精品解析:湖南省长沙市长郡中学2025届高三上学期月考试卷(六) 化学试题
2026-08-21
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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 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2024-2025 |
| 地区(省份) | 湖南省 |
| 地区(市) | 长沙市 |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 4.30 MB |
| 发布时间 | 2026-08-21 |
| 更新时间 | 2026-08-21 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-08-21 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/59302322.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
长郡中学2025届高三月考试卷(六)
化学
得分:______________
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共10页。时量75分钟,满分100分。
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 S~32 Cl~35.5 Fe~56 Co~59 Ni~59 Cu~64 Sn~119
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生活、科技等密切相关,下列说法错误的是
A. 阿司匹林是一种合成药物,化学名称为水杨酸,具有解热镇痛的作用
B. 石灰硫黄合剂是一种无机硫制剂,具有杀菌杀虫和保护植物的功能
C. “天问一号”火星车使用热控保温材料——纳米气凝胶,其可产生丁达尔效应
D. 液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,因此液氨可用作制冷剂
2. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达正确的是
A. 用电子式表示的形成过程:
B. 用离子方程式表示溶于氨水:
C. 气态二聚氟化氢分子表示为
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
3. 某实验小组用如下实验用品检验黑木耳中铁元素。下列说法错误的是
A. 将黑木耳灼烧成灰时选用的仪器有①、②、⑥、⑦和⑨
B. 用浓硝酸溶解黑木耳灰并获得滤液,选用的仪器有④、⑤、⑦和⑩
C. 检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
D. 用仪器④⑪也可用于分离苯和CCl4
4. 我国运动员在巴黎奥运会上取得了佳绩。某种可为运动员补充能量的物质的分子结构式如下图所示。其中R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族。下列有关叙述错误的是
A. 分子式为的有机物不一定能发生银镜反应 B. 第一电离能:W<Z<X
C. Y的最高价氧化物对应的水化物是一种中强酸 D. 键角:
5. 下列过程中的化学反应,相应的离子方程式错误的是
A. (R代表烃基)在水中可能存在平衡:
B. 将ICl滴入NaOH溶液中:
C. 将通入溶液中:
D. 和NaOH按物质的量之比4∶5反应的离子方程式:
6. 物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列关于结构或性质的说法正确的是
A. 等离子体是由阴、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质
B. 羟胺可以与醛或酮反应生成肟,并能与烷基化试剂发生反应,因此羟胺应属于一种有机物
C. 冠醚能增大K+在甲苯中的溶解度,但无法增大在甲苯中的溶解度
D. 用毛皮摩擦过的带电橡胶靠近液流,液流方向改变,证明是极性分子
7. 下列实验操作、现象、解释或结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
将缺角的明矾晶体放入明矾饱和溶液中
得到有规则几何外形的完整晶体
晶体有自范性
B
将菠菜榨汁后过滤,煮沸滤液,自然冷却后滴加溶液
无蓝色沉淀
菠菜中不含有铁元素
C
在碘水中加入溶液,振荡,然后再加入1 mL KI水溶液,振荡
开始溶液分层,下层呈紫红色,加入KI溶液后紫红色变浅
在下列物质中的溶解度:KI溶液>
D
将与晶体在小烧杯中混合并搅拌
烧杯壁变凉
正反应比逆反应的活化能小
A. A B. B C. C D. D
8. 某课题组发现在催化酮的炔基化反应中表现出优异的催化活性和对映选择性。反应原理如图所示。
下列说法正确的是
A. Y的分子式为
B. X、Y均能在浓硫酸加热条件下发生消去反应
C. 1 mol Z最多能与4mol氢氧化钠发生反应
D. 等物质的量的Y和Z分别与足量反应时消耗的量不同
9. SCR是目前较成熟的烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝方法,世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR,尿素法SCR示意图如下。下列说法正确的是
A. 尿素[NH(CO)NH]分子中σ键与π键的个数比为6∶1
B. 在70~80℃条件下,尿素也可与烟气中的NO以物质的量之比1∶3恰好完全反应,该反应生成的CO2和 N2的物质的量之比为2∶5
C. NO2和NO的物质的量各为2 mol 时与足量NH3反应可完全转化为无毒物质,该过程中转移电子的数目为6NA
D. 该尿素水溶液的质量分数约为23.7%
10. 与可发生取代反应,反应过程中的碳原子和氮原子均可进攻,分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态,、为中间产物)。由图示信息,下列说法正确的是
A. 一定条件下,从转化为的反应是放热反应
B. 过渡态TS2是由CN⁻的碳原子进攻的α-C而形成的
C. Ⅰ中“N-Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C-Ag”之间的作用力弱
D. 生成放热更多,低温时是主要产物
11. 重晶石矿的主要成分是,某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下。
下列说法不正确的是
A. “气体”主要成分是,“溶液1”的主要溶质是NaCl和过量的NaOH
B. “系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. “合成反应”中生成的反应是非氧化还原反应
D. “洗涤”时可用稀溶液去除残留的碱,以提高纯度
12. 研究表明,以辛胺和为原料高选择性地合成辛腈和甲酸盐的工作原理如图1所示(忽略气体的溶解);碱性锌-铁液流电池具有电压高、成本低的优点,工作原理如图2所示,该电池的总反应为。下列说法正确的是
A. 极与电源的正极相连
B. 极上发生的反应为
C. 若碱液吸收的全部参与反应,外电路中转移2mol电子时,图1阴极区溶液质量增加10g
D. 充电时,N极附近pH减小
13. 一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系,已知金属原子均呈四面体配位,晶胞棱边夹角均为,其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图,甲为A的体对角线投影图,乙为B沿轴方向的投影图,A中Fe、Sn位置互换即为B,立方体A、B棱长均为。下列说法错误的是
A. 晶胞中Sn和Cu原子之间的最短距离为
B. 该晶体的密度为
C. 晶胞中部分原子的坐标为、则晶胞中Sn的坐标可以表示为
D. 晶体中Sn的价层无孤电子对
14. 常温下,用测定NaCl溶液中时,含Hg微粒的分布系数δ与的关系如下图所示。已知与的配合物存在平衡:,平均配位数。下列说法不正确的是
A. 曲线B代表与的关系
B.
C. P点,溶液中
D. 曲线A和曲线C交点的横坐标为-6.63
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 滴定法是用于测定溶液中微粒浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
(1)测定碘含量:移取10.00mL碘酒,准确配制成100mL稀碘液。每次取25.00mL稀碘液于锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液,加入适量稀溶液后,用标准溶液滴定,实验数据如下表所示。已知:。
滴定次数
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
①第1次实验溶液的用量明显多于后两次,原因可能是______________(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,即判定达滴定终点
C.滴定达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,俯视标准溶液液面
②该碘酒中碘的含量为______________g/mL。[已知。]
(2)借鉴(1)的方法,用下图所示的流程测定海带中的碘含量。(忽略空气中的氧化)
①加入0.02mol/L的溶液,发生反应的离子方程式是______________。
②预测达到滴定终点的实验现象为_______________。在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。继续滴加溶液,溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(3)探究异常现象产生的原因。
提出猜想:过量的将生成的重新氧化成碘单质。
验证猜想:将10mL待测液、8滴溶液、2滴淀粉溶液和______________混合,用溶液滴定,若待测液变为无色后又反复变色,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,继续滴加至溶液变色,循环往复,得到如下图所示的曲线。已知:i.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,还原性物质的浓度越高,电势越低。
a—b段电势升高的原因是______________被氧化。由a—b段电势变化的斜率小于b—c段可推测溶液反复变色的原因是_________________________________________。
优化流程:将用氧化后的待测液______________,再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
16. 锂云母的主要成分为,实验室探索一种碱浸分解锂云母制备的工艺流程如下。
已知:溶解度随温度升高略微增大,分解温度约为1000℃。
(1)“高压浸出”中:
①“滤渣1”中卤化物Y为______________(填化学式)。
②一定条件下,元素浸出率与用量的关系如图,为提高锂浸出率,最佳用量为_______________g(保留小数点后一位)。
③精矿颗粒尺寸对锂浸出率的主要影响如下:i.尺寸越小,颗粒总表面积越大,有利于反应液接触;ii.尺寸越小,颗粒聚集趋势越大,不利于反应液渗入。一定条件下,颗粒尺寸与锂浸出率关系如图。区域Ⅰ中,锂浸出率随颗粒尺寸减小而降低的原因是______________。
(2)“沉锂”生成磷酸锂的化学方程式为______________。
(3)“操作Z”为加热、趁热过滤和___________;趁热过滤的主要目的是_____________。
(4)LiOH的晶胞结构如图所示。
①晶体中与一个O紧邻的Li有______________个。
②晶体中不存在的微粒间作用力有______________(填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.金属键 d.范德华力 e.极性共价键 f.非极性共价键
③一个Li与所有紧邻O形成的空间结构为______________。
17. 研究含碳和含氮物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。回答下列问题:
(1)消除汽车尾气中的NO、NO2,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.2NO(g)+O2(g)2NO2(g),△H3=-110 kJ/mol
则C(s)与NO2(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为___________。
(2)在一定温度下,向2 L刚性容器中充入2 molNO和1 molO2(g)发生反应ⅲ(假定反应ⅲ为基元反应且不考虑其他反应)
①下列描述可表示该反应达到平衡状态的有___________(填序号)
a.容器内颜色深浅不再改变 b.混合气体密度保持不变
c. d.单位时间内生成NO2和消耗O2的物质的量之比为2:1
②该反应的反应速率,k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,已知平衡时O2的转化率为50%,则为___________(计算时不考虑其他反应)。
(3)在一定温度下,向起始压强为100 kPa的1 L恒容密闭容器中通入1 mol N2和1 molO2的混合气体发生反应ⅱ和ⅲ,4 min时反应达到平衡,测得体系总压强为90 kPa,且p(N2):p(O2):p(NO)=3:2:2(p为气体分压,单位为kPa),达到平衡时NO2的平均反应速率为___________,反应ⅲ的压强平衡常数Kp=___________。
(4)在两个初始体积相同且容积可变的容器内分别充入2 mol NO和1 mol O2,在总压为p1、p2条件下仅发生反应ⅲ。待两容器均达到平衡时,测得O2转化率随温度的变化如图所示。试解释m点的容器容积大于n点的原因是___________。
(5)已知Ni2+与Co2+性质相似,科学家们利用电化学装置将二者进行成功分离,如图所示。图中双极膜内可将H2O解离为H+和OH-,并在电流作用下发生定向迁移,且Co2+与乙酰丙酮不反应。当双极膜内有2 mol H2O发生解离时,Ⅰ室和Ⅲ室溶液质量的变化差为___________。
18. 化合物Ⅰ是某药物合成的中间体,其合成路线如图所示。回答下列问题:
(1)G中含氧官能团的名称为_______________,G→H的反应类型为_______________。
(2)C→E反应中,的作用为_________________________________________。
(3)F的结构简式为______________。
(4)G与足量的氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式为____________________________。
(5)关于化合物I,下列说法正确的是______________(填标号)。
a.I可以发生银镜反应,也可以与盐酸发生反应
b.1个I分子中含有2个手性碳原子
c.1molI分子含有杂化的原子个数为(代表阿伏加德罗常数的值)
d.I分子间只存在氢键,不存在范德华力
(6)符合下列条件的A的同分异构体有______________种。
①含有苯环
②含有,且与苯环直接相连
③可以与新制氢氧化铜悬浊液在加热的条件下反应产生砖红色沉淀
(7)由合成的路线如下(反应条件略去),其中J和K的结构简式分别为______________和______________。
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长郡中学2025届高三月考试卷(六)
化学
得分:______________
本试题卷分选择题和非选择题两部分,共10页。时量75分钟,满分100分。
可能用到的相对原子质量:H~1 C~12 N~14 O~16 S~32 Cl~35.5 Fe~56 Co~59 Ni~59 Cu~64 Sn~119
一、选择题:本题共14小题,每小题3分,共42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. 化学与生活、科技等密切相关,下列说法错误的是
A. 阿司匹林是一种合成药物,化学名称为水杨酸,具有解热镇痛的作用
B. 石灰硫黄合剂是一种无机硫制剂,具有杀菌杀虫和保护植物的功能
C. “天问一号”火星车使用热控保温材料——纳米气凝胶,其可产生丁达尔效应
D. 液氨汽化时要吸收大量的热,使周围温度急剧降低,因此液氨可用作制冷剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.阿司匹林的化学名称为乙酰水杨酸,并非水杨酸,A错误;
B.石灰硫黄合剂是由生石灰、硫黄和水共煮制得的无机硫制剂,具有杀菌杀虫、保护植物的作用,B正确;
C.纳米气凝胶属于胶体,胶体的分散质粒子直径在之间,可产生丁达尔效应,C正确;
D.液氨汽化时会吸收大量的热,能使周围温度急剧降低,因此液氨可作制冷剂,D正确;
故选A。
2. 化学用语可以表达化学过程,下列化学用语的表达正确的是
A. 用电子式表示的形成过程:
B. 用离子方程式表示溶于氨水:
C. 气态二聚氟化氢分子表示为
D. 用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂:
【答案】C
【解析】
【详解】A.的形成过程中,2个原子各失去1个电子,需要画2个失电子箭头指向原子,正确的是,A错误;
B.是两性氢氧化物,只能与强碱反应,氨水为弱碱,无法溶解,B错误;
C.气态依靠分子间氢键结合,结构为,图示符合该结构特点,C正确;
D.用化学方程式表示尿素与甲醛制备线型脲醛树脂为,D错误;
故选C。
3. 某实验小组用如下实验用品检验黑木耳中铁元素。下列说法错误的是
A. 将黑木耳灼烧成灰时选用的仪器有①、②、⑥、⑦和⑨
B. 用浓硝酸溶解黑木耳灰并获得滤液,选用的仪器有④、⑤、⑦和⑩
C. 检验滤液中的Fe3+,选用③、⑧和⑩
D. 用仪器④⑪也可用于分离苯和CCl4
【答案】D
【解析】
【详解】A.黑木耳灼烧需要在①坩埚中进行,加热需要用到②酒精灯、⑥三脚架、⑦玻璃棒和⑨泥三角,A正确;
B.用浓硝酸溶解黑木耳灰,溶解在④烧杯中进行,过滤需要用到⑤漏斗、⑦玻璃棒,用⑩胶头滴管将浓硝酸滴入黑木耳灰中,B正确;
C.检验滤液中的铁离子,用KSCN溶液检验,取少量滤液于③试管中,用⑩胶头滴管吸取少量⑧KSCN溶液滴加到试管中,观察实验现象,C正确;
D.苯和四氯化碳互溶,无法用分液的方式进行分离,因此用仪器④⑪无法分离苯和CCl4,D错误;
故答案选D。
4. 我国运动员在巴黎奥运会上取得了佳绩。某种可为运动员补充能量的物质的分子结构式如下图所示。其中R、W、Z、X、Y为原子序数依次增大的短周期主族元素,Z和Y同族。下列有关叙述错误的是
A. 分子式为的有机物不一定能发生银镜反应 B. 第一电离能:W<Z<X
C. Y的最高价氧化物对应的水化物是一种中强酸 D. 键角:
【答案】B
【解析】
【分析】由结构可知,R成1个键且原子序数最小,为;W成4个键,为;Z成3个键且与Y同族,原子序数小于Y,故Z为、Y为;X成2个键,原子序数介于和之间,为。即R为、W为、Z为、X为、Y为;
【详解】A.分子式为即的有机物有乙醛、环氧乙烷等同分异构体,只有含醛基的乙醛能发生银镜反应,故不一定能发生银镜反应,A正确;
B.同周期主族元素第一电离能呈增大趋势,的2p轨道为半满稳定结构,第一电离能大于相邻的,故第一电离能顺序为,即,B错误;
C.Y为,其最高价氧化物对应的水化物为,属于中强酸,C正确;
D.为,中心有1对孤电子对,为,中心有2对孤电子对,孤电子对越多对成键电子对斥力越大,键角越小,故键角,D正确;
故选B。
5. 下列过程中的化学反应,相应的离子方程式错误的是
A. (R代表烃基)在水中可能存在平衡:
B. 将ICl滴入NaOH溶液中:
C. 将通入溶液中:
D. 和NaOH按物质的量之比4∶5反应的离子方程式:
【答案】C
【解析】
【详解】A.为有机弱碱,性质类似,在水中可结合水电离出的存在解离平衡,描述符合事实,A正确;
B.中为+1价、为-1价,与发生非氧化还原反应,离子方程式符合反应规律、配平正确,B正确;
C.还原性,优先氧化;经计算,含,恰好与完全反应,未参与反应,给出的离子方程式不符合反应事实,正确的离子方程式为,C错误;
D.,根据反应规律和原子守恒配平,产物为、和水,离子方程式正确,D正确;
故选C。
6. 物质微观结构决定宏观性质,进而影响用途。下列关于结构或性质的说法正确的是
A. 等离子体是由阴、阳离子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的气态物质
B. 羟胺可以与醛或酮反应生成肟,并能与烷基化试剂发生反应,因此羟胺应属于一种有机物
C. 冠醚能增大K+在甲苯中的溶解度,但无法增大在甲苯中的溶解度
D. 用毛皮摩擦过的带电橡胶靠近液流,液流方向改变,证明是极性分子
【答案】D
【解析】
【详解】A.等离子体是由阳离子、自由电子和电中性粒子组成的整体上呈电中性的物质聚集体,不存在大量阴离子,A错误;
B.羟胺(NH2OH)不含碳元素,属于无机物,B错误;
C.冠醚与K+形成的配阳离子可溶于甲苯,为保持电中性会随配阳离子共同进入有机相,可增大其在甲苯中的溶解度,C错误;
D.只有极性分子的液流会在外电场作用下发生偏转,CF2Cl2分子中正负电中心不重合,是极性分子,故液流方向改变可证明其为极性分子,D正确;
选D。
7. 下列实验操作、现象、解释或结论均正确的是
选项
实验操作
实验现象
解释或结论
A
将缺角的明矾晶体放入明矾饱和溶液中
得到有规则几何外形的完整晶体
晶体有自范性
B
将菠菜榨汁后过滤,煮沸滤液,自然冷却后滴加溶液
无蓝色沉淀
菠菜中不含有铁元素
C
在碘水中加入溶液,振荡,然后再加入1 mL KI水溶液,振荡
开始溶液分层,下层呈紫红色,加入KI溶液后紫红色变浅
在下列物质中的溶解度:KI溶液>
D
将与晶体在小烧杯中混合并搅拌
烧杯壁变凉
正反应比逆反应的活化能小
A. A B. B C. C D. D
【答案】A
【解析】
【详解】A.缺角的明矾晶体在饱和明矾溶液中形成规则几何外形的完整晶体,体现了晶体能自发呈现多面体外形的自范性,A正确;
B.煮沸滤液时被氧化为,仅能检验,无蓝色沉淀不能说明菠菜不含铁元素,B错误;
C.加入KI后紫红色变浅是因为发生反应,并非单纯的溶解度差异,实际在中溶解度大于KI溶液,C错误;
D.烧杯壁变凉说明该反应为吸热反应,,由(、分别为正、逆反应活化能)可知正反应活化能大于逆反应活化能,D错误;
故选A。
8. 某课题组发现在催化酮的炔基化反应中表现出优异的催化活性和对映选择性。反应原理如图所示。
下列说法正确的是
A. Y的分子式为
B. X、Y均能在浓硫酸加热条件下发生消去反应
C. 1 mol Z最多能与4mol氢氧化钠发生反应
D. 等物质的量的Y和Z分别与足量反应时消耗的量不同
【答案】C
【解析】
【详解】A.对Y的分子进行原子计数,可知其分子式为,不是,A错误;
B.X无醇羟基、可发生消去反应的卤代烃结构,无法发生消去反应,B错误;
C.1 mol Z中,苯环上的氯原子水解生成和酚羟基,共消耗2 mol ;所含酯基、酰胺基水解各消耗1molNaOH,消耗2 mol ,总计最多消耗4 mol ,C正确;
D.Y和Z中能与加成的基团均为1个苯环(消耗3 mol )和1个碳碳三键(消耗2 mol ),酯基、酰胺键的羰基不能与加成,等物质的量的二者消耗的量相同,D错误;
故选C。
9. SCR是目前较成熟的烟气脱硝技术,它是一种炉后脱硝方法,世界上流行的SCR工艺主要分为氨法SCR和尿素法SCR,尿素法SCR示意图如下。下列说法正确的是
A. 尿素[NH(CO)NH]分子中σ键与π键的个数比为6∶1
B. 在70~80℃条件下,尿素也可与烟气中的NO以物质的量之比1∶3恰好完全反应,该反应生成的CO2和 N2的物质的量之比为2∶5
C. NO2和NO的物质的量各为2 mol 时与足量NH3反应可完全转化为无毒物质,该过程中转移电子的数目为6NA
D. 该尿素水溶液的质量分数约为23.7%
【答案】B
【解析】
【详解】A.尿素的化学式为CO(NH2)2,结构简式为,分子中含有的σ键包括:C=O中的1个σ键、2个C-N σ键、4个N-H σ键,共7个σ键;π键仅C=O中的1个π键,σ键与π键个数比为7∶1,故A错误;
B.根据得失电子守恒,尿素[CO(NH2)2]与NO反应方程式为2CO(NH2)2 + 6NO = 2CO2 + 5N2 + 4H2O, CO2与N2的物质的量之比为2∶5,故B正确;
C.2 mol NO和2 mol NO2与NH3反应生成N2,得电子总数为2×2 + 2×4 = 12 mol,转移电子数目为12NA,故C错误;
D.尿素水溶液浓度6.0 mol·L-1、密度1.1 g·cm-3,1 L溶液中溶质质量=6 mol×60 g/mol=360 g,溶液质量=1000 cm3×1.1 g/cm3=1100 g,质量分数=360/1100×100%≈32.7%,故D错误;
选B。
10. 与可发生取代反应,反应过程中的碳原子和氮原子均可进攻,分别生成腈和异腈两种产物。通过量子化学计算得到的反应历程及能量变化如图(TS为过渡态,、为中间产物)。由图示信息,下列说法正确的是
A. 一定条件下,从转化为的反应是放热反应
B. 过渡态TS2是由CN⁻的碳原子进攻的α-C而形成的
C. Ⅰ中“N-Ag”之间的作用力比Ⅱ中“C-Ag”之间的作用力弱
D. 生成放热更多,低温时是主要产物
【答案】C
【解析】
【详解】A.的能量低于,前者转化为后者需要吸收能量,属于吸热反应,A错误;
B.过渡态TS2对应生成异腈的路径,是的N原子进攻的形成的,B错误;
C.中间产物Ⅰ转化为产物需断开键,中间产物Ⅱ转化为产物需断开键,前者断键吸收的能量更少,说明Ⅰ中之间的作用力更弱,C正确;
D.生成的活化能(反应物到TS1的能量差)更大,低温下反应速率更慢,主要产物为活化能更低的,D错误;
故选C。
11. 重晶石矿的主要成分是,某研究小组对重晶石矿进行“富矿精开”研究,开发了制备高纯纳米钛酸钡工艺。部分流程如下。
下列说法不正确的是
A. “气体”主要成分是,“溶液1”的主要溶质是NaCl和过量的NaOH
B. “系列操作”可为蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥
C. “合成反应”中生成的反应是非氧化还原反应
D. “洗涤”时可用稀溶液去除残留的碱,以提高纯度
【答案】D
【解析】
【分析】利用重晶石矿得到溶液,和盐酸反应生成气体和,加入过量后,与反应生成,结晶析出,溶解与反应生成,洗涤后得到产品;
【详解】A.由分析可知,气体主要成分为气体,加入过量后,与反应生成和,溶液1的溶质为生成的和过量的,A正确;
B.从溶液中获取带结晶水的晶体,可通过蒸发浓缩、冷却结晶、过滤、洗涤、干燥的操作实现,B正确;
C.中为价,产物中也为价,反应前后各元素化合价均无变化,属于非氧化还原反应,C正确;
D.稀会与残留的钡离子反应生成难溶的杂质,混入产品中降低纯度,不能用稀洗涤,D错误;
故选D。
12. 研究表明,以辛胺和为原料高选择性地合成辛腈和甲酸盐的工作原理如图1所示(忽略气体的溶解);碱性锌-铁液流电池具有电压高、成本低的优点,工作原理如图2所示,该电池的总反应为。下列说法正确的是
A. 极与电源的正极相连
B. 极上发生的反应为
C. 若碱液吸收的全部参与反应,外电路中转移2mol电子时,图1阴极区溶液质量增加10g
D. 充电时,N极附近pH减小
【答案】C
【解析】
【分析】由图1知,电极上碳酸根离子转化为甲酸根离子,碳酸根离子发生还原反应,则为阴极,为阳极,发生氧化反应,辛胺失电子生成辛腈,阴极与外接电源的负极相连,阳极与电源的正极相连;由图2和电池总反应知,放电时N为负极,失去电子发生氧化反应,M为正极,得电子发生还原反应;充电时N为阴极,M为阳极。
【详解】A.根据分析可知,电极为阴极,与电源的负极相连,A错误;
B.图1中间为只允许通过的膜,说明体系为碱性环境,因此极上发生的反应为,B错误;
C.根据分析知为阴极,阴极的还原反应为:,每转移2 mol电子,阴极区吸收1 mol,即增加44 g,同时电解池中通过膜从阴极迁移进入阳极,迁移的为2mol,质量为。阴极区无气体逸出,总质量增加为,C正确;
D.充电时N为阴极,发生还原反应:,生成,所以N极附近浓度增大,升高,D错误;
故选C。
13. 一种含锡的多元金属硫化物的晶胞结构为四方晶系,已知金属原子均呈四面体配位,晶胞棱边夹角均为,其结构可看作是由两个立方体A、B上下堆叠而成。如图,甲为A的体对角线投影图,乙为B沿轴方向的投影图,A中Fe、Sn位置互换即为B,立方体A、B棱长均为。下列说法错误的是
A. 晶胞中Sn和Cu原子之间的最短距离为
B. 该晶体的密度为
C. 晶胞中部分原子的坐标为、则晶胞中Sn的坐标可以表示为
D. 晶体中Sn的价层无孤电子对
【答案】C
【解析】
【分析】晶胞结构:该晶胞为四方晶系,由两个立方体A、B上下堆叠而成。每个立方体棱长为,因此晶胞的底面边长为,高为。
投影图信息:甲为A(下半部分,)的体对角线投影图。图中中心为S(大圈),周围有4个S(小圈)和3个金属原子(黑圈/灰圈)。乙为B(上半部分,)沿y轴方向的投影图。已知A中Fe、Sn位置互换即为B。原子种类:S、Cu、Fe、Sn。金属原子均呈四面体配位。
【详解】A.在立方体A(或B)中,金属原子(Cu、Fe、Sn)位于四面体中心,即小立方体(棱长a/2的划分)的特定位置。最短距离出现在同一层或相邻层的最近金属原子之间。沿坐标轴相邻的四面体空隙为同种金属占据,Sn与Cu为不同金属,占据面对角线方向四面体空隙,所以Sn和Cu之间的最短距离为立方体面对角线长的一半,即,A正确;
B.在立方体A中S原子:位于8个顶点和6个面心,在B中的位置相同,则总S数为8。每个立方体A、B内有4个金属位置。A中有Fe、Sn(各1个),B中互换,所以总共有4个Cu,2个Fe,2个Sn,总的摩尔质量为:,晶胞体积。密度g/cm3,B正确;
C.已知是中间面顶点,在下半立方体。下半立方体(A)有4个四面体位点:。Fe占一个,Sn占另一个。由于A中Fe、Sn互换是B,说明Sn在A中的坐标应与Fe在B中的坐标对应。若,则Sn在A中可能是,C错误;
D.Sn呈四面体配位,形成4条Sn-S键。Sn为第IVA族,价电子4个,全部成键,无孤电子对,D正确;
故答案选C。
14. 常温下,用测定NaCl溶液中时,含Hg微粒的分布系数δ与的关系如下图所示。已知与的配合物存在平衡:,平均配位数。下列说法不正确的是
A. 曲线B代表与的关系
B.
C. P点,溶液中
D. 曲线A和曲线C交点的横坐标为-6.63
【答案】C
【解析】
【详解】A.随着增大[升高],配位数更高的含汞微粒会逐步生成:最左侧低氯浓度区占比最高的曲线A代表,随后依次生成配位数为1的、配位数为2的等,因此曲线B代表的分布系数变化,A正确;
B.平衡的平衡常数。当曲线B()和曲线C()相交时,,此时横坐标,代入得,B正确;
C. 根据电荷守恒,溶液中所有阳离子电荷总和等于阴离子电荷总和: ,P点处和浓度极低可忽略,结合水解使,推导得出,C错误;
D.先由相邻平衡交点得,。曲线A()和曲线C()交点处,联立平衡关系: 代入数值计算得,即横坐标,D正确;
故选C。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 滴定法是用于测定溶液中微粒浓度的重要方法。某实验小组利用滴定法测定碘酒中碘的含量。
(1)测定碘含量:移取10.00mL碘酒,准确配制成100mL稀碘液。每次取25.00mL稀碘液于锥形瓶中,滴加几滴淀粉溶液,加入适量稀溶液后,用标准溶液滴定,实验数据如下表所示。已知:。
滴定次数
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
①第1次实验溶液的用量明显多于后两次,原因可能是______________(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,即判定达滴定终点
C.滴定达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,俯视标准溶液液面
②该碘酒中碘的含量为______________g/mL。[已知。]
(2)借鉴(1)的方法,用下图所示的流程测定海带中的碘含量。(忽略空气中的氧化)
①加入0.02mol/L的溶液,发生反应的离子方程式是______________。
②预测达到滴定终点的实验现象为_______________。在实验时却发现溶液变色片刻后,恢复滴定前的颜色。继续滴加溶液,溶液变色片刻后再一次恢复原色。
(3)探究异常现象产生的原因。
提出猜想:过量的将生成的重新氧化成碘单质。
验证猜想:将10mL待测液、8滴溶液、2滴淀粉溶液和______________混合,用溶液滴定,若待测液变为无色后又反复变色,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,继续滴加至溶液变色,循环往复,得到如下图所示的曲线。已知:i.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,还原性物质的浓度越高,电势越低。
a—b段电势升高的原因是______________被氧化。由a—b段电势变化的斜率小于b—c段可推测溶液反复变色的原因是_________________________________________。
优化流程:将用氧化后的待测液______________,再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。
【答案】(1) ①. A ②. 0.1016
(2) ①. ②. 滴加最后半滴标准液,溶液蓝色褪去,且半分钟不恢复到蓝色
(3) ①. 1滴或少量双氧水 ②. I- ③. H2O2氧化I-速率比Na2S2O3还原I2的速率慢得多,体系中没来得及反应的H2O2逐步氧化溶液中的I-,导致滴定后的溶液反复变色 ④. 将用H2O2氧化后的待测液加热煮沸使过氧化氢完全分解
【解析】
【分析】具有还原性将I2还原,,利用淀粉做指示剂进行滴定;具有氧化性将I-氧化,,利用淀粉做指示剂进行滴定;滴定终点,继续滴加,会有氧化I-与还原I2的两过程,因速率不同而产生现象的循环往复,据此分析;
【小问1详解】
根据反应:,
①A.盛装标准溶液的滴定管用蒸馏水洗净后,未润洗,造成标准溶液用量过多,a符合题意;
B.滴入半滴标准溶液,溶液变色,应该等30s,变色后立即判定达滴定终点,会使标准液用量少,b不符合题意;
C.滴定达终点时发现滴定管尖嘴内有气泡产生,使标准液体积用量偏少,c不符合题意;
D.滴定终点读取滴定管刻度时,俯视标准液液面,使标准液体积偏小,d不符合题意;
答案选A;
②由方程式可知,,则原10.00mL碘酒中含碘的物质的量,碘酒中碘的含量为,故答案为:0.1016;
【小问2详解】
①双氧水把碘离子氧化为碘单质:,故答案为:;
②当最后半滴溶液滴入时,溶液的蓝色恰好褪去,且半分钟不恢复到蓝色说明达到滴定终点,故答案为:滴加最后半滴标准液,溶液蓝色褪去,且半分钟不恢复到蓝色;
【小问3详解】
为验证是否是过量的H2O2将生成的I-重新氧化成碘单质,待测液中滴加少量H2O2进行实验。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。a-b段电势升高的原因是因过氧化氢氧化I-生成具有氧化性的碘单质;由a-b段电势变化的斜率小于b-c段可推测溶液反复变色的原因是H2O2氧化I-速率慢于Na2S2O3还原I2的速率;将用H2O2氧化后的待测液加热煮沸使过氧化氢完全分解再进行滴定,到达滴定终点时待测液变色后不会恢复原色。故答案为:1滴或少量双氧水;I-;H2O2氧化I-速率比Na2S2O3还原I2的速率慢得多,体系中没来得及反应的H2O2逐步氧化溶液中的I-,导致滴定后的溶液反复变色;将用H2O2氧化后的待测液加热煮沸使过氧化氢完全分解。
16. 锂云母的主要成分为,实验室探索一种碱浸分解锂云母制备的工艺流程如下。
已知:溶解度随温度升高略微增大,分解温度约为1000℃。
(1)“高压浸出”中:
①“滤渣1”中卤化物Y为______________(填化学式)。
②一定条件下,元素浸出率与用量的关系如图,为提高锂浸出率,最佳用量为_______________g(保留小数点后一位)。
③精矿颗粒尺寸对锂浸出率的主要影响如下:i.尺寸越小,颗粒总表面积越大,有利于反应液接触;ii.尺寸越小,颗粒聚集趋势越大,不利于反应液渗入。一定条件下,颗粒尺寸与锂浸出率关系如图。区域Ⅰ中,锂浸出率随颗粒尺寸减小而降低的原因是______________。
(2)“沉锂”生成磷酸锂的化学方程式为______________。
(3)“操作Z”为加热、趁热过滤和___________;趁热过滤的主要目的是_____________。
(4)LiOH的晶胞结构如图所示。
①晶体中与一个O紧邻的Li有______________个。
②晶体中不存在的微粒间作用力有______________(填标号)。
a.氢键 b.离子键 c.金属键 d.范德华力 e.极性共价键 f.非极性共价键
③一个Li与所有紧邻O形成的空间结构为______________。
【答案】(1) ①. CaF2 ②. 4.5 ③. 该条件下ii的影响程度大于i的影响程度
(2)
(3) ①. 蒸发结晶 ②. 除去杂质
(4) ①. 4 ②. acf ③. 四面体形
【解析】
【分析】本题以锂云母制备的工艺流程为载体,考查了物质的转化与分离提纯、化学方程式的书写、晶胞结构分析等。解题的关键是明确工艺流程中各步骤的反应原理和目的,结合物质的溶解度随温度的变化规律进行分离提纯方案的设计;在晶胞分析中,需准确识别晶胞参数及微粒间的空间位置关系,掌握化学键和分子间作用力的判断方法。
【小问1详解】
① 锂云母中含有氟元素,加入进行高压浸出时,与水反应生成的电离出的与结合生成难溶的氟化钙,故“滤渣1”中的卤化物Y为。② 由元素浸出率与用量的关系图可知,当用量为4.5g时,锂的浸出率达到最高,故最佳用量为4.5g。 ③ 区域Ⅰ中颗粒尺寸较小,此时尺寸越小,颗粒聚集趋势越大,不利于反应液渗入(即因素ii)的影响程度超过了颗粒总表面积增大有利于反应液接触(即因素i)的影响程度,导致锂浸出率随颗粒尺寸减小而降低。
【小问2详解】
“沉锂”工序中,加入与溶液中的发生中和反应生成磷酸锂沉淀和水,化学方程式为。
【小问3详解】
滤液2中主要含有和少量。由于的溶解度随温度升高而显著减小,而溶解度随温度升高略微增大,因此通过加热可使结晶析出,趁热过滤的主要目的是除去杂质;除杂后的滤液再经过蒸发结晶即可得到固体。
【小问4详解】
① 观察晶胞结构及x轴方向投影图可知,每个O原子(灰色球)与周围4个Li原子(白色球)相连,故与一个O紧邻的Li有4个。 ② 为离子晶体,与之间存在离子键;内部O与H之间存在极性共价键;该晶体呈层状结构,层与层之间存在范德华力;由于层间距离较远且O原子无法提供合适的孤电子对,故不存在氢键;晶体中无游离的电子和金属阳离子,不存在金属键;同种非金属原子间才形成非极性共价键,故不存在非极性共价键。因此晶体中不存在的作用力为acf。 ③ 由晶胞结构可知,一个Li原子周围紧邻4个O原子,且为,故其形成的空间结构为四面体形。
17. 研究含碳和含氮物质的反应对生产、生活、科研等方面具有重要的意义。回答下列问题:
(1)消除汽车尾气中的NO、NO2,有利于减少PM2.5的排放。已知如下信息:
ⅰ.
ⅱ.
ⅲ.2NO(g)+O2(g)2NO2(g),△H3=-110 kJ/mol
则C(s)与NO2(g)反应生成N2(g)和CO2(g)的热化学方程式为___________。
(2)在一定温度下,向2 L刚性容器中充入2 molNO和1 molO2(g)发生反应ⅲ(假定反应ⅲ为基元反应且不考虑其他反应)
①下列描述可表示该反应达到平衡状态的有___________(填序号)
a.容器内颜色深浅不再改变 b.混合气体密度保持不变
c. d.单位时间内生成NO2和消耗O2的物质的量之比为2:1
②该反应的反应速率,k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,已知平衡时O2的转化率为50%,则为___________(计算时不考虑其他反应)。
(3)在一定温度下,向起始压强为100 kPa的1 L恒容密闭容器中通入1 mol N2和1 molO2的混合气体发生反应ⅱ和ⅲ,4 min时反应达到平衡,测得体系总压强为90 kPa,且p(N2):p(O2):p(NO)=3:2:2(p为气体分压,单位为kPa),达到平衡时NO2的平均反应速率为___________,反应ⅲ的压强平衡常数Kp=___________。
(4)在两个初始体积相同且容积可变的容器内分别充入2 mol NO和1 mol O2,在总压为p1、p2条件下仅发生反应ⅲ。待两容器均达到平衡时,测得O2转化率随温度的变化如图所示。试解释m点的容器容积大于n点的原因是___________。
(5)已知Ni2+与Co2+性质相似,科学家们利用电化学装置将二者进行成功分离,如图所示。图中双极膜内可将H2O解离为H+和OH-,并在电流作用下发生定向迁移,且Co2+与乙酰丙酮不反应。当双极膜内有2 mol H2O发生解离时,Ⅰ室和Ⅲ室溶液质量的变化差为___________。
【答案】(1)2C(s)+2NO2(g)=2CO2(g)+N2(g) △H=-850 kJ/mol
(2) ①. a ②. 4
(3) ①. 0.1 mol/(L·min) ②. 0.05
(4)该反应的正反应为气体分子总数减小的放热反应,当温度等其他条件相同时,增大压强,化学平衡正向移动,气体总体积减小,O2转化率越高,故压强:p1<p2;当压强等其他条件相同时,升高温度,平衡逆向移动,气体总体积增大。而m、n点O2转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响。
(5)130 g
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,将热化学方程式ⅰ×2-(ⅱ+ⅲ),整理可得2C(s)+2NO2(g)=2CO2(g)+N2(g) △H=-850 kJ/mol。
【小问2详解】
①a.该反应中只有NO2是有色气体,反应在恒容密闭容器中进行,若容器内颜色深浅不再改变,说明混合物中各组分的浓度不变,反应达到了平衡状态,a符合题意;
b.该反应中所有物质都是气体,气体的质量不变;反应在恒容密闭容器中进行,气体的体积不变,则无论反应是否达到平衡状态,气体的密度始终不变,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,b不符合题意;
c.在反应时NO、O2按2:1的物质的量关系进行反应,反应开始时加入的NO、O2的物质的量的比也是2:1,故无论反应是否达到平衡,混合气体中NO、O2的比始终是2:1,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,c不符合题意;
d.单位时间内生成NO2和消耗O2的物质的量之比为2:1表示的都是反应正向进行,因此不能据此判断反应是否达到平衡状态,d不符合题意;
故合理选项是a。
②对于在2 L恒容密闭容器中进行的反应:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),开始加入2 mol NO和1 mol O2,反应达到平衡时O2的转化率为50%,平衡时n(NO)=1 mol,n(O2)=0.5 mol,n(NO2)=1 mol,该条件下的化学平衡常数K=;该反应的反应速率,k正、k逆分别为正、逆反应速率常数,当反应达到平衡时,v正=v逆,k正c2(NO)·c(O2)=k逆c2(NO2),则该温度下,。
【小问3详解】
反应ⅱ是气体物质的量不变的反应,反应ⅲ的正反应是气体体积减小的反应。反应开始时,向起始压强为100 kPa的1 L恒容密闭容器中通入1 mol N2和1 mol O2的混合气体发生反应ⅱ和ⅲ,4 min时反应达到平衡,测得体系总压强为90 kPa,由于在恒温恒容时气体的压强比等于气体的物质的量的比,则反应达到平衡时气体总物质的量为n(平衡)==1.8 mol,反应减小了0.2 mol,根据ⅲ中2NO(g)+O2(g)2NO2(g)物质反应转化关系,可知:每反应消耗2 mol NO,同时消耗1 mol O2,产生2 mol NO2,反应后气体物质的量减少1 mol。现在反应后气体减少了0.2 mol,则反应消耗0.4 mol NO,0.2 mol O2,同时产生了0.4 mol NO2,故平衡时NO2的平均反应速率v(NO2)=;
假设反应ⅱ消耗O2的物质的量是x mol,根据该反应中物质转化关系可知,同时会消耗x mol N2,反应产生2x mol NO,故平衡时n(N2)=(1-x) mol,n(O2)=(1-x-0.2) mol,n(NO)=(2x-0.4)mol,n(NO2)=0.4 mol,此时p(N2):p(O2):p(NO)=3:2:2,则根据恒温恒容时压强比等于气体的物质的量的比,可知n(O2)=n(NO),故(1-x-0.2) mol=(2x-0.4)mol,解得x=0.4 mol,即平衡时n(O2)=n(NO)=0.4 mol,n(NO2)=0.4 mol,故反应ⅲ的压强平衡常数Kp==0.05;
【小问4详解】
反应ⅲ是热化学方程式为:2NO(g)+O2(g)2NO2(g),△H3=-110 kJ/mol,可知:该反应的正反应为气体分子数减小的放热反应,当温度等其他条件相同时,增大压强,化学平衡正向移动,气体总体积减小,使O2转化率增大,故体系的压强:p1<p2;当压强等其他条件相同时,升高温度,平衡逆向移动,气体总体积增大,又会导致O2的转化率减小。m、n点O2转化率相同,此时压强对容积的影响大于温度对容积的影响,因此m点的容器容积大于n点。
【小问5详解】
电解池中阳极的电势大于阴极。H+向石墨N电极方向移动,则石墨N电极为阴极,石墨M电极为阳极。在阴极N电极上发生反应:2H++2e-=H2↑,在阳极M上发生反应:2Cl--2e-=Cl2↑,当双极膜中有2 mol H2O发生解离,电离产生2 mol H+和2 mol OH-,2 mol H+进入阴极室,2 mol OH-进入Ⅱ室,导线中流过2 mol e-,I室移入Ⅱ室的阳离子Ni2+和Co2+的总物质的量为l mol,同时有2 mol Cl-在M电极上被氧化生成Cl2,由于CoCl2、NiCl2的相对分子质量都是130,故I室质量减少l30 g;Ⅲ室中阴极反应消耗的H+由水解离出的H+等量补充,故Ⅲ室溶液质量不变,因此两室溶液质量变化之差约为130 g。
18. 化合物Ⅰ是某药物合成的中间体,其合成路线如图所示。回答下列问题:
(1)G中含氧官能团的名称为_______________,G→H的反应类型为_______________。
(2)C→E反应中,的作用为_________________________________________。
(3)F的结构简式为______________。
(4)G与足量的氢氧化钠溶液在加热条件下反应的化学方程式为____________________________。
(5)关于化合物I,下列说法正确的是______________(填标号)。
a.I可以发生银镜反应,也可以与盐酸发生反应
b.1个I分子中含有2个手性碳原子
c.1molI分子含有杂化的原子个数为(代表阿伏加德罗常数的值)
d.I分子间只存在氢键,不存在范德华力
(6)符合下列条件的A的同分异构体有______________种。
①含有苯环
②含有,且与苯环直接相连
③可以与新制氢氧化铜悬浊液在加热的条件下反应产生砖红色沉淀
(7)由合成的路线如下(反应条件略去),其中J和K的结构简式分别为______________和______________。
【答案】(1) ①. 酯基、酰胺基 ②. 还原反应
(2)的反应中生成,与反应,使平衡正向移动,增大E的产率
(3) (4) (5)ab
(6)13 (7) ①. ②.
【解析】
【分析】起始原料A首先在浓硫酸催化下与甲醇发生酯化反应生成中间体B;B的结构简式为随后B在Pd/C 催化下与氢气反应,得到饱和的C。C在碳酸钠存在下与D发生取代反应,氮原子上引入氰甲基,生成E。化合物E在兰尼镍催化下加氢,氰基被还原为氨基;随后在一定条件下发生分子内酰胺化反应(关环),形成G。内酰胺G经氢化铝锂还原,酯基和内酰胺羰基均被还原为相应的醇和胺,得到双环醇胺中间体H;最后H在银催化及加热条件下发生选择性氧化反应,通常是将伯醇氧化为醛,最终得到目标产物I。
【小问1详解】
G的结构中含氧官能团为酯基、酰胺基;的反应中,G的酯基()被还原为,反应类型为还原反应;
【小问2详解】
的反应中,C的上的H被取代,生成,与反应,使平衡正向移动,增大E的产率;
【小问3详解】
E()在兰尼条件下,被还原为,因此F的结构简式为:;
【小问4详解】
G中酯基和酰胺基均可以与溶液在加热条件下发生水解反应,反应的化学方程式为
【小问5详解】
a.I为,I中有醛基,可以发生银镜反应,I中N原子上有孤电子对,可以与形成配位键,故可以与反应,a正确;
b.中标有 的碳原子为手性碳原子,故1个分子中含有2个手性碳原子,b正确;
c.除醛基中的碳原子外,剩下的8个碳原子均采取杂化,两个N原子也采取杂化,则分子含有杂化的原子个数为,c错误;
d.分子间既有氢键,也存在范德华力(氢键是特殊的范德华力),d错误;
故选ab;
【小问6详解】
A的分子式为,同分异构体需满足:含苯环、直接连苯环、能发生砖红色沉淀反应(含醛基结构),分两类讨论:二取代苯:取代基为和(甲酸酯基,含醛基结构),邻、间、对3种位置异构。三取代苯:取代基为、、,当和处于邻位时,羟基有四种位置(),当和处于间位时,羟基有四种位置(),当和处于对位时,羟基有两种位置(),三个不同取代基的苯环异构共10种,总计:种;
【小问7详解】
根据题目中所给出的反应路线,中氨基和苯甲酸甲酯发生取代反应生成J:,J中酯基、酰胺基被还原得到K:,K中羟基被氧化为醛基得到产物,故J的结构简式为,K的结构简式为。
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