2023年全国中学生数理化生综合实践应用知识展示第16届高二化学试题

第十六届中学生数理化生综合实践活动 高二化学应用知识展示(A卷 地区 学校 姓名。 信息卡号。 测试说明: 1. 本测试分共做题和选做题两部分,共做题部分必须作答,选做题部分任选其一,如果二 者均作答成绩以选做试题一为准. 2. 必须在答题纸上答卷,否则成绩无效;选择题的答案涂到答题纸对应题目的标号上,非 选择题的答案书写在答题纸指定区域内. 3.请在答题纸和试卷上填写有效信息.考试时间为90分钟,满分100分. 4. 成绩查询:2024年1月8日起,可通过指定网站(www.isuyang.cn)查询成绩 可能用到的相对原子质量:H1 Li7 C12 N14 O16 F19 Na 23 Mg24 A127 P31 S32 C1 35.5 K 39 Ca 40 Cr 52 Mn 55 Fe 56 Co 59 Cu 64 Br 80 第一部分 共做题(共60分) 一、选择题(本大题共6小题,每小题3分,共18分,每小题只有1个选项符合题意.) 1. 2023年诺贝尔化学奖授予三位探索纳来和量子点领域的科学家.纳米SiO:晶体具有颗粒尺 寸小、微孔多、比表面积大、对紫外线反射能力强等特点,下列关于纳米SiO。晶体的说法正确 的是( ). A.熔点低于大块SiO晶体 B. 属于胶体,能产生丁达尔效应 C. 与大块SiO:晶体属于同分异构体 D. 与NaOH、HF都能反应,属于两性氧化物 2.分子之间可通过空间结构和作用力协同产生某种选择性,从而实现分子识别.下图是一种分 子梭,在链状分子A上有两个不同的识别位点,下列说法错误的是( ). 分子B 分子E 分子A 位点! 位点2 分子A 分子B 分子B A.分子B含有献键,属于冠献,可以与分子A形成超分子 B. 在碱性情况下,环状分子B与带有正电荷的位点1的相互作用较强 C. 在分子B上引入某些基团后可携带其他离子,通过识别位点实现离子转运 高二化学(A卷) 共8页 第1页 D. 通过加入酸、碱或盐,均能实现分子梭在两个不同状态之间的切换 3.科技的进步为二氧化碳资源化利用提供了广阔的前景 下列说法错误的是( ). A.CO。是自然界碳循环中的重要物质 光化 Co.聚合 B.CO。加氢转化为乙唏,CO。被还原 7# Cn.0# C.CO。电催化时,在阳极转化为燃料 电催化 物混合 D.CO。与环氧丙完可合成可降解塑料 c 4.利用y-丁内脂制备四氢映哺,反应过程中伴有生成1-丁 分子机械技术 醇的副反应,涉及反应如图所示. (g) H CH.CH.OH 四氢喻 +2H& 反应_ y-丁内 1.4-丁二醇 一→CH.CH.CH.CHgOH(g)+H.Og) 1-丁醇 已知;反应I为快速反应,反应II、II为慢速反应,在493K、 3.0×10kPa的高压H:氛围下(H。压强近似等于总压).以5.0× 10 *moly-丁内为初始原料,x(y-丁内醋)和x(1,4-丁二醇)随 0.8 ?-丁内脂 时间:变化关系如图所示[x(i)表示某物种i的物质的量与除H。 0.6 04 0.48 外其他各物种总物质的量之比].下列说法正确的是 ). 2 10.36 A.y-丁内分子中。键与x键数目之比为6:1 1.4-丁二醇 B. 生成四氢味的速率主要取决于反应1 C.1.时刻x(H.O)-0.08 D. 增大H:的压强一定有利于提高四氢味嘀产率 5. Li.Ti.O:和LiFePO.都是钾离子电池的电极材料,可利用钛铁矿(主要成分为FeTiO。,还 含有少量MgO、SiO。等杂质)来制备,工艺流程如下.下列说法错误的是( ). L.Oio:. 过 TiO.xH.o双氧水 LioHLi.Ti.O _ 盐酸{ 铁铁石-汉液①水解 沉定 过 双氧水 过FePo. Li.CO、H.C.O. ■液② 沉淀 LiFePO. 礴酸 高温烧② A.“酸浸”后,若钛主要以TiOCl二形式存在,则相应反应的离子方程式可表示为 FeTiO,+4H+4CI--Fe**+TiOCl+2HO B. 若Li.Ti.0..中Ti的化合价为十4,则其中过氧键的数目为3个 C. “高温烧②”中由FePO,制备LiFePO。的化学方程式可表示为 2FePO+Li.CO+H.C:o. 高-2LiFePO.+H:O+3CO: D. TiO。·xH.O沉淀与双氧水、氢水反应40min所得实验结果如下表所示,40C前,未 达到平衡状态,随着温度升高,转化率变大 温度/C 30 35 40 45 50 TiO:·rHO转化率/% 92 95 97 93 88 高二化学(A卷)共8页 第2页 6. g-C.N.是一种光催化半导体材 料,其结构如图甲所示,光照时,光 催化材料会产生电子(e)和空穴 (h ).能实现CO:和H.O的资源 化转化,如图乙所示,下列说法错误 的是( ). ■HO: A. 该光催化材料实现了太阳 #### 能→化学能 甲 B. 图甲和图乙物质中碳原子的杂化方式共有2种 C. HO转化的反应为2HO+4h =O.^+4H D. 每消耗22gCO,能产生1molO 二、综合题(本大题共6小题,共42分) C.H. HO CrO. co 7.(3分)研究表明,二氧化碳氧化丙煌脱氢制取丙燥可采 快(i) 用络的氧化物为催化剂,其反应机理如图所示,该工艺可有 (ii)慢 CH. 效维持催化剂活性,请结合方程式说明原因: CO. 8.(3分)绿松石是一种含水的铜错酸盐矿物,属于磷酸盐矿物,化 学式为CuAl。(PO。)(OH)。·5H。O.直链多磷酸根阴离子是由两 个或两个以上磷氧四面体通过共用顶角氧原子连接起来的,其结 构如图,则由n个磷氧四面体形成的这类磷酸根离子的通式为 9.(8分)氮化酬(BN)是一种重要的功能陶 CaF-Hso.Bf. 瓷材料,以天然砌沙为原料,经过一系列反 w s01.B0 →B0 应可以得到BF。和BN,流程如图所示。 (1)BF。分子为 (填“极性”或 “非极性”)分子,该分子中F一B-F键角是 (2)BF。和过量NaF作用可生成NaBF。,BF 的空间结构为 ,NaBF,中 (填“含有”或“不含”)配位键 (3)六方氢化砌具有的平面层状结构,如图所示,层内B原子与 N原子之间的化学键为 共价键(填“极性”或“非极性”) (4)BF,的沸点低于BCl,原因是 10.(8分)碑是人体不可缺少的微量元素,也是制造各种无机及有机碑化物的重要原料,利用 南水(含有I)可提取碑 (1)采用离子交换法从南水中提取碑的工艺流程如下; HsOCl. NaCl、HCl Na,SO. KClO. 热空气 1 树脂交换吸附 1 南水→氧化1→(吸附氧化生成的,) 树脂交 1换再生 →氧化2 →吹 →硅 ①“氧化1”中生成1.,其反应的离子方程式为 高二化学(A卷) 共8页 第3页 ②“吹礁”中通入热空气,利用了碑具有 的性质. (2)某实验小组采用如图所示装置,40C水浴加热制 取确,实验过程中需要控制C1:用量,否则酸性条件下过量 Cl: 会将I。进一步氧化成IO.请将检验反应后三颈烧瓶中 的溶液是否含有10 的实验方案补充完整:取适量三颈烧 /温度计 瓶中的溶液, (已知反应:IO{+5I+6H -3+ 2mol·I- 3H.O.实验中可选用的试剂:2mol·L疏酸、1mol·L- H.SO 调pH-21短 KI溶液、淀粉溶液、CCl). 11.(7分)CO。和环氧乙烧在MgO作催化剂的条件下合成碳酸乙 醐 (1)MgCl。溶液中加入尿素[CO(NH。)。]生成Mg。(CO).(OH)。沉淀,同时有CO气体 产生,该反应的离子方程式为 (2)MgCl:与沉淀剂(尿素、氢氧化钢)反应生成沉淀,过滤后将沉淀培烧得到MgO.与氢氧化 纳作沉淀剂相比,用尿素作沉淀剂培烧生成的MgO作催化剂效果更好,其原因是 。)可能的反应机理如图所示(虚线表示吸附) 根据元素电负性的变化规律,步骤I、I的过程可描述为 环氧乙. 0-C-o 0-C-o 步骤I. 步骤II OMg 12.(13分)四水醋酸[(CH.COO)。Mn·4H.O]用于染色催化剂和分析试剂等. (1)以四水醋酸为电解液,控制适当电压电解,降低温 阶段 热效应 剩余物 失重 度后减压抽滤,用乙酸洗蓬干燥:制得(CH.COO).Mn·2H.O 吸热 A 29.1% 将(CH.COO)Mn·2H.O在氢气气氛中加热,以热重分析仪 放热 B 70.5% 测量分解时温度变化和失重(如右表) ①第I阶段释放出2种等物质的量的物质,它们的分子式分别为 ②剩余物B的化学式为_. (2)用四水醋酸和乙酷氧(CH.COCl)为原料制备无水二氢化 流程如下: 本乙 “回流。 室温抖. 因体→图甲装置 抽, _纯化无水 四水醋酸。 乙高 乙酷佩、装 .I 已知;a,无水二氢化铎极易吸水潮解,易溶于水,乙醇和醋酸,不 抗择器 溶于本 甲 高二化学(A卷) 共8页 第4页 b.制备无水二氢化的主要反应: c.乙氢遇水发生反应:CH.COCl+H.O-→CH.COOH+HCl ①步骤I所获固体主要成分是 (用化学式表示). ②步骤I在窒温下反应,步骤II在加热回流下反应,加热回流的目的是 ③测定无水MnCl。的含量,将ag样品溶于一定量疏酸和磷酸的混合溶液中,加入稍过量 NH.NO,使Mn*氧化为Mn*.待充分反应后持续加热一段时间,冷却后用5mol·L-疏酸亚 铁[(NH.)。Fe(SO.)。]滴定Mn,滴定过程中发生的反应为Fe**+Mn*一Fe*+Mn*,消 耗cmL碗酸亚铁镂溶液,“持续加热”的目的是_.样品中MnCl。的质量分数为___. 第二部分 选做题(共40分) 选做题一 化学反应原理 13.(4分)向10mL浓度均为0.1mol·L~的FeSO.和ZnSO.的混合溶液中加入等浓度的 氢水,溶液中金属元素有不同的存在形式,它们的物质的量浓度与氢水(K。一1.8×10)体积 关系如图所示,测得M、N点溶液pH分别为8.04、8.95.已知:1.Zn*+4NH。→[Zn(NH;).* c[Zn(NH)]*+ K.三 (NH)(乙n) =10*iI.K.[Zn(OH)]< 0.1 K.[Fe(OH,)].下列说法不正确的是( ). A. 曲线X表示乙n2+ B.K[Fe(OH).]-10-11.1 10- ._._............. C. N点铎元素的主要存在形式是[Zn(NH。)]* 0 1020304050607080 VTNH.·H.O(aq)] D. Zn(OH):+4NH-[Zn(NH).]*+2OH-K-10- 14.(20分)我国正式公布实现碳达峰、碳中和的时间和目标后,含碳化合物的综合利用更受 关注和重视,回答下列问题。 (1)通过CO。插入单氢钉配合物反应可制备甲酸盐,我国学者结合实验和计算机模拟结 果,研究了在无水和有水体系中形成甲酸盐中间体的反应历程,如图所示(TS表示过渡态). 132.9 TS 109.5 Hc-o )TpRi ,HC-0 50 H NCCH .TpRu.Of 0 H _-o-H4cO 00 H 0--o TpRu TpRu +CO. TpRuLNCCH. CCH. 1NCCH, HP HP H.P HP NCCH. 高二化学(A卷) 共8页 第5页 下列说法正确的是 (填选项字母). A.水分子对插人反应有促进作用 B. 无水体系中反应的活化能为127.9kJ·mol C. 稳定性:TSTS D. 两个体系中均存在极性键的断裂和形成 (2)二氧化碳与氢气重整体系中涉及的主要反应如下: I. CO(g)+4H(g)CH.(g)+2HO(g) △H--165kJ·mol; II. CO(g)+H(g)→CO(g)+HO(g) △H=+41kJ·mol-}. ①二氧化碳与甲完反应生成一氧化碳和氢气的热化学方程式为 ;恒温恒容密闭 容器中进行该反应,下列事实能说明反应达到平衡状态的是 (填选项字母). A. 氢原子数不再改变 B. 相同时间内形成C-H键和H一H键的数目相等 C. 混合气体的密度不再改变 D. CO。与CH.的有效碰撞几率不变 ②一定温度下,向10L恒容密闭容器中充人1molCO。和1molH。,发生反应I和反应 II,5min末达到平衡时测得CO。的转化率为50%,CH.与 CO的分压之比为1:4.H.O(g)的分压为。.则0~5min内, % 平均反应速率v(H)一 mol·L·min-1:反应II 的平衡常数K。一 __(K。是用分压表示的平衡常数). ③向恒容密闭容器中以物质的量之比为1:4充人CO 'HOg) CH 和H。,发生反应I和反应II,实验测得平衡体系中各组分的体 7 积分数与温度的关系如图所示,其中表示H:的体积分数与温 温度/C 度关系的曲线为 (填“L”“L:”或“L。”);T.C之后,H。O(g)平衡体积分数随温度的 变化程度小于CH.平衡体积分数随温度的变化程度,原因为。 ;TC时CO的平衡分 压 (填“”“<”或“一”)T。C时CO的平衡分压,理由为 15.(16分)丁二 是生产合成橡胶的主要原料.一定条件下,2,3-二甲基-1,3-丁二燥 )与澳单质发生液相加成反应(1,2-加成和1,4-加成),已知溶剂极性越大越容易发生 1.4-加成,现体系中同时存在如下反应 . △H.-nkI·mol-! △H.-nkJ·mol-1. Br △H: 高二化学(A卷) 共8页 第6页 由阿伦尼乌斯公式推知,同一反应在不同温度(T)下,反应速率常数()与活化能(E.)的 E。11 数).已知体系中两种产物可通过中间产物 互相转化,反应历程及能量变 -CH.Br 化如图所示. 反应过程 (1)由反应历程及能量变化图示判断, n n(填“”“一”或“<”),AH;-__ (用含不同活化能E。的式子表示) : E。 一定温度,活化能越大,速率常数增大倍数 (填“越大”“越小”或“不变”).对反应 (填①或②)的速率提高更有利. (3)在一定温度下,向某反应容器中加入1.0mol 和一定量的Br。发生上述反应 测得 的平衡转化率为a,平衡时Br:为bmol,若以物质的量分数表示的平衡常数K。, 反应③的平衡常数K:一3(以物质的量分数表示的平衡常数),则产物Br 的选择 性为。 (已知选择性指生成目标产物所消耗的原料量在全部所消耗原料量中所占的比 例),开始加人的Br。为_mol,反应①的平衡常数K.一__ 选做题二 有机化学 13.(4分)4-澳甲基-1-环己/的一种合成路线如下.下列说法正确的是 一 cOoC.H. COOC.H A. 化合物W、X、Y、Z中均有一个手性碳原子 B.①、②、③的反应类型依次为加成反应、还原反应和取代反应 C. 由化合物Z一步制备化合物Y的转化条件是NaOH醇溶液,加热 D. 化合物Y先经酸性高酸钾溶液氧化,再与乙醇在浓疏酸催化下醋化可制得化合物X 14.(21分)香港中文大学研究发现,辣椒的活性成分辣椒素具有降血压和降胆固醇的功效, 可以预防心脏病,辣椒素(H)的一种合成路线如图所示(部分试剂或产物略去) 已知:R-CHBr- R-CHO Witig反应 →R.-CH-CH-R,回答下列问题: 高二化学(A卷)共8页 第7页 A Ho B OH OCH, ### HO C.H.O.Br CHONa 一定条件 #CHo E 催化剂 CHO CH.NH, D F G (1)X的化学名称为 .C的结构简式为 (2)D→E的化学方程式为 ,E→F的反应类型为 (3)H中的含氧官能团有 (4)E的同分异构体中,同时符合下列条件的有 种(不考虑立体异构) ①分子中含有笨环;②笨环上连有两个取代基. 上述同分异构体中满足能与饱和碳酸氢钢溶液反应放出气体且核磁共振氢谱有3组峰的 结构简式为 (5)利用Wittig反应,设计以乙醇为主要原料制 备2-丁燥的合成路线(其他试剂自选)__. 15.(15分)(1)“后腹有水,其名为酸;混合氧化,速变 O._ 为醒;醒之灼臭,人畜不能忍也”,放屁虫平时不“放 屁”,遇到危险关键时刻放出大量高温“烟雾弹”,量少 H 却臭味很大,温度可达100C,原理如右图,写出“放 Injec/feed Release_) 屁”过程的总化学方程式: (2)华法林又名杀鼠灵,为心血管疾病的临床药 物.其合成路线如下(部分反应条件已略去). # #。 ② ③ ④ ① 一定条件 OH OCOCH OH (CH.CO).O AIC-NaC 华法林 HSO{ NaH H 2 ## ①下列有关该流程中物质性质的说法正确的是 a. 1mol华法林中含有7mol碳碳双键 b. 由B制取C的反应类型是取代反应 c.分别向G和N中加入澳水,实验现象相同 d.在一定条件下,A、C、D、F、G都能使酸性高酸钾褪色 ②乙醇和G按一定比例混合后,测得氧元素的质量分数为32%,则碳元素的质量分数为 ,由D制取F的化学方程式 ③A与氧气按一定比例混合后光照条件下反应,生成相同物质的量的三种取代物,则A 与氢气的物质的量之比为 高二化学(A卷)共8页 第8页 第十六届中学生数理化生综合实践活动 　　　　　　高二化学应用知识展示(A卷)参考答案及评分标准 第一部分　　　共做题（共60分） 1、 选择题（本大题共６小题，每小题3分，共18分，每小题只有1个选项符合题意） 1.A【解析】纳米SiO2晶体颗粒尺寸小，相对大块晶体来说，其中有一部分共价键断裂，熔化时需要克服的作用力小一些，熔点低一些，故A正确；纳米SiO2晶体是纯净物，而胶体是混合物，故B错误；纳米SiO2晶体和大块SiO2晶体都是共价晶体，不属于同分异构体，故C错误；SiO2能与NaOH反应生成盐硅酸钠和水，SiO2能和HF都能反应，但是SiO2不是和所有的酸都能反应，只能和HF反应，和其他酸不反应，是酸性氧化物不是两性氧化物，故D 错误；故答案为A。 2.D【解析】分子B含有醚键，根据B的结构可知B属于冠醚，可以与分子A形成超分子，A正确；根据分析，在碱性条件下，环状分子B与带有正电荷的位点1的相互作用较强，B正确；B属于冠醚，在分子B上引入某些基团后可携带其他离子，通过识别位点实现离子转运，C正确；根据分析，通过加入酸、碱，能实现分子梭在两个不同状态之间的切换，加入盐不一定能使实现分子梭在两个不同状态之间的切换，D错误；故选D。 3. C【解析】 含碳燃料燃烧以及动植物呼吸都会产生CO₂，植物光化作用消耗CO₂，所以CO2是自然界碳循环中的重要物质，A正确。CO₂加氢转化为乙烯，C的化合价降低，CO2得电子，被还原，B正确。CO₂中C为+4价，最高价，只能发生得电子的还原反应，CO2在阴极得电子转化为燃料，阳极为失电子的氧化反应，C错误。CO2与环氧丙烷发生加聚反应，可合成可降解塑料，故D正确。 4. C【解析】单键为σ键、双键中含有1个o键和1个π键，则中σ键和π键个数比为12:1，故A错误；反应I为快速反应，不是决速步，生成四氢呋喃决速步为反应II，故B错误；根据反应I、II、III可知，体系总物质的量增加量正好是1，4-丁二醇参与反应II、III的量，也正好是H2O(g)的物质的量，设t1时γ-丁内酯消耗a mol，1，4-丁二醇消耗为b mol， 则体系总物质的量为(5.0×10-3+b)mol，根据图像可知，，解得，，则t1时刻，C正确。因反应在高压氢气氛围下进行，增大氢气压强，体系压强增大，平衡逆向进行，不利于四氢呋喃的生成。答案为C。 5.B【解析】 “酸浸”后，若钛主要以TiOCl42-形式存在，因此相应反应的离子方程式可表示为：FeTiO3＋4H+＋4Cl－＝Fe2+＋TiOCl42－＋2H2O，A说法正确；Li2Ti5O15中Ti的化合价为+4，Li的化合价是＋1价，由化合价代数和为0可知，氧元素的负价代数和为22，设其中过氧键的数目为x个，则2x+（15－2x）×2＝22，解得x＝4，B说法错误；根据以上分析可知“高温煅烧②”中由FePO4制备LiFePO4的化学方程式可表示为2FePO4+Li2CO3+H2C2O4 2LiFePO4+H2O+3CO2↑，C说法正确；根据表中数据可知40oC时转化量最高，因低于40oC时TiO2·xH2O转化反应速率随温度升高而增加，超过40 oC双氧水分解和氨气逸出导致TiO2·xH2O转化反应速率下降，D说法正确。故答案为B。 6. B 【解析】光照时，光催化材料会产生电子()和空穴()，能实现和的资源化转化，A正确；图甲和图乙物质中碳原子的杂化方式共有3种，甲烷中的碳采用sp3杂化，二氧化碳中是sp杂化，中碳采用sp2杂化，B错误；空穴()可得电子，可视为氧化剂，转化的反应为，C正确；22 g二氧化碳得到变成CH4，得失电子守恒可知H2O中的-2价氧元素失去4mol电子生成1molO2，D正确；故选B。 二、综合题（本大题共6小题，共42分） 7.可发生反应：CO2＋C = 2CO，消除催化剂表面的积炭（3分） 8. （3分） 9.（1）非极性 （1分） 120° （1分） （2）正四面体形（1分） 含有 （1分） （3）极性 （1分） （4）分子结构相似，相对分子质量BF3＜BCl3，分子间作用力BF3＜BCl3，沸点BF3＜BCl3（3分） 10.（1）① （2分） ②在水中溶解度小，易升华 （2分） （2）用CCl4多次萃取、分液，直到向上层水溶液中加入淀粉溶液，溶液不变色，然后取适量萃取后的上层水溶液于试管中，加适量2 mol·L-1硫酸酸化后，再加一定量1 mol·L-1KI溶液，充分反应后，加入淀粉溶液，若溶液变蓝说明反应后溶液中含有，否则，则不含有 （4分，合理即可） 11. （1） （2分） （2） 焙烧释放更多的气体，制得的更加疏松多孔 （2分） （3）环氧乙烷中的O原子吸附在上，环氧乙烷中的键断裂，CO2中的C原子与结合，CO2中的一个C=O双键断裂成单键后，其中一个O原子与环氧乙烷中的一个C原子结合（3分） 【解析】（1）由题意可知，氯化镁溶液与尿素反应生成氯化铵、Mg5(CO3)4(OH)2沉淀和二氧化碳，反应的离子方程式为。（2）Mg5(CO3)4(OH)2焙烧时，会释放更多的二氧化碳气体，导致制得的氧化镁更加疏松多孔，所以与氢氧化钠作沉淀剂相比，用尿素作沉淀剂焙烧生成的氧化镁作催化剂效果更好，故答案为焙烧释放更多的气体，制得的MgO更加疏松多孔。（3）由图可知，步骤Ⅰ、Ⅱ的反应机理为环氧乙烷中的氧原子原子吸附在镁离子上，环氧乙烷中的碳氧键断裂，二氧化碳中的碳原子原子与氧离子结合，一个氧原子原子与环氧乙烷中的一个碳原子原子结合，故答案为：环氧乙烷中的O原子吸附在上，环氧乙烷中的键断裂，CO2中的C原子与结合，一个O原子与环氧乙烷中的一个C原子结合。 12.（1）①CH3COOH、H2O （2分） ②Mn2O3 （2分） （2）①(CH3COO)2Mn （2分） ②促进反应生成无水MnCl2 （2分） ③使Mn2+完全氧化为Mn3+ （2分） ×100%（3分） 【解析】由题给流程可知，四水醋酸锰和乙酰氯溶解在苯中搅拌抽滤得到醋酸锰固体，向醋酸锰固体中加入苯和乙酰氯回流搅拌，醋酸锰和乙酰氯反应得到氯化锰沉淀，抽滤、洗涤得到无水二氯化锰。（1）①的相对分子质量为268，由化学式可知，受热第一阶段释放出等物质的量的醋酸蒸气和水蒸气后，晶体失重为×100%=29.1%，故答案为CH3COOH、H2O。②设晶体质量为268 g，由第二阶段释受热失重70.5%可知，剩余固体的质量为268 g—268 g×70.5%=79.06 g，由锰原子个数守恒可知，剩余固体中锰元素的质量为55 g，则固体中氧元素的质量为79.06 g—55 g=24.06 g，所以固体中锰、氧的原子个数比为：≈2：3，固体的化学式为Mn2O3。 （2）①由分析可知，步骤Ⅰ所获固体主要成分是醋酸锰固体，故答案为(CH3COO)2Mn；②步骤Ⅱ在加热回流下反应的目的是使醋酸锰完全反应，促进反应生成无水氯化锰，故答案为：促进反应生成无水MnCl2。③由题意可知，持续加热可以使二价锰离子完全氧化为三价锰离子，减少实验误差；由方程式可得如下转化关系：MnCl2~Mn3+~Fe2+，由滴定消耗c mLb mol/L硫酸亚铁按溶液可知，样品中氯化锰的质量分数为×100%=×100%。 第二部分　　　选做题（共40分） 选做题一 化学反应原理 13. C（4分） 【解析】 ，加入氨水先生成Zn(OH)2沉淀，所以X表示Zn2+，故A正确；N点表示Fe2+完全沉淀的点，pH=8.95， ， 故B正确；N点锌元素沉淀完全，主要存在形式是Zn(OH)2，故C错误；M点表示Zn2+完全沉淀的点，pH=8.04， ， ， ， ，故D正确。答案选C。 14.（1）AD（2分） （2）①（2分） D（2分） ②0.016 （3分）2.4 （3分） ③ （2分） 反应Ⅰ为放热反应，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高两个反应的平衡移动方向相反（2分） < （2分） ℃比℃温度高，气体膨胀程度大，且温度升高反应Ⅱ平衡正向移动，CO的体积分数增大 （2分） 【解析】（1）由图可知，有水体系中插入反应生成中间体的活化能小，则水分子对插入反应有促进作用，A项正确；无水体系中反应的活化能为132.9 kJ∙mol-1，B项错误；过渡态TS的能量高于过渡态，故TS的稳定性弱于，C项错误；两个体系中均存在碳氧键断裂和碳氢键形成，D项正确。 （2）根据盖斯定律，得，。①反应前后氢原子数目始终不变，A项错误。由反应知，平衡时形成4个C—H键同时形成2个H—H键，B项错误。该反应的反应物和生成物均为气体，在恒容容器中反应时，混合气体的密度始终保持不变，C项错误。反应物的有效碰撞几率不变说明正、逆反应速率不变，达到平衡状态，D项正确。②CO2的平衡转化率为50%，参加反应的CO2的物质的量为0.5 mol，由碳原子守恒知，当CH4与的分压之比为1∶4时，生成CH4、CO的物质的量分别为0.1 mol、0.4 mol。则反应Ⅰ中消耗0.4 mol H2，生成0.2 mol H2O（g）；反应Ⅱ中消耗0.4 mol H2，生成0.4 mol H2O（g）。综上，平衡时共消耗0.8 mol H2，生成0.6 mol H2O（g），则平衡时CO2、H2、CH4、CO、 H2O（g）的物质的量分别为0.5 mol、0.2 mol、0.1 mol、0.4 mol、0.6 mol。气体分压之比等于物质的量之比，则CO2、H2、CO、 H2O（g）的平衡分压分别为、、、。内，平均反应速率；反应Ⅱ的平衡常数。③起始以物质的量之比为1∶4充入CO2和H2，由反应Ⅰ和反应Ⅱ知，H2的平衡体积分数大于的平衡体积分数、水蒸气的平衡体积分数大于的平衡体积分数，且温度升高的平衡体积分数增大，故曲线表示的平衡体积分数与温度的关系、表示H2的平衡体积分数与温度的关系。反应Ⅰ为放热反应，温度升高平衡逆向移动，CH4和H2O（g）的物质的量减少；反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，H2O（g）的物质的量增大，故之后，H2O（g）平衡体积分数随温度的变化程度小于CH4平衡体积分数随温度的变化程度。比T1℃温度高，气体膨胀程度大，且温度升高，反应Ⅱ平衡正向移动，的体积分数增大，则T1℃时的平衡分压小于时CO的平衡分压。 15.(1) >（1分） （2分） (2) 越大（2分） ②（2分） (3) 75%（3分） b+a （3分） （3分） 【解析】（1）由反应历程及能量变化图示可知，反应物总能量高于生成物总能量，则 转化为是放热反应，根据盖斯定律，反应②-①得到 ，ΔH=(n-m) kJ/mol<0，则m>n；转化为的ΔH1=Ea2-Ea1，转化为的ΔH2=Ea3-Ea4，这个过程中ΔH3=ΔH2-ΔH1=Ea3-Ea4-(Ea2-Ea1)=-(Ea4+Ea2-Ea1-Ea3)；（2）由题中阿伦尼乌斯公式 可知，升高相同的温度，活化能越大，速率常数k增大的越多，Ea2<Ea3故升高温度，对1，4加成产物的生成速率提高更有利，则其他条件不变的情况下，升高反应温度，对反应②的速率提高更有利。（3）设反应生成xmol，反应③的平衡常数Kx3=3，则生成的物质的量为3xmol，则产物的选择性百分比为×100%=75%；反应开始时，加入1.0mol，的平衡转化率为a，则消耗的物质的量为a mol，则消耗Br2的物质的量为a mol，平衡时Br2为b mol，开始加入的Br2为(b+a) mol，消耗的物质的量为a mol，生成、的总物质的量为a mol，产物的选择性百分比为75%，则生成的物质的量为(1-75%)×a mol=0.25a mol，平衡时，的物质的量为(1-a) mol，Br2为b mol，各物质总物质的量为(1+b) mol，则反应①的平衡常数 = 。 选做题二 有机化学 13.B（4分） 【解析】X、Y、Z连接支链的碳原子为手性碳原子，连接4个不同的原子或原子团，W中没有手性碳原子，错误；由官能团的转化可知1，3-丁二烯与丙烯酸乙酯发生加成反应生成X，X发生还原反应生成Y，Y发生取代反应生成Z，正确；由化合物Z一步制备化合物Y，应发生水解反应，应在氢氧化钠的水溶液中进行，错误；Y中含有碳碳双键，可被酸性高锰酸钾溶液氧化，错误。故选B。 14.(1) 2-甲基丙醛（2分） （2分） (2) （3分） 取代反应（1分） (3)酚羟基、醚键、酰胺基（3分） (4) 12（3分） （3分） (5)（4分） 【解析】（1）由X结构可知，X的化学名称为2-甲基丙醛；由分析可知，C的结构简式为；（2）D和溴发生酚羟基的邻位取代生成E，反应方程式为；E中溴原子为-OCH3取代，发生取代反应生成F，故为取代反应；（3）由H结构可知，H中的含氧官能团有酚羟基、醚键、酰胺基；（4）E的结构简式为 ，E的同分异构体中，同时符合下列条件：①分子中含有苯环；②苯环上连有两个取代基；可以为和、和、和、和，两个取代基在苯环上有邻、间、对3种位置关系，符合条件的同分异构体共12种；上述同分异构体中能与饱和溶液反应放出气体说明分子中有，核磁共振氢谱有3组峰说明有3种不同化学环境的H原子，则符合条件的结构简式为。 （5） 乙醇催化氧化可制得，乙醇与HBr反应可制得，与通过Wittig反应可制得；故流程为。 15.（1）2+O2→2+2H2O （3分） （2）① bd （2分） ②56% （3分） + CH3COCH3+H2O （3分） ③1∶2 （4分） 【解析】(1)转化为的总化学方程式：2+O2→2+2H2O。 (2) ①苯环中无碳碳双键，所以1mol华法林中含有1mol碳碳双键，故a错误；B发生水解反应生成C()，是取代反应，故b正确；G中加入溴水，有白色沉淀产生；N中无苯环，碳碳双键和溴水发生加成反应，使溴水褪色，故c错误；甲苯、醇类、醛类、烯类、酚类都能被酸性高锰酸钾氧化，故d正确；故选bd。 ②乙醇的分子式为C2H6O[C2·H6O]，G的分子式为C6H6O[C6·H6O]，若氧元素的质量分数为32%，则H6O的质量分数为，碳元素的质量分数为1-44%=56%，故答案为56%。D与CH3COCH3在NaOH、加热条件下发生羟醛缩合反应，生成和水的化学方程式为+CH3COCH3+H2O， + CH3COCH3+H2O。 ③甲苯和氯气在光照条件下发生甲基上的取代反应，生成相同物质的量的三种取代物，它们的物质的量相等，假设都生成1 mol则取代物所含Cl的物质的量一共为6 mol，所消耗Cl2为6 mol，甲苯的物质的量为3 mol，则A与氯气的物质的量之比为3∶6=1∶2。 学科网（北京）股份有限公司 $$