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全新题型4　半开放性设问题
研真题 明确考向
【真题】　(2023·广东卷)化学反应常伴随热效应。某些反应(如中和反应)的热量变化，其数值Q可通过量热装置测量反应前后体系温度变化，用公式Q＝cρV总·ΔT计算获得。
回答下列问题。
(1)盐酸浓度的测定：移取20.00 mL待测液，加入指示剂，用0.500 0 mol·L－1NaOH溶液滴定至终点，消耗NaOH溶液22.00 mL。
①上述滴定操作用到的仪器有________(填标号)。
②该盐酸浓度为________mol·L－1。
AD
0.550 0
(2)热量的测定：取上述NaOH溶液和盐酸各50 mL进行反应，测得反应前后体系的温度值(℃)分别为T0、T1，则该过程放出的热量为____________J(c和ρ分别取4.18 J·g－1·℃－1和1.0 g·mL－1，忽略水以外各物质吸收的热量，下同)。
418(T1－T0)
解析：由Q＝cρV总·ΔT可得Q＝4.18 J·g－1·℃－1×1.0 g·mL－1×(50 mL＋50 mL)×(T1－T0)＝418(T1－T0) J。
(3)借鉴(2)的方法，甲同学测量放热反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===FeSO4(aq)＋Cu(s)的焓变ΔH(忽略温度对焓变的影响，下同)。实验结果见表。
实验序号 反应试剂 体系温度/℃
反应前 反应后
ⅰ 0.20 mol·L－1CuSO4溶液100 mL 1.20 gFe粉 a b
ⅱ 0.56 gFe粉 a c
①温度：b________(填“>”“<”或“＝”)c。
②ΔH＝_______________________________________(选择表中一组数据计算)。结果表明，该方法可行。
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－20.9(b－a)kJ·mol－1[或－41.8(c－a)kJ·mol－1]
(4)乙同学也借鉴(2)的方法，测量反应A[Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)]的焓变。
查阅资料：配制Fe2(SO4)3溶液时需加入酸。加酸的目的是________________。
提出猜想：Fe粉与Fe2(SO4)3溶液混合，在反应A进行的过程中，可能存在Fe粉和酸的反应。
验证猜想：用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1；向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡冒出，说明存在反应A和_____________________________(用离子方程式表示)。
抑制Fe3+水解
Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑
实验小结：猜想成立，不能直接测反应A的焓变。
教师指导：鉴于以上问题，特别是气体生成带来的干扰，需要设计出实验过程中无气体生成的实验方案。
优化设计：乙同学根据相关原理，重新设计了优化的实验方案，获得了反应A的焓变。该方案为___________________________________
_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，计算得到反应Cu(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===CuSO4(aq)＋2FeSO4(aq)的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe(s)＋CuSO4(aq)===Cu(s)＋FeSO4(aq)的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应Fe(s)＋Fe2(SO4)3(aq)===3FeSO4(aq)的焓变为ΔH1＋ΔH2
解析：Fe3+易水解，为抑制Fe3+水解，在配制Fe2(SO4)3溶液时需加入硫酸。用pH试纸测得Fe2(SO4)3溶液的pH不大于1说明溶液中呈强酸性，向少量Fe2(SO4)3溶液中加入Fe粉，溶液颜色变浅的同时有气泡即氢气产生，说明溶液中还存在Fe与酸的反应，其离子方程式为Fe＋2H+===Fe2+＋H2↑。乙同学根据相关原理，重新设计优化的实验方案的重点为如何防止Fe与酸反应产生影响，可以借助盖斯定律，设计分步反应来实现Fe2(SO4)3溶液与Fe的反应，故可将一定量的Cu粉加入一定浓度的Fe2(SO4)3溶液中反应，测量反应热，
计算得到反应Cu＋Fe2(SO4)3===CuSO4＋2FeSO4的焓变ΔH1；根据(3)中实验计算得到反应Fe＋CuSO4===Cu＋FeSO4的焓变ΔH2；根据盖斯定律计算得到反应Fe＋Fe2(SO4)3===3FeSO4的焓变为ΔH1＋ΔH2。
(5)化学能可转化为热能，写出其在生产或生活中的一种应用：________________________________。
燃料燃烧(或铝热反应焊接铁轨等)
解析：化学能转化为热能在生产和生活中应用比较广泛，化石燃料的燃烧、炸药开山、发射火箭等都是化学能转化热能的应用，另外铝热反应焊接铁轨也是化学能转化热能的应用。
【高考动向】
近年来，随着新高考的改革，高考命题不断创新，其中半开放性设问成为高考化学命题的新趋势。高考常在实验题、有机合成题中设置半开放性设问。此类试题主要考查考生提取、利用已知信息解决具体问题的能力。
模拟练 提升考能
1.有机化合物I是一种镇痛药物的中间体，以苯酚和乙烯为原料合成I的合成路线如图所示。

(2)D→E反应的化学方程式为
____________________________________________。
(3)下列有关化合物H的说法正确的是________(填标号)。
A.H分子中含有手性碳原子
B．H分子中采取sp2杂化的碳原子与采取sp3杂化的碳原子数之比为16∶4
C．该分子能发生显色反应、氧化反应和消去反应
A
(4)芳香族化合物X为B的同分异构体，且核磁共振氢谱有4组峰，峰
面积之比为1∶1∶2∶6，则X的结构简式为_______________________
(写一种)，其名称为__________________________________。
2，6-二甲基苯酚(或3，5-二甲基苯酚)
(5)根据化合物 的结构特征，分析预测其可能的化学性质，补全表格中内容。
序号 反应试剂、条件 反应形成的新物质 反应类型
Ⅰ ①___________________
______________
②______________ 银镜反应(生成有机产物)
Ⅱ ③__________________ ④_________________________ 还原反应(生成有机产物)
新制的银氨溶液、水浴加热
H2，催化剂、加热
(6)以苯酚和 为原料(其他无机试剂任选)，利用B→C、
H→I的反应原理，合成化合物 ，基于你的合成路线，回答下列问题：
①从 出发，第一步反应的化学方程式为
_____________________________________(注明反应条件)。
②最后一步反应中，有机反应物为____________(写结构简式)，1 mol该物质分别与足量的浓溴水、H2反应，消耗Br2与H2的物质的量之比为________。
3∶5
2．利多卡因是一种用于局部麻醉及抗心律失常的药物，其合成路线如图所示。
回答下列问题。
(1)化合物A的名称是_______________(用系统命名法命名)。
(2)由B生成C和由D生成E的反应类型分别是________、
____________________。
(3)F的结构简式是_________________________。
1，3-二甲苯
还原反应
取代反应(或酯化反应)
(4)C与F反应生成G的化学方程式是
___________________________________________________________。
(5)若C分子中苯环加氢完全还原可得到环状化合物，则该环状化合物分子中含有手性碳原子的个数为________。
2
(6)芳香族化合物X是B的同分异构体，分子结构中含有氨基(—NH2)，且能与NaHCO3溶液反应的X共有________种；其中核磁共振氢谱显示有5组峰，且峰面积之比为2∶2∶2∶2∶1的结构简式是
___________________________________________________。
17
(7)结合题给合成路线中A→B及B→C的反应原理，以苯、CH3Cl和
CH3COCl为原料，无机试剂任选，合成 。
已知：① ；
② 基于你设计的合成路线，回答下列问题：
①最后一步反应中，有机反应物的结构简式为_______________。反
应的化学方程式为___________________________________。
②从苯出发，第三步反应的条件是______________。
Fe、HCl

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