题组预测01(大题专练)(陕晋青宁专用)2026年高考化学终极冲刺讲练测
2026-03-26
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3份
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41页
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 化学 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高三 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 高考复习-三轮冲刺 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 陕西省,山西省,宁夏回族自治区,青海省 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.23 MB |
| 发布时间 | 2026-03-26 |
| 更新时间 | 2026-03-26 |
| 作者 | 数理化精进工作室 |
| 品牌系列 | 上好课·冲刺讲练测 |
| 审核时间 | 2026-03-26 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57016957.html |
| 价格 | 3.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
命题预测
参考答案
A组
1.(14分)(1) O (2分) sp2(2分)
(2) ① (2分) 高温(2分)
(3)温度过低,反应速率太慢;压强过高,设备要求高,增大生成成本(2分)
(4) 正 (1分) (3分)
2.(14分)(1)(2分)
(2)放热(1分)
(3)(2分)
(4),吸收氯气,防止环境污染(答案合理即可)(2分)
(5)随着反应的进行,浓盐酸被稀释变为稀盐酸,反应不再进行(答案合理即可)(2分)
(6) (2分) > (1分) HCl (1分) HClO(1分)
3.(15分)(1) 不属于 (2分) 盐(2分)
(2) 氧化性(2分) (2分)
(3) 气泡 (2分) 还原性 (2分) (3分)
4.(15分)(1)(2分)
(2)(3分)
(3) a (2分) e(2分)
(4)(3分)
(5)防止酚羟基在第④步反应时被氧化(3分)
B组
(建议用时:35分钟 满分:58分)
1.(14分)(1)BCE(2分)
(2)AC(2分)
(3) (2分) > (1分) 该反应为可逆反应,1 mol 和3 mol 不可能完全反应,所以放出的总能量小于49 kJ(2分)
(4) a (1分) (2分) 0.5(2分)
2.(14分)(1) 分液漏斗 (2分) (3分)
(2)d→e→b→c→g→h→f(3分)
(3)排净装置中空气(2分)
(4)吸收未反应完的氯气且防止空气中的水蒸气进入⑤装置(2分)
(5)防止氯化铁凝结为固体后堵塞导气管(2分)
3.(15分)(1)增大反应物接触面积,加快浸出速率,使反应更充分,提高原料浸出率(2分)
(2)(3分)
(3)(3分)
(4)(3分)
(5)取少量最后一次洗涤液于洁净试管中,加稀盐酸酸化,再滴加溶液,若无白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净;若产生白色沉淀,说明未洗涤干净(4分)
4.(15分)(1)(1分)
(2)硝基、酰胺基(1分)
(3)(2分)
(4)(2分)
(5)AC(2分)
(6) 4-硝基苯甲醛 (2分) 氧化反应 (1分) (2分)
(7)(2分)
C组
(建议用时:40分钟 满分:58分)
1.(14分)(1)B(1分)
(2)B(1分)
(3)(2分)
(4) (2分) 0.11(2分)
(5)AB(2分)
(6)催化剂Ⅱ,450 °C(2分)
(7)温度较低时,催化剂的活性偏低,反应速率较小(2分)
2.(14分)(1) 检查装置气密性(1分) b→c→d→a→f→e→c(2分)
(2) 冷凝,便于收集更多产品(1分) 吸水,防止D中水蒸气进入B的试管中导致产品水解损失(2分)
(3) 1.86 kPa(2分) 降低沸点防止在140℃时分解(2分)
(4) p (2分) 二者都是分子晶体,是极性分子,是非极性分子,前者分子间作用力大,所以熔沸点高(2分)
3.(15分)(1)4d25s2(1分)
(2) Na2SiO3 (1分) 300℃条件下碱熔8h(2分)
(3) (2分) Hf(2分)
(4) 1×10-8 (2分) 氯化铵(1分)
(5) (2分) 将FeCl3还原为FeCl2,便于ZrCl4蒸馏分离(2分)
4.(15分)(1)加成反应(2分)
(2)氰基、酰胺键(2分)
(3)(4分)
(4)保护氨基不提前参与反应(2分)
(5)或(3分)
(6)增大药物水溶性,利于吸收(2分)
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命题预测
A组
(建议用时:30分钟 满分:58分)
1.(14分)泸州天然气资源丰富,形成以天然气为原料合成氨和尿素[CO(NH2)2]等重点产品的化工产业,涉及的反应如下:①
②
③
回答下列有关问题:
(1)尿素分子的结构如图所示:
。
其组成元素中电负性最大的是___________(填元素符号);C原子的杂化轨道类型是___________。
(2)上述反应中ΔS>0的是___________(选填“①”“②”或“③”),其中反应①在___________(选填“高温”或“低温”)条件下有利于自发进行。
(3)反应②中平衡时NH3的体积分数与温度和压强的关系如下表所示。实际生产中选择的是400℃、10~30MPa的条件,而未选择200℃、60~100MPa的条件。试解释其原因___________。
温度/℃
氨的体积分数/%
10 MPa
30 MPa
60 MPa
100 MPa
200
81.5
89.9
95.4
98.8
400
25.1
47.0
65.2
79.8
600
4.50
13.8
23.1
31.4
(4)我国科学家研制出一种利用CO2和NH3为原料电催化合成尿素的新方法,其原理如图所示。图中“a”处接电源___________(填“正”或“负”)极;生成OCN-的电极反应为___________。
2.(14分)用如图装置(气密性好)研究Na与Cl2的反应。
实验步骤:
①将一定量浓盐酸滴在KMnO4粉末上,立即产生黄绿色气体。
②待黄绿色气体均匀充满集气瓶时,关闭止水夹。
③再向钠粒上滴2滴水,片刻后钠燃烧,产生白烟,白色固体附着在集气瓶内壁上。
回答下列问题:
(1)实验室中用MnO2和浓盐酸也能制备Cl2,写出反应的化学方程式:___________。
(2)步骤③,引起钠燃烧说明钠与水的反应为___________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)生成白色固体的化学方程式为___________。
(4)结合离子方程式说明NaOH溶液的作用是___________。
(5)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是___________。
(6)某实验小组同学将氯气通入蒸馏水中获得了氯气的水溶液——氯水,并利用如下装置探究氯水的成分及性质:
实验编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验操作
实验现象
溶液变蓝
石蕊溶液先变红,后褪色
(说明:试管中溶液均为1 mL,均滴入5滴氯水;淀粉遇I2变蓝)
①实验Ⅰ中发生反应的化学方程式为___________,由此推断氧化性:Cl2___________I2(填“>”或“<”)。
②实验Ⅱ中溶液变红是由于溶液中含有___________(填化学式,下同);使溶液褪色的物质是___________。
3.(15分)过氧化氢()在化工、环保、医疗等领域有广泛应用,其中一种应用为以粗氧化锌(含ZnO、CuO、FeO)为原料生产立德粉(又称锌钡白,为硫化锌和硫酸钡的混合物),工艺流程如下图所示:
(1)从物质的分类角度分析,氨水___________(填“属于”或“不属于”)电解质,BaS属于___________(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)依据图中信息,可推出具有的性质是___________,“转化”过程用离子方程式表示为___________。
(3)某兴趣小组为了进一步探究的性质进行了如下实验:
【实验操作与现象】
步骤①
在两支试管中分别加入2 mL高锰酸钾溶液
步骤②
向试管1中滴加5滴稀硫酸酸化
向试管2中滴加5滴稀氢氧化钠溶液碱化
步骤③
向两支试管中分别滴加5滴溶液,振荡并观察现象
相同现象
紫红色褪去,同时都有___________产生
不同现象
变为无色透明溶液(含)
产生棕色沉淀()
【实验结论】在酸性或碱性环境下都具有的性质为___________,请写出上表中酸性环境下的离子方程式:___________。
4.(15分)工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯(一种常用的化妆品防霉剂),其生产过程如图(反应条件没有全部注明):
回答下列有关问题:
(1)写出有机物A的结构简式:___________。
(2)写出反应⑤的化学方程式:___________。
(3)反应②的反应类型为___________(填编号,下同),反应④的反应类型为___________。
a.取代反应 b.加成反应 c.消去反应 d.酯化反应 e.氧化反应
(4)写出反应③的化学方程式:___________。
(5)在合成路线中,设计第③和第⑥这两步反应的目的是___________。
B组
(建议用时:35分钟 满分:58分)
1.(14分)按要求回答下列问题:
(1)下列变化中属于吸热反应的是___________。
A.铝片与稀盐酸的反应 B.将胆矾加热变为白色粉末 C.分解
D.甲烷在氧气中的燃烧反应 E.固体与盐酸的反应
(2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是___________。
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入使体系压强增大
D.保持压强不变,充入使容器体积变大
(3)在体积为1 L的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如图:
①从3 min到9 min平均速率___________(结果保留两位有效数字);a点时速率(正)___________(逆)(填>、<或=)。
②若已知生成标准状况下时放出热量为4.9 kJ,而上述反应的实际放热量总小于49 kJ,其原因是___________。
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。
①该微生物燃料电池,负极为___________(填“a”或“b”)。
②该电池正极电极反应式为___________。
③当电路中有0.5 mol电子发生转移,则有___________mol的通过质子交换膜。
2.(14分)下列装置可用于实验室制备少量无水。
已知:无水易潮解且受热易升华。
回答下列问题:
(1)①中盛放浓盐酸的仪器名称为_______,圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为_______。
(2)仪器的接口顺序为_______。
a→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______。
(3)点燃酒精灯之前需要先通一段时间的氯气,原因是_______。
(4)④中碱石灰的作用是_______。
(5)⑤中硬质玻璃管与收集器以粗接口相连的原因是_______。
3.(15分)铁的化合物有广泛用途。
Ⅰ.用工业废渣(主要含有、、及少量)制备绿矾晶体的流程如下:
(1)“浸泡”前将工业废渣粉碎的目的___________。
(2)已知:属于两性氧化物,可以与溶液反应生成。则上述浸泡过程中与溶液反应的离子方程式为___________。
(3)还原过程中,铁粉将硫酸铁还原为硫酸亚铁,请写出离子方程式___________。
(4)以上流程中能够通过循环使用来提高利用率的物质是___________(填化学式)。
Ⅱ.以为原料生产氧化铁的步骤如下(部分操作和条件略):
①将配成溶液。
②溶液与过量溶液混合,得到含的浊液。
③将浊液过滤,用90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到固体。
④焙烧,得到固体。
(5)步骤③中,过滤、洗涤中,通过检验来判断沉淀是否洗涤干净,操作为:___________。
4.(15分)在碱性或酸性催化剂的作用下,利用氨硼烷()可在室温下高效还原酯,其中的代表性反应如下。
(1)化合物1a的分子式为___________。
(2)化合物2a中的含氧官能团有___________(写名称)。
(3)化合物3a在过量的NaOH水溶液中加热,充分反应后加入稀溶液酸化,得到芳香化合物I的结构简式是___________。
(4)芳香化合物Ⅱ是4a的同分异构体,Ⅱ能与溶液发生显色反应且Ⅱ的核磁共振氢谱图上只有3组峰,Ⅱ的结构简式是___________。
(5)下列说法正确的有___________。
A.1a、2a、3a、4a分子中均有大键
B.2a分子中存在p轨道“头碰头”形成的键
C.1a、3a、4a分子中,采取杂化的碳原子的数目依次减小
D.4a分子中含有1个手性碳原子,且4a分子间可存在氢键
(6)已知:
根据上述信息,以化合物x、乙醛和甲醇为有机原料,分三步合成化合物1a.
①第一步,化合物x与乙醛反应:化合物x的化学名称是___________。
②第二步,进行___________(填反应类型)。
③第三步,合成化合物1a:反应的化学方程式为___________(注明反应条件)。
(7)根据题目所给信息,在酸性催化剂的作用下可被还原为___________(写结构简式)。
C组
(建议用时:40分钟 满分:58分)
1.(14分)NO和CO均为汽车尾气的成分,是造成大气污染的罪魁祸首。
(1)在汽车内燃机工作时,空气中的部分成分会直接生成少许NO。对内燃机中生成NO的反应,下列分析正确的是___________。
A.不属于“氮的固定” B.形成雾霾后,可能观察到丁达尔现象。
C.反应的活化能很小 D.该过程在自然界中无法发生
NO和CO在汽车的催化转换器中可发生如下反应:;
(2)已知该反应为自发反应,则该反应的反应热___________0。
A.大于 B.小于 C.等于
(3)已知:①
②
③
则反应 ___________(用含a、b、c的表达式表示)。
(4)一定温度下,将2 mol CO、4 mol NO充入2 L密闭容器。5 min到达平衡,测得的物质的量为0.5 mol,则5 min内该反应的速率v为___________,该反应的平衡常数的数值为___________(保留两位小数)。
(5)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,反应到达平衡时,下列说法错误的是。
A. B.不再生成
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变 D.CO与NO的转化率比值不再改变
YA兴趣小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
(6)由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为___________。
(7)温度低于200℃时,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是___________。
2.(14分)三氯化锑()是重要的化工原料,实验室先通过氢气还原三氧化二锑()制备单质锑,再通入氯气与锑化合制取三氯化锑,实验装置如下图所示(夹持装置省略)。
已知:i.与在高温下反应生成Sb和,反应放热;
ii.Sb与在加热条件下剧烈反应生成,;
iii.和熔沸点:
物质
熔点/℃
沸点/℃
性质
73.4
223(101 kPa)
均极易水解
85.2(1.86 kPa)
2.8
176(101 kPa,140℃时分解)
68(1.86 kPa)
请回答下列问题:
(1)实验步骤
①组装装置后,首先需进行的操作是___________。
②打开气阀,关闭气阀,向石英管中通入足量氩气;打开气阀,关闭气阀,点燃酒精喷灯,请选择后续正确的操作___________:
____→c→____→_____→_____→_____→c(填字母)。
a.改为通氯气
b.改为通氢气至白色固体全部转变成银白色金属
c.改为通足量氩气
d.打开气阀,关闭气阀
e.熄灭酒精喷灯
f.当观察到A装置中固体消失停止通入氯气
(2)装置B中大烧杯内冰水浴的作用是___________。装置C的作用是___________。
(3)收集的中含副产品(一种重要的氟化工的催化剂),分离二者的方法是在___________(填“101 kPa”或“1.86 kPa”)压强下蒸馏。选择该压强的理由是___________。
(4)Sb是51号元素,该元素位于元素周期表___________(填“s”“p”“d”或“f”)区。分子为三角双锥结构()请从物质结构角度解释熔沸点高于的原因___________。
3.(15分)锆(Zr)是一种稀有金属,广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。一种以锆英砂(主要含ZrSiO4,还含有少量Cr、Fe、Hf等元素)为原料生产金属锆和副产物硅酸钙的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”后各金属元素在溶液中的存在形式为ZrO2+、HfO2+、Fe3+、Cr3+。
②25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;
③部分氯化物的沸点数据如表所示:
物质
ZrCl4
CrCl3
FeCl3
FeCl2
沸点/℃
331
1300
316
700
回答下列问题:
(1)Zr是Ti的同族相邻元素,基态Zr原子的价电子排布式是______。
(2)“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:______,温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响如图所示,应采取的条件为______。
(3)“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,写出生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:______,“萃取”操作除去的杂质元素为______。
(4)“氨沉”时产物为Zr(OH)4、Cr(OH)3和Fe(OH)3,反应结束后溶液中,则c(Fe3+)=______mol·L-1,“滤液2”中主要成分是______(填名称)。
(5)“煅烧”时Zr(OH)4分解生成ZrO2,“沸腾氯化”中反应①为“氯化反应”,请写出ZrO2参与该反应的化学方程式:______,氯化反应结束通入H2,目的是______。
4.(15分)阿格列汀是一种口服降糖药,某种合成路线如下:
已知:-Boc为叔丁氧羰基,其结构简式为:-COOC(CH3)3。
回答下列问题:
(1)有机物A→C的反应类型为___________。
(2)有机物C分子所含官能团的名称为___________。
(3)F→H的反应方程式为___________。
(4)有机物H中-Boc的作用是___________,H→阿格列汀酸化过程会产生气体。
(5)I的某种同系物J,分子式为C10H12O2,请写出一种满足下列条件的J的结构简式___________。
①分子中含有一个手性碳原子;
②核磁共振氢谱有7组峰且峰面积之比为3:2:2:2:1:1:1。
(6)比较阿格列汀与阿格列汀苯甲酸盐在水中的溶解性,回答阿格列汀成盐反应的作用___________。
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命题预测
A组
(建议用时:30分钟 满分:58分)
1.(14分)泸州天然气资源丰富,形成以天然气为原料合成氨和尿素[CO(NH2)2]等重点产品的化工产业,涉及的反应如下:①
②
③
回答下列有关问题:
(1)尿素分子的结构如图所示:
。
其组成元素中电负性最大的是___________(填元素符号);C原子的杂化轨道类型是___________。
(2)上述反应中ΔS>0的是___________(选填“①”“②”或“③”),其中反应①在___________(选填“高温”或“低温”)条件下有利于自发进行。
(3)反应②中平衡时NH3的体积分数与温度和压强的关系如下表所示。实际生产中选择的是400℃、10~30MPa的条件,而未选择200℃、60~100MPa的条件。试解释其原因___________。
温度/℃
氨的体积分数/%
10 MPa
30 MPa
60 MPa
100 MPa
200
81.5
89.9
95.4
98.8
400
25.1
47.0
65.2
79.8
600
4.50
13.8
23.1
31.4
(4)我国科学家研制出一种利用CO2和NH3为原料电催化合成尿素的新方法,其原理如图所示。图中“a”处接电源___________(填“正”或“负”)极;生成OCN-的电极反应为___________。
【答案】(1) O (2分) sp2(2分)
(2) ① (2分) 高温(2分)
(3)温度过低,反应速率太慢;压强过高,设备要求高,增大生成成本(2分)
(4) 正 (1分) (3分)
【详解】(1)组成元素有H、C、N、O,同周期元素从左到右,电负性依次增大,即电负性:C<N<O,且四种元素中H电负性最小,则组成元素中电负性最大的是O;尿素分子中C原子价层电子对数为3,杂化轨道类型是sp2;
(2)反应中ΔS>0,即反应过程熵增,只有反应①是气体分子数增多的反应,气体混乱度增大,则上述反应中ΔS>0的是①,当ΔH-TΔS<0时反应能自发进行,因反应①的ΔH>0、ΔS>0,则反应①在高温条件下有利于自发进行;
(3)反应②是放热反应,低温有利于反应向生成NH3的方向进行,但温度过低,反应速率太慢;反应②是气体分子数减少的反应,增大压强,平衡正向移动,有利于生成NH3,但压强过高,设备要求高,会增大生成成本,所以实际生产中选择的是400 ℃、10~30 MPa的条件,而未选择200 ℃、60~100 MPa的条件,其原因是:温度过低,反应速率太慢;压强过高,设备要求高,增大生成成本;
(4)由图可知,b电极上CO2被还原生成CO,b电极为阴极,则a电极为阳极,即图中“a”处接电源正极;生成OCN-的电极上,反应物为CO和NH3,其中碳元素的化合价从+2价升到+4价,发生氧化反应,结合使用的是碱性电解质,则生成OCN-的电极反应为:。
2.(14分)用如图装置(气密性好)研究Na与Cl2的反应。
实验步骤:
①将一定量浓盐酸滴在KMnO4粉末上,立即产生黄绿色气体。
②待黄绿色气体均匀充满集气瓶时,关闭止水夹。
③再向钠粒上滴2滴水,片刻后钠燃烧,产生白烟,白色固体附着在集气瓶内壁上。
回答下列问题:
(1)实验室中用MnO2和浓盐酸也能制备Cl2,写出反应的化学方程式:___________。
(2)步骤③,引起钠燃烧说明钠与水的反应为___________反应(填“吸热”或“放热”)。
(3)生成白色固体的化学方程式为___________。
(4)结合离子方程式说明NaOH溶液的作用是___________。
(5)若用含有0.2 mol HCl的浓盐酸与足量的MnO2反应制Cl2,制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是___________。
(6)某实验小组同学将氯气通入蒸馏水中获得了氯气的水溶液——氯水,并利用如下装置探究氯水的成分及性质:
实验编号
实验Ⅰ
实验Ⅱ
实验操作
实验现象
溶液变蓝
石蕊溶液先变红,后褪色
(说明:试管中溶液均为1 mL,均滴入5滴氯水;淀粉遇I2变蓝)
①实验Ⅰ中发生反应的化学方程式为___________,由此推断氧化性:Cl2___________I2(填“>”或“<”)。
②实验Ⅱ中溶液变红是由于溶液中含有___________(填化学式,下同);使溶液褪色的物质是___________。
【答案】(1)(2分)
(2)放热(1分)
(3)(2分)
(4),吸收氯气,防止环境污染(答案合理即可)(2分)
(5)随着反应的进行,浓盐酸被稀释变为稀盐酸,反应不再进行(答案合理即可)(2分)
(6) (2分) > (1分) HCl (1分) HClO(1分)
【分析】步骤①,发生反应,黄绿色气体是Cl2。步骤②,Cl2将集气瓶内空气排尽,多余的Cl2被NaOH溶液吸收,Cl2与NaOH溶液反应的化学方程式为。步骤③,向钠粒上滴2滴水,发生反应,反应放热,引起钠燃烧,钠在Cl2中燃烧的化学方程式为,白烟是NaCl固体。
【详解】(1)实验室中用MnO2和浓盐酸制备Cl2的化学方程式为。
(2)钠燃烧需要温度达到着火点,步骤③中钠与水的反应引起钠燃烧,说明钠与水的反应为放热反应。
(3)白色固体是NaCl,生成白色固体的化学方程式为。
(4)NaOH溶液吸收多余氯气,起除尾气的作用,相关离子方程式为。
(5)理论上有数量关系,0.05 mol Cl2在标准状况下的体积为。实际制得的Cl2体积(标准状况下)总是小于1.12 L的原因是:随着反应的进行,浓盐酸变为稀盐酸,反应遂停止。
(6)Cl2通入水中发生反应,故新制氯水中含Cl2、HCl、HClO、H2O,以此作答。
①实验Ⅰ中溶液变蓝,说明有I2生成,则发生反应的化学方程式为。其中Cl2是氧化剂,I2是氧化产物,故氧化性Cl2>I2。
②实验Ⅱ中石蕊溶液变红,因为新制氯水中含HCl,体现酸性。后石蕊溶液褪色,因为新制氯水中含HClO,体现漂白性和强氧化性。
3.(15分)过氧化氢()在化工、环保、医疗等领域有广泛应用,其中一种应用为以粗氧化锌(含ZnO、CuO、FeO)为原料生产立德粉(又称锌钡白,为硫化锌和硫酸钡的混合物),工艺流程如下图所示:
(1)从物质的分类角度分析,氨水___________(填“属于”或“不属于”)电解质,BaS属于___________(填“酸”“碱”或“盐”)。
(2)依据图中信息,可推出具有的性质是___________,“转化”过程用离子方程式表示为___________。
(3)某兴趣小组为了进一步探究的性质进行了如下实验:
【实验操作与现象】
步骤①
在两支试管中分别加入2 mL高锰酸钾溶液
步骤②
向试管1中滴加5滴稀硫酸酸化
向试管2中滴加5滴稀氢氧化钠溶液碱化
步骤③
向两支试管中分别滴加5滴溶液,振荡并观察现象
相同现象
紫红色褪去,同时都有___________产生
不同现象
变为无色透明溶液(含)
产生棕色沉淀()
【实验结论】在酸性或碱性环境下都具有的性质为___________,请写出上表中酸性环境下的离子方程式:___________。
【答案】(1) 不属于 (2分) 盐(2分)
(2) 氧化性(2分) (2分)
(3) 气泡 (2分) 还原性 (2分) (3分)
【分析】向粗氧化锌(含ZnO、CuO、FeO)中加入稀硫酸酸浸,生成硫酸锌、硫酸铜和硫酸亚铁,再加入过氧化氢将Fe2+氧化为Fe3+,加入氨水将Fe3+转化为氢氧化铁沉淀除去,向所得滤液中加入过量锌粉置换出铜,滤渣主要含有铜和过量的锌粉,滤液中含有硫酸锌和硫酸铵,最后向滤液中加入BaS共沉淀可得立德粉,据此解答。
【详解】(1)电解质是指在水溶液里或熔融状态下能导电的化合物,但氨水是混合物,不属于电解质;BaS是由金属阳离子(Ba2+)与酸根离子(S2-)构成的化合物,属于盐;
(2)由分析可知,在“转化”步骤中,H2O2将 Fe2+氧化为 Fe3+,自身被还原为H2O,可推出具有的性质是氧化性,其反应的离子方程式为:;
(3)在酸性条件下,KMnO4将H2O2氧化为O2,自身被还原为Mn2+,溶液变为无色透明;在碱性条件下,KMnO4将H2O2氧化为O2,自身被还原为MnO2(棕色沉淀),两种条件下,均观察到紫红色褪去,同时都有气泡产生(O2)。在酸性和碱性条件下,H2O2均被KMnO4氧化,表现出还原性。在酸性条件下,被还原为Mn2+,H2O2被氧化为O2,根据得失电子守恒、电荷守恒和原子守恒配平可得离子方程式为:。
4.(15分)工业上用甲苯生产对羟基苯甲酸乙酯(一种常用的化妆品防霉剂),其生产过程如图(反应条件没有全部注明):
回答下列有关问题:
(1)写出有机物A的结构简式:___________。
(2)写出反应⑤的化学方程式:___________。
(3)反应②的反应类型为___________(填编号,下同),反应④的反应类型为___________。
a.取代反应 b.加成反应 c.消去反应 d.酯化反应 e.氧化反应
(4)写出反应③的化学方程式:___________。
(5)在合成路线中,设计第③和第⑥这两步反应的目的是___________。
【答案】(1)(2分)
(2)(3分)
(3) a (2分) e(2分)
(4)(3分)
(5)防止酚羟基在第④步反应时被氧化(3分)
【分析】
甲苯与氯气发生取代反应生成A,结合物质可知A是甲基对位的氢被氯原子取代的产物,则A为,A中的氯原子水解生成,与CH3I发生取代反应生成,中的甲基被氧化为羧基而生成,与乙醇发生酯化反应生成的B为,最后B与HI发生取代反应得到,据此解答。
【详解】(1)由分析可知,有机物A的结构简式为:;
(2)⑤为与乙醇发生酯化反应生成B()和水,其反应的化学方程式为:;
(3)从分析可知,反应②、④的反应类型分别为取代反应、氧化反应,故分别填a、e;
(4)由分析可知,反应③为与CH3I发生取代反应生成和HI,其反应的化学方程式为:;
(5)第③步反应将转化为,第⑥步又将转化为,而第④步中将甲基氧化为羧基,则在合成路线中,设计第③和第⑥这两步反应的目的是:防止酚羟基在第④步反应时被氧化。
B组
(建议用时:35分钟 满分:58分)
1.(14分)按要求回答下列问题:
(1)下列变化中属于吸热反应的是___________。
A.铝片与稀盐酸的反应 B.将胆矾加热变为白色粉末 C.分解
D.甲烷在氧气中的燃烧反应 E.固体与盐酸的反应
(2)反应在一个容积可变的密闭容器中进行,下列条件的改变对其反应速率几乎无影响的是___________。
A.增加C的量
B.将容器的体积缩小一半
C.保持体积不变,充入使体系压强增大
D.保持压强不变,充入使容器体积变大
(3)在体积为1 L的密闭容器中,充入和,一定条件下反应:,测得和的浓度随时间变化如图:
①从3 min到9 min平均速率___________(结果保留两位有效数字);a点时速率(正)___________(逆)(填>、<或=)。
②若已知生成标准状况下时放出热量为4.9 kJ,而上述反应的实际放热量总小于49 kJ,其原因是___________。
(4)微生物燃料电池是指在微生物的作用下将化学能转化为电能的装置。某微生物燃料电池的工作原理如图所示。
①该微生物燃料电池,负极为___________(填“a”或“b”)。
②该电池正极电极反应式为___________。
③当电路中有0.5 mol电子发生转移,则有___________mol的通过质子交换膜。
【答案】(1)BCE(2分)
(2)AC(2分)
(3) (2分) > (1分) 该反应为可逆反应,1 mol 和3 mol 不可能完全反应,所以放出的总能量小于49 kJ(2分)
(4) a (1分) (2分) 0.5(2分)
【详解】(1)A.铝片和稀盐酸的反应放热,属于放热反应,A错误;
B.胆矾受热变为白色粉末的方程式为:,该反应吸热,B正确;
C.分解反应为,该反应是吸热反应,C错误;
D.甲烷在空气中燃烧的过程放热,该反应是放热反应,D错误;
E.固体与稀盐酸的反应过程包含的溶解和酸碱中和,其中溶解过程吸热,中和过程放热,溶解的吸热效应强于中和放热,反应整体表现为吸热,E正确;
故答案选BCE;
(2)A.反应速率,C是固体,在反应过程中浓度不变,增加C的量对反应速率几乎没有影响,A正确;
B.将容器体积缩小一半,等效于增大了各气体的浓度,使有效碰撞频率增加,反应速率加快,B错误;
C.保持容器体积不变,向其中充入,该操作对气体浓度没有影响,对反应速率也几乎没有影响,C正确;
D.保持容器内压强不变,向其中充入,该操作使气体浓度降低,进而使有效碰撞频率减小,反应速率变慢,D错误;
故答案选AC;
(3)①从图像可以看出,当时,,当时,,则。从图像可以看出,在时,仍在生成,仍在消耗,反应正向进行,因此,(正)> (逆);
②是可逆反应,向容器内投入的和无法完全转化为产物,因此反应实际放热量小于49 kJ;
(4)①从图像可以看出,a极上,中-2价的S失去电子变为+6价,发生氧化反应,因此电极a为负极,则b极为正极,电极反应为;
②由第①问分析可知,正极反应为;
③从正极反应方程式可知,反应过程中每转移0.5 mol电子,消耗的的物质的量,则有0.5 mol 通过质子交换膜向正极迁移。
2.(14分)下列装置可用于实验室制备少量无水。
已知:无水易潮解且受热易升华。
回答下列问题:
(1)①中盛放浓盐酸的仪器名称为_______,圆底烧瓶内发生反应的离子方程式为_______。
(2)仪器的接口顺序为_______。
a→_______→_______→_______→_______→_______→_______→_______。
(3)点燃酒精灯之前需要先通一段时间的氯气,原因是_______。
(4)④中碱石灰的作用是_______。
(5)⑤中硬质玻璃管与收集器以粗接口相连的原因是_______。
【答案】(1) 分液漏斗 (2分) (3分)
(2)d→e→b→c→g→h→f(3分)
(3)排净装置中空气(2分)
(4)吸收未反应完的氯气且防止空气中的水蒸气进入⑤装置(2分)
(5)防止氯化铁凝结为固体后堵塞导气管(2分)
【分析】①装置用高锰酸钾与浓盐酸制取氯气,得到氯气中混有氯化氢气体和水蒸气,故在反应前需除去,则③中为饱和食盐水除去氯化氢,②中浓硫酸除去水蒸气,⑤中干燥的氯气与铁粉反应生成氯化铁,④中碱石灰吸收未反应完的氯气且防止空气中的水蒸气进入⑤装置;
【详解】(1)①中盛放浓盐酸的仪器名称为分液漏斗,圆底烧瓶内发生反应为高锰酸钾和HCl反应生成氯化锰、水和氯气,离子方程式为;
(2)由分析,仪器的接口顺序为:a→d→e→b→c→g→h→f。
(3)已知:无水易潮解,点燃酒精灯之前需要先通一段时间的氯气,原因是排尽装置中空气,防止铁和空气中氧气反应,防止生成氯化铁水解;
(4)尾气氯气有毒,④中碱石灰的作用是吸收未反应完的氯气且防止空气中的水蒸气进入⑤装置;
(5)已知FeCl3易升华,遇冷也易凝固,⑤中硬质玻璃管与收集器以粗接口相连的原因是:防止氯化铁凝结为固体后堵塞导气管。
3.(15分)铁的化合物有广泛用途。
Ⅰ.用工业废渣(主要含有、、及少量)制备绿矾晶体的流程如下:
(1)“浸泡”前将工业废渣粉碎的目的___________。
(2)已知:属于两性氧化物,可以与溶液反应生成。则上述浸泡过程中与溶液反应的离子方程式为___________。
(3)还原过程中,铁粉将硫酸铁还原为硫酸亚铁,请写出离子方程式___________。
(4)以上流程中能够通过循环使用来提高利用率的物质是___________(填化学式)。
Ⅱ.以为原料生产氧化铁的步骤如下(部分操作和条件略):
①将配成溶液。
②溶液与过量溶液混合,得到含的浊液。
③将浊液过滤,用90℃热水洗涤沉淀,干燥后得到固体。
④焙烧,得到固体。
(5)步骤③中,过滤、洗涤中,通过检验来判断沉淀是否洗涤干净,操作为:___________。
【答案】(1)增大反应物接触面积,加快浸出速率,使反应更充分,提高原料浸出率(2分)
(2)(3分)
(3)(3分)
(4)(3分)
(5)取少量最后一次洗涤液于洁净试管中,加稀盐酸酸化,再滴加溶液,若无白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净;若产生白色沉淀,说明未洗涤干净(4分)
【分析】废渣经氢氧化钠浸泡、过滤后铝元素以进入滤液,、进入滤渣,经稀硫酸溶解后生成、,加入铁粉还原生成,再经系列处理得到绿矾晶体,据此分析。
【详解】(1)粉碎固体的作用是增大反应物接触面积,这是化工流程中固体预处理的常规目的,可加快反应速率,让反应更充分,提高原料利用率;
(2)与溶液反应的离子方程式为:;
(3)铁粉将硫酸铁还原为硫酸亚铁的离子方程式为:;
(4)还原步骤加入了足量铁粉,趁热过滤得到的滤渣为过量未反应的铁粉,可回到流程中循环使用;
(5)检验最后一次洗涤液中是否存在方法是:取少量最后一次洗涤液于洁净试管中,加稀盐酸酸化,再滴加溶液,若无白色沉淀生成,说明沉淀已洗涤干净;若产生白色沉淀,说明未洗涤干净。
4.(15分)在碱性或酸性催化剂的作用下,利用氨硼烷()可在室温下高效还原酯,其中的代表性反应如下。
(1)化合物1a的分子式为___________。
(2)化合物2a中的含氧官能团有___________(写名称)。
(3)化合物3a在过量的NaOH水溶液中加热,充分反应后加入稀溶液酸化,得到芳香化合物I的结构简式是___________。
(4)芳香化合物Ⅱ是4a的同分异构体,Ⅱ能与溶液发生显色反应且Ⅱ的核磁共振氢谱图上只有3组峰,Ⅱ的结构简式是___________。
(5)下列说法正确的有___________。
A.1a、2a、3a、4a分子中均有大键
B.2a分子中存在p轨道“头碰头”形成的键
C.1a、3a、4a分子中,采取杂化的碳原子的数目依次减小
D.4a分子中含有1个手性碳原子,且4a分子间可存在氢键
(6)已知:
根据上述信息,以化合物x、乙醛和甲醇为有机原料,分三步合成化合物1a.
①第一步,化合物x与乙醛反应:化合物x的化学名称是___________。
②第二步,进行___________(填反应类型)。
③第三步,合成化合物1a:反应的化学方程式为___________(注明反应条件)。
(7)根据题目所给信息,在酸性催化剂的作用下可被还原为___________(写结构简式)。
【答案】(1)(1分)
(2)硝基、酰胺基(1分)
(3)(2分)
(4)(2分)
(5)AC(2分)
(6) 4-硝基苯甲醛 (2分) 氧化反应 (1分) (2分)
(7)(2分)
【详解】(1)化合物1a中含有10个C原子,9个H原子,1个N原子和4个O原子,其分子式为;
(2)从2a结构简式可以看出,其包含的含氧官能团为硝基和酰胺基;
(3)
将化合物3a在过量NaOH溶液中加热,会发生水解反应生成,充分反应后加入稀酸化,得到的产物为;
(4)
根据题干信息,芳香化合物Ⅱ是化合物4a的同分异构体,其分子式为。能与发生显色反应,说明其中含有酚羟基,同时其核磁共振氢谱只有3组峰,说明该化合物结构具有对称性,苯环上的H全部被取代,综合以上信息可画出该化合物结构简式:;
(5)A.化合物1a、2a、3a、4a中均含有苯环,苯环中含有大键,A正确;
B.键由p轨道电子以“肩并肩”方式形成,2a分子中不存在以“头碰头”方式形成的键,B错误;
C.1a分子中采取杂化的C原子有:,共9个,3a分子中采取杂化的C原子有:,共7个,4a分子中采取杂化的C原子有:,共6个,1a、3a、4a分子中,采取杂化的碳原子的数目依次减小,C正确;
D.与四个各不相同的原子或基团连接的C原子是手性碳原子,4a分子中不存在手性碳原子,且4a分子中不存在与C、O或F直接连接的H原子,因此分子间不存在氢键,D错误;
故答案选AC;
(6)
由题干信息可知,可以以化合物x、乙醛和甲醇为有机原料,分三步合成化合物1a,由逆合成分析法可知,1a可以由和甲醇经酯化反应合成。可由经氧化获得。根据已知条件给出的方程式,可由与乙醛合成,据此作答;
①由分析可知,化合物x结构简式为,其名称为4-硝基苯甲醛;
②由分析可知,第二步反应为氧化反应;
③由分析可知,化合物1a由和甲醇经酯化反应生成,该反应化学方程式为:;
(7)
由题干信息可知,在酸性催化剂条件下,可以被还原为,同理,可被还原为。
C组
(建议用时:40分钟 满分:58分)
1.(14分)NO和CO均为汽车尾气的成分,是造成大气污染的罪魁祸首。
(1)在汽车内燃机工作时,空气中的部分成分会直接生成少许NO。对内燃机中生成NO的反应,下列分析正确的是___________。
A.不属于“氮的固定” B.形成雾霾后,可能观察到丁达尔现象。
C.反应的活化能很小 D.该过程在自然界中无法发生
NO和CO在汽车的催化转换器中可发生如下反应:;
(2)已知该反应为自发反应,则该反应的反应热___________0。
A.大于 B.小于 C.等于
(3)已知:①
②
③
则反应 ___________(用含a、b、c的表达式表示)。
(4)一定温度下,将2 mol CO、4 mol NO充入2 L密闭容器。5 min到达平衡,测得的物质的量为0.5 mol,则5 min内该反应的速率v为___________,该反应的平衡常数的数值为___________(保留两位小数)。
(5)如果上述反应在体积不变的密闭容器中发生,反应到达平衡时,下列说法错误的是。
A. B.不再生成
C.混合气体的平均摩尔质量不再改变 D.CO与NO的转化率比值不再改变
YA兴趣小组探究催化剂Ⅰ、Ⅱ对CO、NO转化的影响。将CO和NO以一定的流速通过两种不同的催化剂进行反应,相同时间内测量逸出气体中的含量,从而确定尾气脱氮率(即NO的转化率),结果如图所示:
(6)由图可知:要达到最大脱氮率,该反应应采取的最佳实验条件为___________。
(7)温度低于200℃时,图中曲线Ⅰ脱氮率随温度升高变化不大的主要原因是___________。
【答案】(1)B(1分)
(2)B(1分)
(3)(2分)
(4) (2分) 0.11(2分)
(5)AB(2分)
(6)催化剂Ⅱ,450 °C(2分)
(7)温度较低时,催化剂的活性偏低,反应速率较小(2分)
【详解】(1)A.氮的固定是指将空气中游离态的N2转化为含氮化合物的过程,N2和O2反应生成NO,正是将氮气转化为了含氮化合物,所以这个过程属于氮的固定,因此,A错误;
B.雾霾是悬浮在空气中的大量微小颗粒物形成的气溶胶,属于胶体,胶体具有丁达尔效应,所以形成雾霾后可能观察到丁达尔现象,B正确;
C.该反应需要在高温(内燃机工作时的高温环境)下才能发生,说明反应的活化能较高,C错误;
D.自然界中雷电作用下,N2和O2也能反应生成NO,所以该过程在自然界中可以发生,D错误;
故选B;
(2),该反应的,该反应为自发反应,,故;
(3)根据盖斯定律可知:,;
(4)可用“三等式”求算反应速率和平衡常数,“三等式”如下:
5 min内,;该反应的平衡常数;
(5)A.,未说反应速率代表正反应速率还是逆反应速率,它不能作为平衡的标志,所以A错误;
B.化学平衡是动态平衡,平衡时正逆反应仍在进行,CO2仍然会生成,只是生成速率和消耗速率相等,B错误;
C.混合气体的平均摩尔质量,反应前后气体总质量不变,但气体总物质的量会变化,平衡时各物质的物质的量不再变化,总物质的量也不再变化,所以平均摩尔质量不再改变,C正确;
D.CO与NO的转化率比值等于它们的化学计量数之比(初始投料比等于化学计量数比时),平衡时转化率比值不再改变,D正确;
(6)由图像可知,在催化剂II,450 °C条件下达到最大脱氮率;
(7)温度较低时,催化剂的活性偏低,反应速率慢,所以温度低于200 °C时,脱氮率随温度升高变化不大;
2.(14分)三氯化锑()是重要的化工原料,实验室先通过氢气还原三氧化二锑()制备单质锑,再通入氯气与锑化合制取三氯化锑,实验装置如下图所示(夹持装置省略)。
已知:i.与在高温下反应生成Sb和,反应放热;
ii.Sb与在加热条件下剧烈反应生成,;
iii.和熔沸点:
物质
熔点/℃
沸点/℃
性质
73.4
223(101 kPa)
均极易水解
85.2(1.86 kPa)
2.8
176(101 kPa,140℃时分解)
68(1.86 kPa)
请回答下列问题:
(1)实验步骤
①组装装置后,首先需进行的操作是___________。
②打开气阀,关闭气阀,向石英管中通入足量氩气;打开气阀,关闭气阀,点燃酒精喷灯,请选择后续正确的操作___________:
____→c→____→_____→_____→_____→c(填字母)。
a.改为通氯气
b.改为通氢气至白色固体全部转变成银白色金属
c.改为通足量氩气
d.打开气阀,关闭气阀
e.熄灭酒精喷灯
f.当观察到A装置中固体消失停止通入氯气
(2)装置B中大烧杯内冰水浴的作用是___________。装置C的作用是___________。
(3)收集的中含副产品(一种重要的氟化工的催化剂),分离二者的方法是在___________(填“101 kPa”或“1.86 kPa”)压强下蒸馏。选择该压强的理由是___________。
(4)Sb是51号元素,该元素位于元素周期表___________(填“s”“p”“d”或“f”)区。分子为三角双锥结构()请从物质结构角度解释熔沸点高于的原因___________。
【答案】(1) 检查装置气密性(1分) b→c→d→a→f→e→c(2分)
(2) 冷凝,便于收集更多产品(1分) 吸水,防止D中水蒸气进入B的试管中导致产品水解损失(2分)
(3) 1.86 kPa(2分) 降低沸点防止在140℃时分解(2分)
(4) p (2分) 二者都是分子晶体,是极性分子,是非极性分子,前者分子间作用力大,所以熔沸点高(2分)
【详解】(1)组装装置后,为确保实验的准确性和安全性,防止气体泄漏,首先需进行的操作是检查装置气密性;先通入氢气是为了排尽装置内的空气,防止加热时氢气与空气混合发生爆炸,当白色固体全部转变成银白色金属(即三氧化二锑完全被还原为锑单质)后,继续通氢气防止生成的锑被氧化,然后改为通氯气与锑反应生成三氯化锑,当观察中A装置中固体消失停止通入氯气,最后改为通足量氩气,将装置内残留的氯气等排出,所以后续正确的操作是b→c→d→a→f→e→c;
(2)装置B中大烧杯内冰水浴的作用是冷凝并收集,因为沸点相对较低,通过冰水浴可使其液化便于收集;装置C中碱石灰的作用是吸收空气中的水蒸气,防止其进入装置B使和可能存在的水解,同时吸收未反应的,防止污染空气;
(3)已知在1.86 kPa下沸点为85.2℃,在1.86 kPa下沸点为68℃,二者沸点差异较大,且沸点较低,减少能源消耗,在1.86 kPa压强下蒸馏可分离二者;若在101 kPa压强下,在140℃时分解为,所以选择在1.86 kPa压强下蒸馏;
(4)Sb是51号元素,其价电子排布式为,位于元素周期表p区;和均为分子晶体,沸点高于,是因为的空间结构不对称,为三角锥形,分子极性较大,分子间的范德华力较强,所以熔沸点较高,而SbCl5为非极性分子,分子间作用力小,沸点低。
3.(15分)锆(Zr)是一种稀有金属,广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。一种以锆英砂(主要含ZrSiO4,还含有少量Cr、Fe、Hf等元素)为原料生产金属锆和副产物硅酸钙的工艺流程如下:
已知:①“酸溶”后各金属元素在溶液中的存在形式为ZrO2+、HfO2+、Fe3+、Cr3+。
②25℃时,Ksp[Fe(OH)3]=10-38,Kb(NH3·H2O)=1.8×10-5;
③部分氯化物的沸点数据如表所示:
物质
ZrCl4
CrCl3
FeCl3
FeCl2
沸点/℃
331
1300
316
700
回答下列问题:
(1)Zr是Ti的同族相邻元素,基态Zr原子的价电子排布式是______。
(2)“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:______,温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响如图所示,应采取的条件为______。
(3)“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,写出生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:______,“萃取”操作除去的杂质元素为______。
(4)“氨沉”时产物为Zr(OH)4、Cr(OH)3和Fe(OH)3,反应结束后溶液中,则c(Fe3+)=______mol·L-1,“滤液2”中主要成分是______(填名称)。
(5)“煅烧”时Zr(OH)4分解生成ZrO2,“沸腾氯化”中反应①为“氯化反应”,请写出ZrO2参与该反应的化学方程式:______,氯化反应结束通入H2,目的是______。
【答案】(1)4d25s2(1分)
(2) Na2SiO3 (1分) 300℃条件下碱熔8h(2分)
(3) (2分) Hf(2分)
(4) 1×10-8 (2分) 氯化铵(1分)
(5) (2分) 将FeCl3还原为FeCl2,便于ZrCl4蒸馏分离(2分)
【分析】锆英砂主要含,还含有少量Cr、Fe、Hf等元素,“碱熔”时转化为,“酸溶”后各金属元素在溶液中的存在形式为,“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,其中有锆元素生成的反应,除掉,反萃取后“沉淀”时生成沉淀,“滤液2”中主要成分是氯化铵,煅烧后生成 “沸腾氯化”时,转化为,转化为,由于和沸点接近,因此加入把还原为,避免升华时含有杂质,最后升华得到,而后还原得到金属锆,据此分析解答。
【详解】(1)Zr是40号元素,与Ti同族(第IVB族),电子排布为,因此价电子排布式为:;
(2)根据已知条件及分析可知:“碱熔”时发生反应的化学方程式:,故“碱熔”时生成可以溶于水的钠盐的化学式为:;根据温度和时间对锆英砂碱熔分解率的影响图示,300℃碱熔分解率最高,时间为8h和10h的分解率没有太大变化,所以最佳的条件是300℃条件下碱熔8h;
(3)①“萃取”时,锆元素与萃取剂形成多种络合物,则根据流程生成Zr(NO3)2Cl2·2TOPO的离子方程式为:;
②根据分析“萃取”操作除去的杂质元素为Hf;
(4)“沉淀”后的“废液”中有,,则,,则“废液”中;根据分析,“滤液2”中主要成分是氯化铵;
(5)根据分析“沸腾氯化”时发生反应的化学方程式;根据分析,氯化反应结束通入目的是把还原为,避免升华时含有杂质,便于ZrCl4蒸馏分离。
4.(15分)阿格列汀是一种口服降糖药,某种合成路线如下:
已知:-Boc为叔丁氧羰基,其结构简式为:-COOC(CH3)3。
回答下列问题:
(1)有机物A→C的反应类型为___________。
(2)有机物C分子所含官能团的名称为___________。
(3)F→H的反应方程式为___________。
(4)有机物H中-Boc的作用是___________,H→阿格列汀酸化过程会产生气体。
(5)I的某种同系物J,分子式为C10H12O2,请写出一种满足下列条件的J的结构简式___________。
①分子中含有一个手性碳原子;
②核磁共振氢谱有7组峰且峰面积之比为3:2:2:2:1:1:1。
(6)比较阿格列汀与阿格列汀苯甲酸盐在水中的溶解性,回答阿格列汀成盐反应的作用___________。
【答案】(1)加成反应(2分)
(2)氰基、酰胺键(2分)
(3)(4分)
(4)保护氨基不提前参与反应(2分)
(5)或(3分)
(6)增大药物水溶性,利于吸收(2分)
【分析】合成路线中,A的氨基与B的双键加成得到酰胺键,生成C;C的-NH与D的酯基发生取代反应成环,生成E,E在的作用下引入一个氯原子生成F,F与G在碳酸钾催化下,在80℃发生取代反应生成H,H经酸和碱处理,脱去Boc基团生成阿格列汀,阿格列汀与苯甲酸作用生成阿格列汀苯甲酸盐。
【详解】(1)A中氨基的键加成到B的双键中,形成C的酰胺键,无小分子脱去,反应类型为加成反应;
(2)由C的结构可知,含官能团氰基和酰胺键;
(3)F中的氯原子与G中与Boc相连的亚氨基上的氢发生取代反应,生成H和,反应方程式为;
(4)氨基具有反应活性,后续反应需要保留游离氨基,本步骤中占据氨基的活性位点,避免氨基提前参与反应,起到保护氨基的作用;
(5)J的分子式,是苯甲酸的同系物,因此一定含1个苯环和1个羧基,J与苯甲酸相差3个单元,且含1个连四个不同基团的手性碳原子,核磁共振氢谱共7组峰,峰面积比为3:2:2:2:1:1:1,满足条件的结构简式有:、(任写1种);
(6)阿格列汀是共价有机物,成盐后变为离子型化合物,阿格列汀苯甲酸盐在水中溶解度远大于阿格列汀,因此成盐的作用是增大药物水溶性,利于吸收。
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