文档内容
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必用黑色碳素笔将自己的姓名、准考证号、考场号、座位号填写在答题卡
上,并认真核准条形码上的姓名、准考证号、考场号、座位号及科目,在规定的位置贴好条
形码。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用 2B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,用黑色碳素笔将答案写在
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 F 19 Na 23 S 32 Cl 35.5 Mn
55 Fe 56 Cu 64 Sb 122
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. 画中有“化”,多彩中华。下列叙述正确的是
A. 岩彩壁画颜料所用贝壳粉,主要成分属于硅酸盐
B. 油画颜料调和剂所用核桃油,属于有机高分子
C. 竹胎漆画颜料赭石的主要成分氧化铁,耐酸、碱
D. 水墨画墨汁的主要成分碳,常温不易被氧化
【答案】D
【解析】
【详解】A.贝壳粉的主要成分是碳酸钙,属于碳酸盐,A错误;
B.核桃油属于油脂,分子量较小,不属于有机高分子,B错误;
C.氧化铁(Fe O )能与酸反应,不耐酸,C错误;
2 3
D.碳在常温下化学性质稳定,不易被氧化,D正确;
故选D。
2. 下列化学用语或图示表示正确的是
A. NH 的VSEPR模型:
3
B. Na S的电子式:
2
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学科网(北京)股份有限公司C. Cl的原子结构示意图:
D. Al 2 SO 4 3 溶于水的电离方程式:Al 2 SO 4 3 ƒ 2Al3+ +3SO2 4 -
【答案】A
【解析】
1
【详解】A.NH 的中心原子价层电子对数为3+ 5-3´1 =4,且含有1个孤电子对,VSEPR模型为四
3 2
面体形,A正确;
B.硫化钠是离子化合物,电子式: ,B错误;
C.氯是第17号元素,Cl原子结构示意图为: ,C错误;
D.Al SO 是强电解质,溶于水完全电离,电离方程式:Al SO =2Al3+ +3SO2-,D错误;
2 4 3 2 4 3 4
故选A。
3. 下列化学方程式错误的是
高温
A. 煤制水煤气:C+H Og CO+H
2 2
B. Na O 供氧:2Na O +2CO =2Na CO +O
2 2 2 2 2 2 3 2
C. 覆铜板制作印刷电路板:2FeCl +3Cu =3CuCl +2Fe
3 2
D. 铅酸蓄电池放电:Pb+PbO +2H SO =2PbSO +2H O
2 2 4 4 2
【答案】C
【解析】
【详解】A.煤在高温下与水蒸气反应生成CO和H ,方程式正确,A正确;
2
B.过氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠和氧气,方程式书写正确,B正确;
C.FeCl 与Cu反应时,Fe3+被还原为Fe2+而非单质Fe,正确反应为2FeCl +Cu=2FeCl +CuCl ,C错误;
3 3 2 2
D.铅酸蓄电池放电时,Pb和PbO 与硫酸反应生成PbSO 和H O,方程式正确,D正确;
2 4 2
故选C。
4. N 为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A
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学科网(北京)股份有限公司A. 22.4LCH 中原子的数目为5N
4 A
B. 1mol18O所含中子的数目为10N
A
C. 28gFe粉和足量S完全反应,转移电子的数目为1.5N
A
D. 0.1L12mol×L-1盐酸与足量MnO 反应,生成Cl 的数目为0.3N
2 2 A
【答案】B
【解析】
【详解】A.未指明气体是否处于标准状况,22.4L CH 的物质的量无法确定为1mol,因此原子数目无法
4
确定为5N ,A错误;
A
B.18O的中子数为18-8=10,1mol18O含10mol中子,数目为10N ,B正确;
A
C.28g Fe(0.5mol)与S反应生成FeS,Fe的氧化态为+2,转移电子数为0.5×2=1mol=1N ,而非
A
1.5N ,C错误;
A
D.浓盐酸与MnO 反应时,随反应进行浓度降低,反应停止,实际生成Cl 的物质的量小于理论值
2 2
0.3mol,D错误;
故选B。
5. 下列装置(省略部分夹持装置)或操作正确的是
B.配制100mL1.00mol×L-1KCl溶
A.制备NH
3
液
C.探究Na与H O反 D.探究温度对化学平衡的影响
2
第3页/共22页
学科网(北京)股份有限公司应
A. A B. B C. C D. D
【答案】D
【解析】
【详解】A.NH Cl和CaOH 固体混合物加热制取氨气,试管口要略向下倾斜,A错误;
4 2
B.配制100mL1.00mol×L-1KCl溶液,应在烧杯中溶解KCl固体,B错误;
C.金属钠与水反应剧烈,不能在试管中进行,应在烧杯中进行,且烧杯不能盛满水,C错误;
D.两个烧杯中分别盛有热水和冰水,可以通过观察气体的颜色深浅来探究温度对2NO
2
(红棕色)ƒ
N O (无色)平衡的影响,D正确;
2 4
故选D。
6. 化合物Z是某真菌的成分之一,结构如图。下列有关该物质说法错误的是
A. 可形成分子间氢键
B. 与乙酸、乙醇均能发生酯化反应
C. 能与NaHCO 溶液反应生成CO
3 2
D. 1molZ与Br 的CCl 溶液反应消耗5molBr
2 4 2
【答案】D
【解析】
【详解】A.分子中存在-OH和-COOH,可以形成分子间氢键-O-H…O,A正确;
B.含有醇-OH,可以和乙酸发生酯化反应,含有-COOH,可以和乙醇发生酯化反应,B正确;
C.分子中含有-COOH,可以和NaHCO 反应产生CO ,C正确;
3 2
D.分子中只有碳碳双键能和Br 的CCl 溶液中的Br 反应,分子中含2个碳碳双键,1molZ可以和Br
2 4 2 2
的CCl 反应消耗2molBr ,D错误;
4 2
答案选D。
7. 稻壳制备纳米Si的流程图如下。下列说法错误的是
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学科网(北京)股份有限公司A. SiO 可与NaOH溶液反应
2
B. 盐酸在该工艺中体现了还原性
C. 高纯Si可用于制造硅太阳能电池
650℃
D. 制备纳米Si:SiO +2Mg Si+2MgO
2
【答案】B
【解析】
【分析】稻壳在一定条件下制备纳米SiO ,纳米SiO 和Mg在650℃发生置换反应生成MgO和纳米Si,加
2 2
盐酸将MgO转化为MgCl ,过滤、洗涤、干燥得到纳米Si。
2
【详解】A.SiO 是酸性氧化物,与NaOH反应生成Na SiO 和H O,A正确;
2 2 3 2
B.盐酸参与的反应为:MgO+2HCl=MgCl +H O,该反应是非氧化还原反应,盐酸体现酸性,没有体现还
2 2
原性,B错误;
C.高纯硅可以将太阳能转化为电能,故可用于制硅太阳能电池,C正确;
D.SiO 和 Mg 在 650℃条件下发生置换反应得到 MgO 和纳米 Si,反应的化学方程式为
2
650℃
SiO +2Mg Si+2MgO,D正确;
2
答案选B。
8. 某化学兴趣小组设计如下实验装置,通过测定反应前后质量的变化,验证NaNO 固体在酒精灯加热条
3
件下,受热分解的气态产物。
实验步骤:先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气;关闭Ⅰ左侧阀门,点燃酒精灯;一段时间后,Ⅱ中灼热的
铜网变黑,熄灭酒精灯甲;再次缓慢通入Ar气……
下列说法错误的是
A. 实验步骤中,点燃酒精灯的顺序为甲、乙、丙
B. 整个过程中,若Ⅲ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的O 在Ⅱ中反应完全
2
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学科网(北京)股份有限公司C. 实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅱ中增加的质量,则分解的气态产物只有O
2
D. NaNO 应远离热源、可燃物,并与还原性物质分开存放
3
【答案】A
【解析】
【分析】先缓慢通入Ar气,排尽装置内空气,防止对实验造成干扰,关闭Ⅰ左侧阀门,先后点燃乙、丙、甲
处酒精灯,一段时间后,Ⅰ中灼热的铜网变黑,说明NaNO 分解产生了O ,熄灭酒精灯甲,再次缓慢通入
3 2
Ar气,使NaNO 分解产生的气态产物全部排尽,浓硫酸用于防止空气中的水蒸气进入装置干扰实验。
3
【详解】A.一段时间后,Ⅰ中灼热的铜网变黑,说明NaNO 分解产生了O ,为确保能准确测定产生的氧气
3 2
的质量,应先点燃乙处酒精灯,再点燃丙处酒精灯,最后点燃甲处酒精灯,A错误;
B.Ⅱ、Ⅲ中Cu均能和氧气反应生成黑色的CuO,整个过程中,若Ⅱ中灼热的铜网未变黑,则说明生成的
O 在Ⅱ中反应完全,B正确;
2
C.Ⅱ中的Cu只能吸收O ,实验结束后,若Ⅰ中减少的质量等于Ⅰ中增加的质量,则分解的气态产物只有O ,
2 2
C正确;
D.由该实验可知NaNO 受热易分解产生氧化剂、助燃性气体O ,故NaNO 应远离热源、可燃物,并与还
3 2 3
原性物质分开存放,D正确;
答案选A。
9. 钙霞石是一种生产玻璃陶瓷的原料,所含M、Q、R、T、X、Y、Z为原子序数依次增大的前20号主族
元素,M是原子半径最小的元素,Q是形成物质种类最多的元素,R是地壳中含量最高的元素,T、X、Y
同周期,Q、X均与Y相邻,Z的原子序数等于M、R和T的原子序数之和。下列说法正确的是
A. M与Z可形成离子化合物 B. 原子半径:R c H+ >c OH- >céCH N ù
ë 2 6 4 û ë 2 6 4û
D. CH 2 6 N 4 H+ ƒ CH 2 6 N 4 +H+的平衡常数K »7.3´10-6
【答案】D
【解析】
【详解】A.由图1中的信息可知,当加入NaOH标准溶液的体积为20.00mL时到达滴定终点,由关系式
NH+~[ CH N H+ +3H+ ]~4OH-可知,由于待测液的体积和标准溶液的体积相同,因此,浓缩后的
4 2 6 4
20.00mL 溶 液 中 c(NH+)=4c(OH-)=4´0.01000mol×L-1 =0.04000mol×L-1, 则 原 废 水 中
4
1
c(NH+)=0.04000mol×L-1´ =0.004000mol×L-1, 因 此 , 废 水 中 NH+的 含 量 为
4 10 4
0.004000mol´18000mg×mol-1×L-1 =72.00mg×L-1,A错误;
1
B . c 点 加 入 NaOH 标 准 溶 液 的 体 积 过 量 , 且 只 过 量 了 , 由 电 荷 守 恒 可 知 ,
5
céCH N H+ù+c H+ +c Na+ =c OH- +c Cl- ,浓缩后的废水中NH Cl的浓度是NaOH标准
ë 2 6 4 û 4
溶 液 浓 度 的 4 倍 , Cl-和 Na+均 不 参 与 离 子 反 应 , 可 以 估 算 c 点 c
Cl-
>c
Na+
,
céCH N H+ù+c H+ >c OH- ,B错误;
ë 2 6 4 û
C. CH N H+在溶液中水解使溶液显酸性,类比NH 可知 CH N 在溶液中与水作用发生电离而使
2 6 4 3 2 6 4
溶液显碱性;a 点为半滴定点,由其纵坐标可知溶液显酸性,说明 CH N H+的水解作用强于 CH N
2 6 4 2 6 4
的电离作用,可知溶液中相关粒子的浓度的大小关系为 céCH N ù >céCH N H+ù,C错误;
ë 2 6 4û ë 2 6 4 û
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学科网(北京)股份有限公司D.由图 1 和图 2 可知,当pH=6.00时, CH N 占比较高,δéCH N ù =0.88,则由氮守恒可知,
2 6 4 ë 2 6 4 û
δéCH N H+ù =0.12, 两 种 粒 子 的 浓 度 之 比 等 于 其 分 布 分 数 之 比 , 则
ë 2 6 4 û
CH
2
6
N
4
H+
ƒ
CH
2
6
N
4
+H+的平衡常数 K = cé ë
c
C
é
H
C
2
H
6
N 4
N
ù û ×
H
c(
+
H
ù
+) = 0.8
0
8
.
´
1
1
2
0-6 »7.3´10-6,D
ë 2 6 4 û
正确;
综上所述,本题选D。
二、非选择题:本题共 4小题,共 58分。
15. 从褐铁矿型金-银矿(含Au、Ag、Fe O 、MnO 、CuO、SiO 等)中提取Au、Ag,并回收其它有价金
2 3 2 2
属的一种工艺如下:
已知:①金-银矿中Cu、Mn元素的含量分别为0.19%、2.35%。
②25℃时,MnOH 的K 为1.9´10-13。
2 sp
回答下列问题:
(1)基态Cu原子的价层电子排布式为_______。
(2)“还原酸浸”时,MnO 反应的离子方程式为_______。
2
(3)“浸金银”时,Au溶解涉及的主要反应如下:
①Au+5S O2- +éCuNH ù 2+ =éAuS O ù 3- +éCuS O ù 5- +4NH
2 3 ë 3 4 û ë 2 3 2 û ë 2 3 3 û 3
②4éCuS O ù 5- +16NH +O +2H O=4éCuNH ù 2+ +4OH- +12S O2-
ë 2 3 3 û 3 2 2 ë 3 4 û 2 3
上述过程中的催化剂为_______。
(4)“沉铜”前,“滤液1”多次循环的目的为_______。
(5)根据“还原酸浸”“氧化”,推断Fe3+、Cu2+、MnO 的氧化性由强到弱的顺序为_______。
2
(6)25℃“沉铁”后,调节“滤液4”的pH至8.0,无MnOH 析出,则c Mn2+ £_______mol×L-1。
2
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学科网(北京)股份有限公司(7)一种锑锰
Mn Sb
合金的立方晶胞结构如图。
3
①该晶胞中,每个Sb周围与它最近且相等距离的Mn有_______个。
②N 为阿伏加德罗常数的值,晶胞边长为anm,则晶体的密度为_______g×cm-3(列出计算式即可)。
A
【答案】(1)3d104s1
(2)MnO +SO2- +2H+ =Mn2+ +SO2- +H O
2 3 4 2
(3)éCuNH ù 2+
ë 3 4 û
(4)大幅度降低硫酸和亚碳酸钠的消耗成本,同时减少废水产生量及处理成本,并通过持续去除杂质提高
金银的富含度
(5)MnO >Fe3+>Cu2+
2
122+55´3
(6)0.19 (7) ①. 12 ②.
N ´a3´10-21
A
【解析】
【分析】由流程可知,矿石经“还原酸浸”, Fe O 、MnO 被还原为 Fe2+和Mn2+,CuO被溶解为Cu2+,
2 3 2
Au、Ag、SiO 不溶进入“滤渣1”;“沉铜”时,Cu2+被铁粉还原为Cu;“氧化时”Fe2+被氧化为Fe3+;
2
“沉铁”时,Fe3+转化为沉淀,后续转化为氧化铁;“沉锰”时,Mn2+沉淀为碳酸锰。“浸金银”时,
Au、Ag被混合液浸出,后续提炼出Au、Ag。
【小问1详解】
Cu为29号元素,基态Cu原子的核外电子排布属于洪物规则的特例,其价电子数为11,其价层电子排布
式为3d104s1。
【小问2详解】
“还原酸浸”时,MnO 被亚硫酸钠还原为Mn2+,该反应的离子方程式为
2
MnO +SO2- +2H+ =Mn2+ +SO2- +H O。
2 3 4 2
【小问3详解】
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学科网(北京)股份有限公司“浸金银”时,Au溶解涉及的主要反应如下:
①Au+5S O2- +éCuNH ù 2+ =éAuS O ù 3- +éCuS O ù 5- +4NH
2 3 ë 3 4 û ë 2 3 2 û ë 2 3 3 û 3
②4éCuS O ù 5- +16NH +O +2H O=4éCuNH ù 2+ +4OH- +12S O2-
ë 2 3 3 û 3 2 2 ë 3 4 û 2 3
分析以上两反应可知,éCuNH ù 2+ 参与了反应①,但在反应②又重新生成,其质量和性质在反应前
ë 3 4 û
后没发生变化,因此,上述过程中的催化剂为éCuNH ù 2+ 。
ë 3 4 û
【小问4详解】
“还原酸浸”所得“滤液1”中含有一定浓度的未反应的硫酸和亚硫酸钠,多次循环利用“滤液1”对矿石进行
“还原酸浸”可以充分利用其中的有效成分,大大减少了原料的浪费,从而有效降低成本;其次,持续地将
杂质元素溶解并带出矿石体系,可以使矿石中的金银的相对品位得到提升,为后续提纯工序创造更好的条
件;第三,还可以减少废水的排放量和处理成本;第四,可以回收更多的有价值的溶解成分。综上所述,
“沉铜”前,“滤液1”多次循环的目的为:大幅度降低硫酸和亚碳酸钠的消耗成本,同时减少废水产生量及
处理成本,并通过持续去除杂质提高金银的富含度。
【小问5详解】
“还原酸浸”时,Fe O 和CuO可以被硫酸溶解转化为Fe3+和Cu2+,亚硫酸钠将Fe3+还原为Fe2+,而
2 3
Cu2+并未被还原,因此,Fe3+的氧化性强于Cu2+;“氧化”时,Fe2+被MnO 氧化为Fe3+,因此,
2
MnO 的氧化性强于Fe3+。综上所述,根据“还原酸浸”“氧化”,推断Fe3+、Cu2+、MnO 的氧化性由强
2 2
到弱的顺序为MnO >Fe3+>Cu2+。
2
【小问6详解】
25℃“沉铁”后,调节“滤液4”的pH至8.0,此时c OH- =10-6mol×L-1,无MnOH 析出,根据
2
1.9´10-13
MnOH 的K 为1.9´10-13,则c Mn2+ £ =0.19 mol×L-1。
2 sp (10-6)2
【小问7详解】
由晶胞结构可知,该晶胞为面心立方, Sb位于晶胞的顶点,其与邻近的3个面的面心上的Mn距离最近
且距离相等,每个顶点参与形成8个晶胞,而每个面心参与形成2个晶胞,因此,该晶胞中,每个Sb周
3´8
围与它最近且相等距离的Mn有 =12个。
2
②由晶胞结构和均摊法可知,该晶胞中平均占有1个Sb和3个Mn,因此,该晶胞的质量为
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学科网(北京)股份有限公司122+55´3
g,该晶胞的体积为(anm)3 =a´10-21cm3,晶体的密度为
N
A
122+55´3g
122+55´3
= g×cm-3。
N ´a3´10-21cm3 N ´a3´10-21
A A
16. 三氟甲基亚磺酸锂
M =140
是我国科学家通过人工智能设计开发的一种锂离子电池补锂剂,其合成
r
原理如下:
实验步骤如下:
Ⅰ.向A中加入3.5gNaHCO、5.2gNa SO 和20.0mL蒸馏水,搅拌下逐滴加入2.1mL(3.3g)三氟甲磺酰氯
3 2 3
M =168.5
,有气泡产生(装置如图,夹持及加热装置省略)。80℃下反应3h后,减压蒸除溶剂得浅黄
r
色固体。
Ⅱ.向上述所得固体中加入10.0mL四氢呋喃(THF),充分搅拌后,加入无水Na SO ,振荡,抽滤、洗
2 4
涤。将所得滤液减压蒸除THF,得黏稠状固体。加入适量乙醇进行重结晶。
Ⅲ.将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0mLTHF加入圆底烧瓶中,搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸,析出白色
固体。抽滤、洗涤。
Ⅳ.将滤液转入圆底烧瓶中,加入2.0mL蒸馏水和过量LiOH。室温搅拌反应1h后,减压蒸除溶剂,得粗
产品。加入适量乙醇进行重结晶,得产品1.1g。
已知:THF是一种有机溶剂,与水任意比互溶。
回答下列问题:
(1)仪器A的名称为_______,冷凝管中冷却水应从_______(填“b”或“c”)口通入。
(2)步骤Ⅰ反应中有气泡产生,其主要成分为_______。
(3)步骤Ⅱ中第一次洗涤的目的是_______。
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学科网(北京)股份有限公司(4)步骤Ⅲ中发生反应的化学方程式为_______,判断加入浓盐酸已足量的方法为_______。
(5)步骤Ⅳ中加入蒸馏水的作用是_______。
(6)三氟甲基亚磺酸锂的产率为_______(列出计算式即可)。
【答案】(1) ①. 三颈烧瓶 ②. b
(2)二氧化碳 (3)将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中,提高产率
(4) ①. ②. 取少量上层清液于小试管中,
滴加浓盐酸,若无白色沉淀,则浓盐酸已足量
(5)作为溶剂,溶解后加快反应速率
(6)40%
【解析】
【分析】向A中加入3.5gNaHCO、5.2gNa SO 和20.0mL蒸馏水,搅拌下逐滴加入2.1mL(3.3g)三氟甲
3 2 3
磺酰氯
M =168.5
,生成了三氟甲基亚磺酸钠,硫酸钠和氯化氢,碳酸氢钠与氯化氢反应生成二氧化
r
碳,所以有气泡产生,80℃下反应3h后,减压蒸除溶剂得浅黄色固体。向上述所得固体中加入10.0mL四
氢呋喃(THF),充分搅拌后,加入无水Na SO ,可促进硫酸钠结晶析出,振荡,抽滤,除去硫酸钠,洗
2 4
涤可将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中,提高产率。将所得滤液减压蒸除THF,得黏稠状固
体。加入适量乙醇进行重结晶。将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0mLTHF加入圆底烧瓶中,搅拌溶解后逐滴
加入足量浓盐酸,发生的化学方程式为: ,析出白
色固体。抽滤、洗涤。将滤液转入圆底烧瓶中,加入2.0mL蒸馏水和过量LiOH,水可作为溶剂,溶解后
加快反应速率,室温搅拌反应1h后,减压蒸除溶剂,得粗产品。加入适量乙醇进行重结晶,得产品
1.1g,据此解答。
【小问1详解】
由图可知,A为三颈烧瓶,中间为冷凝管,为了提高冷凝效果,冷却水从b口通入,c口流出,故答案
为:三颈烧瓶;b;
【小问2详解】
向A中加入3.5gNaHCO、5.2gNa SO 和20.0mL蒸馏水,搅拌下逐滴加入2.1mL(3.3g)三氟甲磺酰氯
3 2 3
M =168.5
,生成了三氟甲基亚磺酸钠,硫酸钠和氯化氢,碳酸氢钠与氯化氢反应生成二氧化碳,所以
r
有气泡产生,故答案为:二氧化碳;
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学科网(北京)股份有限公司【小问3详解】
A中反应生成了三氟甲基亚磺酸钠,硫酸钠和氯化氢等,上述所得固体中加入10.0mL四氢呋喃(THF),充
分搅拌后,加入无水Na SO ,可促进硫酸钠结晶析出,振荡,抽滤除去硫酸钠等固体、洗涤,洗涤可将
2 4
吸附在滤渣上的产品尽可能全部转入滤液中,提高产率,故答案为:将吸附在滤渣上的产品尽可能全部转
入滤液中,提高产率;
【小问4详解】
由分析可知,将所得三氟甲基亚磺酸钠和3.0mLTHF加入圆底烧瓶中,搅拌溶解后逐滴加入足量浓盐酸,
发生的化学方程式为: ,析出白色固体,所以判断
加入盐酸已足量的方法为:取少量上层清液于小试管中,滴加浓盐酸,若无白色沉淀,则浓盐酸已足量,
故答案为: ;取少量上层清液于小试管中,滴加浓
盐酸,若无白色沉淀,则浓盐酸已足量;
【小问5详解】
将滤液转入圆底烧瓶中,加入2.0mL蒸馏水和过量LiOH,水可作为溶剂,溶解后加快反应速率,故答案
为:作为溶剂,溶解后加快反应速率;
【小问6详解】
已知向A中加入3.5gNaHCO、5.2gNa SO ,2.1mL(3.3g)三氟甲磺酰氯 M =168.5 ,三氟甲磺酰氯量
3 2 3 r
140´3.3 1.1g
不足,以三氟甲磺酰氯计算理论产量为: g=2.75g,氟甲基亚磺酸锂的产率为 ´100%
168 2.75g
=40%,故答案为:40%。
17. 我国科学家研发出一种乙醇(沸点78.5℃)绿色制氢新途径,并实现高附加值乙酸(沸点118℃)的生产,
主要反应为:
Ⅰ.C H OHg+H Og=2H g+CH COOHg ΔH K
2 5 2 2 3 1 p1
Ⅱ.C H OHg=CH CHOg+H g ΔH = +68.7kJ×mol-1
2 5 3 2 2
回答下列问题:
(1)乙醇可由秸秆生产,主要过程为
秸秆¾预¾处¾理®纤维素¾水¾解¾®_______¾发¾酵¾®乙醇
(2)对于反应Ⅰ:
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学科网(北京)股份有限公司①已知CH CHOg+H Og=H g+CH COOHg ΔH = -24.3kJ×mol-1则ΔH =_______
3 2 2 3 1
kJ×mol-1。
②一定温度下,下列叙述能说明恒容密闭容器中反应达到平衡状态的是_______(填标号)。
A.容器内的压强不再变化
B.混合气体的密度不再变化
C.CH COOH的体积分数不再变化
3
D.单位时间内生成1molH O,同时消耗2molH
2 2
③反应后从混合气体分离得到H ,最适宜的方法为_______。
2
(3)恒压100kPa下,向密闭容器中按nH O:nC H OH=9:1投料,产氢速率和产物的选择性随温
2 2 5
n(生成的乙酸)
度变化关系如图1,关键步骤中间体的能量变化如图2。[比如:乙酸选择性= ´100%]
n(转化的乙醇)
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为_______。
②由图中信息可知,乙酸可能是_______(填“产物1”“产物2”或“产物3”)。
③270℃时,若该密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸的选择性为80%,则
pCH COOH:pC H OH=_______,平衡常数K =_______kPa(列出计算式即可;用平衡分压代
3 2 5 p1
替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
【答案】(1)葡萄糖 (2) ①. +44.4 ②. AC ③. 降温冷凝后收集气体
0.72´100´1.622
(3) ①. 乙酸选择性最大且反应速率较快 ②. 产物1 ③. 36:5 ④.
0.1´8.28´10.9
【解析】
【小问1详解】
纤维素水解得到葡萄糖,葡萄糖发酵产生二氧化碳和乙醇;
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学科网(北京)股份有限公司【小问2详解】
①反应Ⅰ-反应Ⅱ得到“已知反应”,根据盖斯定律ΔH =ΔH+ΔH =-24.3kJ·mol-1+68.7 kJ·mol-1=+44.4 kJ·mol-1;
1 2
②恒温恒容下发生C H OHg+H Og=2H g+CH COOHg :
2 5 2 2 3
A.该反应是气体总物质的量增大的反应,容器内的压强不再变化,说明气体总物质的量不再改变,说明
反应达到平衡状态,A符合题意;
B.体积自始至终不变,气体总质量自始至终不变,则气体密度不是变量,混合气体的密度不再变化,不
能说明反应是否达到平衡状态,B不符合题意;
C.CH COOH的体积分数不再变化,说明其物质的量不再改变,反应已达平衡,C符合题意;
3
D.单位时间内生成1molH O,同时消耗2molH 均是逆反应速率,不能说明反应是否达到平衡状态,D
2 2
不符合题意;
答案选AC;
③可利用混合体系中各物质的沸点差异分离出氢气,最适宜的方法为降温冷凝后收集气体;
【小问3详解】
①由图1可知,反应Ⅰ最适宜的温度为270℃,原因为乙酸选择性最大且反应速率较快;
②由图2可知关键步骤中生成产物1的最大能垒为0.58eV,生成产物2的最大能垒为0.66eV,生成产物
3的最大能垒为0.81eV,图1中乙酸的选择性最大,说明相同条件下生成乙酸的反应速率最大,则乙酸可
能是产物1;
③设投料n(H O)=9mol,n(乙醇)=1mol,密闭容器中只发生反应Ⅰ、Ⅱ,平衡时乙醇的转化率为90%,乙酸
2
的选择性为80%,则平衡时生成的乙酸的物质的量=90%×80%×1=0.72mol,n (乙醇)=1mol×10%=0.1mol,
平
恒温恒压下,压强比=物质的量之比,故pCH COOH:pC H OH=0.72:0.1=36:5;列三段式
3 2 5
C H OHg+H Og=2H g+CH COOHg
2 5 2 2 3 、
Dn(mol) 0.72 0.72 1.44 0.72
C H OHg=H g+CH CHOg
2 5 2 3 ,则平衡时乙醇、H O(g)、氢气、乙酸、乙醛的物质的量
Dn(mol) 0.18 0.18 0.18 2
分别为0.1mol、8.28mol、1.62mol、0.72mol、0.18mol,气体总物质的量为
0.1mol+8.28mol+1.62mol+0.72mol+0.18mol=10.9mol,则
0.72 1.62 0.72 1.62
100kPa´ ´(100kPa´ )2 ´100´( )2
10.9 10.9 10.9 10.9
0.72´100´1.622
K = = = kPa。
p1 0.1 8.28 0.1 8.28 0.1´8.28´10.9
100kPa´ ´100kPa´ ´
10.9 10.9 10.9 10.9
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学科网(北京)股份有限公司18. 化合物L是某中药的活性成分。一种合成路线如下(略去部分试剂与反应条件,忽略立体化学)。
已知:在Ru(Ⅱ)的催化下,端烯烃 和 生烯烃复分解反应得到产物 。
回答下列问题:
(1)A中含氧官能团的名称为_______。
(2)对比C和D的结构,可以推知C和D的_______(填标号)不相同。
a.分子式 b.质谱图中的碎片峰 c.官能团
(3)D→F中另一产物的化学名称为_______。
(4)E发生加聚反应,产物的结构简式为_______。
(5)F→G的反应类型为_______。
(6)羰基具有较强的极性。I→J经历了加成和消去的过程,其中间体的结构简式为_______(填标号)。
a. b. c. d.
(7)K®L的化学方程式为_______。
(8)写出一种满足下列条件的L的同分异构体的结构简式_______(不考虑立体异构)。
①能与FeCl 发生显色反应;1mol该物质与足量NaOH溶液反应,消耗3molNaOH。
3
②核磁共振氢谱显示6组峰,且峰面积比为9:2:2:2:1:1。
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学科网(北京)股份有限公司③含有酯基和氨基(或取代的氨基,-NR''R''',R''和R'''可以是H或烃基)。
【答案】(1)醛基 (2)b
(3)乙烯 (4)
(5)氧化反应 (6)c
(7) (8) 或
或
【解析】
【分析】A发生取代反应生成B,B与 发生反应生成C,C发生反应生成D,D与E在Ru(Ⅱ)作
用下发生已知信息的反应生成F,F在SeO 作用下生成G,G比F多了一个氧原子,截个H的结构简式可
2
知,G的结构简式为 ,G发生还原反应生成H,H发生取代反应生成I,I中氨基与酮羰基
先发生加成反应,再发生消去反应生成J,J发生还原反应生成K,K发生取代反应生成L,据此解答。
【小问1详解】
由A结构简式可知,A中含氧官能团名称为醛基;
【小问2详解】
观察结构可知,C和D的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,其官能团也是相同的,排除a、c,两
种分子因结构差异导致断裂偏好不同,所形成的碎片种类或丰度显著不同,故其质谱图中碎片峰会不同,
故选b;
【小问3详解】
结合烯烃复分解反应规律可知,其另一种产物是乙烯;
【小问4详解】
E中含有碳碳双键,能发生加聚反应,产物的结构简式为 ;
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学科网(北京)股份有限公司【小问5详解】
K→G的反应是加氧的反应,反应类型是氧化反应;
【小问6详解】
I→J的反应为氨基和酮羰基的加成反应,形成七元环和羟基,得到的产物结构简式为 ,
随后,羟基发生消去反应,即可得到J,故选c;
【小问7详解】
K发生取代反应生成L,同时会生成甲醇,化学方程式为 ;
【小问8详解】
L结构简式为 ,分子中不饱和度为5,碳原子数为12,氧原子数为3,氮原子数为1,满足
下列条件:
① 能与FeCl 发生显色反应,说明其含有酚羟基,苯环占了4个不饱和度,说明其余结构还剩余1
3
个不饱和度,1mol该物质与足量氢氧化钠反应,消耗3molNaOH,则其结构中应含有酚羟基形成的
酯基,刚好消耗1个不饱和度,结构中含有氨基,且核磁共振氢谱为9:2:2:2:1:1,说明其含
有三个等效的甲基,其核磁共振氢谱没有出现3,说明不含有单独的甲基,满足条件的结构简式为
、 、
。
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