精品解析：上海市青浦高级中学2025-2026学年高三上学期期末化学试题

上海市青浦高级中学2025学年第一学期期末质量检测 高三化学试卷 考试时间：60分钟 满分：100分 特别提示： 1.本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1～2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 一、阅兵中的材料化学 1. 2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争胜利暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵在北京隆重举行，各种大国重器震撼亮相。Al、Fe、Ni元素常用来制造不锈钢和合金结构钢，广泛用于飞机雷达等各种军工制造业。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 飞机在空中拉出的彩色烟带属于丁达尔效应 B. 稀土工业又称为“冶金工业的维生素”，在合金中可适量加入稀土元素 C. 新型100坦克采用油电混动新能源技术，可实现能量利用率100% D. 由于硬铝材料密度小、强度低、抗腐蚀能力强，可用作飞机外壳材料 （2）在元素周期表中，Fe位于副族。基态Fe原子与基态离子未成对电子数之比为___________。 尿素分子与形成配离子的硝酸盐；俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 （3）元素C、N、O、Fe中，第一电离能最大的是___________。 A. C B. N C. O D. Fe （4）尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为___________。 A. sp B. C. （5）八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是___________。 A. C B. N C. O D. H （6）由Ni原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ar]、②[Ar]、③[Ar]，有关这些微粒的叙述，正确的是___________。 A. 微粒半径：③>②>① B. 电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C. 电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D. ③的核外电子有12种空间运动状态 （7）某晶体的晶胞如图1所示，Cu可以完全取代该晶体中a位置Fe或b位置Fe，转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。 其中相对不稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 （8）某个Ni(Ⅱ)有机配合物的结构如图3所示。请在图3中用“→”标出的配位键___________。 （9）也是一种配合物，它易溶于下列液体中的___________。(多选) A. 水 B. 四氯化碳 C. 苯 D. 硫酸镍溶液 二、含铜电路板的制备 2. 过氧化氢和盐酸的混合溶液可以刻蚀含铜的电路板。 （1）请写出用过氧化氢和盐酸刻蚀电路板时发生的离子反应方程式___________。 （2）当反应一段时间后，随着溶液变蓝，气泡产生的速率加快，可能的原因是___________。 含铜电路板也可以用进行刻蚀，对刻蚀后的液体(、和)进行处理以提取，流程如下图： （3）从滤液A中提取的操作为：加入少量铁粉后，先浓缩滤液至出现少量晶体，趁热过滤，取溶液，___________，过滤，洗涤，干燥。开始时，加入少量铁粉的目的为___________。 （4）检验溶液B中提取出的Cu上粘附的已经洗净的操作为___________。 （5）室温下，向4 mL 0.1 mol/L 溶液中逐滴滴加1 mol/L氨水，变化过程如下图所示： 蓝色溶液蓝色沉淀深蓝色溶液 已知：室温下，①，。 ② n 1 2 3 4 室温下，下列说法正确的是___________。 A. 足量固体放入纯水充分溶解后，溶液呈浅蓝色[即] B. 固体投入稀硫酸形成pH=5的溶液中， C. 若将蓝色沉淀滤出、洗净后再加入到5 mL 1 mol/L氨水中，固体完全溶解 D. 加氨水至蓝色沉淀恰好溶解，所得溶液中 某同学利用滴定法可测定所得的纯度，操作如下： ①取a g 样品，加入足量-HF溶液溶解(用于防止干扰实验：)。 ②滴加足量KI溶液，发生反应：。 ③再用c 的标准溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，到达滴定终点时消耗标准溶液V mL，发生的反应为：。 （6）已知溶液呈酸性，①水解程度___________。 A．> B．< C．= ②取上述溶液稀释后，溶液中的值___________。 A．增大 B．减小 C．不变 （7）①滴定终点的判断___________。 ②接近滴定终点时，向溶液中滴加KSCN，会发现CuI沉淀转化为CuSCN，其沉淀转化的原因是___________。 （8）已知CuI能够吸附大量，若不加KSCN，则测得的纯度___________。 A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 （9）计算样品的纯度：___________(结果用a、c、V的代数式表示)。 奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂，以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。 已知： 3. A中含氧官能团的名称是___________。 4. C的结构简式为___________。 5. D的化学名称为___________。 6. 下列说法正确的是___________。 A. A分子中所有原子可能共面 B. B的分子式为 C. 与足量溶液反应，最多消耗 D. 上述A、B、E、G、I、J分子中均不含手性碳原子 7. F的核磁共振氢谱显示为两组峰，峰面积比为，其结构简式为___________。 8. 由I生成J的反应类型是___________。 A. 取代反应 B. 氧化反应 C. 还原反应 D. 加成反应 9. 写出满足下列条件的D的同分异构体的结构简式___________。 ①能发生银镜反应；②遇溶液显紫色；③含有苯环； ④核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2：2：2：1：1。 10. 根据题目所给反应信息，设计由与为原料，合成的合成路线___________(无机试剂任选)。 四、碳中和的有关问题 11. 将转化为能源是缓解温室效应和能源问题的方案之一，和在一定条件下可转化为，转化过程中发生的反应如下： 反应ⅰ(主反应)： ； 反应ⅱ(副反应)： ； 甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为： 。 回答下列问题： （1） ___________。有利于反应ⅰ自发进行的条件是___________(填序号)。 A．高温 B．低温 （2）催化加氢合成的过程中，活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂表面)，CO是活化的优势中间体，原因是___________。 （3）在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应，下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。 A. 的分压保持不变 B. 混合气体的密度保持不变 C. 保持不变 D. 密闭容器中温度保持不变 在恒容条件下，按的投料比进行反应ⅰ和反应ⅱ，平衡时、和CO在含碳物质中的体积分数[]随温度T的变化如图所示。 （4）①曲线b表示的含碳物质的名称为___________。 ②M点时反应ⅱ的___________(以分压表示，分压=总压×该物质的物质的量分数，结果保留至小数点后两位)。 CO、的回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。工业上可利用来制备清洁液体燃料甲醇，有关化学反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （5）反应的平衡常数K=___________(用含、的式子表示)。 在传统的催化固定反应床(CFBR)中，转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队研制了一种具有反应和分离气态水双功能的分子筛膜催化反应器(CMR)，极大地改善了该问题，CMR模式原理和不同反应模式下的平衡转化率和甲醇选择性的实验数据。 (甲醇的选择性) 实验组 反应模式 / 压强/MPa 温度 转化率 选择性 ① CFBR 3 5 250 25.6 61.3 ② CFBR 3 5 230 20.0 70.0 ③ CMR 3 3 260 36.1 100 （6）下列说法正确的是___________。 A. CFBR模式下，温度低有利于工业生产 B. CFBR模式下，在原料气中掺入适量CO，可以提高的选择性 C. CMR模式下，适当增加压强，可以提高的平衡转化率 D. CMR模式下，温度越高，则反应速率一定快 （7）由表中数据可知，CMR模式下，的平衡转化率显著提高，结合反应分析原因：___________。 （8）在体积为2 L的固定绝热的密闭容器中加入1 mol 和1 mol ，仅发生反应Ⅰ，在第4 min达到平衡，反应中的变化情况如下图所示。在第5 min时向体系中再充入0.2 mol 和0.4 mol (其它条件不变)，第8 min达到平衡，此时。请在下图中画出5到9 min的浓度曲线___________。 （9）可通过电化学还原制备甲醇，电解原理如图。双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和向两极迁移。催化电极上的电极反应式为___________。 把附着在分子筛SSZ-13上，可催化CO、生成及碳氢化合物，部分反应机理如图1所示。催化剂中/与CO转化率、烃的选择性关系如图2所示。 （10）/大于1时，随/增加，烯烃产量减少的原因是___________。 五、硼及其化合物 12. 三氯化硼()的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，极易发生水解，主要用作有机反应催化剂，也可用作铸造镁及其合金时的防氧化剂，其制备原理为。利用如图装置制取少量(夹持装置略)。 已知：溶液吸收CO时，溶液中析出灰黑色固体颗粒。 回答下列问题： （1）按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：a→___→de→hi→___→___。 （2）下列说法正确的是___________。 A. 反应前先打开通入，一段时间后关闭，再向A中加入浓盐酸 B. 装置A中发生的反应体现出浓盐酸的性质有酸性和氧化性 C. 装置F中的碱石灰可以替换为浓硫酸 D. 装置C中反应结束的现象为E中无液体滴落，B中不再产生黑色固体 （3）装置B中发生反应的离子方程式为___________。 （4）水解得到白色晶体，下图为晶体的片层结构。在热水中比冷水中溶解度显著增大，主要原因是___________。 （5）B与Al的某些性质相似，类比的酸式电离写出硼酸的电离方程式___________。 （6）经过如下反应B-F键键长会变长，请从杂化及成键角度分析原因___________。 （7）中国是第一个被发现有锰方硼石矿体的国家(主要成分)，该主要成分与稀盐酸反应有乳白色浑浊产生，写出所发生反应的离子方程式___________。 氨硼烷储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 （8）氨硼烷热分解释氢。氨硼烷受热时固体残留率随温度的变化如图所示。110℃时残留固体的化学式可能为___________。 （9）氨硼烷水解释氢。催化剂作用下，1 mol氨硼烷最多高效释放3 mol ，并生成一种盐，写出所发生反应的化学方程式___________。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 上海市青浦高级中学2025学年第一学期期末质量检测 高三化学试卷 考试时间：60分钟 满分：100分 特别提示： 1.本试卷标注“不定项”的选择题，每小题有1～2个正确选项，只有1个正确选项的，多选不得分；有2个正确选项的，漏选1个得一半分，错选不得分。未特别标注的选择题，每小题只有1个正确选项。 一、阅兵中的材料化学 1. 2025年9月3日，纪念中国人民抗日战争胜利暨世界反法西斯战争胜利80周年阅兵在北京隆重举行，各种大国重器震撼亮相。Al、Fe、Ni元素常用来制造不锈钢和合金结构钢，广泛用于飞机雷达等各种军工制造业。 （1）下列说法正确的是___________。 A. 飞机在空中拉出的彩色烟带属于丁达尔效应 B. 稀土工业又称为“冶金工业的维生素”，在合金中可适量加入稀土元素 C. 新型100坦克采用油电混动新能源技术，可实现能量利用率100% D. 由于硬铝材料密度小、强度低、抗腐蚀能力强，可用作飞机外壳材料 （2）在元素周期表中，Fe位于副族。基态Fe原子与基态离子未成对电子数之比为___________。 尿素分子与形成配离子的硝酸盐；俗称尿素铁，既可作铁肥，又可作缓释氮肥。 （3）元素C、N、O、Fe中，第一电离能最大的是___________。 A. C B. N C. O D. Fe （4）尿素分子中，C原子采取的轨道杂化方式为___________。 A. sp B. C. （5）八面体配离子中的配位数为6，碳氮键的键长均相等，则与配位的原子是___________。 A. C B. N C. O D. H （6）由Ni原子核形成的三种微粒，电子排布式分别为：①[Ar]、②[Ar]、③[Ar]，有关这些微粒的叙述，正确的是___________。 A. 微粒半径：③>②>① B. 电子排布属于基态原子(或离子)的是：①② C. 电离一个电子所需最低能量：①>②>③ D. ③的核外电子有12种空间运动状态 （7）某晶体的晶胞如图1所示，Cu可以完全取代该晶体中a位置Fe或b位置Fe，转化为两种Cu替代型产物的能量变化如图2所示。 其中相对不稳定的Cu替代型产物的化学式为___________。 （8）某个Ni(Ⅱ)有机配合物的结构如图3所示。请在图3中用“→”标出的配位键___________。 （9）也是一种配合物，它易溶于下列液体中的___________。(多选) A. 水 B. 四氯化碳 C. 苯 D. 硫酸镍溶液 【答案】（1）B （2）4∶5 （3）B （4）B （5）C （6）B （7）或 （8） （9）BC 【解析】 【小问1详解】 A．彩色烟带是飞机喷射的有色物质所形成的，不属于丁达尔效应，A错误； B．在合金中适量加入稀土元素可改善合金材料的性能，B正确； C．油电混动新能源技术能有效提高能量利用率，但能量利用率不可能达到100%，C错误； D．硬铝材料具有密度小、强度高、抗腐蚀能力强的特点，D错误； 故答案为B； 【小问2详解】 铁为26号元素，基态Fe原子的价电子排布式为：，基态价电子排布式为：，未成对电子数之比为4∶5； 【小问3详解】 Fe的最外层电子数为2，最易失去，第一电离能最小，同周期的主族元素从左到右，第一电离能呈增大趋势，C、N、O中，N的2p轨道处于半满状态，能量较低、较稳定，第一电离能最大，故选B； 【小问4详解】 尿素分子中的C原子，与O形成碳氧双键，与N形成两根单键，C的价层电子对数为3，C采取杂化，故选B； 【小问5详解】 碳氮键键长相等，说明尿素分子中C-N因共轭作用趋于等价，则N原子没有孤对电子参与配位，C原子成4根键，无孤对电子，而羰基O拥有未参与共轭的孤对电子，可以参与配位，故选C； 【小问6详解】 ①：基态；②：基态；③：激发态； A．原子由基态变为激发态，半径会增大：③>①，②失去了一个电子，半径略小于①，半径大小：③>①>②，A错误； B．①②都属于基态，B正确； C．②已经失去了一个电子，再电离一个电子所需能量远远大于①和③，③为激发态，其电离最外电子所需能量小于基态原子，顺序为：②>①>③，C错误； D．[Ar]结构中电子运动状态有9种，共有9+5+1+1=16种空间运动状态的电子，D错误； 故选B； 【小问7详解】 能量越高，物质越不稳定，故Cu代替位置b的晶体为较不稳定的，晶胞中N位于体心，Fe位于顶点，Cu位于面心，化学式为：或； 【小问8详解】 参与配位的为N、O原子，用“→”标出的配位键为； 【小问9详解】 为非极性分子，易溶于非极性溶剂中，四氯化碳和苯为非极性分子，故选BC。 二、含铜电路板的制备 2. 过氧化氢和盐酸的混合溶液可以刻蚀含铜的电路板。 （1）请写出用过氧化氢和盐酸刻蚀电路板时发生的离子反应方程式___________。 （2）当反应一段时间后，随着溶液变蓝，气泡产生的速率加快，可能的原因是___________。 含铜电路板也可以用进行刻蚀，对刻蚀后的液体(、和)进行处理以提取，流程如下图： （3）从滤液A中提取的操作为：加入少量铁粉后，先浓缩滤液至出现少量晶体，趁热过滤，取溶液，___________，过滤，洗涤，干燥。开始时，加入少量铁粉的目的为___________。 （4）检验溶液B中提取出的Cu上粘附的已经洗净的操作为___________。 （5）室温下，向4 mL 0.1 mol/L 溶液中逐滴滴加1 mol/L氨水，变化过程如下图所示： 蓝色溶液蓝色沉淀深蓝色溶液 已知：室温下，①，。 ② n 1 2 3 4 室温下，下列说法正确的是___________。 A. 足量固体放入纯水充分溶解后，溶液呈浅蓝色[即] B. 固体投入稀硫酸形成pH=5的溶液中， C. 若将蓝色沉淀滤出、洗净后再加入到5 mL 1 mol/L氨水中，固体完全溶解 D. 加氨水至蓝色沉淀恰好溶解，所得溶液中 某同学利用滴定法可测定所得的纯度，操作如下： ①取a g 样品，加入足量-HF溶液溶解(用于防止干扰实验：)。 ②滴加足量KI溶液，发生反应：。 ③再用c 的标准溶液滴定，以淀粉溶液作指示剂，到达滴定终点时消耗标准溶液V mL，发生的反应为：。 （6）已知溶液呈酸性，①水解程度___________。 A．> B．< C．= ②取上述溶液稀释后，溶液中的值___________。 A．增大 B．减小 C．不变 （7）①滴定终点的判断___________。 ②接近滴定终点时，向溶液中滴加KSCN，会发现CuI沉淀转化为CuSCN，其沉淀转化的原因是___________。 （8）已知CuI能够吸附大量，若不加KSCN，则测得的纯度___________。 A. 变大 B. 变小 C. 不变 D. 无法确定 （9）计算样品的纯度：___________(结果用a、c、V的代数式表示)。 【答案】（1）Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O （2）Cu2+对H2O2的分解有催化作用，故随着溶液变蓝，气泡产生的速率加快，或反应放热，温度升高加快H2O2分解反应速率 （3） ①. 冷却结晶 ②. 加入少量铁粉可发生反应2FeCl3+Fe=3FeCl2，将Fe3+转化为Fe2+ （4）取最后一次洗涤液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀产生，证明已洗涤干净，若产生白色沉淀，则未洗涤干净 （5）D （6） ①. A ②. A （7） ①. 滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复 ②. CuSCN溶解度小于CuI，加入KSCN使溶解平衡向CuI溶解的方向移动 （8）B （9）% 【解析】 【分析】向刻蚀后的液体中加入过量铁粉，置换出铜，同时把Fe3+转化成Fe2+，过滤后得到滤渣中有铜和铁粉，滤液A中含有FeCl2，滤渣进一步处理得到硫酸铜晶体，滤液处理后得到FeCl2晶体。 【小问1详解】 铜在氧化剂过氧化氢的作用下可与盐酸反应，生成氯化铜和水，离子方程式为：Cu+H2O2+2H+=Cu2++2H2O。 【小问2详解】 Cu2+对H2O2的分解有催化作用，故随着溶液变蓝，气泡产生的速率加快，或反应放热，温度升高加快H2O2分解反应速率。 【小问3详解】 从溶液中获得结晶水合物的方法为蒸发浓缩，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥，故从滤液A中提取FeCl2⋅4H2O的操作为：加入少量铁粉后，先浓缩滤液至出现少量晶体，趁热过滤，取溶液，冷却结晶，过滤，洗涤，干燥；FeCl2易被空气中的氧气氧化为FeCl3，加入少量铁粉可发生反应2FeCl3+Fe=3 FeCl2，将Fe3+转化为Fe2+。 【小问4详解】 氯离子可以与银离子反应产生氯化银白色沉淀，则检验溶液B中提取出的Cu上粘附的Cl-已经洗净的操作为：取最后一次洗涤液，加入硝酸酸化的硝酸银溶液，若无沉淀产生，证明已洗涤干净，若产生白色沉淀，则未洗涤干净。 【小问5详解】 A．足量Cu(OH)2固体放入纯水充分溶解后，Cu(OH)2Cu2++2OH-，c(OH-)=2c(Cu2+)，Ksp[Cu(OH)2]= c(Cu2+)·c2(OH-)=4c3(Cu2+)=2×10-20，c(Cu2+)==×10-7mol/L＜10−5mol/L，A错误； B．pH=5 的溶液中，c(H+)=10−5mol/L，c(OH-)=10−9mol/L，c(Cu2+)== mol/L=2×10−2mol/L，B错误； C．蓝色沉淀为Cu(OH)2，反应方程式为Cu(OH)2+4NH3⋅H2O[Cu(NH3)4]2++2OH-+4H2O ，K= Ksp[Cu(OH)2]×K4=2×10−20×4×1012=8×10-8，根据铜元素守恒可知，n[Cu(OH)2]=n(CuSO4) = 4×10-3L×0.1 mol/L=4×10-4mol，结合数据可知，生成[Cu(NH3)4]2+最为稳定，固体才能全部溶解，根据方程式可知，消耗一水合氨的物质的量为4×10-4mol×4=1.6×10-3mol，5 mL 1 mol/L氨水中一水合氨的物质的量为5×10-3L×1mol/L=5×10-3mol，溶液中剩余的一水合氨物质的量为5×10-3mol-1.6×10-3mol=3.4×10-3mol，则c(NH3⋅H2O)==0.68mol/L，[Cu(NH3)4]2+的物质的量为4×10-4mol，浓度为=0.08mol/L，OH-浓度为2×0.08mol/L=0.16mol/L，则浓度商为Q==＞K，平衡向逆反应方向进行，则固体不能全部溶解，C错误； D．沉淀恰好溶解时，生成Cu(NH3)4SO4，溶液中氨水的量很少，一水合氨的电离程度很小，所以溶液中存在c[Cu[(NH3)4]2+]>c()，D正确； 故答案为：D。 【小问6详解】 水解呈酸性，F-水解呈碱性，NH4F溶液呈酸性，说明水解程度＞F-水解程度，故答案为A；水解呈酸性，c(H+)>c(OH-)，加水稀释，c(H+)减小， c(OH-)增大，增大；Kh()===5.6×10-10，水解程度很小，F-的水解程度也很小，几乎不变；+H2O=NH3⋅H2O+H+，Kh()=，c(NH3⋅H2O)= ，F-+H2O=HF+OH-，Kh(F-)=，c(HF)= ，=×=，温度不变Kh()和Kh(F-)为常数，不变，综上所述比值变大，故答案为A。 【小问7详解】 滴入最后一滴Na2S2O3标准溶液，溶液由蓝色变为无色，且半分钟内不恢复，即达到终点；物质结构相同时，溶度积大的物质容易转化为溶度积小的物质，则CuI转化为CuSCN的原因是CuSCN溶解度小于CuI，加入KSCN使溶解平衡向CuI溶解的方向移动。 【小问8详解】 根据题目中的信息CuI能够吸附大量，快到滴定终点时，加入KSCN可将CuI转化为CuSCN，从而释放出被吸附的，继续与标准液反应，若不加KSCN，则测得的CuSO4·5H2O纯度变小,故答案为B。 【小问9详解】 根据题中信息可知2CuSO4·5H2O~~2，则n(CuSO4·5H2O)=n(Na2S2O3)=cv×10-3mol，CuSO4·5H2O的纯度=×100%=。 奥培米芬(化合物J)是一种雌激素受体调节剂，以下是一种合成路线(部分反应条件已简化)。 已知： 3. A中含氧官能团的名称是___________。 4. C的结构简式为___________。 5. D的化学名称为___________。 6. 下列说法正确的是___________。 A. A分子中所有原子可能共面 B. B的分子式为 C. 与足量溶液反应，最多消耗 D. 上述A、B、E、G、I、J分子中均不含手性碳原子 7. F的核磁共振氢谱显示为两组峰，峰面积比为，其结构简式为___________。 8. 由I生成J的反应类型是___________。 A. 取代反应 B. 氧化反应 C. 还原反应 D. 加成反应 9. 写出满足下列条件的D的同分异构体的结构简式___________。 ①能发生银镜反应；②遇溶液显紫色；③含有苯环； ④核磁共振氢谱显示为五组峰、且峰面积比为2：2：2：1：1。 10. 根据题目所给反应信息，设计由与为原料，合成的合成路线___________(无机试剂任选)。 【答案】3. 醚键和羟基 4. 5. 苯乙酸 6. D 7. 8. A 9. 10. 【解析】 【分析】有机物A与有机物B发生反应生成有机物C，有机物C与有机物D在多聚磷酸的条件下反应生成有机物E，根据物质化学式和有机物E的结构可以推测，有机物C的结构为，进而推断出有机物D的结构为；有机物E与有机物F反应生成有机物G，F的核磁共振氢谱显示为两组峰，峰面积比为，结合G结构，F结构简式为，有机物G根据已知条件发生反应生成有机物H，则有机物H的结构为，有机物H发生两步反应得到目标化合物J(奥培米芬)； 【3题详解】 根据有机物A的结构，有机物A中的含氧官能团是醚键和羟基。 【4题详解】 由分析，有机物C的结构为； 【5题详解】 D的结构为，化学名称为苯乙酸； 【6题详解】 A．A分子中含饱和碳原子，饱和碳原子为四面体形，则所有原子不共面，错误； B．由结构，B的分子式为，错误； C．I中酯基和氯原子都能和氢氧化钠反应，则与足量溶液反应，最多消耗2mol，错误； D．手性碳原子是连有四个不同基团的碳原子；由结构，上述A、B、E、G、I、J分子中均不含手性碳原子，正确； 故选D； 【7题详解】 由分析，F结构简式为； 【8题详解】 根据流程，有机物I在乙醇、H+加热条件下生成有机物J，从J的结构中可以看出，其酯基被取代转化为羟基，为取代反应；故选A； 【9题详解】 能发生银镜反应说明该结构中含有醛基，能遇FeCl3溶液显紫色说明该结构中含有酚羟基，核磁共振氢谱显示为五组峰，且峰面积比为2：2：2：1：1，说明这种同分异构体中不能含有甲基且结构为一种对称结构，因此，这种同分异构体的结构简式为：。 【10题详解】 中羟基氧化为羧基得到，发生C、D生成的E的反应原理生成，再和生成，羟基发生消去反应生成产物，故为：。 四、碳中和的有关问题 11. 将转化为能源是缓解温室效应和能源问题的方案之一，和在一定条件下可转化为，转化过程中发生的反应如下： 反应ⅰ(主反应)： ； 反应ⅱ(副反应)： ； 甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为： 。 回答下列问题： （1） ___________。有利于反应ⅰ自发进行的条件是___________(填序号)。 A．高温 B．低温 （2）催化加氢合成的过程中，活化的可能途径如图所示(“*”表示物质吸附在催化剂表面)，CO是活化的优势中间体，原因是___________。 （3）在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应，下列说法能说明该反应达到化学平衡状态的是___________。 A. 的分压保持不变 B. 混合气体的密度保持不变 C. 保持不变 D. 密闭容器中温度保持不变 在恒容条件下，按的投料比进行反应ⅰ和反应ⅱ，平衡时、和CO在含碳物质中的体积分数[]随温度T的变化如图所示。 （4）①曲线b表示的含碳物质的名称为___________。 ②M点时反应ⅱ的___________(以分压表示，分压=总压×该物质的物质的量分数，结果保留至小数点后两位)。 CO、的回收和利用是实现“碳中和”的重要途径。工业上可利用来制备清洁液体燃料甲醇，有关化学反应如下： 反应Ⅰ： 反应Ⅱ： （5）反应的平衡常数K=___________(用含、的式子表示)。 在传统的催化固定反应床(CFBR)中，转化率和甲醇选择性通常都比较低，科学团队研制了一种具有反应和分离气态水双功能的分子筛膜催化反应器(CMR)，极大地改善了该问题，CMR模式原理和不同反应模式下的平衡转化率和甲醇选择性的实验数据。 (甲醇的选择性) 实验组 反应模式 / 压强/MPa 温度 转化率 选择性 ① CFBR 3 5 250 25.6 61.3 ② CFBR 3 5 230 20.0 70.0 ③ CMR 3 3 260 36.1 100 （6）下列说法正确的是___________。 A. CFBR模式下，温度低有利于工业生产 B. CFBR模式下，在原料气中掺入适量CO，可以提高的选择性 C. CMR模式下，适当增加压强，可以提高的平衡转化率 D. CMR模式下，温度越高，则反应速率一定快 （7）由表中数据可知，CMR模式下，的平衡转化率显著提高，结合反应分析原因：___________。 （8）在体积为2 L的固定绝热的密闭容器中加入1 mol 和1 mol ，仅发生反应Ⅰ，在第4 min达到平衡，反应中的变化情况如下图所示。在第5 min时向体系中再充入0.2 mol 和0.4 mol (其它条件不变)，第8 min达到平衡，此时。请在下图中画出5到9 min的浓度曲线___________。 （9）可通过电化学还原制备甲醇，电解原理如图。双极膜由阳离子交换膜和阴离子交换膜构成，在直流电场的作用下，双极膜间解离成和向两极迁移。催化电极上的电极反应式为___________。 把附着在分子筛SSZ-13上，可催化CO、生成及碳氢化合物，部分反应机理如图1所示。催化剂中/与CO转化率、烃的选择性关系如图2所示。 （10）/大于1时，随/增加，烯烃产量减少的原因是___________。 【答案】（1） ①. ②. B （2）生成中间体CO的反应的活化能小、反应速率快，且产物能量低、稳定，有利于生成 （3）AD （4） ①. 甲烷 ②. 0.39 （5） （6）BC （7）CMR模式下，只发生反应Ⅰ，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，使平衡右移，二氧化碳的产率增大 （8） （9） （10）根据流程图，CO吸附在Zr上才能生成烯烃，/大于1时，随/增加，Zr减少，吸附在Zr上的CO减少 【解析】 【小问1详解】 根据盖斯定律，ⅱ×2-ⅰ得甲烷与二氧化碳制备合成气的反应为： ，即；正反应放热，正反应气体物质的量减少，，所以该反应在低温条件下有利于自发进行，选B； 【小问2详解】 由题图可知，生成中间体CO的反应的活化能小、反应速率快，且产物能量低、稳定，有利于生成，因此催化加氢合成的过程中，CO是活化的优势中间体； 【小问3详解】 A．的分压保持不变，说明二氧化碳浓度不变，反应达到平衡状态，故选A； B．反应前后气体总质量不变，容器体积不变，密度是恒量，混合气体的密度保持不变，反应不移动平衡，故不选B； C． 根据碳元素守恒，是恒量，保持不变，反应不一定平衡，故不选C； D．化学反应一定伴随能量变化，在一绝热恒容的密闭容器中发生上述反应，温度是变量，密闭容器中温度保持不变，说明反应达到平衡状态，故选D； 选AD； 【小问4详解】 ①在恒容条件下，升高温度，反应i和反应ii分别向逆反应方向和正反应方向移动，平衡时CO在含碳物质中的体积分数增大，在含碳物质中的体积分数减小，则曲线c表示CO在含碳物质中的体积分数随温度的变化。800℃后，曲线b代表的物质在含碳物质中的体积分数为0，而CO在含碳物质中的体积分数还在随温度的升高增大，说明800℃后只会发生反应ii，可判断曲线a和b分别表示和在含碳物质中的体积分数随温度变化； ②设投料为1molCO2和1molH2，M点时，CO在含碳物质中的体积分数为15%、CH4在含碳物质中的体积分数为15%，则参与反应ⅰ的CO2为0.15mol、参与反应ⅱ的CO2为0.15mol； 平衡时气体总物质的量为0.7+0.25+0.15+0.15+0.45=1.7mol，设总压强为p，则反应ⅱ的 。 【小问5详解】 Ⅱ×3-Ⅰ得，平衡常数K= 。 【小问6详解】 A．CFBR模式下，250℃甲醇的产率为25.6%×61.3%=15.7%，230℃甲醇的产率为20.0%×70.0%=14.0%，所以温度高有利于工业生产，故A错误； B．CFBR模式下，在原料气中掺入适量CO，反应Ⅱ逆向移动，和H2浓度增大，使反应Ⅰ正向移动，可以提高的选择性，故B正确； C． CMR模式下，分离气态水，水浓度减小，反应Ⅰ、反应Ⅱ均正向移动；反应Ⅰ是气体体积减小的反应，增加压强会使平衡正向移动，从而提高CO2的平衡转化率，故C正确； D．温度过高，可能使催化剂活性降低，所以反应速率不一定快，故D错误； 选BC； 【小问7详解】 CMR模式下，只发生，双功能分子筛催化膜反应器能及时分离出产物水蒸气占主导因素，平衡右移，二氧化碳的产率增大； 【小问8详解】 在第5 min时向体系中再充入0.2 mol 和0.4 mol (其它条件不变)，的浓度变为0.2mol/L，第8 min达到平衡，此时。 ，0.5-3x=0.4+x，x=0.025，8 min达到平衡时，的浓度变为0.175mol/L，画出5到9 min的浓度曲线为。 【小问9详解】 催化电极上二氧化碳得电子发生还原反应生成甲醇，催化电极为阴极，电极反应式为 。 【小问10详解】 从部分反应机理图可看出吸附在上产生、，再生成或碳氢化合物，随增加，则Zn的含量增多，吸附的量增多，产生、增多，会与烯烃反应，生成烷烃从而使烷烃量增加，烯烃量减少，而CO吸附在Zr上才能生成烯烃，/大于1时，随/增加，Zr减少，吸附在Zr上的CO减少，所以烯烃产量减少。 五、硼及其化合物 12. 三氯化硼()的熔点为-107℃，沸点为12.5℃，极易发生水解，主要用作有机反应催化剂，也可用作铸造镁及其合金时的防氧化剂，其制备原理为。利用如图装置制取少量(夹持装置略)。 已知：溶液吸收CO时，溶液中析出灰黑色固体颗粒。 回答下列问题： （1）按气流方向连接各仪器，用字母表示接口的连接顺序：a→___→de→hi→___→___。 （2）下列说法正确的是___________。 A. 反应前先打开通入，一段时间后关闭，再向A中加入浓盐酸 B. 装置A中发生的反应体现出浓盐酸的性质有酸性和氧化性 C. 装置F中的碱石灰可以替换为浓硫酸 D. 装置C中反应结束的现象为E中无液体滴落，B中不再产生黑色固体 （3）装置B中发生反应的离子方程式为___________。 （4）水解得到白色晶体，下图为晶体的片层结构。在热水中比冷水中溶解度显著增大，主要原因是___________。 （5）B与Al的某些性质相似，类比的酸式电离写出硼酸的电离方程式___________。 （6）经过如下反应B-F键键长会变长，请从杂化及成键角度分析原因___________。 （7）中国是第一个被发现有锰方硼石矿体的国家(主要成分)，该主要成分与稀盐酸反应有乳白色浑浊产生，写出所发生反应的离子方程式___________。 氨硼烷储氢量高，是具有广泛应用前景的储氢材料。 （8）氨硼烷热分解释氢。氨硼烷受热时固体残留率随温度的变化如图所示。110℃时残留固体的化学式可能为___________。 （9）氨硼烷水解释氢。催化剂作用下，1 mol氨硼烷最多高效释放3 mol ，并生成一种盐，写出所发生反应的化学方程式___________。 【答案】（1） ①. fg ②. jk ③. bc （2）AD （3） （4）分子间存在强氢键作用形成稳定的晶体结构，冷水难以破坏该结构故溶解度小；热水中的分子间氢键被破坏，且与水分子形成新氢键，故溶解度增大。 （5） （6）O原子提供孤对电子与中B原子形成配位键，B原子杂化方式由sp2变为sp3，成键电子对间斥力变化，导致B-F键键长增长。 （7） （8） （9） 【解析】 【分析】从题目所给的制取装置可以判断出，A为起始装置，与浓盐酸反应的化学方程式为：，a处的气体为氯气和水蒸气，因极易水解，需要去除其中的水，因此装置A接装置D，g处的气体为氯气，制备的化学方程式为：，可知装置D接装置C，的沸点为12.5℃，在冰水浴下进行收集，装置C接装置E，装置E接装置F可防止水进入中并吸收多余的氯气，反应产生的CO通过装置B中的溶液吸收。 【小问1详解】 由分析可知，各仪器的连接顺序为：a→fg→de→hi→jk→bc； 【小问2详解】 反应前先打开通入，除去装置中的氧气，防止碳粉失效，一段时间后关闭，再向A中加入浓盐酸，A正确； 装置A中发生的反应为：，体现出的是浓盐酸的酸性和还原性，B错误； 装置F中碱石灰的作用是防止装置F中的水进入E中并吸收多余的氯气，浓硫酸可吸收水但不能吸收氯气，C错误； 装置C中产生的蒸气会被冷凝变为液态后从冷凝管滴落，反应结束的现象为E中无液体滴落，反应过程B装置中产生的黑色固体为Pb，B中不再产生黑色固体，说明反应完全，D正确； 故答案选AD； 【小问3详解】 装置B中溶液吸收CO，发生反应的离子方程式为：； 【小问4详解】 分子间通过氢键形成稳定的片层结构，在低温时水分子动能不足，难以有效破坏这些氢键网络，导致冷水中的溶解度较低，当温度升高时，水分子的热运动加剧，能够提供足够的能量破坏晶体中的氢键，同时分子与水分子之间形成新的氢键，使得溶解度显著增加； 【小问5详解】 的酸式电离方程式为：，故硼酸的电离方程式为：； 【小问6详解】 中B原子为sp2杂化，形成平面三角形结构，存在空的p轨道，O原子有孤对电子，反应后，O原子的孤对电子填入B原子的空轨道形成配位键，此时B原子杂化方式变为sp3，空间构型变为四面体。杂化方式改变使成键电子对间的斥力发生变化，相较于sp2杂化，sp3杂化中电子对更分散，从而导致B-F键的键长变长； 【小问7详解】 中Mn的化合价为+2，B的化合价为+3，不发生氧化还原反应，酸性条件下Mn以的形式存在，产生乳白色浑浊，说明有硼酸生成，故离子反应方程式为：； 【小问8详解】 110℃时剩余固体的质量为原始固体质量的93.55%，即损失的质量为原始固体质量的6.45%，的相对分子质量为31，，即一分子损失两个H原子，故110℃时残留固体的化学式可能为； 【小问9详解】 催化剂作用下，1 mol氨硼烷水解可释放3 mol ，并生成一种盐，所发生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 $