【高考押题卷】2025届高考化学模拟预测卷四 全国甲卷(含解析)

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【高考押题卷】2025届高考化学模拟预测卷四 全国甲卷(含解析)

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2025届高考化学模拟预测押题卷(全国甲卷)
一.选择题(共14小题)
1.(2025 绵阳模拟)三星堆遗址出土的青铜面具是我国古代青铜文化的杰出代表之一,下列说法中错误的是(  )
A.青铜面具的制作材料青铜是一种合金,主要由铜和锡组成
B.绿色锈蚀层主要成分是碱式碳酸铜,其形成过程属于氧化还原反应
C.青铜面具在潮湿环境中比在干燥环境中更易发生电化学腐蚀
D.青铜面具可用盐酸洗去绿色锈蚀层,而里面的青铜不受影响
2.(2025 成都模拟)向30%双氧水中加入等体积的饱和NaOH溶液,混合均匀后通入氯气,产生氧气和红光。下列化学用语错误的是(  )
A.NaOH的电子式为
B.H2O2的结构式为H—O—O—H
C.16O的原子结构示意图为
D.生成氧气的反应为H2O2+Cl2═2HCl+O2
3.(2025春 成都期中)下列离子方程式书写正确的是(  )
A.氨气与氢氟酸反应:NH3+H+═
B.过量的铁与稀硝酸反应:Fe+4H+═Fe3++NO↑+2H2O
C.碳酸氢钾溶液与足量氢氧化钡溶液反应:Ba2++OH﹣═BaCO3↓+H2O
D.足量氨水吸收SO2尾气:SO2+2OH﹣═H2O
4.(2025 四川模拟)下列关于实验室突发事件或废弃物的处理方法合理的是(  )
A.制备金属镁的电解装置失火时,使用二氧化碳灭火器灭火
B.水银温度计摔碎后,可用手将水银捡起来
C.中学实验室中,未用完的钠、钾、白磷可放回原试剂瓶
D.碱液沾在皮肤上时,立即用大量的水冲洗,然后涂上10%的硫酸
5.(2025春 威远县校级期中)含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中Fe元素只发生了氧化反应,没有发生还原反应
D.该过程中总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
6.(2025 绵阳模拟)植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法正确的是(  )
A.与NaOH、NaHCO3溶液均能发生反应
B.酸性条件下的水解产物均可生成高聚物
C.消去反应产物最多有4种
D.分子中手性碳原子数为5
7.(2025 绵阳三模)下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是(  )
选项 实例 解释
A NH3能与HCl反应 N与H能形成氢键
B 苯甲酸的酸性强于苯酚 羟基极性:苯甲酸>苯酚
C 金刚石晶体中,原子未紧密堆积 共价键具有方向性和饱和性
D SiO2的熔点比CO2高很多 SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体
A.A B.B C.C D.D
8.(2025 射洪市校级三模)丙烯酸甲酯(CH2=CHCOOCH3)是一种重要的有机化工原料。工业利用CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯,反应机理如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.LnNi为该反应的催化剂
B.反应①中存在π键的断裂和σ键的生成
C.该历程总反应的原子利用率为100%
D.若将②中的CH3I换成CH3CHICH3,则可制备丙烯酸异丙酯
9.(2025春 成都期中)下列实验装置能达到实验目的的是(  )
A.探究SO2的漂白性
B.探究硝酸的氧化性
C.CO2的喷泉实验
D.实验室制取NH3
10.(2024 郫都区校级开学)某课题组为探究0.1mol L﹣1的FeCl3与Na2SO3溶液反应,进行了如下三个实验:
分析实验现象,下列说法中不合理的是(  )
A.实验一的红褐色液体可产生丁达尔效应
B.实验二说明Fe3+既发生了水解反应也被还原
C.实验三说明Fe3+发生了水解反应但未被还原
D.以上三个实验说明对Fe3+的水解无影响
11.(2025 绵阳三模)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M的原子核外电子有三种空间运动状态,X原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,Y的原子核外只有一个未成对电子,Z的次外层电子数是最外层电子数的四倍,Y的原子半径小于Z。下列说法正确的是(  )
A.第一电离能:X>Z
B.键角:XY3>MY3
C.单质熔点:Y>M
D.简单氢化物稳定性:X>Y
12.(2025 绵阳模拟)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.充电时,左边电极的电势低于右边
B.充电总反应:
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.放电时,若有0.2mol H+通过质子交换膜,则负极棒增重19.2g
13.(2025 绵阳模拟)室温下,向20.00mL0.1mol L﹣1H2A溶液中滴加0.1mol L﹣1NaOH溶液,测得pH与V(NaOH)、成的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.c(HA﹣)=c(A2﹣)时,V(NaOH)>20mL
B.的平衡常数K=105.3
C.M点溶液中:
D.N点溶液中:
14.(2025 绵阳模拟)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构,晶胞参数为anm;晶胞3中P处原子的分数坐标为(0,所有晶胞均为立方晶胞。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(  )
A.结构1钴硫化物中n(Co):n(S)=9:8
B.晶胞2中S的配位数是8
C.晶胞2对应晶体的密度
D.晶胞3中M的分数坐标为
二.工艺流程题(共1小题)
15.(2025 射洪市校级三模)以水钴矿(Co2O3 H2O,含少量Fe2O3、MgO、CaO)和辉铜矿(Cu2S,含少量SiO2、Fe2O3)为原料制取胆矾和单质钴。
已知:①常温下,Ksp(MgF2)=6.25×10﹣9,Ksp(CaSO4)=7.1×10﹣7,Ksp(CoCO3)=2.4×10﹣7;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
金属离子 Fe2+ Fe3+ Co2+ Cu2+
开始沉淀时(c=0.01mol L﹣1)的pH 7.5 2.7 7.6 4.7
完全沉淀时(c=10﹣5mol L﹣1)的pH 9.0 3.7 9.1 6.2
③萃取Cu2+的反应原理;Cu2++2HR CuR2+2H+;
④Mg、Ca、Fe、Co均能与强酸反应产生H2;氧化性:Co3+>Fe3+。
回答下列问题:
(1)Cu+价层电子的轨道表示式为     。
(2)“酸浸”过程硫元素价态变为+6价,写出“酸浸”过程中主要反应的化学方程式为:    。
(3)“滤渣1”的主要成分为     。
(4)常温下,“滤液1”中加“氧化铜”调pH不小于     ,“反萃取”步骤中加入的“试剂a”为     (填名称)。
(5)常温下,若“滤液2”中c(Mg2+)=0.015mol L﹣1(忽略溶液中极少量的Ca2+),除去2L“滤液2”中的Mg2+,至少需加入NaF固体的质量为     g(忽略溶液体积的变化,保留两位小数)。
(6)采用惰性电极电解CoCl2溶液、在无离子交换膜的条件下,不能用CoSO4溶液代替CoCl2溶液的理由是     。
(7)将制得的胆矾配成溶液,先加入足量氨水,得到深蓝色溶液,再通入SO2至弱酸性,生成白色沉淀。经仪器分析:白色沉淀含H、N,O、S、Cu五种元素,且Cu:N:S=1:4:1;所含Cu离子中无单电子;晶体的部分组成微粒的空间构型分别为三角锥形和正四面体形。则白色沉淀的化学式为     。
三.解答题(共3小题)
16.(2025 广安模拟)在“双碳”背景下,我国新能源产业迅速发展,硫酸镍的需求量也随之增加。某电解厂粗硫酸镍【主要含Ni(NH4)2(SO4)2 6H2O同时含有杂质Fe、Zn、Cu、Ca等元素的化合物】分离提纯的工艺流程如图:
已知:①25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10﹣38
②皂化:HR+NaOH NaR+H2O
转皂:2NaR+Ni2+ NiR2+2Na+
萃取除杂:NiR2+M2+ MR2+2Ni2+,式中M2+表示金属阳离子,HR为萃取剂。
③不同金属阳离子的萃取率与pH的关系如图所示。
根据以上信息回答下列问题:
(1)写出基态Ni的核外电子排布式     。
(2)已知气体A中含有SO2,Ni(NH4)2(SO4)2 6H2O“焙烧脱氨”反应的氧化产物为     。
(3)“氧化”控制温度在60C~70°℃的原因是     。
(4)“反萃取”加入的试剂X为     。
(5)萃取时,调节pH值在4左右进行萃取除杂,流程中“皂化”和“转皂”的目的是     。
(6)在一定条件下,用萃取剂萃取分离Ni2+时,经充分振荡分层后,有机层和水层中离子的物质的量浓度之比为2:9。现含有Ni2+的水溶液10mL,用5mL萃取剂萃取一次后,Ni2+的萃取率为     。
(已知:萃取率100%)
(7)在NaOH溶液中,NiSO4和Na2S2O8反应可制得镍氢碱性电池的正极材料NiO(OH),该反应的离子方程式为     。
17.(2025 四川校级二模)在医药工业中一种合成抗失眠药物W的合成路线如图:
已知:ⅰ.++HCl
ⅱ.++H2O
ⅲ.Ph—NH2+→(﹣Ph为苯基)
回答下列问题:
(1)CH2Cl2的名称为     ,B中官能团的名称为     ,反应③的反应类型是     。
(2)写出反应④的化学方程式:    。
(3)已知:W的分子式为C17H14O2N2FBr。写出W的结构简式:    。
(4)H分子比D分子多1个氧原子,则满足下列条件的H的结构有     种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示峰面积比为2:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为     (填一种)。
①含有两个苯环且苯环与苯环不直接相连;
②含有—NO2;
③含有手性碳原子,且该碳原子上不连接H原子。
(5)写出以、和为原料制备的合成路线流程图     (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
18.(2025 四川模拟)环己烯是工业常用的化工品,工业上通过催化重整将环己烷脱氢制备环己烯。根据所学知识,回答下列问题:
(1)1,6﹣己二硫醇[HS(CH2)6SH]在铜的作用下可制得环己烷。涉及的反应有:
Ⅰ.HS(CH2)6SH(g)+Cu(s) CuS(s)+CH3(CH2)5SH(g) ΔH1
Ⅱ.CH3(CH2)5SH(g)+Cu(s) CuS(s)+CH3(CH2)4CH3(g) ΔH2
Ⅲ.CH3(CH2)4CH3(g) C6H12(环己烷,g)+H2(g) ΔH3
已知:几种物质的燃烧热如表所示。
物质 C6H12(环己烷,g) CH3(CH2)4CH3(g) H2(g)
燃烧热/(kJ mol﹣1) ﹣3952.9 ﹣4192.1 ﹣285.8
则ΔH3=     kJ mol﹣1,反应Ⅲ在     (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,发生反应C6H12(环己烷,g) C6H10(环己烷,g)+H2(g) ΔH4>0。下列叙述错误的是     (填标号)。
A.气体平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态
B.平衡后再充入C6H12(环己烷,g),平衡正向移动,转化率增大
C.加入高效催化剂,单位时间内C6H10(环己烷,g)的产率可能会增大
D.增大固体催化剂的质量,一定能加快正、逆反应速率
(3)其他条件不变时,环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性(选择性)随温度的变化如图所示[发生的反应为(2)中的反应]。
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是     。
②随着温度升高,环己烯的选择性变化的原因可能是     。
(4)在723K、压强恒定为120kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,发生反应:C6H12(环己烷,g) C6H10(环己烷,g)+H2(g)。
①环己烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因是     。
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则环己烷分压的平均转化速率为     kPa min﹣1。
③该温度下,Kp=     。
2025届高考化学模拟预测押题卷(全国甲卷)
参考答案与试题解析
一.选择题(共14小题)
1.(2025 绵阳模拟)三星堆遗址出土的青铜面具是我国古代青铜文化的杰出代表之一,下列说法中错误的是(  )
A.青铜面具的制作材料青铜是一种合金,主要由铜和锡组成
B.绿色锈蚀层主要成分是碱式碳酸铜,其形成过程属于氧化还原反应
C.青铜面具在潮湿环境中比在干燥环境中更易发生电化学腐蚀
D.青铜面具可用盐酸洗去绿色锈蚀层,而里面的青铜不受影响
【答案】D
【分析】青铜主要由铜和锡组成,青铜表面的绿色锈蚀层主要成分是碱式碳酸铜,据此进行解答。
【解答】解:A.青铜是一种合金,主要由铜和锡组成,故A正确;
B.绿色锈蚀层主要成分是碱式碳酸铜,其形成过程中Cu元素一定发生变化,故是氧化还原反应,故B正确;
C.青铜面具在潮湿环境中比在干燥环境中更易发生电化学腐蚀,故C正确;
D.青铜中含有锡,可以和盐酸反应,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查物质的组成、性质及变化的相关知识,题目比较简单。
2.(2025 成都模拟)向30%双氧水中加入等体积的饱和NaOH溶液,混合均匀后通入氯气,产生氧气和红光。下列化学用语错误的是(  )
A.NaOH的电子式为
B.H2O2的结构式为H—O—O—H
C.16O的原子结构示意图为
D.生成氧气的反应为H2O2+Cl2═2HCl+O2
【答案】D
【分析】A.NaOH由Na+和OH﹣构成,O、H原子间共用1对电子对;
B.H2O2分子中含有O—H键和O—O键;
C.O原子的质子数和电子数均为8,核外电子分层排布;
D.生成的HCl继续与NaOH反应生成NaCl和H2O。
【解答】解:A.NaOH是离子化合物,由Na+和OH﹣构成,O、H原子间共用1对电子对,其电子式为,故A正确;
B.H2O2是共价化合物,分子中含有O—H键和O—O键,其结构式为H—O—O—H,故B正确;
C.16O是氧原子的一种核素,其质子数和电子数均为8,原子结构示意图为,故C正确;
D.生成氧气的反应为H2O2+2NaOH+Cl2═2NaCl+O2+2H2O,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查化学用语的正误判断,侧重规范答题能力和基础知识检测,明确常见化学用语概念及书写方法是解题关键,题目难度不大。
3.(2025春 成都期中)下列离子方程式书写正确的是(  )
A.氨气与氢氟酸反应:NH3+H+═
B.过量的铁与稀硝酸反应:Fe+4H+═Fe3++NO↑+2H2O
C.碳酸氢钾溶液与足量氢氧化钡溶液反应:Ba2++OH﹣═BaCO3↓+H2O
D.足量氨水吸收SO2尾气:SO2+2OH﹣═H2O
【答案】C
【分析】A.HF酸为弱酸;
B.过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水;
C.碳酸氢钾溶液与足量氢氧化钡溶液反应,碳酸氢钾完全反应;
D.足量氨水吸收SO2尾气生成亚硫酸铵和水。
【解答】解:A.HF酸为弱酸,氨气与氢氟酸反应的离子方程式:,故A错误;
B.过量的铁与稀硝酸反应生成硝酸亚铁、一氧化氮和水,反应的离子方程式:,故B错误;
C.碳酸氢钾溶液与足量氢氧化钡溶液反应,碳酸氢钾完全反应,反应的离子方程式:Ba2++OH﹣═BaCO3↓+H2O,故C正确;
D.足量氨水吸收SO2尾气:,故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查了离子方程式的正误判断,注意知识的熟练掌握,题目难度不大。
4.(2025 四川模拟)下列关于实验室突发事件或废弃物的处理方法合理的是(  )
A.制备金属镁的电解装置失火时,使用二氧化碳灭火器灭火
B.水银温度计摔碎后,可用手将水银捡起来
C.中学实验室中,未用完的钠、钾、白磷可放回原试剂瓶
D.碱液沾在皮肤上时,立即用大量的水冲洗,然后涂上10%的硫酸
【答案】C
【分析】A.金属镁燃烧时,会与CO2反应生成MgO和C;
B.水银(汞)有毒且易挥发,不能直接用手将水银捡起来;
C.易燃物如钠、钾、白磷等若随便丢弃易引起火灾;
D.碱沾到皮肤上时,应立即用大量的水冲洗,然后涂上1%硼酸。
【解答】解:A.金属镁燃烧时,会与CO2反应生成MgO和C,从而加剧火势,所以制备金属镁的电解装置失火时,不能使用二氧化碳灭火器灭火,故A错误;
B.水银温度计摔碎后,可用硫粉覆盖或专用工具收集,水银(汞)有毒且易挥发,不能直接用手将水银捡起来,故B错误;
C.易燃物如钠、钾、白磷等若随便丢弃易引起火灾,中学实验室中,未用完的钠、钾、白磷可放回原试剂瓶,故C正确;
D.碱沾到皮肤上时,应立即用大量的水冲洗,然后涂上1%硼酸,而不能用强酸(如10%的硫酸),故D错误;
故选:C。
【点评】本题考查环境保护,侧重考查基础知识的掌握情况,试题难度中等。
5.(2025春 威远县校级期中)含硫煤燃烧会产生大气污染物,为防治该污染,某工厂设计了新的治污方法,同时可得到化工产品,该工艺流程如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.图中涉及的反应之一为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O=2FeSO4+2H2SO4
B.该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2
C.该过程中Fe元素只发生了氧化反应,没有发生还原反应
D.该过程中总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4
【答案】C
【分析】根据工艺流程所示可知:该工艺中硫酸亚铁在硫酸溶液中被氧气氧化为硫酸铁,Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该步骤的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O2=FeSO4+2H2SO4,二式合并,则总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,据此分析解答。
【解答】解:A.据分析,Fe2(SO4)3和H2O吸收SO2生成FeSO4和H2SO4,该步骤的化学方程式为Fe2(SO4)3+SO2+2H2O2=FeSO4+2H2SO4,故A正确;
B.据分析,该反应过程中反应消耗SO2得到了硫酸,因此该工艺流程是除去煤燃烧时产生的SO2,防止大气污染,故B正确;
C.据分析,该过程中Fe2(SO4)3转变为FeSO4时,Fe元素化合价降低、发生了还原反应,FeSO4转变为Fe2(SO4)3时铁元素化合价升高、发生了氧化反应,故C错误;
D.据分析,该工艺的总反应为2SO2+O2+2H2O=2H2SO4,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查反应机理,侧重考查学生氧化还原的掌握情况,试题难度中等。
6.(2025 绵阳模拟)植物提取物阿魏萜宁具有抗菌活性,其结构简式如图所示。下列关于阿魏萜宁的说法正确的是(  )
A.与NaOH、NaHCO3溶液均能发生反应
B.酸性条件下的水解产物均可生成高聚物
C.消去反应产物最多有4种
D.分子中手性碳原子数为5
【答案】B
【分析】A.酚羟基和NaOH以1:1反应,和NaHCO3不反应;
B.该有机物酸性条件下水解生成、;
C.连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上都含有氢原子,且结构不对称;
D.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子。
【解答】解:A.该分子中酚羟基和NaOH以1:1反应,和NaHCO3不反应,故A错误;
B.该有机物酸性条件下水解生成、,前者能发生缩聚反应生成高分子,后者能发生加成反应、缩聚反应生成高分子,故B正确;
C.连接醇羟基的碳原子相邻碳原子上都含有氢原子,且结构不对称,该有机物发生消去反应可生成3种产物,故C错误;
D.连接4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,如图,有4个手性碳原子,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查有机物的结构和性质,侧重考查基础知识的灵活运用能力,明确官能团及其性质的关系是解本题关键,题目难度不大。
7.(2025 绵阳三模)下列对有关物质结构或性质的解释不合理的是(  )
选项 实例 解释
A NH3能与HCl反应 N与H能形成氢键
B 苯甲酸的酸性强于苯酚 羟基极性:苯甲酸>苯酚
C 金刚石晶体中,原子未紧密堆积 共价键具有方向性和饱和性
D SiO2的熔点比CO2高很多 SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【分析】A.NH3能与HCl反应是由于NH3中的N可与H+形成配位键;
B.羟基极性:苯甲酸>苯酚,因此苯甲酸的酸性强于苯酚;
C.共价键具有方向性和饱和性,因此金刚石晶体中,原子未紧密堆积;
D.SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体,因此SiO2的熔点比CO2高很多。
【解答】解:A.NH3能与HCl反应是由于NH3中的N可与H+形成配位键,故A错误;
B.羟基极性:苯甲酸>苯酚,因此苯甲酸的酸性强于苯酚,故B正确;
C.共价键具有方向性和饱和性,因此金刚石晶体中,原子未紧密堆积,故C正确;
D.SiO2为共价晶体,CO2为分子晶体,因此SiO2的熔点比CO2高很多,故D正确;
故选:A。
【点评】本题主要考查物质的性质和用途,为高频考点,题目难度不大。
8.(2025 射洪市校级三模)丙烯酸甲酯(CH2=CHCOOCH3)是一种重要的有机化工原料。工业利用CO2/C2H4耦合反应制备丙烯酸甲酯,反应机理如图所示,下列叙述错误的是(  )
A.LnNi为该反应的催化剂
B.反应①中存在π键的断裂和σ键的生成
C.该历程总反应的原子利用率为100%
D.若将②中的CH3I换成CH3CHICH3,则可制备丙烯酸异丙酯
【答案】C
【分析】A.LnNi在反应①中参与反应,在反应④后又重新生成;
B.反应①是LnNi与CO2、C2H4反应生成新的物质;
C.总反应除了生成丙烯酸甲酯外,还生成了HI,原子没有全部转化到目标产物中;
D.反应②中CH3I提供甲基(—CH3)参与反应生成丙烯酸甲酯,若将CH3I换成CH3CH2I,则会提供乙基(CH3CH2﹣)。
【解答】解:A.LnNi在反应①中参与反应,在反应④后又重新生成,LnNi为该反应的催化剂,故A正确;
B.反应①是LnNi与CO2、C2H4反应生成新的物质,CO2、C2H4中的π键会发生断裂,同时生成产物中的σ键,故B正确;
C.总反应除了生成丙烯酸甲酯外,还生成了HI,原子没有全部转化到目标产物中,原子利用率不为100%,故C错误;
D.反应②中CH3I提供甲基(—CH3)参与反应生成丙烯酸甲酯,若将CH3I换成CH3CH2I,则会提供乙基(CH3CH2﹣),从而可制备丙烯酸乙酯(CH2=CHCOOCH2CH3),故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查反应过程,侧重考查学生反应机理的掌握情况,试题难度中等。
9.(2025春 成都期中)下列实验装置能达到实验目的的是(  )
A.探究SO2的漂白性
B.探究硝酸的氧化性
C.CO2的喷泉实验
D.实验室制取NH3
【答案】B
【分析】A.二氧化硫为酸性氧化物,使紫色石蕊变红;
B.Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮,与稀硝酸反应生成NO;
C.标准状况下,CO2在水中溶解度不高;
D.氨气的密度比空气密度小。
【解答】解:A.二氧化硫为酸性氧化物,使紫色石蕊变红,SO2不能漂白酸碱指示剂,故A错误;
B.Cu与浓硝酸反应生成二氧化氮,与稀硝酸反应生成NO,可探究硝酸的氧化性,故B正确;
C.标准状况下,CO2在水中溶解度不高,无法产生喷泉现象,故C错误;
D.氨气的密度比空气密度小,收集NH3时,导管末端应插入收集气体的试管底部,橡胶塞应换成棉花,故D错误;
故选:B。
【点评】本题考查化学实验方案的评价,为高频考点,把握物质的性质、反应与现象、气体的制备、实验技能为解答的关键,侧重分析与实验能力的考查,注意元素化合物知识的应用,题目难度不大。
10.(2024 郫都区校级开学)某课题组为探究0.1mol L﹣1的FeCl3与Na2SO3溶液反应,进行了如下三个实验:
分析实验现象,下列说法中不合理的是(  )
A.实验一的红褐色液体可产生丁达尔效应
B.实验二说明Fe3+既发生了水解反应也被还原
C.实验三说明Fe3+发生了水解反应但未被还原
D.以上三个实验说明对Fe3+的水解无影响
【答案】D
【分析】A.加热FeCl3溶液,Fe3+水解生成氢氧化铁的胶体;
B.过量FeCl3溶液中滴加少量Na2SO3溶液,溶液变红褐色,说明Fe3+水解生成氢氧化铁胶体,再滴加铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀;
C.过量Na2SO3溶液中滴加少量FeCl3溶液,溶液变红褐色说明Fe3+水解生成氢氧化铁胶体;一份滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成,说明Fe3+未发生氧化还原反应生成Fe2+;另一份煮沸产生红褐色沉淀,说明发生了胶体的聚沉;
D.由BC分析可知,Fe3+均水解生成氢氧化铁胶体。
【解答】解:A.胶体可产生丁达尔效应,加热FeCl3溶液,Fe3+水解生成氢氧化铁的胶体,故A正确;
B.过量FeCl3溶液中滴加少量Na2SO3溶液,溶液变红褐色,生成氢氧化铁胶体,再滴加铁氰化钾溶液产生蓝色沉淀,说明Fe3+与发生氧化还原反应生成Fe2+,故B正确;
C.过量Na2SO3溶液中滴加少量FeCl3溶液,溶液变红褐色说明Fe3+水解生成氢氧化铁胶体;一份滴加铁氰化钾溶液,无蓝色沉淀生成,说明Fe3+未发生氧化还原反应生成Fe2+;另一份煮沸产生红褐色沉淀,说明发生了胶体的聚沉;整个过程说明Fe3+发生了水解反应,但没有发生还原反应,故C正确;
D.Fe3+均水解生成氢氧化铁胶体,说明对Fe3+的水解反应有促进作用,故D错误;
故选:D。
【点评】本题考查实验方案的设计,侧重考查学生无机实验的掌握情况,试题难度中等。
11.(2025 绵阳三模)M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M的原子核外电子有三种空间运动状态,X原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,Y的原子核外只有一个未成对电子,Z的次外层电子数是最外层电子数的四倍,Y的原子半径小于Z。下列说法正确的是(  )
A.第一电离能:X>Z
B.键角:XY3>MY3
C.单质熔点:Y>M
D.简单氢化物稳定性:X>Y
【答案】A
【分析】M、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期元素,M的原子核外电子有三种空间运动状态,其核外电子排布式为1s22s22p1,则M为B元素;Z的次外层电子数是最外层电子数的四倍,其核外电子排布式为1s22s22p63s2,则Z为Mg元素;X原子最高能级的不同轨道都有电子,并且自旋方向相同,其原子序数小于Mg,X原子的核外电子排布式为1s22s22p3,则X为N元素;Y的原子核外只有一个未成对电子,Y的原子半径小于Z,其核外电子排布式为1s22s22p5,则Y为F元素,以此分析解答。
【解答】解:根据分析可知,M为B元素,X为N元素,Y为F元素,Z为Mg元素;
A.Mg为金属元素,其第一电离能较小,则第一电离能:N>Mg,故A正确;
B.XY3、MY3分别为NF3、BF3,NF3的中心原子N的杂化轨道数为34,杂化方式为sp3,孤电子对数为1,其构型为三角锥形,BF3的中心原子B的杂化轨道数为33,杂化方式为sp2,无孤电子对,其构型为平面三角形,则键角:NF3<BF3,故B错误;
C.Y、M的单质分别为F2、B,F2属于分子晶体,熔点较低,B形成的晶体为共价晶体,熔点较高,则单质熔点:F2<B,故C错误;
D.非金属性:N<F,则简单氢化物稳定性:NH3<HF,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查原子结构与元素周期律,为高频考点,结合原子序数、原子结构来推断元素为解答关键,侧重分析与应用能力的考查,注意规律性知识的应用,题目难度不大。
12.(2025 绵阳模拟)某低成本储能电池原理如图所示。下列说法正确的是(  )
A.充电时,左边电极的电势低于右边
B.充电总反应:
C.放电时右侧H+通过质子交换膜移向左侧
D.放电时,若有0.2mol H+通过质子交换膜,则负极棒增重19.2g
【答案】A
【分析】该原电池工作时,Pb/PbSO4电极为负极,Pb失电子生成PbSO4,负极反应式为Pb﹣2e﹣PbSO4,多孔碳电极为正极,正极反应式为Fe3++e﹣=Fe2+,放电总反应为Pb2Fe3+═PbSO4+2Fe2+,充电时为电解池,原电池负极接电源负极、作阴极,正极接电源正极、作阳极,阴阳极电极反应式与负正极反应式相反,据此分析解答。
【解答】解:A.由上述分析可知,放电时Pb/PbSO4电极为负极,多孔碳电极为正极,充电时左边电极为阴极、右边多孔碳电极为阳极,则左边电极的电势低于右边,故A正确;
B.放电总反应为Pb2Fe3+═PbSO4+2Fe2+,充电时总反应为PbSO4+2Fe2+═Pb+2Fe3+,故B错误;
C.放电时阳离子移向正极,即左侧H+通过质子交换膜移向右侧,故C错误;
D.负极反应式为Pb﹣2e﹣PbSO4,放电时,若有0.2mol H+通过质子交换膜,则电路中转移电子0.2mol,负极棒增重9.6g,故D错误;
故选:A。
【点评】本题考查原电池工作原理,把握原电池工作原理,正确判断电极、书写电极反应式是解题关键,侧重基础知识检测和运用能力考查,题目难度不大。
13.(2025 绵阳模拟)室温下,向20.00mL0.1mol L﹣1H2A溶液中滴加0.1mol L﹣1NaOH溶液,测得pH与V(NaOH)、成的关系如图所示。下列说法错误的是(  )
A.c(HA﹣)=c(A2﹣)时,V(NaOH)>20mL
B.的平衡常数K=105.3
C.M点溶液中:
D.N点溶液中:
【答案】C
【分析】H2A的电离平衡常数Ka1c(H+)、Ka2c(H+),且Ka1>Ka2,当pH=0时c(H+)=1mol/L,Ka1=10﹣1.4、Ka1=10﹣6.7,图中M点溶质为NaHA,N点溶液中溶质为Na2A,滴定过程中溶液中存在的电荷守恒关系为c(H+)+c(Na+)=c(OH﹣)+c(HA﹣)+2c(A2﹣),据此分析解答。
【解答】解:A.由上述分析可知,Ka2c(H+)=10﹣6.7,c(HA﹣)=c(A2﹣)时c(H+)=10﹣6.7mol/L,pH=6.7,此时V(NaOH)>20mL,故A正确;
B.由上述分析可知,Ka1c(H+)=10﹣1.4、Ka2c(H+)=10﹣6.7,则H2A+A2﹣ 2HA﹣的平衡常数K105.3,故B正确;
C.M点溶液中溶质为NaHA,Ka1=10﹣1.4、Ka2=10﹣6.7,HA﹣水解常数Kh10﹣12.6<Ka2,即电离程度大于其水解程度,则M点溶液中c(HA﹣)>c(A2﹣)>c(H2A),故C错误;
D.N点溶液中溶质为Na2A,物料守恒关系为c(Na+)=2c(HA﹣)+2c(A2﹣)+2c(H2A),电荷守恒关系为c(H+)+c(Na+)=c(OH﹣)+c(HA﹣)+2c(A2﹣),则c(OH﹣)=c(H+)+c(HA﹣)+2c(H2A)>c(HA﹣)+2c(H2A),故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查酸碱混合溶液定性判断,侧重考查图象分析判断及计算能力,明确曲线与微粒关系、平衡常数的计算方法是解本题关键,题目难度中等。
14.(2025 绵阳模拟)某锂离子电池电极材料结构如图。结构1是钴硫化物晶胞的一部分,可代表其组成和结构;晶胞2是充电后的晶胞结构,晶胞参数为anm;晶胞3中P处原子的分数坐标为(0,所有晶胞均为立方晶胞。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法错误的是(  )
A.结构1钴硫化物中n(Co):n(S)=9:8
B.晶胞2中S的配位数是8
C.晶胞2对应晶体的密度
D.晶胞3中M的分数坐标为
【答案】C
【分析】A.均摊法计算结构1中Co、S原子数目,进而计算二者数目之比;
B.由图可知,晶胞中体心S周围有8个Li原子;
C.均摊法计算晶胞中Li、S原子数目,计算1mol晶胞质量、1mol晶胞体积,再根据密度计算;
D.P处于晶胞左侧面面心,P处原子的分数坐标为(0,,),则左、前、下顶角原子为坐标原点,由几何知识可知,M距离左侧面距离等于晶胞棱长的,到前平面、下底面的距离均为晶胞棱长的。
【解答】解:A.晶胞中,Co原子有4个处于内部、4个处于顶点,晶胞中Co原子数目为(4+4),而S原子有1个处于体心、另外12个处于棱心,则晶胞中S原子数目为(1+12),晶胞中Co原子、S原子数目之比为(4+4):(1+12)=9:8,故A正确;
B.由图可知,晶胞中体心S周围有8个Li原子,晶胞2中S的配位数是8,故B正确;
C.晶胞2中Li原子数目为8,S原子数目为4,1mol晶胞含有4mol Li2S,1mol晶胞质量为4mol×46g/mol=(4×46)g,1mol晶胞体积为(a×10﹣7cm)3×NA,则晶体密度g/cm3,故C错误;
D.P处于晶胞左侧面面心,P处原子的分数坐标为(0,,),则左、前、下顶角原子为坐标原点,由几何知识可知,M距离左侧面距离等于晶胞棱长的,到前平面、下底面的距离均为晶胞棱长的,则晶胞3中M的分数坐标为,故D正确;
故选:C。
【点评】本题考查晶胞计算,明确各原子在晶胞中的位置,掌握均摊法进行晶胞有关计算,需要学生具备扎实的基础、一定的空间想象能力、数学计算能力。
二.工艺流程题(共1小题)
15.(2025 射洪市校级三模)以水钴矿(Co2O3 H2O,含少量Fe2O3、MgO、CaO)和辉铜矿(Cu2S,含少量SiO2、Fe2O3)为原料制取胆矾和单质钴。
已知:①常温下,Ksp(MgF2)=6.25×10﹣9,Ksp(CaSO4)=7.1×10﹣7,Ksp(CoCO3)=2.4×10﹣7;
②部分阳离子以氢氧化物形式沉淀时溶液的pH见表:
金属离子 Fe2+ Fe3+ Co2+ Cu2+
开始沉淀时(c=0.01mol L﹣1)的pH 7.5 2.7 7.6 4.7
完全沉淀时(c=10﹣5mol L﹣1)的pH 9.0 3.7 9.1 6.2
③萃取Cu2+的反应原理;Cu2++2HR CuR2+2H+;
④Mg、Ca、Fe、Co均能与强酸反应产生H2;氧化性:Co3+>Fe3+。
回答下列问题:
(1)Cu+价层电子的轨道表示式为    。
(2)“酸浸”过程硫元素价态变为+6价,写出“酸浸”过程中主要反应的化学方程式为: Cu2S+5Co2O3 H2O+11H2SO4=2CuSO4+10CoSO4+16H2O  。
(3)“滤渣1”的主要成分为  SiO2、CaSO4  。
(4)常温下,“滤液1”中加“氧化铜”调pH不小于  3.7  ,“反萃取”步骤中加入的“试剂a”为  稀硫酸  (填名称)。
(5)常温下,若“滤液2”中c(Mg2+)=0.015mol L﹣1(忽略溶液中极少量的Ca2+),除去2L“滤液2”中的Mg2+,至少需加入NaF固体的质量为  4.62  g(忽略溶液体积的变化,保留两位小数)。
(6)采用惰性电极电解CoCl2溶液、在无离子交换膜的条件下,不能用CoSO4溶液代替CoCl2溶液的理由是  电解CoSO4溶液使溶液呈酸性,将生成的Co再次溶解,导致Co的产率降低  。
(7)将制得的胆矾配成溶液,先加入足量氨水,得到深蓝色溶液,再通入SO2至弱酸性,生成白色沉淀。经仪器分析:白色沉淀含H、N,O、S、Cu五种元素,且Cu:N:S=1:4:1;所含Cu离子中无单电子;晶体的部分组成微粒的空间构型分别为三角锥形和正四面体形。则白色沉淀的化学式为  NH4[Cu(NH3)3]SO4  。
【答案】(1);
(2)Cu2S+5Co2O3 H2O+11H2SO4=2CuSO4+10CoSO4+16H2O;
(3)SiO2、CaSO4;
(4)3.7;稀硫酸;
(5)4.62;
(6)电解CoSO4溶液使溶液呈酸性,将生成的Co再次溶解,导致Co的产率降低;
(7)NH4[Cu(NH3)3]SO4。
【分析】水钴矿(Co2O3 H2O,含Fe2O3、MgO、CaO)和辉铜矿(Cu2S,含SiO2、Fe2O3)加稀硫酸“酸浸”,Co3+氧化Cu2S生成硫酸根和Cu2+、Co2+,得含有Co2+、Fe3+、Cu2+、Mg2+、Ca2+的浸出液,SiO2不溶于酸、CaSO4微溶过滤得滤渣1,浸出液加氧化铜调节pH生成Fe(OH)3除铁,过滤,滤液1中加NaF生成MgF2、CaF2沉淀除Mg2+、Ca2+,过滤,则滤液2中含Cu2+、Co2+,加入萃取剂分液,Cu2+进入有机层,Co2+存在萃取余液中,萃取余液加碳酸钠生成碳酸钴晶体沉淀,过滤,碳酸钴晶体中加盐酸溶解得CoCl2溶液,电解CoCl2溶液得金属Co,有机层加试剂a反萃取,Cu2+重新进入水相,进一步得胆矾。
【解答】解:(1)Cu的价电子为3d104s1,Cu+价电子3d10,轨道表示式为,
故答案为:;
(2)“酸浸”过程硫元素价态变为+6价,Co2O3溶于酸得到Co3+,Co3+氧化Cu2S生成硫酸根和Cu2+、Co2+,根据氧化还原反应得失电子守恒和电荷守恒配平离子方程式为Cu2S+5Co2O3 H2O+11H2SO4=2CuSO4+10CoSO4+16H2O,
故答案为:Cu2S+5Co2O3 H2O+11H2SO4=2CuSO4+10CoSO4+16H2O;
(3)由分析可知,“滤渣1”的主要成分为SiO2、CaSO4,
故答案为:SiO2、CaSO4;
(4)浸出液加氧化铜调节pH生成Fe(OH)3除铁,根据表格数据,调pH不小于3.7;反萃取是将有机层中的Cu2+转化到水溶液中,根据反应Cu2++2HR CuR2+2H+,加酸能增大氢离子浓度有利于平衡逆向移动,可以将有机层中的Cu2+转化到水溶液中,考虑到不引入新杂质,试剂a为稀硫酸,
故答案为:3.7;稀硫酸;
(5)常温下,若“滤液2”中c(Mg2+)=0.015mol/L,由Ksp(MgF2)=6.25×10﹣9,Mg2+刚好除尽时溶液中c(F﹣)mol/L=2.5×10﹣2mol/L,则溶液中剩余F﹣物质的量为2.5×10﹣2mol/L×2L=0.05mol,与Mg2+沉淀的F﹣的物质的量为0.015mol/L×2L×2=0.06mol,至少需加入NaF固体的质量为(0.05+0.06)mol×(23+19)g/mol=4.62g,
故答案为:4.62;
(6)由已知④Co能与强酸反应产生H2,若用CoSO4溶液代替CoCl2溶液,H2O(OH﹣)阳极放电,溶液酸性增强,将生成的Co再次溶解,导致Co产率降低,
故答案为:电解CoSO4溶液使溶液呈酸性,将生成的Co再次溶解,导致Co的产率降低;
(7)白色沉淀晶体中分别呈三角锥和正四面体形两种离子,三角锥形离子为亚硫酸根离子,正四面体形离子为铵根,结合Cu:N:S=1:4:l推知白色沉淀的化学式:NH4[Cu(NH3)3]SO4,
故答案为:NH4[Cu(NH3)3]SO4。
【点评】本题主要考查制备实验方案的设计等,注意完成此题,可以从题干中抽取有用的信息,结合已有的知识进行解题。
三.解答题(共3小题)
16.(2025 广安模拟)在“双碳”背景下,我国新能源产业迅速发展,硫酸镍的需求量也随之增加。某电解厂粗硫酸镍【主要含Ni(NH4)2(SO4)2 6H2O同时含有杂质Fe、Zn、Cu、Ca等元素的化合物】分离提纯的工艺流程如图:
已知:①25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=4.0×10﹣38
②皂化:HR+NaOH NaR+H2O
转皂:2NaR+Ni2+ NiR2+2Na+
萃取除杂:NiR2+M2+ MR2+2Ni2+,式中M2+表示金属阳离子,HR为萃取剂。
③不同金属阳离子的萃取率与pH的关系如图所示。
根据以上信息回答下列问题:
(1)写出基态Ni的核外电子排布式  [Ar]3d84s2  。
(2)已知气体A中含有SO2,Ni(NH4)2(SO4)2 6H2O“焙烧脱氨”反应的氧化产物为  N2(氮气)  。
(3)“氧化”控制温度在60C~70°℃的原因是  温度过低,反应速率太慢,温度过高,双氧水受热分解  。
(4)“反萃取”加入的试剂X为  硫酸(或盐酸)  。
(5)萃取时,调节pH值在4左右进行萃取除杂,流程中“皂化”和“转皂”的目的是  回收Ni2+,提高其产率  。
(6)在一定条件下,用萃取剂萃取分离Ni2+时,经充分振荡分层后,有机层和水层中离子的物质的量浓度之比为2:9。现含有Ni2+的水溶液10mL,用5mL萃取剂萃取一次后,Ni2+的萃取率为  10%  。
(已知:萃取率100%)
(7)在NaOH溶液中,NiSO4和Na2S2O8反应可制得镍氢碱性电池的正极材料NiO(OH),该反应的离子方程式为  2Ni2++S26OH﹣=2NiO(OH)↓+22H2O  。
【答案】(1)[Ar]3d84s2;
(2)N2(氮气);
(3)温度过低,反应速率太慢,温度过高,双氧水受热分解;
(4)硫酸(或盐酸);
(5)回收Ni2+,提高其产率;
(6)10%;
(7)2Ni2++S26OH﹣=2NiO(OH)↓+22H2O。
【分析】粗硫酸镍主要含Ni(NH4)2(SO4)2 6H2O,同时含有杂质Fe、Zn、Cu、Ca等元素的化合物,焙烧脱氨,生成的气体A中含有SO2和N2(氮气),得到Ni、Fe、Zn、Cu、Ca的硫酸盐,加入水溶解后,继续加入双氧水,氧化亚铁离子,再加入Ni(OH)2,调节溶液的pH,使铁离子转化为Fe(OH)3沉淀,过滤除去,向滤液中加入萃取剂,使铜离子、锌离子进入有机相,Ni2+进入水相,将水溶液进行一系列操作,得到NiSO4 6H2O,据此分析作答。
【解答】解:(1)Ni的原子序数为28.基态Ni的核外电子排布式为[Ar]3d84s2,
故答案为:[Ar]3d84s2;
(2)已知气体A中含有SO2,即S元素化合价降低,根据化合价升降守恒,可知Ni(NH4)2(SO4)2 6H2O“焙烧脱氨”反应的氧化产物为N2(氮气),即N元素化合价升高,
故答案为:N2(氮气);
(3)“氧化”控制温度在60C~70°℃的原因是温度过低,反应速率太慢,温度过高,双氧水受热分解,
故答案为:温度过低,反应速率太慢,温度过高,双氧水受热分解;
(4)根据分析可知,“反萃取”加入的试剂X为硫酸(或盐酸),
故答案为:硫酸(或盐酸);
(5)萃取时,调节pH值在4左右进行萃取除杂,流程中“皂化”和“转皂”的目的是回收Ni2+,提高其产率,
故答案为:回收Ni2+,提高其产率;
(6)在一定条件下,用萃取剂萃取分离Ni2+时,经充分振荡分层后,有机层和水层中离子的物质的量浓度之比为2:9,设有机层中Ni2+的浓度为2cmol/L,则水层中Ni2+的浓度为9cmol/L,现含有Ni2+的水溶液10mL,用5mL萃取剂萃取一次后,Ni2+的萃取率10%,
故答案为:10%;
(7)在NaOH溶液中,NiSO4和Na2S2O8反应可制得镍氢碱性电池的正极材料NiO(OH),该反应的离子方程式为:2Ni2++S26OH﹣=2NiO(OH)↓+22H2O,
故答案为:2Ni2++S26OH﹣=2NiO(OH)↓+22H2O。
【点评】本题主要考查物质物质的分离与提纯,侧重考查学生对流程原理的理解,属于基本知识的考查,难度中等。
17.(2025 四川校级二模)在医药工业中一种合成抗失眠药物W的合成路线如图:
已知:ⅰ.++HCl
ⅱ.++H2O
ⅲ.Ph—NH2+→(﹣Ph为苯基)
回答下列问题:
(1)CH2Cl2的名称为  二氯甲烷  ,B中官能团的名称为  碳氟键、羧基  ,反应③的反应类型是  取代反应  。
(2)写出反应④的化学方程式:   。
(3)已知:W的分子式为C17H14O2N2FBr。写出W的结构简式:   。
(4)H分子比D分子多1个氧原子,则满足下列条件的H的结构有  9  种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱显示峰面积比为2:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为  或、  (填一种)。
①含有两个苯环且苯环与苯环不直接相连;
②含有—NO2;
③含有手性碳原子,且该碳原子上不连接H原子。
(5)写出以、和为原料制备的合成路线流程图    (无机试剂和有机溶剂任用,合成路线流程图示例见本题题干)。
【答案】(1)二氯甲烷;碳氟键、羧基;取代反应;
(2);
(3);
(4)9;或、;
(5)。
【分析】根据A的分子式,可知A的结构简式为:;由B的分子式、反应条件可知,A中甲基被氧化为—COOH生成B,故B为;由C→D的第一步反应条件,可知C→D的第一步发生信息(i)中反应,C中存在—COCl结构,对比B、C的分子式,可知B中—OH被氯原子替代生成C,故C为;对比C、D的结构,结合X的分子式,可推知X为;F发生信息(ii)中反应生成W,可以理解为—NH—先与羰基之间发生加成反应,然后羟基之间脱去(1分)子水成环,结合F的结构简式:可以推知W的结构简式为:,D与Y反应生成和HBr,发生取代反应,对比D与F的结构,则Y为。
【解答】解:(1)CH2Cl2的名称为二氯甲烷;B的结构简式为,官能团的名称为碳氟键、羧基;根据分析可知,C→D的第一步发生信息(i)中反应,发生取代反应,
故答案为:二氯甲烷;碳氟键、羧基;取代反应;
(2)反应④为和发生取代反应生成和HBr,反应的化学方程式为:,
故答案为:;
(3)由分析可知,W的结构简式为:,
故答案为:;
(4)D的结构简式为,H比其多一个O,满足的条件为①含有两个苯环且苯环与苯环不直接相连;②含有—NO2;③含有手性碳原子,且该碳原子上不连接H原子,同分异构体有:(溴原子共有3种位置);(氟原子共有3种位置);(硝基共有3种位置),所以共有9种同分异构体;其中其中核磁共振氢谱显示峰面积比为2:2:2:2:1的同分异构体的结构简式为或、,
故答案为:9;或、;
(5)以、和为原料制备,先用在SOCl2的作用下生成,再根据信息i的原理与苯胺反应得到,根据信息iii原理继续与得到,最后根据信息ii得到产品;流程可以表示为,
故答案为:。
【点评】本题考查有机推断,侧重考查学生有机基础知识验的掌握情况,试题难度中等。
18.(2025 四川模拟)环己烯是工业常用的化工品,工业上通过催化重整将环己烷脱氢制备环己烯。根据所学知识,回答下列问题:
(1)1,6﹣己二硫醇[HS(CH2)6SH]在铜的作用下可制得环己烷。涉及的反应有:
Ⅰ.HS(CH2)6SH(g)+Cu(s) CuS(s)+CH3(CH2)5SH(g) ΔH1
Ⅱ.CH3(CH2)5SH(g)+Cu(s) CuS(s)+CH3(CH2)4CH3(g) ΔH2
Ⅲ.CH3(CH2)4CH3(g) C6H12(环己烷,g)+H2(g) ΔH3
已知:几种物质的燃烧热如表所示。
物质 C6H12(环己烷,g) CH3(CH2)4CH3(g) H2(g)
燃烧热/(kJ mol﹣1) ﹣3952.9 ﹣4192.1 ﹣285.8
则ΔH3=  +46.6  kJ mol﹣1,反应Ⅲ在  高温  (填“高温”“低温”或“任意温度”)下能自发进行。
(2)在恒温恒容密闭容器中充入环己烷气体,发生反应C6H12(环己烷,g) C6H10(环己烷,g)+H2(g) ΔH4>0。下列叙述错误的是  BD  (填标号)。
A.气体平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态
B.平衡后再充入C6H12(环己烷,g),平衡正向移动,转化率增大
C.加入高效催化剂,单位时间内C6H10(环己烷,g)的产率可能会增大
D.增大固体催化剂的质量,一定能加快正、逆反应速率
(3)其他条件不变时,环己烷的平衡转化率和环己烯的选择性(选择性)随温度的变化如图所示[发生的反应为(2)中的反应]。
①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是  正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动  。
②随着温度升高,环己烯的选择性变化的原因可能是  环己烷裂解发生副反应,环己烯易发生聚合反应  。
(4)在723K、压强恒定为120kPa条件下,向反应器中充入氩气和环己烷的混合气体,发生反应:C6H12(环己烷,g) C6H10(环己烷,g)+H2(g)。
①环己烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因是  恒压条件下,增大Ar的物质的量,相当于减小压强,平衡正向移动  。
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,则环己烷分压的平均转化速率为  3.5  kPa min﹣1。
③该温度下,Kp=  80kPa  。
【答案】(1)+46.6;高温;
(2)BD;
(3)①正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动;
②环己烷裂解发生副反应,环己烯易发生聚合反应;
(4)①恒压条件下,增大Ar的物质的量,相当于减小压强,平衡正向移动;
②3.5;
③80kPa。
【分析】(1)由燃烧热数值可得:①C6H12(环己烷,g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=﹣3952.9kJ/mol;② ΔH=﹣4192.1kJ/mol;③ ΔH=﹣285.8 kJ/mol,由盖斯定律可知,②﹣(③+①)可得CH3(CH2)4CH3(g) C6H12(环己烷,g)+H2(g);
(2)A.该反应过程中气体总质量为定值,气体总物质的量增大,气体平均摩尔质量减小;
B.后再充入C6H12(环己烷,g),平衡正向移动;
C.加入高效催化剂,反应速率加快;
D.增大固体催化剂的质量;
(3)①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是正反应是吸热反应;
②随着温度升高,环己烯的选择性变化的原因可能是环己烷裂解发生副反应;
(4)①环己烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因是:恒压条件下,增大Ar的物质的量,相当于减小压强,平衡正向移动;
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,根据反应列出三段式可得:
起始时,环己烷的分压,平衡时;
③由②中数据可知,该温度下,80kPa。
【解答】解:(1)由燃烧热数值可得:①C6H12(环己烷,g)+9O2(g)=6CO2(g)+6H2O(l) ΔH=﹣3952.9kJ/mol;② ΔH=﹣4192.1kJ/mol;③ ΔH=﹣285.8 kJ/mol,由盖斯定律可知,②﹣(③+①)可得CH3(CH2)4CH3(g) C6H12(环己烷,g)+H2(g) ΔH3=﹣4192.1kJ/mol+285.8 kJ/mol+3952.9kJ/mol=+46.6 kJ/mol,该反应是气体体积增大得放热反应,ΔH3>0,ΔS>0,当ΔH﹣TΔS<0时,反应能够自发进行,则该反应在高温下能自发进行,
故答案为:+46.6;高温;
(2)A.该反应过程中气体总质量为定值,气体总物质的量增大,气体平均摩尔质量减小,气体平均摩尔质量不随时间变化时反应达到平衡状态,故A正确;
B.后再充入C6H12(环己烷,g),平衡正向移动,根据勒夏特列原理,转化率减小,故B错误;
C.加入高效催化剂,反应速率加快,若反应未达到平衡,单位时间内C6H10(环己烷,g)的产率可能会增大,故C正确;
D.增大固体催化剂的质量,若不能增大与反应物的接触面积则不一定能加快正、逆反应速率,故D错误;
故答案为:BD;
(3)①随着温度升高,环己烷平衡转化率增大的原因是正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动,
故答案为:正反应是吸热反应,升高温度,平衡正向移动;
②随着温度升高,环己烯的选择性变化的原因可能是环己烷裂解发生副反应,环己烯易发生聚合反应,
故答案为:环己烷裂解发生副反应,环己烯易发生聚合反应;
(4)①环己烷的平衡转化率随的增大而升高,其原因是:恒压条件下,增大Ar的物质的量,相当于减小压强,平衡正向移动,环己烷转化率增大,
故答案为:恒压条件下,增大Ar的物质的量,相当于减小压强,平衡正向移动;
②当时,达到平衡所需时间为20min,环己烷的平衡转化率为,根据反应列出三段式可得:
起始时,环己烷的分压,平衡时,则环己烷分压的平均转化速率为kPa min﹣1=3.5kPa min﹣1,
故答案为:3.5;
③由②中数据可知,该温度下,80kPa,
故答案为:80kPa。
【点评】本题考查化学平衡,侧重考查学生平衡移动的掌握情况,试题难度中等。
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