【精品解析】湖南省株洲市2025-2026学年高三上学期一模 化学试题

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湖南省株洲市2025-2026学年高三上学期一模 化学试题
1.化学与人类的生活密切相关。下列叙述错误的是
A.碳纳米管有相当高的强度和优良的导电性,可用于生产电池和传感器等
B.储氢合金是一类能够大量吸收,并与结合成金属氢化物的材料
C.橡胶硫化的过程中发生了化学变化
D.复方氢氧化铝片有杀菌消毒功能,可用于治疗胃病
【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;合金及其应用;药物的主要成分和疗效
【解析】【解答】A、碳纳米管具有高强度和优良导电性,可用于生产电池、传感器等器件,故 A 正确;
B、储氢合金能大量吸收氢气并结合生成金属氢化物,故 B 正确;
C、橡胶硫化过程中分子链间形成硫桥交联结构,属于化学变化,故 C 正确;
D、复方氢氧化铝片的作用是中和胃酸,不具备杀菌消毒功能,故 D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
碳纳米管兼具高强度与导电性,在电子器件领域有广泛应用;
储氢合金通过与氢气反应生成金属氢化物实现储氢;
橡胶硫化通过交联反应改变分子结构,属于化学变化;
氢氧化铝是抗酸药,仅能中和胃酸,无杀菌消毒作用。
2.关于实验安全下列说法错误的是
A.轻微烫伤时,可先用洁净的冷水处理,再涂上烫伤药膏
B.不慎将酸沾到皮肤上,应先用大量水冲洗再用3%~5%的NaOH冲洗
C.含有重金属离子的废水可利用沉淀法进行处理后再排放
D.钠在空气中燃烧的实验中涉及的图标含有
【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A、轻微烫伤时,先用洁净冷水冲洗降温,再涂抹烫伤药膏,处理方式正确,故 A 正确;
B、不慎将酸沾到皮肤上,应先用大量水冲洗,再用 3%~5% 的碳酸氢钠溶液冲洗,NaOH 溶液具有强腐蚀性,不能用于皮肤冲洗,故 B 错误;
C、含有重金属离子的废水,可通过沉淀法(如加碱、硫化钠等)将其转化为难溶物处理后再排放,故 C 正确;
D、钠在空气中燃烧的实验会用到坩埚,图中图标 为护目镜标志,实验中需要佩戴护目镜,故 D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
轻微烫伤的处理原则是降温止痛、防止感染;
酸沾皮肤时,不能用强碱中和,应选用弱碱性的碳酸氢钠溶液;
重金属离子废水处理常用沉淀法,将离子转化为沉淀去除;
钠燃烧实验需注意防护,护目镜是必备的安全防护用品之一。
3.下列有关化学用语使用错误的是
A.基态Ca原子的简化电子排布式:
B.氚的原子结构模型:
C.的电子式为
D.分子的VSEPR模型:
【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;原子结构示意图;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、基态Ca原子的电子排布式为,简化电子排布式为,故A正确;
B、氚原子 () 含1个质子、2个中子和1个核外电子,其原子结构模型符合图示,故B正确;
C、是离子化合物,电子式中需用方括号标出并标注电荷,正确形式应为 ,故C错误;
D、分子中O原子的价层电子对数为4(2个σ键+2对孤电子对),VSEPR模型为四面体形,与图示一致,故D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
基态原子简化电子排布式需用稀有气体符号表示内层电子;
原子结构模型需体现质子数、中子数和核外电子数;
离子化合物的电子式需正确标出阴阳离子的电荷与电子分布;
的VSEPR模型需根据价层电子对数判断,孤电子对会影响空间构型但不影响VSEPR模型。
4.下列相关原理、装置及操作正确的是
A.排出盛有AgNO3溶液滴定管尖嘴内的气泡 B.除去中的HCl
C.模拟“侯氏制碱法”制取,应先从a通入,后从b通入,c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉 D.铁钉镀锌
A.A B.B C.C D.D
【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;化学实验方案的评价;酸(碱)式滴定管的使用;电镀
【解析】【解答】A、AgNO3溶液呈酸性,应使用酸式滴定管,且图示排气泡操作错误,故 A 错误;
B、碱石灰会同时吸收 Cl2和 HCl,不能用于除去 Cl2中的 HCl,故 B 错误;
C、模拟侯氏制碱法时,NH3极易溶于水,应从 a 通入,但装置存在尾气处理缺陷,故 C 错误;
D、铁钉镀锌时,锌片作阳极,铁钉作阴极,ZnCl2溶液作电解液,装置正确,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
AgNO3溶液为酸性,需用酸式滴定管,排气泡操作需符合酸式滴定管的规范;
碱石灰会与 Cl2、HCl 都反应,不能作为除杂试剂;
NH3极易溶于水,通入时需防倒吸,且尾气需用酸处理;
电镀时镀层金属作阳极,镀件作阴极,电解液含镀层金属离子。
5.下列反应的方程式正确的是
A.用FeS除工业废水中的:
B.硫酸铜溶液中通入过量:
C.浓硝酸显黄色的原因:
D.1 mol HF溶液与足量NaOH溶液反应:
【答案】C
【知识点】中和热;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、FeS 难溶于水,不能拆成 S2-,反应应为 ,故 A 错误;
B、硫酸铜中通入过量 NH3,会生成铜氨络离子,不会得到 Cu(OH)2沉淀,正确的方程式为: ,故 B 错误;
C、浓硝酸在光照或加热条件下分解生成 NO2、O2和 H2O,NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色: ,故 C 正确;
D、HF 是弱酸,电离吸热,1mol HF 与 NaOH 反应放出的热量小于 57.3 kJ,且离子方程式中 HF 不能拆为 H+, 正确离子反应为HF + OH-= F-+ H2O,且ΔH = -57.3 kJ·mol-1 ,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
沉淀转化反应中,难溶物不能拆成离子形式;
过量氨水与铜离子反应会生成稳定的铜氨络离子;
浓硝酸分解产生的 NO2溶解在溶液中导致显黄色;
弱酸参与中和反应时,电离吸热,中和热数值小于强酸强碱中和热,且离子方程式中弱酸不能拆写。
6.“消洗灵”()是一种消毒原理类似“84消毒液”的高效低毒的消毒洗涤剂。实验室中制备的反应方程式为:,装置如图所示,下列说法正确的是
A.A中固体可以换成
B.每生成,则转移电子数
C.实验时应先打开,一段时间后再打开
D.滴加液体时,仪器a、b的上口玻璃塞必须打开
【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氯气的实验室制法;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、装置 A 中用 KMnO4和浓盐酸常温制 Cl2,若换为 MnO2,其与浓盐酸反应必须加热,装置无加热条件,无法实现,故 A 错误;
B、制备 1mol 消洗灵需要 1mol NaClO,而 NaClO 由 Cl2和 NaOH 歧化反应( Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O )生成,1mol Cl2反应仅转移 1mol 电子,因此生成 1mol 消洗灵转移电子数为 1NA,并非 2NA,故 B 错误;
C、实验需先打开 K1,通入 Cl2与装置 C 中的 NaOH 反应生成 NaClO 碱性溶液,待 NaClO 生成后,再打开 K2加入磷酸盐混合液进行后续反应,操作顺序合理,故 C 正确;
D、仪器 a 是恒压分液漏斗,支管可平衡内外气压,无需打开上口塞子即可顺利滴液;若打开反而会加剧浓盐酸挥发,污染环境且降低浓度,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
氯气制备条件差异:KMnO4与浓盐酸常温即可反应制 Cl2,MnO2与浓盐酸反应必须加热,装置无加热条件,无法替换;
电子转移计算逻辑:需追溯到中间产物 NaClO 的生成反应,Cl2与 NaOH 歧化反应中,1mol Cl2仅转移 1mol 电子,因此生成 1mol 目标产物对应转移 1mol 电子;
实验操作顺序:需先通入 Cl2与 NaOH 反应制备 NaClO 碱性溶液,再加入磷酸盐混合液进行合成,保证核心原料的有效性;
恒压分液漏斗使用原理:支管可平衡内外气压,无需打开上口玻璃塞,既能保证液体顺利滴下,又能减少浓盐酸挥发损耗与污染。
7.某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素,Z的单质为常见氧化剂。下列说法错误的是
A.最简单氢化物沸点:
B.键角:
C.Y的含氧酸不与酸性高锰酸钾反应
D.同周期所有元素中,第一电离能位于X、Z之间的元素有2种
【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质;判断简单分子或离子的构型;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、Q(F)的氢化物是 HF,Z(O)的氢化物是 H2O,两者分子间都能形成氢键。但 H2O 分子可形成的氢键数量更多,分子间作用力更强,因此沸点 H2O 远高于 HF,即沸点:Q 的氢化物<Z 的氢化物,A 正确;
B、YZ32-是碳酸根离子,中心碳原子采取 sp2 杂化,空间构型为平面三角形,键角约 120°;XQ4-是四氟合硼酸根离子,中心硼原子采取 sp3 杂化,空间构型为正四面体形,键角约 109°28',因此键角 YZ32->XQ4-,B 正确;
C、Y(C)的含氧酸并非都不与酸性高锰酸钾反应,比如草酸就具有较强的还原性,能被酸性高锰酸钾氧化为 CO2, C 错误;
D、X(B)和 Z(O)都位于第二周期,第二周期元素第一电离能的递变存在反常,顺序为 Li<B<Be<C<O<N<F<Ne,因此第一电离能介于 B 和 O 之间的元素有 Be 和 C 两种,D 正确;
故答案为:C。
【分析】题目给出 X、Y、Z、Q 为同周期且原子序数递增的元素,我们可以从成键特征和物质性质切入推断:Z 形成 2 个共价键且单质是常见氧化剂,说明它是O;Y 形成 4 个共价键,对应C;Q 只形成 1 个共价键且原子序数比氧大,是F;X 得 1 个电子后能形成 4 条共价键,说明它最外层有 3 个电子,原子序数比碳小,对应B。接下来结合这些元素的性质,对选项逐一分析判断。
8.对多酚物质的研究如图所示,以下说法正确的是
已知:多酚类化合物能发生烯醇式和酮式的互变异构:
A.甲的名称为1,3,5-三苯酚
B.O-H的极性:甲乙醇
C.的互变异构体为
D.可以发生加成、水解和消去反应
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A、甲的母体是苯酚,三个羟基位于苯环的 1、3、5 位,正确名称应为1,3,5 - 苯三酚,而非 “1,3,5 - 三苯酚”,故 A 错误;
B、甲中的羟基直接连在苯环上,受苯环吸电子效应影响,O-H 键极性更强(酸性也比乙醇强),因此 O-H 的极性:甲>乙醇,故 B 错误;
C、根据题给信息,多酚类可发生烯醇式 - 酮式互变异构,甲分子的三个烯醇式(羟基)可转化为酮式,生成 ,故 C 正确;
D、给出的有机物含氰基 (可加成、水解)和醚键,但没有可发生消去反应的 β-H,因此不能发生消去反应,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕酚类化合物的结构与性质展开,考查了有机物命名、键的极性比较、互变异构及反应类型判断。
有机物命名需注意母体选择,苯环上连多个羟基时,母体为 “苯三酚”;
酚羟基的 O-H 键极性受苯环影响,比醇羟基更强;
互变异构需结合题给信息,烯醇式结构可转化为酮式,注意原子守恒;
消去反应的发生条件是存在与官能团相连碳的邻位碳上有氢原子,该有机物不满足此条件。
9.金属Bi对全钒液流电池负极有催化作用,放电时负极反应分两步进行,其中一步为:,电池工作原理如图所示,下列有关说法错误的是
A.放电过程中从a极区向b极区移动
B.充电时,b极区的物质的量增大
C.充电时a极的电极电势小于b极
D.放电时另一步负极电极反应式:
【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;电解原理;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、放电时a极为负极,b极为正极,阳离子(H+)会向正极移动,即从a极区向b极区移动,故A正确;
B、充电时b极作为阳极,发生反应: ,消耗,因此b极区的物质的量减小,故B错误;
C、充电时a极为阴极,b极为阳极,阳极的电极电势高于阴极,故C正确;
D、放电时负极反应分两步,第一步生成:xV2++xH++Bi=BiHx+xV3+ ,第二步为 ,故D正确;
故答案为:B。
【分析】放电时,a极()为负极,发生氧化反应;b极()为正极,发生还原反应,阳离子向正极移动;充电时,原负极(a)作阴极,原正极(b)作阳极,阳极发生氧化反应消耗水;负极反应分两步进行,第一步为与、Bi生成和: xV2++xH++Bi=BiHx+xV3+ ,第二步为失电子再生为Bi和: BiHx xe-=xH++Bi ;
10.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
【知识点】化学键;配合物的成键情况
【解析】【解答】A、叶绿素是共价型配合物,结构中仅含共价键和配位键,不存在阴阳离子,因此无离子键;中心 Mg 原子与部分 N 原子通过配位键结合,故 A 错误;
B、镁元素在叶绿素中为 + 2 价,故 B 错误;
C、叶绿素分子整体极性弱,且含大量疏水的烃基结构,根据 “相似相溶” 原理,难溶于极性溶剂水,易溶于有机溶剂,故 C 错误;
D、卟啉环上的 N 原子是配位原子,在酸性环境中易与 H+结合,导致其孤电子对难以再与 Mg2+形成配位键,因此配位能力会减弱,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
叶绿素是共价化合物,只含共价键和配位键,不含离子键。
Mg 作为金属元素,在配合物中显 + 2 价,并非 0 价。
叶绿素分子极性较弱,根据 “相似相溶” 原理,难溶于水,易溶于有机溶剂。
在酸性环境中,卟啉中的 N 原子易与 H+结合,导致其配位能力减弱.
11.联氨()可用于镜面镀银,其原理为:(未配平)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中含键8
B.和晶体类型不同
C.溶液中的数目为0.01
D.标准状况下,每转移0.2电子则会生成约
【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;盐类水解的应用;晶体的定义;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、1个中,每个含3个键,加上2个配位键(也属于键),共含8个键,故1mol该离子含个键,A正确;
B、是离子晶体,是分子晶体,晶体类型不同,B正确;
C、溶液中,存在配位平衡,会微弱解离出,因此1 L 0.01 mol/L溶液中的数目远小于,C错误;
D、反应中被氧化为: ,每生成1 mol 转移4 mol电子,故转移电子时生成,标准状况下体积为,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
键计数:配位键也属于键,中包含配位键和内的N-H键,共8个键;
晶体类型判断:离子晶体(含离子键)与分子晶体(仅含共价键和分子间作用力)的区分,含离子键,为离子晶体;
配合物解离平衡:在溶液中会部分解离,导致游离浓度远低于配合物浓度;
氧化还原电子转移计算:根据的化合价变化(N从-2价升至0价,每分子失4e-),计算电子转移与产物物质的量的关系。
12.钪(Sc)是航空航天、超导材料领域的关键稀土金属。以钒钛磁铁矿中提取的为原料,采用钙热还原法制备高纯金属钪的核心工艺如下:
已知:的熔点为1402℃,Sc的熔点为1541℃
以下说法正确的是
A.“氟化”反应可以在石英坩埚中进行
B.流程中各步骤均应在惰性气体氛围中反应
C.Ca的沸点高于Sc
D.“热还原”温度高于1541℃有利于反应和分离
【答案】B
【知识点】金属冶炼的一般原理;蒸馏与分馏;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、“氟化” 反应中用到的 NH4HF2受热会产生 HF,HF 能与石英坩埚中的 SiO2反应,因此不能在石英坩埚中进行,故 A 错误;
B、流程中的 Sc、Ca 等金属易与空气中的氧气、氮气等发生反应,因此各步骤均需在惰性气体氛围中进行,防止氧化或氮化,故 B 正确;
C、流程中采用 “真空蒸钙” 分离 Ca 和 Sc,说明 Ca 的沸点低于 Sc,可通过蒸发 Ca 来提纯 Sc,故 C 错误;
D、Sc 的熔点为 1541℃,若温度高于 1541℃,Sc 会熔化,不利于后续的分离提纯,因此 “热还原” 温度应低于该温度,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】以 Sc2O3为原料,工艺分三步完成:首先在 300℃下用 NH4HF2氟化,生成 ScF3、NH4F 和 H2O;接着升温脱氨,得到无水 ScF3和 NH4F;再用 Ca 还原 ScF3制得粗钪,最后利用 Ca 与 Sc 的沸点差异(Ca 沸点更低),通过真空蒸钙、蒸钪提纯,得到高纯钪。整个流程中,Sc、Ca 等活泼金属易被氧化,且含氟试剂会腐蚀石英设备,需在惰性气体氛围中进行,同时通过控制温度实现杂质与产物的有效分离。
13.三苯基膦(L)为催化剂的基础原料,在国内石油化工中有广泛的用途。下列说法正确的是
A.L的空间结构为平面三角形
B.该过程中Pd(Ⅱ)的配位数均为4
C.三苯基膦配位能力弱于三丁基膦
D.用同位素标记的代替可得到DBr
【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、L 为三苯基膦(P(C6H5)3),中心 P 原子形成 3 个 σ 键,还有 1 对孤电子对,空间结构为三角锥形,不是平面三角形,故 A 错误;
B、观察催化循环中的 Pd(II) 配合物,部分结构中 Pd 的配位数为 3,并非所有 Pd(II) 的配位数都是 4,故 B 错误;
C、三苯基膦的苯基是吸电子基团,会降低 P 原子的电子云密度;而三丁基膦的丁基是给电子基团,会提高 P 原子的电子云密度。P 原子电子云密度越高,配位能力越强,因此三苯基膦的配位能力弱于三丁基膦,故 C 正确;
D、根据催化循环的反应机理, D原子没有脱离,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
价层电子对互斥理论:判断中心原子的价层电子对数,确定空间结构;
配合物配位数判断:结合催化循环中 Pd (II) 配合物的结构,分析配位数变化;
配体配位能力比较:根据取代基的电子效应(吸电子 / 给电子),比较 P 原子的电子云密度,电子云密度越高,配位能力越强;
催化循环机理分析:追踪同位素标记原子的去向,判断产物。
14.是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25℃时,某溶液中与的总和为c,随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:
下列叙述正确的是
A.水的电离程度:
B.时,
C.P点沉淀质量小于Q点沉淀质量
D.Q点:
【答案】B
【知识点】水的电离;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、M点pH=5.0,溶液中Cr3+浓度较高,Cr3+水解会显著促进水的电离;P点pH更高,Cr3+浓度降低,对水的电离促进作用减弱,因此水的电离程度:M > P,A错误;
B、pH=6.7时,先根据,计算;再结合可知,此时远小于该值,因此,B正确;
C、P点到Q点,溶液pH增大,两性氢氧化物Cr(OH)3逐渐溶解转化为,沉淀质量不断减少,因此P点沉淀质量大于Q点,C错误;
D、Q点的电荷守恒式为:,选项中遗漏了其他阳离子浓度项,D错误;
故答案为:B。
【分析】pH=5时,溶液中,则;由图可知,此时,说明溶液中铬元素的总浓度。结合反应及其平衡常数,可算出此时。由于该浓度远小于铬元素总浓度,因此可近似认为。再根据沉淀溶解平衡,计算溶度积。从分布来看,pH在5到6.7之间,铬元素主要以和沉淀形式存在;pH大于6.7后,随着溶液碱性增强,沉淀开始溶解,铬元素主要以和形式存在。
15.冰醋酸法是实验室制备乙酰苯胺的经典方案,核心原理为加热时苯胺与冰醋酸发生酰化反应,反应可逆,需通过回流促进反应发生。其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质 相对分 子质量 熔点 /℃ 沸点 /℃ 密度 溶解性
苯胺 93 184.0 1.02 微溶于水, 易溶于乙醇
乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水或乙醇互溶
乙酰 苯胺 135 114.3 304 1.21 微溶于冷水, 易溶于热水、乙醇
主要实验步骤:
①在圆底烧瓶中加入:9.3 g苯胺(苯胺易被氧化,实验前最好使用新蒸馏的苯胺)、15.0 mL冰醋酸、0.2 g锌粉。使反应液微沸回流,持续回流40~60分钟。
②停止加热,趁热将反应物以细流慢慢倒入盛有200 mL X的烧杯中,边倒边搅拌,防止局部过热导致产物结块。静置冷却至室温,析出晶体。
③将冷却后的混合物倒入布氏漏斗,进行抽滤,洗涤晶体2~3次,抽干后得到粗产物。
④进一步提纯乙酰苯胺粗品,得到8.84 g产品。
回答下列问题:
(1)装置Ⅰ中a的名称   。
(2)反应开始前,原料混合物中的氢键有N-H…N、O-H…O、   。
(3)锌粉的作用是:①代替沸石,防止暴沸;②   。
(4)步骤①中,温度计保持的最佳温度为   ℃。(填标号)
A.85 B.95 C.105 D.115
判断反应终点的依据是:当温度计示数开始明显大幅下降,未再次升高前,立即停止加热。这样判断的原因是   。
(5)步骤②中盛有的200 mL X,X是   (填“冷水”、“热水”或“乙醇”)。
(6)步骤④中进一步提纯乙酰苯胺粗品的方法是   。
(7)乙酰苯胺的产率为   (保留一位小数)。
【答案】(1)球形冷凝管
(2)N-H…O、O-H…N
(3)锌粉的作用是防止苯胺在反应过程中被氧化。
(4)C;当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出。
(5)冷水
(6)重结晶
(7)65.5%
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1) 装置Ⅰ中a的名称为球形冷凝管,
故答案为:球形冷凝管;
(2) 反应开始前,原料混合物中的氢键有N-H…N、O-H…O、N-H…O、O-H…N,
故答案为:N-H…O、O-H…N;
(3) 锌粉的作用是:①代替沸石,防止暴沸;②防止苯胺在反应过程中被氧化,
故答案为:防止苯胺在反应过程中被氧化;
(4) 步骤①中,回流温度保持的最佳温度为105℃,选C;判断反应终点的依据是:当温度计示数开始明显大幅下降,未再次升高前,立即停止加热,原因是当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出,
故答案为:C;当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出;
(5) 步骤②中盛有的200 mL X是冷水,
故答案为:冷水;
(6) 步骤④中进一步提纯乙酰苯胺粗品的方法是重结晶,
故答案为:重结晶;
(7) 9.3 g苯胺的物质的量为,理论上生成乙酰苯胺的物质的量为0.1 mol,理论质量为,产率为,
故答案为:65.5%。
【分析】本实验以苯胺和冰醋酸为原料,通过加热回流发生可逆酰化反应制备乙酰苯胺。反应前需用新蒸馏的苯胺以避免氧化,加入锌粉除防止暴沸外,还能保护苯胺不被氧化;反应过程中需控制温度在 105℃左右回流,既保证反应进行,又减少冰醋酸挥发损失;反应结束后趁热将反应液倒入冷水,利用乙酰苯胺在冷水中溶解度低的特性使其结晶析出;再经抽滤、冷水洗涤除去杂质,最后通过重结晶进一步提纯粗品,得到目标产物乙酰苯胺。
(1) 根据实验装置图中仪器的结构特征,识别出装置Ⅰ中a为球形冷凝管;
(2) 结合苯胺与乙酸的结构,分析分子间可形成的氢键类型;
(3) 结合苯胺易被氧化的性质,分析锌粉在反应中的作用;
(4) 根据冰醋酸的沸点和反应特点,选择合适的回流温度;结合反应中水分蒸出对温度的影响,分析反应终点的判断依据;
(5) 根据乙酰苯胺微溶于冷水、易溶于热水的溶解性特点,选择洗涤粗品的试剂;
(6) 根据乙酰苯胺的溶解性差异,选择重结晶作为提纯方法;
(7) 根据反应的化学计量关系,计算理论产量,再结合实际产量计算产率。
(1)装置Ⅰ中a为球形冷凝管;
(2)反应开始前,苯胺、冰醋酸中的氢键有N-H…N、O-H…O、N-H…O、O-H…N;
(3)苯胺易被氧化,锌粉的作用除了代替沸石,防止暴沸,还可以防止苯胺在反应过程中被氧化;
(4)回流需控制好温度,105℃比较适宜,不宜过高,超过110℃易导致冰醋酸大量挥发,降低产率,故选C;当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出;
(5)由于乙酰苯胺微溶于冷水,溶于热水,易溶于乙醇、乙醚,所以洗涤粗品最合适的试剂是用冷水洗,以减少因洗涤造成的损耗,则X为冷水;
(6)进一步提纯乙酰苯胺可采用重结晶的方法;
(7)9.3 g苯胺的物质的量为:,15.0 mL冰醋酸,其密度为1.05,其物质的量为:,二者按1:1反应,冰醋酸过量,则理论上生成乙酰苯胺的物质的量0.1 mol,其质量为:0.1 mol×135 g/mol=13.5 g,故乙酰苯胺的产率为:。
16.铼(Re)是一种具有极高战略价值的关键金属,在周期表中与Mn同族。以钼精矿(主要成分有、,还含有、、、等杂质)为原料制备高铼酸铵()和单质Re的工艺流程如图:
已知:①

回答下列问题:
(1)Re在周期表中位于第   族。
(2)“氧压碱浸”步骤中发生反应的化学方程式为   。
(3)“水相1”中的阴离子主要是和,“滤渣2”的成分是   ;“反萃取”时所用试剂X为   (填序号)。
A. B.氨水 C.HCl D.盐酸
(4)若向悬浊液中加稀硫酸或加NaOH溶液调节pH,、随pH变化如图所示,由图可知,表示的曲线是   。
(5)利用“还原”步骤中相关量可以确定Re的相对原子质量。某小组获得下列3组实验数据:
A.的质量、消耗的总量
B.Re的质量、消耗的总量
C.的质量、Re的质量
选择第   (填序号)组数据。
(6)已知铼的某种氧化物立方晶胞(晶胞参数为a nm)沿x、y、z轴方向投影均如下图所示,则Re在晶胞中的位置为   ;Re填在了O围成的   (填“四面体”“立体”或“八面体”)空隙中。
【答案】(1)ⅦB
(2)
(3)、;B
(4)a
(5)C
(6)顶点;八面体
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1) Re 与 Mn 同主族,在周期表中位于第 ⅦB 族,
故答案为:ⅦB;
(2) “氧压碱浸” 步骤中,ReS2与 O2、NaOH 反应生成 NaReO4、Na2SO4和 H2O,化学方程式为:
故答案为: ;
(3) “调酸” 时,溶液中的 Na[Al(OH)4]、Na2SiO3与 H2SO4反应生成 Al(OH)3、H2SiO3沉淀,故滤渣 2 的成分为 Al(OH)3、H2SiO3;根据已知反应,“反萃取” 需提供 NH4+,应选用氨水,故试剂 X 为 B,
故答案为:Al(OH)3、H2SiO3;B;
(4) NH4ReO4悬浊液中存在平衡:NH4+ + H2O NH3 H2O + H+,pH 增大时,NH4+水解平衡正向移动,c (NH4+) 减小,c (ReO4-) 基本不变,因此曲线 a 表示 ReO4-,
故答案为:a;
(5) 计算 Re 的相对原子质量,需知道 Re2O7的质量和 Re 的质量,可通过两者的质量差计算 O 的质量,进而计算 Re 的相对原子质量,故选择 C 组数据,
故答案为:C;
(6) 由晶胞投影图可知,Re 位于晶胞的顶点;O 原子构成面心立方结构,Re 填入了 O 围成的八面体空隙中,
故答案为:顶点;八面体。
【分析】本工艺以钼精矿为原料制备高铼酸铵和单质铼,流程如下:首先在氧压碱浸条件下,MoS2、ReS2与 O2、NaOH 反应转化为 NaMoO4、NaReO4,杂质 FeS2、Al2O3、SiO2等分别转化为 Fe2O3、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3等,过滤后得到含铼的滤液;接着用硫酸调 pH,使溶液中的 Na[Al(OH)4]、Na2SiO3转化为 Al(OH)3、H2SiO3沉淀除去,同时为后续萃取提供酸性环境;随后加入 R3N 萃取 ReO4-,再用氨水反萃取得到 NH4ReO4水溶液;除磷后经析晶得到 NH4ReO4,热解生成 Re2O7,最后用 H2还原得到单质铼。
(1) 根据元素周期表中同主族元素的位置关系,直接判断 Re 的族序数;
(2) 根据氧化还原反应的化合价升降守恒,配平 ReS2在氧压碱浸条件下的化学方程式;
(3) 结合调酸步骤中溶液成分的变化,判断生成的沉淀成分;根据萃取平衡的逆反应需求,选择合适的反萃取试剂;
(4) 结合 NH4+的水解平衡,分析 pH 变化对 NH4+和 ReO4-浓度的影响,判断对应的曲线;
(5) 结合还原步骤中氢气的作用,分析不同数据组合对计算 Re 相对原子质量的适用性;
(6) 根据晶胞投影图,判断 Re 原子的位置,并结合 O 原子的堆积方式,分析空隙类型。
(1)Re元素在周期表中与Mn同族,位于周期表第ⅦB族;
(2)“氧压碱浸”步骤中ReS2与氧气、氢氧化钠反应生成NaReO4、Na2SO4和H2O,发生反应的化学方程式为:;
(3)由分析可知,滤渣2为Al(OH)3、H2SiO3;由分析可知,“反萃取”时所用试剂X为氨水,故选B;
(4)NH4ReO4悬浊液中存在水解平衡:,随着pH不断增大,氢离子浓度逐渐减小,氢氧根离子浓度不断增大,促进铵根离子水解,则铵根离子浓度逐渐减小,曲线b为铵根离子浓度,则曲线a表示的浓度;
(5)A.实验中H2不仅用于还原Re2O7,还需要通H2排尽装置内空气,反应后还要通H2冷却产物,根据消耗氢气的总量和Re2O7的质量,不能计算Re的相对原子质量,A不符合题意;
B.实验中H2不仅用于还原Re2O7,还需要通H2排尽装置内空气,反应后还要通H2冷却产物,根据消耗氢气的总量和Re的质量,不能计算Re的相对原子质量,B不符合题意;
C.已知Re2O7的质量和生成Re的质量,可直接算出Re2O7中氧元素的质量,再通过氧的相对原子质量计算氧原子的物质的量,进而求出Re2O7的物质的量,再计算出Re2O7的摩尔质量,最终可计算出Re的相对原子质量,C符合题意;
故选C。
(6)由晶胞投影图可知,则Re在晶胞中的位置为顶点;从投影图可知,O原子构成面心立方结构,Re原子填在了O原子形成的八面体空隙中。
17.化合物G是一种治疗哮喘的药物,某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化):
请回答:
(1)化合物G中含氧官能团的名称是醚键和   。
(2)D→E的反应类型为   ,C的核磁共振氢谱有   组峰。
(3)C→D的反应中,NaH能将C转化为更易与反应的中间产物,其结构简式为   。
(4)E→F的化学方程式为   。
(5)以下说法不正确的是_______。
A.A的碱性比B强 B.B→C有键的断裂和形成
C.X苯环上的一溴代物有6种 D.E不能使酸性高锰酸钾褪色
(6)从整个过程看,A→B的目的是   。
(7)以2-丙醇、、为有机原料,设计化合物的合成路线   (用流程图表示,无机试剂任选)。
【答案】(1)酰胺基
(2)加成反应;6
(3)
(4)
(5)B;D
(6)保护氨基
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1) 化合物G中含氧官能团的名称是醚键和酰胺基,
故答案为:酰胺基;
(2) D→E的反应类型为加成反应;由C的结构简式可知,其分子中含有6种不同化学环境的氢原子,因此核磁共振氢谱有6组峰,故答案为:
加成反应;6;
(3) C→D的反应中,NaH作为强碱,会与C中的羟基氢发生反应,生成相应的钠盐,该中间产物的结构简式为:
故答案为: ;
(4) E在NaOH溶液中加热发生酯基的水解反应,生成F、碳酸钠和乙醇,化学方程式为:

故答案为:; ;
(5)A. 酯基是吸电子基团,会降低B中氮原子的电子云密度,导致其碱性减弱,因此A的碱性比B强,A正确;
B. B→C是羰基的还原反应,过程中存在C=O双键(π键)的断裂,但没有新的π键形成,B错误;
C. X的苯环上有6种不同化学环境的氢原子,因此其一溴代物有6种,C正确;
D. E中与苯环直接相连的烃基碳原子上含有氢原子,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,使溶液褪色,D错误;
故答案为:BD;
(6) 从整个合成路线看,A→B将氨基转化为酰胺基,后续步骤中又恢复为氨基,因此该步骤的目的是保护氨基,避免其在后续反应中发生副反应,
故答案为:保护氨基;
(7)可由和反应制得,可通过、CaC2和H2O反应制得,可通过的催化氧化制得,则化合物的合成路线为:。
【分析】该合成路线以哌啶酮衍生物 A 为起始原料,先与氯甲酸乙酯反应得到氨基被保护的 B;B 再与乙炔基负离子反应,在羰基上引入炔基生成叔醇 C;C 经 NaH 处理后与发生亲核取代,构建出醚结构 D;D 与乙炔发生加成反应,关环得到螺环结构 E;E 在碱性条件下水解脱去氨基保护基,得到中间体 F();最后 F 与X发生取代反应,得到目标药物分子 G。同时还生成了HCl,则X的结构简式是,以此解答。
(1) 直接观察化合物G的结构简式,识别其中的含氧官能团,除醚键外,另一个含氧官能团为酰胺基;
(2) 根据D和乙炔的反应特征,判断为碳碳三键的加成反应;分析C的分子结构,确定其对称性和不同化学环境氢原子的种类,得出核磁共振氢谱的峰组数;
(3) 根据NaH的强碱性,推断其与C中羟基反应生成钠盐的中间产物,该钠盐更易与炔基溴发生亲核取代反应;
(4) 结合酯的碱性水解反应规律,写出E在NaOH溶液中加热条件下的水解方程式,注意配平及产物的书写;
(5) 逐一分析选项:根据吸电子基团对氨基碱性的影响、B→C的反应过程、X的结构对称性、E与酸性高锰酸钾的反应性,判断各选项的正误;
(6) 结合A→B和后续步骤中氨基的变化,判断该步反应的目的是保护氨基,防止其在后续反应中被破坏;
(7) 采用逆推法,从目标产物倒推所需中间体,再设计由给定原料到各中间体的合成路线,合理利用已知反应条件和试剂。
(1)由化合物G的结构简式可知, 其含氧官能团为醚键和酰胺基;
(2)由分析可知,D和乙炔发生加成反应生成E;由C的结构简式可知,该有机物分子中含有6种不同环境的H,则核磁共振氢谱有6组峰;
(3)氢化钠与C中羟基H发生氧化还原反应生成,其更易与反应;
(4)由分析可知,E在NaOH溶液中发生水解反应生成F,其结构简式为,化学方程式为:;
(5)A.酯基为吸电子基团,则B中N原子上连有酯基,导致其电子云密度降低,则A的碱性性比B强,A正确;
B.B→C是还原反应,有C=O键断裂,C-O键形成,涉及π键的断裂,无π键的形成,B错误;
C.由X的结构简式可知,苯环上有6种不同环境的H,则其一溴代物有6种,C正确;
D.由E的结构简式可知,苯环能使与其直接相连的烃基C原子上的H原子变活泼,可被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾褪色,D错误;
故选BD;
(6)由A的结构简式可知,A中含氧官能团的名称是羰基,从整个过程看,A→B的过程中氨基转化为酰氨基,E→F的过程中酰氨基又转化为氨基,A→B的目的是:保护氨基;
(7)可由和反应制得,可通过、CaC2和H2O反应制得,可通过的催化氧化制得,则化合物的合成路线为:。
18.甲醇常用于溶剂、燃料和化工原料,具有许多重要的应用。
Ⅰ.装置Ⅰ为甲醇燃料电池。装置Ⅱ是一种以Ni-CuO为电催化剂,并将其与金属铝组装成的可充电电池,用于还原碱性污水中的为,电池放电时,水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。
回答下列问题:
(1)充电时,Ni-CuO电极上有生成,则此时装置Ⅱ总反应为________,其中Ni-CuO电极应连接装置Ⅰ中的电极________(填“A”或“B”)。
(2)放电时,装置Ⅱ的负极区pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果,发生如下反应:
反应i:
反应ii:
反应iii:
(3)反应ii能自发进行,符合该反应特点的图像是_______。
A. B.
C. D.
(4)不同压强下,和的起始物质的量比为,图甲和图乙表示的平衡转化率随温度升高的变化关系,或表示的平衡产率随温度升高的变化关系,如下图所示:
已知:的平衡转化率,
的平衡产率。
①图中纵坐标表示平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”),压强________(填“”或“”)。
②图乙中温度时,两条曲线几乎交于一点,分析原因________。
(5)某温度下,将和充入容积不变的2 L密闭容器中,若只发生反应iii,初总压为8 MPa,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表:
时间/h 1 2 3 4 5
0.92 0.85 0.79 0.75 0.75
①用表示前2 h的平均反应速率________。
②该条件下的分压平衡常数________(结果用分数表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
【答案】(1) B
(2) 减小
(3) A
(4) 乙 时,体系中以反应i为主,反应i前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响
(5) 0.075
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学平衡常数;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)充电时,Ni-CuO 电极上生成 O2,发生反应:,阴极反应为,此时装置Ⅱ总反应为。 Ni-CuO 电极作为阳极,应连接装置 Ⅰ 的正极 B。
故答案为:; B ;
(2)放电时,装置 Ⅱ 负极发生反应:Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-,消耗 OH-,导致负极区 pH 减小,故答案为:减小;
(3)反应ii的。根据盖斯定律,由反应i和iii可得,即反应ii是放热且熵减的反应。自发进行的条件是,由于反应ii且,在低温下,,反应自发;高温下,,反应非自发,故符合的图像为A。
故答案为:A;
(4)①反应 ii、iii 为放热反应,升高温度,CH3OH 平衡产率降低,故表示 CO2平衡转化率的是图乙;压强越大,平衡正向移动,转化率越高,故 P1 > P2;②T1温度时,体系中以反应 i 为主,反应 i 前后分子数相等,压强改变对平衡无影响,故两条曲线几乎交于一点,故答案为:乙;>;T1时,体系中以反应 i 为主,反应 i 前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响;
故答案为: 乙; ;时,体系中以反应i为主,反应i前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响

(5)①列三段式:
在反应2h后,总气体物质的量为,由表可知2h后,根据公式可知,,所以,这2h内共反应了0.3 mol,。
②由表可知平衡时,,

平衡时,。
故答案为: 0.075; ;
【分析】(1) 根据装置 Ⅱ 充电时的电极反应,写出总反应方程式;结合原电池阳离子移动方向判断正负极,确定阳极连接的电极;
(2) 分析装置 Ⅱ 放电时负极的反应,根据 OH-的消耗情况判断负极区 pH 的变化;
(3) 根据盖斯定律计算反应 ii 的焓变,结合熵变判断反应自发进行的条件,选择对应的图像;
(4) 根据温度和压强对不同反应平衡的影响,判断 CO2平衡转化率对应的图像及压强大小;分析高温下反应 i 占主导时压强对平衡的影响;
(5) ①利用恒温恒容下压强与物质的量的关系,计算反应的 CO2物质的量,进而计算反应速率;
②根据平衡时的压强和物质的量分数,计算各物质分压,代入分压平衡常数公式计算
1 / 1湖南省株洲市2025-2026学年高三上学期一模 化学试题
1.化学与人类的生活密切相关。下列叙述错误的是
A.碳纳米管有相当高的强度和优良的导电性,可用于生产电池和传感器等
B.储氢合金是一类能够大量吸收,并与结合成金属氢化物的材料
C.橡胶硫化的过程中发生了化学变化
D.复方氢氧化铝片有杀菌消毒功能,可用于治疗胃病
2.关于实验安全下列说法错误的是
A.轻微烫伤时,可先用洁净的冷水处理,再涂上烫伤药膏
B.不慎将酸沾到皮肤上,应先用大量水冲洗再用3%~5%的NaOH冲洗
C.含有重金属离子的废水可利用沉淀法进行处理后再排放
D.钠在空气中燃烧的实验中涉及的图标含有
3.下列有关化学用语使用错误的是
A.基态Ca原子的简化电子排布式:
B.氚的原子结构模型:
C.的电子式为
D.分子的VSEPR模型:
4.下列相关原理、装置及操作正确的是
A.排出盛有AgNO3溶液滴定管尖嘴内的气泡 B.除去中的HCl
C.模拟“侯氏制碱法”制取,应先从a通入,后从b通入,c中放蘸有稀硫酸的脱脂棉 D.铁钉镀锌
A.A B.B C.C D.D
5.下列反应的方程式正确的是
A.用FeS除工业废水中的:
B.硫酸铜溶液中通入过量:
C.浓硝酸显黄色的原因:
D.1 mol HF溶液与足量NaOH溶液反应:
6.“消洗灵”()是一种消毒原理类似“84消毒液”的高效低毒的消毒洗涤剂。实验室中制备的反应方程式为:,装置如图所示,下列说法正确的是
A.A中固体可以换成
B.每生成,则转移电子数
C.实验时应先打开,一段时间后再打开
D.滴加液体时,仪器a、b的上口玻璃塞必须打开
7.某电解质阴离子的结构如图。X、Y、Z、Q为原子序数依序增大的同周期元素,Z的单质为常见氧化剂。下列说法错误的是
A.最简单氢化物沸点:
B.键角:
C.Y的含氧酸不与酸性高锰酸钾反应
D.同周期所有元素中,第一电离能位于X、Z之间的元素有2种
8.对多酚物质的研究如图所示,以下说法正确的是
已知:多酚类化合物能发生烯醇式和酮式的互变异构:
A.甲的名称为1,3,5-三苯酚
B.O-H的极性:甲乙醇
C.的互变异构体为
D.可以发生加成、水解和消去反应
9.金属Bi对全钒液流电池负极有催化作用,放电时负极反应分两步进行,其中一步为:,电池工作原理如图所示,下列有关说法错误的是
A.放电过程中从a极区向b极区移动
B.充电时,b极区的物质的量增大
C.充电时a极的电极电势小于b极
D.放电时另一步负极电极反应式:
10.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
11.联氨()可用于镜面镀银,其原理为:(未配平)。设为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
A.中含键8
B.和晶体类型不同
C.溶液中的数目为0.01
D.标准状况下,每转移0.2电子则会生成约
12.钪(Sc)是航空航天、超导材料领域的关键稀土金属。以钒钛磁铁矿中提取的为原料,采用钙热还原法制备高纯金属钪的核心工艺如下:
已知:的熔点为1402℃,Sc的熔点为1541℃
以下说法正确的是
A.“氟化”反应可以在石英坩埚中进行
B.流程中各步骤均应在惰性气体氛围中反应
C.Ca的沸点高于Sc
D.“热还原”温度高于1541℃有利于反应和分离
13.三苯基膦(L)为催化剂的基础原料,在国内石油化工中有广泛的用途。下列说法正确的是
A.L的空间结构为平面三角形
B.该过程中Pd(Ⅱ)的配位数均为4
C.三苯基膦配位能力弱于三丁基膦
D.用同位素标记的代替可得到DBr
14.是两性氢氧化物,其沉淀分离的关键是控制溶液pH。25℃时,某溶液中与的总和为c,随pH的变化关系如图所示(忽略体积变化)。
已知:
下列叙述正确的是
A.水的电离程度:
B.时,
C.P点沉淀质量小于Q点沉淀质量
D.Q点:
15.冰醋酸法是实验室制备乙酰苯胺的经典方案,核心原理为加热时苯胺与冰醋酸发生酰化反应,反应可逆,需通过回流促进反应发生。其实验室制备原理如下:
相关信息如下:
物质 相对分 子质量 熔点 /℃ 沸点 /℃ 密度 溶解性
苯胺 93 184.0 1.02 微溶于水, 易溶于乙醇
乙酸 60 16.6 117.9 1.05 与水或乙醇互溶
乙酰 苯胺 135 114.3 304 1.21 微溶于冷水, 易溶于热水、乙醇
主要实验步骤:
①在圆底烧瓶中加入:9.3 g苯胺(苯胺易被氧化,实验前最好使用新蒸馏的苯胺)、15.0 mL冰醋酸、0.2 g锌粉。使反应液微沸回流,持续回流40~60分钟。
②停止加热,趁热将反应物以细流慢慢倒入盛有200 mL X的烧杯中,边倒边搅拌,防止局部过热导致产物结块。静置冷却至室温,析出晶体。
③将冷却后的混合物倒入布氏漏斗,进行抽滤,洗涤晶体2~3次,抽干后得到粗产物。
④进一步提纯乙酰苯胺粗品,得到8.84 g产品。
回答下列问题:
(1)装置Ⅰ中a的名称   。
(2)反应开始前,原料混合物中的氢键有N-H…N、O-H…O、   。
(3)锌粉的作用是:①代替沸石,防止暴沸;②   。
(4)步骤①中,温度计保持的最佳温度为   ℃。(填标号)
A.85 B.95 C.105 D.115
判断反应终点的依据是:当温度计示数开始明显大幅下降,未再次升高前,立即停止加热。这样判断的原因是   。
(5)步骤②中盛有的200 mL X,X是   (填“冷水”、“热水”或“乙醇”)。
(6)步骤④中进一步提纯乙酰苯胺粗品的方法是   。
(7)乙酰苯胺的产率为   (保留一位小数)。
16.铼(Re)是一种具有极高战略价值的关键金属,在周期表中与Mn同族。以钼精矿(主要成分有、,还含有、、、等杂质)为原料制备高铼酸铵()和单质Re的工艺流程如图:
已知:①

回答下列问题:
(1)Re在周期表中位于第   族。
(2)“氧压碱浸”步骤中发生反应的化学方程式为   。
(3)“水相1”中的阴离子主要是和,“滤渣2”的成分是   ;“反萃取”时所用试剂X为   (填序号)。
A. B.氨水 C.HCl D.盐酸
(4)若向悬浊液中加稀硫酸或加NaOH溶液调节pH,、随pH变化如图所示,由图可知,表示的曲线是   。
(5)利用“还原”步骤中相关量可以确定Re的相对原子质量。某小组获得下列3组实验数据:
A.的质量、消耗的总量
B.Re的质量、消耗的总量
C.的质量、Re的质量
选择第   (填序号)组数据。
(6)已知铼的某种氧化物立方晶胞(晶胞参数为a nm)沿x、y、z轴方向投影均如下图所示,则Re在晶胞中的位置为   ;Re填在了O围成的   (填“四面体”“立体”或“八面体”)空隙中。
17.化合物G是一种治疗哮喘的药物,某研究小组按以下路线合成该化合物(反应条件及试剂已简化):
请回答:
(1)化合物G中含氧官能团的名称是醚键和   。
(2)D→E的反应类型为   ,C的核磁共振氢谱有   组峰。
(3)C→D的反应中,NaH能将C转化为更易与反应的中间产物,其结构简式为   。
(4)E→F的化学方程式为   。
(5)以下说法不正确的是_______。
A.A的碱性比B强 B.B→C有键的断裂和形成
C.X苯环上的一溴代物有6种 D.E不能使酸性高锰酸钾褪色
(6)从整个过程看,A→B的目的是   。
(7)以2-丙醇、、为有机原料,设计化合物的合成路线   (用流程图表示,无机试剂任选)。
18.甲醇常用于溶剂、燃料和化工原料,具有许多重要的应用。
Ⅰ.装置Ⅰ为甲醇燃料电池。装置Ⅱ是一种以Ni-CuO为电催化剂,并将其与金属铝组装成的可充电电池,用于还原碱性污水中的为,电池放电时,水中的氢离子在电催化剂表面获得电子成为氢原子,氢原子再将吸附在电催化剂表面的逐步还原为。
回答下列问题:
(1)充电时,Ni-CuO电极上有生成,则此时装置Ⅱ总反应为________,其中Ni-CuO电极应连接装置Ⅰ中的电极________(填“A”或“B”)。
(2)放电时,装置Ⅱ的负极区pH将________(填“增大”、“减小”或“不变”)。
Ⅱ.稳定性加氢合成甲醇是“甲醇经济”理念下的一个重要成果,发生如下反应:
反应i:
反应ii:
反应iii:
(3)反应ii能自发进行,符合该反应特点的图像是_______。
A. B.
C. D.
(4)不同压强下,和的起始物质的量比为,图甲和图乙表示的平衡转化率随温度升高的变化关系,或表示的平衡产率随温度升高的变化关系,如下图所示:
已知:的平衡转化率,
的平衡产率。
①图中纵坐标表示平衡转化率的是图________(填“甲”或“乙”),压强________(填“”或“”)。
②图乙中温度时,两条曲线几乎交于一点,分析原因________。
(5)某温度下,将和充入容积不变的2 L密闭容器中,若只发生反应iii,初总压为8 MPa,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表:
时间/h 1 2 3 4 5
0.92 0.85 0.79 0.75 0.75
①用表示前2 h的平均反应速率________。
②该条件下的分压平衡常数________(结果用分数表示,用平衡分压代替平衡浓度计算,分压总压物质的量分数)。
答案解析部分
1.【答案】D
【知识点】物理变化与化学变化的区别与联系;合金及其应用;药物的主要成分和疗效
【解析】【解答】A、碳纳米管具有高强度和优良导电性,可用于生产电池、传感器等器件,故 A 正确;
B、储氢合金能大量吸收氢气并结合生成金属氢化物,故 B 正确;
C、橡胶硫化过程中分子链间形成硫桥交联结构,属于化学变化,故 C 正确;
D、复方氢氧化铝片的作用是中和胃酸,不具备杀菌消毒功能,故 D 错误;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
碳纳米管兼具高强度与导电性,在电子器件领域有广泛应用;
储氢合金通过与氢气反应生成金属氢化物实现储氢;
橡胶硫化通过交联反应改变分子结构,属于化学变化;
氢氧化铝是抗酸药,仅能中和胃酸,无杀菌消毒作用。
2.【答案】B
【知识点】化学实验安全及事故处理
【解析】【解答】A、轻微烫伤时,先用洁净冷水冲洗降温,再涂抹烫伤药膏,处理方式正确,故 A 正确;
B、不慎将酸沾到皮肤上,应先用大量水冲洗,再用 3%~5% 的碳酸氢钠溶液冲洗,NaOH 溶液具有强腐蚀性,不能用于皮肤冲洗,故 B 错误;
C、含有重金属离子的废水,可通过沉淀法(如加碱、硫化钠等)将其转化为难溶物处理后再排放,故 C 正确;
D、钠在空气中燃烧的实验会用到坩埚,图中图标 为护目镜标志,实验中需要佩戴护目镜,故 D 正确;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
轻微烫伤的处理原则是降温止痛、防止感染;
酸沾皮肤时,不能用强碱中和,应选用弱碱性的碳酸氢钠溶液;
重金属离子废水处理常用沉淀法,将离子转化为沉淀去除;
钠燃烧实验需注意防护,护目镜是必备的安全防护用品之一。
3.【答案】C
【知识点】原子核外电子排布;判断简单分子或离子的构型;原子结构示意图;电子式、化学式或化学符号及名称的综合
【解析】【解答】A、基态Ca原子的电子排布式为,简化电子排布式为,故A正确;
B、氚原子 () 含1个质子、2个中子和1个核外电子,其原子结构模型符合图示,故B正确;
C、是离子化合物,电子式中需用方括号标出并标注电荷,正确形式应为 ,故C错误;
D、分子中O原子的价层电子对数为4(2个σ键+2对孤电子对),VSEPR模型为四面体形,与图示一致,故D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
基态原子简化电子排布式需用稀有气体符号表示内层电子;
原子结构模型需体现质子数、中子数和核外电子数;
离子化合物的电子式需正确标出阴阳离子的电荷与电子分布;
的VSEPR模型需根据价层电子对数判断,孤电子对会影响空间构型但不影响VSEPR模型。
4.【答案】D
【知识点】盐类水解的应用;化学实验方案的评价;酸(碱)式滴定管的使用;电镀
【解析】【解答】A、AgNO3溶液呈酸性,应使用酸式滴定管,且图示排气泡操作错误,故 A 错误;
B、碱石灰会同时吸收 Cl2和 HCl,不能用于除去 Cl2中的 HCl,故 B 错误;
C、模拟侯氏制碱法时,NH3极易溶于水,应从 a 通入,但装置存在尾气处理缺陷,故 C 错误;
D、铁钉镀锌时,锌片作阳极,铁钉作阴极,ZnCl2溶液作电解液,装置正确,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
AgNO3溶液为酸性,需用酸式滴定管,排气泡操作需符合酸式滴定管的规范;
碱石灰会与 Cl2、HCl 都反应,不能作为除杂试剂;
NH3极易溶于水,通入时需防倒吸,且尾气需用酸处理;
电镀时镀层金属作阳极,镀件作阴极,电解液含镀层金属离子。
5.【答案】C
【知识点】中和热;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子方程式的书写
【解析】【解答】A、FeS 难溶于水,不能拆成 S2-,反应应为 ,故 A 错误;
B、硫酸铜中通入过量 NH3,会生成铜氨络离子,不会得到 Cu(OH)2沉淀,正确的方程式为: ,故 B 错误;
C、浓硝酸在光照或加热条件下分解生成 NO2、O2和 H2O,NO2溶于浓硝酸使溶液显黄色: ,故 C 正确;
D、HF 是弱酸,电离吸热,1mol HF 与 NaOH 反应放出的热量小于 57.3 kJ,且离子方程式中 HF 不能拆为 H+, 正确离子反应为HF + OH-= F-+ H2O,且ΔH = -57.3 kJ·mol-1 ,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
沉淀转化反应中,难溶物不能拆成离子形式;
过量氨水与铜离子反应会生成稳定的铜氨络离子;
浓硝酸分解产生的 NO2溶解在溶液中导致显黄色;
弱酸参与中和反应时,电离吸热,中和热数值小于强酸强碱中和热,且离子方程式中弱酸不能拆写。
6.【答案】C
【知识点】氧化还原反应;氯气的实验室制法;氧化还原反应的电子转移数目计算
【解析】【解答】A、装置 A 中用 KMnO4和浓盐酸常温制 Cl2,若换为 MnO2,其与浓盐酸反应必须加热,装置无加热条件,无法实现,故 A 错误;
B、制备 1mol 消洗灵需要 1mol NaClO,而 NaClO 由 Cl2和 NaOH 歧化反应( Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O )生成,1mol Cl2反应仅转移 1mol 电子,因此生成 1mol 消洗灵转移电子数为 1NA,并非 2NA,故 B 错误;
C、实验需先打开 K1,通入 Cl2与装置 C 中的 NaOH 反应生成 NaClO 碱性溶液,待 NaClO 生成后,再打开 K2加入磷酸盐混合液进行后续反应,操作顺序合理,故 C 正确;
D、仪器 a 是恒压分液漏斗,支管可平衡内外气压,无需打开上口塞子即可顺利滴液;若打开反而会加剧浓盐酸挥发,污染环境且降低浓度,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
氯气制备条件差异:KMnO4与浓盐酸常温即可反应制 Cl2,MnO2与浓盐酸反应必须加热,装置无加热条件,无法替换;
电子转移计算逻辑:需追溯到中间产物 NaClO 的生成反应,Cl2与 NaOH 歧化反应中,1mol Cl2仅转移 1mol 电子,因此生成 1mol 目标产物对应转移 1mol 电子;
实验操作顺序:需先通入 Cl2与 NaOH 反应制备 NaClO 碱性溶液,再加入磷酸盐混合液进行合成,保证核心原料的有效性;
恒压分液漏斗使用原理:支管可平衡内外气压,无需打开上口玻璃塞,既能保证液体顺利滴下,又能减少浓盐酸挥发损耗与污染。
7.【答案】C
【知识点】元素电离能、电负性的含义及应用;原子结构与元素的性质;判断简单分子或离子的构型;氢键的存在对物质性质的影响
【解析】【解答】A、Q(F)的氢化物是 HF,Z(O)的氢化物是 H2O,两者分子间都能形成氢键。但 H2O 分子可形成的氢键数量更多,分子间作用力更强,因此沸点 H2O 远高于 HF,即沸点:Q 的氢化物<Z 的氢化物,A 正确;
B、YZ32-是碳酸根离子,中心碳原子采取 sp2 杂化,空间构型为平面三角形,键角约 120°;XQ4-是四氟合硼酸根离子,中心硼原子采取 sp3 杂化,空间构型为正四面体形,键角约 109°28',因此键角 YZ32->XQ4-,B 正确;
C、Y(C)的含氧酸并非都不与酸性高锰酸钾反应,比如草酸就具有较强的还原性,能被酸性高锰酸钾氧化为 CO2, C 错误;
D、X(B)和 Z(O)都位于第二周期,第二周期元素第一电离能的递变存在反常,顺序为 Li<B<Be<C<O<N<F<Ne,因此第一电离能介于 B 和 O 之间的元素有 Be 和 C 两种,D 正确;
故答案为:C。
【分析】题目给出 X、Y、Z、Q 为同周期且原子序数递增的元素,我们可以从成键特征和物质性质切入推断:Z 形成 2 个共价键且单质是常见氧化剂,说明它是O;Y 形成 4 个共价键,对应C;Q 只形成 1 个共价键且原子序数比氧大,是F;X 得 1 个电子后能形成 4 条共价键,说明它最外层有 3 个电子,原子序数比碳小,对应B。接下来结合这些元素的性质,对选项逐一分析判断。
8.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;有机化合物的命名;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】A、甲的母体是苯酚,三个羟基位于苯环的 1、3、5 位,正确名称应为1,3,5 - 苯三酚,而非 “1,3,5 - 三苯酚”,故 A 错误;
B、甲中的羟基直接连在苯环上,受苯环吸电子效应影响,O-H 键极性更强(酸性也比乙醇强),因此 O-H 的极性:甲>乙醇,故 B 错误;
C、根据题给信息,多酚类可发生烯醇式 - 酮式互变异构,甲分子的三个烯醇式(羟基)可转化为酮式,生成 ,故 C 正确;
D、给出的有机物含氰基 (可加成、水解)和醚键,但没有可发生消去反应的 β-H,因此不能发生消去反应,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题围绕酚类化合物的结构与性质展开,考查了有机物命名、键的极性比较、互变异构及反应类型判断。
有机物命名需注意母体选择,苯环上连多个羟基时,母体为 “苯三酚”;
酚羟基的 O-H 键极性受苯环影响,比醇羟基更强;
互变异构需结合题给信息,烯醇式结构可转化为酮式,注意原子守恒;
消去反应的发生条件是存在与官能团相连碳的邻位碳上有氢原子,该有机物不满足此条件。
9.【答案】B
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学电源新型电池;电解原理;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】A、放电时a极为负极,b极为正极,阳离子(H+)会向正极移动,即从a极区向b极区移动,故A正确;
B、充电时b极作为阳极,发生反应: ,消耗,因此b极区的物质的量减小,故B错误;
C、充电时a极为阴极,b极为阳极,阳极的电极电势高于阴极,故C正确;
D、放电时负极反应分两步,第一步生成:xV2++xH++Bi=BiHx+xV3+ ,第二步为 ,故D正确;
故答案为:B。
【分析】放电时,a极()为负极,发生氧化反应;b极()为正极,发生还原反应,阳离子向正极移动;充电时,原负极(a)作阴极,原正极(b)作阳极,阳极发生氧化反应消耗水;负极反应分两步进行,第一步为与、Bi生成和: xV2++xH++Bi=BiHx+xV3+ ,第二步为失电子再生为Bi和: BiHx xe-=xH++Bi ;
10.【答案】D
【知识点】化学键;配合物的成键情况
【解析】【解答】A、叶绿素是共价型配合物,结构中仅含共价键和配位键,不存在阴阳离子,因此无离子键;中心 Mg 原子与部分 N 原子通过配位键结合,故 A 错误;
B、镁元素在叶绿素中为 + 2 价,故 B 错误;
C、叶绿素分子整体极性弱,且含大量疏水的烃基结构,根据 “相似相溶” 原理,难溶于极性溶剂水,易溶于有机溶剂,故 C 错误;
D、卟啉环上的 N 原子是配位原子,在酸性环境中易与 H+结合,导致其孤电子对难以再与 Mg2+形成配位键,因此配位能力会减弱,故 D 正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
叶绿素是共价化合物,只含共价键和配位键,不含离子键。
Mg 作为金属元素,在配合物中显 + 2 价,并非 0 价。
叶绿素分子极性较弱,根据 “相似相溶” 原理,难溶于水,易溶于有机溶剂。
在酸性环境中,卟啉中的 N 原子易与 H+结合,导致其配位能力减弱.
11.【答案】C
【知识点】共价键的形成及共价键的主要类型;盐类水解的应用;晶体的定义;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、1个中,每个含3个键,加上2个配位键(也属于键),共含8个键,故1mol该离子含个键,A正确;
B、是离子晶体,是分子晶体,晶体类型不同,B正确;
C、溶液中,存在配位平衡,会微弱解离出,因此1 L 0.01 mol/L溶液中的数目远小于,C错误;
D、反应中被氧化为: ,每生成1 mol 转移4 mol电子,故转移电子时生成,标准状况下体积为,D正确;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
键计数:配位键也属于键,中包含配位键和内的N-H键,共8个键;
晶体类型判断:离子晶体(含离子键)与分子晶体(仅含共价键和分子间作用力)的区分,含离子键,为离子晶体;
配合物解离平衡:在溶液中会部分解离,导致游离浓度远低于配合物浓度;
氧化还原电子转移计算:根据的化合价变化(N从-2价升至0价,每分子失4e-),计算电子转移与产物物质的量的关系。
12.【答案】B
【知识点】金属冶炼的一般原理;蒸馏与分馏;物质的分离与提纯
【解析】【解答】A、“氟化” 反应中用到的 NH4HF2受热会产生 HF,HF 能与石英坩埚中的 SiO2反应,因此不能在石英坩埚中进行,故 A 错误;
B、流程中的 Sc、Ca 等金属易与空气中的氧气、氮气等发生反应,因此各步骤均需在惰性气体氛围中进行,防止氧化或氮化,故 B 正确;
C、流程中采用 “真空蒸钙” 分离 Ca 和 Sc,说明 Ca 的沸点低于 Sc,可通过蒸发 Ca 来提纯 Sc,故 C 错误;
D、Sc 的熔点为 1541℃,若温度高于 1541℃,Sc 会熔化,不利于后续的分离提纯,因此 “热还原” 温度应低于该温度,故 D 错误;
故答案为:B。
【分析】以 Sc2O3为原料,工艺分三步完成:首先在 300℃下用 NH4HF2氟化,生成 ScF3、NH4F 和 H2O;接着升温脱氨,得到无水 ScF3和 NH4F;再用 Ca 还原 ScF3制得粗钪,最后利用 Ca 与 Sc 的沸点差异(Ca 沸点更低),通过真空蒸钙、蒸钪提纯,得到高纯钪。整个流程中,Sc、Ca 等活泼金属易被氧化,且含氟试剂会腐蚀石英设备,需在惰性气体氛围中进行,同时通过控制温度实现杂质与产物的有效分离。
13.【答案】C
【知识点】配合物的成键情况;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、L 为三苯基膦(P(C6H5)3),中心 P 原子形成 3 个 σ 键,还有 1 对孤电子对,空间结构为三角锥形,不是平面三角形,故 A 错误;
B、观察催化循环中的 Pd(II) 配合物,部分结构中 Pd 的配位数为 3,并非所有 Pd(II) 的配位数都是 4,故 B 错误;
C、三苯基膦的苯基是吸电子基团,会降低 P 原子的电子云密度;而三丁基膦的丁基是给电子基团,会提高 P 原子的电子云密度。P 原子电子云密度越高,配位能力越强,因此三苯基膦的配位能力弱于三丁基膦,故 C 正确;
D、根据催化循环的反应机理, D原子没有脱离,故 D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
价层电子对互斥理论:判断中心原子的价层电子对数,确定空间结构;
配合物配位数判断:结合催化循环中 Pd (II) 配合物的结构,分析配位数变化;
配体配位能力比较:根据取代基的电子效应(吸电子 / 给电子),比较 P 原子的电子云密度,电子云密度越高,配位能力越强;
催化循环机理分析:追踪同位素标记原子的去向,判断产物。
14.【答案】B
【知识点】水的电离;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质
【解析】【解答】A、M点pH=5.0,溶液中Cr3+浓度较高,Cr3+水解会显著促进水的电离;P点pH更高,Cr3+浓度降低,对水的电离促进作用减弱,因此水的电离程度:M > P,A错误;
B、pH=6.7时,先根据,计算;再结合可知,此时远小于该值,因此,B正确;
C、P点到Q点,溶液pH增大,两性氢氧化物Cr(OH)3逐渐溶解转化为,沉淀质量不断减少,因此P点沉淀质量大于Q点,C错误;
D、Q点的电荷守恒式为:,选项中遗漏了其他阳离子浓度项,D错误;
故答案为:B。
【分析】pH=5时,溶液中,则;由图可知,此时,说明溶液中铬元素的总浓度。结合反应及其平衡常数,可算出此时。由于该浓度远小于铬元素总浓度,因此可近似认为。再根据沉淀溶解平衡,计算溶度积。从分布来看,pH在5到6.7之间,铬元素主要以和沉淀形式存在;pH大于6.7后,随着溶液碱性增强,沉淀开始溶解,铬元素主要以和形式存在。
15.【答案】(1)球形冷凝管
(2)N-H…O、O-H…N
(3)锌粉的作用是防止苯胺在反应过程中被氧化。
(4)C;当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出。
(5)冷水
(6)重结晶
(7)65.5%
【知识点】氢键的存在对物质性质的影响;制备实验方案的设计
【解析】【解答】(1) 装置Ⅰ中a的名称为球形冷凝管,
故答案为:球形冷凝管;
(2) 反应开始前,原料混合物中的氢键有N-H…N、O-H…O、N-H…O、O-H…N,
故答案为:N-H…O、O-H…N;
(3) 锌粉的作用是:①代替沸石,防止暴沸;②防止苯胺在反应过程中被氧化,
故答案为:防止苯胺在反应过程中被氧化;
(4) 步骤①中,回流温度保持的最佳温度为105℃,选C;判断反应终点的依据是:当温度计示数开始明显大幅下降,未再次升高前,立即停止加热,原因是当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出,
故答案为:C;当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出;
(5) 步骤②中盛有的200 mL X是冷水,
故答案为:冷水;
(6) 步骤④中进一步提纯乙酰苯胺粗品的方法是重结晶,
故答案为:重结晶;
(7) 9.3 g苯胺的物质的量为,理论上生成乙酰苯胺的物质的量为0.1 mol,理论质量为,产率为,
故答案为:65.5%。
【分析】本实验以苯胺和冰醋酸为原料,通过加热回流发生可逆酰化反应制备乙酰苯胺。反应前需用新蒸馏的苯胺以避免氧化,加入锌粉除防止暴沸外,还能保护苯胺不被氧化;反应过程中需控制温度在 105℃左右回流,既保证反应进行,又减少冰醋酸挥发损失;反应结束后趁热将反应液倒入冷水,利用乙酰苯胺在冷水中溶解度低的特性使其结晶析出;再经抽滤、冷水洗涤除去杂质,最后通过重结晶进一步提纯粗品,得到目标产物乙酰苯胺。
(1) 根据实验装置图中仪器的结构特征,识别出装置Ⅰ中a为球形冷凝管;
(2) 结合苯胺与乙酸的结构,分析分子间可形成的氢键类型;
(3) 结合苯胺易被氧化的性质,分析锌粉在反应中的作用;
(4) 根据冰醋酸的沸点和反应特点,选择合适的回流温度;结合反应中水分蒸出对温度的影响,分析反应终点的判断依据;
(5) 根据乙酰苯胺微溶于冷水、易溶于热水的溶解性特点,选择洗涤粗品的试剂;
(6) 根据乙酰苯胺的溶解性差异,选择重结晶作为提纯方法;
(7) 根据反应的化学计量关系,计算理论产量,再结合实际产量计算产率。
(1)装置Ⅰ中a为球形冷凝管;
(2)反应开始前,苯胺、冰醋酸中的氢键有N-H…N、O-H…O、N-H…O、O-H…N;
(3)苯胺易被氧化,锌粉的作用除了代替沸石,防止暴沸,还可以防止苯胺在反应过程中被氧化;
(4)回流需控制好温度,105℃比较适宜,不宜过高,超过110℃易导致冰醋酸大量挥发,降低产率,故选C;当温度计示数开始下降,说明水已基本蒸完,且乙酸还未大量蒸出;
(5)由于乙酰苯胺微溶于冷水,溶于热水,易溶于乙醇、乙醚,所以洗涤粗品最合适的试剂是用冷水洗,以减少因洗涤造成的损耗,则X为冷水;
(6)进一步提纯乙酰苯胺可采用重结晶的方法;
(7)9.3 g苯胺的物质的量为:,15.0 mL冰醋酸,其密度为1.05,其物质的量为:,二者按1:1反应,冰醋酸过量,则理论上生成乙酰苯胺的物质的量0.1 mol,其质量为:0.1 mol×135 g/mol=13.5 g,故乙酰苯胺的产率为:。
16.【答案】(1)ⅦB
(2)
(3)、;B
(4)a
(5)C
(6)顶点;八面体
【知识点】晶胞的计算;氧化还原反应方程式的配平;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;元素周期表的结构及其应用
【解析】【解答】(1) Re 与 Mn 同主族,在周期表中位于第 ⅦB 族,
故答案为:ⅦB;
(2) “氧压碱浸” 步骤中,ReS2与 O2、NaOH 反应生成 NaReO4、Na2SO4和 H2O,化学方程式为:
故答案为: ;
(3) “调酸” 时,溶液中的 Na[Al(OH)4]、Na2SiO3与 H2SO4反应生成 Al(OH)3、H2SiO3沉淀,故滤渣 2 的成分为 Al(OH)3、H2SiO3;根据已知反应,“反萃取” 需提供 NH4+,应选用氨水,故试剂 X 为 B,
故答案为:Al(OH)3、H2SiO3;B;
(4) NH4ReO4悬浊液中存在平衡:NH4+ + H2O NH3 H2O + H+,pH 增大时,NH4+水解平衡正向移动,c (NH4+) 减小,c (ReO4-) 基本不变,因此曲线 a 表示 ReO4-,
故答案为:a;
(5) 计算 Re 的相对原子质量,需知道 Re2O7的质量和 Re 的质量,可通过两者的质量差计算 O 的质量,进而计算 Re 的相对原子质量,故选择 C 组数据,
故答案为:C;
(6) 由晶胞投影图可知,Re 位于晶胞的顶点;O 原子构成面心立方结构,Re 填入了 O 围成的八面体空隙中,
故答案为:顶点;八面体。
【分析】本工艺以钼精矿为原料制备高铼酸铵和单质铼,流程如下:首先在氧压碱浸条件下,MoS2、ReS2与 O2、NaOH 反应转化为 NaMoO4、NaReO4,杂质 FeS2、Al2O3、SiO2等分别转化为 Fe2O3、Na[Al(OH)4]、Na2SiO3等,过滤后得到含铼的滤液;接着用硫酸调 pH,使溶液中的 Na[Al(OH)4]、Na2SiO3转化为 Al(OH)3、H2SiO3沉淀除去,同时为后续萃取提供酸性环境;随后加入 R3N 萃取 ReO4-,再用氨水反萃取得到 NH4ReO4水溶液;除磷后经析晶得到 NH4ReO4,热解生成 Re2O7,最后用 H2还原得到单质铼。
(1) 根据元素周期表中同主族元素的位置关系,直接判断 Re 的族序数;
(2) 根据氧化还原反应的化合价升降守恒,配平 ReS2在氧压碱浸条件下的化学方程式;
(3) 结合调酸步骤中溶液成分的变化,判断生成的沉淀成分;根据萃取平衡的逆反应需求,选择合适的反萃取试剂;
(4) 结合 NH4+的水解平衡,分析 pH 变化对 NH4+和 ReO4-浓度的影响,判断对应的曲线;
(5) 结合还原步骤中氢气的作用,分析不同数据组合对计算 Re 相对原子质量的适用性;
(6) 根据晶胞投影图,判断 Re 原子的位置,并结合 O 原子的堆积方式,分析空隙类型。
(1)Re元素在周期表中与Mn同族,位于周期表第ⅦB族;
(2)“氧压碱浸”步骤中ReS2与氧气、氢氧化钠反应生成NaReO4、Na2SO4和H2O,发生反应的化学方程式为:;
(3)由分析可知,滤渣2为Al(OH)3、H2SiO3;由分析可知,“反萃取”时所用试剂X为氨水,故选B;
(4)NH4ReO4悬浊液中存在水解平衡:,随着pH不断增大,氢离子浓度逐渐减小,氢氧根离子浓度不断增大,促进铵根离子水解,则铵根离子浓度逐渐减小,曲线b为铵根离子浓度,则曲线a表示的浓度;
(5)A.实验中H2不仅用于还原Re2O7,还需要通H2排尽装置内空气,反应后还要通H2冷却产物,根据消耗氢气的总量和Re2O7的质量,不能计算Re的相对原子质量,A不符合题意;
B.实验中H2不仅用于还原Re2O7,还需要通H2排尽装置内空气,反应后还要通H2冷却产物,根据消耗氢气的总量和Re的质量,不能计算Re的相对原子质量,B不符合题意;
C.已知Re2O7的质量和生成Re的质量,可直接算出Re2O7中氧元素的质量,再通过氧的相对原子质量计算氧原子的物质的量,进而求出Re2O7的物质的量,再计算出Re2O7的摩尔质量,最终可计算出Re的相对原子质量,C符合题意;
故选C。
(6)由晶胞投影图可知,则Re在晶胞中的位置为顶点;从投影图可知,O原子构成面心立方结构,Re原子填在了O原子形成的八面体空隙中。
17.【答案】(1)酰胺基
(2)加成反应;6
(3)
(4)
(5)B;D
(6)保护氨基
(7)
【知识点】有机物中的官能团;有机物的合成;有机物的结构和性质
【解析】【解答】(1) 化合物G中含氧官能团的名称是醚键和酰胺基,
故答案为:酰胺基;
(2) D→E的反应类型为加成反应;由C的结构简式可知,其分子中含有6种不同化学环境的氢原子,因此核磁共振氢谱有6组峰,故答案为:
加成反应;6;
(3) C→D的反应中,NaH作为强碱,会与C中的羟基氢发生反应,生成相应的钠盐,该中间产物的结构简式为:
故答案为: ;
(4) E在NaOH溶液中加热发生酯基的水解反应,生成F、碳酸钠和乙醇,化学方程式为:

故答案为:; ;
(5)A. 酯基是吸电子基团,会降低B中氮原子的电子云密度,导致其碱性减弱,因此A的碱性比B强,A正确;
B. B→C是羰基的还原反应,过程中存在C=O双键(π键)的断裂,但没有新的π键形成,B错误;
C. X的苯环上有6种不同化学环境的氢原子,因此其一溴代物有6种,C正确;
D. E中与苯环直接相连的烃基碳原子上含有氢原子,可被酸性高锰酸钾溶液氧化,使溶液褪色,D错误;
故答案为:BD;
(6) 从整个合成路线看,A→B将氨基转化为酰胺基,后续步骤中又恢复为氨基,因此该步骤的目的是保护氨基,避免其在后续反应中发生副反应,
故答案为:保护氨基;
(7)可由和反应制得,可通过、CaC2和H2O反应制得,可通过的催化氧化制得,则化合物的合成路线为:。
【分析】该合成路线以哌啶酮衍生物 A 为起始原料,先与氯甲酸乙酯反应得到氨基被保护的 B;B 再与乙炔基负离子反应,在羰基上引入炔基生成叔醇 C;C 经 NaH 处理后与发生亲核取代,构建出醚结构 D;D 与乙炔发生加成反应,关环得到螺环结构 E;E 在碱性条件下水解脱去氨基保护基,得到中间体 F();最后 F 与X发生取代反应,得到目标药物分子 G。同时还生成了HCl,则X的结构简式是,以此解答。
(1) 直接观察化合物G的结构简式,识别其中的含氧官能团,除醚键外,另一个含氧官能团为酰胺基;
(2) 根据D和乙炔的反应特征,判断为碳碳三键的加成反应;分析C的分子结构,确定其对称性和不同化学环境氢原子的种类,得出核磁共振氢谱的峰组数;
(3) 根据NaH的强碱性,推断其与C中羟基反应生成钠盐的中间产物,该钠盐更易与炔基溴发生亲核取代反应;
(4) 结合酯的碱性水解反应规律,写出E在NaOH溶液中加热条件下的水解方程式,注意配平及产物的书写;
(5) 逐一分析选项:根据吸电子基团对氨基碱性的影响、B→C的反应过程、X的结构对称性、E与酸性高锰酸钾的反应性,判断各选项的正误;
(6) 结合A→B和后续步骤中氨基的变化,判断该步反应的目的是保护氨基,防止其在后续反应中被破坏;
(7) 采用逆推法,从目标产物倒推所需中间体,再设计由给定原料到各中间体的合成路线,合理利用已知反应条件和试剂。
(1)由化合物G的结构简式可知, 其含氧官能团为醚键和酰胺基;
(2)由分析可知,D和乙炔发生加成反应生成E;由C的结构简式可知,该有机物分子中含有6种不同环境的H,则核磁共振氢谱有6组峰;
(3)氢化钠与C中羟基H发生氧化还原反应生成,其更易与反应;
(4)由分析可知,E在NaOH溶液中发生水解反应生成F,其结构简式为,化学方程式为:;
(5)A.酯基为吸电子基团,则B中N原子上连有酯基,导致其电子云密度降低,则A的碱性性比B强,A正确;
B.B→C是还原反应,有C=O键断裂,C-O键形成,涉及π键的断裂,无π键的形成,B错误;
C.由X的结构简式可知,苯环上有6种不同环境的H,则其一溴代物有6种,C正确;
D.由E的结构简式可知,苯环能使与其直接相连的烃基C原子上的H原子变活泼,可被酸性高锰酸钾氧化,使酸性高锰酸钾褪色,D错误;
故选BD;
(6)由A的结构简式可知,A中含氧官能团的名称是羰基,从整个过程看,A→B的过程中氨基转化为酰氨基,E→F的过程中酰氨基又转化为氨基,A→B的目的是:保护氨基;
(7)可由和反应制得,可通过、CaC2和H2O反应制得,可通过的催化氧化制得,则化合物的合成路线为:。
18.【答案】(1) B
(2) 减小
(3) A
(4) 乙 时,体系中以反应i为主,反应i前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响
(5) 0.075
【知识点】电极反应和电池反应方程式;化学平衡常数;化学平衡的计算;化学反应速率和化学计量数的关系;原电池工作原理及应用
【解析】【解答】(1)充电时,Ni-CuO 电极上生成 O2,发生反应:,阴极反应为,此时装置Ⅱ总反应为。 Ni-CuO 电极作为阳极,应连接装置 Ⅰ 的正极 B。
故答案为:; B ;
(2)放电时,装置 Ⅱ 负极发生反应:Al-3e-+4OH-=[Al(OH)4]-,消耗 OH-,导致负极区 pH 减小,故答案为:减小;
(3)反应ii的。根据盖斯定律,由反应i和iii可得,即反应ii是放热且熵减的反应。自发进行的条件是,由于反应ii且,在低温下,,反应自发;高温下,,反应非自发,故符合的图像为A。
故答案为:A;
(4)①反应 ii、iii 为放热反应,升高温度,CH3OH 平衡产率降低,故表示 CO2平衡转化率的是图乙;压强越大,平衡正向移动,转化率越高,故 P1 > P2;②T1温度时,体系中以反应 i 为主,反应 i 前后分子数相等,压强改变对平衡无影响,故两条曲线几乎交于一点,故答案为:乙;>;T1时,体系中以反应 i 为主,反应 i 前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响;
故答案为: 乙; ;时,体系中以反应i为主,反应i前后分子数相等,压强改变对平衡没有影响

(5)①列三段式:
在反应2h后,总气体物质的量为,由表可知2h后,根据公式可知,,所以,这2h内共反应了0.3 mol,。
②由表可知平衡时,,

平衡时,。
故答案为: 0.075; ;
【分析】(1) 根据装置 Ⅱ 充电时的电极反应,写出总反应方程式;结合原电池阳离子移动方向判断正负极,确定阳极连接的电极;
(2) 分析装置 Ⅱ 放电时负极的反应,根据 OH-的消耗情况判断负极区 pH 的变化;
(3) 根据盖斯定律计算反应 ii 的焓变,结合熵变判断反应自发进行的条件,选择对应的图像;
(4) 根据温度和压强对不同反应平衡的影响,判断 CO2平衡转化率对应的图像及压强大小;分析高温下反应 i 占主导时压强对平衡的影响;
(5) ①利用恒温恒容下压强与物质的量的关系,计算反应的 CO2物质的量,进而计算反应速率;
②根据平衡时的压强和物质的量分数,计算各物质分压,代入分压平衡常数公式计算
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