【精品解析】四川成都市第七中学2026届高三下学期二诊模拟考试化学试卷

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【精品解析】四川成都市第七中学2026届高三下学期二诊模拟考试化学试卷

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四川成都市第七中学2026届高三下学期二诊模拟考试化学试卷
1.科技发展与化学密切相关。下列说法错误的是
A.福建舰舰体材料无磁镍铬钛合金钢硬度高于纯铁
B.神舟十七号使用砷化镓(GaAs)太阳能电池,供电时的能量转化形式为化学能转化为电能
C.量子科技“墨子号”使用光纤作为地面传输材料,光纤的主要成分属于新型无机非金属材料
D.中国研制的先进微纳米光刻机,其原材料之一四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]可溶于水
【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;常见能量的转化及运用;含硅矿物及材料的应用;合金及其应用
【解析】【解答】A、无磁镍铬钛合金钢为铁的合金,一般合金硬度高于其成分金属,硬度高于纯铁,A 正确;
B、砷化镓 (GaAs) 太阳能电池供电时,太阳能转化为电能,并非化学能转化为电能,B 错误;
C、光纤的主要成分为 SiO2,属于传统无机非金属材料,并非新型无机非金属材料,C 错误;
D、四甲基氢氧化铵 [(CH3)4NOH] 属于强碱,可溶于水,D 正确;
故答案为:B。
【分析】解题要点:
合金的性质:合金硬度、强度一般高于纯金属,熔点低于纯金属;
太阳能电池的能量转化:将太阳能直接转化为电能,无化学能参与;
无机非金属材料分类:SiO2属于传统无机非金属材料,新型无机非金属材料指高温结构陶瓷、生物陶瓷等;
四甲基氢氧化铵的性质:属于有机强碱,易溶于水,水溶液呈强碱性。
2.下列化学用语的表示正确的是
A.正盐Na2HPO3的阴离子结构可以表示为
B.Cl2分子中化学键的电子云轮廓图:
C.CO2的空间填充模型:
D.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、Na2HPO3是正盐,说明 H3PO3是二元酸,只有 2 个羟基氢可电离,阴离子 HPO32-的结构中 P 连 1 个双键 O、2 个单键 O 和 1 个 H: ,A 正确;
B、Cl2分子中的化学键是 σ 键,电子云轮廓图是 “头碰头” 的圆柱形对称,图中是 π 键的 “肩并肩” 电子云轮廓图,B 错误;
C、CO2的空间填充模型要体现原子半径,中间的C 原子半径大于两侧的 O 原子,图中球大小不符合实际,C 错误;
D、基态 Cr 原子的价层电子排布是 3d54s (洪特规则特例),3d 轨道 5 个单电子、4s 轨道 1 个单电子,题中排布错误,D 错误;
故选:A。
【分析】本题解题要点:
A.根据正盐的定义,判断 H3PO3的可电离羟基氢数,进而确定阴离子结构;
B.区分 σ 键和 π 键的电子云轮廓图特征,Cl2中为 σ 键;
C.空间填充模型需准确反映原子的相对大小和分子空间结构;
D.牢记 Cr 的电子排布特例,按洪特规则分析价层电子轨道表示式。
3.下列有关实验装置能够正确完成对应实验的是
A.氨气的尾气吸收 B.钠的燃烧反应
C.溴苯的制取 D.石油的分馏
A.A B.B C.C D.D
【答案】C
【知识点】氨的实验室制法;常见气体制备原理及装置选择;石油的分馏;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、氨气极易溶于水,该装置中导管直接插入水层,会发生倒吸,不能用于氨气的尾气吸收,A 错误;
B、钠的燃烧反应需要在坩埚中进行,不能使用玻璃表面皿,玻璃表面皿加热易炸裂,不能用于钠的燃烧实验,B 错误;
C、苯和液溴在铁粉催化下发生取代反应制取溴苯,四氯化碳可吸收挥发的溴和苯,倒扣的漏斗能防止倒吸,装置操作规范,C 正确;
D、石油分馏时,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,且冷凝管冷凝水需下进上出,该装置未满足规范要求,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
尾气吸收:氨气极易溶于水,直接插入水层会发生倒吸,需采用防倒吸装置(如倒扣漏斗),该装置未满足要求;
钠燃烧实验:钠燃烧温度高,玻璃表面皿易炸裂,需选用坩埚等耐高温容器;
溴苯制取:苯与液溴的取代反应中,四氯化碳可吸收挥发的反应物,倒扣漏斗能防止倒吸,装置设计合理;
石油分馏:蒸馏操作中温度计位置、冷凝水流向均有规范要求,该装置不符合。
4.下列反应事实用离子方程式表示,其中正确的是
A.乙酰胺与盐酸混合共热:
B.碳酸氢钙溶液与过量澄清石灰水混合:
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D.K2Cr2O7检测酒驾的反应原理:
【答案】C
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;乙醇的物理、化学性质;离子方程式的书写;酰胺
【解析】【解答】A、乙酰胺与盐酸混合共热,反应的离子方程式为,A错误;
B、碳酸氢钙溶液与过量澄清石灰水混合,反应的离子方程式为,B错误;
C、K3[Fe(CN)6] 溶液滴入 FeCl2溶液中,反应的离子方程式为
K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;
D、K2Cr2O7检测酒驾的反应原理,离子方程式,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
离子方程式书写需满足原子守恒、电荷守恒,符合反应事实;
乙酰胺水解反应,需检查原子是否守恒;
酸式盐与碱的反应,需注意反应物用量对离子配比的影响,过量石灰水时 HCO3-完全反应;
配合物与亚铁离子的反应,需注意沉淀的生成与离子拆分;
氧化还原反应的离子方程式,需结合电子守恒、电荷守恒配平。
5.配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物,如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2=2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中含有σ键的数目为22 NA
B.H-N-H的键角大小:NH3<[Co(NH3)5Cl]2+
C.0.1 mol N2与足量H2在催化剂作用下合成氨,生成的NH3分子数为0.2 NA
D.36 g冰中所含的氢键的数目为2 NA
【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用;氢键的存在对物质性质的影响;化学反应的可逆性;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、 中, 个 分子内各含 个 键,共 15 个; 与 5 个 、 个 形成 6 个配位 键;外界 2 个 无 键,总 键数为 ,故含 键数目为 ,A错误;
B、 中 原子有孤电子对,孤电子对斥力大于成键电子对,键角较小; 中 的 原子与 形成配位键,孤电子对转化为成键电子对,斥力减小,键角增大,故 键角:,B正确;
C、 与 合成氨为可逆反应, 不能完全反应,生成 分子数小于 ,C错误;
D、 冰的物质的量为 ,冰中每个水分子形成 个氢键,每个氢键被 个水分子共用,故氢键数目为 ,即 ,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
键计数:需分别计算分子内共价 键、配位 键,注意外界离子无 键;
键角比较:孤电子对斥力大于成键电子对,配位后孤电子对转化为成键电子对,键角增大;
可逆反应:反应物不能完全转化,生成物量小于理论值;
氢键计数:冰中每个水分子形成 个氢键,每个氢键由 个水分子共用,需按比例计算。
6.某种钾盐具有鲜艳的颜色,其阴离子结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数依次增加的前四周期元素,X、Y在第二周期且未成对电子数之比为2:3,Z的最高化合价与最低化合价的代数和为4 ,W 为日常生活中应用最广泛的过渡金属。下列说法错误的是
A.W 的化合价为+3
B.第一电离能X>Y>Z>W
C.该阴离子中含有配位键
D.X、Y、Z均满足最外层8电子结构
【答案】B
【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;配合物的成键情况;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、W 为 Fe,结合阴离子中 Fe 的成键与电荷情况,可判断其化合价为 + 3,A 正确;
B、X 为 C、Y 为 N、Z 为第 ⅥA 族元素(O 或 S)、W 为 Fe。根据第一电离能的递变规律,同周期主族元素从左到右第一电离能整体呈上升趋势,且 N 的 2p 轨道为半满的稳定结构,第一电离能显著高于同周期相邻元素,因此四种元素中第一电离能最大的是 Y(N),B 错误;
C、阴离子中心的 Fe 原子存在空轨道,Y(N)原子含有孤电子对,二者可通过配位键结合形成稳定结构,C 正确;
D、阴离子中 X(C)、Y(N)、Z(O/S)的最外层电子均满足 8 电子稳定结构,D 正确;
故答案为:B。
【分析】先根据题干信息推断元素:X、Y 位于第二周期,且未成对电子数之比为 2:3,因此 X 的未成对电子数为 2,核外电子排布为 1s22s22p2,对应元素为 C;Y 的未成对电子数为 3,核外电子排布为 1s22s22p3,对应元素为 N。Z 的最高正价与最低负价代数和为 4,结合阴离子结构可确定 Z 为第 ⅥA 族元素;W 是日常生活中应用最广泛的过渡金属,对应元素为 Fe,再据此逐一分析各选项。
7.依据实验目的设计实验方案并进行实验,下列实验方案、现象和结论都正确的是
实验目的 实验方案 实验现象 实验结论
A 比较AgI与AgCl的Ksp大小 同温下,向1 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液中先加入2 mL 0.1 mol·L-1的KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1的KI溶液 先产生白色沉淀,后产生黄色沉淀 同温下Ksp(AgI)B 证明乙炔具有还原性 向电石中滴入饱和食盐水,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液 酸性KMnO4溶液褪色 乙炔具有还原性
C 探究BaSO4能否使蛋白质变性 往装有鸡蛋清的试管中先加入少量BaSO4,再加过量水,振荡 试管底部可见少量固体 BaSO4能使蛋白质变性
D 检验苯中是否含有少量杂质苯酚 向溶液中加入足量浓溴水 未观察到白色沉淀 苯中不含苯酚
A.A B.B C.C D.D
【答案】A
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;乙炔炔烃;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A、向硝酸银溶液中先加过量氯化钾生成氯化银沉淀,此时银离子已完全消耗,再滴加碘化钾时,是氯化银沉淀转化为碘化银沉淀,可证明同温下,实验方案、现象、结论均正确,A正确;
B、电石与饱和食盐水反应生成乙炔,会混有硫化氢等还原性杂质,硫化氢具有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰验证乙炔的还原性,B错误;
C、硫酸钡难溶于水,试管底部的固体是未溶解的硫酸钡,无法证明蛋白质发生了变性,不能达到实验目的,C错误;
D、苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚能溶于苯,不会产生白色沉淀,因此无法通过该方法检验苯中是否含苯酚,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
沉淀转化与比较:向含过量的悬浊液中加入,若生成沉淀,可直接证明的溶解度更小,对应更小;
乙炔还原性检验:电石制乙炔的副产物具有强还原性,会干扰乙炔的检验,需先通过硫酸铜溶液除杂;
蛋白质变性验证:难溶性固体无法使蛋白质变性,需用可溶性重金属盐等试剂验证;
苯酚检验:三溴苯酚易溶于苯,不会析出沉淀,因此不能用浓溴水检验苯中的苯酚,需用溶液等其他方法。
8.奥司他韦是一种口服活性流感病毒神经氨酸酶抑制剂,分子结构如图所示,下列说法正确的是
A.该分子含有4种官能团
B.该分子中最多有6个碳原子共平面
C.分子式为C16H28N2O4
D.该分子可发生取代、加成、消去、氧化反应
【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;烯烃;取代反应
【解析】【解答】A、该分子内含醚键、碳碳双键、酯基、酰胺键(肽键)、氨基,共 5 种官能团,并非 4 种,A 错误;
B、碳碳双键所在平面可通过单键旋转,将酯基、多个烷基碳原子转入同一平面,共平面碳原子远多于 6 个,B 错误;
C、数出分子中 C、H、N、O 原子数目,分子式为 C16H28N2O4,书写正确,C 正确;
D、分子中没有连羟基的饱和碳原子,不存在能发生消去反应的结构,无法发生消去反应,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
官能团识别:依次找出醚键、碳碳双键、酯基、酰胺键、氨基五类官能团;
碳原子共面判断:碳碳双键为平面结构,单键可自由旋转,侧链烷基碳能旋转至双键平面;
分子式计数:逐环、逐侧链统计所有原子个数,核对 C、H、N、O 数目;
有机反应判断:取代反应(酯水解、酰胺水解、烷基卤代)、加成(碳碳双键)、氧化(双键可被高锰酸钾氧化)可发生;消去反应需要羟基 / 卤素相连碳的邻位碳有氢,该分子无对应结构,不能消去。
9.相同质量的某谷物麦片经消解,所蒸馏出的氨用过量盐酸吸收,再用溶液返滴定,记录至终点时消耗NaOH溶液体积,四次平行测定结果为7.80 mL、7.47 mL、7.88 mL、7.85 mL。下列说法正确的是
A.使用量筒量取盐酸溶液
B.可选择甲基红(变色范围pH4.4~6.2)为指示剂
C.用溶液滴定的相对误差更小
D.平均消耗NaOH溶液体积为7.75 mL
【答案】B
【知识点】指示剂;中和滴定;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A、量取 50.00mL 盐酸溶液需用酸式滴定管或移液管,量筒精度不足,A 错误;
B、返滴定终点溶液呈弱酸性,甲基红变色范围 pH4.4~6.2,符合滴定要求,可作指示剂,B 正确;
C、NaOH 溶液浓度过高会使滴定体积过小,相对误差更大,C 错误;
D、7.47mL 为异常值需舍去,有效数据平均体积为 7.84mL,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
仪器精度要求:精确量取溶液需用滴定管 / 移液管,量筒无法满足精度;
指示剂选择原则:强酸滴定弱碱选酸性变色范围的指示剂,甲基红符合要求;
滴定误差规律:标准液浓度过高会放大相对误差;
数据处理规范:偏差过大的异常值需剔除后再计算平均值。
10.科学家开发了如图所示的电化学装置,实现了H2O2的制备和废弃PET的回收利用。下列说法错误的是
A.溶液中移向电极B
B.电极B的电势高于电极A的电势
C.理论上每消耗3 mol O2,电极B消耗乙二醇124 g
D.阳极区发生的反应为:
【答案】C
【知识点】电解原理;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解池中阴离子向阳极移动,因此 OH-会移向阳极(电极 B),A 不符合题意;
B、电解池中阳极电势高于阴极电势,电极 B 为阳极、电极 A 为阴极,故电极 B 的电势高于电极 A,B 不符合题意;
C、阴极反应式为 ,消耗 3mol O2时转移 6mol 电子;根据阳极反应式,转移 6mol 电子时消耗 1mol 乙二醇,其质量为 62g,C 符合题意;
D、电极 B 为阳极,失电子,发生氧化反应,反应式为 ,D 不符合题意;
故答案为:C。
【分析】电极 A 中 O2被还原为 H2O2,得电子发生还原反应,为阴极;电极 B 中乙二醇被氧化为 HCOO-,失电子发生氧化反应,为阳极,阳极反应式为:HOCH2CH2OH - 6e- + 8OH- = 2HCOO- + 6H2O,据此逐一分析选项。
11.某温度下发生反应:,M和N的消耗速率与本身浓度的关系如图,已知:,,和是速率常数,只与温度、催化剂有关。下列说法正确的是
A.曲线y代表的是
B.其他条件不变,压缩容器体积,体系内活化分子百分数增大
C.此温度下,该反应的平衡常数
D.密闭容器中进行该反应,P点时反应逆向进行
【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、由速率公式 可知, 的消耗速率与浓度的平方成正比,对应曲线 ;由 可知, 的消耗速率与浓度成正比,对应曲线 。因此曲线 代表 ,A错误;
B、压缩容器体积,仅增大了体系内反应物的浓度,活化分子总数增加,但活化分子百分数只与温度、催化剂有关,浓度、压强不改变活化分子百分数,B错误;
C、反应达到平衡时,正逆反应速率满足 ,代入速率公式得:平衡常数 ,C错误;
D、 点时 ,结合平衡条件 ,可知此时正反应速率小于逆反应速率,反应逆向进行,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
速率-浓度图像判断:速率与浓度平方成正比为二次曲线(),对应 ;速率与浓度成正比为直线(),对应 ;
活化分子百分数影响因素:仅温度、催化剂可改变,浓度、压强仅改变活化分子总数;
平衡常数与速率常数的推导:平衡时正逆反应速率满足化学计量数关系,据此推导 与 、 的关系;
反应方向判断:通过正、逆反应速率的相对大小,判断反应进行的方向。
12.某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl并得到Mn(II)的化合物,工艺流程如图所示。已知联合焙烧时Bi2S3和FeS2分别转化为Bi2O3和Fe2O3,MnO2在联合焙烧时仅考虑生成MnSO4的反应。下列说法正确的是
A.“联合焙烧”时每转化1 mol Bi2S3消耗12 mol MnO2
B.“酸浸”应在加热条件下进行
C.“转化”过程中可知Fe3+氧化性强于Bi3+
D.“水解”时发生的反应为,适当加热可促进水解
【答案】C
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;盐类水解的应用
【解析】【解答】A、在联合焙烧时生成的反应方程式为:,故每转化1 mol消耗3 mol,A错误;
B、酸浸时使用浓盐酸,加热会加速浓盐酸的挥发,降低酸浸效率,同时产生大量 酸雾,因此酸浸不宜在加热条件下进行,B错误;
C、转化过程中,加入金属Bi将 还原为 ,根据“氧化剂的氧化性强于氧化产物”,可知 的氧化性强于 ,C正确;
D、水解在酸性条件下进行,反应物中不能出现 ,正确的离子方程式为 ,适当加热可促进水解,D错误;
故答案为:C;
【分析】辉铋矿(含、、)与过量软锰矿()在空气参与下联合焙烧,、分别氧化为、,还原为;水浸后过滤,得到溶液(滤液)与含、、的滤渣;滤渣用浓盐酸酸浸,、溶解为、,同时与浓盐酸反应生成(气体),不溶被除去;滤液中加入金属,将还原为,得到含、、的滤液;调节使水解生成沉淀,过滤得到产品,滤液为、溶液。
13.某小组为探究与KI之间的反应,进行了如下实验。
实验
现象 ①产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色 ②变为白色悬浊液,最后得到无色澄清溶液 ①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色 ②开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最后得到无色溶液
已知:(无色)(无色);CuI为白色沉淀,可吸附;在溶液中不存在;呈无色,呈黄色。
下列结论或推断不合理的是
A.与KI能发生反应:
B.CuI与反应的速率慢于与反应的速率
C.黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,有、生成
D.Cu(Ⅱ)与生成配合物反应的限度大于二者发生氧化还原反应的限度
【答案】D
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A、左侧实验将少量滴入过量溶液,出现土黄色沉淀,已知是白色沉淀,沉淀吸附就会显现出土黄色,对应的离子反应就是,推断合理,A不符合题意;
B、往左侧体系滴入之后,棕黄色(来自)率先褪去得到白色悬浊液,说明优先消耗游离态,后续才作用于,也就证明和的反应速率慢于和的反应速率,推断合理,B不符合题意;
C、右侧实验体系过量,逐步滴加会分步生成两种配位产物,无色的、黄色的,悬浊转变为黄色溶液的阶段两种配离子同时存在,推断合理,C不符合题意;
D、右侧实验初期已经出现悬浊,意味着部分已经和发生氧化还原得到沉淀,随着硫代硫酸钠继续加入才逐步形成配位产物,由此可知氧化还原进行的程度更加靠前,也就是与发生氧化还原反应的限度更大,该选项给出的限度大小关系颠倒,推断不合理,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
实验反应基础推导:依托题干给出的物质性质信息,为白色沉淀、能够吸附显色,据此写出铜离子和碘离子的氧化还原离子方程式;
反应速率对比方法:观察硫代硫酸钠加入之后褪色的先后次序,先褪去碘单质造成的棕黄色,以此对比两步反应速率的快慢;
配离子颜色分析:对照两种已知配离子、各自的颜色特征,解释右侧体系颜色逐步过渡变化的成因;
反应限度辨析技巧:通过右侧实验前期就生成沉淀的现象,判断氧化还原优先进行、限度更高,不能误判配位反应限度更大。
14.近年来,二维硒氧化铋因其稳定性好、载流子迁移率高等优点,被广泛应用于各种电子设备。研究人员发现,与石墨烯等二维材料不同,二维硒氧化铋的层与层之间是通过弱静电力而非范德华力维系。如图甲是二维硒氧化铋的结构示意图,图乙为其晶胞结构和氮掺杂后的结构。下列说法正确的是
A.中,
B.二维硒氧化铋晶胞沿z轴方向的投影图应该为
C.若NA为阿伏加德罗常数的值,则二维硒氧化铋晶体的密度为
D.二维硒氧化铋晶体经过图乙所示的氮掺杂之后,化学式变为Bi2O2-aSeNb,则a∶b=3∶2
【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、由晶胞化学式及电荷守恒,与个数比为,可推得,,A错误;
B、从立体结构投影分析,晶胞沿Z轴投影时,位于体心,位于顶点,位于面心,与选项描述不符,B错误;
C、晶胞中含个,晶胞质量,晶胞体积,因此晶体密度,C错误;
D、氮掺杂后,1个O原子位置变为空穴,2个O原子被N原子替换。重新均摊计算:Bi、Se数目不变(4、2),O原子数为,N原子数为,即。结合化学式,得,,解得,D正确;
故答案为:D。
【分析】根据图乙的晶胞结构,利用均摊法计算各原子数目:Bi原子为个,Se原子为个,O原子为个,因此晶胞的化学式为。结合电荷守恒可知,晶胞中阳离子与阴离子的个数比为。
15.常温下,假设1 L水溶液中Fe3+和初始的物质的量均为0.01 mol(元素Fe、P的物质的量保持不变)。平衡条件下,体系中全部含磷物种的摩尔分数随pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
已知Ksp(FePO4)=9.9×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=10-38.
A.丙线所示物种为FePO4
B.H3PO4的电离常数Ka2约为1.2×10-8
C.pH=0.23时,c(Fe3+)=0.002 mol·L-1,不产生Fe(OH)3沉淀
D.pH=0.1时,
【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、由上述曲线对应关系可知,丙线代表的含磷物种为,A不符合题意;
B、时,与的摩尔分数均为0.48,此时体系中主要含磷物种为、和,根据物料守恒,的摩尔分数为。磷元素总浓度为,则,。代入磷酸二级电离平衡常数公式:,B不符合题意;
C、时,的摩尔分数为0.80,若铁元素总物质的量为(1L溶液中),则生成的物质的量为,溶液中游离的物质的量为,浓度为。此时溶液中浓度为,计算的浓度积:,该值远小于的溶度积,因此不会生成沉淀,C符合题意;
D、调节pH时,为保证、元素的物质的量不变,不能引入额外的磷酸,因此体系中必然存在其他阴离子(如酸根离子)。根据电荷守恒,时,,因此,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】先结合pH对含磷物种分布、铁盐沉淀行为的影响,完成曲线对应关系的推导:
体系中含磷物种包括、、、,同时存在沉淀与游离。随pH升高,作为最强酸,会最先发生解离,浓度快速下降并趋近于0,因此乙线对应;会优先与结合生成沉淀,沉淀量随pH升高先持续增大,因此甲线对应;当pH进一步升高,会发生沉淀转化,生成,同时释放出,使溶液中浓度回升,因此丁线对应;剩余的中间价态含磷物种,对应丙线,以此为基础逐一分析选项。
16.二茂铁[Fe(C5H5)2]是一种具有芳香族化合物性质的有机过渡金属化合物。二茂铁的熔点是173℃,在100℃时开始升华,沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂;化学性质稳定,400℃以内不分解。
环戊二烯和二茂铁的结构 实验室制备二茂铁的装置示意图(夹持及加热装置略)
图1 图2
实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中加入25 g粉末状的KOH,并从仪器a中加入60 mL无水乙醚到三颈烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10 min;
步骤2:再从仪器a滴入5.5 mL新蒸馏的环戊二烯(密度0.95 g/cm3),搅拌;
步骤3:将6.5 g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲基亚砜,作溶剂)配成的溶液25 mL。装入仪器a中,慢慢滴入三颈烧瓶中,45 min滴完,继续搅拌45 min;
步骤4:再从仪器a加入25 mL无水乙醚搅拌,将液体经过“一系列操作”,得到二茂铁粗产品。
请回答下列问题:
(1)写出KOH、FeCl2、C5H6反应生成二茂铁[Fe(C5H5)2]的化学方程式:   。
(2)二茂铁[Fe(C5H5)2]中,环戊二烯阴离子以大π键电子参与配位,二茂铁中配体提供给Fe2+形成配位键的电子有   个。早期人们将二茂铁的结构误认为下图,现代核磁共振法能够区分这两种结构,在核磁共振氢谱中,正确的结构有   组峰(选填序号,下同),错误的结构有   组峰。
A.1 B.2 C.3 D.4 E.5
(3)仪器a的名称是   。
(4)步骤4中的“一系列操作”如下,请排序:将液体转入分液漏斗→   →⑤→   。
①用水洗涤2次并分液 ②过滤 ③用盐酸洗涤2次并分液 ④蒸出乙醚后得到产品 ⑤加入无水Na2SO4
(5)二茂铁粗产品提纯过程在下图所示装置中进行,其分离方法名称为   ,该操作中棉花的作用是   。
(6)若最终得到纯净的二茂铁4.8 g,则该实验的产率为   %(保留两位有效数字)。
【答案】(1)FeCl2+2C5H6+2KOH=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O
(2)12;A;C
(3)恒压滴液漏斗
(4)③①;②④
(5)升华;防止二茂铁挥发进入空气中
(6)65
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;升华;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)、、反应生成二茂铁,与发生中和反应生成,再与配位生成,配平后化学方程式为;
故答案为: FeCl2+2C5H6+2KOH=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O ;
(2)每个环戊二烯阴离子提供6个π电子参与配位,2个配体共提供个电子形成配位键;正确结构中两个环等效,氢原子化学环境完全相同,核磁共振氢谱有1组峰,A符合题意;错误结构中两个环不等效,环上氢原子存在3种化学环境,核磁共振氢谱有3组峰,C符合题意;
故答案为: 12 ; A ; C ;
(3)仪器a为恒压滴液漏斗;
故答案为: 恒压滴液漏斗 ;
(4)步骤4的操作顺序为:将液体转入分液漏斗后,先用盐酸洗涤除去过量,再用水洗涤除去残留盐类,分液后加入无水干燥,过滤除去干燥剂,最后蒸出乙醚得到产品,排序为③→①→⑤→②→④;
故答案为:③① ; ②④ ;
(5)二茂铁易升华,提纯装置利用升华法分离;棉花的作用是防止升华的二茂铁颗粒进入空气中;
故答案为: 升华 ; 防止二茂铁挥发进入空气中;
(6)环戊二烯少量,其物质的量为,有关系式,理论产量为,产率为
故答案为: 65 ;
【分析】本实验以环戊二烯()、、为原料制备二茂铁(),核心反应为: 。实验流程分为反应合成、后处理提纯、升华精制、产率计算四个阶段,各小题解题思路如下:
(1)先明确反应本质:环戊二烯与发生酸碱反应生成,再与发生配位反应生成二茂铁;根据元素守恒、电荷守恒配平反应式,确保反应物、生成物的原子种类和数目完全一致。
(2)配位键电子数:每个含6个电子,2个配体共提供12个电子形成配位键;氢谱峰数判断:若两个环等效(正确结构),所有氢原子化学环境完全相同,氢谱仅1组峰;若两个环不等效(错误结构),氢原子存在3种不同化学环境,氢谱出现3组峰,据此区分结构。
(3)根据仪器结构特征(带恒压支管、可平衡气压),判断仪器a为恒压滴液漏斗,其作用是使漏斗内液体顺利流下,同时防止反应体系漏气。
(4)先用盐酸洗涤除去过量,再用水洗涤除去残留盐类;分液后用无水干燥有机层;过滤除去干燥剂,最后蒸出乙醚得到产品,据此排序为。
(5)利用二茂铁易升华的物理性质,采用升华法提纯;棉花的作用是阻挡升华的二茂铁固体颗粒,防止其随气流逸出,同时保证气体流通。
(6)确定限量反应物:环戊二烯为少量,以其物质的量为计算基准根据反应关系式,计算二茂铁的理论产量;③ 用实际产量除以理论产量,得到产率:
环戊二烯的物质的量:
理论产量:
产率:。
(1)、、反应生成二茂铁,与发生中和反应生成,再与配位生成,配平后化学方程式为;
(2)每个环戊二烯阴离子提供6个π电子参与配位,2个配体共提供个电子形成配位键;正确结构中两个环等效,氢原子化学环境完全相同,核磁共振氢谱有1组峰,A符合题意;错误结构中两个环不等效,环上氢原子存在3种化学环境,核磁共振氢谱有3组峰,C符合题意;
(3)仪器a为恒压滴液漏斗;
(4)步骤4的操作顺序为:将液体转入分液漏斗后,先用盐酸洗涤除去过量,再用水洗涤除去残留盐类,分液后加入无水干燥,过滤除去干燥剂,最后蒸出乙醚得到产品,排序为③→①→⑤→②→④;
(5)二茂铁易升华,提纯装置利用升华法分离;棉花的作用是防止升华的二茂铁颗粒进入空气中;
(6)环戊二烯少量,其物质的量为,有关系式,理论产量为,产率为。
17.锆(Zr)是一种稀有金属,广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。一种以锆英砂(主要含ZrSiO4,还含有少量Cr、Fe、Hf等元素)为原料生产金属锆和副产物硅酸钙的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”后各金属元素在溶液中的存在形式为ZrO2+、HfO2+、Fe3+、Cr3+。
②25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;
③部分氯化物的沸点数据如表所示:
物质 ZrCl4 CrCl3 FeCl3 FeCl2
沸点/℃ 331 1300 316 700
回答下列问题:
(1)Zr是Ti的同族相邻元素,基态Zr原子的价电子排布式是   。
(2)“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:   ,温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响如图所示,应采取的条件为   。
(3)“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,写出生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:   ,“萃取”操作除去的杂质元素为   。
(4)“氨沉”时产物为Zr(OH)4、Cr(OH)3和Fe(OH)3,反应结束后溶液中,则c(Fe3+)=   mol·L-1,“滤液2”中主要成分是   (填名称)。
(5)“煅烧”时Zr(OH)4分解生成ZrO2,“沸腾氯化”中反应①为“氯化反应”,请写出ZrO2参与该反应的化学方程式:   ,氯化反应结束通入H2,目的是   。
【答案】(1)4d25s2
(2)Na2SiO3;300℃条件下碱熔8h
(3);Hf
(4)1×10-8;氯化铵
(5);将FeCl3还原为FeCl2,便于ZrCl4蒸馏分离
【知识点】原子核外电子排布;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)Zr是40号元素,与Ti同族(第IVB族),电子排布为,因此价电子排布式为:;
故答案为: 4d25s2 ;
(2)根据已知条件及分析可知:“碱熔”时发生反应的化学方程式:,故“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:;根据温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响图示,300℃碱熔分解率最高,时间为8h和10h的分解率没有太大变化,所以最佳的条件是300℃条件下碱熔8h;
故答案为: Na2SiO3 ; 300℃条件下碱熔8h ;
(3)①“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,则根据流程生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:;
②根据分析“萃取”操作除去的杂质元素为Hf;
故答案为: ; Hf ;
(4)“沉淀”后的“废液”中有,,则,,则“废液”中;根据分析,“滤液2”中主要成分是氯化铵;
故答案为: 1×10-8 ; 氯化铵 ;
(5)根据分析“沸腾氯化”时发生反应的化学方程式;根据分析,氯化反应结束通入目的是把还原为,避免升华时含有杂质,便于ZrCl4蒸馏分离。
故答案为: ; 将FeCl3还原为FeCl2,便于ZrCl4蒸馏分离 ;
【分析】碱熔阶段,与反应转化为,同时生成可溶的;酸溶后,金属元素以、、、的形式存在于溶液中;萃取工序用于除去杂质,反萃取后进行沉淀操作,使、生成沉淀除去;滤液2的主要成分为氯化铵,煅烧后得到、、的混合物;沸腾氯化阶段,与、反应转化为,同时、转化为、;因与沸点接近,通入将还原为,避免升华时混有杂质,最终升华提纯得到,再经还原得到金属锆。
(1)为40号元素,与同属第ⅣB族,根据核外电子排布的构造原理,其核外电子排布式为,因此价电子排布式为。
(2)① 碱熔时,与在加热条件下发生反应,根据元素守恒配平化学方程式:
反应生成的钠盐中,可溶于水的是;
② 结合温度、时间对锆英砂碱熔分解率的影响图像,选择分解率最高、时间最优的工艺条件: 300℃条件下碱熔8h
(3)① 萃取时,溶液中的与萃取剂、、、发生络合反应,生成,根据电荷守恒、原子守恒配平离子方程式:
② 萃取工序的核心作用是除去杂质,因此该步骤除去的杂质元素为。
(4)根据的电离平衡:,其电离平衡常数。
已知,,代入公式计算浓度:
再根据的溶度积,代入计算浓度:
同时明确,“滤液2”的主要成分为氯化铵。
(5)① 沸腾氯化时,与、在高温下发生氧化还原反应,化合价不变,作氧化剂,作还原剂生成,配平化学方程式:,
② 因与沸点接近,直接升华会导致混有杂质,因此通入的目的是:将还原为,避免升华时混入杂质,便于的蒸馏分离。
(1)Zr是40号元素,与Ti同族(第IVB族),电子排布为,因此价电子排布式为:;
(2)根据已知条件及分析可知:“碱熔”时发生反应的化学方程式:,故“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:;根据温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响图示,300℃碱熔分解率最高,时间为8h和10h的分解率没有太大变化,所以最佳的条件是300℃条件下碱熔8h;
(3)①“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,则根据流程生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:;
②根据分析“萃取”操作除去的杂质元素为Hf;
(4)“沉淀”后的“废液”中有,,则,,则“废液”中;根据分析,“滤液2”中主要成分是氯化铵;
(5)根据分析“沸腾氯化”时发生反应的化学方程式;根据分析,氯化反应结束通入目的是把还原为,避免升华时含有杂质,便于ZrCl4蒸馏分离。
18.CO2的捕集、利用与封存(CCUS)被国际能源署列为实现全球净零排放的关键技术,包括从能源利用等工业过程或大气中捕集分离CO2并加以资源化利用的过程。
(1)化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气的无接触燃烧方式,可有效捕集含碳物质燃烧时产生的CO2.基于CaSO4载氧体的CO化学链燃烧原理为反应Ⅰ和反应Ⅱ,同时体系中还存在副反应为反应Ⅲ.
反应Ⅰ: 。
反应Ⅱ:CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)
反应Ⅲ:
①写出表示CO燃烧热的热化学方程式   。
②为减小平衡时,可以采取的措施有   (填字母)。
a.在合适的温度区间内降低反应温度 b.在恒温恒容条件下提高CO的初始投料
c.在恒温恒压条件下往初始投料中添加适量Ar d.加入对反应Ⅰ有利的催化剂
(2)一种由阴离子交换树脂和碳纳米管构成的复合膜(兼具阴离子和电子传递功能)可高效捕集空气中的CO2,原理如图所示,其中复合膜的Ⅰ侧将空气中的CO2捕集并转化为;Ⅱ侧通入少量H2即可释放CO2
复合膜Ⅱ侧释放CO2的反应式为   。当复合膜Ⅰ侧处理1 m3(已折算为标准状况,下同)空气,其中98%的CO2被复合膜捕集并释放,Ⅱ侧至少应通入H2   L。
(3)CO2催化加氢合成CH3OH可实现CO2的资源化利用。催化剂催化CO2加氢合成CH3OH的主要反应有:
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
初始225℃、8×106 Pa恒压下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3……位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。
H2O的体积分数L5   L6;L8-L9位点温度为280℃,且各物质体积分数保持不变,n(CO2)=n(H2),则反应Ⅳ的Kp=   (保留小数点后两位)。若初始225℃、7×107 Pa恒压下,保持CO2、H2通入比例不变,进行上述实验,测得从L1处开始,CO的体积分数不再改变,且小于2.8%,则L8处的温度   (填“>”“<”或“=”)280℃,你的判断理由是   。
【答案】(1) ;ab
(2);14.7
(3)<;0.01;>;反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1)①CO燃烧的化学方程式,利用盖斯定律,,故CO燃烧热的热化学方程式为: ;
②a.在合适的温度区间内降低反应温度,反应Ⅰ平衡正向移动,浓度减小,浓度增大,反应Ⅲ为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,和浓度同等程度减小,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,减小,a正确;
b.恒温恒容条件下提高初始投料,则反应Ⅰ平衡正向移动,浓度增大,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,浓度增大的更多,则减小,b正确;
c.在恒温恒压条件下往初始投料中添加适量Ar,相当于减压,反应Ⅰ平衡不移动,反应Ⅲ平衡正向移动,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,则不变,c错误;
d.加入对反应Ⅰ有利的催化剂,催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡移动,故不变,d错误;
故答案为: ;ab。
(2)根据题意,复合膜的Ⅰ侧将空气中的CO2捕集并转化为,电极反应式为:;Ⅱ侧通入少量H2即可释放,电极反应方程式为:;
标准状况下,1 m3=1000 L,其中的体积分数为3%,则的体积为,被复合膜Ⅰ捕集的的体积为。则;根据两个电极电极反应式:可得与的物质的量之比为1:2,则,即;
故答案为: ; 14.7 ;
(3)由图可知,体积分数增加,说明L5到 L6处反应Ⅴ正向进行程度增大,反应Ⅴ消耗,但图中体积分数基本不变,说明反应Ⅳ也在正向进行,反应Ⅳ为气体分子数不变的反应,其正向进行时n()增大,反应Ⅴ为气体分子数减小的反应且没有的消耗与生成,故 n总减小而n()增加,即的体积分数增加,因此的体积分数为L5< L6;
设起始和的物质的量分别为和,平衡时和的物质的量分别为和,由题意建立如下三段式:
L8-L9位点n()=n(),则,由图可知,L9处,则,,
联立①②③可得:,则平衡时的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,则反应Ⅳ的;
反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃。
故答案为: < ; 0.01 ; > ; 反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃ ;
【分析】(1) ①依据燃烧热定义,结合盖斯定律叠加已知反应,计算焓变并书写热化学方程式;
②分别分析温度、浓度、惰性气体、催化剂对两个关联平衡的影响,判断浓度比值变化。
(2) ①根据两极反应物、生成物及电子、原子守恒配平电极反应式;
②由烟气体积与 CO2体积分数、捕集效率计算 CO2物质的量,再结合电子转移守恒计算所需 H2体积。
(3) ①依据 CH3OH、CO 体积分数变化判断两反应移动方向,分析 H2O 物质的量与总物质的量变化,比较体积分数;
②通过联立三段式计算平衡分压,求出反应 Ⅳ 的 Kp,结合压强对平衡的影响判断反应 Ⅴ 的热效应。
(1)①CO燃烧的化学方程式,利用盖斯定律,,故CO燃烧热的热化学方程式为: ;
②a.在合适的温度区间内降低反应温度,反应Ⅰ平衡正向移动,浓度减小,浓度增大,反应Ⅲ为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,和浓度同等程度减小,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,减小,a正确;
b.恒温恒容条件下提高初始投料,则反应Ⅰ平衡正向移动,浓度增大,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,浓度增大的更多,则减小,b正确;
c.在恒温恒压条件下往初始投料中添加适量Ar,相当于减压,反应Ⅰ平衡不移动,反应Ⅲ平衡正向移动,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,则不变,c错误;
d.加入对反应Ⅰ有利的催化剂,催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡移动,故不变,d错误;
故答案选ab。
(2)根据题意,复合膜的Ⅰ侧将空气中的CO2捕集并转化为,电极反应式为:;Ⅱ侧通入少量H2即可释放,电极反应方程式为:;
标准状况下,1 m3=1000 L,其中的体积分数为3%,则的体积为,被复合膜Ⅰ捕集的的体积为。则;根据两个电极电极反应式:可得与的物质的量之比为1:2,则,即;
(3)由图可知,体积分数增加,说明L5到 L6处反应Ⅴ正向进行程度增大,反应Ⅴ消耗,但图中体积分数基本不变,说明反应Ⅳ也在正向进行,反应Ⅳ为气体分子数不变的反应,其正向进行时n()增大,反应Ⅴ为气体分子数减小的反应且没有的消耗与生成,故 n总减小而n()增加,即的体积分数增加,因此的体积分数为L5< L6;
设起始和的物质的量分别为和,平衡时和的物质的量分别为和,由题意建立如下三段式:
L8-L9位点n()=n(),则,由图可知,L9处,则,,
联立①②③可得:,则平衡时的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,则反应Ⅳ的;
反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃。
19.有机物H是抗病毒药物的中间体。某实验室由芳香化合物A制备H的合成路线如下。
已知:①;

(1)A物质的名称为   。
(2)B→D的反应类型为   。
(3)H中碳原子的杂化方式为   。写出反应F+G→H的化学方程式:   。
(4)化合物E中的官能团名称是   。
(5)同时符合下列条件的化合物F的同分异构体有   种。
①含有结构;②1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH;③核磁共振氢谱中有6组吸收峰。其中所有官能团都在一个苯环上的结构简式为   。
(6)由合成,根据题中信息已知,先成环后消去,实现下列转化过程,其中M的结构简式为   ,“一定条件”为   。
【答案】(1)苯甲醇
(2)加成反应
(3)sp2、sp3;++H2O
(4)酮羰基、醚键、碳碳双键
(5)10;
(6);NaIO4、催化剂
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)根据分析可知A的结构为,命名为苯甲醇。
故答案为: 苯甲醇 ;
(2)B为苯甲醛,与C发生醛基的加成反应得到D,分子中多了羟基,属于加成反应。
故答案为: 加成反应 ;
(3)H中双键碳为杂化,饱和烷基碳为杂化,故H中碳原子的杂化方式为、;根据分析可知,反应F+G→H的化学方程式为++H2O。
故答案为: sp2、sp3 ;++H2O ;
(4)根据分析可知,E为,故化合物E中的官能团名称是酮羰基、醚键、碳碳双键。
故答案为: 酮羰基、醚键、碳碳双键 ;
(5)化合物F的同分异构体要求:①含有结构;②1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH,说明该物质可能存在酚羟基、羧基或者酚酯;③核磁共振氢谱中有6组吸收峰;故F的同分异构体可能的情况有:①1mol该物质含有羧基1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;②1mol该物质含有酚酯1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;③1mol该物质含有醛基1mol和酚羟基4mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共2种;综上可知,F的同分异构体有10种,其中所有官能团都在一个苯环上的结构简式为 。
故答案为: 10 ; ;
(6)先按照已知②进行分子内成环得到带羟基的M,之后醇羟基发生消去反应得到双键,醇消去的反应条件为浓硫酸、加热,故其中M的结构简式为 ;“一定条件”为已知反应①,即和催化剂。
故答案为: ; NaIO4、催化剂 ;
【分析】芳香化合物 A(分子式 C7H8O)经催化氧化得到 B(C7H6O);B 与对应原料反应生成 C;C 发生加成反应得到含羟基的 D;D 经氧化得到 E();E 经 NaIO4氧化断裂碳碳双键,得到含羧基的 F;F 与 G(C3H9NO2)在催化剂作用下发生已知②的胺化反应,最终得到抗病毒药物中间体 H,同时副产物为甘油,根据已知②反应以及F、G结构式可知,G为。
(1) 根据 A 的分子式 C7H8O、芳香化合物属性,结合 A 经 O2催化氧化生成 B(C7H6O),推得 A 为苯甲醇,结构为 C6H5CH2OH。
(2) B 为苯甲醛,C 与苯甲醛发生醛基的加成反应生成 D,分子中引入羟基,故反应类型为加成反应。
(3) 根据杂化轨道理论,H 中双键碳为 sp2 杂化,饱和烷基碳为 sp3 杂化;结合 F、G 的结构与已知反应②,配平 F 与 G 生成 H 和水的化学方程式。
(4) 根据 E 的结构,识别其中的酮羰基、醚键、碳碳双键三种官能团。
(5)根据限定条件(含联苯结构、1mol 最多消耗 4mol NaOH、6 组核磁共振氢峰),分三类(羧基 + 3 酚羟基、酚酯 + 3 酚羟基、醛基 + 4 酚羟基)计数同分异构体,共 10 种;再写出所有官能团在一个苯环上的结构简式。
(6) 先按已知②发生分子内成环得到带羟基的 M,再经醇的消去反应(浓硫酸、加热)得到双键;后续用已知①的 NaIO4、催化剂完成氧化,写出 M 的结构简式并标注反应条件。
(1)根据分析可知A的结构为,命名为苯甲醇。
(2)B为苯甲醛,与C发生醛基的加成反应得到D,分子中多了羟基,属于加成反应。
(3)H中双键碳为杂化,饱和烷基碳为杂化,故H中碳原子的杂化方式为、;根据分析可知,反应F+G→H的化学方程式为++H2O。
(4)根据分析可知,E为,故化合物E中的官能团名称是酮羰基、醚键、碳碳双键。
(5)化合物F的同分异构体要求:①含有结构;②1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH,说明该物质可能存在酚羟基、羧基或者酚酯;③核磁共振氢谱中有6组吸收峰;故F的同分异构体可能的情况有:①1mol该物质含有羧基1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;②1mol该物质含有酚酯1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;③1mol该物质含有醛基1mol和酚羟基4mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共2种;综上可知,F的同分异构体有10种,其中所有官能团都在一个苯环上的结构简式为 。
(6)先按照已知②进行分子内成环得到带羟基的M,之后醇羟基发生消去反应得到双键,醇消去的反应条件为浓硫酸、加热,故其中M的结构简式为 ;“一定条件”为已知反应①,即和催化剂。
1 / 1四川成都市第七中学2026届高三下学期二诊模拟考试化学试卷
1.科技发展与化学密切相关。下列说法错误的是
A.福建舰舰体材料无磁镍铬钛合金钢硬度高于纯铁
B.神舟十七号使用砷化镓(GaAs)太阳能电池,供电时的能量转化形式为化学能转化为电能
C.量子科技“墨子号”使用光纤作为地面传输材料,光纤的主要成分属于新型无机非金属材料
D.中国研制的先进微纳米光刻机,其原材料之一四甲基氢氧化铵[(CH3)4NOH]可溶于水
2.下列化学用语的表示正确的是
A.正盐Na2HPO3的阴离子结构可以表示为
B.Cl2分子中化学键的电子云轮廓图:
C.CO2的空间填充模型:
D.基态Cr原子的价层电子轨道表示式:
3.下列有关实验装置能够正确完成对应实验的是
A.氨气的尾气吸收 B.钠的燃烧反应
C.溴苯的制取 D.石油的分馏
A.A B.B C.C D.D
4.下列反应事实用离子方程式表示,其中正确的是
A.乙酰胺与盐酸混合共热:
B.碳酸氢钙溶液与过量澄清石灰水混合:
C.K3[Fe(CN)6]溶液滴入FeCl2溶液中:K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓
D.K2Cr2O7检测酒驾的反应原理:
5.配位化合物广泛应用于物质分离、定量测定、医药、催化等方面。利用氧化法可制备某些配位化合物,如2CoCl2+2NH4Cl+8NH3+H2O2=2[Co(NH3)5Cl]Cl2+2H2O。设NA为阿伏加德罗常数的值,下列说法正确的是
A.1 mol [Co(NH3)5Cl]Cl2中含有σ键的数目为22 NA
B.H-N-H的键角大小:NH3<[Co(NH3)5Cl]2+
C.0.1 mol N2与足量H2在催化剂作用下合成氨,生成的NH3分子数为0.2 NA
D.36 g冰中所含的氢键的数目为2 NA
6.某种钾盐具有鲜艳的颜色,其阴离子结构如图所示。X、Y、Z、W为原子序数依次增加的前四周期元素,X、Y在第二周期且未成对电子数之比为2:3,Z的最高化合价与最低化合价的代数和为4 ,W 为日常生活中应用最广泛的过渡金属。下列说法错误的是
A.W 的化合价为+3
B.第一电离能X>Y>Z>W
C.该阴离子中含有配位键
D.X、Y、Z均满足最外层8电子结构
7.依据实验目的设计实验方案并进行实验,下列实验方案、现象和结论都正确的是
实验目的 实验方案 实验现象 实验结论
A 比较AgI与AgCl的Ksp大小 同温下,向1 mL 0.1 mol·L-1的AgNO3溶液中先加入2 mL 0.1 mol·L-1的KCl溶液,再滴加4滴0.1 mol·L-1的KI溶液 先产生白色沉淀,后产生黄色沉淀 同温下Ksp(AgI)B 证明乙炔具有还原性 向电石中滴入饱和食盐水,将产生的气体通入酸性KMnO4溶液 酸性KMnO4溶液褪色 乙炔具有还原性
C 探究BaSO4能否使蛋白质变性 往装有鸡蛋清的试管中先加入少量BaSO4,再加过量水,振荡 试管底部可见少量固体 BaSO4能使蛋白质变性
D 检验苯中是否含有少量杂质苯酚 向溶液中加入足量浓溴水 未观察到白色沉淀 苯中不含苯酚
A.A B.B C.C D.D
8.奥司他韦是一种口服活性流感病毒神经氨酸酶抑制剂,分子结构如图所示,下列说法正确的是
A.该分子含有4种官能团
B.该分子中最多有6个碳原子共平面
C.分子式为C16H28N2O4
D.该分子可发生取代、加成、消去、氧化反应
9.相同质量的某谷物麦片经消解,所蒸馏出的氨用过量盐酸吸收,再用溶液返滴定,记录至终点时消耗NaOH溶液体积,四次平行测定结果为7.80 mL、7.47 mL、7.88 mL、7.85 mL。下列说法正确的是
A.使用量筒量取盐酸溶液
B.可选择甲基红(变色范围pH4.4~6.2)为指示剂
C.用溶液滴定的相对误差更小
D.平均消耗NaOH溶液体积为7.75 mL
10.科学家开发了如图所示的电化学装置,实现了H2O2的制备和废弃PET的回收利用。下列说法错误的是
A.溶液中移向电极B
B.电极B的电势高于电极A的电势
C.理论上每消耗3 mol O2,电极B消耗乙二醇124 g
D.阳极区发生的反应为:
11.某温度下发生反应:,M和N的消耗速率与本身浓度的关系如图,已知:,,和是速率常数,只与温度、催化剂有关。下列说法正确的是
A.曲线y代表的是
B.其他条件不变,压缩容器体积,体系内活化分子百分数增大
C.此温度下,该反应的平衡常数
D.密闭容器中进行该反应,P点时反应逆向进行
12.某工厂采用辉铋矿(主要成分为Bi2S3,含有FeS2、SiO2杂质)与软锰矿(主要成分为MnO2)联合焙烧法制备BiOCl并得到Mn(II)的化合物,工艺流程如图所示。已知联合焙烧时Bi2S3和FeS2分别转化为Bi2O3和Fe2O3,MnO2在联合焙烧时仅考虑生成MnSO4的反应。下列说法正确的是
A.“联合焙烧”时每转化1 mol Bi2S3消耗12 mol MnO2
B.“酸浸”应在加热条件下进行
C.“转化”过程中可知Fe3+氧化性强于Bi3+
D.“水解”时发生的反应为,适当加热可促进水解
13.某小组为探究与KI之间的反应,进行了如下实验。
实验
现象 ①产生土黄色沉淀,溶液为棕黄色 ②变为白色悬浊液,最后得到无色澄清溶液 ①产生土黄色沉淀,溶液为蓝绿色 ②开始变为浅蓝色悬浊液,逐渐变为黄绿色悬浊液,然后变为黄色溶液,最后得到无色溶液
已知:(无色)(无色);CuI为白色沉淀,可吸附;在溶液中不存在;呈无色,呈黄色。
下列结论或推断不合理的是
A.与KI能发生反应:
B.CuI与反应的速率慢于与反应的速率
C.黄绿色悬浊液变为黄色溶液时,有、生成
D.Cu(Ⅱ)与生成配合物反应的限度大于二者发生氧化还原反应的限度
14.近年来,二维硒氧化铋因其稳定性好、载流子迁移率高等优点,被广泛应用于各种电子设备。研究人员发现,与石墨烯等二维材料不同,二维硒氧化铋的层与层之间是通过弱静电力而非范德华力维系。如图甲是二维硒氧化铋的结构示意图,图乙为其晶胞结构和氮掺杂后的结构。下列说法正确的是
A.中,
B.二维硒氧化铋晶胞沿z轴方向的投影图应该为
C.若NA为阿伏加德罗常数的值,则二维硒氧化铋晶体的密度为
D.二维硒氧化铋晶体经过图乙所示的氮掺杂之后,化学式变为Bi2O2-aSeNb,则a∶b=3∶2
15.常温下,假设1 L水溶液中Fe3+和初始的物质的量均为0.01 mol(元素Fe、P的物质的量保持不变)。平衡条件下,体系中全部含磷物种的摩尔分数随pH的变化关系如图所示(忽略溶液体积变化)。下列说法正确的是
已知Ksp(FePO4)=9.9×10-16,Ksp[Fe(OH)3]=10-38.
A.丙线所示物种为FePO4
B.H3PO4的电离常数Ka2约为1.2×10-8
C.pH=0.23时,c(Fe3+)=0.002 mol·L-1,不产生Fe(OH)3沉淀
D.pH=0.1时,
16.二茂铁[Fe(C5H5)2]是一种具有芳香族化合物性质的有机过渡金属化合物。二茂铁的熔点是173℃,在100℃时开始升华,沸点是249℃,不溶于水,易溶于苯、乙醚、汽油、柴油等有机溶剂;化学性质稳定,400℃以内不分解。
环戊二烯和二茂铁的结构 实验室制备二茂铁的装置示意图(夹持及加热装置略)
图1 图2
实验步骤如下:
步骤1:在三颈烧瓶中加入25 g粉末状的KOH,并从仪器a中加入60 mL无水乙醚到三颈烧瓶中,充分搅拌,同时通氮气约10 min;
步骤2:再从仪器a滴入5.5 mL新蒸馏的环戊二烯(密度0.95 g/cm3),搅拌;
步骤3:将6.5 g无水FeCl2与(CH3)2SO(二甲基亚砜,作溶剂)配成的溶液25 mL。装入仪器a中,慢慢滴入三颈烧瓶中,45 min滴完,继续搅拌45 min;
步骤4:再从仪器a加入25 mL无水乙醚搅拌,将液体经过“一系列操作”,得到二茂铁粗产品。
请回答下列问题:
(1)写出KOH、FeCl2、C5H6反应生成二茂铁[Fe(C5H5)2]的化学方程式:   。
(2)二茂铁[Fe(C5H5)2]中,环戊二烯阴离子以大π键电子参与配位,二茂铁中配体提供给Fe2+形成配位键的电子有   个。早期人们将二茂铁的结构误认为下图,现代核磁共振法能够区分这两种结构,在核磁共振氢谱中,正确的结构有   组峰(选填序号,下同),错误的结构有   组峰。
A.1 B.2 C.3 D.4 E.5
(3)仪器a的名称是   。
(4)步骤4中的“一系列操作”如下,请排序:将液体转入分液漏斗→   →⑤→   。
①用水洗涤2次并分液 ②过滤 ③用盐酸洗涤2次并分液 ④蒸出乙醚后得到产品 ⑤加入无水Na2SO4
(5)二茂铁粗产品提纯过程在下图所示装置中进行,其分离方法名称为   ,该操作中棉花的作用是   。
(6)若最终得到纯净的二茂铁4.8 g,则该实验的产率为   %(保留两位有效数字)。
17.锆(Zr)是一种稀有金属,广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。一种以锆英砂(主要含ZrSiO4,还含有少量Cr、Fe、Hf等元素)为原料生产金属锆和副产物硅酸钙的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”后各金属元素在溶液中的存在形式为ZrO2+、HfO2+、Fe3+、Cr3+。
②25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;
③部分氯化物的沸点数据如表所示:
物质 ZrCl4 CrCl3 FeCl3 FeCl2
沸点/℃ 331 1300 316 700
回答下列问题:
(1)Zr是Ti的同族相邻元素,基态Zr原子的价电子排布式是   。
(2)“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:   ,温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响如图所示,应采取的条件为   。
(3)“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,写出生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:   ,“萃取”操作除去的杂质元素为   。
(4)“氨沉”时产物为Zr(OH)4、Cr(OH)3和Fe(OH)3,反应结束后溶液中,则c(Fe3+)=   mol·L-1,“滤液2”中主要成分是   (填名称)。
(5)“煅烧”时Zr(OH)4分解生成ZrO2,“沸腾氯化”中反应①为“氯化反应”,请写出ZrO2参与该反应的化学方程式:   ,氯化反应结束通入H2,目的是   。
18.CO2的捕集、利用与封存(CCUS)被国际能源署列为实现全球净零排放的关键技术,包括从能源利用等工业过程或大气中捕集分离CO2并加以资源化利用的过程。
(1)化学链燃烧是一种通过载氧体实现燃料与空气的无接触燃烧方式,可有效捕集含碳物质燃烧时产生的CO2.基于CaSO4载氧体的CO化学链燃烧原理为反应Ⅰ和反应Ⅱ,同时体系中还存在副反应为反应Ⅲ.
反应Ⅰ: 。
反应Ⅱ:CaS(s)+2O2(g)=CaSO4(s)
反应Ⅲ:
①写出表示CO燃烧热的热化学方程式   。
②为减小平衡时,可以采取的措施有   (填字母)。
a.在合适的温度区间内降低反应温度 b.在恒温恒容条件下提高CO的初始投料
c.在恒温恒压条件下往初始投料中添加适量Ar d.加入对反应Ⅰ有利的催化剂
(2)一种由阴离子交换树脂和碳纳米管构成的复合膜(兼具阴离子和电子传递功能)可高效捕集空气中的CO2,原理如图所示,其中复合膜的Ⅰ侧将空气中的CO2捕集并转化为;Ⅱ侧通入少量H2即可释放CO2
复合膜Ⅱ侧释放CO2的反应式为   。当复合膜Ⅰ侧处理1 m3(已折算为标准状况,下同)空气,其中98%的CO2被复合膜捕集并释放,Ⅱ侧至少应通入H2   L。
(3)CO2催化加氢合成CH3OH可实现CO2的资源化利用。催化剂催化CO2加氢合成CH3OH的主要反应有:
反应Ⅳ:
反应Ⅴ:
初始225℃、8×106 Pa恒压下,将一定比例CO2、H2混合气匀速通过装有催化剂的绝热反应管。装置及L1、L2、L3……位点处(相邻位点距离相同)的气体温度、CO和CH3OH的体积分数如图所示。
H2O的体积分数L5   L6;L8-L9位点温度为280℃,且各物质体积分数保持不变,n(CO2)=n(H2),则反应Ⅳ的Kp=   (保留小数点后两位)。若初始225℃、7×107 Pa恒压下,保持CO2、H2通入比例不变,进行上述实验,测得从L1处开始,CO的体积分数不再改变,且小于2.8%,则L8处的温度   (填“>”“<”或“=”)280℃,你的判断理由是   。
19.有机物H是抗病毒药物的中间体。某实验室由芳香化合物A制备H的合成路线如下。
已知:①;

(1)A物质的名称为   。
(2)B→D的反应类型为   。
(3)H中碳原子的杂化方式为   。写出反应F+G→H的化学方程式:   。
(4)化合物E中的官能团名称是   。
(5)同时符合下列条件的化合物F的同分异构体有   种。
①含有结构;②1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH;③核磁共振氢谱中有6组吸收峰。其中所有官能团都在一个苯环上的结构简式为   。
(6)由合成,根据题中信息已知,先成环后消去,实现下列转化过程,其中M的结构简式为   ,“一定条件”为   。
答案解析部分
1.【答案】B
【知识点】化学科学的主要研究对象;常见能量的转化及运用;含硅矿物及材料的应用;合金及其应用
【解析】【解答】A、无磁镍铬钛合金钢为铁的合金,一般合金硬度高于其成分金属,硬度高于纯铁,A 正确;
B、砷化镓 (GaAs) 太阳能电池供电时,太阳能转化为电能,并非化学能转化为电能,B 错误;
C、光纤的主要成分为 SiO2,属于传统无机非金属材料,并非新型无机非金属材料,C 错误;
D、四甲基氢氧化铵 [(CH3)4NOH] 属于强碱,可溶于水,D 正确;
故答案为:B。
【分析】解题要点:
合金的性质:合金硬度、强度一般高于纯金属,熔点低于纯金属;
太阳能电池的能量转化:将太阳能直接转化为电能,无化学能参与;
无机非金属材料分类:SiO2属于传统无机非金属材料,新型无机非金属材料指高温结构陶瓷、生物陶瓷等;
四甲基氢氧化铵的性质:属于有机强碱,易溶于水,水溶液呈强碱性。
2.【答案】A
【知识点】原子核外电子排布;共价键的形成及共价键的主要类型;原子轨道杂化方式及杂化类型判断
【解析】【解答】A、Na2HPO3是正盐,说明 H3PO3是二元酸,只有 2 个羟基氢可电离,阴离子 HPO32-的结构中 P 连 1 个双键 O、2 个单键 O 和 1 个 H: ,A 正确;
B、Cl2分子中的化学键是 σ 键,电子云轮廓图是 “头碰头” 的圆柱形对称,图中是 π 键的 “肩并肩” 电子云轮廓图,B 错误;
C、CO2的空间填充模型要体现原子半径,中间的C 原子半径大于两侧的 O 原子,图中球大小不符合实际,C 错误;
D、基态 Cr 原子的价层电子排布是 3d54s (洪特规则特例),3d 轨道 5 个单电子、4s 轨道 1 个单电子,题中排布错误,D 错误;
故选:A。
【分析】本题解题要点:
A.根据正盐的定义,判断 H3PO3的可电离羟基氢数,进而确定阴离子结构;
B.区分 σ 键和 π 键的电子云轮廓图特征,Cl2中为 σ 键;
C.空间填充模型需准确反映原子的相对大小和分子空间结构;
D.牢记 Cr 的电子排布特例,按洪特规则分析价层电子轨道表示式。
3.【答案】C
【知识点】氨的实验室制法;常见气体制备原理及装置选择;石油的分馏;化学实验方案的评价
【解析】【解答】A、氨气极易溶于水,该装置中导管直接插入水层,会发生倒吸,不能用于氨气的尾气吸收,A 错误;
B、钠的燃烧反应需要在坩埚中进行,不能使用玻璃表面皿,玻璃表面皿加热易炸裂,不能用于钠的燃烧实验,B 错误;
C、苯和液溴在铁粉催化下发生取代反应制取溴苯,四氯化碳可吸收挥发的溴和苯,倒扣的漏斗能防止倒吸,装置操作规范,C 正确;
D、石油分馏时,温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处,且冷凝管冷凝水需下进上出,该装置未满足规范要求,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
尾气吸收:氨气极易溶于水,直接插入水层会发生倒吸,需采用防倒吸装置(如倒扣漏斗),该装置未满足要求;
钠燃烧实验:钠燃烧温度高,玻璃表面皿易炸裂,需选用坩埚等耐高温容器;
溴苯制取:苯与液溴的取代反应中,四氯化碳可吸收挥发的反应物,倒扣漏斗能防止倒吸,装置设计合理;
石油分馏:蒸馏操作中温度计位置、冷凝水流向均有规范要求,该装置不符合。
4.【答案】C
【知识点】二价铁离子和三价铁离子的检验;乙醇的物理、化学性质;离子方程式的书写;酰胺
【解析】【解答】A、乙酰胺与盐酸混合共热,反应的离子方程式为,A错误;
B、碳酸氢钙溶液与过量澄清石灰水混合,反应的离子方程式为,B错误;
C、K3[Fe(CN)6] 溶液滴入 FeCl2溶液中,反应的离子方程式为
K++Fe2++[Fe(CN)6]3-=KFe[Fe(CN)6]↓,C正确;
D、K2Cr2O7检测酒驾的反应原理,离子方程式,D错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
离子方程式书写需满足原子守恒、电荷守恒,符合反应事实;
乙酰胺水解反应,需检查原子是否守恒;
酸式盐与碱的反应,需注意反应物用量对离子配比的影响,过量石灰水时 HCO3-完全反应;
配合物与亚铁离子的反应,需注意沉淀的生成与离子拆分;
氧化还原反应的离子方程式,需结合电子守恒、电荷守恒配平。
5.【答案】B
【知识点】键能、键长、键角及其应用;氢键的存在对物质性质的影响;化学反应的可逆性;物质的量的相关计算
【解析】【解答】A、 中, 个 分子内各含 个 键,共 15 个; 与 5 个 、 个 形成 6 个配位 键;外界 2 个 无 键,总 键数为 ,故含 键数目为 ,A错误;
B、 中 原子有孤电子对,孤电子对斥力大于成键电子对,键角较小; 中 的 原子与 形成配位键,孤电子对转化为成键电子对,斥力减小,键角增大,故 键角:,B正确;
C、 与 合成氨为可逆反应, 不能完全反应,生成 分子数小于 ,C错误;
D、 冰的物质的量为 ,冰中每个水分子形成 个氢键,每个氢键被 个水分子共用,故氢键数目为 ,即 ,D错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
键计数:需分别计算分子内共价 键、配位 键,注意外界离子无 键;
键角比较:孤电子对斥力大于成键电子对,配位后孤电子对转化为成键电子对,键角增大;
可逆反应:反应物不能完全转化,生成物量小于理论值;
氢键计数:冰中每个水分子形成 个氢键,每个氢键由 个水分子共用,需按比例计算。
6.【答案】B
【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;配合物的成键情况;元素周期律和元素周期表的综合应用
【解析】【解答】A、W 为 Fe,结合阴离子中 Fe 的成键与电荷情况,可判断其化合价为 + 3,A 正确;
B、X 为 C、Y 为 N、Z 为第 ⅥA 族元素(O 或 S)、W 为 Fe。根据第一电离能的递变规律,同周期主族元素从左到右第一电离能整体呈上升趋势,且 N 的 2p 轨道为半满的稳定结构,第一电离能显著高于同周期相邻元素,因此四种元素中第一电离能最大的是 Y(N),B 错误;
C、阴离子中心的 Fe 原子存在空轨道,Y(N)原子含有孤电子对,二者可通过配位键结合形成稳定结构,C 正确;
D、阴离子中 X(C)、Y(N)、Z(O/S)的最外层电子均满足 8 电子稳定结构,D 正确;
故答案为:B。
【分析】先根据题干信息推断元素:X、Y 位于第二周期,且未成对电子数之比为 2:3,因此 X 的未成对电子数为 2,核外电子排布为 1s22s22p2,对应元素为 C;Y 的未成对电子数为 3,核外电子排布为 1s22s22p3,对应元素为 N。Z 的最高正价与最低负价代数和为 4,结合阴离子结构可确定 Z 为第 ⅥA 族元素;W 是日常生活中应用最广泛的过渡金属,对应元素为 Fe,再据此逐一分析各选项。
7.【答案】A
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;乙炔炔烃;氨基酸、蛋白质的结构和性质特点;苯酚的化学性质
【解析】【解答】A、向硝酸银溶液中先加过量氯化钾生成氯化银沉淀,此时银离子已完全消耗,再滴加碘化钾时,是氯化银沉淀转化为碘化银沉淀,可证明同温下,实验方案、现象、结论均正确,A正确;
B、电石与饱和食盐水反应生成乙炔,会混有硫化氢等还原性杂质,硫化氢具有还原性,也能使酸性高锰酸钾溶液褪色,干扰验证乙炔的还原性,B错误;
C、硫酸钡难溶于水,试管底部的固体是未溶解的硫酸钡,无法证明蛋白质发生了变性,不能达到实验目的,C错误;
D、苯酚与浓溴水反应生成的三溴苯酚能溶于苯,不会产生白色沉淀,因此无法通过该方法检验苯中是否含苯酚,D错误;
故答案为:A。
【分析】本题解题要点:
沉淀转化与比较:向含过量的悬浊液中加入,若生成沉淀,可直接证明的溶解度更小,对应更小;
乙炔还原性检验:电石制乙炔的副产物具有强还原性,会干扰乙炔的检验,需先通过硫酸铜溶液除杂;
蛋白质变性验证:难溶性固体无法使蛋白质变性,需用可溶性重金属盐等试剂验证;
苯酚检验:三溴苯酚易溶于苯,不会析出沉淀,因此不能用浓溴水检验苯中的苯酚,需用溶液等其他方法。
8.【答案】C
【知识点】有机物中的官能团;烯烃;取代反应
【解析】【解答】A、该分子内含醚键、碳碳双键、酯基、酰胺键(肽键)、氨基,共 5 种官能团,并非 4 种,A 错误;
B、碳碳双键所在平面可通过单键旋转,将酯基、多个烷基碳原子转入同一平面,共平面碳原子远多于 6 个,B 错误;
C、数出分子中 C、H、N、O 原子数目,分子式为 C16H28N2O4,书写正确,C 正确;
D、分子中没有连羟基的饱和碳原子,不存在能发生消去反应的结构,无法发生消去反应,D 错误;
故答案为:C。
【分析】本题解题要点:
官能团识别:依次找出醚键、碳碳双键、酯基、酰胺键、氨基五类官能团;
碳原子共面判断:碳碳双键为平面结构,单键可自由旋转,侧链烷基碳能旋转至双键平面;
分子式计数:逐环、逐侧链统计所有原子个数,核对 C、H、N、O 数目;
有机反应判断:取代反应(酯水解、酰胺水解、烷基卤代)、加成(碳碳双键)、氧化(双键可被高锰酸钾氧化)可发生;消去反应需要羟基 / 卤素相连碳的邻位碳有氢,该分子无对应结构,不能消去。
9.【答案】B
【知识点】指示剂;中和滴定;酸(碱)式滴定管的使用
【解析】【解答】A、量取 50.00mL 盐酸溶液需用酸式滴定管或移液管,量筒精度不足,A 错误;
B、返滴定终点溶液呈弱酸性,甲基红变色范围 pH4.4~6.2,符合滴定要求,可作指示剂,B 正确;
C、NaOH 溶液浓度过高会使滴定体积过小,相对误差更大,C 错误;
D、7.47mL 为异常值需舍去,有效数据平均体积为 7.84mL,D 错误;
故答案为:B。
【分析】本题解题要点:
仪器精度要求:精确量取溶液需用滴定管 / 移液管,量筒无法满足精度;
指示剂选择原则:强酸滴定弱碱选酸性变色范围的指示剂,甲基红符合要求;
滴定误差规律:标准液浓度过高会放大相对误差;
数据处理规范:偏差过大的异常值需剔除后再计算平均值。
10.【答案】C
【知识点】电解原理;电解池工作原理及应用
【解析】【解答】A、电解池中阴离子向阳极移动,因此 OH-会移向阳极(电极 B),A 不符合题意;
B、电解池中阳极电势高于阴极电势,电极 B 为阳极、电极 A 为阴极,故电极 B 的电势高于电极 A,B 不符合题意;
C、阴极反应式为 ,消耗 3mol O2时转移 6mol 电子;根据阳极反应式,转移 6mol 电子时消耗 1mol 乙二醇,其质量为 62g,C 符合题意;
D、电极 B 为阳极,失电子,发生氧化反应,反应式为 ,D 不符合题意;
故答案为:C。
【分析】电极 A 中 O2被还原为 H2O2,得电子发生还原反应,为阴极;电极 B 中乙二醇被氧化为 HCOO-,失电子发生氧化反应,为阳极,阳极反应式为:HOCH2CH2OH - 6e- + 8OH- = 2HCOO- + 6H2O,据此逐一分析选项。
11.【答案】D
【知识点】化学平衡常数;化学反应速率的影响因素;化学反应速率和化学计量数的关系
【解析】【解答】A、由速率公式 可知, 的消耗速率与浓度的平方成正比,对应曲线 ;由 可知, 的消耗速率与浓度成正比,对应曲线 。因此曲线 代表 ,A错误;
B、压缩容器体积,仅增大了体系内反应物的浓度,活化分子总数增加,但活化分子百分数只与温度、催化剂有关,浓度、压强不改变活化分子百分数,B错误;
C、反应达到平衡时,正逆反应速率满足 ,代入速率公式得:平衡常数 ,C错误;
D、 点时 ,结合平衡条件 ,可知此时正反应速率小于逆反应速率,反应逆向进行,D正确;
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
速率-浓度图像判断:速率与浓度平方成正比为二次曲线(),对应 ;速率与浓度成正比为直线(),对应 ;
活化分子百分数影响因素:仅温度、催化剂可改变,浓度、压强仅改变活化分子总数;
平衡常数与速率常数的推导:平衡时正逆反应速率满足化学计量数关系,据此推导 与 、 的关系;
反应方向判断:通过正、逆反应速率的相对大小,判断反应进行的方向。
12.【答案】C
【知识点】氧化还原反应方程式的配平;盐类水解的应用
【解析】【解答】A、在联合焙烧时生成的反应方程式为:,故每转化1 mol消耗3 mol,A错误;
B、酸浸时使用浓盐酸,加热会加速浓盐酸的挥发,降低酸浸效率,同时产生大量 酸雾,因此酸浸不宜在加热条件下进行,B错误;
C、转化过程中,加入金属Bi将 还原为 ,根据“氧化剂的氧化性强于氧化产物”,可知 的氧化性强于 ,C正确;
D、水解在酸性条件下进行,反应物中不能出现 ,正确的离子方程式为 ,适当加热可促进水解,D错误;
故答案为:C;
【分析】辉铋矿(含、、)与过量软锰矿()在空气参与下联合焙烧,、分别氧化为、,还原为;水浸后过滤,得到溶液(滤液)与含、、的滤渣;滤渣用浓盐酸酸浸,、溶解为、,同时与浓盐酸反应生成(气体),不溶被除去;滤液中加入金属,将还原为,得到含、、的滤液;调节使水解生成沉淀,过滤得到产品,滤液为、溶液。
13.【答案】D
【知识点】配合物的成键情况
【解析】【解答】A、左侧实验将少量滴入过量溶液,出现土黄色沉淀,已知是白色沉淀,沉淀吸附就会显现出土黄色,对应的离子反应就是,推断合理,A不符合题意;
B、往左侧体系滴入之后,棕黄色(来自)率先褪去得到白色悬浊液,说明优先消耗游离态,后续才作用于,也就证明和的反应速率慢于和的反应速率,推断合理,B不符合题意;
C、右侧实验体系过量,逐步滴加会分步生成两种配位产物,无色的、黄色的,悬浊转变为黄色溶液的阶段两种配离子同时存在,推断合理,C不符合题意;
D、右侧实验初期已经出现悬浊,意味着部分已经和发生氧化还原得到沉淀,随着硫代硫酸钠继续加入才逐步形成配位产物,由此可知氧化还原进行的程度更加靠前,也就是与发生氧化还原反应的限度更大,该选项给出的限度大小关系颠倒,推断不合理,D符合题意。
故答案为:D。
【分析】本题解题要点:
实验反应基础推导:依托题干给出的物质性质信息,为白色沉淀、能够吸附显色,据此写出铜离子和碘离子的氧化还原离子方程式;
反应速率对比方法:观察硫代硫酸钠加入之后褪色的先后次序,先褪去碘单质造成的棕黄色,以此对比两步反应速率的快慢;
配离子颜色分析:对照两种已知配离子、各自的颜色特征,解释右侧体系颜色逐步过渡变化的成因;
反应限度辨析技巧:通过右侧实验前期就生成沉淀的现象,判断氧化还原优先进行、限度更高,不能误判配位反应限度更大。
14.【答案】D
【知识点】晶胞的计算
【解析】【解答】A、由晶胞化学式及电荷守恒,与个数比为,可推得,,A错误;
B、从立体结构投影分析,晶胞沿Z轴投影时,位于体心,位于顶点,位于面心,与选项描述不符,B错误;
C、晶胞中含个,晶胞质量,晶胞体积,因此晶体密度,C错误;
D、氮掺杂后,1个O原子位置变为空穴,2个O原子被N原子替换。重新均摊计算:Bi、Se数目不变(4、2),O原子数为,N原子数为,即。结合化学式,得,,解得,D正确;
故答案为:D。
【分析】根据图乙的晶胞结构,利用均摊法计算各原子数目:Bi原子为个,Se原子为个,O原子为个,因此晶胞的化学式为。结合电荷守恒可知,晶胞中阳离子与阴离子的个数比为。
15.【答案】C
【知识点】难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;离子浓度大小的比较
【解析】【解答】A、由上述曲线对应关系可知,丙线代表的含磷物种为,A不符合题意;
B、时,与的摩尔分数均为0.48,此时体系中主要含磷物种为、和,根据物料守恒,的摩尔分数为。磷元素总浓度为,则,。代入磷酸二级电离平衡常数公式:,B不符合题意;
C、时,的摩尔分数为0.80,若铁元素总物质的量为(1L溶液中),则生成的物质的量为,溶液中游离的物质的量为,浓度为。此时溶液中浓度为,计算的浓度积:,该值远小于的溶度积,因此不会生成沉淀,C符合题意;
D、调节pH时,为保证、元素的物质的量不变,不能引入额外的磷酸,因此体系中必然存在其他阴离子(如酸根离子)。根据电荷守恒,时,,因此,D不符合题意;
故答案为:C。
【分析】先结合pH对含磷物种分布、铁盐沉淀行为的影响,完成曲线对应关系的推导:
体系中含磷物种包括、、、,同时存在沉淀与游离。随pH升高,作为最强酸,会最先发生解离,浓度快速下降并趋近于0,因此乙线对应;会优先与结合生成沉淀,沉淀量随pH升高先持续增大,因此甲线对应;当pH进一步升高,会发生沉淀转化,生成,同时释放出,使溶液中浓度回升,因此丁线对应;剩余的中间价态含磷物种,对应丙线,以此为基础逐一分析选项。
16.【答案】(1)FeCl2+2C5H6+2KOH=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O
(2)12;A;C
(3)恒压滴液漏斗
(4)③①;②④
(5)升华;防止二茂铁挥发进入空气中
(6)65
【知识点】利用质谱、红外光谱、核磁共振等确定有机物的结构;升华;物质的分离与提纯
【解析】【解答】(1)、、反应生成二茂铁,与发生中和反应生成,再与配位生成,配平后化学方程式为;
故答案为: FeCl2+2C5H6+2KOH=Fe(C5H5)2+2KCl+2H2O ;
(2)每个环戊二烯阴离子提供6个π电子参与配位,2个配体共提供个电子形成配位键;正确结构中两个环等效,氢原子化学环境完全相同,核磁共振氢谱有1组峰,A符合题意;错误结构中两个环不等效,环上氢原子存在3种化学环境,核磁共振氢谱有3组峰,C符合题意;
故答案为: 12 ; A ; C ;
(3)仪器a为恒压滴液漏斗;
故答案为: 恒压滴液漏斗 ;
(4)步骤4的操作顺序为:将液体转入分液漏斗后,先用盐酸洗涤除去过量,再用水洗涤除去残留盐类,分液后加入无水干燥,过滤除去干燥剂,最后蒸出乙醚得到产品,排序为③→①→⑤→②→④;
故答案为:③① ; ②④ ;
(5)二茂铁易升华,提纯装置利用升华法分离;棉花的作用是防止升华的二茂铁颗粒进入空气中;
故答案为: 升华 ; 防止二茂铁挥发进入空气中;
(6)环戊二烯少量,其物质的量为,有关系式,理论产量为,产率为
故答案为: 65 ;
【分析】本实验以环戊二烯()、、为原料制备二茂铁(),核心反应为: 。实验流程分为反应合成、后处理提纯、升华精制、产率计算四个阶段,各小题解题思路如下:
(1)先明确反应本质:环戊二烯与发生酸碱反应生成,再与发生配位反应生成二茂铁;根据元素守恒、电荷守恒配平反应式,确保反应物、生成物的原子种类和数目完全一致。
(2)配位键电子数:每个含6个电子,2个配体共提供12个电子形成配位键;氢谱峰数判断:若两个环等效(正确结构),所有氢原子化学环境完全相同,氢谱仅1组峰;若两个环不等效(错误结构),氢原子存在3种不同化学环境,氢谱出现3组峰,据此区分结构。
(3)根据仪器结构特征(带恒压支管、可平衡气压),判断仪器a为恒压滴液漏斗,其作用是使漏斗内液体顺利流下,同时防止反应体系漏气。
(4)先用盐酸洗涤除去过量,再用水洗涤除去残留盐类;分液后用无水干燥有机层;过滤除去干燥剂,最后蒸出乙醚得到产品,据此排序为。
(5)利用二茂铁易升华的物理性质,采用升华法提纯;棉花的作用是阻挡升华的二茂铁固体颗粒,防止其随气流逸出,同时保证气体流通。
(6)确定限量反应物:环戊二烯为少量,以其物质的量为计算基准根据反应关系式,计算二茂铁的理论产量;③ 用实际产量除以理论产量,得到产率:
环戊二烯的物质的量:
理论产量:
产率:。
(1)、、反应生成二茂铁,与发生中和反应生成,再与配位生成,配平后化学方程式为;
(2)每个环戊二烯阴离子提供6个π电子参与配位,2个配体共提供个电子形成配位键;正确结构中两个环等效,氢原子化学环境完全相同,核磁共振氢谱有1组峰,A符合题意;错误结构中两个环不等效,环上氢原子存在3种化学环境,核磁共振氢谱有3组峰,C符合题意;
(3)仪器a为恒压滴液漏斗;
(4)步骤4的操作顺序为:将液体转入分液漏斗后,先用盐酸洗涤除去过量,再用水洗涤除去残留盐类,分液后加入无水干燥,过滤除去干燥剂,最后蒸出乙醚得到产品,排序为③→①→⑤→②→④;
(5)二茂铁易升华,提纯装置利用升华法分离;棉花的作用是防止升华的二茂铁颗粒进入空气中;
(6)环戊二烯少量,其物质的量为,有关系式,理论产量为,产率为。
17.【答案】(1)4d25s2
(2)Na2SiO3;300℃条件下碱熔8h
(3);Hf
(4)1×10-8;氯化铵
(5);将FeCl3还原为FeCl2,便于ZrCl4蒸馏分离
【知识点】原子核外电子排布;难溶电解质的溶解平衡及沉淀转化的本质;物质的分离与提纯;制备实验方案的设计;离子方程式的书写
【解析】【解答】(1)Zr是40号元素,与Ti同族(第IVB族),电子排布为,因此价电子排布式为:;
故答案为: 4d25s2 ;
(2)根据已知条件及分析可知:“碱熔”时发生反应的化学方程式:,故“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:;根据温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响图示,300℃碱熔分解率最高,时间为8h和10h的分解率没有太大变化,所以最佳的条件是300℃条件下碱熔8h;
故答案为: Na2SiO3 ; 300℃条件下碱熔8h ;
(3)①“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,则根据流程生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:;
②根据分析“萃取”操作除去的杂质元素为Hf;
故答案为: ; Hf ;
(4)“沉淀”后的“废液”中有,,则,,则“废液”中;根据分析,“滤液2”中主要成分是氯化铵;
故答案为: 1×10-8 ; 氯化铵 ;
(5)根据分析“沸腾氯化”时发生反应的化学方程式;根据分析,氯化反应结束通入目的是把还原为,避免升华时含有杂质,便于ZrCl4蒸馏分离。
故答案为: ; 将FeCl3还原为FeCl2,便于ZrCl4蒸馏分离 ;
【分析】碱熔阶段,与反应转化为,同时生成可溶的;酸溶后,金属元素以、、、的形式存在于溶液中;萃取工序用于除去杂质,反萃取后进行沉淀操作,使、生成沉淀除去;滤液2的主要成分为氯化铵,煅烧后得到、、的混合物;沸腾氯化阶段,与、反应转化为,同时、转化为、;因与沸点接近,通入将还原为,避免升华时混有杂质,最终升华提纯得到,再经还原得到金属锆。
(1)为40号元素,与同属第ⅣB族,根据核外电子排布的构造原理,其核外电子排布式为,因此价电子排布式为。
(2)① 碱熔时,与在加热条件下发生反应,根据元素守恒配平化学方程式:
反应生成的钠盐中,可溶于水的是;
② 结合温度、时间对锆英砂碱熔分解率的影响图像,选择分解率最高、时间最优的工艺条件: 300℃条件下碱熔8h
(3)① 萃取时,溶液中的与萃取剂、、、发生络合反应,生成,根据电荷守恒、原子守恒配平离子方程式:
② 萃取工序的核心作用是除去杂质,因此该步骤除去的杂质元素为。
(4)根据的电离平衡:,其电离平衡常数。
已知,,代入公式计算浓度:
再根据的溶度积,代入计算浓度:
同时明确,“滤液2”的主要成分为氯化铵。
(5)① 沸腾氯化时,与、在高温下发生氧化还原反应,化合价不变,作氧化剂,作还原剂生成,配平化学方程式:,
② 因与沸点接近,直接升华会导致混有杂质,因此通入的目的是:将还原为,避免升华时混入杂质,便于的蒸馏分离。
(1)Zr是40号元素,与Ti同族(第IVB族),电子排布为,因此价电子排布式为:;
(2)根据已知条件及分析可知:“碱熔”时发生反应的化学方程式:,故“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:;根据温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响图示,300℃碱熔分解率最高,时间为8h和10h的分解率没有太大变化,所以最佳的条件是300℃条件下碱熔8h;
(3)①“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,则根据流程生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:;
②根据分析“萃取”操作除去的杂质元素为Hf;
(4)“沉淀”后的“废液”中有,,则,,则“废液”中;根据分析,“滤液2”中主要成分是氯化铵;
(5)根据分析“沸腾氯化”时发生反应的化学方程式;根据分析,氯化反应结束通入目的是把还原为,避免升华时含有杂质,便于ZrCl4蒸馏分离。
18.【答案】(1) ;ab
(2);14.7
(3)<;0.01;>;反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃
【知识点】盖斯定律及其应用;化学平衡常数;化学平衡转化过程中的变化曲线
【解析】【解答】(1)①CO燃烧的化学方程式,利用盖斯定律,,故CO燃烧热的热化学方程式为: ;
②a.在合适的温度区间内降低反应温度,反应Ⅰ平衡正向移动,浓度减小,浓度增大,反应Ⅲ为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,和浓度同等程度减小,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,减小,a正确;
b.恒温恒容条件下提高初始投料,则反应Ⅰ平衡正向移动,浓度增大,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,浓度增大的更多,则减小,b正确;
c.在恒温恒压条件下往初始投料中添加适量Ar,相当于减压,反应Ⅰ平衡不移动,反应Ⅲ平衡正向移动,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,则不变,c错误;
d.加入对反应Ⅰ有利的催化剂,催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡移动,故不变,d错误;
故答案为: ;ab。
(2)根据题意,复合膜的Ⅰ侧将空气中的CO2捕集并转化为,电极反应式为:;Ⅱ侧通入少量H2即可释放,电极反应方程式为:;
标准状况下,1 m3=1000 L,其中的体积分数为3%,则的体积为,被复合膜Ⅰ捕集的的体积为。则;根据两个电极电极反应式:可得与的物质的量之比为1:2,则,即;
故答案为: ; 14.7 ;
(3)由图可知,体积分数增加,说明L5到 L6处反应Ⅴ正向进行程度增大,反应Ⅴ消耗,但图中体积分数基本不变,说明反应Ⅳ也在正向进行,反应Ⅳ为气体分子数不变的反应,其正向进行时n()增大,反应Ⅴ为气体分子数减小的反应且没有的消耗与生成,故 n总减小而n()增加,即的体积分数增加,因此的体积分数为L5< L6;
设起始和的物质的量分别为和,平衡时和的物质的量分别为和,由题意建立如下三段式:
L8-L9位点n()=n(),则,由图可知,L9处,则,,
联立①②③可得:,则平衡时的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,则反应Ⅳ的;
反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃。
故答案为: < ; 0.01 ; > ; 反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃ ;
【分析】(1) ①依据燃烧热定义,结合盖斯定律叠加已知反应,计算焓变并书写热化学方程式;
②分别分析温度、浓度、惰性气体、催化剂对两个关联平衡的影响,判断浓度比值变化。
(2) ①根据两极反应物、生成物及电子、原子守恒配平电极反应式;
②由烟气体积与 CO2体积分数、捕集效率计算 CO2物质的量,再结合电子转移守恒计算所需 H2体积。
(3) ①依据 CH3OH、CO 体积分数变化判断两反应移动方向,分析 H2O 物质的量与总物质的量变化,比较体积分数;
②通过联立三段式计算平衡分压,求出反应 Ⅳ 的 Kp,结合压强对平衡的影响判断反应 Ⅴ 的热效应。
(1)①CO燃烧的化学方程式,利用盖斯定律,,故CO燃烧热的热化学方程式为: ;
②a.在合适的温度区间内降低反应温度,反应Ⅰ平衡正向移动,浓度减小,浓度增大,反应Ⅲ为吸热反应,降低温度,平衡逆向移动,和浓度同等程度减小,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,减小,a正确;
b.恒温恒容条件下提高初始投料,则反应Ⅰ平衡正向移动,浓度增大,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,综合反应Ⅰ和反应Ⅲ,浓度增大的更多,则减小,b正确;
c.在恒温恒压条件下往初始投料中添加适量Ar,相当于减压,反应Ⅰ平衡不移动,反应Ⅲ平衡正向移动,反应Ⅲ中和浓度同等程度增大,则不变,c错误;
d.加入对反应Ⅰ有利的催化剂,催化剂只能改变反应速率,不能改变平衡移动,故不变,d错误;
故答案选ab。
(2)根据题意,复合膜的Ⅰ侧将空气中的CO2捕集并转化为,电极反应式为:;Ⅱ侧通入少量H2即可释放,电极反应方程式为:;
标准状况下,1 m3=1000 L,其中的体积分数为3%,则的体积为,被复合膜Ⅰ捕集的的体积为。则;根据两个电极电极反应式:可得与的物质的量之比为1:2,则,即;
(3)由图可知,体积分数增加,说明L5到 L6处反应Ⅴ正向进行程度增大,反应Ⅴ消耗,但图中体积分数基本不变,说明反应Ⅳ也在正向进行,反应Ⅳ为气体分子数不变的反应,其正向进行时n()增大,反应Ⅴ为气体分子数减小的反应且没有的消耗与生成,故 n总减小而n()增加,即的体积分数增加,因此的体积分数为L5< L6;
设起始和的物质的量分别为和,平衡时和的物质的量分别为和,由题意建立如下三段式:
L8-L9位点n()=n(),则,由图可知,L9处,则,,
联立①②③可得:,则平衡时的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,的物质的量的分数为,则反应Ⅳ的;
反应V为气体分子数减小的反应,增加压强,平衡正向移动,放出热量,故体系温度大于280℃。
19.【答案】(1)苯甲醇
(2)加成反应
(3)sp2、sp3;++H2O
(4)酮羰基、醚键、碳碳双键
(5)10;
(6);NaIO4、催化剂
【知识点】原子轨道杂化方式及杂化类型判断;有机物的合成;有机物的结构和性质;同分异构现象和同分异构体
【解析】【解答】(1)根据分析可知A的结构为,命名为苯甲醇。
故答案为: 苯甲醇 ;
(2)B为苯甲醛,与C发生醛基的加成反应得到D,分子中多了羟基,属于加成反应。
故答案为: 加成反应 ;
(3)H中双键碳为杂化,饱和烷基碳为杂化,故H中碳原子的杂化方式为、;根据分析可知,反应F+G→H的化学方程式为++H2O。
故答案为: sp2、sp3 ;++H2O ;
(4)根据分析可知,E为,故化合物E中的官能团名称是酮羰基、醚键、碳碳双键。
故答案为: 酮羰基、醚键、碳碳双键 ;
(5)化合物F的同分异构体要求:①含有结构;②1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH,说明该物质可能存在酚羟基、羧基或者酚酯;③核磁共振氢谱中有6组吸收峰;故F的同分异构体可能的情况有:①1mol该物质含有羧基1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;②1mol该物质含有酚酯1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;③1mol该物质含有醛基1mol和酚羟基4mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共2种;综上可知,F的同分异构体有10种,其中所有官能团都在一个苯环上的结构简式为 。
故答案为: 10 ; ;
(6)先按照已知②进行分子内成环得到带羟基的M,之后醇羟基发生消去反应得到双键,醇消去的反应条件为浓硫酸、加热,故其中M的结构简式为 ;“一定条件”为已知反应①,即和催化剂。
故答案为: ; NaIO4、催化剂 ;
【分析】芳香化合物 A(分子式 C7H8O)经催化氧化得到 B(C7H6O);B 与对应原料反应生成 C;C 发生加成反应得到含羟基的 D;D 经氧化得到 E();E 经 NaIO4氧化断裂碳碳双键,得到含羧基的 F;F 与 G(C3H9NO2)在催化剂作用下发生已知②的胺化反应,最终得到抗病毒药物中间体 H,同时副产物为甘油,根据已知②反应以及F、G结构式可知,G为。
(1) 根据 A 的分子式 C7H8O、芳香化合物属性,结合 A 经 O2催化氧化生成 B(C7H6O),推得 A 为苯甲醇,结构为 C6H5CH2OH。
(2) B 为苯甲醛,C 与苯甲醛发生醛基的加成反应生成 D,分子中引入羟基,故反应类型为加成反应。
(3) 根据杂化轨道理论,H 中双键碳为 sp2 杂化,饱和烷基碳为 sp3 杂化;结合 F、G 的结构与已知反应②,配平 F 与 G 生成 H 和水的化学方程式。
(4) 根据 E 的结构,识别其中的酮羰基、醚键、碳碳双键三种官能团。
(5)根据限定条件(含联苯结构、1mol 最多消耗 4mol NaOH、6 组核磁共振氢峰),分三类(羧基 + 3 酚羟基、酚酯 + 3 酚羟基、醛基 + 4 酚羟基)计数同分异构体,共 10 种;再写出所有官能团在一个苯环上的结构简式。
(6) 先按已知②发生分子内成环得到带羟基的 M,再经醇的消去反应(浓硫酸、加热)得到双键;后续用已知①的 NaIO4、催化剂完成氧化,写出 M 的结构简式并标注反应条件。
(1)根据分析可知A的结构为,命名为苯甲醇。
(2)B为苯甲醛,与C发生醛基的加成反应得到D,分子中多了羟基,属于加成反应。
(3)H中双键碳为杂化,饱和烷基碳为杂化,故H中碳原子的杂化方式为、;根据分析可知,反应F+G→H的化学方程式为++H2O。
(4)根据分析可知,E为,故化合物E中的官能团名称是酮羰基、醚键、碳碳双键。
(5)化合物F的同分异构体要求:①含有结构;②1 mol该物质最多消耗4 mol NaOH,说明该物质可能存在酚羟基、羧基或者酚酯;③核磁共振氢谱中有6组吸收峰;故F的同分异构体可能的情况有:①1mol该物质含有羧基1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;②1mol该物质含有酚酯1mol和酚羟基3mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共4种;③1mol该物质含有醛基1mol和酚羟基4mol,则该情况下F的同分异构体情况为,共2种;综上可知,F的同分异构体有10种,其中所有官能团都在一个苯环上的结构简式为 。
(6)先按照已知②进行分子内成环得到带羟基的M,之后醇羟基发生消去反应得到双键,醇消去的反应条件为浓硫酸、加热,故其中M的结构简式为 ;“一定条件”为已知反应①,即和催化剂。
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