精品解析：江苏省南京市中华中学2023-2024学年高三下学期3月学情检测化学试题

中华中学2023-2024学年度第二学期3月学情检测试卷 高三化学 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 材料科学是一门与工程技术密不可分的应用科学。下列有关相关物质的材料的说法，正确的一项是 A. 石墨烯和石墨炔都是新型的有机高分子材料 B. 太阳能电池板的核心材料是晶体硅，属于无机非金属材料 C. “特氟龙”的主要成分聚四氟乙烯的单体属于烃类 D. 高压电线的制造主要使用金属铝而不使用铜的原因是铝的导电性更好且密度更低 2. 催化剂能催化脱除烟气中的，反应为。下列说法正确的是 A. 的电子式： B. 的模型名称：直线型 C. 的价电子排布图为： D. 是极性键构成非极性分子 3. 反应可用于晶体的制备。下列装置能达到实验目的的是 A. 用装置甲制备SO2 B. 用装置乙制备Na2S2O3 C. 用装置丙处理尾气 D. 用装置丁蒸干溶液得到晶体 4. GaAs和GaN、Ge均可作半导体材料。下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 第一电离能： C. 键的极性： D. 三者的晶体类型相同 阅读下列材料，完成有关问题： 周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。、、是氧元素的3种核素，可以形成多种重要的化合物。亚硫酰氯()为黄色液体，遇水发生水解。工业上可电解与混合溶液制备过二硫酸铵[]。用与(白色晶体)的水溶液反应可制备硒，硒()是一种半导体材料。碲()的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以电解强碱性溶液制备Te。 5. 下列说法正确的是 A. 、、互为同素异形体 B. 分子中S的原子轨道杂化类型为 C. 中的键角小于中的键角 D. 中只含有离子键和极性共价键 6. 下列化学反应表示正确的是 A. 和的水溶液反应制备硒： B. 氢氧化钠吸收足量二氧化硫的离子方程式： C. 亚硫酰氯水解的反应方程式： D. 电解强碱性溶液的阴极反应： 7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系是 A 具有还原性，可用于漂白纸浆 B. 中S为＋6价，具有较强的氧化性 C. 浓硫酸具有脱水性，可用于干燥氯气 D. H—O的键能强于H—S，(g)的热稳定性比(g)的高 8. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. B. C. D. 9. 药物异搏定合成路线中的某一步反应如图所示(部分产物未给出)，下列说法正确的是 A. X分子中共面的碳原子最多有8个 B. 有机物X不能与酸性高锰酸钾溶液反应 C. 1molY与NaOH溶液反应，最多消耗3molNaOH D. 有机物Z中的含氧官能团有醚键和羰基 10. 金属硫化物催化反应时，平衡常数为。该反应既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是 A. 时，若时，则 B. 选择金属硫化物作催化剂可以提高活化分子百分数，减少 C. 题图所示的反应机理中，升高温度，步骤Ⅰ中催化剂吸附的能力一定增强 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 11. 下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 将硫酸钡粉末和碳酸钠饱和溶液混合，充分振荡、静置，取上层清液1～2mL，滴加盐酸和溶液，观察是否有沉淀产生 探究和的溶度积常数相对大小 B 将二氧化硫气体通入碘和淀粉的混合溶液中，观察溶液颜色的变化 探究还原性： C 向过氧化氢和氯化钡混合液中滴加亚硫酸钠溶液，观察是否产生沉淀 探究过氧化氢能否将亚硫酸盐氧化 D 加热溴乙烷和氢氧化钠-乙醇混合溶液，将产生的气体通入高锰酸钾溶液中，观察溶液颜色的变化 探究溴乙烷在此条件下发生取代反应还发生消去反应 A. A B. B C. C D. D 12. 工业上可利用氨水吸收和，原理如下图所示。已知：25℃时，的，的、，下列说法正确的是 A. 向氨水中通入恰好生成： B. 反应的平衡常数 C. 向氨水中通入至pH=7： D. 被吸收的离子方程式： 13. 逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：； 反应Ⅱ：。 在恒压条件下，按投料比进行反应，含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应 B. 点反应Ⅰ的平衡常数约为1 C. 加入合适的催化剂可由点到点 D. 后，温度升高，反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ导致转化率明显减小 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 电解精炼粗铜过程中，从阳极进入到电解液中的少量砷会与铜一起沉积在阴极，形成黑铜泥(主要成分是、)阻碍精炼正常进行。黑铜泥可用于制备砷酸、三氧化二砷等重要化工原料。其部分实验流程如下。 （1）基态As原子的核外电子排布式为_______。 （2）“酸浸”时提高As元素浸出率的措施有_______。(写出任意两项)。 （3）请写出“酸浸”步骤中反应生成的化学方程式_______。 （4）工业生产中也可以用雌黄()代替作还原剂。已知雄黄()的结构如图，雌黄()中没有π键且各原子最外层均达8电子稳定结构，试画出雌黄()结构图_______。 （5）水溶液中含砷的各物种的物质的量分数与pH的关系如图所示。 ①的电离常数分别为、、，则a点pH=_______。 ②工业含As(Ⅲ)废水具有剧毒，常用铁盐处理后排放。其原理是：铁盐混凝剂在溶液中产生胶粒，其表面带有正电荷，可吸附含砷化合物。不同pH条件下铁盐对水中As(Ⅲ)的去除率如图所示。在pH=5～9溶液中，pH越大，铁盐混凝剂去除水中As(Ⅲ)的速率越快，原因是_______。 15. 化合物F是一种药物中间体，其合成路线如下： （1）C分子中手性碳原子的数目为_______。 （2）B→C的反应类型为_______。 （3）A→B的反应过程中会产生一种与B互为同分异构体的副产物，写出该副产物的结构简式：_______。 （4）F的一种同分异构体同时满足下列条件，写出其结构简式：_______。 ①分子中含有苯环且有2种含氧官能团。 ②分子中不同化学环境的氢原子个数比是9∶2∶2∶1。 （5）已知：(R和R′表示烃基或氢，R″表示烃基)。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)。 16. 和可以作为锂离子电池的正极材料。 （1）的制备。将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液，在氮气的氛围中，将一定量的溶液与、LiOH溶液中的一种混合，加入到三颈烧瓶中如图所示，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液，充分反应后，过滤，洗涤，干燥，得到粗产品。 ①通过滴液漏斗滴加的试剂是_______。 ②与、LiOH反应得到和，该反应的离子方程式为_______。已知。 ③在氮气氛围下，粗产品经150℃干燥、高温焙烧，即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑，其主要目的是_______。 （2）的制备。取一定量比例的铁粉、磷酸、水放入容器中，加热充分反应，向反应后的溶液中加入一定量，同时加入适量水调节pH，静置后过滤，洗涤，得到，高温煅烧，即可得到。 ①其他条件不变时，磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示。当时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率增大幅度不大的原因是_______。 ②上述制备过程中，为使反应过程中的完全被氧化，下列操作控制不能达到目的的是(填序号)_______。 a．用调节溶液pH=7 　　　b．加热，使反应在较高温度下进行 c．缓慢滴加溶液并搅拌　　　　d．加入适当过量的溶液 ③工业上也可以用磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)制备磷酸铁()。其他条件一定，制备时测得Fe的有效转化率()与溶液pH的关系如图所示。请设计制备磷酸铁的实验方案：_______。(实验中须使用的试剂有：1，30%溶液，1)。 17. NO是环境污染物。 （1）以氨气为原料脱硝除去NO。 ①合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨的用途广泛。 已知： 则的△H=_______。 ②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是_______。 ③直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂，和N₂为原料制备。其工作原理如图所示： ⅰ．阴极的电极反应式为_______。 ⅱ．电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的中混有少量气体单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是_______。 （2）以丙烯为原料脱硝除去NO。 研究表明用Mn基催化剂添加Ce助剂催化丙烯脱硝效果显著。其原因是形成活性参与反应，下图为丙烯脱硝机理。 ①图中，甲为_______。(用化学式表示) ②若参加反应丙烯与NO物质的量之比为1∶2，则反应的化学方程式为_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 中华中学2023-2024学年度第二学期3月学情检测试卷 高三化学 本卷考试时间：75分钟 总分：100分 可能用到的相对原子质量：H-1 N-14 O-16 一、单项选择题：共13题，每题3分，共39分。每题只有一个选项符合题意。 1. 材料科学是一门与工程技术密不可分的应用科学。下列有关相关物质的材料的说法，正确的一项是 A. 石墨烯和石墨炔都是新型的有机高分子材料 B. 太阳能电池板的核心材料是晶体硅，属于无机非金属材料 C. “特氟龙”的主要成分聚四氟乙烯的单体属于烃类 D. 高压电线的制造主要使用金属铝而不使用铜的原因是铝的导电性更好且密度更低 【答案】B 【解析】 【详解】A．石墨烯和石墨炔都是碳的单质，故属于新型的无机非金属材料，A错误； B．硅是一种良好的半导体材料，太阳能电池板的核心材料是晶体硅，属于无机非金属材料，B正确； C．“特氟龙”的主要成分聚四氟乙烯的单体为：CF2=CF2，其不属于烃类而是烃的衍生物，卤代烃，C错误； D．高压电线的制造主要使用金属铝而不使用铜的原因，是铝表面能够形成一层致密的氧化物保护膜而耐腐蚀，并不是利用其导电性更好且密度更低，D错误； 故答案为：B。 2. 催化剂能催化脱除烟气中的，反应为。下列说法正确的是 A. 的电子式： B. 的模型名称：直线型 C. 的价电子排布图为： D. 是极性键构成的非极性分子 【答案】C 【解析】 【详解】A．的电子式：，A错误； B．的价层电子对数是4，模型名称：四面体形,，B错误； C．的价电子排布图为：，C正确； D．是极性键构成的极性分子，极性向量和不为零，D错误； 故选C。 3. 反应可用于晶体制备。下列装置能达到实验目的的是 A. 用装置甲制备SO2 B. 用装置乙制备Na2S2O3 C. 用装置丙处理尾气 D. 用装置丁蒸干溶液得到晶体 【答案】C 【解析】 【详解】A．在室温下浓硫酸与Cu不能发生反应，需要加热生成二氧化硫，因此不能用装置甲制备SO2，A错误； B．用装置乙能制备Na2S2O3，则二氧化硫应该长进短出，B错误； C．尾气中含有二氧化硫有毒气体，可以使用氢氧化钠碱液吸收，C正确； D．装置丁蒸干溶液不能得到晶体，应该蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干得到晶体，D错误； 故选C。 4. GaAs和GaN、Ge均可作半导体材料。下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 第一电离能： C. 键极性： D. 三者的晶体类型相同 【答案】D 【解析】 【详解】A．为同周期元素，原子半径逐渐减小，故，A错误； B．为同周期元素，第一电离能呈增大趋势，故，B错误； C．原子半径，故键的极性：，C错误； D．GaAs和GaN、Ge均为共价晶体，三者的晶体类型相同，D正确； 故选D。 阅读下列材料，完成有关问题： 周期表中ⅥA族元素及其化合物应用广泛。、、是氧元素的3种核素，可以形成多种重要的化合物。亚硫酰氯()为黄色液体，遇水发生水解。工业上可电解与混合溶液制备过二硫酸铵[]。用与(白色晶体)的水溶液反应可制备硒，硒()是一种半导体材料。碲()的单质及其化合物在电子、冶金、材料等领域有广阔的发展前景，工业上以电解强碱性溶液制备Te。 5. 下列说法正确的是 A. 、、互为同素异形体 B. 分子中S的原子轨道杂化类型为 C. 中键角小于中的键角 D. 中只含有离子键和极性共价键 6. 下列化学反应表示正确的是 A. 和的水溶液反应制备硒： B. 氢氧化钠吸收足量二氧化硫的离子方程式： C. 亚硫酰氯水解的反应方程式： D. 电解强碱性溶液的阴极反应： 7. 下列物质结构与性质或物质性质与用途具有对应关系的是 A. 具有还原性，可用于漂白纸浆 B. 中S为＋6价，具有较强的氧化性 C. 浓硫酸具有脱水性，可用于干燥氯气 D. H—O的键能强于H—S，(g)的热稳定性比(g)的高 【答案】5. C 6. A 7. D 【解析】 【5题详解】 A．、、质子数相同，中子数不同，互为同位素，A错误； B．分子中S原子价层电子对数为，S的原子轨道杂化类型为，B错误； C．中S原子价层电子对数为，sp3杂化，有1对孤电子对，对成键电子排斥力大，中S原子价层电子对数为，sp2杂化，无孤电子对，故中的键角小于中的键角，C正确； D．中含有离子键、极性共价键、非极性共价键(过氧键)，D错误； 故选C。 【6题详解】 A．将中的Se还原成Se单质，本身被氧化成，故离子方程式为：，A正确； B．氢氧化钠吸收足量二氧化硫生成亚硫酸氢钠，离子方程式为：，B错误； C．亚硫酰氯水解的反应方程式：，C错误； D．电解强碱性溶液的阴极反应：，D错误 故选A。 【7题详解】 A．SO2具有漂白性，可用于漂白纸浆，A错误； B．中含有过氧键(-O-O-)，具有较强的氧化性，B错误； C．浓硫酸具有吸水性，可用于干燥氯气，C错误； D．O的非金属性强于S的非金属性，H-O的键能强于H-S，的热稳定性比的高，D正确； 故选D。 8. 在给定条件下，下列选项所示的物质间转化均能实现的是 A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】A．溶液中先通氨气再通二氧化碳气体可生成碳酸氢钠晶体，而氯化钠溶液中只通入二氧化碳不反应，故A不符合题意； B．浓硫酸与亚硫酸钠反应生成二氧化硫气体，二氧化硫与氯化钡溶液不反应，故B不符合题意； C．氨气催化氧化生成NO，NO与氢氧化钠不能直接反应，故C不符合题意； D．淀粉水解生成葡萄糖，葡萄糖在酒化酶作用下可生成乙醇，故D符合题意； 故选：D。 9. 药物异搏定合成路线中的某一步反应如图所示(部分产物未给出)，下列说法正确的是 A. X分子中共面的碳原子最多有8个 B. 有机物X不能与酸性高锰酸钾溶液反应 C. 1molY与NaOH溶液反应，最多消耗3molNaOH D. 有机物Z中的含氧官能团有醚键和羰基 【答案】A 【解析】 【详解】A．苯环、羰基中7个碳原子共平面，甲基中的1个碳原子有可能与苯环共平面，则该分子中最多有8个碳原子共平面，A正确； B．X含酚羟基，易被氧化，能与酸性高锰酸钾溶液反应，B错误； C．Y中酯基、溴原子水解都能和NaOH以1∶1反应，1个Y分子中有1个酯基和1个溴原子，1molY最多消耗2molNaOH，C错误； D．有机物Z中的含氧官能团有醚键和酯基，D错误； 故选A。 10. 金属硫化物催化反应时，平衡常数为。该反应既可以除去天然气中的，又可以获得。下列说法正确的是 A. 时，若时，则 B. 选择金属硫化物作催化剂可以提高活化分子百分数，减少 C. 题图所示的反应机理中，升高温度，步骤Ⅰ中催化剂吸附的能力一定增强 D. 该反应中每消耗，转移电子的数目约为 【答案】A 【解析】 【详解】A．时，反应的平衡常数为，若任意时刻时，则，A正确； B．催化剂可以加快反应速率，但是不能改变，B错误； C．吸附一般是放热的，所以，只要达到了吸附平衡，升高温度会使吸附量下降，C错误； D．由方程式知，消耗同时生成，转移，数目为，D错误； 故选A。 11. 下列实验探究方案能达到探究目的的是 选项 探究方案 探究目的 A 将硫酸钡粉末和碳酸钠饱和溶液混合，充分振荡、静置，取上层清液1～2mL，滴加盐酸和溶液，观察是否有沉淀产生 探究和的溶度积常数相对大小 B 将二氧化硫气体通入碘和淀粉的混合溶液中，观察溶液颜色的变化 探究还原性： C 向过氧化氢和氯化钡混合液中滴加亚硫酸钠溶液，观察是否产生沉淀 探究过氧化氢能否将亚硫酸盐氧化 D 加热溴乙烷和氢氧化钠-乙醇混合溶液，将产生的气体通入高锰酸钾溶液中，观察溶液颜色的变化 探究溴乙烷在此条件下发生取代反应还是发生消去反应 A. A B. B C. C D. D 【答案】B 【解析】 【详解】A．硫酸钡粉末和碳酸钠饱和溶液混合，会有部分硫酸钡转化为碳酸钡，上层清液中含有硫酸根和碳酸根，滴加盐酸时碳酸根反应生成二氧化碳气体，再加氯化钡溶液会生成硫酸钡沉淀，无法比较硫酸钡和碳酸钡溶度积常数相对大小，A错误； B．二氧化硫通入碘和淀粉混合溶液中，若蓝色逐渐退去，则发生反应，I2+SO2+2H2O=2HI+H2SO4，其中二氧化硫是还原剂，故还原性：，B正确； C．亚硫酸钠与氯化钡溶液可以发生反应生成亚硫酸钡，无法证明过氧化氢能否将亚硫酸氧化，C错误； D．加热溴乙烷和氢氧化钠-乙醇混合溶液，若发生消去反应会生成溴化钠和乙烯，若发生取代反应会生成溴化钠和乙醇，由于乙醇（反应前就有乙醇）具有挥发性，且乙醇和乙烯均能使酸性高锰酸钾溶液褪色，酸性高锰酸钾溶液褪色，不能说明发生的反应是消去反应而不是取代反应，D错误； 故选B。 12. 工业上可利用氨水吸收和，原理如下图所示。已知：25℃时，的，的、，下列说法正确的是 A. 向氨水中通入恰好生成： B. 反应的平衡常数 C. 向氨水中通入至pH=7： D. 被吸收的离子方程式： 【答案】B 【解析】 【分析】氨水与SO2反应转化为NH4HSO3，接着通入NO2转化为铵盐溶液和N2，据此回答。 【详解】A．向氨水中通入SO2恰好生成NH4HSO3，在NH4HSO3溶液中存在，Ka2=6.2×10−8，，，所以的电离程度大于水解程度，，A错误； B．反应的平衡常数为：，，，，则，B正确； C．向氨水中通入SO2至pH=7：，根据电荷守恒有：，，则，C错误； D．NO2被NH4HSO3吸收的离子方程式为：，D错误； 故选B。 13. 逆水煤气变换体系中存在以下两个反应： 反应Ⅰ：； 反应Ⅱ：。 在恒压条件下，按投料比进行反应，含碳物质的平衡体积分数随温度的变化如图所示。下列说法正确的是 A. 反应 B. 点反应Ⅰ的平衡常数约为1 C. 加入合适的催化剂可由点到点 D. 后，温度升高，反应Ⅰ的改变程度大于反应Ⅱ导致转化率明显减小 【答案】B 【解析】 【详解】A．根据盖斯定律可知，反应CO(g)+3H2(g)⇌CH4(g)+H2O(g)为反应Ⅱ-反应Ⅰ，由图可知，随着温度升高，甲烷含量减小，一氧化碳含量增大，则说明随着温度升高，反应Ⅱ逆向移动，反应Ⅰ正向移动，则反应Ⅰ为吸热反应，ΔH1>0，反应Ⅱ为放热反应，ΔH2<0，则，ΔH2-ΔH1<0，A错误； B．M点没有甲烷产物，且二氧化碳、一氧化碳含量相等，投料比V(CO2)：V(H2)=1：1，说明CO2、H2都转化一半，则此时反应Ⅰ平衡时二氧化碳、氢气、一氧化碳、水的物质的量相等，反应Ⅰ的平衡常数K==1，B正确； C．催化剂不影响化学平衡，主要影响反应速率，故体积分数不会上升，C错误； D．500℃后，CO2体积分数明显减小，转化率明显增大，D错误； 本题选B。 二、非选择题：共4题，共61分。 14. 电解精炼粗铜过程中，从阳极进入到电解液中的少量砷会与铜一起沉积在阴极，形成黑铜泥(主要成分是、)阻碍精炼正常进行。黑铜泥可用于制备砷酸、三氧化二砷等重要化工原料。其部分实验流程如下。 （1）基态As原子的核外电子排布式为_______。 （2）“酸浸”时提高As元素浸出率的措施有_______。(写出任意两项)。 （3）请写出“酸浸”步骤中反应生成的化学方程式_______。 （4）工业生产中也可以用雌黄()代替作还原剂。已知雄黄()的结构如图，雌黄()中没有π键且各原子最外层均达8电子稳定结构，试画出雌黄()结构图_______。 （5）水溶液中含砷的各物种的物质的量分数与pH的关系如图所示。 ①的电离常数分别为、、，则a点pH=_______。 ②工业含As(Ⅲ)废水具有剧毒，常用铁盐处理后排放。其原理是：铁盐混凝剂在溶液中产生胶粒，其表面带有正电荷，可吸附含砷化合物。不同pH条件下铁盐对水中As(Ⅲ)的去除率如图所示。在pH=5～9溶液中，pH越大，铁盐混凝剂去除水中As(Ⅲ)的速率越快，原因是_______。 【答案】（1）1s22s22p63s23p63d104s24p3 （2）适当提高温度，适当提高H2O2、H2SO4的浓度 （3） （4） （5） ①. 10.65 ②. pH=5~9之间溶液中主要存在微粒为H3AsO3和，由于Fe(OH)3胶粒表面带正电荷，可以吸附负电荷，随着溶液中pH的增大而增多，含量多，吸附效果好，此外，pH升高有利于水解，促进Fe(OH)3的生成，Fe(OH)3的含量高，吸收效果更好 【解析】 【分析】黑铜泥(主要成分是Cu2As、Cu3As)加水浆化，然后加入稀硫酸与H2O2，将Cu3As、Cu2As转化为H3AsO4、CuSO4，加入NaHS沉铜转化为CuS，用SO2还原H3AsO4转化为As2O3，据此回答。 【小问1详解】 As为33号元素，核外电子排布式为1s22s22p63s23p63d104s24p3； 【小问2详解】 “酸浸”时提高As元素浸出率的措施有适当提高温度，适当提高H2O2、H2SO4的浓度； 【小问3详解】 “酸浸”步骤中Cu3As反应生成H3AsO4为氧化还原反应，方程式为：； 【小问4详解】 雌黄(As2S3)中没有π键且各原子最外层均达8电子稳定结构，所以分子中As形成3个共价键、S形成2个共价键，结构图为； 【小问5详解】 ①根据，a点时，，所以，，pH=10.65； ②pH=5~9之间溶液中主要存在微粒为H3AsO3和，由于Fe(OH)3胶粒表面带正电荷，可以吸附负电荷，随着溶液中pH的增大而增多，含量多，吸附效果好，此外，pH升高有利于水解，促进Fe(OH)3的生成，Fe(OH)3的含量高，吸收效果更好。 15. 化合物F一种药物中间体，其合成路线如下： （1）C分子中手性碳原子的数目为_______。 （2）B→C的反应类型为_______。 （3）A→B的反应过程中会产生一种与B互为同分异构体的副产物，写出该副产物的结构简式：_______。 （4）F的一种同分异构体同时满足下列条件，写出其结构简式：_______。 ①分子中含有苯环且有2种含氧官能团。 ②分子中不同化学环境的氢原子个数比是9∶2∶2∶1。 （5）已知：(R和R′表示烃基或氢，R″表示烃基)。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）2 （2）取代反应 （3） （4）或 （5） 【解析】 【分析】A与反应生成B，B与CH3CH(OCH3)2发生取代反应生成C，C成环生成D，D被臭氧氧化生成E，E最后与KOH反应生成F； 【小问1详解】 手性碳原子为1个C原子，连接四个不同的基团，则C中有2个手性碳原子，如图； 【小问2详解】 由流程可知，B→C的反应类型为取代反应； 【小问3详解】 A→B的反应过程中发生开环加成反应，产生一种与B互为同分异构体的副产物，根据A和的结构简式可知，该副产物的结构简式为； 【小问4详解】 F的同分异构体含有苯环且有2种含氧官能团，F不饱和度为4，F的同分异构体含有苯环，则其取代基中没有不饱和键，含有两种含氧官能团，则这两种含氧官能团分别为羟基和醚键，分子中不同化学环境的氢原子数目比为9：2：2：1，则一定有一个碳上连了3个甲基，则满足条件的同分异构体为或； 【小问5详解】 与CH3MgBr发生已知中的反应生成，发生醇的消去反应生成，发生类似D到E的反应生成，最后与KOH反应生成，与氢气发生加成生成合成路线为。 16. 和可以作为锂离子电池的正极材料。 （1）的制备。将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液，在氮气的氛围中，将一定量的溶液与、LiOH溶液中的一种混合，加入到三颈烧瓶中如图所示，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加剩余的另一种溶液，充分反应后，过滤，洗涤，干燥，得到粗产品。 ①通过滴液漏斗滴加的试剂是_______。 ②与、LiOH反应得到和，该反应的离子方程式为_______。已知。 ③在氮气氛围下，粗产品经150℃干燥、高温焙烧，即可得到锂离子电池的正极材料。焙烧时常向其中加入少量活性炭黑，其主要目的是_______。 （2）的制备。取一定量比例的铁粉、磷酸、水放入容器中，加热充分反应，向反应后的溶液中加入一定量，同时加入适量水调节pH，静置后过滤，洗涤，得到，高温煅烧，即可得到。 ①其他条件不变时，磷酸与水的混合比例对铁粉溶解速率的影响如图所示。当时，随着水的比例增加，铁粉溶解速率增大幅度不大的原因是_______。 ②上述制备过程中，为使反应过程中的完全被氧化，下列操作控制不能达到目的的是(填序号)_______。 a．用调节溶液pH=7 　　　b．加热，使反应在较高温度下进行 c．缓慢滴加溶液并搅拌　　　　d．加入适当过量的溶液 ③工业上也可以用磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)制备磷酸铁()。其他条件一定，制备时测得Fe的有效转化率()与溶液pH的关系如图所示。请设计制备磷酸铁的实验方案：_______。(实验中须使用的试剂有：1，30%溶液，1)。 【答案】（1） ①. LiOH ②. ③. 改善成型后的导电性能 （2） ①. 随着水的比例增加，H3PO4的浓度变稀，c(H+)减小，使反应速率减慢，则铁粉溶解速率增大幅度不大 ②. ab ③. 边搅拌边向磷酸亚铁粗产品中加入1 mol∙L-1H2SO4至完全溶解，向溶液中加入足量的30%H2O2溶液充分反应，边搅拌边逐滴加入1mol∙L-1Na2HPO4溶液至溶液pH约为1.5，充分反应至沉淀不再产生，过滤、洗涤、干燥 【解析】 【分析】将LiOH(强碱)加入煮沸过的蒸馏水配成溶液，首先H3PO4溶液与(NH4)2Fe(SO4)2溶液混合，加到三颈烧瓶中，连接好装置，通入氮气排尽装置内的空气，然后通过滴液漏斗加入LiOH溶液，充分反应后，过滤，洗涤，干燥，得到粗产品。 【小问1详解】 (NH4)2Fe(SO4)2在溶液中水解使溶液呈酸性，能与氢氧化锂溶液反应，则制备磷酸铁锂的实验操作为在氮气的氛围中，将一定量的(NH4)2Fe(SO4)2溶液和H3PO4溶液混合加到三颈烧瓶中，在搅拌下通过滴液漏斗缓慢滴加氢氧化锂溶液，充分反应后，过滤、洗涤、干燥得到粗磷酸铁锂； ②由分析可知，制备磷酸铁锂的反应为氢氧化锂溶液与硫酸亚铁铵、磷酸混合溶液反应生成磷酸铁锂、硫酸氢铵和水，反应的离子方程式为； ③活性炭黑能够导电，则在氮气氛围下，焙烧时向中加入少量活性炭黑的目的是改善成型后的导电性能； 【小问2详解】 ①当时，H3PO4是三元中强酸，在溶液中分步电离出氢离子，向H3PO4中加水时，H3PO4在溶液中电离出氢离子，溶液中氢离子浓度增大，氢离子与铁生成亚铁离子的速率增大，且反应放出的热量，使反应温度增大，导致反应速率加快；当时，随着水的比例增加，H3PO4的浓度变稀，c(H+)减小，使反应速率减慢，则铁粉溶解速率增大幅度不大； ②a．用Ca(OH)2调节溶液pH=7时，Fe2+会生成Fe(OH)2沉淀，同时生成Ca3(PO4)2沉淀，a不能达到目的； b．加热，使反应在较高温度下进行，此时H2O2大量分解，b不能达到目的； c．缓慢滴加H2O2溶液并搅拌，H2O2与Fe2+充分接触，反应充分，c能达到目的； d．加入适当过量的H2O2溶液，确保Fe2+完全被氧化为Fe3+，d能达到目的； 故选ab； ③从图中可以看出，pH约为1.5时，Fe的有效转化率最高。设计制备磷酸铁的方案时，需考虑：加入硫酸保证磷酸亚铁粗产品(混有氢氧化铁)完全溶解，加入过氧化氢保证Fe2+完全氧化，控制溶液的pH在1.5左右，则实验方案：边搅拌边向磷酸亚铁粗产品中加入1 mol∙L-1H2SO4至完全溶解，向溶液中加入足量的30%H2O2溶液充分反应，边搅拌边逐滴加入1mol∙L-1Na2HPO4溶液至溶液pH约为1.5，充分反应至沉淀不再产生，过滤、洗涤、干燥。 17. NO是环境污染物。 （1）以氨气为原料脱硝除去NO。 ①合成氨是人类科学技术上的一项重大突破，氨的用途广泛。 已知： 则的△H=_______。 ②近期我国科学家为了解决合成氨反应速率和平衡产率的矛盾，选择使用双催化剂，通过光辐射产生温差(如体系温度为495℃时，Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)。结合下图解释该催化剂解决上述矛盾的原理是_______。 ③直接常压电化学合成氨以纳米作催化剂，和N₂为原料制备。其工作原理如图所示： ⅰ．阴极的电极反应式为_______。 ⅱ．电解过程中，由于发生副反应，使得阴极制得的中混有少量气体单质，则理论上阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是_______。 （2）以丙烯为原料脱硝除去NO。 研究表明用Mn基催化剂添加Ce助剂催化丙烯脱硝效果显著。其原因是形成活性参与反应，下图为丙烯脱硝机理。 ①图中，甲为_______。(用化学式表示) ②若参加反应的丙烯与NO物质的量之比为1∶2，则反应的化学方程式为_______。 【答案】（1） ①. -93 ②. “热”高于体系温度，氢气、氮气在“热”Fe表面断键，有利于提高合成氨反应速率；合成氨反应放热，“冷”低于体系温度，氨气在“冷”表面生成，有利于提高氨的平衡产率 ③. N2+6e- +6H2O=2NH3+6OH- ④. 0.5~~0.75 （2） ①. ②. 【解析】 【小问1详解】 ① Ⅰ． Ⅱ． 根据盖斯定律Ⅰ-Ⅱ×得的△H=。 ②根据图中信息，“热”高于体系温度，氢气、氮气在“热”Fe表面断键，有利于提高合成氨反应速率；合成氨反应放热，“冷”低于体系温度，氨气在“冷”表面生成，有利于提高氨的平衡产率。 ③ⅰ．和N2为原料制备，N元素化合价降低发生还原反应，所以阴极的电极反应式为N2+6e- +6H2O=2NH3 +6OH-。 ⅱ．阳极发生反应：，阴极发生反应：N2+6e- +6H2O=2NH3 +6OH-，电解过程中，发生副反应，根据极值法，若阳极生成氧气、阴极生成氨气，阳极和阴极生成气体的物质的量之比为，若阳极生成氧气、阴极生成氢气，阳极和阴极生成气体的物质的量之比为，所以阳极和阴极生成气体的物质的量之比的范围是0.5~0.75。 【小问2详解】 ①由图可知，氧气，二氧化氮，氧离子三者反应生成甲，氧气具有氧化性，结合质量守恒可知，生成甲为二氧化氮被氧化生成的硝酸根离子；则甲为； ②参加反应的丙烯与NO的物质的量之比为1：2，若1分子丙烯参与反应，碳元素的化合价由-2变为+4，丙烯失去18个电子，2分子NO生成氮气，得到4个电子，根据得失电子守恒可知，参与反应氧化剂氧气分子数为 个，即丙烯、NO、O2的反应比为2:4:7,则反应的化学方程式为。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $