题组预测02（大题专练）（陕晋青宁专用）2026年高考化学终极冲刺讲练测

命题预测 A组 （建议用时：30分钟 满分：58分） 1．（14分）氮是一种地球上含量丰富的元素，氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 (1)反应N2O4(g)⇌2NO2(g)  ΔH>0，在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示，T1______T2(填“>”、“<”或“=”，下同)，A、C两点的反应速率，A______C。 (2)一定温度下，恒压密闭容器中进行如下化学反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)  ΔH<0。 ①NH3的电子式为______。 ②下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是______。 a．v正(N2)=2v逆(NH3)    b．容器中气体的密度不随时间而变化 c．容器中气体的分子总数不随时间而变化    d．容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2 ③若在1 L恒容的密闭容器中，充入1 mol N2和3 mol H2发生反应，10 min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的，则N2的转化率α(N2)=______。以NH3表示该过程的反应速率，则v(NH3)=______。 (3)用NH3除去烟气中NO的反应原理为：4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)  ΔH，初始投料量一定，平衡时NO的转化率与温度、压强的关系如下图所示。 ①压强最大的是______(填“P1”“P2”或“P3”)。 ②图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系______。 2．（14分）某实验小组以NaBr、浓硫酸、正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)为原料制备正溴丁烷(CH3CH2CH2CH2Br)，反应原理为：NaBr+H2SO4(浓)HBr↑+NaHSO4，HBr+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br+H2O。所用部分实验装置如图所示(夹持装置略去)。 已知：①正丁醇为无色透明液体，沸点117.7℃，可溶于水； ②正溴丁烷为无色透明液体，沸点101.6℃，不溶于水。 实验步骤： Ⅰ．按图连接装置，检查气密性，将20.6g NaBr、7.4g正丁醇、6mL蒸馏水依次加入a中。 Ⅱ．开启冷凝水和电磁搅拌加热锅，加热，缓慢滴加10mL浓硫酸，回流3h，停止加热。 Ⅲ．冷却后，从冷凝管口加入40mL蒸馏水，使生成的盐全部溶解，再将反应液全部转入分液漏斗中进行分液。 Ⅳ．将分液所得的有机相用饱和NaHCO3溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，获得粗产品。 V．粗产品用无水CaCl2干燥后，再常压蒸馏，收集101~102℃馏分，得到产品8.2g，并对产品进行鉴定。回答下列问题： (1)仪器a的名称是___________。冷凝管中冷凝水应从___________(填“b”或“c”)口通入。 (2)步骤Ⅱ中，回流时发现反应液中出现橙色，原因是___________(用化学方程式表示) (3)装置B的主要作用是___________。 (4)步骤Ⅳ中，用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是___________。 (5)正溴丁烷的产率为___________%(结果保留到小数点后1位) (6)判断步骤V中蒸馏完全的操作方法：用试管接取最后几滴馏出液，___________，说明蒸馏完全。 (7)实验小组测定产品的核磁共振氢谱如下图。据此认为产品有杂质，其理由是___________。 3．（15分）As2O3在医学上有重要用途。一种处理强酸性高浓度砷铜废液(含、Cu2+和少量Zn2+等)并回收As2O3的工艺流程如下图。 已知：锌是两性金属；25℃时，Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，HAsO2溶解度约为2.0g。 回答下列问题： (1)“滤渣1”的主要成分是___________(填化学式)。 (2)“还原”步骤中，发生反应的离子方程式是___________。 (3)“沉砷”步骤中，加入H2O2的目的是___________。 (4)“调pH”步骤中，控制pH=8.5时，溶液中c(Zn2+)=___________mol·L-1，pH不能过高的原因是___________。 (5)“废液”中的主要溶质是___________(填化学式)。 (6)As2O3主要有立方晶型(砷华)、单斜晶型(白砷石)和无定形体三种类型，其中砷华中微粒(As4O6)的堆积方式类似金刚石，晶胞结构如图。 ①测定晶体(如As2O3晶体)结构最常用的仪器是___________。 ②砷华属于___________(填标号)。 a．分子晶体    b．共价晶体    c．离子晶体    d．混合型晶体 ③已知阿伏加德罗常数的值为NA，则砷华的密度是___________g·cm-3(列出计算式)。 4．（15分）一种心绞痛的药物中间体Ⅰ的合成路线如下(部分试剂和条件已略去)。 已知：①(其中，Z和代表、等强吸电子基团)； ②。 回答下列问题： (1)A中官能团的名称___________。 (2)若先后发生加成反应和消去反应，则加成反应生成的中间体的结构简式为___________。从分子结构的角度考虑，的酸性强于的原因为___________。 (3)的化学方程式___________。 (4)H的结构简式为___________。 (5)同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。 ⅰ．与作用显色； ⅱ．发生水解反应生成含4个碳原子的胺类物质； ⅲ．核磁共振氢谱显示为5组峰 (6)依据以上流程信息，结合所学知识，设计以苯甲醛和丙二醛为原料合成苯丙烯酸()的路线___________(无机试剂和溶剂任选)。 B组 （建议用时：35分钟 满分：58分） 1．（14分）乙醇水蒸气重整制氢工艺的产氢效率高，并且乙醇来源广泛，具有较理想的应用前景。相关反应如下： Ⅰ：   Ⅱ：   Ⅲ：   回答下列问题： (1)上述“相关反应”中，属于非极性分子的是___________(填化学式)。 (2)___________kJ/mol。 (3)有利于提高平衡时转化率的条件是___________(填标号)。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压 (4)若在一定温度下，恒容密闭容器中发生上述反应，能判断体系达到平衡的是___________(填标号)。 A．反应体系的压强保持不变  B． C．混合气体密度保持不变 (5)一定压强下，时，发生上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示[CO的选择性]。 图中表示平衡时的选择性随温度变化的曲线是___________(填序号)，分析曲线②在300℃前后变化趋势相反的原因___________。 (6)在T℃，，仅发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡时，转化率为80%，和CO的选择性相等，用各物质的平衡体积分数代替平衡浓度，则该温度下反应Ⅱ的___________。(用计算式表示) 2．（14分）钒酸铋()是一种新型环保颜料，同时在催化剂和电池等领域也有着重要应用。某实验组欲利用和(偏钒酸铵)制备晶体，并测定其纯度。 已知：是黄色晶体，难溶于水和乙醇；价钒在不同pH溶液中存在不同形态。实验步骤如下： Ⅰ．溶液的配制 称取一定量，加入溶液中，加热溶解完全后，再加水稀释得到溶液30 mL。 Ⅱ．的制备(反应装置如图1，夹持装置已略) 取25 mL步骤Ⅰ中制得溶液于250 mL三颈烧瓶中，先加入溶液，再加入(质量分数)十二烷基苯磺酸钠(DBS为结构导向辅助剂)溶液混合均匀。在磁力搅拌并水浴加热的同时，快速加入溶液，再滴加溶液至pH为6，控制温度约363 K并保温1小时至沉淀完全。 将反应混合液冷却、抽滤，用大量蒸馏水洗涤沉淀，再用乙醇洗涤两次。最后放入378 K的烘箱中烘干，得到产品2.4 g。 回答下列问题： (1)基态V原子价层电子轨道表示式为___________，与有相似空间结构，则中V原子的杂化轨道类型为___________。 (2)图1中仪器a的名称是___________，装置B烧杯中液体为___________。 (3)步骤Ⅰ中由反应生成的离子方程式为___________。 (4)步骤Ⅱ中两次加入的NaOH溶液浓度不同的原因是___________。 (5)步骤Ⅱ中用蒸馏水洗涤沉淀的具体操作___________。 (6)计算实验中产率为___________%(保留小数点后一位)。 (7)储能容量大，使用寿命长的液流电池是电化学储能领域的研究热点。其中以石墨为电极，、、和为主要电解液阳离子的钒液流电池最为常见。该电池充电时的工作原理示意图如图2，其中电子迁移方向为电极___________(填“A到B”或“B到A”)，电极A的电极反应式为___________。 3．（15分）用菱锰矿(主要成分是，含有、、以及、、、的化合物)直接制备电池级的工艺流程如下： 已知：(二甲基二硫代氨基甲酸钠)的化学式为，易溶于水；25℃时，。回答下列问题： (1)Mn位于元素周期表第___________周期、第___________族。 (2)“滤渣1”主要含、___________、___________。 (3)“除杂a”通入空气的作用是___________。 (4)可与、、反应生成沉淀，“除杂b”中沉镍的离子方程式为___________。 (5)加入前溶液中浓度为0.002 mol/L，若要使1000 L该溶液中的完全沉淀()，则至少需加入溶液___________L(忽略溶液的体积变化，精确到两位小数)。 (6)“沉锰”时析出沉淀，所得滤液中回收的副产品的用途有___________(任写一种)。 (7)“氧化”控制温度为50℃，反应的化学方程式为___________。 4．（15分）某中枢神经系统药物C的合成路线如下 回答下列问题 (1)A中官能团的名称为_______、_______。 (2)A→B的化学方程式为_______。 (3)B→C的反应类型为_______。 (4)写出一种同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式_______。 ①含有苯环 ②能发生银镜反应 ③核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为6:3:2:1 (5)化合物E的结构简式为_______。 (6)已知D与E先发生加成反应生成物质X，然后脱水生成F，过程如下： 物质X的结构简式为_______。 C组 （建议用时：40分钟 满分：58分） 1．（14分）25℃时，有关物质平衡常数的数值如表所示： HF CuS (1)25℃时，某浓度的溶液显酸性的原因(用离子方程式表示)_______。 (2)同浓度的，结合能力由大到小的顺序为_______。 (3)物质的量浓度均为0.1 mol/L的和溶液等体积混合(体积变化忽略不计)，则下列关于混合溶液的说法中不正确的是_______。 A． B． C． D． (4)血液中存在酸碱平衡，从而维持血液的pH基本不变，可表示如下： ①   ② 血红蛋白分子(Hb)也有调节酸碱平衡的作用，可表示为： ③ 下列说法不正确的是_______。 A．若血液pH为7.4，则血液中浓度比大 B．当血液pH降低时，会促进人体更快更多地排出 C．随pH增大，先增大后减小 D．高氧环境中，血红蛋白与结合形成，促使释放 (5)反应的平衡常数为_______(保留小数点后一位)。 2．（14分）是一种良好的催化剂，其熔点、沸点分别为、，易被氧化为，易水解，类似于。一种制备纯净的实验装置如图(部分加热装置和夹持装置略)。回答下列问题： (1)装置A中盛浓硫酸的仪器名称为_______；装置A中制取HCl气体的原理为，该反应主要利用了浓硫酸的性质为_______(填选项字母)。 a.脱水性　　b.高沸点　　c.强氧化性　　d.强酸性 (2)下列实验图标与本实验无关的是_______(填选项字母)。 A． B．． C． D． (3)实验时，先使装置中的反应进行一段时间后，再给装置加热，其目的是_______；装置D中所盛试剂a为_______(填试剂名称)。 (4)从装置D中排出的尾气的主要成分为_______(填化学式)。 (5)实验室用装置C收集的固体配制溶液时，常向所配制的溶液中加入锡粉，其目的是_______(用离子方程式解释)。 (6)某实验小组同学设计如下实验测定实验中所用锡样品的纯度。 称取锡样品，并将样品溶于盐酸中(杂质不溶解)，过滤；向滤液中加入过量的溶液；用标准溶液滴定溶液中生成的(不考虑的影响)，三次平行实验平均消耗标准溶液，则锡样品的纯度为_______%(保留3位有效数字)。 3．（15分）一种回收利用废旧锂离子电池材料(含LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2以及铝片、石墨粉等)的流程如下： 回答下列问题： (1)初步处理时要将电池完全放电，从安全角度是为了___________。 (2)写出步骤②中LiNiO2参与反应的离子方程式___________。 研究发现该步骤用硫酸或盐酸浸出电池材料，浸出率与酸浓度的关系如图所示。 c(H+)浓度相同时，电池材料在盐酸中浸出率大于硫酸的原因是___________。但该步骤未用盐酸代替硫酸，从绿色化学角度分析其原因是___________。 (3)在酸性条件下具有极强的氧化性，由此推测步骤③中用氨水调pH为5~6的原因可能是___________。 (4)若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L，可视为沉淀完全，则步骤⑤应加入NaOH溶液至pH＞___________。(Ksp[Ni(OH)2]=10-14.7   Ksp[Co(OH)2]=10-15.6) (5)如图为Li2CO3溶解度随温度的变化曲线： 则步骤⑥获得Li2CO3的操作为：蒸发结晶、___________、洗涤、干燥。 4．（15分）我国科学家研究出Co催化下多组分偶联合成氨基酸的新方法，其过程如图所示： 回答下列问题： (1)化合物5a中含氧官能团的名称为_______。 (2)化合物3a的分子式是_______，与其具有相同官能团，且不含甲基的同分异构体的结构简式为_______。 (3)关于上述过程，下列说法正确的有_______(填选项字母)。 A．化合物1a和2a均易溶于水 B．化合物3a分子中，C、O原子均为杂化 C．化合物5a分子中存在一个手性碳，且能与水形成氢键 (4)化合物3a可由乙炔经过多步反应得到。 ①第一步为乙炔和HCN的原子利用率为100%的反应，HCN的空间结构为_______，反应产物为_______(写结构简式)。 ②最后一步进行_______(填反应类型)，其反应的化学方程式为_______(注明反应条件)。 (5)参考上述合成路线，合成化合物6a()。主要有机反应物为2a、3a和甲醇，以及la的同系物化合物Ⅰ_______(填结构简式，任写一种)，经过系列反应合成化合物6a，其中第一步反应(氧化反应)为化合物Ⅰ与酸性高锰酸钾溶液反应，得到产物_______(填化学名称)。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 命题预测 参考答案 A组 1．（14分）(1) < （1分） <（1分） (2) （2分） bc （2分） 25% （2分） （2分） (3) P1 （2分） Ka=Kb>Kc（2分） 2．（14分）(1) 三颈烧瓶 （1分） c（1分） (2)2NaBr+3H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O+2NaHSO4或2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O（2分） (3)吸收挥发的HBr和SO2，防止污染空气（2分） (4)除去粗产品中的H2SO4、NaHSO4等酸性物质（2分） (5)59.9%（2分） (6)加入少量蒸馏水并振荡，若无油珠出现（2分） (7)核磁共振氢谱只有四组峰，而图谱中有5组峰，说明还含有杂质（2分） 3．（15分）(1)Fe、Cu（1分） (2)++2H+=HAsO2↓++H2O（2分） (3)氧化Fe2+和HAsO2，使二者反应生成FeAsO4（2分） (4) 1.2×10-6mol·L-1 （2分） 锌是两性金属，pH过高，Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-（2分） (5)Na2SO4（1分） (6) X射线衍射仪 （1分） a （2分） （2分） 4．（15分）(1)醚键、醛基（2分） (2)     （2分） -是强吸电子基团，使羧基中键极性增强，更易电离出，故酸性强于乙酸（2分） (3)+HBr（2分） (4)  （2分） (5)  （2分） (6)    +      （3分） B组 （建议用时：35分钟 满分：58分） 1．（14分）(1)、（1分） (2)（2分） (3)B（2分） (4)A（2分） (5) ① （2分） 在之前，以反应Ⅰ和Ⅱ为主，温度升高，氢气的产率增大，在之后，以反应Ⅲ为主，温度升高，氢气的产率减小（2分） (6)（3分） 2．（14分）(1) （1分） （1分） (2) 恒压分液漏斗（1分） 水（1分） (3)（2分） (4)第一次加NaOH是为了快速调节体系pH故选择高浓度的NaOH溶液，第二次是为了精准控制pH到6，所以选择较低浓度的NaOH溶液（2分） (5)在原漏斗中加入水至没过沉淀，让水自然流下，并重复2-3次（1分） (6)74.1（2分） (7) A到B （1分） （2分） 3．（15分）(1) 四 （1分） ⅦB（1分） (2) SiO2 （1分） CaSO4（1分） (3)把溶液中亚铁离子氧化变成铁离子（2分） (4)（2分） (5)6.01（2分） (6)化学肥料（2分） (7)（3分） 4．（15分）(1) 醚键 （1分） 醛基（1分） (2)（4分） (3)加成反应(还原反应)（2分） (4)或（3分） (5)（2分） (6)（2分） C组 （建议用时：40分钟 满分：58分） 1．（14分）(1)（3分） (2)（3分） (3)C（2分） (4)C（3分） (5)（3分） 2．（14分）(1) 恒压滴液漏斗 （1分） b（2分） (2)B（2分） (3) 排尽装置内的空气，防止被空气中的氧气氧化或防止产生的与空气中的水蒸气发生反应（2分） 浓硫酸（1分） (4)HCl、（2分） (5)（2分） (6)63.5（2分） 3．（15分）(1)防止电池短路发生爆炸（2分） (2) （2分） 有还原性，可还原材料中的高价金属离子，促进浸出反应正向进行，提高浸出率（2分） 会被氧化生成有毒的，污染环境（2分） (3)若pH过小，则下一步氧化性过强，会将全部氧化到更高价态不易分离，若pH过大，会提前沉淀造成损失（3分） (4)9.15（2分） (5)趁热过滤（2分） 4．（15分）(1)羟基，羧基（1分） (2) （2分）   （2分） (3)C（2分） (4) 直线形 （1分）   （1分） 酯化反应或取代反应 （1分） +CH3CH2OH+H2O（2分） (5)    （2分） 间硝基苯甲酸或3-硝基苯甲酸（1分） 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 命题预测 A组 （建议用时：30分钟 满分：58分） 1．（14分）氮是一种地球上含量丰富的元素，氮元素的单质及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。 (1)反应N2O4(g)⇌2NO2(g)  ΔH>0，在温度分别为T1、T2时，平衡体系中NO2的体积分数随压强变化曲线如图所示，T1______T2(填“>”、“<”或“=”，下同)，A、C两点的反应速率，A______C。 (2)一定温度下，恒压密闭容器中进行如下化学反应：N2(g)+3H2(g)⇌2NH3(g)  ΔH<0。 ①NH3的电子式为______。 ②下列叙述能说明反应已经达到平衡状态的是______。 a．v正(N2)=2v逆(NH3)    b．容器中气体的密度不随时间而变化 c．容器中气体的分子总数不随时间而变化    d．容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2 ③若在1 L恒容的密闭容器中，充入1 mol N2和3 mol H2发生反应，10 min达到平衡时，气体的总物质的量为原来的，则N2的转化率α(N2)=______。以NH3表示该过程的反应速率，则v(NH3)=______。 (3)用NH3除去烟气中NO的反应原理为：4NH3(g)+6NO(g)⇌5N2(g)+6H2O(g)  ΔH，初始投料量一定，平衡时NO的转化率与温度、压强的关系如下图所示。 ①压强最大的是______(填“P1”“P2”或“P3”)。 ②图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系______。 【答案】(1) < （1分） <（1分） (2) （2分） bc （2分） 25% （2分） （2分） (3) P1 （2分） Ka=Kb>Kc（2分） 【详解】（1）该反应为吸热反应，恒压条件下升高温度，平衡正向移动，平衡体系中NO2的体积分数增大，故T1<T2；恒温条件下，增大压强，反应速率增大，故反应速率：A<C； （2） ①NH3的电子式为：； ②a．当v正(N2)= 2v逆(NH3)时正、逆速率不相等，不能判断达到平衡状态，a错误； b．该反应正向气体分子数减少，恒温恒压条件下，随着反应进行，混合气体总质量不变，气体体积减小，混合气体的密度一直增大，当容器中气体的密度不随时间而变化时达到平衡状态，b正确； c．该反应正向气体分子数减少，随着反应正向进行，容器中容器中气体的分子总数一直减小，当气体的分子总数不随时间而变化时达到平衡状态，c正确； d．容器中N2、H2、NH3的浓度之比为1：3：2不能确定达到平衡状态，d错误； 故选bc； ③设该条件下N2转化的物质的量为x mol，则可列出三段式：，达到平衡时气体的总物质的量为原来的，则：，解得x=0.25，则N2的转化率α(N2)=；以NH3表示该过程的反应速率，则v(NH3)=； （3）①该反应正向气体分子数增大，加压平衡逆向移动，NO的平衡转化率减小，故P1>P2>P3，压强最大的是：P1； ②由图可知，温度升高，NO的平衡转化率减小，该反应为放热反应。平衡常数只受温度影响，故升高温度，K减小，图中a、b、c三点对应的平衡常数Ka、Kb、Kc的大小关系：Ka=Kb>Kc。 2．（14分）某实验小组以NaBr、浓硫酸、正丁醇(CH3CH2CH2CH2OH)为原料制备正溴丁烷(CH3CH2CH2CH2Br)，反应原理为：NaBr+H2SO4(浓)HBr↑+NaHSO4，HBr+CH3CH2CH2CH2OHCH3CH2CH2CH2Br+H2O。所用部分实验装置如图所示(夹持装置略去)。 已知：①正丁醇为无色透明液体，沸点117.7℃，可溶于水； ②正溴丁烷为无色透明液体，沸点101.6℃，不溶于水。 实验步骤： Ⅰ．按图连接装置，检查气密性，将20.6g NaBr、7.4g正丁醇、6mL蒸馏水依次加入a中。 Ⅱ．开启冷凝水和电磁搅拌加热锅，加热，缓慢滴加10mL浓硫酸，回流3h，停止加热。 Ⅲ．冷却后，从冷凝管口加入40mL蒸馏水，使生成的盐全部溶解，再将反应液全部转入分液漏斗中进行分液。 Ⅳ．将分液所得的有机相用饱和NaHCO3溶液洗涤，再用蒸馏水洗涤至中性，获得粗产品。 V．粗产品用无水CaCl2干燥后，再常压蒸馏，收集101~102℃馏分，得到产品8.2g，并对产品进行鉴定。回答下列问题： (1)仪器a的名称是___________。冷凝管中冷凝水应从___________(填“b”或“c”)口通入。 (2)步骤Ⅱ中，回流时发现反应液中出现橙色，原因是___________(用化学方程式表示) (3)装置B的主要作用是___________。 (4)步骤Ⅳ中，用饱和NaHCO3溶液洗涤的目的是___________。 (5)正溴丁烷的产率为___________%(结果保留到小数点后1位) (6)判断步骤V中蒸馏完全的操作方法：用试管接取最后几滴馏出液，___________，说明蒸馏完全。 (7)实验小组测定产品的核磁共振氢谱如下图。据此认为产品有杂质，其理由是___________。 【答案】(1) 三颈烧瓶 （1分） c（1分） (2)2NaBr+3H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O+2NaHSO4或2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O（2分） (3)吸收挥发的HBr和SO2，防止污染空气（2分） (4)除去粗产品中的H2SO4、NaHSO4等酸性物质（2分） (5)59.9%（2分） (6)加入少量蒸馏水并振荡，若无油珠出现（2分） (7)核磁共振氢谱只有四组峰，而图谱中有5组峰，说明还含有杂质（2分） 【分析】NaBr和浓H2SO4反应生成HBr，HBr与正丁醇反应可制备1-溴丁烷，化学方程式为CH3CH2CH2CH2OH+HBrCH3CH2CH2CH2Br+H2O，蒸馏得到粗产品，用无水CaCl2固体干燥后，进行蒸馏纯化，收集101～102℃馏分，得产品，以此解题。 【详解】（1）根据图示，仪器a的名称为三颈烧瓶。冷凝管中冷凝水应从下口进，上口出，即c口通入。 （2）Br-具有较强的还原性，浓硫酸具有强氧化性，二者反应生成Br2的水溶液为橙色， 故原因是2NaBr+3H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O+2NaHSO4，或2HBr+H2SO4(浓)Br2+SO2↑+2H2O。 （3）反应生成了HBr和SO2，会污染环境，故装置B的主要作用是吸收挥发的HBr和SO2，防止污染空气。 （4）三颈烧瓶中含有可能未反应完的H2SO4和生成的NaHSO4、HBr等酸性物质，故用饱和NaHCO3溶液进行洗涤的目的是除去粗产品中的H2SO4、NaHSO4等酸性物质。 （5）反应物20.6g NaBr的物质的量为0.2mol，7.4g正丁醇为0.1mol，NaBr过量，故正溴丁烷的产率为×100%≈59.9%。 （6）根据正丁醇和正溴丁烷的沸点可知，正溴丁烷蒸馏完全后会馏出正丁醇，结合二者在水中的溶解性可知，最后的馏出液溶于水即证明蒸馏完全。故用试管接取最后几滴馏出液，加入少量蒸馏水并振荡，若无油珠出现，说明蒸馏完全。 （7）根据正溴丁烷结构简式，纯净的正溴丁烷只有四种不同化学环境的氢原子，即核磁共振氢谱只有四组峰，而图谱中有5组峰，说明还含有杂质。 3．（15分）As2O3在医学上有重要用途。一种处理强酸性高浓度砷铜废液(含、Cu2+和少量Zn2+等)并回收As2O3的工艺流程如下图。 已知：锌是两性金属；25℃时，Ksp[Zn(OH)2]=1.2×10-17，HAsO2溶解度约为2.0g。 回答下列问题： (1)“滤渣1”的主要成分是___________(填化学式)。 (2)“还原”步骤中，发生反应的离子方程式是___________。 (3)“沉砷”步骤中，加入H2O2的目的是___________。 (4)“调pH”步骤中，控制pH=8.5时，溶液中c(Zn2+)=___________mol·L-1，pH不能过高的原因是___________。 (5)“废液”中的主要溶质是___________(填化学式)。 (6)As2O3主要有立方晶型(砷华)、单斜晶型(白砷石)和无定形体三种类型，其中砷华中微粒(As4O6)的堆积方式类似金刚石，晶胞结构如图。 ①测定晶体(如As2O3晶体)结构最常用的仪器是___________。 ②砷华属于___________(填标号)。 a．分子晶体    b．共价晶体    c．离子晶体    d．混合型晶体 ③已知阿伏加德罗常数的值为NA，则砷华的密度是___________g·cm-3(列出计算式)。 【答案】(1)Fe、Cu（1分） (2)++2H+=HAsO2↓++H2O（2分） (3)氧化Fe2+和HAsO2，使二者反应生成FeAsO4（2分） (4) 1.2×10-6mol·L-1 （2分） 锌是两性金属，pH过高，Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-（2分） (5)Na2SO4（1分） (6) X射线衍射仪 （1分） a （2分） （2分） 【分析】NaHSO3具有还原性，根据流程可知，向废液中加入NaHSO3，将As元素转化为HAsO2沉淀，将HAsO2烘干使之分解得As2O3，滤液中加入过量铁粉，置换出铜单质，滤液中加入H2O2，将Fe2+、HAsO2氧化得到FeAsO4沉淀，加入氢氧化钠调节pH，使铁、锌元素沉淀，废液中主要含有Na2SO4，据此分析； 【详解】（1）“还原”后滤液中含有Cu2+和少量Zn2+、HAsO2、SO等，“置换”步骤中，过量铁粉置换出Cu单质，“滤渣1”的主要成分是Fe、Cu。 （2）根据流程信息，“还原”步骤生成溶解度较小的HAsO2，HSO被氧化成SO，发生反应的离子方程式是++2H+=HAsO2↓++H2O； （3）“置换”步骤所得溶液中含有Fe2+，Zn2+、HAsO2。“氧化沉砷”步骤生成FeAsO4，其中Fe显+3价，As显+5价，加入H2O2的目的是氧化Fe2+和HAsO2，使二者反应生成FeAsO4。 （4）Ksp[Zn(OH)2]=c(Zn2+)×c2(OH-)=1.2×10-17，pH=8.5时，c(OH-)=10-5.5mol·L-1，c(Zn2+)==1.2×10-6mol·L-1；锌是两性金属，pH过高，Zn(OH)2会溶解生成[Zn(OH)4]2-。 （5）“还原”步骤生成，“调pH”步骤又引入了Na+，“废液”中含有的溶质主要为Na2SO4。 （6）①测定As2O3晶体结构的常用仪器是X射线衍射仪； ②砷华由As4O6分子类似金刚石的结构堆积而成，构成晶胞的粒子为分子，砷华的晶体类型是分子晶体； ③根据砷华晶胞结构可知，一个晶胞中含有8个As4O6分子，砷华的密度=g·cm-3。 4．（15分）一种心绞痛的药物中间体Ⅰ的合成路线如下(部分试剂和条件已略去)。 已知：①(其中，Z和代表、等强吸电子基团)； ②。 回答下列问题： (1)A中官能团的名称___________。 (2)若先后发生加成反应和消去反应，则加成反应生成的中间体的结构简式为___________。从分子结构的角度考虑，的酸性强于的原因为___________。 (3)的化学方程式___________。 (4)H的结构简式为___________。 (5)同时满足下列条件的G的同分异构体的结构简式为___________(任写一种)。 ⅰ．与作用显色； ⅱ．发生水解反应生成含4个碳原子的胺类物质； ⅲ．核磁共振氢谱显示为5组峰 (6)依据以上流程信息，结合所学知识，设计以苯甲醛和丙二醛为原料合成苯丙烯酸()的路线___________(无机试剂和溶剂任选)。 【答案】(1)醚键、醛基（2分） (2)     （2分） -是强吸电子基团，使羧基中键极性增强，更易电离出，故酸性强于乙酸（2分） (3)+HBr（2分） (4)  （2分） (5)  （2分） (6)    +      （3分） 【分析】 A与发生取代反应生成B（），B与反应生成C，C被还原为D，D与DMA反应生成E，E自身环化生成F和HBr，F中-CN和2H2反应生成G，G和H（）发生取代反应生成I和HCl，据此分析。 【详解】（1）由A的结构简式可知，A含有的官能团为醚键和醛基； （2） B→C先后发生加成反应和消去反应，即B中醛基上发生加成反应转化为羟基、并进一步发生消去反应引入碳碳双键，则加成反应生成的中间体的结构简式为 ；-是强吸电子基团，使CNCH2COOH的键极性增强，更易电离出，故其酸性强于乙酸； （3） E发生取代反应自身环化生成F和HBr ，化学方程式为：+HBr； （4） 根据G和I 的结构简式，以及H的分子式，推测H的结构简式为 ； （5） G （）除苯环外，还有5个C，2个O，1个不饱和度，1个氮，满足条件：①遇说明含酚羟基；②水解生成4个碳的胺，说明酰胺结构中氨基部分为4碳，即；③核磁共振氢谱5组峰说明高度对称，满足以上条件的G的同分异构体的结构简式为； （6） 要合成苯丙烯酸()，利用信息②可知需得到，利用题干中B→C的转化原理，可用苯甲醛和丙二酸在吡啶中反应得到，而丙二酸通过丙二醛氧化即可得到，则合成路线如下： + 。 B组 （建议用时：35分钟 满分：58分） 1．（14分）乙醇水蒸气重整制氢工艺的产氢效率高，并且乙醇来源广泛，具有较理想的应用前景。相关反应如下： Ⅰ：   Ⅱ：   Ⅲ：   回答下列问题： (1)上述“相关反应”中，属于非极性分子的是___________(填化学式)。 (2)___________kJ/mol。 (3)有利于提高平衡时转化率的条件是___________(填标号)。 A．高温高压 B．高温低压 C．低温高压 D．低温低压 (4)若在一定温度下，恒容密闭容器中发生上述反应，能判断体系达到平衡的是___________(填标号)。 A．反应体系的压强保持不变  B． C．混合气体密度保持不变 (5)一定压强下，时，发生上述反应，平衡时和CO的选择性及的产率随温度的变化如图所示[CO的选择性]。 图中表示平衡时的选择性随温度变化的曲线是___________(填序号)，分析曲线②在300℃前后变化趋势相反的原因___________。 (6)在T℃，，仅发生反应Ⅰ和Ⅱ，平衡时，转化率为80%，和CO的选择性相等，用各物质的平衡体积分数代替平衡浓度，则该温度下反应Ⅱ的___________。(用计算式表示) 【答案】(1)、（1分） (2)（2分） (3)B（2分） (4)A（2分） (5) ① （2分） 在之前，以反应Ⅰ和Ⅱ为主，温度升高，氢气的产率增大，在之后，以反应Ⅲ为主，温度升高，氢气的产率减小（2分） (6)（3分） 【详解】（1）非极性分子是指分子中正负电荷中心重合的分子。为直线形结构，结构对称，正负电荷中心重合，属于非极性分子；为双原子分子，结构对称，属于非极性分子；、、均为极性分子； （2）根据盖斯定律，反应Ⅰ=反应Ⅱ+反应Ⅲ×2，因此： （3）反应Ⅰ、Ⅱ均为吸热反应，升高温度平衡正向移动，转化率提高；反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数增大的反应，降低压强平衡正向移动，转化率提高。因此有利于提高平衡转化率的条件是高温低压，B符合题意； （4）A．反应Ⅰ、Ⅱ均为气体分子数变化的反应，恒容条件下，反应体系的压强保持不变，说明各物质的物质的量不再变化，反应达到平衡，符合题意； B．，未体现正逆反应速率相等，不能说明反应达到平衡，不符合题意； C．恒容密闭容器中，混合气体的质量和体积均不变，密度始终保持不变，不能说明反应达到平衡，不符合题意； 故选A； （5）反应Ⅲ为放热反应，温度升高，反应Ⅲ平衡逆向移动，反应Ⅱ为吸热反应，温度升高，反应Ⅱ平衡正向移动，选择性升高，对应曲线③，选择性降低，对应曲线①，曲线②为产率；在之前，以反应Ⅰ和Ⅱ为主，温度升高，氢气的产率增大，在之后，以反应Ⅲ为主，温度升高，氢气的产率减小； （6）设初始，，转化率为，则转化的为。和选择性相等，设反应Ⅰ、Ⅱ转化分别为x mol，y mol，有三段式： 反应Ⅰ； 反应Ⅱ； 有，，解得，平衡时各物质的物质的量：，，，，总物质的量，设总压强为，则各物质分压：，，，反应Ⅱ的：。 2．（14分）钒酸铋()是一种新型环保颜料，同时在催化剂和电池等领域也有着重要应用。某实验组欲利用和(偏钒酸铵)制备晶体，并测定其纯度。 已知：是黄色晶体，难溶于水和乙醇；价钒在不同pH溶液中存在不同形态。实验步骤如下： Ⅰ．溶液的配制 称取一定量，加入溶液中，加热溶解完全后，再加水稀释得到溶液30 mL。 Ⅱ．的制备(反应装置如图1，夹持装置已略) 取25 mL步骤Ⅰ中制得溶液于250 mL三颈烧瓶中，先加入溶液，再加入(质量分数)十二烷基苯磺酸钠(DBS为结构导向辅助剂)溶液混合均匀。在磁力搅拌并水浴加热的同时，快速加入溶液，再滴加溶液至pH为6，控制温度约363 K并保温1小时至沉淀完全。 将反应混合液冷却、抽滤，用大量蒸馏水洗涤沉淀，再用乙醇洗涤两次。最后放入378 K的烘箱中烘干，得到产品2.4 g。 回答下列问题： (1)基态V原子价层电子轨道表示式为___________，与有相似空间结构，则中V原子的杂化轨道类型为___________。 (2)图1中仪器a的名称是___________，装置B烧杯中液体为___________。 (3)步骤Ⅰ中由反应生成的离子方程式为___________。 (4)步骤Ⅱ中两次加入的NaOH溶液浓度不同的原因是___________。 (5)步骤Ⅱ中用蒸馏水洗涤沉淀的具体操作___________。 (6)计算实验中产率为___________%(保留小数点后一位)。 (7)储能容量大，使用寿命长的液流电池是电化学储能领域的研究热点。其中以石墨为电极，、、和为主要电解液阳离子的钒液流电池最为常见。该电池充电时的工作原理示意图如图2，其中电子迁移方向为电极___________(填“A到B”或“B到A”)，电极A的电极反应式为___________。 【答案】(1) （1分） （1分） (2) 恒压分液漏斗（1分） 水（1分） (3)（2分） (4)第一次加NaOH是为了快速调节体系pH故选择高浓度的NaOH溶液，第二次是为了精准控制pH到6，所以选择较低浓度的NaOH溶液（2分） (5)在原漏斗中加入水至没过沉淀，让水自然流下，并重复2-3次（1分） (6)74.1（2分） (7) A到B （1分） （2分） 【分析】的制备：取25 mL步骤I中制得溶液于250 mL三颈烧瓶中，先加入溶液，再加入(质量分数)十二烷基苯磺酸钠(DBS为结构导向辅助剂)溶液混合均匀。在磁力搅拌并水浴加热的同时，快速加入溶液，再滴加溶液至pH为6，控制温度约363 K并保温1小时至沉淀完全。步骤I中和混合后生成，反应的离子方程式为。 钒液流电池充电时电极A由，该电极为阳极；电极B，该电极为阴极。 【详解】（1）基态V原子核外电子数为23，价层电子轨道表示式为。 中中心原子P的价电子对数为4，没有孤对电子，空间结构为正四面体，也为正四面体形，则中V原子的价电子对数为4，杂化轨道类型为。 （2）图1中仪器a的名称是恒压分液漏斗。 三颈烧瓶中制备过程会产生氨气，故装置B烧杯中液体为尾气处理氨气，氨气极易溶于水，在防倒吸装置下用水吸收即可。 （3）由反应生成的离子方程式为。 （4）第一次加NaOH是为了快速调节体系pH故选择高浓度的NaOH溶液，第二次是为了精准控制pH到6，所以选择较低浓度的NaOH溶液。 （5）洗涤沉淀的具体操作：在原漏斗中加入水至没过沉淀，让水自然流下，并重复2-3次。 （6）根据制作沉淀的过程， 溶液的物质的量， 25 mL溶液的物质的量， 根据制备方程式：可知用的含量计算理论的到沉淀的量，，产率。 （7）根据分析，电极A为阳极，电源a为正极，电源b为负极，故充电时电子从A到B。 电极A的电极反应式为。 3．（15分）用菱锰矿(主要成分是，含有、、以及、、、的化合物)直接制备电池级的工艺流程如下： 已知：(二甲基二硫代氨基甲酸钠)的化学式为，易溶于水；25℃时，。回答下列问题： (1)Mn位于元素周期表第___________周期、第___________族。 (2)“滤渣1”主要含、___________、___________。 (3)“除杂a”通入空气的作用是___________。 (4)可与、、反应生成沉淀，“除杂b”中沉镍的离子方程式为___________。 (5)加入前溶液中浓度为0.002 mol/L，若要使1000 L该溶液中的完全沉淀()，则至少需加入溶液___________L(忽略溶液的体积变化，精确到两位小数)。 (6)“沉锰”时析出沉淀，所得滤液中回收的副产品的用途有___________(任写一种)。 (7)“氧化”控制温度为50℃，反应的化学方程式为___________。 【答案】(1) 四 （1分） ⅦB（1分） (2) SiO2 （1分） CaSO4（1分） (3)把溶液中亚铁离子氧化变成铁离子（2分） (4)（2分） (5)6.01（2分） (6)化学肥料（2分） (7)（3分） 【分析】菱锰矿主要成分是，含有、、以及、、、的化合物；ɑ-Al2O3和SiO2不溶于酸，和硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，酸浸所得到的滤渣1为ɑ-Al2O3和SiO2、CaSO4；滤液通入氧气目的是把溶液中亚铁离子氧化变成铁离子，通过加入氨水调节pH以将铁离子变为氢氧化铁沉淀，滤渣2是Fe(OH)3；滤液加入SDD将、、等重金属离子反应生成沉淀除去，即为滤渣3；加NH4F生成CaF2沉淀除Ca2+，加氨水生成沉淀，被氧气氧化为。流程中加入SDD时引入钠离子，加入硫酸时引入硫酸根离子，后续过程中引入铵根离子，所以滤液中可回收的副产品为硫酸铵和硫酸钠。 【详解】（1）Mn是25号元素，位于元素周期表第四周期、第ⅦB族。 （2）ɑ-Al2O3和SiO2不溶于酸，和硫酸反应生成微溶于水的硫酸钙，“滤渣1”主要含、SiO2、CaSO4。 （3）“除杂a”的目的是除铁，通入空气的作用是把溶液中亚铁离子氧化变成铁离子 （4）“除杂b”中与Ni2+生成沉淀，反应的离子方程式为。 （5）加入前溶液中浓度为0.002 mol/L，若要使1000 L该溶液中的完全沉淀，生成CaF2的物质的量为0.002 mol/L×1000L=2mol，反应消耗的物质的量为4mol，反应后溶液中c(F-)=，设加入溶液的体积为VL，则1 mol/L×VL=4mol+，V=6.01L，所以至少需加入溶液6.01L。 （6）“沉锰”时析出沉淀，所得滤液中回收的副产品为硫酸铵和硫酸钠，硫酸铵用作化学肥料。 （7）“氧化”控制温度为50℃，被氧气氧化为，反应的化学方程式为。 4．（15分）某中枢神经系统药物C的合成路线如下 回答下列问题 (1)A中官能团的名称为_______、_______。 (2)A→B的化学方程式为_______。 (3)B→C的反应类型为_______。 (4)写出一种同时符合下列条件的化合物D的同分异构体的结构简式_______。 ①含有苯环 ②能发生银镜反应 ③核磁共振氢谱有4组峰，且峰面积之比为6:3:2:1 (5)化合物E的结构简式为_______。 (6)已知D与E先发生加成反应生成物质X，然后脱水生成F，过程如下： 物质X的结构简式为_______。 【答案】(1) 醚键 （1分） 醛基（1分） (2)（4分） (3)加成反应(还原反应)（2分） (4)或（3分） (5)（2分） (6)（2分） 【分析】A与丙二酸发生缩合反应生成B，B的碳碳双键和加成得到C，C经过的处理，发生分子内环化反应得到D。根据D和F的结构简式对比，和E的分子式，可得E的结构简式为。可知D生成F的过程中断开了与羰基相连的亚甲基上的碳氢键，与E的醛基加成得到仲醇结构，再脱水得到F。F经过处理，将碳碳双键加氢变为碳碳单键，再利用分子中的N原子含有的一对孤对电子与结合生成G。 【详解】（1）由A的结构简式可知，其官能团名称为醚键、醛基。 （2） 该反应为缩合，醛和丙二酸反应生成不饱和酸，再脱羧得到二氧化碳和水，对应得到产物B，化学方程式为。 （3）由分析可知，B→C的反应类型为加成反应。 （4）D的同分异构体的核磁共振氢谱有4组峰，说明是对称结构。峰面积比为6：3：2：1，说明含3个甲基，其中的两个甲基所处的化学环境相同。含苯环，能发生银镜反应，说明含有醛基或甲酸酯基，两者的不饱和度之和是5，而D的不饱和度为6。还剩一个C原子，只能形成碳氧双键直接连在苯环上。对位上只能是甲酸酯基，而对称的甲基连在苯环的间位上，另一个甲基连在碳氧双键上，或者与甲酸酯基互换位置，结构简式为、。 （5）由分析可知，E的结构简式为。 （6）结合F的结构简式，可知D与E发生加成反应时，E断开了碳氧双键中的一个键，D断开与碳氧双键相连的亚甲基上的一个碳氢键，然后两个结构的碳原子相连，亚甲基脱下来的H原子连在E的O原子上，X的结构简式为。 C组 （建议用时：40分钟 满分：58分） 1．（14分）25℃时，有关物质平衡常数的数值如表所示： HF CuS (1)25℃时，某浓度的溶液显酸性的原因(用离子方程式表示)_______。 (2)同浓度的，结合能力由大到小的顺序为_______。 (3)物质的量浓度均为0.1 mol/L的和溶液等体积混合(体积变化忽略不计)，则下列关于混合溶液的说法中不正确的是_______。 A． B． C． D． (4)血液中存在酸碱平衡，从而维持血液的pH基本不变，可表示如下： ①   ② 血红蛋白分子(Hb)也有调节酸碱平衡的作用，可表示为： ③ 下列说法不正确的是_______。 A．若血液pH为7.4，则血液中浓度比大 B．当血液pH降低时，会促进人体更快更多地排出 C．随pH增大，先增大后减小 D．高氧环境中，血红蛋白与结合形成，促使释放 (5)反应的平衡常数为_______(保留小数点后一位)。 【答案】(1)（3分） (2)（3分） (3)C（2分） (4)C（3分） (5)（3分） 【详解】（1）为强酸弱碱盐，发生水解反应：，导致溶液显酸性。 （2）酸的电离平衡常数越小，酸性越弱，对应阴离子结合的能力越强，对应酸的酸性：，因此结合能力：。 （3）等体积混合后溶液体积加倍，溶质浓度均减半： A．由电荷守恒，移项可得，A正确； B．联立物料守恒和电荷守恒，整理可得，B正确； C．根据物料守恒，混合后，C错误； D．电离程度大于水解程度，溶液显酸性，离子浓度顺序为，D正确； 故答案为C。 （4）A．，pH=7.4时，故，A正确； B．pH降低，增大，题中平衡①、②均正向移动，生成更多​，促进排出，B正确； C．变形得，温度不变时​均为定值，该比值不变，C错误； D．高氧环境中​浓度增大，平衡③正向移动，促进释放，D正确； 故答案为C。 （5）反应的平衡常数为。 2．（14分）是一种良好的催化剂，其熔点、沸点分别为、，易被氧化为，易水解，类似于。一种制备纯净的实验装置如图(部分加热装置和夹持装置略)。回答下列问题： (1)装置A中盛浓硫酸的仪器名称为_______；装置A中制取HCl气体的原理为，该反应主要利用了浓硫酸的性质为_______(填选项字母)。 a.脱水性　　b.高沸点　　c.强氧化性　　d.强酸性 (2)下列实验图标与本实验无关的是_______(填选项字母)。 A． B．． C． D． (3)实验时，先使装置中的反应进行一段时间后，再给装置加热，其目的是_______；装置D中所盛试剂a为_______(填试剂名称)。 (4)从装置D中排出的尾气的主要成分为_______(填化学式)。 (5)实验室用装置C收集的固体配制溶液时，常向所配制的溶液中加入锡粉，其目的是_______(用离子方程式解释)。 (6)某实验小组同学设计如下实验测定实验中所用锡样品的纯度。 称取锡样品，并将样品溶于盐酸中(杂质不溶解)，过滤；向滤液中加入过量的溶液；用标准溶液滴定溶液中生成的(不考虑的影响)，三次平行实验平均消耗标准溶液，则锡样品的纯度为_______%(保留3位有效数字)。 【答案】(1) 恒压滴液漏斗 （1分） b（2分） (2)B（2分） (3) 排尽装置内的空气，防止被空气中的氧气氧化或防止产生的与空气中的水蒸气发生反应（2分） 浓硫酸（1分） (4)HCl、（2分） (5)（2分） (6)63.5（2分） 【分析】A装置用NaCl固体与浓硫酸共热制备气体，经气体排尽装置内空气后，在B装置中粉与反应生成蒸气，C装置用于冷凝并收集，D装置(试剂为浓硫酸)防止外界水蒸气进入C装置导致水解，最后对尾气进行处理，据此解答。 【详解】（1）由仪器构造可知，装置中盛浓硫酸的仪器名称为恒压滴液漏斗；实验室用NaCl固体与浓硫酸加热制HCl主要利用了浓硫酸的高沸点或难挥发性，故选b； （2） A．是护目镜，进行化学实验时需要佩戴护目镜，以保护眼睛，A不符合题意； B．指锐器，本实验中无需使用锐器，B符合题意； C．是指洗手，实验结束后，离开实验室前需清洗双手，C不符合题意； D．是明火，本实验用到加热操作，D不符合题意； 故选B。 （3）由于装置中有空气，而属于活泼金属，若不排出，则加热装置时会被氧气氧化，同时由于生成的易水解，所以实验时，先使装置中的反应进行一段时间后，再给装置加热，其目的是：排尽装置内的空气，防止被空气中的氧气氧化或防止产生的与空气中的水蒸气发生反应；装置的作用是防止装置中收集的固体接触水蒸气，所以试剂a为浓硫酸； （4）由于装置中发生反应：，所以尾气的主要成分为和； （5）由于具有较强还原性，易被氧气氧化为，所以配制溶液时需加入适量的单质，防止被氧化，发生反应：； （6）消耗物质的量为，发生反应：、，可得关系式：，由此可计算出样品中的质量分数为。 3．（15分）一种回收利用废旧锂离子电池材料(含LiCoO2、LiMn2O4、LiNiO2以及铝片、石墨粉等)的流程如下： 回答下列问题： (1)初步处理时要将电池完全放电，从安全角度是为了___________。 (2)写出步骤②中LiNiO2参与反应的离子方程式___________。 研究发现该步骤用硫酸或盐酸浸出电池材料，浸出率与酸浓度的关系如图所示。 c(H+)浓度相同时，电池材料在盐酸中浸出率大于硫酸的原因是___________。但该步骤未用盐酸代替硫酸，从绿色化学角度分析其原因是___________。 (3)在酸性条件下具有极强的氧化性，由此推测步骤③中用氨水调pH为5~6的原因可能是___________。 (4)若溶液中离子浓度小于1.0×10-5mol/L，可视为沉淀完全，则步骤⑤应加入NaOH溶液至pH＞___________。(Ksp[Ni(OH)2]=10-14.7   Ksp[Co(OH)2]=10-15.6) (5)如图为Li2CO3溶解度随温度的变化曲线： 则步骤⑥获得Li2CO3的操作为：蒸发结晶、___________、洗涤、干燥。 【答案】(1)防止电池短路发生爆炸（2分） (2) （2分） 有还原性，可还原材料中的高价金属离子，促进浸出反应正向进行，提高浸出率（2分） 会被氧化生成有毒的，污染环境（2分） (3)若pH过小，则下一步氧化性过强，会将全部氧化到更高价态不易分离，若pH过大，会提前沉淀造成损失（3分） (4)9.15（2分） (5)趁热过滤（2分） 【分析】废旧电池先完全放电后，加入碱浸：原料中的铝为两性金属，可与反应生成可溶的四羟基合铝酸钠，进入含铝废液被除去；而、石墨均不与碱反应，共同留在滤饼中，完成铝与其他组分的分离；向滤饼加入硫酸和酸浸，、、被还原，在酸性条件下转化为可溶的，石墨不溶于酸，留在固体中；加入氨水调节，过滤后，不溶的石墨被分离除去；而均不会沉淀，全部保留在滤液A中；向滤液A加入氧化剂，将氧化为沉淀，完成锰元素的分离，滤液B中保留；向滤液B加入，使完全沉淀为和，过滤分离得到这两种氢氧化物，此时滤液C中只含有锂离子；向滤液C加入，利用的溶解度特性，在加热条件下析出，结晶分离后得到最终回收产品。 【详解】（1）未放电的废旧电池处理时易发生短路，释放热量引发爆炸，完全放电可消除安全隐患； （2）中Ni为+3价，酸性条件下被还原为，被氧化为，根据原子守恒、电子守恒配平得 ； 有还原性，可还原材料中的高价金属离子，促进浸出反应正向进行，提高浸出率； 会被氧化生成有毒的，污染环境； （3）步骤③中用氨水调节pH，若pH过小，则下一步氧化性过强，会将全部氧化到更高价态不易分离，若pH过大，会提前沉淀造成损失； （4）的更大，更难沉淀完全，以沉淀完全计算： ，沉淀完全的边界条件为，代入得： ，，此时，；而完全沉淀需要，即； （5）由溶解度曲线可知，的溶解度随温度升高而降低，蒸发结晶后趁热过滤，可以减少的溶解损失，得到产品。 4．（15分）我国科学家研究出Co催化下多组分偶联合成氨基酸的新方法，其过程如图所示： 回答下列问题： (1)化合物5a中含氧官能团的名称为_______。 (2)化合物3a的分子式是_______，与其具有相同官能团，且不含甲基的同分异构体的结构简式为_______。 (3)关于上述过程，下列说法正确的有_______(填选项字母)。 A．化合物1a和2a均易溶于水 B．化合物3a分子中，C、O原子均为杂化 C．化合物5a分子中存在一个手性碳，且能与水形成氢键 (4)化合物3a可由乙炔经过多步反应得到。 ①第一步为乙炔和HCN的原子利用率为100%的反应，HCN的空间结构为_______，反应产物为_______(写结构简式)。 ②最后一步进行_______(填反应类型)，其反应的化学方程式为_______(注明反应条件)。 (5)参考上述合成路线，合成化合物6a()。主要有机反应物为2a、3a和甲醇，以及la的同系物化合物Ⅰ_______(填结构简式，任写一种)，经过系列反应合成化合物6a，其中第一步反应(氧化反应)为化合物Ⅰ与酸性高锰酸钾溶液反应，得到产物_______(填化学名称)。 【答案】(1)羟基，羧基（1分） (2) （2分）   （2分） (3)C（2分） (4) 直线形 （1分）   （1分） 酯化反应或取代反应 （1分） +CH3CH2OH+H2O（2分） (5)    （2分） 间硝基苯甲酸或3-硝基苯甲酸（1分） 【详解】（1）由化合物5a的结构简式可知，其含氧官能团的名称为羟基和羧基。 （2） 由化合物3a的结构可得其分子式为，与其具有相同官能团，则有碳碳双键和酯基，且不含甲基的同分异构体的结构简式为 。 （3）A．化合物1a为硝基苯，难溶于水，化合物2a为甲醛，易溶于水，A错误； B．化合物3a存在的和中C原子均为杂化，B项错误； C．化合物5a分子中存在一个手性碳，，存在、，能与水形成氢键，C项正确。 故答案选C。 （4） 化合物3a可由乙炔经过多步反应得到，可推出：。 ①第一步为乙炔和HCN的原子利用率为100%的反应，HCN的空间结构为直线形，反应产物为 。 ②最后一步进行酯化反应，反应类型为酯化反应或取代反应，其反应的化学方程式为+CH3CH2OH+H2O。 （5） 参考上述合成路线，合成化合物6a（），采用逆推法可得合成路线： + 根据合成路线可知，1a的同系物化合物Ⅰ结构简式可以为 ，经过系列反应合成化合物6a，其中第一步反应为化合物Ⅰ与酸性溶液反应，得到产物为间硝基苯甲酸或3-硝基苯甲酸。 4 / 20 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $