗中加入足量蒸馏水，待反应完全后，将烧杯中的溶液和烧瓶中的溶液合并，加入
足量的Ba(NO3)2固体，振荡后静置，过滤，将滤液配制成250 mL 溶液，取25.00 mL 配制的溶液于锥形瓶，
滴几滴Na2CrO4溶液作指示剂，用c mol·L-1 AgNO3溶液滴定至终点，消耗VmLAgNO3溶液［已知：常温
下，Ksp(AgCl)=1.8×10-10，Ksp(Ag2CrO4)=1.2×10-12］。
(6)VmL 产品中含 mol SOCl2。(列计算式)
【答案】(1)a→f、g→b、c→d、e→c、b→h
(2)SO2易溶于水，使用70%硫酸能减少SO2的溶解损耗
(3)2MnO ＋16H+＋10Cl—=2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O
(4)SOCl2能夺取ZnCl2·xH2O 中的结晶水，同时产生HCl 可以抑制ZnCl2水解 SOCl2+4OH—= SO
+2Cl
—+2H2O
(5)SOCl2与水反应生成正四价的SO2具有还原性，可与正三价铁发生氧化还原反应
(6)
【分析】由实验装置图可知，装置A 中高锰酸钾与浓盐酸反应制备氯气，浓盐酸具有挥发性，制得的氯气
中混有氯化氢和水蒸气，装置D 中盛有的饱和食盐水用于除去氯化氢气体，装置B 中盛有的浓硫酸用于干
燥氯气；装置E 中70%浓硫酸与亚硫酸钠固体反应制备二氧化硫、装置B 中盛有的浓硫酸用于干燥二氧化
硫，装置C 中二氧化硫、氯气在活性炭做催化剂的条件下与二氯化硫反应制得亚硫酰氯，其中球形干燥管
用于冷凝回流亚硫酰氯，盛有碱石灰的干燥管用于吸收未反应的氯气或二氧化硫污染空气，同时防止空气
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中水蒸气进入三颈烧瓶中导致亚硫酰氯水解，则装置的连接顺序为ADBCBE，接口的连接顺序为a→f、
g→b、c→d、e→c、b→h。
【解析】（1）由分析可知，装置接口的连接顺序为a→f、g→b、c→d、e→c、b→h，故答案为：a→f、
g→b、c→d、e→c、b→h；
（2）二氧化硫易溶于水，用70%硫酸与亚硫酸钠固体反应可以减少二氧化硫的溶解，有利于二氧化硫气
体的逸出，故答案为：SO2易溶于水，使用70%硫酸能减少SO2的溶解损耗；
（3）由分析可知，A 装置中高锰酸钾固体和浓盐酸反应生成氯化钾、氯化锰、氯气和水，反应的离子方程
式为2MnO ＋16H+＋10Cl—=2Mn2+＋5Cl2↑＋8H2O，故答案为：2MnO ＋16H+＋10Cl—=2Mn2+＋5Cl2↑＋
8H2O；
（4）①由题意可知，亚硫酰氯能与水剧烈反应生成二氧化硫和氯化氢，反应生成的氯化氢能抑制氯化锌
的水解，所以利用亚硫酰氯和ZnCl2·xH2O 制取无水氯化锌时，亚硫酰氯的作用是夺取ZnCl2·xH2O 中的结
晶水，同时反应产生的氯化氢可以抑制氯化锌的水解，故答案为：SOCl2能夺取ZnCl2·xH2O 中的结晶水，
同时产生HCl 可以抑制ZnCl2水解；
②由题意可知，亚硫酰氯能与水剧烈反应生成二氧化硫和氯化氢，则用氢氧化钠溶液吸收亚硫酰氯发生的
反应为亚硫酰氯与氢氧化钠溶液反应生成氯化钠、亚硫酸钠和水，反应的离子方程式为SOCl2+4OH—= SO
+2Cl—+2H2O，故答案为：SOCl2+4OH—= SO
+2Cl—+2H2O；
（5）由题意可知，亚硫酰氯能与水剧烈反应生成二氧化硫和氯化氢，反应生成的二氧化硫具有还原性，
能与氯化铁反应导致产品不纯，所以亚硫酰氯不能用作由六水氯化铁制取无水氯化铁的脱水剂，故答案为：
SOCl2与水反应生成正四价的SO2具有还原性，可与正三价铁发生氧化还原反应；
（6）由题意可知，测定产品中亚硫酰氯涉及的反应为亚硫酰氯与水反应得到盐酸，盐酸与硝酸银溶液反
应生成氯化银沉淀，则转化关系式为SOCl2~2HCl~2 AgNO3，滴定消耗VmLcmol/L 硝酸银溶液，则亚硫酰
氯的物质的量为cmol/L×10—3VL×
×10=
mol，故答案为：
。
4．（15 分）Ⅰ.烟气脱硝是指通过一系列化学反应将烟气中的
、
等氮的氧化物转化为无污染的含
氮物质的过程。
(1)已知
为角形分子。下列关于
、
说法正确的是___________。
A．均属于酸性氧化物
B．均属于离子化合物
C．均属于极性分子
D．均属于电解质
(2)比较
与
的电负性大小，并说明理由 。
Ⅱ.臭氧—氨水法是一种高效的工业脱硝技术，主要流程图如下所示：
已知：
；
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(3)静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后，尘粒向带相反电荷的电极定向移动，从而达
到除尘目的。静电除尘类似于胶体的 。
(4)X 溶液中含有一种铵盐，它由氨水与
反应生成，写出反应的离子方程式 。
(5)
摩尔比对
脱除率以及
转化率的影响如下图所示。分析最佳摩尔比并说明理由
。
Ⅲ.下图装置能有效去除烟气中的
，已知该电池反应为：
。
(6)A 电极通过导线 (选填“流出”或“流入”)电子。B 电极的电极反应式 。
Ⅳ.利用催化剂
对
催化转化的反应过程与能量变化如下图所示。
(7)下列说法正确的是___________。
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A．高温下有利于
的转化
B．由a 释放
的反应速率最慢
C．a 到b、d 到e，都会形成非极性键
D．过渡态2 比过渡态1 稳定
(8)写出总反应的热化学方程式 。并判断在上述实验条件时该反应是否会自发地进行
。
【答案】(1)C
(2)
的电负性小于
，由于
原子的半径大于
，所以
原子吸引电子的能力小于
，即
电负性小于
(合理即可)
(3)电泳
(4)
(5)最佳摩尔比为1.1，此时
的脱除率最大，且
的转化率最高 (合理即可)
(6)流出
(7)BC
(8)
由于反应前后气体分子数不变，
很小(几乎
为0)，而反应的
小于0，所以
小于0，因此反应可以自发进行(合理即可)
【解析】（1）A．NO 不和H2O、NaOH 反应，NO2和水发生氧化还原反应，二者都不是酸性氧化物，故A
错误；
B．NO、NO2都属于共价化合物，故B 错误；
C．NO 为直线形分子，NO2为角形分子，二者正负电中心不重合，都是极性分子，故C 正确；
D．NO、NO2都属于非电解质，故D 错误；
故选C。
（2）N 的电负性小于O，由于N 原子的半径大于O，所以N 原子吸引电子的能力小于O，即N 电负性小
于O。
（3）静电除尘的原理是含尘气体经高压静电场使尘粒带电荷后，尘粒向带相反电荷的电极定向移动，从
而达到除尘目的，类似于胶体的电泳。
（4）
和水反应生成HNO3，氨水与
反应生成硝酸铵，离子方程式为：
。
（5）由图像可知，最佳摩尔比为1.1，此时
的脱除率最大，且
的转化率最高。
（6）根据反应
可知
失去电子作负极，
得到电子作正极生成N2，电极
A 为负极，电极B 为正极，A 电极通过导线流出电子，B 电极的电极反应式
。
（7）A．由图可知，总反应为放热反应，低温下有利于NO 的转化，故A 错误；
B．由a 释放N2O 的反应活化能最高，反应速率最慢，故B 正确；
C．由图可知，a 到b、d 到e 会形成非极性键N-N、O-O，故C 正确；
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D．过渡态2 的能量比过渡态1 高，则过渡态1 更加稳定，故D 错误；
故选BC。
（8）由图可知，总反应的热化学方程式为：
，由于反应
前后气体分子数不变，
很小(几乎为0)，而反应的
小于0，所以
小于0，因此反应可以自
发进行。
题组三
（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：
。
(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。
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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
离子是
，
在加入铁粉后生成
的离子方程式为：
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。
2．（15 分）伊马替尼(Imatinib)是首个用于治疗慢性粒细胞白血病的分子靶向抗肿瘤药物，被列入世界卫
生组织的基本药物标准清单，被认为是医疗系统中“最为有效、最为安全，满足最重大需求”的基本药物
之一、以下是该物质的合成路线。
(1)A→B 的反应类型为 ，化合物H 的含氧官能团名称为 。
(2)根据化合物G 的分子式(C8H6OCl2)，请写出
过程的化学方程式 ；在该反应过程中化合
物H 的稳定性较差，原因可能为 。
(3)化合物C 中吡啶环上N 原子的杂化方式为 ，其孤电子对占据 轨道。
(4)化合物D 的同分异构体中，符合下列条件的有 种，其中核磁共振氢谱峰面积之比为1：1：1：
1：2：2：4 的结构为 (写一种)。
①芳香族化合物且能发生银镜反应
②苯环上连有三个取代基，其中两个为氨基
③结构中含有一个手性碳原子
(5)参照合成路线，请设计以
和甲醇为原料合成
的路线
。
【答案】(1)加成反应 酰胺基
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(2)
H 在碱性条件下不稳定，容易水解成相应的胺
(3)sp2 sp2杂化
(4)6 种
、
(5)
【分析】A 与
发生加成反应生成B，B 与D 在一定条件下生成E，E 中硝基经还原反应转化为氨
基，得到F，F 在题给条件下转化为H，对比F 和H 的结构及G 的组成可知G 为：
；
H 与I 发生取代反应生成最终产物，据此分析解答；
【解析】（1）由以上分析可知A→B 的反应类型为加成反应；化合物H 的含氧官能团名称为酰胺基；
（2）G 为：
，
过程的化学方程式
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；H 中含有酰胺基，在碱性条件下不稳定，容易水解成相应的胺；
（3）化合物C 中吡啶环上N 原子形成双键，采用sp2杂化，其孤电子对占据sp2杂化轨道；
（4）
①芳香族化合物且能发生银镜反应，说明含苯环，且含有醛基；
②苯环上连有三个取代基，其中两个为氨基；
③结构中含有一个手性碳原子，结合D 的组成可知该手性碳原子结构为：
，然后
两个氨基连在苯环上，结合定一动一法，可知氨基在邻位时，另一个氨基有四种位置如图：
，氨基在间位时，另一个氨基有两种位置如图：
，共六种
符合要求；其中核磁共振氢谱峰面积之比为1：1：1：1：2：2：4 的结构为
、
；
（5）
可由
通过流程中C 到D 的转化实现，
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可由
与甲醇发生酯化反应得到；
可
由
发生硝化反应生成，合成路线为：
。
3．（14 分）氨基甲酸铵（
）可用作医药氨化剂，常温下为固体，易分解。利用
和
在
下合成氨基甲酸铵并测定其在
时的分解平衡常数。
(1)合成氨基甲酸铵，实验装置如下图（部分夹持装置省略）。
①仪器A 的名称为 。
②生成氨基甲酸铵反应的化学方程式为 。
③无水乙醇的作用除了进一步干燥
外，还能 。
④仪器B 中导管左长右短的优点是 。
(2)测定氨基甲酸铵分解平衡常数，实验装置如图（部分夹持装置省略）。
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实验步骤：
i．将试剂装入各仪器中，调整旋塞于d 位置，调节恒温槽温度为
。将C 处接至真空泵，打开K，使
体系呈负压（低于常压），关闭K。
ⅱ．达分解平衡时，经操作X 后，记录水银压差计两侧读数。
i．反应结束后，先排出硅油，调节旋塞于Y 位置，C 处接至真空泵。
①实验开始前，需进行的操作是 。
②步骤ⅰ中使体系呈负压的目的为 （结合平衡移动原理分析）。
③步骤ⅱ中说明已经达到分解平衡的现象是 ，操作X 为 。
④步骤ⅱ中旋塞位置Y 为 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）。
⑤洗气瓶中盛装的溶液为 。
⑥测得在
时的分解平衡常数
（用含
和大气压
的代数式表示，
为用各气体分压表
示的平衡常数）。
【答案】(1)蒸馏烧瓶
监测气体流速 减少对流，防止堵塞导管
(2)检查装置的气密性 促使氨基甲酸铵分解平衡正向移动 等压计两侧的液面差保持不变 调
整等压计两侧的液面相平 b 稀硫酸
【分析】A 装置是二氧化碳的发生装置，浓硫酸除去二氧化碳中的水蒸气，加热浓氨水制备氨气，用碱石
灰进行干燥，无水乙醇进一步干燥氨气并通过观察产生气泡的快慢来监测气体流速，B 装置制备氨基甲酸
铵，据此回答。
【解析】（1）①仪器A 的名称为蒸馏烧瓶；
CO
②
2和NH3在0°C 下合成氨基甲酸铵，方程式为
；
③可以通过无水乙醇中产生气泡的快慢来监测气体流速，同时无水乙醇还可以干燥NH3；
④仪器B 中导管左长右短的优点为减少对流，防止堵塞导管；
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（2）①实验开始前，需进行的操作是检查装置的气密性；
②氨基甲酸铵分解的反应正向进行时压强在增大，使体系呈负压促使氨基甲酸铵分解平衡正向移动；
③等压计两侧的液面差保持不变，说明不再分解产生氨气和二氧化碳，已经达到分解平衡；
④调整等压计两侧的液面相平，使得两侧压强相等后记录水银压差计两侧读数，所以操作X 为调整等压计
两侧的液面相平；
⑤结合测定实验装置图，实验的操作顺序为：将少量样品装入等压计中，在U 形管中加入适量的硅油作液
封，再将等压计接到真空系统，调整旋塞于d 位置，调节恒温槽温度为25°C。将C 处接至真空泵，打开
K，使体系呈负压（低于常压），反应结束后，先排出硅油，调节旋塞于b 位置，C 处接至真空泵，完成
整个实验；
⑥根据装置图可知，洗气瓶中盛装的溶液为稀硫酸，吸收氨气；
⑦根据氨基甲酸铵分解方程式
，生成的混合气体气体NH3占
，CO2占
，水银压差计两侧读数为ph，则p(NH3)=
，p(CO2)=
，Kp
=
。
4．（15 分）CH3OH 是一种绿色燃料，工业上制备CH3OH 发生如下反应：
反应1：CO2(g)+3H2(g)
CH3OH(g)+H2O(g) ΔH1=-49.5kJ/mol
反应2：CO2(g)+H2(g)
CO(g)+H2O(g) ΔH2=+41.2kJ/mol
(1)n 起始(CO2) n∶
起始(H2)=1 3∶的混合气体发生反应1 和反应2，恒压分别为1MPa、3MPa、5MPa 下反应达到平
衡时CO2的转化率(α)(曲线a、b、c)以及3MPa 时生成CH3OH、CO 选择性(S)的变化如图所示(选择性为目
标产物在总产物中的比率)。
①随着温度升高，a、b、c 三条曲线接近重合的原因是 。
250℃
②
时，反应2 的平衡常数K= 。
(2)恒压下，n 起始(CO2) n∶
起始(H2)=1 3∶的混合气体以一定流速通入分子筛膜反应器(如图所示)，反应相同时间，
测得甲醇选择性随温度的变化如图所示。
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①随温度升高，平衡时CH3OH 选择性降低的原因是 。
②温度相同时，CH3OH 选择性的实验值高于平衡值，其原因可能是 。
③分子筛膜反应器可提高CO2转化率的原因是 。
(3)某甲醇燃料电池的工作原理如图所示。负极的电极反应式为 。
【答案】(1)升温会抑制放热反应1，同时促进吸热反应2，即温度较高时以反应2 为主，而反应2 前后气体
分子数相等，压强改变对平衡无影响
或0.0096 或9.6×10-3
(2)温度升高，平衡时反应1 正向进行程度减小 在该条件下反应1 的速率大于反应2，单位时间内生成
甲醇的量比生成CO 的量多 分子筛膜可将H2O 从体系中移出，使c(H2O)降低，促使反应1 正向进行
(3)CH3OH-6e-+H2O=CO2↑+6H+
【解析】（1）①由图可知，温度较高时甲醇的选择性(S)较小，CO 选择性(S)较大，说明温度较高时主要
发生反应2，反应2 是气体体积不变的吸热反应，压强改变对CO2平衡转化率无影响，导致三条曲线接近
重合，则随着温度升高，a、b、c 三条曲线接近重合的原因是：升温会抑制放热反应1，同时促进吸热反应
2，即温度较高时以反应2 为主，而反应2 前后气体分子数相等，压强改变对平衡无影响；
②由图可知，250℃、3MPa 时下生成CH3OH、CO 的选择性(S)均为50%，平衡时CO2的转化率为20%，设
n 起始(CO2)=1mol，n 起始(H2)=3mol，则平衡时CO2的转化量为
，生成
，建立三段式：
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设体积为V，则此时反应2 的平衡常数
；
（2）①反应1 是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，导致反应1 正向进行程度减小，CH3OH 选择性降
低，则随温度升高，平衡时CH3OH 选择性降低的原因是：温度升高，平衡时反应1 正向进行程度减小；
②温度相同时，若反应速率：反应1>反应2，可导致CH3OH 选择性的实验值高于平衡值，则原因可能是：
在该条件下反应1 的速率大于反应2，单位时间内生成甲醇的量比生成CO 的量多；
③由图可知，反应过程中分子筛膜可将H2O 从体系中移出，再用N2作吹扫气，及时将生成的H2O 从反应
器中分离移出，c(H2O)降低，使反应1 平衡正向移动，可提高CO2转化率，则分子筛膜反应器可提高CO2
转化率的原因是分子筛膜可将H2O 从体系中移出，使c(H2O)降低，促使反应1 正向进行；
（3）由工作原理图可知，CH3OH 被氧化生成CO2，属于负极发生的反应，可传导离子为H+，则负极的电
极反应式为：。
26
