文档文本内容
2026 年高考第二次模拟考试
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 N 14 O 16 Al 27
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.【新科技成果】“九三阅兵”彰显了我国科技与军事的全面升级。下列说法错误的是
A.歼-20S、歼-35A 等战斗机的发动机涡轮叶片为合金材料
B.“东风”系列导弹外壳中使用的碳纤维属于有机纤维材料
C.福建舰的电磁阻拦索上包裹的树脂涂层属于高分子材料
D.雷达天线罩使用的碳化硅陶瓷属于新型无机非金属材料
【答案】B
【解析】A.发动机涡轮叶片通常采用高温合金材料,如镍基合金,以承受极端条件,A 正确;
B.碳纤维是由有机前驱体(如聚丙烯腈)经碳化制得,但成品主要成分为碳,属于无机材料或复合材
料,而非有机纤维材料,B 错误;
C.树脂涂层通常由环氧树脂等高分子聚合物制成,属于高分子材料,C 正确;
D.碳化硅陶瓷具有高强度、耐高温等特性,属于新型无机非金属材料,D 正确;
故答案选B。
2.【新情境】名菜“白切鸡”常搭配姜葱汁蘸料。关于其中涉及的主要物质,下列说法正确的是
A.鸡皮中的油脂在人体胃酸条件下发生皂化反应
B.蘸料中的蔗糖属于非还原性糖
C.蛋白质是纯净物
D.加热煮熟的过程仅使鸡肉中的蛋白质发生了盐析
【答案】B
【解析】A.皂化反应是油脂在碱性条件下的水解反应,人体胃酸为酸性环境,不满足皂化条件,故A
错误;
B.蔗糖分子中无自由醛基或酮基,不能发生还原反应,属于非还原性糖,故B 正确;
C.蛋白质是由多种氨基酸组成的生物大分子,天然蛋白质通常为混合物(如鸡肉含多种蛋白质),故
C 错误;
D.加热煮熟使蛋白质变性(结构破坏,不可逆),而盐析是加盐导致的沉淀(可逆),故D 错误;
答案选B。
3.下列关于物质性质解释错误的是
选项
性质
解释
A
HF 的沸点高于HCl
HF 分子间存在氢键
B
金刚石的硬度远大于石墨
金刚石中
键的键能大于石墨
C
熔融NaCl 可导电,NaCl 晶体不导电
NaCl 晶体中离子不能自由移动,熔融后离
子可以自由移动
D
在
中的溶解度比在
中的高
分子有极性,但极性微弱
【答案】B
【解析】A.HF 的沸点高于HCl,是因为HF 分子间存在氢键,而HCl 分子间只有范德华力,氢键的作
用力更强,使HF 沸点更高,A 正确;
B.金刚石硬度远大于石墨,是因为金刚石是空间立体网状结构,而石墨为层状结构,层间作用力弱易
滑动。实际上,石墨中
键的键能大于金刚石,B 错误;
C.NaCl 晶体中离子被固定在晶格中不能自由移动,所以不导电;熔融后离子可以自由移动,因此能
导电,C 正确;
D.
分子有微弱极性,
是非极性溶剂,
是极性溶剂,根据“相似相溶”,极性微弱的
在
非极性溶剂
中的溶解度比在极性溶剂
中更高,D 正确;
故答案选B。
4.中国科学院团队利用中国超重元素研究加速器装置提供的
束流轰击
靶,通过熔合蒸发反应,
合成了新核素
。下列说法正确的是
A.
与
互为同素异形体
B.
的相对原子质量为175 g
C.
的中子数比质子数多28
D.
与
合成
属于化学变化
【答案】C
【解析】A.同素异形体是指同种元素形成的不同单质,而
与
均为钙元素的不同核素,二者
互称同位素(中子数不同),不涉及单质结构差异,因此不互为同素异形体;A 错误;
B.相对原子质量是比值,单位为1(通常省略),
的质量数为175,表示原子核中质子与中子总
数,但“175 g”错误地赋予了质量单位,B 错误;
C.
的质子数为91,质量数为210,中子数=210-91=119,中子数比质子数多119-91=28,C 正确;
D.该过程为核反应(熔合蒸发反应),涉及原子核的变化(合成新核素),而化学变化仅涉及核外电
子和化学键的改变,原子核不发生改变,D 错误;
故答案选C。
5.实验室用苯胺和乙酸在105℃制备乙酰苯胺的实验装置如图所示(省略夹持及加热装置)。已知:苯胺易
被氧化变质;锌粉几乎不与纯乙酸反应;用重结晶法纯化乙酰苯胺的粗品。制备的化学方程式为:
下列说法错误的是
A.制备时加入锌粉可有效减少苯胺被氧化
B.若及时分离出水可提高乙酰苯胺的产率
C.为了更好的控制温度,可采用水浴加热
D.纯化乙酰苯胺不会用到分液漏斗、坩埚
【答案】C
【解析】A.苯胺具有较强的还原性,容易被氧化变质,锌粉作为还原剂,可消耗体系中的氧气,从而
有效防止苯胺被氧化,A 正确;
B.苯胺与乙酸生成乙酰苯胺的反应是可逆反应,根据勒夏特列原理,及时分离出生成物水,平衡会向
正反应方向移动,从而提高乙酰苯胺的产率,B 正确;
C.实验要求的反应温度是105℃,而水浴加热的温度最高只能达到约100℃,无法满足该实验的温度
需求,若要更好地控制温度,应采用油浴或电热套直接加热的方式,C 错误;
D.纯化乙酰苯胺采用的是重结晶法,主要操作包括溶解、趁热过滤、冷却结晶、过滤洗涤等,这些操
作仅需烧杯、玻璃棒、漏斗等玻璃仪器,不需要用到分液漏斗和坩埚,D 正确;
故选C。
6.设
为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.足量镁与浓硫酸充分反应,放出1 mol 混合气体时,转移的电子数为
B.12 g
晶体中含有的阳离子数为
C.标准状况下,11.2 L
和
的混合物中所含的碳原子数为
D.电解精炼铜时,若阳极质量减少64 g,外电路中通过的电子数一定为
【答案】A
【解析】A.足量镁与浓硫酸反应生成的气体可能是SO2和H2的混合物。每生成1 mol 气体(无论SO2
或H2),均转移2 mol 电子,因此1 mol 气体对应转移电子数为2NA,A 正确;B.NaHSO4晶体中仅含
Na+和
,每1 mol NaHSO4提供1 mol 阳离子。12 g NaHSO4(0.1mol)含阳离子数为0.1NA,B 错
误;C.标准状况下,CHCl3为液体,混合物体积11.2 L 仅由CH3Cl 贡献,对应0.5 mol CH3Cl,含
0.5NA碳原子。但若混合物含液态CHCl3,其碳原子数无法确定,C 错误;D.电解精炼时,阳极溶解的
金属可能含Zn、Fe 等杂质,转移电子数可能超过2NA,D 错误;答案选A。
7.能满足下列物质间直接转化关系的是
A.X 可为Na,物质Y 为
B.X 可为N2,物质Y 为NaOH
C.X 可为S,物质Y 为NaClO
D.X 可为Fe,物质Y 为HCl
【答案】C
【解析】A.钠(Na)在氧气中燃烧生成
(过氧化钠),
与水反应生成NaOH 和
(生
成碱),但
与NaOH 不反应生成盐,A 不符合题意;B.氮气与氧气在放电条件下生成NO,NO
不溶于水,无法直接生成酸或碱,B 不符合题意;C.硫(S)燃烧生成
,
与水反应生成
(酸),
与NaClO 发生氧化还原反应生成
(盐),符合直接转化关系,C 符合题意;
D.铁(Fe)燃烧生成
,
不溶于水,无法与水反应生成酸或碱,D 不符合题意;故答案选
C。
8.聚合物
是一种热塑性弹性体。其合成反应如下:
说明:
。
下列说法正确的是
A.
含两种官能团,在稀
中可稳定存在
B.
是1,4-丁二醇,可与乙酸发生缩聚反应
C.
,聚合物Z 可经降解生成二胺
D.以上转化中,存在
键的断裂与形成
【答案】D
【解析】A.X 中含酰胺基和酯基两种官能团,两种官能团均会在稀
中发生水解,无法稳定存
在,A 错误;
B.
是1,4-丁二醇,为二元醇,乙酸为一元酸,无法与1,4-丁二醇发生缩聚反应,B 错误;
C.由反应方程式可知,该反应为缩聚反应,n 个X 单体与n 个Y 单体反应生成高聚物Z。每个X 单体
含有两个酯基,均参与反应,故应生成2n 个甲醇分子,即
,C 错误;
D.该反应为酯交换反应,X 中酯基的酰氧键(羰基碳与甲氧基氧原子之间的C-O 键)发生断裂,同时
Y 中羟基的O-H 键断裂,X 的羰基碳与Y 的羟基氧原子之间形成新的C-O 键(新的酯键)。因此,反
应中存在C-O 键的断裂与形成,D 正确;
故答案选D。
9.下列离子方程式书写正确的是
A.向
溶液中加入过量的
溶液:
B.溴与冷的
溶液反应:
C.向
溶液中通入过量
D.向一元中强酸
溶液中滴入足量烧碱溶液:
【答案】B
【解析】A.向Mg(HCO3)2溶液中加入过量NaOH 时,Mg2+应生成更难溶的Mg(OH)2而非MgCO3,正
确反应为:
,A 错误;B.溴与冷的NaOH 溶液反应
时,Br2歧化为Br-和BrO-(低温条件),方程式为Br2 + 2OH- =Br- + BrO- + H2O,符合反应事实,B
正确;C.ClO-具有强氧化性,与SO2发生氧化还原反应,生成Cl-和
,正确反应为
,C 错误;
D.H3PO2为一元酸,仅能电离一个H+,与足量NaOH 反应生成
,正确反应为
,D 错误;故选B。
10.【新情境】某窝穴体结构如图所示,其与
形成的超分子可用于提取含
和
的混合溶液中
的
。已知:Sr 位于元素周期表第五周期第ⅡA 族。下列说法正确的是
A.沸点:
B.碱性:
C.离子半径:
D.提取
所得产物中,
与窝穴体间存在离子键
【答案】B
【解析】A.
分子间形成的氢键比
更多,沸点更高,故沸点
,A 不符合题意;
B.金属性
,最高价氧化物对应水化物的碱性
,B 符合题意;
C.
核外有4 个电子层,
核外有2 个电子层,电子层数越多离子半径越大,故离子半径
,C 不符合题意;
D.窝穴体为有机物分子,
与窝穴体之间通过配位键结合,而非离子键,D 不符合题意;
故选B。
11.在铜催化作用下甲醇无氧脱氢生产甲醛有两种可能路径,反应机理如下图所示(*表示吸附在催化剂表
面,TS 表示过渡态)。下列说法正确的是
A.路径1 决速步骤为
B.路径2 是甲醇脱氢制甲醛的主要路径
C.甲醇中的O-H 键比C-H 键易断裂
D.H-H 键的键能为
【答案】C
【解析】A.路径1 的最大能垒是73.33 kJ·mol-1-(-37.63) kJ·mol-1=110.96 kJ·mol-1,决速步骤为
CH3OH*=CH3O*+H*,A 错误;
B.路径1 的最大能垒是110.96 kJ·mol-1,路径2 的最大能垒是106.1 kJ·mol-1-(-37.63) kJ·mol-1=143.73
kJ·mol-1,所以路径1 更容易进行,路径1 是甲醇脱氢制甲醛的主要路径,B 错误;
C.过渡态1 路径1 断裂O-H 键,路径2 断裂C-H 键,路径1 比路径2 能垒低,更容易进行,O-H
键比C-H 键易断裂,C 正确;
D.最后一步除了H-H 键的形成还有分子的脱附能量的变化,所以H-H 键的键能不是22.25
kJ·mol-1,D 错误;
故答案为:C。
12.从高铟烟灰(主要含
、
、
、
、
)中提取铟的流程如图所示。
已知:①滤液中主要含有
、
、
及
;②萃取剂在酸性溶液中可萃取三价金属离子。下
列说法错误的是
A.“酸浸、氧化”时,
B.“滤渣”的主要成分是
,从“水相”中可回收锌
C.“净化”时加入铁粉的作用是除去过量的稀硫酸
D.实验室中“萃取”时,需要用到的玻璃仪器主要有烧杯、分液漏斗
【答案】C
【分析】滤液中主要含有
、
、
及
,则“酸浸、氧化”时
与
反应,硫元
素氧化为
;因为萃取剂在酸性溶液中可萃取三价金属离子,故“净化”时加入铁粉的作用是把滤
液中的
还原为
;然后用萃取剂萃取
,最后经过一系列操作制得粗铟,据此分析解答。
【解析】A.
与
反应中,硫元素氧化为
,
元素的化合价由
价变为
价,
元
素的化合价由
价变为
价,根据得失电子总数相等,
,A 正确;
B.酸浸时,生成的硫酸铅为不溶于酸的沉淀,则滤渣为硫酸铅,
没有被萃取剂萃取,存在于水
相中,所以从水相中可回收锌,B 正确;
C.萃取剂在酸性溶液中可萃取三价金属离子,所以需要用铁粉把滤液中的
还原为
,C 错
误;
D.实验室中“萃取”时,需要的玻璃仪器主要有分液漏斗、烧杯,D 项正确;
故答案选C。
13.下列实验操作、现象、结论均正确的是
操作
现象
结论
A
向FeCl2溶液中先加入KSCN 溶液,再加入过量
的饱和氯水
一段时间后溶
液未变红
氧化性:Fe3+>Cl2
B
常温下,用pH 试纸测定0.1mol/L 某酸溶液的
pH
pH 不等于1
该酸为弱酸
C
向2mL 浓度均为0.1mol/LMgCl2和FeCl3的混合
溶液中滴加2-4 滴2mol/LNaOH 溶液
有红褐色沉淀
生成
Ksp:Ksp(Fe(OH)3)<
Ksp(Mg(OH)2)
D
向分子式为C4H6的链状有机物中滴加酸性
KMnO4溶液
溶液紫红色
褪色
该有机物中一定含有碳碳双键
【答案】C
【解析】A.向
溶液中先加入
溶液,再加入过量氯水,若氯水过量会把
氧化,导致
溶液不变红,不能证明氧化性
,A 不符合题意;
B.常温下用pH 试纸测定0.1 mol/L 某酸溶液的pH 不等于1,不能直接说明该酸为弱酸。若该酸是二
元强酸(如
),
,则pH < 1,B 不符合题意;
C.向等浓度的
和
混合溶液中滴加
溶液,先生成红褐色
沉淀,说明
的溶解度更小,即
,操作、现象、结论均正确,C 符合题意;
D.分子式为
的链状有机物,能使酸性
溶液褪色,可能含有碳碳双键,也可能含有碳碳
三键或其他不饱和结构,D 不符合题意;
故答案选C。
14.有机物电化学合成是化学研究的重要方向。用铅蓄电池组成的电解装置将硝基苯(
)转化
成对氨基苯酚(
)的示意图如下。下列说法正确的是
A.催化电极b 为阴极,电极反应式为:
B.与催化电极a 相连的铅蓄电池的电极,其电极反应式为:
C.电解池工作时,
透过离子交换膜由b 极区移向a 极区
D.阳极产生标准状况下
时,理论上可生成27.25 g 对氨基苯酚
【答案】D
【分析】电极a 为阳极,发生氧化反应2H2O−4e−=O2↑+4H+,电极b 为阴极,发生还原反应:
,据此解答。
【解析】A.
转化为
发生还原反应,催化电极b 为阴极,电极反应
式为
,A 项错误;
B.催化电极a 为阳极,与催化电极a 相连的铅蓄电池的电极为正极,其电极反应式为
,B 项错误;
C.电解池工作时,阳极区(a 极区)的
通过阳离子交换膜向阴极区(b 极区)移动,C 项错误;
D.由电极反应式
和阳极电极反应
可得关系式:
,阳极产生标准状况下
,即
时,生成对氨基苯酚0.25 mol,其质量为
,D 项正确。
故答案选D。
15.某二元酸(用H2X 表示)在水中的电离方程式是:H2X=H++HX-,HX-
H++X-。25℃时,向20.00mL
0.1mol/L H2X 溶液中滴入0.1 mol/L NaOH 溶液,pOH 水表示溶液中由水电离出的c(OH-)水的负对数[-
lgc(OH-)水],pOH 水与所加NaOH 溶液体积的关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法错误的是
A.C、E 两点溶液:C 点显中性,E 点显碱性
B.B 点溶液中:c(X2-)=c(H+)-c(OH-)
C.D 点溶液中:c(Na+)+c(HX-)+c(X2-)=0.10mol/L
D.HX-的电离常数Ka约为1×10-4.6
【答案】D
【解析】A.C 点溶液中溶质为NaHX 和Na2X,HX-的以电离为主,电离出的氢离子对水的电离起抑
制作用,X2-水解对水的电离起促进作用,二者程度相等,此时溶液呈中性;E 点溶液中溶质为NaOH
和Na2X,X2-水解显碱性,NaOH 溶液电离显碱性,溶液显碱性,A 正确;B.B 点加入的
n(H2X)=n(NaOH),酸碱恰好完全反应生成NaHX,HX-只电离不水解,溶液呈酸性,溶液中存在电荷
守恒c(Na+)+c(H+)=c(OH-)+c(HX-)+2c(X2-)、存在物料守恒c(Na+)=c(HX-)+c(X2-),则c(X2-)
+c(OH-)=c(H+),所以c(X2-)=c(H+)-c(OH-),B 正确;C.由图可知,D 点溶液中NaOH 与H2X 恰好反应
生成Na2X,此时共加入NaOH 溶液40.00mL,c(HX-)+c(X2-)=
=
mol/L,c(Na+)=
=
mol/L,则c(Na+)+c(HX-)+c(X2-)=
mol/L+
mol/L=0.10mol•L-1,C 正确;D.
由题干图中B 点可知,加入NaOH 的体积为20.00mL,此时H2X+NaOH=NaHX+H2O,此时pOH 水
=11.2,c(OH-)水=10-11.2mol/L,HX-的浓度为:
=0.05mol/L,c(OH-)=c(OH-)水=10-
11.2mol/L,c(H+)=
=
=10-2.8mol/L,HX-的电离常数Ka约为
=
=2×10-
4.6,D 错误;故答案为:D。
二、非选择题:本题共4 小题,共55 分。
16.(14 分)从废旧CPU 中回收
、
、
的部分流程如下:
已知:①当某离子的浓度低于
时,可忽略该离子的存在;
②
;
③
。
回答下列问题:
(1)为加快废旧CPU 酸溶速率,可采取的措施为 。(任写一条)
(2)写出“酸溶”时Cu 单质生成
的离子反应方程式 。
(3)向“过滤”所得滤液中加入一定量的
可以生成
沉淀而使
和
分离,防AgCl 进
一步溶解,
浓度不能超过
。
(4)
中Au 的化合价为 ,写出“还原”步骤中的离子反应方程式 。
(5)“溶金”过程的
促进了
和
的反应,可知
和
在溶液中哪个更稳
。
(6)废气吸收。
①用
溶液吸收工艺流程中的废气
,
酸性溶液中
将
氧化为
。其他条件
相同,
转化为
的转化率随
溶液初始
的变化如图所示,
溶液的初始
越
小,
转化率越高。其原因是 。
②用氢氧化钠吸收
生成两种钠盐,其中一种为
,另一种为 (填化学式)。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)粉碎CPU、加热、搅拌、适当增大硝酸浓度等(1 分)
(2)
(3)0.5
(4)+3(1 分)
(5)
(6)①溶液pH 越小,溶液中
的浓度越大,氧化
的能力越强 ②
【分析】CPU 中的Ag 和Cu 与硝酸可以反应,Au 没有溶解,过滤后滤液中含
和
,金用硝酸
和氯化钠可以溶解得到
溶液,加Zn 还原得到Au。从流程中可以看出,在
、
、
同
时存在时Au 可溶解。
【解析】(1)为加快废旧CPU 酸溶速率,可采取的措施为粉碎CPU、加热、搅拌、适当增大硝酸浓
度等。
(2)“酸溶”时加入稀硝酸,Cu 单质生成
,同时又NO 生成,的离子反应方程式
。
(3)由②
可知当
加入过多,则AgCl 会转化为
,由①
当某离子的浓度低于
时,可忽略该离子的存在,为不让AgCl 发生转化,令
浓度为
;
,得
浓度为
。
(4)
中H 为+1 价、Cl 为-1 价,故Au 的化合价为+3 价。“还原”步骤中是
与Zn 粉
反应,Zn 作还原剂,
作氧化剂,根据③
,可写出离子反应方程式
。
(5)没有NaCl,Au 几乎不溶于硝酸,加入NaCl 溶液,说明生成了更稳定的
。
(6)
溶液的初始
越小,氢离子浓度越大,溶液中
的浓度越大,氧化
的能力越
强,
转化率越高。
②用氢氧化钠吸收
生成两种钠盐,其中一种为化合价降低的产物
,另一种应为化合价升
高的产物,为
。
17.(13 分)氮化铝(
,室温下与水缓慢反应)是一种新型无机非金属材料,广泛应用于集成电路生产
领域。化学研究小组同学按下列流程制取
并测定所得产物中
的质量分数。回答下列问题:
Ⅰ.制备
。实验装置如图1 所示(部分夹持仪器已省略)。
(1)检查装置气密性,加入药品,开始实验。最先点燃 (填“
”“
”或“
”)处的
酒精灯或酒精喷灯。
(2)装置
中仪器
的名称是 ,导管的作用是 ,装置
的作用除了干燥
和平衡气压之外,还有 。
(3)装置
中主要反应的化学方程式为 (活性炭
)。
Ⅱ.测定
样品纯度。利用
与
溶液反应生成的
的体积测定
样品纯度。现设计如
图2 的两种装置测定
样品的纯度(假设杂质不参与反应)。
(4)
与浓
溶液反应的化学方程式是 。
(5)从准确性考虑,最适宜的方案是 (填“甲”或“乙”)。
(6)称取
样品与
溶液完全反应后,利用最适宜的装置测得气体在标准状况下的体
积为
,则样品中
的质量分数为
。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)A(1 分)
(2)蒸馏烧瓶(1 分) 平衡压强,有利于
溶液顺利流下 观察氮气的流速
(3)
(4)
(5)乙(1 分)
(6)61.5
【分析】题目给出的实验流程是通过A 装置制备
,B 装置干燥和除杂,C 装置中
与
、
反应生成
,D 装置吸收未反应的
和水蒸气,E 装置处理尾气
,最后,通过
与
反应生成
的体积来测定样品纯度。
【解析】(1)根据实验目的,需要先通入
排尽装置内的空气,防止
干扰反应,因此,应先点燃
A 处的酒精灯,产生
,待装置内空气排尽后,再点燃C 处的酒精喷灯进行反应;
(2)观察装置A,仪器a 带有支管,是蒸馏烧瓶,导管b 连接分液漏斗与烧瓶,其作用是平衡气压,
使
饱和溶液顺利滴下,此外,装置B 中装有浓硫酸,主要作用是干燥
,同时通过观察气泡
速率可以观察
流速,确保反应平稳进行;
(3)根据题目,C 中发生的主要反应是
、
和
在高温下生成
和
,根据氧化还原反应
配平得
;
(4)
与
溶液反应生成
和
,根据元素守恒得
;
(5)对比甲和乙装置,甲装置中,滴加
溶液会占据一定体积,导致测得的
体积偏大;乙
装置使用恒压漏斗,可避免滴加液体带来的体积误差,同时能确保反应体系内外压强一致,读数更准
确,因此,最适宜的方案是乙;
(6)已知样品质量为
,标准状况下
体积为
,
,根
据反应方程式
,
,
,
。
18.(14 分)甘油水蒸气催化重整制H2过程中涉及的主要反应如下:
反应Ⅰ:C3H8O3(g)
3CO(g)+4H2(g) ΔH1=+251kJ·mol-1
反应Ⅱ: CO(g)+H2O(g)
CO2(g)+H2(g) ΔH2=-41kJ·mol-1
反应Ⅲ:CO2(g)+4H2(g)
CH4(g)+2H2O(g) ΔH3=-165kJ·mol-1
回答下列问题:
(1)恒温恒容条件下,能说明C3H8O3(g)
3CO(g)+4H2(g)达到平衡的标志是_______(填标号)。
A.C3H8O3、CO、H2的反应速率之比为1:3:4
B.混合气体的密度保持不变
C.混合气体的平均摩尔质量保持不变
D.C3H8O3、CO、H2的物质的量之比为1:3:4
(2)甘油水蒸气催化重整制氢时,H2的选择性在不同水醇比S/C[S/C=n(H2O):n(C3H8O3)]时与温度的
关系如图所示。
①重整制H2总反应C3H8O3(g)+3H2O(g)
3CO2(g)+7H2(g)的ΔH= kJ·mol-l。随着S/C 的增大,H2
的选择性逐渐增大,这主要是由于 。
②反应Ⅲ(甲烷化)是主要的副反应,该反应容易发生的原因是 ,固定S/C 时,为抑制CH4的生
成,提高氢气的产率,可采取的有效措施(不考虑压强)为 (答出一点即可)。
(3)1.0×105Pa 条件下,1.5mol C3H8O3和9mol H2O 发生上述反应Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ,达到平衡状态时,体系
中CO、H2、CO2和CH4的物质的量随温度变化的理论计算结果如图所示。曲线②代表的气体是
。550℃条件下,反应达到平衡状态时,H2O 的转化率为 ;该状态下反应Ⅲ的平衡常数Kp=
(列计算式)。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)C(1 分)
(2)+128 随着S/C 的增大,反应Ⅱ平衡右移,反应Ⅲ平衡左移 反应Ⅲ为ΔH3<0、ΔS<0 的
反应,低温条件下易自发进行 采用H2选择性高的催化剂(或适当升高温度)
(3)CH4(1 分) 20%
【解析】(1)A.根据反应方程式,反应过程中C3H8O3、CO、H2的反应速率之比始终为1:3:4,
C3H8O3、CO、H2的反应速率之比为1:3:4 时,不能说明反应达到平衡,A 不选;
B.反应物和生成物均为气体,反应过程中气体总质量和总体积都不变,反应过程中密度始终不变,
不能作为平衡标志,B 不选;
C.该反应是气体物质的量增大的反应,气体总质量不变,随着反应进行,混合气体的平均摩尔质量
减小,混合气体的平均摩尔质量保持不变时,说明反应达到平衡,C 选;
D.C3H8O3、CO、H2的物质的量之比为1:3:4 时,不能说明正逆反应速率相等,不能说明反应达到
平衡,D 不选;
故选C。
(2)①观察总反应式,反应I + 3 反应 II 可得C3H8O3(g)+3H2O(g)
3CO2(g)+7H2(g),根据盖斯定
律:
;
(水醇比) 增大,意味着反应体系中
的浓度(分压)增加,对于反应 II ,增加反应物
的浓度,平衡向正反应方向移动,有利于消耗
生成更多的
。对于反应 III
,增加
的浓度,平衡向逆反应方向移动(勒夏特列原理),抑制了
的消耗,从
而提高了
的选择性,故答案为:随着S/C 的增大,反应Ⅱ平衡右移,反应Ⅲ平衡左移;
②反应 III 是放热反应(
),且是气体分子数减小的反应(
),
<0
时反应能够自发进行,该反应在低温条件下易自发进行,所以是主要的副反应;要提高氢气产率,需
要抑制反应 III,可采取的有效措施(不考虑压强)为:用H2选择性高的催化剂(或适当升高温度)。
(3)550℃时,曲线①物质的量是5mol,根据原子守恒,n(C)=1.5mol×3=4.5mol,其不可能是含碳微
粒,故曲线①表示H2,升高温度,反应I 平衡正移,反应Ⅱ平衡逆向移动,CO 物质的量增大,则曲
线③代表CO,温度升高,反应Ⅲ逆向移动,CH4物质的量降低,则曲线②代表CH4,550℃时,反应
达到平衡时n(CO2)=2.2mol、n(CH4)=0.4mol,n(CO)=0.4mol,n(H2)=5.0mol,由C 元素守恒可知平衡时
n(C3H8O3)=
,由O 元素守恒可知平衡时
n(H2O)=1.5mol×3+9mol-2.2mol×2-0.4mol-0.5mol×3=7.2mol,故该条件下,H2O 的转化率为
×100%=20%;气体总物质的量为2.2mol+0.4mol+0.4mol+5.0mol+0.5mol+7.2mol=15.7mol,该状态下反
应Ⅲ的平衡常数Kp=
。
19.(14 分)化合物G 是合成巴洛沙韦酯的关键中间体,合成路线如下:
已知:
为苯基。苯硫酚是一种具有刺激性臭味的有毒液体,可用于生产农药与医药产品。
回答下列问题:
(1)化合物A 分子内所含官能团的名称为 。
(2)化合物
的反应类型为 。
(3)
的反应方程式为 。
(4)E 的结构简式为 。
(5)在A 的碳原子上引入甲氧基(
)的作用是 。
(6)B 的同分异构体中,满足下列条件的有 种。
(a)苯环上有三个取代基;(b)卤原子与苯环直接相连;(c)能与
溶液反应产生气体。
(7)在工业生产中通常用
代替刺激性气味重的苯硫酚,这样改进的优点可能有 。
【答案】(每空2 分)
(1)羧基、碳氟键(或氟原子)
(2)还原反应
(3)
+
+NaBr
(4)
(5)保护羧基
(6)12
(7)减少对环境的污染,苯硫酚有毒(合理即可)
【分析】A 在碳酸氢钠存在下与硫酸二甲酯发生酯化反应,生成B;B 在NBS 作用下发生取代反应生
成C;C 与PhSNa 发生取代反应得到D 和NaBr;D 经碱性水解、酸化后脱保护得到E(
);E 在多聚酸作用下发生反应生成F;最后F 经NaBH4还原得到目标产物
G,据此分析。
【解析】(1)化合物A 的结构为
,分子中含有的官能团为羧基、碳氟键(或氟原
子);
(2)化合物F 到G 的反应是酮羰基在NaBH4作用下被还原为醇羟基,反应类型为还原反应;
(3)C 与PhSNa 发生取代反应得到D 和NaBr,反应方程式为
+
+NaBr;
(4)D 经碱性水解、酸化脱保护得到E,E 的结构为
;
(5)在A 的碳原子上引入甲氧基(
)的作用是为了保护羧基,避免后续反应中羧基被破坏;
(6)B 的同分异构体需满足苯环上有三个取代基、卤原子与苯环直接相连、能与NaHCO3溶液反应产
生气体(含羧基);则三个取代基除两个氟原子外,另一个取代基可能为
或
,苯环上有三个取代基,且两个相同,共有6+6=12;
(7)在工业生产中用PhSNa 代替刺激性气味重的苯硫酚,可减少对环境的污染,且苯硫酚有毒,
PhSNa 的使用更安全环保。