精品解析：甘肃陇南市徽县第一中学、第二中学、第三中学等校2025-2026学年高三下学期5月诊断考试 化学试卷

绝密★启用前 2025-2026学年徽县第一中学、第二中学、第三中学高三 5月诊断考试化学试卷 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分) 1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列关于材料的说法正确的是 A. 硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于生产光导纤维 B. 战斗机的隐身涂层中含有石墨烯，其属于一种新型有机材料 C. 高纯硅的制备：，三步反应均为氧化还原反应 D. ，均能通过一步反应完成 2. 下列叙述正确的是 A. 碘升华时共价键发生断裂 B. 晶体中阴、阳离子的配位数不同 C. 与所含的化学键类型完全相同 D. 电子气理论可用来解释金属材料具有良好的延展性 3. 钠及其化合物在一定条件下的转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 中含有的质子数为 B. 反应②中，若有反应，则生成 C. 反应③中，既是氧化剂又是还原剂 D. 反应④中，若生成，则转移的电子数为 4. 实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是 A B C D 配制溶液 铁钉除油污 铁钉除锈 铁钉镀锌 A. A B. B C. C D. D 5. 以硫酸厂矿渣（含、、等）为原料制备铁黄的工艺流程如图所示： 资料：i.化学性质极不活泼，不溶于水也不溶于酸或碱，不溶于水，可溶于强酸或强碱。 ii.； iii.沉铁过程主要生成 下列说法不正确的是 A. 取“酸浸”后的溶液滴加KSCN溶液，溶液变红，发生的反应是 B. “滤渣”中主要成分为、铁粉 C. “沉铁”过程中有副产物生成，可能原因是促进了的水解 D. 若用“沉铁”，则无副产物产生，当反应完成时，溶液中 6. 向盛有溶液的试管里滴加氨水，首先形成蓝色难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液。下列说法错误的是 A. 形成蓝色难溶物反应的离子方程式为 B. 中提供空轨道接受电子形成配位键 C. 为平面正方形结构，其中为配体 D. 硫酸四氨合铜的电离方程式： 7. 人们可以用图示表示物质的组成、结构。下列对应正确的是 A. 分子中的共价键的电子云图形： B. HF分子间的氢键： C. 分子的空间结构模型： D. 对映异构体： 8. 环境保护工程师研究利用、和处理水样中的。已知时，饱和溶液浓度约为，，，，。下列说法错误的是 A. 溶液中： B. 溶液中： C. 向的溶液中加入，可使 D. 向的溶液中通入气体至饱和，所得溶液中： 9. 侯氏制碱法的工艺流程中的主反应为，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 原子核外未成对电子数： C. 第一电离能： D. 电负性： 10. 设为阿伏加德罗常数的值，已知：的分解反应为，下列叙述错误的是 A. 固体含数目等于 B. 生成时被氧化的N原子数为 C. 的溶液含数目小于 D. 生成（标准状况）时转移的电子数为 11. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 基态Cu原子价电子排布式：3d104s1 B. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键： C. CO2的空间填充模型： D. HClO的结构式：H-Cl-O 12. 用含少量的溶液制备的过程如图所示。已知：室温下，。下列说法正确的是 A. 溶液呈酸性，且 B. 除钙镁后的溶液中： C. 溶液中： D. 若将流程中 换成 ，则制得的纯度更高 13. 电池能有效地捕获，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是。 A. d电极为电解池的阳极 B. 电池总反应式为： C. c极区溶液的pH升高 D. 电路中转移时，理论上能得到 14. 氯化铯（CsCl）是一种分析试剂，制备原理为。下列说法错误的是 A. HCl中的共价键：s-p键 B. 的VSEPR模型名称：V形 C. CsCl的晶体类型：离子晶体 D. 的电子式： 二、非选择题(本题包括4小题，共58分) 15. 咪唑()是一种化工产品。某实验小组用OHC-CHO、HCHO、按物质的量之比为反应制备咪唑，装置和步骤如下： ①投料：在三颈烧瓶中加入适量硫酸铵和蒸馏水，搅拌溶解；在滴液漏斗中加入乙二醛与甲醛的混合液(含 OHC-CHO和 HCHO)，滴加时三颈烧瓶中溶液的温度低于40℃，滴毕升温至85~88℃，保温4h，反应液逐渐变浑浊。 ②排氨：冷却至50~60℃，分批加入氢氧化钙固体至；升温至85~90℃，保温1h排尽氨气。 ③浓缩：趁热过滤，用热水洗涤滤饼2~3次；合并滤液与洗液，常压浓缩至有大量晶体析出，再减压浓缩至黏稠状。 ④提纯：减压蒸馏，油泵减压，收集馏分，得淡黄色粗咪唑。 ⑤精制：用苯加热溶解，趁热过滤，冷却后析出白色针状晶体；抽滤、真空干燥，得到咪唑3.06 g。 已知：乙二醛的沸点为51℃，咪唑的沸点为267℃，且咪唑在水中的溶解度随温度升高而显著增加。 回答下列问题： （1）在图1装置中，仪器A的作用是___________。 （2）步骤②中，“分批加入氢氧化钙固体”的目的是___________。 （3）步骤③中，“趁热过滤”的目的是___________，“用热水洗涤滤饼”的目的是___________。 （4）利用图2装置完成步骤④，减压蒸馏中毛细玻璃管的作用是___________。 （5）步骤⑤中采用抽滤，与常压过滤相比，抽滤的优点是___________。 （6）本实验中，咪唑的产率为___________%。 （7）咪唑的碱性主要是由1号N体现的，判断依据是___________。 三、填空题(共44分) 16. 回答下列问题： （1）SiH4中的Si为+4价。电负性：Si_______H(填“>”或“<”)。 （2）由硅原子核形成的三种微粒的电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2；②[Ne]3s23p1：③[Ne]3s23p14s1，三种微粒中失去一个电子所需能量最多的是_______(填数字序号)。 （3）基态N原子的核外电子排布式为_______，基态Fe原子的原子结构示意图为_______。 （4）H2O2中O原子的杂化方式为_______，其为_______(填“极性”或“非极性”)分子。 17. NH3是未来能源之一，也是工业制HNO3的原料。NH3与O2能发生下列反应： 反应Ⅰ ； 反应Ⅱ 。 反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数（K）随温度的变化如图-1所示。 （1）CH4、NH3都可作为内燃机的燃料。 ①CH4燃烧产生的高温会引发火焰周围发生反应：，该反应______（填“>”“<”或“=”）0。 ②NH3具有可再生、易液化等优点。NH3比CH4易液化的原因是_______。 ③热效率（）是衡量内燃机工作效率的指标。我国科学家研究了一种氨燃料燃烧新路径，其原理如图-2所示。该路径理论上能实现CH4完全循环及NO零排放。NO气体零排放的原因是_______。实验测得，通过上述路径消耗1 mol NH3时，发动机输出有效功Q kJ，该路径的热效率为_______（用含“Q”“a”的代数式表示）。 （2）工业生产HNO3的主要路径为。将NH3与空气组成的混合气体通过800℃下装有Pt-Rh合金的催化氧化炉，NH3转化率接近100%；将反应后的混合气体快速冷却至室温，发生反应：，该反应可能由两个速率不等的基元反应构成，反应进程如图-3所示；用稀HNO3吸收反应后的混合气体，制得浓硝酸。 ①氧化炉中使用Pt-Rh合金催化剂的目的是_______。 ②的总反应速率由第_______（填“1”或“2”）步基元反应决定。降低温度，NO2的生成速率加快，依据图示反应进程分析其可能的原因：_______。 ③反应过程中，将催化氧化后的混合气体快速冷却，其目的除加快反应速率外，还有_______。 18. 替米沙坦（Telmisartan）是一种新型的降血压药物，用于治疗原发性高血压。其合成路线如下图所示（部分条件省略，副产物均未标出）： 回答下列问题： （1）A中官能团的名称为______，C→D的反应类型为______。 （2）E→F的转化中，反应⑤的化学方程式为______。 （3）X射线衍射实验发现：H中的两个五元氮杂环上所有的原子共平面，则其中N原子的杂化方式为______。 （4）研究表明，反应⑦的一种可能历程是经由两步完成的，如下图所示： 其中第一步为取代反应，第二步为成环反应且与D→E的成环方式相同，则M的结构简式为______。 （5）K是B的同系物且比B少3个碳原子。K的同分异构体满足下列条件： ⅰ.分子结构含苯环，苯环上有4个取代基且其中2个相同； ⅱ.红外光谱中有酮羰基、氨基苯基（苯环上含有）的吸收峰； ⅲ.核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为； ⅳ.能与溶液发生显色反应。 任写出一种满足条件的同分异构体的结构简式为______（不考虑立体异构）。 （6）已知苯胺结构容易被氧化，设计以有机物X（）为原料，经三步合成A的路线（无机以及1个碳的有机试剂任选）。 ①X的化学名称为______。 ②合成路线为______。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 绝密★启用前 2025-2026学年徽县第一中学、第二中学、第三中学高三 5月诊断考试化学试卷 可能用到的相对原子质量：H 1 C 12 N 14 O 16 Na 23 S 32 Cl 35.5 一、选择题(本题包括14小题，每小题3分，共42分) 1. 材料是人类赖以生存和发展的物质基础，下列关于材料的说法正确的是 A. 硅的导电性介于导体与绝缘体之间，是良好的半导体材料，可用于生产光导纤维 B. 战斗机的隐身涂层中含有石墨烯，其属于一种新型有机材料 C. 高纯硅的制备：，三步反应均为氧化还原反应 D. ，均能通过一步反应完成 【答案】C 【解析】 【详解】A．高纯硅是良好的半导体材料，可用于生产计算机、家用电器等的芯片，及硅太阳能电池，光导纤维主要材质是，故A错误； B．石墨烯是碳单质，是新型无机非金属材料，故B错误； C．高纯硅制备的主要反应为：、 ，三个反应均有元素化合价改变，均为氧化还原反应，故C正确； D．SiO2不溶于水，不能一步完成，故D错误； 故选C。 2. 下列叙述正确的是 A. 碘升华时共价键发生断裂 B. 晶体中阴、阳离子的配位数不同 C. 与所含的化学键类型完全相同 D. 电子气理论可用来解释金属材料具有良好的延展性 【答案】D 【解析】 【详解】A．升华是物质由固态直接变为气态的过程，是物理变化，没有发生化学键的断裂，A错误； B．晶体中，阴、阳离子的配位数都为6，B错误； C．含极性共价键和非极性共价键，含有非极性共价键和离子键，C错误； D．金属晶体中，金属阳离子按规律排列，自由电子形成遍布晶体的电子气。当金属受到外力发生形变、金属原子层之间发生相对滑动，电子气理论可用来解释金属材料具有良好的延展性，D正确； 故答案选D。 3. 钠及其化合物在一定条件下的转化关系如图所示。设为阿伏加德罗常数的值。下列叙述正确的是 A. 中含有的质子数为 B. 反应②中，若有反应，则生成 C. 反应③中，既是氧化剂又是还原剂 D. 反应④中，若生成，则转移的电子数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．1个Na218O分子中质子数为2×11（Na原子序数）+8（O原子序数）=30，1 mol Na218O含质子数为30NA，A错误； B．22.4 L O2未指明标准状况，无法确定其物质的量，B错误； C．反应③中Na2O2与盐酸反应（2Na2O2+4HCl=4NaCl+2H2O+O2↑），Na2O2中-1价O部分变为-2价（H2O）、部分变为0价（O2），既是氧化剂又是还原剂，C正确； D．反应④为电解NaCl生成Cl2，反应式，生成1 mol Cl2转移2 mol电子，71 g Cl2（1 mol）转移电子数为2NA，D错误； 故选C。 4. 实验室进行铁钉镀锌实验。下列相关原理、装置及操作不正确的是 A B C D 配制溶液 铁钉除油污 铁钉除锈 铁钉镀锌 A. A B. B C. C D. D 【答案】A 【解析】 【详解】A．配制一定物质的量浓度的溶液时，溶质要放在烧杯中溶解，不能直接放在容量瓶中溶解，A不正确； B．油污的主要成分是油脂，油脂在碱性条件下可以发生水解反应生成可溶于水的甘油和高级脂肪酸盐，因此，铁钉放在溶液中加热后可以除去其表面的油污，B正确； C．铁锈的主要成分是，其可溶于盐酸，因此，将铁钉放在盐酸中可以除去其表面的铁锈，C正确； D．该装置为电解池，铁钉与电源负极相连作阴极，锌片与电源的正极相连作阳极，电解质溶液为溶液，因此，该装置为电镀装置，可以实现铁钉上镀锌，D正确； 综上所述，本题选A。 5. 以硫酸厂矿渣（含、、等）为原料制备铁黄的工艺流程如图所示： 资料：i.化学性质极不活泼，不溶于水也不溶于酸或碱，不溶于水，可溶于强酸或强碱。 ii.； iii.沉铁过程主要生成 下列说法不正确的是 A. 取“酸浸”后的溶液滴加KSCN溶液，溶液变红，发生的反应是 B. “滤渣”中主要成分为、铁粉 C. “沉铁”过程中有副产物生成，可能原因是促进了的水解 D. 若用“沉铁”，则无副产物产生，当反应完成时，溶液中 【答案】B 【解析】 【分析】由题给流程可知，硫酸厂矿渣加入稀硫酸酸浸时，氧化铁与稀硫酸反应生成硫酸铁和水，α-Al2O3和二氧化硅与稀硫酸不反应，向反应后的溶液中加入过量铁粉，铁粉与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁，过滤得到含有铁、二氧化硅、α-Al2O3的滤渣和滤液；向滤液中加入碳酸氢铵溶液，将亚铁离子转化为碳酸亚铁沉淀，向反应后的体系中通入空气，空气中的氧气将碳酸亚铁氧化为铁黄，过滤得到铁黄。 【详解】A．取“酸浸”后的溶液滴加KSCN溶液，Fe3+和SCN-结合生成，溶液变红，该反应为可逆反应，离子方程式为：，A正确； B．由分析可知，“滤渣”中主要成分为SiO2、铁粉、α-Al2O3，B错误； C．在水溶液中会发生水解：，可以和H+反应降低c(H+)，促进“沉铁”的水解，则过程中有副产物生成，可能原因是促进了的水解，C正确； D．假设用"沉铁"时，溶液的不足以生成，当反应达到沉淀转化平衡时，有，，D正确； 故选B。 6. 向盛有溶液的试管里滴加氨水，首先形成蓝色难溶物，继续滴加氨水，难溶物溶解，得到深蓝色的透明溶液。下列说法错误的是 A. 形成蓝色难溶物反应的离子方程式为 B. 中提供空轨道接受电子形成配位键 C. 为平面正方形结构，其中为配体 D. 硫酸四氨合铜的电离方程式： 【答案】D 【解析】 【详解】A．向硫酸铜溶液滴加少量氨水时，与反应生成蓝色沉淀和，离子方程式书写正确，A正确； B．配位键形成时，中心离子有空轨道，作为电子对接受体，配体提供孤电子对，B正确； C．的价电子排布为，由于姜 — 泰勒效应，采取杂化，故的空间构型为平面正方形，是提供孤电子对的配体，C正确； D．硫酸四氨合铜是离子化合物，内界结构稳定、难以电离，正确的电离方程式为，选项中电离方程式书写错误，D错误； 答案选D。 7. 人们可以用图示表示物质的组成、结构。下列对应正确的是 A. 分子中的共价键的电子云图形： B. HF分子间的氢键： C. 分子的空间结构模型： D. 对映异构体： 【答案】D 【解析】 【详解】A．分子中的s-s共价键是两个s轨道（球形）沿键轴方向头碰头重叠，电子云图形应该是两个小球重叠成一个橄榄形，如图，A错误； B．图中标注的是共价键，氟化氢分子间的氢键表示为，F-H···F在一条直线上，B错误； C．分子中，B原子的价层电子对数为3，无孤电子对，空间结构模型为平面三角形，图中的模型显示中心原子有孤电子对，呈三角锥形，与实际不符，C错误； D．图中两个分子互为镜像，不能重叠，且中心碳原子连有4个不同基团，为对映异构体，D正确； 故选D。 8. 环境保护工程师研究利用、和处理水样中的。已知时，饱和溶液浓度约为，，，，。下列说法错误的是 A. 溶液中： B. 溶液中： C. 向的溶液中加入，可使 D. 向的溶液中通入气体至饱和，所得溶液中： 【答案】B 【解析】 【详解】A．溶液中只有5种离子，分别是，溶液是电中性的，存在电荷守恒，可表示为，A正确； B．溶液中，水解使溶液呈碱性，其水解常数为，根据硫元素守恒可知，所以，则，B不正确； C．远远大于，向的溶液中加入时，可以发生沉淀的转化FeS(s)+Cd2+(aq)CdS(s)+Fe2+(aq)，该反应的平衡常数为，因此该反应可以完全进行，当溶液中Cd2+完全沉淀时，溶液中c(Fe2+)约为0.01mol/L，此时溶液中c(Cd2+)=mol/L=10-10.9mol/L＜10-8mol/L，C正确； D．的平衡常数，该反应可以完全进行，因此，当向的溶液中通入气体至饱和，可以完全沉淀，所得溶液中，D正确； 综上所述，本题选B。 9. 侯氏制碱法的工艺流程中的主反应为，其中W、X、Y、Z、Q、R分别代表相关化学元素。下列说法正确的是 A. 原子半径： B. 原子核外未成对电子数： C. 第一电离能： D. 电负性： 【答案】B 【解析】 【分析】侯氏制碱法的工艺流程中的主反应为，对照方程式W、X、Y、Z、Q、R分别为H、C、N、O、Na、Cl。 【详解】A．同周期主族元素从左到右原子半径减小，电子层越多原子半径越大，原子半径大小关系为，A错误； B．原子核外未成对电子数Z>R=Q，O、Cl、Na未成对电子数分别为2、1、1，B正确； C．同周期第一电离能随原子序数增大呈增大趋势，N的2p轨道为半满稳定结构，第一电离能大于同周期相邻的O，第一电离能，C错误； D．电负性，D错误； 故选B。 10. 设为阿伏加德罗常数的值，已知：的分解反应为，下列叙述错误的是 A. 固体含数目等于 B. 生成时被氧化的N原子数为 C. 的溶液含数目小于 D. 生成（标准状况）时转移的电子数为 【答案】C 【解析】 【详解】A．8.0g NH4NO3固体的物质的量为0.1mol，固体中的数目为0.1NA（固体中离子不会水解），故A正确； B．生成0.2mol HNO3时，根据反应式比例，被氧化的N原子数为0.5NA（每生成2mol HNO3对应5mol被氧化），故B正确； C．pH=1的HNO3溶液中，HNO3完全离解，的物质的量为0.1mol/L×1L=0.1mol，数目为0.1NA，故C错误； D．标况下生成2.24L N2（0.1mol）时，转移的电子数为0.375NA（每生成4mol N2转移15mol e-，0.1mol N2对应0.375mol e-），故D正确； 答案选C。 11. 下列化学用语或图示表达正确的是 A. 基态Cu原子价电子排布式：3d104s1 B. 邻羟基苯甲醛的分子内氢键： C. CO2的空间填充模型： D. HClO的结构式：H-Cl-O 【答案】A 【解析】 【详解】A．Cu是29号元素，基态Cu原子的电子排布为，价电子排布式为，A正确； B．邻羟基苯甲醛的分子内氢键，是羟基的中的H原子与醛基的O原子形成氢键（即结构），正确的图示为，B错误； C．是直线形分子，C错误； D．的中心原子是O，分子中O分别和H、Cl成键，正确结构式为，D错误； 故选A。 12. 用含少量的溶液制备的过程如图所示。已知：室温下，。下列说法正确的是 A. 溶液呈酸性，且 B. 除钙镁后的溶液中： C. 溶液中： D. 若将流程中 换成 ，则制得的纯度更高 【答案】A 【解析】 【分析】CoCl2溶液中含有少量Ca2+和Mg2+，加入NH4F沉淀Ca2+和Mg2+，在使用(NH4)2C2O4沉钴得到CoC2O4，最后灼烧得到CoO，据此分析解题。 【详解】A．NH4F溶液呈酸性，说明水解程度大，所以，故A正确； B．除钙镁后的溶液中，故B错误； C．根据物料守恒有，所以，故C错误； D．若使用Na2C2O4替换(NH4)2C2O4，将引入Na元素为杂质，制得的纯度更低，故D错误； 故答案选A。 13. 电池能有效地捕获，将其转化为，再将产生的电解制氨，过程如图所示。下列说法错误的是。 A. d电极为电解池的阳极 B. 电池总反应式为： C. c极区溶液的pH升高 D. 电路中转移时，理论上能得到 【答案】D 【解析】 【分析】由图可知，锌为活泼金属，失去电子发生氧化反应，a为负极、b为正极，则c为阴极、d为阳极； 【详解】A．由分析可知，d电极为电解池的阳极，A正确； B．电池总反应为锌和二氧化氮反应生成亚硝酸锌：，B正确； C．c 极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，溶液碱性增强，故溶液的升高，C正确； D． 极区为阴极区，亚硝酸根离子发生还原生成，电子转移为，可知生成需要转移，则电路中转移时，理论上能得到，D错误； 故选D。 14. 氯化铯（CsCl）是一种分析试剂，制备原理为。下列说法错误的是 A. HCl中的共价键：s-p键 B. 的VSEPR模型名称：V形 C. CsCl的晶体类型：离子晶体 D. 的电子式： 【答案】B 【解析】 【详解】A．HCl分子中，H的1s轨道与Cl的3p轨道头碰头重叠形成σ键，为s-p σ键，A正确； B．中的O的价电子对数=2（成键电子对）+2（孤电子对）=4，VSEPR模型为四面体形，分子空间构型为V形，B错误； C．由和通过离子键结合，晶体类型为离子晶体，C正确； D．二氧化碳中，碳原子与每个氧原子之间共用两对电子，电子式书写正确，D正确； 故选B。 二、非选择题(本题包括4小题，共58分) 15. 咪唑()是一种化工产品。某实验小组用OHC-CHO、HCHO、按物质的量之比为反应制备咪唑，装置和步骤如下： ①投料：在三颈烧瓶中加入适量硫酸铵和蒸馏水，搅拌溶解；在滴液漏斗中加入乙二醛与甲醛的混合液(含 OHC-CHO和 HCHO)，滴加时三颈烧瓶中溶液的温度低于40℃，滴毕升温至85~88℃，保温4h，反应液逐渐变浑浊。 ②排氨：冷却至50~60℃，分批加入氢氧化钙固体至；升温至85~90℃，保温1h排尽氨气。 ③浓缩：趁热过滤，用热水洗涤滤饼2~3次；合并滤液与洗液，常压浓缩至有大量晶体析出，再减压浓缩至黏稠状。 ④提纯：减压蒸馏，油泵减压，收集馏分，得淡黄色粗咪唑。 ⑤精制：用苯加热溶解，趁热过滤，冷却后析出白色针状晶体；抽滤、真空干燥，得到咪唑3.06 g。 已知：乙二醛的沸点为51℃，咪唑的沸点为267℃，且咪唑在水中的溶解度随温度升高而显著增加。 回答下列问题： （1）在图1装置中，仪器A的作用是___________。 （2）步骤②中，“分批加入氢氧化钙固体”的目的是___________。 （3）步骤③中，“趁热过滤”的目的是___________，“用热水洗涤滤饼”的目的是___________。 （4）利用图2装置完成步骤④，减压蒸馏中毛细玻璃管的作用是___________。 （5）步骤⑤中采用抽滤，与常压过滤相比，抽滤的优点是___________。 （6）本实验中，咪唑的产率为___________%。 （7）咪唑的碱性主要是由1号N体现的，判断依据是___________。 【答案】（1）冷凝回流，提高原料利用率 （2）避免反应剧烈，且能充分将排出 （3） ①. 避免咪唑析出，减少咪唑损失 ②. 增大咪唑的溶解度，充分洗去滤饼表面附着的咪唑，提高产率 （4）作为气化核心，防止液体暴沸 （5）过滤速度快、固体更干燥 （6）45 （7）2号N中孤电子对参与形成，1号N上孤电子对能与质子形成配位键 【解析】 【分析】由题意可知，该实验的实验目的是以乙二醛、甲醛与硫酸铵为原料，经过投料、排氨、浓缩、减压蒸馏、精制等实验步骤制备得到咪唑。 【小问1详解】 由实验装置图可知，仪器A是球形冷凝管，作用是冷凝回流挥发出的乙二醛、甲醛，提高原料的利用率； 【小问2详解】 由题意可知，加入氢氧化钙的目的是将硫酸铵转化为氨气排出，分批加入氢氧化钙固体可以有效控制反应速率，防止一次性加入过多导致反应过于剧烈，导致氨气的瞬间生成量过大而难以排出； 【小问3详解】 由题给信息可知，咪唑在水中的溶解度随温度升高而显著增加，趁热过滤可防止温度降低时咪唑因溶解度下降而结晶析出，从而减少产品损失；用热水洗涤滤饼可以提高咪唑的高溶解度，将附着在滤饼表面的咪唑溶解并洗入滤液中，从而提高咪唑的产率； 【小问4详解】 减压蒸馏中毛细玻璃管可以作为气化核心，起到防止液体暴沸的作用； 【小问5详解】 与常压过滤相比，抽滤利用真空泵产生负压，加快过滤速度，同时负压有助于抽走固体表面的水分，得到的滤饼更干燥，便于后续干燥操作； 【小问6详解】 由题意可知，乙二醛、甲醛与硫酸铵按物质的量之比为反应制备咪唑，实验所用乙二醛、甲醛的物质的量分别为：=0.1 mol、=0.2mol，则反应时乙二醛不足量，理论上完全反应生成0.1 mol咪唑，则由实验制得3.06 g咪唑可知，咪唑的产率为：=45%； 【小问7详解】 由结构简式可知，咪唑分子中氮原子和碳原子的杂化方式均为sp2杂化，分子中3个碳原子和1号氮原子各提供1个未参与杂化的p电子、2号氮原子提供1对未参与杂化的p电子共同形成大π键，则2号氮原子与氢原子相连，孤电子对参与形成大π键，电子云密度降低，难以结合质子，而1号氮原子有一对孤对电子，能与氢离子形成配位键，结合质子能力更强，所以咪唑的碱性主要是由1号氮原子体现。 三、填空题(共44分) 16. 回答下列问题： （1）SiH4中的Si为+4价。电负性：Si_______H(填“>”或“<”)。 （2）由硅原子核形成的三种微粒的电子排布式分别为：①[Ne]3s23p2；②[Ne]3s23p1：③[Ne]3s23p14s1，三种微粒中失去一个电子所需能量最多的是_______(填数字序号)。 （3）基态N原子的核外电子排布式为_______，基态Fe原子的原子结构示意图为_______。 （4）H2O2中O原子的杂化方式为_______，其为_______(填“极性”或“非极性”)分子。 【答案】（1）< （2）② （3） ①. ②. （4） ①. ②. 极性 【解析】 【小问1详解】 SiH4中的Si为+4价，则氢得电子能力强于硅，根据电负性的定义，推出H的电负性强于Si。 【小问2详解】 ①为基态硅的排布式，②为基态Si+的排布式，③为硅原子的激发态；激发态的能量高，所以③更易失去电子，①失去一个电子为硅的第一电离能，②失去一个电子为硅的第二电离能，元素第二电离能大于第一电离能，因此失去一个电子所需能量由大到小顺序是②＞①＞③，故失去电子能量最高的是②。 【小问3详解】 N为7号元素，基态N原子的核外电子排布式为1s22s22p3；铁为26号元素，基态Fe原子的原子结构示意图为。 【小问4详解】 H2O2的结构式为H-O-O-H，O有2个σ键，2个孤电子对，价层电子对数为4，杂化方式为sp3，因为正负电荷中心不重合，因此过氧化氢为极性分子。 17. NH3是未来能源之一，也是工业制HNO3的原料。NH3与O2能发生下列反应： 反应Ⅰ ； 反应Ⅱ 。 反应Ⅰ和反应Ⅱ的平衡常数（K）随温度的变化如图-1所示。 （1）CH4、NH3都可作为内燃机的燃料。 ①CH4燃烧产生的高温会引发火焰周围发生反应：，该反应______（填“>”“<”或“=”）0。 ②NH3具有可再生、易液化等优点。NH3比CH4易液化的原因是_______。 ③热效率（）是衡量内燃机工作效率的指标。我国科学家研究了一种氨燃料燃烧新路径，其原理如图-2所示。该路径理论上能实现CH4完全循环及NO零排放。NO气体零排放的原因是_______。实验测得，通过上述路径消耗1 mol NH3时，发动机输出有效功Q kJ，该路径的热效率为_______（用含“Q”“a”的代数式表示）。 （2）工业生产HNO3的主要路径为。将NH3与空气组成的混合气体通过800℃下装有Pt-Rh合金的催化氧化炉，NH3转化率接近100%；将反应后的混合气体快速冷却至室温，发生反应：，该反应可能由两个速率不等的基元反应构成，反应进程如图-3所示；用稀HNO3吸收反应后的混合气体，制得浓硝酸。 ①氧化炉中使用Pt-Rh合金催化剂的目的是_______。 ②的总反应速率由第_______（填“1”或“2”）步基元反应决定。降低温度，NO2的生成速率加快，依据图示反应进程分析其可能的原因：_______。 ③反应过程中，将催化氧化后的混合气体快速冷却，其目的除加快反应速率外，还有_______。 【答案】（1） ①. > ②. NH3分子中存在氢键，沸点比甲烷高 ③. 该路径中NH3与O2不直接接触，避免发生反应Ⅱ，使用纯氧代替空气，避免在燃烧室中发生N2与O2的反应 ④. （2） ①. 提高氨气和氧气发生反应Ⅱ的选择性 ②. 2 ③. 温度低，基元反应1限度大，N2O2浓度大，N2O2浓度对基元反应2速率的影响程度大于温度对基元反应2速率的影响程度 ④. 促进平衡正向移动，降低温度，H2O液化，从而增大NO与O2有效碰撞的概率 【解析】 【小问1详解】 ①反应Ⅰ K1； 反应Ⅱ K2 反应Ⅲ K，反应Ⅲ K2= ；，由图可知随温度升高增大，则K随温度升高而增大，说明反应Ⅲ吸热，ΔH>0； 也可由题目信息：反应在CH4燃烧产生的高温会引发火焰周围发生，说明高温自发，推出该反应ΔH>0； ②NH3比CH4易液化的原因是：NH3分子间可形成氢键，CH4分子间仅存在范德华力，NH3分子间作用力显著强于CH4，因此沸点更高，更容易液化； ③NO的生成来源于NH3或N2、O2的反应，该路径中NH3与O2不直接接触，使用纯氧代替空气，避免在燃烧室中发生N2与O2的反应； 该燃烧路径总反应为 ，消耗4 mol NH3时放出-a kJ热量，消耗1 mol NH3时理论放出kJ热量，发动机输出有效功Q kJ，则； 【小问2详解】 ①根据图1信息，从热力学趋势看，800℃下氨气和氧气反应更趋向生成氮气，而本体信息显示，工业制硝酸需将氨气氧化为NO，氧化炉中使用Pt-Rh合金催化剂的目的是：提高NO选择性； ②化学反应的总反应速率由活化能更高，反应速率更慢的那一步决定，由图可知，第2步反应活化能更高，故的总反应速率由第 2步基元反应决定；影响决速步速率的因素有温度和浓度，降低温度使反应速率减慢，由此可知浓度的影响加快了反应速率且大于温度的影响，由此刻推测，第一步基元反应快速得到平衡，使N2O2浓度显著增大，且为主要因素； ③由图知的反成物能量高于生应物能量，该反应为放热反应，降低温度，H2O液化，从而增大NO与O2有效碰撞的概率。 18. 替米沙坦（Telmisartan）是一种新型的降血压药物，用于治疗原发性高血压。其合成路线如下图所示（部分条件省略，副产物均未标出）： 回答下列问题： （1）A中官能团的名称为______，C→D的反应类型为______。 （2）E→F的转化中，反应⑤的化学方程式为______。 （3）X射线衍射实验发现：H中的两个五元氮杂环上所有的原子共平面，则其中N原子的杂化方式为______。 （4）研究表明，反应⑦的一种可能历程是经由两步完成的，如下图所示： 其中第一步为取代反应，第二步为成环反应且与D→E的成环方式相同，则M的结构简式为______。 （5）K是B的同系物且比B少3个碳原子。K的同分异构体满足下列条件： ⅰ.分子结构含苯环，苯环上有4个取代基且其中2个相同； ⅱ.红外光谱中有酮羰基、氨基苯基（苯环上含有）的吸收峰； ⅲ.核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为； ⅳ.能与溶液发生显色反应。 任写出一种满足条件的同分异构体的结构简式为______（不考虑立体异构）。 （6）已知苯胺结构容易被氧化，设计以有机物X（）为原料，经三步合成A的路线（无机以及1个碳的有机试剂任选）。 ①X的化学名称为______。 ②合成路线为______。 【答案】（1） ①. 氨基，酯基 ②. 还原反应 （2） （3） （4）或 （5）或 （6） ①. 3-甲基苯甲酸（或间甲基苯甲酸） ②. 或 【解析】 【分析】根据A、C的结构简式及B的分子式和反应条件知A中氨基发生取代反应生成B为，B和浓硝酸发生取代反应生成C，C中硝基发生还原反应生成D，D发生反应生成E，E中酯基发生水解反应，然后酸化得到F，F和G发生反应生成H，H通过一系列转化得到产物，以此解题。 【小问1详解】 根据A的结构简式可知，A中官能团的名称为氨基，酯基；C→D为C中硝基被还原为氨基，反应类型为还原反应； 【小问2详解】 E→F的转化中，首先是E酯基的水解，随后再酸化得到F，则反应⑤的化学方程式为； 【小问3详解】 由于H中的两个五元氮杂环上所有的原子共平面，则其中N原子的杂化方式为； 【小问4详解】 其中第一步为取代反应，第二步为成环反应且与D→E的成环方式相同，则M的结构简式为或； 【小问5详解】 B为，K是B的同系物且比B少3个碳原子，说明K中含有苯环、酰胺基和酯基，比B少3个碳原子，即比B少3个CH2原子团，K的同分异构体满足下列条件： i.分子结构含苯环，苯环上有4个取代基且其中2个相同； ⅱ.红外光谱中有酮羰基、氨基苯基（苯环上含有—NH2）的吸收峰； ⅲ.核磁共振氢谱显示为4组峰，且峰面积比为，含有四种氢原子，结构对称，含有两个等效的甲基； ⅳ.能与溶液发生显色反应，说明含有酚羟基，根据其不饱和度还含有一个双键，因为结构对称，应该含有2个酮羰基，且酚羟基和氨基在苯环上处于对位，符合条件的结构简式为或； 【小问6详解】 ①X的名称为3-甲基苯甲酸或间甲基苯甲酸， 故答案为：3-甲基苯甲酸或间甲基苯甲酸； ②以有机物（）为原料，经三步合成A的路线，—COOH和CH3OH发生酯化反应生成—COOCH3；苯环上甲基的邻位氢原子被硝基取代引入硝基，硝基发生还原反应生成氨基，因为氨基易被氧化，所以应该先羧基和醇发生酯化反应，合成路线为：或。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $