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:90 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 Li-7 C-12 N-14 O-16 Na-23 Mg-24 Al-27 Si-28 S-32
Cl-35.5 K-39 Ca-40 Fe-56 Cu-64 Ag-108 I-127 Ba-137
一、选择题:本题共16 小题,每小题3 分,共48 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.【新考法】按物质的组成和性质分类,[Cu(NH3)4](OH )2不属于( )
A.纯净物 B.弱电解质 C.碱 D.配合物
【答案】B
【解析】A 项,[Cu(NH3)4](OH )2是固定组成的化合物,属于纯净物,A 不符合题意;B 项,在水中完
全解离为[Cu(NH3)4]2+和OH-,属于强电解质,因此不属于弱电解质,B 符合题意;C 项,碱的定义是电
离时产生的阴离子全部为OH-,[Cu(NH3)4](OH )2电离后阴离子仅为OH-,符合碱的定义,因此属于碱,
C 不符合题意;D 项,[Cu(NH3)4]2+为配离子,表明该物质是配合物,D 不符合题意;故选B。
2.下列化学用语或图示表达正确的是( )
A.甲醇的空间填充模型:
B.Cu2+的离子结构示意图:
C.sp3杂化轨道示意图:
D.过氧化氢的电子式:
【答案】B
【解析】A 项,
此为球棍模型,故A 错误;B 项,Cu2+的离子结构示意图:
,
故B 正确;C 项,sp3杂化轨道示意图:
,
此为sp2杂化轨道示意图,故C 错误;
D 项,过氧化氢的电子式:
,故D 错误;故选B。
3.根据元素周期律,下列说法中不正确的是( )
A.氢键的键长:
B.第一电离能:N>O>C
C.碱性: Mg(OH)2>Be(OH)2
D.分子的极性:H2S>H2O
【答案】D
【解析】A 项,氢键键长与电负性相关,电负性越大,氢键越强,键长越短。F 电负性最大,键长最短;
N 电负性最小,键长最长。顺序正确,A 正确;B 项,第一电离能:N 因半充满结构更稳定,电离能高
于O;O 的电离能又高于C。顺序N>O>C 正确,B 正确;C 项,同主族金属性Mg>Be,故Mg(OH)2
碱性更强,C 正确;D 项,O 电负性大于S,H2O 极性更强,D 错误;故选D。
4.【改编】化学实验操作规范、安全是进行科学研究的前提,下列做法不正确的是( )
A.被水蒸气轻微烫伤,先用洁净冷水处理再涂上烫伤药膏
B.苯酚不慎沾到皮肤上,用氢氧化钠溶液擦拭
C.硝酸银溶液保存在棕色细口试剂瓶中
D.电石与饱和食盐水反应产生的气体,点燃前需验纯
【答案】B
【解析】A 项,高温能使蛋白质发生变性,故轻微烫伤后,应该先用洁净的冷水处理,降低局部温度,
然后涂上烫伤药膏,尽量不要弄破,防止感染,A 正确;B 项,苯酚具有腐蚀性,对皮肤黏膜具有强烈
腐蚀性,少量沾到皮肤上应用酒精清洗,氢氧化钠溶液具有腐蚀性,不能用氢氧化钠,B 错误;C 项,
硝酸银溶液见光易分解,棕色细口瓶避光且适合液体保存,C 正确;D 项,电石与饱和食盐水反应产生
的气体是乙炔,可以燃烧,点燃可燃性气体前,需对气体进行验纯,防止气体不纯发生爆炸,D 正确;
故选B。
5.在酸性条件下甲醇可以将NO3
-转化为无害的气体排放,甲醇转化为CO2。下列说法正确的是( )
A.若转移6 mol 电子则生成22.4LCO2
B.NO3
-对应的产物为
C.反应后溶液的酸性增强
D.还原产物与氧化产物的物质的量之比为3:5
【答案】D
【解析】A 项,反应过程中,NO3
-中N 元素化合价由+5 降低至0,CH3OH 中C 元素化合价由-2 升高至
+4,根据化合价升降守恒、电荷守恒和原子守恒,反应离子方程式为:6NO3
-
+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O,每转移30mol 电子生成5mol CO2,每转移6mol 电子生成1mol
CO2,标准状况下1mol 气体的体积为22.4L,但题目未说明温度压强条件,无法确定生成二氧化碳的体
积,A 错误;B 项,在酸性条件下甲醇可以将NO3
-转化为无害的气体排放,反应中NO3
-被还原为N2,
B 错误;C 项,反应离子方程式为:6NO3
-+5CH3OH+6H+=3N2↑+5CO2↑+13H2O,反应过程中消耗了H+,
反应后溶液酸性减弱,C 错误;D 项,还原产物(N2)与氧化产物(CO2)的物质的量之比为3:5,D 正确;
故选D。
6.【改编】根据材料的组成或结构变化可推测其性质变化,下列推测不合理的是
材料
组成或结构变化
性质变化
A
金属铅
减小晶粒大小至纳米量级
晶体熔点降低
B
晶体SiO2
熔融后迅速降温凝固
光学性质表现各向异性
C
苯酚
在苯环上引入3 个硝基
羟基上的H 更易电离
D
聚丙烯酸钠
加入少量交联剂聚合为网状结构
增强吸水性
【答案】B
【解析】A 项,金属铅晶粒减小至纳米量级,由于纳米材料表面能增大,导致熔点降低,A 合理;B 项,
晶体SiO2熔融后迅速降温凝固形成非晶态玻璃(如石英玻璃),非晶态物质光学性质应表现为各向同性,
而非各向异性,B 不合理;C 项,苯酚苯环上引入3 个硝基(吸电子基团),增强了苯环缺电子性,稳定
苯氧负离子,使羟基氢更易电离(酸性增强),C 合理;D 项,聚丙烯酸钠加入少量交联剂形成网状结构,
能增加聚合物吸水膨胀能力和保水性,从而增强吸水性,D 合理;故选B。
7.【原创】下列方程式正确的是( )
A.氯化铝溶液中加过量氨水:Al3+
+4NH3·H2O= [Al(OH)4]-+4NH4
+
B.小苏打溶液与FeCl3溶液混合:Fe3+ +3HCO3
- =Fe (OH)3↓+3CO2↑
C.甲醛与足量的新制氢氧化铜悬浊液反应:HCHO+2Cu(OH)2
HCOOH+ Cu2O↓+2H2O
D.少量CO2气体通入苯酚钠溶液中:2C6H5O-+CO2 +H2O→2C6H5OH+CO3
2-
【答案】B
【解析】A 项,氯化铝溶液中加过量氨水反应生成氢氧化铝沉淀,离子方程式为:Al3+
+3NH3·H2O=Al(OH) 3↓+3NH4
+,A 错误;B 项,小苏打溶液与FeCl3溶液混合:发生双水解反应生成氢
氧化铁沉淀和二氧化碳,离子方程式为:Fe3+ +3HCO3
- =Fe (OH)3 ↓+3CO2↑,B 正确;C 项,碱性条件
下,甲醛溶液与足量新制氢氧化铜共热反应生成碳酸根离子、氧化亚铜沉淀和水,反应的化学方程式
为:HCHO+4Cu(OH)2+2NaOH
Na2CO3+2Cu2O↓+6H2O,C 错误;D 项,少量CO2气体通入苯酚钠
溶液中反应生成苯酚和碳酸氢钠,离子方程式为:C6H5O-+CO2 +H2O→C6H5OH+HCO3
-,D 错误;故选
B。
8.【改编】利用下列实验装置进行实验时,能达到实验目的的是( )
A.检验样品中
的钠元素
B.检验木炭与浓硫酸
反应产生
C.实验室制氨气
D.中和反应反应
热的测定
【答案】D
【解析】A 项,检验钠元素可通过焰色反应,用铂丝蘸取样品,在酒精灯火焰上灼烧,若火焰呈黄色,
说明含钠元素,不能使用玻璃棒,因为玻璃棒中含有钠元素,会干扰实验结果,不符合题意,A 错误;
B 项,木炭与浓硫酸反应生成CO2和SO2,SO2也能使澄清石灰水变浑浊,需先除去SO2才能检验
CO2,不符合题意,B 错误;C 项,实验室制氨气常用氯化铵和氢氧化钙混合加热,仅加热氯化铵会生
成氨气和氯化氢,在试管口又会重新化合为氯化铵,无法制得氨气,不符合题意,C 错误;D 项,该装
置可以用来测量中和反应反应热,符合题意,D 正确;故选D。
9.PEF 材料是一种生物基聚酯材料[由可再生生物质资源(如玉米、甘蔗等)提取原料制成的塑料材料]具有
多种优越性能和广泛的应用前景。其一种转化过程如图所示:
下列说法错误的是( )
A.x=2n-1(n>1)
B.上述转化的原子利用率小于100%
C.1mol FDCA 与足量碳酸钠溶液反应放出1mol 二氧化碳
D.PEF 通过碳碳双键的加聚反应生成的网状高分子,不可反复加热熔融加工
【答案】C
【解析】A 项,根据PEF 材料制备原理,其发生的是缩聚反应,反应物FDCA 中含有双羧基,MEG 中
含有双羟基,根据高聚物的结构特点,其末端各有一个羧基和羟基没有酯化,则生成的水分子的数量
是2n-1(n>1),故A 正确;B 项,转化中有水分子生成,可见制备PEF 材料,原材料利用率小于
100%,故B 正确;C 项,FDCA 中结构虽含有双羧基,但1molFDCA 与足量碳酸钠溶液反应生成的应
是碳酸氢钠,即使过程中有二氧化碳生成,肯定也远远小于1mol,故C 错误;D 项,PEF 通过碳碳双
键加聚反应生成的网状高分子属于热固性材料,因其交联结构不可逆,因此无法反复加热熔融加工,
故D 正确;故选D。
10.下列晶体的制备方案不正确的是( )
选项
目标晶体
制备方案设计
A
NaCl 晶体
往饱和NaCl 溶液中加入一定量的浓盐酸
B
水晶
熔融态
缓慢冷却
C
明矾大晶体
在高于室温30~50°C 的明矾饱和溶液中悬挂
明矾晶核,静置过夜
D
[Cu(NH3)4]SO4·H2O 晶体
向CuSO4溶液中加入氨水至难溶物溶解,再
加入95%乙醇
【答案】C
【解析】A 项,向饱和NaCl 溶液中加入浓盐酸,Cl-浓度增大,同离子效应使NaCl 溶解平衡逆向移动,
析出NaCl 晶体,A 正确;B 项,物质凝固可以得到晶体,熔融态的二氧化硅,缓慢冷却可得到水晶,
快速冷却会得到非晶体的石英玻璃,B 正确;C 项,在高于室温10~20℃的明矾饱和溶液中悬挂明矾
晶核,静置过夜,反复多次,可以获得大晶体,若温差过大,则得到较多数目的晶体,得不到大晶体,
C 错误;D 项,向CuSO4溶液中加入氨水至难溶物溶解,再加入95%乙醇,乙醇降低溶剂的极性,使
配合物溶解度减小析出晶体,D 正确;故选C。
11.已知环己烯、1,3-环己二烯、苯均能与H2在一定条件下发生加成反应制得环己烷,反应的热化学方
程式如下。下列说法不正确的是( )
①
②
③
A.
转化为
的热化学方程式为
B.
催化加氢生成
的反应为放热反应
C.键长:苯中碳碳键>环己烯中碳碳双键
D.1mol 物质具有的能量:
【答案】D
【解析】A 项,根据盖斯定律可知,②-①可得
(g)转化为
(g)的热化学方程式为
(g)
,A 正确;B 项,根据盖斯定律可知,③-①可得
(g)催化加氢生成
(g)的热化学方程式为
(g)
,则该反应为放热反应,故B 正
确;C 项,苯中碳碳键键长介于单双键之间,故键长为苯中碳碳键>环己烯C=C,C 正确;D 项,根据
题中信息无法判断1mol
(g)和
1mol(g)的能量大小关系,D 错误;故选D。
12.近日,科学家研制出一种由碳基ORR 高效催化的可充电锌—空气/碘化物混合电池,其放电过程如图
所示。下列叙述正确的是( )
A.充电时,电极N 接直流电源的正极
B.阻隔空气进入该电池,电池停止工作
C.放电时,若消耗x molO2和y mol IO3
-,理论上消耗(2x+3y)mol Zn
D.充电时,阳极发生的电极反应为I-+3H2O-6e-= IO3
-+6H+
【答案】C
【解析】由图可知,在该电池中,空气中的氧气O2在碳基ORR 电极(M 电极)发生反应,生成OH-,同
时溶液中的IO3
-也发生了反应,生成I-,故电极反应为①:O2+2H2O+4e-=4OH-和②:IO3
-+3H2O+6e-=I-
+6OH-,M 电极为正极;而Zn 电极(N 电极)发生失去电子的氧化反应,故N 电极为负极。A 项,由分
析知,N 电极在放电时为负极,充电时该电极应当作为阴极与电源的负极相连,A 错误;B 项,由分
析知该电池的正极会发生两个电极反应,但隔绝空气只会阻断反应①的进行,而反应②不需要氧气就
可以进行,故此时电池不会停止工作,B 错误;C 项,由分析知,消耗x mol O2时会转移4x mol e-,
消耗y mol IO3
-时会转移6y mol e-,故在此条件下共转移(4x+6y) mol e-,由于消耗1 mol Zn 需转移2
mol e-,故在此条件下消耗的Zn 的物质的量为
,C 正确;D 项,由图可知
该电池的电解质中会有OH-参与反应,故该电池的电解质应为碱性,不应有H+参与反应,正确的电极
反应应为I-+6OH--6e-= IO3
-+3H2O,D 错误;故选C。
13.马格努斯(Magnus)绿盐是一种无机化合物,由正负配离子构成,常温下为深绿色针状结晶或粉末,晶
胞如图所示,下列说法不正确的是( )
A.Pt 配位数为4,但Pt 不是sp3杂化 B.观察晶胞,该盐本质上是一维线性结构
C.该物质化学式可表示为:Pt(NH3)2Cl2 D.该物质可能不耐高温,受热易分解
【答案】C
【解析】A 项,由马格努斯的晶胞结构可知,Pt 周围距离最近的Cl-或NH3有4 个,Pt 配位数为4,但
Pt 与周围的4 个Cl-或NH3形成平面正方形,而不是四面体,则Pt 不是sp3杂化,A 正确;B 项,由马
格努斯的晶胞结构可知,马格努斯绿盐由[Pt(NH3)4]2+和[PtCl4]2-交替排列形成一维链状结构,本质为一
维线性结构,B 正确;C 项,该盐由正负配离子构成,实际组成为[Pt(NH3)4][PtCl4],而非中性分子
Pt(NH3)2Cl2,C 错误;D 项,配合物中配位键较弱,含NH3配体受热易分解逸出NH3,故不耐高温,D
正确;故选C。
14.【新思维】CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸乙酯的机理如图所示。下列说法正确的是( )
A.步骤③的反应类型为取代反应
B.该反应的原子利用率
C.反应过程中存在
、
键的形成
D.若将步骤①中CH2=CH2换为CH2=CHCH3,则产物可能为
【答案】D
【解析】A 项,步骤③是中间体通过消去反应形成丙烯酸乙酯中的碳碳双键,并非取代反应(取代反应
需“上一下一”,此处为消去小分子形成双键),A 错误;B 项,该反应的产物为丙烯酸乙酯和碘化氢,
原子利用率不是100%,B 错误;C 项,C2H4的C=C 键在步骤①中断裂,步骤③重新形成,存在C=C
键的形成;但CO2中的C=O 键直接转化为酯基的C=O 键,未新形成C=O 键,C 错误;D 项,将
CH2=CH2换为CH2=CHCH3(丙烯),丙烯关于碳碳双键不对称,则可能生成
,D 正确;
故选D。
15.室温下,有色金属冶炼废渣(含
、
、
等的氧化物)用硫酸酸浸后,提取铜和镍的过程如下图所
示。已知:
,
,
,
,
。
下列说法正确的是( )
A.等浓度的NaHSO3溶液和(NH4)2C2O4溶液中,水的电离程度:NaHSO3溶液<(NH4)2C2O4溶液
B.0.1mol·L-1NaHSO3溶液中:c(H+)>c(H2SO3)
C.(NH4)2C2O4溶液中:2c(NH3⋅H2O)+2c(NH4
+)=c(H2C2O4)+c(HC2O4
-)+c(C2O4
2-)
D.“沉镍”后的上层清液中:
【答案】A
【解析】A 项,HSO3
-在水中呈较明显的酸性,溶液 pH 较低,对水的电离抑制。(NH4)2C2O4属于弱酸
弱碱盐,促进水的电离,等浓度的NaHSO3溶液和(NH4)2C2O4溶液中,水的电离程度:NaHSO3溶液<
(NH4)2C2O4溶液,故A 正确;B0.1 mol L-1 NaHSO3溶液中 c(H+) 与 c(H2SO3) 的比较:
,此时c(HSO3
-)=0.1mol·L-1,则
,
故c(H+)<c(H2SO3),故B 错误;C 项,(NH4)2C2O4溶液中存在物料守恒,正确守恒为:c(NH3⋅H2O)
+c(NH4
+)=2c(H2C2O4)+2c(HC2O4
-)+2c(C2O4
2-),故C 错误;D 项,若已生成NiC2O4沉淀,则
,则溶液中
,故D 错误;故选A。
16.氮化硅是一种性能优异的无机非金属材料,它的熔点高,硬度大,电绝缘性好,常温下化学性质稳定,
但生产成本较高。不溶于酸(氢氟酸除外)。高温下氮化炉中的氧气及水蒸气能明显腐蚀氮化硅。一种
用工业硅(含少量铁、铜的单质及氧化物)和N2(含少量O2)合成氮化硅的工艺流程如下:
以下说法不正确的是( )
A.N2净化时,铜屑的作用是除去氮气中含有的少量氧气
B.X 可能是硝酸或硫酸
C.连接真空装置是为了排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气
D.氮化硅可作为高温结构陶瓷,用于制作高速切削刀具等
【答案】B
【解析】起始原料为工业硅块,其中含有少量杂质(如铁、铜的单质及氧化物),在600℃下进行灼烧,
铜屑与氧气反应生成氧化铜,从而去除氮气中的氧气,在“氮化炉”中硅与氮气反应生成氮化硅,反
应产物中含有未反应的工业硅及其中的杂质(如铁、铜的单质及氧化物),使用稀酸X 进行酸洗以溶解
这些杂质。酸洗后用蒸馏水水洗,去除残留的酸和可溶性盐,最终经过干燥或研磨等步骤,得到纯化
的氮化硅产品。A 项,氮气中含少量氧气,铜屑在600℃时与氧气反应生成氧化铜,可除去氧气,A
正确;B 项,工业硅含Fe、Cu 的单质及氧化物,酸洗需除去这些杂质,稀硫酸与Cu 单质不反应,无
法除去Cu 单质,稀硝酸可与Cu、Fe 单质及氧化物反应,故X 只能是硝酸,不可能是硫酸,B 错误;
C 项,高温下氧气和水蒸气会腐蚀氮化硅,连接真空装置可排除氮化炉中原有的氧气和水蒸气,C 正
确;D 项,氮化硅熔点高、硬度大,可作为高温结构陶瓷用于高速切削刀具,D 正确;故选B。
二、非选择题:本题共4 小题,共52 分。
17.【新思维】(16 分)半导体材料可以分为硅、锗等元素半导体和氮化镓等化合物半导体。P 型半导体核
心特点是掺杂低价元素引入空穴主导导电,每缺少一个电子,产生一个空穴。请回答:
(1)关于主族元素的描述,下列说法正确的是________。
A.基态
原子
轨道上的电子自旋方向相同
B.Ga 位于元素周期表第四周期,第VA 族
C.电子排布为[He]2s12p4的N 原子处于激发态
D.Ge 的半径小于Ge4+的半径
(2)氮化镓的晶胞如图(白球为N,黑球为
)。
①化学式是 ,晶体类型 。
②氮化镓中掺杂少量镁可以形成P 型半导体,掺杂镁后晶体中“空穴”增多的原因是 。
(3)氯化钠是一种重要的化工原料,可以制备多种化工产品:
①下列说法正确的是 。
A.SOCl2与过量NH3反应的方程式为SOCl2+4NH3=SO(NH2)2+2NH4Cl
B.粗硅提纯过程中的HCl 和H2不可以循环使用
C.工业上可以用反应Ⅱ生产盐酸
D.SiHCl3中的硅的化合价为
价
②NaClO 与NH2反应生成N2H4的化学反应方程式 。
③N2H4是一种弱碱,碱性N2H4 CH3NH2(填“<”或“>”)理由是 。
④设计实验检验SOCl2与足量的氢氧化钠溶液反应生成的阴离子 。
【答案】(1)AC(2 分)
(2) GaN(1 分) 共价晶体(1 分)
镁原子最外层有2 个电子,代替Ga (III)后缺少一个电子,形成空穴(2 分)
(3)AC(2 分) NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O(2 分) <(2 分)
甲基是推电子基团,氨基是吸电子基团,甲基连接的氮原子给出孤电子对结合氢离子的能力强,所以
碱性大(2 分)
取少量反应后的溶液于试管中,滴加盐酸溶液,产生的气体使品红溶液褪色,则有亚硫酸根离子;另
外取少量反应后的溶液于试管,先加硝酸酸化,再加入硝酸银溶液,若产生白色沉淀,则有氯离子(2
分)
【解析】电解饱和食盐水可得H2、Cl2和NaOH,Cl2和NaOH 通过反应Ⅰ制得NaClO,NaClO 与NH3
反应生成N2H4,SOCl2与过量NH3反应的方程式为SOCl2+4NH3=SO(NH2)2+2NH4Cl;H2和Cl2通过反应
Ⅱ反应得到HCl,HCl 和粗硅反应得到SiHCl3,SiHCl3再和H2反应得到纯硅,粗硅提纯过程中的HCl
和H2可以循环使用。
(1)A 项,基态Si 原子3p 轨道上的电子排布为3p2,所以自旋方向相同,A 正确;B 项,Ga 在元素周期
表中的位置为第四周期第ⅢA 族,B 错误;C 项,基态N 原子电子排布为[He]2s22p3,所以[He]2s12p4
的N 原子处于激发态,C 正确;D 项,Ge 失去电子后核外电子层数减少,故Ge 的半径大于Ge4+的半
径,D 错误;故选AC。
(2)①白球为N,8 个在顶点,6 个在面上,
;黑球为Ga,4 个均在体心,故Ga 和N 的个
数比为1∶1,化学式为GaN;该晶体由原子间通过共价键结合而成,为共价晶体;②利用题干信息(P
型半导体核心特点是掺杂低价元素引入空穴主导导电),镁原子最外层有2 个电子,代替Ga (III)后缺
少一个电子形成空穴。
(3)①A 项,SOCl2与过量NH3反应的方程式为SOCl2+4NH3=SO(NH2)2+2NH4Cl,A 正确;B 项,粗硅
提纯过程中的HCl 和H2是可以循环使用,B 错误;C 项,工业上可以用氢气与氯气反应生产盐酸,反
应Ⅱ生产盐酸,C 正确;D 项,SiHCl3中的氯的电负性最大,显负价,硅的化合价为不是-4,D 错误;
故选AC。②Cl 的化合价由+1 变为-1,Cl 得到2e-,N 的化合价由-3 变为-2,N 失去e-,根据电子得失
守恒即可写出该氧化还原反应的方程式为NaClO+2NH3=N2H4+NaCl+H2O。③甲基是推电子基团,氨基
是吸电子基团,甲基连接的氮原子给出孤电子对结合氢离子的能力强,所以碱性大。④SOCl2与足量
的氢氧化钠溶液反应生成的阴离子为亚硫酸根离子与氯离子,因此检验这两种阴离子。取少量反应后
的溶液于试管中,滴加盐酸溶液,产生的气体使品红溶液褪色,则有亚硫酸根离子,另外取少量反应
后的溶液于试管,先加硝酸酸化,再加硝酸银溶液,产生白色沉淀,则有氯离子。
18.【新考法】(12 分)合成氨是化学对社会发展的一项巨大贡献。请回答:
(1)合成氨新猜想:2N2(g)+6H2O(g)
4NH3(g)+3O2(g) ΔH=+765.2kJ·mol−1。该猜想在1200℃时
(填“能”或“不能”)自发。
(2)N2与H2反应是目前合成氨的主要途径。
①N2(g)+3H2(g)
2NH3(g) ΔH<0,该反应平衡常数表达式为K= 。
②某时刻反应速率v 正(N2)=v 逆(N2)=a
,若改变某一条件立即有v 正(N2)>v 逆(N2)>a
,说出
改变的条件并说明理由 。
(3)理论计算发现,N2分子从垂直催化剂晶体的010 晶面(该晶面与晶体三条坐标轴相交且截距相等)接
触催化剂时,催化效果最好。这体现了晶体的 。
(4)通过间接电催化作用可将CO2与NH3转化为高附加值的乙醇胺(HOCH2CH2NH2)。
①先电解CO2制得环氧乙烷(
),过程如下图。电解过程中的总反应式为 。
②再将
通入1mol·L-1氨水中可制得乙醇胺(
)。已
知常温下
,则1
氨水的pH= 。乙醇胺产率、NH3转化率随环氧乙
烷量的增加如下图所示。乙醇胺产率下降的原因是 。
【答案】(1)不能(1 分)
(2)
(1 分) 加压;加压使正逆反应速率均增大;加压使平衡向反应计量数减小方向
移动,与v 正>v 逆相符(2 分)
(3)各向异性(2 分)
(4)
(2 分) 11.65(2 分) 环氧乙烷与乙醇胺发生副反应,生成
二乙醇胺、三乙醇胺(2 分)
【解析】(1)由题意可知,反应的ΔH>0,ΔS<0,故在任何温度下均不能自发进行。
(2)①根据平衡常数的定义可知,该反应平衡常数表达式为K=
;②v 正(N2)>v 逆(N2),说
明平衡正向移动,该反应为气体分子数减小的放热反应,则故符合题意的是加压;
(3)由题意可知,催化剂晶体的不同晶面的催化活性不同,体现了晶体的各向异性。
(4)①左侧电解过程中电极反应式是CO2+12H++12e-=C2H4+4H2O、2H2O-4e-=O2↑+4H+。右侧的电极
反应式是
、O2+4H++4e-=2H2O,根据电子得失守恒相加,得
电解的总反应式
。②根据题给信息,
,所
以溶液的pH=14-2.35=11.65,据题给信息“
”,
说明
过量时会继续与H2NCH2CH2OH 反应,生成HN(CH2CH2OH)2,N(CH2CH2OH)3,导致乙醇
胺产率下降。
19.(12 分)某研究小组制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾(K3[Fe(C2O4)3])的步骤如下:
步骤Ⅰ.称取一定质量FeSO4·7H2O 和H2C2O4·2H2O,用蒸馏水溶解并加入少量稀硫酸,加热煮沸并不
断搅拌,形成颗粒较小的FeC2O4·2H2O 黄色沉淀,将黄色沉淀用热蒸馏水洗涤3 次;
步骤Ⅱ.将上述黄色沉淀加入如图所示的三颈烧瓶中(加热装置已省略),加入饱和FeC2O4·2H2O 溶液
后,加热并维持反应装置在40℃,缓慢滴加过量的3% H2O2溶液并不断搅拌,发生反应:
6FeC2O4·2H2O+3H2O2+6FeC2O4·2H2O=4K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3+12H2O。确认反应已完全后,将三颈烧
瓶中的溶液转移至烧杯中,加热至沸;
步骤Ⅲ.保持上述溶液近沸状态,加入一定量饱和H2C2O4溶液直至溶液完全变绿,经过一系列操作,
将得到的固体转移至表面皿,烘箱干燥后即得产品。
已知:三草酸合铁(Ⅲ)酸钾为翠绿色晶体,水中溶解度0℃为4.7g /100g 水,100℃为117.7g /100g 水,
难溶于乙醇,加热时可发生分解。
请回答:
(1)装置图中盛放3%H2O2溶液的仪器名称为 。
(2)步骤Ⅱ“确认反应已完全”的方法是:取少量所得悬浊液, (请将实验操作、现象及结论
补充完整)。
(3)步骤Ⅱ中滴加过氧化氢的速率不可过快的原因是 。
(4)关于制备流程,下列说法中不正确的是________。
A.步骤Ⅰ中使用稍过量H2C2O4主要是为了抑制
2
Fe 的水解
B.步骤Ⅰ得到较小的晶体颗粒,方便洗涤和后续反应溶解
C.步骤Ⅱ过程中始终通入N2的主要作用是防止外界空气中的氧气进入
D.步骤Ⅲ中发生的反应为:2Fe(OH)3+3H2C2O4+3K2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O
(5)步骤Ⅲ,经过一系列操作得到产品的所有步骤如下,请排序 ③ (填序
号)。
①滤液中加入一定量乙醇
②加热蒸发浓缩至出现一层晶膜
③将一小段棉线悬挂在溶液中,盖好烧杯,在暗处放置数小时
④合并固体后用少量乙醇洗涤
⑤冰水浴冷却结晶后过滤
⑥过滤
(6)步骤Ⅲ得到的产品为水合晶体K3[Fe(C2O4)3] ·3H2O (摩尔质量为490 g·molˉ1)。将产品置于N2气流
中持续加热,记录产品的剩余质量分数随温度的变化如下图所示。
①120℃和300℃时产生的气体分别为 (填“A”或“B”)。
A.H2O、CO2 B.CO2、H2O
②从微粒间相互作用强弱的角度做出解释: 。
【答案】(1)分液漏斗(1 分)
(2)加入少量稀硫酸,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,未出现蓝色浑浊,说明FeC2O4已完全反应(或过滤并用水
洗涤沉淀,将洗涤后的沉淀溶于稀硫酸,滴加酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液的颜色不褪去,
说明FeC2O4已完全反应) (2 分)
(3)滴加过快,导致反应过于剧烈;同时部分草酸根被氧化;可能使过氧化氢分解(或其他合理答案) (2
分)
(4)AC(2 分)
(5)②⑤① ⑥④(2 分)
(6)A(1 分) H2O 通过氢键(或分子间相互作用)与其他微粒相互作用,作用力较弱,较易失去;产生
CO2时需断裂共价键(和配位键),作用力较强,较难失去(2 分)
【解析】制备三草酸合铁(Ⅲ)酸钾(K3[Fe(C2O4)3])的流程包括三个关键步骤,首先利用FeSO4·7H2O 和
H2C2O4·2H2O 在加热下反应生成黄色沉淀FeC2O4·2H2O,FeC2O4·2H2O 与饱和K2C2O4溶液及3%H2O2在
三颈烧瓶中发生氧化还原反应可生成K3[Fe(C2O4)3],反应方程式为
6FeC2O4·2H2O+3H2O2+6FeC2O4·2H2O=4 K3[Fe(C2O4)3]+2Fe(OH)3+12H2O,确认反应完全后,然后将三
颈烧瓶中的溶液转移至烧杯中,加热至沸,加入一定量饱和H2C2O4溶液,可使Fe(OH)3转化为
K3[Fe(C2O4)3],最后经过一系列操作(加热浓缩、冷却结晶、过滤等),将得到的固体转移至表面皿,放
入烘箱中干燥,最终可得产品。
(1)装置图中盛放3%H2O2溶液的仪器名称为分液漏斗。
(2)步骤Ⅱ“确认反应已完全”的关键是证明三颈烧瓶中已无FeC2O4剩余,采取的方法可以是:取少
量所得悬浊液,加入少量稀硫酸,滴加K3[Fe(CN)6]溶液,未出现蓝色浑浊,说明FeC2O4已完全反应
(或过滤并用水洗涤沉淀,将洗涤后的沉淀溶于稀硫酸,滴加酸性高锰酸钾溶液,酸性高锰酸钾溶液的
颜色不褪去,说明FeC2O4已完全反应)。
(3)步骤Ⅱ中滴加过氧化氢的速率不可过快的原因有:滴加过快,会导致反应过于剧烈;滴加过快,会
使部分草酸根同时被氧化;滴加过快,可能使过氧化氢分解(或其他合理答案)。
(4)A 项,步骤Ⅰ中使用稍过量H2C2O4主要是为了保证FeSO4完全反应而转化为FeC2O4·2H2O,加入少
量稀硫酸主要是为了抑制Fe2+的水解,A 错误;B 项,步骤Ⅰ得到较小的晶体颗粒,小颗粒晶体在洗
涤、溶解时与液体的接触面积大,便于洗涤和后续反应溶解,B 正确;C 项,步骤Ⅱ反应前通入N2的
主要作用是除去空气,防止二价铁被氧化,反应过程中始终通入N2的主要作用是搅拌,C 错误;D 项,
由题意知,步骤Ⅲ中得到的产品为K3[Fe(C2O4)3],根据K、Fe、C、O 原子守恒知,步骤Ⅲ中发生的反
应为2Fe(OH)3+3H2C2O4+3K2C2O4=2K3[Fe(C2O4)3]+6H2O,D 正确;故选AC。
(5)步骤Ⅲ中,为得到产品K3[Fe(C2O4)3] ·3H2O,需将溶液通过加热浓缩、冷却结晶、过滤得到晶体,
向滤液中加入适量乙醇促使残存的产物析出,再次过滤合并固体后用乙醇洗涤、过滤, 所以顺序应
为②⑤①→③→⑥④,故填“②⑤①”;“⑥④”。
(6)①设该晶体物质的量为1mol,则其质量为491g,从开始到温度为120℃,产品失去的质量为
491g (1 89%)
54g
,即3molH2O 的质量,则120℃时产生的气体为H2O;从120℃到300℃,产品
失去的质量为491g (89%
80%)
44g
,即1molCO2的质量,则300℃时产生的气体为CO2,故选A。
②产品加热过程中,较低温度下产生H2O 而较高温度下产生CO2的原因:H2O 通过氢键(或分子间相互
作用)与其他微粒相互作用,作用力较弱,较易失去;产生CO2时需断裂共价键(和配位键),作用力较
强,较难失去。
20.(12 分)化合物J 是重要的化工原料,合成路线如下;
已知:Ph—指苯基,NBS 指
,TMS 指Si(CH3)4。请回答:
(1)化合物A 中的含氧官能团名称是 ;化合物B→C 发生的反应类型是 。
(2)化合物G 的结构简式是 。
(3)下列说法不正确的是___________(填字母)。
A.化合物A 的水溶性强于B
B.化合物F→G 的反应属于取代反应
C.化合物H 中采用sp2杂化的原子数目与化合物I 不相同
D.化合物J 的分子式是C16H11O
(4)化合物C→D 反应的化学方程式是 。
(5)I→J 的反应中,若参与成键的苯环及苯环的反应位置不变,则生成与J 互为同分异构体的副产物的
结构简式为 。
(6)参考上述路线,以NBS、PhB(OH)2、乙醇、
为有机原料,设计化合物
的合成路线 。(用流程图表示,无机试剂任选)
【答案】(1)羟基、羧基(1 分) 还原反应(1 分)
(2)
(1 分)
(3)CD(2 分)
(4)
(2 分)
(5)
(2 分)
(6)
(3 分)
【解析】A 和甲醇发生酯化反应生成的B 为
,LiAlH4为常见的还原剂,结合C 的分
子式可知,B 被还原生成的C 为
,C 被催化氧化生成D,D 和CBr4在PPh3作用下反应生
成E,E 在CuI、K3PO4、加热条件下发生取代反应生成F,结合G 的分子式和H 的结构简式可知,G
的结构简式为
,则F 与PhB(OH)2发生取代反应生成G,G 与NBS 发生取代反应
生成H,H 与CH≡C-TMS 发生取代反应生成I,最后I 在PtCl2、加热条件下发生加成反应生成J。
(1)由A 的结构简式可知,含氧官能团名称是羟基、羧基;LiAlH4为常见的还原剂,B 被还原生成C,
则化合物B→C 发生的反应类型是还原反应;
(2)由分析可知,化合物G 的结构简式是
;
(3)A 项,化合物A(
)含有的羧基强极性、易与水形成氢键,B(
)中含有
的
的极性弱于羧基,则化合物A 的水溶性强于B,A 正确;B 项,由分析可知,F 与
PhB(OH)2发生取代反应生成G,即化合物F→G 的反应属于取代反应,B 正确;C 项,H 和I 中的苯环、
碳碳双键上的C 均采用sp2杂化,则化合物H 中采用sp2杂化的原子数目与化合物I 相同,C 错误;D
项,由J 的结构简式可知,化合物J 的分子式应为C16H10O,D 错误;故选CD。
(4)由分析可知,C 为
,C 被催化氧化生成D,则化合物C→D 反应的化学方程式是:
;
(5)I→J 是炔基参与成环反应,成键苯环及反应位置不变,则副产物是炔基与另一苯环连接位置改变,
与J 互为同分异构体,其结构简式为
;
(6)以NBS、PhB(OH)2、乙醇、
为有机原料设计合成
,可以参考题干流程中F→G→H 的反应原理,采用逆分析法:
由
与PhB(OH)2发生取代反应得到,
由
与NBS 发生取代反应得到,
由
发生消去反应得到,所以合成路线为:
。