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 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.【传统文化】下列在化学史上产生重要影响的成果中,不涉及氧化还原反应的是
A.四千余年前用谷物酿造出酒和醋
B.中国科学家取得颠覆性突破,成功将CO2人工合成淀粉
C.“(火药)乃焰消(KNO3)、硫磺(S)、杉木炭所合,以烽燧铳机”
D.唐代出现的竹纸工艺是将竹料拌入石灰水,经蒸煮、舂臼、荡料、覆压和焙干造纸
【答案】D
【解析】A.谷物酿造酒和醋涉及淀粉分解为葡萄糖,再转化为乙醇(发酵),乙醇氧化为乙酸(醋
酸),碳元素发生氧化还原反应,A 正确;
B.
人工合成淀粉中,+4 价的碳转化为淀粉中的有机碳(0 价),涉及氧化还原反应,B 正确;
C.火药爆炸时,
中的N 被还原,S 和C 被氧化,发生剧烈氧化还原反应,C 正确;
D.竹纸工艺中,石灰水蒸煮竹料主要破坏木质素,属于水解或酸碱反应(复分解),无元素化合价变
化,D 错误;
故选D。
2.下列化学用语表示正确的是
A.
的电子式:
B.基态Cr 原子的价层电子轨道表示式:
C.用电子云轮廓图示意
键的形成:
D.聚苯乙烯的结构简式:
【答案】C
【解析】A.
的电子式为
,A 错误;B.d 轨道半充满较稳定,基态Cr 原子的价
层电子排布式为
,B 错误;C.π 键是由两个原子的 p 轨道以“肩并肩”重叠形成的,用电子云
轮廓图示意 p-pπ 键的形成:
,C 正确;D.聚苯乙
烯的结构式为
,D 错误;故选C。
3.由下列物质的结构特征可推测其性质的是
选项
结构特征
性质
A
金属晶体中存在自由电子
金属具有延展性
B
HF 分子间存在氢键
HF 热稳定性强于HCl
C
分子中含有羟基
易挥发
D
分子中O 原子采取
杂化,分子呈V 形
能与钠反应生成氢气
【答案】A
【解析】A.金属晶体中自由电子可起到“润滑”作用,使金属离子在受外力时能相对滑动,从而表现
出延展性,A 符合题意;
B.HF 的热稳定性取决于
键的键能,键能越大,热稳定性越强,与分子间氢键无关,B 不符合题
意;
C.
易挥发是因分子间作用力较弱,与“含有羟基(
)”无直接关联,且羟基会形成氢
键,反而可能提高熔沸点,降低挥发性,C 不符合题意;
D.
能与钠反应生成氢气,是因为
分子中含有羟基(
),与O 原子的杂化方式和分子结构
无关,D 不符合题意;
故选A。
4.下列有关铁和铁的化合物的实验设计(部分夹持装置略),不能达到实验目的的是
A.用装置I 除去铁屑表面油污
B.用装置Ⅱ探究铁与水蒸气的反应,点燃肥皂泡检验氢气
C.用装置Ⅲ蒸干(NH4)2Fe(SO4)2溶液获得(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体
D.用装置Ⅳ验证铁的吸氧腐蚀
【答案】C
【解析】A.Na2CO3是强碱弱酸盐,水解使溶液显碱性,热的纯碱溶液可以去除铁屑表面油污,装置
Ⅰ能够达到实验目的,A 不合题意;
B.湿棉花受热产生水蒸气,高温下Fe 与水蒸气反应生成氢气,氢气具有可燃性,点燃肥皂泡检验氢
气,装置Ⅱ能够达到实验目的,B 不合题意;
C.由于产品带结晶水,且铵盐受热易分解,Fe2+易水解易氧化,故不能将溶液蒸干,应该采取蒸发浓
缩、降温结晶的操作获得(NH4)2Fe(SO4)2·6H2O 晶体,装置Ⅲ不能达到实验目的,C 符合题意;
D.食盐水浸泡过的铁钉发生吸氧腐蚀,试管中气体压强减小,试管中导管内的液面上升,装置Ⅳ可以
验证铁的吸氧腐蚀,D 不合题意;
故答案为:C。
5.自然界中钢铁在腐蚀过程中,不涉及的变化是
A.Fe 由+2 价转化为+3 价
B.
被还原
C.杂质C 被氧化除去
D.
失水形成
【答案】C
【解析】A.Fe 在腐蚀中先被氧化为Fe2+,随后可能进一步被氧化为Fe3+,故涉及+2 价到+3 价的变
化,A 不符合题意;
B.O2在钢铁的吸氧腐蚀过程中作为氧化剂,被还原为OH-(
),B 不符合题意;
C.杂质C 起导电作用,作正极,未被氧化,反而促进了负极Fe 的氧化,C 符合题意;
D.Fe(OH)3失水生成Fe2O3·xH2O 是铁锈形成的常见过程,D 不符合题意;
故选C。
6.在
作用下,有机物a 可转化为b,反应如下,方框内所有原子共平面。下列说法错误的是
A.基态C 原子含有4 个未成对电子
B.a 分子中含有5 个手性碳原子
C.中
原子杂化方式为
D.电负性:
【答案】A
【解析】A.基态C 原子的电子排布式为1s22s22p2,2p 轨道含有2 个未成对电子,A 项错误;
B.手性碳原子是连有4 个不同原子或基团的碳原子,根据a 的结构简式,其分子中含有5 个手性碳原
子(用*表示),
,B 项正确;
C.中方框内所有原子共平面,说明其中的
原子均采取
杂化(
原子均参与形成大
键),C 项正
确;
D.同周期主族元素从左到右,电负性逐渐增大,所以电负性:
,D 项正确。
故选A。
7.某抗病毒药物X 的结构简式如图所示。下列关于有机物X 的说法正确的是
A.分子中含有4 种官能团
B.所有碳原子均采取
杂化
C.1 mol X 最多能与3 mol NaOH 反应
D.不能发生加聚反应
【答案】C
【解析】A.分子中含有羟基、酯基、碳碳双键共3 种官能团,A 项错误;
B.结构中与碳碳双键相连的碳原子为饱和碳原子,采取
杂化;苯环中碳、羰基碳、碳碳双键的碳
均为
杂化,并非所有碳原子均为
杂化,B 项错误;
C.1 mol 酯基水解消耗1 mol NaOH,水解后含2 mol 酚羟基,均可与NaOH 反应,则1 mol 该物质最
多消耗3 mol NaOH,C 项正确;
D.X 中含碳碳双键,可发生加聚反应,D 项错误;
故选C。
8.下列离子方程式书写错误的是
A.实验室用氯化铝溶液与过量氨水制备氢氧化铝:
B.向
溶液中通入少量
:
C.
溶液与稀硫酸混合:
D.少量金属钠投入
溶液中:
【答案】B
【解析】A.氢氧化铝不溶于弱碱,故向氯化铝溶液中加入过量氨水生成氢氧化铝沉淀和氯化铵,反应
的离子方程式为:
,A 正确;
B.碘离子的还原性比亚铁离子强,向
溶液中通入少量
,氯气先与碘离子反应,反应的离子方
程式为:
,B 错误;
C.
溶液与稀硫酸混合,
在酸性环境中发生自身歧化反应生成二氧化硫、硫单质和
水,离子方程式为:
,C 正确;
D.少量金属钠投入
溶液中,Na 非常活泼先与水反应生成氢氧化钠和氢气,氢氧化钠再与硫酸
铜溶液反应生成氢氧化铜沉淀和硫酸钠,总反应的离子方程式为:
,D 正确;
答案选B。
9.草酸广泛应用于食品、药品等领域。常温下,通过下列实验探究草酸的性质:
实验1:向10 mL
溶液中加入一定量
溶液。
实验2:向10 mL
溶液中加入10 mL
溶液。
25℃时,已知
的
,
,
,混合后溶液体积变化忽略不
计。下列说法正确的是
A.实验1,当溶液中
时,
B.实验1,当加入10 mLKOH 溶液时:
C.实验2,过滤后的上层清液中存在
D.实验2 的上层清液中存在:
【答案】A
【解析】A.25℃时,
的
,
,
,当溶液中
时,求出
,pH=2.5,A 正确;
B.实验1,向10 mL
溶液中加入10 mL
溶液时,
,发生反应为
,则反应后为
溶液,该
溶液中的电荷守恒为
,物料守恒为
,则质子守恒=电荷守恒物料守恒
,即
,则有
,则
即
,B 错误;
C.滤液为
的饱和溶液,则Q =
=
=
,C 错误;
D.实验2 的上层清液中存在的离子有
、
、
,及
水解产生的
,
则该溶液中的电荷守恒为
,D 错误;
故答案选A。
10.根据下列实验操作及现象所推出的结论正确的是
选项
实验操作及现象
结论
A
在酸性
溶液中滴加对甲基苯乙烯,溶液褪色
碳碳双键具有还原性
B
向
溶液中滴加酸化的
,溶液颜色变为黄色
能被
氧化为
C
取两份适量
,分别滴加氨水和盐酸,固体均溶解
为两性氢氧化物
D
将银和硝酸银溶液与铜和硫酸钠溶液组成原电池。连通后银表
面有银白色金属沉积,铜电极附近溶液逐渐变蓝
铜的金属性比银强
【答案】D
【解析】A.乙烯基中的碳碳双键和苯环上的甲基均能使酸性
溶液褪色,A 错误;B.酸性环
境下硝酸根具有氧化性,无法确定是何种物质氧化了
,B 错误;C.
与氨水反应生成配
合物,所以
不是两性氢氧化物,C 错误;D.铜比银活泼,在形成原电池过程中,作负极,
发生氧化反应,生成了铜离子,导致溶液变为蓝色,所以该实验可以比较铜和银的金属性强弱,D 正
确;故选D。
11.一种有机化合物农药的分子结构如图所示。已知R、W、Z、X、Y、T 为原子序数依次增大的短周期
元素,Z 和Y 同主族,X 和T 也同主族。下列说法正确的是
A.第一电离能:
B.沸点:
C.
和
均为非极性分子
D.
和
空间构型均为四面体形
【答案】D
【分析】R、W、Z、X、Y、T 为原子序数依次增大的短周期元素,R 连1 个键,应该为H 元素,W
连4 个键,应该为C 元素,Z 连3 个键,Y 连5 个键,两者为第VA 族元素, Z 为N 元素,Y 为P 元
素,X 和T 都连2 个键,为第VA 族元素,X 为O 元素,T 为S 元素;即R、W、Z、X、Y、T 分别为
H、C、N、O、P、S;
【解析】A.由于N 的价层电子为半满结构,更稳定,故第一电离能大于O,O 的第一电离能大于
S,故第一电离能:N>O>S,故A 错误;
B.由于水分子间存在氢键,沸点变高,故沸点:H2O>H2S,故B 错误;
C.CH4是正四面体形,为非极性分子,NH3为三角锥形分子,是极性分子,故C 错误;
D.SO
和
中心原子都是4 个价层电子对,且都没有孤电子对,空间构型均为四面体形,故D 正
确;
答案选D。
12.【新情境】
是一种重要的稀土金属氧化物,在催化与检测方面均有广泛的应用前景。工业上从
水晶石废料(含有
、CaO、
、
、MgO)中提取
的流程如下:
已知:
,
;金属离子浓度小于
,认为沉淀完全。
下列说法错误的是
A.“浸取”工序中,提高浸取率的方法有粉碎、搅拌、适当升温
B.根据已知计算得出,
完全沉淀的pH 为5.3
C.氨水浓度过大导致沉铈率下降的主要原因可能是
与
形成配合物导致不易被沉淀
D.“还原”工序中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:1
【答案】B
【分析】首先浸取工序向水晶石废料(含
、
、
、
、
)中加入稀盐酸,
、
、
属于碱性氧化物,与稀盐酸发生反应生成可溶性盐进入溶液,
和
与稀盐酸
不反应,以固体形式存在,成为滤渣;过滤后得到含
、
、
的滤液和含
、
的滤渣;随后向滤渣(含
、
)中加入硫酸和
,
作为氧化剂,
作为还原剂,
发生氧化还原反应,
从+4 价被还原为+3 价,进入溶液(生成
),
不与硫酸、
反应,成为新的滤渣;过滤后得到含
的滤液和含
的滤渣;向含
的滤液中加
入
,
与
电离出的
结合,发生反应:
,生成
沉淀。煅烧工序即将
沉淀
进行煅烧,
发生分解并被氧化,反应为:
,最终得到
。
【解析】A.提高浸取率可通过增大接触面积(粉碎)、加快反应速率(搅拌、适当升温)实现,A
正确;
B.
完全沉淀时,
,由
,得
,
,
,
,B 错误;
C.过量氨水可能与
形成配合物(如
),导致
不易沉淀,沉铈率下降,C 正
确;
D.还原工序中,
(
,得
)为氧化剂,
(
,失
)为还原剂,
电子守恒得
,D 正确;
故答案选B。
13.【新情境】一种绿色环保的电解二苯甲醇合成二苯甲酮的方法如图所示,其中的电解质溶液为含
的
溶液。下列说法错误的是
A.a 为电源正极
B.每生成1 mol
同时生成1 mol HI
C.电解时,铂电极上发生的反应为
D.电解前后,电解质溶液中
保持不变
【答案】B
【分析】由石墨电极的反应为
发生还原反应,可推知石墨电极为阴极,故b 为电源负
极,
在阳极(铂电极)发生反应:
,
与二苯甲醇作用生成二苯甲酮,同时生成
HI,据此分析。
【解析】A.由石墨电极的反应为
可推知石墨电极为阴极,故b 为电源负极a 为电源
正极A 不符合题意;
B.每生成1 mol
,消耗1 mol
,对比二苯甲醇与二苯甲酮结构可知,
反应过程
被氧化为酮羰基,1 mol 二苯甲醇失去2 mol H,生成1 mol 二苯甲酮,同时生成2 mol
HI,B 符合题意;
C.电解时,
在阳极(铂电极)发生反应:
,C 不符合题意;
D.从图中可见,电解时,
,在
与二苯甲醇反应中,
,电解质溶液中的
保持不变,D 不符合题意;
故选B。
14.常温下,向
的乙二酸(
)溶液中滴加同浓度的
溶液,过程中
(X
表示
或
)、
与
的变化关系如图所示。下列说法正确的是
A.直线I 中
表示
B.乙二酸的
C.a 点溶液中,
D.
时,
【答案】B
【分析】
,
。
,
。分别代入直线的(0,-1.25)、直线Ⅱ的(0,-3.82)两点坐标,可
得直线对应的
,直线Ⅱ对应的
。因为
,所以
,
,直线中
表示
,直线Ⅱ中
表示
,以此解题。
【解析】A.由分析可知,直线中
表示
,A 错误;B.结合分析可知,乙二酸的
,B 正确;C.
点溶液中,
,即
,则
,C 错误;D.常温下,
时,溶液呈中
性,即
,溶液中存在电荷守恒:
,
故
,D 错误;故选B。
二、非选择题:本题共4 小题,共58 分。
15.(15 分)资源化利用电解锰工业废盐(含
、
、
的硫酸盐)的流程如下:
已知:常温下,
,
,
。
(1)“沉锰Ⅰ”时,加入氨水并不断鼓入
,获得的
可用于生产软磁铁氧体。
①写出“沉锰I”中由
转化为
的离子方程式: 。
②废盐溶液中,
。若仅加入氨水,当
将要开始沉淀时,溶液中剩余
浓
度为
。
(2)“沉锰Ⅱ”获得的
常作催化剂。“沉锰Ⅱ”完成后加热,过量的
水解生成
和
,
进一步分解释放出
,从而去除
。
①写出
的结构式: 。
②结合流程分析,氧化性:
(填“>”或“<”)
。
(3)
的某种氧化物
的晶胞及其在
平面的投影如图所示,该氧化物的化学式为 。
当该晶体脱出部分
原子产生氧空位时,晶体会具有半导体性质。下列氧化物晶体难以通过该方式获
得半导体性质的是 (填序号)。
A.
B.
C.
D.
(4)“沉镁I”时,调节
为
,生成
,煅烧得到疏松的轻质
。
过大时,不能得到轻质
的原因是 。
(5)“沉镁Ⅱ”获得的
和“结晶”获得的
均可用作化肥。根据农业领域的实际
需要选用其中一种化肥,并给出相应的选用理由: 。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)①
②
(2)①
②>(1 分)
(3)
A
(4)
过大,主要生成
,分解产生的
过少
(5)选择
,理由:同时补充氮磷元素、长效缓释(选择
,理由:
碱性土壤、短期补氮)
【分析】废盐(含
、
、
的硫酸盐)溶液中入氨水,通入氧气沉锰I,发生
反应得到Mn3O4,溶液再加入(NH4)2S2O8,进行
沉锰Ⅱ,得到MnO2,产生有气体O2,溶液再加入NH4HCO3和NH3·H2O 调节pH 沉镁I,得到
MgCO3,煅烧得到MgO,溶液再加入H3PO4沉镁Ⅱ,得到MgNH4PO4·6H2O 沉淀,溶液加入H2SO4调
节pH=6.0 结晶得到X 硫酸铵,据此回答。
【解析】(1)①由分析知,“沉锰Ⅰ”时,
与氨水和
发生
反应,将
转化为
;
②
开始沉淀时,由
得:
,此时
浓度由
得:
;
(2)①由过量的
水解生成
和
可知,
中含有过氧键,结构式为:
;
②
可氧化
生成
,且
水解生成的
分解放出
(
是
的氧化
剂),故氧化性:
>
;
(3)由氧化物
的晶胞图可知,Mn 原子的个数为
,O 原子的个数为
,Mn 原
子与O 原子的原子个数比为1 2∶,故该氧化物的化学式为
;当
由O 原子脱出时,出现O 空
位,即失去O,被还原,Mn 的化合价降低,O 空位的产生使晶体晶体具有半导体性质,下列氧化物
晶体难以通过该方式获有半导体性质的是CaO,因为Ca 只有+2 价,没有其他正价,故选A;
(4)
煅烧有CO2生成,可以得到疏松的轻质
,若
过大,主要生
成
,分解产生的
过少,不能得到疏松的轻质
;
(5)若选择
,
中含有Mg、N、P 等,同时补充氮磷元素、长效
缓释;若选择X,X 为
,
为强酸弱碱盐,水解显酸性,可以作用于碱性土壤、
短期补氮。
16.(13 分)实验室以钴矿石(含Co2O3及少量NiO)为原料制取碱式碳酸钴。
(1)还原。使用如图所示的装置还原钴矿石。
①反应后烧瓶溶液中主要存在的阳离子是Co2+和Ni2+。Co2O3被浓盐酸还原的化学方程式为 。
②实验中提高钴元素浸出率的措施有 。(任写两种)
(2)提钴。通过萃取和反萃取可获得CoCl2溶液。补充完整由“还原”后的溶液提取CoCl2的实验方
案:将反应后烧瓶中的混合物进行过滤, ,得到CoCl2溶液。
已知:①在浓NaCl 溶液中会发生反应:Co2++4Cl-⇌
;②
易溶解于有机胺溶剂(密度比
水小,难溶于水),Ni2+不溶于有机胺。
实验中可选用的试剂:NaCl 固体、有机胺、蒸馏水。
(3)沉钴。向CoCl2溶液中加入(NH4)2CO3溶液,得到2CoCO3·3Co(OH)2·H2O 和
,反应的离子
方程式为 。
(4)产品分析。称取0.2140g 碱式碳酸钴产品[主要成分为2CoCO3·3Co(OH)2·H2O,含少量NH4Cl]于
锥形瓶中,加入适量稀硝酸充分溶解,滴加2 滴K2CrO4指示剂,用0.01000mol·L-1AgNO3标准溶液滴
定至终点时,消耗AgNO3标准溶液20.00mL。已知:Ag2CrO4为砖红色沉淀。
①滴定终点时的现象为 。
②产品中2CoCO3·3Co(OH)2·H2O 的质量分数为 (写出计算过程,否则不得分!)
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)①Co2O3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+3H2O ②适当加热或适当增大盐酸的浓度或延长反应时间
等
(2)向所得滤液中加入NaCl 固体至其不再溶解,充分反应;向溶液中加入适量有机胺溶剂,充分振
荡,静置,分液,重复2-3 次;向所得有机层(上层)中加入蒸馏水,充分振荡,静置,分液,有机层
重复多次操作,取水层
(3)5Co2++8
+7H2O=2CoCO3·3Co(OH)2·H2O↓+6
(4)①出现砖红色沉淀,且半分钟内不褪色
②n(AgNO3)=0.01000mol·L-1×20.00×10-3L=2.0000×10-4mol,由题意可得关系式:NH4Cl~AgNO3,
n(NH4Cl)=n(AgNO3)=2.0000×10-4mol,m(NH4Cl)=n(NH4Cl)·M(NH4Cl)=2.0000×10-
4mol×53.5g·mol-1=0.0107g,2CoCO3·3Co(OH)2·H2O 的质量分数=
×100%=95.00%(3
分)
【分析】钴矿石能浓盐酸加热生成CoCl2,通过萃取和反萃取可获得CoCl2溶液,向CoCl2溶液中加入
(NH4)2CO3溶液,得到2CoCO3·3Co(OH)2·H2O;
【解析】(1)①反应后烧瓶溶液中主要存在的阳离子是Co2+和Ni2+,Co2O3被浓盐酸还原为二价钴,
则HCl 中部分Cl 被氧化为氯气,结合电子守恒,化学方程式为Co2O3+6HCl(浓)=2CoCl2+Cl2↑+3H2O;
②实验中提高钴元素浸出率的措施有适当加热或适当增大盐酸的浓度或延长反应时间等;
(2)已知:①在浓NaCl 溶液中会发生反应:Co2++4Cl-⇌
;②
易溶解于有机胺溶剂(密
度比水小,难溶于水),Ni2+不溶于有机胺, “还原”后的溶液提取CoCl2,则应该首先加入氯化钠使
得二价钴离子转化为
,然后使用有机溶剂萃取
,然后反萃取得到CoCl2溶液,实验方
案:将反应后烧瓶中的混合物进行过滤,向所得滤液中加入NaCl 固体至其不再溶解,充分反应;向
溶液中加入适量有机胺溶剂,充分振荡,静置,分液,重复2-3 次;向所得有机层(上层)中加入蒸馏
水,充分振荡,静置,分液,有机层重复多次操作,取水层,得到CoCl2溶液。
(3)向CoCl2溶液中加入(NH4)2CO3溶液,得到2CoCO3·3Co(OH)2·H2O 和
,反应的离子方程式
为:5Co2++8
+7H2O=2CoCO3·3Co(OH)2·H2O↓+6
;
(4)①已知:Ag2CrO4为砖红色沉淀。则滴定终点时的现象为:出现砖红色沉淀,且半分钟内不褪
色。
②n(AgNO3)=0.01000mol·L-1×20.00×10-3L=2.0000×10-4mol,由题意可得关系式:NH4Cl~AgNO3,
n(NH4Cl)=n(AgNO3)=2.0000×10-4mol,m(NH4Cl)=n(NH4Cl)·M(NH4Cl)=2.0000×10-
4mol×53.5g·mol-1=0.0107g,2CoCO3·3Co(OH)2·H2O 的质量分数=
×100%=95.00%。
17.(16 分)中药五味子中含有的戈米辛J 及其衍生物,在抗氧化、抗癌、抗AIDS 药物合成中被广泛使
用。一种可用于工业生产戈米辛J 的部分合成路线如下:
回答相关问题:
(1)甲的名称为 苯甲醛(补充完整)。乙中含氧官能团的名称是 。甲→乙发生
了加成反应、 反应、水解(取代)反应。
(2)试剂X 的结构简式为 。戈米辛J 的分子式是 。
(3)从物质乙→丙的4 步转化中,其中有机物发生了还原反应的有 步(填数字)。
(4)参考合成路线反映的信息,设计了以下新物质的合成路线。③步反应用
氧化甲基,设计
①④两步反应的目的是避免酚羟基被氧化。则①步反应的化学方程式为 。此路线中,除
得到最终的优势产物外,还可能产生 种丁的同分异构体副产物。
【答案】(每空2 分)
(1)3,4,5-三甲氧基 羧基、醚键 消去反应
(2)
(3)2
(4)
+CH3I
+HI 3
【分析】根据乙的结构简式,甲→乙发生了醛基的加成反应,再发生消去反应,形成碳碳双键,然后
发生酯基的水解反应,得到羧基;乙与氢气发生加成反应(还原反应)得到
,
在浓硫酸加热条件下与甲醇酯化反应得到
;
被强还原剂
还原,酯基转化为羟基,得到丙,丙进一步反应得到戈米辛
J;
【解析】(1)根据系统命名法,醛基所连碳为1 号碳原子,
名称为3,4,5-三甲氧基
苯甲醛;由乙的结构简式,乙中含氧官能团的名称是羧基、醚键;甲→乙发生了加成反应、消去反
应、水解(取代)反应;
(2)根据分析,试剂X 为甲醇,结构简式为
;由戈米辛J 的结构简式可知分子式是
;
(3)根据分析,从物质乙→丙的4 步转化中,其中有机物发生了还原反应的有2 步;
(4)设计①④两步反应的目的是避免酚羟基被氧化。则①步反应是酚羟基上氢原子被甲基取代,化
学方程式为
+CH3I
+HI;根据题中合成路线,
发
生已知反应得到B
,③步反应用
氧化苯环上甲基得到醛基,第④步再
与HI 反应将甲氧基转化为羟基,得到丁,此路线中,除得到最终的优势产物外,A→B 的步骤中由于
两个苯环相连的位置不同,还可能产生丁的同分异构体副产物,
,共有3 种。
18.(14 分)“零碳甲醇”作为公认的新型清洁可再生能源,不易爆炸、储运安全便捷。甲醇的制备方法
有二氧化碳加氢法、电催化法等。
Ⅰ.二氧化碳加氢法
反应ⅰ:
反应ⅱ:
反应ⅲ:
(1)
的电子式是 ;
(2)
,反应ⅲ自发进行的条件是 (填“高温”“低温”或“任何
温度”)。
(3)在一定条件下发生反应
,向一容积为2 L 的恒容密闭容
器中充入
和
,下列能说明该反应达到平衡状态的是 (填标号)。
a.
和
的浓度比保持不变
b.单位时间内消耗
,同时消耗
c.
d.混合气体的平均摩尔质量不再变化
(4)在某催化剂存在下发生反应ⅰ和ⅱ,向一恒容密闭容器中通入
混合气体,在不同条
件下达到平衡,设体系中甲醇的物质的量分数为
。
的平衡转化率及
的选择性
(
)随温度变化曲线如图所示。
①结合图像,实际选用300~320℃反应温度的原因: ;
312℃
②
时反应①的
。(
是以组分体积分数代替物质的量浓度表示的平衡常数,列
计算式即可)。
Ⅱ.电催化法
(5)电还原二氧化碳制甲醇的原理如图(稀硫酸为电解液)。
①与电源正极相连的电极为 (填“M”或“N”)。
M
②
电极的电极反应式为 。
【答案】(除标明外,每空2 分)
(1)
(2)-90.4 低温(1 分)
(3)bd
(4)①温度低于300℃,反应速率太慢,且
转化率低;温度高于320℃,甲醇的选择性低,催化
剂失活性
②
(5)①N(1 分) ②
【解析】(1)CO2是共价化合物,碳原子和每个氧原子间共用两对电子,电子式为
。
(2)根据盖斯定律,反应ⅰ-ⅱ=ⅲ,故
;反应ⅲ为
,则低温条件
满足
反应自发可以进行;故答案为:-90.4;低温;
(3)a.该反应中CO2和H2的化学计量数之比为1:3,投料比为0.2:0.6=1:3,则
和
的浓度比始
终保持不变,恒为1:3,不能说明该反应达到平衡状态,a 错误;
b.单位时间内消耗
,同时消耗
,说明
,该反应达到平衡状态,b 正确;
c.
,说明
,该反应未达到平衡状态,c 错误;
d.该反应为气体分子数减小的纯气体反应,随着反应的进行,混合气体的平均摩尔质量不断变化,
故混合气体的平均摩尔质量不再变化说明该反应达到平衡状态,d 正确;
故选bd。
(4)①实际选用300~320℃反应温度的原因:温度低于300℃,反应速率太慢,且
转化率低;温
度高于320℃,甲醇的选择性低,催化剂失活;
②由图可知,312℃时CO2的转化率为12.5%,甲醇的选择性为80%,假设氢气为3 mol,CO2为1
mol,则反应ⅰ消耗的CO2物质的量为1 mol×12.5%×80%=0.1 mol,则反应ⅱ消耗的CO2物质的量为1
mol×12.5%-0.1 mol=0.025 mol,则可列三段式:
,则平衡时,n(CO2) =0.875 mol,
n(H2)=2.675 mol,n(CH3OH)=0.1 mol,n(H2O)= 0.125 mol,n(CO)=0.025 mol,气体总物质的量为3.8
mol,故反应ⅰ的
;
(5)①M 电极,CO2被还原为CH3OH,作阴极,则N 电极作阳极,与电源正极相连;
M
②
电极的电极反应式为
。