精品解析：上海市格致中学2024-2025学年高三上学期期中考试化学试题

格致中学二〇二四学年度第一学期期中考试 高三年级化学(等级考) (测试60分钟内完成，总分100分，试卷共7页) 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可喜的收获！ 祝你：诚实守信，沉着冷静，细致踏实，自信自强，去迎接胜利！ 相对原子质量 B-11 Zn-65 S-32 一、汽车尾气的排放和处理。 1. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，对CO、NO进行无害化处理具有重要意义。回答下列问题： （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 该条件下，1molN2和1molO2完全反应生成NO，会_______(填“吸收”或“放出”)_______kJ能量。N2的电子式为______________。 （2）通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示： ①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。 ②NiO电极的电极反应式为_______。 2. 利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2(汽车尾气通过催化捕集器的时间较短)，反应的化学方程式为：。 （1）某温度下，在2L容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的物质的量如下： 时间/s 0 1 2 3 … n(CO)/(×10-3mol) 3.60 3.05 2.85 2.75 … 用CO的浓度变化表示0~3s的平均反应速率为_______(保留3位有效数字)。 （2）列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。 A. CO的体积分数不再改变 B. 容器中气体的密度保持不变 C. N2的物质的量保持不变 D. 相同时间内，反应消耗2molNO同时生成1molN2 （3）已知该反应的平衡常数较大但速率较小。测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。有关说法正确的是_______。 A. 该反应在高温时可自发进行 B. 温度：T1>T2 C. 选用适宜催化剂可达到尾气排放标准 D. 增大压强，反应速率和化学平衡常数均增大 （4）分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率(对应温度400℃)v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)，温度升高后，两种催化剂条件下NO转化效率均明显降低，原因可能是_____。 二、人体必需的微量元素—锌。 3. 锌是人体必需的微量元素之一，被称为“生命之花”，起着极其重要的作用。 （1）基态Zn2+的价电子排布式为_______。 （2）ZnCl2、ZnO皆属于以共价键为主的过渡型晶体，ZnCl2熔点为275℃，ZnO的熔点为1975℃，请分析熔点不同的原因：_______。 4. 在配合物[Zn(NH3)4]CO3中。 （1）配位原子是_______。 （2）外界离子的空间结构为_______。 （3）在[Zn(NH3)4]CO3晶体中不存在的作用力有_______。 A. 离子键 B. 极性共价键 C. 配位键 D. 非极性共价键 5. Zn与S所形成化合物的晶胞如图1所示，图2为晶胞沿y轴的投影1∶1平面图。 （1）晶胞中Zn原子的配位数为_______。 （2）晶胞中最近的两个S原子之间的距离为_______pm。 （3）阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度是_____。(1pm=10-10cm，列出计算表达式) 6. 硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。实验室用含有ZnCO3、SiO2、Fe、Cu的粉末模拟工业上菱锌矿制备ZnSO4的过程，流程如下： 已知难溶电解质溶度积常数如下表： 难溶电解质 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Fe(OH)2 8.0×10-38 6.7×10-17 8.0×10-16 （1）为了提高粉末的浸取效果，可采取的措施有_______。 （2）写出加入H2O2发生反应的离子方程式_______。 （3）加入物质X调节溶液的pH，最适宜使用的X是_______。 A. NH3·H2O B. ZnO C. Cu(OH)2 D. NaOH （4）已知当溶液中某离子浓度时可认为该离子沉淀完全，该溶液中的Fe3+沉淀完全时溶液的pH至少为_______。 （5）由滤液②获得ZnSO4·7H2O的实验操作：_______、_______、过滤、洗涤、烘干。 三、应用广泛的硼元素。 7. .硼及其化合物在新材料、工农业生产方面用途广泛。 （1）写出基态B原子的轨道表达式_______。 （2）如下图所示1mol硼酸H3BO3形成_______mol氢键。 8. 已知：①硼酸的电离方程式可表示为：。 ②，，。 （1）根据以上信息，下列说法正确的是________。 A． 硼酸是三元酸 B． 硼酸在电离的过程中，B原子的杂化类型发生了变化 C．向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生 （2）向饱和硼酸溶液中滴加0.1mol•L-1Na2CO3溶液。写出该反应的化学方程式________。 9. 《财富》杂志报道，近日一组来自麻省理工学院(MIT)、休斯敦大学(University of Houston)和其他机构的科学家发现了比硅性能更好的半导体材料-立方砷化硼。立方砷化硼在导热和导电方面的超高性能，它可能成为有史以来发现的最好的半导体材料。回答下列问题： （1）砷化铝、砷化硼晶胞结构相似，砷化硼晶胞结构如图所示，熔点为1238℃，以下说法正确的是_______。 A. 砷化硼的化学式为BAs B. 砷化硼晶体中每个原子均形成3个共价键 C. 砷化硼分子中只存在共价键 D. 砷化铝熔点高于1238℃ （2）水体砷污染已成为一个亟待解决的全球性环境问题。在处理某工厂的含砷废水时，常加入生石灰的方式将废水中的转化为形式沉降，该反应的离子方程式为_______。 （3）硼氢化钠(NaBH4)是有机合成的重要还原剂，NaBH4可水解放出氢气。38gNaBH4的还原能力相当于_______标准状况下H2的还原能力。(还原能力正比于“还原剂→氧化产物”过程中失去e-的数目) 四、神奇的点击化学。 10. 2022年诺贝尔化学奖表彰的是在点击化学和正变化学方面有突出贡献的三位科学家，“点击化学”是指快速、高效连接分子的一类反应，例如铜催化的 Huisgen环加成反应：。 我国科研人员利用点击化学设计合成了具有特殊结构的聚合物F并研究其水解反应。合成路线如图所示： 已知信息：①；②RXRN3。 （1）化合物A的名称是_______；化合物B的含氧官能团名称是_______；反应①的反应类型是_______。 （2）关于物质B和物质C，下列说法错误的是_______。 A. 利用质谱法可以鉴别物质B和物质C B. 通过红外光谱仪可检测物质B中的官能团 C. B可以发生氧化、取代、消去反应 D. 可用酸性高锰酸钾溶液检验C中含有碳碳三键 （3）已知该合成路线的原料之一苯甲醛经历氧化反应生成有机物M，检测M生成所需的试剂是___。 A. NaOH溶液 B. 希夫试剂 C. 碳酸氢钠溶液 D. 酸性高锰酸钾 （4）B生成C的过程中还有另一种生成物X，分子式为C3H6O，核磁共振氢谱显示只有一组峰，X的结构简式为_______。 （5）根据信息①提示，反应②的化学方程式为_______。 （6）物质N是比物质A多一个碳原子的同系物，写出满足下列条件N的同分异构体的结构简式：_______。 ①能和FeCl3发生显色反应；②分子中有四种不同环境的氢原子 （7）设计以苯和乙炔为原料制备的合成路线_______。(其他试剂任选) 五、铁盐、亚铁盐性质的探究。 11. 铁盐、亚铁盐在工业上具有重要价值。完成下列相关实验问题。 Ⅰ：【制备无水FeCl3】FeCl3在工业上常作催化剂和刻蚀剂。实验室中，先合成SOCl2，再与FeCl3·H2O反应制备无水FeCl3.装置如图所示(加热及夹持仪器略)。 已知：①实验室合成SOCl2的原理为。 ②SOCl2的熔点为-101℃，沸点为75.6℃，遇水剧烈分解为两种酸性气体；POCl3沸点为105℃。忽略共沸。 （1）写出A中反应的化学方程式_______。 （2）打开K2，将三通阀调至，打开K1，制取二氧化硫 ，一段时间后，加热装置C至60℃。仪器丙的作用为_______。 （3）当C中出现较多液体，关闭K1、K2.制得FeCl3的操作为：①调节三通阀的位置为_______(根据下图选填序号)；②调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至_______(填写温控的范围)③加热E处硬质玻璃管。 Ⅱ：【配制铁盐溶液并探究铁盐性质】 （4）实验室若需要配制90 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，用到的药品和仪器有：FeCl3固体，烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、_______(仪器名称)、_______(药品名称)、蒸馏水。 （5）某化学学习小组探究Fe3+在溶液中的颜色变化，进行以下实验。 试剂 加热前溶液颜色 加热后溶液颜色 实验Ⅰ 溶液+蒸馏水 棕黄色 深棕色 实验Ⅱ 溶液+HNO3 几乎无色 几乎无色 实验Ⅲ FeCl3溶液+HNO3 黄色 深黄色 已知：水溶液中，几乎无色，为黄色；水解生成(棕黄色)。 ①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验Ⅱ中溶液颜色无明显变化的原因为_______。 ②结合离子反应方程式说明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因_______。 Ⅲ：【探究铁盐和亚铁盐的转化】 （6）铁盐转化成亚铁盐有多种方法，下图是利用电解法(两极均为惰性电极)使Fe2(SO4)3溶转化成FeSO4(暂不考虑如何进一步提取FeSO4)。 ①为了提高FeSO4产率，在Fe2(SO4)3溶液中加入CH3OH进行电解，电解过程中不断增大。写出阳极的电极反应方程式_______。 ②加入CH3OH可以提高FeSO4产率的原因_______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 格致中学二〇二四学年度第一学期期中考试 高三年级化学(等级考) (测试60分钟内完成，总分100分，试卷共7页) 友情提示：昨天，你既然经历了艰苦的学习，今天，你必将赢得可喜的收获！ 祝你：诚实守信，沉着冷静，细致踏实，自信自强，去迎接胜利！ 相对原子质量 B-11 Zn-65 S-32 一、汽车尾气的排放和处理。 1. 汽车尾气中含有CO、NO等有害气体，对CO、NO进行无害化处理具有重要意义。回答下列问题： （1）汽车尾气中NO生成过程的能量变化示意图如下： 该条件下，1molN2和1molO2完全反应生成NO，会_______(填“吸收”或“放出”)_______kJ能量。N2的电子式为______________。 （2）通过NO传感器可监测汽车尾气中NO的含量，其工作原理如图所示： ①Pt电极上发生的是_______反应(填“氧化”或“还原”)。 ②NiO电极的电极反应式为_______。 【答案】（1） ①. 吸收 ②. 180 ③. （2） ①. 还原 ②. 【解析】 【小问1详解】 该条件下，1molN2和1molO2完全反应生成NO，断键吸收总能量为946kJ+498kJ，成键放出总能量为2×632kJ，可知会吸收180 kJ能量；N2分子中存在氮氮三键，电子式为； 【小问2详解】 ①通入一氧化氮一极是负极，发生氧化反应，通入氧气一极为正极，Pt电极上发生的是还原反应； ②一氧化氮在NiO电极发生氧化反应，生成二氧化氮，电极反应式为：。 2. 利用催化技术可将汽车尾气中的CO和NO转化为CO2和N2(汽车尾气通过催化捕集器的时间较短)，反应的化学方程式为：。 （1）某温度下，在2L容积不变的密闭容器中通入CO和NO，测得不同时间CO的物质的量如下： 时间/s 0 1 2 3 … n(CO)/(×10-3mol) 3.60 3.05 2.85 2.75 … 用CO的浓度变化表示0~3s的平均反应速率为_______(保留3位有效数字)。 （2）列情况不能说明该反应达到化学平衡状态的是_______。 A. CO的体积分数不再改变 B. 容器中气体的密度保持不变 C. N2的物质的量保持不变 D. 相同时间内，反应消耗2molNO同时生成1molN2 （3）已知该反应的平衡常数较大但速率较小。测得平衡时NO的体积分数与温度、压强的关系如图。有关说法正确的是_______。 A. 该反应在高温时可自发进行 B. 温度：T1>T2 C. 选用适宜催化剂可达到尾气排放标准 D. 增大压强，反应速率和化学平衡常数均增大 （4）分别在不同温度、不同催化剂下，保持其它初始条件不变重复实验，在相同时间内测得NO转化率与温度的关系如图所示。在催化剂乙作用下，图中M点对应的速率(对应温度400℃)v(正)_____v(逆)(填“>”、“<”或“=”)，温度升高后，两种催化剂条件下NO转化效率均明显降低，原因可能是_____。 【答案】（1） （2）BD （3）C （4） ①. ②. 温度升高，催化剂活性降低 【解析】 【小问1详解】 0~3s的平均反应速率v(CO) =，根据速率之比等于化学计量数之比，则v(NO)=v(CO)= 。 【小问2详解】 A．CO的体积分数不再改变，说明CO的物质的量不再变化，反应达到平衡状态，故A不选； B．容器内反应物、生成物均为气体，气体总质量不变，容器体积恒定，则气体的密度始终恒定，不能据此判断平衡状态，故B选； C．N2的物质的量保持不变，符合化学平衡状态的特征，故C不选； D．相同时间内，反应消耗2molNO同时生成1molN2，均为正向反应，不能说明正反应速率等于逆反应速率，不能判断平衡状态，故D选； 故选：BD。 【小问3详解】 A．该反应是气体体积减小的放热反应，、，当时反应能够自发进行，则该反应在低温时可自发进行，A错误； B．该反应是放热反应，升高温度，平衡逆向移动，NO的体积分数增大，由图可知，温度：T1<T2，B错误； C．已知该反应的平衡常数较大但速率较小，只要选用合适的催化剂就能在较短时间内使反应充分进行，达到较好的尾气净化效果，C正确； D．对于该放热反应，升温使平衡向反应物方向移动，平衡常数减小；而增大压强只能改变平衡移动程度，不会影响平衡常数，D错误； 故选C。 【小问4详解】 图中 M 点对应温度(约 400 ℃)时，体系尚未达到平衡，正向速率大于逆向速率，故v(正) ＞ v(逆)。当进一步升温时，催化剂在过高温度下可能失活，反应速率减小，在相同时间内NO的转化量减小，导致 NO 的转化效率明显下降。 二、人体必需的微量元素—锌。 3. 锌是人体必需的微量元素之一，被称为“生命之花”，起着极其重要的作用。 （1）基态Zn2+的价电子排布式为_______。 （2）ZnCl2、ZnO皆属于以共价键为主的过渡型晶体，ZnCl2熔点为275℃，ZnO的熔点为1975℃，请分析熔点不同的原因：_______。 【答案】（1） （2）ZnCl2、ZnO形成以共价键为主的过渡型晶体，ZnCl2的性质更偏向分子晶体，熔沸点较低，ZnO的性质更偏向共价晶体，熔沸点较高。 【解析】 【小问1详解】 锌（Zn）是30号元素，基态Zn原子的电子排布式为，是锌原子失去最外层2个电子形成的，失去的是4s能级上的2个电子，所以基态的价电子排布式为； 【小问2详解】 已知、皆属于以共价键为主的过渡型晶体，熔点为275，熔点较低，说明其性质更偏向分子晶体，分子晶体中分子间作用力较弱，导致熔沸点较低；的熔点为1975，熔点很高，表明其性质更偏向共价晶体，共价晶体中原子间以共价键相连，形成空间网状结构，共价键作用力强，所以熔沸点较高。 4. 在配合物[Zn(NH3)4]CO3中。 （1）配位原子是_______。 （2）外界离子的空间结构为_______。 （3）在[Zn(NH3)4]CO3晶体中不存在的作用力有_______。 A. 离子键 B. 极性共价键 C. 配位键 D. 非极性共价键 【答案】（1）N （2）平面三角形 （3）D 【解析】 【小问1详解】 在中，中心离子是，配位体是，中N原子有孤电子对，提供空轨道，N原子与形成配位键，所以配位原子是N； 【小问2详解】 外界离子是，对于，中心C原子的价层电子对数=键数 +孤电子对数，中C原子形成3个键，孤电子对数==0，根据价层电子对互斥理论，价层电子对数为3且无孤电子对，其空间结构为平面三角形； 【小问3详解】 是离子晶体，内界与外界之间存在离子键，中N - H是极性共价键，中与之间是配位键，该配合物中不存在非极性共价键，故答案选D。 5. Zn与S所形成化合物的晶胞如图1所示，图2为晶胞沿y轴的投影1∶1平面图。 （1）晶胞中Zn原子的配位数为_______。 （2）晶胞中最近的两个S原子之间的距离为_______pm。 （3）阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度是_____。(1pm=10-10cm，列出计算表达式) 【答案】（1）4 （2）2a （3） 【解析】 【小问1详解】 由图1晶胞结构可知，Mn和相邻的4个Se相连，所以Mn的配位数为4。 【小问2详解】 由图1晶胞结构可知，S 原子位于晶胞内部，结合图2可知，晶胞中最近的两个S原子之间的距离为面对角线的一半，为2apm。 【小问3详解】 由图1晶胞结构可知，该晶胞中含有Zn的个数为=4，S的个数为4，结合图2可知，晶胞的边长为pm，阿伏加德罗常数的值为NA，则该晶胞的密度是。 6. 硫酸锌(ZnSO4)是制备各种含锌材料的原料，在防腐、电镀、医学上有诸多应用。实验室用含有ZnCO3、SiO2、Fe、Cu的粉末模拟工业上菱锌矿制备ZnSO4的过程，流程如下： 已知难溶电解质溶度积常数如下表： 难溶电解质 Fe(OH)3 Zn(OH)2 Fe(OH)2 8.0×10-38 6.7×10-17 8.0×10-16 （1）为了提高粉末的浸取效果，可采取的措施有_______。 （2）写出加入H2O2发生反应的离子方程式_______。 （3）加入物质X调节溶液的pH，最适宜使用的X是_______。 A. NH3·H2O B. ZnO C. Cu(OH)2 D. NaOH （4）已知当溶液中某离子浓度时可认为该离子沉淀完全，该溶液中的Fe3+沉淀完全时溶液的pH至少为_______。 （5）由滤液②获得ZnSO4·7H2O的实验操作：_______、_______、过滤、洗涤、烘干。 【答案】（1）适当增大硫酸的浓度（或：适当提高浸取的温度） （2） （3）B （4）3.3 （5） ①. 蒸发浓缩 ②. 冷却结晶 【解析】 【分析】实验室用含有ZnCO3、SiO2、Fe、Cu的粉末模拟工业上菱锌矿制备ZnSO4，用硫酸浸取，SiO2、Cu不与硫酸反应，过滤后存在于滤渣①中，滤液中含有Zn2+、Fe2+，加入H2O2将Fe2+氧化为Fe3+，为了既使Fe3+充分沉淀又尽量避免 Zn2+转化为 Zn(OH)2而损失锌，最适宜的调 X是ZnO，滤液②为ZnSO4溶液，经过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥得到ZnSO4·7H2O，以此解答。 【小问1详解】 为了提高粉末的浸取效果，可采取的措施有适当增大硫酸的浓度（或：适当提高浸取的温度）。 【小问2详解】 加入H2O2的目的是将Fe2+氧化为Fe3+，离子方程式为：。 【小问3详解】 由分析可知，为了既使Fe3+充分沉淀又尽量避免 Zn2+转化为 Zn(OH)2而损失锌，最适宜的调 X是ZnO，故选B。 【小问4详解】 Fe(OH)3的溶度积 Ksp =8.0×10-38，完全沉淀时，c(Fe3+)，则c(OH-)= ，c(H+)=，pH=-lgc(H+)=4-lg5=3.3，故溶液至少应调至3.3才能使 Fe3+沉淀基本完全。 【小问5详解】 从滤液②制得ZnSO4·7H2O的常规操作依次为：蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、烘干。 三、应用广泛的硼元素。 7. .硼及其化合物在新材料、工农业生产方面用途广泛。 （1）写出基态B原子的轨道表达式_______。 （2）如下图所示1mol硼酸H3BO3形成_______mol氢键。 【答案】（1） （2）3mol 【解析】 【小问1详解】 B是5号元素，根据构造原理，其核外电子排布式为。轨道表达式为 。 【小问2详解】 在硼酸分子中，一个硼酸分子周围有6个氢键，但每个氢键是由两个分子共同形成的，所以属于一个硼酸分子的氢键数为=3个，那么1mol硼酸形成3mol氢键。 8. 已知：①硼酸的电离方程式可表示为：。 ②，，。 （1）根据以上信息，下列说法正确的是________。 A． 硼酸是三元酸 B． 硼酸在电离的过程中，B原子的杂化类型发生了变化 C．向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，有气泡产生 （2）向饱和硼酸溶液中滴加0.1mol•L-1Na2CO3溶液。写出该反应的化学方程式________。 【答案】（1）B （2） 【解析】 【小问1详解】 A．根据题意可知只存在一步电离，产生一个氢离子，所以为一元酸，错误； B． 中B形成3个共价键且无孤电子对，为sp2杂化；中B形成4个共价键且无孤电子对，为sp3杂化，故硼酸在电离的过程中，B原子的杂化类型发生了变化，正确； C．>，则向NaHCO3固体中滴加饱和硼酸溶液，不会生成二氧化碳气体，无气泡产生，错误； 故选B； 【小问2详解】 ，则向饱和硼酸溶液中滴加0.1mol•L-1Na2CO3溶液，反应生成碳酸氢根离子和，反应为：。 9. 《财富》杂志报道，近日一组来自麻省理工学院(MIT)、休斯敦大学(University of Houston)和其他机构的科学家发现了比硅性能更好的半导体材料-立方砷化硼。立方砷化硼在导热和导电方面的超高性能，它可能成为有史以来发现的最好的半导体材料。回答下列问题： （1）砷化铝、砷化硼晶胞结构相似，砷化硼晶胞结构如图所示，熔点为1238℃，以下说法正确的是_______。 A. 砷化硼的化学式为BAs B. 砷化硼晶体中每个原子均形成3个共价键 C. 砷化硼分子中只存在共价键 D. 砷化铝熔点高于1238℃ （2）水体砷污染已成为一个亟待解决的全球性环境问题。在处理某工厂的含砷废水时，常加入生石灰的方式将废水中的转化为形式沉降，该反应的离子方程式为_______。 （3）硼氢化钠(NaBH4)是有机合成的重要还原剂，NaBH4可水解放出氢气。38gNaBH4的还原能力相当于_______标准状况下H2的还原能力。(还原能力正比于“还原剂→氧化产物”过程中失去e-的数目) 【答案】（1）A （2） （3）89.6 【解析】 【分析】在砷化硼晶胞中，B原子位于立方体的面心和顶点，则含B原子数目为=4，As原子位于立方体的体内，则含As原子的数目为4，所以砷化硼的化学式为BAs。 【小问1详解】 A．由分析可知，砷化硼晶胞中，B、As原子的个数比为4:4=1:1，则其化学式为BAs，A正确； B．从图中可以看出，砷化硼晶体中每个原子均形成4个共价键，B不正确； C．砷化硼晶体为共价晶体，不存在分子，C不正确； D．题中信息显示，砷化硼的熔点是1238℃，铝与硼是同主族元素，但铝的原子半径大于硼的原子半径，则共价键能B-As大于Al-As键能，所以砷化铝的熔点低于1238℃，D不正确； 故选A。 【小问2详解】 在处理某工厂的含砷废水时，常加入生石灰的方式将废水中的转化为形式沉降，依据电荷守恒和质量守恒，可得出发生反应的离子方程式为。 【小问3详解】 硼氢化钠(NaBH4)中，Na显+1价、B显+3价，则H显-1价，NaBH4作还原剂时，H元素由-1价升高到+1价，则38gNaBH4失去电子的物质的量为=8mol；标准状况下H2中H元素由0价升高到+1价，1个H2失去2个电子，设标准状况下H2的物质的量为x，则2x=8mol，x=4mol，还原能力相当于4mol×22.4L/mol=89.6标准状况下H2的还原能力。 【点睛】一般来说，形成共价键的两个原子半径越小，共价键能就越大。 四、神奇的点击化学。 10. 2022年诺贝尔化学奖表彰的是在点击化学和正变化学方面有突出贡献的三位科学家，“点击化学”是指快速、高效连接分子的一类反应，例如铜催化的 Huisgen环加成反应：。 我国科研人员利用点击化学设计合成了具有特殊结构的聚合物F并研究其水解反应。合成路线如图所示： 已知信息：①；②RXRN3。 （1）化合物A的名称是_______；化合物B的含氧官能团名称是_______；反应①的反应类型是_______。 （2）关于物质B和物质C，下列说法错误的是_______。 A. 利用质谱法可以鉴别物质B和物质C B. 通过红外光谱仪可检测物质B中的官能团 C. B可以发生氧化、取代、消去反应 D. 可用酸性高锰酸钾溶液检验C中含有碳碳三键 （3）已知该合成路线的原料之一苯甲醛经历氧化反应生成有机物M，检测M生成所需的试剂是___。 A. NaOH溶液 B. 希夫试剂 C. 碳酸氢钠溶液 D. 酸性高锰酸钾 （4）B生成C的过程中还有另一种生成物X，分子式为C3H6O，核磁共振氢谱显示只有一组峰，X的结构简式为_______。 （5）根据信息①提示，反应②的化学方程式为_______。 （6）物质N是比物质A多一个碳原子的同系物，写出满足下列条件N的同分异构体的结构简式：_______。 ①能和FeCl3发生显色反应；②分子中有四种不同环境的氢原子 （7）设计以苯和乙炔为原料制备的合成路线_______。(其他试剂任选) 【答案】（1） ①. 对溴苯甲醛（4-溴苯甲醛） ②. 醛基、羟基 ③. 取代反应 （2）D （3）C （4） （5） （6） （7） 【解析】 【分析】由合成路线图可知，A生成B的反应为取代反应，根据信息提示可知C生成D的反应为取代反应，D为，D与NaN3发生取代反应生成E，结合题中E的分子式可推知E为；由E经F生成G正推，再由G经F到E逆推，可推知F为或或，E生成F的反应为加聚反应，F生成G的反应为水解反应。 【小问1详解】 A中含有醛基和溴原子，名称是对溴苯甲醛（4-溴苯甲醛），化合物B的含氧官能团名称是醛基、羟基，由图中流程可知，反应①中A和发生取代反应生成B。 【小问2详解】 A．B与C的相对分子质量不同，可以用质谱法进行鉴别，A正确； B．红外光谱仪通过检测样品对红外光的吸收情况，可以获取样品中化学键和官能团的信息，可检测物质B中的官能团，B正确； C．B含有醛基、碳碳三键、醇羟基、苯环，羟基连接碳原子相邻的碳原子上有H原子，可以发生氧化、取代、消去反应，C正确； D．醛基、碳碳三键都可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，不能检验，D错误； 故选D。 【小问3详解】 苯甲醛可以被氧化生成苯甲酸，希夫试剂可用于检测醛基，不能检验羧基，可以用碳酸氢钠溶液检验羧基，现象是产生气泡，故选C。 【小问4详解】 B生成C的过程中还有另一种生成物X，分子式为C3H6O，核磁共振氢谱显示只有一组峰，则X只有一种有效氢，为对称结构，则X的结构简式为。 【小问5详解】 由D的分子式，结合已知反应可知C与脱去1分子水生成D，C中醛基与氨基反应形成C=N双键，故D为，反应方程式为：。 【小问6详解】 物质N是比物质A多一个碳原子的同系物，满足条件：①能和FeCl3发生显色反应，说明其中含有酚羟基；②分子中有四种不同环境的氢原子，说明其是对称的结构；结合N的分子式和不饱和度可知，苯环上的取代基为-OH和-CBr=CH2，满足条件的结构简式为：。 【小问7详解】 和Br2发生取代反应生成，和NaN3反应生成，和乙炔发生加成反应生成，和反应生成，合成路线为：。 五、铁盐、亚铁盐性质的探究。 11. 铁盐、亚铁盐在工业上具有重要价值。完成下列相关实验问题。 Ⅰ：【制备无水FeCl3】FeCl3在工业上常作催化剂和刻蚀剂。实验室中，先合成SOCl2，再与FeCl3·H2O反应制备无水FeCl3.装置如图所示(加热及夹持仪器略)。 已知：①实验室合成SOCl2的原理为。 ②SOCl2的熔点为-101℃，沸点为75.6℃，遇水剧烈分解为两种酸性气体；POCl3沸点为105℃。忽略共沸。 （1）写出A中反应的化学方程式_______。 （2）打开K2，将三通阀调至，打开K1，制取二氧化硫 ，一段时间后，加热装置C至60℃。仪器丙的作用为_______。 （3）当C中出现较多液体，关闭K1、K2.制得FeCl3的操作为：①调节三通阀的位置为_______(根据下图选填序号)；②调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至_______(填写温控的范围)③加热E处硬质玻璃管。 Ⅱ：【配制铁盐溶液并探究铁盐性质】 （4）实验室若需要配制90 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，用到的药品和仪器有：FeCl3固体，烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、_______(仪器名称)、_______(药品名称)、蒸馏水。 （5）某化学学习小组探究Fe3+在溶液中的颜色变化，进行以下实验。 试剂 加热前溶液颜色 加热后溶液颜色 实验Ⅰ 溶液+蒸馏水 棕黄色 深棕色 实验Ⅱ 溶液+HNO3 几乎无色 几乎无色 实验Ⅲ FeCl3溶液+HNO3 黄色 深黄色 已知：水溶液中，几乎无色，为黄色；水解生成(棕黄色)。 ①从影响平衡移动因素的角度分析，加热前后，实验Ⅱ中溶液颜色无明显变化的原因为_______。 ②结合离子反应方程式说明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原因_______。 Ⅲ：【探究铁盐和亚铁盐的转化】 （6）铁盐转化成亚铁盐有多种方法，下图是利用电解法(两极均为惰性电极)使Fe2(SO4)3溶转化成FeSO4(暂不考虑如何进一步提取FeSO4)。 ①为了提高FeSO4产率，在Fe2(SO4)3溶液中加入CH3OH进行电解，电解过程中不断增大。写出阳极的电极反应方程式_______。 ②加入CH3OH可以提高FeSO4产率的原因_______。 【答案】（1） （2）吸收SO2，防止外界水蒸气进入 （3） ①. c ②. （4） ①. 100mL容量瓶 ②. 浓盐酸 （5） ①. 硝酸抑制水解 ②. （6） ①. ②. 甲醛具有还原性，能防止被氧化 【解析】 【分析】A制备二氧化硫，B中用浓硫酸干燥二氧化硫，C中二氧化硫和PCl5反应生成SOCl2、POCl3，可知温度在75.6℃~105℃，使SOCl2以气态形式进入玻璃管E中与FeCl3·H2O反应制备无水FeCl3，F中碱石灰防止G中水蒸气进入E，G吸收尾气防止污染。 【小问1详解】 A中亚硫酸钠和浓硫酸反应生成硫酸钠、二氧化硫、水，反应的化学方程式为：。 【小问2详解】 二氧化硫能污染空气，不能排放到空气中，SOCl2遇水剧烈分解，装置C中不能出现水，因此仪器丙的作用是吸收SO2，防止外界水蒸气进入。 【小问3详解】 当C中出现较多液体后，关闭K1、K2。此时可将SOCl2通入E装置制取FeCl3，相关的操作为：①调节三通阀的位置为，使SOCl2能顺利通过D装置后进入E装置，故选c；②根据SOCl2、POCl3的沸点，调节温度计水银球位置至三颈瓶口处，将C装置升温至75.6℃~105℃，使SOCl2以气态形式进入玻璃管中发生反应。 【小问4详解】 实验室若需要配制90 mL 0.1 mol/L FeCl3溶液，用到的药品和仪器有：FeCl3固体，烧杯、量筒、玻璃棒、胶头滴管、100mL容量瓶。 【小问5详解】 ①Fe3+水解溶液呈酸性，硝酸抑制水解，所以加热前后，实验Ⅱ中溶液颜色无明显变化； ②对比实验Ⅱ、Ⅲ，若在实验Ⅱ的溶液中加入一定浓度的NaCl溶液后，溶液变黄色，加热后变深黄色，则可证明实验Ⅲ中溶液呈黄色的原是。 【小问6详解】 ①由图可知，CH3OH在阳极发生氧化反应生成甲醛，根据得失电子守恒和电荷守恒配平电极方程式为：； ②加入CH3OH可以提高FeSO4产率的原因是：甲醛具有还原性，能防止被氧化。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $