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 Cl 35.5 Co 59
一、选择题:本题共14 小题,每小题3 分,共42 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】科技是国之利器,国家赖之以强。下列说法错误的是
A.LNG 双燃料汽车滚装船“驶向深蓝”。LNG(液化天然气)的主要成分为甲烷
B.钛铁矿在月表水分布与存储中的“双重作用”被揭示。钛位于周期表中的d 区
C.首个海上二氧化碳封存项目“破亿方”。二氧化碳的VSEPR 模型名称为直线形
D.人形机器人由“赛场”走向“市场”。机器人所使用的锂离子电池为一次电池
【答案】D
【解析】A.液化天然气是天然气的液化形式,主要成分是甲烷,A 正确;
B.钛的原子序数为22,位于元素周期表第四周期ⅣB 族,属于d 区元素,B 正确;
C.二氧化碳(CO2)分子中碳原子价层电子对数为2,无孤对电子,VSEPR 模型为直线形,C 正确;
D.锂离子电池可反复充电使用,属于二次电池(可充电电池),而非一次电池(不可充电),D 错
误;
故选D。
甲硫醇(
)是重要的工业原料,可利用反应
制备甲硫醇,甲硫醇
能与NaOH 溶液反应生成盐。据此完成以下2 个小题。
2.下列有关化学用语表示正确的是
A.
的电离方程式:
B.基态Al 原子的价层电子轨道表示式:
C.甲基的电子式:
D.
的空间填充模型:
3.结构决定性质,性质决定用途。下列关于性质或事实的解释错误的是
选项
性质或事实
解释
A
工业上电解熔融
冶炼
铝,而非电解熔融
和
的晶体类型不同
B
键角:
中心原子杂化类型不同
C
沸点:
分子间存在氢键,而
分子间没有
D
酸性:
S-H 的极性:
【答案】2.C 3.B
【解析】2.A.氢硫酸是二元弱酸,在溶液中分步电离,以一级电离为主,电离方程式为:
,A 错误;
B.铝元素的原子序数为13,基态原子的价层电子排布式为3s23p1,轨道表示式为:
,B 错误;
C.甲基的结构简式为-CH3,电子式为:
,C 正确;
D.水分子的空间结构为V 形,空间填充模型为:
,D 错误;
故选C;
3.A.氧化铝是离子晶体,熔融状态下能导电,而氯化铝是分子晶体,熔融状态下不能导电,所以工
业电解熔融氧化铝冶炼铝,而非电解熔融氯化铝,A 正确;
B.硫化氢分子中的硫原子和水分子中的氧原子杂化类型相同,都为sp3杂化,水分子的键角大于硫化
氢是因为氧元素的电负性强于硫元素,水分子中成键电子对间的斥力大于硫化氢分子所致,B 错误;
C.甲醇分子能形成分子间氢键,而甲硫醇不能形成分子间氢键,所以甲醇的分子间作用力大于甲硫
醇,沸点高于甲硫醇,C 正确;
D.甲基是推电子基,会使甲硫醇分子中氢硫键的极性减小,电离出氢离子的能力减弱,所以氢硫酸的
酸性强于甲硫醇,D 正确;
故选B。
4.以异丁醛(M)为原料制备化合物Q 的合成路线如下,下列说法错误的是
A.M 中所有的碳原子可以在同一个平面中
B.若M+X→N 原子利用率为100%,则X 是甲醛
C.用溴的四氯化碳溶液可鉴别N 和Q
D.1 mol Q 最多能与1 mol H2发生加成反应
【答案】A
【分析】在X 的作用下,M 中与醛基相连的碳上的氢(α 氢)变为羟甲基(—CH2OH),得到N。N 的
醛基脱氧,丙二酸二乙酯中夹在两个酯基之间的亚甲基(—CH2—)脱两个氢,生成P 和水。P 的酯基
在碱性条件下水解后又酸化变为羧基,一个羧基脱去CO2,另一个羧基与羟基发生分子内酯化成环,得
到Q。
【解析】A.M 为异丁醛[(CH3)2CHCHO],分子中与醛基相连的碳采取sp3杂化,它与氢原子、醛基
碳、两个甲基碳形成四面体结构,故M 中所有的碳原子无法在同一平面中,A 错误;
B.若M+X→N 原子利用率为100%,对比M(C4H8O)和N(C5H10O2)的分子式,可推知X 的分子式
为CH2O,即甲醛,B 正确;
C.N 含醛基和羟基,Q 含碳碳双键和酯基,溴的四氯化碳溶液与N 不反应,与Q 中碳碳双键发生加成
反应而褪色,可鉴别,C 正确;
D.Q 中仅碳碳双键能与H2加成,故1 mol Q 最多与1 mol H2加成,D 正确;
故选A。
5.卟啉与镁元素结合为配合物叶绿素,结构如图,以下正确的是
A.该化合物中有共价键、离子键、配位键B.镁元素化合价为0 价
C.叶绿素易溶于水
D.卟啉在酸性环境中配位能力会减弱
【答案】D
【解析】A.该化合物中没有离子键,A 错误;
B.卟啉分子作为配体时,会失去两个连接在氮原子上的氢离子,形成一个带两个单位负电荷的阴离子,与
配位形成电中性的配合物,故镁元素的化合价为+2 价,B 错误;
C.叶绿素所连基团都是疏水性基团,难以形成氢键,故推测其难溶于水,C 错误;
D.酸性条件下,氢离子会占用N 的孤对电子,配位能力减弱,D 正确;
故答案选D。
6.【新情境】北京大学和中国科学院的化学工作者成功研制出碱金属与
形成的球碳盐,实验测知该类
物质在熔融状态下能导电,具有良好的超导性。其中
与金属K、Rb 形成的化合物晶胞结构如图1,
该晶胞在xy 平面的投影如图2。已知:晶胞边长
,
,
。下列说法错误的是。
A.晶胞中含有12 个碱金属阳离子
B.相邻两个
的最短距离为
C.与碱金属阳离子距离最近且相等的
有6 个
D.晶胞密度:
【答案】C
【解析】A.晶胞中
位于顶点和面心,总数为
个,即含有4 个
,碱金属阳离子为
,根据化合价代数和为零可知,晶胞中含有12 个碱金属阳离子,A 正确;
B.由晶胞图可知,相邻两个
的最短距离为面对角线的一半,即
,B 正确;
C.由晶胞图可知,位于体心、棱心的碱金属阳离子周围有6 个
与碱金属阳离子距离最近且相等,
而处于四面体空隙的碱金属阳离子与4 个
距离最近且相等,C 错误;
D.根据密度公式:
,对于
和
,每个晶胞中均含有4 个
和12 个碱金属
阳离子,则
与
的比值为
,所以
,
D 正确;
故选C。
7.下列物质的鉴别不能达到目的的是
A.用新制的氢氧化铜鉴别葡萄糖和麦芽糖
B.用红外光谱鉴别甲酸甲酯和乙酸
C.用酸性KMnO4 溶液鉴别直馏汽油和生物柴油
D.用浓溴水鉴别溴乙烷、乙醛和苯酚
【答案】A
【解析】A.葡萄糖和麦芽糖均为还原糖,均能与新制氢氧化铜反应生成砖红色沉淀,现象相同,无法
区分,因此该鉴别方法不能达到目的,A 符合题意;
B.甲酸甲酯含酯基,乙酸含羧基,红外光谱能通过官能团特征峰区分两者,B 不符合题意;
C.直馏汽油主要含饱和烃,不与酸性KMnO4反应;生物柴油含不饱和脂肪酸酯,能使酸性KMnO4褪
色,现象不同,可以区分,C 不符合题意;
D.溴乙烷为饱和卤代烃,不与浓溴水反应;乙醛可被溴水氧化,使溴水褪色;苯酚与浓溴水生成
2,4,6-三溴苯酚白色沉淀,现象不同,可以区分三者,D 不符合题意;
故选A。
8.【新考法】某MOFs 多孔材料孔径大小和形状恰好将
“固定”,能高选择性吸附
。废气中的
被吸附后,经处理能全部转化为
,原理如图。已知:
,
,下列
说法不正确的是
A.气体温度升高后有利于
的固定
B.使用多孔材料不能改变
的焓变
C.使用多孔材料能促进
平衡正向移动,有利于
的去除
D.加入
和
,化学反应方程式为:
,同时实现MOFs 再生
【答案】A
【解析】A.由于
是放热反应,因此升温会导致反应逆移,
浓度减小,多孔
材料对固定
的效率下降,A 错误;
B.反应焓变只与反应本身和反应的环境温度和压强有关,与多孔材料无关,B 正确;
C.多孔材料是选择性固定
,从而降低体系
浓度,导致反应
正移,从而
有利于
的去除,C 正确;
D.加入
和
,化学反应方程式为:
,MOFs 多孔材料中吸附的
被反应,即得到了
,也再生了MOFs,D 正确;
故选A。
9.重金属元素铬的毒性较大,含铬废水需经处理达标后才能排放。某化工厂处理含有
的废水并回
收利用Cr 元素制备
的流程如图所示,已知
属于两性氢氧化物。下列说法错误的是
工业废水
A.
的作用是还原剂
B.用
可代替
,离子方程式为
C.为使
充分沉淀,调pH 时应加入过量的NaOH 溶液
D.利用铝热法,可将
转化为Cr
【答案】C
【分析】
作还原剂将工业废水中的
还原为
,再调pH 使
转化为
沉淀,
灼烧得到
。
【解析】A.NaHSO3将
中的Cr(VI)还原为Cr3+,发生氧化还原反应,NaHSO3作还原剂,A 正
确;
B.H2O2具有还原性,可替代NaHSO3将
还原为Cr3+,所给离子方程式原子和电荷守恒,符合反
应原理,B 正确;
C.Cr(OH)3为两性氢氧化物,过量NaOH 会使其溶解生成[Cr(OH)4]-等络合物,导致沉淀不完全,应控
制pH 在适宜范围,C 错误;
D.铝热法利用铝的强还原性,可发生反应:Cr2O3 + 2Al = 2Cr + Al2O3,实现Cr2O3向Cr 的转化,D 正
确;
故答案选C。
10.【新情境】宁波大学学者研究发现了一种新型电池电极材料,该电极材料由原子序数依次增大的五种
短周期主族元素Q、W、X、Y 和Z 组成。Q 是原子半径最小的元素,Z 是同周期中原子半径最大的元
素;W、Y 原子的最外层电子数分别是内层电子数的2 倍和3 倍。下列说法正确的是
A.
为直线形分子
B.简单离子的半径:Y<Z
C.Q、X、Y 形成的化合物一定只含共价键
D.W、Z 能形成一种含非极性键的离子化合物
【答案】D
【分析】Q 是原子半径最小的元素,则为H;Z 是同周期中原子半径最大的元素,根据原子半径的递
变规律,Z 是第IA 族元素,又这五种元素都是主族元素,且原子序数依次增大,则Z 为Na;W、Y
原子的最外层电子数分别是内层电子数的2 倍和3 倍,则W、Y 最外层电子数依次为4 和6,分别为
C、O 原子,则X 只能为N 原子,据此分析。
【解析】A.
是H2O 分子,sp3杂化方式,空间结构为V 形,A 错误;B.根据同电子层时,核电
荷数越大,粒子半径越小的规律,则简单粒子半径有:Na+<O2-,即Z<Y,B 错误;C.Q、X、Y 有
可能组成NH4NO3,该物质中既含有离子键,又含有共价键,C 错误;D.W、Z 可能形成Na2C2这种
物质(类比电石CaC2),里面有离子键,是离子化合物,也有C 与C 间形成的非极性键,D 正确;故
选D。
11.根据实验操作及现象,下列结论中错误的是
选项
实验操作及现象
结论
A
将一个干燥的坩埚加热,同时切取绿豆大小的钠,迅速投入热坩埚
中,钠熔化后停止加热,剧烈燃烧,生成淡黄色固体
发生反应:
B
试管中依次滴加5 滴0.1
KBr 溶液、5 滴
和2 滴新制氯
水,振荡、静置,上层接近无色,下层为橙色
氧化性:
C
将0.5 gS 粉和1.0 gFe 粉混匀,置于陶土网上堆成条状。用灼热的
玻璃棒触及粉末至红热,生成刺激性气味的气体和黑色固体
S 体现了氧化性和还原性
D
两支试管中各加入2 mL10%
溶液,分别加入少量
粉末
和2 滴1
溶液,前者产生气泡较快
催化性能:
【答案】A
【解析】A.钠在空气中燃烧生成淡黄色固体是Na2O2,结论中的化学方程式应该是2Na + O2
Na2O2,故A 错误。
B.氯水将溴离子氧化为溴单质,溴溶于CCl4显橙色,四氯化碳的密度大于水,所以下层为橙色,证
明氧化性Cl2 > Br2,故B 正确;
C.硫粉与铁粉反应生成硫化亚铁,同时硫在空气中被氧气氧化生成二氧化硫,硫既体现氧化性又体
现还原性,故C 正确;
D.MnO2催化H2O2分解产生气泡比FeCl3快,说明MnO2催化效率更高,故D 正确;
选A。
12.制备Na2SO3溶液的过程如下:由Na2CO3固体配制0.1 mol·L-1 Na2CO3溶液,向其中通入SO2至pH 约
为4;由NaOH 固体配制1 mol·L-1 NaOH 溶液,滴加到之前溶液中至pH 约为10,得到Na2SO3溶液。
下列说法正确的是
A.称量Na2CO3固体时,应将试剂放入天平右边的托盘内
B.使用托盘天平(含砝码)、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器可粗略配制1 mol·L-1的NaOH 溶液
C.用图1 装置制备SO2
D.用图2 装置测量溶液的pH
【答案】B
【解析】A.称量Na2CO3固体时,应将试剂放入天平左边的托盘内,A 错误;
B.使用托盘天平(含砝码)、烧杯、量筒、玻璃棒等仪器可粗略配制1 mol·L-1的NaOH 溶液,无需精确
配制,无需使用容量瓶,B 正确;
C.图1 装置需要加热才能用铜和浓硫酸制备
,C 错误;
D.测量溶液的pH 不能直接将pH 试纸放入反应液,而应该用玻璃棒蘸取少量溶液滴到放于白瓷板上
的pH 试纸上,D 错误;
故选B。
13.耦合HCHO 制
的装置示意图如图所示。部分反应机理为:
。下列说法正确的是
A.a 电极连接电源负极,
得电子
B.阳极反应:
C.理论上每生成
,左侧溶液质量减少2 g
D.一段时间后,左侧溶液pH 增大,右侧溶液pH 减小
【答案】D
【分析】由电解池装置图可知,b 电极上HCHO 被氧化为
,则b 电极为阳极,根据反应机理可
知,消耗1 分子HCHO,生成1 分子H2,共失去2 个电子,则b 电极总反应方程式为
;a 电极为阴极,发生还原反应,电极反应式为
;
通过阴离子交换膜从a 极室移向b 极室,据此作答;
【解析】A.a 电极为阴极,连接电源负极,但H2O 电离的H+优先于K+放电,被还原为H2,A 错误;
B.由分析可知,阳极总反应为
,B 错误;
C.阳极和阴极同时产生H2,则理论上每生成2 mol H2,转移2 mol 电子,左侧阴极室有1 mol H2(质
量为2 g)逸出,同时有2 mol
(质量为34 g)通过阴离子交换膜迁移到右侧阳极室,故左侧溶
液共减少36 g,C 错误;
D.一段时间后,左侧溶液中溶剂水减少,
浓度增大,pH 增大;右侧溶液中反应消耗的
多
于左侧迁移进入的
,
浓度减小,pH 减小,D 正确;
故答案选D。
14.室温下,两种难溶盐X(OH)x、Y(OH)y的饱和溶液中p(Xx+)或p(Yy+)与pH 的关系如图所示。已知:
p(Xx+)=-lgc(Xx+);化学反应的K<10-5,通常认定这个反应很难进行,K>105,认为该反应基本进行彻
底。下列说法正确的是
A.x:y=2:3
B.若该饱和溶液的pH=8,则
=
C.向X(OH)x固体中加入YCly溶液,X(OH)x转化为Y(OH)y的趋势很大
D.若混合溶液中各离子起始浓度如M 点所示,滴入NaOH 溶液待平衡时
增大
【答案】B
【解析】A.对于沉淀X(OH)x,存在沉淀溶解平衡X(OH)x(s)
X
⇌
x+(aq)+xOH-(aq),则
Ksp[X(OH)x]=c(Xx+)·cx(OH-)在图像上任找两点如(3,6),(6,15)代入,得10-6·(10-11)x=10-15·(10-8)x,求得
x=3,且Ksp[X(OH)3]=1×10-39;同理,Y(OH)y,得y=2,Ksp[Y(OH)2]=1×10-20,x:y=3:2,A 错误;
B.
=
=
=
,当pH=8,即c(OH-)=10-6mol·L-1,代
入上式,
=
,B 正确;
C.向X(OH)x固体中加入YCly溶液发生2X(OH)3+3Y2+
3Y(OH)
⇌
2+2X3+,K=
==
=
=10-18<10-5,这个反应很难进行,C 错误;
D.M 点,c(X3+)=c(Y2+),且M 点X(OH)3过饱和,加入NaOH 溶液溶解平衡X(OH)3 (s)
X
⇌
3+(aq)
+3OH-(aq)向沉淀方向移动,c(X3+)减小至
,M 点Y(OH)2未饱和,加入NaOH 溶液形成
Y(OH)2沉淀,c(Y2+)减小至
,
=
,M 点滴入NaOH 溶液后c(OH-)增大,
减小,D 项错误。
故选B。
二、非选择题:本题共4 小题,共58 分。
15.(14 分)钴的配合物
溶于热水,微溶于冷水,难溶于乙醇,可通过CoCl2、NH4Cl 在
活性炭催化下,经浓氨水处理、过氧化氢氧化制备。具体步骤如下:
I.称取2.38 g CoCl2·6H2O 和4.0 g NH4Cl 固体,加入5 mL 高纯水,微热使其溶解。加入1.5 g 活性
炭,搅拌均匀,冷却至室温,再加入7 mL 浓氨水,搅拌,得到一种紫黑色溶液。将该溶液冷却至
10℃,向溶液中加入7 mL 4%的过氧化氢,保持温度为55℃,持续搅拌15 min。
Ⅱ.将上述溶液在冰水中快速冷却至2℃并抽滤,用2℃的高纯水冲洗,抽滤完成后弃掉滤液,收集
沉淀备用。
Ⅲ.将抽滤得到的沉淀转移入烧杯中,用温度为80℃的高纯水进行冲洗,之后加入1 mL 的浓盐酸,
搅拌均匀后趁热过滤,在滤液中再加入3.5 mL 浓盐酸,搅拌后用冰水浴冷却至2℃析出沉淀,快速抽
滤,用___________洗涤沉淀3 次,干燥,得到橙黄色晶体1.35 g。
回答下列问题:
(1)步骤I 中使用的部分仪器如图甲,仪器a 的名称是
(2)步骤I 中溶液冷却至10℃的目的是: 。
(3)请写出制备
的化学方程式: 。
(4)步骤Ⅲ中,快速抽滤后,沉淀应用 冲洗。
(5)步骤Ⅲ中第二次加入浓盐酸的目的是 。
(6)为进一步确定产物组成,对产物的表征结果如图乙所示,表征所用仪器是___________。
A.核磁共振仪
B.质谱仪
C.红外光谱仪
D.X 射线衍射仪
(7)已知
是以Co3+为中心的正八面体结构(如图丙),若其中的3 个NH3被Cl-取代,则
所形成的
的空间结构有 种。
(8)
(摩尔质量为267.5 g/mol)的产率为 (保留两位有效数字)。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)锥形瓶(1 分)
(2)降低后续加入过氧化氢时的分解速率,同时也能避免温度过高导致氨气逸出
(3)
(或
)
(4)乙醇(1 分)
(5)提高
,促进
溶解平衡逆向移动,有利于
析出,提高产率
(6)D
(7)2
(8)50%
【分析】据题意,以活性炭为催化剂,用双氧水氧化
溶液来制备
,反应的化学
方程式为
;向滤渣中加入80℃左
右的热水,充分搅拌后,趁热过滤;向滤液中加入少量浓盐酸,冷却结晶后过滤,用乙醇洗涤2~3
次,低温干燥得橙黄色晶体,据此分析作答。
【解析】(1)仪器a 为锥形瓶;
(2)温度降低可以降低后续加入过氧化氢时的分解速率,减少氧化剂的损失,从而提高原料利用
率;同时也能避免温度过高导致氨气逸出,保证配合反应顺利进行;
(3)由分析可知,制备
的化学方程式为:
(或
);
(4)
难溶于乙醇,微溶于冷水,因此用乙醇(或无水乙醇)洗涤沉淀,既能减少产
物溶解损失,又能更快干燥沉淀;
(5)由于钴配合物
中含有氯离子,加入3.5 mL 浓盐酸,可利用同离子效应,提高
,促进
溶解平衡逆向移动,有利于
析出,提高产率;
(6)图乙横轴为2θ 角度,纵轴为“相对强度”,是典型的X 射线衍射图,对应的仪器为X 射线衍射
仪,故答案选D;
(7)
为正八面体结构,6 个
与中心离子距离相等,当被3 个
取代时,会有以下
情况:当2 个
位于对顶点180 度,再取代一个
与这2 个
形成90°夹角,如图所示:
;当2 个
位于邻位,夹角是90 度,第3 个
与前两个
形成类似xyz 坐标轴的
位置关系,如图所示:
;即共有2 种空间结构;
(8)根据元素守恒,理论上生成的
的物质的量与参与反应的
的物质的量
相等:即理论上产物的物质的量为
,故
的产率计算=
。
16.(14 分)一种从报废晶体玻璃(主要成分为
,含少量
杂质)中回收高
纯
的工艺流程如下:
已知:①常温下,
②萃取体系对稀土离子的萃取选择性:
③
回答下列问题:
(1)铁元素位于元素周期表的第四周期第 族,属于 区。
(2)“破碎研磨”的目的是 ;“水洗除杂”时,滤液中溶质主要有
、NaOH 和
。
(3)常温下,“溶浸”时需先加HCl 直至滤渣完全溶解后,再加NaOH 调节溶液pH,使
完全沉
淀,则溶液的pH 理论最小值为 (当溶液中某离子浓度
时,可认为该离子
沉淀完全)。
(4)“萃取分离”步骤需经过多次“萃取、洗涤和反萃取”,其目的是 。
(5)“沉钕”时,生成不溶于水的
。“灼烧”制备氧化钕过程中需高温且同时鼓入氧
气,该反应的化学方程式为 。
(6)报废晶体玻璃中
的质量分数为56%,取2000 g 报废晶体玻璃经上述流程后,最终得到1064
g 高纯
,则Y 的回收率为 (用百分数表示)。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)Ⅷ(1 分) d(1 分)
(2)增大接触面积,加快反应速率
(3)2.8
(4)提高
的萃取率,并分离
(5)
(6)95%
【分析】报废晶体玻璃(主要成分为
,含少量
杂质)经过“破碎研
磨”,加入氢氧化钠溶液进行碱浸,
反应转化为
和
,水洗除杂过
滤滤液后,
加入盐酸酸浸转化为
,加入氢氧化钠溶液调节pH,
形成氢氧化铁沉淀,过滤,
进行萃取分离,分别加入草酸进行沉淀,再灼烧得到
,据此分析问题;
【解析】(1)铁为26 元素,位于元素周期表的第四周期第Ⅷ族,属于d 区;
(2)对报废晶体玻璃先进行“破碎研磨”的目的是增大接触面积,加快反应速率,由分析可知滤液
中溶质主要有
、NaOH 和
;
(3)使
完全沉淀,应使其浓度
,根据已知可知
溶解度最小,根据
,代入数据得
,根据KW得
,
,则溶液的pH 理论最小值为2.8;
(4)萃取体系对稀土离子的萃取选择性:
,有流程可,
需进行分离再分别沉
淀,故“萃取分离”步骤需经过多次“萃取、洗涤和反萃取”,其目的是提高
的萃取率,
并分离
;
(5)
“灼烧”制备氧化钕过程中需高温且同时鼓入氧气,氧气做氧化剂,将草酸根氧化
为二氧化碳,该反应的化学方程式为
;
(6)报废晶体玻璃中
的质量分数为56%,2000 g 报废晶体玻璃中理论含有
的质量为
,最终得到1064 g 高纯
,则Y 的回收率为
。
17.(15 分)乙二醇是一种重要的化工原料,可通过草酸二乙酯(
)热催化加氢制备。
回答下列问题:
I、制备草酸二乙酯。以
、CO 为原料,Pd 为催化剂,制备草酸二乙酯的反应机理如图所
示。
(1)反应过程中Pd 呈现多种化合价,分别为 。
(2)制备草酸二乙酯的总反应方程式 。
(3)利用生成的NO,并在反应器中加入O2、C2H5OH 可实现原料C2H5ONO 的再生和继续循环反
应,反应原理为:
。在再生反应中,需要控制NO 和O2物质的
量之比大于4,其可能原因为 。
Ⅱ、制备乙二醇。
主反应为
反应1:
反应2:
(4)反应
的
。
(5)其它条件相同,将含一定量C2H5OOCCOOC2H5、H2混合气体以一定流速通过装有催化剂
的反应管,出口处检测到C2H5OOCCOOC2H5的转化率和HOCH2COOC2H5的选择
性[
]随压强的变化曲线如图所示。
①在1.0~1.5MPa,随着压强增大,C2H5OOCCOOC2H5的转化率逐渐上升、HOCH2COOC2H5选择性逐
渐下降。其原因是 。
②
催化机理如图所示。催化剂中
含量过多或过少,反应速率都会变慢。其原
因是 。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)0、+1、+2
(2)
(3)过量的O2氧化催化剂Pd,使催化剂中毒;也可能氧化C2H5ONO,影响C2H5ONO 的再生和后续
循环反应
(4)
(3 分)
(5)增大压强,反应1、反应2 的速率都加快,C2H5OOCCOOC2H5转化率逐渐上升;反应2 速率增加
幅度大于反应1 增加的幅度,HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降(3 分) Cu0含量过多,Cu+吸附
C2H5OOCCOOC2H5的量少;Cu0含量过少,Cu0吸附H2的量少,生成H 的量少;两者都会使反应速率
变慢(3 分)
【解析】(1)由题干反应历程图可知,反应过程中Pd 呈现多种化合价,其中Pd 为0 价,PdOC2H5中
为+1 价,Pd(OC2H5)2和Pd(COOC2H5)2中均显+2 价,故答案为:0、+1、+2;
(2)由题干反应历程图可知,制备草酸二乙酯的反应物为:CO 和C2H5ONO,生成物为:
C2H5OOCCOOC2H5和NO,Pd 为催化剂,其余物质均为中间产物,故该转化的总反应方程式
;
(3)根据反应原理为:
可知,在再生反应中,NO 和O2的物
质的量之比为4,若小于4 即O2过量,此时可能部分O2氧化催化剂Pd 使其失去催化活性,同时过量
的O2还可能氧化C2H5ONO,而影响C2H5ONO 的再生和继续循环反应,故需要控制NO 和O2物质的量
之比大于4,故答案为:过量的O2氧化催化剂Pd,使催化剂中毒;也可能氧化C2H5ONO,影响
C2H5ONO 的再生和后续循环反应;
(4)由题干信息已知:反应1:
,反应2:
,则反应1+反应2 可得反应
,根据盖斯定律可知,
=(-102kJ/mol)+49.6kJ/mol=-52.4
;
(5)①在1.0~1.5MPa,随着压强增大,反应1 和反应2 中反应物、生成物浓度均增大,反应1 和反应
2 的反应速率均加快,C2H5OOCCOOC2H5转化率逐渐上升,但反应2 速率增大幅度大于反应1 增加幅
度,导致HOCH2COOC2H5选择性逐渐下降,故答案为:增大压强,反应1、反应2 的速率都加快,
C2H5OOCCOOC2H5转化率逐渐上升;反应2 速率增加幅度大于反应1 增加的幅度,HOCH2COOC2H5选
择性逐渐下降;
②由题干Cu(Cu0、Cu+)/SiO2催化机理图可知,Cu0吸附H2,生成的H 原子转移到Cu+上,与吸附在
Cu+上的C2H5OOCCOOC2H5反应生成HOCH2CH2OH,则催化剂中Cu0含量过多或过少,反应速率都会
变慢,其原因是Cu0含量过多,Cu+吸附C2H5OOCCOOC2H5的量少;Cu0含量过少,Cu0吸附H2的量
少,生成H 的量少;两者都会使反应速率变慢。
18.(15 分)盐酸凯普拉生是我国自主研发的新一代钾离子竞争性酸阻滞剂药物,其合成路线如图所示
(部分试剂及反应条件略)。
已知:叔丁醇钾是一种碱。NaBH3CN 是一种还原剂。
回答下列问题:
(1)B 中含氧官能团的名称为 。
(2)C 的结构简式为 。
(3)下列说法错误的是___________(填序号)。
A.化合物A 的酸性弱于苯酚
B.化合物C 到D 的反应为还原反应
C.路线中两处K2CO3的作用相同
D.化合物J 中可能存在分子内氢键
(4)在E 和J 生成K 的反应中,18-冠-6 的作用是 。
(5)K 与CH3NH2经过加成、消除得到L。写出K 到L 的化学方程式: 。
(6)D 的同分异构体同时满足下列条件的有 种(不考虑立体异构)
①苯环上有3 个取代基
1 mol
②
该物质可以与2 mol NaOH 反应
③含有3 个甲基
其中,核磁共振氢谱显示5 组峰(峰面积比为1:1:2:2:9)的同分异构体的结构简式为
(写一种即可)。
(7)M 经盐酸酸化得到盐酸凯普拉生。选择M 中与盐酸结合形成盐的N 原子(“
”
①或“②”)并解释
原因 。(已知
为平面结构)
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)醚键(1 分)
(2)
(3)A
(4)18-冠-6 与K+作用,增强叔丁醇钾在有机物中的溶解度,增强其碱性
(5)
(6)24
或
(7)②位置的N 原子和盐酸结合形成盐;因为①号N 原子的孤电子对参与形成大π 键,碱性弱;②
号N 原子的孤电子对可与酸结合成盐
【分析】A 和B 发生取代反应生成C(
),C 发生还原反应生成D(
),D 转化为E,F 发生取代反应生成H,H 转化为I,I 转化为J,E 和J 发生取
代反应生成K,K 与CH3NH2经过加成、消去得到L(
),L 发生还原反应生成
M,M 和HCl 反应生成盐酸凯普拉生(
)。
【解析】(1)根据B 的结构简式可知,含氧官能团是醚键;
(2)由分析可知,A 和B 发生取代反应生成C(
);
(3)A.硝基是吸电子基团,使羟基的O-H 键极性增强,易断裂,酸性增强,A 错误;
B.C 到D 将硝基转化为氨基(加H 去O),是还原反应,B 正确;
C.A 到C 和F 到H 均发生取代反应,同时生成HBr,K2CO3的作用是消耗生成的HBr,促使反应正向
进行;
D.化合物J 中存在N-H 键,可通过旋转C 一C 键,形成
氢键, D 正确;
故答案选A。
(4)E 到J 的反应中叔丁醇钾作为碱促进反应进行,叔丁醇钾的碱性源于叔丁醇氧负离子,冠醚可以
识别碱金属离子,在该反应中,主要作用为结合叔丁醇钾的K+,使叔丁醇氧负离子裸露,增强碱性;
(5)CH3NH2中N-H 对K 的醛基加成,随后消去一分子水得到L 和水,化学方程式为:
;
(6)据题目信息,苯环上三个取代基,其中两个为-OH,另一取代基可能为
、
、
、
,则同分异构体的数目为
;核磁共振氢谱显示
5 组峰(峰面积比为1:1:2:2:9)的同分异构体的结构简式为
或
;
(7)②位置的N 原子和盐酸结合形成盐;因为①号N 原子的孤电子对参与形成大π 键,碱性弱;②
号N 原子的孤电子对可与酸结合成盐。