大题预测02（A+B+C三组解答题）-【大题精做】冲刺2025年高考化学大题突破+限时集训（天津专用）

大题预测02（A组+B组+C组） 【A组】 （建议用时：30分钟 满分：64分） 1．（14分）最近，科学家构筑新型整体式催化剂(Co3O4/Fe-S)高效降解甲苯()，以减轻甲苯带来的污染。根据上述涉及的元素，回答下列问题： （1）基态Fe原子价层电子排布式为 。甲苯中碳原子杂化类型有 。 （2）H2O2和H2S的相对分子质量相同，但是在常温常压下，H2O2呈液态，H2S呈气态，其状态不同的主要原因可能是 。 （3）SO32-的空间结构是 。SO3的VSEPR模型是 。 （4）O2在超高压下转化为平行六面体的O8分子(结构如图)。 1molO8分子含 molσ键。O8中存在 种氧氧键。 （5）钴能形成多种配合物。 ①[Co(NH3)6]3+空间结构为正八面体，如图所示。由此推知，[Co(NH3)4Cl2]+的同分异构体有 种。 ②配离子颜色与分裂能大小有关，1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能。则d轨道的分裂能：[Co(H2O)6]2+(呈粉色) (填“>”或“<”)[Co(H2O)6]3+(呈红色)。 （6）一种铁的硫化物的晶胞如图所示(为硫，为铁)。已知：六棱柱底面边长为apm，高为bpm，NA为阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为 ；Fe的配位数为 。 ＜2．（18分）氮化镁()是一种应用广泛的半导体材料，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)制备。 回答下列问题： （1）试剂X的化学名称为 。 （2）装置C中可观察到的现象为 。 （3）装置D中发生反应的化学方程式为 ；装置E的作用为 。 （4）若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用 (填“”“空气”或“Ar”)。 （5）经查阅资料得知，采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体。则镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为 。 （6）取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色。经过精确测定，产生的气体X的质量为0.408g，则该粗产品的纯度为 %。 3．（14分）有机物G是合成新型降脂药物的中间体，G的一种合成路线如图，回答下列问题： （1）已知D生成F时的另一产物为，有机物E的名称为 。 （2）化合物G中官能团除酯基外，还有 (填名称)，B→C的反应类型为 。 （3）下列关于反应D→F的说法错误的是_____(填标号)。 A．反应过程中，有键和键断裂 B．反应过程中，有键和键形成 C．有机物D中，碳原子均采取杂化 D．F分子中所有的原子均可以共平面 （4）B有多种同分异构体，满足下列条件的有 种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶6的有机物的结构简式为 (只写1个)。 ①能发生水解反应②能发生银镜反应③能与溶液反应放出 （5）参照上述合成路线和信息，设计以和E为原料，制备路线(部分条件已略)如下，其中M和N的结构简式分别为 和 。 4．（18分）氯乙酸是一种化工中间体，具有重要的应用与研究价值。 （1）氯乙酸是一种重要的有机酸。 ①比较元素的电负性： H(填“<”“>”或“=”，下同)。 ②比较羧酸的酸性： 。 （2）常温时，氯乙酸在质子酸的催化作用下可与乙醇发生酯化反应，反应的历程如图1。 ①该反应的正、逆反应活化能分别为，则 。 ②由经验公式得。其中k为速率常数，为活化能，T为热力学温度，R、C为常数。图2表示该反应的正逆反应随温度的变化曲线，其中表示正反应的速率常数是曲线 (填“I”或“II”)，判断依据是 。 ③下列说法正确的是 。 A．在氯乙酸分子的羰基中氧原子比碳原子更容易结合 B．生成中间体II的反应为酯化反应的决速步 C．加热可促进生成中间体II的反应平衡正向移动 D．氯乙酸相比于乙酸更难形成中间体I或中间体II （3）将控制醇酸物质的量比、含有氯乙酸的乙醇溶液通入填充固体酸催化剂的恒压反应器中，在相同反应时间内合成氯乙酸乙酯，测得流出液中各组分含量随温度的变化曲线如图3所示。 已知：当温度低于物质沸点(见下表)时，该物质挥发对反应的影响可忽略。 氯乙酸 乙醇 氯乙酸乙酯 沸点/℃ 189.0 78.3 143.0 ①催化剂的最佳催化温度为 。 ②温度高于时，氯乙酸乙酯产量明显下降的原因是 。 ③计算时该反应的平衡常数 (在以下，体系中存在副反应，写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 【B组】 （建议用时：30分钟 满分：64分） 1．（14分）回答下列问题： （1） Fe位于元素周期表中的 区；基态Mn原子的价电子轨道表示式为 ；基态Cu2+核外电子的空间运动状态有 种。 （2）氟硼铍酸钾(KBeBO3F2)是制备激光器的核心材料。 ①基态氟原子占据最高能级的核外电子的电子云形状为 形。 ②氟硼铍酸钾中非金属元素的电负性由大到小的顺序是 。 ③Be和B的第一电离能：I1(Be)＞I1(B)，其原因是 。 ④氟硼酸钾(KBF4)是制备氟硼铍酸钾的原料之一，氟硼酸钾在高温下分解为KF和BF3，二者的沸点分别为1500℃、-101℃。KF的沸点远高于BF3的原因是 。 2．（18分）硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备，步骤如下： Ⅰ．取废铜屑，碱洗后加入稀和溶液，在下充分溶解。 Ⅱ．调节至，加热煮沸2分钟，趁热过滤。 Ⅲ．向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。 Ⅳ．加入无水乙醇，过滤；沉淀先用试剂M洗涤，再用乙醇与乙醚混合液洗涤，干燥，得深蓝色晶体。 已知：硫酸四氨合铜溶液是深蓝色；。 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ碱洗的目的是 。 （2）步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。 （3）步骤Ⅲ的实验现象为 。 （4）步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。 A．乙醇和浓氨水混合溶液 B．蒸馏水 C．乙醇和稀硫酸混合溶液 D．溶液 （5）对产品进行热重分析，结果如下图所示。时结晶水已全部失去，时产物为，则 ；阶段反应的化学方程式为 。 （6）实验中的损耗忽略不计，废铜屑中的质量分数= %(精确至1%)。 3．（14分）以胍盐离子液体(GIL)为催化剂合成化合物G的路线如下。 （1）B的名称为 ，H的官能团名称为 。 （2）E→F的反应类型为 。 （3）同时满足下列条件的C的同分异构体有 种，写出任意一种的结构简式 。 ①含两个苯环且均只有一个支链；②不含醚键、脂肪环；③两个双键不能相邻。 （4）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)。 M的结构简式为 。反应①的方程式为 。反应②的条件为 。 （5）电化学合成己二胺NC(CH2)4CN的条件温和，反应试剂纯净，生产效率高等，优点，其总反应为，则其阴极反应式为 。 4．（18分）合成氨是化学工业的重要基础，在我国广泛应用以天然气为原料的合成氨工艺。 (一)原料气的制取 以甲烷为原料制取氢气：       （1）依据图甲，可以判断 0(填“>”或“<”)，判断的依据是 。 （2）影响甲烷转化为氢气的平衡因素有温度、压强和水碳比，影响关系分别如图乙和图丙所示。从热力学角度分析，甲烷转化反应宜选择___________(填序号)。 A．低温高压 B．高温低压 C．高水碳比 D．低水碳比 （3）在恒温恒压条件下，当原料气中时，甲烷平衡体积分数为，则甲烷的平衡转化率为 。 (二)原料气的净化 原料气中含有一定量的。改良蒽醌二磺酸钠()法是一种常见脱硫方案，其原理如下： I． II． III．(氧化态)(还原态) IV．(还原态)(氧化态) （4）原料气进入合成塔前须除去，目的是 。 （5）该方法的可循环的物质有 。 (三)氨气的合成。 工业合成氨的原理为   在合成塔中使用某催化剂时，合成氨的速率方程可表示为 （6）按照一定氮氢比投料，反应速率并不总是随温度的升高而增大，如图丁所示。结合上述速率方程分析，其原因为 。 【C组】 （建议用时：30分钟 满分：64分） 1．（14分）硒(Se)是人体内不可缺少的微量元素，硒及其化合物在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题。 （1） Se在周期表中的位置 。 （2）O、S、Se气态氢化物的键角由大到小的顺序为 (填化学式)。 （3）已知SeO2与SO2的部分性质如下表： 物质 状态(常温) 熔点 SeO2 固体 340-350℃ SO2 气体 ℃ 根据X射线衍射分析SeO2晶体如图所示的长链状结构，请解释SeO2与SO2熔点差异较大的可能原因 。 （4）“依布硒”是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式如图所示。“依布硒”中Se原子的杂化类型为 ，元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为 。 （5）亚硒酸氢钠(NaHSeO3)可用于制药工业、用作防腐剂、抗氧化剂等。预测NaHSeO3，可能的化学性质并说明预测依据 (写一条即可)。 （6） Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图所示。 ①该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。 ②晶胞的部分参数如图所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 g· cm-3 (阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b和NA的式子表示)。 2．（18分）苯甲酰氯()是无色液体，遇水或乙醇逐渐分解，可用作制备染料、香料、有机过氧化物、药品和树脂的重要中间体。实验室可用苯甲酸与氯化亚砜()制备苯甲酰氯。 I．氯化亚砜的制备：采用硫黄、二氧化硫、氯气为原料，在活性炭催化作用下的合成反应为、，副反应为(部分加热仪器略，已知：氯化亚砜遇水易分解)。 回答下列问题： （1）仪器M的名称是 。 （2）按气流进出三颈烧瓶的接口连接顺序是 (填字母)。 （3）碱石灰的作用是 。 （4）实验开始时，先打开仪器Q中的旋塞反应一段时间，再打开仪器N中旋塞的目的是 。 II．制备苯甲酰氯的装置如图所示： （5）从含少量氯化钠的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸的方法是 。 （6）试剂Y是 。 （7）三颈烧瓶中等物质的量的苯甲酸与发生反应的化学方程式是 。 3．（14分）左旋多巴(A)是治疗帕金森的一线药物，临床疗效佳，但长期服用可能诱发异动症，为在保证药效的同时降低毒副作用，可合成其衍生物(H)进行替代。一种制备H的合成路线如下： 已知：表示由纸面向外伸展的共价键，-Boc代表-COOC(CH3)3。 回答下列问题： （1）物质C中存在能发生水解反应的含氧官能团，其名称为 。 （2）步骤①的反应类型为 ，其化学反应方程式为 。 （3）步骤②、③的目的是 。 （4）TFA表示CF3COOH，根据路易斯酸碱理论，CF3COO⁻和CH3COO⁻属于碱，其碱性大小随氧原子电子云密度增大而增强，请比较二者碱性：CF3COO- CH3COO-(填“>”或“<”)。 （5）已知-Boc是目前有机合成中广为采用的氨基保护基，选择性较好，短时间内一般不会与醇羟基反应，原理如下： 结合题目所给合成路线与上述信息，设计以HOCH2CH2CH2NH2、HCHO为原料制备的路线 (用流程图表示，其他试剂任选)。 4．（18分）氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。回答下列问题： （1）工业合成氨的反应为：，查阅资料可知，H-H、、N-H的键能分别为436kJ/mol、946kJ/mol、398kJ/mol，该反应活化能 (填“>”或“<”)。 （2）我国科学家研发出一种新型双温催化剂，该催化剂催化和合成(如体系温度为495℃时，纳米Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)的原理如图所示。 下列分析正确的是_______。 A．“热Fe”上的变化属于焓减、熵增的变化 B．“热Fe”有利于快速转化为N C．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 D．该催化剂能较好地解决传统合成氨工艺中存在的反应速率和平衡产率的矛盾 （3）恒压密闭容器中按充入和，在不同催化剂(I，Ⅱ，Ⅲ)作用下发生反应，测得相同反应时间内，的体积分数随温度变化如图所示。 ①240℃时，催化效果最好的催化剂为 (填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 ②T>300℃，曲线重合的原因是 。 ③M点对应条件下的 (对于反应，，x为物质的量分数)。 （4）某温度下，在容积为VL的恒容密闭容器中模拟工业合成氨，充入和的总物质的量为2mol，容器内起始压强为标准压强，容器内各组分的物质的量分数与反应时间t的关系如图所示： 内，平均反应速率 。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 大题预测02（A组+B组+C组） 【A组】 （建议用时：30分钟 满分：64分） 1．（14分）最近，科学家构筑新型整体式催化剂(Co3O4/Fe-S)高效降解甲苯()，以减轻甲苯带来的污染。根据上述涉及的元素，回答下列问题： （1）基态Fe原子价层电子排布式为 。甲苯中碳原子杂化类型有 。 （2）H2O2和H2S的相对分子质量相同，但是在常温常压下，H2O2呈液态，H2S呈气态，其状态不同的主要原因可能是 。 （3）SO32-的空间结构是 。SO3的VSEPR模型是 。 （4）O2在超高压下转化为平行六面体的O8分子(结构如图)。 1molO8分子含 molσ键。O8中存在 种氧氧键。 （5）钴能形成多种配合物。 ①[Co(NH3)6]3+空间结构为正八面体，如图所示。由此推知，[Co(NH3)4Cl2]+的同分异构体有 种。 ②配离子颜色与分裂能大小有关，1个电子从较低能量的d轨道跃迁到较高能量的d轨道所需的能量为d轨道的分裂能。则d轨道的分裂能：[Co(H2O)6]2+(呈粉色) (填“>”或“<”)[Co(H2O)6]3+(呈红色)。 （6）一种铁的硫化物的晶胞如图所示(为硫，为铁)。已知：六棱柱底面边长为apm，高为bpm，NA为阿伏加德罗常数的值。该晶体的化学式为 ；Fe的配位数为 。 【答案】（1）3d64s2 sp2、sp3 （2）H2O2分子间存在氢键 （3）三角锥形 平面三角形 （4） 12 2 （5）2 < （6）FeS 6 【解析】（1）铁是26号元素，基态Fe原子价层电子排布式为3d64s2。甲苯中苯环上的碳原子采用sp2杂化、甲基上的碳原子采用sp3杂化，碳原子杂化类型有sp2、sp3。（2）H2O2分子间能形成氢键，所以常温下H2O2呈液态、H2S呈气态。（3）SO32-中S原子价电子对数为4，有1个孤电子对，空间结构是三角锥形。SO3中S原子价电子对数为3，VSEPR模型是平面三角形。（4）观察O8分子，1个分子含12个单键。1molO8分子含12molσ键；上下底面上的氧氧键为1种，底面之间的氧氧键为另1种，共2种氧氧键。（5）①在正八面体中，2个氯可以位于同一条棱上，2个氯也可以位于对位，[Co(NH3)4Cl2]+的同分异构体共2种；②+3价钴离子半径较小，对d电子吸引力较大，d电子跃迁所需能量较高，即分裂能：[Co(H2O6]2+＜[Co(H2O6]3+。（6）由晶胞图可知，6个硫位于体内，12个铁位于顶点、2个铁位于面心、6个铁位于棱心、1个铁位于体内，根据均摊原则，1个晶胞含铁个数，该晶体化学式为FeS。根据体心铁原子判断，铁原子周围距离最近且相等的硫原子有6个，故Fe的配位数为6。 2．（18分）氮化镁()是一种应用广泛的半导体材料，通常条件下为黄色粉末，热稳定性好，在潮湿空气中极易水解。某化学兴趣小组利用如图装置(夹持装置已略去)制备。 回答下列问题： （1）试剂X的化学名称为 。 （2）装置C中可观察到的现象为 。 （3）装置D中发生反应的化学方程式为 ；装置E的作用为 。 （4）若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用 (填“”“空气”或“Ar”)。 （5）经查阅资料得知，采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体。则镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为 。 （6）取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色。经过精确测定，产生的气体X的质量为0.408g，则该粗产品的纯度为 %。 【答案】（1）浓硫酸 （2）红色粉末逐渐变为黑色 （3） 防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应 （4）Ar （5） （6）75 【分析】将空气依次通过NaOH溶液、浓硫酸和加热的Cu粉，依次除去空气中的CO2、H2O和O2，在装置D中Mg和N2反应生成Mg3N2，因Mg3N2在潮湿空气中极易水解，所以E的作用是防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应，据此解答。 【解析】（1）试剂X的作用是除去空气中的H2O，其化学名称为浓硫酸； （2）装置C的作用是除去空气中的氧气，红色的铜与氧气反应生成黑色的CuO，则装置C中可观察到的现象为红色粉末逐渐变为黑色； （3）装置D中Mg和N2反应生成Mg3N2，反应的化学方程式为：；由分析可知，装置E的作用为防止外界中的水蒸气进入反应装置中与反应； （4）若工业生产中需要监测最佳反应时间和最佳反应气气体流量，则保护气应选用Ar； （5）采用镁单质与氨气反应，也能制得高纯度的，同时还生成一种可燃性气体，Mg的化合价升高，则H元素化合价降低，即可燃性气体为氢气，所以镁单质在氨气中燃烧制得的化学方程式为：； （6）取1.6g粗产品(设杂质不与水反应)于试管中，加适量蒸馏水，发现试管底部有白色不溶物，同时有刺激性气味的气体X产生，再向试管中滴入2滴无色酚酞试液，溶液颜色变为浅红色，则该刺激性气味的气体X为氨气，同时产生的白色不溶物为氢氧化镁，反应的化学方程式为，经过精确测定，氨气的质量为0.408g，其物质的量为，则1.6g粗产品中含的质量为，所以该粗产品的纯度为=75%。 3．（14分）有机物G是合成新型降脂药物的中间体，G的一种合成路线如图，回答下列问题： （1）已知D生成F时的另一产物为，有机物E的名称为 。 （2）化合物G中官能团除酯基外，还有 (填名称)，B→C的反应类型为 。 （3）下列关于反应D→F的说法错误的是_____(填标号)。 A．反应过程中，有键和键断裂 B．反应过程中，有键和键形成 C．有机物D中，碳原子均采取杂化 D．F分子中所有的原子均可以共平面 （4）B有多种同分异构体，满足下列条件的有 种(不考虑立体异构)；其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶6的有机物的结构简式为 (只写1个)。 ①能发生水解反应②能发生银镜反应③能与溶液反应放出 （5）参照上述合成路线和信息，设计以和E为原料，制备路线(部分条件已略)如下，其中M和N的结构简式分别为 和 。 【答案】（1）苯胺 （2）醚键、酰胺基 取代反应 （3）CD （4）12 (或) （5）(或) 【分析】A为环状双酯类化合物，与甲醇发生开环取代反应生成B，B与SOCl2发生取代反应生成C；根据D、F的结构简式可以推知E为苯胺，C与F反应生成目标产物G，据此解答。 【解析】（1）已知D生成F时的另一产物为，结合分析可知，有机物E的名称为苯胺； （2）由结构简式可知，化合物G中官能团除酯基外，还有醚键、酰胺基；B与SOCl2发生取代反应生成C，则反应类型为取代反应； （3）关于反应D→F的说法： A. 反应过程中，D中醛基的键断裂、E(苯胺)中氨基的键断裂，则有键和键断裂，A正确； B. 由F的结构简式可知，反应过程中，有键形成，且D生成F时的另一产物为，即有键形成，则有键和键形成，B 正确； C. 有机物D中，只有甲基中的碳原子采取杂化，苯环中的碳原子和醛基中的碳原子均采取杂化，C错误； D. F分子中含有甲基，甲基中的3个氢原子和与甲基直接相连的氧原子可形成四面体结构，则F分子中不可能所有的原子共平面，D错误； 故选CD； （4）B(分子式为C6H10O4)有多种同分异构体，①能发生水解反应，则含有酯基；②能发生银镜反应，则含有醛基；③能与溶液反应放出，则含有羧基。但B分子中只含4个O原子，则B的同分异构体中含有结构：和，即可看作是丁烷(分子式为C4H10)中的2个氢原子分别被和取代的产物，丁烷有正丁烷和异丁烷两种结构，当正丁烷中的2个氢原子分别被和取代时有8种结构；当异丁烷中的2个氢原子分别被和取代时有4种结构，所以满足条件的B的同分异构体有8+4=12种； 其中核磁共振氢谱有4组峰且峰面积之比为1∶1∶2∶6，即有4种等效氢且每种等效氢的氢原子个数之比为1∶1∶2∶6，则符合条件的有机物的结构简式为：(或)； （5）设计以和E为原料，制备路线，E为苯胺，结合题干C+F生成G的反应，可推知M为酰氯结构物质：，N为丙醛与苯胺反应生成的物质：。 4．（18分）氯乙酸是一种化工中间体，具有重要的应用与研究价值。 （1）氯乙酸是一种重要的有机酸。 ①比较元素的电负性： H(填“<”“>”或“=”，下同)。 ②比较羧酸的酸性： 。 （2）常温时，氯乙酸在质子酸的催化作用下可与乙醇发生酯化反应，反应的历程如图1。 ①该反应的正、逆反应活化能分别为，则 。 ②由经验公式得。其中k为速率常数，为活化能，T为热力学温度，R、C为常数。图2表示该反应的正逆反应随温度的变化曲线，其中表示正反应的速率常数是曲线 (填“I”或“II”)，判断依据是 。 ③下列说法正确的是 。 A．在氯乙酸分子的羰基中氧原子比碳原子更容易结合 B．生成中间体II的反应为酯化反应的决速步 C．加热可促进生成中间体II的反应平衡正向移动 D．氯乙酸相比于乙酸更难形成中间体I或中间体II （3）将控制醇酸物质的量比、含有氯乙酸的乙醇溶液通入填充固体酸催化剂的恒压反应器中，在相同反应时间内合成氯乙酸乙酯，测得流出液中各组分含量随温度的变化曲线如图3所示。 已知：当温度低于物质沸点(见下表)时，该物质挥发对反应的影响可忽略。 氯乙酸 乙醇 氯乙酸乙酯 沸点/℃ 189.0 78.3 143.0 ①催化剂的最佳催化温度为 。 ②温度高于时，氯乙酸乙酯产量明显下降的原因是 。 ③计算时该反应的平衡常数 (在以下，体系中存在副反应，写出计算过程，结果保留两位有效数字)。 【答案】（1）> < （2） I 根据经验公式，曲线斜率的大小由活化能决定，正反应活化能较小，升温对正反应速率常数的影响较小；氯乙酸酯化反应为放热反应，升温对正反应速率影响较小 AB （3） 当反应温度高于乙醇沸点，升温加剧乙醇挥发损失，催化剂活性可能降低，氯乙酸乙酯产量减小 4.3 【解析】（1）①同一周期从左到右，元素的电负性逐渐增强，同一主族从上到下，元素的电负性逐渐减弱，电负性：Cl＞H； ②由于氯原子的对电子的诱导效应使得羧基中的氢原子更容易解离，故酸性：＜； （2）①=正反应活化能-逆反应活化能==； ②根据经验公式，曲线斜率的大小由活化能决定，正反应活化能较小，升温对正反应速率常数的影响较小，则其中表示正反应的速率常数是曲线I； ③A．在酸催化下，氧原子由于其高电负性，比碳原子更容易吸引并结合H+，A项正确； B．决速步通常是反应中最慢的一步，从图中看出，生成中间体II的反应为酯化反应的决速步，B项正确； C．加热能加快反应速率，但不一定能够促进平衡向正向移动，C项错误； D．氯乙酸由于氯原子的存在，可能会增加羰基碳的亲电性，从而更容易形成中间体I，D项错误； 答案选AB； （3）①由图可知，60℃时，合成得到氯乙酸乙酯的量达到最高，则催化剂的最佳催化温度为60℃； ②当反应温度高于乙醇沸点，升温加剧乙醇挥发损失，催化剂活性可能降低，使氯乙酸乙酯产量减小； ③醇酸物质的量比，氯乙酸的物质的量为，则乙醇的物质的量为15mol，反应后生成氯乙酸乙酯的物质的量为7.8mol，反应达平衡后，氯乙酸的物质的量为2mol，说明有0.2mol氯乙酸发生副反应，列出三段式： 则酯化反应的平衡常数为K= ==； 【B组】 （建议用时：30分钟 满分：64分） 1．（14分）回答下列问题： （1） Fe位于元素周期表中的 区；基态Mn原子的价电子轨道表示式为 ；基态Cu2+核外电子的空间运动状态有 种。 （2）氟硼铍酸钾(KBeBO3F2)是制备激光器的核心材料。 ①基态氟原子占据最高能级的核外电子的电子云形状为 形。 ②氟硼铍酸钾中非金属元素的电负性由大到小的顺序是 。 ③Be和B的第一电离能：I1(Be)＞I1(B)，其原因是 。 ④氟硼酸钾(KBF4)是制备氟硼铍酸钾的原料之一，氟硼酸钾在高温下分解为KF和BF3，二者的沸点分别为1500℃、-101℃。KF的沸点远高于BF3的原因是 。 【答案】（1） d 14 （2）哑铃 F＞O＞B 基态Be原子的价电子排布式为2s2，s能级全充满，结构稳定 KF是离子晶体，BF3是分子晶体 【解析】（1）Fe是26号元素，Fe在元素周期表中的位置是第四周期Ⅷ族，位于元素周期表中的d区；Mn是25号元素，Mn原子的电子排布式是1s22s22p63s23p63d54s2，价电子排布在3d、4s能级，价电子轨道表示式为；Cu2+核外有27个电子，核外电子排布为1s22s22p63s23p63d9，排布在14个原子轨道上，所以有14种空间运动状态；（2）①基态F原子的电子排布式为1s22s22p5，其最高能级为2p能级，电子云形状为哑铃形；②氟硼铍酸钾中非金属元素为B、O、F，同周期元素的电负性随原子序数的增大而增强，故这三种元素的电负性从大到小的顺序为F＞O＞B；③基态Be原子的价电子排布式为2s2，s能级全充满，结构稳定，所以Be和B的第一电离能：I1(Be)＞I1(B)；④KF是离子晶体，BF3是分子晶体，所以KF的沸点远高于BF3的沸点。 2．（18分）硫酸四氨合铜在工业上用途广泛。某实验小组用废铜屑(含少量铁、油污)制备，步骤如下： Ⅰ．取废铜屑，碱洗后加入稀和溶液，在下充分溶解。 Ⅱ．调节至，加热煮沸2分钟，趁热过滤。 Ⅲ．向滤液中逐滴加入浓氨水至澄清。 Ⅳ．加入无水乙醇，过滤；沉淀先用试剂M洗涤，再用乙醇与乙醚混合液洗涤，干燥，得深蓝色晶体。 已知：硫酸四氨合铜溶液是深蓝色；。 回答下列问题： （1）步骤Ⅰ碱洗的目的是 。 （2）步骤Ⅱ可除去溶液中的 和 (填离子符号或化学式)。 （3）步骤Ⅲ的实验现象为 。 （4）步骤Ⅳ中试剂M应选用_______(填标号)。 A．乙醇和浓氨水混合溶液 B．蒸馏水 C．乙醇和稀硫酸混合溶液 D．溶液 （5）对产品进行热重分析，结果如下图所示。时结晶水已全部失去，时产物为，则 ；阶段反应的化学方程式为 。 （6）实验中的损耗忽略不计，废铜屑中的质量分数= %(精确至1%)。 【答案】（1）除去废铜屑表面的油污 （2） （3）有大量的蓝色沉淀生成，继续滴加浓氨水后蓝色沉淀逐渐减少至完全消失，溶液变为深蓝色； （4）A （5）1 （6）80% 【分析】实验目的为制备，实验原理，，实验步骤Ⅰ、Ⅱ制备硫酸铜溶液，步骤Ⅲ制备得到硫酸四氨合铜溶液，步骤Ⅳ加入无水乙醇降低硫酸四氨合铜溶解度，结晶析出晶体，过滤、洗涤、干燥，得深蓝色晶体为。 【解析】（1）废铜屑表面有油污等杂质，常用碳酸钠溶液洗去油污，步骤Ⅰ碱洗的目的是除去废铜屑表面的油污； 故答案为：除去废铜屑表面的油污； （2）废铜屑含有少量铁，步骤Ⅰ充分反应后溶液中含有及过量的，调节至，可以使转化为沉淀，加热煮沸2分钟可以使分解而除去； 故答案为：；； （3）步骤Ⅱ得硫酸铜溶液，步骤Ⅲ逐滴加入浓氨水过程先生成蓝色沉淀，而能与浓氨水反应生成，故实验现象为有大量的蓝色沉淀生成，继续滴加浓氨水蓝色沉淀逐渐减少至完全消失，溶液变为深蓝色； 故答案为：有大量的蓝色沉淀生成，继续滴加浓氨水蓝色沉淀逐渐减少至完全消失，溶液变为深蓝色； （4）步骤Ⅳ沉淀为，洗涤沉淀需减少沉淀的溶解，及抑制配离子的电离，乙醇可以降低该晶体的溶解，浓氨水可以抑制电离，故试剂M为乙醇和浓氨水混合溶液，A项正确； 故答案为：A； （5）根据图像可知，将纵坐标对应质量乘1000，图像不变，则按照乘1000后的数据计算：时固体质量为3.20g，产物为物质的量为，根据元素质量守恒，初始25℃时，固体质量为4.92g，物质的量为0.02mol，则其摩尔质量为，数值上等于相对分子质量，而的相对分子质量为228，则x=；失去全部结晶水时的质量为，时固体质量只有3.88g，说明此时固体不是，而时固体为质量为3.20g， 由转化为时质量减少，为的质量，时固体质量3.88g转化为时质量减少，由转化为时固体时质量减少，可知时固体为，阶段与阶段固体质量减少量相等，都为0.34g，则时固体为（或时固体物质的量为0.02mol，阶段固体质量减少0.68g为0.04mol的质量，与物质的量之比为1:2，确定时固体为），故阶段反应的化学方程式为； （6）深蓝色晶体为，则含有的铜元素的质量为，废铜屑中的质量分数=；故答案为：80%。 3．（14分）以胍盐离子液体(GIL)为催化剂合成化合物G的路线如下。 （1）B的名称为 ，H的官能团名称为 。 （2）E→F的反应类型为 。 （3）同时满足下列条件的C的同分异构体有 种，写出任意一种的结构简式 。 ①含两个苯环且均只有一个支链；②不含醚键、脂肪环；③两个双键不能相邻。 （4）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)。 M的结构简式为 。反应①的方程式为 。反应②的条件为 。 （5）电化学合成己二胺NC(CH2)4CN的条件温和，反应试剂纯净，生产效率高等，优点，其总反应为，则其阴极反应式为 。 【答案】（1）苯甲醛 氨基、氰基 （2）加成 （3）2 、（任意一种） （4） +CH3CN 浓硫酸、加热 （5）2NH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN 【分析】A和B发生加成反应、消去反应生成C，C发生加成反应生成D，D发生加成反应、消去反应生成E，E发生加成反应生成F，F发生消去反应生成G，G发生反应生成H。 （4）CH3CHO和M反应生成CH3CH=CHCOCH3，该反应为A生成B类型的反应，所以M为CH3COCH3，反应①为加成反应，根据原子可知：另一种物质为CH3CN，反应②为酯化反应。 【解析】（1）根据物质B结构简式可知：B的名称为苯甲醛，根据H结构简式，可知H分子中含有的官能团名称为氨基、氰基； （2）根据E、F结构的不同，可知E→F的反应类型为加成反应； （3）C的同分异构体同时满足下列条件：①含两个苯环且均只有一个支链；②不含醚键、脂肪环；③两个双键不能相邻，符合条件的结构简式为或，共有2种不同结构； （4）通过以上分析知，M为CH3COCH3； 反应①的方程式为+CH3CN； 根据反应②的反应物及生成物结构不同，可知分子中的羧基、醇羟基在浓硫酸存在条件下加热，反应产生相应的，同时产生H2O，故反应②发生条件是浓硫酸、加热； （5）电化学合成己二胺NC(CH2)4NC的条件温和、反应试剂纯净，生产效率高等优点，结合总反应，可知其阴极上发生得到电子的还原反应生成NC(CH2)4CN，则其阴极的电极反应为：2NH2=CHCN+2H++2e-=NC(CH2)4CN。 4．（18分）合成氨是化学工业的重要基础，在我国广泛应用以天然气为原料的合成氨工艺。 (一)原料气的制取 以甲烷为原料制取氢气：       （1）依据图甲，可以判断 0(填“>”或“<”)，判断的依据是 。 （2）影响甲烷转化为氢气的平衡因素有温度、压强和水碳比，影响关系分别如图乙和图丙所示。从热力学角度分析，甲烷转化反应宜选择___________(填序号)。 A．低温高压 B．高温低压 C．高水碳比 D．低水碳比 （3）在恒温恒压条件下，当原料气中时，甲烷平衡体积分数为，则甲烷的平衡转化率为 。 (二)原料气的净化 原料气中含有一定量的。改良蒽醌二磺酸钠()法是一种常见脱硫方案，其原理如下： I． II． III．(氧化态)(还原态) IV．(还原态)(氧化态) （4）原料气进入合成塔前须除去，目的是 。 （5）该方法的可循环的物质有 。 (三)氨气的合成。 工业合成氨的原理为   在合成塔中使用某催化剂时，合成氨的速率方程可表示为 （6）按照一定氮氢比投料，反应速率并不总是随温度的升高而增大，如图丁所示。结合上述速率方程分析，其原因为 。 【答案】（1）> 温度越高，lgK越大，K越大，升高温度，平衡正向移动，正反应是吸热反应 （2）BC （3）50% （4）防止催化剂中毒失活和腐蚀设备 （5）、(氧化态)、、(或、) （6）温度较低时随温度升高，增大的程度更大，温度较高时，随温度升高增大的程度更大，使反应速率随温度升高先增大后减小 【解析】（1）根据图甲，可以看出反应，lgK随的增大而减小，即温度越高，lgK越大，K越大，升高温度，平衡正向移动，正反应是吸热反应，a>0； （2）由题图可知，其他条件相同时，压强越小、温度越高则平衡时甲烷的体积分数越小，即反应正向进行的程度越大，因此宜采用高温低压条件；随着水碳比增大，甲烷的平衡体积分数减小，即反应正向进行的程度增大，因此宜采用高水碳比，选BC。 （3）在恒温恒压条件下，因为反应不涉及，且反应前后气体物质的量不变，所以根据三段式计算的平衡转化率时可不考虑该反应。设初始投入的和分别为3mol和1mol，反应达到平衡时转化量为，可得三段式： 同一条件下气体的体积分数即为物质的量分数，因此有，解得，的平衡转化率为。 （4）作为有害杂质，可能会使催化剂中毒失活，还会腐蚀设备，因此必须除去； （5）根据化学方程式可知，、(氧化态)、在流程中先被消耗又重新生成，同时第I步生成的可与第II步生成的NaOH反应重新得到，因此、(氧化态)、、(或、)均可以循环使用。 （6）因为各气体的压强均为正值，所以由速率方程可知增大使反应速率增大，增大使反应速率减小。随着温度的升高，与均增大，如果增大的程度更大，则反应速率增大；如果增大的程度更大，则反应速率减小。由此可推测温度较低时随温度升高，增大的程度更大，温度较高时，随温度升高增大的程度更大，使反应速率随温度升高先增大后减小。 【C组】 （建议用时：30分钟 满分：64分） 1．（14分）硒(Se)是人体内不可缺少的微量元素，硒及其化合物在医药、催化、材料等领域有广泛应用，回答下列问题。 （1） Se在周期表中的位置 。 （2）O、S、Se气态氢化物的键角由大到小的顺序为 (填化学式)。 （3）已知SeO2与SO2的部分性质如下表： 物质 状态(常温) 熔点 SeO2 固体 340-350℃ SO2 气体 ℃ 根据X射线衍射分析SeO2晶体如图所示的长链状结构，请解释SeO2与SO2熔点差异较大的可能原因 。 （4）“依布硒”是一种有机硒化物，具有良好的抗炎活性，其结构简式如图所示。“依布硒”中Se原子的杂化类型为 ，元素Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为 。 （5）亚硒酸氢钠(NaHSeO3)可用于制药工业、用作防腐剂、抗氧化剂等。预测NaHSeO3，可能的化学性质并说明预测依据 (写一条即可)。 （6） Li、Fe、Se可形成一种新型超导材料，其晶胞结构如图所示。 ①该超导材料的化学式为 ；距离Se原子最近的Fe原子的个数为 。 ②晶胞的部分参数如图所示，且晶胞棱边夹角均为90°，晶体密度为 g· cm-3 (阿伏加德罗常数的值为NA，用含a、b和NA的式子表示)。 【答案】（1）第四周期VIA族 （2） H2O＞H2S＞H2Se （3）SeO2与SO2均为分子晶体，相对分子质量链状SeO2比SO2大的多，故分子间作用力SeO2更大 （4） sp3 N＞O＞Se （5）因为Se元素是+4价，既可以升高又可以降低，所以NaHSeO3具有氧化性和还原性；或NaHSeO3是酸式盐，可以与碱反应 （6） LiFe2Se2 4 【解析】（1）Se的原子序数为34，在元素周期表中的位置是第四周期ⅥA族；（2）O、S、Se气态氢化物分别为H2O、H2S、H2Se，分子中O、S、Se都发生sp3杂化，中心原子最外层都存在2对孤对电子，电负性O＞S＞Se，电负性越大，成键电子对越靠近中心原子，斥力越大、键角越大，所以H2O、H2S、H2Se键角由大到小的顺序为H2O＞H2S＞H2Se；（3）SeO2与SO2均为分子晶体，相对分子质量链状SeO2比SO2大的多，分子间作用力SeO2更大，所以SeO2与SO2熔点差异较大；（4）Se的原子序数为34，在元素周期表中的位置是第四周期ⅥA族，“依布硒”中Se原子形成2个σ键，孤电子对数为2，价层电子对数为4，其杂化类型为sp3；O、N元素同周期，N为VA族元素，第一电离能大于同周期相邻的两种元素，即第一电离能N＞O，Se、O 元素同主族，同一主族从上至下第一电离能逐渐减小，所以Se、O、N的第一电离能由大到小的顺序为N＞O＞Se；（5）NaHSeO3中Se元素化合价为+4价，处于中间价，既可以升高又可以降低，所以NaHSeO3具有氧化性和还原性；或NaHSeO3是酸式盐，可以与碱反应；（6）①Li位于顶点和体内，个数为，Fe位于面上，个数为，Se位于棱上和体内，个数为，该超导材料的化学式为LiFe2Se2；由晶胞图可知距离Se原子最近的Fe原子的个数为4；②晶胞的质量为，晶胞的体积为，晶体密度为。 2．（18分）苯甲酰氯()是无色液体，遇水或乙醇逐渐分解，可用作制备染料、香料、有机过氧化物、药品和树脂的重要中间体。实验室可用苯甲酸与氯化亚砜()制备苯甲酰氯。 I．氯化亚砜的制备：采用硫黄、二氧化硫、氯气为原料，在活性炭催化作用下的合成反应为、，副反应为(部分加热仪器略，已知：氯化亚砜遇水易分解)。 回答下列问题： （1）仪器M的名称是 。 （2）按气流进出三颈烧瓶的接口连接顺序是 (填字母)。 （3）碱石灰的作用是 。 （4）实验开始时，先打开仪器Q中的旋塞反应一段时间，再打开仪器N中旋塞的目的是 。 II．制备苯甲酰氯的装置如图所示： （5）从含少量氯化钠的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸的方法是 。 （6）试剂Y是 。 （7）三颈烧瓶中等物质的量的苯甲酸与发生反应的化学方程式是 。 【答案】（1）球形冷凝管 （2）ebahicdfg （3）吸收和，同时防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中 （4）先由与S反应生成，减少产生，提高的产率 （5）重结晶 （6）NaOH溶液 （7） 【分析】二氧化锰与浓盐酸共热可生成氯气，经过饱和食盐水除杂，再经过浓硫酸干燥后通入三颈烧瓶，与硫黄、二氧化硫在活性炭催化作用下发生反应生成氯化亚砜，氯化亚砜再与苯甲酸反应生成苯甲酰氯。 【解析】（1）仪器M的名称是球形冷凝管； （2）氯化亚砜遇水易分解，通入的气体需先经过干燥，则按气流进出三颈烧瓶的接口连接顺序：ebahicdfg； （3）碱石灰的作用是吸收和，同时防止空气中的水蒸气进入三颈烧瓶中； （4）实验开始时，先打开仪器Q中的旋塞反应一段时间，再打开仪器N中旋塞的目的是先由与S反应生成，减少产生，提高的产率； （5）通过重结晶法可由含少量氯化钠的苯甲酸粗产品中提纯苯甲酸； （6）试剂Y是NaOH溶液或其他合理试剂； （7） 三颈烧瓶用来制备苯甲酰氯，根据元素守恒推测还有和HCl生成，反应的化学方程式是。 3．（14分）左旋多巴(A)是治疗帕金森的一线药物，临床疗效佳，但长期服用可能诱发异动症，为在保证药效的同时降低毒副作用，可合成其衍生物(H)进行替代。一种制备H的合成路线如下： 已知：表示由纸面向外伸展的共价键，-Boc代表-COOC(CH3)3。 回答下列问题： （1）物质C中存在能发生水解反应的含氧官能团，其名称为 。 （2）步骤①的反应类型为 ，其化学反应方程式为 。 （3）步骤②、③的目的是 。 （4）TFA表示CF3COOH，根据路易斯酸碱理论，CF3COO⁻和CH3COO⁻属于碱，其碱性大小随氧原子电子云密度增大而增强，请比较二者碱性：CF3COO- CH3COO-(填“>”或“<”)。 （5）已知-Boc是目前有机合成中广为采用的氨基保护基，选择性较好，短时间内一般不会与醇羟基反应，原理如下： 结合题目所给合成路线与上述信息，设计以HOCH2CH2CH2NH2、HCHO为原料制备的路线 (用流程图表示，其他试剂任选)。 【答案】（1）酰胺基、酯基 （2）取代反应 （3）保护羧基、保护酚羟基 （4）< （5）HOCH2CH2CH2NH2 【分析】 A（）与CF3COOCH3发生取代反应生成B（），B（）与CH3I发生取代反应生成C（），C（）中酚羟基与CH3COCH3反应形成缩酮，生成D（），D（）经过反应④（酯基和酰胺基水解）生成E（），E（）与F（）发生取代反应生成G（），G（）开环生成H（）。 【解析】（1）物质C中能发生水解的含氧官能团为酰胺基和酯基，故答案为：酰胺基、酯基； （2）由分析知，①的化学方程式为，该反应类型为取代反应，故答案为：取代反应；； （3）反应②中，将羧基转化为酯基，反应④中酯基转变为羧基，故反应②的目的是保护羧基；反应③中酚羟基与丙酮反应转变为缩酮，反应⑥缩酮又变为酚羟基，故③保护的官能团为酚羟基，故答案为：保护羧基；保护酚羟基； （4）甲基是给电子基，而—CF3是吸电子基，吸电子基导致氧原子电子云密度减小，碱性：CF3COO-＜CH3COO⁻，故答案为：＜； （5）根据题目所给合成路线与上述信息，需先保护氨基，再将羟基氧化为醛基，接着羟醛缩合反应，最后再去保护。故设计路线如下：HOCH2CH2CH2NH2。 4．（18分）氨是化肥工业和基本有机化工的主要原料。回答下列问题： （1）工业合成氨的反应为：，查阅资料可知，H-H、、N-H的键能分别为436kJ/mol、946kJ/mol、398kJ/mol，该反应活化能 (填“>”或“<”)。 （2）我国科学家研发出一种新型双温催化剂，该催化剂催化和合成(如体系温度为495℃时，纳米Fe的温度为547℃，而的温度为415℃)的原理如图所示。 下列分析正确的是_______。 A．“热Fe”上的变化属于焓减、熵增的变化 B．“热Fe”有利于快速转化为N C．“冷Ti”低于体系温度，有利于提高合成氨反应速率 D．该催化剂能较好地解决传统合成氨工艺中存在的反应速率和平衡产率的矛盾 （3）恒压密闭容器中按充入和，在不同催化剂(I，Ⅱ，Ⅲ)作用下发生反应，测得相同反应时间内，的体积分数随温度变化如图所示。 ①240℃时，催化效果最好的催化剂为 (填“I”“Ⅱ”或“Ⅲ”)。 ②T>300℃，曲线重合的原因是 。 ③M点对应条件下的 (对于反应，，x为物质的量分数)。 （4）某温度下，在容积为VL的恒容密闭容器中模拟工业合成氨，充入和的总物质的量为2mol，容器内起始压强为标准压强，容器内各组分的物质的量分数与反应时间t的关系如图所示： 内，平均反应速率 。 【答案】（1）< （2）BD （3）I T>300℃反应均达到平衡状态，催化剂无法改变平衡时NH3的体积分数 （4） 【解析】（1）由题中数据和可知，△H=反应物键能和-生成物键能和=946kJ/mol+436kJ/mol×3-389kJ/mol×6=-80kJ/mol；该反应为放热反应，所以正反应的活化能小于逆反应的活化能； （2）A．“热Fe”上的变化为氮气、氢气分子断键生成氮原子、氢原子的过程，属于焓增、熵增的变化，错误；B．“热Fe”为催化剂，能降低反应活化能，且温度较高有利于共价键的断裂，即有利于、H2快速转化为N·、H·，正确；C．合成氨反应为放热反应，“冷Ti”低于体系温度，有利于合成氨反应正向进行，但是反应速率降低，错误；D．高温利于反应速率、低温利于平衡正向移动，该催化剂能较好地解决传统合成氨工艺中存在的反应速率和平衡产率的矛盾，正确；故选BD。 （3）①根据图示，240℃时，NH3的体积分数最大的是对应催化剂I，所以催化效果最好的催化剂为I；； ②T>300℃，曲线重合的原因是反应均达到平衡状态，催化剂无法改变平衡时NH3的体积分数； ③恒压密闭容器中按充入和，由三段式可知： M点对应条件下，，氮气、氢气、氨气分别为、2mol、，总的物质的量为，； （4）反应中氮气和氢气的量减小、氨气的量增大，结合方程式，a为氮气、c为氢气、b为氨气，初始和的总物质的量为2mol，且两者含量相等，则氮气、氢气初始均为1mol 氢气和氨气含量相等，则， b=0.2mol，此时氢气为0.4mol、总的物质的为2-0.2×2=1.6mol，总压强为，氢气分压为，内，平均反应速率。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$