内容正文:
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秘密★启用前
高三年级学情调研
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自已的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改
动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在
本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1C-12
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.中国茶文化源远流长,茶具的材质多种多样,蕴含着丰富的化学知识。下列茶具主要材质的分类错误的
是
A.紫砂壶一无机非
B.玻璃公道杯一新
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金属材料
型有机材料
C.不锈钢茶漏一金
D.竹制茶盘一天然
属材料
有机高分子材料
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】B
【解析】
【详解】A,紫砂壶的主要材质为陶瓷,主要成分为硅酸盐属于传统无机非金属材料,A不符合题意:
B.玻璃的主要成分为硅酸盐,属于传统无机非金属材料,不属于新型有机材料,B符合题意;
C.不锈钢是铁合金,属于金属材料,C不符合题意:
D.竹材的主要成分为纤维素,属于天然有机高分子材料,D不符合题意;
故答案选B。
2.甲胺铅碘
CH,NH,Pbl,)在太阳能电池领域表现出优异的光电性能。下列有关化学用语表达错误的是
H
·C:H
A.甲基的电子式:
H
B.中子数为78的碘核素:
120°
C.甲胺铅碘中N原子杂化轨道示意图:
120°
1209
D.基态Pb原子的价层电子排布式:
6s26p2
【答案】C
【解析】
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【详解】A.甲基(
CH)中C最外层有4个电子,与3个H形成3对共用电子对,剩余1个单电子,题
给电子式书写正确,A正确:
B.1的质子数为58,中子数为78的碘核素质量数为53+78=131,校素表示为1,B正痛:
C.甲胶铅碘中N位于CH,NH中,N的价层电子对数为4,采取sp杂化,杂化轨道夹角接近10928',
题给为键角120°的sp
杂化轨道示意图,C错误:
D.Pb为第六周期第WA族元素,基态原子价层电子排布式为
s26p,D正确:
故答案选C。
3.下列关于物质用途的说法错误的是
A.碳酸钡可用作胃部X射线透视的“钡餐”
B.碳酸氢钠可用作培制糕点的膨松剂
C.氧化铝可用作治金工业的耐火材料
D.硅胶可用作食品包装袋内的干燥剂
【答案】A
【解析】
【详解】A.碳酸钡可与胃酸(主要成分为HC?)反应生成可溶性的有毒重金属
BaCl2
会导致人体中
毒,不能用作钡餐(钡餐应使用不溶于酸
BaS04),A错误:
B.碳酸氢钠受热易分解,也可与发酵产生的有机酸反应,均能生成
C02气体使糕点疏松多孔,可用作焙
制糕点的膨松剂,B正确:
C.氧化铝熔点极高、化学性质稳定,可用作冶金工业的耐火材料,C正确;
D,硅胶具有疏松多孔结构,吸水能力强且无毒无腐蚀性,可用作食品包装袋内的干燥剂,D正确;
故答案选A。
NH CNO
4.德国化学家维勒发现无机化合物氰酸铵(
)通过加热可以直接转变为有机化合物尿素
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[C0NH2)2]
打破了无机物与有机物的界限。下列说法错误的是
A.氰酸铵与尿素互为同分异构体
B.尿素在土壤中可通过自然固氮转化为植物能吸收的物质
C.尿素可与甲醛发生缩聚反应制得脲醛树脂
NO
D.柴油车尾气处理液中含有尿素,其作用是将
N2
x还原为无毒
【答案】B
【解析】
NH,CNO与尿素
CONH,2的分子式均为
CH N,O
【详解】A.氰酸
,二者结构不同,互为同分异构
体,A正确:
B。自然固氨是将游离态N?转化为化合态含氨化合物的过程,尿素中氮元素本身为化合态,其转化为植物
可吸收的含氨物质的过程不属于自然固氨,B错误;
C.尿素分子中含有氨基,可与甲醛发生缩聚反应制备脲醛树脂,C正确:
D.柴油车尾气处理液中尿素水解生
NH,NH,可将NO还原为无待的N,达到处理尼气的目的,D
正确:
故选B。
5.下列实验操作符合规范的是
,BaCl,溶液
B.冲洗盛有
BaCl,
A.碱式滴定管排气泡
废液的试管
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C.
向试管中滴加溶液
D.蒸馏时接收馏分
A.A
B.B
C.C
D.D
【答案】A
【解析】
【详解】A,碱式滴定管排气泡时,需将橡胶管向上弯折、尖嘴斜向上,挤压玻璃珠使溶液带出气泡,图
示操作符合规范,A正确:
BaC,为重金属盐,有毒,废液直接冲洗排放会污染环境,应倒入指定废液红统一处理,B错误:
C.向试管中滴加溶液时,胶头滴管应垂直悬空于试管口上方,不能伸入试管内避免污染试剂,图示操作
错误,C错误:
D.蒸馏时接收馏分的锥形瓶不能密封,否则体系压强过大易发生安全事故,图示操作错误,D错误。
6.肼(N,H4)是一种重要的化工原料,具有弱碱性和强还原性。下列说法正确的是
A.肼分子中所有原子共平面
B.1 mol N,.H4含有5molc键和1mol元键
C.肼溶液呈弱碱性的原因:N,H,+H,0一N,H+OH
D.肼溶液与AgCI悬浊液反应生
N2的离子方程式:
N2H4+4Ag=4Ag↓+N2↑+4H
【答案】C
【解析】
【详解】A.肼的结构式为
,N-NH,肼分子中N原子各有3对成键电子对,和1对孤电子对,因此均
为P杂化,空间结构为类似乙烷的立体结构,所有原子不可能共平面,A错误:
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B.肼的结构式为
,N-M,.所有化学键的为中陆,单超均为°铝,1mN,合有5m测口能,不
含T键,B错误:
C.肼中N原子有孤电子对,可结合水电离出的H,使溶液中c(OH)>c(H),
溶液呈弱碱性,对应离
子方程式书写正确,C正确:
D.AgCI是难溶物,书写离子方程式时不能拆分
Ag,选项离子方程式书写错误,正确的为:
N,H4+4AgC1=4Ag↓+N2个+4H+4CI
,D错误。
故答案选C。
7.氨、硫元素的部分价一类二维图如图。下列说法错误的是
含N物质
含S物质
含氧酸
d c
氧化物
b
单质
氢化物
+5+4+20
-2
0
+4+6
N的化合价
S的化合价
A.a、u分子中键角较大的是a
B.常温下,等物质的量浓度的y、z水溶液的pH:Z<y
C.d与w在一定条件下可以发生氧化还原反应
D.足量C与的浓溶液反应完全时,消耗的还原剂与氧化剂物质的量之比为12
【答案】D
【解析】
【分析】根据价类二维图可知,ā为
为NH、b为N,、c为N0、d为N0、e为HN0、u为HS、v为
w为S0、x为S0,、y为H,s0,、2为H,5s0
S、w为
,由此解答;
【详解】A.
NH中N仅1对弧对电子,H,S中S有2对孤对电子,孤对电子对成键键对的排斥作用
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H,S
更强,且N电负性大于S,成键电子对间排斥更大,故键角
NH>H,
,A正确:
B
H,S0,是中酸.部分电离.H,S0,是强霞、完全电美,等浓发
下H,SO酸性更强,pH更小,即
Z<y,B正确:
C
NO2
有氧化性,
s0,有,二老可发生灵发意0,S0,=0sO.cE疏
D.足量Cu与浓硝酸反应时,随着反应进行硝酸逐渐变稀,会同时发生生
NO2和N0的反应,因此无
法确认消耗的还原剂与氧化剂物质的量之比,D错误:
故选D。
8.某阴离子[Y(M亿,XW,)]可嵌入石墨烯层间调控其光电性能。已知X、Y、乙、W、M为五种原子序
数依次增大的短周期主族元素,W是电负性最大的元素,X的最外层电子数是内层电子总数的2倍,M的
最高正价为+6。下列说法正确的是
A.简单氢化物的沸点:Z>Y>X
B.第一电离能:W>Z>Y>X
C.该阴离子内部存在P-Po键
D忆,与YZ的空间结构相同
【答案】A
【解析】
【分析】W是电负性最大的元素,为F;X最外层电子数是内层电子总数的2倍,内层电子数为2、最外
层为4,X为C;M最高正价为+6,短周期主族元素中为S;原子序数依次增大,故介于C和F之间的
Y、Z分别为N、O。
【详解】A.Z、Y、X的简单氢化物分别
H,O、NH,、CH,均为分子晶体,
H2O
常温为液态沸点
最高,
N有个分子同暖,满点商于无多他的CG,放市点Z>Y>义,A王瑞
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B.同周期第一电离能随原子序数增大呈增大趋势,但N的p轨道为半满稳定结构,第一电离能N>O
故顺序为W>Y>Z>X,B错误;
C.该阴离子内所有σ键均有杂化轨道参与成键,不存在两个未杂化P轨道头碰头形成的P-P0键,C错
误;
D.X江,为CO,中心C为即杂化,空间结为直线形:YZ为N0:,中心N价层电子对数为3,含
1对孤电子对,为sp杂化,空间结构为V形,二者结构不同,D错误;
故答案选A。
9.某同学设计以下实验,探究配位作用对铁的化合物氧化性的影响(忽略溶液体积变化)。已知:
0.1mol-LFeCl溶液呈黄色,黄色主要来源于水解产生的[Fc(H,O),(OH]
以及部分
[Fe(H,O),C叮,Fe+能与r形成极其稳定的无色配离子[e,广。
实验步骤如下:
O向2mL0.1 molL FeCl,溶液中滴加少量KI溶液,溶液变为深棕色.
②另取
2mL0.1mol:LFeCl溶液加入适量a固体,振荡,溶液变为无色。
③向②的无色溶液中滴加与①等量的江溶液,无明显现象。
④向③的溶液中滴加适量浓盐酸,溶液逐渐变为深棕色。
下列说法错误的是
A①中溶液变为深棕色,说明该条件下F©的氧化性强于,
B.②中溶液变为无色,说明F与F©”的配位能力强于CT、OH和H,0
C③中无明显现象,是因为形成[©E。极大地降低了游离Fe的浓度,使其氧化性减弱
D.④中若用等浓度的NaCl溶液代替浓盐酸,也能观察到溶液逐渐变为深棕色
【答案】D
【解析】
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【详解】A.①中发生反应2心+2I=2心”+,深棕色为生成的凸的颜色.根据氧化剂氧化性强于
氣化产物,可知该条件下F©的氧化性强于,A正确,
B.②中原来黄色的配离子[Fe(H,0),(O,H)]门、[Fe(H,O,C]中的配体被F取代,生成无色的
[FeE。,说明F与Fe3+的配位能力强于C、OH和H,O,B正确;
C.③中Fe形成稳定的E,]广,游离Fe+浓度大幅降低,氧化性减弱,无法氧化,因此无明显现象,
C正确;
D.④中加入浓盐酸后,H与F结合生成弱电解质HP,使配位平衡FeE。广己F©”+6F右移,游离
Fe+浓度升高,才能氧化I;若用等浓度NaCl溶液,无法提供大量,不能破坏[F©E。,游离Fe
浓度仍很低,无法氧化,不会出现深棕色,D错误:
故选D。
l0.某铁基超导材料的一种四方晶胞结构如图,晶胞参数为xpm、xpm、zpm,a原子的分数坐标为
11
0.
(0,0,0),b原子的分数坐标为2'4。下列说法错误的是
Ba
○La
OAs
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C原子的分数坐标为20,
BaLaFes As
B.该晶体的化学式为
V2x2+z2
C.b原子与c原子核间距为
2-pm
D.晶胞中每个F原子周围紧邻的As原子构成的空间结构为四面体
【答案】B
【解析】
。11
0.
【详解】A.已知a原子分数坐标为(0,0,0),b为2'4,c在x方向半程、y方向为0、z方向为4,
分数坐标为
4
A正确:
=1
B.用均摊法计算:Ba位于体心,个数为1个、La位于顶点,个数为8个,Fe位于面上,个数为
,8x+2=4
8x)4个As位于棱上和体内,个数为4
个,化学式为BaLaFe,As4,B错误;
11
C.b坐标024.e坐标20,4,
为兮+兮+.2x7
1
2
pm,C正确:
D.每个F原子周围紧邻4个As原子,构成正四面体空间结构,D正确;
故选B。
11.海洋藻类中的钒依赖型溴过氧化物酶(PO)能高效催
H,0?氧化海水中的Br生成Br0,其催化
机理如图。已知HPO中V的化合价为+4。下列说法错误的是
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HO
OH
o01
(VHPO)
BrO
H,0
HN
HO③
①2HO
His
00
O-Br
00
His
②
His
Br
A.反应过程中V的价态发生了变化
B.过程①生成的钒过氧化物中间体中存在非极性键
C.VPO中V-N键属于配位键
molBrO
D.总反应中每生成
转移2nol电子
【答案】A
【解析】
H2O2+Br=BrO°+H,
【分析】根据反应物和生成物可知,总反应为
,由此解答:
【详解】A.由催化机理图可知,反应过程中V始终连接五个单键,价态保持不变,A错误;
B.过程①生成的钒过氧化物中间体存在过氧键O-O,属于非极性键,B正确:
C.V有空轨道,N有孤对电子,VN键由N提供孤对电子形成,属于配位键,C正确:
D.总反应
H,0,+Br=Br0+H,0,Br从-1价升高到+1价,每生成imoBr(0转移2mol电子,D
正确;
故选A。
12.高分子M具有高透明度、极低的吸水率,广泛应用于光学镜头和医疗器械等领域,合成路径如图。下
列说法错误的是
定条件
乙烯
W
M
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A.若在W单体骨架上引入羟基,所得高分子的吸水率将增大
B.M的主链由碳碳单键连接构成,为线型高分子,具有热塑性
C.M中碳元素的质量分数随x增大而减小
D.若把W替换为
能生成高分子
【答案】C
【解析】
【详解】A.羟基属于亲水基团,在W单体骨架上引入羟基后,高分子的亲水性增强,吸水率将增大,A
正确:
B.M为乙烯和W的加聚产物,反应中双键打开形成碳碳单键连接的主链,属于线型高分子,具有热塑性,
B正确:
24
≈85.7%
上
C.乙烯单元的碳质量分数为28
W为多环烃,碳的质量分数高于乙烯,x增大时W的占比升
高,M中碳元素的质量分数随之增大,C错误;
D.替换后的单体含有碳碳双键,可与乙烯发生加聚反应生成题给高分子,D正确:
故选C。
13.一种耦合海水制盐与制氢的血-H,0(g)反应系统工作原理如图。下列说法错误的是
Zn
个气体X
电源
→气体Y
Zn
ZnO粉末
Zn
电
海水
水蒸气
极
极
(含Na、Cr等→
,盐(NaCI等)
KOH溶液
加热
Zm-H,O(g)反应装置
电解池
已知Zn0能溶于强碱:
ZnO+2KOH+H2O=K2Zn(OH)
A.Pt电极为阳极,发生氧化反应
B.电解池中Zm电极的电极反应式为[Zn(OH),]了'+2e=ZA+4OH
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C.左侧装置消耗的Zn由电解池提供,则每生成1ol气体X,电解池中理论上转移2ol电子
K
D.电解池工作时,溶液中的、向Pt电极区移动
【答案】D
【解析】
【分析】左侧Zn-H20(g)反应装置中,Zn和水蒸气加热发生反应:Zn+H20(g)=Zn0+H2,因此气
体X是H,生成的Z0溶于KOH得到K,[Zn(OH,】,送入有侧电解池实现Zn的再生,完成循环。
【详解】A.电解池中Zn电极要实
[Z(OH,广还原为Z,因此2电极为阴极,连接电源负极,则
电极连接电源正极,是阳极,阳极发生失电子的氧化反应,A正确:
B.电解池中Z电极为阴极,
Zn(OH)
在阴极得电子被还原为Zn,电极反应式为
[Zn(O川)4了+2e=Zn+40H,书写正确,B正确:
C.气体X
H,左侧反应生成1mlH,消耗1mo12m,电解池中生成1 mol理论上转移2ml电,子
C正确:
K
D.电解池中阳离子向阴极移动,Zn电极为阴极,故向Z电极区移动,而非Pt电极区,D错误:
故选D。
14电解质溶液的导电能力越强,电导率越大,BaC,04难溶于水。25℃时,用0.01mol-LNaHC,.04标
准溶液滴定10mLBa(OH)2溶液,测得溶液的相对电导率(μScm及pBapBa=-lgc(Ba2】随滴
入NaHC,0,标准溶液的体积P(NaHC,0,)的变化关系如图。已知:K(H,C,0,)-=5.6x10
K2(H2C204)=1.5×104
。下列说法正确的是
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pBa
兰)醫
b
0
10
20
30
40
V(NaHC2O4)/mL
pH=12
A.a点溶液
B.随若NaHC,O4标准溶液的加入.K,(BaC,O,)不断减小
C.c点溶液中存在:
c(Na*)+c(Ba2)=2 c(C2 )+c(HC2O)+c(H2C2O)
D.d点溶液中存在:c(Na)>c(C,O)>c(HC,O)>c(oHr))
【答案】D
【解析】
【分析】用NaHC,04滴定Ba(OH),两条曲线:电导率反映离子总浓度:pBa=-lgc(Ba2),钡离
子浓度越小,
pBa越大。1.a→b(0-10ml):Bat生成BaC,04沉淀,b点(10nml)Ba恰好沉
淀,溶质O1,离子减少,电导李快速下降,Bm
下降,
pBa
快速上升。2.b一→c(10-20mL):
Na0H和NaHC,0,反应生成Na,C,0,e点(20ml)哈好完全反应,溶质
a2C2O4
。稀释为主,电
pBa
导率缓慢下降;钡离子来自沉淀溶解平衡,
后半段基本不变。3.c→d(20-30L):继续滴加
NaHC,0,4点30nL)Na,C,0,与NaHC,0物质的量1,加入强电解频:离子增多.电导率园升:
pBa
保持平稳。
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【详解1A.a点是初始的10mLBa(OH2溶液,b点加入10mL0.O1mo1/LNaHC,O4时发生反应。
Ba(Ol,+NaHC,0,=BaC,0,+Na0H+H,0,说明初始Ba(OH,的浓度为0.01mol/L,电离出
的©(OH)=0.02moL,25℃时c(F)=5×10moL,pH≈12.3,大于12,A错误:
B.溶度积K,(BaC,0,)只与温度有关,温度不变,加入NaHC,04的过程中K甲保持不变,不会随试剂
加入不断减小,B错误:
C.根据物料守恒:含C微粒总物质的量:Dg(C,O)=0.2mmol,做粒分配:一部分在沉淀BaC,0,
中,一部分在溶液中。n装(C,0?)=0.2mmol-n(BaC,0,),同理对于Ba:
n装(Ba2“)=0.m-n(BaC,0,),两式相减得到:n装(C,O)-n(Ba2)=0.Immol,又因
为加入702moa,所以Na')=02mol,即AsC,o)s(Ba)-2n(Na),代入上式
并除以总体积,得到浓度关系
eCo)+euco+cH,Co,)-cBa")-(Na)整得:
2[c(C,O?)+c(HC,0)+c(H,C,0,】=c(Na)+2c(Ba2),选项中漏掉了c(Ba)前面的系数
2,C错误;
D.d点加入30 mLNaHC,0,可等效为体系中含等物质的量的Na,C,04和NaHC,0,:Na不水解,
浓度最大,由K:=1.5×10可算出C,0的水解常数K1*6.7x10”,水解程度运小于HC,0,的电
离程度,因此©(C,0)>c(HC,0,),溶液中OH仅来自C,O?和HC,0的微弱水解,滚度最小,最
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终离子浓度顺序为(Na)>c(C,O)>c(HC,0)>c(OH),D正确:
故选D。
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
Ti/PbO.
15.钛基二氧化铅(
)电极在电解工业和污水处理中应用广泛。以方铅矿为原料制
Pb02的工艺流
程如图甲:
稀硝酸试剂X
H2S
调pH
方铅矿
粉碎、浮选
→Pbs精矿→酸浸→除铁→除铜→调pH→电解>PbO,
Fe(OH)3
Cus
甲
已知:①PbS精矿中含有少量CuS、FeS杂质。
②常温下,
Kp(CuS)=1.0×1036Kp(PbS)=1.0×1028
回答下列问题:
(1)“粉碎、浮选”的目的是
(2)“酸浸”时的还原产物主要是NO,则PbS发生反应的化学方程式为
(3)“酸浸”时,金属离子浸出率随温度的变化如图乙。当温度高于40℃时,浸出率下降的主要原因是-
100
80
60
40
腿
20
01020304050T/C
乙
(4)“除铁”时,为不引入杂质离子,试剂X宜选用
(填化学式)。
(5)“除铁”后滤液中c(Pb“)=0.1m01-L,为确保铅元素不损失,理论上“除铜”后溶液中
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c(Cu2+)>
mol.L
(6)“电解”后制得
Pb0:晶体中实际上存在少量氧空位,化学式可表示为Pb0.(X<2),
其中含有
少量P62+
。若“电解”时每生成1mol
PbO
转移1.92mol电子,则该晶体中Pb2+与Pb“的物质的量之
比为
(T)“电解”完成后,钛基体表面紧密附着
b0,.以Ti/PbO,.
2为电极电解处理含CN的酸性废水时,
CN在阳极完全转化为无毒的C0?和N,则阳极反应式为
【答案】(1)
增大反应物接触面积,加快反应速率,提高浸出率(或富集硫化铅精矿)
(2)
3PbS+8HNO3=3Pb(NO3)2+3S↓+2N0个+4H20
(3)
温度过高会导致硝酸分解或挥发,使硝酸浓度降低
(4)
Pb0(或
Pb(OH)2或
PbC03、
(5)
1.0×109
(6)
1:24
(7)
2CN+4H,0-10e=2C0,↑+N2个+8H
【解析】
【分析】对方铅矿进行粉碎、浮选,富集得到PbS精矿,提升后续原料利用率:向PbS精矿中加入稀硝酸
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进行酸浸,将硫化物氧化溶解,分离出单质8,得到含Pb、Cu2、eFe2
的酸性浸出液:加入调
Fe(OH)3
pH试剂X除去铁元素,使铁转化为
沉淀分离;向除铁后的滤液中通入
进行除铜,使Cu24
H2S
转化为CuS沉淀分离,避免
沉淀损失:对除铜后的含Pb4
Pb2
滤液调节pH后进行电解,最终在钛基体
PbO2
表面得到目标产物
【小问1详解】
工业流程中,将固体原料“粉碎”的主要目的是增大反应物的接触面积,从而加快后续反应的速率,提高
原料的浸出率;“浮选”则是为了除去部分脉石等杂质,富集硫化铅(PbS)精矿。
【小问2详解】
“酸浸”时加入稀硝酸,PbS被氧化。已知还原产物主要是NO,根据流程图可知还有单质S
-2
0(失去
2e),N
+5
生成。反应中
元素化合价由
升高到
元素化合价由
降低
到
+2
3e
3:2
(得到
)。根据得失电子守恒,
PbS与NO
的化学计量数之比为
。结合原子
守恒配平化学方程式为:
3PbS+8HNO3=3Pb(NO3)2+3S↓+2NO个+4H,O
【小问3详解】
40C
“酸浸”使用的是稀硝酸,硝酸具有挥发性且受热易分解。当温度高于
时,硝酸大量挥发或
分解,导致溶液中硝酸的浓度显著降低,从而使金属离子的浸出率下降。
【小问4详解】
“除铁”的目的是通过调节溶液的
pH,使Fe
Fe(OH)3
转化为
沉淀除去。为了不引入新
X
H
Pb2+
的杂质离子,所加试剂
必须能消耗
且其阳离子只能是目标产物中的
。因此,试
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剂
X
宜选用合铅的碱性物质,如PbO、Pb(OH:或PbC0,。
【小问5详解】
“除铜”时加入
H,S
生成CuS沉淀。为确保铅元素不损失,即不能生成PbS沉淀,溶液
中必须满是c(Pb)c(S)≤K,(PbS。已知c(Pb2)=0.1mol-L,K,(PbS)=1.0x10
液中允许的最大硫离子浓度C(S)=。产=.0×10m01·L。此时溶液中。
0.1
度达到最小值,根据K,(CuS)=c(Cu2)c(S)=1.0xI0“,可
aC0X000'm.e液中cG>0xI0'ml.
得
【小问6详解】
“电解”过程是将Pb2+氧化为Pb“。设1 mol Pbe0,。
晶体中含有
amol
Pb2+
和
bmol Pb4+
。根据铅原子守恒有:a+h=l:生成Imol Pb”
2mol
需要转移
电子,
2b=1.92
b=0.96a=1-0.96=0.04
Pb2+
根据转移电子数守恒有:
。解得:
。
所以该晶体中
Pb4+
与
的物质的量之比为a:b=0.04:0.96=1:24
【小问7详解】
电解处理含
CN
的酸性废水时,
CN
在阳极发生氧化反应转化为
C0,和N.在CN
中,C为+2价,N为-3价;在产物中,C为+4价,N为0价。1mol
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1
CN
N2
转化为C02和
共失去5mol电子。结合酸性环境,用水分子提供氧原子,用氢
离子平衡电荷,配平后的阳极反应式为:
2CN+4H,0-10e=2C0,个+N2个+8H
16三氣甲磺酸钕[N(CF,S0,力,M,=591]常作路易斯酸催化剂,极易吸水,含水产物受热易水解。
实验室以无水NdCl和超强酸CFSO,H为原料制备无水Nd(CF,SO,。
CFSO,H
己知:
沸点为162℃,易溶于甲苯(沸点111C)、正丁醚(沸点142℃);正丁醚
CF,SO,H混合
会剧烈放热,生成的錡盐[(C,H,bOH町CE,SO受热易分解。
N
实验步骤:①组装仪器如图,然后向装置内持续通入干燥的高纯
2;向三颈烧瓶中加入0.010mol无水
NdCL粉末。
②通过仪器ā加入稍过量无水
CF,S0,H.85℃恒温搅拌2h,
③反应结束,冷却至室温。向反应液中加入过量正丁醚,析出固体,过滤,用正丁醚洗涤、真空干燥得粗
产品。
④将粗产品加入热甲苯中浸泡、煮沸,趁热过滤除去杂质,滤饼再次真空干燥,最终得到纯净的487g无
水Nd(CFSO,),」
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无水CaCl2
B
仪器a
干燥N2
无水NdCl粉末
搅拌子
NaOH溶液
C
A
回答下列问题:
CaCl,
(1)仪器ā相比于普通分液漏斗的优点是
一;装置B中无水
的作用是
(2)装置A中制备
Nd(CFsO,)3的化学方程式为
N,
(3)步骤①中持续通入2的目的有:一是排尽装置内空气,二是
(4)步骤③中加入正丁醚析出固体,为避免局部过热,可采取的操作是
(写1条)。
(5)步骤④中煮沸的主要目的是
(6)该制备实验的产率为
6(保留3位有效数字)。
【答案】(1)
①.平衡漏斗与烧瓶内的气压,使液体顺利滴下,且能保持体系密闭,防止外界水蒸气
进入;
②.防止装置C中的水蒸气进入装置A中导致产物水解:
(2)NdCl,+3CE,SO,H→Nd(CE,SO3),+3HCI↑:
(③)将反应生成的HC1气体吹出,促进反应正向进行,并使其被装置C完全吸收:
(4)缓慢滴加正丁醚并不断搅拌(或在冰水浴冷却下滴加正丁醚):
(5)使粗产品中混有的鎓盐受热分解,且分解生成的CF3SO3H和正丁醚均溶于甲苯中从而被除去:
(6)82.4
【解析】
【小问1详解】
仪器为恒压滴液漏斗,它通过连通管使漏斗内与三颈烧瓶内气压相等,可使液体顺利滴下;装置B中无
水CC吸水,防止装置C中的水蒸气进入装置A中导致产物水解:
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【小问2详解】
85°C
根据题目,装置A中制备Nd(CE,SO)的化学方程式为NdCL,+3CF,SO,H→Nd(CF,SO,),+3HCI个
【小问3详解】
根据实验原理可知,通氮气可以将反应生成的HCI气体吹出,促进反应正向进行,并使其被装置C完全吸
收:
【小问4详解】
根据题目,正丁醚与C℉SOH混合会剧烈放热,若局部温度过热可能导致生成的鎓盐受热易分解,为避免
此问题,可采取以下措施,缓慢加入正丁醚以控制滴加的速度,或用冰水浴冷却,降低反应的温度,或充
分搅拌散热:
【小问5详解】
因为CES0,H
点为162℃,甲苯的沸点111℃、正丁醚的沸点142℃,故煮沸的目的是使粗产品中混有
的鎓盐受热分解,从而除去分解生成的CF3SO3H和正丁醚:
【小问6详解】
根据反应方程式,0.01 mo NdCl,参与反应生成o.01 mo]Nd(CF,S0,乃,则该制备实验的产率为
4.87
×100%=82.4%
0.01×591
17.利用
C
CH
Ni/ZrO,
2催化加氢合成
是实现碳资源循环利用的有效途径,使用
催化剂可显著提高反
应的活性和抗积碳能力。相关反应如下:
C02(g)+4H2(g)=CH,(g)+2H,0(g)△H1=-165kJ·mol
C02(g)+H2(g)→C0(g)+H20(g)△H2=+41 kJ.mol
CO(g)+3H2(g)→CH4(g)+H2O(g)△H3
回答下列问题:
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(1)
△H3=
kJ.mol广1
1
(2)上述三个反应的lKK为平衡常数)随T(T为温度)的变化如图。其中代表反应I的曲线是
(填“a”“b”或“c”)。
n(H2)
(3)在相同温度和压强下,改变起始投料比n(C02)。
①随着x的增大,
C02(g)
的转化率将(填“增大”“减小”或“不变”)。
_c生(CH,)×10%
②随着x的增大,CH,(g)的选择性[CH,(g)选择性C转化(CO2)
提高,结合反应I和Ⅱ解释可
能的原因是。
(4)某温度下,向2L恒容密闭容器中充入
4molC0,(g)和7molH,g)发生反应1、Ⅱ。5mm时测得
和
cH,O)=l.5mol-L、CH,g)的选择性为50%,则0-5min内CH,)=一mol-Lmin,此
时反应Ⅱ的浓度商
0。=
(5)一定温度下,
NiZO2催
C0?甲烷化两条路径的关键基元反应活化能B(单位:kJ~m0)如表
(吸附态物种用*标记):
途径①:CO路径
途径②:甲酸盐路径
C02→C0'+0
CO2+→HC00
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E=148
C0→C+0
E=76
E=186
HCOO+H→HC(
H2→2H
E。=132
E=32
HCOOH+6H→d
C+4H→CH
分步加氢,各步
E。<110
分步加氢,各步
E<90
根据表中数据判断,
NiZ02催
C0?甲烷化主要遵循途径填“①”或“②”),理由是
【答案】(1)-206
(2)b
(3)
①.增大②.
H,分压增大对反应1平衡正向移动的推动作用更强,使转化为
CH,的C0:占总转化
C02的比例上升,
CH,选择性增大
(4)
①.0.1
②.0.75
(5)
①.②
②.途径②中决速步的活化能小于途径①中决速步的活化能,反应速率更快
【解析】
【小问1详解】
根据盖斯定律,反应II=反应I·反应Ⅱ,故
△H3=△H1-△H2=-165kJmo-41kJmo1=-206 kJ.mol1
【小问2详解】
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K=-△H,
1
+C
反应I和Ⅲ均为放热反应(△H<0),根据范特霍夫方程
RT,其nK随T的增大而增大,
△H
对应曲线a、b:反应Ⅱ为吸热反应,对应曲线c;反应III放出的热量多于反应I,即反应II的R更
大,斜率更大,故代表反应III的曲线是b:
【小问3详解】
0增大“即增大H,的比例,相当于增加反应物,的浓度,反应I和反应Π的平衡正向移动,
C02的转
化率增大;
②反应I
H,的化学计量数大于反应Ⅱ中H,的化学计量数,生成CH的反应I对H,的浓度变化比反应
Ⅱ更敏感,增大H,浓度,对反应I正向进行的促进程度更大,从而提高
CH4的选择性:
【小问4详解】
设反应I转化的
0,为amol,
反应Ⅱ转化的
0为bmol,
根据反应方程式,生成的
a
n(H,0)=2a+b=1.5mol.L×2L=3mol,CH4的选择性a+b
×100%=50%
,解得a=b=lmol,
8tmna)-=ml,a)厂K
,=0.1mol-L1.min'
;
5mim时,根据反应方程式可知,n(C0,)=4-l-1=2mol,n(4,)=7-4x1-1=2mol
n(C0)=1mol,n(H,0)=2+1=3mol,此时各物质的浓度分别为c(c0,)=lmol-L,
c(H2)=1mol.L c(CO)=0.5mol.L c(H2O)=1.5mol.L
。反应Ⅱ的浓度商
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Q。
c(Co)c(H,0)_0.5x15=0.75
c(C02)c(H2)1x1
【小问5详解】
186kJ.mol-
决定多步反应速率的是活化能最大的一步(决速步),途径①的最大活化能为
,途径②的最
132kJ.mol-
大活化能为
途径②的决速步活化能更小,反应速率更快,故主要遵循途径②。
18.氯雷他定常用于过敏性鼻炎、荨麻疹等的治疗,合成路线之一如图:
0
OH
CI
OEt MeNH2
EtO2C
CO2Et
CO,Et
NaOEt,EtOH
盐酸
NaBH
EtgN
甲苯
苯
Me
Me
Me
Me
Me
B
D
E
MgCl
H
Mg
C14HuN2CI
Me
HF,BF:
CICO,Et
乙醚
N
盐酸
甲苯
Me
G
N
氯雷他定
CH3
已知:①Et代表
C2H,Me代表
②RX+Mg乙醚RMgX(格氏试剂,X-C、B,D:
盐酸
③RMgX+R'CN
→R'COR。
回答下列问题:
(1)C中含氧官能团的名称为-
(2)E→F反应过程中还有2种气体(常温常压下)生成,该反应的化学方程式为
(3)下列说法正确的是
(填字母)。
a.A→B为加成反应
CH,COOH
b.B→C还有
生成
c.E能与NaOH溶液反应
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d,氯需他定分子4P、P杂化的碳原子数目之北为4
(4)H的结构简式为.
(5)E的同分异构体中,同时满足下列条件的有种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰
的结构简式为
①分子中含有2个N-H键:
②能发生银镜反应:
③含有手性碳原子:
④含氧官能团不直接连在手性碳原子上。
(6)参照上述合成路线,以溴苯和丙腈(
)为原料,设计合成
的路线(无机试
CH,CH,CN
剂任选)
【答案】(1)(酮)羰基、酯基
OH
(2)
N
Me
+SOCL,苯
Me
+S0,个+HC1个
(3)ad(4)
(5)
.16 CH;CH(NH2)C(CH )2CHO
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(6)
Br
-MgBr
CH.CH.CN→
盐酸
NaBH4>
【解析】
【分析】A与MNH发生加成反应生成B,B成环生成C,C一定条件生成D,D发生还原反应生成E,E
发生取代反应生成F,F和Mg反应生成格氏试剂G,G与氰基化合物在盐酸条件下反应生成酮M,M发生
加成成环反应再发生消去反应生成N,「一定条件下发生取代反应得到氯雷他定。
【小问1详解】
根据C的结构简式,C中含氧官能团的名称为酮羰基(羰基)、酯基:
【小问2详解】
观察E→F结构变化以及原子守恒,反应中有二氧化硫和氯化氢生成,可写出反应的化学方程式:
OH
Me
+S0CL,苯)
Me
,+SO,个+HC↑
【小问3详解】
a.根据分析,观察A→B的结构变化,MNH中的氮氢键断裂,与A中的碳碳双键发生加成反应,ā正确:
b.观察B→C的结构变化,B中一个酯基内部的碳氧单键断裂,形成乙醇并成环,b错误:
c.E中含有醇羟基和次氨基,不能与氢氧化钠溶液反应,没有能与氢氧化钠溶液反应的原子或原子团,c
错误;
d.根据氯雷他定的结构简式,饱和碳原子为p杂化,有8个:双键上的碳原子为p杂化,有14个,因
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此分子中p、sp
杂化的碳原子数目之比为7:4,d正确,
故答案选ad。
【小问4详解】
CN
由信息③,并比较G→M的结构变化,可知H为
【小问5详解】
有机物E含6C、1N、1O、1个不饱和度,存在2个N-H键,说明存在氨基,能发生银镜反应说明存在醛
基,存在手性碳原子,且醛基不直接连接在手性碳原子上。如果手性碳上既有氢原子,又有氨基,还可以
连接1个甲基和1个正丙基,再加入醛基,有4种结构:如果手性碳上既有氢原子,又有氨基,还可以连
接1个甲基和1个异丙基,再加入醛基,有3种结构:如果手性碳上既有氢原子,又有氨基,还可以连接2
个乙基,再加入醛基,有2种结构:如果手性碳上有氨基,没有氢原子,那还可以连接2个甲基和1个乙
基,再加入醛基,有1种结构:如果手性碳上有氢原子,没有氨基,那还可以连接2个甲基和1个乙基,
再加入醛基和氨基,采取“固一移二法”,有6种结构;因此一共有16种结构;其中核磁共振氢谱有5组
CHCH(NH,)C(CH),CHO
峰,表明有5种不同化学环境的氢原子,其结构简式为
【小问6详解】
MgBr
MgBr
溴苯和镁、乙醚反应生成格氏试剂
和丙腈反应生成
被NaBH4还原得到目标产物,具体过程为:
→
-MgBr
CHCH2CN
盐酸
NaBH4>
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OH
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秘密★启用前
高三年级学情调研
化学
注意事项:
1.答卷前,考生务必将自己的姓名、班级、考场号、座位号、考生号填写在答题卡上。
2.回答选择题时,选出每小题答案后,用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。回答非选择题时,将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3.考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
可能用到的相对原子质量:H-1 C-12
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. 中国茶文化源远流长,茶具的材质多种多样,蕴含着丰富的化学知识。下列茶具主要材质的分类错误的是
A.紫砂壶—无机非金属材料
B.玻璃公道杯—新型有机材料
C.不锈钢茶漏—金属材料
D.竹制茶盘—天然有机高分子材料
A. A B. B C. C D. D
2. 甲胺铅碘()在太阳能电池领域表现出优异的光电性能。下列有关化学用语表达错误的是
A. 甲基的电子式:
B. 中子数为78的碘核素:
C. 甲胺铅碘中N原子杂化轨道示意图:
D. 基态Pb原子的价层电子排布式:
3. 下列关于物质用途的说法错误的是
A. 碳酸钡可用作胃部X射线透视的“钡餐”
B. 碳酸氢钠可用作焙制糕点的膨松剂
C. 氧化铝可用作冶金工业的耐火材料
D. 硅胶可用作食品包装袋内的干燥剂
4. 德国化学家维勒发现无机化合物氰酸铵()通过加热可以直接转变为有机化合物尿素,打破了无机物与有机物的界限。下列说法错误的是
A. 氰酸铵与尿素互为同分异构体
B. 尿素在土壤中可通过自然固氮转化为植物能吸收的物质
C. 尿素可与甲醛发生缩聚反应制得脲醛树脂
D. 柴油车尾气处理液中含有尿素,其作用是将还原为无毒的
5. 下列实验操作符合规范的是
A.碱式滴定管排气泡
B.冲洗盛有废液的试管
C.向试管中滴加溶液
D.蒸馏时接收馏分
A. A B. B C. C D. D
6. 肼()是一种重要的化工原料,具有弱碱性和强还原性。下列说法正确的是
A. 肼分子中所有原子共平面
B. 含有键和键
C. 肼溶液呈弱碱性的原因:
D. 肼溶液与AgCl悬浊液反应生成的离子方程式:
7. 氮、硫元素的部分价—类二维图如图。下列说法错误的是
A. a、u分子中键角较大的是a
B. 常温下,等物质的量浓度的y、z水溶液的pH:
C. d与w在一定条件下可以发生氧化还原反应
D. 足量Cu与e的浓溶液反应完全时,消耗的还原剂与氧化剂物质的量之比为
8. 某阴离子可嵌入石墨烯层间调控其光电性能。已知X、Y、Z、W、M为五种原子序数依次增大的短周期主族元素,W是电负性最大的元素,X的最外层电子数是内层电子总数的2倍,M的最高正价为。下列说法正确的是
A. 简单氢化物的沸点:
B. 第一电离能:
C. 该阴离子内部存在键
D. 与的空间结构相同
9. 某同学设计以下实验,探究配位作用对铁的化合物氧化性的影响(忽略溶液体积变化)。已知:溶液呈黄色,黄色主要来源于水解产生的以及部分;能与形成极其稳定的无色配离子。
实验步骤如下:
①向溶液中滴加少量KI溶液,溶液变为深棕色。
②另取溶液加入适量NaF固体,振荡,溶液变为无色。
③向②的无色溶液中滴加与①等量的KI溶液,无明显现象。
④向③的溶液中滴加适量浓盐酸,溶液逐渐变为深棕色。
下列说法错误的是
A. ①中溶液变为深棕色,说明该条件下的氧化性强于
B. ②中溶液变为无色,说明与的配位能力强于、和
C. ③中无明显现象,是因为形成极大地降低了游离的浓度,使其氧化性减弱
D. ④中若用等浓度的NaCl溶液代替浓盐酸,也能观察到溶液逐渐变为深棕色
10. 某铁基超导材料的一种四方晶胞结构如图,晶胞参数为x pm、x pm、z pm,a原子的分数坐标为,b原子的分数坐标为。下列说法错误的是
A. c原子的分数坐标为
B. 该晶体的化学式为
C. b原子与c原子核间距为
D. 晶胞中每个Fe原子周围紧邻的As原子构成的空间结构为四面体
11. 海洋藻类中的钒依赖型溴过氧化物酶(VHPO)能高效催化氧化海水中的生成,其催化机理如图。已知VHPO中V的化合价为。下列说法错误的是
A. 反应过程中V的价态发生了变化
B. 过程①生成的钒过氧化物中间体中存在非极性键
C. VHPO中V-N键属于配位键
D. 总反应中每生成转移2 mol电子
12. 高分子M具有高透明度、极低的吸水率,广泛应用于光学镜头和医疗器械等领域,合成路径如图。下列说法错误的是
A. 若在W单体骨架上引入羟基,所得高分子的吸水率将增大
B. M的主链由碳碳单键连接构成,为线型高分子,具有热塑性
C. M中碳元素的质量分数随增大而减小
D. 若把W替换为,能生成高分子
13. 一种耦合海水制盐与制氢的反应系统工作原理如图。下列说法错误的是
已知ZnO能溶于强碱:。
A. Pt电极为阳极,发生氧化反应
B. 电解池中Zn电极的电极反应式为
C. 左侧装置消耗的Zn由电解池提供,则每生成1 mol气体X,电解池中理论上转移2 mol电子
D. 电解池工作时,溶液中的向Pt电极区移动
14. 电解质溶液的导电能力越强,电导率越大;难溶于水。25℃时,用标准溶液滴定10 mL 溶液,测得溶液的相对电导率()及随滴入标准溶液的体积的变化关系如图。已知:、。下列说法正确的是
A. a点溶液的
B. 随着标准溶液的加入,不断减小
C. c点溶液中存在:
D. d点溶液中存在:
二、非选择题:本题共4小题,共58分。
15. 钛基二氧化铅()电极在电解工业和污水处理中应用广泛。以方铅矿为原料制备的工艺流程如图甲:
已知:①PbS精矿中含有少量CuS、FeS杂质。
②常温下,,。
回答下列问题:
(1)“粉碎、浮选”的目的是________。
(2)“酸浸”时的还原产物主要是NO,则PbS发生反应的化学方程式为________。
(3)“酸浸”时,金属离子浸出率随温度的变化如图乙。当温度高于40℃时,浸出率下降的主要原因是________。
(4)“除铁”时,为不引入杂质离子,试剂X宜选用________(填化学式)。
(5)“除铁”后滤液中,为确保铅元素不损失,理论上“除铜”后溶液中________。
(6)“电解”后制得的晶体中实际上存在少量氧空位,化学式可表示为,其中含有少量。若“电解”时每生成1 mol 转移1.92 mol电子,则该晶体中与的物质的量之比为________。
(7)“电解”完成后,钛基体表面紧密附着。以为电极电解处理含的酸性废水时,在阳极完全转化为无毒的和,则阳极反应式为________。
16. 三氟甲磺酸钕[,]常作路易斯酸催化剂,极易吸水,含水产物受热易水解。实验室以无水和超强酸为原料制备无水。
已知:沸点为162℃,易溶于甲苯(沸点111℃)、正丁醚(沸点142℃);正丁醚与混合会剧烈放热,生成的鎓盐受热易分解。
实验步骤:①组装仪器如图,然后向装置内持续通入干燥的高纯;向三颈烧瓶中加入0.010 mol无水粉末。
②通过仪器a加入稍过量无水,85℃恒温搅拌2 h。
③反应结束,冷却至室温。向反应液中加入过量正丁醚,析出固体,过滤,用正丁醚洗涤、真空干燥得粗产品。
④将粗产品加入热甲苯中浸泡、煮沸,趁热过滤除去杂质,滤饼再次真空干燥,最终得到纯净的4.87 g无水。
回答下列问题:
(1)仪器a相比于普通分液漏斗的优点是________;装置B中无水的作用是________。
(2)装置A中制备的化学方程式为________。
(3)步骤①中持续通入的目的有:一是排尽装置内空气,二是________。
(4)步骤③中加入正丁醚析出固体,为避免局部过热,可采取的操作是________(写1条)。
(5)步骤④中煮沸的主要目的是________。
(6)该制备实验的产率为________%(保留3位有效数字)。
17. 利用催化加氢合成是实现碳资源循环利用的有效途径,使用催化剂可显著提高反应的活性和抗积碳能力。相关反应如下:
I.
II.
III.
回答下列问题:
(1)_______。
(2)上述三个反应的(K为平衡常数)随(T为温度)的变化如图。其中代表反应III的曲线是_______(填“a”“b”或“c”)。
(3)在相同温度和压强下,改变起始投料比。
①随着x的增大,的转化率将_______(填“增大”“减小”或“不变”)。
②随着x的增大,的选择性[选择性]提高,结合反应I和II解释可能的原因是_____________________。
(4)某温度下,向2 L恒容密闭容器中充入和发生反应I、II。5 min时测得、的选择性为50%,则0~5 min内_______,此时反应II的浓度商_______。
(5)一定温度下,催化甲烷化两条路径的关键基元反应活化能(单位:)如表(吸附态物种用*标记):
途径①:CO路径
途径②:甲酸盐路径
分步加氢,各步
分步加氢,各步
根据表中数据判断,催化甲烷化主要遵循途径_______(填“①”或“②”),理由是_____________________。
18. 氯雷他定常用于过敏性鼻炎、荨麻疹等的治疗,合成路线之一如图:
已知:①-Et代表,-Me代表;
②(格氏试剂,X=Cl、Br、I);
③RMgX+R′CNR′COR。
回答下列问题:
(1)C中含氧官能团的名称为_______。
(2)E→F反应过程中还有2种气体(常温常压下)生成,该反应的化学方程式为_____________________。
(3)下列说法正确的是_______(填字母)。
a.A→B为加成反应
b.B→C还有生成
c.E能与NaOH溶液反应
d.氯雷他定分子中、杂化的碳原子数目之比为
(4)H的结构简式为______________。
(5)E的同分异构体中,同时满足下列条件的有_______种(不考虑立体异构),其中核磁共振氢谱有5组峰的结构简式为______________。
①分子中含有2个N-H键;
②能发生银镜反应;
③含有手性碳原子;
④含氧官能团不直接连在手性碳原子上。
(6)参照上述合成路线,以溴苯和丙腈()为原料,设计合成的路线(无机试剂任选)___________________________________。
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