文档文本内容
2026 年高考第一次模拟考试
高三化学
(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、准考证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,用铅笔把答题卡上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 O 16 S 32 Cl 35.5 Cu 64
一、选择题:本题共15 小题,每小题3 分,共45 分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目
要求的。
1
“
.绿色、智能、节俭、文明”的第19 届亚运会在杭州圆满闭幕。下列说法不正确的是
(
)
A. 主会场“大莲花”采取自然采光方式有利于实现“碳中和”
B. 吉祥物“江南忆”机器人所采用芯片的主要成分中含有二氧化硅
C. 氢燃料汽车使用的燃料电池将化学能转化为电能
D. 火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的,“零碳甲醇”使用时会生成CO2
【答案】B
【详解】主会场“大莲花”采取自然采光方式,充分利用了太阳光,节省能源,有利于实现“碳中和”,A正
确;硅是半导体材料,吉祥物“江南忆”机器人所采用的芯片的主要成 分为晶体硅,B错误;燃料电池是化
学电池,可将化学能转化为电能,C正确;因为火炬“薪火”的燃料“零碳甲醇”是用CO2和H2合成的,所
以“零碳甲醇”燃烧时依然会生成CO2,D正确。
2.下列化学用语表述不正确的是
A.次氯酸钠的电子式:
B.固体HF 中的链状结构:
C.基态Fe2+的电子排布式:[Ar]3d54s1
D.
的
模型:
【答案】C
【详解】A.次氯酸钠是离子化合物,O 原子得到Na 原子失去的一个电子,O 和Cl 原子再形成一对共用
电子,则次氯酸钠的电子式为:
,A 正确;
B.在固体HF 中,一个HF 分子中的氢原子与另一个HF 分子中的氟原子之间形成分子间氢键,多个HF 分
子通过氢键作用连接成链状结构:
,B 正确;
C.铁是26 号元素,铁的基态原子电子排布为:
,则亚铁离子的电子排布式为:
,C 错误;
D.
的中心原子S 周围的价层电子对数为:3+
=4,有1 对孤电子对,则
的
模型为:
,D 正确;
故选C。
3.实验室制备铜氨
溶液并进行铁钉镀铜实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是(
)
A.除油污
B.除铁锈
C.制铜氨溶液
D.镀铜
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】D
【详解】A.给
溶液加热,促进
水解,溶液碱性增强,更利于除油污,A 正确;
B.铁锈主要成分为
,加入稀盐酸发生反应
,B 正确;
C.
溶液中加足量氨水,生成铜氨溶液
,C 正确;
D.铁钉镀铜需用电解池,铜片作阳极,铁钉作阴极,铜氨溶液为电解质溶液,D 错误;
故答案选D。
4.有机溶剂18-冠-6(
)与
形成X(
),可促进反应
的进行。下列说法不正确的是
(
)
A.18-冠-6 中C 和O 的杂化轨道类型相同
B.X 中18-冠-6 与
间存在离子键
C.电负性:
D.第一电离能:
【答案】B
【详解】A.18-冠-6 中C 和O 的价层电子对数均为4,杂化轨道均为
,类型相同,A 正确;
B.18-冠-6 与
形成超分子X,18-冠-6(有机分子)与
间是分弱配位键,离子键只存在阳离子与阴离
子之间,B 错误;
C.元素非金属性越强,电负性越大,K 属于活泼金属,故电负性:
,C 正确;
D.N 的2p 能级处于半充满稳定状态,第一电离能大于同周期相邻元素O,D 正确;
故选B。
(新考法)阅读下列材料,完成下面小题。
催化反应广泛存在,如植物光合作用、铁触媒催化合成氨、合成火箭燃料N2H4 (液态,燃烧热
为622kJ/mol)、铜催化重整CH4和H2O 制H2和CO 等。催化剂有选择性,如酸性条件下锑电催化还原
CO2,生成HCOOH 的选择性大于CO,通过选择性催化还原技术,NH3将柴油车尾气中的NO2转化为N2。
5.下列说法不正确的是( )
A.植物光合作用过程中,酶能提高CO2和H2O 中活化分子的百分数
B.NH3将NO2转化为N2的反应中催化剂能加快化学反应速率
C.酸性条件下锑电催化还原CO2时,HCOOH 的生成速率小于CO
D.铁触媒催化合成氨的反应中,铁触媒能减小反应的活化能
6.下列化学反应表示正确的是( )
A.N2H4的燃烧:
B.CH4和H2O 催化重整制H2和CO:
C.锑电催化还原CO2生成HCOOH 的阴极反应:
D.NH3将柴油车尾气中的NO2无害化:
7.下列有关反应描述不正确的是
A.合成氨温度选择400~500℃的原因之一是铁触媒在该温度范围内活性大
B.铁触媒催化合成氨时,铁触媒提高了单位时间内N2的转化率
C.催化重整CH4和H2O 制H2时,H2在催化剂铜表面脱附过程的△S>0
D.CO2转化为HCOOH 时,C 原子轨道的杂化类型没有发生变化
【答案】5.C 6.B 7.D
【解析】5.A.植物光合作用过程中,酶为催化剂,能降低反应活化能,增大该反应的活化分子百分数,
加快反应速率,A 错误;
B.催化剂能降低反应活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快化学反应速率,B 正确;
C.已知,酸性条件下锑电催化还原CO,生成HCOOH 的选择性大于CO,则酸性条件下锑电催化还原
CO2生成两种产物的速率:v(CO)<v(HCOOH),C 正确;
D.铁触媒能降低活化能,增大该反应的活化分子百分数,加快反应速率,D 正确;
故选A;
6.A.N2H4的燃烧要生成液态水,正确的热化学方程式:
,A 错误;
B.CH4和H2O 催化重整制H2和CO,结合质量守恒,反应为:
,B 正确;
C.锑电催化还原CO2生成HCOOH 的阴极反应为酸性条件下,二氧化碳得到电子发生还原生成甲酸:
,C 错误;
D.工业尾气中NH3的无害化处理反应生成氮气而不是污染性NO,反应为:
,D 错误;
故选B;
7.A.合成氨温度选择400~500℃的重要原因之一是铁触媒在该温度范围内活性大,利于催化反应进行,
A 正确;
B.铁触媒催化合成氨时,铁触媒能降低活化能,增大该反应的活化分子百分数,提高了单位时间内N2的
转化率,B 正确;
C.H2在催化剂Cu 表面脱附过程为物质熵增的过程,△S>0,正确;
D.CO2转化为HCOOH 时,C 原子轨道的杂化类型由sp 杂化转化成,sp2杂化,发生了变化,D 错误;
故选D。
8.(新考法)化合物Y 是合成丹参醇的中间体,其合成路线如下:
下列说法正确的是
(
)
A.X 分子中含手性碳原子
B.X 转化为
的过程中
与
反应生成
C.
与
以物质的量
发生加成反应时可得3 种产物
D.X、Y 可用酸性
溶液进行鉴别
【答案】C
【分析】
与CH3MgBr 反应生成
,
发生水解反应得到
。
【详解】A.手性碳原子连有四个不一样的基团,X 分子中不含手性碳原子,故A 项错误;
B.X 转化为Y 的过程中
与CH3MgBr 反应生成
,故B 项错误;
C.Y 与Br2以物质的量1 1∶发生1,2-加成反应时可得2 种产物,发生1,4-加成反应时可得产物
,故Y 与Br2以物质的量1 1∶发生加成反应时可得3 种产物,故C 项正确;
D.X、Y 均含有碳碳双键,均使酸性KMnO4溶液褪色,不可以用酸性KMnO4溶液进行鉴别,故D 项错误;
故本题选C。
9.(改编)科学家基于水/有机双相电解质开发了一种新型的铜锌二次电池,双相电解质建立了离子选择
性界面,仅允许氯离子迁移,其放电时的工作原理如图所示。下列说法不正确的是
(
)
A. 充电时,石墨电极与电源正极相连
B. 充电时,石墨电极上可发生电极反应[CuClx]
1−x−e
−❑
¿
C. 放电时,氯离子向石墨电极迁移
D. 放电时,理论上电路中每转移2mol电子,锌电极质量增加71g
【答案】C
【详解】原电池中阴离子移向负极,阳离子移向正极,电解池中阴离子移向阳极,阳离子移向阴极,放电
时,氯离子移向负极,即向锌电极迁移,C错误;电路中转移的电子数要与溶液中移动的离子数一致,比
如转移2mol电子对应一价的离子是2mol,而对应二价的离子是1mol,放电时,根据负极反应式,理论上
电路中每转移2mol电子,有2molCl
−向锌电极迁移,即锌电极质量增加2molCl
−的质量,应为
2×35.5g=71g,D正确。
10.根据下列实验操作和现象所得到的结论正确的是( )
选
项
实验操作和现象
结论
A
向FeSO4溶液中先加入KSCN 溶液,再加入H2O2
溶液,溶液变成红色
还原性:
B
向NaHCO3溶液中加入等浓度、等体积的
溶液,出现白色沉淀
结合
的能力:
C
向ZnS 和Na2S 的悬浊液中滴加CuSO4溶液,生
成黑色沉淀
溶度积:
D
将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,振荡,观察现象
非金属性:
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【详解】A.向FeSO4溶液中先加入KSCN 溶液,再加入H2O2溶液,溶液变成红色,亚铁离子被氧化为铁
离子,亚铁离子做还原剂,过氧化氢被还原,证明还原性:
,A 错误;
B.向
溶液中滴入NaHCO3溶液,产生白色沉淀,说明发生了
,在该反应中
电离出H+、而
结合了H+,
显然可以说明
结合H+的能力比
强,B 正确;
C.Na2S 与硫酸铜直接反应生成CuS 沉淀,不发生沉淀的转化,不能比较Ksp,C 错误;
D.将稀盐酸滴入硅酸钠溶液中,生成白色胶状物H2SiO3,说明盐酸的酸性大于硅酸的酸性,但由于HCl
不是Cl 元素的最高价含氧酸,所以不能说明Cl 的非金属性强于Si,D 错误;
故选B。
11.以
催化的
反应机理如图所示。下列说法正确的是
(
)
A.反应过程中有非极性共价键断裂和形成
B.反应过程中
的化合价没有改变
C.催化剂参加了反应并降低了反应焓变
D.
反应的化学方程式:
【答案】A
【详解】A.反应中有氧气参与反应,且生成了氮气,所以反应过程中有非极性共价键断裂和形成,A 正
确;
B.在题给的反应历程中,
的成键数发生了改变,即
的化合价发生了变化,B 错误;
C.催化剂只能改变化学反应速率,不能影响焓变,C 错误;
D.流程中有氧气的参与,
反应的化学方程式:
,D 错
误;
故答案选A。
12.探究
溶液性质的实验如下:
实验Ⅰ 向
溶液中滴加
滴酚酞试液,溶液颜色没有变化
实验Ⅱ 向
溶液中加入
溶液,溶液变红色。再滴加4 滴
溶液,加入过量
粉,
粉部分溶解。过滤,
实验Ⅲ 取一定量
溶液,加入过量
粉,
粉部分溶解。过滤,向滤液中滴入2 滴酸性
溶液,紫色消失
实验Ⅳ 取一定量
溶液,加入等浓度等体积的
溶液,产生红色沉淀
下列说法正确的是
(
)
A.实验Ⅰ溶液颜色没有变化是由于
未水解
B.实验Ⅱ说明
与
反应是可逆反应
C.实验Ⅲ说明氧化性
D.实验Ⅳ产生的红色沉淀为
、
混合物
【答案】D
【详解】A.FeCl3是强酸弱碱盐,水解后溶液显酸性,酚酞在酸性条件下不变色,因此颜色未变化是由于
pH 未达到酚酞变色范围,而非FeCl3未水解,A 错误;
B.实验Ⅱ中,初始Fe3+浓度远高于SCN-,即使反应不可逆,Fe3+仍有大量剩余,与Cu 反应的现象不能直
接证明反应可逆,B 错误;
C.实验Ⅲ中,加入过量Cu 粉,Cu 粉部分溶解,说明Cu 粉能与Fe3+反应生成Cu2+,说明Fe3+的氧化性比
Cu2+强;向滤液中滴入2 滴酸性KMnO4溶液,紫色消失,由于溶液中含有氯离子,无法说明酸性KMnO4
被滤液中Fe2+还原,即无法比较KMnO4的氧化性比Fe3+强,C 错误;
D.FeCl3与NaAl(OH)4混合时,
,
,氢离子
和氢氧根结合生成水,相互促进水解,从而生成Fe(OH)3、Al(OH)3,故红色沉淀仅为Fe(OH)3、Al(OH)3混
合物,D 正确;
故答案选C。
13.室温下,用含少量
的
溶液制备
的过程如下:
已知
。下列说法正确的是
(
)
A.
溶液中:
B
“
.沉钴”得到的上层清液中:
C.
溶液中:
D
“
.沉锰”得到的滤液中:
【答案】C
【分析】含少量
的溶液加硫化钠可生成CoS 沉淀而除去钴离子,过滤,滤液中加碳酸氢铵生成碳酸锰
沉淀、硫酸铵等。
【详解】A.在硫化钠中,
,
水解:
、
,可得物料守恒关系:
,A 错误;
B
“
.沉钴”过程中生成CoS 沉淀,得到的上层清液为CoS 的饱和溶液,存在沉淀溶解平衡
。此时溶液中,
,B 错误;
C.碳酸氢铵溶液中,铵根水解显酸性,碳酸氢根水解显碱性;因铵根的水解常数为:
;碳酸氢根水解常数为:
,
,故碳酸氢
根水解程度大,溶液显碱性,溶液中的
,C 正确;
D
“
.沉锰”过程中发生反应
,因溶液中还含有
、
等,故该电荷守恒式不成立,D 错误;
故选C。
14.某立方卤化物可用于制作光电材料,其晶胞结构如图所示,晶胞参数为anm,阿伏加德罗常数为
。下列说法错误的是
A.该物质的化学式为KCaF3
B.与
等距且最近的
有12 个
C.该晶体的密度计算式为
D.在该物质品胞结构的另一种表示中,
处于各顶角位置,则
处于棱心位置
【答案】C
【详解】A.根据均摊法,K+位于晶胞顶点,个数为
,Ca2+位于晶胞体心,所以个数为1,F−位于晶
胞面心,个数为
,所以化学式为KCaF3,故A 正确;
B.K+位于晶胞顶点,F-位于晶胞面心,所以与K+等距且最近的F-有
个,故B 正确;
C.由A 可知,一个晶胞中有一个KCaF3,则密度计算式应该为
,故
C 错误;
D.以Ca2+为顶点时,F-处于棱心位置,故D 正确;
故选C。
15.甲烷与H2S 重整制氢是一条全新的H2S 转化与制氢技术路线。理论计算表明,原料初始组成
,在体系压强为0.1MPa 下,反应
达到平衡
时,四种组分的物质的量分数x 随温度T 的变化如图所示。下列说法正确的是
A.图中表示CH4、CS2变化的曲线分别是b 和d
B.由图可知该反应的
C.M 点对应温度下,H2S 的转化率约为33.3%
D.950℃时,H2的体积分数为60%
【答案】C
【详解】A.由方程式可知,CH4与H2S 为反应物,投料比为1 2∶,因此c 为H2S,d 为CH4,CS2和H2为生
成物,系数比为1 4∶,因此b 为CS2,a 为H2,表示CH4、CS2变化的曲线分别是d、b,A 错误;
B.由图像可知,温度升高,生成物的量增大,反应物的量减少,说明平衡正向移动,正反吸热,ΔH>0,
B 错误;
C.设CH4与H2S 的投料量为a mol 和2 a mol,参加反应的CH4的物质的量为x,列出三段式:
M 点时H2与H2S 的物质的量分数相等,因此2a -2x=4 x,解得x =
a mol,因此H2S 的转化率为33.3%,C
正确;
D.设CH4与H2S 的投料量为a mol 和2a mol,950℃时参加反应的CH4的物质的量为y,列出三段式:
950℃时CS2与CH4的物质的量分数相等,因此a −y=y,解得y=
a mol,平衡时CH4、H2S、CS2、H2的物
质的量分别为
a mol、a mol、
a mol、2a mol,H2的体积分数为50%,D 错误;
故答案为:C。
二、非选择题:本题共4 小题,共55 分
16.(12 分)以方铅矿(主要成分
,含少量
)和软锰矿(主要成分
)为原料制备电池材料
和
,过程可表示为
已知:①
②
(1)
时
“
,协同浸取”生成
和
的离子方程式为
“
;协同浸取”时加入
可避免生成
沉积在矿石表面,其原因是 。
(2)“沉降分铅”的目的是将滤液中的
沉降为
沉淀。沉降反应
的平衡常数
。
(3)络合萃取剂全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺通过氮原子与
形成配位键的方式萃取铅。已知氮原子的电子云
密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配位能力下降,若在氮原
子和含氟基团间引入
基团配位能力会增强,其原因分别是 。
(4)制备
。
(难溶于水的黑色晶体)可通过空气氧化
制得,制备时溶液的温度和
对
的产率影响如图所示。请补充完整由净化后的含
的滤液制备较纯净的
的实验方案:取
一定量的含
的滤液于三颈烧瓶中, ,真空40 干燥得产品
。(必须使用的试剂:空
气、蒸馏水、氨水、稀硝酸、
溶液。)
【答案】(1)
(2 分) 增大氯离子浓度,有
利于平衡
正向移动,将
溶解(2 分)
(2)2000)(2 分)
(3)氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与
形成配位键
能力减弱;氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与
形成配位
键能力增强(3 分)
(4)加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH 值并维持在8.5 左右,直至有大量
黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的
硝酸银,若无沉淀生成(3 分)
【详解】(1)
时,方铅矿(主要成分
,含少量
)和软锰矿(主要成分
)在氯化钠、盐酸作
用下反应生成
和
,则“协同浸取”生成
和
的离子方程式为
;根据已知信息得到
,因此“协同浸取”时加入
可避免生成
沉积在矿石表面,其原
因是增大氯离子浓度,有利于平衡正向移动,将
溶解;故答案为:
;增大氯离子浓度,有利于平衡
正向移动,将
溶解。
(2)利用盖斯定律,将①+②得到
,则沉
降反应
的平衡常数
;故答案为:2000。
(3)氮原子的电子云密度越大配位能力越强,全氟聚醚-二(甲基吡啶)胺中氮原子和含氟基团相连使得配
位能力下降,氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与
形成配位键能力减弱;若在氮原子和含氟基团间引入
基团配位能力会增强,氮原子远离氟
原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与
形成配位键能力增强;故答案为:
氟的电负性大,将氮原子的孤对电子对吸引,使得氮原子的电子云密度减小,因此氮与
形成配位键能
力减弱;氮原子远离氟原子,氟对氮的电子对吸引力小,氮原子的电子云密度增大,氮与
形成配位键
能力增强。
(4)根据图中信息,由净化后的含
的滤液制备较纯净的
的实验方案:取一定量的含
的
滤液于三颈烧瓶中,加热维持在温度50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH 值并维持在8.5
左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,
滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生成,再真空40℃干燥得产品
;故答案为:加热维持在温度
50℃,不断搅拌下边通空气边加氨水调节溶液的pH 值并维持在8.5 左右,直至有大量黑色沉淀生成时,静
置,过滤,用蒸馏水洗涤沉淀至取最后一次洗涤液少量于试管中,滴加稀硝酸酸化的硝酸银,若无沉淀生
成。
17.(14 分)FeS 是一种黑色固体,常用作固体润滑剂、废水处理剂等。可通过高温合成法和均相沉淀法
合成纳米FeS。
Ⅰ.高温合成法
称取一定质量还原铁粉和淡黄色硫粉,充分混合后置于真空密闭石英管中。用酒精喷灯加热。加热过程中
硫粉升华成硫蒸气。持续加热至反应完全,冷却,得纳米FeS。
已知:S8蒸气为橙色,S6蒸气为红棕色。
(1)若用等质量的S8和S6分别与足量铁粉反应制取FeS,消耗Fe 的质量比为___________。
(2)能说明反应已进行完全的标志是___________。
Ⅱ.均相沉淀法
实验室以硫酸亚铁铵 [
]和硫代乙酰胺(CH3CSNH2)为主要原料合成纳米硫化亚铁
的装置和流程如图所示。
已知:硫代乙酰胺在酸性和碱性条件下均能水解。水解方程式如下所示:
(3)实验前通N2排尽装置中空气的目的是___________;装混合液的仪器名称是___________。
(4)“反应”时,控制混合液pH 约为9,温度为70℃。硫酸亚铁铵溶液和硫代乙酰胺溶液恰好反应时总反应
的离子方程式为___________。
(5)该方法得到的产品中常混有少量的
沉淀,实验时可向混合液中加入少量某种试剂降低
,在反应中再缓慢释放
,从而抑制
的形成。这种试剂是___________(填序号)。
A.H2O
B.柠檬酸钠(
)
C.
D.Na2CO3
(6)已知硫酸亚铁铵[
]为浅绿色晶体,易溶于水,不溶于乙醇。下表中列出了不同
温度下硫酸铵、七水合硫酸亚铁、硫酸亚铁铵在水中的溶解度。
温度/℃
溶解/g
物质
10
20
30
40
50
70
73.0
75.4
78.0
81.0
84.5
91.9
40.0
48.0
60.0
73.3
—
—
18.1
21.2
24.5
27.9
31.3
38.5
请补充完整实验室制取硫酸亚铁铵晶体的实验过程:取4.0g 充分洗净的铁屑,加___________,水浴加热
并不断搅拌,至不再产生气体,趁热过滤,洗涤、烘干,得未反应铁屑1.2g。向滤液中加入
___________,加热浓缩至出现晶膜为止,将溶液静置、冷却结晶、过滤,用___________,低温烘干,得
到硫酸亚铁铵晶体。[可选用的实验试剂有:
晶体、
溶液、蒸馏水、无水乙醇]
【答案】(1)1 1∶(2 分)
(2)石英管中硫蒸气的颜色不变或气体变为无色(2 分)
(3) 防止Fe2+和CH3CSNH2(或S2−)被氧化(2 分) 三颈烧瓶(1 分)
(4)
FeS↓+CH3COO−+3NH3↑+3H2O(2 分)
(5)B(2 分)
(6) 适量
溶液(2 分) 6.6g (NH4)2SO4晶体 (2 分) 无水乙醇洗涤晶体(1
分)
【详解】(1)质量相等的S8和S6中S 原子数目相等,所以消耗Fe 的质量比为1 1∶。
(2)石英管中硫蒸气的颜色不变,说明硫蒸气浓度不变,证明反应已进行完全。
(3)实验前通N2排尽装置中空气的目的是防止Fe2+和CH3CSNH2(或S2−)被氧化;装混合液的仪器名称是
三颈烧瓶。
(4
“
)反应”时,控制混合液pH 约为9,温度为70℃,三颈烧瓶内硫酸亚铁铵和硫代乙酰胺水解生成的硫
离子反应生成硫化亚铁沉淀,反应的离子方程式为
FeS↓+CH3COO−
+3NH3↑+3H2O。
(5)柠檬酸钠能与Fe2+形成络合物,实验时可向混合液中加入少量柠檬酸钠降低
,在反应中该络
合物再缓慢释放
,从而抑制
的形成。
(6)取4.0g 充分洗净的铁屑,为增大硫酸亚铁的浓度,加入3mol·L-1 H2SO4溶液,在热水浴中加热,并不
断搅拌,使其反应到不再产生气体,趁热过滤、洗涤、烘干,得未反应铁屑1.2g,则反应的铁质量为
4.0g−1.2g=2.8g,其物质的量为
。根据(NH4)2SO4 • FeSO4 • 6H2O 可知需要(NH4)2SO4的质
量为132g·mol−1×0.05mol=6.6g。故要向滤液中加入6.6g (NH4)2SO4晶体,加热溶液至出现晶膜、冷却结
晶、过滤,并用无水乙醇洗涤,再低温烘干,即得硫酸亚铁铵晶体。
18.(16 分)氢气是一种清洁能源,具有很大的发展潜力。
(1)氢能发展和推广目前还面临的困难有___________。(写出两点)
(2)储氢合金促进了氢能的推广和使用。储氢合金(M)的储氢和脱氢机理模型如图所示:
①已知:常温下α phase 能自发地与H2反应生成β phase(
),反应自发进行的原因是___________。
②根据平衡移动原理判断,有利于储氢合金储氢后释放出氢气的条件是___________。(写出两点)
③文献指出,储氢合金表面氢化物的形成会阻碍储氢合金吸附新的氢气分子,若把储氢合金制成纳米颗
粒,单位时间内储氢效率会大幅度提高,可能的原因是___________。
④在容积恒定的Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
、、
三个相同密闭容器中,分别放入ag 的储氢合金(M)和bmol 氢气发生反应,三个容
器的反应温度分别为T1、T3、T3(T1<T2<T3)且恒定不变,在其他条件相同的情况下,实验测得反应均进行到
1min 时储氢效率(η)是
,此时Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
、、
三个容器中一定达到化学平衡状态的是
___________,当三个容器反应都达到化学平衡时,H2转化率最大的反应温度是___________。
(3)利用有机物相互转化也可实现储氢和脱氢。乙苯与苯乙烯之间的可逆反应实现脱氢和储氢过程如图所
示。
(g)
(g)+H2(g)
①在密闭容器中,维持体系总压恒定,在温度T℃时,物质的量为nmol、体积为VL 的乙苯蒸气发生催化脱
氢。已知乙苯的平衡转化率为a,则在该温度下反应的平衡常数
___________(
为浓度平衡常数,计
算结果用字母符号表示)。
②以上制氢过程也可以通过电解实现。电极使用多孔惰性电极,电解槽使用高分子电解质膜(只允许
通
过)分开,则阳极发生的电极反应式为___________。
【答案】(1)氢气的获得困难,成本高,储存和运输困难,使用安全等(2 分)
(2) 该反应是放热反应或ΔH<0,ΔS <0,
(2 分) 高温、低压 (2 分) 减
小粒子直径之后接触面积变大,吸附速率变快。(2 分)氢气等量时表面的氢化物形成没有大颗粒集中,
对内部金属吸附氢气的阻碍作用会变弱。(2 分)吸附后扩散的距离变短,很快能达到饱和(1 分)
Ⅲ (1 分) T1(2 分)
(3)
(2 分)
(g)-2e-=
(g)+2H+(2
分
【详解】(1)氢能发展和推广目前还面临的困难有氢气的获得困难,成本高,储存和运输困难,使用安
全等;
(2)①常温下,该反应能自发进行,ΔG=ΔH−TΔS<0,ΔS<0,则ΔH<0,故该反应能自发进行的原因是该
反应是放热反应或ΔH<0;
②该反应正反应ΔH<0,体积减小,故升高温度和减小压强有利于平衡逆向移动;
③纳米材料颗粒小,充入等量H2表面形成氢化物较稀疏,内部金属能较快地和氢原子结合;纳米材料表面
积大,吸附能力增强,这些都能增大单位时间内储氢效率;
④温度越高,反应速率越快,储氢效率增加;ΔH<0,温度越高,平衡逆向移动,储氢效率降低,所以Ⅲ容
器一定达到平衡状态;ΔH<0 升高温度平衡逆向移动,都达到化学平衡时,H2转化率最大的反应温度是
T1;
(3)①
反应前后压强不变,则反应后的容积为
,所以该温度下反应的平衡常数
;
②阳极乙苯发生氧化反应,
。
19.(13 分)化合物F 是一种可以保护胃黏膜的新药,其一种合成路线如下:
(1)B 中含氧官能团的名称为 。
(2)B→C 的反应类型为 。
(3)C→D 的转化中,X 的分子式为(
),则X 的结构简式为 。
(4)D→E 转化中有机物
的溴原子被—OH 取代可得到化合物Y,写出满足下列条件的Y 的一
种同分异构体的结构简式 。
①能使溴的四氯化碳溶液褪色;②分子中含有硝基;③苯环上一氯取代物只有一种,核磁共振氢谱中有3
个峰。
(5)已知:
,请写出以
、
和
为
原料制备
合成路线流程图 (无机试剂及有机溶剂任选)。
【答案】(1)硝基、酯基(各1 分)
(2)还原反应(1 分)
(3)
(2 分)
(4)
或
(2 分)
(5))
(6 分)
【分析】A 中的1 个氢原子被硝基取代生成B,B 中的硝基被还原生成C 中的氨基,C 中氨基上的1 个氢
原子被取代生成D,根据D 的结构简式,结合X 的分子式C8H7O2Cl,可推知X 的结构简式为
,D 中1 个氢原子被取代生成E,E 中酯基发生水解反应然后脱酸生成F,据
此解答。
【详解】(1)B(
)中含氧官能团的名称为硝基、酯基;
(2)B 中的硝基被还原生成C 中的氨基,则
的反应类型为还原反应;
(3)C(
)中氨基上的1 个氢原子被取代生成D,根据D 的结构简式(
),结合X 的分子式C8H7O2Cl,可推知X 的结构简式为:
;
(4)
转化中有机物
的溴原子被-OH 取代可得到化合物Y,Y 的同分异构体满足:①能使
溴的四氯化碳溶液褪色,则可能含有碳碳双键或碳碳三键;②分子中含有硝基;③苯环上一氯取代物只有
一种,说明苯环上只有一种等效氢;核磁共振氢谱中有3 个峰,说明该同分异构体中有3 种等效氢,则符
合条件的Y 的一种同分异构体的结构简式为:
或
;
(5)
以CH2(COOC2H5)2、
和CH3CH2ONa 为原料制备
,
发生已知信息
中的反应生成CH3COCH2CH2COCH3,CH3COCH2CH2COCH3和氢气发生加成生成
CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3,CH3CH(OH)CH2CH2CH(OH)CH3和HBr 发生取代反应生成
CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3,CH3CHBrCH2CH2CHBrCH3和CH2(COOC2H5)2发生D 生成E 类型的取代反应生
成
,
再发生E 生成F 类型的反应得到目标产物,所以合成路线
为:
。