内容正文:
第1天 新高考模拟押题特训(8)
题号
押题亮点
情境与素养
难度与考前重点提醒
1
高考趋势:以“非遗”为情境,考查化学与中华优秀传统文化的融合,体现文化自信。
考点角度:漆酚的性质(酚羟基)、桐油的成分(酯类)、碳酸钠溶液的去污原理(水解呈碱性)、烟灰的成分(碳单质)。
情境:文化情境(雕漆、油纸伞、香云纱、徽墨)。
素养:侧重“科学态度与社会责任”。要求学生能从化学视角认识、解释传统工艺中的科学原理。
难度:★☆☆☆☆
注意:A项,漆酚含酚羟基,可与碱反应,不耐碱腐蚀。B项,桐油是油脂(酯),属于烃的含氧衍生物,不是烃。C项,Na₂CO₃溶液因CO₃²⁻水解显碱性,可去除油脂,正确。D项,烟灰主要成分是碳(无机物),并非有机物。
2
高考趋势:化学用语的规范性考查,覆盖电子排布式、电子式、结构简式、实验安全图标。
考点角度:简化电子排布式(注意能级顺序)、共价化合物的电子式书写、对硝基甲苯的结构(硝基连接方式)、实验安全图标识别。
情境:学科内基础概念+实验安全。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”。考查学生对化学符号、模型、图标的准确理解与使用。
难度:★★☆☆☆
注意:A项,Se的简化电子排布式应为[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴,原选项漏了3d¹⁰。B项,CCl₄电子式中Cl周围应满足8电子结构,原图未画全。C项,硝基的正确写法是N连接苯环,O在两侧,原结构简式画成了N直接连O的错误形式。D项,钠与水反应涉及切割(危险)、腐蚀(NaOH)、易燃(H₂)等多个危险标识,正确。
3
高考趋势:实验操作图示正误判断,强调实验安全与规范。
考点角度:Cu与浓硫酸反应的控制(抽拉铜丝)、分液操作、蒸发结晶的搅拌、固体加热防倒吸(先移导管后熄灯)。
情境:教材经典实验。
素养:侧重“科学探究与创新意识”。要求学生从图示中识别操作规范与错误。
难度:★★☆☆☆
注意:D项是经典错误。加热固体分解的装置(如制氧气、碳酸氢钠分解等),实验结束时应先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止倒吸。A、B、C均正确。
4
高考趋势:基于所学原理对生活、生产中的现象进行合理解释,考查归因能力。
考点角度:溶解性与氢键的关系(纤维素例)、氢氟酸储存在塑料瓶的原因(腐蚀玻璃,非酸性)、石油裂解气使溴水褪色的原因(不饱和烃加成)、焰色试验的结论(只能确定元素,不能确定物质类别)。
情境:生活与生产中的化学问题。
素养:侧重“证据推理与模型认知”。要求学生辨别解释的合理性,避免归因错误。
难度:★★★☆☆
注意:A项,纤维素难溶于水,但其羟基仍可与水形成氢键,难溶是由于分子结构致密,并非不能形成氢键。B项,HF储于塑料瓶是因为腐蚀玻璃,与其弱酸性无关。C项正确。D项,焰色反应黄色只能说明有钠元素,不一定是钠盐(可能是NaOH等)。
5
高考趋势:离子方程式正误判断,侧重反应原理、量的关系、弱电解质的处理。
考点角度:Ca(ClO)₂通CO₂的反应(强酸制弱酸,注意HClO的生成)、氨水中通少量SO₂(生成亚硫酸铵)、[Ag(NH₃)₂]⁺与酸的反应(配合物不拆)、氢氟酸与SiO₂的反应(HF是弱酸,不拆)。
情境:学科内反应规律应用。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”。考查学生对离子反应条件的把握能力。
难度:★★★☆☆
注意:A项,Ca(ClO)₂与CO₂反应生成CaCO₃和HClO,应写成Ca²⁺ + 2ClO⁻ + CO₂ + H₂O = CaCO₃↓ + 2HClO,原式漏了H₂O。B项正确。C项,[Ag(NH₃)₂]⁺是配合离子,在离子方程式中应整体写出。D项,HF是弱酸,不能拆。
6
高考趋势:有机选择题,综合考查分子式、杂化类型、手性碳、消耗NaOH的量。
考点角度:分子式的计算(不饱和度法)、碳原子杂化方式判断、手性碳原子(完全加成后环状结构)、酚羟基和酯基消耗NaOH的计量。
情境:药物中间体结构分析。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”。要求学生能分析复杂有机物结构并推断性质。
难度:★★★★☆
注意:C项是难点。该有机物与H₂完全加成后,苯环变成环己烷、双键饱和,但酯基不变。需要重新审视手性碳:分子中两个并环结构会产生多个手性中心,原答案认为有5个,但据结构分析可能有更多?原题C说“7个”,可能是错误的。根据给出的结构,加成后分子中有多个与四个不同基团相连的碳原子,计数为5个。考生需注意:加成反应后,原双键碳可能成为手性中心,但需要具体分析。D项正确:酚羟基(1 mol)和酯基(1 mol)共消耗2 mol NaOH。
7
高考趋势:考查“结构-性质”的逻辑推导,强调因果关系是否成立。
考点角度:水的V形与氢键导致结冰体积膨胀、石墨和铜导电的原因(自由电子)、钠的电离能数据(最外层1个电子,I₂远大于I₁)、聚乙烯的毒性与其结构(线型/网状)的关系。
情境:学科内原理辨析。
素养:侧重“证据推理与模型认知”。要求学生辨别解释的合理性,避免归因错误。
难度:★★☆☆☆
注意:D项,聚乙烯是否有毒性取决于残留单体、添加剂等,与它是线型还是网状结构无直接因果关系,因此不能由结构推导该性质。A、B、C均可由结构推导。
8
高考趋势:结合复杂配离子结构进行元素推断,考查原子结构、周期律、配位化学。
考点角度:电子排布特征(各能级电子数相同→C;s、p能级电子总数相同→O)、未成对电子数最多的第四周期元素→Cr、第一电离能比较(同周期N、F、Ne)、氢化物沸点比较(需指明具体氢化物)、配体种类与配位数、分子极性。
情境:学术探索情境(催化剂阴离子结构)。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”、“证据推理”。要求学生从结构图推断元素,并应用性质规律。
难度:★★★★☆
注意:A项,同周期第一电离能大于O的元素有N、F、Ne,共3种。B项,未指明氢化物,无法比较。C项正确:配体有水分子(H₂O)和丙二酸根离子(两个羧基配位),配位数为6。D项,CO₂是非极性,但H₂O是极性分子。
9
高考趋势:实验现象与结论的逻辑匹配,强调控制变量与排除干扰。
考点角度:Na₂HPO₄溶液酸碱性的判断(水解与电离比较)、蔗糖水解产物的检验(需加碱中和)、盐类水解程度与弱酸电离常数的关系(需同浓度)、卤代烃消去产物的检验(排除乙醇干扰)。
情境:教材实验的深度探究。
素养:侧重“科学探究与创新意识”、“证据推理”。考查学生对实验方案的评价能力。
难度:★★★★☆
注意:A项正确,Na₂HPO₄溶液显碱性,说明HPO₄²⁻水解程度大于电离程度。B项,未加碱中和硫酸,银氨溶液会被破坏,无法检验葡萄糖。C项,未指明浓度,不能直接根据pH比较Kₐ。D项,乙醇也能使酸性KMnO₄褪色,需先通过水洗除去乙醇。
10
高考趋势:反应机理(能量-反应进程图)与动力学(浓度-时间图)结合,考查综合应用。
考点角度:决速步骤(活化能最大)、同位素示踪(烷氧键断裂,¹⁸O进入叔丁醇)、反应热效应小对平衡的影响、速率方程与平衡常数的关系计算。
情境:学术探索情境(乙酸叔丁酯水解机理)。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”、“证据推理”。要求学生能结合图像数据和数学模型进行分析。
难度:★★★★★
注意:B项错误,¹⁸O标记的H₂O不仅会进入叔丁醇(烷氧键断裂机理),生成的乙酸在酸性条件下会与H₂¹⁸O发生氧交换,因此¹⁸O也会出现在乙酸中。C项,总反应ΔH很小(约-0.04 eV),热效应不明显,改变温度对平衡影响小。D项,从平衡浓度数据可计算Kc=9/7≈1.286,与选项一致。
11
高考趋势:无机推断与工艺流程结合,综合考查元素化合物转化。
考点角度:氯碱工业核心反应(电解饱和食盐水)、铝与NaOH溶液的反应、Na₂FeO₄的制备(氧化还原配平)、氧化性强弱与pH的关系。
情境:工业生产(高铁酸钠制备流程)。
素养:侧重“科学探究与创新意识”、“证据推理”。考查学生对流程中各步反应的分析和计算能力。
难度:★★★★☆
注意:推断关键:反应④是氯碱工业,则G为NaOH、A为Cl₂(与NaOH反应生成NaCl、NaClO、H₂O),B为NaClO(消毒液有效成分)。反应③:2FeCl₃ + 3NaClO + 10NaOH = 2Na₂FeO₄ + 9NaCl + 5H₂O,氧化剂NaClO与还原剂FeCl₃的物质的量之比为3:2(注意是“氧化剂和还原剂”的比,不是系数比),故C错误(写成了2:3)。D项正确,酸性增强,FeO₄²⁻氧化性增强。
12
高考趋势:晶胞结构分析与计算,考查空间想象和数学处理能力。
考点角度:晶胞化学式的确定(均摊法)、原子分数坐标、最近邻原子数、密度计算(已知最短距离求棱长)。
情境:学术探索情境(超导半导体BAs晶胞)。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”、“证据推理”。考查学生对晶胞模型的综合应用。
难度:★★★★☆
注意:A项,B原子数=8×1/8+6×1/2=4,As原子数=4,化学式为BAs,正确。B项,2号原子坐标应为(1/2, 1/2, 0)?原题写(1/2,1,1/2)错误。C项,距离B最近的B:以顶角B为例,它到相邻三个面心的B距离最近(均为面对角线的一半),每个面心B被2个晶胞共享,故最近B数为12,正确。D项,根据最短距离(体对角线1/4)求出棱长,再计算密度,表达式正确。
13
高考趋势:新型电化学装置(海水制备H₂和Mg(OH)₂联产),考查电极判断、离子迁移、反应原理。
考点角度:阴极与阳极的判断(从产物H₂和Mg(OH)₂推出)、电极表面电荷对离子沉积的影响、电极反应的书写、离子交换膜的作用及对产物的影响。
情境:学术探索情境(海水资源化利用)。
素养:侧重“证据推理与模型认知”。要求学生分析复杂电解装置的工作原理。
难度:★★★★☆
注意:A项,a电极生成O₂(SO₄²⁻放电),为阳极,H⁺浓度增大,pH减小,正确。B项,b电极表面带负电,排斥带负电的Mg(OH)₂沉淀,防止沉积,正确。C项,电极反应式是2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻,Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)₂↓发生在溶液中,不是电极表面直接生成,且题干说“防止沉积”,因此电极反应不应写Mg(OH)₂,C错误。D项,阳离子交换膜允许H⁺从阳极室进入阴极室,与部分OH⁻中和,使得Mg²⁺沉淀不完全,导致Mg(OH)₂物质的量小于H₂的一半,正确。
14
高考趋势:水溶液中的离子平衡图像题,综合分布系数、沉淀溶解平衡、对数图像解读。
考点角度:HF的Ka计算(分布系数交点)、Ksp(CaF₂)的变形对数图、电荷守恒与物料守恒的联立、特定pH下离子浓度关系。
情境:学科内原理探究。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”、“证据推理”。考查学生从复杂图像中提取信息并进行定量推理的能力。
难度:★★★★★
注意:A项,从图1中δ(HF)=δ(F⁻)时pH=3.2,pKa=3.2,Ka=10⁻³·²,正确。B项,图2中纵坐标为lg[c(F⁻)/c(HF)]?实际是-lg[c(F⁻)]?需看坐标。题目说“lg(X)”,X可能是c(Ca²⁺)或c(F⁻)?根据Ksp=c(Ca²⁺)·c²(F⁻),两边取负对数得-lg c(Ca²⁺)= -lg Ksp + 2(-lg c(F⁻)),所以直线斜率应为2,斜率大的曲线代表Ca²⁺,即m代表Ca²⁺,n代表F⁻?原题说“pX”代表-lg c(X),则pCa与pF的关系为pCa = pKsp - 2pF,斜率-2,图中有两条线,一条斜率为-2(m),一条斜率为-1/2?需要仔细判断。从B选项说“qm代表pCa与pH的变化关系”可能错误。C项,z点电荷守恒与物料守恒联立可推出c(Ca²⁺)=c(F⁻)+c(H⁺)-c(OH⁻),代入pH值计算可得正确。D项,x、y均满足电荷守恒和物料守恒,因此表达式恒成立,正确。
15
高考趋势:有机实验综合题(苯佐卡因的制备),考查仪器、平衡移动、催化剂选择、物质分离、还原反应、产率计算。
考点角度:球形冷凝管、离子晶体与化学键类型、酯化反应平衡移动(分水器)、浓硫酸与绿色催化剂对比、碳酸钠的作用、硝基还原的离子方程式、取代基电子效应影响反应速率、产率计算。
情境:实验室合成(局部麻醉剂苯佐卡因)。
素养:侧重“科学探究与创新意识”。考查学生综合运用有机化学、实验原理解决实际问题的能力。
难度:★★★★☆
注意:(3)绿色催化剂的优点:避免副反应、可重复使用。(5)离子方程式注意Fe被氧化为Fe²⁺(氯化铵溶液为弱酸性,通常生成Fe²⁺)。(6)吸电子效应越强,硝基周围电子密度越低,越难被还原,故速率顺序:硝基甲苯(给电子)>对硝基苯甲酸乙酯(酯基吸电子)>对硝基苯甲酸(羧基吸电子更强),故C>B>A。(7)产率计算:对硝基苯甲酸4.60g为0.025 mol,理论生成苯佐卡因0.025 mol×165.19 g/mol≈4.13 g,实际2.82 g,产率≈68%。
16
高考趋势:无机工艺流程题(废旧锂电池正极材料回收LiFePO₄),考查焙烧、浸取、沉锂、晶胞计算。
考点角度:焙烧去除炭黑、铝箔表面氧化膜、浸取反应方程式(醋酸+双氧水)、配合物中配位数、趁热过滤(溶解度随温度变化)、晶胞密度计算、充电时Li脱出比例计算。
情境:工业生产(资源回收利用)。
素养:侧重“科学探究与创新意识”、“模型认知”。考查学生分析流程、计算晶胞、进行物料衡算的能力。
难度:★★★★★
注意:(2)浸取反应:2LiFePO₄ + 2CH₃COOH + H₂O₂ = 2FePO₄↓ + 2CH₃COOLi + 2H₂O。醋酸铁中Fe³⁺的配体数为3(每个CH₃COO⁻为双齿配体?通常醋酸根是单齿配体,Fe³⁺与三个醋酸根配位,配位数为6?需从结构图判断,图中显示Fe³⁺与6个O配位,但醋酸根数目为3,每个醋酸根提供2个O,故配体数为3,但配位数为6。题目问“配体数”,即醋酸根的个数,为3。(3)沉锂:Li₂CO₃溶解度随温度升高而减小,应趁热过滤。(4)晶胞中Li位于顶点和面心?从图看白色球有4个(顶点1/8×8=1,面心1/2×6=3,共4个),符合LiFePO₄。密度计算:质量=4×M(LiFePO₄)/NA,体积=abc×10⁻²¹ cm³(注意单位换算)。充电完成60%时,脱出60%的Li,化学式为Li₀.₄FePO₄,设Fe²⁺、Fe³⁺分别为x、y,则x+y=1,2x+3y+1×0.4+5=0(PO₄³⁻带-3,O为-2,总电荷为0?按化合价:Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、PO₄³⁻,则正价总和=0.4 + (2x+3y)=3,解得x=0.4,y=0.6,n(Fe²⁺):n(Fe³⁺)=2:3。
17
高考趋势:化学反应原理综合题,围绕丙烷制丙烯的多条路线(直接脱氢、CO₂氧化、电氧化)。
考点角度:键能计算ΔH、平衡常数(分压)、外界条件对平衡的影响、反应自发性的判据(ΔS)、平衡图像分析(投料比优化)、电极反应式(碱性介质)。
情境:学术探索情境(丙烷高值化利用)。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”、“证据推理”。考查学生对盖斯定律、平衡移动、图像分析的综合运用。
难度:★★★★★
注意:(1)ΔH=反应物键能和-生成物键能和= +123.5 kJ/mol。(2)①恒压充惰性气体,相当于减压,平衡正向移动,转化率增大。②平衡常数Kp表达式注意分压计算,分母有总压p,但最终表达式可化简。(3)反应①ΔS>0,ΔH>0,A正确;升温平衡正移,加压逆移,B错误;升温K增大,C正确;消耗CO₂和生成C₃H₆速率均为正反应速率,不能判断平衡,D错误。(4)产率=转化率×选择性,计算25min时三个投料比的产率,1:1时最高。(6)碱性介质中丙烷电氧化生成丙烯的电极反应:C₃H₈ - 2e⁻ + 2OH⁻ = C₃H₆ + 2H₂O。
18
高考趋势:有机合成推断题,涉及硝化反应、酯化、还原、取代、同分异构体计数、合成路线设计。
考点角度:芳香胺的系统命名、硝化后加碱的目的(游离氨基)、无机含氧酸酯的判断、还原剂的作用、反应类型、有限制条件的同分异构体(含三键的芳香族化合物)、基于已知信息的合成路线设计(对硝基乙苯→目标物)。
情境:学术探索情境(药物中间体合成)。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”、“证据推理”。考查学生获取信息、进行有机推断和路线设计的能力。
难度:★★★★★
注意:(1)A为2-乙基苯胺(乙基在氨基的邻位)。(2)硝化在酸性条件下进行,氨基会被质子化成-NH₃⁺,加碱中和可恢复氨基活性。(3)C是叔丁醇与亚硝酸(HNO₂)形成的酯:叔丁基亚硝酸酯。(4)E→F为硝基还原,Fe作还原剂;F→G为取代反应。(5)A的同分异构体:含有-C≡CH且为芳香族化合物。符合条件的结构:苯环上连接-C≡CH、-NH₂、-CH₂CH₃?需从分子式C₈H₁₁N出发,不饱和度为4,含一个苯环(4个不饱和度)和碳碳三键,则必须含有一个碳碳三键在侧链。可能结构:苯环上连接氨基和-C≡C-CH₃(邻、间、对3种),或连接NH₂和-CH₂-C≡CH(邻、间、对3种),或连接-NH-CH₂-C≡CH?但-NH-不是侧链直接连苯环?需仔细数,共13种。(6)合成路线:先氧化乙基为羧基(KMnO₄),再将硝基还原为氨基,最后与CH₃COCl发生取代反应。注意氨基易被氧化,应先氧化后还原。
1.中华大地历史悠久,文化灿烂,拥有众多的非遗技艺传承。下列说法正确的是
A.雕漆技艺中漆料的主要成分是漆酚,雕漆作品耐酸碱腐蚀
B.油纸伞防水的原理是在伞纸上刷桐油,桐油的主要成分属于烃
C.香云纱染整工艺中煮练时所用的“碱水”通常为溶液
D.徽墨制作技艺中核心原料是烟灰和动物胶,其主要成分均属于有机物
2.下列化学用语或图标表达正确的是
A.基态硒原子的简化电子排布式:
B.的电子式:
C.对硝基甲苯的结构简式:
D.Na与水反应的实验过程中涉及的图标:
3.下列实验的相应操作不正确的是
制备并检验
分液
A.终止反应时,向外拉铜丝,使铜丝与浓硫酸脱离接触
B.先将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出
从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
比较和的热稳定性
C.为防止局部过热,用玻璃棒搅拌
D.实验结束时,先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
4.下列与物质性质相关的说法正确的是
A.某有机大分子难溶于水,说明其不能与水形成分子间氢键
B.氢氟酸存放于塑料瓶中,因其具有酸性
C.石油裂解气能使溴水褪色,因其含不饱和烃
D.某溶液焰色试验呈黄色,说明该溶液中含钠盐
5.下列离子方程式书写正确的是
A.向浊液中通入:
B.向氨水中通入少量气体:
C.向溶液中加入过量稀硝酸:
D.用氢氟酸雕刻玻璃:
6.有机物M是一种新型药物的合成中间体,其结构简式如下图所示。下列有关M的说法错误的是
A.分子式为C18H20O4
B.碳原子的杂化方式有sp2和sp3杂化
C.与H2完全加成后的分子中含有7个手性碳原子
D.1 mol有机物M与足量热NaOH溶液反应,可消耗2 mol NaOH
7.由结构不能推导出对应性质的是
选项
结构
性质
A
水为V形结构分子,且存在分子间氢键
水结冰体积变大
B
石墨晶体、铜晶体中均存在可自由移动的电子
石墨、铜均具有一定导电性
C
基态钠原子的最外层电子数为1
钠的电离能():远大于
D
聚乙烯可形成线型结构或网状结构
聚乙烯无毒性
8.某种催化剂的阴离子结构如图所示,其组成元素中,X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族非金属元素,基态Y原子各能级上的电子数相同,基态Z原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相同,W为第四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素。下列说法正确的是
A.同周期中第一电离能大于Z的元素有2种
B.氢化物的沸点:
C.该阴离子中,配体有两种,W的配位数为6
D.与均为非极性分子
9.根据下列实验操作和现象,能合理推出结论的是
选项
实验操作和现象
结论
A
常温下,向2 mL 0.03 mol·L-1Na2HPO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液,溶液变浅红色
此条件下的水解程度强于其电离程度
B
向1mL 20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,水浴加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖在此条件下能水解生成葡萄糖
C
常温下,用pH计测得CH3COONa溶液的pH约为9.2,Na2CO3溶液的pH约为12.4
此条件下Ka(CH3COOH)>Ka2(H2CO3)
D
将5mL溴丙烷和10mL饱和KOH乙醇溶液混合,加热,产生气体通入稀酸性KMnO4溶液使之褪色
溴丙烷与KOH醇溶液共热时能生成丙烯
10.乙酸叔丁酯的水解反应机理如下图1所示[做催化剂,—二氧六环(1:5)做溶剂,、和不发生后续变化的产物在图示中未画出或不重复画出,TS表示过渡态,各步骤反应物或产物总能量的相对值如图所示,单位是ev,1 ev=9.6 kJ/mol],下图2是反应中叔丁醇浓度随时间变化的曲线(乙酸叔丁酯的起始浓度为3.5 mol/L)。已知:该水解反应的速率方程为,其中。下列说法错误的是
A.反应中最慢步骤的反应方程式为:+
B.若水解用,反应后只出现在中
C.研究发现,难以通过改变温度提高水解平衡产率,可能原因是反应热效应不明显
D.该水解反应的
11.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂,兼具杀菌消毒和絮凝净水功能,实现了“消-凝一体化”。下图是其工业制备及相关性质实验的转化流程,其中A、H、E均为单质,反应④是氯碱工业的核心反应。下列说法错误的是
A.B是一种消毒液的有效成分
B.利用F的饱和溶液可以制备与F溶液不同类型的分散系
C.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
D.酸性越强,的氧化性越强
12.某超导半导体材料的立方晶胞结构如图所示。
已知该晶胞中与之间的最短距离为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.该晶胞的化学式为 B.2号原子的分数坐标为
C.距离B最近的B的个数是4 D.该晶胞的密度为
13.我国科研工作者设计了一种电解装置(如图),实现了利用海水制备和的联产。该装置采用一种新电极,即在铂电极表面添加,有效防止了在电极表面的沉积,该装置可稳定运行超过5000小时。试验数据显示,产生的同时,可提取约高纯度。
下列说法错误的是
A.电极为阳极,该电极附近溶液减小
B.b电极表面的负电荷与相互排斥,故可长时间保持活性
C.b电极上的电极反应式为
D.制得的物质的量小于,可能与通过交换膜有关
14.常温下,氢氟酸溶液中含氟物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图1所示;常温下,用调节浊液的pH,测得不同pH下,平衡体系中(X为或)与的变化关系如图2所示。已知:。下列叙述错误的是
A.常温下,
B.代表与的变化关系
C.z点对应的溶液中存在
D.x、y点对应的溶液中均存在
15.苯佐卡因(对氨基苯甲酸乙酯,)是一种常用的局部麻醉剂。实验室通常以对硝基苯甲酸()和乙醇为原料,在乙基吡啶硫酸氢盐催化下合成。某化学兴趣小组查阅相关资料后,设计并进行了如下实验。
已知:乙基吡啶硫酸氢盐是一种高选择性的,可重复使用的绿色催化剂。
回答下列问题:
I.制备对硝基苯甲酸乙酯
步骤1:在三颈烧瓶中加入4.60 g对硝基苯甲酸、一定量无水乙醇和乙基吡啶硫酸氢盐,摇匀后将烧瓶置于水浴中,加热至,回流一段时间。
步骤2:冷却后,向反应液中加入去离子水,搅拌抽滤;滤渣研细,加入溶液10 mL,继续研磨5 min,搅拌抽滤、真空干燥得到对硝基苯甲酸乙酯。
(1)①步骤1中加热回流操作的实验装置如下图所示,仪器X的名称为___________。
②乙基吡啶硫酸氢盐()属于___________晶体,晶体结构中含有的化学键包括___________(填字母)。
A.离子键 B.键 C.键 D.氢键
(2)试从平衡移动角度分析,步骤1中需分水器不断分离出的原因:___________。
(3)对比乙基吡啶硫酸氢盐,酯化反应未选用浓硫酸作催化剂的可能原因是___________。
(4)步骤2中加入碳酸钠溶液的目的是___________。
Ⅱ.制备苯佐卡因
对硝基苯甲酸乙酯用适量铁粉和氯化铵溶液还原,95~98℃回流加热并搅拌70 min后,冷却并加入少量碳酸钠溶液调pH至近中性,乙醚萃取两次,合并醚层。向其中加入少量无水硫酸镁,静置后抽滤,滤液除乙醚后,冷却残余物,固体经重结晶,干燥后称重,得苯佐卡因2.82 g。
(5)制备苯佐卡因过程中Fe被氧化为,则该反应的离子方程式为___________。
(6)已知:①可与硝基竞争电子,降低硝基周围电子密度,从而降低硝基的活性
②羧基和酯基均为吸电子基团,且吸电子效应;羧基>酯基
同浓度的A.对硝基苯甲酸、B.对硝基苯甲酸乙酯、C.硝基甲苯的硝基还原速率由大到小的顺序为___________(用“A、B、C”表示)。
(7)以对硝基苯甲酸为基准,计算苯佐卡因的产率为___________%(保留2位有效数字)。
16.从某种废旧锂离子电池正极材料(主要成分为LiFePO4,含炭黑、铝箔等)选择性回收LiFePO4的一种工艺流程设计如下:
已知:Li2CO3的溶解度随温度升高而减小。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,反应去除的物质是___________;该工序中铝箔基本未发生反应,原因是___________。
(2)“浸取”时,LiFePO4主要发生反应的化学方程式为___________;浸取后的滤液中含有少量的醋酸铁,由其结构可知Fe3+的配体数为___________。
(3)“沉锂”时,尽可能使Li2CO3固体与滤液分离的操作方法为___________;该滤液可以进入___________步骤循环利用。
(4)LiFePO4的晶胞结构如图所示,其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构,白色球代表Li,晶胞参数(单位:nm),。电池充电时,LiFePO4脱出部分Li+,形成Li1-xFePO4,完全充满时则形成。
①设为阿伏加德罗常数的值。LiFePO4的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可)。
②若充电完成60%时,Li1-xFePO4中___________。
17.丙烯是一种重要的化工原料,利用丙烷制备丙烯,可以提高丙烷的附加值,具有良好的社会经济效益。回答下列问题:
Ⅰ.丙烷直接脱氢制丙烯:
(1)利用下列键能数据计算该反应的_______。
化学键
键能/()
347.7
615
413.4
436
(2)将和混合通入反应器中,在某温度、条件下进行丙烷脱氢反应。
①通入对平衡转化率的影响是_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②平衡时,若的转化率为,则该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.氧化丙烷制丙烯:
反应①:
反应②:
反应③:
反应④:
(3)向某密闭容器中按投料,若只发生反应①,下列说法正确的是_______(填标号)。
A.该反应
B.升高温度或增大压强均可以使的平衡转化率提高
C.升高温度可以提高该反应的平衡常数
D.消耗的物质的量和生成物质的量相等时,说明反应达到化学平衡状态
(4)某科研小组在580℃,催化作用下,研究不同投料比对脱氢反应的影响,丙烷转化率、丙烯选择性随时间的变化如图所示。
已知丙烯产率=丙烷转化率×丙烯选择性。若反应时间为25min,则最佳投料比为_______,原因是_______。
(5)该工艺的优点有_______(填标号)。
A.与反应,使反应②的化学平衡正向移动
B.有利于减少积炭
C.有利于与资源利用
Ⅲ.电氧化合成
(6)在碱性介质中,生成的电极反应式为_______。
18.盐酸帕唑帕尼是一种肿瘤抑制试剂,H是其重要的中间体,合成路线如下图所示(部分反应条件已略去)。
回答下列问题:
(1)利用系统命名法命名A___________。
(2)A充分硝化后,需要利用NaOH溶液调节溶液pH呈碱性,其目的可能是___________。
(3)C是叔丁醇和一种无机含氧酸形成的酯,该无机含氧酸的分子式为___________。
(4)E→F过程中的作用是___________。F→G的反应类型为___________。
(5)A的同分异构体中,同时满足如下条件的共有___________种。
①含有“” ②属于芳香族化合物
(6)利用对硝基乙苯和合成,写出合成路线___________(无机试剂任选)。
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第1天 新高考模拟押题特训(8)
题号
押题亮点
情境与素养
难度与考前重点提醒
1
高考趋势:以“非遗”为情境,考查化学与中华优秀传统文化的融合,体现文化自信。
考点角度:漆酚的性质(酚羟基)、桐油的成分(酯类)、碳酸钠溶液的去污原理(水解呈碱性)、烟灰的成分(碳单质)。
情境:文化情境(雕漆、油纸伞、香云纱、徽墨)。
素养:侧重“科学态度与社会责任”。要求学生能从化学视角认识、解释传统工艺中的科学原理。
难度:★☆☆☆☆
注意:A项,漆酚含酚羟基,可与碱反应,不耐碱腐蚀。B项,桐油是油脂(酯),属于烃的含氧衍生物,不是烃。C项,Na₂CO₃溶液因CO₃²⁻水解显碱性,可去除油脂,正确。D项,烟灰主要成分是碳(无机物),并非有机物。
2
高考趋势:化学用语的规范性考查,覆盖电子排布式、电子式、结构简式、实验安全图标。
考点角度:简化电子排布式(注意能级顺序)、共价化合物的电子式书写、对硝基甲苯的结构(硝基连接方式)、实验安全图标识别。
情境:学科内基础概念+实验安全。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”。考查学生对化学符号、模型、图标的准确理解与使用。
难度:★★☆☆☆
注意:A项,Se的简化电子排布式应为[Ar]3d¹⁰4s²4p⁴,原选项漏了3d¹⁰。B项,CCl₄电子式中Cl周围应满足8电子结构,原图未画全。C项,硝基的正确写法是N连接苯环,O在两侧,原结构简式画成了N直接连O的错误形式。D项,钠与水反应涉及切割(危险)、腐蚀(NaOH)、易燃(H₂)等多个危险标识,正确。
3
高考趋势:实验操作图示正误判断,强调实验安全与规范。
考点角度:Cu与浓硫酸反应的控制(抽拉铜丝)、分液操作、蒸发结晶的搅拌、固体加热防倒吸(先移导管后熄灯)。
情境:教材经典实验。
素养:侧重“科学探究与创新意识”。要求学生从图示中识别操作规范与错误。
难度:★★☆☆☆
注意:D项是经典错误。加热固体分解的装置(如制氧气、碳酸氢钠分解等),实验结束时应先把导管移出水面,再熄灭酒精灯,防止倒吸。A、B、C均正确。
4
高考趋势:基于所学原理对生活、生产中的现象进行合理解释,考查归因能力。
考点角度:溶解性与氢键的关系(纤维素例)、氢氟酸储存在塑料瓶的原因(腐蚀玻璃,非酸性)、石油裂解气使溴水褪色的原因(不饱和烃加成)、焰色试验的结论(只能确定元素,不能确定物质类别)。
情境:生活与生产中的化学问题。
素养:侧重“证据推理与模型认知”。要求学生辨别解释的合理性,避免归因错误。
难度:★★★☆☆
注意:A项,纤维素难溶于水,但其羟基仍可与水形成氢键,难溶是由于分子结构致密,并非不能形成氢键。B项,HF储于塑料瓶是因为腐蚀玻璃,与其弱酸性无关。C项正确。D项,焰色反应黄色只能说明有钠元素,不一定是钠盐(可能是NaOH等)。
5
高考趋势:离子方程式正误判断,侧重反应原理、量的关系、弱电解质的处理。
考点角度:Ca(ClO)₂通CO₂的反应(强酸制弱酸,注意HClO的生成)、氨水中通少量SO₂(生成亚硫酸铵)、[Ag(NH₃)₂]⁺与酸的反应(配合物不拆)、氢氟酸与SiO₂的反应(HF是弱酸,不拆)。
情境:学科内反应规律应用。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”。考查学生对离子反应条件的把握能力。
难度:★★★☆☆
注意:A项,Ca(ClO)₂与CO₂反应生成CaCO₃和HClO,应写成Ca²⁺ + 2ClO⁻ + CO₂ + H₂O = CaCO₃↓ + 2HClO,原式漏了H₂O。B项正确。C项,[Ag(NH₃)₂]⁺是配合离子,在离子方程式中应整体写出。D项,HF是弱酸,不能拆。
6
高考趋势:有机选择题,综合考查分子式、杂化类型、手性碳、消耗NaOH的量。
考点角度:分子式的计算(不饱和度法)、碳原子杂化方式判断、手性碳原子(完全加成后环状结构)、酚羟基和酯基消耗NaOH的计量。
情境:药物中间体结构分析。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”。要求学生能分析复杂有机物结构并推断性质。
难度:★★★★☆
注意:C项是难点。该有机物与H₂完全加成后,苯环变成环己烷、双键饱和,但酯基不变。需要重新审视手性碳:分子中两个并环结构会产生多个手性中心,原答案认为有5个,但据结构分析可能有更多?原题C说“7个”,可能是错误的。根据给出的结构,加成后分子中有多个与四个不同基团相连的碳原子,计数为5个。考生需注意:加成反应后,原双键碳可能成为手性中心,但需要具体分析。D项正确:酚羟基(1 mol)和酯基(1 mol)共消耗2 mol NaOH。
7
高考趋势:考查“结构-性质”的逻辑推导,强调因果关系是否成立。
考点角度:水的V形与氢键导致结冰体积膨胀、石墨和铜导电的原因(自由电子)、钠的电离能数据(最外层1个电子,I₂远大于I₁)、聚乙烯的毒性与其结构(线型/网状)的关系。
情境:学科内原理辨析。
素养:侧重“证据推理与模型认知”。要求学生辨别解释的合理性,避免归因错误。
难度:★★☆☆☆
注意:D项,聚乙烯是否有毒性取决于残留单体、添加剂等,与它是线型还是网状结构无直接因果关系,因此不能由结构推导该性质。A、B、C均可由结构推导。
8
高考趋势:结合复杂配离子结构进行元素推断,考查原子结构、周期律、配位化学。
考点角度:电子排布特征(各能级电子数相同→C;s、p能级电子总数相同→O)、未成对电子数最多的第四周期元素→Cr、第一电离能比较(同周期N、F、Ne)、氢化物沸点比较(需指明具体氢化物)、配体种类与配位数、分子极性。
情境:学术探索情境(催化剂阴离子结构)。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”、“证据推理”。要求学生从结构图推断元素,并应用性质规律。
难度:★★★★☆
注意:A项,同周期第一电离能大于O的元素有N、F、Ne,共3种。B项,未指明氢化物,无法比较。C项正确:配体有水分子(H₂O)和丙二酸根离子(两个羧基配位),配位数为6。D项,CO₂是非极性,但H₂O是极性分子。
9
高考趋势:实验现象与结论的逻辑匹配,强调控制变量与排除干扰。
考点角度:Na₂HPO₄溶液酸碱性的判断(水解与电离比较)、蔗糖水解产物的检验(需加碱中和)、盐类水解程度与弱酸电离常数的关系(需同浓度)、卤代烃消去产物的检验(排除乙醇干扰)。
情境:教材实验的深度探究。
素养:侧重“科学探究与创新意识”、“证据推理”。考查学生对实验方案的评价能力。
难度:★★★★☆
注意:A项正确,Na₂HPO₄溶液显碱性,说明HPO₄²⁻水解程度大于电离程度。B项,未加碱中和硫酸,银氨溶液会被破坏,无法检验葡萄糖。C项,未指明浓度,不能直接根据pH比较Kₐ。D项,乙醇也能使酸性KMnO₄褪色,需先通过水洗除去乙醇。
10
高考趋势:反应机理(能量-反应进程图)与动力学(浓度-时间图)结合,考查综合应用。
考点角度:决速步骤(活化能最大)、同位素示踪(烷氧键断裂,¹⁸O进入叔丁醇)、反应热效应小对平衡的影响、速率方程与平衡常数的关系计算。
情境:学术探索情境(乙酸叔丁酯水解机理)。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”、“证据推理”。要求学生能结合图像数据和数学模型进行分析。
难度:★★★★★
注意:B项错误,¹⁸O标记的H₂O不仅会进入叔丁醇(烷氧键断裂机理),生成的乙酸在酸性条件下会与H₂¹⁸O发生氧交换,因此¹⁸O也会出现在乙酸中。C项,总反应ΔH很小(约-0.04 eV),热效应不明显,改变温度对平衡影响小。D项,从平衡浓度数据可计算Kc=9/7≈1.286,与选项一致。
11
高考趋势:无机推断与工艺流程结合,综合考查元素化合物转化。
考点角度:氯碱工业核心反应(电解饱和食盐水)、铝与NaOH溶液的反应、Na₂FeO₄的制备(氧化还原配平)、氧化性强弱与pH的关系。
情境:工业生产(高铁酸钠制备流程)。
素养:侧重“科学探究与创新意识”、“证据推理”。考查学生对流程中各步反应的分析和计算能力。
难度:★★★★☆
注意:推断关键:反应④是氯碱工业,则G为NaOH、A为Cl₂(与NaOH反应生成NaCl、NaClO、H₂O),B为NaClO(消毒液有效成分)。反应③:2FeCl₃ + 3NaClO + 10NaOH = 2Na₂FeO₄ + 9NaCl + 5H₂O,氧化剂NaClO与还原剂FeCl₃的物质的量之比为3:2(注意是“氧化剂和还原剂”的比,不是系数比),故C错误(写成了2:3)。D项正确,酸性增强,FeO₄²⁻氧化性增强。
12
高考趋势:晶胞结构分析与计算,考查空间想象和数学处理能力。
考点角度:晶胞化学式的确定(均摊法)、原子分数坐标、最近邻原子数、密度计算(已知最短距离求棱长)。
情境:学术探索情境(超导半导体BAs晶胞)。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”、“证据推理”。考查学生对晶胞模型的综合应用。
难度:★★★★☆
注意:A项,B原子数=8×1/8+6×1/2=4,As原子数=4,化学式为BAs,正确。B项,2号原子坐标应为(1/2, 1/2, 0)?原题写(1/2,1,1/2)错误。C项,距离B最近的B:以顶角B为例,它到相邻三个面心的B距离最近(均为面对角线的一半),每个面心B被2个晶胞共享,故最近B数为12,正确。D项,根据最短距离(体对角线1/4)求出棱长,再计算密度,表达式正确。
13
高考趋势:新型电化学装置(海水制备H₂和Mg(OH)₂联产),考查电极判断、离子迁移、反应原理。
考点角度:阴极与阳极的判断(从产物H₂和Mg(OH)₂推出)、电极表面电荷对离子沉积的影响、电极反应的书写、离子交换膜的作用及对产物的影响。
情境:学术探索情境(海水资源化利用)。
素养:侧重“证据推理与模型认知”。要求学生分析复杂电解装置的工作原理。
难度:★★★★☆
注意:A项,a电极生成O₂(SO₄²⁻放电),为阳极,H⁺浓度增大,pH减小,正确。B项,b电极表面带负电,排斥带负电的Mg(OH)₂沉淀,防止沉积,正确。C项,电极反应式是2H₂O+2e⁻=H₂↑+2OH⁻,Mg²⁺+2OH⁻=Mg(OH)₂↓发生在溶液中,不是电极表面直接生成,且题干说“防止沉积”,因此电极反应不应写Mg(OH)₂,C错误。D项,阳离子交换膜允许H⁺从阳极室进入阴极室,与部分OH⁻中和,使得Mg²⁺沉淀不完全,导致Mg(OH)₂物质的量小于H₂的一半,正确。
14
高考趋势:水溶液中的离子平衡图像题,综合分布系数、沉淀溶解平衡、对数图像解读。
考点角度:HF的Ka计算(分布系数交点)、Ksp(CaF₂)的变形对数图、电荷守恒与物料守恒的联立、特定pH下离子浓度关系。
情境:学科内原理探究。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”、“证据推理”。考查学生从复杂图像中提取信息并进行定量推理的能力。
难度:★★★★★
注意:A项,从图1中δ(HF)=δ(F⁻)时pH=3.2,pKa=3.2,Ka=10⁻³·²,正确。B项,图2中纵坐标为lg[c(F⁻)/c(HF)]?实际是-lg[c(F⁻)]?需看坐标。题目说“lg(X)”,X可能是c(Ca²⁺)或c(F⁻)?根据Ksp=c(Ca²⁺)·c²(F⁻),两边取负对数得-lg c(Ca²⁺)= -lg Ksp + 2(-lg c(F⁻)),所以直线斜率应为2,斜率大的曲线代表Ca²⁺,即m代表Ca²⁺,n代表F⁻?原题说“pX”代表-lg c(X),则pCa与pF的关系为pCa = pKsp - 2pF,斜率-2,图中有两条线,一条斜率为-2(m),一条斜率为-1/2?需要仔细判断。从B选项说“qm代表pCa与pH的变化关系”可能错误。C项,z点电荷守恒与物料守恒联立可推出c(Ca²⁺)=c(F⁻)+c(H⁺)-c(OH⁻),代入pH值计算可得正确。D项,x、y均满足电荷守恒和物料守恒,因此表达式恒成立,正确。
15
高考趋势:有机实验综合题(苯佐卡因的制备),考查仪器、平衡移动、催化剂选择、物质分离、还原反应、产率计算。
考点角度:球形冷凝管、离子晶体与化学键类型、酯化反应平衡移动(分水器)、浓硫酸与绿色催化剂对比、碳酸钠的作用、硝基还原的离子方程式、取代基电子效应影响反应速率、产率计算。
情境:实验室合成(局部麻醉剂苯佐卡因)。
素养:侧重“科学探究与创新意识”。考查学生综合运用有机化学、实验原理解决实际问题的能力。
难度:★★★★☆
注意:(3)绿色催化剂的优点:避免副反应、可重复使用。(5)离子方程式注意Fe被氧化为Fe²⁺(氯化铵溶液为弱酸性,通常生成Fe²⁺)。(6)吸电子效应越强,硝基周围电子密度越低,越难被还原,故速率顺序:硝基甲苯(给电子)>对硝基苯甲酸乙酯(酯基吸电子)>对硝基苯甲酸(羧基吸电子更强),故C>B>A。(7)产率计算:对硝基苯甲酸4.60g为0.025 mol,理论生成苯佐卡因0.025 mol×165.19 g/mol≈4.13 g,实际2.82 g,产率≈68%。
16
高考趋势:无机工艺流程题(废旧锂电池正极材料回收LiFePO₄),考查焙烧、浸取、沉锂、晶胞计算。
考点角度:焙烧去除炭黑、铝箔表面氧化膜、浸取反应方程式(醋酸+双氧水)、配合物中配位数、趁热过滤(溶解度随温度变化)、晶胞密度计算、充电时Li脱出比例计算。
情境:工业生产(资源回收利用)。
素养:侧重“科学探究与创新意识”、“模型认知”。考查学生分析流程、计算晶胞、进行物料衡算的能力。
难度:★★★★★
注意:(2)浸取反应:2LiFePO₄ + 2CH₃COOH + H₂O₂ = 2FePO₄↓ + 2CH₃COOLi + 2H₂O。醋酸铁中Fe³⁺的配体数为3(每个CH₃COO⁻为双齿配体?通常醋酸根是单齿配体,Fe³⁺与三个醋酸根配位,配位数为6?需从结构图判断,图中显示Fe³⁺与6个O配位,但醋酸根数目为3,每个醋酸根提供2个O,故配体数为3,但配位数为6。题目问“配体数”,即醋酸根的个数,为3。(3)沉锂:Li₂CO₃溶解度随温度升高而减小,应趁热过滤。(4)晶胞中Li位于顶点和面心?从图看白色球有4个(顶点1/8×8=1,面心1/2×6=3,共4个),符合LiFePO₄。密度计算:质量=4×M(LiFePO₄)/NA,体积=abc×10⁻²¹ cm³(注意单位换算)。充电完成60%时,脱出60%的Li,化学式为Li₀.₄FePO₄,设Fe²⁺、Fe³⁺分别为x、y,则x+y=1,2x+3y+1×0.4+5=0(PO₄³⁻带-3,O为-2,总电荷为0?按化合价:Li⁺、Fe²⁺/Fe³⁺、PO₄³⁻,则正价总和=0.4 + (2x+3y)=3,解得x=0.4,y=0.6,n(Fe²⁺):n(Fe³⁺)=2:3。
17
高考趋势:化学反应原理综合题,围绕丙烷制丙烯的多条路线(直接脱氢、CO₂氧化、电氧化)。
考点角度:键能计算ΔH、平衡常数(分压)、外界条件对平衡的影响、反应自发性的判据(ΔS)、平衡图像分析(投料比优化)、电极反应式(碱性介质)。
情境:学术探索情境(丙烷高值化利用)。
素养:侧重“变化观念与平衡思想”、“证据推理”。考查学生对盖斯定律、平衡移动、图像分析的综合运用。
难度:★★★★★
注意:(1)ΔH=反应物键能和-生成物键能和= +123.5 kJ/mol。(2)①恒压充惰性气体,相当于减压,平衡正向移动,转化率增大。②平衡常数Kp表达式注意分压计算,分母有总压p,但最终表达式可化简。(3)反应①ΔS>0,ΔH>0,A正确;升温平衡正移,加压逆移,B错误;升温K增大,C正确;消耗CO₂和生成C₃H₆速率均为正反应速率,不能判断平衡,D错误。(4)产率=转化率×选择性,计算25min时三个投料比的产率,1:1时最高。(6)碱性介质中丙烷电氧化生成丙烯的电极反应:C₃H₈ - 2e⁻ + 2OH⁻ = C₃H₆ + 2H₂O。
18
高考趋势:有机合成推断题,涉及硝化反应、酯化、还原、取代、同分异构体计数、合成路线设计。
考点角度:芳香胺的系统命名、硝化后加碱的目的(游离氨基)、无机含氧酸酯的判断、还原剂的作用、反应类型、有限制条件的同分异构体(含三键的芳香族化合物)、基于已知信息的合成路线设计(对硝基乙苯→目标物)。
情境:学术探索情境(药物中间体合成)。
素养:侧重“宏观辨识与微观探析”、“证据推理”。考查学生获取信息、进行有机推断和路线设计的能力。
难度:★★★★★
注意:(1)A为2-乙基苯胺(乙基在氨基的邻位)。(2)硝化在酸性条件下进行,氨基会被质子化成-NH₃⁺,加碱中和可恢复氨基活性。(3)C是叔丁醇与亚硝酸(HNO₂)形成的酯:叔丁基亚硝酸酯。(4)E→F为硝基还原,Fe作还原剂;F→G为取代反应。(5)A的同分异构体:含有-C≡CH且为芳香族化合物。符合条件的结构:苯环上连接-C≡CH、-NH₂、-CH₂CH₃?需从分子式C₈H₁₁N出发,不饱和度为4,含一个苯环(4个不饱和度)和碳碳三键,则必须含有一个碳碳三键在侧链。可能结构:苯环上连接氨基和-C≡C-CH₃(邻、间、对3种),或连接NH₂和-CH₂-C≡CH(邻、间、对3种),或连接-NH-CH₂-C≡CH?但-NH-不是侧链直接连苯环?需仔细数,共13种。(6)合成路线:先氧化乙基为羧基(KMnO₄),再将硝基还原为氨基,最后与CH₃COCl发生取代反应。注意氨基易被氧化,应先氧化后还原。
1.中华大地历史悠久,文化灿烂,拥有众多的非遗技艺传承。下列说法正确的是
A.雕漆技艺中漆料的主要成分是漆酚,雕漆作品耐酸碱腐蚀
B.油纸伞防水的原理是在伞纸上刷桐油,桐油的主要成分属于烃
C.香云纱染整工艺中煮练时所用的“碱水”通常为溶液
D.徽墨制作技艺中核心原料是烟灰和动物胶,其主要成分均属于有机物
【答案】C
【解析】A.漆酚含有酚羟基,可与强碱发生反应,也可被强氧化性酸氧化,雕漆作品不耐酸碱腐蚀,A错误;B.桐油的主要成分为高级脂肪酸甘油酯,属于酯类物质,含有氧元素,不属于仅含碳、氢元素的烃,B错误;C.Na2CO3水溶液因碳酸根水解呈碱性,可去除油脂,香云纱染整煮练所用的碱水通常为Na2CO3溶液,C正确;D.烟灰的主要成分为碳单质,属于无机物,并非两种原料主要成分均为有机物,D错误;故选C。
2.下列化学用语或图标表达正确的是
A.基态硒原子的简化电子排布式:
B.的电子式:
C.对硝基甲苯的结构简式:
D.Na与水反应的实验过程中涉及的图标:
【答案】D
【解析】A.硒是34号元素,基态硒原子的简化电子排布式应为,A错误;B.是共价化合物,电子式:,B错误;C.对硝基甲苯中,甲基和硝基处于苯环的对位,硝基以N原子与苯环相连,该结构简式:,C错误;D.Na与水反应的实验中,需要用刀切割金属,NaOH属于腐蚀品,对应题图中的腐蚀品标识,同时反应生成的氢气为易燃物,也涉及易燃标识,实验过程确实涉及该组安全标识,D正确;故选D。
3.下列实验的相应操作不正确的是
制备并检验
分液
A.终止反应时,向外拉铜丝,使铜丝与浓硫酸脱离接触
B.先将下层液体从下口放出,再将上层液体从上口倒出
从提纯后的NaCl溶液获得NaCl晶体
比较和的热稳定性
C.为防止局部过热,用玻璃棒搅拌
D.实验结束时,先熄灭酒精灯,再把导管移出水面
【答案】D
【解析】A.Cu与浓硫酸加热反应制备,向外拉铜丝使铜丝与浓硫酸脱离,即可终止反应,浸有溶液的棉团可吸收尾气防止污染,操作正确,A不符合题意;B.分液操作的规范就是先放出下层液体,再从上口倒出上层液体,避免液体交叉污染,操作正确,B不符合题意;C.蒸发结晶获得NaCl晶体时,用玻璃棒搅拌可以防止局部温度过高造成液体飞溅,操作正确,C不符合题意;D.该加热分解实验结束时,若先熄灭酒精灯,后移出导管,装置内温度降低、压强减小,会发生倒吸,使热的试管炸裂,正确操作是先移出导管,再熄灭酒精灯,操作错误,D符合题意;故选D。
4.下列与物质性质相关的说法正确的是
A.某有机大分子难溶于水,说明其不能与水形成分子间氢键
B.氢氟酸存放于塑料瓶中,因其具有酸性
C.石油裂解气能使溴水褪色,因其含不饱和烃
D.某溶液焰色试验呈黄色,说明该溶液中含钠盐
【答案】C
【解析】A.有机大分子难溶于水,不代表其官能团不能与水分子形成分子间氢键,例如纤维素难溶于水,但其中含有-OH,可与水分子形成氢键,A错误;B.HF是弱酸,用塑料瓶储存,而不用玻璃瓶储存,是因为HF可以与玻璃中的反应生成,会腐蚀玻璃,与其酸性无关,B错误;C.石油裂解可生成含碳碳双键的不饱和小分子烃,可以与溴发生加成反应,因此石油裂解气能使溴水褪色,C正确;D.焰色试验呈黄色只能说明溶液中含有钠元素,除钠盐之外,也可能是氢氧化钠等含钠的非盐物质,D错误;故答案选C。
5.下列离子方程式书写正确的是
A.向浊液中通入:
B.向氨水中通入少量气体:
C.向溶液中加入过量稀硝酸:
D.用氢氟酸雕刻玻璃:
【答案】B
【解析】A.已知的酸性强于,因此向浊液中通入生成次氯酸和氯化钙,反应的离子方程式为,A错误;B.向氨水中通入少量气体,产物为,B正确;C.为配离子,在水溶液中整体稳定存在,不能拆分,故离子方程式为:,C错误;D.氢氟酸()是弱电解质,离子方程式中不能拆分,需保留其化学式,正确的方程式为:,D错误;故选B。
6.有机物M是一种新型药物的合成中间体,其结构简式如下图所示。下列有关M的说法错误的是
A.分子式为C18H20O4
B.碳原子的杂化方式有sp2和sp3杂化
C.与H2完全加成后的分子中含有7个手性碳原子
D.1 mol有机物M与足量热NaOH溶液反应,可消耗2 mol NaOH
【答案】C
【解析】A.该有机物分子的不饱和度为9,碳原子数为18,则其中含有的H原子个数为18×2+2-9×2=20,含有的O原子数为4,故其化学式为:C18H20O4,A正确;B.根据结构简式,苯环碳和酯基碳的杂化类型为sp2,饱和C原子的杂化类型为sp3,故杂化方式有sp2和sp3,B正确;C.连有4个不同原子或原子团的碳原子为手性碳原子,则与H2完全加成后的分子中含有5个手性碳原子(如图中“*”标识):,C错误;D.分子中酚羟基、酯基都能和NaOH反应,故1 mol该有机物共消耗2 mol NaOH,D正确;故选C。
7.由结构不能推导出对应性质的是
选项
结构
性质
A
水为V形结构分子,且存在分子间氢键
水结冰体积变大
B
石墨晶体、铜晶体中均存在可自由移动的电子
石墨、铜均具有一定导电性
C
基态钠原子的最外层电子数为1
钠的电离能():远大于
D
聚乙烯可形成线型结构或网状结构
聚乙烯无毒性
【答案】D
【解析】A.水分子存在分子间氢键,结冰时氢键会形成规整的空间排列,分子间空隙增大导致体积变大,可由结构推导性质,A不符合题意;B.物质存在可自由移动的电子是具有导电性的原因之一,石墨和铜中的自由电子可使二者导电,可由结构推导性质,B不符合题意;C.基态钠原子最外层只有1个电子,失去该电子后达到稀有气体稳定结构,再失电子需要更高能量,因此远大于,可由结构推导性质,C不符合题意;D.聚乙烯是否有毒性与其是否残留有害单体、加工助剂等有关,和其是线型还是网状结构无对应关系,不能由结构推导对应性质,D符合题意;故选D。
8.某种催化剂的阴离子结构如图所示,其组成元素中,X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族非金属元素,基态Y原子各能级上的电子数相同,基态Z原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相同,W为第四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素。下列说法正确的是
A.同周期中第一电离能大于Z的元素有2种
B.氢化物的沸点:
C.该阴离子中,配体有两种,W的配位数为6
D.与均为非极性分子
【答案】C
【解析】基态Y原子各能级上的电子数相同,电子排布为1s22s22p2或1s22s2,为C或Be,根据离子结构可知,Y应为C元素;基态Z原子s能级上的电子总数与p能级上的电子总数相同,电子排布为1s22s22p4或1s22s22p63s2,为O或Mg,根据离子结构可知Z为O元素;W为第四周期元素中基态原子未成对电子数最多的元素,为Cr元素,价电子排布为3d54s1,根据离子结构,非金属元素X应为H,据此解答。A.同周期自左至右第一电离能呈增大趋势,但N原子第一电离能高于O,原因是:基态N原子2p轨道是半充满,则第二周期中第一电离能大于氧的元素有氮、氟、氖3种,A错误;B.碳氢化合物是一大类物质,有呈气态、液态和固态,故未限定最简单氢化物,无法比较沸点,B错误;C.配离子中,配位体为水分子、丙二酸根离子2种,铬的配位数为6,C正确;D.为极性分子,为非极性分子,D错误;故选C。
9.根据下列实验操作和现象,能合理推出结论的是
选项
实验操作和现象
结论
A
常温下,向2 mL 0.03 mol·L-1Na2HPO4溶液中滴加2~3滴酚酞试液,溶液变浅红色
此条件下的水解程度强于其电离程度
B
向1mL 20%蔗糖溶液中加入少量稀H2SO4,水浴加热,再加入银氨溶液,未出现银镜
蔗糖在此条件下能水解生成葡萄糖
C
常温下,用pH计测得CH3COONa溶液的pH约为9.2,Na2CO3溶液的pH约为12.4
此条件下Ka(CH3COOH)>Ka2(H2CO3)
D
将5mL溴丙烷和10mL饱和KOH乙醇溶液混合,加热,产生气体通入稀酸性KMnO4溶液使之褪色
溴丙烷与KOH醇溶液共热时能生成丙烯
【答案】A
【解析】A.Na2HPO4溶液中滴加酚酞显浅红色说明溶液呈碱性,水解产生OH-、电离产生H+,碱性说明其水解程度强于电离程度,A正确;B.蔗糖水解后溶液呈酸性,银镜反应需要在碱性条件下进行,该实验操作未加碱中和稀硫酸,无法检验葡萄糖,不能得出蔗糖水解生成葡萄糖的结论,B错误;C.未说明CH3COONa和Na2CO3溶液的浓度情况,无法通过pH比较对应酸的电离常数大小,C错误;D.反应中挥发的乙醇也能使酸性KMnO4溶液褪色,溶液褪色不能证明反应生成了丙烯,D错误;故答案选A。
10.乙酸叔丁酯的水解反应机理如下图1所示[做催化剂,—二氧六环(1:5)做溶剂,、和不发生后续变化的产物在图示中未画出或不重复画出,TS表示过渡态,各步骤反应物或产物总能量的相对值如图所示,单位是ev,1 ev=9.6 kJ/mol],下图2是反应中叔丁醇浓度随时间变化的曲线(乙酸叔丁酯的起始浓度为3.5 mol/L)。已知:该水解反应的速率方程为,其中。下列说法错误的是
A.反应中最慢步骤的反应方程式为:+
B.若水解用,反应后只出现在中
C.研究发现,难以通过改变温度提高水解平衡产率,可能原因是反应热效应不明显
D.该水解反应的
【答案】B
【解析】A.多步反应中,活化能最大的步骤反应速率最慢,是总反应的决速步。由图1可知,TS2对应步骤的活化能最大,该步反应就是质子化乙酸叔丁酯分解为乙酸和叔丁基正离子,与A中反应方程式一致,A正确;B.该水解机理为烷氧键断裂,断开O与叔丁基之间的化学键,生成乙酸和叔丁基正离子,叔丁基正离子再与结合,最终进入叔丁醇中,因此主要出现在叔丁醇中;但不只出现在叔丁醇中,因为生成的乙酸在酸性条件下会与发生氧交换反应,B错误;C.总反应的总能量变化为,焓变很小,反应热效应不明显,温度改变对平衡移动的影响很小,因此难以通过改变温度提高水解平衡产率,C正确;D.平衡时净反应速率,因此,由图2可知平衡时,则,剩余,代入得: ,D正确;故答案选B。
11.高铁酸钠(Na2FeO4)是一种新型绿色水处理剂,兼具杀菌消毒和絮凝净水功能,实现了“消-凝一体化”。下图是其工业制备及相关性质实验的转化流程,其中A、H、E均为单质,反应④是氯碱工业的核心反应。下列说法错误的是
A.B是一种消毒液的有效成分
B.利用F的饱和溶液可以制备与F溶液不同类型的分散系
C.反应③中氧化剂和还原剂的物质的量之比为2:3
D.酸性越强,的氧化性越强
【答案】C
【解析】已知反应④是氯碱工业核心反应,反应为,且A、H为单质,G为化合物,因此G为NaOH,单质A能与NaOH溶液反应生成三种产物,可知A为(与不反应),为,反应①:,因此产物为,C为NaCl,D为H2O,反应③产物含,说明F含铁元素,E为单质铁,与反应生成F,因此E为Fe,F为,与反应生成I,I为HCl,和HCl反应生成、、NaCl和H2O。A.由分析可知,B是NaClO,是84消毒液等含氯消毒液的有效成分,A正确;B.由分析可知,F是,饱和溶液滴入沸水可制备氢氧化铁胶体,胶体是不同于溶液的分散系,因此可以制备不同类型分散系,B正确;C.配平反应③:,其中氧化剂是,还原剂是,氧化剂和还原剂的物质的量之比为,C错误;D.作为含氧酸根,氧化性受浓度影响,酸性越强,浓度越大,氧化性越强,D正确;故选C。
12.某超导半导体材料的立方晶胞结构如图所示。
已知该晶胞中与之间的最短距离为,为阿伏加德罗常数的值。下列说法正确的是
A.该晶胞的化学式为 B.2号原子的分数坐标为
C.距离B最近的B的个数是4 D.该晶胞的密度为
【答案】D
【解析】A.晶胞中B的个数为,As的个数为4,所以该晶胞的化学式为BAs,A错误;B.2号原子的分数坐标为,B错误;C.以晶胞中顶角位置的B为对象,该B与三个面的面心的B距离最近,顶角位置的共有8个晶胞共用,且面心位置的有2个晶胞共用,故距离最近的的个数为,C错误;D.B与之间的最短距离为,其等于体对角线长度的,所以棱长为,晶胞的密度为,D正确;故选D。
13.我国科研工作者设计了一种电解装置(如图),实现了利用海水制备和的联产。该装置采用一种新电极,即在铂电极表面添加,有效防止了在电极表面的沉积,该装置可稳定运行超过5000小时。试验数据显示,产生的同时,可提取约高纯度。
下列说法错误的是
A.电极为阳极,该电极附近溶液减小
B.b电极表面的负电荷与相互排斥,故可长时间保持活性
C.b电极上的电极反应式为
D.制得的物质的量小于,可能与通过交换膜有关
【答案】C
【解析】b电极位于海水侧,需要生成,需要,而由水得电子生成(同时产生),因此b为阴极,a为阳极,据此分析解答。A.a为阳极,硫酸钠溶液中阳极反应为,生成,使浓度增大,电极附近减小,A正确;B.防止沉积的原理是b电极表面负电荷排斥带负电的,使离开电极表面,在溶液中与结合,避免沉积,B正确;C.该电极反应式描述了在电极表面直接生成,这与题干中“有效防止了 在 b 电极表面的沉积”相矛盾,C错误;D.根据题目数据可求,,物质的量小于,阳离子交换膜允许阳极生成的氢离子向阴极移动,氢离子与氢氧根离子结合生成水,导致与镁离子结合的氢氧根离子减小,导致制得的物质的量小于,D正确;故选择C。
14.常温下,氢氟酸溶液中含氟物种的分布分数(平衡时某物种的浓度占各物种浓度之和的分数)与pH的关系如图1所示;常温下,用调节浊液的pH,测得不同pH下,平衡体系中(X为或)与的变化关系如图2所示。已知:。下列叙述错误的是
A.常温下,
B.代表与的变化关系
C.z点对应的溶液中存在
D.x、y点对应的溶液中均存在
【答案】C
【解析】A.根据HF的电离平衡常数表达式:,当图1中时,溶液中,此时;由图可知该点pH=3.2,即,因此,A正确;B.由变形可得:,随着横坐标增大,浓度升高;结合的沉淀溶解平衡,当升高时,浓度会降低,对应的值增大,且其变化的斜率是变化的2倍,因此图中斜率更大的代表随的变化,B正确;C.溶液的电荷守恒式为:,结合物料守恒式,两式联立可消去,得到,当(即,)时,将代入关系式,可得:,整理后为,C错误;D.由电荷守恒与物料守恒联立得到的是不随溶液pH变化的通用关系式,图中x、y两点均满足溶液的电荷与物料守恒,因此该关系式在两点都成立,D正确;故答案选C。
15.苯佐卡因(对氨基苯甲酸乙酯,)是一种常用的局部麻醉剂。实验室通常以对硝基苯甲酸()和乙醇为原料,在乙基吡啶硫酸氢盐催化下合成。某化学兴趣小组查阅相关资料后,设计并进行了如下实验。
已知:乙基吡啶硫酸氢盐是一种高选择性的,可重复使用的绿色催化剂。
回答下列问题:
I.制备对硝基苯甲酸乙酯
步骤1:在三颈烧瓶中加入4.60 g对硝基苯甲酸、一定量无水乙醇和乙基吡啶硫酸氢盐,摇匀后将烧瓶置于水浴中,加热至,回流一段时间。
步骤2:冷却后,向反应液中加入去离子水,搅拌抽滤;滤渣研细,加入溶液10 mL,继续研磨5 min,搅拌抽滤、真空干燥得到对硝基苯甲酸乙酯。
(1)①步骤1中加热回流操作的实验装置如下图所示,仪器X的名称为___________。
②乙基吡啶硫酸氢盐()属于___________晶体,晶体结构中含有的化学键包括___________(填字母)。
A.离子键 B.键 C.键 D.氢键
(2)试从平衡移动角度分析,步骤1中需分水器不断分离出的原因:___________。
(3)对比乙基吡啶硫酸氢盐,酯化反应未选用浓硫酸作催化剂的可能原因是___________。
(4)步骤2中加入碳酸钠溶液的目的是___________。
Ⅱ.制备苯佐卡因
对硝基苯甲酸乙酯用适量铁粉和氯化铵溶液还原,95~98℃回流加热并搅拌70 min后,冷却并加入少量碳酸钠溶液调pH至近中性,乙醚萃取两次,合并醚层。向其中加入少量无水硫酸镁,静置后抽滤,滤液除乙醚后,冷却残余物,固体经重结晶,干燥后称重,得苯佐卡因2.82 g。
(5)制备苯佐卡因过程中Fe被氧化为,则该反应的离子方程式为___________。
(6)已知:①可与硝基竞争电子,降低硝基周围电子密度,从而降低硝基的活性
②羧基和酯基均为吸电子基团,且吸电子效应;羧基>酯基
同浓度的A.对硝基苯甲酸、B.对硝基苯甲酸乙酯、C.硝基甲苯的硝基还原速率由大到小的顺序为___________(用“A、B、C”表示)。
(7)以对硝基苯甲酸为基准,计算苯佐卡因的产率为___________%(保留2位有效数字)。
【答案】(1) 球形冷凝管 离子 ABC
(2)对硝基苯甲酸与乙醇的酯化反应为可逆反应,分水器不断分离出,使生成物浓度降低,平衡向正反应方向移动,从而提高对硝基苯甲酸乙酯的产率
(3)后续用量偏大浓;硫酸具有脱水性和强氧化性,会使有机物发生副反应,如碳化、消去等,且不可重复使用,不符合绿色化学要求等
(4)除去反应后剩余的对硝基苯甲酸及实验用的酸性催化剂,提高产物对硝基苯甲酸乙酯的纯度
(5)或;
(6)
(7)
【解析】本实验以对硝基苯甲酸、乙醇为原料分两步制备苯佐卡因:第一步对硝基苯甲酸的羧基与乙醇,在绿色催化剂N-乙基吡啶硫酸氢盐催化下加热回流发生酯化反应,生成对硝基苯甲酸乙酯和水;酯化是可逆反应,分离出产物水可推动平衡正向移动,提升酯的产率,加入碳酸钠可除去未反应的酸性原料杂质。第二步在氯化铵体系中用铁粉还原对硝基苯甲酸乙酯的硝基,将硝基还原为氨基,经萃取重结晶提纯后,得到目标产物苯佐卡因。
(1)由仪器的结构特征可知,仪器X是球形冷凝管,用于回流冷凝,防止反应体系中的乙醇和水挥发损失,乙基吡啶硫酸氢盐由有机阳离子和阴离子构成,属于离子晶体,阴阳离子间存在离子键,阳离子内部共价单键为键,吡啶环含双键,存在键,氢键不属于化学键,因此选ABC;
(2)对硝基苯甲酸与乙醇的酯化反应为可逆反应,反应方程式为+C2H5OH+H2O,分水器不断分离出,使生成物浓度降低,平衡向正反应方向移动,从而提高对硝基苯甲酸乙酯的产率;
(3)与乙基吡啶硫酸氢盐相比,浓硫酸作为催化剂存在诸多缺点,可能使后续用量偏大,浓硫酸具有脱水性和强氧化性,会使有机物发生副反应,如碳化、消去等,且不可重复使用,不符合绿色化学要求等;
(4)反应后有未反应的对硝基苯甲酸,催化剂为酸性硫酸氢盐,碳酸钠可中和酸,使酸转化为可溶性盐,便于除去杂质,提高对硝基苯甲酸乙酯的纯度;
(5)铁粉在氯化铵溶液中将对硝基苯甲酸乙酯的硝基还原为氨基,被氧化为,反应的离子方程式为;
(6)根据题意,硝基周围电子密度越低,还原活性越低,还原速率越慢,已知吸电子效应,羧基>酯基,甲基为给电子基团,吸电子能力最弱,因此硝基周围电子密度硝基甲苯>对硝基苯甲酸乙酯>对硝基苯甲酸,故还原速率;
(7)起始对硝基苯甲酸的物质的量,1mol对硝基苯甲酸理论生成1mol苯佐卡因,理论产量,因此产率。
16.从某种废旧锂离子电池正极材料(主要成分为LiFePO4,含炭黑、铝箔等)选择性回收LiFePO4的一种工艺流程设计如下:
已知:Li2CO3的溶解度随温度升高而减小。
回答下列问题:
(1)“焙烧”时,反应去除的物质是___________;该工序中铝箔基本未发生反应,原因是___________。
(2)“浸取”时,LiFePO4主要发生反应的化学方程式为___________;浸取后的滤液中含有少量的醋酸铁,由其结构可知Fe3+的配体数为___________。
(3)“沉锂”时,尽可能使Li2CO3固体与滤液分离的操作方法为___________;该滤液可以进入___________步骤循环利用。
(4)LiFePO4的晶胞结构如图所示,其中O围绕Fe和P分别形成正八面体和正四面体,它们通过共顶点、共棱形成空间链结构,白色球代表Li,晶胞参数(单位:nm),。电池充电时,LiFePO4脱出部分Li+,形成Li1-xFePO4,完全充满时则形成。
①设为阿伏加德罗常数的值。LiFePO4的密度为___________g·cm-3(列出计算式即可)。
②若充电完成60%时,Li1-xFePO4中___________。
【答案】(1) 炭黑 铝箔表面存在致密的氧化膜
(2) 3
(3) 趁热过滤 除杂
(4) 2:3
【解析】废旧锂离子电池正极材料(主要成分为,含炭黑、粘结剂、铝箔等)在空气中焙烧,炭黑、粘结剂转化为二氧化碳除去,剥离出铝箔后,加入双氧水和乙酸浸取,得到浸渣和含和少量的浸出液,向浸出液中加入氢氧化钠除去少量的铁离子后,加入碳酸钠将转化为沉淀,过滤后,将、葡萄糖、混合后在氮气氛围下高温烧结制得,据此分析。
(1)正极材料中的炭黑在空气中焙烧,与氧气反应生成被除去;铝高温下被氧气氧化,表面生成致密氧化铝薄膜,隔绝氧气,阻止内部铝继续反应,因此铝箔基本不发生反应。
(2)浸取时中被氧化为,生成沉淀和醋酸锂,化学方程式为;从结构看,直接与6个氧原子形成配位键,则配位数为6,每个醋酸根有2个氧与配位,故配体数为3。
(3)已知溶解度随温度升高而减小,高温下溶解度更小,析出更多,因此选择趁热过滤分离;沉锂后滤液中含醋酸盐,溶液呈碱性,可返回除杂步骤循环调节pH,使得铁元素转化为。
(4)①如图所示,白色球代表Li,由个,根据化学式可知该晶胞中含4个单元,摩尔质量为,晶胞体积为,因此密度为;
②完全充电时脱出全部Li,充电完成60%即脱出60%的Li,化学式为,设、,根据电荷守恒:,且,解得、,因此。
17.丙烯是一种重要的化工原料,利用丙烷制备丙烯,可以提高丙烷的附加值,具有良好的社会经济效益。回答下列问题:
Ⅰ.丙烷直接脱氢制丙烯:
(1)利用下列键能数据计算该反应的_______。
化学键
键能/()
347.7
615
413.4
436
(2)将和混合通入反应器中,在某温度、条件下进行丙烷脱氢反应。
①通入对平衡转化率的影响是_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②平衡时,若的转化率为,则该反应的平衡常数为_______(用平衡分压代替平衡浓度计算,分压=总压×物质的量分数)。
Ⅱ.氧化丙烷制丙烯:
反应①:
反应②:
反应③:
反应④:
(3)向某密闭容器中按投料,若只发生反应①,下列说法正确的是_______(填标号)。
A.该反应
B.升高温度或增大压强均可以使的平衡转化率提高
C.升高温度可以提高该反应的平衡常数
D.消耗的物质的量和生成物质的量相等时,说明反应达到化学平衡状态
(4)某科研小组在580℃,催化作用下,研究不同投料比对脱氢反应的影响,丙烷转化率、丙烯选择性随时间的变化如图所示。
已知丙烯产率=丙烷转化率×丙烯选择性。若反应时间为25min,则最佳投料比为_______,原因是_______。
(5)该工艺的优点有_______(填标号)。
A.与反应,使反应②的化学平衡正向移动
B.有利于减少积炭
C.有利于与资源利用
Ⅲ.电氧化合成
(6)在碱性介质中,生成的电极反应式为_______。
【答案】(1)+123.5
(2) 增大
(3)AC
(4) 1:1 丙烯的产率最高
(5)ABC
(6)
【解析】本题围绕丙烷制备丙烯的三种工艺(直接脱氢、CO2氧化脱氢、电氧化合成)展开,综合考查了反应热计算、化学平衡、平衡常数、图像分析、电极反应式书写等核心知识点,是典型的化学反应原理综合题;
(1)原理:ΔH = 反应物总键能-生成物总键能;丙烷CH3CH2CH3的化学键2个C-C键、8个C-H键;丙烯CH3CH=CH2的化学键:1个C-C键、1个C=C键、6个C-H键;生成物还有1个H-H键。计算: ΔH=(2×347.7+8×413.4)−(1×347.7+1×615+6×413.4+1×436)=+123.5 kJ⋅mol−1;
(2)①该反应是气体分子数增大的反应(1mol反应物生成2mol生成物);恒温恒压下通入惰性气体Ar,容器体积增大,各反应气体的分压减小,平衡正向移动,因此C3H8的平衡转化率增大;
②设初始C3H8为m mol,转化率为α,列三段式:
因此平衡时总物质的量为n总=m(1-α) + mα + mα + q = m + q + mα;总压为pkPa,因此各物质分压为:p(C3H8) = p·;p(C3H6) = p·;p(H2) =p·;
=;
(3)反应①为;A. 该反应ΔS>0:反应前气体总物质的量为2mol,反应后为3mol,混乱度增大,ΔS>0,A正确;B. 升高温度或增大压强均可以使C3H8的平衡转化率提高:该反应ΔH>0(吸热),升温平衡正向移动,转化率提高;但反应是气体分子数增大的反应,增大压强平衡逆向移动,转化率降低,B错误;C. 升高温度可以提高该反应的平衡常数:平衡常数只与温度有关,吸热反应升温K增大,C正确;D. 消耗CO2的物质的量和生成C3H6物质的量相等时,说明反应达到化学平衡状态:反应中CO2的消耗速率和C3H6的生成速率始终相等(均为正反应速率),不能判断平衡,D错误;故答案为AC;
(4)已知丙烯产率 = 丙烷转化率 × 丙烯选择性,反应时间为25min时,从图中读取数据:投料比1:3:转化率54.8%,选择性24.0%,产率=54.8%×24.0% = 13.152% ;投料比1:1:转化率20.6%,选择性67.0%,产率=20.6%×67.0% = 13.802% ;投料比3:1:转化率19.2%,选择性68.0%,产率=19.2%× 68.0% = 13.056% ;① 最佳投料比:1:1; ② 原因:该投料比下,丙烯产率最高(或丙烷转化率与丙烯选择性的乘积最大);
(5)逐一分析选项:A.CO2与H2反应,使反应②的化学平衡正向移动:反应②C3H8⇌C3H6+H2,CO2与H2发生反应;③CO2+H2⇌CO+H2O,消耗H2,使反应②平衡正向移动,提高丙烯产率,A正确; B.有利于减少积炭:反应④CO2+ C(s)⇌2CO(g),CO2可与积炭反应,减少催化剂表面积炭,B正确; C.有利于CO2与H2资源利用:CO2作为反应物参与反应,实现了温室气体的资源化利用,同时利用了反应②生成的H2,C正确;故答案为ABC;
(6)C3H8发生氧化反应(脱氢生成C3H6),为阳极反应,碱性介质中用OH-配平电荷与原子: 反应物为C3H8和OH-; 生成物为C3H6和H2O;化合价变化:“C3H8中碳的平均化合价为,C3H6中碳的平均化合价为,C3H8失去2个电子被氧化生成C3H6;配平方程式为: C3H8- 2e- + 2OH- = C3H6+ 2H2O。
18.盐酸帕唑帕尼是一种肿瘤抑制试剂,H是其重要的中间体,合成路线如下图所示(部分反应条件已略去)。
回答下列问题:
(1)利用系统命名法命名A___________。
(2)A充分硝化后,需要利用NaOH溶液调节溶液pH呈碱性,其目的可能是___________。
(3)C是叔丁醇和一种无机含氧酸形成的酯,该无机含氧酸的分子式为___________。
(4)E→F过程中的作用是___________。F→G的反应类型为___________。
(5)A的同分异构体中,同时满足如下条件的共有___________种。
①含有“” ②属于芳香族化合物
(6)利用对硝基乙苯和合成,写出合成路线___________(无机试剂任选)。
【答案】(1)2-乙基苯胺
(2)反应环境为酸性,氨基会质子化,加入碱液调节pH使之重新转化为氨基
(3)
(4) 作还原剂 取代反应
(5)13
(6)
【解析】A发生硝化反应生成B,B与C反应生成D,D与发生取代反应,生成E,E与发生还原反应生成F,F发生取代反应,生成G,G与发生取代反应,生成H,以此分析。
(1)将苯胺作为母体,乙基位于苯环的2号碳上,因此A的系统命名为2-乙基苯胺。
(2)反应过程中,氨基与会发生反应,充分硝化后,加入NaOH溶液,使之重新转化为氨基。
(3)C中含有亚硝基(),故该无机含氧酸为亚硝酸。
(4)①E发生还原反应生成F,故应为还原剂。
②F生成G时F中氨基上的1个氢原子被取代,故反应类型为取代反应。
(5)苯环上连接的取代基有如下五种情况。
、(在苯环上的连接方式除了A外还有2种)
、、(在苯环上连接方式有6种)
、(在苯环上连接方式有3种)
(在苯环上连接方式有1种)
(在苯环上连接方式有1种)
(6)氨基易被氧化,故先氧化乙基,再还原硝基,合成路线为:
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