内容正文:
2024一2025学年度下学期学科素养月度测评
光题
化学(三)
本试卷总分100分,考试时间75分钟。
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。
如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡
上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H一1Li一7O一16S一32Mn一55Fe一56
I-127
一、选择题:本题共16小题,共44分。第1~10小题,每小题2分;第11~16小题,每小题
4分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.化学与生产、生活密切相关。下列分析错误的是
A.将大豆煮熟后与面粉混合加醋曲酿醋:该过程不涉及氧化还原反应
B.谷雨时节“雷雨肥田”:与氮元素在自然界中的转化有关
C.用高粱制作饴糖(主要成分为麦芽糖):麦芽糖与蔗糖互为同分异构体
D.“粉身碎骨浑不怕,要留清白在人间”:石灰石变为生石灰的过程是吸热反应
2.下列化学用语或叙述中错误的是
A.中子数为10的氧原子:18O
失去2×e
B.用双线桥法表示Na和Cl2反应电子转移的方向和数目:2Na+CL,一2NaCl
得到2×e
C.烷烃
的名称:2,6,6-三甲基庚烷
●●
D.用电子式表示HC1的形成过程:H×+.CI:→H×CI:
●
3.用FeCl2和NaBH4制备纳米零价铁的反应为FeCl2+2NaBH4+6H2O—Fe+
2B(OH)3十2NaC+7H2个。设NA为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是()
化学试题(三)第1页(共12页)
真题密卷·学
A.每生成28gFe,转移的电子数为Na
班级
B.0.5 mol NaBH4晶体中o键的数目为2NA
C.0.5molB(OH)3中sp3杂化的原子数为1.5Na
姓名
D.1L0.1mol·L-1FeCl2溶液中Fe2+的数目小于0.1Na
4.下列化学反应相应的离子方程式书写错误的是
(
得分
A.向Ba(HCO3)2溶液中滴入NaHSO4溶液至恰好沉淀完全:Ba++HCO3+H++
SO—BaSO4V+H2O+CO2个
B.2.24LCO2(标准状况)通入250mL0.5mol·L-1NaOH溶液中:4CO2+5OH一
CO+3HCO3+H2O
C.将ICl滴入NaOH溶液中:IC1+2OH=IO-+CI-+H2O
D.将0.2 mol Cl2通入2L0.1mol·L-1FeL2溶液中:2Fe2++2I+2Cl2—2Fe3++
12+4C1
5.可降解塑料聚羟基丁酸酯(PHB)的合成路线如图所示。下列说法正确的是()
A+CH,-CH-CH-CH,
KMnO,/HH,/Ni
C
→C,HO3
①1
C.H,Br.
®
H+O-CHCH,COH
CH:
PHB
A.A分子最多有6个原子共平面
B.反应①的条件为浓硫酸、加热
C.由D生成PHB的反应为加聚反应
D.1molC与足量Na完全反应可生成标准状况下11.2LH2
6.一定温度下,分别将两种亚硫酸氢盐加热分解,达平衡时的压强分别为p1、p2。
i.NHHSO3(s)=NH3(g)+H2O(g)+SO2(g)1=a Pa;
i.2NaHSO3 (s)Na2SO3(s)+H2O(g)+SO2(g)2=b Pa.
在该温度下,将一定质量的NH4HSO3与NaHSO3加入某密闭容器中,平衡时三种固体
均存在。下列说法错误的是
()
A.反应1的平衡常数K三22Pa3
4a3
B.平衡时,容器内NH,的分压为27bPa
C.若恒温、恒容,通入少量NH3,再次平衡时体系的总压强增大
D.若恒温、恒压,通入少量NH3,再次平衡时容器内H2O的物质的量增大
斗素养月度测评
化学试题(三)第2页(共12页)
4
7.在含Ni催化剂作用下,Zn介导的芳基氯化物同偶联的动力学和机理如图所示:
L)Ni
ArZnCl
Zn C
Ar
已知:一Ar代表芳基,L代表
下列叙述错误的是
A.(L)nNi°是总反应的催化剂,ArZnCl是中间产物
B.Ar一CI和(L)nNi°反应过程中断裂了极性键
C.已知Ni(Ⅱ)L2Cl2呈平面四边形结构,则其只有1种结构
D.反应过程形成的含Ni中间体中,Ni(Ⅱ)形成的共价键数目保持不变
8.铝-石墨双离子电池采用廉价且易得的石墨替代传统锂电池中的正极材料,全面提升
了电池的能量密度。图甲和图乙表示该电池的充电或者放电的工作原理。X、Y表示
用电器或电源。已知充电时正极发生阴离子插层反应生成C(PF。)。下列有关分析
正确的是
()
Y
PE
Li
●
●
石墨
A
Al+AILi
石墨
A.图甲表示电池充电过程,电极a与电源的正极相连
B.图甲中电极b反应式为Cn(PF6)一e一PF。+nC
C.图乙中电极c电势高于电极d
D.图乙中当电路转移电子数为2mol时,理论上电极c质量减少14g
9.某小组设计实验探究PH3性质,如图所示。实验现象:装置A中产生气泡,装置B中颜
色不变化,装置C中溶液褪色并产生固体,装置D中产生气泡和黑色沉淀。下列叙述正
确的是
()
4
化学试题(三)第3页(共12页)
真题密卷·学
气球
含酚酞的
AgNO;
NaOH溶液
溴水
溶液
X
B
D
A.装置A中发生了氧化还原反应
B.根据装置B中现象可知,PH3不能与碱反应
C.根据装置C中现象可知,磷的非金属性比溴的强
D.装置D中还原产物只有Ag
10.一种有机物催化剂由原子序数依次递增的短周期元素X、Y、Z、W、M组成,结构式如
图。下列说法正确的是
()
A.简单离子半径:MW>Z
B.简单气态氢化物稳定性:Z<Y
C.Z元素所在周期中,第一电离能大于Z的元素有2种
D.基态M原子电子占据的最高能层有9个原子轨道
11.电化学法实现CO2转化的电解装置以及在不同电压条件下不同有机产物的法拉第效
率如图所示[已知:法拉第效率FE(X)=
n(生成X的电子)
n(通过电极的电子)
×100%,选择性S(X)=
n(生成X的CO2)
n(发生反应的CO2)
×100%幻。下列说法正确的是
FE 1.0F
0.9
■HCOOH
0.8
◆-HCHO
0.7(0.75,0.65)
CH,OH
0.6
C,H.OH
0.5
C02
质子交
0.4
(1.0,0.4)
HCOOH换膜
H,O
0.3
HCHO
CH.OH
0.2
0015)
一一
。●●●●
C,H.OH
0.1
0.0
NaCI溶液
NaCl溶液
人+++中中+
0.60.70.80.91.01.11.21.31.41.51.6
甲
乙
电压/N
图1光电化学法转化装置示意图
图2有机产物的法拉第效率随电压变化图
4素养月度测评
化学试题(三)第4页(共12页)
A.0.7V时,阴极主要发生的反应为CO2+2e+2H+一HCOOH
B.0.75V时,每有1 mol CO2参与反应,生成HCOOH的物质的量为0.65mol
C.1.0V时,HCHO的选择性约为57.1%
D.1.3V时,若生成4.6gC2HOH,通过质子交换膜的H+总数为12NA
l2.一定温度下,利用铜-铈氧化物(xCuO·yCeO2,Ce是活泼金属)催化氧化可除去H2
中少量CO,反应机理如图1所示,CO的转化率随温度变化的曲线如图2所示。
0,+C0
●0
●□☒
☒Cu
100
CO,
催化剂载体
●ce
80
00
空位
60
(i)
▣
OC
40
●⑧
(i)
●-□⑧
20H
催化剂载体←
催化剂载体
2060100140180
Co,
温度/℃
图1
图2
下列说法错误的是
A.步骤(1)中,元素Cu、Ce化合价均不变
B.图2中超过150℃时,CO的转化率下降可能是因为高温下催化剂被H2还原
C.若用C8O参与反应,一段时间后,180可能会出现在铜-铈氧化物中
D.步骤()中有极性键的断裂和形成
13.RNCI是一种有机溶剂,一种海水提溴的部分工艺流程如图所示。下列说法错误的是
()
CL
R NCI
SO,溶液
盐酸
CL
有机相I
有机相Ⅱ
卤水→氧化→吸附
(含R,N[ClBr2])
还原
I(含R,NBr)
洗脱
B浓溶液,转化→蒸馏→液澳
水相I
水相Ⅱ
有机液
A.“吸附”工序利用了溴易溶于有机溶剂的性质
B.“水相Ⅱ”中的溶质为HCl、H2SO:
C.“氧化”和“转化”工序中C2的主要作用相同
D.“洗脱”工序可完成R3NCI的再生
14.某大环分子(BU[6])的合成路线如图所示:
BU一BU
HN
NH
试剂a(C,HgSN2)
C.H1OSNO
试剂b(CH,O)
→BU
BU
BU一BU
HO
OH
E
BU[6]
化学试题(三)第5页(共12页)
真题密卷·学
H(
其中,一Bu一表示H,C一N
N一CH,e
下列说法错误的是
()
A.试剂b的名称为甲醛
B.试剂a的结构简式为H,C一NHC一NHCH
C.F的核磁共振氢谱有3组峰,峰面积之比为1:1:3
D.由E合成1 mol BU[6]时,共有12molH2O生成
15.Mn的某种氧化物MnOx出现O空位时具有半导体性质,其四方晶胞如图所示,设Na
为阿伏加德罗常数的值。下列说法错误的是
()
●Mn
00
nm
a nm
A.Mn的配位数为6
B.Mn位于元素周期表的ds区
174×1021
C.晶胞密度为
Nnabcg·cm-
D.当MnOx晶体有O原子脱出出现空位时,Mn的化合价降低
16.在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分
光光度法测定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的Ka。
a.选择合适的指示剂KIn(HIn为其对应的弱酸),K.(HIn)=3.6×l0-2o
b.向KIn溶液中加入HX,发生反应:In+HX一一X-十HIn。KIn起始的物质的量
c(Hn随1)】
为n(KI,加入HX的物质的量为n(HX),平衡时,测得CIn)段
n,(Kn)的变化
曲线如图所示。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
c平nr)
5.0A
c(Hln))
4.0
HA
3.0
2.0
0入坦
0
n(HX)
0.61.01.41.8
n(KIn)
斗素养月度测评
化学试题(三)第6页(共12页)
4
下列说法错误的是
A.K.(HA)=4.0×10-21
B.在该非水溶剂中,反应B十HA一A-+HB的K<1
C.保持温度不变,在水溶液中进行相同实验,测得K.(HA)、K.(HB)均不变
D.在该溶剂中,Ka(HB)>Ka(HIn)
二、非选择题:本题共4小题,共56分。
17.(14分)从含铅烟灰(主要化学成分为PbO、Fe2O3、In2O3和In2S3)中分离回收铟的工
艺流程如图所示:
MnO2H2SO4P204+煤油盐酸
Zn
含铅烟灰→氧化浸出
→萃取→反萃取→HnCl,溶液→置换→粗铟→电解精炼→铟
滤渣A
水相
有机相
滤液B
已知:①“萃取”时发生反应:
In3++3H2A2(有机相)In(HA2)3(有机相)+3H+K1;
Fe3++3H2A2(有机相)一Fe(HA2)3(有机相)+3HK2。
②“反萃取”时发生反应:In(HA2)3(有机相)+4HCl一3H2A2(有机相)+HInCl4。
回答下列问题:
(1)基态铟原子的电子排布式为[Kr]
(2)“氧化浸出”过程中硫元素最终均以硫酸根离子的形式存在于浸出液中,写出I2S
发生反应的化学方程式:
0
(3)“滤渣A”的主要成分除MnO2外,还有
(填化学式)。
(4)“萃取”所用的萃取剂P204结构如图所示(一R表示某烃基)。从物质结构的角度
比较P204与P507(结构如图1)的酸性:P204P507(填“>”或“<”),并说明可
能的原因:
0
RO
RO
0
RO
OH
P204
P507
图1
(5)“萃取”过程中,铟的萃取率的高低受溶液的pH影响很大。当pH=2.30时,萃取
率为50%,若要将萃取率提升到95%,应调节溶液的pH=
(忽略萃
取剂浓度的变化,结果保留三位有效数字)[已知:H与萃取率(E%)的关系为
E%
c3(H+)
g1E%=1gK-1gH2A2)lg19=1.28]。
(6)盐酸的浓度与铟、铁的反萃取率的关系如图2所示,则“反萃取”过程中应选择盐
酸的最佳浓度范围为
化学试题(三)第7页(共12页)
真题密卷·学科
60
In3
40
20
Fe3+
0
23456>
盐酸浓度/(moL1)
图2
(7)电解精炼铟时阳极材料应选用
,随着电解的不断进行,电解液中c(In3+)
会逐渐
(填“增大”“减小”或“不变”)。
18.(14分)某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
(1)配制稀碘液:移取10.00mL碘酒,准确配制100mL稀碘液。需要的玻璃仪器有烧
杯、玻璃棒
(填标号)。
100mL
a.
\20℃
(2)测定碘含量:每次量取25.00mL稀碘液于锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液,加入适量
稀H2S04后,用浓度为0.1000mol·L1Na2S2O3标准溶液滴定,实验数据如表
所示:
序号
Na2S2O3溶液的用量/mL
稀碘液的用量/mL
1
21.32
25.00
2
20.02
25.00
3
19.98
25.00
已知:2Na2S2O3+I2
-2NaI+Na2 SO
①第1次实验Na2S2O3溶液的用量明显多于后两次,可能的原因有
(填标号)。
a.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗
b.滴入半滴标准溶液,溶液变色,即判定达到滴定终点
c.滴定达到终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生
d.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面
②该碘酒中碘的含量为
g·mL-1。
养月度测评
化学试题(三)第8页(共12页)
(3)借鉴(2)的方法。用如图所示的流程测定海带中的碘含量。
0.0082moL
Na,S2O;
8滴
过量(2滴管)2滴
0.1 molL!
0.2 mol.L
淀粉
H,SO
H,O,
溶液
10.00mL
含待测液
①加入H2O2溶液发生的离子反应方程式为
②预测达到滴定终点的实验现象为
,然而,在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。
继续滴加Na2S2O3溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(4)探究异常现象产生的原因。
该学习小组通过设计对照实验,发现空气中的氧气并不能较快地氧化待测液中
的I。
提出猜想:过量的H2O2将生成的I重新氧化成碘单质。
验证猜想:将10mL待测液、8滴0.1mol·L1H2SO4溶液、2滴淀粉溶液和
混合,用N2S2O3溶液滴定,若待测液变为无色后又反复原色,则证明猜想
不成立。
提出疑问:什么物质反复氧化碘离子?
寻找证据:试剂加入量与验证猜想步骤中一致,氧化后的待测液静置半小时,利用
氧化还原电势传感器测定滴定过程中电势的变化,待溶液变色后停止滴定,溶液恢
复原色后,继续滴加Na2S2O3至溶液变色,循环往复,得到如图所示的曲线。
已知:1.氧化性物质的电势值高于还原性物质;
ⅱ.一定条件下,氧化性物质的浓度越高,电势越高,还原性物质浓度越高,电势
越低。
480
460
440
420
400
380
360
340
50
100
150200
250
300
350
时间(s)
化学试题(三)第9页(共12页)
真题密卷·学科
a~b段电势升高的原因是
(填化学式)被氧化。由a~b段电势变化的
趋势较b~c段更加平缓,可推测溶液反复变色的原因是
优化流程:向H2O2氧化后的待测液中
,再进行滴定,达到滴
定终点时待测液变色后不会恢复原色。
19.(14分)我国要在2060年实现碳中和的目标,减少C02的排放并利用CO2是我国能源
领域的一个重要战略方向。在CO2与H2催化合成甲醇的体系中,同时存在以下反应:
反应1:CO2(g)+H2(g)CO(g)+H2O(g)△H1=+41.1kJ·mol-1;
反应i:CO(g)+2H2(g)CH3OH(g)△H2=-90.0kJ·mol-1;
反应m:CO2(g)+3H2(g)=CH3OH(g)+H2O(g)△H3。
(1)若反应正反应的活化能为E。,则逆反应的活化能E。'为
kJ·mol-1;若
要使反应川正向自发进行,(填“高温”或“低温”)更有利。
(2)对于反应1:0=v正-v逆=正·c(CO2)·c(H2)-k逆·c(CO)·c(H2O),其中
飞正k整分别为正反应逆反应的速率常数。若升高温度,
k正
(填“增大”
“减小”或“不变”)。
(3)向恒容的密闭容器中加入1 mol CO2和3molH2发生上述反应,达到平衡时,测得
各组分的物质的量分数随温度变化的曲线如图所示。
0.71
H
a(270,0.65)
※0.6
CO
1b(270,0
0.2
0.1
Z
c(270,0.08)
X
0
200220240260
温度7℃
已知:C0:的平衡转化率a(C02)=”期始(C0,)-平衡(C0,)
×100%;
n初始(CO2)
n平衡(CH3OH)
甲醇的选择性:x(CH3OH)=
n初始(C02)-n平衡(CO2
、×100%。
①图中Z代表的物质为
(填化学式)。
②270℃时,甲醇的选择性为
③如何同时提高CO2的平衡转化率和甲醇的选择性:
素养月度测评
化学试题(三)第10页(共12页)
4
(4)某温度下,将1 mol CO2和3molH2充入容积不变的2L密闭容器中,初始总压为
8MPa,只发生反应,测得不同时刻反应后与反应前的压强关系如表:
时间
1
3
卫后/p前
0.92
0.85
0.79
0.75
0.75
①用CO2表示前2h的平均反应速率:
mol·L-1·h-1。
②该条件下的分压平衡常数为
(MPa)-2(结果用分数表示,用平衡分压代
替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
③上述反应达平衡时,逆反应速率与容器中c(CH3OH)关系如图所示。图中x点
时升高温度,反应重新达平衡状态时,新平衡点可能是
(填图中字母)。
c(CH,OH)
(5)二维锑片是一种新型电化学催化剂,一定条件下可以催化CO2向有机物转化的过
程,部分反应历程如图所示(¥表示过渡态),已知在二维锑片表面生成HCOOH的
速度更快,请将过渡态与产物之间的连线补充完整。
*COOH
*H
*OCHO
HCOOH
CO2、H
CO+H2O
*CO2、*H
二维锑片
2H.
反应历程
20.(14分)具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H的合成路线如图所示:
CH,CI
CH,CN
OH
(CH;CO)20
AICI
CH2O
OH
NaCN
OH
H.C
H,PO,
BA回
HCI
CH,CH,CH,OH→
CH
H.C
H.C
A
D
E
CH,COOH
CH,CN
H
12-DMSO
OHC
H,O
H,(
HSO
一定条件
G
4
化学试题(三)第11页(共12页)
真题密卷
R AIC
已知:①Fries重排反应
②I2DMSO是有机化学中的一种氧化偶联试剂,可以选择性地将某些原子(如C、N、O
等)偶联起来转化为C一C键、C一N键、C一O键等。
回答下列问题:
(1)化合物E中含氧官能团的名称是
,A→B的反应类型是
(2)合成路线中C的结构简式为
(3)写出E→F的化学反应方程式:
(4)结合平衡移动原理,分析反应D→E时使用CH3CH2OH作为溶剂的原因是
(5)化合物X是B的同分异构体,满足以下条件的X有
种(不考虑立体异构),其
中核磁共振氢谱有5组峰,且峰面积之比为1:2:2:2:3的物质为
(写出一种即可)。
①苯环上有三个取代基。
②X与NaOH反应,1 mol X常温下可以和2 mol NaOH发生反应。
③X不与NaHCO3反应。
(6)利用邻苯二酚合成肾上腺素的一种路线如图所示:
OH
HO
OH
HO
POCI;,CICH,COOH
CH NH2
H2
CH-CIO)
Q
催化剂HO
NH-CH
肾上腺素
结合以上信息,写出反应N→Q的化学方程式:
学科素养月度测评
化学试题(三)第12页(共12页)·化学·
参考答案及解析
2024一2025学年度下学期学科素养月度测评
化学(三)
命题要素细目表
关键能力:I.理解与辨析能力Ⅱ.分析与推测能力Ⅲ.归纳与论证能力V.探究与创新能力
核心素养:①宏观辨识与微观探析②变化观念与平衡思想③证据推理与模型认知④科学探究与
创新意识
⑤科学态度与社会责任
题号
题型
核心素养
分值
考查内容
关键能力
预估难度
IⅢW
①
②③④⑤等级系数
1
选择题
2
化学与STSE
易0.85
2选择题
化学用语
易0.75
3
选择题
2
阿伏加德罗常数的计算
易
0.75
4
选择题
2
离子方程式的书写
中
0.70
5
选择题
2
有机合成:原子共面、反应条件
中
0.70
反应类型
6
选择题
2
化学反应原理
必
0.60
7
选择题
2
有机物的转化:催化剂、共价键
中
0.60
8选择题
2
原电池、电解池原理及应用
中
0.55
9
选择题
2
小综合实验:氧化还原、现象分析
中
0.60
10
选择题
元素推断:离子半径、氢化物稳定
2
中
性、第一电离能、原子轨道
0.65
11选择题
电化学实验分析
中
0.55
反应机理:反应历程、催化剂、化
12
选择题
4
合键
中
0.60
13选择题
小工艺流程:有机溶剂、反应产
4
中
物、试剂作用
0.55
14选择题
有机合成:结构简式、核磁共振
4
中
氢谱
0.65
15选择题
4
晶胞:配位数、密度计算
难
0.40
16选择题
4
电离平衡图像分析
难
0.35
工艺流程:电子排布式、化学方程
非选
式书写、成分推测、酸性比较及原
17
14
择题
因分析、PH计算、电解精炼材料
易
0.75
选择等
非选
综合实验:仪器选择、含量计算、
18
14
离子方程式书写、实验现象分析、
中
择题
0.60
探究异常现象及其原因分析等
非选
化学反应原理:活化能、速率常
19
择题
14
数、选择性、反应速率计算、分压
难
0.35
平衡常数计算、反应平衡等
非选
有机合成:含氧官能团、结构简
20
择题
14
式、化学方程式、平衡移动分析、
中
0.60
同分异构体等
化学答案(三)第1页(共9页)
真题密卷
学科素养月度测评
精典评析
TIANSHUJIAOYU
★在非水溶剂中研究弱酸的电离平衡具有重要科学价值。一定温度下,某研究组通过分光光度法测
定了两种一元弱酸HX(X为A或B)在某非水溶剂中的K。
a.选择合适的指示剂KIn(HIn为其对应的弱酸),K.(HIn)=3.6×10-o。
b.向KIn溶液中加入HX,发生反应:In+HX一X-+Hln。KIn起始的物质的量为no(KIn),加入
HX的物质的量为n(HX),平衡时,测得n)g
n(HX)
(n随,(Kn
的变化曲线如图所示。
已知:该溶剂本身不电离,钾盐在该溶剂中完全电离。
c(In)
5.0
cz(HIn)
4.0
HA
3.0
2.0
H
10里
n(HX)
006101418
no(KIn)
下列说法错误的是
()
A.Ka(HA)=4.0X1021
B.在该非水溶剂中,反应B+HA三A-十HB的K<1
C.保持温度不变,在水溶液中进行相同实验,测得K,(HA)、K.(HB)均不变
D.在该溶剂中,K.(HB)>K.(HIn)
【试题解读】
与常见的化学反应和化学平衡类似,物质在非水体系中也存在平衡体系。本题以两种一元弱酸HX
(X为A或B)在非水溶剂中的的测定为研究对象,考查考生对反应变化与规律的掌握程度,引导学生灵活
利用常数进行分析判断,体现了高考评价体系中的基础性与创新性,要求能从题干及图像中提取有效信
息,理清各种复杂的研究对象和复杂的动态变化,考查考生思维的灵活性,本题通过对分式或乘式进行变
形,可以得到相应的平衡常数,解决题给数据不足的问题。这是高考试题对考生思维品质、批判性思维能
力要求越来越高的一种外在体现。通过陌生、复杂的问题情境,系统动态的研究对象,在学习理解的基础
上可以有效考查考生应用实践、迁移创新的能力。
★具有抗菌、消炎等药理作用的黄酮醋酸类化合物H的合成路线如图所示:
CH,CI
CH,CN
OH
(CH,CO),O
回9g+Co,
AICl
OH
NaCN
OH
H.C
HPO
HCIH,C
CHCH,CH,OH产
CH
A
CH,COOH
CH,CN
H
I,-DMSO
OHC-
F
H,SO
一定条件
H.C
已知:①Fries重排反应
②I2-DMSO是有机化学中的一种氧化偶联试剂,可以选择性地将某些原子(如C、N、O等)偶联起来转化
为C一C键、C-N键、C一O键等。
回答下列问题:
【试题解读】
本题属于学术探究情境中的最新合成方法,以一种药物的合成为载体,综合考查有机化学基础模块的
知识,涉及有机物命名、官能团的名称、反应原理的分析、结构简式和化学方程式的书写、同分异构体的判
断等。侧重于信息获取与加工、逻辑推理与论证和批判性思维与辨证能力;主要考查学生自学能力、分析
推理能力、知识迁移运用能力;要求学生能够根据题给信息,从反应物、生成物、反应试剂、反应条件、反应
类型五方面综合分析有机化合物性质和应用的能力,要求学生能够灵活应用正、逆向思维方法解决实际问
题。侧重于化学观念、思维方法和态度责任三个方面学科素养的培养。
4
化学答案(三)第2页(共9页)
·化学·
参考答案及解析
参考答案及解析
一、选择题
n(NaOH)=4:5,反应的离子方程式为4CO2+
1.A【解析】加醋曲酿醋过程涉及淀粉水解为葡
5OH—CO号+3HCO3+H2O,B正确;IC1与
萄糖,葡萄糖分解为乙醇,乙醇氧化为乙酸,涉及
NaOH的反应为非氧化还原反应,离子方程式为
氧化还原反应,A错误;雷雨肥田是氨气在放电
ICl+2OH—IO+C1+H2O,C正确;还原
条件下与氧气反应生成NO,NO被氧化生成
性:I>F2+,氯气先氧化碘离子,后氧化亚铁离
NO2,NO2溶于水生成硝酸的过程,是氨在自然
子,0.2 nol Cl2和0.2 mol Fel2反应时,氯气
界中的转化,B正确;同分异构体是分子式相同、
与碘离子恰好完全反应,离子方程式为2I十
结构不同的化合物,麦芽糖与蔗糖互为同分异构
Cl2—I2十2C1,D错误。
体,C正确;石灰石在高温下分解生成氧化钙和二
5.D【解析】根据合成流程,A与
氧化碳,是吸热反应,D正确。
2.C【解析】中子数为10的氧原子的质量数为
H2C一CH一CH-CH2生成
,可以推断
18:0,A正确;钠失去2×1个电子,化合价升
A为HC一C≡CH,反应①是B发生消去反应生
高,氯得到2×1个电子,化合价降低,双线桥正
成H2C一CH一CH一CH2。结合PHB的结构
确,B正确;有机物系统命名法:①最长-选最长碳
0
链为主链;②最多-遇等长碳链时,支链最多为主
链;③最近-离支链最近一端编号;④最小-支链编
可以推断出D的结构是H0 CHCHCOH,因此C
CH3
号之和最小,则烷烃
的名称为2,
2,6-三甲基庚烷,C错误;氯化氢为共价化合物,
的结构为O=CCH,C-O
CH
。由分析可知A为
存在共用电子对,形成过程正确,D正确。
HC一C=CH,甲基中只有一个氢原子与碳原子
3.A【解析】28gFe物质的量为0.5mol,FeCl2+
及后面的碳碳三键部分共面,所以最多有5个原
2NaBH,+6H2 O=Fe+2B(OH)3+2NaCl+
子共平面,A错误;反应①是B发生消去反应生
7H2个中Fe由+2价降低至0价,水中部分H由
成H2C一CH一CH一CH2,B是卤代烃,反应条
十1价降低至0价,NaBH4中H的由一1价升高
件是氢氧化钠醇溶液、加热,B错误;由D生成
至0价,生成1 mol Fe转移8mol电子,故生成
PHB的反应为缩聚反应,C错误;由分析可知C
0.5 mol Fe转移电子数为4NA,A错误;
0
NaBH4中存在Na+与BH4,为离子键构成的离
子化合物,而1个BH4中有4个。键,0.5mol
的结构为
O=CCH,C-OH
,C中含有羧基可以与钠
CH,
NaBH4固体中c键数为2NA,B正确;B(OH)3
反应,1 mol C与足量Na完全反应可生成0.5mol
分子中,B原子采取sp杂化,O原子采取sp3杂
氢气,在标准状况下的体积是11.2L,D正确。
化,0.5molB(OH)3中sp3杂化的原子数为
6.C【解析】根据题给信息,反应的化学平衡常数
1.5NA,C正确;Fe2+会发生水解,导致亚铁离
子浓度减小,1L0.1mol·L1FeC2溶液
K=p(NH)·p(LO·p(S0,)=(3a)P
中Fe2+数小于0.1NA,D正确。
4.D【解析】沉淀完全时,Ba2+与SO?的物质的
27Pa,反应的化学平衡常数K1=p(H,0):
量之比为1:1,即Ba(HCO3)2与NaHSO4的物
质的量比为1:1,离子方程式为Ba2++HC03十
s0,)=(经P4-62
=4Pa,在该温度下,将一
Ht+SO?-BaSO4+H2O+CO2个,A正确;
定质量的NH.HSO与NaHSO3加入某一密闭
标准状况下,2.24LCO2的物质的量为0.1mol,
容器中达平衡,三种固体均存在,由于平衡「和
250mL0.5mol·L1NaOH溶液中溶质NaOH
ⅱ反应生成的H2O和SO2的量始终相等,则可
的物质的量为0.125mol,参加反应的n(C02):
设达平衡时H2O和SO2的分压为xPa,NH的
化学答案(三)第3页(共9页)
真题密卷
学科素养月度测评
分压为yPa,则K1=x2)y=27
Pa3,K=x2=
量减少2molX7g·mol1=14g,D正确。
9.B【解析】A中制取PH3气体,装置B中颜色不
b
变化,证明PH3与氢氧化钠不反应,C中溶液褪
年Pa2,解得x三2Pay三apPa,据此分析解
色并产生固体,说明溴与PH3发生置换反应生成
答。由分析可知,反应「的化学平衡常数K1=
固体磷,装置D中产生气泡和黑色沉淀说明PH
7Pa,A正确:由分析可知,设达平衡时H,0
与硝酸银溶液发生氧化还原反应,黑色沉淀为
Ag,气泡为NO,据此分析解答。Ca3P2+6H2O
和SO2的分压为xPa,NH3的分压为yPa,则
—3Ca(OH)2十2PH3个,发生非氧化还原反应,
K1=x2y=27Pa,K=x二Pa,解得x
A错误;如果磷化氢与氢氧化钠反应,则装置B
中红色溶液颜色变浅,B正确;溴单质与磷化氢发
4a3
2Pay一27bPa,B正确;保持恒温、恒容,若再
生置换反应,说明溴单质的氧化性比磷的强,溴
通入少量NH3,由于温度不变,K不变,再次达到
的非金属性比磷的强,C错误;反应中有Ag、NO
生成,还原产物为Ag、NO,D错误。
平衡时,反应i中H,0和S0,的分压仍为2Pa,由
10.D【解析】原子序数依次递增的短周期元素X、
此可知反应1中NH的分压仍为
4a3
Y、Z、W、M,X只形成1个共价键,Y形成4个
762Pa,即再次
共价键,Z形成2个共价键、M形成6个共价键,
平衡时体系的总压强不变,C错误;保持恒温、恒
可知X为H元素、Y为C元素、Z为O元素、M
压,若再通入少量NH3,相当于扩大体积,平衡均
为S元素;W形成带1个单位正电荷的阳离子,
正向移动,由于温度不变,K不变,当再次达平衡
结合原子序数可知W为Na元素,以此来解答。
通常离子的核外电子层数越大半径越大,电子
时,反应i中H,0和S0,的分压仍为2Pa,由
层数相同时,核电荷数越大半径越小,则离子半
4a3
径:M>Z>W,A错误;非金属性:O>C,非金属
此可知反应1中NH,的分压仍为276Pa,但由
性越强,简单气态氢化物越稳定,则稳定性:
于平衡正移,再次平衡时容器内H2O的物质的
H2O>CH4,B错误;O位于第二周期,随核电荷
量增大,D正确。
数递增,第一电离能呈增大趋势,N的2p轨道
7.C【解析】观察循环图可知,催化剂在起始时参
为半满稳定结构,其第一电离能大于。,且稀有
与反应,最终恢复原物质;中间体在反应过程中
气体为稳定结构,则比O的第一电离能大的元
生成、消耗,A正确;反应过程中Ar一Cl断裂碳
素有N、F、Ne,C错误;M为S,其核外有3个能
氯键,碳氯键是极性键,B正确;平面四边形结构
层,最高能层为第3电子层,存在1个3s轨道,3
的分子,结构有2种:2个氯处于相邻或相对位,C
个3p轨道,5个3d轨道,共9个原子轨道,D
错误;观察机理图示可知Ni(Ⅱ)都形成4个共价
正确。
键,D正确。
11.C【解析】由图可知,右侧电极水失去电子发生
8.D【解析】由图中所给电极材料及电子转移方
氧化反应为阳极,阳极电极反应式
向判断,图乙是放电装置,电极c为原电池的负
为2H2O一4e=4H+十O2个,则左侧电极为
极,d为正极;图甲为充电装置,电极a与电源负
阴极,阴极生成HCHO的电极方程式
极连接,为电解池的阴极,电极b为阳极。据分
为CO2+4e+4H+—HCH0+H20,阴极生
析,图甲为充电装置,电极a与电源负极连接,A
成HCOOH的电极方程式为CO2+2e+2H+
错误:图甲中电极b与电源正极连接,电极反应
一HCOOH,阴极生成CH3OH的电极方程式
式为PFg十nC-e一Cm(PF6),B错误;图乙
为CO2+6e+6H+—CH3OH+H2O,阴极
中c是原电池负极,d是正极,因此电极d的电势
生成C2HsOH的电极方程式为2CO2十12e十
高于电极c,C错误;图乙中电极c反应为AILi一
12H+CH3CH2OH+3H2O,由图2可知,通
e一Al十Li计,因此当电路转移电子数为2mol
过改变电压可以选择性地获得不同还原产物。
时,电极c上2 mol Li参加反应,理论上电极c质
由图可知,0.7V时,FE(HCOOH)≈0.3,根据
化学答案(三)第4页(共9页)
·化学·
参考答案及解析
法拉第效率公式,则有更多电子参与其他反应,
反应生成HCI和R3NBr,用盐酸洗脱R3NBr生
阴极的主要反应不是CO2+2e十2H+
成HBr和RNCI,HBr被氯气氧化生成溴单
HCOOH,A错误;0.75V时,生成HCOOH和
质,“蒸馏”得到液溴,据此分析回答问题。“吸
HCHO,生成等物质的量的HCHO或HCOOH
附”实际发生的是萃取,利用了溴易溶于有机溶
产物时转移的电子不同,FE(HCOOH)=0.65,
剂的性质,A正确;由流程转化关系可知,“还
则S(HCOOH)≠0.65,那么每有1 mol CO2参与
原”时二氧化硫与RN[CBr2]反应生成
反应,生成HCOOH的物质的量不为0.65mol,B
H2SO4、HBr、R3NCI,故“水相Ⅱ”的溶质为
错误;由图,1.0V时,FE(HCOOH)=0.15、
HCl、H2SO4,B错误;分析可知“氧化”和“转化”
FE(HCHO)=0.4,假设通过电极10mol电
工序中C12的主要作用相同,都是氧化溴离子生
子,则根据法拉第效率公式和CO2十2e+
成溴单质,C正确;用盐酸洗脱RNBr生成HBr
2H+=HCOOH,生成HCOOH:10molX
和RNCI,“洗脱”工序可完成RNCI的再生,D
0.15×2
正确。
=0.75mol,同理生成HCHO:
14.D【解析】E和试剂a反应后生成F,F和试剂
0molX0,4X=1.0mol,结合碳守恒,则
b反应生成BU[6],结合E和BU[6]的结构,可
1
HH0的选择性为1+0.7万×100%=57.1%,
知
a为
H,CNHC-NHCH,F为
C正确;由图可知,1.3V时,FE(C2HOH)=
0.05,若生成4.6gC2HOH(为0.1mol),2C02+
12e+12H一CHCH2OH+3H2O,则转移
,b为HCHO,据此解答。试剂
H.C
0.1mol×12
0.05
=24mol电子,通过质子交换膜的
H+总数为24NA,D错误。
b为HCHO,名称为甲醛,A正确;根据上述分
12.A【解析】由图1可知,步骤(1)中,CO结合
析可知,试剂a的结构简式为
了催化剂中的氧原子生成了二氧化碳,同时催
化剂中形成空位;经过步骤(ⅱ),CO和氧气吸
H,C-NH C-NH CH,,
B正确;根据上述分析可
附在催化剂载体上;步骤(ⅲ)中,吸附在催化剂
0
载体上的CO和氧气发生反应生成了二氧化碳,
同时催化剂中的空位有氧原子进入。由图可
知,F为H,C
CH,该物质分子中含有3
知,步骤(ⅰ)中,有氧原子被空位代替,由于氧
元素非金属性较强显负价,则元素Cu、Ce化合
价均降低,A错误;催化剂为铜-铈氧化物,高温
种不同位置的H原子,因此其核磁共振氢谱有
下,H2可还原氧化物,则催化效率可能降低,
3组峰,峰面积之比为1:1:3,C正确;每
CO的转化率下降,B正确;由图可知,步骤(ⅲ)
1molE和试剂a反应生成F时,同时反应生成
中有1个氧原子进入空位,该氧原子可能来自
2mol水,F和b反应生成BU[6]时有6mol水
氧气分子或C8O,故若用C8O参与反应,一段
生成,由E合成1 mol BU[6]时,共生成H2O的
时间后,18O可能会出现在铜-铈氧化物中,C正
物质的量为6×2mol+6mol=18mol,D错误。
确;由图可知,步骤(川)中涉及C三O极性键的
15.B【解析】由晶胞结构可知,晶胞中与位于体心
断裂和C一O极性键的形成,D正确。
的锰原子距离最近的氧原子个数为6,则锰原子
13.B【解析】卤水“氧化”时,氯气与卤水中溴离子
的配位数为6,A正确;Mn位于元素周期表的d
反应生成溴单质,同时氯气和水反应生成盐酸进
区,B错误;由晶胞结构可知,晶胞中位于顶点和
入“水相I”,“还原”时二氧化硫与RN[CB2]反
应生成H2SO4、HBr、R3NCI,RNCI再与HBr
体心的锰原子个数为8X日+1=2,位于面上和
化学答案(三)第5页(共9页)
真题密卷
学科素养月度测评
体内的氧原子个数为4×
1
水溶液中的K。值会发生变化,C错误;由于
2
十2=4,设晶体的密
K,(HB)
×(55+16×2)
y>0.5c0,则K2=
K,(HIn)
>1,则K.(HB)>
度为ρ,由晶胞的质量公式可得
NA
K。(HIn),D正确。
174×1021
101abcp,解得p=
NAabc g·cm-3,C正确;
二、非选择题
17.(1)4d15s25p(1分)
由化合价代数和为0可知,当MnOx晶体有氧
(2)In2S+12MnO2+12H2S04In2(S04)3
原子脱出出现空位时,锰元素的化合价降低,D
+12MnSO4+12H2O(2分)
正确。
(3)PbSO4(1分)
16.C【解析】由变化曲线图可知,当n(HA)
no(KIn)
(4)>(2分)一R是推电子基团,使含氧酸的
1.0时,C(n)
酸性减弱或一OR是吸电子基团,使含氧酸的酸
c+(HIn)
=3.0,设初始co(KIn)=
性增强(2分)
co mol·L1,则初始c(HA)=c0mol·L1,转
(5)2.73(2分)
化的物质的量浓度为xmol·L-1,可列出三
(6)2~3mo1·L1(1分)
段式:
(7)粗铟(1分)减小(2分)
In+HA≌A+Hln
【解析】含铅烟灰(主要化学成分为PbO、
起始浓度(mol·L)cco
00
Fe2O3、InzO3和InzS3)加入MnO2、H2SO4氧
转化浓度mol·L-)
x
x
化酸浸后,PbO转变为PbSO4沉淀,FezO3和
平衡浓度(mol·L-)co-xco-x
In2O3分别溶于硫酸,In2Sg、MnO2、H2SO4发
由学(n)
=3.0,即0x
生氧化还原反应,滤液中含Fe3+、In3+、SO、
c平(HIn)
=3.0,解得x=0.25c0,
x
Mn2+,“滤渣A”为过量的MnO2和PbSO4,向
c(A)·c(HIn)
则该反应的平衡常数为K1=
滤液中加入有机萃取剂除去Mn+、SO,向有
c(In)·c(HA)
机相中加入盐酸,反萃取除去Fe3+,向HInCl
c(A)·c(Hln)·c(Ht)
K(HA)
溶液中加入Zn,发生置换反应得到粗铟,电解精
c(In)·c(HA)·c(H)
K(HIn)
炼得到铟。
0.25co×0.25c0
K(HA)
0.75coX0.75c。3.6X100,解得K.(HA)
(1)基态铟原子的电子排布式为[Kr]4d5s25p。
4.0×1021,A正确;根据图像可知,当
(2)由分析可知,In2Sg、MnO2、H2SO4发生氧化
n(HB)
还原反应,S由-一2价变为十6价,Mn由十4价
no(KIn)
=1.0时,设此时转化的物质的量浓度
变为十2价,则InzS发生反应的化学方程式
为ymol·L1,可列出三段式:
In2 Sa+12MnO2+12H2 SO,=In2 (SO,)3
In-+HBB-+HIn
+12MnS04+12H2O。
起始浓度(mol·L)cco
00
(3)由分析可知,PbO转变为PbSO4沉淀,
转化浓度(mol·L)yy
y
y
即PbO+H2SO4PbSO4+H2O,“滤渣A”
平衡浓度(mol·L-)Coy co-y
除了过量的MnO2还有PbSO4。
此时学(n)
(4)一R是推电子基团,使含氧酸的酸性减弱
m)1.0,即o一y<1.0,则y>0.5co
y
或一OR是吸电子基团,使含氧酸的酸性增强,
K.(HB)、
导致P204的酸性强于P507的酸性。
则平衡常数K:=K,Cn>K1,则K.(HB)>
E%
c3(H+)
K,(HA);反应B+HA==A+HB的K=
(5)由1g1E%=lgK-lgHA)可知,当
c(HB)·c(A)c(HB)·c(A-)·c(H+)
50%
c(HA)·c(B)-c(HA)·c(B)·c(H+)
pH=2.30时,苯取率为50%,则1g1-50%
K (HA)
<1,B正确;HA和HB在非水溶剂和
(10-2.3)3
(10-2.3)3
K (HB)
lgK-lg。心(HA),可得1gK=g(H,A)
化学答案(三)第6页(共9页)
·化学·
参考答案及解析
若将萃取率提升到95%,忽略萃取剂浓度的变
①盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未
95%
c3(H+)
化,则1g95%=gK-g。CH,A),将gK
润洗,造成标准溶液用量过多,a符合题意;滴入
半滴标准溶液,溶液变色,应该等半分钟,变色
(1023)3
c3(H)
代入得,lg19=lg。HA)一1g。A),所以
后立即判定达到滴定终,点,会使记录的标准液
体积用量偏少,b不符合题意;滴定达到终,点时
-×21--
发现滴定管尖嘴内有气泡产生,使记录的标准
3lg1023-3lgc(H+),代入1g19=1.28可得,
液体积用量偏少,℃不符合題题意;滴定终点读取
1.28=-6.9-3lgc(H+),-lgc(H+)=
滴定管刻度时,俯视标准液液面,使记录的标准
1.28十6.9=2.73,所以若将萃取率提升到
液体积偏小,d不符合题意。
3
95%,应调节溶液的pH=2.73。
②由方程式可知,m)=×m(Na:S0,)=
(6)反萃取时,Fe3+尽可能留在有机相,In3+尽
可能反萃取到水相,则由题中图示可知,当盐酸
2×(20×103L×0.1000molL1)-103mol,
的浓度在2~3mol·L1之间时,In3+的反萃取
则原10.00mL碘酒中含碘的物质的量n(L)=
率较高,而F3+的反萃取率很小,所以盐酸的最
10-3 molX
100mL
=4X103mol,碘酒中碘的含量
佳浓度范围为2~3mol·L1。
25 mL
(7)电解精炼铟时,阳极材料是粗铟,阴极材料
为4X103mol×254g·mol1
=0.1016g·mL1。
选用纯铟,电解液含有In3+,随着电解的不断进
10.00mL
行,粗铟中比In活泼的金属失去电子,In3+被置
(3)①过氧化氢把碘离子氧化为碘单质的离子
换出来,则电解液中c(In3+)会逐渐减小。
方程式为2I+H202十2H+—I2十2H2O。
18.(1)abc(1分)
②当最后半滴Na2S2O3溶液滴入时,溶液蓝色
(2)①a(1分)②0.1016(2分)
恰好褪去,且半分钟后不恢复蓝色说明达到滴
(3)①2I+H2O2+2H+—I2+2H20(2分)
定终点。
②滴入最后半滴标准溶液,溶液蓝色褪去,且半
(4)为验证是否是过量的H2O2将生成的I重
分钟后不恢复蓝色(2分)
新氧化成碘单质,向待测液中滴加少量H2O2
(4)少量过氧化氢(1分)I厂(1分)H202氧
进行实验;一定条件下,氧化性物质的浓度越
化I的速率比NazS2O3还原I的速率慢得多,
高,电势越高,还原性物质浓度越高,电势越
体系中未来得及反应的H2O2逐步氧化溶液中
低。a~b段电势升高的原因是过氧化氢氧化
的I,导致滴定后的溶液反复变色(2分)加
I生成具有氧化性的碘单质;由a~b段电势变
少量MnO2催化H2O2分解(2分)
化的斜率小于b~℃段可推测溶液反复变色的原
【解析】Na2S2O3具有还原性将I2还原,
因是H2O2氧化I速率慢于Na2S2O3还原I2
2NazS2O3十2一2Nal+NazS4O6,利用淀粉
的速率,体系中未来得及反应的H2O2逐步氧
作指示剂进行滴定;H2O2具有氧化性将I厂氧
化,2I+H202十2H+—I2十2H20,利用淀粉
化溶液中的I,导致滴定后的溶液反复变色;向
作指示剂进行滴定;滴定终点,继续滴
H2O2氧化后的待测液中加入少量MnO2催化
加Na2S2O3,会有H2O2氧化I厂与Na2S2O3还
H2O2分解,使过氧化氢完全分解再进行滴定
原I2的两个过程,因速率不同而产生现象的循
到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
环往复,据此分析。
19.(1)E.+48.9(1分)低温(1分)
(1)移取10.00mL碘酒,准确配制100mL稀碘
(2)增大(1分)
液,需要100mL容量瓶、胶头滴管、酸式滴定
(3)①H2O(1分)②50%(2分)③增大压强
管,故选abc。
(1分)
(2)根据反应:2Na2S2O3+I2—2Nal+Na2SOs
分析。
(4)①0.0752分)②27(2分)⑧a1分)
化学答案(三)第7页(共9页)
真题密卷
学科素养月度测评
*COOH
则(1-a十3-3a十a十a)mol=3.4mol,解得
*H
a=0.3mol,用CO2表示前2h的平均反应速率
*OCHO
△n
0.3 mol
HCOOH(2分)
△cV
CO+H2O
v(C02)=
=2L
=0.075mol·
△t△t
2 h
二维锑片
L1·h1。
反应历程
②由图可知,该反应在4h时反应已达到平衡状
【解析】(1)根据反应ⅰ:C02(g)+H2(g)一
态,压强之比等于物质的量之比,则平衡时气体
C0(g)+H20(g)△H1=+41.1kJ·mol-1
总物质的量为4mol×0.75=3mol,到达平衡
和反应i:CO(g)十2H2(g)一CH3OH(g)
时,CO2的转化量为xmol,列出三段式:
△H2=-90.0kJ·mol1得反应i:CO2(g)十
CO2(g)+3H2(g)CH,OH(g)+H2O(g)
3H2(g)=CHOH(g)+H2O(g)△H3,则
起始mol
1
3
△H3=△H1+△H2=-48.9kJ·mol-1,△H=
转化mol
3x
x
E。-E4,则E=E。十48.9kJ·mol-1;该反应
平衡mol
1-x3-3x
的△H<0、△S<0,由△H-T△S<0得该反应
则(1-x+3-3x十x+x)mol=3mol,解得
在低温下正向自发进行。
x=0.5,平衡时压强为8×0.75=6MPa,
(2)当反应ⅰ处于平衡时,则正反应速率等于逆
0.5 mol
p(c02)=3mo'
X6MPa=1MPa,同理
反应速率,℃正=v是,即正c(CO2)·c(H2O)=
(H2)=3 MPa,(CH OH)=1 MPa,(H2 O)=
k正_c(CO)·c(HO)
kec(C0)·c(H,0),k-c(C0)·c(H0)
1MPa,设该条件下的分压平衡常数为K。=
=K反应1的△H1>0,正向吸热,升高温度,
p(CHOH)·p(H2O)1MPa·1MPa
p(CO2)·p3(H2)
=1MPa·(3MPa)
时化学半衡常数K增大,故增大
27MPa)-。
(3)①达到平衡时,反应1、ⅱ、川同时存在。升
③反应川为放热反应,升高温度,反应速率加
高温度,反应1正向进行,反应ⅱ逆向进行,均
快,平衡逆向移动,甲醇的体积分数减小,则为
为生成CO的方向,则CO的物质的量分数增
a点。
加,故X表示CO;反应ⅱ、反应川均逆向进行,
(5)已知在二维锑片表面更生成HCOOH的速
则CHOH的物质的量分数减少;反应1正向
度更快,说明生成HCOOH的活化能最小,结合
进行,则H2O的物质的量增多,而反应逆向
图示、兼顾原子守恒,生成过渡态*OCHO的活化
进行,则H2O的物质的量减少,但H2O的减少
程度比CH3OH的减少程度小,故Y为
能最小,则过渡态*OCHO转化成HCOOH,过渡态
CH3OH,Z为H2O。
*COOH转化成CO和H2O,过渡态*H转化成
②根据270℃时,C0和CH3OH的物质的量分
2
H2,故将过渡态与产物之间的连线补充为
数相等,可知参加反应的C02有50%转化为
CH3OH、50%转化为CO,故CH3OH的选择性
*COOH
为50%。
*H
③增大压强,能同时增大CO2的平衡转化率和
OCHO
甲醇的选择性。
HCOOH
女要
(4)①压强之比等于物质的量之比,2h时气体
C02、F、*C02H
CO+H2O
总物质的量为4mol×0.85=3.4mol,达到平
二维锑片
H
衡时,设CO2的转化量为amol,列出三段式:
反应历程
CO2(g)+3H2(g)CH,OH(g)+H2O(g)
20.(1)羟基、酮羰基(1分)
取代反应(1分)
起始mol
1
3
转化/mol
3a
(2)
CH,(2分)
平衡/mol
1-a3-3a
a
0
化学答案(三)第8页(共9页)
·化学·
参考答案及解析
CH.CN
OH
酮羰基;由信息①可知,B中含有一DOCCH,
人一定条件
(3)HC
OH
与
(2分)
结合A→B的反应条件,
H.C
(4)降低产物NaCl的溶解度,使生成E的平衡
CH,COO
正向移动(2分)
(CH3CO)2O在酸性条件下生成B(
CH
(5)30(2分)
或
和CH3COOH,该反应为取代反应。
(2)结合信息①以及D的结构简式,可知C
(2分)
OH
HO
CH
为H,C
CH NH-
(6)
+HC(2分)
(3)结合信息②可知,E→F的反应方程式
NHCH
CH.CN
CH.CN
【解析】由信息①可知,B中含有一OOCCH.,
H.C
CH,+OHC
OH
0
结合A→B的反应条件,HC
与
(4)对比D和E的结构简式可知,D→E反应生
CH,COO
成E和NaCl,NaCl在乙醇中的溶解度较小,因
此用乙醇作溶剂可以降低NaCl的溶解度,使反
(CH3CO)2O在酸性条件下生成B(
)和
应正向移动。
CH
(5)化合物X中除苯环外有2个酚羟基和1个
CH,COO
HO
OH
一C3H;基团,即
而—C3Hs
CH&COOH,
与A1CL3加热条件下生成
C.Hs
CH
OH
有一CH2CHCH2、一CH=CH一CH3,
CH
OH
,C为
CH:对比D和
一C(CH3)=CH2、<共4种结构,也可以
.C
是苯环上连接一OOCH和2个一CH3,再结合
E的结构简式可知,D→E反应生成
苯环XXY型有6种同分异构体,共计有5×6=
CH,CN
30种同分异构体。其中核磁共振氢谱有5组
峰,且峰面积之比为1:2:2:2:3的物质为
CH,和NaCl;结合信息②可知,E→F
H.C
HO
OH
过程中E中与酮羰基相连的甲基与
HO
OH或
0
OHC-
O中的醛基先发生加成反应,生成的
(6)根据合成路线可知,在POC的作用下
HQ
OH
物质再发生消去反应,得到F和H2O,其反应方
和CICH,COOH发生取代反应生成N和
程式为
HQ
OH
CH,+OHC
H2O,N的结构简式为
,N→Q的反应方
0
C
CH,CN
OH
OH
F的结构简式为
H.C
程式为
+CH NH
-HCI
NHCH
(1)根据E的结构简式可知含氧官能团为羟基、
化学答案(三)第9页(共9页)